JPS6036346A - フツ化物ガラス光フアイバの製造方法及び装置 - Google Patents
フツ化物ガラス光フアイバの製造方法及び装置Info
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- JPS6036346A JPS6036346A JP14377583A JP14377583A JPS6036346A JP S6036346 A JPS6036346 A JP S6036346A JP 14377583 A JP14377583 A JP 14377583A JP 14377583 A JP14377583 A JP 14377583A JP S6036346 A JPS6036346 A JP S6036346A
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- JP
- Japan
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- glass
- fluoride glass
- hole
- core
- optical fiber
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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
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
- C03B37/022—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from molten glass in which the resultant product consists of different sorts of glass or is characterised by shape, e.g. hollow fibres, undulated fibres, fibres presenting a rough surface
- C03B37/023—Fibres composed of different sorts of glass, e.g. glass optical fibres, made by the double crucible technique
-
- 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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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はフッ化物ガラス光ファイバの製造方法及び装置
に関し、特に、るつぼ法によるコアークラッドの導波構
造を有するフッ化物ガラス光ファイバの製造方法及び装
置に係るものである。
に関し、特に、るつぼ法によるコアークラッドの導波構
造を有するフッ化物ガラス光ファイバの製造方法及び装
置に係るものである。
フ、化物ガラスは２〜４μｍ波長の光の伝送媒体として
注目されているが、従来、フッ化物ガラス光ファイバの
製造方法としては主とｌ〜てコアークラ、ド構造のプリ
フォームを形成した後、これを紡糸する方法がとられて
きた。るつぼで溶解したガラス融液からの紡糸によりフ
ァイバを製造する方法は長尺ファイバの製造、低コスト
化が容易などの利点があるにもかかわらず、従来、この
種の製造法によるフッ化物ガラスの製造例は少く、特に
コアークラッドの導波構造を有するファイ・くの製造は
皆無であった。この理由は、一般にフ、化物ガラスは、
後述するように熱的制御に困難性があり、石莢系多成分
ガラス光ファイバの製造に用いられているような二重る
つぼ法ではフッ化物ガラスファイバの紡糸は困難なこと
による。この理由をさらに詳１Ｂに説明するために、フ
ッ化物ガラス光ファイバ材料として良く知られているＺ
ｒＦ４系多成分ガラスを例にとると、このガラスはガラ
ス転移点Ｔｇ−２８０〜３２０℃、結晶化温度Ｔｘ＝３
７０〜４００℃、融点Ｔｒｎ＝４８ｏ〜５３０℃の特性
温度を有する。ガラスの紡糸に適した粘度を示す作業温
度範囲はＴｇとＴｘＯ間の非常に狭い温度範囲（１０℃
程度）に限られ、Ｔｍ以上では融液の粘性は非常に小さ
く紡糸は不可能である。また、融液から冷却してガラス
を製造する場合はガラス転移点Ｔｇまで約り℃／秒以上
の速度で冷却しなければ完全なガラスとならずに一部が
結晶化してし捷う。壕だ、一旦ガラス化した場合でも結
