JPS627139B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS627139B2 JPS627139B2 JP56192438A JP19243881A JPS627139B2 JP S627139 B2 JPS627139 B2 JP S627139B2 JP 56192438 A JP56192438 A JP 56192438A JP 19243881 A JP19243881 A JP 19243881A JP S627139 B2 JPS627139 B2 JP S627139B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- fluoride
- optical fiber
- chalcogenide
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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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
-
- 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
- C03C13/042—Fluoride glass compositions
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は波長が１μｍから10μｍにおける赤外
波長域において良好な光透過特性を有する光フア
イバに関する。
波長域において良好な光透過特性を有する光フア
イバに関する。
従来、赤外線透過用光ガラスフアイバにおいて
は次の種類のガラスが代表的な例として知られて
いる。即ち(イ)GeO2、Sb2O5およびPbOなど重金属
の酸化物で構成されるもの、(ロ)GeおよびAsなど
とＳ、Se、Teなどカルコゲンとの化合物ガラ
ス、(ハ)ZrF4やAlF3などを網目形成材料とするフ
ツ素化合物ガラス、がある。
は次の種類のガラスが代表的な例として知られて
いる。即ち(イ)GeO2、Sb2O5およびPbOなど重金属
の酸化物で構成されるもの、(ロ)GeおよびAsなど
とＳ、Se、Teなどカルコゲンとの化合物ガラ
ス、(ハ)ZrF4やAlF3などを網目形成材料とするフ
ツ素化合物ガラス、がある。
ここで前記(イ)のガラスからなる光フアイバは、
赤外波長域において光損失が1dB／ｍ以下となる
波長帯が約2.5μｍ以下に限定される欠点があ
る。又、前記(ハ)のガラスからなる光フアイバは前
記(イ)のものよりも幾分長波長側に光の透過帯が広
がつているがそれでも約４μｍ以上の波長領域に
おいては1dB／ｍ以上の光損失となることは免れ
ない。他方、前記(ロ)のカルコゲナイドガラスを用
いる光フアイバでは、10μｍ以上の波長域でも光
を良く透すものがあり、かつ、その光損失も他の
ものに比べ充分に低くなることが可能である。し
かし、実際に使用する観点から見るとカルコゲナ
イドガラスを用いる光フアイバはその成分とし
て、AsやＳあるいはSe、Te等を成分とするた
め、極めて強い毒性を示す難点がある。また、カ
ルコゲナイドは、水分等の外気条件下で劣化し、
長期間の安定性に乏しい欠点がある。
赤外波長域において光損失が1dB／ｍ以下となる
波長帯が約2.5μｍ以下に限定される欠点があ
る。又、前記(ハ)のガラスからなる光フアイバは前
記(イ)のものよりも幾分長波長側に光の透過帯が広
がつているがそれでも約４μｍ以上の波長領域に
おいては1dB／ｍ以上の光損失となることは免れ
ない。他方、前記(ロ)のカルコゲナイドガラスを用
いる光フアイバでは、10μｍ以上の波長域でも光
を良く透すものがあり、かつ、その光損失も他の
ものに比べ充分に低くなることが可能である。し
かし、実際に使用する観点から見るとカルコゲナ
イドガラスを用いる光フアイバはその成分とし
て、AsやＳあるいはSe、Te等を成分とするた
め、極めて強い毒性を示す難点がある。また、カ
ルコゲナイドは、水分等の外気条件下で劣化し、
長期間の安定性に乏しい欠点がある。
本発明は上記従来の欠点を解消する赤外線用光
フアイバを提供するものであつて、その構成は光
フアイバの断面において中心部がカルコゲン化物
ガラスからなり、中心部を囲む周辺部がフツ化物
ガラスで構成されることを特徴とし、カルコゲン
化物ガラスを中心部に用いることによつて顕著な
赤外線透過性能を確保する一方、周辺部において
も酸化物ガラスより赤外線透過性のよいフツ化物
ガラスを用いて赤外線の周辺部への漏出にも対処
すると共に中心部の露出を防止してその有害化を
回避し、赤外部の広い波長域において低損失で無
害かつ長期間の信頼性を確保したものである。
フアイバを提供するものであつて、その構成は光
フアイバの断面において中心部がカルコゲン化物
