JPH07237930A - 光伝送・光機能性ガラス部品母材およびその製造方法 - Google Patents
光伝送・光機能性ガラス部品母材およびその製造方法Info
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- JPH07237930A JPH07237930A JP6029457A JP2945794A JPH07237930A JP H07237930 A JPH07237930 A JP H07237930A JP 6029457 A JP6029457 A JP 6029457A JP 2945794 A JP2945794 A JP 2945794A JP H07237930 A JPH07237930 A JP H07237930A
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/01265—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting entirely or partially from molten glass, e.g. by dipping a preform in a melt
- C03B37/01268—Manufacture 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
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/80—Non-oxide glasses or glass-type compositions
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- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/80—Non-oxide glasses or glass-type compositions
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- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 膨張係数の差が大きいコア・クラッドの組み
合わせでも、割れやクラックを生じさせることなく室温
まで徐冷することのできる光伝送・光機能性ガラス部品
母材とそれを製造する方法とを提供することを目的とす
る。 【構成】 クラッド及びコアを構成すべき融液を順に鋳
型に鋳込みコア・クラッド構造を形成する第１工程と、
クラッドを構成すべき融液を再度鋳込み、その融液が先
に鋳込んだクラッドガラスと融着させてコアガラスをク
ラッドガラスによって封じ込める第２工程と、を備える
光伝送・光機能ガラス部品母材の製造方法。
合わせでも、割れやクラックを生じさせることなく室温
まで徐冷することのできる光伝送・光機能性ガラス部品
母材とそれを製造する方法とを提供することを目的とす
る。 【構成】 クラッド及びコアを構成すべき融液を順に鋳
型に鋳込みコア・クラッド構造を形成する第１工程と、
クラッドを構成すべき融液を再度鋳込み、その融液が先
に鋳込んだクラッドガラスと融着させてコアガラスをク
ラッドガラスによって封じ込める第２工程と、を備える
光伝送・光機能ガラス部品母材の製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、フッ化物ガラスで代表
されるハライドガラスなどからなる光伝送・光機能性フ
ァイバまたはそのプリフォーム（光伝送・光機能性ガラ
ス部品母材）およびその製造方法に関する。
されるハライドガラスなどからなる光伝送・光機能性フ
ァイバまたはそのプリフォーム（光伝送・光機能性ガラ
ス部品母材）およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】フッ化物ガラスなど非酸化物ガラスは、
シリカガラスなど酸化物ガラスに比べて、長波長の光を
透過でき、また原子間の振動エネルギーが小さいことか
ら、フッ化物ガラスにより光ファイバを作製すれば、シ
リカガラスファイバなどより低い伝送損失の光通信導波
路や光増幅器など光機能性ファイバが得られることが期
待されている。
シリカガラスなど酸化物ガラスに比べて、長波長の光を
透過でき、また原子間の振動エネルギーが小さいことか
ら、フッ化物ガラスにより光ファイバを作製すれば、シ
リカガラスファイバなどより低い伝送損失の光通信導波
路や光増幅器など光機能性ファイバが得られることが期
待されている。
【０００３】そのため、従来、フッ化物ガラスなどの光
ファイバまたはそのプリフォーム（光伝送・光機能性ガ
ラス部品母材）の製造方法として、各種の方法が考案さ
れている。そのようなステップインデックス型のプリフ
ォームを得る方法の代表的なものとしては、ビルトイン
キャスティング法やローテーショナルキャスティング
