JPH054831A - Production of infrared-transmitting optical fiber preform - Google Patents

Production of infrared-transmitting optical fiber preform

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JPH054831A
JPH054831A JP15164691A JP15164691A JPH054831A JP H054831 A JPH054831 A JP H054831A JP 15164691 A JP15164691 A JP 15164691A JP 15164691 A JP15164691 A JP 15164691A JP H054831 A JPH054831 A JP H054831A
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JP
Japan
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core
clad
mold
glass melt
poured
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JP15164691A
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Japanese (ja)
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Teruhisa Kanamori
照寿 金森
Yukio Terunuma
幸雄 照沼
Shiro Takahashi
志郎 高橋
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/01265Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting entirely or partially from molten glass, e.g. by dipping a preform in a melt
    • C03B37/01268Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting entirely or partially from molten glass, e.g. by dipping a preform in a melt by casting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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    • C03B37/01265Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting entirely or partially from molten glass, e.g. by dipping a preform in a melt
    • C03B37/01271Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting entirely or partially from molten glass, e.g. by dipping a preform in a melt by centrifuging

Abstract

PURPOSE:To produce an infrared-transmitting optical fiber preform capable of increasing the ratio of clad diameter to core diameter or holding a double- structure core, free from mismatch of structure and having low transmission loss. CONSTITUTION:A molten glass of the 1st composition is poured into a mold 1 having cylindrical hollow part and the mold is rotated to form a pipe-formed 1st clad 3. Continuous to the above 1st process, the rotational speed of the mold is lowered or the rotation is stopped, molten glass materials of the 2nd composition and the 3rd composition are poured into the pipe-formed 1st clad 3 formed in the vertically supported mold to form the 2nd clad and a core 7 in the 2nd clad or to form the 1st core 6 and the 2nd core 7 in the 1st core.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光ファイバ母材の製造方
法に関し、特にクラッド径とコア径の比(クラッド/コ
ア径比)を大きく取れ、あるいは2重構造のコアを付与
でき、かつ構造不整のない低損失な赤外線透過用光ファ
イバ母材の製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing an optical fiber preform, and in particular, a large clad diameter to core diameter ratio (clad / core diameter ratio) or a core having a double structure can be provided and a structure The present invention relates to a method for manufacturing an optical fiber preform for infrared ray transmission that is free from irregularities and has low loss.

【0002】[0002]

