JPH08304634A

JPH08304634A - プラスチック光ファイバ母材の製造方法及びプラスチック光ファイバ

Info

Publication number: JPH08304634A
Application number: JP7114617A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Nonaka; 毅野中; Hiroo Matsuda; 裕男松田
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1995-05-12
Filing date: 1995-05-12
Publication date: 1996-11-22

Abstract

(57)【要約】【目的】所望の屈折率を実現し、伝送損失の低いプラ
スチック光ファイバを提供することを目的とする。【構成】本発明のプラスチック光ファイバは、異なる
屈折率を有する複数の樹脂層が中心軸から半径方向外側
に向かって屈折率の高い樹脂層の順に密着包囲して形成
されている、中心から半径方向外側に向かって屈折率が
降下する屈折率分布を有するファイバ状のコアと、コア
の外側に被覆され、コアの中心部の屈折率よりも低い屈
折率を有するクラッド部とから成り、コアの各樹脂層
が、それぞれ異なる１種類のホモポリマーから成る樹脂
で形成されていることを特徴とする。コアの各樹脂層を
成す各ホモポリマーの各モノマーが、水素を原子又は官
能基で置換して炭素−水素（Ｃ−Ｈ）結合の分子内に含
まれる比率を減少させた重合性を有する化合物であって
もよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラスチック光ファイ
バ母材の製造方法及びプラスチック光ファイバに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】コア及びクラッド部が共にプラスチック
であるプラスチック光ファイバは、ガラスファイバに比
べ加工や取扱いが容易なため、その伝送損失が実質的に
問題にされない程度に短距離の光伝送路等として現在多
用されており、例えば電子装置間の光信号の送受等に用
いられているが、将来、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ等の次世代通
信網構想の中で重要な高速伝送媒体たる役割を担うこと
が期待されている。

【０００３】既に実用化されているプラスチック光ファ
イバは、図６に示すような階段状に変化する屈折率分布
を有するステップインデックス型（ＳＩ型）のプラスチ
ック光ファイバであるが、これは伝送帯域が小さいため
に伝送容量が少く、高速伝送媒体等の通信用には適して
いない。図４に示すような半径方向に変化するコア屈折
率分布を有するグレーデッドインデックス（ＧＩ）型の
プラスチック光ファイバの方が、ＬＡＮ等の通信用途に
適しており、ファイバの伝送帯域を広げることにより更
に伝送容量が大きくなる。このとき、伝送容量を大きく
とるためには、滑らかな曲線状の屈折率分布を得ること
が理想的であるが、図４のような階段状の屈折率分布で
も不足のない伝送容量を得ることができる。

【０００４】特表平５−８０８４８８（第１の文献）に
プラスチックの屈折率を変化させるドーパントを添加し
て、滑らかな屈折率分布を得る態様のＧＩ型プラスチッ
ク光ファイバが開示されている。また、特開平４−９７
３０２（第２の文献）には、複数のモノマーを用いて屈
折率分布を得る態様のＧＩ型プラスチック光ファイバが
開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の第１の文献のプ
ラスチック光ファイバは、用いられるドーパントが可視
光領域に吸収を有するため、伝送損失に有利ではない。
また、第２の文献のプラスチック光ファイバは、複数の
モノマーがブロック化し易いために光散乱が発生し易
く、そのため伝送損失が上がってしまう。

【０００６】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、所望の屈折率を実現し、伝送損失の低い優れ
たプラスチック光ファイバを提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のプラスチック光
ファイバは、異なる屈折率を有する複数の樹脂層が中心
軸から半径方向外側に向かって屈折率の高い樹脂層の順
に密着包囲して形成されている、中心から半径方向外側
に向かって屈折率が降下する屈折率分布を有するファイ
バ状のコアと、コアの外側に被覆され、コアの中心部の
屈折率よりも低い屈折率を有するクラッド部とから成
り、コアの各樹脂層が、それぞれ異なる１種類のホモポ
リマーから成る樹脂で形成されていることを特徴とす
る。

【０００８】また、本発明のプラスチック光ファイバ
は、コアの各樹脂層を成す各ホモポリマーの各モノマー
が、重合性を有し樹脂層毎に同一又は相異なる第１の化
合物の水素を原子又は官能基で置換して炭素−水素（Ｃ
−Ｈ）結合の分子内に含まれる比率を減少させた重合性
を有する第２の化合物であることを特徴としてもよい。

【０００９】また、本発明のプラスチック光ファイバ
は、原子がハロゲンであることを特徴としてもよい。

【００１０】また、本発明のプラスチック光ファイバ
は、第１の化合物が、各樹脂層毎に同一であることを特
徴としてもよい。

【００１１】また、本発明のプラスチック光ファイバ
は、モノマーが、アクリロイル又はメチルアクリロイル
を有することを特徴としてもよい。

【００１２】また、本発明のプラスチック光ファイバ
は、ハロゲンが弗素（Ｆ）であり、且つ、複数の樹脂層
が、中心軸から半径方向外側に向かって、第２の化合物
の弗素の置換数が小さな順に密着包囲してコアが形成さ
れていることを特徴としてもよい。

【００１３】また、本発明のプラスチック光ファイバ
は、ハロゲンが、塩素（Ｃｌ）と、臭素（Ｂｒ）と、ヨ
ウ素（Ｉ）とから成る群より１つ選択され、且つ、複数
の樹脂層が、中心軸から半径方向外側に向かって、第２
の化合物のハロゲンの置換数が大きな順に密着包囲して
コアが形成されていることを特徴としてもよい。

【００１４】また、本発明のプラスチック光ファイバ
は、ハロゲンが、塩素（Ｃｌ）と、臭素（Ｂｒ）と、ヨ
ウ素（Ｉ）とから成る群より２つ以上選択され、且つ、
複数の樹脂層が、中心軸から半径方向外側に向かって、
第２の化合物のハロゲンの合計の置換数が大きな順に密
着包囲してコアが形成されていることを特徴としてもよ
い。

【００１５】また、本発明のプラスチック光ファイバ
は、コアの最外部の屈折率がクラッドの屈折率よりも低
いことを特徴としてもよい。

【００１６】また、本発明のプラスチック光ファイバ
は、ハロゲンが弗素（Ｆ）であるモノマーのホモポリマ
ーから成る樹脂層と、ハロゲンが、塩素（Ｃｌ）と、臭
素（Ｂｒ）と、ヨウ素（Ｉ）とから成る群より選択され
るモノマーのホモポリマーから成る樹脂層とからコアが
形成されることを特徴としてもよい。

【００１７】また、本発明のプラスチック光ファイバ
は、第１の化合物が、化３の一般式で表されることを特
徴としてもよい。

【００１８】

【化３】

【００１９】［Ｒ₁は、水素とメチルとから成る群より
選択される原子又は官能基であり、Ｒ₂は、メチルと、
エチルと、プロピルと、ブチルと、三級ブチルと、ペン
チルと、ヘキシルと、シクロヘキシルと、イソボロニル
と、アダマンチルとから成る群より選択される官能基で
ある。］。

【００２０】また、本発明のプラスチック光ファイバ
は、コアの各樹脂層が、化４の一般式で表される化合物
である第２の化合物をモノマーとするホモポリマーから
成ることを特徴としてもよい。

【００２１】

【化４】

【００２２】［Ｒ₁は、水素とメチルとから成る群より
選択される原子又は官能基であり、Ｒ₂は、炭素数１〜
２０の、直鎖アルキル、分枝アルキル又は環状アルキル
である。］。

【００２３】また、本発明のプラスチック光ファイバ
は、複数の樹脂層が、モノマーを中心軸から半径方向外
側に向かってＲ₂の炭素数の大きな順に用いたホモポリ
マーから成る複数の樹脂層でコアが形成されていること
を特徴としてもよい。

【００２４】また、本発明のプラスチック光ファイバ
は、モノマーが、化２の一般式で表される化合物の水素
が弗素で更に置換された化合物である第２の化合物であ
り、モノマーを、中心軸から半径方向外側に向かって弗
素置換数の小さな順に且つＲ₂の炭素数が同一又は大き
な順に、用いたホモポリマーから成る複数の樹脂層でコ
アが形成されていることを特徴としてもよい。

【００２５】また、本発明のプラスチック光ファイバ
は、モノマーが、化２の一般式で表される化合物の水素
が、塩素と、臭素と、ヨウ素から成る群より選択された
原子で更に置換された化合物である第２の化合物であ
り、モノマーを、中心軸から半径方向外側に向かって原
子の置換数の大きな順に且つＲ₂の分子量が同一又は大
きな順に、用いたホモポリマーから成る複数の樹脂層で
コアが形成されていることを特徴としてもよい。

