JPH02145457A - フツ化物ガラス光フアイバ - Google Patents
フツ化物ガラス光フアイバInfo
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- JPH02145457A JPH02145457A JP63296345A JP29634588A JPH02145457A JP H02145457 A JPH02145457 A JP H02145457A JP 63296345 A JP63296345 A JP 63296345A JP 29634588 A JP29634588 A JP 29634588A JP H02145457 A JPH02145457 A JP H02145457A
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- Japan
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- glass
- core
- clad
- optical fiber
- naf
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- Pending
Links
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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
- C03C13/042—Fluoride 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
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/32—Non-oxide glass compositions, e.g. binary or ternary halides, sulfides or nitrides of germanium, selenium or tellurium
- C03C3/325—Fluoride glasses
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】
〔産業上の利用分野]
本発明は赤外線伝送路として、特に波長2〜6μmの赤
外線の伝送に有用なフッ化物ガラス光ファイバに関する
ものである。
外線の伝送に有用なフッ化物ガラス光ファイバに関する
ものである。
近年、フッ化物光ファイバは2〜4μm帯赤外線伝送路
、例えばBr−YAG レーザー伝送路として注目さ
れている。伝送路として重装な特性の一つに入射光量が
どれ位とりこみやすいかを決定するパラメータである開
口数1)umericalムperture (以下
N、 A、と略す)があり、N、A、が大きい光ファイ
バが実用上望ましい光ファイバとして要求されている。
、例えばBr−YAG レーザー伝送路として注目さ
れている。伝送路として重装な特性の一つに入射光量が
どれ位とりこみやすいかを決定するパラメータである開
口数1)umericalムperture (以下
N、 A、と略す)があり、N、A、が大きい光ファイ
バが実用上望ましい光ファイバとして要求されている。
L A、を大きくするためには光ファイバにおけるコア
・クラッドの屈折率差Δnを大きくする必要がある。
・クラッドの屈折率差Δnを大きくする必要がある。
更に光ファイバの伝送損失及び強度特性の面においては
、コア・クラッドの軟化温度が大きく異なってiる場合
、コア或iはクラッドガラヌが勝引き過程において結晶
化を起こしてしまい伝送損失増加や強度低下をきたすと
いう問題がある。結晶化はガラスが軟化点よりかなシ高
く加熱さ214場合に生じ、結晶化が生じれば、それが
光散乱体として働いて、伝送損失を増加させたり、破断
点として働いて強度低下を起こす。ここで、例えばクラ
ッドのそれよυ低い場合、コアが軟らかくなるまでの加
熱の間、クラッドは軟化温度よりかなシ高く加熱される
ことになり、結晶化が生じる。逆の楊会もコアが結晶化
してしまう。よって伝送損失及び強度面での光フアイバ
特性向上のためには、コア・クラッドの軟化温度をでき
るだけ等しくする必要がある。
、コア・クラッドの軟化温度が大きく異なってiる場合
、コア或iはクラッドガラヌが勝引き過程において結晶
化を起こしてしまい伝送損失増加や強度低下をきたすと
いう問題がある。結晶化はガラスが軟化点よりかなシ高
く加熱さ214場合に生じ、結晶化が生じれば、それが
