JPH035336A - 赤外ガラスイメージファイバーの製造方法 - Google Patents
赤外ガラスイメージファイバーの製造方法Info
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- JPH035336A JPH035336A JP1134547A JP13454789A JPH035336A JP H035336 A JPH035336 A JP H035336A JP 1134547 A JP1134547 A JP 1134547A JP 13454789 A JP13454789 A JP 13454789A JP H035336 A JPH035336 A JP H035336A
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
- C03B37/025—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
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- C03B2201/86—Chalcogenide glasses, i.e. S, Se or Te glasses
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (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]
本発明は光の透過性に優れ、フレキシブルなた赤外ガラ
スイメージファイバーの製造方法に関する。
スイメージファイバーの製造方法に関する。
[従来の技術]
カルコゲナイドガラスは赤外透過性、化学的安定性、耐
熱性に優れた光学材料であり、すでに赤外線透過用の窓
、フィルター、などに用いられている。このカルコゲナ
イドガラスをイメージファイバー状に成形できれば、既
にシリカガラスファイバーで実施されている画像伝達用
の導波路、特に室温付近の熱画像の伝達用導波路に応用
できる。
熱性に優れた光学材料であり、すでに赤外線透過用の窓
、フィルター、などに用いられている。このカルコゲナ
イドガラスをイメージファイバー状に成形できれば、既
にシリカガラスファイバーで実施されている画像伝達用
の導波路、特に室温付近の熱画像の伝達用導波路に応用
できる。
一般に、光ファイバーはコア材料の外周をコアよりも屈
折率の低いある有限の厚さのクラッド材料で被覆したコ
ア・クラッド構造にすることが望ましい。これはファイ
バーの伝送損失を下げるためだけでなく、ファイバーの
機械的強度や耐候性の向上のためにも必要なことである
。カルコゲナイドガラスファイバーの場合、透過する光
の波長域が赤外線の領域なので、クラッド材料も赤外線
を透過するもの、例えばカルコゲナイドガラスであるこ
とが好ましい。カルコゲナイドガラスでコアクラッド構
造を有するファイバーを作製する方法として、ロッドイ
ンチューブ法(P、に1ocek。
折率の低いある有限の厚さのクラッド材料で被覆したコ
ア・クラッド構造にすることが望ましい。これはファイ
バーの伝送損失を下げるためだけでなく、ファイバーの
機械的強度や耐候性の向上のためにも必要なことである
。カルコゲナイドガラスファイバーの場合、透過する光
の波長域が赤外線の領域なので、クラッド材料も赤外線
を透過するもの、例えばカルコゲナイドガラスであるこ
とが好ましい。カルコゲナイドガラスでコアクラッド構
造を有するファイバーを作製する方法として、ロッドイ
ンチューブ法(P、に1ocek。
H,Roth、 and R,D、 Rock、 Op
t、Eng、、 2Ei(1987)88 ) 、2重
ルツボ法(T、にanamori V、 Teru−
numa、 S、 Takahashi andT、
Hiyashita、 J、 Lightwave T
ech、 LT−2(1984)607 ) 、ルツボ
を用いたロッドインチューブ法(J、 N15hii、
T、 Yamashi−ta and T、
Yamagishi、 Appl、 Phys
、 Lett、 53 (198g) 55
3 )等が報告されているが、これらの方法でカルコゲ
ナイドガラスのイメージファイバーを作製した例はない
