WO2021039962A1 - 光ファイバ - Google Patents

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WO2021039962A1
WO2021039962A1 PCT/JP2020/032594 JP2020032594W WO2021039962A1 WO 2021039962 A1 WO2021039962 A1 WO 2021039962A1 JP 2020032594 W JP2020032594 W JP 2020032594W WO 2021039962 A1 WO2021039962 A1 WO 2021039962A1
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core
light
optical fiber
roughened
roughened portion
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PCT/JP2020/032594
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英幸 平野
圭一郎 広瀬
正司 中園
亮彦 小山
貴哉 小西
亜依 高橋
正勝 瀬戸口
Original Assignee
タツタ電線株式会社
株式会社丸山工業所
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Publication date
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Priority to JP2021543039A priority patent/JP7406773B2/ja
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    • G02B6/44—Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
    • G02B6/4479—Manufacturing methods of optical cables
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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    • G02B6/001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type the light being emitted along at least a portion of the lateral surface of the fibre
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    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S2/00—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/36—Mechanical coupling means
    • G02B6/3616—Holders, macro size fixtures for mechanically holding or positioning fibres, e.g. on an optical bench
    • G02B6/3624—Fibre head, e.g. fibre probe termination

Definitions

  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-034837 (Patent Document 3) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 48-068613 (Patent Document 4) frost the surface of glass using a frost solution. It is disclosed to process.
  • the optical fiber Since the optical fiber is fairly thin, it may be preferable that the strength does not decrease depending on the usage mode. Even when the optical fiber is frosted without using the sandblasting method in order to suppress the decrease in strength, sufficient light is not emitted from the side depending on the surface condition of the core after frosting. Is a concern.
  • the roughened portion is formed with a plurality of convex portions that protrude outward from the outer surface of the exposed portion.
  • the skewness Rsk of the roughened portion is larger than 0.
  • the core includes one end where light is incident from a light source and the other end located on the opposite side of the one end.
  • the arithmetic average roughness Ra on one end side of the roughened portion may be larger than the arithmetic average roughness Ra on the other end side.
  • the roughened portion is a frosted portion formed by frosting.
  • an optical fiber capable of emitting sufficient light toward the side.
  • FIG. It is a schematic diagram which shows the optical fiber which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the surface state in the exposed part where the core is exposed from the clad in the optical fiber which concerns on Embodiment 1. Partially. It is a figure which shows the surface state in the exposed part where the core is exposed from a clad in the optical fiber which concerns on Embodiment 2. It is a figure which shows the result of the 1st verification experiment performed in order to verify the effect which concerns on embodiment. It is a figure which shows the surface state in the exposed part where the core is exposed from the clad in the optical fiber which concerns on Reference Example 1. It is a figure which shows the arithmetic mean roughness Ra among the experimental results shown in FIG.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an optical fiber according to the first embodiment.
  • the optical fiber 10 according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
  • the optical fiber 10 is used, for example, as a medical light guide such as an intraocular illumination light guide.
  • the optical fiber 10 is not limited to medical use, and can be appropriately used as long as it emits light to the side.
  • the optical fiber 10 transmits the light emitted from the light source 20 and emits the light to the side of the optical fiber 10 at a desired location.
  • the optical fiber 10 emits the transmitted light laterally on the tip side.
  • the core 11 has one end 11a to which light is incident and the other end 11b located on the opposite side of the one end 11a.
  • the core 11 has an exposed portion 11c exposed from the clad 12, as will be described later.
  • the exposed portion 11c is provided on the other end 11b side of the core 11.
  • the roughened portion is a frosted portion formed by frosting.
  • the details of the frosting process will be described in the manufacturing method described later.
  • the clad 12 is arranged around the core 11 so that a part of the core 11 is exposed. Specifically, the clad 12 is arranged around the core 11 so that the surface of the core 11 is exposed in a part of the region along the axial direction of the core 11. More specifically, it is arranged around the core 11 so that the core 11 is exposed on the tip end side of the optical fiber 10.
  • the clad 12 may be made of glass or resin. As will be described later, the exposed portion of the core 11 is covered from the optical fiber strand in which the core 11 is entirely surrounded by the clad 12 along the axial direction and the clad 12 is further covered by the covering portion 13. It is formed by removing a part of 13 and the clad 12 in this order.
  • the covering portion 13 covers the clad 12.
  • the covering portion 13 is provided so as not to cover the exposed portion 11c of the core 11.
  • the covering portion 13 is made of, for example, a resin.
  • a plurality of convex portions protruding outward from the outer surface of the exposed portion 11c are formed.
  • the plurality of convex portions are separated from each other with a certain interval. Some of the plurality of convex portions may be provided so as to be adjacent to each other.
  • the light can be sufficiently guided to the side of the core 11 by providing a plurality of convex portions having a predetermined height or more at a certain distance from each other.
  • the arithmetic surface roughness Ra of the roughened portion is approximately 0.5 ⁇ m or more and approximately 0.85 ⁇ m or less.
  • the arithmetic surface roughness Ra of the roughened portion may be 1.0 ⁇ m or less, or 0.9 ⁇ m or less.
  • the average length Rsm of the roughness curve element of the roughened portion is about 40 ⁇ m or more and about 60 ⁇ m or less.
  • the average length Rsm of the roughness curve element may be 500 ⁇ m or less. Even in this case, the scattering effect can be obtained and the light can be guided to the side of the core 11.
  • the roughened portion only a plurality of convex portions are formed in the roughened portion.
  • the plurality of convex portions are formed so as to be biased downward from the average line, and the skewness Rsk of the roughened portion is larger than 0.
  • the number of convex portions formed on one end (root) side is smaller than the number of convex portions formed on the other end (tip) side. That is, the arithmetic average roughness Ra on one end side of the roughened portion is smaller than the arithmetic average roughness Ra on the other end side.
  • the method for manufacturing an optical fiber according to the first embodiment includes a step of preparing an optical fiber wire, a step of exposing a predetermined portion of the core 11, and a step of forming a roughened portion at a predetermined portion of the core 11. including.
  • the optical fiber wire in which the core 11 is entirely surrounded by the clad 12 and the clad 12 is further coated by the covering portion 13 is prepared.
  • an SI type multimode fiber is prepared.
  • the core 11 is made of, for example, pure quartz.
  • the core diameter is, for example, approximately 600 ⁇ m ⁇ .
  • the numerical aperture (NA) of the core is 0.22.
  • the clad 12 is made of, for example, pure quartz.
  • the clad diameter is, for example, approximately 660 ⁇ m ⁇ .
  • the covering portion 13 that covers the clad 12 is made of, for example, an acrylic resin.
  • the diameter of the covering portion 13 is approximately 800 ⁇ m ⁇ .
  • a part of the covering portion 13 is removed from the optical fiber strand, and then a part of the clad 12 is removed to expose the predetermined portion of the core 11. ..
  • a part of the clad 12 is removed by etching or the like.
  • the predetermined portion of the core 11 exposed from the clad 12 is immersed in the frost liquid.
  • the predetermined portion is a portion that becomes the exposed portion 11c.
  • At least the boundary between the part where frosting is desired (predetermined part) and the part where frosting is not desired may be covered with a mask.
  • a mask may be used to cover the entire portion that is not desired to be frosted. By using a mask, it is possible to prevent the frost liquid from adhering to a portion of the core 11 that is not desired to be frosted.
  • the covering portion 13 functions as a mask and the core 11 located inside the covering portion 13 is etched without using a mask. Can be prevented.
  • the frost liquid a liquid in which a substance that significantly reduces the solubility of corrosion products such as siliceous fluoride is added to a hydrofluoric acid-based aqueous solution can be used.
  • the dense reaction product partially covers the surface of the core 11 when the corrosion of the core 11 has progressed to some extent.
  • a plurality of convex portions are formed on the outer surface of the predetermined portion of the core 11, and a frosted portion can be formed as a roughened portion on the outer surface of the predetermined portion of the core 11.
  • the hydrofluoric acid-based aqueous solution is a mixture of hydrofluoric acid, sulfuric acid, ammonium fluoride, and water.
  • the content of hydrofluoric acid in the hydrofluoric acid-based aqueous solution is 0 to 30%, and the content of sulfuric acid in the hydrofluoric acid-based aqueous solution is 0 to 16%.
  • the content of ammonium fluoride in the hydrofluoric acid-based aqueous solution is 0 to 42%, and the content of water in the hydrofluoric acid-based aqueous solution is 12% or more.
  • the proportions of hydrofluoric acid, sulfuric acid, ammonium fluoride, and water can be adjusted as appropriate.
  • a mixture of a hydrofluoric acid-based aqueous solution and an additive at a mass ratio of 7: 3 is used as a frost solution, and the frost solution having a temperature of 20 ° C to 23 ° C is used on the tip side of the core 11. Is immersed for about 180 seconds. At this time, the other end side (tip side) is immersed in the frost liquid first than the one end side (root side) at a predetermined location. Therefore, the number of convex portions formed on one end side (root side) at the predetermined location is smaller than the number of convex portions formed on the other end side (tip side) at the predetermined location. ..
  • the arithmetic average roughness Ra on one end side is smaller than the arithmetic average roughness Ra on the other end side at the predetermined location. Subsequently, the core 11 is pulled up from the frost liquid, and the portion immersed in the frost liquid is washed with water.
  • the optical fiber 10 according to the first embodiment is manufactured.
  • the roughened portion is chemically formed regardless of the sandblasting method or the like, so that damage to the core 11 is suppressed. be able to. Therefore, the decrease in strength can be suppressed.
  • the arithmetic surface roughness Ra of the roughened portion is set to 0.2 ⁇ m or more, and the average length Rsm of the roughness curve element of the roughened portion is set to 17 ⁇ m or more.
  • a plurality of convex portions having a height equal to or higher than the above height can be provided at a certain distance from each other. As a result, sufficient light can be emitted to the side of the core 11.
  • FIG. 3 is a diagram partially showing the surface state of the exposed portion where the core is exposed from the clad in the optical fiber according to the second embodiment.
  • the optical fiber according to the second embodiment is different from the optical fiber 10 according to the first embodiment in the surface state of the exposed portion 11c.
  • the heights of the plurality of convex portions are lower than those in the first embodiment, whereby the surface state of the exposed portion 11c is slightly different. ..
  • the arithmetic surface roughness Ra of the roughened portion is 0.2 ⁇ m or more, and the average length Rsm of the roughness curve element of the roughened portion is 17 ⁇ m or more.