ガラスからなり、中心部を囲む周辺部がフツ化物
ガラスで構成されることを特徴とし、カルコゲン
化物ガラスを中心部に用いることによつて顕著な
赤外線透過性能を確保する一方、周辺部において
も酸化物ガラスより赤外線透過性のよいフツ化物
ガラスを用いて赤外線の周辺部への漏出にも対処
すると共に中心部の露出を防止してその有害化を
回避し、赤外部の広い波長域において低損失で無
害かつ長期間の信頼性を確保したものである。
以下に本発明を実施例と共に詳細に説明する。
第１図ａ，ｂ，ｃに本発明に係る光フアイバの
断面構造を示す。第１図ａにおいて、透過光が主
に通過する中心部（コア部）１はカルコゲン化物
ガラスから成り、コア部を取り囲む周辺部（クラ
ツド部）はフツ化物ガラスから成る。本実施例は
カルコゲン化物ガラスとしてAs2S3を用い、フツ
化物ガラスとしてBaF2−GdF3−ZrF4系ガラスを
用いている。
断面構造を示す。第１図ａにおいて、透過光が主
に通過する中心部（コア部）１はカルコゲン化物
ガラスから成り、コア部を取り囲む周辺部（クラ
ツド部）はフツ化物ガラスから成る。本実施例は
カルコゲン化物ガラスとしてAs2S3を用い、フツ
化物ガラスとしてBaF2−GdF3−ZrF4系ガラスを
用いている。
光フアイバにおける光は主にコア部に閉じ込め
られて伝ぱんされるが、一部はクラツド部をも通
過する。特に単一モード光フアイバにおいては、
コア径２ａとコアの屈折率n1およびクラツドの屈
折率n2によつて規定される規格化周波数、 Ｖ＝２πａ／λ√1 2−2 2が、コアとクラツドを通
過 する光量を決めている。ここで、λは伝ぱんされ
る光の波長である。この様子は第４図に示されて
いる。
られて伝ぱんされるが、一部はクラツド部をも通
過する。特に単一モード光フアイバにおいては、
コア径２ａとコアの屈折率n1およびクラツドの屈
折率n2によつて規定される規格化周波数、 Ｖ＝２πａ／λ√1 2−2 2が、コアとクラツドを通
過 する光量を決めている。ここで、λは伝ぱんされ
る光の波長である。この様子は第４図に示されて
いる。
通常のＶ＝2.4に設計された単一モード光フア
イバにおいては、伝ぱん光パワーのうち約20％が
クラツドを通過する。従つて、光の透過性を上げ
るためには、コアのみならず、クラツドも良好な
光学透過特性を有する必要のあることが理解され
る。
イバにおいては、伝ぱん光パワーのうち約20％が
クラツドを通過する。従つて、光の透過性を上げ
るためには、コアのみならず、クラツドも良好な
光学透過特性を有する必要のあることが理解され
る。
第１図ｂおよび第１図ｃは、このような観点か
ら構成された光フアイバの断面構造である。第１
図ｂの例は、伝ぱん光のクラツド部への漏出が比
較的少ない多モード光フアイバの場合であり、コ
ア部１にAs2S3が用いられ、更にその外周１′に
As2S3より低屈折率のMs38S62が設けられ、最外
層部にフツ化物ガラスが設けられている。又第１
図ｃの例は単一モード光フアイバにおいてクラツ
ド部を厚く形成したものであり、ガラス組成は第
１図ｂと同様である。
ら構成された光フアイバの断面構造である。第１
図ｂの例は、伝ぱん光のクラツド部への漏出が比
較的少ない多モード光フアイバの場合であり、コ
ア部１にAs2S3が用いられ、更にその外周１′に
As2S3より低屈折率のMs38S62が設けられ、最外
層部にフツ化物ガラスが設けられている。又第１
図ｃの例は単一モード光フアイバにおいてクラツ
ド部を厚く形成したものであり、ガラス組成は第
１図ｂと同様である。
第２図はコア部に用いる各種のカルコゲン化物
ガラスの光透過特性を示すグラフであり、また第
３図は周囲部に配置するフツ化物ガラスの光透過
特性の一例を示すグラフである。
ガラスの光透過特性を示すグラフであり、また第
３図は周囲部に配置するフツ化物ガラスの光透過
特性の一例を示すグラフである。
第２図から明らかなように各種のカルコゲン化
物ガラス例えば、As2S3、As3Se7、GeS4はそのい
ずれもが2.0〜5.5の波長域において極めて低い光
損失を示し、赤外線領域の光伝送用ガラスとして
好適な特性を有していることが判る。又第３図に
示されるようにフツ化物ガラスは２〜５μｍの波
長域における光損失が酸化物ガラスより小さい。
これらの両図から、伝ぱん光がコア部のみならず
クラツド部にもしみ出している光フアイバにおい
て良好な光透過特性が得られることが判る。
物ガラス例えば、As2S3、As3Se7、GeS4はそのい
ずれもが2.0〜5.5の波長域において極めて低い光
損失を示し、赤外線領域の光伝送用ガラスとして
好適な特性を有していることが判る。又第３図に
示されるようにフツ化物ガラスは２〜５μｍの波
長域における光損失が酸化物ガラスより小さい。
これらの両図から、伝ぱん光がコア部のみならず
クラツド部にもしみ出している光フアイバにおい
て良好な光透過特性が得られることが判る。
