JPH08217479A - フッ化物ガラス母材の製造方法 - Google Patents
フッ化物ガラス母材の製造方法Info
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- JPH08217479A JPH08217479A JP3204195A JP3204195A JPH08217479A JP H08217479 A JPH08217479 A JP H08217479A JP 3204195 A JP3204195 A JP 3204195A JP 3204195 A JP3204195 A JP 3204195A JP H08217479 A JPH08217479 A JP H08217479A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
-
- 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
- C03B2201/82—Fluoride glasses, e.g. ZBLAN glass
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- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 サクソンキャスティング法の長所を活かした
３層構造を有するフッ化物ガラス母材の製造方法を提供
する。 【構成】 （ａ）不活性ガス雰囲気中で、第１の中空部
１１０の体積と第２の中空部１３０の体積の和と略同一
の量の第１の材料組成の第１のフッ化物ガラス融液を開
口中空部から注ぐ第１の工程と、（ｂ）第２の材料組成
の第２のフッ化物ガラス融液を、注入された第２のフッ
化物ガラス融液が固化した後の体積が注入された第１の
フッ化物ガラス融液が固化した場合に融液状態から減少
した体積よりも小さくなる量だけ、不活性ガス雰囲気中
で前記開口中空部１１０から第１のフッ化物ガラス融液
上に注ぐ第２の工程と、（ｃ）第３の材料組成の第３の
フッ化物ガラス融液を不活性ガス雰囲気中で開口中空部
１１０から第２のフッ化物ガラス融液上に注ぐ第３の工
程と、（ｄ）第３のフッ化物ガラス融液が注入された鋳
型を不活性ガス雰囲気中で徐冷して固化する第４の工程
と、を備える。
３層構造を有するフッ化物ガラス母材の製造方法を提供
する。 【構成】 （ａ）不活性ガス雰囲気中で、第１の中空部
１１０の体積と第２の中空部１３０の体積の和と略同一
の量の第１の材料組成の第１のフッ化物ガラス融液を開
口中空部から注ぐ第１の工程と、（ｂ）第２の材料組成
の第２のフッ化物ガラス融液を、注入された第２のフッ
化物ガラス融液が固化した後の体積が注入された第１の
フッ化物ガラス融液が固化した場合に融液状態から減少
した体積よりも小さくなる量だけ、不活性ガス雰囲気中
で前記開口中空部１１０から第１のフッ化物ガラス融液
上に注ぐ第２の工程と、（ｃ）第３の材料組成の第３の
フッ化物ガラス融液を不活性ガス雰囲気中で開口中空部
１１０から第２のフッ化物ガラス融液上に注ぐ第３の工
程と、（ｄ）第３のフッ化物ガラス融液が注入された鋳
型を不活性ガス雰囲気中で徐冷して固化する第４の工程
と、を備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光伝送媒体であるフッ
化物ファイバの作成にあたって使用されるフッ化物ガラ
ス母材の製造方法に関するものである。
化物ファイバの作成にあたって使用されるフッ化物ガラ
ス母材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
外領域の光を透過する光ファイバとして、この波長領域
で損失の少ないフッ化物ガラスを材料としたフッ化物フ
ァイバが注目されている。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、赤外光を増
幅する光ファイバ増幅器の構成要素として使用される。
外領域の光を透過する光ファイバとして、この波長領域
で損失の少ないフッ化物ガラスを材料としたフッ化物フ
ァイバが注目されている。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、赤外光を増
幅する光ファイバ増幅器の構成要素として使用される。
【０００３】フッ化物ファイバはフッ化物ガラス母材を
線引して作成されるが、こうしたフッ化物ガラス母材
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材として、
例えば、特公開 昭６３−１１５３５のファイバ用プリ
フォーム製造方法（以後、サクソンキャスティング法と
呼ぶ）を使用して作成される。このサクソンキャスティ
ング法では、鋳型の中にクラッド用フッ化物ガラス融液
を注入後、コア用フッ化物ガラス融液を注入する工程を
介して、フッ化物ガラス母材を製造する。
線引して作成されるが、こうしたフッ化物ガラス母材
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材として、
例えば、特公開 昭６３−１１５３５のファイバ用プリ
