JP5415065B2 - 光ファイバーライトガイドのためのアルカリ亜鉛珪酸塩ガラス系におけるコアガラスと前記コアガラスにより製造される光ファイバーライトガイド - Google Patents
光ファイバーライトガイドのためのアルカリ亜鉛珪酸塩ガラス系におけるコアガラスと前記コアガラスにより製造される光ファイバーライトガイド Download PDFInfo
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL 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
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Description
発明の詳細な説明
相互参照
以下に記載され、特許請求される発明は、２００７年１２月２０日に独国で出願された独国特許出願DE 10 2007 063 463.5-45にも記載されている。前記独国特許出願は、35 U.S.C. 119 (a)〜(d)の下に以下に主張される本発明の優先権の基礎を提供する。
相互参照
以下に記載され、特許請求される発明は、２００７年１２月２０日に独国で出願された独国特許出願DE 10 2007 063 463.5-45にも記載されている。前記独国特許出願は、35 U.S.C. 119 (a)〜(d)の下に以下に主張される本発明の優先権の基礎を提供する。
発明の背景
１．発明の分野
本発明は、光ファイバーライトガイドのためのアルカリ亜鉛珪酸塩ガラス系におけるコアガラスとこのコアガラスから製造される光ファイバーライトガイドに関する。
１．発明の分野
本発明は、光ファイバーライトガイドのためのアルカリ亜鉛珪酸塩ガラス系におけるコアガラスとこのコアガラスから製造される光ファイバーライトガイドに関する。
２．背景技術
光ファイバーライトガイドは、多くの異なる工学及び医療分野、例えば、一般生産工学、照明及び交通工学、自動車産業、歯科学、内視鏡検査等での光の伝送のために、ますます広範囲に使用されている。繊維束に集成された個々の繊維を含む光ファイバーライトガイドは、その良好な耐熱性及び耐化学性のゆえに、通常はガラスから作成される。個々の繊維は、全反射により光を案内する。最も広く使用されている光ファイバーライトガイドは、ステップインデックス型繊維であり、その横断面で一定の屈折率を有するコアガラスから作成されるコアを含む。コアガラスは、コアガラスより低い屈折率を有するクラッドガラスより作成されるクラッドにより囲まれている。全反射は、コアガラスとクラアドガラスとの間の界面で生じる。
光ファイバーライトガイドは、多くの異なる工学及び医療分野、例えば、一般生産工学、照明及び交通工学、自動車産業、歯科学、内視鏡検査等での光の伝送のために、ますます広範囲に使用されている。繊維束に集成された個々の繊維を含む光ファイバーライトガイドは、その良好な耐熱性及び耐化学性のゆえに、通常はガラスから作成される。個々の繊維は、全反射により光を案内する。最も広く使用されている光ファイバーライトガイドは、ステップインデックス型繊維であり、その横断面で一定の屈折率を有するコアガラスから作成されるコアを含む。コアガラスは、コアガラスより低い屈折率を有するクラッドガラスより作成されるクラッドにより囲まれている。全反射は、コアガラスとクラアドガラスとの間の界面で生じる。
この種の繊維で結合することができる光量は、繊維の開口数（ＮＡ）の２乗とコア繊維の横断面積に比例する。
繊維中での光の減衰も、開口数と同様に重要な役割を果たす。したがって、低い光減衰度を有するガラスだけが、コアガラスとして使用することができる。高純度の要請のゆえに、この種のコアガラスのガラスの溶融のための原材料は非常に高価であり、この種の光ファイバーと製造された光伝送管のための高いコストをもたらし得る。更に、ＰｂＯ、ＣｄＯ、ＢｅＯ、Ｔｌ２Ｏ及びＴｈＯ２のような有毒成分は、環境への配慮のゆえに、もはや使用することはできない。
光ファイバーライトガイドが透過する光束に加えて、光伝送による光の色味のしばしば貧弱な伝送は、重要な役割を果たす。繊維が含むコアガラスのスペクトル伝送依存性のゆえに、結合した光源の色位置である程度の強い色ずれが生じ、それは、光伝送体から出てくる光の黄色っぽい色味と色相により非常に顕著にされる。これは、中性色の再現を必要とする用途、例えば、医療用内視鏡、健康と悪性の組織との間を識別するための写真画像ドキュメンテーションでのトラブルを引き起こす。
特に、移動用途での、すなわち、約−５０℃〜１１０℃の間の温度変化により引き起こされるストレスに基づくその耐老化性、耐機械的応力性、特別に耐振動性と環境的影響に対する耐化学性に依存する繊維の信頼性が重要である。特別に、コアガラスの耐加水分解性と耐酸性が重要である。繊維の密度も、燃料消費と繊維を含む航空機若しくは自動車の負荷に直接の影響を有することから、重要である。ステップインデックス型繊維の密度は、主としてコアガラスの密度により決定される。
発明の概要
経済的に作製される光ステップインデックス型繊維用コアガラスとこのコアガラスを有する光ファイバーを提供することが、本発明の目的である。
経済的に作製される光ステップインデックス型繊維用コアガラスとこのコアガラスを有する光ファイバーを提供することが、本発明の目的である。
特別に、クラッドガラスと非常に少ない程度に反応するだけであるコアガラスを提供することが、本発明の別の目的である。
過酷な条件、例えば、オートクレーブでの処理に耐え、これら条件下で可能な限り非反応性であり、特別にコアガラスが耐酸性ガラス１であるべきであるコアガラスと特にそれから作成された光ファイバーを提供することが、本発明の更なる目的である。
本発明によれば、これら目的等は、以後、より明らかにされるであろうが、酸化物ベースのモル％で、
ＳｉＯ２ ５４．５〜６５
ＺｎＯ １８．５〜３０
