KR0183492B1 - Fluoride glass fiber - Google Patents

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닛뽄 덴신 덴와 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은 넓은 적외선 투과도를 갖는 특정 조성의 플루오르화물 유리에 관한 것이다. 이러한 플루오르화물 유리를 사용한 플루오르화물 광학 섬유는 낮은 손실로 높은 효율을 나타낼 수 있다. 1차 피복의 외피상에 2차 피복을 갖는 플루오르화물 광학 섬유는 1차 피복의 굴절율을 적절히 조정할 수 있다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to fluoride glass of certain compositions with broad infrared transmission. Fluoride optical fibers using such fluoride glass can exhibit high efficiency with low loss. The fluoride optical fiber having a secondary coating on the outer cover of the primary coating can appropriately adjust the refractive index of the primary coating.

Description

플루오르화물 유리 섬유Fluoride glass fiber

본 발명은 만족스러운 넓은 적외선 투과도를 갖는 플루오르화물 유리 및 플루오르화물 유리를 사용하여 고 효율의 증폭을 달성할 수 있는 플루오르화물 광학 섬유에 관한 것이다.The present invention relates to fluoride optical fibers capable of achieving high efficiency amplification using fluoride glass and fluoride glass with satisfactory wide infrared transmission.

플루오르화물 유리는 가시 광선 파장부터 적외선 파장 범위의 영역에서 향상된 투명성을 갖는다. 따라서, 이것은 렌즈, 프리즘 또는 각종 광학 장치의 필터로, 또는 광통신, 광학 측정 또는 전력 전달용 광학 섬유로의 용도가 발견된다. 희토류 이온으로서 프라세오디뮴으로 도핑된 코어를 갖는 플루오르화물 광학 섬유 증폭기는 광통신 시스템에서 중요한 파장 대역인 1.3 ㎛ 파장 대역에서 광 증폭을 허용한다. 따라서, 광학 섬유 증폭기에 대한 플루오르화물 유리의 사용은 최근에 이르러서 관심이 커지고 있다.Fluoride glass has improved transparency in the range of visible to infrared wavelengths. Thus, it finds use as a filter in lenses, prisms or various optical devices, or as optical fibers for optical communication, optical measurement or power transmission. Fluoride optical fiber amplifiers having a core doped with praseodymium as rare earth ions allow optical amplification in the 1.3 μm wavelength band, which is an important wavelength band in optical communication systems. Therefore, the use of fluoride glass for optical fiber amplifiers has recently become of great interest.

프라세오디뮴에서1G4 수준에서3H5 수준으로의 전이에 기인한 유도 방출에 의하여 1.3 ㎛ 파장 대역에서 광 증폭이 유도된다. 이러한 유도 방출은 플루오르화물 유리와 같은 낮은 격자 진동 에너지 (포논 에너지)를 갖는 유리에서 관찰되지만, 다중포논 완화에 의한 비방사 전이의 존재때문에 높은 포논 에너지를 갖는 규산염 유리와 같은 유리에서는 관찰되지 않는다.Light amplification is induced in the 1.3 μm wavelength band by induced emission due to the transition from praseodymium to 1 H4 level to 3 H5 level. This induced emission is observed in glass with low lattice vibration energy (phonon energy), such as fluoride glass, but not in glass such as silicate glass with high phonon energy due to the presence of non-radiative transitions by polyphonon relaxation.

그러므로, 1.3 ㎛ 파장에서 그러한 프라세오디뮴 기재 광 증폭을 얻기 위하여 플루오르화물 유리와 같은 낮은 포논 에너지를 갖는 유리를 사용하는 것이 필수적이다.Therefore, it is necessary to use glass with low phonon energy, such as fluoride glass, to obtain such praseodymium based light amplification at 1.3 μm wavelength.

그러나, 1.3 ㎛ 대역에서의 증폭의 양자 효율은 프라세오디뮴 도핑된 섬유의 주 재료로 현재 사용되는 ZrF4-기재 플루오르화물 유리의 경우에 3.4 %로 낮게 유지된다. 이러한 낮은 양자 효율을 향상시키기 위하여, ZrF4-기재 플루오르화물 유리보다 더 낮은 포논 에너지를 갖는 플루오르화물 유리를 개발하는 것이 중요하다.However, the quantum efficiency of amplification in the 1.3 μm band is kept low at 3.4% for ZrF 4 -based fluoride glass currently used as the main material of praseodymium doped fibers. In order to improve this low quantum efficiency, it is important to develop fluoride glass with lower phonon energy than ZrF 4 -based fluoride glass.

따라서, 지금까지 알려진 낮은 포논 에너지를 갖는 플루오르화물 유리는 4 내지 48 몰%의 ZnF2, 32 내지 63 몰%의 PbF2, 0 내지 34 몰%의 GaF3, 및 0 내지 43 몰%의 InF3(단 GaF3+ InF3= 17 내지 53 몰%이고, ZnF2+ PbF2+ GaF3+ InF3≥ 70 몰%임)로 이루어지는 일본 특허출원 공개 제60-155549호에서 기재된 플루오르화물 유리이다.Thus, fluoride glasses with low phonon energies known to date include 4 to 48 mol% ZnF 2 , 32 to 63 mol% PbF 2 , 0 to 34 mol% GaF 3 , and 0 to 43 mol% InF 3 ( Provided that GaF 3 + InF 3 = 17 to 53 mol%, and ZnF 2 + PbF 2 + GaF 3 + InF 3 ≥ 70 mol%), the fluoride glass described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-155549.

이러한 플루오르화물 유리는 그의 낮은 포논 에너지때문에 만족스러운 넓은 적외선 투과도를 갖는다. 프라세오디뮴으로 도핑된다면, 플루오르화물 유리는 ZrF4-기재 플루오르화물 유리보다 더 높은 양자 효율을 제공할 수 있다.Such fluoride glass has a satisfactory wide infrared transmission because of its low phonon energy. If doped with praseodymium, fluoride glass can provide higher quantum efficiency than ZrF 4 -based fluoride glass.

그러나, 결정화에 대한 그의 불충분한 열적 안정성 때문에, 이 플루오르화물 유리는 후술하는 것처럼 단일 유형 섬유의 제조에 필수적인 외피관 (jacketting tube)을 생성할 수 없다. 따라서, 이러한 플루오르화물 유리의 사용으로 단일 유형 섬유를 제조할 수 없다.However, due to its insufficient thermal stability to crystallization, this fluoride glass cannot produce the jacketting tube necessary for the production of single type fibers as described below. Thus, the use of such fluoride glass does not produce a single type of fiber.

우리는 상기 언급한 PbF2-기재 플루오르화물 유리와는 분명히 다른 성분의 비율을 갖는 플루오르화물 유리로서 낮은 포논 에너지를 갖는 InF3-기재 플루오르화물 유리를 개발하여 일본 특허 출원 제6-172499호에 개시하였다. 또한 이러한 플루오르화물 유리를 포함하는 플루오르화물 섬유를 개발하였다.We have developed an InF 3 -based fluoride glass having a low phonon energy as a fluoride glass having a proportion of components distinct from the above-mentioned PbF 2 -based fluoride glass and disclosed in Japanese Patent Application No. 6-172499. We have also developed fluoride fibers comprising such fluoride glass.

일본 특허출원 제6-172499호에 개시된 InF3-기재 플루오르화물 유리를 사용하는 Pr3+-도핑된 단일 유형 섬유의 경우, 그 결과의 이득 계수는 Pr3+-도핑된 ZrF4-기재 플루오르화물 섬유에 의하여 달성되는 0.2 dB/mW의 이득 계수를 초과하였다. 그러나, 유리 조성물은 최적이 아니며, 섬유의 광손실은 충분히 감소되지 않았다. 따라서, 이러한 섬유는 InF3-기재 플루오르화물 유리에 함유된 Pr3+의 분광 성질로 부터 기대되는 0.4 dB/mW의 최대 이득 계수를 얻을 수 없다.In the case of Pr 3+ -doped single type fibers using InF 3 -based fluoride glass disclosed in Japanese Patent Application No. 6-172499, the resulting gain factor is applied to Pr 3+ -doped ZrF 4 -based fluoride fibers. Exceeded the gain factor of 0.2 dB / mW. However, the glass composition is not optimal and the optical loss of the fiber is not sufficiently reduced. Thus, such fibers do not obtain a maximum gain factor of 0.4 dB / mW expected from the spectral properties of Pr 3+ contained in InF 3 -based fluoride glass.

본 발명은 이러한 상황 하에서 달성되었다. 본 발명의 목적은 만족스러운 넓은 적외선 투과도를 갖는 플루오르화물 유리, 및 낮은 손실 및 고효율의 광 증폭용 광학 섬유를 제공하는 것이다.The present invention has been accomplished under such circumstances. It is an object of the present invention to provide fluoride glass having a satisfactory wide infrared transmission and optical fibers for light amplification with low loss and high efficiency.

도 1은 본 발명의 플루오르화물 유리에서 BaF2농도에 따른 유리 전이 온도 (Tg) 및 (결정화 온도 Tx - 유리 전이 온도 Tg)를 나타내는 챠트.1 is a chart showing the glass transition temperature (Tg) and (crystallization temperature Tx-glass transition temperature Tg) according to BaF 2 concentration in the fluoride glass of the present invention.

도 2는 본 발명의 플루오르화물 유리에서 PbF2농도에 따른 Tg, (Tx - Tg) 및 굴절율 (nD)를 나타내는 챠트.2 is a chart showing Tg, (Tx-Tg) and refractive index (n D ) according to PbF 2 concentration in the fluoride glass of the present invention.

도 3은 본 발명의 플루오르화물 유리에서 CdF2농도에 따른 (Tx - Tg)를 나타내는 챠트.Figure 3 is a chart showing (Tx-Tg) according to the concentration of CdF 2 in the fluoride glass of the present invention.

도 4는 파장에 따른 유리 재료의 투과도를 나타내는 챠트.4 is a chart showing the transmittance of a glass material with wavelength.

도 5a 및 도 5b는 흡입 주형법에 의한 섬유 전형태의 제조 단계를 나타내는 개략 단면도.5A and 5B are schematic cross-sectional views showing steps for producing all types of fibers by a suction mold method;

도 6a 및 도 6b는 회전 주형법에 의한 섬유 전형태의 제조 단계를 나타내는 개략 단면도.6A and 6B are schematic cross-sectional views showing steps for producing all types of fibers by the rotational molding method.

도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 따른 광학 섬유의 제조 단계를 나타내는 개략 단면도.7a to 7c are schematic cross-sectional views showing steps of manufacturing the optical fiber according to the present invention.

도 8은 본 발명의 광학 섬유의 실시 태양에서 파장에 따른 투과도 손실을 나타내는 챠트.8 is a chart showing transmittance loss with wavelength in an embodiment of the optical fiber of the present invention.

도 9는 본 발명의 광학 섬유의 또다른 실시 태양에서 파장에 따른 투과도 손실을 나타내는 챠트.9 is a chart showing the transmission loss with wavelength in another embodiment of the optical fiber of the present invention.

본 발명의 첫번째 특징은 10 내지 30 몰%의 InF3, 7 내지 30 몰%의 GaF3, 10 내지 19 몰%의 ZnF2, 4 내지 30 몰%의 BaF2, 0 내지 24 몰%의 SrF2, 0 내지 30 몰%의 PbF2, 및 LaF3, YF3, GdF3및 LuF3으로 이루어지는 군으로 부터 선택된 하나 이상의 구성원 1.5 내지 10 몰%, 1.5 내지 30 몰%의 LiF, 0 내지 30 몰%의 NaF, 및 0 내지 15 몰%의 첨가제를 포함하며, 이 모든 성분의 총량이 100 몰%인 플루오르화물 유리를 제공한다.The first feature of the invention is 10 to 30 mol% InF 3 , 7 to 30 mol% GaF 3 , 10 to 19 mol% ZnF 2 , 4 to 30 mol% BaF 2 , 0 to 24 mol% SrF 2 , 0-30 mol% PbF 2 , and at least one member selected from the group consisting of LaF 3 , YF 3 , GdF 3 and LuF 3 1.5-10 mol%, 1.5-30 mol% LiF, 0-30 mol% NaF, and 0 to 15 mole percent of the additive, wherein the total amount of all these components is 100 mole percent.

본 발명의 두번째 특징은 피복의 매트릭스가 10 내지 30 몰%의 InF3, 7 내지 30 몰%의 GaF3, 10 내지 19 몰%의 ZnF2, 4 내지 30 몰%의 BaF2, 0 내지 24 몰%의 SrF2, 0 내지 30 몰%의 PbF2, 및 LaF3, YF3, GdF3및 LuF3으로 이루어지는 군으로 부터 선택된 하나 이상의 구성원 1.5 내지 10 몰%, 1.5 내지 30 몰%의 LiF, 0 내지 30 몰%의 NaF, 및 0 내지 15 몰%의 첨가제를 포함하며, 이 모든 성분의 총량이 100 몰%로 이루어지는 코어 및 피복을 갖는 플루오르화물 광학 섬유를 제공한다.The second feature of the present invention the matrix of the coating 10 to 30 mol% of InF 3, 7 to 30 mol% of GaF 3, 10 to 19 mol% of ZnF 2, 4 to 30 mol% of BaF 2, 0 to 24 mol % of SrF 2, 0 to 30 mol% of PbF 2, and LaF 3, YF 3, GdF 3 and LiF, 0 of LuF one or more members of 1.5 to 10 mol%, selected from the group as consisting of 3, 1.5 to 30 mol% Provided is a fluoride optical fiber having a core and a coating comprising from 30 to 30 mol% NaF, and from 0 to 15 mol% additive, wherein the total amount of all these components is 100 mol%.

