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KR100688631B1 - 기판 튜브 및 광섬유용 예비성형체 제조방법 - Google Patents

기판 튜브 및 광섬유용 예비성형체 제조방법 Download PDF

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KR100688631B1
KR100688631B1 KR1020027012687A KR20027012687A KR100688631B1 KR 100688631 B1 KR100688631 B1 KR 100688631B1 KR 1020027012687 A KR1020027012687 A KR 1020027012687A KR 20027012687 A KR20027012687 A KR 20027012687A KR 100688631 B1 KR100688631 B1 KR 100688631B1
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샤퍼하트비크
트레버노버트
훔바흐올리버
하켄우웨
자블로노위스키도날드파울
Original Assignee
헤라에우스 테네보 게엠베하
피텔 유.에스.에이. 코포레이션
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Abstract

광데이타전송기술을 위한 광섬유용 예비성형체를 생산하는 종래의 공정을 기초로 하여, 복잡한 굴절율 분포의 예비성형체 제조공정의 생산성이 그 방사방향으로 다른 도핑을 나타내는 석영유리 기판튜브를 제공하고, 합성석영유리로 만들어진 코어유리를 상기 기판튜브내로 인입시키고 그리고 쟈켓튜브로 상기 기판튜브를 카버함으로써 개선될 수 있다. 이를 위해 적합한 기판튜브는 또한, 그 내부증착동안이나 로드-인-튜브 기술에서 코어유리로드를 위하여, 상기 예비성형체의 생산을 위해 보다 적은 코어유리재료를 요구한다. 상기 공정과 관련하여 본 발명에서는, 다공성 튜브형상 SiO2 블랭크의 유리화에 의해 얻어진 기판튜브가 사용되고, 상기 기판튜브에는 상기 유리화전에 석영유리의 굴절율을 증가시키는 제1도핑제를 상기 SiO2 블랭크의 제1방사상부에 첨가함으로써 제조되는 코어유리층이 제공되어 있다. 본 발명에 따른 상기 기판튜브는 다른 도핑을 갖는 방사방향 영역을 가지며, 이에의해, 적어도 굴절율 1.459를 갖는 코어유리층을 인입시킨다.
예비성형체, 기판튜브, 유리화, 석영유리, 광섬유

Description

기판 튜브 및 광섬유용 예비성형체 제조방법{SUBSTRATE TUBE AND PROCESS FOR PRODUCING A PREFORM FOR AN OPTICAL FIBER}
본 발명은, 그 방사상 진행방향으로 다른 도핑제를 갖는 석영유리로된 기판튜브를 제공하고, 합성석영유리로된 코어유리를 인입시키며, 그리고 쟈켓튜브로 상기 기판튜브를 둘러싸는 광데이타전송기술을 위한 광섬유용 예비성형체를 제조하는 공정에 관한 것이다.
또한 본 발명은 광테이타전송기술을 위한 광섬유용 예비성형체를 제조할 수 있는 석영유리로된 기판튜브에 관한 것으로, 상기 예비성형체는, 적어도 그 일부 영역이 방사방향으로 다른 도핑제를 갖는 기판튜브 형태로 제공되어지는 맨틀영역에 의해 둘러싸여진 코어유리를 포함하여 구성된다.
일반적으로 광섬유용 예비성형체는 보다 낮은 굴절율을 갖는 재료의 클래딩에 의해 둘러싸여진 코어를 가진다. 합성석영유리로부터 상기 예비성형체 코어를 생산하는 선행하는 공정으로는 VAD(기상축 증착법), OVD(외부 기상증착법), MCVD(개조된 화학증착법), 및 PCVD(플라즈마 화학증착법)라 불리우는 것들이 있다. 이러한 모든 공정에 있어서, 상기 코어는 SiO2 입자들이 상기 기판상에 증착되어 유리화 됨으로써 생산되어진다. 상기 코어의 증착은 상기 VAD 및 OVD공정에서는 외부로부터 기판상으로 일어나며, 상기 MCVD 및 PCVD공정에서는 소위 기판상튜브의 내부상에 일어난다. 상기 기판튜브는 광학적으로 활성인 클래딩 또는 그 일부를 형성할 수도 있다. 그 섬유디자인에 따라서, 상기 기판튜브는 도프되거나 또는 비도프된 석영유리로 이루어진다. 또한, 예비성형체의 생산은 소위 로드-앤드-튜브 어프로치 (rod-and-tube approach)에 따름이 알려져 있는데, 여기에서는 코어유리로 만들어진 로드(rod)를 쟈켓튜브내로 인입한후 융해시킨다. 광섬유는 상기 예비성형체를 신장함으로써 얻어진다.
상기 공정에 따라, 상기 클래딩유리는 별개의 공정(OVD, MCVD, 플라즈마공정, 로드-앤드-튜브공정)으로 생산되며, 또한 소위 VAD공정에서 통상적인 바와 같이 상기 클래딩유리와 코어유리가 동시에 생산되기도 한다. 코어유리와 클래딩유리사이의 굴절율 차이(differential)는 적절한 도핑제를 첨가함으로써 조정된다. F와 B이 굴절율을 낮추는데 반하여, 다수의 도핑제, 특히 Ge, P 및 Ti는 상기 굴절율을 증가시킴이 알려져 있다.
단순한 광섬유 디자인에 있어서, 제1굴절율을 갖는 석영유리로 만들어진 상기 코어는 보다 낮은 제2굴절율을 갖는 석영유리로 만들어진 맨틀에 의해 둘러싸여져 있다. 그러나 광섬유의 최적화과정, 특히, 여러 주파수대의 동시전송과 높은 전송속도에 있어서, 실질적으로 보다 복잡한 굴절율 분포를 갖는 섬유 디자인들이 개발되고 있다. 예를 들면, EP-A1 785,448에는 소위 편광모드분산(polarization mode dispersion)을 감소시키도록 "더블 코어 + 더블 클래딩"라 불리우는 섬유 디자인을 갖는 석영유리로 이루어진 광섬유를 제시하고 있다.
성형체와 초기에 기술된 종류에 적합한 기판튜브를 생산하는 공정을 EP-A2 4734,237로부터 알 수 있다. 여기에서는 "디프레스트-클래드-타입(depressed-clad-type)"이라 불리우는 싱글모드 광섬유 생산을 제시하고 있다. 이러한 섬유를 위한 예비성형체는 내부증착(MCVD공정)에 의해 생산되어 진다. 이를 위하여, F-도프된 석영유리로된 내부-클래딩유리층이 기판튜브의 내벽상에 먼저 증착되고, 이어, Ge-도프된 석영유리로된 코어유리층이 증착된다. 여기에서 사용된 석영유리 튜브는 그 벽 두께를 따라 F 도핑레벨을 달리하는 영역을 가질 수 있다. 상기와 같이 그 내부가 코팅된 튜브는 컬랩스(collapse)되고, 후속하여 쟈켓유리로 만들어진 소위 "쟈켓튜브"로 둘러싸여져 예비성형체를 형성하는 것이다.
비록 분산-이동된(dispersion-shifted) 또는 소위 분산-상쇄하는 광섬유가 상기 알려진 방법들에 의해 그 생산이 가능하지만, 상기 알려진 기판튜브에 다수의 내층을 형성할 필요가 있다.