【従来の技術】石英ガラスより長波長側に赤外吸収端を
有する光学材料からなる赤外線透過用光ファイバは、石
英系ファイバを凌ぐ10-2dB/km以下の伝送損失が
期待されている。この中でも特にフッ化物光ファイバは
長距離無中継が可能な伝送媒体として最も有望視されて
いる。これまでに、低損失なファイバが得られるフッ化
物ガラス光ファイバ母材の作製方法としては、サクショ
ン・キャスティング法,二層融液法,ビルドイン・キャ
スティング法、およびローテイショナル・キャスティン
グ法が知られていた。サクション・キャスティング法
(特開昭63−11535号公報)は鋳型の円柱状中空
部にまずクラッド融液を流し込み、連続してコア融液を
注入し、クラッド融液が固化する際の体積収縮により中
央部にコア融液を導入してコア・クラッド構造を有する
母材を作製する方法である。二層融液法(特許第143
8419号,特公昭62−45181号公報)は鋳型の
円柱状中空部にまずクラッド融液を流し込み、連続して
コア融液を注入し、クラッド融液が固化する前に鋳型の
底を抜いてクラッド融液の一部を下方に移動させること
により、コア融液を中央部に導入する方法である。ビル
ドイン・キャスティング法(特許第1345722号,
特公昭61−5662号公報)は、円柱状中空部を有す
る鋳型にクラッド組成のガラス融液を流し込み、中央部
が固化しない状態で中央部の融液を鋳型の融液注入口よ
り流し出し、中央部に形成された中空部へコア融液を流
し込むことによって母材を作製する方法である。ローテ
イショナル・キャスティング法(D.C.Tran e
t.al,Electron. Lett.vol.1
8,P.59,(1982))は、鋳型の円柱状中空部
にクラッドガラス融液を流し込み、鋳型を回転させてパ
イプ状のクラッドガラス層を形成し、そのクラッドの内
部へコアガラス融液を流し込むことにより母材を作製す
る方法である。
2. Description of the Related Art An infrared transmitting optical fiber made of an optical material having an infrared absorption end on the wavelength side longer than that of silica glass is expected to have a transmission loss of 10 -2 dB / km or less, which is higher than that of silica fiber. Among them, the fluoride optical fiber is the most promising as a transmission medium capable of long-distance non-repeater. The suction casting method, the two-layer melt method, the build-in casting method, and the rotation casting method have been known as the methods for producing a fluoride glass optical fiber preform capable of obtaining a low-loss fiber. It was In the suction casting method (Japanese Patent Laid-Open No. 63-11535), the clad melt is first poured into the cylindrical hollow portion of the mold, the core melt is continuously injected, and the volume shrinkage occurs when the clad melt solidifies. This is a method of producing a base material having a core / clad structure by introducing a core melt into the central portion. Two-layer melt method (Patent No. 143
No. 8419, Japanese Patent Publication No. 62-45181), the clad melt is first poured into the cylindrical hollow part of the mold, the core melt is continuously injected, and the bottom of the mold is pulled out before the clad melt solidifies. In this method, a part of the clad melt is moved downward to introduce the core melt into the central part. Build-in casting method (Patent No. 1345722,
Japanese Patent Publication No. 61-5662) pour a glass melt of the clad composition into a mold having a cylindrical hollow portion, and in the state where the center part does not solidify, the melt in the center part is poured out from the melt injection port of the mold, It is a method of producing a base material by pouring a core melt into a hollow portion formed in a central portion. Rotational casting method (DC Trans
t. al, Electron. Lett. vol. 1
8, P. 59, (1982)) is obtained by pouring a clad glass melt into a cylindrical hollow portion of a mold, rotating the mold to form a pipe-shaped clad glass layer, and pouring a core glass melt into the inside of the clad. This is a method of producing a base material.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】これらの方法では、母
材の全長においてクラッド/コア径比を大きくすること
が困難であるため、これらの方法単独では単一モードフ
ァイバの作製はできなかった。また、光増幅に用いるE
rドープ石英系ファイバでは効率を高めるためにコアの
中心領域のみにErを添加した2重構造のコアを形成し
ているが、上記の方法ではこのような2重構造は付与で
きなかった。これらの問題を解決する方法としてロッド
イン・チューブ法が知られている(特願平2−1340
18号)。これは上記の方法で作製した母材をローテイ
ショナル・キャスティング法を応用して作製したジャケ
ットガラスパイプに挿入し、加熱・延伸して新しい母材
を作製する方法である。この方法では挿入する母材にコ
ア・クラッド構造を有する母材を、ジャケット管に母材
と同一のクラッドガラスを用いることによりクラッド/
コア径比を大きくすることができる。このため単一モー
ド化が容易できる。また挿入する母材を2重構造を有す
るコアとし、ジャケット管をクラッドとすることにより
2重構造のコアを有する母材が作製できる。しかしなが
ら、この方法ではジャケット管と挿入する母材を別々に
作製しなければならず、挿入する母材の研磨や表面処理
を行い、さらに加熱・延伸して一体化するなど多段の複
雑な工程が必要であったため、効率の点で問題があり、
しかも加熱・延伸の際に母材とジャケット管の界面が結
晶化したり、塵やほこりで汚染されたりして損失が増大
するという欠点があった。
With these methods, it is difficult to increase the clad / core diameter ratio over the entire length of the base material, so that these methods alone cannot produce a single-mode fiber. Also, E used for optical amplification
In the r-doped silica-based fiber, a core having a double structure in which Er is added is formed only in the central region of the core in order to increase efficiency, but such a double structure cannot be provided by the above method. The rod-in-tube method is known as a method for solving these problems (Japanese Patent Application No. 2-1340).
No. 18). This is a method in which the base material produced by the above method is inserted into a jacket glass pipe produced by applying the rotational casting method, heated and drawn to produce a new base material. In this method, a base material having a core / clad structure is used as the base material to be inserted, and the same cladding glass as the base material is used for the jacket tube, whereby
The core diameter ratio can be increased. Therefore, the single mode can be easily realized. In addition, a base material having a double-structured core can be manufactured by using a core having a double-structure as the base material to be inserted and using a jacket tube as a clad. However, in this method, the jacket tube and the base material to be inserted must be manufactured separately, and the multi-step complicated process such as polishing and surface treatment of the base material to be inserted, and further heating and stretching to integrate them is required. It was necessary, so there was a problem in efficiency,
In addition, there is a drawback that the interface between the base material and the jacket tube is crystallized during heating and stretching, and is contaminated with dust and dust, resulting in increased loss.

【0004】本発明の目的は、上記欠点を解決した、ク
ラッド径とコア径の比が大きく取れ、あるいは2重構造
のコアを付与でき、かつ構造不整のない低損失な赤外線
透過用光ファイバ母材の製造方法を提供することにあ
る。
The object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks, to obtain a large ratio of the clad diameter to the core diameter, or to provide a core having a double structure, and to provide a low loss optical fiber mother board for infrared ray transmission without structural irregularity. It is to provide a manufacturing method of the material.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記欠点を解決するため
に、本発明は、円柱状中空部を有する鋳型に、第1組成
のガラス融液を流し込み、鋳型を回転させることにより
パイプ状の第1クラッドを形成する第1の工程と、これ
に連続して前記鋳型の回転数を低下しあるいは回転を停
止し、直立させた該鋳型内に形成された前記パイプ状の
第1クラッドの内部に第2組成および第3組成のガラス
融液を流し込み、第2クラッドとその内部にコアを、あ
るいは第1コアとその内部に第2コアを形成する第2の
工程とを有することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned drawbacks, the present invention provides a pipe-shaped first mold by pouring a glass melt of the first composition into a mold having a cylindrical hollow portion and rotating the mold. 1st step of forming 1 clad, and the number of revolutions of the mold is reduced or stopped continuously in succession to the inside of the pipe-shaped 1st clad formed in the upright mold. A second step of pouring a glass melt of the second composition and the third composition to form a core in the second clad and the inside thereof, or a first core and the second core in the inside thereof. .

【0006】さらに本発明においては第2クラッドとコ
アあるいは第1コアとその内部の第2コアの形成にはサ
クション・キャスティング法,二層融液法、あるいはビ
ルドイン・キャスティング法を利用することができる。
Further, in the present invention, a suction casting method, a two-layer melt method, or a build-in casting method can be used to form the second clad and the core or the first core and the second core inside thereof. .

