JPH09309742A - 紫外線伝送用光ファイバー、その製造方法及びそれを用いた伝送線 - Google Patents
紫外線伝送用光ファイバー、その製造方法及びそれを用いた伝送線Info
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- JPH09309742A JPH09309742A JP8128625A JP12862596A JPH09309742A JP H09309742 A JPH09309742 A JP H09309742A JP 8128625 A JP8128625 A JP 8128625A JP 12862596 A JP12862596 A JP 12862596A JP H09309742 A JPH09309742 A JP H09309742A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明の目的は、１７０ｎｍ〜３５０ｎｍの
紫外線を伝送するための紫外線伝送用光ファイバー、そ
の製造方法及びそれを用いた伝送線を提供することにあ
る。 【解決手段】 本発明の光ファイバーまたはそれを用い
た伝送線は、光ファイバーにドープした水素分子の光フ
ァイバーからの逸出を防止または抑制するための手段を
設けることにより、長期間にわたる使用に耐え得る光フ
ァイバーまたはそれを用いた伝送線を提供することがで
きる。
紫外線を伝送するための紫外線伝送用光ファイバー、そ
の製造方法及びそれを用いた伝送線を提供することにあ
る。 【解決手段】 本発明の光ファイバーまたはそれを用い
た伝送線は、光ファイバーにドープした水素分子の光フ
ァイバーからの逸出を防止または抑制するための手段を
設けることにより、長期間にわたる使用に耐え得る光フ
ァイバーまたはそれを用いた伝送線を提供することがで
きる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、１７０ｎｍ〜３５
０ｎｍの紫外線、特に、Ｎ2エキシマレーザー(３３７ｎ
ｍ)、ＸｅＣｌエキシマレーザー(３０８ｎｍ)、ＫｒＦ
エキシマレーザー(２４８ｎｍ)、ＫｒＣｌエキシマレー
ザー(２２２ｎｍ)、ＡｒＦエキシマレーザー(１９３ｎ
ｍ)、Ｘｅ2エキシマレーザー(１７２ｎｍ)、Ｎｄ：ＹＡ
Ｇ第４高調波レーザー(２６５ｎｍ)、Ｎｄ：ＹＡＧ第５
高調波レーザー(２１２ｎｍ)等のエネルギー密度の高い
レーザー光を好適に伝送することができる光ファイバ
ー、その製造方法並びに紫外線伝送用の伝送線に関する
ものである。
０ｎｍの紫外線、特に、Ｎ2エキシマレーザー(３３７ｎ
ｍ)、ＸｅＣｌエキシマレーザー(３０８ｎｍ)、ＫｒＦ
エキシマレーザー(２４８ｎｍ)、ＫｒＣｌエキシマレー
ザー(２２２ｎｍ)、ＡｒＦエキシマレーザー(１９３ｎ
ｍ)、Ｘｅ2エキシマレーザー(１７２ｎｍ)、Ｎｄ：ＹＡ
Ｇ第４高調波レーザー(２６５ｎｍ)、Ｎｄ：ＹＡＧ第５
高調波レーザー(２１２ｎｍ)等のエネルギー密度の高い
レーザー光を好適に伝送することができる光ファイバ
ー、その製造方法並びに紫外線伝送用の伝送線に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバーを利用して紫外線、特に、
ＫｒＦエキシマレーザーまたはＡｒＦエキシマレーザー
を照射、伝送する際に、光エネルギー(ｈν)の作用によ
り光ファイバーを構成するガラスは下記の式に従って損
傷、劣化し、光ファイバーの透過率のような光学特性が
低下することが知られている：
ＫｒＦエキシマレーザーまたはＡｒＦエキシマレーザー
を照射、伝送する際に、光エネルギー(ｈν)の作用によ
り光ファイバーを構成するガラスは下記の式に従って損
傷、劣化し、光ファイバーの透過率のような光学特性が
低下することが知られている：
【化１】
【０００３】ところが、水素分子をコア部及びクラッド
部にドープした光ファイバーにおいては、この水素分子
が、光ファイバーに紫外線、特にエキシマレーザーを照
射、伝送する際に下記のように作用して光ファイバーの
損傷、劣化を抑制することができる：
部にドープした光ファイバーにおいては、この水素分子
が、光ファイバーに紫外線、特にエキシマレーザーを照
射、伝送する際に下記のように作用して光ファイバーの
損傷、劣化を抑制することができる：
【化２】
【０００４】例えば、特開平６−34830号公報には、コ
アが純粋石英、クラッドがフッ素ドープ石英からなるフ
ァイバーと、このファイバーを収容する金属パイプと、
この金属パイプ内に封入される高圧の水素ガスと、この
水素ガス雰囲気を高温に維持する発熱体とを具備するこ
とを特徴とする紫外線伝送用ファイバーが開示されてい
る。
アが純粋石英、クラッドがフッ素ドープ石英からなるフ
ァイバーと、このファイバーを収容する金属パイプと、
この金属パイプ内に封入される高圧の水素ガスと、この
水素ガス雰囲気を高温に維持する発熱体とを具備するこ
とを特徴とする紫外線伝送用ファイバーが開示されてい
る。
【０００５】また、特開平６−56457号公報には、コア
が純粋石英、クラッドがフッ素ドープ石英からなる光フ
ァイバー母材を一端から溶融線引きしてファイバー化す
るとともに、線引き直後の高温のファイバーを水素雰囲
気にさらすことを特徴とする紫外線伝送用ファイバーの
製造方法が開示されている。
が純粋石英、クラッドがフッ素ドープ石英からなる光フ
ァイバー母材を一端から溶融線引きしてファイバー化す
るとともに、線引き直後の高温のファイバーを水素雰囲
気にさらすことを特徴とする紫外線伝送用ファイバーの
製造方法が開示されている。
【０００６】また、光ファイバーは、長期使用中に水素
や水分の作用による劣化を生ずることがあり、水素ある
いは水分の光ファイバー内への侵入を防ぐために、光フ
ァイバーの表面にハーメチックコーティングを施すこと
が提唱されている。例えば、特開平４−158311号公報に
は、光ファイバーのコアの外部に設けられた天然石英製
膜よりなる水酸基侵入防止膜、及び該防止膜の外部に設
けられたハーメチック被覆膜を具備するハーメチック被
覆光ファイバーケーブルが開示されている。
や水分の作用による劣化を生ずることがあり、水素ある
いは水分の光ファイバー内への侵入を防ぐために、光フ
ァイバーの表面にハーメチックコーティングを施すこと
が提唱されている。例えば、特開平４−158311号公報に
は、光ファイバーのコアの外部に設けられた天然石英製
膜よりなる水酸基侵入防止膜、及び該防止膜の外部に設
けられたハーメチック被覆膜を具備するハーメチック被
覆光ファイバーケーブルが開示されている。
【０００７】また、特開平４−187548号公報には、コア
及びクラッドを有する光ファイバーの表面に炭素または
炭素化合物を堆積させてハーメチック被覆層を形成させ
るハーメチック被覆光ファイバーを製造する方法におい
て、前記ハーメチック被覆層形成後、該ハーメチック被
覆層の表面に塩素化合物のガスまたは塩素化合物の蒸気
を接触させて該ハーメチック被覆層を表面処理すること
を特徴とするハーメチック被覆光ファイバーの製造方法
が開示されている。
及びクラッドを有する光ファイバーの表面に炭素または
炭素化合物を堆積させてハーメチック被覆層を形成させ
るハーメチック被覆光ファイバーを製造する方法におい
て、前記ハーメチック被覆層形成後、該ハーメチック被
覆層の表面に塩素化合物のガスまたは塩素化合物の蒸気
を接触させて該ハーメチック被覆層を表面処理すること
を特徴とするハーメチック被覆光ファイバーの製造方法
が開示されている。
【０００８】また、特開平４−285041号公報には、光フ
ァイバー母材から延伸した石英ガラス系光ファイバーを
延伸後ただちに反応管内に導入し反応管内を通過させる
と共に、不活性ガスにより希釈された炭化水素ガスを反
応管内に供給し、炭化水素を熱分解して光ファイバー表
面に炭素被膜を形成する光ファイバーの製造方法におい
て、炭化水素ガスが１５〜３５％の範囲の濃度に希釈さ
れていることを特徴とするハーメチックコート光ファイ
バーの製造方法が開示されている。
ァイバー母材から延伸した石英ガラス系光ファイバーを
延伸後ただちに反応管内に導入し反応管内を通過させる
と共に、不活性ガスにより希釈された炭化水素ガスを反
応管内に供給し、炭化水素を熱分解して光ファイバー表
面に炭素被膜を形成する光ファイバーの製造方法におい
て、炭化水素ガスが１５〜３５％の範囲の濃度に希釈さ
れていることを特徴とするハーメチックコート光ファイ
バーの製造方法が開示されている。
【０００９】更に、特開平５−241054号公報には、表面
に炭素を被覆してなる通信用ハーメチックコート光ファ
イバーであって、前記炭素を、３００Å以上の膜厚であ
って、かつ、１ｎｍ以下の中心線平均粗さに被覆してあ
ることを特徴とする通信用ハーメチックコート光ファイ
バーが開示されている。
に炭素を被覆してなる通信用ハーメチックコート光ファ
イバーであって、前記炭素を、３００Å以上の膜厚であ
って、かつ、１ｎｍ以下の中心線平均粗さに被覆してあ
ることを特徴とする通信用ハーメチックコート光ファイ
バーが開示されている。
【００１０】また、ＤＥ４０３４０５９には、高出力密
度の紫外光の伝送のため、コアと、本質的に石英ガラス
からなり、コアを囲み、コアよりも小さい屈折率を有す
るスリーブとを有する可撓性の光学的構造部材であっ
て、伝送される紫外光の入射方向へ見て少なくとも１つ
の可撓性の円筒形範囲の前に、入射方向へ定常的に縮小
する横断面を設け、紫外光を放射する光源に向く端面に
入射面を有し、光源とは反対側の端面に放射面を有する
形式のものにおいて、コア・ガラス(5)が、５０〜１２
００ｐｐｍの範囲のヒドロキシルイオン量及びガラス１
ｇ当たり１０17よりも小さい酸素イオン・ホール濃度を
有し、スリーブ・ガラス(6)が５０〜２５０ｐｐｍの範
囲のヒドロキシルイオン量を含み、コア・ガラス(5)及
びスリーブ・ガラス(6)の水素濃度及び／または重水素
濃度が合計で５×１０6分子／ｃｃ〜５×１０21分子／
ｃｃの範囲にあり、狭搾範囲(3)の長さ(Ｌ)が、円筒形
範囲(2)のコア径(Ｄｋ)の１５〜１５０倍の数値を有
し、入射面(15)と円筒形範囲(2)のコア横断面との比
が、２〜１００の数値を有することを特徴とする構造部
材が開示されている。
度の紫外光の伝送のため、コアと、本質的に石英ガラス
からなり、コアを囲み、コアよりも小さい屈折率を有す
るスリーブとを有する可撓性の光学的構造部材であっ
て、伝送される紫外光の入射方向へ見て少なくとも１つ
の可撓性の円筒形範囲の前に、入射方向へ定常的に縮小
する横断面を設け、紫外光を放射する光源に向く端面に
入射面を有し、光源とは反対側の端面に放射面を有する
形式のものにおいて、コア・ガラス(5)が、５０〜１２
００ｐｐｍの範囲のヒドロキシルイオン量及びガラス１
ｇ当たり１０17よりも小さい酸素イオン・ホール濃度を
有し、スリーブ・ガラス(6)が５０〜２５０ｐｐｍの範
囲のヒドロキシルイオン量を含み、コア・ガラス(5)及
びスリーブ・ガラス(6)の水素濃度及び／または重水素
濃度が合計で５×１０6分子／ｃｃ〜５×１０21分子／
ｃｃの範囲にあり、狭搾範囲(3)の長さ(Ｌ)が、円筒形
範囲(2)のコア径(Ｄｋ)の１５〜１５０倍の数値を有
し、入射面(15)と円筒形範囲(2)のコア横断面との比
が、２〜１００の数値を有することを特徴とする構造部
材が開示されている。
【００１１】また、光ファイバーを冷却することによ
り、光ファイバーの劣化並びに光学損失を抑制すること
も知られており、例えば、特開平１−224702号公報に
は、１６０〜３００ｎｍの範囲内の波長をもつ光学輻射
線を伝送するための伝送線として、金属イオン汚染物に
関して高純度のガラス質合成二酸化珪素よりなるコアと
硼素酸化物及びフッ素の少なくとも一方を添加したガラ