상기 MCVD증착과정에서, 층들의 수와 그 두께의 증가는 그에 대응하여 상기 기판튜브의 내부직경 감소를 유발하고, 이에의해 상기 내부표면의 감소를 초래한다. 따라서 상기 증착의 유효성이 그 공정의 진행동안 감소한다. 이점은 그 내부직경을 증가시킴으로써 단지 제한된 범위로만 상쇄할 수 있는데, 이는 상기 증착에 필요한 온도가 대개는 외부가열에 의해 얻어지기 때문이다. 그러나 상기 기판튜브의 내부직경 또는 벽두께의 증가는, 그 기판튜브의 내부면에 증착조건을 유지하기 위해 외부온도의 증가를 요구한다. 그러나 이는 상기 기판튜브의 연화 및 소성변 형때문에 제한이 있다. 더욱이, 두꺼운 벽 또는 큰 기판튜브를 가지며, 두꺼운 내층을 가진 경우에는 상기 컬랩스가 현저하게 어렵게 된다.
따라서 본 발명은, 높은 생산성으로 복잡한 굴절율분포를 갖는 예비성형체를 생산할 수 있는 효과적이고 경제적인 예비성형체 제조공정과, 또한 상기 내부증착공정에서나 또는 상기 로드-인-튜브공정에서의 코어유리로드에서 보다 적은 코어유리재료가 필요한 상기 예비성형체 제조에 적합한 기판튜브를 제공함을 그 목적으로 한다.
상기 공정의 면에서 본 발명의 목적은, 상술한 종래공정에서, 코어유리층이 제공된 튜브형상 다공성 SiO2 블랭크의 유리화에 의해 얻어지는 기판튜브가 사용되고, 상기 코어유리층은 상기 유리화이전에 석영유리의 굴절율을 증가시키는 제1도핑제를 상기 SiO2 블랭크의 제1 방사부분에 첨가하여 제조됨으로써 달성된다.
상기 공정에서 사용되는 기판튜브는 코어유리층을 포함하여 구성된다. 이는 상기 기판튜브의 전체 벽두께의 방사상부분, 두께를 가지며 상기 기판튜브의 외부 방사상 방향으로 신장하는 예를들면, 환상의 단면을 갖는 거의 실린더형 부분이 있음을 의미하며, 이 부분은 석영유리의 굴절율을 증가시키는 도핑제를 포함하고 있다. 이러한 도핑제는 예를들면, Ge, P, Cl, Er 또는 Ti을 포함한다. 그러므로 상기 코어유리층의 굴절율은 통상적으로 비도프된 석영유리의 굴절율보다 높다. 비도프된 석영유리의 굴절율은 파장 589.3nm에서의 측정(나트륨 기체램프의 D라인)에서 nD=1.4586과 1.4589사이에 있는 것으로 문헌에 나타나 있다. 상기 기판튜브는 하나 또는 다수의 코어유리층을 가질 수 있다. 상기 코어유리층 이외에, 그 도핑에 있어서 상기 코어유리층과 다른 적어도 하나의 추가적인 층이 제공된다. 따라서 그 벽두께를 가로질러 바라볼때, 상기 기판튜브는 다른 도핑을 갖는 다수의 층을 가진다. 이러한 층들은 예컨데 다수의 다르게 도프된 튜브들을 함께 결합하거나 또는 상기 석영유리의 표면상에 유리층을 증착시킴으로써 생산되는 것이 아니라, 상기 다공성 블랭크의 제조중 또는 상기 다공성 블랭크에 대한 후속처리중에 직접적으로 생산되어 진다. 상기 기판튜브는 상기 SiO2 블랭크의 유리화에 의해 얻어진다.
상기 코어유리층은 유리화전에 석영유리의 굴절율을 증가시키는 제1도핑제가 첨가되어지는 상기 다공성 블랭크의 방사상 부분으로부터 생긴다. 상기 SiO2 블랭크는 흔히 실리콘함유 화합물에 대한 화염 가수분해 및 소위 "스놋공정(snoot process)"에 따라 기판상에 SiO2 입자들을 증착시킴으로써 생산된다. 상기 다공성 SiO2 블랭크의 유리화는 -소위 직접 유리화와는 대조적으로- 별개의 소결공정에서 달성된다. 그 다공성때문에, 상기 SiO2 블랭크는 유리화이전에, 예를들면 세정, 건조 또는 부가적인 도핑을 위하여 쉽게 처리된다. 상기 SiO2 블랭크에 대한 건조는 낮은 OH농도(OH-content)를 갖는 코어유리층의 제조를 가능하게 한다.
선택된 부분을 도핑하는 대신에, 상기 SiO2 블랭크는 또한 먼저 그 전체벽 두께에 걸쳐서 균일하게 분포된 상기 제1도핑제를 가질 수 있으며, 이에 의해, 이 후 공정단계에서 상기 제1도핑제는 방사상 부분으로부터 적어도 부분적으로 제거되며, 또한 상기 제1도핑제에 의해 초래된 굴절율 증가는 제2도핑제에 의해 전체적으로 또는 부분적으로 상쇄되거나, 또는 심지어 과도하게 상쇄된다. 코어유리층내의 상기 도핑제의 분포는 균일하나, 이는 또한 구배, 최대 또는 최소를 가질 수도 있다.
상기 유리화된 블랭크에 대한 화학적이거나 기계적인 후속처리는 상기 기판튜브의 사전설정된 표면품질이나 형상을 세트하기 위해 실시하는데, 예를들면, 상기 표면을 에칭 또는 연마하는 것 뿐만 아니라 소망하는 최종치수로 신장하는 것을 들 수 있다. 상기 잔류하는 코어유리가 상기 기판튜브내에서 내부증착(MCVD 또는 PCVD)에 의해 만들어지는 경우, 내부증착이후 야기되는 상기 기판튜브와 코어유리와의 결합체는 컬랩스된다. 동시에 소위 쟈켓튜브형태의 추가적인 클래딩유리가 첨가될 수 있으며 상기 광섬유가 인출될 수 있다. 상기 잔류하는 코어유리가 코아유리 로드형태로 상기 기판튜브에 첨가되는 경우, 그에따른 기판튜브와 코어유리 로드와의 결과적인 결합체는 함께 융해되고, 이에 의해 추가적인 클래딩유리가 외부튜브(쟈켓튜브)의 형태로 첨가될 수 있다. 상기 기판튜브가 이미 적정한 치수를 가지고 있다면, 추가적인 쟈켓은 필요하지 않을 것이다.
본 발명에 따라 만들어진 예비성형체로부터 데이타 전송을 위한 광섬유가 얻어질 수 있는데, 여기에서 상기 코어유리층이 광전송(light transmission)에 기여한다. 적어도 하나의 코어유리층이 흔히 복잡한 굴절율 분포의 일부를 이루고 있다. 알려진 공정에서 상기 코어유리층 자체가 제조되어야 생산되는 기판튜브에 의 해 상기 예비성형체의 정도부분이 제공된다. 상기 기판튜브 자체는 보다 경제적이고 생산적인 OVD공정에 의해 생산될 수 있다. 본 발명에서는 보다 생산적인 제조방법에 의해 광섬유를 구성하는 코어영역에 대한 값비싸고 낮은 효율의 생산공정을 대체한다. 예를 들면, 상기 MCVD공정에서 기판튜브에 의해 제공된 코어유리층을 상기 기판튜브에 대한 내부코팅으로 추가적으로 생산되어야 했었다. 상기 증착의 효율과 관련한 상술한 불이익을 받아들일 수 있다면, 상기 내부층들의 수와 그 두께를 대응하여 증가시킬 수 있었던 것이다. 대조적으로, 본 발명의 공정에서는, 상기 광전송층(light transmitting layer) 일부가 상기 기판튜브에 의해 제공된다. 이러한 방법에서는, 복잡한 굴절율을 갖는 큰부피의 예비성형체를 생산적이고 효과적으으로 생산하는 것이 가능하다. 상기 기판튜브에 의해 제공되는 코어유리층은 빛의 전송에 기여하며, 따라서 상기 광섬유의 코어영역에 속한다. 따라서 첨가되어질 추가적인 코어유리의 양이 감소되는데, 본 발명에서 "코어유리"란 상기 코어영역을 채우는데 필요한 석영유리물질을 나타낸다. 본 발명에 따른 공정은 일차적으로 싱글-모드 (single-mode)섬유의 생산에 적합할뿐만 아니라 또한 다중-모드 섬유의 생산에도 적합하다.
