JPS61193107A - 多結晶赤外光フアイバ− - 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】 産業上の利用分野 本発明はレーザーメスあるいはレーザー加工機に有用な
高エネルギー密度の００富レーザー光等を伝送する性能
の優れた多結晶赤外光ファイバーに関する。

従来の技術 従来よりレーザーメスあるいはレーザー加工機等に多結
晶赤外光７アイパーが使用されている。かかる赤外光７
アイパーの材料には金属ハロゲン化物が使用されており
、金属ハロゲン化物の結晶には良好な赤外光透過率を有
するものが多く、押出成形法により多結晶赤外光ファイ
バーになし得る。例えば臭化タリウム（Ｔ１］３ｒ　）
と沃化タリウム（Ｔｌ工）の混晶もその一つの例であり
、このものはＫＲｆ９−５の名称でよく知られている０
ＫＲ８−５を用いて直径数十〜数閣のファイバーに熱間
押出成形したものは１平均粒径数十μｍの多結晶からな
っており１例えば波長１０．６μｍの００ル−ザー光で
あれば２００　Ｗ／−以上の高エネルギー密度の伝送が
可能である。

発明が解決しようとする問題点 上述した如き多結晶赤外光ファイバーは、上述した如き
高エネルギー密度の伝送を行なうに当って種々の問題が
ある。その一つの重要な問題は、多結晶赤外光ファイバ
ーの局所的な弱点部が存在することである。かかる局所
的弱点部を有する多結晶赤外光ファイバーに高エネルギ
ー密度の光を入射せしめると、その弱点部においてファ
イバーが部分的に融解し、甚だしい場合にはその部分で
ファイバーの溶断を生ぜしめることすらある。

本発明者等は上述した多結晶赤外光７アイパーの弱点部
存在の原因について研究した結果、多結晶赤外光７アイ
パー中に、それを構成する多結晶材料とは異なる粒径の
大きな光吸収性不純特設が存在することにその原因があ
ることを見出した。

特に粒径５μｍ以上の不純物粒が多結晶赤外光ファイバ
ーの表面近傍に存在する場合Ｓ００．、レーザー光を吸
収して多結晶赤外光ファイバーを溶融しつつ移動し・多
結晶赤外光ファイバーの表面に細溝状の融解痕跡を残す
ことが判った。

また不純物の粒径が３０μｍ以上になると多結晶赤外光
ファイバーの溶断をもたらす確率が高くなることも判っ
た。

本発明者等は上述した如き光吸収性不純特設を分析した
結果、その大部分が酸化ケイ素（Ｓｉｎｓ　）を主成分
とするものであることを見出した。かかる酸化ケイ素は
自然界に極めて広範に存在し、多結晶赤外光７アイパー
製造用原料の製造工程中に混入し易いものである。従来
ＫＲ８−５を始め各種の赤外光透過材料は、窓材や分析
用セルに用いられているが、かかる用途忙対しては・、
上述した不純物の給体的な重量比が小さく１存在量か微
少であるためにその存在は殆ど問題にならず１従ってか
かる不純物についての配慮がなされていなかった０しか
るに高エネルギー密度の光を伝送する細い多結晶赤外光
ファイバーにおいては１前述した如く、かかる不純物の
存在は前述した大きな問題を生ぜしめるのである。

従って本発明の目的は前述した弱点部の原因となる光吸
収性不純特設を除去した高性能な多結晶赤外光７アイパ
ーを提供することにある。

問題点を解決するための手段 本発明は含有された光吸収性不純特設の粒径が５μｍ未
満である多結晶赤外光ファイバーにある。

本発明で使用しつる多結晶赤外光ファイバーを形成する
材料としては金属ハロゲン化物例えば臭化タリウム１沃
化タリウム１塩化セシウム、臭化セシウム・沃化セシウ
ム１塩化銀１臭化銀１ヨウ化銀等があり・これらの混合
物の形でも使用できる〇 また多結晶赤外光ファイバーの製造方法としては、周知
の任意の方法が使用でき、例えば押出成形法を使用でき
る。

本発明においては上述した如く不純物粒の粒径を５μｍ
未満とするのであるが、このためには使用原材料を例え
はボールミルで微粉化し、孔径５μｍの篩により篩分け
するか、原料を加熱融解し、孔径５μｍのセラミックフ
ィルターで濾過し、結晶化せしめるか、あるいは原料を
加熱蒸ｆｉｉ　して作ることができる。

作　　用 本発明に従い、多結晶赤外光７アイパーに含有された不
純物の粒径が約０．５μｍないし５μｍ未満の範囲であ
り、それらが多結晶赤外光ファイバーの表面近傍に存在
する場合には、ａＯ，レーザー光を伝送させるとき、不
純物粒の周囲に微小な融解痕跡を生ずるが、伝送効率の
低下や、ファイバーの可撓性を低下させることはない０
またこれらが多結晶赤外光ファイバーの内部に存在する
場合には１これら不純物粒から他への放熱がより良好と
なり、影響はむしろ小さくなる傾向がある。また粒径が
０．５μｍ未満であると全く問題は生じない＠従って例
えば多結晶赤外光７アイパーの直径が０．５麿、出力５
０Ｗ程度が要求されるレーザーメス装置用等に用いる場
合の多結晶赤外光ファイバーにおいてはその中に存在す
る光吸収性の不純物の粒径は０．５μｍ未満にしなけれ
ばならない。

実施例 以下に実施例を挙げて本発明を説明する。

実施例 市販の原料ＴｌＢｒおよびＴＩｍを蒸発法により５５０
℃で蒸発せしめ、蒸発残渣を電子顕微鏡で観察し、粒子
の存在を確認した後１これら粒子の元素分析を行なった
。粒径５μｍ以上の粒子は原料１１中に約３個の割合で
存在すること１これらの粒子の約６５％から５ｉＪ５よ
び酸素が検出された０また残りの３５％から８１　、　
Ａｌおよび酸素が検出された。

この原料を用いて帯融解法でＴｌＢｒ　：　Ｔｌニー４
２：５８の単結晶を作り１フライス盤および旋盤を用い
て整形した後、２５０℃で熱間押出しして直径０．５　
ｍの多結晶赤外光ファイバーを作った。

この多結晶赤外光７アイパーに００ル−ザー光を入射さ
せると、人力５０Ｗでファイバー表面に融解痕跡が平均
２力所発生し１透過率が７１％から６９％に低下した。

融解痕跡の末ｍＫは電子顕ＩＩｉ鏡により不純特設が観
察された。このものの元素分析の結果ケイ素と酸素が検
出された◎上記実験を入力３０Ｗ〜１００Ｗで多数回繰
返したが同じ現象が発生した。

同じ原料をボールミルで微粉化し、孔径５μｍのステン
レス製版部により論分けしたもの、また原料を５００℃
で融解し、孔径５μ朧のセラミックフィルターで濾過し
たもの、および原料を６００℃で蒸溜したものをそれぞ
れについて蒸発法による分析したところ何れも５μｍ以
上の粒子は観察されなかった。

またこれらから上述した如く直径０．５　ｍのファイバ
ーを押出成形したところ、これらの多結晶赤外光ファイ
バーは何れも入力１００Ｗで何ら異常を生じなかった＠ 発明の効果

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、含有された光吸収性不純物粒の粒径が５μｍ未満で
   あることを特徴とする多結晶赤外光ファイバー。 ２、多結晶赤外光ファイバーが臭化タリウムおよび沃化
   タリウムの混晶からなる特許請求の範囲第１項記載の多
   結晶赤外光ファイバー。