カルコゲン化物ガラスの組成としては、ここで
砒素とイオウの化合物の例を示したが、ガラスの
形成能力や線引き加工の可能性および光の透過性
から、ゲルマニウム、シリコン、アンチモン、リ
ン、スズのうちの１元素あるいは上記の砒素を含
めたもののうちから２つ以上の元素と、セレン、
テルルと上記のイオウを含めた元素のうちから１
つあるいは２つ以上の元素との化合物ガラスを使
用することができる。
砒素とイオウの化合物の例を示したが、ガラスの
形成能力や線引き加工の可能性および光の透過性
から、ゲルマニウム、シリコン、アンチモン、リ
ン、スズのうちの１元素あるいは上記の砒素を含
めたもののうちから２つ以上の元素と、セレン、
テルルと上記のイオウを含めた元素のうちから１
つあるいは２つ以上の元素との化合物ガラスを使
用することができる。
また、フツ化物ガラスとしては、安定なガラス
状態を実現し、その上、線引き加工が可能である
という要求条件を満すものとして、上記のBaF2
−GdF3−ZrF4系以外に、ZrF4にLa、Th、Al、
Cd、Tl、Ｙのフツ素化物の１つ以上を添加した
ガラス、およびAlF3にCa、Ba、Gd、Ｙ、Sb、
Tl、Cdのフツ素化物の１つあるいは２つ以上添
加したガラスを使用することができる。
状態を実現し、その上、線引き加工が可能である
という要求条件を満すものとして、上記のBaF2
−GdF3−ZrF4系以外に、ZrF4にLa、Th、Al、
Cd、Tl、Ｙのフツ素化物の１つ以上を添加した
ガラス、およびAlF3にCa、Ba、Gd、Ｙ、Sb、
Tl、Cdのフツ素化物の１つあるいは２つ以上添
加したガラスを使用することができる。
次に、本発明に係る光フアイバの作製の実施例
を以下に示す。
を以下に示す。
予め、組成が33モル％BaF2−４モル％GdF3−
63モル％ZrF4の内径10mmφ、外径14mmφ、長さ
200mmの円筒状ガラスパイプを作製した。次に、
これに研磨を施し凹凸のないスムーズな内壁面を
得た。
63モル％ZrF4の内径10mmφ、外径14mmφ、長さ
200mmの円筒状ガラスパイプを作製した。次に、
これに研磨を施し凹凸のないスムーズな内壁面を
得た。
一方、二重キヤステイング法によつてAs2S3を
コア（コア径７mmφ）、As38S62をクラツド（クラ
ツド径9.8mmφ）とするロツドを作製した。次
に、このカルコゲナイドガラスロツドを、上記フ
ツ化物ガラスパイプに挿入し一体化した。次いで
一体化したガラス体を、約320℃に局部加熱して
延伸し外径136μｍ、カルコゲナイトガラスクラ
ツド径100μｍ、コア径70μｍの光フアイバを得
た。本光フアイバのコア、カルコゲナイドガラス
クラツドおよびフツ化物ガラスクラツドの屈折率
はそれぞれ、2.41、2.38および1.528であつた。ま
た、光透過率は、波長2.4μで250dB／Km、3.4μ
ｍで360dB／Kmであつた。
コア（コア径７mmφ）、As38S62をクラツド（クラ
ツド径9.8mmφ）とするロツドを作製した。次
に、このカルコゲナイドガラスロツドを、上記フ
ツ化物ガラスパイプに挿入し一体化した。次いで
一体化したガラス体を、約320℃に局部加熱して
延伸し外径136μｍ、カルコゲナイトガラスクラ
ツド径100μｍ、コア径70μｍの光フアイバを得
た。本光フアイバのコア、カルコゲナイドガラス
クラツドおよびフツ化物ガラスクラツドの屈折率
はそれぞれ、2.41、2.38および1.528であつた。ま
た、光透過率は、波長2.4μで250dB／Km、3.4μ
ｍで360dB／Kmであつた。
以上述べた本発明に係る光フアイバによれば赤
外波長域で良好な光透過特性が得られ、無害な耐
候性に優れる利点を得ることができる。なお、上
記実施例ではコアガラスとしてAs2S3を用いた
が、これに換えてAS−Se系ガラスを採用するこ
とにより約10μｍに及ぶ長い波長域まで良好な光
透過特性を実現することも可能である。
外波長域で良好な光透過特性が得られ、無害な耐
候性に優れる利点を得ることができる。なお、上
記実施例ではコアガラスとしてAs2S3を用いた
が、これに換えてAS−Se系ガラスを採用するこ
とにより約10μｍに及ぶ長い波長域まで良好な光
透過特性を実現することも可能である。
更に本発明に係る光フアイバはパイプ材料とし
てフツ化物ガラスを採用することにより熱膨脹係
数や軟化点の相似性から光フアイバ線引き加工が
容易で、その結果カルコゲナイドガラスの優れた
赤外光透過性を存分に発揮した光フアイバの実現
を可能ならしめるという利点も大きい。このよう
な本発明の光フアイバは情報の光伝送媒体、電力
伝送、赤外光のセンシング媒体など通信、電力、
医学、画像処理等の広汎な分野へ適用することが
できる。
てフツ化物ガラスを採用することにより熱膨脹係
数や軟化点の相似性から光フアイバ線引き加工が
容易で、その結果カルコゲナイドガラスの優れた
赤外光透過性を存分に発揮した光フアイバの実現
