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JPS60101502A - Infrared transmitting fiber and its manufacture - Google Patents

Infrared transmitting fiber and its manufacture

Info

Publication number
JPS60101502A
JPS60101502A JP58209181A JP20918183A JPS60101502A JP S60101502 A JPS60101502 A JP S60101502A JP 58209181 A JP58209181 A JP 58209181A JP 20918183 A JP20918183 A JP 20918183A JP S60101502 A JPS60101502 A JP S60101502A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
core
infrared light
fiber
infrared
crystal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP58209181A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Takahashi
謙一 高橋
Noriyuki Ashida
葭田 典之
Minoru Yokota
稔 横田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP58209181A priority Critical patent/JPS60101502A/en
Publication of JPS60101502A publication Critical patent/JPS60101502A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/102Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type for infrared and ultraviolet radiation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 C産業上の利用分野) 本発明は光伝送用ファイバに関し、特に赤外光の伝送に
適した金属−・ライド結晶による赤外光用ファイバ及び
その製造法に関する。本発明の赤外光用ファイバは医療
用(レーザメス)または工業用(レーザ溶接・切断・穴
あけ機等のノーザ加工機)の赤外高出力レーザビームの
導光路、赤外光用センサーへの導光路等に利用できる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application) The present invention relates to an optical transmission fiber, and more particularly to an infrared optical fiber made of a metal-ride crystal suitable for transmitting infrared light, and a method for manufacturing the same. The infrared light fiber of the present invention can be used as a light guide path for high-output infrared laser beams for medical use (laser scalpels) or industrial use (norther processing machines such as laser welding, cutting, and drilling machines), and for guiding to infrared light sensors. Can be used for optical paths, etc.

(背9技術) 従来、光ファイバとしては石英ガラス系のガ−jスファ
イバ或いはプラスチックファイバが一般的に知られてい
る。しかしこれらのファイバは赤外域では伝送損失が太
きく、2〜5μm以上の波長の光は透過しないので、赤
外光用ファイバとしては不適である。
(Back 9 Technology) Conventionally, quartz glass-based glass fibers or plastic fibers are generally known as optical fibers. However, these fibers have a large transmission loss in the infrared region and do not transmit light with a wavelength of 2 to 5 μm or more, so they are unsuitable as fibers for infrared light.

一方、金属ハライド結晶は、赤外光中でもC02V−デ
ー光を透過できるため、金属ノ\ライド結晶による赤外
光用ファイバが望まれていた。
On the other hand, since metal halide crystals can transmit CO2V-day light even in infrared light, an infrared light fiber made of metal halide crystals has been desired.

第1図は一般的な光伝送用ファイバの構造を説明する図
であって、図中の1はコア部分を、2はクラッド部分を
示している。しかし、第1図に示すような、金属ハライ
ドのコア部分1とクラッド部分2をもついわゆる光伝送
体としての二重構造体を得ることは塑性加工をする場合
金属ハライド結晶の多くは特定の而ですべり変形を起こ
すため、均一な変形をおこすことは困難であシ、コア゛
クラッド界面の平滑な赤外光の伝送特性の良好なコア・
クラッド構造のファイバを作製できないという欠点があ
った。
FIG. 1 is a diagram illustrating the structure of a general optical transmission fiber, in which 1 indicates a core portion and 2 indicates a cladding portion. However, it is difficult to obtain a double structure as a so-called optical transmission body having a metal halide core portion 1 and a cladding portion 2 as shown in Figure 1. It is difficult to achieve uniform deformation due to sliding deformation caused by the core and cladding, and it is difficult to achieve uniform deformation.
The drawback was that it was not possible to fabricate a fiber with a cladding structure.

(発明の目的) 本発明は、上記問題点を克服して、金属ハライド結晶よ
りなるコアおよびクラッド界面の平滑な赤外光の伝送特
性の優れたファイバを提供することを目的とする。
(Objective of the Invention) An object of the present invention is to overcome the above-mentioned problems and provide a fiber having a smooth core and cladding interface made of metal halide crystal and excellent infrared light transmission characteristics.

