JP2002214454A - 紫外光伝送用光ファイバー及びその製造方法 - Google Patents
紫外光伝送用光ファイバー及びその製造方法Info
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Landscapes
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】光ファイバーの紫外光の透過率を高め、また、
紫外光の照射による劣化を排除する。 【解決手段】コア１ａ、１ｂ、１ｃとして、所定量のフ
ッ素を含有させたシリカガラスを用い、所定量のフッ素
またはホウ素を含有させたシリカガラスからなるクラッ
ド２ａ、または、紫外線透過樹脂を用いたクラッド２
ｂ、あるいは中空孔３ｃを有するクラッド２ｃとする。
また、クラッドの外周に保護層を設け、更に、保護被覆
層を設けたものとすることができる。コア、クラッド、
保護層について、水素処理を行うことにより、特に、紫
外光の透過率の高い、紫外光照射による劣化を受けない
ものとすることができる。
紫外光の照射による劣化を排除する。 【解決手段】コア１ａ、１ｂ、１ｃとして、所定量のフ
ッ素を含有させたシリカガラスを用い、所定量のフッ素
またはホウ素を含有させたシリカガラスからなるクラッ
ド２ａ、または、紫外線透過樹脂を用いたクラッド２
ｂ、あるいは中空孔３ｃを有するクラッド２ｃとする。
また、クラッドの外周に保護層を設け、更に、保護被覆
層を設けたものとすることができる。コア、クラッド、
保護層について、水素処理を行うことにより、特に、紫
外光の透過率の高い、紫外光照射による劣化を受けない
ものとすることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、紫外光、特に、３
００ｎｍ以下の波長の紫外光を伝送させる紫外光伝送用
光ファイバー及びその製造方法に関する。
００ｎｍ以下の波長の紫外光を伝送させる紫外光伝送用
光ファイバー及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、光ファイバーは情報通信等に
使用される他、医療機器の分野、半導体製造装置等に使
用されており、半導体製造工程のリソグラフィーにおい
て使用されるエキシマレーザーにも採用されている。
使用される他、医療機器の分野、半導体製造装置等に使
用されており、半導体製造工程のリソグラフィーにおい
て使用されるエキシマレーザーにも採用されている。
【０００３】光ファイバーは、シリカガラス等で形成さ
れ、屈折率の高いコアの外周に屈折率の低いクラッドを
設けたものであり、コアには屈折率を高めるため、ゲル
マニウム、リン等がドープされ、クラッドには屈折率を
低くするため、ホウ素や、フッ素等がドープされてい
る。
れ、屈折率の高いコアの外周に屈折率の低いクラッドを
設けたものであり、コアには屈折率を高めるため、ゲル
マニウム、リン等がドープされ、クラッドには屈折率を
低くするため、ホウ素や、フッ素等がドープされてい
る。
【０００４】一方、エキシマレーザー、例えば、ＡｒＦ
レーザー、ＫｒＦレーザーは１９３ｎｍ、２４８ｎｍの
高エネルギーの紫外光を発光する。これらの高エネルギ
ーの紫外光、２００〜３００ｎｍの所謂、深紫外光、あ
るいは２００ｎｍ以下の所謂、真空紫外光は、空気中を
伝播させると、Ｈ2ＯやＯ2の存在により吸収されるた
め、損失が大きく伝送が不可能であった。このため、真
空中または、不活性ガスを充填した光路を確保する必要
から、エキシマレーザーを用いた露光装置は大掛かりな
装置となっていた。このようなエキシマレーザーを用い
た露光装置の小型化を図るため、取り扱いが容易となる
光ファイバーの適用の要請があった。
レーザー、ＫｒＦレーザーは１９３ｎｍ、２４８ｎｍの
高エネルギーの紫外光を発光する。これらの高エネルギ
ーの紫外光、２００〜３００ｎｍの所謂、深紫外光、あ
るいは２００ｎｍ以下の所謂、真空紫外光は、空気中を
伝播させると、Ｈ2ＯやＯ2の存在により吸収されるた
め、損失が大きく伝送が不可能であった。このため、真
空中または、不活性ガスを充填した光路を確保する必要
から、エキシマレーザーを用いた露光装置は大掛かりな
装置となっていた。このようなエキシマレーザーを用い
た露光装置の小型化を図るため、取り扱いが容易となる
光ファイバーの適用の要請があった。
【０００５】また、深紫外光、真空紫外光を利用したも
のとしてエキシマランプがあった。エキシマランプ、例
えば、Ｘｅ2ランプ、ＫｒＣｌランプ、ＸｅＣｌランプ
はそれぞれ１７２ｎｍ、２２２ｎｍ、３０８ｎｍの深紫
外光、真空紫外光を発光する。このようなエキシマラン
プは半導体ウェハや液晶用ディスプレイガラスの表面に
付着した汚れを紫外光照射により光学的に分解、除去す
る表面洗浄装置に使用されているが、エキシマランプを
用いた表面洗浄装置においても、露光装置におけると同
様の理由により小型化を図り、取り扱いを容易とする光
ファイバーの適用の要請があった。
のとしてエキシマランプがあった。エキシマランプ、例
えば、Ｘｅ2ランプ、ＫｒＣｌランプ、ＸｅＣｌランプ
はそれぞれ１７２ｎｍ、２２２ｎｍ、３０８ｎｍの深紫
外光、真空紫外光を発光する。このようなエキシマラン
プは半導体ウェハや液晶用ディスプレイガラスの表面に
