JP2001166174A

JP2001166174A - 多層コア光ファイバ

Info

Publication number: JP2001166174A
Application number: JP35338999A
Authority: JP
Inventors: Tomoyoshi Yamashita; 友義山下; Kikue Irie; 菊枝入江; Toshinori Sumi; 敏則隅; Yasushi Kawarada; 泰川原田
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1999-12-13
Filing date: 1999-12-13
Publication date: 2001-06-22

Abstract

(57)【要約】【課題】曲げ損失が小さい広帯域なプラスチック光フ
ァイバを提供する。【解決手段】単量体Ｍ１、Ｍ２、・・・、Ｍｎ（ｎは
２以上の整数）からそれぞれ製造され屈折率がこの順で
低下する単独重合体ＨＰ１、ＨＰ２、・・・、ＨＰｎ、
及びこれら単量体の２元以上の共重合体ＣＰであって共
重合組成比と屈折率が異なるものの１種以上からなる群
より選ばれる２種以上の（共）重合体を同心円状に積層
した多層構造を有する光ファイバにおいて、光ファイバ
の半径方向の内周と外周を低屈折率層で囲まれた高屈折
率層から構成される導波路を１以上リング状に配置した
構造とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信媒体として
好適に利用可能な屈折率分布型多層コア光ファイバに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の広帯域なプラスチック光ファイバ
（ＰＯＦ）として、国際公開ＷＯ９７／３６１９６号パ
ンフレット（１９９７）には、２種類以上の単量体Ｍ
１、Ｍ２、・・・及びＭｎ（ｎは２以上の整数）からそ
れぞれ製造され屈折率が順次低下する単独重合体ＨＰ
１、ＨＰ２、・・・及びＨＰｎ、並びにこれら単量体の
２元共重合体ＣＰの一種以上からなる群より選ばれる
（共）重合体を同心円状に積層した多層構造であって、
各層間には隣接する２つの（共）重合体の混合層が形成
された構造を有し、中心部の屈折率が最も高く外周部に
向かって屈折率が順次低下する多層構造の屈折率分布型
光ファイバが開示されている。このＰＯＦの多層構造
は、１つの（共）重合体のみから構成される非混合層
（Ｌ_NB）と、両側の非混合層を構成する２つの（共）重
合体の混合物で構成される混合層（Ｌ_B）が交互に積層
されている。また、このＰＯＦを構成する（共）重合体
の製造に用いられる単量体は、その単独重合体のガラス
転移温度（Ｔｇ）が７０℃以上であることが好ましいこ
とも記載されている。

【０００３】このＰＯＦは、芯／鞘構造を有し、その芯
（コア）においては中心部の屈折率が最も高く外周部に
向かって屈折率が順次低下する多層構造を有している。
そして基本的には、このようなＰＯＦ構成により、光が
この多層構造を有するコア全体に分布しながら導波す
る、大口径の単一の光導波路を形成している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般にＰＯＦの産業利
用上の大きな利点としては、無機ガラス系の光ファイバ
ーに比べて大口径にできるため、光源とのカップリング
や端面処理が容易なことが挙げられる。しかしながら、
導波路の口径を大きくすると、小口径の光ファイバに比
べて幾何光学的にも曲げ損失が大きくなりやすい。

【０００５】従来のＰＯＦにおいて、曲げ損失を改善す
る方法としては、以下の３つの手段が考えられる。ＰＯＦの開口角（ＮＡ）を大きくする。ＰＯＦのコア径を小さくする。ＰＯＦの最外層に第１鞘より更に低屈折率を有する第
２鞘を形成する。

【０００６】手段に関しては、曲げ損失が十分に改善
されるまでＮＡを大きくすると、光の伝搬モードの数が
著しく増大し帯域性能を大きく低下させてしまうため、
手段は好ましくない。

【０００７】手段に関しては、ＰＯＦの本来の大口径
であるという利点を損なうため好ましくない。ＰＯＦの
大口径という利点を生かすためには、コア径としては、
例えば６００μｍ以上に大きくすることが好ましいが、
コア径を大きくすると曲げ損失の充分な改善効果が得ら
れるとは言えない。

【０００８】手段は、通常の状態での光信号の導波を
第１鞘層とコアによる導波路構造に負わせ、第１鞘層と
コアによるＰＯＦの実効ＮＡを小さくすることで帯域性
能を高く維持しつつ、一方、局所的にＰＯＦに曲げが生
じた場合に第１鞘層を漏れ出た光が損失となるのを防ぐ
ため、第２鞘層にて全反射させ、コアに光を戻すことで
曲げ損失を軽減しようというものである。このような手
法により、大口径ＰＯＦの曲げ損失に対する実用上の問
題はかなり軽減するが、用途によっては更に曲げ損失の
改善が要求されている。

【０００９】一方、広帯域性能を高めるためには、コア
を多層構造とし、多層構造の層数を増やす手段もある
が、製造コストの増大を抑えるためには、出来るかぎり
少ない層数でＰＯＦを構成することが好ましい。しか
し、少ない層数でＰＯＦを構成するためには、ＰＯＦの
実効ＮＡをより小さく設計することが必要となり、ＮＡ
を小さくすると、伝搬光が全反射の臨界角を超えて外部
へ漏れやすくなり、すなわち曲げ損失が増大するという
問題が生じる。

【００１０】そこで本発明の目的は、実用上ＰＯＦ本来
の有利な特性が損なわれない程度に光ファイバの口径が
大きく、かつ、曲げ損失が小さく広帯域なＰＯＦを提供
することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、単量体Ｍ１、
Ｍ２、・・・、Ｍｎ（ｎは２以上の整数）からそれぞれ
製造され屈折率がこの順で低下する単独重合体ＨＰ１、
ＨＰ２、・・・、ＨＰｎ、及びこれら単量体の２元以上
の共重合体ＣＰであって共重合組成比と屈折率が異なる
ものの１種以上からなる群より選ばれる２種以上の
（共）重合体を同心円状に積層した多層構造を有する光
ファイバであって、光ファイバの半径方向の内周と外周
を低屈折率層で囲まれた高屈折率層から構成される導波
路を１以上リング状に配置した構造を有することを特徴
とする多層コア光ファイバに関する。

【００１２】また本発明は、上記本発明の多層コア光フ
ァイバの外周に被覆層が形成されてなる光ファイバケー
ブルに関する。

【００１３】また本発明は、上記本発明の光ファイバケ
ーブルの少なくとも一方の端部にプラグが取り付けられ
てなるプラグ付き光ファイバケーブルに関する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を説明する。

【００１５】本発明のＰＯＦの好適な構成としては、リ
ング状に配置された１以上の導波路の少なくとも１つ
が、３層以上に積層された高屈折率層で構成された多層
導波路であり、この導波路の中央部からそれぞれＰＯＦ
半径方向の内周側および外周側に向かって徐々に屈折率
が低下するように（共）重合体が積層されているＰＯＦ
が挙げられる。以下、このような態様に基づいて本発明
を説明するが、本発明のＰＯＦは、例えばリング状導波
路の全てが単層構造の導波路であっても良い。

【００１６】その一実施形態としては、このような多層
の導波路を構成する高屈折率層が、単量体Ｍ１とＭ２か
ら製造される２元共重合体ＣＰ１／２であって共重合組
成比と屈折率が異なるものの１種以上、単量体Ｍ２とＭ
３から製造される２元共重合体ＣＰ２／３であって共重
合組成比と屈折率が異なるものの１種以上、並びに単独
重合体ＨＰ１、ＨＰ２及びＨＰ３からなる群より選ばれ
る、ガラス転移温度が８０℃以上の（共）重合体で構成
されているＰＯＦが挙げられる。

