JPH0420861B2 - - Google Patents
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- JPH0420861B2 JPH0420861B2 JP58222073A JP22207383A JPH0420861B2 JP H0420861 B2 JPH0420861 B2 JP H0420861B2 JP 58222073 A JP58222073 A JP 58222073A JP 22207383 A JP22207383 A JP 22207383A JP H0420861 B2 JPH0420861 B2 JP H0420861B2
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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
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/32—Non-oxide glass compositions, e.g. binary or ternary halides, sulfides or nitrides of germanium, selenium or tellurium
- C03C3/321—Chalcogenide glasses, e.g. containing S, Se, Te
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- 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
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、赤外光、とくに波長10.6μｍの光を
透過する光フアイバ用カルコゲナイドガラス材料
に関する。
透過する光フアイバ用カルコゲナイドガラス材料
に関する。
従来、光フアイバは石英ガラス系の材料から作
製されていた。しかし、石英ガラス系の材料では
その格子振動吸収によつて波長2μｍ程度までの
光のみが透過し、それ以上長い波長の光はほとん
ど吸収されてしまう欠点があつた。したがつて、
たとえば、レーザメスやレーザ溶接に用いられる
CO2レーザからの波長10.6μｍの光などは、石英
ガラス系のフアイバでは伝送できない。このこと
から、波長2μｍから20μｍ程度までの光が透過す
る材料の探索が行なわれ、その一つとしてカルコ
ゲナイドガラスがこれら波長域での材料として有
望視されている。その中でも、Se系ガラスは格
子振動吸収が20μｍ以上の長波長側にあり、波長
10.6μｍのCO2レーザ光を伝送できる。
製されていた。しかし、石英ガラス系の材料では
その格子振動吸収によつて波長2μｍ程度までの
光のみが透過し、それ以上長い波長の光はほとん
ど吸収されてしまう欠点があつた。したがつて、
たとえば、レーザメスやレーザ溶接に用いられる
CO2レーザからの波長10.6μｍの光などは、石英
ガラス系のフアイバでは伝送できない。このこと
から、波長2μｍから20μｍ程度までの光が透過す
る材料の探索が行なわれ、その一つとしてカルコ
ゲナイドガラスがこれら波長域での材料として有
望視されている。その中でも、Se系ガラスは格
子振動吸収が20μｍ以上の長波長側にあり、波長
10.6μｍのCO2レーザ光を伝送できる。
しかし、Se系ガラスの代表例としてGe−Seガ
ラスの光吸収特性を調べてみると、第１図に示す
ように波長12.8μｍにGe−Ｏの振動吸収による大
きな吸収が存在する。この振動吸収のすそは波長
10.6μｍにまでのびており、この吸収によつてGe
−Seガラスの温度が上昇し、自由電子による光
吸収が飛躍的に増大する。したがつて、このよう
なガラスからなる光フアイバは到底実用化できな
いという重大な欠点があつた。
ラスの光吸収特性を調べてみると、第１図に示す
ように波長12.8μｍにGe−Ｏの振動吸収による大
きな吸収が存在する。この振動吸収のすそは波長
10.6μｍにまでのびており、この吸収によつてGe
−Seガラスの温度が上昇し、自由電子による光
吸収が飛躍的に増大する。したがつて、このよう
なガラスからなる光フアイバは到底実用化できな
いという重大な欠点があつた。
本発明の目的は、上述したカルコゲナイドガラ
スフアイバの問題点、すなわち、不純物、待に酸
素の混入の問題を解決し、低損失の赤外光用光フ
アイバを作製することができるカルコゲナイドガ
ラスの組成を提供することにある。
スフアイバの問題点、すなわち、不純物、待に酸
素の混入の問題を解決し、低損失の赤外光用光フ
アイバを作製することができるカルコゲナイドガ
ラスの組成を提供することにある。
上記の目的のため本発明の赤外光フアイバの特
徴とするところは、10.6μｍのCO2レーザ光の透
過特性に悪影響をおよぼすGe−Ｏの吸収損失を
低下させるために、Al、Ga、Inのうち少なくと
も１種類を2ppm以上、100ppm以下含有させるこ
とにある。
徴とするところは、10.6μｍのCO2レーザ光の透
過特性に悪影響をおよぼすGe−Ｏの吸収損失を
低下させるために、Al、Ga、Inのうち少なくと
も１種類を2ppm以上、100ppm以下含有させるこ
とにある。
第２図は、これらのAl、Ga、Inの中でAlを例
にとつて、Ge−SeガラスにおけるGe−Ｏの吸収
量がAlの添加によつてどのように変化するかを
調べた結果である。ガラス組成はGe：Se＝20：
