JPH10282353A - プラスチック−ガラス光ファイバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 伝送損失が小さくかつ広帯域幅を有し、さら
に製造が容易なプラスチック−ガラス光ファイバを提供
する。 【解決手段】 本発明は、ポリマーからなるクラッド
と、該クラッドの内側に配置されたポリマーからなる第
一コアと、該第一コアの内側に配置されたガラスからな
る第二コアとを備えたプラスチック−ガラス光ファイバ
であって、第一コアの直径（Ｄ1）に対する第二コアの
直径（Ｄ2）の比（Ｘ＝Ｄ2／Ｄ1）が０．３≦Ｘ≦０．
９５であり、第二コアとクラッドの屈折率差（△1）に
対する第一コアとクラッドの屈折率差（△2）の比（Ｙ
＝△2／△1）が０．４≦Ｙ≦０．９５であり、かつ前記
２つの比の合計（Ｘ＋Ｙ）が１≦Ｘ＋Ｙ≦１．９である
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、石英ガラスからな
るコアの外側にポリマーからなるコア層及びクラッド層
が配置されたプラスチック−ガラス光ファイバに関し、
特には、伝達損失が小さくかつ帯域幅が広いプラスチッ
ク−ガラス光ファイバに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車、コンピューターなどの短距離用
の光伝送材として、ポリエチレン、ポリメタクリレート
の如き樹脂からなるプラスティック光ファイバが用いら
れている。この種の光ファイバにあっては、コアの屈折
率分布が一定のステップ形である、複数の屈折率の異な
るコアからなるプラスティック光ファイバが主流であ
る。例えば、このような多段のプラスティック光ファイ
バの製造方法として、重合後の屈折率の異なる２種以上
の重合材料を、遠心力作用下にて順次に重合し、重合後
の屈折率が外周部より中心部へと同心円状に変化するよ
うにする方法が報告されている（特開昭６０−１１９５
０９号公報）。

【０００３】そして、このようなプラスティック光ファ
イバにおいては、その帯域幅を広くするために屈折率の
異なるコアを多段、例えば４段以上にすることが行われ
ている。

【０００４】また、プラスチック光ファイバの利点とガ
ラス光ファイバの利点を組み合わせた光ファイバとし
て、石英系ガラスからなるコアの外側に、特定の性質を
持つ非晶性フッ素含有ポリマーからなるクラッドを設け
たポリマークラッドシリカオプティカルファイバが提案
されている（特開昭６３−１２７２０４号公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コアの
段数の多いプラスティック光ファイバにおいては、コア
の段数が多ければ多いほど、製造条件が複雑となり、ま
たその製造コストが高くなるという欠点を有する。ま
た、ポリマークラッドシリカ光ファイバと比べて抗張力
が低く、強度的に弱いという欠点を有する。

【０００６】また、石英ガラスからなるコア及びポリマ
ーからなるクラッドより構成されるポリマークラッドシ
リカ光ファイバにおいても、更なる光学特性の改善が望
まれている。

【０００７】本発明の目的は、このような欠点を克服し
た、伝達損失が小さくかつ帯域幅が広く、さらには製造
が容易なプラスティック−ガラス光ファイバーを提供す
るものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記欠点
を克服するプラスチック−ガラス光ファイバを鋭意研究
したところ、２段のコアからなるプラスチック−ガラス
光ファイバであって、中コア（第二コア）が純石英ガラ
ス、ドープガラス又は多成分系ガラスのいずれかから、
そしてその外側のコア（第一コア）がポリマーからな
り、かつ両コアの径の比が特定の範囲内にありかつ全屈
折率差（第二コアとクラッド間の屈折率の差）に対する
第一コアとクラッド間の屈折率差の比が特定の範囲内に
あり、さらには前記の比の合計が特定の範囲内にあるプ
ラスチック−ガラス光ファイバが上記欠点を克服するこ
とを見いだし、本発明を完成させたのである。本発明で
いうＡとＢの屈折率差とは、Ａの屈折率とＢの屈折率の
差である。

【０００９】本発明は、ポリマーからなるクラッドと、
該クラッドの内側に配置されたポリマーからなる第一コ
アと、該第一コアの内側に配置された純石英ガラス、ド
ープガラス又は多成分系ガラスのいずれかからなる第二
コアとを備えたプラスティック光ファイバであって、第
一コアの直径（Ｄ1）に対する第二コアの直径（Ｄ2）の
比（Ｘ＝Ｄ2／Ｄ1）が０．３≦Ｘ≦０．９５であり、第
二コアとクラッドの屈折率差（△1）に対する第一コア
とクラッドの屈折率差（△2）の比（Ｙ＝△2／△1）が
０．４≦Ｙ≦０．９５であり、かつ前記２つの比の合計
（Ｘ＋Ｙ）が１≦Ｘ＋Ｙ≦１．９であることを特徴とす
るプラスチック−ガラス光ファイバである。

