JP2867945B2

JP2867945B2 - 光ファイバ

Info

Publication number: JP2867945B2
Application number: JP8040218A
Authority: JP
Inventors: 健二園田; 勝横山; 弘横川; 健治椿
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1996-02-28
Filing date: 1996-02-28
Publication date: 1999-03-10
Anticipated expiration: 2016-02-28
Also published as: JPH09230157A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、最外層のクラッド
材として、シリカの多孔質骨格からなるエアロゲルを用
いた、複数層のクラッド材を備える光ファイバに関し、
詳しくは、太陽光の伝送、医療用機器照明、顕微鏡照
射、自動車部品等の照明関係、パンチカード読み取り、
マーク読み取り等の情報システム関係、遠隔モニター、
自動検査等のプロセスコントロール関係、その他装飾
品、玩具等におけるライトガイド、紫外線ファイバ、赤
外線ファイバ、イメージファイバ、ウェーブガイド、ア
クティブファイバ等に適用でき、高い伝送効率を得るこ
とができる光ファイバに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ファイバのコア材としては、石
英系ガラスや多成分系ガラス等のガラス類、メチルメタ
クリレート等のアクリル系やスチロール系のプラスチッ
ク類、あるいはテトラクロルエチレン等の透明な液体類
が用いられている。また、クラッド材としては、コア材
よりも屈折率の低いソーダライム系やホウケイ酸ガラス
系等のガラス類、塩化ビニル、アリルジグリコールカー
ボネートやフッ素を添加して屈折率を低下させたアクリ
ル系のプラスチック類等が用いられている。

【０００３】ここで、クラッド材の屈折率はコア材の屈
折率よりも小さくなるように構成されているが、それら
の屈折率の差の大小により光ファイバの受光角及びコア
材とクラッド材との境界面における光の全反射角が異な
ってくる。

【０００４】一般的にコア材とクラッド材の屈折率の差
を表す指標として比屈折率差が用いられており、次式で
表される。

【０００５】比屈折率差＝（ｎ₁−ｎ₂）／ｎ₁ ここで、ｎ₁はコア材の屈折率、ｎ₂はクラッド材
の屈折率を示している。

【０００６】また、光ファイバの開口数及び受光角θa
［図７参照］は次式で表される。開口数＝ｎ・ｓｉｎθ_a＝（ｎ₁ ²−ｎ₂ ²）^1/2 ここで、ｎは光ファイバの外界の屈折率であり、通常は
空気でｎ＝１．０である。また、コア材とクラッド材の
境界面における光の全反射角φ_aは次式で表される。
ｓｉｎφ_a＝ｎ₂／ｎ₁ したがって、光ファイバの受光角θ_aは、コア材とクラ
ッド材との屈折率の差が大きいほど、すなわち、比屈折
率差が大きいほど大きくなる。つまり、光ファイバの集
光効率を高めるためには、比屈折率差を大きくする必要
がある。このことは、コア材の屈折率を高くし、クラッ
ド材の屈折率を低くすることで達成され得る。

【０００７】ガラス光ファイバに用いられる純粋な石英
ガラスは光損失が小さく、耐熱性、耐薬品性に優れてい
ることから、コア材として多用されている。しかしなが
ら、石英ガラスの屈折率は１．４９と低く、これよりも
屈折率が低いクラッド材の選定が問題となる。クラッド
材にガラスを用いる場合には、純粋な石英ガラスよりも
屈折率を低下させるために、Ｂ₂Ｏ₃やフッ素等の屈折
率低下成分を添加する方法等がある。また、石英ガラス
に屈折率上昇用ドーパントを添加することにより、光損
失を低く維持した状態で屈折率を上昇させる方法もあ
る。このようなドーパントとしては、ＴｉＯ₂、Ｔａ₂
Ｏ₅、ＳｎＯ₂、Ｎｂ₂Ｏ₅、ＺｒＯ₂、Ｙｂ₂Ｏ₃、
Ｌａ₂Ｏ₃、Ａｌ₂Ｏ₃等が挙げられる。この場合に
は、クラッド材として純粋な石英ガラス、あるいはより
低屈折率のドープト石英ガラスが用いられる。また、ク
ラッド材としてプラスチックを用いる場合には、ポリシ
ロキサンやシリコンゴム等のケイ素樹脂や、フッ化エチ
レンプロピレン、フッ化ビニリデン等のフッ素含有樹脂
等が挙げられる。これらの屈折率は低いもので１．２９
〜１．３３程度である。

