JPS6121174B2 - - Google Patents

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JPS6121174B2
JPS6121174B2 JP57006823A JP682382A JPS6121174B2 JP S6121174 B2 JPS6121174 B2 JP S6121174B2 JP 57006823 A JP57006823 A JP 57006823A JP 682382 A JP682382 A JP 682382A JP S6121174 B2 JPS6121174 B2 JP S6121174B2
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JP
Japan
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glass
mold
core
cladding
clad
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JP57006823A
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JPS58125627A (ja
Inventor
Naryuki Mitachi
Tadashi Myashita
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/01265Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting entirely or partially from molten glass, e.g. by dipping a preform in a melt
    • C03B37/01268Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting entirely or partially from molten glass, e.g. by dipping a preform in a melt by casting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/01265Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting entirely or partially from molten glass, e.g. by dipping a preform in a melt
    • C03B37/01271Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting entirely or partially from molten glass, e.g. by dipping a preform in a melt by centrifuging

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Melting And Manufacturing (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は赤外線を伝送することができる光フア
イバ用母材の製造方法に関する。
従来の光フアイバ用母材は二酸化珪素
(SiO2)系ガラスを主構成素材としているが、こ
のガラス素材はSi−O結合の振動に起因する赤外
吸収を有する。このため、レーリー散乱損失と赤
外吸収損失との谷間に存在する低損失の波長域は
可視域から近赤外域(波長0.6〜1.7μm)に限ら
れ、それにより長波長の波長領域においては低損
失の光フアイバを得ることができなかつた。
一方これまでの技術知識によれば、レーリー散
乱は波長の4乗に逆比例して低減するので、酸化
珪素に比べて赤外吸収端が長波長側に位置するガ
ラス素材で母材(プリフオーム)を形成できれ
ば、このようなプリフオームを線引きして光フア
イバを作製することにより、いつそう低損失化を
図ることができる。
また、長距離の伝送は単一モード光フアイバで
行う必要があり、そのときに2μmより長波長の
赤外光を伝送するならば、従来の石英系単一モー
ド光フアイバのコア径の2倍以上にふつ化物系単
一モード光フアイバのコア径を設定でき、そのフ
アイバ間の結合は極めて容易になる。
従つて、赤外線透過材料に最適な単一モード光
フアイバ用プリフオームの形成法の出現が要望さ
れている。
通信用の光フアイバは屈折率の高いコアを、コ
アより屈折率の低いクラツドで被覆する導波構造
を有しているが、現在、導波構造を有する赤外線
伝送用光フアイバとして知られているものとして
は、AgClによるクラツドとAg(ClBr)によるコ
アとの組合わせ、Tl(BrI)によるコアとプラス
チツククラツドとの組合わせ等による多結晶質光
フアイバがあるが、それらの多結晶質光フアイバ
の場合には、粒界散乱損失の影響のため極低損失
光フアイバの作成は本質的に不可能である。また
C2Cl4液体コアとSiO2クラツドとによる光フアイ
バも知られているが、長尺光フアイバの作製およ
びその接続の点で大きな問題がある。
また、ふつ化物ガラスは、前記各種のフアイバ
材料がもつ欠点を解消し、2〜6μmの赤外線波
長域で極低損失光フアイバを実現できる可能性が
大きい材料として注目されているが、導波構造を
有する光フアイバ用プリフオームの製造方法につ
いては、わずかに多モード系光フアイバの作成に
ついて紹介されており(S.Mitachi、etal:Jpn.J.
