JPH04280891A - 細径の非線形光学単結晶ファイバーの育成方法 - Google Patents
細径の非線形光学単結晶ファイバーの育成方法Info
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Landscapes
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (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
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、単結晶ファイバーを
原料融液から育成する方法に関する。
原料融液から育成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ファイバー導波路が光を閉じ込め、その
内部に高い光パワー密度を実現することから、光強度に
依存してその効果が発揮される非線形光学の分野で、材
料の単結晶ファイバー化に関心が集まっている。
内部に高い光パワー密度を実現することから、光強度に
依存してその効果が発揮される非線形光学の分野で、材
料の単結晶ファイバー化に関心が集まっている。
【０００３】非線形光学用途の単結晶ファイバーの育成
法としてレーザーペデスタル法とマイクロチョクラルス
キー法（大西：特願昭６１−２４７６３号、 特願昭６
１−２４７６３号） が公開されている。
法としてレーザーペデスタル法とマイクロチョクラルス
キー法（大西：特願昭６１−２４７６３号、 特願昭６
１−２４７６３号） が公開されている。
【０００４】しかし従来、金属やハロゲン化合物などの
ファイバーに関しては、ルツボに設けられた目的口径の
引き出し口やノズルなどから原料融液を引き出す基本的
な方法（以下、引き出し法と呼ぶ）が公知であった。
ファイバーに関しては、ルツボに設けられた目的口径の
引き出し口やノズルなどから原料融液を引き出す基本的
な方法（以下、引き出し法と呼ぶ）が公知であった。
【０００５】この方法は、図２に示すようにルツボ１内
の原料融液４を、その先端に種結晶５を設けた引き出し
用駆動軸８を用いて種結晶５で単結晶化させながら引き
出し単結晶ファイバーを製造するものであり、原料の形
態を選ばず、技術的にも簡単で利点の多い方法として注
目を集めている。
の原料融液４を、その先端に種結晶５を設けた引き出し
用駆動軸８を用いて種結晶５で単結晶化させながら引き
出し単結晶ファイバーを製造するものであり、原料の形
態を選ばず、技術的にも簡単で利点の多い方法として注
目を集めている。
【０００６】
【発明が解決しようとする問題点】しかるに、この引き
出し法を非線形光学ファイバーの製作に適用するには、
要求されるファイバー径が１００ ミクロン以下と細径
で、それを達成するための融液温度の制御などに非線形
光学ファイバーに特有の問題がある。
出し法を非線形光学ファイバーの製作に適用するには、
要求されるファイバー径が１００ ミクロン以下と細径
で、それを達成するための融液温度の制御などに非線形
光学ファイバーに特有の問題がある。
【０００７】即ち現在有用とされている主な非線形光学
結晶は高融点の酸化物結晶が多く、その育成温度、育成
雰囲気で使用に耐え且つ微細に加工自在なルツボ用の金
属は得難い。しかも非線形光学結晶のほとんどは、リチ
ウム（Ｌｉ）、ソジュウム（Ｎａ）、ポタシュウム（Ｋ
）など蒸発し易い元素を含む多元成分結晶であるが、蒸
発は融液温度が高いほど激しく、この結果融液の組成の
ずれにつながるため、非線形光学結晶の育成に適する融
液の温度幅は狭い。
結晶は高融点の酸化物結晶が多く、その育成温度、育成
雰囲気で使用に耐え且つ微細に加工自在なルツボ用の金
属は得難い。しかも非線形光学結晶のほとんどは、リチ
ウム（Ｌｉ）、ソジュウム（Ｎａ）、ポタシュウム（Ｋ
）など蒸発し易い元素を含む多元成分結晶であるが、蒸
発は融液温度が高いほど激しく、この結果融液の組成の
ずれにつながるため、非線形光学結晶の育成に適する融
液の温度幅は狭い。
【０００８】引き出し法では、高周波加熱、抵抗加熱、
赤外線加熱などの加熱方式によってルツボ自体が加熱さ
