JPH02192433A - コアクラッド構造を有するカルコゲナイドガラスファイバー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光の透過性に優れたコアクラッド構造を有する
カルコゲナイドガラスファイバーに関する。

［従来の技術］ カルコゲナイドガラスはイオウ（Ｓ）、セレン（Ｓｅ）
、テルル（Ｔｅ）等を主成分とするガラスであって、赤
外透過性、化学的安定性、耐熱性に優れた光学材料であ
る。カルコゲナイドガラスは赤外線透過用の窓やフィル
ターに一部使用されているが、このガラスをファイバー
状に成形したものは、シリカガラスで既に実用化されて
いる情報伝達用の導波路に応用できるばかりでなく、Ｃ
Ｏレーザーや炭酸ガスレーザー等のエネルギー伝送用及
び放射温度計用の導波路としても利用することができる
。

カルコゲナイドガラスファイバーを炭酸ガスレーザーの
エネルギー伝送又は低温領域の放射温度計に用いる場合
には、ガラス中のＴｅ濃度は高い方が好ましい。しかし
、一般にＴｅ濃度の上昇と共にガラスの耐熱性が劣化し
、結晶化しやすくなるため、紡糸も困難になる。Ｔｅ濃
度が高く、かつ耐熱性に優れたガラスとしては、Ｇｅ５
ｅＴｅガラスが知られている。Ｇｅ５ｅＴｅガラスのア
ンクラッドファイバーは、１０．６μｍ（炭酸ガスレー
ザーの発振波長）での損失が１．５ｄＢ／ｎ＋以下にな
ることを本発明者らは先に確認した（Ｊ、Ｎｏｎ、Ｃｒ
ｙｓｔ、ｓｏｌ、９５＆９６（１９８７）６４１）　。

Ｇ　ｅ　Ｓ　ｅ　Ｔ　ｅガラスファイバーを実用化する
ためには、ファイバーをコアクラッド構造にする必要が
あるが、このガラスでコアクラッド構造を有するファイ
バーを作製した例は未だ報告されていない。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明者らは先に、下部にノズルを設けた円筒状ルツボ
の中に、カルコゲナイドガラスのコアロッドとクラッド
チューブを垂直に入れて、ルツボのノズル近傍のみを局
部的に加熱しながら、ルツボ内のガラスを連続的に線引
きする方法を提案した（特願昭６３−８８４７４号参照
）。この方法によれば、コアとクラッドとの界面の密着
性がよい、低損失なカルコゲナイドガラスファイバーを
作製することができる。しかし、この方法を用いても、
Ｇｅ５ｅＴｅガラスでコアクラッド構造を形成すること
は困難であって、特にクラッドガラスとルツボとの界面
付近で、クラッドガラスが失透しやすいという問題があ
った。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係るコアクラッド構造を有するカルコゲナイド
ガラスファイバーは、コアガラスと、このコアガラスよ
り屈折率が低いクラッドガラスとが、共にテルルを含有
していることを特徴とする。

さらに詳しくは、本発明のコアガラスはゲルマニウム、
セレン及びテルルの３元素から構成され、一方、クラッ
ドガラスはゲルマニウム、ヒ素、セレン及びテルルの４
元素から構成されることを特徴とする。そして、３元素
で構成されるコアガラスの組成は、Ｇ　ｅ　：　２０〜
３５ａｔ％、Ｓ　ｅ　：　１２〜３０ａｔ％、Ｔｅ：４
０〜６５ａｔ％の範囲にあり、望ましくはＧ　ｅ　：　
２４〜３８ａｔ％、Ｓ　ｅ　：　１５〜２５ａｔ％、Ｔ
ｅ：４７〜８１ａｔ％の範囲にある。コアガラスの組成
が上記の範囲を逸脱すると、結晶化しやすくなり、紡糸
が困難になる。また、４元素で構成されるクラッドガラ
スの組成は、Ｇ　ｅ、　：　　５〜３０ａｔ％、Ａｓ：
ｌＯ〜４５ａｔ％、Ｓｅ：８〜４０ａｔ％、Ｔ　ｅ　：
　１５〜４５ａｔ％の範囲にあり、望ましくはＧｅ：８
〜２２ａｔ％、Ａｓ：１２〜４１ａｔ％、Ｓ　ｅ　：　
１０〜３７ａｔ％、Ｔｅ：２０〜４０ａｔ％の範囲にあ
る。クラッドガラスの組成が上記の範囲を逸脱すると、
膨張率や紡糸温度がコアガラスと大きく相違してくるた
め、コアガラスと共に紡糸してコアクラッド構造のファ
イバーを得ることができない。また、本発明のクラッド
ガラスに於いて、ゲルマニウム、ヒ素及びテルルに関す
る量的規定は、クラッドガラスの屈折率をコアガラスの
それより低く維持するための要件でもあって、Ｇｅ、Ａ
ｓおよびＴｅのいずれかのａｔ％（原子パーセント）が
、上に規定した範囲の上限を越えた場合は、クラッドガ
ラスの屈折率がコアガラスのそれより高くなるため、光
の伝送を行うことができない。

