Products Homeフッ化物ファイバー、シングルモード
- Single Mode ZBLAN or InF3 Fluoride Fiber Manufactured In-House
- Transmissive from the UV to Mid-IR
- Single Mode Operation Over 2.3 - 4.1 µm or 3.2 - 5.5 µm
- Stable in Typical Lab Environments and Easy to Handle
Fluoride Fiber Cross Section
(Not to Scale)
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用途
- 分光法
- ファイバーレーザ
- スーパーコンティニウム光源
- 環境モニタリング
- 医療用途
- 化学物質検出
- 赤外イメージング
特長
- 当社のファイバ線引き装置で製造されているフッ化物ガラスファイバ
- フッ化ジルコニウム (ZBLAN)†ファイバ：285 nm～4.1 µm
- フッ化インジウム(InF3)ファイバ：310 nm～5.5 µm
- シングルモードファイバの波長範囲
- ZBLANファイバ：2.3 µm～4.1 µm
- フッ化インジウム(InF3)ファイバ：3.2 µm～5.5 µm
- 優れた減衰量、強度、構造制御
- コアサイズやカットオフ波長のカスタマイズも承ります。当社までご連絡ください。
当社のシングルモードのフッ化物ファイバは自社施設で製造されており、優れた純度、精度、強度があります。フッ化物ガラスと製造工程については、「ファイバの製造」タブか当社のフッ化物ファイバの概要ページをご覧ください。
フッ化物ファイバは水酸化物イオン(OH)濃度が非常に低く、中赤外の波長域では平坦な損失特性が得られます。ファイバIRZS23はフッ化ジルコニウム(ZBLAN)†ガラス製で、285 nm～4.1 µmの範囲において高い透過特性があります(シングルモード動作は2.3 µm～ 4.1 µm)。ファイバIRFS32はフッ化インジウム(InF3)ガラス製で、310 nm～5.5 µmの範囲において高い透過特性があります(シングルモード動作は3.2 µm～5.5 µm)。右のグラフでは、標準的な石英ガラスファイバとの損失特性の比較がご覧いただけます。
フッ化物ガラスの屈折率は石英ガラスと近くなっています。それにより、フッ化物ガラス製のファイバは、ファイバ-空気およびファイバ-石英界面の両方において反射減衰量とフレネル反射が小さくなっております。屈折率、NA、損失特性については「グラフ」タブでご覧いただけます。
フッ化物ガラスは標準的な石英ガラスよりも柔らかいため、クリーニングは十分に注意して行う必要があります。 推奨する手順については「取扱い 」タブをご覧ください。
当社ではマルチモードのフッ化物ファイバも製造しております。 当社がラインナップしているフッ化物ファイバおよびファイバーコンポネントについては下のリンクからご覧いただけます。
† ZBLANはフッ化ジルコニウム(ZrF4)ガラスの呼称として使用しています。
フッ化物ファイバのカスタマイズ
現在のラインナップにはないファイバのカスタマイズやファイバ線引きについては、当社までご相談ください。当社では、下記のようなフッ化物ファイバのカスタマイズに対応しております。
- 損失に対する厳格な要求条件を満たす超低損失フッ化物ファイバの特別選定
- コアおよびクラッド形状のカスタマイズ
- デュアルポリマークラッドもご提供可能
- パワーハンドリング性能の向上
フッ化物ファイバおよびコンポーネント | |||
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| Item # | IRZS23 | IRFS32 |
|---|---|---|
| Fiber Type | Fluorozirconate (ZBLAN)a | Fluoroindate (InF3) |
| Transmission Rangeb | 285 nm - 4.1 µm | 310 nm - 5.5 µm |
| SM Operating Wavelength | 2.3 - 4.1 µm | 3.2 - 5.5 µm |
| Cutoff Wavelength | ≤ 2.3 µm | ≤ 3.2 µm |
| Typical Attenuationc,d | 30 dB/km @ 2.5 µm | 150 dB/km @ 3.6 µm |
| Maximum Attenuationd | < 200 dB/km (from 2.3 - 3.6 µm) | < 450 dB/km (from 3.2 - 4.6 µm) |