【００１７】図１に、本発明のＰＯＦの一実施形態の説
明図を示す。図１（ａ）はＰＯＦの断面図、図１（ｂ）
はＰＯＦ断面の直径上における屈折率分布を示す図であ
る。

【００１８】図１に示す実施形態では、ＰＯＦ断面にお
いて、中心に位置する円形導波路１の周囲に低屈折率層
（鞘層）２１を介してリング状導波路２が配され、最外
周には低屈折率層（鞘層）２２が設けられている。この
実施形態は、リング状導波路を１つ有する場合の例であ
る。

【００１９】図１に示すＰＯＦは、屈折率が相対的に低
い鞘層２１により隔たれた２つの基本導波路を有する。
１つはＰＯＦ中心に位置する円形導波路１であり、他方
はこの円形導波路１を鞘層２１を介して取り巻くように
形成されたリング状導波路２である。円形導波路１及び
リング状導波路２はいずれも多層構造を有し、図１
（ｂ）に示すように屈折率分布を有している。

【００２０】ここで、本発明における「リング状導波
路」は、複数のリング状の層が同心円状に積層され屈折
率分布を有する多層構造をとるが、ＰＯＦ断面におい
て、屈折率の低い鞘層によりＰＯＦ半径方向の内周と外
周を取り囲まれた多層領域を一つの基本導波路単位とし
て考える。また、ＰＯＦ中心に位置する円形導波路につ
いても、屈折率分布を有する積層構造をとる場合であっ
ても、屈折率の小さい鞘層にその周囲を取り囲まれた領
域を一つの基本導波路単位として考える。なお、ここで
「鞘層」とは隣接する導波路を構成する層より相対的に
屈折率が小さい層をいう。

【００２１】図１に示すＰＯＦは、リング状導波路が１
つの場合であり、最も単純な系であるが、２以上のリン
グ状導波路が鞘層を介して同心円状に積層された構成を
とってもよい。図２に示すＰＯＦは、２つのリング状導
波路２、３を有する例であり、ＰＯＦ中心の円形導波路
１と合わせて基本導波路を３つ有する。そして、いずれ
の導波路も多層構造を有している。

【００２２】本発明のＰＯＦの特徴は、ＰＯＦ断面の中
心線に従ってみた場合、従来一つであったコアの導波路
構造が幾つかの基本導波路に分断されていることにあ
る。これにより、本発明のＰＯＦは、従来のＰＯＦの単
一の導波路に対して、分断された各基本導波路構造のサ
イズが小さくなっている。基本導波路のサイズは、ＰＯ
Ｆ中心部の円形導波路に関してはその直径Ｄにより規定
することができ、リング状導波路に関してはその厚さＬ
にて規定できる。なお、リング状導波路を複数有する場
合、それぞれのリング状導波路の厚さを、内周側から外
周側に向かって順に、Ｌ₁、Ｌ₂、・・・、Ｌ_i（ｉは１
以上の整数）と表記する。

【００２３】本発明のＰＯＦは、このように従来一つで
あった導波路が複数の導波路に分割され、各導波路のサ
イズが小さいために、曲げ損失を著しく低減することが
可能である。導波路サイズのＤとＬに関しては、曲げ損
失を改善する点から２５０μｍ以下が好ましく、１５０
μｍ以下がさらに好ましい。

【００２４】一方、導波路サイズのＤとＬは、光の波長
以上に大きいことが好ましく、２０μｍ以上が好まし
く、５０μｍ以上がより好ましく、１００μｍ以上がさ
らに好ましい。導波路サイズのＤとＬが小さすぎると、
光の伝搬時においてリング状導波路内部を回転しながら
伝搬するスキューモード光が優先的に発生する。スキュ
ーモード光は、より外周部側に位置するリング状導波路
ほど、ファイバー内部を伝搬する距離が長くなり、内部
側のリング状導波路に比べて伝搬時間の後れを生じやす
くなる。さらに、同一のリング状導波路内においても、
スキュー角に依存した多くのモードが発生し、それらの
伝搬時間に大きな広がりが生じ、その結果、ＰＯＦとし
ての伝送帯域が著しく低下することになる。従って、ス
キューモード光の発生はできる限り抑える必要があり、
そのためには、導波路サイズのＤとＬを上記の範囲に設
定することが望ましい。

【００２５】本発明によれば、上記のように構造的に曲
げ損失が小さくなるため、ＰＯＦのＮＡ（開口角）を小
さく設計できる。さらに、リング状導波路の少なくとも
一つが階段状の屈折率分布を有しているため、優れた広
帯域特性を得ることができる。なお、実用上のＮＡは
０．３５以下が望ましい。

【００２６】本発明のＰＯＦを構成するリング状導波路
の形態としては、３層以上の高屈折率層で構成される多
層導波路であることが好ましく、この多層構造において
中央の層が最も高い屈折率を有し、中央部からそれぞれ
光ファイバ半径方向に向かって内周側および外周側に向
かって階段状に徐々に屈折率が低下する屈折率分布構造
を有するものが好ましい。導波路をこのような構造とす
ることにより、ＮＡが比較的大きく大口径のＰＯＦであ
っても広帯域な光ファイバとすることができる。また、
多層導波路の屈折率分布は多層導波路の中心に対して対
称形状を有していることが好ましい。

【００２７】また、ＰＯＦ中心の円形導波路について
は、２層以上の高屈折率層が積層された構造を有するこ
とが好ましく、円形導波路の中心部が最も屈折率が高
く、中心から外周部に向かって階段状に順次、屈折率が
低下する屈折率分布構造を有していることが望ましい。

【００２８】ＰＯＦの帯域を向上させるためには多層導
波路の高屈折率層の層数を増やせば良いが、製造コスト
を考慮すると、ＰＯＦ中心の円形導波路を構成する層数
は２〜３層が好ましく、リング状導波路を構成する層数
は３〜５層が好ましい。

【００２９】また、上記と同様に帯域の向上と製造コス
トの点から、本発明のＰＯＦが備えるリング状導波路の
数は１〜３が好ましい。

【００３０】本発明のＰＯＦは、図３及び図４に示すよ
うに、少なくとも１つのリング状導波路が、上記の階段
状屈折率分布を有する多層導波路であれば、広帯域性能
を向上させることができる。図３に示すＰＯＦは、１つ
の円形導波路と１つのリング状導波路を有するＰＯＦで
あって、その円形導波路は単層構造を有し、リング状導
波路は屈折率分布を有する３層の積層構造を有してい
る。図４に示すＰＯＦは、１つの円形導波路と２つのリ
ング状導波路を有するＰＯＦであって、その円形導波路
は２層の積層構造を有し、リング状導波路は、内周側の
ものが屈折率分布を有する３層の積層構造を有し、外周
側のものが単層である。なお、多層構造を有しない単層
導波路の部分（図３ではＰＯＦ中心の円形導波路、図４
では最外周側のリング状導波路）においては、屈折率や
層のサイズを適宜調整することで、ＰＯＦ全体としての
伝搬モードの分布を最適化するよう設計することも可能
である。

【００３１】本発明のＰＯＦは、光源がリング状の出射
パターンを有している場合は、図５に示すように、ＰＯ
Ｆ中心部の円形層２１の全領域の屈折率を、隣接するリ
ング状導波路の屈折率より低くして（すなわち鞘層の屈
折率に合せることで）、中心部の円形層については導波
路としての機能を持たせないで（円形層内部では光を伝
搬させないで）伝搬モードを減らすこともできる。この
場合、導波路はリング状導波路でのみ構成され、図５に
示す場合は、導波路は多層構造を有するリング状導波路
１の１つのみとなる。

