(57)【要約】高次モードの伝送損失が小さく、モード分散が小さいプラスチック光ファイバを提供する。少なくともコア部と、該コア部の外周にクラッド部とを有してなるプラスチック光ファイバであって、前記コア部が、コア中心から外側に向かって前記プラスチック光ファイバの径方向に漸次低下する屈折率を有し、前記クラッド部の屈折率が前記コア中心の屈折率よりも低く、かつコア周縁の屈折率よりも高いことを特徴とするプラスチック光ファイバ。
2004025340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともコア部と、該コア部の外周にクラッド部とを有してなるプラスチック光ファイバであって、
前記コア部が、コア中心から外側に向かって前記プラスチック光ファイバの径方向に漸次低下する屈折率を有し、前記クラッド部の屈折率が前記コア中心の屈折率よりも低く、かつコア周縁の屈折率よりも高いことを特徴とするプラスチック光ファイバ。
【請求項２】
前記コア周縁と前記クラッド部との間に中間部を有し、該中間部の屈折率が前記クラッド部の屈折率よりも低い請求項１に記載のプラスチック光ファイバ。
【請求項３】
前記コア部が、濃度勾配により屈折率分布を形成させうる非重合性化合物を含有してなる請求項１または２に記載のプラスチック光ファイバ。
【請求項４】
前記コア部、および前記クラッド部が、それぞれ独立に、アクリル系ポリマー、ポリスチレン、ポリノルボルネン、ポリカーボネート、ポリイミドおよびポリエステルからなる群より選択される一種以上のポリマーを含有する請求項１、２または３に記載のプラスチック光ファイバ。
【請求項５】
前記非重合性化合物が、ジフェニルスルファイド、ベンジルベンゾエート、トリフェニルホスフェート、ジブチルフタレートおよびトリクレジルホスフェートからなる群より選択される１種以上の化合物である請求項３または４に記載のプラスチック光ファイバ。
【請求項６】
前記コア部、および前記クラッド部が、それぞれ独立に、実質的に水素原子を有しない含フッ素重合体を含有してなる請求項１、２または３に記載のプラスチック光ファイバ。
【請求項７】
前記非重合性化合物が、炭素環または複素環を３個以上有しかつ実質的に水素原子を有しない含フッ素多環式化合物である、請求項３または６に記載のプラスチック光ファイバ。
【請求項８】
前記非重合性化合物が、クロロトリフルオロエチレンオリゴマーである請求項３または６に記載のプラスチック光ファイバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、通信用のプラスチック光ファイバに関するものであり、特に、多モード光ファイバにおける情報伝送性能の改善に関する。
【背景技術】  近年の情報通信容量の増大に対応するため、既に日本国の幹線系では、石英系シングルモードファイバーネットワークの敷設、全ディジタル化が完了している。石英系シングルモード光ファイバーは、伝送損失が低く、光信号を長距離に渡って伝送することのできる理想的な伝送メディアであるが、より高速通信を可能にするために、コア領域の直径が約５〜１０μｍに設計されている。また、石英の剛直性により径を小さくしなければ曲げに対して極めて弱いという現実的な問題も存在していた。
このような小さなコア領域に光信号の入射、接続、分岐を可能とするためには、非常に高いアライメント技術が要求されることから、全てを石英系シングルモードファイバーで敷設するには、莫大なコストがかかり、家庭等までの敷設には至っていない。
一方、ポリマー光ファイバ（ＰＯＦと略称する）は、ファイバーを構成する母材がポリマーからなるために材料コストが低く、石英系ファイバーに比べて大口径化（２００〜１０００μｍ）が可能であり、さらに、そのような大口径ファイバーであっても、ポリマー材料が有するフレキシビリティーのために、曲げに強く非常に優れた特性を有している。このようにＰＯＦでは大口径化が可能なことから、光信号の入射、接続、分岐が極めて容易となった。
これまでの研究の成果であるグレーデッドインデックス（ＧＩと略称）型ＰＯＦは、コア中心から外側に向かって前記プラスチック光ファイバの径方向に漸次低下してなり、前記クラッド部の屈折率が、前記コア中心における屈折率よりも低く、材質がポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡと略称）からなるプラスチック光ファイバである（例えば、特開平６−１８６４４１号公報、特開平６−１８６４４２号公報、特開平７−２７９２８号公報参照）。このＧＩ型ＰＯＦでは、図１に示すように、１００ｍ伝送後の出射波形がモードの相違の影響で若干の到達時間に広がりをもつ波形となっているものの、入射波形とほぼ同形状となっている（図１における実線の波形）。このことからＧＩ型ＰＯＦは、モード分散が小さく、従来のＳＩ型（ステップインデックス型）ＰＯＦに比べて、通信速度を２桁以上向上させることが可能となる画期的なものである。
さらに、幹線ファイバである石英系ファイバとの接続を考慮し、石英系ファイバで最も低損失となる波長１．５５μｍでのＰＯＦの伝送損失を小さくする試みとして、ポリマー分子内の水素原子をそれよりも重い重水素原子、あるいはフッ素原子に置換したＰＯＦを作製した（例えば、特開平１０−２６８１４６号公報、特開平１０−２９３２１５号公報参照）。その結果、吸収波長が長波長側にシフトし、波長１．５５μｍで低損失化が図られ、広く可視光域から近赤外光域に渡って非常に低伝送損失であるＰＯＦが得られることとなった。
しかし、これらの材料を用いて透明化を図ったことにより、従来のＰＭＭＡ光ファイバでは背後に隠れていた高次モードの分散についての問題が表面化した。具体的には、図１に示すように、出射波形において、高モードの影響と思われる出力の遅れがはっきりと表れるようになった（図１における白丸の波形）。このようにフッ素系光ファイバ等では、透明化を図ったことにより伝送損失を低下させたものの、通信速度が著しく低下するという新たな問題が露出した。
そのため、低伝送損失を保ちつつ、高次モードの伝達遅延時間を小さくして、通信速度をあげる技術の開発が熱望されていた。
本発明は、前記従来における問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明の課題は、高次モードの伝送損失が小さく、モード分散が小さいプラスチック光ファイバを提供することである。
【発明の開示】
上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者は下記の構成により本発明の目的が達成できることを見出した。
（１）  少なくともコア部と、該コア部の外周にクラッド部とを有してなるプラスチック光ファイバであって、
前記コア部が、コア中心から外側に向かって前記プラスチック光ファイバの径方向に漸次低下する屈折率を有し、前記クラッド部の屈折率が前記コア中心の屈折率よりも低く、かつコア周縁の屈折率よりも高いことを特徴とするプラスチック光ファイバ。
