JPS6320773B2

JPS6320773B2 -

Info

Publication number: JPS6320773B2
Application number: JP56009015A
Authority: JP
Inventors: Teruhisa Kanamori; Kiryo Oikawa; Shuichi Shibata; Toyotaka Manabe
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1981-01-26
Filing date: 1981-01-26
Publication date: 1988-04-30
Also published as: JPS57123843A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は2μm以上の波長領域においても透過性
を有する光フアイバ用ガラス母材の製造法に関す
る。従来、光フアイバには一般に石英系ガラス
（SiO₂）が使用されてきたが、この種のガラスで
は、Si―Ｏ結合の振動に起因する赤外吸収があ
り、これとレーリ散乱のため伝送損失の小さい波
長領域が波長0.6〜1.7μmの可視域から近赤外域に
限られ、それより長波長の波長領域においては、
光フアイバの損失が急増するため、石英系の光フ
アイバは2μm以上の波長領域では使用できなかつ
た。一方、ハライドガラスは、その赤外吸収が石英
ガラスより長波長側にあるため、石英系ガラスと
比較してより長波長まで光を透過し、波長2μm以
上の光フアイバに使用できることが知られてい
た。特に、特願昭55―015417号及び特願昭55―
108202号明細書に記載されたフツ化物ガラス組成
のものは、毒性及び湿性（潮解性）がないため、
その製造過程及び使用に際し、安全性及び信頼性
の面で問題のない有用な光フアイバ用母材と言え
る。しかしながら、これらのフツ化物ガラスは、
ガラス化に急冷が必要なため、従来技術では、光
フアイバ用ガラス母材を作製する際に結晶化して
高品質なものができないという問題があつた。
又、ガラス化傾向が大きくガラスとして安定性の
高い組成のもの程、ガラス母材を線引きする際に
結晶折出が生じにくく高品質の光フアイバが得ら
れるが、既知のフツ化物ガラスにおいては、この
ような高品質の光フアイバが得られる組成ならび
に組成範囲（配合割合）は見出されていなかつ
た。すなわち、このように、従来の技術及び知識
では、既知のフツ化物ガラスから光フアイバ用ガ
ラス母材の作製及びその線引きによる光フアイバ
の作製はできないため、既知のフツ化物ガラスを
使用した光フアイバは知られていなかつた。この
問題を解決するために本発明者等はフツ化物ガラ
スをその組成の面から検討し、波長2μm以上の赤
外線波長領域においても透過性を有する光フアイ
バ用フツ化物ガラスについて、特願昭55―15417
号（特公昭59―34141号）の発明を提案したが、
なお高品質の光フアイバに線引きできるガラス母
材の製造法の条件については充分に解明するに致
らなかつた。本発明はこのような現状に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、ガラス母材を線引きして作
製することができかつ波長2μm以上の赤外光を伝
搬できる高品質の光フアイバ用のフツ化物ガラス
母材の製造法を提供することである。本発明につき概説すれば、本発明の光フアイバ
用ガラス母材の製造法はCaF₂5〜32モル％、
BaF₂11〜32モル％、YF₃2〜29モル％及びAlF₃31
〜51モル％よりなるフツ化物ガラス粉末原料に
NH₄F・HF及びNH₄Clを添加し、これを不活性
ガス雰囲気中100℃から該フツ化物ガラス粉末原
料の融点以下までの範囲内の温度で20分以上加熱
処理した後、融点以上の温度に加熱して溶融し、
該フツ化物ガラス溶融原料を少なくとも5rpmの
速度で回転させた中空円筒容器に注入し該フツ化
物ガラス原料の結晶化温度以下に急冷することを
特徴とするものである。本発明で得られる光フアイバ用ガラス母材は基