여기에서, 코어의 매트릭스는 5 내지 25 몰%의 InF3, 13 내지 40 몰%의 GaF3, 4 내지 25 몰%의 ZnF2, 30 내지 46 몰%의 PbF2, 0 내지 20 몰%의 CdF2, 및 LaF3, YF3, GdF3및 LuF3으로 이루어지는 군으로 부터 선택된 하나 이상의 구성원 1.5 내지 12 몰%, 및 0 내지 15 몰%의 첨가제를 포함하며, 이 모든 성분의 총량이 100 몰%로 이루어진다.Here, the matrix of the core is 5 to 25 mol% InF 3 , 13 to 40 mol% GaF 3 , 4 to 25 mol% ZnF 2 , 30 to 46 mol% PbF 2 , 0 to 20 mol% CdF 2 , and 1.5-12 mol%, and 0-15 mol% of additives of at least one member selected from the group consisting of LaF 3 , YF 3 , GdF 3 and LuF 3 , the total amount of all of which is 100 mol% Is done.

코어의 매트릭스는 10 내지 30 몰%의 InF3, 7 내지 30 몰%의 GaF3, 10 내지 19 몰%의 ZnF2, 4 내지 30 몰%의 BaF2, 0 내지 24 몰%의 SrF2, 0 내지 30 몰%의 PbF2, 및 LaF3, YF3, GdF3및 LuF3으로 이루어지는 군으로 부터 선택된 하나 이상의 구성원 1.5 내지 10 몰%, 1.5 내지 30 몰%의 LiF, 0 내지 30 몰%의 NaF, 및 0 내지 15 몰%의 첨가제를 포함할 수 있으며, 이 모든 성분의 총량이 100 몰%이다.The matrix is 10 to 30 mole% of the core InF 3, 7 to 30 mol% of GaF 3, 10 to 19 mol% of ZnF 2, 4 to 30 mol% of BaF 2, 0 to SrF 2, 0 of 24 mol% To 30 mol% PbF 2 , and at least one member selected from the group consisting of LaF 3 , YF 3 , GdF 3 and LuF 3 1.5 to 10 mol%, 1.5 to 30 mol% LiF, 0 to 30 mol% NaF , And 0 to 15 mol% of additives, with the total amount of all of these components being 100 mol%.

전이 금속 이온 또는 희토류 이온은 코어에 함유될 수 있으며, 코어 및 피복의 상대 굴절율차 Δn은 1.0 % 보다 크다.The transition metal ions or rare earth ions may be contained in the core, and the relative refractive index difference Δn of the core and the coating is greater than 1.0%.

희토류 이온으로서 Ce3+, Pr3+, Nd3+, Pm3+, Sm3+, Eu3+, Tb3+, Dy3+, Ho3+, Er3+, Tm3+및 Yb3+로 부터 선택되는 1 종 이상이 함유될 수 있다.As rare earth ions Ce 3+ , Pr 3+ , Nd 3+ , Pm 3+ , Sm 3+ , Eu 3+ , Tb 3+ , Dy 3+ , Ho 3+ , Er 3+ , Tm 3+ and Yb 3+ It may contain one or more selected from.

본 발명의 세번째 특징은 코어, 1차 피복, 및 1차 피복의 외피상에 2차 피복을 포함하며, 여기서 1차 피복의 매트릭스는 10 내지 30 몰%의 InF3, 7 내지 30 몰%의 GaF3, 10 내지 19 몰%의 ZnF2, 4 내지 30 몰%의 BaF2, 0 내지 24 몰%의 SrF2, 0 내지 30 몰%의 PbF2, 및 LaF3, YF3, GdF3및 LuF3으로 이루어지는 군으로 부터 선택된 하나 이상의 구성원 1.5 내지 10 몰%, 1.5 내지 30 몰%의 LiF, 0 내지 30 몰%의 NaF, 및 0 내지 15 몰%의 첨가제를 포함하고, 이 모든 성분의 총량이 100 몰%이며; 2차 피복의 매트릭스는 10 내지 30 몰%의 InF3, 7 내지 30 몰%의 GaF3, 10 내지 19 몰%의 ZnF2, 4 내지 30 몰%의 BaF2, 0 내지 24 몰%의 SrF2, 0 내지 30 몰%의 PbF2, 및 LaF3, YF3, GdF3및 LuF3으로 이루어지는 군으로 부터 선택된 하나 이상의 구성원 1.5 내지 10 몰%, 1.5 내지 30 몰%의 LiF, 0 내지 30 몰%의 NaF, 및 0 내지 15 몰%의 첨가제를 포함하고, 이 모든 성분의 총량이 100 몰%인 플루오르화물 광학 섬유를 제공한다.A third feature of the invention includes a core coating, a primary coating, and a secondary coating on the sheath of the primary coating, wherein the matrix of the primary coating is 10 to 30 mol% InF 3 , 7 to 30 mol% GaF. 3, 10 to 19 mol% of ZnF 2, 4 to 30 mol% of BaF 2, 0 of 1 to 24 mol% of SrF 2, 0 to 30 mol% of PbF 2, and LaF 3, YF 3, GdF 3 and LuF 3 At least one member selected from the group consisting of 1.5 to 10 mol%, 1.5 to 30 mol% LiF, 0 to 30 mol% NaF, and 0 to 15 mol% additives, the total amount of all of these components being 100 Mol%; The matrix of the secondary coating is 10 to 30 mol% InF 3 , 7 to 30 mol% GaF 3 , 10 to 19 mol% ZnF 2 , 4 to 30 mol% BaF 2 , 0 to 24 mol% SrF 2, 0-30 mol% PbF 2 , and at least one member selected from the group consisting of LaF 3 , YF 3 , GdF 3 and LuF 3 1.5-10 mol%, 1.5-30 mol% LiF, 0-30 mol% A fluoride optical fiber is provided, which comprises NaF, and an additive of 0 to 15 mol%, wherein the total amount of all of these components is 100 mol%.

여기서, 2차 피복의 매트릭스는 ZrF4및 HfF4로 부터 선택되는 하나 이상의 플루오르화물 및 BaF2, LaF3, GdF3, YF3, LiF, NaF, PbF2및 AlF3으로 이루어지는 군으로 부터 선택되는 하나 이상의 구성원을 포함하는 플루오르화물 유리를 포함한다.Here, the second matrix of the coating is a ZrF 4 and HfF 4 one or more fluoride and BaF 2 is selected from, LaF 3, GdF 3, YF 3, LiF, NaF, PbF 2 and one selected from the group consisting of AlF 3 Fluoride glass containing the above member is included.

1차 피복의 굴절율은 1차 피복의 굴절율이 2차 피복의 굴절율과 일치하도록, 또는 2차 피복의 굴절율보다 크며, 코어의 굴절율 보다 작도록 조정할 수 있다.The refractive index of the primary coating can be adjusted such that the refractive index of the primary coating matches the refractive index of the secondary coating, or is greater than the refractive index of the secondary coating and smaller than the refractive index of the core.

여기서, 1차 피복의 굴절율의 조정은 1차 피복의 매트릭스에서 PbF2의 부분을 NaF로 대체함으로써 수행할 수 있다.Here, the adjustment of the refractive index of the primary coating can be carried out by replacing the portion of PbF 2 with NaF in the matrix of the primary coating.

본 발명의 상기 및 이외 목적, 효과, 특징 및 이점은 하기 첨부 도면과 연결된 실시태양으로부터 더욱 분명해진다.The above and other objects, effects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the embodiments connected with the accompanying drawings.

본 발명자들은 InF3, GaF3, ZnF2, BaF2, SrF2, PbF2, LaF3, YF3, GdF3, LuF3, LiF 및 NaF를 포함하는 플루오르화물 유리의 유리 형성 영역에 관한 광범위한 연구를 수행하였다. 이 연구를 통하여 본 발명자들은 ZrF4-기재 플루오르화물 유리의 유리 전이 온도에 근접한 유리 전이 온도 (약 260 ℃) 및 결정화에 대하여 높은 열 안정성을 갖는 청구항 1에 기술된 바와 같은 유리 형성 영역을 갖는 플루오르화물 유리를 발견하게 되었다.The present inventors have extensive studies on the glass-forming region of a fluoride glass containing InF 3, GaF 3, ZnF 2 , BaF 2, SrF 2, PbF 2, LaF 3, YF 3, GdF 3, LuF 3, LiF and NaF Was performed. Through this study we found that fluoride glass having a glass transition temperature close to the glass transition temperature of the ZrF 4 -based fluoride glass (about 260 ° C.) and a glass forming region as described in claim 1 having high thermal stability against crystallization Was found.

본 발명의 플루오르화물 유리에서, InF3, GaF3및 ZnF2는 네트워크 형성제를 이루는 주성분이다. 바람직하게는, 유리는 10 내지 30 몰%의 InF3및7 내지 30 몰%의 GaF3및, 바람직하게는 20 내지 30 몰%의 InF3및7 내지 20 몰%의 GaF3를 포함한다. 본 발명의 플루오르화물 유리 조성물 중에서 InF3의 농도가 30몰%를 초과하고, GaF3의농도가7 몰% 미만인 영역에서, 결정화에 대해 열적으로 안정한 유리를 얻을 수 있다. 그러나, 이의 유리 전이 온도는 약 300 ℃로 상승하고, 따라서 ZrF4-기재 플루오르화물 유리의 유리 전이 온도에 근접한 유리 전이 온도가 달성될 수 없다. 반면에, InF3의농도가 10 몰% 미만이고 GaF3의농도가30 몰%를 초과하는 영역에서, 생성된 유리는 결정화에 대해 열안정성이 불량하여 결정화되기 쉽다.In the fluoride glass of the present invention, InF 3 , GaF 3 and ZnF 2 are the main constituents of the network former. Preferably, the glass comprises 10 to 30 mole% InF 3 and 7 to 30 mole% GaF 3 and preferably 20 to 30 mole% InF 3 and 7 to 20 mole% GaF 3 . From fluoride glass compositions of the present invention it exceeds 30 mol% of InF 3 concentration, and the concentration of GaF 3 can be obtained a thermally stable glass for crystallization in the region of less than 7 mol%. However, its glass transition temperature rises to about 300 ° C., so a glass transition temperature close to the glass transition temperature of ZrF 4 -based fluoride glass cannot be achieved. On the other hand, less than 10% of the molar concentration of InF 3, and in a region where the concentration of GaF 3 exceeds 30 mol%, the resulting glass is likely to be crystallized by the poor thermal stability against crystallization.

ZnF2의 농도는 바람직하게는 10 내지 19 몰%이다. 본 발명에서 청구된 플루오르화물 유리의 조성물 중에서, 19 몰%보다 큰 ZnF2을 포함하는 경우, ZnF2의단일 결정이 생성된 유리 중에 형성되는 경향이 있다. 이 농도가 10 몰% 미만인 경우, InF3및GaF3으로 구성된 결정이 유리 중에 형성될 것이다.The concentration of ZnF 2 is preferably 10 to 19 mol%. In the composition of fluoride glass claimed in the present invention, when containing ZnF 2 greater than 19 mol%, single crystals of ZnF 2 tend to form in the resulting glass. If this concentration is less than 10 mol%, crystals composed of InF 3 and GaF 3 will form in the glass.

BaF2및SrF2는네트워크 형성제를 개질하기 위한 주성분이다. 바람직하게는, 유리는 4 내지 30 몰%의 BaF2및 0 내지 24 몰%의 SrF2를 포함한다. 10 내지 24 몰%의 BaF2농도 및 0 내지 14 몰%의 SrF2 농도는 결정화에 대해 뛰어난 열 안정성을 갖는 유리의 제조를 가능하게 한다.BaF 2 and SrF 2 are the main components for modifying network formers. Preferably, the glass comprises a BaF 2 and SrF 2 of 0 to 24 mol% 4 to 30 mol%. BaF 2 concentrations of 10 to 24 mol% and SrF 2 concentrations of 0 to 14 mol% enable the production of glass with excellent thermal stability against crystallization.

도1은 조성물 28InF3-9GaF3-17ZnF2-12PbF2-xBaF2-(24-x)SrF2-5YF3-5LiF (몰%)를 갖는 청구된 플루오르화물 유리 중의 BaF2농도 (x 몰%)에 대한 유리 전이 온도 (Tg) 및 (결정화 온도 Tx - 유리 전이 온도 Tg)의 의존도를 나타내는 챠트이다. 일반적으로, (Tx-Tg)는 유리의 열안정성의 지표로서 사용된다. 도 1에서, 좌측 종축은 유리 전이 온도 (Tg)를 나타내고, 우측 종축은 (Tx-Tg)를 나타낸다 (이경우, Tg의 값 (검은색 원,)은 좌측 종축으로부터 읽고, (Tx-Tg)의 값 (검은색 네모,)은 우측 종축으로부터 읽음). 도 1은 BaF2의 농도가 0 부터 24 몰%까지 변하는 전 영역에서 Tg의 값이 260 ℃에 근접하다는 것을 보여준다. 반면에, Tx-Tg는 위로 볼록한 BaF2 의존도를 나타낸다. Tx-Tg의 값은 90 ℃ 이상의 0 ≤ BaF2≤ 24 몰%의 영역에서, 특히 100 ℃ 이상의 10 ≤ BaF2≤ 24 몰%의 영역, 다시 말하면 0 ≤ SrF2≤ 14 몰%의 영역에서 높은 값을 갖는다. 이것은 결정화에 대해 높은 열안정성을 소유한다는 증거이다.1 is a composition 28InF 3 -9GaF 3 -17ZnF 2 -12PbF 2 -xBaF 2 - (24-x) SrF 2 -5YF 3 -5LiF the fluoride BaF 2 concentration (x mol%) in a glass charge having a (mol%) It is a chart which shows the dependence of the glass transition temperature (Tg) and (crystallization temperature Tx-glass transition temperature Tg) with respect to. In general, (Tx-Tg) is used as an index of thermal stability of glass. In Fig. 1, the left vertical axis represents the glass transition temperature (Tg) and the right vertical axis represents (Tx-Tg) (in this case, the value of Tg (black circle, ) is read from the left vertical axis and (Tx-Tg) The value of (black square, ) is read from the right longitudinal axis). FIG. 1 shows that the value of Tg is close to 260 ° C. in all regions where the concentration of BaF 2 varies from 0 to 24 mol%. Tx-Tg, on the other hand, exhibits a convex BaF2 dependency. The value of Tx-Tg is high in the region of 0 ≦ BaF 2 ≦ 24 mol% of 90 ° C. or higher, especially in the region of 10 ≦ BaF 2 ≦ 24 mol% of 100 ° C. or higher, that is, in the region of 0 ≦ SrF 2 ≦ 14 mol%. Has a value. This is evidence of possessing high thermal stability against crystallization.