法、サクションキャスティング法が発表されている。
ファイバまたはそのプリフォーム（光伝送・光機能性ガ
ラス部品母材）の製造方法として、各種の方法が考案さ
れている。そのようなステップインデックス型のプリフ
ォームを得る方法の代表的なものとしては、ビルトイン
キャスティング法やローテーショナルキャスティング
法、サクションキャスティング法が発表されている。
【０００４】ビルドインキャスティングは、クラッドを
構成すべき融液を筒状の鋳型に鋳込んだ後、中心部分の
融液が固まる前にこの中心部分の融液を流し出し、その
空洞部にコアを構成すべき融液を鋳込む方法である（IE
EE Journal of Quantum Electronics, vol.QE18, No.1
0, 1982, p1432-1450）。
構成すべき融液を筒状の鋳型に鋳込んだ後、中心部分の
融液が固まる前にこの中心部分の融液を流し出し、その
空洞部にコアを構成すべき融液を鋳込む方法である（IE
EE Journal of Quantum Electronics, vol.QE18, No.1
0, 1982, p1432-1450）。
【０００５】ローテーショナルキャスティングは、円筒
形鋳型にクラッドを構成すべき融液を鋳込んだ後、鋳型
を水平にして高速回転させる、もしくは炉内で円筒形鋳
型を水平にして高速回転させながら鋳型内でガラスを溶
融したあと、鋳型ごと冷却することによってクラッドガ
ラス管を作製し、クラッドガラス管内にコアを構成すべ
き融液を鋳込む、もしくはクラッドガラス管をコアを構
成すべき融液内に挿入する方法である（Electronics Le
tters, vol.18, No.15,1982, p657）。
形鋳型にクラッドを構成すべき融液を鋳込んだ後、鋳型
を水平にして高速回転させる、もしくは炉内で円筒形鋳
型を水平にして高速回転させながら鋳型内でガラスを溶
融したあと、鋳型ごと冷却することによってクラッドガ
ラス管を作製し、クラッドガラス管内にコアを構成すべ
き融液を鋳込む、もしくはクラッドガラス管をコアを構
成すべき融液内に挿入する方法である（Electronics Le
tters, vol.18, No.15,1982, p657）。
【０００６】またサクションキャスティングは、クラッ
ドを構成すべき融液を下部に融液溜めを持つ筒状の鋳型
に鋳込んだ後、中心部の融液が固まる前に、コア構成す
べき融液を鋳込む。クラッド用融液の体積収縮によっ
て、クラッドガラスの中心にコア用融液が流れ込むとい
う方法である（特開昭６３−１１５３５号）。また、こ
れを改良した方法として、特開平５−３３０８４０号の
方法が開示されている。
ドを構成すべき融液を下部に融液溜めを持つ筒状の鋳型
に鋳込んだ後、中心部の融液が固まる前に、コア構成す
べき融液を鋳込む。クラッド用融液の体積収縮によっ
て、クラッドガラスの中心にコア用融液が流れ込むとい
う方法である（特開昭６３−１１５３５号）。また、こ
れを改良した方法として、特開平５−３３０８４０号の
方法が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、光伝送用シン
グルモードファイバや光機能性ファイバなどの用途で使
用される高開口数を有するファイバの作製では、プリフ
ォームの準備の過程で、コアとクラッドとの間の膨張係
数の差に起因して、プリフォームに割れやクラックが発
生することが多かった。このような割れは、ガラス転移
点付近の温度から室温への冷却過程で生じ、徐冷操作で
は回避することが不可能である。
グルモードファイバや光機能性ファイバなどの用途で使
用される高開口数を有するファイバの作製では、プリフ
ォームの準備の過程で、コアとクラッドとの間の膨張係
数の差に起因して、プリフォームに割れやクラックが発
生することが多かった。このような割れは、ガラス転移
点付近の温度から室温への冷却過程で生じ、徐冷操作で
は回避することが不可能である。
【０００８】割れを回避する方法として開示されている
特開平５−３３０８４０号の方法は、ガラス化したプリ
フォームのアニールを行なわず、温度をガラス転移点近
傍以下に低下させることなく、加熱して延伸し、細径化
するという方法である。膨張係数の差に起因する応力は
プリフォームの径が大きいほど大きくなるので、プリフ
ォームに応力が発生する前に細径化して応力を小さくす
ることで、プリフォームの割れやクラックの発生を防止
できるというものである。
特開平５−３３０８４０号の方法は、ガラス化したプリ
フォームのアニールを行なわず、温度をガラス転移点近
傍以下に低下させることなく、加熱して延伸し、細径化
するという方法である。膨張係数の差に起因する応力は
プリフォームの径が大きいほど大きくなるので、プリフ
ォームに応力が発生する前に細径化して応力を小さくす
ることで、プリフォームの割れやクラックの発生を防止
できるというものである。
【０００９】しかしこの方法では、ガラス化したプリフ