【０００８】前述したように、コア材とクラッド材との
比屈折率差により光ファイバの受光角θ_aが変化する。
例えば、ライトガイドにおいて、コア材としてフリント
系のＦ２ガラス（屈折率１．６２）、クラッド材として
ソーダライム系ガラス（屈折率１．５２）を用いた場合
には、開口数が０．５６、受光角θ_aが３４度となる。
また、プラスチック光ファイバにおいても、コア材とし
てメタクリル樹脂（屈折率１．５８）、クラッド材とし
てフッ素樹脂（屈折率１．３９）を用いた場合には、開
口数が０．７５、受光角θ_aが４８．７度となる。この
ように、従来のコア材及びクラッド材を用いた光ファイ
バの場合には、受光角θ_aは３０〜５０度程度であり、
高効率で集光することが困難であった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記の事実に
鑑みてなされたもので、その目的とするところは、受光
角が大きく、集光効率の高い光ファイバを提供すること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
光ファイバは、コア材と、このコア材の外面を覆う、コ
ア材より屈折率の低いクラッド材とにより形成される光
ファイバにおいて、前記クラッド材が、複数層のクラッ
ド材から構成され、これらの複数層のクラッド材の最外
層のクラッド材が、１．００８〜１．１８の屈折率を有
する、シリカの多孔質骨格からなるシリカエアロゲルで
あることを特徴とする。

【００１１】本発明の請求項２に係る光ファイバは、前
記クラッド材が、コア材から離れるにしたがい屈折率が
低くなる、複数層のクラッド材から構成されていること
を特徴とする。

【００１２】本発明の請求項３に係る光ファイバは、前
記クラッド材が、２層のクラッド材から構成されている
ことを特徴とする。

【００１３】本発明の請求項４に係る光ファイバは、前
記シリカエアロゲルが、アルコキシシランを加水分解重
合させた後に、超臨界乾燥して得られることを特徴とす
る。

【００１４】本発明の請求項５に係る光ファイバは、前
記シリカエアロゲルが疎水化処理されていることを特徴
とする。

【００１５】本発明の請求項６に係る光ファイバは、前
記最外層のクラッド材であるシリカエアロゲルが、最外
層に最も近い内層のクラッド材の外面の一部を覆うこと
を特徴とする。

【００１６】本発明の請求項７に係る光ファイバは、前
記最外層のクラッド材であるシリカエアロゲルの外面
が、被覆材によって被覆され、かつ、この被覆材と前記
内層のクラッド材とが離れていることを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。

【００１８】本発明に係る光ファイバは、コア材と、こ
のコア材の外面を覆う、コア材より屈折率の低いクラッ
ド材とにより形成されている。このクラッド材は、複数
層のクラッド材から構成され、これらの複数層のクラッ
ド材の中で、最外層のクラッド材が、１．００８〜１．
１８の屈折率を有する、シリカの多孔質骨格からなるシ
リカエアロゲルであることが必要である。前記複数層の
クラッド材は、前記コア材から離れるにしたがい屈折率
が低くなることが好ましい。すなわち、複数層のクラッ
ド材の屈折率は、コア材の屈折率より低く、かつ、前記
複数層のクラッド材の中では、コア材の外面を覆う最内
層のクラッド材の屈折率が最大であり、最内層のクラッ
ド材から最外層のクラッド材に向かうにしたがい、屈折
率が次第に低くなり、最外層のクラッド材が、最小の屈
折率を有することが、好ましい。前記複数層のクラッド
材は、２層以上であればよく、限定されない。以下、主
に、２層のクラッド材を備える光ファイバについて説明
する。

