WO2023190794A1 - プラスチック光ファイバー - Google Patents

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WO2023190794A1
WO2023190794A1 PCT/JP2023/013031 JP2023013031W WO2023190794A1 WO 2023190794 A1 WO2023190794 A1 WO 2023190794A1 JP 2023013031 W JP2023013031 W JP 2023013031W WO 2023190794 A1 WO2023190794 A1 WO 2023190794A1
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WO
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fluorine
core
optical fiber
plastic optical
resin
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/013031
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
康博 小池
聡 伊藤
享 清水
一也 高山
Original Assignee
日東電工株式会社
康博 小池
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日東電工株式会社, 康博 小池 filed Critical 日東電工株式会社
Publication of WO2023190794A1 publication Critical patent/WO2023190794A1/ja

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F24/00—Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a heterocyclic ring containing oxygen
    • 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
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • 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
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/028—Optical fibres with cladding with or without a coating with core or cladding having graded refractive index

Definitions

  • the present disclosure relates to plastic optical fibers.
  • a plastic optical fiber includes a central core and a cladding that covers the outer periphery of the core as a part that transmits light.
  • the core is made of a resin material with a high refractive index.
  • the cladding is formed of a resin material having a lower refractive index than the resin material of the core in order to keep light within the core.
  • Patent Document 1 proposes an optical fiber with a length of 100 m or less and an M2 value of 1.7 or more as an optical fiber that reduces noise and enables high-quality signal transmission in short-distance transmission. are doing.
  • the M 2 value is a parameter conventionally used as a parameter representing the quality of a light beam.
  • BER Bit error rate
  • transmission quality an index representing the quality of signal transmission (hereinafter referred to as "transmission quality").
  • the BER indicates how many transmitted 0 and 1 signals are received in error, and is determined by the ratio of the number of error bits to the number of transmission bits (number of error bits/number of transmission bits).
  • Optical fibers with low BER can have superior transmission quality.
  • the optical fiber disclosed in Patent Document 1 can reduce noise by setting the M 2 value to 1.7 or more.
  • M 2 value Even with an optical fiber that achieves low noise by having such an M 2 value, it may not be possible to achieve a low BER. That is, increasing the M 2 value alone is not sufficient to reduce BER, and conventional optical fibers have room for improvement in order to improve transmission quality.
  • the present disclosure aims to provide a plastic optical fiber with improved transmission quality in short-distance signal transmission.
  • the present disclosure provides a plastic optical fiber comprising a core and a cladding disposed around the core, the plastic optical fiber comprising: The length of the plastic optical fiber is 30 m or less, The diameter of the core is 30 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, The transmission loss at a wavelength of 850 nm is 70 dB/km or more and 500 dB/km or less, The transmission band at a wavelength of 850 nm is 30 MHz/km or more and 600 MHz/km or less, Providing plastic optical fiber.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a cross-sectional structure of a plastic optical fiber according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing another example (first modification) of the cross-sectional structure of the plastic optical fiber according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing still another example (second modification) of the cross-sectional structure of the plastic optical fiber according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a manufacturing apparatus that can be used to manufacture plastic optical fibers according to embodiments of the present disclosure.
  • a first aspect of the present disclosure is a plastic optical fiber comprising a core and a cladding disposed around the outer circumference of the core,
  • the length of the plastic optical fiber is 30 m or less
  • the diameter of the core is 30 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less
  • the transmission loss at a wavelength of 850 nm is 70 dB/km or more and 500 dB/km or less
  • the transmission band at a wavelength of 850 nm is 30 MHz/km or more and 600 MHz/km or less, plastic optical fiber.
  • the plastic optical fiber according to the first aspect is of a gradient index type.
  • the core includes a first resin
  • the first resin is a fully fluorinated resin, a partially fluorinated resin, or a partially chlorinated resin.
  • the resin is at least one selected from the group consisting of partially deuterated resins and partially deuterated resins.
  • the first resin is at least one selected from the group consisting of a fully fluorine resin and a partially fluorine resin.
  • the first resin includes a fluoropolymer containing a structural unit (A) represented by the following formula (1).
  • R ff 1 to R ff 4 each independently represent a fluorine atom, a perfluoroalkyl group having 1 to 7 carbon atoms, or a perfluoroalkyl ether group having 1 to 7 carbon atoms. 1 and R ff 2 may be connected to form a ring.
  • the fluoropolymer further contains a structural unit (B) represented by the following formula (2).
  • R 1 to R 3 each independently represent a fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 7 carbon atoms.
  • R 4 represents a perfluoroalkyl group having 1 to 7 carbon atoms.
  • the perfluoroalkyl group may have a ring structure.
  • Some of the fluorine atoms may be substituted with halogen atoms other than fluorine atoms.
  • Some of the fluorine atoms in the perfluoroalkyl group are: (May be substituted with halogen atoms other than fluorine atoms.)
  • the fluoropolymer further contains a structural unit (C) represented by the following formula (3).
  • R 5 to R 8 each independently represent a fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 7 carbon atoms.
  • the perfluoroalkyl group may have a ring structure.
  • Some of the fluorine atoms may be substituted with halogen atoms other than fluorine atoms.
  • Some of the fluorine atoms in the perfluoroalkyl group may be substituted with halogen atoms other than fluorine atoms.
  • the fluorine-containing polymer includes a structural unit (D) represented by the following formula (4). Further contains.
  • Z represents an oxygen atom, a single bond, or -OC(R 19 R 20 )O-
  • R 9 to R 20 each independently represent a fluorine atom, a parson having 1 to 5 carbon atoms
  • Some of the fluorine atoms may be substituted with halogen atoms other than fluorine atoms.
  • fluorine atoms in the perfluoroalkyl group may be substituted with a halogen atom other than a fluorine atom.
  • fluorine atoms in the perfluoroalkoxy group may be substituted with a halogen atom other than a fluorine atom.
  • s and t are each independently 0 to 5, and s+t is an integer from 1 to 6 (However, if Z is -OC(R 19 R 20 )O-, s+t may be 0.)
  • the core further includes a refractive index adjusting agent.
  • the plastic optical fiber according to any one of the first to ninth aspects further includes a reinforcing layer disposed around the outer periphery of the cladding.
  • the POF of this embodiment includes a core and a cladding disposed around the outer periphery of the core.
  • the POF of this embodiment is, for example, a gradient index (GI) type POF.
  • FIG. 1 shows an example of the cross-sectional structure of the POF of this embodiment.
  • the POF 10 shown in FIG. 1 includes a core 11 and a cladding 12 disposed around the outer periphery of the core 11.
  • the length of the POF 10 of this embodiment is 30 m or less.
  • the "length of the POF 10" here refers to the length of the POF 10 in the axial direction. That is, the POF 10 of this embodiment is used for short-distance signal transmission, and can be used, for example, at home.
  • the diameter of the core 11 is 30 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the transmission loss at a wavelength of 850 nm is 70 dB/km or more and 500 dB/km or less
  • the transmission band at a wavelength of 850 nm is 30 MHz/km or more and 600 MHz/km. It is as follows.
  • the diameter of the core 11 (hereinafter referred to as "core diameter") is defined as the diameter of the core 11 when using light with a wavelength of 850 nm among the methods based on IEC60793-1-20 and IEC60793-2-40 subcategory A4h. This is the diameter at a light intensity of 5% as measured by the NFP (Near Field Pattern) method used.
  • the transmission loss of the POF 10 at a wavelength of 850 nm is a value measured by the cutback method, which is a method based on IEC60793-1-40.
  • the conduction band of the POF 10 is a value measured by the pulse method, which is a method based on IEC60793-1-41.
  • the POF 10 of this embodiment has a short length range and a small core diameter range in which noise is relatively likely to occur as described above, the conduction loss and transmission band satisfy the above ranges. , low BER can be achieved.
  • BER is the ratio of the number of error bits to the number of transmission bits (number of error bits/number of transmission bits), and is an index indicating transmission quality. A low BER means good transmission quality. Therefore, the POF 10 of this embodiment can realize improved transmission quality in short-distance signal transmission.
  • the BER is preferably 1 ⁇ 10 ⁇ 7 or less, more preferably 1 ⁇ 10 ⁇ 8 or less.
  • the length of the POF 10 of this embodiment is 30 m or less.
  • the length of the POF 10 of this embodiment may be, for example, 20 m or less, 15 m or less, or 10 m or less.
  • the POF 10 of this embodiment can achieve excellent transmission quality even over a shorter distance as described above.
  • the length of the POF 10 of this embodiment may be more than 0 m, but may be, for example, 0.1 m or more.
  • the core diameter is 30 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the core diameter may be 80 ⁇ m or less, 60 ⁇ m or less, or 55 ⁇ m or less.
  • the core diameter may be 40 ⁇ m or more, or 45 ⁇ m or more.
  • the transmission loss at a wavelength of 850 nm is 70 dB/km or more and 500 dB/km or less, and the transmission band at a wavelength of 850 nm is 30 MHz/km or more and 600 MHz/km or less.
  • Transmission loss and transmission band are factors that each affect BER.
  • transmission loss is also correlated with noise. Therefore, by controlling the transmission loss within the above range, noise is indirectly controlled within an appropriate range.
  • the POF 10 of this embodiment can reduce the BER by controlling the combination of transmission loss and transmission band within the above range.
  • a preferable combination of transmission loss and transmission band range can be determined as appropriate, for example, taking into consideration the material used for the core 11 (for example, the type of resin, etc.).
  • the transmission loss at a wavelength of 850 nm is preferably 70 dB/km or more and 400 dB/km or less, more preferably 70 dB/km or more and 350 dB/km or less, and still more preferably 80 dB/km or more and 300 dB/km or less.
  • the transmission band at a wavelength of 850 nm is preferably 50 MHz/km or more and 580 MHz/km or less, more preferably 60 MHz/km or more and 560 MHz/km or less, still more preferably 70 MHz/km or more and 540 MHz/km or less. .
  • the transmission loss of the POF 10 of this embodiment is, for example, the manufacturing conditions of the POF 10, specifically the filtering conditions for removing foreign matter such as minute dust from the material of the POF 10 (for example, the material of the core 11, the material of the cladding 12).
  • the filtering conditions for example, taking into consideration the type of resin used as the material and additives for adjusting the refractive index, etc., select appropriate filtering conditions such that the transmission loss at a wavelength of 850 nm is within the range of 70 dB/km or more and 500 dB/km or less. Conditions can be determined.
  • the material of the POF 10 for example, the material of the core 11 and the material of the cladding 12
  • Such heat treatment can remove organic impurities such as by-products during resin synthesis. Such organic impurities cause scattering. Therefore, by performing the heat treatment at such a high temperature, a POF 10 with reduced organic scatterers and low transmission loss can be obtained.
  • the temperature of such heat treatment varies depending on the type of resin used for the material of the core 11 and the resin used for the material of the cladding 12.
  • the temperature of the heat treatment is preferably Tg+70°C or higher, more preferably Tg+90°C or higher, and even more preferably Tg+110°C or higher.
  • the heat treatment temperature is preferably 220°C or higher, and 240°C. The temperature is more preferably 250° C. or higher, and even more preferably 250° C. or higher.
  • the transmission band of the POF 10 of this embodiment can be controlled within the above range by controlling the refractive index distribution of the core 11, for example.
  • the transmission band is 30 MHz/km or more and Appropriate conditions can be determined such that the frequency is within the range of 600 MHz/km or less.
  • Conditions for diffusing the refractive index adjusting agent include, for example, the time for the fiber structure that is the precursor of POF10 to pass through the diffusion tube, the length of the diffusion tube, the set temperature of the diffusion tube, and the spinning speed. .
  • the POF 10 of this embodiment has a first end through which light enters and a second end through which light exits, and the M2 value of the light emitted from the second end side is preferably 1.7 or more. preferable.
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2019-49658
  • the M2 value which has been conventionally used as a parameter representing the quality of a laser beam
  • the design value that is, controlling the M2 value to 1.7 or more
  • the return light from the second end, which is the output end, to the first end, which is the input end expands spatially, and Since the amount of light returning into the light source is reduced, return light noise can be reduced.
  • the POF 10 of this embodiment can further improve transmission quality.
  • the upper limit of the M 2 value is not particularly limited, but may be, for example, 6 or less, or 5 or less.
  • the M 2 value can be controlled to a desired value by, for example, the type of material of the core 11 and the manufacturing conditions of the POF 10.
  • Core 11 is a region that transmits light. Core 11 has a higher refractive index than cladding 12. With this configuration, light that has entered the core 11 is confined within the core 11 by the cladding 12 and propagates within the POF 10.
  • the core 11 includes a first resin.
  • the core 11 may contain the first resin as a main component.
  • the expression that the core 11 contains the first resin as a main component means that the component that is contained in the core 11 in the largest amount in terms of mass ratio is the first resin.
  • the core 11 may contain the first resin in an amount of 75% by mass or more, 80% by mass or more, or 85% by mass or more.
  • the core 11 may further contain additives in addition to the first resin.
  • the additive is, for example, a refractive index modifier. That is, the core 11 may be formed of a resin composition containing the first resin and an additive such as a refractive index adjusting agent.
  • a refractive index adjusting agent for example, a known refractive index adjusting agent used for the material of the core 11 of the POF 10 may be used.
  • the material of the core 11 may contain additives other than the refractive index modifier.
  • the core 11 has a refractive index distribution in which the refractive index changes in the radial direction.
  • a refractive index distribution can be formed, for example, by adding a refractive index adjusting agent to the first resin and diffusing (for example, thermal diffusion) the refractive index adjusting agent in the first resin.
  • the first resin contained in the core 11 is not particularly limited as long as it has high transparency.
  • the first resin include fluorine-containing resins, acrylic resins such as methyl methacrylate, styrene resins, and carbonate resins.
  • the first resin contained in the core 11 may be at least one selected from the group consisting of a fully fluorine resin, a partially fluorine resin, a partially chlorinated resin, and a partially deuterated resin.
  • a fully fluorine resin a partially fluorine resin
  • a partially chlorinated resin a partially chlorinated resin
  • a partially deuterated resin a resin known in the art as core materials of POF, in which some of the hydrogen atoms in the C--H bond are fluorine, respectively.
  • core materials of POF in which some of the hydrogen atoms in the C--H bond are fluorine, respectively.
  • substituted, chlorine-substituted, and deuterium-substituted resins are substituted, chlorine-substituted, and deuterium-substituted resins.
