JPS58158602A - 赤外光用フアイバ−の製造方法 - 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】 本発明は赤外光用ファイバーの改良された製造方法に関
するものである。

光学結晶を力日工し赤外光用ファイバーを作製すること
は、日経エレクトロニクス、１９８０年１２月８日号、
Ｐ、＋４０〜に記載されているように種々検討されてい
る。

この中でファイバー内に光を案内するため（１）特開昭
５５−１４５６４５号公報に見られるように押出し加工
したファイバーをパイプの中に緩く挿入し、結晶質ファ
イバーをコア、空気をクラッドとしたルースクラッド型
のファイバー構造あるいは（２）％開明、５４−１４５
２４２号公報のように溶融状態のコア結晶材料の周囲を
粘性の大きいガラス材料で被覆し、紡糸によりファイバ
ーを作製しガラス質材料をクラッドとしたステップイン
デックス型のファイバー構造があげられている。その他
（３）米国特許第４２５５７５４号明細書のようにコア
結晶とクラッド結晶を同時に押出し加工しコア結晶にク
ラッド結晶を被覆したステップインデックス型のファイ
バー構造があげられている。

上記（１）の赤外光用ファイバーは、まず第１図のコア
結晶ファイバーの押出し装置によりコア結晶ファイバー
がつくられる。すなわち押出しビレット用コア結晶１を
押出し容器５に入れ、ダイス４、押出しラム６およびダ
イス支持台５を設定する。ヒーター７で所定の温度捷で
力■熱した後、押出しラム６を油圧プレスで加圧するこ
とによりコア結晶ファイバー２を作製する。

このようにしてつくられたコア結晶ファイバー２を第２
図に示すようにポリマーパイプ８に挿入する。第２図＠
）は横断面図、（ロ）ニ［縦断面図そある。テフロンな
どのポリマーは赤外光の吸収損失が太きいため、ファイ
バーとポリマーパイプ接触部でロスが大きく、大出力の
赤外レーザ光の伝送に適さない。

そして、（１）の構造のファイバーは、コア・ファイバ
ーの雰囲気（例えば空気中の水分〕の侵食による光学的
および機械的性質の劣化がおこるおそれがあり、また保
護層としてのパイプへの衝撃あるいは、繰返し曲げによ
り内部のコア・ファイバーが破損しやすい欠点がある。

（２）の構造は結晶質コア材料とガラス質クラッド材料
の熱膨報率差からファイバー内部に歪が残りやすく機械
的に弱い。またガラス質材料の多くは長波長の赤外光の
透過に適しておらず、赤外光用ファイバーのクラッド層
でのロスが犬きくなるためクラッド材料の組合せに大き
な制約がある。

まり（３）のようにコア結晶とクラッド結晶を同時に押
し出し加工しコア結晶にクラッド結晶を被覆する方法は
、細径のファイバーに加工しようとするとコアの加工度
が大きくなり、真円状に加工することが困難で、コアと
クラッドの界面が乱れやすい欠点がある。

本発明は、コア結晶ファイバーにクラッド結晶を被覆す
る（３）の方法の改善全検討したもので、最初にコア結
晶ファイバーを作製した後、クラッド結晶パイプを嵌合
し、ダイス伸管し、クラッド結晶を被覆する製造方法に
より、コアとクラッドの界面の乱れを少なりシ、低伝送
損失の赤外光用ファイバー全提供するものである。

すなわち、本発明はパイプ状の金属ハライド結晶に、フ
ァイバー状の金属ハライド結晶を嵌合し、ダイス伸管す
ることにより密着被覆することを特徴とする赤外光用フ
ァイバーの製造方法に関する。

金塊ハライドとしてｉｊ　ＡｇＣｔ、　ＡｇＢｒ　、　
Ａｇｏｔ　　とＡｇＢｒ　　の混晶などの銀ハライド、
Ｋ、Ｒ８−５、ＫＨ２−６、ＴｔＢｒ　、　’ｒｔｃ７
　　などのタリウムハライド、ＣＢＢｒ１０ｓ■等のア
ルカリハライド等の金属ハライドが挙げられ、パイプ状
結晶よりファイバー状結晶の赤外領域の屈折率が大きい
ものが望捷しい。