LiF 및 NaF는 또한 청구된 플루오르화물 유리 중에서 네트워크 형성제를 개질하기 위한 주성분이다. 상기 성분의 혼입은 유리 용융물의 용융 온도를 낮추고, 낮은 온도에서도 균일한 유리 용융물을 형성한다. 따라서, 이들의 혼입은 유리 형성능을 증진시킨다.LiF and NaF are also main components for modifying network formers in claimed fluoride glasses. The incorporation of the components lowers the melting temperature of the glass melt and forms a uniform glass melt even at low temperatures. Therefore, their incorporation enhances the glass forming ability.

NaF는 바람직하게는 0 내지 30 몰%의 양으로 포함한다. NaF의 농도가 30 몰%를 초과하는 경우, 결정화되려는 경향이 크기 때문에, 안정된 유리를 얻지 못한다. LiF는 유리의 열안정성을 유지시키는데 특히 중요한 성분이다. 바람직하게는, LiF의 농도는 1.5 내지 30 몰%이고, 특히 5 내지 10 몰%의 농도는 결정화에 대한 열안정성을 두드러지게 증진시킨다. 그러나, 30 몰%을 초과하는 농도에서, 결정화되려는 경향성이 강하여 안정된 유리를 얻는데 실패할 수 있다.NaF is preferably included in an amount of 0 to 30 mole%. If the concentration of NaF exceeds 30 mol%, there is a high tendency to crystallize, so that no stable glass is obtained. LiF is a particularly important component for maintaining the thermal stability of the glass. Preferably, the concentration of LiF is between 1.5 and 30 mol%, in particular between 5 and 10 mol%, which significantly enhances thermal stability against crystallization. However, at concentrations above 30 mol%, the tendency to crystallize is strong and may fail to obtain a stable glass.

청구된 플루오르화물 유리에서, LaF3, YF3, GdF3및 LuF3은 또한 유리의 열안정성을 증가시키는 주성분이다. 바람직하게는, 상기 성분 중 1종 이상을 1.5 내지 15 몰%, 바람직하게는 1.5 내지 10 몰%의 양으로 포함한다. 농도가 1.5 몰% 미만인 경우, 열안정성의 증가를 확신할 수 없다. 반면, 15 몰%를 초과하는 농도에서 결정화되려는 경향이 강하여 안정한 유리를 얻는데 실패할 수 있다.In the claimed fluoride glass, LaF 3 , YF 3 , GdF 3 and LuF 3 are also the main components which increase the thermal stability of the glass. Preferably, at least one of the components is included in an amount of 1.5 to 15 mol%, preferably 1.5 to 10 mol%. If the concentration is less than 1.5 mol%, an increase in thermal stability cannot be assured. On the other hand, there is a strong tendency to crystallize at concentrations in excess of 15 mol%, which may fail to obtain stable glass.

청구된 플루오르화물 유리에서, PbF2는 굴절률을 조절할 수 있는 필수 성분이고, 바람직하게는 0 내지 30 몰% 범위 내로 포함한다. 그러나, 유리의 열안정성을 손상시키지 않고 PbF2를 청구된 플루오르화물 유리의 굴절률이 조절될 수 있는 0 내지 20 몰%의 범위 내에서 NaF로 부분적으로 대체할 수 있다.In the claimed fluoride glass, PbF 2 is an essential component capable of adjusting the refractive index, and preferably included in the range of 0 to 30 mol%. However, PbF 2 can be partially replaced with NaF in the range of 0 to 20 mol%, in which the refractive index of the claimed fluoride glass can be controlled without compromising the thermal stability of the glass.

도 2는 조성물 25InF3-10GaF3-14ZnF2-xPbF2-18BaF2-8SrF2-2.5YF3-2.5LaF3-(20-x)(LiF+NaF) (몰%)를 갖는 청구된 플루오르화물 유리 중의 PbF2농도 (x 몰%)에 따른 유리 전이 온도 (Tg), (Tx-Tg) 및 굴절률 nD을 보여준다. 도 2에서, 좌측 종축은 온도를 나타내고, 우측 종축은 굴절률을 나타낸다 (여기에서, Tg 값 (검은색 원,) 및 (Tx-Tg) 값 (검은색 네모,)은 좌측 종축으로부터 읽고, 굴절률의 값 (백색 원,)은 우측 종축으로부터 읽음).2 is a composition 25InF 3 -10GaF 3 -14ZnF 2 -xPbF 2 -18BaF 2 -8SrF 2 -2.5YF 3 -2.5LaF 3 - (20-x) (LiF + NaF) the claimed fluoride glass having a (mol%) The glass transition temperature (Tg), (Tx-Tg) and refractive index n D according to the PbF 2 concentration (x mol%) in water are shown. In FIG. 2, the left vertical axis represents temperature, the right vertical axis represents the refractive index (wherein the Tg values (black circles, ) and (Tx-Tg) values (black squares, ) are read from the left vertical axis, The value of the refractive index (white circle, ) is read from the right longitudinal axis.

도 2는 PbF2의농도가 0 내지 20 몰%로 변하는 전 영역에서 유리 전이 온도가 260 ℃에 근접한 것을 나타낸다. (Tx-Tg)의 값은 90 ℃ 이상에서 높은 열안정성을 나타낸다. 반면에, PbF2의 농도가 증가함에 따라 굴절률은 1.46 내지 1.54로 선형적으로 증가한다. 따라서, 청구된 플루오르화물 유리에서 NaF에 의해 PbF2의 적당양을 전부 또는 일부 대체함으로써 전이 온도가 260 ℃에 근접하게 유지되고, 열 안정성이 높게 유지되면서 굴절율을 조절할 수 있다.2 shows that the glass transition temperature is close to 260 ° C. in the entire region where the concentration of PbF 2 varies from 0 to 20 mol%. The value of (Tx-Tg) shows high thermal stability above 90 ° C. On the other hand, as the concentration of PbF 2 increases, the refractive index increases linearly from 1.46 to 1.54. Thus, by replacing all or part of the appropriate amount of PbF 2 with NaF in the claimed fluoride glass, the refractive index can be controlled while maintaining the transition temperature close to 260 ° C., while maintaining high thermal stability.

청구된 플루오르화물 유리 및 청구된 플루오르화물 광학 섬유는 또한 첨가제 0 내지 15 몰%를 포함한다. 첨가제로서, 0 내지 10 몰%의 BeF2, 0 내지 10 몰%의 MgF2, 0 내지 10 몰%의 CaF2, 0 내지 4 몰%의 CdF2, 0 내지 5 몰%의 TlF4, 0 내지 5 몰%의 MnF2, 0 내지 5 몰%의 SmF3, 0 내지 5 몰%의 ScF3, 0 내지 5 몰%의 HfF4, 0 내지 5 몰%의 ZrF4, 0 내지 10 몰%의 KF, 0 내지 10 몰%의 RbF, 0 내지 10 몰%의 CsF, 0 내지 15 몰%의 BiF3및 AlF30 내지 15 몰%로 이루어진 군의 1종 이상을 포함할 수 있다.The claimed fluoride glass and claimed fluoride optical fibers also comprise 0 to 15 mole percent additive. As an additive, 0 to 10 mol% BeF 2 , 0 to 10 mol% MgF 2 , 0 to 10 mol% CaF 2 , 0 to 4 mol% CdF 2 , 0 to 5 mol% TlF 4 , 0 to 5 mol% MnF 2 , 0-5 mol% SmF 3 , 0-5 mol% ScF 3 , 0-5 mol% HfF 4 , 0-5 mol% ZrF 4 , 0-10 mol% KF , 0 to 10 mol% RbF, 0 to 10 mol% CsF, 0 to 15 mol% BiF 3, and AlF 3 0 to 15 mol%.

상기 경우에, CdF2로 전술한 필수 성분 ZnF2또는 PbF2의 일부, 즉 0 내지 4 몰%를 대체시킬 수 있다. 도 3은 유리 28InF3-9GaF3-(15-x)ZnF2-xCdF2- 12PbF2-18BaF2-8SrF2-5YF3-5LiF (몰%) 중의 CdF2농도 (x)에 따른 (Tx-Tg) 값을 나타낸다. 도 3으로부터, CdF2는 열안정성의 손상없이 유리 중에서 4 몰% 이하의 농도로 포함될 수 있다는 것을 알 수 있다. 그러나, 4 몰%를 초과하는 농도에서, (Tx-Tg)의 값이 급격하게 감소한다. 5 몰% 이상에서, 유리의 열안정성이 상당히 손상된다. 마찬가지로, BeF2, MgF2, CaF2및 MnF2의 개별적 원소로 필수 성분 ZnF2, PbF2, BaF2및 SrF2의 각 부분을 대체할 수 있다. 또한, 원소 TlF4, SmF3, ScF3, HfF4및 ZrF4로 필수 성분 InF3, GaF3, YF3및 LaF3의 각각의 부분을 대체할 수 있다. 그러나, 이들이 전술한 범위를 초과한 대체물로서 포함된다면, 유리의 열안정성이 상당히 손상될 수 있다.In this case, CdF 2 may replace some of the aforementioned essential components ZnF 2 or PbF 2 , ie 0-4 mol%. FIG. 3 shows (Tx-) according to CdF 2 concentration (x) in glass 28InF 3 -9GaF 3- (15-x) ZnF 2 -xCdF 2 -12PbF 2 -18BaF 2 -8SrF 2 -5YF 3 -5LiF (mol%) Tg) value. It can be seen from FIG. 3 that CdF 2 can be included at a concentration of up to 4 mol% in glass without compromising thermal stability. However, at concentrations above 4 mol%, the value of (Tx-Tg) decreases drastically. At 5 mol% or more, the thermal stability of the glass is significantly impaired. Similarly, BeF 2, MgF 2, CaF may be substituted for each part of the essential component, ZnF 2, PbF 2, BaF 2 and SrF 2 as a second and separate elements of MnF 2. In addition, the element 4 TlF, SmF 3, 3 ScF, HfF 4, and ZrF 4 as essential component, InF 3, GaF 3, may be substituted for respective portions of the YF 3 and LaF 3. However, if they are included as substitutes beyond the aforementioned ranges, the thermal stability of the glass can be significantly impaired.

본 발명의 플루오르화물 광학 섬유는 높은 △n (△n ≥ 1.0 %)를 갖는 구조물을 포함함으로써 고효율 광 증폭이 달성된다. 이것은 프라세오디뮴의 1.3 μm의 전이 양자 효율이 주 유리로서 낮은 포논 에너지 유리를 사용하고 코어에서의 높은 광도를 달성할 수 있는 섬유의 △n을 증가시킴으로써 증진되기 때문이다.The fluoride optical fiber of the present invention comprises a structure having a high Δn (Δn ≥ 1.0%) to achieve high efficiency optical amplification. This is because the 1.3 μm transition quantum efficiency of praseodymium is enhanced by using low phonon energy glass as the main glass and increasing Δn of the fiber which can achieve high brightness at the core.

그러나, 높은 △n 광학 섬유의 제조하기 위하여 앞에서 인용된 일본 특허 출원 제60-155549호에 기재된 PbF2-기재 플루오르화물 유리를 코어로서 사용하고, 피복으로서 공지된 ZrF4-기재 플루오르화물 유리를 사용하는 경우, 필수적으로 PbF2및 ZrF4를 함유하는 결정이 코어 및 피복 간의 계면에서 성장하여 만족스런 광학 섬유를 얻기 어렵게 한다.However, in the case of using PbF 2 -based fluoride glass described in Japanese Patent Application No. 60-155549 cited above for the production of high Δn optical fibers as a core, and using a known ZrF 4 -based fluoride glass as the coating Crystals containing essentially PbF 2 and ZrF 4 grow at the interface between the core and the coating, making it difficult to obtain satisfactory optical fibers.

대조적으로 본 발명의 플루오르화물 섬유에서, 피복으로서 청구항 1에 기재된 플루오르화물 유리의 사용은 코어 및 피복재 간의 계면에서 결정화를 일으키지 않고, PbF2-기재 플루오르화물 유리가 코어 유리로서 사용될때도 만족스런 광학 섬유를 얻을 수 있었다. 그 이유는 InF3가 또한 PbF2-기재 플루오르화물 유리의 조성물 중에 포함되고, 따라서 주성분으로서 PbF2및 InF3을 함유하는 빠른 결정 성장이 없다.In contrast, in the fluoride fiber of the present invention, the use of the fluoride glass according to claim 1 as a coating does not cause crystallization at the interface between the core and the coating material, and a satisfactory optical fiber can be obtained even when PbF 2 -based fluoride glass is used as the core glass. there was. The reason is that InF 3 is also included in the composition of PbF 2 -based fluoride glass, and thus there is no rapid crystal growth containing PbF 2 and InF 3 as main components.

또한, 물론 코어 유리로서 청구항 1의 플루오르화물 유리를 사용하여 청구된 광학 섬유를 제조할 수 있다.It is of course also possible to produce the claimed optical fibers using the fluoride glass of claim 1 as core glass.

단일 유형 플루오르화물 광학 섬유는 다음 제조 단계에 의해 제조하였다. 코어 및 피복재를 포함하는 구조물을 갖는 플루오르화물 섬유 전형태를 흡인 주형법에 의해 제조하였다. 이어서, 생성되는 플루오르화물 섬유 전형태를 첫번째 외피관 내로 삽입하고, 열을 가하여 신장시켜서 2차 섬유 전형태를 제조하였다. 2차 섬유 전형태를 2차 외피관 내로 재삽입하고, 단일 유형 광학 섬유로 연신하였다.Single type fluoride optical fibers were prepared by the following preparation steps. A full form of fluoride fiber having a structure comprising a core and a cladding was prepared by a suction mold method. The resulting full fluoride fiber form was then inserted into the first sheath and stretched by applying heat to prepare a second fiber form. The secondary fiber former was reinserted into the secondary envelope and drawn into a single type of optical fiber.

