JPH1152147A - 多段階屈折率分布多心プラスチック光ファイバ - Google Patents
多段階屈折率分布多心プラスチック光ファイバInfo
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- JPH1152147A JPH1152147A JP9205117A JP20511797A JPH1152147A JP H1152147 A JPH1152147 A JP H1152147A JP 9205117 A JP9205117 A JP 9205117A JP 20511797 A JP20511797 A JP 20511797A JP H1152147 A JPH1152147 A JP H1152147A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大口径で取り扱い易く、広伝送帯域のプラス
チック光ファイバを提供する。 【解決手段】 多段階屈折率分布を有する多数の心線６
を最外層５において融着一体化した多心プラスチック光
ファイバとする。
チック光ファイバを提供する。 【解決手段】 多段階屈折率分布を有する多数の心線６
を最外層５において融着一体化した多心プラスチック光
ファイバとする。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、パソコンや、オー
ディオビジュアル機器、交換機、電話、ＯＡ機器ＦＡ機
器などの機器に近接した部分に設置される可動な光通信
伝送媒体として、或いは、光電スイッチの光ファイバセ
ンサーユニットなどとして使用されるプラスチック光フ
ァイバに関する。
ディオビジュアル機器、交換機、電話、ＯＡ機器ＦＡ機
器などの機器に近接した部分に設置される可動な光通信
伝送媒体として、或いは、光電スイッチの光ファイバセ
ンサーユニットなどとして使用されるプラスチック光フ
ァイバに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の通信用多心プラスチック光ファイ
バとしては、屈折率の高い透明な芯樹脂からなる複数本
の芯繊維の周りを鞘樹脂でとり囲み一まとめにした多芯
プラスチック光ファイバか、または、芯繊維の各々を同
心円状に鞘樹脂で取り囲み鞘層となし、さらにそれらを
第３の樹脂で取り囲んで一まとめにした多心プラスチッ
ク光ファイバが使用されていた。すなわち、個々の心線
は屈折率の高い芯と屈折率の低い鞘からなる１段の屈折
率差からなる１段ステップインデックス型多心プラスチ
ック光ファイバであった。
バとしては、屈折率の高い透明な芯樹脂からなる複数本
の芯繊維の周りを鞘樹脂でとり囲み一まとめにした多芯
プラスチック光ファイバか、または、芯繊維の各々を同
心円状に鞘樹脂で取り囲み鞘層となし、さらにそれらを
第３の樹脂で取り囲んで一まとめにした多心プラスチッ
ク光ファイバが使用されていた。すなわち、個々の心線
は屈折率の高い芯と屈折率の低い鞘からなる１段の屈折
率差からなる１段ステップインデックス型多心プラスチ
ック光ファイバであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の多心プラスチッ
ク光ファイバの信号伝送帯域を上げようとした場合、芯
樹脂と鞘樹脂の屈折率差を小さくし、プラスチック光フ
ァイバ心線の開口数を小さくする。しかし、このように
開口数が小さくなると、受光量が減少するという問題が
あった。一方、屈折率分布型のプラスチック光ファイバ
では、中程度の開口数でも伝送帯域を確保することがで
きるが、この場合、ファイバの直径を大きくしてプラス
チック光ファイバの特長である取扱性を上げようとする
と、曲げによる光量ロスが大きいという問題があった。
本発明は、大口径で取扱い易く、広伝送帯域のプラスチ
ック光ファイバの提供を課題とする。
ク光ファイバの信号伝送帯域を上げようとした場合、芯
樹脂と鞘樹脂の屈折率差を小さくし、プラスチック光フ
ァイバ心線の開口数を小さくする。しかし、このように
開口数が小さくなると、受光量が減少するという問題が
あった。一方、屈折率分布型のプラスチック光ファイバ
では、中程度の開口数でも伝送帯域を確保することがで
きるが、この場合、ファイバの直径を大きくしてプラス
チック光ファイバの特長である取扱性を上げようとする
と、曲げによる光量ロスが大きいという問題があった。
本発明は、大口径で取扱い易く、広伝送帯域のプラスチ
ック光ファイバの提供を課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、３層以上の同
心円多層構造を有し且つ屈折率が中心から外側に向かっ
て順次低くなる樹脂製の心線を７本以上、各心線の相対
的位置関係を保ったまま各心線の最外層において融着一
体化して大口径化してなることを特徴とする多段階屈折
率分布多心プラスチック光ファイバである。
心円多層構造を有し且つ屈折率が中心から外側に向かっ
て順次低くなる樹脂製の心線を７本以上、各心線の相対
的位置関係を保ったまま各心線の最外層において融着一
体化して大口径化してなることを特徴とする多段階屈折
率分布多心プラスチック光ファイバである。
【０００５】本発明においては、心線を構成する樹脂と
してメチルメタクリレート系樹脂が好ましく用いられ
る。また、心線を構成する樹脂のうち最外層を形成する
