(57)【要約】【解決手段】本発明は、１種又はそれより多い化学蒸着反応を基材管において実行することによって光学繊維を製造する方法に関し、この光学繊維は、１５５０ｎｍの伝達波長での水素誘導減衰損失に対して低い感応性を示す。本発明は、更に、本発明の方法を用いることによって得られた、被覆層及び光伝導核を含む光学繊維に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
１種又はそれより多い化学蒸着反応を基材管において実行することによって光学繊維を製造する方法であって、光学繊維が１５５０ｎｍの伝達波長で水素誘導減衰損失に対する低い感応性を示し、この方法が、以下の工程：
ｉ）ドープされているか、又はドープされていなくてよい、１種又はそれより多いガラス形成前駆体を基材管に供給すること；
ｉｉ）化学量論的に過剰な量の酸素を基材管に供給すること；
ｉｉｉ）工程ｉ）及び工程ｉｉ）において供給される反応物の間で基材管における反応をもたらし、１種又はそれより多いガラスの層を基材管の内部上に堆積すること；
ｉｖ）工程ｉｉｉ）においてこのようにして形成される基材管をコラプス処置にかけ、予備成形物を形成すること；及び最後に
ｖ）工程ｉｖ）において形成される予備成形物から光学繊維を加熱しながら引くこと、及び次いでそれを冷却することを含み、工程ｉｉｉ）における蒸着反応を、工程ｉｉ）において基材管に供給される酸素の量が化学量論的な量の最大で３．５倍であるように実行することを特徴とする光学繊維の製造方法。
【請求項２】
工程ｖ）での冷却処理を、既に引いた光学繊維を少なくとも１０００℃の温度で少なくとも０．０８秒間冷やすことによって実行することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
被覆層及び光伝導核を含む光学繊維であって、請求項１又は２記載の方法によって製造されていることを特徴とする光学繊維。
【請求項４】
光伝導核中のＣｌの量が５００及び３０００ｐｐｍの間で変動することを特徴とする請求項３記載の光学繊維。
【請求項５】
光伝導核中のＣｌの量が１０００及び３０００ｐｐｍの間で変動することを特徴とする請求項３記載の光学繊維。
【請求項６】
１５５０ｎｍでの水素誘導減衰損失を含む全減衰損失が最大で０．２５ｄＢ／ｋｍであることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項記載の光学繊維。
【請求項７】
光伝導核及び被覆層を含む光学繊維であって、光伝導核中のＣｌの量が５００及び３０００ｐｐｍの間で変動することを特徴とする光学繊維。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１種又はそれより多い化学蒸着反応を基材管(substrate tube)において実行することによって光学繊維を製造する方法に関し、この光学繊維は１５５０ｎｍの伝達波長(transmission wavelength)で水素により誘導される減衰損失に対する低い感応性を示し、この方法は、以下の工程：
ｉ）ドープされているか、又はドープされていないことができる、１種又はそれより多いガラス形成前駆体を基材管に供給すること；
ｉｉ）化学量論的に過剰な量の酸素を基材管に供給すること；
ｉｉｉ）工程ｉ）及び工程ｉｉ）において供給される反応物の間で基材管において反応をもたらし、１種又はそれより多いガラスの層を基材管の内部上に堆積すること；
ｉｖ）工程ｉｉｉ）においてこのようにして形成される基材管をコラプス処置(collapsing treatment)にかけ、予備成形物を形成すること；及び最後に
ｖ）工程ｉｖ）において形成される予備成形物から光学繊維を加熱しながら引くこと、及び次いでそれを冷却することを含む。本発明はまた、被覆層(cladding layer)及び光伝導核(light conducting core)を含む光学繊維に関し、この繊維は本発明の方法を用いることによって得られている。
【背景技術】
【０００２】
この種類の光学繊維は概して既知であり、それらは主として遠隔通信の分野において用いられる（例えば、特許文献１〜３参照）。それらの特徴的に低い減衰及び分散のため、かかる光学繊維は、長距離データリンクの形成のために特に適切であり、これは数千キロメータを橋渡しすることが多い。かかる遠い距離を橋渡しする際には、光学信号の伝達が小数の中間増幅局を用いて行われる場合、光学繊維における累積的な信号損失を最小にすることがおおいに重要である。一般に用いられる１５５０ｎｍの伝達波長を用い、かかる光学繊維の０．２５ｄＢ／ｋｍ、好ましくは０．２ｄＢ／ｋｍにおける全減衰値を超えないことが、遠隔通信産業の一般要求事項である。
