JPS5918904A - 金属膜を有する光フアイバ - Google Patents
金属膜を有する光フアイバInfo
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- JPS5918904A JPS5918904A JP57127512A JP12751282A JPS5918904A JP S5918904 A JPS5918904 A JP S5918904A JP 57127512 A JP57127512 A JP 57127512A JP 12751282 A JP12751282 A JP 12751282A JP S5918904 A JPS5918904 A JP S5918904A
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- Japan
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- optical fiber
- energy
- hollow
- light
- fiber
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/032—Optical fibres with cladding with or without a coating with non solid core or cladding
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (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】
本発明は、無電解メッキ液を用いて、中空光ファイバの
内壁面に金属薄膜を形成した赤外透過光ファイバに係シ
、特にエネルギーの高いレーザ光を導波させるに好適な
可撓性のある光ファイバに関する。
内壁面に金属薄膜を形成した赤外透過光ファイバに係シ
、特にエネルギーの高いレーザ光を導波させるに好適な
可撓性のある光ファイバに関する。
近年、石英ガラス系光フアイバ以外に、非石英系の光フ
ァイバが波長2〜3μIn用の超低損失光ファイバある
いは波長10.6μmのCO2レーザ用エネルギー導光
路として研究されている。これらの非石英系の材料とし
ては、■重金属酸化物ガラス、■ハロゲン化物の結晶あ
るいはガラス、■カルコゲナイドガラスなどが考えられ
ている。
ァイバが波長2〜3μIn用の超低損失光ファイバある
いは波長10.6μmのCO2レーザ用エネルギー導光
路として研究されている。これらの非石英系の材料とし
ては、■重金属酸化物ガラス、■ハロゲン化物の結晶あ
るいはガラス、■カルコゲナイドガラスなどが考えられ
ている。
重金属酸化゛吻ガラスの具体例としては、GeO2ガラ
ス(015hansky 、 R,and 5cher
er、 o、 w、 。
ス(015hansky 、 R,and 5cher
er、 o、 w、 。
”High GeO20ptical Wavegui
des、” 5 thEurope4n Confer
ence on QpticaICorrmunica
tion 12.55ept、1979)、TeO2ガ
ラス(Boniort et al 、 ■nfr2r
ed QlassOptical Fibres fo
r 4 and 10 MicronBands”、5
th European Conference o
nQpt 1cal Communicat ion、
pp、 61−64.5ept。
des、” 5 thEurope4n Confer
ence on QpticaICorrmunica
tion 12.55ept、1979)、TeO2ガ
ラス(Boniort et al 、 ■nfr2r
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r 4 and 10 MicronBands”、5
th European Conference o
nQpt 1cal Communicat ion、
pp、 61−64.5ept。
1980)などが知られている。
ハロゲン化物としては、KR,S−5結晶(TIBr−
TII ) (8,Sakuragi etal、 ”
InfraredTransmission Capa
bilities of ’ph211iumHali
de and 5ilLler Hal ide Qp
ticalFibers”、American Cer
amic 5occity 82nd Annual
Meeting (Checago)、Apr、 19
80あるいは、Y、 MimUra et al、 ”
Growth ofpiber Cuystals f
or Infrared QpticalWavegu
ide”、Japanese Journal of
AppliedpHysics、vol、19.no、
5.pp、L269−L272゜MaY1980)、G
dF3−BaFz−ZrF4 ガラス(三田地ら、「フ
ッ化物光ファイバの作製」、「昭和55年度電子通信学
会光・電波部門全国大会講演論文集」番号360.p、
360.1980年9月)が研究されている。
TII ) (8,Sakuragi etal、 ”
InfraredTransmission Capa
bilities of ’ph211iumHali
de and 5ilLler Hal ide Qp
ticalFibers”、American Cer
amic 5occity 82nd Annual
Meeting (Checago)、Apr、 19
80あるいは、Y、 MimUra et al、 ”
Growth ofpiber Cuystals f
or Infrared QpticalWavegu
ide”、Japanese Journal of
AppliedpHysics、vol、19.no、
5.pp、L269−L272゜MaY1980)、G
dF3−BaFz−ZrF4 ガラス(三田地ら、「フ
ッ化物光ファイバの作製」、「昭和55年度電子通信学
会光・電波部門全国大会講演論文集」番号360.p、
360.1980年9月)が研究されている。
−また、カルコゲナイドガラスとしては、AS2S3ガ
ラス(N、 S、 Kapany et al、 ”R
ecentDevelopement in Inf
rared l;”1ber Qptics、”:[n
frared Physics、 vol、 5. p
p、 69−80 。
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ecentDevelopement in Inf
rared l;”1ber Qptics、”:[n
frared Physics、 vol、 5. p
p、 69−80 。
1965 ) 、G e P Sガラス(S、 5
hibata etaL ” G e −P−8Cha
Icogenide Glasspibers、 ”
Japanese Journal of Appli
edpHysics、vol、19. no、 10.
