JP2003321248A - 紫外線伝送用光ファイバおよびそれを用いたバンドルライトガイド - Google Patents
紫外線伝送用光ファイバおよびそれを用いたバンドルライトガイドInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C13/00—Fibre or filament compositions
- C03C13/04—Fibre optics, e.g. core and clad fibre compositions
- C03C13/045—Silica-containing oxide glass compositions
- C03C13/046—Multicomponent glass compositions
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
- C03C25/10—Coating
- C03C25/104—Coating to obtain optical fibres
- C03C25/106—Single coatings
- C03C25/1061—Inorganic coatings
- C03C25/1063—Metals
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- Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】水素雰囲気中で昇温させる工程を必要としない
紫外線伝送用光ファイバを提供することおよびそれを用
いたバンドルライトガイドを提供することを課題とし
た。 【解決手段】少なくともＯＨ基および／またはＦが１０
０ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍ含有しているシリカガラスを
コアとし、前記コアの外周に前記コアよりも屈折率が低
いシリカガラスをクラッドとして形成した光ファイバ母
材を加熱、線引きした光ファイバであって、前記光ファ
イバの外周に溶融アルミニウムを被覆し凝固させたこと
を特徴とする紫外線伝送用光ファイバ素線で解決でき
る。
紫外線伝送用光ファイバを提供することおよびそれを用
いたバンドルライトガイドを提供することを課題とし
た。 【解決手段】少なくともＯＨ基および／またはＦが１０
０ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍ含有しているシリカガラスを
コアとし、前記コアの外周に前記コアよりも屈折率が低
いシリカガラスをクラッドとして形成した光ファイバ母
材を加熱、線引きした光ファイバであって、前記光ファ
イバの外周に溶融アルミニウムを被覆し凝固させたこと
を特徴とする紫外線伝送用光ファイバ素線で解決でき
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、１７０ｎｍ〜３５０ｎ
ｍの紫外線、特に、Ｎ２エキシマレーザー(３３７ｎ
ｍ)、ＸｅＣｌエキシマレーザー(３０８ｎｍ)、ＫｒＦ
エキシマレーザー(２４８ｎｍ)、ＫｒＣｌエキシマレー
ザー(２２２ｎｍ)、ＡｒＦエキシマレーザー(１９３ｎ
ｍ)、Ｘｅ２エキシマレーザー(１７２ｎｍ)、Ｎｄ：Ｙ
ＡＧ第４高調波レーザー(２６５ｎｍ)、Ｎｄ：ＹＡＧ第
５高調波レーザー(２１２ｎｍ)等のエネルギー密度の高
いレーザー光および重水素ランプなどによる紫外線光を
好適に伝送することができる紫外線伝送用光ファイバー
およびそれを用いたバンドルライトガイドに関するもの
である。
ｍの紫外線、特に、Ｎ２エキシマレーザー(３３７ｎ
ｍ)、ＸｅＣｌエキシマレーザー(３０８ｎｍ)、ＫｒＦ
エキシマレーザー(２４８ｎｍ)、ＫｒＣｌエキシマレー
ザー(２２２ｎｍ)、ＡｒＦエキシマレーザー(１９３ｎ
ｍ)、Ｘｅ２エキシマレーザー(１７２ｎｍ)、Ｎｄ：Ｙ
ＡＧ第４高調波レーザー(２６５ｎｍ)、Ｎｄ：ＹＡＧ第
５高調波レーザー(２１２ｎｍ)等のエネルギー密度の高
いレーザー光および重水素ランプなどによる紫外線光を
好適に伝送することができる紫外線伝送用光ファイバー
およびそれを用いたバンドルライトガイドに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、コアに酸化ゲルマニウムなどをド
ープした光ファイバでは、これに紫外線を伝送すると生
成した欠陥による吸収が大きく、透過率が著しく減少し
て紫外線伝送用光ファイバとしては使用できないことが
判っていた。そこで紫外線伝送用光ファイバの研究開発
が進められてきた、その結果、コアにＯＨ基および／ま
たはＦを含有している光ファイバが耐放射線性に優れる
ことが判った（例えば、特開平５−１４７９６６号公
報)。そのため、紫外線伝送用光ファイバとしては、純
石英コア部とフッ素ドープのクラッド部からなる純石英
コア光ファイバが使用され始めた。しかし、純石英コア
光ファイバであっても、エネルギーレベルの高い紫外線
(放射線)、特にＫｒＦエキシマレーザーまたはＡｒＦエ
キシマレーザーを照射、伝送する際に、光エネルギー
（ｈν）の作用により、光ファイバを構成するガラスは
下記の式（１）に従ってラジカルを発生し、光ファイバ
の透過率が低下することが知られている。 Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ＋ｈν→Ｓｉ＊＋＊Ｏ−Ｓｉ・・・（１）
ープした光ファイバでは、これに紫外線を伝送すると生
成した欠陥による吸収が大きく、透過率が著しく減少し
て紫外線伝送用光ファイバとしては使用できないことが
判っていた。そこで紫外線伝送用光ファイバの研究開発
が進められてきた、その結果、コアにＯＨ基および／ま
たはＦを含有している光ファイバが耐放射線性に優れる
ことが判った（例えば、特開平５−１４７９６６号公