Σアルカリ酸化物 ８〜２０
Ｌａ２Ｏ３ ０．５〜３
ＺｒＯ２ ２〜５
ＨｆＯ２ ０．０２〜５
ΣＺｒＯ２＋ＨｆＯ２ ２．０２〜５
ＢａＯ ０．４〜６
ＳｒＯ ０〜６
ＭｇＯ ０〜２
ＣａＯ ０〜２
Σアルカリ土類酸化物 ０．４〜６
Ｌｉ２Ｏ ０．５〜３
（但し、Σアルカリ酸化物の２５％より大きくない。）
ΣＳｉＯ２＋ＺｒＯ２＋ＨｆＯ２ ＞５８．５
を含む、ステップインデックス型繊維のためのアルカリ亜鉛珪酸塩系におけるコアガラスにより達成される。
ＳｉＯ２ ５４．５〜６５
ＺｎＯ １８．５〜３０
Σアルカリ酸化物 ８〜２０
Ｌａ２Ｏ３ ０．５〜３
ＺｒＯ２ ２〜５
ＨｆＯ２ ０．０２〜５
ΣＺｒＯ２＋ＨｆＯ２ ２．０２〜５
ＢａＯ ０．４〜６
ＳｒＯ ０〜６
ＭｇＯ ０〜２
ＣａＯ ０〜２
Σアルカリ土類酸化物 ０．４〜６
Ｌｉ２Ｏ ０．５〜３
（但し、Σアルカリ酸化物の２５％より大きくない。）
ΣＳｉＯ２＋ＺｒＯ２＋ＨｆＯ２ ＞５８．５
を含む、ステップインデックス型繊維のためのアルカリ亜鉛珪酸塩系におけるコアガラスにより達成される。
好ましくは、ＺｎＯ：ＢａＯのモル比は３．５：１より大である。好ましくは、アルカリ酸化物は、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏを含み、Ｎａ２Ｏ：Ｋ２Ｏのモル比が１/１．１〜１/０．３である。
ガラスは、ガラス形成成分としてＳｉＯ２を含む。この系でのガラス形成は、ＳｉＯ２の濃度が５０モル％より多くないと可能ではない。しかしながら、ガラスの耐化学性は、濃度が、ほんの５０モル％より多いと、不十分である。ここで必要とされるクラス１．ｘ（ｘ＝１，２，３）の最高の耐酸性を得るためには、少なくとも５４．５モル％の、好ましくは、少なくとも５５モル％のＳｉＯ２濃度が必要とされる。溶融温度と、特に清澄温度があまりにも高くないように、ガラスは、最大限６５モル％のＳｉＯ２を含む。１４５０℃未満の清澄温度のために、ガラスは、多くとも６１モル％のＳｉＯ２を含む。低下した清澄温度は、ガラスが、白金清澄室で可能な限り少ない白金のみ吸収し、そのため黄色味を有することはないために決定的である。したがって、本発明のガラス中のＳｉＯ２の濃度範囲は、５４．５〜６５モル％、好ましくは、５５〜６１モル％である。
ガラスは、ガラス形成成分とし、５モル％までのＢ２Ｏ３をも含むことができる。この成分は、粘度曲線とそれゆえに溶融温度、清澄温度と加工温度とを低下する。しかしながら、５モル％より高い濃度では、それは、ガラスの耐化学性を損ない、その結果、０〜１モル％のＢ２Ｏ３だけが、有効ＳｉＯ２濃度ｃ（ＳｉＯ２）-ｃ（Ｂ２Ｏ３）＞５５モル％であるという限定された条件下で使用される。特別に高い化学的安定性が必要とされるならば、Ｂ２Ｏ３を完全に避けることが好ましく、すなわち、必要とされる粘度特性は、他のガラス成分を含むことにより達成できることから、ガラスはＢ２Ｏ３を含まない。しかしながら、Ｂ２Ｏ３は、ガラスのソラリゼーション特性に正の効果を有することが示された。ソラリゼーション特性に大きな価値が置かれ、そのうえ、ややより低い化学的安定性を採用するときは、ガラスのソラリゼーション特性は、０．２〜２モル％の、特に、１〜２モル％の、好ましくは、１〜１．５モル％のＢ２Ｏ３を含むことにより、決定的に改善することができる。
ガラスは、追加的なガラス形成成分として、Ｐ２Ｏ５をも含むことができる。しかしながら、可能な限り少量のＰ２Ｏ５を維持することが有利である。複合燐酸塩ＭＰＯ３がガラスバッチ中に使用されるならば、それらは、大量の３ｄ族着色酸化物不純物、特に、Ｆｅ２Ｏ３を提供し、得られるガラスに望ましくない変色をもたらし得る。遊離Ｐ２Ｏ５の使用は、望ましくない強力なバッチ発熱反応をもたらす可能性があり、バッチ溶融プロセスを取り扱うことを困難にし、それゆえ高価とする。更に、この成分は、ＢａＯ、ＺｒＯ２及び/又はＨｆＯ２と一緒になって望ましくない結晶生成物をもたらし得る。この理由で、本発明のガラスは、０〜０．５モル％のＰ２Ｏ５を含むように制限される。好ましくは、本発明のガラスは、如何なるＰ２Ｏ５をも含まず、すなわち全く含まない。
最後に、本発明のガラスは、追加的なガラス形成成分とし、ＧｅＯ２を０〜５モル％の量で含むことができる。ＧｅＯ２は、ガラスの屈折率に、それゆえ繊維の開口数に正の作用を有する。それは、粘度を低下することにも貢献することができ、珪酸塩相の結晶化を低減する。それが高価であることは、本発明のガラス使用に対して考慮されるべきである。当業者は、ＧｅＯ２の使用が経済的に意味があるかを決めるために、各場合にこれらの利益と不利益とを比較考量しなければならない。技術的理由ではＧｅＯ２を含むことは意味があるが、多くの場合、その現在での高価格の故の経済的理由で、避けられるべきである。
通常の容器での適度な温度でのその製造のために、ガラスは、ネットワーク形成剤に加えて、ネットワーク変性剤を必要とする。アルカリ酸化物は、８〜２０モル％、好ましくは、１１〜１６モル％の量で、その目的のために使用される。ガラス中のアルカリ酸化物部分が、２０モル％より大きいと、耐化学性は悪化し、熱膨張係数はあまりにも増加し、ひびが入る傾向の増加をもたらす。アルカリ酸化物の量が８モル％より少ないと、ガラスを溶融することは困難であり、結晶化する傾向が増加し、熱膨張係数は、７×１０−６Ｋ−１未満であり、更に以下に記載される繊維のプレストレスは減少し、それゆえ耐機械的応力性は減少する。