【００１０】本発明はまた、第二コアとクラッドの屈折
率差（△1）が、０．０１≦△1≦０．１であることを特
徴とする前記のプラスチック−ガラス光ファイバであ
る。

【００１１】本発明はまた、前記Ｘが０．６≦Ｘ≦０．
９であることを特徴とする前記のいずれかに記載のプラ
スチック−ガラス光ファイバである。

【００１２】本発明はまた、前記Ｙが０．５≦Ｙ≦０．
９であることを特徴とする前記のいずれかに記載のプラ
スチック−ガラス光ファイバである。

【００１３】本発明はまた、前記（Ｘ＋Ｙ）が１．３≦
（Ｘ＋Ｙ）≦１．７であることを特徴とする前記のいず
れかに記載のプラスチック−ガラス光ファイバである。

【００１４】本発明はまた、前記Ｘが０．７≦Ｘ≦０．
９であり、前記Ｙが０．６≦Ｙ≦０．８であり、かつ
（Ｘ＋Ｙ）が１．４≦（Ｘ＋Ｙ）≦１．６であることを
特徴とする前記のいずれかに記載のプラスチック−ガラ
ス光ファイバである。

【００１５】本発明はまた、前記Ｄ１が、０．４ｍｍ≦
Ｄ１≦１．０ｍｍであることを特徴とする前記のいずれ
か一つに記載のプラスチック−ガラス光ファイバであ
る。

【００１６】本発明はまた、前記Ｄ１とＤ２の差の１／
２（第一コアの厚さ）が、２０μｍ以上であることを特
徴とする前記のいずれかに記載のプラスチック−ガラス
光ファイバである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明
の好適な実施の態様について説明する。

【００１８】本発明のプラスチック−ガラス光ファイバ
は、ポリマーからなるクラッドと、該クラッドの内側に
配置されたポリマーからなる第一コアと、該第一コアの
内側に配置されたガラスからなる第二コアとを備えたプ
ラスティック−ガラス光ファイバであって、第一コアの
直径（外径）（Ｄ1）に対する第二コアの直径（外径）
（Ｄ2）の比（Ｘ＝Ｄ2／Ｄ1）、第二コアとクラッドの
屈折率差（△1）に対する第一コアとクラッドの屈折率
差（△2）の比（Ｙ＝△2／△1）、及び前記２つの比の
合計（Ｘ＋Ｙ）が特定の範囲内にあることを特徴とす
る。

【００１９】なお、本発明のプラスチック−ガラス光フ
ァイバのコア領域の断面（中心軸に対して垂直な断面）
における、第一コアの直径（Ｄ1）、第二コアの直径
（Ｄ2）、第二コアとクラッドの屈折率差（△1）、及び
第一コアとクラッドの屈折率差（△2）を図示すると図
１のようになり、これらはそれぞれ以下の条件を満たす
範囲内にある。

【００２０】外側に配置された第一コアの直径（Ｄ1）
に対する内側に配置された第二コアの直径（Ｄ2）の比
（Ｘ＝Ｄ2／Ｄ1）は、広帯域を確保するためには０．６
以上であることが好ましい。上記の下限によって定まる
範囲を外れると帯域幅がコアが一段の場合とほぼ同じ値
になるという欠点を有する。

【００２１】一方、伝送損失を低くするためには比Ｘの
下限は、０．３以上であり、好ましくは０．５以上であ
り、さらに好ましくは０．６以上である。また、前記比
Ｘの上限は、０．９５以下であり、好ましくは０．９０
以下である。特に下限に関しては、ファイバの伝送損失
を低くするためには全コアの断面積に対するガラスであ
る第二コアの断面積の比率を高めるのが好ましい。通常
は、ガラスとプラスチックの界面形成による伝送損失の
増加が３０〜３５％程と見込まれるので、ガラスである
第二コアの断面積はそれを上回る程度、即ち直径比にし
てＸ（Ｄ2／Ｄ1）が０．６以上が好ましい。上記の好ま
しい範囲では、より良好な伝送損失を示す。

【００２２】そして、比Ｘの下限が０．６以上であり、
かつ、比Ｘの上限が０．９５以下、好ましくは０．９以
下の範囲内においては、良好な帯域幅及び伝送損失が確
保される。

【００２３】そして第二コアとクラッドの屈折率差（△
1）に対する第一コアとクラッドの屈折率差（△2）の比
（Ｙ＝△2／△1）の下限は、０．４以上であり、好まし
くは０．５以上であり、さらに好ましくは０．６以上で
ある。一方、前記比Ｙの上限は、０．９５以下であり、
好ましくは０．９以下であり、さらに好ましくは０．８
０以下である。上記の下限及び上限によって定まる範囲
を外れると帯域幅がコアが一段の場合とほぼ同じ値にな
るという欠点を有する。また、上記の好ましい範囲で
は、より良好な帯域幅及び伝送損失を示す。

【００２４】さらに両者の比の合計（Ｘ＋Ｙ）の下限
は、１以上であり、好ましくは１．３以上であり、さら
に好ましくは１．４以上である。一方、前記比Ｙの上限
は、１．９以下であり、好ましくは１．７以下であり、
さらに好ましくは１．６以下である。上記の下限及び上
限によって定まる範囲を外れると帯域幅がコアが一段の
場合とほぼ同じ値になるという欠点を有する。また、上
記の好ましい範囲では、より良好な帯域幅及び伝送損失
を示す。本発明のプラスチック−ガラス光ファイバー
は、Ｘ及びＹが上記の範囲内の値をとりかつ（Ｘ＋Ｙ）
の値が上記範囲内にあることにより、より優れた光学特
性、特にはより低い伝送損失とより広い帯域幅を提供す
るものである。