  • the arithmetic surface roughness Ra of the roughened portion is approximately 0.2 ⁇ m or more and approximately 0.4 ⁇ m or less, and the average length Rsm of the roughness curve element of the roughened portion is approximately 35 ⁇ m or more. , Approximately 50 ⁇ m or less. Even in this case, the scattering effect can be obtained and the light can be guided to the side of the core 11.
  • the optical fiber according to the second embodiment has almost the same effect as the optical fiber 10 according to the first embodiment.
  • the optical fiber according to the second embodiment can also be manufactured according to the manufacturing method according to the first embodiment.
  • the frost liquid a mixture of a hydrofluoric acid-based aqueous solution and an additive at a mass ratio of 6: 4 is used.
  • the predetermined portion of the core 11 is immersed in the frost liquid having a temperature of 20 ° C. to 23 ° C. for about 180 seconds.
  • a step of forming a roughened portion at a predetermined portion of the core 11 using a hydrofluoric acid-based aqueous solution and an additive mixed at a mass ratio of 5.5: 4.5 as the frost liquid is immersed in a frost liquid having a temperature of 20 ° C. to 23 ° C. for about 180 seconds.
  • the arithmetic surface roughness Ra of the roughened portion is 0.2 ⁇ m or more, and the average length Rsm of the roughness curve element of the roughened portion is 17 ⁇ m or more.
  • the arithmetic surface roughness Ra of the roughened portion is approximately 0.2 ⁇ m or more and approximately 0.35 ⁇ m or less, and the average length Rsm of the roughness curve element of the roughened portion is approximately 17 ⁇ m or more. , Approximately 20 ⁇ m or less. Even in this case, the scattering effect can be obtained and the light can be guided to the side of the core 11.
  • the optical fiber according to the third embodiment has almost the same effect as the optical fiber 10 according to the first embodiment.
  • the optical fiber according to the fourth embodiment has a different core diameter and a different frost liquid used in the manufacturing process when compared with the optical fiber 10 according to the first embodiment, so that the surface state of the exposed portion 11c is different. Is different.
  • the core diameter is approximately 300 ⁇ m.
  • a hydrofluoric acid-based aqueous solution and an additive are mixed at a mass ratio of 4.9: 5.1 as the frost liquid.
  • a predetermined portion of the core 11 is immersed in a frost liquid having a temperature of 20 ° C. to 23 ° C. for about 180 seconds.
  • the arithmetic surface roughness Ra of the roughened portion is 0.2 ⁇ m or more, and the average length Rsm of the roughness curve element of the roughened portion is 17 ⁇ m or more.
  • the optical fiber according to the fourth embodiment has almost the same effect as the optical fiber 10 according to the first embodiment.
  • Im image processing was performed in analyzing the image and calculating each parameter based on the above JIS standard. At this time, the noise cut level was 2.0 ⁇ m, and the filter size was 10 pxel. In addition, median filtering was performed. The filter size was 3, and the number of repetitions was 1.
  • the frost liquid used when preparing the optical fiber according to Reference Example 1 the above-mentioned hydrofluoric acid-based aqueous solution and an additive were mixed at a mass ratio of 1: 9. Also in this case, in the step of forming the roughened portion at the predetermined portion of the core 11, the predetermined portion of the core 11 was immersed in the frost liquid having a temperature of 20 ° C. to 23 ° C. for about 180 seconds.
  • the arithmetic mean roughness Ra on the surface of the core 11 was about 0 ⁇ m or more and about 0.1 ⁇ m or less due to some unevenness.
  • the arithmetic mean roughness Ra of the roughened portion was approximately 0.4 ⁇ m or more and approximately 0.5 ⁇ m or less.
  • the average length Rsm of the roughness curve element on the surface of the core 11 was about 10 ⁇ m or more and smaller than about 15 ⁇ m due to some unevenness.
  • the average length Rsm of the roughness curve element of the roughened portion was about 10 ⁇ m or more and smaller than about 15 ⁇ m.
  • FIG. 9 is a diagram showing the skewness Rsk among the experimental results shown in FIG. As shown in FIGS. 4 and 9, in Example 1, the skewness Rsk of the roughened portion was larger than 0 and smaller than approximately 2.0. In Example 2, the skewness Rsk of the roughened portion was larger than 0 and smaller than approximately 3.0.
  • FIG. 10 is a diagram showing Kurtosis Rku among the experimental results shown in FIG. As shown in FIGS. 4 and 10, in Example 1, the Kurtosis Rku of the roughened portion was about 2.0 to about 6.0 or less. In Example 2, the Kurtosis Rku of the roughened portion was about 7.0 to about 14.0 or less.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining a second verification experiment performed to verify the effect of the embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram showing the results of the second verification experiment. The second verification experiment will be described with reference to FIGS. 12 and 13.
  • an optical power meter 8230E (manufactured by ADC Co., Ltd.) is used to evaluate the light emitted from the tip (tip emission light) and the light emitted to the side (side emission light).
  • the ratio of the tip emitted light to the output of the light source was calculated.
  • the light source 20 a halogen lamp having a variable output was used, and the output value was changed according to the environment on the measurement date. Specifically, the output of the light source 20 in Comparative Example 1 and Reference Example 1 was set to 275 ⁇ W. The output of the light source 20 in Example 1 was 170 ⁇ W. The output of the light source 20 in Example 2 was set to 126 ⁇ W.
  • the radiant flux of the lateral emitted light / the radiant flux (%) of the tip emitted light is determined at each of the one end (root) side, the center portion, and the other end (tip) side of the exposed portion 11c. Calculated. At this time, the numbers after the decimal point were rounded off.
  • the light measuring device 40 includes a light receiving element 41 having a light receiving surface 41a and a radiant flux calculation unit 42 that calculates a radiant flux from the light received by the light receiving element.
  • the light receiving surface 41a of the light receiving element 41 is parallel to the axial direction of the core 11.
  • the optical measuring device was set so as to be such that the exposure portion 11c was covered with the cover 30 for measurement.
  • the light receiving element 41 was arranged at a position substantially 2 cm away from the exposed portion 11c.
  • the radiant flux of the light emitted from the tip was 275 ⁇ W.
  • the radiant flux of the laterally emitted light was 4.2 ⁇ W at one end side of the roughened portion, 3.6 ⁇ W at the center portion of the roughened portion, and 2.7 ⁇ W at the other end side of the roughened portion. ..
  • the radiant flux of the laterally emitted light / the radiant flux of the tip emitted light is 2% on one end side of the roughened portion, 1% on the central portion of the roughened portion, and 1% on the other end side of the roughened portion. It became%.
  • Comparative Example 1 it was confirmed that the amount of light emitted to the side of the core 11 was very small because the roughened portion was not formed on the surface of the core 11.
  • Example 1 the radiant flux of the light emitted from the tip (tip emitting light) was 40 ⁇ W.
  • the ratio of the tip emitted light compared with Comparative Example 1 was about 24%. That is, it was confirmed that the light emitted to the side was approximately 76% of the light incident from the light source.
  • the radiant flux of the laterally emitted light was 17.0 ⁇ W at one end side of the roughened portion, 16.4 ⁇ W at the central portion of the roughened portion, and 9.6 ⁇ W at the other end side of the roughened portion. .. Further, the radiant flux of the laterally emitted light / the radiant flux of the tip emitted light is 42% on one end side of the roughened portion, 41% on the central portion of the roughened portion, and 24 on the other end side of the roughened portion. It became%.
  • Example 1 As described above, in Example 1, it was confirmed that light can be emitted to the side of the core 11 by forming a roughened portion on the surface of the exposed portion 11c of the core 11. It was also confirmed that in Example 1, the amount of light emitted to the side increased as compared with Reference Example 1.
  • Example 2 the radiant flux of the light emitted from the tip (tip emitting light) was 40 ⁇ W.
  • the ratio of the tip emitted light compared with Comparative Example 1 was about 36%. That is, it was confirmed that the light emitted to the side was approximately 64% of the light incident from the light source.
  • the radiant flux of the laterally emitted light was 5.1 ⁇ W at one end side of the roughened portion, 14.1 ⁇ W at the central portion of the roughened portion, and 3.2 ⁇ W at the other end side of the roughened portion. .. Further, the radiant flux of the laterally emitted light / the radiant flux of the tip emitted light is 11% on one end side of the roughened portion, 9% on the central portion of the roughened portion, and 7 on the other end side of the roughened portion. It became%.
  • Example 2 it was confirmed that light can be emitted to the side of the core 11 by forming the roughened portion on the surface of the exposed portion 11c of the core 11. It was also confirmed that in Example 2, the amount of light emitted to the side increased as compared with Reference Example 1.
  • the roughened portion By setting the arithmetic surface roughness Ra of the above to 0.2 ⁇ m or more and the average length Rsm of the roughness curve element of the roughened portion to be 17 ⁇ m or more, sufficient light can be emitted to the side of the core 11. Was confirmed.
  • FIG. 14 is a diagram comparing the radiant flux of the lateral emission light / the radiant flux (%) of the tip emission light shown in FIG. 13 between Reference Example 1 and Example 1.
  • Example 1 As shown in FIG. 14, when Reference Example 1 and Example 1 are compared, in Example 1, the radiant flux of the laterally emitted light is emitted on any one end side, the center side, or the tip side of the roughened portion. / The radiant flux (%) of the tip emitted light was increasing. From this, it was confirmed that the amount of light to the side of the core 11 can be adjusted by adjusting the uneven state of the roughened portion.
  • the light emitted from the exposed portion 11c of the optical fiber according to the first embodiment was also emitted to the side of the core 11.
  • the width of the contour of the light orthogonal to the axial direction of the core 11 is also increased, and the amount of light emitted to the side of the core 11 is increased as compared with the reference example 1. confirmed.
  • FIG. 17 is a diagram showing light emitted laterally from the exposed portion of the optical fiber according to the second embodiment in the second verification experiment.
  • the light emitted from the exposed portion 11c of the optical fiber according to the second embodiment was also emitted to the side of the core 11.
  • the width of the contour of the light orthogonal to the axial direction of the core 11 is also increased as compared with the reference example 1, and the amount of light emitted to the side of the core 11 is compared with the reference example 1. It was confirmed that it was increasing.
  • the arithmetic surface roughness Ra of the roughened portion is 0.2 ⁇ m or more, and the average length Rsm of the roughness curve element of the roughened portion is It was confirmed that by setting the thickness to 17 ⁇ m or more, sufficient light was emitted to the side of the core 11.
