JPH01224702A - 光学輻射線用の伝送線及びその用途 - Google Patents
光学輻射線用の伝送線及びその用途Info
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- JPH01224702A JPH01224702A JP1022770A JP2277089A JPH01224702A JP H01224702 A JPH01224702 A JP H01224702A JP 1022770 A JP1022770 A JP 1022770A JP 2277089 A JP2277089 A JP 2277089A JP H01224702 A JPH01224702 A JP H01224702A
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/102—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type for infrared and ultraviolet radiation
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- G02B6/44—Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
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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。
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、コアが金属イオン不純物に関して高純度のガ
ラス質合成二酸化珪素よりなり且つクラツディングが硼
素酸化物及び／またはフッ素を添加したガラス質合成二
酸化珪素よりなる少なくとも１本の光ファイバーを備え
てなる光学輻射線用伝送線に関する。
ラス質合成二酸化珪素よりなり且つクラツディングが硼
素酸化物及び／またはフッ素を添加したガラス質合成二
酸化珪素よりなる少なくとも１本の光ファイバーを備え
てなる光学輻射線用伝送線に関する。
更に、本発明は前記伝送線の用途に関する。
西ドイツ特許第２５３６５６７号明細書は合成ガラス質
溶融シリカのコアを備える光フアイバー用のクラツディ
ング物質として作用するヒドロキシルイオンが不在で且
つフッ素を添加した合成ガラス質溶融シリカの製造方法
を開示している。
溶融シリカのコアを備える光フアイバー用のクラツディ
ング物質として作用するヒドロキシルイオンが不在で且
つフッ素を添加した合成ガラス質溶融シリカの製造方法
を開示している。
フランス特許公開２２０８１２７号明細書は純粋な二酸
化珪素のコアと酸化硼素またはフッ素を添加した二酸化
珪素よりなるクラツディングを備えてなる光ファイバー
を開示している。
化珪素のコアと酸化硼素またはフッ素を添加した二酸化
珪素よりなるクラツディングを備えてなる光ファイバー
を開示している。
最後に、欧州特許公開０１７３１８３号明細書はヒドロ
キシルイオンを含有する純粋な合成ガラス質シリカのコ
アとフッ素及び硼素酸化物を添加したガラス質シリカの
クラツディングを備える光ファイバーを開示している。
キシルイオンを含有する純粋な合成ガラス質シリカのコ
アとフッ素及び硼素酸化物を添加したガラス質シリカの
クラツディングを備える光ファイバーを開示している。
これまで知られている光ファイバーは光学輻射線が３０
０ｎｍ以上の波長範囲であるときに光学輻射線用の伝送
線に非常に適している。透過される光学輻射線の波長が
３００ｎｓ以下である場合、すなわち短波長紫外線スペ
クトル範囲内である場合に、既知の光ファイバーは１０
１以上の長さをもつ伝送線には余り適さないことが観察
されている。
０ｎｍ以上の波長範囲であるときに光学輻射線用の伝送
線に非常に適している。透過される光学輻射線の波長が
３００ｎｓ以下である場合、すなわち短波長紫外線スペ
クトル範囲内である場合に、既知の光ファイバーは１０
１以上の長さをもつ伝送線には余り適さないことが観察
されている。
３００ｔ＋ｎ＋以下の波長の場合には、光学輻射線の閉
