JPH11189438A

JPH11189438A - 耐放射線光ファイバの製造方法

Info

Publication number: JPH11189438A
Application number: JP9366683A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Arai; 慎一荒井; Takeshi Yagi; 健八木; Yoshihisa Suzuki; 好久鈴木
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1997-12-26
Filing date: 1997-12-26
Publication date: 1999-07-13

Abstract

(57)【要約】【課題】光ファイバを延伸後再加熱する必要なく、従
って光ファイバの破断や外径の変動を抑制し、且つ耐放
射線性を長期にわたって維持することができる耐放射線
光ファイバを製造する。【解決手段】光ファイバ用プリフォーム１を線引き炉
１２で溶融延伸して所定外径で形成されたガラスファイ
バ２が冷却される前にガス拡散チャンバー１４内でガラ
スファイバ２中に水素分子を拡散して溶存させ、その後
直ちに熱ＣＶＤ炉１６で耐水素ハーメチック性の高いカ
ーボン層を被覆し、更にこのカーボン層の上に耐熱性金
属層を被覆する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原子力発電所等の
ように放射線雰囲気と高温雰囲気との下で使用される光
ファイバの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】石英ガラス型の光ファイバは、放射線雰
囲気の下に晒されると、屈折率を制御する目的で添加さ
れているＧｅ等のドーパントや光ファイバの製造工程中
で除去しきれないで残存するＣｌ等の不純物によって紫
外線域及び可視光線域で光学吸収が生ずることが知られ
ている。このような問題を解決するために、光ファイバ
中のＧｅ等のドーパントを減らしたり、製造工程中に残
存するＣｌ等の不純物を低減して光ファイバのコア部を
純粋石英化することが行われている。しかし、これらの
方法でも石英ガラスが放射線雰囲気の下で生じる光学吸
収欠陥による伝送損失の増加を抑制するのに限界があっ
た。

【０００３】このような欠点を改善するために、光ファ
イバ中に水素分子を添加し、この水素分子が光ファイバ
から飛散しないようにカーボンの如きハーメチック性の
高い被覆を施して形成された耐放射線光ファイバ（特開
平１−２４１５０５号公報参照）や水素ガス雰囲気中で
光ファイバの上に金属被覆層を施することによって光フ
ァイバ中に水素分子を添加し、その後光ファイバ中の水
素分子を熱処理して形成された耐放射線光ファイバ（特
願平４−３４２４４６号公報参照）が提案されている。

【０００４】光ファイバ中に添加された水素分子は、放
射線の照射によって光ファイバのガラス中に発生する光
学吸収欠陥と反応してこの欠陥を水酸基化させて紫外線
域及び可視光線域での伝送損失の増加を抑制する機能を
有する。しかし、これらの従来技術では、光ファイバ用
プリフォームを溶融延伸し所定外径の光ファイバを形成
した後、この光ファイバを加熱炉で再加熱しつつ水素分
子を吸入するか（特開平１−２４１５０５号公報）、こ
の光ファイバを水素雰囲気下でアルミニウム又はニッケ
ル等の金属被覆層を施し、その後加熱して水素処理する
ので、水素分子を光ファバに添加するための特別の加熱
処理が必要となる。従って、設備が大掛かりとなって不
経済である上に、光ファイバは所定外径で形成された後
再加熱されるので、光ファイバの強度劣化により光ファ
イバが破断したり外径が変動する虞があった。

【０００５】また、水素分子が添加された光ファイバの
上に水素分子の飛散を防止するためにカーボン等の耐水
素ハーメチック層が被覆されても、通常はハーメチック
層上にウレタンアクリレート系樹脂等の生産性の高い材
料を被覆するので、光ファイバが高温雰囲気と放射線雰
囲気の下で用いられると、ハーメチック層上に設けられ
ているウレタンアクリレート系樹脂等の被覆層が劣化
し、それに伴いハーメチック層が部分的に劣化するた
め、水素分子飛散防止機能を喪失することになる。これ
を防止するために、このハーメチック層の上にシリコー
ン樹脂被覆を施しているが（特願平１−２４１５０５号
公報）、このシリコーン樹脂被覆もウレタンアクリレー
ト系の被覆に比べて耐熱性、耐放射線性に優れているも
のの、上記の雰囲気の下では徐々に劣化が進行するの
で、ハーメチック層を充分に保護することができなかっ
た。

