JPS58132702A - 多結晶光フアイバ製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

本宅間は、高温可塑性の結晶光ファイバ材料を加熱して
多結晶押出ノズルから押し出すことによってファイバ化
する多結晶ファイバの製造装置、％にそのファイバ化と
同時にプラスチッククラッドを形成するようにした多結
晶ファイバ製造装置に関するものである。 石英ファイバの波長１．８〜１．５μｍのイ磁波スペク
トル領域に対する低損失化の進展とともに、石英ファイ
バでは伝送が不可能な赤外領域の光を透過する光ファイ
バの研究開発が各方面で行なわれている。この赤外領域
の発振波長を有する炭１ガスレーザ（以下「ｃｏ、レー
ザ」という。）が、レーザメスの［ｊとして用いられて
いる関保もあって、ＣＯ，レーザ光を効率よく導光する
尤ファイバの開発が待たれるところである。 従来、赤外線伝送用元ファイバ、特にＣＯ□レーザメス
用ファイバとし

【、多結晶４ｆｔ、ファイバが提案され
ている。この多結晶４！！元ファイバについて簡単に説
明すると、赤外線を透過する率結晶材料のうち、高温で
塑性変形する結晶、例えばＫＨ２−５（臭化タリウム：
’ｒｔＢｒ／沃化タリウム：Ｔｔ工の混晶）、ＫＨ２−
ａ　（塩化タリウム：　ＴｔＣ１／爽化タリウム：　Ｔ
ｔＢｒの混晶）、塩化タリウム、臭化タリウムなどのタ
リウムハライド、あるいは塙化銀（ｋｙｃｔ　）、臭化
銀（ｋｙＢｒ　）などの錯ノ・ライドなどから、一種を
コア材料として選択し、このコア材料を押出シリンダ内
に収容して所定温間圧加熱し、圧力を加えて押出ノズル
から押出することＫより、多結晶の光ファイバを成形し
て製作している。 第１図は、上述の工程により多結６元ファイバを製作す
るための従来の製造装置の構成の一例を断面図で示した
概略的な線図である。同図において、ｌは高周波加熱器
を構成する押出シリンダ、２はその押出シリンダｌの下
端に設けた押出ノズル、８はＩＩｔＩ記押出シリンダ内
に収容したコア用材料、４は前記押出シリンダの内ｌｌ
４ＩＩＫ摺動自在に移動可能に設けた加干ピストン、５
は高周波加熱器を示す。コア用材料８としては、さぎに
記述した単結註材料、すなわちＫＲＢ　−５、ＫＲＢ　
−ｆｌ、臭化タリウム（Ｔ／Ｂｒ　）、塩化タリウム（
Ｔｔｃｔ　）、順化銀（Ａｙｃｌ　）、臭化銀（ＡｒＢ
ｒ　）などのうちから選択した任意の材料を使用し、こ
れを図示のように押出シリンダｌ内に入れて、高周波加
熱器５により可塑可能な所定の軟化温度まで加熱する。 次いで、加圧ピストン４を下方に押し下げて、軟化した
コア用材料ａＫＥ力を加え、押出ノズル２から押し出せ
ば、その押出ノズル２から多結６元ファイバ６が成形さ
れて得られる。 以上の工程により製造される元ファイバのクラッドは、
本質的には空気である。従って、元ファイバの導波構造
は、多結晶性コアと空気で構成することＫなる。そのた
めその多結晶性ファイバ６を保護することを目的として
、９２図に示すように高分子材料、例えばテフロン、ポ
リエチレン、ポリエステル、などから成るプラスチック
クラッド７のチューブ内に多結晶光ファイバ６を挿通さ
せ【いる。 すなわち、ＣＯ，レーザ光の導光に適当な従来の多結６
元ファイバの製造方法の欠点は、第１図により説明した
単結、ｒｉＩｆ、ファイバ材料から多結６元ファイバを
成形する工程のつぎに、第２図により説明したプラスチ
ッククラッドから成る保護用チューブに多結６元ファイ
バを挿通する工程が必要なことである。またこのように
、多結６元ファイバを製作した後に、プラスチッククラ
ッドのチューブ内にその多結晶光ファイバを挿通させて
いるので、チューブ内へ〜微細な塵埃などの不純物が混
入する恐れがあることも欠点の一つである。もし、その
多結晶元ファイバの表面に塵埃等不純物の付着した場合
には、光伝送特性の低下をもたらすからである。さらに
はまた、チューブ内に多結晶光ファイバを挿入する際、