상기 공정의 바람직한 실시예로서, 상기 다공성 SiO2 블랭크는 실리콘화합물의 화염 가수분해와 캐리어(carrier)상에서의 SiO2 입자들의 증착으로써 형성되며, 이에의해 상기 제1도핑제는 상기 증착중 첨가된다. 이 경우, 상기 기판튜브는- 상기 코어유리층을 포함하여- 상기 OVD공정으로 생산된다. 상기 제1도핑제의 첨가는 상기 SiO2 입자들의 증착동안 상기 도핑제를 실리콘화합물과 같은 화합물형태로 첨가하거나, 또는 제1도핑제를 함유하는 분위기를 유지함으로써 일어난다. 상기 SiO2 블랭크의 벽두께를 따라 굴절율의 비균일한 분포는 상기 도핑제의 유효농도 시간이나 온도를 변화시키거나, 후속하여 상기 SiO2 블랭크 부분에서 상기 제1도핑제를 제거하거나, 또는 다른 도핑제를 사용하여 부분적으로 상쇄시킴으로써 달성될 수 있다.
상기 코어유리는 로드-인-튜브방법이나 내부증착(MCVD 및 PCVD)에 의해 상기 기판튜브내로 인입될 수 있으며, 여기에서 후자의 방법이 바람직한데, 이는 특히, 고순도의 낮은-OH 내부층의 생산을 단순화할 수 있기 때문이다.
증착후 유리화전에 상기 다공성 SiO2 블랭크의 적어도 하나의 제2 방사상부분을 석영유리의 굴절율을 변화시키는 제2도핑제로 도프하는 공정이 특히 효과적이다. 상기 제2도핑제는 상기 SiO2 블랭크의 두께를 따라 균일하게 분포될 수 있다. 상기 제2도핑제의 이러한 분포는 상기 SiO2 블랭크를 제2도핑제를 함유하는 액체에 침지시키거나 가스상 확산으로 특히 간단하고 경제적으로 현실화될 수 있다. 이것은 복잡한 굴절율의 형성을 촉진시킨다. 유리화이후, 상기 코어유리층은 제1도핑제와 제2도핑제의 혼합물을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제2방사상 영역에 대한 도핑은 상기 SiO2 블랭크에 대한 가열에 의해 유익하게 발생하는데, 여기에서 SiO2 블랭크는 상기 제2도핑제를 함유하는 분위기 에 노출되어 있다. 이러한 공정(이하, "기상도핑공정[gas phase doping process]"이라 한다) 특별히 상기 SiO2 블랭크를 제2도핑제로 효율적이고 균일하게 도핑하게 하는 것을 가능하게 한다.
불소는 상기 제2도핑제로서 바람직하게 사용된다. 불소는 석영유리의 굴절율을 감소시킨다. 불소로 상기 다공성 SiO2 블랭크 또는 그 방사상 영역중 하나에 도핑하는 것은 복잡한 굴절율 분포를 갖는 기판튜브의 제조를 단순화한다. 따라서, 기판튜브의 유리화후에는 석영유리 보다 더 낮은 굴절율을 갖는 클래드층을 얻을 수 있다. 이러한 기판튜브는 분산상쇄 단일모드 광섬유(dispersion-compensating single mode optical fiber)(소위 DC 섬유)의 제조에 특히 유용하다. 이러한 섬유의 굴절율분포(refractive index profile)는 일반적으로 낮은 굴절율을 갖는 영역과 높은 굴절율을 갖는 영역을 포함한다. 종래의 방법과 비교하면, 본 발명에 따라 상기 방법을 적용하는 이러한 섬유들의 제조는, 실질적으로 효과적이고 간단하여 두 영역은 전체적으로 또는 적어도 부분적으로 기판튜브로서 유용하게 만들어 질 수 있다.
바람직하게는, 게르마늄 함유 화합물(chemical compound)은 제1도핑제로서 사용된다. 게르마늄은 석영유리내에서 산화게르마늄, GeO2의 형태로 존재한다. 산화게르마늄은 그 전송특성에 의해 적외선 스펙트럼내에서 광파(light waves) 전송에 특히 적합하다.
코어유리층의 굴절율 조정은 1.4593에서 1.490의 범위내에서 유용하게 나타 난다. 특히 약 1550nm 전송파장에서 광대역 모달 필드 밴드(broad modal field band)을 갖는 광섬유의 경제적이고도 효과적인 제조를 특히 가능하게 한다. 코어 유리층에 의해 형성되는 것은 상기한 범위내에서 굴절율을 갖는 기판튜브의 방사상의 부분(radial portion)이다. 굴절율은 코어유리 층의 전체 두께에 걸쳐서 동일할 수 있지만, 또한 어떤 코스(course)를 선택할 수 있다.
기판튜브에 관한한, 기판튜브가 적어도 1.459의 굴절율을 갖는 코어유리층을 포함한다는 점에서 상기 목적은 초기에 설명된 기판튜브의 조건으로 달성될 수 있다.
기판튜브는 코어유리층을 포함한다. 이것에 의해 기판튜브의 전체 벽두께의 방사상의 부분은 적어도 1.459의 굴절율을 갖는다. 589.3mm의 파장에서 측정된 굴절율은 1.485와 1.4589사이에 있는 것으로 문헌에 나타난 미도프된 석영유리의 굴절율 보다 높다. 기판튜브는 하나 이상의 코어유리층을 가질 수 있다. 게다가 도프에 의해 상기 코어유리층과는 다른 코어유리층이 적어도 하나의 부가층에 제공된다. 그 벽두께를 가로질러 보면, 기판튜브는 다르게 도프처리된 여러층을 갖는다. 이들층들은 예를 들어 여러 다르게 도프처리된 튜브의 결합이나 석영유리 튜브의 표면상에 유리층의 증착에 의해 만들어지지 않으며, 대신에 다공성 SiO2 블랭크의 제조중에 또는 후속하는 처리중에 직접적으로 얻어진다. 기판튜브는 상술한 바와 같이, 실리콘 함유 화합물의 화염 가수분해(flame hydrolysis)와 소위 "슛 프로세스(soot process)"에 따라 기판상에 SiO2 증착에 의해 제조되는 SiO2 블랭크의 유리 화를 통해 얻어진다. 다공성 SiO2 블랭크의 유리화는 "소위 직접 유리화(direct vitrification)"와는 대조적으로 개별적인 소결공정에서 일어난다.