흡입 주형법에 의해 빛을 잘 제한할 수 있는 코어를 갖는 단일 유형 광학 섬유를 제조하기 위해, 5 이상의 코어/피복 외부 직경 비가 필요한 것으로 일반적으로 알려져 있다. 그러나, 상기한 단일 유형 섬유의 제조 방법으로, 5 이상의 코어/피복 외부 직경 비를 갖는 섬유 전형태를 흡입 주형법을 사용한 섬유 전형태 형성 단계에 의해 제조하는 것은 불가능하다. 따라서, 5를 초과하는 코어/피복 비를 갖는 단일 유형 섬유를 제조하기 위해서는 바람직하게는 1차 외피관, 즉 2차 피복은 피복 (1차 피복)과 동일한 굴절율을 가져야 한다. 만약 2차 피복이 1차 피복보다 더 높은 굴절율을 가진다면 코어 중의 전파 빛의 장이 피복중으로 확장되고, 코어 중에서의 빛 강도를 약화시킨다. 따라서, 고효율적 증폭을 얻을 수 없다.It is generally known that a core / coated outer diameter ratio of at least 5 is required to produce a single type of optical fiber having a core that can be well constrained by suction molding. However, with the above-described method for producing single type fibers, it is impossible to produce fiber formers having a core / coated outer diameter ratio of 5 or more by the fiber former forming step using the suction mold method. Thus, in order to produce a single type of fiber having a core / coating ratio of greater than 5, the primary sheath, ie the secondary sheath, should preferably have the same refractive index as the sheath (primary sheath). If the secondary coating has a higher refractive index than the primary coating, the field of propagating light in the core extends into the coating and weakens the light intensity in the core. Therefore, high efficiency amplification cannot be obtained.

반대로, 본 발명의 광학 섬유는 피복 유리로서 청구된 플루오르화물 유리를 사용한다. 따라서, 피복 및 2차 피복은 굴절율이 일치하며, 코어/피복 비가 5 이상이고, 코어 중에서 제한된 고강도 빛을 갖는 단일 유형 섬유를 제조할 수 있다.In contrast, the optical fiber of the present invention uses the fluoride glass claimed as the coated glass. Thus, the sheaths and secondary sheaths have a consistent refractive index, can produce single type fibers with a core / coat ratio of at least 5 and with limited high intensity light in the cores.

흡입 주형법을 사용하지 않는 경우에 비율이 피복 유형을 억제할 수 있는 한 코어/피복비는 5이상으로 제한되지 않는다.The core / coating ratio is not limited to five or more as long as the ratio can suppress the type of coating, if no suction molding method is used.

단일 유형 플루오르화물 섬유의 단면으로부터 명백히 알 수 있듯이 코어 및 피복의 면적의 최대 값은 광학 섬유의 총 단면적의 1/16이다. 대부분의 단면은 1차 외피관 및 2차 외피관으로 이루어진다. 따라서, 대부분의 광학 섬유의 중량은 외피관에 의한 것이다. 이것은 외피관의 가격이 단일 유형 섬유의 가격을 결정한다는 것을 의미한다.As can be clearly seen from the cross section of a single type fluoride fiber, the maximum value of the area of the core and the sheath is 1/16 of the total cross-sectional area of the optical fiber. Most cross sections consist of a primary shell and a secondary shell. Thus, the weight of most optical fibers is due to the sheath. This means that the price of the sheath determines the price of a single type of fiber.

InF3및 GaF3과 같은 플루오르화물 원료는 ZrF4에 비교하여 비싸다. 외피관으로서 InF3-기재 플루오르화물 유리의 사용은 생성된 광학 섬유의 단가를 불가피하게 상승시킨다.Fluoride raw materials such as InF 3 and GaF 3 are expensive compared to ZrF 4 . The use of InF 3 -based fluoride glass as the shell tube inevitably raises the cost of the resulting optical fibers.

본 발명의 플루오르화물 섬유에서, 1차 외피관, 즉 2차 피복으로서 ZrF4-기재 플루오르화물을 사용할 경우 생성된 단일 유형 섬유의 가격은 감소될 수 있다.In the fluoride fibers of the present invention, the use of ZrF 4 -based fluorides as primary sheaths, i.e., secondary coatings, can reduce the cost of the resulting single type fibers.

ZrF4-기재 플루오르화물의 외피관을 2차 피복으로 사용할 경우, 코어 중에서 제한된 고강도 빛을 갖는 만족스러운 섬유를 제조하는 것은 피복과 2차 피복의 굴절율 간의 일치를 요구한다. 청구된 플루오르화물 섬유중에서, PbF2의 농도, 피복 유리의 성분은 NaF로 부분적으로 대체되고, 피복 유리의 유리 전이 온도를 변화시키지 않고 1.46 내지 1.54의 범위에서 굴절율을 변화시킬 수 있다. 더우기, 피복 유리의 유리 전이 온도는 ZrF4-기재 플루오르화물 유리의 유리 전이 온도에 근접한다. 결과적으로, ZrF4-기재 플루오르화물 유리를 2차 피복으로 사용하더라도 신장 및 섬유 연신과 같은 섬유 형성 단계를 문제없이 수행할 수 있다. 게다가, 피복 유리의 굴절율을 외피관의 굴절율 보다 크고, 코어의 굴절보다 작게 조절할 수 있다. 따라서, 코어 중에 제한된 고강도 빛을 갖는 만족스러운 단일 유형 섬유를 제조할 수 있다.When using an outer shell of ZrF 4 -based fluoride as the secondary coating, producing a satisfactory fiber with limited high intensity light in the core requires a match between the refractive index of the coating and the secondary coating. Among the fluoride fibers claimed, the concentration of PbF 2 , the component of the coated glass, is partially replaced by NaF and can change the refractive index in the range of 1.46 to 1.54 without changing the glass transition temperature of the coated glass. Moreover, the glass transition temperature of the coated glass is close to the glass transition temperature of the ZrF 4 -based fluoride glass. As a result, even when ZrF 4 -based fluoride glass is used as the secondary coating, fiber forming steps such as stretching and fiber drawing can be performed without problems. In addition, the refractive index of the coated glass can be adjusted to be larger than the refractive index of the outer shell and smaller than the refractive index of the core. Thus, it is possible to produce a satisfactory single type fiber with limited high intensity light in the core.

4 % 이상의 상대 굴절율 차 (△n)을 갖는 광학 섬유를 제조할 경우, 청구된 플루오르화물 유리의 굴절율보다 더 높은 굴절율을 갖는 플루오르화물 유리를 코어 유리로서 사용하는 것이 필요하다. 상대 굴절율 차 (△n)을 △n = (코어 굴절율 - 피복 굴절율)/코어 굴절율 (%)로 정의할 수 있다. 일반적으로, 고농도의 PbF2를 갖는 플루오르화물 유리는 굴절율이 높은 것으로 알려져 있다. 본 발명자들의 광범위한 연구는 30 내지 46 몰%의 PbF2를 함유하고, 1.6에 근접한 고굴절율을 갖는 플루오르화물 유리 성분을 개발해 왔다. 본 발명에서 바람직한 플루오르화물 유리는 코어 메트릭스가 5 내지 25 몰%의 InF3, 13 내지 40 몰%의 GaF3, 4 내지 25 몰%의 ZnF2, 30 내지 46 몰%의 PbF2, 0 내지 2 몰%의 CdF2및 LaF3, YF3, GdF3, 및 LuF3로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 구성원 1.5 내지 12 몰% 및 0 내지 15 몰%의 첨가물로 이루어지고, 모든 성분의 총량이 100 몰%인 플루오르화물 유리이다.When producing optical fibers having a relative refractive index difference (Δn) of 4% or more, it is necessary to use fluoride glass having a refractive index higher than that of the claimed fluoride glass as the core glass. The relative refractive index difference (Δn) can be defined as Δn = (core refractive index-coated refractive index) / core refractive index (%). In general, fluoride glass having a high concentration of PbF 2 is known to have a high refractive index. Our extensive research has developed fluoride glass components containing 30-46 mol% PbF 2 and having a high refractive index close to 1.6. Preferred fluoride glass in the present invention has a core matrix of 5 to 25 mol% InF 3 , 13 to 40 mol% GaF 3 , 4 to 25 mol% ZnF 2 , 30 to 46 mol% PbF 2 , 0 to 2 mol % Of CdF 2 and LaF 3 , YF 3 , GdF 3 , and LuF 3 , consisting of 1.5 to 12 mol% and 0 to 15 mol% of additives selected from the group consisting of 100 mole% of all components Phosphorus fluoride glass.

코어의 플루오르화물 유리에서, InF3및 GaF3는 네트워크 형성제로서 필수 성분이다. InF3를 바람직하게는 5 내지 25 몰%의 농도로 함유시킨다. 만약 그의 농도가 5 몰% 미만이면, 투명한 유리를 얻을 수 없다. 만약 InF3의 농도가 코어 플루오르화물 유리 성분 중에서 25 몰%를 초과하면 다소 높은 결정화 속도가 일어나서 만족스럽지 못한 유리를 얻게된다. GaF3를 바람직하게는 13 내지 40 몰%의 농도로 함유시킨다. 만약 GaF3농도가 코어 플루오르화물 유리 성분 중에서 13 몰% 미만이면, 결정화로 인해 투명한 유리를 얻을 수 없다. 만약 그의 농도가 40 몰%를 초과하면 유리 용융물이 황색으로 불투명하게 되어 또한 투명 유리를 얻을 수 없다. 더우기, 코어 플루오르화물 유리 중에서, PbF2및 ZnF2는 네트워크 개질제로서 필수 성분이다. 이들 이온의 합입은 유리 용융물의 용융 온도를 낮추어 균질 용융물을 낮은 온도에서 얻을 수 있고, 따라서 유리 형성능을 증진시킬 수 있다. 이 코어 플루오르화물 조성물에서 PbF2의 바람직한 농도는 30 내지 46 몰%이다. 30 몰% 미만의 농도는 결정화로 인해 투명 유리를 얻는데 어렵게 한다. 46 몰%를 초과하는 농도에서, 유리 용융물은 휘발성이 되고, 안정한 유리를 제공할 수 없다. ZnF2를 바람직하게는 4 내지 25 몰% 농도로 함유시킨다. 4 몰% 미만의 농도에서는 결정화로 인해 투명한 유리를 얻을 수 없다. 25 몰%를 초과하는 농도에서는 다소 높은 결정화 속도가 일어나고, 역시 투명한 유리를 얻을 수 없다. CdF2를 0 내지 20 몰% 범위로 PbF2또는 ZnF2의 대체물로서 함유시킬 수 있다. 바람직하게는 이를 0 내지 7 몰% 범위로 함유시켜서 유리 형성능을 증진시키고 안정한 유리를 얻을 수 있다. 더우기, LaF3, YF3, GdF3, 또는 LuF3는 청구된 플루오르화물 유리 중에서 결정화에 대해 열적 안정성을 개선시키는데 필수 성분이다. 코어 플루오르화물 유리 조성물에서, 그들 중 하나 이상을 1.5 내지 12 몰% 농도로 함유시켜 재가열에 대한 열적 안정성을 개선시킬 수 있다.In the fluoride glass of the core, InF 3 and GaF 3 are essential components as network formers. InF 3 is preferably contained at a concentration of 5 to 25 mol%. If its concentration is less than 5 mol%, transparent glass cannot be obtained. If the concentration of InF 3 exceeds 25 mol% in the core fluoride glass component, a rather high crystallization rate occurs, resulting in an unsatisfactory glass. GaF 3 is preferably contained at a concentration of 13 to 40 mol%. If the GaF 3 concentration is less than 13 mol% in the core fluoride glass component, no clear glass can be obtained due to crystallization. If its concentration exceeds 40 mol%, the glass melt becomes opaque yellow and no clear glass can be obtained. Moreover, in the core fluoride glass, PbF 2 and ZnF 2 are essential components as network modifiers. The incorporation of these ions lowers the melting temperature of the glass melt so that a homogeneous melt can be obtained at low temperatures, thus enhancing the glass forming ability. The preferred concentration of PbF 2 in this core fluoride composition is 30 to 46 mol%. Concentrations below 30 mol% make it difficult to obtain transparent glass due to crystallization. At concentrations above 46 mol%, the glass melt becomes volatile and cannot provide stable glass. ZnF 2 is preferably contained at a concentration of 4 to 25 mol%. At concentrations below 4 mol%, clear glass cannot be obtained due to crystallization. At concentrations above 25 mole%, a rather high crystallization rate occurs and no clear glass can be obtained. CdF 2 may be contained as a substitute for PbF 2 or ZnF 2 in the range of 0 to 20 mol%. Preferably it can be contained in the range of 0 to 7 mol% to enhance the glass forming ability and to obtain a stable glass. Moreover, LaF 3 , YF 3 , GdF 3 , or LuF 3 are essential ingredients to improve thermal stability against crystallization in the claimed fluoride glass. In the core fluoride glass composition, one or more of them may be contained at a concentration of 1.5 to 12 mole percent to improve thermal stability against reheating.

이와 같은 플루오르화물 유리를 코어로 사용하고, 청구항 1에서 청구된 본 발명의 플루오르화물 유리를 피복으로 사용하여서 종래의 ZrF4-기재 플루오르화물 섬유로 얻을 수 없는 4 % 이상의 △n을 갖는 광학 섬유를 제조할 수 있다.Using such a fluoride glass as a core and using the fluoride glass of the present invention as claimed in claim 1 as an sheath, an optical fiber having a Δn of 4% or more that cannot be obtained with conventional ZrF 4 -based fluoride fibers can be produced. have.