【０００３】
現在製造されている繊維は、許容できる減衰に関し、かかる要求を満たすことができるが、それでもなお、時が経つにつれて、同じ光学繊維がその中で起こる減衰に関して著しい増加を示すことがしばしば観察される。広範囲の研究は、この現象が、周囲の雰囲気からの水素ガスの繊維内への段階的な進入によって生じることがあり、繊維内でのＳｉＨ及びＳｉＯＨのような基の形成を招くことを示している。これらの化合物は、強い赤外線吸収を示し、約１５３０及び１３８５ｎｍの波長で減衰のピークを有する。
【０００４】
かかる水素によって誘導される減衰の問題を克服するための解決法は、欧州特許出願第０４７７４３５号明細書から知られている。それから知られている方法によれば、光学繊維は、その製造中に水素を含有する気体に広範囲にわたって曝され、繊維の現実の実施が行われる前に、すべての構造的欠陥部位に既に水素原子が与えられることを確実にする。しかし、この既知の方法の欠点の１種は、その原因というよりはむしろ水素誘導減衰の兆候に取り組んでいるに過ぎないという事実である。加えて、この既知の手段は、製造処理をかなりの程度に複雑にし、及び用いる水素含有気体によって繊維製品を汚染する追加の危険性を持ち込む。
【０００５】
それに加え、本発明者の名の下でのオランダ国特許出願明細書（特許文献４参照）は、まだ公衆の閲覧のために公開されてはいないが、０．１〜８．５重量％の量で蛍石(fluor)をドープされたＳｉＯ２から光学繊維の内部被覆を構築することによって、１５５０ｎｍの波長での水素誘導減衰の著しい増加を防ぎ、そして核に軸方向圧縮応力をその全断面にわたってかけ、軸方向の圧縮によって欠陥の発生が抑制される可能性を開示している。
【０００６】
光学繊維を製造するためのこの処理では、予備成形物を、加熱しながら約１２５マイクロメータの直径を有するガラス繊維に変換する。さらに、かかるガラス繊維の製造処理の効率を高めるために、予備成形物の直径をより一層更に大きくし、その結果、より一層長い長さのガラス繊維をかかる予備成形物から製造することができる傾向が見られる。同時に、光学ガラス繊維を予備成形物から引く際の速度を上げ、その結果として、単位時間あたりの生産が高められる。
【０００７】
しかしながら、予備成形物の直径及び延伸処理に用いる延伸速度を同時に増加させることは、水素への暴露後に、１５５０ｎｍの伝達波長でのガラス繊維の減衰を増加に導くことがある。１５５０ｎｍの伝達波長での減衰のかかる効果は、特に、５５ｍｍより大きい直径を有する予備成形物を用いて、７００ｍ／分より速い延伸速度と相まって観察されることがある。
【０００８】
より一層大きい直径の予備成形物の使用及び延伸処理でのより一層速い延伸速度の実施の結果として、より一層大きい直径の予備成形物及びより一層速い延伸速度により生じる高められた剪断力が、ガラス繊維の製造の際にガラス構造中に欠陥の形成を導く。かかるより一層高い剪断力は、より一層多く形成される欠陥を導き、これは、光学繊維の製造後の水素への暴露に対する感応性に関して逆効果を有する。
【特許文献１】
欧州特許出願第０１２７２２７号明細書
【特許文献２】
米国特許第５，２４２，４７６号明細書
【特許文献３】
米国特許第５，８３８，８６６号明細書
【特許文献４】
オランダ国特許出願第ＮＬ１０１５４０５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明の目的は、光学繊維及びその製造方法を提供することであり、そこでは、ガラス構造中、欠陥が応力の影響下にいわゆる欠陥ラジカル(defect radicals)に変換され、ラジカルが、水素への暴露後、ガラス繊維中の減衰の程度の増加を導くが、その欠陥の形成は最小にされる。
【００１０】
したがって、本発明の他の目的は、光学繊維及びその製造方法を提供することであり、そこでは、ガラス繊維のその光伝導部分における最終的なガラス構造は、減衰を増加させる欠陥を実質的に含まない。
【００１１】