。
t、Eng、、 2Ei(1987)88 ) 、2重
ルツボ法(T、にanamori V、 Teru−
numa、 S、 Takahashi andT、
Hiyashita、 J、 Lightwave T
ech、 LT−2(1984)607 ) 、ルツボ
を用いたロッドインチューブ法(J、 N15hii、
T、 Yamashi−ta and T、
Yamagishi、 Appl、 Phys
、 Lett、 53 (198g) 55
3 )等が報告されているが、これらの方法でカルコゲ
ナイドガラスのイメージファイバーを作製した例はない
。
[発明が解決しようとする課題]
斉藤らは、テフロンクラッドAs−8を用いたイメージ
ファイバーを作製したと報告している(H,5ait0
.2kg/cm H,Takizawa、 S、 Sa
kuragi and FTanei、 Appl、
Oat、 24 (1985) 2304) 。ところ
が、荒井らによると、テフロンクラッド△s−3ファイ
バーは、波長2μm以上の領域においてテフロンの吸収
が生じるため、伝送損失が高くなる(■^rai、 H
,に1kuchi、 S、 Sakuragi、 H,
5aito andH,Takizawa、 Proc
、 of 5PIE、 5γ6 (In2) 24 )
。
ファイバーを作製したと報告している(H,5ait0
.2kg/cm H,Takizawa、 S、 Sa
kuragi and FTanei、 Appl、
Oat、 24 (1985) 2304) 。ところ
が、荒井らによると、テフロンクラッド△s−3ファイ
バーは、波長2μm以上の領域においてテフロンの吸収
が生じるため、伝送損失が高くなる(■^rai、 H
,に1kuchi、 S、 Sakuragi、 H,
5aito andH,Takizawa、 Proc
、 of 5PIE、 5γ6 (In2) 24 )
。
このことは、斉藤らも彼らの論文の中で指摘しており、
赤外線領域で透明な材料をクラッドに用いればファイバ
ーの損失が下がり、より効率よくイメージを伝送できる
と述べている。一方、クロセックらはロッド・イン・チ
ューブ法で作製したコア・クラッド構造をもつGe−8
b−8eフアイバーを束ねてイメージバンドルを作製す
ることを提案しティる(P、 Klocek H,R
oth and R,DRock、Opt、Eng、
、26 (1987)88 ) 。
赤外線領域で透明な材料をクラッドに用いればファイバ
ーの損失が下がり、より効率よくイメージを伝送できる
と述べている。一方、クロセックらはロッド・イン・チ
ューブ法で作製したコア・クラッド構造をもつGe−8
b−8eフアイバーを束ねてイメージバンドルを作製す
ることを提案しティる(P、 Klocek H,R
oth and R,DRock、Opt、Eng、
、26 (1987)88 ) 。
しかし、一般にカルコゲナイドガラスの機械的強度はシ
リカガラス等の酸化物ガラスの175以下であるため、
ファイバーが折れやすく、複数本のファイバーを配列よ
く束ねることは非常に困難であると考えられる。さらに
このファイバーの場合、8μm付近に酸化物の強い吸収
が現れており、また3−11μmの全波長域にわたって
伝送損失(5dB/ m以上)が高いため、効率のよい
イメージの伝送は望めないと考えられる。
リカガラス等の酸化物ガラスの175以下であるため、
ファイバーが折れやすく、複数本のファイバーを配列よ
く束ねることは非常に困難であると考えられる。さらに
このファイバーの場合、8μm付近に酸化物の強い吸収
が現れており、また3−11μmの全波長域にわたって
伝送損失(5dB/ m以上)が高いため、効率のよい
イメージの伝送は望めないと考えられる。
−万代々は先に、ルツボを用いたロッドインチューブ法
でコアクラッド構造を有する低損失なカルコゲナイドガ
ラスファイバーが製造できることを報告したが(J、
N15hii T、 Yamashitaand T
、Yamagishi、 Appl、 Phys、 L
ett、 53 (1988)553) 、この方法で
は直接イメージファイバーを作製することはできなかっ
た。従って、赤外域で透明でコアクラッド構造を有する
