Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung betrifft eine chalkogenidische Glasfaser mit
einer Kernumhüllungsstruktur, insbesondere eine
chalkogenidische Glasfaser mit einer Kernumhüllungsstruktur
mit einer ausgezeichneten Durchlässigkeit für
Infrarotstrahlung, besonders geeignet zur Transmission von
Infrarotsignallicht.
Stand der Technik
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Das Gießverfahren war als ein Verfahren zur Herstellung einer
Vorform mit einer einheitlichen Kernumhüllungs-Struktur unter
Verwendung von chalkogenidischem Glas bekannt. Dieses
Gießverfahren umfasst das Gießen von geschmolzenem Kernglas
in ein Rohr eines Umhüllungsglases.
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Wie andere Verfahren schlägt die JP-A-1 230 440 ein Verfahren
zur Herstellung einer Vorform mit einer einheitlichen
Kernumhüllungs-Struktur vor, bei dem ein Umhüllungsglasrohr
in ein Quarzrohr, das an seinem unteren Ende geschlossen ist,
eingesetzt wird, außerdem ein Kernglasstab in das
Umhüllungsglasrohr eingesetzt wird, und die äußere Seite des
Quarzrohres der resultierenden Zusammenstellung in diesem
Zustand durch ein Ringheizelement erhitzt wird, während der
Druck in dem Zwischenraum zwischen dem
Kernglasstab und dem Umhüllungsglasrohr vermindert wird und
ein Druck in dem Zwischenraum zwischen dem Umhüllungsglasrohr
und dem Quarzrohr angelegt wird, wodurch das Kernglas und das
Umhüllungsglas verbunden werden.
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Chalkogenidische Glasfasern können durch Erwärmen und Ziehen
der durch das obige Gießverfahren oder das Verfahren der JP-
A-1 230 440 erhaltenen Vorform erhalten werden.
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Zudem ist ein Verfahren zur Herstellung einer
chalkogenidischen Glasfaser direkt aus einem Kernglasstab und
einem Umhüllungsglasrohr ohne Herstellung einer Vorform
bekannt. Als dieses Verfahren schlägt die JP-A-1 226 748 ein
Verfahren vor zur Herstellung einer Glasfaser durch Einsetzen
eines Umhüllungsglasrohrs, welches darin einen Kernglasstab
enthält, in ein Quarzrohr, das an seinem unteren Ende eine
Düse besitzt, mit einer Apertur die kleiner als der äußere
Durchmesser des Umhüllungsglasrohres ist und Ziehen der
resultierenden Zusammenstellung, während der untere Teil der
Zusammenstellung statt dem unteren Ende des Quarzrohrs lokal
erhitzt wird, während der Gasdruck in dem Zwischenraum
zwischen dem Umhüllungsglasrohr und dem Quarzrohr derart
reguliert wird, dass er größer wird als der Gasdruck in dem
Zwischenraum zwischen dem Kernglasstab und dem
Umhüllungsglasrohr.
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Es ist bekannt, dass chalkogenidisches Glas thermisch
instabil ist. Entsprechend gibt es in dem Verfahren zur
Herstellung einer chalkogenidischen Glasfaser durch das
obengenannte Gießverfahren solch ein Problem, dass das Glas
im Laufe der Herstellung einer Vorform entglast. Zusätzlich
nimmt das geschmolzene Kernglas während des Gießens leicht
Blasen auf, und diese Blasen bleiben als Brühe (broths) an
der Grenzfläche des Kernglases und des Umhüllungsglases
zurück. Wenn die Vorform, die diese Brühe (broths) enthält,
in Fasern umgebildet wird, wird die Brühe (broths) ein Grund
für den Anstieg des Transmissionsverlust. Bei diesem
Gießverfahren ist es unmöglich gewesen, eine Vorform für eine
Einmoden-Faser herzustellen, in welcher der Kerndurchmesser
viel kleiner als der Umhüllungsdurchmesser ist.
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Das in der JP-A-1 230 440 dargelegte Verfahren zum Erhalten
einer Vorform durch Vereinigen des Kernglases und des
Umhüllungsglases unter Druckkontrolle in einem Quarzrohr,
dessen unterer Teil geschlossen ist, kann die Entglasung des
Glases und die Erzeugung von Blasen in dem Kernglas oder an
der Kernglas-Umhüllungsglas-Grenzfläche im Vergleich mit dem
Gießverfahren beträchtlich hemmen. Jedoch kann von der
Vorform nicht gesagt werden, dass sie eine genügende Haftung
zwischen dem Kernglas und dem Umhüllungsglas aufweist, und
deshalb ist eine Verbesserung der Haftung erwünscht. Außerdem
war es mit diesem Verfahren zur Herstellung einer Vorform
unmöglich, eine Vorform einer Einmoden-Faser herzustellen, in
welcher der Kerndurchmesser viel kleiner als der
Umhüllungsdurchmesser ist.
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Andererseits gab es in dem Verfahren, welches in der JP-A-1
226 748 dargestellt wird, für die Herstellung einer Glasfaser
direkt aus einem Kernglasstab und einem Umhüllungsglasrohr
ohne Herstellung irgendeiner Vorform solch ein Problem, dass,
da das Umhüllungsglasrohr, das darin den Kernglasstab
enthält, von Anfang an auf eine hohe Ziehtemperatur erhitzt
werden muss, das chalkogenidische Glas dazu neigt zu
Entglasen und die Zusammensetzung dazu neigt, sich durch
Verdunstung zu ändern. Diese Methode für die direkte
Herstellung einer Faser hat solch einen Nachteil, dass es
schwierig ist, eine Einmoden-Faser zu erhalten, in welcher
der Kerndurchmesser viel kleiner als der
Umhüllungsdurchmesser ist. Zudem, wenn es gemäß dem Verfahren
für die direkte Herstellung einer Faser beabsichtigt ist,
Fasern mit unterschiedlichen Durchmessern herzustellen, muss
eine Vielzahl von Quarzrohren mit Ziehdüsen mit entsprechend
unterschiedlichen Durchmessern verwendet werden, und wenn
eine Faser mit einem bestimmten Durchmesser benötigt wird,
ist es schwierig solch eine Faser in einem kurzen Zeitraum zu
erhalten.
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Weiterhin ist hinsichtlich der chalkogenidischen Glasfaser
mit einer Kernumhüllungsstruktur bisher die Methode, die zum
Beispiel in der JP-A-38742 dargelegt wurde, bekannt gewesen.
Dieses Verfahren beabsichtigt, eine Energietransmissionsfaser
zur Verfügung zu stellen, worin sowohl das Kernglas als auch
das Umhüllungsglas aus den drei Elementen As (Arsen), S
(Schwefel) und Ge (Germanium) zusammengesetzt ist, um
insbesondere die Hitzebeständigkeit zu verbessern, und Se
(Selen) einen Teil des S (Schwefel) in dem Kernglas
substituiert, um die numerische Apertur (NA) der Faser
einzustellen.