【0007】[0007]

【作用】本発明は類似の構造を形成できる従来のロッド
イン・チューブ法とは第1クラッドと第2クラッドある
いは第1コアとの間に形成される界面状態が本質的に異
なるとともに、界面形成に必要な工程数が極端に違う。
すなわち、本発明によれば界面は融液から連続して形成
されるため、従来のローテイショナル・キャスティング
法で得られる界面と同一の良好な界面が1工程で得られ
るが、従来の方法ではこの界面形成に多段階の複雑な工
程を必要とし、しかもそこで得られる界面は、一度大気
にさらされた後に再可熱されるガラス表面から形成され
るため、塵やほこりによる汚染や、結晶化による変性を
受け易いという明確な相違がある。
According to the present invention, the interface state formed between the first cladding and the second cladding or the first core is essentially different from the conventional rod-in-tube method capable of forming a similar structure, and the interface formation is performed. The number of steps required is extremely different.
That is, according to the present invention, since the interface is continuously formed from the melt, the same good interface as the interface obtained by the conventional rotation casting method can be obtained in one step. Interfacial formation requires a multi-step complex process, and since the interface obtained there is formed from a glass surface that is reheated after being exposed to the atmosphere, it is contaminated by dust and dust, and modified by crystallization. There is a clear difference that they are vulnerable.

【0008】次に本発明を図面を用いて詳細に説明す
る。図1は本発明の第1工程を示す断面図である。図
(A)に示すように第1クラッド用ガラスのガラス転移
温度付近に加熱した円柱状中空部を有する鋳型1を直立
させ、その上部注入口より第1クラッド用ガラス融液2
を中空部に流し込む。直ちに、図(B)に示すように鋳
型を水平に寝かせ、鋳型をその円柱状中空部の軸を中心
に回転して遠心力によりガラス融液をパイプ状に成形
し、融液が適当な粘性になるまで回転を保持することに
より第1クラッド3を作製する。図2〜図4はそれぞれ
本発明の第2工程を示す断面図である。図2(A),3
(A)および4(A)はそれぞれ上記の第1工程終了
後、直ちに鋳型の回転を落とすか、あるいは停止して鋳
型を再度直立させた状態を示す。
Next, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a first step of the present invention. As shown in FIG. (A), a mold 1 having a cylindrical hollow portion heated near the glass transition temperature of the first clad glass is erected upright, and a glass melt 2 for the first clad 2 is introduced from its upper injection port.
Pour into the hollow part. Immediately, as shown in Fig. (B), the mold is laid horizontally, the mold is rotated around the axis of the cylindrical hollow part, and the glass melt is formed into a pipe shape by centrifugal force, and the melt has an appropriate viscosity. The first clad 3 is manufactured by maintaining the rotation until it becomes. 2 to 4 are sectional views showing the second step of the present invention. 2 (A), 3
Each of (A) and 4 (A) shows a state in which the mold is immediately rotated after the completion of the first step, or the mold is stopped and the mold is made to stand upright again.

【0009】図2においては、この直立させた鋳型内の
パイプ状の第1クラッド3の内部に図2(B)に示すよ
うに、第2クラッド用あるいは第1コア用ガラス融液4
を流し込み、連続して第1コア用あるいは第2コア用ガ
ラス融液5をそれぞれ流し込むと、第2クラッド用ある
いは第1コア用ガラス融液4の固化に伴う体積収縮によ
り、融液の温度の高い低粘性の中央部が下方に吸い込ま
れ、図2(C)に示す第2クラッド6とコア7、あるい
は第1コア6とその内部の第2コア7が形成される。
In FIG. 2, the glass melt 4 for the second cladding or the first core is placed inside the pipe-shaped first cladding 3 in the upright mold as shown in FIG. 2 (B).
When the first core glass melt 5 or the second core glass melt 5 is continuously poured, the volume shrinkage accompanying the solidification of the second clad or first core glass melt 4 causes the temperature of the melt to rise. The high-viscosity central portion is sucked downward, and the second clad 6 and the core 7, or the first core 6 and the second core 7 inside thereof are formed, as shown in FIG. 2 (C).

【0010】図3においては、直立させた鋳型内のパイ
プ状の第1クラッド3の内部に図3(B)に示すよう
に、第2クラッド用あるいは第1コア用ガラス融液4を
流し込み、連続して第1コア用あるいは第2コア用ガラ
ス融液5をそれぞれ流し込む。直ちに鋳型の低部に設け
た栓8を少し引き抜くと温度が高く粘性の低い状態にあ
る第2クラッド用あるいは第1コア用のガラス融液6の
中心部が下方に移動し、図3(C)に示すように第2ク
ラッド6とコア7、あるいは第1コア6とその内部の第
2コア7が形成される。
In FIG. 3, the glass melt 4 for the second cladding or the first core is poured into the pipe-shaped first cladding 3 in the upright mold as shown in FIG. 3 (B). The glass melt 5 for the first core or the glass melt for the second core 5 is continuously poured. Immediately when the stopper 8 provided at the lower portion of the mold is pulled out a little, the central portion of the glass melt 6 for the second cladding or the first core, which is in a state of high temperature and low viscosity, moves downward, and the glass melt shown in FIG. 2), the second clad 6 and the core 7, or the first core 6 and the second core 7 inside thereof are formed.