クラッド結晶パイプの炸裂法として、マンドレル方式（
中子）と雄型と雌型の絹合せダイスを用いる方式とが考
えられるが、マンドレル方式はダイスとマンドレルの間
から結晶が押出されるため、ビレットに最初、穴をあけ
ておく必要があったり、クラッド結晶の流れによりパイ
プ厚さの偏肉が起こり易いなどの欠点があるので、絹合
せダイス方式が望ましい。

第６図に本発明におけるクラッド結晶パイプの押出し法
を説明する。押出しビレット用クラッド結晶９を押出し
容器５に入れ、組合せダイス１０（雌型）および１１（
雄型）、押出しラム６、ダイス支持台５を設定する。ヒ
ーター７で所定の温度まで加熱した後、押出しラム６を
油圧プレスで加圧することにより、クラッド結晶パイプ
１２を作製する。組合せダイス（雌型〕１０のダイス穴
径がパイプ外径、組合せダイス（雄型）１１の中子の先
端外径がパイプ内径の寸法になる。

クラッド結晶パイプにコア結晶ファイバーを挿入し、た
赤外光用ファイバーは、上記（１）のテフロンパイプ等
にコア結晶ファイバーを緩く挿入したものに比ベファイ
バーとクラッド結晶の接触部でのロスもなく、低ロスの
赤外光用ファイバーｆ得ることができるが、パイプとフ
ァイバーの空隙による劣化は避ける必要があるため、ク
ラッド結晶パイプをコア結晶ファイバーに密着して被覆
してコア結晶ファイバーを保護する必要があり、クラッ
ド結晶パイプにコア結晶ファイバーを挿入したものを本
発明ではダイス伸管して密着被覆させる。本発明ではダ
イス伸管条件全適当に選び、クラッドとコア界面が平滑
で低伝送損失かつ機械的、光学的に安定な赤外光用ファ
イバー間得る必要がある。

本発明におけるダイス伸管の状態を第４図に示す。コア
結晶ファイバー２をクラッド結晶パイプ１２に挿入した
後、引抜き用ダイス１４で引抜き加工する。潤滑油は、
クラッド結晶パイプの外周に均一に塗布し、ダイスとク
ラッドパイプ間の摩擦を小さくシ、引抜き力が小さくな
るよう、にする。

クラッドパイプにファイバーを挿入するため、パイプと
ファイバー間に隙間があり、最初、ダイス伸管のパス数
が少なく加工度が小さい範囲では、クラッド結晶パイプ
だけ加工され、しだいに隙間は小さくなる。隙間が００
１〜０．４ｍｍぐらい小さければ、コア結晶ファイバー
はクラッド結晶パイプ内でほとんど動くことはなく、フ
ァイバーへの曲げあるいは衝撃に耐え、適宜、ダイス伸
管をやめてよい。

クラッド結晶パイプのダイス伸管は、結晶の変形抵抗を
小さくするため、パイプあるいはファイバーを熱間ある
いは、温間で押出しする温度領域が望丑シ、く、ＫＨ２
−５の場合１２０〜５５０℃、ＡｇＣ！　ｌ　の場合１
００〜５７０℃、ＣｓＩの場合１８０〜５７０℃の範囲
で、ダイス（Ｆｌできる。

又、金属パライト結晶の破断応力は小さいため、ダイス
伸管において引抜力が大きくならないように、ダイ、７
．′１パス当たりの断面減少率は、後述するように２０
％以下とすることが好１シフい。コア結晶ファイバーと
クラッド結晶パイプが密着してからの強加工は、大きな
引抜力が必要な点およびクラッド結晶とコア結晶がかみ
合って変形し、コアとクラッド界面の平滑さがそこなわ
れやすい点からパイプのダイス伸管によるコア結晶ファ
イバーの減面率は合計２０％以下であることが好ましい
。

さらに、引抜力を減少するため、潤滑剤の使用が望まし
く、スピンドル油、タービン油、シリコン油等の鉱油あ
るいはバーム油、鯨油等の脂肪油など液状の潤滑剤が適
している。高温での伸管において、耐熱性の鉱油、特に
シリコン油が望捷しい。　　５ このようにして得られる本発明の赤外光用ファイバーの
断面図全第５図に示す。２がコア結晶、１２がクラッド
結晶である。

！、り、赤外光をコア内に閉じ込め、案内する構造のた
め、クラッド層の外層に、さらに、プラスチックあるい
は金属など通常の光ファイバーの保護層と同様に、単層
あるいは必要によっては多層の保護層全被覆して、赤外
光用ファイバーの補強を行なうことができる。第５図の
断面図において１５が保護層である。

