JPH01226748A - コア・クラッド構造を有するカルコゲナイドガラスファイバーの製造方法 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光の透過性に優れたコア・クラッド構造を有す
るカルコゲナイドガラスファイバーの製造方法に関する
。

［従来の技術］ コア・クラッド構造を有する光ファイバーの製造方法に
おいて幅広く研究されている方法のひとつにロンドイツ
チューブ法がある。この方法はクラッドとなるチューブ
の中に該クラッドよりも屈折率の高いコア用ロッドを入
れ、それらを同時に、かつ局所的に加熱線引きする方法
であり、既にシリカファイバーの製造方法として実用化
されている。しかし、この方法ではコア用ロッドとクラ
ッド用チューブとの界面に泡や異物を取り込みやすく、
また紡糸温度が高い場合には、コア用ロッドとクラッド
用チューブとの間隙で材料の蒸発、凝集が起こり、コア
・クラッド界面の光学的な均一性が失われるばかりか、
材料がガラス材料で、かつ熱的安定性に劣る場合には失
透の原因となる場合があった。

一方、本出願人は先にこのロッドインチューブ法を利用
したコア・クラッド構造を有する新しい光ファイバーの
製造方法を提案した（特願昭６３−）。この方法は下部
にノズルを設けたルツボの中にコア・ロッドとクラッド
チューブを入れ、ルツボとクラッドチューブの間隙を加
圧し、かつコア・ロッドとクラッドチューブの間隙を減
圧にしながら、下部のノズルよりファイバーを引き出す
というものであり、特に熱的安定性に劣り、かつ紡糸中
に厳密な雰囲気調整を必要とするカルコゲナイドガラス
ファイバーの製造に適している。

［発明が解決しようとする課題］ 上記特許出願の方法は、紡糸の際の材料の蒸発、凝集が
起こりにくく、熱的安定性に劣る場合に６低い濃度で紡
糸することができるが、下記のような問題点を含んでい
る。

（１）紡糸中にノズル近傍で失透が生じた場合、直ちに
紡糸温度を下げても失透部分が完全にルツボ外へ流出す
るまでには長時間を要し、場合によっては紡糸を中断し
て失透部分を切断除去した後に紡糸を再開しなければな
らない。

（２通常、ルツボには石英を用いるが、ノズル近傍の加
工が困難である。特にノズル内面を光学的になめらかに
しておかないと、得られるファイバーの側面に連続的な
スジが入り、機械的強度の低下及び損失の増加を招くの
だが、一般にノズルの内径は２〜３ｊｗφであり、光学
的になめらかな面を得るための加工が難しい。

（３）ノズル近傍のガラスは粘度が１０５〜１０７ボイ
スになるように加熱されてルツボ外へ流出するのである
が、その際のガラスの粘性流動はコアガラス及びタララ
ドガラスの粘度、ルツボの形状、加熱ヒーターの温度分
布等種々の因子によって影響されるため、得られるファ
イバーの線径、コア径とクラツド径の比の制御が困難で
ある。

本発明は、上記の種々の欠点を除去するためになされた
ものであり、コア・クラッド界面の光学的な不整による
損失がなく、ファイバーの側面が光学的になめらかであ
り、ファイバーの線径、特にコア・クラツド径比の制御
が容易で、かつ材料が熱的に不安定なガラス体の場合で
も材料の失透が起こりにくい、低い温度で紡糸できるコ
ア・クラッド構造を有するカルコゲナイドガラスファイ
バーの製造方法を提供づることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の光ファイバーの製造方法は、クラッド用チュー
ブの中にクラッド用チューブよりも屈折率の高いコア用
ロッドを入れ、チューブとロッドとの間隙の気体の圧力
よりもチューブの外周の気体圧力の方が高くなるように
圧力を調節しながら、チューブとロッドとを同時に加熱
延伸する際に、チューブとロッドとを下端のみが局所的
にデユープの外径よりも小さく絞られた石英チューブの
中に収納し、かつ石英チューブの下端以下のｍｌ！のみ
を局所的に加熱することからなる。

本発明の方法において、石英チューブ下端の内径Ｒ１と
クラッド用チューブの外径Ｒ２との比Ｒ１／Ｒ２は０．
３以上で、かつ０．９５以下であることが望ましい。Ｒ
１／Ｒ２の値が０．３より小さく、かつコア用ロッドの
径よりも小さい場合は、ノズル付きルツボを用いた紡糸
方法と何ら変わりなく、紡糸中に失透が生じた場合には
紡糸を中断して失透部分を切断除去しなければならず、
石英チューブ下端内面を光学的なめらかにする加工が困
難となり、さらにコア径とクラツド径の比をｖ制御しず
らくなる。また、Ｒ１／Ｒ２の値が０．９５よりも大き
い場合は石英チューブとクラッド用デユープとの間隙を
加圧する際に石英デユープとクラッド用デユープとの＠
看面積が小さくなるために充分な圧力を印加できず、結
果的にコアとクララドとの界面に不整が生じ、得られる
ファイバーの損失が高くなる。