本成分としてBaF₂，YF₃及びAlF₃よりなる組成
のフツ化物ガラスを使用する。これらの基本的なガラス構成成分は、いずれも
毒性及び潮解性がなく、2μm以上の波長域におい
ても透明である。したがつて、本発明で得たガラ
ス母材を線引くことにより、石英系の光フアイバ
では通せない2μm以上の波長の赤外光を伝搬する
ことができる光フアイバを作製できる。フツ化物
光フアイバ用ガラス母材の組成は、CaF₂5〜32モ
ル％、BaF₂11〜32モル％、YF₃2〜29モル％そし
てAlF₃31〜51モル％とすることが適当であり、
この割合がこの範囲を外れると白濁、結晶化が生
じ透明なガラス母材を得ることができない。本発明によれば、中心部（コア）の屈折率がそ
の外側（クラツド）より高い、すなわち導波構造
を有する光フアイバを提供することができる。後
記実施例５に示すように、CaF₂―BaF₂―YF₃―
AlF₃の４成分ガラスの屈折率（n_D）は、各成分
のモル％をそれぞれａ，ｂ，ｃ及びｄとすると、 n_D１＋0.428（ａ／100）＋0.610（ｂ／100）＋0.500（ｃ／100）＋0.333（ｄ／100）の実験式で示され、この計算値は実測値とほぼ一
致する。したがつて、コア（CaF₂，BaF₂，
YF₃，AlF₃のモル％をそれぞれa₁，b₁，c₁，d₁と
し、合計100モル％とする）とクラツド（CaF₂，
BaF₂，YF₃，AlF₃のモル％をそれぞれa₂，b₂，
c₂，d₂とし、合計100モル％とする）のガラス組
成を、次式、すなわち 0.702（a₁−a₂）＋（b₁−b₂）＋0.820（c₁−c₂）＋0.546（d₁−d₂）＞０の関係を満すように選ぶことにより、上記導波構
造を形成することができる。又、コアがCaF₂，BF₂，YF₃及びAlF₃の４成
分のみからなる組成を有し、クラツドが該コアの
BaF₂成分の一部がSrF₂で置換された５成分系の
組成を有するガラス母材、あるいは又、クラツド
がCaF₂，BF₂，YF₃及びAlF₃の４成分のみから
なる組成を有し、コアが該クラツドのCaF₂成分
の一部がSrF₂で置換された５成分系の組成を有
するガラスを使用しても、前記導波構造を構成す
ることができる。更に、コア又はクラツドに特定のドーパント
（フツ化物）を含有させることによりコア又はク
ラツドの屈折率を変化させて導波構造を構成する
ことができる。すなわち、コアが下記Ａ群に属す
るフツ化物をドーパントとしてモル％にしてクラ
ツドより高く含有する組成、あるいは、クラツド
が下記Ｂ群に属するフツ化物をドーパントとして
モル％にしてクラツドより高く含有する組成のも
のを適用することができる。Ａ群：CsF，TlF，ZnF₂，SrF₂，CdF₂，
PbF₂，SbF₃，InF₃，LaF₃，GdF₃，
LuF₃，BiF₃，ZrF₄，SnF₄，HfF₄ Ｂ群：LiF，NaF，KF，RbF，MgF₂，ScF₃，
GaF₃，TiF₄ なお又、本発明により製造された光フアイバ用
ガラス母材から光フアイバを作製する際、後記光
フアイバの線引き工程においてシリコーン樹脂等
の高分子材料の被覆を行ない、このような被覆を
有する高強度のものとして適用可能であり、又、
この際低屈折率の高分子材料を使用することによ
り導波構造を形成することもできる。本発明によれば、ガラス化に急冷が必要である
組成のフツ化物ガラス粉末からガラス母材を作製
しこれを線引きして光フアイバを製造することが
できる。製造に当つては、先ず所定の組成に秤量
した前記各成分からなる混合粉末原料に前処理剤
としてNH₄F・HFとNH₄Clを添加し、不活性ガ
ス雰囲気中100℃から該原料の融点以下までの範
囲の温度で20分間以上加熱処理を行なう。この処
理により、NH₄F・HF及びNH₄Clはすべて気化
しその際混合粉末中の酸化物不純物及び水が除去
され、それにより製造された光フアイバの吸収損
失及びOHによる吸収損失（波長2.8μmにおける
吸収ピーク）を減少させることができる。この処
理において、上記処理条件を外れるとNH₄F・
HFとNH₄Clの同時添加の効果を得ることができ