著な吸収が始まり、吸収量は波長の低下に伴って増加す
る。約１９０ｎ論以下の波長において、既知の光学ファ
イバーを数メートルの長さの伝送線に使用する場合にも
、光ファイバーは実質上光を通さなくなる。
著な吸収が始まり、吸収量は波長の低下に伴って増加す
る。約１９０ｎ論以下の波長において、既知の光学ファ
イバーを数メートルの長さの伝送線に使用する場合にも
、光ファイバーは実質上光を通さなくなる。
従って、本発明は約１６０〜３００ｒ＋ｎの範囲内の波
長をもつ光学輻射線用の伝送線を製造することを目的と
するものである。
長をもつ光学輻射線用の伝送線を製造することを目的と
するものである。
この目的は、本発明によれば上述の種類の伝送線につい
て、約１６０〜３００ｎｍの範囲内の波長をもつ光学幅
°射線を透過するために、光ファイバーを実質上その長
さ全体にわたり一５３℃（２２０Ｋ）以下の温度へ冷却
することによる従って達成される。これは驚くことに冷
却していない光ファイバーと比鮫して透過率が２倍ない
し１０倍以上増加する結果を生ずる。更に、本発明の伝
送線の吸収端はより短い波長へ移行し、その結果室温で
光ファイバーによりこれまで可能であった波長より短い
波長の輻射線を透過することができる。冷却による光フ
ァイバーの吸収の減少は透過率の増加を生ずるだけでな
く、僅かな加温が光ファイバーの熱破壊係数を上昇する
。
て、約１６０〜３００ｎｍの範囲内の波長をもつ光学幅
°射線を透過するために、光ファイバーを実質上その長
さ全体にわたり一５３℃（２２０Ｋ）以下の温度へ冷却
することによる従って達成される。これは驚くことに冷
却していない光ファイバーと比鮫して透過率が２倍ない
し１０倍以上増加する結果を生ずる。更に、本発明の伝
送線の吸収端はより短い波長へ移行し、その結果室温で
光ファイバーによりこれまで可能であった波長より短い
波長の輻射線を透過することができる。冷却による光フ
ァイバーの吸収の減少は透過率の増加を生ずるだけでな
く、僅かな加温が光ファイバーの熱破壊係数を上昇する
。
光ファイバーは断熱材の外被により包囲されていること
が好都合である。好都合な実施態様において、該外被は
冷却用ジャケットであり、冷却剤を装入するための接続
口及び排出するための接続口を備える。光ファイバーは
冷却用ジャケットを通過する液体窒素により冷却される
ことが好ましい。
が好都合である。好都合な実施態様において、該外被は
冷却用ジャケットであり、冷却剤を装入するための接続
口及び排出するための接続口を備える。光ファイバーは
冷却用ジャケットを通過する液体窒素により冷却される
ことが好ましい。
光学輻射線が光ファイバーから放射される端部における
光ファイバーの短い長さの部分は外被なしで冷却させな
いことが好都合である。これは、伝送線を使用地点で接
続することができるように伝送線の柔軟性を改善するも
のである。
光ファイバーの短い長さの部分は外被なしで冷却させな
いことが好都合である。これは、伝送線を使用地点で接
続することができるように伝送線の柔軟性を改善するも
のである。
本発明は、ガラス質二酸化珪素のコアと硼素酸化物及び
／またはフッ素を添加したガラス質合成二酸化珪素のク
ラツディングを備える光ファイバーだけでなく、コアが
紫外線吸収に影響を及ぼさないか、またはほとんど影響
を及ぼさない添加剤を添加したガラス質合成二酸化珪素
よりなる光ファイバーについても実施できることを見出
した。この種の添加剤の例はフッ素、硼素酸化物及びア
ルミニウム酸化物である。
／またはフッ素を添加したガラス質合成二酸化珪素のク
ラツディングを備える光ファイバーだけでなく、コアが
紫外線吸収に影響を及ぼさないか、またはほとんど影響
を及ぼさない添加剤を添加したガラス質合成二酸化珪素
よりなる光ファイバーについても実施できることを見出
した。この種の添加剤の例はフッ素、硼素酸化物及びア
ルミニウム酸化物である。
本発明による伝送線は、ガス放電灯またはレーザーのよ
うな光源から高出力紫外線出力を例えば機械操作、医学
及び生物学速用、及び化学操作のような使用地点へ移動
させるときはいつでも好適に使用することができる。光
導体を伝送する紫外線輻射線の透過は下記のような利点