  • the optical fibers according to Examples 3 and 4 were prepared, and the surface condition of the exposed portion 11c was confirmed in each optical fiber. Specifically, in each optical fiber, the arithmetic average roughness Ra of the roughened portion, the average length of the roughness curve elements, the ten-point average roughness Rzjis, the skewness Rsk, the Kurtosis Rku, and the load length of the roughness curve. The graduation Rmr (80%) was measured. The above parameters are based on JIS B 0601-2013.
  • the optical fiber according to the third embodiment was used, and a frosted solution in which a hydrofluoric acid-based aqueous solution and an additive were mixed at a mass ratio of 5.5: 4.5 was used.
  • the roughened portion was formed by the same method as in Example 1 except for the above.
  • the core diameter was 600 ⁇ m.
  • the arithmetic mean roughness Ra of the roughened portion was approximately 0.30 ⁇ m or more and approximately 0.45 ⁇ m or less.
  • the skewness Rsk of the roughened portion was larger than 0 and smaller than approximately 1.0.
  • the Kurtosis Rku of the roughened portion was about 1.5 or more and about 2.5 or less.
  • the average length Rsm of the roughness curve elements on the surface of the core 11 was about 17 ⁇ m or more and about 20.0 ⁇ m or less.
  • the load length ratio Rmr (80%) of the roughness curve on the surface of the core 11 was 100%.
  • the ten-point average roughness Rzjis of the roughened portion was about 0.5 ⁇ m or more and about 1.5 ⁇ m or less.
  • FIG. 19 is a diagram showing the results of a fourth verification experiment conducted to verify the effect of the embodiment. A fourth verification experiment performed to verify the effect of the embodiment will be described with reference to FIG.
  • the ratio of the tip emitted light to the output of the light source was calculated.
  • the output of the light source in Example 3 and Comparative Example 2 was 412 ⁇ W.
  • the radiant flux of the light emitted from the tip is 412 ⁇ W, and the ratio of the tip emitted light to the output of the light source is approximately 100%. became.
  • the radiant flux of the laterally emitted light was 5.4 ⁇ W at one end side of the roughened portion, 1.3 ⁇ W at the central portion of the roughened portion, and 2.6 ⁇ W at the other end side of the roughened portion. ..
  • the radiant flux of the lateral emission light / the radiant flux of the tip emission light is 1% at one end side of the roughened portion, 0% at the central portion of the roughened portion, and 1 at the other end side of the roughened portion. It became%.
  • Comparative Example 2 it was confirmed that the amount of light emitted to the side of the core 11 was very small because the roughened portion was not formed on the surface of the core 11.
  • Example 3 the radiant flux of the light emitted from the tip (tip emitted light) was 104 ⁇ W, and the ratio of the tip emitted light to the output of the light source was approximately 25%. ..
  • the radiant flux of the laterally emitted light was 27.7 ⁇ W at one end side of the roughened portion, 29.0 ⁇ W at the central portion of the roughened portion, and 25.0 ⁇ W at the other end side of the roughened portion. ..
  • the radiant flux of the lateral emission light / the radiant flux of the tip emission light is 27% on one end side of the roughened portion, 28% on the central portion of the roughened portion, and 24 on the other end side of the roughened portion. It became%.
  • FIG. 20 is a diagram comparing the radiant flux of the lateral emission light / the radiant flux (%) of the tip emission light shown in FIG. 19 between Comparative Example 2 and Example 3.
  • Example 3 the radiant flux of the laterally emitted light is emitted on any one end side, the center side, or the tip side of the roughened portion. / The radiant flux (%) of the tip emitted light was increasing. Further, the radiant flux of the laterally emitted light / the radiant flux (%) of the tip emitted light is about the same value on any one end side, the center side, or the tip side of the roughened portion, and is along the length direction. It was radiated almost uniformly.
  • FIG. 21 is a diagram showing light emitted laterally from the exposed portion of the optical fiber according to the third embodiment in the fourth verification experiment.
  • FIG. 21 similarly to FIGS. 15 to 17, the state in which the optical fiber is illuminated in a dark place is imaged, the outline of the light having a predetermined brightness is shown by a thin line, and the exposed portion 11c of the roughened core is shown. It is shown by a thick line.
  • the light emitted from the exposed portion 11c of the optical fiber according to the third embodiment was also emitted to the side of the core 11. Further, toward the side of the core 11, the light was emitted substantially uniformly around the core 11 over the length direction of the optical fiber.
  • Example 3 it was confirmed that light can be emitted to the side of the core 11 by forming a roughened portion on the surface of the exposed portion 11c of the core 11. It was also confirmed that in Example 3, the amount of light emitted to the side increased as compared with Comparative Example 2.
  • FIG. 22 is a diagram showing the results of a fifth verification experiment conducted to verify the effect of the embodiment. A fifth verification experiment performed to verify the effect of the embodiment will be described with reference to FIG.
  • the optical fibers according to Example 4 and Comparative Example 3 were prepared, and the radiant flux of light emitted from each optical fiber was measured. Since the method for measuring the radiant flux of light and the method for evaluating the radiant flux are the same as those in the second verification experiment and the fourth verification experiment described above, the description thereof will be omitted.
  • the radiant flux of the light emitted from the tip is 115 ⁇ W, and the ratio of the tip emitted light to the output of the light source is approximately 100%. became.
  • the radiant flux of the laterally emitted light was 1.2 ⁇ W at one end side of the roughened portion, 0.8 ⁇ W at the center portion of the roughened portion, and 1.4 ⁇ W at the other end side of the roughened portion. ..
  • the radiant flux of the laterally emitted light / the radiant flux of the tip emitted light is 1% on one end side of the roughened portion, 1% on the central portion of the roughened portion, and 1% on the other end side of the roughened portion. It became%.
  • Comparative Example 3 it was confirmed that the amount of light emitted to the side of the core 11 was very small because the roughened portion was not formed on the surface of the core 11.
  • Example 4 the radiant flux of the light emitted from the tip (tip emitted light) was 16 ⁇ W, and the ratio of the tip emitted light to the output of the light source was approximately 14%. ..
  • the radiant flux of the laterally emitted light was 24.0 ⁇ W at one end side of the roughened portion, 11.0 ⁇ W at the central portion of the roughened portion, and 3.5 ⁇ W at the other end side of the roughened portion. ..
  • the radiant flux of the laterally emitted light / the radiant flux of the tip emitted light is 150% on one end side of the roughened portion, 69% on the central portion of the roughened portion, and 22 on the other end side of the roughened portion. It became%.
  • FIG. 23 is a diagram comparing the radiant flux of the lateral emission light / the radiant flux (%) of the tip emission light shown in FIG. 22 between Comparative Example 3 and Example 4. Comparing Comparative Example 3 and Example 4, in Example 4, the radiant flux of the lateral emission light / the radiant flux of the tip emission light was generated at any of one end side, the center side, and the tip side of the roughened portion. (%) was increasing.
  • FIG. 24 is a diagram showing light emitted laterally from the exposed portion of the optical fiber according to the third embodiment in the fifth verification experiment. Also in FIG. 24, similarly to FIGS. 15 to 17 and 21 described above, a state in which the optical fiber is illuminated in a dark place is imaged, the outline of the light having a predetermined brightness is shown by a thin line, and the surface is roughened. The exposed portion 11c of the core is shown by a thick line.
  • the light emitted from the exposed portion 11c of the optical fiber according to the fourth embodiment was also emitted to the side of the core 11. In particular, it was confirmed that a large amount of light was emitted on the root side.
  • the arithmetic surface roughness Ra of the roughened portion is 0.2 ⁇ m or more, and the average length Rsm of the roughness curve element of the roughened portion is 17 ⁇ m or more.
  • a processed portion in which a roughened portion was formed by processing with a frost liquid on the tip side of the core 11 and a core having a non-roughened portion on the root side of the core 11 were provided.
  • Light was introduced from the light source 20 to the base of the core 11, and the luminosity of the light emitted laterally from each of the processed portion and the non-processed portion was measured.
  • the fibers, connectors, and the like used when introducing the light emitted from the light source 20 to the root side of the core 11 are omitted for convenience.
  • the light source 20 As the light source 20, a light source having a wavelength of 660 nm was used, and the output of the light source 20 was 15 mW.
  • the core two types of cores 11 having core diameters of 600 ⁇ m and 300 ⁇ m were prepared, and the processed portion and the non-processed portion were formed on these.
  • Example 3 Regarding the core 11 having a core diameter of 600 ⁇ m, the tip side thereof was frosted under the same conditions as in Example 3 (Embodiment 3) described above. Therefore, the processed portion of the core 11 is designated as Example 3, and the non-processed portion of the core 11 is designated as Comparative Example 2.
  • Example 4 the tip side thereof was frosted under the same conditions as in Example 4 (Embodiment 4) described above. Therefore, the processed portion of the core 11 is designated as Example 4, and the non-processed portion of the core is designated as Comparative Example 3.
  • the image pickup device 50 was arranged on the side of the core 11, and the core 11 was imaged with the light introduced into the core 11.
  • the captured image was analyzed, and the intensity of the light emitted laterally from each of the processed portion and the non-processed portion was calculated from the luminance distribution.
  • the Intensity is a relative intensity for comparing the luminosity of light emitted laterally from each of the processed portion and the non-processed portion, and as will be described later, the side from the central portion of the non-processed portion.
  • the intensity of the light emitted toward the side was set to 15 as a reference value.
  • FIG. 26 is a diagram showing the distribution of light emitted laterally from the unprocessed portion of the core in Comparative Example 2 in the sixth verification experiment.
  • FIG. 27 is a diagram showing the distribution of light emitted laterally from the processed portion of the core roughened under the same conditions as in Example 3 in the sixth verification experiment.
  • FIG. 28 is a diagram showing the distribution of light emitted laterally from the unprocessed portion of the core in Comparative Example 2 in the sixth verification experiment.
  • FIG. 29 is a diagram showing the distribution of light emitted laterally from the processed portion of the core roughened under the same conditions as in Example 4 in the sixth verification experiment.
  • the intensity increases due to the leakage of light to the side at the root position, and from the tip at the tip position. Intensity was increased by the radiation of light. Further, between the root position and the tip position, the intensity increased as compared with the non-processed portion of Comparative Example 2 shown in FIG. 28, and was 18 or more and 22 or less. In this case, the Intensity on the tip side of the processed portion was about 19, the Intensity on the root side of the processed portion was about 21, and the Intensity on the root side was larger.
  • the arithmetic surface roughness Ra of the roughened portion is 0.2 ⁇ m or more, and the roughness of the roughened portion is It was confirmed that when the average length Rsm of the curved element was 17 ⁇ m or more, sufficient light could be emitted to the side of the core 11.
