JPS6163544A - フツ化物ガラス光フアイバ - Google Patents
フツ化物ガラス光フアイバInfo
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- JPS6163544A JPS6163544A JP59183754A JP18375484A JPS6163544A JP S6163544 A JPS6163544 A JP S6163544A JP 59183754 A JP59183754 A JP 59183754A JP 18375484 A JP18375484 A JP 18375484A JP S6163544 A JPS6163544 A JP S6163544A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- core
- naf
- clad
- spinning
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- 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
- C03C13/04—Fibre optics, e.g. core and clad fibre compositions
- C03C13/041—Non-oxide glass compositions
- C03C13/042—Fluoride glass compositions
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
- Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
- Y10T428/2929—Bicomponent, conjugate, composite or collateral fibers or filaments [i.e., coextruded sheath-core or side-by-side type]
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (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】
（産業上の利用分野）
本発明は、２〜４μｍの波長帯の光を低損失で伝送する
のに有効なフッ化物ガラス光コアイノくに関する。
のに有効なフッ化物ガラス光コアイノくに関する。
（従来の技術）
赤外光は、ＣＯ２レーザにより安定した大きな出力光を
比較的容易に得ることができるが、得られた光を低損失
で伝送できる伝送媒体が実現されておらず、その応用分
野も赤外光の熱線としての性質を利用した医療用レーザ
メス、金属・木片加工といった分野に限られている現状
にある。
比較的容易に得ることができるが、得られた光を低損失
で伝送できる伝送媒体が実現されておらず、その応用分
野も赤外光の熱線としての性質を利用した医療用レーザ
メス、金属・木片加工といった分野に限られている現状
にある。
フッ素、塩素、臭素、沃素などの化合物の中には、最も
透過性のよい２〜４μｍの波長帯において、０．００１
ｄＢ／ｋｍという極めて低い伝送損失となることが推定
されているものがある。したが、って、これらの赤外材
料によって、石英系光ファイバのように、外的損失要因
を完全に除去し材料固有の損失値を示すファイバを作成
できたならば、通信の分野において、実に１万りという
長距離間の無中継通信が可能となる。
透過性のよい２〜４μｍの波長帯において、０．００１
ｄＢ／ｋｍという極めて低い伝送損失となることが推定
されているものがある。したが、って、これらの赤外材
料によって、石英系光ファイバのように、外的損失要因
を完全に除去し材料固有の損失値を示すファイバを作成
できたならば、通信の分野において、実に１万りという
長距離間の無中継通信が可能となる。
赤外光の利用効率を高め、その応用分野を広げようとす
れば、赤外光を低損失で透過する光ファイバの実現が不
可欠である。この観点から、すでに幾種類かの赤外ファ
イバの実験的な試作がなされてきた。これらの中で、最
も小さい損失を示すものは、フン化物ガラスを主成分と
するファイバであるが、その値は２μｍ帯において５〜
６ ｄＢ／ｋｍもあり、理論値よりはるかに太き℃・。
れば、赤外光を低損失で透過する光ファイバの実現が不
可欠である。この観点から、すでに幾種類かの赤外ファ
イバの実験的な試作がなされてきた。これらの中で、最
も小さい損失を示すものは、フン化物ガラスを主成分と
するファイバであるが、その値は２μｍ帯において５〜
６ ｄＢ／ｋｍもあり、理論値よりはるかに太き℃・。
このフッ化物ガラス光ファイバの低損失化をはばむ原因
としては、大きく次の２つが考えられている。
としては、大きく次の２つが考えられている。
原因の１つは、フン化物ガラス中に不純物として存在す
る水分や遷移金属イオンによる吸収損があるためであり