【００３２】本発明のＰＯＦを構成する導波路に用いる
材料に関しては、代表的に以下の二つの形態が好ましい
ものとして挙げられる。

【００３３】第１の形態は、２種類の単量体Ｍ１及びＭ
２からそれぞれ製造される屈折率の異なる単独重合体Ｈ
Ｐ１及びＨＰ２、並びに単量体Ｍ１及びＭ２から製造さ
れる２元共重合体ＣＰ１／２であって共重合組成比と屈
折率が異なるものの１種以上からなる群より選ばれる複
数の屈折率の異なる（共）重合体を用いて、多層導波路
を形成したＰＯＦである。

【００３４】第２の形態は、３種類の単量体Ｍ１、Ｍ２
及びＭ３からそれぞれ製造される屈折率の異なる単独重
合体ＨＰ１、ＨＰ２及びＨＰ３、並びに単量体Ｍ１とＭ
２から製造される２元共重合体ＣＰ１／２であって共重
合組成比と屈折率が異なるものの１種以上、及び単量体
Ｍ２とＭ３から製造される２元共重合体ＣＰ２／３であ
って共重合組成比と屈折率が異なるものの１種以上から
なる群より選ばれる複数の屈折率の異なる（共）重合体
を用いて、多層導波路を形成したＰＯＦである。

【００３５】なお、本発明において、ＨＰは単独重合
体、ＣＰは２元共重合体、Ｐは単独重合体または２元共
重合体を示す。

【００３６】先ず、単量体が３種類（ｎ＝３）の場合
（第２の形態）について説明する。３種類の単量体Ｍ
１、Ｍ２及びＭ３からそれぞれ３種類の単独重合体ＨＰ
１、ＨＰ２及びＨＰ３を得ることができる（この順で屈
折率が低下する）。また、単量体Ｍ１とＭ２の組み合わ
せと単量体Ｍ２とＭ３の組み合わせから、２系列の２元
共重合体ＣＰを得ることができる。これらの（共）重合
体群の中から、１つの（共）重合体を選択し、この
（共）重合体と互いに相溶性の良い他の（共）重合体を
選択することが好ましい。

【００３７】ここで、高屈折率の重合体は、Ｍ１から製
造される単独重合体ＨＰ１、単量体Ｍ１とＭ２から製造
される種々の共重合組成比の共重合体ＣＰ１／２として
調整される。一方、低屈折率の重合体は、単量体Ｍ３か
ら製造される単独重合体ＨＰ３、単量体Ｍ２とＭ３から
製造される種々の共重合組成比の共重合体ＣＰ２／３と
して調製される。

【００３８】これらＨＰ１、ＨＰ２、ＨＰ３、ＣＰ１／
２の１種以上、ＣＰ２／３の１種以上からなる群より選
ばれる（共）重合体からなる層を積層して多層導波路を
形成した場合、これら隣接層間には多少なりとも、各々
の層の材料からなるブレンド領域層が必然的に構成され
る（図には示していない）。このブレンド領域は光散乱
損失を誘発しやすいので、製造法や製造条件等を考慮し
て、このブレンド領域層の厚さを、５μｍ以下に抑える
ことが好ましく、１μｍ以下に抑えることがより好まし
い。一方、界面のフレネル反射を低減し、各層界面での
接着性を高める点から、ある程度ブレンド領域層は存在
する方が望ましいため、ブレンド領域層の厚さは、０．
１μｍ以上が好ましく、０．５μｍ以上がより好まし
い。

【００３９】界面でのフレネル反射は、隣接層間の屈折
率差が小さいほど低減できるため、隣接層間の屈折率差
は、０．０１６以下が好ましく、０．００８以下が更に
好ましい。一方、実効ＮＡの点からは、隣接層間の屈折
率差は０．００４以上が好ましい。本発明のＰＯＦの実
効ＮＡは、最も高い屈折率を有する高屈折率層と鞘層と
の屈折率差により決定されるため、ＰＯＦを構成する多
層構造の層数が少ない場合でも十分な実効ＮＡを得るに
は、隣接層間の屈折率差をある程度確保しておくことが
好ましい。

【００４０】また、隣接層の（共）重合体間における組
成差は小さい方が好ましい。隣接層間には多かれ少なか
れ異なる組成の（共）重合体からなるブレンド領域が存
在するが、隣接層の（共）重合体間における組成差が小
さいほど、それら（共）重合体間の相溶性が向上し、ブ
レンド領域がある程度厚くなる（紡糸条件にもよるが溶
融紡糸にて０．１μｍ〜１μｍ程度）。このようなブレ
ンド領域がある程度厚くなることによって隣接層間の接
着強度が増す。また、組成差が小さいとブレンド領域に
おける光散乱損失も低下する。なお、ここで「隣接層の
（共）重合体間における組成差」とは、ＣＰ間のみなら
ず、ＣＰとＨＰとの間の組成差も含む。

【００４１】単量体Ｍ１及びＭ２の少なくとも一方から
構成され互いに共重合組成比の異なる２種類の（共）重
合体の組成比の差は、Ｍ１又はＭ２のモル組成比（％）
の差として示される。上記理由から、Ｍ１又はＭ２のモ
ル組成比の差は２０モル％以下であることが好ましく、
１５モル％以下であることがより好ましく、１０モル％
以下であることが更に好ましい。但し、共重合組成比の
差を極端に小さくしすぎると、光ファイバのＮＡの大き
さを維持するためには、多層導波路の高屈折率層の層数
を多くする必要性が生じコストが高くなる場合がある。

【００４２】本発明のＰＯＦの外周部には、図６および
図７に示すように、ＰＯＦの外周側の鞘層の外周に隣接
してさらに屈折率が異なる材料からなる鞘層（以下「第
２鞘層」という）を設けてもよい。なお、「第２鞘層」
に対して、第２鞘層より内周側に存在する鞘層を「第１
鞘層」という。

【００４３】図６に示すように第１の鞘層より屈折率が
低い第２の鞘層は次のような役割を有する。ある曲率以
上にＰＯＦを曲げた場合、コア／クラッド界面での全反
射できる臨界角以上の光は外部へ漏れ易くなり損失を引
き起こす（曲げ損失）。最外周の第１鞘層の外側に低屈
折率の第２鞘層を配置することにより、曲げ損失を低減
することができる。ただし、鞘の損失が低く、鞘厚が小
さい場合は、第２鞘層までの低屈折率の影響が生じ、Ｐ
ＯＦの実行ＮＡが第１鞘層より定義されるそれより大き
くなり、高次の光の伝搬モードが発生し、帯域が低下す
る可能性がある。

【００４４】図７に示すように第１鞘層より屈折率が高
い第２鞘層は次のような役割を有する。曲げ損失に関し
ては何ら効果を持たないが、第２鞘層の材料にタフネス
に優れた材料を用いることで、ＰＯＦに機械的強度を付
与することができる。また、屈折率が高いことから、高
次伝搬モードの発生が抑えられ、ＰＯＦの帯域特性とし
ては小さくなることはない。

【００４５】これら鞘層には公知の樹脂を用いることが
可能であり、ＰＯＦに付与したい特性等に応じて適宜選
択する。

【００４６】第２鞘層を構成する鞘材としては、例え
ば、テトラフルオロエチレン／ビニリデンフルオライド
共重合体、エチレン／クロロトリフルオロエチレン共重
合体、α−フルオロアクリレート系（共）重合体等を用
いることが好ましい。

【００４７】また、繰り返し屈曲特性の向上のために
は、第１鞘層や第２鞘層を構成する鞘材として、テトラ
フルオロエチレン／ビニリデンフルオライド共重合体、
エチレン／クロロトリフルオロエチレン共重合体、エチ
レン／メチルメタクリレート共重合、エチレン／アルキ
ル（メタ）アクリレート共重合体、エチレン／フッ化ア
ルキル（メタ）アクリレート共重合体、α−フルオロア
クリレート系（共）重合体等を用いることが好ましい。