(発明の構成) 本発明考らは鋭意研究の結果、金属−・ライド結晶のコ
アおよびクラッドの間に緩衝層を設けることにより伝送
特性の優れた赤外光用ファイバを得ることを見出し本発
明に到った。
(Structure of the Invention) As a result of intensive research, the inventors of the present invention discovered that it is possible to obtain an infrared light fiber with excellent transmission characteristics by providing a buffer layer between the core and cladding of a metal-ride crystal. reached.

すなわち本発明の要旨はコアおよびクラッドが金属ハラ
イド結晶よりなり、該コアとクラッドの間に緩衝層を有
することf 4キ徴とする赤外光伝送用ファイバを提供
するところにある。
That is, the gist of the present invention is to provide an infrared light transmission fiber having a core and a cladding made of metal halide crystal, and having a buffer layer between the core and the cladding.

以下、本発明の赤外光用ファイバの構成および製造方法
について説明する。、第2図は、本発釣る赤外光用ファ
イバの断面図であって、1けコア部分、21はクラッド
部分、6(d緩衝層を示す。
Hereinafter, the structure and manufacturing method of the infrared fiber of the present invention will be explained. FIG. 2 is a cross-sectional view of the infrared light fiber developed by the present invention, showing a core portion, numeral 21 a cladding portion, and numeral 6 (d) a buffer layer.

竿2図に示す本発明の赤外光用ファイバの製法としてコ
ア結晶の捷わりにクラッド結晶を設ける際、#何層とし
て例えば赤外光透過性材料(赤外線透過性プラスチック
等)をあらかじめコア結晶の周囲に設け、クラッド結晶
を塑性加工する方法をとる場合には赤外光透過性材料の
弾性により、加工力が均一に伝達され、コアとクラッド
界1mの平滑な赤外光の伝送特性の優れたコア・クラッ
ド構造を有する赤外光用ファイバを得ることができる。
When providing a clad crystal in place of the core crystal as shown in Fig. 2 of the infrared fiber of the present invention, for example, an infrared transparent material (infrared transparent plastic, etc.) is added to the core crystal in advance as a number of layers. When using a method in which the clad crystal is plastically worked by placing it around the core, the elasticity of the infrared light transmitting material allows the processing force to be transmitted uniformly, and the 1 m boundary between the core and the cladding is smooth and has excellent infrared light transmission characteristics. An infrared fiber having a core-clad structure can be obtained.

また本発明の金属−・ライド結晶よりなるコア及びクラ
ッドの間に赤外光透過性材料層a層を有する赤外光用フ
ァイバを繰シ返し曲げる場合、赤外光透過性材料の弾性
により、圧縮および引張り力が均一に分散化され局部的
な曲がpなどによる赤外光の伝送損失の増大を防ぐこと
ができる。
Furthermore, when an infrared fiber having an infrared light transmitting material layer a layer between the core and cladding made of the metal-ride crystal of the present invention is repeatedly bent, due to the elasticity of the infrared light transmitting material, Compressive and tensile forces are uniformly dispersed, and local bending can prevent an increase in transmission loss of infrared light due to p and the like.

本発明の赤外光用ファイバのコアおよびクラッド層に用
いられる金属ハライド材料としては、CsBr 、C!
s工などのアルカリ金属ハライド、TtBr 、Tl工
、TtCl 、T4Br−Tt工混晶(KH2−5)、
TLBr−T4C!t(KH2−6)などのクリラムハ
ライド、Ac(Br 、AqO6,AgBr−AVOL
 混晶などの銀ハライドから、屈折率の高い結晶をコア
材、屈折率の低い結晶をクラツド材に選ぶことができる
The metal halide materials used for the core and cladding layer of the infrared fiber of the present invention include CsBr, C!
Alkali metal halides such as S, TtBr, TtCl, T4Br-Tt mixed crystal (KH2-5),
TLBr-T4C! t(KH2-6), etc., Ac(Br, AqO6, AgBr-AVOL)
Among silver halides such as mixed crystals, a crystal with a high refractive index can be selected as the core material, and a crystal with a low refractive index can be selected as the cladding material.

