JPH05232337A - プラスチック光ファイバ - Google Patents
プラスチック光ファイバInfo
- Publication number
- JPH05232337A JPH05232337A JP4035211A JP3521192A JPH05232337A JP H05232337 A JPH05232337 A JP H05232337A JP 4035211 A JP4035211 A JP 4035211A JP 3521192 A JP3521192 A JP 3521192A JP H05232337 A JPH05232337 A JP H05232337A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- plastic optical
- layer
- refractive index
- core layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Laminated Bodies (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、例えば工場内において使用する場合
に熱履歴が加わることにより生じる伝送損失をできる限
り小さくすることができる短距離信号伝送路用のプラス
チック光ファイバを提供することを目的とする。 【構成】ｎ1 の屈折率を有するコア層と、その外側に配
置され、ｎ2 の屈折率を有するクラッド層とを具備する
プラスチック光ファイバにおいて、前記コア層と前記ク
ラッド層との間に配置され、ｎ2 ≦ｎ3 ≦ｎ1 の関係を
満足するｎ3 の屈折率を有する整合層を具備し、前記整
合層は、ファイバ中心からの動径方向の距離に応じて連
続的にもしくは段階的にｎ3 が変化していることを特徴
としている。
に熱履歴が加わることにより生じる伝送損失をできる限
り小さくすることができる短距離信号伝送路用のプラス
チック光ファイバを提供することを目的とする。 【構成】ｎ1 の屈折率を有するコア層と、その外側に配
置され、ｎ2 の屈折率を有するクラッド層とを具備する
プラスチック光ファイバにおいて、前記コア層と前記ク
ラッド層との間に配置され、ｎ2 ≦ｎ3 ≦ｎ1 の関係を
満足するｎ3 の屈折率を有する整合層を具備し、前記整
合層は、ファイバ中心からの動径方向の距離に応じて連
続的にもしくは段階的にｎ3 が変化していることを特徴
としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、工場内において熱履歴
がかかる環境下で局所的および全体的に使用する短距離
伝送用光配線材としてのプラスチック光ファイバに関す
る。
がかかる環境下で局所的および全体的に使用する短距離
伝送用光配線材としてのプラスチック光ファイバに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】例えば、ＦＡ分野においては、工作ロボ
ット等をより高速に、より精密に制御するための開発が
進んでおり、その結果、大容量の信号をより高速に取り
扱うようになってきている。しかしながら、そのために
信号伝送路からの電磁波によるノイズが多くなり、工作
ロボット等が簡単に誤動作してしまうという問題が発生
している。
ット等をより高速に、より精密に制御するための開発が
進んでおり、その結果、大容量の信号をより高速に取り
扱うようになってきている。しかしながら、そのために
信号伝送路からの電磁波によるノイズが多くなり、工作
ロボット等が簡単に誤動作してしまうという問題が発生
している。
【０００３】この問題を解決するために、従来、光ファ
イバを信号伝送路に使用して信号伝送路からの電磁波に
よるノイズの工作ロボット等への影響を回避している。
光ファイバとしては、石英系光ファイバ、プラスチック
光ファイバがあるが、短距離の信号伝送路としては、石
英系光ファイバよりも耐折性に優れるプラスチック光フ
ァイバが主に使用されている。
イバを信号伝送路に使用して信号伝送路からの電磁波に
よるノイズの工作ロボット等への影響を回避している。
光ファイバとしては、石英系光ファイバ、プラスチック
光ファイバがあるが、短距離の信号伝送路としては、石
英系光ファイバよりも耐折性に優れるプラスチック光フ
