JPH05323133A - フッ化物ファイバおよびその製造方法 - Google Patents
フッ化物ファイバおよびその製造方法Info
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- JPH05323133A JPH05323133A JP4133640A JP13364092A JPH05323133A JP H05323133 A JPH05323133 A JP H05323133A JP 4133640 A JP4133640 A JP 4133640A JP 13364092 A JP13364092 A JP 13364092A JP H05323133 A JPH05323133 A JP H05323133A
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- fiber
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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】 線引き時のコア部への応力集中を回避し、設
計値どうりの比屈折率差を実現する量産性に優れたフッ
化物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 ＝４．５μｍ）の高屈折率ガラ
ス材料からなる最内層コア１と、コア１を取り囲んで円
筒状（Ｄ2 ＝１８μｍ）の低屈折率ガラス材料からなる
クラッド２と、クラッド２を取り囲んで円筒状のコア１
と同一材料からなる最外層ジャケット３（Ｄ3 ＝１２５
μｍ：ＣＣＩＴＴ規格）とで構成される。
計値どうりの比屈折率差を実現する量産性に優れたフッ
化物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 ＝４．５μｍ）の高屈折率ガラ
ス材料からなる最内層コア１と、コア１を取り囲んで円
筒状（Ｄ2 ＝１８μｍ）の低屈折率ガラス材料からなる
クラッド２と、クラッド２を取り囲んで円筒状のコア１
と同一材料からなる最外層ジャケット３（Ｄ3 ＝１２５
μｍ：ＣＣＩＴＴ規格）とで構成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光伝送媒体であるフッ
化物ファイバとその製造方法に関するものである。
化物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。
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。この場合の光屈折率ｎのファイバ内分布は、
図１（ｂ）グラフの実線で示すとうりである。
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。この場合の光屈折率ｎのファイバ内分布は、
図１（ｂ）グラフの実線で示すとうりである。
【０００４】このフッ化物ファイバは、期待のコアとク
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６３
−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。
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６３
−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】コア／クラッド母材と
ジャケット母材を一体化線引きする際、線引張力に対し
てファイバに応力が誘起される。この引張応力は、線引
き後、ファイバに残留し、残留部の屈折率を低下させ
る。この残留応力は、コア、クラッド、ジャケットの内
で最も粘性の大きなものに集中して発生する。
ジャケット母材を一体化線引きする際、線引張力に対し
てファイバに応力が誘起される。この引張応力は、線引
き後、ファイバに残留し、残留部の屈折率を低下させ
る。この残留応力は、コア、クラッド、ジャケットの内
で最も粘性の大きなものに集中して発生する。
【０００６】現在、フッ化物ファイバの材料として、Ｚ
ｒＦ4 系ガラスが実用化されており、組成比を調整して
屈折率を変化させている。即ち、コアの屈折率を高める
ために、ＮａＦあるいはＡｌＦ3 濃度を減少させる、ク
ラッドの屈折率を低下させるためＺｒをＨｆに置き換え
る等が行われている。一方、上記のＮａＦあるいはＡｌ
Ｆ3 の濃度が減少するにともなって粘性は増加する、ま
たＺｒのＨｆへの置換では粘性がほとんど変化しないこ
とが知られている。
ｒＦ4 系ガラスが実用化されており、組成比を調整して
屈折率を変化させている。即ち、コアの屈折率を高める
ために、ＮａＦあるいはＡｌＦ3 濃度を減少させる、ク
ラッドの屈折率を低下させるためＺｒをＨｆに置き換え
る等が行われている。一方、上記のＮａＦあるいはＡｌ
Ｆ3 の濃度が減少するにともなって粘性は増加する、ま
たＺｒのＨｆへの置換では粘性がほとんど変化しないこ
とが知られている。
【０００７】従来のフッ化物ファイバのように、コアお
よび同一材料使用のクラッドとジャケットでファイバを
