JPH09278453A - ロッドレンズ用素材の製造方法 - Google Patents
ロッドレンズ用素材の製造方法Info
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- JPH09278453A JPH09278453A JP8093868A JP9386896A JPH09278453A JP H09278453 A JPH09278453 A JP H09278453A JP 8093868 A JP8093868 A JP 8093868A JP 9386896 A JP9386896 A JP 9386896A JP H09278453 A JPH09278453 A JP H09278453A
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/14—Other methods of shaping glass by gas- or vapour- phase reaction processes
- C03B19/1469—Means for changing or stabilising the shape or form of the shaped article or deposit
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- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＶＡＤ法によりＧＩ形屈折率分布のロッドレ
ンズ用素材を形成する場合、外周付近の屈折率が比較的
高くなる傾向があり、ロッドレンズを作成すると集光性
が劣化し所定のレンズ特性を得ることが困難であった。 【解決手段】 断面の屈折率分布がＧＩ形を有する外径
Ｄの円柱形のスート母材を形成し、該スート母材を脱水
・焼結し、これを所定の外径に引延ばしてロッドレンズ
用素材の製造方法において、ＧＩ形屈折率分布１から外
れているスート母材の外周部△（（Ｄ−ｄ）／２）を切
削加工により除去して屈折率分布を修正し、所定のプロ
ファイル２に近づけることを特徴とする。
ンズ用素材を形成する場合、外周付近の屈折率が比較的
高くなる傾向があり、ロッドレンズを作成すると集光性
が劣化し所定のレンズ特性を得ることが困難であった。 【解決手段】 断面の屈折率分布がＧＩ形を有する外径
Ｄの円柱形のスート母材を形成し、該スート母材を脱水
・焼結し、これを所定の外径に引延ばしてロッドレンズ
用素材の製造方法において、ＧＩ形屈折率分布１から外
れているスート母材の外周部△（（Ｄ−ｄ）／２）を切
削加工により除去して屈折率分布を修正し、所定のプロ
ファイル２に近づけることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、グレーデッドイン
デックス形（ＧＩ形）屈折率分布を有するロッドレンズ
用素材を製造する方法に関する。
デックス形（ＧＩ形）屈折率分布を有するロッドレンズ
用素材を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＧＩ形屈折率分布を有する円柱形のロッ
ドレンズは、外形が単純であり製造しやすい特徴を有す
るので光通信の分野で広く用いられている。従って、ロ
ッドレンズ用素材の製造方法はＶＡＤ法（気相軸付け
法）等種々の方法が開発されてきた。この中、ＶＡＤ法
を図３によって説明する。回転しながら上方向に移動す
る基板１５の下端に煤状ガラス微粒子（スート）を堆積
して第１スート母材１１を形成し、基板１５を引き上げ
ながらスートを軸方向に成長させて棒状の多孔質ガラス
母材１１を形成した後、脱水・焼結して透明ガラスの棒
状体を形成する方法である（例えば、特公昭５６−３３
３２７号公報）。
ドレンズは、外形が単純であり製造しやすい特徴を有す
るので光通信の分野で広く用いられている。従って、ロ
ッドレンズ用素材の製造方法はＶＡＤ法（気相軸付け
法）等種々の方法が開発されてきた。この中、ＶＡＤ法
を図３によって説明する。回転しながら上方向に移動す
る基板１５の下端に煤状ガラス微粒子（スート）を堆積
して第１スート母材１１を形成し、基板１５を引き上げ
ながらスートを軸方向に成長させて棒状の多孔質ガラス
母材１１を形成した後、脱水・焼結して透明ガラスの棒
状体を形成する方法である（例えば、特公昭５６−３３
３２７号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ＶＡＤ法に
よりロッドレンズ用素材を形成する場合、火炎内の反応
状態やスートの流れや温度分布等によって種々の屈折率
分布が形成される。この場合、図５の実線１で示すよう