を提供する：光源に関連する危険性を低減することがで
き且つ１つの光源から複数の使用地点へ供給することが
できる。
うな光源から高出力紫外線出力を例えば機械操作、医学
及び生物学速用、及び化学操作のような使用地点へ移動
させるときはいつでも好適に使用することができる。光
導体を伝送する紫外線輻射線の透過は下記のような利点
を提供する：光源に関連する危険性を低減することがで
き且つ１つの光源から複数の使用地点へ供給することが
できる。
また、分光計及び検出器と一緒に分光分析に光導体を使
用することもまた有利である６本発明の伝送線を用いる
場合には、冷却していない伝送線が機能しない波長で測
定を行なうことができる。
用することもまた有利である６本発明の伝送線を用いる
場合には、冷却していない伝送線が機能しない波長で測
定を行なうことができる。
本発明による伝送線の好適な使用例を以下に記載する：
機械操作の分野において、本発明の伝送線はエフサイマ
ーレーザーからのパルス短波長紫外線輻射線を搬送して
不動化用に集積回路に施しであるプラスチックフィルム
の部分を気化させるのに使用できる。また、本発明の伝
送線は、紫外線に対して感受性のあるフェス被膜中での
光化学的反応により半導体技術において非常に微細な構
造体を製造するために使用できる。
ーレーザーからのパルス短波長紫外線輻射線を搬送して
不動化用に集積回路に施しであるプラスチックフィルム
の部分を気化させるのに使用できる。また、本発明の伝
送線は、紫外線に対して感受性のあるフェス被膜中での
光化学的反応により半導体技術において非常に微細な構
造体を製造するために使用できる。
医学において、本発明の伝送線は眼科学において例えば
短波長紫外線レーザー輻射線により目の角膜の形状を修
正するための非常に細かい切開術を行なうために使用す
ることができる。２７０〜３００ｒ＋Ｉｍの範囲内の波
長の紫外線輻射線による乾宥の治療は本発明の伝送線の
他の使用例である。
短波長紫外線レーザー輻射線により目の角膜の形状を修
正するための非常に細かい切開術を行なうために使用す
ることができる。２７０〜３００ｒ＋Ｉｍの範囲内の波
長の紫外線輻射線による乾宥の治療は本発明の伝送線の
他の使用例である。
生物学の分野において、本発明の伝送線は２５０〜３０
０ｎｍの範囲内の波長の紫外線輻射線による空気及び表
面の殺田のために使用できる。
０ｎｍの範囲内の波長の紫外線輻射線による空気及び表
面の殺田のために使用できる。
最後に、化学操作における本発明の伝送線の使用例は、
半導体技術においてガス状物質または蒸気状物質の反応
が紫外線輻射線による光化学的操作により開始させるこ
とによってガス相からの析出による二酸化珪素の誘電体
絶縁性被膜または不動態化被膜の製造である。この方法
により、二酸化珪素層は５０℃までの比較的低い基体温
度で析出させることができる。
半導体技術においてガス状物質または蒸気状物質の反応
が紫外線輻射線による光化学的操作により開始させるこ
とによってガス相からの析出による二酸化珪素の誘電体
絶縁性被膜または不動態化被膜の製造である。この方法
により、二酸化珪素層は５０℃までの比較的低い基体温
度で析出させることができる。
本発明の伝送線において、該伝送線が−１９６”Ｃ（７
７Ｋ）のレベルへ液体窒素により冷却される場合には、
光ファイバーの吸収端は短波長に向かって約３〜５ｎｍ
だけ移行することが観察された。これは１７０ｎｍで吸
収係数のＱ、５ｅｍ−’〜約０．２Ｃ１ｍ−’の低下に
対応する。従って、長さ１０ｃｍの本発明の伝送線にお
いて、透過率は１７０ｎｍで０□７％〜１４％へ増加で
きる。エフサイマーレーザーにより放射される１９３ｎ
ｍの波長の輻射線において、本発明の長さ１ｍの伝送線
を透過する透過率は一１９６℃（７７Ｋ）への冷却によ
り実質上２倍となる。２００〜３００ｎ−の範囲内の波
長の光幅射線の場合において、特に伝送線の長さが１５
輪またはそれ以上であるときに、本発明の伝送線は透過
率が顕著に改善されることが観察された。
７Ｋ）のレベルへ液体窒素により冷却される場合には、
光ファイバーの吸収端は短波長に向かって約３〜５ｎｍ
だけ移行することが観察された。これは１７０ｎｍで吸
収係数のＱ、５ｅｍ−’〜約０．２Ｃ１ｍ−’の低下に
