JPH03215332A - 金属被覆フッ化物ガラス光ファイバの製造方法 - Google Patents
金属被覆フッ化物ガラス光ファイバの製造方法Info
- Publication number
- JPH03215332A JPH03215332A JP2007316A JP731690A JPH03215332A JP H03215332 A JPH03215332 A JP H03215332A JP 2007316 A JP2007316 A JP 2007316A JP 731690 A JP731690 A JP 731690A JP H03215332 A JPH03215332 A JP H03215332A
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- JP
- Japan
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- optical fiber
- metal
- fluoride glass
- coated
- fluoride
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- Pending
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
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。
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、医療用，センサー用，通信用などに有用なフ
ッ化物ガラス光ファイバの製造方法に関するものである
。
ッ化物ガラス光ファイバの製造方法に関するものである
。
（従来の技術）
フッ化物ガラス光ファイバは、赤外線を低損失で伝送で
きるので、医療用，センサー用，通信用などに有用であ
る。このフッ化物ガラス光ファイバは、例えば、特公昭
６０−４７２１３号公報に？載されているように、フッ
化物ガラス原料を金属製のるつぼ中で溶融し、その融液
を金属製の鋳型に流し込むことによって、ロッド状のコ
ア用母材および管状のクラッド用母材を製造し、いわゆ
るロッドインチューブ法として知られているように、ク
ラッド用母材にコア用母材を挿入した後、抵抗炉中で線
引きし、細径化することにより製造される。
きるので、医療用，センサー用，通信用などに有用であ
る。このフッ化物ガラス光ファイバは、例えば、特公昭
６０−４７２１３号公報に？載されているように、フッ
化物ガラス原料を金属製のるつぼ中で溶融し、その融液
を金属製の鋳型に流し込むことによって、ロッド状のコ
ア用母材および管状のクラッド用母材を製造し、いわゆ
るロッドインチューブ法として知られているように、ク
ラッド用母材にコア用母材を挿入した後、抵抗炉中で線
引きし、細径化することにより製造される。
ところで、フッ化物ガラスは、水との反応性が、例えば
、酸化物ガラスなどの他のガラスと比べて非常に高く、
大気中の水と容易に反応して、例えば、下記の反応式の
ように、表面に酸化物の結晶が生成する。
、酸化物ガラスなどの他のガラスと比べて非常に高く、
大気中の水と容易に反応して、例えば、下記の反応式の
ように、表面に酸化物の結晶が生成する。
ＺｒＦ２ ＋２０Ｈ−＋ＺｒＯ■＋２ＨＦこのような反
応がフッ化物光ファイバにおいて生じると、 ■表面傷が生成し、機械的強度が低下する。
応がフッ化物光ファイバにおいて生じると、 ■表面傷が生成し、機械的強度が低下する。
■ＯＨ基の侵入により、吸収損失が増加する。
という問題が生じる。
したがって、フッ化物光ファイバにおいては、通常の光
ファイバのように、ウレタンアクリレートなどのような
容易に気体が透過する樹脂をコーティングしても上述し
た問題が発生するので、適当ではない。高強度で低損失
のフツ化物光ファイバを得るためには、例えば、セラミ
ックスや金属などのＯＨ基の透過率の低い膜をコーティ
ングすることが不可欠である。
ファイバのように、ウレタンアクリレートなどのような
容易に気体が透過する樹脂をコーティングしても上述し
た問題が発生するので、適当ではない。高強度で低損失
のフツ化物光ファイバを得るためには、例えば、セラミ
ックスや金属などのＯＨ基の透過率の低い膜をコーティ
ングすることが不可欠である。
しかしながら、フッ化物ガラスは、ガラス転移点が約３
００°Ｃと低いため、例えば、融点が約２０００°Ｃの
石英光ファイバにおいて用いられているようなカーボン
コートや、特開昭５７−２００２３９号公報に記載され
ているような金属コートなどを適用することはできない
。
００°Ｃと低いため、例えば、融点が約２０００°Ｃの
石英光ファイバにおいて用いられているようなカーボン
コートや、特開昭５７−２００２３９号公報に記載され
ているような金属コートなどを適用することはできない
。
また、高真空を利用したスパッタリングや、真空蒸着な
