JPS6360120A - フツ化物ガラス光フアイバ母材の製造方法 - 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】 ｒ産業上の利用分野Ｊ 本発明は可視光から波長８ル厘帯の赤外線が伝送できる
光ファイバの母材を製造する方法に関する。

ｒ従来の技術１ 赤外線伝送用光ファイバの一つに、フッ化物ガラスから
なるものがあり、例えば、フッ化ジルコニウムを主成分
とするフッ化物ガラス光ファイバの場合、弔に赤外領域
の光な透過させるだけでなく、理論的に算出される伝送
特性として、１０−２〜１Ｏ−３ｄＢ／ｋｍ以下の優れ
た（／４が期待できる。

このようなことから、フッ化物ガラスは、次獣代の通信
媒体として、例えば赤外光を利用した計測分野での応用
が考えられており、有望な光ファイバ材ネ１として注［
１されている。

しかし、フッ化物ガラスの一般的傾向として、結晶化が
起こりやすく、低粘性であるため、周知のルツボ溶融紡
糸法により−に記光ファイバを製造するのは困難である
。

これに代わる１段として、注型成形法により−たん光フ
アイバ母材を作製し、その光ファイバａｔ材を加熱延伸
して光ファイバを得る方法が採用されており、この際の
母材製造法として、第３図、第４図に示す方法が実施さ
れている。

第３図の場合は、フッ化物ガラス入りの貴金属製ルツボ
５１を図示しないｉし気炉内に入れて、フッ化物ガラス
を５００〜８００℃にて溶融し、その後、に記ルツボ５
１を電気炉から取り出してそのルツボ５１内のフッ化物
ガラス融液５２を縦型の成形型５３内に注入し、該フッ
化物ガラス融液５２の冷却固化時間が経過した後、離型
して、フッ化物ガラス成形物たる光ファイバＲＩ材を得
ている。

第４図の場合も、両側に押え４５４をｆｉｌえた横型の
分割成形型５５を用いる以外は、前記と同様にして、光
ファイバＲＩ材を得るようにしている。

ｒ発１１が解決しようとする問題点Ｊ 上述した従来例の場合、縦型、横型をとわす、成形型内
へのフッ化物ガラス融液注入を手作業にて行なっている
。

かかる・ｒ−作業では、フッ化物ガラス融液の注入速度
をも含めた注入作業が全般的に定常化しないばかりか、
その注入時に外気の取りこみが殆ど例外なく起こり、母
材中に気泡が残留する。

しかも、その気泡残留が母材長手方向におよぶので　’
＠該母材の歩留りが約５０％と悪化する。

−・方、電気炉から取り出した後のルツボは保温されて
おらず、ルツボ内のフッ化物ガラス融液が５０〜ｂ 液の粘性が時間の経過とともに高まる。

そのため、急な融液注入が要求されるが、急な融液注入
では、大きな泡が発生するとか、その大きな泡が融液の
冷却速度をＩくするなど、ツー２化物ガラスの結晶化の
原因となる。

他にも、ルツボ内のフッ化物ガラス融液が保温されてい
ないので、時間の経過とともにその粘性が変化し、かか
る融液を母材成形型内に注入した場合は、成形母材の長
毛方向に連続的な温度変化や密度のゆらぎが生じるので
、これが光フアイバ段階での散乱原因となる。

未発明は上記の問題点に鑑み、気泡の残留、結晶化など
の欠陥を発生させることのない、すなわち、特性のよい
フッ化物ガラス光ファイバが歩留りよく、かつ、合理的
に得られる母材の製造方法を提供しようとするものであ
る。

ｒ問題点を解決するための手段、１ 本発明に係るフッ化物ガラス光ファイバ母材の製造方法
は、母材成形型とルツボとが相対接近移動可能に内装さ
れた加熱炉を用い、当該加熱炉内部の雰囲気制御状態に
おいて、上記ルツボ内に収容されているフッ化物ガラス
を溶融し、上記母材成形型の温度を調整した後、これら
ルツボと母材成形型とを接近させて、ルツボ内のフッ化
物ガラス融液を母材成形型内に注入し、当該母材成形型
のフッ化物ガラス融液を冷却固化させることを特徴とし
て、所期の目的を達成する。

ｒ作用１ 本発明方法の場合、雰囲気制御状態にある加熱炉内にお
いて、ルツボ内にあるフッ化物ガラスの溶融、母材成形
型の温度調整、ＩＩＪｌ材成形型成形型内ッ化物ガラス
融液の注入、ｉ材成形型内に注入されたフッ化物ガラス
融液の冷却固化等を行なうから、加熱炉内部が外気、外
温に影響されない。

したがって、ルツボ内から母材成形型内ヘフッ化物ガラ
ス融液を注入する際、その注入速度が自由に制御でき、
フッ化物ガラス融液の早期粘性変化、フッ化物ガラスの
結晶化等が回避できる。

