JPH11153722A - 光ファイバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 マルチモードのポリマークラッドのＳＩ型光
ファイバであって、かつ広伝送帯域を有し、実用特性に
優れた光ファイバを提供する。 【解決手段】 ポリマークラッドを有するＳＩ型光ファ
イバにおいて、クラッド部に可視光及び近赤外光領域の
うちの特定波長域の光のみを吸収する光吸収剤を含有さ
せた光ファイバ。光吸収剤が、６００〜７００ｎｍの波
長域に光の吸収ピークを有する光吸収剤であり、光ファ
イバのコア材がプラスチックのポリメタクリル酸メチル
を主成分か又は、光ファイバのコア材が石英ガラスであ
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、ＳＩ型の広伝送帯
域の光ファイバに関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバによる情報伝達では、大容量
で、電磁ノイズを受けないというメリットがある。現
在、情報伝達の分野で広く実用化されている光ファイバ
は、極めて低損失で、かつ広伝送帯域を有する石英系Ｓ
Ｉ（ステップドインデックス）型シングルモードファイ
バであり、主として幹線の伝送路として用いられてい
る。また、近年情報機器の取り扱うデータの大容量化が
進み、ファクトリーオートメーション（ＦＡ）、オフィ
スオートメーション（ＯＡ）等での機器間のローカルエ
リアネットワーク（ＬＡＮ）等の分野でも光ファイバに
よる情報伝達が期待されている。このような分野におい
ては、光ファイバの取扱いの容易さが要求されるので、
受光面が１０μｍ程度と小さく、発光・受光デバイスと
の結合操作に労力を要する石英系シングルモードファイ
バは、その適用が困難である。

【０００３】そこで、受光面の大口径化が可能なマルチ
モードの光ファイバであるポリマークラッドの石英ファ
イバやプラスチック光ファイバの適用が検討されている
が、従来のポリマークラッドの石英ファイバやプラスチ
ック光ファイバは、その伝送帯域が高々数１０ＭＨｚ程
度であり、期待される短距離高速ＬＡＮに対しては十分
対応できるものではなく、光ファイバのＧＩ（グレーデ
ッドインデックス）化（特開平８−１３６７４４号公
報、ＷＯ９３／０８４８８号明細書、特開平５−１７３
０２６号公報）、低ＮＡ化（低開口数化）（ＷＯ９６／
３６８９４号明細書）等による伝送帯域の広帯域化の試
みがなされている。

【０００４】マルチモードの光ファイバの広伝送帯域化
は、低次と高次の伝搬モードの遅延を小さくすることに
より達成され、ＧＩ化ではファイバ内に屈折率分布を設
けることにより、また低ＮＡ化では高次モード成分をカ
ットすることにより達成される。ＧＩ化の方法として
は、石英ファイバでは母材と屈折率の異なるドーパント
を用いて屈折率分布を形成する方法、プラスチック光フ
ァイバでは屈折率の異なる重合体を組み合わせて屈折率
分布を形成する方法等が知られているが、石英ファイバ
ではＳＩ型の光ファイバに比べて製造プロセスが複雑で
コスト高となる欠点があり、またコスト的には有利なプ
ラスチック光ファイバでも伝送損失の増加、環境安定性
の面で問題がある。

【０００５】一方、低ＮＡ化は、コアとクラッドの屈折
率差を小さくし、光ファイバの開口数を小さくすること
により広伝送帯域化するものであるが、開口数を小さく
すると、曲げ損失、結合損失等の実用特性の低下、定常
モード数の減少によるクラッドモードの影響が増加し、
開口数から理論的に導かれる伝送帯域を確保できない等
の問題がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、マル
チモードのポリマークラッドのＳＩ型光ファイバであっ
て、かつ広伝送帯域を有し、実用特性に優れた光ファイ
バを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、ポリマークラ
ッドを有するＳＩ型光ファイバにおいて、クラッド部に
可視光及び近赤外光領域のうちの特定波長域の光のみを
吸収する光吸収剤を含有させたことを特徴とする光ファ
イバ、にある。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の光ファイバにおいては、
コアの外側のクラッド部に特定波長域の光のみを吸収す
る光吸収剤を含有させることにより、クラッドを伝搬す
る光であるクラッドモード、高次モード成分を減衰さ
せ、定常モード間の伝搬遅延を少なくして広伝送帯域化
を達成する。従って本発明の光ファイバは、開口数を小
さくすることなく広伝送帯域化を可能としたものであ
り、また低ＮＡ化の際に問題となる曲げ損失等の低下が
ない等実用特性に優れたものである。