付着した汚れを紫外光照射により光学的に分解、除去す
る表面洗浄装置に使用されているが、エキシマランプを
用いた表面洗浄装置においても、露光装置におけると同
様の理由により小型化を図り、取り扱いを容易とする光
ファイバーの適用の要請があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光ファ
イバーは、図７に示すように、伝送する深紫外光、真空
紫外光の波長により透過率が変化するものであるが、従
来の光ファイバーにおいては、紫外光の照射により劣化
が生じていた。紫外光の伝送による光ファイバーの劣化
は、図８に示すように、口径２００μｍのコアを有する
長さ１ｍのシリカガラスを重水素ランプ（波長２１４ｎ
ｍ）で照射したときの経時に伴う透過率Ｔ６の低減とい
う現象となって現れていた。このため、水素処理を施
し、透過特性の劣化を防止したものもあったが、透過率
Ｔ５に示すように低減は回避できなかった。従って、紫
外光の伝送に光ファイバーを適用した場合、透過による
劣化が著しく、使用に耐えるものではなかった。
イバーは、図７に示すように、伝送する深紫外光、真空
紫外光の波長により透過率が変化するものであるが、従
来の光ファイバーにおいては、紫外光の照射により劣化
が生じていた。紫外光の伝送による光ファイバーの劣化
は、図８に示すように、口径２００μｍのコアを有する
長さ１ｍのシリカガラスを重水素ランプ（波長２１４ｎ
ｍ）で照射したときの経時に伴う透過率Ｔ６の低減とい
う現象となって現れていた。このため、水素処理を施
し、透過特性の劣化を防止したものもあったが、透過率
Ｔ５に示すように低減は回避できなかった。従って、紫
外光の伝送に光ファイバーを適用した場合、透過による
劣化が著しく、使用に耐えるものではなかった。
【０００７】本発明は上記欠点を解消するためになされ
たものであって、本発明の目的は、深紫外光、真空紫外
光等の紫外光に対して高い透過率を有し、また、紫外光
の照射による劣化が少ない紫外光伝送用光ファイバー及
びその製造方法を提供するものである。
たものであって、本発明の目的は、深紫外光、真空紫外
光等の紫外光に対して高い透過率を有し、また、紫外光
の照射による劣化が少ない紫外光伝送用光ファイバー及
びその製造方法を提供するものである。
【０００８】
【発明を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の紫外光伝送用光ファイバーは、フッ素の含
有量が１００から１０００ｐｐｍであるシリカガラスか
らなるコアを有するものである。
め、本発明の紫外光伝送用光ファイバーは、フッ素の含
有量が１００から１０００ｐｐｍであるシリカガラスか
らなるコアを有するものである。
【０００９】本発明の紫外光伝送用光ファイバーは、フ
ッ素の含有量が１０００から７０００ｐｐｍであるシリ
カガラス、またはホウ素の含有量が２０００ｐｐｍから
１００００ｐｐｍであるシリカガラスからなるクラッド
を有するものである。
ッ素の含有量が１０００から７０００ｐｐｍであるシリ
カガラス、またはホウ素の含有量が２０００ｐｐｍから
１００００ｐｐｍであるシリカガラスからなるクラッド
を有するものである。
【００１０】また、本発明の紫外光伝送用光ファイバー
は、紫外線透過樹脂からなるクラッドを有するものであ
る。
は、紫外線透過樹脂からなるクラッドを有するものであ
る。
【００１１】また、本発明の紫外光伝送用光ファイバー
は、光軸に平行な複数の中空孔を備えたクラッドを有す
るものである。
は、光軸に平行な複数の中空孔を備えたクラッドを有す
るものである。
【００１２】更に、本発明の紫外光伝送用光ファイバー
は、クラッドの外周に保護被覆層を設けたものである。
は、クラッドの外周に保護被覆層を設けたものである。
【００１３】本発明の紫外光伝送用光ファイバーの製造
方法は、フッ素の含有量が１００から１０００ｐｐｍで
あるシリカガラスからなるコアを有する光ファイバーを
紡糸後、水素の含浸処理を行うものである。
方法は、フッ素の含有量が１００から１０００ｐｐｍで
あるシリカガラスからなるコアを有する光ファイバーを
紡糸後、水素の含浸処理を行うものである。
【００１４】また、本発明の紫外光伝送用光ファイバー
の製造方法は、中心に１の中空孔を有する細管をコアの
周囲に配列させた後外周を被覆して一体化し、紡糸した
後、水素の含浸処理を行うものである。
の製造方法は、中心に１の中空孔を有する細管をコアの
周囲に配列させた後外周を被覆して一体化し、紡糸した
後、水素の含浸処理を行うものである。
【００１５】また、本発明の紫外光伝送用光ファイバー
の製造方法は、紡糸時にクラッドの外周に保護層を被覆
するものである。
の製造方法は、紡糸時にクラッドの外周に保護層を被覆
するものである。
【００１６】更に、本発明の紫外光伝送用光ファイバー
の製造方法は、水素の含浸処理をした後保護被覆層を形
成するものである。
の製造方法は、水素の含浸処理をした後保護被覆層を形
成するものである。
【００１７】本願発明の紫外光伝送用光ファイバー及び
その製造方法によれば、コアに所定量のフッ素を含有さ
せたシリカガラスを用い、クラッドに所定量のフッ素ま
たはホウ素を含有させたシリカガラス、または、紫外線
