WO1983003144A1 - Optical multiple fiber - Google Patents

Description

明 光学用 マ ル チ プ ル フ ァ イ バ

技術分野

本発明は石英ガ ラ ス 系 の光 フ ァ ィ バ の多数本が相互 に融着 さ れて な る 構造の光学用 マ ル チ ブ ル フ ア イ バ ( 以下、 単に マ ル チ プ ル フ ァ イ バ と レ、 う ） に関 し 、 さ ら に詳 し く は 前記各光 フ ア イ バ の コ ァ が純石英ガ ラ ス か ら な り 、 そ の う え の ク ラ ッ ド 層 が ド ー パ ン ト を含む 純石英ガ ラ ス ょ り 低屈折率 の石英ガ ラ ス か ら なる マ ル チ ブ ル フ ア イ バ に関す る o

背景技術

各光 フ ァ イ バ の コ ア が純石英ガ ラ ス か ら な る 前記 マ ノレ チ プ ル フ ァ イ バ' は、 純石英ガ ラ ス の優れ た耐熱性、 耐放射線性などをそ の ま ま 受け継 ぐ優れた性質を有す る の で 、 高温炉内ゃ原子炉内 な ど の 内部 を観察する た め の ィ メ ー ジ ガ ィ ド と し て有用 であ る 。

一般に石英ガ ラ ス 系 の マ ル チ プ ル フ ァ イ バ は 光 フ ァ イ ノ プ リ フ ォームま た は それ を 線引 し て縮径 し た も の

( 以下、 両者 を あ わせ て単に プ リ フ ォ ー ム と レ、 う ） を 多数本束ね 、 該束 を高温度で線引 き し て各 プ リ フ ォ ー ム を縮径 し て光 フ ア イ バ と する と と も に 隣接す る 光 フ ア イ バ 同士 を 相互に融着 さ せ る こ と に よ り 製造 さ れ る。 ク ラ ッ ド 層の ド 一 パ ン ト を含む石英ガ ラ ス は コ ア の 純石英ガ ラ ス に く ら べて軟化温度が非常に低 く かつ軟 化状態での変形抵抗が非常に小さ い。 その た め前記線 ί法に よ り 製造さ れた マ ル チ ブ ル フ ア イ パ の は'あ レゝ、 第 1 図に示さ れる ご と く 、 該 マ ル チ プ ル フ ァ イ バ に含 ま れる 各光 フ ァ イ バ 1 に おレ、 ては 、 コ ア 2 は プ リ フ ォ

— ム に お ける と 同様な 断面円形を保持 して いる が、 コ ァ 2 の う え の ク ラ ッ ド 層 5 は外形が六角形に変形 し 、 かかる 外形を有する ク ラ ッ ド層 S が鼷接する光 フ ア イ バ の ク ラ ッ ド 層 と 相互に融着 し てお り 、 そ し て大部分 の光 フ ァ ィ パは六角形を最密充填 し た よ う に配列さ れ て レヽ る ο

し か し な が ら 、 石英ガ ラ ス 系 の マ ノレ チ ブ ル フ ァ イ ノ は多成分ガ ラ ス系の マ ル チ ブ ル フ ア イ ノヽ * に く ら ベて 石英ガ ラ ス の軟化温度お よ び溶融粘度が多成分ガ ラ ス に く ら べて格段に高いた め その製造が き わ め て困難で あ り 、 最近 よ う や く 製造の め ど がつ レ、 たばか り め る ο した がつて かかる 現状下【こお レヽ て 【ま マ ル チ ブ ル フ ア イ バ に要求 され る 画像伝送能力な ど の諸性能 をい か に向 上せ し め る か な どの 点につい ては研究が ほ と ん どな さ れていな い の が実伏であ Ο

し かる に本発明者 ら はヽ 石英ガ ラ ス 系 マ ル チ ブ ル フ ァ- ィ バ に含ま れる 各光 フ ア イ パ の 断面構造、 と く に コ ァ 径 と ク ラ ッ 層 の厚さ の 相互の 関係が画像伝送能力 な どの 諸性能に大 き く 影響す る こ と を見 ffi し 、 それに

or.Pi 基づい て鋭意研究 を 重ね た結果、 本発明 に到達 し た。 発明の 開示

本発 明は 、 純石英ガ ラ ス か ら な る コ ア と 、 そ の う え の 、 ド ー パ ン ト を含有す る 石芙ガ ラ ス か ら な り 、 か つ 次式（I) ： ·