【0011】図4においては、直立させた鋳型内のパイ
プ状の第1クラッド3の内部に第2クラッド用あるいは
コア用ガラス融液4を図4(B)に示すように流し込
み、直ちに鋳型を倒立させると、低粘性で固化していな
い第2クラッド用あるいは第1コア用ガラス融液の中央
の中心部が流出し、図4(C)に示すような中空部を有
する第2クラッドあるいは第1コア6が得られる。次に
直ちにその中空部にコア用あるいは第2コア用ガラス融
液7を流し込むと、図4(D)に示すように第2クラッ
ド6とコア7、あるいは第1コア6とその内部の第2コ
ア7が形成される。
In FIG. 4, the glass melt 4 for the second clad or core is poured into the pipe-shaped first clad 3 in the upright mold as shown in FIG. When inverted, the central portion of the center of the glass melt for the second clad or the first core, which has a low viscosity and is not solidified, flows out, and the second clad or the second clad having a hollow portion as shown in FIG. One core 6 is obtained. Next, when the glass melt 7 for the core or the second core is immediately poured into the hollow portion, as shown in FIG. 4D, the second clad 6 and the core 7, or the first core 6 and the second core inside the second clad 6 and the core 7. The core 7 is formed.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明を実施例によって詳細に説明す
るが、本発明はこれにより何等限定されるものではな
い。実施例ではフッ化物光ファイバ用母材の作製を示す
が、ハライドガラス,カルコゲナイドガラスあるいは重
金属酸化物ガラス等からなる他の赤外線透過用光ファイ
バ母材の作製にも、本発明は容易に適用できる。
EXAMPLES The present invention will now be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. Although the examples show the production of the fluoride optical fiber preform, the present invention can be easily applied to the production of other infrared transmissive optical fiber preforms made of halide glass, chalcogenide glass, heavy metal oxide glass, or the like. .

【0013】(実施例1)第1クラッドおよび第2クラ
ッドが、それぞれ、47.5ZrF4 −23.5BaF
2 −2.5LaF3 −2YF3 −4.5AlF3 −20
NaF(モル%),コアが48.5ZrF4 −23.5
BaF2 −3.5LaF3 −2YF3 −2.5AlF3
−7LiF−13NaF(モル%)の組成になるように
フッ化物原料を秤量・混合し、それぞれを金るつぼに入
れ、Ar+HFガス雰囲気で850℃に1.5時間保持
して溶融した後、700℃に降温した。170℃に加熱
した直径20mm,長さ140mmの円柱状中空部を有
する真鍮製鋳型に第1クラッド用のガラス融液を流し込
み、直ちに、鋳型を水平に寝かせ、鋳型をその円柱状中
空部の軸を中心に3000rpmで5分間回転した。次
に直ちに鋳型の回転を10rpmに落して鋳型を直立さ
せ、形成された外径20mm,内径7mmのパイプ状の
第1クラッドの内部へ第2クラッド用ガラス融液を流し
込み、連続してコア用ガラス融液を注入した。その後、
鋳型を室温まで徐冷した。
(Embodiment 1) The first cladding and the second cladding are 47.5ZrF 4 -23.5BaF, respectively.
2 -2.5LaF 3 -2YF 3 -4.5AlF 3 -20
NaF (mol%), core 48.5 ZrF 4 -23.5
BaF 2 -3.5LaF 3 -2YF 3 -2.5AlF 3
Fluoride raw materials were weighed and mixed so as to have a composition of -7LiF-13NaF (mol%), placed in a metal crucible, and held at 850 ° C for 1.5 hours in an Ar + HF gas atmosphere to melt, and then 700 ° C. The temperature dropped to. The glass melt for the first clad is poured into a brass mold having a cylindrical hollow portion with a diameter of 20 mm and a length of 140 mm which is heated to 170 ° C., and immediately the mold is laid horizontally and the mold is laid on the shaft of the cylindrical hollow portion. Was rotated at 3000 rpm for 5 minutes. Immediately thereafter, the rotation of the mold was reduced to 10 rpm to erect the mold, and the second clad glass melt was poured into the formed pipe-shaped first clad having an outer diameter of 20 mm and an inner diameter of 7 mm, and the mold was continuously used for the core. The glass melt was poured. afterwards,
The mold was gradually cooled to room temperature.

【0014】得られた母材のコアはテーパ状になってお
り、コア先端から12〜58mmの範囲が次式で近似で
きた。
The core of the obtained base material was tapered, and the range of 12 to 58 mm from the tip of the core could be approximated by the following equation.

【0015】[0015]

【数1】 y=0.041x+1.1 …(1) ここでx(mm)はコア先端からの距離、y(mm)は
コア径である。即ち、このテーパ部のコア/クラッド径
比は5.7〜13という大きな値になった。
## EQU1 ## y = 0.041x + 1.1 (1) Here, x (mm) is the distance from the tip of the core, and y (mm) is the core diameter. That is, the core / clad diameter ratio of this taper portion was a large value of 5.7 to 13.

【0016】このようにして作製した母材にHe−Ne
レーザを入射し、形成された第2クラッドと第1クラッ
ドの界面での散乱状態を測定した結果、第1クラッドと
コアとの界面との同程度の良好な散乱光強度特性が得ら
れた。
He--Ne was added to the base material thus prepared.
As a result of measuring the scattering state at the interface between the formed second clad and the first clad by injecting a laser, the same good scattered light intensity characteristics as at the interface between the first clad and the core were obtained.

