JPH0280349A - ファイバー用フッ化物ガラス - Google Patents

ファイバー用フッ化物ガラス

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JPH0280349A
JPH0280349A JP63142898A JP14289888A JPH0280349A JP H0280349 A JPH0280349 A JP H0280349A JP 63142898 A JP63142898 A JP 63142898A JP 14289888 A JP14289888 A JP 14289888A JP H0280349 A JPH0280349 A JP H0280349A
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JP
Japan
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fluoride
glass
fluoride glass
baf2
zrf4
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JP63142898A
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English (en)
Inventor
Tetsuo Izumitani
泉谷 徹郎
Michimasa Matsukawa
松川 道正
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Hoya Corp
Original Assignee
Hoya Corp
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Publication date
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    • 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
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/32Non-oxide glass compositions, e.g. binary or ternary halides, sulfides or nitrides of germanium, selenium or tellurium
    • C03C3/325Fluoride glasses
    • 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

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
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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] 本発明はファイバー用フッ化物ガラスに関する。
本発明のファイバー用フッ化物ガラスは、光通信用ファ
イバー、医療用ファイバー、工業用ファイバー等に好ま
しく用いられる。
[従来の技術およびその問題点] 光通信用ファイバーとしては、気相合成法(CVD法)
等により作製される光の損失の少ない石英ガラスファイ
バーが用いられている。しかしながら、石英ガラスファ
イバーは、波長1.5μ■の光を伝送するものである。
光の損失はレーリー散乱と赤外吸収により決まり、石英
ガラスの場合は理論損失値に近いところまで光の損失レ
ベルは到達している。
そこで光の損失が少なくなる2゜55μmの光を伝送で
きるファイバーとしてフッ化物ガラスが注目されている
フッ化物ガラスとしては、ZrF4及び/又はHfFa
を必須成分として含むフッ化物ガラスがあり、このよう
なフッ化物ガラスとしては、特開昭57−92545号
公報に−ZrFa 、BaF2、NaF1YF3から成
るガラスが記載されている。
またZrFa及び/又はHfFaを必須成分とする他の
フッ化物ガラスとしては、特開昭62−275039@
公報に、ZrF4及び/又はHfF4と、AJ!F3と
、CaF+ 、SrF2及びBaF2のうちの少なくと
も1種とから成るフッ化物ガラスが記載されている。
しかしながら、これらのフッ化物ガラスは、ガラスの結
晶化に対する安定性がある程度改善されているが、充分
なものではなかった。
そして、ガラスの結晶化に対する安定性が充分でないと
、ガラス作製中やファイバー化するときに微結晶を生じ
易く、この微結晶が光を散乱するために得られたファイ
バーにおいて光の損失が多くなるという欠点がある。
従って本発明の目的は、上記フッ化物ガラスの欠点を解
