JPS593030A - 赤外光フアイバ母材の製造方法 - Google Patents

赤外光フアイバ母材の製造方法

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JPS593030A
JPS593030A JP10837782A JP10837782A JPS593030A JP S593030 A JPS593030 A JP S593030A JP 10837782 A JP10837782 A JP 10837782A JP 10837782 A JP10837782 A JP 10837782A JP S593030 A JPS593030 A JP S593030A
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JP
Japan
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optical fiber
core
base material
wire
clad
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Pending
Application number
JP10837782A
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English (en)
Inventor
Nariyuki Mitachi
成幸 三田地
Tadashi Miyashita
宮下 忠
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NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Publication of JPS593030A publication Critical patent/JPS593030A/ja
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/01265—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting entirely or partially from molten glass, e.g. by dipping a preform in a melt
    • C03B37/01268—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting entirely or partially from molten glass, e.g. by dipping a preform in a melt by casting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2201/00—Type of glass produced
    • C03B2201/80—Non-oxide glasses or glass-type compositions
    • C03B2201/82—Fluoride glasses, e.g. ZBLAN glass

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass 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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、2〜6μm帯の赤外線を伝送することができ
る7ツ化物ガラス光フアイバ用母材の製造方法に関する
。
従来の光フアイバ用母材は二酸化珪素(Sin、 )系
ガラスを主構成素材としているが、このガラス素材は5
i−0結合の振動に起因する赤外吸収を有する。このた
め、レーリー散乱損失と赤外吸収損失との谷間に存在す
る低損失の波長域は可視域から近赤外域(波長0.6〜
1.7μm)に限られ、それより長波長の波長領域にお
いては低損失の光ファイバを得ることができなかった。
一方、これまでの技術知識によれば、レーリー散乱は波
長の4乗に逆比例して低減するので、酸化珪素に比べて
赤外吸収端が長波長側に位置するガラス素材で母材(プ
リフォーム)を形成できれば、このようなプリフォーム
を線引きして光ファイバを作製することにより、いっそ
う低損失化を図ることができる〇 一方、 長距sの伝送は単一モード光ファイバで行う必
要があり、そのときに2μmより長波長の赤外光を伝送
するならば、従来の石英系単一モード光ファイバのコア
径の2倍以上にフッ化物系単一モード光ファイバのコア
径を設定でき、そのファイバ間の結合は極めて容易にな
る。
従って、赤外線透過材料に最適な単一モード光ファイバ
用プリフォームの形成法の出現が要望されている。
通信用の光ファイバは屈折率の高いコアを、より屈折率
の低いクラッドで被覆する導波構造を有しているが、現
在、導波構造を有する赤外線伝送用光ファイバとして知
られているものとしては、hgatによるクラッドとA
g(07Br)によるコアとの組合わせ、T/(BrI
)によるコアとプラスチツタクラッドとの組合わせ等に
よる多結晶質光ファイバがあるが、これらの多結品質光
ファイバの場合には、粒界散乱損失の影響のため極低損
失光ファイバの作製は本質的に不可能である。またO、
at4液体コアと810.クラッドとによる光ファイバ
も知られているが、長尺光ファイバの作製およびその接
続の点で大きな問題がある。
また7ツ化物ガラスは前記各種のファイバ材料がもつ欠
点を解消し、2〜6μmの赤外線波長域で極低損失光フ
ァイバを実現できる可能性が高い材料として注目されて
いるが、導波構造を有する光フアイバ用プリフォームの
製造方法については、わずかに多モード系光ファイバの
作製について紹介されており(S、Mitaohi、e
tal:Jpn、J、Appl、Phys・1(198
1)、LaB5.S、Mitaohi、etal:El
eotron、Letters17(1981)、59
