JP2005208025A - 光ファイバコイル式センサ及び光ファイバ - Google Patents

Abstract

【課題】光損失特性に優れ、コストパフォーマンスが高く、高温環境下で使用できる光ファイバコイル式センサ及びそれに使用しうる光ファイバを提供する。
【解決手段】樹脂被覆または金属被覆を有し、コアとクラッドの比屈折率差が１.７％以上であり、コアの径が５.６μｍ以下であり、かつ、カットオフ波長が１μｍ以上である光ファイバをコイル状に巻いた光ファイバコイル（１，２）を１つもしくは複数用いた光ファイバコイル式センサ（１００）。
【効果】光損失特性，コストパフォーマンス，耐熱性を向上することが出来る。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバコイル式センサおよび光ファイバに関し、さらに詳しくは、光損失特性に優れ、コストパフォーマンスが高く、高温環境下で使用できる光ファイバコイル式センサ及びそれに使用しうる光ファイバに関する。

従来、光ファイバを渦巻き形状に巻いた光ファイバコイルを用いて、音響，振動，回転成分，温度を測定する光ファイバセンシング技術が知られている（例えば、非特許文献１および非特許文献２参照。）。
他方、光通信用ケーブルに用いられる光ファイバからの漏話を防止するため、光ファイバの外周面に金，銅，鉄等の金属膜を形成することが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
また、光ファイバの耐熱性向上のため、光ファイバ外周面にポリイミド樹脂被覆を形成し、そのポリイミド樹脂被覆の上に金，銀，銅等の金属膜を形成することが知られている（例えば、特許文献２参照。）。

鎌田弘志他著「沖テクニカルレビュー第189号 Vol.69 No.1」沖電気発行、３０２年１月、ｐ．８０−８３ 武尾実、"地動の回転成分を観測する新しい地震計の開発"、［online］、平成１２年１月１８日、東京大学地震研究所、［平成１４年９月２８日検索］、インターネット＜URL：http://www.eri.u-tokyo.ac.jp/KOHO/KOHO/26/26-2.html＞ 特開昭５１−５４４４５号公報 実開平６−８２４８号公報

従来の光ファイバコイル式センサ及び光ファイバは、光損失特性や，コストパフォーマンスや，高温環境下での使用の点で、十分満足できる性能を有していなかった。
そこで、本発明の目的は、光損失特性に優れ、コストパフォーマンスが高く、高温環境下で使用できる光ファイバコイル式センサ及び光ファイバを提供することにある。

［特許請求の範囲］および次に説明する［課題を解決するための手段］の記載において、構成要素と図面との対応を例示するために参照符号を付しているが、これに限定されるものではない。

第１の観点では、本発明は、ナイロン樹脂もしくはＵＶ硬化樹脂による樹脂被覆（１ｔ）を有し、コア（１ｅ）とクラッド（１ｄ）の比屈折率差が１.７％以上であり、コア（１ｅ）の径が５.６μｍ以下であり、かつ、カットオフ波長が１μｍ以上である光ファイバ（１０）をコイル状に巻いた光ファイバコイル（１）を１つもしくは複数用いることを特徴とする光ファイバコイル式センサ（１００）を提供する。
本願発明者が鋭意研究したところ、比屈折率差が１．７％以上で、コア径が５.６μｍ以下で、カットオフ波長が１μｍ以上である光ファイバを用いたところ、曲げ形状における光損失を十分小さくできることを見い出した。
そこで、上記第１の観点による光ファイバコイル式センサ（１００）では、光損失特性を十分小さくすることが出来る。
なお、ナイロン樹脂もしくはＵＶ硬化樹脂による樹脂被覆（１ｔ）の耐熱性から、環境温度８０℃以下で使用するのが好ましい。

第２の観点では、本発明は、シリコン樹脂またはポリイミド樹脂もしくはポリイミド樹脂を窒素雰囲気中において熱処理して得られる変性ポリイミド樹脂による樹脂被覆（１ｔ）を有し、コア（１ｅ）とクラッド（１ｄ）の比屈折率差が１.７％以上であり、コア（１ｅ）の径が５.６μｍ以下であり、かつ、カットオフ波長が１μｍ以上である光ファイバ（１０）をコイル状に巻いた光ファイバコイル（１）を１つもしくは複数用いることを特徴とする光ファイバコイル式センサ（１００）を提供する。
本願発明者が鋭意研究したところ、比屈折率差が１．７％以上で、コア径が５.６μｍ以下で、カットオフ波長が１μｍ以上である光ファイバを用いたところ、曲げ形状における光損失を十分小さくできることを見い出した。
そこで、上記第２の観点による光ファイバコイル式センサ（１００）では、光損失特性を十分小さくすることが出来る。
なお、シリコン樹脂またはポリイミド樹脂もしくはポリイミド樹脂を窒素雰囲気中において熱処理して得られる変性ポリイミド樹脂による樹脂被覆（１ｔ）の耐熱性から、環境温度８０℃以上でも使用することが出来る。

第３の観点では、本発明は、金属被覆（２ｔ）を有し、コア（１ｅ）とクラッド（１ｄ）の比屈折率差が１.７％以上であり、コア（１ｅ）の径が５.６μｍ以下であり、かつ、カットオフ波長が１μｍ以上である光ファイバ（２０）をコイル状に巻いた光ファイバコイル（２）を１つもしくは複数用いることを特徴とする光ファイバコイル式センサ（１００）を提供する。
本願発明者が鋭意研究したところ、比屈折率差が１．７％以上で、コア径が５.６μｍ以下で、カットオフ波長が１μｍ以上である光ファイバを用いたところ、曲げ形状における光損失を十分小さくできることを見い出した。
そこで、上記第３の観点による光ファイバコイル式センサ（１００）では、光損失特性を十分小さくすることが出来る。
なお、金属被覆（２ｔ）の耐熱性から、環境温度３００℃以上でも使用することが出来る。

第４の観点では、本発明は、上記構成の光ファイバコイル式センサにおいて、前記光ファイバコイル（２）を、多孔金プレート（５０）に、フィラー入り金ペースト（５２）で固定したことを特徴とする光ファイバコイル式センサ（１０１）を提供する。
上記第４の観点による光ファイバコイル式センサでは、光ファイバコイルを金プレートを介して測定対象物に接着することになるため、金プレートが歪み緩衝作用を奏し、測定対象物の材料と光ファイバコイルの材料の膨張係数の違いによって測定対象物と光ファイバコイルの接着界面でクラックが発生することを抑制でき、耐久性を向上できる。

第５の観点では、本発明は、上記構成の光ファイバコイル式センサにおいて、前記光ファイバ（１０）を、円柱形状または円筒形状の心材（６０）に巻き付けて光ファイバコイルを形成したことを特徴とする光ファイバコイル式センサ（１０２）を提供する。
上記第５の観点による光ファイバコイル式センサでは、心材に光ファイバを巻き付けて形成したので、被測定物に心材を固定すれば、心材を介して光ファイバコイルに振動が伝わり、被測定物の振動を好感度に検知できる。また、コイル半径が小さいほど振動を検知する感度が高くなるが、コイル半径が心材の外径に揃い、バラツキがなくなるため、振動を検知する感度が高くなる。また、コイルの巻き数が多いほど振動を検知する感度が高くなるが、所望のターン数を容易に巻くことが出来るため、振動を検知する感度を高くできる。そして、コストパフォーマンスが良くなる。すなわち、製造しやすいため、量産性に優れ、安価となり、製品間のバラツキが少なくなる。また、小型であり、被測定物から独立した単体で存在するので、取り扱い性が良くなる。さらに、被測定物に心材の一部または全部を埋設したり、接着したり、ねじ止めするなど、多様な設置方法を自由に選べるので、被測定物への設置が容易になる。

第６の観点では、本発明は、上記構成の光ファイバコイル式センサにおいて、前記光ファイバ（１０）のコア（１ｅ）の径がなだらかに拡径している部分を有し、その拡径している部分で光の入力もしくは出力がなされることを特徴とする光ファイバコイル式センサ（１００）を提供する。
上記第６の観点による光ファイバコイル式センサでは、光の入力もしくは出力がなされる部分でコアの径がなだらかに拡径しているから、光の入力もしくは出力に係る光損失を小さくすることが出来る。

第７の観点では、本発明は、コア（１ｅ）とクラッド（１ｄ）からなる光ファイバ素線（１１）の外周面に、有機金属液または有機金属ペーストの塗布焼付けにより、金属被覆（２ｔ）を形成したことを特徴とする光ファイバ（２０）を提供する。
上記第７の観点による光ファイバでは、有機金属液または有機金属ペーストを塗布焼付けして金属被覆を形成するため、溶融金属が固化する際の応力で光ファイバの特性が劣化するディッピング法の問題点がなく、良好な特性が得られる。また、成膜速度が非常に遅いため生産性が低い無電解メッキ法の問題点がなく、生産性が高くなる。

第８の観点では、本発明は、コア（１ｅ）からなる光ファイバ素線の外周面に、有機金属液または有機金属ペーストの塗布焼付け、もしくは無電解メッキと電解メッキ、もしくはスパッタリングまたは真空蒸着により、金属被覆（２ｔ）を形成したことを特徴とする光ファイバ（１６）を提供する。
上記第８の観点による光ファイバでは、光は金属被覆（２ｔ）で反射されるため、一部が金属被覆（２ｔ）に入って減衰することがない。従って、光の一部がコアからプラスチッククラッドに入って減衰するプラスチッククラッド光ファイバの問題点がなく、光の伝送損失が少なくなり、より長距離の光伝送が可能となる。

第９の観点では、本発明は、コア（１ｅ）およびクラッド（１ｄ）からなる光ファイバ素線（１１）の外周面にポリイミド樹脂もしくはポリイミド樹脂を窒素雰囲気中において熱処理して得られる変性ポリイミド樹脂による樹脂被覆（１ｔ）を形成したのち、有機金属液または有機金属ペーストを塗布焼付けもしくは無電解メッキと電解メッキもしくはスパッタリングまたは真空蒸着により金属被覆（２ｔ）を形成したことを特徴とする光ファイバ（２６）を提供する。
上記第９の観点による光ファイバでは、樹脂被覆の緩衝作用により光ファイバ素線の断線を防止でき、金属被覆により耐熱性を向上できる。また、樹脂被覆を形成したのち、金属被覆を形成するため、樹脂被覆の酸化を防止でき、高い耐熱性が得られる。特に、変性ポリイミド樹脂による樹脂被覆を用いると、高温時に熱分解ガスが発生せず、金属被覆に孔があかないため、耐久性を向上できる。

第１０の観点では、本発明は、コア（１ｅ）からなる光ファイバ素線の外周面にポリイミド樹脂もしくはポリイミド樹脂を窒素雰囲気中において熱処理して得られる変性ポリイミド樹脂による樹脂被覆（１ｔ）を形成したのち、有機金属液または有機金属ペーストを塗布焼付けもしくは無電解メッキと電解メッキもしくはスパッタリングまたは真空蒸着により金属被覆（２ｔ）を形成したことを特徴とする光ファイバ（４５）を提供する。
上記第１０の観点による光ファイバでは、樹脂被覆の緩衝作用により光ファイバ素線の断線を防止でき、金属被覆により耐熱性を向上できる。また、樹脂被覆を形成したのち、金属被覆を形成するため、樹脂被覆の酸化を防止でき、高い耐熱性が得られる。特に、変性ポリイミド樹脂による樹脂被覆を用いると、高温時に熱分解ガスが発生せず、金属被覆に孔があかないため、耐久性を向上できる。

第１１の観点では、本発明は、コア（１ｅ）およびクラッド（１ｄ）からなる光ファイバ素線（１１）の外周面に有機金属液または有機金属ペーストの塗布焼付けもしくはスパッタリングまたは真空蒸着により金属被覆（２ｔ−１）を形成したのち、電解メッキにより金属被覆（２ｔ−２）を形成したことを特徴とする光ファイバ（２０’）を提供する。
上記第１１の観点による光ファイバでは、まず光ファイバ素線の外周面に成膜しやすい方法で金属被覆を形成し、次いで金属被覆（２ｔ−１）の上に成膜速度が速い方法で金属被覆を形成するので、厚い金属被覆を好適に形成することが出来る。