【００４８】耐熱性の向上のためには、鞘材として、酸
素遮断性を有する重合体、例えばエチレン／ビニルアル
コール共重合体、エチレン／アルキル（メタ）アクリレ
ート共重合体、エチレン／フッ化アルキル（メタ）アク
リレート共重合体等を用いることが好ましい。

【００４９】防湿性を付与するためには、鞘材として、
エチレン／クロロトリフルオロエチレン共重合体、エチ
レン／アルキル（メタ）アクリレ−ト共重合、エチレン
／フッ化アルキル（メタ）アクリレイト共重合体等を用
いることが好ましい。

【００５０】また、本発明のＰＯＦの外周部には、被覆
層（ジャケット層）を設けることができ、光ファイバケ
ーブルとすることができる。また、被覆材によって２本
以上のＰＯＦを纏めて被覆して１つの光ファイバケーブ
ルとしてもよい。

【００５１】この被覆層を構成する被覆材としては、ポ
リエチレン、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリエチレン、架
橋ポリエチレン、ポリオレフィンエラストマ、ポリウレ
タン、ナイロン樹脂、エチレン／酢酸ビニル共重合体等
の公知のものを使用できる。また、本発明の特殊な態様
においては、鞘層を構成する前記の鞘材を被覆材として
用いることも可能である。

【００５２】本発明のＰＯＦにおいては、第１鞘層の伝
送損失はある程度大きい方がよい。鞘層の伝送損失が大
きいと、基本導波路内部の高次モード伝搬光の割合が低
減するため広帯域特性を得やすくなる。一つの鞘層での
伝送損失は５００ｄＢ／ｋｍ以上であることが好まし
く、５０００ｄＢ／ｋｍ以上がより好ましい。

【００５３】また鞘層の厚さは、ＰＯＦ全体の損失の低
減を考慮すると薄い方がよく、厚さ１０μｍ以下が好ま
しく、５μｍ以下がより好ましく、２μｍ以下がさらに
好ましい。鞘層が薄すぎると、隣接する基本導波路へ光
が貫通するため、従来の大口径のＰＯＦと同様に曲げ損
失が大きくなり、また帯域の低下を招く。この点から、
鞘層の厚さは０．５μｍ以上が好ましい。

【００５４】本発明のＰＯＦを構成する（共）重合体の
ガラス転移温度（Ｔｇ）は、８０℃以上が好ましい。Ｔ
ｇが低すぎると、ＰＯＦ全体の耐湿熱性が低下し、比較
的高湿度で高温の使用環境において伝送損失が増大す
る。また、Ｔｇが低いポリマーほど、ポリマー中での水
分子等の低分子物の移動度が大きいため、湿熱環境下で
ＰＯＦ中への水分の侵入が容易となり、水に起因した分
子振動吸収損失が増大し、また水と残存単量体や残存重
合助剤との相互作用による新たな不均一構造が形成さ
れ、さらにはファイバー形状が変化することによって散
乱損失が増大する。したがって、ＰＯＦの一般的使用を
想定した場合に要求される耐熱温度は７０℃程度である
ため、ＰＯＦを構成する（共）重合体のＴｇは、８０℃
以上であることが好ましく、９０℃以上であることがよ
り好ましく、１００℃以上であることが更に好ましい。

【００５５】単独重合体のＴｇ差が大きくなる単量体の
組み合わせを選択した場合は、その単量体から製造され
る２元共重合体のＴｇは、共重合組成比に大きく依存す
る。２元共重合体を製造する２つの単量体については、
それら単量体からそれぞれ製造される各単独重合体のＴ
ｇが共に８０℃以上であることが好ましい。しかし、仮
に一方の単量体から製造される単独重合体のＴｇが８０
℃未満の場合でも、その２元共重合体中におけるその単
量体単位の含有量が少なく、かつ他方の単量体から製造
される単独重合体のＴｇが充分に高い場合は、それら単
量体から製造される共重合体のＴｇを８０℃以上にする
ことが可能である。

【００５６】単独重合体のＴｇが高い単量体Ｍ１と、低
い単量体Ｍ２とを用いて本発明のＰＯＦを製作する場
合、単量体Ｍ１から製造される単独重合体ＨＰ１と単量
体Ｍ２から製造される単独重合体ＨＰ２との間で互いの
屈折率差が大きいことが好ましい。例えば、単独重合体
ＨＰ１のＴｇが１００℃程度で、単独重合体ＨＰ２のＴ
ｇが５０℃程度である場合、単量体Ｍ１と単量体Ｍ２か
ら製造される２元共重合体ＣＰ１／２のＴｇを８０℃以
上に設定するためには、共重合体中のＭ２単位の含有量
を少なくすることが必要となる。従って、高いＴｇを有
するＨＰ１と低いＴｇを有するＨＰ２との屈折率差が小
さい場合は、ＰＯＦ全体のＮＡを大きくすることは難し
くなるからである。

【００５７】以下、単量体Ｍ１と単量体Ｍ２から製造さ
れる２元共重合体ＣＰ１／２における、単量体Ｍ１から
製造される単独重合体ＨＰ１と単量体Ｍ２から製造され
る単独重合体ＨＰ２との屈折率差およびガラス転移温度
差の関係について詳細に説明する。

【００５８】ガラス転移温度Ｔｇ₁と屈折率ｎ₁を有する
ＨＰ１、及び、ガラス転移温度Ｔｇ ₂（但しＴｇ₁＜Ｔｇ
₂）と屈折率ｎ₂（但しｎ₁＜ｎ₂）を有するＨＰ２を製造
し得る単量体Ｍ１、Ｍ２を使用して構成したＰＯＦを考
える。このとき、共重合体ＣＰ１／２のガラス転移温度
Ｔｇ_1/2は式（１）で近似され、共重合体ＣＰ１／２の
屈折率ｎ_1/2は式（２）で近似される。また、単独重合
体ＨＰ１と共重合体ＣＰ１／２から構成されるＰＯＦの
ＮＡは式（３）で表現される。

【００５９】Ｔｇ_1/2 ＝Ｔｇ₁ ＋ △Ｔｇ・Ｖ２ (1) ｎ_1/2 ＝ｎ₁ ＋ △ｎ・Ｖ２ (2) （ＮＡ）² ＝（ｎ_1/2）² − （ｎ₁）² (3) ここで、△Ｔｇ＝Ｔｇ₂ − Ｔｇ₁、△ｎ＝ｎ₂ − ｎ₁
であり、またＶ２は単量体Ｍ２の体積分率（Ｖ１＋Ｖ２
＝１、Ｖ１は単量体Ｍ１の体積分率）である。

【００６０】上記の式（１）において、共重合体ＣＰ１
／２のガラス転移温度に関してＴｇ _1/2 ≧８０℃という
制限を付加すると、△ｎ、△Ｔｇ及びＮＡとの間の関係
において、式（４）が成立する。

【００６１】 △Tg≧（８０−Tg₁）・△ｎ÷｛−ｎ₁＋（(ｎ₁)²＋(NA)²）^0.5｝ (4) 式（４）より、仮に単量体Ｍ１としてメチルメタクリレ
ート（ｎ₁＝１．４９２、Ｔｇ₁＝１１２℃）を用い、単
量体Ｍ２として屈折率ｎ₂＝１．４４２（即ち△ｎ＝
０．０５）の材料を用いて、ＮＡ＝０．３のＰＯＦを設
計する場合、△Ｔｇ＝−５３℃となり、Ｔｇ₂≧１１２
−５３＝５９℃の条件を満たす材料（Ｍ２）を用いなけ
ればならない。