報)。そのため、紫外線伝送用光ファイバとしては、純
石英コア部とフッ素ドープのクラッド部からなる純石英
コア光ファイバが使用され始めた。しかし、純石英コア
光ファイバであっても、エネルギーレベルの高い紫外線
(放射線)、特にＫｒＦエキシマレーザーまたはＡｒＦエ
キシマレーザーを照射、伝送する際に、光エネルギー
（ｈν）の作用により、光ファイバを構成するガラスは
下記の式（１）に従ってラジカルを発生し、光ファイバ
の透過率が低下することが知られている。 Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ＋ｈν→Ｓｉ＊＋＊Ｏ−Ｓｉ・・・（１）
【０００３】上記透過率の低下を改良する方法として、
光ファイバを水素含有雰囲気に曝し、水素分子を光ファ
イバ中へ浸入させて、光ファイバの分子構造上の欠陥と
水素分子とを反応させて、光ファイバの分子構造上の欠
陥を埋めてエネルギー的により安定な物質、即ち、Ｓｉ
−ＯＨまたは、Ｓｉ−Ｈに変換させることが提案されて
いる（例えば、特開平６−３４８３０号公報、特開平６
−５６４５７号公報、特開平１２−２２６２２３号公
報、Ｓ６０−９０８５３号公報）。
光ファイバを水素含有雰囲気に曝し、水素分子を光ファ
イバ中へ浸入させて、光ファイバの分子構造上の欠陥と
水素分子とを反応させて、光ファイバの分子構造上の欠
陥を埋めてエネルギー的により安定な物質、即ち、Ｓｉ
−ＯＨまたは、Ｓｉ−Ｈに変換させることが提案されて
いる（例えば、特開平６−３４８３０号公報、特開平６
−５６４５７号公報、特開平１２−２２６２２３号公
報、Ｓ６０−９０８５３号公報）。
【０００４】最近では、上記水素分子はＯＨ基などとし
て決して安定な状態で存在するのではなく、ほとんど
は、水素分子あるいは、水素イオンとして存在するた
め、経時変化により水素濃度が低下すると、紫外線照射
により生成した欠陥により、紫外線を吸収してしまうた
め、光ファイバの透過率の低下低減にあまり寄与してい
ないことが判っている。
て決して安定な状態で存在するのではなく、ほとんど
は、水素分子あるいは、水素イオンとして存在するた
め、経時変化により水素濃度が低下すると、紫外線照射
により生成した欠陥により、紫外線を吸収してしまうた
め、光ファイバの透過率の低下低減にあまり寄与してい
ないことが判っている。
【０００５】さらに、研究開発が進められた結果、例え
ば、特開平１２−８６２７２号公報、特開平１２−８６
２７３号公報に記載されているような、紫外線を光ファ
イバコアに入射させながら水素雰囲気中で昇温させた
り、光ファイバを水素雰囲気中で昇温させた状態で放射
線を照射させる発明がなされていたり、また、特開平０
９−３０９７４２号公報にあるように光ファイバの外周
に金属を被覆し、高温高圧下で水素処理を施す発明がな
されている。
ば、特開平１２−８６２７２号公報、特開平１２−８６
２７３号公報に記載されているような、紫外線を光ファ
イバコアに入射させながら水素雰囲気中で昇温させた
り、光ファイバを水素雰囲気中で昇温させた状態で放射
線を照射させる発明がなされていたり、また、特開平０
９−３０９７４２号公報にあるように光ファイバの外周
に金属を被覆し、高温高圧下で水素処理を施す発明がな
されている。
【０００６】しかしながら、上記のような光ファイバの
製造工程では、水素雰囲気中で処理する工程が必要不可
欠であり、製造工程が煩雑であり、また設備も必要にな
り、その製造方法で作製された光ファイバを使用した製
品（バンドルライトガイド）は、コストがかかってしま
う問題があった。
製造工程では、水素雰囲気中で処理する工程が必要不可
欠であり、製造工程が煩雑であり、また設備も必要にな
り、その製造方法で作製された光ファイバを使用した製
品（バンドルライトガイド）は、コストがかかってしま
う問題があった。
【０００７】上記した製法により作製された、光ファイ
バは、複数本束ねられて、バンドルライトガイドとして
主に光のエネルギー伝送（特に紫外線伝送）のための光
ファイバ素線として用いられる。例えば、分光分析、レ
ーザー加工といった分野において用いられる。バンドル
ライトガイド１は、図１に示すように、複数の光ファイ
バ（図示せず）を束ねた状態で可撓管２（例えばステン
レス製）に入れ、少なくとも一端をスリーブ３と呼ばれ
る筒型の継手（例えば金属製）に固定するのが一般的で
ある。
バは、複数本束ねられて、バンドルライトガイドとして
主に光のエネルギー伝送（特に紫外線伝送）のための光
ファイバ素線として用いられる。例えば、分光分析、レ
ーザー加工といった分野において用いられる。バンドル
ライトガイド１は、図１に示すように、複数の光ファイ
バ（図示せず）を束ねた状態で可撓管２（例えばステン
レス製）に入れ、少なくとも一端をスリーブ３と呼ばれ
る筒型の継手（例えば金属製）に固定するのが一般的で
ある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記したよ
うな水素雰囲気中で処理する工程を必要としない紫外線
伝送用光ファイバを提供することおよびそれを用いた、
バンドルライトガイドを提供することを課題とした。
うな水素雰囲気中で処理する工程を必要としない紫外線
伝送用光ファイバを提供することおよびそれを用いた、
バンドルライトガイドを提供することを課題とした。
【０００９】
【課題を解決させるための手段】上記課題は、（１）少
なくともＯＨ基および／またはＦが１００ｐｐｍ〜５０
００ｐｐｍ含有しているシリカガラスをコアとし、前記
コアの外周に前記コアよりも屈折率が低いシリカガラス
をクラッドとして形成した光ファイバ母材を加熱、線引
きした光ファイバであって、前記光ファイバの外周に溶
融アルミニウムを被覆し凝固させたことを特徴とする紫
外線伝送用光ファイバで解決され、（２）（１）に記載
の紫外線伝送用光ファイバを複数本使用したことを特徴
とするバンドルライトガイドで解決される。
なくともＯＨ基および／またはＦが１００ｐｐｍ〜５０
００ｐｐｍ含有しているシリカガラスをコアとし、前記
コアの外周に前記コアよりも屈折率が低いシリカガラス
をクラッドとして形成した光ファイバ母材を加熱、線引
きした光ファイバであって、前記光ファイバの外周に溶
融アルミニウムを被覆し凝固させたことを特徴とする紫
外線伝送用光ファイバで解決され、（２）（１）に記載
の紫外線伝送用光ファイバを複数本使用したことを特徴
とするバンドルライトガイドで解決される。
【００１０】
【作用】発明者は、詳細な作用は判っていないが、以下
のように考察している。すなわち、本発明では、少な
くともＯＨ基および／またはＦが１００ｐｐｍ〜５００
０ｐｐｍ含有しているシリカガラスをコアとし、前記コ
アの外周に前記コアよりも屈折率が低いシリカガラスを
有する光ファイバ母材を加熱伸線してなる光ファイバ
は、従来の光ファイバより水素を保持し易い状態になっ
ているので、従来の高温高圧下で水素雰囲気での処理を
必要としない。よって、溶融アルミニウムを前記光ファ
イバの外周に被覆することだけで、前記溶融アルミニウ
ムが冷却凝固する際に放出される水素を光ファイバ中に
保持することが可能となる。引続いて、光ファイバ中に
保持された水素は、凝固したアルミニウム（アルミニウ
ム層）によって外部へ抜け出ることが妨げられ、長期的
に紫外域の光の透過を妨げない。さらに、一般的に急激
な、冷却によって加熱、線引きされた光ファイバには、
線引き欠陥が多く存在するため、紫外域の光の透過を妨
げる欠陥の前駆体となっているが、本発明のように溶融
アルミニウムを被覆することにより、光ファイバの冷却
速度が遅くなり、線引き欠陥の発生を抑制している。
のように考察している。すなわち、本発明では、少な
くともＯＨ基および／またはＦが１００ｐｐｍ〜５００
０ｐｐｍ含有しているシリカガラスをコアとし、前記コ
アの外周に前記コアよりも屈折率が低いシリカガラスを
有する光ファイバ母材を加熱伸線してなる光ファイバ
は、従来の光ファイバより水素を保持し易い状態になっ
ているので、従来の高温高圧下で水素雰囲気での処理を
必要としない。よって、溶融アルミニウムを前記光ファ
イバの外周に被覆することだけで、前記溶融アルミニウ
ムが冷却凝固する際に放出される水素を光ファイバ中に
保持することが可能となる。引続いて、光ファイバ中に
保持された水素は、凝固したアルミニウム（アルミニウ
ム層）によって外部へ抜け出ることが妨げられ、長期的
に紫外域の光の透過を妨げない。さらに、一般的に急激
な、冷却によって加熱、線引きされた光ファイバには、
線引き欠陥が多く存在するため、紫外域の光の透過を妨
げる欠陥の前駆体となっているが、本発明のように溶融
アルミニウムを被覆することにより、光ファイバの冷却
速度が遅くなり、線引き欠陥の発生を抑制している。
【００１１】
【発明の実施形態】本発明に使用される光ファイバガラ
スのコアおよびクラッドに使用されるシリカガラス（母
材）は、公知のシリカガラスを適用すれば良く、例え
ば、化学的に合成した合成シリカガラスや天然の石英粉
末を溶かして作った溶融シリカガラス等が挙げられる。
中でも、不純物含有量が少ない合成シリカガラスを用い
ることが好ましい。前記した合成シリカガラスは、公知
の製法により、作製される。具体的な製法としては、例
えば、ＶＡＤ法、ＭＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、ＯＶ
Ｄ法、直接法等が挙げられる。光ファイバは、前記した
光ファイバ母材（シリカガラス）を公知の製造方法用い
て、加熱、ドーパントの添加、線引き等を行なって作製
する。
スのコアおよびクラッドに使用されるシリカガラス（母
材）は、公知のシリカガラスを適用すれば良く、例え
ば、化学的に合成した合成シリカガラスや天然の石英粉
末を溶かして作った溶融シリカガラス等が挙げられる。
中でも、不純物含有量が少ない合成シリカガラスを用い
ることが好ましい。前記した合成シリカガラスは、公知
の製法により、作製される。具体的な製法としては、例
えば、ＶＡＤ法、ＭＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、ＯＶ
Ｄ法、直接法等が挙げられる。光ファイバは、前記した
光ファイバ母材（シリカガラス）を公知の製造方法用い
て、加熱、ドーパントの添加、線引き等を行なって作製
する。
【００１２】光ファイバのコアとなる部分のシリカガラ
スには、少なくともＯＨ基および／またはＦ（フッ素）
が１００ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍ含有しているシリカガ
ラスを適用すれば良い。
スには、少なくともＯＨ基および／またはＦ（フッ素）
が１００ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍ含有しているシリカガ
ラスを適用すれば良い。
【００１３】含有させる添加物（ＯＨ基および／または
Ｆ）の添加範囲は、１００ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍであ
れば良いが、好ましい添加範囲は、その種類によって異
なる。例えばＯＨ基のみを添加する場合は、１００ｐｐ
ｍ〜２０００ｐｐｍ、好ましくは３００ｐｐｍ〜１００
０ｐｐｍ、Ｆ（フッ素）のみを添加する場合は、１００
ｐｐｍ〜３０００ｐｐｍ、好ましくは、５００ｐｐｍ〜
２０００ｐｐｍである。ＯＨ基およびＦ（フッ素）を添
加する場合は、１００ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍである。
ＯＨ基、およびＦ（フッ素）を添加させる方法として
は、公知の製法を適用すれば良く、例えば直接法などが
挙げられる。ＯＨ基またはＦ（フッ素）が１００ｐｐｍ
未満であると、紫外域の光の透過率を下げにくい効果を
発現させることが困難であり、ＯＨ基のみの場合、２０
００ｐｐｍより多く添加すると製造が困難となる傾向に
あり、Ｆ（フッ素）のみの場合、３０００ｐｐｍより多
く添加するとクラッドの屈折率をコアより小さくするこ
とが困難となる。またＯＨ基およびＦ（フッ素）の場
合、５０００ｐｐｍより多く添加すると、前記したこと
がそれぞれ発現し、好ましくない。
Ｆ）の添加範囲は、１００ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍであ
れば良いが、好ましい添加範囲は、その種類によって異
なる。例えばＯＨ基のみを添加する場合は、１００ｐｐ
ｍ〜２０００ｐｐｍ、好ましくは３００ｐｐｍ〜１００
０ｐｐｍ、Ｆ（フッ素）のみを添加する場合は、１００
ｐｐｍ〜３０００ｐｐｍ、好ましくは、５００ｐｐｍ〜
２０００ｐｐｍである。ＯＨ基およびＦ（フッ素）を添
加する場合は、１００ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍである。
ＯＨ基、およびＦ（フッ素）を添加させる方法として
は、公知の製法を適用すれば良く、例えば直接法などが
挙げられる。ＯＨ基またはＦ（フッ素）が１００ｐｐｍ
未満であると、紫外域の光の透過率を下げにくい効果を
発現させることが困難であり、ＯＨ基のみの場合、２０
００ｐｐｍより多く添加すると製造が困難となる傾向に
あり、Ｆ（フッ素）のみの場合、３０００ｐｐｍより多
く添加するとクラッドの屈折率をコアより小さくするこ
とが困難となる。またＯＨ基およびＦ（フッ素）の場
合、５０００ｐｐｍより多く添加すると、前記したこと
がそれぞれ発現し、好ましくない。
【００１４】本発明のコアの外周に形成させるクラッド
としては、コアの屈折率より低い屈折率を有するシリカ
ガラスをコアの外周に形成させれば良い。屈折率をコア
よりも屈折率を低くする手段としては、クラッドとして
形成させるシリカガラスに屈折率を小さくする元素をド
ープしてやれば良く、例えばＦ（フッ素）やＢ（ホウ
素）をドープすることで屈折率を小さくすることができ
る。ドープさせる手段としては、公知の製法、装置を適
用すれば良い。
としては、コアの屈折率より低い屈折率を有するシリカ
ガラスをコアの外周に形成させれば良い。屈折率をコア
よりも屈折率を低くする手段としては、クラッドとして
形成させるシリカガラスに屈折率を小さくする元素をド
ープしてやれば良く、例えばＦ（フッ素）やＢ（ホウ
素）をドープすることで屈折率を小さくすることができ
る。ドープさせる手段としては、公知の製法、装置を適
用すれば良い。
【００１５】ＯＨ基の含有量はＦＴ−ＩＲ法（フーリエ
変換赤外分光光度計）で、フッ素の含有量はイオン選択
性電極分析法等の公知の方法で測定できる。
変換赤外分光光度計）で、フッ素の含有量はイオン選択
性電極分析法等の公知の方法で測定できる。
【００１６】上記したコアとクラッドからなる光ファイ
バ母材より、光ファイバを製造する方法としては、公知
の製造方法を適用すれば良く、例えば、前記コアとクラ
ッドからなる光ファイバ母材を加熱して線引きすること
で得ることができる。
バ母材より、光ファイバを製造する方法としては、公知
の製造方法を適用すれば良く、例えば、前記コアとクラ
ッドからなる光ファイバ母材を加熱して線引きすること
で得ることができる。
【００１７】本発明に使用する光ファイバの外周に被覆
する溶融金属は、特に限定する必要はないが、石英ガラ
スとの濡れ性および、融点等の観点から溶融アルミニウ
ムまたは、アルミニウム合金が好ましい。使用するアル
ミニウムは、公知のアルミニウムが溶融したものを使用
すれば良い。例えば国際合金記号で示される１０３５、
１０４０、１０４５、１０５０、１０５０Ａ、１０６
０、１０６５、１０７０、１０７０Ａ、１０８０、１０
８０Ａ、１０８５、１０９０、１０９８、１１００、１
１１０、１２００、１２００Ａ、１１２０、１２３０、
１１３５、１２３５、１４３５、１１４５、１３４５、
１４４５、１１５０、１３５０（１８）、１３５０Ａ、
１４５０、１２６０、１１７０、１３７０、１１７５、
１２７５、１１８０、１１８５、１２８５、１３８５、
１１８８、１１９０、１１９３、１１９８、１１９９等
に記載のアルミニウムまたはアルミニウム合金を適用す
れば良い。溶融させる手段は公知のものを用いれば良
く、例えば、高周波誘導加熱、抵抗加熱等が適用され
る。また、アルミニウムは、大気中で溶融すれば良く、
そうすることでアルミニウムに付着していた湿分、大気
中の湿分から水素を溶融アルミニウム中に含有させるこ
とができ、溶融アルミニウムが凝固する際に、光ファイ
バへ水素が供給される。
する溶融金属は、特に限定する必要はないが、石英ガラ
スとの濡れ性および、融点等の観点から溶融アルミニウ
ムまたは、アルミニウム合金が好ましい。使用するアル
ミニウムは、公知のアルミニウムが溶融したものを使用
すれば良い。例えば国際合金記号で示される１０３５、
１０４０、１０４５、１０５０、１０５０Ａ、１０６
０、１０６５、１０７０、１０７０Ａ、１０８０、１０
８０Ａ、１０８５、１０９０、１０９８、１１００、１
１１０、１２００、１２００Ａ、１１２０、１２３０、
１１３５、１２３５、１４３５、１１４５、１３４５、
１４４５、１１５０、１３５０（１８）、１３５０Ａ、
１４５０、１２６０、１１７０、１３７０、１１７５、
１２７５、１１８０、１１８５、１２８５、１３８５、
１１８８、１１９０、１１９３、１１９８、１１９９等
に記載のアルミニウムまたはアルミニウム合金を適用す
れば良い。溶融させる手段は公知のものを用いれば良
く、例えば、高周波誘導加熱、抵抗加熱等が適用され
る。また、アルミニウムは、大気中で溶融すれば良く、
そうすることでアルミニウムに付着していた湿分、大気
中の湿分から水素を溶融アルミニウム中に含有させるこ
とができ、溶融アルミニウムが凝固する際に、光ファイ
バへ水素が供給される。
【００１８】本発明の紫外線伝送用光ファイバの製造方
法を図２を以下に説明する。上記したコアとクラッドが
形成される光ファイバ母材Ｚを加熱（約２０００℃〜２
４００℃程度）し、線引きする工程Ａで光ファイバ４を
作製すれば良い。例えば、外径７０μｍ〜２５００μｍ
の光ファイバ４を作製する場合、光ファイバ母材Ｚを２
０００℃〜２４００℃に加熱し、線引き速度１ｍ／分〜
３００ｍ／分とすることで作製される。引続いて溶融ア
ルミニウムを被覆する工程Ｂは、溶融アルミニウム５が
保持されている槽およびダイスを兼ねたダイス槽６で溶
融アルミニウム（アルミニウム合金）を被覆し、形状を
整える。溶融アルミニウム（アルミニウム合金）は、ア
ルミニウム（アルミニウム合金）が溶融する温度で保持
されていれば問題ないが、好ましい溶融アルミニウム
（アルミニウム合金）の保持温度は６７０℃〜８００℃
である。６７０℃より低いと溶けたアルミニウム（アル
ミニウム合金）が安定しないので、長手方向に特性がば
らつく傾向にある。８００℃より高い温度になると光フ
ァイバが溶融アルミニウムとの反応によって劣化する傾
向にある。溶融アルミニウム５の温度管理は、熱電対７
を浸漬させて、温度測定器８でモニターする方法や非接
触型の温度センサー等（図示せず）で温度を管理すれば
良い。光ファイバ４の外周に被覆された溶融アルミニウ
ムはボビン巻き取られるまでに、冷却され凝固すれば良
く、冷却手段や冷却速度は特定する必要はないが、好ま
しくは、製造効率を低下させない程度のゆっくりとした
冷却速度が好ましい。アルミニウム（アルミニウム合
金）が、クラッドの外周に被覆された光ファイバ９の断
面を図３に示す。ここで、被覆されたアルミニウム層１
２（アルミニウム合金層）の層厚は、光ファイバ中の水
素を保持する層厚であれば良いが、好ましくは１０μｍ
〜５０μｍより好ましくは、２０μｍ〜３０μｍの層厚
である。１０μｍより薄いと水素ドープの寄与が小さ
く、５０μｍより厚いと作製された光ファイバの可撓性
が低くなる傾向にある。
法を図２を以下に説明する。上記したコアとクラッドが
形成される光ファイバ母材Ｚを加熱（約２０００℃〜２
４００℃程度）し、線引きする工程Ａで光ファイバ４を
作製すれば良い。例えば、外径７０μｍ〜２５００μｍ
の光ファイバ４を作製する場合、光ファイバ母材Ｚを２
０００℃〜２４００℃に加熱し、線引き速度１ｍ／分〜
３００ｍ／分とすることで作製される。引続いて溶融ア
ルミニウムを被覆する工程Ｂは、溶融アルミニウム５が
保持されている槽およびダイスを兼ねたダイス槽６で溶
融アルミニウム（アルミニウム合金）を被覆し、形状を
整える。溶融アルミニウム（アルミニウム合金）は、ア
ルミニウム（アルミニウム合金）が溶融する温度で保持
されていれば問題ないが、好ましい溶融アルミニウム
（アルミニウム合金）の保持温度は６７０℃〜８００℃
である。６７０℃より低いと溶けたアルミニウム（アル
ミニウム合金）が安定しないので、長手方向に特性がば
らつく傾向にある。８００℃より高い温度になると光フ
ァイバが溶融アルミニウムとの反応によって劣化する傾
向にある。溶融アルミニウム５の温度管理は、熱電対７
を浸漬させて、温度測定器８でモニターする方法や非接
触型の温度センサー等（図示せず）で温度を管理すれば
良い。光ファイバ４の外周に被覆された溶融アルミニウ
ムはボビン巻き取られるまでに、冷却され凝固すれば良
く、冷却手段や冷却速度は特定する必要はないが、好ま
しくは、製造効率を低下させない程度のゆっくりとした
冷却速度が好ましい。アルミニウム（アルミニウム合
金）が、クラッドの外周に被覆された光ファイバ９の断
面を図３に示す。ここで、被覆されたアルミニウム層１
２（アルミニウム合金層）の層厚は、光ファイバ中の水
素を保持する層厚であれば良いが、好ましくは１０μｍ
〜５０μｍより好ましくは、２０μｍ〜３０μｍの層厚
である。１０μｍより薄いと水素ドープの寄与が小さ
く、５０μｍより厚いと作製された光ファイバの可撓性
が低くなる傾向にある。
【００１９】以上、例示した方法によって得られる光フ
ァイバ９を所望の長さに切断して、複数本を束ねること
により、本発明のバンドルライトガイドを製造すること
ができる。例えばバンドルライトガイドの場合、上記の
光ファイバ９を用いること以外は、バンドルライトガイ
ドの形状、製造方法に特に制限されない。以下、図４を
参照して、本発明のバンドルライトガイド１について説
明する。
ァイバ９を所望の長さに切断して、複数本を束ねること
により、本発明のバンドルライトガイドを製造すること
ができる。例えばバンドルライトガイドの場合、上記の
光ファイバ９を用いること以外は、バンドルライトガイ
ドの形状、製造方法に特に制限されない。以下、図４を
参照して、本発明のバンドルライトガイド１について説
明する。
【００２０】上述のように、通常のバンドルライトガイ
ド１では、光ファイバ９は可撓管２に収納される。これ
は、バンドルライトガイド１の運搬・使用時等に光ファ
イバ９を束ねるためであり、かつ、光ファイバ９が損傷
するのを防止するためである。使用環境に応じて、耐熱
性、堅牢性を考慮すると、可撓管２は、ＪＩＳ Ｇ３４
４６に記載のステンレス鋼、具体的にはＳＵＳ３０４合
金、ＳＵＳ３１６合金等や、ＡＳＴＭ−Ｆ１５に記載の
コバール（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金）、具体的には、Ｆｅ
−２９ｗｔ％Ｎｉ−１７ｗｔ％Ｃｏ合金等が挙げられ
る。中でも熱膨張係数が硬質ガラス（光ファイバ）やセ
ラミックスと同等であるコバールが好ましい。また、バ
ンドルライトガイド１の使用目的に応じて、他の材料の
ものを適宜選択して使用することもできる。
ド１では、光ファイバ９は可撓管２に収納される。これ
は、バンドルライトガイド１の運搬・使用時等に光ファ
イバ９を束ねるためであり、かつ、光ファイバ９が損傷
するのを防止するためである。使用環境に応じて、耐熱
性、堅牢性を考慮すると、可撓管２は、ＪＩＳ Ｇ３４
４６に記載のステンレス鋼、具体的にはＳＵＳ３０４合
金、ＳＵＳ３１６合金等や、ＡＳＴＭ−Ｆ１５に記載の
コバール（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金）、具体的には、Ｆｅ
−２９ｗｔ％Ｎｉ−１７ｗｔ％Ｃｏ合金等が挙げられ
る。中でも熱膨張係数が硬質ガラス（光ファイバ）やセ
ラミックスと同等であるコバールが好ましい。また、バ
ンドルライトガイド１の使用目的に応じて、他の材料の
ものを適宜選択して使用することもできる。
【００２１】光ファイバ９の少なくとも一端は、接着剤
１３を用いてスリーブ３に固定すれば良いが、使用環境
（例えば高温下）によっては、耐熱性を有する接着剤を
適用すれば良い。スリーブ３は、通常、光ファイバ９の
末端を保護することにより、損傷を防ぎ、バンドルライ
トガイド１を他の装置等と接続する際に、接続を容易に
かつ確実にすることができれば制限はなく、使用環境が
高温下である場合は、スリーブ３の材料としては、耐熱
性材料が用いられる。ここで、耐熱性材料とは、２００
℃〜３００℃の高温下でも、強度低下が起こらない材料
をいい、具体的には、ステンレス（ＳＵＳ３０４合金、
ＳＵＳ３１６合金等）、コバール（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｏ合
金）アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等の
金属材料や、セラミックス等を適用することができる。
その中でも、堅牢性、コスト、作業性、延性等の点から
スリーブ３の材料としては、金属材料を用いることが好
ましく、さらに好ましい材料として、耐酸化性、耐熱性
が優れている点で、ステンレス、コバールがより好まし
い。
１３を用いてスリーブ３に固定すれば良いが、使用環境
（例えば高温下）によっては、耐熱性を有する接着剤を
適用すれば良い。スリーブ３は、通常、光ファイバ９の
末端を保護することにより、損傷を防ぎ、バンドルライ
トガイド１を他の装置等と接続する際に、接続を容易に
かつ確実にすることができれば制限はなく、使用環境が
高温下である場合は、スリーブ３の材料としては、耐熱
性材料が用いられる。ここで、耐熱性材料とは、２００
℃〜３００℃の高温下でも、強度低下が起こらない材料
をいい、具体的には、ステンレス（ＳＵＳ３０４合金、
ＳＵＳ３１６合金等）、コバール（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｏ合
金）アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等の
金属材料や、セラミックス等を適用することができる。
その中でも、堅牢性、コスト、作業性、延性等の点から
スリーブ３の材料としては、金属材料を用いることが好
ましく、さらに好ましい材料として、耐酸化性、耐熱性
が優れている点で、ステンレス、コバールがより好まし
い。
【００２２】接着剤１３は、公知の接着剤を適用すれば
良く、例えば、弾性接着剤、熱硬化性樹脂系接着剤、エ
ラストマー系接着剤、熱可塑性樹脂系接着剤、瞬間接着
剤、無期系接着剤などが適用されるが、耐熱性および硬
化後も弾性を有する点で、弾性系接着剤が好ましく、弾
性を有していることで、振動および熱の膨張の差による
歪を弾性系接着剤が吸収・緩和してくれる。具体的に
は、主成分に変成シリコーンポリマーや特殊シリコーン
変性ポリマー等が配合された接着剤が適用される。
良く、例えば、弾性接着剤、熱硬化性樹脂系接着剤、エ
ラストマー系接着剤、熱可塑性樹脂系接着剤、瞬間接着
剤、無期系接着剤などが適用されるが、耐熱性および硬
化後も弾性を有する点で、弾性系接着剤が好ましく、弾
性を有していることで、振動および熱の膨張の差による
歪を弾性系接着剤が吸収・緩和してくれる。具体的に
は、主成分に変成シリコーンポリマーや特殊シリコーン
変性ポリマー等が配合された接着剤が適用される。
【００２３】
【実施例】以下の実施例および比較例をもって本発明を
詳細に説明する。表１（実施例）および表２（比較例）
に作製した光ファイバ素線を示す。光ファイバは、表
１、表２記載のコア、クラッドを形成させた光ファイバ
母材を２１５０℃に加熱し、６０ｍ／分の線引き速度で
線引きし、光ファイバを作製した。前記作製した光ファ
イバに実施例１〜７、及び比較例１、比較例２には純度
９９．９９％の溶融したアルミニウム(表中には「溶融
アルミ」と記載)を被覆し、比較例３には、紫外線硬化
型樹脂（表中には「ＵＶ樹脂」と記載）を被覆した。
詳細に説明する。表１（実施例）および表２（比較例）
に作製した光ファイバ素線を示す。光ファイバは、表
１、表２記載のコア、クラッドを形成させた光ファイバ
母材を２１５０℃に加熱し、６０ｍ／分の線引き速度で
線引きし、光ファイバを作製した。前記作製した光ファ
イバに実施例１〜７、及び比較例１、比較例２には純度
９９．９９％の溶融したアルミニウム(表中には「溶融
アルミ」と記載)を被覆し、比較例３には、紫外線硬化
型樹脂（表中には「ＵＶ樹脂」と記載）を被覆した。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】石英ガラス中のＯＨ基含有量は、ＦＴ−Ｉ
Ｒで測定し、石英ガラス中のＦ（フッ素）含有量は、イ