に外周付近ａにおける屈折率のばらつきが大きくなる傾
向がある。外周付近ａにおける屈折率は比較的高いプロ
ファイルのロッドレンズ集光性が劣化し設計に即したレ
ンズ特性を得ることができない。そこで、火炎内の反応
状態やスートの流れや温度分布等を調整することにより
屈折率分布を良好にしようとする試みもあるが、満足な
結果は得られず、外周付近ａにおける屈折率のばらつき
を抑制する方法の出現が要望されていた。本発明は外周
付近における屈折率分布を点線２に示すように修正し
て、ＧＩ形分布を有するロッドレンズ用素材の製造方法
を提供することを目的とする。
よりロッドレンズ用素材を形成する場合、火炎内の反応
状態やスートの流れや温度分布等によって種々の屈折率
分布が形成される。この場合、図５の実線１で示すよう
に外周付近ａにおける屈折率のばらつきが大きくなる傾
向がある。外周付近ａにおける屈折率は比較的高いプロ
ファイルのロッドレンズ集光性が劣化し設計に即したレ
ンズ特性を得ることができない。そこで、火炎内の反応
状態やスートの流れや温度分布等を調整することにより
屈折率分布を良好にしようとする試みもあるが、満足な
結果は得られず、外周付近ａにおける屈折率のばらつき
を抑制する方法の出現が要望されていた。本発明は外周
付近における屈折率分布を点線２に示すように修正し
て、ＧＩ形分布を有するロッドレンズ用素材の製造方法
を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明に係わるロッドレ
ンズ用素材の製造方法は、断面の屈折率分布がＧＩ形を
有する円柱形のスート母材を形成し、該スート母材を脱
水・焼結し、これを所定の外径に引延ばして形成するロ
ッドレンズ用素材の製造方法において、ＧＩ形屈折率分
布から外れているスート母材あるいはガラス母材の外周
部を除去するか、又はＧＩ形屈折率分布から外れている
スート母材あるいはガラス母材の外周部を除去した後、
該母材の外周にＧＩ形屈折率分布を有するスートあるい
はガラスを堆積することによって、外周部の屈折率分布
を修正することを特徴とする。
ンズ用素材の製造方法は、断面の屈折率分布がＧＩ形を
有する円柱形のスート母材を形成し、該スート母材を脱
水・焼結し、これを所定の外径に引延ばして形成するロ
ッドレンズ用素材の製造方法において、ＧＩ形屈折率分
布から外れているスート母材あるいはガラス母材の外周
部を除去するか、又はＧＩ形屈折率分布から外れている
スート母材あるいはガラス母材の外周部を除去した後、
該母材の外周にＧＩ形屈折率分布を有するスートあるい
はガラスを堆積することによって、外周部の屈折率分布
を修正することを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施例を説明する。なお、図面の説明において同一要
素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図１
は本発明に係わるロッドレンズ用素材の製造方法を説明
するための屈折率分布（同図ａ）及び断面図（同図ｂ）
であり、断面の屈折率分布がＧＩ形を有する外径Ｄの円
柱形のスート母材を形成し、該スート母材を脱水・焼結
し、これを所定の外径に引延ばしてロッドレンズ用素材
の製造方法において、ＧＩ形屈折率分布１から外れてい
るスート母材の外周部△（（Ｄ−ｄ）／２）を切削加工
により除去して屈折率分布を修正し、所定のプロファイ
ル２に近づけることを特徴とする。ここで、ＧＩ形屈折
率分布とは円柱体の相対半径がｒの場合、（１−ｒ）n
で表され、ｎは１．６〜２．０の範囲がよく用いられ
る。
の実施例を説明する。なお、図面の説明において同一要
素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図１
は本発明に係わるロッドレンズ用素材の製造方法を説明
するための屈折率分布（同図ａ）及び断面図（同図ｂ）
であり、断面の屈折率分布がＧＩ形を有する外径Ｄの円
柱形のスート母材を形成し、該スート母材を脱水・焼結
し、これを所定の外径に引延ばしてロッドレンズ用素材
の製造方法において、ＧＩ形屈折率分布１から外れてい
るスート母材の外周部△（（Ｄ−ｄ）／２）を切削加工
により除去して屈折率分布を修正し、所定のプロファイ
ル２に近づけることを特徴とする。ここで、ＧＩ形屈折
率分布とは円柱体の相対半径がｒの場合、（１−ｒ）n
で表され、ｎは１．６〜２．０の範囲がよく用いられ
る。
【０００６】スート母材の外周部△を切削加工する方法
としては、スート母材を形成する工程において図３に示
すように、切削バイト１３によって回転する第１スート
母材１１の外周部を削除して第２スート母材１２を形成
する場合と、一旦第１スート母材１１を形成した後、ガ