【００２６】本発明のプラスチック光ファイバ母材の製
造方法は、第１の数の樹脂層であって各樹脂層は樹脂層
毎に屈折率の異なる１種類のホモポリマーから成る第１
の数の樹脂層が中心軸から外側に向かって屈折率の高い
樹脂層の順に密着包囲して形成されている、中心から半
径方向外側に向かって屈折率が降下する屈折率分布を有
するコアと、コアの中心部の屈折率よりも低い屈折率を
有するクラッド部とを備えるプラスチック光ファイバ母
材を製造する方法であって、中空部を有する略円筒形状
であるクラッド部に対して、ホモポリマーのモノマーを
クラッド部を含む略円筒の中空部の内側表面状に投入
し、クラッド部を長手軸方向を中心に回転させながらモ
ノマーを重合させて略均一な厚さの層を形成する操作
を、モノマーのホモポリマーの屈折率の低い順に第１の
数の回数行い、コアを形成するコア形成のステップを含
むことを特徴とする。

【００２７】また、本発明のプラスチック光ファイバ
は、中空の略円筒形状であるクラッド部製造モールドの
中空部内側表面上にクラッド部モノマーを投入し、クラ
ッド部製造モールドを長手軸方向を中心に回転させなが
らクラッド部モノマーを重合させて、中空の略円筒形状
であるクラッド部を形成するクラッド部製造のステップ
を更に含むことを特徴としてもよい。

【００２８】以下、本発明のプラスチック光ファイバ及
び母材の製造方法に関して、更に説明をする。

【００２９】本発明のプラスチック光ファイバは、内側
から屈折率の高い順に複数の樹脂層から成る構成の母材
を、公知の方法で加熱溶融して線引することにより、容
易に得ることができる。

【００３０】本発明のプラスチック光ファイバを構成す
る樹脂のモノマーは、以下に例示する化合物を上記第１
の化合物とし、これらのハロゲン置換化合物である第２
の化合物であってもよい：アクリル酸メチル（メチルア
クリレート）、メタクリル酸メチル（メチルメタクリレ
ート）、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アク
リル酸プロピル、メタクリル酸プロピル、アクリル酸ブ
チル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸三級ブチル、メ
タクリル酸三級ブチル、アクリル酸ペンチル、メタクリ
ル酸ペンチル、アクリル酸ヘキシル、メタクリル酸ヘキ
シル、アクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロ
ヘキシル、アクリル酸イソボロニル、メタクリル酸イソ
ボロニル、アクリル酸アダマンチル（アクリルアダマン
タン）、メタクリル酸アダマンチル（メタクリルアダマ
ンタン）。このような第１の化合物をハロゲン化した第
２の化合物をモノマーとして用いる場合は、モノマーの
ハロゲン置換数を変化させることにより、ホモポリマー
の屈折率を変化させることができる。

【００３１】また、本発明のプラスチック光ファイバを
構成する樹脂のモノマーは、アクリル酸若しくはメタク
リル酸の、直鎖アルキルエステル、分枝アルキルエステ
ル、又は環状アルキルエステルであってもよい。このよ
うな化合物をモノマーとして用いる場合は、アルキルの
炭素数を変化させることにより、屈折率を変化させるこ
とが可能である。アルキルの炭素数は、所望の屈折率を
得るためには１〜２０の幅で変化させればよい。製造工
程等を考慮すると、この炭素数は、１〜１５程度の範囲
で変化させることが好ましい。

【００３２】尚、本発明での「ホモポリマーから成る樹
脂」は、可塑剤等、プラスチックに添加される公知の添
加剤を含有するホモポリマーから成る樹脂を含む。

【００３３】本発明のプラスチック光ファイバの分子量
は、コアとクラッド部とを構成するホモポリマーのＧＰ
Ｃによる重量平均分子量が、１０, ０００以上３００,
０００以下であることが好ましく、更には３０, ０００
以上２５０, ０００以下（更には５０, ０００以上２０
０, ０００以下）であることが好ましい。

【００３４】コアを構成する高分子の重量平均分子量
は、１０, ０００以上３００, ０００以下であることが
好ましい。また、クラッド部を構成する高分子の重量平
均分子量も、１０, ０００以上３００, ０００以下であ
ることが好ましい。尚、母材を線引することによりプラ
スチック光ファイバを得ることができるので、母材を構
成する樹脂が上記の分子量であれば、同様の分子量の樹
脂で形成されるプラスチック光ファイバが得られる。

【００３５】本発明のコア及びクラッド部を製造するた
めのモノマーの重合反応は公知の重合反応を用いること
ができるが、Ｏ−Ｏ結合を有する過酸化物やアゾ系化合
物等を開始剤とするラジカル重合であることが好まし
い。ここで、反応ラジカル重合反応の開始剤には、過酸
化ベンゾイル、過酸化ラウロイル等の、約４０℃〜約１
００℃で有効にラジカルを発生するいわゆる中温開始剤
が好適に使用可能である。従って、このような中温開始
剤を用いた場合、重合反応の温度条件は、好適には約４
０℃〜約１００℃である。反応熱や反応自体による膨脹
収縮によって重合反応中若しくは反応後ポリマーにクラ
ック等が生じないように、並びに、反応熱によってモノ
マーが反応中に沸騰することのないように、重合反応速
度は調節される必要があり、これは重合温度と開始剤濃
度との組み合わせにより調節可能である。ラジカル重合
反応の開始剤の添加量は、約４０℃〜約１００℃の重合
反応開始の条件に関して、系全体に対して０．００１〜
１０重量％程度、更には０．０１〜０．３重量％程度
（特に０．０５〜０．１５重量％程度）であればよい。
尚、このような熱エネルギーによる塊状重合以外にも、
光エネルギーを用いた塊状重合等も使用可能である。こ
の場合においても同様に、温度等の入力エネルギー量と
開始剤濃度との組み合わせにより、重合反応速度を調節
することが可能である。

【００３６】プラスチック光ファイバ母材のコア又はク
ラッド部が、加熱により開始する重合反応により製造さ
れる場合には、コア又はクラッド部の製造に用いられる
製造装置は、母材又は下記のモールドを回転可能で、且
つ温度制御の機能をもつ加熱手段を有する装置であれ
ば、形態を問わず、本発明に好適に使用できる。但し、
この重合反応には、空気中の酸素に反応の進行が阻害さ
れる場合もあるため、母材をモールドに挿入して設置す
る際、その両端を封止できる機能が具備されることが好
ましい。

【００３７】重合反応の際、母材及びモールドを回転さ
せる場合は、回転数が約１０, ０００ｒｐｍ以下、特
に、約１００ｒｐｍ〜約５, ０００ｒｐｍであることが
好ましい。

【００３８】母材のクラッド部の製造に用いられるモー
ルドは、中空の円筒形状であればよく、ガラス等様々な
材料が使用可能である。母材のクラッド部は、上述のよ
うに回転させながら重合させてもよいし、ロッドに穴を
あけて作製してもよい。コアの製造に際しては、コア中
心まで重合を行ってもよいし、途中で重合を終了させて
コラプスして製造してもよい。

【００３９】

【作用】本発明のプラスチック光ファイバのコアは、内
側から屈折率の高い順に複数の樹脂層から成る構成であ
るため、その屈折率分布は、中心から半径方向外側に向
かって階段状を呈している。従って、モード分散を小さ
くできるので高速通信用途に要求されるレベルの大きな
伝送帯域を実現することができる。

【００４０】各樹脂層は、可視光領域に吸収帯を有する
ドーパントを含まないため、伝送損失を小さくすること
ができる。

【００４１】また、各樹脂層はホモポリマーから成る樹
脂で形成されているため、ブロック化による光散乱を生
じることはない。

【００４２】また、各樹脂層を構成するホモポリマーの
モノマーに、炭素−水素（Ｃ−Ｈ）結合の比率の小さな
化合物を用いているため、可視光領域の吸収が低減され
て伝送損失への影響が低減される。

【００４３】各樹脂層を構成するホモポリマーのモノマ
ーは、重合性を有する第１の化合物の水素（Ｈ）を、原
子又は官能基で置換して第１の化合物よりも炭素−水素
（Ｃ−Ｈ）結合を減少させた第２の化合物を用いるた
め、プラスチック光ファイバに用いることのできる公知
のモノマーの置換誘導体を用いて、屈折率分布を有する
ＧＩ型のプラスチック光ファイバを得ることができる。
この置換誘導体は、公知のモノマーを出発物質として比
較的容易に合成でき、しかも置換数や置換原子又は置換
基を変えることにより、容易に屈折率の異なるホモポリ
マーを得ることができるため、これらのモノマーを用い
て所望の屈折率分布を容易に得ることができる。

【００４４】また、ハロゲンで置換されたモノマーを用
いる態様では、モノマーの置換ハロゲンの数を変化させ
るだけで樹脂の屈折率を変化させることができるため、
所望の屈折率を容易に得ることができる。ハロゲンが弗
素の場合、モノマーに含まれる弗素がホモポリマーの屈
折率を減少させ、弗素置換数が大きくなるほど屈折率が
降下する傾向をもつ。ハロゲンが塩素、臭素及びヨウ素
の場合、モノマーに含まれる塩素、臭素及びヨウ素がホ
モポリマーの屈折率を増加させ、置換数が大きくなるほ
ど屈折率が上昇する傾向をもつ。また、弗素と、［塩
素、臭素及びヨウ素］とを組合わせてモノマーを置換す
ることにより、屈折率を所望の値に調節することも可能
である。従って、ホモポリマー層を、屈折率を変化させ
て幾層にも形成することにより、図４に示されるような
屈折率分布を有するプラスチック光ファイバを得ること
が可能となる。

