JPS6121175B2 - - Google Patents

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JPS6121175B2
JPS6121175B2 JP57007409A JP740982A JPS6121175B2 JP S6121175 B2 JPS6121175 B2 JP S6121175B2 JP 57007409 A JP57007409 A JP 57007409A JP 740982 A JP740982 A JP 740982A JP S6121175 B2 JPS6121175 B2 JP S6121175B2
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JP
Japan
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mold
glass
core
cladding
fluoride
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JP57007409A
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JPS58125630A (ja
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Naryuki Mitachi
Tadashi Myashita
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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 JPS6121175B2 publication Critical patent/JPS6121175B2/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/01265Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting entirely or partially from molten glass, e.g. by dipping a preform in a melt
    • C03B37/01271Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting entirely or partially from molten glass, e.g. by dipping a preform in a melt by centrifuging
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/01265Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting entirely or partially from molten glass, e.g. by dipping a preform in a melt
    • C03B37/01268Manufacture 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2201/00Type of glass produced
    • C03B2201/80Non-oxide glasses or glass-type compositions
    • C03B2201/82Fluoride glasses, e.g. ZBLAN glass

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Glass Melting And Manufacturing (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は2〜6μmの帯の赤外線を伝送するこ
とができるふつ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
(SiO2)系ガラスを主構成素材としているが、こ
のガラス素材はSi−O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
の光フアイバを得ることができなかつた。
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(プリフオーム)を形成できれ
ば、このようなプリフオームを線引きして光フア
イバを作製することにより、いつそう低損失化を
図ることができる。
また長距離の伝送は単一モード光フアイバで行
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
光フアイバのコア径の2倍以上にふつ化物系単一
モード光フアイバのコア径を設定でき、そのフア
イバ間の結合は極めて容易になる。
従つて、赤外線透過材料に最適な単一モード光
フアイバ用プリフオームの形成法の出現が要望さ
れている。
通信用の光フアイバは屈折率の高いコアを、コ
アより屈折率の低いクラツ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
伝送用光フアイバとして知られているものとして
は、AgClによるクラツドとAg(ClBr)によるコ
アとの組合わせ、Tl(BrI)によるコアとプラス
チツククラツドとの組合わせ等による多結晶質光
フアイバがあるが、これらの多結晶質光フアイバ
の場合には、粒界散乱損失の影響のため極低損失
光フアイバの作製は本質的に不可能である。また
C2Cl4液体コアとSiO2クラツドとによる光フアイ
バも知られているが、長尺光フアイバの作製およ
びその接続の点で大きな問題がある。
またふつ化物ガラスは、前記各種のフアイバ材
料がもつ欠点を解消し、2〜6μmの赤外線波長
域で極低損失光フア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オームの製造方法について
は、わずかに多モード系光フアイバの作製につい
て紹介されており(S.Mitachi、etal:Jpn.J.
Appl−phys.、20(1981)、L337.S.Mitachi、
etal:Electron.Letters 17(1981)591)、単一
モード光フアイバの製造方法については特に紹介
されていない。
また赤外線伝送光フアイバ用ガラスでは、温度
変化に対するガラスの粘性変化がはげしいので、
二酸化珪素系光フアイバ用プリフオームの製造方
法である内付け法または軸付け法を、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ふつ化物ガラスを素材とする
多モードおよび単一モード光フアイバ用プリフオ
ーム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、本発明の鋳
型回転法によるふつ化物ガラス光フアイバ用母材
の製造方法では、円柱形中空部を有し、複数個に
分割し得る縦割れ構造を有する半金属製または金
属製の鋳型を垂直方向に保持して高速で回転させ
ながら、鋳型の中空部に溶融したクラツド用ふつ
化物ガラス原料を流し込み、遠心力により融液を
ガラス管状に成形する第1工程と、この第1工程
の後に、直ちにガラス管の中心部に第1工程で流
し込まれたふつ化物ガラスの屈折率よりも高い屈
折率をもつふつ化物コア用ガラス融液を鋳型を回
転させながら流し込み、その後に回転を止め、長
時間アニールし、炉冷して室温に戻つた前記鋳型
より外枠を外し、コアークラツドの導波構造を有
する母材を得る第2工程とよりなることを特徴と
する。