第１２の観点では、本発明は、コア（１ｅ）からなる光ファイバ素線の外周面に有機金属液または有機金属ペーストの塗布焼付けもしくはスパッタリングまたは真空蒸着により金属被覆（２ｔ−１）を形成したのち、電解メッキにより金属被覆（２ｔ−２）を形成したことを特徴とする光ファイバ（１４）を提供する。
上記第１２の観点による光ファイバでは、まず光ファイバ素線の外周面に成膜しやすい方法で第１の金属被覆を形成し、次いで第１の金属被覆の上に成膜速度が速い方法で第２の金属被覆を形成するので、厚い金属被覆を好適に形成することが出来る。

第１３の観点では、本発明は、コア（１ｅ）およびクラッド（１ｄ）からなる光ファイバ素線（１１）の外周面にポリイミド樹脂もしくはポリイミド樹脂を窒素雰囲気中において熱処理して得られる変性ポリイミド樹脂による樹脂被覆（１ｔ）を形成したのち、有機金属液または有機金属ペーストの塗布焼付けもしくはスパッタリングまたは真空蒸着により金属被覆（２ｔ−１）を形成し、そののち電解メッキにより金属被覆（２ｔ−２）を形成したことを特徴とする光ファイバ（２７）を提供する。
上記第１３の観点による光ファイバでは、樹脂被覆の緩衝作用により光ファイバ素線の断線を防止でき、金属被覆により耐熱性を向上できる。また、樹脂被覆を形成したのち、金属被覆を形成するため、樹脂被覆の酸化を防止でき、高い耐熱性が得られる。特に、変性ポリイミド樹脂による樹脂被覆を用いると、高温時に熱分解ガスが発生せず、金属被覆に孔があかないため、耐久性を向上できる。さらに、樹脂被覆の外周面に成膜しやすい方法で第１の金属被覆を形成し、次いで第１の金属被覆の上に成膜速度が速い方法で第２の金属被覆を形成するので、厚い金属被覆を好適に形成することが出来る。

第１４の観点では、本発明は、コア（１ｅ）からなる光ファイバ素線の外周面にポリイミド樹脂もしくはポリイミド樹脂を窒素雰囲気中において熱処理して得られる変性ポリイミド樹脂による樹脂被覆（１ｔ）を形成したのち、有機金属液または有機金属ペーストの塗布焼付けもしくはスパッタリングまたは真空蒸着により金属被覆（２ｔ−１）を形成し、そののち電解メッキにより金属被覆（２ｔ−２）を形成したことを特徴とする光ファイバ（４７）を提供する。
上記第１４の観点による光ファイバでは、樹脂被覆の緩衝作用により光ファイバ素線の断線を防止でき、金属被覆により耐熱性を向上できる。また、樹脂被覆を形成したのち、金属被覆を形成するため、樹脂被覆の酸化を防止でき、高い耐熱性が得られる。特に、変性ポリイミド樹脂による樹脂被覆を用いると、高温時に熱分解ガスが発生せず、金属被覆に孔があかないため、耐久性を向上できる。さらに、樹脂被覆の外周面に成膜しやすい方法で第１の金属被覆を形成し、次いで第１の金属被覆の上に成膜速度が速い方法で第２の金属被覆を形成するので、厚い金属被覆を好適に形成することが出来る。

第１５の観点では、本発明は、上記構成の光ファイバに、ポリイミド樹脂による樹脂被覆（１ｔ−２）を形成したことを特徴とする光ファイバ（４７）を提供する。
上記第１５の観点による光ファイバでは、樹脂被覆を形成しているため、絶縁性が得られ、電気短絡を防止することが出来る。また、保護管に入れる場合に樹脂被覆が潤滑の役割を果たす。

第１６の観点では、本発明は、請求項７から請求項１５のいずれか上記構成の光ファイバ（２５）を、金属，ガラス，セラミックまたはこれらを複合した材料の管（７０）に密封したことを特徴とする光ファイバ（２５０）を提供する。
上記第１６の観点による光ファイバでは、管で保護されるため、敷設時に側面から加わる外力により断線することを防止できる。また、管内の酸素量が限られるため、光ファイバ（特に被覆）が酸化し劣化することを抑制でき、高温下で使用可能になる。

第１７の観点では、本発明は、上記構成の光ファイバにおいて、前記管（７０）の内部に不活性ガスを充填したことを特徴とする光ファイバ（２５０）を提供する。
上記第１７の観点による光ファイバでは、管内に不活性ガスを封入するため、光ファイバ（特に保護膜）が酸化し劣化することを防止でき、高温下で使用可能になり、高い耐久性が得られる。

第１８の観点では、本発明は、上記構成の光ファイバにおいて、前記管（７０）内の光ファイバ（２７）が前記管（７０）に触れないようにするスペーサ（８０）を具備したことを特徴とする光ファイバ（２７０’）を提供する。
上記第１８の観点による光ファイバでは、スペーサにより光ファイバが管に触れないようにするので、管壁との接触による光ファイバの損傷を防止できる。

第１９の観点では、本発明は、上記構成の光ファイバコイル式センサにおいて、前記光ファイバ（２０）が金属被覆（２ｔ）を有する場合、該金属被覆（２ｔ）は、金液または液状もしくはペースト状の上絵付用貴金属組成物または金レジネートペーストまたは銀メタロオーガニックペーストを用いて形成されたもので、２０μｍ以上の厚みを有し、空気中で６００℃から８００℃でアニールされたものであることを特徴とする光ファイバコイル式センサ（１００）を提供する。
上記第１９の観点による光ファイバコイル式センサでは、有機金液または有機金ペーストを塗布して２０μｍ以上の厚い金属被覆を形成するため、酸化による劣化がない。また、６００℃〜８００℃の温度でアニールするので、光ファイバ素線または樹脂被覆の外周面と金属被覆の密着性が改善される。これらにより、十分な耐久性が得られる。

第２０の観点では、本発明は、上記構成の光ファイバコイル式センサにおいて、前記光ファイバ（２０’）が金属被覆（２ｔ）を有する場合、該金属被覆（２ｔ）は、金液または液状もしくはペースト状の上絵付用貴金属組成物または金レジネートペーストまたは銀メタロオーガニックペーストによる金属被覆（２ｔ−１）の上に金電解メッキによる金属被覆（２ｔ−２）を形成したもので、２０μｍ以上の厚みを有し、空気中で６００℃から８００℃でアニールされたものであることを特徴とする光ファイバコイル式センサ（１００）を提供する。
上記第２０の観点による光ファイバコイル式センサでは、光ファイバ素線や樹脂被覆の外周面に成膜しやすい方法である有機金液または有機金ペーストを塗布して第１の金属被覆を形成し、その上に成膜速度が速い方法である金電解メッキで第２の金属被覆を形成して、２０μｍ以上の厚い金属被覆を形成するため、酸化による劣化がない。また、６００℃〜８００℃の温度でアニールするので、光ファイバ素線または樹脂被覆の外周面と金属被覆の密着性が改善される。これらにより、十分な耐久性が得られる。

第２１の観点では、本発明は、上記構成の光ファイバコイル式センサにおいて、前記光ファイバ（２０’）が金属被覆（２ｔ）を有する場合、該金属被覆（２ｔ）は、金無電解メッキによる金属被覆（２ｔ−１）の上に金電解メッキによる金属被覆（２ｔ−２）を形成したもので、２０μｍ以上の厚みを有し、空気中で６００℃から８００℃でアニールされたものであることを特徴とする光ファイバコイル式センサ（１００）を提供する。
上記第２０の観点による光ファイバコイル式センサでは、光ファイバ素線や樹脂被覆の外周面に成膜しやすい方法である無電解メッキにより第１の金属被覆を形成し、その上に成膜速度が速い方法である金電解メッキで第２の金属被覆を形成して、２０μｍ以上の厚い金属被覆を形成するため、酸化による劣化がない。また、６００℃〜８００℃の温度でアニールするので、光ファイバ素線または樹脂被覆の外周面と金属被覆の密着性が改善される。これらにより、十分な耐久性が得られる。

第２２の観点では、本発明は、上記構成の光ファイバにおいて、有機金属液または有機金属ペーストを塗布焼き付けする場合、該有機金属液または前記有機金属ペーストは、金液または液状もしくはペースト状の上絵付用貴金属組成物または金レジネートペーストまたは銀メタロオーガニックペーストのいずれかであることを特徴とする光ファイバ（２０）を提供する。
上記第２２の観点による光ファイバでは、光ファイバ素線や樹脂被覆の外周面に金属被覆を好適に形成できる。

本発明の光ファイバコイル式センサおよび光ファイバによれば、光損失特性，コストパフォーマンス，耐熱性を向上することが出来る。

以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。

図１は、実施例１に係る光ファイバコイル式センサ１００を示す構成説明図である。
この光ファイバコイル式センサ１００は、多数個の光ファイバコイル１，２を光ファイバライン３，４により直列接続した構成である。
光ファイバコイル１および光ファイバライン３は、被測定物ＯＢの壁面ＷＬの３００℃未満になる領域に設置されている。また、光ファイバコイル１と光ファイバライン３とは、接合部１３で接合されている。
他方、光ファイバコイル２および光ファイバライン４は、被測定物ＯＢの壁面ＷＬの３００℃〜６００℃になる高温領域ＨＴに設置されている。また、光ファイバコイル２と光ファイバライン４とは、接合部２４で接合されている。
さらに、光ファイバライン３と光ファイバライン４とは、接合部３４で接合されている。

光ファイバコイル式センサ１００には測定装置Ｍから導入光Ｌｏが導入される。そして、光ファイバコイル式センサ１００の光ファイバコイル１，２を通過した導出光Ｌｘが測定装置Ｍへ導出される。この導入光Ｌｏと導出光Ｌｘの差により、壁面ＷＬの振動を検出できる。

図２に示すように、光ファイバコイル１と光ファイバライン３とは、接合部１３で接合されている。

図３は、接合部１３を示す断面図である。
光ファイバコイル１は、樹脂被覆光ファイバ１０を渦巻き状に巻いたものである。樹脂被覆光ファイバ１０は、コア１ｅとクラッド１ｄからなる光ファイバ素線１１に樹脂被覆１ｔを形成したものである。コア１ｅの有効径は例えば４.２μｍ、クラッド１ｄの外径は例えば１００μｍである。樹脂被覆１ｔは例えばポリイミド被覆であり、厚さは例えば６０μｍである。
一方、光ファイバライン３を構成する樹脂被覆光ファイバ３０は、コア３ｅとクラッド３ｄからなる光ファイバ素線３３に樹脂被覆１ｔｔを形成したものである。コア３ｅの有効径は例えば１０μｍ、クラッド３ｄの外径は例えば１２５μｍである。樹脂被覆１ｔｔは例えばポリイミド被覆であり、厚さは例えば６０μｍである。
接合部１３は、コア有効径の異なる光ファイバを接合したときのモード変化を小さくするため、マイクロトーチ等で熱を加えて、樹脂被覆光ファイバ１０のコア１ｅと樹脂被覆光ファイバ３０のコア３ｅとをなだらかに拡径させ融着させている。
なお、接合部１３の樹脂被覆１ｔ，３ｔを除去して接合した後、樹脂塗料１３ｔを塗布している。樹脂塗料１３ｔは、例えばポリイミド塗料である。

図４に示すように、光ファイバコイル２と光ファイバライン４とは、接合部２４で接合されている。

図５は、接合部２４を示す断面図である。
光ファイバコイル２は、金属覆光ファイバ２０を渦巻き状に巻いたものである。金属被覆光ファイバ２０は、コア１ｅとクラッド１ｄからなる光ファイバ素線１１に金属被覆２ｔを形成したものである。コア１ｅの有効径は例えば４.２μｍ、クラッド１ｄの外径は例えば１００μｍである。金属被覆２ｔは例えば金被覆であり、厚さは例えば１０μｍである。
一方、光ファイバライン４を構成する金属被覆光ファイバ４０は、コア３ｅとクラッド３ｄからなる光ファイバ素線３３に金属被覆４ｔを形成したものである。コア３ｅの有効径は例えば１０μｍ、クラッド３ｄの外径は例えば１２５μｍである。金属被覆４ｔは例えば金被覆であり、厚さは例えば１０μｍである。
接合部２４は、コア有効径の異なる光ファイバを接合したときのモード変化を小さくするため、マイクロトーチ等で熱を加えて、金属被覆光ファイバ２０のコア１ｅと金属被覆光ファイバ４０のコア３ｅとをなだらかに拡径させ融着させている。
なお、接合部２４の金属被覆２ｔ，４ｔを除去して接合した後、金属塗料２４ｔを塗布している。金属塗料２４ｔは、例えば金塗料である。