ス質合成二酸化珪素よりなるクラッディングを備えてな
る少なくとも１本の光ファイバー及び１６０〜３００ｎ
ｍの範囲内の波長をもつ光学輻射線を透過させるため
に、光ファイバーをその長さの実質上全体にわたり−５
３℃以下の温度へ冷却するための手段よりなる伝送線が
開示されている。
り、光ファイバーの劣化並びに光学損失を抑制すること
も知られており、例えば、特開平１−224702号公報に
は、１６０〜３００ｎｍの範囲内の波長をもつ光学輻射
線を伝送するための伝送線として、金属イオン汚染物に
関して高純度のガラス質合成二酸化珪素よりなるコアと
硼素酸化物及びフッ素の少なくとも一方を添加したガラ
ス質合成二酸化珪素よりなるクラッディングを備えてな
る少なくとも１本の光ファイバー及び１６０〜３００ｎ
ｍの範囲内の波長をもつ光学輻射線を透過させるため
に、光ファイバーをその長さの実質上全体にわたり−５
３℃以下の温度へ冷却するための手段よりなる伝送線が
開示されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平６−34
830号公報に記載された紫外線伝送用ファイバーは、水
素ガス雰囲気を常に高温、高圧雰囲気に維持するもので
あり、その取り扱いには常に危険が伴う。また、特開平
６−56457号公報に記載された方法においては、水素雰
囲気の温度を１０００〜２０００℃以上の温度範囲とす
ることも開示されているが、水素ドープ処理の温度は低
ければ低い程、光ファイバーにより多量の水素をドープ
することができ、このような高温では、水素ドープ量に
限度があると共に、ドープした水素の逸出を防止するた
めの方策が何ら採られていない。
830号公報に記載された紫外線伝送用ファイバーは、水
素ガス雰囲気を常に高温、高圧雰囲気に維持するもので
あり、その取り扱いには常に危険が伴う。また、特開平
６−56457号公報に記載された方法においては、水素雰
囲気の温度を１０００〜２０００℃以上の温度範囲とす
ることも開示されているが、水素ドープ処理の温度は低
ければ低い程、光ファイバーにより多量の水素をドープ
することができ、このような高温では、水素ドープ量に
限度があると共に、ドープした水素の逸出を防止するた
めの方策が何ら採られていない。
【００１３】また、特開平４−158311号公報、同４−18
7548号公報、同４−285041号公報、同５−241054号公報
には、ハーメチックコートとして炭素被覆を用いた光フ
ァイバーが開示されているが、これらの公報において
は、光ファイバーへの水素あるいは水分の光ファイバー
内への侵入を防止することを目的としたものであり、水
素ドープ済光ファイバーにおいて、ドープした水素分子
の逸出を抑制する技術思想については何ら記載されてい
ない。
7548号公報、同４−285041号公報、同５−241054号公報
には、ハーメチックコートとして炭素被覆を用いた光フ
ァイバーが開示されているが、これらの公報において
は、光ファイバーへの水素あるいは水分の光ファイバー
内への侵入を防止することを目的としたものであり、水
素ドープ済光ファイバーにおいて、ドープした水素分子
の逸出を抑制する技術思想については何ら記載されてい
ない。
【００１４】更に、特開平１−224702号公報に記載され
た伝送線は、光ファイバーを冷却するものであるが、水
素ドープ済光ファイバーを冷却すると、ドープした水素
分子の光ファイバーからの逸出を抑制することは何ら記
載されていない。
た伝送線は、光ファイバーを冷却するものであるが、水
素ドープ済光ファイバーを冷却すると、ドープした水素
分子の光ファイバーからの逸出を抑制することは何ら記
載されていない。
【００１５】従って、本発明の目的は、１７０ｎｍ〜３
５０ｎｍの紫外線を好適に伝送することができる光ファ
イバーを提供することにある。
５０ｎｍの紫外線を好適に伝送することができる光ファ
イバーを提供することにある。
【００１６】また、本発明の他の目的は、上記光ファイ
バーの製造方法を提供することにある。
バーの製造方法を提供することにある。
【００１７】更に、本発明の他の目的は、１７０ｎｍ〜
３５０ｎｍの紫外線を好適に伝送することができる光フ
ァイバーを備えてなる伝送線を提供することにある。
３５０ｎｍの紫外線を好適に伝送することができる光フ
ァイバーを備えてなる伝送線を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、少なく
ともコア部分及びクラッド部分から構成される１７０ｎ
ｍ〜３５０ｎｍの紫外線を伝送するための光ファイバー
において、コア部分が高純度シリカガラスまたはフッ素
を微量添加したシリカガラスからなり、クラッド部分が
フッ素またはホウ素のいずれか１種または２種を添加し
たシリカガラスからなり、更に、該高純度シリカガラス
及びシリカガラスが１×１０16分子／ｃｍ3以上の濃度
の水素分子を含有してなり、且つクラッド部分の外周面
に水素拡散防止層を設けてなることを特徴とする紫外線
伝送用光ファイバーを提供することにある(以下、第１
発明という)。
ともコア部分及びクラッド部分から構成される１７０ｎ
ｍ〜３５０ｎｍの紫外線を伝送するための光ファイバー
において、コア部分が高純度シリカガラスまたはフッ素
を微量添加したシリカガラスからなり、クラッド部分が
フッ素またはホウ素のいずれか１種または２種を添加し
たシリカガラスからなり、更に、該高純度シリカガラス
及びシリカガラスが１×１０16分子／ｃｍ3以上の濃度
の水素分子を含有してなり、且つクラッド部分の外周面
に水素拡散防止層を設けてなることを特徴とする紫外線
伝送用光ファイバーを提供することにある(以下、第１
発明という)。
【００１９】また、本発明の紫外線伝送用光ファイバー
は、前記水素拡散防止層の外周面に保護コーティング層
を有する構成のものであってもよい(以下、第２発明と
いう)。
は、前記水素拡散防止層の外周面に保護コーティング層
を有する構成のものであってもよい(以下、第２発明と
いう)。
【００２０】更に、本発明の紫外線伝送用光ファイバー
は、前記水素拡散防止層の外周面に保護コーティング層
を有すると共に、前記クラッド部分と前記水素拡散防止
層の間に第２の保護コーティング層を有する構成のもの
であってもよい(以下、第３発明という)。
は、前記水素拡散防止層の外周面に保護コーティング層
を有すると共に、前記クラッド部分と前記水素拡散防止
層の間に第２の保護コーティング層を有する構成のもの
であってもよい(以下、第３発明という)。
【００２１】また、本発明は、前記第１発明に係る紫外
線伝送用光ファイバーの製造方法において、火炎加水分
解法によりケイ素化合物原料から棒状の透明高純度シリ
カガラスまたはフッ素を微量添加したシリカガラスを合
成し、次に、その外側にプラズマ法によりフッ素及び／
またはホウ素を添加したケイ素化合物原料からシリカガ
ラスを合成して光ファイバー用プリフォームを製造し；
次いで、該プリフォームを電気炉により溶融線引きし、
更に、連続して水素拡散防止層の被覆処理を行うことに
より光ファイバーを得；次いで、該光ファイバーを圧力
容器に装填し、水素含有ガス雰囲気中、１〜２０００ｋ
ｇｆ／ｃｍ2の圧力範囲、１００〜８００℃の温度範囲
にて水素ドープ処理を行うことを特徴とする光ファイバ
ーの製造方法を提供することにある(以下、第４発明と
いう)。
線伝送用光ファイバーの製造方法において、火炎加水分
解法によりケイ素化合物原料から棒状の透明高純度シリ
カガラスまたはフッ素を微量添加したシリカガラスを合
成し、次に、その外側にプラズマ法によりフッ素及び／
またはホウ素を添加したケイ素化合物原料からシリカガ
ラスを合成して光ファイバー用プリフォームを製造し；
次いで、該プリフォームを電気炉により溶融線引きし、
更に、連続して水素拡散防止層の被覆処理を行うことに
より光ファイバーを得；次いで、該光ファイバーを圧力
容器に装填し、水素含有ガス雰囲気中、１〜２０００ｋ
ｇｆ／ｃｍ2の圧力範囲、１００〜８００℃の温度範囲
にて水素ドープ処理を行うことを特徴とする光ファイバ
ーの製造方法を提供することにある(以下、第４発明と
いう)。
【００２２】更に、本発明は、前記第２発明に係る紫外
線伝送用光ファイバーの製造方法において、火炎加水分
解法によりケイ素化合物原料から棒状の透明高純度シリ
カガラスまたはフッ素を微量添加したシリカガラスを合
成し、次に、その外側にプラズマ法によりフッ素及び／
またはホウ素を添加したケイ素化合物原料からシリカガ
ラスを合成して光ファイバー用プリフォームを製造し；
次いで、該プリフォームを電気炉により溶融線引きし、
更に、連続して水素拡散防止層の被覆処理及び保護コー
ティング層の被覆処理を行うことにより光ファイバーを
得；次いで、該光ファイバーを圧力容器に装填し、水素
含有ガス雰囲気中、１〜２０００ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力
範囲、２５〜４００℃の温度範囲にて水素ドープ処理を
行うことを特徴とする光ファイバーの製造方法を提供す
ることにある(以下、第５発明という)。
線伝送用光ファイバーの製造方法において、火炎加水分
解法によりケイ素化合物原料から棒状の透明高純度シリ
カガラスまたはフッ素を微量添加したシリカガラスを合
成し、次に、その外側にプラズマ法によりフッ素及び／
またはホウ素を添加したケイ素化合物原料からシリカガ
ラスを合成して光ファイバー用プリフォームを製造し；
次いで、該プリフォームを電気炉により溶融線引きし、
更に、連続して水素拡散防止層の被覆処理及び保護コー
ティング層の被覆処理を行うことにより光ファイバーを
得；次いで、該光ファイバーを圧力容器に装填し、水素
含有ガス雰囲気中、１〜２０００ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力
範囲、２５〜４００℃の温度範囲にて水素ドープ処理を
行うことを特徴とする光ファイバーの製造方法を提供す
ることにある(以下、第５発明という)。
【００２３】また、本発明は、前記第３発明に係る紫外
線伝送用光ファイバーの製造方法において、火炎加水分
解法によりケイ素化合物原料から棒状の透明高純度シリ
カガラスまたはフッ素を微量添加したシリカガラスを合
成し、次に、その外側にプラズマ法によりフッ素及び／
またはホウ素を添加したケイ素化合物原料からシリカガ
ラスを合成して光ファイバー用プリフォームを製造し；
次いで、該プリフォームを電気炉により溶融線引きし、
更に、連続して第２の保護コーティング層の被覆処理を
行うことにより光ファイバーを得；次いで、該光ファイ
バーを圧力容器に装填し、水素含有ガス雰囲気中、１〜
２０００ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力範囲、２５〜４００℃の
温度範囲にて水素ドープ処理を行い；次いで、水素ドー
プ済光ファイバーに水素拡散防止層の被覆処理及び保護
コーティング層の被覆処理を行うことを特徴とする光フ
ァイバーの製造方法を提供することにある(以下、第６
発明という)。
線伝送用光ファイバーの製造方法において、火炎加水分
解法によりケイ素化合物原料から棒状の透明高純度シリ
カガラスまたはフッ素を微量添加したシリカガラスを合
成し、次に、その外側にプラズマ法によりフッ素及び／
またはホウ素を添加したケイ素化合物原料からシリカガ
ラスを合成して光ファイバー用プリフォームを製造し；
次いで、該プリフォームを電気炉により溶融線引きし、
更に、連続して第２の保護コーティング層の被覆処理を
行うことにより光ファイバーを得；次いで、該光ファイ
バーを圧力容器に装填し、水素含有ガス雰囲気中、１〜
２０００ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力範囲、２５〜４００℃の