透過樹脂を用い、あるいは中空孔を有するものとしたた
め、紫外光に対し高い透過率を有し、また、紫外光の照
射による劣化を防止することができる。また、紡糸後水
素の含浸処理をすることにより、特に、紫外光の照射に
よる劣化に対する防止効果を高めることができ、深紫外
光、真空紫外光の伝送に適用することができる。このた
め、紫外光を使用するエキシマレーザー、エキシマラン
プ等に好適に使用することができ、エキシマレーザー露
光装置、エキシマランプ表面洗浄装置等の小型化を図る
ことができる。
その製造方法によれば、コアに所定量のフッ素を含有さ
せたシリカガラスを用い、クラッドに所定量のフッ素ま
たはホウ素を含有させたシリカガラス、または、紫外線
透過樹脂を用い、あるいは中空孔を有するものとしたた
め、紫外光に対し高い透過率を有し、また、紫外光の照
射による劣化を防止することができる。また、紡糸後水
素の含浸処理をすることにより、特に、紫外光の照射に
よる劣化に対する防止効果を高めることができ、深紫外
光、真空紫外光の伝送に適用することができる。このた
め、紫外光を使用するエキシマレーザー、エキシマラン
プ等に好適に使用することができ、エキシマレーザー露
光装置、エキシマランプ表面洗浄装置等の小型化を図る
ことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の紫外光伝送用光ファイバ
ー及びその製造方法を適用した好ましい実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。
ー及びその製造方法を適用した好ましい実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。
【００１９】本発明の紫外光伝送用光ファイバーは、図
１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、コア１ａ、１
ｂ、１ｃとしてフッ素含有量が１００から１０００ｐｐ
ｍであるシリカガラスから構成される。
１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、コア１ａ、１
ｂ、１ｃとしてフッ素含有量が１００から１０００ｐｐ
ｍであるシリカガラスから構成される。
【００２０】フッ素は屈折率を低減させるものとして従
来はクラッドにドープされていたものであるが、フッ素
をコアを形成するシリカガラスに１００から１０００ｐ
ｐｍ含有させることにより、光ファイバー中を伝送させ
る紫外光の透過率を高くすることができる。フッ素のシ
リガガラスに対する含有量が１００ｐｐｍ未満である
と、光ファイバー中を伝送される紫外光の透過率が低減
され、また、クラッドに含有されるフッ素の含有量との
関係により、フッ素のシリガガラスに対する含有量が１
０００ｐｐｍ以下であることが好ましい。
来はクラッドにドープされていたものであるが、フッ素
をコアを形成するシリカガラスに１００から１０００ｐ
ｐｍ含有させることにより、光ファイバー中を伝送させ
る紫外光の透過率を高くすることができる。フッ素のシ
リガガラスに対する含有量が１００ｐｐｍ未満である
と、光ファイバー中を伝送される紫外光の透過率が低減
され、また、クラッドに含有されるフッ素の含有量との
関係により、フッ素のシリガガラスに対する含有量が１
０００ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００２１】また、本発明の紫外光伝送用光ファイバー
に用いられるファイバーコアとしてフッ素含有量が、１
００から１０００ｐｐｍであるシリカガラスは、ＯＨ基
を４から７ｐｐｍの範囲で含有することが、紫外光照射
に起因する光ファイバーの劣化を防止することができる
ので好ましい。ＯＨ基のシリガガラスに対する含有量が
４ｐｐｍ未満であると、光ファイバー中を伝送される紫
外光の透過率の低減を防止することができず、また、７
ｐｐｍを超えると同様に透過率の低減が生じることとな
る。
に用いられるファイバーコアとしてフッ素含有量が、１
００から１０００ｐｐｍであるシリカガラスは、ＯＨ基
を４から７ｐｐｍの範囲で含有することが、紫外光照射
に起因する光ファイバーの劣化を防止することができる
ので好ましい。ＯＨ基のシリガガラスに対する含有量が
４ｐｐｍ未満であると、光ファイバー中を伝送される紫
外光の透過率の低減を防止することができず、また、７
ｐｐｍを超えると同様に透過率の低減が生じることとな
る。
【００２２】また、紫外光伝送用光ファイバーは、図１
（ａ）に示すように、クラッド２ａとしてフッ素含有量
が１０００から７０００ｐｐｍであるシリカガラスまた
は、ホウ素含有量が２０００から１００００ｐｐｍであ
るシリカガラスから構成される。
（ａ）に示すように、クラッド２ａとしてフッ素含有量
が１０００から７０００ｐｐｍであるシリカガラスまた
は、ホウ素含有量が２０００から１００００ｐｐｍであ
るシリカガラスから構成される。
【００２３】フッ素、またはホウ素の所定量をシリカガ
ラスに含有させることにより、光ファイバー中を伝送さ
れる光の透過率の低下を防止することができる。フッ素
のシリガガラスに対する含有量を１０００以上とするの
は、コアに含有されるフッ素の含有量との関係によるも
のであり、また、７０００ｐｐｍ以下とするのは、フッ