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Jedoch ist in dem Fall des obigen Verfahrens um die
Wärmebeständigkeit einer Energietransmissionsinfrarotfaser zu
verbessern, das Element Ge sowohl in dem Kernglas als auch in
dem Umhüllungsglas enthalten, und daher macht die Tatsache,
dass beide Germanium enthalten, es grundsätzlich schwierig,
den Transmissionsverlust unter ein bestimmtes Niveau zu
bringen. Auch wird, da Ge sowohl in dem Kernglas als auch in
dem Umhüllungsglas enthalten ist, ein genügender Unterschied
in der thermischen Ausdehnung zwischen den beiden in der
Herstellung und der Faser nicht erhalten, und daher ist es
unmöglich, die mechanische Festigkeit der Faser zu
verbessern.
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Außerdem gibt es in dem Fall der obigen Kernumhüllungs-
Struktur das Problem, dass Infrarotstrahlen, die durch die
Umhüllungsseite treten, zu einem Rauschen werden, wenn ein
optisches Signal übertragen wird, und das optische Signal,
das in dem Kern übertragen werden soll, eine Störung erfährt.
Zusammenfassung der Erfindung
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Eine Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine chalkogenidische
Glasfaser mit einer Kernumhüllungs-Struktur zur Verfügung zu
stellen, bei der der Transmissionsverlust der Faser während
der Übertragung eines Infrarotsignallichts minimiert ist und
die mechanische Festigkeit der Faser erhöht ist.
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Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, in einer
bevorzugten Ausführungsform eine chalkogenidische Glasfaser
mit einer Kernumhüllungsstruktur zur Verfügung zu stellen,
die von störendem Licht geschützt wird um die
Transmissionseigenschaften zu verbessern.
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Diese Erfindung stellt eine chalkogenidische Glasfaser mit
einer Kernumhüllungsstruktur zur Verfügung, in der das
Kernglas aus As (Arsen) und S (Schwefel) zusammengesetzt ist,
und das Umhüllungsglas (worauf nachfolgend manchmal als das
erste Umhüllungsglas Bezug genommen wird) aus As (Arsen), S
(Schwefel) und Ge (Germanium) zusammengesetzt ist, und in
einer bevorzugten Ausführungsform ist eine chalkogenidische
Glasfaser mit einer Kernumhüllungs-Umhüllungsstruktur, in
welcher die obige Faser mit einer Kernumhüllungsstruktur mit
einer zweiten Umhüllungsstruktur mit einem Brechungsindex,
der kleiner als der des obigen Kernglases, aber größer als
der des obigen ersten Umhüllungsglases ist, beschichtet ist,
wobei das zweite Umhüllungsglas aus As (Arsen), S (Schwefel)
und Ge (Germanium) zusammengesetzt ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Fig. 1 ist eine Ansicht des Querschnitts, der das Verfahren
zur Herstellung einer Vorform zeigt.
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Fig. 2 ist eine Ansicht des Querschnitts, der ein Verfahren
zur Herstellung einer Faser dieser Erfindung zeigt.
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Fig. 3 ist eine Ansicht des Querschnitts, der die in
Beispiel 1 erhaltene Vorform zeigt.
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Fig. 4 ist eine Ansicht des Querschnitts, der die in
Beispiel 1 erhaltene Faser zeigt.
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Fig. 5 ist eine Skizze des Querschnitts einer Vorrichtung
zur Herstellung der chalkogenidischen Glasfaser dieser
Erfindung.
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Fig. 6 ist eine Ansicht des Querschnitts der in Beispiel 2
erhaltenen Faser.
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Fig. 7 ist eine Ansicht des Querschnitts der in Beispiel 3
erhaltenen Faser.
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In den Fig. 1 bis 4 bezieht sich 1 auf ein Quarzrohr, 2
auf einen Kernstab, 3 auf ein Umhüllungsglasrohr, 4 auf den
unteren Teil des Quarzrohrs, 5 auf eine Düse, 6 auf den
oberen Teil des Quarzrohrs, 7 auf ein Druckrohr, 8 auf den
Zwischenraum zwischen dem Quarzrohr und dem Umhüllungsrohr, 9
auf den Zwischenraum zwischen dem Umhüllungsglasrohr und dem
Kernstab, 10 auf ein Druckminderungsrohr, 11 auf eine
Vorform, 12 auf ein durch Wärme schrumpffähiges Harzrohr, 13
auf ein Ringheizelement, 14 auf eine Faser, 15 auf die Spitze
der Vorform, 16 auf ein Gewicht, 17 auf ein Kernglas, 18 auf
ein Umhüllungsglas der ersten Zusammensetzung, 19 auf ein
Umhüllungsglas der zweiten Zusammensetzung, und 20 auf eine
durch Wärme geschrumpfte Harzschicht.
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In den Fig. 5 bis 7 bezieht sich 101 auf einen Kernstab,
102 auf ein Umhüllungsrohr, 103 auf eine Abdeckung, 104 auf
ein Harzrohr, 105 auf ein Harzrohr, 106 auf ein Saugharzrohr,
107 auf einen Tiegel, 108 auf eine Düse, 109 auf einen
Einlass für Inertgas, 110 auf einen Ansaugstutzen, 111 auf
einen Einlass für Inertgas, 112 auf eine
Luftaufbereitungskammer, 113 auf ein
Faserdurchmessermessgerät, 114 auf einen Harzbeschichter, 115
auf eine UV-Bestrahlungskammer, 116 auf Druckwalzen, 117 auf
einen Lokalerhitzer, 120 auf ein Kernglas, 121 auf ein erstes
Umhüllungsglas und 122 auf ein zweites Umhüllungsglas.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Die chalkogenidische Glasfaser der vorliegenden Erfindung
kann aus einer Vorform hergestellt werden, die durch eines
der unten beschriebenen Verfahren (1) oder (2) erhalten
wurde.
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(1) Verfahren zur Herstellung einer Vorform für eine
chalkogenidische Glasfaser, welches umfasst: Einfügen eines
chalkogenidischen Umhüllungsglasrohrs, das darin ein
chalkogenidisches Glasmaterial als Kernmaterial enthält, in
ein Quarzrohr, das an seinem unteren Teil eine Düse besitzt,
mit einer Apertur, die kleiner als der äußere Durchmesser des
Umhüllungsglasrohrs ist, lokales Erwärmen des unteren Teils
des Quarzrohrs und Herausziehen des Umhüllungsglasrohrs, das
darin das Glasmaterial als Kern enthält [dieses Verfahren
wird nachstehend manchmal das Herstellungsverfahren (1)
genannt werden],
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(2) Verfahren zur Herstellung einer Vorform für eine
chalkogenidische Glasfaser, welches umfasst: Einfügen als ein
Glasmaterial für den Kern die durch das obige
Herstellungsverfahren (1) erhaltene Vorform in ein
Umhüllungsglasrohr, mindestens einmaliges Wiederholen des
obengenannten Herstellungsverfahrens (1) unter Verwendung der
resultierenden Zusammenstellung, um eine Vorform für
eine Einmoden-Faser zu erhalten, worin der Kerndurchmesser,
verglichen mit dem Umhüllungsdurchmeser, besonders klein ist
[dieses Verfahren wird nachstehend manchmal das
Herstellungsverfahren (2) genannt werden].
