JPH0254285B2 - - Google Patents

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JPH0254285B2
JPH0254285B2 JP59075431A JP7543184A JPH0254285B2 JP H0254285 B2 JPH0254285 B2 JP H0254285B2 JP 59075431 A JP59075431 A JP 59075431A JP 7543184 A JP7543184 A JP 7543184A JP H0254285 B2 JPH0254285 B2 JP H0254285B2
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JP
Japan
Prior art keywords
image guide
core
cladding
layer
working temperature
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP59075431A
Other languages
English (en)
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JPS60218607A (ja
Inventor
Atsushi Uchiumi
Hiroyuki Hayamizu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Cable Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Cable Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Cable Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority to JP59075431A priority Critical patent/JPS60218607A/ja
Publication of JPS60218607A publication Critical patent/JPS60218607A/ja
Publication of JPH0254285B2 publication Critical patent/JPH0254285B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/04Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings formed by bundles of fibres
    • G02B6/06Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings formed by bundles of fibres the relative position of the fibres being the same at both ends, e.g. for transporting images

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、外径が小さくかつ伝送される画像の
鮮明度が低下しない2層構造の石英ガラス系イメ
ージガイドに関する。
イメージガイドの光伝送は、基本的にコアとク
ラツドの屈折率の差(Δn)を利用しており、伝
送効率を高めるにはΔnをできるだけ大きくする
ことが望ましい。ところで耐熱性、耐放射線性お
よび光伝送損失の面から、コアとして純石英ガラ
スがもつとも好ましく用いられている。純石英ガ
ラスをコアとするばあい、クラツドとしては屈折
率を下げるために石英ガラスにフツ素やフツ素と
ホウ素などがドープされたフツ素ドープ石英ガラ
スが使用されており、ドープ量が多くなればなる
ほど屈折率が低下するので、フツ素などのドープ
量を多くする方が好ましい。
しかしながら、フツ素などをドープすると石英
ガラスの溶融温度が下がり、この傾向はドープ量
が増えれば増えるほど著しくなる。
この溶融温度の低下は、プリフオームからイメ
ージガイドを製造するために線引き温度(コアの
作業温度、約1900〜2200℃)に加熱した際、フツ
素ドープ石英ガラス製のクラツドの溶融粘度が低
くなりすぎ、線引き時に過流動を生じて配列乱れ
やコア同士の接近または接触を惹き起す。
そのような問題を回避するため、イメージガイ
ド製造用のプリフオームとして、純石英ガラス製
のコアと、コアの周囲に設けられているフツ素ド
ープ石英ガラス製のクラツドと、クラツドの周囲
に設けられている純石英ガラス製のサポートとか
らなる3層構造のものが使用されている。このサ
ポートは、プリフオームの束を線引きする際に溶
融粘度の低くなつているクラツドの流動を抑え、
コア同士の接触を防ぐ機能を果す。
かかる3層構造のプリフオームを多数本束ね、
線引きしてえられるイメージガイドは、コアとク
ラツドとサポートの3つの領域からなる3層構造
となつている。
この3層構造のイメージガイドは、クラツド間
にサポートに基づく純石英ガラス領域を有してい
るため、種々の問題を含んでいる。たとえば、イ
メージガイド中のサポート領域はコアと同じく純
石英ガラスで形成されているため、コアと同様に
光を伝送してしまう。その結果、迷光を生じ、伝
送された画像の鮮明度が低下してしまい、画像が
白つぽくなつてしまう。また石英ガラス系イメー
ジガイドは多数の光フアイバが融着したものであ
るため、イメージガイドの可撓性を高めるために
は外径を小さくすればよいが、3層構造のイメー
ジガイドではサポートの分だけ余分に大きくな
り、可撓性において劣つたものしかえられない。
