JPH06160680A - 光ファイバケーブル - Google Patents
光ファイバケーブルInfo
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- JPH06160680A JPH06160680A JP4338090A JP33809092A JPH06160680A JP H06160680 A JPH06160680 A JP H06160680A JP 4338090 A JP4338090 A JP 4338090A JP 33809092 A JP33809092 A JP 33809092A JP H06160680 A JPH06160680 A JP H06160680A
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- optical fiber
- fiber cable
- linear expansion
- expansion coefficient
- cable
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 低温度領域においても、伝搬時間の変動が生
じることのない光ファイバケーブルを提供する。 【構成】 光ファイバ１はルースチューブ２にたるみを
持って収容され、その間隙にはジェリー３が充填されて
いる。ルースチューブ２は、リエチレン被覆５を有する
ＦＲＰ４の回りを撚られ、その上にポリエチレンシース
６が施されている。光ファイバ１は、線膨張係数がマイ
ナスである液晶ポリマーを被覆して、温度特性を補償し
たものである。低温領域においては、光ファイバに過剰
な伸縮力が発生するが、ジェリーの温度特性によって、
低温領域において、ケーブルによる拘束力を大きくする
ことによって、光ファイバケーブルの温度伸縮力の一部
を光ファイバに影響させ、実効的な線膨張係数を−２×
１０-6（１／℃）から−１５×１０-6（１／℃）の範囲
として、伝搬時間を一定に保つことができる。
じることのない光ファイバケーブルを提供する。 【構成】 光ファイバ１はルースチューブ２にたるみを
持って収容され、その間隙にはジェリー３が充填されて
いる。ルースチューブ２は、リエチレン被覆５を有する
ＦＲＰ４の回りを撚られ、その上にポリエチレンシース
６が施されている。光ファイバ１は、線膨張係数がマイ
ナスである液晶ポリマーを被覆して、温度特性を補償し
たものである。低温領域においては、光ファイバに過剰
な伸縮力が発生するが、ジェリーの温度特性によって、
低温領域において、ケーブルによる拘束力を大きくする
ことによって、光ファイバケーブルの温度伸縮力の一部
を光ファイバに影響させ、実効的な線膨張係数を−２×
１０-6（１／℃）から−１５×１０-6（１／℃）の範囲
として、伝搬時間を一定に保つことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、信号の伝搬時間を精密
に制御する必要がある設備、例えば、電波望遠鏡などの
制御用ケーブルに用いることができる光ファイバケーブ
ルに関するものである。
に制御する必要がある設備、例えば、電波望遠鏡などの
制御用ケーブルに用いることができる光ファイバケーブ
ルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光信号の伝搬時間を、温度変化に対して
一定にするため、線膨張係数をマイナスにした光ファイ
バは、米国特許第４，９２３，２７８号明細書にも述べ
られているように、従来から知られている。この光ファ
イバをケーブル化する際には、伝搬時間の温度安定性を
保つために、光ファイバをケーブルの中でたるませて、
光ファイバケーブルの温度による伸縮が光ファイバの線
膨張係数に影響を与えない構造が採用されており、この
方法は特開昭６４−７４５１４号公報に記載されてい
る。
一定にするため、線膨張係数をマイナスにした光ファイ
バは、米国特許第４，９２３，２７８号明細書にも述べ
られているように、従来から知られている。この光ファ
イバをケーブル化する際には、伝搬時間の温度安定性を
保つために、光ファイバをケーブルの中でたるませて、
光ファイバケーブルの温度による伸縮が光ファイバの線
膨張係数に影響を与えない構造が採用されており、この
方法は特開昭６４−７４５１４号公報に記載されてい
る。
【０００３】信号の伝搬時間τの光ファイバケーブルに
対する温度変化率は、 （１／τ）（ｄτ／ｄＴ）＝（１／Ｌ）（ｄＬ／ｄＴ）
＋（１／ｎ）（ｄｎ／ｄＴ） で与えられる。光ファイバの長さＬが温度により伸縮す
る線膨張係数（第１項）の項と、光ファイバの屈折率の
温度係数（第２項）によって、伝搬時間τの温度係数に
変動を生じる。伝搬時間τを温度に対して安定にするた
めには、 （１／Ｌ）（ｄＬ／ｄＴ）＝−（１／ｎ）（ｄｎ／ｄ