【００１９】図１（ａ）に示すように、本発明に係る光
ファイバは、例えば、屈折率ｎ₁を有するコア材１と、
このコア材１の外面を覆う、コア材１より屈折率の低
い、屈折率ｎ_2aを有する第１のクラッド材２ａと、この
第１のクラッド材２ａの外面を覆う、この第１のクラッ
ド材２ａより屈折率の低い、屈折率ｎ_2bを有する第２の
クラッド材２ｂとにより形成されている。前記コア材１
として、例えば、石英系ガラス若しくは多成分系ガラス
等のガラス類、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）
等のアクリル系若しくはスチロール系等のプラスチック
類、又は、テトラクロルエチレン等の透明な液体類等が
用いられる。第１のクラッド材２ａとしては、コア材よ
りも屈折率の低い、例えば、ソーダライム系やホウケイ
酸ガラス系等のガラス類、塩化ビニル、アリルジグリコ
ールカーボネートやフッ素を添加して屈折率を低下させ
たアクリル系のプラスチック類等が用いられるが、限定
されない。本発明に係る光ファイバは、例えば、屈折率
ｎ₁のコア材１と、このコア材１の外面を覆う、コア材
１より屈折率の低い、屈折率ｎ_2aの第１のクラッド材２
ａとにより構成される受光角の小さい従来の光ファイバ
ーを用いて、この従来の光ファイバーと、この従来の光
ファイバーの外面を覆う、前記第１のクラッド材２ａよ
り屈折率の低い、屈折率ｎ_2bの第２のクラッド材２ｂと
により形成されていてもよい。

【００２０】最外層のクラッド材である前記第２のクラ
ッド材２ｂとしては、屈折率ｎ_2bが１．００８〜１．１
８である、シリカの多孔質骨格からなるシリカエアロゲ
ルを用いることが必須である。この第２のクラッド材２
ｂであるシリカエアロゲルは、空気の屈折率ｎ＝１．０
０に近い屈折率ｎ_2bを有しており、この屈折率ｎ_2bは、
シリカエアロゲルの原料配合比によってｎ_2b＝１．００
８〜１．１８の範囲で変化させることができるため、例
えば、コア材１を第１のクラッド材２ａで覆った形状を
有する、受光角の小さい従来の光ファイバを用いて、図
１に示すように、第１のクラッド材２ａの周囲を最外層
のクラッド材である第２のクラッド材２ｂであるシリカ
エアロゲルで取り囲むことにより、受光角の小さい従来
の光ファイバの受光角θ_aを、θ_bまで増大させること
ができる。すなわち、受光角θ_aの従来の光ファイバで
は、コア材１と第１のクラッド材２ａの各屈折率から得
られる受光角θ_aよりも広い角度でコア中に入射した光
は、コア材１と第１のクラッド材２ａの境界面におい
て、全反射せず第１のクラッド材２ａ中に入射し、その
後、被覆材に吸収されて伝送されない（図７参照）。

【００２１】しかしながら、本発明に係る光ファイバ
は、内層のクラッド材である第１のクラッド材２ａの周
囲に、最外層のクラッド材である第２のクラッド材２ｂ
として、原料配合比によって１．００８〜１．１８まで
変化させることができる極めて低い屈折率を有するシリ
カエアロゲルを用いているため、受光角θ_aよりも広い
受光角θ_bでコア材１中に入射し、第１のクラッド材２
ａ内に入射した光を、第１のクラッド材２ａと第２のク
ラッド材２ｂとの境界面で、全反射させながら伝送する
ことができる。このことより、従来の光ファイバでは伝
送できなかった、受光角θa よりも広角で入射する光で
あっても、伝送することが可能となる。すなわち、広い
受光角で集光することが可能となり、集光効率が向上す
る。しかも、出射端における光の出射角も大きくするこ
とができる。

【００２２】本発明に係る光ファイバに用いるシリカエ
アロゲルの屈折率は、ゲルの原料配合比によって１．０
０８〜１．１８まで変化させることができるため、種々
のコア材及び第１のクラッド材等の内層のクラッド材に
応じて比屈折率差を飛躍的に大きくでき、特に、コア材
として純粋な石英ガラス（屈折率１．４９）を用いる場
合には有効である。このように、シリカエアロゲルを第
２のクラッド材等の最外層のクラッド材として用いるこ
とにより、従来の光ファイバよりも広い受光角で集光す
ることが可能となり、集光効率が向上する。また、出射
端における光の出射角も大きくすることができる。