【００４５】同様に、官能基の分子量を変化させて屈折
率を変化させたホモポリマーを樹脂層に用いる態様で
は、官能基の分子量を変化させるだけで樹脂の屈折率を
変化させることができるため、所望の屈折率を容易に得
ることができる。この場合は、モノマー分子に含まれる
炭素−水素（Ｃ−Ｈ）結合の割合が小さくなれば屈折率
が上昇する。官能基が直鎖アルキル、分枝アルキル又は
環状アルキルである場合は、炭素数が大きくなるほど屈
折率が上昇する。従って、ホモポリマー層を、屈折率を
変化させて幾層にも形成することにより、図４に示され
るような屈折率分布を有するプラスチック光ファイバを
得ることが可能となる。

【００４６】また、上記のモノマーを用いて、コア最外
附近の屈折率をクラッドの屈折率よりも低くして、コア
中心部とコア最外部との屈折率差（Δｎ）を大きくする
ことは容易であり、この場合は、光のとじこめ効果が大
きくなるため、曲げ損失が小さなプラスチック光ファイ
バを得ることが可能になる。

【００４７】本発明のプラスチック光ファイバ母材の製
造方法では、各樹脂層はホモポリマーから成る樹脂で形
成されるため、重合反応が複雑ではなく、また、重合に
要する時間が低減されて、伝送帯域の大きなＧＩ型のプ
ラスチック光ファイバのための母材を簡便に且つ品質の
ばらつきがなく製造することが可能となる。

【００４８】

【実施例】以下、添付した図面を必要に応じて参照しつ
つ、実施例により本発明を更に詳細に説明する。尚、添
付した図面の説明においては、同一の要素には同一の符
号を付し、重複する説明を省略した。また、説明の便宜
のために縮尺を誇張して描く場合もある。

【００４９】図１は、本発明に使用可能なプラスチック
光ファイバ母材の製造装置の斜視図である。図１に示さ
れるように、製造装置１００は、台１０２と、重合部収
容部１０４とにより構成される。重合部収容部１０４に
は、２台の重合部組立体１０８ａ，ｂが収容され、それ
ぞれモータ１０６ａ，ｂに接続されて回転可能な状態に
ある。底面部を持たない重合部収容部１０４は、台１０
２の上面が無い部分の上に設置される。重合部収容部１
０４の下方の台１０２底面には、ヒータ１１０（点線で
図示）が配置される。従って、ヒータ１１０と重合部組
立体１０８ａ，ｂとの間には遮るものが存在せず、重合
部組立体１０８ａ，ｂは、ヒータ１１０から直接加熱さ
れる。ヒータ１１０は、温度制御の機能を有している。

【００５０】以下、構成の同一な左右の重合部組立体１
０８ａ，ｂにつき、１０８ａに関して説明をし、以下の
説明では添字ａを省略する。

【００５１】図２は、製造途中の母材を設置した状態で
の重合部組立体１０８の断面図である。図１及び図２に
示されるように、母材製造過程における重合部組立体１
０８は、両側に１個づつの円柱状のテフロン製チャック
１２２，１２３及びカバー１２４，１２５とを備え、内
部に製造途中の母材１２６を包含する。重合部組立体１
０８の片方の端のチャック１２２は、モータ１０６の駆
動を伝達する軸１２８に固定された支持円筒１３２に係
合し、他方の端のチャック１２３は、軸受１３０に挿入
された軸１２９に固定された支持円筒１３３に係合して
いる。即ち、重合部組立体１０８は、モータ１０６の駆
動によって回転可能な状態で、その両端で水平に支持さ
れ重合部収容部１０４内に包含される。

【００５２】図２に示されるように、チャック１２２及
び１２３は、それぞれ、一方の底面の中心に母材１２６
と同じ直径の円柱状の窪み１３４及び１３５を有し、母
材１２６がこれら窪み１３４及び１３５に係合される。

【００５３】（実施例１）図３は、本実施例におけるプ
ラスチック光ファイバ母材の製造工程の工程図であり、
製造の各工程におけるプラスチック光ファイバ母材の斜
視図である。本実施例では、まず、図１及び図２に示さ
れるプラスチック光ファイバ母材製造装置を用い、階段
状の屈折率分布を有するＧＩ型プラスチック光ファイバ
母材を作製した。次に、線引装置を用いてこの母材を線
引してプラスチック光ファイバを得た。そして、得られ
たプラスチック光ファイバの伝送損失と曲げ損失とを測
定した。

【００５４】本実施例では、以下のようにプラスチック
光ファイバ母材を作製した。図１〜図３を参照してその
工程を説明する。まず、オクタフルオロメタクリル酸メ
チル（オクタフルオロメチルメタクリレート）のホモポ
リマーであるポリオクタフルオロメタクリル酸メチルか
ら成る内径４０ｍｍ、外径５０ｍｍの円筒１２６を用意
した（図３（ａ）参照）。オクタフルオロメタクリル酸
メチルは、メタクリル酸メチルの水素（Ｈ）を全て弗素
（Ｆ）で置換した化合物である。この円筒１２６を、母
材のクラッド部として用いた。

【００５５】このクラッド部１２６の内側へのコアの形
成は、次のように行った。図１及び図２に示されるよう
に、母材（以下、説明の簡略化のため、少なくともクラ
ッド部を有するものを総称して「プラスチック光ファイ
バ母材」ないし「母材」と称する）１２６の両端をチャ
ック１２２及び１２３に係合させ、カバー１２４，１２
５を配して重合部組立体１０８を成した。この重合部組
立体１０８を製造装置１００に設置した。次に、ヘプタ
フルオロメタクリル酸メチル（ヘプタフルオロメチルメ
タクリレート）に対して０．１％の過酸化ベンゾイルを
混合して、母材１２６（即ち、この時点では図３（ａ）
に示されるようにクラッド部３０２と等しい）の内側表
面上に注入した。そして、ヒータ１１０を７０℃の温度
に設定して作動させ、同時にモータ１０６を作動させて
重合部組立体１０８を約１, ０００ｒｐｍの回転数で回
転させた。重合部組立体１０８を回転させることによ
り、注入されたヘプタフルオロメタクリル酸メチルは、
遠心力によりクラッド部の円周方向及び長手方向に関し
てほぼ均一な厚さをもって母材１２６（この場合はクラ
ッド部３０２）の内側表面上に存在する。この状態で加
熱及び回転を継続し、クラッド部３０２の内側にポリヘ
プタフルオロメタクリル酸メチルから成るコア第１層３
０４が形成された（図３（ｂ１）参照）。尚、ヘプタフ
ルオロメタクリル酸メチルは、メタクリル酸メチルの７
弗素置換の化合物であり、本実施例では弗素置換の位置
が任意のものを用いればよい。

【００５６】モノマーに、重合性化合物の水素を弗素置
換した化合物を用いる場合、弗素置換数が大きい化合物
ほど、そのホモポリマーの屈折率が小さくなる。従っ
て、弗素置換物を用いる場合は、外側から、弗素置換数
が大きい化合物の順に重合して複数の層を形成すれば、
中心部を最大として半径方向外側に向かって屈折率が降
下する屈折率分布を有するプラスチック光ファイバ母材
を得ることができる。

【００５７】ポリヘプタフルオロメタクリル酸メチルか
ら成るコア第１層３０４形成の重合反応が完全に終了し
た後、コア第１層３０４の内側表面上に、０．１％の過
酸化ベンゾイルを添加したヘキサフルオロメタクリル酸
メチルを注入し、コア第１層形成と同様に、回転及び加
熱を行い、ポリヘキサフルオロメタクリル酸メチルから
成るコア第２層を形成した。尚、ヘキサフルオロメタク
リル酸メチルは、メタクリル酸メチルの６弗素置換の化
合物であり、本実施例では弗素置換の位置が任意のもの
を用いればよい。更に、コア第２層の内側に、メタクリ
ル酸メチルの５弗素置換化合物であるペンタフルオロメ
タクリル酸メチルを、０．１％の過酸化ベンゾイルを添
加して注入し、同様に重合してコア第３層を形成した。

【００５８】この後、同様にメタクリル酸メチルの４弗
素置換物を重合したポリテトラフルオロメタクリル酸メ
チルから成るコア第４層、３弗素置換物を重合したポリ
トリフルオロメタクリル酸メチルから成るコア第５層、
２弗素置換物を重合したポリジフルオロメタクリル酸メ
チルから成るコア第６層、１弗素置換物を重合したポリ
モノフルオロメタクリル酸メチルから成るコア第７層
を、それぞれ重合によって形成し、最後にメタクリル酸
メチルを注入充填して、コア中心部を形成した。尚、以
上の重合に用いたメタクリル酸メチルの５〜１弗素置換
物は、メタクリル酸メチルの任意の位置の水素を置換し
たものであればよい。