【0017】(実施例2)クラッドが47.5ZrF4
−23.5BaF2 −2.5LaF3 −2YF3−4.
5AlF3 −20NaF(モル%),第1コアが49Z
rF4 −25BaF2 −3.5LaF3 −2YF3
2.5AlF3 −13LiF−5NaF(モル%)、第
2コアが49ZrF4 −25BaF2 −3.45LaF
3 −2YF3−2.5AlF3 −13LiF−5NaF
−0.05PrF3 (モル%)の組成になるようにフッ
化物原料を秤量・混合し、それぞれを金るつぼに入れ、
Ar+HFガス雰囲気で850℃に1.5時間保持して
溶融した後、700℃に降温した。170℃に加熱し
た、直径20mm,長さ140mmの円柱状中空部と、
底部に栓を有する真鍮製鋳型にクラッド用ガラス融液を
流し込み、直ちに、鋳型を水平に寝かせ、鋳型をその円
柱状中空部の軸を中心に3000rpmで5分間回転し
た。次に直ちに鋳型の回転を停止して鋳型を直立させ、
形成された外径20mm,内径5mmのパイプ状のクラ
ッドの内部に第1コア用ガラス融液を流し込み、連続し
て第2コア用ガラス融液を注入した。直ちに鋳型の底部
の栓を少し引き抜いて第1コアガラス融液の一部を下方
に移動させた。その後、鋳型を室温まで徐冷した。得ら
れた母材は外径が20mmで、コア径が5mmであり、
コア内には中心部に直径約2.5mmのPrがドープさ
れた領域が、即ち、第1コアとその内部の第2コアの2
重構造が80mmにわたって形成された。
(Embodiment 2) The clad is 47.5ZrF 4
-23.5BaF 2 -2.5LaF 3 -2YF 3 -4.
5AlF 3 -20NaF (mol%), the first core 49Z
rF 4 -25BaF 2 -3.5LaF 3 -2YF 3 -
2.5AlF 3 -13LiF-5NaF (mol%), the second core 49ZrF 4 -25BaF 2 -3.45LaF
3 -2YF 3 -2.5AlF 3 -13LiF-5NaF
Weigh and mix the fluoride raw materials so that the composition is -0.05 PrF 3 (mol%), and put each in a gold crucible.
After holding at 850 ° C. for 1.5 hours in an Ar + HF gas atmosphere to melt, the temperature was lowered to 700 ° C. A cylindrical hollow portion having a diameter of 20 mm and a length of 140 mm, which is heated to 170 ° C.,
The glass melt for clad was poured into a brass mold having a stopper at the bottom, the mold was immediately laid horizontally, and the mold was rotated at 3000 rpm for 5 minutes around the axis of the cylindrical hollow part. Then immediately stop the rotation of the mold and erect the mold,
The glass melt for the first core was poured into the formed pipe-shaped clad having the outer diameter of 20 mm and the inner diameter of 5 mm, and the glass melt for the second core was continuously injected. Immediately after, the stopper at the bottom of the mold was slightly pulled out to move a part of the first core glass melt downward. Then, the mold was gradually cooled to room temperature. The obtained base material has an outer diameter of 20 mm and a core diameter of 5 mm,
In the core, a Pr-doped region having a diameter of about 2.5 mm is formed in the center, that is, two regions of the first core and the second core inside thereof.
A heavy structure was formed over 80 mm.

【0018】このようにして作製した母材にHe−Ne
レーザを入射し、形成されたクラッドと第1コアの界面
での散乱状態を測定した結果、第1コアとその内部の第
2コアとの界面との同程度の良好な散乱光強度特性が得
られた。
He--Ne was added to the base material thus prepared.
As a result of measuring the scattering state at the interface between the clad formed and the first core by injecting a laser, good scattered light intensity characteristics comparable to those at the interface between the first core and the second core inside the clad were obtained. Was given.

【0019】(実施例3)第1クラッドおよび第2クラ
ッドが、それぞれ、47.5ZrF4 −23.5BaF
2 −2.5LaF3 −2YF3 −4.5AlF3 −20
NaF(モル%),コアが50ZrF4 −24BaF2
−3.5LaF3 −2YF3 −2.5AlF3 −14L
iF−4NaF(モル%)の組成になるようにフッ化物
原料を秤量・混合し、それぞれを金るつぼに入れ、Ar
+HFガス雰囲気で850℃に1.5時間保持して溶融
した後、700℃に降温した。200℃に加熱した直径
15mm,長さ140mmの円柱状中空部を有する真鍮
製鋳型に第1クラッド用ガラス融液を流し込み、直ち
に、鋳型を水平に寝かせ、鋳型をその円柱状中空部の軸
を中心に3000rpmで3分間回転した。次に直ちに
鋳型の回転を停止して鋳型を直立させ、形成された外径
15mm,内径7mmのパイプ状の第1クラッドの内部
へ第2クラッド用ガラス融液を流し込んだ。直ちに鋳型
を倒立させ、低粘性で固化していない第2クラッド用ガ
ラス融液の中央中心部を鋳型の融液注入口より流し出
し、再び直立させた。直ちに、その中空部にコア用ガラ
ス融液を流し込んだ。その後、鋳型を室温まで徐冷し
た。
(Embodiment 3) The first cladding and the second cladding are each 47.5ZrF 4 -23.5BaF.
2 -2.5LaF 3 -2YF 3 -4.5AlF 3 -20
NaF (mol%), core is 50ZrF 4 -24BaF 2
-3.5LaF 3 -2YF 3 -2.5AlF 3 -14L
Fluoride raw materials were weighed and mixed so as to have a composition of iF-4NaF (mol%), put into a gold crucible, and Ar
After being held in a + HF gas atmosphere at 850 ° C. for 1.5 hours to melt, the temperature was lowered to 700 ° C. The glass melt for the first clad is poured into a brass mold having a cylindrical hollow portion with a diameter of 15 mm and a length of 140 mm heated to 200 ° C., and the mold is immediately laid horizontally and the shaft of the cylindrical hollow portion is placed on the mold. Centered at 3000 rpm for 3 minutes. Next, the rotation of the mold was immediately stopped, the mold was made to stand upright, and the glass melt for second cladding was poured into the formed pipe-shaped first cladding having an outer diameter of 15 mm and an inner diameter of 7 mm. Immediately, the mold was turned upside down, the central portion of the glass melt for the second cladding, which had a low viscosity and was not solidified, was poured out from the melt injection port of the mold, and was made upright again. Immediately, the glass melt for core was poured into the hollow portion. Then, the mold was gradually cooled to room temperature.