2ΐ)_Ί≥ τ 1 1 . 0 y"m (I)

( 式中 、 0?丄は ク ラ ッ ド 層の厚さ（ IH ) 、 ：D I は コ ア の外径 { ) あ る ） を満足 す る厚 さ 丄を 有す る ク ラ ッ ド 層 と か ら な る 光 フ ア イ バ の多数本 が栢互に融着さ れて な る こ と を 特徵 と す る マ ル チ プ ル フ ァ イ バ を 提供す る 。

前記において、 ク ラ ッ ド層の厚 さ 丄は 第 .2 図に示 さ れる ご と ぐ、 外形が六角形に変形し た ク ラ ッ ド層 の該 六角形の 1 辺 と コ ァ の表面 と の間の最短距離 を意味す o 図面の簡単な 説明

第 1 図 は本発明の マ ル チ プ ル フ ァ イ バ に おけ る 光 フ ア イ パ の配列状態を示す断面図であ る 。

第 2 図は マ ル チ プ ル フ ァ イ バ に含 ま れ る 1 本の二層 構造 の光 フ ア イ パ を示 す断面図であ る 。

第 5 図は マ ル チ プ ル フ ァ イ バ に光 フ ァ イ バ の 欠落部 が存在す る 状態を示す断面図であ る。

第 4 図は マ ル チ プ ル フ ァ イ バ に含 ま れ る 1 本の三層 構造 の光 フ ァ ィ パ を示す 断面図で あ る 。

0 前記の ご と く 、 コ ア が純石英ガ ラ ス か ら な り 、 ク ラ ッ ド 層 が ド ー パ ン ト を含有する 石英ガ ラ ス か ら な る 光 フ ァ イ バ が多数本相互に 融着 さ れた構造の マ ル チ ブ ル フ ァ イ バ においては、 大部分の光 フ ア イ バ の外形は六 角形 と な り （ す な わ ち ク ラ ッ ド層 の外形が六角形 と な り ） 、 それ ら が最密充填状に配列さ れてレ、る 。

本発明に おいては、 マ ノレ チ ブ ル フ ア イ バ に含ま れる 前記形状の各光 フ ァ イ バに お ける ク ラ ッ ド 層の厚さ でェ が前記式（I) を満足す る と き 、 伝送画像の 鮮明性が向上 さ れ カゝっ マ ル チ プ ル フ ァ ィ バ の 可撓性が確保さ れる こ と が見 © さ れた。

す な わ ち 、 マ ル チ プ ル フ ア イノ 中 に含ま れる 光 フ ァ ィ バ が枏互に融着 し ている ばあレヽ、 各光 フ ァ ィ パ か ら の漏光が皆無では な く 、 こ の漏光が伝送画像の鮮明性 に悪影響を及ぼすの で、 こ の点か ら ク ラ ッ ド層の厚さ があ る 値以上でなければな ら な い。 また ク ラ ッ ド層 の 石英ガ ラ ス は ド 一 パ ン ト の含有量が多 く な る ほ ど熱膨 張係数が コ ア の純石英ガ ラ ス に く ら ベて大き く な る o 一方漏光防止効果の点か ら は ド ーパ ン ト の含有量を多 く し て コ ア の屈折率 と ク ラ ッ ド層 の屈折率 の差を大き く する こ と が好ま し レ、 が、 そ う す る と コ ア と ク ラ ッ ド 層の熱膨張係数の差がいち じ る し く 大大きき くく な り 、 ク ッ ド層 に ク ラ ッ ク な ど が生 じ 、 こ の こ と がプ リ フ ォーム その も の の製造を 困難に する 。 そ こ で コ ア と ク ラ ッ F 層の屈折率の差を あ ま り 大き く で き な い の で、 漏光を 防止す る ため に は ク ラ ッ ド 層 の厚 さ を 大 き く し な け れ ばな ら な い。