【０００９】本発明の光ファイバにおけるポリマークラ
ッド（以下、単にクラッドという）は、単層であって
も、また複数層であってもよいが、少なくともクラッド
最内層がコアよりも屈折率が０．０１以上小さい状態に
形成されていればよい。クラッド材としては、含フッ素
樹脂等公知のポリマーを用いることができる。また、本
発明の光ファイバにおけるコアは、プラスチックをコア
材として形成されていてもよいし、石英ガラスをコア材
として形成されていてもよい。またコア材のプラスチッ
クとしては、ポリメタクリル酸メチルを主成分とするプ
ラスチックが好ましいものとして挙げられ、更に好まし
くはポリメタクリル酸メチルを７０重量％以上含むプラ
スチックである。

【００１０】クラッドの形成は、公知の方法によって行
われ、例えばコーティング法、紫外線等の照射による硬
化法等が用いられる。また、ポリメタクリル酸メチル等
の溶融賦形可能なプラスチックスをコア材とする場合
は、同心円状複合ノズルを用いる複合紡糸法によってコ
アの形成と同時にクラッドを形成することもできる。

【００１１】本発明の光ファイバにおいて、クラッド部
に含有させる光吸収剤は、可視光及び近赤外光領域のう
ちの特定波長域の光のみを吸収する光吸収剤であり、そ
の化学構造が特に限定されるものではなく、クラッドの
ポリマーに対する分散性が良好なるものが好ましく用い
られる。本発明の光ファイバにおいて、好ましく用いら
れる光吸収剤としては、例えば、ダイアレジン ブルー
４Ｇ（三菱化学社製）、カヤセット ブルー ＡＣ
Ｒ、カヤソーブ イエロー ２Ｇ、カヤソーブオレンジ
Ｇ、カヤソーブ イエロー Ａ−Ｇ、カヤソーブ イ
エロー Ｅ−Ｇ、カヤソーブ レッド Ｇ、カヤソーブ
レッド １３０、カヤソーブ レッドＢ（以上、日本
化薬社製）、ＭＳ イエロー ＨＤ−１８０、ＭＳ マ
ゼンタＨＭ−１４５０（以上、三井東圧染料社製）等が
挙げられ、これらは単独で又は二種以上組み合わせて用
いられる。

【００１２】これら光吸収剤の選択にあたっては、光の
特定波長域を光ファイバの通信波長付近に設定すること
によって少量の光吸収剤の含有で効果的に広伝送帯域化
を可能とすることできる。特に、６５０ｎｍの通信波長
に設定する場合は、６５０ｎｍを含む特定波長域に光の
吸収ピークを有する光吸収剤を用いることが好ましく、
例えば６００〜７００ｎｍの波長域に光の吸収ピークを
有するダイアレジンブルー ４Ｇ（三菱化学社製）、５
５０〜６５０ｎｍの波長域に光の吸収ピークを有するカ
ヤセット ブルー ＡＣＲ（日本化薬社製）が好ましく
用いられる。

【００１３】クラッド部へ光吸収剤を含有させるには、
メルトブレンド、ソルベントブレンド等の方法が適宜用
いられる。また、クラッドを紫外線硬化型樹脂により形
成する場合は、コーティングする硬化型樹脂溶液に光吸
収剤を添加する方法も用いられる。また、クラッド部が
複数層からなる場合は、その少なくとも一層に光吸収剤
が含有されていればよい。また、含有させる光吸収剤の
分散状態が不均一であると、伝送損失が増大するため、
クラッド部への光吸収剤の含有の際は、光吸収剤は、ク
ラッド内に均一に分散させることが望ましい。