ォームをすぐに延伸工程に進めてしまうため、延伸して
しまうまで不良品を発見できず、歩留りが不用意に低下
する可能性がある。
ォームをすぐに延伸工程に進めてしまうため、延伸して
しまうまで不良品を発見できず、歩留りが不用意に低下
する可能性がある。
【００１０】そこで本発明は、膨張係数の差が大きいコ
ア・クラッドの組み合わせでも、割れやクラックを生じ
させることなく室温まで徐冷することのできる光伝送・
光機能性ガラス部品母材とそれを製造する方法とを提供
することを目的とする。
ア・クラッドの組み合わせでも、割れやクラックを生じ
させることなく室温まで徐冷することのできる光伝送・
光機能性ガラス部品母材とそれを製造する方法とを提供
することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では、略円柱形状のコアガラスの側周部，底
部および上部の全周囲をクラッドガラスで融着被覆し、
コアガラスが外部に露出しないようにした光伝送・光機
能性ガラス部品母材を提供する。
め、本発明では、略円柱形状のコアガラスの側周部，底
部および上部の全周囲をクラッドガラスで融着被覆し、
コアガラスが外部に露出しないようにした光伝送・光機
能性ガラス部品母材を提供する。
【００１２】また、クラッド及びコアを構成すべき融液
を順に鋳型に鋳込みコア・クラッド構造を形成する第１
工程と、クラッドを構成すべき融液を再度鋳込み、その
融液が先に鋳込んだクラッドガラスと融着させてコアガ
ラスをクラッドガラスによって封じ込める第２工程と、
を備える光伝送・光機能ガラス部品母材の製造方法を提
供する。
を順に鋳型に鋳込みコア・クラッド構造を形成する第１
工程と、クラッドを構成すべき融液を再度鋳込み、その
融液が先に鋳込んだクラッドガラスと融着させてコアガ
ラスをクラッドガラスによって封じ込める第２工程と、
を備える光伝送・光機能ガラス部品母材の製造方法を提
供する。
【００１３】
【作用】特開昭６３−１１５３５号に開示された方法
（サクションキャスティング）によって作製された光伝
送・光機能性ガラス部品母材は、コアガラスとクラッド
ガラスの界面が外部に露出している部分近傍から割れや
クラックがきわめて頻繁に発生する。これは該部分近傍
ではクラッドガラスの厚さが薄く、特に該部分では０に
なるため、膨張率差による応力が該部分近傍に集中する
からである。
（サクションキャスティング）によって作製された光伝
送・光機能性ガラス部品母材は、コアガラスとクラッド
ガラスの界面が外部に露出している部分近傍から割れや
クラックがきわめて頻繁に発生する。これは該部分近傍
ではクラッドガラスの厚さが薄く、特に該部分では０に
なるため、膨張率差による応力が該部分近傍に集中する
からである。
【００１４】一方、本発明に係る光伝送・光機能性ガラ
ス部品母材は、コアガラスとクラッドガラスの界面が外
部に露出しないので応力が集中する部分がなく、膨張率
差による応力が全体に分散される。したがってプリフォ
ームを室温まで徐冷することが可能であり、次工程に進
める前にプリフォームの検査を行ない、歩留りを上げる
ことができる。
ス部品母材は、コアガラスとクラッドガラスの界面が外
部に露出しないので応力が集中する部分がなく、膨張率
差による応力が全体に分散される。したがってプリフォ
ームを室温まで徐冷することが可能であり、次工程に進
める前にプリフォームの検査を行ない、歩留りを上げる
ことができる。
【００１５】また、本発明の製造方法によれば、第１工
程から第２工程にかけて、２つのクラッドガラスは融着
して一体化され、コアガラスを外部雰囲気から完全に遮
断するとともに、室温までの徐冷した時に発生する応力
に耐え得ることができるようになる。
程から第２工程にかけて、２つのクラッドガラスは融着
して一体化され、コアガラスを外部雰囲気から完全に遮
断するとともに、室温までの徐冷した時に発生する応力
に耐え得ることができるようになる。
【００１６】
【実施例】図１が本発明に係る光伝送・光機能性ガラス
部品母材の断面図である。以下、本発明の製造法をサク
ションキャスティングに適用した場合の実施例について
説明するが、もちろんこれに限定されることはなく、ビ
ルトインキャスティングやローテーショナルキャスティ
ングの場合にも同様に実施できる。
部品母材の断面図である。以下、本発明の製造法をサク
ションキャスティングに適用した場合の実施例について
説明するが、もちろんこれに限定されることはなく、ビ
ルトインキャスティングやローテーショナルキャスティ
ングの場合にも同様に実施できる。
【００１７】図２は、実施例に係るプリフォーム製造鋳
型の構成を示した断面図である。図示の鋳型１は、真鍮
やステンレスなどの金属もしくはグラッシーカーボンや
黒鉛などの非金属材料からなる。鋳型は中空部３を有
し、その直径が、該中空部の開放端より中空部底部にお
いて大きくなるようにし、中空部によるクラッドガラス
融液溜め４を設けた。また、これらの鋳型１は、融液を