本発明者 ら の研究の 結果、マ ル チ ブル フ アイ バに含 ま れ る各光 フ ァイ バのク ラ ッ ド 層の厚 さ T， が少な く と も 1 .0/½、 好ま し く は少な く と も 1 . 5 πι、 よ り 好 ま し く は少な く と も 1 .5 n、 なか んづ く 少な く と も 1 .8 ¾πあ れば前記漏光の 程度が格段に小さ く な り 、 し た がっ て伝送画像の 鮮明 性が向上 さ れる こ と が見出 さ れた。し か も ク ラ ッ ド 層 の 厚さ が前記範囲以上 で'あ れば、コアとク ラッ ド層の屈折率 差が、た と えば 0.012士 O - ΟΟό ( 漏光 を一層少 な く し 、 他 方コアとク ラ ッ ド層 と の熱膨張係数、軟化温度 、熱変形抵 抗な ど の差 を小さ .く す る観点からは前記屈折率差は 0.012 ± 0.00 と する の がよ レ、 ） と 小さ く て も 漏光が良好に防 止さ れ、 その結果 プ リ フ ォ ー ム の製造 が容易に な る。

一方、 マ ル チ プ ル フ ァ イ バ 中に 含ま れ る 各光 フ ア イ バ の ク ラ ッ ド層の厚 さ が過大であ る と 、 次式 ： - コ ァ の断面積

- X 1 0 0

光ファイバの断面積

で定義さ れる 光 フ ア イ バの コ ァ の 占積率（%) が小さ く な つ て伝送画像の 明る さ が低 下 し 、 ま た マ ル チ プ ル フ ァ ィ バ の端面か ら ク ラ ッ ド 層に入射す る 光量が多 く な り、 これ が迷光 と なって伝送画像の鮮明性 を低下す る 。 さ ら に ク ラ ッ ド層の厚さ が過大 であ る と 、 光 フ ア イ バ の 外径 が大 き く な り 、 と く に光 フ ァ イ バ の本数が多い ば ぁ レ、は マ ル チ プ ル フ ァ イ ノ の外径 が大 き く な る か ら 、

Ο?ΛΡΙ マ ル チ プ ル フ ァ イ バ の 可撓性が低下す る 。 マ ル チ プ ル フ ァ イ バ の 可撓 ' を よ く する た めに は 、 マ ル チ ブ ル フ ア イ パ の外径を 5mm 以下 と す る の が好ま し い。

前記の 点か ら 、 本発明 においては 、 ク ラ ッ ト '·層の 厚 さ _Tlが コ ア の 外径： 0丄の 2 倍以下であ る の が好ま し い。 よ り 好ま し ぐ は ク ラ ッ ド層 の厚 さ 1^は コ ア の外径： D， の 1 倍以下、 と く に 0.5 倍以下であ る 。

コ ァ の外径； 0丄は通常 5〜 15 m 程度であ る。

コ ア の外径 D， が前記範囲で あ り 、 かつ マ ル チ ブ ル フ ァ イ ノ の外径 が 0 · 5 〜 Smm であ り 、 さ ら に該 マ ル チ ブ ル フ ア イ バ に含ま れる 光 フ ア イ バ の数が 1000〜 50000 本であ る ばあ い、 ク ラ ッ ド層 の厚さ は次式（H) ：

な かんづ く 次式 (M) ：

を満足する の が好ま しい。

さ ら に本発.明におい ては コ ア の 占積率が 20〜00% の範囲であ る の が好ま し い コ ァ の 占積率が小さ く な る ほ ど光の伝送量が少な く な る 。 マ ル チ プ ル フ ァ イ バ を ィ メ 一 ジ ガ イ ド と して用いる ばあ いの伝送画像が実 用上最底限の明る さ を有す る た めに は コ ァ の 占積率は 少な く と も 20% であ る こ と が必要 と さ れ る 。 一方伝送 画像の 明る さ の点の み か ら は コ ァ の 占積率は大き いほ ど よ レ、 ο し か し コ ァ の 占積率 が大き レ、 マ ル チ ブ ル フ 了 ィ パ をえ よ う と すれば、 ク ラ ッ ド層 の厚 さ の小さ レ、 リ フ ォ ー ム を用意 し な け ればな ら ず、 こ の よ う な プ リ フ ォ ー ム を用 レ、 て え ら れ る マ ル チ ブ ル フ ア イ バ 中 に含 ま れ る 各光 フ ァ イ バ の ク ラ ッ ド 層の厚 さ と し て 前述 の最底限の厚 さ 1 . 0 を確保す る た め に は 、 光 フ ア イ バの 外径 が必然的に大 き く な る よ う に プ リ フ ォ ー ム 束 を線引 き し な け ればな ら ず、 そ う す る と え ら れ る マ ル チ プ ル フ ァ イ バ の 可撓性 の点で問題があ る。 前記の点 か ら 、 コ ア の 占積率は 6 0 % 以下が好ま し い。 よ り 好 ま しレ、 コ ァ の 占積率は 2 5 5 0 % 、 な か んづ く 5 5 45 % で あ る 。 前述の ご と く 、 コ ア が.純石英ガ ラ ス か ら な り 、 ク ラ ッ ド 層 が ド 一 パ ン ト を含有する 石英ガ ラ ス か ら な る 光 フ ァ ィ バ が多数本栢互に 融着 さ れた構造の マ ル チ プ ル フ ァ イ バ を 線 き法に よ り 製造す る ばあ いは 、 第 1 図 に示 さ れ る ご と く え ら れ る マ ル チ プ ル フ ァ イ バ に おレ、 て各光 フ アイ バ の外形が六角形 と な り 、 それ ら が六角 形を最密充填 し た よ う に配列さ れてレ、 る 。

