JP2011107217A - Method for manufacturing plastic clad optical fiber core wire, and plastic clad optical fiber core wire - Google Patents

Method for manufacturing plastic clad optical fiber core wire, and plastic clad optical fiber core wire Download PDF

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一之 相馬
Takashi Takada
崇志 高田
Itaru Sakabe
至 坂部
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  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a plastic clad optical fiber core wire having a bending loss resistance ≤0.1 dB/turn with a small bending radius, and to provide the plastic clad optical fiber core wire. <P>SOLUTION: A soot body containing Ge with silica glass as the principal component is sintered and made transparent to form a core preform, with a core part 2 formed by fusing and line-drawing a ground body for which the outer periphery of the core preform is removed for 2% or more in the diameter ratio by grinding. Then, the core part 2 is covered with plastic having a refractive index lower than that of the core part 2 to form a clad part 3, in the method for manufacturing the plastic clad optical fiber core wire 1. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、プラスチッククラッド光ファイバ心線の製造方法およびプラスチッククラッド光ファイバ心線に関し、特に一般家庭やオフィスなどで使用されるUSBケーブルやHDMIケーブル(又はコード)、携帯電話内などに使用されるプラスチッククラッド光ファイバ心線の製造方法、およびこのプラスチッククラッド光ファイバ心線に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a plastic clad optical fiber core and a plastic clad optical fiber core, and in particular, is used in a USB cable, an HDMI cable (or cord), a mobile phone, etc. used in general homes and offices. The present invention relates to a method for manufacturing a plastic clad optical fiber and a plastic clad optical fiber.

光ファイバ心線の一種に、ハードポリマークラッドファイバ心線(以下、HPCF心線と云う)と呼ばれるものがある。このHPCF心線は、石英系ガラスからなるコアガラスの外周に、該ガラスよりも屈折率の低いフッ素系樹脂をクラッド層として被覆してHPCF素線を形成している。このHPCF素線上に、フッ素系熱可塑性樹脂からなる樹脂被覆層を押出被覆してHPCF心線を形成している。
HPCF心線は、パルス光源と受光器との結合効率が高く、接続が容易であるためにFA(Factory Automation)など短距離通信の分野で使用されている。
One type of optical fiber is called a hard polymer clad fiber (hereinafter referred to as HPCF core). This HPCF core wire is formed by covering the outer periphery of a core glass made of quartz glass with a fluorine resin having a refractive index lower than that of the glass as a cladding layer. On this HPCF strand, a resin coating layer made of a fluorine-based thermoplastic resin is extrusion-coated to form an HPCF core.
The HPCF core wire is used in the field of short-distance communication such as FA (Factory Automation) because the coupling efficiency between the pulse light source and the light receiver is high and the connection is easy.

HPCF心線は、オールガラス製ファイバよりもコアとクラッドとの比屈折率差を大きくすることが可能な光ファイバである(例えば、特許文献1)。具体的には、Geを添加して純シリカよりも屈折率を高くし、クラッドにフッ素樹脂を使用して屈折率を純シリカよりも低くして、コアとクラッドとの比屈折率差を大きくしている。   The HPCF core wire is an optical fiber capable of making the relative refractive index difference between the core and the clad larger than that of the all-glass fiber (for example, Patent Document 1). Specifically, Ge is added to make the refractive index higher than that of pure silica, and the refractive index is made lower than that of pure silica by using a fluororesin for the cladding, thereby increasing the relative refractive index difference between the core and the cladding. is doing.

特開平11−64665号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-64665

例えば、光複合USBケーブルでは曲げ径4φ(曲げ半径R=2mm)という小さな曲げ径で0.1dB/turn以下の曲げ損失耐性を有するという厳しい規格のマルチモードファイバが求められている。
HPCF心線は、上記のような小さな曲げ径に曲げられると、マクロベンド損失が発生して、信号強度の低下や大きな変動となって、符合誤りが発生して通信異常の原因になることが知られている。これを防ぐには、マクロベンド損失を極力低減する必要がある。
For example, in an optical composite USB cable, a strict standard multimode fiber that has a bending loss resistance of 0.1 dB / turn or less with a small bending diameter of 4φ (bending radius R = 2 mm) is required.
When the HPCF core wire is bent to a small bending diameter as described above, a macrobend loss occurs, resulting in a decrease in signal strength or a large fluctuation, resulting in a code error and a communication error. Are known. In order to prevent this, it is necessary to reduce the macro bend loss as much as possible.