  • Perfluorinated resin herein refers to a resin known in the art as a core material for POF, in which all hydrogen atoms in the C—H bonds are substituted with fluorine.
  • resins known in the art as core materials include acrylic resins such as methyl methacrylate, styrene resins, and carbonate resins as described above.
  • Polymers having an aliphatic ring structure may also be used, such as polymers having a dioxolane structure.
  • the first resin is preferably at least one selected from the group consisting of fully fluorine resins and partially fluorine resins. That is, it is desirable that the first resin is a fluororesin.
  • the first resin of the core 11 is preferably a fluororesin containing a fluoropolymer.
  • the fluororesin contained in the core 11 will be referred to as a first fluororesin
  • the fluoropolymer contained in the first fluororesin will be referred to as a first fluoropolymer.
  • the first fluoropolymer contained in the first fluoropolymer preferably does not substantially contain hydrogen atoms, and does not bond to carbon atoms, from the viewpoint of suppressing light absorption due to stretching energy of C-H bonds. It is particularly preferred that all hydrogen atoms in the fluorine atoms are substituted with fluorine atoms. That is, it is preferable that the first fluorine-containing polymer substantially contains no hydrogen atoms and is fully fluorinated. As used herein, "the fluoropolymer does not substantially contain hydrogen atoms" means that the content of hydrogen atoms in the fluoropolymer is 1 mol % or less.
  • the first fluorine-containing polymer has a fluorine-containing alicyclic structure.
  • the fluorine-containing alicyclic structure may be included in the main chain of the fluoropolymer, or may be included in the side chain of the first fluoropolymer.
  • the first fluoropolymer has, for example, a structural unit (A) represented by the following structural formula (1).
  • R ff 1 to R ff 4 each independently represent a fluorine atom, a perfluoroalkyl group having 1 to 7 carbon atoms, or a perfluoroalkyl ether group having 1 to 7 carbon atoms.
  • R ff 1 and R ff 2 may be connected to form a ring.
  • Perfluoro means that all hydrogen atoms bonded to carbon atoms are replaced with fluorine atoms.
  • the number of carbon atoms in the perfluoroalkyl group is preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3, and even more preferably 1.
  • the perfluoroalkyl group may be linear or branched. Examples of the perfluoroalkyl group include a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, and a heptafluoropropyl group.
  • the number of carbon atoms in the perfluoroalkyl ether group is preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3.
  • the perfluoroalkyl ether group may be linear or branched. Examples of the perfluoroalkyl ether group include perfluoromethoxymethyl group.
  • the ring may be a 5-membered ring or a 6-membered ring.
  • this ring include a perfluorotetrahydrofuran ring, a perfluorocyclopentane ring, and a perfluorocyclohexane ring.
  • structural unit (A) include structural units represented by the following formulas (A1) to (A8).
  • the structural unit (A) is preferably the structural unit (A2), that is, the structural unit represented by the following formula (5).
  • the first fluoropolymer may contain one or more structural units (A).
  • the content of the structural unit (A) is preferably 20 mol% or more, more preferably 40 mol% or more, based on the total of all structural units. By containing 20 mol% or more of the structural unit (A), the first fluoropolymer tends to have higher heat resistance.
  • the structural unit (A) is contained in an amount of 40 mol % or more, the first fluoropolymer tends to have higher transparency and higher mechanical strength in addition to high heat resistance.
  • the content of the structural unit (A) is preferably 95 mol% or less, more preferably 70 mol% or less, based on the total of all structural units.
  • the structural unit (A) is derived from, for example, a compound represented by the following formula (6).
  • R ff 1 to R ff 4 are the same as in equation (1).
  • the compound represented by formula (6) can be obtained by a known production method, such as the production method disclosed in Japanese Patent Publication No. 2007-504125.
  • the fluoropolymer may further contain other structural units in addition to the structural unit (A).
  • Other structural units include the following structural units (B) to (D).
  • the structural unit (B) is represented by the following formula (2).
  • R 1 to R 3 each independently represent a fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 7 carbon atoms.
  • R 4 represents a perfluoroalkyl group having 1 to 7 carbon atoms.
  • the perfluoroalkyl group may have a ring structure. Some of the fluorine atoms may be substituted with halogen atoms other than fluorine atoms. Some of the fluorine atoms in the perfluoroalkyl group may be substituted with halogen atoms other than fluorine atoms.
  • the fluoropolymer may contain one or more structural units (B).
  • the content of the structural unit (B) is preferably 5 to 10 mol% based on the total of all structural units.
  • the content of the structural unit (B) may be 9 mol% or less, or 8 mol% or less.
  • the structural unit (B) is derived from, for example, a compound represented by the following formula (7).
  • R 1 to R 4 are the same as in formula (2).
  • the compound represented by formula (7) is a fluorine-containing vinyl ether such as perfluorovinyl ether.
  • the structural unit (C) is represented by the following formula (3).
  • R 5 to R 8 each independently represent a fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 7 carbon atoms.
  • the perfluoroalkyl group may have a ring structure. Some of the fluorine atoms may be substituted with halogen atoms other than fluorine atoms. Some of the fluorine atoms in the perfluoroalkyl group may be substituted with halogen atoms other than fluorine atoms.
  • the fluoropolymer may contain one or more structural units (C).
  • the content of the structural unit (C) is preferably 5 to 10 mol% based on the total of all structural units.
  • the content of the structural unit (C) may be 9 mol% or less, or 8 mol% or less.
  • the structural unit (C) is derived from, for example, a compound represented by the following formula (8).
  • R 5 to R 8 are the same as in formula (3).
  • the compound represented by formula (8) is a fluorine-containing olefin such as tetrafluoroethylene and chlorotrifluoroethylene.
  • the structural unit (D) is represented by the following formula (4).
  • Z represents an oxygen atom, a single bond, or -OC(R 19 R 20 )O-
  • R 9 to R 20 each independently represent a fluorine atom, a perfluorinated atom having 1 to 5 carbon atoms, Represents an alkyl group or a perfluoroalkoxy group having 1 to 5 carbon atoms.
  • Some of the fluorine atoms may be substituted with halogen atoms other than fluorine atoms.
  • Some of the fluorine atoms in the perfluoroalkyl group may be substituted with halogen atoms other than fluorine atoms.
  • fluorine atoms in the perfluoroalkoxy group may be substituted with halogen atoms other than fluorine atoms.
  • s and t each independently represent an integer of 0 to 5, and s+t represents an integer of 1 to 6 (however, if Z is -OC(R 19 R 20 )O-, s+t may be 0).
  • the structural unit (D) is preferably represented by the following formula (9).
  • Z is an oxygen atom
  • s is 0, and t is 2 in the above formula (4).
  • R 141 , R 142 , R 151 , and R 152 each independently represent a fluorine atom, a perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a perfluoroalkoxy group having 1 to 5 carbon atoms. .
  • Some of the fluorine atoms may be substituted with halogen atoms other than fluorine atoms.
  • Some of the fluorine atoms in the perfluoroalkyl group may be substituted with halogen atoms other than fluorine atoms.
  • Some of the fluorine atoms in the perfluoroalkoxy group may be substituted with halogen atoms other than fluorine atoms.
  • the fluoropolymer may contain one or more structural units (D).
  • the content of the structural unit (D) is preferably 30 to 67 mol% based on the total of all structural units.
  • the content of the structural unit (D) may be, for example, 35 mol% or more, 60 mol% or less, or 55 mol% or less.
  • the structural unit (D) is derived from, for example, a compound represented by the following formula (10).
  • Z, R 9 to R 18 , s and t are the same as in formula (4).
  • the compound represented by formula (10) is a fluorine-containing compound having two or more polymerizable double bonds and capable of cyclopolymerization.
  • the structural unit (D) is preferably derived from a compound represented by the following formula (11).
  • R 141 , R 142 , R 151 , and R 152 are the same as in formula (9).
  • the first fluoropolymer may further contain other structural units other than the structural units (A) to (D), but substantially other structural units other than the structural units (A) to (D). Preferably, it does not contain. Note that the fluoropolymer does not substantially contain other structural units other than structural units (A) to (D), which means that the structural units (A) to This means that the total amount of (D) is 95 mol% or more, preferably 98 mol% or more.
  • the method for polymerizing the first fluoropolymer is not particularly limited, and for example, general polymerization methods such as radical polymerization can be used.
  • the polymerization initiator for polymerizing the fluoropolymer may be a perfluorinated compound.
  • the first fluoropolymer constitutes a first fluoropolymer used as the first resin.
  • the first glass transition temperature Tg 1 of the first resin is not particularly limited, and is, for example, 100°C to 140°C, and may be 105°C or higher, or 120°C or higher.
  • the glass transition temperature means the midpoint glass transition temperature (T mg ) determined in accordance with the provisions of JIS K7121:1987.
  • the refractive index of the core 11 is not particularly limited as long as it is higher than the refractive index of the cladding 12. In order to achieve a high numerical aperture in the POF 10, it is preferable that the difference between the refractive index of the core 11 and the refractive index of the cladding 12 is larger for the wavelength of the light used.
  • the refractive index of the core 11 can be 1.320 or more, and can also be 1.330 or more with respect to the wavelength of the light used (for example, a wavelength of 850 nm).
  • the upper limit of the refractive index of the core 11 is not particularly limited, but is, for example, 1.4000 or less.
  • the cladding 12 includes, for example, a second resin.
  • the cladding 12 may contain the second resin as a main component.
  • the expression that the cladding 12 contains the second resin as a main component means that the second resin is the component that is contained in the largest amount in terms of mass ratio in the cladding 12.
  • the cladding 12 may contain the second resin in an amount of 80% by mass or more, 90% by mass or more, or 95% by mass or more.
  • the cladding 12 may be made of only the second resin.
  • the cladding 12 may further contain additives in addition to the second resin.
  • the second resin contained in the cladding 12 is not particularly limited as long as it has high transparency.
  • Examples of the second resin are the same as those exemplified as resins that can be used as the first resin.
  • a fluorine-containing resin is preferably used as the second resin.
  • the second resin of the cladding 12 is preferably a fluororesin containing a fluoropolymer.
  • the fluororesin contained in the cladding 12 will be referred to as a second fluororesin
  • the fluoropolymer contained in the second fluororesin will be referred to as a second fluoropolymer.
  • fluororesin that can be used as the second fluororesin are the same as those exemplified as the fluororesin that can be used as the first fluororesin. That is, examples of the fluoropolymer that can be used as the second fluoropolymer are the same as those exemplified as the fluoropolymer that can be used as the first fluoropolymer.
  • the second fluoropolymer constitutes a second fluoropolymer used as the second resin.
  • the second glass transition temperature Tg 2 of the second resin is not particularly limited, and is, for example, 100°C to 150°C, may be 105°C or higher, or may be 125°C or higher.
  • the second resin may be a different resin from the first resin, but preferably has an affinity with the first resin.
  • the second resin may contain the same polymerized units as those contained in the first resin, or may be the same as the first resin. This makes it difficult for peeling to occur at the interface between the core 11 and the cladding 12, making it possible to suppress transmission loss, for example.
  • the refractive index of the cladding 12 is not particularly limited, as it may be designed according to the refractive index of the core 11.
  • the cladding 12 may have a refractive index of, for example, 1.340 or less, 1.330 or less, or 1.320 at the wavelength of the light used (e.g., wavelength 850 nm). It may have the following refractive index.
  • FIG. 2 shows a first modification of the POF of this embodiment.
  • the POF 20 shown in FIG. 2 has a configuration in which a reinforcing layer 21 disposed around the outer periphery of the cladding 12 is further provided with respect to the POF 10.
  • the reinforcing layer 21 is provided to improve the mechanical strength of the POF 10.
  • materials and structures used as reinforcing layers in known POFs can be applied.
  • Examples of materials for the reinforcing layer 21 include various engineering plastics such as polycarbonate, polyester, cycloolefin polymers, cycloolefin copolymers, polytetrafluoroethylene (PTFE), modified PTFE, and tetrafluoroethylene-perfluoroalkoxyethylene copolymers. (PFA), or copolymers and mixtures thereof.
  • various engineering plastics such as polycarbonate, polyester, cycloolefin polymers, cycloolefin copolymers, polytetrafluoroethylene (PTFE), modified PTFE, and tetrafluoroethylene-perfluoroalkoxyethylene copolymers. (PFA), or copolymers and mixtures thereof.
  • the cladding may be composed of a plurality of layers.
  • the POF of this embodiment like the second modification shown in FIG.
  • the POF 30 may be equipped with the following.
  • the cladding 32 is a two-layer structure consisting of a first cladding layer 321 disposed in contact with the core 11 and a second cladding layer 322 disposed on the outer peripheral side of the first cladding layer 321. structure, that is, it has a double clad structure.
  • the covering layer 21 is in contact with the second cladding 322.
  • FIG. 3 shows an example in which the cladding 32 has a two-layer structure, the number of layers included in the cladding 32 is not limited to this, and may include three or more layers.
  • the POF of this embodiment is manufactured using, for example, a melt spinning method. That is, an example of the method for manufacturing the POF of this embodiment is as follows: Melting a core material and extruding it into a fiber shape to produce a fiber-shaped molded body made of the core material; melting a cladding material and extruding it so as to cover the surface of the molded body to produce a laminate in which the core material and the cladding material are laminated concentrically; including.
  • the core material includes, for example, a first resin.
  • the cladding material includes, for example, a second resin.
  • the manufacturing method may further include heating the laminate to a predetermined temperature and drawing it down to spin the laminate.
  • a material for forming the first cladding layer 321 (first cladding material) and a material for forming the second cladding layer 322 (second cladding material) are used as cladding materials. ) and prepare.
  • the first cladding material is melted and extruded to cover the surface of the fibrous molded body made of the core material.
  • the core material, the first cladding material, and the second cladding material are preferably laminated concentrically by extruding the melted second cladding material so as to cover the surface thereof. .
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of a manufacturing apparatus that can be used to manufacture the POF 20 shown in FIG. 2.
  • the apparatus 100 shown in FIG. 4 includes a first extrusion device 101a for forming a core, a second extrusion device 101b for forming a cladding, and a third extrusion device 101c for forming a reinforcing layer.
  • the device 100 further includes a first chamber 110 and a second chamber 120. The first chamber 110 and the second chamber 120 are arranged vertically downward in this order.
  • the first extrusion device 101a has a first storage part 102a that stores the core material 1a, and a first extrusion part 103a that extrudes the core material 1a stored in the first storage part 102a from the first storage part 102a.