図６に示すように、光ファイバライン３と光ファイバライン４とは、接合部３４で接合されている。

図７は、接合部３４を示す断面図である。
接合部３４は、光ファイバを接合したときの損失を小さくするため、マイクロトーチ等で熱を加えて、樹脂被覆光ファイバ３０のコア３ｅと金属被覆光ファイバ４０のコア３ｅとをなだらかに拡径させ融着させている。
なお、接合部３４の樹脂被覆１ｔｔ，金属被覆４ｔを除去して接合した後、樹脂塗料１３ｔを塗布している。

図８に示すように、光ファイバコイル１，２には、最小内径５.０ｍｍで３５ターン巻いた状態での光損失が０.１ｄＢであり、直線状に伸ばした状態での光損失が３.０ｄＢ／ｋｍである光ファイバａを用いた。また、光ファイバライン３，４には、最小内径５.０ｍｍで３５ターン巻いた状態での光損失が０.５ｄＢであり、直線状に伸ばした状態での光損失が０.４ｄＢである光ファイバｂを用いた。両者の接合部１３，２４での光損失は０.１５ｄＢであった。
光ファイバコイル１，２での光損失をＬｃとし、光ファイバライン３，４の１ｋｍ当たりの光損失をＬ１とし、接合部１３，２４での光損失をＬｓとし、光ファイバコイル１，２の合計個数をｘ個とし、光ファイバライン３，４の合計長さを１０ｋｍとし、許容される全体の光損失を１５ｄＢとすると、
１５≧Ｌｃ×ｘ＋Ｌｌ×１０＋Ｌｓ×２×ｘ
である。変形すると、
（１５−Ｌｌ×１０）／（Ｌｃ＋２×Ｌｓ）≧ｘ
となる。
ここで、Ｌｃ＝０.１、Ｌｌ＝０.４、Ｌｓ＝０.１５ｄＢであるから、
２７.５≧ｘ
となり、光ファイバコイル設置可能数は２７個となる。

実施例１にかかる光ファイバコイル式センサ１００によれば、次の効果が得られる。
（１）コスト高になるが環境温度３００℃以上で使用できる光ファイバコイル２および光ファイバライン４と、環境温度３００℃以上では使用できないが安価な光ファイバコイル１および光ファイバライン３を組み合わせているため、コストパフォーマンスが高く且つ高温環境下でも使用できる。
（２）渦巻き形状に巻いた状態での光損失が小さい光ファイバ１０，２０を用いて光ファイバコイル１，２を作り、直線状に伸ばした状態での光損失が小さい光ファイバ３０，４０を用いて光ファイバライン３，４を作り、これらを組み合わせているため、全体としての光損失を小さく出来る。
（３）光ファイバコイル１，２と光ファイバライン３，４の接合部１３，２４でファイバコア同士をなだらかに融着させたため、接合部での光損失を小さくすることが出来る。

図９に示すように、光ファイバコイル１と光ファイバライン３とを中間光ファイバ５を介して接合してもよい。
中間光ファイバ５のコア有効径は例えば８μｍ、クラッド外径は例えば１２０μｍ、樹脂被覆厚さは例えば６０μｍである。
光ファイバコイル１と中間光ファイバ５の接合部１５および光ファイバライン３と中間光ファイバ５の接合部３５では、ファイバコア同士をなだらかに融着させる。

光ファイバコイル１と中間光ファイバ５の接合部１５の光損失および光ファイバライン３と中間光ファイバ５の接合部３５の光損失の和が光ファイバコイル１と光ファイバライン３の接合部１３の光損失より小さくなるように中間光ファイバ５を選ぶ。

同様に、光ファイバコイル２と光ファイバライン４とを、金属被覆した中間光ファイバを介して接合してもよい。

図１０に示すように、光ファイバコイル１，２には、最小内径５.０ｍｍで３５ターン巻いた状態での光損失が０.０２ｄＢであり、直線状に伸ばした状態での光損失が３.０ｄＢ／ｋｍである光ファイバａ’を用いた。また、中間光ファイバには、最小内径５.０ｍｍで３５ターン巻いた状態での光損失が０.８ｄＢであり、直線状に伸ばした状態での光損失が１.２ｄＢである光ファイバｃを用いた。両者の接合部での光損失は０.１０ｄＢであった。また、光ファイバライン３，４には、最小内径５.０ｍｍで３５ターン巻いた状態での光損失が０.５ｄＢであり、直線状に伸ばした状態での光損失が０.４ｄＢである光ファイバｂを用いた。中間光ファイバとの接合部での光損失は０.０５ｄＢであった。
光ファイバコイル１，２での光損失をＬｃとし、光ファイバライン３，４の１ｋｍ当たりの光損失をＬ１とし、光ファイバコイル１，２と中間光ファイバの接合部での光損失をＬcsとし、中間光ファイバと光ファイバライン３，４の接合部での光損失をＬlsとし、光ファイバコイル１，２の合計個数をｘ個とし、光ファイバライン３，４の合計長さを１０ｋｍとし、許容される全体の光損失を１５ｄＢとすると、
１５≧Ｌｃ×ｘ＋Ｌｌ×１０＋（Ｌcs＋Ｌls）×２×ｘ
である。変形すると、
（１５−Ｌｌ×１０）／｛Ｌｃ＋２×（Ｌcs＋Ｌls）｝≧ｘ
となる。
ここで、Ｌｃ＝０.０２、Ｌｌ＝０.４、Ｌcs＝０.１ｄＢ、Ｌls＝０.０５ｄＢであるから、
３４.４≧ｘ
となり、光ファイバコイル設置可能数は３４個となる。

実施例１，２の光ファイバコイル式センサによれば、コスト高になるが耐熱性の高い光ファイバと耐熱性は低いが安価な光ファイバとを組み合わせることにより、コストパフォーマンスが高くなり、且つ、高温環境下でも使用できるようになる。

図１１は、実施例１の金属被覆光ファイバ２０に代えて用いうる金属被覆光ファイバ２０’の断面図である。
この金属被覆光ファイバ２０’は、石英またはガラスのコア１ｅおよびクラッド１ｄからなる光ファイバ素線１１の外周面に、厚さ２０μｍ以上の金属被覆２ｔを形成した構成である。

数値例を挙げると、コア１ｅの直径１０μｍ、クラッド１ｄの直径１２５μｍ、金属被覆２ｔの厚さ３５μｍである。金属被覆２ｔの組成中の５０％以上が金成分である。

図１２は、金属被覆光ファイバ２０’の製造方法を示す説明図である。
加熱炉ＲのプリフォームＰから光ファイバ素線１１を引き出し、その光ファイバ素線１１の外周面にｎ（例えばｎ＝１０〜２０）段の有機金液塗布部ＯＣ１，ＯＣ２，…，ＯＣｎで有機金液または有機金ペーストを塗布し、乾燥部ＯＤで乾燥し、焼付け部ＯＲで焼き付けて、厚さ２０μｍ以上の金属被覆２ｔを形成し、金属被覆光ファイバ２０’を製造する。この金属被覆光ファイバ２０’は、図示せぬ巻取ドラムに巻き取る。

有機金液または有機金ペーストは、金液，液状またはペースト状の上絵付用貴金組成物，金レジネートペースト等である。

金液は、例えば日本金液株式会社（愛知県春日井市）から上絵付用金液として市販されている。
また、液状またはペースト状の上絵付用貴金組成物は、例えば特公平７−６０６７号公報に記載されている。
また、金レジネートペーストは、例えば特許第３２０３６７２号公報に記載されている。

一例を挙げると、株式会社日本金液製の金液ＨＹ−１９９１（商品名）を塗布し、１５０℃で５分間乾燥させ、６００℃で５分間焼付けすることにより、金被覆（金９０％以上で、ロジウム，クロム，ビスマス，トリウム等を含む）を形成する。

次に、図１３に示すように、適当な長さ（例えば５ｃｍ〜１ｋｍ）に切断した金属被覆光ファイバ２０’を空気雰囲気のアニール部ＨＡに入れ、空気中で６００℃〜８００℃で数時間〜数十時間アニールし、金属被覆光ファイバ２０’を完成する。

実施例３の金属被覆光ファイバ２０’によれば、２０μｍ以上の厚い金属被覆２ｔだけであるため、酸化による劣化が少ない。また、厚い金属被覆２ｔを形成しただけだと、光ファイバ素線１１と金属被覆２ｔの密着性が低いが、６００℃〜８００℃の温度で数時間から数十時間アニールするので、光ファイバ素線１１と金属被覆２ｔの密着性が改善される。これらにより、十分な耐久性が得られる。

−製造例１−
有機金液塗布部ＯＣの段数ｎ＝１３とし、アニール部ＨＡで空気中で約６００℃で１時間アニールし、金属被覆光ファイバ２０’を製造した。
この金属被覆光ファイバ２０’の金属被覆２ｔの厚さは約２９μｍ、最小コイル半径（断線せずにコイル化できたコイルの中で最小のものの半径）は９.０ｍｍであった。

−製造例２−
有機金液塗布部ＯＣの段数ｎ＝１３とし、アニール部ＨＡで空気中で約６００℃で２０時間アニールし、金属被覆光ファイバ２０’を製造した。
この金属被覆光ファイバ２０’の損失回復率（アニール前の光損失からアニール後に回復した光損失）は６０.５％であった。

−製造例３−
有機金液塗布部ＯＣの段数ｎ＝１３とし、アニール部ＨＡで空気中で約６００℃で２５時間アニールし、金属被覆光ファイバ２０’を製造した。
この金属被覆光ファイバ２０’の損失回復率は５６.５％であった。

−製造例４−
有機金液塗布部ＯＣの段数ｎ＝１３とし、アニール部ＨＡで空気中で約６００℃で４０時間アニールし、金属被覆光ファイバ２０’を製造した。
この金属被覆光ファイバ２０’の最小コイル半径は９.５ｍｍ、損失回復率は４８.５％であった。

−製造例５−
有機金液塗布部ＯＣの段数ｎ＝１６とし、アニール部ＨＡで空気中で約６００℃で１時間アニールし、金属被覆光ファイバ２０’を製造した。
この金属被覆光ファイバ２０’の金属被覆２ｔの厚さは約３６μｍ、最小コイル半径は９.０ｍｍであった。

−製造例６−
有機金液塗布部ＯＣの段数ｎ＝１６とし、アニール部ＨＡで空気中で約６００℃で３時間アニールし、金属被覆光ファイバ２０’を製造した。
この金属被覆光ファイバ２０’の損失回復率は８８.８％であった。

−製造例７−
有機金液塗布部ＯＣの段数ｎ＝１６とし、アニール部ＨＡで空気中で約６００℃で４時間アニールし、金属被覆光ファイバ２０’を製造した。
この金属被覆光ファイバ２０’の損失回復率は８４.４％であった。

−製造例８−
有機金液塗布部ＯＣの段数ｎ＝１６とし、アニール部ＨＡで空気中で約６００℃で５時間アニールし、金属被覆光ファイバ２０’を製造した。
この金属被覆光ファイバ２０’の損失回復率は８４.４％であった。

−製造例９−
有機金液塗布部ＯＣの段数ｎ＝１６とし、アニール部ＨＡで空気中で約６００℃で７時間アニールし、金属被覆光ファイバ２０’を製造した。
この金属被覆光ファイバ２０’の損失回復率は７７.７％であった。

−製造例１０−
有機金液塗布部ＯＣの段数ｎ＝１６とし、アニール部ＨＡで空気中で約６００℃で７０時間アニールし、金属被覆光ファイバ２０’を製造した。
この金属被覆光ファイバ２０’の損失回復率は３５.５％であった。

−製造例１１−
有機金液塗布部ＯＣの段数ｎ＝１６とし、アニール部ＨＡで空気中で約６００℃で７４時間アニールし、金属被覆光ファイバ２０’を製造した。
この金属被覆光ファイバ２０’の損失回復率は３３.３％であった。

−製造例１２−
有機金液塗布部ＯＣの段数ｎ＝１６とし、アニール部ＨＡで空気中で約６００℃で７６時間アニールし、金属被覆光ファイバ２０’を製造した。
この金属被覆光ファイバ２０’の最小コイル半径は１４.８ｍｍであった。