また、本発明の方法においてクラッド用チューブとコア
用ロッドとの間隙の気体の圧力は、１Ｏ−２ｔｏｒｒ以
下であり、かつクラッド用チューブと石英デユープとの
間隙の気体圧力は０．２に９／ａｉ以上であることが好
ましい。両者の気体圧力のいずれかが上記限定範囲から
外れるとコアとクラッドとのａ着が不十分になり、結果
としてコアとクラッドの間の界面不整による損失が増加
する。

［実施例］ 次に本発明の方法を実施例に基づいて、詳細に説明する
。

第１図は本発明方法を実施する装置の断面を示すもので
、中央を大径にし下部にルツボを形成させた紡糸用ノズ
ル管８の下位に局部加熱用ヒーター１７、雰囲気調整箱
１２、ファイバー線径測定器１３、樹脂コーター１４、
紫外線照射箱１５およびプリントローラーを配置する。

紡糸用ノズル管８の上部は、接続用樹脂チューブ５を介
して加圧用不活性ガス入口９と減圧用吸引口１０とを有
する蓋４をかぶせている。減圧用吸引口１０には、吸引
用樹脂チューブ７を接続し、下端に接続用樹脂チューブ
６を装置してルツボを形成する石英チューブ３の内部に
挿入したクラッド用ガラスチューブ２の上縁を包持する
。石英チューブ３の下端には、クラッド用ガラスチュー
ブ２の外径より小さく、コア用ガラスロッド１より大径
のノズル８ａが開口されている。

実施例−１ 第１図に示した装置を用いてコア・クラッド構造を有す
るカルコゲナイドガラスファイバーを製造した。

Ｇｅ：２５モル％、ＡＳ：２０モル％、３ｅ：２５モル
％、Ｔｅ：３０モル％の組成からなる直径８．５履、長
さ　１５０ｍのコア用ロッド１を、Ｑｅ：２０モル％、
ＡＳ：３０モル％、Ｓｅ：３０モル％、Ｔｅ：２０モル
％の組成からなる内径９．０厘、外径１２．５ｊｍ、長
さ１７０履のクラッド用チューブ２の中に入れ、これを
下端のみが局所的に内径１１．０麿に絞られた内径１４
．５．、外径１７．５ｊｇｗの石英チューブ３の中へ垂
直に収納した。そして、加圧用不活性ガス人口９及び減
圧用吸引口１０、雰囲気調整箱１２の不活性ガス導入口
１１よりアルゴンガスを３００ＣＣ／分の流量で流し込
み、石英チューブ３の中及び雰囲気調整箱１２内部を充
分にアルゴンガスで置換した。

その後、加圧用不活性ガス人口９、減圧用吸引口１０か
らのアルゴンガスの供給を止め、石英チューブの下端近
傍のみを加熱ヒーター１１でクラッド用チューブ及びコ
ア用ロッドの軟化点まで加熱した。クラッド用チューブ
２とコア用ロッド１が融着し、かつクラッド用チューブ
２が石英チューブ３の下端に均一に融着した後に、再び
加圧用不活性ガス人口９からアルゴンガスを供給して石
英チューブ３とクラッド用チューブ２との間隙を１．０
ｈ１０ｉに加圧すると同時に、コア用ロッド１とクラッ
ド用チューブ２との間隙を吸引用樹脂チューブ７および
紡糸用ノズル８を通して吸引口１０より１０−２ｔｏｒ
ｒに減圧した。これらの作業によりコア用ロッド１反ク
ラッド用チューブ２とは完全に一体になり、コア径３０
０μｍ１クラツド径４４０ｕｍのファイバーを５ＴｒＬ
Ｚ分の線引き速度で紡糸することができた。このファイ
バーは、直ちにコーター１４にて紫外線硬化型樹脂でコ
ーティングされ、その下に位置する紫外線照射箱１５に
て樹脂を硬化させた。得られたファイバーの透過損失を
第２図に示す。波長８．５μｍ付近で０．５ｄＢ／　ｍ
であり、ファイバーの強度は充分に実用に耐えるもので
あった。また、コア径とクラツド径の比は常に一定であ
り、ファイバーの表面にはスジ、キズ等が全く見られな
かった。