pp、 L603−■、605 、 Oct、198
0 )が知られている。
hibata etaL ” G e −P−8Cha
Icogenide Glasspibers、 ”
Japanese Journal of Appli
edpHysics、vol、19. no、 10.
pp、 L603−■、605 、 Oct、198
0 )が知られている。
さて、前述の非石英系材料は、波長2μm以上で透明で
あるため、一般に融点あるいは軟化点が低いという特徴
を有する。壕だ、これらの光ファイバは、伝送する光エ
イルギーを誘電体媒質中を伝搬させるものである。これ
らのために、例えばCO2レーザのような20W、10
0Wといった訓いエネルギーの光を伝送させるには、材
料中に含まれる不純物を除去する事が光吸収に基づく熱
破壊において必要である。壕だ光フアイバ中の光強度が
大きくなると、いわゆる破壊に至らなくても材料の非線
形光学効果に基つく光と音波との相互作用によって、光
の進行方向と逆の方向への誘導ラマン散乱、誘導ブリユ
アン散乱が生ずるため、送れる光の工坏ルギーがそれだ
け減少し、エネルギー伝送容量が低下する。低損失な石
英系光ファイバー”Cは、Nd−YAGレーザ光の波長
1.06.cmおよび連続発振の下で100W/mm2
程度の値が実証されているのみである。通常の光ファイ
バにおいて、可撓性をもだせるだめには、光ファイバの
直径は1■以下にすることが必要で、例えば直径が1胴
の場合においては約80Wの光エネルギーを送ることが
限界に近いという事になる。以上のように、従来開発さ
れている光ファイバでは光ファイバのエネルキー耐力、
パワ耐力、および光吸収に基つく熱破壊において伝送容
量に制限があるという欠点があった。
あるため、一般に融点あるいは軟化点が低いという特徴
を有する。壕だ、これらの光ファイバは、伝送する光エ
イルギーを誘電体媒質中を伝搬させるものである。これ
らのために、例えばCO2レーザのような20W、10
0Wといった訓いエネルギーの光を伝送させるには、材
料中に含まれる不純物を除去する事が光吸収に基づく熱
破壊において必要である。壕だ光フアイバ中の光強度が
大きくなると、いわゆる破壊に至らなくても材料の非線
形光学効果に基つく光と音波との相互作用によって、光
の進行方向と逆の方向への誘導ラマン散乱、誘導ブリユ
アン散乱が生ずるため、送れる光の工坏ルギーがそれだ
け減少し、エネルギー伝送容量が低下する。低損失な石
英系光ファイバー”Cは、Nd−YAGレーザ光の波長
1.06.cmおよび連続発振の下で100W/mm2
程度の値が実証されているのみである。通常の光ファイ
バにおいて、可撓性をもだせるだめには、光ファイバの
直径は1■以下にすることが必要で、例えば直径が1胴
の場合においては約80Wの光エネルギーを送ることが
限界に近いという事になる。以上のように、従来開発さ
れている光ファイバでは光ファイバのエネルキー耐力、
パワ耐力、および光吸収に基つく熱破壊において伝送容
量に制限があるという欠点があった。
−また例えばNd−YAGレーザのような1.06μn
〕やCO2レーザのような波長が1086μmの光は目
に見えないため、目的の場所にレーザ光を照射するため
には例えばHe−Neレーザのような可視光のレーザを
別途導波させることが必要である。
〕やCO2レーザのような波長が1086μmの光は目
に見えないため、目的の場所にレーザ光を照射するため
には例えばHe−Neレーザのような可視光のレーザを
別途導波させることが必要である。
しかし従来の赤外透過光ファイバ、特に10.6μm用
の光ファイバでは0.633μmの光を透過出来ないと
いう欠点があった。
の光ファイバでは0.633μmの光を透過出来ないと
いう欠点があった。
本発明の目的は、上述の欠点すなわち伝送可能エネルギ
ーの制約、伝送させる光の波長の制約を防ぎ、安定に高