【００６２】３種類の単量体Ｍ１、Ｍ２及びＭ３を用い
る場合も、これら単量体から製造される共重合体ＣＰ１
／２、ＣＰ２／３に関して、同様の考え方が適用でき
る。

【００６３】３種類以上の単量体を用いた場合は、リン
グ状導波路の多層構造において、ＮＡを規定する中央層
を構成する（共）重合体と最外周層あるいは最内周層を
構成する（共）重合体との屈折率差を大きくとることが
より容易であるので、ＰＯＦを構成する共重合体に用い
る単量体の種類は多いほうが好ましい。ただし、単量体
の種類が多いほど製造に手間がかかるため、用いる単量
体の種類の数は、製造するＰＯＦに要求される特性、製
造コスト等により適宜決定する。通常のＰＯＦの用途で
あれば、２種類又は３種類が好ましい。

【００６４】次に、本発明のＰＯＦを構成する（共）重
合体について、光散乱損失の点から説明する。ＰＯＦ中
の（共）重合体は光散乱損失が小さいことが好ましく、
光散乱損失が小さい（共）重合体を得るためには、重合
体または単量体の選定に際しては、単独重合体ＨＰ１と
ＨＰ２間または単独重合体ＨＰ２とＨＰ３間の屈折率差
ができるだけ小さくなるように重合体（または単量体）
を選定することが望ましい。その理由は、単独重合体Ｈ
Ｐ１とＨＰ２間（またはＨＰ３とＨＰ２間）の屈折率差
が大きいと、単独重合体ＨＰ１とＨＰ２との重合体混合
物ＢＰまたは単量体Ｍ１とＭ２から製造される共重合体
ＣＰ１／２の屈折率揺らぎが大きくなり、ＰＯＦの光散
乱損失が増加するからである。但し、単独重合体ＨＰ１
とＨＰ２間（又はＨＰ３とＨＰ２間）の屈折率差が大き
くても、相溶性に優れた単独重合体ＨＰを製造し得る単
量体間の共重合体ＣＰにおいては、低散乱損失な重合体
となる場合がある。

【００６５】ＰＯＦが２種類の単量体Ｍ１、Ｍ２を使用
して得られるものである場合の単独重合体ＨＰ１とＨＰ
２間の屈折率差は、またＰＯＦが３種類の単量体Ｍ１、
Ｍ２及びＭ３を使用して得られるものである場合のＨＰ
１とＨＰ２間およびＨＰ２とＨＰ３間の屈折率差は、そ
れぞれ０．０３以上が好ましく、０．０５以上がより好
ましい。

【００６６】２種類の単量体Ｍ１、Ｍ２を使用して得ら
れるＰＯＦにおいて、好適な共重合体としては、Ｍ２が
メチルメタクリレート（ｎｄ＝１．４９２、Ｔｇ＝１１
２℃）であって、Ｍ１がベンジルメタクリレート（ｎｄ
＝１．５６９、Ｔｇ＝５４℃）、フェノキシエチルメタ
クリレート（ｎｄ＝１．５６０、Ｔｇ＝３０℃）、ビニ
ルベンゾエート（ｎｄ＝１．５７９、Ｔｇ＝７５℃）、
フェニルメタクリレート（ｎｄ＝１．５７２、Ｔｇ＝１
２０℃）、１−フェニルエチルメタクリレート、２−フ
ェニルエチルメタクリレート（ｎｄ＝１．５５９、Ｔｇ
＝３０℃）、スチレン（ｎｄ＝１．５９、Ｔｇ＝１００
℃）、又はα−メチルスチレン（Ｔｇ＝１０２℃）であ
り、これら単量体を組み合わせて得られる共重合体が挙
げられる。

【００６７】また、本発明のＰＯＦを構成する共重合体
の共重合成分としてフッ素化モノマーを用いた場合、そ
れらは分子振動吸収が小さいため、ＰＯＦの伝送損失を
大きく低減させることができる。このような共重合体と
しては、Ｍ１がメチルメタクリレートであって、Ｍ２が
フッ化アルキル（メタ）アクリレート又はフッ化アルキ
ル−α−フルオロアクリレートであり、これら単量体を
組み合わせて得られる共重合体が挙げられ、これらの共
重合体は低散乱損失で良好なものである。

【００６８】フッ化アルキル（メタ）アクリレートとし
ては、２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート
（Ｔｇ＝７５℃、ｎｄ＝１．４１５）、２，２，３，３
−テトラフルオロプロピルメタクリレート（Ｔｇ＝６４
℃、ｎｄ＝１．４２２）、２，２，３，３，３−ペンタ
フルオロプロピルメタクリレート（Ｔｇ＝６７℃、ｎｄ
＝１．３９２）、２，２，２−トリフルオロ−１−トリ
フルオロメチルエチルメタクリレート（Ｔｇ＝７８℃、
ｎｄ＝１．３８１）、２，２，３，４，４，４−ヘキサ
フルオロブチルメタクリレート（Ｔｇ＝４９℃、ｎｄ＝
１．４０２）、２，２，３，３，４，４，５，５−オク
タフルオロペンチルメタクリレート（Ｔｇ＝３２℃、ｎ
ｄ＝１．３９３）、１Ｈ，１Ｈ，７Ｈ−ドデカフルオロ
ヘプチルメタクリレート（Ｔｇ＝１３℃）、１Ｈ，１
Ｈ，９Ｈ−ヘキサデカフルオロノニルメタクリレート
（Ｔｇ＝−１５℃）、２−（パーフルオロブチル）エチ
ルメタクリレート、２−（パーフルオロヘキシル）エチ
ルメタクリレート、２−（パーフルオロオクチル）エチ
ルメタクリレート（ｎｄ＝１．３７）等が例示される。

【００６９】フッ化アルキル−α−フルオロアクリレー
トとしては、２，２，２−トリフロオロエチル−α−フ
ルオロアクリレート（Ｔｇ＝１２３℃、ｎｄ＝１．３８
５）、２，２，３，３−テトラフルオロプロピル−α−
フルオロアクリレート（Ｔｇ＝９５℃、ｎｄ＝１．３９
８）、２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピル−
α−フルオロアクリレート（Ｔｇ＝１１０℃、ｎｄ＝
１．３６６）等が例示される。

【００７０】また、上記のような低散乱損失の共重合体
として、Ｍ１がフッ化アルキル−α−フルオロアクリレ
ート、α−フルオロアクリレート（Ｔｇ＝１４０℃、ｎ
ｄ＝１．４６０）、ペンタフルオロフェニルメタクリレ
ート（Ｔｇ＝１２５℃、ｎｄ＝１．４８７）、ペンタフ
ルオロフェニル−α−フルオロアクリレート（Ｔｇ＝１
６０℃、ｎｄ＝１．４６５）、又はペンタフルオロフェ
ニルメチルメタクリレート（Ｔｇ＝１１０℃、ｎｄ＝
１．４８０）であり、Ｍ２がフッ化アルキルメタクリレ
ートであり、これら単量体を組み合わせて得られる共重
合体が挙げられる。

【００７１】さらに、他の低散乱損失の共重合体とし
て、Ｍ１がベンジルメタクリレートであって、Ｍ２がα
−フルオロアクリレート、ペンタフルオロフェニルメタ
クリレート、ペンタフルオロフェニル−α−フルオロア
クリレート又はペンタフルオロフェニルメチルメタクリ
レートであり、これら単量体を組み合わせて得られる共
重合体が挙げられる。