（２）  前記コア周縁と前記クラッド部との間に中間部を有し、該中間部の屈折率が前記クラッド部の屈折率よりも低い請求項１に記載のプラスチック光ファイバ。
（３）  前記コア部が、濃度勾配により屈折率分布を形成させうる非重合性化合物を含有してなる前記（１）または（２）に記載のプラスチック光ファイバ。
（４）  前記コア部、および前記クラッド部が、それぞれ独立に、アクリル系ポリマー、ポリスチレン、ポリノルボルネン、ポリカーボネート、ポリイミドおよびポリエステルからなる群より選択される一種以上のポリマーを含有する前記（１）、（２）または（３）に記載のプラスチック光ファイバ。
（５）  前記非重合性化合物が、ジフェニルスルファイド、ベンジルベンゾエート、トリフェニルホスフェート、ジブチルフタレートおよびトリクレジルホスフェートからなる群より選択される１種以上の化合物である前記（３）または（４）に記載のプラスチック光ファイバ。
（６）  前記コア部、および前記クラッド部が、それぞれ独立に、実質的に水素原子を有しない含フッ素重合体を含有してなる前記（１）、（２）または（３）に記載のプラスチック光ファイバ。
（７）  前記非重合性化合物が、炭素環または複素環を３個以上有しかつ実質的に水素原子を有しない含フッ素多環式化合物である、前記（３）または（６）に記載のプラスチック光ファイバ。
（８）  前記非重合性化合物が、クロロトリフルオロエチレンオリゴマーである前記（３）または（６）に記載のプラスチック光ファイバ。
【図面の簡単な説明】図１は、入射波形と１００ｍ伝送後の出射波形を表す図面である。
図２は、Ｗ型ＰＯＦの断面と屈折率分布を表す図面である。
図３は、屈折率分布曲線を表す式（１）におけるパラメータｇを変化させた場合の屈折率分布曲線を表すグラフである。
図４は、上記式（１）におけるパラメータρを変化させた場合の屈折率分布曲線を表すグラフである。
図５は、本発明に従って作製されたプラスチック光ファイバ母材の線引に好適に使用可能な線引装置の縦断面図である。
図６は、実施例において作製した、中間部を有しマトリックスポリマーがＰＭＭＡであるＷ型ＰＯＦの屈折率分布を表すグラフである。
図７は、実施例において作製した、中間部を有さずマトリックスポリマーがＰＭＭＡであるＧＩ型ＰＯＦの屈折率分布を表すグラフである。
図８は、マトリックスポリマーがＰＭＭＡであるＰＯＦのモード依存性損失を表すグラフである。
図９は、モード依存性遅延時間の測定の結果を表すグラフである。
【符号の説明】
ａ…コア中心、ｂ…コア部、ｃ…中間部、ｄ…クラッド部、ｒ０…コア中心、ｒ１…コア部と中間部との境界点、ｒ２…中間部とクラッド部との境界点
４１０…線引装置、４１２…線引炉、４１４…外径モニタ、４１６…巻取手段、４２０…カバー、４２２…炉心管、４２４…ヒータ、４２６…母材、４２７…ネックダウン部、４２８…上部円筒、４２９…矢印、４３０…リング４３２…下部円筒、４３４…シャッター、４３８…プラスチック光ファイバ。
【発明を実施するための最良の形態】  本発明のプラスチック光ファイバは、図２の屈折率分布に例示するように、コア部の屈折率がコア中心から外側に向かって径方向で漸次低下し、クラッド部の屈折率がコア中心よりも低いプラスチック光ファイバであって、前記コア部と前記クラッド部との間に、前記クラッド部よりも低い屈折率を有する部分が設けられていることを特徴としている。このようなＷ型の屈折率分布を有するプラスチック光ファイバを設計することで、高次モードについての問題を解決するに至った。
ここで本発明におけるコア中心とは、光ファイバ内部で、径方向における最も屈折率の高い部分をいい、図２においてはａがコア中心である。
本発明におけるコア部とは、屈折率が前述のコア中心（ｒ０）から外側に向かって径方向で漸次低下する屈折率分布を有する部分をいう。図２においては、ｂがコア部である。
本発明におけるコア周縁とは、コア部の最外部をいい、図２においては、ｒ１をいう。
本発明における中間部とは、コア部とクラッド部との間に位置し、クラッドの屈折率よりも低い屈折率を有する部分である。通常、中間部の屈折率は、コア周縁の屈折率に等しい。しかし、コア部のマトリックスであるプラスチックとは異なるプラスチックを使用する、あるいはマトリックスのプラスチックは同一であっても屈折率を変える添加物（非重合性化合物）の配合量を変える等により、コア周縁と異なる材料を用いることができる。その場合は、中間部の屈折率はコア周縁の屈折率よりも高くすることも低くすることもできる。ただし、その場合であっても、中間部の屈折率はクラッド部の屈折率より低くなければならない。中間部は存在してもしなくてもよいが、中間部を有していることが好ましい。図２においては、ｃが中間部である。
本発明におけるクラッド部とは、コア部（中間部を有する場合には中間部）のさらに外側に位置し、ファイバ中央の光伝送領域であるコア部および中間部を被覆する部分である。クラッド部の屈折率はコア中心の屈折率よりも低く、かつ中間部の屈折率よりも高い。図２においてはｄがクラッド部である。クラッド部の屈折率は均一であっても、非均一であってもよい。
ここで、光ファイバの屈折率が、ある最小値をもって変化している様子を「溝」とする。中間部が存在する場合でも存在しない場合でも、この溝は存在する（このような屈折率分布を有する光ファイバをＷ型ＰＯＦと称する。）。屈折率最小値近傍で、ある一定値となり、溝に底辺が存在するような図２の場合であっても、屈折率が最小値を境に急激に増加に転じ、底辺が殆ど存在しないような図４の場合であっても良い。溝の屈折率分布の形状には制限が無い。好ましくは、コア周縁（中間部が存在する場合には中間部）からクラッド部にかけての屈折率が、不連続的に急激に変化するのではなく、漸次的に変化することが好ましい。
このようなＷ型の屈折率分布を有するＰＯＦであれば、その他特に制限は無いが、より好ましくは、下記式（１）で表される屈折率分布曲線を有するＰＯＦである。
2004025340.tif 000003
前記式（１）において、ｒは、コア中心から径方向への距離を表す。ｎ（ｒ）は、ｒ位置における前記コア部および中間部の屈折率を表す。ｎ１は、コア中心における屈折率を表す。
Ｒは、コア部の半径を表す。図２におけるｒ０からｒ１までの距離がコア部の半径であり、ｒ０からｒ２までの距離が中間部の半径である。実際の光ファイバでは円筒よりも扁平していることが多く、Ｒは次式のようにコア部の最小外接円の半径ｄｍａｘと最大内接円の半径ｄｍｉｎとの平均で表される。
Ｒ＝（ｄｍａｘ＋ｄｍｉｎ）／２
Δは、比屈折率差を表し、Δ＝（ｎ１−ｎ２）／ｎ１である。ｎ２はクラッド部の屈折率を表す。
ｇは、屈折率分布係数を表し、コア部の屈折率曲線の形状に起因するパラメータである。ｇ＝１の場合は、コア中心の屈折率が、コア部外径の屈折率へ向かって直線に降下する（図３、ただし、後述するρが１の場合）。ｇが１より大きくなるにつれて、曲線の曲率が大きくなる。本発明において好ましいｇの値は、１．０以上５．０以下であり、より好ましくは１．８以上３．０以下であり、最も好ましくは２．４である。
ρは、次式のように中間部屈折率係数を表す。
ρ＝（ｎ１−ｎ３）／（ｎ１−ｎ２）