| NAe | 0.19 ± 0.02 @ 2 µm | 0.26 ± 0.02 @ 2 µm |
| MFDf | 10.5 ± 0.5 µm @ 2.5 µm | 11.0 ± 0.5 µm @ 3.6 µm |
| Core Diameter | 9 ± 0.5 µm | |
| Cladding Diameter | 125 +1/-2 µm | |
| Coating Diameter | 260 ± 15 µm | 245 ± 15 µm |
| Core/Cladding Concentricity | ≤ 2 µm | |
| Core Circularity | ≥ 94% | |
| Long-Term Bend Radiusg,h | ≥ 30 mm | |
| Short-Term Bend Radiush | ≥ 10 mm | |
| Operating Temperature | -55 to 90 °C | |
| End Face Imagei (Click for Scale) |  |  |
ここでは、シングルモードのフッ化物ファイバの挿入損失(典型値)、曲げによる損失、モードフィールド径、分散、NA、コアとクラッドの屈折率と波長の関係性のグラフがご覧いただけます。これらの特性はファイバの線引きによりバラツキが見られる場合があります。ご用途に適したファイバのご相談は当社までご連絡ください。
損失
こちらのグラフではシングルモードのフッ化物ファイバで測定された減衰量を示しています。赤の網掛け領域は、各ファイバで減衰量レベルが保証されたシングルモード動作波長範囲で、青の網掛け領域は減衰量レベルが保証されていないシングルモード動作波長範囲です。シングルモードのカットオフ波長のすぐ下のピークは、2次モードの損失によるものです。
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曲げ損失
This data was obtained by measuring the attenuation of a bend-free 1 m length of fiber, and comparing with the attenuation of the same length when a single loop with the given radius was added. These graphs show the additional attenuation introduced by the loop. 赤の網掛け領域は、各ファイバで減衰量レベルが保証されたシングルモード動作波長範囲で、青の網掛け領域は減衰量レベルが保証されていないシングルモード動作波長範囲です。
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モードフィールド径
こちらのグラフでは、シングルモードのフッ化物ファイバのモードフィールド径(典型値)を示しています。この値は、各ファイバのコア径の測定値とNAの計算値から算出されています。青の網掛け領域は各ファイバのシングルモード動作の範囲を表しています。
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分散
こちらのグラフでは、シングルモードのフッ化物ファイバの色分散(典型値)を示しています。値は、屈折率より算出されています。青の網掛け領域は各ファイバのシングルモード動作の範囲を表しています。
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NA
こちらのグラフでは、シングルモードのフッ化物ファイバのNA(典型値)を示しています。値は、コアとクラッドの屈折率より算出されています。青の網掛け領域は各ファイバのシングルモード動作の範囲を表しています。
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屈折率
こちらのグラフでは、シングルモードのフッ化物ファイバのコアとクラッドの屈折率(典型値)を示しています。グラフのデータは、セルマイヤー式を測定データにフィッティングさせて取得しています。各グラフの下には各ファイバのコアとクラッドのセルマイヤー式と最良にフィットさせたパラメータがご覧いただけます。青の網掛け領域は各ファイバのシングルモード動作の範囲を表しています。
セルマイヤーの分散式
| ZBLAN Sellmeier Coefficients | ||
|---|---|---|
| Coefficient | Core | Cladding |
| u0 | 0.5463 | 0.705674 |
| u1 | 0.7566 | 0.515736 |
