JPS6141105A - 赤外用光フアイバ - Google Patents
赤外用光フアイバInfo
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- JPS6141105A JPS6141105A JP16310384A JP16310384A JPS6141105A JP S6141105 A JPS6141105 A JP S6141105A JP 16310384 A JP16310384 A JP 16310384A JP 16310384 A JP16310384 A JP 16310384A JP S6141105 A JPS6141105 A JP S6141105A
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- optical fiber
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Classifications
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/102—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type for infrared and ultraviolet radiation
-
- 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
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C13/00—Fibre or filament compositions
- C03C13/008—Polycrystalline optical fibres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/12—Halides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
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- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/60—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape characterised by shape
- C30B29/62—Whiskers or needles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B33/00—After-treatment of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure
-
- 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
- C03B2201/84—Halide glasses other than fluoride glasses, i.e. Cl, Br or I glasses, e.g. AgCl-AgBr "glass"
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】
産業上の利用分野
本発明は赤外線透通ファイバ、特にレー哄力ｎ工。
レーザーメスなどエネルギー伝送用ファイバに関する。
従来例の構成とその問題点
最近、赤外域のレーザー光の利用が各分野で試みられて
いる。たとえば、医療分野では炭酸ガスレーザーメスの
開発が進み、その有用性が示されている。また、産業機
器分野では、レーザーを用いた切断やマーキング、トリ
ミングなどの加工機としての展開が多く試みられている
。特に炭酸ガスレーザー（Ｃ０２レーザー、発振波長１
０ 、６ｐｍ） ゛が中心に使われている。また、
最近は一酸化炭素ガスレーザ〜（Ｃｏレーザー、発振波
長５〜７μｍ）などの応用展開も試みられている。
いる。たとえば、医療分野では炭酸ガスレーザーメスの
開発が進み、その有用性が示されている。また、産業機
器分野では、レーザーを用いた切断やマーキング、トリ
ミングなどの加工機としての展開が多く試みられている
。特に炭酸ガスレーザー（Ｃ０２レーザー、発振波長１
０ 、６ｐｍ） ゛が中心に使われている。また、
最近は一酸化炭素ガスレーザ〜（Ｃｏレーザー、発振波
長５〜７μｍ）などの応用展開も試みられている。
これらの中赤外域（２〜２０μｍ）の波長を高エネルギ
ーで伝送できるファイバの必要性が望まれ、可撓性の良
い高パワー伝送用ファイバが得られば、大きく応用展開
が可能となる。
ーで伝送できるファイバの必要性が望まれ、可撓性の良
い高パワー伝送用ファイバが得られば、大きく応用展開
が可能となる。
中赤外用ファイバとしては数ある中でＫＨ２−６結晶を
加熱押出し方法で製作する多結晶ファイバが最も有望で
ある。このＫＨ２−５結晶ハ、臭化タリウム（Ｔｆｆｉ