ァイバが主に使用されている。
【０００４】プラスチック光ファイバにおいて、一般
に、コア層の材料としてポリメタクリル酸メチル、ポリ
カーボネート、ポリスチレン等を使用しており、クラッ
ド層の材料としてシリコン樹脂、フッ素樹脂等を使用し
ている。また、コア層の厚さは、ファイバ素線の径の約
９０％以上を占めており、クラッド層はコア層の表面に
薄く被着した状態となっている。
に、コア層の材料としてポリメタクリル酸メチル、ポリ
カーボネート、ポリスチレン等を使用しており、クラッ
ド層の材料としてシリコン樹脂、フッ素樹脂等を使用し
ている。また、コア層の厚さは、ファイバ素線の径の約
９０％以上を占めており、クラッド層はコア層の表面に
薄く被着した状態となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなプラスチック光ファイバを信号伝送路として工場内
に敷設した場合、プラスチック光ファイバに全体的もし
くは局所的に熱履歴が加わったとき（例えば、敷設箇所
が高温である等）に、プラスチック光ファイバの伝送損
失が増大し、光信号を伝送することが不可能になるとい
う問題が発生する。このため、工場内において熱履歴の
かかる部分には信号伝送路としてプラスチック光ファイ
バを使用することができない。
うなプラスチック光ファイバを信号伝送路として工場内
に敷設した場合、プラスチック光ファイバに全体的もし
くは局所的に熱履歴が加わったとき（例えば、敷設箇所
が高温である等）に、プラスチック光ファイバの伝送損
失が増大し、光信号を伝送することが不可能になるとい
う問題が発生する。このため、工場内において熱履歴の
かかる部分には信号伝送路としてプラスチック光ファイ
バを使用することができない。
【０００６】熱履歴により伝送損失が増大する要因の一
つとして、コア層の材料の線膨張係数とクラッド層の材
料の線膨張係数との差が挙げられる。線膨張係数が異な
るために、コア層とクラッド層との界面において不整が
生じて構造不整となり、伝播モードが乱される。すなわ
ち、プラスチック光ファイバに熱履歴がかかると、プラ
スチック光ファイバは膨張および収縮を繰り返す。この
膨張および収縮が繰り返されると、コア層の材料の線膨
張係数とクラッド層の材料の線膨張係数が異なるため
に、やがてコア層とクラッド層とが剥離し、コア層とク
ラッド層との間に間隙ができてしまう。この間隙は、プ
ラスチック光ファイバの構造に不整を生ぜしめ、これに
より、プラスチック光ファイバ内を伝播する光線のモー
ドが乱され、伝送損失が増大する。
つとして、コア層の材料の線膨張係数とクラッド層の材
料の線膨張係数との差が挙げられる。線膨張係数が異な
るために、コア層とクラッド層との界面において不整が
生じて構造不整となり、伝播モードが乱される。すなわ
ち、プラスチック光ファイバに熱履歴がかかると、プラ
スチック光ファイバは膨張および収縮を繰り返す。この
膨張および収縮が繰り返されると、コア層の材料の線膨
張係数とクラッド層の材料の線膨張係数が異なるため
に、やがてコア層とクラッド層とが剥離し、コア層とク
ラッド層との間に間隙ができてしまう。この間隙は、プ
ラスチック光ファイバの構造に不整を生ぜしめ、これに
より、プラスチック光ファイバ内を伝播する光線のモー
ドが乱され、伝送損失が増大する。
【０００７】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、例えば工場内において使用する場合に熱履歴が加
わることにより生じる伝送損失をできる限り小さくする
ことができる短距離信号伝送路用のプラスチック光ファ
イバを提供することを目的とする。
あり、例えば工場内において使用する場合に熱履歴が加
わることにより生じる伝送損失をできる限り小さくする
ことができる短距離信号伝送路用のプラスチック光ファ
イバを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、ｎ1 の屈折率
を有するコア層と、その外側に配置され、ｎ2 の屈折率
を有するクラッド層とを具備するプラスチック光ファイ
バにおいて、前記コア層と前記クラッド層との間に配置
され、ｎ2 ≦ｎ3 ≦ｎ1 の関係を満足するｎ3の屈折率
を有する整合層を具備し、前記整合層は、ファイバ中心