多結晶光ファイバ（自体を破横する恐れがあることも従
来の製造方法の欠点である。 さきにも述べたように、第１図により説明した従来装置
により製造される多結晶光ファイバのクラッドは、本質
的には空気であり、コアであるＫＲＢ　−５、ＫＲＢ　
−ｆｌ、ＴｌＢｒ１ＴｔＣｔなどの結晶の屈折率は、２
．８〜２．４の範囲にあって、空気の屈折率ＩＫ対して
大きな屈折ＮＡ差をもっている。 従って、そのような構成の多結晶光ファイバくは、多結
晶ファイバコアを伝搬する元の多結晶コアとクラッド（
！１！気）の界面での全反射角の値の範囲は、比較的広
いという特長がある。しかし、このような特長も、第２
図により説明したように、保護用チューブ内に挿入させ
る工程において、同図に破線の円８で囲んで示したよう
に１多結晶コア６とルーズなりラツドフが直接接触する
箇所が多く発生するため従来の製造方法では活かし得て
いない。すなわち、そのルーズなりラッド７として、例
えばプラスチック材料を用いた場合、一般にプラスチッ
ク材料の屈折率は空気の屈折率より高いので、前記接触
箇所における多結晶コア６とクラッドの界面に対する元
の入射角が１界角な越え、光が多結晶コア６から漏洩し
てチューブに伝搬して光伝搬特性の劣力をもたらしたり
、あるいはチューブを熱損傷したりする恐れがあるから
である。 従って、空気を実質上クラッドとするこの補の多結６元
ファイバにおいては、可能な限り多結晶コア６とそのコ
アの保噛を目的としたルーズなタララドチューブ７の直
接の接触は避ける必要があるが、萌述したように従来の
製造方法では、多結晶コアケ製造した後これをプラスチ
ックチューブに挿通させていたので、前述の如き不具合
が生ずるはか、前述したように押し出し法によって成形
した多結晶コアを、あらかじめ製作しておいたプラスチ
ックチューブに挿入する関係上、そのプラスチックチュ
ーブの保存状幅によっては、チューブの内−表１ｉｌｉ
Ｋ水分が多く付着、吸着している恐れがあり、これが挿
入される多結晶ファイバの表面を変質させ、光伝送特性
の低下をもたらす原因ともなりかねず、それがためプラ
スチックチューブに多結晶ファイバを挿入して多結晶フ
ァイノくを保褥１．ようとすることの意味が無くなる等
の不具合の発生の恐れもあった。 本発明の目的は、前述の如き従来の多結ハ尤ファイバの
製造方法における不具合を解消し得る多結晶光フアイバ
製造装置を提供しようとするものである。 すなわち、本発明の多結６尤ファイバ製造装置は、高温
で塑性変形する結晶ファイバ材料を加熱軟化してコア押
出ノズルから押し出すことにより多結晶ファイバを成形
する多結晶光フアイバ製造装置において、前記コア押出
ノズルの外１＃Ｉ［そのノズルと同心円状にクラッド押
出ノズルを配置したプラスチッククラッド材料加熱容器
と、そのクラッド押出ノズルからプラスチッククラッド
材料を押し出すための押出器とを具え、前記コア押出ノ
ズルにより多結晶コアを押し出し成形すると同時に前記
クラッド押出ノズルによりプラスチッククラッドを成形
し得るように構成したことを特畝とするものである。 以下、本発明装置を図示の実施例に基づいて詳細に説明
する。 第８図は、本発明装置の実施例の構成の一例の概略を線
図で示した断面図である。 同図において、１１は押出シリンダで、その中にはコア
用結晶材料１ｇを収容し、扁ｐｔ８波加熱器１８によっ
てそのコア用結晶材料１２を加熱するように構成された
高周波加熱炉となっている。 その押出シリンダ１１の下端には、コア押出ノズル１４
が設けられており、・高４波加熱器１８により高幅に加
熱されて軟化したコア用結晶材料１２は、加圧ピストン
１５を押し下げて加圧することにより前記コア押出ノズ
ル１４から押し出されて多結晶コア１６に成形されるよ
うになっている。 また、１）は前記コア押出ノズル１４の外周にそのノズ
ル１４と同心円状に配置したプラスチッククラッド材料
加熱容器１９のクラッド押出ノズルである。すなわち、