晶化温度Ｔｘ以上の温度になると急速に結晶化をおこす
。さらに、ガラスの作業温度範囲においてもこの状態を
長時間保っていると徐々に結晶化が進行する。このよう
に、フ、化物ガラスは熱的制御に困難性がある。従って
、このようなガラスを通常の二重るつＩ′ｆ、法で紡糸
しようとすれば、（１）るつぼで溶解した融１１ダを作
業温度に冷却する際の冷却速度が遅く結晶化すること、
（２）仮に冷却が可能であったとしても作業温度に保っ
ていると徐々に結晶化が生じガラスの透明度が悪くなる
こと、（３）二重るつぼのように同心状に配置されたノ
ズル内でコアガラスとクラッドガラスを接触窟せると粘
性が低いため混合しコアークラ、ド構造とならないこと
、などの問題があった。
注目されているが、従来、フッ化物ガラス光ファイバの
製造方法としては主とｌ〜てコアークラ、ド構造のプリ
フォームを形成した後、これを紡糸する方法がとられて
きた。るつぼで溶解したガラス融液からの紡糸によりフ
ァイバを製造する方法は長尺ファイバの製造、低コスト
化が容易などの利点があるにもかかわらず、従来、この
種の製造法によるフッ化物ガラスの製造例は少く、特に
コアークラッドの導波構造を有するファイ・くの製造は
皆無であった。この理由は、一般にフ、化物ガラスは、
後述するように熱的制御に困難性があり、石莢系多成分
ガラス光ファイバの製造に用いられているような二重る
つぼ法ではフッ化物ガラスファイバの紡糸は困難なこと
による。この理由をさらに詳１Ｂに説明するために、フ
ッ化物ガラス光ファイバ材料として良く知られているＺ
ｒＦ４系多成分ガラスを例にとると、このガラスはガラ
ス転移点Ｔｇ−２８０〜３２０℃、結晶化温度Ｔｘ＝３
７０〜４００℃、融点Ｔｒｎ＝４８ｏ〜５３０℃の特性
温度を有する。ガラスの紡糸に適した粘度を示す作業温
度範囲はＴｇとＴｘＯ間の非常に狭い温度範囲（１０℃
程度）に限られ、Ｔｍ以上では融液の粘性は非常に小さ
く紡糸は不可能である。また、融液から冷却してガラス
を製造する場合はガラス転移点Ｔｇまで約り℃／秒以上
の速度で冷却しなければ完全なガラスとならずに一部が
結晶化してし捷う。壕だ、一旦ガラス化した場合でも結
晶化温度Ｔｘ以上の温度になると急速に結晶化をおこす
。さらに、ガラスの作業温度範囲においてもこの状態を
長時間保っていると徐々に結晶化が進行する。このよう
に、フ、化物ガラスは熱的制御に困難性がある。従って
、このようなガラスを通常の二重るつＩ′ｆ、法で紡糸
しようとすれば、（１）るつぼで溶解した融１１ダを作
業温度に冷却する際の冷却速度が遅く結晶化すること、
（２）仮に冷却が可能であったとしても作業温度に保っ
ていると徐々に結晶化が生じガラスの透明度が悪くなる
こと、（３）二重るつぼのように同心状に配置されたノ
ズル内でコアガラスとクラッドガラスを接触窟せると粘
性が低いため混合しコアークラ、ド構造とならないこと
、などの問題があった。
以上述べたように１通常の二重るつぼ法でコアークラッ
ドの導波構造を有するフッ化物ガラス光ファイバを製造
することは全く困難であり、従来はそれに代る適当な製
造方法手段も提案されていなかった。
ドの導波構造を有するフッ化物ガラス光ファイバを製造
することは全く困難であり、従来はそれに代る適当な製
造方法手段も提案されていなかった。
本発明は、従来困難視されていたコアークラ。
ドの導波構造を有するフッ化物ガラス光ファイバのるつ
ぼを用いた製造方法及び装置を提供するもので、その特
徴は任意の量のガラス融液を押し出せる加圧機構を有す
る二個の相互に分離したノズル付るつぼから、同心状に
配置された二個の円錐型穴付金属ブロックの各々の同心
状円錐型穴に、空隙を介して互いに屈折率の異なるフ、
化物ガラス融液を供給し、この金属ブロックによってガ
ラス融液を急冷しながら紡糸することにある。
ぼを用いた製造方法及び装置を提供するもので、その特
徴は任意の量のガラス融液を押し出せる加圧機構を有す
る二個の相互に分離したノズル付るつぼから、同心状に
配置された二個の円錐型穴付金属ブロックの各々の同心
状円錐型穴に、空隙を介して互いに屈折率の異なるフ、
化物ガラス融液を供給し、この金属ブロックによってガ
ラス融液を急冷しながら紡糸することにある。
以下本発明の詳細な説明する。
本発明の方法とこれを実施するだめの装置を第１図に基
づいて説明する。図中１は炉心管、２は同心状に配置さ
れた円錐形放熱金属プロ、り、３は加圧機構、４は密閉
形るつぼ、５はコアガラス、６はクラッドガラス、７は
ヒータ、８はノズル、９はキャプスタンローラ、１ｏは
巻き取りドラムである。中央部に穴１ａのあいた炉心管
１のその穴１ａの上に円錐形穴付金属プロ、り２を設置