【００２３】また、コア材を被覆している第１のクラッ
ド材の屈折率はコア材の屈折率よりも低く、かつ、第２
のクラッド材の屈折率よりも高いことが好ましい。第１
のクラッド材等の内層のクラッド材の材質としては、前
記したものが挙げられるが、透明性に優れ、光の吸収や
散乱を生じさせないものが好ましい。本発明に係る光フ
ァイバに用いるシリカエアロゲルは、ＵＳＰ４４０２９
２７号、同４４３２９５６号、同４６１０８６３号に開
示されているように、アルコキシシラン（シリコンアル
コキシド、アルキルシリケートとも称される）の加水分
解、重合反応によって得られたシリカ骨格からなる湿潤
状態のゲル状化合物を、アルコールあるいは二酸化炭素
等の溶媒（分散媒）の存在下で、この溶媒の臨界点以上
の超臨界状態で乾燥することによって製造できる。ま
た、ＵＳＰ５１３７２９７号、同５１２４３６４号に開
示されているように、ケイ酸ナトリウムを原料として同
様に製造することができる。ここで、特開平５−２７９
０１１号公報、特開平７−１３８３７５号公報に開示さ
れているように、アルコキシシランの加水分解、重合反
応によって得られたゲル状化合物を疎水化処理すること
によりシリカエアロゲルに疎水性を付与することが好ま
しい。すなわち、疎水性を付与した疎水性シリカエアロ
ゲルは、湿気や水等が侵入し難く、屈折率や光透過性等
の性能が劣化し難い。

【００２４】次に、本発明に係る光ファイバの形状につ
いて説明する。まず、図１（ａ）に示すように、例え
ば、屈折率ｎ₁を有するコア材１と、このコア材１の外
面を覆う、コア材１より屈折率の低い、屈折率ｎ_2aを有
する第１のクラッド材２ａと、この第１のクラッド材２
ａの外面を覆う、この第１のクラッド材２ａより屈折率
の低い、屈折率ｎ_2bを有するシリカエアロゲルである第
２のクラッド材２ｂとにより形成されている。図１
（ａ）に示すように、シリカエアロゲルの第２のクラッ
ド材２ｂが、第１のクラッド材２ａを全て被覆した形状
のものが挙げられる。ここで、図１（ｂ）に示すよう
に、第２のクラッド材２ｂの外側にシリカエアロゲルの
第２のクラッド材２ｂを保持するための被覆材３があっ
てもよい。この被覆材３としては、例えば、ポリエチレ
ン、架橋ポリエチレン、ポリ塩化ビニル若しくはポリオ
レフィンエラストマー等の樹脂又はステンレス等の金属
類等が挙げられる。なお、これらの被覆材３がアルコー
ルや疎水化処理剤を透過させることができるような膜状
のものであれば、第２のクラッド材２ｂを被覆材３と一
体化した状態で疎水化処理及び超臨界乾燥ができるた
め、生産性の面から好ましい。

【００２５】また、図２又は図３に示すように、第２の
クラッド材２ｂであるシリカエアロゲルが第１のクラッ
ド材２ａの外面の一部を覆う、すなわち、第２のクラッ
ド材２ｂが第１のクラッド材２ａを部分的に被覆してい
てもよい。このような場合、第２のクラッド材２ｂが存
在しない部分には屈折率が１．０の空気層が存在するた
め、比屈折率差の点から好ましい。さらに、必要とする
シリカエアロゲルの量を削減でき、可撓性の面からも優
れている。すなわち、図２（ａ）に示すように、リング
状のシリカエアロゲルの第２のクラッド材２ｂが第１の
クラッド材２ａの外面の一部を所定間隔をあけて覆って
もよく、図３に示すように、粒状のシリカエアロゲルの
第２のクラッド材２ｂが部分的に第１のクラッド材２ａ
の周囲に存在していてもよい。ここで、第２のクラッド
材２ｂの外側にシリカエアロゲルの第２のクラッド材２
ｂを保持するための被覆材３があってもよい。この被覆
材３は、例えば、図２（ｂ）に示すように、第２のクラ
ッド材２ｂのみを被覆していても良く、図２（ｃ）に示
すように、光ファイバ全体を被覆していても良い。