【００５９】以上のように、８層から成り内側に向かっ
て漸次屈折率が上昇するコア３０６が形成され（図３
（ｂｉ）参照、本実施例ではｉ＝８）、クラッド部３０
２とコア３０６とから成るプラスチック光ファイバ母材
１２６の作製が完了した。ちなみに、このプラスチック
光ファイバ母材の屈折率分布を干渉法（測定装置：Ｐ−
１０１、ヨーク社製、以下、全ての実施例及び比較例の
屈折率分布の測定においてこの方法及び装置を用いる）
で調べたところ、図４のような階段状のＧＩ型の屈折率
分布を有することが明らかになった。また、作製された
母材の分子量は、１００，０００であった。

【００６０】次に、このプラスチック光ファイバ母材
を、公知の線引装置を用いて、加熱溶融により直径６５
０μｍのプラスチック光ファイバに線引した。この時の
線引の条件は、炉心管の温度が２００℃、線引速度が
２．０ｍ／ｍｉｎ．であった。線引されたプラスチック
光ファイバの屈折率分布を、上記の母材の屈折率分布の
測定と同じ方法、装置で測定したところ、図４に示され
るような階段状のＧＩ型の屈折率分布を呈していたこと
が明らかになった。線引された直後のプラスチック光フ
ァイバの伝送損失を、カットバック法（測定装置：ＡＱ
−６３１５Ｂ、安藤電気社製、以下全ての実施例及び比
較例の伝送損失及び曲げ損失の測定は、カットバック法
でＡＱ−６３１５Ｂを用いて測定を行った）で測定した
ところ、波長６５０ｎｍに関して９０ｄＢ／ｋｍであっ
た。

【００６１】次に、このプラスチック光ファイバを、直
径１０ｍｍのマンドレルに巻きつけた状態で、カットバ
ック法でＡＱ−６３１５Ｂを用いて曲げ損失を測定し
た。このときの曲げ損失の値は、１．０ｄＢであった。

【００６２】以上のように、本実施例では、本発明に従
って、メタクリル酸メチルを弗素置換したモノマーを用
い、外側から中心に向かって、置換数を順次増加させて
コアを含むプラスチック光ファイバを作製できることが
示され、更にこのプラスチック光ファイバが良好な伝送
損失及び曲げ損失を備えることが確認された。

【００６３】（実施例２）コアを形成する各モノマー
に、メタクリル酸メチルの塩素置換物を用いた以外は、
全て実施例１と同様の操作により、プラスチック光ファ
イバ母材を作製してこれをプラスチック光ファイバに線
引し、得られたプラスチック光ファイバの伝送損失と曲
げ損失とを測定した。

【００６４】モノマーに、重合性化合物の水素を塩素
（Ｃｌ）で置換した化合物を用いる場合、塩素置換数が
大きい化合物ほど、弗素置換物とは逆に、そのホモポリ
マーの屈折率が大きくなる。従って、塩素置換物を用い
る場合は、外側から、塩素置換数が小さい化合物の順に
重合して複数の層を形成すれば、中心部を最大として半
径方向外側に向かって屈折率が降下する屈折率分布を有
するプラスチック光ファイバ母材を得ることができる。

【００６５】本実施例では、メタクリル酸メチルのホモ
ポリマーから成る内径４０ｍｍ、外径５０ｍｍの円筒を
クラッド部とし、図１及び図２に示される装置を用い
て、その内側に、メタクリル酸メチルの１塩素置換物で
あるモノクロロメタクリル酸メチルを１．０％の過酸化
ベンゾイルと共に注入して、装置を回転し加熱して重合
させ、コア第１層を形成した。

【００６６】コア第１層の形成後、順次、ジクロロメタ
クリル酸メチルのホモポリマーのコア第２層、トリクロ
ロメタクリル酸メチルのホモポリマーのコア第３層、テ
トラクロロメタクリル酸メチルのホモポリマーのコア第
４層、ペンタクロロメタクリル酸メチルのホモポリマー
のコア第５層、ヘキサクロロメタクリル酸メチルのホモ
ポリマーのコア第６層、ペンタクロロメタクリル酸メチ
ルのホモポリマーのコア第７層を、実施例１と同様に形
成した。最後に、オクタクロロメタクリル酸メチルを中
心部に注入充填して重合させて、コアの形成を完了しプ
ラスチック光ファイバ母材を作製した。以上のように、
メタクリル酸メチルの塩素置換数を１から順に８まで増
加して作製されたプラスチック光ファイバ母材の屈折率
分布を測定したところ、図４に示されるような階段状の
ＧＩ型屈折率分布を示していることが明らかになった。
尚、以上のメタクリル酸メチルの１〜８塩素置換物はそ
れぞれ、メタクリル酸メチルの任意の位置の水素を塩素
置換したものであればよい。作製された母材の分子量
は、１５０，０００であった。

【００６７】次に、このプラスチック光ファイバ母材
を、実施例１と同じ線引装置を用いて実施例１と同じ線
引条件により、直径６５０μｍのプラスチック光ファイ
バに線引した。線引されたプラスチック光ファイバの屈
折率分布は、図４に示されるような階段状のＧＩ型の分
布を呈していた。線引された直後のプラスチック光ファ
イバの伝送損失を測定したところ、波長６５０ｎｍに関
して１００ｄＢ／ｋｍであった。

【００６８】次に、このプラスチック光ファイバを、直
径１０ｍｍのマンドレルに巻きつけた状態で、実施例１
と同様に曲げ損失を測定した。このときの曲げ損失の値
は、１．１ｄＢであった。

【００６９】以上のように、本実施例では、本発明に従
って、メタクリル酸メチルを塩素置換したモノマーを用
い、塩素置換数を変化させた８つのホモポリマーの層か
ら成るコアを含むプラスチック光ファイバを作製できる
ことが示され、更にこのプラスチック光ファイバが良好
な伝送損失及び曲げ損失を備えることが確認された。

【００７０】（実施例３）コアを形成する各モノマー
に、メタクリル酸エチルの臭素置換物を用いた以外は、
全て実施例１と同様の操作により、プラスチック光ファ
イバ母材を作製してこれをプラスチック光ファイバに線
引し、得られたプラスチック光ファイバの伝送損失と曲
げ損失とを測定した。

【００７１】モノマーに、重合性化合物の水素を臭素
（Ｂｒ）で置換した化合物を用いる場合、臭素置換数が
大きい化合物ほど、塩素置換物と同様に、そのホモポリ
マーの屈折率が大きくなる。従って、臭素置換物を用い
る場合は、外側から、臭素置換数が小さい化合物の順に
重合して複数の層を形成すれば、中心部を最大として半
径方向外側に向かって屈折率が降下する屈折率分布を有
するプラスチック光ファイバ母材を得ることができる。

【００７２】本実施例では、メタクリル酸エチルのホモ
ポリマーから成る内径４０ｍｍ、外径５０ｍｍの円筒を
クラッド部とし、図１及び図２に示される装置を用い
て、その内側に、メタクリル酸エチルの１臭素置換物で
あるモノブロモメタクリル酸エチルを１．０％の過酸化
ベンゾイルと共に注入して、装置を回転し加熱して重合
させ、コア第１層を形成した。

【００７３】コア第１層の形成後、順次、ジブロモメタ
クリル酸エチルのホモポリマーのコア第２層、トリブロ
モメタクリル酸エチルのホモポリマーのコア第３層、テ
トラブロモメタクリル酸エチルのホモポリマーのコア第
４層、ペンタブロモメタクリル酸エチルのホモポリマー
のコア第５層、ヘキサブロモメタクリル酸エチルのホモ
ポリマーのコア第６層、ペンタブロモメタクリル酸エチ
ルのホモポリマーのコア第７層、オクタブロモメタクリ
ル酸エチルのホモポリマーのコア第８層、ノナブロモメ
タクリル酸エチルのホモポリマーのコア第９層を、実施
例１と同様に形成した。最後に、デカブロモメタクリル
酸エチルを中心部に注入充填して重合させて、コアの形
成を完了しプラスチック光ファイバ母材を作製した。以
上のように、メタクリル酸エチルの臭素置換数を１から
順に１０まで増加して作製されたプラスチック光ファイ
バ母材の屈折率分布を測定したところ、図４に示される
と同様の形状で段数が１０段の階段状のＧＩ型屈折率分
布を示していることが明らかになった。尚、以上のメタ
クリル酸エチルの１〜１０臭素置換物はそれぞれ、メタ
クリル酸エチルの任意の位置の水素を臭素置換したもの
であればよい。作製された母材の分子量は、１２０，０
００であった。

【００７４】次に、このプラスチック光ファイバ母材
を、実施例１と同じ線引装置を用いて実施例１と同じ線
引条件により、直径６５０μｍのプラスチック光ファイ
バに線引した。線引されたプラスチック光ファイバの屈
折率分布は、図４に示されると同様の形状で段数が１０
段の階段状のＧＩ型の分布を呈していた。線引された直
後のプラスチック光ファイバの伝送損失を測定したとこ
ろ、波長６５０ｎｍに関して９０ｄＢ／ｋｍであった。

【００７５】次に、このプラスチック光ファイバを、直
径１０ｍｍのマンドレルに巻きつけた状態で、実施例１
と同様に曲げ損失を測定した。このときの曲げ損失の値
は、０．９ｄＢであった。