ρ＝１のときに中間部（溝）が全く無いＧＩ型ＰＯＦとなり、ρ＝２では、コア周縁部の屈折率ｎ３とクラッド部の屈折率ｎ２との差ｎ２−ｎ３と、コア中心の屈折率ｎ１とクラッド部の屈折率ｎ２との差ｎ１−ｎ２とが同じとなる（図４）。本発明において好ましいρの値は、１より大きく２以下である。より好ましくは、１．２以上１．８以下である。
本発明における屈折率曲線を有するＰＯＦには、Ｗ型の屈折率分布とすることが可能であれば使用するポリマーは何ら限定されないが、ガラス転位温度や低伝送損失の観点から、アクリル系ポリマー、ポリスチレン、ポリノルボルネン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエステルおよび実質的に水素原子を有しない含フッ素重合体からなる群より選択される少なくとも一種以上のポリマーを含有し、これらのポリマーをマトリックス用のポリマーとして用いることが好ましい。アクリル系ポリマーの場合には、ポリメタクリレート、ポリメチルメタクリレート、メチルメタクリレート−ベンジルメタクリレート共重合体、水素原子を重水素原子に全置換又は部分置換したポリメタクリレート、水素原子を重水素原子に全置換又は部分置換したポリメチルメタクリレート、水素原子をフッ素原子に部分置換したポリメタクリレート、および水素原子をフッ素原子に部分置換したポリメチルメタクリレートから選ばれるポリマーを使用することが好ましい。水素原子をフッ素原子に部分置換したアクリル系ポリマーとしては、例えば、下記式で表されるトリフルオロエチルメタクリレート（３ＦＭＡ）、ヘキサフルオロイソプロピルフルオロアクリレート（２ＦＡ−ＨＦＩＰ）をモノマーに用いて得られたポリマーなどが挙げられる。
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これらのポリマーの好ましい重量平均分子量（Ｍｗ）は、４０，０００〜２００，０００であり、より好ましくは、６０，０００〜１００，０００である。分子量が小さすぎると耐熱性を阻害することがあり、大きすぎると屈折率分布を有する光ファイバの形成が困難になることがある。質量平均分子量は、ゲルパーミエションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）のスチレン換算により求めた値である。以下、平均分子量はこの方法により求めたものをいう。
含フッ素重合体の場合には、実質的に水素原子を有しない非結晶性の含フッ素重合体であれば何ら限定されない。「実質的に水素原子を有しない」とは重合体の末端基に水素原子を有する程度の存在であれば、水素原子を有しないことと実質的に同意であり、繰り返し単位を構成する部分には水素原子を有することが考えられない程度をいう。水素原子を有しないの含フッ素重合体としては、環構造を有する含フッ素重合体がより好ましい。環構造を有する含フッ素化号物では、炭素環または複素環を３個以上有し、かつ実質的に水素原子を有しない含フッ素多環式化合物であることが好ましい。
環構造を有する含フッ素重合体としては、主鎖に環構造を有する場合と、側鎖に環構造を有する場合とが挙げられ、どちらの場合でもマトリックスポリマーとして使用可能であるが、より好ましくは主鎖に環構造を有する含フッ素重合体である。側鎖に環構造を有する場合の例としては、水素原子を実質的に有しないように水素原子をフッ素原子に置換したポリスチレン等が挙げられる。
主鎖に環構造を有する含フッ素重合体としては、含フッ素脂肪族環構造、含フッ素イミド環構造、含フッ素トリアジン環構造または含フッ素芳香族環構造を有する含フッ素重合体が好ましい。含フッ素脂肪族環構造を有する含フッ素重合体では含フッ素脂肪族エーテル環構造を有するものがさらに好ましい。
含フッ素脂肪族環構造を有する重合体としては、具体的に、
（１）含フッ素環構造を有する単量体（環を構成する炭素原子と環を構成しない炭素原子間に重合性二重結合を有する単量体、または環を構成する炭素原子２個間に重合性二重結合を有する単量体）を重合して得られる重合体、
（２）２個以上の重合性二重結合を有する含フッ素モノマーを環化重合して得られる主鎖に含フッ素脂環構造を有する重合体、
が好適である。
上記含フッ素脂環構造を有する単量体は１個の重合性二重結合を有する単量体が好ましく、上記環化重合し得る含フッ素単量体は２個の重合性二重結合を有しかつ含フッ素脂環構造を有さない単量体が好ましい。
なお、以下、含フッ素脂環構造を有する単量体と環化重合し得る含フッ素単量体以外の共重合性単量体を「他のラジカル重合性単量体」という。
含フッ素重合体の主鎖を構成する炭素原子は単量体の重合性二重結合の２個の炭素原子から構成される。したがって、重合性二重結合を１個有する含フッ素脂環構造を有する単量体では、重合性二重結合を構成する２個の炭素原子の一方または両方の炭素原子が脂環を構成する原子となる。脂環を有さない、かつ２個の重合性二重結合を有する含フッ素単量体は、一方の重合性二重結合の１個の炭素原子と他方の重合性二重結合の１個の炭素原子が結合して環を形成する。結合した２個の炭素原子とそれらの間にある原子（ただし、側鎖の原子を除く）によって脂環が形成され、２個の重合性二重結合の間にエーテル性酸素原子が存在する場合は、含フッ素脂肪族エーテル環構造が形成される。
含フッ素脂環構造を有する単量体を重合して得られる主鎖に含フッ素脂環構造を有する重合体は、パーフルオロ（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソール）（ＰＤＤと略称する）、パーフルオロ（２−メチル−１，３−ジオキソール）、パーフルオロ（２−エチル−２−プロピル−１，３−ジオキソール）、パーフルオロ（２，２−ジメチル−４−メチル−１，３−ジオキソール）などのジオキソール環員炭素にフッ素、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のフッ素置換アルキル基を有するペルフルオロジオキソール類、パーフルオロ（４−メチル−２−メチレン−１，３−ジオキソラン）（ＭＭＤと略称する）、パーフルオロ（２−メチル−１，４−ジオキソラン）などの含フッ素脂環構造を有する単量体を重合することにより得られる。
また、この単量体と実質的に水素原子を含まない他のラジカル重合性単量体とを共重合させることにより得られた主鎖に含フッ素脂環構造を有する重合体も用いられる。他のラジカル重合性単量体の重合単位の割合が多くなると含フッ素重合体の光の透過率が低下する場合があるので、含フッ素重合体としては、含フッ素脂環構造を有する単量体の単独重合体や、その単量体の重合単位の割合が７０モル％以上の共重合体が好ましい。
実質的に水素原子を含まない他のラジカル重合性単量体としては、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチエレン、パーフルオロ（メチルビニルエーテル）などが挙げられる。