し か し 、 プ リ フ ォ ー ム の束ね方がわ る かっ た り す る と 、 第 5 図に示す ご と く え ら れる マ ル チ プ ル フ ァ イ バ におレ、て光 フ ァ イ バ の欠落 し た部分 5 が生 じ る ばぁ レ、 があ る 。 こ の 欠落部 5 は 、 その周囲 に位置する光 フ ァ ィ バ の ク ラ ッ ド層 を搆成する 石英ガ ラ ス の一部が流入 し て充満 さ れてい る が、 こ の流入に よ っ て 前記周囲に 位置す る 光 フ ァ イ バ の ク ラ ッ ド 層 が薄 く な り 、 ク ラ ッ ド層 と し て の 機能 が乏 し く な る か 、 あ る いは失わ

:' c : \7l え -、「 ン し ま う と レ、 う 問題があ る 。 こ の た め 、 欠落部 5 が生 じ る と 、 光 フ ァ イ バ の コ ア が純石英ガ ラ ス か ら な る マ ル チ ブ ル フ ァ イ バは 、 前記 し た ク ラ ッ ド 層の厚さ に おい て欠陥 を有する光 フ ァ .ィ パ を 含む こ と と な り 、 ィ メ 一 ジ ガ イ ド と し て使用 し た と き、 画像伝送能力、 換言す れば伝送画像の鮮明性において必ず し も 満足のい く も の と はいい難い。

前記に鑑み、 本発明は第 3 図に示す よ う な欠落部 5 へ の ク ラ ッ ド層石英ガ ラ ス の流入 があ っ て も な お充分 な厚さ の ク ラ ッ ド層を有する 光 フ ァ イ バで構成さ れた マ ル チ プ ル フ ァ イ バ を さ ら に提案す る も のであ る 。 こ の 目 的は光 フ ア イ バ の ク ラ .ッ ド層の厚 さ T iが次式を満 足する こ と に よ っ て達成さ れる。

2D_X≥ T_x≥ 0 - Q 5 H₁ 4- 1 . O ^m (Ν)

好ま し く は

^{2 D}1— l— ⁰ - Ο ό¹³! + 1 - O ^m (V)

前途の ご と く 、 第 1 図の よ う に マ ル チ プ ル フ ァ イ バ 中に含 まれ る 光 フ ァ ィ バ が欠落部 5 がな く 六角形を最 密充填し た よ う に配列さ れている ばあ い、 各光 フ ア イ バ の ク ラ ッ ド層の厚さ が少な く と も 1 . 0 m 、 好ま し く は少な く と も 1 . 、 と く に少な く と も 1 - 5 m あ れ ば、 漏光の程度が格段に小 さ く な り 、 伝送画像の鮮明 性が向上さ れる の であ る が、 第 S 図の ご と く 欠落部 5 があ る ばぁ レ、でも 各光 フ ァ イ バ の ク ラ ッ ド 層 の厚さ が前記式（JV) ま たは（V) を満足する よ う に す る こ と に よ り 欠落部 5 に隣接 し て 存在 し 、 そ の た め ク ラ ッ ド 層 の一 部が該欠落部 5 に流入 し た光 フ ァ イ バ に おい て も 、 大 部分の も の は そ の ク ラ ッ ド層 が少 な く と も 1 · O m の厚 さ を 有す る の で、 伝送画像 の鮮明性 が確保さ れる。