【００２５】本発明のプラスチック−ガラス光ファイバ
においては、全屈折率差（第二コアとクラッドの屈折率
差（△1））の、下限は、０．０１以上であり、好まし
くは０．０２以上である。一方、全屈折率差の上限は、
０．１以下であり、好ましくは０．０７以下である。上
記の下限を外れると曲げ特性が落ちるという欠点を有
し、一方上記の上限を外れると帯域幅が狭くなるという
欠点を有する。また、上記の好ましい範囲では、より良
好な帯域幅及び伝送損失を示す。

【００２６】本発明のプラスチック−ガラス光ファイバ
においては、第一コアの直径は、下限は、０．２ｍｍ以
上であり、好ましくは０．４ｍｍ以上である。一方、第
一コアの直径の上限は、１ｍｍ以下であり、好ましくは
０．７５ｍｍ以下である。上記の下限を外れるとファイ
バ同士の接続性が悪くるという欠点を有し、一方上記の
上限を外れるとバンドリングが困難になるという欠点を
有する。また、上記の好ましい範囲では、より良好なハ
ンドリング及びファイバ同士の接続性が得られる。

【００２７】本発明のプラスチック−ガラス光ファイバ
においては、第一コアの厚さ、即ち第一コアの直径（Ｄ
1）と第二コアの直径（Ｄ2）の差の１／２は、２０μｍ
以上、好ましくは、５０μｍ以上である。上記下限はよ
り薄いと、ファイバを接続する場合に要求される端面研
磨の際、第二コアから第一コアが剥離し、構造不整が生
じるという欠点を有し、結果として、伝送損失が大幅に
増大する。また、上記の好ましい値以上だと、更に剥離
を生じにくく、より良好な伝送損失がが得られる。

【００２８】本発明のプラスチック−ガラス光ファイバ
の製造方法は、所望のコア径及び屈折率差を達成できる
のものであれば特に限定はされない。例えば、以下のよ
うな方法を挙げることができる。以下、図２を参照しつ
つ説明を行う。

【００２９】第一コア層を形成する重合性材料を蒸留器
１１で蒸留精製し、次いでこの重合性材料を重合反応器
１２で重合し、第一コア層を形成するポリマー（以下、
第一コアポリマーという場合有り）を調製する。この蒸
留精製及び重合は密封系中で行うのが好ましい。要すれ
ば、重合反応器１２において、未反応の重合性材料を除
去した後、第一コアポリマーに対する溶媒を用いて第一
コアポリマーを溶解し、第一コアポリマー溶液を調製す
ることができる。第一コアポリマーの溶媒としては、例
えば、テトラヒドロフラン及びジエチルエーテルなどの
エーテル、メチルエチルケトン及びアセトンなどのケト
ンを挙げることができる。

【００３０】純石英ガラス、ドープガラス又は多成分系
ガラス等の第二コア母材１５をヒーター１６により加熱
しながら線引きすることによって第二コアを形成すると
同時に、第一コア塗布用ダイ１３により第二コアの周囲
に第一コアポリマーを塗布する。次いで、乾燥塔１４に
より第一コアを乾燥し、溶媒を除去し、第一コアを形成
する。また、第一コアポリマーは、溶媒を用いずにその
ままの状態で第二コアとなるコアファイバに塗布しても
よく、その後に冷却することによって第一コアを形成す
る。第二コアファイバの線引き、第一コアポリマーの塗
布並びに乾燥又は冷却は、窒素ガス又はヘリウムガス等
の不活性ガスを用いたクリーン不活性エリア１７内にお
いて行うのが好ましい。また、更に別の第一コア塗布用
ダイ１３’、及び乾燥塔１４’を設置し、第一コアポリ
マーの塗布並びに乾燥を更に繰り返すことが可能であ
る。所望の第一コアの層厚を得られるまで第一コアポリ
マーの塗布及び乾燥又は冷却を繰り返すことができる。

【００３１】次いで、図中には示していないが、クラッ
ド用の、重合性材料、蒸留器、重合反応器、塗布用ダ
イ、乾燥塔を設置し、第一コアの形成と同様にして、第
一コアの周囲にクラッドを形成することができる。クラ
ッド層を形成した後に、プラスチック−ガラス光ファイ
バを引取機により引き取る。

【００３２】なお、本発明の光ファイバにおいては、第
一コアの直径（Ｄ1）及び第一コアとクラッドの屈折率
差（△2）が明瞭である限りは、図３に示すようにクラ
ッドと第一コアの隣接面近傍が滑らかな屈折率分布を有
しても良い。図３に基づいて説明すると以下の如くであ
る。まず、第一コアとクラッドの隣接面近傍において屈
折率の変化率が大きい２カ所を定める（図中の○印の箇
所）。この２点間が第一コア径である。また、第一コア
部において屈折率の変化率が最も小さい２カ所を定める
（図中の×印の箇所）。この２カ所の点における屈折率
が第一コアの屈折率である。このような屈折率分布を示
す場合は、屈折率の形状が集束形分布に近くなるので、
より広帯域幅を有するプラスチック−ガラス光ファイバ
を得ることができる傾向にある。