Ｅｒ） とヨウ化タリウム（ｉＩ）の固溶体であり、
この組成比としてＴＮＢｒ４２重量多のものが多く用い
られている。また、ＴβＣ２，。
加熱押出し方法で製作する多結晶ファイバが最も有望で
ある。このＫＨ２−５結晶ハ、臭化タリウム（Ｔｆｆｉ
Ｅｒ） とヨウ化タリウム（ｉＩ）の固溶体であり、
この組成比としてＴＮＢｒ４２重量多のものが多く用い
られている。また、ＴβＣ２，。
ＴｆｌＢｒ、Ｔｊ！１単体でのファイバ化も行なわれて
いる。
いる。
これらの材料の７アイパの直径は、０．３〜１ｆｆｌＩ
Ｄ程度でなければ、実用的には向かない。
Ｄ程度でなければ、実用的には向かない。
この太さのもので３０Ｗ以上伝送しようとすると劣化現
象が生じ、伝送効率が落ちるか、溶解し伝送できなくな
る。
象が生じ、伝送効率が落ちるか、溶解し伝送できなくな
る。
発明の目的
本発明はパワー伝送用赤外ファイバとして用いるタリウ
ムハライド系ファイバの伝送能力を高め、長寿命が得ら
れる赤外ファイバを提供するものである。
ムハライド系ファイバの伝送能力を高め、長寿命が得ら
れる赤外ファイバを提供するものである。
発明の構成
本発明の赤外用光ファイバは、９９．９％以上の純度の
ハロゲン化タリウムからなシ、不純物元素の粒径が０．
５μｍ以下であるとともに、各不純物元素の含有前が１
０ｐｐｍ以下である。
ハロゲン化タリウムからなシ、不純物元素の粒径が０．
５μｍ以下であるとともに、各不純物元素の含有前が１
０ｐｐｍ以下である。
実施例の説明
実施例として、本発明に適用する多結晶赤外ファイバに
ついて図面を用いて説明を行なう。
ついて図面を用いて説明を行なう。
第１図は、ハロゲン化タリウムの結晶を加温加圧するこ
とによシファイバ化する方法を説明するものである。同
図において、１は押出す前のハロゲン化タリウム系の結
晶（たとえばＫＨ２−６゜ＴβＢｒ、Ｔｊ！Ｉ、Ｔｊ２
ＣＩｔ など）である。これをプリフォーム結晶という
。２はファイバ化されたもの、３は加圧用ラム、４／ｌ
′ｉフフイバの太さを決めるノズル、５はダイスを加熱
するヒーターである。
とによシファイバ化する方法を説明するものである。同
図において、１は押出す前のハロゲン化タリウム系の結
晶（たとえばＫＨ２−６゜ＴβＢｒ、Ｔｊ！Ｉ、Ｔｊ２
ＣＩｔ など）である。これをプリフォーム結晶という
。２はファイバ化されたもの、３は加圧用ラム、４／ｌ
′ｉフフイバの太さを決めるノズル、５はダイスを加熱
するヒーターである。
このような装置を用いてファイバを製造する手順につい
て述べる。
て述べる。
プリフォーム結晶をダイスに入れ、ダイスの温度を２０
０〜３ｏｏ℃に設定し、設定温度に達して約１０分後に
油圧プレスによシフ−１０トン〆一の圧力をラム３に加
え、数ａ−／分の速度でフフイ結晶の大きさによシ任意
に選択できる。
０〜３ｏｏ℃に設定し、設定温度に達して約１０分後に
油圧プレスによシフ−１０トン〆一の圧力をラム３に加
え、数ａ−／分の速度でフフイ結晶の大きさによシ任意
に選択できる。
パワー伝送用ファイバとして０．５φ−Ｘｌ、５ｍ程度
のものが使い易い。
のものが使い易い。
このような、ファイバに、たとえばｃＯ２レーザー光を
、Ｚｎ５ａレンズで、約０．３５φ閣 に絞シ、研磨さ
れたファイバの端面から入射させ、出射端面よシ出射さ
せ、その時の出力パワーを、パワーメーター（たとえば
コヒレント社 ２０１ ）で測定する。このようにして
、フ乙イバの伝送能力を測定する。第２図にファイバ製
造方法の７０チヤートを示す。
、Ｚｎ５ａレンズで、約０．３５φ閣 に絞シ、研磨さ
れたファイバの端面から入射させ、出射端面よシ出射さ
せ、その時の出力パワーを、パワーメーター（たとえば
コヒレント社 ２０１ ）で測定する。このようにして
、フ乙イバの伝送能力を測定する。第２図にファイバ製
造方法の７０チヤートを示す。
すなわち、ファイバの耐パワー性を大きくするためには
、高純度化および無欠陥な結晶を作ることが大切である
。原料は９９．９％以上のものを使う。ファイバの劣化
は、ファイバ中の不純物元素の量に応じ、発熱したり、
キレンや空孔による散乱などにより、透過率の低下をき
たし、さらに溶解したシすることによシ生ずる。これら
を解決してもさらにファイバの表面にミミズ状の欠陥が
発生し、これが長期間で劣化を引き起こす原因の１つで
もある。
、高純度化および無欠陥な結晶を作ることが大切である
。原料は９９．９％以上のものを使う。ファイバの劣化
は、ファイバ中の不純物元素の量に応じ、発熱したり、
キレンや空孔による散乱などにより、透過率の低下をき
たし、さらに溶解したシすることによシ生ずる。これら
を解決してもさらにファイバの表面にミミズ状の欠陥が
発生し、これが長期間で劣化を引き起こす原因の１つで
もある。
すなわち、原料中の不純物元素の量を低下させるととＳ
もに、ある大きさをもった粒子が１個でも入らないよう
にすることが必要である。
もに、ある大きさをもった粒子が１個でも入らないよう
にすることが必要である。
たとえば、数μｍ〜数１０μｍ の大きさをもつ、Ｓ
ｉ 、 ＡＱ 、 Ｆ ｅ 、 Ｚｎ 、Ｍｇなどの化
合物、たとえば酸化物、塩化物が混入していると、これ