Ｔ） とすればよい。すなわち、線膨張係数をマイナスにする
必要がある。上述した米国特許第４，９２３，２７８号
明細書に記載されているように、線膨張係数がマイナス
である液晶ポリマーをガラスファイバに被覆することに
より、光ファイバの線膨張係数をマイナスにするのが通
常とられる手法である。ガラスの線膨張係数はプラスで
あるが、線膨張係数がマイナスの液晶ポリマーの伸縮力
によって、光ファイバ全体の線膨張係数をマイナスにし
ているのである。この液晶ポリマーの伸縮力は、液晶ポ
リマーの弾性率、断面積、および線膨張係数に比例する
が、弾性率は温度に依存して大きく変動し、−１０℃以
下の低温では大きくなる。一方、ガラスは−数１０℃で
はほとんど弾性率が変化しないため、この低温度領域で
は、液晶ポリマーの伸縮力が相対的に大きくなり、伝搬
時間τの変化が大きくなる。従来の光ファイバケーブル
構造は、光ファイバを除く光ファイバケーブル全体の線
膨張係数が光ファイバの線膨張係数に影響を与えないよ
うになっているため、ケーブル化した光ファイバも、低
温度領域においては、大きな伝搬時間の変動が生じると
いう問題があった。
対する温度変化率は、 （１／τ）（ｄτ／ｄＴ）＝（１／Ｌ）（ｄＬ／ｄＴ）
＋（１／ｎ）（ｄｎ／ｄＴ） で与えられる。光ファイバの長さＬが温度により伸縮す
る線膨張係数（第１項）の項と、光ファイバの屈折率の
温度係数（第２項）によって、伝搬時間τの温度係数に
変動を生じる。伝搬時間τを温度に対して安定にするた
めには、 （１／Ｌ）（ｄＬ／ｄＴ）＝−（１／ｎ）（ｄｎ／ｄ
Ｔ） とすればよい。すなわち、線膨張係数をマイナスにする
必要がある。上述した米国特許第４，９２３，２７８号
明細書に記載されているように、線膨張係数がマイナス
である液晶ポリマーをガラスファイバに被覆することに
より、光ファイバの線膨張係数をマイナスにするのが通
常とられる手法である。ガラスの線膨張係数はプラスで
あるが、線膨張係数がマイナスの液晶ポリマーの伸縮力
によって、光ファイバ全体の線膨張係数をマイナスにし
ているのである。この液晶ポリマーの伸縮力は、液晶ポ
リマーの弾性率、断面積、および線膨張係数に比例する
が、弾性率は温度に依存して大きく変動し、−１０℃以
下の低温では大きくなる。一方、ガラスは−数１０℃で
はほとんど弾性率が変化しないため、この低温度領域で
は、液晶ポリマーの伸縮力が相対的に大きくなり、伝搬
時間τの変化が大きくなる。従来の光ファイバケーブル
構造は、光ファイバを除く光ファイバケーブル全体の線
膨張係数が光ファイバの線膨張係数に影響を与えないよ
うになっているため、ケーブル化した光ファイバも、低
温度領域においては、大きな伝搬時間の変動が生じると
いう問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点を解決するためになされたもので、低温度領域にお
いても、伝搬時間の変動が生じることのない光ファイバ
ケーブルを提供することを目的とするものである。
題点を解決するためになされたもので、低温度領域にお
いても、伝搬時間の変動が生じることのない光ファイバ
ケーブルを提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１に記
載の発明においては、１本または複数本の負の線膨張係
数の樹脂により被覆された光ファイバを内部に有する光
ファイバケーブルにおいて、光ファイバはたるみを有し
て他の光ファイバケーブル構成材料とゆるく拘束し、か
つ、低温領域での拘束力を大きくすることにより、光フ
ァイバの光ファイバケーブル中での実効的な線膨張係数
を−２×１０-6（１／℃）から−１５×１０-6（１／
℃）の範囲としたことを特徴とするものである。
載の発明においては、１本または複数本の負の線膨張係
数の樹脂により被覆された光ファイバを内部に有する光
ファイバケーブルにおいて、光ファイバはたるみを有し
て他の光ファイバケーブル構成材料とゆるく拘束し、か
つ、低温領域での拘束力を大きくすることにより、光フ
ァイバの光ファイバケーブル中での実効的な線膨張係数
を−２×１０-6（１／℃）から−１５×１０-6（１／
℃）の範囲としたことを特徴とするものである。
【０００６】請求項２に記載の発明においては、１本ま
たは複数本の光ファイバを内部に有する光ファイバケー
ブルにおいて、光ファイバはたるみをもって他の光ファ
イバケーブル構成材料にゆるく拘束するとともに、光フ
ァイバの２０℃における線膨張係数をα（１／℃）とし
たとき、光ファイバを除く光ファイバケーブル全体の２
０℃における線膨張係数を（α＋８．５×１０-6）（１
／℃）の−３０倍から−７０倍の範囲としたことを特徴
とするものである。
たは複数本の光ファイバを内部に有する光ファイバケー
ブルにおいて、光ファイバはたるみをもって他の光ファ
イバケーブル構成材料にゆるく拘束するとともに、光フ
ァイバの２０℃における線膨張係数をα（１／℃）とし
