JPS63189806A - 石英系イメ−ジフアイバ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は画像の直搦伝送路として使用される石英系イメ
ージファイバに関するものである。

〔従来の技術〕

石英系イメージファイバは１本のファイバ中に多数の画
素（コア）を整列して配置し、かつクラッドを各々のコ
アが共有するように溶融一体化したマルチコア型ファイ
バである。そのため、従来のイメージファイバと比較し
量産性が高いこと、各画素が溶融一体化しているため小
画素径、多画素化が図れることなどの特徴を有している
。

その他、このファイバスコープは、石英ファイバの有す
る数々の優れた特徴をそのまま保有している。たとえば
、低損失なため長尺化が可能であること、高温、高放射
線雰囲気下の画像伝送が可能であることなどである。そ
のため、原子カプラント等の放射線分野や、火力発電所
、鉄鋼プラント等の如く、従来では全く不可能であると
思われていた過酷な場所で数多く使われ始めており、ま
たその実用性が実証されつつある。

第２図は石英系イメージファイバとしてコアとクラッド
を溶融一体化する以前の、イメージファイバプリフォー
ムの横断面図である。図示の如く、外側のジャケットパ
イプ１の内側の画像伝送部には、コア２およびクラッド
３からなる複数本の画素素線が配設されている。そして
、これら画素素線の間には、図示の如く不均一に空隙４
が分布している。かかるイメージファイバプリフォーム
を加熱すると、それぞれの画素素線のクラッド３は軟化
、溶融して一体化し、空隙４のない１本の石英系イメー
ジファイバとなる。

ところで、上記構造のイメージファイバプリフォームの
ジャケットパイプ１は、純粋石英からなっている。そし
てこれは、高ＮＡの石英系イメージファイバプリフォー
ムおよびイメージファイバにおいても同様である。

［発明が解決びようとする問題点〕 しかしながら上記構造のイメージファイバでは、特に高
ＮＡの石英系イメージファイバになると画像伝送部の軟
化温度が低くなる。このため、軟化温度付近における画
像伝送部の粘度とジャケットパイプの粘度の差が大きく
なり、従って石英系イメージファイバプリフォームの製
造工程においてジャケットパイプ１中に配設された画素
素線の充填率が悪い（空隙４が多い）と、溶融一体化俊
の石英系イメージファイバが変形してしまう問題があっ
た。

第３図は溶融一体化の後の石英系イメージファイバの断
面図である。図示の通り、イメージファイバプリフォー
ム中の空隙４の分布に応じて、ジャケット部１１の外形
が変形している。これは、純粋石英からなるジャケット
パイプ１の粘度が高いために、溶融一体化工程（コラッ
プス工程）において十分な大きざの表面張力が働かない
からである。このように石英系イメージファイバが真円
構造にならないと、高密度のイメージファイバを得るこ
とが困難になる。なお、画素の役割はコア部１２が果た
しており、クラッド部１３は画素素線のクラッド３（第
２図）の溶融一体化により形成される。

そこで本幾明は、コラップス工程を経た後の断面を略真
円にすることのできる石英系イメージファイバを提供す
ることを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明に係る石英系イメージファイバは、純粋石英との
比屈折率差の平均値が２％以上のゲルマニウム添加石英
からなるコア部と、純粋石英との比屈折率差の平均値が
０．１％以上のフッ素添加石英からなるクラッド部と、
コア部およびクラッド部からなる画像伝送部を囲む石英
ジャケット部とを備える石英系イメージファイバであっ
て、石英ジャケット部を純粋石英との比屈折率差が０．
０７％以上のフッ素添加石英で形成したことを特徴とす
る。

〔作用〕

本発明に係る石英系イメージファイバは、以上の通りに
構成されるので、溶融一体化の際にジャケット部と画像
伝送部の軟化温度は略同−になり、従ってジャケット部
と画像伝送部の粘度は略同−になる。

〔実施例〕

以下、添付図面を参照して本発明の一実施例を説明する
。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付
し、重複する説明を省略する。