このようなタイプの市販の実質的に水素原子を有さない非晶質の含フッ素重合体としては、上記パーフルオロ（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソール）系重合体（商品名テフロンＡＦ：デュポン社製）、パーフルオロ（４−メトキシ−１，３−ジオキソール）系重合体（商品名ＨＹＦＬＯＮ  ＡＤ：アウジモント社製）などがある。
また、２個以上の重合性二重結合を有する含フッ素単量体を環化重合して得られる、主鎖に含フッ素脂肪族環構造を有する重合体は、特開昭６３−２３８１１１号公報や特開昭６３−２３８１１５号公報等により知られている。即ち、パーフルオロ（３−オキサ−１，５−ヘキサジエン）、パーフルオロ（３−オキサ−１，６−ヘプタジエン）（ＰＢＶＥと略称する）などの単量体を環化重合することにより、またはこのような単量体をテトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、パーフルオロ（メチルビニールエーテル）などの水素原子を含まない他のラジカル重合性単量体とを共重合することにより主鎖に含フッ素脂環構造を有する重合体が得られる。上記ＰＢＶＥの環化重合では、２，６−位炭素の結合により前記式（Ｉ）で示される５員環エーテル結合を主鎖に有する重合単位が形成される。
また、２個以上の重合性二重結合を有する含フッ素単量体としては、上記以外にも例えばＰＢＶＥの飽和炭素に置換基を有する単量体も好ましく、具体的にパーフルオロ（４−メチル−３−オキサ−１，６−ヘプタジエン）（ＰＢＶＥ−４Ｍと略称する）、パーフルオロ（４−クロロ−３−オキサ−１，６−ヘプタジエン）（ＰＢＶＥ−４Ｃｌと略称する）、パーフルオロ（５−メトキシ−３−オキサ−１，６−ヘプタジエン）（ＰＢＶＥ−５ＭＯと略称する）、パーフルオロ（５−メチル−３−オキサ−１，６−ヘプタジエン）なども好ましい。他のラジカル重合性単量体の重合単位の割合が多くなると含フッ素重合体の光の透過率が低下する場合があるので、含フッ素重合体としては、２個以上の重合性二重結合を有する含フッ素単量体の単独重合体や、その単量体の重合単位の割合が４０モル％以上の共重合体が好ましい。
このようなタイプの実質的に水素原子を有さない非晶質の含フッ素重合体の市販品としては「サイトップ」（旭硝子社商品名）がある。
また、パーフルオロ（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソール）などの含フッ素脂環構造を有する単量体とパーフルオロ（３−オキサ−１，５−ヘキサジエン）、パーフルオロ（３−オキサ−１，６−ヘプタジエン）（ＰＢＶＥ）などの２個以上の重合性二重結合を有する含フッ素単量体とを共重合させることによっても主鎖に含フッ素脂環構造を有する含フッ素重合体が得られる。この場合も組み合わせによっては光の透過率が低下する場合があるので、２個以上の重合性二重結合を有する含フッ素単量体の重合単位の割合が３０モル％以上の共重合体が好ましい。
含フッ素脂環構造を有する重合体は、主鎖に環構造を有する重合体が好適であるが、全重合単位に対して環構造を有する重合単位を２０モル％以上、好ましくは４０モル％以上含有するものが透明性、機械的特性等の面から好ましい。
また、含フッ素脂環構造を有する重合体はパーフルオロ重合体であることが好ましい。すなわち、炭素原子に結合する水素原子のすべてがフッ素原子に置換された重合体であることが好ましい。しかし、パーフルオロ重合体の一部のフッ素原子は塩素原子、重水素原子などの水素原子以外の原子に置換されていてもよい。塩素原子の存在は重合体の屈折率を高める効果を有する。
上記含フッ素脂環構造を有する含フッ素重合体は、後述する含フッ素イミド環構造、含フッ素トリアジン環構造または含フッ素芳香族環構造を有する含フッ素重合体に比べ、熱延伸又は溶融紡糸によりファイバ化加工してもポリマー分子が配向しにくく、したがって光の散乱を起こしにくいなどの理由から特に好ましい。とりわけ含フッ素脂肪族エーテル環構造を有する含フッ素重合体が好ましい。
上記の含フッ素脂環構造を有する重合体としては、具体的には以下の（Ｉ）〜（Ｖ）式から選ばれる繰り返し単位を有するものが例示される。なお、これらの含フッ素脂環構造を有する重合体中のフッ素原子は、屈折率を高めるために一部塩素原子で置換されていてもよい。また、（Ｉ）〜（Ｖ）式の２種以上の共重合体としてもよい。
2004025340.tif 000005
上記（Ｉ）〜（Ｖ）式において、１は０〜５を表す。ｍは０〜４を表す。ｎは０〜１を表す。ただし、１＋ｍ＋ｎは１〜６である。ｏ，ｐおよびｑは各々独立に０〜５を表す。ただし、ｏ＋ｐ＋ｑは１〜６である。Ｒ１は、Ｆ又はＣＦ３を表す。Ｒ１〜Ｒ４、Ｘ１およびＸ２は各々独立にＦ、Ｃｌ、ＣＦ３又はＯＣＦ３を表す。
含フッ素脂肪族環構造を有する重合体は、主鎖に環構造を有する重合体が好適であるが、環構造を有する重合単位を２０モル％以上、好ましくは４０モル％以上含有するものが透明性、機械的特性等の面から好ましい。
上記の主鎖に含フッ素脂環構造を有する含フッ素重合体は、本発明における好ましいマトリックスポリマーの１つであるが、前述したようにマトリックスポリマーとしてはこれに限定されない。含フッ素重合体として、例えば、含フッ素イミド環構造を主鎖に有する含フッ素重合体なども好ましく用いられる。具体的には、下記の一般式で示される繰り返し単位を有するものが例示される。
2004025340.tif 000006
（上記式中、Ｒ１は下記から選ばれ、
2004025340.tif 000007
Ｒ２は下記から選ばれる。
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ここで、Ｒｆはフッ素原子、パーフルオロアルキル基、パーフルオロアリール基、パーフルオロアルコキシ基、パーフルオロフェノキシ基から選ばれ、これらは各々同一であっても異なっていてもよい。Ｙは下記から選ばれる。
2004025340.tif 000009
ここで、Ｒｆはパーフルオロアルキル基、パーフルオロアリール基から選ばれ、これらは各々同一であっても異なっていてもよい。ｒは１〜１０である。Ｙと２つのＲｆが炭素を挟んで環を形成してもよく、その場合、環は飽和環でも不飽和環でもよい。）
さらに本発明では、含フッ素芳香族環構造を有する含フッ素重合体として、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエステルなどの側鎖または主鎖に芳香族を有するポリマーのフッ素置換体が挙げられる。これらは全フッ素置換されたパーフルオロ体でもよく、フッ素置換残部を塩素などで置換したものでもよい。さらにトリフロロメタン置換基などを有していてもよい。
また、上記含フッ素重合体中のフッ素原子は、屈折率を高めるために一部塩素原子で置換されていてもよい。更に屈折率を高めるための物質を含フッ素重合体に含ませてもよい。
上記含フッ素重合体は、光伝送体が耐熱性を奏し、高温にさらされても軟化しにくく、したがって光の伝送性能が低下することなどのない充分な分子量を有することが望ましい。またこのような特性を発現するための含フッ素重合体の分子量は、溶融成形可能な分子量を上限とするが、３０℃パーフルオロ（ブチルテトラヒドロフラン）（ＰＢＴＨＦ）中で測定される固有粘度［η］で、通常好ましくは０．１〜１ｄｌ／ｇ程度、より好ましくは０．２〜０．５ｄｌ／ｇ程度である。また該固有粘度に相当する数平均分子量は、通常１×１０４〜５×１０６程度、好ましくは５×１０４〜１×１０６程度である。