기판튜브를 사용하여 만든 예비성형체로부터 얻어진 광섬유에서, 코어유리층은 일반적으로 복잡한 굴절율 분포의 일부분으로서 빛의 전송에 기여한다. 그 결과, 상기 예비성형체 영역은 상기 기판튜브에 의해 제조되는데, 이와는 달리 종래기술에서는 코어유리의 제조중에 막대한 비용으로 이를 제조하였다. 이것은 복잡한 굴절율 분포를 갖는 대용량의 예비성형체의 효과적인 제조를 가능하게 한다. 기판튜브는 더 경제적이고 더 생산적인 OVD 프로세스에 의해 제조될 수 있다. 이 경우에 기판튜브에 의해 제공되는 코어유리층은 빛의 전송에 기여하고 이와 관련하여 광섬유의 코어영역에 속하다. 따라서 추가적으로 더해지는 코어유리량이 줄어든다.
본 발명의 기판튜브는 광단일모드 섬유와 다중모드 섬유(multi-mode fibers)용 예비성형체의 제조에 사용될 수 있다. 하여튼 코어유리는 기판튜브내로 인입된다. 이것은 통상적으로 MCVD 또는 PCVD공정에 따라 기판튜브의 내벽상에 석영유리층을 증착하고 후속하여 그 내측이 코팅된 기판튜브가 컬랩스함으로써 일어난다. 본 발명의 기판튜브는 또한 로드-인-튜브 기술(rod-in-tube technique)에 의한 예비성형체의 제조에 적합하다. 화학적이거나 기계적인 처리가 소망하는 표면품질이나 형태를 조절함에 필요할 수 있는데, 예를 들면, 그 표면을 에칭 및 연마하거나 소망되는 최종치수로 기판튜브를 신장할 수 있다.
본 발명의 예비성형체의 제조와 관련하여 앞서의 상세한 설명이 중요하다.
바람직하게는, 상기 코어유리층이 상기 예비성형체의 코어유리에 인접하게 제공된다. 여기에서, 상기 예비성형체의 광전송영역의 실질적인 부분은 기판튜브에 의해 제공되는데, 이에 의해, 상기 코어유리층은 균일하게 도프된 중심코어유리영역의 일부분이나 복잡한 굴절율 분포의 일부분을 형성할 수 있다. 어떤 경우라도, 상기 코어유리층과 인접한 상기 코어유리의 굴절율은 동일할 수도 다를 수도 있다.
만일 기판튜브가 불소 도프된 석영 유리로 만들어진 클래드 유리층을 포함하면 특히 유용하다는 것을 알 수 있다. 이러한 기판튜브는 특히 분산상쇄 단일 보드 광섬유(소위 DC 섬유)의 제조에 적합하다. 이러한 섬유의 굴절율 분포는 일반적으로 낮은 굴절율을 갖는 영역과 높은 굴절율을 갖는 영역을 가진다. 종래의 제조방법과 비교하면, 본 발명에 따른 상기 방법에 의해 이러한 섬유들의 제조는, 상기 기판튜브에 의해 양영역이 완전하게 구비되거나 적어도 부분적으로 구비됨으로써 특히 효과적이고 간단하다.
바람직하게는, 코어 유리층은 게르마늄을 포함한다. 게르마늄은 코어 유리내에서 GeO2의 형태로 존재하여 석영 유리의 굴절율을 증가시킨다. 그것의 전송특성에 의해, 적외선 스펙트럼에서 광파의 전송에 특히 적합하다.
1.4593에서 1.490의 범위내에 굴절율을 갖는 코어 유리가 바람직함을 알 수 있다. 이러한 종류의 기판튜브는 약 1550nm 전송파장에서 광대역 모드 필드 범위(mode field range)을 갖는 광섬유의 경제적이고도 효과적인 제조를 가능하게 한다. 상기 굴절율이 상기 코어유리층의 전체 두께에 걸쳐 동일하든지 아니면 다른 코스를 가지든지에 상관없이, 상기 범위의 굴절율에 포함되는 코어유리층에 의해 상기 기판튜브의 방사상 부분(radial portion)이 되는 것을 의미한다.
만일 상기 코어유리층의 히드록시 이온(hydroxyl ion) 농도가 중량비로 최대 1ppm이면, 본 발명의 기판튜브를 사용하여 제조된 섬유의 적외선 파장 영역에서 낮은 손실과 관련하여 특히 바람직하다. 히드록시 그룹은 적외선 파장영역에서 흡수효과를 가지기 때문에, 낮은 OH농도는 이러한 파장영역에서 큰값이 저손실로 되는 광섬유에서 특히 중요하다. 이것은 예컨데, 약 1310nm, 약 1550nm의 전송파장이나 광데이타전송기술에 사용되는 바와 같은 파장범위내에서 적용된다.
특히 본 발명에 따르는 기판튜브에 대해 충분히 입증된 실시예의 하나는 확산차단층(diffusion blocking layer)이 코어유리층에 인접하여 제공되는 것이다. 상기 확산차단층은 도핑제 함유 가스분위기에서 상기 다공성 SiO2블랭크의 후처리중에 상기 도핑제가 확산차단층을 넘는 부분에까지로의 바람직하지 못한 확산을 방해함으로써 단계적인(step-wise) 굴절율분포의 제조를 촉진시킨다. 여러 확산차단층들이 또한 존재할 수 있다. 상기 확산차단층은 예컨데, 상기 증착중 SiO2 블랑크 약간의 영역을 압착함으로써 쉽게 형성된다.
이하, 예시적인 실시예와 도면을 참조하여 본 발명은 보다 상세하게 설명한다. 특히, 상기 도면은 개략적으로 나타낸 것으로,
도 1a은 본 발명에 따라 제조된 예비성형체로 부터 얻어진 광단일 모드 섬유 의 제1굴절율분포이고,
도 1b는 도 1a의 굴절율 분포를 갖는 섬유제조용 본 발명의 기판튜브이며,
도 2a는 본 발명에 따라 제조된 예비성형체로 부터 얻어진 광단일 모드 섬유의 제2굴절율분포이며,
도 2b는 도 2a의 굴절율 분포를 갖는 섬유제조용 본 발명의 기판튜브의 추가 실시예이며,
도 3a는 본 발명에 따라 제조된 예비성형체로 부터 얻어진 광단일 모드 섬유의 제3굴절율분포이며, 그리고
도 3b는 도 3a의 굴절율 분포를 갖는 섬유제조용 본 발명의 기판튜브의 추가 실시예이다.
이하, 도 1a, 도 2a, 도 3a에 기초로하여 상기 굴절율분포를 보다 상세하게 설명하는데, 각 경우에서 y축은 상대적인 굴절율 차이 △=(n1-n2)/n2[%로]를 나타내며, 여기에서 n1은 상기 광섬유의 대응하는 광전송영역에서의 절대흡수굴절율이다. 상기 기준점 n2는 각 섬유의 외부 맨틀영역(out mantle region)에서 굴절율에 대응하는 것으로, 후속하는 예시적인 실시예에서는 항상 589.3nm에서 약 1.4589로 있다. 상기 섬유의 반지름은 x축상에서 ㎛로 나타나 있다.
도 1a에 따른 굴절율은 소위 LEAF 섬유(Large Effective Area Fiber)에서는 정형적인 것이다. 이러한 섬유는 EP-A2 775924에 기술되어 있다. 분산이동(dispersion-shifted)된 섬유와 비교하여, 상기 굴절율 분포는 확대된 모 드필드 직경을 야기하며, 이에따라 상기 광섬유에서 보다 낮은 평균에너지밀도를 초래한다. 이것은 예를 들어 소위 셀프-페이스 모둘레이션(self-phase modulation, SPM)과 같은 불리는 비선형 효과의 감소를 위해 바람직하다. 나아가 상기 분포는 보다 낮은 분산증가를 초래한다.