温度範囲にて水素ドープ処理を行い；次いで、水素ドー
プ済光ファイバーに水素拡散防止層の被覆処理及び保護
コーティング層の被覆処理を行うことを特徴とする光フ
ァイバーの製造方法を提供することにある(以下、第６
発明という)。
【００２４】更に、本発明は、１７０ｎｍ〜３５０ｎｍ
の紫外線を伝送するための光ファイバーを備える伝送線
において、光ファイバーが少なくとも１本の前記第１発
明ないし第３発明の紫外線伝送用光ファイバーからな
り、且つ該光ファイバーをその長さの実質上全体にわた
り冷却するための手段を備えてなることを特徴とする伝
送線を提供することにある(以下、第７発明という)。
の紫外線を伝送するための光ファイバーを備える伝送線
において、光ファイバーが少なくとも１本の前記第１発
明ないし第３発明の紫外線伝送用光ファイバーからな
り、且つ該光ファイバーをその長さの実質上全体にわた
り冷却するための手段を備えてなることを特徴とする伝
送線を提供することにある(以下、第７発明という)。
【００２５】また、本発明は、１７０ｎｍ〜３５０ｎｍ
の紫外線を伝送するための光ファイバーを備える伝送線
において、光ファイバーが、少なくともコア部分、クラ
ッド部分及びクラッド部分外周面に施された保護コーテ
ィング層から構成され、コア部分が高純度シリカガラス
またはフッ素を微量添加したシリカガラスからなり、ク
ラッド部分がフッ素またはホウ素のいずれか１種または
２種を添加したシリカガラスからなり、更に、該高純度
シリカガラス及びシリカガラスが１×１０16分子／ｃｍ
3以上の水素分子を含有してなる少なくとも１本の紫外
線伝送用光ファイバーからなり、且つ光ファイバーをそ
の長さの実質上全体にわたり冷却するための手段を備え
てなることを特徴とする伝送線を提供することにある
(以下、第８発明という)。
の紫外線を伝送するための光ファイバーを備える伝送線
において、光ファイバーが、少なくともコア部分、クラ
ッド部分及びクラッド部分外周面に施された保護コーテ
ィング層から構成され、コア部分が高純度シリカガラス
またはフッ素を微量添加したシリカガラスからなり、ク
ラッド部分がフッ素またはホウ素のいずれか１種または
２種を添加したシリカガラスからなり、更に、該高純度
シリカガラス及びシリカガラスが１×１０16分子／ｃｍ
3以上の水素分子を含有してなる少なくとも１本の紫外
線伝送用光ファイバーからなり、且つ光ファイバーをそ
の長さの実質上全体にわたり冷却するための手段を備え
てなることを特徴とする伝送線を提供することにある
(以下、第８発明という)。
【００２６】
【発明の実施の形態】本発明の第１発明に係る光ファイ
バーは、そのコア部分を構成する高純度シリカガラスま
たは微量元素添加シリカガラス、及びクラッド部分を構
成するシリカガラスに１×１０16分子／ｃｍ3以上の濃
度の水素分子をドープし、一旦ドープした水素分子が光
ファイバーから逸出するのを防止するために、光ファイ
バーのクラッド部分の外周面に水素拡散防止層を設けて
なることを特徴とするものである。
バーは、そのコア部分を構成する高純度シリカガラスま
たは微量元素添加シリカガラス、及びクラッド部分を構
成するシリカガラスに１×１０16分子／ｃｍ3以上の濃
度の水素分子をドープし、一旦ドープした水素分子が光
ファイバーから逸出するのを防止するために、光ファイ
バーのクラッド部分の外周面に水素拡散防止層を設けて
なることを特徴とするものである。
【００２７】ここで、コア部分を構成する高純度シリカ
ガラスまたはフッ素を微量添加したシリカガラスとは高
純度ケイ素化合物を原料とした火炎加水分解法により合
成された合成シリカガラスである。主原料としてはＳｉ
Ｃｌ4、ＨＳｉＣｌ3、ＣＨ3ＳｉＣｌ3、（ＣＨ3）2Ｓｉ
Ｃｌ2、（ＣＨ3）3ＳｉＣｌ、ＣＨ3Ｓｉ（ＯＣＨ3）3、
（ＣＨ3）2Ｓｉ（ＯＣＨ3）2、Ｓｉ（ＯＣＨ3）4、等が
利用可能であり、火炎としては酸水素火炎、プロパン火
炎が使用できる。
ガラスまたはフッ素を微量添加したシリカガラスとは高
純度ケイ素化合物を原料とした火炎加水分解法により合
成された合成シリカガラスである。主原料としてはＳｉ
Ｃｌ4、ＨＳｉＣｌ3、ＣＨ3ＳｉＣｌ3、（ＣＨ3）2Ｓｉ
Ｃｌ2、（ＣＨ3）3ＳｉＣｌ、ＣＨ3Ｓｉ（ＯＣＨ3）3、
（ＣＨ3）2Ｓｉ（ＯＣＨ3）2、Ｓｉ（ＯＣＨ3）4、等が
利用可能であり、火炎としては酸水素火炎、プロパン火
炎が使用できる。
【００２８】また、クラッド部分を構成するフッ素また
はホウ素のいずれか１種または２種を添加したシリカガ
ラスとは高純度ケイ素化合物を主原料としたプラズマ法
により合成された合成シリカガラスである。主原料とし
てはＳｉＣｌ4、副原料としてはＢＢｒ3、ＢＣｌ3、Ｓ
ｉＦ4、ＳＦ6等を使用することができる。ここで、フッ
素またはホウ素の添加量は、２〜６mass ％、好ましく
は３〜５mass ％の範囲内である。なお、フッ素の方が
屈折率を下げる効果が大きいので、フッ素を使用する方
が添加量を少なくすることができる。
はホウ素のいずれか１種または２種を添加したシリカガ
ラスとは高純度ケイ素化合物を主原料としたプラズマ法
により合成された合成シリカガラスである。主原料とし
てはＳｉＣｌ4、副原料としてはＢＢｒ3、ＢＣｌ3、Ｓ
ｉＦ4、ＳＦ6等を使用することができる。ここで、フッ
素またはホウ素の添加量は、２〜６mass ％、好ましく
は３〜５mass ％の範囲内である。なお、フッ素の方が
屈折率を下げる効果が大きいので、フッ素を使用する方
が添加量を少なくすることができる。
【００２９】なお、光ファイバーを構成するコア部分の
直径は特に限定されるものではなく、慣用の通信用光フ
ァイバーのそれより大きく、例えば１０〜５００μｍ、
好ましくは６０〜１５０μｍの範囲内とすることができ
る。また、クラッド部の厚さもまた特に限定されるもの
ではなく、慣用の通信用光ファイバーのそれと同様もし
くは薄めであり、例えば２〜１００μｍ、好ましくは５
〜２０μｍの範囲内とすることができる。
直径は特に限定されるものではなく、慣用の通信用光フ
ァイバーのそれより大きく、例えば１０〜５００μｍ、
好ましくは６０〜１５０μｍの範囲内とすることができ
る。また、クラッド部の厚さもまた特に限定されるもの
ではなく、慣用の通信用光ファイバーのそれと同様もし
くは薄めであり、例えば２〜１００μｍ、好ましくは５
〜２０μｍの範囲内とすることができる。
【００３０】また、第１発明に係る光ファイバーは、コ
ア部分を構成する高純度シリカガラス及びクラッド部分
を構成するシリカガラスが１×１０16分子／ｃｍ3以
上、好ましくは１×１０17分子／ｃｍ3以上、更に好ま
しくは１×１０18分子／ｃｍ3以上の水素分子を含有し
てなるものであるが、コア部分及びクラッド部分に水素
分子をドープすることにより、光ファイバーの耐紫外線
性、特に耐エキシマレーザー性を飛躍的に向上させるこ
とができる。なお、水素分子の濃度が１×１０16分子／
ｃｍ3未満であると、紫外線照射による光ファイバーの
劣化防止に余り効果がないために好ましくない。また、
ドープされる水素分子は、Ｈ2分子及び／またはＤ2分子
であることができる。
ア部分を構成する高純度シリカガラス及びクラッド部分
を構成するシリカガラスが１×１０16分子／ｃｍ3以
上、好ましくは１×１０17分子／ｃｍ3以上、更に好ま
しくは１×１０18分子／ｃｍ3以上の水素分子を含有し
てなるものであるが、コア部分及びクラッド部分に水素
分子をドープすることにより、光ファイバーの耐紫外線
性、特に耐エキシマレーザー性を飛躍的に向上させるこ
とができる。なお、水素分子の濃度が１×１０16分子／
ｃｍ3未満であると、紫外線照射による光ファイバーの
劣化防止に余り効果がないために好ましくない。また、
ドープされる水素分子は、Ｈ2分子及び／またはＤ2分子
であることができる。
【００３１】上記構成の水素分子をドープした光ファイ
バーでは、ドープした水素分子が時間の経過と共に逸出
し、それによって水素分子濃度の低下を来し、紫外線を
伝送する際の光ファイバーの経時劣化が著しくなるた
め、第１発明の光ファイバーにおいては、クラッド部分
の外周面に水素拡散防止層を設け、ドープした水素分子
をコア部分及びクラッド部分にできる限り長期間にわた
り留めるところが最大の特徴である。
バーでは、ドープした水素分子が時間の経過と共に逸出
し、それによって水素分子濃度の低下を来し、紫外線を
伝送する際の光ファイバーの経時劣化が著しくなるた
め、第１発明の光ファイバーにおいては、クラッド部分
の外周面に水素拡散防止層を設け、ドープした水素分子
をコア部分及びクラッド部分にできる限り長期間にわた
り留めるところが最大の特徴である。
【００３２】該水素拡散防止層は、アルミニウム、クロ
ム、ニッケル、鉛、銀及び金からなる群から選択される
１種または２種以上の金属薄膜または炭素、炭化物、酸
窒化物及び窒化物から選択される１種または２種以上の
セラミック薄膜またはシリカガラス厚膜から構成するこ
とができ、その厚さは金属薄膜にあっては、１〜１００
μｍ、好ましくは１０〜３０μｍの範囲内であり、ま
た、セラミック薄膜にあっては、０.００１〜１０μ
ｍ、好ましくは０.００１〜１μｍの範囲内であり、シ
リカガラス厚膜では２０〜５００μｍ、好ましくは２０
〜２００μｍの範囲内である。ここで、水素拡散防止層
の厚さが上記下限未満であると、水素分子の逸出を十分
に抑制することができないために好ましくなく、また、
上記上限を超えても、コア及びクラッド部分への水素ド
ープ処理が困難となったり、溶存水素の外部拡散防止効
果の増加が認められないために好ましくない。
ム、ニッケル、鉛、銀及び金からなる群から選択される
１種または２種以上の金属薄膜または炭素、炭化物、酸
窒化物及び窒化物から選択される１種または２種以上の
セラミック薄膜またはシリカガラス厚膜から構成するこ
とができ、その厚さは金属薄膜にあっては、１〜１００
μｍ、好ましくは１０〜３０μｍの範囲内であり、ま
た、セラミック薄膜にあっては、０.００１〜１０μ
ｍ、好ましくは０.００１〜１μｍの範囲内であり、シ
リカガラス厚膜では２０〜５００μｍ、好ましくは２０
〜２００μｍの範囲内である。ここで、水素拡散防止層
の厚さが上記下限未満であると、水素分子の逸出を十分
に抑制することができないために好ましくなく、また、
上記上限を超えても、コア及びクラッド部分への水素ド
ープ処理が困難となったり、溶存水素の外部拡散防止効
果の増加が認められないために好ましくない。
【００３３】上述のような構成を有する第１発明に係る
光ファイバーは、ドープされた水素分子を長期間にわた
りコア部分及びクラッド部分に留めることができ、水素
分子の作用と相俟って、長期間にわたり紫外線照射に対
する光ファイバーの劣化を防止することができるもので
ある。
光ファイバーは、ドープされた水素分子を長期間にわた
りコア部分及びクラッド部分に留めることができ、水素
分子の作用と相俟って、長期間にわたり紫外線照射に対
する光ファイバーの劣化を防止することができるもので
ある。
【００３４】なお、第２発明に係る光ファイバーにおい
て、光ファイバーの機械的強度等を確保すると共に水素
拡散防止層を保護する目的で保護コーティング層が設け
られている。この保護コーティング層には、フッ素樹
脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、
フッ素ゴム及びシリコーンゴムよりなる群から選択され
た１種または２種以上で構成することができるが、後述
するように、水素分子のドープ操作は、溶融線引きし、
水素拡散防止層及び保護コーティング層を被覆した光フ
ァイバーを加圧並びに加熱条件とするものであるため、
第２発明においては、これらの条件に対して耐性を有す
る保護コーティング層を設けることが好ましく、例えば
ポリイミド樹脂を使用することが好ましい。なお、保護