  • the first extrusion device 101a includes a heater, etc., so that the core material 1a can be melted in the first housing part 102a, and the melted core material 1a can be kept in a molten state until it is molded.
  • a heating section may further be provided. In this case, for example, the rod-shaped core material (preform) 1a is inserted into the first housing part 102a through the upper opening of the first housing part 102a, and heated within the first housing part 102a. melted by
  • the core material 1a is extruded, for example, by gas extrusion, from the first housing part 102a through the first extrusion part 103a to form the core 2.
  • the core material 1a extruded to form the core 2 through the first extrusion part 103a then moves vertically downward and is supplied to each of the first chamber 110 and the second chamber 120 in this order. .
  • the second extrusion device 101b has a second storage section 102b that stores the cladding material 1b, and a second extrusion section 103b that extrudes the cladding material 1b stored in the second storage section 102b from the second storage section 102b.
  • the second extrusion device 101b extrudes the molten cladding material 1b so as to cover the outer periphery of the core 2 formed of the core material 1a extruded from the first extrusion device 102a.
  • the cladding material 1b extruded from the second extrusion device 101b is supplied to the first chamber 110.
  • a cladding 3 that covers the outer periphery of the core 2 can be formed by covering the core 2 made of the core material 1a with the cladding material 1b.
  • the laminate formed of the core 2 and the cladding 3 covering the outer periphery of the core 2 moves from the first chamber 110 to the second chamber 120.
  • the third extrusion device 101c includes, for example, a third accommodating part 102c that accommodates the reinforcing layer material 1c, a screw 104 disposed in the third accommodating part 102c, and a hopper 105 connected to the third accommodating part 102c. ing.
  • reinforcing layer material 1c in the form of pellets for example, is supplied to the third storage section 102c through the hopper 105.
  • the reinforcing layer material 1c supplied to the third accommodating portion 102c is, for example, kneaded by the screw 104 while being heated, thereby becoming softened and fluidized.
  • the softened reinforcing layer material 1c is extruded from the third housing part 102c by the screw 104.
  • the reinforcing layer material 1c extruded from the third extrusion device 101c is supplied to the second chamber 120.
  • a reinforcing layer 4 covering the outer periphery of the cladding 3 can be formed by covering the surface of the laminate formed of the core 2 and the cladding 3 with the reinforcing layer material 1c.
  • the laminate 5 in which the core 2 , the cladding 3 , and the reinforcing layer 4 are laminated concentrically moves from the second chamber 120 to the diffusion tube 130 arranged vertically below the second chamber 120 .
  • a heater (not shown) may be disposed in the diffusion tube 130 to heat this laminate.
  • the diffusion tube 130 can diffuse a dopant, such as a refractive index adjusting agent, contained in the laminate 5 passing through the diffusion tube 130 in the laminate 5 .
  • the length of the diffusion tube 130 is adjusted such that the transmission band of the POF 20 that is finally obtained is within the range of 30 MHz/km or more and 600 MHz/km or less. , spinning speed, temperature, etc. are appropriately adjusted.
  • the diffusion tube 130 is connected to the internal flow path of the nozzle 140. That is, the lower opening of the diffusion tube 130 is connected to the inlet of the nozzle 140, and the laminate 5 that has passed through the diffusion tube 130 flows into the internal channel via the inlet of the nozzle 140.
  • the laminate 5 passes through the internal flow path, is reduced in diameter, and is discharged from the discharge port of the nozzle 140 in the form of a fiber.
  • the positional relationship between the second chamber 120 and the diffusion tube 130 may be reversed. That is, the apparatus may have a configuration in which the diffusion tube 130 is disposed below the first chamber 110, the second chamber 120 is disposed below it, and the nozzle 140 is disposed further below the second chamber.
  • the laminate 5 discharged in the form of fibers from the discharge port of the nozzle 140 flows into the internal space 151 of the cooling pipe 150, is cooled while passing through the internal space 151, and is discharged from the opening of the cooling pipe 150. released outside.
  • the laminate 5 discharged from the cooling pipe 150 passes, for example, between two rolls 161 and 162 of a nip roll 160, further passes through guide rolls 163 to 165, and is wound up on a take-up roll 166 as a POF 20. It will be done. It may further include a displacement meter 170 that measures the outer diameter of the POF 20 near the take-up roll 166, for example between the guide roll 165 and the take-up roll 166.
  • the manufacturing apparatus 100 having a configuration suitable for manufacturing the POF 20 has been described in detail here, the manufacturing apparatus 100 can also be used when manufacturing the POF 10.
  • the third extrusion device 101c for forming reinforcement may not be used in the manufacturing apparatus 100.
  • an additional extrusion device may be added to the manufacturing device 100 between the second extrusion device 101b and the third extrusion device 101c.
  • the added extrusion device may have the same configuration as the second extrusion device 101b, for example.
  • the second extrusion device 101b may be used for forming the first cladding layer 321, and the newly added extrusion device may be used for forming the second cladding layer 322.
  • a third chamber for forming the second cladding layer 322 is provided between the first chamber 110 and the second chamber 120.
  • a cladding 3 (corresponding to the first cladding layer) covering the outer periphery of the core 2 is formed. ) to form.
  • the laminate formed of the core 2 and the cladding 3 (corresponding to the first cladding layer) covering the outer periphery of the core 2 moves from the first chamber 110 to the third chamber, and in the third chamber, the laminate is The outer periphery of is covered with a second cladding material extruded from an extrusion device for forming the second cladding layer 322 .
  • a laminate formed of a core 2, a cladding 3 (corresponding to a first cladding layer) covering the outer periphery of the core 2, and a second cladding layer further covering the outer periphery of the core 2 is moved from the third chamber to the second chamber. It moves to chamber 120, and a coating layer is formed in second chamber 120.
  • Example 1 [Preparation of first fluororesin and second fluororesin]
  • a polymer of perfluoro-4-methyl-2-methylene-1,3-dioxolane (a compound of the above formula (M2), "PFMMD") was prepared as the first fluororesin and the second fluororesin.
  • Perfluoro-4-methyl-2-methylene-1,3-dioxolane is obtained by first synthesizing 2-carbomethyl-2-trifluoromethyl-4-methyl-1,3-dioxolane and fluorinating it. It was synthesized by decarboxylating the carboxylic acid salt.
  • Perfluorobenzoyl peroxide was used as a polymerization initiator in the polymerization of perfluoro-4-methyl-2-methylene-1,3-dioxolane.
  • the boiling point of the purified product was 77-78°C, and the yield was 77%. It was confirmed by HNMR and 19 FNMR that the obtained purified product was 2-carbomethyl-2-trifluoromethyl-4-methyl-1,3-dioxolane.
  • the obtained transparent rod was dissolved in Fluorinert FC-75 (manufactured by Sumitomo 3M), and the obtained solution was poured onto a glass plate to obtain a thin film of the polymer.
  • the obtained polymer had a glass transition temperature of 117° C. and was completely amorphous.
  • the product was purified by dissolving the transparent rod in hexafluorobenzene and adding chloroform to the solution for precipitation.
  • the glass transition temperature of the purified polymer was about 131°C. This polymer was used as a first fluororesin and a second fluororesin.
  • Refractive index adjusting agent A chlorotrifluoroethylene oligomer (molecular weight: 585) was used as the refractive index adjusting agent. Specifically, “Daifloyl #10" manufactured by Daikin Industries, Ltd. was distilled, and only the component with a molecular weight of 585 was separated and used.
  • the first fluororesin produced by the above method was dissolved in Vertrell XF-UP (manufactured by Mitsui Chemours Fluoro Products) as a solvent.
  • the solution was filtered through a filter "LPJ-CTA-001-N3" (manufactured by Loki Techno) with a pore size of 100 nm, and the filtrate was dropped into a Hastelloy container heated to 260°C to evaporate the solvent and dry. hardened.
  • the filtered first fluororesin obtained by drying and solidifying the resin and the above-mentioned refractive index adjuster were melt-mixed at 260° C. to prepare a resin composition.
  • the concentration of the refractive index modifier in the obtained resin composition was 12% by mass. This resin composition was used as a core material.
  • the second fluororesin produced by the above method was filtered in the same manner as the first fluororesin was filtered in the production of the core material to obtain a second fluororesin after filtration treatment.
  • the second fluororesin after this filtration treatment was used as a first cladding material for forming the first cladding layer.
  • the obtained solution was filtered through a filter "LPA-SLF-003-N2" (manufactured by Loki Techno) with a pore size of 300 nm, and the filtrate was dropped into a Hastelloy container heated to 260°C to evaporate the solvent. and dried.
  • the resin composition obtained by drying was used as the second cladding material.
  • a POF having a configuration similar to the POF 30 shown in FIG. 3 was produced by a melt spinning method using the core material, first cladding material, second cladding material, and reinforcing layer prepared by the above method.
  • an additional extrusion device is used between the second extrusion device 101b and the third extrusion device 101c for forming the second cladding layer in the manufacturing apparatus 100 shown in FIG. 4. did.
  • the added extrusion device had the same configuration as the second extrusion device 101b. That is, in this example, the second extrusion device 101b was used for forming the first cladding layer 321, and the added extrusion device was used for forming the second cladding layer 322.
  • a third chamber for forming the second cladding layer 322 was provided between the first chamber 110 and the second chamber 120.
  • the melting temperature of the core material was 250°C
  • the melting temperature of the first cladding material was 255°C
  • the melting temperature of the second cladding material was 260°C
  • the melting temperature of the reinforcing layer material was 240°C.
  • the temperature of the diffusion tube 130 was set at 260°C.
  • the temperature at which the laminate consisting of the core, cladding (first cladding layer and second cladding layer), and reinforcing layer was drawn down was 240°C.
  • Melt extrusion was performed at a volume ratio of each material to be discharged: 1 core material, 1.5 of the first clad material, 1.5 of the second clad material, and 50 of the reinforcing layer material. Further, the diffusion time, that is, the time for the laminate to pass through the diffusion tube 130, was set to 960 sec.
  • the core diameter was 49 ⁇ m, and the outer diameter of the reinforcing layer (that is, the outer diameter of POF) was 235 ⁇ m. Note that the core diameter was measured by the method described below.
  • the core diameter was measured by the NFP method using light with a wavelength of 850 nm, which is a method based on IEC60793-1-20 and IEC60793-2-40 sub-category A4h.
  • a POF with a length of 6 m was prepared, and 850 nm LED light was input from one end.
  • the light intensity distribution of the emitted light at a distance of 6 m was measured, and the diameter at 5% light intensity was calculated.
  • N.A. numerical aperture
  • Transmission loss was measured using the cutback method, which is a method based on IEC60793-1-40.
  • a POF with a length of 40 m was prepared, and 850 nm LED light was input from one end. The light intensity of the emitted light was measured with a power meter. The POF was sequentially cut, the light intensity at each m number was measured, and the propagation loss was determined from the change in the light intensity.
  • the BER value was evaluated using a method similar to the method described in JP 2019-49658A. That is, using a measurement system similar to the BER measurement system shown in FIG. 4 of JP-A-2019-49658, and using a method similar to the method described in paragraph 0089 of JP-A-2019-49658. , the BER value was determined.
  • Example 2 A POF was produced in the same manner as in Example 1 except for the following points. - In the production of POF, melt extrusion was performed with the volume ratio of the first cladding material 1.5, the second cladding material 1.5, and the reinforcing layer material 90 to the core material 1. Was it. - The length of the diffusion tube and the spinning speed were adjusted to make the time for the laminate to pass through the diffusion tube 130 to 1000 seconds.
  • the core diameter measured in the same manner as in Example 1 was 79 ⁇ m, and the outer diameter of the reinforcing layer (that is, the outer diameter of POF) was 490 ⁇ m. Furthermore, each characteristic of the obtained POF was evaluated in the same manner as in Example 1.
  • Example 3 A POF having a configuration similar to the POF 20 shown in FIG. 2 was manufactured. That is, in Example 3, a POF having a single cladding layer was manufactured. As the cladding material, the first cladding material of Example 1 was prepared, and the second cladding material was not used. The differences between Example 3 and Example 1 are as follows. A POF of Example 3 was produced in the same manner as Example 1 except for the following points. In the obtained POF, the core diameter measured by the same method as in Example 1 was 44 ⁇ m, and the outer diameter of the reinforcing layer (that is, the outer diameter of POF) was 235 ⁇ m. In addition, each characteristic of the obtained POF was evaluated in the same manner as in Example 1.
  • the first fluororesin was filtered twice by filtering the solution of the first fluororesin through a filter "LPJ-CTA-001-N3" (manufactured by Loki Techno) with a pore size of 100 nm, and then , by filtration with a filter "DFA1ANDESW44" (manufactured by PALL) with a pore size of 40 nm.
  • the refractive index adjusting agent was filtered using a filter "DFA1ANDESW44" (manufactured by PALL) with a pore size of 40 nm.
  • the second cladding material was not used and the second cladding layer was not formed.
  • the discharge volume ratio of each material was set to 1 core material, 1.5 of the first cladding material, and 53 of the reinforcing layer material.
  • Example 4 A POF was produced in the same manner as in Example 1 except for the following points. - In producing the core material, the refractive index adjusting agent to be added was filtered using a filter "DFA1ANDESW44" (manufactured by PALL) with a pore size of 40 nm. - The length of the diffusion tube and the spinning speed were adjusted to set the time for the laminate to pass through the diffusion tube 130 to 480 seconds.
  • the core diameter measured in the same manner as in Example 1 was 50 ⁇ m, and the outer diameter of the reinforcing layer (that is, the outer diameter of POF) was 235 ⁇ m. Furthermore, each characteristic of the obtained POF was evaluated in the same manner as in Example 1.
  • Example 5 A POF was produced in the same manner as in Example 1 except for the following points. - In producing the core material, the synthesized first fluororesin was not dissolved in a solvent and filtered, but heated as it was at 260°C and melt-mixed with the refractive index modifier to produce a resin composition. - In producing the first cladding material, the synthesized second fluororesin was used as the first cladding material without being dissolved in a solvent or filtered. - The temperature of the diffusion tube 130 was set to 265°C.
  • the core diameter measured in the same manner as in Example 1 was 50 ⁇ m, and the outer diameter of the reinforcing layer (that is, the outer diameter of POF) was 235 ⁇ m. Furthermore, each characteristic of the obtained POF was evaluated in the same manner as in Example 1.