れ、原料の融解やファイバー育成のための熱は全てルツ
ボ１の発熱で供給され、ファイバー育成時の温度制御は
ルツボ温度の制御によっている。
赤外線加熱などの加熱方式によってルツボ自体が加熱さ
れ、原料の融解やファイバー育成のための熱は全てルツ
ボ１の発熱で供給され、ファイバー育成時の温度制御は
ルツボ温度の制御によっている。
【０００９】いま開口部分で理想的な固液界面６が形成
されファイバー７が定常的に成長している状態を考える
と［図３（ａ）］、熱的にルツボ近傍が最も高温である
から、ルツボ壁から遠い原料部分の温度は融点以下で固
体状態９にあり、ルツボに接した原料部分のみが融液状
態１０にある。
されファイバー７が定常的に成長している状態を考える
と［図３（ａ）］、熱的にルツボ近傍が最も高温である
から、ルツボ壁から遠い原料部分の温度は融点以下で固
体状態９にあり、ルツボに接した原料部分のみが融液状
態１０にある。
【００１０】この熱環境でファイバー７を育成すると、
ルツボ１に接した部分の融液状態にある原料１０のみが
ファイバー育成で消費されるためルツボ１と未融解な原
料９の間に空間１１が生じ、熱の伝達がそこで妨げられ
てそれ以上融解が進まず、融液供給が途絶えファイバー
育成が続行できないことになる［図３（ｂ）］。
ルツボ１に接した部分の融液状態にある原料１０のみが
ファイバー育成で消費されるためルツボ１と未融解な原
料９の間に空間１１が生じ、熱の伝達がそこで妨げられ
てそれ以上融解が進まず、融液供給が途絶えファイバー
育成が続行できないことになる［図３（ｂ）］。
【００１１】一方、ルツボ１に充填された全原料４が融
解する迄加熱された状態では、引き出し口２がルツボ壁
に設けられている関係上、引き出し口２での融液温度は
ファイバー育成に最適な固液界面を形成するには高過ぎ
ることになり、メルト切れが起り易くなったり、随意の
径が得られないなどの不都合が生じる。
解する迄加熱された状態では、引き出し口２がルツボ壁
に設けられている関係上、引き出し口２での融液温度は
ファイバー育成に最適な固液界面を形成するには高過ぎ
ることになり、メルト切れが起り易くなったり、随意の
径が得られないなどの不都合が生じる。
【００１２】したがって高融点結晶のファイバーを従来
の引き出し法で育成するには、引き出し口部分にパイプ
やノズルなどを付設して融液をより低温部へ導く工夫と
かファイバー育成速度を極端に遅くするなどの調節が必
要になり、育成技術そのものが難しくなってくる。
の引き出し法で育成するには、引き出し口部分にパイプ
やノズルなどを付設して融液をより低温部へ導く工夫と
かファイバー育成速度を極端に遅くするなどの調節が必
要になり、育成技術そのものが難しくなってくる。
【００１３】また、融液の温度が高い場合、図４に示す
ように引き出し口で滲み出た融液１２がルツボ底１３を
濡らしながら広がる現象がしばしば起り、これによって
ファイバー径が変化するなど不都合な問題も起き易い。 この発明はこれらの問題点を解決するためになされたも
のである。
ように引き出し口で滲み出た融液１２がルツボ底１３を
濡らしながら広がる現象がしばしば起り、これによって
ファイバー径が変化するなど不都合な問題も起き易い。 この発明はこれらの問題点を解決するためになされたも
のである。
【００１４】
【問題点を解決するための手段】このためこの発明にお
いては図１に示すように、その先端に種結晶５を設けた
引き出し用駆動軸８を用いてルツボ１の一部に設けられ
た引き出し口２よりルツボ１内の原料融液４を、引き出
しつつ行なうファイバー育成方法において、ルツボ１の
一部に設けられた引き出し口２に挿通体３を突出させ、
一方原料融液４は挿通体３と引き出し口２との隙間から
滲出させ、挿通体３表面を伝わらせて種結晶５に導くと
ともに、種結晶５で結晶化させながら駆動軸８で引き出
すことにより単結晶ファイバーを育成する方法を提案す
るものである。
いては図１に示すように、その先端に種結晶５を設けた
引き出し用駆動軸８を用いてルツボ１の一部に設けられ
た引き出し口２よりルツボ１内の原料融液４を、引き出
しつつ行なうファイバー育成方法において、ルツボ１の
一部に設けられた引き出し口２に挿通体３を突出させ、
一方原料融液４は挿通体３と引き出し口２との隙間から