ガラスファイバーでイメージファイバーを作製した例は
未だに報告されていない。
でコアクラッド構造を有する低損失なカルコゲナイドガ
ラスファイバーが製造できることを報告したが(J、
N15hii T、 Yamashitaand T
、Yamagishi、 Appl、 Phys、 L
ett、 53 (1988)553) 、この方法で
は直接イメージファイバーを作製することはできなかっ
た。従って、赤外域で透明でコアクラッド構造を有する
ガラスファイバーでイメージファイバーを作製した例は
未だに報告されていない。
[課題を解決するための手段]
本発明に係る赤外イメージファイバーの製造方法は、チ
ューブ状に成形加工されたガラスの中にコアクラッド構
造を有するガラスファイバー複数本が挿入されたプリフ
ォームを、下部にノズルを設けた円筒状のルツボの中に
垂直に入れて、該ルツボのノズル近傍のみを局所的に加
熱し、ブリ737.5 オームの粘度がio −io ポイズの範囲にな
るように温度を保持しながらプリフォームを連続的に線
引きすることを特徴とするものである。
ューブ状に成形加工されたガラスの中にコアクラッド構
造を有するガラスファイバー複数本が挿入されたプリフ
ォームを、下部にノズルを設けた円筒状のルツボの中に
垂直に入れて、該ルツボのノズル近傍のみを局所的に加
熱し、ブリ737.5 オームの粘度がio −io ポイズの範囲にな
るように温度を保持しながらプリフォームを連続的に線
引きすることを特徴とするものである。
本発明の方法に於て、ルツボ内のプリフォームを加熱、
線引きする際のチューブと該チューブ内の複数本のファ
イバーとの間隙の気体の圧力が10 −1torr以下
であり、かつチューブの外周の気体の圧力が0.2 K
’J / ci以上であることが好ましい。
線引きする際のチューブと該チューブ内の複数本のファ
イバーとの間隙の気体の圧力が10 −1torr以下
であり、かつチューブの外周の気体の圧力が0.2 K
’J / ci以上であることが好ましい。
ルツボ内の圧力が0.2に9/ciより低い場合にはノ
ズルからガラスが流出しにくく、また1 0 g/ c
ti以上になるとルツボからのガラスの流出量が多くな
るため、ファイバーの線径制御が困難になるばかりか、
得られるファイバー内に気泡が取り込まれ易い。
ズルからガラスが流出しにくく、また1 0 g/ c
ti以上になるとルツボからのガラスの流出量が多くな
るため、ファイバーの線径制御が困難になるばかりか、
得られるファイバー内に気泡が取り込まれ易い。
本発明の方法に於て紡糸できるガラス材料は、赤外線を
透過することができるものであれば特に限定されないが
、カルコゲナイドガラスが最も好ましい。これは、カル
コゲナイドガラスが他のガラス材料に比べて高い熱的安
定性を有するため、紡糸中の失透が起こりに(いからで
ある。
透過することができるものであれば特に限定されないが
、カルコゲナイドガラスが最も好ましい。これは、カル
コゲナイドガラスが他のガラス材料に比べて高い熱的安
定性を有するため、紡糸中の失透が起こりに(いからで
ある。
ガラス材料がカルコゲナイドガラスである場合、ルツボ
内部およびノズル近傍は不活性ガスで置換した方が好ま
しい。なぜなら、カルコゲナイドガラスはガラス転移点
以上に加熱されると該ガラスの周囲に存在する酸素、水
分と反応しやすいためである。
内部およびノズル近傍は不活性ガスで置換した方が好ま
しい。なぜなら、カルコゲナイドガラスはガラス転移点
以上に加熱されると該ガラスの周囲に存在する酸素、水
分と反応しやすいためである。
[実施例]
次に本発明の方法を実施例に基づいて、さらに詳しく説
明する。
明する。
第1図は本発明方法を実施する装置の断面図を示すもの
で、下部にノズル7aを設けたルツボ7の下位に局部加
熱ヒーター15、雰囲気調整箱10、ファイバー線径測
定器11、樹脂コーター12、紫外線照射箱13及びプ
リントローラー14、及び巻取りドラム16を配置する
。ルツボ7の上部は、接続用樹脂チューブ4を介して加
圧用不活性ガス入口8を右する蓋3をかぶせている。第
1図の場合には、蓋3に減圧用吸引口17を設け、吸引
用樹脂チューブ6を接続し、下端に接続用樹脂チューブ
5を介してコアクラッド構造を有するガラスファイバー