【０００６】更に、光ファイバ上に水素雰囲気下でアル
ミニウム又はニッケル等の金属被覆層が施されると（特
願平４−３４２４４６号公報）、金属被覆層の高い耐熱
性と機械的強度とによって光ファイバの耐熱性と機械的
強度を向上することができるが、金属被覆層は、水素分
子の飛散防止機能が低いため、耐放射線性が時間の経過
と共に低下する欠点があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、所定の外径に形成された光ファイバを再加
熱する必要なく、従って設備が大掛かりとなることがな
く、光ファイバの破断や外径の変動を抑制し、且つ耐放
射線性を長期にわたって維持することができ、高い耐熱
性と機械的強度とを有する光ファイバを製造する方法を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の課題解決
手段は、水素分子が添加されたガラスファイバとこのガ
ラスファイバから水素分子が飛散するの防止するために
ガラスファイバに被覆された耐水素ハーメチック性の高
いカーボン層とから成る耐放射線光ファイバを製造する
方法であって、光ファイバ用プリフォームを溶融延伸し
て所定外径で形成されたガラスファイバが冷却される前
にガラスファイバ中に水素分子を拡散して溶存させ、そ
の後直ちに耐水素ハーメチック性の高いカーボン層を被
覆し、更にカーボン層の上に耐熱性金属層を被覆したこ
とを特徴とする耐放射線光ファイバの製造方法を提供す
ることにある。

【０００９】本発明の第２の課題解決手段は、水素分子
が添加されたガラスファイバとこのガラスファイバから
水素分子が飛散するの防止するためにガラスファイバに
被覆された耐水素ハーメチック性の高いカーボン層とか
ら成る耐放射線光ファイバを製造する方法であって、光
ファイバ用プリフォームを溶融延伸する前又は溶融延伸
している間にこのプリフォームに水素分子を拡散溶存さ
せ、このプリフォームを溶融延伸して所定外径のガラス
ファイバを形成した後直ちに耐水素ハーメチック性の高
いカーボン層を被覆し、更にこのカーボン層の上に耐熱
性金属層を被覆したことを特徴とする耐放射線光ファイ
バの製造方法を提供することにある。

【００１０】本発明の第３の課題解決手段は、水素分子
が添加されたガラスファイバとこのガラスファイバから
水素分子が飛散するの防止するためにガラスファイバに
施された耐水素ハーメチック性の高いカーボン被覆とか
ら成る耐放射線光ファイバを製造する方法であって、光
ファイバ用プリフォームを溶融延伸する前又は溶融延伸
している間にこのプリフォームに水素分子を拡散させ、
このプリフォームを溶融延伸して所定外径のガラスファ
イバを形成した後であってガラスファイバが冷却される
前に更に水素分子を拡散して溶存させ、その後直ちに耐
水素ハーメチック性の高いカーボン層を被覆し、更にこ
のカーボン層の上に耐熱性金属層を被覆したことを特徴
とする耐放射線光ファイバの製造方法を提供することに
ある。

【００１１】このように、光ファイバ中に水素分子を拡
散して溶存させるために光ファイバ用プリフォームに予
め水素分子を拡散溶存させるかこのプリフォームを溶融
延伸（紡糸）して光ファイバを形成した後であってその
冷却前の熱を利用して光ファイバに水素分子を拡散溶存
させるので、光ファイバの延伸後に特別の加熱処理が必
要なく、従って、設備が大型化することがなく経済的で
ある上に、光ファイバは再加熱しないのでその破断や外
径変動を生ずる虞がない。