本発明の目的は、上記課題を解決するためになされたものであり、小さな曲げ径で0.1dB/turn以下の曲げ損失耐性を有するプラスチッククラッド光ファイバ心線の製造方法およびプラスチッククラッド光ファイバ心線を提供することにある。   An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and a method for producing a plastic-clad optical fiber having a small bending diameter and a bending loss resistance of 0.1 dB / turn or less, and a plastic-clad optical fiber core Is to provide a line.

本発明の構成は、以下の様である。
(1)シリカガラスを主成分としてゲルマニウムを含有するスス体を焼結、透明化してコアプリフォームとし、該コアプリフォームの外周を直径比で2パーセント以上研削して除去した研削体を溶融および線引してコア部とし、該コア部より低い屈折率を有するプラスチックを前記コア部に被覆してクラッド部とすることを特徴とするプラスチッククラッド光ファイバ心線の製造方法。
The configuration of the present invention is as follows.
(1) A soot body containing silica glass as a main component and containing germanium is sintered and transparentized to form a co-appli foam, and the outer periphery of the co-appli foam is ground and removed by at least 2% in diameter ratio to melt and A method for producing a plastic-clad optical fiber, comprising: drawing a core portion; and coating the core portion with a plastic having a lower refractive index than the core portion to form a clad portion.

(2)純シリカよりも屈折率の高いガラスコアと、純シリカよりも屈折率の低いプラスチッククラッドと、からなるプラスチッククラッド光ファイバ心線であって、
前記コアがステップインデックスであり、且つ前記コアの外周から該コアの直径の2パーセント以内の部分を含めて前記コアの屈折率が実質的に一定値であることを特徴とするプラスチッククラッド光ファイバ心線。
(2) A plastic-clad optical fiber core comprising a glass core having a refractive index higher than that of pure silica and a plastic cladding having a refractive index lower than that of pure silica,
A plastic clad optical fiber core, wherein the core is a step index, and the refractive index of the core is a substantially constant value including a portion within 2% of the diameter of the core from the outer periphery of the core. line.

本発明のプラスチッククラッド光ファイバ心線の製造方法およびプラスチッククラッド光ファイバ心線によれば、小さな曲げ径で0.1dB/turn以下の曲げ損失耐性を得ることができる。   According to the plastic clad optical fiber manufacturing method and the plastic clad optical fiber core of the present invention, it is possible to obtain a bending loss resistance of 0.1 dB / turn or less with a small bending diameter.

本発明に係るプラスチッククラッド光ファイバ心線の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the plastic clad optical fiber core wire which concerns on this invention. 本発明に係るプラスチッククラッド光ファイバ心線の開口数と曲げ損失との相関図である。It is a correlation diagram of the numerical aperture and bending loss of the plastic clad optical fiber core wire which concerns on this invention. 本発明に係るプラスチッククラッド光ファイバ心線(SI型)の外研前後のコアプロファイルの屈折率分布を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the refractive index distribution of the core profile before and after the external polishing of the plastic clad optical fiber core wire (SI type) according to the present invention. 本発明に係るプラスチッククラッド光ファイバ心線の製造プロセスを示すフローである。It is a flow which shows the manufacturing process of the plastic clad optical fiber core wire which concerns on this invention.

以下、本発明に係るプラスチッククラッド光ファイバ心線(以下、PCF心線と云う)の製造方法およびプラスチッククラッド光ファイバ心線の実施形態について図面を参照して説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a method for producing a plastic-clad optical fiber (hereinafter referred to as a PCF core) according to the present invention and an embodiment of a plastic-clad optical fiber will be described with reference to the drawings.