鋳込む際には適当な支持具２によって互いに固定されて
いるが、中心軸もしくはその近傍を通る面を境として左
右に分離可能で、固化したガラスを鋳型から取り外す際
には分離する。（図３参照）
型の構成を示した断面図である。図示の鋳型１は、真鍮
やステンレスなどの金属もしくはグラッシーカーボンや
黒鉛などの非金属材料からなる。鋳型は中空部３を有
し、その直径が、該中空部の開放端より中空部底部にお
いて大きくなるようにし、中空部によるクラッドガラス
融液溜め４を設けた。また、これらの鋳型１は、融液を
鋳込む際には適当な支持具２によって互いに固定されて
いるが、中心軸もしくはその近傍を通る面を境として左
右に分離可能で、固化したガラスを鋳型から取り外す際
には分離する。（図３参照）
【００１８】図２の鋳型を使った光伝送・光機能性ガラ
ス部品母材の製造方法について、図４を参照しながら説
明する。 （１）クラッドを構成すべき組成の融液を開放端から流
し込み、必要なら適切な温度に予熱しておいた鋳型を部
分的に満たす。 （２）クラッドを構成すべき融液の温度が低下するにし
たがい、融液の体積収縮によって融液の中心部に凹みが
形成されるので、その凹みにコアを構成すべき融液を流
し込む。 （３）引き続いて再度クラッドを構成すべき融液を流し
込み、コアガラスを包み込むように封じ込める。 （４）これを冷却し、ガラス化させることで光伝送・光
機能性ガラス部品母材を得ることができる。
ス部品母材の製造方法について、図４を参照しながら説
明する。 （１）クラッドを構成すべき組成の融液を開放端から流
し込み、必要なら適切な温度に予熱しておいた鋳型を部
分的に満たす。 （２）クラッドを構成すべき融液の温度が低下するにし
たがい、融液の体積収縮によって融液の中心部に凹みが
形成されるので、その凹みにコアを構成すべき融液を流
し込む。 （３）引き続いて再度クラッドを構成すべき融液を流し
込み、コアガラスを包み込むように封じ込める。 （４）これを冷却し、ガラス化させることで光伝送・光
機能性ガラス部品母材を得ることができる。
【００１９】なお、コアを構成すべき融液と封じ込める
ために追加したクラッドを構成すべき融液の量は、最初
に流し込んだクラッドを構成すべき融液の量と比較して
少ない（１／１０以下）ので、体積収縮による凹みの成
長を妨害しない。
ために追加したクラッドを構成すべき融液の量は、最初
に流し込んだクラッドを構成すべき融液の量と比較して
少ない（１／１０以下）ので、体積収縮による凹みの成
長を妨害しない。
【００２０】以上の方法によって得られたこの母材は、
室温まで徐冷しても割れやクラックが発生しない。
室温まで徐冷しても割れやクラックが発生しない。
【００２１】また、クラッドガラス融液溜め４は、クラ
ッドガラスの体積収縮によって、形成される凹みを大き
くするために必要な体積を確保すると同時に、融液がす
ぐに凝固しないようにある程度の熱量を確保するために
設けられている。
ッドガラスの体積収縮によって、形成される凹みを大き
くするために必要な体積を確保すると同時に、融液がす
ぐに凝固しないようにある程度の熱量を確保するために
設けられている。
【００２２】以下、実際の具体的な製造例と製造した光
伝送・光機能性ガラス部品母材について説明する。ここ
ではフッ化物ガラスの場合を示すが、これに限定される
ことはなく、塩化物や臭化物など他のハライドガラスな
どの場合にも適用される。
伝送・光機能性ガラス部品母材について説明する。ここ
ではフッ化物ガラスの場合を示すが、これに限定される
ことはなく、塩化物や臭化物など他のハライドガラスな
どの場合にも適用される。
【００２３】（実施例１）クラッドを構成すべき融液と
して、モル表示でＺｒＦ4：４７％，ＢａＦ2：２０％，
ＬａＦ3：３％，ＹＦ3：３％，ＡｌＦ3：６％，Ｎａ
Ｆ：２１％になるように、全量で５０ｇを秤量し、白金
ルツボを用いて、不活性ガス雰囲気下、９００℃、２時
間の溶融を行なった。
して、モル表示でＺｒＦ4：４７％，ＢａＦ2：２０％，
ＬａＦ3：３％，ＹＦ3：３％，ＡｌＦ3：６％，Ｎａ
Ｆ：２１％になるように、全量で５０ｇを秤量し、白金
ルツボを用いて、不活性ガス雰囲気下、９００℃、２時
間の溶融を行なった。
【００２４】また、これと同時に、モル表示でＩｎ
Ｆ3：３５％，ＢａＦ2：１５％，ＺｎＦ2：１９％，Ｐ
ｂＦ2：２０％，ＳｒＦ2：５％，ＡｌＦ3：２％，Ｇｄ
Ｆ3：２％，ＹｂＦ3：２％になるように、全量で１５ｇ
を秤量し、金ルツボを用いて、不活性ガス雰囲気下、８
００℃、１時間の溶融を行ない、コアを構成すべき融液
とした。その後、両者の融液の温度を１時間かけて６４
０℃まで下げた。
Ｆ3：３５％，ＢａＦ2：１５％，ＺｎＦ2：１９％，Ｐ
ｂＦ2：２０％，ＳｒＦ2：５％，ＡｌＦ3：２％，Ｇｄ
Ｆ3：２％，ＹｂＦ3：２％になるように、全量で１５ｇ
を秤量し、金ルツボを用いて、不活性ガス雰囲気下、８
００℃、１時間の溶融を行ない、コアを構成すべき融液