굴절율 분포는 5개의 코어 세그먼트의 총합에 의해 구별된다. 약 4.5㎛의 직경(반지름 2.25㎛)을 가진 내부 코어세그먼트 A에서는, 상대 굴절율 분포차이는 △=0.6이다. 2.25㎛의 층 두께를 갖으며 외곽으로 인접하는 코어세그먼트 B에서는, 상기 굴절율분포 차이는 △=0(여기서 n1=n2)이다. 코어세그먼트 B의 다음으로 1.875㎛의 두께를 갖으며 △=0의 상대 굴절율 차이를 갖는 코어 세그먼트 C가 위치한다. 코어 세그먼트D의 상대굴절율 분포 차이는 △=0.234이며, 그 두께는 1.125㎛이다. 코어 세그먼트 D는 △=0의 상대 굴절율 분포차이와 1.18㎛의 두께를 갖는 코어 세그먼트 E에 의해 번갈아가며 둘러싸여진다. 코어 세그먼트 E 다음에는 비도프된 석영유리로된 상기 섬유의 외주광학영역이 위치한다.
코어 세그먼트 C, D와 E는 본 발명에 따라 기판튜브에 의해 제공되며, 코어 세그먼트 A와 B는 상기 기판튜브내에 중간증착에 의해 형성된다. 코어 세그먼트 B와 C 사이 경계면은 도 1a에서 파선으로 나타나 있다.
이러한 굴절류 분포를 가진 섬유제조를 위한 기판튜브가 도 1b에 개략적으로 나타나 있다. 기판튜브(1)은 25mm의 외경을 갖으며, 전체 벽 두께가 3mm이다. 기판튜브(1)의 내부층(2)은 589.3nm에서 약 1.4589의 굴절율 분포를 갖는 미도프된 석 영유리로 만들어진다. 내부층(2)의 두께는 1.21mm이다. 이것은 3중량%의 GeO2로 도프된 중간층(intermediate layer)(3)에 인접해 있으며, 코어세그먼트 D에서 △=0.234의 보통 굴절율분포 증가를 야기한다. 중간층(3)의 층두께는 0.84mm이다. 0.95nm 두께를 갖는 기판튜브의 외부층(4)은 미도프된 석영유리에 의해 교대로 만들어진다. 상기 기판튜브(1)를 사용하여 얻어진 광섬유의 굴절율분포에 관한한, 상기 코어 세그먼트C는 내부층(2)에, 상기 코어 세그먼트 D는 중간층(3)에, 그리고 상기 코어 세그먼트 E는 외부층(4)에 대응한다.
상기 기판튜브(1)는 OVD공정에 의해 제조된다. 공지된 공정에 따르면, SiO2입자들이 SiCl4의 화염 가수분해에 의해 제조되며, 회전하는 맨드릴상에 층으로서 증착된다. 상기 중간층의 증착중에 GeCl4가 SiCl4에 첨가됨으로써 Ge-도프된 중간층(3)이 얻어진다. 다공성 SiO2/GeO2 슛 바디(body)가 얻어진다. 히드록시 그룹을 중량비로 30ppb이하의 레벨로 제거하기 위하여, 상기와 같이 제조된 슛 바디는 상승된 온도에서 염소처리(chlorine treatment)되어 진다. 그 결과 상기 다공성 SiO2 슛 바디는 중공의 실린더의 형태로 유리화된다. 상기 중공실린더의 표면은 기계적으로 매끄럽게(smooth) 되며, 화확적으로 에칭된다. 그리고 이러한 방식으로 예비처리된 중공의 실린더는 상기 기판튜브의 최종치수로 신장된다.
도 1에 나타난 굴절율 분포를 갖는 광섬유용 예비성형체을 제조하기 위해서는, 도 1b에 나타나 바와 같이, 기판튜브(1)의 내부벽(innerwall)(5)에 MCVD공정에 의해 그 두께가 약 1.01mm인 미도프된 SiO2층을 첫째로 코팅하고 동시에 직접 유리화시켰다. 그런 다음 약 9중량%의 게르마늄 농도를 갖는 석영유리가 제조되도록 GeCl4를 출발물질에 첨가함으로써 0.37mm의 두께를 갖는 Ge-도프된 층을 제조한다. 결과적인 굴절율 분포는 도 1a에 보여지는 코어 세그먼트 A에 대응하는 약 9×10-3이다
그 다음 내부에 코팅된 기판튜브는 컬랩스된다. 이와같이 제조된 코어로드는 19mm의 외경을 갖는다. 그리고 비도프된 석영유리로된 외부튜브(쟈켓, jacket)에 의해 커버된다. 이처럼 제조된 예비성형체는 약 137mm의 외경을 갖는다. 이로부터 도 1에 나타난 바와 같은 코어영역의 굴절율 분포와 125㎛의 외경을 갖는 광섬유)가 인출된다.
도 2a의 굴절율 분포는 도 1a에 나타난 섬유 디자인의 변화을 보여준다. 또한 이 굴절율 분포는 향상된 모드 필드 직경(mode field diameter)을 가져오게 되고 따라서 광섬유에 있어서 낮은 평균 조도(light intensity)를 가져오게 된다. 이러한 광섬유는 EP-A2 775,924호에 기술되어 있다.
도 2a의 굴절율 분포는 총 4개의 코어 세그먼트를 갖는다. 대략 7㎛의 직경(3.5㎛의 반경)을 갖는 코어 세그먼트 A에서는, 굴절율 차이( Δ)는 최대 0.9(n2에 대하여 약 13×10-13 에 상응하는 것임, 여기서, n2 = 1.4589 )에서 0(zero)까지 직선적으로 감소하게 된다. 대략 2.5㎛의 층두께을 갖는 코어 세그먼 트 B에서는, 굴절율 차이( Δ)는 0(zero)[절대굴절율(absolute refractive index), n2와 같음)]이다. 세번째 코어 세그먼트 C는 1㎛의 층두께를 가지며, 그 내부에 상개 굴절율 차이가 0.1485로 세트된다. 가장 외부에 있는 네번째 세그먼트 D에서는 상대 굴절율 차이는 n2이고 그 층두께는 4.08㎛이다.
상기 코어 세그먼트 C 및 D가 본 발명의 기판 튜브에 의하여 제공된다. 이러한 기판튜브에서 상기 코어 세그먼트 A와 B는 내부 증착에 의하여 제조된다. 상기 코어 세그먼트의 외부와 내부사이의 경계면이 도 2a에서 파선으로 나타나 있다.
도 2a의 굴절율분포를 갖는 섬유를 제조하기 위하여 사용된 기판튜브가 도 2b에 개략적으로 나타나 있다. 기판튜브(21)는 25mm의 외경과 3mm의 총벽두께를 갖는다. 기판튜브(21)의 내부층(22)은 Ge-도프된 석영유리로 이루어져 있다. 상기 내부층(22)의 두께는 대략 0.45mm이고, 게르마늄의 농도는 약 2중량%이며, 이에따라, 도 2a에 나타난 코어 세그먼트 C에 있어서 굴절율증가를 가져오게 된다.