本発明でハ１．　　コア結晶ファイバーに、クラッド結
晶パイプ全挿入した後、ダイス伸管によりクラッドをコ
アに被覆する工程を用いるため、断面減少率、加工温度
、潤滑剤等の力ｎ　Ｉ条件を任童に調整できるため、コ
ア結晶ファイバー、クラッド結晶パイプの平滑さを保ち
、コアとクラッドの界面を平滑にできるため、コアとク
ラッド界面の散乱の少ない、低伝送損失の赤外光用ファ
イバーを作製できる。捷た２　コア結晶ファイバーの周
囲にクラッド結晶層を被覆することにより、コア内だけ
で赤外光を案内できるため、この結晶質ファイバーの外
周に耐環境性を高めるあるいは機械的な補強を行なうた
めの保護層全密着して、被覆できるため、機械的にも、
光学的にも性能の安定した赤外光用ファイバーを提供す
ることができる。

本発明の赤外光用ファイバーはレーザメス・レーザコア
キューレーク（凝固器）笠のレーザ治療器のＣＯ２レー
ザ・ＣＯレーザ光導光路、あるいは遠隔の警報器等の赤
外光センサーに接続するための赤外光導光路として有効
に利用できる。

実施例 押出し加工で直径１咽φの臭化銀ファイバーを作製する
。組合せダイスケ用い、押出し加工で、外径１．５ｍｍ
、内径１．２ｆＭｌの塩化銀パイプを作製する。塩化銀
パイプに臭化銀ファイバーを挿入し、ダイス伸線する。

ダイスは超硬合金製の円錐型引抜きダイスを用い、ダイ
スの半頂角は１２とした。ダイス１パス当りの断面減少
率１５、　１０，１５．２０および２５係にし女各系列
のダイスを用いた。伸線加工の結果、断面減少率が大き
いほど引抜力は大きくなり、断面減少率２０％以下では
伸線に支障なく、表面の平滑なファイバーが得られ、断
面の光学顕微鏡観察では臭化銀コア、塩化銀クラッドの
界面は平滑であった。

断面減少率２５係の場合には、ファイバー表面の悪かっ
たり、塩化銀パイプの断線がおこシやすくなった。

５パスの伸線後、ファイバー外径１２胡φ、コア径０９
閾φの赤外光用ファイバーを得ることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図はコア結晶ファイバーの押出し装置の断面図であ
り、第２図は従来の、コア結晶ファイバーをポリマーパ
イプに挿入したものの横、縦断面図であり、第５図は本
発明におけるクラッド結晶パイプを作製する際に用いる
組合せダイスの断面図であり、第４図は本発明における
ダイス伸管の状態を示す図であり、第５図は本発明の赤
外光用ファイバーの横断面図である。 代理人　　内　１）　　明 代理人　　萩　原　亮　−

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　パイプ状の金属ノ・ライド結晶に、ファイバ
   ー状の金属・・ライド結晶を嵌合し、ダイス伸管するこ
   とにより密着被覆すること全特徴とする赤外光用ファイ
   バーの製造方法。
2. （２）　　単結晶または多結晶の金属−・ライド結晶を
   組合せダイスで押出し加工したパイプ状結晶を用いる、
   特許請求の範囲第１項記載の赤外光用ファイバーの製造
   方法０
3. （３）パイプ嵌合のダイス伸管が１バス当りの断面減少
   率２０％以下で行なわれる特許請求の範囲第１項または
   第２項記載の赤外光用ファイバーの製造方法０
4. （４）　　ダイス伸管が液状の潤滑油を用いて行なわれ
   る特許請求の範囲第１．２または５項記載の赤外光用フ
   ァイバーの製造方法。
5. （５）　　金ニハライドが、Ａｇ０７　、　ＡｇＢｒ　
   、　ＡｇＣｔ　　とＡｇＢｒ　　の混晶、ＫＦｔＳ−５
   、ＫＨ２−６、Ｔ４Ｂｒ　、　ＴｔＣｌ　、。 ＣｅＢｒ　　ま＊ｉ’１０８工で、パイプ状結晶よりフ
   ァイバー状結晶の赤外領域の屈折率が大きい組合せであ
   る特許請求の範囲第１．２．５または４項記載の赤外光
   用ファイバーの製造方法〇