とした。その後、両者の融液の温度を１時間かけて６４
０℃まで下げた。
【００２５】予め２８０℃に熱した図２の鋳型（真鍮
製）に、図４に示すようにクラッドを構成すべき融液を
注ぐ。その３０〜６０秒後に融液の中心部に凹み始める
ので、そこへコアを構成すべき融液を注ぎ、すぐにクラ
ッドを構成すべき融液を再び注いでコアガラスを封じ込
める。コアガラスを封じ込めると３０〜６０秒でガラス
化して固化するので、ガラスを鋳型ごと遅滞なく２８０
℃の電気炉に戻し、室温まで徐冷した。
製）に、図４に示すようにクラッドを構成すべき融液を
注ぐ。その３０〜６０秒後に融液の中心部に凹み始める
ので、そこへコアを構成すべき融液を注ぎ、すぐにクラ
ッドを構成すべき融液を再び注いでコアガラスを封じ込
める。コアガラスを封じ込めると３０〜６０秒でガラス
化して固化するので、ガラスを鋳型ごと遅滞なく２８０
℃の電気炉に戻し、室温まで徐冷した。
【００２６】上記のようにして得られた光伝送・光機能
性ガラス部品母材には、コアとクラッドのガラス系が異
なるにも関わらず、割れやクラックの発生は見られなか
った。また、鋳型の材質を真鍮からグラッシーカーボン
に変更しても、真鍮製鋳型を使用した場合と同じく、割
れやクラックの発生のない母材が得られた。さらに、こ
の母材から融液溜めに相当する部分を切断し、適当な装
置にセットして線引きすることにより、従来の酸化物ガ
ラスファイバなどの場合と同様に紡糸が可能だった。
性ガラス部品母材には、コアとクラッドのガラス系が異
なるにも関わらず、割れやクラックの発生は見られなか
った。また、鋳型の材質を真鍮からグラッシーカーボン
に変更しても、真鍮製鋳型を使用した場合と同じく、割
れやクラックの発生のない母材が得られた。さらに、こ
の母材から融液溜めに相当する部分を切断し、適当な装
置にセットして線引きすることにより、従来の酸化物ガ
ラスファイバなどの場合と同様に紡糸が可能だった。
【００２７】なお、６４０℃の融液を直径１５ｍｍ、深
さ４０ｍｍの別の鋳型に流し込み、２８０℃の電気炉に
入れて徐冷して得たガラス体の膨張係数は、クラッドを
構成すべき融液から得たガラスが１７５×１０-7／℃、
コアを構成すべき融液から得たガラスが１８５×１０-7
／℃で、クラッドの方が大きく、その差は１０×１０-7
／℃だった。したがって徐冷して得られた光伝送・光機
能性ガラス部品母材のクラッドには、明らかに引っ張り
応力がかかっている。
さ４０ｍｍの別の鋳型に流し込み、２８０℃の電気炉に
入れて徐冷して得たガラス体の膨張係数は、クラッドを
構成すべき融液から得たガラスが１７５×１０-7／℃、
コアを構成すべき融液から得たガラスが１８５×１０-7
／℃で、クラッドの方が大きく、その差は１０×１０-7
／℃だった。したがって徐冷して得られた光伝送・光機
能性ガラス部品母材のクラッドには、明らかに引っ張り
応力がかかっている。
【００２８】（実施例２）クラッドを構成すべき融液と
して、モル表示でＺｒＦ4：４７％，ＢａＦ2：２０％，
ＬａＦ3：３％，ＹＦ3：３％，ＡｌＦ3：６％，Ｎａ
Ｆ：２１％になるように、全量で５０ｇを秤量し、白金
ルツボを用いて、不活性ガス雰囲気下、９００℃、２時
間の溶融を行なった。
して、モル表示でＺｒＦ4：４７％，ＢａＦ2：２０％，
ＬａＦ3：３％，ＹＦ3：３％，ＡｌＦ3：６％，Ｎａ
Ｆ：２１％になるように、全量で５０ｇを秤量し、白金
ルツボを用いて、不活性ガス雰囲気下、９００℃、２時
間の溶融を行なった。
【００２９】また、これと同時に、モル表示でＺｒ
Ｆ4：４３％，ＢａＦ2：１５％，ＬａＦ3：２％，Ｙ
Ｆ3：６．５，ＡｌＦ3：６．５％，ＬｉＦ：６％，Ｎａ
Ｆ：６％，ＰｂＦ2 ：１５％になるように、全量で１５
ｇを秤量し、白金ルツボを用いて、不活性ガス雰囲気
下、９００℃、２時間の溶融を行ない、コアを構成すべ
き融液とした。その後、両者の融液の温度を１時間かけ
て６６０℃まで下げた。
Ｆ4：４３％，ＢａＦ2：１５％，ＬａＦ3：２％，Ｙ
Ｆ3：６．５，ＡｌＦ3：６．５％，ＬｉＦ：６％，Ｎａ
Ｆ：６％，ＰｂＦ2 ：１５％になるように、全量で１５
ｇを秤量し、白金ルツボを用いて、不活性ガス雰囲気
下、９００℃、２時間の溶融を行ない、コアを構成すべ
き融液とした。その後、両者の融液の温度を１時間かけ
て６６０℃まで下げた。
【００３０】予め３００℃に熱した図２の鋳型（真鍮
製）に、図４のようにクラッドを構成すべき融液を注
ぐ。その３０〜９０秒後に融液の中心部に凹み始めるの
で、そこへコアを構成すべき融液を注ぎ、すぐにクラッ
ドを構成すべき融液を再び注いでコアガラスを封じ込め
る。コアガラスを封じ込めると１０〜３０秒でガラス化
して固化するので、ガラスを鋳型ごと遅滞なく３００℃
の電気炉に戻し、室温まで徐冷した。
製）に、図４のようにクラッドを構成すべき融液を注
ぐ。その３０〜９０秒後に融液の中心部に凹み始めるの
で、そこへコアを構成すべき融液を注ぎ、すぐにクラッ
ドを構成すべき融液を再び注いでコアガラスを封じ込め