ない。次いで、通常の方法により該原料の融点以上の
温度に加熱して溶融させ、この溶融原料を後記第
２図に示す白金ノズルを通して中空円筒容器に注
入して急冷を行なう。中空円筒容器は、少なくと
も5rpmの速度で回転させ、又その温度はフツ化
物ガラス原料の結晶化温度以下に保持する。この
回転速度が5rpmより小さいとガラス母材中に気
泡が残留する傾向にあり、又、結晶化温度以上に
するとガラス母材が白濁し、結晶化が生じて望ま
しくない。なお又、組成のいかんによつては、例
えば後記比較例２に示すように、160℃以下の保
持温度で冷却するとガラス母材にひび割れが生
じ、線引きが困難となるので注意を要し、通常該
中空円筒容器は300℃前後の温度に保持すること
が適当である。この中空円筒容器の保持温度は、
因に、後記比較例２に示すように、ガラス組成が
CaF₂―BaF₂―YF₃―AlF₃の場合、そのガラス転
移温度が約430℃であり、この場合中空円筒容器
を180℃以上に加熱する必要があつたことから、
ガラス転移温度より約250℃低い温度から結晶化
温度の間の温度に保持することにより、溶融原料
が結晶化温度以下に急冷されてガラス化し、しか
もガラス母材の割れが防止できる。中空円筒容器の材質は特に限定されないが、真
鍮、銅及びステンレス等の各種金属、合金、ベリ
リア、窒化ボロン、黒鉛及びアルミナ等を用いる
ことにより、大きな冷却速度が得られ、又、石英
ガラス、バイコールガラス及びパイレツクスガラ
ス等の酸化物ガラスを用いることにより、表面状
態の優れたガラス母材を作製することができる。本発明によれば、前記したように、溶融原料の
成分組成を変えて中空円筒容器への注入を多段に
行なうことにより屈折率分布を有するガラス母材
を作製することができ、これを既知の線引き法に
より線引きすることにより、導波構造を有する光
フアイバを容易に製造することができる。次に、本発明を実施例により詳細に説明する
が、本発明はこれらによりなんら限定されるもの
ではない。実施例１第１図は本実施例による光フアイバ用ガラス母
材を構成するCaF₂―BaF₂―YF₃―AlF₃の４成分
ガラスの範囲を示した三角図である。第１図にお
いて、CaF₂とBaF₂の比は１：１とし、透明ガラ
ス母材の得られた組成は〇印で、乳濁あるいは微
結晶析出の生じた母材組成は△印で示してある。これらのガラス母材の製造法は後記するが、上
記の４成分系において、第１図の実線で囲まれた
領域の組成で、直径８mm長さ100mmのロツド状透
明ガラス母材が作製できた。第１図における透明
ガラス母材が作製できた領域のほぼ中心にある組
成すなわちCaF₂（22モル％），BaF₂（22モル％），
YF₃（16モル％），AlF₃（40モル％）の組成におい
て、YF₃（16モル％），AlF₃（40モル％）と一定に
してCaF₂とBaF₂の比のみを変えた場合、CaF₂
（12〜32モル％），BaF₂（32〜12モル％）、すなわ
ちCaF₂／BaF₂＝0.38〜2.7の範囲内で直径８mm、
長さ100mmの透明ガラス母材が得られた。又YF₃
（27モル％），AlF₃（40モル％）と一定にして、
CaF₂とBaF₂の比のみを変えた場合、CaF₂（５〜
22モル％），BaF₂（26〜11モル％）、すなわち
CaF₂／BaF₂＝0.18〜2.0の範囲内で直径８mm、長
さ100mmの透明ガラス母材が得られた。これらのガラス母材の製造は次の方法により行
なつた。すなわち、第２図は本発明による光フア
イバ用ガラス母材の製造に用いたガラス母材製造
装置を示した断面概略図であり、１は白金ノズル
加熱炉、２は白金ノズル、３は中空円筒容器加熱
炉、４はモーター、５は中空円筒容器、６は回転
軸、７は断熱板、８は雰囲気ガス供給口を示す。所定の組成に秤量した総量25ｇのCaF₂，
BaF₂，YF₃及びAlF₃（いずれも特級純度のもの）
からなる混合粉末にNH₄F・HF5ｇ及び
NH₄Cl2.5ｇを添加し、この混合粉末を白金るつ
ぼに入れ、アルゴンガス雰囲気下において600℃
に２時間保持し、その後、1200℃まで加熱して完
全に溶融した。次いで、1050℃まで炉冷し、その
