| 研究課題/領域番号 |
26420316
|
|---|
| 研究機関 | 千歳科学技術大学 |
|---|
研究代表者 |
小林 壮一 千歳科学技術大学, 総合光科学部, 教授 (80326595)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| キーワード | VAD法によるガラス形成 / 液浸法による黒色ガラス形成 / Bi層一体形成法 / 分光特性測定法 / EDX分析測定法 / プラスティックコーティング / 遮光用黒色ガラス形成法 / Bi酸化物浸透性 |
|---|
| 研究実績の概要 |
本研究の狙いは黒色ガラス被膜石英系光ファイバの漏れ光の削減、隣接光ファイバとのクロストークの低減にある。そしてその手段はVAD法を用いたSiO2-GeO2母材、並びに液浸法によるAl2O3-Bi2O3黒色ガラス層形成過程における材料の状態を明確に把握することにあり、２６年度はVAD法による黒色ガラス層形成法の確立と光学基本特性の把握に重点をおいた。①VAD法によるSiO2-GeO2-Al2O3-Bi2O3ガラスの組成変化と透過スペクトルの関係の明確化では、VAD法で作製したSiO2-GeO2スートを仮焼結後、Bi酸化物浸透性を計るため液浸法によりスート内部に浸透させ、ガラス化し、黒色ガラス被膜石英系光ファイバ用母材を試作し、分光器による透過特性測定系を整備し、黒色ガラスの組成変化との関係を把握した。液浸法によるスート内部への酸化アルミニウムと酸化ビスマスの浸透容易性と仮焼結ガラスの密度との関係を作製条件から把握した。②光ファイバ用黒色ガラス被膜の機械的、化学的、光学的基本特性の把握では、光ファイバ用母材の外側に黒色ガラス被服層を形成し、機械強度特性を評価し、剥離等が観測されず安定に黒色ガラス被服層が形成されていることを確認した。Biガラス被膜上にプラスチックコーティングを行うため光ファイバを形成し、アクリル系樹脂を被服しその可能性を明らかにした。母材状態における断面方向の各組成変化測定のためEDX測定法を確立した。③光ファイバ用黒色ガラス被膜の光学特性および遮光特性の波長依存性の明確化では、黒色ガラス層を作製し黒色ガラス被服の透過スペクトル特性および遮光特性の波長依存性について分光器と目視により明らかにした。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
黒色ガラス被膜石英系光ファイバの漏れ光の削減や隣接光ファイバとのクロストーク低減が本研究の目的である。その手段はVAD法を用いたSiO2-GeO2母材、並びに液浸法によるAl2O3-Bi2O3黒色ガラス層形成過程における材料の状態を明確に把握することにあり、２６年度はVAD法による黒色ガラス層形成法の確立を最大の目標とし、80％
達成した。①VAD法によるSiO2-GeO2-Al2O3-Bi2O3ガラスの組成変化と透過スペクトルの関係の明確化では、達成度は80％である。VAD法で作製したSiO2-GeO2スートを仮焼結後、Bi酸化物浸透性を計るため液浸法によりスート内部に浸透させ、ガラス化し、黒色ガラス被膜石英系光ファイバ用母材を試作し、分光器による透過特性測定系を整備したが、黒色ガラスの組成変化との関係を定量化するには至らなかった。液浸法によるスート内部への酸化アルミニウムと酸化ビスマスの浸透容易性と仮焼結ガラスの密度との関係は80%達成できた。②光ファイバ用黒色ガラス被膜の機械的、化学的、光学的基本特性の把握では、光ファイバ用母材の外側に黒色ガラス被服層を形成し、機械強度特性を評価し、剥離等が観測されず安定に黒色ガラス被服層が形成されていることを確認し、定性的に90%の達成度を得ている。Biガラス被膜上にプラスチックコーティングを行うため光ファイバを形成し、アクリル系樹脂を被服しその可能性を100%示した。母材状態における断面方向の各組成変化測定のためEDX測定法を確立し、90%達成した。③光ファイバ用黒色ガラス被膜の光学特性および遮光特性の波長依存性の明確化では、黒色ガラス層を作製し黒色ガラス被服の透過スペクトル特性および遮光特性の波長依存性について分光器と目視により明らかにし、80%達成したが黒色部は殆ど光が透過しなかったため十分なデータが得られなかった。
|
| 今後の研究の推進方策 |
VAD法で作製したSiO2-GeO2スートを仮焼結後、Bi酸化物浸透性を計るため液浸法によりスート内部に浸透させ、ガラス化し、黒色ガラス被膜石英系光ファイバ用母材を試作し、分光器による透過特性測定系を整備したが、黒色ガラスの組成変化との関係を定量化するには至らなかった。VAD法によるSiO2-GeO2-Al2O3-Bi2O3黒色ガラス組成で最適条件が得られない場合は新元素酸化物を既酸化物と置換あるいは加算することで性能向上を狙い、機械的、化学的、光学的基本特性を明確にし、遮光用光ファイバ実現のための設計指針を得る。液浸法によるスート内部への酸化アルミニウムと酸化ビスマスの浸透容易性と仮焼結ガラスの密度との関係は80%達成できたが、十分な測定点が得られていないため、VAD法によりSiO2-GeO2スートを先に生成し、仮焼結後、Al2O3-Bi2O3溶液を液浸する方法で研究を進めるが、工程が複雑である場合は被服部分のみ生成可能か否かを検討することも考慮に入れて計画する。具体的には既存のSiO2-GeO2ガラスロッドを準備しその外側にOVD法（外付け法）によるSiO2-GeO2スートを生成し、仮焼結後、Al2O3-Bi2O3溶液を液浸する方法を採用する。生成温度条件、液浸条件が異なるため黒色ガラス被服が機械的に生成可能であるか検討の余地が大きく、産業的にはあらゆる石英系光ファイバに適用可能であり、研究の価値が高い。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
VAD法によるSiO2-GeO2-Al2O3-Bi2O3黒色ガラス組成で最適条件が得られないときのために新元素酸化物を既酸化物と置換する、あるいは加算することで性能向上した黒色ガラス被膜ガラス試料作製および黒ファイバ作製に27年度は26年度よりも大幅に経費がかかることが判明したため、26年度の経費を削減し、27年度の経費に加算した。
|
| 次年度使用額の使用計画 |
①VAD法によるSiO2-GeO2-Al2O3-Bi2O3黒色ガラス組成で最適条件が得られないときのために新元素酸化物を既酸化物と置換する、あるいは加算することで性能向上を狙い、機械的、化学的、光学的基本特性を明確にし、遮光用光ファイバ実現のための設計指針を得る。②本研究ではVAD法によりSiO2-GeO2スートを先に生成し、仮焼結後、Al2O3-Bi2O3溶液を液浸する方法で研究を進めるが工程が複雑である場合は被服部分のみ生成可能か否かを検討することも考慮に入れて既存のSiO2-GeO2ガラスロッドを準備しその外側にOVD法（外付け法）によりSiO2-GeO2スートを生成し、仮焼結後、Al2O3-Bi2O3溶液を液浸する方法を採用する。
|