図1に示すように、PCF心線1は、石英系ガラスからなるガラスコア2と、このガラスコア2より屈折率の低い樹脂である紫外線硬化型フッ化アクリレート樹脂などの紫外線硬化型フッ素樹脂からなりガラスコア2の外周面を包囲するプラスチッククラッド層3と、からなるプラスチッククラッド光ファイバ素線(以下、PCF素線と云う)4を備えている。このクラッド層3の外周に、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)などのフッ素系熱可塑性樹脂からなる樹脂被覆層5を形成している。   As shown in FIG. 1, the PCF core wire 1 is made of a glass core 2 made of quartz glass and an ultraviolet curable fluororesin such as an ultraviolet curable fluorinated acrylate resin which is a resin having a lower refractive index than the glass core 2. A plastic clad layer 3 surrounding the outer peripheral surface of the formed glass core 2 and a plastic clad optical fiber strand (hereinafter referred to as PCF strand) 4 is provided. A resin coating layer 5 made of a fluorine-based thermoplastic resin such as ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE) is formed on the outer periphery of the cladding layer 3.

ガラスコア2は、VAD法によりプリフォームから作成される。このガラスコア2の屈折率は、ゲルマニウム(Ge)が添加されることにより純シリカよりも高くなっている。ガラスコア2の屈折率分布は、ステップインデックス(SI)型であり、コアの屈折率(又は比屈折率差)は一定である。特筆すべきは、コアの外周からコア直径の2%以内の部分(コアの外周部分)は、通常のコアでは屈折率(又は比屈折率差)が一定とならない(外周にかけて屈折率が小さくなる)のであるが、本発明のプラスチッククラッド光ファイバ心線はその部分まで屈折率(又は比屈折率差)が一定である(図3参照)。   The glass core 2 is made from a preform by the VAD method. The refractive index of the glass core 2 is higher than that of pure silica by adding germanium (Ge). The refractive index distribution of the glass core 2 is a step index (SI) type, and the refractive index (or relative refractive index difference) of the core is constant. It should be noted that the refractive index (or relative refractive index difference) of the portion within 2% of the core diameter from the outer periphery of the core (the outer peripheral portion of the core) is not constant in the normal core (the refractive index decreases toward the outer periphery). However, the plastic clad optical fiber of the present invention has a constant refractive index (or relative refractive index difference) up to that portion (see FIG. 3).

ガラスコア2の曲げ耐性を向上させるには、Ge添加コアのステップインデックス(SI)型ファイバとすると良い。図2に示した開口数(NA)と曲げ損失の傾向から推測すると、1.0%Ge添加コア(コアの純シリカに対する比屈折率差が1.0%になるようにGeを添加したコア)の完全なSI型ファイバでは、NA値は0.43となり、曲げ損失は0.05dB/turnまで向上し、目標の0.1dB/turnを達成することになる。しかし、実際は0.1dB/turnよりも損失が大きくなってしまう。   In order to improve the bending resistance of the glass core 2, it is preferable to use a step index (SI) type fiber having a Ge-added core. Presuming from the numerical aperture (NA) and the tendency of bending loss shown in FIG. 2, a 1.0% Ge-added core (a core added with Ge so that the relative refractive index difference of the core with respect to pure silica is 1.0%) ), The NA value is 0.43, the bending loss is improved to 0.05 dB / turn, and the target of 0.1 dB / turn is achieved. However, in reality, the loss becomes larger than 0.1 dB / turn.

これは、製造プロセス中のコアプロファイルの崩れが原因である。すなわち、Ge添加SIコアを作成する際に、Ge添加シリカのスス付けを行い、続いて焼結を行うが、その際特に炉に近いコアプリフォームの外面近傍において、Geが揮発して比屈折率差が低くなるという現象が起こる。これにより、比屈折率差が低くなった分だけNA値が実効的に低くなり、曲げ損失耐性が予想値から外れるものと考えられる。   This is due to the collapse of the core profile during the manufacturing process. That is, when preparing a Ge-added SI core, sooting of Ge-added silica is performed, followed by sintering. In this case, Ge is volatilized particularly in the vicinity of the outer surface of the co-appli foam near the furnace, and the specific refraction is performed. A phenomenon occurs in which the rate difference becomes low. As a result, it is considered that the NA value is effectively lowered by the amount corresponding to the lower relative refractive index difference, and the bending loss resistance deviates from the expected value.