温度に20分間保持した。この溶融原料を、第２図
に示した白金ノズル加熱炉１により1050℃に保持
した白金ノズル２を通して中空円筒容器５に注入
した。この際、該中空円筒容器５は、中空円筒容
器加熱炉３により330℃に保持し、モーター４に
より60rpmの速度で回転させた。中空円筒容器５
は、内径８mm、外径20mm、中空部の長さ150mmの
真鍮製で、内壁には金メツキを施し中心軸を含む
平面で２分割される構造のものとした。溶融原料
注入後の中空円筒容器５を330℃に30分間保持し
た後、モーター４を停止して回転を止め中空円筒
容器加熱炉３による加熱を止めて室温まで徐冷し
た。最後に、中空円筒容器５を２分割してガラス
母材を取り出した。上記の混合粉末に添加されたNH₄F・HF及び
NH₄Clは、600℃に２時間保持することによりす
べて気化して溶融原料中には残らず、気化時に混
合粉末中の酸化物不純物及び水を除去する作用を
有する。これらのガラス母材のフアイバ化は次の方法に
より行なつた。すなわち、第３図は本発明によつ
て得た光フアイバ用ガラス母材をフアイバ化する
線引き装置の断面概略図であり、１１はガラス母
材加熱炉、１２はシリコーン樹脂塗布ダイス、１
３は乾燥炉、１４はガラス母材保持チヤツク、１
５はガラス母材、１６は線引き用キヤプスタン、
１７は巻き取り用ボビンを示す。透明ガラス母材の外周を研摩した後、第３図に
示すように、ガラス母材加熱炉１１により約500
℃に加熱し、母材送り速度1.8mm／分、線引き速
度５ｍ／分の条件で線引きを行なつた。得られた光フアイバは外径150μmのアンクラツ
ドフアイバである。この光フアイバの損失特性を
調べた結果を第４図に示す。すなわち、第４図は
本実施例によつて得た光フアイバの損失特性を示
したグラフである。第４図のグラフから明らかな
ように、この光フアイバの低損失領域は１〜4μm
の波長域にあり、波長2.8μmにはOH基による吸
収ピーク（約40000程度）があることがわかつた。実施例２内径7.5mm、外径15mm、中空部の長さ200mmの石
英ガラス製中空円筒容器を180℃に保持し、これ
にCaF₂（22モル％），BaF₂（22モル％），YF₃（16
モル％），AlF₃（40モル％）の組成を有する900℃
の溶融原料を注入した以外は、実施例１と同様に
して光フアイバ用ガラス母材を作製した。得られ
た透明ガラス母材の表面は、火炎研摩された石英
ガラス管内壁を反映しており、線引きの際、外周
研摩を行なう必要がなかつた。そして更に、バイ
コールガラス管及びパイレツクスガラス管を用い
ても同一条件で透明ガラス母材が得られた。実施例３実施例１における真鍮製中空円筒容器の代わり
に同形のベリリア、黒鉛又は銅製のものを用いた
以外は、実施例１と同様にしてCaF₂（22モル％），
BaF₂（22モル％），YF₃（16モル％），AlF₃（40モル
％）の組成を有する透明ガラス母材を作製するこ
とができた。又、同形のステンレス、窒化ボロン
又はアルミナ製のものを用い、それぞれ300℃、
300℃又は280℃で処理した以外は、実施例１と同
様にして上記と同一組成の透明ガラス母材を作成
することができた。以上、実施例１〜３の結果から明らかなよう
に、本発明においては、中空円筒容器として、真
鍮、銅及びステンレス等の金属、石英ガラス、バ
イコールガラス及びパイレツクスガラス等の酸化
物ガラスならびにベリリア、窒化ボロン、黒鉛及
びアルミナ等の広範囲の物質材料を使用すること
ができる。実施例４実施例１と同様にして作製したガラス母材の線
引きにおいて、第３図に示すシリコーン樹脂塗布
ダイス１２によりシリコーン樹脂を線引きフアイ
バに塗布し、乾燥炉１３で300℃に加熱して乾燥
することにより、シリコーン樹脂被覆を行なつ
た。得られたシリコーン樹脂被覆フアイバのコア
径は150μm、外径は310μmであつた（断面写真よ
り）。又、中心部のCaF₂（22モル％），BaF₂（22モ
ル％），YF₃（16モル％），AlF₃（40モル％）の組
成のガラスの屈折率は1.44でシリコーン被覆樹脂
の屈折率は1.40であり、このことから導波構造が
