JPH0875905A - 石英系ロッドレンズ及びその製造方法 - Google Patents
石英系ロッドレンズ及びその製造方法Info
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- JPH0875905A JPH0875905A JP20965994A JP20965994A JPH0875905A JP H0875905 A JPH0875905 A JP H0875905A JP 20965994 A JP20965994 A JP 20965994A JP 20965994 A JP20965994 A JP 20965994A JP H0875905 A JPH0875905 A JP H0875905A
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- JP
- Japan
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- rod lens
- fiber
- refractive index
- preform
- lens
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- Pending
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Classifications
-
- 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
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
- C03B37/025—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
- C03B37/027—Fibres composed of different sorts of glass, e.g. glass optical fibres
-
- 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
- C03B37/10—Non-chemical treatment
- C03B37/14—Re-forming fibres or filaments, i.e. changing their shape
- C03B37/15—Re-forming fibres or filaments, i.e. changing their shape with heat application, e.g. for making optical fibres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/06—Doped silica-based glasses
- C03B2201/30—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
- C03B2201/31—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi doped with germanium
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- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 石英系ロッドレンズの屈折率分布ゆらぎ及び
乱れを解消して、画質の向上をはかる。 【構成】 ＶＡＤ法等で形成したグレーディド形屈折率
分布を有するレンズ用母材を紡糸し、ロッドレンズ用フ
ァイバとした後、このロッドレンズ用ファイバを熱処理
してドーパントの再拡散を行う。
乱れを解消して、画質の向上をはかる。 【構成】 ＶＡＤ法等で形成したグレーディド形屈折率
分布を有するレンズ用母材を紡糸し、ロッドレンズ用フ
ァイバとした後、このロッドレンズ用ファイバを熱処理
してドーパントの再拡散を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、画像伝送等の分野で用
いられる屈折率分布型石英ガラス系ロッドレンズに関す
る。
いられる屈折率分布型石英ガラス系ロッドレンズに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】石英系ロッドレンズは従来の多成分ロッ
ドレンズに比較して、細径化、耐久性向上、及び石英系
イメージファイバとの融着接続の可能性といった利点を
有するので、将来有望視されている。
ドレンズに比較して、細径化、耐久性向上、及び石英系
イメージファイバとの融着接続の可能性といった利点を
有するので、将来有望視されている。
【０００３】この石英系ロッドレンズは、気相化学的手
