JPS63190741A - フツ化物光フアイバ母材の作製方法 - Google Patents
フツ化物光フアイバ母材の作製方法Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
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- C03B2201/82—Fluoride glasses, e.g. ZBLAN glass
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の産業上利用分野〕
本発明はフッ化物光ファイバ母材の作製方法、さらに詳
細には寸法精度の高いフッ化物光ファイバ母材を連続的
に作製する方法に関するものである。
細には寸法精度の高いフッ化物光ファイバ母材を連続的
に作製する方法に関するものである。
ＺｒＦ Ａを主成分とするフッ化物光ファイバは石英系
光ファイバを凌ぐ０．０１ｄＢ／ｋＩｍ以下の伝送損失
を有することが期待されている。フッ化物は一般にイオ
ン結合性が強いためガラス形成能が酸化物ガラスに比べ
て著しく低く、その合成に当たっては固相のガラス原料
バッチの溶融とそれに続く急冷が不可欠である。同時に
、急冷時においてコア／クラッドの導波構造を形成する
必要があり、急冷法はフッ化物光ファイバ母材作製にお
ける重要な技術的ポイントとなっている。
光ファイバを凌ぐ０．０１ｄＢ／ｋＩｍ以下の伝送損失
を有することが期待されている。フッ化物は一般にイオ
ン結合性が強いためガラス形成能が酸化物ガラスに比べ
て著しく低く、その合成に当たっては固相のガラス原料
バッチの溶融とそれに続く急冷が不可欠である。同時に
、急冷時においてコア／クラッドの導波構造を形成する
必要があり、急冷法はフッ化物光ファイバ母材作製にお
ける重要な技術的ポイントとなっている。
従来、ガラス融液の急冷には円筒状の金属製鋳型を用い
、ここに融液を流し込み急冷固化する方法がとられてい
る。また導波構造を形成するために特殊なキャスティン
グ法が考案されている。
、ここに融液を流し込み急冷固化する方法がとられてい
る。また導波構造を形成するために特殊なキャスティン
グ法が考案されている。
その代表的な方法には、ビルドインキヤスティング法お
よび回転キャスティング法がある。前者では、まずクラ
ッドとなるべきガラス融液を円筒状金属製鋳型にキャス
ティングし、直ちに鋳型を引っ繰り返して中心部の未硬
化の部分を流出させ、これによってできた空洞部にコア
用融液を流し込むものである。また後者では、クランド
用融液をキャスティングした後直ちに鋳型を高速回転さ
せてガラス管を成形し、その内部にコア融液を流し込む
ものである。
よび回転キャスティング法がある。前者では、まずクラ
ッドとなるべきガラス融液を円筒状金属製鋳型にキャス
ティングし、直ちに鋳型を引っ繰り返して中心部の未硬
化の部分を流出させ、これによってできた空洞部にコア
用融液を流し込むものである。また後者では、クランド
用融液をキャスティングした後直ちに鋳型を高速回転さ
せてガラス管を成形し、その内部にコア融液を流し込む
ものである。
このような方法においては、寸法制御性や長尺化の点な
どから多くの制約があった。例えば、ビルドインキヤス
ティング法では、冷却条件からコアがテーパ状になるこ
と、また、回転キャスティングでは細径コアができない
こと、さらに鋳型という制約により長尺化は本質的に困
難であった。
どから多くの制約があった。例えば、ビルドインキヤス
ティング法では、冷却条件からコアがテーパ状になるこ
と、また、回転キャスティングでは細径コアができない
こと、さらに鋳型という制約により長尺化は本質的に困
難であった。
このように光ファイバとしての導波構造を精度よく制御
することができず、また、長尺母材の作製には全く対応
できないものであった。
することができず、また、長尺母材の作製には全く対応
できないものであった。
本発明は上述の点に鑑みなされたものであり、導波構造
に係わる寸法精度の制御性および結晶化防止のための充
分な冷却速度を確保した連続的なフッ化物光ファイバ母
材の作製方法を提供することを目的とする。
