JPS60405A - Gi型イオン結晶光フアイバとその製造方法 - Google Patents

Gi型イオン結晶光フアイバとその製造方法

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JPS60405A
JPS60405A JP58107775A JP10777583A JPS60405A JP S60405 A JPS60405 A JP S60405A JP 58107775 A JP58107775 A JP 58107775A JP 10777583 A JP10777583 A JP 10777583A JP S60405 A JPS60405 A JP S60405A
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JP
Japan
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core
refractive index
cladding
crystal
clad
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JP58107775A
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Sumio Kachi
純夫 可知
Masaki Kimura
正樹 木村
Kaisuke Shiroyama
城山 魁助
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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Publication date
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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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】 本発明は赤外光の導波路として用いられるGI型イオン
結晶光ファイバとその製造方法に関する。
石英系光ファイバでは伝送できない長波長の赤外光を伝
送する光ファイバの累月として、アルカリハライド、金
属ハライドがあり、これらは石英(SiO2)の赤外吸
収端、が2μm付近にあるのに対し、20μm (塩化
ナトリウム)、40 μm (KH2−5)、501t
m(沃化セシウム)といったようにその赤外吸収端が遠
赤外にある。
従来でも、上記素材からなるイオン結晶のコ、アと、空
気クラッドとによる赤外線光ファイバ4sすでに提案さ
れている。
第1図(イ)(ロ)はこうした従来の赤外線光ファイバ
とその屈折率分布とを示したものであり、この従来例で
は押出加工あるいは溶液からの単結晶成長により作製さ
れたイオン結晶製のコア1と、該コア1の外周に空気ク
ラッド(ルーズクラッド)2f:形成すべく設けられた
テフロン(商品名)製の有機物チューブ3とで赤外線光
ファイバが構成されている。
しかし上記赤外線光ファイバの場合、コア1とチューブ
3との完全な非接触はあり得ず、これら両者1.3の接
触する部分が必ずあるため、例えば赤外線光ファイバを
曲げたとき、その接胛部分の面積が変化し、これにより
光の散乱、吸収などが生じて光ファイバの出力レベルが
変動する。
特にレーザパワーを伝送するときは安定性の低下ヶ招き
、熱的情報を伝送するときには信頼性の低下をもたらす
これに対処するため、通常の光ファイバのごとく、プリ
フォームロンドの段階で上記コア用素材の外周をそれよ
りも屈折率の低い赤外線透過物質(クラッド用素材)で
被懐し、これを紡糸することにより赤外線光ファイバを
つくることは検討されているが、この場合、紡糸時の加
工温度によりブリフォームロンド段階での屈折率分布が
保存されず、したがって問題解決にはならない。
一方、上記素材によりコアをつくり、これの外周にクラ
ッドをつける方法も倹約されているが、これに関した既
存の技術SI型光ファイバをつくるものであるため、コ
ア、クラッド相互の界面に構造上のゆらぎが生じ、これ
が大きな屈折率変化をもたらすので、界面不整による光
の散乱が起りがちとなる。
もちろんこの場合、コア、クラッド相互の界面を光の波
長以下の精度で鏡面にし、かつ、コア、クラッドを密着
させればよいが、現状の技術水準では難度が高すぎる。