樹脂がビニリデンフロライド系樹脂であり、該最外層以
外の層を形成する樹脂がメチルメタクリレート系樹脂で
ある組み合わせも好ましく適用される。
してメチルメタクリレート系樹脂が好ましく用いられ
る。また、心線を構成する樹脂のうち最外層を形成する
樹脂がビニリデンフロライド系樹脂であり、該最外層以
外の層を形成する樹脂がメチルメタクリレート系樹脂で
ある組み合わせも好ましく適用される。
【０００６】また、本発明においては、各心線の屈折率
が心線の中心から半径方向にほぼ２次分布的に低くなっ
ていることが好ましい。
が心線の中心から半径方向にほぼ２次分布的に低くなっ
ていることが好ましい。
【０００７】さらに、本発明においては、最外層を第Ｎ
層（Ｎは３以上の整数）とした時、第１層〜第Ｎ−１層
の樹脂の光透過性が、各樹脂を芯とし、第Ｎ層の樹脂を
鞘としたステップインデックスプラスチック光ファイバ
の伝送損失値で表わした場合、６５０ｎｍの単色光に対
して、第１層〜第Ｎ−２層の各樹脂が２００ｄＢ／ｋｍ
以下であり、第Ｎ−１層の樹脂が３０００〜１００００
０ｄＢ／ｋｍであり、第１層〜第Ｎ−１層の各層間の屈
折率差が０．０１以下であり、第Ｎ−１層と第Ｎ層との
屈折率差が０．０２〜０．１５である場合に、後述する
曲げによる光ロスが最小限に抑えられるため好ましい。
層（Ｎは３以上の整数）とした時、第１層〜第Ｎ−１層
の樹脂の光透過性が、各樹脂を芯とし、第Ｎ層の樹脂を
鞘としたステップインデックスプラスチック光ファイバ
の伝送損失値で表わした場合、６５０ｎｍの単色光に対
して、第１層〜第Ｎ−２層の各樹脂が２００ｄＢ／ｋｍ
以下であり、第Ｎ−１層の樹脂が３０００〜１００００
０ｄＢ／ｋｍであり、第１層〜第Ｎ−１層の各層間の屈
折率差が０．０１以下であり、第Ｎ−１層と第Ｎ層との
屈折率差が０．０２〜０．１５である場合に、後述する
曲げによる光ロスが最小限に抑えられるため好ましい。
【０００８】本発明の多段階屈折率分布多心プラスチッ
ク光ファイバは、多層複合紡糸ダイによって各心線を形
成すると同時に全心線を融着一体化して形成されている
ことが望ましい。
ク光ファイバは、多層複合紡糸ダイによって各心線を形
成すると同時に全心線を融着一体化して形成されている
ことが望ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的に説明する
が、便宜上、本発明にかかる心線をＮ層（Ｎは３以上の
整数）構造とし、中心層を第１層、最外層を第Ｎ層と記
す。
が、便宜上、本発明にかかる心線をＮ層（Ｎは３以上の
整数）構造とし、中心層を第１層、最外層を第Ｎ層と記
す。
【００１０】図１にＮ＝５とした本発明の多段階屈折率
分布多心プラスチック光ファイバの一実施形態の断面図
を示す。図中、１〜５は互いに屈折率の異なる透明樹脂
からなる層であり、本実施形態では５層構造の心線６を
７本融着一体化してなる。
分布多心プラスチック光ファイバの一実施形態の断面図
を示す。図中、１〜５は互いに屈折率の異なる透明樹脂
からなる層であり、本実施形態では５層構造の心線６を
７本融着一体化してなる。
【００１１】本発明において、心線の個々の一本は多段
階に屈折率分布を有するプラスチック光ファイバであ
る。すなわち、３層以上の同心円多層構造体であり、第
１層の樹脂を一番屈折率の高い樹脂で形成し、外側の層
になるに従い、屈折率が段階的に低くなるように屈折率
分布をつけた細径のプラスチック光ファイバである。こ
れを本発明では心線と称する。
階に屈折率分布を有するプラスチック光ファイバであ
る。すなわち、３層以上の同心円多層構造体であり、第
１層の樹脂を一番屈折率の高い樹脂で形成し、外側の層
になるに従い、屈折率が段階的に低くなるように屈折率
分布をつけた細径のプラスチック光ファイバである。こ
れを本発明では心線と称する。
【００１２】心線の中の屈折率分布は階段状である。製
造コストとの兼ね合いから、当該屈折率分布は心線の伝
送帯域に改善が見られる３段階（即ち３層構造）以上、
好ましくは５段階以上にするのがよい。
造コストとの兼ね合いから、当該屈折率分布は心線の伝
送帯域に改善が見られる３段階（即ち３層構造）以上、
好ましくは５段階以上にするのがよい。
【００１３】心線内の屈折率分布のつけ方として、屈折
率をナトリウムＤ線の２０℃の値を基準にして述べれ
ば、第１層を一番高い値とし、第Ｎ層の値は、それより
０．０１〜０．２の範囲で低いものを選ぶことができ
る。通常は０．０１〜０．１５の範囲である。その分布
は中心から半径方向にほぼ直線的、即ち１次分布的ない
し３次分布的に低くなるようにして帯域の向上を図る
が、より好ましくは２次分布である。
率をナトリウムＤ線の２０℃の値を基準にして述べれ
ば、第１層を一番高い値とし、第Ｎ層の値は、それより
０．０１〜０．２の範囲で低いものを選ぶことができ
る。通常は０．０１〜０．１５の範囲である。その分布
は中心から半径方向にほぼ直線的、即ち１次分布的ない
し３次分布的に低くなるようにして帯域の向上を図る
が、より好ましくは２次分布である。
【００１４】上記屈折率分布において、第Ｎ−１層と第
Ｎ層の間だけは特別大きな屈折率差をつけてもよいが、
この場合、後述するように第Ｎ−１層だけは光透過性を
落とした樹脂で形成するのがよい。
Ｎ層の間だけは特別大きな屈折率差をつけてもよいが、
この場合、後述するように第Ｎ−１層だけは光透過性を
落とした樹脂で形成するのがよい。
