NO158798B - Fremgangsmaate for fremstilling av optiske fibre med ekstremt lave tap i det midlere infraroede omraadet. - Google Patents

Fremgangsmaate for fremstilling av optiske fibre med ekstremt lave tap i det midlere infraroede omraadet. Download PDF

Info

Publication number
NO158798B
NO158798B NO843656A NO843656A NO158798B NO 158798 B NO158798 B NO 158798B NO 843656 A NO843656 A NO 843656A NO 843656 A NO843656 A NO 843656A NO 158798 B NO158798 B NO 158798B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
halogen
glass
optical fibers
extremely low
halide
Prior art date
Application number
NO843656A
Other languages
English (en)
Other versions
NO158798C (no
NO843656L (no
Inventor
Giacomo Roba
Original Assignee
Cselt Centro Studi Lab Telecom
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cselt Centro Studi Lab Telecom filed Critical Cselt Centro Studi Lab Telecom
Publication of NO843656L publication Critical patent/NO843656L/no
Publication of NO158798B publication Critical patent/NO158798B/no
Publication of NO158798C publication Critical patent/NO158798C/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C13/00Fibre or filament compositions
    • C03C13/04Fibre optics, e.g. core and clad fibre compositions
    • C03C13/041Non-oxide glass compositions
    • C03C13/042Fluoride glass compositions
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S65/00Glass manufacturing
    • Y10S65/15Nonoxygen containing chalogenides
    • Y10S65/16Optical filament or fiber treatment with fluorine or incorporating fluorine in final product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Game Rules And Presentations Of Slot Machines (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører fremgangsmåte for fremstilling av optiske fibrer med ekstremt lave tap i det midlere infrarøde området.
Det forekommer forskjellige materialer for hvilke det kan forutsies en minimal egendempning av størrelsesorden fra
-2 -4
10 til 10 dB/km i spektralområdet mellom 2 og 12 ym.
De anses derfor som egnet for fremstilling av optiske fibre med ekstremt lave tap for anvendelse i transmisjonssystemer med forsterkere i stor avstand fra hverandre, og som opere-rer i det midlere infrarøde område. Materialer som anvendes for fremstilling av optiske fibre må likevel ha forskjellige egenskaper som ikke bare er av den optiske typen: Nemlig høy mekanisk motstand, kjemisk og strukturell stabilitet, lav reaktivitet med omgivelsene.
Blant de forskjellige materialene er de hvis egenskaper til-fredsstiller disse krav, halogenidglass og mer spesielt fluoridglass som har metallfluorider som hovedforbindelser.
Noen av fluorid-hovedforbindelsene er angitt i det nedenstående; de kan benyttes som glass-"formere" eller som matrise-"stabilisatorer" eller "modifiseringsmidler" for fremstilling av fluoridglass-strukturer. For slike forbindelser og for deres metallelementer og relevante oksyder er smeltetemperatur T^, koketemperatur T , sublimerings-eller dekomponeringstemperatur angitt i det nedenstående,
i de tilfeller de er kjente.
Selv om glass-strukturer avledet fra elementer i gruppe II (Be, Zn, Ba) eller gruppe III (Al, Sc, La, Th) kan anvendes, har matriser avledet fra elementene i gruppe IV (Hf, Zr) vist seg særlig egnet for optisk transmisjon i det midlere infrarøde område, varierende fra 2 til 6 ym. Fluorhafnat- og fluorzirkonatglass, oppdaget i Frankrike
i 1976, er i vanlig bruk og har alle de egenskaper som er nødvendig for et materiale som skal benyttes innen det optiske telekommunikasjonsområde.
I dag behandles disse materialer med de samme teknikker avledet fra multikomponent-glassteknologi.
Ved å utgå fra fluoridforbindelsen som er oppnådd ved kjemisk reaksjon med basiselementet eller dets oksyd, fremstilles blandinger med de forskjellige komponentene i de ønskede konsentrasjonene.
Deretter foretas utglødingen, glassdannelsen og eventuelt rensingen i en ovn, i grafitt- eller platinadigler. Til slutt omdannes det glassdannede materiale til sylindriske staver eller i preformer for tilførsel til trekkdigler eller for direkte trekking.
Alle disse operasjoner er meget forurensede og tillater først og fremst ikke kontroll av den optiske kjerne/cladding-grenseflatestruktur. Som for oksydglass eller for halogenidglass er således nevnte direkte behandlingsteknikker av materialet ikke egnet for fremstilling av optiske strukturer med ultralave tap (fra 10~<3> til 10~<4> dB/Km),
