JPH04295810A - 高温用光ファイバ心線 - Google Patents

高温用光ファイバ心線

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Publication number
JPH04295810A
JPH04295810A JP3060136A JP6013691A JPH04295810A JP H04295810 A JPH04295810 A JP H04295810A JP 3060136 A JP3060136 A JP 3060136A JP 6013691 A JP6013691 A JP 6013691A JP H04295810 A JPH04295810 A JP H04295810A
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JP
Japan
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optical fiber
polymer
pipe
coating layer
org
Prior art date
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Pending
Application number
JP3060136A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshinori Kurosawa
芳宣 黒沢
Toshihide Tokunaga
徳永 利秀
Takeshi Okubo
豪 大窪
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.)
Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Cable Ltd filed Critical Hitachi Cable Ltd
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Publication of JPH04295810A publication Critical patent/JPH04295810A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • G02B6/44Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
    • G02B6/4401Optical cables
    • G02B6/4429Means specially adapted for strengthening or protecting the cables
    • G02B6/4436Heat resistant

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ心線に係り
、特に高温用光ファイバ心線に関するものである。
【0002】
【従来の技術】光ファイバは通信用ばかりでなく、デー
タ処理や計測の分野に使用されてきている。これらのデ
ータ処理や計測分野のなかで、特に高温環境下にある測
定系、例えば、溶鉱炉や地熱発電での制御システムには
、高温に耐える耐熱光ファイバの要求が高まっている。 この要求に対して現状の光ファイバは十分に応えること
ができない。
【0003】すなわち、石英ガラスで構成される光ファ
イバ素線も一般のガラスと同じく表面に傷がつきやすい
ので、線引と同時に樹脂を被覆して保護するようになっ
ている。この光ファイバ素線を保護する被覆材には、通
常、UV樹脂、シリコーン、ポリイミドが用いられてい
るが、このような被覆材のうち長時間使用可能な温度は
ポリイミドでようやく 200℃程度である。
【0004】そこで、高温環境下に耐えることができよ
うにするため金属、セラミックス等を被覆した光ファイ
バが検討されている。しかし金属を被覆した光ファイバ
は、耐熱性にすぐれた金属を使用するとマイクロベンド
損失を生じやすく、逆にマイクロベンド損失を防止する
金属を使用すると耐熱性に乏しいという傾向にある。例
えば、Al等の金属被覆は 500℃までの高温に耐え
られるが、熱膨張係数差が大きく光ファイバ素線表面に
傷をつけ強度が劣化するという欠点がある。
【0005】一方、セラミックスは延性に乏しいため曲
げに対して極度に弱く、ハーメチックコーティイングの
ように数 100〜1000Åといった極薄膜の被覆と
して使われる程度であった。
【0006】そこで、耐熱性に優れた被覆材の検討がな
され、その結果、耐熱性被覆材として有機金属ポリマを
用いることが有効であることが分かった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記有
機金属ポリマは、酸素雰囲気中では 400℃以上にな
ると酸化劣化が早くなる。このため、布設環境(溶鉱炉
等)を考慮して耐熱性の金属パイプ内に光ファイバ素線
を挿入することが提案される。しかし、有機パイプ内に
光ファイバ素線を挿入し、これを高温下で用いても光フ
ァイバ素線の被覆材である有機金属ポリマが熱酸化分解
し、光ファイバ素線に対し以下のような悪影響を及ぼし
、まだ十分に応えることができない。
【0008】(1).有機金属ポリマ中の有機分が酸化
分解し、ポリマがセラミック化し時には被覆材にクラッ
クが発生し、材料の伸縮性が劣化する。つまり光ファイ
バ素線の柔軟性が損われ強度が劣化する。
【0009】(2). (1)のような有機金属ポリマ
のセラミック化の過程では材料の収縮を伴うため、光フ
ァイバ素線は長手方向に微小に蛇行(マイクロベンド)
し伝送損失が増加する。
【0010】(3). (1)の過程では例えばアルキ
ル基(−Cn H2n+1)が分解し、水素が発生する
。発生した水素は、金属パイプ例えばSUSパイプ内に
閉じこめられ、一部がファイバ素線内に拡散してOH基
となり伝送損失の増加をもたらす。
【0011】本発明の目的は、前記した従来技術の課題
を解消し、高温下でも伝送特性及びファイバ強度の劣化
のない高温用光ファイバ心線を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の高温用光ファイバ心線は、有機金属ポリマ
製のポリマ被覆層で被覆された光ファイバ素線を耐熱性
パイプ内に挿入すると共に、このパイプ内に不活性ガス
を充填して構成されたものである。その光ファイバ素線
の表面とポリマ被覆層との間にカーボン層を設けてもよ
く、また、有機金属ポリマとしては、一般式、
【001
3】
【化1】
【0014】(式中のRはCn H2n+1を示す)で
表される繰り返し単位を有するポリチタノカルボシラン
であることが好ましい。
【0015】本発明において耐熱性パイプの材質として