本発明のPCF心線1は、コアプリフォームの外周を直径比で2%以上、好ましくは5%程度外周研削により除去することで、コアプリフォームの比屈折率差を均一にすることができる。すなわち、図3(a)に示すように、比屈折率差Δが外周部分では純シリカレベル(Bレベル)であり、中心部分では均一(Aレベル)であるSI型コアプリフォーム(外径D1)において、Geが揮発して屈折率が低下した部位(研削量t)を外周研削により除去して、図3(b)に示すような研削体(外径D2)を作成して、この研削体からPCF心線1を作成する。なお、図3中の縦軸は比屈折率差Δ、横軸はガラスコア径Dである。   The PCF core wire 1 of the present invention can make the relative refractive index difference of the co-appli foam uniform by removing the outer circumference of the co-appli foam by peripheral grinding at a diameter ratio of 2% or more, preferably about 5%. . That is, as shown in FIG. 3A, an SI type co-appli foam (outer diameter D1) in which the relative refractive index difference Δ is pure silica level (B level) in the outer peripheral portion and uniform (A level) in the central portion. ), The portion where the refractive index decreased due to the volatilization of Ge (grinding amount t) was removed by peripheral grinding to produce a grinding body (outer diameter D2) as shown in FIG. PCF core wire 1 is created from the body. In FIG. 3, the vertical axis represents the relative refractive index difference Δ, and the horizontal axis represents the glass core diameter D.

例えば、外径D1が80mmのコアプリフォームの外周を、研削量tを1.6mm(直径の2%)とすると、研削後の外径D2が76.8mmの研削体となる。特に、細径コア(コア径50〜80μm)に有効である。これにより、曲げ損失は0.04dB/turnとなり、目標の0.1dB/turn以下のPCF心線1を得ることができ、一般の家庭やオフィス等でこのPCF心線を含むUSBケーブルやHDMIケーブルを使用することができる。この例のように、コアプリフォームの外周を直径比で2パーセント以上研削するというのは、研削後のコアプリフォームの直径が研削前の直径に比べて2%以上小さくなるように研削することを言う。研削後のコアプリフォーム(研削体)の直径は研削前のコアプリフォームの直径の98%以下となる。   For example, when the outer diameter D1 is 80 mm and the grinding amount t is 1.6 mm (2% of the diameter), a ground body having a ground outer diameter D2 of 76.8 mm is obtained. In particular, it is effective for a thin core (core diameter 50 to 80 μm). As a result, the bending loss becomes 0.04 dB / turn, and the target PCF core wire 1 of 0.1 dB / turn or less can be obtained. A USB cable or an HDMI cable including this PCF core wire in a general home or office, etc. Can be used. As in this example, grinding the outer periphery of the co-appli foam by 2% or more in diameter ratio means that the diameter of the co-appli foam after grinding is 2% or more smaller than the diameter before grinding. Say. The diameter of the co-appli foam (grinding body) after grinding is 98% or less of the diameter of the co-appli foam before grinding.

プラスチッククラッド層3の屈折率は、純シリカに対して比屈折率差が−3.0%以下であり、Ge添加コアの屈折率は、純シリカに対して比屈折率差が+0.8%以上であることが好ましい。   The refractive index of the plastic cladding layer 3 has a relative refractive index difference of −3.0% or less with respect to pure silica, and the refractive index of the Ge-added core has a relative refractive index difference of + 0.8% with respect to pure silica. The above is preferable.

プラスチッククラッド層3の樹脂としては、純シリカに対して屈折率が低く、紫外線等の活性エネルギー線で硬化することが可能であり、さらにはこの樹脂組成物を硬化することによって機械的強度があり、可撓性を有し、かつ透明性に優れた硬化物が得られる樹脂であることが必要である。   The resin of the plastic clad layer 3 has a low refractive index with respect to pure silica, can be cured with active energy rays such as ultraviolet rays, and has a mechanical strength by curing the resin composition. It is necessary that the resin is a resin that is flexible and provides a cured product having excellent transparency.