また、上記含フッ素重合体を溶融紡糸時、あるいはプリフォームの延伸加工時の成形性を確保するため、含フッ素重合体の２００〜３００℃で溶融した含フッ素重合体の溶融粘度は、１×１０２〜１×１０５Ｐａ・ｓ程度であることが好ましい。
以下に好ましいコア部、中間部およびクラッド部を構成するポリマーの組み合わせについて記載するが、これらに限定されることは無い。
１）  組み合わせ−１
コア部が少なくともポリメチルメタクリレートを含有してなり、中間部が少なくともポリメチルメタクリレートを含有してなり、かつクラッド部が少なくともメチルメタクリレート−ベンジルメタクリレート共重合体を含有してなるプラスチック光ファイバである。
２）  組み合わせ−２
コア部が少なくとも水素原子を重水素原子に全置換したポリメチルメタクリレートを含有してなり、中間部が少なくとも水素原子を重水素原子に全置換したポリメチルメタクリレートを含有してなり、かつクラッド部がポリメチルメタクリレートを含有してなるプラスチック光ファイバである。
このように水素原子を重水素化することは、信号波長として使用され得る０．６〜０．９μｍの光において低伝送損失化が図れ、より好ましいＰＯＦ素材となる。
３）  組み合わせ−３
コア部が少なくとも前記（Ｉ）〜（Ｖ）式から選ばれる含フッ素脂肪族環構造を有する重合体を含有してなり、中間部が少なくともコア部よりも屈折率の低い前記（Ｉ）〜（Ｖ）式から選ばれる含フッ素脂肪族環構造を含有してなり、かつクラッド部がコア中心より低く中間部よりも高い屈折率を有する前記（Ｉ）〜（Ｖ）式から選ばれる含フッ素脂肪族環構造を含有してなるプラスチック光ファイバである。
このように、前記（Ｉ）〜（Ｖ）式から選ばれる含フッ素脂肪族環構造を含有することは、重水素化した場合と同様に、信号波長として使用され得る０．５〜１．５５μｍの光において低伝送損失化が図れ、より好ましいＰＯＦ素材となる。
上記に示すポリマーをマトリックスとして用いることが好ましいが、コア部、中間部およびクラッド部のマトリックス用のポリマーは、それぞれ異なるポリマーであっても、同一のポリマーであってもよい。但し、Ｗ型ＰＯＦではコア部、中間部およびクラッド部の屈折率が異なるため、同一のポリマーを使用する場合には屈折率を変化させる化合物（例えば、下記に説明する非重合性化合物等）を添加するか、２種以上モノマーを原料とする共重合体として使用するなどの処理が必要である。
非重合性化合物は、マトリックスポリマーとの比較において屈折率の差が０．００１以上である少なくとも１種類の物質であり、マトリックスポリマーよりも高屈折率であっても低屈折率であってもよい。通常はマトリックスポリマーよりも高屈折率の物質を用いる。また、非重合性化合物は、当該ポリマーに対し反応性を有しない化合物であることが好ましい。非重合性化合物は、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
特に、本発明の光ファイバにおけるコア部では、コア中心から外側に向かって径方向に漸次低下する屈折率分布を有しており、このような屈折率分布を形成させるには、非重合性化合物の拡散により濃度勾配を形成させて、屈折率分布を形成する方法を用いることが好ましい。
コア部以外にも、屈折率を調製する目的でクラッド部、中間部にも非重合性化合物を添加することができる。
マトリックスポリマーがアクリル系ポリマー、ポリスチレン、ポリノルボルネン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエステル、ポリカーボネート、およびポリエステルからなる群より選択される少なくとも一種以上のポリマーである場合、非重合性化合物はジフェニルスルファイド、ベンジルベンゾエート、ジフェニルスルホキシド、トリフェニルホスフェート、ジブチルフタレートおよびトリクレジルホスフェートから選択される少なくとも１種以上の化合物であることが好ましい。特に好ましくは、ジフェニルスルファイドである。これらの非重合性化合物は濃度が高くなるにつれて、屈折率も高くなる。
マトリックスポリマーが実質的に水素原子を有しない含フッ素重合体である場合、非重合性化合物はベンゼン環等の芳香族環、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン原子、エーテル結合等の結合基を含む、低分子化合物、オリゴマー、ポリマーが好ましい。また、非重合性化合物は実質的に水素原子を有しない物質であることが好ましい。マトリックスポリマーとの屈折率の差は０．００５以上であることが好ましい。
オリゴマーやポリマーである非重合性化合物は、前記したような含フッ素重合体を形成するモノマーの重合体からなることが好ましく、マトリックスポリマーとの比較において屈折率が０．００１以上の差を有していることが好ましい。このような非重合性化合物とマトリックスポリマーとの組み合わせとして、例えば屈折率の異なる２種の含フッ素重合体を用い、一方の含フッ素重合体を非重合性化合物として用いることができる。
これらの非重合性化合物は、上記マトリックスとの比較において、溶解性パラメータの差が７（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２以内であることが好ましい。ここで溶解性パラメータとは物質間の混合性の尺度となる特性値であり、溶解性パラメータをδ、物質の分子凝集エネルギーをＥ、分子容をＶとして、式δ＝（Ｅ／Ｖ）１／２で表される。
低分子化合物である非重合性化合物としては、例えば炭素原子に結合した水素原子を含まないハロゲン化芳香族炭化水素がある。特に、ハロゲン原子としてフッ素原子のみを含むハロゲン化芳香族炭化水素やフッ素原子と他のハロゲン原子を含むハロゲン化芳香族炭化水素が、含フッ素重合体との相溶性の面で好ましい。また、これらのハロゲン化芳香族炭化水素は、カルボニル基、シアノ基などの官能基を有していないことがより好ましい。
このようなハロゲン化芳香族炭化水素としては、例えば、式Φｒ−Ｚｂ［Φｒは水素原子のすべてがフッ素原子に置換されたｂ価のフッ素化芳香環残基、Ｚはフッ素以外のハロゲン原子、−Ｒｆ、−ＣＯ−Ｒｆ、−Ｏ−Ｒｆ、あるいは−ＣＮ。ただし、Ｒｆはパーフルオロアルキル基、ポリフルオロパーハロアルキル基、または１価のΦｒ。ｂは０または１以上の整数。］で表される化合物がある。芳香環としてはベンゼン環やナフタレン環がある。Ｒｆであるパーフルオロアルキル基やポリフルオロパーハロアルキル基の炭素数は５以下が好ましい。フッ素以外のハロゲン原子としては、塩素原子や臭素原子が好ましい。
具体的な化合物としては例えば、１，３−ジブロモテトラフルオロベンゼン、１，４−ジブロモテトラフルオロベンゼン、２−ブロモテトラフルオロベンゾトリフルオライド、クロロペンタフルオロベンゼン、ブロモペンタフルオロベンゼン、ヨードペンタフルオロベンゼン、デカフルオロベンゾフェノン、パーフルオロアセトフェノン、パーフルオロビフェニル、クロロヘプタフルオロナフタレン、ブロモヘプタフルオロナフタレンなどがある。