【００３３】第一コアとクラッドの隣接面近傍が滑らか
な屈折率分布を有するプラスチック−ガラス光ファイバ
を得る方法は、上記方法にて、第一コアポリマーの塗布
及び乾燥、並びにクラッドポリマーの塗布及び乾燥を複
数回行い、かつ、乾燥後のポリマーの屈折率が順次に小
さくなるように重合性材料の組成を変化させればよい。

【００３４】本発明のプラスチック−ガラス光ファイバ
の第二コアを製造するために用いるガラスは、一般に、
ガラス光ファイバに用いられるものであれば特に制限な
く用いることができるが、特には純石英ガラス、ドープ
ガラス又は多成分系ガラスが、良好な帯域幅及び伝送損
失を得られるので好ましい。ここで、ドープガラスは、
例えば石英ベースで、ゲルマニウム、リン、フッ素等を
ドープしたものである。 本発明のプラスチック−ガラ
ス光ファイバの第一コア及びクラッドを製造するために
用いる重合性材料は、所望の熱特性、重合時に透明性を
有するものであれば特に限定されず、目的とする屈折率
に応じて適宜選択される。例えば、本発明において使用
されるモノマーとして、メチルメタクリレート（屈折
率：1.492）、2,2,2-トリフルオロエチルメタクリレー
ト（屈折率：1.418）、スチレン（屈折率：1.59）、ベ
ンジルメタクリレート（屈折率：1.568）、1,1,3-トリ
ハイドロパーフルオロプロピルメタクリレート（屈折
率：1.421）等を挙げることができ、所望の安定性や所
望の屈折率差が得られるように適宜選択、組合せられて
使用される。本発明の光ファイバーにおいては、透明性
の点より、メチルメタクリレート又は2,2,2-トリフルオ
ロエチルメタクリレートが好ましく用いられる。

【００３５】重合性材料には、重合反応等を制御し所望
の性質を有するポリマーを得る目的で、連鎖移動剤及び
重合開始剤を含ませることができる。連鎖移動剤は重合
する分子量の大きさを所定の範囲内にするために用いら
れるものであり、選択されたモノマー及び作製されるプ
ラスチック−ガラス光ファイバの強度に応じて、連鎖移
動剤の種類、添加量等が適宜選択される。重合開始剤
は、用いられるモノマーに応じて適宜選択される。

【００３６】以下、実施例により本発明をより詳細に説
明するが本発明は以下の実施例に限定されるものではな
い。

【００３７】

【実施例】

（実施例１）プラスチック−ガラス光ファイバの作製 メチルメタクリレート（ＭＭＡ）とトリフルオロエチル
メタクリレート（３ＦＭＡ）を容量比で３：７の割合に
て共重合させることにより第１コア層の材料となる透明
なポリマーを合成した。このポリマーの６５０ｎｍにお
ける屈折率は、１．４４であった。このポリマー１００
ｇをテトラヒドロキシフラン（ＴＨＦ）５００ｍｌ中に
溶解させ、第一コア塗布液を作製した。

【００３８】第二コアを形成するガラスとして、６５０
ｎｍでの屈折率が１．４５の無水合成石英棒を用いた。
図２のようにして、この石英を線引して外径３００μｍ
のコアファイバ（第２コア）を作製すると共に、作製さ
れたコアファイバの周りに上記で調製したポリマー塗布
液を塗布し、次いで乾燥させた。このポリマー塗布液の
塗布及び乾燥を繰り返し（２回）行った。その結果、石
英のコアファイバの周りに厚さ５０μｍの第一コアを形
成した。

【００３９】次いで、紫外線硬化型シリコーン樹脂（信
越化学（株）製、商品名ＯＦ１２７（６５０ｎｍでの屈
折率１．４１）を、ダイを用いて上記で得られた第一コ
アの周囲に塗布し、その後、ＵＶ炉中にてＵＶを照射し
て樹脂を硬化させた。この樹脂の塗布及び硬化を繰り返
し（２回）行った。その結果、第一コアの周りに厚さ５
０μｍのクラッド層を形成した。

【００４０】この、直径５００μｍの光ファイバの、第
一コアの直径（Ｄ1）は０．４００ｍｍであり、第二の
コアの直径は０．３００ｍｍであった。また、全屈折率
差（第二コアとクラッドの屈折率差：△１）は０．０４
０であり、第一コアとクラッドの屈折率差（△２）は
０．０３０であった。

【００４１】この光ファイバの光学特性を、伝送損失に
ついてはスペクトルアナライザー（安藤電気社製、モデ
ル ＡＱ６３１５Ｂ）にて６５０ｎｍＬＤを用いて測定
し、帯域幅についてはサンプリングオシロスコープ（浜
松ホトニクス社製、モデルＯＯＳ−０１）にて白色光源
を用いて測定したところ、波長６５０ｎｍにおける伝送
損失は７０ｄＢ／ｋｍ、帯域幅は８００ＭＨｚ・１００
ｍという高い光学特性を持っていることが判った。