本発明者らはかかる問題を有するサポートを除
きかつ製造時のクラツドの過流動による影響を防
止しえた2層構造のイメージガイドを開発するべ
く鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに至
つた。
すなわち本発明は、純石英ガラス製の多数本の
コアと該コア間および周囲に充填されているホウ
素とフツ素の少なくとも1つを含むドープ石英ガ
ラス製のクラツドとの2層からなり、該クラツド
においてクラツド外層の作業温度がコア近辺の作
業温度よりも高いことを特徴とする2層構造の石
英ガラス系イメージガイドに関する。
本発明のイメージガイドは、第1図に模式的に
示すように、コア1とクラツド2との2層からな
る。コア1は耐熱性、耐放射線性および光透過損
失の点から純石英ガラスが使用される。クラツド
2としては、コアよりも屈折率を低くするべくフ
ツ素やホウ素などがドープされた石英ガラスが用
いられる。なお、ドーパントとしてリンなどを含
んでいてもよい。
本発明のイメージガイドは、クラツド2の線引
き温度における溶融粘度分布に特徴があり、線引
き温度におけるコアより離れた部分のクラツドの
溶融粘度がコア近辺のクラツドの溶融粘度よりも
高いことに特徴がある。クラツドの溶融粘度分布
は、コアより離れた部分がコア近辺よりも高けれ
ばよく、どのような形で溶融粘度が遷移していて
もよい。
本発明のイメージガイドに用いるクラツドガラ
スの線引き時における溶融粘度を実際に測定する
ことは条件的にいろいろな困難を伴うので、本発
明では通常の線引きができる温度、すなわち作業
温度(粘度約104ポイズになる温度)によつて規
定する。
第2a〜2c図に本発明のイメージガイドにお
ける作業温度の分布を例示する。第2a〜2c図
において、1はコア、2はクラツドである。
クラツドの作業温度は、第2a図に示すごとく
コア間の中点付近で最高になるよう漸次高くして
もよいし、第2b図に示すごとく中点付近のみを
高くしてもよいし、第2c図に示すごとく中点付
近で最高になるよう段階的に高くしてもよい。
かかる本発明のイメージガイドは、クラツドの
外周部分の溶融粘度がもつとも高くされている2
層構造のプリフオームを用い、このプリフオーム
を多数本束ねて線引きすることによつてえられ
る。たとえば、第2a図、第2b図および第2c
図に示される本発明のイメージガイドは、それぞ
れ第3a図、第3b図および第3c図に示される
作業温度分布を有するプリフオームを用いて製造
される。
このようなプリフオームを用いるときは、線引
き時にプリフオームのクラツドの外側部分が従来
のサポートと同様の作用をし、コア近辺のクラツ
ドの過流動を抑える。
純石英ガラスをコアとするイメージガイドの作
業温度は通常約1900〜2200℃、好ましくは約1950
〜2100℃である。
たとえば外径8mmの純石英ガラスを電気炉中に
保持し、下端より10cmの部分から上部3cmをヒー
トゾーンとして一定温度に保つたとき、5分以内
に自重で延伸し下端が30cm以上初期位置より落下
する最低温度は約2050℃である。同様に通常3層
構造イメージガイドに用いるホウ素、フツ素ドー
プクラツドガラスでは、同様の作業温度は約1500
℃である。
本発明のイメージガイドにおけるクラツドガラ
スの作業温度もコア近傍は同様の作業温度である
が、より詳しくは1400〜1550℃である。これに対
し、クラツド層の外側部分のガラスの作業温度は
最高1950℃程度まで許容され、母材製造作業上支
障がなければ高ければ高いほどよい。1900℃を超
えると内付CVD法であれ、外付CVD法であれ、
ガラス中に泡などが生じたり母材が曲つたりする
ことがあるため作業の続行には注意を要する。
なお、作業温度の測定用のガラス棒は、たとえ
ば内付CVD法であれば所定の条件でクラツドガ
ラスをサポート管内に内付したのちコラプスし、
ロツド状としたのち酸水素炎によるフアイヤポリ
シング工程によりサポート層の石英ガラス層を蒸
発させ除去することによつて容易に作製すること
ができる。
本発明のイメージガイドの製造に用いる前記2
層構造のプリフオームは、たとえば通常MCVD
法とよばれる内付法でクラツド層を作製し、つい
でMRT法とよばれるロツドインチユーブ法で一
旦3層構造のプリフオームとし、最後に最外層の
サポート層(石英層)をフアイヤポリシング法や
HF水溶液溶解などの方法で除去することによつ
てつくることができる。この方法において、クラ
ツド層内に粘度差をつけることは、原料ガス(た
とえばSiCl4+BF3+O2)中のBF3/SiCl4比を調
整することによつて容易に実施でき、BF3
SiCl4比を大きくすればホウ素、フツ素のドープ
量が増加し粘度が下がる。かかる2層構造のプリ
フオームを通常のフアイバーと同様の方法で線引
し、それらを多数本束ねてイメージガイド母材と
して再び線引することによつて所望のイメージガ
イドがえられる。
本発明のイメージガイドの好ましい例として
は、たとえば約6〜9μmの外径のコアを約3000
〜50000本有し、平均コア間隔(クラツド厚)約
2〜5μmのものがあげられる。
本発明のイメージガイドの外径は、同じコア外
径のコアを同本数用いた3層構造の従来のイメー
ジガイドの外径の約4/5にすることができ、可撓
性を大幅に向上せしめることができる。
つぎに本発明のイメージガイドの製造例および
試験例をあげて説明する。
製造例 表面を清浄にした内径23mm、外径26mmの石英ガ
ラスパイプをガラス旋盤にセツトし、回転させな
がらこのパイプ中に所定混合比の原料ガスを流
し、これを外部より酸水素バーナで加熱してクラ
ツドガラスをデポジツトさせつつ、この操作を70
回繰り返した。クラツド外層の作業温度を約1800
℃とするために最初からの5回はSiCl4とBF3
酸素の流量はそれぞれ300c.c./min、40c.c./min、