  • Example 6 A POF was produced in the same manner as in Example 1 except for the following points. - In the production of the core material and the first cladding material, the solution of the first fluororesin and the solution of the second fluororesin were each filtered with a filter "LPJ-CTA-001-N3" (manufactured by Loki Techno) with a pore size of 100 nm. It was filtered twice, and then filtered using a filter "DFA1ANDESW44" (manufactured by PALL) with a pore size of 40 nm.
  • the refractive index adjusting agent was filtered using a filter "DFA1ANDESW44" (manufactured by PALL) with a pore size of 40 nm.
  • the temperature of the diffusion tube 130 was set to 265°C.
  • the length of the diffusion tube and the spinning speed were adjusted to set the time for the laminate to pass through the diffusion tube 130 to 1440 seconds.
  • the outer diameter of the core measured in the same manner as in Example 1 was 48 ⁇ m, and the outer diameter of the reinforcing layer (that is, the outer diameter of POF) was 235 ⁇ m. Furthermore, each characteristic of the obtained POF was evaluated in the same manner as in Example 1.
  • Comparative example 1 As the POF of Comparative Example 1, "FONTEX50" manufactured by AGC Corporation was used. Each characteristic was evaluated in the same manner as in Example 1.
  • Example 2 A POF was produced in the same manner as in Example 1 except for the following points. ⁇ The temperature of the diffusion tube was set to 250°C during the production of POF. - The length of the diffusion tube and the spinning speed were adjusted to set the time for the laminate to pass through the diffusion tube 130 to 480 seconds.
  • the outer diameter of the core measured in the same manner as in Example 1 was 50 ⁇ m, and the outer diameter of the reinforcing layer (that is, the outer diameter of POF) was 235 ⁇ m. Furthermore, each characteristic of the obtained POF was evaluated in the same manner as in Example 1.
  • Table 1 shows the POF evaluation results of each example and comparative example.
  • the POFs of Examples 1 to 6 each have a transmission loss of 70 dB/km or more and 500 dB/km or less at a wavelength of 850 nm, and a transmission band of 30 MHz/km or more and 600 MHz/km or less. A low BER of 1 ⁇ 10 -7 or less was achieved.
  • the POF of Comparative Example 1 which had a transmission loss of less than 70 dB/km, had a BER of 3.11 ⁇ 10 ⁇ 6 , which was higher than the POFs of Examples 1 to 6.
  • the POF of Comparative Example 2 whose transmission band was less than 30 MHz/km, had a BER of 1.12 ⁇ 10 -5 even though it had an M 2 value of 1.7 or more, and compared to Example 1.
  • a POF with a length of 30 m or less and a core diameter of 30 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less has a transmission loss of 70 dB/km or more and 500 dB/km or less, and a transmission loss of 30 MHz/km or more and 600 MHz/km or less. It was confirmed that by satisfying the transmission band of , it is possible to realize a POF with improved transmission quality in short-distance signal transmission.
  • the BER of a POF manufactured in the same manner as in Example 2 was evaluated at a length of 40 m, and the BER was as poor as 2.20 ⁇ 10 ⁇ 2 .
  • the present disclosure is a technology for effectively solving the problems that occur in short-distance signal transmission with a length of 30 m or less regarding POF.
  • the POF of the present disclosure is suitable for use in short-distance signal transmission such as in the home.

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Abstract

本開示のプラスチック光ファイバー１０は、コア１１と、コア１１の外周に配置されたクラッド１２と、を備える。プラスチック光ファイバー１０の長さは、３０ｍ以下である。コア１１の直径は、３０μｍ以上かつ１００μｍ以下である。プラスチック光ファイバー１０において、波長８５０ｎｍにおける伝送損失は、７０ｄＢ／ｋｍ以上かつ５００ｄＢ／ｋｍ以下であり、かつ波長８５０ｎｍにおける伝送帯域は、３０ＭＨｚ・ｋｍ以上かつ６００ＭＨｚ・ｋｍ以下である。

Description

プラスチック光ファイバー
　本開示は、プラスチック光ファイバーに関する。
　プラスチック光ファイバーは、光を伝送する部分として、中心部のコアと、当該コアの外周を覆うクラッドとを備えている。コアは、高屈折率を有する樹脂材料によって形成されている。クラッドは、光をコア内に留めるために、コアの樹脂材料よりも低い屈折率を有する樹脂材料によって形成されている。
　近年、家庭内等における短距離通信においても、大容量データ伝送が可能なケーブルが求められている。そこで、大容量の通信信号を伝送可能なプラスチック光ファイバーを、短距離伝送に用いることが検討されている。
　しかし、信号の短距離伝送にプラスチック光ファイバーを用いた場合、長距離の場合に考慮されていなかった信号品質に関する新たな課題が生じた。そこで、例えば特許文献１は、短距離伝送においてノイズを低減して、高品位の信号伝送を可能とする光ファイバーとして、長さが１００ｍ以下で、かつＭ2値が１．７以上の光ファイバーを提案している。なお、Ｍ2値は、光ビームの品質を表すパラメータとして従来使用されているパラメータである。
特開２０１９－４９６５８号公報
　信号伝送における品質（以下、「伝送品質」と記載する）を表す指標として、ＢＥＲ（Bit error rate）がある。ＢＥＲは、伝送した０，１信号がどれだけ誤って受信されたかを示しており、伝送ビット数に対する誤りビット数の比（誤りビット数／伝送ビット数）で求められる。低いＢＥＲを有する光ファイバーは、優れた伝送品質を有することができる。
　上述のとおり、特許文献１に開示された光ファイバーは、Ｍ2値を１．７以上とすることによってノイズを低減することができる。しかし、このようなＭ2値を有することによって低ノイズが実現された光ファイバーであっても、低いＢＥＲを実現できない場合があった。すなわち、ＢＥＲの低減のためにはＭ2値を高くするだけでは十分ではなく、従来の光ファイバーには伝送品質を向上させるために改善の余地があった。
　そこで、本開示は、短距離の信号伝送において伝送品質が向上したプラスチック光ファイバーを提供することを目的とする。
　本開示は、コアと、前記コアの外周に配置されたクラッドと、を備えたプラスチック光ファイバーであって、
　前記プラスチック光ファイバーの長さが、３０ｍ以下であり、
　前記コアの直径が、３０μｍ以上かつ１００μｍ以下であり、
　波長８５０ｎｍにおける伝送損失が、７０ｄＢ／ｋｍ以上かつ５００ｄＢ／ｋｍ以下であり、
　波長８５０ｎｍにおける伝送帯域が、３０ＭＨｚ・ｋｍ以上かつ６００ＭＨｚ・ｋｍ以下である、
プラスチック光ファイバーを提供する。
　本開示によれば、短距離の信号伝送において伝送品質が向上したプラスチック光ファイバーを提供することができる。
図１は、本開示の実施形態によるプラスチック光ファイバーの断面構造の一例を示す模式図である。 図２は、本開示の実施形態によるプラスチック光ファイバーの断面構造の別の例（第１変形例）を示す模式図である。 図３は、本開示の実施形態によるプラスチック光ファイバーの断面構造のさらに別の例（第２変形例）を示す模式図である。 図４は、本開示の実施形態によるプラスチック光ファイバーの製造に使用できる製造装置の一例を示す概略断面図である。
　本開示の第１態様は、コアと、前記コアの外周に配置されたクラッドと、を備えたプラスチック光ファイバーであって、
　前記プラスチック光ファイバーの長さが、３０ｍ以下であり、
　前記コアの直径が、３０μｍ以上かつ１００μｍ以下であり、
　波長８５０ｎｍにおける伝送損失が、７０ｄＢ／ｋｍ以上かつ５００ｄＢ／ｋｍ以下であり、
　波長８５０ｎｍにおける伝送帯域が、３０ＭＨｚ・ｋｍ以上かつ６００ＭＨｚ・ｋｍ以下である、
プラスチック光ファイバー。
　本開示の第２態様において、例えば、第１態様に係るプラスチック光ファイバーは、屈折率分布型である。
　本開示の第３態様において、例えば、第１又は第２態様に係るプラスチック光ファイバーでは、前記コアは、第１樹脂を含み、前記第１樹脂は、全フッ素系樹脂、部分フッ素系樹脂、部分塩素系樹脂、及び部分重水素化系樹脂からなる群より選択される少なくとも１つである。
　本開示の第４態様において、例えば、第３態様に係るプラスチック光ファイバーでは、前記第１樹脂は、全フッ素系樹脂及び部分フッ素系樹脂からなる群より選択される少なくとも１つである。
　本開示の第５態様において、例えば、第４態様に係るプラスチック光ファイバーでは、前記第１樹脂は、下記式（１）で表される構成単位（Ａ）を含有する含フッ素重合体を含む。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 （式（１）中、Ｒff 1～Ｒff 4は各々独立に、フッ素原子、炭素数１～７のパーフルオロアルキル基、又は炭素数１～７のパーフルオロアルキルエーテル基を表す。Ｒff 1及びＲff 2は連結して環を形成してもよい。）
　本開示の第６態様において、例えば、第５態様に係るプラスチック光ファイバーでは、前記含フッ素重合体は、下記式（２）で表される構成単位（Ｂ）をさらに含有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 （式（２）中、Ｒ1～Ｒ3は各々独立に、フッ素原子、又は炭素数１～７のパーフルオロアルキル基を表す。Ｒ4は、炭素数１～７のパーフルオロアルキル基を表す。パーフルオロアルキル基は、環構造を有していてもよい。フッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。パーフルオロアルキル基におけるフッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。）
　本開示の７態様において、例えば、第５又は第６態様に係るプラスチック光ファイバーでは、前記含フッ素重合体は、下記式（３）で表される構成単位（Ｃ）をさらに含有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 （式（３）中、Ｒ5～Ｒ8は各々独立に、フッ素原子、又は炭素数１～７のパーフルオロアルキル基を表す。パーフルオロアルキル基は、環構造を有していてもよい。フッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。パーフルオロアルキル基におけるフッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。）