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Das Herstellungsverfahren für die chalkogenidische Glasfaser
der Erfindung kann auch Polymerbeschichten der Vorform, die
durch die Herstellungsverfahren (1) oder (2) erhalten wurde
mit einem polymerbeschichtendem Material und Erwärmen und
Ziehen der beschichteten Vorform umfassen.
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Zuerst wird unten das Herstellungsverfahren (1) beschrieben
werden.
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Das Herstellungsverfahren (1) umfasst: Einfügen eines
chalkogenidischen Umhüllungsglasrohrs, das darin ein
chalkogenidisches Glasmaterial als Kern enthält, in ein
Quarzrohr mit an seinem unteren Ende einer Düse mit einer
Apertur, die kleiner als der äußere Durchmesser des
Umhüllungsglasrohrs ist, lokales Erwärmen des unteren Endes
des Quarzrohrs und Ausziehen des Umhüllungsglasrohrs, das
darin das Glasmaterial als Kern enthält, wobei eine Vorform
für eine chalkogenidische Glasfaser erhalten wird.
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Gemäß dem Herstellungsverfahren (1) wird, anders als bei den
üblichen Gießverfahren, worin das ganze Glasmaterial als Kern
erwärmt und geschmolzen wird, das Glasmaterial nur an dem
unteren Teil des Quarzrohrs erhitzt, wobei das Problem der
Entglasung von Glas und Erzeugung von Blasen in dem Kernglas
oder an der Kernglas-Umhüllungsglas-Grenzfläche, welche
Probleme in den üblichen Gießverfahren auftreten, gelöst
wurden.
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Auch werden gemäß dem Herstellungsverfahren (1) das Kernglas
und das Umhüllungsglas in solch einem dynamischen Zustand
druckverschmolzen, dass das Umhüllungsglasrohr, welches darin
das Glasmaterial als Kern enthält, erwärmt und dann von der
Düse an dem unteren Ende des Quarzrohrs gezogen wird, wodurch
eine Vorform erhalten wird. Deshalb, wenn man es mit dem
Verfahren, welches in der JP-A-1 230 440 angegeben ist,
vergleicht, worin ein Umhüllungsglasrohr, das darin ein
Glasmaterial als Kern enthält, statisch in einem am unteren
Teil verschlossenen Quarzrohr, das keine Düse an dem unteren
Teil besitzt, erhitzt, um das Kernglas und das Umhüllungsglas
zu vereinigen, ist das Herstellungsverfahren (1) auf die
Weise vorteilhaft, dass eine Vorform mit hervorragender
Haftung zwischen dem Kernglas und dem Umhüllungsglas erhalten
wird.
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In dem Herstellungsverfahren (1), ist es bevorzugt, dass der
Druck in dem Zwischenraum (i) zwischen dem Glasmaterial als
Kern und dem Umhüllungsglasrohr kleiner als der Druck in dem
Zwischenraum (ii) zwischen dem Umhüllungsglasrohr und dem
Quarzrohr gemacht wird, wodurch die Entglasung des Glases und
Erzeugung von Blasen in dem Kernglas oder der Kernglas-
Umhüllungsglas-Grenzfläche effektiver verhindert werden kann
und die Haftung zwischen dem Kernglas und dem Umhüllungsglas
weiter erhöht wird. Insbesondere ist es bevorzugter, den
Zwischenraum (i) unter vermindertem Druck und den
Zwischenraum (ii) unter erhöhtem Druck zu halten. Der Druck
in dem Zwischenraum (i) zwischen dem Glasmaterial als Kern
und dem Umhüllungsglasrohr ist bevorzugt 15 Pa oder weniger,
bevorzugter 1,5 Pa oder weniger. Der Druck in dem
Zwischenraum (ii) zwischen dem Umhüllungsglasrohr und dem
Quarzrohr ist bevorzugt 2,0 · 10&sup4; Pa oder mehr, bevorzugter
2,0 · 10&sup5; Pa oder mehr.
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In dem Herstellungsverfahren (1), ist es bevorzugt, die
Erwärmungstemperatur an dem unteren Ende des Quarzrohres auf
eine Temperatur, die niedriger als die Ziehtemperatur ist,
einzustellen, wodurch es möglich wird, eine Vorform mit einem
großen Durchmesser zu erhalten und außerdem die Entglasung
des Glases bei der Herstellung der Vorform zu verhindern.
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Die Heiztemperatur (Th) an dem unteren Ende des Quarzrohrs
wird insbesondere bevorzugt auf eine Temperatur eingestellt,
die 40 bis 150ºC niedriger als die Ziehtemperatur (Tf) ist.
Der Grund dafür ist wie folgt: wenn Th > (Tf - 40) und die
Temperatur Th relativ groß ist, dann entglast das thermisch
instabile chalkogenidische Glas leicht und eine
Kristallisation neigt dazu aufzutreten, insbesondere in dem
Kernglas oder an der Kernglas-Umhüllungsglas-Grenzfläche.
Wenn die Vorform, die unter solchen Bedingungen erhalten
wird, in eine Faser gezogen wird, wird der
Transmissionsverlust der erhaltenen Faser beträchtlich groß
und die Verdunstung des Glasbestandteils führt zu einer
Zusammensetzungsänderung. Andererseits, wenn Th < (Tf - 150)
und die Temperatur (Th) relativ niedrig ist, wird das
chalkogenidische Glas nicht genügend erweicht und es wird
unmöglich, das Umhüllungsglas, das mit dem Kernglas verbunden
ist, von der Düse des Quarzrohrs zu ziehen, oder, selbst wenn
das Ziehen möglich ist, wird eine genügende Haftung zwischen
dem Kernglas und dem Umhüllungsglas nicht erreicht, der
Transmissionsverlust wird groß und die Faserfestigkeit wird
klein.
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Wenn das Umhüllungsglasrohr, das darin das Glasmaterial als
Kern enthält, aus dem Quarzrohr gezogen wird, ist es
bevorzugt ein Gewicht von der Spitze des Umhüllungsglasrohrs
zu hängen. Wenn ein Gewicht daran gehängt wird, können die
folgenden Wirkungen erzielt werden:
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(a) Die Vorform wird in einen geraden Stab gebildet, und
daher wird die Faserausbeute erhöht, wenn diese Vorform in
eine Faser gezogen wird.