滲出させ、挿通体３表面を伝わらせて種結晶５に導くと
ともに、種結晶５で結晶化させながら駆動軸８で引き出
すことにより単結晶ファイバーを育成する方法を提案す
るものである。
【００１５】
【作用】即ち、この発明によれば、ルツボ温度の高い場
合には挿通体３の突出長さを長く、ルツボ温度が低い場
合には突出長さを短くするなどの選択により、挿通体先
端部で結晶条件を満たす固液界面６を形成することが可
能となる。
合には挿通体３の突出長さを長く、ルツボ温度が低い場
合には突出長さを短くするなどの選択により、挿通体先
端部で結晶条件を満たす固液界面６を形成することが可
能となる。
【００１６】したがって、この発明では挿通体３先端部
の引き出し口２からの突出長さを調節することにより、
ルツボ温度の比較的広い範囲で単結晶ファイバーの最適
な結晶育成条件が実現できる。
の引き出し口２からの突出長さを調節することにより、
ルツボ温度の比較的広い範囲で単結晶ファイバーの最適
な結晶育成条件が実現できる。
【００１７】また、この発明では原料融液４は引き出し
口２より突出した挿通体３表面を伝わって種結晶５に導
くようにしているため、固液界面の温度より充分高いル
ツボ温度が設定でき、原料融液４の十分な供給がなされ
、長尺なファイバーの育成が可能となると同時に、従来
法では引き出し口２の口径によって決められていたファ
イバー径がこの発明ではある程度自由に選択でき、細径
ファイバーの育成が容易になる。
口２より突出した挿通体３表面を伝わって種結晶５に導
くようにしているため、固液界面の温度より充分高いル
ツボ温度が設定でき、原料融液４の十分な供給がなされ
、長尺なファイバーの育成が可能となると同時に、従来
法では引き出し口２の口径によって決められていたファ
イバー径がこの発明ではある程度自由に選択でき、細径
ファイバーの育成が容易になる。
【００１８】
【実施例】以下、この発明を図示の実施例に基づいて説
明する。図５はこの発明の内容を実施する具体例を示す
。この実施例ではルツボとして通電加熱式ルツボ１４を
使用し、原料の融解や融液温度を全てルツボの発熱量即
ち電流量で制御するようにしている。
明する。図５はこの発明の内容を実施する具体例を示す
。この実施例ではルツボとして通電加熱式ルツボ１４を
使用し、原料の融解や融液温度を全てルツボの発熱量即
ち電流量で制御するようにしている。
【００１９】ここで使用するルツボ１４は８ ×４ ×
０．１ ｍｍ程度の白金板を折曲げてその両側を熔着し
て図５のように加工し、これに電導線１５を取り付けた
もので、ルツボ１４の底部には直径約２００〜４００
ミクロンの融液引き出し用の孔口を設ける。
０．１ ｍｍ程度の白金板を折曲げてその両側を熔着し
て図５のように加工し、これに電導線１５を取り付けた
もので、ルツボ１４の底部には直径約２００〜４００
ミクロンの融液引き出し用の孔口を設ける。
【００２０】挿通体３としては１００ 〜３００ ミク
ロンの白金線を用い、その一端をルツボ壁に固定し、他
端を引き出し口に挿通して突出部分が３００ 〜５００
ミクロンになるように調節して切断した。
ロンの白金線を用い、その一端をルツボ壁に固定し、他
端を引き出し口に挿通して突出部分が３００ 〜５００
ミクロンになるように調節して切断した。
【００２１】このように加工したルツボに、ニオブ酸リ
チウム（ＬｉＮｂＯ３）やニオブ酸バリウム・ソジュウ
ム（Ｂａ２ＮａＮｂ５Ｏ１５） などの原料を充填した
後、ルツボに直接通電して加熱する。原料が融解すると
開口と挿通体の隙間から融液が滲み出して挿通体の表面
を濡らすので、この融液を挿通体の先端において、種結
晶を用いて引き下げつつファイバー７を育成する。
チウム（ＬｉＮｂＯ３）やニオブ酸バリウム・ソジュウ
ム（Ｂａ２ＮａＮｂ５Ｏ１５） などの原料を充填した
後、ルツボに直接通電して加熱する。原料が融解すると
開口と挿通体の隙間から融液が滲み出して挿通体の表面
を濡らすので、この融液を挿通体の先端において、種結
晶を用いて引き下げつつファイバー７を育成する。
【００２２】図６は挿通体として中空パイプを用いた例
を示す。この場合、パイプ１６は外径５００ ミクロン
、内径約３５０ ミクロンで、前実施例と同様な手順に