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′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3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3、外枠分
割体2,2′,2″の下端部を収容する底蓋4から
構成され、リング3により外枠分割体2,2′,
2″を繁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3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製とすることができ、ふつ化
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。
次に本発明において使用される鋳型回転装置を
図面を参照して説明する。前記第1図および第2
図で示された黄銅製鋳型を固定チヤツク7,7′
で回転台8の中心軸に垂直に固定し、押さえねじ
9,9′で緊締する。これを電動モータ10に
て、流入した原料ガラスに十分な遠心力の加わる
回転数で回転する。
本発明を第1図および第2図に示した鋳型およ
び第3図に示した鋳型回転装置を用いて実施する
場合について説明する。まず金るつぼにてコア用
ふつ化物ガラス、クラツド用ふつ化物ガラスを溶
融しておく。次に黄銅製の鋳型を300℃付近で予
加熱し、これを鋳型回転装置に固定し、60〜
1000rpmの範囲の中の適当な回転数で回転させて
おく。そこに、まずクラツド用のふつ化物ガラス
融液をキヤステイングし、次に鋳型を鋳型回転装
置より、とりはずして固化していない中央部を流
し出して、ガラス管状にし、再度鋳型回転装置に
固定して、直ちにコア用ふつ化物ガラス融液を流
し込み、続いて当該ふつ化物ガラスをガラス転移
温度より低い温度に維持して結晶化を防ぐととも
に、焼鈍して応力の発生を防止する。このときに
コアとクラツドの界面は温度低下とともに、粘性
が低下し、密着性が良好となる。成形完了後、外
枠分割体2,2′,2″を外して、第4図に示すよ
うに、コア用ガラス部位11とクラツド用ガラス
部位12とからなる光フアイバ用母材を得る。
また鋳型を高速回転させてクラツド用融液をガ
ラス管状に成形し、そこにコア用ガラス融液をキ
ヤステイングすると、クラツド厚の厚い母材、す
なわちクラツド径/コア径の比の大きな母材、す
なわち単一モード光フアイバ用母材を得る。
次に本発明を実施例(特にふつ化物ガラスフア
イバ用母材)について説明するが、本発明は他の
赤外線透化ガラスにも適用が可能である。
実施例 1 組成が59.2モル%ZrF4(25g)−31.0モル%
BaF2(13.75g)−3.8モル%GdF3(20.4g)−6
モル%AlF3(0.985g)からなるクラツド用混合
物に10gのNH4F−HFを秤量混合し、乳鉢で粉
枠混合した。これを金るつぼに導入し、電気炉を
用いて400℃で30分間加熱し、原料の完全なふつ
素化を行い、次に900℃で30分間加熱し、溶融し
た。これと並行して、組成が60.48モル%ZrF4
(25g)−31.68モル%BaF2(13.8g)−3.84モル%
GdF3(2g)−4モル%AlF3(0.644)からなる
コア用混合物に10gのNH4F−HFを秤量混合
し、乳鉢で粉枠混合した。これを金るつぼに導入
し、電気炉を用いて400℃で30分間加熱し、原料
の完全なふつ素化を行い、次に900℃で2時間加
熱溶融した。
第1図および第2図に示した鋳型を300℃であ
らかじめ加熱し、これを第3図の鋳型回転装置で
1000rpmで回転しながら、まずクラツド用ガラス
融液を流し込んだ。その直後に遠心力によつて中
央部に生じた中空部分にコア用ガラス融液を流し
込み、300℃で30時間にわたつてアニールし、そ
の後に24時間かけて室温に戻した。その結果、ク
ラツドガラスの外径は12mmφで、コア径は2mmφ
の長さ120mmの母材が得られた。この母材を線引
きして得た光フアイバのコアとクラツドの比屈折
率差は0.17%であり、単一モード用のふつ化物光
フアイバ用母材が得られた。
応用例 1 実施例1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
よるロツド線引きを行い、(外径400μm、クラツ
ド径180μm、コア径80μm、比屈折率差0.33
%)の多モード光フアイバおよび(外径400μ
m、クラツド径120μm、コア径20μm、比屈折
率差0.17%)の単一モード光フアイバ(カツトオ
フ波長2.2μm)が得られた。これらの光フアイ
バは、いずれも波長帯2.6μm付近で20dB/Km以
下の低損失の窓を有する赤外線伝送用光フアイバ
であつた。これはコア−クラツドの界面が光学的
にスムーズに融着し、問題となるコア−クラツド
の界面不整による散乱損失が減少して、低損失な
光フアイバが得られていることを示している。さ
らに本発明の鋳型回転法を用いることにより、そ
のスピードをコントロールしてクラツド径/コア
径の比を自由に制御でき、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ふつ化物光フ
アイバが作製できた。
以上説明したように、本発明の製造方法によれ
ば、コア−クラツ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/コア径の比も任意の範囲に設定でき
る。従つてステツ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ふつ化物光フ
アイバの母材を極めて簡単に製造できる。
その結果、赤外線を用いた温度センサやイメー
ジ伝送等に利用できるのみならず、コア径の大き
な単一モード光フアイバの作製が容易となり、フ
アイバ間の結合が容易にできる長距離光伝送に応
用できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図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3図は本発明を実施す
る際に使用する鋳型回転装置の一具体例を示す側
面図、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である。 1……外枠、2,2′,2″……外枠分割体、3
……リング、4……底蓋、5……中空部、6……
黄銅製鋳型、7……固定チヤツク、8……回転
台、9,9′……押えねじ、10……電動モー
タ、11……コア用ガラス部位、12……クラツ
ド用ガラス部位。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 円柱形中空部を有し、複数個に分割し得る縦
    割れ構造を有する半金属製または金属製の鋳型を
    垂直方向に保持して高速で回転させながら、鋳型
    の中空部に溶融したクラツド用ふつ化物ガラス原
    料を流し込み、遠心力により融液をガラス管状に
    成形する第1工程と、この第1工程の後に、直ち
    にガラス管の中心部に、第1工程で流し込まれた
    ふつ化物ガラスの屈折率よりも高い屈折率をもつ
    ふつ化物コア用ガラス融液を鋳型を回転させなが
    ら流し込み、その後に回転を止め、長時間アニー
    ルし、炉冷して室温に戻つた前記鋳型より外枠を
    外し、コアークラツドの導波構造を有する母材を
    得る第2工程とを有することを特徴とするふつ化
    物ガラス光フアイバ用母材の製造方法。
JP57007409A 1982-01-22 1982-01-22 ふっ化物ガラス光ファイバ用母材の製造方法 Granted JPS58125630A (ja)

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