  • the case where the arithmetic average roughness Ra on one end side is smaller than the arithmetic average roughness Ra on the other end side in the roughened portion has been described as an example, but the present invention is limited to this. Instead, the roughened portion may be formed so that the arithmetic mean roughness Ra is substantially constant from one end side to the other end side. The same applies to the third and fourth embodiments.

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Abstract

強度の低下を光ファイバ（１０）は、コア（１１）と、コア（１１）の一部が露出するようにコア（１１）の周囲に配置されたクラッド（１２）と、を備える。クラッド（１２）から露出するコア（１１）の露出部（１１ａ）が有する外表面の少なくとも一部には、粗面化部が設けられている。粗面化部の算術平均粗さＲａが、０．２μｍ以上であり、粗面化部の粗さ曲線要素の平均長さＲｓｍが１７μｍ以上である。

Description

光ファイバ
　本発明は、光ファイバに関し、特に、側方から光を出射できる光ファイバに関する。
　従来の光ファイバとして、側方に光を出射可能な光ファイバが、特表平０９－５０６７１６号公報（特許文献１）、および特開昭５８－７６０４号公報（特許文献２）が開示されている。
　特許文献１および特許文献２に開示の光ファイバにあっては、サンドブラスト法等によって、光ファイバの周面に複数の傷が設けられている。光ファイバ内を伝送する光を複数の傷によって散乱させることで、光ファイバの側方に光を出射することができる。
　特許文献１および特許文献２に開示の光ファイバにあっては、複数の傷が設けられているため、強度が低下し、脆くなってしまう。
　サンドブラスト法と異なるガラスの表面処理として、実開昭５６－０３４８３７号公報（特許文献３）、特開昭４８－０６８６１３号公報（特許文献４）には、フロスト液を用いてガラスの表面をフロスト加工することが開示されている。
特表平０９－５０６７１６号公報 特開昭５８－７６０４号公報 実開昭５６－０３４８３７号公報 特開昭４８－０６８６１３号公報
　光ファイバは相当程度細いため、使用態様によっては強度が低下しないことが好ましい場合がある。強度の低下を抑制するために、サンドブラスト法を用いずに、光ファイバをフロスト加工した場合であっても、フロスト加工後におけるコアの表面状態の如何によっては、側方から光が十分に出射されないことが懸念される。
　本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、側方に向けて光を十分に出射できる光ファイバを提供することにある。
　上記本開示に基づく光ファイバは、コアと、上記コアの一部が露出するように上記コアの周囲に配置されたクラッドと、を備える。上記クラッドから露出する上記コアの露出部が有する外表面の少なくとも一部には、粗面化部が設けられている。上記粗面化部の算術平均粗さＲａが、０．２μｍ以上であり、上記粗面化部の粗さ曲線要素の平均長さＲｓｍが１７μｍ以上である。
　上記本開示に基づく光ファイバにあっては、上記粗面化部には、上記露出部が有する上記外表面から外部に向けて突出する複数の凸状部が形成されていることが好ましい。
　上記本開示に基づく光ファイバにあっては、上記粗面化部のスキューネスＲｓｋが、０より大きいことが好ましい。
　上記本開示に基づく光ファイバにあっては、上記コアは、光源から光が入射される一端と、上記一端と反対側に位置する他端とを含むことが好ましい。この場合には、上記粗面化部において上記一端側の算術平均粗さＲａは、上記他端側の算術平均粗さＲａよりも大きくてもよい。
　上記本開示に基づく光ファイバにあっては、上記コアは、光源から光が入射される一端と、上記一端と反対側に位置する他端とを含むことが好ましい。この場合には、上記露出部は、上記コアの上記他端側に設けられていることが好ましい。
　上記本開示に基づく光ファイバにあっては、上記粗面化部は、フロスト加工によって形成されたフロスト加工部であることが好ましい。
　本発明によれば、側方に向けて十分に光を出射できる光ファイバを提供することができる。
実施の形態１に係る光ファイバを示す模式図である。 実施の形態１に係る光ファイバにおいて、クラッドからコアが露出する露出部における表面状態を部分的に示す図である。 実施の形態２に係る光ファイバにおいて、クラッドからコアが露出する露出部における表面状態を部分的に示す図である。 実施の形態に係る効果を検証するために行なった第１検証実験の結果を示す図である。 参考例１に係る光ファイバにおいて、クラッドからコアが露出する露出部における表面状態を部分的に示す図である。 図４に示す実験結果のうち算術平均粗さＲａを示す図である。 図４に示す実験結果のうち粗さ曲線要素の平均長さＲｓｍを示す図である。 図４に示す実験結果のうち十点平均粗さＲｚｊｉｓを示す図である。 図４に示す実験結果のうちスキューネスＲｓｋを示す図である。 図４に示す実験結果のうちクルトシスＲｋｕを示す図である。 図４に示す実験結果のうち粗さ曲線の負荷長さ率Ｒｍｒ（８０％）を示す図である。 実施の形態の効果を検証するために行なった第２検証実験を説明するための図である。 第２検証実験の結果を示す図である。 図１３に示す側方出射光の放射束／先端出射光の放射束（％）を参考例１と実施例１とで比較した図である。 第２検証実験において、参考例１に係る光ファイバの露出部から側方に出射される光を示す図である。 第２検証実験において、実施例１に係る光ファイバの露出部から側方に出射される光を示す図である。 第２検証実験において、実施例２に係る光ファイバの露出部から側方に出射される光を示す図である。 実施の形態の効果を検証するために行なった第３検証実験の結果を示す図である。 実施の形態の効果を検証するために行なった第４検証実験の結果を示す図である。 図１９に示す側方出射光の放射束／先端出射光の放射束（％）を比較例２と実施例３とで比較した図である。 第４検証実験において、実施例３に係る光ファイバの露出部から側方に出射される光を示す図である。 実施の形態の効果を検証するために行なった第５検証実験の結果を示す図である。 図２２に示す側方出射光の放射束／先端出射光の放射束（％）を比較例３と実施例４とで比較した図である。 第５検証実験において、実施例３に係る光ファイバの露出部から側方に出射される光を示す図である。 実施の形態の効果を検証するために行なった第６検証実験を説明するための図である。 第６検証実験において、比較例２におけるコアの非加工部から側方に出射される光の分布を示す図である。 第６検証実験において、実施例３と同条件で粗面化されたコアの加工部から側方に出射される光の分布を示す図である。 第６検証実験において、比較例３におけるコアの非加工部から側方に出射される光の分布を示す図である。 第６検証実験において、実施例４と同条件で粗面化されたコアの加工部から側方に出射される光の分布を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
　（実施の形態１）
　図１は、実施の形態１に係る光ファイバを示す模式図である。図１から参照して、実施の形態１に係る光ファイバ１０について説明する。
　光ファイバ１０は、たとえば、眼内照明ライトガイド等の医療ライトガイド等に用いられるものである。なお、光ファイバ１０は、医療用に限定されず、側方に光を出射する用途であれば適宜用いることができる。
　光ファイバ１０は、光源２０から出射された光を伝送して、所望の箇所において光ファイバ１０の側方に当該光を出射する。実施の形態１においては、光ファイバ１０は、伝送された光を先端側で側方に出射する。
　光ファイバ１０は、コア１１と、クラッド１２と、被覆部１３とを備える。コア１１は、略円柱形状を有する。コア１１は、ガラスによって構成されている。
　コア１１は、光が入射する一端１１ａと、当該一端１１ａと反対側に位置する他端１１ｂとを有する。コア１１は、後述するように、クラッド１２から露出する露出部１１ｃを有する。露出部１１ｃは、コア１１の他端１１ｂ側に設けられている。
　露出部１１ｃが有する外表面（外周面）には、全体的に粗面化部が設けられている。当該粗面化部によって光を効果的に側方に出射することができる。なお、粗面化部は、側方に十分な光を出射可能な限り、露出部１１ｃの外周面の一部に設けられていてもよい。
　粗面化部は、フロスト加工によって形成されたフロスト加工部である。なお、フロスト加工の詳細については、後述の製造方法において説明する。
　クラッド１２は、コア１１の一部が露出するようにコア１１の周囲に配置されている。具体的には、クラッド１２は、コア１１の軸方向に沿った一部の領域でコア１１の表面が露出するように、コア１１の周囲に配置されている。より詳細には、光ファイバ１０の先端側でコア１１が露出するように、コア１１の周囲に配置されている。クラッド１２は、ガラスによって構成されていてもよいし、樹脂によって構成されていてもよい。なお、後述するように、コア１１の露出部は、コア１１が軸方向に沿って全体的にクラッド１２で囲まれ、さらにクラッド１２が被覆部１３により被覆された光ファイバ素線から、被覆部１３およびクラッド１２の一部をこの順に除去することで形成される。
　被覆部１３は、クラッド１２を被覆している。被覆部１３は、コア１１の露出部１１ｃを被覆しないように設けられている。被覆部１３は、たとえば樹脂によって構成されている。
　図２は、実施の形態１に係る光ファイバにおいて、クラッドからコアが露出する露出部における表面状態を部分的に示す図である。図２を参照して、露出部１１ｃの表面状態について説明する。
　図２に示すように、粗面化部においては、露出部１１ｃが有する外表面から外部に向けて突出する複数の凸状部が形成されている。複数の凸状部は、ある程度の間隔を開けて離れている。複数の凸状部のうちの一部は、互いに隣接するように設けられていてもよい。
　なお、図２においては、便宜上のため、一部の領域として、露出部１１ｃの外表面における所定の基準点からコア１１の軸方向に沿った略２５０μｍまでの領域における表面形状を示しているが、露出部１１ｃの全体的な領域においても、略同様に複数の凸状部が設けられている。