そのクラッド押出ノズル１７と＠記コア押出ノズルとで
、同心円状の二重ノズルな形成しており、内側中心部に
位置するコア押出ノズル１４からは、押し出し可能温度
まで加熱された多結晶コア材料１２が押し出し成形され
て多結晶コアが得られ、またそのコア押出ノズル１４を
Ｖ＠繞する外側のクラッド押出ノズルからは、加熱器４
１９で高周波加熱５１１１１により押しの方向ＶＣ加圧
されて押し出され、保護用のチューブ状プラスチックク
ラッドが成形して得られるように構成しである。 以上の如き構成において、押出シリンダｌｌ内Ｖこ収容
するコア用結晶材料１２としては、従来と同様にＫＨ２
−５、ＫＨ２−ｆｌ、ＴｌＢｒ　、　ＴｔＣｌ　。 ｋｙ　Ｃ１及びｋｙＢｒのうちの任意の一種を選択する
。 これシ抑圧シリンダ１１内に入れて高周波加熱器１８に
よりさきに記したように押し出し成形可能な所定の温度
まで加熱し、加圧ピストン１５を下方に移動して圧力を
加え、コア押子ノズル１４ｈ）ら多結晶コア１６を押し
出し成形する。 このとき同時に、あらかじめ押し出し成形が可能な温度
まで加熱されているプラスチッククラッド材料１８を、
図示しない押出機例えばスクリューあるいはピストン等
により矢印２０の方向から加圧し、容器１９の下方に設
けたクラッド押出ノズル１７から押し出してプラスチッ
クチューブ、すなわちプラスチッククラッド２１を形成
する。 すなわち、クラッド押出ノズルｌフは、押出シリンダ１
１のコア押出ノズル１４の外周に、そのコア抑圧ノズル
１４と同心円状に形成しであるので、そのクラッド押出
ノズル１７の押出口の形状は、コア押出ノズル１４を取
り巻いた環状となっている。従って、その環状のクラッ
ド押出ノズル１７から押し出し成形されるプラスチック
クラッドは、チューブ状となり、その細心の位ｆには前
記コア押出ノズル１４から押し出されて成形された多結
晶コア１６がルーズに挿入された構成の多結６尾ファイ
バ２２が得られる。 以上のような本発明の製造装置により製造された多結６
弊ファイバ２２は、多結晶コア１６とプラスチッククラ
ッド２１の成形速度を同じに設定しであるものとすれば
、多結晶コア１８を実質上空気によってクラッドした元
ファイバが、保−用のプラスチックチューブ内に屈曲す
ることなく均一にグラスチッククラッドされた構造のも
のとなることは、前記製造工程の説明から明らかである
。 なお、グラスチッククラッド材料用容器１９１Ｃ入れる
プラスチッククラッド材料１８としては、コアに用いる
単結晶材料１２の融点との関係から、その嗅結晶材料１
２の融点とほぼ同程度もしくはその融点以下の軟化点を
もつプラスチック材料、例えばテフロン、ナイロン、ポ
リエチレンなどが望ましい。 第４図は、本発明の製造装置によって製造した多結晶コ
ア１Ｂとプラスチッククラッド２１とから成る多結晶光
ファイバ２２を、実用に供する目的でプローブ化したも
のの一例の構成を示す断面図である。同図において、２
８は窓、２４は口金である。まず、１６で示した多結晶
コアの両端を研磨した後、口金２４に入れ、グラスチッ
ククラッド２１と固定する。その口金２４の材質として
は、研磨したアルミニウム、銅などの金属のはか、赤外
線透過性のポリエチレンなどのプラスチックであっても
よい。以上のように口金ｇ４を介して多結晶コア１６と
プラスチッククラッド２１を固定した後、窓材２８を固
定する。この窓材としては、赤外線を透過するＧｅ、　
Ｚｎ８ｅ　、　Ｓｉ　、　ＣａＦ＠などの単結晶材料の
ほか、カルコゲンなども使用できる。 なお、第４図のものでは１．多結晶コア１６のクラッド
は実質上空気であるが、このクラッドに代えてチューブ
状のプラスチッククラッド２１内にクラッドとしてたと
えば流動パラフィンのよう忙、多結晶コア１６よりも屈
折率の低い赤外４＃！透過の液体を充てんするようＫし
てもよい。 以上の実施例においては、多結晶コアに対してルーズな
りラッドをもつ多結６党ファイバを製造する場合を例に