【0020】得られた母材のコアはテーパ状になってお
り、コア先端から16〜40mmの範囲が次式で近似で
きた。
The core of the obtained base material was tapered, and the range of 16 to 40 mm from the tip of the core could be approximated by the following equation.

【0021】[0021]

【数2】 y=0.088x+0.2 …(2) ここでx(mm)はコア先端からの距離、y(mm)は
コア径である。即ち、このテーパ部のコア/クラッド径
比は4.1〜9.3という大きな値になった。
## EQU00002 ## y = 0.088x + 0.2 (2) where x (mm) is the distance from the tip of the core, and y (mm) is the core diameter. That is, the core / clad diameter ratio of this taper portion was as large as 4.1 to 9.3.

【0022】このようにして作製した母材にHe−Ne
レーザを入射し、形成された第2クラッドと第1クラッ
ドの界面での散乱状態を測定した結果、第1クラッドと
コアとの界面との同程度の良好な散乱光強度特性が得ら
れた。
He--Ne was added to the base material thus prepared.
As a result of measuring the scattering state at the interface between the formed second clad and the first clad by injecting a laser, the same good scattered light intensity characteristics as at the interface between the first clad and the core were obtained.

【0023】(応用例1)実施例1で得られた母材を特
願平2−134018号に記載の方法でテーパ延伸し
た。即ち、テーパ状のコア部を有する母材を5mm/m
inで下方に送り、母材を次式に示すY(mm/mi
n)の速度で引き取った。
(Application Example 1) The base material obtained in Example 1 was taper stretched by the method described in Japanese Patent Application No. 2-134018. That is, the base material having the tapered core portion is 5 mm / m
inward, and the base material is Y (mm / mi)
It was collected at the speed of n).

【0024】[0024]

【数3】 Y=5・(0.186t+1)2 …(3) ここでt(min)は、コア先端が275℃に保持した
電気炉の中央部に達してからの時間である。延伸された
母材は一定のコア径を有し、母材の外径は先端から終端
へ向って小さくなっている。この延伸した母材の外周を
研磨し外径が9mm,コア径1・1mm、即ち、8.2
の大きなクラッド/コア径比を有する均一部が85mm
の母材を得た。次に、この母材をゾーン加熱してファイ
バに線引き、外径125μm,コア径15.2μmのフ
ァイバを440m得た。得られたファイバはカットオフ
波長が2.3μmにある単一モードファイバで、波長
2.55μmにおける伝送損失は0.5dB/kmであ
った。このように本発明によって得られた母材により低
損失な単一モード光ファイバが作製できた。
## EQU3 ## Y = 5 (0.186t + 1) 2 (3) where t (min) is the time after the core tip reaches the center of the electric furnace held at 275 ° C. The stretched base material has a constant core diameter, and the outer diameter of the base material decreases from the tip to the end. The outer circumference of this stretched base material was polished to have an outer diameter of 9 mm and a core diameter of 1.1 mm, that is, 8.2.
With a large clad / core diameter ratio of 85 mm
Got the base material. Next, this base material was zone-heated and drawn into fibers to obtain 440 m of fibers having an outer diameter of 125 μm and a core diameter of 15.2 μm. The obtained fiber was a single mode fiber having a cutoff wavelength of 2.3 μm, and the transmission loss at a wavelength of 2.55 μm was 0.5 dB / km. As described above, a low loss single mode optical fiber could be manufactured by the base material obtained by the present invention.