idet tapsverdier praktisk talt sammenfaller med de teoretisk mulige minimum egentapsverdier for slike materialer.
P.g.a. smelte- og koketemperaturer for forbindelsene og elementene av TAB1, kan indirekte synteseteknikker slik som de tradisjonelle CVD-prosessene ikke benyttes. Uorganiske forbindelser av slike elementer som lett lar seg fordampe ved omgivelsestemperatur, eksisterer således ikke.
Lett fordampning ved omgivelsestemperatur er av fundamental betydning ved anvendelse av CVD-prosessen for preform-fremstilling av optiske fibre, fordi en høy temperatur for fordampning av forbindelsen ikke bare medfører betyde-lige komplikasjoner for avsetningsanlegg, men tillater ikke en nøyaktig kontroll av reaksjonen og således kan forurens-ning oppstå.
Fra US patent 4.378.987 er det kjent å fremstille optiske fibrer fra en optisk bølgeleder-preform av glass, hvor materialet som er benyttet for preform-fremstillingen, er metallhalogenidglass oppnådd fra dampfasereaktanter, dvs. gassformige halogeneringsmidler og organometalliske forbindelser som er flyktige, ved reaksjon inne i et bærerrør av oksydglass, mellom den organometalliske forbindelse og det element hvis halogenidforbindelse er ønsket og en gassformig reaktant inneholdende halogenet, idet halogenidet er et fluorid.
I en prosess av den type som er beskrevet i US patent 4.378.987 anvendes, ifølge foreliggende oppfinnelse, en spesiell organometallisk forbindelse, hvilket resulterer i kontrollerbare reaksjoner som gir dannelse av optiske fibrer av høy renhet ved bruk av metallhalogenidglass, idet halogener i seg selv benyttes i reaksjonene med nevnte organometalliske forbindelse. For å øke graden av kjemisk forenlighet mellom oksyd- og halpgenid-grunnmasser er glasset i reaktorens indre overflate anriket ved termisk diffusjon.
Ifølge foreliggende oppfinnelse er det således tilveiebragt en fremgangsmåte for fremstilling av optiske fibrer med ekstremt lave tap i det midlere infrarøde området, hvor materialet benyttet for preform-fremstillingen utgjøres av metallhalogenidglass som er oppnådd fra dampfasereaktanter dannet ved reaksjon i et oksyd-bærerrør mellom en organometallisk forbindelse av det element hvis halogenidforbindelse er ønsket og en gassformig reaktant inneholdende halogenet og som deretter er avsatt på bærerrørets indre vegg, og denne fremgangsmåten er kjennetegnet ved at det anvendes en organometallisk forbindelse av typen:
hvor M representerer det metall hvis halogenidforbindelse skal oppnås ved den reaktive syntesen, C er karbonatom,
H er hydrogenatom, A er halogen, og symbolene y, 6, iJj , n representerer de molekylære koeffisienter for atomer C, H, og for gruppen CH og for halogenet A, respektivt;
og ved at den indre overflaten til nevnte bærerrør anrikes med nevnte halogen ved termisk diffusjon.
De ovenfor angitte trekk vil fremgå klarere fra følgende beskrivelse av en foretrukken utførelse.
Organometalliske forbindelser samt organiske forbindelser må bare representere bærere i dampfase ved omgivelsestemperatur, for det metall hvis halogenidforbindelse er ønsket. De må ikke inneholde forurensende elementer eller grupper, slik som OH -grupper eller overgangsmetallioner,
og ikke engang oksygen.
Den betingelse at oksygen ikke skal være til stede, begrenser i betydelig grad valget av bærerforbindelse sammenlignet med tilfellet for oksydglassmaterialer. Reaksjonsproduktene må dessuten være glassformige forbindelser, naturligvis med unntagelse for metallhalogenidet, slik at de lett kan ut-sendes gjennom strømmen av bærergasser.
De ovenfor angitte betingelser tilfredsstilles av de organometalliske forbindelsene av typen: hvor M representerer metallet hvis halogenidforbindelse skal oppnås ved reaktiv syntese, C er karbonatornet, H er hydrogen-atomet, A representerer et halogen som kan være klor eller fluor, og symbolene y, i, i|»og ri representerer henholdsvis de molekylære koeffisientene for atomer C, H, gruppen CH og atomet A. I nærvær av fluorid eller en av fluorforbindelsene: CCl2F2, CCIF^, CF4' HF/ 0<3 ve<^ termisk aktivering av den organometalliske forbindelse, vil følgende syntesereaksjon finne sted:•