【００１２】また、カーボン層の上に高い耐熱性と高い
機械的強度を有する金属被覆層を有するので、被覆層の
劣化に伴ったカーボン層の劣化が生ずることがなく、光
ファイバの耐放射線性を長期に渡って維持することがで
きる上に、光ファイバに高い耐熱性と高い機械的強度と
を付与することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して詳細に述べると、図１は本発明の１つの実施の形態
によって耐放射線光ファイバを製造する方法を実施する
のに適した装置を系統的に示し、図１に示すように、フ
ァイバ用プリフォーム（光ファイバ母材）１を線引き炉
１２に入れてこのプリフォーム１を溶融延伸（紡糸）し
て所定外径のガラスファイバ２を形成し、この線引き炉
１２のすぐ下流側にガス拡散チャンバー１４にガラスフ
ァイバ２を通過させる。

【００１４】このガス拡散チャンバー１４内でガラスフ
ァイバ２が冷却される前にこのガラスファイバ２中に水
素分子（水素ガス）を拡散させる。ガラスファイバ２中
に拡散された水素分子は、まだ冷却されていないガラス
ファイバ２中に溶存される。ガス拡散チャンバー１４に
は水素ガスと共に窒素ガス等のシール用不活性ガスを導
入してガラスファイバ２を外気から保護する。ガス拡散
チャンバー１４は、図２に示すように、下方に水素ガス
導入口１６を有し、また上下に不活性ガス投入口１８
Ａ、１８Ｂを有し、上方の不活性ガス投入口１８Ａ付近
に余剰ガス排出口２０を有する。尚、このガス拡散チャ
ンバー１４の長さＬは、ガラスファイバー２が通過する
間にこのガラスファイバー２に水素分子が浸透して拡散
するのに充分な程度にすることが要求され、この長さ
は、クラッド外径が１２５μｍで、線引き速度が３〜４
ｍ／ｓｅｃ．の時には、通常は５００ｍｍに設定され
る。

【００１５】このようにして水素分子が拡散されて溶存
されたガラスファイバ２は、ガス拡散チャンバー１４の
すぐ下流側に配置された熱ＣＶＤ反応炉２２に導入され
てガラスファイバ２の上に耐水素ハーメチック性の高い
カーボン層３を被覆する（図４（Ａ）参照）。この熱Ｃ
ＶＤ反応炉２２は、Ｃ₂ Ｈ₈ 等の炭化水素原料の熱分解
反応によりガラスファイバ２の上にカーボンを堆積して
カーボン層３を被覆する。

【００１６】その後、カーボン層３が被覆されたガラス
ファイバ２は、ファイバ外径測定器２４及び冷却筒２６
を通過した後、紫外線硬化樹脂のコーティングダイス２
８Ａと紫外線ランプ３０Ａとの第１の組合せ、同じく紫
外線硬化樹脂のコーティングダイス２８Ｂと紫外線ラン
プ３０Ｂとの第２の組合せ等の１乃至数段の紫外線硬化
樹脂被覆装置３２に供給してカーボン層３の上に紫外線
硬化樹脂層４を被覆する（図４（Ａ）参照）。図示の形
態では、紫外線硬化樹脂被覆装置３２の第２段の紫外線
ランプ３０Ｂの下流側には更に他の紫外線ランプ３０Ｃ
が設置されている。このようにしてカーボン層３及び紫
外線硬化樹脂層４が被覆されたガラスファイバ２は、キ
ャプスタン３４を経て巻取りボビン３６に一旦巻取られ
る。