또한, 종래의 ZrF4-기재 플루오르화물 유리를 사용하여 제조한 광학 섬유의 상대 굴절율 차 △n과 비교하여 4 % 이하의 △n을 갖는 단일 유형 광학 섬유를 제조할 경우, 코어 및 피복으로서 청구된 플루오르화물 유리의 사용은 ZrF4-기재 플루오르화물 유리와 거의 동일한 광학 섬유를 제조할 수 있게 한다. 더우기, 청구된 플루오르화물 유리는 ZrF4-기재 플루오르화물 유리보다 더 양호한 적외선 투과도를 갖는다. 따라서, 광학 증폭을 위해 그의 코어를 희토류 이온으로 도핑하는 것은 ZrF4-기재 플루오르화물 유리의 증폭 효율보다 더 높은 증폭 효율을 가능하게 한다.In addition, when producing a single type optical fiber having Δn of 4% or less compared to the relative refractive index difference Δn of optical fibers made using conventional ZrF 4 -based fluoride glass, the fluoride claimed as core and coating The use of glass makes it possible to produce optical fibers that are nearly identical to ZrF 4 -based fluoride glass. Moreover, the claimed fluoride glass has better infrared transmission than ZrF 4 -based fluoride glass. Thus, doping its core with rare earth ions for optical amplification allows for higher amplification efficiency than that of ZrF 4 -based fluoride glass.

전이 금속 이온 또는 희토류 이온으로 코어 중에 도핑할 경우, 본 발명의 플루오르화물 섬유는 광학 섬유 레이저 또는 광학 섬유 증폭기로서 사용될 수 있다. 도핑 전이 금속 이온의 예는 Cr, Ti, Fe, Co, Ni 및 Cu인 반면, 도핑 희토류 이온의 예는 Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm 및 Yb이다. 이들 도핑 원소를 0.001 내지 10 중량%의 범위로 함유시킬 수 있다. 이는 코어 유리의 열적 안정성을 퇴화시키기 때문에 10 중량%를 초과하는 농도는 바람직하지 않다. 0.001 중량% 미만의 농도에서는 산란 손실과 같은 섬유의 고유 손실로 인해 충분한 방출을 얻을 수 없다.When doped into the core with transition metal ions or rare earth ions, the fluoride fibers of the invention can be used as optical fiber lasers or optical fiber amplifiers. Examples of doped transition metal ions are Cr, Ti, Fe, Co, Ni and Cu, while examples of doped rare earth ions are Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm and Yb to be. These doping elements can be contained in the range of 0.001-10 weight%. Concentrations in excess of 10% by weight are undesirable because this degrades the thermal stability of the core glass. At concentrations less than 0.001% by weight, sufficient emissions cannot be obtained due to the inherent losses of the fiber, such as scattering losses.

본 발명은 참조적으로 실시예에 의해 상세히 설명될 것이고 이는 본 발명을 설명하려는 것이지 제한하려는 것은 아니다.The invention will now be described in detail by way of examples which are intended to illustrate, but not to limit the invention.

[실시예1]Example 1

InF3, GaF3, ZnF2, PbF2, BaF2, SrF2, YF3, LaF3, GdF3, LuF3, LiF 및 NaF를 모두 무수 형태로 칭량하고, 표 1에 기재된 비율로 혼합하였다. 각 혼합물에 4 g의 암모늄비플루오르화물을 첨가하고, 도가니에 넣었다. 도가니를 내열성 노(爐)에 고정시키고, 아르곤 분위기 하에서 900℃에서 1시간 동안 가열하여 도가니의 함유물을 용융시켰다. 노의 온도를 700℃로 낮추고, 도가니를 제거하였다. 내부 용융물을 외부 직경이 8 mm이고 200℃로 예비 가열된 청동 금형 안에 부어 넣고, 용융물을 켄칭시켜 유리봉을 얻었다.An InF 3, GaF 3, ZnF 2 , PbF 2, BaF 2, SrF 2, YF 3, LaF 3, GdF 3, LuF 3, LiF and NaF all weighed in dry form and mixed in a ratio shown in Table 1. 4 g of ammonium bifluoride was added to each mixture and placed in a crucible. The crucible was fixed in a heat resistant furnace and heated at 900 ° C. for 1 hour in an argon atmosphere to melt the contents of the crucible. The furnace temperature was lowered to 700 ° C. and the crucible was removed. The inner melt was poured into a bronze mold having an outer diameter of 8 mm and preheated to 200 ° C., and the melt was quenched to obtain a glass rod.

유리봉의 일부를 부수어 시차 주사 열량계를 사용하여 유리 전이 온도 (Tg) 및 결정화 온도 (Tx)를 측정하였다. 모든 시료에서 Tg 값은 약 260℃였다. (Tx-Tg) 값은 유리의 결정화에 대한 열 안정성의 지표로 공지되어 있다. 모든 유리 시료에 대한 (Tx-Tg)의 측정은 90℃ 이상이었고, 생성된 유리는 높은 열 안정성을 갖는 것으로 확인되었다.A portion of the glass rod was broken and the glass transition temperature (Tg) and crystallization temperature (Tx) were measured using a differential scanning calorimeter. Tg value was about 260 degreeC in all the samples. The (Tx-Tg) value is known as an index of thermal stability to crystallization of the glass. The measurement of (Tx-Tg) for all glass samples was above 90 ° C. and the resulting glass was found to have high thermal stability.

10 mm의 긴 원통형 막대를 유리봉으로부터 잘라내고, 그의 반대쪽 말단 표면을 광택을 내고, 막대의 투과 스펙트럼을 측정하였다. 막대는 약 10 ㎛ 이하의 양호한 투과도를 갖는 것으로 발견되었다. 시료의 일부를 라만 스펙트럼으로 측정하였다. 모든 측정물의 피크는 약 500 ㎝-1근처에서 나타났고, 생성된 유리 전이는 작은 포논 에너지를 갖는 것으로 나타났다.A 10 mm long cylindrical rod was cut out of the glass rod, its opposite end surface was polished and the transmission spectrum of the rod was measured. The rod was found to have a good transmittance of about 10 μm or less. A portion of the sample was measured in Raman spectrum. The peaks of all the workpieces appeared around about 500 cm −1 , and the resulting glass transition appeared to have a small phonon energy.

Figure kpo00001
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〈비교 실시예 1〉<Comparative Example 1>

ZrF4, BaF2, LaF3, AlF3, YF3및 NaF을 모두 무수물 형태의 원료로서 사용하고, 칭량하여 46.5ZrF4-23.5BaF2-2.5LaF3-2.5YF3-4.5AlF3-20NaF (몰%)의 조성물을 지닌 배치를 형성하였다. 이 배치물 20 g을 혼합하고, 4 g의 암모늄비플루오르화물을 첨가하고, 혼합물을 도가니에 넣었다. 도가니를 내열성 노에서 900℃에서 1시간 동안 가열하여 도가니의 함유물을 용융시켰다. 이어서, 노의 온도를 700℃로 낮추고, 내부 용융물을 240℃로 예비 가열된 청동 금형에 부어 넣고, 용융물을 켄칭시켜 유리봉을 얻었다.ZrF 4 , BaF 2 , LaF 3 , AlF 3 , YF 3 and NaF are all used as raw materials in anhydrous form and weighed to obtain 46.5ZrF 4 -23.5BaF 2 -2.5LaF 3 -2.5YF 3 -4.5AlF 3 -20NaF ( Mole%) was formed. 20 g of this batch were mixed, 4 g of ammonium bifluoride were added and the mixture was placed in a crucible. The crucible was heated in a heat resistant furnace at 900 ° C. for 1 hour to melt the contents of the crucible. Then, the furnace temperature was lowered to 700 ° C., the internal melt was poured into a bronze mold preheated to 240 ° C., and the melt was quenched to obtain a glass rod.

10 mm의 긴 원통형 막대를 생성된 유리봉으로부터 잘라내고, 그의 반대쪽 말단 표면을 광택을 내고, 실시예 1에서와 동일한 방법으로 막대의 투과 스펙트럼을 측정하였다. 결과는 도 4에 점선으로 나타내었다. 도시된 바와 같이 약 5 ㎛의 파장에서 출발하여 흡수는 증가하고, 8 ㎛보다 긴 파장에서 투과도는 작았다.A 10 mm long cylindrical rod was cut out of the resulting glass rod, its opposite end surface was polished and the transmission spectrum of the rod was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in dashed lines in FIG. 4. As shown, starting at a wavelength of about 5 μm, the absorption increased and at a wavelength longer than 8 μm the transmission was small.

시료의 일부를 실시예 1에서와 동일한 방법으로 라만 스펙트럼으로 측정하였다. 포논 에너지를 나타내는 피크는 약 500 ㎝-1근처에서 나타났고, 생성된 유리가 실시예 1의 유리보다 훨씬 큰 포논 에너지를 갖는 것을 확인하였다.A portion of the sample was measured in Raman spectra in the same manner as in Example 1. Peaks representing phonon energy appeared around about 500 cm −1 , and it was confirmed that the resulting glass had much greater phonon energy than the glass of Example 1.

코어 유리 시료 제1호의 제조Preparation of Core Glass Sample No. 1

본 발명에 따른 광학 섬유의 코어 유리를 하기의 방법으로 제조하였다.The core glass of the optical fiber according to the present invention was produced by the following method.

InF3, GaF3, ZnF2, PbF2, YF3및 LaF3을 모두 무수물 형태로 원료로서 사용하고, 칭량하여 13InF3-29GaF3-12ZnF2-38PbF2-4YF3-4LaF3(몰%)조성물의 배치를 형성하였다. 이 배치물 20 g에 4 g의 암모늄비플루오르화물을 첨가한 후, 혼합물을 도가니에 넣었다. 도가니를 내열성 노에 고정시키고, 아르곤 분위기 하에서 900℃에서 1시간 동안 가열하여 도가니의 함유물을 용융시켰다. 이어서, 노의 온도를 700℃로 낮추고, 도가니를 제거하였다. 내부 용융물을 외부 직경이 8 mm이고 200℃로 예비 가열된 청동 금형에 부어 넣고, 용융물을 켄칭시켜 유리봉을 얻었다.InF 3 , GaF 3 , ZnF 2 , PbF 2 , YF 3 and LaF 3 are all used as raw materials in anhydrous form and weighed to determine 13InF 3 -29GaF 3 -12ZnF 2 -38PbF 2 -4YF 3 -4LaF 3 (mol%) A batch of compositions was formed. After adding 4 g of ammonium bifluoride to 20 g of this batch, the mixture was placed in a crucible. The crucible was fixed in a heat resistant furnace and heated at 900 ° C. for 1 hour under an argon atmosphere to melt the contents of the crucible. The temperature of the furnace was then lowered to 700 ° C. and the crucible was removed. The inner melt was poured into a bronze mold having an outer diameter of 8 mm and preheated to 200 ° C., and the melt was quenched to obtain a glass rod.

생성된 유리를 시차 주사 열량계를 사용하여 유리 전이 온도 (Tg) 및 결정화 온도 (Tx)를 측정하였다. 결과는 Tg=258℃, Tx=336℃였다. 이러한 결과로부터 (Tx-Tg) 값은 78℃였고, 생성된 유리가 열적으로 안정하다는 것을 확인하였다.The resulting glass was measured for glass transition temperature (Tg) and crystallization temperature (Tx) using a differential scanning calorimeter. The result was Tg = 258 degreeC and Tx = 336 degreeC. From these results, the (Tx-Tg) value was 78 ° C., and it was confirmed that the resulting glass was thermally stable.

코어 유리 시료 제2호 내지 제147호의 제조Preparation of Core Glass Sample Nos. 2 to 147

코어 유리 시료 제1호의 제조에서와 같이 InF3, GaF3, ZnF2, CdF2, PbF2, YF3, LaF3, GdF3및 LuF3을 모두 무수물 형태로 칭량하고, 표 2 내지 5에 기재된 비율로 혼합하였다. 각 혼합물에 4 g의 암모늄비플루오르화물을 첨가하고, 혼합물을 도가니에 넣었다. 실시예 1에서와 동일한 방법으로 도가니를 내열성 노에서 가열하여 도가니의 함유물을 용융시켰다. 도가니 내부 용융물을 예비 가열된 금형에 부어넣고, 켄칭시켜 유리봉을 얻었다.As in the core glass sample No. 1 of Preparation InF 3, GaF 3, ZnF 2, CdF 2, PbF 2, YF 3, LaF 3, GdF 3, and both the LuF 3 and weighed on the anhydrous form, as described in Tables 2 to 5 Mix in proportions. 4 g of ammonium bifluoride was added to each mixture and the mixture was placed in a crucible. The crucible was heated in a heat resistant furnace in the same manner as in Example 1 to melt the contents of the crucible. The crucible internal melt was poured into a preheated mold and quenched to obtain a glass rod.

10 mm의 긴 원통형 막대를 유리봉으로부터 잘라내고, 그의 반대쪽 말단 표면을 광택을 내고, 막대의 투과 스펙트럼을 측정하였다. 막대는 10 ㎛ 이하의 파장에서 양호한 투과도를 갖는 것으로 발견되었다. 유리 시료의 일부를 라만 스펙트럼으로 측정하였다. 모든 측정물의 피크는 약 500 ㎝-1근처에서 나타났고, 이는 생성된 유리가 작은 포논 에너지를 갖는 것을 나타내었다.A 10 mm long cylindrical rod was cut out of the glass rod, its opposite end surface was polished and the transmission spectrum of the rod was measured. The rod was found to have good transmittance at wavelengths below 10 μm. A portion of the glass sample was measured in Raman spectrum. The peaks of all the measurements appeared near about 500 cm −1 , indicating that the resulting glass had a small phonon energy.

Figure kpo00002
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Figure kpo00003
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Figure kpo00004
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Figure kpo00005
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광학 섬유의 제조Manufacture of optical fiber

코어 유리 시료 제1호를 코어 유리로서, 조성물 28InF3-9GaF3-17ZnF2-18 BaF2-6-SrF2-5YF3-10NaF-7LiF(몰%)를 지닌 플루오르화물 유리를 피복 유리로서 사용하여 흡입 주형법에 의해 플루오르화물 섬유 전형태를 제조하였다.Core Glass Sample No. 1 was used as the core glass, and a fluoride glass having the composition 28InF 3 -9GaF 3 -17ZnF 2 -18 BaF 2 -6-SrF 2 -5YF 3 -10NaF-7LiF (mol%) as the coated glass. Fluoride fiber full form was prepared by suction molding method.