法、たとえばＶＡＤ法やＭＣＶＤ法により作製されたＧ
ｅＯ2 −ＳｉＯ2 系レンズ用母材を引き伸ばし、目的の
長さに切断しさらに端面加工を行うことによって作られ
る。ここでレンズ用母材とは、母材の屈折率分布を表わ
す包絡線（２乗分布）の屈折率分布パラメータαが極力
２に近づけたものである。
法、たとえばＶＡＤ法やＭＣＶＤ法により作製されたＧ
ｅＯ2 −ＳｉＯ2 系レンズ用母材を引き伸ばし、目的の
長さに切断しさらに端面加工を行うことによって作られ
る。ここでレンズ用母材とは、母材の屈折率分布を表わ
す包絡線（２乗分布）の屈折率分布パラメータαが極力
２に近づけたものである。
【０００４】上記の気相化学的手法による製造方法は、
屈折率分布形状を任意に制御できるという利点を有する
が、気相化学反応に由来する層状または年輪状の屈折率
ゆらぎを生じ、ロッドレンズの収束性などの特性を悪化
させる。
屈折率分布形状を任意に制御できるという利点を有する
が、気相化学反応に由来する層状または年輪状の屈折率
ゆらぎを生じ、ロッドレンズの収束性などの特性を悪化
させる。
【０００５】そこで、この屈折率ゆらぎを解消するため
に、石英系ガラス母材を高温で熱処理して、すなわち、
ドーパントの再拡散を行うことが知られている。例え
ば、特開昭５７−１４５０４０号公報に示すように、Ｖ
ＡＤ法で作製した外径２５ｍｍφ、長さ１５０ｍｍのガ
ラス母材を加熱炉にて１８００℃、３時間程度の加熱に
よって屈折率ゆらぎが解消することが示されている。
に、石英系ガラス母材を高温で熱処理して、すなわち、
ドーパントの再拡散を行うことが知られている。例え
ば、特開昭５７−１４５０４０号公報に示すように、Ｖ
ＡＤ法で作製した外径２５ｍｍφ、長さ１５０ｍｍのガ
ラス母材を加熱炉にて１８００℃、３時間程度の加熱に
よって屈折率ゆらぎが解消することが示されている。
【０００６】さらに、この熱処理によって屈折率分布パ
ラメータαが２からずれているもの（以下屈折率分布の
乱れという）が生じることも知られている。
ラメータαが２からずれているもの（以下屈折率分布の
乱れという）が生じることも知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、レン
ズ母材を熱処理して屈折率ゆらぎを解消することができ
るが、熱容量の大きいレンズ母材を加熱することから時
間がかかり、加熱温度が高くなるという問題がある。
ズ母材を熱処理して屈折率ゆらぎを解消することができ
るが、熱容量の大きいレンズ母材を加熱することから時
間がかかり、加熱温度が高くなるという問題がある。
【０００８】さらに、レンズ母材を熱処理しても屈折率
分布の乱れが生じることがあるという問題がある。
分布の乱れが生じることがあるという問題がある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】気相化学反応により形成
したグレーデイド形屈折率分布を有するレンズ用母材を
紡糸し、ロッドレンズ用ファイバとした後、このロッド
レンズ用ファイバを熱処理することを特徴とするもので
ある。
したグレーデイド形屈折率分布を有するレンズ用母材を
紡糸し、ロッドレンズ用ファイバとした後、このロッド
レンズ用ファイバを熱処理することを特徴とするもので
ある。
【００１０】さらに、熱処理は加熱温度１０００℃程
度、加熱時間１２０分程度と低温度化し、時間の短縮を
計ったことを特徴とするものである。
度、加熱時間１２０分程度と低温度化し、時間の短縮を
計ったことを特徴とするものである。
【００１１】
【作用】ＶＡＤ法等により石英系ロッドレンズ母材を製
造する際、気相化学反応に由来する層状の屈折率ゆら
ぎ、すなわち、屈折率分布を表わす包絡線はなめらかで
なく、図１（Ａ）のごときリップルが生じる。
造する際、気相化学反応に由来する層状の屈折率ゆら
ぎ、すなわち、屈折率分布を表わす包絡線はなめらかで
なく、図１（Ａ）のごときリップルが生じる。
【００１２】上記リップルを解消するため、アニーリン
グと称する再度の熱処理、すなわちドーパントの再拡散
が必要となる。
グと称する再度の熱処理、すなわちドーパントの再拡散
が必要となる。
【００１３】本発明は、ロッドレンズ用母材を紡糸し、
ロッドレンズ用ファイバを作製してから熱処理を行うの
で、その熱容量が小さいこと及びその径が非常に細いこ
とから、加熱時間の短縮、加熱温度の低温度化が計ら
れ、さらに、加熱時の対流が原因と考えられた屈折率分
布の乱れは、加熱温度の低温度化及びロッドレンズ用フ
ァイバの細径化によって解消される。
ロッドレンズ用ファイバを作製してから熱処理を行うの
で、その熱容量が小さいこと及びその径が非常に細いこ
とから、加熱時間の短縮、加熱温度の低温度化が計ら
れ、さらに、加熱時の対流が原因と考えられた屈折率分
布の乱れは、加熱温度の低温度化及びロッドレンズ用フ