　本開示の第８態様において、例えば、第５から第７態様のいずれか１つの態様に係るプラスチック光ファイバーでは、前記含フッ素重合体は、下記式（４）で表される構成単位（Ｄ）をさらに含有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 （式（４）中、Ｚは、酸素原子、単結合、又は－ＯＣ（Ｒ19Ｒ20）Ｏ－を表し、Ｒ9～Ｒ20は各々独立に、フッ素原子、炭素数１～５のパーフルオロアルキル基、又は炭素数１～５のパーフルオロアルコキシ基を表す。フッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。パーフルオロアルキル基におけるフッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。パーフルオロアルコキシ基におけるフッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。ｓ及びｔはそれぞれ独立に０～５で、かつｓ＋ｔが１～６の整数（ただし、Ｚが－ＯＣ（Ｒ19Ｒ20）Ｏ－の場合、ｓ＋ｔは０であってもよい）を表す。）
　本開示の第９態様において、例えば、第３から第８態様のいずれか１つの態様に係るプラスチック光ファイバーでは、前記コアは、屈折率調整剤をさらに含む。
　本開示の第１０態様において、例えば、第１から第９態様のいずれか１つの態様に係るプラスチック光ファイバーは、前記クラッドの外周に配置された補強層をさらに含む。
　以下、本開示のプラスチック光ファイバー（以下、「ＰＯＦ」と記載する）の実施形態について説明する。本実施形態のＰＯＦは、コアと、コアの外周に配置されたクラッドとを備える。本実施形態のＰＯＦは、例えば、屈折率分布（ＧＩ）型のＰＯＦである。
　図１は、本実施形態のＰＯＦの断面構造の一例を示す。
　図１に示されたＰＯＦ１０は、コア１１と、コア１１の外周に配置されたクラッド１２と、を備えている。
　本実施形態のＰＯＦ１０の長さは、３０ｍ以下である。なお、ここでの「ＰＯＦ１０の長さ」とは、ＰＯＦ１０の軸方向の長さのことである。すなわち、本実施形態のＰＯＦ１０は、短距離の信号伝送に用いられるものであり、例えば家庭内等でも用いられることができる。また、本実施形態のＰＯＦ１０において、コア１１の直径は、３０μｍ以上かつ１００μｍ以下である。このような長さ及びコア径を有する本実施形態のＰＯＦ１０において、波長８５０ｎｍにおける伝送損失は７０ｄＢ／ｋｍ以上かつ５００ｄＢ／ｋｍ以下であり、かつ波長８５０ｎｍにおける伝送帯域は３０ＭＨｚ・ｋｍ以上かつ６００ＭＨｚ・ｋｍ以下である。
　ここで、本明細書において、コア１１の直径（以下、「コア径」と記載する）は、ＩＥＣ６０７９３－１－２０及びＩＥＣ６０７９３－２－４０　subcategory　Ａ４ｈ　に準拠した手法のうち、波長８５０ｎｍの光を用いたＮＦＰ（Near Field Pattern）法によって測定される光強度５％の径である。また、ＰＯＦ１０の波長８５０ｎｍにおける伝送損失は、ＩＥＣ６０７９３－１－４０に準拠した手法のうちカットバック法にて測定される値である。また、ＰＯＦ１０の伝導帯域は、ＩＥＣ６０７９３－１－４１に準拠した手法のうちパルス法にて測定される値である。
　本実施形態のＰＯＦ１０は、上記のような、ノイズが比較的発生しやすい短い長さ範囲及び小さいコア径範囲を有しているにもかかわらず、伝導損失及び伝送帯域が上記範囲を満たすことにより、低いＢＥＲを実現できる。ＢＥＲとは、上述のとおり、伝送ビット数に対する誤りビット数の比（誤りビット数／伝送ビット数）であり、伝送品質を示す指標である。ＢＥＲが低いことは、伝送品質が良いことを意味する。したがって、本実施形態のＰＯＦ１０は、短距離の信号伝送において向上した伝送品質を実現できる。ここで、ＢＥＲは１×１０-7以下であることが好ましく、１×１０-8以下がより好ましい。
　上述のとおり、本実施形態のＰＯＦ１０の長さは、３０ｍ以下である。本実施形態のＰＯＦ１０の長さは、例えば２０ｍ以下であってもよいし、１５ｍ以下であってもよいし、１０ｍ以下であってもよい。本実施形態のＰＯＦ１０は、上記のようなより短距離のものであっても、優れた伝送品質を実現することができる。本実施形態のＰＯＦ１０の長さは、０ｍを超えていればよいが、例えば０．１ｍ以上であってもよい。
　上述のとおり、本実施形態のＰＯＦ１０において、コア径は、３０μｍ以上かつ１００μｍ以下である。コア径は、８０μｍ以下であってもよいし、６０μｍ以下であってもよいし、５５μｍ以下であってもよい。コア径は、４０μｍ以上であってもよいし、４５μｍ以上であってもよい。
　上述のとおり、本実施形態のＰＯＦ１０において、波長８５０ｎｍにおける伝送損失は７０ｄＢ／ｋｍ以上かつ５００ｄＢ／ｋｍ以下であり、かつ波長８５０ｎｍにおける伝送帯域は３０ＭＨｚ・ｋｍ以上かつ６００ＭＨｚ・ｋｍ以下である。伝送損失及び伝送帯域は、それぞれＢＥＲに影響を与える因子である。また、伝送損失は、ノイズとも相関がある。したがって、伝送損失を上記範囲に制御することにより、間接的にノイズが適切な範囲に制御されることになる。本実施形態のＰＯＦ１０は、伝送損失と伝送帯域とが上記範囲内となる組み合わせで制御されることにより、ＢＥＲを低下させることができる。伝送損失及び伝送帯域の範囲の好ましい組み合わせは、例えばコア１１に使用される材料（例えば、樹脂の種類等）等を考慮して、適宜決定することができる。
　波長８５０ｎｍにおける伝送損失は、好ましくは７０ｄＢ／ｋｍ以上かつ４００ｄＢ／ｋｍ以下であり、より好ましくは７０ｄＢ／ｋｍ以上かつ３５０ｄＢ／ｋｍ以下であり、更に好ましくは８０ｄＢ／ｋｍ以上かつ３００ｄＢ／ｋｍ以下である。
　波長８５０ｎｍにおける伝送帯域は、好ましくは５０ＭＨｚ・ｋｍ以上かつ５８０ＭＨｚ・ｋｍ以下であり、より好ましくは６０ＭＨｚ・ｋｍ以上かつ５６０ＭＨｚ・ｋｍ以下であり、更に好ましくは７０ＭＨｚ・ｋｍ以上かつ５４０ＭＨｚ・ｋｍ以下である。
　本実施形態のＰＯＦ１０の伝送損失は、例えばＰＯＦ１０の製造条件、具体的には例えばＰＯＦ１０の材料（例えば、コア１１の材料、クラッド１２の材料）から微小なごみ等の異物を除去するためのフィルタリング条件によって、上記範囲内に制御されうる。フィルタリング条件について、例えば、材料として用いられる樹脂の種類及び屈折率調整等の添加剤を考慮して、波長８５０ｎｍにおける伝送損失が７０ｄＢ／ｋｍ以上かつ５００ｄＢ／ｋｍ以下の範囲内となるような適切な条件を決定することができる。
　また、本実施形態のＰＯＦ１０の伝送損失を上記範囲内とするために、例えばＰＯＦ１０の材料（例えば、コア１１の材料、クラッド１２の材料）を高温で加熱処理することが好ましい。このような加熱処理によって、樹脂合成時の副生成物のような有機物系の不純物を除去することができる。このような有機物系の不純物は、散乱の原因となる。したがって、このような高温での加熱処理が行われることによって、有機物系の散乱体が低減された、伝送損失の低いＰＯＦ１０が得られる。このような加熱処理の温度は、コア１１の材料に用いられる樹脂及びクラッド１２の材料に用いられる樹脂等の種類によって異なる。例えば、用いられる樹脂のガラス転移温度をＴｇと表記した場合、加熱処理の温度は、Ｔｇ＋７０℃以上が好ましく、Ｔｇ＋９０℃以上がより好ましく、Ｔｇ＋１１０℃以上が更に好ましい。一例として、後述の実施例で用いられているパーフルオロ－４－メチル－２－メチレン－１，３－ジオキソランの重合体を用いる場合は、加熱処理の温度は、２２０℃以上が好ましく、２４０℃以上がより好ましく、２５０℃以上が更に好ましい。
　本実施形態のＰＯＦ１０の伝送帯域は、例えば、コア１１の屈折率分布を制御することにより、上記範囲に制御されうる。具体的には、コア１１の材料に含まれる屈折率調整剤を拡散させるための条件について、例えば、材料として用いられる樹脂の種類及び屈折率調整を考慮して、伝送帯域が３０ＭＨｚ・ｋｍ以上かつ６００ＭＨｚ・ｋｍ以下の範囲内となるような適切な条件を決定することができる。屈折率調整剤を拡散させるための条件とは、例えば、ＰＯＦ１０の前駆体であるファイバー構造体が拡散管を通過する時間、拡散管の長さ、拡散管の設定温度、及び紡糸速度が挙げられる。
　本実施形態のＰＯＦ１０は、光が入射する第１端と、光が出射する第２端とを有し、第２端側から出射される光のＭ2値が１．７以上であることが好ましい。本出願人の先願である特開２０１９－４９６５８号公報（特許文献１）に記載されているように、従来レーザビームの品質を表すパラメータとして用いられてきたＭ2値を短距離通信の光ファイバーの設計値として用いる、すなわちＭ2値を１．７以上に制御することで、出射端である第２端から入射端である第１端への戻り光が空間的に大きく広がり、ＶＣＳＥＬなどの光源の中に戻る光の量が減るため戻り光ノイズを低減することができる。したがって、１．７以上のＭ2値を有することにより、本実施形態のＰＯＦ１０は、伝送品質をより向上させることができる。なお、Ｍ2値の上限は特には限定されないが、例えば６以下であってもよいし、５以下であってもよい。Ｍ2値は、例えばコア１１の材料の種類及びＰＯＦ１０の製造条件により、所望の値に制御することができる。
　以下に、本実施形態のＰＯＦ１０の各構成について、より詳しく説明する。
　（コア１１）
　コア１１は、光を伝送する領域である。コア１１は、クラッド１２よりも高い屈折率を有している。この構成により、コア１１内に入射した光は、クラッド１２によってコア１１内部に閉じ込められて、ＰＯＦ１０内を伝搬する。
　コア１１は、第１樹脂を含む。コア１１は、第１樹脂を主成分として含んでいてもよい。ここで、コア１１が第1樹脂を主成分として含むとは、コア１１において、質量比で最も多く含まれる成分が第１樹脂であることである。コア１１は、第１樹脂を７５質量％以上含んでいてもよく、８０質量％以上含んでいてもよく、８５質量％以上含んでいてもよい。
　コア１１は、第１樹脂の他に、添加物をさらに含んでいてもよい。添加物は、例えば屈折率調整剤である。すなわち、コア１１は、第１樹脂と、屈折率調整剤等の添加剤とを含む樹脂組成物によって形成されていてもよい。屈折率調整剤として、例えば、ＰＯＦ１０のコア１１の材料に用いられる公知の屈折率調整剤が用いられ得る。コア１１の材料は、屈折率調整剤以外の他の添加物を含んでいてもよい。
　本実施形態のＰＯＦ１０が例えばＧＩ型である場合、コア１１は、径方向に対して屈折率が変化する屈折率分布を有する。このような屈折率分布は、例えば、第１樹脂に屈折率調整剤を添加し、屈折率調整剤を第１樹脂中で拡散（例えば、熱拡散）させることによって、形成され得る。
　コア１１に含まれる第１樹脂は、高い透明性を有する樹脂であればよく、特には限定されない。第１樹脂としては、例えば、含フッ素樹脂、メチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、スチレン系樹脂、及びカーボネート系樹脂等が挙げられる。
　コア１１に含まれる第１樹脂は、全フッ素系樹脂、部分フッ素系樹脂、部分塩素系樹脂、及び部分重水素化系樹脂からなる群より選択される少なくとも１つであってもよい。部分フッ素系樹脂、部分塩素系樹脂、及び部分重水素化系樹脂は、ここでは、ＰＯＦのコア材料として当該技術分野で公知の樹脂において、Ｃ－Ｈ結合の水素原子の一部が、それぞれフッ素置換、塩素置換、及び重水素置換された樹脂を意味する。全フッ素系樹脂は、ここでは、ＰＯＦのコア材料として当該技術分野で公知の樹脂において、Ｃ－Ｈ結合の水素原子の全てがフッ素置換された樹脂を意味する。コア材料として当該技術分野で公知の樹脂の例としては、上述したような、メチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、スチレン系樹脂、及びカーボネート系樹脂等が挙げられる。ジオキソラン構造を有する重合体のような、脂肪族環構造を有する重合体が用いられてもよい。
　第１樹脂は、全フッ素系樹脂及び部分フッ素系樹脂からなる群より選択される少なくとも１つであることが望ましい。すなわち、第１樹脂は、含フッ素樹脂であることが望ましい。
　コア１１の第１樹脂は、含フッ素重合体を含む含フッ素樹脂であることが好ましい。以下、コア１１に含まれる含フッ素樹脂を第１含フッ素樹脂と記載し、第１含フッ素樹脂に含まれる含フッ素重合体を第１含フッ素重合体と記載する。
　第１含フッ素樹脂に含まれる第１含フッ素重合体は、Ｃ－Ｈ結合の伸縮エネルギーによる光吸収を抑制する観点から、実質的に水素原子を含んでいないことが好ましく、炭素原子に結合している全ての水素原子がフッ素原子に置換されていることが特に好ましい。すなわち、第１含フッ素重合体は、実質的に水素原子を含まず、かつ全フッ素化されていることが好ましい。本明細書において、含フッ素重合体が実質的に水素原子を含んでいないとは、含フッ素重合体における水素原子の含有率が１モル％以下であることを意味する。
　第１含フッ素重合体は、含フッ素脂肪族環構造を有することが好ましい。含フッ素脂肪族環構造は、含フッ素重合体の主鎖に含まれていてもよく、第１含フッ素重合体の側鎖に含まれていてもよい。第１含フッ素重合体は、例えば、下記構造式（１）で表される構成単位（Ａ）を有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
　式（１）中、Ｒff 1～Ｒff 4は各々独立に、フッ素原子、炭素数１～７のパーフルオロアルキル基、又は炭素数１～７のパーフルオロアルキルエーテル基を表す。Ｒff 1及びＲff 2は、連結して環を形成してもよい。「パーフルオロ」は、炭素原子に結合している全ての水素原子がフッ素原子に置換されていることを意味する。式（１）において、パーフルオロアルキル基の炭素数は、１～５が好ましく、１～３がより好ましく、１であることがさらに好ましい。パーフルオロアルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。パーフルオロアルキル基としては、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基などが挙げられる。
　式（１）において、パーフルオロアルキルエーテル基の炭素数は、１～５が好ましく、１～３がより好ましい。パーフルオロアルキルエーテル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。パーフルオロアルキルエーテル基としては、パーフルオロメトキシメチル基などが挙げられる。
　Ｒff 1及びＲff 2が連結して環を形成している場合、当該環は、５員環であってもよく、６員環であってもよい。この環としては、パーフルオロテトラヒドロフラン環、パーフルオロシクロペンタン環、パーフルオロシクロヘキサン環などが挙げられる。
　構成単位（Ａ）の具体例としては、例えば、下記式（Ａ１）～（Ａ８）で表される構成単位が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
　構成単位（Ａ）は、上記式（Ａ１）～（Ａ８）で表される構成単位のうち、構成単位（Ａ２）、すなわち下記式（５）で表される構成単位であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
　第１含フッ素重合体は、構成単位（Ａ）を１種又は２種以上含んでいてもよい。第１含フッ素重合体において、構成単位（Ａ）の含有量は、全構成単位の合計に対し、２０モル％以上であることが好ましく、４０モル％以上であることがより好ましい。構成単位（Ａ）が２０モル％以上含まれることにより、第１含フッ素重合体は、より高い耐熱性を有する傾向がある。構成単位（Ａ）が４０モル％以上含まれる場合、第１含フッ素重合体は、高い耐熱性に加えて、より高い透明性及び高い機械的強度も有する傾向がある。第１含フッ素重合体において、構成単位（Ａ）の含有量は、全構成単位の合計に対し、９５モル％以下であることが好ましく、７０モル％以下であることがより好ましい。
