JPH0813692B2 - 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
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Info
- Publication number
- JPH0813692B2 JPH0813692B2 JP1009667A JP966789A JPH0813692B2 JP H0813692 B2 JPH0813692 B2 JP H0813692B2 JP 1009667 A JP1009667 A JP 1009667A JP 966789 A JP966789 A JP 966789A JP H0813692 B2 JPH0813692 B2 JP H0813692B2
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- clad
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- clad structure
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL 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
- C03C13/00—Fibre or filament compositions
- C03C13/04—Fibre optics, e.g. core and clad fibre compositions
- C03C13/041—Non-oxide glass compositions
- C03C13/043—Chalcogenide glass compositions
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
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。
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（S
e）、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、
CO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。
e）、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、
CO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、GeSeTe
ガラスが知られている。GeSeTe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/m以下になることを本発明者らは先に
確認した（J.Non.Cryst.Sol.95＆96（1987）641）。GeS
eTe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。
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、GeSeTe
ガラスが知られている。GeSeTe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/m以下になることを本発明者らは先に
確認した（J.Non.Cryst.Sol.95＆96（1987）641）。GeS
eTe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63-38474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、GeSeTe
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。
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63-38474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、GeSeTe
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、Ge:20〜35at％、Se:12〜30at％、Te:40〜6
5at％の範囲にあり、望ましくはGe:24〜33at％、Se:15
〜25at％、Te:47〜61at％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、Ge:5〜30at％、As:10〜45at％、Se:8
〜40at％、Te:15〜45at％の範囲にあり、望ましくはGe:
8〜22at％、As:12〜41at％、Se:10〜37at％、Te:20〜40
at％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、膨脹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、As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。
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、Ge:20〜35at％、Se:12〜30at％、Te:40〜6
5at％の範囲にあり、望ましくはGe:24〜33at％、Se:15
〜25at％、Te:47〜61at％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、Ge:5〜30at％、As:10〜45at％、Se:8
〜40at％、Te:15〜45at％の範囲にあり、望ましくはGe:
8〜22at％、As:12〜41at％、Se:10〜37at％、Te:20〜40
at％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、膨脹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、As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。
る。
実施例１ Ge:30at％、Se:20at％、Te:50at％の組成を有するコ
アロッドを、Ge:15at％、As:20at％、Se:35at％、Te:30
at％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/cm2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10-2torrに減圧した。この操作によりクラッ
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340μｍ、クラッド径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/mであり、炭酸ガスレーザー
の発振波長である10.6μｍでの透過損失は1.7dB/mであ
った。また、このファイバーの最小曲げ半径は15mm以下
であった。
アロッドを、Ge:15at％、As:20at％、Se:35at％、Te:30
at％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/cm2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10-2torrに減圧した。この操作によりクラッ
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340μｍ、クラッド径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/mであり、炭酸ガスレーザー
の発振波長である10.6μｍでの透過損失は1.7dB/mであ
った。また、このファイバーの最小曲げ半径は15mm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340μ
ｍ、クラッド径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、0.2dB/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10.6μｍ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15m
m以下であった。
用いて、実施例１と同様な手法により、コア径340μ
ｍ、クラッド径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、0.2dB/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10.6μｍ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15m
m以下であった。
比較例 Ge:27at％、Se:18at％、Te:55at％の組成を有するコ
アロッドを、Ge: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、クラッド径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４図に示す。このファイバーの最低損失は1d
B/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
100mm以上であった。
アロッドを、Ge: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、クラッド径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４図に示す。このファイバーの最低損失は1d
B/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
100mm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。
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。
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。
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。
Claims (2)
- 【請求項１】コアガラスがゲルマニウム（Ge）、セレン
（Se）及びテルル（Te）の３元素から構成され、クラッ
ドガラスがゲルマニウム、ヒ素（As）、Se及びTeに４元
素から構成され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。 - 【請求項２】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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1009667A JPH0813692B2 (ja) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1009667A JPH0813692B2 (ja) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | 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 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02192433A JPH02192433A (ja) | 1990-07-30 |
| JPH0813692B2 true JPH0813692B2 (ja) | 1996-02-14 |
Family
ID=11726566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1009667A Expired - Lifetime JPH0813692B2 (ja) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0813692B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108503215B (zh) * | 2018-05-03 | 2021-04-02 | 湖北新华光信息材料有限公司 | 一种硫系光学玻璃及其制备方法和光学元件 |
| CN116409930A (zh) * | 2023-04-21 | 2023-07-11 | 宁波海洋研究院 | 一种含Te的多元硫系玻璃及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63225555A (ja) * | 1987-03-16 | 1988-09-20 | Hisankabutsu Glass Kenkyu Kaihatsu Kk | カルコゲナイドガラスファイバー |
-
1989
- 1989-01-20 JP JP1009667A patent/JPH0813692B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02192433A (ja) | 1990-07-30 |
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