JPH05323132A - フッ化物ガラスファイバおよびその製造方法 - Google Patents

フッ化物ガラスファイバおよびその製造方法

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JPH05323132A
JPH05323132A JP4133635A JP13363592A JPH05323132A JP H05323132 A JPH05323132 A JP H05323132A JP 4133635 A JP4133635 A JP 4133635A JP 13363592 A JP13363592 A JP 13363592A JP H05323132 A JPH05323132 A JP H05323132A
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JP
Japan
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clad
core
glass
fiber
fluoride
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Pending
Application number
JP4133635A
Other languages
English (en)
Inventor
Masashi Onishi
正志 大西
Takashi Kogo
隆司 向後
Hiroo Kanamori
弘雄 金森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
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  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い比屈折率差を有しつつ、耐候性に優れた
フッ化物ガラスファイバとその製造方法を提供すること
を目的とする。 【構成】 円柱状(D1 =2.5μm)の高屈折率Zr
4 系ガラス材料からなる最内層コア1と、コア1を取
り囲んだ円筒状(D2 =25μm)の低屈折率ZrF4
系ガラス材料からなるクラッド2と、クラッド2を取り
囲んだ最外層の円筒状のThF4 を含むZrF4 系ガラ
スからなる最外層ジャケット3(D3 =125μm:C
CITT規格)とで構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光伝送媒体であるフッ
化物ガラスファイバとその製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】光通信の光伝送媒体として使用される赤
外領域光を透過するファイバとして、この波長領域光で
伝送損失の少ないフッ化物ガラスを材料に使用したフッ
化物ファイバが注目されている。このフッ化物ファイバ
は低損失性を生かした長距離伝送媒体として、また、従
来のOE/EO変換に代わり、赤外光を増幅可能なフッ
化物光ファイバ増幅器の構成要素として、安定した光学
的および機械的特性を持つフッ化物単一モード光ファイ
バが期待されている。
【0003】従来、フッ化物単一モード光ファイバとし
て、図3の構成を備えたものが知られている(大石泰
丈、電子情報通信学会技術研究報告 ’88 p17〜
p24)。図示のとうり、このフッ化物ファイバは、光
を導波する円柱状コア部1と、コア部1を取り囲み、コ
ア部1より屈折率の低い円筒状クラッド部2と、クラッ
ド部2と同一材料からなる円筒状ジャケット部6から構
成される。
【0004】このフッ化物ファイバは、期待するコアと
クラッド間の比屈折率差を得るために調合されたコアお
よびクラッド材料を出発点として、公知(特公開 昭6
3−11535)のファイバ用プリフォーム製造方法
(以後、サクションキャスティング法と呼ぶ)を使用し
て作成した円柱状コア/クラッド母材と、クラッドと同
一材料を使用して作成した円筒状ジャケット母材とを、
加熱一体化線引を施して製作される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ZrF4 系ガラスファ
イバにおいて、コアとクラッド間で高い比屈折率差を実
現するため、コアの屈折率を上げる、あるいはクラッド
の屈折率を下げる必要がある。この目的のため、コアま
たはクラッドに様々なフッ化物をドーパントとして多量
に混合する。このようなフッ化物ガラスはガラスとして
の安定性が悪化したり、耐候性が劣化することがしばし
ば発生する。特に潮解性が大きくなり、水分に触れると