【００１７】次いで、このようにしてカーボン層３及び
紫外線硬化樹脂層４が被覆されて巻取りボビン３６に巻
取られたガラスファイバ２は、図３に示す金属層被覆装
置３８に搬送される。この金属層被覆装置３８は、紫外
線硬化樹脂層４を膨潤する膨潤槽４０と、この膨潤槽４
０から導出されるガラスファイバ２から膨潤された紫外
線硬化樹脂層４を剥離する剥離ローラ４２と、この剥離
ローラ４２によって紫外線硬化樹脂層４が剥離されてカ
ーボン層３が露出したガラスファイバ２を洗浄する超音
波洗浄槽４４と、洗浄されたガラスファイバ２上のカー
ボン層３の上に金属メッキを施すメッキ槽４６とから成
っている。メッキ槽４６は、電極ローラ４８を含み、こ
のメッキ槽４６で金属メッキが施されて耐熱性金属層５
がカーボン層３の上に被覆されて耐放射線光ファイバ６
を完成する（図４（Ｂ）参照）。尚、図３中符号５２は
超音波洗浄槽４４内の超音波振動子、符号５４はポン
プ、符号４Ａは剥離ローラ４２によって剥離された紫外
線硬化樹脂層４の剥離物をそれぞれ示す。

【００１８】このようにして製造された耐放射線光ファ
イバ６は、電極ローラ４８を経て巻取りボビン５０に巻
取られる。耐熱性金属層５は、光ファイバ６に耐熱性と
機械的強度とを付与すると共に、カーボン層３の水素分
子飛散防止機能を阻害しないように保護する機能を有す
る。

【００１９】このように、光ファイバ６中に水素分子を
拡散して溶存させるために光ファイバの延伸後で冷却前
の熱を利用すると、延伸後に特別の加熱処理が必要な
く、また光ファイバは再加熱しないので水素分子の拡散
溶存時に光ファイバが破断したり外径が変動したりする
ことがない。

【００２０】また、カーボン層３の上に高い耐熱性と高
い機械的強度を有する耐熱性金属層５がカーボン層３を
保護してその水素分子飛散防止機能を保持するので、光
ファイバ６の耐放射線性を長期に渡って維持することが
できる。

【００２１】上記実施の形態では、ガラスファイバ２が
冷却される前の熱を利用してガラスファイバに水素分子
を拡散溶存しているので、延伸後に光ファイバを再加熱
する必要がないが、予め光ファイバ用プリフォーム１を
加熱しながら水素分子を加圧して拡散溶存させた後に、
このプリフォーム１をて図１の線引き炉１２に投入し、
所定外径のガラスファイバ２を形成してもよいし、また
線引き炉１２内に水素ガスを送給してプリフォーム１を
溶融延伸している間にプリフォーム１又は所定外径に延
伸された光ファイバ２に水素分子を拡散溶存させてもよ
い。この場合も延伸後の所定外径のガラスファイバ２を
再加熱する必要がない。また、予め光ファイバ用プリフ
ォームを加熱しながら水素分子を加圧して拡散溶存させ
た後に、このプリフォームを図１の線引き炉１２に投入
し、所定外径のガラスファイバ２を形成するか、線引き
炉１２内に水素ガスを送給してプリフォーム１を溶融延
伸している間にプリフォーム１に水素分子を拡散溶存さ
せ、このプリフォームを延伸して所定外径のガラスファ
イバ２を形成した後であってその冷却前に図１のガス拡
散チャンバー１４で更に水素分子を拡散溶存してもよ
い。尚、予め光ファイバ用プリフォーム１に水素分子を
拡散溶存させた後、これを延伸して所定外径のガラスフ
ァイバ２を形成し、その後は水素分子を拡散溶存させる
ことなく、耐水素ハーメチック性のカーボン層３を被覆
する場合には、ガス拡散チャンバー１４には不活性ガス
のみを流し込んでガラスファイバ２を外気から保護す
る。

【００２２】

【実施例】次に、本発明の幾つかの実施例を比較例と共
に図１、図３及び表１乃至６を参照して以下に詳細に述
べる。表１は、実施例１と比較例１乃至４の製造条件を
示しており、表２は、実施例２乃至４の製造条件を示し
ており、表３は、実施例５乃至７の製造条件を示してい
る。また、表４は、実施例１と比較例１乃至４の特性試
験の結果を示しており、表５は、実施例２乃至４の特性
試験の結果を示しており、表６は、実施例５乃至７の特
性試験の結果を示している。この特性試験は、光ファイ
バを３００℃の高温雰囲気で４Ｇｙ／ｈｒの線量率で２
５０ｈｒ継続して合計１０００Ｇｙのγ線を照射して行
った。γ線照射後の伝送損失増加量は、照射終了時の波
長λ＝４００ｎｍ、６００ｎｍ及び８５０ｎｍにおいて
測定した。また平均引っ張り破断強度は、標点間距離５
ｍ、引っ張り速度５％／ｍｉｎ．、気温２５℃、湿度６
０％の雰囲気で測定された。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【表２】