フォーム製造方法（以後、サクソンキャスティング法と
呼ぶ）を使用して作成される。このサクソンキャスティ
ング法では、鋳型の中にクラッド用フッ化物ガラス融液
を注入後、コア用フッ化物ガラス融液を注入する工程を
介して、フッ化物ガラス母材を製造する。
【０００４】このサクソンキャスティング法は、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
グ法に比べて、コア部とクラッド部との界面に周囲雰囲
気から水分等が混入しにくいので、良質のフッ化物ファ
イバが得られる利点がある。
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
グ法に比べて、コア部とクラッド部との界面に周囲雰囲
気から水分等が混入しにくいので、良質のフッ化物ファ
イバが得られる利点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のサクソンキャス
ティング法では、上記のように２種のフッ化物ガラスを
使用するので、２層構造のフッ化物ガラス母材が得られ
る。一方、近年の光ファイバに求められる機能の多様化
に伴い、コア部が２層構造を有したり、クラッド部が２
層構造を有したりするフッ化物ファイバの需要が増大し
ている。
ティング法では、上記のように２種のフッ化物ガラスを
使用するので、２層構造のフッ化物ガラス母材が得られ
る。一方、近年の光ファイバに求められる機能の多様化
に伴い、コア部が２層構造を有したり、クラッド部が２
層構造を有したりするフッ化物ファイバの需要が増大し
ている。
【０００６】また、ビルトインキャスティング法によれ
ば、３層構造のフッ化物ガラス母材の製造は可能である
が、上述のように、界面に周囲雰囲気から水分等が混入
しやすいので、良質のフッ化物ファイバが得にくい。
ば、３層構造のフッ化物ガラス母材の製造は可能である
が、上述のように、界面に周囲雰囲気から水分等が混入
しやすいので、良質のフッ化物ファイバが得にくい。
【０００７】本発明は、上記を鑑みてなされたものであ
り、サクソンキャスティング法の長所を活かした３層構
造を有するフッ化物ガラス母材の製造方法を提供するこ
とを目的とする。
り、サクソンキャスティング法の長所を活かした３層構
造を有するフッ化物ガラス母材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】本発明のフッ化物ガラス
母材の製造方法は、（ａ）複数種のフッ化物ガラス融液
を注ぐ開口中空部と、第１の端部で開口中空部と連通し
た円柱状の第１の中空部と、第１の中空部の第２の端部
で第１の中空部と連通するとともに、第１の中空部の中
心軸と略一致する中心軸を有し、第１の中空部の端部の
面積よりも大きな端部を有する柱状の第２の中空部とを
備える鋳型に、不活性ガス雰囲気中で、第１の中空部の
体積と第２の中空部の体積の和と略同一の量の第１の材
料組成の第１のフッ化物ガラス融液を前記開口中空部か
ら第１の中空部へ向けて注ぐ第１の工程と、（ｂ）第２
の材料組成の第２のフッ化物ガラス融液を、注入された
第２のフッ化物ガラス融液が固化した後の体積が注入さ
れた第１のフッ化物ガラス融液が固化した場合に融液状
態から減少した体積よりも小さくなる量だけ、不活性ガ
ス雰囲気中で前記開口中空部から第１のフッ化物ガラス
融液上に注ぐ第２の工程と、（ｃ）第３の材料組成の第
３のフッ化物ガラス融液を不活性ガス雰囲気中で開口中
空部から第２のフッ化物ガラス融液上に注ぐ第３の工程
と、（ｄ）第３のフッ化物ガラス融液が注入された鋳型
を不活性ガス雰囲気中で徐冷して固化する第４の工程
と、を備えることを特徴とする。
母材の製造方法は、（ａ）複数種のフッ化物ガラス融液
を注ぐ開口中空部と、第１の端部で開口中空部と連通し
た円柱状の第１の中空部と、第１の中空部の第２の端部
で第１の中空部と連通するとともに、第１の中空部の中
心軸と略一致する中心軸を有し、第１の中空部の端部の
面積よりも大きな端部を有する柱状の第２の中空部とを
備える鋳型に、不活性ガス雰囲気中で、第１の中空部の
体積と第２の中空部の体積の和と略同一の量の第１の材
料組成の第１のフッ化物ガラス融液を前記開口中空部か
ら第１の中空部へ向けて注ぐ第１の工程と、（ｂ）第２
の材料組成の第２のフッ化物ガラス融液を、注入された
第２のフッ化物ガラス融液が固化した後の体積が注入さ
れた第１のフッ化物ガラス融液が固化した場合に融液状
態から減少した体積よりも小さくなる量だけ、不活性ガ
ス雰囲気中で前記開口中空部から第１のフッ化物ガラス
融液上に注ぐ第２の工程と、（ｃ）第３の材料組成の第
３のフッ化物ガラス融液を不活性ガス雰囲気中で開口中
空部から第２のフッ化物ガラス融液上に注ぐ第３の工程
と、（ｄ）第３のフッ化物ガラス融液が注入された鋳型
を不活性ガス雰囲気中で徐冷して固化する第４の工程
と、を備えることを特徴とする。
【０００９】ここで、第２のフッ化物ガラス融液の固化
後のフッ化物ガラスは、第３のフッ化物ガラス融液の固
化後のフッ化物ガラスよりも屈折率が高く設定すること
も可能であるし、また、第２のフッ化物ガラス融液の固
化後のフッ化物ガラスは、第１のフッ化物ガラス融液の
固化後のフッ化物ガラスよりも屈折率が低く設定するこ