【００７６】以上のように、本実施例では、本発明に従
って、メタクリル酸エチルを臭素置換したモノマーを用
い、臭素置換数を変化させた１０のホモポリマーの層か
ら成るコアを含むプラスチック光ファイバを作製できる
ことが示され、更にこのプラスチック光ファイバが良好
な伝送損失及び曲げ損失を備えることが確認された。

【００７７】（実施例４）コアを形成する各モノマー
に、メタクリル酸エチルのヨウ素置換物を用いた以外
は、全て実施例１と同様の操作により、プラスチック光
ファイバ母材を作製してこれをプラスチック光ファイバ
に線引し、得られたプラスチック光ファイバの伝送損失
と曲げ損失とを測定した。

【００７８】モノマーに、重合性化合物の水素をヨウ素
（Ｉ）で置換した化合物を用いる場合、ヨウ素置換数が
大きい化合物ほど、塩素置換物や臭素置換物と同様に、
そのホモポリマーの屈折率が大きくなる。従って、ヨウ
素置換物を用いる場合は、外側から、ヨウ素置換数が小
さい化合物の順に重合して複数の層を形成すれば、中心
部を最大として半径方向外側に向かって屈折率が降下す
る屈折率分布を有するプラスチック光ファイバ母材を得
ることができる。

【００７９】本実施例では、メタクリル酸エチルのホモ
ポリマーから成る内径４０ｍｍ、外径５０ｍｍの円筒を
クラッド部とし、図１及び図２に示される装置を用い
て、その内側に、メタクリル酸エチルの１ヨウ素置換物
であるモノヨードメタクリル酸エチルを１．０％の過酸
化ベンゾイルと共に注入して、装置を回転し加熱して重
合させ、コア第１層を形成した。

【００８０】コア第１層の形成後、順次、ジヨードメタ
クリル酸エチルのホモポリマーのコア第２層、トリヨー
ドメタクリル酸エチルのホモポリマーのコア第３層、テ
トラヨードメタクリル酸エチルのホモポリマーのコア第
４層、ペンタヨードメタクリル酸エチルのホモポリマー
のコア第５層、ヘキサヨードメタクリル酸エチルのホモ
ポリマーのコア第６層、ペンタヨードメタクリル酸エチ
ルのホモポリマーのコア第７層を、実施例１と同様に形
成した。最後に、オクタヨードメタクリル酸エチルを中
心部に注入充填して重合させて、コアの形成を完了しプ
ラスチック光ファイバ母材を作製した。以上のように、
メタクリル酸エチルのヨウ素置換数を１から順に８まで
増加させて作製されたプラスチック光ファイバ母材の屈
折率分布を測定したところ、図４に示されるような階段
状のＧＩ型屈折率分布を示していることが明らかになっ
た。尚、以上のメタクリル酸エチルの１〜８ヨウ素置換
物はそれぞれ、メタクリル酸エチルの任意の位置の水素
をヨウ素置換したものであればよい。作製された母材の
分子量は、１１０，０００であった。

【００８１】次に、このプラスチック光ファイバ母材
を、実施例１と同じ線引装置を用いて実施例１と同じ線
引条件により、直径６５０μｍのプラスチック光ファイ
バに線引した。線引されたプラスチック光ファイバの屈
折率分布は、図４に示されるような階段状のＧＩ型の分
布を呈していた。線引された直後のプラスチック光ファ
イバの伝送損失を測定したところ、波長６５０ｎｍに関
して１００ｄＢ／ｋｍであった。

【００８２】次に、このプラスチック光ファイバを、直
径１０ｍｍのマンドレルに巻きつけた状態で、実施例１
と同様に曲げ損失を測定した。このときの曲げ損失の値
は、１．０ｄＢであった。

【００８３】以上のように、本実施例では、本発明に従
って、メタクリル酸エチルをヨウ素置換したモノマーを
用い、ヨウ素置換数を変化させた８つのホモポリマーの
層から成るコアを含むプラスチック光ファイバを作製で
きることが示され、更にこのプラスチック光ファイバが
良好な伝送損失及び曲げ損失を備えることが確認され
た。

【００８４】（実施例５）コアを形成する各モノマー
に、以下の化合物を用いた以外は、全て実施例１と同様
の操作により、プラスチック光ファイバ母材を作製して
これをプラスチック光ファイバに線引し、得られたプラ
スチック光ファイバの伝送損失と曲げ損失とを測定し
た。また、本実施例では、プラスチック光ファイバの伝
送帯域も測定した。

【００８５】本実施例では、モノマーにメタクリル酸ア
ルキルエステルの塩素置換物を用い、外側から順に塩素
置換数が増加し、且つ、エステル結合しているアルキル
の炭素数（分子量）が減少しないよう（即ち、内側に向
かって同一又は増加するように）に、モノマーを選択し
て、ホモポリマーポリマーから成る樹脂層を１４層形成
してコアを作製した。

【００８６】前述のように、塩素置換数が大きい化合物
ほど、そのホモポリマーの屈折率が大きくなる。更に、
メタクリル酸アルキルエステルの場合は、エステル結合
したアルキルの炭素数が大きくなるほど、そのホモポリ
マーの屈折率は大きくなる。従って、メタクリル酸アル
キルエステルの塩素置換物をモノマーとして用い、上記
の効果を利用して、塩素置換数とアルキルの分子量との
組合わせによりモノマーを選び、複数の層を形成して、
中心部を最大として半径方向外側に向かって屈折率が降
下する屈折率分布を有するプラスチック光ファイバ母材
を得ることができる。

【００８７】まず、メタクリル酸メチルのホモポリマー
から成る内径４０ｍｍ、外径５０ｍｍの円筒をクラッド
部とし、図１及び図２に示される装置を用いて、その内
側に、メタクリル酸メチルの１塩素置換物であるモノク
ロロメタクリル酸メチルを１．０％の過酸化ベンゾイル
と共に注入して、装置を回転し加熱して重合させ、コア
第１層を形成した。

【００８８】コア第１層の形成後、順次、ジクロロメタ
クリル酸エチルのホモポリマーのコア第２層、トリクロ
ロメタクリル酸プロピルのホモポリマーのコア第３層、
テトラクロロメタクリル酸ブチルのホモポリマーのコア
第４層、ペンタクロロメタクリル酸ブチルのホモポリマ
ーのコア第５層、ヘキサクロロメタクリル酸ブチルのホ
モポリマーのコア第６層、ペンタクロロメタクリル酸ブ
チルのホモポリマーのコア第７層、オクタクロロメタク
リル酸ブチルのホモポリマーのコア第８層、ノナクロロ
メタクリル酸ブチルのホモポリマーのコア第９層、デカ
クロロメタクリル酸ブチルのホモポリマーポリマーのコ
ア第１０層、ウンデカクロロメタクリル酸ブチルのホモ
ポリマーのコア第１１層、ドデカクロロメタクリル酸ブ
チルのホモポリマーのコア第１２層、トリデカクロロメ
タクリル酸ブチルのホモポリマーのコア第１３層を、実
施例１と同様に形成した。最後に、テトラデカクロロメ
タクリル酸ブチルを中心部に注入充填して重合させて、
コアの形成を完了しプラスチック光ファイバ母材を作製
した。以上のように、メタクリル酸アルキルエステル
の、アルキルの炭素数を１から５まで増加させ５以降は
同一とし、且つ、塩素置換数を１から順に１４まで増加
させて、１４層を形成して作製されたプラスチック光フ
ァイバ母材の屈折率分布を測定したところ、図４に示さ
れると同様の形状で段数が１４段の階段状のＧＩ型屈折
率分布を示していることが明らかになった。尚、以上の
メタクリル酸アルキルエステルの１〜１４塩素置換物は
それぞれ、メタクリル酸アルキルエステルの任意の位置
の水素を塩素置換したものであればよい。作製された母
材の分子量は、１８０，０００であった。

【００８９】次に、このプラスチック光ファイバ母材
を、実施例１と同じ線引装置を用いて実施例１と同じ線
引条件により、直径６５０μｍのプラスチック光ファイ
バに線引した。線引されたプラスチック光ファイバの屈
折率分布は、図４に示されると同様の形状で段数が１０
段の階段状のＧＩ型の分布を呈していた。線引された直
後のプラスチック光ファイバの伝送損失を測定したとこ
ろ、波長６５０ｎｍに関して１００ｄＢ／ｋｍであっ
た。

【００９０】また、このプラスチック光ファイバの伝送
帯域を、パルス法により測定した。このプラスチック光
ファイバの伝送領域は、波長６５０ｎｍにおいて１００
ＭＨｚ・ｋｍであった。この伝送帯域の値は、標準的な
ＳＩ型プラスチック光ファイバの伝送帯域と比べて、約
１０倍広いことが明らかになった。

【００９１】次に、このプラスチック光ファイバを、直
径１０ｍｍのマンドレルに巻きつけた状態で、実施例１
と同様に曲げ損失を測定した。このときの曲げ損失の値
は、０．９ｄＢであった。

【００９２】以上のように、本実施例のプラスチック光
ファイバが良好な伝送損失及び曲げ損失を備えることが
確認され、更には、広い伝送帯域を有することが明らか
になった。