기판튜브(21)의 외부층(23)은 2.55mm의 두께를 가지며 다시 비도프된 석영유리로 구성된다. 기판 튜브(21)를 사용함으로써 얻어진 섬유의 굴절율 분포의 경우에 있어서, 코어 세그먼트C는 내부층(22)으로부터 형성되고, 코어 세그먼트 D는 외부층(23)으로부터 형성된다.
상기 기판튜브(21)이 OVD공정에 따라 제조된다.
공지된 공정에 따르면, SiO2 입자들이 SiCl4의 화염 가수분해(flame hydrolysis)에 의하여 제조되고 회전하는 맨드렐상에 층상으로 증착된다. Ge-도프 된 내부층(22)은 내부층(22)의 증착중에 GeCl4를 SiCl4에 첨가하므로써 얻어진다. Ge-도프된 슛 물질 층(Ge-doped soot material layer)이 내부층(22)에 상응하는 두께로 증착된 후에, GeCl4의 공급을 멈추고 그리고 비도프 물질이 연속하여 쌓이게 된다. 이 방법에서는 다공성 SiO2 바디가 얻어진다. 따라서 캐리어의 제거후에, 제조된 슛 바디(soot body)에 대하여 30ppb이하의 레벨로 히드록시 기(hydroxyl group)를 제거하기 위하여 증가된 온도(increased temperature)에서 염소처리를 수행한다. 또한 다공성 SiO2 탈수(dehydrated)슛 바디는 기판튜브(21)로 형상화한 상태에서 유리화된다. 다음에, 상기 기판튜브의 외부면과 내부면은 기계적으로 매끄럽게 되고 화학적으로 에칭된다.
도 2a에 나타난 바와 같은 굴절율 분포를 갖는 광섬유에 대한 예비성형체를 제조하기 위하여 도 2b에 나타난 기판 튜브(21)의 내부벽(24)은 우선 MCVD 공정에 의하여 비도프된 SiO2층으로 약 0.88mm의 두께로 코팅됨과 동시에 바로 유리화시킨다. 다음에, 0.49mm의 두께를 갖는 Ge-도프된 층이 GeCl4가 출발물질에 첨가되므로써 제조된다. 코어 세그먼트 A에 있어서 굴절율 곡선(도 2a)은 Ge-도프된 층내에서의 GeO2의 상응하는 농도구배에 의하여 만들어진다.
그리고 상기 내부코팅된 기판튜브(21)는 컬랩스된다. 이와같이 제조된 코어 로드는 19mm의 외부직경을 갖는다. 다음에, 비도프된 석영유리의 외부튜브에 의하여 커버된다. 따라서, 제조된 예비성형체는 약 103mm의 외경을 갖는다. 그것으로부 터 도 2a에 나타나 있는 코어영역의 굴절율 분포 및 125㎛의 외경을 갖는 광섬유가 인출된다.
도 3a에 나타난 굴절율 분포는 소위 DC 섬유의 전형적인 것이다. 이러한 섬유는 EP-A2 598,554호에 제시되어 있다. 상기 DC 섬유는 1550nm의 전송파장(transmission wavelength)에서 강한 네가티브 분산(negative dispersion)에 의하여 특징지워 진다. 그것은 표준단일모드섬유의 1550nm에서의 포지티브 분산을 상쇄하기 위하여 사용되는데, 문헌에는 17ps/(nm-km)로 되어 있다. 이 방법에서는 높은 전송속도가 1550nm의 투과파장에서 표준단일-모드 섬유로 균등하게 달성될 수 있다.
굴절율 분포는 총 네개의 코어 세그먼트에 의하여 특징지워진다. 약 3.8㎛의 직경(1.9 ㎛의 반경)을 갖는 코어세그먼트 A의 상대굴절율 차이( Δ)는 최대 1.9에서 0까지 포물선적으로 감소된다. 외부방향으로 보아 다음에 증착되고 그리고 3.8㎛의 층두께를 갖는 코어 세그먼트 B에 있어서, 상대굴절율 차이(Δ)는 -0.4 이다. 코어 세그먼트 C가 코어 세그먼트 B의 다음에 위치하고, 이 코어 세그먼트 C는 1.9㎛의 층 두께 및 Δ= 0.4의 상대 굴절율 차이를 갖는다. 코어 세그먼트 D의 상대 굴절율 차이는 다시 0이 되고 그리고 이 세그먼트는 1.49㎛의 층두께를 갖는다. 섬유의 외부 광학 클래드 영역이 코어 세그먼트 D의 다음에 위치하며, 이것은 비도프된 석영유리로 구성된다.
코어 세그먼트 B, C 및 D는 본 발명에 따르는 기판 튜브에 의하여 제공된다.코어 세스먼트 A와 B의 경계영역은 도 3a에서 파선으로 나타나 있다.
도 3a에 부합되는 굴절율 뷴포를 갖는 섬유의 제조를 위하여 사용된 기판 튜브의 제1실시예가 도 3b에 개략적으로 나타나 있다. 이하, 기판 튜브 및 그 제조방법에 대하여 보다 상세히 설명한다.
기판 튜브(31)는 25mm의 외경 및 3mm의 총벽두께를 갖는다. 상기 기판 튜브(31)의 내부층(32)은 순수 석영유리의 것보다 5.8 ×10-3만큼 낮은 굴절율을 갖는 불소-도프된 석영유리로 구성된다. 코어 세그먼트 B에서의 불소농도는 대략 2중량%이고 그리고 그 층두께는 1.19mm이다. 10중량%의 GeO2 및 2중량%의 불소로 도프된 중간층(33)이 그 다음에 위치되며, 따라서, 코어 세그먼트 C에서 0.4%의 표준(normal)굴절율의 증가를 가져오게 된다. 중간층(33)의 층두께는 0.95mm이다. 기판 튜브(31)의 외부층(34)은 0.86mm의 층두께를 갖고 그리고 또한 불소와 게르마늄의 혼합물로 도프된 석영유리로 구성되며, 상기 혼합물에 있어서 불소농도는 2중량%이고 GeO2 농도는 5중량%이다. GeO2의 굴절율상승효과 및 불소의 굴절율감소효과는 이들 도핑제의 상기한 농도에서 비도프된 석영유리에 대하여 0의 굴절율변화를 가져오게 된다. 상기 기판튜브(31)를 사용하므로써 얻어진 광섬유의 굴절율분포의 경우에 있어서 코어 세그먼트 B는 내부층(32)에 상응되고, 코어 세그먼트 C는 중간층 (33)에 상응되고 그리고 코어 세그먼트 D는 외부층(34)에 상응되는 것이다.
상기 기판 튜브(31)는 OVD공정에 따라 제조된다. 공지된 공정에 따르면, SiO2 입자들이 SiCl4의 화염 가수분해에 의하여 제조되고 회전하는 핀(pin)에 층상 으로 증착된다. 중간층(33)의 증착 및 외부층(34)의 증착중에 GeCl4가 첨가된다.
다음에, 다공성의 SiO2 슛 바디가 불소함유분위기내에서 약 800℃의 온도로 가열되고 그 총 벽두께를 가로질러 불소로 균질하게 도프된다. 동시에 이것은 히드록시 기의 농도를 낮춘다.
다음에, 다공성 SiO2 슛 바디는 중공 실린더(hollow cylinder)를 형성한 상태에서 유리화된다. 중공실린더의 표면은 기계적으로 매끄럽게 되고 그리고 화학적으로 에칭된다. 다음에, 이러한 방식으로 처리된 중공 실린더는 기판 튜브의 최종 크기로 신장된다.