Appl−phys.、20(1981)、L337.S.Mitachi、
etal:Electron.Letters17(1981)591.)、単一モ
ード光フアイバの製造方法については特に紹介さ
れていない。
またふつ化物ガラスでは、温度変化に対するガ
ラスの粘性変化がはげしいので、二酸化珪素系光
フアイバ用プリフオームの製造方法である内付け
法または軸付け法を、そのまま適用できないこと
は明らかである。
本発明は前述した現状に鑑みてなされたもの
で、その目的は先行技術の欠点を解決し、波長2
〜6μmの赤外線を伝送することができ、かつ極
低損失化の可能なふつ化物ガラスを素材とするス
テツプ型、グレーデツド型および単一モード光フ
アイバ用プリフオームを製造できる方法を提供す
ることにある。
このような目的を達成するために、本発明の製
造方法では、円柱形中空部を有し、複数個に分割
し得る縦割れ構造を有する半金属製または金属製
の鋳型を垂直方向に対し、傾斜させて保持回転
し、鋳型中空部の壁面に溶融したふつ化物ガラス
からなるクラツド用ガラス原料を流し込み、壁面
を該クラツド用ガラスで内付けしてクラツド用ガ
ラス管を形成せしめ、直ちにふつ化物ガラスから
なるコア用ガラス融液をクラツド用ガラス管壁に
内付けして最終的に充てん中実し、コア−クラツ
ドの導波構造を有する母材を製造することを特徴
とする。
本発明による母材の製造方法は、基本的には円
柱形中空部を有する縦割れの鋳型をあらかじめガ
ラス転移温度付近に加熱し、これを垂直方向に対
し傾斜して保持しながら回転し、その中空部内壁
に金るつぼで溶融したクラツド用ふつ化物ガラス
原料を一層一層内付けし、所望の厚さに達した時
点でコア用ふつ化物ガラス原料をその内側に一層
一層内付けして、最終的に充てん中実し、次いで
長時間アニールし炉冷して室温に戻つた鋳型から
外枠を外し、ふつ化物ガラスで形成されたコア−
クラツドの導波構造を有する母材を製造するもの
である。
本発明において使用される鋳型を図面を参照し
て説明する。第1図は鋳型の側面図を示し、第2
図は第1図のX−X′線における鋳型の断面図を
示す。鋳型の外枠1は第2図で示される外枠分割
体2,2′,2″として示される複数個(第2図の
例では3個)に分割し得る縦割れ構造を有し、外
枠分割体2,2′,2″を緊締するリング3,3′
より構成され、リング3,3′により外枠分割体
2,2′,2″を緊締することにより中空部4を形
成する。外枠分割体は、第2図に示した3個の分
割体のほかに、2個または4個以上の適宜個数の
分割体とすることができる。外枠1を形成するこ
れらの分割体2,2′,2″は、金属製例えば黄銅
製、または非金属製例えば炭素製とすることがで
き、ふつ化物ガラスに対して耐食性をもち、しか
も離型性が良好であることを要する。
次に本発明において使用される内付けキヤステ
イング装置を図面を参照して説明する。前記第1
図および第2図で示された黄銅製鋳型5を、固定
チヤツク6で内付けキヤスステイング装置に固定
する。ヒータ7によつて黄銅製鋳型を、キヤステ
イングするガラスのガラス転移温度付近に加熱保
温する。固定チヤツク6は鋳型回転ギヤ8と一体
化しており、5,6,8は支持リング9によつ
て、ボールベアリング10を介して、回転駆動部
11により支持されている。黄銅製鋳型5を回転
するには、電動モータ12を駆動させ、ギヤボツ
クス13によつてモータギヤ14を30rpm〜
3000rpmの範囲で回転させ、鋳型回転ギヤ8を1
〜100rpmの範囲で回転させる。なお回転駆動部
支持柱15とねじ16により、黄銅製鋳型5は任
意の角度で垂直方向により傾斜できる。装置全体
は架台17にて支持される。
このようにして、鋳型の内壁をガラス融液でぬ
らし、急冷して固化せしめ、一層一層ガラス膜を
形成させるため、黄銅製鋳型5を垂直方向により
傾斜した状態で回転し、かつガラス転移温度付近
に保持されている所へ、黄銅製鋳型5の上端部よ
りガラス融液受口19へ金るつぼからクラツドガ
ラス融液を静かに流し込み、中空部4の内壁に内
付けして行く。そのときに固化しなかつたガラス
融液はガラス溜め18にて受け取められる。この
ようにして黄銅製鋳型5の回転により、次第にク
ラツド厚が厚く内付けされ、所望の厚さに達した
所でコアガラス融液をキヤステイングして、中空
部を中実充てんする。その後ヒータ7によりアニ
ールし、ゆつくりと室温に戻して、黄銅製鋳型5