【００７２】また、３種類の単量体Ｍ１、Ｍ２及びＭ３
を使用して得られるＰＯＦにおいて、好適な共重合体と
しては、Ｍ１がフェノキシエチルメタクリレート、ビニ
ルベンゾエート、フェニルメタクリレート、ベンジルメ
タクリレート、１−フェニルエチルメタクリレート、２
−フェニルエチルメタクリレート、スチレン又はα−メ
チルスチレンであり、Ｍ２がメチルメタクリレートであ
り、Ｍ３がフッ化アルキル（メタ）アクリレート、フッ
化アルキル−α−フルオロアクリレート、α−フルオロ
アクリレート、ペンタフルオロフェニル−α−フルオロ
アクリレート、ペンタフルオロフェニルメタクリレート
又はペンタフルオロフェニルメチルメタクリレートであ
り、これら単量体を組み合わせて得られる共重合体が挙
げられ、これらも低散乱損失で良好なものである。

【００７３】また、Ｍ１がベンジルメタクリレートであ
り、Ｍ２がメチルメタクリレートであり、Ｍ３がフッ化
アルキル（メタ）アクリレート、フッ化アルキル−α−
フルオロアクリレート、α−フルオロアクリレート、ペ
ンタフルオロフェニル−α−フルオロアクリレート、ペ
ンタフルオロフェニルメタクリレート又はペンタフルオ
ロフェニルメチルメタクリレートであり、これら単量体
を組み合わせて得られる共重合体が挙げられ、これらも
低散乱損失で良好なものである。

【００７４】本発明のＰＯＦの好ましい形態として、３
種類の単量体Ｍ１、Ｍ２及びＭ３を用いて得られるＰＯ
Ｆにおいて、Ｍ２がメチルメタクリレートであり、単量
体Ｍ１とＭ２から製造される２元共重合体ＣＰ１／２で
あって共重合比と屈折率が異なるものの１種以上からな
る群より選ばれる共重合体、単量体Ｍ２からなる単独重
合体ＨＰ２、及び、単量体Ｍ２とＭ３から製造される２
元共重合体ＣＰ２／３であって共重合比と屈折率が異な
るものの１種以上からなる群より選ばれる共重合体の各
紡糸原料を順に同心円状に積層した多層構造を有するＰ
ＯＦを挙げることができる。高Ｔｇ成分であるＭＭＡ単
位が共重合体に含有されていれば、低Ｔｇ成分である単
量体単位を含有する場合であっても、各層を構成する
（共）重合体のＴｇを容易に高く設定できる。ＭＭＡ単
位が５０質量％以上含有されていれば、（共）重合体の
Ｔｇを十分に高めることができ、機械的強度や耐湿熱性
が更に向上するので好ましい。ＭＭＡ単位を６０重量％
以上含有することがさらに好ましい。例えば、このＰＯ
Ｆにおけるリング状導波路は、その多層導波路構造の中
央層がポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）層で構成
され、その内側と外側にメチルメタクリレート（ＭＭ
Ａ）単位を含有する共重合体層が同心円状に積層して構
成することが好ましい。以上、ＰＯＦを構成する（共）
重合体の製造用に３種類の単量体を用いる場合を中心と
して説明してきたが、本発明においては、２種類または
４種類以上の単量体を用いても同様にして優れた特性の
ＰＯＦを得ることができる。

【００７５】本発明のＰＯＦ中の残存単量体や残存連鎖
移動剤はＰＯＦの耐湿熱特性を低下させるため、これら
残存物を極力低減することが好ましい。特に導波路にお
いて極力低減することが好ましい。本発明のＰＯＦ中
の、特に導波路中の残存単量体は０．５質量％以下に減
少させることが好ましく、０．３質量％以下とすること
がより好ましい。一方、ノルマルブチルメルカプタンや
ノルマルオクチルメルカプタンなどの連鎖移動剤の残存
量は、１０ｐｐｍ以下に減少させることが好ましく、１
ｐｐｍ以下とすることがより好ましい。

【００７６】本発明のＰＯＦは、その外周に被覆層を設
けて光ファイバケーブルとし、この光ファイバケーブル
の一端または両端部にプラグを取り付け、プラグ付き光
ファイバケーブルとして使用することもできる。

【００７７】本発明のＰＯＦの製法は特に限定されない
が、たとえば以下のような製法で製造される。

【００７８】まず、各層を構成する（共）重合体を製造
するための単量体、重合開始剤等を含む混合液を調製
し、この混合液を重合反応に供する。重合方法は特に限
定されないが、塊状重合法が好ましい方法として挙げる
ことができる。また、重合反応においては、製造する重
合体の分子量を調節するため、連鎖移動剤を用いること
が好ましい。重合開始剤、連鎖移動剤には公知のものを
適宜選択して、適量を用いる。

【００７９】このように製造された紡糸原料を、必要に
応じて濾過精製した後、同心円筒状の複合紡糸ノズルに
供給し、溶融状態で紡糸する。ファイバーの外周に第２
鞘層を形成する場合はこの段階で、第２鞘材を紡糸ノズ
ルに供給して同時に形成することが好ましい。紡糸温度
は１８０℃〜２４０℃程度が好ましく、紡糸原料の溶融
粘度は１００Ｐａ・ｓ（１０００ポイズ）から１０００
０Ｐａ・ｓ（１０００００ポイズ）程度とすることが好
ましい。ＰＯＦの層数は、複合紡糸ノズルの層数を変更
することにより任意に調整できる。

【００８０】このようにして紡糸ノズルから吐出された
ファイバを必要に応じて延伸することにより、本発明の
ＰＯＦを得ることができる。

【００８１】なお、本発明のＰＯＦ中の隣接層間に形成
される前記混合層は、例えば、互いに隣接する層を構成
する各紡糸原料を、溶融状態で紡糸ノズル内で相互に接
触させることによって形成される。混合層の厚みは、紡
糸原料が溶融状態で接触する時間により調節することが
でき、接触時間が長ければ厚くなり、短ければ薄くな
る。

【００８２】光ファイバケーブルを形成する場合は、以
上のようにして得られたＰＯＦに適宜被覆層を設ける。
被覆層の形成は公知の方法で行われる。プラグの取り付
けも公知の方法で取り付けることができる。

【００８３】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。

【００８４】＜実施例１＞単独重合体の屈折率およびガ
ラス転移温度がそれぞれｎｄ＝１．４９２、Ｔｇ＝１１
２℃であるメチルメタクリレート（ＭＭＡ）、単独重合
体の屈折率およびガラス転移温度がそれぞれｎｄ＝１．
４２２、Ｔｇ＝６４℃である２，２，３，３−テトラフ
ルオロプロピルメタクリレート（４ＦＭ）の２種類の単
量体を用いて（共）重合体を得た。重合反応に共した単
量体または単量体混合物は以下の３種類である（数値は
質量％）。

【００８５】ＭＭＡＭＭＡ／４ＦＭ＝９０／１０ＭＭＡ／４ＦＭ＝８０／２０上記の、及びの単量体または単量体混合物をそれ
ぞれ重合して紡糸原料を調製し、また、第２鞘層用とし
てフッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン（２Ｆ／
４Ｆ＝８０／２０）の共重合体を調製し、合計４種類の
以下の紡糸原料を得た。

【００８６】重合時には、連鎖移動剤としてノルマルブ
チルメルカプタン（３０００ｐｐｍ／単量体）を用い
た。得られた（共）重合体の重量平均分子量は、ＧＰＣ
測定から、約９万〜１２万であった。

【００８７】（ａ）ＰＭＭＡ（芯材１）（ｂ）Ｐ（ＭＭＡ／４ＦＭ＝９０／１０）（芯材２）（ｃ）Ｐ（ＭＭＡ／４ＦＭ＝８０／２０）（第１鞘材）（ｄ）Ｐ（２Ｆ／４Ｆ＝８０／２０）（第２鞘材）次に、これら４種類の紡糸原料を脱揮設備を有する４台
の押出機にそれぞれ供給し、２３０℃で８層の同心円筒
状の複合紡糸ノズルに供給し、紡糸を行った。