　構成単位（Ａ）は、例えば、下記式（６）で表される化合物に由来する。式（６）において、Ｒff 1～Ｒff 4は、式（１）と同じである。なお、式（６）で表される化合物は、例えば特表２００７－５０４１２５号公報に開示された製造方法をはじめ、すでに公知である製造方法によって得ることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
　上記式（６）で表される化合物の具体例としては、例えば、下記式（Ｍ１）～（Ｍ８）で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
　含フッ素重合体は、構成単位（Ａ）以外に、他の構成単位をさらに含んでいてもよい。他の構成単位としては、以下の構成単位（Ｂ）～（Ｄ）が挙げられる。
　構成単位（Ｂ）は、下記式（２）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
　式（２）中、Ｒ1～Ｒ3は各々独立に、フッ素原子、又は炭素数１～７のパーフルオロアルキル基を表す。Ｒ4は、炭素数１～７のパーフルオロアルキル基を表す。パーフルオロアルキル基は、環構造を有していてもよい。フッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。パーフルオロアルキル基におけるフッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。
　含フッ素重合体は、構成単位（Ｂ）を１種又は２種以上含んでいてもよい。含フッ素重合体において、構成単位（Ｂ）の含有量は、全構成単位の合計に対し、５～１０モル％が好ましい。構成単位（Ｂ）の含有量は、９モル％以下であってもよく、８モル％以下であってもよい。
　構成単位（Ｂ）は、例えば、下記式（７）で表される化合物に由来する。式（７）において、Ｒ1～Ｒ4は、式（２）と同じである。式（７）で表される化合物は、パーフルオロビニルエーテル等の含フッ素ビニルエーテルである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
　構成単位（Ｃ）は、下記式（３）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
　式（３）中、Ｒ5～Ｒ8は各々独立に、フッ素原子、又は炭素数１～７のパーフルオロアルキル基を表す。パーフルオロアルキル基は、環構造を有していてもよい。フッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。パーフルオロアルキル基におけるフッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。
　含フッ素重合体は、構成単位（Ｃ）を１種又は２種以上含んでいてもよい。含フッ素重合体において、構成単位（Ｃ）の含有量は、全構成単位の合計に対し、５～１０モル％が好ましい。構成単位（Ｃ）の含有量は、９モル％以下であってもよく、８モル％以下であってもよい。
　構成単位（Ｃ）は、例えば、下記式（８）で表される化合物に由来する。式（８）において、Ｒ5～Ｒ8は、式（３）と同じである。式（８）で表される化合物は、テトラフルオロエチレン及びクロロトリフルオロエチレン等の含フッ素オレフィンである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
　構成単位（Ｄ）は、下記式（４）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
　式（４）中、Ｚは、酸素原子、単結合、又は－ＯＣ（Ｒ19Ｒ20）Ｏ－を表し、Ｒ9～Ｒ20は各々独立に、フッ素原子、炭素数１～５のパーフルオロアルキル基、又は炭素数１～５のパーフルオロアルコキシ基を表す。フッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。パーフルオロアルキル基におけるフッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。パーフルオロアルコキシ基におけるフッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。ｓ及びｔはそれぞれ独立に０～５でかつｓ＋ｔが１～６の整数（ただし、Ｚが－ＯＣ（Ｒ19Ｒ20）Ｏ－の場合、ｓ＋ｔは０であってもよい）を表す。
　構成単位（Ｄ）は、好ましくは下記式（９）で表される。なお、下記式（９）で表される構成単位は、上記式（４）においてＺが酸素原子、ｓが０、かつｔが２の場合である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
　式（９）中、Ｒ141、Ｒ142、Ｒ151、及びＲ152は各々独立に、フッ素原子、炭素数１～５のパーフルオロアルキル基、又は炭素数１～５のパーフルオロアルコキシ基を表す。フッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。パーフルオロアルキル基におけるフッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。パーフルオロアルコキシ基におけるフッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。
　含フッ素重合体は、構成単位（Ｄ）を１種又は２種以上含んでいてもよい。含フッ素重合体において、構成単位（Ｄ）の含有量は、全構成単位の合計に対し、３０～６７モル％が好ましい。構成単位（Ｄ）の含有量は、例えば３５モル％以上であり、６０モル％以下であってもよく、５５モル％以下であってもよい。
　構成単位（Ｄ）は、例えば、下記式（１０）で表される化合物に由来する。式（１０）において、Ｚ、Ｒ9～Ｒ18、ｓ及びｔは、式（４）と同じである。式（１０）で表される化合物は、２個以上の重合性二重結合を有し、かつ環化重合し得る含フッ素化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
　構成単位（Ｄ）は、好ましくは下記式（１１）で表される化合物に由来する。式（１１）において、Ｒ141、Ｒ142、Ｒ151、及びＲ152は、式（９）と同じである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
　式（１０）又は式（１１）で表される化合物の具体例としては、下記の化合物が挙げられる。
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ2ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦＣｌＣＦ2ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＣｌ2ＣＦ2ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＯＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣ（ＣＦ3）2ＯＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ（ＯＣＦ3）ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＣＦ2ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＣＦ2ＣＦ2ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＣＦ2ＯＣＦ2ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦＣｌＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ2ＣＣｌ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ2ＣＦ＝ＣＦＣｌ
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ（ＣＦ3）ＣＣｌ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＯＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＣｌ2ＯＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＣｌＯＣＦ2ＯＣＣｌ＝ＣＦ2
　第１含フッ素重合体は、構成単位（Ａ）～（Ｄ）以外の他の構成単位をさらに含んでいてもよいが、実質的に構成単位（Ａ）～（Ｄ）以外の他の構成単位を含まないことが好ましい。なお、含フッ素重合体が実質的に構成単位（Ａ）～（Ｄ）以外の他の構成単位を含まないとは、含フッ素重合体における全構成単位の合計に対し、構成単位（Ａ）～（Ｄ）の合計が９５モル％以上、好ましくは９８モル％以上であることを意味する。
　第１含フッ素重合体の重合方法は、特に限定されず、例えば、ラジカル重合などの一般的な重合方法を利用できる。含フッ素重合体を重合するための重合開始剤は、全フッ素化された化合物であってもよい。
　第１含フッ素重合体は、第１樹脂として用いられる第１含フッ素樹脂を構成する。第１樹脂の第１ガラス転移温度Ｔｇ1は、特に限定されず、例えば１００℃～１４０℃であり、１０５℃以上であってもよく、１２０℃以上であってもよい。本明細書において、ガラス転移温度は、ＪＩＳ　Ｋ７１２１：１９８７の規定に準拠して求められる中間点ガラス転移温度(Ｔmg)を意味する。
　コア１１の屈折率は、クラッド１２の屈折率よりも高ければよいため、特には限定されない。ＰＯＦ１０において高い開口数を実現するためには、使用される光の波長について、コア１１の屈折率とクラッド１２の屈折率との差がより大きいことが好ましい。例えば、使用される光の波長（例えば、波長８５０ｎｍ）について、コア１１の屈折率は、１．３２０以上とすることができ、１．３３０以上とすることもできる。コア１１の屈折率の上限は、特には限定されないが、例えば１．４０００以下である。
　（クラッド１２）
　本実施形態のＰＯＦ１０において、クラッド１２は、例えば第２樹脂を含む。クラッド１２は、第２樹脂を主成分として含んでいてもよい。ここで、クラッド１２が第２樹脂を主成分として含むとは、クラッド１２において、質量比で最も多く含まれる成分が第２樹脂であることである。クラッド１２は、第２樹脂を８０質量％以上含んでいてもよく、９０質量％以上含んでいてもよく、９５質量％以上含んでいてもよい。クラッド１２は、第２樹脂のみから構成されていてもよい。クラッド１２は、第２樹脂の他に、添加物をさらに含んでいてもよい。
　クラッド１２に含まれる第２樹脂は、高い透明性を有する樹脂であればよく、特には限定されない。第２樹脂の例は、第１樹脂として用いることができる樹脂として例示したものと同じである。第１樹脂と同様に、第２樹脂としては、含フッ素樹脂が好適に用いられる。
　クラッド１２の第２樹脂は、含フッ素重合体を含む含フッ素樹脂であることが好ましい。以下、クラッド１２に含まれる含フッ素樹脂を第２含フッ素樹脂と記載し、第２含フッ素樹脂に含まれる含フッ素重合体を第２含フッ素重合体と記載する。
　第２含フッ素樹脂として用いることができる含フッ素樹脂の例は、第１含フッ素樹脂として用いることができる含フッ素樹脂として例示したものと同じである。すなわち、第２含フッ素重合体として用いることができる含フッ素重合体の例は、第１含フッ素重合体として用いることができる含フッ素重合体として例示したものと同じである。
　第２含フッ素重合体は、第２樹脂として用いられる第２含フッ素樹脂を構成する。上述のとおり、第２樹脂の第２ガラス転移温度Ｔｇ2は、特に限定されず、例えば１００℃～１５０℃であり、１０５℃以上であってもよく、１２５℃以上であってもよい。
　第２樹脂は、第１樹脂と異なる樹脂であってもよいが、第１樹脂と親和性を有することが好ましい。例えば、第２樹脂は、第１樹脂に含まれる重合単位と同じ重合単位を含んでいてもよいし、第１樹脂と同じであってもよい。これにより、コア１１とクラッド１２との界面で剥離が生じにくくなり、例えば伝送損失を低く抑えることができる。
　クラッド１２の屈折率は、コア１１の屈折率に応じて設計されればよいため、特には限定されない。クラッド１２は、使用される光の波長（例えば、波長８５０ｎｍ）において、例えば１．３４０以下の屈折率を有してもよく、１．３３０以下の屈折率を有してもよく、１．３２０以下の屈折率を有してもよい。
　図２は、本実施形態のＰＯＦの第１変形例を示す。図２に示すＰＯＦ２０は、ＰＯＦ１０に対して、クラッド１２の外周に配置された補強層２１がさらに設けられた構成を有する。補強層２１は、ＰＯＦ１０の機械的強度を向上させるために設けられる。補強層２１には、例えば、公知のＰＯＦにおいて補強層として用いられている材料及び構成が適用され得る。補強層２１の材料としては、例えば、ポリカーボネート等の各種エンジニアリングプラスチック、ポリエステル、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、変性ＰＴＦＥ、及びテトラフルオロエチレン－パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）、またはそれらの共重合体や混合体等が挙げられる。
　本実施形態のＰＯＦは、例えば、クラッドが複数の層によって構成されていてもよい。例えば、本実施形態のＰＯＦは、図３に示されている第２変形例のような、コア１１と、コアの外周に配置されたクラッド３２と、クラッドの外周に配置された被覆層２１とを備えたＰＯＦ３０であってもよい。ＰＯＦ３０において、クラッド３２は、コア１１に接して配置されている第１のクラッド層３２１と、第１のクラッド層３２１よりも外周側に配置されている第２のクラッド層３２２とからなる２層構造、すなわちダブルクラッド構造を有している。ＰＯＦ３０において、被覆層２１は第２のクラッド３２２に接している。なお、図３では、クラッド３２が２層構造である例が示されているが、クラッド３２に含まれる層数はこれに限定されず、３層以上が含まれていてもよい。
　（ＰＯＦの製造方法）
　本実施形態のＰＯＦは、例えば溶融紡糸法を用いて製造される。すなわち、本実施形態のＰＯＦの製造方法の一例は、
　コア材料を溶融させてファイバー状に押出成形して、前記コア材料からなるファイバー状の成形体を作製すること、
　クラッド材料を溶融させて、前記成形体の表面を被覆するように押出成形して、前記コア材料及び前記クラッド材料が同心円状に積層した積層体を作製すること、
を含む。上記コア材料は、例えば第１樹脂を含む。上記クラッド材料は、例えば第２樹脂を含む。
　図２に示されたＰＯＦ２０を製造する場合、上記製造方法は、上記積層体を所定の温度に加熱しながら引き落として、当該積層体を紡糸すること、をさらに含んでいてもよい。