80（mol比）である。図では、透過率とは波長と
の関係を示したが、表面での光反射のため、最大
透過率は70％程度となつている。図中、曲線１
は、Alを添加しない場合、曲線２はAlを10ppm
添加した場合である。図より、Alの添加により、
波長12.8μｍのGe−Ｏの振動吸収が実効的に小さ
くなつていることがわかる。このことは、波長
10.6μｍのCO2レーザ光を低損失で伝送する上で
有効であることを示す。
にとつて、Ge−SeガラスにおけるGe−Ｏの吸収
量がAlの添加によつてどのように変化するかを
調べた結果である。ガラス組成はGe：Se＝20：
80（mol比）である。図では、透過率とは波長と
の関係を示したが、表面での光反射のため、最大
透過率は70％程度となつている。図中、曲線１
は、Alを添加しない場合、曲線２はAlを10ppm
添加した場合である。図より、Alの添加により、
波長12.8μｍのGe−Ｏの振動吸収が実効的に小さ
くなつていることがわかる。このことは、波長
10.6μｍのCO2レーザ光を低損失で伝送する上で
有効であることを示す。
ここでGe−Ｏの振動吸収量とAlの添加量との
関係を定量的に調べた結果を、第３図に示す。組
成はGe：Se＝20：80（mol比）である。図より、
Al量が2ppmまでは、Alの増加とともに吸収量が
減少するが、2ppm以上では吸収量が一定である
ことがわかる。このことは、少なくともAlを
2ppm以上添加しないと、吸収量は最低値になら
ないことを示す。したがつて、Alは2ppm以上添
加する必要がある。また、Alを100ppm以上添加
すると、ガラス作製時に使用する石英ガラス等と
Alが反応し、ガラス作製上悪影響を及ぼすこと
がわかつた。したがつて有効なAlの量は２と
100ppmの間である。この有効な範囲は、Se系ガ
ラス（たとえば、Ge−As−Se、Ge−Sb−Se等）
に共通であつた。また、Al以外のGa、Inの場合
もほぼ同一範囲（２〜100ppm）が最も有効な範
囲であつた。
関係を定量的に調べた結果を、第３図に示す。組
成はGe：Se＝20：80（mol比）である。図より、
Al量が2ppmまでは、Alの増加とともに吸収量が
減少するが、2ppm以上では吸収量が一定である
ことがわかる。このことは、少なくともAlを
2ppm以上添加しないと、吸収量は最低値になら
ないことを示す。したがつて、Alは2ppm以上添
加する必要がある。また、Alを100ppm以上添加
すると、ガラス作製時に使用する石英ガラス等と
Alが反応し、ガラス作製上悪影響を及ぼすこと
がわかつた。したがつて有効なAlの量は２と
100ppmの間である。この有効な範囲は、Se系ガ
ラス（たとえば、Ge−As−Se、Ge−Sb−Se等）
に共通であつた。また、Al以外のGa、Inの場合
もほぼ同一範囲（２〜100ppm）が最も有効な範
囲であつた。
以下、本発明の一実施例を説明する。
実施例 １
出発原料として純度99.99999999％のGeのイン
ゴツトと純度99.999％のSeのシヨツトを用いた。
これらの原料をGe：Se＝20：80（モル比）となる
ように秤量し、つぎに石英ガラスアンプル中に真
空度10-5torrで封入した。このとき純度99.999％
のをAl10ppm添加した。このアンプルを温度800
℃で38時間、振動型電気炉を用いてかくはんした
後、空冷してガラスブロツク（100gr）を得た。
ゴツトと純度99.999％のSeのシヨツトを用いた。
これらの原料をGe：Se＝20：80（モル比）となる
ように秤量し、つぎに石英ガラスアンプル中に真
空度10-5torrで封入した。このとき純度99.999％
のをAl10ppm添加した。このアンプルを温度800
℃で38時間、振動型電気炉を用いてかくはんした
後、空冷してガラスブロツク（100gr）を得た。
このブロツクを研磨により径10mmφ、長さ10cm
のロツドに形成し、線引によつて外形１mmφ、長
さ５ｍのアンクラツド光フアイバを得た。この光
フアイバの波長10.6μｍでの光伝送損失は3dB／
ｍで、Alを添加しない場合の10dB／ｍより大幅
に減少している。
のロツドに形成し、線引によつて外形１mmφ、長
さ５ｍのアンクラツド光フアイバを得た。この光
フアイバの波長10.6μｍでの光伝送損失は3dB／
ｍで、Alを添加しない場合の10dB／ｍより大幅
に減少している。
実施例 ２
実施例１と同一のGe−Se組成でAlのかわりに
Gaを20ppm添加して光フアイバを作製した。そ
の他の作製方法は実施例１と同一である。得られ
た光フアイバの波長10.6μｍでの伝送損失は
4dB／ｍでGaを添加しない場合の10dB／ｍに比
べて伝送損失が大幅に減少している。
Gaを20ppm添加して光フアイバを作製した。そ
の他の作製方法は実施例１と同一である。得られ
た光フアイバの波長10.6μｍでの伝送損失は
4dB／ｍでGaを添加しない場合の10dB／ｍに比
べて伝送損失が大幅に減少している。
実施例 ３
実施例１と同一のGe−Seガラス組成でAlのか
わりにInを30ppm添加して光フアイバを作製し
た。その他の作製方法は実施例１と同一である。
得られた光フアイバの波長10.6μｍでの伝送損失
は3.5dB／ｍでInを添加しない場合の10dB／ｍに
比べて伝送損失が大幅に減少している。
わりにInを30ppm添加して光フアイバを作製し
た。その他の作製方法は実施例１と同一である。
得られた光フアイバの波長10.6μｍでの伝送損失
は3.5dB／ｍでInを添加しない場合の10dB／ｍに
比べて伝送損失が大幅に減少している。
本発明の赤外光フアイバ用ガラス材料は、Se