形成されていることが判明した。このシリコーン
樹脂被覆フアイバと実施例１のアンクラツドフア
イバの強度を比較するため、直径40mmのボビンに
巻き付けたところ、シリコーン樹脂被覆フアイバ
は破断せずに巻き付けることができたが、アンク
ラツドフアイバは破断して巻き付けることはでき
なかつた。このように、導波構造を形成し、更にフツ化物
フアイバの強度を増大させるシリコーン樹脂被覆
は、光フアイバを構成するフツ化物ガラスがいず
れも430℃以上という高い転移温度を有している
ため、上記のように300℃に加熱しても変形及び
結晶化等の問題が生じないことから可能となつた
ものである。実施例５ CaF₂―BaF₂―YF₃―AlF₃の４成分ガラスの屈
折率（n_D）は、CaF₂，BaF₂，YF₃及びAlF₃各成
分のモル％をａ，ｂ，ｃ及びｄとすると、次の実
験式で表わしうることが判明した。 n_D１＋0.428（ａ／100）＋0.610（ｂ／100）＋0.500（ｃ／100）＋0.333（ｄ／100）第１表に実施例１で得られたガラス母材の屈折率
（n_D）の測定値と上式を用いて計算した値を示す。

【表】このことから、コア〔CaF₂（a₁モル％），BaF₂
（b₁モル％），YF₃（c₁モル％），AlF₃（d₁モル％）
でa₁＋b₁＋c₁＋d₁＝100〕とクラツド〔CaF₂（a₂モ
ル％），BaF₂（b₂モル％），YF₃（c₂モル％），AlF₃
（d₂モル％）でa₂＋b₂＋c₂＋d₂＝100〕のガラス組
成を次式、すなわち、 0.702（a₁−a₂）＋（b₁−b₂）＋0.820（c₁−c₂）＋0.546（d₁−d₂）＞０の関係を満すように選ぶことにより、導波構造
〔コアの屈折率（n_D）がクラツドの屈折率（n_D）
より高い〕を形成することができる。上記に基づき、CaF₂20モル％、BaF₂20モル
％、YF₃18モル％及びAlF₃42モル％の組成に混
合した総量20ｇのクラツド用粉末原料に、
NH₄F・HF4ｇ及びNH₄Cl2ｇを添加し、これを
白金るつぼに入れ、アルゴン雰囲気下600℃に２
時間保持した。一方、CaF₂20モル％、BaF₂20モ
ル％、YF₃22モル％及びAlF₃38モル％の組成に
混合した総量６ｇのコア用粉末原料に、NH₄F・
HF1.6ｇ及びNH₄Cl0.8ｇを添加し、これを別の
白金るつぼに入れ、アルゴン雰囲気下600℃に２
時間保持した。次に、両者を1200℃まで加熱して
完全に溶融した後、1050℃まで炉冷し、この温度
に20分間保持した。このようにして得たクラツド
用溶融原料を前記第２図に示した白金ノズル加熱
炉１により1050℃に保持した白金ノズル２を通し
て、中空円筒容器加熱炉３により330℃に保持し、
モーター４により3000rpmで回転させた中空円筒
容器５に注入した後、直ちに、同様にしてコア用
溶融原料を注入した。なお、中空円筒容器５は実
施例１と同一の真鍮製のものを用いた。次いで、
実施例１と同一の工程によりガラス母材を取り出
した。得られたガラス母材は、外径８mm、内径３
mmの管状体であり、中心から1.5〜2.3mmの範囲が
コア用ガラス（n_D計算値1.444）2.3〜４mmの範囲
がクラツド用ガラス（n_D計算値1.437）になつて
いた。このガラス母材を外周研摩した後、実施例１と
同様の方法により、母材送り速度3.6mm／分、線
引き速度５ｍ／分の条件で線引きしフアイバ化し
た。管状のガラス母材は線引き時に中実化され、
クラツド径（外径）200μm、コア径95μmの導波
構造を有するフアイバが得られた。実施例６実施例５と同様にしてクラツド用溶融原料及び
コア用溶融原料を作製した。このクラツド用溶融
原料23ｇを3000rpmで回転させた実施例１と同一
の中空円筒容器５に注入した後、直ちに、該中空
円筒容器５の回転数を60rpmに落し、上記コア用
溶融原料７ｇを注入した。以下実施例１と同一の
工程により取り出したガラス母材はロツド状であ
り、中心から２mmの範囲がCaF₂（20モル％），
BaF₂（21モル％），YF₃（21モル％）及びAlF₃（38