ラス旋盤（図４参照）によって除去する方法がある。除
去する量は同一条件によって作成されたスート母材のプ
ロファイルを予め測定することによって決定される。
としては、スート母材を形成する工程において図３に示
すように、切削バイト１３によって回転する第１スート
母材１１の外周部を削除して第２スート母材１２を形成
する場合と、一旦第１スート母材１１を形成した後、ガ
ラス旋盤（図４参照）によって除去する方法がある。除
去する量は同一条件によって作成されたスート母材のプ
ロファイルを予め測定することによって決定される。
【０００７】上記の修正方法は、スート母材を透明ガラ
ス化した後にガラス母材の外周部を除去しても良い。こ
の場合の除去方法は、ガラス母材の表面をサンドペーパ
等による機械研磨、火炎バーナを用いて表面を研磨ある
いは弗酸溶液に沈漬して処理又はこれらを併用して行な
われる。
ス化した後にガラス母材の外周部を除去しても良い。こ
の場合の除去方法は、ガラス母材の表面をサンドペーパ
等による機械研磨、火炎バーナを用いて表面を研磨ある
いは弗酸溶液に沈漬して処理又はこれらを併用して行な
われる。
【０００８】図２は本発明に係わる他の製造方法を説明
するための屈折率分布（同図ａ）及び断面図（同図ｂ）
であり、断面の屈折率分布がＧＩ形を有する外径Ｄの円
柱形のスート母材を形成し、該スート母材を脱水・焼結
し、これを所定の外径に引延ばしてロッドレンズ用素材
の製造方法において、ＧＩ形屈折率分布から外れている
スート母材の外周部（△1＋△2）を切削加工により除去
した後、該母材の外周にＧＩ形屈折率分布２を有するス
ート層△1を堆積して外周部の屈折率分布を修正するこ
とを特徴とする。ここで、△1＝（ｄ2−ｄ1）／２、△2
＝（Ｄ−ｄ2）／２である。
するための屈折率分布（同図ａ）及び断面図（同図ｂ）
であり、断面の屈折率分布がＧＩ形を有する外径Ｄの円
柱形のスート母材を形成し、該スート母材を脱水・焼結
し、これを所定の外径に引延ばしてロッドレンズ用素材
の製造方法において、ＧＩ形屈折率分布から外れている
スート母材の外周部（△1＋△2）を切削加工により除去
した後、該母材の外周にＧＩ形屈折率分布２を有するス
ート層△1を堆積して外周部の屈折率分布を修正するこ
とを特徴とする。ここで、△1＝（ｄ2−ｄ1）／２、△2
＝（Ｄ−ｄ2）／２である。
【０００９】スート母材の外周部（△1＋△2）を切削加
工する方法は前記の通りである。スート母材の外周部
（△1＋△2）を除去した後、該母材の外周に所定の屈折
率分布２を有するスート層△１を堆積する方法は、図４
に示すようにガラス旋盤２０に第１スート母材１１を取
り付け、トラバース機構２３によって火炎反応バーナ２
４を左右に移動すると共に屈折率を変化させた原料ガス
供給する外付け法によって行なうことが好ましい。この
方法は一層毎に屈折率をかえることができるので所望の
層に所望の屈折率を堆積することが出来る。
工する方法は前記の通りである。スート母材の外周部
（△1＋△2）を除去した後、該母材の外周に所定の屈折
率分布２を有するスート層△１を堆積する方法は、図４
に示すようにガラス旋盤２０に第１スート母材１１を取
り付け、トラバース機構２３によって火炎反応バーナ２
４を左右に移動すると共に屈折率を変化させた原料ガス
供給する外付け法によって行なうことが好ましい。この
方法は一層毎に屈折率をかえることができるので所望の
層に所望の屈折率を堆積することが出来る。
【００１０】屈折率分布を修正する他の方法は、第１ス
ート母材１１を透明なガラス体とし、このガラス母材の
外周部（△1＋△2）を除去した後、該母材の外周に所定
の屈折率分布２を有するスートあるいはガラスの層△1
を堆積する方法である。ガラス母材の外周部を除去は前
記の通りである。外周部を除去したガラス母材の外周に
所定の屈折率分布を有するスートあるいはガラスを堆積
する方法は、前記の通り外付け法によって行なわれる。
火炎反応バーナの反応温度によってスートあるいはガラ
スの層が形成される。
ート母材１１を透明なガラス体とし、このガラス母材の
外周部（△1＋△2）を除去した後、該母材の外周に所定
の屈折率分布２を有するスートあるいはガラスの層△1
を堆積する方法である。ガラス母材の外周部を除去は前
記の通りである。外周部を除去したガラス母材の外周に
所定の屈折率分布を有するスートあるいはガラスを堆積
する方法は、前記の通り外付け法によって行なわれる。
火炎反応バーナの反応温度によってスートあるいはガラ
スの層が形成される。
【００１１】
【実施例】図６はＧＩ型屈折率分布を有するロッドレン
ズを用いて形成したコリメータの構成を示す図である。
ロッドレンズ３１とシングルモードファイバ３２をガラ