い光エネルギーを伝送できる光ファイバを提供すること
にある。
ーの制約、伝送させる光の波長の制約を防ぎ、安定に高
い光エネルギーを伝送できる光ファイバを提供すること
にある。
従来、高い光エネルギーを伝送させる導光路とし−C;
佳、光ファイバの他にレーザメスで用いられる鏡を用い
た導光路が−りる。こ扛は、光エネレギーを空間中伝送
させl−ため発熱寿どの問題がないが、光を曲けるため
に鏡を用いるため、可撓性がなく、導光路が大きいとい
う欠点があった。本発明は光ファイバの可撓性と上記導
光路の空間伝搬による光エネルギー伝送性とをミックス
したものである。本発明の光ファイバを図を用いて説明
する。第1図は、本発明の光ファイバの断面図である。
佳、光ファイバの他にレーザメスで用いられる鏡を用い
た導光路が−りる。こ扛は、光エネレギーを空間中伝送
させl−ため発熱寿どの問題がないが、光を曲けるため
に鏡を用いるため、可撓性がなく、導光路が大きいとい
う欠点があった。本発明は光ファイバの可撓性と上記導
光路の空間伝搬による光エネルギー伝送性とをミックス
したものである。本発明の光ファイバを図を用いて説明
する。第1図は、本発明の光ファイバの断面図である。
光ファイバは中空であり、中空部1には乾燥空気等が送
られる。ガラス管3の内壁にはAU。
られる。ガラス管3の内壁にはAU。
Ni、Ag、Cu等の金属膜2が形成されている。
伝送エネルギーは中空部1を伝送し、金属膜2で反射し
ながら伝搬する。これらの構造の光ファイバは、外径0
.5〜3mJI+程度、内径0.2〜1.5喘程度であ
るが、中空であるため可撓性に富んでいる。
ながら伝搬する。これらの構造の光ファイバは、外径0
.5〜3mJI+程度、内径0.2〜1.5喘程度であ
るが、中空であるため可撓性に富んでいる。
金属の屈折率は一部をのぞいて複素数で表わされ、誘ぼ
体に比べては吸収損失が大きい。金属導波路中を伝送す
るモードは各種存在するが、ここではTEモードを考え
るとその吸収係数αpqは近似的に次式で示される。こ
こでサフィックスp。
体に比べては吸収損失が大きい。金属導波路中を伝送す
るモードは各種存在するが、ここではTEモードを考え
るとその吸収係数αpqは近似的に次式で示される。こ
こでサフィックスp。
qは伝搬モードのモード次数を示す。
ただし
a:導波路の半径
λ:光の波長
R:導波路の曲げ半径
シ:金属の複素屈折率
−n−jk (r+;爽数部、k:虚数部)Llpq
:各モードの伝搬定数に関する定数でベッセル関数の
苓根である。
:各モードの伝搬定数に関する定数でベッセル関数の
苓根である。
金属の複索屈折率は一般に10.6μmの光波長では第
1衣のようになる。
1衣のようになる。
第1表 金属の複素屈折率
式(1)における右辺第2項は導波路を半径Rで曲げた
時の曲げ損失の増加を示すものである。
時の曲げ損失の増加を示すものである。
ここでは−例として、銀Agの場合を例にとって説明す
る。複索屈折率を(2)式に代入し半径400μmの導
波路の場合にはTE olモードに対しαo1=1.4
X 10−3(1+3.23/R2) (m−’)
(3)を得る。これより半径400μrnの金属導
波管では曲げ半径Rが10crnの場合においても1m
でα0−0.45となシ伝送撰失は約63%と従来の光
ファイバを用いたCO2レーザ光導光路に比べて非常に
小さい。また曲げ半径Rが1mの場合にはα0−5、9
X 10−3となり伝送損失は無視出来る。筐た上聞
数値的考察は例えば波長0.63μmのHe −Neレ
ーザ光に対しても適応出来る。dAgの0.63μmに
おける複索屈折率はほぼn=0.19−j4.3で与え
られるため、前記と同様の400μm半径の導波路の場
合にはα11 =5.5 Xi O−’となシ伝送可能
である。以上のように金属膜をもつ導波路では可視光に