モル％）よりなるコア用ガラス（n_D計算値1.445）
であり、同じく２〜４mmの範囲がCaF₂（20モル
％），BaF₂（19モル％），YF₃（19モル％）及び
AlF₃（42モル％）のクラツド用ガラス（n_D計算値
1.436）で構成されていた。得られたガラス母材を、実施例１と同様にし
て、外周研摩した後、母材送り速度1.8mm／分、
線引き速度５ｍ／分の条件で線引きし、更に、実
施例４と同様にしてシリコーン樹脂被覆を施し
た。得られたフアイバは導波構造を有し、外径
300μm、クラツド径150μm、コア径75μmであつ
た。実施例７実施例６と同じ方法及び条件により、(a)コア用
ガラスがCaF₂（22モル％），BaF₂（22モル％），
YF₃（16モル％）及びAlF₃（40モル％）よりなり、
クラツド用ガラスがCaF₂（22モル％），SrF₂（10モ
ル％），BaF₂（12モル％），YF₃（16モル％）及び
AlF₃（42モル％）よりなる組成ならびに(b)コア用
ガラスがCaF₂（12モル％），SrF₂（８モル％），
BaF₂（20モル％），YF₃（18モル％）及びAlF₃（42
モル％）よりなり、クラツド用ガラスがCaF₂（20
モル％），BaF₂（20モル％），YF₃（18モル％）及
びAlF₃（42モル％）よりなる組成を有する導波構
造のフアイバを得た。前者(a)においては、コア用
ガラスのBaF₂成分の一部がSrF₂成分で置換され
てコア用ガラスより低屈折率のクラツド用ガラス
が形成され、後者(b)においては、クラツド用ガラ
スのCaF₂成分の一部がSrF₂成分で置換されてク
ラツド用ガラスより高屈折率のコア用ガラスが形
成された。実施例８ CaF₂（22モル％），BaF₂（22モル％），YF₃（16
モル％）及びAlF₃（40モル％）の組成のフツ化物
ガラスにドーパントとして下記Ａ群のフツ化物を
添加すると屈折率が増大し、又、下記Ｂ群のフツ
化物を添加すると屈折率が低下することが判明し
た。Ａ群：CsF，TlF，ZnF₂，SrF₂，CdF₂，
PbF₂，SbF₃，InF₃，LaF₃，GdF₃，
LuF₃，BiF₃，ZrF₄，SnF₄，HfF₄ Ｂ群：LiF，NaF，KF，RbF，MgF₂，ScF₃，
GaF₃，TiF₄ 上記に基づき、実施例７と同じ方法及び条件に
より、下記第２表に示す組成のコア用ガラス及び
クラツドガラスよりなり、導波構造を有するフア
イバを得ることができた。

【表】

【表】以上の実施例５〜８は、本発明によれば、導波
構造を有するフツ化物光フアイバの製造に適用で
きる光フアイバ用ガラス母材の製造法を提供しう
ることを示したものである。次に、本発明の光フアイバ用ガラス母材の製造
条件の重要性すなわちその限定理由を比較例を用
いて説明する。比較例１前記中空円筒容器を回転させなかつた以外は実
施例１と同様にしてガラス母材を作製した。この
ガラス母材中には気泡が存在した。各回転数で試
験を行なつた結果、中空円筒容器の回転数が
5rpmより小さい場合には気泡が残留する傾向が
あり、それ以上の回転が必要であることが判明し
た。比較例２前記中空円筒容器の温度を160℃に保持した以
外は、実施例２と同様にして、同一組成のガラス
母材を作製した。得られたガラス母材には割れが
生じ、線引きすることができなかつた。これは、
溶融原料がガラス転移を経てガラス化した後、更
に急冷されたために発生したものである。この結
果と前記実施例２の結果から、ガラス母材の割れ
を防止するためには、中空円筒容器を180℃以上
に加熱する必要があることが判明した。又、
CaF₂―BaF₂―YF₃―AlF₃ガラスのガラス転移温
度は凡そ430℃であることから、これにより中空
円筒容器をガラス転移温度より250℃低い温度
（約180℃）以上に保持する条件が画定された。比較例３ CaF₂（22モル％），BaF₂（22モル％），YF₃（16
モル％）及びAlF₃（40モル％）の組成の混合粉末
13ｇを用い、中空円筒容器の回転数を3000rpm、
その保持温度を530℃に設定し、その他は実施例
１と同じ方法及び条件によりガラス母材を作製し