【００８８】このようにして得られたＰＯＦの構造は図
６に示す通りである。ＰＯＦの同心円状断面構造の中心
から、第１層、順次外周に向かって第２層、第３層、・
・・、第８層とした場合、第１層および第５層は上記
（ａ）の重合体（PMMA）から構成され、第２層、第４層
および第６層は上記（ｂ）の重合体（MMA/4FM=90/10）
から構成され、第３層および第７層は上記（ｃ）の重合
体（MMA/4FM=80/20）から構成され、最外周の第８層は
上記（ｄ）の重合体（2F/4F=80/20）から構成されてい
る。第１層と第２層で導波路１が構成され、第３層で第
１鞘層２１が構成され、第４層と第５層と第６層で導波
路２が構成され、第７層で第１鞘層２２が構成され、第
８層で第２鞘層３１が構成されている。

【００８９】このような多層構造のＰＯＦを製造するた
めの同心円筒状の複合紡糸ノズルは、押し出し機から供
給された紡糸原料が、同一原料を用いる層に分配される
ように分岐流路を備えている。例えば、紡糸原料（ｂ）
は１台の押し出し機を用いて複合紡糸ノズルへ供給され
るが、第２層、第４層および第６層を形成するためにノ
ズル内部で３つに分岐され同心円筒状ノズルへ供給され
る。

【００９０】このような複合紡糸ノズルを用いた紡糸に
おいて、ノズル先端温度（紡糸温度）は２３０℃に設定
し、紡糸原料の紡糸ノズル滞在時間は約１分とした。吐
出後のファイバは、水冷クエンチし、最終的に、外径が
７５０μｍのＰＯＦとなるように延伸し、巻き取り機に
よって巻き取った。

【００９１】紡糸原料中に残存する単量体や連鎖移動剤
は、紡糸ノズルに供給する直前部でほぼ除去した。紡糸
ノズルへの供給直前部における各（共）重合体中の単量
体の残存量はいずれも０．２質量％以下、連鎖移動剤の
残存量はいずれも１ｐｐｍ以下であった。

【００９２】得られたＰＯＦの最外周の第２鞘層（第８
層）３１と第１鞘層（第７層）２２を除いたファイバ系
は７００μｍ、第１鞘層（第３層）２１の厚さは約６μ
ｍであった。また、このＰＯＦの第１層から第７層まで
の実行ＮＡは約０．２１であった。また、中心の多層円
形導波路１（第１層＋第２層）のコアサイズＤは２５０
μｍ、多層リング状導波路２（第４層＋第５層＋第６
層）のコアサイズＬ₁は２１９μｍであった。また、第
１鞘層（第７層）２２の厚さは６μｍであった。

【００９３】以上のようにして製造された長さ５０ｍの
ＰＯＦを用い、−３ｄＢ帯域を測定したところ、１ＧＨ
ｚであった。帯域測定は、浜松ホトニクス社製の光サン
プリングオシロスコープと、その光源として東芝製半導
体レーザーＴＯＬＤ９４１０（発光波長６５０ｎｍ）を
用いて行った。また、伝送損失は１５０ｄＢ／ｋｍであ
った。伝送損失の測定は、５２ｍ／２ｍカットバック法
で、波長６５０ｎｍ、励振ＮＡ＝０．２にて行った。

【００９４】また、得られたＰＯＦの曲げ損失を測定し
た。測定法は、５０ｍファイバを４ｍ間隔で１０箇所９
０度曲げ、曲げ半径Ｒが１５ｍｍ、２５ｍｍの２点で測
定を行った。その結果、Ｒ＝１５ｍｍでは０．３ｄＢ、
Ｒ＝２５ｍｍでは０．１ｄＢであった。

【００９５】＜実施例２＞実施例１と同様な単量体を用
い、前記の、及びの単量体または単量体混合物を
それぞれ重合して紡糸原料を調製し、また、第２鞘層用
としてエチレン／ＭＭＡ（６０／４０）の共重合体を調
製し、合計４種類の以下の紡糸原料を得た。

【００９６】重合時には、連鎖移動剤としてノルマルブ
チルメルカプタン（３０００ｐｐｍ／単量体）を用い
た。得られた（共）重合体の重量平均分子量は、ＧＰＣ
測定から、約９万〜１２万であった。

【００９７】（ａ）ＰＭＭＡ（芯材１）（ｂ）Ｐ（ＭＭＡ／４ＦＭ＝９０／１０）（芯材２）（ｃ）Ｐ（ＭＭＡ／４ＦＭ＝８０／２０）（第１鞘材）（ｅ）Ｐ（エチレン／ＭＭＡ＝６０／４０）（第２鞘材）次に、実施例１と類似の方法で、これら４種類の紡糸原
料を脱揮設備を有する４台の押出機にそれぞれ供給し、
２３０℃で１２層の同心円筒状の複合紡糸ノズルに供給
し、紡糸を行った。

【００９８】得られたＰＯＦの構造は図７に示す通りで
ある。ＰＯＦの同心円状断面構造の中心から、第１層、
順次外周に向かって第２層、第３層、・・・、第１２層
とした場合、第１層、第５層および第９層は上記（ａ）
の重合体（PMMA）から構成され、第２層、第４層、第６
層、第８層、第１０層は上記（ｂ）の重合体（MMA/4FM=
90/10）から構成され、第３、第７層、第１１層は上記
（ｃ）の重合体（MMA/4FM=80/20）から構成され、最外
周の第１２層は上記（ｅ）の重合体（エチレン/PMMA=60/4
0）から構成されている。第１層と第２層で導波路１が
構成され、第３層で第１鞘層２１が構成され、第４層と
第５層と第６層で導波路２が構成され、第７層で第１鞘
層２２が構成され、第８層と第９層と第１０層で導波路
３が構成され、第１１層で第１鞘層２３が構成され、第
１２層で第２鞘層３１が構成されている。

【００９９】このような多層構造のＰＯＦを形成するた
めの複合紡糸ノズルは、実施例１で用いた複合紡糸ノズ
ルに類似した構造を有し、上記多層構造が形成できるよ
うに同心円筒状構造および分岐流路を備えている。

【０１００】このような複合紡糸ノズルを用いた紡糸に
おいて、ノズル先端温度（紡糸温度）は２３０℃に設定
し、紡糸原料の紡糸ノズル滞在時間は約５秒とした。吐
出後のファイバは、水冷クエンチし、最終的に外径が７
５０μｍのＰＯＦとなるように延伸し、巻き取り機によ
って巻き取った。

【０１０１】各重合体中の単量体の残存量はいずれも
０．２質量％以下、連鎖移動剤の残存量はいずれも１ｐ
ｐｍ以下であった。

【０１０２】得られたＰＯＦの最外周の第２鞘層（第１
２層）３１と第１鞘層（第１１層）２３を除いたファイ
バ系は７００μｍ、第１鞘層である第３層と第７層の鞘
層の厚さはいずれも約５μｍであった。また、このＰＯ
Ｆの第１層から第１１層までの実行ＮＡは約０．１９で
あった。また、中心の多層円形導波路１（第１層＋第２
層）のコアサイズＤは１８５μｍ、多層リング状導波路
２（第４層＋第５層＋第６層）のコアサイズＬ₁は１４
８μｍ、更に外周のリング状導波路３（第８層＋第９層
＋第１０層）のコアサイズＬ₂は９９μｍであった。

【０１０３】以上のようにして製造された長さ５０ｍの
ＰＯＦを用い、実施例１と同様にして−３ｄＢ帯域を測
定したところ、１．１ＧＨｚであった。伝送損失測定
は、実施例１と同様にして行ったところ、１５５ｄＢ／
ｋｍであった。