おいても伝送可能という大きな特徴をもつ。
る。複索屈折率を(2)式に代入し半径400μmの導
波路の場合にはTE olモードに対しαo1=1.4
X 10−3(1+3.23/R2) (m−’)
(3)を得る。これより半径400μrnの金属導
波管では曲げ半径Rが10crnの場合においても1m
でα0−0.45となシ伝送撰失は約63%と従来の光
ファイバを用いたCO2レーザ光導光路に比べて非常に
小さい。また曲げ半径Rが1mの場合にはα0−5、9
X 10−3となり伝送損失は無視出来る。筐た上聞
数値的考察は例えば波長0.63μmのHe −Neレ
ーザ光に対しても適応出来る。dAgの0.63μmに
おける複索屈折率はほぼn=0.19−j4.3で与え
られるため、前記と同様の400μm半径の導波路の場
合にはα11 =5.5 Xi O−’となシ伝送可能
である。以上のように金属膜をもつ導波路では可視光に
おいても伝送可能という大きな特徴をもつ。
KR8−5といった誘電体光ファイバでは、光ファイバ
の両端面からの反射損失は無視出来ないほどに大きい。
の両端面からの反射損失は無視出来ないほどに大きい。
例えばK RS−5では両端面からの反射は28%も存
在する。この反射光はレーザに帰還し発振を乱す原因に
もなる。しかし金属の場合にはエネルギーのほとんどが
中空部を伝搬するため反射による損失はほとんどないと
いってよい。
在する。この反射光はレーザに帰還し発振を乱す原因に
もなる。しかし金属の場合にはエネルギーのほとんどが
中空部を伝搬するため反射による損失はほとんどないと
いってよい。
−また光エネルギーは中空部を通るため冒出力レーザ光
を入射することが出来る。
を入射することが出来る。
以下、本発明の詳細な説明する。
直径5m+n、内径4m+nの石英ガラス管を2ooo
cの高温で線引し、直径1.2mm、内径0.8調の中
空光ファイバを得た。この中空ガラス管内に、圧縮ポン
プを使用して主成分が塩化スズとパラジウムの混合液を
注入し表面をカツセイ処理した後、高純度化学研究新製
のNlの無電解メッキ液N1−801を再び圧縮ポンプ
を用いて圧入した。メッキ液は常に移動している。光フ
ァイバを温度75Cに保温し、2時間後にNi−801
メツキ液を除去した所、石英ガラス管の内面に厚み10
μmの高純度ニッケル膜が積層した。さらに同社製Ag
無電解メツギ液S−900を注入し、80Cで3時間保
持すると厚み10μmの銀膜が積層した。
cの高温で線引し、直径1.2mm、内径0.8調の中
空光ファイバを得た。この中空ガラス管内に、圧縮ポン
プを使用して主成分が塩化スズとパラジウムの混合液を
注入し表面をカツセイ処理した後、高純度化学研究新製
のNlの無電解メッキ液N1−801を再び圧縮ポンプ
を用いて圧入した。メッキ液は常に移動している。光フ
ァイバを温度75Cに保温し、2時間後にNi−801
メツキ液を除去した所、石英ガラス管の内面に厚み10
μmの高純度ニッケル膜が積層した。さらに同社製Ag
無電解メツギ液S−900を注入し、80Cで3時間保
持すると厚み10μmの銀膜が積層した。
この金属膜を有する1m長さの石英光ファイバに出力1
00Wの10.6μmの光を入射しだ新約40%の光出
力が得られた。この伝送損失は金属表面よりの散乱が太
きくいため、この光ファイバを約1000Cの電気炉に
挿入して、ファイアポリッシュした所、透過率は60%
に増加し、充分レーザメス用光ファイバとして使用出来
ることがわかった。
00Wの10.6μmの光を入射しだ新約40%の光出
力が得られた。この伝送損失は金属表面よりの散乱が太
きくいため、この光ファイバを約1000Cの電気炉に
挿入して、ファイアポリッシュした所、透過率は60%
に増加し、充分レーザメス用光ファイバとして使用出来
ることがわかった。
第1図は本発明の中空光ファイバの断面図である。
Claims (1)