1 ) 、単一モード光ファイバの製造方法については
特に紹介されていない。またフッ化物ガラスは一般に二
酸化珪素系ガラスと比較すると、ガラス変形温度付近に
おいて、粘性変化が急激であるので、二酸化珪素系光フ
アイバ用プリフォームの製造方法である肉付は法または
軸付は法を、そのまま適用できないことは明らかである
。
本発明は前述した現状に鑑みてなされたもので、その目
的は、先行技術の欠点を解決し、波長2〜6μmの赤外
線を伝送することができ、かつ極低損失化の可能なフッ
化物ガラスを素材とする赤外ファイバ用母材を製造でき
る方法を提供することにある。
このような目的を達成するために、本発明による赤外光
ファイバ母材の製造方法では、複数個に分割し得る縦割
れ構造を有する鋳型の′内部に円柱形中空部を有し、こ
の円柱形中空部の中心に細線を位置せしめ、溶融したク
ラッド用ガラス融液を細線の周囲に流し込み、この細線
を引き抜いて生じた細い中空部にコア用ガラス融液を充
てんしてQコアークラッドの導波構造を有する赤外光フ
ァイバ用母材を得ることを特徴とする。
本発明によ、る母材の製造方法は、基本的には金属製の
細線を鋳型の中心部に立て、用いるガラスツカラス転#
温度付近に予加熱し、ここにクラッド融液を流し込み、
即座に金属細線を引き抜く。
このときに金属細線に電流を流すことによる直接加熱で
引き抜く方法は有効である。次に細線を引き抜いて生じ
た細孔にコアガラス融液を流し込みアニールして、鋳型
よりコアークラッドの導波溝−造を有する赤外光ファイ
バ用母材を得る。
本発明において使用される鋳型を図面を参照して説明す
る。第1図は鋳型の側面図を示し、第2図は第1図のx
 −x’線における鋳型の断面図を示す。
鋳型の外枠1は第2図で示される外枠分割体2゜2’ 
、 2’として示される複数個(第2図の例では8個)
に分割し得る縦割れ構造を有し、外枠分割体2 、2’
 、 2’を緊締するリング8、外枠分割体2’2’ 
、 !’の下端部を収容し、細線6を垂直に保持する底
蓋4から構成され、リング8により外枠分割体2.2’
、2’を緊締することにより、中空部5を形成する。外
枠分割体は第2図に示した8個の分割体のほかに、2個
または4個以上の適宜個数の分割体とすることができる
。外枠1を形成するこれらの分割体2 、2’ 、 2
’は金属製、例えば黄銅製または非金属製、例えば炭素
極とすることができ、フッ化物ガラスに対して耐食性を
もち、しかも離型性が良好であることを要する。
本発明を第1図および第2図に示した鋳型を用いて実施
する場合について説明する。
第1図および第2図で示された黄銅製鋳型の円柱形中空
部の中心に、金線または白金線を垂直に立てこれを用い
るガラス転移温度付近で予加熱しておく。これと並行し
て、金るつぼにてコア用7ツ化物ガラス、クラッド用7
ツ化物ガラスを溶融する。まずクラッド融液を前記の黄
銅製鋳型の中空部と中心の白金線との間にキャスティン
グし、すばやく中心に立てた金線または白金線を下方に
°引き抜く。この際にあらかじめ電流を流して、金線ま
たは白金線を加熱してクラッド融液と金線との固化付着
を防止することは極めて有効である。
白金線を引き抜きながら上部からコア融液を流し込んで
、細いコア部分を有するコアークラッドの導波構造を有
する母材を得る。これをアニールして応力の発生を防止
し、成形完了後、外枠分割体2 、2’ 、 2’を外
して、C4B図に示すようなコア用ガラス部位とクラッ
ド用ガラス部位とからなる光フアイバ用母材を得る。
次に本発明をその実施例について説明するが、本発明は
これによりなんら限定されるものではないO 実施例1 組成が59.2 モル%ZrF、(25り)−81,0
%ル%BaF。
(18,759)−8,8モル%GdF、<2.049
)−6モル%JiJF。
C0,9859)からなるクラッド用混合物に10yの
11(4F−HFを秤量混合し、乳鉢で粉砕混合した。
これを金るつぼに導入し、電気炉を用いて400°Cで
80分間加熱し溶融した。これと並行し′て、組成が6
1.7%/l/%ZrF、(25g)−132−4モル
%BaF。
(18,8g)−8,9モル%GdF、(2g)−2モ
ル%AIF8(o、s2g)からなるコア用混合物に1
09のNH,F・HFを秤量混合し乳鉢で粉砕混合した
。
これを金るつぼに導入し、電気炉を用いて400°Cで
80分間加熱し、原料の完全なフッ素化を行い、次に9
00°Cで2時間加熱溶融した。
第1図および第2図に示したように鋳型の中央に2.5
鴎φの金線を垂直に立て、これを800°Cであらかじ
め加熱し、ここに、まずクラッド用ガラス融液を流し込
んだ。直後に、金線をすばやく引き抜きながらコア融液
をキャスティングして、中央部にコア用ガラス融液を充
てんした。この際に金線を高速回転させると、引き抜き
が容易にできることがわかった。
その後に80時間にわたってアニールし、その後に24
時間かけて室温に戻した。その結果、クラッドガラスの
外径は9謔φで、コア径Q、5.tmφの長さ120謔
の母材が得られた。
この母材を線引きして得た光ファイバのコアとクラッド
の比屈折率差は0.38%であり、またクラッド−コア
径比は8.6で、多モード用のフッ化物光フアイバ用母
材が得られた。
実施例2 組成が59.2 % ル%ZrF4(259)−81,
0モル%BaF。
(18,759)−8,8モル%GdF (LO49)
−6モル%A!F8(0,9859)からなるクラッド
用混合物に109のNH,F−HFを秤量混合し、乳鉢
で粉砕混合した。これを金るつぼに導入し、電気炉を用
いて400°Cで80分間加熱し、原料の完全なフッ素
化を行い、次に900°Cで80分間加熱し、溶融した
。これと並行して、組成が60.48 % ル%ZrF
、(2f+9)−81,68モル%BaF (IL8g
)−8,8+ % ル%GdF8(29)−4モル%A
4F、(0,6449)からなるコア用混合物に10g
のNH4F−HFを秤量し、乳鉢で粉砕混合したbこれ
を金るつぼに導入し、電気炉を用いて400°Cで80
分間加熱し中原料の完全なフッ素化を行い、次に900
°Cで2時間加熱溶融した。
第1図および第2図に示したように、鋳型の中央に1.