I dette tilfelle dannes en fast halogenidforbindelse og noen flyktige forbindelser (CF4, HF, HA).
I det nedenstående gis som eksempel egenskapene og den relevante reaksjon for en aluminium-organometallisk forbindelse, dvs. dietylaluminiumklorid:
Blant de organometalliske forbindelsene (1) finnes forbindelser som ved omgivelsestemperatur er i flytende form og som lett kan fordampes, f.eks. ved bobling av en inert bærergass(er) gjennom væsken.
Når først forbindelsene og reaksjonene er valgt, kan av-setningsprosessen og preform-dannelsen utføres ved anvendelse av kjente teknikker innen halvlederteknikkén slik som OM-CVD (organometall-kjemisk dampavsetning) modifisert på hensiktsmessig måte for å ta hensyn til produktets forskjellige symmetri (plant i ett tilfelle, sylindrisk i et annet), den forskjellige sammensetning og krystallinske eller vitrøse struktur, de forskjellige kjemiske og fysikalske egenskapene til materialene. Alternativt kan de metoder som er typiske for forskjellig-dopet oksydglass og spesielt silisium-dioksydglassfibrer, benyttes.
Indre dampavsetningsteknikker er egnet i betraktning av renhetskravene for disse materialer for å utnytte deres optiske egenskaper maksimalt. Bærerrøret kan være av et fluoridglass med en glassmatrise lik den til fiberens ytre cladding. Både brytningsindekser og termiske ekspansjons-koeffisienter samt glassovergangstemperaturer avpasses til hverandre.
Betrakter man f.eks. en optisk fiber hvis kjerne og cladding består av en kvartær forbindelse ZrF^ - BaF2 - GdF^ - ^ F2' respektivt, så har denne følgende sammensetning uttrykt i molarprosent: 61,8 ZrF4 - 32,3 BaF^ - 3,9 GdF^ - 2 AlF3 med brytningsindeks nD = 1,519 og 59,2. ZrF4 - 31,0 BaF2 -
3,8 GdF^ - 6 AlF^ med brytningsindeks nD = 1,514 som beskrevet i artikkelen "Preparation of Low Loss Fluorid Glass Fibers" - S. Mitachi, T. Kanamori, T. Miyashita, Japanese Journal of
Applied Physics Vol. 21, Nr. 1, januar 1982, sidene L55-56.
Bærerrøret som anvendes både som en reaktor og som en utvendig fibercladding, består av flerkomponent-oksydglassmatriser inneholdende natrium-bor-kalium-silikater.
Også i dette tilfelle må reaktorglassmatrisen tilfredsstille spesielle krav hva angår brytningsindeks, ekspansjonskoeffisi-ent og glassovergangstemperatur. For å øke graden av kjemisk forenlighet mellom oksyd- og fluoridmatriser kan glasset på reaktorens indre overflate anrikes med fluor ved termisk diffusjon.
På denne måten oppnås det dobbelte mål med (1) bruk av
en reaktor med egenskaper lik dem for glassmatrisene for av-setning og som da er velegnet til å virke som hensiktsmessig bærer for avsetningen, og (2) oppnåelse av en utvendig beskyttende cladding for preformen, som ikke er reaktiv med omgivelsene og således velegnet til å bevare de optisk kjemiske og mekaniske egenskapene til det indre materialet.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av optiske fibrer med ekstremt lave tap i det midlere infrarøde området, hvor materialet benyttet for preform-fremstilling utgjøres av metallhalogenidglass som oppnås fra dampfasereaktanter dannet ved reaksjon i et oksydglass-bærerrør mellom en organometallisk forbindelse av det element hvis halogenidforbindelse er ønsket og en gassformet reaktant inneholdende halogenet, og som deretter avsettes på bærerrørets indre vegg, karakterisert ved at det anvendes en organometallisk forbindelse av typen: hvor M representerer metallet hvis halogenidforbindelse skal oppnås ved reaktiv syntese, C er karbonatom, H er hydrogenatom, A er halogen, og symbolene y, 6, ip, n representerer de molekylære koeffisientene for atomer C, H, gruppe CH og for halogen A, respektivt; og ved at bærerrørets indre overflate anrikes med halogenet ved termisk diffusjon.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det som halogenid anvendes fluorid.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at den gassformige reaktanten inneholdende fluor velges blant følgende:
NO843656A 1983-09-15 1984-09-14 Fremgangsmaate for fremstilling av optiske fibre med ekstremt lave tap i det midlere infraroede omraadet. NO158798C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT67956/83A IT1168841B (it) 1983-09-15 1983-09-15 Procedimento per la produzione di fibre ottiche a bassissima attenuazione nel medio infrarosso