本発明では上記の問題点を解消すべく信頼性、安定性の
高い赤外用光ファイバを提供し、さらにその光ファイバ
が簡易に製造できる方法を提供せんとするものである。
はじめ、本発明光ファイバとその屈折小分11jとを第
2図(イ)(ロ)により説明する。
第2図(イ)において、1oはコア、11はクランドで
あり、これらコア1、クラッド2はいず′ttもアルカ
リハライド、あるいeま金属ハライドからなるが、この
両者1.2の相付関係では、コア10が低融点かつ高屈
折率、クラッド11が高融点かつ低屈折率となっている
さらに第2図(イ)の元ファイバは、同図(ロ)に示す
ごとくコア10、クラッド11にわたる屈折率分布が連
続的に変化しており、これによりGl型の屈折率分布を
有している。
上述したアルカリハライド、金属ハライドで27gn以
上の赤外光に対し良好な透過性を示すものは次表に示す
ごとく多数あり、これらは屈折率が高いものほど、その
融点が低い傾向にあり、1だ、l昆晶の方がそうでない
ものよりも低融点である。
したがってコア10が低融点かつ高屈折率、クラッド1
1が高融点かつ低屈折率となるよう、前述しプこハライ
ドを選定すればよい。
ただし、コア用イオン結晶拐科とクラッド用イオン結晶
利料との熱膨張係数の差が太きすぎ観点から、混晶の生
じやすいコア用イオン結晶″’tri H料、クラッド
用イオン結晶拐料を選定する。
(屈折率は波長106μmでの値) つぎに本発明の製造方法につき、第3図(イ)(ロ)、
一本発明の方法では、第3図(イ)に示すごとくはじめ
コア用とした細径のイオン結晶利料10′rつくり、該
イオン結晶材料10’の外周にクラッド用としたイオン
結晶材料11′を被せるのであり、この時点での屈折率
分布は第3図(ロ)の状態となっている。
その後、上記コア用イオン結晶材料10’のみを溶融状
態とし、これにより該材料10’を他方の材料11′と
密着させるとともに両月料10′、11′相互間に熱拡
散による混晶11をノ形成し、かくして第2図(ロ)で
示した屈折率分イ[iの光ファイバをつくる〇 以下、具体的な実施例について説明する。
単結晶のKH8−5からなる口゛ノドを200〜300
℃の熱間押出加工によりlπmφに細(条化してコア用
イオン結晶拐110’ をつくり、その後、該イオン結
晶材料10′の外周には第4図の被覆装置12を介して
Tl’Br からなるクラッド用イオン結晶材f411
’ を被覆した。
第4図の被覆装置12は筒状内壁部13および節状外壁
部14と、これら両壁部13.14ρ出口側に備えられ
たダイス16とからなり、昌該両壁部13,14間に充
填された利料が圧フッPによりパイプ状に押出ぜるよう
になっている。
この被覆装置12を介してコア用イオン結晶材料10′
の外周にクラッド用イオン結晶材料11′を押出被覆す
るとき、該結晶拐科11′の内径が結晶′4′A科10
′の外圧と(・よソ等しくなるよう調整し、さらにこの
際の押出温度を200〜300’Caし、押出速度を1
00 mm/mim とした0 こうして得た前記第3図(イ)のものを、抵抗線加熱ヒ
ータにより420〜440℃、10分間加熱し、コア用
イオン結晶羽料10′のみを溶融した。
この場合、両利料10’、11’の界面すなわちコア、
クラッドの界面が密着していないときに、外観上T4B
rO色を反映して黄色がかつているが、コア用の材料1
0′が溶融して上記界面が密着すると、KH2−5の赤
色を反映して外観が赤味を帯びるようKなるため、外観
によりコア用イオン結晶拐科10′の溶融状態、らア、
クラッドの界面密着要が判別できた。
なお、コアをK RS −5、クラッドをZnSとする
場合では、両者の熱膨張係数の差が50X、li (1
−6(1/℃)にもなり、Kl尤S−5の融点+(4t
 5.5℃)から常温(25℃)丑で冷却したとき、1
mあたりJ−、9(mのずれがコア、クラッド間に生じ
るが、」二記K RS−5、TtBrの組み合わせでは
、熱膨張係数の差が極端に大きくならず、光ファイバに
コア冷却時の歪みが発生したり、コア破損の生しるこヲ
Id iかった。
上記具体例によPI #!jられた先ファイバの場合、
コア10はTl−Br−I の混晶、クラッド11はT
tBrとなるので、沃素と臭素とにつき、光フアイバ半
径方向の分布をX線マイクロアナライザ(EPMA)に
より測定し、コア10およびクラッド11間におけるこ
れらの拡散状況をしらべた。
第5図は上記における沃素の測定結果を示したものであ
り、同図で明らかなごとく420℃10分間の加熱では