ァイバの細径化によって解消される。
【００１４】
【実施例】いわゆるＶＡＤ法で作製されたＧｅＯ2 −Ｓ
ｉＯ2 系レンズ母材を用意する。この母材中には中心軸
部でＧｅＯ2 が添加されており、周辺部のＧｅＯ2 は零
である。母材は、周辺部に比較して中心部の比屈折率が
大きいグレーディド形の屈折率分布を有している。
ｉＯ2 系レンズ母材を用意する。この母材中には中心軸
部でＧｅＯ2 が添加されており、周辺部のＧｅＯ2 は零
である。母材は、周辺部に比較して中心部の比屈折率が
大きいグレーディド形の屈折率分布を有している。
【００１５】この母材１を図２のように加熱炉３を通し
て紡糸してロッドレンズ用ファイバ２（０．２ｍｍφ、
長さ１．２ｍｍ）を作製する。次いで、このロッドレン
ズ用ファイバ２を加熱炉（図示せず）に挿入し１０００
℃で１２０分加熱して、ドーパント（Ｇｅ）の拡散を行
なった。
て紡糸してロッドレンズ用ファイバ２（０．２ｍｍφ、
長さ１．２ｍｍ）を作製する。次いで、このロッドレン
ズ用ファイバ２を加熱炉（図示せず）に挿入し１０００
℃で１２０分加熱して、ドーパント（Ｇｅ）の拡散を行
なった。
【００１６】このロッドレンズ用ファイバの熱処理（加
熱）前後の屈折率分布を測定比較してみると、次のよう
であった。
熱）前後の屈折率分布を測定比較してみると、次のよう
であった。
【００１７】熱処理（加熱）前 α＝１．９４ 熱処理（加熱）後 α＝１．９９ αは屈折率分布パラメータであり、通常、ＧｅＯ2 ・Ｓ
ｉＯ2 系のもので、最適のαは２である。
ｉＯ2 系のもので、最適のαは２である。
【００１８】また、ロッドレンズ用ファイバの熱処理
（加熱）する前、熱処理（加熱）した後のそれぞれから
長さ２ｍｍに切断し、端面加工を行い、同ピッチのロッ
ドレンズを作製しコントラストを測定したところ、 未加熱のロッドレンズ、コントラストＣ＝０．５５ 加熱後のロッドレンズ、コントラストＣ＝０．６５ であった。
（加熱）する前、熱処理（加熱）した後のそれぞれから
長さ２ｍｍに切断し、端面加工を行い、同ピッチのロッ
ドレンズを作製しコントラストを測定したところ、 未加熱のロッドレンズ、コントラストＣ＝０．５５ 加熱後のロッドレンズ、コントラストＣ＝０．６５ であった。
【００１９】ここで、コントラストＣは
【数１】 で与えられ、０から１までの値をとる。
【００２０】（Ｉmax ，Ｉmin はそれぞれ着目点の近傍
における光の強度の最大値および最小値。） 以上の測定結果から、屈折率分布の乱れ及び屈折率分布
のゆらぎが改善されたことがうかがえる。加熱時間、加
熱温度等の加熱条件はレンズ用ファイバの屈折率分布に
より選べると考えられるが、適切な温度範囲は８００℃
〜１３００℃程度である。
における光の強度の最大値および最小値。） 以上の測定結果から、屈折率分布の乱れ及び屈折率分布
のゆらぎが改善されたことがうかがえる。加熱時間、加
熱温度等の加熱条件はレンズ用ファイバの屈折率分布に
より選べると考えられるが、適切な温度範囲は８００℃
〜１３００℃程度である。
【００２１】加熱時間については図３に示すように１２
０分経過後は特性変化が殆どないことがわかる。
０分経過後は特性変化が殆どないことがわかる。
【００２２】図３は、ロッドレンズの加熱時間による結
像位置の移動量の変化を示したものである。なお、加熱
温度は１０００℃ある。
像位置の移動量の変化を示したものである。なお、加熱
温度は１０００℃ある。
【００２３】測定は、照明光には波長５５０ｎｍの単色
光を用い、チャートとロッドレンズ入射端面間距離を５
ｍｍで行なった。この測定結果より、加熱によりドーパ
ントの拡散が起こりロッドレンズの屈折率分布が変化し
たことがうかがえる。
光を用い、チャートとロッドレンズ入射端面間距離を５
ｍｍで行なった。この測定結果より、加熱によりドーパ
ントの拡散が起こりロッドレンズの屈折率分布が変化し
たことがうかがえる。
【００２４】ロッドレンズ用ファイバの熱処理方法とし
ては、加熱炉によるほかに、酸水素炎バーナーによる方
法を用いるとができる。
ては、加熱炉によるほかに、酸水素炎バーナーによる方
法を用いるとができる。
【００２５】本発明を適用できるガラス母材の組成とし
ては、前記実施例のほかに、ＳｉＯ2 −ＧｅＯ2 −Ｐ2
Ｏ5 系、ＳｉＯ2 −ＧｅＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 系、ＳｉＯ2 −
ＴｉＯ2 −Ｐ2 Ｏ5 系等をあげることができる。
ては、前記実施例のほかに、ＳｉＯ2 −ＧｅＯ2 −Ｐ2
Ｏ5 系、ＳｉＯ2 −ＧｅＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 系、ＳｉＯ2 −
ＴｉＯ2 −Ｐ2 Ｏ5 系等をあげることができる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の石英系ロ