【００４２】また、上記で得られた光ファイバ同士を、
端面を研磨して突き合わせた。この際、５０μｍの軸ず
れが生じた時に伝送損失の損失増を測定したところ、損
失増は０．７ｄＢという良好な値を示した。

【００４３】（実施例２）実施例１と同様にしてプラス
チック−ガラス光ファイバを作製した。但し、ガラスの
線引及び第一コアの形成においては、石英を線引して外
径２５０μｍのコアファイバ（第２コア）を作製すると
共に、作製されたコアファイバの周りにポリマー塗布液
を塗布し、石英のコアファイバの周りに厚さ７５μｍの
第一コアを形成した。

【００４４】得られた直径５００μｍの光ファイバの、
第一コアの直径（Ｄ1）は０．４００ｍｍであり、第二
のコアの直径は０．２５０ｍｍであった。また、全屈折
率差（第二コアとクラッドの屈折率差：△１）は０．０
４０であり、第一コアとクラッドの屈折率差（△２）は
０．０３０であった。

【００４５】この光ファイバの光学特性を、実施例１と
同様にして測定したところ、波長６５０ｎｍにおける伝
送損失１００ｄＢ／ｋｍ、帯域幅は５００ＭＨｚ・１０
０ｍという高い光学特性を持っていることが判った。ま
た、上記で得られた光ファイバ同士を、端面を研磨して
突き合わせた。この際、５０μｍの軸ずれが生じた時に
伝送損失の損失増を測定したところ、損失増は０．８ｄ
Ｂという良好な値を示した。

【００４６】（実施例３）実施例１と同様にしてプラス
チック−ガラス光ファイバを作製した。但し、ガラスの
線引及び第一コアの形成においては、石英を線引して外
径２００μｍのコアファイバ（第２コア）を作製すると
共に、作製されたコアファイバの周りにポリマー塗布液
を塗布し、石英のコアファイバの周りに厚さ１００μｍ
の第一コアを形成した。

【００４７】得られた直径５００μｍの光ファイバの、
第一コアの直径（Ｄ1）は０．４００ｍｍであり、第二
のコアの直径は０．２００ｍｍであった。また、全屈折
率差（第二コアとクラッドの屈折率差：△１）は０．０
４０であり、第一コアとクラッドの屈折率差（△２）は
０．０３０であった。

【００４８】この光ファイバの光学特性を、実施例１と
同様にして測定したところ、波長６５０ｎｍにおける伝
送損失１５０ｄＢ／ｋｍ、帯域幅は３５０ＭＨｚ・１０
０ｍという高い光学特性を持っていることが判った。ま
た、上記で得られた光ファイバ同士を、端面を研磨して
突き合わせた。この際、５０μｍの軸ずれが生じた時に
伝送損失の損失増を測定したところ、損失増は０．８ｄ
Ｂという良好な値を示した。

【００４９】（実施例４）実施例１と同様にしてプラス
チック−ガラス光ファイバを作製した。但し、第一コア
層の材料となる透明なポリマー塗布液は、メチルメタク
リレート（ＭＭＡ）とトリフルオロエチルメタクリレー
ト（３ＦＭＡ）を容量比で１５：８５の割合にて共重合
させることにより得られる透明なポリマー１００ｇをテ
トラヒドロキシフラン（ＴＨＦ）５００ｍｌ中に溶解さ
せたものを用いた。このポリマーの６５０ｎｍにおける
屈折率は、１．４３であった。

【００５０】得られた直径５００μｍの光ファイバの、
第一コアの直径（Ｄ1）は０．４００ｍｍであり、第二
のコアの直径は０．３００ｍｍであった。また、全屈折
率差（第二コアとクラッドの屈折率差：△１）は０．０
４０であり、第一コアとクラッドの屈折率差（△２）は
０．０２０であった。

【００５１】この光ファイバの光学特性を、実施例１と
同様にして測定したところ、波長６５０ｎｍにおける伝
送損失６５ｄＢ／ｋｍ、帯域幅は３００ＭＨｚ・１００
ｍという高い光学特性を持っていることが判った。ま
た、上記で得られた光ファイバ同士を、端面を研磨して
突き合わせた。この際、５０μｍの軸ずれが生じた時に
伝送損失の損失増を測定したところ、損失増は０．７ｄ
Ｂという良好な値を示した。

【００５２】（実施例５）実施例１と同様にしてプラス
チック−ガラス光ファイバを作製した。但し、ガラスの
線引及び第一コアの形成においては、石英を線引して外
径１７０μｍのコアファイバ（第２コア）を作製すると
共に、作製されたコアファイバの周りにポリマー塗布液
を塗布し、石英のコアファイバの周りに厚さ１１５μｍ
の第一コアを形成した。

【００５３】得られた直径５００μｍの光ファイバの、
第一コアの直径（Ｄ1）は０．４００ｍｍであり、第二
のコアの直径は０．１７０ｍｍであった。また、全屈折
率差（第二コアとクラッドの屈折率差：△１）は０．０
４０であり、第一コアとクラッドの屈折率差（△２）は
０．０３０であった。