　粗面化部の算術表面粗さＲａは、０．２μｍ以上であり、かつ、粗面化部の粗さ曲線要素の平均長さＲｓｍは、１７μｍ以上である。
　上記のような値に示すように、所定の高さ以上の複数の凸状部が、ある程度離間して設けられることにより、コア１１の側方へ十分に光を導くことができる。
　具体的には、実施の形態１においては、粗面化部の算術表面粗さＲａは、略０．５μｍ以上、略０．８５μｍ以下である。なお、粗面化部の算術表面粗さＲａは、１．０μｍ以下であってもよく、０．９μｍ以下であってもよい。
　粗面化部の粗さ曲線要素の平均長さＲｓｍは、略４０μｍ以上、略６０μｍ以下である。なお、粗さ曲線要素の平均長さＲｓｍは、５００μｍ以下であってもよい。この場合においても、散乱効果が得られ、コア１１の側方へ光を導くことができる。
　また、上述のように、粗面化部には、複数の凸状部のみが形成されている。当該複数の凸状部は、平均線よりも下側に偏るように形成されており、粗面化部のスキューネスＲｓｋが、０より大きくなっている。また、粗面化部において、一端（根元）側に形成される凸状部の数は、他端（先端）側に形成される凸状部の数よりも少なくなっている。すなわち、粗面化部において一端側の算術平均粗さＲａは、他端側の算術平均粗さＲａよりも小さい。
　（光ファイバの製造方法）
　実施の形態１に係る光ファイバの製造方法は、光ファイバ素線を準備する工程、コア１１の所定の箇所を露出させる工程と、コア１１の所定の箇所に粗面化部を形成する工程とを含む。
　光ファイバ素線を準備する工程においては、コア１１が全体的にクラッド１２で囲まれ、さらにクラッド１２が被覆部１３により被覆された光ファイバ素線を準備する。光ファイバ素線としては、たとえばＳＩ型マルチモードファイバを準備する。コア１１は、たとえば純粋石英によって構成されている。コア径は、たとえば略６００μｍφである。コアの開口数（ＮＡ）は、０．２２である。クラッド１２は、たとえば純粋石英によって構成されている。クラッド径は、たとえば略６６０μｍφである。クラッド１２を被覆する被覆部１３は、たとえばアクリル樹脂によって構成されている。被覆部１３の径は、略８００μｍφである。
　続いて、コア１１の所定の箇所を露出させる工程において、光ファイバ素線から被覆部１３の一部を除去した後、クラッド１２の一部を除去して、コア１１の所定の箇所を露出させる。クラッド１２の一部は、エッチング等によって除去される。
　コア１１の所定の箇所に粗面化部を形成する工程においては、クラッド１２から露出したコア１１の所定の箇所をフロスト液に浸漬させる。所定の箇所とは、露出部１１ｃとなる箇所である。
　なお、この工程においては、少なくともフロスト加工を行いたい箇所（所定の箇所）とフロスト加工を行いたくない箇所との境界部を、マスクで覆ってもよい。また、フロスト加工を行いたくない箇所を全体的にマスクで覆ってもよい。マスクを用いることにより、コア１１において、フロスト加工を行いたくない箇所にフロスト液が付着することを抑制することができる。
　また、コア１１の所定の箇所に粗面化部を形成する工程において、マスクを用いなくてもよい。特に、所定の箇所に全体的に粗面化部を形成する場合には、マスクを用いなくても、被覆部１３がマスクとして機能し、被覆部１３の内側に位置するコア１１がエッチングされることを防止できる。
　フロスト液としては、フッ酸系の水溶液に、ケイフッ化物等の腐食生成物の溶解度を著しく低下させる物質を添加した液体を用いることができる。
　上記フロスト液を用いる場合には、ある程度コア１１の腐食が進行した段階で、緻密な反応生成物が部分的にコア１１の表面を覆い出す。これにより、コア１１の上記所定の箇所における外表面に複数の凸状部が形成され、コア１１の所定の箇所における外表面に、粗面化部としてフロスト加工部を形成することができる。
　フッ酸系の水溶液は、フッ酸、硫酸、フッ化アンモニウム、水を混合したものである。フッ酸系の水溶液中におけるフッ酸の含有量は、０～３０％であり、フッ酸系の水溶液中における硫酸の含有量は、０～１６％である。フッ酸系の水溶液中におけるフッ化アンモニウムの含有量は、０～４２％であり、フッ酸系の水溶液中における水の含有量は、１２％～である。これらフッ酸、硫酸、フッ化アンモニウム、水の割合は、適宜調整することができる。
　実施の形態１においては、フッ酸系の水溶液と添加物とを質量比７：３で混合したものをフロスト液として用い、２０℃～２３℃の温度を有するフロスト液に、コア１１の先端側を約１８０秒浸漬させる。この際、所定の箇所における一端側（根元側）よりも他端側（先端側）が先にフロスト液に浸漬される。このため、上記所定の箇所における一端側（根元側）に形成される凸状部の個数は、上記所定の箇所における他端側（先端側）に形成される凸状部の個数よりも小さくなる。また、上記所定の箇所において一端側の算術平均粗さＲａは、他端側の算術平均粗さＲａよりも小さくなる。続いて、コア１１をフロスト液から引き上げ、フロスト液に浸漬させた部分を水で洗浄する。
　上記工程を経て、実施の形態１に係る光ファイバ１０が製造される。以上のように、実施の形態１に係る光ファイバ１０にあっては、上述の粗面化部は、サンドブラスト法等によらず、化学的に形成されるため、コア１１へのダメージを抑制することができる。このため、強度の低下を抑制することができる。
　また、上述のように、粗面化部の算術表面粗さＲａが、０．２μｍ以上、かつ、粗面化部の粗さ曲線要素の平均長さＲｓｍが、１７μｍ以上とすることにより、所定の高さ以上の複数の凸状部が、ある程度離間して設けられることができる。これにより、コア１１の側方へ十分に光を出射することができる。
　（実施の形態２）
　図３は、実施の形態２に係る光ファイバにおいて、クラッドからコアが露出する露出部における表面状態を部分的に示す図である。
　図３に示すように、実施の形態２に係る光ファイバは、実施の形態１に係る光ファイバ１０と比較した場合に、露出部１１ｃの表面状態が相違する。具体的には、実施の形態２においては、実施の形態１と比較して、複数の凸状部の高さが低くなっており、これにより、露出部１１ｃの表面状態が若干相違している。
　実施の形態２においても、粗面化部の算術表面粗さＲａは、０．２μｍ以上であり、かつ、粗面化部の粗さ曲線要素の平均長さＲｓｍは、１７μｍ以上である。
　具体的には、粗面化部の算術表面粗さＲａは、略０．２μｍ以上、略０．４μｍ以下であり、粗面化部の粗さ曲線要素の平均長さＲｓｍは、略３５μｍ以上、略５０μｍ以下である。この場合においても、散乱効果が得られ、コア１１の側方へ光を導くことができる。
　また、粗面化部には、平均線に対して上側に偏るように複数の凸状部のみが形成されており、粗面化部のスキューネスＲｓｋが、０より大きくなっている。
　以上のように構成される場合であっても、実施の形態２に係る光ファイバは、実施の形態１に係る光ファイバ１０とほぼ同様の効果が得られる。
　なお、実施の形態２に係る光ファイバも、実施の形態１に係る製造方法に準拠して製造することができる。この場合においては、フロスト液として、フッ酸系の水溶液と添加物とを質量比６：４で混合したものを用いる。この場合においても、コア１１の所定の箇所に粗面化部を形成する工程においては、２０℃～２３℃の温度を有するフロスト液に、コア１１の所定の箇所を約１８０秒浸漬させる。
　（実施の形態３）
　実施の形態３に係る光ファイバは、実施の形態１に係る光ファイバ１０と比較した場合に、製造工程において用いるフロスト液が相違することにより、露出部１１ｃの表面状態が相違する。
　この場合においては、フロスト液として、フッ酸系の水溶液と添加物とを質量比５．５：４．５で混合したものを用い、コア１１の所定の箇所に粗面化部を形成する工程においては、２０℃～２３℃の温度を有するフロスト液に、コア１１の所定の箇所を約１８０秒浸漬させる。
　実施の形態３においては、粗面化部の算術表面粗さＲａは、０．２μｍ以上であり、かつ、粗面化部の粗さ曲線要素の平均長さＲｓｍは、１７μｍ以上である。
　具体的には、粗面化部の算術表面粗さＲａは、略０．２μｍ以上、略０．３５μｍ以下であり、粗面化部の粗さ曲線要素の平均長さＲｓｍは、略１７μｍ以上、略２０μｍ以下である。この場合においても、散乱効果が得られ、コア１１の側方へ光を導くことができる。
　また、粗面化部には、平均線に対して上側に偏るように複数の凸状部のみが形成されており、粗面化部のスキューネスＲｓｋが、０より大きくなっている。
　以上のように構成される場合であっても、実施の形態３に係る光ファイバは、実施の形態１に係る光ファイバ１０とほぼ同様の効果が得られる。
　（実施の形態４）
　実施の形態４に係る光ファイバは、実施の形態１に係る光ファイバ１０と比較した場合に、コア径が相違するとともに、製造工程において用いるフロスト液が相違することにより、露出部１１ｃの表面状態が相違する。
　この場合においては、コア径は、略３００μｍとしている。また、フロスト液として、フッ酸系の水溶液と添加物とを質量比４．９：５．１で混合したものを用い、コア１１の所定の箇所に粗面化部を形成する工程においては、２０℃～２３℃の温度を有するフロスト液に、コア１１の所定の箇所を約１８０秒浸漬させる。
　実施の形態４においては、粗面化部の算術表面粗さＲａは、０．２μｍ以上であり、かつ、粗面化部の粗さ曲線要素の平均長さＲｓｍは、１７μｍ以上である。
　具体的には、粗面化部の算術表面粗さＲａは、略０．３μｍ以上、略０．４μｍ以下であり、粗面化部の粗さ曲線要素の平均長さＲｓｍは、略１７μｍ以上、略２０μｍ以下である。この場合においても、散乱効果が得られ、コア１１の側方へ光を導くことができる。
　また、粗面化部には、平均線に対して上側に偏るように複数の凸状部のみが形成されており、粗面化部のスキューネスＲｓｋが、０より大きくなっている。
　以上のように構成される場合であっても、実施の形態４に係る光ファイバは、実施の形態１に係る光ファイバ１０とほぼ同様の効果が得られる。
　（検証実験）
　図４は、実施の形態に係る効果を検証するために行なった第１検証実験の結果を示す図である。図４を参照して、実施の形態に係る効果を検証するために行なった第１検証実験について説明する。
　第１検証実験においては、実施例１、実施例２、比較例１および参考例１に係る光ファイバを準備し、それぞれの光ファイバにおいて、露出部１１ｃの表面状態を確認した。具体的には、各光ファイバにおいて、粗面化部の算術平均粗さＲａ、粗さ曲線要素の平均長さ、十点平均粗さＲｚｊｉｓ、スキューネスＲｓｋ、クルトシスＲｋｕ、および粗さ曲線の負荷長さ率Ｒｍｒ（８０％）を測定した。なお、上記各パラメータは、ＪＩＳ　Ｂ　０６０１－２０１３に基づくものである。