［実施例］ 次に本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明する。

実施例Ｉ Ｇｅ：３０ａｔ％、Ｓ　ｅ　：　２０ａｔ％、Ｔ　ｅ　
：　５０ａｔ％の組成を有するコアロッドを、Ｇ　ｅ　
：　１５ａｔ％、Ａｓ：２０ａｔ％、Ｓ　ｅ　：　３５
ａｔ％、Ｔ　ｅ　：　３０ａｔ％の組成を有するクラッ
ドチューブの内に挿入し、このものを下部にノズルを備
えたルツボの中に垂直に設置し、ルツボ内部をアルゴン
ガスで置換した。しかる後、ルツボのノズル近傍のみを
クラッドチューブ及びコアロッドの粘度が１０６ポイズ
になるまで加熱した。これによってクラッドチューブと
コアロッドとは互いに融着すると共に、溶融したクラッ
ドガラスはノズル内面全体に密着する。この状態でクラ
ッドチューブを１．５ｋｇ／　ｃＩ＃の圧力で加圧する
と同時に、クラッドチューブとコアロッドとの間隙を１
０−２ｔｏｒｒに減圧した。この操作によりクララドチ
ューブとコアロッドとは完全に一体化し、ルツボのノズ
ルよりコア径３４０μｍ１クラツド径４５０μｍのファ
イバーを連続的に紡糸することができた。得られたファ
イバーは直ちに樹脂でコーティングした後、ドラムに巻
取った。このファイバーの透過損失を第１図に示す。最
低損失は８．２μｍ付近で０．４ｄＢ／■であり、炭酸
ガスレーザーの発振波長であるｉｏ、ｅμｍでの透過損
失は１．７ｄＢ／ｉであった。また、このファイバーの
最小曲げ半径は１５ｓ−以下であった。

実施例２〜３ 表１に示す組成のコアロッド及びクラッドチューブを用
いて、実施例１と同様な手法により、コア径３４０μｍ
１クラツド径４５０μｍのファイバーを連続的に紡糸し
た。得られたファイバーの透過損失を第２図及び第３図
に示す。最低損失は実施例２のファイバーで、０．２６
Ｂ／ｍ　（７，３μｍ）が達成された。また、炭酸ガス
レーザーの発振波長である１０００μｍでの透過損失は
、実施例２，３のファイバーとも１．８ｄＢ／ｍであり
、最小曲げ半径は共に１５ｍｎ＋以下であった。

実施例２　　コア　　３３　−−　２０　４７クラツド
　　２０　２０　３０　３０ 実施例３　　コア　　２５　−−　１５　６０クラツド
　　１０　４０　３０　２０ 比較例 Ｇ　ｅ　：　２７ａｔ％、Ｓ　ｅ　：　１８ａｔ％、Ｔ
　ｅ　：　５５ａｔ％の組成を有するコアロッドを、Ｇ
ｅ：２７ａｔ％、Ｓｅ：２３ａｔ％、Ｔｅ：５０ａｔ％
の組成を有するクラッドチューブの内に挿入し、実施例
１と同様な手法によりコア径３４０μｍ、クラツド径４
５０μｍのファイバーを連続的に紡糸した。得られたフ
ァイバーの透過損失を第４図に示す。このファイバーの
最低損失は１　ｄＢ／ｍ（８，５μｍ）であったが、紡
糸開始から数分後にファイバーのクラッド表面に微結晶
の析出が認められ、ファイバーの機械的強度は非常に低
く、その最小曲げ半径は１００ｍ１ｍ１以上であった。

［発明の効果］ 本発明によれば、テルル含有量が高いにもかかわらず耐
熱性に優れ、しかも透過損失がアンクラッドファイバー
と同程度であるところの、コアクラッド構造を有するカ
ルコゲナイドガラスファイバーを得ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１〜３図は実施例１〜３で得られたコアクラッド型フ
ァイバーの透過損失スペクトルを示し第４図は比較例で
得たコア・クラッド型ファイバーの透過損失スペクトル
を示す。 第３図 第４図 波長（Ｐｍ） 透過損失 （ｄＢ／ｍ） 透過損失 （ｄＢ／ｍ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、コアガラスと、該コアガラスより屈折率の低いクラ
   ッドガラスとが、共にテルル（Ｔｅ）を含有しているこ
   とを特徴とするコアクラッド構造を有するカルコゲナイ
   ドガラスファイバー。 ２、コアガラスがゲルマニウム（Ｇｅ）、セレン（Ｓｅ
   ）及びＴｅの３元素から構成され、クラッドガラスがＧ
   ｅ）ヒ素（Ａｓ）、Ｓｅ及びＴｅの４元素から構成され
   ていることを特徴とする請求項１記載のコアクラッド構
   造を有するカルコゲナイドガラスファイバー。 ３、コアガラスの組成がＧｅ：２０〜３５ａｔ％、Ｓｅ
   ：１２〜３０ａｔ％、Ｔｅ：４０〜６５ａｔ％の範囲に
   あり、クラッドガラスの組成がＧｅ：５〜３０ａｔ％、
   Ａｓ：１０〜４５ａｔ％、Ｓｅ：８〜４０ａｔ％、Ｔｅ
   ：１５〜４５ａｔ％の範囲にあることを特徴とする請求
   項２記載のコアクラッド構造を有するカルコゲナイドガ
   ラスファイバー。