その部分が加水分解を起こし結晶化し易い傾向がある。
【0006】従来のフッ化物ガラスファイバは上記のよ
うに、最外層にクラッドと同一組成の材料を使用してい
たので、屈折率を下げるために多量のドーパントを混合
した最外層表面が外気に触れ、加水分解を起こし部分的
な結晶化を起こしやすい。このため、ガラス強度が劣化
し、外部からの力学的ストレスによる破断が生じやすか
った。
【0007】本発明は、以上の問題点を解消するために
なされたもので、高い比屈折率差を有しつつ、耐候性に
優れたフッ化物ガラスファイバとその製造方法を提供す
ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】ZrF4 系ガラスとし
て、ThF4 を含めるとガラスの安定性が増し、耐候性
が向上するとともに屈折率を高めることが知られてい
る。本発明は以上の事実を鑑みてなされたもので、従来
のフッ化物ガラスファイバの最外層にThF4 を含むZ
rF4 系ガラス材料からなるジャケットを付加すること
を特徴とする。
【0009】より詳細に述べると、本発明のフッ化物フ
ァイバは、屈折率を上げるためのド−パントを混合した
ZrF4 系ガラス材料を使用した、光を導波するコア部
と、このコア部を取り囲み、屈折率を下げるためのドー
パントを混合したZrF4 系ガラス材料を使用したクラ
ッド部と、このクラッド部を取り囲み、ThF4 を組成
として含むZrF4 ガラス材料を使用したジャケット部
の3層構造を有することを特徴とする。なお、ジャケッ
ト部のThF4 濃度は、5mol%以下で結晶化のない
安定なガラスとなる範囲であることを特徴とする。
【0010】また、本発明のフッ化物ガラスファイバ製
造方法は、光を導波するコア部の材料融液を、コア部よ
り光屈折率の低いクラッド部材料からなる半融状態円筒
に鋳込み、徐冷してプリフォームを形成する第1の工程
と、このプリフォームを、粘性がコア部と同一以上の材
料からなる管状のジャケット母材に挿入し加熱一体化線
引を行う第2の工程とを有することを特徴とする。
【0011】
【作用】本発明のフッ化物ガラスファイバは以上のよう
に構成されるので、ファイバ形成後に外気に触れる最外
層のジャケットを、潮解性の小さな、耐候性に優れたT
hF4 を含むZrF4 系ガラス材料で形成したので、フ
ァイバ表面での加水分解による結晶化を低減でき、従来
のファイバに比較して力学的強度を向上できる。
【0012】また、本発明のフッ化物ガラスファイバ製
造方法によれば、光導波をつかさどる部位は従来どうり
作成し、光導波特性に関連のない最外層に耐候性を高め
たジャケットを付加するので、従来に比べて同等の光学
的特性を有しつつ、力学的強度を向上したフッ化物ガラ
スファイバを安定して量産可能である。
【0013】
【実施例】以下、実施例について図面を参照して説明す
る。図1は、本発明に係わる一実施例のフッ化物ファイ
バの構成図であり、最内層に円柱状(D1 =2.5μ
m)のコア1が、コア1を取り囲んで円筒状(D2 =2
5μm)のクラッド2が、クラッド2を取り囲んで最外
層に円筒状ジャケット3(D3 =125μm:CCIT
T規格)が各々形成されている。各部の組成は以下のと
うりである。
【0014】(1)コア1:53ZrF4 −17BaF
2 −5.5LaF3 −2.5AlF3 −14NaF−8
PbF2 (mol%) (2)クラッド2:11ZrF4 −19BaF2 −4.
2LaF3 −4.2AlF3 −22.2NaF−39.
4HfF4 (mol%) (3)ジャケット3:55ZrF4 −21BaF2 −4
LaF3 −3.9AlF3 −15.6NaF−0.7H
fF4 −0.3ThF4 このフッ化物ガラスファイバは、以上のように構成さ
れ、ファイバ形成後に外気に触れる最外層は、ガラス安
定性が良く、耐候性に優れたThF4 を含むZrF4
ガラスを材料として使用しているので、ファイバの力学
的強度を従来品から向上することができる。
【0015】この実施例のフッ化物ファイバは、図2の
製造工程で作成される。
【0016】まず、コアの原材料50gとNH4 HF2
2.5gを一つのるつぼに、クラッドの原材料60gと
NH4 HF2 3gを他のるつぼに入れ、約400℃の雰
囲気で1時間放置し、原材料に含まれる酸化物をフッ化
物とする。この後、両材料を880℃で溶融する(図示
せず)。
【0017】つぎに、公知のサクションキャスティング
法を使用して、径比が1:3.3の第一次コア/クラッ
ド母材41を作成する(図2(a))。この第一次母材
41をガラス軟化温度付近で延伸し、外径が3mmの第