本発明のガラス中で使用される主なアルカリ酸化物は、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏである。Ｒｂ２ＯとＣｓ２Ｏの使用は、約６モル％までの量で技術的には可能であるが、それらが比較的より高価であるがゆえに、特別の場合にだけ興味がある。互いのまたクラッドガラス中のアルカリ酸化物に対する３種の主なアルカリ酸化物、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの比は、コアガラス用途に対して重要である。繊維延伸プロセスの間に、多くの移動性イオン主にアルカリイオンの内部拡散プロセスが生じる。これらプロセスは、コアとクラッドガラスの化学的結合をもたらし、そのため繊維の安定性を保証することから、ある程度までは望ましい。これらプロセスがあまりにも強いか、イオンが拡散するならば、コアガラス若しくはクラッドガラスの富化と貧化による結晶の形成に寄与し、反生産的となる。したがって、コアとクラッドガラスとの間のイオン濃度勾配は、存在すべきではあるが、大きすぎてはならない。
特別に、比較的低いＳｉＯ２濃度の含量で、それゆえのより高いアルカリイオン移動度を有するガラス中で、Ｎａ２Ｏが最大モル濃度のアルカリ酸化物であると、一般的に最も有利である。より高いＳｉＯ２含量のガラス中で、Ｋ２Ｏ含量は、Ｎａ２Ｏ含量と殆ど正確に同じ規模であり得るが、基準値を超えてはならない。
したがって、Ｋ２Ｏに対するＮａ２Ｏの比は、１：１．０５〜１：０．３である。特に、Ｋ２Ｏに対するＮａ２Ｏのこの比は、好ましくは、１：０．９５〜１：０．４である。
特別な注意が、本発明のガラスのＬｉ２Ｏ含量に向けられねばならない。Ｌｉ＋イオンは、系中で最も移動性である成分であり、特に、Ａｌ２Ｏ３とＺｒＯ２の存在下、ＬｉＡｌＯ２のような結晶層の形成に寄与する。更に以下で説明するように、ＺｒＯ２は、必要とされる光学特性の調整のために絶対的に必要である。ガラスバッチの原材料中の不純物に基づく量を超えるコアガラスへのＡｌ２Ｏ３の添加は、避けられねばならない。多くのクラッドガラスは、Ａｌ２Ｏ３を含むことから、コアガラスとクラッドガラスとの境界面での結晶化の危険を最小化するために、コアガラスでのＬｉ２Ｏを使用することを、完全に避けることが真に適切であろう。しかしながら、現実には、Ｌｉ２Ｏを含む多くのコアガラスが存在する。
コアガラス中にＬｉ２Ｏがなければ、Ｌｉ２Ｏを含むクラッドガラスは、コア-クラッド境界面の光学的品質に負に作用し得るＬｉ２Ｏを、それを囲むコアガラス中に、拡散により導入するだろう。
所与のコアガラスに異なるクラッドガラスを結合することを可能とするために、また、複数の異なる製品を作成することを可能とするために、コアガラス中にＬｉ２Ｏ含量を提供することが重要であると判明した。この含有量は、Ｌｉ２Ｏ含有クラッドガラスから拡散によりもたらされる負の作用を抑制するために十分に高く、また、Ｌｉ２Ｏを含まずＡｌ２Ｏ３を含有するクラッドガラスでの結晶化作用を避けるために十分に低くしなければならない。相当な努力により見出されたように、この目的は、本発明にしたがって、コアガラス中に０．５〜３モル％の、好ましくは、１．０〜２．５モル％の、特別に好ましくは、１．２〜２．２モル％のＬｉ２Ｏを含むことにより達成される。更に、合計アルカリ含有量のＬｉ２Ｏ部分は、２５％、好ましくは、２０％を超えてはならない。
更に、コアガラスは、ＺｎＯを、１８．５〜３０モル％、好ましくは、２０〜２５モル％の量で含む。ＺｎＯは、同様にネットワ−ク変性剤として機能し、更に、コア繊維の光学特性の調整に役立つ。
上記記載の酸化物成分とは対照的に、ＺｎＯは、ネットワ−ク変性剤として機能し、全温度にわたり粘度曲線の多少とも一定の変位をもたらす。ＺｎＯは、より高い温度でのより強い減少と、より低い温度での増加すなわち粘度曲線の傾斜に対するより弱い減少を引き起こす。これは、溶融中（Ｔ＜１３００℃）と清澄中（Ｔ＜１４５０℃）の粘度が可能な限り低い温度であるべきであることから、非常に望ましい性質である。これは、容器材料とコアガラスとの反応を最小化し、容器材料からの白金の溶出に基づくコアガラスの黄色っぽい色味と色彩とを減少する。繊維引き出し中のクラッドガラスに適した適合性を保証するために、温度は、粘度が約１０６±１ｄＰａ＊ｓであるように、あまりにも低くすべきでなく、すなわち、温度は、加工温度ＶＡ（粘度約１０４ｄＰａ＊ｓ）で約９００℃超であるべきであり、温度は、軟化温度ＥＷ（粘度約１０７．６ｄＰａ＊ｓ）で約６８０℃超、好ましくは、約７００℃超であるべきである。
好ましくは、ＺｎＯは、高屈折率増分を有し、それゆえ、コアガラスは、高屈折率とそれゆえの高開口数を有する。更に、ＺｎＯは、その低コストゆえに（着色性不純物との関係で）経済的に高純度で得ることができる。それは、遠紫外範囲で比較的紫外線を伝送し（低自己吸収）、その結果、可視スペクトル範囲は、コアガラス中のＺｎＯの存在により殆どまったく影響されない。高屈折率増分、低減された自己吸収と高純度の組み合わせは、ＺｎＯを、低減衰が必要とされる光ファイバー用コアガラスの理想的成分とする。ＺｎＯの追加的なプラスの性質は、高屈折率のための主な成分として通常光ファイバーガラスに使用されるＢａＯとは特に対照的に、Ｒ２Ｏ-ＺｎＯ-ＳｉＯ２系での唯一の単結晶亜鉛富化相の形成である。これらの厄介な相のいくつかは、対応するＢａＯ（ＳｒＯ）系中に存在する。その理由で、ＺｎＯ系は、ＢａＯ系とは対照的に好ましく、それらが、より広い濃度範囲で結晶化傾向が少ないことから、それらは、高い純度で得られ、ややより低いＵＶ自己吸収を有する。高ＺｎＯ含有量を有するコアガラスで作成された繊維は、ＢａＯ系より、より低い減衰度とより低い結晶化傾向により特徴付けられる。
本発明のコアガラスは、ＢａＯを含み得るが、０．４〜６モル％のより少ない量でだけ、好ましくは、０．４〜５モル％の量で含み得る。
ＢａＯに似て同様にＺｎＯは、高屈折率増分を有し、アルカリ酸化物のようなその高い塩基度のゆえに、ＳｉＯ２とＺｒＯ２のような酸性成分の溶解に寄与する。しかしながら、ＢａＯは、ＺｎＯより結晶化傾向が大きく、より少量或いは副次的な量でだけ使用されるべきである。同様に、ＺｎＯは、上記のように、その高い純度と低い自己吸収特性の理由で好ましい。