に係わる寸法精度の制御性および結晶化防止のための充
分な冷却速度を確保した連続的なフッ化物光ファイバ母
材の作製方法を提供することを目的とする。
本発明は、融点（ＴＪり以上に保持したフッ化物ガラス
融液を加圧して、ガラス転移温度（ＴＯ）近傍で結晶化
温度（Ｔｃ ）以下の温度に保持したノズルを通過させ
て連続的に急冷固化させることを最も主要な特徴とする
。
融液を加圧して、ガラス転移温度（ＴＯ）近傍で結晶化
温度（Ｔｃ ）以下の温度に保持したノズルを通過させ
て連続的に急冷固化させることを最も主要な特徴とする
。
従来の技術では、融液を鋳型に流し込むことで固化させ
るのに対し、ノズル部を通過させることで連続的にガラ
ス化成形する点が異なる。
るのに対し、ノズル部を通過させることで連続的にガラ
ス化成形する点が異なる。
本発明によるフッ化物光ファイバ母材の作製方法を第１
図に示した具体例に沿って説明する。
図に示した具体例に沿って説明する。
第１図はフッ化物光ファイバ母材の作製方法を実施する
ための装置の一例の概略図であるが、この図より明らか
なように、前記光ファイバ母材の作製装置は、コア用ガ
ラス融液１ａおよびクラッド用ガラス融液１ｂを保持す
るるつぼ部４とこれに連続している冷却用のノズル部３
を有している。そして、前記るつぼ部４の内部は二重構
造になっており、前記コア用ガラス融液１ａは、内部る
つぼ５に保持されている。
ための装置の一例の概略図であるが、この図より明らか
なように、前記光ファイバ母材の作製装置は、コア用ガ
ラス融液１ａおよびクラッド用ガラス融液１ｂを保持す
るるつぼ部４とこれに連続している冷却用のノズル部３
を有している。そして、前記るつぼ部４の内部は二重構
造になっており、前記コア用ガラス融液１ａは、内部る
つぼ５に保持されている。
その温度分布を第１図右側に示す。
前記るつぼ部４で融点Ｔ、以上の温度ＴＭまたノズル部
でガラス転移温度Ｔｏ近傍で結晶化温度Ｔｃ以下の温度
ＴＮに設定する。ガス圧などの適当な方法で前記ガラス
融液１ａおよび１ｂを加圧してノズル部３へ供給する。
でガラス転移温度Ｔｏ近傍で結晶化温度Ｔｃ以下の温度
ＴＮに設定する。ガス圧などの適当な方法で前記ガラス
融液１ａおよび１ｂを加圧してノズル部３へ供給する。
前記ノズル部３の温度がガラス転移温度Ｔｏ近傍でない
場合、冷却に時間がかかり、後述のノズル部３の長さし
を長くする必要が生じ、またガラス融液に負荷する圧力
Ｐも大きくする必要を生じるからである。また、結晶化
温度Ｔｃ以下であるのは、前記ガラス融液の結晶化を防
止するためである。
場合、冷却に時間がかかり、後述のノズル部３の長さし
を長くする必要が生じ、またガラス融液に負荷する圧力
Ｐも大きくする必要を生じるからである。また、結晶化
温度Ｔｃ以下であるのは、前記ガラス融液の結晶化を防
止するためである。
ガラス融液１ａ、１ｂはノズル部３でコア用ガラス融液
１ａを中心にしてこのコアを覆うようにクラッド用ガラ
ス融液１ｂが形成される。そして、このノズル部３を通
過することで冷却される。ガラス変形温度Ｔｄ （Ｔ
ｏとＴｃ０間にある）まで冷却されるとき、ノズル部半
径ｒ、長さし、押し出し速度Ｖとし、半径方向の温度分
布が実質的に無視できるとすると、 ２ ７Ｍ−ＴＮ α（ここでρニガ
与ス密度、Ｃｐ：比熱、αニガラス−ノズル間の熱伝達
率）で示される。
１ａを中心にしてこのコアを覆うようにクラッド用ガラ
ス融液１ｂが形成される。そして、このノズル部３を通
過することで冷却される。ガラス変形温度Ｔｄ （Ｔ
ｏとＴｃ０間にある）まで冷却されるとき、ノズル部半
径ｒ、長さし、押し出し速度Ｖとし、半径方向の温度分
布が実質的に無視できるとすると、 ２ ７Ｍ−ＴＮ α（ここでρニガ
与ス密度、Ｃｐ：比熱、αニガラス−ノズル間の熱伝達
率）で示される。
このとき必要な加圧力ΔＰは、
となる、また、ガラス融液がＴＭからＴＮまで冷却され
る際の平均冷却速度Ｒは次式となる。
る際の平均冷却速度Ｒは次式となる。
例えば、ｒ −０，５ａｍ、Ｔｄ−３００℃、ＴＭ＝６
００℃、ＴＮ＝２５０℃、α−０，０１ｃａｌ ／５−
ｃｄ”ｃ、ρ＝４．６ ｇ ／ａｍ３、Ｃｐ −０，１
８ｃａｌ ７ｇ ’ｃとすると、直径１１ｍのフッ化物
ガラス母材を作成するにはＬ ＝４０．２８ Ｖ （ａ