構成すると、高比屈折率差を得るために上記のようなガ
ラス組成比の調整を行なった場合、コア材料の粘性が最
も高くなる。従って、ファイバ形成時の残留引張応力の
発生はコアに集中し、この結果コアの屈折率は低下する
ため、コアとクラッドの間で設計値どうりの比屈折率差
が得られないという問題があった。
よび同一材料使用のクラッドとジャケットでファイバを
構成すると、高比屈折率差を得るために上記のようなガ
ラス組成比の調整を行なった場合、コア材料の粘性が最
も高くなる。従って、ファイバ形成時の残留引張応力の
発生はコアに集中し、この結果コアの屈折率は低下する
ため、コアとクラッドの間で設計値どうりの比屈折率差
が得られないという問題があった。
【０００８】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、線引き時のコア部への応力集中を回避
し、設計値どうりの比屈折率差を実現する量産性に優れ
たフッ化物ファイバとその製造方法を提供することを目
的とする。
なされたもので、線引き時のコア部への応力集中を回避
し、設計値どうりの比屈折率差を実現する量産性に優れ
たフッ化物ファイバとその製造方法を提供することを目
的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のフッ化物ファイ
バは、光を導波するコア部と、このコア部を取り囲み、
屈折率がコア部に比べて低いクラッド部と、このクラッ
ド部を取り囲み、粘性がコア部と同一以上のジャケット
部の３層構造を有することを特徴とする。なお、クラッ
ド径対コア径の比の値が３以上であることを特徴とす
る。
バは、光を導波するコア部と、このコア部を取り囲み、
屈折率がコア部に比べて低いクラッド部と、このクラッ
ド部を取り囲み、粘性がコア部と同一以上のジャケット
部の３層構造を有することを特徴とする。なお、クラッ
ド径対コア径の比の値が３以上であることを特徴とす
る。
【００１０】また、本発明のフッ化物ファイバ製造方法
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。
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】なお、プリフォーム形成時、クラッド部径
対コア径の比の値が３以上とすることを特徴とする。
対コア径の比の値が３以上とすることを特徴とする。
【００１２】
【作用】コア材料の粘性と同一以上の粘性を有する材料
によりジャケットを形成するので、クラッド材料の粘性
がコア材料に比べて小さい場合においても、コア／クラ
ッド母材とジャケット母材を加熱一体化線引後、ファイ
バに残留する引張応力がコアとジャケットに分散する。
且つ、コアの断面積はジャケットのそれに比較して、非
常に小さいので、残留引張応力はコアには殆ど発生しな
い。この結果、コアの残留応力による屈折率低下が緩和
され、コアとクラッド間に関して残留応力が存在しない
場合の高比屈折率差の維持に有効に作用する。
によりジャケットを形成するので、クラッド材料の粘性
がコア材料に比べて小さい場合においても、コア／クラ
ッド母材とジャケット母材を加熱一体化線引後、ファイ
バに残留する引張応力がコアとジャケットに分散する。
且つ、コアの断面積はジャケットのそれに比較して、非
常に小さいので、残留引張応力はコアには殆ど発生しな
い。この結果、コアの残留応力による屈折率低下が緩和
され、コアとクラッド間に関して残留応力が存在しない
場合の高比屈折率差の維持に有効に作用する。
【００１３】なお、クラッド径対コア径の比の値が３以
上とするのでコアを導波する光のコアからのしみだし
は、クラッド内で留まるので、ジャケットは光の導波に
は関係しない。このため、残留引張応力がジャケットに
集中し、ジャケットの屈折率が低下しても、ファイバと
しての光導波特性は不変である。
上とするのでコアを導波する光のコアからのしみだし
は、クラッド内で留まるので、ジャケットは光の導波に
は関係しない。このため、残留引張応力がジャケットに
集中し、ジャケットの屈折率が低下しても、ファイバと
しての光導波特性は不変である。
【００１４】
【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 ＝４．５μ
ｍ）のコア１が、コア１を取り囲んで円筒状（Ｄ2 ＝１
８μｍ）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）が各々形成される。各部の組成は以下のとうり
とする。
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 ＝４．５μ
ｍ）のコア１が、コア１を取り囲んで円筒状（Ｄ2 ＝１
８μｍ）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）が各々形成される。各部の組成は以下のとうり
とする。
【００１５】（１）コア１：５４ＺｒＦ4 −２１ＢａＦ
2 −４ＬａＦ3 −３ＡｌＦ3 −１８ＮａＦ（ｍｏｌ％） （２）クラッド２：１１ＺｒＦ4 −１９ＢａＦ2 −４Ｌ
ａＦ3 −４ＡｌＦ3 −２２ＮａＦ−４０ＨｆＦ4 （ｍｏ