이하, 도 3a에 부합되는 굴절율을 갖는 섬유의 제조를 위한 기판튜브의 제2 실시예 및 그 제조공정에 대하여 상세히 설명한다.
튜브기판은 25mm의 외경을 갖고 그리고 순수 석영유리의 것보다 5.8×10-3만큼 낮은 굴절율을 갖는 불소-도프된 석영유리로 구성된다. 코어 세그먼트 B에서의 불소농도는 대략 1중량%이다. 그 층두께는 1.19mm이다. 5.4중량%의 GeO2로 도프된 중간층이 그 다음에 위치되며, 따라서, 도 3a에 나타난 코어 세그먼트 C에서 △=0.4의 표준(normal)굴절율의 증가를 가져오게 된다. 중간층의 층두께는 0.95mm이다. 기판 튜브의 외부 층은 0.86mm의 층두께를 갖고 그리고 비도프된 석영유리로 구성된다. 상기 기판튜브를 사용하므로써 얻어진 광섬유의 굴절율분포의 경우에 있어서 코어 세그먼트 B는 내부층에 상응되고, 코어 세그먼트 C는 중간층에 상응되고 그리고 코어 세그먼트 D는 외부층에 상응되는 것이다.
이하, 본 발명에 부합되는 본 실시예의 기판튜브의 제조공정을 보다 상세히 설명한다. 기판 튜브는 OVD공정에 따라 제조된다. 이를 위하여, SiO2 입자들이 공지된 공정에 따라 SiCl4의 화염 가수분해(flame hydrolysis)에 의하여 제조되고 그리고 증착버너를 사용하여 회전하는 맨드렐(mandrel)상에 층상으로 증착된다. 형성된 슛 바디의 표면온도는 증착동안에 약 1400℃정도이다. 내부층을 제조하기 위하여, SiCl4가 사용되고 중간층의 증착중에 GeCl4가 SiCl4에 첨가된다. 외부층의 생성동안에 GeCl4의 공급은 멈추게 된다. 이 방법에서는 게르마늄-도프된 중간층을 갖는 다공성 SiO2 슛 바디가 얻어진다. 상기 공정의 특유한 특징은 중간층의 증착 바로 전에 약 0.5mm의 두께를 갖는 확산-차단층(diffusion-blocking layer)이 형성된다는 것이다. 상기 SiO2 슛 바디는 확산-차단층내에서 높은 밀도를 갖는다. 이것은 확산-차단 층을 형성하는 슛층의 증착동안에, 형성된 SiO2 슛 바디의 표면 온도가 보다 높게 유지되기 때문에 달성된다. 이것을 위하여 증착버너에 대한 연료개스의 공급이 적절히 증가된다.
내부 불소-도프된 층을 형성하기 위하여 다공성 SiO2 슛 바디는 가열되고 그리고 불소함유 개스가 내부통로(inner opening)를 통하여 공급된다. 불소함유개스의 게르마늄-도프된 중간층으로의 확산은 확산-차단층에 의하여 방지된다. 이 방법에 있어서는 단지 내부층만이 불소로 도프되고, 중간층 또는 외부층은 도프되지 않 는다. 동시에 불소함유개스에 의한 처리는 내부층내의 OH-농도를 50ppb이하의 레벨로 낮추게 된다.
다음에, 다공성 SiO2 슛 바디는 기판 튜브을 형성한 상태에서 유리화된다. 상기 기판 튜브의 표면은 기계적으로 매끄럽게 된 다음, 화학적으로 에칭된다.
도 3a에 나타난 굴절율 분포를 갖는 광섬유에 대한 예비 성형체를 제조하기 위하여 코어 세그먼트 A(도 3a)를 형성하는 코어 유리가 기판내에 내부 MCVD 증착에 의하여 제조된다.이하, 이것을 도 3b를 통하여 보다 상세히 설명한다.
도 3b에 부합되는 기판튜브(31)의 내부표면(35)상에 GeO2로 도프된 SiO2층이 MCVD 공정에 의하여 증착되고 바로 유리화된다.
증착공정중에 GeCl4의 첨가량은 도 3a에 나타난 코어 A에서의 포물선형태의 굴절율 분포에 상응하는 GeO2의 농도분포가 설정되도록 계속적으로 증가된다. 이렇게 제조된 도프층은 0.16mm의 두께를 갖는다. 상기 층의 게르마늄 농도는 최대로 30중량%이며, 이것은 도 3a에 나타난 바와 같이, 약 30 ×10-3의 굴절율증가를 가져오게 된다.
다음에, 이 방식으로 제조된 기판 튜브는 컬랩스된다. 따라서, 제조된 코어 로드는 16.6mm의 외부직경을 갖는다. 다음에, 그것은 비도프 석영유리로 제조된 외부튜브에 의하여 둘러싸이게 된다. 이렇게 제조된 예비 성형체는 114mm의 외경을 갖는다. 이로부터 125㎛의 외경을 갖고 도 3a에 나타난 굴절율 분포를 갖는 광섬유 가 인출된다.

Claims (39)

  1. 방사상(radial) 방향으로 영역들을 갖는 석영유리 기판튜브에 상이한 도핑제를 제공하는 단계; 합성석영유리로 제조된 코어를 인입시키는 단계; 및 쟈켓 튜브로 상기 기판튜브를 쟈켓팅하는 하는 단계를 포함하는 광데이타 전송기술을 위한 광섬유용 예비성형체를 제조하는 방법에 있어서,
    판형의 다공질 SiO2 블랭크를 유리화 함으로써 형성된 기판 튜브를 이용하고, 상기 기판튜브에는
    유리화하기 전에 석영유리의 굴절율을 증가시키는 제1도핑제를 상기 SiO2 블랭크 제1방사상 영역에 첨가하므로써 제조되는 코아 유리층이 제공되는 것을 특징으로 하는 광섬유용 예비성형체의 제조방법
  2. 제 1항에 있어서, 상기 다공성 SiO2 블랭크가 실리콘 화합물의 화염 가수분해 및 SiO2 입자들의 증착에 의하여 캐리어상에 형성되고, 그리고 상기 제1 도핑제를 증착중에 첨가하는 것을 특징으로 하는 광섬유용 예비성형체의 제조방법
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 코어유리가 내부증착에 의하여 상기 기판튜브내에 인입되는 것을 특징으로 하는 광섬유용 예비성형체의 제조방법
  4. 제 3항에 있어서, 증착후 유리화전에, 상기 다공성 SiO2 블랭크의 적어도 제2 방사상영역을 석영유리의 굴절율을 변화시키는 제2도핑제로 도프하는 것을 특징으로 하는 광섬유용 예비성형체의 제조방법
  5. 제 4항에 있어서, 제2방사상 영역을 도핑하기 위하여, 상기 SiO2 블랭크를 가열하고 동시에 상기 제2도핑제를 함유하는 분위기에 노출시키는 것을 특징으로 하는 광섬유용 예비성형체의 제조방법
  6. 제 4항에 있어서, 불소가 상기 제2도핑제로 사용됨을 특징으로 하는 광섬유용 예비성형체의 제조방법
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 게르마늄을 함유하는 화학적 화합물이 상기 제1도핑제로 사용됨을 특징으로 하는 광섬유용 예비성형체의 제조방법
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 코어유리층이 1.459∼1.490의 굴절율로 조절되는 것을 특징으로 하는 광섬유용 예비성형체의 제조방법
  9. 예비성형체가 적어도 그 일부가 방사상 방향으로 다른 도핑제를 갖는 기판튜브의 형태로 제공되는 맨틀유리에 의하여 둘러싸인 코어유리를 가지게 하는 광데이타전송기술용 광섬유 예비성형체 제조용 석영유리로된 기판튜브에 있어서,
    상기 기판 튜브는 적어도 1.459의 굴절율을 갖는 코어 유리층을 갖는 것을 특징으로 하는 기판튜브
  10. 제 9항에 있어서, 상기 코어유리층이 상기 예비성형체의 코어유리에 인접하여 제공되는 것을 특징으로 하는 기판튜브