本発明に おい ては 、 マ ル チ プ ル フ ァ イ バ を.搆成する 各 光 フ ァ イ バ は 、 コ ア と ク ラ ッ ド 層 と か ら な る 二層搆造 の も の の ほ か、 ク ラ ッ ド層の う え に さ ら に第 5 の薄層 、 た と えば天然石英、 合成石英か ら な る サ ポ ー ト 層 な ど を有す る 三層搆造の の であ って も よ い。 コ ア と ク ラ ッ ド層の みの二層構造 のプ リ フ ォ ー ム を用い て線引き す る と き 、 ク ラ ッ ド層の構成材料の過流動 に よ り ク ラ ッ ド層 の構造が第 1 図に示す よ う な六角形構造か ら 多少 外れ る ばあ いがある 。 こ れに対 し て 前記の第 s の薄層 を有する 三層構造の プ リ フ ォ ー ムを用い る ばあ レ、 、 ク ラ ッ ド層の過流動が防止 さ れ、 そ の た め一層正六角形に 近い ク ラ ッ ド層 が形成 さ れ る 利点があ る 。 三層構造の 光 フ ア イ か ら な るマ ル チ プル フ ァイ バ の あ レ、、 各光 フ ァ イ バ同士はク ラ ッ ド 層 の う え の第 S の薄層同士の 融 合に よ り 融着する こ と に な る 。 そ の ばあ レ、、 第 4 図 に

r■ 示さ れる 'ご と く 、 各光 フ ァ イ バ の形状は外形が断面八 角形の ク ラ ッ ド層 5 の う え に外形が断面六角形の第 S の層 4 が存在 し て レ、 る 形状 と な り 、 か か る 形状の光 フ ア イ パ がニ層構造 の光 フ ア イ パ の ばあい と 同様 に第 1 図の ご と く 六角形を最密充填 し た よ う に 配列さ れる。

第 S の層 4 の厚 さ ： Γ ₂ は 次式^ ： do)

1 . 0 ^m≥ T 2 0 . Q 1

を満足する の が好ま しい。 こ こ で、 第 s の層 4 の厚さ τ₂ は、 第 4 図に示さ れる ご と く 、 ク ラ ッ ド 層 S の六角 形の 1 辺 と それに平行な第 S の層 4 の六角形の 1 辺 と の 間の距離を意味する 。

第 5 の層の 厚さ が小 さ す ぎる と 線引 き時の熱に よ り ク ラ ッ ド層が膨張 し 、 第 S の層 が破裂 し て し ま っ て 、 第 5 の層を設け る 意味がな く な る 。 そ こ でかか る 破裂 が起 ら なレ、 よ う に第 5 の 層の厚さ : Γ₂は少な く と も 0.01 、 と く に少な く と も 0 · 0 5 m、 な か んづ く 少な く と も

0 - 1 であ る の が好ま し い。 一方第 5 の層の厚さ が過 大に な る と 、 コ ア の 占積率がそれだけ小さ く な り 、 伝 送画像の 明る さ が低下.し 、 ま た第 S の層に入射する 光 量が多 く な り 、 こ れが迷光 と なって伝送画像が不鮮明 と な る 。 そ こ で第 S の層の厚さ： Γ ₂は 1 . O m 以下、 と く に 0 . 7 m 以下、 なかんづ く 0 - 5 m 以下であ る の が好ま しレヽ o

マ ル チ ブ ル フ ア イ パ に含 まれ る 各光 フ ア イ パ が前記 三層搆造を有する も の であ る ばあ いに おいても 、 ク ラ ッ ド層の厚さ 丄は 前記式（I)、 （E)ま たは（I) を満足する こ と が必要であ る 。 ま た コ ア の 占積率 も 20〜60 % 、 好ま し く は 25〜50 % 、 な かんづ く S 5〜45 % であ る こ と が必 要であ る 。 .