緩衝層6を形成する赤外光背過性プラスチックとしては
ポリフッ化ビニリデン、四フッ化エチレン、ポリエチレ
ン、ポリプロピノン、ポリスチレン、ポリカーボネート
の中から選ぶことができる。なお、赤外光透過性プラス
チックは、赤外光の伝送損失の小さい高純度の材料か望
ましく、緩衝層3の膜厚は膜の均一性を維持するために
0.1μm以上が、また高出力レーザ光を伝送する際レ
ーザ光の吸収を少なくするため20μm以下が望ましい
The infrared light-transmitting plastic forming the buffer layer 6 can be selected from polyvinylidene fluoride, tetrafluoroethylene, polyethylene, polypropynon, polystyrene, and polycarbonate. The infrared-transmissive plastic is preferably a high-purity material with low transmission loss of infrared light, and the thickness of the buffer layer 3 should be 0.1 μm or more in order to maintain film uniformity. The thickness is preferably 20 μm or less in order to reduce absorption of laser light when transmitting laser light.

本発明の赤外光用ファイバを製造する方法の一例を第3
図に示す。第3図において符号1〜3は第2図に示した
ものと同じを意味し2′はパイプ状金属ハライド結晶を
、4はダイスを示す。
An example of the method for manufacturing the infrared fiber of the present invention is shown in the third example.
As shown in the figure. In FIG. 3, numerals 1 to 3 have the same meanings as shown in FIG. 2, 2' indicates a pipe-shaped metal halide crystal, and 4 indicates a die.

クラツド材として選んだ、バイブ状の金属ハライド結晶
2′にプラスチック緩衝層3をその外周に被覆された金
属ハライドコア結晶ファイバ1を嵌合し、ダイス4で伸
管することによシ金属ハライド結晶のコア・クラッド部
を有し赤外光透過性プラスチック緩衝層を有する赤外光
用ファイバーを作製できる。
A metal halide core crystal fiber 1 whose outer periphery is coated with a plastic buffer layer 3 is fitted onto a vib-shaped metal halide crystal 2' selected as a cladding material, and the metal halide crystal fiber 1 is elongated with a die 4. An infrared fiber having a core/cladding portion and an infrared light-transmitting plastic buffer layer can be produced.

コア結晶ファイバへの赤外透過性プラスチックを被覆す
る方法としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリスチレン
、ポリカーボネートは溶剤によシ溶液の粘性を調整し、
溶液を塗布、その後溶剤を乾燥により除くことにより禎
豊できる。
As a method for coating the core crystal fiber with infrared transparent plastic, polyvinylidene fluoride, polystyrene, and polycarbonate are coated with a solvent, and the viscosity of the solution is adjusted.
It can be improved by applying a solution and then removing the solvent by drying.

また、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、
ポリカーボネートはグラスチックを加熱溶融させ、温度
によシ、溶液の粘性を調整し塗布し被釉できる。四フッ
化樹脂は懸濁液を塗布し、加熱溶融嘔せることにより、
被覆できる。
In addition, polyethylene, polypropylene, polystyrene,
Polycarbonate can be applied and glazed by heating and melting the glass, adjusting the viscosity of the solution depending on the temperature. Tetrafluoride resin can be prepared by applying a suspension and melting it by heating.
Can be covered.

以上のようにして作製した赤外光用ファイバは必要によ
シ、プラスチックあるいは金属の保設被捷層を単層また
多層皺扮してよい。
The infrared fiber produced as described above may be provided with a single or multi-layered plastic or metal preservation layer, if necessary.

以下、実施例について説明する。Examples will be described below.

(実施例) 上記、金属ハライド結晶のうち、高屈折率結晶をコア材
、低屈折率結晶をクラッドとして用いるが、−例として
アルカリ金属ハライドの場合、 Os工をコア、0日B
r kクラッド、タリウムハライドの場合、T/、Br
−TL工混晶(KH2−5) ’;f−コア、TIBr
−TtCL混晶(KH2−6)をクラッド、銀ハライド
の場合、AgBr fコア、A(z(!tをクラッドと
した。
(Example) Among the metal halide crystals mentioned above, the high refractive index crystal is used as the core material and the low refractive index crystal is used as the cladding.
r k clad, in the case of thallium halide, T/, Br
-TL mixed crystal (KH2-5)'; f-core, TIBr
-TtCL mixed crystal (KH2-6) was used as cladding, and in the case of silver halide, AgBr f core and A(z(!t) were used as cladding.

