JPH0580222A

JPH0580222A - イメージフアイバ

Info

Publication number: JPH0580222A
Application number: JP3268283A
Authority: JP
Inventors: Kouji Tsumanuma; 孝司妻沼; Junkichi Ri; 順吉李; Tomoaki Toritani; 智晶鳥谷; Naoki Shamoto; 尚樹社本; Katsuyuki Seto; 克之瀬戸; Kazuo Sanada; 和夫真田
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1991-09-19
Filing date: 1991-09-19
Publication date: 1993-04-02

Abstract

(57)【要約】【目的】溶融一体型の耐放射線イメージファイバの場
合、画質を良くすると製造時に泡の発生が多く、泡の発
生を抑制しようとすると画質（コントラスト）が低下す
る課題があった。これを解決する。【構成】図１（ａ）のように、中心に純粋石英だけか
らなる一次コア部１２１があり、その外側に、Ｆまたは
Ｂを外側に行くほど多く石英にドープして、屈折率分布
をグレーデッド型にした二次コア１２２があり、その外
側に屈折率分布が一定値を保って平らな一次クラッド部
１４１があり、さらにその外側に、ＦまたはＢの量が一
次クラッド部１４１より少なくて、△ｎが0.3〜0.6％に
なっている二次クラッド部１４２のある、４層構造の画
素用母材１０を用いて、イメージファイバ３０を作る。
実験により、画質が良好でかつ泡の発生も非常に少なく
なることを確認した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、画像伝送用に用いる
溶融一体型の耐放射線イメージファイバに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題１】溶融一
体型のイメージファイバは、図２のように、多数の画素
用母材１０を石英管２０の中に詰め、図３のように溶融
線引きして作る。３０はイメージファイバである。

【０００３】画素用母材１０には、たとえばコア部１２
が純粋石英からなり、クラッド部１４が石英にＦまたは
Ｂをドーブして、屈折率分布をステップ状にしたもの
（図２）を用いる。図３にイメージファイバ３０の一部
を拡大して模型的に示した。各画素間は隙間が無く、ク
ラッド部３４は共通になっている。３２はコア部であ
る。Ａ−Ａ断面の屈折率分布も同時に示した。

【０００４】このように、画素用母材１０として、コア
部１２が純粋石英、クラッド部１４がＦまたはＢをドー
ブした石英からなり、屈折率分布がステップ状になつた
ものを用いると、画質（コントラスト）の良いイメージ
ファイバが得られる。

【０００５】しかし、溶融一体化するとき、コア部３２
とクラッド部３４との粘性に著しくかつ画然とした違い
があるため、泡が多く発生し、製造の歩留まりが悪い。

【０００６】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題２】溶融一
体化時における泡の発生を少なくするために、図４
（ａ）のように、画素用母材１０として、純粋石英から
なるコア部１２、および石英にＦまたはＢをドーブした
クラッド部１４の外側に、さらに純粋石英からなるサポ
ート層１６を設けたものを用いる。この画素用母材１０
を多数本、上記のように石英管に詰め、線引きにより溶
融一体化してイメージファイバ３０にする。図４（ｂ）
にイメージファイバ３０の一部を拡大した状態と、その
屈折率分布を模型的に示した。

【０００７】この場合は、クラッド部３４の外側に粘性
の高いサポート層３６があるために、泡の発生が防止さ
れる。

【０００８】しかし、この構造では、コア部３２とサポ
ート層３６との屈折率が同じであることから、サポート
層３６のノイズ成分が大きく、上記図２，図３のものに
比較して、コントラストの劣化が著しい。

【０００９】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題３】図５
（ａ）のように、画素用母材１０として、コア部１２は
純粋石英からなるが、クラッド部１４は石英にドープさ
れるドーパント（ＦまたはＢ）の量が外周に向かって徐
々に増え、また徐々に減って最終的にゼロになるものを
用いる。図５（ｂ）に、この画素用母材１０を用いて作
ったイメージファイバ３０の一部を拡大したものと、そ
の屈折率分布を模型的に示した。