【００５４】この光ファイバの光学特性を、実施例１と
同様にして測定したところ、波長６５０ｎｍにおける伝
送損失１７０ｄＢ／ｋｍ、帯域幅は２５０ＭＨｚ・１０
０ｍという高い光学特性を持っていることが判った。ま
た、上記で得られた光ファイバ同士を、端面を研磨して
突き合わせた。この際、５０μｍの軸ずれが生じた時に
伝送損失の損失増を測定したところ、損失増は０．８ｄ
Ｂという良好な値を示した。

【００５５】（実施例６）メチルメタクリレート（ＭＭ
Ａ）とトリフルオロエチルメタクリレート（３ＦＭＡ）
を容量比で１５：８５の割合にて共重合させることによ
り第１コア層の材料となる透明なポリマーを合成した。
このポリマーの６５０ｎｍにおける屈折率は、１．４３
であった。このポリマー１００ｇをテトラヒドロキシフ
ラン（ＴＨＦ）５００ｍｌ中に溶解させ、第一塗布液を
作製した。

【００５６】第二コアを形成するガラスとして、６５０
ｎｍでの屈折率が１．４５の無水合成石英棒を用いた。
図２のようにして、この石英を線引して外径３００μｍ
のコアファイバ（第２コア）を作製すると共に、作製さ
れたコアファイバの周りに上記で調製したポリマー塗布
液を塗布し、次いで乾燥させた。このポリマー塗布液の
塗布及び乾燥を繰り返し（２回）行った。その結果、石
英のコアファイバの周りに厚さ５０μｍの第一コアを形
成した。

【００５７】次いで、フッ素樹脂（旭ガラス（株）製、
商品名サイトップ（６５０ｎｍでの屈折率１．３４）を
適当な溶媒に溶解させて溶解濃度を５０％とした溶液
を、ダイを用いて上記で得られた第一コアの周囲に塗布
し、その後、ＩＲ炉中にてＩＲを照射して樹脂を硬化さ
せた。この樹脂の塗布及び硬化を繰り返し（２回）行っ
た。その結果、第一コアの周りに厚さ５０μｍのクラッ
ド層を形成した。

【００５８】得られた直径５００μｍの光ファイバの、
第一コアの直径（Ｄ1）は０．４００ｍｍであり、第二
のコアの直径は０．１７０ｍｍであった。また、全屈折
率差（第二コアとクラッドの屈折率差：△１）は０．１
３であり、第一コアとクラッドの屈折率差（△２）は
０．１１であった。

【００５９】この光ファイバの光学特性を、実施例１と
同様にして測定したところ、波長６５０ｎｍにおける伝
送損失１６０ｄＢ／ｋｍ、帯域幅は２００ＭＨｚ・１０
０ｍという高い光学特性を持っていることが判った。ま
た、上記で得られた光ファイバ同士を、端面を研磨して
突き合わせた。この際、５０μｍの軸ずれが生じた時に
伝送損失の損失増を測定したところ、損失増は０．８ｄ
Ｂという良好な値を示した。

【００６０】（実施例７）メチルメタクリレート（ＭＭ
Ａ）とトリフルオロエチルメタクリレート（３ＦＭＡ）
を容量比で１５：８５の割合にて共重合させることによ
り第１コア層の材料となる透明なポリマーを合成した。
このポリマーの６５０ｎｍにおける屈折率は、１．４３
であった。このポリマー１００ｇをテトラヒドロキシフ
ラン（ＴＨＦ）５００ｍｌ中に溶解させ、第一塗布液を
作製した。

【００６１】第二コアを形成するガラスとして、６５０
ｎｍでの屈折率が１．４５の無水合成石英棒を用いた。
図２のようにして、この石英を線引して外径２００μｍ
のコアファイバ（第２コア）を作製すると共に、作製さ
れたコアファイバの周りに上記で調製したポリマー塗布
液を塗布し、次いで乾燥させた。その結果、石英のコア
ファイバの周りに厚さ１５μｍの第一コアを形成した。

【００６２】次いで、紫外線硬化型シリコーン樹脂（信
越化学（株）製、商品名ＯＦ１２７（６５０ｎｍでの屈
折率１．４１）を、ダイを用いて上記で得られた第一コ
アの周囲に塗布し、その後、ＵＶ炉中にてＵＶを照射し
て樹脂を硬化させた。その結果、第一コアの周りに厚さ
２０μｍのクラッド層を形成した。

【００６３】得られた直径２７０μｍの光ファイバの、
第一コアの直径（Ｄ1）は０．２３０ｍｍであり、第二
のコアの直径は０．２００ｍｍであった。また、全屈折
率差（第二コアとクラッドの屈折率差：△１）は０．０
４０であり、第一コアとクラッドの屈折率差（△２）は
０．０３０であった。

【００６４】この光ファイバの光学特性を、実施例１と
同様にして測定したところ、波長６５０ｎｍにおける伝
送損失４０ｄＢ／ｋｍ、帯域幅は５００ＭＨｚ・１００
ｍという高い光学特性を持っていることが判った。ま
た、上記で得られた光ファイバ同士を、端面を研磨して
突き合わせた。この際、５０μｍの軸ずれが生じた時に
伝送損失の損失増を測定したところ、損失増は２ｄＢ程
度であった。