オン選択性電極分析法で測定した結果である。
Ｒで測定し、石英ガラス中のＦ（フッ素）含有量は、イ
オン選択性電極分析法で測定した結果である。
【００２７】表１および表２に示した光ファイバ素線に
ついて以下の測定を行ない、その評価結果を表１、表２
に記載した。
ついて以下の測定を行ない、その評価結果を表１、表２
に記載した。
【００２８】（水素含有量）作製された光ファイバ素線
中（コア中）に含有される水素含有量をＶ．Ｓ．Ｋｈｏ
ｔｉｍｃｈｅｎｋｏ ｅｔ．ａｌ．，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｓ
ｐｅｃｔｒｏｓｐｅｃ．，４６（１９８７）６３２−６
３５．に記載の方法に準じて行ない、８００ｃｍ−１の
ラマンバンド強度と４１３５ｃｍ−１の水素分子に起因
するラマンバンド強度の比から算出した。
中（コア中）に含有される水素含有量をＶ．Ｓ．Ｋｈｏ
ｔｉｍｃｈｅｎｋｏ ｅｔ．ａｌ．，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｓ
ｐｅｃｔｒｏｓｐｅｃ．，４６（１９８７）６３２−６
３５．に記載の方法に準じて行ない、８００ｃｍ−１の
ラマンバンド強度と４１３５ｃｍ−１の水素分子に起因
するラマンバンド強度の比から算出した。
【００２９】（耐紫外線特性）実施例および比較例の作
製された光ファイバ素線に、重水素ランプによる紫外光
を１０時間、導光させ、その出射光を瞬間マルチ測光シ
ステムで測定し、出射光強度の低下の程度により、２１
５ｎｍにおける導光後の透過率が導光前の透過率の７０
％以上維持された光ファイバ素線を○と評価し、７０％
未満を×と評価した。
製された光ファイバ素線に、重水素ランプによる紫外光
を１０時間、導光させ、その出射光を瞬間マルチ測光シ
ステムで測定し、出射光強度の低下の程度により、２１
５ｎｍにおける導光後の透過率が導光前の透過率の７０
％以上維持された光ファイバ素線を○と評価し、７０％
未満を×と評価した。
【００３０】前記した重水素ランプと瞬間マルチ測光シ
ステムは、次のものを使用した。重水素ランプ：浜松ホ
トニクス製の重水素ランプ（Ｄ２ランプ）、光源用電
源：Ｃ３１５０、ハウジング：ＭＣ−９６２Ａ、ラン
プ：Ｌ１３１４（窓材質：溶融石英）；１５０Ｗ（照射
光パワー：０．２１ｍＷ／ｃｍ２＠２５０ｎｍ）、瞬間
マルチ測光システム：大塚電子株式会社製の瞬間分光測
定器ＭＣＰＤ−１１００。
ステムは、次のものを使用した。重水素ランプ：浜松ホ
トニクス製の重水素ランプ（Ｄ２ランプ）、光源用電
源：Ｃ３１５０、ハウジング：ＭＣ−９６２Ａ、ラン
プ：Ｌ１３１４（窓材質：溶融石英）；１５０Ｗ（照射
光パワー：０．２１ｍＷ／ｃｍ２＠２５０ｎｍ）、瞬間
マルチ測光システム：大塚電子株式会社製の瞬間分光測
定器ＭＣＰＤ−１１００。
【００３１】
【発明の効果】本発明によると、少なくともＯＨ基およ
び／またはＦが１００ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍ含有して
いるシリカガラスをコア、前記コアの外周に前記コアよ
りも屈折率が低いシリカガラスをクラッドとして形成し
た光ファイバ母材を加熱、線引きした光ファイバは、水
素を光ファイバ（特にコア）に保持し易い状態にするこ
とができるので、溶融アルミニウムが前記光ファイバ素
線の外周に被覆され冷却凝固する際に放出される水素を
光ファイバ内（コア内）に保持することが可能となる。
よって、１７０ｎｍ〜３５０ｎｍの紫外線、特に、Ｎ２
エキシマレーザー(３３７ｎｍ)、ＸｅＣｌエキシマレー
ザー(３０８ｎｍ)、ＫｒＦエキシマレーザー(２４８ｎ
ｍ)、ＫｒＣｌエキシマレーザー(２２２ｎｍ)、ＡｒＦ
エキシマレーザー(１９３ｎｍ)、Ｘｅ２エキシマレーザ
ー(１７２ｎｍ)、Ｎｄ：ＹＡＧ第４高調波レーザー(２
６５ｎｍ)、Ｎｄ：ＹＡＧ第５高調波レーザー(２１２ｎ
ｍ)等のエネルギー密度の高いレーザー光を好適に伝送
しても劣化する（紫外線透過率が低下しない）ことを抑
制し長期的に伝送損失が大きくなることのない紫外線伝
送用光ファイバー素線を提供することができた。また、
前記紫外線伝送用光ファイバーは耐紫外線が優れている
ので、紫外域の光を測定するバンドルライトガイドに適
用することできる。
び／またはＦが１００ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍ含有して
いるシリカガラスをコア、前記コアの外周に前記コアよ
りも屈折率が低いシリカガラスをクラッドとして形成し
た光ファイバ母材を加熱、線引きした光ファイバは、水
素を光ファイバ（特にコア）に保持し易い状態にするこ
とができるので、溶融アルミニウムが前記光ファイバ素
線の外周に被覆され冷却凝固する際に放出される水素を
光ファイバ内（コア内）に保持することが可能となる。
よって、１７０ｎｍ〜３５０ｎｍの紫外線、特に、Ｎ２
エキシマレーザー(３３７ｎｍ)、ＸｅＣｌエキシマレー
ザー(３０８ｎｍ)、ＫｒＦエキシマレーザー(２４８ｎ
ｍ)、ＫｒＣｌエキシマレーザー(２２２ｎｍ)、ＡｒＦ
エキシマレーザー(１９３ｎｍ)、Ｘｅ２エキシマレーザ
ー(１７２ｎｍ)、Ｎｄ：ＹＡＧ第４高調波レーザー(２
６５ｎｍ)、Ｎｄ：ＹＡＧ第５高調波レーザー(２１２ｎ
ｍ)等のエネルギー密度の高いレーザー光を好適に伝送
しても劣化する（紫外線透過率が低下しない）ことを抑
制し長期的に伝送損失が大きくなることのない紫外線伝
送用光ファイバー素線を提供することができた。また、
前記紫外線伝送用光ファイバーは耐紫外線が優れている
ので、紫外域の光を測定するバンドルライトガイドに適
用することできる。
【図１】バンドルライトガイドの一例を示す略図であ
る。
る。
【図２】溶融アルミニウムを被覆する工程を示す略図で
ある。
ある。