実施例−２ Ｑｅ：２０モル％、ＡＳ：３０モル％、３ｅ：３０モル
％、Ｔｅ：２０モル％の組成からなる直径８．５ｆｆｉ
ｌ。

長さ　１５０履のコア用ロッドと、Ｇｅ：２０モル％、
Ａｓ：３０モル％、３ｅ：３５モル％、Ｔｅ１５モル％
の組成からなる内径９履、外径１２５履、長さ１７０Ｍ
のクラッド用チューブを用いて、実施例−１と全く同じ
方法で、コア径３５０μｍ１クラツド径５１０μｍのフ
ァイバーを得た。最低損失は、６．５μｍで０．５ｄＢ
／　ｍであり、実施例−１の場合と同様にファイバーの
強度は実用上充分なものであり、コア・クラッドの径の
比は常に一定でファイバー表面にはスジ、キズ等は全く
見られなかった。

比較例 第３図に示した構成の装置を用いてカルコゲナイドガラ
スファイバーを製造した。この装置は石英ガラス３のノ
ズル８ｂの径をコア用ガラスロッド１より小さくしたほ
かは、第１図の場合と同じである。実施例−１と同じ組
成のコア用ロッド１及びクラッド用チューブ２を底部に
ノズルを備えたルツボである石英チューブ３に入れ、実
施例−１及び２と全く同様な手法でコア径３００μｍ、
クラツド径４４０μｍのファイバーを作製した。得られ
たファイバーの透過損失は実施例−１の場合とほぼ同じ
だったが、線引き速度は実施例−１の場合の１７４であ
り、またファイバーの最小曲げ半径は実施例−１の場合
の１．５倍であった。すなわち、この比較例では紡糸速
度が遅く、また得られるファイバーの機械的強度が弱か
った。更に紡糸の途中で紡糸速度を上げるためにルツボ
の温度を通常よりも高くしたところ、クラッドガラス外
周に失透が生じはじめた。この失透は再び温度を下げて
も抑えられなかった。

Ｅ発明の効果］ 本発明の方法によれば、従来のロッドインチューブ法で
は製造が困難であったコア・クラッド界面に不整がなく
、機械的強度の高いカルコゲナイドガラスファイバーを
製造することができる。

また本発明の方法は従来のノズル付ルツボを用いた紡糸
方法に比べて線引き速度が速いため、生産性に優れてい
るばかりか、カルコゲナイドガラスが加熱される時間が
短縮されるため、熱的な安定性が十分でないカルコゲナ
イドガラスでも容易に紡糸できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例で使用したファイバーの製造装
置の概略断面図、第２図は実施例−１で得たコア・クラ
ッド型ファイバーの透過損失スペクトル線図、第３図は
本発明の比較例で使用したファイバーの製造装置の概略
断面図である。 １・・・コア用ガラスロッド、２・・・クラッド用ガラ
スチューブ、３・・・石英チューブ（ルツボ）、４・・
・ノズル付ルツボ用蓋、５．６・・・接続用樹脂チュー
ブ、７・・・吸引用樹脂チューブ、８・・・紡糸用ノズ
ル管、８ａ・・・ノズル、９・・・加圧用不活性ガス入
口、１０・・・減圧用吸引口、１１・・・雰囲気調整箱
用不活性ガス入口、１２・・・雰囲気調整箱、１３・・
・ファイバー線径測定器、１４・・・樹脂コーター、１
５・・・紫外線照射箱、１６・・・プリントローラー、
１７・・・局部の熱用ヒーター。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　クラッド用チューブの中に該クラッド用チューブよ
   りも屈折率の高いコア用ロッドを入れ、クラッド用チュ
   ーブとコア用ロッドとの間隙の気体の圧力よりもクラッ
   ド用チューブ外周の気体の圧力を高くしながら、クラッ
   ド用チューブ及びコア用ロッドを加熱軟化せしめて紡糸
   する方法において、クラッド用チューブとコア用ロッド
   とを下端のみが局所的にクラッド用チューブの外径より
   も小さく、かつコア用ロッドの径より大きく絞られた石
   英チューブ内に収納し、かつ石英チューブの下端以下の
   領域のみを局所的に加熱して紡糸することを特徴とする
   コア・クラッド構造を有するカルコゲナイドガラスファ
   イバーの製造方法。 ２　石英チューブの下端の内径Ｒ＿１とクラッド用チュ
   ーブの外径Ｒ＿２との比Ｒ＿１／Ｒ＿２が０．３以上で
   、かつ０．９５以下であることを特徴とする第１項記載
   のコア・クラッド構造を有するカルコゲナイドガラスフ
   ァイバーの製造方法。 ３　クラッド用チューブとコア用ロッドの間隙の気体の
   圧力が１０＾−＾２ｔｏｒｒ以下であり、かつクラッド
   用チューブの外周の気体の圧力が０．２Ｋｇ／ｃｍ＾２
   以上であることを特徴とする第１項記載のコア・クラッ
   ド構造を有するカルコゲナイドガラスファイバーの製造
   方法。