JPH02167509A - 光ファイバ、光ファイバ保護装置、及び保護方法 - 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〕 本発明は光ファイバ用の耐熱コーティングに関し、特に
レーザからの光と熱エネルギーに耐性を有するコーティ
ングに関する。

〔従来技術〕

光ファイバに対する機械的および防火用のコーティング
自体は周知である。従来の構成の代表的なものが米国特
許！４０８９５８５号明細書（プラスチックコーティン
グ（例えばナイロン、ポリウレタン、ポリビニールアセ
タルエナメル）およびアルミニウムを主体とする合金の
ような金属コーティング）、同第４６４５２９７号明細
書（種々のファイバ補強の樹脂組成物）、および同第４
６５３８５１号明細書（マイカとケルバーのような合成
材の交互層）に示されている。シリコンアクリレートも
光ファイバ用コーティングとして用いられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

光ファイバは通信に広く用いられており、この分野では
保護体内に光ファイバが配置されている。

そのような分野ではレーザによる損傷は問題ではすく、
従ってそれに対する保護は与えられていない。現在光フ
ァイバは、例えば光ファイバ誘導ミサイル（ＦＯ（、−
Ｍ）のような兵器システムで使用されあるいはその使用
が提案されている。そのようなシステムでの問題の一つ
は高エネルギーレザからのビームを受けると光ファイバ
か切断あるいは損傷するということである。光ファイバ
は一般に熱輻射に対して保護されておらず、そのために
ミサイルの損失が生じる可能性がある。

第１図は光ファイバ誘導ミサイルに対する考えられるレ
ーザにもとづく問題を示す。第１図において、光ファイ
バ誘導ミサイル（以下、ＦＯＧともいう）１２はユーザ
１４との通信による制御を受けてターゲラｉ・１６を走
査する。車両２０に搭載された高エネルギーレーザ］８
はＦＯＧ１２が発射されたセクタをカバーするような走
査動作を用いる。レーサービーム２２は光ファイバ２４
を通るときそれを損傷する。解析によれば、ファイバか
ら２ｂのレンジで１０Ｈｚの走査周波数を用いると４．
５ＭＷのレーザが、シリコンアクリレート形のカバーで
あるプラスチックの外側層を有する光ファイバを切断す
る。このレーザの出力レベルは充分現在の技術の範囲内
である。展開した光ファイバを検出する方法は将来開発
されるであろうし、それによりファイバに当るレーザビ
ームのより正確な位置ぎめが可能となるであろう。これ
によりファイバを損傷するレーザエネルギーが著しく減
少し、光ファイバ誘導兵器を更に弱点の多いものにする
であろう。

比較的長時間光ファイバにレーザビームが当る場合につ
いてのレーサー損傷に対しファイバを保護するに有効な
技術は現在存在しないが、ターゲットに対する保護の傘
を与えるためにレーザビームを走査する条件についての
保護が与えられるものと考えられる。この走査について
は特定のファイバーに当る時間を短くするようにレーザ
ビームで広い領域をカバーする必要がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は間欠的な入射レーザビームに対する保護に特に
適した光ファイバの保護コーティングを与える。特に、
本発明は走査レーザビームに当るような場合での使用の
ためにミサイル等から流れ出るようになった改善された
被覆光ファイバ構成を与えるものである。

〔作　用〕

本発明の一つの観点によれば、光ファイバを囲む保護コ
ーティング手段を有する、入射レーザビームに対し光フ
ァイバを保護するための装置がｉｊえられる。この保護
コーティング手段は入射レーザビームの熱入力レベルで
発泡しそれに囲まれた光ファイバを熱損傷から保護する
ように選ばれた膨張材層を含む。好適にはこの保護コー
ティング手段はこの膨張層と関連作用する光反射材から
なる少くとも１層を更に含む。

本発明の他の観点によれば、間欠的なレーザビムに露呈
される条件下で使用するための、光透過性ファイバコア
とそれを囲むコーティング層を有する光ファイバが与え
られ、この光ファイバは入射レーザビームの熱入力レベ
ルで発泡して光ファイバを熱損傷に対して保護するよう
に選ばれた膨脹材からなるコーティング層とこのコーテ
ィング層を囲む保護層手段とからなる。この保護層手段
は好適には反射材からなる少くとも一層を含む。

好適にはこの反射材はアルミニウム、金、白金からなる
群から選ばれ、膨脹材はＡＬＢＩ製のような防火ラテッ
クス（Ｆ　、ＲＬ　）である。

本発明の更に他の観点によれば、入射レーサビムに対し
光ファイバを保護する方法が与えられ、この方法は光フ
ァイバを覆う膨張材層を形成する段階を含んでいる。

〔実施例〕及び〔発明の効果〕 第２Ａ図、２Ｂ図において、本発明による光ファイバを
３０で示されている。各光ファイバ３０は中央のコア３
２とそれを囲むカバー層３４を含む。一般にコア３２と
カバー層３４はガラス型の利料からなり、カバー層３４
はコア３２よりもＩｕｊ折率の低いガラス祠で形成され
ている。カバー層３４を覆うように配置されているのは
シリコンアクリレートのような合成プラスチック材であ
るコーティングあるいはジャケット３６である。コア３
２、カバー層３４およびコーティング３６を固形断面と
なるように形成すると有利であるが他の形も使用出来る
。第２Ｂ図はボビン（図示せず）に巻きつけられるとき
の巻回間への落ち込みのｉＩＪ能性を小さくするために
円形コア３２と円形カバー層３４の」二のコーティング
３６は方形断血とされている。