特に、フッ化物ガラス融液を母材成形型内に一定流量で
注入すれば、その融液中に気泡を取りこむことがなく、
この際、注入したフッ化物ガラス融液を連続的に固化さ
せることも可能であり、いわゆる、融液注入速度による
ガラス温度管理が行なえるから、母材成形型内に注入さ
れた上記融液の熱拡散による流動性が抑制されて、密度
のゆらぎが生ぜず、この点からもフッ化物ガラスの結晶
化が防止できる。

かくて、母材成形型内で冷却固化したフッ化物ガラスは
、特性１品質ともに優れたフッ化物ガラス光ファイバ母
材となる。

ｒ実　施　例Ｊ 以下、本発明方法の実施例につき、図面を参照して説明
する。

第１図において、機台１には、例えばアルミニウム盤か
らなる回転体２が装備されている。

前後面の中央に軸３を有する上記回転体２は、その前面
側の軸３に歯車（ウオームホイル）４が取りつけられて
いるとともに、水モ方向〜垂直方向にわたって回転自在
なるよう、軸受５を介して機台ｌ上に支持されている。

回転体２を回転させる手段として、機台ｌにはモータ６
が装備され、そのモータ軸に取りつけられた小歯車（ウ
オームギヤ）７が前記歯車４に噛み合わされている。

回転体２の上面両側には、ハンドル８Ａ、８Ｂ付の移動
軸９Ａ、　９Ｂを有する真空フランジＩＯＡ　、　ＩＯ
Ｂそれぞれ取りつけられ、これら真空フランジＩＯＡ、
１０Ｂを介して加熱炉１１が両端支持されている。

加熱炉１１は、石英製の炉心管１２と、コイル状、バン
ド状などの電熱式ヒータ１３．１４とを主体にして構成
され、両ヒータ１３．１４が炉心管１２の両端外周（図
中、左端と右端）に設けられている。

加熱炉１１の炉心管１２内には、一方のヒータ！３に対
応してヒートシンク部材１５が内装されているとともに
、他方のヒータ１４と対応して石英製のポート１Ｂが内
装され、そのヒートシンク部材１５には成形型１７が固
定され、そのポー）１Ｂには金、白金などの貴金属製ル
ツボ１８が取りつけられている。

さらに、ヒートシンク部材１５、ボー）１Ｂは、それぞ
れ継手１９Ａ　、　１９Ｂを介して前記真空フランジ１
１Ａ　、　ＩＩＢと連結されている。

図中、２０は炉心管１２内と通じるガス入口、２１は炉
心管１２内と通じるガス出口である。

第１図の装置を用いて本発明方法を実施するとき、ルツ
ボ１８内に１例えばフッ化ジルコニウムを主成分とする
コア用のフッ化物ガラスを入れ、加熱炉１１の炉心管１
２内を不活性ガスなどによる清浄な雰囲気に保持した後
、ルツボ１８内のフッ化物ガラスをヒータ１４により加
熱溶融するとともに、成形型１７の温度を調整すべく、
これをヒータ１３により加熱して保温する。

上記により、ルツボ１８内のフッ化物ガラスが溶解され
た後は、そのフッ化物ガラス融液を、−たん注入温度ま
で降温させ、ついで、ハンドル８Ａ、８Ｂ付の各移動軸
９に、　９Ｂにより真空フランジＩＯＡ、１０Ｂを操作
してｔｒｈ材成形成形型１７ツボ１８とを、これらの突
き合わせ方向へ互いに接近移動させ、当該母材成形型１
７とルツボ１８とを接合させる。

その後、モータ８を駆動させ、この際の回転を小歯車？
　、ｆｊｉＩｊｌＩ４などの歯車伝動系により軸３に伝
えて回転体２を、図中、反時計回り方向へ定速回転させ
る。

かかる回転により、水平状態の回転体２は、母材成形型
１７が下位、ルツボ１８が上位となるよう回転変位し、
ルツボ１８内のフッ化物ガラス融液が母材成形型１７内
に一定流量で注入される。

母材成形型１７内への融液注入を終えた後は、ハンドル
８Ａ付の各移動軸８Ａにより真空フランジＩＯＡを操作
して、フッ化物ガラス融液入りの母材成形型１７をヒー
タ１３側へ復帰させ、そのヒータ１３を一定速度で高温
させることにより、型内のフッ物ガラス融液を冷却固化
する。

かくて、フッ化物ガラスからなる光ファイ／＜Ｍ材が得
られる。

第２図（Ａ）は、上記のようにして得られたコア用の光
フアイバ母材３０であり、かかる光ファイバｍ材３０は
、その表面奢研磨し、さらに同図仮５線のごとく、プラ
スチック製のクラッドパイプ３１をジャケットした後、
リングヒータを備えた既知の紡糸炉にて線引き（加８延
伸）することにより、プラスチッククラット型フッ化物
ガラス光ファイバとなる。