ｌ％） （３）ジャケット３：コア１と同一組成 このフッ化物ファイバは、以上のように構成されるの
で、クラッド２がコア１と比較して、ＮａＦおよびＡｌ
Ｆ3 の濃度が高く、ＺｒをＨｆに置換した組成となって
いるため、屈折率はコアがクラッドよりも高く（比屈折
率差の設計値＝１％）を有している。また、（クラッド
径：Ｄ２）／（コア径：Ｄ１）＝４＞３としているの
で、光の導波時、コアからの光のしみだしはクラッドま
でであり、ジャケットには達しない。加えて、コアはク
ラッドに比べて、ＮａＦおよびＡｌＦ３濃度が低いため
粘性がクラッドより大きいが、ジャケットがコアと同一
の組成、同一の粘性であるので、残留引張応力のコアへ
の集中は起こらず、組成のみから期待される設計値どう
りの比屈折率差を実現する。
2 −４ＬａＦ3 −３ＡｌＦ3 −１８ＮａＦ（ｍｏｌ％） （２）クラッド２：１１ＺｒＦ4 −１９ＢａＦ2 −４Ｌ
ａＦ3 −４ＡｌＦ3 −２２ＮａＦ−４０ＨｆＦ4 （ｍｏ
ｌ％） （３）ジャケット３：コア１と同一組成 このフッ化物ファイバは、以上のように構成されるの
で、クラッド２がコア１と比較して、ＮａＦおよびＡｌ
Ｆ3 の濃度が高く、ＺｒをＨｆに置換した組成となって
いるため、屈折率はコアがクラッドよりも高く（比屈折
率差の設計値＝１％）を有している。また、（クラッド
径：Ｄ２）／（コア径：Ｄ１）＝４＞３としているの
で、光の導波時、コアからの光のしみだしはクラッドま
でであり、ジャケットには達しない。加えて、コアはク
ラッドに比べて、ＮａＦおよびＡｌＦ３濃度が低いため
粘性がクラッドより大きいが、ジャケットがコアと同一
の組成、同一の粘性であるので、残留引張応力のコアへ
の集中は起こらず、組成のみから期待される設計値どう
りの比屈折率差を実現する。
【００１６】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。
製造工程で作成される。
【００１７】まず、上記の（１）および（２）を組成比
とする材料を出発材とし、公知のサクションキャスティ
ング法を使用して、径比が１：４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
をガラス軟化温度付近で延伸し、外径が２ｍｍの第二コ
ア／クラッド母材４２に整形する（図２（ｂ））。図２
（ａ）、図２（ｂ）の工程と相前後して、上記（３）の
材料（コアと同一材料）を使用して、円筒状（内径２ｍ
ｍ、外径１４ｍｍ）ジャケット母材３１を作成する（図
２（ｃ））。
とする材料を出発材とし、公知のサクションキャスティ
ング法を使用して、径比が１：４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
をガラス軟化温度付近で延伸し、外径が２ｍｍの第二コ
ア／クラッド母材４２に整形する（図２（ｂ））。図２
（ａ）、図２（ｂ）の工程と相前後して、上記（３）の
材料（コアと同一材料）を使用して、円筒状（内径２ｍ
ｍ、外径１４ｍｍ）ジャケット母材３１を作成する（図
２（ｃ））。
【００１８】つぎに、ジャケット母材３１にコア／クラ
ッド第二次母材４２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６で加熱後、一体化線引きを施し、外径１２５μ
ｍのファイバを製造する。
ッド第二次母材４２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６で加熱後、一体化線引きを施し、外径１２５μ
ｍのファイバを製造する。
【００１９】以上のように、コアとジャケットの材料を
同一にしてファイバを作成したので、ファイバ形成後の
残留引張り応力は、コアのみに集中して発生することな
く、そのほとんどがジャケットに発生し、ジャケットの
屈折率の低下は発生しても、コアの設計値からの屈折率
低下はほぼ回避できる。
同一にしてファイバを作成したので、ファイバ形成後の
残留引張り応力は、コアのみに集中して発生することな
く、そのほとんどがジャケットに発生し、ジャケットの
屈折率の低下は発生しても、コアの設計値からの屈折率
低下はほぼ回避できる。
【００２０】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、その比屈折率差をＲＮＦＰ法にて測定した。その結
果、残留引張応力を考慮しない設計値の比屈折率差＝１
％に対して、実施例ファイバでは、比屈折率差＝１％で
あり設計値どうりの値をえたが、比較例ファイバでは、
比屈折率差＝０．８％となりコアの残留引張応力の効果
が顕著に現れた。
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、その比屈折率差をＲＮＦＰ法にて測定した。その結
果、残留引張応力を考慮しない設計値の比屈折率差＝１
％に対して、実施例ファイバでは、比屈折率差＝１％で
あり設計値どうりの値をえたが、比較例ファイバでは、
比屈折率差＝０．８％となりコアの残留引張応力の効果
が顕著に現れた。
【００２１】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、様々の変形が可能である。