ッドレンズは、細径化が計られ高精度の光部品の構成が
可能となり、特に石英径イメージファイバとの融着接続
が可能となり、光情報処理関連機器の発展に寄与すると
ころ大である。
ッドレンズは、細径化が計られ高精度の光部品の構成が
可能となり、特に石英径イメージファイバとの融着接続
が可能となり、光情報処理関連機器の発展に寄与すると
ころ大である。
【００２７】また、本発明の石英系ロッドレンズの製造
方法は、ロッドレンズガラス母材を紡糸してファイバ状
とした後、熱処理を行うものであるから、熱容量が小さ
いこと及びその径が非常に細いことから、加熱時間の短
縮、加熱温度の低温度化が計られ、特性の優れた石英系
ロッドレンズを効率よく製造できる。
方法は、ロッドレンズガラス母材を紡糸してファイバ状
とした後、熱処理を行うものであるから、熱容量が小さ
いこと及びその径が非常に細いことから、加熱時間の短
縮、加熱温度の低温度化が計られ、特性の優れた石英系
ロッドレンズを効率よく製造できる。
【図１】本発明の効果を説明するための屈折率分布形図
である。
である。
【図２】レンズ母材からロッドレンズ用ファイバを作製
する説明図である。
する説明図である。
【図３】ロッドレンズの加熱時間による結像位置の移動
量の変化を示す図である。
量の変化を示す図である。
１ 母材 ２ ロッドレンズファイバ ３ 加熱炉
Claims (3)
- 【請求項１】 気相化学反応により形成したグレーデイ
ド形屈折率分布を有するガラス母材を紡糸してファイバ
状とし、該ファイバを熱処理した後に所望の長さに切
断、端面加工して成ることを特徴とする石英系ロッドレ
ンズ。 - 【請求項２】 気相化学反応により形成したグレーデイ
ド形屈折率分布を有するガラス母材を紡糸してファイバ
状とした後、該ファイバを熱処理することを特徴とする
石英系ロッドレンズの製造方法。 - 【請求項３】 加熱温度１０００℃、加熱時間１２０分
にて熱処理することを特徴とした請求項２記載の石英系
ロッドレンズの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20965994A JPH0875905A (ja) | 1994-09-02 | 1994-09-02 | 石英系ロッドレンズ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20965994A JPH0875905A (ja) | 1994-09-02 | 1994-09-02 | 石英系ロッドレンズ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0875905A true JPH0875905A (ja) | 1996-03-22 |
Family
ID=16576478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20965994A Pending JPH0875905A (ja) | 1994-09-02 | 1994-09-02 | 石英系ロッドレンズ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0875905A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003104748A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-09 | Fujikura Ltd | 屈折率分布型レンズの製造方法 |
| CN111624700A (zh) * | 2020-05-10 | 2020-09-04 | 桂林电子科技大学 | 一种纤维集成的光纤凹透镜及其制备方法 |
-
1994
- 1994-09-02 JP JP20965994A patent/JPH0875905A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003104748A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-09 | Fujikura Ltd | 屈折率分布型レンズの製造方法 |
| CN111624700A (zh) * | 2020-05-10 | 2020-09-04 | 桂林电子科技大学 | 一种纤维集成的光纤凹透镜及其制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040109 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040210 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |