JP2002523794A - プラスチック光ファイバ - Google Patents
プラスチック光ファイバInfo
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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- G02B6/02033—Core or cladding made from organic material, e.g. polymeric material
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 比較的シンプルで、作製がコスト面で効率的であり、従来の屈折率ステップ型のファイバよりも低いモードの分散を有するプラスチック光ファイバを規定すること。
【解決手段】 本発明は、低損失の導光性プラスチックからなるファイバコアが、内側のより小さな屈折率の低損失層と外側のより強力な光吸収層とによって取り囲まれているプラスチック光ファイバに関する。本発明によると、低損失の導光性プラスチックからなるファイバコアは、光吸収層によって囲まれていてもよい。
Description
【0001】
本発明は、プラスチック光ファイバに関する。
【0002】
プラスチック光ファイバ(POF)は、遠距離通信における広範な適用範囲に非
常に適した光波伝送媒体を表している。これらのファイバを作製するには、ポリ
メチルメタクリレート(PMMA)やポリスチレン(PS)のようなポリマープラスチ
ックがコアの材料として主に用いられる。被覆材料としては、フッ素処理された
ポリマー、シリコーン、あるいはPMMAが使用されている。プラスチック光ファイ
バは、ガラス製のファイバとは異なり、大きな直径を有するものを作製すること
ができる。プラスチックファイバは高い開口数を有する。プラスチックファイバ
は、高い最大強度を有することを特徴とし、扱いが容易である。さらに、連結お
よび末端のシステムを作成するのは、それらの精度に対する要求が低いので簡単
である。POFのコアの直径は実用的には外周の直径に対応するが、通常のガラス
製のファイバにおいてはそれは伝搬されるべき光の波長に近い。H.Hultzsch: "O
ptische Telekommunikations -systeme", Damm-Verlag, Gelsenkirchenによれば
、POFの直径は典型的には1mmのオーダーである。
常に適した光波伝送媒体を表している。これらのファイバを作製するには、ポリ
メチルメタクリレート(PMMA)やポリスチレン(PS)のようなポリマープラスチ
ックがコアの材料として主に用いられる。被覆材料としては、フッ素処理された
ポリマー、シリコーン、あるいはPMMAが使用されている。プラスチック光ファイ
バは、ガラス製のファイバとは異なり、大きな直径を有するものを作製すること
ができる。プラスチックファイバは高い開口数を有する。プラスチックファイバ
は、高い最大強度を有することを特徴とし、扱いが容易である。さらに、連結お
よび末端のシステムを作成するのは、それらの精度に対する要求が低いので簡単
である。POFのコアの直径は実用的には外周の直径に対応するが、通常のガラス
製のファイバにおいてはそれは伝搬されるべき光の波長に近い。H.Hultzsch: "O
ptische Telekommunikations -systeme", Damm-Verlag, Gelsenkirchenによれば
、POFの直径は典型的には1mmのオーダーである。
【0003】 コアの直径および開口数が大きいことにより、プラスチックファイバは多数の
いわゆるモード、すなわち様々な角度で導波路を伝わる光束をガイドする。角度
が大きくなればモードの次数が高くなり、また導波路中の光路が長くなればなる
ほど、被覆部への光の漏出の深さが増すとともにコアと被覆部との間の接合部に
おける反射の数が高くなる。
いわゆるモード、すなわち様々な角度で導波路を伝わる光束をガイドする。角度
が大きくなればモードの次数が高くなり、また導波路中の光路が長くなればなる
ほど、被覆部への光の漏出の深さが増すとともにコアと被覆部との間の接合部に
おける反射の数が高くなる。
【0004】 データは、このような光ガイド内を光パルスの形で伝送される。モードによる
通過時間の差により、光パルスは強く分散される(モード分散)。
通過時間の差により、光パルスは強く分散される(モード分散)。
【0005】
これまでは、いわゆるステップインデックスファイバのみが、最良で170MHzの
帯域幅を全長100mに渡って受け渡すものとして利用可能である。しかし、これら
の値は将来の広帯域ネットワークについては低すぎる。
帯域幅を全長100mに渡って受け渡すものとして利用可能である。しかし、これら
の値は将来の広帯域ネットワークについては低すぎる。
【0006】 伝送帯域を広げるために、ファイバのコア部分においてステップ状の屈折率プ
ロファイルではなくパラボラ状の屈折率プロファイルを有し、ゆえにモード間の
通過時間の違いを補償する屈折率勾配型プラスチックファイバの開発について長
年研究が行われている(ここでもH.Hultzsch: "Optische Telekommunikations-sy