光散乱体として働いて、伝送損失を増加させたり、破断
点として働いて強度低下を起こす。ここで、例えばクラ
ッドのそれよυ低い場合、コアが軟らかくなるまでの加
熱の間、クラッドは軟化温度よりかなシ高く加熱される
ことになり、結晶化が生じる。逆の楊会もコアが結晶化
してしまう。よって伝送損失及び強度面での光フアイバ
特性向上のためには、コア・クラッドの軟化温度をでき
るだけ等しくする必要がある。
フッ化物光ファイバにおいてΔnu−大s<t、、かつ
コア・クラッドの軟化温度を等しくする従来法としては
特開昭59−185754号公報に提案されるようにN
aFとHfF、 の2成分を、いずれもクラッドガラ
スにおける含有量がコアガラスにおけるそれより多くな
るように含有させる方法がある。
コア・クラッドの軟化温度を等しくする従来法としては
特開昭59−185754号公報に提案されるようにN
aFとHfF、 の2成分を、いずれもクラッドガラ
スにおける含有量がコアガラスにおけるそれより多くな
るように含有させる方法がある。
このNaFとHfF4 は共に屈折率についてはドげ
る作用をするが、軟化温度については相反する作用をす
るもので、NaFは軟化1M、Ifを下げ、nfF’、
rt軟化温度を上げる。
る作用をするが、軟化温度については相反する作用をす
るもので、NaFは軟化1M、Ifを下げ、nfF’、
rt軟化温度を上げる。
[発明が解決しょうとする課題]
上記公報に記載芒れる方法においては、△nを大きく上
げるためにはクラッドガラスK HfF。
げるためにはクラッドガラスK HfF。
を20〜40モル優位と多量に官有させなけi−Lばな
らない。しかしながら、l4fF、はその原料自体が高
価であシ、作製さnる光ファイバが高価になってしまう
。又、BfkP、は質量数が大きい化合物であり、作製
される光ファイバの点蔚が大きくなり、取り扱いが困難
になってしまうというような問題があった。
らない。しかしながら、l4fF、はその原料自体が高
価であシ、作製さnる光ファイバが高価になってしまう
。又、BfkP、は質量数が大きい化合物であり、作製
される光ファイバの点蔚が大きくなり、取り扱いが困難
になってしまうというような問題があった。
本発明はΔnが大きくしかもコアとクラッドの軟化温度
の差が小さく、伝送損失、強度、開口数等の特性におい
て唆れ、製造が容易でしか4−ストの安価なフッ化物ガ
ラス光ファイバを提供することを目的とするものである
。
の差が小さく、伝送損失、強度、開口数等の特性におい
て唆れ、製造が容易でしか4−ストの安価なフッ化物ガ
ラス光ファイバを提供することを目的とするものである
。
本発明はコアガラスと該コアガラスよりも低屈折率のク
ラッドガラスからなるガラス光ファイバにおいて、両ガ
ラスはZrIF4 、 BaF、 、 LaIF、
。
ラッドガラスからなるガラス光ファイバにおいて、両ガ
ラスはZrIF4 、 BaF、 、 LaIF、
。
AtF、、 NaF f共通成分とし、該クラッド
ガラスにおけるAtF、 、 1laF のモル比
での含有量が該コアガラスにおけるそれよりも多く、か
つ該クラッドガラスFiYF、を含有することを特徴と
するフッ化物ガラス光ファイバに関する。
ガラスにおけるAtF、 、 1laF のモル比
での含有量が該コアガラスにおけるそれよりも多く、か
つ該クラッドガラスFiYF、を含有することを特徴と
するフッ化物ガラス光ファイバに関する。
また本発明はコアガラスと該コアガラスよりも低屈折率
のクラッドガラスからなるガラス光ファイバにおいて、
両ガラスはZr1F4. BaPl 。
のクラッドガラスからなるガラス光ファイバにおいて、
両ガラスはZr1F4. BaPl 。
LaFl 、 Al’IP、 、 NaFを基本成分
とし該クラッドガラスにおけるALFB、 jlaP
のモル比での含有量が該コアガラスにおけるそれよ
りも多く、かつ該コアガラスはLiF 、 BiF、
、 PbIP、から選ばれる1種以上を含有すること
を特徴とするフッ化物光ファイバに関する。
とし該クラッドガラスにおけるALFB、 jlaP
のモル比での含有量が該コアガラスにおけるそれよ
りも多く、かつ該コアガラスはLiF 、 BiF、
、 PbIP、から選ばれる1種以上を含有すること
を特徴とするフッ化物光ファイバに関する。
本発明においては、高価で質量数の大きいHfF、
をクラッドガラスに含有させずに、■母体ガラスの屈折
率は殆ど変えずに、軟化温度を上げる働きを有するYF
、をクラッドガラスにドープすることにより、コア・ク
ラッド間の軟化温度の差を小さくする、■母体ガラスの