して本願発明装置を説明したが、本願発明装置は、その
ような構成の多結６党ファイバの製造に＠建されるもの
ではなく、たとえばプラスチッククラッド材料として伝
送光波長に対し損失の小さな材料を用いるようにすれば
、多結晶コアに対してタイ）Ｋクラッドした構成のもの
も製造できる。その場合には、第８図に示した装置ｔに
おいて、押出シリンダ１１のＴ１のコア押出ノズル】４
およびプラスチッククラッド材料加熱ｆｌ　器１９のク
ラッド押出ノズル１フの形状と両者の配＃関係を、加熱
容器１９のクラッド押出ノズル１７から押し出し成形さ
れるチューブ状クラッド２１カ５、そのコア押出ノズル
から押し出し成形される多結晶コア１６＆Ｃ接触するよ
うな構成すればよい。 以上詳細に説明したよ’５に本発明装置によれば、多結
晶コアの押し出し成形と同時にその多結晶コアに対して
プラスチッククラッドが成形されるので、不純物の混入
の少ない、しかもコアを屈曲させることなくコアに対し
比較的均一にプラスチッククラッドされた光伝送効率の
よい多結晶光ファイバを効率よく製造することができる
。 また、従来は、第４図に示した如き構成の多結晶党ファ
イバ２２を製造する場合、さきに説明したように多結晶
コアの成形工程と、チューブ状プラスチッククラッドへ
の挿入工程の二工程を資したが、本発明装置によれば、
多結晶コアをチューブ状プラスチッククラッドに挿入す
る従来の第二工程は、省略されるので、製造工場が簡単
になるのみならず、従来のその第二工程で生じ勝ちな多
結ルコアの破損事故が防止できる。 さらにまた、事実間装ａｆＫより製造された多結６党フ
ァイバは、製造時に成形される多結晶コアとプラスチッ
ククラッドの成形長簿が常圧同じ長さを保つように製造
すれば、プラスチッククラッド内圧挿通される多結晶コ
アが極端に屈曲することはない。従って、これを赤外籾
伝送元ファイバとして用いた場合、多結晶コアからの元
の漏洩が少なく、しかもプラスチッククラッドの熱損傷
の発生が少ない等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の多結晶尤ファイバの製造装置の概略的
な構成な示す断面図。 第２図は、従来の製造方法によって製造した保護用プラ
スチッククラッドを有する多結晶ファイバ？説明するた
めの一面図。 第８図は、不発間装「ｄの実施例の構成の一例の概略を
一図で示した断面図。 第４図は、本発明装置によって製造した多結晶ファイバ
をプローブ化した場合の構成の」例を示す断面図。 １１・・・押出シリンダ、１２・・・コア用結晶材料、
１８・・・高周波加熱器、１４・・・コア押出ノズル、
１５・・・加圧ピストン、１６・・・多結晶コア、１７
・・・クラッド押出ノズル、１８・・・プラスチックク
ラッド材料、１９・・・プラスチッククラッド材料加熱
容器、２０・・・押出器によるプラスチッククラッド材
料の押出方向、２１・・・チューブ状プラスチッククラ
ッド、２２・・・ルーズにプラスチッククラッドされた
多結６尤ファイバ。 特許出願人　　オリンパス光学工業株式会社第１図 第　２Ｌ′１ 第３図 第４１−’（ｆ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｌ　高温で塑性変形する結晶ファイバ材料を加熱軟化し
   てコア押出ノズルから押し出すことにより多結晶ファイ
   バを成形する多結晶弊ファイバ製造装ｄにおいて、前記
   コア押出ノズルの外周にそのノズルと閤心円状にクラッ
   ド押出ノズルを配置したプラスチッククラッド材料加熱
   容器と、そのクラッド押出ノズルからプラスチッククラ
   ッド材料を押し出すための押出器とを具え、前記コア押
   出ノズルにより多結晶コアな押し出し成形すると同時に
   前記クラッド押出ノズルによりプラスチッククラッドな
   成形し得るように構成したことを特鑓とする多結晶元フ
   ァイバ裂造装置。