ス管３３の中に挿入し、融着した後ロッドレンズ３１の
端面を研磨してコリメータ３０形成した。図において、
シングルモードファイバ３２の左側から入射した光はコ
ア３４に沿って伝搬する。この光はロッドレンズ３１の
中を通過して外部へ送出される。外部の空間では経路３
５のように一旦収束するが、焦点距離を通過すると拡散
する。先ず、従来のＶＡＤ法によって屈折率差が１．０
％、外径１５０μｍのロッドレンズ素材を作成し、長さ
Ｌが９００μｍのロッドレンズ３１を形成した。 この
ロッドレンズを用いてコリメータ３０を作成したとこ
ろ、焦点距離Ｓは１．４ｍｍ、ビームウエスト直径は３
８μｍと所望のレンズ特性が得られず、また、同種コリ
メータ間の結合損失も１．５ｄＢと非常に大きかった。
そこで、図２に示すようにロッドレンズ素材の外周を除
去し、その上にＧＩ形屈折率分布のガラス層△1を堆積
し、これを引延ばして上記と同一寸法のロッドレンズ３
１を用いてコリメータ３０を作成した。その結果、焦点
距離Ｓは１．５ｍｍ、ビームウエスト直径は５５μｍと
設計値と酷似した特性が得られ、また、コリメータ間の
結合損失は０．２ｄＢと低くすることが出来た。
ズを用いて形成したコリメータの構成を示す図である。
ロッドレンズ３１とシングルモードファイバ３２をガラ
ス管３３の中に挿入し、融着した後ロッドレンズ３１の
端面を研磨してコリメータ３０形成した。図において、
シングルモードファイバ３２の左側から入射した光はコ
ア３４に沿って伝搬する。この光はロッドレンズ３１の
中を通過して外部へ送出される。外部の空間では経路３
５のように一旦収束するが、焦点距離を通過すると拡散
する。先ず、従来のＶＡＤ法によって屈折率差が１．０
％、外径１５０μｍのロッドレンズ素材を作成し、長さ
Ｌが９００μｍのロッドレンズ３１を形成した。 この
ロッドレンズを用いてコリメータ３０を作成したとこ
ろ、焦点距離Ｓは１．４ｍｍ、ビームウエスト直径は３
８μｍと所望のレンズ特性が得られず、また、同種コリ
メータ間の結合損失も１．５ｄＢと非常に大きかった。
そこで、図２に示すようにロッドレンズ素材の外周を除
去し、その上にＧＩ形屈折率分布のガラス層△1を堆積
し、これを引延ばして上記と同一寸法のロッドレンズ３
１を用いてコリメータ３０を作成した。その結果、焦点
距離Ｓは１．５ｍｍ、ビームウエスト直径は５５μｍと
設計値と酷似した特性が得られ、また、コリメータ間の
結合損失は０．２ｄＢと低くすることが出来た。
【００１２】
【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。
施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００１３】スート母材あるいはガラス母材の段階でＧ
Ｉ形屈折率分布から外れた不整部を除去するので、実用
上問題のないロッドレンズを得ることが出来る。
Ｉ形屈折率分布から外れた不整部を除去するので、実用
上問題のないロッドレンズを得ることが出来る。
【００１４】さらに、不整部を除去した上にＧＩ形屈折
率分布を有する層を設けるので、正確なＧＩ形屈折率分
布を有するロッドレンズ用素材を得ることが出来る。
率分布を有する層を設けるので、正確なＧＩ形屈折率分
布を有するロッドレンズ用素材を得ることが出来る。
【図１】本発明に係わる製造方法を説明するためのスー
ト母材の屈折率分布（同図ａ）と断面図（同図ｂ）であ
る。
ト母材の屈折率分布（同図ａ）と断面図（同図ｂ）であ
る。
【図２】本発明に係わる他の製造方法を説明するための
スート母材の屈折率分布（同図ａ）と断面図（同図ｂ）
である。
スート母材の屈折率分布（同図ａ）と断面図（同図ｂ）
である。
【図３】スート母材の外周部を除去する方法を説明する
ための縦断面図（同図ａ）と横断面図（同図ｂ）であ
る。
ための縦断面図（同図ａ）と横断面図（同図ｂ）であ
る。
【図４】ガラス旋盤の概略図である。
【図５】従来の方法によって形成されたスート母材の屈
折率分布を示す図である。
折率分布を示す図である。
【図６】ロッドレンズを用いて形成したコリメータの構
成を示す図である。
成を示す図である。
１：変形した屈折率分布 ２：ＧＩ形屈折率分布 １０：反応容器 １１：第１スート母材 １２：第２スート母材 １３：切削バイト １４：酸水素バーナ １５：基板 １６：回転軸 ２０：ガラス旋盤 ２１：フレーム ２２：チャック ２３：トラバース機構 ２４：酸水素バーナ ３０：コリメータ ３１：ロッドレンズ ３２：シングルモードファイバ ３３：ガラス管 ３４：コア ３５：光の経路 ａ：外周付近の半径 Ｄ：第１スート母材の外径 ｄ、ｄ１：第２スート母材の外径 ｄ２：第３スート母材の外径 △：（Ｄ−ｄ）／２ △１：（ｄ2−ｄ1）／２ △２：（Ｄ−ｄ2）／２ Ｌ：ロッドレンズの長さ ｒ：相対半径 Ｓ：焦点距離