| u2 | 1.782 | 2.204519 |
| u3 | 0.000 | 0.087503 |
| u4 | 0.116 | 0.087505 |
| u5 | 21.263 | 23.80739 |
| A | 0.9562 | 1 |
| InF3 Sellmeier Coefficients | ||
|---|---|---|
| Coefficient | Core | Cladding |
| u0 | 0.47627338 | 0.68462594 |
| u1 | 0.76936893 | 0.4952746 |
| u2 | 5.01835497 | 1.4841315 |
| u3 | 0.0179549 | 0.0680833 |
| u4 | 0.11865093 | 0.11054856 |
| u5 | 43.64545759 | 24.4391868 |
| A | 1 | 1 |
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図では安全にかけられる軸上のテンションと、安全に支障のある曲げによりファイバを損傷する可能性のある軸外のテンションを比較しています。
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ファイバ素線のスプールからテープを外すときの推奨手順を示しています。テープを外すときは、片手でファイバをそっと押さえて安定させながら、もう一方の手でテープをファイバに対して平行に引っ張ってください。
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上では推奨するコーティングの除去方法を示しています。A：ファイバの除去する部分をストリッピング溶液に浸します。B～C：浸した部分の根本をピンセットFSGT でそっと挟み、ファイバ先端の方に引っ張ります。
D：コーティングが外れます。
フッ化物ガラスの物理的特性は、石英ガラスとは異なります。こちらではフッ化物ファイバとパッチケーブルの取り扱いについて推奨する手順を説明いたします。
安全上の取り扱いおよび廃棄について
ZBLANおよびInF3ガラスは健康被害を及ぼす場合があります。フッ化物ファイバの組成については当社までお問い合わせください。コーティング除去されたフッ化物ファイバ素線を取り扱う際には、必ずニトリル製手袋などの化学耐性のある手袋をご使用ください。クリービング後のファイバの破片は、当社の光ファイバ廃棄ユニットFTDUなど耐貫通性の容器に廃棄してください。
フッ化物ファイバや廃棄ユニットなどを廃棄される場合には、自治体の規則に従って廃棄してください。
保管
フッ化物ガラスは石英ガラスより柔らかく、保管中に露出している端面は傷がつきやすくなるため、機械摩耗にさらされないようご注意ください。通常の環境温度と湿度であれば、ファイバの品質に影響を与えません。長期間にわたり水や水蒸気に直接触れさせないようご注意ください。
曲げと引張り
フッ化物ファイバはテンションに対して強度はありますが、軸外から力を加えた場合や、小さい半径で曲げられた場合には、割れやすくなります。ファイバは短期曲げ半径よりも小さな半径で曲げないようにしてください。ファイバには、スプールに巻くときのようにある程度の軸上の力を加えることは可能です。右では軸上と軸外のテンションについて図で示しています。
当社のフッ化物ファイバ素線はスプールで発送され、端部分はスプール本体にテープで止められています。テープを外すときには、ファイバに対して平行に引っ張ってください(右上の図参照)。
当社のフッ化物ファイバーパッチケーブルにはファイバの保護のために、通常のパッチケーブルの被覆よりも剛性のあるPVDF補強チューブあるいはステンレススチール製チューブを使用しています。被覆を無理に曲げようとしない限り、ファイバが損傷を受けることはありません。PVDF被覆付きのパッチケーブルでは、制限よりも曲げた場合、チューブの色が変色します。ステンレススチール製のパッチケーブルは、ファイバが最小半径よりも小さな半径で曲げられないよう、機械的に制限されています。
被覆除去
フッ化物ファイバは、従来の方法で被覆除去をするとガラスが柔らかいため、損傷を受けやすくなっています。被覆除去用ピンセットFSGTをストリッピング用の溶剤とともに使用することによって、ファイバへの傷やニッキングを防ぐことができます。
ファイバのコーティングを除去するには、ペンキ剥離剤などの溶液に3～5分晒します。溶液をシリンジなど先端が長い容器に入れると、容易なのでお勧めです。ジェルタイプの溶剤をご使用になる場合には、ファイバの外側に塗ってください。なお、浸す時間は使用する溶剤と、コーティングの化学成分によって異なりますのでご注意ください。例えば、ジクロロメタン(DCM)をベースとした溶液をご使用になった場合、浸す時間はより短くなるかもしれません。