、他の１つの原因は、プリフォームからファイバに紡糸
する際の加熱によってガラス中に微結晶を生成するため
、散乱損失が増大してしまうためである。
る水分や遷移金属イオンによる吸収損があるためであり
、他の１つの原因は、プリフォームからファイバに紡糸
する際の加熱によってガラス中に微結晶を生成するため
、散乱損失が増大してしまうためである。
（発明が解決しようとする問題点）
上述のように、フッ化物ガラス光ファイバの伝送損失を
理論値に近づけるには、吸収損失と散乱損失の低減が不
可欠である。
理論値に近づけるには、吸収損失と散乱損失の低減が不
可欠である。
ところで、吸収損失は、フン化物ガラス光ファイバに固
有の問題ではなく、他の光ファイバと共通した問題であ
り、石英系ガラス光ファイバの場合と同様に、ファイバ
原料の高純度化、ガラスの脱水処理などにより解決する
ことが可能である。
有の問題ではなく、他の光ファイバと共通した問題であ
り、石英系ガラス光ファイバの場合と同様に、ファイバ
原料の高純度化、ガラスの脱水処理などにより解決する
ことが可能である。
しかしながら、微結晶の析出による散乱損失は、石英系
ガラス光ファイバではみられない現象で、フッ化物ガラ
スの物性自身に起因する本質的な問題である。ここで、
光ファイバを構成するためのガラス素材の必要条件につ
いて述べる。ファイバは、プリフォームと呼ばれるガラ
スのブロックから紡糸することによって得られる。紡糸
を行うには、ガラスを紡糸に適した粘度になるように加
熱する。紡糸に適した粘度ηとは、通常１０５ポイズで
あり、この時の温度は紡糸温度と呼ばれる。このしたが
って、微結晶を生成することなしに、紡糸しファイバを
得るには、微結晶の析出温度が紡糸温度より高いことが
必要となる。
ガラス光ファイバではみられない現象で、フッ化物ガラ
スの物性自身に起因する本質的な問題である。ここで、
光ファイバを構成するためのガラス素材の必要条件につ
いて述べる。ファイバは、プリフォームと呼ばれるガラ
スのブロックから紡糸することによって得られる。紡糸
を行うには、ガラスを紡糸に適した粘度になるように加
熱する。紡糸に適した粘度ηとは、通常１０５ポイズで
あり、この時の温度は紡糸温度と呼ばれる。このしたが
って、微結晶を生成することなしに、紡糸しファイバを
得るには、微結晶の析出温度が紡糸温度より高いことが
必要となる。
さらに、光ファイバとして導波構造をもつには、前述の
ように、コア層とクラッド層が必要で、このコア層とク
ラッド層との間には屈折率差を付けなければならない。
ように、コア層とクラッド層が必要で、このコア層とク
ラッド層との間には屈折率差を付けなければならない。
この屈折率差はガラスの組成を変えることにより得られ
る。また、コア層とクラッド層は、同時に一括して紡糸
される。
る。また、コア層とクラッド層は、同時に一括して紡糸
される。
以上の事柄をまとめると、光ファイバのガラス素材とし
て具備条件は、必要量だけ屈折率が互いに異なる２種の
ガラスであって、それぞれの微結晶の析出温度が、２種
のガラスの高い方の紡糸温度より高くなければならない
ことである。
て具備条件は、必要量だけ屈折率が互いに異なる２種の
ガラスであって、それぞれの微結晶の析出温度が、２種
のガラスの高い方の紡糸温度より高くなければならない
ことである。
しかし、これらの条件を満足するガラス素材は今だ見い
出されていない。
出されていない。
例えば、従来提案されたＺ ｒ Ｆ４ Ｂ ａ Ｆ２
−Ｌ ｔ Ｆ Ｌａ Ｆ３−ＡｌＦ３系やＺｒＦ、 −
ＢａＦ２−ＮａＦ−ＬａＦ、−ＡＪＩＦ、系のフン化物
ガラス光ファイバにおいては、いスレモコア層の屈折率
をクラッド層の屈折率より高めるため、コア層となるガ
ラス素材にＰｂＦ２を添加していた。このため、コア層
の紡糸温度が低められるとともに、微結晶の析出温度が
クラッド層の紡糸温度より低くなり、光ファイバとして
紡糸する際、コア層の中に微結晶が生成される結果とな
り、犬きな伝送損失を有することとなっていた。
−Ｌ ｔ Ｆ Ｌａ Ｆ３−ＡｌＦ３系やＺｒＦ、 −
ＢａＦ２−ＮａＦ−ＬａＦ、−ＡＪＩＦ、系のフン化物
ガラス光ファイバにおいては、いスレモコア層の屈折率
をクラッド層の屈折率より高めるため、コア層となるガ
ラス素材にＰｂＦ２を添加していた。このため、コア層
の紡糸温度が低められるとともに、微結晶の析出温度が
クラッド層の紡糸温度より低くなり、光ファイバとして
紡糸する際、コア層の中に微結晶が生成される結果とな
り、犬きな伝送損失を有することとなっていた。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、ファイバ紡糸時に微結晶の析出による散乱損
失の増加を生じないフッ化物ガラス光ファイバを提供す
ることを目的とし、その特徴は、ＺｒＦ、−ＢａＦ２−
ＬａＦ３−１’ＪＦ３を主成分とするガラスを素材とし
これに、コア部とクラッド部との所望の比屈折率差を得
るためと、コア部とクラッド部との粘度および線膨張係