ども考えられるが、設備の大型化や、堆積速度が極めて
遅いという理由から、生産性の面での問題がある。
ども考えられるが、設備の大型化や、堆積速度が極めて
遅いという理由から、生産性の面での問題がある。
（発明が解決しようとする課題）
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、ＯＨ基の透過率の低い金属の膜をフッ化物光ファイ
バ上に被覆することにより、耐水性の優れた金属被覆フ
ツ化物ガラス光ファイバを製造する方法を提供すること
を目的とするものである。
で、ＯＨ基の透過率の低い金属の膜をフッ化物光ファイ
バ上に被覆することにより、耐水性の優れた金属被覆フ
ツ化物ガラス光ファイバを製造する方法を提供すること
を目的とするものである。
（課題を解決するための手段）
本発明は、金属被覆フツ化物ガラス光ファイバの製造方
法において、フツ化物ガラス光ファイバにおけるフツ化
物ガラスのガラス転移温度以下の融点を有する金属また
は合金を、融液状態で、線引き後のフツ化物ガラス光フ
ァイバの表面に連続的に塗布することを特徴とするもの
である。
法において、フツ化物ガラス光ファイバにおけるフツ化
物ガラスのガラス転移温度以下の融点を有する金属また
は合金を、融液状態で、線引き後のフツ化物ガラス光フ
ァイバの表面に連続的に塗布することを特徴とするもの
である。
被覆される金属材料として、Ｉｎ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｂｉの
金属元素、または、少なくともそれらの１種以上を含む
合金を選択することができる。
金属元素、または、少なくともそれらの１種以上を含む
合金を選択することができる。
金属塗布時における雰囲気の酸素濃度は、１０％以下に
するのが望ましい。
するのが望ましい。
金属塗布時における光ファイバの線速は、１ｍ／分以上
にするのが望ましい。
にするのが望ましい。
金属塗布時における金属または合金の溶融温度は、金属
または合金の融点に５０゜Ｃを加えた温度以下であるの
が望ましい。
または合金の融点に５０゜Ｃを加えた温度以下であるの
が望ましい。
金属塗布時に使用するダイスの穴径は、光ファイバの外
径に５０μｍを加えた大きさ以上で、光ファイバの外径
の４倍以下であるのが望ましい。
径に５０μｍを加えた大きさ以上で、光ファイバの外径
の４倍以下であるのが望ましい。
（作 用）
本発明は、フッ化物ガラス光ファイバにおけるフッ化物
ガラスのガラス転移温度以下の融点を有する金属または
合金を、融液状態で、塗布することにより、フッ化物ガ
ラスを溶融することなく、金属被覆フッ化物ガラス光フ
ァイバを得ることができるものである。
ガラスのガラス転移温度以下の融点を有する金属または
合金を、融液状態で、塗布することにより、フッ化物ガ
ラスを溶融することなく、金属被覆フッ化物ガラス光フ
ァイバを得ることができるものである。
（実施例）
第１図は、本発明の金属被覆フツ化物ガラス光ファイバ
の一実施例の製造方法に適用される装置の一部を切り開
いて図示した概略図である。図中、１はフッ化物ガラス
母材、２はヒーター、３は紡糸された光ファイバ、４は
レーザー外径測定装置、５はダイス、６は不活性ガス供
給口、７は強制冷却装置、８は巻取機である。フッ化物
ガラス母材１は、ヒーター２による加熱によって軟化し
て、光ファイバ３に紡糸される。紡糸された光ファイバ
３は、レーザー外径測定装置４によって外径が測定され
、ダイス５に導かれる。レーザー外径測定装置４は、そ
の測定出力によって紡糸状態を制御し、光ファイバの外
径を制御するためのものである。ダイス５には、被覆さ
れる金属材料が融液状態で満たされている。
の一実施例の製造方法に適用される装置の一部を切り開
いて図示した概略図である。図中、１はフッ化物ガラス
母材、２はヒーター、３は紡糸された光ファイバ、４は
レーザー外径測定装置、５はダイス、６は不活性ガス供
給口、７は強制冷却装置、８は巻取機である。フッ化物
ガラス母材１は、ヒーター２による加熱によって軟化し
て、光ファイバ３に紡糸される。紡糸された光ファイバ
３は、レーザー外径測定装置４によって外径が測定され
、ダイス５に導かれる。レーザー外径測定装置４は、そ
の測定出力によって紡糸状態を制御し、光ファイバの外
径を制御するためのものである。ダイス５には、被覆さ
れる金属材料が融液状態で満たされている。
金属材料としては、光ファイバのフツ化物ガラスのガラ
ス転移温度以下の融点のものが選択される。金属材料の
熱膨張係数は、１０−４〜１０−’［１／℃］であるこ
とが望ましい。
ス転移温度以下の融点のものが選択される。金属材料の
熱膨張係数は、１０−４〜１０−’［１／℃］であるこ
とが望ましい。
フッ化物ガラスは、ガラス転移温度が約２７０゜Ｃ、結
晶化温度が約３６０゜Ｃであるから、融点が２７０℃以
上の金属を用いた場合には、コーティング工程において
、光ファイバの表面が融液からの熱によって結晶化し、
光ファイバの初期強度を著しく低下させ、より高温にな