三層構造の光 フ ア イ バ か ら な る マ ル チ ブ ル フ ア イ バ において も 、 第 5 図の ご と く 欠落部 5 が存在す る ばあ

ΟΜΡΙ い は 、 該欠落部 5 は ク ラ ッ ド層 と そ の う え の第 5 の層 と の流入 に よ り 充満さ れ る が、 ク ラ ッ ド 層 の厚さ Τ ιが 前記式（W) ま た は（V) を満足 する か ぎ り 、 欠落部周囲 に位 置す る 光 フ ァ イ バ の ク ラ ッ ド 層は少 な く と も 1■ 0 m の 厚さ を 有する こ と に な る 。

本発明の マ ル チ ブ ル フ ァ イ バ は 、 コ ア と ク ラ ッ ド 層 のみ か ら な る 二層構造の プ リ フ ォ ー ム 、 ま た は コ ア と ク ラ ッ ド 層 と 第 5 の薄層 と か ら な る 三層構造の プ リ フ オ ー ム を必要本数束ね て 1 90 0 〜 22 00 °0 の温度で線引 き す る こ と に よ り 製造 す る こ と がで き る 。 こ の と き用 いる プ リ フ ォ ー ム の各層 の構成比や線引 き の 程度に よ つてえ ら れ る マ チ ブ ル フ ア イ ノヽ * の外径、 該 フ ァ イ バ 中に含ま れ る 光 フ ア イ バ の寸法が変っ て く る が、 所望 の構造の マ ル チ プ ル フ ァ イ バ は 、 構造の異る 若干の プ リ フ ォ ー ム にっ き線引 き の程度 を 種々 か え る 簡単な試 行に よ り 容易に製造する こ と がで き る。

本発明の マ ル チ プ ル フ ァ イ バ—は 、 プ リ フ ォ ー ム の束 のみを 線引き する こ と に よ つ て も 製造でき る が、 好ま し く は合成 ま た は天然の石英か ら な る パ イ プ （ 以下、 こ の パ イ プ を石英 ス キ ン パ イ プ と レ、 う ） 中に整列、 充 填し て該パ イ プ ご と 線引 き し て製造す る と よ い。 そ の ばぁ レ、に え ら れる 本発明の マ ル チ ブ ル フ ア イ ノ《 は 、 栢 互に融着 し た光 フ ア イ パ群 の外周 上に石英 ス キ ン パ イ プに 由来す る 石英 ス キ ン 層 が融着 し て存在する 構造 を 有す る。 マ ル チ プ ル フ ァ イ バ の表面に 凹凸ゃ

）

る と 曲げた と き に折れや す く な り 、 後記する 可撓性 を 低下さ せ る 。 プ リ フ ォ ー ム の束の み を線引 き して え ら れる マ ル チ プ ル フ ア イ バ の外周面には 凹凸 が生 じ やす いけれ ど も 、 石英ス キ ン 層を有する ばあい は凹凸ゃ キ ズ が発生 し難 く 、 その た め可撓性の安定 し た も の がえ ら れや すい利点があ る。

本発明に ぉレ、て石英ス キ ン 層の 厚さ は 1 C！〜 500j«ia 、 好ま し く は S0〜200 m 、 と く に 50〜 laO m である 。

石英 ス キ ン 層を搆成する 石英ガ ラ ス は 、 内径 25in_m、 外径 20mmのパィ プの形状と し て、 こ れを溶融鎳引き し て 内径 2-Smm、 外径 2.0mniの縮径 し た パイ プを毎分 0.5mで引 き出す と き の引出 し張力が 500 以下 と な る 最低温度 ('以下、 こ の温度を線 き し う る 温度 と レ、 う ） が少な く と も 1800⁰C、と く に少な く と も 1900⁰Gの も の が好ま し い。 発明を実施す る ため の最良の形態 つ ぎに実施例お よ び比較例 を あ げて本発明 を説明す る o

以下の実施例お よ び比較例に おいて用い ら れた各種 ク ラ ッ ド 層構成材料は、 純石英ガ ラ ス ^: ¾°3 フ ッ 素 を ド ー プ した も の であ り 、 ド 一 プ量 を変え る こ と に よ り その屈折率を 調節し た。 コ ア を構成す る 純石英ガ ラ ス の屈折率 と ク ラ ッ ド層 を構成する ド ー パ ン ト 含有石 英ガ ラ ス の屈折率 と の差を△!! で表わ す。

