JPH01219707A - 紫外光エネルギ伝送用光ファイバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕　。

本発明は紫外光エネルギを伝送するのに適した光ファイ
バに関し、更に詳述すれば光透過性の経時劣化が少ない
紫外光エネルギ伝送用の光ファイバを提案するものであ
る。

〔従来の技術〕

光ファイバはレーザ光など高エネルギ光を伝送するため
の媒体として用いられる。このような用途にあっては伝
送損失が少ないことが望まれる。

これは伝送損失によって伝送先でのエネルギが低下する
こと、或いは伝送途中で熱に変化して消費されることを
回避するためである。

伝送損失を低減する必要性は通信用の光ファイバについ
ても同様であり、特公昭６０−７７６２号、特公昭６０
−３０２０号及び特開昭５６−６２２０４号には伝送損
失を低減した通信用光ファイバが提本されている。

一方高エネルギ光伝送用のものでは本願出願人の出願に
係るエネルギ伝送用光ファイバが提案されている　（実
願昭６２−１０６２２９号）。これは「レーザ光を透過
させて被加工物に放射するレーザ加工機のレーザガイド
に用いられるエネルギ伝送用光ファイバにおいて、該光
ファイバのコアは、中心部が純粋石英でありかつ中心部
より外側に向かってＧｌ型光ファイバの屈折率分布を持
つことを特徴とする」ものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで光伝送損失は経時的に変化するので、初期特性
のみならず経時特性にも優れていることが望まれる。然
るところ従来の光ファイバは経時特性に優れたものがな
く、特に紫外線を伝送させると急速に特性が劣化してい
くという問題があった。

本発明は斯かる問題点を解決するためになされたもので
あり、高エネルギの紫外光を伝送しても長期に亘って伝
送損失が増加しない、つまり光透過性が劣化しない光フ
ァイバを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る光ファイバは、ｏ＋ｔ１を５００ｐｐｍ以
上、その他不可避的不純物を含む石英からなり、屈折率
の径方向分布が一定であるコアと、該コアの外側に設け
られ、屈折率がコアより低く、内周側から外周側に向け
て漸減する第１クラッドと、第１クラッドの外側に設け
られ、屈折率の径方向分布が一定である第２クラッドと
を具備することを特徴とする。

〔作用〕

コア内を通過する紫外光に対しＯＨ基はその損失を低減
させるように作用する。

一方、経時変化は光ファイバの組織の変化、つまりｍ織
内欠陥の拡大等に依存すると考えられる。

この種の欠陥はステソプインデソクス型の光ファイバの
場合、コア、クラッドの界面に多く分布すると考えられ
るが、本発明の光ファイバはこの界面に屈折率が漸減す
る第１クラッドを設けているのでＭｉ織が緩やかに変化
しており、欠陥が少なく、その結果経時特性が安定する
。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述する
。

第１図は本発明の光ファイバの断面図、第２図はその屈
折率の径方向分布図である。

図においてｌはＯＨ基を５００ｐｐｍ以上含有する純粋
石英からなる。屈折率ｎ、はその全断面で一定である。

この純粋石英は屈折率調整のためのドーパントは含まず
、また不可避的不純物は含まれる。

囲碁はこれを５００ｐｐｍ以上にすることにより紫外光
の透過性が高まる。

第３図は横軸にＯ）Ｉ基の量を、また縦軸に０．２４８
μｍの紫外光の伝送損失をとって純粋石英の特性を示す
グラフであり５００ｐｐｍ以上では損失が５００ｄＢ／
ｋｍ以下と低損失であることが分かる。

コア１の外周には薄い第１クラッド２が設けられている
。第１クラッドはＳｉＯ□にＢＦ３．　Ｂ又はＦをドー
ピングして屈折率を低下させてなる層である。ここで重
要なことはその屈折率がグレーディッドインデックス型
（Ｇｌ型）の光ファイバの如く内周側から外周側へ向け
て漸減していることであり、最内周側の屈折率ｎｔはコ
アの屈折率ｎ、よりも低い。７ 第１クラフト２の外側の第２クラッド３の屈折率をｎ３
とすると、所期の効果を得るた、めにはｎｌ−ｎｚはｎ
ｌ−ｎ３の８０％以下の値とするのが望ましい。８０％
を越えた場合は経時劣化の防止上所期の効果が得られな
い。ｎ２〜ｎ３の勾配は直線的でも放物線状でもよい。

放物線は第４図の形でもよい。

また第１クラッド２の厚さは少なくとも５μｍとする。

これは５μｍ以下では経時劣化の防止上所期の効果が得
られないからである。

第１クラッド２の外側には屈折率ｎ３の第２クラッド３
を有する。第２クラフト３はＢｈ、Ｂ又はＦのドーピン
グにより屈折率ｎ　３　（＜　ｎ　２　＜　ｎ　＋　）
にしたものであり、第２図に示す例では第１クラッド２
に比し十分な厚みを有している。第５図。