【0025】(応用例2)実施例2で得られた母材を外
径5.8mmに延伸し、これを一端が閉じてあるクラッ
ドと同一組成のフッ化物ガラスパイプ(外径20mm,
内径6mm)に挿入して、減圧・一体化しながら外径
5.8mmに延伸した。次に得られた母材を一端が閉じ
てあるクラッドと同一組成の別のフッ化物ガラスパイプ
(外径20mm,内径6mm)に再度挿入して減圧・一
体化しながら線引き、外径125μm,コア径4.6μ
mのファイバを2km得た。得られたファイバはカット
オフ波長が0.99μmにあり、コア中心部に直径2.
3μmの、約500ppmのPrドープ領域を有する単
一モードファイバで、波長1.3μmにおける伝送損失
は30dB/kmであった。得られたファイバ30mを
用い、波長1.017μmの励起光と信号光を入射させ
たところ、1.29μmから1.33μmの波長域で信
号光が増幅され、励起光が800mWの時、1.31μ
mで35dB利得が得られた。
(Application Example 2) The base material obtained in Example 2 was drawn to have an outer diameter of 5.8 mm, and a fluoride glass pipe having the same composition as the clad with one end closed (outer diameter 20 mm,
It was inserted into an inner diameter of 6 mm) and stretched to an outer diameter of 5.8 mm while reducing and integrating the pressure. Next, insert the obtained base material again into another fluoride glass pipe (outer diameter 20 mm, inner diameter 6 mm) of the same composition as the clad with one end closed and draw it while decompressing and integrating it, outer diameter 125 μm, core diameter 4.6μ
2 km of m fiber was obtained. The obtained fiber has a cutoff wavelength of 0.99 μm and a diameter of 2.
The transmission loss at a wavelength of 1.3 μm was 30 dB / km with a 3 μm single-mode fiber having a Pr-doped region of about 500 ppm. When the excitation light and the signal light having a wavelength of 1.017 μm were made to enter using the obtained fiber 30 m, the signal light was amplified in the wavelength range of 1.29 μm to 1.33 μm, and when the excitation light was 800 mW, 1. 31μ
A gain of 35 dB was obtained at m.

【0026】(応用例3)実施例3で得られた母材を特
願平2−134018号に記載の方法でテーパ延伸し
た。即ち、テーパ状のコア部を有する母材を3mm/m
inで下方に送り、母材を次式に示すY(mm/mi
n)の速度で引き取った。
(Application Example 3) The base material obtained in Example 3 was taper-stretched by the method described in Japanese Patent Application No. 2-134018. That is, the base material having the tapered core portion is 3 mm / m
inward, and the base material is Y (mm / mi)
It was collected at the speed of n).

【0027】[0027]

【数4】 Y=3・(0.165t+1)2 …(4) ここでt(min)は、コア先端から16mmのコア部
が270℃に保持した電気炉の中央部に達してからの時
間である。延伸された母材は一定のコア径を有し、母材
の外径は先端から終端に向って小さくなっている。この
延伸した母材の外周を研磨し外径が7mm,コア径1・
6mm、即ち、4.4の大きなクラッド/コア径比を有
する均一部が長さ51mmの母材を得た。この母材を一
端が閉じてある第1クラッドと同一組成のフッ化物ガラ
スパイプ(外径20mm,内径7.2mm)に挿入し
て、減圧・一体化しながら線引き、外径125μm,コ
ア径10.1μmのファイバを1.2km得た。得られ
たファイバはカットオフ波長が2.2μmにある単一モ
ードファイバで、波長2.5μmにおける伝送損失は
1.0dB/kmであった。このように本発明によって
得られた母材により低損失で、長尺な単一モード光ファ
イバが作製できた。
## EQU4 ## Y = 3 (0.165t + 1) 2 (4) where t (min) is the time from when the core portion 16 mm from the core tip reaches the center of the electric furnace held at 270 ° C. Is. The stretched base material has a constant core diameter, and the outer diameter of the base material decreases from the tip to the end. The outer periphery of this stretched base material was polished to have an outer diameter of 7 mm and a core diameter of 1.
A base material having a length of 51 mm in a uniform portion having a large clad / core diameter ratio of 6 mm, ie, 4.4 was obtained. This base material was inserted into a fluoride glass pipe (outer diameter 20 mm, inner diameter 7.2 mm) having the same composition as the first clad, one end of which was closed, and wire drawing was performed while decompressing and integrating, outer diameter 125 μm, core diameter 10. 1.2 km of 1 μm fiber was obtained. The obtained fiber was a single mode fiber having a cutoff wavelength of 2.2 μm, and the transmission loss at a wavelength of 2.5 μm was 1.0 dB / km. As described above, a long loss single-mode optical fiber can be manufactured with the base material obtained by the present invention.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の方法を用
いることにより、クラッド径とコア径の比が大きく、か
つ構造不整のない低損失な赤外線透過用光ファイバ母材
を効率よく作製することができる。従って、応用例に示
したように、この母材を延伸して線引く、あるいは延伸
した後に赤外線透過用ガラスチューブに挿入して線引く
工程を経ることにより、構造不整散乱の小さい低損失な
赤外線透過用単一モード光ファイバが容易に製造でき
る。さらに、実施例に示したように、中心部に活性元素
がドープされた2重構造のコアを有し、かつ構造不整の
ない低損失な赤外線透過用光ファイバ母材を容易に作製
することができるため、応用例に示したように、これを
赤外線透過用ガラスチューブに挿入して延伸・線引く工
程を経ることによって、活性元素ドープがコア中心部に
ドープされた、低損失な単一モード光ファイバが作製で
きるので、光増幅や光非線形応用等の、高効率の機能性
光ファイバ素子として応用できるという利点がある。
As described above, by using the method of the present invention, an infrared transmitting optical fiber preform having a large ratio of the clad diameter to the core diameter and no structural irregularity can be efficiently produced. be able to. Therefore, as shown in the application example, the base material is stretched and drawn, or after being stretched, it is inserted into an infrared ray transmitting glass tube and subjected to a drawing process, whereby a low-loss infrared ray with small structural irregular scattering is obtained. A single mode optical fiber for transmission can be easily manufactured. Further, as shown in the examples, an optical fiber preform for infrared ray transmission, which has a core having a double structure doped with an active element in the center and has no structural irregularity, can be easily manufactured. Therefore, as shown in the application example, by inserting this into an infrared transmitting glass tube and performing a drawing and drawing process, a low loss single mode in which the active element doping is doped in the core center Since an optical fiber can be produced, it has an advantage that it can be applied as a highly efficient functional optical fiber element such as optical amplification and optical nonlinear application.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明における第1工程を説明するための模式
的断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining a first step in the present invention.