−製造例１３−
有機金液塗布部ＯＣの段数ｎ＝１６とし、アニール部ＨＡで空気中で約８００℃で２時間アニールし、金属被覆光ファイバ２０’を製造した。
この金属被覆光ファイバ２０’のｄＢ損失回復（アニール前の光損失からアニール後に回復した光損失量）は０.０４ｄＢであった。

−製造例１４−
有機金液塗布部ＯＣの段数ｎ＝１６とし、アニール部ＨＡで空気中で約８００℃で４時間アニールし、金属被覆光ファイバ２０’を製造した。
この金属被覆光ファイバ２０’のｄＢ損失回復は０.４５ｄＢであった。

図１４は、実施例１の金属被覆光ファイバ２０に代えて用いうる金属被覆光ファイバ２０”の断面図である。
この金属被覆光ファイバ２０”は、石英またはガラスのコア１ｅおよびクラッド１ｄからなる光ファイバ素線１１の外周面に、第１金属被覆２ｔ−１と第２金属被覆２ｔ−２からなる厚さ２０μｍ以上の金属被覆２ｔを形成した構成である。

図１５は、金属被覆光ファイバ２０”の製造方法を示す説明図である。
加熱炉ＲのプリフォームＰから光ファイバ素線１１を引き出し、その光ファイバ素線１１の外周面に有機金液塗布部ＯＣで有機金液または有機金ペーストを塗布し、乾燥部ＯＤで乾燥し、焼付け部ＯＲで焼き付けて、第１金属被覆２ｔ−１を形成し、次に電解メッキ部ＥＣで第２金属被覆２ｔ−２を形成し、厚さ２０μｍ以上の金属被覆２ｔを形成し、金属被覆光ファイバ２０”を製造する。金属被覆光ファイバ２０”は、図示せぬ巻取ドラムに巻き取る。

次に、図１３と同様に、適当な長さに切断した金属被覆光ファイバ２０”を空気雰囲気のアニール部ＨＡに入れ、空気中で６００℃〜８００℃で数時間〜数十時間アニールし、金属被覆光ファイバ２０”を完成する。

実施例４の金属被覆光ファイバ２０”によれば、２０μｍ以上の厚い金属被覆２ｔだけであるため、酸化による劣化が少ない。また、厚い金属被覆２ｔを形成しただけだと、光ファイバ素線１１と金属被覆２ｔの密着性が低いが、６００℃〜８００℃の温度で数時間から数十時間アニールするので、光ファイバ素線１１と金属被覆２ｔの密着性が改善される。これらにより、十分な耐久性が得られる。

図１６は、金属被覆光ファイバ２０”の別の製造方法を示す説明図である。
加熱炉ＲのプリフォームＰから光ファイバ素線１１を引き出し、その光ファイバ素線１１の外周面に無電解メッキ部ＮＣで第１金属被覆２ｔ−１を形成し、次に電解メッキ部ＥＣで第２金属被覆２ｔ−２を形成し、厚さ２０μｍ以上の金属被覆２ｔを形成し、金属被覆光ファイバ２０”を製造する。金属被覆光ファイバ２０”は、図示せぬ巻取ドラムに巻き取る。

次に、実施例４と同様にアニールし、金属被覆光ファイバ２０”を完成する。

実施例５の金属被覆光ファイバ２０”によれば、２０μｍ以上の厚い金属被覆２ｔだけであるため、酸化による劣化が少ない。また、厚い金属被覆２ｔを形成しただけだと、光ファイバ素線１１と金属被覆２ｔの密着性が低いが、６００℃〜８００℃の温度で数時間から数十時間アニールするので、光ファイバ素線１１と金属被覆２ｔの密着性が改善される。これらにより、十分な耐久性が得られる。

なお、第１金属被覆２ｔ−１としてニッケル層、第２金属被覆２ｔ−２として金層をコーティングする、金−ニッケル複合金属被覆２ｔを用いてもよい。

図１７は、実施例１の光ファイバ１０，２０に代えて用いうる光ファイバ２５の断面図である。
この光ファイバ２５は、石英またはガラスからなるコア１ｅおよびクラッド１ｄからなる光ファイバ素線１１の外周面に、金，銀，白金またはパラジウム等の第１金属被覆２ｔ−１を形成し、その第１金属被覆２ｔ−１の外周面に金，銀，白金またはパラジウム等の第２金属被覆２ｔ−２を形成し、その第２金属被覆２ｔ−２の外周面にポリイミド樹脂，紫外線硬化樹脂またはシリコーン樹脂等の樹脂被覆１ｔを形成した構成である。

コア１ｅおよびクラッド１ｄの比屈折率差は１.７％以上、コア１ｅの直径は５.６μｍ以下、カットオフ波長は１μｍ以上、クラッド１ｄの直径は１２５μｍである。

第１金属被覆２ｔ−１は、厚さ０.１〜１μｍであり、その組成中の５０％以上が金属成分である。
第２金属被覆２ｔ−２は、厚さ１〜２０μｍであり、その組成中の５０％以上が金属成分である。
樹脂被覆１ｔは、厚さ１０〜２０μｍである。

図１８は、光ファイバ２５の製造過程を示す説明図である。
加熱炉ＲのプリフォームＰから引き出した光ファイバ素線１１に、有機金属塗布部ＯＣで有機金属液または有機金属ペーストを塗布し、焼付け部ＯＲで焼き付けて、第１金属被覆２ｔ−１を形成する。

有機金属液または有機金属ペーストは、金液，液状またはペースト状の上絵付用貴金属組成物，金レジネートペースト，銀メタロオーガニックペースト，パラジウム含有有機組成物ペースト等である。

銀メタロオーガニックペーストは、例えば特開平１０−２０４２９７号公報に記載されている。
また、パラジウム含有有機組成物ペーストは、例えば特許第３２３２０５７号公報に記載されている。

第１金属被覆２ｔ−１を形成した後、電解メッキ部ＥＣで電解メッキを行い、第２金属被覆２ｔ−２を形成する。

続いて、樹脂塗布部ＰＣで樹脂を塗布し、焼付け部ＰＲで焼き付けて、樹脂被覆１ｔを形成する。
樹脂は、ポリイミド樹脂，紫外線硬化樹脂またはシリコン樹脂等である。

図１９，図２０は、曲げ直径と光損失の関係を示す図表である。
図１９では、コア１ｅとクラッド１ｄの比屈折率差が１.７％であり、コア径が５.６μｍであり、カットオフ波長が１.０３μｍである光ファイバ素線１１を用いた。
図２０では、コア１ｅとクラッド１ｄの比屈折率差が０.３％であり、コア径が９.２μｍであり、カットオフ波長が１.２６μｍである光ファイバ素線１１を用いた。
図１９では、曲げ直径が３ｍｍでも光損失が十分小さい。一方、図２０では、曲げ直径を１５ｍｍ以上にすれば光損失が十分小さい。

なお、コア１ｅとクラッド１ｄの比屈折率差が１.７％以上、コア径が５.６μｍ以下、カットオフ波長が１μｍ以上である光ファイバ素線１１を用いた光ファイバ２５では、図１９と同様の結果が得られた。

実施例６の光ファイバ２５によれば、有機金属液または有機金属ペーストを塗布焼付けして第１金属被覆２ｔ−１を形成するため、ディッピング法のように光ファイバの特性が劣化する問題点がない。また、無電解メッキ法に比べて生産性が著しく高くなる。また、第１金属被覆２ｔ−１を形成した上で電解メッキ法により第２金属被覆２ｔ−２を形成しているため、高い生産性で厚い被覆を形成でき、耐熱性を高くすることが出来る。さらに、金属被膜３の外周に樹脂被覆１ｔを形成しているため、絶縁性が得られ、機器内に配線した場合に電気短絡することを防止できる。

また、コア１ｅとクラッド１ｄの比屈折率差が１.７％以上、コア径が５.６μｍ以下、カットオフ波長が１μｍ以上である光ファイバ素線１１を用いた光ファイバ２５では、曲げ直径を小さくしても光損失が十分小さいため、光ファイバコイルを作成するのに好適となる。

図２１は、実施例１の光ファイバ１０，２０に代えて用いうる光ファイバ２６の断面図である。
この光ファイバ２６は、石英またはガラスのコア１ｅおよびクラッド１ｄからなる光ファイバ素線１１の外周面に、樹脂被覆１ｔを形成し、その樹脂被覆１ｔの外周面に金属被覆２ｔを形成した構成である。

数値例を挙げると、コア１ｅの直径１０μｍ、クラッド１ｄの直径１２５μｍ、樹脂被覆１ｔの厚さ１〜１５μｍ、金属被覆２ｔの厚さ５〜１５μｍである。

樹脂被覆１ｔは、光ファイバ素線１１の外周面にポリイミド樹脂を塗布し焼付けしてポリイミド樹脂被覆を形成し、そのポリイミド樹脂被覆を窒素雰囲気下で空焼きした変性ポリイミド樹脂被覆である。空焼きの温度は、例えば７００〜８００℃である。

この光ファイバ２６によれば、高温時において樹脂被覆１ｔからの熱分解ガスの発生がないため金属被覆２ｔに孔があくことがなく、耐久性が向上する。
また、樹脂被覆１ｔが光ファイバ１の断線を防止する。さらに、金属被覆２ｔにより樹脂被覆１ｔの酸化を防止でき、６００℃でも使用可能な耐熱性が得られる。

図２２は、光ファイバ２６の製造過程を示す説明図である。
加熱炉ＲのプリフォームＰから引き出した光ファイバ素線１１の外周面に、ポリイミド樹脂塗布部ＰＣでポリイミド樹脂を塗布し、焼付け部ＰＲで焼き付けて、ポリイミド樹脂被覆を形成する。次に空焼き部ＮＲにおいて窒素雰囲気下でポリイミド樹脂被覆を空焼きし、変性ポリイミド樹脂の樹脂被覆１ｔを形成する。

続いて、樹脂被覆１ｔの外周面に有機金属塗布部ＯＣで有機金液または有機金ペーストを塗布し、焼付け部ＯＲで焼き付けて、金属被覆２ｔを形成する。

実施例７の製造方法によれば、光ファイバ２６を好適に製造することが出来る。また、ディッピング法のように溶融金属が固化する際の応力で光ファイバ素線１１が劣化することがない。また、無電解メッキ法よりも成膜速度が高いため、生産性を向上できる。

図２３は、実施例１の光ファイバ１０，２０に代えて用いうる光ファイバ２７の断面図である。
この光ファイバ２７は、石英またはガラスのコア１ｅおよびクラッド１ｄからなる光ファイバ素線１１の外周面に、樹脂被覆１ｔを形成し、その樹脂被覆１ｔの外周面に、第１金属被覆２ｔ−１を形成し、その第１金属被覆２ｔ−１の外周面に第２金属被覆２ｔ−２を形成した構成である。

数値例を挙げると、コア１ｅの直径１０μｍ、クラッド１ｄの直径１２５μｍ、樹脂被覆１ｔの厚さ１〜１５μｍ、第１金属被覆２ｔ−１の厚さ５〜１５μｍ、第２金属被覆２ｔ−２の厚さは５〜５０μｍである。

樹脂被覆１ｔは、光ファイバ素線１１の外周面にポリイミド樹脂を塗布し焼き付けしてポリイミド樹脂被覆を形成し、そのポリイミド樹脂被覆を窒素雰囲気下で空焼きしたものである。空焼きの温度は、例えば７００〜８００℃である。

実施例８の光ファイバ２７によれば、高温時において樹脂被覆１ｔからの熱分解ガスの発生がないため金属被覆２ｔ−１，２ｔ−２に孔があくことがなく、耐久性が向上する。
また、樹脂被覆１ｔが光ファイバ１の断線を防止する。また、金属被覆２ｔ−１，２ｔ−２により樹脂被覆１ｔの酸化を防止でき、６００℃でも使用可能な耐熱性が得られる。さらに、厚い金属被覆があるため、丈夫になる。

図２４は、光ファイバ２７の製造過程を示す説明図である。
加熱炉ＲのプリフォームＰから引き出した光ファイバ素線１１の外周面に、ポリイミド樹脂塗布部ＰＣでポリイミド樹脂を塗布し、焼付け部ＰＲで焼き付けて、ポリイミド樹脂被覆を形成する。次に空焼き部ＮＲにおいて窒素雰囲気下でポリイミド樹脂被覆を空焼きし、変性ポリイミド樹脂の樹脂被覆１ｔを形成する。

続いて、樹脂被覆１ｔの外周面に有機金属塗布部ＯＣで有機金液または有機金ペーストを塗布し、焼付け部ＯＲで焼き付けて、第１金属被覆２ｔ−１を形成する。

続いて、電解メッキ部ＥＣで電解メッキを行い、第２金属被覆２ｔ−２を形成する。

実施例８の製造方法によれば、光ファイバ２７を好適に製造することが出来る。また、ディッピング法のように溶融金属が固化する際の応力で光ファイバ素線１１が劣化することがない。また、無電解メッキ法よりも成膜速度が高いため、生産性を向上できる。

図２５は、実施例１の光ファイバ１０，２０に代えて用いうる光ファイバ２８の断面図である。
この光ファイバ２８は、石英またはガラスのコア１ｅおよびクラッド１ｄからなる光ファイバ素線１１の外周面に、第１樹脂被覆１ｔ−１を形成し、その第１樹脂被覆１ｔ−１の外周面に、金属被覆２ｔを形成し、その金属被覆２ｔの外周面に、第２樹脂被覆１ｔ−２を形成した構成である。

数値例を挙げると、コア１ｅの直径１０μｍ、クラッド１ｄの直径１２５μｍ、第１樹脂被覆１ｔ−１の厚さ１〜１５μｍ、金属被覆２ｔの厚さ５〜１５μｍ、第２樹脂被覆１ｔ−２の厚さ５〜１５μｍである。

第１樹脂被覆１ｔ−１は、光ファイバ素線１１の外周面にポリイミド樹脂を塗布し焼き付けしてポリイミド樹脂被覆を形成し、そのポリイミド樹脂被覆を窒素雰囲気下で空焼きした変性ポリイミド樹脂である。空焼きの温度は、例えば７００〜８００℃である。

実施例９の光ファイバ２８によれば、高温時において第１樹脂被覆１ｔ−１からの熱分解ガスの発生がないため金属被覆２ｔに孔があくことがなく、耐久性が向上する。
また、樹脂被覆１ｔ−１，１ｔ−２が光ファイバ素線１１の断線を防止する。また、金属被覆２ｔにより第１樹脂被覆１ｔ−１の酸化を防止でき、耐熱性が得られる。さらに、第２樹脂被覆１ｔ−２で絶縁するため、電気短絡が問題になる所でも使用できる。また、管に入れる場合に第２樹脂被覆１ｔ−２が潤滑の役割を果たす。

図２６は、光ファイバ２８の製造過程を示す説明図である。
加熱炉ＲのプリフォームＰから引き出した光ファイバ素線１１の外周面に、ポリイミド樹脂塗布部ＰＣでポリイミド樹脂を塗布し、焼付け部ＰＲで焼き付けて、ポリイミド樹脂被覆を形成する。次に空焼き部ＮＲにおいて窒素雰囲気下でポリイミド樹脂被覆を空焼きし、変性ポリイミド樹脂の第１樹脂被覆１ｔ−１を形成する。

続いて、第１樹脂被覆１ｔ−１の外周面に有機金属塗布部ＯＣで有機金液または有機金ペーストを塗布し、焼付け部ＯＲで焼き付けて、金属被覆２ｔを形成する。

続いて、ポリイミド樹脂塗布部ＰＣでポリイミド樹脂を塗布し、焼付け部ＰＲで焼き付けて、第２樹脂被覆１ｔ−２を形成する。

実施例９の製造方法によれば、光ファイバ２８を好適に製造することが出来る。また、ディッピング法のように溶融金属が固化する際の応力で光ファイバ素線１１が劣化することがない。また、無電解メッキ法よりも成膜速度が高いため、生産性を向上できる。

図２７は、実施例１の光ファイバ１０，２０に代えて用いうる光ファイバ２９の断面図である。
この光ファイバ２９は、石英またはガラスのコア１ｅおよびクラッド１ｄからなる光ファイバ素線１１の外周面に、第１樹脂被覆１ｔ−１を形成し、その第１樹脂被覆１ｔ−１の外周面に、第１金属被覆２ｔ−１を形成し、その第１金属被覆２ｔ−１の外周面に第２金属被覆２ｔ−２を形成し、その第２金属被覆２ｔ−２の外周面に第２樹脂被覆１ｔ−２を形成した構成である。

数値例を挙げると、コア１ｅの直径１０μｍ、クラッド１ｄの直径１２５μｍ、第１樹脂被覆１ｔ−１の厚さ１〜１５μｍ、第１金属被覆２ｔ−１の厚さ５〜１５μｍ、第２金属被覆２ｔ−２の厚さは５〜５０μｍ、第２樹脂被覆１ｔ−２の厚さは５〜１５μｍである。

第１樹脂被覆１ｔ−１は、光ファイバ素線１１の外周面にポリイミド樹脂を塗布し焼き付けしてポリイミド樹脂被覆を形成し、そのポリイミド樹脂被覆を窒素雰囲気下で空焼きした変性ポリイミド樹脂である。空焼きの温度は、例えば７００〜８００℃である。

実施例１０の光ファイバ２９によれば、高温時において第１樹脂被覆１ｔ−１からの熱分解ガスの発生がないため金属被覆２ｔ−１，２ｔ−２に孔があくことがなく、耐久性が向上する。
また、樹脂被覆１ｔ−１，１ｔ−２が光ファイバ素線１１の断線を防止する。また、金属被覆２ｔ−１，２ｔ−２により第１樹脂被覆１ｔ−１の酸化を防止でき、耐熱性が得られる。また、厚い金属被覆２ｔ−１，２ｔ−２があるため、丈夫になる。さらに、第２樹脂被覆１ｔ−２で絶縁するため、電気短絡が問題になる所でも使用できる。また、管に入れる場合に第２樹脂被覆１ｔ−２が潤滑の役割を果たす。

図２８は、光ファイバ２９の製造過程を示す説明図である。
加熱炉ＲのプリフォームＰから引き出した光ファイバ素線１１の外周面に、ポリイミド樹脂塗布部ＰＣでポリイミド樹脂を塗布し、焼付け部ＰＲで焼き付けて、ポリイミド樹脂被覆を形成する。次に空焼き部ＮＲにおいて窒素雰囲気下でポリイミド樹脂被覆を空焼きし、変性ポリイミド樹脂の第１樹脂被覆１ｔ−１を形成する。

続いて、第１樹脂被覆１ｔ−１の外周面に有機金属塗布部ＯＣで有機金液または有機金ペーストを塗布し、焼付け部ＯＲで焼き付けて、第１金属被覆２ｔ−１を形成する。

続いて、電解メッキ部ＥＣで電解メッキを行い、第２金属被覆２ｔ−２を形成する。

続いて、ポリイミド樹脂塗布部ＰＣでポリイミド樹脂を塗布し、焼付け部ＰＲで焼き付けて、第２樹脂被覆１ｔ−２を形成する。

実施例１０の製造方法によれば、光ファイバ２９を好適に製造することが出来る。また、ディッピング法のように溶融金属が固化する際の応力で光ファイバ素線１１が劣化することがない。また、無電解メッキ法よりも成膜速度が高いため、生産性を向上できる。

図２９は、実施例１の光ファイバ１０，２０に代えて用いうる光ファイバ１９の断面図である。
この光ファイバ１９は、石英またはガラスのコア１ｅおよびクラッド１ｄからなる光ファイバ素線１１の外周面に、金，銀，白金，パラジウム，ロジウム，クロム，ビスマス，トリウム等またはその合金の金属被覆２ｔを形成し、その金属被覆２ｔの外周面に、ポリイミド樹脂，紫外線硬化樹脂またはシリコン樹脂等の樹脂被覆１ｔを形成した構成である。

数値例を挙げると、コア１ｅの直径１０μｍ、クラッド１ｄの直径１２５μｍ、金属被覆２ｔの厚さ０.１〜１μｍ、樹脂被覆１ｔの厚さ１０〜２０μｍである。また、金属被覆２ｔの組成中の５０％以上が金属成分である。

図３０は、光ファイバ１９の製造方法を示す説明図である。
加熱炉ＲのプリフォームＰから引き出した光ファイバ素線１１の外周面に、有機金属塗布部ＯＣで有機金属液または有機金属ペーストを塗布し、焼付け部ＯＲで焼き付けて、金属被覆２ｔを形成する。

続いて、樹脂塗布部ＰＣで樹脂を塗布し、焼付け部ＰＲで焼き付けて、樹脂被覆１ｔを形成する。
樹脂は、ポリイミド樹脂，紫外線硬化樹脂またはシリコン樹脂等である。

図３１は、実施例１の光ファイバ１０，２０に代えて用いうる光ファイバ１８の断面図である。
この光ファイバ１８は、石英またはガラスのコア１ｅおよびクラッド１ｄからなる光ファイバ素線１１の外周面に、金，銀，白金，パラジウム，ロジウム，クロム，ビスマス，トリウム等またはその合金の第１金属被覆２ｔ−１を形成し、その第１金属被覆２ｔ−１の外周面に金，銀，白金，パラジウム，ロジウム，クロム，ビスマス，トリウム等またはその合金の第２金属被覆２ｔ−２を形成した構成である。

数値例を挙げると、コア１ｅの直径１０μｍ、クラッド１ｄの直径１２５μｍ、第１金属被覆２ｔ−１の厚さ０.１〜１μｍ、第２金属被覆２ｔ−２の厚さ１〜２０μｍである。また、金属被覆２ｔ−１，２ｔ−２の組成中の５０％以上が金属成分である。

図３２は、光ファイバ１８の製造方法を示す説明図である。
加熱炉ＲのプリフォームＰから引き出した光ファイバ素線１１の外周面に、有機金属塗布部ＯＣで有機金属液または有機金属ペーストを塗布し、焼付け部ＯＲで焼き付けて、第１金属被覆２ｔ−１を形成する。

続いて、電解メッキ部ＥＣで電解メッキを行い、第２金属被覆２ｔ−２を形成する。

図３３は、実施例１の光ファイバ１０，２０に代えて用いうる光ファイバ１７の断面図である。
この光ファイバ１７は、石英またはガラスのコア１ｅおよびクラッド１ｄからなる光ファイバ素線１１の外周面に、金，銀，白金，パラジウム，ロジウム，クロム，ビスマス，トリウム等またはその合金の第１金属被覆２ｔ−１を形成し、その第１金属被覆２ｔ−１の外周面に金，銀，白金，パラジウム，ロジウム，クロム，ビスマス，トリウム等またはその合金の第２金属被覆２ｔ−２を形成し、その第２金属被覆２ｔ−２の外周面に、ポリイミド樹脂，紫外線硬化樹脂またはシリコン樹脂等の樹脂被覆１ｔを形成した構成である。

数値例を挙げると、コア１ｅの直径１０μｍ、クラッド１ｄの直径１２５μｍ、第１金属被覆２ｔ−１の厚さ０.１〜１μｍ、第２金属被覆２ｔ−２の厚さ１〜２０μｍ、樹脂被覆１ｔの厚さ１０〜２０μｍである。また、金属被覆２ｔ−１，２ｔ−２の組成中の５０％以上が金属成分である。

図３４は、光ファイバ１７の製造方法を示す説明図である。
加熱炉ＲのプリフォームＰから引き出した光ファイバ素線１１に、有機金属塗布部ＯＣで有機金属液または有機金属ペーストを塗布し、焼付け部ＯＲで焼き付けて、第１金属被覆２ｔ−１を形成する。

続いて、電解メッキ部ＥＣで電解メッキを行い、第２金属被覆２ｔ−２を形成する。

続いて、樹脂塗布部ＰＣで樹脂を塗布し、焼付け部ＰＲで焼き付けて、樹脂被覆１ｔを形成する。
樹脂は、ポリイミド樹脂，紫外線硬化樹脂またはシリコン樹脂等である。

図３５は、実施例１４に係る光ファイバコイル式センサ１０１を示す断面図である。図３６は、同斜視図である。
この光ファイバコイル式センサ１０１は、実施例１で示した金属被覆光ファイバ２０を渦巻き形状に巻いた光ファイバコイル２を、多数の貫通孔５１を穿設した多孔金プレート５０の第１面にフィラー入り金ペースト５２により接着した構成である。
金属被覆光ファイバ２０の両端には、光コネクタ５５が取り付けられている。
光ファイバコイル２の巻き直径は例えば１５ｍｍ、巻き数は例えば８ターンである。

多孔金プレート５０の外形寸法は、例えば幅７０ｍｍ、奥行き７０ｍｍ、厚さ１ｍｍである。
貫通孔５１の直径は、例えば３ｍｍである。貫通孔５１のせん孔ピッチは、例えば１０ｍｍである。

フィラー入り金ペースト５２は、金液，液状またはペースト状の上絵付用貴金属組成物，金レジネートペースト等にガラス繊維等のフィラーを添加したものである。

図３７は、光ファイバコイル式センサ１０１を測定対象物に取り付ける処理の作業手順を示すフロー図である。
ステップＳ１では、多孔金プレート５０の第１面に光ファイバコイル２を載せ、フィラー入り金ペースト５２を塗布し、光ファイバコイル式センサ１０１とする。

ステップＳ２では、測定対象物の表面をアルコール洗浄する。
ステップＳ３では、図３８に示すように、測定対象物ＯＢの表面にフィラー入り金ペースト５３を塗布する。
ステップＳ４では、図３９に示すように、測定対象物ＯＢの表面に塗布したフィラー入り金ペースト５３の上に光ファイバコイル式センサ１０１を積載する。
ステップＳ５では、ヒートガンで温風を吹き付けてフィラー入り金ペースト５２，５３を乾燥させ（例えば８０℃×６０分間）、次いでヒートガンで熱風を吹き付けてフィラー入り金ペースト５２，５３を焼結させる（例えば６００℃×６０分間）。

実施例１４の光ファイバコイル式センサ１０１によれば、多孔金プレート５０が歪み緩衝作用を奏し、測定対象物の材料と耐熱光ファイバコイルの材料の膨張係数の違いにより測定対象物と光ファイバコイルの接着界面でクラックが発生することを抑制する。また、多数の貫通孔５１が開けてあるため、金ペースト５３の乾燥時に溶剤成分が抜けやすくなり、好適に接着できる。また、貫通孔５１も歪み緩衝作用を奏するので、耐久性を向上できる。さらに、金ペースト５２，５３がフィラー入りであるため、クラックが発生しにくくなる。

なお、従来は、高温になる測定対象物（例えば炉壁）には、セラミック接着剤で光ファイバコイル式センサが取り付けられていたが、測定対象物が高温−低温の温度サイクル（例えば６００℃−室温）を繰り返した場合、測定対象物の材料（例えばインコネル）と光ファイバコイル式センサの材料（例えば石英）の膨張係数の違いにより、測定対象物と光ファイバコイル式センサの接着界面でクラックが発生し、測定対象物から光ファイバコイル式センサが剥離するなど、耐久性に欠ける問題点があった。この問題点を実施例１４により解消できる。

図４０は、実施例１５に係る光ファイバコイル式センサ１０２を示す外観図である。なお、図の一部は、接着剤６１を剥がした状態を示している。
この光ファイバコイル式センサ１０２は、外径１０ｍｍ以下の円柱形状の心材１１に、例えば実施例６の光ファイバ２５を１０ターン以上巻き付け、接着剤６１で固定し、光ファイバ２５の両端にコネクタ５５を取り付けた構造である。
なお、少しコイル間隔を空けて光ファイバ２５を巻き付けてもよい。

心材６０は、樹脂、金属、セラミック等無機材料のいずれかである。
接着剤６１は、ＵＶ硬化型樹脂接着剤、エポキシ樹脂接着剤、シアノアクリレート系瞬間接着剤、シリコン樹脂接着剤、ポリイミド樹脂接着剤、グラファイト系接着剤、低融点ガラス、セラミック系接着剤のいずれかである。

図４１に示すように、光ファイバコイル式センサ１０２は、心材６０の一部を被測定物ＯＢに埋設して設置される。あるいは、図４２に示すように、光ファイバコイル式センサ１０２は、心材６０の底面を被測定物ＯＢに接着して設置される。

実施例１５の光ファイバコイル式センサ１０２によれば、次の効果が得られる。
（１）心材６０を介して被測定物ＯＢの振動を好感度に検知できる。また、コイル半径が１０ｍｍ以下となり、振動を検知する感度が高くなる。また、コイルの巻き数が１０ターン以上あり、振動を検知する感度が高くなる。
（２）製造しやすいため、量産性に優れ、安価となり、製品間のバラツキが少なくなる。
（３）小型であり、被測定物ＯＢから独立した単体で存在するので、取り扱い性が良くなる。
（４）被測定物ＯＢに心材６０の一部または全部を埋設したり、接着するなど、多様な設置方法を自由に選べるので、被測定物ＯＢへの設置が容易になる。
（５）コネクタ５５により、検知回路等と接続しやすくなり、取り扱いに便利になる。

図４３は、実施例１６に係る光ファイバコイル式センサ１０３を示す外観図である。なお、図の一部は、接着剤６１を剥がした状態を示している。
この光ファイバコイル式センサ１０３は、胴部の両端にフランジ部６２ａが付いた胴部外径１０ｍｍ以下の円筒形状の心材６２の胴部に、例えば実施例６の光ファイバ２５を１０ターン以上巻き付け、接着剤６１で固定し、光ファイバ２５の両端にコネクタ５５を取り付けた構造である。
なお、少しコイル間隔を空けて光ファイバ２５を巻き付けてもよい。

心材６２は、樹脂、金属、セラミック等無機材料のいずれかであり、中心に貫通孔が設けてある。

図４４に示すように、光ファイバコイル式センサ１０３は、心材６２の貫通孔にねじＮを貫通させて被測定物ＯＢにねじ止めして設置される。

実施例１６の光ファイバコイル式センサ１０３によれば、次の効果が得られる。
（１）心材６２を介して被測定物ＯＢの振動を好感度に検知できる。また、コイル半径が１０ｍｍ以下となり、振動を検知する感度が高くなる。また、コイルの巻き数が１０ターン以上あり、振動を検知する感度が高くなる。
（２）製造しやすいため、量産性に優れ、安価となり、製品間のバラツキが少なくなる。
（３）小型であり、被測定物ＯＢから独立した単体で存在するので、取り扱い性が良くなる。
（４）被測定物ＯＢに心材６２を接着したり、ねじ止めするなど、多様な設置方法を自由に選べるので、被測定物ＯＢへの設置が容易になる。
（５）コネクタ５５により、検知回路等と接続しやすくなり、取り扱いに便利になる。

図４５は、実施例１の光ファイバ１０，２０に代えて用いうる光ファイバ１６の断面図である。
この光ファイバ１６は、石英またはガラスからなるコア１ｅの外周面に、金，銀，白金またはパラジウム等の金属被覆２ｔを形成し、その金属被覆２ｔの外周面に、ポリイミド樹脂，紫外線硬化樹脂またはシリコン樹脂等の樹脂被覆１ｔを形成した構成である。

数値例を挙げると、コア１ｅの直径２００〜３００μｍ、金属被覆２ｔの厚さ０.１〜１μｍ、樹脂被覆１ｔの厚さ１０〜２０μｍである。

この光ファイバ１６によれば、金属被覆２ｔで光を反射するため、光の一部が金属被覆２ｔに入って減衰することがない。従って、プラスチッククラッド光ファイバよりも光の伝送損失が少なくなり、より長距離の光伝送が可能となる。さらに、樹脂被覆１ｔを形成しているため、外力に対する耐性が高くなる。

図４６は、光ファイバ１６の製造過程を示す説明図である。
加熱炉ＲのプリフォームＰから引き出したコア１ｅに、有機金属塗布部ＯＣで有機金属液または有機金属ペーストを塗布し、焼付け部ＯＲで焼き付けて、金属被覆２ｔを形成する。

続いて、樹脂塗布部ＰＣで樹脂を塗布し、焼付け部ＰＲで焼き付けて、樹脂被覆１ｔを形成する。
樹脂は、ポリイミド樹脂，紫外線硬化樹脂またはシリコン樹脂等である。

実施例１７の製造方法によれば、ディッピング法のように光ファイバの特性が劣化する問題点がない。また、無電解メッキ法に比べて生産性を著しく向上できる。

図４７は、実施例１の金属被覆光ファイバ２０に代えて用いうる光ファイバ１４の断面図である。
この光ファイバ１４は、石英またはガラスからなるコア１ｅの外周面に、金，銀，白金またはパラジウム等の第１金属被覆２ｔ−１を形成し、その第１金属被覆２ｔ−１の外周面に金，銀，白金またはパラジウム等の第２金属被覆２ｔ−２を形成した構成である。

数値例を挙げると、コア１ｅの直径２００〜３００μｍ、第１金属被覆２ｔ−１の厚さ０.１〜１μｍ、第２金属被覆２ｔ−２の厚さ１〜２０μｍである。

この光ファイバ１４によれば、第１金属被覆２ｔ−１で光を反射するため、光の一部が第１金属被覆２ｔ−１に入って減衰することがない。従って、プラスチッククラッド光ファイバよりも光の伝送損失が少なくなり、より長距離の光伝送が可能となる。さらに、第２金属被覆２ｔ−２を形成しているため、外力に対する耐性が高くなる。

図４８は、光ファイバ１４の製造過程を示す説明図である。
加熱炉ＲのプリフォームＰから引き出したコア１ｅに、有機金属塗布部ＯＣで有機金属液または有機金属ペーストを塗布し、焼付け部ＯＲで焼き付けて、第１金属被覆２ｔ−１を形成する。

続いて、電解メッキ部ＥＣで電解メッキを行い、第２金属被覆２ｔ−２を形成する。

図４９は、光ファイバ１４の別の製造過程を示す説明図である。
加熱炉ＲのプリフォームＰから引き出したコア１ｅに、無電解メッキ部ＮＣで無電解メッキを行い、第１金属被覆２ｔ−１を形成する。

続いて、電解メッキ部ＥＣで電解メッキを行い、第２金属被覆２ｔ−２を形成する。

実施例１８の製造方法によれば、光ファイバ１４を好適に製造できる。

図５０は、実施例１の光ファイバ１０，２０に代えて用いうる光ファイバ１６’の断面図である。
この光ファイバ１６’は、石英またはガラスからなるコア１ｅの外周面に、金，銀，白金またはパラジウム等の第１金属被覆２ｔ−１を形成し、その第１金属被覆２ｔ−１の外周面に金，銀，白金またはパラジウム等の第２金属被覆２ｔ−２を形成し、その第２金属被覆２ｔ−２の外周面に、ポリイミド樹脂，紫外線硬化樹脂またはシリコン樹脂等の樹脂被覆１ｔを形成した構成である。

数値例を挙げると、コア１ｅの直径２００〜３００μｍ、第１金属被覆２ｔ−１の厚さ０.１〜１μｍ、第２金属被覆２ｔ−２の厚さ１〜２０μｍ、樹脂被覆１ｔの厚さ１０〜２０μｍである。

この光ファイバ１６’によれば、第１金属被覆２ｔ−１で光を反射するため、光の一部が第１金属被覆２ｔ−１に入って減衰することがない。従って、プラスチッククラッド光ファイバよりも光の伝送損失が少なくなり、より長距離の光伝送が可能となる。さらに、第２金属被覆２ｔ−２および樹脂被覆１ｔを形成しているため、外力に対する耐性が高くなる。

図５１は、光ファイバ１６’の製造過程を示す説明図である。
加熱炉ＲのプリフォームＰから引き出したコア１ｅに、有機金属塗布部ＯＣで有機金属液または有機金属ペーストを塗布し、焼付け部ＯＲで焼き付けて、第１金属被覆２ｔ−１を形成する。

続いて、電解メッキ部ＥＣで電解メッキを行い、第２金属被覆２ｔ−２を形成する。

続いて、樹脂塗布部ＰＣで樹脂を塗布し、焼付け部ＰＲで焼き付けて、樹脂被覆１ｔを形成する。

実施例１９の製造方法によれば、ディッピング法のように光ファイバの特性が劣化する問題点がない。また、無電解メッキ法に比べて生産性を著しく向上できる。

図５２は、実施例１の光ファイバ１０，２０に代えて用いうる光ファイバ４５の断面図である。
この光ファイバ４５は、石英またはガラスからなるコア１ｅの外周面に、樹脂被覆１ｔを形成し、その樹脂被覆１ｔの外周面に金属被覆２ｔを形成した構成である。

