JPH0446912B2 - - Google Patents
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- JPH0446912B2 JPH0446912B2 JP62058964A JP5896487A JPH0446912B2 JP H0446912 B2 JPH0446912 B2 JP H0446912B2 JP 62058964 A JP62058964 A JP 62058964A JP 5896487 A JP5896487 A JP 5896487A JP H0446912 B2 JPH0446912 B2 JP H0446912B2
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- glass
- cladding
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- fiber
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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
- C03C13/043—Chalcogenide 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
- C03C3/321—Chalcogenide glasses, e.g. containing S, Se, Te
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は長波長域１〜14μmの赤外透過性を有
するカルコゲナイドガラスフアイバー、特にコ
ア、クラツド構造を有するカルコゲナイドガラス
フアイバーに関するものである。 〔従来の技術〕 従来、コア、クラツド構造を有する光フアイバ
は良く知られているが、カルコゲナイドガラスフ
アイバーに於いては、その例は余りみられない。
わずかにAs2 S3からなるフアイバーに於いて、
Ｓの量を変化させることにより屈折率差を設け、
コア、クラツド構造を有するカルコゲナイドガラ
スフアイバーが知られているのみである。 コア、クラツド型構造にすることによるメリツ
トとしては、第１に透過損失の低下が挙げられ
る。これはコア、クラツド間の界面がガラス同志
で接触されるため、きわめてなめらかな界面が得
られ、界面からの散乱による損失を大幅に低下さ
せることができるためである。第２には、一般に
カルコゲナイドガラスフアイバーはその機械的強
度の向上をはかるため、樹脂によるコーテイング
が行われるが、樹脂コーテイングした場合には、
界面からの散乱、樹脂自体の吸収による損失は避
けられないが、予めカルコゲナイドガラスフアイ
バーによるクラツドを設けておけば、コア、クラ
ツド界面の全反射によつて光が伝送されるため、
樹脂コーテイングによる損失の低下を避けること
が可能となる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 コア、クラツド型構造フアイバーはコア中に光
を通す場合、コア、クラツド界面の全反射を行わ
せることにより、光を伝送させるため、コア、ク
ラツド間に屈折率差を設ける必要がある。すでに
述べたAs2 S3からなるカルコゲナイドガラスフ
アイバーに於いては、Ｓの量を変化させることに
より、上記の屈折率差を得ていた。ところがこの
方法の欠点としては、Ｓの量の変化によつて生ず
る屈折率の変化は、それほど大きなものではな
く、従つて、コア、クラツド間に有効な屈折率差
を設けるためには、Ｓの量は大幅に変える必要が
あり、結果として、コアかクラツドのいずれかの
ガラスの安定性を犠性にせざるを得なかつた。 また、カルコゲナイドガラスで良く使用される
Teをコア、クラツド間で変化させ、屈折率に差
を設けることも考えられるが、Teを使用した場
合でも、上記と同様それほど大きな屈折率の変化
は得られず、必要な屈折率差を得るためには、コ
ア、クラツド間で大幅な組成の変化は避けること
はできない。 従つて、本発明が解決しようとする問題点は、
コア、クラツドを有するカルコゲナイドガラスフ
アイバーに於いて、比較的わずかなコア、クラツ
ド間の組成差で必要とする屈折差を得ることがで
きる手段を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の上記の問題点はTeを含むカルコゲナ
イドを採用し、コアに於けるTlの含有量をクラ