マ ル チ ブ ル フ ァ イ バ の画像分解能、 可撓性はそれぞ

：乂一 · れつ ぎに 述べる 方法で測定、 評価 し た。

(1)画像分解能

長 さ 5 0 cmの マ ル チ プ ル フ ア イ バ の 全表面 に外光を 遮 断 する た めに黒色塗料 を塗布 し た の ち 両端 を 数 mm切断 し 、 ついで両端面 を光学研磨 し た。 研磨 し た マ ル チ プ ル フ ア イ バ の 一端 に対物 レ ン ズ と し て外径 2 mm 、 視野 角 55 。の集束型棒状結像 レ ン ズ （ 日 本板確子㈱製セ ル フ ォ ッ ク レ ン ズ 、 S L S 2 . O mm 、 0 . 25 ピ ッ チ ） を密着 し、 外部視野をマ ル チ プル フ ァ イ バ の端面に結像 さ せ、 そ れ を マ ル チ ブ ル フ ァ イ バ の他端に伝送 し 、 そ の 像を 接眼 レ ン ズ た る 焦点距離 1 5 mmの 凸 レ ン ズ で拡大 し 観察 し た。

一方観察対象 と .して 、 赤地'に幅 2 mm の太線の青色の A の文字がえ がかれた テ ス ト チ ャ ー ト を準備 し、 そ れ を対物 レ ン ズ か ら 1 0 0 m_m は な れた位置に お き、 接眼 レ ン ズ を通 し て テ ス ト チ ヤ 一 ト の青色の A 文字 と 赤地の 境界 を観察 し 、 観察結果 をつ ぎの通：り に 区分し た。

グ レ ー ド E ： 境界の コ ン ト ラ ス ト が大変良好で め る α

グ レ ー ド G 境界 の コ ン ト ラ ス ト が良好であ る。 グ レ ー ト * 境界にわ ずか の ぼやけ が認め ら れ る が、 Α の文字の識別は充分可能 で あ 。

グ レ 各光 フ ア イ バ の漏光 が大き い た め、 境界 に赤 と 青の 中間色 が認め ら れ る o ハ \ グ レ ー ド " VP ： 境界 が認め ら れ な い。

(2)可撓性

マ ル チ プ ル フ ァ イ ノく を ノレ 一 ブ状に 曲け *、 ル ー プ の径 を漸次縮径 し てい き 、 マ ル チ プ ル フ ァ イ バ が折れ る に いたっ た と き の ル ー プ の直径 （ mm ) で表わ す。

実施例 1 · .

コ ア 外径 と ク ラ ッ ド層の厚さ と 石英サ ポー ト 層の厚 さ と の比が 10 ： 4.0 ： 0 · 4、 An が 0 · 012、 外徑が 200 の プ リ フ オ ー ム 約 12， 000本を長 さ 20 cmの石英 ス キ ン パ ィ プ 中に整列状態で充填し 、 約 2000。G で線 き し て、 コ ア 外径が ό · 1 、 ク ラ ッ ド層.厚さ が 2.2^m 、 サ ポ ー ト 層厚さ. T₂が 0 · 瓜 、 コ ア の 占積率 が 28 · 5% の 光 フ ア イ パ が相互に融着集合 してお り 、 その集合体の外周 に融着 し て存在する 厚 さ 120 m の石荚 ス キ ン 層を有す る 、 外徑 1 · 5 mm の マ ル チ プ ル フ ァ イ バ を えた。 こ の マ ル チ プ ル フ ァ イ バ の画像分解能は ダ レ - ド E であ り 、 可撓性は 290ππη であった。

実施例 2〜 15 お よ び比較例 1 〜 4

各種の プ リ フ ォ ー ム を適当本数用い、 鎳引き の程度 を種々変えたほかは実施例 1 と 同様な方法で次表に示 す構造、 特性を有する マ ル チ ブ ル フ ァ イ バ を えた。 な おその他の 所見 と して 、 比較例 2 お よ び実施例 9 でえ ら れた マ ル チ プ ル フ ア イ バ の ばあい 、 伝送画像が非常 に暗かっ た。

ΟΓ'Ρϊ

^', マ ノレ キ プ ル フ ァ ィ バの構造 マルチプルフアイバの特 ( :

t ;^スキ 光ファイバ 光フ ァ イ バの構造

外 径 画像分

の本数 コア外径 クラッ 可 撓 性 mm ) サポート層厚 解能

m) (本） n コア占 、 mm )

(^m) さ さ T2( m) (%) (グレ- K )

雄例 1 0.5 22 11 , 980 2.5 0.8 0.012 0 - 1 29 P 100以下

2 0.8 5δ 11 ,980 5 - 5 1.2 0.012 0.15 29 G 100

" 3 1.5 76 11 ,980 6.0 1.9 0.012 0.4 2? E 290

" 4 1 - 8 77 11 ,960 8.8 2.8 0.012 0.6 29 E 400

" 5 1.8 77 11 ,980 ft. ft U · U ID U . o 29 E 400

" 6 1.8 77 11 ,980 8-8 2.8 0.010 0 · 6 29 E 400

" 1 0.8 δδ 11 , 980 δ·5 1.2 0.010 0.15 29 G 100 雌例 2 7.1 55 9,900 12.9 27.0 0.012 0.65 4 E 4000以上

