JPS63246703A - 石英ガラス系マルチプル光伝送体 - 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】 産呈上坐■朋分立 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光伝送体に関する。

ｌ米■侠歪 純石英ガラスのコアの上にドープド石英ガラスのクラッ
ド層を有する光伝送体母材の多数本の束を線引きして製
造した、従って多数本が互いに融着した構造を有しマル
チプル光伝送体母材は、耐放射線性などに優れている長
所がある。その反面各光伝送体は互いに融着しているた
めに、線引きにより得られたマルチプル光伝送体は機械
的特性において一本の石英ガラスファイバあるいはロン
ドと変わるところがない、したがって可撓性に優れた上
記構造のマルチプル光伝送体を得るには、できるかぎり
その仕上がり外径を小さくすることが必要となる。

ところで純石英ガラスからなるコアを有する光伝送体は
、ドープド石英ガラスコアとドープド石英ガラスクラン
ド層とを有する光伝送体と比較してコアークラッド眉間
の屈折率差を後記する理由から太き（することが不可能
であるため、勢いクラッド層を厚くする必要がありクラ
ッド層の厚みのためにマルチプル光伝送体の小径化には
限界がある。硼素や弗素のようなドーパントを多量に添
加することにより純石英ガラスの屈折率を低減すること
ができるが、得られたドープド石英ガラスの熱膨張係数
及びガラス溶融時における流動性も同時に急上昇し、純
石英ガラスとの熱膨張係数の相違により両材料を互いに
直接接触した状態で使用することができなくなる（ドー
プド石英ガラスにひび割れが／１：しる）し、過流動性
によりクラッド層に偏肉が生じる問題もある。

解°亀を　すべき５　点並びに解ン手 上記した理由から各コアが純石英ガラスからなり、しか
もてきる限り小径化および画質の鮮明化の可能なマルチ
プル光伝送体の開発が重要課題となる。

本発明はこの重要課題を解決することを目的として、純
石英ガラスからなるコアの上に、順次、第１クラッド層
、および第２クラッド層を有する石英ガラス系光伝送体
母材の多数本が互いに融着した構造を有し、第１クラッ
ド層は第２クラツド。

層よりも低屈折率を有し且つ石英ガラス系光伝送体母材
中における占積率が５〜２５％であることを特徴とする
石英ガラス系マルチプル光伝送体を提供しようとするも
のである。

立里韮墾員着来 第１クラッド層の石英ガラス系光伝送体母材中における
占積率が２５％以下となる程のＦＩＮであると、たとえ
第１クラγド屡の構成材として多量の屈折率低減用のド
ーパントを配合して得た高膨張係数のドープド石英ガラ
スを用いても上記したひび割れや過流動の問題が生じな
い、しかも多量の屈折率低減用のドーパントを配合して
第１クラッド層の屈折率を低くすることによりコアとの
屈折率差を大きくとることができて、かくして第１クラ
ッド層と第２クラッド層の合計厚さを従来品のクラッド
層より薄くしても鮮明な画像を伝送することのできる光
伝送体が得られる。したがって本発明のマルチプル光伝
送体は、その優れた画質、耐放射線性および可撓性を利
用して、その先端部を上下左右に屈曲させる部材を取り
付けて原子力発電所や高温炉などの内部を観察する手段
として有用である。

叉崖班 以下、図面にもとづき本発明を説明する。第１図および
第３図は、いずれも本発明実施例の断面図であり、第２
図（ａ、）は第１図の部分拡大断面図、第２図（ｂ）は
第２図（ａ）における各部の屈折率分布を示す図、第４
図（ａ）は第３図の部分拡大断面図、第３図（ｂ）は第
３図（ａ）における各部の屈折率分布を示す図である。

第１図〜第４図において、１はマルチプル光伝送体、２
はマルチプル光伝送体１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
設けられた第１クラッド層２２、および第２クラッド層
とを有し、第３図の実施例は第２クランド層の上にさら
に第３クラッド層２４を有する。実施例１においては隣
接する第２クラッド層同士の融着により、一方実施例３
においては隣接する第３クランド層同士の融着によりそ
れぞれ一体的に融着してマルチプル光伝送体を形成して
いる。３はマルチプル光伝送体１の最外部に設けられた
スキン層である。ＤＣはマルチプル光伝送体ｌを構成す
る各光ファイバ２のコア２１の径、Ｄｆは同光ファイバ
２の径、ＴＩ　は同第１クラツド層の厚さ、Ｔｔは同第
２クラツド層の厚さ、Ｔ、は同第３クラツド層の厚さを
それぞれ示す。

本発明においては、上記の各光ファイバ２は、該光フア
イバ断面におけるコア２１の占積率が少なくとも２０％
であることが好ましい、コア占積率が２０％未満である
と、コア２１の光伝送量が乏しくて明るい画像の伝送が
困難であり、逆に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ッド層が薄くなり過ぎて伝送画
像に滲み現象が生じ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、７０％以下、特に２５〜６０
％とすることが特に好ましい。