とも可能である。
後のフッ化物ガラスは、第３のフッ化物ガラス融液の固
化後のフッ化物ガラスよりも屈折率が高く設定すること
も可能であるし、また、第２のフッ化物ガラス融液の固
化後のフッ化物ガラスは、第１のフッ化物ガラス融液の
固化後のフッ化物ガラスよりも屈折率が低く設定するこ
とも可能である。
【００１０】また、第２のフッ化物ガラス融液の注入量
は、注入された第１のフッ化物ガラス融液が固化した場
合に融液状態から減少した体積よりも多いことを特徴と
してもよい。
は、注入された第１のフッ化物ガラス融液が固化した場
合に融液状態から減少した体積よりも多いことを特徴と
してもよい。
【００１１】また、第１の中空部の端部の面積は、 Ｓ≦３α1 ・α2 ・Ｖ／２ …（１） ここで、Ｓ：前記第１の中空部の端部の面積 α1 ：前記第１のフッ化物ガラス融液の固化後の体積減
少率 α2 ：前記第２のフッ化物ガラス融液の固化後の体積減
少率 Ｖ：前記第１の中空部の体積と前記第１の中空部の体積
との和の関係を満足する、ことを特徴としてもよい。
少率 α2 ：前記第２のフッ化物ガラス融液の固化後の体積減
少率 Ｖ：前記第１の中空部の体積と前記第１の中空部の体積
との和の関係を満足する、ことを特徴としてもよい。
【００１２】また、第４の工程後に、（ｅ）固化された
フッ化物ガラス部材から前記第の中空部で固化した第１
の円柱状のフッ化物ガラス部材を取り出す第５の工程
と、（ｆ）第１の円柱状のフッ化物ガラス部材を加熱し
て延伸し、第２の径を有する第２の円柱状のフッ化物ガ
ラス部材とする第６の工程と、（ｇ）第２の円柱状のフ
ッ化物ガラス部材から３層構造を部分を選択した第３の
円柱状のフッ化物ガラス部材を得る第７の工程と、
（ｈ）第３の円柱状のフッ化物ガラス部材を第２の径と
略同一の内径を有する円筒状のフッ化物ガラス部材に挿
入して第４の円柱状のフッ化物ガラス部材とする第８の
工程と、を更に備えることを特徴としてもよい。
フッ化物ガラス部材から前記第の中空部で固化した第１
の円柱状のフッ化物ガラス部材を取り出す第５の工程
と、（ｆ）第１の円柱状のフッ化物ガラス部材を加熱し
て延伸し、第２の径を有する第２の円柱状のフッ化物ガ
ラス部材とする第６の工程と、（ｇ）第２の円柱状のフ
ッ化物ガラス部材から３層構造を部分を選択した第３の
円柱状のフッ化物ガラス部材を得る第７の工程と、
（ｈ）第３の円柱状のフッ化物ガラス部材を第２の径と
略同一の内径を有する円筒状のフッ化物ガラス部材に挿
入して第４の円柱状のフッ化物ガラス部材とする第８の
工程と、を更に備えることを特徴としてもよい。
【００１３】
【作用】本発明のフッ化物ガラス母材の製造方法では、
不活性ガス雰囲気中で溶融した第１のフッ化物ガラス融
液と第２のフッ化物ガラス融液と第３のフッ化物ガラス
融液とを用意した後、まず、本発明のフッ化物ガラス母
材の製造装置である鋳型に、ガラス軟化温度よりも低い
温度（例えば、室温程度）であり且つ不活性ガス雰囲気
中で、第１の材料組成の第１のフッ化物ガラス融液を開
口中空部から第１の中空部へ向けて注ぐ。一般的には、
注入量は第１の中空部の体積と第２の中空部の体積との
和と略同一とする。また、第１の中空部の端部の面積
が、（１）式の関係を満足すると、３層構造の部分を２
ｃｍ以上とすることができる。
不活性ガス雰囲気中で溶融した第１のフッ化物ガラス融
液と第２のフッ化物ガラス融液と第３のフッ化物ガラス
融液とを用意した後、まず、本発明のフッ化物ガラス母
材の製造装置である鋳型に、ガラス軟化温度よりも低い
温度（例えば、室温程度）であり且つ不活性ガス雰囲気
中で、第１の材料組成の第１のフッ化物ガラス融液を開
口中空部から第１の中空部へ向けて注ぐ。一般的には、
注入量は第１の中空部の体積と第２の中空部の体積との
和と略同一とする。また、第１の中空部の端部の面積
が、（１）式の関係を満足すると、３層構造の部分を２
ｃｍ以上とすることができる。
【００１４】次に、第２のフッ化物ガラス融液を不活性
ガス雰囲気中で開口中空部から第１のフッ化物ガラス融
液上に注ぐ。注入済の第１のフッ化物ガラス融液は、主
に鋳型内面側から冷却されて収縮し、第２のフッ化物ガ
ラス融液は中心軸付近で下方に侵入していく。第２のフ
ッ化物ガラス融液の注入量は、注入された第２のフッ化
物ガラス融液が固化した後の体積が注入された第１のフ
ッ化物ガラス融液が固化した場合に融液状態から減少し
た体積よりも小さくなる量に設定する。この注入量の制
限を守らなければ、３層構造を実現できない。なお、こ
の制限に加えて、第２のフッ化物ガラス融液の注入量
を、注入された第１のフッ化物ガラス融液が固化した場
合に融液状態から減少した体積よりも多く設定すると、
第１の中空部の開口中空部側の端部から３層構造が実現
されるので、３層構造の部分を長くすることができる。
ガス雰囲気中で開口中空部から第１のフッ化物ガラス融
液上に注ぐ。注入済の第１のフッ化物ガラス融液は、主
に鋳型内面側から冷却されて収縮し、第２のフッ化物ガ
ラス融液は中心軸付近で下方に侵入していく。第２のフ
ッ化物ガラス融液の注入量は、注入された第２のフッ化
物ガラス融液が固化した後の体積が注入された第１のフ
ッ化物ガラス融液が固化した場合に融液状態から減少し