素のシリカガラスに対する飽和量に該当するためであ
る。
ラスに含有させることにより、光ファイバー中を伝送さ
れる光の透過率の低下を防止することができる。フッ素
のシリガガラスに対する含有量を１０００以上とするの
は、コアに含有されるフッ素の含有量との関係によるも
のであり、また、７０００ｐｐｍ以下とするのは、フッ
素のシリカガラスに対する飽和量に該当するためであ
る。
【００２４】また、ホウ素のシリカガラスに対する含有
量が２０００ｐｐｍ未満であると、コアの屈折率との関
係から、光ファイバー中を伝送される光の透過率の低下
を防止することが困難となり、１００００ｐｐｍ以下と
するのは、ホウ素のシリカガラスに対する飽和量に該当
するためである。
量が２０００ｐｐｍ未満であると、コアの屈折率との関
係から、光ファイバー中を伝送される光の透過率の低下
を防止することが困難となり、１００００ｐｐｍ以下と
するのは、ホウ素のシリカガラスに対する飽和量に該当
するためである。
【００２５】また、紫外光伝送用光ファイバーは、図１
（ｂ）に示すように、コア１ｂの外周に設けられるクラ
ッド２ｂは紫外線透過樹脂から構成される。紫外線透過
樹脂としては、フッ素系樹脂が好ましく、更に、光透過
性の観点から、非結晶性フッ素樹脂が好ましい。結晶性
を有するフッ素樹脂は光散乱により透過率が低下するた
め、クラッドとして用いる場合には、フッ素系樹脂の結
晶化度は３０％以下であることが好ましく、更に好まし
くは２０％以下の非結晶性である。このようなフッ素樹
脂として、特に主鎖に脂肪族環構造を有するフッ素ポリ
マーが好適に使用される。このようなフッ素ポリマーと
して、具体的にはアモルファスパーフロロ樹脂（商品
名：サイトップ（旭硝子（株）社製））が挙げられる。
（ｂ）に示すように、コア１ｂの外周に設けられるクラ
ッド２ｂは紫外線透過樹脂から構成される。紫外線透過
樹脂としては、フッ素系樹脂が好ましく、更に、光透過
性の観点から、非結晶性フッ素樹脂が好ましい。結晶性
を有するフッ素樹脂は光散乱により透過率が低下するた
め、クラッドとして用いる場合には、フッ素系樹脂の結
晶化度は３０％以下であることが好ましく、更に好まし
くは２０％以下の非結晶性である。このようなフッ素樹
脂として、特に主鎖に脂肪族環構造を有するフッ素ポリ
マーが好適に使用される。このようなフッ素ポリマーと
して、具体的にはアモルファスパーフロロ樹脂（商品
名：サイトップ（旭硝子（株）社製））が挙げられる。
【００２６】更に、紫外光伝送用光ファイバーは、図１
（ｃ）に示すように、コア１ｃの外周に設けられるクラ
ッド２ｃとして、光ファイバーの光軸に平行な複数の中
空孔３ｃを備えたものであってもよい。中空孔３ｃは、
その全断面積が紫外光伝送用光ファイバーの断面積に対
して１０から６０％程度となるように設けられ、光ファ
イバーの断面に均一に配置される。光ファイバーの断面
積に対して全中空孔３ｃの断面積をこの範囲となるよう
に設けることにより、中空孔３ｃ内の空気の存在によ
り、コア１ｃの屈折率に対して、光の伝送を最適となる
ように屈折率を低くすることができる。
（ｃ）に示すように、コア１ｃの外周に設けられるクラ
ッド２ｃとして、光ファイバーの光軸に平行な複数の中
空孔３ｃを備えたものであってもよい。中空孔３ｃは、
その全断面積が紫外光伝送用光ファイバーの断面積に対
して１０から６０％程度となるように設けられ、光ファ
イバーの断面に均一に配置される。光ファイバーの断面
積に対して全中空孔３ｃの断面積をこの範囲となるよう
に設けることにより、中空孔３ｃ内の空気の存在によ
り、コア１ｃの屈折率に対して、光の伝送を最適となる
ように屈折率を低くすることができる。
【００２７】また、上述の紫外光伝送用光ファイバーの
外周には保護層を設けることが好ましい。保護層は光フ
ァイバーを機械的に保護すると共に、環境から保護する
ために設けられる。保護層としては、シリコーン樹脂、
ポリイミド樹脂、ウレタン系樹脂、アクリレート系樹脂
等が使用される。
外周には保護層を設けることが好ましい。保護層は光フ
ァイバーを機械的に保護すると共に、環境から保護する
ために設けられる。保護層としては、シリコーン樹脂、
ポリイミド樹脂、ウレタン系樹脂、アクリレート系樹脂
等が使用される。
【００２８】尚、コア、クラッド及び保護層に対して、
水素処理が施されることが好ましい。水素処理について
は後述する。
水素処理が施されることが好ましい。水素処理について
は後述する。
【００２９】更に、紫外光伝送用光ファイバーの保護層
の外周に保護被覆層を設けたものが好ましい。保護被覆
層は強度を高めるために設けられる。保護被覆層の材質
はナイロン樹脂が好適に使用される。
の外周に保護被覆層を設けたものが好ましい。保護被覆
層は強度を高めるために設けられる。保護被覆層の材質
はナイロン樹脂が好適に使用される。
【００３０】このような紫外光伝送用光ファイバーの口
径は、１５０μｍのコアに対して２００μｍのクラッド
を有するものから、８００μｍのコアに対して１０００
μｍのクラッドを有するものである。保護層は１００か
ら２５０μｍの厚さに設けられ、保護被覆層は４００か
ら６００μｍの厚さに設けられる。保護層の厚さが１０
０μｍ未満となると、コア、クラッドの十分な保護の効