steme", Damm- Verlag, Gelsenkirchenを参照)。しかしながら、これらの屈折率
勾配型ファイバを作製する方法は複雑かつ高価である。これまで、それらは商業
的に実用的ではなく、いつになればこのタイプのファイバをコスト面からみて効
率的に作製することができるかの見通しはたっていなかった。
ロファイルではなくパラボラ状の屈折率プロファイルを有し、ゆえにモード間の
通過時間の違いを補償する屈折率勾配型プラスチックファイバの開発について長
年研究が行われている(ここでもH.Hultzsch: "Optische Telekommunikations-sy
steme", Damm- Verlag, Gelsenkirchenを参照)。しかしながら、これらの屈折率
勾配型ファイバを作製する方法は複雑かつ高価である。これまで、それらは商業
的に実用的ではなく、いつになればこのタイプのファイバをコスト面からみて効
率的に作製することができるかの見通しはたっていなかった。
【0007】 本発明の目的は、比較的シンプルで、作製がコスト面で効率的であり、従来の
屈折率ステップ型のファイバよりも低いモードの分散を有するプラスチック光フ
ァイバを規定することである。
屈折率ステップ型のファイバよりも低いモードの分散を有するプラスチック光フ
ァイバを規定することである。
【0008】
この目的は、低減衰の導光性のプラスチックからなるファイバのコアを、内側
のより小さい屈折率の低減衰層と外側の強力な光吸収層とで取り囲むことで達成
される。本発明は、既存のシステムによって作製し得る新しいタイプの屈折率ス
テップ型プラスチックファイバを記載しており、好ましくは低減衰層の厚さが0.
3μmから3μmの範囲にある。
のより小さい屈折率の低減衰層と外側の強力な光吸収層とで取り囲むことで達成
される。本発明は、既存のシステムによって作製し得る新しいタイプの屈折率ス
テップ型プラスチックファイバを記載しており、好ましくは低減衰層の厚さが0.
3μmから3μmの範囲にある。
【0009】 それに対する代替として、低減衰の導光性のプラスチックからなるファイバの
コアを、ファイバが光学的な要件を満足したときに中間層をなくすことができる
ように光吸収層で覆うことで目的を達成することが提案される。
コアを、ファイバが光学的な要件を満足したときに中間層をなくすことができる
ように光吸収層で覆うことで目的を達成することが提案される。
【0010】
本発明によると、ファイバの開口数を満たす光円錐がファイバに放射され、フ
ァイバを通過する際により高いモードは、それらの被覆部へのより深い漏出深さ
とより高次の反射のために吸収される。ファイバの端で、減少した開口を有する
狭い光円錐が出てくるが、それはより小さい次数の内側のモードのみを含んでお
り、したがって実質的により広い帯域でのよりロスの少ない伝搬となる。しかし
、新しい低減衰プラスチックの開発が進められているため、この欠点は無視して
よい。これとは別に、プラスチックファイバで現在達成可能な減衰は、中距離伝
送線に不足の要件を完全に満足している。
ァイバを通過する際により高いモードは、それらの被覆部へのより深い漏出深さ
とより高次の反射のために吸収される。ファイバの端で、減少した開口を有する
狭い光円錐が出てくるが、それはより小さい次数の内側のモードのみを含んでお
り、したがって実質的により広い帯域でのよりロスの少ない伝搬となる。しかし
、新しい低減衰プラスチックの開発が進められているため、この欠点は無視して
よい。これとは別に、プラスチックファイバで現在達成可能な減衰は、中距離伝
送線に不足の要件を完全に満足している。
【0011】 それに対して、開口の一部のみしか満たされられないように狭い光円錐がファ
イバに放射されると、光路の一部が、屈曲部で、またはコアの不均質性のために
、より高次のモードに変換され、それは被覆部への深い漏出深さおよびより高次
の反射のために吸収される。その結果、光円錐は実際には変化しないままであり
、主に軸方向に近似しているモードからなり続け、低モード分散を特徴とする。
この構成においては、高次モードへの変換が限られたままであるので、高次モー
ドの吸収によるロスは少ない。
イバに放射されると、光路の一部が、屈曲部で、またはコアの不均質性のために
、より高次のモードに変換され、それは被覆部への深い漏出深さおよびより高次
の反射のために吸収される。その結果、光円錐は実際には変化しないままであり
、主に軸方向に近似しているモードからなり続け、低モード分散を特徴とする。
この構成においては、高次モードへの変換が限られたままであるので、高次モー
ドの吸収によるロスは少ない。
【0012】 本発明によると、屈折率勾配型ファイバについて、エラー訂正ファイバもまた
実用化され得、作製エラーおよびそれによって引き起こされる付加的な分散から
生じる高次のモードを減らし得る。
実用化され得、作製エラーおよびそれによって引き起こされる付加的な分散から
生じる高次のモードを減らし得る。
【0013】 さらに、光吸収層は1μmよりも厚くてもよく、光吸収層の減衰が104dB/kmから
107dB/kmの範囲にあるときによい効果が得られる。
107dB/kmの範囲にあるときによい効果が得られる。