このような樹脂には、(a)分子内にフッ素原子を含有する(メタ)アクリレート単量体または重合体、(b)(メタ)アクリレート単量体または重合体、(c)コア材と化学結合を形成するカップリング剤、(d)光重合開始剤から成る樹脂組成物を用いることが好ましい。成分(a)の分子中のフッ素原子数または成分を変えることや樹脂組成物中の成分(a)の濃度を変えることにより、望ましい屈折率を得ることができる。
分子内にフッ素原子を含有する(メタ)アクリレート単量体(a1)としては、下記化学式(A)の物質や、2個以上の不飽和結合を有するものとして化学式(B1)乃至(B3)の物質が挙げられる。
Such resins include (a) (meth) acrylate monomers or polymers containing fluorine atoms in the molecule, (b) (meth) acrylate monomers or polymers, (c) core materials and chemicals. It is preferable to use a resin composition comprising a coupling agent that forms a bond and (d) a photopolymerization initiator. A desired refractive index can be obtained by changing the number of fluorine atoms in the molecule of the component (a) or the component, or changing the concentration of the component (a) in the resin composition.
As the (meth) acrylate monomer (a1) containing a fluorine atom in the molecule, a substance represented by the following chemical formula (A) or a compound represented by chemical formulas (B1) to (B3) having two or more unsaturated bonds Substances.

化学式(A)

Figure 2011107217
Chemical formula (A)
Figure 2011107217

化学式(B1)

Figure 2011107217
Chemical formula (B1)
Figure 2011107217

化学式(B2)

Figure 2011107217
Chemical formula (B2)
Figure 2011107217

化学式(B3)

Figure 2011107217
Chemical formula (B3)
Figure 2011107217

フッ素原子を含有する(メタ)アクリレート重合体(a2)として、例えば数平均分子量が5万〜500万(スチレン換算)の下記化学式(C)で示されるような、エステル側鎖不飽和結合を有する(メタ)アクリレート共重合体を挙げることができる。   As a (meth) acrylate polymer (a2) containing a fluorine atom, for example, it has an ester side chain unsaturated bond as shown by the following chemical formula (C) having a number average molecular weight of 50,000 to 5,000,000 (in terms of styrene). Mention may be made of (meth) acrylate copolymers.

化学式(C)

Figure 2011107217
Chemical formula (C)
Figure 2011107217

[式中、R1およびR2はそれぞれ水素またはメチル基、Rfはフルオロアルキル基、Rxは不飽和結合を有する炭化水素基を表す。]
Rx基としては、ビニル基、アリル基、アクリル基、メタクリル基、内部オレフィン等を挙げることができる。
Rf基としては、−(CH)a−(CF)b−CF
[式中、aは1または2、bは2〜6である。]
を例示できる。
[Wherein, R1 and R2 each represents hydrogen or a methyl group, Rf represents a fluoroalkyl group, and Rx represents a hydrocarbon group having an unsaturated bond. ]
Examples of the Rx group include a vinyl group, an allyl group, an acrylic group, a methacryl group, and an internal olefin.
The Rf group, - (CH 2) a- ( CF 2) b-CF 3
[Wherein, a is 1 or 2, and b is 2-6. ]
Can be illustrated.

(メタ)アクリレート単量体(b)としては、架橋性、即ち2個以上の不飽和結合を有するものとして、例えば次の化合物が挙げられる:
1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、グリセロールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリグリセロールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート。
Examples of the (meth) acrylate monomer (b) include the following compounds as crosslinkable, that is, those having two or more unsaturated bonds:
1,4-butanediol di (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, glycerol dimethacrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, 1,3-butylene glycol di (meth) Acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, triglycerol diacrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, tripropylene glycol diacrylate, trimethylolpropane tri (meth) Acrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate, dipentaerythritol hexa Acrylate.

カップリング剤(c)としては、例えば、次の化合物が挙げられる:
トリメトキシビニルシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ジメチルエトキシビニルシラン等。
また、分子内に2個以上の不飽和結合を持つものとして、例えば、次の化合物が挙げられる:
ジエトキシジビニルシラン、ジメトキシジビニルシラン、ジメタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等。
Examples of the coupling agent (c) include the following compounds:
Trimethoxyvinylsilane, methacryloxypropyltrimethoxysilane, dimethylethoxyvinylsilane, etc.
Examples of compounds having two or more unsaturated bonds in the molecule include the following compounds:
Diethoxydivinylsilane, dimethoxydivinylsilane, dimethacryloxypropyltrimethoxysilane, etc.