果が得られず、保護被覆層の厚さが４００μｍ未満とな
ると、十分な強度が得られない。
径は、１５０μｍのコアに対して２００μｍのクラッド
を有するものから、８００μｍのコアに対して１０００
μｍのクラッドを有するものである。保護層は１００か
ら２５０μｍの厚さに設けられ、保護被覆層は４００か
ら６００μｍの厚さに設けられる。保護層の厚さが１０
０μｍ未満となると、コア、クラッドの十分な保護の効
果が得られず、保護被覆層の厚さが４００μｍ未満とな
ると、十分な強度が得られない。
【００３１】これらの紫外光伝送用光ファイバーの製造
方法について、以下に説明する。
方法について、以下に説明する。
【００３２】コアの作成 コアとなる部分を作成するには、石英ガラス上に所定量
のＳｉＯ2の粒子を堆積させて火炎加水分解によってガ
ラス化させて作成する直接ガラス化法や、別の焼結工程
により作成する所謂スート法等で、口径２０ｍｍ程度の
コアロッドを作成することができる。
のＳｉＯ2の粒子を堆積させて火炎加水分解によってガ
ラス化させて作成する直接ガラス化法や、別の焼結工程
により作成する所謂スート法等で、口径２０ｍｍ程度の
コアロッドを作成することができる。
【００３３】フッ素またはホウ素の所定量を含有した
シリカガラスのクラッドを有する紫外光伝送用光ファイ
バーの製造 フッ素またはホウ素の所定量を含有したシリカガラスの
クラッドを有する紫外光伝送用光ファイバーを製造する
には、ＶＡＤ法（気相軸付け法）、ＯＶＤ法（外付け
法）、ＭＣＶＤ法（内付け法）等によることができる
が、所定量のフッ素あるいはホウ素を含有させたシリカ
ガラスから、外径３０ｍｍ程度の中空のドープ管を形成
し、先に形成されたコアロッドを挿入して、プレフォー
ムを作成することによることができる。
シリカガラスのクラッドを有する紫外光伝送用光ファイ
バーの製造 フッ素またはホウ素の所定量を含有したシリカガラスの
クラッドを有する紫外光伝送用光ファイバーを製造する
には、ＶＡＤ法（気相軸付け法）、ＯＶＤ法（外付け
法）、ＭＣＶＤ法（内付け法）等によることができる
が、所定量のフッ素あるいはホウ素を含有させたシリカ
ガラスから、外径３０ｍｍ程度の中空のドープ管を形成
し、先に形成されたコアロッドを挿入して、プレフォー
ムを作成することによることができる。
【００３４】このプレフォームを紡糸して紫外光伝送用
光ファイバーを製造する。紡糸は、図２に示すように、
プレフォームを炉４で加熱溶融し、巻取機５により、所
定の口径となるように、巻取り速度を調整することによ
り行うことができる。更に、保護層６を形成するには、
保護層６を形成する樹脂を炉４の下流において、ダイス
７からクラッドの周囲に所定量押し出し、架橋装置８に
より樹脂を加熱架橋、あるいはＵＶ照射架橋させ、固化
または溶液を除去して保護層６を形成する。この場合、
保護層６としてシリコーン樹脂、ポリイミド樹脂を使用
する場合は加熱架橋がなされ、ウレタン系樹脂、アクリ
レート系樹脂を使用する場合はＵＶ照射架橋がなされ
る。
光ファイバーを製造する。紡糸は、図２に示すように、
プレフォームを炉４で加熱溶融し、巻取機５により、所
定の口径となるように、巻取り速度を調整することによ
り行うことができる。更に、保護層６を形成するには、
保護層６を形成する樹脂を炉４の下流において、ダイス
７からクラッドの周囲に所定量押し出し、架橋装置８に
より樹脂を加熱架橋、あるいはＵＶ照射架橋させ、固化
または溶液を除去して保護層６を形成する。この場合、
保護層６としてシリコーン樹脂、ポリイミド樹脂を使用
する場合は加熱架橋がなされ、ウレタン系樹脂、アクリ
レート系樹脂を使用する場合はＵＶ照射架橋がなされ
る。
【００３５】紫外線透過樹脂のクラッドを有する紫外
光伝送用光ファイバーの製造 上述の方法により形成したコアロッドを、図３に示すよ
うに、炉９により加熱溶融し、所定の口径となるよう
に、巻取機１０により巻取り速度を調整し、ダイス１１
から紫外線透過樹脂を押出し、架橋装置１２により紫外
線透過樹脂のＵＶ架橋を行う。更に、上述のに記載す
る保護層と同様に、ダイス１３から紫外線透過樹脂の外
周に保護層１４を形成する樹脂を所定量押し出し、架橋
装置１５により樹脂を加熱架橋、あるいはＵＶ照射架橋
させ、保護層１４を作成し、紫外光伝送用光ファイバー
を製造することができる。
光伝送用光ファイバーの製造 上述の方法により形成したコアロッドを、図３に示すよ
うに、炉９により加熱溶融し、所定の口径となるよう
に、巻取機１０により巻取り速度を調整し、ダイス１１
から紫外線透過樹脂を押出し、架橋装置１２により紫外
線透過樹脂のＵＶ架橋を行う。更に、上述のに記載す
る保護層と同様に、ダイス１３から紫外線透過樹脂の外
周に保護層１４を形成する樹脂を所定量押し出し、架橋
装置１５により樹脂を加熱架橋、あるいはＵＶ照射架橋
させ、保護層１４を作成し、紫外光伝送用光ファイバー
を製造することができる。
【００３６】クラッドに中空孔を有する紫外光伝送用
光ファイバーの製造 コアの作成と同様にして、図４に示すように、石英ガラ
ス上に所定量のＳｉＯ 2の粒子を堆積させて火炎加水分
解によってガラス化させて作成する直接ガラス化法や、
別の焼結工程により作成する所謂スート法等で、口径３
０ｍｍ程度の石英ロッド１６（ａ）を作成する。このと