ＢａＯは、完全に或いは部分的にＳｒＯにより置き代えられ得る（０〜６モル％、好ましくは、５モル％まで。）。しかしながら、そうすることにより、実質的な利益はなんら得られない。ＳｒＯは、同じ純度で、ＢａＯより、より高価である。したがって、それは使用されないか、より少量でだけ使用される。ＣａＯとＭｇＯは（夫々、０〜２モル％の量で）、同様にＢａＯの部分に置き代えられうるが、それらは、屈折率、耐酸性と不純物レベルに負の作用を有し、そのため、それらを避けることが好ましい。
満足な特性を有するコアガラスを達成するために、アルカリ土類酸化物の合計は、６モル％を超えるべきではなく、アルカリ土類酸化物の含有量は、ＺｎＯ含有量と比べてあまりにも大きくなるべきではない。ＺｎＯ：Σアルカリ土類酸化物のモル比は、少なくとも、３．５：１より大であるべきであり、好ましくは、＞４：１であるべきである。
粗ガラス系は、上記成分により定義される。満足な耐化学性と同時に低結晶化傾向を有する高屈折率を達成するためには、これら成分は十分ではなく、更なる補助的酸化物成分を使うことを必要とされねばならない。特別に、Ｌａ２Ｏ３、ＺｒＯ２とＨｆＯ２が、補助的酸化物成分として言及されねばならない。
Ｌａ２Ｏ３は、高屈折率増分を有する成分であり、０．５〜３．０、好ましくは、１．５〜２．９、特に、好ましくは、２．０〜２．７５モル％の濃度範囲で使用される。Ｌａ２Ｏ３の量が、０．５モル％未満であると、高屈折率増分があまりにも低く、所望の屈折率は、通常他の欠点を有する他の酸化物成分をより多く含むことにより得られねばならない。その理由で、より低い量の０．５〜１．５モル％は、特別な状況でのみ使用される。２．７５モル％超の量では、結晶化傾向があまりにも増加し、ガラスは、小繊維直径のようなすべての型の繊維のために使用することはもはやできず、引き出しプロセス中の長いアイドル時間のゆえに良好な収率で使用することはもはやできない。特別な場合に、これらの量はなお意義がある。３モル％超では、結晶化は殆ど制御できず、そのため、これら量のＬａ２Ｏ３を含むガラスの使用は、繊維用途のためには避けねばならない。更に、Ｌａ２Ｏ３は、ＳｉＯ２含有耐火性材料に対して非常に反応性である。この理由で、標準的な溶融容器で製造し得るためには、最大限３モル％のＬａ２Ｏ３の使用は制限されたままである。
Ｌａ２Ｏ３は、技術により、等価な量のＧｄ２Ｏ３とＬｕ２Ｏ３により置き代えられうる。しかしながら、これらの酸化物は高価で、非常に純粋ではないことから、これらは、通常避けられる。Ｙ２Ｏ３は、より少ない屈折率増分とより高いコストを有し、それゆえ使用されない。この場合、結晶化を抑制するための少量の使用は、効果的ではないようであり、その結果として、Ｙ２Ｏ３を使用する理由はない。同じことはＳｃ２Ｏ３にもいえる。
ＺｒＯ２とＨｆＯ２は、高屈折率と良好な耐化学性を生み出すための２つの重要な成分である。ＨｆＯ２は、ガラスが結晶化する傾向を抑制することから、最小含量の０．０２モル％のＨｆＯ２が必要とされる。ＺｒＯ２とＨｆＯ２の合計量に対する最小含量の２．０２モル％は、高屈折率を得るために必要である。しかしながら、これら酸化物の合計最大量が５モル％を超えると、溶融性が減少し、結晶化傾向が増加する。これら２つの酸化物の合計に関するこれら制限を考慮すると、ガラスは、２〜５モル％のＺｒＯ２と０．０２〜５モル％のＨｆＯ２、好ましくは、２〜４．０８モル％のＺｒＯ２と０．０２〜４．１モル％のＨｆＯ２を含むべきである。したがって、結晶化傾向に関する正の作用が、少含量のＨｆＯ２にかかわらず出現し始めることは驚くべきことである。ＨｆＯ２の価格と純度は、現在は未だなお、ＺｒＯ２の価格と純度に匹敵せず、その結果純粋に実用的な理由で、ＨｆＯ２は、１モル％超の量では使用されない。一般的に、ＨｆＯ２含有量は０．３モル％未満である。
更に、ＳｉＯ２＋ＺｒＯ２＋ＨｆＯ２の合計の最小量は、良好な耐酸性を得るために必要となることが示された。ＳｉＯ２＋ＺｒＯ２＋ＨｆＯ２の合計は、少なくとも５８．８モル％、好ましくは、少なくとも５９モル％であるべきである。
最高の酸クラス１．ｘは、ＳｉＯ２＋ＺｒＯ２＋ＨｆＯ２の合計が、５８．８モル％未満である例外的な場合にだけ得られる。５８．８モル％と５９モル％との間の範囲で、酸クラス１は、やや酸クラス２より優位であり、５９モル％より大きい範囲では、酸クラス１のガラスが製造される。しかしながら、５９モル％より大きいが、５９モル％近傍の範囲では、酸クラス１．０のガラスは、未だ製造されず、その代わりに、サブクラス１．１、１．２及び１．３が得られる。これら酸クラスは、ガラス表面からの分離を示さないが、それらは、ガラス表面の光学的変動（干渉色）を未だ有している。
更にガラスは、０〜３モル％のＮｂ２Ｏ５とＴａ２Ｏ５とを有している。両酸化物は、光学特性（ｎｄ-υｄ）の調整のために同じように使用することができる。しかしながら、両酸化物、特に、Ｔａ２Ｏ５は、他の高屈折率酸化物（ＺｒＯ２、Ｌａ２Ｏ３、ＨｆＯ２）より、より高価であり、その結果、他の酸化物を使用することにより、ｎｄをより良好に得られるかどうかを注意深く考慮すべきである。特に、Ｎｂ２Ｏ５の場合には、Ｎｂ２Ｏ５の現在の純度は満足できるものではなく、減衰を増加する境界面作用がクラッドガラスのいくつかで生じることを考慮すべきである。これらの理由で、ガラスはＮｂ２Ｏ５を好ましくは、含まない。
清澄が、清澄剤なしではない場合には、０．５モル％までの量のＡｓ２Ｏ３及び/又はＳｂ２Ｏ３による清澄剤が好ましい。好ましくは、Ａｓ２Ｏ３が、Ｓｂ２Ｏ３より青色端でのより良好な減衰結果を提供することから、使用される。しかしながら、Ｓｂ２Ｏ３で清澄されたガラスは、Ａｓ２Ｏ３で清澄されたガラスより良好なソラリゼーション特性を有することが示された。ガラスの耐ソラリゼーション性に関して特別な価値があるならば、そのときはＳｂ２Ｏ３を使用して清澄し、Ａｓ２Ｏ３は可能な限り少量に保つことが好まれる。そのときは、ガラス原材料は可能な限りＡｓ２Ｏ３を含むべきではない。Ａｓ２Ｏ３含有量は、５００ｐｐｍ、好ましくは、１００ｐｐｍ、特に、５０ｐｐｍ（モルベース）を超えるべきではない。耐ソラリゼーション性を増加するためには、０．０５〜０．４モル％、特に、０．１〜０．２モル％のＳｂ２Ｏ３が、好ましい。硫酸塩と塩化物は、その減衰がやや負に作用されることから、清澄剤としては避けられるべきである。
Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＣｕＯ、着色ｅ-族元素と稀土類酸化物のような着色不純物の含有量は、可能な限り低くすべきである。これら着色不純物の合計の上限＜１０ｐｐｍ、好ましくは、＜１ｐｐｍは超えられるべきではない。
更に、ガラスのソラリゼーション安定性は、ＷＯ３、Ｂｉ２Ｏ３及び/又はＴｉＯ２の少量の添加により改善することができる。一般的にこれら酸化物は、減衰に負の作用を及ぼす。これら酸化物は、ソラリゼーションを改善するために添加されると、Ｂｉ２Ｏ３とＴｉＯ２は、０．０５〜０．５モル％の量でだけ、ガラス中に夫々存在すべきである。その高着色力のために、ＷＯ３は、０．０５〜０．５モル％の量でだけで、使用すべきである。これら酸化物の夫々の好ましい量は、０．１〜０．３モル％である。酸化物、Ｂｉ２Ｏ３、ＷＯ３とＴｉＯ２は、夫々単独で使用することができるが、互いに組み合わせて使用することもできる。０．２〜２モル％のＢ２Ｏ３と１以上のこれら酸化物の組み合わせは、ソラリゼーション安定性に正の作用を及ぼす。０．３モル％のＴｉＯ２と１モル％のＢ２Ｏ３との組み合わせは、特に良好であることが判明した。
小さな減衰の要請に加えて、可能な限り中性色の色温度への要請が存在する。これらガラスから作成されたより長い繊維は、しばしば、コアガラスを作成するために使用されたガラスバッチ中のＦｅ、Ｃｒ及びＮｉ不純物と溶融プロセスのゆえに生じる白金不純物のゆえに黄色味を有する。この理由で、中性色のガラスにするために、少量のＣｏＯを添加することが重要でありうる。使用されるべきＣｏＯの量は、３〜１００ｐｐｂ、好ましくは、５〜５０ｐｐｂである。色温度は、５７００Ｋ超までの値に増加する（標準光Ｄ６５、３．８ｍ長）。
例
コアガラスを作成するために、商業的に得られた原材料のバッチが、約５時間の時間間隔で１４２０℃に誘導加熱されたシリカガラスるつぼ挿入物を有する加熱白金るつぼに置かれた。白金るつぼの外部温度は、熱電対で測定された。熱は、シリカガラスるつぼを通じて失われ、その結果、焦電測定されたガラス温度は、溶融相より８０℃少なく上昇することができる。その後、約０．７５ｈの放置工程が行われ、その間に、最終溶融残滓が溶解し、清澄が行われる。その後、攪拌工程が、全体の均質化（シリカガラス攪拌棒）のために約１５分間行われる。精清澄が、１４６０℃で１５分間なされる。その後、ガラス溶融物は、１３２０℃で攪拌され、所望のガラス製品に鋳込まれるか成形される。このガラス製品は、実験室の冷却炉に入れられ１０Ｋ/ｈの速度で室温に冷却される。
コアガラスを作成するために、商業的に得られた原材料のバッチが、約５時間の時間間隔で１４２０℃に誘導加熱されたシリカガラスるつぼ挿入物を有する加熱白金るつぼに置かれた。白金るつぼの外部温度は、熱電対で測定された。熱は、シリカガラスるつぼを通じて失われ、その結果、焦電測定されたガラス温度は、溶融相より８０℃少なく上昇することができる。その後、約０．７５ｈの放置工程が行われ、その間に、最終溶融残滓が溶解し、清澄が行われる。その後、攪拌工程が、全体の均質化（シリカガラス攪拌棒）のために約１５分間行われる。精清澄が、１４６０℃で１５分間なされる。その後、ガラス溶融物は、１３２０℃で攪拌され、所望のガラス製品に鋳込まれるか成形される。このガラス製品は、実験室の冷却炉に入れられ１０Ｋ/ｈの速度で室温に冷却される。
結果は、表Iに要約され、表にされる。ガラス組成物は、酸化物ベースでモル％で与えられる。特性のための記号は次の意味を有する：ｎｄは、屈折率を表し、υｄは、アッベ数を表し、αは、ＩＳＯ７９９１による２０℃〜３００℃の範囲の温度での線熱膨張係数を表し、Ｔｇは、ＩＳＯ７８８４によるガラス転移温度を表し、ρは、アルキメデスの原理による浮力浮きばかり法により測定される密度を表し、ＥＷは、ガラス軟化温度（約１０７．６ｄＰａ＊ｓのガラス粘度）を表し、ＶＡは、加工温度（約１０４ｄＰａ＊ｓのガラス粘度）を表し、ＣＲは、ＩＳＯ/ＷＤ１３３８４による耐候性クラスを表す。
ＦＲは、耐汚染性を表す。磨かれた皿が、耐汚染性を測定するために、ｐＨ４．６で２５℃で標準酢酸緩衝溶液に接触させられる。汚れは、その青茶干渉色（０．１μｍの汚れに対する層厚に相当する）により検出される。耐汚染性は、以下のように分類される。
クラス０：１００時間処理後汚染０、
クラス１：１００時間処理後汚染が観察される、
クラス２：６時間処理後汚染が観察される、及び
クラス３：１時間処理後汚染が観察される。
クラス１：１００時間処理後汚染が観察される、
クラス２：６時間処理後汚染が観察される、及び
クラス３：１時間処理後汚染が観察される。
ＳＲは、ＩＳＯ８４２４による耐酸性のクラスを表す。
ＡＲは、ＩＳＯ９６８９による耐アルカリ性のクラスを表す。
ＯＥＧ（Ｔ）は、℃での上限失透温度を表す。
ＯＥＧ（ｌｇη）は上限失透温度での常用対数粘度を表す。
表I：コアガラス組成物の例、モル％
表Iの続き
：コアガラス組成物の例、モル％
：コアガラス組成物の例、モル％
多成分ガラスからのステップインデックス型光ファイバーの製造は、いわゆる、二重坩堝法若しくはロッド-チューブ法のいずれかによりなされる。両方法の場合に、コアガラスとクラッドガラスは、１０４〜１０３の範囲の粘度に相当する温度に加熱され、繊維を形成するために引き出される。低減衰率の安定な繊維を製造することができるためには、コアとクラッドガラスは、粘度性能、熱膨張、結晶化傾向のような特性、とりわけ、互いに適合性であるような特性を有さねばならない。特に、繊維コアでの光の全反射に干渉し、減衰を増加する、拡散と結晶化のような反応は、コアとクラッドとの間の境界面でのコアガラスとクラッドガラスとの間に生じることはできない。更に、繊維の機械的強度は、結晶化により負に影響されてはならない。