消し、結晶化に対する安定性に優れているので・、ガラ
ス中に生成する微結晶を減少させることができ、結果と
して光の散乱を少なくすることが可能なファイバー用フ
ッ化物ガラスを提供することにある。
1問題点を解決するための手段] 本発明は上述の問題点を解決するためになされたもので
あり、本発明のファイバー用フッ化物ガラスは、下記の
2つの態様のファイバー用フッ化物ガラスからなるもの
である。
態様(A): フッ化物成分として、ZrF4及び/又はHfFaと、
BaF2とを含有し、更にP205を全フッ化物成分に
対して0.1モル%以上含有することを特徴とするフッ
化物ガラス。
態様(B): フッ化物成分として、ZrF4及び/又はHfFaと、
Aj!F3と、MgF2 、CaF2、SrF2及びB
aF2からなる群から選択される少なくとも1種とを含
有し、更にP205を全フッ化物成分に対して0.1モ
ル%以上含有することを特徴とするフッ化物ガラス。
上記態様(A)及び(B)のファイバー用フッ化物ガラ
スにおいて、P205の含有量は0.1モル%以上に限
定されるが、特に0.1〜15モル%であるのが好まし
い。
態様(A)のフッ化物ガラスは、フッ化物成分としTZ
rFa及び/又はHfF4と、BaF2とを必須成分と
して含有するものである。
このようなフッ化物ガラスとしては、上記必須成分(Z
rF4及び/又はHfF4と、3aF2)のみからなる
ものや、57〜69モル%のZrF4.26〜39モル
%のBaF2及び2〜7モル%のYF3を含むものく特
開昭57−92545号公報参照)が用いられる。
また態様(B)のフッ化物ガラスは、フッ化物成分とし
てZrF4及び/又はHfFaと、AlF3と、MgF
2 、CaF2.5rFz及びBaF2からなる群から
選択される少なくとも1種とを必須成分として含有する
ものである。このようなフッ化物ガラスとしては、特開
昭62−275039号公報に開示された下記の2種の
フッ化物ガラス(bl)及び(b2)が挙げられる。
フッ化物ガラス(bl)・・・ZrF4及び/又はHf
Faと、AlF3と、MgF2 、CaF2、SrF2
及びBaF、+からなる群から選択される少なくとも1
種とを、下記組成 ZrF4及び/又はHf F a   O,5〜25%
A1.F3          20〜45MOF2 
           0〜15CaF2      
     0〜42SrF2           0
〜25BaF2           0〜25MgF
2、CaF2、SrF2 及びBaF2の合間20〜70 で含有するフッ化物ガラス。
フッ化物ガラス(b2)・・・上記フッ化物(bl)に
さらに下記成分 YF3及び/又は ランタノイド元素 のフッ化物 ZnF+ CaF2 nF3 aF3 bF2 θ〜25 0〜20 0〜20 0〜10 0〜10 0〜25 アルカリ金属の フッ化物            0〜20をこれらの
追加成分の合間が1〜55%となるように加えたフッ化
物ガラス。
又、態様(B)のフッ化物ガラスとして、ZrF4及び
/又はHfFaと、AjF3と、BaF2と、LaFa
と、NaFとから成るもの(特開昭61−63544号
公報参照)を用いることもできる。
上記態様(A)及び(B)のフッ化物ガラスは必須成分
としてR205を含有するものである。
フッ化物ガラスの結晶化に対づる安定性の低下は、ガラ
スの溶融条件、例えば溶融雰囲気中の酸素や水分の存在
や、フッ化物原料中の酸化物等にも依存するが、本質的
には、フッ化物ガラスはイオン結合性が強く、低粘性で
あるためにイオンの拡散が起り易いことに依存する。本
発明においてフッ化物ガラス中に含有させたP2O5は
修飾酸化物を溶解する能力、従って酸化物などの不純物
を溶解する能力が大きく、かつ網目形成酸化物であるた
め、粘性を大ぎくしイオンの拡散をおさえることにより
、フッ化物ガラスの結晶化に対する安定性を高めるもの
と考えられる。
フッ化物ガラス中に含有されるP2O5の量は0.1モ
ル%未満ではガラスの結晶化に対する安定性を高くする
効果を得ることができないが、0゜1モル%以上ならば
、上記効果を得ることができる。好ましいR205の含
有量は0.1〜15モル%である。R205が15モル
%を超えると、R20sに由来するPとOの結合による
吸収が短波長に拡がり波長2.55μmにまで吸収によ
る光の損失が影響するようになるので、好ましくない。
このように本発明のフッ化物ガラスはR20sの量が少
1t(0,1モル%以上、好ましくは0゜1〜15モル
%)でもガラスの結晶化に対する安定性を高めることが
でき、また多量のR20sを添加したことによる上記悪
影響を排除できる点で優れている。
(実施例) 以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこ
れらの実施例に限定されるものではない。
なお%は特記しない限りモル%を示すものとする。