数値例を挙げると、コア１ｅの直径２００〜３００μｍ、樹脂被覆１ｔの厚さ１〜１５μｍ、金属被覆２ｔの厚さ５〜１５μｍである。

樹脂被覆１ｔは、コア１ｅの外周面にポリイミド樹脂を塗布し焼付けしてポリイミド樹脂被覆を形成し、そのポリイミド樹脂被覆を窒素雰囲気下で空焼きした変性ポリイミド樹脂被覆である。空焼きの温度は、例えば７００〜８００℃である。

この光ファイバ４５によれば、高温時において樹脂被覆１ｔからの熱分解ガスの発生がないため金属被覆２ｔに孔があくことがなく、耐久性が向上する。
また、樹脂被覆１ｔが光ファイバ１の断線を防止する。さらに、金属被覆２ｔにより樹脂被覆１ｔの酸化を防止でき、６００℃でも使用可能な耐熱性が得られる。

図５３は、光ファイバ４５の製造過程を示す説明図である。
加熱炉ＲのプリフォームＰから引き出したコア１ｅの外周面に、ポリイミド樹脂塗布部ＰＣでポリイミド樹脂を塗布し、焼付け部ＰＲで焼き付けて、ポリイミド樹脂被覆を形成する。次に空焼き部ＮＲにおいて窒素雰囲気下でポリイミド樹脂被覆を空焼きし、変性ポリイミド樹脂の樹脂被覆１ｔを形成する。

続いて、樹脂被覆１ｔの外周面に有機金属塗布部ＯＣで有機金液または有機金ペーストを塗布し、焼付け部ＯＲで焼き付けて、金属被覆２ｔを形成する。

実施例２０の製造方法によれば、光ファイバ４５を好適に製造することが出来る。また、ディッピング法のように溶融金属が固化する際の応力で光ファイバ素線が劣化することがない。また、無電解メッキ法よりも成膜速度が高いため、生産性を向上できる。

図５４は、実施例１の光ファイバ１０，２０に代えて用いうる光ファイバ４７の断面図である。
この光ファイバ４７は、石英またはガラスのコア１ｅの外周面に、第１樹脂被覆１ｔ−１を形成し、その第１樹脂被覆１ｔ−１の外周面に、第１金属被覆２ｔ−１を形成し、その第１金属被覆２ｔ−１の外周面に第２金属被覆２ｔ−２を形成し、その第２金属被覆２ｔ−２の外周面に第２樹脂被覆１ｔ−２を形成した構成である。

数値例を挙げると、コア１ｅの直径２００〜３００μｍ、第１樹脂被覆１ｔ−１の厚さ１〜１５μｍ、第１金属被覆２ｔ−１の厚さ５〜１５μｍ、第２金属被覆２ｔ−２の厚さは５〜５０μｍ、第２樹脂被覆１ｔ−２の厚さは５〜１５μｍである。

第１樹脂被覆１ｔ−１は、コア１ｅの外周面にポリイミド樹脂を塗布し焼き付けしてポリイミド樹脂被覆を形成し、そのポリイミド樹脂被覆を窒素雰囲気下で空焼きした変性ポリイミド樹脂である。空焼きの温度は、例えば７００〜８００℃である。

実施例２１の光ファイバ４７によれば、高温時において第１樹脂被覆１ｔ−１からの熱分解ガスの発生がないため金属被覆２ｔ−１，２ｔ−２に孔があくことがなく、耐久性が向上する。
また、樹脂被覆１ｔ−１，１ｔ−２が光ファイバ素線１１の断線を防止する。また、金属被覆２ｔ−１，２ｔ−２により第１樹脂被覆１ｔ−１の酸化を防止でき、耐熱性が得られる。また、厚い金属被覆２ｔ−１，２ｔ−２があるため、丈夫になる。さらに、第２樹脂被覆１ｔ−２で絶縁するため、電気短絡が問題になる所でも使用できる。また、管に入れる場合に第２樹脂被覆１ｔ−２が潤滑の役割を果たす。

図５５は、光ファイバ４７の製造過程を示す説明図である。
加熱炉ＲのプリフォームＰから引き出したコア１ｅの外周面に、ポリイミド樹脂塗布部ＰＣでポリイミド樹脂を塗布し、焼付け部ＰＲで焼き付けて、ポリイミド樹脂被覆を形成する。次に空焼き部ＮＲにおいて窒素雰囲気下でポリイミド樹脂被覆を空焼きし、変性ポリイミド樹脂の第１樹脂被覆１ｔ−１を形成する。

続いて、第１樹脂被覆１ｔ−１の外周面に有機金属塗布部ＯＣで有機金液または有機金ペーストを塗布し、焼付け部ＯＲで焼き付けて、第１金属被覆２ｔ−１を形成する。

続いて、電解メッキ部ＥＣで電解メッキを行い、第２金属被覆２ｔ−２を形成する。

続いて、ポリイミド樹脂塗布部ＰＣでポリイミド樹脂を塗布し、焼付け部ＰＲで焼き付けて、第２樹脂被覆１ｔ−２を形成する。

実施例２１の製造方法によれば、光ファイバ４７を好適に製造することが出来る。また、ディッピング法のように溶融金属が固化する際の応力で光ファイバ素線が劣化することがない。また、無電解メッキ法よりも成膜速度が高いため、生産性を向上できる。

図５６は、実施例２２にかかる耐熱光ファイバ２５０を示す外観図である。また、図５７は、同断面図である。
この耐熱光ファイバ２５０は、両端近傍にそれぞれ２個の穴７１，７２を空けた管７０に、例えば実施例６の光ファイバ２５を挿通し、穴７１，７２から管７０内に接着剤７５を注入して、管７０内に封止空間７０ｓを形成した構成である。
封止空間７０ｓ内には、不活性ガスが封入されている。

管７０は、外径２ｍｍ，内径１.６ｍｍ，長さ１ｋｍのＳＵＳフレキ管である。穴７１，７２は、管７０の端から５ｍｍ，１０ｍｍの位置に空けられており、口径１ｍｍである。

接着剤７５は、ポリイミド樹脂である。
不活性ガスは、窒素ガスである。

耐熱光ファイバ２５０の製造は、次の手順で行う。
（１）穴７１，７２を空けた管７０に、光ファイバ２５を挿通する。
（２）管７０内に窒素ガスを充填する。
（３）穴７１，７２に接着剤７５を注入し、硬化させる。

実施例２２にかかる耐熱光ファイバ２５０によれば、光ファイバ２５は管７０で保護されるため、敷設時に側面から加わる外力により断線することを防止できる。また、封止空間７０ｓ内に窒素ガスが封入されているため、光ファイバ２５の被覆が酸化し劣化することを抑制でき、高温（例えば６００℃）下で使用可能になる。さらに、管７０の両端だけに接着剤を注入するため、製造が容易になる。また、片側２個ずつの穴７１，７２に接着剤を注入するため、封止を確実に行うことが出来る。

なお、不活性ガスはヘリウムガスでもよいし、不活性ガスの充填を省略してもよい。特に金または白金の金属被覆２ｔだけの場合は、不活性ガスの充填を省略してもよい。不活性ガスの充填を省略すると、封止空間７０ｓに空気が封入されることになる。

図５８は、実施例２３にかかる光ファイバコイル式センサ１０４を示す外観図である。
この光ファイバコイル式センサ１０４は、温度，歪み，振動などを検知するためにセンシング点に設置される光ファイバコイル２５１と、センシング点から遠く離れた計測センタまで敷設される耐熱光ファイバ２５０と、耐熱光ファイバ２５０の計測センタ側の端部に装着された光コネクタ５５とを具備している。

実施例２３にかかる光ファイバコイル式センサ１０４によれば、耐熱光ファイバ２５０を用いているので、耐熱光ファイバ２５０を敷設する時に側面から加わる外力により光ファイバ２５が断線することを防止できる。また、高温（例えば６００℃）下で使用可能になる。

図２９は、実施例２４に係る保護管入り光ファイバ２７０を示す構成図である。
この保護管入り光ファイバ２７０は、実施例８の光ファイバ２７を管７０に挿通し、光ファイバ２７を管７０の両端に、セラミック・フェルール７６を介して、耐熱接着剤７５で封着した構成である。
光ファイバ２７の長さは、例えば１ｋｍ〜１０ｋｍである。

管７０は、例えばパイレックス・ガラスやテンパックス・ガラスのような耐熱ガラス製である。
管７０の内径は例えば０.３ｍｍ〜１.０ｍｍであり、外径は例えば０.５ｍｍ〜５ｍｍであり、長さは例えば１０ｍ〜１０ｋｍである。

セラミック・フェルール７６は、ジルコニウム製である。
耐熱接着剤７５は、例えばセラミック系接着剤である。

実施例２４に係る保護管入り光ファイバ２７０は、腐食性ガスが存在する化学プラントや火山のような環境下で温度を測定するのに好適に使用できる。

図６０は、実施例２５に係る保護管入り光ファイバ２７０’を示す構成図である。
この保護管入り光ファイバ２７０’は、実施例８の光ファイバ２７をガラス細管７０−２に挿通し、光ファイバ２７をガラス細管７０−２の両端に、セラミック・フェルール７６を介して、耐熱接着剤７５で封着し、ガラス細管７０−２の両端から出た光ファイバ２７を金属細管７０−１に挿入し、光ファイバ２７を金属細管７０−１の両端に、セラミック・フェルール７６を介して、耐熱接着剤７５で封着した構成である。

金属細管７０−１は、ステンレス製である。
金属細管７０−１の内径は例えば０.３ｍｍ〜１.０ｍｍであり、外径は例えば０.５ｍｍ〜５ｍｍであり、長さは例えば１ｍ〜１ｋｍである。

実施例２５に係る保護管入り光ファイバ２７０’は、腐食性ガスが存在する化学プラントや火山のような環境下に置かれる光ファイバ２７の部分のみをガラス細管７０−２で保護し、腐食性ガスが存在しない環境下に置かれる光ファイバ２７の両端部分は金属細管７０−１で保護するので、コストを下げることが出来る。

なお、ガラス細管７０−２の代わりにセラミック細管を用いてもよい。
また、金属細管７０−１の代わりにポリイミドのような樹脂製の細管を用いてもよい。

本発明の光ファイバコイル式センサ及び光ファイバは、高温になる環境や腐食性ガス・腐食性液体が存在する環境、例えば、温泉，油田，高温ボイラ，化学プラント，溶鉱炉，ガスタービン燃焼室等の温度センサや歪みセンサや振動センサとして利用できる。