コア結晶ファイバは熱間押出し法にょシ、直径11II
I+Iφの多結晶質ファイバを作製した。なお引上げあ
るいけ引下げ法にょシ単結晶ファイバを成長させ、コア
ファイバとしてもさしつかえない。
The core crystal fiber is hot extruded and has a diameter of 11mm.
A polycrystalline fiber of I+Iφ was produced. In addition, a single crystal fiber can be grown using a pulling method or a pulling method and can be used as a core fiber.

次に、ポリフッ化ビニリデンとして、ポリフッ化ビニリ
デンとテトラフルオロエチレン共重合体をメテルエテル
グトンに溶かした1〜20重量%溶液をコアファイバに
塗布し、60〜80℃に乾燥することによシ1μm厚さ
の柚膜を形成した。その後、外径1.60、内径1.2
調のクラツド材に選んだパイプ状の金属ハライド結晶に
嵌合し、100〜2 s o 、cの温度に加熱し、温
間のダイス伸管により、コア・クラッド部を有する赤外
光用ファイバを作製した。以上を実施例1〜3とする。
Next, as polyvinylidene fluoride, a 1 to 20% by weight solution of polyvinylidene fluoride and tetrafluoroethylene copolymer dissolved in methylene ether was applied to the core fiber and dried at 60 to 80°C. A 1 μm thick yuzu film was formed. After that, outer diameter 1.60, inner diameter 1.2
An infrared light fiber having a core and cladding is made by fitting it into a pipe-shaped metal halide crystal selected as a cladding material, heating it to a temperature of 100 to 2 s o, c, and drawing it through a warm die. was created. The above is referred to as Examples 1 to 3.

またポリフッ化ビニリデン級覆をしない以外はすべて同
一条件で作成したファイバーを比較例1〜3とした。
Comparative Examples 1 to 3 were fibers prepared under the same conditions except that the polyvinylidene fluoride coating was not applied.

上記条件で作成した各種ファイバの光学的特性として、
出力10WのCo2レーザを用い透過率を測定した。そ
の結果を第1表ICまとめて示す。
The optical characteristics of various fibers made under the above conditions are as follows:
Transmittance was measured using a Co2 laser with an output of 10 W. The results are summarized in Table 1 IC.

第 1 表 実施例1 (!sI 08Br ポリフッ化ビニリデン
 5o〜70 5o〜7゜比較例1 〃 〃 なし 5
0〜654o〜65実施例2 KH2−5KH2−6ポ
リフッ化ビ=リデレ 50〜65 50〜65比較例2
 〃 、γ なし 50〜6o シ0〜55実施例5 
AgBr Ag0A ポリ77化ビニリデシ 50〜7
0 50〜70比較Fす3 〃 〃 なし 50〜7o
45〜7゜この結果、緩衝層を有する赤外光用ファイバ
は優れた光学的特性をもっことがわかる。また金属ハラ
イド結晶による赤外光用ファイバは塑性変形によシ曲が
るためこのファイバを繰返し屈曲させた場合一部に曲が
シぐせがつき、局部的に曲げ半径の小さくなシ、伝送損
失が大きくなる場合が必る、曲げ半径20crnで繰返
し曲げを行ない同様にCO2レーザ光透過率の測定結果
から、緩衝層のない赤外光用ファイバは、透過率の低下
およびバラツキが大きくなる傾向がみられたが、緩衝層
を有する本発明のファイバ(実施例1〜3)では透過率
低下やバラツキは見られなかった。実施例ではポリフッ
化ビニリデンを用いる場合を述べたが、これに限定にさ
れるものではない。
Table 1 Example 1 (!sI 08Br Polyvinylidene fluoride 5o~70 5o~7° Comparative example 1 〃 〃 None 5
0-654o-65 Example 2 KH2-5KH2-6 Polyfluorinated Bi-Lidere 50-65 50-65 Comparative Example 2
〃, γ None 50-6o 0-55 Example 5
AgBr Ag0A Polyvinylidene 77 50-7
0 50-70 comparison F3 〃 〃 None 50-7o
45-7° As a result, it can be seen that the infrared fiber having the buffer layer has excellent optical properties. In addition, infrared light fibers made of metal halide crystals bend due to plastic deformation, so if this fiber is bent repeatedly, the bends will become wrinkled in some areas, resulting in small local bending radii and large transmission losses. Similarly, from the measurement results of CO2 laser light transmittance after repeated bending with a bending radius of 20 crn, it was found that infrared light fibers without a buffer layer tend to have lower transmittance and larger variations. However, in the fibers of the present invention having a buffer layer (Examples 1 to 3), no decrease in transmittance or variation was observed. Although the example uses polyvinylidene fluoride, the present invention is not limited thereto.