ちなみに、こうして得られる光ファイバは、波長２μ厘
帯における伝送損失が３ｄＢ／ｋｍであり、その値が従
来の約１７３０に改みされた。

なお、Ｌ記プラスチック製クラッドバイブ３１に代えて
、光フアイバ母材３０よりも低屈折率のフッ化物ガラス
からなるチューブ、例えば鋳型回転法により成形された
フッ化物ガラス製のチューブを用い、そのクラッド用チ
ューブと光ファイバＩＪ材３０とを、ロッドインチュー
ブ法にて紡糸すれば、コア、クラ・７Ｆの両者がフッ化
物ガラスからなる光ファイバが１１＃られる。

つぎに、未発明方Ｖ：の他の実施例について説明する。

第１図の装置を用いて光フアイバ母材を作製するとき、
別途の手段により、例えば前述した鋳型回転法により、
フッ化物ガラスからなるクラッド川のチューブをあらか
じめ成形しておき、かかるチューブを母材成形型１７内
にセットする。

その後は、前記と同様にして、雰囲気制御状態にある加
熱炉１１の炉心Ｉｒ１１２内において、ルツボ１８内に
あるフッ化物ガラスの溶融、母材成形型１７の温度調整
（保温）、母材成形型１７内へのフッ化物ガラス融液の
注入、母材成形型１７内でのフッ化物ガラス融液の冷却
固化等を行なう。

第２図（Ｂ）は」−記により得られた光フアイバ１７材
４０であり、かかる光フアイバ母材４０はコア用のフッ
化物ガラス４１とクラ−、ド用のフッ化物ガラス４２と
からなる。

この光ファイバｌす材４０も、気泡、結晶化、屈折率の
ゆらぎ等がなく、当該光フアイバ母材４０を既知の加熱
延伸手段で紡糸することにより、低損失のフッ化物ガラ
ス光ファイバが得られる。

「発明の効果１ 以−１二説明した通り、未発［η方法によるときは、加
熱炉内部の雰囲気制御状態において、ルツボ内に収容さ
れているフッ化物ガラスを溶融し、ｆ’Ｊ材成形型の温
度をＪ３整した後、これらルツボとｆＸｌＸｌ形型とを
接近させて、ルツボ内のフッ化物ガラス融液を母材成形
型内に注入し、当該母材成形型のフッ化物ガラス融液を
冷却固化させるから、伝送特性のよいフッ化物ガラス光
ファイバが歩留りよく得られる母材を製造することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の−・実施例を略示した説［ＪＪ［
４，第２図（Ａ）　（Ｂ）は本発明方法により得られた
光フアイバ母材の各個を示した説明図、第３図、第４図
は従来法の説明図である。 １１−−争加熱炉 １２−−参加熱炉の炉心管 １３−−拳ヒータ １４１１１１１１ヒータ １７・・・Ｃｊ材成形で！ １８１１・争ルツホ ３０・・・Ａ、ブア・イノへＩ’：Ｌ材（コア　ＩＮ　
）４０・・・光フアイバ母材

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）母材成形型とルツボとが相対接近移動可能に内装
   された加熱炉を用い、当該加熱炉内部の雰囲気制御状態
   において、上記ルツボ内に収容されているフッ化物ガラ
   スを溶融し、上記母材成形型の温度を調整した後、これ
   らルツボと母材成形型とを接近させて、ルツボ内のフッ
   化物ガラス融液を母材成形型内に注入し、当該母材成形
   型のフッ化物ガラス融液を冷却固化させることを特徴と
   するフッ化物ガラス光ファイバ母材の製造方法。
2. （２）ルツボ内にコア用のフッ化物ガラスを入れて溶融
   し、そのフッ化物ガラス融液を母材成形型内に注入する
   特許請求の範囲第１項記載のフッ化物ガラス光ファイバ
   母材の製造方法。
3. （３）母材成形型内に、あらかじめ、クラッド用のフッ
   化物ガラスチューブをセットしておき、ルツボ内にコア
   用のフッ化物ガラスを入れて溶融し、そのフッ化物ガラ
   ス融液を母材成形型内のフッ化物ガラスチューブ中に注
   入する特許請求の範囲第１項記載のフッ化物ガラス光フ
   ァイバ母材の製造方法。
4. （４）ルツボの加熱手段と母材成形型の加熱手段とが互
   いに独立している特許請求の範囲第１項記載のフッ化物
   ガラス光ファイバ母材の製造方法。
5. （５）ルツボ内のフッ化物ガラス融液を母材成形型内に
   注入するとき、ルツボが上位、母材成形型が下位となる
   よう、加熱炉を回転させる特許請求の範囲第１項ないし
   第３項いずれかに記載のフッ化物ガラス光ファイバ母材
   の製造方法。
6. （６）加熱炉を一定速度で回転させる特許請求の範囲第
   ５項記載のフッ化物ガラス光ファイバ母材の製造方法。