第６図は第１クラッド２に比して第２クラッド３が薄い
例を示しており、このような構成も本発明の光ファイバ
としての条件を満たしている。

この第２クラッド３の外側にはコア１と略同程度の屈折
率を有する純粋石英製のサポート層４を有している。な
お、このサポート層４を設けない構成のファイバも本発
明の条件を満たしており、より細いファイバを提供でき
る。

以上の如き光ファイバはサポート層４となすべき純粋石
英の管内にＣＶＤ法により第２クラッド３、第１クラッ
ド２を形成すべき層を作成したチューブを作成し、これ
にコア１となすべく予め囲碁、Ｃ１含有量を調整してな
る純粋石英のロンドを挿入し、溶融一体化した後線引き
する方法によって製作される。第１クラッド２のための
層は例えばＢＦ３と５ｉ（Ｊ４を供給しつつガラス層を
形成してい（が、ＢＦ３の供給量を漸減していくことで
所期の屈折率分布が得られる。なお、サポート層４と第
２クラッド３の間に第１クラッド２のようなＧ１層を設
けてもよい。

第７図は本発明の光ファイバの伝送損失を測定した結果
を示し、横軸に波長を、また縦軸に伝送１員失をとって
いる。図において○で示す本発明品である試料１の初期
特性、△で示す特性は本発明品に１００時間に亘って４
．１ジユールのＤ２ランプの光を入射したものである。

・で示す試料３は従来品の初期特性を示し、ムで示す試
料４は０．７ジユールのＤ２ランプの光を１００時間に
亘って入射したものである。第１表に試料１及び２の仕
様を示す。

第　　１　　表 光の入射にも拘らず伝送損失の増加は少ない。

第８図は試料１．２の波長２．２４８μｍでの伝送損失
の経時変化を示したものであり、本発明品に依れば２０
０時間経過後も損失の増加はないが、従来品では５０時
間経過後でも損失増加が認められる。

このように本発明の光ファイバが（，３れた紫外光伝送
の経時特性を示す仕組みはまだ判然としないが一応以下
のように推定される。

即ち光ファイバはコア及びその周囲で光を伝送するが、
その長期の使用によりコア１中の欠陥が光又はその熱エ
ネルギによって拡大し、伝送損失を惹起すると考えられ
る。而してこの種の欠陥はｍ織の変化している部分、つ
まりはコア、クラッドの界面に多いが、本発明の光ファ
イバではその界面に第１クラッド２が存在しこの屈折率
、つまりは組織がコア１と第２クラッド３との間で緩や
かに変化しているから欠陥が少ないものと推定される。

また第１クラッドの存在により伝送すべき光がクラッド
へ滲み出やすく、このためにコアｌの周面部分でのエネ
ルギ密度が低くなり、結果的にその部分の欠陥の拡大が
抑制されるものと推定される。

〔効果〕

以上の如き本発明による場合は長期に亘って紫外域の高
エネルギビーム、例えばエネルギレーザ光を安定して伝
送できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第４図、第５図は本発明に係る光ファイバの断
面図、第２図、第６図は夫々の屈折率分布図、第３図は
コア中のＯＨ，ｌと伝送損失との関係を示すグラフ、第
７図は伝送損失と波長との関係を示すグラフ、第８図は
伝送損失の経時変化を示すグラフである。 １・・・コア　２・・・第１クラ・ノド　３・・・第２
クラ・ノド　４・・・サポート層 特　許　出願人　　三菱電線工業株式会社代理人　弁理
士　　河　　野　　登　　夫藁　　１　　図 薬　２　図　　　　　　　簗　４　図 ０　　　　　　　　　　　　　　５［１０１００００Ｈ
基量（ｐｐｍ） 第３図 簗６図 ○　１料　１　初期特性 Δ　】料　Ｉ　　Ｄ２ランプ１００Ｆ４問照射後・　１
科　２　　ＶＩ期特性 藁　　７　　図 ○　１料１ ・　Ｊ料２ 簗８図 手続補正書（自発） 昭和６３年３月８日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ＯＨ基を５００ｐｐｍ以上、その他不可避的不純物
   を含む石英からなり、屈折率の径方向分布が一定である
   コアと、該コアの外側に設けられ、屈折率がコアより低
   く、内周側から外周側に向けて漸減する第１クラッドと
   、第１クラッドの外側に設けられ、屈折率の径方向分布
   が一定である第２クラッドとを具備することを特徴とす
   る紫外光エネルギ伝送用光ファイバ。