実施例１に係る光ファイバコイル式センサを示す構成説明図である。 ３００℃未満の温度環境下で使う光ファイバコイルの近傍を拡大した構成説明図である。 ３００℃未満の温度環境下で使う光ファイバコイルと光ファイバラインの接合部を示す断面図である。 ３００℃以上の温度環境下で使う光ファイバコイルの近傍を拡大した構成説明図である。 ３００℃以上の温度環境下で使う光ファイバコイルと光ファイバラインの接合部を示す断面図である。 ３００℃未満の温度環境下で使う光ファイバラインと３００℃以上の温度環境下で使う光ファイバラインの接合部を示す構成説明図である。 ３００℃未満の温度環境下で使う光ファイバラインと３００℃以上の温度環境下で使う光ファイバラインの接合部を示す断面図である。 実施例１に係る光ファイバコイル式センサで用いる光ファイバの数値例を示す図表である。 実施例２に係る光ファイバコイル式センサにおける３００℃未満の温度環境下で使う光ファイバコイルの近傍を拡大した構成説明図である。 実施例２に係る光ファイバコイル式センサで用いる光ファイバの数値例を示す図表である。 実施例３に係る金属被覆光ファイバを示す断面図である。 実施例３に係る金属被覆光ファイバの製造過程を示す説明図である。 実施例３に係る金属被覆光ファイバのアニール過程を示す説明図である。 実施例４に係る金属被覆光ファイバを示す断面図である。 実施例４に係る金属被覆光ファイバの製造過程を示す説明図である。 実施例５に係る中間ファイバの製造過程を示す説明図である。 実施例６にかかる光ファイバを示す断面図である。 実施例６にかかる光ファイバの製造方法を示す説明図である。 実施例６にかかる光ファイバの曲げ形状における光損失の数値例を示す図表である。 実施例６にかかる別の光ファイバの曲げ形状における光損失の数値例を示す図表である。 実施例７に係る耐熱光ファイバを示す構成図である。 実施例７に係る耐熱光ファイバの製造過程を示す説明図である。 実施例８に係る耐熱光ファイバを示す構成図である。 実施例８に係る耐熱光ファイバの製造過程を示す説明図である。 実施例９に係る耐熱光ファイバを示す構成図である。 実施例９に係る耐熱光ファイバの製造過程を示す説明図である。 実施例１０に係る耐熱光ファイバを示す構成図である。 実施例１０に係る耐熱光ファイバの製造過程を示す説明図である。 実施例１１に係る光ファイバを示す断面図である。 実施例１１に係る光ファイバの製造方法を示す説明図である。 実施例１２に係る光ファイバを示す断面図である。 実施例１２に係る光ファイバの製造方法を示す説明図である。 実施例１３に係る光ファイバを示す断面図である。 実施例１３に係る光ファイバの製造方法を示す説明図である。 実施例１４に係る光ファイバコイル式センサを示す断面図である。 実施例１４に係る光ファイバコイル式センサを示す斜視図である。 実施例１４に係る取り付け処理の作業手順を示すフロー図である。 測定対象物にフィラー入り金ペーストを塗布する過程の説明図である。 測定対象物の表面に塗布したフィラー入り金ペーストの上に光ファイバコイル式センサを積載する過程の説明図である。 実施例１５に係る光ファイバコイル式センサを示す外観図である。 実施例１５に係る光ファイバコイル式センサの第１の設置例を示す外観図である。 実施例１５に係る光ファイバコイル式センサの第２の設置例を示す外観図である。 実施例１６に係る光ファイバコイル式センサを示す外観図である。 実施例１６に係る光ファイバコイル式センサの設置例を示す外観図である。 実施例１７にかかる光ファイバを示す断面図である。 実施例１７にかかる光ファイバの製造過程を示す説明図である。 実施例１８にかかる光ファイバを示す断面図である。 実施例１８にかかる光ファイバの製造過程を示す説明図である。 実施例１８にかかる光ファイバの別の製造過程を示す説明図である。 実施例１９にかかる光ファイバを示す断面図である。 実施例１９にかかる光ファイバの製造過程を示す説明図である。 実施例２０にかかる光ファイバを示す断面図である。 実施例２０にかかる光ファイバの製造過程を示す説明図である。 実施例２１にかかる光ファイバを示す断面図である。 実施例２１にかかる光ファイバの製造過程を示す説明図である。 実施例２２にかかる耐熱光ファイバを示す外観図である。 実施例２２にかかる耐熱光ファイバを示す断面図である。 実施例２３にかかる光ファイバコイル式センサを示す外観図である。 実施例２４に係る保護管入り光ファイバを示す一部破断説明図である。 実施例２５に係る保護管入り光ファイバを示す断面図である。

符号の説明

１，２ 光ファイバコイル
１ｅ コア
１ｄ クラッド
１ｔ 樹脂被覆
２ｔ 金属被覆
３，４ 光ファイバライン
５ 中間光ファイバ
１０，３０ 樹脂被覆光ファイバ
１１，３３ 光ファイバ素線
１３，１５，２４，３５ 接合部
１４，１６〜１９，１６’ 光ファイバ
２０，４０ 金属被覆光ファイバ
２５〜２９ 光ファイバ
５０ 多孔金プレート
５１ 貫通孔
５２，５３ フィラー入り金ペースト
６０，６２ 心材
６１ 接着剤
７０ 管
７０ｓ 封止空間
７０−１ 金属細管
７０−２ ガラス細管
７１，７２，７３，７４ 穴
７５ 接着剤
７６ セラミック・フェルール
１００〜１０４ 光ファイバコイル式センサ
２５０ 耐熱光ファイバ
２５１ 光ファイバコイル
２７０，２７０’ 保護管入り光ファイバ
ＯＢ 測定対象物

Claims (22)

1. ナイロン樹脂もしくはＵＶ硬化樹脂による樹脂被覆（１ｔ）を有し、コア（１ｅ）とクラッド（１ｄ）の比屈折率差が１.７％以上であり、コア（１ｅ）の径が５.６μｍ以下であり、かつ、カットオフ波長が１μｍ以上である光ファイバ（１０）をコイル状に巻いた光ファイバコイル（１）を１つもしくは複数用いることを特徴とする光ファイバコイル式センサ（１００）。
2. シリコン樹脂またはポリイミド樹脂もしくはポリイミド樹脂を窒素雰囲気中において熱処理して得られる変性ポリイミド樹脂による樹脂被覆（１ｔ）を有し、コア（１ｅ）とクラッド（１ｄ）の比屈折率差が１.７％以上であり、コア（１ｅ）の径が５.６μｍ以下であり、かつ、カットオフ波長が１μｍ以上である光ファイバ（１０）をコイル状に巻いた光ファイバコイル（１）を１つもしくは複数用いることを特徴とする光ファイバコイル式センサ（１００）。
3. 金属被覆（２ｔ）を有し、コア（１ｅ）とクラッド（１ｄ）の比屈折率差が１.７％以上であり、コア（１ｅ）の径が５.６μｍ以下であり、かつ、カットオフ波長が１μｍ以上である光ファイバ（２０）をコイル状に巻いた光ファイバコイル（２）を１つもしくは複数用いることを特徴とする光ファイバコイル式センサ（１００）。
4. 請求項３に記載の光ファイバコイル式センサにおいて、前記光ファイバコイル（２）を、多孔金プレート（５０）に、フィラー入り金ペースト（５２）で固定したことを特徴とする光ファイバコイル式センサ（１０１）。
5. 請求項１，２，３のいずれかに記載の光ファイバコイル式センサにおいて、前記光ファイバ（１０）を、円柱形状または円筒形状の心材（６０）に巻き付けて光ファイバコイルを形成したことを特徴とする光ファイバコイル式センサ（１０２）。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の光ファイバコイル式センサにおいて、前記光ファイバ（１０）のコア（１ｅ）の径がなだらかに拡径している部分を有し、その拡径している部分で光の入力もしくは出力がなされることを特徴とする光ファイバコイル式センサ（１００）。
7. コア（１ｅ）とクラッド（１ｄ）からなる光ファイバ素線（１１）の外周面に、有機金属液または有機金属ペーストの塗布焼付けにより、金属被覆（２ｔ）を形成したことを特徴とする光ファイバ（２０）。
8. コア（１ｅ）からなる光ファイバ素線の外周面に、有機金属液または有機金属ペーストの塗布焼付け、もしくは無電解メッキと電解メッキ、もしくはスパッタリングまたは真空蒸着により、金属被覆（２ｔ）を形成したことを特徴とする光ファイバ（１６）。
9. コア（１ｅ）およびクラッド（１ｄ）からなる光ファイバ素線（１１）の外周面にポリイミド樹脂もしくはポリイミド樹脂を窒素雰囲気中において熱処理して得られる変性ポリイミド樹脂による樹脂被覆（１ｔ）を形成したのち、有機金属液または有機金属ペーストを塗布焼付けもしくは無電解メッキと電解メッキもしくはスパッタリングまたは真空蒸着により金属被覆（２ｔ）を形成したことを特徴とする光ファイバ（２６）。
10. コア（１ｅ）からなる光ファイバ素線の外周面にポリイミド樹脂もしくはポリイミド樹脂を窒素雰囲気中において熱処理して得られる変性ポリイミド樹脂による樹脂被覆（１ｔ）を形成したのち、有機金属液または有機金属ペーストを塗布焼付けもしくは無電解メッキと電解メッキもしくはスパッタリングまたは真空蒸着により金属被覆（２ｔ）を形成したことを特徴とする光ファイバ（４５）。
11. コア（１ｅ）およびクラッド（１ｄ）からなる光ファイバ素線（１１）の外周面に有機金属液または有機金属ペーストの塗布焼付けもしくはスパッタリングまたは真空蒸着により金属被覆（２ｔ−１）を形成したのち、電解メッキにより金属被覆（２ｔ−２）を形成したことを特徴とする光ファイバ（２０’）。
12. コア（１ｅ）からなる光ファイバ素線の外周面に有機金属液または有機金属ペーストの塗布焼付けもしくはスパッタリングまたは真空蒸着により金属被覆（２ｔ−１）を形成したのち、電解メッキにより金属被覆（２ｔ−２）を形成したことを特徴とする光ファイバ（１４）。
13. コア（１ｅ）およびクラッド（１ｄ）からなる光ファイバ素線（１１）の外周面にポリイミド樹脂もしくはポリイミド樹脂を窒素雰囲気中において熱処理して得られる変性ポリイミド樹脂による樹脂被覆（１ｔ）を形成したのち、有機金属液または有機金属ペーストの塗布焼付けもしくはスパッタリングまたは真空蒸着により金属被覆（２ｔ−１）を形成し、そののち電解メッキにより金属被覆（２ｔ−２）を形成したことを特徴とする光ファイバ（２７）。
14. コア（１ｅ）からなる光ファイバ素線の外周面にポリイミド樹脂もしくはポリイミド樹脂を窒素雰囲気中において熱処理して得られる変性ポリイミド樹脂による樹脂被覆（１ｔ）を形成したのち、有機金属液または有機金属ペーストの塗布焼付けもしくはスパッタリングまたは真空蒸着により金属被覆（２ｔ−１）を形成し、そののち電解メッキにより金属被覆（２ｔ−２）を形成したことを特徴とする光ファイバ（４７）。
15. 請求項７から請求項１４のいずれかに記載の光ファイバに、ポリイミド樹脂による樹脂被覆（１ｔ−２）を形成したことを特徴とする光ファイバ（４７）。
16. 請求項７から請求項１５のいずれかに記載の光ファイバ（２５）を、金属，ガラス，セラミックまたはこれらを複合した材料の管（７０）に密封したことを特徴とする光ファイバ（２５０）。
17. 請求項１６に記載の光ファイバにおいて、前記管（７０）の内部に不活性ガスを充填したことを特徴とする光ファイバ（２５０）。
18. 請求項１６または請求項１７に記載の光ファイバにおいて、前記管（７０）内の光ファイバ（２７）が前記管（７０）に触れないようにするスペーサ（８０）を具備したことを特徴とする光ファイバ（２７０’）。
19. 請求項３から請求項６のいずれかに記載の光ファイバコイル式センサにおいて、前記光ファイバ（２０）が金属被覆（２ｔ）を有する場合、該金属被覆（２ｔ）は、金液または液状もしくはペースト状の上絵付用貴金属組成物または金レジネートペーストまたは銀メタロオーガニックペーストを用いて形成されたもので、２０μｍ以上の厚みを有し、空気中で６００℃から８００℃でアニールされたものであることを特徴とする光ファイバコイル式センサ（１００）。
20. 請求項３から請求項６のいずれかに記載の光ファイバコイル式センサにおいて、前記光ファイバ（２０’）が金属被覆（２ｔ）を有する場合、該金属被覆（２ｔ）は、金液または液状もしくはペースト状の上絵付用貴金属組成物または金レジネートペーストまたは銀メタロオーガニックペーストによる金属被覆（２ｔ−１）の上に金電解メッキによる金属被覆（２ｔ−２）を形成したもので、２０μｍ以上の厚みを有し、空気中で６００℃から８００℃でアニールされたものであることを特徴とする光ファイバコイル式センサ（１００）。
21. 請求項３から請求項６のいずれかに記載の光ファイバコイル式センサにおいて、前記光ファイバ（２０’）が金属被覆（２ｔ）を有する場合、該金属被覆（２ｔ）は、金無電解メッキによる金属被覆（２ｔ−１）の上に金電解メッキによる金属被覆（２ｔ−２）を形成したもので、２０μｍ以上の厚みを有し、空気中で６００℃から８００℃でアニールされたものであることを特徴とする光ファイバコイル式センサ（１００）。
22. 請求項７から請求項１８のいずれかに記載の光ファイバにおいて、有機金属液または有機金属ペーストを塗布焼き付けする場合、該有機金属液または前記有機金属ペーストは、金液または液状もしくはペースト状の上絵付用貴金属組成物または金レジネートペーストまたは銀メタロオーガニックペーストのいずれかであることを特徴とする光ファイバ（２０）。

Images