数を調整するための添加物としてＮａＦとＨｆＦ４を用
いたことにある。
失の増加を生じないフッ化物ガラス光ファイバを提供す
ることを目的とし、その特徴は、ＺｒＦ、−ＢａＦ２−
ＬａＦ３−１’ＪＦ３を主成分とするガラスを素材とし
これに、コア部とクラッド部との所望の比屈折率差を得
るためと、コア部とクラッド部との粘度および線膨張係
数を調整するための添加物としてＮａＦとＨｆＦ４を用
いたことにある。
（作用）
ＮａＦとト打Ｆ、の添加により紡糸による結晶化及び散
乱損失の増加が防止され、従って低損失の光ファイバが
得ら′れる。
乱損失の増加が防止され、従って低損失の光ファイバが
得ら′れる。
（発明の構成）
前述のようにプリフォームから７ノ化物ガラスフアイバ
を紡糸する際に微結晶が生成する理由は、室温では安定
だったガラス構造が高温に加熱されるに従い不安定とな
り、紡糸温度では、ガラス中に微結晶が析出するためと
考えられる。
を紡糸する際に微結晶が生成する理由は、室温では安定
だったガラス構造が高温に加熱されるに従い不安定とな
り、紡糸温度では、ガラス中に微結晶が析出するためと
考えられる。
−従って、紡糸時に微結晶の析出による散乱を生じなし
・ファイバを得るためには、まずη＝１０５ポイズの粘
性を示す温度にガラスを加熱しても散乱特性に変化を生
じないガラス組成を見出すことが必要である。かかる観
点から各種組成のフッ化物ガラスを調べた結果、モルチ
で表した場合、５０≦ＺｒＦ４≦５５ 、１６≦Ｂ ａ
Ｆ２ ’％２４ ＋ １６≦ＮａＦ≦２４，３≦Ｌａ
Ｆ３≦５゜２≦ＡｌＦ’３＜ ４ （ただしＺｒＦ４＋
ＢａＦ２＋ＮａＦ＋ＬａＦ３＋ｋｌＦ３＝ １００ ）
の組成範囲のガラスはη＝ｉｏ’ポイズとなる温度に加
熱しても散乱増が殆んどないことがわかった。第１図は
、囚５３ ＺｒＦ４−２０ＢａＦ２−２ＯＮａＦ−４Ｌ
ａＦ３−３ＡｄＦ３と（Ｂ１５３ＺｒＦ４−３０ＢａＦ
２・１ＯＮａＦ −４ＬａＦ３−３ＡｌＦ３の組成のガ
ラスの散乱強度を加熱温度の関数として測定した例であ
る。縦軸の散乱強度は石英系ガラスの散乱強度を１とし
た時の相対値である。上記組成範囲に入っている囚ガラ
スは、η＝１０５ボイズとなる３２０℃においても散乱
増が非常に小さいのに対し、上記組成範囲外の（均ガラ
スはη＝１０５ポイズとなる３４０℃で散乱が急激に増
大するのがわかる。この結果だけからみると、上記組成
範囲のガラスを使用してファイバを作替すれば、紡糸時
の散乱増の少いファイバを作製できると考えられるが、
実際には重大な問題点があることがわかった。即ち実際
のファイバでは屈折率の異なるコア部とクラッド部を構
成しなければならないが、上記組成範囲のガラスのみで
この構成を達成することは困難であることがわかった。
・ファイバを得るためには、まずη＝１０５ポイズの粘
性を示す温度にガラスを加熱しても散乱特性に変化を生
じないガラス組成を見出すことが必要である。かかる観
点から各種組成のフッ化物ガラスを調べた結果、モルチ
で表した場合、５０≦ＺｒＦ４≦５５ 、１６≦Ｂ ａ
Ｆ２ ’％２４ ＋ １６≦ＮａＦ≦２４，３≦Ｌａ
Ｆ３≦５゜２≦ＡｌＦ’３＜ ４ （ただしＺｒＦ４＋
ＢａＦ２＋ＮａＦ＋ＬａＦ３＋ｋｌＦ３＝ １００ ）
の組成範囲のガラスはη＝ｉｏ’ポイズとなる温度に加
熱しても散乱増が殆んどないことがわかった。第１図は
、囚５３ ＺｒＦ４−２０ＢａＦ２−２ＯＮａＦ−４Ｌ
ａＦ３−３ＡｄＦ３と（Ｂ１５３ＺｒＦ４−３０ＢａＦ
２・１ＯＮａＦ −４ＬａＦ３−３ＡｌＦ３の組成のガ
ラスの散乱強度を加熱温度の関数として測定した例であ
る。縦軸の散乱強度は石英系ガラスの散乱強度を１とし
た時の相対値である。上記組成範囲に入っている囚ガラ
スは、η＝１０５ボイズとなる３２０℃においても散乱
増が非常に小さいのに対し、上記組成範囲外の（均ガラ
スはη＝１０５ポイズとなる３４０℃で散乱が急激に増
大するのがわかる。この結果だけからみると、上記組成
範囲のガラスを使用してファイバを作替すれば、紡糸時
の散乱増の少いファイバを作製できると考えられるが、
実際には重大な問題点があることがわかった。即ち実際
のファイバでは屈折率の異なるコア部とクラッド部を構
成しなければならないが、上記組成範囲のガラスのみで
この構成を達成することは困難であることがわかった。
上記組成範囲のガラスの成分のうち、必要な屈折率差を
与えることのできる成分はＮａＦだけであるので、Ｎａ
Ｆの含有量を変えることによりコア部とクラッド部を構
成することができれば好都合であるが、かかる方法は以
下に述べるような欠陥がある。第２図はＺｒＦ、−Ｂａ
Ｆ２−ＮａＦ−ＬａＦ、−ＡＩＩＦ３系ガラスの粘性の
温度変化をＮａＦＯ量を変えて測定したものである。第
２図かられかるように、ＮａＦの含有量によってガラス
の粘性は大きく変化してしまう。
与えることのできる成分はＮａＦだけであるので、Ｎａ
Ｆの含有量を変えることによりコア部とクラッド部を構
成することができれば好都合であるが、かかる方法は以