コーティング層の厚さは特に限定されるものではないが
例えば１〜３００μｍ、好ましくは２〜１００μｍ、最
適には５〜３０μｍの範囲内である。ここで、保護コー
ティング層の厚さが１μｍ未満では、その被覆効果がな
いために好ましくなく、また、３００μｍを超えても被
覆効果が向上するわけではなく、かえって光ファイバー
では問題となるために好ましくない。
て、光ファイバーの機械的強度等を確保すると共に水素
拡散防止層を保護する目的で保護コーティング層が設け
られている。この保護コーティング層には、フッ素樹
脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、
フッ素ゴム及びシリコーンゴムよりなる群から選択され
た１種または２種以上で構成することができるが、後述
するように、水素分子のドープ操作は、溶融線引きし、
水素拡散防止層及び保護コーティング層を被覆した光フ
ァイバーを加圧並びに加熱条件とするものであるため、
第２発明においては、これらの条件に対して耐性を有す
る保護コーティング層を設けることが好ましく、例えば
ポリイミド樹脂を使用することが好ましい。なお、保護
コーティング層の厚さは特に限定されるものではないが
例えば１〜３００μｍ、好ましくは２〜１００μｍ、最
適には５〜３０μｍの範囲内である。ここで、保護コー
ティング層の厚さが１μｍ未満では、その被覆効果がな
いために好ましくなく、また、３００μｍを超えても被
覆効果が向上するわけではなく、かえって光ファイバー
では問題となるために好ましくない。
【００３５】なお、前記保護コーティング層は、水素拡
散防止層が金属薄膜よりなるものである場合には、金属
薄膜は上述のように比較的厚く被覆されるものであり、
また、金属薄膜の材質によっては保護コーティング層の
機能を兼備することができるので特に必要はないが、水
素拡散防止層がセラミック薄膜よりなるものである場合
には、セラミック薄膜は上述のように比較的薄い厚さで
被覆されるものであり、また、その特性からも、この保
護コーティング層を備えてなる構成とすることが好まし
い。
散防止層が金属薄膜よりなるものである場合には、金属
薄膜は上述のように比較的厚く被覆されるものであり、
また、金属薄膜の材質によっては保護コーティング層の
機能を兼備することができるので特に必要はないが、水
素拡散防止層がセラミック薄膜よりなるものである場合
には、セラミック薄膜は上述のように比較的薄い厚さで
被覆されるものであり、また、その特性からも、この保
護コーティング層を備えてなる構成とすることが好まし
い。
【００３６】次に、第３発明に係る紫外線伝送用光ファ
イバーは、前記水素拡散防止層の外周面に前記保護コー
ティング層を有すると共に、前記クラッド部分と前記水
素拡散防止層の間に第２の保護コーティング層を備えて
なる構成のものである。なお、この第２の保護コーティ
ング層は、コア部分及びクラッド部分からなる光ファイ
バーの機械的強度等を確保する目的で設けられているも
のである。この第２の保護コーティング層は、フッ素樹
脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、
フッ素ゴム及びシリコーンゴムよりなる群から選択され
た１種または２種以上で構成することができるが、後述
する水素分子のドープ操作においては、溶融線引きし、
第２の保護コーティング層を被覆した光ファイバーを加
圧並びに加熱条件とするものであるため、第２の保護コ
ーティング層は、これらの条件に対して耐性を有し、且
つドープ操作の際に水素分子を自由に透過できる性質を
有するコーティング層とすることが好ましく、例えばポ
リイミド樹脂を使用することが好ましい。なお、第２の
保護コーティング層の厚さは特に限定されるものではな
く、光ファイバーに通常施される範囲内であれば特に問
題はなく、例えば１〜３００μｍ、好ましくは２〜１０
０μｍの範囲内である。ここで、保護コーティング層の
厚さが１μｍ未満では、その被覆効果がないために好ま
しくなく、また、３００μｍを超えても被覆効果が向上
するわけではなく、かえって光ファイバー設計上問題が
生じ、特にハンドルファイバーでは問題となるために好
ましくない。
イバーは、前記水素拡散防止層の外周面に前記保護コー
ティング層を有すると共に、前記クラッド部分と前記水
素拡散防止層の間に第２の保護コーティング層を備えて
なる構成のものである。なお、この第２の保護コーティ
ング層は、コア部分及びクラッド部分からなる光ファイ
バーの機械的強度等を確保する目的で設けられているも
のである。この第２の保護コーティング層は、フッ素樹
脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、
フッ素ゴム及びシリコーンゴムよりなる群から選択され
た１種または２種以上で構成することができるが、後述
する水素分子のドープ操作においては、溶融線引きし、
第２の保護コーティング層を被覆した光ファイバーを加
圧並びに加熱条件とするものであるため、第２の保護コ
ーティング層は、これらの条件に対して耐性を有し、且
つドープ操作の際に水素分子を自由に透過できる性質を
有するコーティング層とすることが好ましく、例えばポ
リイミド樹脂を使用することが好ましい。なお、第２の
保護コーティング層の厚さは特に限定されるものではな
く、光ファイバーに通常施される範囲内であれば特に問
題はなく、例えば１〜３００μｍ、好ましくは２〜１０
０μｍの範囲内である。ここで、保護コーティング層の
厚さが１μｍ未満では、その被覆効果がないために好ま
しくなく、また、３００μｍを超えても被覆効果が向上
するわけではなく、かえって光ファイバー設計上問題が
生じ、特にハンドルファイバーでは問題となるために好
ましくない。
【００３７】次に、本発明の第４発明は、上記第１発明
に係る光ファイバーの製造方法にある。即ち、第１発明
の光ファイバーは、火炎加水分解法によりケイ素化合物
原料から棒状の透明高純度シリカガラスまたはフッ素を
微量添加したシリカガラスを合成し、次に、その外側に
プラズマ法によりフッ素及び／またはホウ素を添加した
ケイ素化合物原料からシリカガラスを合成して光ファイ
バー用プリフォームを製造し；次いで、該プリフォーム
を電気炉により溶融線引きし、更に、連続して水素拡散
防止層の被覆処理を行うことにより光ファイバーを得；
次いで、該光ファイバーを圧力容器に装填し、水素含有
ガス雰囲気中、１〜２０００ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力範
囲、１００〜８００℃の温度範囲にて水素ドープ処理を
行う工程から製造することができる。
に係る光ファイバーの製造方法にある。即ち、第１発明
の光ファイバーは、火炎加水分解法によりケイ素化合物
原料から棒状の透明高純度シリカガラスまたはフッ素を
微量添加したシリカガラスを合成し、次に、その外側に
プラズマ法によりフッ素及び／またはホウ素を添加した
ケイ素化合物原料からシリカガラスを合成して光ファイ
バー用プリフォームを製造し；次いで、該プリフォーム
を電気炉により溶融線引きし、更に、連続して水素拡散
防止層の被覆処理を行うことにより光ファイバーを得；
次いで、該光ファイバーを圧力容器に装填し、水素含有
ガス雰囲気中、１〜２０００ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力範
囲、１００〜８００℃の温度範囲にて水素ドープ処理を
行う工程から製造することができる。
【００３８】第４発明に係る製造方法において、光ファ
イバー用プリフォームを溶融線引きする工程までは、慣
用の公知の工程をそのまま適用することができ、次に、
クラッド部分の外周面に水素拡散防止層を被覆する。水
素拡散防止層としては、上述のようにアルミニウム、ク
ロム、ニッケル、鉛、銀及び金からなる群から選択され
る１種または２種以上の金属薄膜層、炭素、炭化物、酸
窒化物及び窒化物から選択される１種または２種以上の
セラミック薄膜層等を用いることができる。ここで、金
属薄膜は各種金属ハロゲン化物原料の熱ＣＶＤ法、各種
金属材料のスパッタリング法、各種金属材料のメルトコ
ーティング法等により施すことができる。また、セラミ
ック薄膜層は各種水素化合物、ハロゲン化物原料の熱Ｃ
ＶＤ法、真空蒸着法等により施すことができる。
イバー用プリフォームを溶融線引きする工程までは、慣
用の公知の工程をそのまま適用することができ、次に、
クラッド部分の外周面に水素拡散防止層を被覆する。水
素拡散防止層としては、上述のようにアルミニウム、ク
ロム、ニッケル、鉛、銀及び金からなる群から選択され
る１種または２種以上の金属薄膜層、炭素、炭化物、酸
窒化物及び窒化物から選択される１種または２種以上の
セラミック薄膜層等を用いることができる。ここで、金
属薄膜は各種金属ハロゲン化物原料の熱ＣＶＤ法、各種
金属材料のスパッタリング法、各種金属材料のメルトコ
ーティング法等により施すことができる。また、セラミ
ック薄膜層は各種水素化合物、ハロゲン化物原料の熱Ｃ
ＶＤ法、真空蒸着法等により施すことができる。
【００３９】次に、得られた光ファイバーに水素分子を
ドープするが、この工程は、光ファイバーをリール等に
巻き取り、圧力容器に装填し、水素含有ガス雰囲気中、
１〜２０００ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力範囲、１００℃〜８
００℃の温度範囲で処理することにより行うことができ
る。ここで、水素含有ガス雰囲気としては、１００％水
素ガス(Ｈ2ガス、Ｄ2ガス)の他、水素ガスをＡｒ等の不
活性ガスで希釈したものを使用することができる。な
お、水素ドープ処理の圧力が２０００ｋｇｆ／ｃｍ2を
超えると圧力容器が大型化してしまい、工業的に意味が
なくなるために好ましくない。更に、水素ドープ処理の
温度が１００℃未満であると水素の拡散係数が小さいた
め、充分な濃度の水素分子をドープすることが難しくな
るために好ましくなく、また、８００℃を超えると光フ
ァイバー自体や水素拡散防止層を破損する危険性がある
ために好ましくない。
ドープするが、この工程は、光ファイバーをリール等に
巻き取り、圧力容器に装填し、水素含有ガス雰囲気中、
１〜２０００ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力範囲、１００℃〜８
００℃の温度範囲で処理することにより行うことができ
る。ここで、水素含有ガス雰囲気としては、１００％水
素ガス(Ｈ2ガス、Ｄ2ガス)の他、水素ガスをＡｒ等の不
活性ガスで希釈したものを使用することができる。な
お、水素ドープ処理の圧力が２０００ｋｇｆ／ｃｍ2を
超えると圧力容器が大型化してしまい、工業的に意味が
なくなるために好ましくない。更に、水素ドープ処理の
温度が１００℃未満であると水素の拡散係数が小さいた
め、充分な濃度の水素分子をドープすることが難しくな
るために好ましくなく、また、８００℃を超えると光フ
ァイバー自体や水素拡散防止層を破損する危険性がある
ために好ましくない。
【００４０】本発明の第５発明は、第２発明の光ファイ
バーの製造方法に係るものである。即ち、第２発明の光
ファイバーは、火炎加水分解法によりケイ素化合物原料
から棒状の透明高純度シリカガラスまたはフッ素を微量
添加したシリカガラスを合成し、次に、その外側にプラ
ズマ法によりフッ素及び／またはホウ素を添加したケイ
素化合物原料からシリカガラスを合成して光ファイバー
用プリフォームを製造し；次いで、該プリフォームを電
気炉により溶融線引きし、更に、連続して水素拡散防止
層の被覆処理及び保護コーティング層の被覆処理を行う
ことにより光ファイバーを得；次いで、該光ファイバー
を圧力容器に装填し、水素含有ガス雰囲気中、１〜２０
００ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力範囲、１００〜４００℃の温
度範囲にて水素ドープ処理を行う工程から製造すること
ができる。
バーの製造方法に係るものである。即ち、第２発明の光
ファイバーは、火炎加水分解法によりケイ素化合物原料
から棒状の透明高純度シリカガラスまたはフッ素を微量
添加したシリカガラスを合成し、次に、その外側にプラ
ズマ法によりフッ素及び／またはホウ素を添加したケイ
素化合物原料からシリカガラスを合成して光ファイバー
用プリフォームを製造し；次いで、該プリフォームを電
気炉により溶融線引きし、更に、連続して水素拡散防止
層の被覆処理及び保護コーティング層の被覆処理を行う
ことにより光ファイバーを得；次いで、該光ファイバー
を圧力容器に装填し、水素含有ガス雰囲気中、１〜２０
００ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力範囲、１００〜４００℃の温
度範囲にて水素ドープ処理を行う工程から製造すること
ができる。
【００４１】第５発明において、水素拡散防止層の被覆
処理までは、上記第４発明と同様の工程にて製造するこ
とができ、その後、水素拡散防止層の外周面に保護コー
ティング層の被覆処理を行う。保護コーティング層は上
述のようにフッ素樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹
脂、ポリイミド樹脂、フッ素ゴム及びシリコーンゴムよ
りなる群から選択された１種または２種以上から形成す
ることができ、保護コーティング層は例えばメルトコー
ティング法等により形成することができる。
処理までは、上記第４発明と同様の工程にて製造するこ
とができ、その後、水素拡散防止層の外周面に保護コー
ティング層の被覆処理を行う。保護コーティング層は上
述のようにフッ素樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹
脂、ポリイミド樹脂、フッ素ゴム及びシリコーンゴムよ
りなる群から選択された１種または２種以上から形成す
ることができ、保護コーティング層は例えばメルトコー
ティング法等により形成することができる。
【００４２】保護コーティング層を被覆した後に、水素
ドープ処理を行うが、第５発明において、水素ドープ処
理の圧力は１〜２０００ｋｇｆ／ｃｍ2の範囲内であ
る。なお、２０００ｋｇｆ／ｃｍ2を超えると圧力容器
が大型化してしまい、製造コストが上昇し、工業的に意
味がないために好ましくない。更に、水素ドープ処理の
温度は１００〜４００℃の範囲内である。該温度が１０
０℃未満であると水素拡散防止層が存在するために充分
な濃度の水素分子を短時間にドープすることが難しいた
めに好ましくなく、また、４００℃を超えると保護コー
ティング層を破損する危険性があるために好ましくな
い。
ドープ処理を行うが、第５発明において、水素ドープ処
理の圧力は１〜２０００ｋｇｆ／ｃｍ2の範囲内であ
る。なお、２０００ｋｇｆ／ｃｍ2を超えると圧力容器
が大型化してしまい、製造コストが上昇し、工業的に意
味がないために好ましくない。更に、水素ドープ処理の
温度は１００〜４００℃の範囲内である。該温度が１０
０℃未満であると水素拡散防止層が存在するために充分
な濃度の水素分子を短時間にドープすることが難しいた
めに好ましくなく、また、４００℃を超えると保護コー
ティング層を破損する危険性があるために好ましくな
い。
【００４３】次に、本発明の第６発明は、第３発明の光
ファイバーの製造方法に係るものである。即ち、第３発
明の光ファイバーは、火炎加水分解法によりケイ素化合
物原料から棒状の透明高純度シリカガラスまたはフッ素
を微量添加したシリカガラスを合成し、次に、その外側
にプラズマ法によりフッ素及び／またはホウ素を添加し
たケイ素化合物原料からシリカガラスを合成して光ファ
イバー用プリフォームを製造し；次いで、該プリフォー
ムを電気炉により溶融線引きし、更に、連続して第２の
保護コーティング層の被覆処理を行うことにより光ファ
イバーを得；次いで、該光ファイバーを圧力容器に装填
し、水素含有ガス雰囲気中、１〜２０００ｋｇｆ／ｃｍ
2の圧力範囲、２５〜４００℃の温度範囲にて水素ドー
プ処理を行い；次いで、水素ドープ済光ファイバーに水
素拡散防止層の被覆処理及び保護コーティング層の被覆
処理を行う工程から製造することができる。
ファイバーの製造方法に係るものである。即ち、第３発
明の光ファイバーは、火炎加水分解法によりケイ素化合
物原料から棒状の透明高純度シリカガラスまたはフッ素
を微量添加したシリカガラスを合成し、次に、その外側
にプラズマ法によりフッ素及び／またはホウ素を添加し
たケイ素化合物原料からシリカガラスを合成して光ファ
イバー用プリフォームを製造し；次いで、該プリフォー
ムを電気炉により溶融線引きし、更に、連続して第２の
保護コーティング層の被覆処理を行うことにより光ファ
イバーを得；次いで、該光ファイバーを圧力容器に装填
し、水素含有ガス雰囲気中、１〜２０００ｋｇｆ／ｃｍ
2の圧力範囲、２５〜４００℃の温度範囲にて水素ドー
プ処理を行い；次いで、水素ドープ済光ファイバーに水
素拡散防止層の被覆処理及び保護コーティング層の被覆
処理を行う工程から製造することができる。
【００４４】第６発明においては、慣用の方法により第
２の保護コーティング層を有する光ファイバーを製造し
た後に、水素ドープ処理を行うが、第６発明において、
水素ドープ処理の圧力は１〜２０００ｋｇｆ／ｃｍ2の
範囲内である。なお、２０００ｋｇｆ／ｃｍ2を超える
と圧力容器が大型化してしまい、製造コストが上昇し、
工業的に意味がないために好ましくない。更に、水素ド
ープ処理の温度は２５〜４００℃の範囲内である。該温
度が２５℃未満であると充分な濃度の水素分子を短時間
にドープすることが難しいために好ましくなく、また、
４００℃を超えると保護コーティング層並びに第２の保
護コーティング層を破損する危険性があるために好まし
くない。
２の保護コーティング層を有する光ファイバーを製造し
た後に、水素ドープ処理を行うが、第６発明において、
水素ドープ処理の圧力は１〜２０００ｋｇｆ／ｃｍ2の
範囲内である。なお、２０００ｋｇｆ／ｃｍ2を超える
と圧力容器が大型化してしまい、製造コストが上昇し、
工業的に意味がないために好ましくない。更に、水素ド
ープ処理の温度は２５〜４００℃の範囲内である。該温
度が２５℃未満であると充分な濃度の水素分子を短時間
にドープすることが難しいために好ましくなく、また、
４００℃を超えると保護コーティング層並びに第２の保
護コーティング層を破損する危険性があるために好まし
くない。
【００４５】次に、本発明の第７発明に係る１７０ｎｍ
〜３５０ｎｍの紫外線を伝送するための光ファイバーを
備える伝送線は、光ファイバーが少なくとも１本の上記
第１発明ないし第３発明の紫外線伝送用光ファイバーか
らなり、且つ該光ファイバーをその長さの実質上全体に
わたり冷却するための手段を備えてなることを特徴とす
るものである。
〜３５０ｎｍの紫外線を伝送するための光ファイバーを
備える伝送線は、光ファイバーが少なくとも１本の上記
第１発明ないし第３発明の紫外線伝送用光ファイバーか
らなり、且つ該光ファイバーをその長さの実質上全体に
わたり冷却するための手段を備えてなることを特徴とす
るものである。
【００４６】第７発明の伝送線によれば、上記光ファイ
バーを実質上その長さ全体にわたり０℃以下、好ましく
は−２０℃以下の温度へ冷却することにより、冷却して
いない光ファイバーと比較して紫外線の透過率を更に良
好なものとすることができる。この理由は、冷却により
ファイバー内に溶存する水素の外部拡散が抑制されるこ
とにより、ファイバー内での水素と、紫外線ダメージを
受けたシリカガラス構造との反応が促進されるためであ
る。
バーを実質上その長さ全体にわたり０℃以下、好ましく
は−２０℃以下の温度へ冷却することにより、冷却して
いない光ファイバーと比較して紫外線の透過率を更に良
好なものとすることができる。この理由は、冷却により
ファイバー内に溶存する水素の外部拡散が抑制されるこ
とにより、ファイバー内での水素と、紫外線ダメージを
受けたシリカガラス構造との反応が促進されるためであ
る。
【００４７】第７発明において、冷却手段は光ファイバ
ーの長さの実質上全て(好適には光ファイバーの長さの
およそ９０％以上)を冷却できる手段であれば特に限定
されるものではなく、例えば、光ファイバーが断熱材よ
りなる外被により包囲されていることが好都合であり、
好適な実施態様においては、該外被は冷却用ジャケット
であり、冷却剤を装入するための接続口及び排出するた
めの接続口を備える構成を有するものである。なお、金
属薄膜が光ファイバー表面に設定されている場合は、少
なくとも１つのヒートシンクが光ファイバー表面の薄膜
の少なくとも１部分に冷却用として接続される。これは
金属の大きな熱伝導率を有効利用した手法である。例え
ばペルチュ型冷却素子が活用できるものである。
ーの長さの実質上全て(好適には光ファイバーの長さの
およそ９０％以上)を冷却できる手段であれば特に限定
されるものではなく、例えば、光ファイバーが断熱材よ
りなる外被により包囲されていることが好都合であり、
好適な実施態様においては、該外被は冷却用ジャケット
であり、冷却剤を装入するための接続口及び排出するた
めの接続口を備える構成を有するものである。なお、金
属薄膜が光ファイバー表面に設定されている場合は、少
なくとも１つのヒートシンクが光ファイバー表面の薄膜
の少なくとも１部分に冷却用として接続される。これは
金属の大きな熱伝導率を有効利用した手法である。例え
ばペルチュ型冷却素子が活用できるものである。
【００４８】なお、第７発明の伝送線は、光ファイバー
と冷却手段よりなるものであるが、使用される光ファイ
バーは１本に限定されるものではなく、１つの冷却手段
に複数の光ファイバーを設置することも本発明の範囲内
である。
と冷却手段よりなるものであるが、使用される光ファイ
バーは１本に限定されるものではなく、１つの冷却手段
に複数の光ファイバーを設置することも本発明の範囲内
である。
【００４９】次に、本発明の第８発明は、上記第７発明
の伝送線の光ファイバーとして、少なくともコア部分、
クラッド部分及びクラッド部分外周面に施された保護コ
ーティング層から構成される１７０ｎｍ〜３５０ｎｍの
紫外線を伝送するための光ファイバーであって、コア部
分が高純度シリカガラスまたはフッ素を微量添加したシ
リカガラスからなり、クラッド部分がフッ素またはホウ
素のいずれか１種または２種を添加したシリカガラスか
らなり、更に、高純度シリカガラス及びシリカガラスが
１×１０16分子／ｃｍ3以上の濃度の水素分子を含有し
てなり、且つ保護コーティング層がフッ素樹脂、シリコ
ーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素ゴム
及びシリコーンゴムよりなる群から選択された１種また
は２種以上よりなる構成の紫外線伝送用光ファイバーを
使用するものである。即ち、第８発明の伝送線には、水
素分子をドープしてあるが、水素拡散防止層を設けてい
ない光ファイバーを使用するものである。
の伝送線の光ファイバーとして、少なくともコア部分、
クラッド部分及びクラッド部分外周面に施された保護コ
ーティング層から構成される１７０ｎｍ〜３５０ｎｍの
紫外線を伝送するための光ファイバーであって、コア部
分が高純度シリカガラスまたはフッ素を微量添加したシ
リカガラスからなり、クラッド部分がフッ素またはホウ
素のいずれか１種または２種を添加したシリカガラスか
らなり、更に、高純度シリカガラス及びシリカガラスが
１×１０16分子／ｃｍ3以上の濃度の水素分子を含有し
てなり、且つ保護コーティング層がフッ素樹脂、シリコ
ーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素ゴム
及びシリコーンゴムよりなる群から選択された１種また
は２種以上よりなる構成の紫外線伝送用光ファイバーを
使用するものである。即ち、第８発明の伝送線には、水
素分子をドープしてあるが、水素拡散防止層を設けてい
ない光ファイバーを使用するものである。
【００５０】第８発明の伝送線によれば、上記構成の光
ファイバーを実質上その長さ全体にわたり−１０℃以
下、好ましくは−２０℃以下の温度へ冷却することによ
り、第７発明の伝送線と同様の効果が得られると共に光
ファイバーを冷却することにより、コア部分及びクラッ
ド部分にドープされている水素分子の逸出をかなり防止
することができ、水素拡散防止層不在の光ファイバーを
使用することが可能となる。
ファイバーを実質上その長さ全体にわたり−１０℃以
下、好ましくは−２０℃以下の温度へ冷却することによ
り、第７発明の伝送線と同様の効果が得られると共に光
ファイバーを冷却することにより、コア部分及びクラッ
ド部分にドープされている水素分子の逸出をかなり防止
することができ、水素拡散防止層不在の光ファイバーを
使用することが可能となる。
【００５１】なお、冷却手段の構成については、上記第
７発明と全く同様である。
７発明と全く同様である。
【００５２】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説
明する。 実施例１ コア材の合成：酸水素火炎加水分解法のスート再溶融
法により高純度四塩化ケイ素(ＳｉＣｌ4)原料からＯＨ
基を含有しない高純度合成シリカガラスを合成し、棒状
コア材を得た。なお、ＯＨ基並びにＣｌの含有量は以下
の表１に記載する通りであった。
明する。 実施例１ コア材の合成：酸水素火炎加水分解法のスート再溶融
法により高純度四塩化ケイ素(ＳｉＣｌ4)原料からＯＨ
基を含有しない高純度合成シリカガラスを合成し、棒状
コア材を得た。なお、ＯＨ基並びにＣｌの含有量は以下
の表１に記載する通りであった。
【００５３】クラッド材の合成と光ファイバー用プリ
フォームの作成：プラズマ法で四塩化ケイ素原料及び六
フッ化イオウ原料からフッ素を所定濃度で含有させたク
ラッド材を合成し、このクラッド材を前記棒状コア材の
外周部分に所定の寸法に成長させて光ファイバー用プリ
フォームとした。プリフォームの寸法は、φ３５ｍｍ×
Ｌ７００ｍｍ、コア直径に対するクラッド直径の比率
(クラッド直径／コア直径)は１.１に設定した。なお、
クラッド材のＯＨ基含有量及びＦ含有量は以下の表１に
記載する通りであった。また、得られたプリフォームの
コア部分のプラズマ質量分析法(ＩＣＰ−ＭＳ法)による
不純物金属元素の濃度は下記の通りであった：元素 濃度(単位：mass ppb) Ｌｉ １ Ｎａ １ Ｍｇ ＜１ Ｋ ＜１ Ｃａ ＜１ Ｔｉ ０.１ Ｃｒ ＜０.１ Ｆｅ ０.１ Ｎｉ ＜０.１ Ｃｕ ＜０.１
フォームの作成：プラズマ法で四塩化ケイ素原料及び六
フッ化イオウ原料からフッ素を所定濃度で含有させたク
ラッド材を合成し、このクラッド材を前記棒状コア材の
外周部分に所定の寸法に成長させて光ファイバー用プリ
フォームとした。プリフォームの寸法は、φ３５ｍｍ×
Ｌ７００ｍｍ、コア直径に対するクラッド直径の比率
(クラッド直径／コア直径)は１.１に設定した。なお、
クラッド材のＯＨ基含有量及びＦ含有量は以下の表１に
記載する通りであった。また、得られたプリフォームの
コア部分のプラズマ質量分析法(ＩＣＰ−ＭＳ法)による
不純物金属元素の濃度は下記の通りであった：元素 濃度(単位：mass ppb) Ｌｉ １ Ｎａ １ Ｍｇ ＜１ Ｋ ＜１ Ｃａ ＜１ Ｔｉ ０.１ Ｃｒ ＜０.１ Ｆｅ ０.１ Ｎｉ ＜０.１ Ｃｕ ＜０.１
【００５４】また、プリフォームの絶対屈折率は下記の
通りであった： コア部(６３３ｎｍ) １.４５７１ コア部(１０６４ｎｍ) １.４４９８ クラッド部(６３３ｎｍ) １.４４０ クラッド部(１０６４ｎｍ) １.４３３
通りであった： コア部(６３３ｎｍ) １.４５７１ コア部(１０６４ｎｍ) １.４４９８ クラッド部(６３３ｎｍ) １.４４０ クラッド部(１０６４ｎｍ) １.４３３
【００５５】プリフォームの線引き並びに水素拡散防
止層の被覆処理：上述のようにして得られたプリフォー
ムを線引き用円筒型電気炉により慣用の操作にて溶融線
引きし、コア直径２００μｍ、クラッド直径２２０μｍ
の光ファイバーとし、連続して表層に金属アルミニウム
をメルトコーティング法によりクラッド部分の外周面に
３０μｍの厚さで被覆することにより光ファイバー表面
に水素拡散防止層を形成した。
止層の被覆処理：上述のようにして得られたプリフォー
ムを線引き用円筒型電気炉により慣用の操作にて溶融線
引きし、コア直径２００μｍ、クラッド直径２２０μｍ
の光ファイバーとし、連続して表層に金属アルミニウム
をメルトコーティング法によりクラッド部分の外周面に
３０μｍの厚さで被覆することにより光ファイバー表面
に水素拡散防止層を形成した。
【００５６】水素ドープ処理：上述のようにして得ら
れた光ファイバーをステンレススチール製ジャケットの
オートクレーブに装填し、所定の水素圧力、温度にて１
０時間加熱処理することにより光ファイバーに水素をド
ープした。なお、水素ガスとしては重水素ガス(Ｄ2)を
使用した。なお、アルゴンレーザラマン法による水素の
含有量は以下の表１に記載する通りであった。
れた光ファイバーをステンレススチール製ジャケットの
オートクレーブに装填し、所定の水素圧力、温度にて１
０時間加熱処理することにより光ファイバーに水素をド
ープした。なお、水素ガスとしては重水素ガス(Ｄ2)を
使用した。なお、アルゴンレーザラマン法による水素の
含有量は以下の表１に記載する通りであった。
【００５７】実施例２ コア材の合成：酸水素火炎加水分解法のダイレクト法
により高純度四塩化ケイ素(ＳｉＣｌ4：純度９９.９９
９９重量％)原料からＯＨ基を含有する高純度合成シリ
カガラスを合成し、棒状コア材を得た。なお、ＯＨ基並
びにＣｌの含有量は以下の表１に記載する通りであっ
た。
により高純度四塩化ケイ素(ＳｉＣｌ4：純度９９.９９
９９重量％)原料からＯＨ基を含有する高純度合成シリ
カガラスを合成し、棒状コア材を得た。なお、ＯＨ基並
びにＣｌの含有量は以下の表１に記載する通りであっ
た。
【００５８】クラッド材の合成と光ファイバー用プリ
フォームの作成：プラズマ法で四塩化ケイ素原料及び六
フッ化イオウからフッ素を所定濃度で含有させたクラッ
ド材を合成し、このクラッド材を前記棒状コア材の外周
部分に所定の寸法に成長させて光ファイバー用プリフォ
ームとした。プリフォームの寸法は、φ３５ｍｍ×Ｌ７
００ｍｍ、コア直径に対するクラッド直径の比率(クラ
ッド直径／コア直径)は１.１に設定した。なお、クラッ
ド材のＯＨ基含有量及びＦ含有量は以下の表１に記載す
る通りであった。また、得られたプリフォームのコア部
分のプラズマ質量分析法(ＩＣＰ−ＭＳ法)による不純物
金属元素の濃度は下記の通りであった：元素 濃度(単位：mass ppb) Ｌｉ ＜１ Ｎａ ＜１ Ｍｇ ＜１ Ｋ ＜１ Ｃａ ＜１ Ｔｉ ＜０.１ Ｃｒ ＜０.１ Ｆｅ ０.１ Ｎｉ ＜０.１ Ｃｕ ＜０.１
フォームの作成：プラズマ法で四塩化ケイ素原料及び六
フッ化イオウからフッ素を所定濃度で含有させたクラッ
ド材を合成し、このクラッド材を前記棒状コア材の外周
部分に所定の寸法に成長させて光ファイバー用プリフォ
ームとした。プリフォームの寸法は、φ３５ｍｍ×Ｌ７
００ｍｍ、コア直径に対するクラッド直径の比率(クラ
ッド直径／コア直径)は１.１に設定した。なお、クラッ
ド材のＯＨ基含有量及びＦ含有量は以下の表１に記載す
る通りであった。また、得られたプリフォームのコア部
分のプラズマ質量分析法(ＩＣＰ−ＭＳ法)による不純物
金属元素の濃度は下記の通りであった：元素 濃度(単位：mass ppb) Ｌｉ ＜１ Ｎａ ＜１ Ｍｇ ＜１ Ｋ ＜１ Ｃａ ＜１ Ｔｉ ＜０.１ Ｃｒ ＜０.１ Ｆｅ ０.１ Ｎｉ ＜０.１ Ｃｕ ＜０.１
【００５９】また、プリフォームの絶対屈折率は下記の
通りであった： コア部(６３３ｎｍ) １.４５７０ コア部(１０６４ｎｍ) １.４４９７ クラッド部(６３３ｎｍ) １.４４０ クラッド部(１０６４ｎｍ) １.４３３
通りであった： コア部(６３３ｎｍ) １.４５７０ コア部(１０６４ｎｍ) １.４４９７ クラッド部(６３３ｎｍ) １.４４０ クラッド部(１０６４ｎｍ) １.４３３
【００６０】プリフォームの線引き並びに水素拡散防
止層の被覆処理：上述のようにして得られたプリフォー
ムを線引き用円筒型電気炉により慣用の操作にて溶融線
引きし、コア直径２００μｍ、クラッド直径２２０μｍ
の光ファイバーとし、連続して表層に炭化水素ガス原料
の光ＣＶＤ法にてカーボン薄膜を０.０１μｍ厚さで被
覆することにより光ファイバー表面に水素拡散防止層を
形成した。
止層の被覆処理：上述のようにして得られたプリフォー
ムを線引き用円筒型電気炉により慣用の操作にて溶融線
引きし、コア直径２００μｍ、クラッド直径２２０μｍ
の光ファイバーとし、連続して表層に炭化水素ガス原料
の光ＣＶＤ法にてカーボン薄膜を０.０１μｍ厚さで被
覆することにより光ファイバー表面に水素拡散防止層を
形成した。
【００６１】保護コーティング層の形成：上述のよう
にして得られた水素拡散防止層の外周面に、更に、メル
トコーティング法によりポリイミド系レジン薄膜を被覆
することにより保護コーティング層を形成した。
にして得られた水素拡散防止層の外周面に、更に、メル
トコーティング法によりポリイミド系レジン薄膜を被覆
することにより保護コーティング層を形成した。
【００６２】水素ドープ処理：上述のようにして得ら
れた光ファイバーをステンレススチール製ジャケットの
オートクレーブに装填し、所定の水素圧力、温度にて１
００時間加熱処理することにより光ファイバーに水素分
子をドープした。なお、水素ガスとしては重水素ガス
(Ｄ2)を使用した。なお、アルゴンレーザラマン法によ
る水素の含有量は以下の表１に記載する通りであった。
れた光ファイバーをステンレススチール製ジャケットの
オートクレーブに装填し、所定の水素圧力、温度にて１
００時間加熱処理することにより光ファイバーに水素分
子をドープした。なお、水素ガスとしては重水素ガス
(Ｄ2)を使用した。なお、アルゴンレーザラマン法によ
る水素の含有量は以下の表１に記載する通りであった。
【００６３】実施例３ 上記実施例１と同様の方法により酸水素火炎加水分解法
のスート再溶融法により棒状コア材を得た以外は、実施
例２と同様の方法にて、光ファイバーを作成した。
のスート再溶融法により棒状コア材を得た以外は、実施
例２と同様の方法にて、光ファイバーを作成した。
【００６４】実施例４ コア材の合成において、酸水素炎加水分解法のスート再
溶融法にてフッ素化合物を微量含有する四塩化ケイ素原
料から、ＯＨ基とＦを含有する棒状コア材を得た以外は
実施例２と同様の方法にて光ファイバーを作成した。
溶融法にてフッ素化合物を微量含有する四塩化ケイ素原
料から、ＯＨ基とＦを含有する棒状コア材を得た以外は
実施例２と同様の方法にて光ファイバーを作成した。
【００６５】実施例５ 水素ドープ処理条件を４００℃、１０００ｋｇｆ／ｃｍ
2とし、それ以外は実施例２と同様の方法にて光ファイ
バーを作成した。
2とし、それ以外は実施例２と同様の方法にて光ファイ
バーを作成した。
【００６６】実施例６ 実施例１と同様に作成した光ファイバーの外側に更にポ
リイミド樹脂コーティングを施し、その後水素ドープ処
理及びエキシマレーザー伝送実験を行った。
リイミド樹脂コーティングを施し、その後水素ドープ処
理及びエキシマレーザー伝送実験を行った。