を可能ならしめるという利点も大きい。このよう
な本発明の光フアイバは情報の光伝送媒体、電力
伝送、赤外光のセンシング媒体など通信、電力、
医学、画像処理等の広汎な分野へ適用することが
できる。
第１図はａ，ｂ，ｃ本発明の光フアイバの断面
図、第２図は、カルコゲナイドガラスの光透過特
性のグラフ、第３図は、フツ化物ガラスの光透過
特性のグラフ、第４図は、単一モード光フアイバ
の電力密度分布と動径の関係を示すグラフであ
る。 図中、１はカルコゲン化物ガラスのコア部、
１′はカルコゲン化物ガラスのクラツド部、２は
フツ化物ガラスのクラツド部である。
図、第２図は、カルコゲナイドガラスの光透過特
性のグラフ、第３図は、フツ化物ガラスの光透過
特性のグラフ、第４図は、単一モード光フアイバ
の電力密度分布と動径の関係を示すグラフであ
る。 図中、１はカルコゲン化物ガラスのコア部、
１′はカルコゲン化物ガラスのクラツド部、２は
フツ化物ガラスのクラツド部である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 光フアイバの断面において、中心部がカルコ
ゲン化物ガラスからなり、中心部を囲む周辺部が
フツ化物ガラスで構成されることを特徴とする赤
外線透過光フアイバ。 ２ 特許請求の範囲第１項において、中心部のガ
ラスが砒素、ゲルマニウム、シリコン、アンチモ
ン、リン、スズのうち一つの元素あるいは２以上
の元素と、イオウ、セレン、テルルのうち一つの
元素あるいは２以上の元素とが結合したカルコゲ
ン化物ガラスであることを特徴とする赤外線透過
光フアイバ。 ３ 特許請求の範囲第１項において、周辺部のガ
ラスが、バリウム、ガドリニユウム、ランタン、
トリウム、アルミニウム、カドミニウム、タリウ
ム、イツトリウムのフツ素化物の一つあるいは二
以上とフツ化ジルコニウムとの当化合物からなる
フツ化物ガラスであり、又はカルシウム、バリウ
ム、ガドリニユウム、イツトリウム、アンチモ
ン、タリウム、カドミニウムのフツ素化物の一つ
あるいは二以上とフツ化アルミニウムとの化合物
からなるフツ化物ガラスであることを特徴とする
赤外線透過光フアイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56192438A JPS5895625A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 赤外線透過光フアイバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56192438A JPS5895625A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 赤外線透過光フアイバ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5895625A JPS5895625A (ja) | 1983-06-07 |
| JPS627139B2 true JPS627139B2 (ja) | 1987-02-16 |
Family
ID=16291301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56192438A Granted JPS5895625A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 赤外線透過光フアイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5895625A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6363005A (ja) * | 1986-09-04 | 1988-03-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 赤外フアイバ |
| JPH02275732A (ja) * | 1989-04-15 | 1990-11-09 | Hisankabutsu Glass Kenkyu Kaihatsu Kk | コアクラッド構造を有するＡｓ―Ｓガラスファイバー |
| US5389584A (en) * | 1994-04-11 | 1995-02-14 | Corning Incorporated | Ga- and/or In-containing AsGe sulfide glasses |
-
1981
- 1981-11-30 JP JP56192438A patent/JPS5895625A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5895625A (ja) | 1983-06-07 |
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