ｍ） （４１ΔＰ ＝１２．９
Ｖ” （ｋｇ／ｃｊ） ７７−１０’ ｐｏｉｓｅ
（５）Ｒ＝２２３ ／ ｒ （’Ｃ／ｌ１ｉｎ ）
（６）となる。
００℃、ＴＮ＝２５０℃、α−０，０１ｃａｌ ／５−
ｃｄ”ｃ、ρ＝４．６ ｇ ／ａｍ３、Ｃｐ −０，１
８ｃａｌ ７ｇ ’ｃとすると、直径１１ｍのフッ化物
ガラス母材を作成するにはＬ ＝４０．２８ Ｖ （ａ
ｍ） （４１ΔＰ ＝１２．９
Ｖ” （ｋｇ／ｃｊ） ７７−１０’ ｐｏｉｓｅ
（５）Ｒ＝２２３ ／ ｒ （’Ｃ／ｌ１ｉｎ ）
（６）となる。
即ち、加圧力１ｋｇ／ｃａ！程度、数ωのノズルを用い
てＬｏｃｒｎ／ｍｉｎ程の速度でフッ化物ガラス母材が
得られ、その際の冷却速度も４００℃／ｌ１ｌｉｎ程度
と極めて高い。フッ化物ガラスの臨界冷却速度（融液の
冷却時に結晶析出を生じさせない最小の冷却速度）は数
１０℃／１ＩＩｉｎであるから、充分な冷却速度がとれ
る。このように本方法によれば充分な冷却速度を確保し
ながら、鋳型を用いることなく連続的にフッ化物母材が
作成でき°るのである。
てＬｏｃｒｎ／ｍｉｎ程の速度でフッ化物ガラス母材が
得られ、その際の冷却速度も４００℃／ｌ１ｌｉｎ程度
と極めて高い。フッ化物ガラスの臨界冷却速度（融液の
冷却時に結晶析出を生じさせない最小の冷却速度）は数
１０℃／１ＩＩｉｎであるから、充分な冷却速度がとれ
る。このように本方法によれば充分な冷却速度を確保し
ながら、鋳型を用いることなく連続的にフッ化物母材が
作成でき°るのである。
実施例１
５８（モル％、以下同じ） ＺｒＦ ａ ３２ＢａＦ
ｅ−４ＬａＦ３ ４ＡＩＦ３組成のガラス母材作成を
行った。
ｅ−４ＬａＦ３ ４ＡＩＦ３組成のガラス母材作成を
行った。
ＴＭ＝６００℃、ＴＮ＝２８０℃、［、＝５ｃｍ、ｒ＝
０．５ ａｍとしてＶ ＝５ ａｍ／ｌｌｌ１ｎで作成
した。加圧力は０．８ｋｇ ／ｃ−であった。母材は、
直径１１、長さ４５ｃａ＋の母材が得られた。この時の
直径の変動は土０．８鶴以内であった。
０．５ ａｍとしてＶ ＝５ ａｍ／ｌｌｌ１ｎで作成
した。加圧力は０．８ｋｇ ／ｃ−であった。母材は、
直径１１、長さ４５ｃａ＋の母材が得られた。この時の
直径の変動は土０．８鶴以内であった。
実施例２
５８ＺｒＦ ４ ３２ＢａＦ ｔ ４ＬａＦ
３ ４ＡＩＦ３ ２ＰｂＦｓコア、５８ＺｒＦ ４
３４ＢａＦ ｔ ４ＬａＦ３クランドのガラス組成と
して内部るつぼ５の出口径を４鰭とし、実施例１と同じ
条件で母材を作成した。得られた母材は直径１ｃ１１、
長さ４０ｃｍの母材が得られた。この時コア／クラツド
径比の変動はほぼ全長にわたって３％以内の変動であっ
た。
３ ４ＡＩＦ３ ２ＰｂＦｓコア、５８ＺｒＦ ４
３４ＢａＦ ｔ ４ＬａＦ３クランドのガラス組成と
して内部るつぼ５の出口径を４鰭とし、実施例１と同じ
条件で母材を作成した。得られた母材は直径１ｃ１１、
長さ４０ｃｍの母材が得られた。この時コア／クラツド
径比の変動はほぼ全長にわたって３％以内の変動であっ
た。
以上説明したように、融点以上に保持したガラス融液を
冷却ノズルで連続的に冷却するものであるから、結晶化
することなく連続的に母材を作成できる利点がある。
冷却ノズルで連続的に冷却するものであるから、結晶化
することなく連続的に母材を作成できる利点がある。
第１図は本発明のフッ化物ガラス母材の作製方法を実施
するための装置の一例の概略図である。 ｌａ・・・コアガラス融液、１ｂ・・・タランドガラス
融液、２ ・・・母材、３ ・・・ノズル部、４ ・・
・るつぼ部、５ ・・・内部るつぼ、出願人代理人
雨 宮 正 季 第１図
するための装置の一例の概略図である。 ｌａ・・・コアガラス融液、１ｂ・・・タランドガラス
融液、２ ・・・母材、３ ・・・ノズル部、４ ・・
・るつぼ部、５ ・・・内部るつぼ、出願人代理人
雨 宮 正 季 第１図
Claims (1)
- （１）融点（Ｔ＿ｌ）以上の温度に保持されたフッ化物
ガラス融液を加圧してガラス転移温度（Ｔｏ）近傍で結
晶化温度（Ｔｃ）以下の温度に保持されたノズル内を連
続的に通過させることを特徴とするフッ化物光ファイバ