からの動径方向の距離に応じて連続的にもしくは段階的
にｎ3 が変化していることを特徴とするプラスチック光
ファイバを提供する。
を有するコア層と、その外側に配置され、ｎ2 の屈折率
を有するクラッド層とを具備するプラスチック光ファイ
バにおいて、前記コア層と前記クラッド層との間に配置
され、ｎ2 ≦ｎ3 ≦ｎ1 の関係を満足するｎ3の屈折率
を有する整合層を具備し、前記整合層は、ファイバ中心
からの動径方向の距離に応じて連続的にもしくは段階的
にｎ3 が変化していることを特徴とするプラスチック光
ファイバを提供する。
【０００９】一般に、プラスチックの屈折率ｎは、下記
式１に示すように、その分子分極率に起因する分子屈折
およびその分子容から決定される。一般に分子容は、分
子の種類によってそれぼど大きく変化しないことから、
プラスチックの屈折率は、主としてプラスチックに含ま
れる分子の分子屈折に依存する。
式１に示すように、その分子分極率に起因する分子屈折
およびその分子容から決定される。一般に分子容は、分
子の種類によってそれぼど大きく変化しないことから、
プラスチックの屈折率は、主としてプラスチックに含ま
れる分子の分子屈折に依存する。
【００１０】 ｎ＝（１＋２Ｒ／Ｖ）／（１−Ｒ／Ｖ） …式１ ここで、Ｒは分子屈折を示し、Ｖは分子容を示す。
【００１１】この点を考慮すると、プラスチックの屈折
率を制御する方法としては、屈折率の異なるモノマーを
配合比率を制御して共重合させる方法が挙げられる。
率を制御する方法としては、屈折率の異なるモノマーを
配合比率を制御して共重合させる方法が挙げられる。
【００１２】本発明のプラスチック光ファイバのコア
層、クラッド層、整合層は、それぞれの屈折率ｎ1 （コ
ア層）、ｎ2 （クラッド層）、ｎ3 （整合層）がｎ2 ≦
ｎ3 ≦ｎ1 の関係を満足するようにモノマーの配合比率
を制御して得られた共重合体からなる。
層、クラッド層、整合層は、それぞれの屈折率ｎ1 （コ
ア層）、ｎ2 （クラッド層）、ｎ3 （整合層）がｎ2 ≦
ｎ3 ≦ｎ1 の関係を満足するようにモノマーの配合比率
を制御して得られた共重合体からなる。
【００１３】ここで、共重合体を構成するモノマーとし
ては、メタクリル酸メチル（ＭＭＡ）、メタクリル酸エ
チル（ＥＭＡ）、ベンジル酸メチル（ＢｚＭＡ）等を用
いることができる。これらのモノマーの屈折率を下記表
１に示した。
ては、メタクリル酸メチル（ＭＭＡ）、メタクリル酸エ
チル（ＥＭＡ）、ベンジル酸メチル（ＢｚＭＡ）等を用
いることができる。これらのモノマーの屈折率を下記表
１に示した。
【００１４】
【表１】 コア層には、屈折率の高いＢｚＭＡ、ＶＰＡｃ（ビニル
フェニルアセテート）等のモノマーの配合比率を多くし
た材料を用い、クラッド層には、ＭＭＡ、ＥＭＡ等の屈
折率の低いモノマーの配合比率を多くした材料を用い
る。
フェニルアセテート）等のモノマーの配合比率を多くし
た材料を用い、クラッド層には、ＭＭＡ、ＥＭＡ等の屈
折率の低いモノマーの配合比率を多くした材料を用い
る。
【００１５】また、整合層には、例えば、ＢｚＭＡ−Ｍ
ＭＡ共重合体をベースとして、ｎ2≦ｎ3 ≦ｎ1 の関係
を満足するように両モノマーの比率を制御した材料を用
いる。したがって、整合層は、光を導波させるために、
屈折率ｎ3 がコア層の屈折率ｎ1 とクラッド層の屈折率
ｎ2 の間となるように設定されている。整合層の屈折率
ｎ3 は、プラスチック光ファイバの中心からの動径方向
の距離ｒに応じて、図１に示すように連続的に、図２に
示すように段階的に変化するように設定されている。
ＭＡ共重合体をベースとして、ｎ2≦ｎ3 ≦ｎ1 の関係
を満足するように両モノマーの比率を制御した材料を用
いる。したがって、整合層は、光を導波させるために、
屈折率ｎ3 がコア層の屈折率ｎ1 とクラッド層の屈折率
ｎ2 の間となるように設定されている。整合層の屈折率
ｎ3 は、プラスチック光ファイバの中心からの動径方向
の距離ｒに応じて、図１に示すように連続的に、図２に
示すように段階的に変化するように設定されている。
【００１６】
【作用】本発明のプラスチック光ファイバは、工場内に
おいて熱履歴が加わる箇所に敷設することが可能な短距
離用光配線材であり、数ｍ〜３０ｍ程度の距離を光信号
伝送することができるものである。本発明は、このステ