系カルコゲナイドガラスにAl、Ga、および／ま
たはInを２〜100ppm添加することにより、酸素
混入による光透過特性の劣化を著しく軽減でき
た。
系カルコゲナイドガラスにAl、Ga、および／ま
たはInを２〜100ppm添加することにより、酸素
混入による光透過特性の劣化を著しく軽減でき
た。
第１図はGe（30mol％）−Se（70mol％）カルコ
ゲナイドガラスの光透過特性を示す図、第２図は
Alを添加した場合と添加しない場合の光透過率
の違いを示す図、第３図はGe−Ｏ振動吸収量
（吸収位置12.8μｍ）のAl含有量依存性を示す図で
ある。
ゲナイドガラスの光透過特性を示す図、第２図は
Alを添加した場合と添加しない場合の光透過率
の違いを示す図、第３図はGe−Ｏ振動吸収量
（吸収位置12.8μｍ）のAl含有量依存性を示す図で
ある。
Claims (1)
- １ Al、Ga、Inのうち少なくとも１種類を2ppm
以上、100ppm以下含むSe系カルコゲナイドガラ
スからなる赤外光フアイバ用ガラス材料。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58222073A JPS60118651A (ja) | 1983-11-28 | 1983-11-28 | 赤外光フアイバ用ガラス材料 |
| GB08429504A GB2150928B (en) | 1983-11-28 | 1984-11-22 | Glass material for optical fibers used in infrared region |
| US06/674,769 US4612294A (en) | 1983-11-28 | 1984-11-26 | Glass material for optical fibers used in infrared region |
| DE19843443414 DE3443414A1 (de) | 1983-11-28 | 1984-11-28 | Glasmaterial fuer optische fasern im infrarotbereich |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58222073A JPS60118651A (ja) | 1983-11-28 | 1983-11-28 | 赤外光フアイバ用ガラス材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60118651A JPS60118651A (ja) | 1985-06-26 |
| JPH0420861B2 true JPH0420861B2 (ja) | 1992-04-07 |
Family
ID=16776690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58222073A Granted JPS60118651A (ja) | 1983-11-28 | 1983-11-28 | 赤外光フアイバ用ガラス材料 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4612294A (ja) |
| JP (1) | JPS60118651A (ja) |
| DE (1) | DE3443414A1 (ja) |
| GB (1) | GB2150928B (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61127639A (ja) * | 1984-11-21 | 1986-06-14 | Hitachi Ltd | 赤外光フアイバ用材料 |
| DE3534275A1 (de) * | 1985-09-26 | 1987-04-02 | Schott Glaswerke | Infrarotdurchlaessiges chalkogenidglas |
| US4942144A (en) * | 1989-01-23 | 1990-07-17 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Infrared transmitting glasses with high glass transition temperatures |
| US5389584A (en) * | 1994-04-11 | 1995-02-14 | Corning Incorporated | Ga- and/or In-containing AsGe sulfide glasses |
| US5392376A (en) | 1994-04-11 | 1995-02-21 | Corning Incorporated | Gallium sulfide glasses |
| US5599751A (en) * | 1995-02-28 | 1997-02-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Alkaline earth modified germanium sulfide glass |
| US5629248A (en) * | 1995-10-10 | 1997-05-13 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Modified germanium sulfide glass |