る。コアガラスを封じ込めると１０〜３０秒でガラス化
して固化するので、ガラスを鋳型ごと遅滞なく３００℃
の電気炉に戻し、室温まで徐冷した。
【００３１】上記のようにして得られた光伝送・光機能
性ガラス部品母材には割れやクラックの発生は見られな
かった。また、鋳型の材質を真鍮からグラッシーカーボ
ンに変更しても、真鍮製鋳型を使用した場合と同じく、
割れやクラックの発生のない母材が得られた。さらに、
この母材から融液溜めに相当する部分を切断し、適当な
装置にセットして線引きすることにより、従来の酸化物
ガラスファイバなどの場合と同様に紡糸が可能だった。
性ガラス部品母材には割れやクラックの発生は見られな
かった。また、鋳型の材質を真鍮からグラッシーカーボ
ンに変更しても、真鍮製鋳型を使用した場合と同じく、
割れやクラックの発生のない母材が得られた。さらに、
この母材から融液溜めに相当する部分を切断し、適当な
装置にセットして線引きすることにより、従来の酸化物
ガラスファイバなどの場合と同様に紡糸が可能だった。
【００３２】なお、６６０℃の融液を直径１５ｍｍ、深
さ４０ｍｍの別の鋳型に流し込み、３００℃の電気炉に
入れて徐冷して得たガラス体の膨張係数は、クラッドを
構成すべき融液から得たガラスが１７５×１０-7／℃、
コアを構成すべき融液から得たガラスが１８２×１０-7
／℃で、クラッドの方が大きく、その差は８×１０-7／
℃だった。したがって徐冷して得られた光伝送・光機能
性ガラス部品母材のクラッドには、明らかに引っ張り応
力がかかっている。
さ４０ｍｍの別の鋳型に流し込み、３００℃の電気炉に
入れて徐冷して得たガラス体の膨張係数は、クラッドを
構成すべき融液から得たガラスが１７５×１０-7／℃、
コアを構成すべき融液から得たガラスが１８２×１０-7
／℃で、クラッドの方が大きく、その差は８×１０-7／
℃だった。したがって徐冷して得られた光伝送・光機能
性ガラス部品母材のクラッドには、明らかに引っ張り応
力がかかっている。
【００３３】（比較例１）各々の融液は実施例１と全く
同じ組成および組成で準備した。クラッドを構成すべき
融液として、モル表示でＺｒＦ4：４７％，ＢａＦ2：２
０％，ＬａＦ3：３％，ＹＦ3：３％，ＡｌＦ3：６％，
ＮａＦ：２１％になるように、全量で５０ｇを秤量し、
白金ルツボを用いて、不活性ガス雰囲気下、９００℃、
２時間の溶融を行ない、コアを構成すべき融液として、
モル表示でＩｎＦ3：３５％，ＢａＦ2：１５％，ＺｎＦ
2：１９％，ＰｂＦ2：２０％，ＳｒＦ2：５％，Ａｌ
Ｆ3：２％，ＧｄＦ3：２％，ＹｂＦ3：２％になるよう
に、全量で１５ｇを秤量し、金ルツボを用いて、不活性
ガス雰囲気下、８００℃、１時間の溶融を行ない、その
後、両者の融液の温度を１時間かけて６４０℃まで下げ
た。
同じ組成および組成で準備した。クラッドを構成すべき
融液として、モル表示でＺｒＦ4：４７％，ＢａＦ2：２
０％，ＬａＦ3：３％，ＹＦ3：３％，ＡｌＦ3：６％，
ＮａＦ：２１％になるように、全量で５０ｇを秤量し、
白金ルツボを用いて、不活性ガス雰囲気下、９００℃、
２時間の溶融を行ない、コアを構成すべき融液として、
モル表示でＩｎＦ3：３５％，ＢａＦ2：１５％，ＺｎＦ
2：１９％，ＰｂＦ2：２０％，ＳｒＦ2：５％，Ａｌ
Ｆ3：２％，ＧｄＦ3：２％，ＹｂＦ3：２％になるよう
に、全量で１５ｇを秤量し、金ルツボを用いて、不活性
ガス雰囲気下、８００℃、１時間の溶融を行ない、その
後、両者の融液の温度を１時間かけて６４０℃まで下げ
た。
【００３４】予め２８０℃に熱した図２の鋳型に、クラ
ッドを構成すべき融液を注ぐ。その３０〜６０秒後に融
液の中心部に凹み始めるので、そこへコアを構成すべき
融液を注ぎ、２０〜４５秒でガラス化して固化するの
で、ガラスを鋳型ごと遅滞なく２８０℃の電気炉に戻
し、室温まで徐冷した。
ッドを構成すべき融液を注ぐ。その３０〜６０秒後に融
液の中心部に凹み始めるので、そこへコアを構成すべき
融液を注ぎ、２０〜４５秒でガラス化して固化するの
で、ガラスを鋳型ごと遅滞なく２８０℃の電気炉に戻
し、室温まで徐冷した。
【００３５】上記のようにして得られた光伝送・光機能
性ガラス部品母材は、鋳型材質が真鍮、グラッシーカー
ボンのどちらの場合も、コア・クラッド界面が外部に露
出している部分近傍を中心に、長手方向にクラックが発
生していた。
性ガラス部品母材は、鋳型材質が真鍮、グラッシーカー
ボンのどちらの場合も、コア・クラッド界面が外部に露
出している部分近傍を中心に、長手方向にクラックが発
生していた。
【００３６】（比較例２）各々の融液は実施例２と全く
同じ組成および組成で準備した。クラッドを構成すべき
融液として、モル表示でＺｒＦ4：４７％，ＢａＦ2：２
０％，ＬａＦ3：３％，ＹＦ3：３％，ＡｌＦ3：６％，
ＮａＦ：２１％になるように、全量で５０ｇを秤量し、
白金ルツボを用いて、不活性ガス雰囲気下、９００℃、
２時間の溶融を行ない、コアを構成すべき融液として、