Claims (5)
- 【請求項１】 断面の屈折率分布がＧＩ形を有する円柱
形のスート母材を形成し、該スート母材を脱水・焼結
し、これを所定の外径に引延ばして形成するロッドレン
ズ用素材の製造方法において、 ＧＩ形屈折率分布から外れているスート母材あるいはガ
ラス母材の外周部を除去するか、又はＧＩ形屈折率分布
から外れているスート母材あるいはガラス母材の外周部
を除去した後、該母材の外周にＧＩ形屈折率分布を有す
るスートあるいはガラスを堆積することによって、外周
部の屈折率分布を修正することを特徴とするロッドレン
ズ用素材の製造方法。 - 【請求項２】 スート母材はＶＡＤ法によって形成され
ることを特徴とする請求項１に記載のロッドレンズ用素
材の製造方法。 - 【請求項３】 スート母材の外周部を除去する工程は切
削加工によって行なわれることを特徴とする請求項１に
記載のロッドレンズ用素材の製造方法。 - 【請求項４】 ガラス母材の外周部を除去する工程は機
械研磨、火炎研磨、弗酸処理あるいはこれらを併用して
行なわれることを特徴とする請求項１に記載のロッドレ
ンズ用素材の製造方法。 - 【請求項５】 スート母材あるいはガラス母材の外周に
ＧＩ形屈折率分布を有するスート層を堆積する工程、あ
るいはガラス層を堆積する工程は外付け法によって行な
われることを特徴とする請求項１に記載のロッドレンズ
用素材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8093868A JPH09278453A (ja) | 1996-04-16 | 1996-04-16 | ロッドレンズ用素材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8093868A JPH09278453A (ja) | 1996-04-16 | 1996-04-16 | ロッドレンズ用素材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09278453A true JPH09278453A (ja) | 1997-10-28 |
Family
ID=14094441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8093868A Pending JPH09278453A (ja) | 1996-04-16 | 1996-04-16 | ロッドレンズ用素材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09278453A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008103631A (ja) * | 2006-10-20 | 2008-05-01 | Hamamatsu Photonics Kk | 光学部品 |
| JP2012068664A (ja) * | 2011-11-04 | 2012-04-05 | Hamamatsu Photonics Kk | 光学部品 |
| EP2607325A1 (de) * | 2011-12-23 | 2013-06-26 | J-Plasma GmbH | Verfahren zum Herstellen von Stablinsen und Vorrichtung hierfür |
-
1996
- 1996-04-16 JP JP8093868A patent/JPH09278453A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008103631A (ja) * | 2006-10-20 | 2008-05-01 | Hamamatsu Photonics Kk | 光学部品 |
| JP2012068664A (ja) * | 2011-11-04 | 2012-04-05 | Hamamatsu Photonics Kk | 光学部品 |
| EP2607325A1 (de) * | 2011-12-23 | 2013-06-26 | J-Plasma GmbH | Verfahren zum Herstellen von Stablinsen und Vorrichtung hierfür |
| JP2013133277A (ja) * | 2011-12-23 | 2013-07-08 | J-Plasma Gmbh | ロッドレンズの製造方法および製造装置 |
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