JPS62249111A

JPS62249111A - 耐放射性イメ−ジフアイバ

Info

Publication number: JPS62249111A
Application number: JP61091225A
Authority: JP
Inventors: Yoshiki Chigusa; 佳樹千種
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1986-04-22
Filing date: 1986-04-22
Publication date: 1987-10-30

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】く産業上の利用分野〉この発明は、放射線環境下の使用にあっても光伝送損失
増加量が少く、かつ画像コントラストの高いイメージフ
ァイバに関するものである。

〈技術的背景〉従来から、放射線雰囲気の環境で使用するイメージファ
イバは、コア部を石英ガラスで構成し、クラッドは弗素
を添加した石英ガラスで構成することが放射線被曝によ
る伝送損失増を最小に抑えることができる最善の方法と
考えられていた。

放射線環境下におけるイメージファイバの伝送損失増の
原因は、コア部を構成する石英ガラスの５ｉ−−−−−
９ｉ、　５ｉ−０・・・で表わされる結合欠陥に、放射
線被曝によって叩き出された電子や正孔が捕獲され着色
中心ができるためと考えられている。その他にも、もと
もと石英ガラス中に含まれておった不純物によって生じ
る着色中心が原因になっている場合もあった。

このような理由から放射線環境下で使用しようとするイ
メージファイバは、コア部を純粋石英でつくり、クラッ
ドは弗素を均一に添加した石英ガラスで構成すべきもの
とされていた、つまり、従来、放射線環境下で使用する
イメージファイバは、構成部材である各光ファイバのコ
ア部１，１．・・・を純粋石英で、クラッド２．２．・
・・は弗素添加濃度が均一に分布し屈折率分布が均一な
石英ガラスで作ったステップインデックス型屈折率構造
のものを複数本、互いに近接配列してマルチコア構造に
構成しておった（第３図参照、）、ただし、各光ファイ
バのコア部１の屈折率ｎ１とクラッド２の屈折率ｎ２と
の開発　　コア部屈折率ｎｌに対するコア・クラッド間
屈折率差（ｎｌ−ｎ２）比、つまり比屈折率差（ｎ　ｌ
　−１２７）　ｆｅ　１％程度にすべきものとｎｌされておった。

〈発明が解決しようとする問題点〉しかし、前述した従来形耐放射性イメージファイバを使
用すると、各光フアイバ内を伝搬する光は全反射を繰り
返しながらコア部内を伝搬するときの電界分布を考える
と、クラッドへもしみ出し、第４図に示すように隣接す
るコア部１．１．・・・で光出力のカップリングｂを生
じ、画像コントラストを低下させる欠点があった。

この発明は、このような従来形耐放射性イメージファイ
バにおける欠点を除去すべくなされたものであって、放
射線雰囲気下の環境においても伝送損失増が生ぜず、か
つ画像コントラストの高いイメージファイバを提供しよ
うとするものである。

く問題点を解決するための手段〉本発明者らは上述の目的を達成すべく種々研究を重ねた
結果、純粋石英で構成したコア部外周をクラッドで被覆
した光ファイバはコア部に対するコア・クラッド間平均
比屈折率差を少くとも１％にし、かつコア部中心からコ
ア・クラッド境界に至る屈折率を漸次減少するようにす
ると、放射線被曝による伝送損失増が少く、コア部から
の光しみ出しが少くなることを発見し、この発明を完成
することができた。

すなわち、この発明は純粋石英で構成されたコア部外周
をクラッドで被覆した光ファイバを複数本、互いに近接
配列してマルチコア構造にした耐放射性イメージファイ
バにおいて、各光ファイバのコア部とクラッドの平均比
屈折率差を少くとも１％にすると共にコア部中心からコ
ア・クラッド境界面に至る屈折率が漸次減少するように
構成したことを特徴とするものである。

く作　　　用〉以上のような構成になっているから光ファイバの屈折率
分布構造は完全ステップインデックス形からややくずれ
第１図の曲線ａに示すプロフィルをもつが、コア・クラ
ッド境界近傍に向けて屈折率がコア部中心より小さくな
る屈折率分布構造のためクラッド側へしみ出る高次モー
ドを減少させることができる。

この結果、第２図に示すようにクラッド２へのしみ出し
光の分布ｄは減少し、光カップリングによるコア部の画
像コントラストの低下を軽減できるようになる。

また、コア部におけるコア番クラッド境界近傍の屈折率
を漸次減少させるため、コア部を構成する純粋石英に屈
折率制御添加剤例えば弗素を添加しても、その影響はコ
ア争クラッド境界近傍だけであるからコア部を伝搬する
光の伝送損失増に及ぼす影響は殆んど無視できる程度で
ある。