たとき、光ファイバを除く光ファイバケーブル全体の２
０℃における線膨張係数を（α＋８．５×１０-6）（１
／℃）の−３０倍から−７０倍の範囲としたことを特徴
とするものである。
【０００７】請求項３に記載の発明においては、１本ま
たは複数本の負の線膨張係数の樹脂により被覆された光
ファイバを内部に有する光ファイバケーブルにおいて、
光ファイバと光ファイバケーブル構成材料の線膨張係数
は同一の−２×１０-6（１／℃）から−１５×１０
-6（１／℃）の範囲としたことを特徴とするものであ
る。
たは複数本の負の線膨張係数の樹脂により被覆された光
ファイバを内部に有する光ファイバケーブルにおいて、
光ファイバと光ファイバケーブル構成材料の線膨張係数
は同一の−２×１０-6（１／℃）から−１５×１０
-6（１／℃）の範囲としたことを特徴とするものであ
る。
【０００８】
【作用】本発明は、光ファイバの温度特性を、光ファイ
バケーブル構成材料の温度特性により補償することによ
って、低温度領域において、光信号の伝搬時間変化を発
生しない適正なレベルにすることである。このレベルと
は、光が通る部分の（コア）の温度による屈折率変化で
発生する伝搬時間変化（１／ｎ ｄｎ／ｄＴ）を光ファ
イバ全体の温度伸縮（１／Ｌ ｄＬ／ｄＴ）で相殺する
大きさ、すなわち、 １／Ｌ ｄＬ／ｄＴ＝−１／ｎ ｄｎ／ｄＴ・・・（１） である。
バケーブル構成材料の温度特性により補償することによ
って、低温度領域において、光信号の伝搬時間変化を発
生しない適正なレベルにすることである。このレベルと
は、光が通る部分の（コア）の温度による屈折率変化で
発生する伝搬時間変化（１／ｎ ｄｎ／ｄＴ）を光ファ
イバ全体の温度伸縮（１／Ｌ ｄＬ／ｄＴ）で相殺する
大きさ、すなわち、 １／Ｌ ｄＬ／ｄＴ＝−１／ｎ ｄｎ／ｄＴ・・・（１） である。
【０００９】請求項１に記載の発明によれば、光ファイ
バケーブル全体の線膨張係数（温度伸縮）を（１）式の
値にするのは困難であるため、光ファイバとケーブルが
完全に一体化するのではなく、光ファイバケーブルは光
ファイバをゆるく拘束しており、光ファイバと光ファイ
バケーブルは別々の線膨張係数を持つが、低温領域にお
いて、拘束力を大きくすることによって、光ファイバケ
ーブルの温度伸縮力の一部を光ファイバに影響させ、低
温での過剰な力を相殺することで、光ファイバの光ファ
イバケーブル中での実効的な線膨張係数を−２×１０-6
（１／℃）から−１５×１０-6（１／℃）の範囲とし
て、伝搬時間を一定に保つことができるものである。
バケーブル全体の線膨張係数（温度伸縮）を（１）式の
値にするのは困難であるため、光ファイバとケーブルが
完全に一体化するのではなく、光ファイバケーブルは光
ファイバをゆるく拘束しており、光ファイバと光ファイ
バケーブルは別々の線膨張係数を持つが、低温領域にお
いて、拘束力を大きくすることによって、光ファイバケ
ーブルの温度伸縮力の一部を光ファイバに影響させ、低
温での過剰な力を相殺することで、光ファイバの光ファ
イバケーブル中での実効的な線膨張係数を−２×１０-6
（１／℃）から−１５×１０-6（１／℃）の範囲とし
て、伝搬時間を一定に保つことができるものである。
【００１０】なお、光ファイバのガラスの屈折率の温度
係数は、屈折率分布の形状、ガラスの成分、光信号の波
長等によって異なるが、応力がかからない場合、通常
は、１．５×１０-6（１／℃）から１２×１０-6（１／
℃）の範囲にある。この値に、光弾性効果を加味する
と、２×１０-6（１／℃）から１５×１０-6（１／℃）
の範囲となる。したがって、光ファイバの線膨張係数
を、−２×１０-6（１／℃）から−１５×１０-6（１／
℃）の範囲とすることが有効である。
係数は、屈折率分布の形状、ガラスの成分、光信号の波
長等によって異なるが、応力がかからない場合、通常
は、１．５×１０-6（１／℃）から１２×１０-6（１／
℃）の範囲にある。この値に、光弾性効果を加味する
と、２×１０-6（１／℃）から１５×１０-6（１／℃）
の範囲となる。したがって、光ファイバの線膨張係数
を、−２×１０-6（１／℃）から−１５×１０-6（１／
℃）の範囲とすることが有効である。
【００１１】請求項２に記載の発明によれば、１本また
は複数本の光ファイバを内部に有する光ファイバケーブ
ルにおいて、光ファイバはたるみをもって他の光ファイ
バケーブル構成材料にゆるく拘束するとともに、光ファ
イバの２０℃における線膨張係数をα（１／℃）とした
とき、光ファイバを除く光ファイバケーブル全体の２０
℃における線膨張係数を（α＋８．５×１０-6）（１／
℃）の−３０倍から−７０倍の範囲としたことにより、
光ファイバの線膨張係数が、正または負のいずれの場合
でも、伝搬時間を一定に保つことができるものである。
は複数本の光ファイバを内部に有する光ファイバケーブ
ルにおいて、光ファイバはたるみをもって他の光ファイ