光重合開始剤(d)としては、紫外線照射により容易にラジカルを発生する化合物が望ましく、次の化合物が挙げられる:
ベンゾフェノン、アセトフェノン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、α,α′−アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキサイド、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン。
The photopolymerization initiator (d) is preferably a compound that easily generates radicals upon irradiation with ultraviolet light, and includes the following compounds:
Benzophenone, acetophenone, benzyl, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin isobutyl ether, benzyl dimethyl ketal, α, α'-azobisisobutyronitrile, benzoyl peroxide, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2,2-dimethoxy-2 -Phenylacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one.

上述の構成の樹脂組成物を樹脂液とし、この樹脂液をコアに塗布してさらに紫外線を照射してクラッド層3を製造する形態が好ましい。樹脂液の塗布方法は、ダイスコーティング方式とすることが好ましい。   A preferred embodiment is one in which the resin composition having the above-described configuration is used as a resin liquid, and this resin liquid is applied to the core and further irradiated with ultraviolet rays to produce the clad layer 3. The resin liquid is preferably applied by a die coating method.

樹脂被覆層5は、耐熱性の高い熱可塑性樹脂からなる樹脂組成物により形成される。熱可塑性樹脂としては、例えば、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)等が挙げられる。または、ウレタンアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂にエポキシアクリレート樹脂やポリエステルアクリレート樹脂等を配合した樹脂などの紫外線硬化型樹脂でも良い。   The resin coating layer 5 is formed of a resin composition made of a thermoplastic resin having high heat resistance. Examples of the thermoplastic resin include ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE). Alternatively, an ultraviolet curable resin such as a urethane acrylate resin or a resin obtained by blending an urethane acrylate resin with an epoxy acrylate resin or a polyester acrylate resin may be used.

次に、PCF心線の製造方法について説明する。   Next, a method for manufacturing a PCF core wire will be described.

図4に示すように、SI型のコアプリフォームをVAD法によりシリカガラスを主成分としてGeを含有するスス付けを行う(S10)。Geを含有するスス体を脱水・焼結してから透明化させてコアプリフォームとする(S11)。コアプリフォームを抵抗炉内で延伸させる(S12)。   As shown in FIG. 4, the so-called co-appli foam is sooted containing Ge containing silica glass as a main component by the VAD method (S10). A soot body containing Ge is dehydrated and sintered and then transparentized to obtain a co-appli foam (S11). The co-appli foam is stretched in a resistance furnace (S12).

次に、プリフォームアナライザ(PA)によりコアプリフォームの屈折率を検査して、外周研削量を設定する(S13)。そして、コアプリフォームの外周研削と平滑仕上げ研磨を行う(S14)。コアプリフォームの外周から直径比で2%〜20%の部分を研削する。脱水・焼結時にコアプリフォームの外周部分のGeが揮発してその部分の比屈折率差が低くなるが、その部分を研削するので、得られた研削体は外周部分においても中央部分と屈折率(比屈折率差)が同じである。外周から直径比で2%の部分を研削すれば、Geが揮発して屈折率(比屈折率差)が小さくなった部分を十分に除去できる。また、20%以上研削しても効果は変わらず、研削するだけ無駄である。   Next, the refractive index of the co-appli foam is inspected by the preform analyzer (PA), and the peripheral grinding amount is set (S13). Then, peripheral grinding and smooth finish polishing of the co-appli foam are performed (S14). A portion of 2% to 20% in diameter ratio is ground from the outer periphery of the co-appli foam. During dehydration and sintering, Ge in the outer peripheral portion of the co-appli foam volatilizes and the relative refractive index difference in that portion becomes lower. However, since this portion is ground, the obtained grinding body is also refracted from the central portion in the outer peripheral portion. The rate (specific refractive index difference) is the same. If a portion having a diameter ratio of 2% is ground from the outer periphery, the portion where Ge is volatilized and the refractive index (specific refractive index difference) is reduced can be sufficiently removed. Moreover, even if it grinds 20% or more, an effect is not changed and it is useless just to grind.