実施例−1 出発原料として、ZrF4、BaF2、LaF3、Na
F、、Ba (POa )2を用いた。
これらをZrF4  :53.0%、BaF2 :23
゜0%、LaF3  :4.0%、NaF:20.0%
(全フッ化物で100%)およびP2O5:1゜5%と
なるように混合した。得られた混合物を白金ルツボに入
れたのち、アルゴン雰囲気とした約850℃の電気炉中
で約2時間加熱溶融した。溶融後、電気炉内から白金ル
ツボを取り出し、約270℃まで放冷した。その後、約
270℃のアニール炉に入れ徐冷して50jwφ、厚さ
11mの無色透明のガラスを得た。
ガラスの結晶化に対づる安定性は、示差走査熱量計(D
SC)を用いて、約20ayのガラスを室温から10℃
/Sinの剪温速度で550℃まで昇温したときの結晶
化による発熱量を測定することにより行った。第1図に
DSG曲線を示す。その結果、本実施例のガラスは発熱
量が5.39cal/gと少なく、結晶化に対する安定
性が高いことが明らかとなった。
光の散乱の測定は、波長488 nm及び514゜5s
mのArイオンレーザ−1波長623.8smのHe−
Neレーザーの光を、15svX 10smX 20J
IM+の大きさに大面研摩したガラスに入射させ、上記
3つの波長に対する、90°方向の散乱(レーリー比:
R90°)を測定し、これらをプロットして、波長(n
m)を変動させた場合のレーリー比の直線を求めた。そ
の結果、この直線は石英ガラスのレーリー比の直線に近
いことが判明した。
実施例−2 R205の聞を2.5モル%にした以外は実施例1と同
様に実施して、ファイバー用フッ化物ガラスを得た。
冑られたフッ化物ガラスを実施例−1と同様の方法で、
結晶化による発熱量を測定した。得られたDSC曲線を
第1図に示す。発熱量は2.05cat/gであり、実
施例−1におtプる発熱量よりも更に少ないものであっ
た。
さらに、このフッ化物ガラスについて実施例−1と同様
の方法で、光の散乱を測定したところ、そのレーリー比
の直線が実施例−1の場合よりも石英ガラスのレーリー
比の直線にさらに近いことが判明した。
比較例−1 出発原料として、Ba (PO3)2を用いなかった以
外は実施例−1と同様にして、フッ化物成分の種類およ
び組成(モル%)が実施例−1と同一で、P205を含
まない無色透明のガラスを得た。
得られたガラスについて実施例−1と同様の方法で結晶
化による発熱量を測定した。得られた030曲線を第1
図に示す。発熱量は14.27cal/gと極めて多い
ものであった。
また、実施例−1と同様の方法で、光の散乱を測定した
。得られたレーリー比の直線は石英ガラスのそれと著し
く隔てられており、光の散乱が顕著に認められた。
実施例−3 出発原料として、実施例−1のフッ化物成分とともにH
fF4を用い、HfF4  :39.8%、ZrFa 
:13.2%、BaF2:23.0%、LaF3 :4
.0%、NaF:20.0%(全フッ化物で100%)
およびP205  :0.5%となるように混合したの
ち、実施例−1と同様の方法で無色透明のフッ化物ガラ
スを得た。
得られたフッ化物ガラスについて実施例−1と同様の方
法で結晶化による発熱量を測定した。得られた030曲
線を第2図に示す。発熱量は4゜85Cal/gと少な
いものであった。
さらに、実施例−1と同様の方法で光の散乱を測定した
。その結果、実施例−1と同様の結果が得られた。
実施例−4 P20sの聞を1.0%とした以外は実施例−3と同様
の方法で無色透明のフッ化物ガラスを得た。
得られたフッ化物ガラスについて実施例−1と同様の方
法で、結晶化による発熱量を測定した。
得られた030曲線を第2図に示す。発熱Wは2゜12
cal /gであり、実施例−3の場合よりも更に少な
いものであった。
さらに、このフッ化物ガラスについて実施例=1と同様
の方法で光の散乱を測定したところ、実施例−3と同様
の結果が得られた。
比較例−2 出発原r1として、Ba (PO3)2を用いなかった
以外は実施例−3と同様にして、フッ化物成分の種類お
よび組成(モル%)が実施例−3と同一で、P20sを
含まない無色透明のフッ化物ガラスを得た。
得られたフッ化物ガラスについて実施例−1と同様の方
法で、結晶化による発熱−を測定した。
冑られた030曲線を第2図に示す。発熱部は11 、
13cal /9と極めて多いものであった。
さらにこのフッ化物ガラスについて実施例−1と同様の
方法で、光の散乱を測定した。得られたレーり比の直線
は石英ガラスのそれと茗しく隔てられており、光の散乱
が顕著に認められた。
実施例−5 出発原料として、実施例−1のフッ化物成分とともにA
j!F3、YF3 、MgF2 、CaF2、SrF2
、Al(PO3)3を用い、ZrFa:10.2%、A
lF3 :30.2%、YF3  :8゜3%、MgF
2 :3.5%、CaF+  :20.3%、SrF2
13.2%、BaF2 : 10.5%、NaF:3.