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(b) Die Ziehgeschwindigkeit der Vorform wird konstant, und
daher wird der Durchmesser der Vorform stabilisiert und die
gleiche Wirkung wie in (a) (Erhöhung der Faserausbeute) wird
erhalten.
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Das Gewicht kann geeignetermaßen bestimmt werden, und
üblicherweise ist ein Gewicht von 50 g oder mehr bevorzugt.
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Eine Erklärung des Herstellungsverfahrens (2) wird unten
gegeben.
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Das Herstellungsverfahren (2) verwendet die Vorform für eine
chalkogenidische Glasfaser, die durch das
Herstellungsverfahren (1) als ein Glasmaterial für den Kern
erhalten wird, und ist dadurch charakterisiert, dass
mindestens einmal das Herstellungsverfahren (1), welches ein
Umhüllungsglasrohr, das darin die Vorform enthält, verwendet
wird, wiederholt wird, wodurch eine Vorform für eine
Einmoden-Faser mit einem Kerndurchmesser, der viel kleiner
als der Umhüllungsdurchmesser ist, erhalten werden kann.
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Das Herstellungsverfahren (2) ist im Grunde die Wiederholung
des Herstellungsverfahrens (1), und daher kann
selbstverständlich der Vorteil, der durch das
Herstellungsverfahren (1) (Verhinderung der Entglasung von
Glas, Verhinderung der Erzeugung von Blasen und Verbesserung
der Haftung) erhalten wird, herbeigeführt werden, indem das
Herstellungsverfahren (2) ausgeführt wird.
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Die Vorformen für eine Glasfaser, die durch die
Herstellungsverfahren (1) und (2) erhalten werden, können auf
eine übliche Weise in Glasfasern gezogen werden, und es ist
möglich, eine Schutzschicht, die aus einem Harz besteht, auf
die Glasfaser, die derart erhalten wurde, zu bilden, indem
die Glasfaser durch ein Gefäß, das das Harz enthält,
durchgezogen wird. Das verwendete Harz ist bevorzugt ein
UVhärtbares Harz; jedoch ist dies nicht entscheidend, und es
kann irgendein Harz verwendet werden, solange es eine
faserschützende Funktion hat. Zum Beispiel kann ein
wärmehärtbares Harz verwendet werden.
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Als nächstes wird das Verfahren zur Herstellung einer
chalkogenidischen Glasfaser erläutert.
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Das Verfahren zur Herstellung einer chalkogenidischen Glaser
umfasst Haftungsbeschichten der Vorform für eine
chalkogenidische Glasfaser, die durch die
Herstellungsprozesse (1) oder (2) erhalten wurde, mit einem
haftungsbeschichtenden Material und Erhitzen und Ziehen der
beschichteten Vorform, um eine chalkogenidische Glasfaser zu
erhalten.
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Gemäß dem obigen Verfahren zur Herstellung einer Glasfaser
erlaubt das Beschichten einer Vorform mit einem
haftungsbeschichtenden Material Fasern mit verschiedenen
Durchmessern ohne Einschränkung herzustellen, indem die
Herstellungsbedingungen einschließlich Ziehtemperatur,
Ziehgeschwindigkeit und dergleichen verändert werden, ohne
ein teures Quarzrohr bei dem Zeitpunkt des Ziehens zu
verwenden. Auch kann die Faser, indem vorher die Vorform
hergestellt wird, wann immer es notwendig ist in kurzer Zeit
hergestellt werden. Gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer
Glasfaser kann das haftungsbeschichtete Material, das auf die
Vorform aufgebracht wird, die Zusammensetzungsveränderung
aufgrund von Verdunstung einer chalkogenidischen Glasfaser
während des Erhitzens während des Ziehzeitpunkts verhindern,
wodurch eine chalkogenidische Glasfaser, die die erwünschten
Eigenschaften besitzt, erhalten werden kann.
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Das obige Haftungsbeschichtungsmaterial kann irgendein
Material sein, solange es gut an die Vorform haftet und die
chalkogenidische Glasfaser während des Erwärmens während des
Ziehzeitpunktes am Verdunsten hindert. Insbesondere erweist
sich die Verwendung eines wärmeschrumpfbaren Rohrs
insbesondere als gut für die Haftungsbeschichtbarkeit der
Vorform, und erlaubt es die Glaskomponenten bemerkenswert
daran zu hindern, dass sie aus der Vorform verdunsten. Das
wärmeschrumpfbare Rohr ist üblicherweise an seinem
Öffnungsteil glatter als das Quarzrohr und daher, wenn ein
anderer Teil der Vorform als sein Endteil mit dem
wärmeschrumpfbaren Rohr haftungsbeschichtet wird und die
Vorform erwärmt und gezogen wird, kann verhindert werden,
dass die Faser verletzt wird.
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Das wärmeschrumpfbare Rohr schließt ein: (a)
wärmeschrumpfbare Rohre von Fluorpolymeren, wie Teflon FEP
(Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymer),
Polyvinylidenfluorid, Teflon PFA (Tetrafluorethylen-
Perfluoralkoxyethylen-Copolymer), Teflon TFE
(Polytetrafluorethylenharz) und dergleichen; (b)
wärmeschrumpfbare Rohre aus Silikongummis; (c)
wärmeschrumpfbare Rohre aus synthetischen Gummis wie Neopren,
Viton und dergleichen; (d) wärmeschrumpfbare Rohre aus
Polyolefinen wie quervernetzte Polyolefine und dergleichen;
(e) wärmeschrumpfbare Rohre aus Vinylchloridharzen und
dergleichen. Die Verwendung eines wärmeschrumpfbaren Rohrs
mit einem Schmelzpunkt oder Erweichungspunkt, der nahe bei
dem des chalkogenidischen Glases liegt, ist bevorzugt, da die
Verwendung es erlaubt, gleichzeitig die Haftungsbeschichtung
der Vorform mit einem wärmeschrumpfbaren Rohr und das Ziehen
der Vorform in eine Faser auszuführen. Als solch ein
wärmeschrumpfbares Rohr kann ein Rohr aus einem Fluorpolymer
wie Teflon oder dergleichen genannt werden. Dieses
Fluorpolymer ist bevorzugt, da es eine hervorragende
Wärmeleitfähigkeit besitzt, und daher die Zeit, die zum
Erwärmen benötigt wird, abgekürzt und die Ausbeute erhöht
werden kann, wenn man es mit dem Fall vergleicht, wenn ein
Quarzrohr verwendet wird.