【０１０４】また、得られたＰＯＦの曲げ損失を実施例
１と同様にして測定したところ、Ｒ＝１５ｍｍでは０．
１５ｄＢ、Ｒ＝２５ｍｍでは０．１ｄＢ以下であった。

【０１０５】さらに、ＰＯＦの機械的強度を確認するた
め、ファイバーの１５ｍｍ半径における１８０度繰り返
し屈曲試験を行い、ＰＯＦの破断までの回数を調べた。
その結果、２Ｆ／４Ｆ共重合体を第２鞘層に用いた実施
例１のＰＯＦは、５００００回までは破断せず、エチレ
ン／ＭＭＡを第２鞘層に用いた実施例２のＰＯＦでは１
０００００回以上でも破断が起きなかった。

【０１０６】

【発明の効果】本発明によれば、曲げ損失が小さく、大
口径で広帯域なプラスチック光ファイバを得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多層コア光ファイバの一実施形態の説
明図であり、１つの多層円形導波路と１つの多層リング
状導波路を有する断面構造（ａ）とその屈折率分布
（ｂ）を示す図である。

【図２】本発明の多層コア光ファイバの一実施形態の説
明図であり、１つの多層円形導波路と２つの多層リング
状導波路を有する断面構造（ａ）とその屈折率分布
（ｂ）を示す図である。

【図３】本発明の多層コア光ファイバの一実施形態の説
明図であり、１つの単層円形導波路と１つの多層リング
状導波路を有する断面構造（ａ）とその屈折率分布
（ｂ）を示す図である。

【図４】本発明の多層コア光ファイバの一実施形態の説
明図であり、１つの単層円形導波路と１つ多層リング状
導波路と１つの単層リング状導波路を有する断面構造
（ａ）とその屈折率分布（ｂ）を示す図である。

【図５】本発明の多層コア光ファイバの一実施形態の説
明図であり、１つの多層リング状導波路を有する断面構
造（ａ）とその屈折率分布（ｂ）を示す図である。

【図６】本発明の多層コア光ファイバの一実施形態の説
明図であり、１つの多層円形導波路と１つの多層リング
状導波路を有する断面構造（ａ）とその屈折率分布
（ｂ）を示す図である。

【図７】本発明の多層コア光ファイバの一実施形態の説
明図であり、１つの多層円形導波路と２つの多層リング
状導波路を有する断面構造（ａ）とその屈折率分布
（ｂ）を示す図である。

【符号の説明】

１、２、３導波路２１、２２、２３鞘層（第１の鞘層）３１第２の鞘層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者隅敏則広島県大竹市御幸町20番１号三菱レイヨン株式会社中央技術研究所内 (72)発明者川原田泰広島県大竹市御幸町20番１号三菱レイヨン株式会社中央技術研究所内Ｆターム(参考） 2H050 AB43X AB43Y AB44X AB44Y AB48Y AB50X AB50Y AC15 AC28 AC36 BB03Q BB09Q BB10Q BB14Q BB17Q

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】単量体Ｍ１、Ｍ２、・・・、Ｍｎ（ｎは
２以上の整数）からそれぞれ製造され屈折率がこの順で
低下する単独重合体ＨＰ１、ＨＰ２、・・・、ＨＰｎ、
及びこれら単量体の２元以上の共重合体ＣＰであって共
重合組成比と屈折率が異なるものの１種以上からなる群
より選ばれる２種以上の（共）重合体を同心円状に積層
した多層構造を有する光ファイバであって、光ファイバの半径方向の内周と外周を低屈折率層で囲ま
れた高屈折率層から構成される導波路を１以上リング状
に配置した構造を有することを特徴とする多層コア光フ
ァイバ。
【請求項２】前記導波路の少なくとも１つは、３層以
上に積層された高屈折率層で構成されてなる多層導波路
であり、この多層導波路の高屈折率層は、多層導波路の
中央部からそれぞれ光ファイバの半径方向の内周側およ
び外周側に向かって徐々に屈折率が低下するように積層
されている請求項１記載の多層コア光ファイバ。
【請求項３】前記多層導波路を構成する高屈折率層
は、単量体Ｍ１とＭ２から製造される２元共重合体ＣＰ
１／２であって共重合組成比と屈折率が異なるものの１
種以上、単量体Ｍ２とＭ３から製造される２元共重合体
ＣＰ２／３であって共重合組成比と屈折率が異なるもの
の１種以上、並びに単独重合体ＨＰ１、ＨＰ２及びＨＰ
３からなる群より選ばれる、ガラス転移温度が８０℃以
上の（共）重合体で構成されている請求項２記載の多層
コア光ファイバ。
【請求項４】前記多層導波路を構成する高屈折率層の
隣接する層間の屈折率差が０．０１６以下である請求項
２又は３記載の多層コア光ファイバ。
【請求項５】前記多層導波路を構成する高屈折率層の
隣接する層を構成する（共）重合体間の共重合組成比の
差が２０モル％以下である請求項２、３又は４記載の多
層コア光ファイバ。
【請求項６】ベンジルメタクリレート、メチルメタク
リレート、フェニルメタクリレート、ポリスチレン、フ
ッ化アルキル（メタ）アクリレートからなる群より選ば
れる単量体から製造される（共）重合体で多層構造が構
成された請求項１〜５のいずれか１項に記載の多層コア
光ファイバ。
【請求項７】前記導波路は、その厚さが２５０μｍ以
下である請求項１〜６のいずれか１項に記載の多層コア
光ファイバ。
【請求項８】開口角が０．３５以下である請求項１〜
７のいずれか１項に記載の多層コア光ファイバ。
【請求項９】前記導波路の光ファイバ半径方向の内周
または外周を取り囲む低屈折率層の伝送損失が５００ｄ
Ｂ／ｋｍ以上である請求項１〜８のいずれか１項に記載
の多層コア光ファイバ。
【請求項１０】前記導波路を構成する（共）重合体中
の単量体の残存量が０．５質量％以下である請求項１〜
９のいずれか１項に記載の多層コア光ファイバ。
【請求項１１】前記導波路を構成する（共）重合体中
の連鎖移動剤の残存量が１０ｐｐｍ以下である請求項１
〜１０のいずれか１項に記載の多層コア光ファイバ。
【請求項１２】前記導波路を構成する高屈折率層の内
周および外周を取り囲む低屈折率層は、テトラフルオロ
エチレン／ビニリデンフルオライド共重合体、エチレン
／クロロトリフルオロエチレン共重合体、エチレン／ビ
ニルアルコール共重合体、α−フルオロアクリレート系
（共）重合体、エチレン／アルキル（メタ）アクリレー
ト共重合体、エチレン／フッ化アルキル（メタ）アクリ
レート共重合体からなる群より選ばれる（共）重合体で
構成される請求項１〜１１のいずれか１項に記載の多層
コア光ファイバ。
【請求項１３】最外周側の導波路の外周に隣接する低
屈折率層の外周に隣接して、該低屈折率層とは異なる屈
折率を有する鞘層が配された請求項１〜１２のいずれか
１項に記載の多層コア光ファイバ。
【請求項１４】前記最外周の鞘層は、テトラフルオロ
エチレン／ビニリデンフルオライド共重合体、エチレン
／クロロトリフルオロエチレン共重合体、エチレン／ビ
ニルアルコール共重合体、α−フルオロアクリレート系
（共）重合体、エチレン／アルキル（メタ）アクリレー
ト共重合体、エチレン／フッ化アルキル（メタ）アクリ
レート共重合体からなる群より選ばれる（共）重合体で
構成される請求項１３記載の多層コア光ファイバ。
【請求項１５】請求項１〜１４に記載のいずれか１項
に記載の多層コア光ファイバの外周に被覆層が形成され
てなる光ファイバケーブル。
【請求項１６】請求項１５記載の光ファイバケーブル
の少なくとも一方の端部にプラグが取り付けられてなる
プラグ付き光ファイバケーブル。