　図３に示されたＰＯＦ３０を製造する場合、例えば、クラッド材料として第１のクラッド層３２１形成用の材料（第１クラッド材料）と、第２のクラッド層３２２形成用の材料（第２クラッド材料）とを準備する。上記製造方法において、コア材料及びクラッド材料が同心円状に積層した積層体を作製する際に、第１クラッド材料を溶融させて、コア材料からなるファイバー状の成形体の表面を被覆するように押出成形し、さらにその表面を被覆するように、溶融させた第２クラッド材料を押出成形して、コア材料、第１クラッド材料、及び第２クラッド材料が同心円状に積層した積層体を作製するとよい。
　図４は、図２に示されたＰＯＦ２０の製造に使用できる製造装置の一例を示す概略断面図である。
　図４に示された装置１００は、コア形成用の第１押出装置１０１ａ、クラッド形成用の第２押出装置１０１ｂ、及び補強層形成用の第３押出装置１０１ｃを備える。装置１００は、第１室１１０及び第２室１２０をさらに備えている。第１室１１０及び第２室１２０は、鉛直方向下方にこの順で並んでいる。
　第１押出装置１０１ａは、コア材料１ａを収容する第１収容部１０２ａと、第１収容部１０２ａに収容されているコア材料１ａを第１収容部１０２ａから押し出す第１押出部１０３ａとを有する。第１押出装置１０１ａには、第１収容部１０２ａでコア材料１ａを溶融させることができるように、さらに溶融されたコア材料１ａが成形されるまで溶融状態を保つことができるように、ヒーター等の加熱部（図示せず）がさらに設けられていてもよい。この場合、例えば、ロッド状のコア材料（プリフォーム）１ａが、第１収容部１０２ａの上方の開口部を通じて第１収容部１０２ａ内に挿入されて、第１収容部１０２ａ内で加熱されることによって溶融される。
　第１押出装置１０１ａにおいては、コア材料１ａは、例えばガス押出によって、第１押出部１０３ａを介して第１収容部１０２ａからコア２を形成するように外に押し出される。第１押出部１０３ａを介してコア２を形成するように押し出されたコア材料１ａは、その後鉛直方向下方に移動し、第１室１１０及び第２室１２０のそれぞれに、この順で供給される。
　第２押出装置１０１ｂは、クラッド材料１ｂを収容する第２収容部１０２ｂと、第２収容部１０２ｂに収容されているクラッド材料１ｂを第２収容部１０２ｂから押し出す第２押出部１０３ｂとを有する。第２押出装置１０１ｂは、溶融したクラッド材料１ｂを、第１押出装置１０２ａから押し出されたコア材料１ａで形成されたコア２の外周を被覆するように押し出す。具体的には、第２押出装置１０１ｂから押し出されたクラッド材料１ｂは、第１室１１０に供給される。第１室１１０内において、コア材料１ａで形成されるコア２をクラッド材料１ｂで被覆することによって、コア２の外周を覆うクラッド３を形成することができる。コア２と、コア２の外周を被覆するクラッド３とで形成された積層体は、第１室１１０から第２室１２０に移動する。
　第３押出装置１０１ｃは、例えば、補強層材料１ｃを収容する第３収容部１０２ｃ、第３収容部１０２ｃ内に配置されたスクリュー１０４、及び、第３収容部１０２ｃに接続されたホッパー１０５を備えている。第３押出装置１０１ｃでは、例えばペレット状の補強層材料１ｃが、ホッパー１０５を通じて、第３収容部１０２ｃに供給される。第３収容部１０２ｃに供給された補強層材料１ｃは、例えば、加熱されながらスクリュー１０４によって混錬されることによって、軟化して流動可能となる。軟化した補強層材料１ｃは、スクリュー１０４によって第３収容部１０２ｃから押し出される。
　第３押出装置１０１ｃから押し出された補強層材料１ｃは、第２室１２０に供給される。第２室１２０内において、コア２及びクラッド３で形成された積層体の表面を補強層材料１ｃで被覆することによって、クラッド３の外周を覆う補強用４を形成することができる。
　コア２、クラッド３、及び補強層４が同心円状に積層された積層体５は、第２室１２０から、第２室１２０の鉛直方向下方に配置された拡散管１３０に移動する。拡散管１３０には、例えば、この積層体を加熱するためのヒーター（図示せず）が配置されていてもよい。拡散管１３０は、拡散管１３０の内部を通過する積層体５に含まれる屈折率調整剤等のドーパントを、積層体５において拡散させることができる。最終的に得られるＰＯＦ２０の伝送帯域が３０ＭＨｚ・ｋｍ以上かつ６００ＭＨｚ・ｋｍ以下の範囲内となるように、拡散管１３０において、例えば、積層体５が内部を通過する時間、拡散管１３０の長さ、紡糸速度、および温度等が適切に調整される。
　拡散管１３０は、ノズル１４０の内部流路に連結している。すなわち、拡散管１３０の下方の開口部は、ノズル１４０の流入口と連結しており、拡散管１３０を通過した積層体５が、ノズル１４０の流入口を介して内部流路に流入する。積層体５は、内部流路を通過して縮径されて、ノズル１４０の吐出口からファイバー状に吐出される。
　第２室１２０と拡散管１３０の位置関係は、入れ替わっていてもよい。すなわち、第１室１１０の下に拡散管１３０が配置され、その下方に第２室１２０が配置され、第２室のさらに下方にノズル１４０が設置される装置構成であってもよい。
　ノズル１４０の吐出口からファイバー状に吐出された積層体５は、例えば、冷却管１５０の内部空間１５１内に流入し、内部空間１５１内を通過しながら冷却されて、開口部から冷却管１５０の外へ放出される。冷却管１５０から放出された積層体５は、例えば、ニップロール１６０が有する２つのロール１６１及び１６２の間を通過し、さらにガイドロール１６３～１６５を経由して、ＰＯＦ２０として巻き取りロール１６６に巻き取られる。巻き取りロール１６６の近傍、例えばガイドロール１６５と巻き取りロール１６６との間、においてＰＯＦ２０の外径を測定する変位計１７０をさらに備えていてもよい。
　ここでは、ＰＯＦ２０の製造に適した構成を有する製造装置１００を例示して詳細に説明したが、ＰＯＦ１０を製造する場合でも製造装置１００を利用することができる。
　ＰＯＦ１０を製造する場合は、製造装置１００において、補強用形成のための第３押出装置１０１ｃを使用しなければよい。
　また、ＰＯＦ３０を製造する場合は、製造装置１００に対し、第２押出装置１０１ｂと第３押出装置１０１ｃとの間にさらなる押出装置を追加すればよい。追加する押出装置は、例えば、第２押出装置１０１ｂと同じ構成を有していてもよい。この場合、第２押出装置１０１ｂを第１のクラッド層３２１形成用として用い、新たに追加する押出装置を第２のクラッド層３２２形成用として用いればよい。さらに、この場合、第１室１１０と第２室１２０との間に、第２のクラッド層３２２形成のための第３室が設けられる。すなわち、第１室１１０内において、コア材料１ａで形成されるコア２をクラッド材料１ｂ（第１クラッド材料）で被覆することによって、コア２の外周を覆うクラッド３（第１のクラッド層に相当）を形成する。コア２と、コア２の外周を被覆するクラッド３（第１のクラッド層に相当）とで形成された積層体は、第１室１１０から第３室に移動し、第３室内において、積層体の外周が第２のクラッド層３２２形成用の押出装置から押し出された第２クラッド材料で被覆される。コア２と、コア２の外周を被覆するクラッド３（第１のクラッド層に相当）と、さらにその外周を被覆する第２のクラッド層とで形成された積層体は、第３室から第２室１２０に移動し、第２室１２０内において被覆層が形成される。
　以下に、実施例及び比較例により本開示をさらに詳細に説明するが、本開示はこれに限定されるものではない。
　（実施例１）
　［第１含フッ素樹脂及び第２含フッ素樹脂の作製］
　第１含フッ素樹脂及び第２含フッ素樹脂として、パーフルオロ－４－メチル－２－メチレン－１，３－ジオキソラン（上記式（Ｍ２）の化合物、「ＰＦＭＭＤ」）の重合体を準備した。パーフルオロ－４－メチル－２－メチレン－１，３－ジオキソランは、まず２－カルボメチル－２－トリフルオロメチル－４－メチル－１，３－ジオキソランを合成し、これをフッ素化し、得られたカルボン酸塩を脱炭酸分離することによって合成された。パーフルオロ－４－メチル－２－メチレン－１，３－ジオキソランの重合には、重合開始剤として、パーフルオロ過酸化ベンゾイルが用いられた。
　以下に、２－カルボメチル－２－トリフルオロメチル－４－メチル－１，３－ジオキソランの合成、２－カルボメチル－２－トリフルオロメチル－４－メチル－１，３－ジオキソランのフッ素化、パーフルオロ－４－メチル－２－メチレン－１，３－ジオキソランの合成、及びパーフルオロ－４－メチル－２－メチレン－１，３－ジオキソランの重合について、詳細を説明する。
＜２－カルボメチル－２－トリフルオロメチル－４－メチル－１，３－ジオキソランの合成＞
　水冷冷却器を備えた３Ｌ三口フラスコ、温度計、マグネチックスターラー、及び等圧滴下漏斗を準備し、２－クロロ－１－プロパノールと１－クロロ－２－プロパノールとの混合物を１３９．４ｇ（計１．４モル）をフラスコに投入した。フラスコは０℃に冷やし、その中にトリフルオロピルビン酸メチルをゆっくりと加え、さらに２時間攪拌した。そこに１００ｍＬのジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）と１９４ｇの炭酸カリウムとを１時間かけて加えた後、さらに続けて８時間攪拌し、反応混合物を得た。この生成した反応混合物を１Ｌの水と混合し、その水相をわけ、これを更にジクロロメチレンで抽出後、このジクロロメチレン溶液を有機反応混合物相と混合し、その溶液を硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を除去した後、２４５．５ｇの粗製物が得られた。この粗製物を減圧下（１２Ｔｏｒｒ）で分留し、２－カルボメチル－２－トリフルオロメチル－４－メチル－１，３－ジオキソランの精製物を２３０．９ｇ得た。精製物の沸点は、７７～７８℃で、収率は７７％であった。なお、得られた精製物が２－カルボメチル－２－トリフルオロメチル－４－メチル－１，３－ジオキソランであることは、ＨＮＭＲ及び19ＦＮＭＲによって確認された。
ＨＮＭＲ（ｐｐｍ）：４．２－４．６，３．８－３．６（ＣＨＣＨ2，ｍｕｌｉｐｌｅｔ，３Ｈ），３．８５－３．８８（ＣＯＯＣＨ3，ｍｕｌｔｉｐｌｅｔ，３Ｈ），１．３６－１．４３（ＣＣＨ3，ｍｕｌｔｉｐｌｅｔ，３Ｈ）
19ＦＮＭＲ（ｐｐｍ）：－８１．３（ＣＦ3，ｓ，３Ｆ）
＜２－カルボメチル－２－トリフルオロメチル－４－メチル－１，３－ジオキソランのフッ素化＞
　１０Ｌの攪拌反応槽に４Ｌの１，１，２－トリクロロトリフルオロエタンを注入した。攪拌反応槽で、窒素を１３４０ｃｃ／ｍｉｎの流速で流し、フッ素を５８０ｃｃ／ｍｉｎの流速で流し、窒素／フッ素の雰囲気下とした。５分後、先に準備した２－カルボメチル－２－トリフルオロメチル－４－メチル－１，３－ジオキソランの２９０ｇを７５０ｍＬの１，１，２－トリクロロトリフルオロエタン溶液に溶かし、この溶液を反応槽に０．５ｍｌ／分の速度で加えた。反応槽は０℃に冷却した。全てのジオキソランを２４時間で加えた後、フッ素ガス流を止めた。窒素ガスをパージした後、水酸化カリウム水溶液を弱アルカリ性になるまで加えた。
　減圧下で揮発物質を除去した後、反応槽の周囲を冷却し、その後４８時間７０℃の減圧下で乾燥して、固体の反応生成物を得た。固形の反応生成物は、５００ｍＬの水に溶解させ、過剰の塩酸を添加して、有機相と水相とに分離させた。有機相を分離して減圧下で蒸留し、パーフルオロ－２，４－ジメチル－１，３－ジオキソラン－２－カルボン酸を得た。主蒸留物の沸点は１０３℃－１０６℃／１００ｍｍＨｇであった。フッ素化の収率は、８５％であった。
＜パーフルオロ－４－メチル－２－メチレン－１，３－ジオキソランの合成＞
　上記蒸留物を水酸化カリウム水溶液で中和し、パーフルオロ－２，４－ジメチル－２－カルボン酸カリウム－１，３－ジオキソランを得た。このカリウム塩を１日間７０℃で真空乾燥した。２５０℃～２８０℃で、かつ窒素又はアルゴン雰囲気下で、塩を分解した。－７８℃に冷やした冷却トラップで凝縮させ、収率８２％でパーフルオロ－４－メチル－２－メチレン－１，３－ジオキソランを得た。生成物の沸点は４５℃／７６０ｍｍＨｇであった。19ＦＮＭＲとＧＣ－ＭＳを用いて生成物を同定した。
19ＦＮＭＲ：－８４ｐｐｍ（３Ｆ，ＣＦ3），－１２９ｐｐｍ（２Ｆ，＝ＣＦ2）
ＧＣ－ＭＳ：ｍ／ｅ２４４（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｉｏｎ）２２５，１９７，１６９，１５０，１３１，１００，７５，５０．　
＜パーフルオロ－４－メチル－２－メチレン－１，３－ジオキソランの重合＞
　上記方法で得られたパーフルオロ－４－メチル－２－メチレン－１，３－ジオキソラン１００ｇと、パーフルオロ過酸化ベンゾイル１ｇとをガラスチューブに封入した。このガラスチューブは、凍結脱気法によって系中の酸素が除去された後にアルゴンが再充填されて、５０℃で数時間加熱された。内容物は固体となったが、さらに７０℃で一晩加熱すると、１００ｇの透明な棒状物が得られた。
　得られた透明棒状物をＦｌｕｏｒｉｎｅｒｔ　ＦＣ－７５（住友スリーエム社製）に溶かし、得られた溶液をガラス板に注ぎ、重合体の薄膜を得た。得られた重合体のガラス転移温度は１１７℃で、完全な非晶質であった。透明棒状物をヘキサフルオロベンゼンに溶かし、これにクロロホルムを加え沈殿させることで、生成物を精製させた。精製された重合体のガラス転移温度は、約１３１℃であった。この重合体を、第１含フッ素樹脂及び第２含フッ素樹脂とした。
　［屈折率調整剤］
　屈折率調整剤には、クロロトリフルオロエチレンオリゴマー（分子量５８５）を用いた。具体的には、ダイキン工業社製「ダイフロイル＃１０」を蒸留し、分子量５８５の成分のみを分取して用いた。
　［コア材料］
　上記の方法で作製した第１含フッ素樹脂を、溶媒であるバートレルＸＦ－ＵＰ（三井・ケマーズ　フロロプロダクツ社製）に溶解した。溶解液を孔径１００ｎｍのフィルター「ＬＰＪ－ＣＴＡ－００１－Ｎ３」（ロキテクノ社製）でろ過し、そのろ過液を２６０℃に加熱されたハステロイ製の容器に滴下して溶媒を蒸発させて、乾固させた。乾固させて得られたろ過処理後の第１含フッ素樹脂と、上記の屈折率調整剤とを、２６０℃にて溶融混合して樹脂組成物を作製した。得られた樹脂組成物における屈折率調整剤の濃度は、１２質量％であった。この樹脂組成物をコア材料として用いた。
　［第１クラッド材料］
　上記の方法で作製した第２含フッ素樹脂を、コア材料の作製における第１含フッ素樹脂のろ過と同様の方法でろ過し、ろ過処理後の第２含フッ素樹脂を得た。このろ過処理後の第２含フッ素樹脂を、第１のクラッド層形成用である第１クラッド材料として用いた。
　［第２クラッド材料］
　フッ素樹脂としての「Ｔｅｆｌｏｎ　ＡＦ１６００」（三井・ケマーズ　フロロプロダクツ社製）と、粘度調整剤としての「Ｆｏｍｂｌｉｎ　ＹＲ」（Ｓｏｌｖａｙ社製）とを、溶媒であるバートレルＸＦ－ＵＰ（三井・ケマーズ　フロロプロダクツ社製）に溶解した。なお、「Ｔｅｆｌｏｎ　ＡＦ１６００」と「Ｆｏｍｂｌｉｎ　ＹＲ」との混合比率は、質量比で、「Ｔｅｆｌｏｎ　ＡＦ１６００」：「Ｆｏｍｂｌｉｎ　ＹＲ」＝７：３とした。得られた溶解液を孔径３００ｎｍのフィルター「ＬＰＡ－ＳＬＦ－００３－Ｎ２」（ロキテクノ社製）でろ過し、そのろ過液を２６０℃に加熱されたハステロイ製の容器に滴下して溶媒を蒸発させて、乾固させた。乾固させて得られた樹脂組成物を、第２クラッド材料として用いた。
　［補強層材料］