下に述べるような欠陥がある。第２図はＺｒＦ、−Ｂａ
Ｆ２−ＮａＦ−ＬａＦ、−ＡＩＩＦ３系ガラスの粘性の
温度変化をＮａＦＯ量を変えて測定したものである。第
２図かられかるように、ＮａＦの含有量によってガラス
の粘性は大きく変化してしまう。
従って仮にＮａＦを１６％含有するガラスをコアとし、
ＮａＦを２２％含有するガラスをクラッドとすれば比屈
折率差としては１，８．４５％Ｏ値をとれるが、以下の
ような問題点が発生する。かかるガラスの組合せで作製
したプリフォームを紡糸する場合の紡糸温度は粘性が高
いガラスの方に合わせなければならないためコアガラス
の粘性が１０５ボイズ以下になる３３０°Ｃ以上に設定
しなければならない。この紡糸温度はコアガラスに対し
ては適切であるので、コアガラスは紡糸の際結晶化を殆
んど起こさず散乱増もないが、クラッドガラスに対して
は高温すぎるためタラノドガラスでは急激な結晶化が生
じて散乱損失が増大してしまう。給龜 結局、ファイバ
全体の散乱損失も大きなものになる。さらに、この紡糸
温度におけるコアガラスの粘性が１０５ ポイズであ
るのに対し、クラッドガラスの粘性は【０３ポイズと大
きな差が生じるため平滑なコアークラッド界面を作るの
が困難であり、かつ、ファイバ化された後の熱歪みによ
る残留応力が大きくファイバ強度は低下してしまう。
ＮａＦを２２％含有するガラスをクラッドとすれば比屈
折率差としては１，８．４５％Ｏ値をとれるが、以下の
ような問題点が発生する。かかるガラスの組合せで作製
したプリフォームを紡糸する場合の紡糸温度は粘性が高
いガラスの方に合わせなければならないためコアガラス
の粘性が１０５ボイズ以下になる３３０°Ｃ以上に設定
しなければならない。この紡糸温度はコアガラスに対し
ては適切であるので、コアガラスは紡糸の際結晶化を殆
んど起こさず散乱増もないが、クラッドガラスに対して
は高温すぎるためタラノドガラスでは急激な結晶化が生
じて散乱損失が増大してしまう。給龜 結局、ファイバ
全体の散乱損失も大きなものになる。さらに、この紡糸
温度におけるコアガラスの粘性が１０５ ポイズであ
るのに対し、クラッドガラスの粘性は【０３ポイズと大
きな差が生じるため平滑なコアークラッド界面を作るの
が困難であり、かつ、ファイバ化された後の熱歪みによ
る残留応力が大きくファイバ強度は低下してしまう。
また、ＰｂＦ２のような通常良く使われる添加物を加え
て屈折率を変化させた場合も同様な問題が発生する。第
３図は５３ ＺｒＦ４−２０ＢａＦ２−２ＯＮａＦ −
４ＬａＦ。
て屈折率を変化させた場合も同様な問題が発生する。第
３図は５３ ＺｒＦ４−２０ＢａＦ２−２ＯＮａＦ −
４ＬａＦ。
−３ｒＶＦ３ガラスとＰｂＦ”２を３Ｌ？ｏ添加した５
３ Ｚ ｒ Ｆ４−１７ＢａＦ２−２ＯＮａＦ ４Ｌａ
Ｆｓ ３１’−ＩＦｓ−３ＰｂＦ２ガラスの散乱強度
の加熱温度依存性を測定した結果を示す。
３ Ｚ ｒ Ｆ４−１７ＢａＦ２−２ＯＮａＦ ４Ｌａ
Ｆｓ ３１’−ＩＦｓ−３ＰｂＦ２ガラスの散乱強度
の加熱温度依存性を測定した結果を示す。
これらのガラスは比屈折率差が０．５５％であるため屈
折率の点からみれば十分コアークラッドを構成できるが
、クラッドガラスの紡糸温度である３２０°Ｃでコアガ
ラスの散乱が増大してしまうため実用性はない。
折率の点からみれば十分コアークラッドを構成できるが
、クラッドガラスの紡糸温度である３２０°Ｃでコアガ
ラスの散乱が増大してしまうため実用性はない。
このような問題点は単に屈折率のみを考慮してコアガラ
スとクランドガラスの組成を調整したのでは、組成変化
に伴って粘性特性も変化してしまうことに起因する。従
って、かかる問題点を解決するには屈折率に加え粘性特
性も考慮してコアガラスとクラッドガラスの組成を調整
する必要がある。また、紡糸したファイバの強度を大き
くするには熱歪みを残留させないよう線膨張係数も一致
させるような調整が望ましい。
スとクランドガラスの組成を調整したのでは、組成変化
に伴って粘性特性も変化してしまうことに起因する。従
って、かかる問題点を解決するには屈折率に加え粘性特
性も考慮してコアガラスとクラッドガラスの組成を調整
する必要がある。また、紡糸したファイバの強度を大き
くするには熱歪みを残留させないよう線膨張係数も一致
させるような調整が望ましい。
かかる観点からコアガラスとクラッドガラスの組成を検
討した結果、ＨｆＦ、を新たな添加成分として加え、更
に、Ｎ、ＩＩＦとＨｆＦ４の含有量を適宜に調節すれば
粘性及び線膨張係数がほぼ同一で屈折率のみ異なるコア
ガラスとクラッドガラスの組合せが得られることを見出
した。即ち、ガラス中に含有されるＮａＦはガラスの屈
折率を下げる他、粘性を低下させ、線膨張係数を増大さ
せる効果を示す。一方ＨｆＦ４の添加は、ＮａＦと同様
にガラスの屈折率を下げるが、粘性と線膨張係数の点で
は逆に粘性を増加させ線膨張係数を減少させる効果のあ
ることが見出された。従って、ガラス中のＮａＦとＨｆ
Ｆ４の含有量を適当に調節すれば粘性と線膨張係数がほ