ツドに於けるTlの含有量を多くすることにより、
解決し得ることを見出してなつたものである。 ここでクラツドとコアに於けるTlの含有量の
差は0.05〜10モル％の範囲にあることが適当であ
る。Tlの含有量の差が0.05モル％以下になると、
フアイバーの開口数N.Aが低くすぎ、エネルギー
伝送が充分行われない。例えばGe25 Se15 Te60を
クラツドとし、Ge25 Se14.96Te60Tl0.4をコアとし
た場合、それぞれの屈折率は3.380及び3.382とな
り、N.A.は0.12となる。これはθ＝6.7゜の範囲の
光しかフアイバーに入れることができないことを
意味する。またTlの含有量の差が10モル％を越
えると、Tl自身による電子遷移吸収が生じ、フ
アイバーの透過損失を増加せしめるほか、ガラス
の転移点が低くなり、実用性に乏しくなる。 また本発明のカルコゲナイドガラスフアイバー
に於いては、クラツドにTlを含有せしめない方
が望ましい。Tlを含有せしめると、軟化点が低
下し、結果として赤外線がフアイバ中を透過する
際に吸収によつて生ずる熱によつて溶融される可
能性がでてくるからである。 さらにTlを充分安定に含有させ得るカルコゲ
ナイドガラスとしては、Tl、Ge、Se、Te、As、
Sbのうち、少なくとも３成分を含むガラスが適
当で、その最適範囲はTl ０〜10モル％、Ge ５
〜30モル％、Se 10〜90モル％、Te ０〜65モル
％、As ０〜45％、Sb ０〜30モル％が最適で、
この範囲でもつとも安定なガラスが得られる。 〔作 用〕 Tlはわずかな量の変化で屈折率の大幅な変化
を生せしめることができるため、コア、クラツド
間で組成を大きく変える必要がなく、安定なフア
イバーを得ることができる。例えばTlの場合
1mol％当り0.050の屈折率差が得られるが、Teの
場合１モル％当りわずかに0.017の屈折率差が得
られない。またTlを使用するその他のメリツト
としては、ガラスの熱的安定性（耐失透性）が
Tlの添加によつて劣化しない点も挙げられる。 〔実施例〕 実施例 １ 本実施例のカルコゲナイドガラスに用いた原料
はすべて6N以上の高純度のインゴツトである。 得られるガラスの組成がコア用ガラスとして
Ge：25mol％、Se：13mol％、Te：60mol％、
Tl：2mol％、クラツド用ガラスとしてGe：
25mol％、Se：15mol％、Te：60mol％になるよ
うに調合されたGe−Se−Te−Tl及びGe−Se−
Teの各原料を各々内径13.5mmφ、長さ150mmの石
英容器に入れ、該石英容器内を５×10-7Torrの
真空したで２時間脱気した。その後、該石英容器
の真空脱気口をガスバーナーで封じ、アンプル状
に成形した。 得られた該石英アンプルを揺監型電気炉に入
れ、860℃、24時間、550℃２時間の溶融を行い、
目的とする組成のコア用及びクラツド用のガラス
を得た。得られたガラスの内コア用ガラスは外径
８mmφの棒状に、またクラツド用ガラスは、内径
8.05mmφ、外径12mmφのパイプ状に加工し、その
後クラツド用ガラスパイプ内にコア用ガラス棒を
挿入して、該ガラス体をアルゴンガス雰囲気中で
局所的に該ガラスの軟化点以上に加熱することに
よつてコア径200μmφ、クラツド径300μmφ、長
さ10mのフアイバーを得た。該フアイバーの透過
損失を測定したところ、第１図中のａに示すよう
に最低損失は波長9.1μmにおいて、0.88dB／ｍで
あつた。 実施例 ２〜７ 得られるコア用ガラス及びクラツド用ガラスが
各々第１表に示すような組成になるように調合さ
れた原料を各々実施例−１と同様な手法によつて
アンプル封入及び溶融することによつて、目的と
する組成のコア用及びクラツド用ガラスを得た。
得られた該ガラスを実施例−１と同様な手順でコ
ア径200μmφ、クラツド径300μmφ、長さ10mの
フアイバーに加工した。得られた該フアイバーの
最低損失値及びその波長を第１表に示す。 比較例 １ 得られるガラスの組成がGe：25mol％、Se：
13mol％、Te：60mol％、Tl：2mol％になるよ
うに、調合されたGe−Se−Te−Tl原料を実施例
−１と同様な手法によつてアンプル封入及び溶融
することによつて目的とする組成のガラスを得
た。 得られた該ガラスを外径12mmφの棒状に加工
し、アルゴン雰囲気中で局所的に該ガラスの軟化
点以上に加熱することによつて外径300μmφ、長
さ10mのフアイバーを作製した。該フアイバーの
透過損失を測定したところ、第１図中のｂに示す
ように最低損失は波長9.0μmにおいて2.0dB／ｍ