モル表示でＺｒＦ4：４３％，ＢａＦ2：１５％，ＬａＦ
3：２％，ＹＦ3：６．５，ＡｌＦ3：６．５％，Ｌｉ
Ｆ：６％，ＮａＦ：６％，ＰｂＦ2：１５％になるよう
に、全量で１５ｇを秤量し、白金ルツボを用いて、不活
性ガス雰囲気下、９００℃、２時間の溶融を行ない、そ
の後、両者の融液の温度を１時間かけて６６０℃まで下
げた。
同じ組成および組成で準備した。クラッドを構成すべき
融液として、モル表示でＺｒＦ4：４７％，ＢａＦ2：２
０％，ＬａＦ3：３％，ＹＦ3：３％，ＡｌＦ3：６％，
ＮａＦ：２１％になるように、全量で５０ｇを秤量し、
白金ルツボを用いて、不活性ガス雰囲気下、９００℃、
２時間の溶融を行ない、コアを構成すべき融液として、
モル表示でＺｒＦ4：４３％，ＢａＦ2：１５％，ＬａＦ
3：２％，ＹＦ3：６．５，ＡｌＦ3：６．５％，Ｌｉ
Ｆ：６％，ＮａＦ：６％，ＰｂＦ2：１５％になるよう
に、全量で１５ｇを秤量し、白金ルツボを用いて、不活
性ガス雰囲気下、９００℃、２時間の溶融を行ない、そ
の後、両者の融液の温度を１時間かけて６６０℃まで下
げた。
【００３７】予め３００℃に熱した図２の鋳型に、クラ
ッドを構成すべき融液を注ぐ。その３０〜９０秒後に融
液の中心部に凹み始めるので、そこへコアを構成すべき
融液を注ぎ、３０〜６０秒でガラス化して固化するの
で、ガラスを鋳型ごと遅滞なく３００℃の電気炉に戻
し、室温まで徐冷した。
ッドを構成すべき融液を注ぐ。その３０〜９０秒後に融
液の中心部に凹み始めるので、そこへコアを構成すべき
融液を注ぎ、３０〜６０秒でガラス化して固化するの
で、ガラスを鋳型ごと遅滞なく３００℃の電気炉に戻
し、室温まで徐冷した。
【００３８】上記のようにして得られた光伝送・光機能
性ガラス部品母材は、鋳型材質が真鍮、グラッシーカー
ボンのどちらの場合も、コア・クラッド界面が外部に露
出している部分近傍を中心に、長手方向にクラックが発
生していた。
性ガラス部品母材は、鋳型材質が真鍮、グラッシーカー
ボンのどちらの場合も、コア・クラッド界面が外部に露
出している部分近傍を中心に、長手方向にクラックが発
生していた。
【００３９】（比較例３）実施例１と全く同じ組成のガ
ラスを用い、全く同じ方法で製造した光伝送・光機能性
ガラス部品母材から融液溜めに相当する部分を切断し、
長手方向を研磨した。研磨が進み、コアガラスが露出し
た瞬間、母材は縦に２つに割れた。
ラスを用い、全く同じ方法で製造した光伝送・光機能性
ガラス部品母材から融液溜めに相当する部分を切断し、
長手方向を研磨した。研磨が進み、コアガラスが露出し
た瞬間、母材は縦に２つに割れた。
【００４０】（比較例４）実施例２と全く同じ組成のガ
ラスを用い、全く同じ方法で製造した光伝送・光機能性
ガラス部品母材から融液溜めに相当する部分を切断し、
長手方向を研磨した。研磨が進み、コアガラスが露出し
た瞬間、コアガラスに隣接するクラッドガラスにクラッ
クが発生した。
ラスを用い、全く同じ方法で製造した光伝送・光機能性
ガラス部品母材から融液溜めに相当する部分を切断し、
長手方向を研磨した。研磨が進み、コアガラスが露出し
た瞬間、コアガラスに隣接するクラッドガラスにクラッ
クが発生した。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る光伝
送・光機能性ガラス部品母材は、コアガラスとクラッド
ガラスの界面が外部に露出しないので応力が集中する部
分がなく、膨張率差による応力が全体に分散される。し
たがってプリフォームを室温まで徐冷することが可能で
あり、次工程に進める前にプリフォームの検査を行な
い、歩留りを上げることができる。
送・光機能性ガラス部品母材は、コアガラスとクラッド
ガラスの界面が外部に露出しないので応力が集中する部
分がなく、膨張率差による応力が全体に分散される。し
たがってプリフォームを室温まで徐冷することが可能で
あり、次工程に進める前にプリフォームの検査を行な
い、歩留りを上げることができる。
【００４２】また、本発明の製造方法によれば、第１工
程から第２工程にかけて、２つのクラッドガラスは融着
して一体化され、コアガラスを外部雰囲気から完全に遮
断するとともに、室温までの徐冷した時に発生する応力
に耐え得ることができるようになる。
程から第２工程にかけて、２つのクラッドガラスは融着
して一体化され、コアガラスを外部雰囲気から完全に遮
断するとともに、室温までの徐冷した時に発生する応力
に耐え得ることができるようになる。
【００４３】この結果、膨張係数の差が大きいコア・ク
ラッドの組み合わせでも、割れやクラックを生じさせる
ことなく室温まで徐冷することのできる光伝送・光機能
性ガラス部品母材とそれを製造する方法とを提供でき、
さらに、本発明に係る光伝送・光機能性ガラス部品母材
では、コアガラスが外部雰囲気から完全に遮断されてい
るので、極めて耐候性の悪いガラスでさえ光ファイバな
どのコアガラスとして比較的容易に採用することができ
る。
ラッドの組み合わせでも、割れやクラックを生じさせる