ると、光ファイバが溶断することもある。また、熱膨張
係数の大きい金属材料を選択すると、コーティング後の
冷却によって、光ファイバと金属被覆との界面で応力が
発生し、初期強度の劣化と伝送損失の増加を招く。用い
られる金属材料としては、低融点金属として知られるＩ
ｎ ｓ Ｓ ｎ ｙ Ｐ ｂ ｙ Ｂ ｉの金属元素
、または、少なくともそれらの１種以上を含む合金が好
ましい。
晶化温度が約３６０゜Ｃであるから、融点が２７０℃以
上の金属を用いた場合には、コーティング工程において
、光ファイバの表面が融液からの熱によって結晶化し、
光ファイバの初期強度を著しく低下させ、より高温にな
ると、光ファイバが溶断することもある。また、熱膨張
係数の大きい金属材料を選択すると、コーティング後の
冷却によって、光ファイバと金属被覆との界面で応力が
発生し、初期強度の劣化と伝送損失の増加を招く。用い
られる金属材料としては、低融点金属として知られるＩ
ｎ ｓ Ｓ ｎ ｙ Ｐ ｂ ｙ Ｂ ｉの金属元素
、または、少なくともそれらの１種以上を含む合金が好
ましい。
金属融液が満たされるダイス５は、コーティング中の酸
化を防ぐために、表面の雰囲気は、不活性ガス供給口よ
り供給されたＮ２やＨｅ等の不活性ガスで置換されてい
るのがよく、酸素濃度は、１０％以下にするのが望まし
い。
化を防ぐために、表面の雰囲気は、不活性ガス供給口よ
り供給されたＮ２やＨｅ等の不活性ガスで置換されてい
るのがよく、酸素濃度は、１０％以下にするのが望まし
い。
ダイス５の穴径は、光ファイバの外径に５０μｍを加え
た大きさ以上で、光ファイバの外径の４倍以下であるの
が好ましい。その理由は、この範囲より小さい穴径とす
ると、紡糸した光ファイバの外径の変動によって、光フ
ァイバが詰まったり、あるいは、ダイスとの接触による
初期強度の劣化を招くことがあり、また、穴径が大きい
と、光ファイバ上に融液が過剰に供給され、被覆に瘤が
生じ易いことによる。
た大きさ以上で、光ファイバの外径の４倍以下であるの
が好ましい。その理由は、この範囲より小さい穴径とす
ると、紡糸した光ファイバの外径の変動によって、光フ
ァイバが詰まったり、あるいは、ダイスとの接触による
初期強度の劣化を招くことがあり、また、穴径が大きい
と、光ファイバ上に融液が過剰に供給され、被覆に瘤が
生じ易いことによる。
金属塗布時における金属または合金の溶融温度は、金属
または合金の融点に５０゜Ｃを加えた温度以下であるの
が望ましい。この範囲より高い温度で塗布を行なうと、
融液の粘性が低すぎ、長手方向に安定した厚さでの塗布
が困難となる。
または合金の融点に５０゜Ｃを加えた温度以下であるの
が望ましい。この範囲より高い温度で塗布を行なうと、
融液の粘性が低すぎ、長手方向に安定した厚さでの塗布
が困難となる。
金属塗布時における光ファイバの線速は、１ｍ／分以上
にするのが望ましい。この線速より遅いと、ダイス５中
でのセルフセンターリング力が弱くなり、被覆の偏肉が
生じたり、光ファイバとダイスとの接触による初期強度
の低下が起こる。
にするのが望ましい。この線速より遅いと、ダイス５中
でのセルフセンターリング力が弱くなり、被覆の偏肉が
生じたり、光ファイバとダイスとの接触による初期強度
の低下が起こる。
コーティングダイス５を通過した光ファイバは、強制冷
却装置７により冷却され、コーティングの直後に、塗布
された未硬化の金属が重力により垂れて瘤が生じるのが
防止される。金属がコーティングされた光ファイバは、
巻取機８に巻取られ、耐水性に富む、金属フツ化物光フ
ァイバが得られる。
却装置７により冷却され、コーティングの直後に、塗布
された未硬化の金属が重力により垂れて瘤が生じるのが
防止される。金属がコーティングされた光ファイバは、
巻取機８に巻取られ、耐水性に富む、金属フツ化物光フ
ァイバが得られる。
導波構造を有するＺｒ−Ｂａ−Ｌａ−ＡＩ−Ｎａ−Ｆ組
成のフツ化物ガラス光ファイバに本発明の方法による金
属被覆を施した具体例について説明する。ガラス母材の
大きさは、外径７．２ｍｍ，長さ１２０ｍｍのものを用
い、この母材をヒーターで約３３０°Ｃ加熱し、軟化さ
せて紡糸した。紡糸された光ファイバは、ダイスを通過
して巻取機に巻取られるが、外径２００μｍ，線速３ｍ
／分の条件で線引きされた。
成のフツ化物ガラス光ファイバに本発明の方法による金
属被覆を施した具体例について説明する。ガラス母材の
大きさは、外径７．２ｍｍ，長さ１２０ｍｍのものを用
い、この母材をヒーターで約３３０°Ｃ加熱し、軟化さ
せて紡糸した。紡糸された光ファイバは、ダイスを通過
して巻取機に巻取られるが、外径２００μｍ，線速３ｍ
／分の条件で線引きされた。
金属被覆の条件は、２００°Ｃに加熱され、Ｎ２ガスで
置換されたダイスに、Ｉｎ純度９９．９９％の金属イン
ジウムを供給した。ダイスの穴径は、３５０μｍであっ
た。強制冷却装置には、流量５１／分のＨｅガスを供給
し、コーティング後の光ファイバを冷却した。
置換されたダイスに、Ｉｎ純度９９．９９％の金属イン