よりファイバー育成を行なうが、融液が中空パイプ１６
の端面から中空に引かれている所に固液界面６を設定す
ることにより中空な単結晶ファイバー１７を育成するこ
とができる。
を示す。この場合、パイプ１６は外径５００ ミクロン
、内径約３５０ ミクロンで、前実施例と同様な手順に
よりファイバー育成を行なうが、融液が中空パイプ１６
の端面から中空に引かれている所に固液界面６を設定す
ることにより中空な単結晶ファイバー１７を育成するこ
とができる。
【００２３】図７は挿通体として使用するその先端を二
分割したパイプ１８を示すものであり、この種のパイプ
を挿通体として用いることにより表面を伝う融液はパイ
プ端において二手に分かれるため、これを前実施例と同
様に種結晶を用いて引き下げることにより同時に２本の
ファイバーを育成することができる。
分割したパイプ１８を示すものであり、この種のパイプ
を挿通体として用いることにより表面を伝う融液はパイ
プ端において二手に分かれるため、これを前実施例と同
様に種結晶を用いて引き下げることにより同時に２本の
ファイバーを育成することができる。
【００２４】なお、融液の表面張力の作用によって端面
形状に拘らずファイバー断面はほぼ円形となる。
形状に拘らずファイバー断面はほぼ円形となる。
【００２５】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば融
液引き出し口より挿通体を突出させ、その突出部分の長
さを調整することにより融液の形状や固液界面が制御で
き、ルツボ温度の幅広い範囲でファイバー育成条件を満
足させることができる。
液引き出し口より挿通体を突出させ、その突出部分の長
さを調整することにより融液の形状や固液界面が制御で
き、ルツボ温度の幅広い範囲でファイバー育成条件を満
足させることができる。
【００２６】また、この発明では融液を挿通体を伝わら
せて種結晶に導くようにしているため、育成ファイバー
の長尺化、細径化、均一化などが容易になる。
せて種結晶に導くようにしているため、育成ファイバー
の長尺化、細径化、均一化などが容易になる。
【００２７】更に、この発明では挿通体の端部断面形状
を工夫することで中空ファイバーや複数ファイバーの同
時育成など、特殊なファイバー育成も可能となる。
を工夫することで中空ファイバーや複数ファイバーの同
時育成など、特殊なファイバー育成も可能となる。
【図１】この発明の原理を示す概略図
【図２】従来からの引き出し法の説明図
【図３】高温結
晶ファイバーの育成時に起こる不都合を説明する図で、
図３（ａ）は引き出し操作を行う前の状態を説明する図
、図３（ｂ）は引き出し操作を行った状態を説明する図
晶ファイバーの育成時に起こる不都合を説明する図で、
図３（ａ）は引き出し操作を行う前の状態を説明する図
、図３（ｂ）は引き出し操作を行った状態を説明する図
【図４】高温でのファイバー径の変動の説明図
【図５】
この発明の一実施例を示す図
この発明の一実施例を示す図
【図６】この発明において中空ファイバーを育成するた
めの他の実施例を示す図
めの他の実施例を示す図
【図７】この発明において２本のファイバーを同時育成
する挿通体の先端形状図
する挿通体の先端形状図
１ ルツボ
２ 引き出し口
３ 挿通体
４ 原料融液
５ 種結晶
７ 育成ファイバー
８ 引き出し用の駆動軸
１６ 中空パイプ
１７ 育成された中空ファイバー
１８ 先端２分割パイプ
Claims (4)
- 【請求項１】 その先端に種結晶を設けた引き出し用
駆動軸を用いてルツボの一部に設けられた引き出し口よ
りルツボ内の原料融液を、引き出しつつ行なうファイバ
ー育成方法において、ルツボの一部に設けられた引き出
し口に挿通体を突出させ、一方原料融液は該挿通体と引
き出し口との隙間から滲出させ、該挿通体表面を伝わら
せて前記種結晶に導き、該種結晶で結晶化させながら前
記駆動軸で引き出すことを特徴とする単結晶ファイバー
の育成方法。 - 【請求項２】 ルツボ内の温度に応じて引き出し口か
らの挿通体の突出長さを調節する特許請求の範囲第１項
記載の単結晶ファイバーの育成方法。 - 【請求項３】 挿通体として中空パイプを使用する特
許請求の範囲第１項記載の単結晶ファイバーの育成方法