ことなく室温まで徐冷することのできる光伝送・光機能
性ガラス部品母材とそれを製造する方法とを提供でき、
さらに、本発明に係る光伝送・光機能性ガラス部品母材
では、コアガラスが外部雰囲気から完全に遮断されてい
るので、極めて耐候性の悪いガラスでさえ光ファイバな
どのコアガラスとして比較的容易に採用することができ
る。
【００４４】さらには、高開口数を有するファイバを容
易に実現できると共に、その組成の自由度を飛躍的に高
めることができる。
易に実現できると共に、その組成の自由度を飛躍的に高
めることができる。
【図１】本発明による光伝送・光機能性ガラス部品母材
の断面形状を示す図。
の断面形状を示す図。
【図２】本発明の光伝送・光機能性ガラス部品母材製造
用鋳型の断面形状を示す図。
用鋳型の断面形状を示す図。
【図３】本発明の光伝送・光機能性ガラス部品母材製造
用鋳型の斜視図。
用鋳型の斜視図。
【図４】本発明に係る光伝送・光機能性ガラス部品母材
の製造方法を、サクションキャスティングに適用した場
合の工程図である。
の製造方法を、サクションキャスティングに適用した場
合の工程図である。
１ 分離可能な鋳型 １１ 鋳型底部 ２ 融液を流し込む際に鋳型が分離しないように固定
する保持具 ３ 融液を流し込むための鋳型の中空部 ４ 鋳型のクラッドガラス融液溜め ５ クラッドガラス ５１ クラッドガラス融液 ６ コアガラス ６１ コアガラス融液 ７ 体積収縮による凹み
する保持具 ３ 融液を流し込むための鋳型の中空部 ４ 鋳型のクラッドガラス融液溜め ５ クラッドガラス ５１ クラッドガラス融液 ６ コアガラス ６１ コアガラス融液 ７ 体積収縮による凹み
Claims (3)
- 【請求項１】略円柱形状のコアガラスの側周部，底部お
よび上部の全周囲をクラッドガラスで融着被覆し、コア
ガラスが外部に露出しないようにしたことを特徴とする
光伝送・光機能性ガラス部品母材。 - 【請求項２】請求項１において、前記コアガラスはフッ
化物，塩化物，臭化物ガラスである光伝送・光機能性ガ
ラス部品母材。 - 【請求項３】クラッド及びコアを構成すべき融液を順に
鋳型に鋳込みコア・クラッド構造を形成する第１工程
と、 クラッドを構成すべき融液を再度鋳込み、その融液が先
に鋳込んだクラッドガラスと融着させてコアガラスをク
ラッドガラスによって封じ込める第２工程と、を備える
ことを特徴とする光伝送・光機能ガラス部品母材の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6029457A JPH07237930A (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 光伝送・光機能性ガラス部品母材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6029457A JPH07237930A (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 光伝送・光機能性ガラス部品母材およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07237930A true JPH07237930A (ja) | 1995-09-12 |
Family
ID=12276640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6029457A Pending JPH07237930A (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 光伝送・光機能性ガラス部品母材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07237930A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002010080A1 (fr) * | 2000-07-28 | 2002-02-07 | Asahi Glass Company, Limited | Procede de fabrication d'une preforme en fibre de verre |
-
1994
- 1994-02-28 JP JP6029457A patent/JPH07237930A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002010080A1 (fr) * | 2000-07-28 | 2002-02-07 | Asahi Glass Company, Limited | Procede de fabrication d'une preforme en fibre de verre |
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