【００６７】実施例７ プリフォームの線引き並びに第２の保護コーティング
の被覆処理：上記実施例３〜６と同様のプリフォームを
線引き用円筒型電気炉により慣用の操作にて溶融線引き
し、コア直径２００μｍ、クラッド直径２２０μｍの光
ファイバーとし、連続して外周面にポリイミド系レジン
を原料とするメルトコーティング法により厚さ５μｍの
保護コーティング層を形成した。
の被覆処理：上記実施例３〜６と同様のプリフォームを
線引き用円筒型電気炉により慣用の操作にて溶融線引き
し、コア直径２００μｍ、クラッド直径２２０μｍの光
ファイバーとし、連続して外周面にポリイミド系レジン
を原料とするメルトコーティング法により厚さ５μｍの
保護コーティング層を形成した。
【００６８】水素ドープ処理：上述のようにして得ら
れた光ファイバーをステンレススチール製ジャケットの
オートクレーブに装填し、所定の水素圧力、温度にて１
０時間加熱処理することにより光ファイバーに水素分子
をドープした。なお、水素ガスとしては重水素ガス
(Ｄ2)を使用した。なお、アルゴンレーザラマン法によ
る水素の含有量は以下の表１に記載する通りであった。
れた光ファイバーをステンレススチール製ジャケットの
オートクレーブに装填し、所定の水素圧力、温度にて１
０時間加熱処理することにより光ファイバーに水素分子
をドープした。なお、水素ガスとしては重水素ガス
(Ｄ2)を使用した。なお、アルゴンレーザラマン法によ
る水素の含有量は以下の表１に記載する通りであった。
【００６９】水素拡散防止層の被覆処理：水素ドープ
処理後の光ファイバーを１ｍ長に切断し、真空蒸着装置
内にセットし、高純度カーボンを原料とする真空蒸着法
により光ファイバーの外周面に厚さ０.０１μｍの水素
拡散防止層を形成した。
処理後の光ファイバーを１ｍ長に切断し、真空蒸着装置
内にセットし、高純度カーボンを原料とする真空蒸着法
により光ファイバーの外周面に厚さ０.０１μｍの水素
拡散防止層を形成した。
【００７０】保護コーティング層の被覆処理：水素拡
散防止層の外周面にメルトコーティング法によりポリイ
ミド系レジンの保護コーティング層を形成した。
散防止層の外周面にメルトコーティング法によりポリイ
ミド系レジンの保護コーティング層を形成した。
【００７１】上述のようにして得られた光ファイバーに
つき、ＫｒＦエキシマレーザー及びＡｒＦエキシマレー
ザーを使用して伝送特性を調査した： (ａ)ＫｒＦエキシマレーザー(２４８ｎｍ)伝送実験 長さ１０００ｍｍの光ファイバーを用い、室温(２５℃)
で、６５μＪ／ｓｈｏｔ、２００ｍＪ／ｃｍ2・ｓｈｏ
ｔ、１０Ｈｚ、２３ｎｓｅｃ、合計１×１０5ｓｈｏｔ
の条件下での透過率(％)。 (ｂ)ＫｒＦエキシマレーザー(２４８ｎｍ)伝送実験 長さ１０００ｍｍの光ファイバーを用い、室温(２５℃)
で、１５μＪ／ｓｈｏｔ、５０ｍＪ／ｃｍ2・ｓｈｏ
ｔ、１００Ｈｚ、２３ｎｓｅｃ、合計１×１０6ｓｈｏ
ｔの条件下での透過率(％)。 (ｃ)ＡｒＦエキシマレーザー(１９３ｎｍ)伝送実験 長さ３００ｍｍの光ファイバーを用い、室温(２５℃)
で、３μＪ／ｓｈｏｔ、１０ｍＪ／ｃｍ2・ｓｈｏｔ、
２０Ｈｚ、２０ｎｓｅｃ、合計１×１０4ｓｈｏｔの条
件下での透過率(％)。 得られた結果を以下の表１に併記する。
つき、ＫｒＦエキシマレーザー及びＡｒＦエキシマレー
ザーを使用して伝送特性を調査した： (ａ)ＫｒＦエキシマレーザー(２４８ｎｍ)伝送実験 長さ１０００ｍｍの光ファイバーを用い、室温(２５℃)
で、６５μＪ／ｓｈｏｔ、２００ｍＪ／ｃｍ2・ｓｈｏ
ｔ、１０Ｈｚ、２３ｎｓｅｃ、合計１×１０5ｓｈｏｔ
の条件下での透過率(％)。 (ｂ)ＫｒＦエキシマレーザー(２４８ｎｍ)伝送実験 長さ１０００ｍｍの光ファイバーを用い、室温(２５℃)
で、１５μＪ／ｓｈｏｔ、５０ｍＪ／ｃｍ2・ｓｈｏ
ｔ、１００Ｈｚ、２３ｎｓｅｃ、合計１×１０6ｓｈｏ
ｔの条件下での透過率(％)。 (ｃ)ＡｒＦエキシマレーザー(１９３ｎｍ)伝送実験 長さ３００ｍｍの光ファイバーを用い、室温(２５℃)
で、３μＪ／ｓｈｏｔ、１０ｍＪ／ｃｍ2・ｓｈｏｔ、
２０Ｈｚ、２０ｎｓｅｃ、合計１×１０4ｓｈｏｔの条
件下での透過率(％)。 得られた結果を以下の表１に併記する。
【００７２】実施例８ 水素拡散防止層を設けない以外は、実施例３と同様の光
ファイバーを用い、６カ月間−２０℃にて冷却保存後、
冷却下でのエキシマレーザーの伝送実験を行った。長さ
５００ｍｍの光ファイバーを用い、その中央部４５０ｍ
ｍをドライアイスにて−７８℃に冷却し、ＡｒＦエキシ
マレーザーを用い、３μＪ／ｓｈｏｔ、１０ｍＪ／ｃｍ
2・ｓｈｏｔ、１０Ｈｚ、２０ｎｓｅｃ、合計１×１０5
ｓｈｏｔの条件下での透過率(％)を測定した［この実験
をエキシマレーザー伝送実験ｄとする］。得られた結果
を以下の表２に併記する。
ファイバーを用い、６カ月間−２０℃にて冷却保存後、
冷却下でのエキシマレーザーの伝送実験を行った。長さ
５００ｍｍの光ファイバーを用い、その中央部４５０ｍ
ｍをドライアイスにて−７８℃に冷却し、ＡｒＦエキシ
マレーザーを用い、３μＪ／ｓｈｏｔ、１０ｍＪ／ｃｍ
2・ｓｈｏｔ、１０Ｈｚ、２０ｎｓｅｃ、合計１×１０5
ｓｈｏｔの条件下での透過率(％)を測定した［この実験
をエキシマレーザー伝送実験ｄとする］。得られた結果
を以下の表２に併記する。
【００７３】実施例９ 実施例４と同様の光ファイバーを用い、実施例８と同様
の−７８℃冷却条件下でＡｒＦエキシマレーザー伝送実
験を行った。得られた結果を以下の表２に併記する。
の−７８℃冷却条件下でＡｒＦエキシマレーザー伝送実
験を行った。得られた結果を以下の表２に併記する。
【００７４】実施例１０ 実施例４で得られた光ファイバーを６カ月間室内に放置
後、エキシマレーザー伝送実験を行った。得られた結果
を以下の表２に併記する。
後、エキシマレーザー伝送実験を行った。得られた結果
を以下の表２に併記する。
【００７５】比較例１ 水素ドープ処理工程を行わない以外は実施例２と同様に
して光ファイバーを得た。得られた光ファイバーにつ
き、上記と同様にエキシマレーザー伝送実験を行った。
得られた結果を以下の表３に併記する。
して光ファイバーを得た。得られた光ファイバーにつ
き、上記と同様にエキシマレーザー伝送実験を行った。
得られた結果を以下の表３に併記する。
【００７６】比較例２ 水素ドープ処理工程を行わない以外は実施例３と同様に
して光ファイバーを得た。得られた光ファイバーにつ
き、上記と同様にエキシマレーザー伝送実験を行った。
得られた結果を以下の表３に併記する。
して光ファイバーを得た。得られた光ファイバーにつ
き、上記と同様にエキシマレーザー伝送実験を行った。
得られた結果を以下の表３に併記する。
【００７７】比較例３ 水素拡散防止層の被覆工程を行わない以外は実施例３と
同様の方法により得られた光ファイバーを６カ月間室内
に放置後、実施例１と同様にエキシマレーザー伝送実験
を行った。得られた結果を以下の表３に併記する。
同様の方法により得られた光ファイバーを６カ月間室内
に放置後、実施例１と同様にエキシマレーザー伝送実験
を行った。得られた結果を以下の表３に併記する。
【００７８】比較例４ コア材を合成するための原料として普通純度四塩化ケイ
素(ＳｉＣｌ4：純度９９.９重量％)原料を使用した以外
は、実施例１と同様の方法により光ファイバーを得た。
なお、本例において使用したプリフォームのコア部分の
ＩＣＰ−ＭＳ法及び原子発光分析法(ＩＣＰ−ＡＥＳ法)
による不純物金属元素の濃度は下記の通りであった：元素 濃度(単位：mass ppb) Ｌｉ ５０ Ｎａ ４０ Ｍｇ １００ Ｋ １ Ｃａ １００ Ｔｉ １００ Ｃｒ ＜０.１ Ｆｅ ２００ Ｎｉ ＜０.１ Ｃｕ ４ 得られた光ファイバーにつき、上記と同様の方法にてエ
キシマレーザー伝送実験を行った。得られた結果を以下
の表３に併記する。
素(ＳｉＣｌ4：純度９９.９重量％)原料を使用した以外
は、実施例１と同様の方法により光ファイバーを得た。
なお、本例において使用したプリフォームのコア部分の
ＩＣＰ−ＭＳ法及び原子発光分析法(ＩＣＰ−ＡＥＳ法)
による不純物金属元素の濃度は下記の通りであった：元素 濃度(単位：mass ppb) Ｌｉ ５０ Ｎａ ４０ Ｍｇ １００ Ｋ １ Ｃａ １００ Ｔｉ １００ Ｃｒ ＜０.１ Ｆｅ ２００ Ｎｉ ＜０.１ Ｃｕ ４ 得られた光ファイバーにつき、上記と同様の方法にてエ
キシマレーザー伝送実験を行った。得られた結果を以下
の表３に併記する。
【００７９】
【表１】
【００８０】
【表２】
【００８１】
【表３】
【００８２】
【発明の効果】本発明によれば、紫外線、特にエキシマ
レーザーの照射、伝送に対して劣化の少ない紫外線伝送
用光ファイバー並びに伝送線を提供することができる。
レーザーの照射、伝送に対して劣化の少ない紫外線伝送
用光ファイバー並びに伝送線を提供することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｂ 6/02 Ｇ０２Ｂ 6/02 Ｂ 6/44 ３２６ 6/44 ３２６ (71)出願人 592164085 ＱＵＡＲＺＳＴＲＡＳＳＥ， 63450 Ｈ ＡＮＡＵ， ＧＥＲＭＡＮＹ (72)発明者 ウルリッヒ・シェーシク ドイツ連邦共和国、63579 フライゲリヒ ト、ベルンバヒャーストラセ ６ (72)発明者 カルル・フリードリッヒ・クライン ドイツ連邦共和国、61169 フリードベル ク、アルメンドストラセ 35 (72)発明者 山形 茂 福島県郡山市田村町金屋字川久保88 信越 石英株式会社 石英技術研究所内
Claims (16)
- 【請求項１】 少なくともコア部分及びクラッド部分か
ら構成される１７０ｎｍ〜３５０ｎｍの紫外線を伝送す
るための光ファイバーにおいて、コア部分が高純度シリ
カガラスまたはフッ素を微量添加したシリカガラスから
なり、クラッド部分がフッ素またはホウ素のいずれか１
種または２種を添加したシリカガラスからなり、更に、
該高純度シリカガラス及びシリカガラスが１×１０16分
子／ｃｍ3以上の濃度の水素分子を含有してなり、且つ
クラッド部分の外周面に水素拡散防止層を設けてなるこ
とを特徴とする紫外線伝送用光ファイバー。 - 【請求項２】 水素分子が、Ｈ2及び／またはＤ2であ
る、請求項１記載の紫外線伝送用光ファイバー。 - 【請求項３】 水素分子の濃度が、１×１０18分子／ｃ
ｍ3ないし１×１０2 1分子／ｃｍ3の範囲内にある、請求
項１または２記載の紫外線伝送用光ファイバー。 - 【請求項４】 水素拡散防止層が、アルミニウム、クロ
ム、ニッケル、鉛、銀及び金からなる群から選択される
１種または２種以上の金属薄膜または炭素、炭化物、酸
窒化物及び窒化物からなる群から選択される１種または
２種以上のセラミック薄膜または厚膜シリカガラス層か
らなり、膜厚が水素ドープ処理可能な範囲であり、且つ
紫外線伝送中に水素の外部拡散を防止するのに充分な膜
厚である、請求項１ないし３のいずれか１項記載の紫外
線伝送用光ファイバー。 - 【請求項５】 光ファイバーが、２４８ｎｍＫｒＦエキ
シマレーザー、１９３ｎｍＡｒＦエキシマレーザー、２
６５ｎｍＮｄ：ＹＡＧ第４高調波レーザーまたは２１２
ｎｍＮｄ：ＹＡＧ第５高調波レーザーを伝送する、請求
項１ないし４のいずれか１項記載の紫外線伝送用光ファ
イバー。 - 【請求項６】 水素拡散防止層の外周面に保護コーティ
ング層を設けてなる、請求項１ないし５のいずれか１項
記載の紫外線伝送用光ファイバー。 - 【請求項７】 保護コーティング層が、フッ素樹脂、シ
リコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素
ゴム及びシリコーンゴムからなる群から選択される１種
または２種以上の薄膜である、請求項６記載の紫外線伝
送用光ファイバー。 - 【請求項８】 クラッド部分と水素拡散防止層の間に第
