JP2001510137A5 - - Google Patents

Description

【特許請求の範囲】
【特許請求の範囲】
【請求項１】 クラッド領域に接触しかつ該クラッド領域に囲まれた中央コア領域を備えてなる耐水素性光導波路ファイバであって、
該コア領域および該クラッド領域の両方がシリカベースのガラスからなり、
前記ファイバが、気密コーティングを施すことなく６日間に亘る１％の水素雰囲気に露出した後に1530ｎｍで0.05ｄＢ／ｋｍ未満の減衰増加を示すことを特徴とするファイバ。
【請求項２】 前記ファイバが、６日間に亘る１％の水素雰囲気に露出した後に1530ｎｍで0.03ｄＢ／ｋｍ未満の減衰増加を示すことを特徴とする請求項１記載のファイバ。
【請求項３】 前記ファイバが、６日間に亘る１％の水素雰囲気に露出した後に1530ｎｍで0.01ｄＢ／ｋｍ未満の減衰増加を示すことを特徴とする請求項１記載のファイバ。
【請求項４】 耐水素性導波路ファイバの前駆体である処理されたスートプレフォームを製造する方法であって、
クラッド領域に接触しかつ該クラッド領域に囲まれた中央コア領域を備えてなるスートプレフォームを製造し、この製造工程の後に、
前記スートプレフォームを、800℃よりも高いが該スートプレフォームの焼結温度よりも低い温度に加熱し、酸素に対して過剰のＧｅＣｌ _４ ガスを前記スートプレフォームを通してあるいは前記スートプレフォームの周りに流動させ、
前記スートプレフォームを光ファイバを製造するファイバ線引き工程中に用いたときに、形成されたファイバが、６日間に亘る１％の水素雰囲気に露出した後に1530ｎｍで0.05ｄＢ／ｋｍ未満の減衰増加を示すように、前記スートプレフォームを処理するのに十分な時間に亘り、十分な温度で該スートプレフォームをＧｅＣｌ _４ ガスに露出する、
各工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項５】 前記露出工程において前記プレフォームの中央コア領域およびクラッド領域の両方が、シリカベースのスートからなることを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】 前記形成されたファイバが、６日間に亘る１％の水素雰囲気に露出した後に1530ｎｍで0.03ｄＢ／ｋｍ未満の減衰増加を示すことを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】 前記露出工程が、前記スートプレフォームを実質的に一定の温度に維持する工程を含むことを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項８】 前記プレフォームを焼結して、透明なガラス体を形成する工程を含むことを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項９】 前記透明なガラス体のシリカ層の上に追加のクラッドスート材料を提供して、線引きプレフォームを形成し、該線引きプレフォームから光導波路ファイバを線引きする各工程を含むことを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】 前記露出工程における前記スートプレフォームの周りまたはその中を通る全ＧｅＣｌ _４ ガス流が、100ｇのガラス当たり約0.2ｓｃｃｍ以上であることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項１１】 前記ガス流が、100ｇのガラス当たり約1.0ｓｃｃｍ以上であることを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】 前記露出工程の期間が、約0.5時間から約10時間までの範囲にあることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項１３】 前記露出工程における温度が約1250℃未満であることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項１４】 前記露出工程における温度が約1000℃から約1150℃までの範囲にあることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項１５】 前記コア領域が、シリカスートと共に堆積されるゲルマニアスートを含む領域からなることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項１６】 請求項４記載の方法を用いて作製された耐水素性光導波路。
【請求項１７】 クラッドガラス層に接触しかつ該クラッドガラス層に囲まれたコアガラス領域を備えてなる耐水素性光導波路ファイバであって、
該コアおよびクラッドガラスのそれぞれが屈折率分布を有し、前記コアガラス領域の少なくとも一部が、前記クラッドガラス層の少なくとも一部の屈折率よりも高い屈折率を有する光導波路ファイバにおいて、
前記コアガラス領域の少なくとも一部または該コアガラス領域に隣接する前記クラッドガラス領域の一部が、還元された金属種を含有することを特徴とする耐水素性光導波路ファイバ。
【請求項１８】 前記還元された金属種が、ＧｅおよびＳｉからなる群より選択されることを特徴とする請求項１７記載の耐水素性光導波路ファイバ。
【請求項１９】 前記還元された金属種がＧｅであり、前記導波路ファイバの軸に沿って向けられた240ｎｍの光の吸光度が、該光の半径位置が、該光が前記導波路ファイバのコアに隣接するクラッド層により吸収されるような位置であって、該コアの周辺部より５から10μｍまでの位置にある場合、約0.2／ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１７記載の耐水素性光導波路ファイバ。