ポリマーやオリゴマーである非重合性化合物としては、前記（Ｉ）〜（Ｖ）の繰り返し単位を有するものの内、組み合される含フッ素重合体とは異なる屈折率を有する含フッ素重合体（例えば、ハロゲン原子としてフッ素原子のみを含む含フッ素重合体とフッ素原子と塩素原子を含む含フッ素重合体との組み合せ、異なる種類や異なる割合の２以上のモノマーを重合して得られた２種の含フッ素重合体の組み合せなど）が好ましい。
また、上記のごとき主鎖に環構造を有する含フッ素重合体以外に、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ジクロロジフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロアルキルビニルエーテルなどの水素原子を含まないモノマーからなるオリゴマー、それらモノマー２種以上の共重合オリゴマーなども非重合性化合物として使用できる。また、−ＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）Ｏ−や−（ＣＦ２）ｎＯ−（ｎは１〜３の整数）の構造単位を有するパーフルオロポリエーテルなども使用できる。これらオリゴマーの分子量は、非結晶性となる分子量範囲から選ばれ、数平均分子量３００〜１０，０００が好ましい。拡散のしやすさを考慮すると、数平均分子量３００〜５０００がさらに好ましい。
特に好ましい非重合性化合物のうちの１種としては、含フッ素重合体、特に主鎖に環構造を有する含フッ素重合体との相溶性が良好であること等から、クロロトリフルオロエチレンオリゴマーが挙げられる。相溶性が良好であることにより、含フッ素重合体、特に主鎖に環構造を有する含フッ素重合体とクロロトリフルオロエチレンオリゴマーとを２００〜３００℃で加熱溶融により容易に混合させることができる。又、含フッ素溶媒に溶解させて混合した後、溶媒を除去することにより両者を均一に混合させることができる。クロロトリフルオロエチレンオリゴマーの好ましい分子量は、数平均分子量５００〜１５００である。
また、特に好ましい非重合性化合物として、下記（Ｂ１）〜（Ｂ３）からなる群から選ばれる１種以上の含フッ素多環式化合物（Ｂ）が挙げられる。
（Ｂ１）  炭素環または複素環であってかつフッ素原子またはペルフルオロアルキル基を有する含フッ素環の２個以上が、トリアジン環、酸素原子、硫黄原子、リン原子および金属原子の群から選ばれる１種以上を含む結合で結合された含フッ素非縮合多環式化合物であって、かつ実質的に水素原子を有しない化合物。
（Ｂ２）  炭素環または複素環であってかつフッ素原子またはペルフルオロアルキル基を有する含フッ素環の３個以上が、直接または炭素原子を含む結合で結合された含フッ素非縮合多環式化合物であって、かつ実質的に水素原子を有しない化合物。
（Ｂ３）  炭素環または複素環の３個以上から構成されている縮合多環式化合物であって、かつ実質的に水素原子を有しない含フッ素縮合多環式化合物。
上記含フッ素多環式化合物は、近赤外光で光吸収が起こるＣ−Ｈ結合（すなわち、炭素−水素結合）を実質的に有しない化合物である。上記含フッ素多環式化合物は、化合物中のすべての水素原子がフッ素原子またはペルフルオロアルキル基に置換された構造からなるペルフルオロ化合物であることが好ましい。本発明の目的を阻害しないかぎり、このペルフルオロ化合物中のフッ素原子の一部が１〜２個の塩素原子または臭素原子に置換されていてもよい。含フッ素多環式化合物（Ｂ）の数平均分子量は３×１０２〜２×１０３が好ましく、３×１０２〜１×１０３がより好ましい。マトリックスポリマーである水素原子を実質的に有しない非結晶性の含フッ素重合体との溶解性を高める観点からは、含フッ素多環式化合物（Ｂ）中にペルフルオロアルキル基を有することが好ましく、マトリックスポリマーとの屈折率差を大きくする観点からは含フッ素多環式化合物（Ｂ）中にペルフルオロアルキル基を有しないことが好ましい。
含フッ素多環式化合物（Ｂ）は、フッ素原子またはペルフルオロアルキル基を有する炭素環または複素環であることが好ましい。炭素環および複素環としては４員環以上のものから選ばれることが好ましく、４〜６員環がより好ましい。複素環を構成する原子としては、炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子およびリン原子などから選ばれることが好ましい。ペルフルオロアルキル基としては、炭素数１〜２０のペルフルオロアルキル基が好ましい。
炭素環としては、シクロペンタン環、シクロヘキサン環などの環式飽和炭化水素環；ベンゼン環、ベンゼン環の水素原子の１個または２個がメチル基で置換された環などの芳香族炭化水素環；シクロペンテン環、シクロヘキセン環などの芳香族炭化水素環以外の環式不飽和炭化水素環などが挙げられる。複素環としては、チオフェン環、フラン環、ピリジン環、トリアジン環、トリアゾール環などのヘテロ原子が１種の複素環、イソチアゾール環などのヘテロ原子が２種の複素環などが挙げられる。好ましい含フッ素環は含フッ素芳香族炭化水素環であり、より好ましい含フッ素環はペルフルオロ芳香族炭化水素環である。芳香族炭化水素環としてはベンゼン環が好ましい。
含フッ素多環式化合物（Ｂ）は、２個または３個以上の含フッ素環が２個以上の原子を共有することなく結合している化合物である。２個以上の原子を共有することなく結合するとは、含フッ素環が１個の原子を共有して結合すること、または含フッ素環が直接結合もしくは間接結合することを意味する。含フッ素環が間接結合するとは含フッ素環が１以上の原子を介して結合することを意味する。
２個の含フッ素環が結合する場合、その結合はトリアジン環、酸素原子、硫黄原子、リン原子および金属原子の群から選ばれる１種以上を含む結合である。３個以上の含フッ素環が結合する場合、その結合はトリアジン環、酸素原子、硫黄原子、リン原子および金属原子の群から選ばれる１種以上を含む結合、含フッ素環の３個以上の直接結合または炭素原子を含む結合である。
金属原子としてはＺｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｈｇ、Ｔｌ、Ａｓ、Ｓｅ、ＴｅおよびＣｄから選ばれる２〜４価の金属原子が好ましい。熱的安定性および化学的安定性のよい含フッ素非縮合多環式化合物を与えることから、より好ましい金属原子はＳｎ原子である。
２個以上の含フッ素環がトリアジン環を含む結合で結合した含フッ素非縮合多環式化合物としては、以下の式１〜式３のいずれかで表される含フッ素芳香族トリアジン化合物が好ましい。本明細書において、Φｇ（ｇは１〜６の整数）はペルフルオロベンゼンからｇ個のフッ素原子を除いた残基を表す。ｇ個のフッ素原子を除いた後フッ素原子が残っている場合には、そのフッ素原子の一部または全部がペルフルオロアルキル基で置換された構造でもよい。