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Die gesamte Fläche der Vorform kann mit dem
Haftungsbeschichtungsmaterial beschichtet werden oder eine
andere Fläche der Vorform als sein Endteil, der erwärmt und
gezogen wird, kann mit dem Polymerbeschichtungsmaterial
beschichtet werden. Im ersten Fall werden die Vorform und das
Haftungsbeschichtungsmaterial gleichzeitig erhitzt und
gezogen, wodurch eine Glasfaser mit einer
Dreifachschichtstruktur von Kernglas, Umhüllungsglas und
Polymerbeschichtungsmaterial erhalten wird. Im letzten Fall
wird nur die Vorform erhitzt und gezogen, so dass eine
Glasfaser mit einer Doppelschichtstruktur von Kernglas und
Umhüllungsglas erhalten wird. In diesem Fall kann die
Doppelschichtstrukturfaser nach dem Ziehen durch ein Gefäß,
das ein Harz darin enthält, gezogen werden, um eine
Schutzbeschichtungsschicht aus dem Harz zu bilden. Das
verwendete Harz ist, wie bereits oben erwähnt, bevorzugt ein
UV-härtbares Harz; jedoch kann irgendein Harz wie ein
wärmehärtbares Harz oder dergleichen verwendet werden,
solange es eine faserschützende Funktion besitzt.
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Oben wurden Erklärungen bezüglich der Vorform-
Herstellungsverfahren (1) und (2) sowie des
Faserherstellungsverfahrens gemacht. Der Ausdruck
"chalkogenidisches Glas", der hierin verwendet wird, sollte
wie folgt verstanden werden.
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In der chalkogenidischen Glasfaser mit einer
Kernumhüllungsstruktur dieser Erfindung ist das Kernglas aus
den zwei Elementen As (Arsen) und S (Schwefel)
zusammengesetzt, und das Umhüllungsglas ist aus den obigen
zwei Elementen und Ge (Germanium) zusammengesetzt, wobei der
Brechungsindex des Umhüllungsglases kleiner als der des
Kernglases gemacht werden kann. Außerdem, da das Kernglas
kein Ge enthält, kann der Transmissionsverlust des Kernglases
grundsätzlich kleiner gemacht werden.
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Der thermische Ausdehnungskoeffizient des Umhüllungsglases
kann kleiner als der des Kernglases gemacht werden, indem Ge
(Germanium) in das Umhüllungsglas inkooperiert wird, und dies
hat die Wirkung, dass eine Druckspannung auf das
Umhüllungsglas vermittelt werden kann, um die mechanische
Festigkeit zu erhöhen. Außerdem, wenn die Zusammensetzungen
des Kernglases und des Umhüllungsglases aus den
vorherbestimmten Bereichen fallen, neigt das Glas dazu,
instabil zu werden. Das heißt, wenn das Verhältnis von Ge
kleiner als 0,5 atm % ist, dann ist es schwierig, dem
Umhüllungsglas eine genügende Brechungsindexdifferenz zu
geben, und wenn der Anteil von Ge größer als 7 atm % ist,
dann hat das Umhüllungsglas zu unterschiedliche Eigenschaften
verglichen mit denen des Kernglases, das als ein bevorzugtes
Umhüllungsglas verwendet werden soll.
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Die Zusammensetzung des Kernglases, das in der
Kernumhüllungsstruktur der chalkogenidischen Glasfaser dieser
Erfindung verwendet wird, ist bevorzugt derart, dass der
Anteil von As 25 bis 55 atm % ist und der Anteil von S 45 bis
75 atm % ist, wobei die Summe der Zusammensetzung 100 atm %
ist, und der Anteil des verwendeten Umhüllungsglases ist
bevorzugtermaßen so, dass der Anteil an As 18 bis 54 atm %
ist, der Anteil von S 46 bis 80 atm % ist, und der Anteil von
Ge 0,5 bis 7 atm % ist, wobei die Summe der Zusammensetzung
100 atm % ist.
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Bei der chalkogenidischen Glasfaser, die eine
Kernumhüllungsstruktur gemäß dieser Erfindung hat, wird die
Kernumhüllungsstruktur der chalkogenidischen Glasfaser weiter
mit einem zweiten Umhüllungsglas mit einem Brechungsindex,
der kleiner als der des Kernglases aber größer als der des
ersten Umhüllungsglases (nämlich das Umhüllungsglas mit der
obigen Kernumhüllungsstruktur) der Faser ist, beschichtet,
wobei das Licht, das durch das erste (innere) Umhüllungsglas
durchgetreten ist durch das zweite Umhüllungsglas absorbiert
und gestreut wird und daher die nachteilige Wirkung
verhindert werden kann, dass eine Störung als ein
Rauschstörungslicht zu dem Signallicht, das durch den Kern
durchgegangen ist, beiträgt. In diesem Fall, wenn die
Zusammensetzung des zweiten Umhüllungsglases auf den
vorherbestimmten Bereich beschränkt ist, wird die gleiche
Wirkung wie in dem Fall der Kernumhüllungsstruktur der
chalkogenidischen Glasfaser erhalten.
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In der Kernumhüllungs-Umhüllungsstruktur der
chalkogenidischen Glasfaser dieser Erfindung ist die
Zusammensetzung des verwendeten Kernglases bevorzugt derart,
dass der Anteil an As 25 bis 55 atm % ist und der Anteil von
S 45 bis 75 atm % ist, wobei die Summe der Zusammensetzung
100 atm % ist, und jede der Zusammensetzungen des ersten
Umhüllungsglases und des zweiten Umhüllungsglases, die
verwendet werden, ist bevorzugt derart, dass der Anteil an As
18 bis 54 atm % ist, der Anteil an S 46 bis 80 atm % ist und
der Anteil an Ge 0,5 bis 7 atm % ist, wobei die Summe der
Zusammensetzung 100 atm % ist.
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In der Kernumhüllungsfaser und Kernumhüllungs-Umhüllungsfaser
der Erfindung wird, da Ge in das Umhüllungsglas inkooperiert
wird, um den Brechungsindex kleiner als den des Kernglases zu
machen, und da das Kernglas kein Ge enthält, der
Transmissionsverlust des Kernglases grundsätzlich kleiner
gemacht werden. Weiterhin, da Ge in das Umhüllungsglas
inkooperiert wird, wird der thermische Ausdehnungskoeffizient
des Umhüllungsglases kleiner als der des Kernglases, und
daher, wenn das Umhüllungsglas, das das Kernglas darin
enthält, in eine Faser gezogen wird, ist es möglich, die
Erzeugung einer Druckspannung des Umhüllungsglases
zuzulassen. Das heißt, die Erhöhung der mechanischen
Festigkeit der Faser wird möglich.
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Weiterhin, wenn die Faser mit dem zweiten Umhüllungsglas,
welches einen Brechungsindex, der größer als der des ersten
Umhüllungsglases aber kleiner als der des Kernglases ist,
hat, bedeckt wird, kann das Licht, das durch das erste
Umhüllungsglas getreten ist, durch das zweite Umhüllungsglas
absorbiert und gestreut werden, um zu verhindern, dass eine
Störung das Signallicht, das durch das Kernglas tritt,
negativ beeinflusst.