なく、様々の変形が可能である。
【００２２】例えば、本発明では、コアとジャケットの
材料を同一とすることにより粘性を同一としたが、ジャ
ケットのＮａＦ濃度をコアより低くするなどして、コア
より粘性の大きな材料を使用してもよい。
材料を同一とすることにより粘性を同一としたが、ジャ
ケットのＮａＦ濃度をコアより低くするなどして、コア
より粘性の大きな材料を使用してもよい。
【００２３】
【発明の効果】以上、詳細に説明したとうり、本発明の
フッ化物ファイバによれば、高い比屈折率差が要求され
る応用に使用される場合に、線引き後の残留応力による
屈折率差の減少を回避し、コアとクラッドのガラス組成
によってのみ決定される設計値と略同一の屈折率差を有
するファイバを提供できる。
フッ化物ファイバによれば、高い比屈折率差が要求され
る応用に使用される場合に、線引き後の残留応力による
屈折率差の減少を回避し、コアとクラッドのガラス組成
によってのみ決定される設計値と略同一の屈折率差を有
するファイバを提供できる。
【００２４】また、本発明のフッ化物ファイバの製造方
法によれば、コアとクラッドの比屈折率差を設計値とほ
ぼ同一の値を持つフッ化物ファイバを安定して量産可能
となる。
法によれば、コアとクラッドの比屈折率差を設計値とほ
ぼ同一の値を持つフッ化物ファイバを安定して量産可能
となる。
【図１】一実施例のフッ化物ファイバの構成図である。
【図２】図１のフッ化物ファイバの製造工程図である。
【図３】従来のフッ化物ファイバの構成図である。
１…コア，２…クラッド，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，４
２…第二次コア／クラッド母材，５…加熱炉。
ジャケット母材，４１…第一次コア／クラッド母材，４
２…第二次コア／クラッド母材，５…加熱炉。
Claims (3)
- 【請求項１】 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クラッド部と、こ
のクラッド部を取り囲み、粘性が前記コア部と同一以上
のジャケット部とで構成されることを特徴とするフッ化
物ファイバ。 - 【請求項２】 前記クラッド部径対前記コア部径の比の
値が３以上であることを特徴とする請求項１記載のフッ
化物ファイバ。 - 【請求項３】 光を導波するコア部の材料と、前記コア
部より屈折率の低いクラッド部材料からなるコア／クラ
ッド母材を形成する第１の工程と、 粘性が前記コア部と同一以上の材料からなり、中空部形
状が前記コア／クラッド母材外形と略同一、且つ、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クラッド母材に挿入し、
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ファイバの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4133640A JPH05323133A (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | フッ化物ファイバおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4133640A JPH05323133A (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | フッ化物ファイバおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05323133A true JPH05323133A (ja) | 1993-12-07 |
Family
ID=15109549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4133640A Pending JPH05323133A (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | フッ化物ファイバおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05323133A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009194171A (ja) * | 2008-02-14 | 2009-08-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 希土類添加フツリン酸ファイバ |
-
1992
- 1992-05-26 JP JP4133640A patent/JPH05323133A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009194171A (ja) * | 2008-02-14 | 2009-08-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 希土類添加フツリン酸ファイバ |
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