屈折率を上げる又は下げる一方、軟化温度をさげる働き
を有するLiP 、 BiP、、 PbF、よりな
る群から選ばれた1種以上の化合物をコアガラスにドー
プすることによシ、屈折率を大きく又はやや小さくシ、
コア・クラッド間の軟化温度の差を小さくする、という
■又は■の手段を採用することによって、コアとクラッ
ドの軟化温度を等しくしたまま、Δnを高めることを特
徴とする。
をクラッドガラスに含有させずに、■母体ガラスの屈折
率は殆ど変えずに、軟化温度を上げる働きを有するYF
、をクラッドガラスにドープすることにより、コア・ク
ラッド間の軟化温度の差を小さくする、■母体ガラスの
屈折率を上げる又は下げる一方、軟化温度をさげる働き
を有するLiP 、 BiP、、 PbF、よりな
る群から選ばれた1種以上の化合物をコアガラスにドー
プすることによシ、屈折率を大きく又はやや小さくシ、
コア・クラッド間の軟化温度の差を小さくする、という
■又は■の手段を採用することによって、コアとクラッ
ドの軟化温度を等しくしたまま、Δnを高めることを特
徴とする。
まず■のクラッドガラスにYF、を添加するとき、添加
量は2〜5モル係とすることが好ましい。
量は2〜5モル係とすることが好ましい。
■のコアガラスにBit、又は/及びPbF、を添加す
るときには、添加量は合計量lで1〜4モル優とするこ
とが好ましい。tfc■のコアガラスにLiIFを添加
するときの添加量は1〜15mo1%とすることが好ま
しい。
るときには、添加量は合計量lで1〜4モル優とするこ
とが好ましい。tfc■のコアガラスにLiIFを添加
するときの添加量は1〜15mo1%とすることが好ま
しい。
本発明のベースとなるZrF、 、 BaF、 、
LaF、 。
LaF、 。
AtF、、 NaF からなるガラスの各成分の比
はzr1)+445〜55モst%、BaF、 10
−w25モル%、LaF、2〜5モル%、ムtF1.2
〜5モル%、NaF10〜25モル係のものが好ましい
。
はzr1)+445〜55モst%、BaF、 10
−w25モル%、LaF、2〜5モル%、ムtF1.2
〜5モル%、NaF10〜25モル係のものが好ましい
。
またAIFB、 1JaFは(それぞれの童又は合計
量で)コアにおける含有量よりクラッドにおけるそれが
大きいようにする。ここでNap、ムtFの添加は屈折
率、軟化温度共に下げる作用を有する。
量で)コアにおける含有量よりクラッドにおけるそれが
大きいようにする。ここでNap、ムtFの添加は屈折
率、軟化温度共に下げる作用を有する。
本発明のフッ化物ガラス光ファイバは以上に説明したよ
うな組成範囲に原料を調製し、この種のフッ化物カラス
ファイバを製造する公知技術により作製される。具体例
の詳細は実施例にて説明する。
うな組成範囲に原料を調製し、この種のフッ化物カラス
ファイバを製造する公知技術により作製される。具体例
の詳細は実施例にて説明する。
[作用]
1)YF、のドーピング作用は母体ガラスの屈折率をほ
とんど変えずに、軟化温度を上げる働きがあり、更に2
〜5モル係のドーピングにおいてはガラス化安定性及び
再加熱時の熱安定性を劣化筋せない。
とんど変えずに、軟化温度を上げる働きがあり、更に2
〜5モル係のドーピングにおいてはガラス化安定性及び
再加熱時の熱安定性を劣化筋せない。
そこでクラッドガラスに屈折率を低下させるムt7B、
NaF をコアガラスよりも多く含有させると同
時に、これによりクラッドガラスの軟化温度が下がるこ
とに対して該クラッドガラスにYIP、2〜5モル%全
ドープすることによシ、クラッドガラスのガラス形成能
を大きく劣化嘔せずかつコア・クラッドの軟化温度がほ
とんど等しいような、高いΔnを有するコア・クラッド
ガラスが得られる。
NaF をコアガラスよりも多く含有させると同
時に、これによりクラッドガラスの軟化温度が下がるこ
とに対して該クラッドガラスにYIP、2〜5モル%全
ドープすることによシ、クラッドガラスのガラス形成能
を大きく劣化嘔せずかつコア・クラッドの軟化温度がほ
とんど等しいような、高いΔnを有するコア・クラッド
ガラスが得られる。
2) EiF、、 PbF、のドーピング作用は母
体ガラスの屈折率を上げ、軟化温度を下げる働きがあシ
、更に1〜4モル係のドーピングにおいてはガラス安定
性及び再加熱時の熱安定性を劣化させなめ。
体ガラスの屈折率を上げ、軟化温度を下げる働きがあシ
、更に1〜4モル係のドーピングにおいてはガラス安定
性及び再加熱時の熱安定性を劣化させなめ。
そこでクラッドガラスに屈折率を低下させるムlX?、
、 NaF をコアガラスよりも多く含有させると