ップインデックス型マルチモードプラスチック光ファイ
バにおいて、コア層とクラッド層の界面における物理定
数の急激な変化を緩和させるための整合層をコア層とク
ラッド層との間に設けたものである。
おいて熱履歴が加わる箇所に敷設することが可能な短距
離用光配線材であり、数ｍ〜３０ｍ程度の距離を光信号
伝送することができるものである。本発明は、このステ
ップインデックス型マルチモードプラスチック光ファイ
バにおいて、コア層とクラッド層の界面における物理定
数の急激な変化を緩和させるための整合層をコア層とク
ラッド層との間に設けたものである。
【００１７】整合層を設けたことにより、プラスチック
光ファイバの全体もしくは局所に熱履歴が加わっても、
コア層とクラッド層の剥離が発生しにくくなり、コア層
とクラッド層の界面における不整が生じにくくなる。こ
の結果、プラスチック光ファイバの構造不整の発生を抑
制でき、伝送損失の増大が抑制される。
光ファイバの全体もしくは局所に熱履歴が加わっても、
コア層とクラッド層の剥離が発生しにくくなり、コア層
とクラッド層の界面における不整が生じにくくなる。こ
の結果、プラスチック光ファイバの構造不整の発生を抑
制でき、伝送損失の増大が抑制される。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の実施例を具体的に説明する。
【００１９】実施例１ 配合比率がＢｚＭＡ：ＭＭＡ＝１０：１であるＢｚＭＡ
−ＭＭＡ共重合体を用いてコア層を形成した。このコア
層上に比較的屈折率が低いＭＭＡモノマーの配合比率を
徐々に大きくしながらＢｚＭＡ−ＭＭＡ共重合体からな
る整合層を形成した。この整合層を構成するＢｚＭＡ−
ＭＭＡ共重合体は、コア層側からクラッド層側に向かっ
て徐々にＭＭＡモノマー量が増加するＭＭＡモノマーの
濃度勾配を有している。その後、配合比率がＢｚＭＡ：
ＭＭＡ＝１：１０である状態を維持して整合層上にクラ
ッド層を形成した。このようにして実施例１のプラスチ
ック光ファイバを作製した。なお、得られたプラスチッ
ク光ファイバの素線径は、約１．０ｍｍであり、そのう
ち整合層の厚さは約１００μｍであり、その外側のクラ
ッド層の厚さは約４００μｍであった。また、図３にこ
のプラスチック光ファイバの屈折率とファイバ中心から
の動径方向の距離との関係を示した。
−ＭＭＡ共重合体を用いてコア層を形成した。このコア
層上に比較的屈折率が低いＭＭＡモノマーの配合比率を
徐々に大きくしながらＢｚＭＡ−ＭＭＡ共重合体からな
る整合層を形成した。この整合層を構成するＢｚＭＡ−
ＭＭＡ共重合体は、コア層側からクラッド層側に向かっ
て徐々にＭＭＡモノマー量が増加するＭＭＡモノマーの
濃度勾配を有している。その後、配合比率がＢｚＭＡ：
ＭＭＡ＝１：１０である状態を維持して整合層上にクラ
ッド層を形成した。このようにして実施例１のプラスチ
ック光ファイバを作製した。なお、得られたプラスチッ
ク光ファイバの素線径は、約１．０ｍｍであり、そのう
ち整合層の厚さは約１００μｍであり、その外側のクラ
ッド層の厚さは約４００μｍであった。また、図３にこ
のプラスチック光ファイバの屈折率とファイバ中心から
の動径方向の距離との関係を示した。
【００２０】得られた実施例１のプラスチック光ファイ
バの伝送損失を調べた。なお、伝送損失は、１１ｍ／１
ｍのカットバック法により行った。その結果、測定波長
λ＝６６０ｎｍで６．８ｄＢ／１０ｍであった。また、
−１０℃〜７０℃、保持時間１時間、転移時間４時間、
サイクル数５０サイクルの条件で温度サイクル試験を行
ったところ、伝送損失の増加は認められなかった。
バの伝送損失を調べた。なお、伝送損失は、１１ｍ／１
ｍのカットバック法により行った。その結果、測定波長
λ＝６６０ｎｍで６．８ｄＢ／１０ｍであった。また、
−１０℃〜７０℃、保持時間１時間、転移時間４時間、
サイクル数５０サイクルの条件で温度サイクル試験を行
ったところ、伝送損失の増加は認められなかった。
【００２１】実施例２ ＢｚＭＡ−ＭＭＡ共重合体の代りにＶＰＡｃ−ＭＭＡ共
重合体を用いたこと以外は実施例１と同様にして実施例
２のプラスチック光ファイバを作製した。
重合体を用いたこと以外は実施例１と同様にして実施例
２のプラスチック光ファイバを作製した。
【００２２】得られた実施例２のプラスチック光ファイ