約10011m 、440℃10分間では約200μm
にわたって沃素が拡散していた。
このように短時間で屈折率分布型の光ファイバが得られ
た。
こうして得られた第2図(イ)のGI型イオン結晶光フ
ァイバ1mにつき、入射NA’を変化させ比較のため、
コアを溶融しない第3図のもの1mにつき、上記と同俤
の測定をしたところ、入射NAを005から05に変化
させると、出射パワーが約15チ減少した。
これは入射NAが大きいほど、コア、クラッド相互の界
面でパワーが増太し、界面不整による散乱損失が増大し
たためである。
以上説明した通り、本発明のGI型イオン結晶光ファイ
バは、アルカリハライドあるいは金属ハライドの結晶か
らなるコアと、該コアよりも高融点かつ低屈折率のアル
カリパライトあるいは金属ハライドの結晶からなるクラ
ッドとで構成され、そのコア、クラッドが互いに融着さ
れてこれらコア、クラッド相互にわたるJ+1i折率が
連続的に変化していることを特徴としている。
したがって当該光ファイバの場合、コアおよびクラッド
がいずれもアルカリハライドあるいは金属ハライドから
なり、しかもこれらコア、クラッドが互いに融着された
状1ルにおいてGI型の屈折半分イ5を有するので、赤
外光が安定性、信頼性をもって伝送できることとなり、
また、コアがクラッドよりも低融点であるから、これら
コア、クラッドの融着がコアのみの溶融により簡易に行
なえ、かつ、この浴融四の拡散により所定のGI型屈折
率分布が形成できることとなる。
さらに本発明における上記光ファイバの製造方法は、コ
ア用としたイオン結晶栃科の外周に、クラッド用とした
イオン結晶材料を被覆し、該被覆後、コア用イオン結晶
拐料のみを浴融して両結晶(ぢ料相互の熱散拡によりコ
ア、クラッド相互にわたる屈折率を連続的に変化させる
ことを特徴としている。
したがって当該製造方法によるときは、被懺工程、熱処
理工程のごとき簡易な工(呈を主体にして特性のよいG
I型形晶光ファイバが製造できることとなる。
【図面の簡単な説明】
第1図(イ)(ロ)は従来の赤外線光ファイバを示す断
面図とその屈折率分布図、第2図(イ)(ロ)は本発明
光ファイバの断面図とその屈折率分布図、第3図(イ)
(ロ)は本発明方法により製造される光ファイバの熱処
理工程前の断面図とそのノa(折率分布図、第4図は本
発明方法に用いる仮覆装置の断面図、第5図は本発明方
法により製造された光ファイバの熱処理による沃素分布
状況を示す説明図である。 ’i1’・・・ψクラッド用イオン結晶材料1( 12・・・・・クラッド用被核装置 第 1 図 (イ) (ロン 匈 第3図 第4図 to’

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) アルカリハライドあるいは金属ハライドの結晶
    からなるコアと、該コアよりも高融点かつ低屈折率のア
    ルカリハライドあるいは金属ハライドの結晶からなるク
    ラッドとで構成され、そのコア、クラッドが互いに融着
    されてこれらコア、クラッド相互にわたる屈折率が連続
    的に変化しているG’I型イオン結晶元ファイバ。
  2. (2) アルカリハライドあるいは金属ノ1ライドの結
    晶からなるコアと、該フ7よりも高融点かつ低屈折率の
    アルカリハライドあるいは金属ハライドの結晶からなる
    クラッドとで構成され、そのコア、クラッドが互いに融
    着されてこれらコア、クラッド相互にわたる屈折率が連
    続的に変化しているGI型イオン結晶元ファイバの製造
    方法において、コア用としたイオン結晶材料の外周に、
    クラッド用としたイオン結晶4Af−1を破榎し、該被
    覆後、コア用イオン結晶材料のみを溶融して両結晶材料
    相互の熱拡散によりコア、クラッド相互にわたる屈折率
    を連続的に変化させるGi型イオン結晶光ファイバの製
    造方法。
JP58107775A 1983-06-17 1983-06-17 Gi型イオン結晶光フアイバとその製造方法 Pending JPS60405A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003066541A1 (en) * 2002-02-05 2003-08-14 Element Six B.V. Coated articles

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