- 1、 ガラス管の内壁にN i 、 A g 、 A
u 、 Cuからなる群より選択された少なくとも1金
属からなる金属膜を有し、中空であり、且つエネルギー
伝送用に用いることを特徴とする金属膜を有する光ファ
イバ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57127512A JPS5918904A (ja) | 1982-07-23 | 1982-07-23 | 金属膜を有する光フアイバ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57127512A JPS5918904A (ja) | 1982-07-23 | 1982-07-23 | 金属膜を有する光フアイバ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5918904A true JPS5918904A (ja) | 1984-01-31 |
Family
ID=14961830
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57127512A Pending JPS5918904A (ja) | 1982-07-23 | 1982-07-23 | 金属膜を有する光フアイバ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5918904A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61197179A (ja) * | 1984-12-07 | 1986-09-01 | ヴアルテル・シユテイヒト | 組立て部品もしくは工作物用の操作装置 |
JPS63266404A (ja) * | 1987-04-24 | 1988-11-02 | Hitachi Cable Ltd | 中空光導波路及びその製造方法 |
KR20010037798A (ko) * | 1999-10-20 | 2001-05-15 | 이명일 | 경면 반사를 이용한 광 전송 튜브 |
JP2007210816A (ja) * | 2006-02-08 | 2007-08-23 | Jsr Corp | チューブ内面へのアルミニウム膜の成膜方法 |
JP2007286315A (ja) * | 2006-04-17 | 2007-11-01 | Totoku Electric Co Ltd | 耐熱赤外中空ファイバ |
-
1982
- 1982-07-23 JP JP57127512A patent/JPS5918904A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61197179A (ja) * | 1984-12-07 | 1986-09-01 | ヴアルテル・シユテイヒト | 組立て部品もしくは工作物用の操作装置 |
JPS63266404A (ja) * | 1987-04-24 | 1988-11-02 | Hitachi Cable Ltd | 中空光導波路及びその製造方法 |
KR20010037798A (ko) * | 1999-10-20 | 2001-05-15 | 이명일 | 경면 반사를 이용한 광 전송 튜브 |
JP2007210816A (ja) * | 2006-02-08 | 2007-08-23 | Jsr Corp | チューブ内面へのアルミニウム膜の成膜方法 |
JP2007286315A (ja) * | 2006-04-17 | 2007-11-01 | Totoku Electric Co Ltd | 耐熱赤外中空ファイバ |
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