く実　施　例〉つぎに、実施例および比較例に基づいてこの発明をより
具体的に説明する。

（実施例１〜２）先ず、純粋石英で作った径ｄ　（３０ｍｍ）の円柱状ロ
ッドを準備し、このロッド周面から外Ｏ〜３．９　ｗｔ
％添加し、屈折率が外周に向って漸次域する屈折率分布
構造のコアを形成する。

次いで、得られたコア外周を、コア・クララド間屈折率
差がコアの屈折率に対し１．１８％の石英ガラスでクラ
ッド被覆し、形状指数（α）が１１．０の光フアイバプ
リフォームを作製し、これを１２５ｇｍに線引したイメ
ージファイバ用素線を５０００本作製した。

そして、このような光フアイバ５０００本を。

その側面を互いに密接するように束ねマルチコア構造の
５０００画素イメージファイバを作製した　（得られた
５０００画素イメージファイバ試料をＮ０１１とする）
。

また、上記Ｎｏ、１と同様の方法で、コアロッ弗素をＯ
〜３．９　ｗｔ％添加し、屈折率がコア外周に向って漸
次減少する屈折率分布構造のコアを形成した後、得られ
たコア外周をコア・クラッド間屈折率差がコア屈折率に
対し１．１％の石英ガラスでクラッドをつくり、形状指
数（α）が２０の光フアイバ５０００本を作製した。そ
して得られた光フアイバ５０００木の側面を密接させて
束ね、５００Ｇ画素のイメージファイバを作製した（得
られた５０００画素イメージファイバ試料をＮＯ１２と
する）。

（比　較　例）純粋石英の外周を弗素を均一にドープし、屈折率分布が
均一の石英ガラスロッド　（コア・クラッド間比屈折率
差１％）でクラッド被覆した光ファイバを５０００本作
製した後、これらの光ファイバの側面が互いに密接する
ようにして束ね、５０００画素イメージファイバを作っ
た。この５０００画素イメージファイバをＮｏ、３と名
付ける。

（特性試験）次に、実施例１〜２および比較例により得られた各５０
００画素イメージファイバＮｏ、１゜Ｎｏ、２およびＮ
ｏ、３の画像特性および耐放射性特性について試験した
結果を、下記表−１に示す。

ただし、表−１中ｔｆ）　Ｍ　Ｔ　Ｆ　（Ｍｏｄｕｌａ
ｔｉｏｎｔａｒｎｓｆｅｒ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ）特性は
空間周波数をＯＩＬｐ１層層のＭＴＦ値を１とし、これ
と比較したときの値が５０％低下時の空間周波数を■当
りのＩＰで示した。また、耐放射性特性は試料の光伝送
出力が受像側で何％減少するかを。

試料イメージファイバをγ線に曝す前と１０’レントゲ
ンのγ線に！時間波Ｓ後の値か一一何ｄＢ／ｋｍ違うか
で示した。

表−１表−１の結果から、ステップインデックス形の耐放射性
イメージファイバのＭＴＦ５０％低下が１ＯＪＬｐ／ｍ
ｓであるのに対し、α値１１．０のＮｏ、１．　α値２
０（７）ＮＯ，２は５０Ｊｌｐ／ａｍ　テあり特性が大
いに改善され、しかも放射線被曝による伝送損失増は極
めて少いことが確認された。

〈発明の効果〉以上の説明から明らかなように、本発明の耐放射性イメ
ージファイバはクラッドへの兜のしみ出しを減少させる
ため、隣接コア間の光カップリングが小さく、画像コン
トラストが向上し、また耐放射性特性にも難点がなく、
放射線環境下でも高解像度のイメージファイバとして利
用できる利点がある。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の耐放射性イメージファイバの屈折率分
布構造の説明図、第２図は本発明の耐放射性イメージフ
ァイバにおけるコア内伝送光の光出力分布と屈折率分布
構造を示す説明図、第３図は従来の耐放射性イメージフ
ァイバの屈折率分布構造図、ＭＳ４図は従来の耐放射性
イメージファイバにおけるコア内伝送光の光出力分布と
屈折率分布構造の関係を示す説明図である。図　面　中、　　１・・・コア部、２・・・クラッド。

Claims

【特許請求の範囲】

純粋石英で構成されたコア部外周をクラッドで被覆した
光ファイバを複数本、互いに近接配列してマルチコア構
造にした耐放射性イメージファイバにおいて、各光ファ
イバのコア部とクラッドの平均比屈折率差を少くとも１
％にすると共に、コア部中心からコア・クラッド境界面
に至る屈折率が漸次減少するように構成したことを特徴
とする耐放射性イメージファイバ。