1が挿入されているガラスチューブ2に接続されている
。
で、下部にノズル7aを設けたルツボ7の下位に局部加
熱ヒーター15、雰囲気調整箱10、ファイバー線径測
定器11、樹脂コーター12、紫外線照射箱13及びプ
リントローラー14、及び巻取りドラム16を配置する
。ルツボ7の上部は、接続用樹脂チューブ4を介して加
圧用不活性ガス入口8を右する蓋3をかぶせている。第
1図の場合には、蓋3に減圧用吸引口17を設け、吸引
用樹脂チューブ6を接続し、下端に接続用樹脂チューブ
5を介してコアクラッド構造を有するガラスファイバー
1が挿入されているガラスチューブ2に接続されている
。
実施例−1
第1図に示した装置を用いて赤外イメージガラスファイ
バーを製造した。
バーを製造した。
AS:40モル%、Se:2モル%、S:58モル%、
の組成からなるコアと、As:38モル%、S:62モ
ル%の組成からなるクラッドとから構成されるコア径1
50μm、クラツド径200μm、長さ 150、のガ
ラスファイバー1500本を、内径9#、外径12.5
M、長さ 160mで、AS:38モル%、S:62モ
ル%の組成からなるのチューブ2の中に挿入したうえ、
下部に直径2Mのノズル7aを有する内径13Mのルツ
ボ7の中に垂直に設置した。
の組成からなるコアと、As:38モル%、S:62モ
ル%の組成からなるクラッドとから構成されるコア径1
50μm、クラツド径200μm、長さ 150、のガ
ラスファイバー1500本を、内径9#、外径12.5
M、長さ 160mで、AS:38モル%、S:62モ
ル%の組成からなるのチューブ2の中に挿入したうえ、
下部に直径2Mのノズル7aを有する内径13Mのルツ
ボ7の中に垂直に設置した。
紡糸を開始する前に、加圧用不活性ガス人口8、減圧用
吸引口1γ、及び雰囲気調整箱10の不活性ガス導入口
9より300cc#n i nの流量でアルゴンガスを
30分にわたって流し込んだ。その後、加圧用不活性ガ
ス人口8、減圧用吸引口11からのアルゴンガスの供給
を止め、ルツボの、下端近傍のみを局部加熱用ヒータ1
5でチューブ2及びファイバー1の粘度が約106ボイ
スになる温度まで加熱した。
吸引口1γ、及び雰囲気調整箱10の不活性ガス導入口
9より300cc#n i nの流量でアルゴンガスを
30分にわたって流し込んだ。その後、加圧用不活性ガ
ス人口8、減圧用吸引口11からのアルゴンガスの供給
を止め、ルツボの、下端近傍のみを局部加熱用ヒータ1
5でチューブ2及びファイバー1の粘度が約106ボイ
スになる温度まで加熱した。
チューブ2とファイバ〜1とが融着し、かつチューブ2
がルツボ下端のノズル7aの周囲に均一に融着した後に
、再び加圧用不活性ガス人口8よリアルボンガスを供給
して、チューブ2の周囲を5.0に9/ctiの圧力で
加圧すると同時にチューブ2とファイバー1との間隙を
吸引用樹脂チューブ6を介して減圧用吸引口17より1
O−2torrに減圧した。これらの作業によって局部
加熱ヒーター15近傍のチューブ2とファイバー1とは
完全に一体化し、ノズル7aより外径100〜1000
μmのファイバーを毎分0,5〜10′rrLの速度で
連続的に紡糸することができた。
がルツボ下端のノズル7aの周囲に均一に融着した後に
、再び加圧用不活性ガス人口8よリアルボンガスを供給
して、チューブ2の周囲を5.0に9/ctiの圧力で
加圧すると同時にチューブ2とファイバー1との間隙を
吸引用樹脂チューブ6を介して減圧用吸引口17より1
O−2torrに減圧した。これらの作業によって局部
加熱ヒーター15近傍のチューブ2とファイバー1とは
完全に一体化し、ノズル7aより外径100〜1000
μmのファイバーを毎分0,5〜10′rrLの速度で
連続的に紡糸することができた。
このコアバーは雰囲気調整箱10、及びファイバー線径
測定器11を通過した後に、直ちに樹脂コーター12で
紫外線硬化型のアクリル系樹脂でコーティングされた。
測定器11を通過した後に、直ちに樹脂コーター12で
紫外線硬化型のアクリル系樹脂でコーティングされた。
紫外線照射箱13にて樹脂の硬化が行われた後にプリン
トローラー14を介してドラム17に巻取られた。得ら
れたイメージファイバーの透過損失を第2図に示す。最