ある好ましい実施の形態において、堆積方法は外付け気相成長法であり、ＧｅＣｌ_４またはＳｉＣｌ_４を用いて、心棒上にＧｅＯ_２ドープトＳｉＯ_２コア領域を堆積させる。好ましくは、この後に、少なくとも最小量のＳｉＯ_２クラッド領域の堆積を行う（所望であれば、追加のクラッドをここでまたは後の段階で堆積させてもよい）。次いで、この心棒を除去し、形成されたプレフォームを本発明にしたがって処理することができる。そのような実施の形態の一つにおいて、金属ハロゲン化物（例えば、ＧｅＣｌ_４）をそのスートプレフォームの周りに（そして、プレフォームを製造するのに心棒が用いられた場合には、心棒を除去することにより残された孔を通して）流動させる。ここに説明する新たな方法において、金属ハロゲン化物ガスは、好ましくは、酸素に対して過剰であることに留意されたい。このことは、乾燥工程において有利である、酸素に対する金属ハロゲン化物の比率が小さいこととは対照的である。

本発明の新たな方法のある実施の形態において、前記スートプレフォームを、約800℃よりも高いが、スートの固結または焼結温度よりも低い温度で加熱する。次いで、ガラス形成金属酸化物の前駆体である金属ハロゲン化物ガスを熱い多孔質スートを通してあるいはその周りに、好ましくは、100グラムのスートガラス当たり約0.2立方センチメートル毎分（ｓｃｃｍ）以上の流量で流動させる。従来技術において知られているように、これに続く加工段階は、スートを焼結して透明なガラス体を形成し、必要か所望であれば追加のオーバークラッドを加え、これを潰すかまたは焼結し、次いで、形成された線引きプレフォームから導波路ファイバを線引きする各工程を含むことができる。100ｇのスートガラス当たり約１ｓｃｃｍ以上の流量が好ましいが、0.2ｓｃｃｍ／100ｇほどの低い流量で、耐水素性を改良するのに効果的である。流量に上限を設ける加工上の理由は実質的にない。したがって、上限は、材料の費用および装置の能力により決定される。1.0ｓｃｃｍ／100ｇの流量は、スートプレフォームを乾燥させ、焼結するのに用いられる装置の能力内に十分ある。

代わりの実施の形態において、スート堆積工程を用い、スート堆積中に金属ハロゲン化物前駆体（ＧｅＣｌ_４）を用い、反応容器中で理論量未満の酸素を用いることにより、同一の効果を達成することができる。このようにして、適切な量の還元ＧｅをＧｅＯ_２ドープトコアの外側に供給することができる。

スートプレフォームは、好ましくは、水素に対する感受性が減少したファイバ、例えば、６日間に亘り１％の水素雰囲気に露出した後に1530ｎｍでの0.05ｄＢ／ｋｍ未満の減少した減衰増加、より好ましくは、６日間に亘り１％の水素雰囲気に露出した後に1530ｎｍでの0.03ｄＢ／ｋｍ未満の減少した減衰増加、最も好ましくは、６日間に亘り１％の水素雰囲気に露出した後に1530ｎｍでの0.01ｄＢ／ｋｍ未満の減少した減衰増加を示すファイバが形成されるのに十分な時間と温度で金属ハロゲン化物ガスに露出される。水素に対する感受性が減少したそのようなファイバを、そのファイバに気密コーティングを施す必要なく製造できるという事実は、以前のファイバと比較して並外れた利点である。スートプレフォームの断面を示す図２は、コアスート11および隣接するクラッドスート層12を示している。コアおよびクラッドスートから構成されたこの多孔質体は、炉内で加熱され、金属ハロゲン化物ガス流中に浸漬される。金属ハロゲン化物ガスによる処理が一旦完了したら、そのスートプレフォームを焼結して、ガラス体を形成し、クラッドガラスの追加の層14を施してもよい。典型的に、余計なクラッド層は、焼結されたプレフォームの上にスリーブ状に形成されるかまたは堆積される。形成された線引きプレフォームが図３に示されており、この図は、コア領域11、隣接するクラッド層12および外側クラッド層14を示している。

前記シリカ層の三つの部分での240ｎｍの光の吸収を測定して、その中に含まれる還元Ｇｅの量を推定した。測定値は：
コア領域とクラッド層との界面近く − 0.27；
コア−クラッド界面からクラッドへ0.75ｍｍ外側 − 0.09；および
コア−クラッド界面からクラッドへ1.25ｍｍ外側 − 0.03。
これらの読取り値は、コア領域からのＧｅの拡散が、コア領域から数ミリメートルでは感知できないことを示している。

前と同様にシリカ層における三つの部分での240ｎｍの光の吸収を測定して、その中に含まれる還元Ｇｅの量を推定した。測定値は：
コア領域とクラッド層との界面近く − 2.1；
コア−クラッド界面からクラッドへ0.75ｍｍ外側 − 1.8；および
コア−クラッド界面からクラッドへ1.25ｍｍ外側 − 1.2。
このことは、追加のＧｅが、金属ハロゲン化物ガス処理プレフォーム中に取り込まれたことを示している。