き、石英ロッド１６の材質はコアの材質と同様のシリカ
ガラスを用いることができる。尚、石英ロッド１６は必
ずしも６角柱である必要はなく、円管を用いることもで
きる。この石英ロッド１６の中心に孔１７（ｂ）を穿設
する。孔１７を設けた石英ロッド１６を伸線し、口径１
ｍｍ程度とし、この伸線した石英ロッド１６ａの中央に
コアとなるコアロッド１８を組み込む（ｃ）。このコア
ロッド１８を組み込んだものを石英パイプ１９で覆い、
外径３０ｍｍ程度のプレフォーム２０を形成する
（ｄ）。その後、プレフォーム２０を、紡糸し、所定の
口径の紫外光伝送用光ファイバーとする。保護層を形成
するのは、上述の方法と同様の方法で形成することがで
きる。
光ファイバーの製造 コアの作成と同様にして、図４に示すように、石英ガラ
ス上に所定量のＳｉＯ 2の粒子を堆積させて火炎加水分
解によってガラス化させて作成する直接ガラス化法や、
別の焼結工程により作成する所謂スート法等で、口径３
０ｍｍ程度の石英ロッド１６（ａ）を作成する。このと
き、石英ロッド１６の材質はコアの材質と同様のシリカ
ガラスを用いることができる。尚、石英ロッド１６は必
ずしも６角柱である必要はなく、円管を用いることもで
きる。この石英ロッド１６の中心に孔１７（ｂ）を穿設
する。孔１７を設けた石英ロッド１６を伸線し、口径１
ｍｍ程度とし、この伸線した石英ロッド１６ａの中央に
コアとなるコアロッド１８を組み込む（ｃ）。このコア
ロッド１８を組み込んだものを石英パイプ１９で覆い、
外径３０ｍｍ程度のプレフォーム２０を形成する
（ｄ）。その後、プレフォーム２０を、紡糸し、所定の
口径の紫外光伝送用光ファイバーとする。保護層を形成
するのは、上述の方法と同様の方法で形成することがで
きる。
【００３７】水素処理 紡糸後、水素処理がなされる。水素処理は紫外光の照射
による光ファイバーの劣化を防止するために行うもので
ある。水素処理は光ファイバーを水素に含浸するとによ
り行うことができる。水素含浸処理は、圧力０．５から
１５Ｍｐａ、温度２０から１００℃の水素中に放置する
ことにより行うことができる。水素処理は長時間行うこ
とができるが、例えば、５０時間以上行うこともできる
が、５０時間の処理により光ファイバーの紫外線照射に
よる劣化防止に有効な結果を得ることができる。上記条
件による水素処理が２時間未満であると、十分な紫外線
照射劣化防止の効果が得られない。
による光ファイバーの劣化を防止するために行うもので
ある。水素処理は光ファイバーを水素に含浸するとによ
り行うことができる。水素含浸処理は、圧力０．５から
１５Ｍｐａ、温度２０から１００℃の水素中に放置する
ことにより行うことができる。水素処理は長時間行うこ
とができるが、例えば、５０時間以上行うこともできる
が、５０時間の処理により光ファイバーの紫外線照射に
よる劣化防止に有効な結果を得ることができる。上記条
件による水素処理が２時間未満であると、十分な紫外線
照射劣化防止の効果が得られない。
【００３８】保護被覆層の作成 更に、光ファイバーの水素含浸処理後、保護被覆層を設
ける。保護被覆層はナイロン樹脂等を溶融し、ダイスか
ら光ファイバーの外周に押し出し、冷却して形成するこ
とができる。
ける。保護被覆層はナイロン樹脂等を溶融し、ダイスか
ら光ファイバーの外周に押し出し、冷却して形成するこ
とができる。
【００３９】その後、光ファイバーの端末加工が行わ
れ、最終製品を完成させる。端末加工は要求に応じて、
端面の研磨、コネクタ等の取付処理がなされる。
れ、最終製品を完成させる。端末加工は要求に応じて、
端面の研磨、コネクタ等の取付処理がなされる。
【００４０】
【実施例】コアとしてフッ素含有量が１００から２００
ｐｐｍ、ＯＨ基含有量が４から７ｐｐｍのフッ素ドープ
シリカガラス（商品名：ＡＱＸ、旭硝子社製）を用い、
フッ素含有量が２０００ｐｐｍのシリカガラスのクラッ
ドを形成した。コア径は６００μｍ、クラッド径は７５
０μｍに形成した。水素処理を行った後、ＡｒＦエキシ
マレーザーを用いて、紫外光を照射した前後における、
紫外光伝送用光ファイバー１ｍを透過する各波長の紫外
光の透過率を測定した。図５に示すように、紫外光照射
前の透過率Ｔ１と、紫外光照射後の透過率Ｔ２となっ
た。水素処理を行わず、ＡｒＦエキシマレーザーを用い
て、紫外光を照射した前後における、紫外光伝送用光フ
ァイバー１ｍを透過する各波長の紫外光の透過率を測定
した。図６に示すように、紫外光照射前の透過率Ｔ３
と、紫外光照射後の透過率Ｔ４となった。
ｐｐｍ、ＯＨ基含有量が４から７ｐｐｍのフッ素ドープ
シリカガラス（商品名：ＡＱＸ、旭硝子社製）を用い、
フッ素含有量が２０００ｐｐｍのシリカガラスのクラッ
ドを形成した。コア径は６００μｍ、クラッド径は７５
０μｍに形成した。水素処理を行った後、ＡｒＦエキシ
マレーザーを用いて、紫外光を照射した前後における、
紫外光伝送用光ファイバー１ｍを透過する各波長の紫外
光の透過率を測定した。図５に示すように、紫外光照射
前の透過率Ｔ１と、紫外光照射後の透過率Ｔ２となっ
た。水素処理を行わず、ＡｒＦエキシマレーザーを用い
て、紫外光を照射した前後における、紫外光伝送用光フ
ァイバー１ｍを透過する各波長の紫外光の透過率を測定
した。図６に示すように、紫外光照射前の透過率Ｔ３
と、紫外光照射後の透過率Ｔ４となった。