먼저, InF3, GaF3, ZnF2, PbF2, YF3, LaF3, BaF2, SrF2, NaF 및 LiF를 모두 무수물 형태로 칭량하여 상기 코어 및 피복의 조성물을 갖도록 혼합하였다. 각 혼합물을 도가니에 넣고, 아르곤 분위기 하에서 내열성 노에서 가열하여 도가니의 함유물을 용융시켰다.First, a mixed InF 3, GaF 3, ZnF 2 , PbF 2, YF 3, LaF 3, BaF 2, SrF 2, LiF and NaF were weighed for all the anhydrous form have the composition of the core and the coating. Each mixture was placed in a crucible and heated in a heat resistant furnace under an argon atmosphere to melt the contents of the crucible.

이어서, 섬유 전형태를 도 5에 도시된 흡입 주형법으로 제조하였다. 즉, 900℃에서 1시간 동안 내열성 노에서 가열하여 형성된 유리 용융물의 온도를 700℃로 낮추었다. 이어서, 피복 유리 용융물 (2)를 220℃로 예비 가열된 청동 금형 (1)에 그의 윗 부분까지 부어넣었다. 이어서, 피복 유리 용융물 (2)가 고체화하기 시작할 때, 코어 유리 용융물 (3)을 피복 유리 용융물 (2) 상에 부어 넣었고, 그의 상부 중심이 도 5a에 도시된 바대로 가라앉기 시작했다. 냉각 및 고체화하는 동안 상당한 부피 수축이 일어났다. 피복 유리 (2a)의 이러한 부피 수축은 피복 유리 (2a)의 가라앉은 중심 위로 코어 유리 (3a)의 흡입을 초래하였다. 내부로 흡입된 코어 유리 (3a)는 원통형 피복 유리 (2a)의 중심에서 고체화되어 도 5b에 도시된 바대로 섬유 전형태 (4)를 형성하였다. 생성된 섬유 전형태 (4)는 5 mm의 피복 외부 직경, 점차적으로 변화하는 0.2 내지 1.7 mm의 코어 외부 직경, 및 30 mm의 길이를 가졌다.Subsequently, the whole fiber was produced by the suction mold method shown in FIG. That is, the temperature of the glass melt formed by heating in a heat resistant furnace for 1 hour at 900 ° C was lowered to 700 ° C. Subsequently, the coated glass melt 2 was poured into a bronze mold 1 preheated to 220 ° C. up to its upper portion. Then, when the coated glass melt 2 began to solidify, the core glass melt 3 was poured onto the coated glass melt 2, and its upper center began to sink as shown in FIG. 5A. Significant volume shrinkage occurred during cooling and solidification. This volume shrinkage of the coated glass 2a resulted in the inhalation of the core glass 3a above the sinking center of the coated glass 2a. The core glass 3a sucked inside was solidified at the center of the cylindrical clad glass 2a to form the fiber form 4 as shown in FIG. 5B. The resulting fiber former (4) had a sheath outer diameter of 5 mm, a gradually varying core outer diameter of 0.2-1.7 mm, and a length of 30 mm.

이어서, 피복 유리와 동일한 조성물을 갖는 외피관을 도 6에 도시된 바와 같이 회전 주형법에 의해 제조하였다. 즉, 원료를 칭량하고, 피복 유리의 조성물을 갖도록 혼합하여 도가니에 넣고, 내열성 노에서 가열하여 도가니의 함유물을 용융시켰다. 생성된 외피관 용융물 (12)를 도 6a에 도시된 바와 같이 예비 가열된 청동 금형 (11)에 부어 넣었다. 금형 (11)을 수평하게 눕히고, 도 6b에 도시된 바와 같이 고속으로 회전시켰다. 이러한 조건에서 회전하는 동안 용융물 (12)를 냉각하고, 고체화하여 15 mm의 외부 직경, 5 mm의 내부 직경, 및 140 mm의 길이를 갖는 플루로오르화물 유리 외피관 (13)을 얻었다.Subsequently, an outer shell having the same composition as the coated glass was produced by the rotary casting method as shown in FIG. 6. That is, the raw materials were weighed, mixed so as to have a composition of coated glass, placed in a crucible, and heated in a heat resistant furnace to melt the contents of the crucible. The resulting envelope melt 12 was poured into a preheated bronze mold 11 as shown in FIG. 6A. The mold 11 was laid horizontally and rotated at high speed as shown in FIG. 6B. The melt 12 was cooled and solidified during rotation under these conditions to obtain a fluorofluoride glass shell 13 having an outer diameter of 15 mm, an inner diameter of 5 mm, and a length of 140 mm.

이어서, 유리 섬유 전형태 (4)를 이슬점이 -60℃이하인 질소 기체가 공급되는 외피관 (13)의 글러브 상자 내로 삽입하였다. 도 7a에 도시된 바와 같이 외피관 (13)을 전형태 지지체 (22)에 의해 O-고리 (21)를 경유하여 지탱하였다. 이어서, 내부를 배기시키고, 도 7b에 도시된 바와 같이 전형태 (4)를 외피관 (13)과 함께 가열 노 (23)에 3 mm/분의 속도로 주입하였다. 연화 온도로 가열된 복합물의 저부를 아래로 잡아 당겨서 5 mm의 외부 직경을 갖는 유리 섬유 전형태 (24)를 얻었다.Subsequently, glass fiber former 4 was inserted into the glove box of the outer shell tube 13 supplied with nitrogen gas having a dew point of -60 ° C or lower. As shown in FIG. 7A, the envelope 13 was supported by the full-form support 22 via the O-ring 21. The interior was then evacuated and the former form 4 was injected into the heating furnace 23 at a rate of 3 mm / min as shown in FIG. 7B together with the envelope 13. The bottom of the composite heated to softening temperature was pulled down to obtain a glass fiber form (24) having an outer diameter of 5 mm.

이어서, 0.2 mm의 코어 직경을 갖는 부분을 전형태 (24)로부터 잘라내고, 가열 진공 챔버에 상기 동일한 방법으로 제조된 외피관 (13')과 함께 집적시켰다. F2-HF 혼합 기체 분위기에서 표면 처리를 수행하였다. 이슬점이 -60℃ 이하인 질소 기체가 공급된 글러브 상자의 내부에서, 전형태 (24)를 외피관 (13')로 삽입하고, 외피관 (13')을 전형태 지지체 (22)에 의해 O-고리 (21)을 경유하여 지탱하였다. 이어서, 내부를 배기시키고, 도 7c에 도시된 바와 같이 전형태 (24)를 외피관 (13')과 함께 섬유 연신 노 (25)로 3 mm/분의 속도로 공급하였다. 복합물을 연화온도로 가열하고, 그 저부를 캡스탄 드라이버 (27)에 의해 인장계 (26)을 경유하여 아래로 잡아 당겨서 복합물을 125 ㎛의 외부 직경을 갖는 섬유로 연신시켰다.Subsequently, the portion having a core diameter of 0.2 mm was cut out from the former form 24 and integrated with the outer shell 13 'made by the same method in the heating vacuum chamber. Surface treatment was carried out in a F2-HF mixed gas atmosphere. Inside the glove box supplied with nitrogen gas having a dew point of -60 ° C. or less, the former form 24 is inserted into the envelope 13 ', and the envelope 13' is inserted into the O-shaped support 22 by the former support 22. Sustained via the ring 21. The interior was then evacuated and the former form 24 was fed to the fiber drawing furnace 25 along with the envelope 13 'at a rate of 3 mm / min as shown in FIG. 7C. The composite was heated to a softening temperature and the bottom was pulled down via a tension gauge 26 by a capstan driver 27 to draw the composite into a fiber having an outer diameter of 125 μm.

생성된 광학 섬유는 Δn=8%이고, 코어 직경이 1 ㎛인 단일 유형 섬유였고, 파장 1.3 ㎛에서 그의 투과도 손실은 0.2 dB/m이었다.The resulting optical fiber was a single type fiber with Δn = 8%, core diameter of 1 μm, and its transmittance loss at wavelength 1.3 μm was 0.2 dB / m.

외피관 (13) 및 (13')의 조성물이 47.5HfF4-23.5BaF2-2.5LaF3-2YF3-4.5AlF3-20NaF 또는 47.5ZrF4-23.5BaF2-2.5LaF3-2YF3-4.5AlF3-20NaF거나 또는 외피관 (13)의 조성물이 47.5HfF4-23.5BaF2-2.5LaF3-2YF3-4.5AlF3-20NaF이고, 외피관 (13')의 조성물이 47.5ZrF4-23.5BaF2-2.5LaF3-2YF3-4.5AlF3-20NaF인 낮은 투과도 손실을 갖는 섬유를 상기한 것과 동일한 방법으로 제조할 수 있다.The compositions of the sheaths (13) and (13 ') have a composition of 47.5HfF 4 -23.5BaF 2 -2.5LaF 3 -2YF 3 -4.5AlF 3 -20NaF or 47.5ZrF 4 -23.5BaF 2 -2.5LaF 3 -2YF 3 -4.5 AlF 3 -20NaF or the composition of the outer tube (13) 47.5HfF 4 -23.5BaF 2 -2.5LaF 3 -2YF 3 -4.5AlF 3 -20NaF , in which the composition of the outer tube (13 ') 47.5ZrF 4 -23.5 Fibers with a low permeability loss of BaF 2 -2.5LaF 3 -2YF 3 -4.5AlF 3 -20NaF can be produced in the same manner as described above.

광학 섬유를 코어 유리-피복 유리 복합물을 표 6에서와 같이 변화시킨 점을 제외하고는 상기한 바와 동일한 방법으로 제조하였다. 생성된 광학 섬유는 Δn=1 내지 8%인 단일 유형 섬유였고, 파장 1.3 ㎛에서 그의 투과도 손실은 0.2 dB/m이었다.Optical fibers were prepared in the same manner as described above except that the core glass-coated glass composite was changed as in Table 6. The resulting optical fiber was a single type fiber with Δn = 1 to 8% and its transmittance loss at wavelength 1.3 μm was 0.2 dB / m.

Figure kpo00006
Figure kpo00006

<비교 실시예 2〉Comparative Example 2

비교 광학 섬유를 실시예 2에서와 동일한 방법으로 코어 유리로서 16InF3-19GaF3-15ZnF2-22CdF2-28PbF2(몰%) 조성물의 플루오르화물 유리, 피복 유리로서 28InF3-9GaF3-12ZnF2-18BaF2-6SrF2-5YF3-10NaF-7LiF-5CdF2(몰%)의 조성물의 플루오르화물 유리를 사용하여 제조하였다.Comparative optical fibers were prepared in the same manner as in Example 2 with fluoride glass of 16InF 3 -19GaF 3 -15ZnF 2 -22CdF 2 -28PbF 2 (mol%) composition as core glass, 28InF 3 -9GaF 3 -12ZnF 2 -as coated glass. 18BaF 2 -6SrF 2 -5YF 3 was prepared using the composition of the fluoride glass of -10NaF-7LiF-5CdF 2 (mol%).

여기서 사용된 코어 유리로서 플루오르화물 유리는 CdF 농도가 20 몰%을 초과하고, PbF 농도가 30 몰% 미만이고, LaF3, YF3, GdF3및 LuF3으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 구성원을 함유하지 않는 다는 점에서 실시예 2에서 사용된 것과 상이하다. 여기서 피복 유리로서 사용된 플루오르화물 유리는 실시예 2에서 사용된 것과 5 몰%의 CdF2를 함유한다는 점에서 상이하다.As the core glass as used herein, a fluoride glass, CdF concentration is less than more than 20 mol%, 30 mol% PbF concentration and, LaF 3, YF 3, GdF 3 and LuF 3 not containing at least one member selected from the group consisting of Different from that used in Example 2 in that it does not. The fluoride glass used here as the coated glass is different in that it contains 5 mol% CdF 2 as used in Example 2.

생성된 광학 섬유는 100 m의 길이, 1.7 ㎛의 내부 직경 및 0.95 ㎛의 절단 파장을 갖는 단일 유형 섬유이나, 파장 1.3 ㎛에서 그의 투과도 손실은 10 dB/m이었다.The resulting optical fiber was a single type fiber having a length of 100 m, an internal diameter of 1.7 μm and a cutting wavelength of 0.95 μm, but at a wavelength of 1.3 μm its transmission loss was 10 dB / m.

[실시예3]Example 3

광학 섬유를 코어 유리 조성물과 피복 유리 조성물의 배합을 표 7에서와 같이 변화시킨 점을 제외하고는 실시예 2에서와 동일한 방법으로 제조하였다. 생성된 광학 섬유는 Δn=1 내지 4%인 단일 유형 섬유였고, 파장 1.3 ㎛에서 그의 투과도 손실은 0.1 dB/m이었다. 도 8은 1 내지 4 ㎛에서 광학 섬유의 투과도 손실 스펙트럼을 도시하였다. 투과도 손실은 파장이 길어질 수록 감소하였고, 0.025 dB/m의 최소 손실을 파장 3.3 ㎛에서 얻었다.The optical fibers were prepared in the same manner as in Example 2 except that the blending of the core glass composition and the coated glass composition was changed as shown in Table 7. The resulting optical fiber was a single type fiber with Δn = 1 to 4% and its transmittance loss at wavelength 1.3 μm was 0.1 dB / m. 8 shows the transmission loss spectrum of the optical fiber at 1 to 4 μm. The transmittance loss decreased with longer wavelength, and a minimum loss of 0.025 dB / m was obtained at the wavelength of 3.3 mu m.

Figure kpo00007
Figure kpo00007

[실시예4]Example 4

광학 섬유를 코어 유리를 500 ppm Pr3+로 도핑시킨 점을 제외하고는 실시예 2에서와 동일한 방법으로 제조하였다. 생성된 광학 섬유는 125 ㎛의 외부 직경, Δn=8%, 1 ㎛의 코어 직경, 1 ㎛의 절단 파장을 지녔다. 그의 투과도 손실은 1.3 ㎛ 파장에서 0.2 dB/m였다.Optical fibers were prepared in the same manner as in Example 2 except that the core glass was doped with 500 ppm Pr 3+ . The resulting optical fiber had an outer diameter of 125 μm, Δn = 8%, a core diameter of 1 μm, and a cutting wavelength of 1 μm. Its transmittance loss was 0.2 dB / m at 1.3 mu m wavelength.