バの伝送損失を実施例１と同様にして調べた。その結
果、測定波長λ＝６６０ｎｍで７．３ｄＢ／１０ｍであ
った。また、実施例１と同様にして温度サイクル試験を
行ったところ、約０．１〜０．１５ｄＢ／１０ｍ程度の
微少な伝送損失の増加があったが信号伝送路として特に
問題はなかった。
バの伝送損失を実施例１と同様にして調べた。その結
果、測定波長λ＝６６０ｎｍで７．３ｄＢ／１０ｍであ
った。また、実施例１と同様にして温度サイクル試験を
行ったところ、約０．１〜０．１５ｄＢ／１０ｍ程度の
微少な伝送損失の増加があったが信号伝送路として特に
問題はなかった。
【００２３】実施例３ ＭＭＡモノマーの配合比率を徐々に大きくする代りに段
階的に大きくしながらＢｚＭＡ−ＭＭＡ共重合体からな
る整合層を形成すること以外は実施例１と同様にして実
施例３のプラスチック光ファイバを作製した。作製した
プラスチック光ファイバの屈折率とファイバ中心からの
動径方向の距離との関係は、図２に示すような変化をし
ていた。
階的に大きくしながらＢｚＭＡ−ＭＭＡ共重合体からな
る整合層を形成すること以外は実施例１と同様にして実
施例３のプラスチック光ファイバを作製した。作製した
プラスチック光ファイバの屈折率とファイバ中心からの
動径方向の距離との関係は、図２に示すような変化をし
ていた。
【００２４】得られた実施例３のプラスチック光ファイ
バの伝送損失を実施例１と同様にして調べた。その結
果、測定波長λ＝６６０ｎｍで７．２ｄＢ／１０ｍであ
った。また、実施例１と同様にして温度サイクル試験を
行ったところ、約０．２ｄＢ／１０ｍ程度の微少な伝送
損失の増加があったが信号伝送路として特に問題はなか
った。
バの伝送損失を実施例１と同様にして調べた。その結
果、測定波長λ＝６６０ｎｍで７．２ｄＢ／１０ｍであ
った。また、実施例１と同様にして温度サイクル試験を
行ったところ、約０．２ｄＢ／１０ｍ程度の微少な伝送
損失の増加があったが信号伝送路として特に問題はなか
った。
【００２５】
【発明の効果】以上説明した如く本発明のプラスチック
光ファイバは、熱履歴がかかった場合に発生するコア層
とクラッド層の界面における不整を生じることを抑制で
き、この結果として伝送損失をできる限り小さくするこ
とができる。したがって、本発明のプラスチック光ファ
イバは、熱履歴がかかる部分に電磁波によるノイズ対策
用の配線材として使用することができる。
光ファイバは、熱履歴がかかった場合に発生するコア層
とクラッド層の界面における不整を生じることを抑制で
き、この結果として伝送損失をできる限り小さくするこ
とができる。したがって、本発明のプラスチック光ファ
イバは、熱履歴がかかる部分に電磁波によるノイズ対策
用の配線材として使用することができる。
【図１】本発明のプラスチック光ファイバにおいて、屈
折率とファイバ中心からの動径方向の距離との関係を示
すグラフ。
折率とファイバ中心からの動径方向の距離との関係を示
すグラフ。
【図２】本発明のプラスチック光ファイバにおいて、屈
折率とファイバ中心からの動径方向の距離との関係を示
すグラフ。
折率とファイバ中心からの動径方向の距離との関係を示
すグラフ。
【図３】実施例１において得られたプラスチック光ファ
イバにおいて、屈折率とファイバ中心からの動径方向の
距離との関係を示すグラフ。
イバにおいて、屈折率とファイバ中心からの動径方向の
距離との関係を示すグラフ。
Claims (1)
- 【請求項１】 ｎ1 の屈折率を有するコア層と、その外
側に配置され、ｎ2の屈折率を有するクラッド層とを具
備するプラスチック光ファイバにおいて、前記コア層お
よび前記クラッド層の間に配置され、ｎ2 ≦ｎ3 ≦ｎ1
の関係を満足するｎ3 の屈折率を有する整合層を具備
し、前記整合層は、ファイバ中心からの動径方向の距離
に応じて連続的にもしくは段階的にｎ3 が変化している