た体積よりも小さくなる量に設定する。この注入量の制
限を守らなければ、３層構造を実現できない。なお、こ
の制限に加えて、第２のフッ化物ガラス融液の注入量
を、注入された第１のフッ化物ガラス融液が固化した場
合に融液状態から減少した体積よりも多く設定すると、
第１の中空部の開口中空部側の端部から３層構造が実現
されるので、３層構造の部分を長くすることができる。
【００１５】次いで、第３のフッ化物ガラス融液を不活
性ガス雰囲気中で開口中空部から第２のフッ化物ガラス
融液上に注ぐ。注入済の第１および第２のフッ化物ガラ
ス融液は、主に鋳型内面側から冷却されて収縮し、第３
のフッ化物ガラス融液は中心軸付近で下方に侵入してい
く。引き続き、第１、第２、および第３のフッ化物ガラ
ス融液が注入された鋳型を不活性ガス雰囲気中で徐冷し
て固化する。
性ガス雰囲気中で開口中空部から第２のフッ化物ガラス
融液上に注ぐ。注入済の第１および第２のフッ化物ガラ
ス融液は、主に鋳型内面側から冷却されて収縮し、第３
のフッ化物ガラス融液は中心軸付近で下方に侵入してい
く。引き続き、第１、第２、および第３のフッ化物ガラ
ス融液が注入された鋳型を不活性ガス雰囲気中で徐冷し
て固化する。
【００１６】なお、最終的なフッ化物ファイバにおける
３層構造を考慮した場合、一般的には、上記の製造工程
のみでは得られたガラス部材の最外層の厚さが中間層や
最内層の厚さに対して薄いものになってしまうので、以
下の製造工程が引き続き実施される。
３層構造を考慮した場合、一般的には、上記の製造工程
のみでは得られたガラス部材の最外層の厚さが中間層や
最内層の厚さに対して薄いものになってしまうので、以
下の製造工程が引き続き実施される。
【００１７】まず、固化したガラス部材を鋳型から取り
出し、第１の中空部に応じた部分を選択して第１の円柱
状のフッ化物ガラス部材を得る。
出し、第１の中空部に応じた部分を選択して第１の円柱
状のフッ化物ガラス部材を得る。
【００１８】次に、第１の円柱状のフッ化物ガラス部材
を加熱して延伸し、第２の径を有する第２の円柱状のフ
ッ化物ガラス部材とする。引き続き、第２の円柱状のフ
ッ化物ガラス部材から３層構造の部分を選択した第３の
円柱状のフッ化物ガラス部材を得る。
を加熱して延伸し、第２の径を有する第２の円柱状のフ
ッ化物ガラス部材とする。引き続き、第２の円柱状のフ
ッ化物ガラス部材から３層構造の部分を選択した第３の
円柱状のフッ化物ガラス部材を得る。
【００１９】次いで、第３の円柱状のフッ化物ガラス部
材を第２の径と略同一の内径を有する円筒状のフッ化物
ガラス部材に挿入して第４の円柱状のフッ化物ガラス部
材とし、延伸してフッ化物ガラス母材を得る。
材を第２の径と略同一の内径を有する円筒状のフッ化物
ガラス部材に挿入して第４の円柱状のフッ化物ガラス部
材とし、延伸してフッ化物ガラス母材を得る。
【００２０】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明のフッ化物
ガラス母材の製造方法の実施例を説明する。なお、図面
の説明にあたって同一の要素には同一の符号を付し、重
複する説明を省略する。
ガラス母材の製造方法の実施例を説明する。なお、図面
の説明にあたって同一の要素には同一の符号を付し、重
複する説明を省略する。
【００２１】本実施例は、Ｅｒ添加の内層コアとなるべ
き部分と、Ｅｒ無添加の外層コアとなるべき部分と、ク
ラッドとなるべき部分とから構成されるフッ化物ガラス
母材の製造方法である。
き部分と、Ｅｒ無添加の外層コアとなるべき部分と、ク
ラッドとなるべき部分とから構成されるフッ化物ガラス
母材の製造方法である。
【００２２】図１は、本発明の実施例に係るフッ化物ガ
ラス母材の製造方法で使用するキャスティング用の鋳型
の構成図である。図１に示すように、この鋳型１００
は、（ａ）フッ化物ガラス融液を注ぐ開口中空部１１０
と、（ｂ）第１の端部１２１側で開口中空部１１０の第
１の領域で開口中空部１１０と連通した直径＝８ｍｍ、
長さ＝１００ｍｍの円柱状の中空部１２０と、（ｃ）中
空部１２０の第２の端部１２２側で中空部１２０と連通
するとともに、中空部１２０の中心軸（Ｘ）と略一致す
る中心軸を有し、中空部１２０の端部の面積よりも大き
な端部を有する円柱状の中空部１３０とを備える。
ラス母材の製造方法で使用するキャスティング用の鋳型
の構成図である。図１に示すように、この鋳型１００
は、（ａ）フッ化物ガラス融液を注ぐ開口中空部１１０
と、（ｂ）第１の端部１２１側で開口中空部１１０の第
１の領域で開口中空部１１０と連通した直径＝８ｍｍ、
長さ＝１００ｍｍの円柱状の中空部１２０と、（ｃ）中
空部１２０の第２の端部１２２側で中空部１２０と連通
するとともに、中空部１２０の中心軸（Ｘ）と略一致す
る中心軸を有し、中空部１２０の端部の面積よりも大き
な端部を有する円柱状の中空部１３０とを備える。
【００２３】本発明の実施例に係るフッ化物ガラス母材
の製造方法は、鋳型１００を含む製造系で実施される。
図２は、実施例のフッ化物ガラス母材の製造方法を実施
する製造系の構成図である。図２に示すように、この製
造系は、操作容器としてのドライグロ−ブボックス２０
０とこれに接続された加熱容器としての加熱炉３００と