【００２６】図１乃至図３に示したものは、コア材１
と、このコア材１の外面を覆う第１のクラッド材２ａと
からなるファイバ又は従来の光ファイバ等の単線の核フ
ァイバ４に対するものであるが、例えば、図４又は図５
に示すように、この核ファイバ４を複数本束ねて使用す
ることもできる。すなわち、図４（ａ）又は図５（ａ）
に示すように、予め、前記核ファイバ４の所定本数の穴
があいた円盤状の第２のクラッド材２ｂを用いてもよ
く、前記核ファイバ４・・４の隙間に第２のクラッド材
２ｂとしてシリカエアロゲルを充填してもよい。この製
法としては、図４（ｃ）に示すように、被覆材３中に核
ファイバ４の所定本数を、所定間隔をあけて設置し、第
２のクラッド材２ｂとして、例えば、予め乾燥した粒状
のシリカエアロゲルを充填する方法が挙げられる。ある
いは、図４（ｄ）に示すように、ゾル５を加水分解、重
合させるための容器内に、核ファイバ４の所定本数を、
所定間隔をあけて設置した状態で、核ファイバ４・・４
の隙間にゾル５を流し込み、ゲル化させ、第２のクラッ
ド材２ｂとしてシリカエアロゲルを備えた光ファイバを
得る。なお、この際、容器内に上記被覆材３を敷いてお
き、シリカエアロゲルと一体化させてもよい。

【００２７】さらに、図５（ｂ）に示すように、各核フ
ァイバ４に第２のクラッド材２ｂとして、リング状のシ
リカエアロゲルを所定間隔をあけて取り付けたものを、
所定本数だけ束ねる方法等が挙げられる。ここで、図５
（ｃ）又は図５（ｄ）に示すように、第２のクラッド材
２ｂの外側に、シリカエアロゲルの第２のクラッド材２
ｂを保持するための被覆材３があってもよい。図５
（ｃ）に示すように、この被覆材３がシリカエアロゲル
からなる第２のクラッド材２ｂのみを被覆していてもよ
いし、また、図５（ｄ）に示すように、光ファイバ全体
を被覆していてもよい。

【００２８】あるいは、図６に示すように、核ファイバ
４の所定本数を、所定間隔をあけて設置した状態で、例
えば、ゾルを部分的に核ファイバ４上に塗布し、ゲル化
させた後に、核ファイバ４と一体化した状態で超臨界乾
燥して、第２のクラッド材２ｂとしてシリカエアロゲル
を部分的に備えた光ファイバを得るという方法が挙げら
れる。

【００２９】ここで、シリカエアロゲルからなる第２の
クラッド材２ｂの厚み、幅、粒径等については、核ファ
イバ４同士あるいは、核ファイバ４と被覆材３とが接す
ることがない範囲で適宜選択されるものであり、特に限
定されない。なお、複数の核ファイバ４・・４を束ねて
用いる場合には、核ファイバ４・・４同志は接していて
もよい。

【００３０】また、光ファイバの端面の形状について
は、平面状、ドーム状、凹凸面状、磨りガラス状等が挙
げられる。ここで、本発明に係る光ファイバように、受
光角が大きい場合については、入射面での光の反射率を
低減させるために、例えば、端面をドーム状にする等の
方策が挙げられる。

【００３１】本発明に係る光ファイバの最外層のクラッ
ド材として用いるシリカエアロゲルは、シリカの多孔質
骨格から形成されているので、優れた耐熱性を有してお
り、このため、集光レンズや放物鏡等により高密度化さ
れた光エネルギーによってコア材及びクラッド材が高温
になった場合であっても劣化し難い。さらにシリカエア
ロゲルの極めて低い熱伝導率により、光ファイバの外部
に熱が伝達されにくいため、被覆材への熱的な損傷を低
減できる。