バケーブル構成材料にゆるく拘束するとともに、光ファ
イバの２０℃における線膨張係数をα（１／℃）とした
とき、光ファイバを除く光ファイバケーブル全体の２０
℃における線膨張係数を（α＋８．５×１０-6）（１／
℃）の−３０倍から−７０倍の範囲としたことにより、
光ファイバの線膨張係数が、正または負のいずれの場合
でも、伝搬時間を一定に保つことができるものである。
【００１２】請求項３に記載の発明によれば、１本また
は複数本の負の線膨張係数の樹脂により被覆された光フ
ァイバを内部に有する光ファイバケーブルにおいて、光
ファイバと光ファイバケーブル構成材料の線膨張係数は
同一の−２×１０-6（１／℃）から−１５×１０-6（１
／℃）の範囲としたことにより、光ファイバと比較して
伝搬時間変化を小さくする効果は少ないが、光ファイバ
にたるみを与える必要がなく、温度特性の補償が可能と
なる。
は複数本の負の線膨張係数の樹脂により被覆された光フ
ァイバを内部に有する光ファイバケーブルにおいて、光
ファイバと光ファイバケーブル構成材料の線膨張係数は
同一の−２×１０-6（１／℃）から−１５×１０-6（１
／℃）の範囲としたことにより、光ファイバと比較して
伝搬時間変化を小さくする効果は少ないが、光ファイバ
にたるみを与える必要がなく、温度特性の補償が可能と
なる。
【００１３】
【実施例】図１は、本発明の光ファイバケーブルの一実
施例の断面図である。図中、１は光ファイバ、２はルー
スチューブ、３はジェリー、４はＦＲＰ、５はポリエチ
レン被覆、６はポリエチレンシースである。光ファイバ
１は１本または複数本がルースチューブ２にたるみを持
って収容され、その間隙にはジェリー３が充填されてい
る。ＦＲＰ４とそれを被覆するポリエチレン被覆５は、
テンションメンバを構成し、ルースチューブ２は、その
回りを撚られて配置され、その上にポリエチレンシース
６が施されている。光ファイバ１は、線膨張係数がマイ
ナスである液晶ポリマーを被覆して、温度特性を補償し
たものである。
施例の断面図である。図中、１は光ファイバ、２はルー
スチューブ、３はジェリー、４はＦＲＰ、５はポリエチ
レン被覆、６はポリエチレンシースである。光ファイバ
１は１本または複数本がルースチューブ２にたるみを持
って収容され、その間隙にはジェリー３が充填されてい
る。ＦＲＰ４とそれを被覆するポリエチレン被覆５は、
テンションメンバを構成し、ルースチューブ２は、その
回りを撚られて配置され、その上にポリエチレンシース
６が施されている。光ファイバ１は、線膨張係数がマイ
ナスである液晶ポリマーを被覆して、温度特性を補償し
たものである。
【００１４】ここで、光ファイバとたるみの関係を説明
する。光ファイバがたるみを持って光ファイバケーブル
に収納される場合、通常、以下に示す２通りの方法があ
る。第１の方法は、螺旋状に溝を切ったスロットの溝内
に光ファイバを収納する方法であり、第２の方法は、中
空パイプの中に光ファイバを収納する方法である。一般
に、第１の方法をスロットタイプ、第２の方法をルース
チューブタイプと呼んでいる。ルースチューブタイプ
は、光ファイバケーブルの曲げ特性の向上のために、テ
ンションメンバの回りに撚られることが通常である。
する。光ファイバがたるみを持って光ファイバケーブル
に収納される場合、通常、以下に示す２通りの方法があ
る。第１の方法は、螺旋状に溝を切ったスロットの溝内
に光ファイバを収納する方法であり、第２の方法は、中
空パイプの中に光ファイバを収納する方法である。一般
に、第１の方法をスロットタイプ、第２の方法をルース
チューブタイプと呼んでいる。ルースチューブタイプ
は、光ファイバケーブルの曲げ特性の向上のために、テ
ンションメンバの回りに撚られることが通常である。
【００１５】このような方法で、光ファイバにたるみを
持たせて光ファイバケーブルを構成した場合、スロット
溝の内面、または、ルースチューブの内面と光ファイバ
の間に働く拘束力がゼロもしくは微少であると、前述し
たような低温領域において光ファイバに発生する過剰な
伸縮力は、そのまま光ファイバに影響を与え、光信号の
伝搬時間が温度に対し変動してしまう。しかし、光ファ
イバとスロット溝の内面、または、ルースチューブの内
面との間に適当な拘束力を働かせれば、過剰な力を相殺
することができる。
持たせて光ファイバケーブルを構成した場合、スロット
溝の内面、または、ルースチューブの内面と光ファイバ
の間に働く拘束力がゼロもしくは微少であると、前述し
たような低温領域において光ファイバに発生する過剰な
伸縮力は、そのまま光ファイバに影響を与え、光信号の
伝搬時間が温度に対し変動してしまう。しかし、光ファ
イバとスロット溝の内面、または、ルースチューブの内
面との間に適当な拘束力を働かせれば、過剰な力を相殺
することができる。
【００１６】図１の実施例では、ルースチューブ２内
に、ジェリー３が充填材として充填されている。温度変