なお、外周研削は、一定外周に研削可能なセンタレスグラインダを使用するが、光ファイバの長さ方向の安定性を向上させるためにはNC制御が可能な外周研削機を使用するのが望ましい。この場合、長さ方向にプリフォームアナライザ(PA)により屈折率プロファイルを測定しておき、開口数(NA)が一定とすると長さ方向で外径が変化してしまう。それよりは、位置−屈折率のプロファイル図でコア部の面積が一定となるように各断面における研削量を算出する方がより好ましい。   The outer peripheral grinding uses a centerless grinder that can grind to a constant outer periphery, but in order to improve the stability in the length direction of the optical fiber, it is desirable to use an outer peripheral grinder capable of NC control. In this case, if the refractive index profile is measured with a preform analyzer (PA) in the length direction and the numerical aperture (NA) is constant, the outer diameter changes in the length direction. It is more preferable to calculate the grinding amount in each cross section so that the area of the core portion is constant in the position-refractive index profile diagram.

次に、コアプリフォームをフッ酸(HF)に漬けて洗浄する(S15)。コアプリフォームをダミー棒に接続する(S16)。コアプリフォームを溶融・線引きしてコアを形成し、その外周にコアより低い屈折率を有するプラスチッククラッド層をダイスによりコーティングする(S17)。そして、コア径およびクラッド径が設定通りにできているか構造検査を行う(S18)。次に、クラッド外周に押出し成形により熱可塑性樹脂である被覆層を形成する(S19)。最後に、構造および光学特性の最終検査を行う(S20)。   Next, the co-appli foam is immersed in hydrofluoric acid (HF) and washed (S15). The co-appli form is connected to the dummy bar (S16). The core is formed by melting and drawing the co-appli foam, and a plastic clad layer having a lower refractive index than the core is coated on the outer periphery with a die (S17). Then, a structural inspection is performed to determine whether the core diameter and the clad diameter are as set (S18). Next, a coating layer that is a thermoplastic resin is formed on the outer periphery of the clad by extrusion molding (S19). Finally, a final inspection of the structure and optical properties is performed (S20).

以上説明したように、本実施形態のPCF心線の製造方法によれば、コアプリフォームの外周を直径比で2%以上外周研削により除去することで、コアプリフォームの比屈折率差を均一にすることができる。これにより、曲げ半径2mm程度の小さな曲げ径でも0.1dB/turn以下の曲げ損失耐性を得ることができる。   As described above, according to the PCF core wire manufacturing method of the present embodiment, the outer periphery of the co-appli foam is removed by peripheral grinding at a diameter ratio of 2% or more so that the relative refractive index difference of the co-appli foam is uniform. Can be. Thereby, even with a small bending diameter of about 2 mm, a bending loss resistance of 0.1 dB / turn or less can be obtained.

本実施形態のPCF心線によれば、外周から直径比2%以内の部分を含めてコアの屈折率(比屈折率差)が実質的に一定値で、曲げ損失0.1dB/turn以下を実現できる。このPCF心線を含むUSBケーブルやHDMIケーブルは直径4mmに曲げても曲げ損失が十分小さく、家庭やオフィスで安心して使用することができる。   According to the PCF core wire of this embodiment, the refractive index of the core (relative refractive index difference) including the portion within 2% of the diameter ratio from the outer periphery is a substantially constant value, and the bending loss is 0.1 dB / turn or less. realizable. Even if the USB cable or HDMI cable including the PCF core wire is bent to a diameter of 4 mm, the bending loss is sufficiently small, so that it can be used at home or in office with peace of mind.

本発明のPCF心線の実施例として、コア径200μm、50μmおよび100μmのコアプリフォームの外周を直径比で2%〜5%削った研削プリフォームを実施例1〜3とした。一方、コア径80μmの研削無しのプリフォームを比較例とした。これら各々コアプリフォームの曲げ半径2mmでの曲げ耐性を測定した。
なお、PCF心線の開口数はいずれも0.43とした。研削する前後で開口数が変化する。したがって、研削してNA=0.43となり、コアプリフォームを研削しなければNA<0.43となる。
As examples of the PCF core wire of the present invention, Examples 1 to 3 were grinding preforms in which the outer periphery of a core shape having a core diameter of 200 μm, 50 μm, and 100 μm was shaved by 2% to 5% in diameter ratio. On the other hand, a preform without grinding with a core diameter of 80 μm was used as a comparative example. The bending resistance of each of these co-appli foams at a bending radius of 2 mm was measured.
Note that the numerical aperture of each PCF core wire was 0.43. The numerical aperture changes before and after grinding. Therefore, when grinding, NA = 0.43, and when the co-appli foam is not ground, NA <0.43.