　測定においては、３ＣＣＤリアルカラーコンフォーカル（共焦点）顕微鏡「ＯＰＴＥＬＩＣＳ　Ｈ１２００」（レーザテック株式会社製）を用いた。また、実施例１、実施例２および参考例１については、上記各パラメータに関して、粗面化部における一端側（根元側）、他端側（先端側）の箇所をそれぞれ３回測定した。比較例１においては、上記各パラメータに関して、粗面化部に対応する任意の位置で２回測定した。
　表面形状の計測に際し、上記顕微鏡で露出部１１ｃを撮像した。撮像された画像から、高さ情報に変換した。この際、光ファイバは円柱状であるため、曲率を補正した高さ情報に変更した。なお、上記顕微鏡において、レンズ倍率は、５０倍とし、分解能は、０.１μｍとした。また、計測アルゴリズムとして、Ｓｅａｃｈ　Ｐｅａｋを用い、Ｚ像のチャンネルは、Ｇｒｅｅｎとした。
　画像を解析し、上記ＪＩＳ規格に基づき、各パラメータを算出するにあたり、Ｉｍ画像処理を行った。この際、ノイズカットレベルは、２．０μｍとし、フィルターサイズは、１０ｐｉｘｅｌとした。また、メディアンフィルター処理を行った。フィルタサイズは、３とし、繰り返し回数は、１回とした。
　実施例１に係る光ファイバとして、実施の形態１に係る光ファイバを用いた。実施例２に係る光ファイバとして、実施の形態２に係る光ファイバを用いた。比較例１に係る光ファイバとしては、コア１１に粗面化部を形成していないものを用いた。参考例１に係る光ファイバとして、実施の形態１と比較して、添加物と上記フッ酸系の水溶液との質量比が異なるフロスト液で粗面化部を形成したものを用いた。
　参考例１に係る光ファイバを準備する際に用いたフロスト液としては、上述のフッ酸系の水溶液と添加物とを質量比１：９で混合したものを用いた。この場合においても、コア１１の所定の箇所に粗面化部を形成する工程においては、２０℃～２３℃の温度を有するフロスト液に、コア１１の所定の箇所を約１８０秒浸漬させた。
　図５は、参考例１に係る光ファイバにおいて、クラッドからコアが露出する露出部における表面状態を部分的に示す図である。図５に示すように、参考例１に係る光ファイバにおいては、無数の凸状部が形成されており、凸状部は密に形成されていた。
　図６は、図４に示す実験結果のうち算術平均粗さＲａを示す図である。図４および図６に示すように、実施例１においては、粗面化部の算術平均粗さＲａは、略０．５μｍ以上、略０．８５μｍ以下となった。実施例２においては、粗面化部の算術平均粗さＲａは、略０．２μｍ以上、略０．４μｍ以下となった。
　比較例１においては、粗面化部は形成されていないものの、若干の凹凸によって、コア１１の表面における算術平均粗さＲａは、略０μｍ以上略０．１μｍ以下であった。参考例１においては、粗面化部の算術平均粗さＲａは、略０．４μｍ以上略０．５μｍ以下であった。
　図７は、図４に示す実験結果のうち粗さ曲線要素の平均長さＲｓｍを示す図である。図４および図７に示すように、実施例１においては、粗さ曲線要素の平均長さＲｓｍは、略４０μｍ以上、略６０μｍ以下であった。実施例２においては、粗さ曲線要素の平均長さＲｓｍは、略３５μｍ以上、略５０μｍ以下であった。
　比較例１においては、粗面化部は形成されていないものの、若干の凹凸により、コア１１の表面における粗さ曲線要素の平均長さＲｓｍは、略１０μｍ以上略１５μｍより小さくなった。参考例１においては、粗面化部の粗さ曲線要素の平均長さＲｓｍは、略１０μｍ以上略１５μｍより小さくなった。
　図８は、図４に示す実験結果のうち十点平均粗さＲｚｊｉｓを示す図である。図４および図８に示すように、実施例１においては、粗面化部の十点平均粗さＲｚｊｉｓは、略２．０μｍ以上略３．０μｍ以下であった。実施例２においては、粗面化部の十点平均粗さＲｚｊｉｓは、略１．５μｍ以上略２．０μｍ以下であった。
　比較例１においては、粗面化部は形成されていないものの、若干の凹凸により、コア１１の表面における十点平均粗さＲｚｊｉｓは、０．４μｍ以下であった。参考例１においては、粗面化部の粗面化部の十点平均粗さＲｚｊｉｓは、略２．０μｍ以上略３．０μｍ以下であった。
　図９は、図４に示す実験結果のうちスキューネスＲｓｋを示す図である。図４および図９に示すように、実施例１においては、粗面化部のスキューネスＲｓｋは、０より大きく、略２．０より小さかった。実施例２においては、粗面化部のスキューネスＲｓｋは、０より大きく、略３．０より小さかった。
　比較例１においては、粗面化部は形成されていないものの、若干の凹凸により、コア１１の表面におけるスキューネスＲｓｋは、０より大きく０．５以下であった。参考例１においては、粗面化部のスキューネスＲｓｋは、略０であるものの、０より小さいものが含まれていた。
　図１０は、図４に示す実験結果のうちクルトシスＲｋｕを示す図である。図４および図１０に示すように、実施例１においては、粗面化部のクルトシスＲｋｕは、略２．０から略６．０以下であった。実施例２においては、粗面化部のクルトシスＲｋｕは、略７．０から略１４．０以下であった。
　比較例１においては、粗面化部は形成されていないものの、若干の凹凸により、コア１１の表面におけるクルトシスＲｋｕは、略１０以上略１４以下であった。参考例１においては、粗面化部のクルトシスＲｋｕは、略２．０以上略４．０以下であった。
　図１１は、図４に示す実験結果のうち粗さ曲線の負荷長さ率Ｒｍｒ（８０％）を示す図である。図４および図１１に示すように、実施例１においては、粗面化部の粗さ曲線の負荷長さ率Ｒｍｒ（８０％）は、略４０％以上略６０％以下であった。実施例２においては、粗面化部の粗さ曲線の負荷長さ率Ｒｍｒ（８０％）は、略２５％以上略４５％以下であった。
　比較例１においては、粗面化部は形成されていないものの、若干の凹凸により、コア１１の表面における粗さ曲線の負荷長さ率Ｒｍｒ（８０％）は、９０％以上１００％以下となった。参考例１においては、粗面化部の粗さ曲線の負荷長さ率Ｒｍｒ（８０％）は、９０％以上１００％以下となった。
　図１２は、実施の形態の効果を検証するために行なった第２検証実験を説明するための図である。図１３は、第２検証実験の結果を示す図である。図１２および図１３を参照して、第２検証実験について説明する。
　第２検証実験においては、実施例１、実施例２、比較例１および参考例１に係る光ファイバを準備し、それぞれの光ファイバから出射される光の放射束を測定した。また、実施例１、実施例２および比較例１の露出部１１ｃから出射される光について確認した。
　光の測定においては、光パワー・メータ８２３０Ｅ（株式会社エーディーシー製）を用いて、先端から出射される光（先端出射光）の評価と、側方に出射される光（側方出射光）の評価を行った。具体的には、上記光測定装置４０を用いて、露出部１１ｃの先端から前方へ出射される光の放射束と、露出部１１ｃの一端（根元）側、中央部、他端（先端）側から側方へ出射される光の放射束とを測定した。
　この際、先端出射光の評価として、比較例１、参考例１、実施例１、および実施例２において、光源の出力に対する先端出射光の先端出射光の割合を算出した。なお、光源２０としては、出力可変式のハロゲンランプを使用しており、実施測定日の環境に応じて出力値を変更した。具体的には、比較例１および参考例１における光源２０の出力は、２７５μＷとした。実施例１における光源２０の出力は、１７０μＷとした。実施例２における光源２０の出力は、１２６μＷとした。
　また、側方出射光の評価として、露出部１１ｃの一端（根元）側、中央部、他端（先端）側のそれぞれにおいて、側方出光の放射束／先端出射光の放射束（％）を算出した。この際、小数点以下については四捨五入した。
　なお、光測定装置４０は、受光面４１ａを有する受光素子４１と、受光素子が受光した光から放射束を算出する放射束算出部４２とを含む。
　露出部１１ｃの先端から前方へ出射される光の放射束を測定する場合には、受光素子４１の受光面４１ａがコア１１の軸方向に垂直となるように光測定装置をセットし、露出部１１ｃをカバー３０で覆った状態で測定した。受光素子４１は、上記先端から前方へ略２ｃｍ離れた位置に配置した。
　コア１１の露出部１１ｃからコア１１の側方に出射される光の放射束を測定する場合には、図１２に示すように、受光素子４１の受光面４１ａがコア１１の軸方向に平行となるように光測定装置をセットし、露出部１１ｃをカバー３０で覆った状態で測定した。受光素子４１は、上記露出部１１ｃから側方に略２ｃｍ離れた位置に配置した。
　図１３に示すように、比較例１においては、先端から出射される光（先端出射光）の放射束は、２７５μＷとなった。また、側方出射光の放射束は、粗面化部の一端側で４．２μＷ、粗面化部の中央部で３．６μＷ、粗面化部の他端側で２．７μＷとなった。さらに、側方出射光の放射束／先端出射光の放射束は、粗面化部の一端側で２％、粗面化部の中央部で１％、粗面化部の他端側で１％となった。これにより、比較例１においては、コア１１の表面に粗面化部が形成されないことにより、コア１１の側方への出射量がごくわずかであることが確認された。
　参考例１においては、先端から出射される光（先端出射光）の放射束は、１２２μＷとなった。比較例１と比較した先端出射光の割合は、略４４％となった。すなわち、側方へ出射される光は、光源から入射された光の略５６％であることが確認された。
　また、側方出射光の放射束は、粗面化部の一端側で１９．５μＷ、粗面化部の中央部で５．１μＷ、粗面化部の他端側で８．３μＷとなった。さらに、側方出射光の放射束／先端出射光の放射束は、粗面化部の一端側で１６％、粗面化部の中央部で４％、粗面化部の他端側で４％となった。
　このように、参考例１においては、コア１１の露出部１１ｃの表面に粗面化部を形成することでコア１１の側方に光を出射できることが数値的に確認された。
　実施例１においては、先端から出射される光（先端出射光）の放射束は、４０μＷとなった。比較例１と比較した先端出射光の割合は、略２４％となった。すなわち、側方へ出射される光は、光源から入射された光の略７６％であることが確認された。
　また、側方出射光の放射束は、粗面化部の一端側で１７．０μＷ、粗面化部の中央部で１６．４μＷ、粗面化部の他端側で９．６μＷとなった。さらに、側方出射光の放射束／先端出射光の放射束は、粗面化部の一端側で４２％、粗面化部の中央部で４１％、粗面化部の他端側で２４％となった。
　このように、実施例１においては、コア１１の露出部１１ｃの表面に粗面化部を形成することでコア１１の側方に光を出射できることが確認された。また、実施例１においては、参考例１と比較して、側方に出射される光が増加することも確認された。
　実施例２においては、先端から出射される光（先端出射光）の放射束は、４０μＷとなった。比較例１と比較した先端出射光の割合は、略３６％となった。すなわち、側方へ出射される光は、光源から入射された光の略６４％であることが確認された。
　また、側方出射光の放射束は、粗面化部の一端側で５．１μＷ、粗面化部の中央部で１４．１μＷ、粗面化部の他端側で３．２μＷとなった。さらに、側方出射光の放射束／先端出射光の放射束は、粗面化部の一端側で１１％、粗面化部の中央部で９％、粗面化部の他端側で７％となった。