上述のように入射レーザビームから光ファイバを保護す
るためのこの装置は光ファイバを囲む保護コーティング
手段を含み、この手段は膨張性拐料層を含む。第２Ａ、
２Ｂ図において、このコーティング手段は潜在的に損傷
を及ぼすような入射レーザビームの熱入力レベルで発泡
もしくは反応してこの囲まれた光ファイバを熱損傷に対
し保護するように選ばれた膨張材層３８を含む。膨脹材
とははじめにフレキシブルであるか加熱されると発泡も
しくは絶縁層をつくるように反応する性質のある林料で
ある。これら側斜は著しく体積か膨脹しそしてコーティ
ング３６、カバー層３４およびコア３２を保護するため
の直接断熱層をＬｊ、える。

有用な膨張劇は種々あるが、ＡＬＢ　Ｉ−ＦＲＬか層３
８用の膨脹材として現在好適である。

この膨張材層は現在の処理に対しては適正であるが反射
コーティングがコーティングされた光ファイバ要素３２
，３４．３６に対する保護を向上させるために膨脹材と
共に使用出来る。従ってこの保護コーティング手段は好
適には光反射性材料からなる１以上の層を含む。一般に
予想される入射輻射線波長に適した反射材を用いるべき
である。

入射レーザビームの殆どの波長はＣＯ２レーザについて
は１０．６ミクロンである。この波長の輻射線に対して
空気は実質的に透過性であり、大きいエネルギー損失は
生じない。種々の反部１材はこの波長で９０％以上の反
射率を有しており、それら材料はアルミニウム、ロジウ
ム、銅、金、鍋、白金を含んでいる。

第２Ａ、２Ｂ図に示すようにここでは２つの反射層、す
なわち、膨張材層３８を覆う反射層４０と、膨張材層３
８とコーティング３６の間に配置された反射層４２が設
けられている。上述のように、光ファイバの保護には種
々の反射層を使用出来る。アルミニウムは組合せ性能と
費用の点から好ましい反射材であるが、金、銀、白金の
ような他の材料は高温性能がすぐれている。また、５０
Å以上の厚さの反射層が現在のところ好ましい。

第４図は第２Ａ、２Ｂ図に示す形の保護されたコーティ
イング付光ファイバを連続製造するプロセスを概略的に
示している。第４図において、コーティングされた光フ
ァイバプリフォーム１００（第２Ａ、２Ｂ図の要素３２
，３４．３６に対応する）はスプール１０２から引き出
されて反射材付加装置に入る。この付加装置は例えば真
空トム１０４であり、ここで反射層４２に対応する層が
スパッタリングまたは真空蒸着により付加されて中間製
品１０６を得る。中間製品１０６は次に肢体またはスラ
リ状のＦＲＬのような膨張伺を含む１個以上のタンク１
０８を通される。１個以上］　２ のドライヤー１１０が付着した厚さ約８ミリの膨脹材フ
ィルムを固化させて、第２Ａ、２Ｂ図の膨張材層３８に
対応する乾燥した４ミリ厚の層を有する中間製品１１２
を得る。その後、製品１１２はダイス１１４のようなサ
イジングダイスを通されて直径を修正しそしてまたは外
周を所望の形（第２Ｂ図のように非円形でもよい）に合
わせ、その後他の反射材付加装置に送られる。第４図に
おいて、真空ドーム１１６が第２Ａ、２ＢＩＪの層４０
に対応する反射層を与えるために用いられてスプール１
１８に巻きつけうる最終の、保護され、コーティングさ
れた光ファイバ製品３０を得る。

第４図のプロセス以外のプロセスあるいはその変更も勿
論当業者には可能である。

第２Ａまたは２Ｂ図の耐レーザ性光ファイバ３０が第１
図のビーム２２のような走査レーザビームと当ると、そ
のレーザーエネルギーは外側の反射層４０により部分的
に反射される。高レーザエネルギーレベルであるいは露
呈時間が長いと、反射層４０は急速に破壊されることに
なる。しがしながら、カバー層３４とコア３２に入るエ
ネルギーか減少するとレーザービームによる損傷の可能
性が低下する。伝送されるレーザエネルギーの作用によ
り、膨張材層３８は相を変化させ、膨脹し、焦げる。こ
の作用により、レーザビームと内側の層との間に熱バリ
アが生じる。反射層４２はコーティング３６に入る輻射
エネルギーの一部分を反射させるために用いられうる。

アクリレートを用いたコーティング３６はレーザビーム
に対する最終バリアをつくる。しかしながら代表的なア
クリレートを用いたコーティングは低レベルの保護機能
を有する熱可塑性桐材である。