を備える。加熱炉３００は、石英製の炉芯管３１０とそ
の解放端に設けられたキャップ３３０と炉芯管３１０の
周囲を包むヒ−タ３２０とを有する。炉芯管３１０は、
ＳｉＯ2 ガラスで形成され、その内面には炉心管の形状
に沿うような形のＰｔスリーブが挿入されている。炉芯
管３１０の内部には溶融用のるつぼ４１０、４２０、４
３０を収容する円柱状の空間が形成されている。
の製造方法は、鋳型１００を含む製造系で実施される。
図２は、実施例のフッ化物ガラス母材の製造方法を実施
する製造系の構成図である。図２に示すように、この製
造系は、操作容器としてのドライグロ−ブボックス２０
０とこれに接続された加熱容器としての加熱炉３００と
を備える。加熱炉３００は、石英製の炉芯管３１０とそ
の解放端に設けられたキャップ３３０と炉芯管３１０の
周囲を包むヒ−タ３２０とを有する。炉芯管３１０は、
ＳｉＯ2 ガラスで形成され、その内面には炉心管の形状
に沿うような形のＰｔスリーブが挿入されている。炉芯
管３１０の内部には溶融用のるつぼ４１０、４２０、４
３０を収容する円柱状の空間が形成されている。
【００２４】炉芯管３１０のドライグロ−ブボックス２
００側の端部には、吸入口２０１が設けられていて、不
活性ガスであるＡｒ等をこの炉芯管３１０内に導入する
ことができる。炉芯管３１０内に導入された不活性ガ
ス、内部で発生したガス等は、その他端に設けられた排
出口２０２から排気される。炉芯管３１０中のるつぼ４
１０、４２０、４３０は、台５００の上に載置されてお
り、前述のキャップ３３０を介してドライグロ−ブボッ
クス２００側に取り出すことができる。
００側の端部には、吸入口２０１が設けられていて、不
活性ガスであるＡｒ等をこの炉芯管３１０内に導入する
ことができる。炉芯管３１０内に導入された不活性ガ
ス、内部で発生したガス等は、その他端に設けられた排
出口２０２から排気される。炉芯管３１０中のるつぼ４
１０、４２０、４３０は、台５００の上に載置されてお
り、前述のキャップ３３０を介してドライグロ−ブボッ
クス２００側に取り出すことができる。
【００２５】ドライグロ−ブボックス２００には、作業
用のグロ−ブ２１０、観察窓２２０の他、エントリ−ロ
ック、アニ−ル炉等が設けられ、鋳型１００が収納され
る。
用のグロ−ブ２１０、観察窓２２０の他、エントリ−ロ
ック、アニ−ル炉等が設けられ、鋳型１００が収納され
る。
【００２６】本実施例のフッ化物ガラス母材の製造方法
では以下のようにしてフッ化物ガラス母材を製造する。
では以下のようにしてフッ化物ガラス母材を製造する。
【００２７】まず、ドライグロ−ブボックス２００内
で、表１に示す３種の原材料を準備する。
で、表１に示す３種の原材料を準備する。
【００２８】
【表１】
【００２９】引き続き、これらの原材料に添加剤として
の５重量％のフッ素化剤ＮＨ4 ＨＦ2 を添加したもの
を、クラッド用材料をるつぼ４１０に、外層コア用材料
をるつぼ４２０に、内層コア用材料をるつぼ４３０に入
れて、台５００に乗せて内部温度が略３５０℃に設定さ
れた炉芯管３１０内に投入する。
の５重量％のフッ素化剤ＮＨ4 ＨＦ2 を添加したもの
を、クラッド用材料をるつぼ４１０に、外層コア用材料
をるつぼ４２０に、内層コア用材料をるつぼ４３０に入
れて、台５００に乗せて内部温度が略３５０℃に設定さ
れた炉芯管３１０内に投入する。
【００３０】次に、るつぼ４１０、４２０、４３０をＡ
ｒ雰囲気中（Ａｒ流量＝３ｌ／分；炉心管３１０内気圧
≒大気圧−４００ｍｍＨ2 Ｏ）、略３５０℃で約１時間
保持後、０．５時間掛けて略８００℃まで加熱して約
１．５時間保持し、るつぼ４１０、４２０、４３０内の
原材料を溶融する。引き続き、約０．５時間かけて略６
６０℃まで降温して１時間保持後、キャップ３３０を取
り外し、台５００と共にるつぼ４１０、４２０、４３０
をグロ−ブ２１０を使用して炉芯管３１０から室温のド
ライグロ−ブボックス２００内へ取り出す。
ｒ雰囲気中（Ａｒ流量＝３ｌ／分；炉心管３１０内気圧
≒大気圧−４００ｍｍＨ2 Ｏ）、略３５０℃で約１時間
保持後、０．５時間掛けて略８００℃まで加熱して約
１．５時間保持し、るつぼ４１０、４２０、４３０内の
原材料を溶融する。引き続き、約０．５時間かけて略６
６０℃まで降温して１時間保持後、キャップ３３０を取
り外し、台５００と共にるつぼ４１０、４２０、４３０
をグロ−ブ２１０を使用して炉芯管３１０から室温のド
ライグロ−ブボックス２００内へ取り出す。
【００３１】次いで、るつぼ４１０内のクラッド用フッ
化物ガラス融液およびるつぼ４２０内のコア用フッ化物
ガラス融液を、順次、鋳型１００に注入（キャスティン
グ）する。図３は、キャスティングの工程図である。
化物ガラス融液およびるつぼ４２０内のコア用フッ化物
ガラス融液を、順次、鋳型１００に注入（キャスティン
グ）する。図３は、キャスティングの工程図である。
【００３２】本実施例のキャスティング工程では、ま
ず、約２００℃に予加熱した鋳型１００内に８０ｃｍ3
のクラッド用フッ化物ガラス融液を、開口中空部１１０
から注入する。注入量は、第１の中空部１２０と中空部
１３０との体積の和と略同一とする（図３（ａ）参
照）。
ず、約２００℃に予加熱した鋳型１００内に８０ｃｍ3