コア２１は純石英ガラスによって構成されており、純石
英ガラスとしては純度９９．９９重量％以上、特に純度
９９．９９９９重量％以上の合成品が好ましい。

本発明において、第１クラツドＪ！２２は、コア２１よ
りは勿論のこと、第２クラッド層２３よりも低屈折率を
有する１本発明のマルチプル光伝送体ｌは、通常上記光
ファイバ２と同じ構造および断面占積率比を有する断面
円形の光伝送体母材の多数本、たとえば５００〜５００
．０００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（第１図お
よび第３図のスキン層３の形成材料）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するこ
とができるが、第１クラノ］′層２２は上記の光伝送体
母材中（したがって光フアイバ２中）における断面占積
率が５〜２５％であることを必須とする。断面占積率が
５％未満であると、前記した同層の効果が乏しく、２５
％より大であると前記したひび割れや過流動の問題のた
めに同層２２の屈折率を充分に小さくすることが困難と
なる。したがって第１クラツドＦ１２２の断面占積率は
５〜１５％とすることが好ましい。

第１クラッド層２２の最小屈折率とコア２１の屈折率と
の屈折率差Δｎは、少なくとも０．０１０、特に少なく
とも０．０１４とするのが好ましく、第１クラツドｌｌ
１２２の最小屈折率と第２クラッド層２３との最小屈折
率差Δｎは、少なくとも０．００２、特に少なくとも０
．００４とするのが好ましい、また第２クラッドＪｉ２
３の最小屈折率と第３クラッド層２４との最小屈折率差
Δｎは少なくともｏ、ｏｏｓ、特に少なくとも０．０１
０とするのが好ましい。

第１クラッド層２２および第２クラ７ドＮ２３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
ラスにて構成されることが好ましい、特に好ましくはド
ーパントプリカーサとしてＢＣＩｓ　、ＢＦｓあるいは
それらの混合物を用いてドープした純石英ガラスである
。

第３クラッドＮ２４は、各種のドーパントによりドーピ
ングされた石英ガラスにて構成されてもよいが、純石英
ガラス、特に純度９９．９９重量％以上の高純度のもの
が好ましい。

クラッドＪｉ２２．２３を構成するドープド石英ガラス
は、一般に純石英ガラスが軟化する高温度においては低
粘性を呈するため、マルチプル光伝送体製造における線
引き時の高温にそれらの層が異常変形する場合がある。

この場合、純石英ガラスからなる第３クラツド１１２４
を設けておくと、第１クラッド層および第２クラッド層
は高粘性の第３クラッド層にて囲繞されているので第３
クランド層の変形以上に変形することがない。

本発明においては、第１クラツド１１２２の厚さＴＩ％
第２クラッド層２３の厚さ７！、第３クラッド層２４の
厚さＴ、は、たとえばそれぞれ０、０Ｓ〜１．５μｍ、
０．２〜２．５μ園、および０．０１〜１．０μｌ、特
に０．１〜１．　０μ膳、０．５〜２．０μｍ、および
０．０８〜０．５μｌ程度が好ましい。

本発明のマルチプル光伝送体は、たとえば、第２クラッ
ド層２３用ドープド石英ガラスと、さらにその上に第１
クラッド層２２用ドープド石英ガラスを内付けした第３
クラッド層用パイプとコア２１の構成用ロンドとを用い
てロンド・イン・チューブ法により光伝送体母材を得、
ついで該母材の多数本をスキンパイプ中に整列充填しス
キンパイプごと線引きすることにより製造することがで
きる。

下表に各種実施例１〜９、比較例１〜３のマルチプル光
伝送体の構造、性能を示す。

伝送画質については、つぎに述べる方法により評価した
。

各実施例および比較例のマルチプル光伝送体から長さ５
ｍのサンプルを採取し、各両端にそれぞれレンズを取り
つけてイメージスコープ（対物レンズ視野角：６０度、
接眼レンズ倍率：４０倍）を作成し、対物レンズから５
ｍ離れた位置にある３０Ｗの螢光灯を直視した。一般に
マルチプル光伝送体中の各クラッド層の光閉じ込め効果
が乏しい程、螢光灯の発光部周辺に強い着色が存在する
ように観察される。そこで、螢光灯の発光部周辺の着色
度に応じて下記の通りに等綴付けした。

優：着色が観察されない。

良：極薄くはあるが、赤色または緑色の着色が観察され
る。

可：かなり強い着色が観察される。

【図面の簡単な説明】

第１図および第３図は、いずれも本発明の実施例の断面
図であり、第２図（ａ）は第１図の部分拡大断面図、第
２図（ｂ）は第２図（ａ）における各部の屈折率分布を
示す図、第４図（ａ）は第３図の部分拡大断面図、第３
図（ｂ）は第３図（ａ）における各部の屈折率分布を示
す図である。 １　：マルチプル光伝送体、 ２　：マルチプル光伝送体１を構成する光ファイバ、２
１：コア ２２：第１クラッド層 ２３：第２クラッド層 ２４：第３クラッド層 ３　ニスキン層

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、純石英ガラスからなるコアの上に、順次、第１クラ
   ッド層、および第２クラッド層を有する石英ガラス系光
   伝送体母材の多数本が互いに融着した構造を有し、第１
   クラッド層は第２クラッド層よりも低屈折率を有し且つ
   石英ガラス系光伝送体母材中における占積率が５〜２５
   ％であることを特徴とする石英ガラス系マルチプル光伝
   送体。 ２、コアの断面占積率が少なくとも２０％である特許請
   求の範囲第１項に記載のマルチプル光伝送体。 ３、第１クラッド層および第２クラッド層が弗素および
   ／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２項のい
   ずれかに記載のマルチプル光伝送体。 ４、第２クラッド層の上に第２クラッド層より高屈折率
   の第３クラッド層を有する特許請求の範囲第１項に記載
   のマルチプル光伝送体。 ５、第３クラッド層が純石英ガラスからなるものである
   特許請求の範囲第４項に記載のマルチプル光伝送体。