Ausführungsbeispiele
Vergleichsbeispiel 1 (fällt nicht in den Bereich der
Ansprüche)
(1) Vorformherstellungsbeispiel
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Zuerst wird ein Beispiel gemäß Fig. 1 beschrieben. Ein
Umhüllungsrohr 3, worin ein Kernstab 2 eingefügt wurde, wurde
in einem Quarzrohr 1 verschlossen. Am unteren Teil 4 des
Quarzrohrs 1 wurde eine Düse 5 mit einer kleineren Apertur
als dem äußeren Durchmesser des Umhüllungsrohrs 3
bereitgestellt. Im oberen Teil 6 des Quarzrohrs 1 wurde ein
Druckrohr 7, das mit dem Zwischenraum 8 zwischen dem
Quarzrohr und dem Umhüllungsrohr 3 verbunden war, eingebaut.
Eine sehr kleine Menge an Argongas wurde durch das Druckrohr
7 gegeben, um den Zwischenraum 8 mit dem Argongas zu füllen.
Andererseits wurde der Druck des Zwischenraums 9 zwischen dem
Kernstab 2 und dem Umhüllungsrohr 3 mit einer Vakuumpumpe
durch ein Drückminderrohr 10, welches auf die Weise
angebracht war, dass es mit dem Zwischenraum 9 verbunden war,
auf 1,5 Pa verringert.
-
Die Glaszusammensetzung des Kernstabs 2 wurde auf Ge 5 atm
%/As 42 atm %/S 53 atm % eingestellt und die
Glaszusammensetzung des Umhüllungsrohrs 3 wurde auf Ge 5 atm
%/As 40 atm %/S 55 atm % eingestellt. In diesem Fall wurde
der äußere Durchmesser des Umhüllungsrohrs 3 auf 12,5 mm
eingestellt und der innere Durchmesser davon auf 10,5 mm
eingestellt. Der äußere Durchmesser des Kernstabs 2 wurde auf
9,5 mm eingestellt und die Apertur der Düse 5 des Quarzrohrs
1 wurde auf 9 mm eingestellt.
-
Die Umgebung der Düse 5 des Quarzrohrs 1 wurde durch ein
Ringheizelement 13 auf 300ºC erwärmt, und wenn die Spitze
des Umhüllungsrohrs 3 erweicht war und dicht mit der Düse 5
kontaktiert wurde, wurde Argongas durch das Druckrohr 7
eingelassen, um den Druck des Zwischenraums 8 auf 2 · 105 Pa
einzustellen. Wenn die Spitze 15 der Vorform durch die Düse 5
des Quarzrohrs 1 extrudiert wurde, wurde sofort ein Gewicht
von 100 g von der Spitze 15 der Vorform 11 in der
vorherbestimmten Weise gehängt. Die Vorform 11 wurde mit
einer Geschwindigkeit von 4 mm/min gezogen. Der äußere
Durchmesser der resultierenden Vorform 11 war 6 mm. In der
erhaltenen Vorform 11 wurde weder eine Entglasung des Glases
noch die Erzeugung von Blasen in dem Kernglas oder der
Kernglas-Umhüllungsglas-Grenzfläche beobachtet. Die Vorform
11 zeigte auch eine hervorragende Haftung in der Kernglas-
Umhüllungsglas-Grenzfläche.
(2) Glasfaserherstellungsbeispiel
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Eine Glasfaser wurde unter Verwendung der in (1) oben
erhaltenen Vorform erhalten.
-
Wie in Fig. 2 gezeigt, wurde die Peripherie der in (1) oben
erhaltenen Vorform 11 mit einem wärmeschrumpfbaren Rohr 12,
das aus einem Fluorpolymer (Teflon FEP) zusammen gesetzt war,
haftungsbeschichtet, und die untere Peripherie der Vorform 11
wurde durch ein Ringheizelement 13 auf 390ºC erwärmt und in
eine Faser 14 gezogen.
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Die so erhaltene Faser 14 hatte eine Dreifachschichtstruktur
von Kernglas, Umhüllungsglas und wärmegeschrumpftem Harz, und
der Transmissionsverlust bei einer Wellenlänge von 2,4 um war
0,1 dB/m.
(3) Vergleichendes Herstellungsbeispiel
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Zum Vergleich wurden die gleiche Kernstange und
Umhüllungsrohr wie in (1) oben verwendet, um eine Vorform
durch das Verfahren, das in der JP-A-1 230 440 dargelegt
wurde, herzustellen, worin ein einen Kernstab enthaltendes
Umhüllungsrohr in einem Quarzrohr, das am unteren Ende
geschlossen war, erhitzt wurde. Anschließend wurde die
erhaltene Vorform auf die gleiche Weise wie in (2) oben
erhitzt und gezogen, um eine Glasfaser zu erhalten. Die
erhaltene Glasfaser wurde dem gleichen Test wie in (2) oben
unterworfen, was ergab, dass der Transmissionsverlust bei
einer Wellenlänge von 2,4 um 0,4 dB/m war.
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Für einen weiteren Vergleich wurden der gleiche Glasstab und
Umhüllungsrohr wie in (1) oben verwendet, und das den
Kernstab enthaltende Umhüllungsrohr wurde in ein Quarzrohr
mit an dem unteren Teil einer Düse eingeführt, wonach eine
Glasfaser daraus direkt gemäß dem Verfahren wie in JP-A-1 226
748 dargelegt, hergestellt wurde, ohne eine Vorform
herzustellen. Der Transmissionsverlust der so erhaltenen
Glasfaser war 0,3 dB/m bei einer Wellenlänge von 2,4 um.
Beispiel 1
(1) Vorform-Herstellungsbeispiel
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Dasselbe Verfahren wie in Vergleichsbeispiel (1) wurde
wiederholt, außer dass die Glaszusammensetzung des Kernstabs
2 As 40 atm %/S 60 atm % war und die Glaszusammensetzung des
Umhüllungsrohrs 3 Ge 2 atm %/As 37 atm %/S 61 atm % (die
erste Zusammensetzung) war. In diesem Fall waren der
Außendurchmesser und der Innendurchmesser des Umhüllungsrohrs
3 15,5 mm bzw. 18,0 mm, war der Innendurchmesser des
Kernstabs 2 7,5 mm und war die Apertur der Düse 5 des
Quarzrohrs 1 8 mm. Die Heiztemperatur war 310ºC und die
Ziehgeschwindigkeit war 2 mm/min. Der Außendurchmesser der
erhaltenen Vorform 11 war 6,5 mm, und ähnlich wie bei der in
dem Vergleichsbeispiel 1 erhaltenen Vorform wurden weder
Entglasung des Glases noch Erzeugung von Blasen beobachtet.