は、SUS、アルミニウム、銅、鉄、チタン等といった
ものが挙げられる。
【0016】不活性ガスとしては、窒素、ヘリウム、ア
ルゴン、またはこれらの混合ガスが挙げられる。
【0017】
【作用】有機金属ポリマ製のポリマ被覆層で被覆された
光ファイバ素線を挿入した耐熱性パイプ内に不活性ガス
を充填することで、耐熱性パイプ内が無酸素状態になる
。このため、高温下でも、耐熱性パイプ内が無酸素状態
であるので、有機金属ポリマが熱酸化分解することがほ
とんどなくなる。このように、有機金属ポリマの劣化が
起こりにくくなることにより、この劣化に起因して起こ
るポリマ被覆層でのクラックの発生、被覆材の収縮や水
素等による伝送損失の増加がほとんどなくなるので、高
温下でもファイバ強度及び伝送特性の劣化のない、もし
くは少ない高温用光ファイバ心線を得ることが可能とな
る。
【0018】また、光ファイバ素線の表面とポリマ被覆
層との間にカーボン層を設けたことで、そのカーボン層
が有機金属ポリマの収縮等の際に緩衝材として作用する
と共に、光ファイバ素線にとって有害な水素や水等の侵
入を阻止するので、被覆材の収縮や水素等による伝送損
失の増加を可及的に防止することが可能となる。
【0019】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。
【0020】図1において、1は光ファイバ心線を示し
、この光ファイバ心線1は、光ファイバ素線2に有機金
属ポリマを被覆してポリマ被覆層3を形成し、これを耐
熱性の金属パイプ4内に挿入し心線化して構成されてい
る。その金属パイプ4内に不活性ガスが充填されている
【0021】この光ファイバ心線1の一具体例としては
、外径 125μmの 1.3μm帯シングルモード光
ファイバ素線にフェラ(ZrO2 )入りポリチタノカ
ルボシランを被覆し外径 145μmとし、これを内径
 0.7mm外径 0.9mmのSUSパイプ内に余長
率0%で挿入し心線化して得られる。
【0022】この光ファイバ心線を2本(条長1km)
作製し、一方の心線のパイプ内に不活性ガスとして窒素
ガスを封入すると共に、他の1本は大気雰囲気とし、こ
れらを外径 300mmに束取りした状態で図2 (a
) に示すように 400℃まで昇温し、その時の波長
 1.3μmの損失変化を測定し、この結果を図2 (
b) に示す。
【0023】図2 (b) に示される結果からも明ら
かな通り、本発明に係るパイプ内に窒素ガスを封入した
心線は、 350℃では損失増加は見られなかった。 
400℃では約2dB/kmの損失増加をしたが、これ
は、水素によるものではなく、SUSパイプの熱膨張に
より、光ファイバに側圧が加わったためである。
【0024】これに対し、大気雰囲気の心線は 350
℃で約1dB/km損失増加した。このときの伝送損失
−波長特性を図3に示す。これは被覆材であるポリチタ
ノカルボシランの一部が熱酸化分解し、その結果、水素
が発生しこれがファイバ内に拡散したためである。
【0025】また、 350℃時のファイバ強度は、パ
イプ内に窒素ガスを封入したファイバ心線では初期(平
均4kgf)と同一で劣化は見られなかったが、大気雰
囲気のファイバ心線では平均約2kgfに劣化してしま
った。
【0026】したがって、有機金属ポリマ被覆光ファイ
バ素線2を金属パイプ4内に挿入し、パイプ4内に不活
性ガスを充填することにより、 300℃以上の高温下
でも被覆材の劣化が起こりにくく、ファイバ強度及び伝
送特性の劣化がない、もしくは少ない光ファイバ心線1
を得ることができる。
【0027】図4は他の実施例を示す断面図であり、前
記実施例と異なるところは、光ファイバ心線2の表面に
、熱CVD法やスパッタリング法等によりカーボン層5
を被覆形成し、この上に前述と同様の有機金属ポリマの
ポリマ被覆層6を被覆形成したところである。
【0028】このように構成することにより、有機金属
ポリマが収縮したとしても、カーボン層5が緩衝材とし
て作用するため、カーボン層5と有機金属ポリマとの界
面でポリマの収縮によるすべりが生じるので、光ファイ
バ心線2表面への損傷が緩和され、収縮による伝送損失
の増加を上記実施例に比して一層防止することができる
。また、カーボン層5は、光ファイバ素線2にとって有
害な水素や水等の侵入を阻止する作用を有するため、水
素や水等がパイプ4内に存在したとしても、それらが有
機金属ポリマ被覆層6を透過してきたとしても、カーボ
ン層5によって光ファイバ素線2への侵入が阻止される
。したがって、前述の実施例の作用効果に加えて、被覆
材の収縮や水素等による伝送損失の増加を可及的に防止
することもできる光ファイバ心線7が得られる。
【0029】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、有機金属
ポリマ製のポリマ被覆層で被覆された光ファイバ素線を
挿入した耐熱性パイプ内に不活性ガスを充填したので、
ファイバ強度及び伝送特性の劣化がない、もしくは少な
い高温用光ファイバ心線が得られ、また光ファイバ素線
の表面とポリマ被覆層との間にカーボン層を設けること
で、被覆材の収縮や水素等による伝送損失の増加を可及
的に防止できるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す断面図である。
【図2】SUSパイプ(耐熱性パイプ)入りシングルモ
ード光ファイバ素線の高温特性を示す図で、その(a)
は時間に対する温度変化を示す図、(b)は損失変化量
を示す図である。
【図3】SUSパイプ(耐熱性パイプ)内が大気雰囲気
の光ファイバ心線についての波長と伝送損失との関係を
示す図である。
【図4】他の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
2  光ファイバ素線 3  ポリマ被覆層 4  耐熱性パイプ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  有機金属ポリマ製のポリマ被覆層で被
    覆された光ファイバ素線を耐熱性パイプ内に挿入すると
    共に、該パイプ内に不活性ガスを充填したことを特徴と
    する高温用光ファイバ心線。
  2. 【請求項2】  前記光ファイバ素線の表面とポリマ被
    覆層との間にカーボン層を設けたことを特徴とする請求
    項1記載の高温用光ファイバ心線。
  3. 【請求項3】  前記有機金属ポリマがポリチタノカル
    ボシランであることを特徴とする請求項1又は2記載の
    高温用光ファイバ心線。
JP3060136A 1991-03-25 1991-03-25 高温用光ファイバ心線 Pending JPH04295810A (ja)

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