。 - 【請求項４】 挿通体として先端の分割した中空パイ
プを使用する特許請求の範囲第１項記載の単結晶ファイ
バーの育成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3068853A JPH085738B2 (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | 細径の非線形光学単結晶ファイバーの育成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3068853A JPH085738B2 (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | 細径の非線形光学単結晶ファイバーの育成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04280891A true JPH04280891A (ja) | 1992-10-06 |
| JPH085738B2 JPH085738B2 (ja) | 1996-01-24 |
Family
ID=13385648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3068853A Expired - Lifetime JPH085738B2 (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | 細径の非線形光学単結晶ファイバーの育成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH085738B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5737117A (en) * | 1995-04-10 | 1998-04-07 | Ngk Insulators, Ltd. | Second harmonic generation element and a process for producing the same |
| US6074477A (en) * | 1997-03-12 | 2000-06-13 | Ngk Insulators, Ltd. | Process and an apparatus for producing a composite oxide single crystal body |
| WO2004094705A1 (ja) * | 2003-04-23 | 2004-11-04 | Stella Chemifa Corporation | フッ化物結晶の製造装置 |
| JP2010241663A (ja) * | 2009-04-10 | 2010-10-28 | Tdk Corp | 単結晶引下げ方法及び引下げ装置 |
| CN110181006A (zh) * | 2019-05-27 | 2019-08-30 | 刘建军 | 一种拉制管状材料的装置 |
Citations (2)
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| JPS516460A (en) * | 1974-07-05 | 1976-01-20 | Hitachi Ltd | Handotaiketsushono seizohoho oyobi seizosochi |
| JPS58140967A (ja) * | 1982-02-16 | 1983-08-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 鉛蓄電池用極板群 |
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1991
- 1991-03-08 JP JP3068853A patent/JPH085738B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH085738B2 (ja) | 1996-01-24 |
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