低損失は波長2.5μya付近で0.5dB /mであ
り、また外径800μmのファイバーの場合、最小曲げ
半径は50m以下であった。
トローラー14を介してドラム17に巻取られた。得ら
れたイメージファイバーの透過損失を第2図に示す。最
低損失は波長2.5μya付近で0.5dB /mであ
り、また外径800μmのファイバーの場合、最小曲げ
半径は50m以下であった。
実施例−2−3
表1に示す組成からなるイメージファイバーを実施例−
1と同じ手法で連続的に紡糸した。得られたイメージフ
ァイバーの透過損失を測定したところ、実施例−2の材
料では波長5.5μm付近で0.86B /mであり、
また実施例−3の材料では波長8.5μm付近で1.1
dB/mであった。また外径800μmのコアバーの場
合の最小曲げ半径はいずれの場合にも100問以下であ
った。
1と同じ手法で連続的に紡糸した。得られたイメージフ
ァイバーの透過損失を測定したところ、実施例−2の材
料では波長5.5μm付近で0.86B /mであり、
また実施例−3の材料では波長8.5μm付近で1.1
dB/mであった。また外径800μmのコアバーの場
合の最小曲げ半径はいずれの場合にも100問以下であ
った。
表1
比較例
第1図に示した装置を用いて実施例−1と同じ組成のガ
ラスからなる赤外イメージファイバーを製造した。ただ
し、紡糸中のルツボ7の内部及びチューブ2と該チュー
ブの中の77バー1との間隙は大気圧のアルゴンガスで
保ったままで、紡糸を行った。この方法で外径400μ
mのファイバーを得ることができたが、ファイバー断面
を顕微鏡で観察すると、首径10−50μmの気泡が観
察され、また、外ファイバーは半径200馴以下に曲げ
ると容易に折れた。
ラスからなる赤外イメージファイバーを製造した。ただ
し、紡糸中のルツボ7の内部及びチューブ2と該チュー
ブの中の77バー1との間隙は大気圧のアルゴンガスで
保ったままで、紡糸を行った。この方法で外径400μ
mのファイバーを得ることができたが、ファイバー断面
を顕微鏡で観察すると、首径10−50μmの気泡が観
察され、また、外ファイバーは半径200馴以下に曲げ
ると容易に折れた。
[発明の効果]
本発明の方法によれば、従来は製造が困難であったコア
・クラッド構造を有するガラスファイバ、特にカルコゲ
ナイドガラスファイバーで、内部に不整がなく、機械的
強度が高く、伝送損失の低いイメージファイバーを製造
することができる。
・クラッド構造を有するガラスファイバ、特にカルコゲ
ナイドガラスファイバーで、内部に不整がなく、機械的
強度が高く、伝送損失の低いイメージファイバーを製造
することができる。
第1図は実施例で使用したコアバーの製造装置の断面図
、第2図は実施例1で得られたイメージファイバーの透
過損失スペクトルである。 1・・・ガラスファイバー 2・・・ガラスチューブ
、3・・・ノズル付きルツボ用の蓋、 4.・5・・・
接続用樹脂チューブ、 6・・・吸引用樹脂チューブ、
7a・・・ノズル、8・・・加圧用不活性ガス入口、
9・・・不活性ガス入口、 10・・・雰囲気調整箱、
11・・・ファイバー線径測定器、 12・・・樹脂
コーター13・・・紫外線照射箱、 14・・・プリン
トローラー15・・・局部加熱ヒーター 16・・・
巻取りドラム、17・・・減圧用吸引口。 非酸化物ガラス研究開発株式会社
、第2図は実施例1で得られたイメージファイバーの透
過損失スペクトルである。 1・・・ガラスファイバー 2・・・ガラスチューブ
、3・・・ノズル付きルツボ用の蓋、 4.・5・・・
接続用樹脂チューブ、 6・・・吸引用樹脂チューブ、
7a・・・ノズル、8・・・加圧用不活性ガス入口、
9・・・不活性ガス入口、 10・・・雰囲気調整箱、
11・・・ファイバー線径測定器、 12・・・樹脂
コーター13・・・紫外線照射箱、 14・・・プリン
トローラー15・・・局部加熱ヒーター 16・・・
巻取りドラム、17・・・減圧用吸引口。 非酸化物ガラス研究開発株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 チューブ状に成形加工されたガラスの中にコアクラ
ッド構造を有するガラスファイバー複数本が挿入された
プリフォームを、下部にノズルを設けた円筒状のルツボ