クラッドガラスは、コアガラスより少なくとも２％低い屈折率と、繊維が引き出される温度でコアガラスの粘度と好ましくは、同じか、それより高い粘度である粘度を有する珪酸塩系ガラスである。コアガラスの粘度と比べてより高いクラッドガラスの粘度は、引き出しプロセスの安定性を改善する。更に、クラッドガラスの線熱膨張係数αは、コアガラスよりも同じか、それより少なくとも２×１０−６Ｋ−１より小さくするべきである。繊維のクラッディングは、そのより小さい熱膨張係数のゆえに、繊維の機械的安定性を増すプレ-ストレシングを経験する。しかしながら、プレ-ストレシングは、繊維製造で問題が起こるほど大きくなくてもよい。熱膨張係数間の相違が約５〜６×１０−６Ｋ−１以下であると、それは通常避けられる。
クラッドガラスの屈折率ｎｄは、１．５未満であるべきであり、その結果、繊維は大きな開口数ＮＡを有する。より高い屈折率を有するガラスは、より小さな開口数ＮＡが望まれるならば、クラッドガラスのためにのみ使用されるべきである。
更に、クラッドガラスは、実験が示したよう、繊維が十分に引き出され加工され得るように、好ましくは、コアガラスより、より高い温度で溶融する。これは、繊維が光伝送路を作成するために束ねられ、放射圧力下で溶融されるときには、特に本当である。
経済的理由で、既知で入手可能な型の管状ガラスが、クラッドガラスのために使用され、コアガラスの型は、クラッドガラスに適合するように調整され、その結果、如何なる結晶化も他の失透作用も、コア-クラッド境界面で生じない。
関連する管状ガラスは、その屈折率、粘度位置、熱膨張特性及び入手容易性により異なる見本に属する３種のグループに分けられ得る。
グループ１のガラスは、医薬産業で主たる包装材として使用されるもの（例えば、SCHOTT Glass 8800 或いは 8412）のようないわゆる中性ガラスを含む。これらＬｉ２Ｏを含まない棚珪酸塩ガラスは、上記ステップインデックス型繊維のためのクラッドガラスとして好ましい。それらは、その熱膨張係数が、約５ｐｐｍ/Ｋの範囲であることから、特別にコアガラスとして十分に適している。約１．４９という低い屈折率値は、繊維の高開口角と開口数ＮＡを可能とする。
グループ２のガラスは、１５％を超える高Ｂ２Ｏ３含量のＬｉ２Ｏ含有棚珪酸塩ガラスを含む。コバール（登録商標）ガラス（例えば、SCHOTT 8242、8245及び8250）とＵＶ透過棚珪酸塩ガラス（SCHOTT 8337b）が、このグループに入る。
グループ３のガラスは、標準ＤＩＮＩＳＯ３２８５の棚珪酸塩ガラス（「棚珪酸塩ガラス３．３」）を含む。しかしながら、これらガラスの調整は、３〜４×１０−６Ｋ−１というその低い膨張係数のゆえに最適ではない。また、繊維の機械的強度は、結晶化がコアとクラッドガラスとの間の境界面で生じることから、グループ２のクラッドガラスより小さい。
異なるクラッドガラスグループのクラッドガラス組成物とその特性が表IIで表にされ、要約される。クラッドガラス組成物は、酸化物ベースで重量％で与えられる。
表II：酸化物ベースで重量％のクラッドガラス組成物
以下は、表IIの記号のリストとその意味である。
「Ｅｘ．」は、「例」を表す。
αは、２０℃〜３０℃の温度範囲での熱膨張係数を示す。
ρは、密度ｎ（ｇ/ｃｍ３）を示す。
Ｗは、ＤＩＮＩＳＯ７２０による耐加水分解性を示す。
Ｓは、ＤＩＮ１２１１６による耐酸性を示す。
Ｌは、ＤＩＮＩＳＯ６９５による耐アルカリ性を示す。
直径３０、５０及び７０μｍの光ファイバーが、表Iから選択されたコアガラスより作成され、表IIから選択されたクラッドガラスと組み合わされた。これら光ファイバーの物理的性質が測定された。光ファイバーは、技術水準による管状炉を有する通常のロッド-チューブ引き出し機により既知のロッド-チューブ引き出し法により作成された。光ファイバーライトガイドは、個々の光ファイバーから作成された。光ファイバーは、エンドスリーブ中で２〜３ｍｍ直径の繊維束に一緒に接着され、光学末端面は、光の入口と出口のために、研ぎ出しと磨きにより調製された。
直径７０μｍの個々の繊維の減衰は、ＤＩＮ５８１４１第１部（削減法）により測定された。更に、繊維の基礎強度を反映する、平均ループ破断直径が測定された。平均ループ破断直径は、繊維がループに配置され、その直径が、ループ破断直径に相当する破断点に達するまでゆっくりと減じられ、測定される。
１ｍ〜３．８ｍｍの試料長さを有するライトガイドの試験試料のスペクトル伝送が、ＤＩＮ５８１４１第２部に記載された方法により測定された。開口数も、ＤＩＮ５８１４１第３部に記載された方法により、５５０ｎｍで、１ｍの長さの試料に対して、測定された。
繊維から発し、ある繊維長を通過した後の光の色温度が、繊維の黄色味度或いは黄色度として標準光源Ｄ６５（色温度６５０４Ｋ）について測定された。色温度が、標準光源Ｄ６５の色温度から逸脱すればするほど、黄色色合い或いは黄色味は大きくなる。
結果は、表IIIの「光ファイバー特性I-ＮＡ範囲約０．５４」と表IVの「光ファイバー特性II-ＮＡ範囲約０．６４」に表にされ、要約される。同等の開口数０．５４と０．６４とを有する鉛含有型の光ファイバーの比較データが、比較のために与えられる。比較データは、減衰を増加するＰｔの影響なしで製造された白金を含有せず鉛を含有するガラスと、白金含有溶融容器で製造された白金を含有するガラスとのデータを含む。