　このように、実施例２においては、コア１１の露出部１１ｃの表面に粗面化部を形成することでコア１１の側方に光を出射できることが確認された。また、実施例２においては、参考例１と比較して、側方に出射される光の量が増加することも確認された。
　以上のように、参考例１と、実施例１，２を比較して、実施例１、２の方が、側方に出射される光の量が増加していることから、粗面化部の算術表面粗さＲａが、０．２μｍ以上、かつ、粗面化部の粗さ曲線要素の平均長さＲｓｍが、１７μｍ以上とすることにより、コア１１の側方へ十分に光を出射できることが確認された。
　図１４は、図１３に示す側方出射光の放射束／先端出射光の放射束（％）を参考例１と実施例１とで比較した図である。
　図１４に示すように、参考例１と実施例１とを比較すると、実施例１においては、粗面化部の一端側、中央側、先端側のいずれにおいても、側方出射光の放射束／先端出射光の放射束（％）が増加していた。このことによっても、粗面化部の凹凸状態を調整することにより、コア１１の側方への光量を調整できることが確認された。
　図１５から図１７は、第２検証実験において、参考例１、実施例１、および実施例２のそれぞれに係る光ファイバの露出部から側方に出射される光を示す図である。なお、図１５から図１７においては、所定の輝度を有する光の輪郭を細線で示し、粗面化されたコアの露出部１１ｃを太線で示している。
　図１５に示すように、参考例１に係る光ファイバの露出部１１ｃから出射される光は、コア１１の側方に出射されていた。
　図１６に示すように、実施例１に係る光ファイバの露出部１１ｃから出射される光も、コア１１の側方に出射されていた。実施例１においては、コア１１の軸方向に直交する上記光の輪郭の幅も増加しており、コア１１の側方に出射される光量が、参考例１と比べて増加していることが確認された。
　図１７は、第２検証実験において、実施例２に係る光ファイバの露出部から側方に出射される光を示す図である。図１７に示すように、実施例２に係る光ファイバの露出部１１ｃから出射される光も、コア１１の側方に出射されていた。実施例２においても、コア１１の軸方向に直交する上記光の輪郭の幅も参考例１と比較して増加しており、コア１１の側方に出射される光量が、参考例１と比べて増加していることが確認された。
　以上のように、上記検証実験１および検証実験２によっても、粗面化部の算術表面粗さＲａが、０．２μｍ以上、かつ、粗面化部の粗さ曲線要素の平均長さＲｓｍが、１７μｍ以上とすることにより、コア１１の側方へ十分に光を出射することが確認された。
　図１８は、実施の形態の効果を検証するために行なった第３検証実験の結果を示す図である。図１８を参照して、実施の形態に係る効果を検証するために行なった第３検証実験について説明する。
　第３検証実験においては、実施例３、および実施例４に係る光ファイバを準備し、それぞれの光ファイバにおいて、露出部１１ｃの表面状態を確認した。具体的には、各光ファイバにおいて、粗面化部の算術平均粗さＲａ、粗さ曲線要素の平均長さ、十点平均粗さＲｚｊｉｓ、スキューネスＲｓｋ、クルトシスＲｋｕ、および粗さ曲線の負荷長さ率Ｒｍｒ（８０％）を測定した。なお、上記各パラメータは、ＪＩＳ　Ｂ　０６０１－２０１３に基づくものである。
　なお、上記各パラメータは、第１検証実験と同様の方法で測定した。第３検証実験においては、実施例３および実施例４の双方において、粗面化部における一端側（根元側）、中央部、および他端側（先端側）の箇所をそれぞれ３回測定し、その平均値を図１８に示している。
　実施例３に係る光ファイバとしては、実施の形態３に係る光ファイバを用いており、フッ酸系の水溶液と添加物とを質量比５．５：４．５で混合したフロスト液を用いた以外は実施例１と同じ方法で粗面化部を形成した。実施例３においては、コア径は、６００μｍとした。
　実施例４に係る光ファイバとしては、実施の形態４に係る光ファイバを用いており、フッ酸系の水溶液と添加物とを質量比４．９：５．１で混合したフロスト液を用い以外は実施例１と同じ方法で粗面化部を形成した。実施例４においては、コア径は、３００μｍとした。
　図１８に示すように、実施例３においては、粗面化部の算術平均粗さＲａは、略０．２０μｍ以上、略０．３５μｍ以下となった。粗面化部のスキューネスＲｓｋは、０より大きく、略２．０より小さかった。粗面化部のクルトシスＲｋｕは、略２．５以上略５．０以下であった。コア１１の表面における粗さ曲線要素の平均長さＲｓｍは、略１７μｍ以上略２０．０μｍ以下となった。コア１１の表面における粗さ曲線の負荷長さ率Ｒｍｒ（８０％）は、１００％であった。粗面化部の十点平均粗さＲｚｊｉｓは、略０．５μｍ以上略１．５μｍ以下であった。
　実施例４においては、粗面化部の算術平均粗さＲａは、略０．３０μｍ以上、略０．４５μｍ以下となった。粗面化部のスキューネスＲｓｋは、０より大きく、略１．０より小さかった。粗面化部のクルトシスＲｋｕは、略１．５以上略２．５以下であった。コア１１の表面における粗さ曲線要素の平均長さＲｓｍは、略１７μｍ以上略２０．０μｍ以下となった。コア１１の表面における粗さ曲線の負荷長さ率Ｒｍｒ（８０％）は、１００％であった。粗面化部の十点平均粗さＲｚｊｉｓは、略０．５μｍ以上略１．５μｍ以下であった。
　図１９は、実施の形態の効果を検証するために行なった第４検証実験の結果を示す図である。図１９を参照して、実施の形態の効果を検証するために行なった第４検証実験について説明する。
　第４検証実験においては、実施例３および比較例２に係る光ファイバを準備し、それぞれの光ファイバから出射される光の放射束を測定した。光の放射束は、上述の第２検証実験とほぼ同様に測定した。
　実施例３に係る光ファイバとしては、上述の第３検証実験と同様に、実施の形態３に係る光ファイバを用いた。比較例２に係る光ファイバとしては、実施例３と同じコア径を有するが、コア１１に粗面化部を形成していないものを用いた。
　第４検証実験においては、第２検証実験同様に先端出射光の評価として、光源の出力に対する先端出射光の先端出射光の割合を算出した。実施例３および比較例２における光源の出力は、４１２μＷとした。
　また、側方出射光の評価として、露出部１１ｃの一端（根元）側、中央部、他端（先端）側のそれぞれにおいて、側方出光の放射束／先端出射光の放射束（％）を算出した。この際、小数点以下については四捨五入した。
　図１９に示すように、比較例２においては、先端から出射される光（先端出射光）の放射束は、４１２μＷであり、光源の出力と比較した先端出射光の割合は、略１００％となった。また、側方出射光の放射束は、粗面化部の一端側で５．４μＷ、粗面化部の中央部で１．３μＷ、粗面化部の他端側で２．６μＷとなった。さらに、側方出射光の放射束／先端出射光の放射束は、粗面化部の一端側で１％、粗面化部の中央部で０％、粗面化部の他端側で１％となった。これにより、比較例２においては、コア１１の表面に粗面化部が形成されないことにより、コア１１の側方への出射量がごくわずかであることが確認された。
　これに対して、実施例３においては、先端から出射される光（先端出射光）の放射束は、１０４μＷであり、光源の出力と比較した先端出射光の割合は、略２５％となった。また、側方出射光の放射束は、粗面化部の一端側で２７．７μＷ、粗面化部の中央部で２９．０μＷ、粗面化部の他端側で２５．０μＷとなった。さらに、側方出射光の放射束／先端出射光の放射束は、粗面化部の一端側で２７％、粗面化部の中央部で２８％、粗面化部の他端側で２４％となった。
　図２０は、図１９に示す側方出射光の放射束／先端出射光の放射束（％）を比較例２と実施例３とで比較した図である。
　図２０に示すように、比較例２と実施例３とを比較すると、実施例３においては、粗面化部の一端側、中央側、先端側のいずれにおいても、側方出射光の放射束／先端出射光の放射束（％）が増加していた。また、粗面化部の一端側、中央側、先端側のいずれにおいても、側方出射光の放射束／先端出射光の放射束（％）が同程度の値であり、長さ方向に沿って略均一に放射されていた。
　図２１は、第４検証実験において、実施例３に係る光ファイバの露出部から側方に出射される光を示す図である。図２１においては、図１５から図１７同様に、暗所において光ファイバを光らせた状態を撮像し、所定の輝度を有する光の輪郭を細線で示し、粗面化されたコアの露出部１１ｃを太線で示している。
　図２１に示すように、実施例３に係る光ファイバの露出部１１ｃから出射される光も、コア１１の側方に出射されていた。また、コア１１の側方へは、光ファイバの長さ方向に亘って、コア１１の周囲に略均一に出射されていた。
　このように、実施例３においては、コア１１の露出部１１ｃの表面に粗面化部を形成することでコア１１の側方に光を出射できることが確認された。また、実施例３においては、比較例２と比較して、側方に出射される光が増加することも確認された。
　以上のように、実施例３のように、粗面化部の算術表面粗さＲａが、０．２μｍ以上、かつ、粗面化部の粗さ曲線要素の平均長さＲｓｍが、１７μｍ以上とすることにより、コア１１の側方へ十分に光を出射できることが確認された。
　図２２は、実施の形態の効果を検証するために行なった第５検証実験の結果を示す図である。図２２を参照して、実施の形態の効果を検証するために行なった第５検証実験について説明する。
　第５検証実験においては、実施例４および比較例３に係る光ファイバを準備し、それぞれの光ファイバから出射される光の放射束を測定した。光の放射束の測定方法およびその評価方法については、上述の第２検証実験および第４検証実験と同様であるため、その説明については省略する。
　実施例４に係る光ファイバとしては、上述の実施の形態４に係る光ファイバを用いた。比較例３に係る光ファイバとしては、実施例４と同じコア径を有するが、コア１１に粗面化部を形成していないものを用いた。実施例４および比較例３における光源の出力は、１１５μＷとした。
　図２２に示すように、比較例３においては、先端から出射される光（先端出射光）の放射束は、１１５μＷであり、光源の出力と比較した先端出射光の割合は、略１００％となった。また、側方出射光の放射束は、粗面化部の一端側で１．２μＷ、粗面化部の中央部で０．８μＷ、粗面化部の他端側で１．４μＷとなった。さらに、側方出射光の放射束／先端出射光の放射束は、粗面化部の一端側で１％、粗面化部の中央部で１％、粗面化部の他端側で１％となった。これにより、比較例３においては、コア１１の表面に粗面化部が形成されないことにより、コア１１の側方への出射量がごくわずかであることが確認された。