のクラッド用フッ化物ガラス融液を、開口中空部１１０
から注入する。注入量は、第１の中空部１２０と中空部
１３０との体積の和と略同一とする（図３（ａ）参
照）。
【００３３】次に、クラッド用フッ化物ガラス融液の注
入終了時から約３秒後にるつぼ４２０内の１５ｃｍ3 の
外層コア用フッ化物ガラス融液を注入する（図３（ｂ）
参照）。クラッド用フッ化物ガラス融液の固化による体
積減少率は約２０％であり、外層コア用フッ化物ガラス
融液の注入量は注入されたクラッド用フッ化物ガラス融
液の固化による体積減少量に略一致している。
入終了時から約３秒後にるつぼ４２０内の１５ｃｍ3 の
外層コア用フッ化物ガラス融液を注入する（図３（ｂ）
参照）。クラッド用フッ化物ガラス融液の固化による体
積減少率は約２０％であり、外層コア用フッ化物ガラス
融液の注入量は注入されたクラッド用フッ化物ガラス融
液の固化による体積減少量に略一致している。
【００３４】次いで、外層コア用フッ化物ガラス融液の
注入終了時から約３秒後にるつぼ４３０内の内層コア用
フッ化物ガラス融液を注入する（図３（ｃ）参照）。
注入終了時から約３秒後にるつぼ４３０内の内層コア用
フッ化物ガラス融液を注入する（図３（ｃ）参照）。
【００３５】次に、鋳型１００を直立させたままグロー
ブボックス２００内の内部温度が約２５０℃に設定され
たアニール炉に収納して約５時間保持後、約１５時間か
けて室温に降温する。こうして徐冷された固化されたフ
ッ化物ガラス部材８００を鋳型１００から取り出し、中
空部１２０に応じた部分を以外を分離してフッ化物ガラ
ス部材８１０を得る（図３（ｄ）参照）。
ブボックス２００内の内部温度が約２５０℃に設定され
たアニール炉に収納して約５時間保持後、約１５時間か
けて室温に降温する。こうして徐冷された固化されたフ
ッ化物ガラス部材８００を鋳型１００から取り出し、中
空部１２０に応じた部分を以外を分離してフッ化物ガラ
ス部材８１０を得る（図３（ｄ）参照）。
【００３６】図４は、フッ化物ガラス部材８１０を得た
（図４（ａ）参照）後のフッ化物ガラス母材の製造工程
図である。図４に示すように、まず、取り出したフッ化
物ガラス部材８１０から３層構造の部分を選択しフッ化
物ガラス部材８２０を得る（図４（ｂ）参照）。次に、
フッ化物ガラス部材８２０をテフロンなどのフッ化物樹
脂でできたチューブに入れて加熱して延伸し、外径＝
２．５ｍｍを有する円柱状のフッ化物ガラス部材８３０
とする（図４（ｃ）参照）。次いで、内径＝２．５ｍｍ
を有する円筒状のフッ化物ガラス部材８４０にフッ化物
ガラス部材８３０を挿入する（図４（ｄ）参照）。この
操作により所望のコアとなるべき部分の径に対してクラ
ッドとなるべき部分の外径の比のフッ化物ガラス部材８
５０を得る。引き続き、フッ化物ガラス部材８５０を延
伸後、 内層コア径／外層コア径〜１／２ の部分を選びだして、フッ化物ガラス母材８６０を得る
（図４（ｅ）参照）。
（図４（ａ）参照）後のフッ化物ガラス母材の製造工程
図である。図４に示すように、まず、取り出したフッ化
物ガラス部材８１０から３層構造の部分を選択しフッ化
物ガラス部材８２０を得る（図４（ｂ）参照）。次に、
フッ化物ガラス部材８２０をテフロンなどのフッ化物樹
脂でできたチューブに入れて加熱して延伸し、外径＝
２．５ｍｍを有する円柱状のフッ化物ガラス部材８３０
とする（図４（ｃ）参照）。次いで、内径＝２．５ｍｍ
を有する円筒状のフッ化物ガラス部材８４０にフッ化物
ガラス部材８３０を挿入する（図４（ｄ）参照）。この
操作により所望のコアとなるべき部分の径に対してクラ
ッドとなるべき部分の外径の比のフッ化物ガラス部材８
５０を得る。引き続き、フッ化物ガラス部材８５０を延
伸後、 内層コア径／外層コア径〜１／２ の部分を選びだして、フッ化物ガラス母材８６０を得る
（図４（ｅ）参照）。
【００３７】図５は、外層コア用融液の注入量と、固化
後の内部構造との関係の説明図である。
後の内部構造との関係の説明図である。
【００３８】一般に、内層コア用フッ化物ガラスの注入
量は、 （１−α2 ）・Ｕ2 ＜α1 ・Ｕ1 …（２） ここで、Ｕ1 ：クラッド用融液の注入量 Ｕ2 ：外層コア用融液の注入量 α1 ：クラッド用融液の固化による体積減少率 α2 ：外層コア用融液の固化による体積減少率 の条件を満たす必要がある。この条件に適合しない場合
には、クラッド用融液の固化により生じる中心軸付近の
隙間には外層コア用融液の固化したものしか形成され得
ず、３層構造とはならない。
量は、 （１−α2 ）・Ｕ2 ＜α1 ・Ｕ1 …（２） ここで、Ｕ1 ：クラッド用融液の注入量 Ｕ2 ：外層コア用融液の注入量 α1 ：クラッド用融液の固化による体積減少率 α2 ：外層コア用融液の固化による体積減少率 の条件を満たす必要がある。この条件に適合しない場合
には、クラッド用融液の固化により生じる中心軸付近の
隙間には外層コア用融液の固化したものしか形成され得
ず、３層構造とはならない。
【００３９】また、中空部１２０内に３層構造を実現す
るためには、 （１−α1 ）・Ｕ1 ＜Ｖ1 ＋Ｖ2 …（３） が必要である。
るためには、 （１−α1 ）・Ｕ1 ＜Ｖ1 ＋Ｖ2 …（３） が必要である。
【００４０】また、中空部１２０の端部１２１付近から