母材の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2220087A JPH0729804B2 (ja) | 1987-02-02 | 1987-02-02 | フツ化物光フアイバ母材の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2220087A JPH0729804B2 (ja) | 1987-02-02 | 1987-02-02 | フツ化物光フアイバ母材の作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63190741A true JPS63190741A (ja) | 1988-08-08 |
| JPH0729804B2 JPH0729804B2 (ja) | 1995-04-05 |
Family
ID=12076154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2220087A Expired - Fee Related JPH0729804B2 (ja) | 1987-02-02 | 1987-02-02 | フツ化物光フアイバ母材の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0729804B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1184339A2 (de) * | 2000-09-01 | 2002-03-06 | A.R.T.-Photonics GmbH | Optische Faser und Herstellungsverfahren für eine optische Faser |
| CN104692650A (zh) * | 2015-02-13 | 2015-06-10 | 华南理工大学 | 一种光纤制备设备及方法 |
| CN108929032A (zh) * | 2018-07-26 | 2018-12-04 | 杭州富通通信技术股份有限公司 | 光纤加工方法 |
-
1987
- 1987-02-02 JP JP2220087A patent/JPH0729804B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1184339A2 (de) * | 2000-09-01 | 2002-03-06 | A.R.T.-Photonics GmbH | Optische Faser und Herstellungsverfahren für eine optische Faser |
| EP1184339A3 (de) * | 2000-09-01 | 2002-09-04 | A.R.T.-Photonics GmbH | Optische Faser und Herstellungsverfahren für eine optische Faser |
| US6564587B2 (en) | 2000-09-01 | 2003-05-20 | Viatcheslav Artiouchenko | Method of producing an optical fiber by gathering material from a molten bath |
| CN104692650A (zh) * | 2015-02-13 | 2015-06-10 | 华南理工大学 | 一种光纤制备设备及方法 |
| CN108929032A (zh) * | 2018-07-26 | 2018-12-04 | 杭州富通通信技术股份有限公司 | 光纤加工方法 |
| CN108929032B (zh) * | 2018-07-26 | 2021-08-31 | 杭州富通通信技术股份有限公司 | 光纤加工方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0729804B2 (ja) | 1995-04-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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