２の保護コーティング層を設けてなる、請求項１ないし
７のいずれか１項記載の紫外線伝送用光ファイバー。 - 【請求項９】 第２の保護コーティング層が、フッ素樹
脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、
フッ素ゴム及びシリコーンゴムからなる群から選択され
る１種または２種以上の薄膜である、請求項８記載の紫
外線伝送用光ファイバー。 - 【請求項１０】 請求項１ないし５のいずれか１項記載
の紫外線伝送用光ファイバーの製造方法において、火炎
加水分解法によりケイ素化合物原料から棒状の透明高純
度シリカガラスまたはフッ素を微量添加したシリカガラ
スを合成し、次に、その外側にプラズマ法によりフッ素
及び／またはホウ素を添加したケイ素化合物原料からシ
リカガラスを合成して光ファイバー用プリフォームを製
造し；次いで、該プリフォームを電気炉により溶融線引
きし、更に、連続して水素拡散防止層の被覆処理を行う
ことにより光ファイバーを得；次いで、該光ファイバー
を圧力容器に装填し、水素含有ガス雰囲気中、１〜２０
００ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力範囲、１００〜８００℃の温
度範囲にて水素ドープ処理を行うことを特徴とする光フ
ァイバーの製造方法。 - 【請求項１１】 請求項１ないし７のいずれか１項記載
の紫外線伝送用光ファイバーの製造方法において、火炎
加水分解法によりケイ素化合物原料から棒状の透明高純
度シリカガラスまたはフッ素を微量添加したシリカガラ
スを合成し、次に、その外側にプラズマ法によりフッ素
及び／またはホウ素を添加したケイ素化合物原料からシ
リカガラスを合成して光ファイバー用プリフォームを製
造し；次いで、該プリフォームを電気炉により溶融線引
きし、更に、連続して水素拡散防止層の被覆処理及び保
護コーティング層の被覆処理を行うことにより光ファイ
バーを得；次いで、該光ファイバーを圧力容器に装填
し、水素含有ガス雰囲気中、１〜２０００ｋｇｆ／ｃｍ
2の圧力範囲、１００〜４００℃の温度範囲にて水素ド
ープ処理を行うことを特徴とする光ファイバーの製造方
法。 - 【請求項１２】 請求項１ないし９のいずれか１項記載
の紫外線伝送用光ファイバーの製造方法において、火炎
加水分解法によりケイ素化合物原料から棒状の透明高純
度シリカガラスまたはフッ素を微量添加したシリカガラ
スを合成し、次に、その外側にプラズマ法によりフッ素
及び／またはホウ素を添加したケイ素化合物原料からシ
リカガラスを合成して光ファイバー用プリフォームを製
造し；次いで、該プリフォームを電気炉により溶融線引
きし、更に、連続して第２の保護コーティング層の被覆
処理を行うことにより光ファイバーを得；次いで、該光
ファイバーを圧力容器に装填し、水素含有ガス雰囲気
中、１〜２０００ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力範囲、２５〜４
００℃の温度範囲にて水素ドープ処理を行い；次いで、
水素ドープ済光ファイバーに水素拡散防止層の被覆処理
及び保護コーティング層の被覆処理を行うことを特徴と
する光ファイバーの製造方法。 - 【請求項１３】 １７０ｎｍ〜３５０ｎｍの紫外線を伝
送するための光ファイバーを備える伝送線において、光
ファイバーが少なくとも１本の請求項１ないし９のいず
れか１項記載の紫外線伝送用光ファイバーからなり、且
つ該光ファイバーをその長さの実質上全体にわたり冷却
するための手段を備えてなることを特徴とする伝送線。 - 【請求項１４】 光ファイバーを０℃以下の温度に冷却
する、請求項１３記載の伝送線。 - 【請求項１５】 １７０ｎｍ〜３５０ｎｍの紫外線を伝
送するための光ファイバーを備える伝送線において、光
ファイバーが、少なくともコア部分、クラッド部分及び
クラッド部分外周面に施された保護コーティング層から
構成され、コア部分が高純度シリカガラスまたはフッ素
を微量添加したシリカガラスからなり、クラッド部分が
フッ素またはホウ素のいずれか１種または２種を添加し
たシリカガラスからなり、更に、該高純度シリカガラス
及びシリカガラスが１×１０16分子／ｃｍ3以上の水素
分子を含有してなる少なくとも１本の紫外線伝送用光フ
ァイバーからなり、且つ光ファイバーをその長さの実質
上全体にわたり冷却するための手段を備えてなることを
特徴とする伝送線。 - 【請求項１６】 光ファイバーを−１０℃以下の温度に
冷却する、請求項１５記載の伝送線。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12862596A JP3719776B2 (ja) | 1996-05-23 | 1996-05-23 | 紫外線伝送用光ファイバー、その製造方法及びそれを用いた伝送線 |
| EP96120168A EP0780707A1 (de) | 1995-12-21 | 1996-12-18 | Bauteil für die Übertragung energiereicher UV-Strahlung und Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauteils und seine Verwendung |
| US08/772,659 US6220059B1 (en) | 1995-12-21 | 1996-12-23 | Method of coating a UV-fiber with blocking layers and charging the fiber with hydrogen or deuterium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12862596A JP3719776B2 (ja) | 1996-05-23 | 1996-05-23 | 紫外線伝送用光ファイバー、その製造方法及びそれを用いた伝送線 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09309742A true JPH09309742A (ja) | 1997-12-02 |
| JP3719776B2 JP3719776B2 (ja) | 2005-11-24 |
Family
ID=14989433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12862596A Expired - Fee Related JP3719776B2 (ja) | 1995-12-21 | 1996-05-23 | 紫外線伝送用光ファイバー、その製造方法及びそれを用いた伝送線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3719776B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002056070A1 (en) * | 2001-01-16 | 2002-07-18 | Japan Science And Technology Corporation | Optical fiber for transmitting ultraviolet ray, optical fiber probe, and method of manufacturing the optical fiber and optical fiber probe |
| JP2006045012A (ja) * | 2004-08-05 | 2006-02-16 | Showa Electric Wire & Cable Co Ltd | 紫外光伝送用光ファイバー及びその製造方法 |
| JP2006510027A (ja) * | 2002-12-16 | 2006-03-23 | アクセリス テクノロジーズ インコーポレーテッド | 紫外線（ｕｖ）光の強度を測定するための装置及び方法 |
| JP2011039354A (ja) * | 2009-08-14 | 2011-02-24 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 光ファイバ伝送系 |
| JP2012233977A (ja) * | 2011-04-28 | 2012-11-29 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | メタルコート光ファイバ及びその製造方法 |
| JP2013225662A (ja) * | 2012-03-19 | 2013-10-31 | Hoya Corp | Ｅｕｖリソグラフィー用多層反射膜付き基板及びｅｕｖリソグラフィー用反射型マスクブランク、並びにｅｕｖリソグラフィー用反射型マスク及び半導体装置の製造方法 |
| JP2018505438A (ja) * | 2014-12-18 | 2018-02-22 | エヌケイティー フォトニクス アクティーゼルスカブＮｋｔ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ａ／Ｓ | フォトニック結晶ファイバ、その作製方法、及びスーパーコンティニューム光源 |
| JP2020517997A (ja) * | 2017-04-21 | 2020-06-18 | ヌブル インク | マルチクラッド光ファイバ |
-
1996
- 1996-05-23 JP JP12862596A patent/JP3719776B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US10557987B2 (en) | 2014-12-18 | 2020-02-11 | Nkt Photonics A/S | Photonic crystal fiber, a method of production thereof and a supercontinuum light source |
| US10928584B2 (en) | 2014-12-18 | 2021-02-23 | Nkt Photonics A/S | Photonic crystal fiber, a method of production thereof and a supercontinuum light source |
| JP2021039360A (ja) * | 2014-12-18 | 2021-03-11 | エヌケイティー フォトニクス アクティーゼルスカブＮｋｔ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ａ／Ｓ | フォトニック結晶ファイバ、その作製方法、及びスーパーコンティニューム光源 |
| US11409033B2 (en) | 2014-12-18 | 2022-08-09 | Nkt Photonics A/S | Photonic crystal fiber, a method of production thereof and a supercontinuum light source |
| US11719881B2 (en) | 2014-12-18 | 2023-08-08 | Nkt Photonics A/S | Photonic crystal fiber, a method of production thereof and a supercontinuum light source |
| JP2020517997A (ja) * | 2017-04-21 | 2020-06-18 | ヌブル インク | マルチクラッド光ファイバ |
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