２個以上の含フッ素環がリン原子を含む結合で結合した含フッ素非縮合多環式化合物としては、（Φ１）３−Ｐで表される化合物または以下の式４で表されるホスファザトリエン環を含む結合で結合した化合物が好ましい。
２個以上の含フッ素環が硫黄原子を含む結合で結合した含フッ素非縮合多環式化合物としては、以下の式５または式６で表される含フッ素芳香族含硫黄化合物が好ましい。ただし、式５においてｈは１〜４の整数であり、式６においてｋは１〜６の整数である。
２個以上の含フッ素環が金属原子を含む結合で結合した含フッ素非縮合多環式化合物としては、以下の式７または式８で表される含フッ素芳香族含金属化合物が好ましい。ただし、式７、式８においてＭはＺｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｈｇ、Ｔｌ、Ａｓ、Ｓｅ、ＴｅおよびＣｄから選ばれる金属原子であり、ｐ、ｑは金属Ｍの価数で２〜４の整数である。
３個以上の含フッ素環が、直接または炭素を含む結合で結合した含フッ素非縮合多環式化合物としては、以下の式９〜式１２のいずれかで表される含フッ素芳香族化合物が好ましい。屈折率分布型光学樹脂材料の透明性を阻害しない観点から、含フッ素芳香族化合物中Φ１〜Φ４の数の合計は３〜５個が好ましい。
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炭素環または複素環の３個以上から構成されている縮合多環式化合物であって、かつ水素原子の一部または全部がフッ素原子またはフッ素含有基に置換されている含フッ素縮合多環式化合物における炭素環および複素環としては、４員環以上のものが好ましく、４〜６員環がより好ましい。複素環を構成する好ましい原子としては、炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、およびリン原子などから選ばれる。
含フッ素縮合多環式化合物としては、ペルフルオロフルオレン、ペルフルオロフェナレン、ペルフルオロフェナントレン、ペルフルオロアントラセン、ペルフルオロトリフェニレン、ペルフルオロピレン、ペルフルオロクリセン、ペルフルオロナフタセンなどの３〜４個の炭素環から構成されている含フッ素縮合多環式炭化水素または以下の式１３または式１４で表される含フッ素縮合多環式化合物が好ましい。
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ＰＯＦの透明性を阻害しない観点から、ペルフルオロフルオレン、ペルフルオロフェナレン、ペルフルオロフェナントレン、ペルフルオロアントラセンなどの３個の炭素環から構成されている含フッ素縮合多環式炭化水素がより好ましい。
含フッ素多環式化合物（Ｂ）としては、熱的安定性、マトリックスポリマーとの溶解性の高いものおよび屈折率分布型光学樹脂材料の透明性を阻害しないものから選ぶことが好ましい。このような含フッ素多環式化合物（Ｂ）としては、２個以上の含フッ素環が少なくともトリアジン環を含む結合で結合した含フッ素非縮合多環式化合物が特に好ましい。トリアジン環としては、１，２，３−トリアジン環、１，２，４−トリアジン環、および１，３，５−トリアジン環が挙げられ、１，３，５−トリアジン環が好ましい。
非重合性化合物の添加量は、マトリックスとなるポリマーや非重合性化合物の種類によって異なる。しかし、非重合性化合物の添加量が多くなりすぎると低分子が多く存在することとなり、耐熱性に問題が生じるため、屈折率の漸次降下曲線を有するコア部のマトリックスポリマーに対して、５質量％以上２０質量％以下であることが好ましい。
次に、本発明におけるＷ型ＰＯＦの母材の好ましい製造方法を記載するが、これに限定されない。
１）界面ゲル重合法
界面ゲル重合法では、ファイバ母材の製造に中空の円筒体容器を用い、中空管外部から熱や光により重合させるため、重合初期段階において中空管周辺にゲル層が形成される。このとき、前記の非重合化合物はモノマーよりも分子サイズが大きいため、中空管周辺のゲル層には入り込みにくい。その結果、重合反応の進行していない中心に近づくにしたがって非重合化合物の濃度が高くなり、屈折率分布が形成される
界面ゲル重合法は、コア中心から外側に向かって径方向に屈折率が漸次低下してなるコア部を形成する場合に用いられ、コア部以外のクラッド部および中間部の製造方法については何ら限定されないが、少なくとも下記ａ〜ｃ工程を有する製造方法が好ましい。
ａ）  前記クラッド部を形成するプラスチックの原料を中空の円筒体容器（例えばガラス管）に注入し、回転しながら重合させて、中空のクラッド部円筒体を形成する工程、
ｂ）  前記中間部を形成するプラスチックの原料を前記中空のクラッド部円筒体に注入し、回転しながら重合させて、前記クラッド部円筒体の内側に中空の中間部円筒体を形成する工程、
ｃ）  前記コア部を形成するプラスチックの原料を、前記中空の中間部円筒体に注入し重合させて、前記コア部を形成する工程。
工程ａにおけるクラッド部を形成するプラスチックの原料とは、前述のマトリックス用ポリマーの原料となるモノマーのほかに前述の非重合化合物、重合開始剤および連鎖移動剤を含有していても良い。また、マトリックス用ポリマーの原料となるモノマーは単一の種類であっても２種以上であっても良い。２種以上のモノマーを添加した場合には共重合体となる。
本発明に用いられるモノマーの重合反応には、好適には、Ｏ−Ｏ結合を有する過酸化物やアゾ系化合物等を重合開始剤とするラジカル重合が用いられる。この重合開始剤には、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、ｔ−ブチルペルオキサイド等の、約４０℃〜約１３０℃で有効にラジカルを発生するいわゆる中温開始剤が好適に使用可能である。この中温開始剤を使用した場合の重合反応の温度条件は、好適には約４０℃〜約１２０℃である。重合反応速度は、反応熱や反応自体による膨脹収縮によって重合反応中若しくは反応後ポリマーにクラック等が生じないように、並びに、反応熱によってモノマーが反応中に沸騰することのないように調節される必要があり、これは重合温度と開始剤添加量との組み合わせにより調節可能である。該開始剤の添加量は、約４０℃〜約１２０℃において、モノマーに対して０．００１〜１０重量％程度、更には０．０１〜１．０重量％程度であればよい。
尚、このような熱エネルギーによる重合では、中空の円筒体の容器外部から加熱することにより行う。また、熱エネルギーによる重合以外にも、光エネルギーを用いた重合等も使用可能である。この場合においても同様に、温度等の入力エネルギー量と濃度との組み合わせにより、重合反応速度を調節することが可能である。
連鎖移動剤は特に制限されず、公知の連鎖移動剤から適宜選択して使用することが可能である。このような公知の連鎖移動剤としては、例えば、ベンゼン、イソプロピルベンゼン等の芳香族炭化水素；クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化物；ブチルメルカプタン等のメルカプト系化合物（−ＳＨ基を有する化合物）；メタノール等のアルコール類が挙げられる。