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO843656L NO843656L (no) 1985-03-18
NO158798B true NO158798B (no) 1988-07-25
NO158798C NO158798C (no) 1988-11-02

Family

ID=11306694

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO843656A NO158798C (no) 1983-09-15 1984-09-14 Fremgangsmaate for fremstilling av optiske fibre med ekstremt lave tap i det midlere infraroede omraadet.

Country Status (12)

Country Link
US (1) US4627865A (no)
EP (1) EP0135903B1 (no)
JP (1) JPS6086048A (no)
AT (1) ATE27950T1 (no)
AU (1) AU551606B2 (no)
BR (1) BR8404517A (no)
CA (1) CA1236303A (no)
DE (1) DE3464359D1 (no)
DK (1) DK158577C (no)
ES (1) ES8606833A1 (no)
IT (1) IT1168841B (no)
NO (1) NO158798C (no)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5277889A (en) * 1983-10-21 1994-01-11 Corning Incorporated Method for depositing pure metal halide compositions
US4874222A (en) * 1986-03-31 1989-10-17 Spectran Corporation Hermetic coatings for non-silica based optical fibers
IT1191998B (it) * 1986-04-10 1988-03-31 Cselt Centro Studi Lab Telecom Procedimento e apparecchiatura per la produzione di preforme per fibre ottiche operanti nella regione spettrale del medio infrarosso
US4883339A (en) * 1987-07-17 1989-11-28 Spectran Corporation Oxide coatings for fluoride glass
US4820017A (en) * 1987-09-09 1989-04-11 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Optical fiber systems employing multicomponent halide glass optical fibers
US5055120A (en) * 1987-12-15 1991-10-08 Infrared Fiber Systems, Inc. Fluoride glass fibers with reduced defects
US5071460A (en) * 1988-03-04 1991-12-10 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Process for the preparation of fluoride glass and process for the preparation of optical fiber preform using the fluoride glass
US5145508A (en) * 1988-03-04 1992-09-08 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Method of making fluoride glass using barium β-diketones
US4872894A (en) * 1988-05-26 1989-10-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Method for rapid preparation of halide glasses
US5051278A (en) * 1989-07-10 1991-09-24 Eastman Kodak Company Method of forming metal fluoride films by the decomposition of metallo-organic compounds in the presence of a fluorinating agent
US4938562A (en) * 1989-07-14 1990-07-03 Spectran Corporation Oxide coatings for fluoride glass
US5211731A (en) * 1991-06-27 1993-05-18 The United States Of Americas As Represented By The Secretary Of The Navy Plasma chemical vapor deposition of halide glasses
CN113312852B (zh) * 2021-06-28 2022-10-21 南京玻璃纤维研究设计院有限公司 一种基于神经网络算法预测玻璃介电损耗的方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57175743A (en) * 1981-04-20 1982-10-28 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Preparation of base material for fluoride optical fiber
US4378987A (en) * 1981-10-15 1983-04-05 Corning Glass Works Low temperature method for making optical fibers