０．５４のＮＡ範囲を有する鉛を含有しない繊維番号の例Ｆ３〜Ｆ５のこれら表での例から、本発明による鉛を含有しない繊維は、白金を含有しないガラスと白金を含有するガラスの何れの場合でも、減衰率、伝送率及び開口角に関して先行技術の現行の多用途繊維Ｆ１とＦ２と同等に良好であることが明らかである。光学特性は、クラッドガラスのグループI（Ｆ３）とクラッドガラスのグループII（Ｆ５）の両方を有する表Iの例４による鉛を含有しないコアガラスに対して得られた。しかしながら、最適の繊維は、本発明による例４の新規なコアガラスと各クラッドガラスのグループ２とを組み合わせることによっては、いずれの場合でも製造することはできない。例えば、例４のコアガラスと表IIによるクラッドガラス２ｃとを組み合わせることにより製造される光ファイバーは、最適な光学特性を有さない。
０．６４のＮＡ範囲を有する例Ｆ９とＦ１０の鉛を含有しない光ファイバーは、Ｆ７とＦ８の鉛を含有する光ファイバーと同様の光学特性を有する。例えば、白金含有溶融容器からのガラスＦ１０とＦ７の品質が比較されるならば、鉛を含有しない光ファイバーＦ１０が、鉛を含有する光ファイバーＦ７と同様の伝送値と開口角を有することは明らかである。３．８ｍ長を有する鉛を含有しない光ファイバー試料の色温度、すなわち５５０１Ｋは、鉛を含有する光ファイバーのそれ、すなわち５５４６Ｋよりも約５０Ｋ下回っている。色温度は、例Ｆ１２から見て取れるように、約５００ｎｍでの減衰を増加する少量のコバルトドーパントにより明らかに増加することができる。この場合に期待される伝送率の降下は、より少量の色味のゆえに受け入れられる。
例Ｆ１２から、本発明のよる高屈折率のコアガラスは、グループ２のクラッドガラスに匹敵することも明らかである。例Ｆ１１は、色温度Ｄ６５が、適正に大量のＣｏドーパントによる最適値６５０４Ｋを超えてさえ増加することができることを示す。
表III：光ファイバー特性I-ＮＡ範囲約０．５４（繊維直径７０μｍ）
表IV：光ファイバー特性II-ＮＡ範囲約０．６４（繊維直径７０μｍ）
本発明は、光ファイバーライトガイドのためのアルカリ亜鉛珪酸塩ガラス系のコアガラスとこのコアガラスから作成される光ファイバーライトガイドで具体化されるように、例示され、記載されているが、本発明の精神を逸脱せずに種々の変形と変更がなされうることから、示された詳細に限定するつもりはない。
更に分析することなく、前記したものは、第３者が、先行技術の観点から、本発明の一般的或いは特定の面の本質的性格を完全に構成する特徴を省略することなく、現行の知識を適用することにより、種々の適用にそれを採用することが容易にできる本発明の要点を完全に明らかにするであろう。
本願発明は新規であり、本願特許請求の範囲に記載される。
Claims (42)
- 酸化物ベースのモル％で、
ＳｉＯ２ ５４．５〜６５
ＺｎＯ １８．５〜３０
Σアルカリ酸化物 ８〜２０
Ｌａ２Ｏ３ ０．５〜３
ＺｒＯ２ ２〜５
ＨｆＯ２ ０．０２〜５
ΣＺｒＯ２＋ＨｆＯ２ ２．０２〜５
ＢａＯ ０．４〜６
ＳｒＯ ０〜６
ＭｇＯ ０〜２
ＣａＯ ０〜２
Σアルカリ土類酸化物 ０．４〜６
Ｌｉ２Ｏ ０・５〜３
（但し、Σアルカリ酸化物の２５％より大きくない。）
ΣＳｉＯ２＋ＺｒＯ２＋ＨｆＯ２ ＞５８．５
ＺｎＯ：Σアルカリ土類酸化物 ＞３．５：１
を含む、ステップインデックス型繊維のためのアルカリ亜鉛珪酸塩系におけるコアガラス。 - 前記アルカリ酸化物が、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏを含み、前記Ｋ２Ｏに対するＮａ２Ｏのモル比が１：１．１〜１：０．３である、請求項１記載のコアガラス。
- ５５〜６１モル％の前記ＳｉＯ２を含む、請求項１記載のコアガラス。
- １１〜１６モル％の前記Σアルカリ酸化物を含む、請求項１記載のコアガラス。
- １．５〜２．９モル％の前記Ｌａ２Ｏ３を含む、請求項１記載のコアガラス。
- ２０〜２５モル％の前記ＺｎＯを含む、請求項１記載のコアガラス。
- ２〜４．０８モル％の前記ＺｒＯ２、０．０２〜３．３モル％の前記ＨｆＯ２及び２．０２〜４．１モル％の前記ΣＺｒＯ２＋ＨｆＯ２を含む、請求項１記載のコアガラス。
- ２．０２〜４．１モル％の前記ΣＺｒＯ２＋ＨｆＯ２を含む、請求項１記載のコアガラス。
- ０．４〜５モル％の前記ＢａＯ、０．４〜５モル％の前記ＳｒＯ、０〜２モル％の前記ＭｇＯ、０〜２モル％の前記ＣａＯ及び０．４〜５モル％の前記Σアルカリ土類酸化物を含む、請求項１記載のコアガラス。
- ５９モル％より多い前記ΣＳｉＯ２＋ＺｒＯ２＋ＨｆＯ２を含む、請求項１記載のコアガラス。
- 前記アルカリ酸化物が、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏを含み、前記Ｋ２Ｏに対するＮａ２Ｏのモル比が１：０．９５〜１：０．４である、請求項１記載のコアガラス。
- 前記Σアルカリ土類酸化物に対する前記ＺｎＯのモル比が＞４：１である、請求項１記載のコアガラス。
- １〜２．５モル％の前記Ｌｉ２Ｏを含むが、前記Ｌｉ２Ｏは、前記Σアルカリ酸化物の２５モル％より多いモル量では存在しない、請求項１記載のコアガラス。
- 前記Ｌｉ２Ｏは、前記Σアルカリ酸化物の２０モル％より多いモル量では存在しない、請求項１記載のコアガラス。
- ２〜２．７５モル％の前記Ｌａ２Ｏ３を含む、請求項１記載のコアガラス。
- １．２〜２．２モル％の前記Ｌｉ２Ｏを含む、請求項１記載のコアガラス。
- ０〜５モル％のＢ２Ｏ３及び/又は０〜０．５モル％のＰ２Ｏ５、０〜５モル％のＧｅＯ２及び/又は０〜６モル％のＲｂ２Ｏ及び/又は０〜６モル％のＣｓ２Ｏを含む、請求項１記載のコアガラス。
- ０．２〜２モル％の前記Ｂ２Ｏ３を含む、請求項１記載のコアガラス。
- １〜２モル％の前記Ｂ２Ｏ３若しくは１〜１．５モル％の前記Ｂ２Ｏ３を含む、請求項１８記載のコアガラス。
- ０．０５〜０．４モル％のＳｂ２Ｏ３を含む、請求項１記載のコアガラス。
- ０．１〜０．２モル％の前記Ｓｂ２Ｏ３を含む、請求項２０記載のコアガラス。
- ０．０５〜０．５モル％のＢｉ２Ｏ３及び/又は０．０５〜０．５モル％のＴｉＯ２及び/又は０．０５〜０．３５モル％のＷＯ３を含む、請求項１記載のコアガラス。
- ０．１〜０．３モル％の前記Ｂｉ２Ｏ３、０．１〜０．４モル％の前記ＴｉＯ２、０．１〜０．３モル％の前記ＷＯ３を含む、請求項２２記載のコアガラス。