【００１０】この場合は、クラッド部３４の最外周が図
４の場合のサポート層３６に似た役割を演じるため、泡
の発生が幾分少なくなる。しかし、上記図４の場合に比
べて多い。また、クラッド部３４の外周が、グレーデッ
ドインデックス型であるため、この部分におけるノイズ
成分の閉じ込めが強く、他の部分への漏光が少なくなっ
て、コントラストの改善がみられる。しかし、上記の図
２，図３のものに比較してコントラストは悪い。

【００１１】

【課題を解決するための手段】各画素の光ファイバが図
１（ｂ）のような４層構造になるようにする。すなわ
ち、（１）中心に一次コア部３２１があって、この部分
は石英だけからなり、所定の範囲の屈折率分布が一定値
を保って平らになっており、（２）その外側に、屈折率
と融点を低下させるドーパント（ＦまたはＢ）が外側に
行くほど多く石英にドープされて、屈折率分布がグレー
デッド型になっている二次コア部３２２があり、（３）
その外側に、前記二次コア部３２２の最外層と同じ成分
のガラスからなり、所定範囲の屈折率分布が一定値を保
って平らになっている一次クラッド部３４１があり、
（４）その外側に、前記ドーパントの量が前記一次クラ
ッド部３４１より少なくて、前記一次コア３２１部に対
する比屈折率差が0.3〜0.6％になっている二次クラッド
部３４２がある、という４層構造である。

【００１２】二次コア部３２２の屈折率分布がクレーデ
ッド型というのは、クレーデッド型光ファイバと同じよ
うに屈折率分布が周辺に向かって放物線状に減少すると
いうことである。

【００１３】図１（ａ）は、このイメージファイバ３０
の素となる画素用母材１０である。中心部が、石英だけ
からなり、所定の範囲の屈折率分布が一定値を保って平
らになっている一次コア部１２１で、その外側に、屈折
率と融点を低下させるドーパントが外側に行くほど多く
石英にドープされて、屈折率分布がグレーデッド型にな
っている二次コア部１２２があり、その外側に、前記二
次コア部１２２の最外層と同じ成分のガラスからなり、
所定範囲の屈折率分布が一定値を保って平らになってい
る一次クラッド部１４１があり、その外側に、前記ドー
パントの量が前記一次クラッド部１４１より少なくて、
前記一次コア部１２１に対する比屈折率差が0.3〜0.6％
になっている二次クラッド部１４２がある、４層構造で
ある。この画素用母材１０を上記図３のように線引きに
より溶融一体化すると、図１（ｂ）のような画素を持つ
イメージファイバ３０になる。

【００１４】

【画素用母材１０の製造方法１】プラズマ外付け法につ
いて説明する。 10φ〜15mmφの純粋石英ロッドを用意する。これが一
次コア部１２１になる。プラズマ炎にＳＦ6とＳｉＣｌ4を流して、石英ロッド
上に二次コア部１２２を直接ガラス化して作成し、外径
が20φ〜30mmφになるようにする。このとき、屈折率分
布がクレーデッド形状になるように、ＳＦ6／ＳｉＣｌ4
の比率を変える。最も低い屈折率が得られた点で、その比率を一定にし
て、一次クラッド部１４１を外付けし、外径が25φ〜40
mmφになるようにする。さらに最外層にΔｎが0.2〜0.6％になるようにガス量
を調整して二次クラッド部１４２を形成し、外径を30φ
〜45mmφにする。

【００１５】この方法は、直接ガラス化によるため、Ｆ
ドープ量を細かく制御でき、４層構造のプロファイルを
持つ母材が作成できる。

【００１６】

【画素用母材１０の製造方法２】スート外付け法ついて
説明する。一次コア部１２１となる純粋石英のロッドを用意す
る。酸水素炎中にＳｉＣｌ4を流して石英ロッド上にスー
トを外付けする。このときスート密度が中心部が高く外
周に行くほど低くなるようにする（酸水素量で可変）。
次の工程の焼結時、ＳＦ6を流すと、Ｆのドープ量が変
化し、グレーデッド型のプロファイルを持つ二次コア部
１２２が得られる。このようにして得られた二次コア部１２２を有する母
材に、スート密度を最低に保ったまま、さらにスート付
けする。ＳＦ6を流しながら焼結すると、一次クラッド
部１４１が作成される。その上に、さらにスート付けするが、そのスート密度
は、最高硬さの30〜60％程度に抑える。そうすること
で、一次クラッド部１４１よりＦドープ量の少ない二次
クラッド部１４２の層が形成される。