【００１５】また、光が通過していく第１層〜第Ｎ−２
層の樹脂としては、可能な限り光透過性の高いものが良
く、各樹脂を芯とし、第Ｎ層の樹脂を鞘としたステップ
インデックスプラスチック光ファイバの伝送損失値で表
わした場合、６５０ｎｍの単色光に対して、２００ｄＢ
／ｋｍ以下であることが好ましく、望ましくは１５０ｄ
Ｂ／ｋｍ以下である。
層の樹脂としては、可能な限り光透過性の高いものが良
く、各樹脂を芯とし、第Ｎ層の樹脂を鞘としたステップ
インデックスプラスチック光ファイバの伝送損失値で表
わした場合、６５０ｎｍの単色光に対して、２００ｄＢ
／ｋｍ以下であることが好ましく、望ましくは１５０ｄ
Ｂ／ｋｍ以下である。
【００１６】本発明にかかる心線を形成する樹脂として
は、単独重合体、共重合体の他に、異なる重合体同志の
混合体であってもよい。中でも特に好ましい樹脂として
はメチルメタクリレート系樹脂である。即ちメチルメタ
クリレートモノマーの単独重合体を標準にしてメチルメ
タクリレートと共重合可能なアクリレート又はメタリレ
ートとの共重合体を適宜選定することにより屈折率の異
なる重合体を得ることが出来る。
は、単独重合体、共重合体の他に、異なる重合体同志の
混合体であってもよい。中でも特に好ましい樹脂として
はメチルメタクリレート系樹脂である。即ちメチルメタ
クリレートモノマーの単独重合体を標準にしてメチルメ
タクリレートと共重合可能なアクリレート又はメタリレ
ートとの共重合体を適宜選定することにより屈折率の異
なる重合体を得ることが出来る。
【００１７】例えば、屈折率の高い重合体を得るには、
ベンジル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アク
リレートのようにフェニル構造のあるもの、或いはシク
ロヘキシル（メタ）アクリレートのようなコモノマーが
選定でき、屈折率の低い重合体を得るには、炭素数１〜
８のアルキルアクリレートや、フルオロアルキル（メ
タ）アクリレートのようなコモノマーが選定できる。そ
のほか、メチルメタクリレートとスチレン或いはアクリ
ロニトリルなどとの共重合体も選定できる。
ベンジル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アク
リレートのようにフェニル構造のあるもの、或いはシク
ロヘキシル（メタ）アクリレートのようなコモノマーが
選定でき、屈折率の低い重合体を得るには、炭素数１〜
８のアルキルアクリレートや、フルオロアルキル（メ
タ）アクリレートのようなコモノマーが選定できる。そ
のほか、メチルメタクリレートとスチレン或いはアクリ
ロニトリルなどとの共重合体も選定できる。
【００１８】上記樹脂の好ましいメルトフローインデッ
クスは、オリフィスの直径２ｍｍ、長さ８ｍｍで、２３
０℃、３．８Ｋｇ荷重にて０．２〜６０ｇ／１０分の範
囲であり、特に好ましくは１．０〜４０ｇ／１０分であ
る。これらの重合体は、高い透明性が確保できる連続重
合ができ、異物や酸素の混入による重合体の着色を排除
して、原料モノマーの仕込みから重合反応、揮発成分の
除去工程の一連の工程を連続的に行い、直接複合紡糸ダ
イに供給できるので、伝送損失の低い心線が得られる。
クスは、オリフィスの直径２ｍｍ、長さ８ｍｍで、２３
０℃、３．８Ｋｇ荷重にて０．２〜６０ｇ／１０分の範
囲であり、特に好ましくは１．０〜４０ｇ／１０分であ
る。これらの重合体は、高い透明性が確保できる連続重
合ができ、異物や酸素の混入による重合体の着色を排除
して、原料モノマーの仕込みから重合反応、揮発成分の
除去工程の一連の工程を連続的に行い、直接複合紡糸ダ
イに供給できるので、伝送損失の低い心線が得られる。
【００１９】本発明にかかる心線の第Ｎ層の樹脂につい
ては、特にビニリデンフロライド系樹脂とすることも好
ましい。ビニリデンフロライド系樹脂で第Ｎ層を形成す
ることにより、心線を互いに融着させる際に、心線同志
が機械的に強固に融着される。従って、光ファイバの使
用条件が機械的に苛酷な場合には、この組合せは特に好
ましい。
ては、特にビニリデンフロライド系樹脂とすることも好
ましい。ビニリデンフロライド系樹脂で第Ｎ層を形成す
ることにより、心線を互いに融着させる際に、心線同志
が機械的に強固に融着される。従って、光ファイバの使
用条件が機械的に苛酷な場合には、この組合せは特に好
ましい。
【００２０】上記ビニリデンフロライド系樹脂として
は、ビニリデンフロライドとヘキサフロロプロペンの共
重合体、或いはこれらの２元成分にさらに、トリフロロ
エチレンやテトラフロロエチレンを加えた３元以上の共
重合体、さらにビニリデンフロライドとテトラフロロエ
チレンの２元共重合体、特に、ビニリデンフロライド８
０モル％とテトラフロロエチレン２０モル％からなる共
重合体が好ましい。そして、これらのビニリデンフロラ
イド系樹脂とメチルメタクリレート樹脂やエチルメタク
リレート樹脂との透明な混合体が挙げられる。
は、ビニリデンフロライドとヘキサフロロプロペンの共
重合体、或いはこれらの２元成分にさらに、トリフロロ
エチレンやテトラフロロエチレンを加えた３元以上の共
重合体、さらにビニリデンフロライドとテトラフロロエ
チレンの２元共重合体、特に、ビニリデンフロライド８
０モル％とテトラフロロエチレン２０モル％からなる共
重合体が好ましい。そして、これらのビニリデンフロラ
イド系樹脂とメチルメタクリレート樹脂やエチルメタク