【００６５】（比較例１）トリフルオロエチルメタクリ
レート（３ＦＭＡ）を重合させることにより第１コア層
の材料となる透明なポリマーを合成した。このポリマー
の６５０ｎｍにおける屈折率は、１．４２であった。こ
のポリマー１００ｇをテトラヒドロキシフラン（ＴＨ
Ｆ）５００ｍｌ中に溶解させ、第一塗布液を作製した。

【００６６】第二コアを形成するガラスとして、６５０
ｎｍでの屈折率が１．４５の無水合成石英棒を用いた。
図２のようにして、この石英を線引して外径２００μｍ
ｌのコアファイバ（第２コア）を作製すると共に、作製
されたコアファイバの周りに上記で調製したポリマー塗
布液を塗布し、次いで乾燥させた。その結果、石英のコ
アファイバの周りに厚さ１５μｍの第一コアを形成し
た。

【００６７】次いで、紫外線硬化型シリコーン樹脂（信
越化学（株）製、商品名ＯＦ１２７（６５０ｎｍでの屈
折率１．４１）を、ダイを用いて上記で得られた第一コ
アの周囲に塗布し、その後、ＵＶ炉中にてＵＶを照射し
て樹脂を硬化させた。その結果、第一コアの周りに厚さ
２０μｍのクラッド層を形成した。

【００６８】この、直径２７０μｍの光ファイバの、第
一コアの直径（Ｄ1）は０．２３０ｍｍであり、第二の
コアの直径は０．２００ｍｍであった。また、全屈折率
差（第二コアとクラッドの屈折率差：△１）は０．０４
であり、第一コアとクラッドの屈折率差（△２）は０．
０１であった。

【００６９】この光ファイバの光学特性を、実施例１と
同様にして測定したところ、波長６５０ｎｍにおける伝
送損失４０ｄＢ／ｋｍ、帯域幅は９０ＭＨｚ・１００ｍ
という光学特性を示した。また、上記で得られた光ファ
イバ同士を、端面を研磨して突き合わせた。この際、５
０μｍの軸ずれが生じた時に伝送損失の損失増を測定し
たところ、損失増は２ｄＢ程度であった。

【００７０】（比較例２）メチルメタクリレート（ＭＭ
Ａ）とトリフルオロエチルメタクリレート（３ＦＭＡ）
とを容量比で４５：５５の割合で共重合させることによ
り、第１コア層の材料となる透明なポリマーを合成し
た。このポリマーの６５０ｎｍにおける屈折率は、１．
４５であった。このポリマー１００ｇをテトラヒドロキ
シフラン（ＴＨＦ）５００ｍｌ中に溶解させ、第一塗布
液を作製した。

【００７１】第二コアを形成するガラスとして、６５０
ｎｍでの屈折率が１．４５の無水合成石英棒を用いた。
図２のようにして、この石英を線引して外径２００μｍ
のコアファイバ（第２コア）を作製すると共に、作製さ
れたコアファイバの周りに上記で調製したポリマー塗布
液を塗布し、次いで乾燥させた。その結果、石英のコア
ファイバの周りに厚さ１０μｍの第一コアを形成した。

【００７２】次いで、紫外線硬化型シリコーン樹脂（信
越化学（株）製、商品名ＯＦ１２７（６５０ｎｍでの屈
折率１．４１）を、ダイを用いて上記で得られた第一コ
アの周囲に塗布し、その後、ＵＶ炉中にてＵＶを照射し
て樹脂を硬化させた。その結果、第一コアの周りに厚さ
２９０μｍのクラッド層を形成した。

【００７３】この、直径２７０μｍの光ファイバの、第
一コアの直径（Ｄ1）は０．２１０ｍｍであり、第二の
コアの直径は０．２００ｍｍであった。また、全屈折率
差（第二コアとクラッドの屈折率差：△１）は０．０４
であり、第一コアとクラッドの屈折率差（△２）は０．
０４であった。

【００７４】この光ファイバの光学特性を、実施例１と
同様にして測定したところ、波長６５０ｎｍにおける伝
送損失２０ｄＢ／ｋｍ、帯域幅は７０ＭＨｚ・１００ｍ
という光学特性を示した。

【００７５】（比較例３）トリフルオロエチルメタクリ
レート（３ＦＭＡ）を重合させることにより第１コア層
の材料となる透明なポリマーを合成した。このポリマー
の６５０ｎｍにおける屈折率は、１．４２であった。こ
のポリマー１００ｇをテトラヒドロキシフラン（ＴＨ
Ｆ）５００ｍｌ中に溶解させ、第一塗布液を作製した。

【００７６】第二コアを形成するガラスとして、６５０
ｎｍでの屈折率が１．４５の無水合成石英棒を用いた。
図２のようにして、この石英を線引して外径２００μｍ
のコアファイバ（第２コア）を作製すると共に、作製さ
れたコアファイバの周りに上記で調製したポリマー塗布
液を塗布し、次いで乾燥させた。その結果、石英のコア
ファイバの周りに厚さ２００μｍの第一コアを形成し
た。

【００７７】次いで、紫外線硬化型シリコーン樹脂（信
越化学（株）製、商品名ＯＦ１２７（６５０ｎｍでの屈
折率１．４１）を、ダイを用いて上記で得られた第一コ
アの周囲に塗布し、その後、ＵＶ炉中にてＵＶを照射し
て樹脂を硬化させた。その結果、第一コアの周りに厚さ
１００μｍのクラッド層を形成した。