【００１７】この方法は、工数は多いが、大型化の可能
性を持ち、量産化に向いている。

【００１８】

【発明の作用効果】

（１）一次コア部に対する最大の比屈折率差を所定の範
囲にわたって保つ（屈折率分布が一定値を保って平らに
なっている）一次クラッド部を有するので、漏光が少な
く、コントラストが良くなる。（２）一次コア部と一次クラッド部の両方とも、屈折率
分布が所定の範囲にわたって一定値を保って平らになっ
ているが、それらの間に、屈折率と融点を低下させるド
ーパントが外側に行くほど多く石英にドープされて、屈
折率分布がグレーデッド型になっている二次コア部があ
るので、両者の間の粘性と融点が連続的に変化し、その
ために、溶融時における泡の発生が少なくなる。（３）一次コア部の外側に屈折率分布がグレーデッド型
になっている二次コア部があるので、ステップ構造のコ
アに比較して中心輝度が高くなり、コントラストが著し
く改善される。（４）二次クラッド部の外側に、前記ドーパントの量が
前記一次クラッドより少なくて、前記一次コアに対する
比屈折率差が0.3〜0.6％になっている二次クラッド部が
あるので、コアとの粘性のバランスが計られ、泡の発生
が抑えられる。なお、比屈折率差が0.3％以下ではコン
トラストが改善されない（純粋石英に対して）。0.6％
以上では粘性が低下し過ぎて気泡の発生が問題となる。（５）一次コア部が、石英だけからなり、所定の範囲の
屈折率分布が一定値を保って平らになっているので、耐
放射線特性がよいし、また粘性が高いため画素となるコ
ア材の保持力がある。（６）試作品の試験において、線引き時の泡の発生頻度
が減少し、上記図４の場合に比較して遜色のない結果が
得られ、また画質においても上記図２，図３の場合と同
等な良好な結果が得られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかるもので、（ａ）は画素
用母材１０の断面と屈折率分布を模型的に示した説明
図、（ｂ）はイメージファイバ３０の一部を拡大した状
態とその屈折率分布を模型的に示した説明図。

【図２】イメージファイバ製造の第１段階と、従来の画
素用母材１０の断面および屈折率分布を模型的に示した
説明図。

【図３】イメージファイバ製造の第２段階とイメージフ
ァイバ３０の一部を拡大した状態とその屈折率分布を模
型的に示した説明図。

【図４】従来の別の画素用母材１０の断面および屈折率
分布を模型的に示した説明図。

【図５】従来のさらに別の画素用母材１０の断面および
屈折率分布を模型的に示した説明図。

【符号の説明】

１０画素用母材１２コア部１２１一次コア部１２２二次コア部１４クラッド部１４１一次クラッド部１４２二次クラッド部１６サポート層２０石英管３０イメージファイバ３２コア部３２１一次コア部３２２二次コア部３４クラッド部３４１一次クラッド部３４２二次クラッド部３６サポート部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者社本尚樹千葉県佐倉市六崎1440番地藤倉電線株式会社佐倉工場内 (72)発明者瀬戸克之千葉県佐倉市六崎1440番地藤倉電線株式会社佐倉工場内 (72)発明者真田和夫千葉県佐倉市六崎1440番地藤倉電線株式会社佐倉工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融一体型で、各画素の光ファイバが、
中心に、石英だけからなり所定の範囲の屈折率分布が一
定値を保って平らになっている一次コア部があり、その
外側に、屈折率と融点を低下させるドーパントが外側に
行くほど多く石英にドープされて、屈折率分布がグレー
デッド型になっている二次コア部があり、その外側に、
前記二次コア部の最外層と同じ成分のガラスからなり、
所定範囲の屈折率分布が一定値を保って平らになってい
る一次クラッド部があり、その外側に、前記ドーパント
の量が前記一次クラッド部より少なくて、前記一次コア
部に対する比屈折率差が0.3〜0.6％になっている二次ク
ラッド部がある、ようになっている、イメージファイ
バ。