リレート樹脂との透明な混合体が挙げられる。
【００２１】さらに本発明の多段階段屈折率分布のプラ
スチック光ファイバにおいて、伝送帯域を高度に保ちつ
つ、曲げによる光ロスを最小限に抑える手法として次の
構成が挙げられる。即ち、第１層〜第Ｎ−１層までは屈
折率を段階的にほぼ２次分布的に下げ、そして第Ｎ層に
て著しく大きく屈折率を下げる。同時に、第Ｎ−１層の
みを光透過性を下げたものとする。当該構成では、第Ｎ
−１層が第１鞘層となり、その屈折率がこのファイバの
帯域を規定する。第Ｎ−１層で全反射出来なかった光は
当該層を透過して、第Ｎ層で反射回収されるが、上記し
たように第Ｎ−１層４は透明性を低くしているため、こ
のような高次モードの光は以降第Ｎ−１層を透過する度
に減衰を繰り返して消失し、その結果、帯域を維持する
ことができる。一方、このような光ファイバが急峻に曲
げられた時については、当然曲げの箇所で光の漏洩が生
じるが、そのうちの幾分かは、うまく内側の層を反射し
て行く光となるように、第２鞘層である第Ｎ層で反射回
収されるため、曲げによる光ロスが抑制される。
スチック光ファイバにおいて、伝送帯域を高度に保ちつ
つ、曲げによる光ロスを最小限に抑える手法として次の
構成が挙げられる。即ち、第１層〜第Ｎ−１層までは屈
折率を段階的にほぼ２次分布的に下げ、そして第Ｎ層に
て著しく大きく屈折率を下げる。同時に、第Ｎ−１層の
みを光透過性を下げたものとする。当該構成では、第Ｎ
−１層が第１鞘層となり、その屈折率がこのファイバの
帯域を規定する。第Ｎ−１層で全反射出来なかった光は
当該層を透過して、第Ｎ層で反射回収されるが、上記し
たように第Ｎ−１層４は透明性を低くしているため、こ
のような高次モードの光は以降第Ｎ−１層を透過する度
に減衰を繰り返して消失し、その結果、帯域を維持する
ことができる。一方、このような光ファイバが急峻に曲
げられた時については、当然曲げの箇所で光の漏洩が生
じるが、そのうちの幾分かは、うまく内側の層を反射し
て行く光となるように、第２鞘層である第Ｎ層で反射回
収されるため、曲げによる光ロスが抑制される。
【００２２】上記構成において、第Ｎ−１層の樹脂の光
透過性は、第Ｎ−１層の樹脂を芯とし、第Ｎ層の樹脂を
鞘としたステップインデックスプラスチック光ファイバ
の伝送損失値で表わした場合、６５０ｎｍの単色光に対
して３０００〜１０００００ｄＢ／ｋｍであることが好
ましい。この値が小さい場合には、短距離のファイバで
の帯域が狭くなる。また大き過ぎると、ファイバを曲げ
た時の光の回収率が下がる。特に好ましくは、６０００
〜３００００ｄＢ／ｋｍである。また、第１層〜第Ｎ−
１層の各層間の屈折率差は０．０１以下が好ましい。こ
れは５００ＭＨｚ・５０ｍ程度の広帯域を確保するため
である。より好ましくは０．０００５〜０．００５であ
る。また、第Ｎ−１層と第Ｎ層との屈折率差は０．０２
〜０．１５であることが好ましい。さらに、第Ｎ−１層
は第１層〜第Ｎ−２層とは異なり、厚さが１〜２０μｍ
の薄い層であることが好ましい。これらの評価のための
ステップインデックスプラスチック光ファイバについて
は、公知の方法により製造した、１ｍｍφの直径のファ
イバで測定し、第１層〜第Ｎ−２層の樹脂からなるプラ
スチック光ファイバについては５２ｍ−２ｍのカットバ
ック法で、第Ｎ−１層については伝送損失値の程度に応
じて、例えば３０００ｄＢでは５ｍ−１ｍ程度のカット
バック法で、１０００００ｄＢ／ｋｍのレベルでは２０
ｃｍと１０ｃｍのカットバック法により測定したもので
ある。
透過性は、第Ｎ−１層の樹脂を芯とし、第Ｎ層の樹脂を
鞘としたステップインデックスプラスチック光ファイバ
の伝送損失値で表わした場合、６５０ｎｍの単色光に対
して３０００〜１０００００ｄＢ／ｋｍであることが好
ましい。この値が小さい場合には、短距離のファイバで
の帯域が狭くなる。また大き過ぎると、ファイバを曲げ
た時の光の回収率が下がる。特に好ましくは、６０００
〜３００００ｄＢ／ｋｍである。また、第１層〜第Ｎ−
１層の各層間の屈折率差は０．０１以下が好ましい。こ
れは５００ＭＨｚ・５０ｍ程度の広帯域を確保するため
である。より好ましくは０．０００５〜０．００５であ
る。また、第Ｎ−１層と第Ｎ層との屈折率差は０．０２
〜０．１５であることが好ましい。さらに、第Ｎ−１層
は第１層〜第Ｎ−２層とは異なり、厚さが１〜２０μｍ
の薄い層であることが好ましい。これらの評価のための
ステップインデックスプラスチック光ファイバについて
は、公知の方法により製造した、１ｍｍφの直径のファ
イバで測定し、第１層〜第Ｎ−２層の樹脂からなるプラ
スチック光ファイバについては５２ｍ−２ｍのカットバ
ック法で、第Ｎ−１層については伝送損失値の程度に応
じて、例えば３０００ｄＢでは５ｍ−１ｍ程度のカット
バック法で、１０００００ｄＢ／ｋｍのレベルでは２０
ｃｍと１０ｃｍのカットバック法により測定したもので
ある。
【００２３】次に、本発明の光ファイバは、上記した心
線を７本以上、各心線の相対的位置関係を保ったまま、
融着一体化して大口径化されている。
線を７本以上、各心線の相対的位置関係を保ったまま、
融着一体化して大口径化されている。
【００２４】本発明において、心線の数としては最低７
本用いると円形配置が可能となり好ましく、最大数につ
いては、特に制限はないが本発明の光ファイバを製造す
る多層複合ダイの調達の困難性の問題から５００本程度