３層構造を実現し、３層部分の長さを長くするには、 Ｕ1 ≒Ｖ1 ＋Ｖ2 …（４） および α1 ・Ｕ1 ≦Ｕ2 …（５） とすること、更にα1 およびα2 を大きくすることが好
適である。
３層構造を実現し、３層部分の長さを長くするには、 Ｕ1 ≒Ｖ1 ＋Ｖ2 …（４） および α1 ・Ｕ1 ≦Ｕ2 …（５） とすること、更にα1 およびα2 を大きくすることが好
適である。
【００４１】上記のように、本実施例では、 Ｕ1 ≒Ｖ1 ＋Ｖ2 ≒８０ｃｍ3 α1 ・Ｕ1 ≒Ｕ2 ≒１５ｃｍ3 とするとともに、 α1 ≒α2 ≒２０％ と、一般には５〜２０％程度の体積減少率のフッ化物ガ
ラスの中から大きな体積減少率のフッ化物ガラス組成を
選択した。
ラスの中から大きな体積減少率のフッ化物ガラス組成を
選択した。
【００４２】最内層は略円錐状に中間層（上記実施例で
の外層コアとなるべき部分８１２）の内側に形成され
る。したがって、３層構造を有する部分の長さＬは、 α1 ・Ｕ1 −（１−α2 ）・Ｕ2 ≒π・ｒ1 2 ・Ｌ／３ …（６） の関係を満たす。
の外層コアとなるべき部分８１２）の内側に形成され
る。したがって、３層構造を有する部分の長さＬは、 α1 ・Ｕ1 −（１−α2 ）・Ｕ2 ≒π・ｒ1 2 ・Ｌ／３ …（６） の関係を満たす。
【００４３】中空部１２０内の３層構造の部分を長くす
るためには、（５）式の条件を満たすことが好適なの
で、この条件下で（６）式で定まる３層構造部の長さを
最長とする条件は、 α1 ・Ｕ1 ＝Ｕ2 …（７） となる。（７）式（６）式に代入すると、 π・ｒ1 2 ≒３α1 ・α2 ・Ｕ1 ／Ｌ …（８） となる。後の延伸を考慮すると、Ｌ＞２ｃｍが好適なの
で、 π・ｒ1 2 ＜３α1 ・α2 ・Ｕ1 ／２ …（９） 但し、ｒ1 の単位はｃｍ、Ｕ1 の単位はｃｍ3の関係を
満たすことが好ましい。
るためには、（５）式の条件を満たすことが好適なの
で、この条件下で（６）式で定まる３層構造部の長さを
最長とする条件は、 α1 ・Ｕ1 ＝Ｕ2 …（７） となる。（７）式（６）式に代入すると、 π・ｒ1 2 ≒３α1 ・α2 ・Ｕ1 ／Ｌ …（８） となる。後の延伸を考慮すると、Ｌ＞２ｃｍが好適なの
で、 π・ｒ1 2 ＜３α1 ・α2 ・Ｕ1 ／２ …（９） 但し、ｒ1 の単位はｃｍ、Ｕ1 の単位はｃｍ3の関係を
満たすことが好ましい。
【００４４】（９）式は、α1 ＝α2 ＝０．０５で、 π・ｒ1 2 ＜Ｕ1 ／２６７ …（１０） となり、α1 ＝α2 ＝０．２で、 π・ｒ1 2 ＜３Ｕ1 ／５０ …（１１） となる。
【００４５】本実施例では、α1 ≒α2 ≒０．２であ
り、ｒ1 ≒０．４ｃｍ、Ｕ1 ≒８０ｃｍ3 なので、 π・ｒ1 2 ≒０．５０＜４．８≒３Ｕ1 ／５０ となり、２ｃｍ以上の３層構造を有する部分が中空部１
２０内に形成される。
り、ｒ1 ≒０．４ｃｍ、Ｕ1 ≒８０ｃｍ3 なので、 π・ｒ1 2 ≒０．５０＜４．８≒３Ｕ1 ／５０ となり、２ｃｍ以上の３層構造を有する部分が中空部１
２０内に形成される。
【００４６】本発明は、上記の実施例に限定されるもの
ではなく変形が可能である。例えば、上記実施例以外の
フッ化物ガラス組成であっても、（５）式および（９）
式の条件を満たすように、鋳型の形状や注入量を調整す
れば、実施例と同様に好適な３層構造の母材を製造する
ことができる。
ではなく変形が可能である。例えば、上記実施例以外の
フッ化物ガラス組成であっても、（５）式および（９）
式の条件を満たすように、鋳型の形状や注入量を調整す
れば、実施例と同様に好適な３層構造の母材を製造する
ことができる。
【００４７】
【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明のフ
ッ化物ガラス母材の製造方法によれば、サクソンキャス
ティング法に基づいて３層構造を実現するので、界面に
周囲雰囲気から水分等が混入しにくいので、良質のフッ
化物ファイバを得ることができる。
ッ化物ガラス母材の製造方法によれば、サクソンキャス
ティング法に基づいて３層構造を実現するので、界面に
周囲雰囲気から水分等が混入しにくいので、良質のフッ
化物ファイバを得ることができる。
【００４８】
【図１】本発明の実施例に係るフッ化物ガラス母材の製
造方法で使用するキャスティング用の鋳型の構成図であ
る。
造方法で使用するキャスティング用の鋳型の構成図であ
る。
【図２】実施例のフッ化物ガラス母材の製造方法を実施
する製造系の構成図である。
する製造系の構成図である。
【図３】キャスティングの工程図である。
【図４】キャスティング工程後のフッ化物ガラス母材の
製造工程図である。
製造工程図である。
【図５】外層コア用融液の注入量と固化後の内部構造と
の関係の説明図である。
の関係の説明図である。
１００…鋳型、２００…ドライグローブボックス、３０
０…加熱炉、４１０，４２０，４３０…るつぼ。