対応する。従って、長さ１０ｃｍの本発明の伝送線にお
いて、透過率は１７０ｎｍで０□７％〜１４％へ増加で
きる。エフサイマーレーザーにより放射される１９３ｎ
ｍの波長の輻射線において、本発明の長さ１ｍの伝送線
を透過する透過率は一１９６℃（７７Ｋ）への冷却によ
り実質上２倍となる。２００〜３００ｎ−の範囲内の波
長の光幅射線の場合において、特に伝送線の長さが１５
輪またはそれ以上であるときに、本発明の伝送線は透過
率が顕著に改善されることが観察された。
本発明によれば、金属イオン汚染物に関して高純度のガ
ラス質合成二酸化珪素よりなるコアと硼素酸化物及びフ
ッ素の少なくとも一方を添加したガラス質合成二酸化珪
素よりなるクラツディングを備える少なくとも１本の光
ファイバーよりなる。
ラス質合成二酸化珪素よりなるコアと硼素酸化物及びフ
ッ素の少なくとも一方を添加したガラス質合成二酸化珪
素よりなるクラツディングを備える少なくとも１本の光
ファイバーよりなる。
伝送線は、約１６０〜３００ｎｍの範囲内の波長をもつ
光学輻射線の透過のために、−５３℃（２２０Ｋ）以下
の温度へ光ファイバーの実質上長さ全体にわたり光ファ
イバーを冷却する手段を包含する。
光学輻射線の透過のために、−５３℃（２２０Ｋ）以下
の温度へ光ファイバーの実質上長さ全体にわたり光ファ
イバーを冷却する手段を包含する。
本発明並びに他の目的及び更に他の目的をよりよく理解
するために、添付図面に関する説明を以下に記載する。
するために、添付図面に関する説明を以下に記載する。
また、本発明の範囲は上述の特許請求の範囲に記載され
ている。
ている。
さて、図について説明する。
第１図は冷却剤を移動させるための冷却用ジャケットを
備える光ファイバーよりなる本発明の伝送線の概略図で
あり、第２図は第１図の線ＡＢに沿った光ファイバーの
断面図である。
備える光ファイバーよりなる本発明の伝送線の概略図で
あり、第２図は第１図の線ＡＢに沿った光ファイバーの
断面図である。
第１図に見られるように、移動させる光学輻射線のビー
ム〈２）はガラス質溶融シリカレンズ（３）を通って光
ファイバー（４）の一端へ供給され、照射される対象物
＜８）へ入射する。光ファイバーは断熱材の外被（５）
により覆われており、本例においては冷却剤の装入用接
続口（６）及び排出用接続口（７）を備えた冷却用ジャ
ケットの形態である。第１図から明らかなように、光フ
ァイバーは冷却用ジャケットによりその長さ全体にわた
り覆われておらず、照射される対象物に近い、光学輻射
線を放射する端部は冷却されていない、第２図に見られ
るように、光ファイバーはコア（９）、クラツディング
（１０）及びプラスチック製外被（１１）よりなる。
ム〈２）はガラス質溶融シリカレンズ（３）を通って光
ファイバー（４）の一端へ供給され、照射される対象物
＜８）へ入射する。光ファイバーは断熱材の外被（５）
により覆われており、本例においては冷却剤の装入用接
続口（６）及び排出用接続口（７）を備えた冷却用ジャ
ケットの形態である。第１図から明らかなように、光フ
ァイバーは冷却用ジャケットによりその長さ全体にわた
り覆われておらず、照射される対象物に近い、光学輻射
線を放射する端部は冷却されていない、第２図に見られ
るように、光ファイバーはコア（９）、クラツディング
（１０）及びプラスチック製外被（１１）よりなる。
コア（９）は金属イオン汚染物に関して高純度のガラス
質合成二酸化珪素よりなる。この実施態様において、ク
ラツディング（１０）はフッ素添加合成二酸化珪素より
なる。プラスチック製外被（１１）は光ファイバーから
の微少亀裂損害及び光フアイバー表面の損傷を防止する
。この実施態様において、直径は通常２〜１０００μ論
の範囲内である。クラツディング（１０）の厚さは２０
μｍであるが、通常クラツディングの厚さは１０〜５０
μ輪の範囲内である。伝送線の長さは波長に依存する。
質合成二酸化珪素よりなる。この実施態様において、ク
ラツディング（１０）はフッ素添加合成二酸化珪素より
なる。プラスチック製外被（１１）は光ファイバーから
の微少亀裂損害及び光フアイバー表面の損傷を防止する
。この実施態様において、直径は通常２〜１０００μ論
の範囲内である。クラツディング（１０）の厚さは２０
μｍであるが、通常クラツディングの厚さは１０〜５０