【0014】 光吸収層の高い減衰は、プラスチックマトリクスにコバルト、クロム、マンガ
ンまたは鉄をドープすることによって得られ、希土類元素の酸化物または伝送さ
れるべき光の波長域において高い吸収を示す他の物質もまたドープに用いられ得
る。2ppmのコバルトイオンをドープすると、伝送されるべき光の650nmの波長に
ついて10,000dB/kmの減衰が得られる。
ンまたは鉄をドープすることによって得られ、希土類元素の酸化物または伝送さ
れるべき光の波長域において高い吸収を示す他の物質もまたドープに用いられ得
る。2ppmのコバルトイオンをドープすると、伝送されるべき光の650nmの波長に
ついて10,000dB/kmの減衰が得られる。
【0015】 新しいファイバタイプの製作については、ファイバコアおよび層を作製するた
めに提供された物質が押し出し成型機内の3つのスピニングダイの同心円アレイ
によって同心円状に成型されるように公知の装置を改変することができる。
めに提供された物質が押し出し成型機内の3つのスピニングダイの同心円アレイ
によって同心円状に成型されるように公知の装置を改変することができる。
【0016】 従来、プラスチックファイバは、プラスチック半製品からも得られる。プラス
チック半製品は、典型的には2,3センチの直径を有し、大体1メートルの長さを
有するロッドである。プラスチック半製品の端部はファイバを引き出すために加
熱される。本発明によればファイバの引き出しによる作製については、ファイバ
コアを作製するために提供された材料のプラスチックロッドを光吸収層を作製す
るために提供された材料のスリーブによって取り囲み、ロッドとスリーブとの間
のスペースを低減衰層を作製するために提供された材料で満たし、それによって
生じるブランクからファイバを抜き出すことで提供される。
チック半製品は、典型的には2,3センチの直径を有し、大体1メートルの長さを
有するロッドである。プラスチック半製品の端部はファイバを引き出すために加
熱される。本発明によればファイバの引き出しによる作製については、ファイバ
コアを作製するために提供された材料のプラスチックロッドを光吸収層を作製す
るために提供された材料のスリーブによって取り囲み、ロッドとスリーブとの間
のスペースを低減衰層を作製するために提供された材料で満たし、それによって
生じるブランクからファイバを抜き出すことで提供される。
【0017】 本発明の利点を生かすために、本発明にしたがってファイバにおける光伝送線
のいわゆる「ラストマイル」(受信端の直前)を設計し、残りの部分を従来のフ
ァイバで設計することも可能である。このとき、伝送線のターミナルはモードフ
ィルタとして機能する。
のいわゆる「ラストマイル」(受信端の直前)を設計し、残りの部分を従来のフ
ァイバで設計することも可能である。このとき、伝送線のターミナルはモードフ
ィルタとして機能する。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成12年9月8日(2000.9.8)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),CA,JP,U S (72)発明者 ベッカー、エーリヒ ドイツ連邦共和国 デー−64342 シーハ イム−ユーゲンハイム アルベルト−シュ バイツァー−シュトラーセ 5ビー Fターム(参考) 2H050 AA14 AA15 AA18 AB42Z AC03 AC13 AC36 AC71 AC76 AD01 AD03
Claims (11)
- 【請求項1】 プラスチック光ファイバであって、低減衰導光性プラスチック
からなる前記ファイバのコアは、より小さな屈折率の内側の低減衰層および外側
のより強力な光吸収層によって取り囲まれていることを特徴とする、プラスチッ
ク光ファイバ。 - 【請求項2】 前記低減衰層の厚さは0.3μmから3μmの範囲内にあることを特
徴とする、クレーム1に記載の光ファイバ。 - 【請求項3】 低減衰導光性プラスチックからなるファイバコアが光吸収層に
よって取り囲まれていることを特徴とする、プラスチック光ファイバ。 - 【請求項4】 前記光吸収層の厚さが1μmよりも厚いことを特徴とする、請求
項1から3のいずれかに記載の光ファイバ。 - 【請求項5】 前記光吸収層の減衰は104dB/kmから107dB/kmの範囲内であるこ
とを特徴とする、請求項1から4のいずれかに記載の光ファイバ。 - 【請求項6】 前記光吸収層は、その減衰に影響を与えるべく、伝送されるべ
き光の波長域において高い吸収を示す物質によってドープされていることを特徴
とする、請求項1から5のいずれかに記載の光ファイバ。 - 【請求項7】 前記光吸収層は、その減衰を強めるべく、希土類元素の酸化物
でドープされていることを特徴とする、請求項6に記載の光ファイバ。 - 【請求項8】 前記光吸収層は、その減衰を強めるべく、金属イオンでドープ
されていることを特徴とする、請求項6に記載の光ファイバ。 - 【請求項9】 前記ファイバコアおよび層を作製するために提供される物質は
、押出成型機内のスピニングダイの同心円状のアレイによって同心円状に成型さ
れることを特徴とする、請求項1から8のいずれかに記載の光ファイバを製造す
る方法。 - 【請求項10】 前記ファイバコアを作製するために提供される材料のプラス