同時に、コアガラスにEiIF、、 PI−+F。
、 NaF をコアガラスよりも多く含有させると
同時に、コアガラスにEiIF、、 PI−+F。
を合計1〜4モル%をドープすることによシ、コアガラ
スのガラス形成能を大きく劣化させずかつコアクラッド
の軟化温度がほとんど等しいような、高い△nを有する
コアクラッドガラスが得られる。
スのガラス形成能を大きく劣化させずかつコアクラッド
の軟化温度がほとんど等しいような、高い△nを有する
コアクラッドガラスが得られる。
又、Lid’のドーピング作用は母体ガラスの屈折率を
下げ軟化@1蔓を下げる働きがあり、更に1〜15モル
係のドーピングにおいてはガラス安定性及び再加熱時の
熱安定性を劣化させない。ここでLi1Pのドープは母
体ガラスの屈折率を低下させるが、NaFのドープと比
較して大きくは低下させない。
下げ軟化@1蔓を下げる働きがあり、更に1〜15モル
係のドーピングにおいてはガラス安定性及び再加熱時の
熱安定性を劣化させない。ここでLi1Pのドープは母
体ガラスの屈折率を低下させるが、NaFのドープと比
較して大きくは低下させない。
そこでクラッドガラスに屈折率を低下させるAtF、、
NaF を各々コアガラスのAtF、 。
NaF を各々コアガラスのAtF、 。
Na1F及びLiFの合計量よりも多く含有させると同
時に、コアガラスにLiF 1〜15モル係をドープす
ることにより、コアガラスのガラス形成能を大きく劣化
させずかつコア・クラッドの軟化温度がほとんど寺しい
ような、高い△!lを有するコアクラッドガラスが得ら
れる。
時に、コアガラスにLiF 1〜15モル係をドープす
ることにより、コアガラスのガラス形成能を大きく劣化
させずかつコア・クラッドの軟化温度がほとんど寺しい
ような、高い△!lを有するコアクラッドガラスが得ら
れる。
〔−大6b千iビクリ 〕
次に本発明を具体的実施列により説明するが本発明はこ
れらによりなんら限定さnるものではない。
れらによりなんら限定さnるものではない。
実施例1
ZrF4. BaFl、 LaFB、 AtFB、
Na1l’ l yip、。
Na1l’ l yip、。
BiF、 、 PbP、 、 LlfPの高純度能
#−I全用い表1に示す組成のコア用混合粉末及びクラ
ッド用混合粉末各々509を金るつぼに入れ、N、雰囲
気下において約860℃に加熱し溶融した。得られたガ
ラス融液を白金ボート形状のるつぼに入しカえ、るつぼ
全体を急冷することによりガラス固化させた。このよう
にして得られたカラス母材はいずれも透明であった。
#−I全用い表1に示す組成のコア用混合粉末及びクラ
ッド用混合粉末各々509を金るつぼに入れ、N、雰囲
気下において約860℃に加熱し溶融した。得られたガ
ラス融液を白金ボート形状のるつぼに入しカえ、るつぼ
全体を急冷することによりガラス固化させた。このよう
にして得られたカラス母材はいずれも透明であった。
上記のようにして得られたコア母材及びクラッド母材用
ガラスブロックを各々外周研摩し、更にクラッド母材用
ブロックについては超音波穴あけ加工し、パイプ形状と
した。コア母材及びクラッドパイプを光学研磨して表面
を平t19にした後クラッドパイプ及びクラッドパイプ
に挿入したコア母材両者をFBP (テフロン、商品名
)に挿入し、ゾーン加熱して線引きすることにより、外
径250μm クラッド外径200μm1 コア径約
60μmの光ファイバを作製した。得られた光ファイバ
の最低損失は100〜数1o o an/kmと比較的
低損失であった。また、得られた光ファイバをリフラク
ション ニア−フィールド パターン(RNFP)で測
定したΔnと平均破断曲げ強度の値を表1に併せて示す
。なお、乎均破可曲げ直径とは、ファイバを径が異なる
マンドレルに巻き付けていき、破断した直径を測定し、
その平均値を求め友ものをいう。平均曲げ直径が小さい
ファイバはかなり強く曲げても折れないので、高強度な
ファイバであることを意味する。
ガラスブロックを各々外周研摩し、更にクラッド母材用
ブロックについては超音波穴あけ加工し、パイプ形状と
した。コア母材及びクラッドパイプを光学研磨して表面
を平t19にした後クラッドパイプ及びクラッドパイプ
に挿入したコア母材両者をFBP (テフロン、商品名
)に挿入し、ゾーン加熱して線引きすることにより、外
径250μm クラッド外径200μm1 コア径約
60μmの光ファイバを作製した。得られた光ファイバ
の最低損失は100〜数1o o an/kmと比較的
低損失であった。また、得られた光ファイバをリフラク
ション ニア−フィールド パターン(RNFP)で測