μ輪の範囲内である。伝送線の長さは波長に依存する。
非常に短い波長すなわち２０Ｏｎ糟以下の範囲内の波長
において、伝送線の長さは約０．５ｍ〜３ｍである。
において、伝送線の長さは約０．５ｍ〜３ｍである。
２００〜３００ｎｍの範囲内において、透過具は１５＠
以上であることができる。
以上であることができる。
現在、本発明の好適な実施態様と見なされる記載がある
が、種々の変化及び改変が本発明を逸脱せずに行うこと
ができることは当業者にとって明らかであり、それ故、
本発明の真の精神及び範囲内にあるような変化及び改変
は全て本発明に包含されることを理解されたい。
が、種々の変化及び改変が本発明を逸脱せずに行うこと
ができることは当業者にとって明らかであり、それ故、
本発明の真の精神及び範囲内にあるような変化及び改変
は全て本発明に包含されることを理解されたい。
第１図は冷却剤を移動させるための冷却用ジャケットを
備える光ファイバーよりなる本発明の伝送線の概略図で
あり、第２図は第１図の線ＡＢに沿った光ファイバーの
断面図である０図中、１・・・光源、２・・・ビーム、
３・・・シリカレンズ、５・・・外被、６・・・装入用
接続口、７・・・排出用接続口、８・・・対象物、９・
・・コア、１０・・・クラツディング、１１・・・プラ
スチック製外被。
備える光ファイバーよりなる本発明の伝送線の概略図で
あり、第２図は第１図の線ＡＢに沿った光ファイバーの
断面図である０図中、１・・・光源、２・・・ビーム、
３・・・シリカレンズ、５・・・外被、６・・・装入用
接続口、７・・・排出用接続口、８・・・対象物、９・
・・コア、１０・・・クラツディング、１１・・・プラ
スチック製外被。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、金属イオン汚染物に関して高純度のガラス質合成二
酸化珪素よりなるコアと硼素酸化物及びフッ素の少なく
とも一方を添加したガラス質合成二酸化珪素よりなるク
ラッディングを備えてなる少なくとも１本の光ファイバ
ー及び約１６０〜３００ｎｍの範囲内の波長をもつ光学
輻射線を透過させるために、光ファイバーをその長さの
実質上全体にわたり−５３℃以下の温度へ冷却するため
の手段よりなる光学輻射線用の伝送線。 ２、光ファイバーを冷却するための手段が該光ファイバ
ーを包囲する断熱材の外被よりなる請求項１記載の伝送
線。 ３、外被が冷却用ジャケットとして構成され且つ冷却剤
の装入用の接続口及び冷却剤の排出用の接続口を備える
請求項２記載の伝送線。 ４、光ファイバーを冷却するための手段が液体窒素を含
む請求項１記載の伝送線。 ５、光ファイバーの全長と比較して短いファイバー区画
が光学輻射線を放射する端部で冷却されていない請求項
１記載の伝送線。 ６、光ファイバーのコアが添加剤含有ガラス質合成二酸
化珪素よりなり、該添加剤が紫外線吸収に全くまたはほ
とんど影響を及ぼさないものである請求項１記載の伝送
線。 ７、金属イオン汚染物に関して高純度のガラス質合成二
酸化珪素よりなるコアと硼酸酸化物及びフッ素の少なく
とも一方を添加したガラス質合成二酸化珪素よりなるク
ラッディングを備えてなる少なくとも１本の光ファイバ
ー及び約１６０〜３００ｎｍの範囲内の波長をもつ光学
輻射線を透過させるために、光ファイバーをその長さの
実質上全体にわたり−５３℃以下の温度へ冷却するため
の手段よりなる光学輻射線用の伝送線を、分光分析法に
おいて分光計を検出器へ接続するために使用する伝送線
の用途。 ８、金属イオン汚染物に関して高純度のガラス質合成二
酸化珪素よりなるコアと硼酸酸化物及びフッ素の少なく
とも一方を添加したガラス質合成二酸化珪素よりなるク
ラッデイングを備えてなる少なくとも１本の光ファイバ
ー及び約１６０〜３００ｎｍの範囲内の波長をもつ光学
輻射線を透過させるために、光ファイバーをその長さの
実質上全体にわたり−５３℃以下の温度へ冷却するため
の手段よりなる光学輻射線用の伝送線を、機械用途、医
学的用途、生物学的用途及び処理技法の少なくとも１種
において高出力紫外線光を透過するために使用する伝送
線の用途。
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