二次コア/クラッド母材42に整形する(図2
(b))。図2(a)、(b)の工程と相前後して、ク
ラッドと同一材料を使用して、円筒状(内径3mm、外
径9mm)第2クラッド母材22を作成する(図2
(c))。
【0018】次いで、クラッド母材21に第二次コア/
クラッド母材42を挿入後、加熱一体化延伸し、外径3
mmの第三次コア/クラッド母材43を形成する(図2
(d))。図2(a)、(b)、(c)、(d)の工程
と相前後して、ThF4 を含むZrF4 系ガラス材料を
使用して、円筒状(内径3mm、外径14mm)のジャ
ケット母材31を作成する(図2(e))。
【0019】引き続き、ジャケット母材31に第三次コ
ア/クラッド母材43を挿入しファイバ母材を形成す
る。このファイバ母材の一端近傍をガラス軟化温度に加
熱炉5で加熱後、一体化線引きと除冷を施し、外径12
5μmのファイバを製造する(図2(f))。
【0020】以上のように、光導波特性を決めるコアと
クラッドは、従来どうりの手法を用いて作成し、最外層
のジャケットをクラッド材料に比べて耐候性の高いTh
4を含むZrF4 系ガラス材料を使用して作成したの
で、ファイバとしての光学的特性は従来のとうりで、力
学的強度を向上したフッ化物ガラスファイバを作成でき
る。
【0021】本発明者は、以上の実施例が有効であるこ
とを確認するため、実施例のファイバおよび比較例とし
て、ジャケットの組成をクラッドと同一にした従来型フ
ァイバを、同一の図2の製造工程にてファイバを製作
し、その伝送損失率および引張強度を測定した。伝送損
失率は双方とも波長が1.3μmの赤外光で0.2dB
/kmであり同一であり、ファイバが破断する引張力に
関しては、実施例では450Mpa、比較例では380
Mpaとなり、約20%の引張強度向上を実現できるこ
とを確認した。
【0022】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、変形が可能である。
【0023】例えば、コアおよびクラッドの材料はZr
4 系ガラスであれば組成比を変更しもよいし、ジャケ
ットの材料はThF4 を含むZrF4 系ガラスであれば
その組成比を変更しても同様の効果を得ることができ
る。
【0024】
【発明の効果】以上、詳細に説明したとうり、本発明の
フッ化物ガラスファイバによれば、フッ化物特有の潮解
性による力学的強度の劣化を従来品と比較して低減した
ファイバを構成可能である。また、本発明のフッ化物フ
ァイバの製造方法によれば、従来の光導波特性を維持し
つつ力学的強度を改善したフッ化物ガラスファイバを安
定して量産可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例のフッ化物ガラスファイバの構成図で
ある。
【図2】図1のフッ化物ガラスファイバの製造工程図で
ある。
【図3】従来のフッ化物ガラスファイバの構成図であ
る。
【符号の説明】
1…コア,2…クラッド,21…クラッド母材,3、6
…ジャケット,31…ジャケット母材,41…第一次コ
ア/クラッド母材,42…第二次コア/クラッド母材,
43…第三次コア/クラッド母材,5…加熱炉。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ZrF4 系ガラスを材料とし光を導波す
    るコア部と、 このコア部を取り囲み、屈折率が前記コア部より低いZ
    rF4 系ガラスを材料とするクラッド部と、 このクラッド部を取り囲み、ThF4 を組成として含む
    ZrF4 系ガラスを材料とするジャケット部と、 で構成されることを特徴とするフッ化物ガラスファイ
    バ。
  2. 【請求項2】 前記ジャケット部のThF4 濃度が5m
    ol%以下であることを特徴とする請求項1記載のフッ
    化物ガラスファイバ。
  3. 【請求項3】 光を導波するコア部のZrF4 系ガラス
    材料と、前記コア部材料より屈折率の低いクラッド部の
    ZrF4 系ガラス材料からなるコア/クラッド母材を形
    成する第1の工程と、 ThF4 を含むZrF4 系ガラス材料からなり、中空部
    形状が前記コア/クラッド母材外形と略同一であるとと
    もに挿入可能である管状ジャケット母材を形成する第2
    の工程と、 前記コア/クラッド母材を、前記管状ジャケット母材に
    挿入し、加熱一体化線引を行う第3の工程と、 を有することを特徴とするフッ化物ガラスファイバの製
    造方法。
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