ことを特徴とするプラスチック光ファイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4035211A JPH05232337A (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | プラスチック光ファイバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4035211A JPH05232337A (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | プラスチック光ファイバ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05232337A true JPH05232337A (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=12435513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4035211A Pending JPH05232337A (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | プラスチック光ファイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05232337A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4891671A (en) * | 1987-06-10 | 1990-01-02 | Fujitsu Limited | Magnetic brush developing device |
| WO1999005548A1 (fr) * | 1997-07-25 | 1999-02-04 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Fibre optique de type a profil d'indice de refraction |
| US5940567A (en) * | 1998-02-20 | 1999-08-17 | Photon-X, Inc. | Optical fibers having an inner core and an outer core |
| US6631233B2 (en) | 1996-03-28 | 2003-10-07 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Graded index type optical fibers and method of making the same |
| AU773707B2 (en) * | 1997-07-25 | 2004-06-03 | Mitsubishi Rayon Company Limited | Refractive index profile type optical fiber |
-
1992
- 1992-02-21 JP JP4035211A patent/JPH05232337A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4891671A (en) * | 1987-06-10 | 1990-01-02 | Fujitsu Limited | Magnetic brush developing device |
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| US6529665B1 (en) | 1997-07-25 | 2003-03-04 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Refractive index profile type optical fiber |
| AU773707B2 (en) * | 1997-07-25 | 2004-06-03 | Mitsubishi Rayon Company Limited | Refractive index profile type optical fiber |
| US5940567A (en) * | 1998-02-20 | 1999-08-17 | Photon-X, Inc. | Optical fibers having an inner core and an outer core |
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