であつた。 比較例 ２ 比較例−１で得られたフアイバーに紫外線硬化
樹脂を50μmの厚さでコーテイングすることによ
つて、樹脂クラツドを有するフアイバーを作製
し、その透過損失を測定したところ、第１図中の
ｃに示すように樹脂による吸収が生じるために、
最低損失は波長10μm帯において4.4dB／ｍと高
かつた。 比較例３ ４ 実施例−１と全く同様な手法によつて、第１表
するカルコゲナイドガラスフアイバー、特にコ
ア、クラツド構造を有するカルコゲナイドガラス
フアイバーに関するものである。 〔従来の技術〕 従来、コア、クラツド構造を有する光フアイバ
は良く知られているが、カルコゲナイドガラスフ
アイバーに於いては、その例は余りみられない。
わずかにAs2 S3からなるフアイバーに於いて、
Ｓの量を変化させることにより屈折率差を設け、
コア、クラツド構造を有するカルコゲナイドガラ
スフアイバーが知られているのみである。 コア、クラツド型構造にすることによるメリツ
トとしては、第１に透過損失の低下が挙げられ
る。これはコア、クラツド間の界面がガラス同志
で接触されるため、きわめてなめらかな界面が得
られ、界面からの散乱による損失を大幅に低下さ
せることができるためである。第２には、一般に
カルコゲナイドガラスフアイバーはその機械的強
度の向上をはかるため、樹脂によるコーテイング
が行われるが、樹脂コーテイングした場合には、
界面からの散乱、樹脂自体の吸収による損失は避
けられないが、予めカルコゲナイドガラスフアイ
バーによるクラツドを設けておけば、コア、クラ
ツド界面の全反射によつて光が伝送されるため、
樹脂コーテイングによる損失の低下を避けること
が可能となる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 コア、クラツド型構造フアイバーはコア中に光
を通す場合、コア、クラツド界面の全反射を行わ
せることにより、光を伝送させるため、コア、ク
ラツド間に屈折率差を設ける必要がある。すでに
述べたAs2 S3からなるカルコゲナイドガラスフ
アイバーに於いては、Ｓの量を変化させることに
より、上記の屈折率差を得ていた。ところがこの
方法の欠点としては、Ｓの量の変化によつて生ず
る屈折率の変化は、それほど大きなものではな
く、従つて、コア、クラツド間に有効な屈折率差
を設けるためには、Ｓの量は大幅に変える必要が
あり、結果として、コアかクラツドのいずれかの
ガラスの安定性を犠性にせざるを得なかつた。 また、カルコゲナイドガラスで良く使用される
Teをコア、クラツド間で変化させ、屈折率に差
を設けることも考えられるが、Teを使用した場
合でも、上記と同様それほど大きな屈折率の変化
は得られず、必要な屈折率差を得るためには、コ
ア、クラツド間で大幅な組成の変化は避けること
はできない。 従つて、本発明が解決しようとする問題点は、
コア、クラツドを有するカルコゲナイドガラスフ
アイバーに於いて、比較的わずかなコア、クラツ
ド間の組成差で必要とする屈折差を得ることがで
きる手段を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の上記の問題点はTeを含むカルコゲナ
イドを採用し、コアに於けるTlの含有量をクラ
ツドに於けるTlの含有量を多くすることにより、
解決し得ることを見出してなつたものである。 ここでクラツドとコアに於けるTlの含有量の
差は0.05〜10モル％の範囲にあることが適当であ
る。Tlの含有量の差が0.05モル％以下になると、
フアイバーの開口数N.Aが低くすぎ、エネルギー
伝送が充分行われない。例えばGe25 Se15 Te60を
クラツドとし、Ge25 Se14.96Te60Tl0.4をコアとし
た場合、それぞれの屈折率は3.380及び3.382とな
り、N.A.は0.12となる。これはθ＝6.7゜の範囲の
光しかフアイバーに入れることができないことを
意味する。またTlの含有量の差が10モル％を越
えると、Tl自身による電子遷移吸収が生じ、フ
アイバーの透過損失を増加せしめるほか、ガラス
の転移点が低くなり、実用性に乏しくなる。 また本発明のカルコゲナイドガラスフアイバー
に於いては、クラツドにTlを含有せしめない方
が望ましい。Tlを含有せしめると、軟化点が低
下し、結果として赤外線がフアイバ中を透過する
際に吸収によつて生ずる熱によつて溶融される可
能性がでてくるからである。 さらにTlを充分安定に含有させ得るカルコゲ
ナイドガラスとしては、Tl、Ge、Se、Te、As、
Sbのうち、少なくとも３成分を含むガラスが適