ジウムを供給した。ダイスの穴径は、３５０μｍであっ
た。強制冷却装置には、流量５１／分のＨｅガスを供給
し、コーティング後の光ファイバを冷却した。
第２図は、以上の工程によって得られた光ファイバの断
面図である。１１はコア、１２はクラツド、１３はＩｎ
被覆層である。Ｉｎ被覆層の厚さは、４０μｍであり、
金属とフツ化物ガラスとの密着性も良好で、ビンホール
等は認められなかった。この光ファイバを湿度９０％，
温度２０”Ｃの雰囲気中で１０日間放置したが、初期強
度は維持されていた。また、損失波長特性においても、
ＯＨ基の影響による＾＝２．９μｍの損失の増加は認め
られなかった。
面図である。１１はコア、１２はクラツド、１３はＩｎ
被覆層である。Ｉｎ被覆層の厚さは、４０μｍであり、
金属とフツ化物ガラスとの密着性も良好で、ビンホール
等は認められなかった。この光ファイバを湿度９０％，
温度２０”Ｃの雰囲気中で１０日間放置したが、初期強
度は維持されていた。また、損失波長特性においても、
ＯＨ基の影響による＾＝２．９μｍの損失の増加は認め
られなかった。
上述した金属被覆を施さない光ファイバでは、同じ条件
の環境試験により、初期強度が５０％低下した。
の環境試験により、初期強度が５０％低下した。
（発明の効果）
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、フッ
化物ガラス光ファイバにおけるフツ化物ガラスのガラス
転移温度以下の融点を有する金属または合金を、ダイス
中で溶融し、融液状態で、塗布することにより、フッ化
物ガラスを溶融することなく、また、初期強度の劣化も
なく金属をコーティングでき、耐候性、耐水性に優れた
金属被覆フッ化物ガラス光ファイバを容易に、かつ、生
産性良く得ることができる効果がある。
化物ガラス光ファイバにおけるフツ化物ガラスのガラス
転移温度以下の融点を有する金属または合金を、ダイス
中で溶融し、融液状態で、塗布することにより、フッ化
物ガラスを溶融することなく、また、初期強度の劣化も
なく金属をコーティングでき、耐候性、耐水性に優れた
金属被覆フッ化物ガラス光ファイバを容易に、かつ、生
産性良く得ることができる効果がある。
第１図は、本発明の金属被覆フッ化物ガラス光ファイバ
の一実施例の製造方法に適用される装置の一部を切り開
いて図示した概略図、第２図は、製造された光ファイバ
の断面図である。 １・・・フッ化物ガラス母材、２・・・ヒーター、３・
・・紡糸された光ファイバ、４・・・レーザー外径測定
装置、５・・・ダイス、６・・・不活性ガス供給口、７
・・・強制冷却装置、８・・・巻取機。
の一実施例の製造方法に適用される装置の一部を切り開
いて図示した概略図、第２図は、製造された光ファイバ
の断面図である。 １・・・フッ化物ガラス母材、２・・・ヒーター、３・
・・紡糸された光ファイバ、４・・・レーザー外径測定
装置、５・・・ダイス、６・・・不活性ガス供給口、７
・・・強制冷却装置、８・・・巻取機。
Claims (1)
- フッ化物ガラス光ファイバにおけるフッ化物ガラスのガ
ラス転移温度以下の融点を有する金属または合金を、融
液状態で、線引き後のフッ化物ガラス光ファイバの表面
に連続的に塗布することを特徴とする金属被覆フッ化物
ガラス光ファイバの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007316A JPH03215332A (ja) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | 金属被覆フッ化物ガラス光ファイバの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007316A JPH03215332A (ja) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | 金属被覆フッ化物ガラス光ファイバの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03215332A true JPH03215332A (ja) | 1991-09-20 |
Family
ID=11662588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007316A Pending JPH03215332A (ja) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | 金属被覆フッ化物ガラス光ファイバの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03215332A (ja) |
-
1990
- 1990-01-17 JP JP2007316A patent/JPH03215332A/ja active Pending
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