【００９３】尚、本実施例は変形が可能であり、例え
ば、塩素の代りに臭素又はヨウ素を用いてメタクリル酸
アルキルエステルを置換したモノマーを用いて、同様に
複数の層を形成してプラスチック光ファイバを作製して
もよい。また、塩素の代りに弗素を用いてメタクリル酸
アルキルエステルを置換したモノマーを用い、上記の塩
素の場合とは逆に、外側から中心に向かって、弗素置換
数が減少するようにモノマーを選んでコアを形成しても
よい。これらの変形例のプラスチック光ファイバの場合
も、本実施例と同様の屈折率分布、伝送損失、曲げ損失
及び伝送帯域を得ることができた。

【００９４】（実施例６）コアを形成する各モノマー
に、メタクリル酸メチルの塩素及び臭素の置換物を用い
た以外は、全て実施例１と同様の操作により、プラスチ
ック光ファイバ母材を作製してこれをプラスチック光フ
ァイバに線引し、得られたプラスチック光ファイバの伝
送損失と曲げ損失とを測定した。

【００９５】モノマーに、重合性化合物の水素を塩素
（Ｃｌ）と臭素（Ｂｒ）で置換した化合物を用いる場
合、塩素置換数と臭素置換数の合計が大きい化合物ほ
ど、そのホモポリマーの屈折率が大きくなる。また、塩
素と臭素ではモノマーにおける置換数に対応した屈折率
の変化の程度が異なるため、塩素置換数と臭素置換数と
の組合わせに基づいてモノマーを選択することにより、
塩素のみの置換や臭素のみの置換によって実現されるコ
アの屈折率分布とは異なる屈折率分布を得ることが可能
となる。本実施例では、外側から、塩素置換数と臭素置
換数との合計が小さい化合物の順に重合して複数の層を
形成し、中心部を最大として半径方向外側に向かって屈
折率が降下する屈折率分布を有するプラスチック光ファ
イバ母材を得ることができる。

【００９６】本実施例では、まず、内径５０ｍｍ、外形
６０ｍｍのガラス製の中空円筒状のクラッド部作製用モ
ールドを図１に示される装置に設置し、０．１％の過酸
化ベンゾイルを添加したメタクリル酸メチルを、クラッ
ド部用モールドの中空部の内側に投入した。そして、モ
ールドを４，０００ｒｐｍで回転させながら加熱し、重
合を行いホモポリマーから成る内径４０ｍｍ、外径５０
ｍｍの中空円筒状のクラッド部を作製した。次に、図１
及び図２に示される装置を用いて、クラッド部の中空部
の内側に、メタクリル酸メチルの１塩素置換物であるモ
ノクロロメタクリル酸メチルを１．０％の過酸化ベンゾ
イルと共に注入して、装置を回転し加熱して重合させ、
コア第１層を形成した。

【００９７】コア第１層の形成後、順次、メタクリル酸
メチルの１塩素１臭素置換物であるクロロブロモメタク
リル酸メチルのホモポリマーのコア第２層、２塩素１臭
素置換化合物であるジクロロモノブロモメタクリル酸メ
チルのホモポリマーのコア第３層、２塩素２臭素置換物
であるジクロロジブロモメタクリル酸メチルのホモポリ
マーのコア第４層、３塩素２臭素置換物であるトリクロ
ロジブロモメタクリル酸メチルのホモポリマーのコア第
５層、３塩素３臭素置換物であるトリクロロトリブロモ
メタクリル酸メチルのホモポリマーのコア第６層、４塩
素３臭素置換物であるテトラクロロトリブロモメタクリ
ル酸メチルのホモポリマーのコア第７層を、実施例１と
同様に形成した。最後に、４塩素４臭素置換物であるテ
トラクロロテトラブロモメタクリル酸メチルを中心部に
注入充填して重合させて、コアの形成を完了しプラスチ
ック光ファイバ母材を作製した。以上のように、メタク
リル酸メチルの置換数の合計を１から順に８まで増加し
て作製されたプラスチック光ファイバ母材の屈折率分布
を測定したところ、図４に示されるような階段状のＧＩ
型屈折率分布を示していることが明らかになった。尚、
以上のメタクリル酸メチルの置換物はそれぞれ、メタク
リル酸メチルの任意の位置の水素を置換したものであれ
ばよい。作製された母材の分子量は、１６０，０００で
あった。

【００９８】次に、このプラスチック光ファイバ母材
を、実施例１と同じ線引装置を用いて実施例１と同じ線
引条件により、直径６５０μｍのプラスチック光ファイ
バに線引した。線引されたプラスチック光ファイバの屈
折率分布は、図４に示されるような階段状のＧＩ型の分
布を呈していた。線引された直後のプラスチック光ファ
イバの伝送損失を測定したところ、波長６５０ｎｍに関
して１００ｄＢ／ｋｍであった。

【００９９】次に、このプラスチック光ファイバを、直
径１０ｍｍのマンドレルに巻きつけた状態で、実施例１
と同様に曲げ損失を測定した。このときの曲げ損失の値
は、１．０ｄＢであった。

【０１００】以上のように、本実施例では、本発明に従
って、メタクリル酸メチルを塩素及び臭素で置換したモ
ノマーを用い、置換数の合計を変化させた８つのホモポ
リマーの層から成るコアを含むプラスチック光ファイバ
を作製できることが示され、更にこのプラスチック光フ
ァイバが良好な伝送損失及び曲げ損失を備えることが確
認された。

【０１０１】（実施例７）コアを形成する各モノマー
に、メタクリル酸アルキルエステルを用いた以外は、全
て実施例１と同様の操作により、プラスチック光ファイ
バ母材を作製してこれをプラスチック光ファイバに線引
し、得られたプラスチック光ファイバの伝送損失と曲げ
損失とを測定した。

【０１０２】アルキルの炭素数を変化させれば、アクリ
ル酸誘導体分子中の炭素−水素（Ｃ−Ｈ）結合の比率が
変化するため、そのホモポリマーの屈折率が変化する。
そして、このことを利用して、複数のホモポリマーの層
を形成して所定の屈折率分布を有するコアを作製する場
合は、外側からアルキルの炭素数が増加する順にアクリ
ル酸誘導体を選択してモノマーとし、このホモポリマー
から成る複数の層を形成することにより、中心部を最大
として半径方向外側に向かって屈折率が降下する屈折率
分布を有するプラスチック光ファイバ母材を得ることが
できる。

【０１０３】本実施例では、メタクリル酸メチルのホモ
ポリマーから成る内径４０ｍｍ、外径５０ｍｍの円筒を
クラッド部とし、図１及び図２に示される装置を用い
て、その内側に、メタクリル酸エチルを１．０％の過酸
化ベンゾイルと共に注入して、装置を回転し加熱して重
合させ、コア第１層を形成した。

【０１０４】コア第１層の形成後、順次、メタクリル酸
プロピルのホモポリマーのコア第２層、メタクリル酸ブ
チルのホモポリマーのコア第３層、メタクリル酸ペンチ
ルのホモポリマーのコア第４層、メタクリル酸ヘキシル
のホモポリマーのコア第５層、メタクリル酸ヘプチルの
ホモポリマーのコア第６層を、実施例１と同様に形成し
た。最後に、メタクリル酸オクチルを中心部に注入充填
して重合させて、コアの形成を完了しプラスチック光フ
ァイバ母材を作製した。以上のように、メタクリル酸ア
ルキルエステルにおいて、アルキルに直鎖アルキルを用
いてその炭素数を１から順に７まで増加させて作製され
たプラスチック光ファイバ母材の屈折率分布を測定した
ところ、図４に示されるような階段状のＧＩ型屈折率分
布を示していることが明らかになった。作製された母材
の分子量は１７０，０００であった。

【０１０５】次に、このプラスチック光ファイバ母材
を、実施例１と同じ線引装置を用いて実施例１と同じ線
引条件により、直径６５０μｍのプラスチック光ファイ
バに線引した。線引されたプラスチック光ファイバの屈
折率分布は、図４に示されるような階段状のＧＩ型の分
布を呈していた。線引された直後のプラスチック光ファ
イバの伝送損失を測定したところ、波長６５０ｎｍに関
して１２０ｄＢ／ｋｍであった。

【０１０６】次に、このプラスチック光ファイバを、直
径１０ｍｍのマンドレルに巻きつけた状態で、実施例１
と同様に曲げ損失を測定した。このときの曲げ損失の値
は、１．２ｄＢであった。

【０１０７】以上のように、本実施例では、本発明に従
って、メタクリル酸直鎖アルキルエステルの炭素数を変
化させたモノマー群の中から炭素数の小さい順に選び、
外側から８つのホモポリマーの層から成るコアを含むプ
ラスチック光ファイバを作製できることが示され、更に
このプラスチック光ファイバが良好な伝送損失及び曲げ
損失を備えることが確認された。