- 酸化物ベースのモル％で、
ＳｉＯ２ ５５〜６１
ＺｎＯ ２０〜２５
Σアルカリ酸化物 １１〜１６
Ｌａ２Ｏ３ １．５〜２．９
ＺｒＯ２ ２〜４．０８
ＨｆＯ２ ０．０２〜３．３
ΣＺｒＯ２＋ＨｆＯ２ ２．０２〜４．１
ＢａＯ ０．４〜５
ＳｒＯ ０．４〜５
Σアルカリ土類酸化物 ０．４〜５
Ｌｉ２Ｏ １〜２．５
（但し、Σアルカリ酸化物の２５％より大きくない。）
ΣＳｉＯ２＋ＺｒＯ２＋ＨｆＯ２ ＞５９であって、
ここで、アルカリ酸化物は、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏを含み、Ｋ２Ｏに対するＮａ２Ｏのモル比が１：０．９５〜１：０．４及び
ＺｎＯ：Σアルカリ土類酸化物は、＞４：１
を含む、請求項１記載のステップインデックス型繊維のためのアルカリ亜鉛珪酸塩系におけるコアガラス。 - ２〜２．７５モル％の前記Ｌａ２Ｏ３を含む、請求項１５記載のコアガラス。
- １．２〜２．２モル％の前記Ｌｉ２Ｏを含む、請求項１５記載のコアガラス。
- 前記Ｌｉ２Ｏは、前記Σアルカリ酸化物の２０モル％より多いモル量で存在しない、請求項１５記載のコアガラス。
- ０〜５モル％のＢ２Ｏ３及び/又は０〜０．５モル％のＰ２Ｏ５、０〜５モル％のＧｅＯ２及び/又は０〜６モル％のＲｂ２Ｏ及び/又は０〜６モル％のＣｓ２Ｏを含む、請求項１５記載のコアガラス。
- ０．２〜２モル％の前記Ｂ２Ｏ３を含む、請求項１５記載のコアガラス。
- １〜２モル％の前記Ｂ２Ｏ３若しくは１〜１．５モル％の前記Ｂ２Ｏ３を含む、請求項２９記載のコアガラス。
- ０．０５〜０．４モル％のＳｂ２Ｏ３を含む、請求項１５記載のコアガラス。
- ０．１〜０．２モル％の前記Ｓｂ２Ｏ３を含む、請求項３１記載のコアガラス。
- ０．０５〜０．５モル％のＢｉ２Ｏ３及び/又は０．０５〜０．５モル％のＴｉＯ２及び/又は０．０５〜０．３５モル％のＷＯ３を含む、請求項１５記載のコアガラス。
- ０．１〜０．３モル％の前記Ｂｉ２Ｏ３及び/又は０．１〜０．４モル％の前記ＴｉＯ２及び/又は０．１〜０．３モル％の前記ＷＯ３を含む、請求項３３記載のコアガラス。
- コアとクラッドを含み、コアがコアガラスを含み、前記コアガラスが、酸化物ベースのモル％で、
ＳｉＯ２ ５４．５〜６５
ＺｎＯ １８．５〜３０
Σアルカリ酸化物 ８〜２０
Ｌａ２Ｏ３ ０．５〜３
ＺｒＯ２ ２〜５
ＨｆＯ２ ０．０２〜５
ΣＺｒＯ２＋ＨｆＯ２ ２．０２〜５
ＢａＯ ０．４〜６
ＳｒＯ ０〜６
ＭｇＯ ０〜２
ＣａＯ ０〜２
Σアルカリ土類酸化物 ０．４〜６
Ｌｉ２Ｏ ０・５〜３
（但し、Σアルカリ酸化物の２５％より大きくない。）
ΣＳｉＯ２＋ＺｒＯ２＋ＨｆＯ２ ＞５８．５であって、
ここで、ＺｎＯ：Σアルカリ土類酸化物は、＞３．５：１
を含む、ステップインデックス型繊維。 - クラッドが、クラッドガラスを含み、前記クラッドガラスが、酸化物ベースのモル％で、
ＳｉＯ２ ７０〜７８
Ａｌ２Ｏ３ ０〜１０
Ｂ２Ｏ３ ５〜１４
Ｌｉ２Ｏ ０
Ｎａ２Ｏ ０〜１０
Ｋ２Ｏ ０〜１０
ＭｇＯ ０〜１
ＣａＯ ０〜２
ＳｒＯ ０〜１
ＢａＯ ０〜３
Ｆ ０〜１
を含む、請求項３５記載のステップインデックス型繊維。 - クラッドが、クラッドガラスを含み、前記クラッドガラスが、酸化物ベースのモル％で、ＳｉＯ２ ６２〜７０
Ｂ２Ｏ３ ＞１５
Ｌｉ２Ｏ ＞０．１
Ｎａ２Ｏ ０〜１０
Ｋ２Ｏ ０〜１０
ＭｇＯ ０〜５
ＣａＯ ０〜５
ＳｒＯ ０〜５
ＢａＯ ０〜５
Ｆ ０〜１
を含む、請求項３５記載のステップインデックス型繊維。 - クラッドが、クラッドガラスを含み、前記クラッドガラスが、酸化物ベースのモル％で、ＳｉＯ２ ７５〜８５
Ａｌ２Ｏ３ １〜５
Ｂ２Ｏ３ １０〜１４
Ｎａ２Ｏ ２〜８
Ｋ２Ｏ ０〜１
を含む、請求項３５記載のステップインデックス型繊維。 - コアとクラッドを含み、コアがコアガラスを含み、前記コアガラスが、酸化物ベースのモル％で、
ＳｉＯ２ ５５〜６１
ＺｎＯ ２０〜２５
Σアルカリ酸化物 １１〜１６
Ｌａ２Ｏ３ １．５〜２．９
ＺｒＯ２ ２〜４．０８
ＨｆＯ２ ０．０２〜３．３
ΣＺｒＯ２＋ＨｆＯ２ ２．０２〜４．１
ＢａＯ ０．４〜５
ＳｒＯ ０．４〜５
Σアルカリ土類酸化物 ０．４〜５
Ｌｉ２Ｏ １〜２．５
（但し、Σアルカリ酸化物の２５％より大きくない。）
ΣＳｉＯ２＋ＺｒＯ２＋ＨｆＯ２ ＞５９であって、
ここで、アルカリ金属は、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏを含み、Ｋ２Ｏに対するＮａ２Ｏのモル比が１：０．９５〜１：０．４であり、及び
ＺｎＯ：Σアルカリ土類酸化物 ＞４：１
を含む、ステップインデックス型繊維。 - クラッドが、クラッドガラスを含み、前記クラッドガラスが、酸化物ベースのモル％で、ＳｉＯ２ ７０〜７８
Ａｌ２Ｏ３ ０〜１０
Ｂ２Ｏ３ ５〜１４
Ｌｉ２Ｏ ０
Ｎａ２Ｏ ０〜１０
Ｋ２Ｏ ０〜１０
ＭｇＯ ０〜１
ＣａＯ ０〜２
ＳｒＯ ０〜１
ＢａＯ ０〜３
Ｆ ０〜１
を含む、請求項３９記載のステップインデックス型繊維。 - クラッドが、クラッドガラスを含み、前記クラッドガラスが、酸化物ベースのモル％で、ＳｉＯ２ ６２〜７０
Ｂ２Ｏ３ ＞１５
Ｌｉ２Ｏ ＞０．１
Ｎａ２Ｏ ０〜１０
Ｋ２Ｏ ０〜１０
ＭｇＯ ０〜５
ＣａＯ ０〜５
ＳｒＯ ０〜５
ＢａＯ ０〜５
ＺｎＯ ０〜５
Ｆ ０〜１
を含む、請求項３９記載のステップインデックス型繊維。 - クラッドが、クラッドガラスを含み、前記クラッドガラスが、酸化物ベースのモル％で、
ＳｉＯ２ ７５〜８５
Ａｌ２Ｏ３ １〜５
Ｂ２Ｏ３ １０〜１４
Ｎａ２Ｏ ２〜８
Ｋ２Ｏ ０〜１
を含む、請求項３９記載のステップインデックス型繊維。
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