の中に垂直に入れて、該ルツボのノズル近傍のみを局所
的に加熱し、プリフォームの粘度が10^3−10^7
^.^5ポイズの範囲になるように温度を保持しながら
プリフォームを連続的に線引きすることを特徴とする赤
外ガラスイメジフアイバーの製造方法。 2 ルツボ内のプリフォームを加熱、線引きする際のチ
ューブと該チューブ内の複数本のファイバーとの間隙の
気体の圧力が10^−^1torr以下であり、かつチ
ューブの外周の気体の圧力が0.2kg/cm^2以上
、10kg/cm^2以下であることとすることを特徴
とする請求項1記載の赤外ガラスイメージファイバーの
製造方法。 3 プリフオームが赤外線波長領域において透明なカル
コゲナイドガラスかるなることを特徴とする請求項1記
載の赤外ガラスイメージファイバーの製造方法。 4 プリフオームを紡糸する際の、ルツボ内、及びノズ
ル近傍が不活性ガスで置換されていることを特徴とする
請求項1または3記載の赤外ガラスイメージファイバー
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1134547A JPH035336A (ja) | 1989-05-30 | 1989-05-30 | 赤外ガラスイメージファイバーの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1134547A JPH035336A (ja) | 1989-05-30 | 1989-05-30 | 赤外ガラスイメージファイバーの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH035336A true JPH035336A (ja) | 1991-01-11 |
Family
ID=15130868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1134547A Pending JPH035336A (ja) | 1989-05-30 | 1989-05-30 | 赤外ガラスイメージファイバーの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH035336A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS627129A (ja) * | 1985-07-03 | 1987-01-14 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 露光方法及びフォトリソグラフィ装置 |
| JPS63222036A (ja) * | 1987-03-09 | 1988-09-14 | Hisankabutsu Glass Kenkyu Kaihatsu Kk | ガラスフアイバの紡糸方法 |
| JPS6459982A (en) * | 1987-08-31 | 1989-03-07 | Nec Corp | Constant wavelength oscillation semiconductor laser |
-
1989
- 1989-05-30 JP JP1134547A patent/JPH035336A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS627129A (ja) * | 1985-07-03 | 1987-01-14 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 露光方法及びフォトリソグラフィ装置 |
| JPS63222036A (ja) * | 1987-03-09 | 1988-09-14 | Hisankabutsu Glass Kenkyu Kaihatsu Kk | ガラスフアイバの紡糸方法 |
| JPS6459982A (en) * | 1987-08-31 | 1989-03-07 | Nec Corp | Constant wavelength oscillation semiconductor laser |
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