【００２５】

【表３】

【００２６】

【表４】

【００２７】

【表５】

【００２８】

【表６】

【００２９】（実施例１）純粋石英のコア部と屈折率を
低減させるためにフッ素がドープされた石英のクラッド
部とから成る光ファイバ用プリフォーム（母材）１を図
１の装置の線引き炉１２に入れた。線引き炉１２は、約
１９００℃の温度に維持され、この線引き炉１２は、こ
の温度の下でプリフォーム１を溶融延伸してファイバ外
径が１２５μｍのガラスファイバ２を４ｍ／ｓｅｃ．の
紡糸速度で形成した。ガス拡散チャンバー１４内には
１．０気圧の水素ガス１００％が導入されており、線引
き炉１２から導出されたガラスファイバ２は、このガス
拡散チャンバー１４を通過し、その際にガラスファイバ
２に水素分子が拡散され溶存される。この水素分子の拡
散溶存は、ガラスファイバ２が線引き炉１２から導出し
て未だ冷却される前の熱を利用して行われる。このよう
にして水素分子が拡散され溶存されたガラスファイバ２
は、このガス拡散チャンバー１４の直下に配置された熱
ＣＶＤ炉２２内に供給される。熱ＣＶＤ炉２２にはカー
ボン層３の原料である炭化水素ガスを高温雰囲気中に
０．２リットル／ｍｉｎ．の流速で供給してガラスファ
イバ２の表面にカーボン層３を堆積する。このカーボン
層３は、約６０ｎｍの厚みで形成された。次に、カーボ
ン層３を有するガラスファイバ２は、ファイバ外径測定
器２４を経て冷却筒２６に供給され、この冷却筒２６を
通過する間に室温に冷却される。その後、ガラスファイ
バ２は、２段の紫外線硬化樹脂被覆装置３２を通過して
外径が１７０μｍとなるように紫外線硬化樹脂層４を被
覆し、巻取りドラム３６に巻取り、この巻取りドラム３
６を図３に示す金属層被覆装置３８に搬送した。金属層
被覆装置３８は、繰り出しドラム（巻取りドラム３６）
から繰り出されるガラスファイバ２の表面の紫外線硬化
樹脂層４を膨潤槽４０で膨潤し、剥離ローラ４２で紫外
線硬化樹脂層４を剥離してカーボン層３を露出する。カ
ーボン層３が露出されたガラスファイバ２を超音波洗浄
槽４４で超音波洗浄した後、メッキ槽４６に供給する。
メッキ槽４６ではカーボン層３の上に約５μｍの厚みで
電解Ｎｉメッキを施し、耐熱金属層５を形成して耐放射
線光ファイバ６を製造した（図４（Ｂ）参照）。

【００３０】この実施例１によって耐放射線光ファイバ
を製造する際の製造条件は、表１にまとめて示され、ま
たこの方法によって製造された耐放射線光ファイバの特
性試験の結果は表４に示されている。表４から解るよう
に、実施例１によって製造された光ファイバのγ線照射
後の伝送損失増加量は僅かであり、またこの光ファイバ
の平均引っ張り強度は、γ線照射前後で殆ど差がない。