  11. 제 9항 또는 제 10항에 있어서, 상기 기판 튜브가 불소 도프된 석영유리로 제조된 클래드 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판튜브
  12. 제 9항 또는 제 10항에 있어서, 상기 코어유리층이 게르마늄을 함유하는 것을 특징으로 하는 기판튜브
  13. 제 9항 또는 제 10항에 있어서, 상기 코어유리층이 불소를 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 기판튜브
  14. 제 9항 또는 제 10항에 있어서, 상기 코어유리층이 1.4593∼1.490의 굴절율을 갖는 것을 특징으로 하는 기판튜브
  15. 제 9항 또는 제 10항에 있어서, 상기 코어유리층의 히드록시 이온의 함량이 중량 기준으로 최대 1ppm 인 것을 특징으로 하는 기판튜브
  16. 제 9항 또는 제 10항에 있어서, 확산차단층이 상기 코어유리층에 인접하여 제공되는 것을 특징으로 하는 기판튜브
  17. 광섬유용 예비성형체를 제조하는 방법에 있어서, 상기 방법은
    방사상 두께를 갖는 제1 및 제2층을 갖는 관형상의 다공성 SiO2 블랭크를 형성하는 단계 및 상기 블랭크를 유리화하여 석영유리 기판튜브가 하나의 코어유리층 및 다른 유리층을 포함하도록 석영유리기판튜브를 형성하는 단계를 포함하고,
    이때 상기 제1층은 그 내부에 제1 함량의 제1도핑제를 함유하고,
    상기 제1 도핑제는 그로 도프된 석영유리의 굴절율을 향상시키고,
    상기 제2층은 상기 제1도핑제를 실질적으로 함유하지 않거나 또는 제1함량과 다른 제2함량으로 제1도핑제를 함유하고,
    상기 유리층중의 하나는 상기 제1도핑제를 함유하고 그리고 상기 유리층중의 다른 하나는 상기 제1도핑제를 실질적으로 함유하지 않거나 또는 다른 농도로 제1도핑제를 함유하는 것을 특징으로 하는 광섬유용 예비성형체의 제조방법
  18. 제 17항에 있어서, 석영유리의 쟈켓튜브로 상기 기판튜브를 쟈켓팅하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로하는 광섬유용 예비성형체의 제조방법
  19. 제 17항에 있어서, 상기 다공성 SiO2 블랭크가 실리콘 화합물의 화염 가수분해 및 SiO2 입자들의 증착에 의하여 캐리어상에 형성되는 것을 특징으로 하는 광섬유용 예비성형체의 제조방법
  20. 제 19항에 있어서, 상기 제1도핑제가 입자의 증착중에 첨가되는 것을 특징으로 하는 광섬유용 예비성형체의 제조방법
  21. 제 17항에 있어서, 상기 제1층이 기판튜브의 방사상으로 내부방향을 향한 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 광섬유용 예비성형체의 제조방법
  22. 제 17항에 있어서, 염소 또는 불소를 함유하는 분위기내에서 그리고 약 1300℃ 또는 그 이하의 온도에서 유리화하기 전에 상기 SiO2 블랭크를 탈수처리하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유용 예비성형체의 제조방법
  23. 제 17항에 있어서, 코어유리층을 내부증착에 의하여 상기 기판튜브에 인입시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유용 예비성형체의 제조방법
  24. 제 17항에 있어서, 상기 다공성 SiO2 블랭크의 제2층이 증착후 유리화하기 전에 석 영유리의 굴절율을 변화시키는 제2도핑제로 도프되는 것을 특징으로 하는 광섬유용 예비성형체의 제조방법
  25. 제 24항에 있어서, 제2층이 상기 SiO2 블랭크를 가열하고 동시에 제2도핑제를 함유하는 분위기에 SiO2 블랭크를 노출시킴으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 광섬유용 예비성형체의 제조방법
  26. 제 24항에 있어서, 상기 제2도핑제가 불소인 것을 특징으로 하는 광섬유용 예비성형체의 제조방법
  27. 제 25항에 있어서, 상기 제2도핑제가 불소인 것을 특징으로 하는 광섬유용 예비성형체의 제조방법
  28. 제 17항에 있어서, 상기 제1도핑제가 게르마늄을 함유하는 것을 특징으로 하는 광섬유용 예비성형체의 제조방법
  29. 제 20항에 있어서, 상기 제1도핑제가 게르마늄을 함유하는 것을 특징으로 하는 광섬유용 예비성형체의 제조방법
  30. 제 17항에 있어서, 상기 코어유리층이 적어도 약 1.459의 굴절율을 갖는 것을 특징으로 하는 광섬유용 예비성형체의 제조방법
  31. 제 17항에 있어서, 상기 코어유리층이 1.4593∼1.490의 굴절율을 갖는 것을 특징으로 하는 광섬유용 예비성형체의 제조방법
  32. 광섬유 제조용 광섬유 예비성형체에 있어서, 상기 예비성형체는
    유리코어 및 유리코어를 둘러싸는 유리 클래딩(glass cladding)을 포함하고,
    상기 클래딩은 방사상 내부유리층과 방사상 외부 유리층을 갖는 기판튜브를 포함하고,
    상기 유리층의 하나는 제1농도로 도핑제를 함유하고 다른 유리층은 제1농도와 다른 제2농도로 존재하는 도핑제를 함유하거나 또는 도핑제를 실질적으로 함유하지 않고, 그리고
    상기 내부 유리층은 적어도 약 1.459의 굴절율을 갖는 것을 특징으로 하는 광섬유 제조용 광섬유 예비성형체
  33. 제 32항에 있어서, 상기 유리코어가 상기 기판튜브의 내부유리층에 인접해 있는 것을 특징으로 하는 광섬유 제조용 광섬유 예비성형체
  34. 제 32항에 있어서, 상기 기판튜브가 불소-도프된 석영유리로 제조된 맨틀유리층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 제조용 광섬유 예비성형체
  35. 제 32항에 있어서, 상기 도핑제가 게르마늄을 함유하는 것을 특징으로 하는 광섬유 제조용 광섬유 예비성형체
  36. 제 35항에 있어서, 상기 내부유리층이 불소를 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 광섬유 제조용 광섬유 예비성형체
  37. 제 32항에 있어서, 상기 내부유리층이 1.4593∼1.490의 굴절율을 갖는 것을 특징으로 하는 광섬유 제조용 광섬유 예비성형체
  38. 제 32항에 있어서, 상기 내부유라층은 중량기준으로 약 1ppm 이하의 히드록시 이온농도를 갖는 것을 특징으로 하는 광섬유 제조용 광섬유 예비성형체
  39. 제 32항에 있어서, 상기 기판튜브가 상기 내부유리층에 인접하여 확산차단층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 제조용 광섬유 예비성형체
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