【００１４】クラッド部への光吸収剤の含有量は、好ま
しくは０．００１〜０．０５重量％、より好ましくは
０．００５〜０．０１５重量％の範囲である。光吸収剤
の含有量が０．００１重量％未満では、広伝送帯域化が
十分に達成されず、０．０５重量％を超えると、伝送特
性の低下が大きくなる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。

【００１６】（実施例１）外径３０ｍｍの石英棒をカー
ボン抵抗加熱炉にて２０００℃に加熱し、外径２００μ
ｍ、屈折率１．４６のコアファイバに線引きした。一
方、硬化後の屈折率が１．４１となる紫外線硬化型シリ
コーン樹脂溶液（信越シリコーン社製ＯＦ１６２）に光
吸収剤としてダイアレジン ブルー ４Ｇ（三菱化学社
製）０．０１重量％を加え均一に混合してクラッド用コ
ーティング溶液を調製した。

【００１７】このクラッド用コーティング溶液をコーテ
ィング用ダイスを用いてコアファイバにコーティングし
た後、高圧水銀灯により紫外線照射して硬化しコア径２
００μｍ、ファイバ径２４０μｍのＳＩ型光ファイバを
得た。得られた光ファイバの１００ｍ、入射開口数０．
６５の条件における−３ｄＢの伝送帯域を浜松ホトニク
ス社製光サンプリングオシロスコープを用いてインパル
ス応答法により測定（１０２ｍ−２ｍカットバック、光
源：東芝社製半導体ＬＤ ＴＯＬＤ９４１０）したとこ
ろ、伝送帯域が１３２ＭＨｚであった。また３ｍｍＲ−
１８０度曲げにおける曲げ損失を測定（ファイバ長２
ｍ）したところ、曲げ損失が３．７ｄＢであった。

【００１８】（実施例２）実施例１で得たと同じコアフ
ァイバに、硬化後の屈折率が１．４１となる紫外線硬化
型シリコーン樹脂溶液（信越シリコーン社製ＯＦ１６
２）をコーティング用ダイスを用いてコーティングし、
高圧水銀灯により紫外線照射して硬化しコア径２００μ
ｍ、ファイバ径２２０μｍのポリマークラッドの有る光
ファイバを得た。得られた光ファイバに硬化後の屈折率
が１．３８となる紫外線硬化型フッ素樹脂溶液（大日本
インキ社製ＤＥＦＦＥＮＳＡ７７０２Ａ）に光吸収剤と
してダイアレジン ブルー ４Ｇ（三菱化学社製）０．
０１重量％を加え均一に混合してなるクラッド用コーテ
ィング溶液をコーティング用ダイスを用いてコーティン
グした後、高圧水銀灯により紫外線照射してコア径２０
０μｍ、ファイバ径２４０μｍのクラッドが二層のＳＩ
型光ファイバを得た。得られた光ファイバの特性を実施
例１と同様にして測定したところ、伝送帯域が１１５Ｍ
Ｈｚ、曲げ損失が３．２ｄＢであった。

【００１９】（実施例３）実施例２において、硬化後の
屈折率が１．３８となる紫外線硬化型フッ素樹脂溶液
（大日本インキ社製ＤＥＦＦＥＮＳＡ７７０２Ａ）を、
硬化後の屈折率が１．４１となる紫外線硬化型シリコー
ン樹脂溶液（信越シリコーン社製ＯＦ１６２）に代えた
以外は、実施例２と同様にして、ＳＩ型光ファイバを得
た。得られた光ファイバについて実施例１と同様にして
測定した伝送帯域、曲げ損失を表１に示した。