Also Published As

Publication number Publication date
ES535817A0 (es) 1986-05-01
DK436084A (da) 1985-03-16
ATE27950T1 (de) 1987-07-15
BR8404517A (pt) 1985-08-06
NO158798C (no) 1988-11-02
AU551606B2 (en) 1986-05-08
DK158577C (da) 1990-11-05
JPH0234896B2 (no) 1990-08-07
DE3464359D1 (en) 1987-07-30
DK158577B (da) 1990-06-11
JPS6086048A (ja) 1985-05-15
AU3285184A (en) 1985-03-21
CA1236303A (en) 1988-05-10
EP0135903A1 (en) 1985-04-03
IT8367956A0 (it) 1983-09-15
EP0135903B1 (en) 1987-06-24
DK436084D0 (da) 1984-09-12
NO843656L (no) 1985-03-18
IT1168841B (it) 1987-05-20
ES8606833A1 (es) 1986-05-01
US4627865A (en) 1986-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO158798B (no) Fremgangsmaate for fremstilling av optiske fibre med ekstremt lave tap i det midlere infraroede omraadet.
EP0542724B1 (en) Furnace for heating glass preform for optical fiber and method for producing glass preform
US4666247A (en) Multiconstituent optical fiber
US7891215B2 (en) Thermally stable IR-transmitting chalcogenide glass
US4082420A (en) An optical transmission fiber containing fluorine
US3963468A (en) Light guide fabrication
US6732551B2 (en) Method and feedstock for making silica
DK162385B (da) Fremgangsmaade til fremstilling af et glasraaemne til optiske fibre
EP0302121B1 (en) Heating furnace for glass materials for optical fiber and method of manufacturing same
NO165912B (no) Fremgangsmaate for fremstilling av et natriumholdig glass eller en keramisk gjenstand.
US5779757A (en) Process for removing hydrogen and carbon impurities from glasses by adding a tellurium halide
US4564378A (en) Method for producing a preform for light waveguides
US20020162357A1 (en) Method and feedstock for making silica by flame combustion
EP0164127B1 (en) Method for producing glass preform for optical fibers
Katsuyama et al. Fabrication of high‐purity chalcogenide glasses by chemical vapor deposition
Plotnichenko et al. Influence of molecular hydrogen diffusion on concentration and distribution of hydroxyl groups in silica fibers
US4190487A (en) Reactive atmosphere processing method of crystal growth of alkaline earth chlorides
Poulain Fluoride glass composition and processing
EP0196665A1 (en) Process of and apparatus for manufacturing optical fibres for operation in the medium infrared transmission range
JPS59184736A (ja) 光学系多孔質ガラスの透明ガラス化法
US5277889A (en) Method for depositing pure metal halide compositions
JP2979840B2 (ja) フッ化物ガラスファイバー用材料の製造方法
US6037285A (en) Infrared transmitting optical fiber materials
JPS6140835A (ja) 光フアイバ製造方法および製造装置
Sarhangi Vapor deposition of fluoride glasses