溶液に浸したファイバのコーティング部分が目に見えて膨らみます(右写真のB参照)。ここでストリッパFSGTで溶液に浸した部分のファイバをそっと挟み、ファイバ端の方に引きます。その際の圧力は適度にとどめておかないとファイバは折れてしまいますのでご注意ください。浸したコーティングはファイバ先端で滑り落ち、クラッドが露出した状態となります。除去した部分に残留物がある場合には、下で説明するようにクリーニングしてください。
ご使用前にストリッピング用溶剤の安全上の注意事項等をご確認ください。
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こちらでは溶剤で端面をクリーニングする際の推奨手順を示しています。
A: 5枚以上のワイプTCW604を適切な溶剤(左参照)で浸し、
B: ファイバ端面をワイプの上でそっと動かしてください。
クリーニング
フッ化物ガラスは柔らかいため、フッ化物ファイバとパッチケーブルの端面や被覆除去した部分は、クリーニング中に傷がつきやすくなっています。 ガラス表面に粒子がある場合には、まず圧縮空気を吹きかけてください。圧縮空気で取り除けない場合には、リントフリーワイプTCW604にアルコールなどの溶剤をつけて先端部分をクリーニングしてください(左図参照)。溶剤にはメタノールやイソプロパノールなどが適していますが、アセトンは適していません。乾いた布でふき取ることも傷をつける場合がありますので推奨しません。
なお、キムワイプ®††はファイバ先端を傷つける可能性が非常に高いので、ご使用にならないでください。
クリーブ
当社のフッ化物ファイバは、当社の大径ファイバ用クリーバVytran® LDC401のようなテンション・スクライブ方式でクリーブも可能です。なおこの方法ではファイバの破片ができますのでご留意ください。クリーブ中には、安全保護メガネと化学耐性のある手袋を常に着用してください。
†TechniCloth®は、Illinois Tool Works社の登録商標です。
††Kimwipes®(キムワイプ)は、Kimberly-Clark社の登録商標です。
当社の垂直統合されたファイバ線引き施設では、ZBLANフッ化ジルコニウム(ZrF4)やフッ化インジウム(InF3)ファイバが製造されています。この施設では、原材料およびガラスプリフォームの処理、ファイバ線引き、パッチケーブル製造を全て同じ場所で行っています。製造プロセスを最初から最後まで制御することで、低損失、高強度、正確な形状制御といったファイバの優れた仕様を一貫して満たせるようになります。
米国ニュージャージ州ニュートンにあるこの施設は、大量生産に適した設備を有し、数キロメートルのファイバを製造することができます。また、ファイバの製造開始から完成までを当社の施設内で行うため、製造工程を調整して、カスタムオーダや研究開発のニーズに対応できます。
フッ化物の特性
フッ化物ファイバは中赤外(MIR)域光を透過させるのに適しています。当社のファイバは、厳格な製造工程により水酸化物イオン(OH)濃度が非常に低く抑えられているため、この波長域での損失特性が小さくなっています。フッ化物ファイバは、カルコゲン化物ガラスファイバのような中赤外域で高い透過率を有する他のファイバと比べて、屈折率や色分散も小さくなっています。厳密に制御されたプロセスにより、ファイバの散乱と点欠陥が軽減され、ガラスマトリックスの微結晶化が抑えられます。
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当社のフッ化物ガラス製造施設で原材料を混合する様子
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ファイバ線引き工程内のガラスが下に落ちる様子
フッ化物ファイバの特性評価と試験
当社ではファイバの製造だけでなく、製造したファイバの試験および特性評価も行っています。線引きされたファイバは、当社の高い品質基準に合うことを確認するために、1本1本の特性を精密に測定しています。広範囲な試験結果は当社のファイバ線引きチームにもフィードバックされ、それにより1つ1つの製造工程の厳格な管理が可能になっています。当社製造のファイバについては、カスタム仕様による試験を実施した後に発送することも可能です。ご要望により他社製ファイバのサンプルに対する試験も実施することができます。以下の試験および特性評価が実施可能です。
- 透過減衰量の波長特性測定
- 紫外(UV)、可視(VIS)、近赤外(NIR)、中赤外(MIR)域の波長範囲
- シングルモードまたはマルチモードファイバ、およびバルクガラス
- シングルモードファイバのカットオフ波長測定