融合一体化工程（コラップス工程）以前のイメージファ
イバプリフォームの断面構造は、第２図に示すものと同
様である。異なる点は、各要素の材料が異なることであ
る。すなわち本実施例では、純粋石英との比屈折率差△
ｎの平均値および材料が、 コア２ではΔｎの平均値が２％以上のゲルマニウム添加
石英、 クラッドで３はΔｎの平均値が０．１％以上のフッ素添
加石英、 ジャケットパイプ１ではΔｎの平均値値が０．０７％以
上のフッ素添加石英 となっている。

ここで、コア２とクラッド３の純粋石英に対する比屈折
率差Δｎの平均値を、それぞれ２％以上および０．１％
以上としたのは、これ以下の比屈折率差のものでは従来
技術により真円構造とすることが可能だからである。

このようなイメージファイバプリフォームをコラップス
工程で溶融一体化させると、クラッド３の軟化温度とジ
ャケットパイプ１の軟化温度に大きな差はなくなり、従
ってジャケットパイプ１に十分な表面張力を働かせるこ
とができることになる。このため、得られる石英系イメ
ージファイバは、第１図に示す如く略真円の断面構造を
有することになる。ここにおいて、石英系イメージファ
イバにおけるジャケット部１１、コア部１２およびクラ
ッド部１３のそれぞの材料成分および比屈折率差は、イ
メージファイバプリフォームのジャケットパイプ１、コ
ア２およびクラッド３と略同−になっている。

本発明者は上記実施例の有効性を確認するため、次よう
な実験を行なった。

まず、高ＮＡの画素素線として、コアがゲルマニウム添
加石英（比屈折率差△ｎ＝２．５％）で形成され、クラ
ッドがフッ素添加石英（比屈折率差＝０．５％）で形成
されたものを用い、これを多数本束ねてフッ素添加石英
からなるジャケットパイプに挿入した。そして、コラッ
プス工程で融合一体化を行なった。このようにして得ら
れた石英系イメージファイバの断面の真円率αを、α＝
［（最小断面径）／（最大断面径）］Ｘ１００％として
計算したところ、次のような結果を得た。

すなわち、 ■ジャケットパイプの比屈折率Δｎを０．０５％とした
とき、α＝９２％ ■ジャケットパイプの比屈折率Δｎ＠０．１％としたと
き、α＝９８％ ■ジャケットパイプの比屈折率Δｎを０．５％としたと
き、α＝９９％ となった。なお、従来の如くジャケットパイプを純粋石
英とした従来のものでは、α＝９２％である。

ここで、石英系イメージファイバとして有効に使用され
る真円率の基準値αは９６％以上である。

従って、ジャケットパイプの比屈折率Δｎを０．０７％
以上としたときに、本実施例が有効に作用することがわ
かる。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の
変形が可能でおる。

例えば、イメージファイバプリフォームの画素素線はい
わゆるステップインデックス型のものに限られず、いわ
ゆるグレーデッドインデックス型のものであっても可能
である。また、コラップス工程における温度条件、雰囲
気などは、従来から知られている種々の条件とすること
が可能である。

要するにこれらの条件は、ジャケット部が略真円になる
程度の大きざの表面張力が働くものであれば、いかなる
ものでもよい。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明した通り本発明によれば、溶融一体化
の際にジャケット部と画像伝送部の軟化温度は略同−に
なり、従ってジャケット部と画像伝送部の粘度は略同−
になるので、コラップス工程を経た後の断面を略真円に
できる石英系イメージファイバを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る石英系イメージファイ
バの断面図、第２図はイメージフッ１イバプリフオーム
の一例の断面図、第３図は従来例に係る石英系イメージ
ファイバの断面図である。 １・・・ジャケットパイプ、２・・・コア、３・・・ク
ラッド、４・・・空隙、１１・・・ジャケット部、１２
・・・コア部、１３・・・クラッド部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 純粋石英との比屈折率差の平均値が２％以上のゲルマニ
   ウム添加石英からなるコア部と、純粋石英との比屈折率
   差の平均値が０．１％以上のフッ素添加石英からなるク
   ラッド部と、前記コア部およびクラッド部からなる画像
   伝送部を囲む石英ジャケット部とを備える石英系イメー
   ジファイバにおいて、 前記石英ジャケット部を純粋石英との比屈折率差が０．
   ０７％以上のフッ素添加石英で形成したことを特徴とす
   る石英系イメージファイバ。