【００２０】（実施例４、比較例１〜２）クラッドの構
成、使用する光吸収剤を表１に示すように変更し、実施
例１と同様にして、ＳＩ型光ファイバを得た。得られた
光ファイバについての実施例１と同様にして測定した伝
送帯域、曲げ損失を表１に示した。

【００２１】

【表１】

【００２２】（実施例５）コア材としてポリメタクリル
酸メチル（屈折率１．４９）、クラッド材としてフッ化
ビニリデン／テトラフルオロエチレンコポリマー（８０
／２０モル％、屈折率１．４１）９９．９９重量％と光
吸収剤のカヤセット ブルー ＡＣＲ（日本化薬社製）
０．０１重量％とを２軸押出機により混合した混合物を
用い、クラッド材が外層に配置される同心円状複合ノズ
ルを用いて溶融複合紡糸法により紡糸し、コア径９６０
μｍ、ファイバ径１ｍｍのＳＩ型プラスチック光ファイ
バを得た。得られた光ファイバの特性を実施例１と同様
にして測定したところ、伝送帯域が１０３ＭＨｚであ
り、１０ｍｍＲ−１８０度曲げにおける曲げ損失が１．
７ｄＢであった。

【００２３】（実施例６）コア材としてポリメタクリル
酸メチル（屈折率１．４９）、第１クラッド材としてフ
ッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレンコポリマー
（８０／２０モル％、屈折率１．４１）、第２クラッド
材としてフッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレンコ
ポリマー（８０／２０モル％、屈折率１．４１）９９．
９９重量％と光吸収剤のカヤセット ブルー ＡＣＲ
（日本化薬社製）０．０１重量％とを２軸押出機により
混合した混合物を用い、第２クラッド材が最外層に配置
される同心円状複合ノズルを用いて溶融複合紡糸法によ
り紡糸し、コア径９６０μｍ、第１、第２クラッドの厚
さが各１０μｍ、ファイバ径１ｍｍのクラッドが二層の
ＳＩ型プラスチック光ファイバを得た。得られた光ファ
イバの特性を実施例１と同様にして測定したところ、伝
送帯域が９６ＭＨｚであり、１０ｍｍＲ−１８０度曲げ
における曲げ損失が１．６ｄＢであった。

【００２４】（実施例７）クラッドの構成、使用する光
吸収剤を表２に示すように変更し、実施例６と同様にし
て、ＳＩ型プラスチック光ファイバを得た。得られた光
ファイバについての実施例６と同様にして測定した伝送
帯域、曲げ損失を表２に示した。

【００２５】（比較例３〜４）クラッドの構成、使用す
る光吸収剤を表２に示すように変更し、実施例５と同様
にして、ＳＩ型プラスチック光ファイバを得た。得られ
た光ファイバについての実施例５と同様にして測定した
伝送帯域、曲げ損失を表２に示した。

【００２６】

【表２】

【００２７】

【発明の効果】本発明の光ファイバは、マルチモードの
ポリマークラッドのＳＩ型光ファイバであって、広伝送
帯域を有し、かつ曲げ損失等の低下のない実用特性に優
れたものであり、ＦＡ、ＯＡ等での機器間のＬＡＮ等の
分野での光ファイバによる情報伝達に有用なるものであ
る。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリマークラッドを有するＳＩ型光ファ
   イバにおいて、クラッド部に可視光及び近赤外光領域の
   うちの特定波長域の光のみを吸収する光吸収剤を含有さ
   せたことを特徴とする光ファイバ。
2. 【請求項２】 光吸収剤が、６００〜７００ｎｍの波長
   域に光の吸収ピークを有する光吸収剤である請求項１記
   載の光ファイバ。
3. 【請求項３】 光ファイバのコア材がプラスチックであ
   る請求項１又は請求項２記載の光ファイバ。
4. 【請求項４】 プラスチックがポリメタクリル酸メチル
   を主成分とするプラスチックである請求項３記載の光フ
   ァイバ。
5. 【請求項５】 光ファイバのコア材が石英ガラスである
   請求項１又は請求項２記載の光ファイバ。