　補強層材料として、Ｘｙｌｅｘ（ＳＡＢＩＣ社製、ガラス転移温度：１１３℃）を用いた。
　［ＰＯＦ］
　上記の方法で準備したコア材料、第１クラッド材料、第２クラッド材料、及び補強層を用い、溶融紡糸法によって、図３に示されたＰＯＦ３０と同様の構成を有するＰＯＦを作製した。ＰＯＦの作製には、図４に示した製造装置１００に対し、第２のクラッド層形成用として、第２押出装置１０１ｂと第３押出装置１０１ｃとの間にさらなる押出装置を追加したものを使用した。追加された押出装置は、第２押出装置１０１ｂと同じ構成を有していた。すなわち、本実施例においては、第２押出装置１０１ｂを第１のクラッド層３２１形成用として用い、追加された押出装置を第２のクラッド層３２２形成用として用いた。第１室１１０と第２室１２０との間には、第２のクラッド層３２２形成のための第３室が設けられていた。
　コア材料の溶融温度は２５０℃、第１クラッド材料の溶融温度は２５５℃、第２クラッド材料の溶融温度は２６０℃、補強層材料の溶融温度は２４０℃であった。また、拡散管１３０の温度は２６０℃に設定された。コア、クラッド（第１のクラッド層及び第２のクラッド層）、及び補強層からなる積層体の引き落としの温度は、２４０℃であった。
　各材料の吐出の体積割合は、コア材料１に対して、第１クラッド材料１．５、第２クラッド材料１．５、補強層材料５０の比率にて、溶融押出を行った。また、拡散時間、すなわち拡散管１３０内を積層体が通過する時間を、９６０ｓｅｃとした。
　得られたＰＯＦにおいて、コア径は４９μｍ、補強層の外径（すなわちＰＯＦの外径）は２３５μｍであった。なお、コア径は、後述の方法にて測定された。
　［コア径の評価］
　ＩＥＣ６０７９３－１－２０及びＩＥＣ６０７９３－２－４０　sub-category　Ａ４ｈ　に準拠した手法のうち、波長８５０ｎｍの光を用いたＮＦＰ法によってコア径を測定した。６ｍ長さのＰＯＦを準備し、一方の端部から８５０ｎｍのＬＥＤの光を入射した。６ｍ先の出射光の光強度分布を測定し、光強度５％の径を算出した。
　［開口数（Ｎ．Ａ．）の評価］
　ＩＥＣ６０７９３－１－４３及びＩＥＣ６０７９３－２－４０　sub-category　Ａ４ｈ　に準拠した手法のうち、波長８５０ｎｍの光を用いたＦＦＰ法（Far Field Pattern）によってＮ．Ａ．を測定した。６ｍ長さのＰＯＦを準備し、一方の端部から８５０ｎｍのＬＥＤの光を入射した。６ｍ先の出射光の角度位置に対する光強度分布を測定し、Ｎ．Ａ．を算出した。
　［伝搬損失の評価］
　ＩＥＣ６０７９３－１－４０に準拠した手法のうちカットバック法にて伝送損失を測定した。４０ｍ長さのＰＯＦを準備し、一方の端部から８５０ｎｍのＬＥＤの光を入射した。出射光の光強度はパワーメータで測定した。ＰＯＦを順次切断して、各ｍ数の時の光強度を測定し、光強度の変化から、伝搬損失を求めた。
　［帯域の評価］
　ＩＥＣ６０７９３－１－４１に準拠した手法のうちパルス法にて測定した。２０ｍ長さのＰＯＦを準備し、一方の端部から光パルスを入射し、２０ｍ先の出射光の光パルスを測定した。その後、ＰＯＦを切断し２ｍの長さにして同様に、光パルスを入射し、出射パルス測定した。２つの出射パルスをＩＥＣ６０７９３－１－４１に規定のフーリエ変換を行って伝達関数を求め、光パワーで－３ｄＢの周波数を求めた。
　［Ｍ2値の評価］
　Ｍ2値は、特開２０１９－４９６５８号公報に記載されている方法と同様の方法を用いて評価された。すなわち、特開２０１９－４９６５８号公報の図３に示されているＮＦＰ及びＦＦＰの測定系と同様の測定系を用い、特開２０１９－４９６５８号公報の段落００８８に記載されている方法と同様の方法で、２次モーメントを用いた定義のビーム半径Ｗ（Ｄσ４）及びビームの広がり角θ（半角）を特定した。特定された結果を用い、以下の数式（１）を用いてＭ2値を求めた。
数式（１）：Ｍ2＝πＷθ／λ　
　［ＢＥＲの評価］
　ＢＥＲ値は、特開２０１９－４９６５８号公報に記載されている方法と同様の方法を用いて評価された。すなわち、特開２０１９－４９６５８号公報の図４に示されているＢＥＲの測定系と同様の測定系を用い、特開２０１９－４９６５８号公報の段落００８９に記載されている方法と同様の方法で、ＢＥＲ値を求めた。
　（実施例２）
　以下の点以外は、実施例１と同様の方法でＰＯＦを作製した。
・ＰＯＦの作製において、各材料の吐出量を、コア材料１に対して、第１クラッド材料１．５、第２クラッド材料１．５、補強層材料９０の体積比率にて、溶融押出を行ったこと。
・拡散管長さ及び紡糸速度を調整して、拡散管１３０内を積層体が通過する時間を１０００ｓｅｃにしたこと。
　得られたＰＯＦにおいて、実施例１と同様の方法で測定したコア径は７９μｍ、補強層の外径（すなわちＰＯＦの外径）は４９０μｍであった。また、得られたＰＯＦについて、実施例１と同様の方法で各特性の評価を行った。
　（実施例３）
　図２に示されたＰＯＦ２０と同様の構成を有するＰＯＦを作製した。すなわち、実施例３ではクラッドが１層であるＰＯＦを作製した。クラッド材料として、実施例１の第１クラッド材料を準備し、第２クラッド材料は用いなかった。実施例３と実施例１との相違点は、以下のとおりである。以下の点を除いては、実施例１と同様の方法で実施例３のＰＯＦが作製された。得られたＰＯＦにおいて、実施例１と同様の方法で測定したコア径は４４μｍ、補強層の外径（すなわちＰＯＦの外径）は２３５μｍであった。また、得られたＰＯＦについて、実施例１と同様の方法で各特性の評価を行った。
実施例１との相違点：
・コア材料の作製において、第１含フッ素樹脂のろ過を、第１含フッ素樹脂の溶解液を孔径１００ｎｍのフィルター「ＬＰＪ－ＣＴＡ－００１－Ｎ３」（ロキテクノ社製）で２回ろ過し、その後、孔径４０ｎｍのフィルター「ＤＦＡ１ＡＮＤＥＳＷ４４」（ＰＡＬＬ社製）でろ過することによって行ったこと。
・屈折率調整剤を、孔径４０ｎｍのフィルター「ＤＦＡ１ＡＮＤＥＳＷ４４」（ＰＡＬＬ社製）でろ過したこと。
・ＰＯＦの作製において、第２クラッド材料が用いられず、第２のクラッド層が形成されなかったこと。
・各材料の吐出の体積割合を、コア材料１に対して、第１クラッド材料１．５、補強層材料５３としたこと。
　（実施例４）
　以下の点以外は、実施例１と同様の方法でＰＯＦを作製した。
・コア材料の作製において、添加する屈折率調整剤を孔径４０ｎｍのフィルター「ＤＦＡ１ＡＮＤＥＳＷ４４」（ＰＡＬＬ社製）でろ過したこと。
・拡散管長さ及び紡糸速度を調整して、拡散管１３０内を積層体が通過する時間を４８０ｓｅｃにしたこと。
　得られたＰＯＦにおいて、実施例１と同様の方法で測定したコア径は５０μｍ、補強層の外径（すなわちＰＯＦの外径）は２３５μｍであった。また、得られたＰＯＦについて、実施例１と同様の方法で各特性の評価を行った。
　（実施例５）
　以下の点以外は、実施例１と同様の方法でＰＯＦを作製した。
・コア材料の作製において、合成した第１含フッ素樹脂を溶媒に溶解及びろ過せず、そのまま２６０℃で加熱して屈折率調整剤と溶融混合して樹脂組成物を作製したこと。
・第１クラッド材料の作製において、合成した第２含フッ素樹脂を溶媒に溶解及びろ過せず、そのまま第１クラッド材料として用いたこと。
・拡散管１３０の温度を２６５℃としたこと。
　得られたＰＯＦにおいて、実施例１と同様の方法で測定したコア径は５０μｍ、補強層の外径（すなわちＰＯＦの外径）は２３５μｍであった。また、得られたＰＯＦについて、実施例１と同様の方法で各特性の評価を行った。
　（実施例６）
　以下の点以外は、実施例１と同様の方法でＰＯＦを作製した。
・コア材料及び第１クラッド材料の作製において、第１含フッ素樹脂の溶解液及び第２含フッ素樹脂の溶解液をそれぞれ孔径１００ｎｍのフィルター「ＬＰＪ－ＣＴＡ－００１－Ｎ３」（ロキテクノ社製）で２回ろ過し、その後、孔径４０ｎｍのフィルター「ＤＦＡ１ＡＮＤＥＳＷ４４」（ＰＡＬＬ社製）でろ過を行ったこと。
・屈折率調整剤を、孔径４０ｎｍのフィルター「ＤＦＡ１ＡＮＤＥＳＷ４４」（ＰＡＬＬ社製）でろ過したこと。
・拡散管１３０の温度を２６５℃としたこと。
・拡散管長さ及び紡糸速度を調整して、拡散管１３０内を積層体が通過する時間を１４４０ｓｅｃにしたこと。
　得られたＰＯＦにおいて、実施例１と同様の方法で測定したコアの外径は４８μｍ、補強層の外径（すなわちＰＯＦの外径）は２３５μｍであった。また、得られたＰＯＦについて、実施例１と同様の方法で各特性の評価を行った。
　（比較例１）
　比較例１のＰＯＦとして、株式会社ＡＧＣ製の「ＦＯＮＴＥＸ５０」を用いた。実施例１と同様の方法で各特性の評価を行った。
　（比較例２）
　以下の点以外は、実施例１と同様の方法でＰＯＦを作製した。
・ＰＯＦの作製に置いて拡散管の温度を２５０℃にしたこと。
・拡散管長さ及び紡糸速度を調整して、拡散管１３０内を積層体が通過する時間を４８０ｓｅｃにしたこと。
　得られたＰＯＦにおいて、実施例１と同様の方法で測定したコアの外径は５０μｍ、補強層の外径（すなわちＰＯＦの外径）は２３５μｍであった。また、得られたＰＯＦについて、実施例１と同様の方法で各特性の評価を行った。
　表１に、各実施例及び比較例のＰＯＦの評価結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000022
　波長８５０ｎｍにおける伝送損失が７０ｄＢ／ｋｍ以上かつ５００ｄＢ／ｋｍ以下の範囲内であり、かつ伝送帯域が３０ＭＨｚ・ｋｍ以上かつ６００ＭＨｚ・ｋｍ以下の範囲内である実施例１～６のＰＯＦは、いずれも１×１０-7以下の低いＢＥＲを実現できた。伝送損失が７０ｄＢ／ｋｍ未満であった比較例１のＰＯＦは、ＢＥＲが３．１１×１０-6であり、実施例１～６のＰＯＦと比較して高かった。伝送帯域が３０ＭＨｚ・ｋｍ未満であった比較例２のＰＯＦは、１．７以上のＭ2値を有していたにも関わらず、ＢＥＲが１．１２×１０-5であり、実施例１～６のＰＯＦと比較して高かった。これらの結果から、長さが３０ｍ以下であり、かつコア径が３０μｍ以上かつ１００μｍ以下であるＰＯＦにおいて、７０ｄＢ／ｋｍ以上かつ５００ｄＢ／ｋｍ以下の伝送損失と、３０ＭＨｚ・ｋｍ以上かつ６００ＭＨｚ・ｋｍ以下の伝送帯域とが充足されることにより、短距離の信号伝送において伝送品質が向上したＰＯＦを実現できることが確認された。
　なお、比較のために、実施例２と同様の方法で作製したＰＯＦについて長さ４０ｍでＢＥＲの評価を行ったところ、ＢＥＲは２．２０×１０-2と悪かった。このように、本開示は、ＰＯＦについて、長さ３０ｍ以下の短距離の信号伝送に発生する課題を効果的に解決するための技術であることがわかる。
　本開示のＰＯＦは、家庭内等の短距離の信号伝送の用途に適している。
 
 

Claims (10)

  1. 　コアと、前記コアの外周に配置されたクラッドと、を備えたプラスチック光ファイバーであって、
    　前記プラスチック光ファイバーの長さが、３０ｍ以下であり、
    　前記コアの直径が、３０μｍ以上かつ１００μｍ以下であり、
    　波長８５０ｎｍにおける伝送損失が、７０ｄＢ／ｋｍ以上かつ５００ｄＢ／ｋｍ以下であり、
    　波長８５０ｎｍにおける伝送帯域が、３０ＭＨｚ・ｋｍ以上かつ６００ＭＨｚ・ｋｍ以下である、
    プラスチック光ファイバー。
  2. 　前記プラスチック光ファイバーは、屈折率分布型である、
    請求項１に記載のプラスチック光ファイバー。
  3. 　前記コアは、第１樹脂を含み、
    　前記第１樹脂は、全フッ素系樹脂、部分フッ素系樹脂、部分塩素系樹脂、及び部分重水素化系樹脂からなる群より選択される少なくとも１つである、
    請求項１に記載のプラスチック光ファイバー。
  4. 　前記第１樹脂は、全フッ素系樹脂及び部分フッ素系樹脂からなる群より選択される少なくとも１つである、
    請求項３に記載のプラスチック光ファイバー。
  5. 　前記第１樹脂は、下記式（１）で表される構成単位（Ａ）を含有する含フッ素重合体を含む、
    請求項４に記載のプラスチック光ファイバー。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     （式（１）中、Ｒff 1～Ｒff 4は各々独立に、フッ素原子、炭素数１～７のパーフルオロアルキル基、又は炭素数１～７のパーフルオロアルキルエーテル基を表す。Ｒff 1及びＲff 2は連結して環を形成してもよい。）
  6. 　前記含フッ素重合体は、下記式（２）で表される構成単位（Ｂ）をさらに含有する、
    請求項５に記載のプラスチック光ファイバー。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     （式（２）中、Ｒ1～Ｒ3は各々独立に、フッ素原子、又は炭素数１～７のパーフルオロアルキル基を表す。Ｒ4は、炭素数１～７のパーフルオロアルキル基を表す。パーフルオロアルキル基は、環構造を有していてもよい。フッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。パーフルオロアルキル基におけるフッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。）
  7. 　前記含フッ素重合体は、下記式（３）で表される構成単位（Ｃ）をさらに含有する、
    請求項５に記載のプラスチック光ファイバー。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     （式（３）中、Ｒ5～Ｒ8は各々独立に、フッ素原子、又は炭素数１～７のパーフルオロアルキル基を表す。パーフルオロアルキル基は、環構造を有していてもよい。フッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。パーフルオロアルキル基におけるフッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。）
  8. 　前記含フッ素重合体は、下記式（４）で表される構成単位（Ｄ）をさらに含有する、
    請求項５に記載のプラスチック光ファイバー。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
     （式（４）中、Ｚは、酸素原子、単結合、又は－ＯＣ（Ｒ19Ｒ20）Ｏ－を表し、Ｒ9～Ｒ20は各々独立に、フッ素原子、炭素数１～５のパーフルオロアルキル基、又は炭素数１～５のパーフルオロアルコキシ基を表す。フッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。パーフルオロアルキル基におけるフッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。パーフルオロアルコキシ基におけるフッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。ｓ及びｔはそれぞれ独立に０～５で、かつｓ＋ｔが１～６の整数（ただし、Ｚが－ＯＣ（Ｒ19Ｒ20）Ｏ－の場合、ｓ＋ｔは０であってもよい）を表す。）
  9. 　前記コアは、屈折率調整剤をさらに含む、
    請求項３に記載のプラスチック光ファイバー。
  10. 　前記クラッドの外周に配置された補強層をさらに含む、
    請求項１に記載のプラスチック光ファイバー。
     
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