通信用の光ファイバの保護コーティングとしては現在シ
リコンアクリレートのような副層が一般的であるが、軍
事用のファイバでは、より頑丈で情況適用性の高い副層
を用いることが出来る。それ故、本発明によれば、許容
しうるフレキシビリティを有する膨脹コーティングはフ
ァイバの特性を大きく変化させることなくシリコンアク
リレトのコーティングに代えて使用出来る。これらコ−
ティングは特に１以上の反射コーティングと組合わされ
たとき著しいレーザビーム保護をり、えるものである。

第３図において、光ファイバ５０は第２Ａ、２Ｂ図のコ
ア３２と層３４に対応するコア５２と層５４を含んでい
るか、コーティング５６は膨張月からなる。更に第３図
の実施例における外層５８は蒸着またはスパッタリング
によりアルミニウム、金、銀、銅、ロジウムまたは白金
のような反射材でつくられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に特に適した応用の概略図、第２Ａ図お
よび第２Ｂ図は本発明によるコーティングされた光ファ
イバの断面図、第３図は本発明による改善された光ファ
イバの断面図、掬４図は第２Ａ図または第２Ｂ図の光フ
ァイバの製造プロセスを示す図である。 ３２・・・コア、３４・・・カバー、３６・・・コーテ
ィング、３８・・・膨張材層、４０．４２・・・反射層
。 出願人代理人　　佐　　藤　　−椎 手 続 補 ｉ「 書 （方式） ％式％ 補正をする者 事件との関係

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、入射レーザビームの熱入力レベルで反応し熱損傷に
   対して光ファイバを絶縁するように選ばれた膨脹材料の
   層を含む、光ファイバを囲む保護コーティング手段を備
   えていることを特徴とする入射レーザビームから光ファ
   イバを保護する光ファイバ保護装置。 ２、前記保護コーティング手段は前記膨脹材料の層と関
   連作用する光反射材料からなる層を少なくとも１つ含む
   ことを特徴とする請求項１記載の保護装置。 ３、コーティングされた光ファイバを囲み、入射レーザ
   ビームの熱入力レベルで発泡し、コーティングされた光
   ファイバを熱損傷に対し絶縁する膨張特性を有する材料
   からなる第１保護層と、この第１保護層を囲み、光反射
   材から形成された第２保護層とを備えていることを特徴
   とする入射レーザビームからコーティングされた光ファ
   イバを保護する保護装置。 ４、前記膨脹材は防火ラテックスであることを特徴とす
   る請求項３記載の保護装置。 ５、前記反射材はアルミニウム、金、銀、銅、ロジウム
   、白金からなる群から選ばれたことを特徴とする請求項
   ３または４記載の保護装置。 ６、前記第２保護層の厚さは約５０Å以上であることを
   特徴とする請求項３、４または５記載の保護装置。 ７、反射材からなり、前記第１保護層と光ファイバの間
   に配置される第３保護層を更に含むことを特徴とする請
   求項３乃至６の１に記載の保護装置。 ８、前記第３保護層はアルミニウム、金、銀、銅、ロジ
   ウム、白金からなる群から選ばれることを特徴とする請
   求項７記載の保護装置。 ９、入射レーザビームに露呈される雰囲気で使用される
   、光透過性ファイバコアとそれに接触して囲むコーティ
   ング層を有する光ファイバにおいて、 上記コーティング層は入射レーザビームの熱入力レベル
   で発泡し光ファイバを熱損傷に対し絶縁するように選ば
   れた膨脹材料から形成されて、更にこのコーティング層
   を囲む保護層を有することを特徴とする光ファイバ。 １０、前記保護層は少くとも反射材からなる１層を含む
   ことを特徴とする請求項９記載の光ファイバ。 １１、前記保護層は少くとも膨脹材からなる１層を含む
   ことを特徴とする請求項９記載の光ファイバ。 １２、反射材からなる少くとも１層を含むことを特徴と
   する請求項１１記載の光ファイバ。 １３、前記反射材からなる反射層は前記膨脹材層と前記
   膨脹材コーティングの間にあることを特徴とする請求項
   １２記載の光ファイバ。 １４、前記反射層は前記膨脹材コーティングと前記膨脹
   材層の両方を囲むように半径方向で最も外側に配置され
   ることを特徴とする請求項１２記載の光ファイバ。 １５、前記保護層は前記膨脹材コーティングと前記膨脹
   材層の間に配置された第２反射層を更に含むことを特徴
   とする請求項１４記載の光ファイバ。 １６、光ファイバを覆うように膨脹材層を形成する段階
   を含むことを特徴とする入射レーザビームに対し光ファ
   イバを保護する保護方法。 １７、前記膨脹材を囲む光反射層を形成する段階を更に
   含むことを特徴とする請求項１６記載の保護方法。 １８、光ファイバを囲む光反射層を形成する予備段階を
   含み、前記膨脹層は光ファイバを上記反射層を覆うよう
   にその後に形成されることを特徴とする請求項１６記載
   の方法。