| US5739536A (en) * | 1995-12-14 | 1998-04-14 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Fiber optic infrared cone penetrometer system |
| WO2002083583A1 (en) * | 2001-04-12 | 2002-10-24 | Omniguide Communications | High index-contrast fiber waveguides and applications |
| JP2006507545A (ja) * | 2002-11-22 | 2006-03-02 | オムニガイド コミュニケーションズ インコーポレイテッド | 誘電体導波路およびその製造方法 |
| US6984598B1 (en) | 2003-07-02 | 2006-01-10 | Amorphous Materials, Inc. | Infrared chalcogenide glass |
| DE102009008354B4 (de) | 2009-02-11 | 2013-08-01 | Siegfried Unseld | Verfahren zur Lagerung und Trocknung von schüttfähigem Gut, insbesondere Holzhackschnitzeln |
| US9187360B2 (en) | 2012-04-20 | 2015-11-17 | Schott Corporation | Glasses for the correction of chromatic and thermal optical aberations for lenses transmitting in the near, mid, and far-infrared sprectrums |
| CN105470796B (zh) * | 2015-12-30 | 2018-05-08 | 江苏师范大学 | 一种高亮度超宽带中红外超连续谱光源 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3360649A (en) * | 1965-04-22 | 1967-12-26 | Texas Instruments Inc | Ge-sb-se glass compositions |
| FR95985E (fr) * | 1966-05-16 | 1972-05-19 | Rank Xerox Ltd | Semi-conducteurs vitreux et leur procédé de fabrication sous forme de pellicules minces. |
| US3511992A (en) * | 1967-10-18 | 1970-05-12 | Texas Instruments Inc | Ge-se-ga glass composition in an infrared detection system |
| US3615413A (en) * | 1969-06-23 | 1971-10-26 | Xerox Corp | Indium doping of selenium-arsenic photoconductive alloys |
| US3901996A (en) * | 1972-10-11 | 1975-08-26 | Nat Inst Res | Process for preparing a chalcogenide glass having silicon containing layer and product |
| GB1546828A (en) * | 1976-07-01 | 1979-05-31 | Secr Defence | Infra red transmitting glass member |
| JPS5988338A (ja) * | 1982-11-08 | 1984-05-22 | Hitachi Ltd | 赤外光用光フアイバ |
| JPS59182247A (ja) * | 1983-03-30 | 1984-10-17 | Hitachi Ltd | 赤外光フアイバの製造方法 |
-
1983
- 1983-11-28 JP JP58222073A patent/JPS60118651A/ja active Granted
-
1984
- 1984-11-22 GB GB08429504A patent/GB2150928B/en not_active Expired
- 1984-11-26 US US06/674,769 patent/US4612294A/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-11-28 DE DE19843443414 patent/DE3443414A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60118651A (ja) | 1985-06-26 |
| DE3443414A1 (de) | 1985-06-05 |
| GB2150928A (en) | 1985-07-10 |
| GB8429504D0 (en) | 1985-01-03 |
| US4612294A (en) | 1986-09-16 |
| GB2150928B (en) | 1987-05-28 |
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