とんど変わらず、しかも屈折率の異なる各種のガラスを
作ることが可能になる。そこで、ＮａＦおよびＨｆＦ４
について、コアとクラッドとの含有゛量羨と紡糸温度の
変化の割合を調べたところ、ＮａＦは含有量差１モルチ
当り紡糸温度を３℃引き下げ、ＨｆＦ４は含有量差１モ
ル係当り紡糸温度を０．２５°Ｃ高めることがわかった
。したがって、紡糸温度の変化量ΔＴは次式で表わされ
る。
討した結果、ＨｆＦ、を新たな添加成分として加え、更
に、Ｎ、ＩＩＦとＨｆＦ４の含有量を適宜に調節すれば
粘性及び線膨張係数がほぼ同一で屈折率のみ異なるコア
ガラスとクラッドガラスの組合せが得られることを見出
した。即ち、ガラス中に含有されるＮａＦはガラスの屈
折率を下げる他、粘性を低下させ、線膨張係数を増大さ
せる効果を示す。一方ＨｆＦ４の添加は、ＮａＦと同様
にガラスの屈折率を下げるが、粘性と線膨張係数の点で
は逆に粘性を増加させ線膨張係数を減少させる効果のあ
ることが見出された。従って、ガラス中のＮａＦとＨｆ
Ｆ４の含有量を適当に調節すれば粘性と線膨張係数がほ
とんど変わらず、しかも屈折率の異なる各種のガラスを
作ることが可能になる。そこで、ＮａＦおよびＨｆＦ４
について、コアとクラッドとの含有゛量羨と紡糸温度の
変化の割合を調べたところ、ＮａＦは含有量差１モルチ
当り紡糸温度を３℃引き下げ、ＨｆＦ４は含有量差１モ
ル係当り紡糸温度を０．２５°Ｃ高めることがわかった
。したがって、紡糸温度の変化量ΔＴは次式で表わされ
る。
ΔＴ ＝ ０．２５ ΔＨｆＦ４−３ ΔＮａＦ
−１ｌｌここでΔＮａＦ４とΔＨｆＦ４はモルチ
で表わされるコアとクラッドの含有量差である。
−１ｌｌここでΔＮａＦ４とΔＨｆＦ４はモルチ
で表わされるコアとクラッドの含有量差である。
他方、適正な紡糸温度と実際に紡糸する際の温度との許
容誤差を、散乱強度、粘性および線膨張係数の点から調
べてみると、前記した組成範囲にあるガラスを紡糸する
際には±５℃が許容範囲であることがわかった。従って
、式（１１に許容範囲を加味すれば、次式のようになる
。
容誤差を、散乱強度、粘性および線膨張係数の点から調
べてみると、前記した組成範囲にあるガラスを紡糸する
際には±５℃が許容範囲であることがわかった。従って
、式（１１に許容範囲を加味すれば、次式のようになる
。
Ｏ＜ｌ Ｏ，２５ΔＨｆＦ４−３ΔＮａＦ ｌ り５
−（２１なお、コアとクラッドとの比屈折率差につ
いては、その差を大きくしたい場合は（２）式の関係を
満す範囲で、コアガラスに含有されるＮａＦとＨｆＦ４
の量をできるだけ少なくし、クラッドガラスに含有され
るＮａＦ４とＨｆＦ、の量をできるだけ多くすればよい
。また、比屈折率差を小さくしたい場合は、この逆を行
えばよい。
−（２１なお、コアとクラッドとの比屈折率差につ
いては、その差を大きくしたい場合は（２）式の関係を
満す範囲で、コアガラスに含有されるＮａＦとＨｆＦ４
の量をできるだけ少なくし、クラッドガラスに含有され
るＮａＦ４とＨｆＦ、の量をできるだけ多くすればよい
。また、比屈折率差を小さくしたい場合は、この逆を行
えばよい。
（実施例）
第４図は本発明の実施例であって、組成が５３ＺｒＦ４
−２０ＢａＦ２−２ＯＮａＦ−４ＬａＦ、−３ＡＡ！Ｆ
、のコアガラスと、組成が３９．７５７ｒＦ、 −１３
，２５ＨｆＦ４−１８８ａＦ、 −２２ＮａＦ−２２Ｎ
ａＦ −４ＬａＦ、 −３ＡｆｆｌＦ、であるクラット
カラスの粘性の温度変化を測定したものである。
−２０ＢａＦ２−２ＯＮａＦ−４ＬａＦ、−３ＡＡ！Ｆ
、のコアガラスと、組成が３９．７５７ｒＦ、 −１３
，２５ＨｆＦ４−１８８ａＦ、 −２２ＮａＦ−２２Ｎ
ａＦ −４ＬａＦ、 −３ＡｆｆｌＦ、であるクラット
カラスの粘性の温度変化を測定したものである。
ガラスの粘性は両者とも全く一致しており、がっ、比屈
折率差もΔ＝０．４４％とファイバとして十分な値が得
られている。さらに両者の線膨張係数もコアガラスが２
．５５ Ｘｌ０−’ｄｅｇ−’、クラッドガラスが２．
５３ Ｘ １０−’ ｄｅｇ−’と殆んど一致しており
理想的なコアガラスとクラッドガラスの組合せといえる
。
折率差もΔ＝０．４４％とファイバとして十分な値が得
られている。さらに両者の線膨張係数もコアガラスが２
．５５ Ｘｌ０−’ｄｅｇ−’、クラッドガラスが２．
５３ Ｘ １０−’ ｄｅｇ−’と殆んど一致しており
理想的なコアガラスとクラッドガラスの組合せといえる
。
次にＨｆＦ、を添加してもガラスの結晶化を促進するよ
うなことはなく、むしろＨｆＦ４の添加はガラスの結晶
化を抑制する効果のあることを第５図に示す。第５図は
前記コアガラスとクラッドガラスの散乱強度を加熱温度
を変えて測定したものである。いずれのガラスも粘性が
１０’ポイズになる３２０°Ｃに加熱しても殆んど薮乱
増がなく、特に、ＨｆＦ４を添加したクラッドガラスは
ＨｆＦ４を添加しないコアガラスよりさらに高温まで散
乱強度の変化がないことがわかる。以上、説明したよう
に、本発明のフッ化物ガラスファイバは屈折率の異なる
