JPS62260112A - 石英ガラス系マルチプルフアイバ - Google Patents

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】 皮呈上■肌■圀互 本発明は、工業用イメージスコープの光伝送路として好
適な石英ガラス系のマルチプルファイバに関する。

丈米■狡歪 純石英ガラスからなるコアロッドを用いて製造したマル
チプルファイバは、耐放射線性などに優れている反面、
そのコアロッドの線引き温度が２０００℃以上にも達す
る高温であるため、マルチプルファイバの製造に高度の
技術が必要となっている。

一方、ドーパント入り石英ガラスからなるコアロッドは
、ドーパントの種類、ドーパント量などを変えることに
よりクラッド層との屈折率差を大きくすることができる
結果、画素数が多くて外径の小さい、しかして可撓性に
優れたマルチプルファイバの製造を可能とする有利性を
有している。

五迭Ｗじと５１１販点 ところで、一般にドーパント入り石英ガラス製のロッド
は、ＣＶＤ法、ＶＡＤ法などで製造することができるが
、いずれの方法で製造したものにせよ、これまでのロッ
ドはその中心に屈折率の最大値を有し、外表面に向かっ
て屈折率が低下するグレーデドインデソクス形のもので
あり、しかもその屈折率分布が付図の曲線２のようにロ
ッド中心より外表面に向かって急激に低下するタイプの
ものである。

そのため、かかるコアロッドを用いてマルチプルファイ
バを製造した場合、得られたマルチプルファイバはその
画素としての各ファイバにおける中心部のみが明るくて
中心より離れるに従い急激に暗くなり、細径のマルチプ
ルファイバとする程滲み現象が大きくなって伝送画像が
極めて見づらいものになるという問題があった。

皿塁屋犬■土亘 本発明は、グレーデドインデックス形のコアを有するマ
ルチプルファイバでありながら、上記の問題が克服され
た、したがって細径でも鮮明で且つ明るい画像を伝送で
きるマルチプルファイバを提供しようとするものである
。

すなわち、本発明は、半径ｒのコアの上にドープド石英
ガラスからなるクラッド層および更にその上に線引き温
度が少なくとも１８００℃の石英ガラスからなるサポー
ト層を存する石英ガラス系光ファイバの多数本が互いに
融着した構造を有し、該コアの屈折率分布がコアの中心
部における最大屈折率値を０６、コアの最外部における
最小屈折率値をｎ２としたとき、コアの中心軸から半径
０．６５ｒの位置における屈折率（ｎ２）が下式（１）
を満足する値を有するものであるグレーデドインデソク
ス形であり、かつ上記の各光ファイバは、該光ファイバ
断面におけるコア占積率が少なくとも２０％であること
を特徴とする石英ガラス系マルチプルファイバである。

ｎ′１　≧ｎｚ　＋Ｑ、６５　　（ｎｏ　　　ｎｔ　）
　　・・　（１）昨月」じ８≧迩果 本発明のマルチプルファイバ中に含まれている個々の光
ファイバは、そのコア占積率が少なくとも２０％である
のでコア全体が伝送する光量は充分であり、またそのコ
アは中心部より半径０．６５ｒまでの区間においては屈
折率の低下の程度が従来のものと比較して小さく、かつ
一定値以上の屈折率を有しているので、マルチプルファ
イバにおける各画素は少なくともその中心部より半径０
．６５ｒまでの区間は勿論のこと、それより多少外側の
領域でさえ実用上充分な明るさを有する。

マルチプルファイバ中に含まれている個々の光ファイバ
の各コアがグレーデドインデソクス形の屈折率分布を有
するということは、とりもなおさずそれがドープド石英
ガラスからなるものであることを意味する。したがって
、本発明のようにクラッド層もドープド石英ガラスにて
構成されていると、コアとクラッド層との屈折率差を大
きくすることできる長所がある。なおコア、クラッド層
ともにドープド石英ガラスにて構成されており、−ＩＩ
にドープド石英ガラスは加熱軟化すると低粘性を呈する
ため、マルチプルファイバ製造時の線引きにより個々の
光ファイバ全体が異常変形し、光ファイバ中のコアもそ
れに伴って異常変形する問題がある。これに対して本発
明においては、クラッド層の更にその上に線引き温度が
少なくとも１８００℃の石英ガラスからなるサポート層
を有する。該石英ガラスは、軟化時の粘性がドープド石
英ガラスと比較して極めて高く、したがって低粘性のコ
アとクラッド層とは高粘性の上記石英ガラスにて囲繞さ
れているので線引き時サポート層の変形以上に変形する
ことがない、そしてサポート層自体は高粘性であるので
線引きによっても一般に異常変形する率が極めて低く、
かくして本発明のマルチプルファイバは、歩留まり良く
製造が可能となる長所を有する。