を固定チヤツク6から外し、外枠分割体2,
2′,2″を外して、第4図に示すように、コア用
ガラス部位20とクラツド用ガラス部位21とか
らなる光フアイバ用母体を得る。
この方法では、クラツドとコアのガラス屈折率
の比屈折率差、クラツド径/コア径の比は、前記
のように所望の値に設定できるので、多モードの
ステツプ型光フアイバから単一モード光フアイバ
まで任意の屈折率分布が得られる。またクラツド
からコアまでのキヤステイング融液の屈折率を逐
次変化させてゆくことにより、グレーデツド型光
フアイバ用母材も得られる。
次に本発明の実施例をふつ化物ガラスフアイバ
用母材について説明する。本発明はふつ化物以外
のハロゲン化物にも適用が可能である。ふつ化物
ガラスで代表されるハロゲン化物ガラスは、一般
に温度変化に対する粘性変化がはげしいものであ
るが、これよりも粘性変化の小さいカルコゲナイ
ドガラスや酸化物ガラス等の他の赤外線透化ガラ
スにも、本発明は適用が容易である。
実施例 1 組成が59.2モル%ZrF4(25g)−31.0モル%
BaF2(13.75g)−3.8モル%GClF3(2.04g)−6
モル%AlF3(0.985g)からなるクラツド用混合
物に、10gのNH4F−HFを秤量混合し、乳鉢で
粉砕混合した。これを金るつぼに導入し、電気炉
を用いて400℃で30分間加熱し、原料の完全なふ
つ素化を行い、次に900℃で2時間加熱溶融し
た。これと並行して、組成が61.7モル%ZrF4(25
g)−32.4モル%BaF2(13.8g)−3.9モル%GdF3
(2.0g)−2モル%AlF3(0.315g)からなるコア
用混合物に、10gのNH4F−HFを秤量混合し、
乳鉢で粉砕混合した。これを金るつぼに導入し、
電気炉を用いて400℃で30分間加熱し、原料の完
全なふつ素化を行い、次に900℃で2時間加熱溶
融した。
次に第1図および第2図に示した長さ160mm、
中空部径10mmφの鋳型を第3図の内付けキヤステ
イング装置に装着し、ヒータ7で300℃に加熱保
温し、鋳型を15rpmで回転させながら、クラツド
用ガラス融液を約10cc/minの流量でキヤステイ
ングし、直ちにコア用ガラス融液を、約50cc/mi
nの流量でキヤステイングして中空部を中実充て
んした。その後、300℃で10時間アニールし、24
時間かけて室温に戻した。
その後、鋳型5を外枠分割体2,2′,2″の三
つに割り、クラツド径10mmφ、コア径4mmφの長
さ150mmの母材が得られた。この母材を線引きし
て得たフアイバのコアとクラツドの比屈折率差は
0.33%であり、クラツド径/コア径の比は2.5の
多モード用ふつ化物光フアイバ用母材が得られ
た。
実施例 2 組成が59.2モル%ZrF4(250g)−31.0モル%
BaF2(137.5g)−3.8モル%GdF3(20.4g)−6
モル%AlF3(9.85g)からなるクラツド用混合物
に、50gのNH4F−HFを秤量混合し、乳鉢で粉
砕混合した。これを金るつぼに導入し、電気炉を
用いて400℃で30分間加熱し、原料の完全なふつ
素化を行い、次に900℃で30分間加熱し、溶融し
た。これと並行して、組成が60.48モル%ZrF4
(25g)−31.68モル%BaF2(13.8g)−3.84モル%
GdF3(2g)−4モル%AlF3(0.644g)からな
るコア用混合物に10gのNH4F−HFを秤量混合
し、乳鉢で粉砕混合した。これを金るつぼに導入
し、電気を用いて400℃で30分間加熱し、原料の
完全なふつ素化を行い、次に900℃で2時間加熱
溶融した。
第1図および第2図に示した長さ300mm、中空
部形15mmφの鋳型を300℃であらかじめ加熱し、
これを第3図の内付けキヤステイング装置に装着
しヒータ7で300℃に加熱保温し、鋳型を7rpmで
回転させながら、クラツド用ガラス融液を約10c
c/minの流量でキヤステイングし、クラツドの厚
さが十分に厚くなつた段階で、コア用ガラス融液
を約50cc/minの流量でキヤステイングして中空
部を充てんした。その後300℃で10時間アニール
し、24時間かけて室温に戻した。その後、鋳型5
を外枠分割体2,2′,2″の三つに割り、クラツ
ド径15mmφ、コア径3mmφの長さ29.0mmの母材が
得られた。この母材を線引きして得た光フアイバ
のコアをクラツドの比屈折率差は0.17%であり、
クラツド径/コア径の比は5の単一モード用ふつ
化物光フアイバ用母材が得られた。