するとともに、その両側に加圧機構３が取り伺けられた
るつぼ４を設置し、各々にコアガラス５とクラッドガラ
ス６を充填する。
づいて説明する。図中１は炉心管、２は同心状に配置さ
れた円錐形放熱金属プロ、り、３は加圧機構、４は密閉
形るつぼ、５はコアガラス、６はクラッドガラス、７は
ヒータ、８はノズル、９はキャプスタンローラ、１ｏは
巻き取りドラムである。中央部に穴１ａのあいた炉心管
１のその穴１ａの上に円錐形穴付金属プロ、り２を設置
するとともに、その両側に加圧機構３が取り伺けられた
るつぼ４を設置し、各々にコアガラス５とクラッドガラ
ス６を充填する。
これを動作させる拠は、捷ず、ヒーター７によりコアガ
ラス５とクラッドガラス６を溶融する。
ラス５とクラッドガラス６を溶融する。
この時、円錐型穴付金属プロ、り２にはガラスの作業温
度になるように予め炉心管１の温度分布をつけておく。
度になるように予め炉心管１の温度分布をつけておく。
すなわち、ヒーター７によってるっぽ４およびノズル８
をフ、化物ガラスの融点Ｔｍ以上に保ち、ノズル８と円
錐形穴付金属プロ、り２とは空隙によって熱的に遮断し
、円錐形穴付金属ブロック２を作業温度に保つ。次に、
加圧機構３によりガラス融液５，６をノズル８をｉＭし
て押し出し、円錐型穴付金属フ゛口、り２の内（ｔｉｌ
ｌ穴２ａと外側穴２ｂにそれぞれ空隙を介して供給する
。第１図で空隙部分を点線で示している。円錐ｇ穴付金
属ブロック２に供給されたガラス融液は作業温度に急冷
され粘性を増し紡糸可會旨な状１店になる。次いで、キ
ャプスタンローラ９によってガラスを線引し、巻き取り
ドラム１０にコアイノ（を巻き取る。
をフ、化物ガラスの融点Ｔｍ以上に保ち、ノズル８と円
錐形穴付金属プロ、り２とは空隙によって熱的に遮断し
、円錐形穴付金属ブロック２を作業温度に保つ。次に、
加圧機構３によりガラス融液５，６をノズル８をｉＭし
て押し出し、円錐型穴付金属フ゛口、り２の内（ｔｉｌ
ｌ穴２ａと外側穴２ｂにそれぞれ空隙を介して供給する
。第１図で空隙部分を点線で示している。円錐ｇ穴付金
属ブロック２に供給されたガラス融液は作業温度に急冷
され粘性を増し紡糸可會旨な状１店になる。次いで、キ
ャプスタンローラ９によってガラスを線引し、巻き取り
ドラム１０にコアイノ（を巻き取る。
円錐型金属ブロック２の役割はガラスｓｉを結晶化させ
ることなく作業温度まで急冷することと、コアークラ、
ド構造を作るためのガラス成形である。初めの目的のた
めには熱容量７５；大きり力）つ熱伝導率の良いことが
必要であり、そのためには脅（給されるガラスの熱容量
に比して十分大きな熱容量をもつように金属ブロックの
大きさを設言十し、また、濁質としては金、アルミニウ
ムのような熱伝導率の良い金属を使用する。更に、穴１
ａの大きさを十分小さく設計し、線引速度を速くすれば
、金属プロ、り２の中をガラスが通過する時間はＩト常
に短く、即ち、作業温度にガラスカ；保持される時間が
短いため結晶化を全く生じないで紡糸することが可能と
々る。
ることなく作業温度まで急冷することと、コアークラ、
ド構造を作るためのガラス成形である。初めの目的のた
めには熱容量７５；大きり力）つ熱伝導率の良いことが
必要であり、そのためには脅（給されるガラスの熱容量
に比して十分大きな熱容量をもつように金属ブロックの
大きさを設言十し、また、濁質としては金、アルミニウ
ムのような熱伝導率の良い金属を使用する。更に、穴１
ａの大きさを十分小さく設計し、線引速度を速くすれば
、金属プロ、り２の中をガラスが通過する時間はＩト常
に短く、即ち、作業温度にガラスカ；保持される時間が
短いため結晶化を全く生じないで紡糸することが可能と
々る。
円錐型穴付金属ブロック２は例えば第２図の如き構成で
ある。第２図（ａ）は正面図であり、第２図（ｂ）は平
面図である。図中２１は基礎ブロックであり、この上に
コアガラス５を注入するだめの内側穴２ａを有する蓋体
２２が一体化されている。まだ、２３はクラッドガラス
６を外側穴２ｂに注入する穴であり、蓋体２２に少なく
とも一個所設けられている。穴２３の形状は円形に限ら
ない。
ある。第２図（ａ）は正面図であり、第２図（ｂ）は平
面図である。図中２１は基礎ブロックであり、この上に
コアガラス５を注入するだめの内側穴２ａを有する蓋体
２２が一体化されている。まだ、２３はクラッドガラス
６を外側穴２ｂに注入する穴であり、蓋体２２に少なく
とも一個所設けられている。穴２３の形状は円形に限ら
ない。
金属ブロック２を通過したガラスは冷却され粘性が高い
だめコアガラス５とクラッドガラス６を接触させても混
合せず、導波構造を形成することが可能である。連続的