2鴎φの白金線を垂直に立て、これを800°Cであら
かじめ加熱し、ここに、まずクラッド用ガラス融液を流
し込んだ。この際に白金線に電流を流して白金線を加熱
し、引き抜きながらコア融液をキャスティングして、中
央部にコア用ガラス融液を充てんした。その後に30時
間にわたってアニールし、24時間かけて室温に戻した
。
その結果、クラッドガラスの外径は9關φで、コア径は
1.2鴎φの長さ120簡の母材が得られた。
この母材を線引きして得た光ファイバのコア径は20μ
m、クラツド径は150μmで、比屈折率差は0.17
%であり、25μm帯で単一モードとなるフッ化物光フ
アイバ用母材が得られた。
応用例1 実施例1および実施例2で得られた母材に、それぞれテ
フロンFEPコート管を被覆し、通常のゾーンメルトに
よるロッド線引きを行い、第8図および第4図に示すよ
うな外径200μm1クラツド径150μ濯、コア径4
2μ講、比屈折率差0.88%の多モード光ファイバお
よび外径200μM、クラッド径150μm1コア径2
0μm1比屈折率差’0.17%の単一モード光ファイ
バ(カットオフ波長2.2μm)が得られた。これらの
光7アイパはいずれも波長帯2.6μ司帯で、1. O
dB^以下の低損失な窓を有する赤外線伝送用光ファイ
バであった。これはコアークラッドの界面が光学的にス
ムーズに融着し、問題となるファークラッドの界面不整
による散乱損失が減少して低損失な光ファイバが得られ
ていることを示している。
本発明の製造方法を用いることにより、中心部に立てる
金線、白金線の径を変えて、コア径を自由に制御できる
ことがら、多モードから単一モードまでの階段状屈折率
分布を有するフッ化物光ファイバが作製できた。
以上説明したように、本発明の赤外光ファイバ母材の製
造方法によれば、コアークラッドの界面が光学的にスム
ーズな状態で導波構造を形成でき、また比屈折率差、ク
ラツド径/コア径比も任意の範囲に設定できる。従って
ステップ型の屈折率分布を゛持つ多モードおよび単一モ
ードの赤外線伝送用7ツ化物光フアイバの母材を極めて
簡単に製造その結果、赤外線を用いた温度センサーやイ
メージ伝送等に利用できるのみならず、コア径の大きな
単一モード光ファイバの作製が容易となり、ファイバ間
の結合が容易にできる長距離伝送に応用できるという利
点がある。
【図面の簡単な説明】
#!IFIfJは本発明を実施する際に使用する鋳型の
一具体例を示す側面図、 第2図は第1図のx −x’線における断面図、第8図
および第4図は本発明の製造方法により得られた母材の
一例を示す断面図と屈折率分布を示す図である。 l・・・外枠、2 、2’ 、 2’・・・外枠分割体
、8・・・リング、4・・・底蓋、5・・・中空部、6
川白金線または金線、1.10・・・プリフォーム断面
、8.11・・・屈折率分布に対応するプリフォーム上
の位置、9・・・実施例1で得られた多モードファイバ
の屈折率分布、12・・・実施例2で得られた単一モー
ドファイバの屈折率分布。 第1図 第3図 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 複数個に分割し得る縦割れ構造を有する鋳型の内部
    に円柱形中空部を有し、この円柱形中空部の中心に細線
    を位置せしめ、溶融したクラッド用ガラス融液を細線の
    周囲に流し込み、この細線を引き抜いて生じた細い中空
    部にコア用ガラス融液を充てんして、コアークラッドの
    導波構造を有する赤外光ファイバ用母材を得ることを特
    徴とする赤外光ファイバ母材の製造方法。
JP10837782A 1982-06-25 1982-06-25 赤外光フアイバ母材の製造方法 Pending JPS593030A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0787691A1 (en) * 1996-01-31 1997-08-06 AT&T Corp. Method for making core holes in cast optical fiber preforms
US7677059B2 (en) * 2003-08-13 2010-03-16 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Tellurite optical fiber and production method thereof
CN109207999A (zh) * 2017-06-29 2019-01-15 刘志红 一种玻璃包覆铜丝的生产工艺

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US7677059B2 (en) * 2003-08-13 2010-03-16 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Tellurite optical fiber and production method thereof
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