本発明の他の目的は、光学繊維を提供することであり、その繊維において、１５５０ｎｍの波長での水素誘導減衰が十分に低く、その波長でのすべての減衰が最大で０．２５ｄＢ／ｋｍ、好ましくは最大で０．２ｄＢ／ｋｍであるのを確かにする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的は、序文に述べたような本発明の方法によって達成することができ、光学繊維を製造するこの方法は、工程ｉｉｉ）における蒸着反応を、工程ｉｉ）において基材管に供給される酸素の量が化学量論的な量の最大３．５倍であるように実行することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
主要な請求項の前段に従う光学繊維の製造は、論文“PCVD at high deposition rates（速い堆積速度でのＰＣＶＤ）”、Geittner（ガイトナー） P.、Hagemann（ハーゲマン） H. J.、Warnier（ワーニエ） J.及びWilson（ウィルスン） H.、 Journal of lightwave technology, vol. lt-4、no. 7、1986年７月から知られているが、前記刊行物に述べられている酸素の化学量論的に過剰な量は、すべての実験中一定の値４で保持されていた。
【００１４】
したがって、本発明者は、化学蒸着において酸素の過剰な量の減少が、少なくとも５５ｍｍの直径を有する予備成形物及び少なくとも７００ｍ／分の延伸速度を用いる場合、水素への暴露後、１５５０ｎｍでの増加した減衰レベルの発生を著しく減少させることを見出した。何の因子がかかる有利な結果を生じさせるかは正確には明らかでないが、本発明者は、基材管に供給される酸素の量を化学量論量の最大で３．５倍の値にまで減少させることの結果として、このようにして堆積されたガラス中の塩素濃度が５００及び３０００ｐｐｍの間、特に、１０００及び３０００ｐｐｍの間で変動すると考える。しかしながら、これに関連して、本発明はかかる説明に決して束縛されないことに注意すべきである。本発明者は、ガラス繊維中の塩素濃度がＳｉ−欠陥を、本発明にかかる小過剰量の酸素を用いる場合には、防止するが、これらの欠陥は、蒸着反応中に形成され、１５５０ｎｍでの減衰レベルの望ましくない増加をもたらし、この増加は、通常、光学繊維を水素ガスに暴露した後に起こり、ＳｉＨ結合がこれらの欠陥部位で形成されるためである。
【００１５】
さらに、本発明を用い、工程ｖ）における冷却処理を、既に引いた光学繊維を少なくとも１０００℃の温度で少なくとも０．０８秒間冷やすことにより実行するのが、特に好ましい。実験が示した事実は、光学繊維の冷却の程度が、１５５０ｎｍの伝達波長での水素誘導減衰の増加に及ぼす効果を有し、そこでは、光学ガラス繊維の厳しい条件下、すなわち、それが望ましい直径に達した直後での冷却が、水素誘導減衰の増加に関してプラスの効果を有することである。
【００１６】
また、本発明は、被覆層及び光伝導核を含む光学繊維に関し、本発明によるこの光学繊維は、上述したような方法に従って製造されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の光学繊維にとって、５００〜３０００ｐｐｍの間、特に１０００〜３０００ｐｐｍの間で変動する塩素含量をその光伝導核中に有するのが特に好ましい。塩素の量が３０００ｐｐｍより多い場合、堆積されたガラス中に形成される塩素の泡(chlorine bubble)の大きな危険があり、それは実際上望ましくない。他方、塩素含量が５００ｐｐｍより少ない場合、１５５０ｎｍでの水素誘導減衰損失に対して感受性の少ない光学繊維を作製する狙いに関して、プラスの効果を検出することができない。
【００１８】
１５５０ｎｍでの水素誘導減衰損失を含む全減衰損失が、最大レベルの０．２５ｄＢ／ｋｍより下に維持されるのが特に好ましい。
【国際公開パンフレット】
2004529060.tif 000002
2004529060.tif 000003
2004529060.tif 000004
2004529060.tif 000005
2004529060.tif 000006
2004529060.tif 000007
2004529060.tif 000008
2004529060.tif 000009
2004529060.tif 000010
【国際調査報告】
2004529060.tif 000011
2004529060.tif 000012
2004529060.tif 000013