【００３１】（比較例１）比較例１の製造条件が表１に
示されており、この表１から解るように、ガス拡散チャ
ンバー１４内でガラスファイバ２に水素分子を拡散しな
かったことを除いて実施例１と同じ条件で光ファイバを
製造した。表４から解るように、γ線照射前後の平均引
っ張り破断強度には殆ど差がなかったが、γ線照射後の
伝送損失増加量は著しく大きかった。これはガラスファ
イバに水素分子が添加されなかったためである。尚、平
均引っ張り破断強度に差がないのはカーボン層の上に電
解Ｎｉメッキの耐熱性金属層を有するからである。

【００３２】（比較例２）表１から解るように、カーボ
ン層の上に耐熱金属層ではなく、ポリイミド層を被覆し
たことを除いて実施例１と同じ条件で光ファイバを製造
した。表４から解るように、γ線照射後の伝送損失増加
量は少なかったが、γ線照射前後の平均引っ張り破断強
度はγ線照射前後で大きな差があった。尚、ポリイミド
層を有する光ファイバの外径は１４５μｍであった。γ
線照射前後の平均引っ張り破断強度の低下は、耐熱性金
属層を使用しなかったことによる。

【００３３】（比較例３）表１から解るように、水素分
子が添加されたガラスファイバの上にカーボン層を被覆
していないことを除いて実施例１と同じ条件で光ファイ
バを製造した。表４から解るように、γ線照射前後の平
均引っ張り破断強度には殆ど差がなかったが、γ線照射
後の伝送損失増加量は著しく大きかった。これはガラス
ファイバに水素分子が添加されたが、ガラスファイバの
上にカーボン層を被覆しなかったので水素分子がガラス
ファイバの外へ拡散したためである。

【００３４】（比較例４）表１から解るように、水素分
子が添加されたガラスファイバの上にカーボン層を被覆
していないことと電解Ｎｉメッキの耐熱金属層に代えて
半田メッキの金属層を被覆したことを除いて実施例１と
同じ条件で光ファイバを製造した。表４から解るよう
に、γ線照射後の伝送損失増加量が増加した。また、γ
線照射前後の平均引っ張り破断強度に大きな差があっ
た。これは半田メッキの金属層は耐熱性が低いためであ
る。

【００３５】（実施例２）表２から解るように、予め水
素分子が拡散された光ファイバ用プリフォームを用いる
が、ガス拡散チャンバーでは水素分子を拡散しないこと
を除いて実施例１と同じ条件で光ファイバを製造した。
尚、プリフォームへの水素分子の拡散は、外径１５ｍｍ
の母材を５０℃の温度の下で水素ガスを１０気圧に維持
した加圧炉にプリフォームを５００時間保持して行われ
た。この実施例２では、プリフォーム自体に水素分子が
添加されているので、このプリフォームを線引きして形
成されたガラスファイバには水素分子を添加しなかっ
た。表５から解るように、γ線照射後の伝送損失増加量
が少ないし、γ線照射前後の平均引っ張り破断強度にも
殆ど差がなかった。

【００３６】（実施例３）表２から解るように、実施例
２と同様に予め水素分子が拡散された光ファイバ用プリ
フォームを用いるが、更にガス拡散チャンバーでガラス
ファイバにも水素分子を拡散したことを除いて実施例１
と同じ条件で光ファイバを製造した。表５から解るよう
に、この実施例による光ファイバでは、γ線照射後の伝
送損失増加量が少ないし、γ線照射前後の平均引っ張り
破断強度にも殆ど差がなかった。

【００３７】（実施例４）表２から解るように、実施例
３の電解Ｎｉメッキの耐熱性金属層に代えて無電解Ａｕ
メッキ層を被覆したことを除いて実施例３と同じ条件で
光ファイバを製造した。表５から解るように、この実施
例４による光ファイバでは、γ線照射後の伝送損失増加
量が少ないし、γ線照射前後の平均引っ張り破断強度に
も殆ど差がなかった。

【００３８】（実施例５）表３から解るように、実施例
３の電解Ｎｉメッキの耐熱性金属層に代えて電解Ｃｒメ
ッキの耐熱性金属層を被覆したことを除いて実施例３と
同じ条件で光ファイバを製造した。表６から解るよう
に、この実施例５による光ファイバでは、γ線照射後の
伝送損失増加量が少ないし、γ線照射前後の平均引っ張
り破断強度にも殆ど差がなかった。