8%(全フッ化物で100%)およびP2O5ニア、5
%となるように混合した。得られた混合物を白金ルツボ
に入れ、アルゴン雰囲気とした約900℃の電気炉中で
約2時間加熱溶融した。溶融後、電気炉内から白金ルツ
ボを取り出し、約380℃まで放冷した。その後、約3
80℃のアニール炉に入れ徐冷して50jIIφ、厚さ
13#lIの無色透明のフッ化物ガラスを得た。
得られたフッ化物ガラスを実施例−1と同様の方法で、
結晶化による発熱量を測定した。得られた030曲線を
第3図に示す。発熱量は5.05cal/9と少ないも
のであった。
さらに、実施例−1と同様の方法で光の散乱を測定した
ところ、実施例−1と同様の結果が得られた。
比較例−3 出発原料として、Al (POa )aとBa (PO
3)2を用いなかった以外は実施例−5と同様にして、
フッ化物成分の種類および組成(モル%)が実施例−5
と同一で、P2O5を含まない無色透明のフッ化物ガラ
スを得た。
得られたフッ化物ガラスについて実施例−1と同様の方
法で、結晶化による発熱量を測定した。
得られたDSC曲線を第3図に示す。発熱量は33、1
cal /gと多いものであった。
さらに、実施例−1と同様の方法で、光の散乱を測定し
たところ、得られたレーリー比の直線は石英ガラスのそ
れと著しく隔てられており、光の散乱が顕著に認められ
た。
実施例−6〜66 実施例−1と同様の方法で、表−1の実施例−6〜66
欄に示したような組成から成る無色透明のフッ化物ガラ
スを得た。
得られた実施例−6〜66のガラスについて実施例−1
と同様な方法で結晶化による発熱量及びレーリー比の測
定を行ったが、すべてのガラスについて、発熱量が少な
くレーリー比の直線が石英ガラスに近いものであった。
(以下余白) [発明の効果] 以上述べたように、本発明のフッ化物ガラスは、結晶化
に対する安定性が高く、ガラス中に生成する微結晶を減
少させ、光散乱を少なくできるという効果を有する。従
って光通信用ファイバー母材として極めて有用である。
又、化学的耐久性及び熱的安定性にも優れているため医
療用ファイバー工業用ファイバーとしても有用である。
さらに適量のP20sを含む本発明のフッ化物ガラスは
、ZrF4とBaF2を主成分とするガラスより熱膨脹
係数が小さくかつ屈折率も低いので、ZrF4とBaF
2を主成分とするフッ化物ガラスのクラッド用ガラスと
しても極めて適している。
なお、本発明のフッ化物ガラスは、レンズやプリズム等
の光学ガラスとしても利用可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、実施例−1、実施例−2及び比較例−1で得
られたフッ化物ガラスのDSC曲線図、第2図は、実施
例−3、実施例−4及び比較例−2で得られたフッ化物
ガラスのDSC曲線図、第3図は、実施例−5及び比較
例−3で得られたDSC曲線図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、フッ化物成分として、ZrF_4及び/又はHfF
    _4と、BaF_2とを含有し、更にP_2O_5を全
    フッ化物成分に対して0.1モル%以上含有することを
    特徴とするファイバー用フッ化物ガラス。 2、フッ化物成分として、ZrF_4及び/又はHfF
    _4と、AlF_3と、MgF_2、CaF_2、Sr
    F_2及びBaF_2からなる群から選択される少なく
    とも1種とを含有し、更にP_2O_5を全フッ化物成
    分に対して0.1モル%以上含有することを特徴とする
    ファイバー用フッ化物ガラス。
JP63142898A 1988-06-10 1988-06-10 ファイバー用フッ化物ガラス Pending JPH0280349A (ja)

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