に一定径のファイ・くを作るにはるつぼ４から常に一定
量の融液を金属プロ。
だめコアガラス５とクラッドガラス６を接触させても混
合せず、導波構造を形成することが可能である。連続的
に一定径のファイ・くを作るにはるつぼ４から常に一定
量の融液を金属プロ。
り２に供給することが必要であるが、加圧機構３により
るつぼ４中の内圧を徐々に増加することにより、るつぼ
内の液面低下による供給量の減少を補償することができ
る。
るつぼ４中の内圧を徐々に増加することにより、るつぼ
内の液面低下による供給量の減少を補償することができ
る。
この加圧機構の簡単な１例が第３図に示されている。ノ
ズル８からのガラス融液の流出量は、ノズルの口の位置
とるつぼ４内の液面との高低差に比的するため、一定の
加圧下ではガラス融液の流出量は時間の経過とともに減
少する。これを補償するために、ガス溜め３】からるつ
？Ｙ４に至る自己管の一部に逆り字管を設け、この先端
部を液溜３３の中に挿入する。このようにすれば、つｔ
ｌＬＬ字管３２内の圧力は、液内に挿入された逆り字管
３２内の長さＬによって変化する。従って、逆り字管３
２もしくは蔽溜め３３を上下に移動できる構造とし、る
つｆｆ４内の融液面の低下とともにｔを長くするように
手動又は自動制御すればるつぽ４内のｉｆス圧ブ〕を上
昇させてノズル８からのガラス融液の流出量を一定量
Ｉｆ！持することができる。
ズル８からのガラス融液の流出量は、ノズルの口の位置
とるつぼ４内の液面との高低差に比的するため、一定の
加圧下ではガラス融液の流出量は時間の経過とともに減
少する。これを補償するために、ガス溜め３】からるつ
？Ｙ４に至る自己管の一部に逆り字管を設け、この先端
部を液溜３３の中に挿入する。このようにすれば、つｔ
ｌＬＬ字管３２内の圧力は、液内に挿入された逆り字管
３２内の長さＬによって変化する。従って、逆り字管３
２もしくは蔽溜め３３を上下に移動できる構造とし、る
つｆｆ４内の融液面の低下とともにｔを長くするように
手動又は自動制御すればるつぽ４内のｉｆス圧ブ〕を上
昇させてノズル８からのガラス融液の流出量を一定量
Ｉｆ！持することができる。
以上述べたように、本発明のフ、化物ガラス光ファイバ
の製造方法及び装置は結晶化によるガラスの透明度の低
下を生じることなく、コアークラッド構造を有する光フ
ァイ・（をガラス融′ｏ、７５ｈら直接製造でき、しか
も、）アイ／（の長尺化、低コスト化、大」Ｗ生産が容
易である。従って、光通信等に使用される伝送損失が少
く、長尺、低コストの）、化物ガラス光ファイバを構造
することができる効果がある。
の製造方法及び装置は結晶化によるガラスの透明度の低
下を生じることなく、コアークラッド構造を有する光フ
ァイ・（をガラス融′ｏ、７５ｈら直接製造でき、しか
も、）アイ／（の長尺化、低コスト化、大」Ｗ生産が容
易である。従って、光通信等に使用される伝送損失が少
く、長尺、低コストの）、化物ガラス光ファイバを構造
することができる効果がある。
第１図は本発明の実施例を示す一部断面を含む系統図、
第２図（ａ） （ｂ）は本発明に用いる円錐形大月金属
プロ、りの構造例を示す一部縦断面図及び平面図、第３
図は本発明に用いる加圧機構の具体例を示す系統図であ
る。 １・・・炉心管、ｌａ・・穴、２・・・円錐形穴付金属
ブロック、２ａ・・・内側穴、２ｂ・・外側穴、３・・
加圧機構、４・・るつぼ、５・・・コアガラス、６・・
・クラッドガラス、７・・ヒータ、８・ノズル、９・・
・キャプスタンローラ、１０・・巻き取りドラム、２１
・・・基礎プロ、り、２２・・蓋体、２３・・圧入穴、
３１・・・ガス溜、３２・・・逆り字管、３３・・・液
溜め。 特許出願人 国際電信電話株式会社 代理人 犬塚 学 外１名 粥 １ 図 荊 ２ 図 （０） （ｂ） 茅 ３ 図
第２図（ａ） （ｂ）は本発明に用いる円錐形大月金属
プロ、りの構造例を示す一部縦断面図及び平面図、第３
図は本発明に用いる加圧機構の具体例を示す系統図であ
る。 １・・・炉心管、ｌａ・・穴、２・・・円錐形穴付金属
ブロック、２ａ・・・内側穴、２ｂ・・外側穴、３・・
加圧機構、４・・るつぼ、５・・・コアガラス、６・・
・クラッドガラス、７・・ヒータ、８・ノズル、９・・
・キャプスタンローラ、１０・・巻き取りドラム、２１
・・・基礎プロ、り、２２・・蓋体、２３・・圧入穴、
３１・・・ガス溜、３２・・・逆り字管、３３・・・液
溜め。 特許出願人 国際電信電話株式会社 代理人 犬塚 学 外１名 粥 １ 図 荊 ２ 図 （０） （ｂ） 茅 ３ 図
Claims (2)
- （１）互いに独立に配置された２個のるつぼに屈折率の
相異なる２種類のフッ化物ガラス融液をそれぞれ収容し