【００３２】本発明に係る光ファイバは、最外層のクラ
ッド材として、非常に微細なシリカ粒子からなるシリカ
エアロゲルを使用している。その粒子径及び粒子間空隙
は光の波長よりもはるかに小さいために、多孔体である
にもかかわらず透光性を有し、かつ空気に近い屈折率を
有する。このシリカエアロゲルの屈折率を原料配合比に
より、適宜変化させることができるため、種々の屈折率
を有するコア材及び第１のクラッド材等の内層のクラッ
ド材からなる従来の光ファイバ等の核ファイバに対して
適用可能であり、その受光角及び出射角を増大させるこ
とが可能となる。その結果、高い集光効率を実現でき
る。特に、紫外線伝送や太陽光の伝送、内視鏡等におけ
るライトガイド等において、光損失の少ない石英ガラス
をコア材として用いることが多いが、このような屈折率
が低いコア材を使用する場合であっても、比屈折率を大
きくすることができるため、高い集光効率及び光伝送効
率を実現することができる。また、１本又は複数本の光
ファイバで光ファイバ出射端の半球面全体をほぼ一様に
照明することが可能となる。さらに、疎水化処理を施し
ているため、シリカエアロゲルの収縮がなく、さらに水
分吸着による性能劣化が起こり難い。

【００３３】

【実施例】以下本発明を実施例により、具体的に説明す
る。

【００３４】（実施例１）図１（ａ）に示すように、ポ
リメチルメタクリレートから成るコア材１を、予め特殊
フッ素樹脂からなる第１のクラッド材２ａで被覆したプ
ラスチックファイバー（三菱レイヨン株式会社製；商品
名エスカ、品番ＣＫ−１２０Ｃ、直径３ｍｍ、長さ５５
０ｍｍ）を核フィルタ４として用い、疎水化処理を施し
たシリカエアロゲルを第２のクラッド材２ｂとして用い
て、この第２のクラッド材２ｂの厚みが２ｍｍになるよ
うに被覆した光ファイバを作製した。ここで、コア材１
の屈折率は１．４９５、第１のクラッド材２ａである特
殊フッ素樹脂の屈折率は１．４０２及び第２のクラッド
材２ｂであるシリカエアロゲルの屈折率は１．０３であ
った。また、光ファイバの両端面を０．３μｍのアルミ
ナスラリーを用いて鏡面処理を施した。この光ファイ
バの一端にＨｅ−Ｎｅレーザ（波長５４３．５ｎｍ）を
照射し、受光角を測定した。その結果を表１に示した。

【００３５】（実施例２）図２（ａ）に示すように、第
２のクラッド材２ｂとして、厚みが２ｍｍ、幅が５ｍｍ
のリング状の疎水化処理を施したシリカエアロゲルを、
間隔が１０ｍｍになるように核フィルタ４に被覆したこ
と以外は、実施例１と同様にして、光ファイバを作製
し、受光角を測定した。その結果を表１に示した。

【００３６】（実施例３）図３に示すように、第２のク
ラッド材２ｂとして、疎水化処理を施した粒状のシリカ
エアロゲルを用い、この粒状のシリカエアロゲルの粒子
の直径が２〜３ｍｍ、粒子間の隙間が１０ｍｍとなるよ
うにして、第２のクラッド材２ｂの周囲を黒色のポリエ
チレンの被覆材３で被覆した以外は、実施例１と同様に
して、光ファイバを作製し、受光角を測定した。その結
果を表１に示した。

【００３７】（実施例４）実施例１において、第２のク
ラッド材２ｂとして、屈折率が１．１８のシリカエアロ
ゲルを用いた以外は、実施例１と同様にして、光ファイ
バを作製し、受光角を測定した。その結果を表１に示し
た。

【００３８】（実施例５）図２（ａ）に示すように、実
施例１において、第２のクラッド材２ｂの周囲を黒色の
ポリエチレンの被覆材３で被覆した以外は、実施例１と
同様にして、光ファイバを作製し、受光角を測定した。
その結果を表１に示した。

【００３９】（比較例１）図７に示すように、実施例１
において、第２のクラッド材２ｂであるシリカエアロゲ
ルに代えて、核フィルタ４の周囲を黒色のポリエチレン
の被覆材３で被覆した以外は、実施例１と同様にして、
光ファイバを作製し、受光角を測定した。その結果を表
１に示した。