Die Haftung zwischen dem Kernglas und dem Umhüllungsglas war
hervorragend.
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Das gleiche Verfahren wie oben wurde wiederholt, außer dass
die oben erhaltene Vorform 11 als der Kernstab 2 verwendet
und die Glaszusammensetzung des Umhüllungsrohrs 3 auf Ge 2
atm %/As 37 atm %/S 61 atm % (die erste Zusammensetzung)
eingestellt wurde. In diesem Fall waren der Außendurchmesser
und der Innendurchmesser des Umhüllungsrohrs 3 15,5 mm bzw.
7,5 mm, war der Außendurchmesser des Kernstabs 2 6,5 mm, war
die Apertur der Düse 5 des Quarzrohrs 1 8 mm. Die
Heiztemperatur war 310ºC und die Ziehgeschwindigkeit war
2 mm/min. Die erhaltene Vorform 11 hatte einen
Außendurchmesser von 6,5 mm und ähnlich wie bei der im
Vergleichsbeispiel 1 erhaltenen Vorform wurden weder
Entglasung des Glases noch Erzeugung von Blasen beobachtet.
Die Haftung zwischen dem Kernglas und dem Umhüllungsglas war
hervorragend.
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Das gleiche Verfahren wie oben wurde zweimal wiederholt,
außer dass die oben erhaltene Vorform 11 als der Kernstab 2
verwendet wurde. Dieses Verfahren wurde wiederholt, außer
dass die so erhaltene Vorform 11 als der Kernstab 2 verwendet
wurde und die Glaszusammensetzung des Umhüllungsrohrs 3 auf
Ge 1,5 atm %/As 38 atm %/S 60,5 atm % (die zweite
Zusammensetzung) eingestellt wurde. Die so erhaltene Vorform
11 hatte einen Außendurchmesser von 6,5 mm, und ähnlich zu
der in Beispiel 1 erhaltenen Vorform wurden weder Entglasung
des Glases noch Erzeugung von Blasen beobachtet. Die Haftung
zwischen dem Kernglas und dem Umhüllungsglas war
hervorragend.
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Wie oben dargelegt, wurde das obige Verfahren insgesamt
fünfmal wiederholt, was eine Vorform 11 wie in Fig. 3
gezeigt ergab, worin der Außendurchmesser des Kernglases 17
0,12 mm war, der Außendurchmesser des Umhüllungsglases 18 der
ersten Zusammensetzung, die aus vier Lagen bestand, 2,6 mm
war und der Außendurchmesser des Umhüllungsglases 19 der
zweiten Zusammensetzung 6,5 mm war.
(2) Glasfaserherstellungsbeispiel
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Die Peripherie der so erhaltenen Vorform 11 wurde mit einem
wärmeschrumpfbaren Rohr 12, das aus einem wärmeschrumpfbaren
Fluorpolymer (Teflon FEP) zusammengesetzt war, beschichtet,
und die Peripherie der Vorform 11 wurde durch ein
Ringheizelement 13 auf 390ºC erhitzt und dann in eine
Einmodenglasfaser 14 gezogen. Die Ansicht des Querschnitts
der Einmodenglasfaser 14 war wie in Fig. 4 gezeigt. Wie
deutliche aus Fig. 4 zu sehen ist, war in dieser
Einmodenglasfaser 14 der Außendurchmesser des Kernglases 17
2,3 um, war der Außendurchmesser des Umhüllungsglases 18 der
ersten Zusammensetzung 50 um, war der Außendurchmesser des
Umhüllungsglases 19 der zweiten Zusammensetzung 125 um, war
der Außendurchmesser der Faser einschließlich der
wärmegeschrumpften Harzschicht 20 135 um. Der
Transmissionsverlust der Glasfaser 14 war 0,08 dB/m bei einer
Wellenlänge von 2,4 um.
Beispiel 2
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Unter Verwendung einer Herstellungsvorrichtung, wie in Fig.
5 gezeigt, wurde eine chalkogenidische Glasfaser mit einer
Kernumhüllungs-Struktur hergestellt.
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In der Apparatur zur Herstellung einer chalkogenidischen
Glasfaser, gezeigt in Fig. 5, wurde ein Quarztiegel 107 mit
dem größten Durchmesser in der Mitte bereitgestellt. Unter
dem Tiegel 107 sind ein Inertgaseinlaß 111, ein
Lokalheizelement 117, eine Luftaufbereitungskammer 112, ein
Faserdurchmessermeßgerät 113, ein Harzbeschichter 114, eine
UV-Bestrahlungskammer 115 und Druckwalzen 116 angeordnet. An
dem oberen Ende des Tiegels 107 sind eine Abdeckung 103 mit
einem Einlaß 109 für ein unter Druck setzendes Inertgas und
ein Ansaugstutzen 110 angebracht und durch ein Harzrohr 104
fixiert.
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Ein Harzrohr 106 ist mit dem Saugstutzen 110 verbunden, und
das untere Ende des Harzrohrs 106 ist mit dem oberen Ende des
Umhüllungsrohrs 102, das in den Tiegel 107 durch ein Harzrohr
105, um das Umhüllungsrohr 102 zu halten, eingefügt ist,
verbunden. Der Tiegel 107 hat an seinem unterem Teil eine
Düse 108 mit einer Apertur, die kleiner als der äußere
Durchmesser des Umhüllungsrohrs 102 aber größer als der
Außendurchmesser des Kernstabs 101 ist.
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Ein Kernglas mit einer Zusammensetzung von As 40 atm %/S 60
atm % wurde poliert, um einen Kernstab 101 mit einem
Außendurchmesser von 8 mm zu bilden, und ein Umhüllungsglas
mit einer Zusammensetzung von As 34 atm %/S 62 atm %/Ge 4 atm
% wurde poliert, um ein Umhüllungsrohr 102 mit einem
Außendurchmesser von 10 mm und einem Innendurchmesser von 8,5
mm zu bilden. Der Kernstab 101 wurde in das Umhüllungsrohr
102 eingeführt. Die resultierende Zusammenstellung,
die aus dem Kernstab 101 und dem Umhüllungsrohr 102 besteht,
wurde in den Tiegel 107 mit einer Düse 108 an seinem unteren
Ende montiert, und der Tiegel 107 wurde mit Argongas gespült.
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Anschließend wurde die Umgebung des unteren Endes des Tiegels
107 lokal durch ein Lokalheizelement 117 auf solch eine
Temperatur erwärmt, dass die Viskositäten der Glase des
Umhüllungsrohrs 102 und des Kernstabs 101, die darin anwesend
waren, 106 Poise wurden, um das Umhüllungsrohr 102 mit dem
Kernstab 101 in der Umgebung des unteren Endes des Tiegels
107 schmelzzuverbinden, und gleichzeitig das Umhüllungsrohr
102 in der Peripherie der Düse 108 an dem unteren Ende des
Tiegels 107 gleichmäßig zu schmelzen.