が限度である。
本用いると円形配置が可能となり好ましく、最大数につ
いては、特に制限はないが本発明の光ファイバを製造す
る多層複合ダイの調達の困難性の問題から５００本程度
が限度である。
【００２５】また、１本当りの心線の直径が大きいと、
心線を曲げたときの光量ロスが大きくなり、このロスを
小さくするためにはどうしても心線の直径を出来るだけ
小さくする必要がある。しかし、直径が小さくなると必
然的に受光量が減るという問題を生じる。本発明では、
細径の心線を多数本細密的に充填した多心プラスチック
光ファイバとすることで、受光量減少の防止と光量ロス
の低減を図ったものである。
心線を曲げたときの光量ロスが大きくなり、このロスを
小さくするためにはどうしても心線の直径を出来るだけ
小さくする必要がある。しかし、直径が小さくなると必
然的に受光量が減るという問題を生じる。本発明では、
細径の心線を多数本細密的に充填した多心プラスチック
光ファイバとすることで、受光量減少の防止と光量ロス
の低減を図ったものである。
【００２６】本発明において、各心線の直径は５μｍ〜
５００μｍが好ましく、より好ましくは５０μｍ〜３５
０μｍ程度である。また、本発明の多心プラスチック光
ファイバの直径としては０．１ｍｍ〜３ｍｍであり０．
１ｍｍ未満では細過ぎて扱いずらく、３ｍｍを越えると
剛直になり扱いづらくなる。通常は０．５〜１．５ｍｍ
である。
５００μｍが好ましく、より好ましくは５０μｍ〜３５
０μｍ程度である。また、本発明の多心プラスチック光
ファイバの直径としては０．１ｍｍ〜３ｍｍであり０．
１ｍｍ未満では細過ぎて扱いずらく、３ｍｍを越えると
剛直になり扱いづらくなる。通常は０．５〜１．５ｍｍ
である。
【００２７】また本発明においては、各心線の相対的位
置関係を保ったまま、融着一体化されている。各心線の
相対的位置関係を保った状態とは、光ファイバのどの断
面においても各心線が全く同じ位置関係にあるというこ
とである。その理由は、光源ＬＥＤやＬＤの光は小さな
スポットであったり、中央部の光密度が高いのが常であ
るため、多心プラスチック光ファイバの中央部の心線で
受けた光をそのまま反対の端面の中央部で小口径のレシ
ーバーなどに効率よく接続するためである。しかもどの
端面を切断しても、先端がばらけることなく固定され、
左右の心線の位置関係が保たれ、且つ多心プラスチック
光ファイバの先端での心線が突出や引っ込みを起こさな
いためにはそれらが融着していることが必要である。そ
のため、本発明の多段階屈折率分布多心プラスチック光
ファイバの製造には、図２に示すような、多段階屈折率
分布多心プラスチック光ファイバ用の多層複合紡糸ダイ
で一気に多段階屈折率分布心線を多数形成しつつ、それ
らを一体的に融着する方法を用いるのが特に好ましい。
置関係を保ったまま、融着一体化されている。各心線の
相対的位置関係を保った状態とは、光ファイバのどの断
面においても各心線が全く同じ位置関係にあるというこ
とである。その理由は、光源ＬＥＤやＬＤの光は小さな
スポットであったり、中央部の光密度が高いのが常であ
るため、多心プラスチック光ファイバの中央部の心線で
受けた光をそのまま反対の端面の中央部で小口径のレシ
ーバーなどに効率よく接続するためである。しかもどの
端面を切断しても、先端がばらけることなく固定され、
左右の心線の位置関係が保たれ、且つ多心プラスチック
光ファイバの先端での心線が突出や引っ込みを起こさな
いためにはそれらが融着していることが必要である。そ
のため、本発明の多段階屈折率分布多心プラスチック光
ファイバの製造には、図２に示すような、多段階屈折率
分布多心プラスチック光ファイバ用の多層複合紡糸ダイ
で一気に多段階屈折率分布心線を多数形成しつつ、それ
らを一体的に融着する方法を用いるのが特に好ましい。
【００２８】この多層複合紡糸ダイは本発明を実現する
ための一つの対応装置例であり、図２は図１に示したよ
うな５層構造の心線からなる多段階屈折率分布多心プラ
スチック光ファイバを形成する場合に用いる複合紡糸ダ
イの断面模式図である。図中、１１〜１５は樹脂口、１
７はガイドパイプ、１８は集合ノズルである。第１樹脂
口１１に心線の第１層の樹脂が供給され、ガイドパイプ
１７から排出される。同様に第２樹脂口１２〜第５樹脂
口１５にそれぞれ屈折率の異なる樹脂が供給され、それ
ぞれ同心円状に配置されたガイドパイプ１７を経て５層
の構造体が７心排出され、それらが集合され一体的に融
着して、集合ノズル１８から太い円形糸として排出され
る。これを引き伸ばし所望の太さにして、本発明の多段
階屈折率分布多心プラスチック光ファイバを得ることが
できる。
ための一つの対応装置例であり、図２は図１に示したよ
うな５層構造の心線からなる多段階屈折率分布多心プラ
スチック光ファイバを形成する場合に用いる複合紡糸ダ
イの断面模式図である。図中、１１〜１５は樹脂口、１
７はガイドパイプ、１８は集合ノズルである。第１樹脂
口１１に心線の第１層の樹脂が供給され、ガイドパイプ
１７から排出される。同様に第２樹脂口１２〜第５樹脂
口１５にそれぞれ屈折率の異なる樹脂が供給され、それ
ぞれ同心円状に配置されたガイドパイプ１７を経て５層
の構造体が７心排出され、それらが集合され一体的に融
着して、集合ノズル１８から太い円形糸として排出され
る。これを引き伸ばし所望の太さにして、本発明の多段
階屈折率分布多心プラスチック光ファイバを得ることが
できる。
【００２９】本発明の多段階屈折率分布多心プラスチッ
ク光ファイバは、通常その外側にビニリデンフロライド
系樹脂等の保護被覆やポリエチレンやポリ塩化ビニル等
の保護被覆を行い、多段階屈折率分布多心光ファイバケ
ーブルとして用いられる。
ク光ファイバは、通常その外側にビニリデンフロライド
系樹脂等の保護被覆やポリエチレンやポリ塩化ビニル等
の保護被覆を行い、多段階屈折率分布多心光ファイバケ
ーブルとして用いられる。
【００３０】
［実施例１］精製された原料モノマーとしてメチルメタ
クリレートとベンジルメタクリレートを用い、５系列の
完全混合器と脱揮押出機とギヤポンプからなる装置によ
って連続完全混合１段のバルク重合を行ない、それぞれ
の重合体供給系列からメチルメタクリレートとベンジル
メタクリレートの共重合比率を調節した重合体を得て、
図２に示した５層７心複合紡糸ダイの樹脂口１１〜１５
に供給した。本実施例に用いた共重合体のモノマー組成
と屈折率及び樹脂供給量を表１に示す。
クリレートとベンジルメタクリレートを用い、５系列の
完全混合器と脱揮押出機とギヤポンプからなる装置によ
って連続完全混合１段のバルク重合を行ない、それぞれ
の重合体供給系列からメチルメタクリレートとベンジル
メタクリレートの共重合比率を調節した重合体を得て、
図２に示した５層７心複合紡糸ダイの樹脂口１１〜１５
に供給した。本実施例に用いた共重合体のモノマー組成
と屈折率及び樹脂供給量を表１に示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】本実施例において紡糸温度は２３０℃とし
た。５層７心層複合紡糸ダイの集合ノズルから排出され
たストランドを引き伸ばし、延伸処理を行い、直径０．
５ｍｍの５段階７心プラスチック光ファイバ裸線を得
た。各々の心線の直径は１６２μｍであった。図３に本
実施例のプラスチック光ファイバの各心線の屈折率分布
を示す。図中、横軸は心線の中心からの距離を示す。心
線の半径方向の層の厚さは図３に示すように、中心層の
半径が３６μｍ、第２層の厚さが１８μｍ、第３層〜第
５層の厚さがそれぞれ９μｍであった。上記プラスチッ
ク光ファイバ裸線の外側を黒色ポリエチレンで被覆し、
ケーブルとした。
た。５層７心層複合紡糸ダイの集合ノズルから排出され
たストランドを引き伸ばし、延伸処理を行い、直径０．
５ｍｍの５段階７心プラスチック光ファイバ裸線を得
た。各々の心線の直径は１６２μｍであった。図３に本
実施例のプラスチック光ファイバの各心線の屈折率分布
を示す。図中、横軸は心線の中心からの距離を示す。心
線の半径方向の層の厚さは図３に示すように、中心層の
半径が３６μｍ、第２層の厚さが１８μｍ、第３層〜第
５層の厚さがそれぞれ９μｍであった。上記プラスチッ
ク光ファイバ裸線の外側を黒色ポリエチレンで被覆し、
ケーブルとした。
【００３３】本実施例のプラスチック光ファイバの伝送
損失は６５０ｎｍにて２００ｄＢ／ｋｍであった。ま
た、このプラスチック光ファイバの伝送帯域は５００Ｍ
Ｈｚ・５０ｍ以上が認められた。さらに、このケーブル
の曲げに対する光量のロスを調べたところ、入射角０．
２ラジアンの光に対し、曲げ半径１０ｍｍで、３６０°
曲げ１回で９０％以上の光量が保持できた。
損失は６５０ｎｍにて２００ｄＢ／ｋｍであった。ま
た、このプラスチック光ファイバの伝送帯域は５００Ｍ
Ｈｚ・５０ｍ以上が認められた。さらに、このケーブル
の曲げに対する光量のロスを調べたところ、入射角０．
２ラジアンの光に対し、曲げ半径１０ｍｍで、３６０°
曲げ１回で９０％以上の光量が保持できた。
【００３４】［実施例２］実施例１と同じ５層７心複合
紡糸ダイを用いてプラスチック光ファイバを得た。中心
層の樹脂と第２層の樹脂はメチルメタクリレートとベン
ジルメタクリレートの共重合体で、第３層はメチルメタ
クリレートの単独重合体であり、それぞれ連続完全混合
１段のバルク重合で重合し、脱揮押出機とギヤポンプか
らなる装置から複合紡糸ダイの各樹脂口１１〜１３に導
入した。
紡糸ダイを用いてプラスチック光ファイバを得た。中心
層の樹脂と第２層の樹脂はメチルメタクリレートとベン
ジルメタクリレートの共重合体で、第３層はメチルメタ
クリレートの単独重合体であり、それぞれ連続完全混合
１段のバルク重合で重合し、脱揮押出機とギヤポンプか
らなる装置から複合紡糸ダイの各樹脂口１１〜１３に導
入した。
【００３５】第４層の樹脂は、第３層に用いたメチメタ
クリレート単独重合体とビニリデンフロライドとテトラ
フロロエチレンの８０モル対２０モルの樹脂の９６重量
％と４重量％の混合体で、やや白濁した樹脂を用いた。
そして第５層にはビニリデンフロライドとテトラフロロ
エチレンの８０モル対２０モルの樹脂を用いた。それぞ
れ押出機で溶融し、ギヤポンプで複合紡糸ダイの樹脂口
１４、１５に供給した。これらの樹脂の供給量などを表
２に記す。
クリレート単独重合体とビニリデンフロライドとテトラ
フロロエチレンの８０モル対２０モルの樹脂の９６重量
％と４重量％の混合体で、やや白濁した樹脂を用いた。
そして第５層にはビニリデンフロライドとテトラフロロ
エチレンの８０モル対２０モルの樹脂を用いた。それぞ
れ押出機で溶融し、ギヤポンプで複合紡糸ダイの樹脂口
１４、１５に供給した。これらの樹脂の供給量などを表
２に記す。
【００３６】上記第１層〜第４層の樹脂について予め光