実施例1〜3および比較例のPCF心線の曲げ損失値を表1に示す。   Table 1 shows the bending loss values of the PCF core wires of Examples 1 to 3 and Comparative Example.

Figure 2011107217
Figure 2011107217

表1に示すように、半径2mmの小径に曲げたときの曲げ損失の増加分は、実施例1〜3では、Geの揮発により比屈折率差が低下したコアプリフォームの外周を直径比で5%外周研削により除去した。これにより、コアプリフォームの比屈折率差を均一にすることができ、曲げ損失が0.1dB/turn以下の実用的に問題のないPCF心線を得ることができた。これに対して比較例では、Geの揮発により比屈折率差が低下した分だけNA値が実効的に低くなり、曲げ損失の増加分が0.1dB/turn以上となり、実用に耐えないことが想定される。   As shown in Table 1, the increase in bending loss when bending to a small diameter of 2 mm is the diameter ratio of the outer periphery of the co-appli foam in which the relative refractive index difference has decreased due to the volatilization of Ge in Examples 1 to 3. It was removed by 5% peripheral grinding. Thereby, the relative refractive index difference of the co-appli foam can be made uniform, and a practically problematic PCF core wire having a bending loss of 0.1 dB / turn or less can be obtained. On the other hand, in the comparative example, the NA value is effectively reduced by the amount that the relative refractive index difference is reduced due to the volatilization of Ge, and the increase in bending loss is 0.1 dB / turn or more, which is not practical. is assumed.

また、得られたPCF心線の破断確率を求めたところ、コア径が100μm以下では破断確率が1ppm以下であったが、コア径が100μmよりも大きな実施例1では破断確率が1ppmよりも大きかった。したがって、要求される破断確率が1ppm以下の用途には、コア径が50μm以下のPCF心線を使用するのが好ましい。   Further, when the fracture probability of the obtained PCF core wire was determined, the fracture probability was 1 ppm or less when the core diameter was 100 μm or less, but in Example 1 where the core diameter was larger than 100 μm, the fracture probability was greater than 1 ppm. It was. Therefore, it is preferable to use a PCF core wire having a core diameter of 50 μm or less for applications where the required fracture probability is 1 ppm or less.

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably. In addition, the material, shape, dimension, numerical value, form, number, arrangement location, and the like of each component in the above-described embodiment are arbitrary and are not limited as long as the present invention can be achieved.

1…PCF心線、2…コアガラス、3…クラッド層、4…PCF素線、5…樹脂被覆層   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... PCF core wire, 2 ... Core glass, 3 ... Cladding layer, 4 ... PCF strand, 5 ... Resin coating layer

Claims (2)

シリカガラスを主成分としてゲルマニウムを含有するスス体を焼結、透明化してコアプリフォームとし、該コアプリフォームの外周を直径比で2パーセント以上研削して除去した研削体を溶融および線引してコア部とし、該コア部より低い屈折率を有するプラスチックを前記コア部に被覆してクラッド部とすることを特徴とするプラスチッククラッド光ファイバ心線の製造方法。   A soot body containing silica glass as a main component and containing germanium is sintered and transparentized to form a co-appli foam, and the ground body removed by grinding the outer periphery of the co-appli foam by a diameter ratio of 2% or more is melted and drawn. A method for producing a plastic-clad optical fiber, comprising: forming a core part, and coating the core part with a plastic having a lower refractive index than the core part. 純シリカよりも屈折率の高いガラスコアと、純シリカよりも屈折率の低いプラスチッククラッドと、からなるプラスチッククラッド光ファイバであって、
前記コアがステップインデックスであり、前記コアの外周から該コアの直径の2パーセント以内の部分を含めて前記コアの屈折率が実質的に一定値であることを特徴とするプラスチッククラッド光ファイバ。
A plastic clad optical fiber comprising a glass core having a higher refractive index than pure silica and a plastic clad having a lower refractive index than pure silica,
A plastic clad optical fiber, wherein the core is a step index, and a refractive index of the core is a substantially constant value including a portion within 2% of a diameter of the core from an outer periphery of the core.
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