た。得られたガラス母材は管状で白濁していた。
Ｘ線回折によりこの母材は結晶化していることが
判明した。又、この組成を有するガラスの結晶化
温度を示差熱分折により求めたところ、530℃で
あつた。このことから、ガラス化には中空円筒容
器の保持温度を結晶化温度より低くする必要のあ
ることが判明した。比較例４ CaF₂（22モル％），BaF₂（22モル％），YF₃（16
モル％）及びAlF₃（40モル％）の組成の混合粉末
25ｇを用い、これを前処理（NH₄F・HF及び
NH₄Clによる加熱処理）せずにそのまま溶融し
た以外は、実施例１と同様にして光フアイバ用ガ
ラス母材を作製した。その母材から得られた光フ
アイバには2.8μmの波長位置に160000dB／Kmの
大きさのOHによる吸収ピークがあつた。又、同一組成の混合粉末25ｇにNH₄F・HF5ｇ
のみを添加し、白金るつぼに入れ、アルゴン雰囲
気中600℃で２時間保持した以外は、実施例１と
同様にして光フアイバ用ガラス母材を作製した。
その母材から得られた光フアイバには2.8μmの波
長位置に80000dB／Kmの大きさのOHによる吸収
ピークが存在した。このNH₄F・HFの添加処理
はフツ化物の精製法としてよく知られた方法であ
るが、実施例１のNH₄F・HFとNH₄Clの同時添
加処理と比較すると水の除去効果が小さいことが
わかる。なお又、NH₄F・HFとNH₄Clの同時添加処理
において、処理温度を100℃以下又は混合粉末の
融点以上の温度（700℃以上）にすると、保持
（処理）時間のいかんにかかわらず、光フアイバ
中のOHによる吸収ピーク（波長2.8μmの位置）
はすべて80000dB／Km以上になつた。更に又、同上の操作を650℃で行なつた場合、
20分以内の保持時間では、80000dB／Km以上の
OHによる吸収ピーク（波長2.8μmの位置）をも
つ光フアイバが得られ、NH₄F・HFとNH₄Clの
同時添加処理効果は得られなかつた。したがつて、上記前処理は、NH₄F・HFと
NH₄Clを同時添加し、100℃から処理物質の融点
以下までの範囲内の温度で20分間以上行なうこと
が必要であることが確認された。以上説明したように、本発明の光フアイバ用ガ
ラス母材の製造法によれば、ガラス化に急冷が必
要なフツ化物ガラスから光フアイバ用ガラス母材
を作製することができ、これを線引きすることに
よりフアイバ化することができる。したがつて、
本発明によれば、石英系フアイバでは実現できな
い2μm以上の波長の赤外光での光通信が可能にな
り、それに適用できる高性能、高品質の光フアイ
バを容易に製造できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１による光フアイバ用
ガラス母材を構成するCaF₂―BaF₂―YF₃―AlF₃
の４成分ガラスの範囲を示した三角図、第２図は
本発明による光フアイバ用ガラス母材の製造装置
の断面概略図、第３図は本発明により得た光フア
イバ用ガラス母材をフアイバ化する線引き装置の
断面概略図、第４図は本発明の実施例１で得た光
フアイバの損失特性を示したグラフである。１…白金ノズル加熱炉、２…白金ノズル、３…
中空円筒容器加熱炉、４…モーター、５…中空円
筒容器、６…回転軸、７…断熱板、８…雰囲気ガ
ス供給口、１１…ガラス母材加熱炉、１２…シリ
コーン樹脂塗布ダイス、１３…乾燥炉、１４…ガ
ラス母材保持チヤツク、１５…ガラス母材、１６
…線引き用キヤプスタン、１７…巻き取り用ボビ
ン。

Claims

【特許請求の範囲】

１ CaF₂5〜32モル％、BaF₂11〜32モル％、
YF₃2〜29モル％及びAlF₃31〜51モル％よりなる
フツ化物ガラス粉末原料にNH₄F・HF及び
NH₄Clを添加し、これを不活性ガス雰囲気中100
℃から該フツ化物ガラス粉末原料の融点以下まで
の範囲内の温度で20分以上加熱処理した後、融点
以上の温度に加熱して溶融し、該フツ化物ガラス
溶融原料を少なくとも5rpmの速度で回転させた
中空円筒容器に注入し該フツ化物ガラス原料の結
晶化温度以下に急冷することを特徴とする光フア
イバ用ガラス母材の製造法。