透過性を確認するため、１段のステップインデックスプ
ラスチック光ファイバを製造した。即ち、各層の樹脂を
芯、上記第５層樹脂を鞘として用い、各樹脂を溶融状態
で重合工程と直結した１段複合紡糸ダイに供給して直径
が１ｍｍφのプラスチック光ファイバを得た。得られた
ファイバの伝送損失を、測定条件として、６５０ｎｍの
単色光、入射ＮＡ０．１５で、第１層〜第３層の樹脂に
ついては５２ｍ−２ｍのカットバック法、第４層の樹脂
については２ｍ−１ｍのカットバック法により測定し
た。結果を表２に示す。
透過性を確認するため、１段のステップインデックスプ
ラスチック光ファイバを製造した。即ち、各層の樹脂を
芯、上記第５層樹脂を鞘として用い、各樹脂を溶融状態
で重合工程と直結した１段複合紡糸ダイに供給して直径
が１ｍｍφのプラスチック光ファイバを得た。得られた
ファイバの伝送損失を、測定条件として、６５０ｎｍの
単色光、入射ＮＡ０．１５で、第１層〜第３層の樹脂に
ついては５２ｍ−２ｍのカットバック法、第４層の樹脂
については２ｍ−１ｍのカットバック法により測定し
た。結果を表２に示す。
【００３７】
【表２】
【００３８】本実施例において紡糸温度は２３０℃とし
た。５層７心複合紡糸ダイの集合ノズルから排出された
ストランドを引き伸ばし、延伸処理を行い、直径０．５
ｍｍの５段階７心プラスチック光ファイバ裸線を得た。
各々の心線の直径は１６２μｍであった。図４に本実施
例のプラスチック光ファイバの各心線の屈折率分布を示
す。図中、横軸は心線の中心からの距離を示す。心線の
半径方向の層の厚さは図４に示すように、中心半径が４
０μｍ、第２層の厚さが２０μｍ、第３層が１０μｍ、
第４層は３μｍ、第５層は８μｍであった。本プラスチ
ック光ファイバ裸線に黒色ポリエチレンで被覆を行い、
ケーブルを得た。
た。５層７心複合紡糸ダイの集合ノズルから排出された
ストランドを引き伸ばし、延伸処理を行い、直径０．５
ｍｍの５段階７心プラスチック光ファイバ裸線を得た。
各々の心線の直径は１６２μｍであった。図４に本実施
例のプラスチック光ファイバの各心線の屈折率分布を示
す。図中、横軸は心線の中心からの距離を示す。心線の
半径方向の層の厚さは図４に示すように、中心半径が４
０μｍ、第２層の厚さが２０μｍ、第３層が１０μｍ、
第４層は３μｍ、第５層は８μｍであった。本プラスチ
ック光ファイバ裸線に黒色ポリエチレンで被覆を行い、
ケーブルを得た。
【００３９】本実施例のプラスチック光ファイバの伝送
損失は６５０ｎｍにて１９５ｄＢ／ｋｍであった。この
プラスチック光ファイバの伝送帯域は５００ＭＨｚ・５
０ｍ以上が認められた。さらにこのケーブルの曲げに対
する光量のロスを調べたところ、入射角０．２ラジアン
の光に対し、曲げ半径１０ｍｍで、３６０度曲げ１回で
９５％以上の光量が保持できた。
損失は６５０ｎｍにて１９５ｄＢ／ｋｍであった。この
プラスチック光ファイバの伝送帯域は５００ＭＨｚ・５
０ｍ以上が認められた。さらにこのケーブルの曲げに対
する光量のロスを調べたところ、入射角０．２ラジアン
の光に対し、曲げ半径１０ｍｍで、３６０度曲げ１回で
９５％以上の光量が保持できた。
【００４０】
【発明の効果】本発明の多段階屈折率分布多心プラスチ
ック光ファイバは、５０ｍ程度の伝送に耐える伝送損失
を有し、伝送帯域も５００ＭＨｚ・５０ｍ以上の広帯域
を実現し、且つファイバの直径を大きくとることがで
き、しかもを曲げた時の光量ロスも十分小さいものであ
るため、取り扱い性が良く、曲げが必要な狭いスペース
での使用にも好ましく適用される。
ック光ファイバは、５０ｍ程度の伝送に耐える伝送損失
を有し、伝送帯域も５００ＭＨｚ・５０ｍ以上の広帯域
を実現し、且つファイバの直径を大きくとることがで
き、しかもを曲げた時の光量ロスも十分小さいものであ
るため、取り扱い性が良く、曲げが必要な狭いスペース
での使用にも好ましく適用される。
【図１】本発明の多段階屈折率分布多心プラスチック光
ファイバの一実施形態の断面図である。
ファイバの一実施形態の断面図である。
【図２】図１に示したような、多段階屈折率分布多心プ
ラスチック光ファイバを形成する場合に用いる複合紡糸
ダイの断面模式図である。
ラスチック光ファイバを形成する場合に用いる複合紡糸
ダイの断面模式図である。
【図３】実施例１のプラスチック光ファイバの各心線の
屈折率分布を示す図である。
屈折率分布を示す図である。
【図４】実施例２のプラスチック光ファイバの各心線の
屈折率分布を示す図である。
屈折率分布を示す図である。
【図５】 １〜５ 樹脂層 ６ 多段階屈折率分布心線 １１〜１５ 樹脂口 １７ ガイドパイプ １８ 集合ノズル
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年７月３１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多段階屈折率分布多心プラスチック光
ファイバの一実施形態の断面図である。
ファイバの一実施形態の断面図である。
【図２】図１に示したような、多段階屈折率分布多心プ
ラスチック光ファイバを形成する場合に用いる複合紡糸
ダイの断面模式図である。
ラスチック光ファイバを形成する場合に用いる複合紡糸
ダイの断面模式図である。
【図３】実施例１のプラスチック光ファイバの各心線の
屈折率分布を示す図である。
屈折率分布を示す図である。
【図４】実施例２のプラスチック光ファイバの各心線の