【０１０８】（実施例８）本実施例では、図５に示され
るように、クラッド部よりも低い屈折率を最外部に持
ち、中心に向かって階段状に上昇し、コアの最大屈折率
と最小屈折率との差（Δｎ）の大きな屈折率分布を有す
るコアを備えるプラスチック光ファイバを作製した。ク
ラッド部にハロゲン置換の無いメタクリル酸メチルのホ
モポリマーを用い、クラッド部に近接するコアの部分に
は、屈折率を降下させる弗素（Ｆ）の置換物を用い、弗
素置換数が順に小さくなるように実施例１と同様の操作
により複数の層を形成した。次いでその内側に、メタク
リル酸メチルのホモポリマー層を１層形成し、更にその
内側に、屈折率を上昇させる塩素（Ｃｌ）の置換物を、
塩素置換数が大きくなる順に実施例１と同様の操作によ
り複数の層を形成して、プラスチック光ファイバ母材を
作製した。このプラスチック光ファイバのコアは、合計
で１６層から成る。これをプラスチック光ファイバに線
引し、得られたプラスチック光ファイバの伝送損失と曲
げ損失とを測定した。

【０１０９】本実施例では、メタクリル酸メチルのホモ
ポリマーから成る内径４０ｍｍ、外径５０ｍｍの円筒を
クラッド部とし、図１及び図２に示される装置を用い
て、その内側に、メタクリル酸メチルの８弗素置換物で
あるオクタフルオロメタクリル酸メチルを１．０％の過
酸化ベンゾイルと共に注入して、装置を回転し加熱して
重合させ、コア第１層を形成した。

【０１１０】コア第１層の形成後、順次、ヘキサフルオ
ロメタクリル酸メチルのホモポリマーのコア第２層、ペ
ンタフルオロメタクリル酸メチルのホモポリマーのコア
第３層、テトラフルオロメタクリル酸メチルのホモポリ
マーのコア第４層、トリフルオロメタクリル酸メチルの
ホモポリマーのコア第５層、ジフルオロメタクリル酸メ
チルのホモポリマーのコア第６層、モノフルオロメタク
リル酸メチルのホモポリマーのコア第７層を、実施例１
と同様に形成した。次に、実施例１と同様の層の形成方
法で、メタクリル酸メチルのホモポリマーのコア第８層
を形成した。

【０１１１】更に、コア第８層の内側に、順に、メタク
リル酸メチルの１塩素置換物であるモノクロロメタクリ
ル酸メチルのホモポリマーのコア第９層、ジクロロメタ
クリル酸メチルのホモポリマーのコア第１０層、トリク
ロロメタクリル酸メチルのホモポリマーのコア第１１
層、テトラクロロメタクリル酸メチルのホモポリマーの
コア第１２層、ペンタクロロメタクリル酸メチルのホモ
ポリマーのコア第１３層、ヘキサクロロメタクリル酸メ
チルのホモポリマーのコア第１４層、ヘプタクロロメタ
クリル酸メチルのホモポリマーのコア第１５層を形成
し、最後に、オクタクロロメタクリル酸メチルを注入充
填して重合してコア第１６層とし、プラスチック光ファ
イバ母材が形成された。

【０１１２】以上のように作製されたプラスチック光フ
ァイバ母材の屈折率分布を測定したところ、図５に示さ
れるように、Δｎの大きな階段状のＧＩ型屈折率分布を
示していることが明らかになった。尚、以上のメタクリ
ル酸メチルの不素化合物及び塩素置換物はそれぞれ、メ
タクリル酸メチルの任意の位置の水素を弗素又は塩素置
換したものであればよい。作製された母材の分子量は、
１９０，０００であった。

【０１１３】次に、このプラスチック光ファイバ母材
を、実施例１と同じ線引装置を用いて実施例１と同じ線
引条件により、直径６５０μｍのプラスチック光ファイ
バに線引した。線引されたプラスチック光ファイバの屈
折率分布は、図５に示されるような階段状のＧＩ型の分
布を呈していた。線引された直後のプラスチック光ファ
イバの伝送損失を測定したところ、波長６５０ｎｍに関
して１００ｄＢ／ｋｍであった。

【０１１４】次に、このプラスチック光ファイバを、直
径１０ｍｍのマンドレルに巻きつけてた状態で、実施例
１と同様に曲げ損失を測定した。このときの曲げ損失の
値は、０．３ｄＢであった。

【０１１５】以上のように、本実施例では、本発明に従
って、メタクリル酸メチルを弗素置換したモノマーと、
塩素置換したモノマーとを用い、Δｎの大きなプラスチ
ック光ファイバを作製できることが示され、更にこのプ
ラスチック光ファイバが良好な伝送損失及び曲げ損失を
備えることが確認された。特に、このようなΔｎの大き
なコアを有するプラスチック光ファイバは、曲げ特性に
おいて非常に有利な結果が得られることが示された。

【０１１６】（比較例１〜５）本発明に従ってなされた
実施例１〜８において示された本発明の有効性を更に明
らかにするため、以下の本発明によらない５つの例を比
較例１〜５として示す。これらの比較例１〜５では、コ
アは実施例１〜８と同じく屈折率の異なる複数の層から
成るが、屈折率の変化を、重合性のモノマーに屈折率を
上昇させるドーパント（屈折率上昇剤）を比率を変えて
添加することにより、屈折率の異なる樹脂層を得て、図
４に示されるような階段状の屈折率分布を得る点が、上
記の実施例１〜８との相違点である。

【０１１７】比較例１〜５では、モノマーには共通して
メタクリル酸メチルを用いた。更に、屈折率上昇剤にフ
タル酸ブチルベンジルエステルを用いた例を比較例１、
屈折率上昇剤にジフェニルスルフィドを用いた例を比較
例２、屈折率上昇剤にトリフェニルフォスフェートを用
いた例を比較例３、クラッドも重合により作製し、屈折
率上昇剤にフタル酸ブチルベンジルエステルを用いた例
を比較例４、屈折率上昇剤にオクタクロロメタクリル酸
メチルを用いた例を比較例５とした。尚、比較例５は、
モノマーと屈折率上昇剤が共重合をする。

【０１１８】これら５つの比較例に共通して、以下の手
順を行った。まず、メタクリル酸メチルの重合物から成
る内径４０ｍｍ、外径５０ｍｍの円筒を用意してこれを
クラッド部とした。但し、比較例４では、実施例６のク
ラッド部製造と同様にメタクリル酸メチルを重合してク
ラッド部を作製した。そして、図１及び図２に示される
装置を用いて、図３に示される工程によってプラスチッ
ク光ファイバ母材を作製した。即ち、メタクリル酸メチ
ルに対して上記の屈折率上昇剤を徐々に量を増加させて
添加し調製したモノマー屈折率上昇剤混合液Ｓ（１）〜
Ｓ（２０）（Ｓ（ｘ）の屈折率＜Ｓ（ｘ＋１）の屈折
率；１≦ｘ≦２０）を用い、これを母材の内側表面上に
注入して加熱し重合させる操作を、モノマー屈折率上昇
剤混合液を１つづつ順に行い、屈折率が上昇する順に８
層を形成してコアを作製し、プラスチック光ファイバ母
材を得た。このとき、比較例１〜５に共通して、その屈
折率分布は図４に示されるように階段状の分布を有して
いたことが明らかになった。次いで、実施例１〜８と同
じ装置及び条件でこれを線引してプラスチック光ファイ
バとした。比較例１〜５で得られたプラスチック光ファ
イバは、それぞれ、図４で示される階段状のＧＩ型屈折
率分布を呈していた。そして、実施例１〜９と同様に、
波長６５０ｎｍに対する伝送損失を測定し、次いで、１
０ｍｍのマンドレルに巻きつけた状態での曲げ損失を測
定した。

【０１１９】モノマーであるメタクリル酸メチルに屈折
率上昇剤としてフタル酸ブチルベンジルエステルを添加
した比較例１では、伝送損失は１５０ｄＢ／ｋｍ、曲げ
損失は２．５ｄＢであった。モノマーであるメタクリル
酸メチルに屈折率上昇剤としてジフェニルスルフィドを
添加した比較例２では、伝送損失は１６０ｄＢ／ｋｍ、
曲げ損失は２．６ｄＢであった。モノマーであるメタク
リル酸メチルに屈折率上昇剤としてトリフェニルフォス
フェートを添加した比較例３では、伝送損失は１８０ｄ
Ｂ／ｋｍ、曲げ損失は２．８ｄＢあった。クラッド部も
重合により作製した比較例４では、伝送損失は１５０ｄ
Ｂ／ｋｍ、曲げ損失は２．５ｄＢであった。モノマーで
あるメタクリル酸メチルに屈折率上昇剤としてオクタク
ロロメタクリル酸メチルを添加した比較例４では、伝送
損失は３００ｄＢ／ｋｍ、曲げ損失は３．０ｄＢであっ
た。

【０１２０】以上のように、屈折率分布を得るためにモ
ノマー自体の屈折率の差を利用する本発明のプラスチッ
ク光ファイバは、屈折率を変化させるドーパントを含む
プラスチック光ファイバと比べて、同様の屈折率分布で
あっても、伝送損失及び曲げ損失の両面において優れて
いることが示された。

【０１２１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のプ
ラスチック光ファイバは、屈折率を変化させるドーパン
トを含まないホモポリマーから成るコアを備えるため、
光散乱や可視光域での吸収がないために、伝送損失及び
曲げ損失に優れている。