当で、その最適範囲はTl ０〜10モル％、Ge ５
〜30モル％、Se 10〜90モル％、Te ０〜65モル
％、As ０〜45％、Sb ０〜30モル％が最適で、
この範囲でもつとも安定なガラスが得られる。 〔作 用〕 Tlはわずかな量の変化で屈折率の大幅な変化
を生せしめることができるため、コア、クラツド
間で組成を大きく変える必要がなく、安定なフア
イバーを得ることができる。例えばTlの場合
1mol％当り0.050の屈折率差が得られるが、Teの
場合１モル％当りわずかに0.017の屈折率差が得
られない。またTlを使用するその他のメリツト
としては、ガラスの熱的安定性（耐失透性）が
Tlの添加によつて劣化しない点も挙げられる。 〔実施例〕 実施例 １ 本実施例のカルコゲナイドガラスに用いた原料
はすべて6N以上の高純度のインゴツトである。 得られるガラスの組成がコア用ガラスとして
Ge：25mol％、Se：13mol％、Te：60mol％、
Tl：2mol％、クラツド用ガラスとしてGe：
25mol％、Se：15mol％、Te：60mol％になるよ
うに調合されたGe−Se−Te−Tl及びGe−Se−
Teの各原料を各々内径13.5mmφ、長さ150mmの石
英容器に入れ、該石英容器内を５×10-7Torrの
真空したで２時間脱気した。その後、該石英容器
の真空脱気口をガスバーナーで封じ、アンプル状
に成形した。 得られた該石英アンプルを揺監型電気炉に入
れ、860℃、24時間、550℃２時間の溶融を行い、
目的とする組成のコア用及びクラツド用のガラス
を得た。得られたガラスの内コア用ガラスは外径
８mmφの棒状に、またクラツド用ガラスは、内径
8.05mmφ、外径12mmφのパイプ状に加工し、その
後クラツド用ガラスパイプ内にコア用ガラス棒を
挿入して、該ガラス体をアルゴンガス雰囲気中で
局所的に該ガラスの軟化点以上に加熱することに
よつてコア径200μmφ、クラツド径300μmφ、長
さ10mのフアイバーを得た。該フアイバーの透過
損失を測定したところ、第１図中のａに示すよう
に最低損失は波長9.1μmにおいて、0.88dB／ｍで
あつた。 実施例 ２〜７ 得られるコア用ガラス及びクラツド用ガラスが
各々第１表に示すような組成になるように調合さ
れた原料を各々実施例−１と同様な手法によつて
アンプル封入及び溶融することによつて、目的と
する組成のコア用及びクラツド用ガラスを得た。
得られた該ガラスを実施例−１と同様な手順でコ
ア径200μmφ、クラツド径300μmφ、長さ10mの
フアイバーに加工した。得られた該フアイバーの
最低損失値及びその波長を第１表に示す。 比較例 １ 得られるガラスの組成がGe：25mol％、Se：
13mol％、Te：60mol％、Tl：2mol％になるよ
うに、調合されたGe−Se−Te−Tl原料を実施例
−１と同様な手法によつてアンプル封入及び溶融
することによつて目的とする組成のガラスを得
た。 得られた該ガラスを外径12mmφの棒状に加工
し、アルゴン雰囲気中で局所的に該ガラスの軟化
点以上に加熱することによつて外径300μmφ、長
さ10mのフアイバーを作製した。該フアイバーの
透過損失を測定したところ、第１図中のｂに示す
ように最低損失は波長9.0μmにおいて2.0dB／ｍ
であつた。 比較例 ２ 比較例−１で得られたフアイバーに紫外線硬化
樹脂を50μmの厚さでコーテイングすることによ
つて、樹脂クラツドを有するフアイバーを作製
し、その透過損失を測定したところ、第１図中の
ｃに示すように樹脂による吸収が生じるために、
最低損失は波長10μm帯において4.4dB／ｍと高
かつた。 比較例３ ４ 実施例−１と全く同様な手法によつて、第１表
【表】
カルコゲナイドガラスフアイバーのコア、クラ
ツド間の屈折率差を設ける手段として、Tlの含
有量の差を用いたため、コア、クラツド間の組成
をそれほど大幅に変えることなく、安定なコア、
クラツド構造を持つカルコゲナイドガラスフアイ
バーを得ることができた。本発明によつて得られ
たフアイバーは実施例で示したように、界面の散
乱による損失を大幅に低減せしめることに成功し
た他、樹脂コーテイングを施しても損失の増加は
みられなかつた。
ツド間の屈折率差を設ける手段として、Tlの含
有量の差を用いたため、コア、クラツド間の組成
をそれほど大幅に変えることなく、安定なコア、
クラツド構造を持つカルコゲナイドガラスフアイ
バーを得ることができた。本発明によつて得られ
たフアイバーは実施例で示したように、界面の散
乱による損失を大幅に低減せしめることに成功し
た他、樹脂コーテイングを施しても損失の増加は