化による光ファイバケーブルの伸縮力は、ジェリー３を
介して光ファイバ１に伝わるが、光ファイバ１を拘束す
る力は、ジェリーの粘度により０〜１００％の範囲で変
化する。したがって、低温で粘度が増加する適当な温度
特性のジェリーを選択することによって、低温での光フ
ァイバの拘束力を大きくして、光ファイバケーブル構成
材料により、過剰な伸縮力を相殺することができる。こ
の場合、光ファイバケーブル構成材料の温度特性は、通
常は正であるから、低温領域において、過剰に伸びる光
ファイバを、光ファイバケーブル構成材料の縮みによ
り、補償できるわけである。一般に、ジェリーの粘度
は、高温度になると減少し、低温度になると増加する。
したがって、高温で小さく低温で大きな拘束力を与える
ことは容易であり、適当な光ファイバケーブル構成材料
を用いることにより、光ファイバの温度特性を補償する
ことができる。
に、ジェリー３が充填材として充填されている。温度変
化による光ファイバケーブルの伸縮力は、ジェリー３を
介して光ファイバ１に伝わるが、光ファイバ１を拘束す
る力は、ジェリーの粘度により０〜１００％の範囲で変
化する。したがって、低温で粘度が増加する適当な温度
特性のジェリーを選択することによって、低温での光フ
ァイバの拘束力を大きくして、光ファイバケーブル構成
材料により、過剰な伸縮力を相殺することができる。こ
の場合、光ファイバケーブル構成材料の温度特性は、通
常は正であるから、低温領域において、過剰に伸びる光
ファイバを、光ファイバケーブル構成材料の縮みによ
り、補償できるわけである。一般に、ジェリーの粘度
は、高温度になると減少し、低温度になると増加する。
したがって、高温で小さく低温で大きな拘束力を与える
ことは容易であり、適当な光ファイバケーブル構成材料
を用いることにより、光ファイバの温度特性を補償する
ことができる。
【００１７】なお、上述した実施例では、ルースチュー
ブに収容された光ファイバについて説明したが、スロッ
ト溝に収容した光ファイバでも同様である。また、ジェ
リー以外の充填物、例えば、液体や発泡樹脂等の固体も
用いることができる。
ブに収容された光ファイバについて説明したが、スロッ
ト溝に収容した光ファイバでも同様である。また、ジェ
リー以外の充填物、例えば、液体や発泡樹脂等の固体も
用いることができる。
【００１８】スロット溝やルースチューブにおける光フ
ァイバの拘束力を持たせる方法としては、温度で摩擦係
数が変わる樹脂をスロット溝の内面、または、ルースチ
ューブの内面にコーティングする方法も有効である。
ァイバの拘束力を持たせる方法としては、温度で摩擦係
数が変わる樹脂をスロット溝の内面、または、ルースチ
ューブの内面にコーティングする方法も有効である。
【００１９】また、光ファイバの被覆が液晶ポリマーな
どの比較的固い樹脂である場合、剛性が大きいため螺旋
状に撚ったとき光ファイバが溝やルースチューブの壁面
に押しつけられて大きな摩擦力を発生する。スロット溝
やルースチューブの内面に、ケバや突起等を配したりす
れば、摩擦力は、より有効に作用する。この摩擦力は撚
ピッチに依存して変化するため適当な撚ピッチを選ぶこ
とで所期の拘束力を得ることができる。
どの比較的固い樹脂である場合、剛性が大きいため螺旋
状に撚ったとき光ファイバが溝やルースチューブの壁面
に押しつけられて大きな摩擦力を発生する。スロット溝
やルースチューブの内面に、ケバや突起等を配したりす
れば、摩擦力は、より有効に作用する。この摩擦力は撚
ピッチに依存して変化するため適当な撚ピッチを選ぶこ
とで所期の拘束力を得ることができる。
【００２０】光ファイバにたるみを与えるための余長の
上限は、撚りピッチ、光ファイバの太さ、チューブ内
径、またはスロットの溝深さ等によって決定されるが、
所定の温度変化によっても、余長が０乃至上限値の間に
あれば、効果を発揮することが可能である。
上限は、撚りピッチ、光ファイバの太さ、チューブ内
径、またはスロットの溝深さ等によって決定されるが、
所定の温度変化によっても、余長が０乃至上限値の間に
あれば、効果を発揮することが可能である。
【００２１】具体例について説明する。ガラス径１２５
μｍのシングルモード光ファイバに液晶ポリマーを被覆
し、外径０．８ｍｍとした光ファイバを、外径５．４ｍ
ｍ、内径４．０ｍｍのルースチューブ内に配し、隙間に
ジェリー充填したルースチューブケーブルを試作した。
断面構造は、図１と同じである。ジェリーの粘度は、−
２０℃で１．６×１０5 （ｃｐｓ）、２０℃で０．９×
１０5 （ｃｐｓ）、４０℃で０．６×１０5 （ｃｐｓ）
のものを選択した場合の光信号の温度に対する伝搬時間
変化を測定した。測定結果を図２の実線に示す。光ファ
イバの線膨張係数は−１．０×１０-5（１／℃）、光フ
ァイバケーブルの線膨張係数は７．５×１０-5（１／
℃）、ルースチューブの撚ピッチは３００ｍｍである。