【００４０】

【表１】

【００４１】表１の結果、実施例１〜実施例５は、比較
例１に比べて、受光角が大きくなり、高効率で集光可能
であることが確認できた。

【００４２】

【発明の効果】本発明の請求項１乃至請求項７に係る光
ファイバは、コア材と、このコア材の外面を覆う、コア
材より屈折率の低いクラッド材とにより形成される光フ
ァイバにおいて、前記クラッド材が、複数層のクラッド
材から構成され、これらの複数層のクラッド材の最外層
のクラッド材が、１．００８〜１．１８の屈折率を有す
る、シリカの多孔質骨格からなるシリカエアロゲルであ
るので、本発明の請求項１乃至請求項７に係る光ファイ
バによると、広い受光角で集光することが可能となり、
集光効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る最外層のクラッド材が、
コア材及び内層のクラッド材からなる核ファイバを、全
て被覆した光ファイバの概略説明断面図であり、（ａ）
は被覆材がない場合、（ｂ）は被覆材がある場合であ
る。

【図２】本発明の実施例に係る最外層のクラッド材が核
ファイバを部分的に被覆した光ファイバの概略説明断面
図であり、（ａ）は被覆材がない場合、（ｂ）は被覆材
が最外層のクラッド材のみを被覆する場合、（ｃ）は被
覆材が光ファイバ全体を被覆する場合である。

【図３】本発明の実施例に係る粒状のシリカエアロゲル
が核ファイバを部分的に被覆した光ファイバの概略説明
図である。

【図４】本発明の実施例に係る核ファイバを複数本束ね
て使用する光ファイバの概略説明断面図であり、（ａ）
は被覆材がない場合、（ｂ）は被覆材がある場合、
（ｃ）は粒状シリカエアロゲルを最外層のクラッド材と
して用いる場合、（ｄ）は、ゾルを核ファイバの隙間に
流し込み、シリカエアロゲルを備えた光ファイバを得る
方法の概略説明図である。

【図５】本発明の実施例に係る核ファイバを複数本束ね
て使用する核ファイバをシリカエアロゲルが部分的に被
覆した光ファイバの概略説明断面図であり、（ａ）及び
（ｂ）は被覆材がない場合、（ｃ）は被覆材が最外層の
クラッド材のみを被覆する場合、（ｄ）は被覆材が光フ
ァイバ全体を被覆する場合である。

【図６】本発明の実施例に係る核ファイバを複数本束ね
て使用する粒状のシリカエアロゲルが核ファイバを部分
的に被覆した光ファイバの概略説明断面図である。

【図７】比較例に係る光ファイバの概略説明図である。

【符号の説明】

１コア材２ａ第１のクラッド材２ｂ第２のクラッド材３被覆材４核ファイバ５ゾル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者椿健治大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 6/22 C03C 13/04 G02B 6/00 391

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】コア材と、このコア材の外面を覆う、コ
ア材より屈折率の低いクラッド材とにより形成される光
ファイバにおいて、前記クラッド材が、複数層のクラッ
ド材から構成され、これらの複数層のクラッド材の最外
層のクラッド材が、１．００８〜１．１８の屈折率を有
する、シリカの多孔質骨格からなるシリカエアロゲルで
あることを特徴とする光ファイバ。
【請求項２】前記クラッド材が、コア材から離れるに
したがい屈折率が低くなる、複数層のクラッド材から構
成されていることを特徴とする請求項１記載の光ファイ
バ。
【請求項３】前記クラッド材が、２層のクラッド材か
ら構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項
２記載の光ファイバ。
【請求項４】前記シリカエアロゲルが、アルコキシシ
ランを加水分解重合させた後に、超臨界乾燥して得られ
ることを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれかに記
載の光ファイバ。
【請求項５】前記シリカエアロゲルが疎水化処理され
ていることを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれか
に記載の光ファイバ。
【請求項６】前記最外層のクラッド材であるシリカエ
アロゲルが、最外層に最も近い内層のクラッド材の外面
の一部を覆うことを特徴とする請求項１乃至請求項５い
ずれかに記載の光ファイバ。
【請求項７】前記最外層のクラッド材であるシリカエ
アロゲルの外面が、被覆材によって被覆され、かつ、こ
の被覆材と前記内層のクラッド材とが離れていることを
特徴とする請求項１乃至請求項６いずれかに記載の光フ
ァイバ。