【０１２２】また、本発明のプラスチック光ファイバ母
材の製造方法は、各層毎に１種類のモノマーを用いて、
クラッド部の内側に屈折率を変化させながら、多層にコ
アを形成するため、階段状のＧＩ型の屈折率分布をもっ
たプラスチック光ファイバ母材を容易に製造することが
可能となる。そして、この母材を線引することによっ
て、伝送帯域が広い、階段状の屈折率分布をもったＧＩ
型プラスチック光ファイバを容易に製造することが可能
となる。

【０１２３】従って、高速通信に用いることが可能な実
用的なプラスチック光ファイバを提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に好適に使用されるプラスチック光ファ
イバ母材製造装置の一例の斜視図である。

【図２】本発明に好適に使用されるプラスチック光ファ
イバ母材製造装置の一例における重合部組立体の縦断面
図である。

【図３】実施例１〜８及び比較例１〜５における工程を
表す、各工程毎のプラスチック光ファイバの斜視図であ
る。

【図４】階段状の屈折率分布を有するグレーデッドイン
デックス（ＧＩ）型プラスチック光ファイバの屈折率分
布を表すグラフである。

【図５】Δｎの大きな階段状の屈折率分布を有するグレ
ーデッドインデックス（ＧＩ）型プラスチック光ファイ
バの屈折率分布を表すグラフである。

【図６】ステップインデックス（ＳＩ）型プラスチック
光ファイバの屈折率分布を表すグラフである。

【符号の説明】１００…製造装置、１０２…台、１０４…モールド収容
部、１０６ａ、ｂ…モータ、１０８ａ、ｂ…モールド組
み立て体、１１０…ヒータ、１２２ａ、ｂ、１２３…チ
ャック、１２４ａ、ｂ、１２５…カバー、１２６…母
材、１２８ａ、ｂ、１２９ａ、ｂ…軸、１３０ａ、ｂ…
軸受け、１３２ａ、ｂ、１３３…支持円筒、１３４、１
３５…窪み、３０２…クラッド部、３０４…コア第１
層、３０６…コア。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】異なる屈折率を有する複数の樹脂層が中
心軸から半径方向外側に向かって屈折率の高い樹脂層の
順に密着包囲して形成されている、中心から半径方向外
側に向かって屈折率が降下する屈折率分布を有するファ
イバ状のコアと、前記コアの外側に被覆され、前記コアの中心部の屈折率
よりも低い屈折率を有するクラッド部とから成り、前記コアの各前記樹脂層が、それぞれ異なる１種類のホ
モポリマーから成る樹脂で形成されていることを特徴と
するプラスチック光ファイバ。
【請求項２】前記コアの各前記樹脂層を成す各前記ホ
モポリマーの各モノマーが、前記樹脂層毎に同一又は相
異なる第１の化合物の水素を原子又は官能基で置換して
炭素−水素（Ｃ−Ｈ）結合の分子内に含まれる比率を減
少させた第２の化合物であることを特徴とする請求項１
に記載のプラスチック光ファイバ。
【請求項３】前記原子がハロゲンであることを特徴と
する請求項２に記載のプラスチック光ファイバ。
【請求項４】前記第１の化合物が、各前記樹脂層毎に
同一であることを特徴とする請求項２又は３のいずれか
に記載のプラスチック光ファイバ。
【請求項５】前記モノマーが、アクリロイル又はメチ
ルアクリロイルを有することを特徴とする請求項４に記
載のプラスチック光ファイバ。
【請求項６】前記ハロゲンが弗素（Ｆ）であり、且
つ、前記複数の樹脂層が、中心軸から半径方向外側に向
かって、前記第２の化合物の弗素の置換数が小さな順に
密着包囲して前記コアが形成されていることを特徴とす
る請求項４又は５のいずれかに記載のプラスチック光フ
ァイバ。
【請求項７】前記ハロゲンが、塩素（Ｃｌ）と、臭素
（Ｂｒ）と、ヨウ素（Ｉ）とから成る群より１つ選択さ
れ、且つ、前記複数の樹脂層が、中心軸から半径方向外
側に向かって、前記第２の化合物の前記ハロゲンの置換
数が大きな順に密着包囲して前記コアが形成されている
ことを特徴とする請求項４又は５のいずれかに記載のプ
ラスチック光ファイバ。
【請求項８】前記ハロゲンが、塩素（Ｃｌ）と、臭素
（Ｂｒ）と、ヨウ素（Ｉ）とから成る群より２つ以上選
択され、且つ、前記複数の樹脂層が、中心軸から半径方
向外側に向かって、前記第２の化合物の前記ハロゲンの
合計の置換数が大きな順に密着包囲して前記コアが形成
されていることを特徴とする請求項４又は５のいずれか
に記載のプラスチック光ファイバ。
【請求項９】前記コアの最外部の屈折率が前記クラッ
ドの屈折率よりも低いことを特徴とする請求項１〜５の
いずれかに記載のプラスチック光ファイバ。
【請求項１０】前記ハロゲンが弗素（Ｆ）であるモノ
マーのホモポリマーから成る樹脂層と、前記ハロゲンが、塩素（Ｃｌ）と、臭素（Ｂｒ）と、ヨ
ウ素（Ｉ）とから成る群より選択されるモノマーのホモ
ポリマーから成る樹脂層とから前記コアが形成されるこ
とを特徴とする請求項９に記載のプラスチック光ファイ
バ。
【請求項１１】前記第１の化合物が、化１の一般式で
表されることを特徴とする請求項５、６又は７のいずれ
かに記載のプラスチック光ファイバ。【化１】［Ｒ₁は、水素とメチルとから成る群より選択される原
子又は官能基であり、Ｒ₂は、メチルと、エチルと、プロピルと、ブチルと、
三級ブチルと、ペンチルと、ヘキシルと、シクロヘキシ
ルと、イソボロニルと、アダマンチルとから成る群より
選択される官能基である。］
【請求項１２】前記コアの各前記樹脂層が、化２の一
般式で表される化合物である前記第２の化合物をモノマ
ーとするホモポリマーから成ることを特徴とする請求項
２に記載のプラスチック光ファイバ。【化２】［Ｒ₁は、水素とメチルとから成る群より選択される原
子又は官能基であり、Ｒ₂は、炭素数１〜２０の、直鎖アルキル、分枝アルキ
ル又は環状アルキルである。］
【請求項１３】前記複数の前記樹脂層が、前記モノマ
ーを中心軸から半径方向外側に向かって前記Ｒ₂の前記
炭素数の大きな順に用いたホモポリマーから成り、前記
複数の前記樹脂層で前記コアが形成されていることを特
徴とする請求項１２に記載のプラスチック光ファイバ。
【請求項１４】前記モノマーが、前記化２の一般式で
表される化合物の水素が弗素で更に置換された化合物で
ある前記第２の化合物であり、前記モノマーを、中心軸
から半径方向外側に向かって弗素置換数が小さな順に且
つ前記Ｒ₂の炭素数が同一又は大きな順に、用いたホモ
ポリマーから成る複数の樹脂層で前記コアが形成されて
いることを特徴とする請求項１２に記載のプラスチック
光ファイバ。
【請求項１５】前記モノマーが、前記化２の一般式で
表される化合物の水素が、塩素と、臭素と、ヨウ素から
成る群より選択された原子で更に置換された化合物であ
る前記第２の化合物であり、前記モノマーを、中心軸か
ら半径方向外側に向かって前記原子の置換数の大きな順
に且つ前記Ｒ₂の分子量が同一又は大きな順に、用いた
ホモポリマーから成る複数の樹脂層で前記コアが形成さ
れていることを特徴とする請求項１２に記載のプラスチ
ック光ファイバ。
【請求項１６】第１の数の樹脂層であって各前記樹脂
層は樹脂層毎に屈折率の異なる１種類のホモポリマーか
ら成る前記第１の数の前記樹脂層が中心軸から外側に向
かって屈折率の高い樹脂層の順に密着包囲して形成され
ている、中心から半径方向外側に向かって屈折率が降下
する屈折率分布を有するコアと、前記コアの中心部の屈
折率よりも低い屈折率を有するクラッド部とを備えるプ
ラスチック光ファイバ母材を製造する方法であって、中
空部を有する略円筒形状であるクラッド部に対して、前記ホモポリマーのモノマーを前記クラッド部を含む略
円筒の中空部の内側表面状に投入し、前記クラッド部を
長手軸方向を中心に回転させながら前記モノマーを重合
させて略均一な厚さの層を形成する操作を、前記モノマ
ーのホモポリマーの屈折率の低い順に前記第１の数の回
数行い、前記コアを形成するコア形成のステップを含む
ことを特徴とするプラスチック光ファイバ母材の製造方
法。
【請求項１７】中空の略円筒形状であるクラッド部製
造モールドの中空部内側表面上にクラッド部モノマーを
投入し、前記クラッド部製造モールドを長手軸方向を中
心に回転させながら前記クラッド部モノマーを重合させ
て、中空の略円筒形状であるクラッド部を形成するクラ
ッド部製造のステップを更に含むことを特徴とする請求
項１６に記載のプラスチック光ファイバ母材の製造方
法。