応用例 1 実施例1および実施例2で得られた母材にそれ
ぞれテフロンFEPコート管を被覆し、通常のゾ
ーンメルトによるロツド線引きを行い、(外径400
μm、クラツド径180μm、コア径72μm、比屈
折率差0.33%)の多モード光フアイバおよび(外
径400μm、クラツド径100μm、コア径20μm、
比屈折率差0.17%)の単一モード光フアイバ(カ
ツトオフ波長2.2μm)が得られた。これらの光
フアイバは、いずれも波長帯2.6μm付近で、20d
B/Km以下の低損失の窓を有する赤外線伝送用光
フアイバであつた。これはコアークラツドの界面
が光学的にスムーズに融着し、問題となるコアー
クラツドの界面不整による散乱損失が減少して、
低損失な光フアイバが得られていることを示して
いる。さらに本発明の内付けキヤステイング法を
用いることにより、クラツド融液とコア融液の屈
折率を逐次変化させることにより、二乗分布の屈
折率分布を有するグレーデツト型ふつ化物光フア
イバが作製できる。
以上説明したように、本発明の製造方法によれ
ば、コア−クラツドの界面が光学的にスムーズな
状態で導波構造を形成でき、また比屈折率差、ク
ラツド径/コア径の比も、任意の範囲に設定でき
る。従つてステツプ型の屈折率分布を持つ多モー
ドおよび単一モードの赤外線伝送用ふつ化物光フ
アイバの母材を極めて簡単に製造できる。また二
乗分布型光フアイバの作製にも応用できる。
その結果、赤外線を用いた温度センサやイメー
ジ伝送等に利用できるのみならず、コア径の大き
な単一モード光フアイバの作製が容易となり、フ
アイバ間の結合が容易にできる長距離伝送に応用
できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施する際に使用する鋳型の
一具体例を示す側面図、第2図は第1図のX−
X′線における断面図、第3図は本発明を実施す
る際に使用する内付けキヤステイング装置の一具
体例を示す側面図、第4図は本発明の製造方法に
より得られた母材の一例を示す断面図である。 1……外枠、2,2′,2″……外枠分割体、3
……リング、4……中空部、5……黄銅製鋳型、
6……固定チヤツク、7……ヒータ、8……鋳型
回転ギヤ、9……支持リング、10……ボールベ
アリング、11……回転駆動部、12……電動モ
ータ、13……ギヤボツクス、14……モータギ
ヤ、15……回転駆動部支持柱、16……ねじ、
17……架台、18……ガラス溜め、19……ガ
ラス融液受口、20……コア用ガラス部位、21
……クラツド用ガラス部位。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 円柱形中空部を有し、複数個に分割し得る縦
    割れ構造を有する半金属製または金属製の鋳型を
    垂直方向に対し、傾斜させて保持回転し、鋳型中
    空部の壁面に溶融したふつ化物ガラスからなるク
    ラツド用ガラス原料を流し込み、壁面を該クラツ
    ド用ガラスで内付けしてクラツド用ガラス管を形
    成せしめ、直ちにふつ化物ガラスからなるコア用
    ガラス融液を、クラツド用ガラス管壁に内付けし
    て最終的に充てん中実し、コアークラツドの導波
    構造を有する母材を製造することを特徴とする赤
    外線伝送用ふつ化物光フアイバ母材の製造方法。
JP57006823A 1982-01-21 1982-01-21 赤外線伝送用ふっ化物光ファイバ母材の製造方法 Granted JPS58125627A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0437263A (ja) * 1990-05-31 1992-02-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 階調補正装置
JPH05268498A (ja) * 1992-03-24 1993-10-15 Keitaro Sekine 画像信号増幅器

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CN102615316A (zh) * 2012-04-01 2012-08-01 常熟市建华模具有限责任公司 一种玻璃模具底模防爆纹的加工方法

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