図２には、併せてジェリーのない同一サイズのルースチ
ューブケーブルの温度特性を点線で示した。両者の比較
から低温での伝搬時間の安定化に対して、ジェリーの充
填等で光ファイバを光ファイバケーブルにゆるく拘束
し、低温での拘束力を大きくすることが有効であること
が分かる。
μｍのシングルモード光ファイバに液晶ポリマーを被覆
し、外径０．８ｍｍとした光ファイバを、外径５．４ｍ
ｍ、内径４．０ｍｍのルースチューブ内に配し、隙間に
ジェリー充填したルースチューブケーブルを試作した。
断面構造は、図１と同じである。ジェリーの粘度は、−
２０℃で１．６×１０5 （ｃｐｓ）、２０℃で０．９×
１０5 （ｃｐｓ）、４０℃で０．６×１０5 （ｃｐｓ）
のものを選択した場合の光信号の温度に対する伝搬時間
変化を測定した。測定結果を図２の実線に示す。光ファ
イバの線膨張係数は−１．０×１０-5（１／℃）、光フ
ァイバケーブルの線膨張係数は７．５×１０-5（１／
℃）、ルースチューブの撚ピッチは３００ｍｍである。
図２には、併せてジェリーのない同一サイズのルースチ
ューブケーブルの温度特性を点線で示した。両者の比較
から低温での伝搬時間の安定化に対して、ジェリーの充
填等で光ファイバを光ファイバケーブルにゆるく拘束
し、低温での拘束力を大きくすることが有効であること
が分かる。
【００２２】図３は、前述のジェリーを充填しないケー
ブルにおいて、ＦＲＰテンションメンバの太さを変えて
光ファイバケーブルの線膨張係数を変化させたときの光
信号伝搬時間の温度変化を示している。ルースチューブ
ケーブルの場合、チューブの撚りピッチで光ファイバの
余長が決まる。すなわち、撚りピッチが短いほど余長が
大きくなる。撚りピッチが長いとケーブルの曲げ特性の
面で不利となる。逆に、撚りピッチが短いと製造性が悪
くなる。この両者を勘案して、通常のルースチューブケ
ーブルにおいては、撚りピッチは、ケーブル外径の１０
倍程度である。したがって、外径１９ｍｍ程度のケーブ
ルでは、撚りピッチは２００ｍｍ程度となる。
ブルにおいて、ＦＲＰテンションメンバの太さを変えて
光ファイバケーブルの線膨張係数を変化させたときの光
信号伝搬時間の温度変化を示している。ルースチューブ
ケーブルの場合、チューブの撚りピッチで光ファイバの
余長が決まる。すなわち、撚りピッチが短いほど余長が
大きくなる。撚りピッチが長いとケーブルの曲げ特性の
面で不利となる。逆に、撚りピッチが短いと製造性が悪
くなる。この両者を勘案して、通常のルースチューブケ
ーブルにおいては、撚りピッチは、ケーブル外径の１０
倍程度である。したがって、外径１９ｍｍ程度のケーブ
ルでは、撚りピッチは２００ｍｍ程度となる。
【００２３】図４は、光ファイバの撚りピッチと光信号
の伝搬時間変化の関係をあらわしており、撚りピッチを
短くすると光ファイバの拘束力が増加し、低温での伝搬
時間変化が小さくなっている。このとき、高温側では光
ファイバがケーブルの線膨張の影響を受けて伸ばされる
ため、不利になるが、撚りピッチを適当な長さにするこ
とで、光ファイバケーブルの製造温度より低い所定の温
度範囲で伝搬時間変化を小さくすることができる。
の伝搬時間変化の関係をあらわしており、撚りピッチを
短くすると光ファイバの拘束力が増加し、低温での伝搬
時間変化が小さくなっている。このとき、高温側では光
ファイバがケーブルの線膨張の影響を受けて伸ばされる
ため、不利になるが、撚りピッチを適当な長さにするこ
とで、光ファイバケーブルの製造温度より低い所定の温
度範囲で伝搬時間変化を小さくすることができる。
【００２４】図３からケーブルの適正な線膨張係数は、
２×１０-5〜２×１０-4（１／℃）の範囲であることが
分かる。光ファイバの２０℃における線膨張係数αが−
１．０×１０-5（１／℃）であるから、光ファイバケー
ブルの適正な線膨張係数の範囲は、（α＋８．５×１０
-6）（１／℃）の−１３．３倍〜−１３３倍にあたる。
しかし、ケーブルに入れた光ファイバの線膨張係数αが
−８．８×１０-6（１／℃）と−１５×１０-6（１／
℃）の場合は、良好な伝搬時間安定性が発揮できない。
線膨張係数αが−８．８×１０-6（１／℃）の場合は、
低温での伝搬時間変化が大きく、線膨張係数αが−１５
×１０-6（１／℃）の場合は、高温側での伝搬時間変化
が大きくなった。線膨張係数αが−８．８×１０-6（１
／℃）であると、（α＋８．５×１０-6）（１／℃）は
−０．３×１０-6（１／℃）であり、光ファイバケーブ
ルの適正な線膨張係数の範囲である２×１０-5〜２×１
０-4（１／℃）に対しては、−６６倍〜−６６６倍とな
る。また、線膨張係数αが−１５×１０-6（１／℃）で
あると、（α＋８．５×１０-6）（１／℃）は−６．６
×１０-6（１／℃）であり、光ファイバケーブルの適正
な線膨張係数の範囲である２×１０-5〜２×１０-4（１
／℃）に対しては、−３倍〜−３３倍となる。そうする