かレーザー光の吸収源となるため、ファイバの溶解劣化
原因となる。
ｉ 、 ＡＱ 、 Ｆ ｅ 、 Ｚｎ 、Ｍｇなどの化
合物、たとえば酸化物、塩化物が混入していると、これ
かレーザー光の吸収源となるため、ファイバの溶解劣化
原因となる。
第３図にＳｔの含有量とファイバの耐パワー性を示す、
伝送能力（Ｗ）を示す。
伝送能力（Ｗ）を示す。
ファイバは、ＫＨ２−ｓの０．５φ１ＩＩＩＩＩＸ１．
５ｍのもので前述の方法で測定したものである。
５ｍのもので前述の方法で測定したものである。
第１表に、他の元素の混入量と耐パワー性を示している
。
。
第１表
次にＫＨ２−５の０．５φＸ１ ｅｓｏｏｌｌｌｌ＋＋
のファイバにＣＯ２レーザー光を入れ、°各出カを１分
間づつ上昇させた場合に、ファイバのある箇所から溶解
したり、フ７−イバ側面上にミミズ状欠陥が生じたりし
て、透過率が低下するとともに、さらにパワーを上げる
と劣化し、レーザー光を伝送できなくなる。
のファイバにＣＯ２レーザー光を入れ、°各出カを１分
間づつ上昇させた場合に、ファイバのある箇所から溶解
したり、フ７−イバ側面上にミミズ状欠陥が生じたりし
て、透過率が低下するとともに、さらにパワーを上げる
と劣化し、レーザー光を伝送できなくなる。
これらの劣化箇所をＸ線マイクロ分析を行なうと、前述
の不純物元素が析出され、混入不純物の粒子の大きさに
よって、それぞれの耐パワー性が変わる。第４図に不純
物元素の粒径と耐パワー性の関係を示す。
の不純物元素が析出され、混入不純物の粒子の大きさに
よって、それぞれの耐パワー性が変わる。第４図に不純
物元素の粒径と耐パワー性の関係を示す。
図から明らかなように０．６μｍ以下の粒子は、比較的
影響が少ない。
影響が少ない。
以上のように、不純物の総量を限定すると同時にある大
きさをもった金属酸化物、塩化物の粒子を取り除くこと
が大切である。
きさをもった金属酸化物、塩化物の粒子を取り除くこと
が大切である。
これらの方法により、得られたファイバは、０．６１１
ＩＯＩφＸ１．５ｍのファイバにＣＯ２レーザー光を入
れ、１００’Ｗ出力で１０時間出射してもまったく問題
がない。またこの関係はＣＯ・ レーザーを用いた場合
も同様と考えられる。
ＩＯＩφＸ１．５ｍのファイバにＣＯ２レーザー光を入
れ、１００’Ｗ出力で１０時間出射してもまったく問題
がない。またこの関係はＣＯ・ レーザーを用いた場合
も同様と考えられる。
発明の効果
本発明の赤外用光ファイバは、不純物元素の含有量及び
粒径を所定値以下に抑えることにより、レーザーメスや
加工機の使用に耐えうる大出力。
粒径を所定値以下に抑えることにより、レーザーメスや
加工機の使用に耐えうる大出力。
長寿命化が達成されたものである。
第１図はタリウムブライド系ファイバの押出装置の概要
を示す断面図、第２図はファイバ製造フロチャート、第
３図はＳｔ含有量をファイバ伝送能力との関係を示すグ
ラフ、第４図は不純物元素の粒径とファイバ出射端出力
との関係を示すグラフである。 １・・・・・・プリフォーム結晶、２・・・・・・ファ
イバ、３・・・・・・ラム、４・・・・・・ノズル、５
・・・・・・加熱用ヒータ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図
を示す断面図、第２図はファイバ製造フロチャート、第
３図はＳｔ含有量をファイバ伝送能力との関係を示すグ
ラフ、第４図は不純物元素の粒径とファイバ出射端出力
との関係を示すグラフである。 １・・・・・・プリフォーム結晶、２・・・・・・ファ
イバ、３・・・・・・ラム、４・・・・・・ノズル、５
・・・・・・加熱用ヒータ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図
Claims (2)
- （１）純度９９．９％以上のハロゲン化タリウムからな
り、不純物のうちＳｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｋの各元素
の含有量が１０ｐｐｍ以下であるとともに、混入不純物
の粒径が０．５μｍ以下であることを特徴とする赤外用
光ファイバ。 - （２）ハロゲン化タリウムがＴｌＣｌ、ＴｌＢｒ及びＴ
ｌＩから選ばれた少なくとも１種類からなることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の赤外用光ファイバ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16310384A JPS6141105A (ja) | 1984-08-02 | 1984-08-02 | 赤外用光フアイバ |
| US06/716,156 US4678275A (en) | 1984-08-02 | 1985-03-26 | Optical fiber for infrared transmission consisting essentially of high purity mixed crystal of thallium bromide and thallium iodide |