1000c.c./minとし、つぎの5回はBF3のみ100c.c.
に増量し、さらにつぎの10回はBF3のみ200c.c.に
増量し、以後の50回はBF3を400c.c.に増量してク
ラツドガラスを内付した。
ついで、コアとなる外径12mmの純石英ガラス棒
を該ガラス管中に挿入し、約2200℃に加熱して常
法通りコラプスし、サポートとクラツドとコアの
3層からなる光フアイバ母材を作製した。えられ
た母材はコア外径21mm、クラツド層3.5mm、サポ
ート厚1.9mmのものであつた。これをさらに続い
て約2200℃以上に加熱して常法により最外層の石
英ガラスを蒸発させて、サポート層を除去し、2
層構造の母材とした。
なお、作製された母材のクラツドの作業温度
は、コア近辺が1450℃であり、クラツドの外表面
部分がもつとも高く1800℃であつた。
ついでこれを電気炉の温度を約1700℃にした線
引装置により通常の方法でプリフオーム外径約
300μに線引した。
えられたプリフオームを10000本束ね、常法に
より2000℃前後にて線速度1m/分で線引きし、
外径1.1mmの本発明のイメージガイドを製造した。
えられた本発明の2層構造のイメージガイド
は、コアがほぼ等間隔に配列されていた。
比較例 コア外径とクラツド厚とが製造例と同じで
500μm厚の純石英ガラスよりなるサポートを有
する3層構造のプリフオームを製造例と同本数用
いて、同じ条件で線引きし、比較例用の3層構造
のイメージガイドを製造した。えられた比較用の
イメージガイドは、外径が1.4mmであつた。
試験例 製造例および比較例でそれぞれえられたイメー
ジガイドについて、伝送された画像の鮮明度およ
び可撓性を調べた。
(解像度テスト) 長さ5mのイメージガイドの一端に接眼レン
ズ、他方に視野角20度(焦点距離4mm)の対物レ
ンズを配置し、対物レンズから360mmの位置に日
本電子機械工業会制定のEIAJテストチヤートA
を置き、そのチヤートの後方にカラービユーア
〔DNP model−V(使用ランプFL−100W×4)〕
を配置し、目視で識別できるラインを調べた。
その結果、製造例でえられた本発明のイメージ
ガイドの解像度は600ライン/360mmであつたが、
比較例のイメージガイドの解像度は400ライン/
360mmでしかなかつた。
(可撓性) イメージガイドをループ状に曲げ、ループの径
を漸次縮径していき、イメージガイドが折れるに
至つたときのループ径を調べることにより、可撓
性を評価した。
その結果、製造例でえられた本発明の2層構造
のイメージガイドはループ直径25mmになるまで折
れなかつたが、比較例1でえられた3層構造のイ
メージガイドはループ直径30mmで折れてしまつ
た。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のイメージガイドの横断面の模
式図、第2a〜2c図は本発明のイメージガイド
のコアとクラツドの作業温度の分布を示す概略
図、第3a〜3c図はそれぞれ第2a〜2c図に
示すイメージガイドを製造するために用いられる
プリフオームの作業温度の分布を示す概略図であ
る。 (図面の符号)1:コア、2:クラツド。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 純石英ガラス製の多数本のコアと該コア間お
    よび周囲に充填されているホウ素とフツ素の少な
    くとも1つを含むドープ石英ガラス製のクラツド
    との2層からなり、該クラツドにおいてクラツド
    外層の作業温度がコア近辺の作業温度よりも高い
    ことを特徴とする2層構造の石英ガラス系イメー
    ジガイド。 2 クラツド外層の作業温度が160℃以上である
    特許請求の範囲第1項記載のイメージガイド。
JP59075431A 1984-04-13 1984-04-13 2層構造のイメ−ジガイド Granted JPS60218607A (ja)

Priority Applications (1)

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JP59075431A JPS60218607A (ja) 1984-04-13 1984-04-13 2層構造のイメ−ジガイド

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JPS60218607A JPS60218607A (ja) 1985-11-01
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JP59075431A Granted JPS60218607A (ja) 1984-04-13 1984-04-13 2層構造のイメ−ジガイド

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62260111A (ja) * 1986-05-06 1987-11-12 Mitsubishi Cable Ind Ltd 石英ガラス系マルチプルフアイバ
JPS62260110A (ja) * 1986-05-06 1987-11-12 Mitsubishi Cable Ind Ltd 石英ガラス系マルチプルフアイバ
JPS63246703A (ja) * 1987-04-01 1988-10-13 Mitsubishi Cable Ind Ltd 石英ガラス系マルチプル光伝送体

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JPS60218607A (ja) 1985-11-01

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