コア部とクラッド部が粘性特性、線膨張係数の殆んど同
じガラスからなっており、がっ、これらの両ガラスはい
ずれもファイバ紡糸温度であるη＝１０５ボイズの粘度
となる温度においても殆んど結晶化による散乱損失の増
加がない。
うなことはなく、むしろＨｆＦ４の添加はガラスの結晶
化を抑制する効果のあることを第５図に示す。第５図は
前記コアガラスとクラッドガラスの散乱強度を加熱温度
を変えて測定したものである。いずれのガラスも粘性が
１０’ポイズになる３２０°Ｃに加熱しても殆んど薮乱
増がなく、特に、ＨｆＦ４を添加したクラッドガラスは
ＨｆＦ４を添加しないコアガラスよりさらに高温まで散
乱強度の変化がないことがわかる。以上、説明したよう
に、本発明のフッ化物ガラスファイバは屈折率の異なる
コア部とクラッド部が粘性特性、線膨張係数の殆んど同
じガラスからなっており、がっ、これらの両ガラスはい
ずれもファイバ紡糸温度であるη＝１０５ボイズの粘度
となる温度においても殆んど結晶化による散乱損失の増
加がない。
（発明の効果）
本発明のフッ化物ガラス光ファイバでは紡糸しり光ファ
イバの散乱損失がプリフォームの散乱損失と殆んどかわ
らず低いため、極めて伝送損失の低いファイバとなる。
イバの散乱損失がプリフォームの散乱損失と殆んどかわ
らず低いため、極めて伝送損失の低いファイバとなる。
また、コアガラスとクラッドガラスの粘性と線膨張係数
がほぼ一致していることから平滑なコアークラッド界面
を有するファイバの作製が容易で、かつ、熱歪みによる
残留応力がないため機械的強度の大きいファイバとなる
。
がほぼ一致していることから平滑なコアークラッド界面
を有するファイバの作製が容易で、かつ、熱歪みによる
残留応力がないため機械的強度の大きいファイバとなる
。
第１図は紡糸温度に加熱した際に結晶化による散乱増の
殆んどないガラス（Ａ）と散乱増の著しいガラス（Ｂｌ
の例を示す。図の縦軸は、石英ガラスの散乱強度を１と
した場合の相対散乱強度で横軸は加熱温度である。 第２図はＮａＦの含有量の異なる４種類のＺｒＦ、１−
ＢａＦ２−ＮａＦ−ＬａＦ３−ＡｌＦ３系ガラスの粘性
の温度変化を示￥。 第３図はＰｂＦ２の添加により屈折率差をつけた場合の
コアガラスとクラッドガラスの紡糸温度における散乱増
を示し、縦軸は石英ガラスの散乱強度を１とした場合の
相対散乱強度で横軸は加熱温度である。 第４図は本発明の実施例の１つである光ファイバのコア
部とクラッド部を構成するガラスの粘性の温度変化を示
す。 第５図は本発明の実施例の１つである光ファイバのコア
部とクラッド部を構成するガラスの散乱強度を加熱温度
の関数として示す。
殆んどないガラス（Ａ）と散乱増の著しいガラス（Ｂｌ
の例を示す。図の縦軸は、石英ガラスの散乱強度を１と
した場合の相対散乱強度で横軸は加熱温度である。 第２図はＮａＦの含有量の異なる４種類のＺｒＦ、１−
ＢａＦ２−ＮａＦ−ＬａＦ３−ＡｌＦ３系ガラスの粘性
の温度変化を示￥。 第３図はＰｂＦ２の添加により屈折率差をつけた場合の
コアガラスとクラッドガラスの紡糸温度における散乱増
を示し、縦軸は石英ガラスの散乱強度を１とした場合の
相対散乱強度で横軸は加熱温度である。 第４図は本発明の実施例の１つである光ファイバのコア
部とクラッド部を構成するガラスの粘性の温度変化を示
す。 第５図は本発明の実施例の１つである光ファイバのコア
部とクラッド部を構成するガラスの散乱強度を加熱温度
の関数として示す。
Claims (1)
- コア部およびクラッド部が共にＺｒＦ＿４−ＢａＦ＿２
−ＬａＦ＿３−ＡｌＦ＿３を主成分とするフッ化物ガラ
ス光ファイバにおいて、コア部とクラッド部との所望の
比屈折率差を得るための添加物としてＮａＦとＨｆＦ＿
４を用い、該ＮａＦとＨｆＦ＿４の混合割合がコア部に
含有させるＮａＦの量（モル％）とクラッド部に含有さ
せるＮａＦの量（モル％）との差をΔＮａＦとしコア部
に含有させるＨｆＦ＿４の量とクラッド部に含有させる
ＨｆＦ＿４の量との差をΔＨｆＦ＿４とするとき０≦｜
０．２５ΔＨｆＦ＿４−３ΔＮａＦ｜≦５の関係を満す
ように選択されていることを特徴とするフッ化物ガラス
光ファイバ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59183754A JPS6163544A (ja) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | フツ化物ガラス光フアイバ |
| US06/765,477 US4674835A (en) | 1984-09-04 | 1985-08-14 | Fluoride glass optical fiber |
| FR858513012A FR2569682B1 (fr) | 1984-09-04 | 1985-09-02 | Fibre optique en verre au fluorure |