【００３９】（実施例６）表３から解るように、実施例
３の約５μｍの厚みの電解Ｎｉメッキの耐熱性金属層に
代えて約３μｍの厚みの電解Ｎｉメッキの上に約２μｍ
の厚みの電解Ｃｒメッキを施して耐熱性金属層を被覆し
たことを除いて実施例３と同じ条件で光ファイバを製造
した。表６から解るように、この実施例５による光ファ
イバでは、γ線照射後の伝送損失増加量が少ないし、γ
線照射前後の平均引っ張り破断強度にも殆ど差がなかっ
た。

【００４０】（実施例７）表３から解るように、実施例
３の電解Ｎｉメッキの耐熱性金属層に代えて溶融Ａｌを
約１５μｍの厚みでディップ法によって塗布し硬化して
耐熱性金属層を被覆したことを除いて実施例３と同じ条
件で光ファイバを製造した。表６から解るように、この
実施例５による光ファイバでは、γ線照射後の伝送損失
増加量が少ないし、γ線照射前後の平均引っ張り破断強
度にも殆ど差がなかった。

【００４１】上記の実施例１乃至７と比較例１乃至４と
を比較して解るように、ガラスファイバに水素分子を拡
散（添加）し、このガラスファイバにカーボン層を被覆
すると、光ファイバに放射線を照射しても、伝送損失の
増加を抑制することができる。特に、カーボン層の上に
金属メッキ又は溶融金属の塗布によって耐熱性金属層を
被覆すると、高温雰囲気の下でも耐放射線性を維持する
ことができる。

【００４２】注目すべきことであるが、ガラスファイバ
に水素分子を拡散するために、光ファイバ用プリフォー
ムを溶融延伸してガラスファイバを形成した直後の冷却
前にその熱を利用してガラスファイバに水素分子を拡散
溶存させるか、溶融延伸前の光ファイバ用プリフォーム
に予め水素分子を拡散するか、その両方を併用している
ので、ガラスファイバを所定の外径に線引きした後に、
再加熱する必要がなく、従って再加熱用の設備が不要と
なる上に所定の外径に形成されたガラスファイバが再加
熱によって破断又は外径変動を生ずることがない。

【００４３】尚、上記実施例では、耐熱性金属層は、メ
ッキ又はディップ法によって形成したが、それ以外に蒸
着、有機金属化合反応その他適宜の手段によって形成し
てもよい。ただし、使用すべき金属は、光ファイバが布
設される環境温度よりも高い融点を有するものであるこ
とが要求され、またこの環境温度によってピンホール等
の欠陥が生ずることがないものであることが要求され
る。従って、上記実施例で掲げられた約５μｍの厚みの
Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕや合計で約５μｍのＮｉとＣｒとの複
数層構造のものが好適である。

【００４４】更に上記実施の形態及び実施例では、溶融
延伸前の光ファイバ用プリフォームに予め水素分子を拡
散させる場合について述べたが、線引き炉に水素ガスを
送給してプリフォームを溶融延伸している間にプリフォ
ームに水素分子を拡散溶存させてもよい。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、上記のように、光ファ
イバ中に水素分子を拡散して溶存させるために光ファイ
バ用プリフォームに溶融延伸前又は溶融延伸中に水素分
子を拡散溶存させるか、このプリフォームを延伸して光
ファイバを形成した後であってその冷却前の熱を利用し
て光ファイバに水素分子を拡散溶存させるので、光ファ
イバの延伸後に特別の加熱処理が必要なく、従って、設
備が大型化することがなく経済的である上に、光ファイ
バは再加熱しないので光ファイバが破断したり外径が変
動する虞がない。

【００４６】また、カーボン層の上に高い耐熱性と高い
機械的強度を有する金属被覆層を有するので、カーボン
層が破壊されることがなく、光ファイバの耐放射線性を
長期に渡って維持することができる上に、光ファイバに
高い耐熱性と高い機械的強度とを付与することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る耐放射線光ファイバの製造方法に
用いられる装置の概略系統図である。