と、（α＋８．５×１０-6）（１／℃）に対して、−３
倍〜−３３倍、ならびに、−６６倍〜−６６６倍は有効
な範囲でないことが分かる。−１３．３倍〜−１３３倍
の範囲から、上述した有効でない範囲を除外すれば、
（α＋８．５×１０-6）（１／℃）の−３０倍〜−７０
倍が伝搬時間変化を小さくすることができる。
２×１０-5〜２×１０-4（１／℃）の範囲であることが
分かる。光ファイバの２０℃における線膨張係数αが−
１．０×１０-5（１／℃）であるから、光ファイバケー
ブルの適正な線膨張係数の範囲は、（α＋８．５×１０
-6）（１／℃）の−１３．３倍〜−１３３倍にあたる。
しかし、ケーブルに入れた光ファイバの線膨張係数αが
−８．８×１０-6（１／℃）と−１５×１０-6（１／
℃）の場合は、良好な伝搬時間安定性が発揮できない。
線膨張係数αが−８．８×１０-6（１／℃）の場合は、
低温での伝搬時間変化が大きく、線膨張係数αが−１５
×１０-6（１／℃）の場合は、高温側での伝搬時間変化
が大きくなった。線膨張係数αが−８．８×１０-6（１
／℃）であると、（α＋８．５×１０-6）（１／℃）は
−０．３×１０-6（１／℃）であり、光ファイバケーブ
ルの適正な線膨張係数の範囲である２×１０-5〜２×１
０-4（１／℃）に対しては、−６６倍〜−６６６倍とな
る。また、線膨張係数αが−１５×１０-6（１／℃）で
あると、（α＋８．５×１０-6）（１／℃）は−６．６
×１０-6（１／℃）であり、光ファイバケーブルの適正
な線膨張係数の範囲である２×１０-5〜２×１０-4（１
／℃）に対しては、−３倍〜−３３倍となる。そうする
と、（α＋８．５×１０-6）（１／℃）に対して、−３
倍〜−３３倍、ならびに、−６６倍〜−６６６倍は有効
な範囲でないことが分かる。−１３．３倍〜−１３３倍
の範囲から、上述した有効でない範囲を除外すれば、
（α＋８．５×１０-6）（１／℃）の−３０倍〜−７０
倍が伝搬時間変化を小さくすることができる。
【００２５】上述した実施例は、光ファイバがたるみを
持っていないと、光ファイバケーブルの伸縮が光ファイ
バに直接影響を与える。このように、光ファイバにたる
みを持たせた構造は、たるみを精密に制御することを必
要とする。
持っていないと、光ファイバケーブルの伸縮が光ファイ
バに直接影響を与える。このように、光ファイバにたる
みを持たせた構造は、たるみを精密に制御することを必
要とする。
【００２６】図５は、光ファイバにたるみを持たせない
実施例の光ファイバケーブルの断面図である。図中、１
は光ファイバ、２はルースチューブ、６はポリエチレン
シース、７は液晶ポリマーである。この実施例では、ル
ースチューブ２内の光ファイバ１は、たるみを持たない
状態で収納されている。また、ルースチューブ間に介在
するテンションメンバは、線膨張係数が光ファイバ１と
同じ値である負の線膨張係数の液晶ポリマーを用いた。
この実施例では、光ファイバを配置できる有効面積は大
幅に減少するが、光ファイバケーブルは、光ファイバ単
体と同じ温度特性を示す。図５の光ファイバケーブルの
温度特性を図６に示す。光ファイバ単体と比較して伝搬
時間変化を小さくする効果は少ない。しかし、この実施
例においては、光ファイバと光ファイバケーブル構成材
料との線膨張係数とを同一としたことにより、光ファイ
バにたるみを与える必要がなく、両者の線膨張係数を−
２×１０-6（１／℃）から−１５×１０-6（１／℃）の
範囲としたことにより、温度特性の補償が可能となる。
実施例の光ファイバケーブルの断面図である。図中、１
は光ファイバ、２はルースチューブ、６はポリエチレン
シース、７は液晶ポリマーである。この実施例では、ル
ースチューブ２内の光ファイバ１は、たるみを持たない
状態で収納されている。また、ルースチューブ間に介在
するテンションメンバは、線膨張係数が光ファイバ１と
同じ値である負の線膨張係数の液晶ポリマーを用いた。
この実施例では、光ファイバを配置できる有効面積は大
幅に減少するが、光ファイバケーブルは、光ファイバ単
体と同じ温度特性を示す。図５の光ファイバケーブルの
温度特性を図６に示す。光ファイバ単体と比較して伝搬
時間変化を小さくする効果は少ない。しかし、この実施
例においては、光ファイバと光ファイバケーブル構成材
料との線膨張係数とを同一としたことにより、光ファイ
バにたるみを与える必要がなく、両者の線膨張係数を−
２×１０-6（１／℃）から−１５×１０-6（１／℃）の
範囲としたことにより、温度特性の補償が可能となる。
【００２７】
【発明の効果】以上の説明からかなように、本発明によ
る光ファイバケーブルは−２０℃以下の低温でも光信号
の伝搬時間が安定であり、屋外に布設される電波望遠鏡
の制御用ケーブルなど、温度に対する伝搬時間安定性が
求められる用途に有効であるという効果がある。
る光ファイバケーブルは−２０℃以下の低温でも光信号
の伝搬時間が安定であり、屋外に布設される電波望遠鏡