" 5 1 7 55 9,900 12.9 0.5 0.012 0.65 65 VP 100 雄例 8 2.0 55 9,900 12.9 1.7 0.012 0.65 45 E 500

(次頁へ続く ）

(前頁より続く )

Claims

請求 の範囲

1. 純石英ガ ラ ス か ら な る コ ア と ヽ 該 コ ア の う え の 、 ド ー パ ン ト を 含有す る 石英ガ ラ ス か ら な り 、 かつ次式

(I) ： .

2D_X≥ τ. ≥ 1 . Ομ^. (I)

( 式中、 は ク ラ ッ .ド 層 の厚さ （ m) 、 Di は コ ァ の外径 (Mm)であ る ） を満足す る 厚さ ェを 有す る ク ラ ッ ド層 と か ら な る 光 フ ア イ パ の多数本が相互に融着 さ れ てな る こ と を特徵 と する 光学用マ ル チ ブ ル フ ア イ バ。

2. ク ラ ッ ド 層の厚さ 丄 が、 次式（II) ：

を満足す る 請求の範囲第 1 項記載 の マ ル チ ブ ル フ ア イ パ o

5. ク ラ ッ ド 層の厚さ 丄が前記式（I) を満足 し 、 かつ コ ァ の 占積率が 20〜 00% であ る 請求の範囲第 1 項記載の マ ル チ ブ ル フ ア イ ノヽ ' o

4.. ク ラ ッ ド 層の厚 さ が、次式 ® ：

2D 1 0.05D₁+ 1. O^m

を満足す る 請求の範囲第 1 項記載の マ ル チ ブ ル フ ア イ バ o

5. 光 フ ァ イ バ が ク ラ ッ ド 層の う え に さ ら に石英サ ポ 一 ト 層 を有する 請求の範囲第 1 項、 第 2 項、 第 S 項ま たは第 4 項記載の マ ル チ ブ ル フ ア イ バ 。

6 ル チ プ ル フ ァ イ バ の最外部 に厚 さ 10〜S00 m 石英 ス キ ン 層 を有する 請求の範囲第 1 項、 第 2 項、 第 差換え 08)

5 項ま た は第 4 項記載の マ ル チ ブ ル フ ア イ パ。

7. マ ル チ ブ ル フ ア イ バ の最外部に厚さ 10〜300 !11 の 石芙 ス キ ン 層を有する 請求の範囲第 5 項記載の マ ル チ プ ル フ ァ イ バ o

8- コ ア と ク ラ ッ ド 層の屈折率差が 0.012±0 ·004 であ り 、 マ ル チ プ ル フ ァ ィ ノヽ * の最外部に厚さ 10〜500 ιη の 石英 ス キ ン層 を有し 、 かつ マ ル チ ブ ル フ ァ イ バ の外径 が 0.5 〜 5mm であ る 請求の範囲第 1 項、 第 2 項、 第 5 項ま たは第 4 項記載の マ ル チ ブ ル フ ア イ バ。

9. コ ア と ク ラ ッ ド層 の屈折率差が 0.012土 0.004 であ り 、 マ ル チ ブ ル フ ァ ィ バ の最外部に厚さ 10〜500 πι の 石芙 ス キ ン層 を有 し 、 かつ マ ル チ ブ ル フ ァ イ バ の外径 が 0 · 5 〜 5mm であ る 請求の範囲第 5 項記載の マ ル チ プ ル フ ァ イ バ ₀

10. 石英サ ポー ト 層の厚さ T₂が 0 - 01〜 1 · 0 m の光 フ ァ ィ バ 1 ,000〜 SO，000 本か ら な り 、 石英 ス キ ン 層は線引 き し う る 温度が 1800 °G以上の石英ガ ラ ス か ら なる 厚 さ 10〜S00j"m の層であ り 、 かつ マ ル チ ブ ル フ ァ イ バ の外 径が 0.5 〜 5m_m であ る 請求の範囲第 7 項記載の マ ル チ プ ル フ ァ イ バ o

2S ^