- ファイバのNA測定
- ファイバーガラスやコーティング形状のサブマイクロメータ精度での測定
- マルチモードファイバの中赤外域でのハイパワースクリーニング
- ファイバの引張強度試験
- 欠陥/故障解析
- ファイバーコーティングの硬化度試験
当社ならびにサードパーティ製ファイバの試験をご要望の場合は、当社までご連絡ください。
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グラフは全てのファイバ線引きの平均損失が年々着実に改善されていることを示しています。
研究開発チーム
当社の中赤外域用ファイバの研究開発チームは、長年に渡ってフッ化物ガラスの研究・開発、製造ならびにファイバの線引きを行ってきました。チームの専門知識と技術により、フッ化物ファイバの品質は常に向上しています。 左のグラフでは当社のフッ化物ファイバの性能の推移を示しています。
フッ化物ファイバおよびパッチケーブルのカスタマイズ
現在のラインナップにはないファイバについてのご要望がございましたら、カスタマイズや対応可能なファイバ線引きについて当社までご相談ください。当社では、下記のようなフッ化物ファイバおよびパッチケーブルのカスタマイズに対応しております。
ファイバ素線
| パッチケーブル
|
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当社のファイバ線引きタワー
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左の図は、ファイバを伝搬するビームの出力光強度のプロファイルを示しています。右の図は、標準的なビームの強度プロファイルで、図中にMFDおよびコア径を示しています。
モードフィールド径の定義
モードフィールド径(MFD)はシングルモードファイバを伝搬する ビームサイズの測定値です。 波長、コア半径、およびコアとクラッドの屈折率によって決まります。 光ファイバ内ではほとんどの光がファイバのコアに閉じ込められますが、クラッド内もわずかに伝搬します。 ガウス出力分布において、光出力が最大値に対し1/e2減少したところの直径がMFDとなります。
MFDの測定
MFD はファーフィールド可変開口法(VAMFF)によって測定します。 開口がファイバ出力のファーフィールドに配置され、その強度が測定されます。 ビームに小さな開口が連続配置して、各開口の強度を測定します。データは、光出力対開口の半角の正弦(またはSMファイバの開口数)としてプロットされます。
MFDは次に、特定の出力分布形状を想定しない数理モデルのペーターマンⅡの定義で決定されます。 ニアフィールドにおけるMFDは、ハンケル変換を用いてこのファーフィールド測定法から求められます。
| Posted Comments: | |
Guangtao Zhu
(posted 2023-09-25 13:32:51.413) This comment is from Mizuno Lab., Yokohama National University, Japan. We are conducting research on ZBLAN fiber with your product.
Could you offer the detailed information of the proportion of each dopant in this product? (XXZrF4-XXBaF2-XXLaF3-XXAlF3-XXNaF)
Thank you! Nouman Zia
(posted 2023-09-11 07:11:30.49) Hi,
We have IRZS23 fiber and we are facing stripping issues. Can you please suggest which stripping chemical should we use and does thorlabs prove that chemical? cdolbashian
(posted 2023-09-25 09:32:44.0) Thank you for reaching out to us with this inquiry! We provide some guidelines in this "handling" tab above regarding stripping this particular fiber. While we do not sell the thinner required for stripping, I have reached out to you directly to discuss your application. |
シングルモードファイバ