(発明の効果) 以上詳述したように本発明の方法は優れた光学的特性を
持ち、繰シ返し屈曲にも透過率低下の見られない赤外光
用ファイバーを提供するものであシ、医療用又は工秦用
の赤外高出力レーザービームの導光路或は赤外光用セン
サー導光路等として利用できる。
(Effects of the Invention) As detailed above, the method of the present invention provides an infrared fiber that has excellent optical properties and shows no decrease in transmittance even after repeated bending. It can be used as a light guide path for high-power infrared laser beams for medical or industrial purposes, or as a light guide path for infrared light sensors.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は一般的な光伝送用ファイバの構造を示す図。第
2図は本発明の赤外光伝送用ファイバの構造を示す図で
あり、第6図は本発明の赤外−光伝送用ファイバの製造
法の一例を説明する図である。 代理人 内 1) 明 代理人 萩 原 亮 − 第3図
FIG. 1 is a diagram showing the structure of a general optical transmission fiber. FIG. 2 is a diagram showing the structure of the infrared light transmission fiber of the present invention, and FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the method of manufacturing the infrared light transmission fiber of the present invention. Agents 1) Akira's agent Ryo Hagiwara - Figure 3

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1) コアおよびクラッドが金属−・ライド結晶より
なり、該コアとクラッドの間に緩衝層を有することを特
徴とする赤外光伝送用ファイバ。
(1) An infrared light transmission fiber characterized in that the core and cladding are made of metal-ride crystal, and a buffer layer is provided between the core and the cladding.
(2)緩衝層として、赤外光透過性材料を用いる特許請
求の節U11第(1)項に記4々される赤外光伝送用フ
ァイバ。
(2) An infrared light transmission fiber described in item (1) of claim section U11, in which an infrared light transmitting material is used as a buffer layer.
(3)赤外光透過性材料による緩丁萌Fzがポリフッ化
ビニリデン、四フッ化樹脂、ポリエテVン、ポリスチV
ン、ポリプロピレン、ポリカーボネートからなる群のう
ちの少なくとも1以上よりなる特許請求の範rITI第
(1)J’i’j又は第(2)項に記載される赤外光伝
送用ファイバ。
(3) Infrared transparent materials such as polyvinylidene fluoride, tetrafluoride resin, polyethylene V, polystyrene V
An infrared light transmission fiber according to claim rITI (1) J'i'j or (2), which is made of at least one of the group consisting of polypropylene, polypropylene, and polycarbonate.
(4) 全屈ハライド結晶よりなるコアの表面VC緩衝
層を被覆後、クラッドパイプを嵌合して伸線することを
特徴とする赤外光伝送用ファイバの製造方法。
(4) A method for manufacturing an infrared light transmission fiber, which comprises coating the surface of a core made of a fully bent halide crystal with a VC buffer layer, then fitting a clad pipe and drawing the core.
JP58209181A 1983-11-09 1983-11-09 Infrared transmitting fiber and its manufacture Pending JPS60101502A (en)

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