の制御用ケーブルなど、温度に対する伝搬時間安定性が
求められる用途に有効であるという効果がある。
【図１】本発明の光ファイバケーブルの一実施例の断面
図である。
図である。
【図２】図１の光ファイバケーブルの測定結果を示す線
図である。
図である。
【図３】テンションメンバの太さに対する伝搬時間の温
度変化を示す線図である。
度変化を示す線図である。
【図４】光ファイバの撚りピッチと伝搬時間変化の関係
を示す線図である。
を示す線図である。
【図５】本発明の光ファイバケーブルの他の実施例の断
面図である。
面図である。
【図６】図５の光ファイバケーブルの温度特性を示す線
図である。
図である。
１ 光ファイバ ２ ルースチューブ ３ ジェリー ４ ＦＲＰ ５ポリエチレン被覆 ６ ポリエチレンシース ７ 液晶ポリマー
Claims (3)
- 【請求項１】 １本または複数本の負の線膨張係数の樹
脂により被覆された光ファイバを内部に有する光ファイ
バケーブルにおいて、光ファイバはたるみを有して他の
光ファイバケーブル構成材料とゆるく拘束し、かつ、低
温領域での拘束力を大きくすることにより、光ファイバ
の光ファイバケーブル中での実効的な線膨張係数を−２
×１０-6（１／℃）から−１５×１０-6（１／℃）の範
囲としたことを特徴とする光ファイバケーブル。 - 【請求項２】 １本または複数本の光ファイバを内部に
有する光ファイバケーブルにおいて、光ファイバはたる
みをもって他の光ファイバケーブル構成材料にゆるく拘
束するとともに、光ファイバの２０℃における線膨張係
数をα（１／℃）としたとき、光ファイバを除く光ファ
イバケーブル全体の２０℃における線膨張係数を（α＋
８．５×１０-6）（１／℃）の−３０倍から−７０倍の
範囲としたことを特徴とする光ファイバケーブル。 - 【請求項３】 １本または複数本の負の線膨張係数の樹
脂により被覆された光ファイバを内部に有する光ファイ
バケーブルにおいて、光ファイバと光ファイバケーブル
構成材料の線膨張係数は同一の−２×１０-6（１／℃）
から−１５×１０-6（１／℃）の範囲としたことを特徴
とする光ファイバケーブル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4338090A JPH06160680A (ja) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | 光ファイバケーブル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4338090A JPH06160680A (ja) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | 光ファイバケーブル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06160680A true JPH06160680A (ja) | 1994-06-07 |
Family
ID=18314814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4338090A Pending JPH06160680A (ja) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | 光ファイバケーブル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06160680A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100391091B1 (ko) * | 2000-12-26 | 2003-07-12 | 엘지전선 주식회사 | 광 다심 점퍼 코드 케이블 |
| JP2020067586A (ja) * | 2018-10-25 | 2020-04-30 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバケーブルの製造方法 |
-
1992
- 1992-11-25 JP JP4338090A patent/JPH06160680A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100391091B1 (ko) * | 2000-12-26 | 2003-07-12 | 엘지전선 주식회사 | 광 다심 점퍼 코드 케이블 |
| JP2020067586A (ja) * | 2018-10-25 | 2020-04-30 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバケーブルの製造方法 |
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