【図2】本発明における第2工程の一実施例を説明する
ための模式的断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining an example of a second step in the present invention.

【図3】本発明における第2工程の他の実施例を説明す
るための模式的断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining another embodiment of the second step in the present invention.

【図4】本発明における第2工程のさらに他の実施例を
説明するための模式的断面図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining still another embodiment of the second step in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 鋳型 2 第1クラッド用ガラス融液 3 第1クラッド 4 第2クラッド用あるいは第1コア用ガラス融液 5 コア用あるいは第2コア用ガラス融液 6 第2クラッドあるいは第1コア 7 第1コアあるいは第2コア 8 栓 1 mold 2 Glass melt for 1st clad 3 First clad 4 Glass melt for second cladding or first core Glass melt for 5 cores or 2nd core 6 Second clad or first core 7 1st core or 2nd core 8 stoppers

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 円柱状中空部を有する鋳型に、第1組成
のガラス融液を流し込み、鋳型を回転させることにより
パイプ状の第1クラッドを形成する第1の工程と、これ
に連続して前記鋳型の回転数を低下しあるいは回転を停
止し、直立させた該鋳型内に形成された前記パイプ状の
第1クラッドの内部に第2組成および第3組成のガラス
融液を流し込み、第2クラッドとその内部にコアを、あ
るいは第1コアとその内部に第2コアを形成する第2の
工程とを有することを特徴とする赤外線透過用光ファイ
バ母材の製造方法。
1. A first step of forming a pipe-shaped first clad by pouring a glass melt of a first composition into a mold having a cylindrical hollow portion and rotating the mold, and continuously to this step. The number of revolutions of the mold is decreased or the rotation is stopped, and the glass melts of the second composition and the third composition are poured into the pipe-shaped first clad formed in the mold upright, A method of manufacturing an optical fiber preform for infrared transmission, comprising: a clad and a core inside thereof, or a second step of forming a first core and a second core inside thereof.
【請求項2】 前記第2工程において、前記パイプ状の
第1クラッドの内部に第2クラッド用あるいは第1コア
用のガラス融液を流し込み、連続してコア用、あるいは
第2コア用ガラス融液をそれぞれ流し込み、前記第2ク
ラッド用あるいは第1コア用のガラス融液が固化する際
の体積収縮により第2クラッドとコアあるいは第1コア
とその内部に第2コアを形成することを特徴とする請求
項1に記載の赤外線透過用光ファイバ母材の製造方法。
2. In the second step, a glass melt for the second clad or for the first core is poured into the pipe-shaped first clad, and is continuously melted for the core or for the second core. And a second core is formed inside the second clad and the core or the first core by volumetric contraction when the glass melt for the second clad or the first core is solidified by pouring the respective liquids. The method for producing an optical fiber preform for infrared transmission according to claim 1.
【請求項3】 前記第2工程において、前記パイプ状の
第1クラッドの内部に第2クラッド用あるいはコア用の
ガラス融液を流し込み、連続してコア用あるいは第2コ
ア用ガラス融液をそれぞれ流し込み、前記鋳型の底に設
けた栓を抜いて前記第2クラッド用あるいは第1コア用
のガラス融液の一部を下方に移動させることにより第2
クラッドとコアあるいは第1コアとその内部に第2コア
を形成することを特徴とする請求項1に記載の赤外線透
過用光ファイバ母材の製造方法。
3. In the second step, a glass melt for a second clad or a core is poured into the inside of the pipe-shaped first clad, and a glass melt for a core or a second core is continuously supplied. By pouring, removing the stopper provided at the bottom of the mold, and moving a part of the glass melt for the second cladding or the first core downward.
The method for manufacturing an infrared transmitting optical fiber preform according to claim 1, wherein a clad and a core or a first core and a second core are formed inside the clad and the core.
【請求項4】 前記第2工程において、前記パイプ状の
第1クラッドの内部に第2クラッド用あるいは第1コア
用のガラス融液を流し込み、その中央部が固化する前に
ガラス融液中央部を前記鋳型の融液注入口より流し出
し、その中央部に形成される中空部にコア用あるいは第
2コア用ガラス融液をそれぞれ流し込むことにより第2
クラッドとコアあるいは第1コアとその内部に第2コア
を形成することを特徴とする請求項1に記載の赤外線透
過用光ファイバ母材の製造方法。
4. In the second step, a glass melt for the second clad or for the first core is poured into the inside of the pipe-shaped first clad, and the center of the glass melt is solidified before the center is solidified. Is poured out from the melt injection port of the mold, and the core or second core glass melt is poured into the hollow portion formed in the central portion of the mold to form a second
The method for manufacturing an infrared transmitting optical fiber preform according to claim 1, wherein a clad and a core or a first core and a second core are formed inside the clad and the core.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2750129A1 (en) * 1996-06-20 1997-12-26 Alsthom Cge Alcatel METHOD FOR MANUFACTURING OPTICAL FIBER PREFORM IN FLUORINATED GLASS
CN115677206A (en) * 2022-11-14 2023-02-03 中国计量大学 Preparation device and preparation method of cladding sleeve for optical fiber preform

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