도 9에 나타난 큰 피크는 Pr3+로 인한 흡수선이었다. 1.017 ㎛의 파장의 빛으로 펌핑시킴으로써 1.31 ㎛의 파장을 갖는 신호 광을 증폭하기 위한 증폭제를 실시예 4에서 얻은 광학 섬유를 사용하여 제작하였다. 5 dB/mW의 이득 계수를 얻었다.The large peak shown in FIG. 9 was an absorption line due to Pr 3+ . An amplifying agent for amplifying signal light having a wavelength of 1.31 mu m by pumping with light having a wavelength of 1.017 mu m was prepared using the optical fiber obtained in Example 4. A gain factor of 5 dB / mW was obtained.

도 8에 도시된 형태의 단일 유형 광학 섬유를 제조하고, 그의 Δn=2.5%인 섬유용 코어 유리를 1000 ppm Pr3+로 도핑하거나, 또는 Δn=3.7%, 6.6% 또는 8%인 섬유용 코어 유리를 500 ppm Pr3+로 도핑하였다. 1.017 ㎛ 파장의 빛으로 펌핑시킴으로써 1.31 ㎛의 파장에서 신호 광을 증폭하기 위한 증폭제를 생성된 광학 섬유를 사용하여 제작하였다. Δn=2.5%인 광학 섬유는 0.25 dB/mW의 이득 계수를 얻었다. Δn=3.7%인 광학 섬유는 0.3 dB/mW의 이득 계수를 얻었다. Δn=6.6%인 광학 섬유는 0.4 dB/mW의 이득 계수를 얻었다. Δn=8%인 광학 섬유는 0.5 dB/mW의 이득 계수를 얻었다.A single type optical fiber of the type shown in FIG. 8 is prepared and the fiber core glass with Δn = 2.5% of it is doped with 1000 ppm Pr 3+ , or the core for fiber with Δn = 3.7%, 6.6% or 8%. The glass was doped with 500 ppm Pr 3+ . An amplifying agent for amplifying signal light at a wavelength of 1.31 μm by pumping with light of 1.017 μm wavelength was produced using the resulting optical fiber. The optical fiber with Δn = 2.5% obtained a gain factor of 0.25 dB / mW. The optical fiber with Δn = 3.7% obtained a gain factor of 0.3 dB / mW. The optical fiber with Δn = 6.6% obtained a gain factor of 0.4 dB / mW. The optical fiber with Δn = 8% obtained a gain factor of 0.5 dB / mW.

Figure kpo00008
Figure kpo00008

<비교 실시예 3〉Comparative Example 3

비교 광학 섬유를 코어 유리로서 50ZrF4-15BaF2-3.5LaF3-10PbF2-2YF3- 2.5AlF3-10LiF-7NaF (몰%) 조성물을 갖고 500 ppm PrF3-도핑된 ZrF4-기재 플로라이드 유리를 사용하여 실시예 2에서와 동일한 방법으로 제조하고, 피복 유리로서 47.5ZrF4-23.5BaF2-2.5LaF3-2YF3-4.5AlF3-20NaF (몰%) 조성물을 갖는 ZrF4-기재 플로라이드 유리를 사용하여 실시예 2에서와 동일한 방법으로 제조하였다.Comparative optical fiber as core glass 500ZrF 4 -15BaF 2 -3.5LaF 3 -10PbF 2 -2YF 3 -2.5AlF 3 -10LiF-7NaF (mol%) composition with 500 ppm PrF 3 -doped ZrF 4 -based fluoride It prepared using the glass in the same way as in example 2, a coated glass 47.5ZrF 4 -23.5BaF 2 -2.5LaF 3 -2YF 3 -4.5AlF 3 -20NaF ZrF 4 having a (mol%) composition-based flow Prepared in the same manner as in Example 2 using a ride glass.

생성된 광학 섬유는 Δn=3.7%, 1.7 ㎛의 내부 직경 및 0.95 ㎛의 절단 파장을 갖는 단일 유형 섬유이고, 파장 1.3 ㎛에서 그의 투과도 손실은 0.2 dB/m이었다. 1.017 ㎛ 파장의 빛으로 펌핑시킴으로써 1.31 ㎛ 파장의 신호 광의 증폭제를 비교 실시예 3에서 얻은 광학 섬유를 사용하여 제작하였다. 0.2 dB/mW의 이득 계수를 얻었다.The resulting optical fiber is a single type fiber with Δn = 3.7%, internal diameter of 1.7 μm and cutting wavelength of 0.95 μm, and its transmittance loss at wavelength 1.3 μm was 0.2 dB / m. An amplifying agent for signal light having a wavelength of 1.31 μm was prepared using the optical fiber obtained in Comparative Example 3 by pumping with light having a wavelength of 1.017 μm. A gain factor of 0.2 dB / mW was obtained.

보고된 일본 특허 제5-281112호에 따른 높은 Δn 섬유 (Δn=6.1%)로 얻은 이득 계수는 0.25 dB/mW였고, 이는 청구된 플루라이드 섬유의 이득 계수보다 낮았다.The gain factor obtained with high Δn fibers (Δn = 6.1%) according to reported Japanese Patent No. 5-281112 was 0.25 dB / mW, which was lower than the gain coefficient of the claimed fluoride fiber.

실시예 4와 비교 실시예 3간의 비교는 청구된 플루오르화물 섬유의 용도가 방출 효율이 증가함에 따라 Pr3+의비방사적 완화를 억제하는 것으로 나타났다.A comparison between Example 4 and Comparative Example 3 showed that the use of the claimed fluoride fibers inhibited the non-radioactive relaxation of Pr 3+ as the release efficiency increased.

[실시예5]Example 5

광학 섬유를 코어 유리 조성물과 피복 유리 조성물의 배합물을 표 9에 나타낸 대로 변화시키고, 각 코어 유리를 표 9에 기재된 희토류 이온으로 도핑한 점을 제외하고는 실시예 2에서와 동일한 방법으로 제조하였다. 생성된 광학 섬유의 투과 스펙트럼을 광학 손실에 대해 측정하였다. 결과는 도핑된 희토류 이온의 흡수 파장에서 투과도 손실이 증가한 것으로 나타났다.The optical fibers were prepared in the same manner as in Example 2 except that the blend of the core glass composition and the coated glass composition was changed as shown in Table 9 and each core glass was doped with the rare earth ions shown in Table 9. Transmission spectra of the resulting optical fibers were measured for optical losses. The results show an increase in transmittance loss at the absorption wavelength of the doped rare earth ions.

Figure kpo00009
Figure kpo00009

[실시예6]Example 6

광학 섬유를 코어 유리 조성물과 피복 유리 조성물의 배합물을 표 10 내지 11에 나타난 대로 변화시키고, 각 코어 유리를 표 10 내지 1에 기재된 희토류 이온으로 도핑한 점을 제외하고는 실시예 2에서와 동일한 방법으로 제조하였다. 생성된 광학 섬유의 투과 스펙트럼을 광학 손실에 대해 측정하였다. 결과는 도핑된 희토류 이온의 흡수 파장에서 투과도 손실이 증가하는 것으로 나타났다.The same method as in Example 2, except that the optical fibers were changed in the blend of the core glass composition and the coated glass composition as shown in Tables 10 to 11, and each core glass was doped with the rare earth ions shown in Tables 10 to 1. It was prepared by. Transmission spectra of the resulting optical fibers were measured for optical losses. The results show an increase in transmittance loss at the absorption wavelength of the doped rare earth ions.

Figure kpo00010
Figure kpo00010

Figure kpo00011
Figure kpo00011

[실시예7]Example 7

표 8은 청구된 단일 유형 광학 섬유의 코어, 피복 및 외피관을 위한 광학 유리 조성물의 배합을 나타내었고, 배합물은 2.5%, 3.7%, 6.6% 및 8%의 상대 굴절율 차이를 제공하였다. 표 8에서 대체된 PbF2및 대체물 NaF의 양을 조절하여 피복의 굴절률이 피복 유리의 조성물을 사용하기 위한 1차 외피관 굴절률과 일치되도록 하였다.Table 8 shows the formulation of the optical glass compositions for the core, sheath, and sheath of the claimed single type of optical fiber, with the formulation providing 2.5%, 3.7%, 6.6%, and 8% relative refractive index differences. The amounts of PbF 2 and substitute NaF replaced in Table 8 were adjusted so that the refractive index of the coating was consistent with the primary envelope refractive index for using the composition of the coated glass.

[실시예8]Example 8

표 10 및 11에 기재된 광학 섬유 제3호 2 미터, 희토류 이온으로서 1000 ppm의 Tm 및 4000 ppm의 Yb로 도핑된 섬유를 사용하여 광학 섬유 레이저를 제작하였다. 희토류 이온 도핑된 광학 섬유의 각 말단을 유전 거울에 접합시켜 페브리-페롯 (Fabry-Perot) 레이저 캐비티 (cavity)를 형성하였다. 1.12 ㎛에서 작동하는 Nd-YAG 레이저를 펌프원으로 사용하였다. 이 펌프원으로 부터의 빛을 섬유 말단 상의 렌즈에 의해 촛점을 맞추었다. 펌프 파장에 대해 투명하고 450 내지 500 nm의 레이징 파장에 대해 높은 굴절율을 갖는 유전 거울을 사용하였다. 이러한 배치를 갖는 광학 섬유 레이저는 파장 455 nm 및 480nm에서 청색 레이저 진동을 보였다.An optical fiber laser was produced using fibers doped with 2 meters of optical fiber No. 3 described in Tables 10 and 11, 1000 ppm of Tm and 4000 ppm of Yb as rare earth ions. Each end of the rare earth ion doped optical fiber was bonded to a dielectric mirror to form a Fabry-Perot laser cavity. An Nd-YAG laser operating at 1.12 μm was used as the pump source. Light from this pump source was focused by the lens on the fiber end. A dielectric mirror was used that was transparent to the pump wavelength and had a high refractive index for the lasing wavelength of 450-500 nm. Optical fiber lasers with this arrangement showed blue laser oscillations at wavelengths 455 nm and 480 nm.

[실시예9]Example 9

표 10 및 11에 기재된 광학 섬유 제4호 2 미터, 희토류 이온으로서 1000 ppm의 Tm으로 도핑된 섬유를 사용하여 실시예 8에서와 동일한 레이저 캐비티를 제작하였다. 펌프원은 크립톤 이온 레이저였고, 펌프 파장은 647 nm 및 676 nm였다. 펌프 파장에 대해 투명하고 450 내지 500 nm의 레이징 파장에 대해 높은 굴절율을 갖는 유전 거울을 사용하였다. 이러한 형태를 갖는 광학 섬유 레이저는 파장 455 nm 및 480 nm에서 청색 레이저 진동을 보였다. 또한 1.48 ㎛에서 작동하는 고출력 LD를 실시예 9의 펌프원에 가하여 647 nm 및 1.48 ㎛의 두가지 파장 펌핑을 수행하여 청색 레이저 출력을 증가시켰다.The same laser cavity as in Example 8 was prepared using optical fibers No. 4 2 meters described in Tables 10 and 11, fibers doped with a Tm of 1000 ppm as rare earth ions. The pump source was a krypton ion laser and the pump wavelengths were 647 nm and 676 nm. A dielectric mirror was used that was transparent to the pump wavelength and had a high refractive index for the lasing wavelength of 450-500 nm. Optical fiber lasers of this type showed blue laser oscillations at wavelengths of 455 nm and 480 nm. In addition, a high power LD operating at 1.48 μm was added to the pump source of Example 9 to perform two wavelength pumpings of 647 nm and 1.48 μm to increase the blue laser power.

[실시예10]Example 10

표 10 및 11에 기재된 광학 섬유 제6호 2 미터, 희토류 이온으로서 2000 ppm의 Er로 도핑된 섬유를 사용하여 실시예 7에서와 동일한 레이저 캐비티를 제작하였다. 펌프원은 0.8 ㎛ 또는 0.98 ㎛에서 작동하는 레이저 디오드였고, 거울은 540 내지 545 nm의 레이징 파장에 대해 높게 굴절되는 것이었다. 이러한 형태의 광학 섬유 레이저는 파장 540 nm에서 녹색 레이저 진동을 보였다.The same laser cavity as in Example 7 was fabricated using optical fibers No. 6 2 meters described in Tables 10 and 11, fibers doped with Er at 2000 ppm as rare earth ions. The pump source was a laser diode operating at 0.8 μm or 0.98 μm and the mirror was highly refracted for a laser wavelength of 540-545 nm. This type of optical fiber laser showed green laser oscillation at wavelength 540 nm.

또한, 레이저 진동도 412 nm에서 희토류 이온인 Nd로 도핑된 섬유 (제2호, 제12호), 492 nm에서 Pr로 도핑된 섬유 (제1호, 제10호) 및 549 nm에서 Ho로 도핑된 섬유 (제5호)에서 관찰되었다.In addition, the laser oscillation degree was doped with Nd, a rare earth ion (No. 2, 12) at 412 nm, a fiber doped with Pr at 492 nm (No. 1, 10) and Ho at 549 nm. In the fibers (No. 5).

[실시예11]Example 11

표 10 및 11에 기재된 광학 섬유 제11호 10 미터, 희토류 이온으로서 1000 ppm의 Er으로 도핑된 섬유를 사용하여 1.15 ㎛ 대역 광학 증폭제를 제작하였다. 즉, 신호광 (파장 1.55 ㎛) 및 LDs로부터 펌프광 (파장 1.48 ㎛)을 WDM 섬유 커플러에 의해 결합시키고, 섬유 말단으로 란치 (launch)시켰다. 출력 신호를 광학 단리기를 경유하여 제조물 말단으로부터 얻었다. 1530 내지 1560 nm의 파장 대역 내에서 150 mW의 펌프력으로 25 dB이상의 이득을 얻었다.1.15 micrometer band optical amplifier was produced using the optical fiber 11 of 10 meters of Tables 10 and 11, the fiber doped with 1000 ppm Er as a rare earth ion. That is, the pump light (wavelength 1.48 mu m) from the signal light (wavelength 1.55 mu m) and LDs were coupled by a WDM fiber coupler and ranch to the fiber ends. The output signal was obtained from the product end via an optical isolator. Gains of more than 25 dB were obtained with a pumping force of 150 mW in the wavelength band of 1530-1560 nm.