ておき、該２個のるつぼから前記２種類のフッ化物ガラ
ス融液をそれぞれ空隙を介して、内側穴と外側穴とが同
心状にかつ下方で径が縮小するように配置された金属ブ
ロックの該内側穴と外側穴との各上端に安定した押出し
速度で押出し供給し、該金属ブロックで前記２２４１ｉ
類のフッ化物ガラス融液を紡糸作業可能な温度に急冷し
つつ前記内側穴と外側穴の下端からコアークラ、ドの導
波構造を有するフッ化物ガラス光ファイバを線引きして
取出すことを特徴とするフッ化物ガラス光ファイバの構
造方法。 - （２）屈折率の相異なる２種類のフッ化物ガラス融液を
それぞれ収容するために互いに独立に配置されかつ前記
２９類のフッ化物ガラス融液を安定した各流出量で対応
するそれぞれのノズルから押し出し供給する各加圧機構
を有する２個のるつぼと、内側穴と外側穴とが同心状に
かつ下方で径が縮小するように形成され該内側穴と該外
側穴の各上端が空隙を介して前記それぞれのノズルの口
に結合するように配置された円錐形穴付金属ブロックと
、前記２個のるつぼと前記円錐形穴付金属プロ、りとを
それぞれの所要の温度に加熱する加熱手段と、前記円錐
形穴付金属ブロックの前記内側穴と前記外側穴の下端か
らコアークラ、ドの導波構造を有するフッ化物ガラス光
ファイバを線引きする線引き手段とを備えたフッ化物ガ
ラス光ファイバの製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14377583A JPS6036346A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | フツ化物ガラス光フアイバの製造方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14377583A JPS6036346A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | フツ化物ガラス光フアイバの製造方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6036346A true JPS6036346A (ja) | 1985-02-25 |
Family
ID=15346723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14377583A Pending JPS6036346A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | フツ化物ガラス光フアイバの製造方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6036346A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62220284A (ja) * | 1986-03-20 | 1987-09-28 | Nippon Steel Weld Prod & Eng Co Ltd | 横向エレクトロガス溶接方法 |
| EP0310309A2 (en) * | 1987-09-30 | 1989-04-05 | AT&T Corp. | Method for fabricating devices including multicomponent metal halide glasses and the resulting devices |
-
1983
- 1983-08-08 JP JP14377583A patent/JPS6036346A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62220284A (ja) * | 1986-03-20 | 1987-09-28 | Nippon Steel Weld Prod & Eng Co Ltd | 横向エレクトロガス溶接方法 |
| JPH0445268B2 (ja) * | 1986-03-20 | 1992-07-24 | Nitsutetsu Yosetsu Kogyo Kk | |
| EP0310309A2 (en) * | 1987-09-30 | 1989-04-05 | AT&T Corp. | Method for fabricating devices including multicomponent metal halide glasses and the resulting devices |
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