| DE8585104311T DE3575475D1 (de) | 1984-08-02 | 1985-04-10 | Lichtwellenleiter zur sendung von infrarotlicht. |
| EP85104311A EP0172988B1 (en) | 1984-08-02 | 1985-04-10 | Optical fibers for infrared transmission |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16310384A JPS6141105A (ja) | 1984-08-02 | 1984-08-02 | 赤外用光フアイバ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6141105A true JPS6141105A (ja) | 1986-02-27 |
Family
ID=15767226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16310384A Pending JPS6141105A (ja) | 1984-08-02 | 1984-08-02 | 赤外用光フアイバ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4678275A (ja) |
| EP (1) | EP0172988B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6141105A (ja) |
| DE (1) | DE3575475D1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0483202A (ja) * | 1990-07-26 | 1992-03-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 赤外光ファイバ |
| US5169421A (en) * | 1990-09-15 | 1992-12-08 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Method of manufacturing silica glass optical waveguide preform |
Families Citing this family (6)
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|---|---|---|---|---|
| IL81690A0 (en) * | 1986-03-15 | 1987-09-16 | Sumitomo Electric Industries | Crystalline optical fiber and its manufacture |
| US5796903A (en) * | 1992-07-06 | 1998-08-18 | Infrared Fiber Systems, Inc. | Heavy metal-oxide glass optical fibers for use in laser medical surgery and process of making |
| EP0854119A3 (en) * | 1996-12-20 | 1998-11-18 | Hoya Corporation | Etchant and method for etching chalcogenide glass and optical member having smooth surface |
| US7504154B2 (en) * | 2005-03-23 | 2009-03-17 | Lockheed Martin Corporation | Moisture barrier coatings for infrared salt optics |
| EP1791229A1 (en) * | 2005-11-25 | 2007-05-30 | Lambda Research Optics Europe | Method for reducing thermal effect of a cutting lens |
| US10020235B2 (en) * | 2016-11-01 | 2018-07-10 | Lawrence Livermore National Security, Llc | Selective surface treatment of thallium bromide (TLBR)-based detectors to improve longevity and/or restore operational capacity thereof |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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