[실시예12]Example 12

표 10 및 11에 기재된 광학 섬유 제7호, 희토류 이온인 0.5 중량% Tm 및 1 중량% Ho으로 도핑된 섬유를 사용하여 1.4 ㎛ 대역 광학 증폭제를 제작하였다. 펌프원은 0.8 ㎛에서 작동하는 레이저 디오드였다. 100 mW의 펌프력으로 20 dB이상의 이득을 얻었다.A 1.4 μm band optical amplifying agent was prepared using optical fiber No. 7, Table 10 and 11, fibers doped with rare earth ions, 0.5 wt% Tm and 1 wt% Ho. The pump source was a laser diode operating at 0.8 μm. A gain of 20 dB or more was achieved with a pump power of 100 mW.

[실시예13]Example 13

표 10 및 11에 기재된 광학 섬유 제8호, 희토류 이온인 2000 ppm의 Tm 및 4000 ppm의 Tb로 도핑된 섬유를 사용하여 1.65 ㎛ 대역 광학 증폭제를 제작하였다. 펌프원은 1.2 ㎛에서 작동하는 레이저 디오드였다. 100 mW의 펌프력으로 20 dB이상의 수율을 얻었다.A 1.65 μm band optical amplifying agent was prepared using optical fiber No. 8 described in Tables 10 and 11, fibers doped with a rare earth ion of 2000 ppm Tm and 4000 ppm Tb. The pump source was a laser diode operating at 1.2 μm. A yield of 20 dB or more was obtained with a pump power of 100 mW.

[실시예14]Example 14

표 10 및 11에 기재된 광학 섬유 제9호 20 미터를 사용하여 1.3 ㎛ 대역 광학 증폭제를 제작하였다. 펌프원은 0.98 ㎛에서 작동하는 레이저 디오드였다. 200 mW의 펌프력으로 20 dB이상의 수율을 얻었다.A 1.3 micrometer band optical amplifying agent was produced using 20 meters of optical fiber No. 9 described in Tables 10 and 11. The pump source was a laser diode operating at 0.98 μm. Yields above 20 dB were obtained with a pumping power of 200 mW.

본 발명을 다양한 실시 태양에서 상세히 설명하였고, 본 발명의 광범위한 측면, 목적에서 벗어나지 않는 범위 내에서 상기로부터 당업계의 숙련가에 의한 변화 및 변형이 가능할 것이고, 따라서, 첨부된 청구항은 본 발명의 진정한 목적 내에서 이러한 변화 및 변형을 포함할 수 있다.The invention has been described in detail in various embodiments, and modifications and variations will be possible by those skilled in the art from within the scope without departing from the broader aspects, objects of the invention, and therefore, the appended claims are intended to provide the true object of the invention. Such changes and modifications can be included within.

상기한 바와 같이 본 발명은 만족할만한 적외선 투과도를 갖는 플루오르화물 유리를 제공하는데 성공하였다. 또한 본 발명은 저손실 및 고효능성 (Δn)을 갖는 광학 증폭용 광학 섬유의 제조를 가능하게 하였다. 따라서, 본 발명은 이득 계수 및 효율적 이득을 증가시키고, 실용적 사용에 필수적인 반도체 레이저 펌핑용 광학 증폭제의 제작을 가능하게 하였다. 더우기 본 발명은 광학 통신계의 비용의 감소 및 수행능을 증가시키는 장점을 제공한다.As mentioned above, the present invention has succeeded in providing fluoride glass with satisfactory infrared transmission. The present invention also enables the production of optical fibers for optical amplification with low loss and high potency (Δn). Accordingly, the present invention increases the gain factor and the efficient gain, and makes it possible to manufacture an optical amplifier for semiconductor laser pumping which is essential for practical use. Moreover, the present invention provides the advantage of reducing the cost and increasing the performance of the optical communication system.

Claims (10)

10 내지 30 몰%의 InF3, 7 내지 30 몰%의 GaF3, 10 내지 19 몰%의 ZnF2, 4 내지 30 몰%의 BaF2, 0 내지 24 몰%의 SrF2, 0 내지 30 몰%의 PbF2, 및 LaF3, YF3, GdF3및 LuF3으로 이루어지는 군으로 부터 선택된 하나 이상의 구성원 1.5 내지 10 몰%, 1.5 내지 30 몰%의 LiF, 0 내지 30 몰%의 NaF, 및 0 내지 15 몰%의 첨가제를 포함하며, 이 모든 성분의 총량이 100 몰%인 플루오르화물 유리.10 to 30 mol% InF 3 , 7 to 30 mol% GaF 3 , 10 to 19 mol% ZnF 2 , 4 to 30 mol% BaF 2 , 0 to 24 mol% SrF 2 , 0 to 30 mol% At least one member selected from the group consisting of PbF 2 , and LaF 3 , YF 3 , GdF 3 and LuF 3 , 1.5 to 10 mol%, 1.5 to 30 mol% LiF, 0 to 30 mol% NaF, and 0 to Fluoride glass comprising 15 mol% of additives, wherein the total amount of all of these components is 100 mol%. 코어 및 피복을 가지며, 피복의 매트릭스가 10 내지 30 몰%의 InF3, 7 내지 30 몰%의 GaF3, 10 내지 19 몰%의 ZnF2, 4 내지 30 몰%의 BaF2, 0 내지 24 몰%의 SrF2, 0 내지 30 몰%의 PbF2, 및 LaF3, YF3, GdF3및 LuF3으로 이루어지는 군으로 부터 선택된 하나 이상의 구성원 1.5 내지 10 몰%, 1.5 내지 30 몰%의 LiF, 0 내지 30 몰%의 NaF, 및 0 내지 15 몰%의 첨가제를 포함하며, 이 모든 성분의 총량이 100 몰%인 플루오르화물 광학 섬유.Having a core and a coating, the matrix of the coating is 10 to 30 mol% of InF 3, 7 to 30 mol% of GaF 3, 10 to 19 mol% of ZnF 2, 4 to 30 mol% of BaF 2, 0 to 24 mol % of SrF 2, 0 to 30 mol% of PbF 2, and LaF 3, YF 3, GdF 3 and LiF, 0 of LuF one or more members of 1.5 to 10 mol%, selected from the group as consisting of 3, 1.5 to 30 mol% Fluoride optical fiber comprising from 30 to 30 mol% NaF, and from 0 to 15 mol% additive, wherein the total amount of all of these components is 100 mol%. 제2항에 있어서, 코어의 매트릭스는 5 내지 25 몰%의 InF3, 13 내지 40 몰%의 GaF3, 4 내지 25 몰%의 ZnF2, 30 내지 46 몰%의 PbF2, 0 내지 20 몰%의 CdF2, 및 LaF3, YF3, GdF3및 LuF3으로 이루어지는 군으로 부터 선택된 하나 이상의 구성원 1.5 내지 12 몰%, 및 0 내지 15 몰%의 첨가제를 포함하며, 이 모든 성분의 총량이 100 몰%인 플루오르화물 광학 섬유.The matrix of claim 2 wherein the matrix of the core is from 5 to 25 mol% InF 3 , from 13 to 40 mol% GaF 3 , from 4 to 25 mol% ZnF 2 , from 30 to 46 mol% PbF 2 , from 0 to 20 mol % Of CdF 2 , and 1.5-12 mol% of one or more members selected from the group consisting of LaF 3 , YF 3 , GdF 3, and LuF 3 , and 0-15 mol% of additives, the total amount of all of which 100 mol% fluoride optical fiber. 제2항에 있어서, 코어의 매트릭스는 10 내지 30 몰%의 InF3, 7 내지 30 몰%의 GaF3, 10 내지 19 몰%의 ZnF2, 4 내지 30 몰%의 BaF2, 0 내지 24 몰%의 SrF2, 0 내지 30 몰%의 PbF2, 및 LaF3, YF3, GdF3및 LuF3으로 이루어지는 군으로 부터 선택된 하나 이상의 구성원 1.5 내지 10 몰%, 1.5 내지 30 몰%의 LiF, 0 내지 30 몰%의 NaF, 및 0 내지 15 몰%의 첨가제를 포함하며, 이 모든 성분의 총량이 100 몰%인 플루오르화물 광학 섬유.The method of claim 2 wherein the core matrix is 10 to 30 mol% of InF 3, 7 to 30 mol% of GaF 3, 10 to 19 mol% of ZnF 2, 4 to 30 mol% of BaF 2, 0 to 24 mol % of SrF 2, 0 to 30 mol% of PbF 2, and LaF 3, YF 3, GdF 3 and LiF, 0 of LuF one or more members of 1.5 to 10 mol%, selected from the group as consisting of 3, 1.5 to 30 mol% Fluoride optical fiber comprising from 30 to 30 mol% NaF, and from 0 to 15 mol% additive, wherein the total amount of all of these components is 100 mol%. 제2항에 있어서, 코어에 전이 금속 이온 또는 희토류 이온이 함유될 수 있으며, 코어 및 피복 사이의 상대 굴절율 차 Δn은 1.0 % 이상인 플루오르화물 광학 섬유.The fluoride optical fiber of claim 2, wherein the core may contain transition metal ions or rare earth ions, and the relative refractive index difference Δn between the core and the coating is at least 1.0%. 제2항에 있어서, Ce3+, Pr3+, Nd3+, Pm3+, Sm3+, Eu3+, Tb3+, Dy3+, Ho3+, Er3+, Tm3+및 Yb3+로 부터 선택되는 1종 이상이 희토류 이온으로 함유된 플루오르화물 광학 섬유.The method of claim 2, wherein Ce 3+ , Pr 3+ , Nd 3+ , Pm 3+ , Sm 3+ , Eu 3+ , Tb 3+ , Dy 3+ , Ho 3+ , Er 3+ , Tm 3+ and Fluoride optical fiber containing at least one selected from Yb 3+ as rare earth ions. 코어, 1차 피복, 및 1차 피복의 외피상에 2차 피복을 가지며, 1차 피복의 매트릭스는 10 내지 30 몰%의 InF3, 7 내지 30 몰%의 GaF3, 10 내지 19 몰%의 ZnF2, 4 내지 30 몰%의 BaF2, 0 내지 24 몰%의 SrF2, 0 내지 30 몰%의 PbF2, 및 LaF3, YF3, GdF3및 LuF3으로 이루어지는 군으로 부터 선택된 하나 이상의 구성원 1.5 내지 10 몰%, 1.5 내지 30 몰%의 LiF, 0 내지 30 몰%의 NaF, 및 0 내지 15 몰%의 첨가제를 포함하고, 모든 성분의 총량이 100 몰%이며, 2차 피복의 매트릭스는 10 내지 30 몰%의 InF3, 7 내지 30 몰%의 GaF3, 10 내지 19 몰%의 ZnF2, 4 내지 30 몰%의 BaF2, 0 내지 24 몰%의 SrF2, 0 내지 30 몰%의 PbF2, 및 LaF3, YF3, GdF3및 LuF3으로 이루어지는 군으로 부터 선택된 하나 이상의 구성원 1.5 내지 10 몰%, 1.5 내지 30 몰%의 LiF, 0 내지 30 몰%의 NaF, 및 0 내지 15 몰%의 첨가제를 포함하고 모든 성분의 총량이 100 몰%인 플루오르화물 광학 섬유.Having a secondary coating on the core, the primary coating, and the sheath of the primary coating, the matrix of the primary coating being 10-30 mol% of InF 3 , 7-30 mol% GaF 3 , 10-19 mol% ZnF 2, 4 to 30 mol% of BaF 2, 0 to 24 mol% of SrF 2, 0 to 30 mol% of PbF 2, and LaF 3, YF 3, GdF 3 and at least one selected from the group consisting of LuF 3 A matrix of secondary coating, comprising 1.5 to 10 mol% of members, 1.5 to 30 mol% of LiF, 0 to 30 mol% of NaF, and 0 to 15 mol% of additives, the total amount of all components being 100 mol% Is 10 to 30 mol% InF 3 , 7 to 30 mol% GaF 3 , 10 to 19 mol% ZnF 2 , 4 to 30 mol% BaF 2 , 0 to 24 mol% SrF 2 , 0 to 30 mol % PbF 2 , and at least one member selected from the group consisting of LaF 3 , YF 3 , GdF 3 and LuF 3 1.5-10 mol%, 1.5-30 mol% LiF, 0-30 mol% NaF, and 0 To 15 mole% of additives Fluoride optical fiber with a total amount of components of 100 mol%. 제7항에 있어서, 2차 피복의 매트릭스가 ZrF4및 HfF4로 부터 선택되는 하나 이상의 플루오르화물 및 BaF2, LaF3, GdF3, YF3, LiF, NaF, PbF2및 AlF3으로 이루어지는 군으로 부터 선택되는 1종 이상의 구성원을 포함하는 플루오르화물 유리를 포함하는 플루오르화물 광학 섬유.The method of claim 7, wherein the secondary coating matrix is in the group consisting of BaF 2 , LaF 3 , GdF 3 , YF 3 , LiF, NaF, PbF 2 and AlF 3 and at least one fluoride selected from ZrF 4 and HfF 4 . Fluoride optical fiber comprising fluoride glass comprising at least one member selected from. 제7항 또는 제8항에 있어서, 1차 피복의 굴절율이 2차 피복의 굴절율과 일치하거나, 또는 1차 피복의 굴절율보다 크며, 코어의 굴절율보다 작도록 1차 피복의 굴절율이 조정된 플루오르화물 광학 섬유.The fluoride optics of claim 7 or 8, wherein the refractive index of the primary coating is adjusted such that the refractive index of the primary coating matches the refractive index of the secondary coating or is greater than the refractive index of the primary coating and smaller than the refractive index of the core. fiber. 제9항에 있어서, 1차 피복의 매트릭스에서 PbF2의 부분을 NaF로 대체함으로써 1차 피복의 굴절율이 조정된 플루오르화물 광학 섬유.10. The fluoride optical fiber of claim 9, wherein the refractive index of the primary coating is adjusted by replacing the portion of PbF 2 with NaF in the matrix of the primary coating.
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