実上班 以下、図面にもとずき本発明を説明する。第１図は本発
明実施例の断面図、第２図は第１図の部分拡大断面図で
あり、第３図は従来の、および本発明のマルチプルファ
イバを構成する光ファイバのコアにおける屈折率分布曲
線を示す。

第１図および第２図において、１はマルチプルファイバ
、２はマルチプルファイバｌを構成する光ファイバであ
る。多数本の光ファイバ２は、それぞれコア２１とその
上に設けられたクラッド層２２、およびサポート層２３
とからなり、隣接するサポート層同士の融着により互い
に融着している。３は、マルチプルファイバの最外部に
設けられたスキン層である。

本発明のマルチプルファイバは、上記光ファイバと相似
の断面形状を有する光ファイバプリホームの多数本、た
とえば１０００〜ｓｏ０、ｏｏ。

本を天然石英ガラスまたは合成石英ガラス製、好ましく
は合成石英ガラス製のスキンパイプ中に整列状態にて充
填し、ついでスキンパイプごと線引きして製造方法する
ことができる。

第３図において、曲線１が本発明実施例のコアにおける
屈折率分布曲線あり、曲線２が従来例のそれである０曲
線１において、コアの中心の屈折率ｎ、（最大屈折率）
とコア最外部の屈折率ｎ２（最小屈折率）との差（Δｎ
）すなわち（ｎｏ　−ｎ２）は、０．０１５〜０．０３
５、好ましくは０．０２〜０．０２８である。

曲線１に示す屈折率分布では、コアの中心（ｒｏ）より
半径ｒｌ、すなわち０．６５ｒまでの区間においては屈
折率の低下が緩やかであり、コアの半径ｒ、から半径ｒ
すなわちコアの最外部までの区間においては屈折率が急
激に低下している。換言すると、区間ｒ、からｒ、にお
いでは屈折率の変化が小さい、しかも、コア半径ｒ、の
位置における屈折率ｎ１がｎｚ　＋Ｑ、６５　（Δｎ）
（＝　ｎ、　＋〇、６５Ｘ０．０２５　＝　ｎｚ　＋０
．０１６　）以上の値、すなわちＪ　＋９．０１６を有
している。

本発明においては、コアの外側部における屈折率の変化
が急激であり、コアの中央部における屈折率の変化が緩
慢であるほど好ましい、したがって、コアの半径０．７
ｒの位置においてｉ、＋０．６５（Δｎ）の屈折率条件
を満足し、かつ上記した屈折率分布条件を満足するもの
は特に好ましい。なお、本発明においては、コア２１が
第２図に示すように断面が円形でない場合には、それに
対応する面積を有する円形に近位して考慮してよい。

本発明においては、上記の各光ファイバ２は、該光ファ
イバ断面におけるコア占積率が少なくとも２０％である
ことを必須とする。コア占積率が２０％未満であると、
コアの光伝送量が乏しくで明るい画像の伝送が困難であ
る。なお、コア占積率が過大であると、可撓性を犠牲に
する場合以外はクランド層およびサポート層が薄くなり
過ぎて伝送画像に滲み現象が生して鮮明な画像が得難い
問題がある。したがって、コア占積率は、５０％以下、
特に２５〜４５％とすることが好ましい。

コアの上記した屈折率分布は、石英ガラスの屈折率を高
める作用をなすドーパント、たとえばゲルマニウムや燐
などを用い、■、〜Ｄ法、ＣＶＤ法などにてドーバンＨ
ｔを上記屈折率分布にしたがって加減することにより達
成することができる。

ドーパントとして好ましものは、ゲルマニウムまたはそ
れを主成分とするものである。

本発明においては、クラフト層２２は、前記した通りド
ープド石英ガラスにて構成されるが、好ましいものは、
弗素および／または硼素あるいはそれらの少なくとも１
種を主成分とするドーパントによりドーピングされた石
英ガラス、たとえばＢＣｌ、、ＢＦ、、５ｉＦａなどの
原料ガスを用いて製造したものなど、である。