屈折率分布を示す図である。
屈折率分布を示す図である。
【符号の説明】 １〜５ 樹脂層 ６ 多段階屈折率分布心線 １１〜１５ 樹脂口 １７ ガイドパイプ １８ 集合ノズル
Claims (6)
- 【請求項１】 ３層以上の同心円多層構造を有し且つ屈
折率が中心から外側に向かって順次低くなる樹脂製の心
線を７本以上、各心線の相対的位置関係を保ったまま各
心線の最外層において融着一体化して大口径化してなる
ことを特徴とする多段階屈折率分布多心プラスチック光
ファイバ。 - 【請求項２】 心線を構成する樹脂がメチルメタクリレ
ート系樹脂からなる請求項１記載の多段階屈折率分布多
心プラスチック光ファイバ。 - 【請求項３】 心線を構成する樹脂のうち最外層を形成
する樹脂がビニリデンフロライド系樹脂であり、該最外
層以外の層を形成する樹脂がメチルメタクリレート系樹
脂である請求項１記載の多段階屈折率分布多心プラスチ
ック光ファイバ。 - 【請求項４】 各心線の屈折率が心線の中心から半径方
向にほぼ２次分布的に低くなっている請求項１〜３いず
れかに記載の多段階屈折率分布多心プラスチック光ファ
イバ。 - 【請求項５】 最外層を第Ｎ層（Ｎは３以上の整数）と
した時、第１層〜第Ｎ−１層の樹脂の光透過性が、各樹
脂を芯とし、第Ｎ層の樹脂を鞘としたステップインデッ
クスプラスチック光ファイバの伝送損失値で表わした場
合、６５０ｎｍの単色光に対して、第１層〜第Ｎ−２層
の各樹脂が２００ｄＢ／ｋｍ以下であり、第Ｎ−１層の
樹脂が３０００〜１０００００ｄＢ／ｋｍであり、第１
層〜第Ｎ−１層の各層間の屈折率差が０．０１以下であ
り、第Ｎ−１層と第Ｎ層との屈折率差が０．０２〜０．
１５である請求項１〜４いずれかに記載の多段階屈折率
分布多心プラスチック光ファイバ。 - 【請求項６】 多層複合紡糸ダイによって各心線を形成
すると同時に全心線を融着一体化して形成されている請
求項１〜５いずれかに記載の多段階屈折率分布多心プラ
スチック光ファイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20511797A JP3745507B2 (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | 多段階屈折率分布多心プラスチック光ファイバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20511797A JP3745507B2 (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | 多段階屈折率分布多心プラスチック光ファイバ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1152147A true JPH1152147A (ja) | 1999-02-26 |
| JP3745507B2 JP3745507B2 (ja) | 2006-02-15 |
Family
ID=16501711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20511797A Expired - Lifetime JP3745507B2 (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | 多段階屈折率分布多心プラスチック光ファイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3745507B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003014950A (ja) * | 2001-06-27 | 2003-01-15 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | プラスチック光ファイバ用クラッド材、並びにプラスチック光ファイバ及びプラスチック光ファイバケーブル |
| US7366389B2 (en) | 2004-03-08 | 2008-04-29 | Fujifilm Corporation | Multistep index optical fiber |
-
1997
- 1997-07-31 JP JP20511797A patent/JP3745507B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003014950A (ja) * | 2001-06-27 | 2003-01-15 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | プラスチック光ファイバ用クラッド材、並びにプラスチック光ファイバ及びプラスチック光ファイバケーブル |
| US7366389B2 (en) | 2004-03-08 | 2008-04-29 | Fujifilm Corporation | Multistep index optical fiber |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3745507B2 (ja) | 2006-02-15 |
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