みられなかつた。
図面は本発明の実施例で得られたフアイバーの
各波長に於ける透過損失の変化を示したものであ
る。
各波長に於ける透過損失の変化を示したものであ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ コアに於けるTlの含有量がクラツドに於け
るTlの含有よりも多くしたことを特徴とするカ
ルコゲナイドガラスフアイバー。 ２ コアとクラツドに於けるTlの含有量の差が
0.05〜10モル％の範囲にあることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のカルコゲナイドガラス
フアイバー。 ３ クラツドに於けるTlの含有量が０であるこ
とを特徴とする許請求の範囲第１項記載のカルコ
ゲナイドガラスフアイバー。 ４ コア、クラツドがTl、Ge、Se、Te、As、
Sbのうち、少なくとも３成分を含むカルコゲナ
イドガラスからなる特許請求の範囲第１項記載の
カルコゲナイドガラスフアイバー。 ５ カルコゲナイドガラスの組成がTl ０〜10モ
ル％、Ge ５〜30モル％、Se 10〜90モル％、Te
０〜65モル％、As ０〜45モル％、Sb ０〜30モ
ル％であることを特徴とする特許請求の範囲第４
項記載のカルコゲナイドガラスフアイバー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62058964A JPS63225555A (ja) | 1987-03-16 | 1987-03-16 | カルコゲナイドガラスファイバー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62058964A JPS63225555A (ja) | 1987-03-16 | 1987-03-16 | カルコゲナイドガラスファイバー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63225555A JPS63225555A (ja) | 1988-09-20 |
| JPH0446912B2 true JPH0446912B2 (ja) | 1992-07-31 |
Family
ID=13099526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62058964A Granted JPS63225555A (ja) | 1987-03-16 | 1987-03-16 | カルコゲナイドガラスファイバー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63225555A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0813692B2 (ja) * | 1989-01-20 | 1996-02-14 | 非酸化物ガラス研究開発株式会社 | 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 |
| JPH0429101A (ja) * | 1990-05-24 | 1992-01-31 | Hisankabutsu Glass Kenkyu Kaihatsu Kk | Ｃｏ↓２レーザーエネルギー伝送用カルコゲナイドガラスファイバー |
| DE102014103560A1 (de) | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Schott Corporation | Optisches Binden durch die Verwendung von optischem Glas mit niedrigem Erweichungspunkt für optische IR-Anwendungen und gebildete Produkte |
| CN108503215B (zh) * | 2018-05-03 | 2021-04-02 | 湖北新华光信息材料有限公司 | 一种硫系光学玻璃及其制备方法和光学元件 |
-
1987
- 1987-03-16 JP JP62058964A patent/JPS63225555A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63225555A (ja) | 1988-09-20 |
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