【００７８】この、直径２７０μｍの光ファイバの、第
一コアの直径（Ｄ1）は０．４００ｍｍであり、第二の
コアの直径は０．２００ｍｍであった。また、全屈折率
差（第二コアとクラッドの屈折率差：△１）は０．０４
であり、第一コアとクラッドの屈折率差（△２）は０．
０１であった。

【００７９】この光ファイバの光学特性を、実施例１と
同様にして測定したところ、波長６５０ｎｍにおける伝
送損失１４０ｄＢ／ｋｍ、帯域幅は７０ＭＨｚ・１００
ｍという光学特性を示した。

【００８０】上記の実施例及び比較例で得られた各光フ
ァイバの、Ｘ値、Ｙ値及び光学特性（帯域幅）を整理し
て以下の表１に示す。

【００８１】

【表１】

【００８２】表１より、本発明の実施例のプラスチック
−ガラス光ファイバは、高い光学特性を有するが、一
方、比較例のプラスチック−ガラス光ファイバは実施例
のものに比べて光学特性が劣ることが判った。

【００８３】

【発明の効果】本発明のプラスチック−ガラス光ファイ
バは、コアが２段であるにも拘わらず、優れた光学特
性、特には、小さい伝送損失及び広い帯域幅を有するの
で有用である。さらに、本発明のプラスチック−ガラス
光ファイバは２段のコアからなるので製造が容易であ
り、従って製造コストが小さい。また、本発明のプラス
チック−ガラス光ファイバは、ファイバ同士を突き合わ
せた際に、軸ずれが生じた場合でも伝送損失の増加が比
較的小さいので有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプラスチック−ガラス光ファイバの疑
似屈折率分布を示す図である。

【図２】本発明のプラスチック−ガラス光ファイバを製
造する一つの方法を説明するための工程図である。図中
には、ガラスからなるコアファイバ（第二コア）の線引
及びと、及びそれと同時に行うポリマーからなる第一コ
アの塗布の工程を示してある。

【図３】本発明の別の態様のプラスチック−ガラス光フ
ァイバの疑似屈折率分布を示す図である。

【符号の説明】

Ｄ1…第一コアの直径、Ｄ2…第二コアの直径、△1…第
二コアとクラッドの屈折率差、△2…第一コアとクラッ
ドの屈折率差、１１…モノマー蒸留器、１２…重合反応
器、１３、１３’…第一コアポリマー塗布用ダイ、１
４、１４’…乾燥塔、１５…ガラスのコアファイバ（第
二コア）、１６…ヒーター、１７…クリーン不活性雰囲
エリア。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田 裕男 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリマーからなるクラッドと、該クラッ
   ドの内側に配置されたポリマーからなる第一コアと、該
   第一コアの内側に配置された純石英ガラス、ドープガラ
   スまたは多成分系ガラスのいずれかからなる第二コアと
   を備えたプラスチック−ガラス光ファイバであって、 前記第一コアの直径（Ｄ1）に対する前記第二コアの直
   径（Ｄ2）の比（Ｘ＝Ｄ2／Ｄ1）が０．３≦Ｘ≦０．９
   ５であり、前記第二コアと前記クラッドの屈折率差（△
   1）に対する前記第一コアと前記クラッドの屈折率差
   （△2）の比（Ｙ＝△2／△1）が０．４≦Ｙ≦０．９５
   であり、かつ前記２つの比の合計（Ｘ＋Ｙ）が１≦Ｘ＋
   Ｙ≦１．９であることを特徴とするプラスチック−ガラ
   ス光ファイバ。
2. 【請求項２】 前記第二コアと前記クラッドの屈折率差
   （△1）が、０．０１≦△1≦０．１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−ガラス光ファイ
   バ。
3. 【請求項３】 前記Ｘが０．６≦Ｘ≦０．９５であるこ
   とを特徴とする請求項１又は２に記載のプラスチック−
   ガラス光ファイバ。
4. 【請求項４】 前記Ｙが０．５≦Ｙ≦０．９であること
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のプラ
   スチック−ガラス光ファイバ。
5. 【請求項５】 前記（Ｘ＋Ｙ）が１．３≦（Ｘ＋Ｙ）≦
   １．７であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか
   一つに記載のプラスチック−ガラス光ファイバ。
6. 【請求項６】 前記Ｘが０．７≦Ｘ≦０．９であり、前
   記Ｙが０．６≦Ｙ≦０．８であり、かつ（Ｘ＋Ｙ）が
   １．４≦（Ｘ＋Ｙ）≦１．６であることを特徴とする請
   求項１又は２に記載のプラスチック−ガラス光ファイ
   バ。
7. 【請求項７】 前記Ｄ１が、０．４ｍｍ≦Ｄ１≦１．０
   ｍｍであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一
   つに記載のプラスチック−ガラス光ファイバ。
8. 【請求項８】 前記Ｄ１とＤ２の差の１／２（第一コア
   の厚さ）が、２０μｍ以上であることを特徴とする請求
   項１〜７のいずれかに記載のプラスチック−ガラス光フ
   ァイバ。