【００４１】尚、上記のＡｒＦエキシマレーザーによる
照射条件は、光密度２０ｍＪ/ｃｍ2の/ｐｕｌｓｅ、繰
り返し周波数２０Ｈｚ、パルス数６０００ｐｕｌｓｅで
あり、透過率は反復照射した前後の、紫外光伝送用光フ
ァイバー１ｍを透過する各波長の紫外光の透過率を測定
した。
照射条件は、光密度２０ｍＪ/ｃｍ2の/ｐｕｌｓｅ、繰
り返し周波数２０Ｈｚ、パルス数６０００ｐｕｌｓｅで
あり、透過率は反復照射した前後の、紫外光伝送用光フ
ァイバー１ｍを透過する各波長の紫外光の透過率を測定
した。
【００４２】以上の結果より、本発明の紫外光伝送用光
ファイバーは、紫外光の透過率を高めることができ、紫
外光照射による透過率の低減は改善され、劣化の影響を
減少させることができる。特に、水素処理を行ったもの
は、紫外光照射による透過率の低減が見られず、その特
性が著しく改善されていることがわかった。
ファイバーは、紫外光の透過率を高めることができ、紫
外光照射による透過率の低減は改善され、劣化の影響を
減少させることができる。特に、水素処理を行ったもの
は、紫外光照射による透過率の低減が見られず、その特
性が著しく改善されていることがわかった。
【００４３】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の紫外光伝送用光ファイバー及びその製造方法によれ
ば、コアに所定量のフッ素を含有させたシリカガラスを
用い、クラッドに所定量のフッ素またはホウ素を含有さ
せたシリカガラス、または、紫外線透過樹脂を用い、あ
るいは中空孔を有するものとしたため、深紫外光、真空
紫外光の伝送において透過率を高くさせ、また、紫外光
の照射による透過率の低減を防止することができる。特
に、水素処理を行った紫外光伝送用光ファイバーは、そ
の特性を著しく改善することができる。このため、深紫
外光、真空紫外光を使用するエキシマレーザーを用いた
露光装置、エキシマランプを用いた表面洗浄装置にも好
適に適用することができ、これらの露光装置、表面洗浄
装置等の小型化を図ることができる。
明の紫外光伝送用光ファイバー及びその製造方法によれ
ば、コアに所定量のフッ素を含有させたシリカガラスを
用い、クラッドに所定量のフッ素またはホウ素を含有さ
せたシリカガラス、または、紫外線透過樹脂を用い、あ
るいは中空孔を有するものとしたため、深紫外光、真空
紫外光の伝送において透過率を高くさせ、また、紫外光
の照射による透過率の低減を防止することができる。特
に、水素処理を行った紫外光伝送用光ファイバーは、そ
の特性を著しく改善することができる。このため、深紫
外光、真空紫外光を使用するエキシマレーザーを用いた
露光装置、エキシマランプを用いた表面洗浄装置にも好
適に適用することができ、これらの露光装置、表面洗浄
装置等の小型化を図ることができる。
【図１】本発明の紫外光伝送用光ケーブルの一実施例を
示す断面図。
示す断面図。
【図２】本発明の紫外光伝送用光ファイバーの製造方法
を示す工程図。
を示す工程図。
【図３】本発明の紫外光伝送用光ファイバーの製造方法
を示す工程図。
を示す工程図。
【図４】本発明の紫外光伝送用光ファイバーの製造方法
を示す工程図。
を示す工程図。
【図５】本発明の紫外光伝送用光ファイバーの特性を示
す説明図。
す説明図。
【図６】本発明の紫外光伝送用光ファイバーの特性を示
す説明図。
す説明図。
【図７】従来の光ファイバーの特性を示す説明図。
【図８】従来の光ファイバーの特性を示す説明図。
１ａ、１ｂ、１ｃ・・・・・コア ２ａ、２ｂ、２ｃ・・・・・クラッド ３ｃ・・・・・中空孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 細野 秀雄 神奈川県大和市鶴間2786−４−212 (72)発明者 平野 正浩 東京都世田谷区松原５丁目５番６号 (72)発明者 大登 正敬 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１ 号 昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者 森下 裕一 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１ 号 昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者 野呂 治人 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１ 号 昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者 菊川 信也 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150 Ｆターム(参考） 2H050 AB04Y AB10X AB47Y AC03 AC62 BB03Q BB04Q BB07Q BB14Q 4G021 BA02 BA03 BA12 BA13 HA04 4G062 AA06 BB02 CC07 LA08 LA10 LB07 LB08 LC10
Claims (10)
- 【請求項１】フッ素の含有量が１００から１０００ｐｐ
ｍであるシリカガラスからなるコアを有することを特徴