チックロッドは前記光吸収層を作製するために提供される材料のスリーブによっ
て取り囲まれており、前記ロッドおよび前記スリーブの間のスペースは前記低減
衰層を作製するために提供される材料で満たされており、それによって生じるブ
ランクからファイバを引き出すことを特徴とする、請求項1または2に記載の光フ
ァイバを製造する方法。 - 【請求項11】 少なくとも1つの導光性のファイバを備えている伝送線であ
って、請求項1から8のいずれかに記載の光ファイバが「ラストマイル」に配置さ
れていることを特徴とする、伝送線。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19838499.8 | 1998-08-25 | ||
DE19838499 | 1998-08-25 | ||
DE19849383.5 | 1998-10-27 | ||
DE19849383A DE19849383A1 (de) | 1998-08-25 | 1998-10-27 | Lichtleitfaser aus Kunststoff |
PCT/EP1999/005920 WO2000011497A1 (de) | 1998-08-25 | 1999-08-12 | Lichtleitfaser aus kunststoff |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2002523794A true JP2002523794A (ja) | 2002-07-30 |
Family
ID=26048366
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000566698A Pending JP2002523794A (ja) | 1998-08-25 | 1999-08-12 | プラスチック光ファイバ |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6501894B2 (ja) |
EP (1) | EP1110109A1 (ja) |
JP (1) | JP2002523794A (ja) |
CA (1) | CA2341670A1 (ja) |
WO (1) | WO2000011497A1 (ja) |
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---|---|---|---|---|
WO2016175209A1 (ja) * | 2015-04-30 | 2016-11-03 | 株式会社フジクラ | マルチコアファイバ |
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DE102015209123A1 (de) * | 2015-05-19 | 2016-11-24 | Robert Bosch Gmbh | Recheneinrichtung und Betriebsverfahren hierfür |
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JPH0778564B2 (ja) * | 1988-03-09 | 1995-08-23 | 日立電線株式会社 | プラスチック光ファイバの製造方法 |
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US5319731A (en) * | 1992-10-02 | 1994-06-07 | Eastman Kodak Company | Fiber-optic array of limited acceptance angle |
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US5841926A (en) | 1996-01-04 | 1998-11-24 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical fibers for optical attenuation |
-
1999
- 1999-08-12 WO PCT/EP1999/005920 patent/WO2000011497A1/de not_active Application Discontinuation
- 1999-08-12 CA CA002341670A patent/CA2341670A1/en not_active Abandoned
- 1999-08-12 EP EP99944383A patent/EP1110109A1/de not_active Withdrawn
- 1999-08-12 JP JP2000566698A patent/JP2002523794A/ja active Pending
-
2001
- 2001-02-22 US US09/789,644 patent/US6501894B2/en not_active Expired - Fee Related
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