各光ファイバ２のクラッドＮ２２の厚さｄ、　　（第２
図に示す部分の平均厚さ）については、これが過度に薄
くなり過ぎると伝送画像に滲み現象が生じて鮮明な画像
が得難くなり、一方過度に厚くなり過ぎるとマルチプル
ファイバの外径が過大となるので、一般には０．５〜２
μｍ、特に０．９〜１．３μｍとすることが好ましい。

サボー）Ｊｉ２３は、線引き温度が少なくとも１８００
℃の石英ガラスからなる０本発明においては、上記の線
引き温度とは被検石英ガラスをもって製造した内径２３
閣■、外径２６鶴のパイプを加熱軟化して内径２．３Ｎ
、外径２．６ｆｌの縮小パイプを毎分０．５ｍで線引き
するときの線引き張力が５００ｇ以下となる最低温度と
定義される。上記の高線引き温度を有する石英ガラスと
しては、天然石英ガラス、合成石英ガラスなどが例示さ
れるが、好ましくは合成石英ガラス、特に純度が９９．
９９重量％以上の高純度石英ガラスなどである。

サポート層２３の厚さが過少であると、本発明のマルチ
プルファイバの製造時における上記したコアとクラッド
層との異常変形を防止することができず、一方厚さが過
大であるとサポート層自体が伝送画像の迷光路となって
伝送画像を不鮮明にする問題がある。したがって、サポ
ート層２３の厚さは、０．０５〜１．５＃Ｉｍ　、特に
０，１〜０．７μ−とすることが好ましい。

本発明においては、各光ファイバ２の平均外径ａＳ（第
２図に示す部分の平均直径）は、４〜１５μ園、特に５
〜１３μ−１更に６〜９μ自とすることが好ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の断面図、第２図は第１図の部分
拡大断面図であり、第３図は従来の、および本発明のマ
ルチプルファイバを構成する光ファイバのコアにおける
屈折率分布曲線を示す。 第１図および第２図において、 １：マルチプルファイバ ２：マルチプルファイバ１を構成する光ファイババ ２１：光ファイバ２のコア ２２：光ファイバ２のクラッド層 ２３；光ファイバ２のサポート層 ３：マルチプルファイバｌの最外部に設けられたスキン
層 第３図において、 曲線１：本発明実施例のコアにおける屈折率分布曲線

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半径ｒのコアの上にドープド石英ガラスからなるク
   ラッド層および更にその上に線引き温度が少なくとも１
   ８００℃の石英ガラスからなるサポート層を有する石英
   ガラス系光ファイバの多数本が互いに融着した構造を有 し、該コアの屈折率分布がコアの中心部における最大屈
   折率値をｎ＿０、コアの最外部における最小屈折率値を
   ｎ＿２としたとき、コアの中心軸から半径０．６５ｒの
   位置における屈折率（ｎ＿１）が下式を満足する値を有
   するものであるグレーデドインデックス形であり、かつ
   上記の各光ファイバは、該光ファイバ断面におけるコア
   占積率が少なくとも２０％であることを特徴とする石英
   ガラス系マルチプルファイバ。 ｎ＿１≧ｎ＿２＋０．６５（ｎ＿０−ｎ＿２）２、クラ
   ッド層の厚さが０．５〜２μｍである特許請求の範囲第
   １項記載の石英ガラス系マルチプルファイバ。 ３、サポート層の厚さが０．０５〜１．５μｍである特
   許請求の範囲第１項乃至第２項のいずれかに記載の石英
   ガラス系マルチプルファイバ。 ４、各光ファイバの外径が４〜１５μｍである特許請求
   の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載のマルチプル
   ファイバ。 ５、コアは、ゲルマニウムまたはそれを主成分とするド
   ーパントによりグレーデドインデックス形にドーピング
   された石英ガラスからなるものである特許請求の範囲第
   １項乃至第４項のいずれかに記載の石英ガラス系マルチ
   プルファイバ。 ６、クラッド層は、弗素および／または硼素あるいはそ
   れらの少なくとも１種を主成分とするドーパントにより
   ドーピングされた石英ガラスからなるものである特許請
   求の範囲第１項乃至第５項のいずれかに記載の石英ガラ
   ス系マルチプルファイバ。