とする紫外光伝送用光ファイバー。 - 【請求項２】フッ素の含有量が１０００から７０００ｐ
ｐｍであるシリカガラス、またはホウ素の含有量が２０
００ｐｐｍから１００００ｐｐｍであるシリカガラスか
らなるクラッドを有することを特徴とする請求項１記載
の紫外光伝送用光ファイバー。 - 【請求項３】紫外線透過樹脂からなるクラッドを有する
ことを特徴とする請求項１記載の紫外光伝送用光ファイ
バー。 - 【請求項４】光軸に平行な複数の中空孔を備えたクラッ
ドを有することを特徴とする請求項１記載の紫外光伝送
用光ファイバー。 - 【請求項５】クラッドの外周に保護層を設けたことを特
徴とする請求項１乃至４のいずれか１記載の紫外光伝送
用光ファイバー。 - 【請求項６】前記保護層の外周に保護被覆層を設けたこ
とを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１記載の紫外
光伝送用光ファイバー。 - 【請求項７】フッ素の含有量が１００から１０００ｐｐ
ｍであるシリカガラスからなるコアを有する光ファイバ
ーを紡糸後、水素の含浸処理を行うことを特徴とする紫
外光伝送用光ファイバーの製造方法。 - 【請求項８】中心に１の中空孔を有する細管をコアの周
囲に配列させ、外周を被覆して一体化し、紡糸した後、
前記水素の含浸処理を行うことを特徴とする請求項７記
載の紫外光伝送用光ファイバーの製造方法。 - 【請求項９】紡糸時にクラッドの外周に保護層を被覆す
ることを特徴とする請求項７または８記載の紫外光伝送
用光ファイバーの製造方法。 - 【請求項１０】前記水素の含浸処理した後保護被覆層を
形成することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１
記載の紫外光伝送用光ファイバーの製造方法。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP2001007111A JP3393120B2 (ja) | 2001-01-16 | 2001-01-16 | 紫外光伝送用光ファイバー及びその製造方法 |
| PCT/JP2002/000123 WO2002056070A1 (en) | 2001-01-16 | 2002-01-11 | Optical fiber for transmitting ultraviolet ray, optical fiber probe, and method of manufacturing the optical fiber and optical fiber probe |
| EP02715729A EP1353199A4 (en) | 2001-01-16 | 2002-01-11 | OPTICAL FIBER FOR TRANSMITTING ULTRAVIOLET RAYS, OPTICAL FIBER PROBE, AND PROCESS FOR PRODUCING THE OPTICAL FIBER AND THE OPTICAL FIBER PROBE |
| US10/399,967 US6944380B1 (en) | 2001-01-16 | 2002-01-11 | Optical fiber for transmitting ultraviolet ray, optical fiber probe, and method of manufacturing the optical fiber probe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001007111A JP3393120B2 (ja) | 2001-01-16 | 2001-01-16 | 紫外光伝送用光ファイバー及びその製造方法 |
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|---|---|
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Cited By (14)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2004125846A (ja) * | 2002-09-30 | 2004-04-22 | Totoku Electric Co Ltd | 光ファイバコイル、光ファイバセンサ及びその製造方法 |
| JP2004191399A (ja) * | 2002-12-06 | 2004-07-08 | Hitachi Cable Ltd | 低損失紫外線伝送ファイバ及びそれを用いた紫外線照射装置 |
| JP2004317802A (ja) * | 2003-04-16 | 2004-11-11 | Fujikura Ltd | 紫外光照射による光部品、その製造方法及び製造装置 |
| JP2005017334A (ja) * | 2003-06-23 | 2005-01-20 | Fujikura Ltd | グレーティング型光部品製造方法、グレーティング型光部品製造装置及びグレーティング型光部品製造装置を用いて作製された光部品 |
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