| GB08521743A GB2164032B (en) | 1984-09-04 | 1985-09-02 | Fluoride glass optical fibre |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59183754A JPS6163544A (ja) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | フツ化物ガラス光フアイバ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6163544A true JPS6163544A (ja) | 1986-04-01 |
| JPH0256292B2 JPH0256292B2 (ja) | 1990-11-29 |
Family
ID=16141389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59183754A Granted JPS6163544A (ja) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | フツ化物ガラス光フアイバ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4674835A (ja) |
| JP (1) | JPS6163544A (ja) |
| FR (1) | FR2569682B1 (ja) |
| GB (1) | GB2164032B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63201040A (ja) * | 1987-02-16 | 1988-08-19 | ブリティシュ・テレコミュニケーションズ・パブリック・リミテッド・カンパニ | ハライドガラス光ファイバ |
| CN1042217C (zh) * | 1993-08-12 | 1999-02-24 | 武汉大学 | 一种制备氟锆酸盐玻璃的新方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4874222A (en) * | 1986-03-31 | 1989-10-17 | Spectran Corporation | Hermetic coatings for non-silica based optical fibers |
| GB2201033B (en) * | 1987-02-12 | 1991-01-09 | Stc Plc | Lasers and amplifiers |
| US4883339A (en) * | 1987-07-17 | 1989-11-28 | Spectran Corporation | Oxide coatings for fluoride glass |
| US4820017A (en) * | 1987-09-09 | 1989-04-11 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Optical fiber systems employing multicomponent halide glass optical fibers |
| US4895813A (en) * | 1987-09-30 | 1990-01-23 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Method for fabricating devices including multicomponent metal halide glasses and the resulting devices |
| US5055120A (en) * | 1987-12-15 | 1991-10-08 | Infrared Fiber Systems, Inc. | Fluoride glass fibers with reduced defects |
| US4938562A (en) * | 1989-07-14 | 1990-07-03 | Spectran Corporation | Oxide coatings for fluoride glass |
| JP2694859B2 (ja) * | 1992-01-20 | 1997-12-24 | セントラル硝子株式会社 | １．３μｍ帯光増幅ファイバ用プリフォーム |
| US5309452B1 (en) | 1992-01-31 | 1998-01-20 | Univ Rutgers | Praseodymium laser system |
| US5285518A (en) * | 1992-03-13 | 1994-02-08 | Rutgers University | Fluoride glasses and methods for making optical fibers from the glasses |