【図２】図１の装置に用いられるガス拡散チャンバーの
詳細図である。

【図３】図１の装置で得られた紫外線硬化樹脂層を有す
るガラスファイバの紫外線硬化樹脂層を剥離し、カーボ
ン層の上に耐熱金属層を被覆する装置の概略系統図であ
る。

【図４】本発明の方法によって光ファイバの処理過程を
示し、同図（Ａ）は紫外線硬化樹脂層を有するガラスフ
ァイバの横断面図、同図（Ｂ）は本発明の方法によって
完成された耐放射線光ファイバの横断面図である。

【符号の説明】

１光ファイバ用プリフォーム（光ファイバ母材）２ガラスファイバ３耐水素ハーメチック性の高いカーボン層４紫外線硬化樹脂層５耐熱性金属層６耐放射線光ファイバ１２線引き炉１４ガス拡散チャンバー１６水素ガス導入口１８Ａ不活性ガス投入口１８Ｂ不活性ガス投入口２０余剰ガス排出口２２熱ＣＶＤ反応炉２４ファイバ外径測定器２６冷却筒２６２８Ａ紫外線硬化樹脂のコーティングダイス２８Ｂ紫外線硬化樹脂のコーティングダイス３０Ａ紫外線ランプ３０Ｂ紫外線ランプ３０Ｃ紫外線ランプ３２紫外線硬化樹脂被覆装置３４キャプスタン３６巻取りボビン３８金属層被覆装置４０膨潤槽４２剥離ローラ４４超音波洗浄槽４６メッキ槽４８電極ローラ５０巻取りボビン５２超音波振動子５４ポンプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水素分子が添加されたガラスファイバと
前記ガラスファイバから前記水素分子が飛散するの防止
するために前記ガラスファイバに被覆された耐水素ハー
メチック性の高いカーボン層とから成る耐放射線光ファ
イバを製造する方法であって、光ファイバ用プリフォー
ムを溶融延伸して所定外径で形成されたガラスファイバ
が冷却される前に前記ガラスファイバ中に水素分子を拡
散して溶存させ、その後直ちに前記耐水素ハーメチック
性の高いカーボン層を被覆し、更に前記カーボン層の上
に耐熱性金属層を被覆したことを特徴とする耐放射線光
ファイバの製造方法。
【請求項２】水素分子が添加されたガラスファイバと
前記ガラスファイバから前記水素分子が飛散するの防止
するために前記ガラスファイバに被覆された耐水素ハー
メチック性の高いカーボン層とから成る耐放射線光ファ
イバを製造する方法であって、光ファイバ用プリフォー
ムを溶融延伸する前又は溶融延伸中に前記プリフォーム
に水素分子を拡散させ、前記プリフォームを溶融延伸し
て所定外径のガラスファイバを形成し、その後直ちに前
記耐水素ハーメチック性の高いカーボン層を被覆し、更
に前記カーボン層の上に耐熱性金属層を被覆したことを
特徴とする耐放射線光ファイバの製造方法。
【請求項３】水素分子が添加されたガラスファイバと
前記ガラスファイバから前記水素分子が飛散するの防止
するために前記ガラスファイバに施された耐水素ハーメ
チック性の高いカーボン被覆とから成る耐放射線光ファ
イバを製造する方法であって、光ファイバ用プリフォー
ムを溶融延伸する前又は溶融延伸中に前記プリフォーム
に水素分子を拡散させ、前記プリフォームを延伸して所
定外径のガラスファイバを形成した後であって前記ガラ
スファイバが冷却される前に更に水素分子を拡散して溶
存させ、その後直ちに前記耐水素ハーメチック性の高い
カーボン層を被覆し、更に前記カーボン層の上に耐熱性
金属層を被覆したことを特徴とする耐放射線光ファイバ
の製造方法。