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Ein Druck von 1,47 · 10&sup5; Pa wurde an die Peripherie des
Umhüllungsrohrs 102 angelegt und gleichzeitig wurde der Druck
des Zwischenraums zwischen dem Umhüllungsrohr 102 und dem
Kernstab 101 auf 1,33 Pa vermindert, um Umhüllungsrohr 102
vollständig mit dem Kernstab 101 zu vereinigen, wonach das
vereinigte Glas kontinuierlich in eine Glasfaser mit einem
Kerndurchmesser von 200 um und einem Umhüllungsdurchmesser
von 250 um gezogen wurde.
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Sofort nach dem Spinnen wurde die Faser mit einem
UVhärtbaren Harz durch einen Harzbeschichter 114 beschichtet,
und dann wurde das UV-härtbare Harz in einer UV-
Bestrahlungskammer 115 gehärtet, wonach die Faser um eine
Trommel gewickelt wurde (nicht gezeigt in den Figuren). Die
so erhaltene Faser wurde vermessen, was ergab, dass der
Transmissionsverlust bei einer Wellenlänge von 2,4 um 0,1
dB/m war, die Zugfestigkeit 15 kg/mm² war und die numerische
Apertur (NA) 0,5 war.
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Die auf diese Weise erhaltene chalkogenidische Glasfaser
hatte solch eine Struktur, dass das Kernglas 120, das aus
zwei Elementen As (Arsen) und 5 (Schwefel) bestand, mit einem
Umhüllungsglas 121, das aus drei Elementen As (Arsen), S
(Schwefel) und Ge (Germanium) bestand, wie in Fig. 6
gezeigt, beschichtet war.
Beispiel 3
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Ein Kernglas mit einer Zusammensetzung von As 40 atm %/ S 60
atm % wurde poliert, um einen Kernstab mit einem
Außendurchmesser von 2 mm zu bilden, und ein erstes
Umhüllungsglas mit einer Zusammensetzung von As 34 atm %/S 62
atm %/Ge 4 atm % wurde poliert, um ein erstes Umhüllungsrohr
mit einem Außendurchmesser von 50 mm und einem
Innendurchmesser von 3 mm zu bilden. Außerdem wurde ein
zweites Umhüllungsglas mit einer Zusammensetzung von As 37
atm %/S 62 atm %/Ge 1 atm % poliert, um ein zweites
Umhüllungsrohr mit einem Außendurchmesser von 110 mm und
einem Innendurchmesser von 50 mm zu bilden. Das erste
Umhüllungsrohr wurde in das zweite Umhüllungsrohr eingeführt
und der Kernstab wurde in das erste Umhüllungsrohr
eingeführt, wonach die resultierende Zusammenstellung in den
Tiegel 107 in der gleichen Apparatur wie in Beispiel 2
eingebaut wurde. Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2
wurde die Zusammenstellung erhitzt und kontinuierlich in eine
Einmoden-Faser mit einem Kerndurchmesser von 2,4 mm und einem
Umhüllungsdurchmesser von 125 um gezogen.
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Die resultierende Faser wurde mit einem Harz auf die gleiche
Weise wie in Beispiel 2 sofort nach dem Ziehen beschichtet
und um eine Trommel gewickelt. Als Ergebnis wurde der
Brechungsindex des zweiten Umhüllungsglases größer als der
des ersten Umhüllungsglases aber kleiner als der des
Kernglases. Die Faser wurde vermessen, was ergab, dass der
Transmissionsverlust bei einer Wellenlänge von 2,4 um so
gering wie 0,1 dB/m war, die Zugfestigkeit so hoch wie
14 kg/m² groß war und die numerische Apertur (NA) 0,5 war. So
gut wie kein Streulicht wurde beobachtet, das durch das
Umhüllungsglas durchtrat.
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Die auf diese Weise erhaltene chalkoginidische Glasfaser
hatte solch eine Struktur, dass die Faser aus einem Kernglas
120 bestand, wessen Peripherie mit dem Umhüllungsglas 121
beschichtet war, weiter mit einem zweiten Umhüllungsglas 122,
das aus drei Elementen As (Arsen), S (Schwefel) und Ge
(Germanium) wie in Fig. 7 gezeigt, bestand, beschichtet war.
Beispiele 4 bis 12 und Referenzbeispiel 2
-
Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 oder 3 wurden Gläser
mit den Zusammensetzungen wie in Tabelle 1 gezeigt (Beispiele
4 bis 12 und Referenzbeispiel 2) in Fasern gezogen, und die
Ergebnisse der Messungen der Fasern sind in Tabelle 2
gezeigt. Die Einheit in Tabelle 1 ist atm % und der Verlust
in Tabelle 2 ist ein Transmissionsverlust (Einheit: dB/m) bei
einer Wellenlänge von 2,4 um, Die Einheit der Festigkeit ist
kg/mm². Das Vergleichsbeispiel in der letzten Spalte der
Tabellen ist ein Beispiel, worin sowohl das Kernglas als auch
das Umhüllungsglas Ge enthalten.
Tabelle 1
Tabelle 2
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An den obigen Ergebnissen ist zu sehen, dass im Vergleich mit
dem Vergleichsbeispiel 2 deutlich ist, dass diese Erfindung,
die ein Kernglas, das frei an Germanium ist, und ein
Umhüllungsglas, das Ge enthält, verwendet, einen signifikant
kleineren Transmissionsverlust und größere Zugefestigkeit
besitzt. Insbesondere wenn die Kernglaszusammensetzung derart
ist, dass der Anteil von As in dem Bereich von 25 bis 55 atm
% und der Anteil von S in dem Bereich von 45 bis 75 atm %
ist, und wenn die Umhüllungsglaszusammensetzung in solch
einem Bereich ist, dass der Anteil von As in dem Bereich von
18 bis 54 atm % ist, der Anteil von S in dem Bereich von 46
bis 80 atm % ist und der Anteil von Ge in dem Bereich von 0,5
bis 7 atm % ist, werden solche Wirkungen erzielt, dass der
Transmissionsverlust vermindert und die mechanische
Festigkeit vergrößert wird.
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In. Beispielen 4, 5, 6, 8 und 11, worin die Faser mit dem
zweiten Umhüllungsglas bedeckt wird, wird der Brechnungsindex
des zweiten Umhüllungsglases größer als der des ersten
Umhüllungsglases und kleiner als der des Kernglases.
Insbesondere wenn die zweite Umhüllungsglaszusammensetzung so
ist, dass der Anteil von As in dem Bereich von 18 bis 54 atm
% ist, der Anteil von S in dem Bereich 46 bis 80 atm % ist
und der Anteil von Ge in dem Bereich von 0,5 bis 7 atm % ist
wurde bestätigt, dass das Streustörlicht effektiv verhindert
wird.