０…加熱炉、４１０，４２０，４３０…るつぼ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金森 弘雄 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 宮島 義昭 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 中沢 正隆 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 複数種のフッ化物ガラス融液を注ぐ開口
中空部と、第１の端部で前記開口中空部と連通した円柱
状の第１の中空部と、前記第１の中空部の第２の端部で
前記第１の中空部と連通するとともに、前記第１の中空
部の中心軸と略一致する中心軸を有し、前記第１の中空
部の第２の端部の面積よりも大きな端部を有する柱状の
第２の中空部とを備える鋳型に、不活性ガス雰囲気中
で、前記第１の中空部の体積と前記第２の中空部の体積
の和と略同一の量の第１の材料組成の第１のフッ化物ガ
ラス融液を前記開口中空部から前記第１の中空部へ向け
て注ぐ第１の工程と、 第２の材料組成の第２のフッ化物ガラス融液を、注入さ
れた前記第２のフッ化物ガラス融液が固化した後の体積
が注入された前記第１のフッ化物ガラス融液が固化した
場合に融液状態から減少した体積よりも小さくなる量だ
け、不活性ガス雰囲気中で前記開口中空部から前記第１
の中空部内の前記第１のフッ化物ガラス融液上に注ぐ第
２の工程と、 第３の材料組成の第３のフッ化物ガラス融液を不活性ガ
ス雰囲気中で前記開口中空部から前記第１の中空部内の
前記第２のフッ化物ガラス融液上に注ぐ第３の工程と、 前記第３のフッ化物ガラス融液が注入された前記鋳型を
不活性ガス雰囲気中で冷却して固化する第４の工程と、 を備えることを特徴とするフッ化物ガラス母材の製造方
法。 - 【請求項２】 前記第２のフッ化物ガラス融液の固化後
のフッ化物ガラスは、前記第３のフッ化物ガラス融液の
固化後のフッ化物ガラスよりも屈折率が低い、ことを特
徴とする請求項１記載のフッ化物ガラス母材の製造方
法。 - 【請求項３】 前記第２のフッ化物ガラス融液の固化後
のフッ化物ガラスは、前記第１のフッ化物ガラス融液の
固化後のフッ化物ガラスよりも屈折率が高い、ことを特
徴とする請求項１記載のフッ化物ガラス母材の製造方
法。 - 【請求項４】 前記第２のフッ化物ガラス融液の注入量
は、注入された前記第１のフッ化物ガラス融液が固化し
た場合に融液状態から減少した体積よりも多い、ことを
特徴とする請求項１記載のフッ化物ガラス母材の製造方
法。 - 【請求項５】 前記第１の中空部の端部の面積は、 Ｓ≦３α1 ・α2 ・Ｖ／２ ここで、Ｓ：前記第１の中空部の端部の面積 α1 ：前記第１のフッ化物ガラス融液の固化後の体積減
少率 α2 ：前記第１のフッ化物ガラス融液の固化後の体積減
少率 Ｖ：前記第１の中空部の体積と前記第１の中空部の体積
との和 の関係を満足する、ことを特徴とする請求項１記載のフ
ッ化物ガラス母材の製造方法。 - 【請求項６】 前記第４の工程後に、 固化されたフッ化物ガラス部材から前記第の中空部で固
化した第１の円柱状のフッ化物ガラス部材を取り出す第
５の工程と、 前記第１の円柱状のフッ化物ガラス部材を加熱して延伸
し、第２の径を有する第２の円柱状のフッ化物ガラス部
材とする第６の工程と、 前記第２の円柱状のフッ化物ガラス部材から３層構造を
部分を選択した第３の円柱状のフッ化物ガラス部材を得
る第７の工程と、 前記第３の円柱状のフッ化物ガラス部材を前記第２の径
と略同一の内径を有する円筒状のフッ化物ガラス部材に
挿入して第４の円柱状のフッ化物ガラス部材とする第８
の工程と、 を更に備えることを特徴とする請求項３記載のフッ化物
ガラス母材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3204195A JPH08217479A (ja) | 1995-02-21 | 1995-02-21 | フッ化物ガラス母材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3204195A JPH08217479A (ja) | 1995-02-21 | 1995-02-21 | フッ化物ガラス母材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08217479A true JPH08217479A (ja) | 1996-08-27 |
Family
ID=12347790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3204195A Pending JPH08217479A (ja) | 1995-02-21 | 1995-02-21 | フッ化物ガラス母材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08217479A (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 |
-
1995
- 1995-02-21 JP JP3204195A patent/JPH08217479A/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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