　これに対して、実施例４においては、先端から出射される光（先端出射光）の放射束は、１６μＷであり、光源の出力と比較した先端出射光の割合は、略１４％となった。また、側方出射光の放射束は、粗面化部の一端側で２４．０μＷ、粗面化部の中央部で１１．０μＷ、粗面化部の他端側で３．５μＷとなった。さらに、側方出射光の放射束／先端出射光の放射束は、粗面化部の一端側で１５０％、粗面化部の中央部で６９％、粗面化部の他端側で２２％となった。
　図２３は、図２２に示す側方出射光の放射束／先端出射光の放射束（％）を比較例３と実施例４とで比較した図である。比較例３と実施例４とを比較すると、実施例４においては、粗面化部の一端側、中央側、先端側のいずれにおいても、側方出射光の放射束／先端出射光の放射束（％）が増加していた。
　図２４は、第５検証実験において、実施例３に係る光ファイバの露出部から側方に出射される光を示す図である。図２４においても、上述の図１５から図１７、および図２１同様に、暗所において光ファイバを光らせた状態を撮像し、所定の輝度を有する光の輪郭を細線で示し、粗面化されたコアの露出部１１ｃを太線で示している。
　図２４に示すように、実施例４に係る光ファイバの露出部１１ｃから出射される光も、コア１１の側方に出射されていた。特に、根元側において、出射される光が多いことも確認された。
　このように、実施例４においては、コア１１の露出部１１ｃの表面に粗面化部を形成することでコア１１の側方に光を出射できることが確認された。また、実施例４においては、比較例３と比較して、側方に出射される光が増加することも確認された。
　以上のように、実施例４のように、粗面化部の算術表面粗さＲａが、０．２μｍ以上、かつ、粗面化部の粗さ曲線要素の平均長さＲｓｍが、１７μｍ以上とすることにより、コア１１の側方へ十分に光を出射できることが確認された。
　図２５は、実施の形態の効果を検証するために行なった第６検証実験を説明するための図である。図２５を参照して、第６検証実験について説明する。
　第６検証実験においては、コア１１の先端側にフロスト液で加工を行ない粗面化部を形成した加工部と、コア１１の根元側には粗面化されていない非加工部を有するコアを用いた。当該コア１１の根元に光源２０から光を導入し、当該加工部および非加工部の各々から側方に出射される光の光度を測定した。なお、図２５においては、光源２０から出射する光をコア１１の根元側に導入する際に使用したファイバやコネクタ等については便宜上省略している。
　光源２０としては、６６０ｎｍの波長の光を出射するものを用い、当該光源２０の出力は、１５ｍＷとした。
　コアとしては、コア径を、６００μｍ、３００μｍとする２種類のコア１１を準備し、これらに上記加工部と上記非加工部を形成した。
　コア径６００μｍとするコア１１については、その先端側を上述の実施例３（実施の形態３）と同じ条件でフロスト加工した。このため、当該コア１１における加工部を実施例３とし、当該コア１１における非加工部を比較例２とした。
　コア径３００μｍとするコア１１については、その先端側を上述の実施例４（実施の形態４）と同じ条件でフロスト加工した。このため、当該コア１１における加工部を実施例４とし、当該コアにおける非加工部を比較例３とした。
　上記光度の測定においては、コア１１の側方に撮像装置５０を配置し、コア１１内に光を導入した状態でコア１１を撮像した。撮像された画像を解析し、輝度分布から当該加工部および非加工部の各々から側方に出射される光の強度（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）を算出した。なお、当該Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙは、当該加工部および非加工部の各々から側方に出射される光の光度を比較するための相対的な強度であり、後述するように、非加工部の中央部から側方に出射される光の強度を、基準値として１５と設定した。
　なお、撮像装置５０は、コア１１からの距離Ｌが３１５ｍｍとなるように配置した。撮像装置５０の焦点距離は１６ｍｍとして、絞り値は５．６とした。撮像装置５０を用いて撮像する際には、長さ方向における非加工部の全域、または長さ方向における加工部の全域が写るように撮像した。
　図２６は、第６検証実験において、比較例２におけるコアの非加工部から側方に出射される光の分布を示す図である。
　図２６に示すように、比較例２におけるコアの非加工部においては、根元位置および先端位置で側方への光の漏れにより、Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙが高くなっているものの、根元位置と先端位置との間では、Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙは、１５であった。
　図２７は、第６検証実験において、実施例３と同条件で粗面化されたコアの加工部から側方に出射される光の分布を示す図である。
　図２７に示すように、実施例３と同条件で粗面化されたコアの加工部においては、根元位置では、側方への光の漏れにより、Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙが大きくなり、先端位置では、先端からの光の放射によって、Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙが大きくなった。また、根元位置と先端位置との間においては、図２６に示す比較例２の非加工部と比較して、Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙは、増加しており、略２０であった。
　以上のように、図２６および図２７の結果を比較して、実施例３のように、粗面化部の算術表面粗さＲａが、０．２μｍ以上、かつ、粗面化部の粗さ曲線要素の平均長さＲｓｍが、１７μｍ以上とすることにより、コア１１の側方へ十分に光を出射できることが確認された。
　図２８は、第６検証実験において、比較例２におけるコアの非加工部から側方に出射される光の分布を示す図である。
　図２８に示すように、比較例２におけるコアの非加工部においては、根元位置および先端位置で側方への光の漏れにより、Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙが高くなっているものの、根元位置と先端位置との間では、Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙは略一定であり、略１５であった。
　図２９は、第６検証実験において、実施例４と同条件で粗面化されたコアの加工部から側方に出射される光の分布を示す図である。
　図２９に示すように、実施例４と同条件で粗面化されたコアの加工部においては、根元位置では、側方への光の漏れにより、Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙが大きくなり、先端位置では、先端からの光の放射によって、Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙが大きくなった。また、根元位置と先端位置との間においては、図２８に示す比較例２の非加工部と比較して、Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙは、増加しており、１８以上２２以下であった。この場合においては、加工部の先端側のＩｎｔｅｎｓｉｔｙが、１９程度であり、加工部の根元側のＩｎｔｅｎｓｉｔｙが、略２１程度であり、根元側の方がＩｎｔｅｎｓｉｔｙが大きくなっていた。
　以上のように、図２８および図２９の結果を比較して、実施例４のように、粗面化部の算術表面粗さＲａが、０．２μｍ以上、かつ、粗面化部の粗さ曲線要素の平均長さＲｓｍが、１７μｍ以上とすることにより、コア１１の側方へ十分に光を出射できることが確認された。
　（他の変形例）
　上述した実施の形態１および２においては、光ファイバの製造方法として、被覆部１３の一部を除去してから、クラッド１２で囲まれたコア１１の所定の箇所においてクラッド１２を除去した後に、クラッド１２から露出する部分のコア１１に粗面化部を形成する場合を例示して説明したが、これに限定されない。光ファイバの製造方法として、コア１１の所定の箇所に粗面化部を形成した後に、粗面化部が露出するようにコア１１の周囲にクラッド１２を形成してもよい。クラッド１２を形成する際には、たとえば、粗面化部が露出するようにコア１１の表面を光学ポリマでコーティングする。続いて、クラッド１２を被覆部１３となる樹脂で被覆する。実施の形態３および４においても同様である。
　上述した実施の形態１および２においては、粗面化部において一端側の算術平均粗さＲａが、他端側の算術平均粗さＲａよりも小さい場合を例示して説明したが、これに限定されず、粗面化部において、一端側から他端側にかけて算術平均粗さＲａが略一定となるように形成されてもよい。実施の形態３および４においても同様である。
　以上、今回発明された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
　１０　光ファイバ、１１　コア、１１ａ　一端、１１ｂ　他端、１１ｃ　露出部、１２　クラッド、１３　被覆部、２０　光源、３０　カバー、４０　光測定装置、４１　受光素子、４１ａ　受光面、４２　放射束算出部。

Claims (6)

  1. 　コアと、
    　前記コアの一部が露出するように前記コアの周囲に配置されたクラッドと、を備え、
    　前記クラッドから露出する前記コアの露出部が有する外表面の少なくとも一部には、粗面化部が設けられており、
    　前記粗面化部の算術平均粗さＲａが、０．２μｍ以上であり、
    　前記粗面化部の粗さ曲線要素の平均長さＲｓｍが、１７μｍ以上である、光ファイバ。
  2. 　前記粗面化部には、前記露出部が有する前記外表面から外部に向けて突出する複数の凸状部が形成されている、請求項１に記載の光ファイバ。
  3. 　前記粗面化部のスキューネスＲｓｋが、０より大きい、請求項１または２に記載の光ファイバ。
  4. 　前記コアは、光源から光が入射される一端と、前記一端と反対側に位置する他端とを含み、
    　前記粗面化部において前記一端側の算術平均粗さＲａは、前記他端側の算術平均粗さＲａよりも小さい、請求項１から３のいずれか１項に記載の光ファイバ。
  5. 　前記コアは、光源から光が入射される一端と、前記一端と反対側に位置する他端とを含み、
    　前記露出部は、前記コアの前記他端側に設けられている、請求項１から４のいずれか１項に記載の光ファイバ。
  6. 　前記粗面化部は、フロスト加工によって形成されたフロスト加工部である、請求項１から５のいずれか１項に記載の光ファイバ。
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