定したΔnと平均破断曲げ強度の値を表1に併せて示す
。なお、乎均破可曲げ直径とは、ファイバを径が異なる
マンドレルに巻き付けていき、破断した直径を測定し、
その平均値を求め友ものをいう。平均曲げ直径が小さい
ファイバはかなり強く曲げても折れないので、高強度な
ファイバであることを意味する。
以上の実施列ではるつぼ中で溶融したガラス融液からコ
ア・クラッドそれぞれのガラス母材を作製し、穴あけ加
工して線引き用母材とする方法を示したが、このような
方法の他に例えば2つ割れ鋳型を用いて初めにクラッド
用ガラス融液を流し込み、中央部が固化する前に鋳型下
部にある底栓を引き抜き、クラッド中央部を除去すると
同時に鋳型上方よりコア用融液を流し込んでいき、中央
部をコア液で満たし、全体が固化した後にアニール化し
て徐冷後、鋳型より母材を取り出す方法等も挙げられる
。また、以上の二つの方法以外を採用することも、勿論
差し支えない。
ア・クラッドそれぞれのガラス母材を作製し、穴あけ加
工して線引き用母材とする方法を示したが、このような
方法の他に例えば2つ割れ鋳型を用いて初めにクラッド
用ガラス融液を流し込み、中央部が固化する前に鋳型下
部にある底栓を引き抜き、クラッド中央部を除去すると
同時に鋳型上方よりコア用融液を流し込んでいき、中央
部をコア液で満たし、全体が固化した後にアニール化し
て徐冷後、鋳型より母材を取り出す方法等も挙げられる
。また、以上の二つの方法以外を採用することも、勿論
差し支えない。
以上説明したように、本発明のフッ化物ガラス光ファイ
バは高価で重量の大きなHf’1?、 原料を使用す
ることなく、波長2μm以上の光を伝送する赤外光ファ
イバを低損失、高強度かつ大きな開口数とすることが容
易となるので、赤外光を用いる医療用等のレーザー光の
ための光伝送路として利用すると高品質から低コスト化
を実現でき効果的である。
バは高価で重量の大きなHf’1?、 原料を使用す
ることなく、波長2μm以上の光を伝送する赤外光ファ
イバを低損失、高強度かつ大きな開口数とすることが容
易となるので、赤外光を用いる医療用等のレーザー光の
ための光伝送路として利用すると高品質から低コスト化
を実現でき効果的である。
Claims (2)
- (1)コアガラスと該コアガラスよりも低屈折率のクラ
ッドガラスからなるガラス光ファイバにおいて、両ガラ
スはZrF_4、BaF_2、LaF_3、AlF_3
、NaFを共通成分とし、該クラッドガラスにおけるA
lF_3、NaFのモル比での含有量が該コアガラスに
おけるそれよりも多く、かつ該クラッドガラスはYF_
3を含有することを特徴とするフッ化物ガラス光ファイ
バ。 - (2)コアガラスと該コアガラスよりも低屈折率のクラ
ッドガラスからなるガラス光ファイバにおいて、両ガラ
スはZrF_4、BaF_2、LaF_3、AlF_3
、NaFを共通成分とし、該クラッドガラスにおけるA
lF_3、NaFのモル比での含有量が該コアガラスに
おけるそれよりも多く、かつ該コアガラスはLiF、B
iF_3、PbF_2から選ばれる1種以上を含有する
ことを特徴とするフッ化物ガラス光ファイバ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63296345A JPH02145457A (ja) | 1988-11-25 | 1988-11-25 | フツ化物ガラス光フアイバ |
Applications Claiming Priority (1)
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JP63296345A JPH02145457A (ja) | 1988-11-25 | 1988-11-25 | フツ化物ガラス光フアイバ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02145457A true JPH02145457A (ja) | 1990-06-04 |
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Family Applications (1)
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-
1988
- 1988-11-25 JP JP63296345A patent/JPH02145457A/ja active Pending
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