【図３】本発明の紫外線伝送用光ファイバーの断面を示
す図である。
す図である。
【図４】本発明の紫外線伝送用光ファイバーを用いたバ
ンドルライトガイドの一例を示す断面略図である。
ンドルライトガイドの一例を示す断面略図である。
１ バンドルライトガイド
２ 可撓管
３ スリーブ
４ 光ファイバ
５ 溶融アルミニウム
６ ダイス槽
７ 熱電対
８ 温度測定器
９ 光ファイバ（アルミニウム層付き）
１０ コア
１１ クラッド
１２ アルミニウム層
１３ 接着剤
１４ 加熱装置（母材用）
１５ 加熱装置（溶融アルミニウム用）
Ｚ 光ファイバ母材
Ｙ ボビンへの巻取り方向
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｇ０２Ｂ 6/04 Ｇ０２Ｂ 6/44 ３２６
6/44 ３２６ Ｃ０３Ｃ 25/02 Ｆ
Ｆターム(参考） 2H046 AA03 AA43 AA62 AB00 AD00
AZ01 AZ09
2H050 AA01 AB04X AB10Z AB14Z
AD00 BA03 BB26Q BC02
4G014 AH14
4G060 AA01 AB00 AC00 AC14 AD30
CA16
4G062 AA06 BB02 LA08 LA10 MM02
NN01 NN16 NN34
Claims (2)
- 【請求項１】少なくともＯＨ基および／またはＦが１０
０ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍ含有しているシリカガラスを
コアとし、前記コアの外周に前記コアよりも屈折率が低
いシリカガラスをクラッドとして形成した光ファイバ母
材を加熱、線引きした光ファイバであって、前記光ファ
イバの外周に溶融アルミニウムを被覆し凝固させたこと
を特徴とする紫外線伝送用光ファイバ。 - 【請求項２】請求項１に記載の紫外線伝送用光ファイバ
を複数本使用したことを特徴とするバンドルライトガイ
ド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002125089A JP2003321248A (ja) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | 紫外線伝送用光ファイバおよびそれを用いたバンドルライトガイド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002125089A JP2003321248A (ja) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | 紫外線伝送用光ファイバおよびそれを用いたバンドルライトガイド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003321248A true JP2003321248A (ja) | 2003-11-11 |
Family
ID=29539907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002125089A Pending JP2003321248A (ja) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | 紫外線伝送用光ファイバおよびそれを用いたバンドルライトガイド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003321248A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007144517A (ja) * | 2005-11-25 | 2007-06-14 | L'air Liquide | ファイバレーザでステンレス鋼を切削する方法 |
| JP2007144518A (ja) * | 2005-11-25 | 2007-06-14 | L'air Liquide | ファイバレーザでＣ−Ｍｎ鋼を切削する方法 |
| JP2008275997A (ja) * | 2007-05-01 | 2008-11-13 | Fujifilm Corp | 光導波部材 |
| CN114265144A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-04-01 | 长飞光纤光缆股份有限公司 | 一种短波长用低损耗保偏光纤及其应用和制备方法 |
-
2002
- 2002-04-26 JP JP2002125089A patent/JP2003321248A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007144517A (ja) * | 2005-11-25 | 2007-06-14 | L'air Liquide | ファイバレーザでステンレス鋼を切削する方法 |
| JP2007144518A (ja) * | 2005-11-25 | 2007-06-14 | L'air Liquide | ファイバレーザでＣ−Ｍｎ鋼を切削する方法 |
| JP2008275997A (ja) * | 2007-05-01 | 2008-11-13 | Fujifilm Corp | 光導波部材 |
| CN114265144A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-04-01 | 长飞光纤光缆股份有限公司 | 一种短波长用低损耗保偏光纤及其应用和制备方法 |
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|
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