| JP3363512B2 (ja) * | 1992-05-01 | 2003-01-08 | 住友電気工業株式会社 | 鉛含有フッ化物ガラスおよび光ファイバとその製造方法 |
| DE4429193A1 (de) * | 1994-08-18 | 1996-02-22 | Aesculap Ag | Vorrichtung zur Erzeugung einer querschnittshomogenisierten Laserstrahlung und Verwendung dieser Strahlung |
| US5483628A (en) | 1994-11-25 | 1996-01-09 | Corning Incorporated | Transparent glass-ceramics |
| CA2294513A1 (en) | 1997-07-24 | 1999-02-04 | Corning Incorporated | Transparent lanthanum fluoride glass-ceramics |
| KR20010032599A (ko) | 1997-12-02 | 2001-04-25 | 알프레드 엘. 미첼슨 | 옥시할로겐화물 유리 내의 희토류 원소-할로겐화물 환경 |
| US6503860B1 (en) | 1998-04-08 | 2003-01-07 | Corning Incorporated | Antimony oxide glass with optical activity |
| CN102167975A (zh) * | 2011-02-23 | 2011-08-31 | 蚌埠市德力防伪材料有限责任公司 | 一种红外防伪发光材料及其制备方法和应用 |
| US8846555B2 (en) | 2012-06-25 | 2014-09-30 | Schott Corporation | Silica and fluoride doped heavy metal oxide glasses for visible to mid-wave infrared radiation transmitting optics and preparation thereof |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57166335A (en) * | 1981-04-03 | 1982-10-13 | Agency Of Ind Science & Technol | Transmission path for infrared ray |
-
1984
- 1984-09-04 JP JP59183754A patent/JPS6163544A/ja active Granted
-
1985
- 1985-08-14 US US06/765,477 patent/US4674835A/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-09-02 FR FR858513012A patent/FR2569682B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1985-09-02 GB GB08521743A patent/GB2164032B/en not_active Expired
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63201040A (ja) * | 1987-02-16 | 1988-08-19 | ブリティシュ・テレコミュニケーションズ・パブリック・リミテッド・カンパニ | ハライドガラス光ファイバ |
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| JPH0445467B2 (ja) * | 1987-02-16 | 1992-07-24 | Buriteitsushu Terekomyunikeeshonzu Plc | |
| CN1042217C (zh) * | 1993-08-12 | 1999-02-24 | 武汉大学 | 一种制备氟锆酸盐玻璃的新方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2164032A (en) | 1986-03-12 |
| JPH0256292B2 (ja) | 1990-11-29 |
| FR2569682B1 (fr) | 1992-01-24 |
| FR2569682A1 (fr) | 1986-03-07 |
| GB8521743D0 (en) | 1985-10-09 |
| US4674835A (en) | 1987-06-23 |
| GB2164032B (en) | 1988-08-03 |
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