工程ａにおける中空の円筒体容器は、このような形状であればどのようなものであっても良く、ガラス等の様々な材質のものが使用可能である。ただし、下記に示すように重合はラジカル反応であるため、ラジカル重合反応を阻害する空気中の酸素の混入を防ぐよう、中空の円筒体は封止できる容器または窒素雰囲気となる容器など酸素の混入を阻止できる容器であることが好ましい。
回転させる際は、回転数が１０，０００ｒｐｍ以下であることが好ましく、１００ｒｐｍ以上５，０００ｒｐｍ以下であることがより好ましい。
工程ｂにおける中間部を形成するプラスチックの原料とは、前述のマトリックス用ポリマーの原料となるモノマーを含有し、該モノマーのほかに重合開始剤、非重合化合物、連鎖移動剤を含有していても良い。該モノマーは単一の種類であっても２種以上であっても良い。２種以上のモノマーを添加した場合には共重合体となる。
本発明においては、中間部がファイバ内部において最も屈折率が低い部分であるため、該モノマーの屈折率を下げるような添加剤を含有することも可能である。
工程ｂにおいても、工程ａと同様、回転数は１０，０００ｒｐｍ以下であることが好ましく、１００ｒｐｍ以上５，０００ｒｐｍ以下であることがより好ましい。
また、中間部を形成するプラスチックの原料をそのまま工程ａで作製した中空のクラッド部に注入して回転させながら重合させてもよいし、中間部を形成するプラスチックの原料を用いて予め粘度が１０００ｃｐｓ〜７０００ｃｐｓとなる程度に重合させたものを中空の円筒体に注入し、回転しながら更に重合させて、中空の中間部円筒体を形成させてもよい。
工程ｃにおけるコア部を形成するプラスチックの原料とは、前述のマトリックス用ポリマーの原料となるモノマーと濃度勾配により屈折率分布を形成させ得る非重合性化合物とを含有し、該モノマーのほかに重合開始剤、非重合化合物、連鎖移動剤を含有していても良い。該モノマーは単一の種類であっても２種以上であっても良い。２種以上のモノマーを添加した場合には共重合体となる。
また、コア部を形成するプラスチックの原料をそのまま工程ａで作製した中空の中間部に注入して回転させながら重合させてもよいし、コア部を形成するプラスチックの原料を用いて予め粘度が１０００ｃｐｓ〜７０００ｃｐｓとなる程度に重合させたものを中空の円筒体に注入し、回転しながら更に重合させて、コア部を形成させてもよい。
工程ｃは１段階で行っても良く、２段階以上繰り返してコア部を製造しても良い。より好ましくは、屈折率分布の式（１）に合わせるように２段階以上で屈折率を調整して製造する。屈折率の調整は、非重合性化合物の添加量や種類を変更する等により行うことが可能である。
コア部の製造では、コア中心において上記の好ましい分子量に至るまで重合を行う必要はなく、途中で重合を終了させても良い。但し、コア部全体としては、上記の分子量となっていることが好ましい。
好ましいＰＯＦ母材の製造方法は、工程ａ、ｂ、ｃの順に行い、ＰＯＦ母材の外側から形成させ、最後に中心部分にあるコア部を形成することが好ましいが、中心から熱や光により重合させ、最後に径周辺部分を形成させることも可能である。その場合には、非重合性化合物は、マトリックスポリマーよりも低屈折率の物質である。中心から重合させることで径中心部にゲル層が形成し、ゲル層に非重合性化合物が入り込めなくなるため、径中心部は非重合性化合物の濃度が低く、径周辺部では非重合性化合物の濃度が高くなるという濃度勾配を形成することが必要である。
２）ＤＤ法
ＤＤ法では、予め非重合性化合物を含まない原料モノマーを重合させ、円柱の芯が中空となっている円筒体を作製する。その中空部分に非重合性化合物を注入し、作製した円筒体を回転させながら溶融させる。非重合性化合物が径の内側から外側へ拡散し、径方向での非重合性化合物の濃度勾配が生じる。このようにして屈折率分布を有するＰＯＦ母材が形成される。非重合性化合物を注入するには、中心部に１層のみ非重合性化合物を注入する場合のみならず、中心部に非重合性化合物を多層に注入してもよい。
ＤＤ法でＷ型ＰＯＦを作製する場合、（１）予め重合させ中空の円筒体を作製し、（２）その中空部分に非重合性化合物を注入して、（３）円筒体を溶融させる、という工程を含めば、いかなる方法によってもよいが、少なくとも下記ａ〜ｄ工程を有する製造方法が好ましい。
ａ）前記クラッド部を形成するプラスチックの原料を重合させて、中空のクラッド部円筒体を形成する工程、
ｂ）前記中間部を形成するプラスチックの原料を重合させて、中空の中間部を形成する工程。
ｃ）工程ｂで作製した前記中間部の中空部分に非重合性化合物を注入し、中間部を溶融させて非重合性化合物を拡散させ、非重合性化合物の濃度勾配により屈折率分布を形成した部分であってクラッド部よりも高屈折率の部分をコア部としてなり、クラッド部よりも低屈折率の部分を中間部としてなる円柱を作製する工程。
ｄ）工程ａで作製した前記クラッド部の中空部分に、工程ｃ）で形成した円柱を挿入し、加熱して合体させる工程。
工程ｄのように、工程ｃで予め作製した円柱（ロッド）を、工程ａで作製した中空の円筒体に挿入してＰＯＦ母材を作製する方法は、いわゆるロッドインチューブ法であり、本発明のＷ型ＰＯＦを作製するＤＤ法では、ロッドインチューブ法による製造方法が好ましい。
また、上記工程ａ）の後、
ｂ２）  前記中間部を形成するプラスチックの原料を前記中空のクラッド部円筒体に注入し中間部を重合させて、前記クラッド部円筒体の内側に中空の中間部円筒体を形成する工程、
ｃ２）  前記中空の中間部の中空部分に非重合性化合物を注入し、中間部を溶融させて、径方向での非重合性化合物の濃度勾配により屈折率分布が形成された円柱を形成する工程、
の工程を経て、ＰＯＦ母材を作製することも可能である。但し、この作製方法の場合には、クラッド部と中間部のガラス転位温度（Ｔｇ）を考慮する必要があり、クラッド部のＴｇよりも中間部のＴｇが低くなければならない。中間部を溶融しやすくし、非重合性化合物の拡散をおこさせるためである。クラッド部のＴｇよりも中間部のＴｇのほうが高い場合には、溶融工程においてクラッド部と中間部が混合してしまい、Ｗ型の屈折率を有するＰＯＦが得られ難い。Ｔｇを考慮してマトリックスポリマーを選択すれば、この方法によってもＷ型ＰＯＦを作製することが可能である。
３）ディップコート
溶融紡糸や延伸などによって得られたマトリックスポリマーからなる芯材に、非重合性化合物またはその非重合性化合物を含むマトリックスポリマーを繰り返しディップコートする方法である。
４）モノマーの反応性の差異を利用
マトリックスポリマーを形成するモノマーと非重合性化合物を形成するモノマーであって、それらモノマーの反応性が異なる２種のモノマーを用いて、マトリックスポリマーの繰り返し単位と非重合性化合物の繰り返し単位の組成比が周辺部から中心に向かって連続的に変化するように重合反応を進行させる方法である。
５）揮発除去・溶出
マトリックスポリマーと非重合性化合物を均一に混合した混合物または溶媒中で均一に混合した後、溶媒のみを揮発除去させることにより得られる混合物を、熱延伸または溶融押出によりファイバー化し、次いで（またはファイバー化直後に）加熱状態で不活性ガスと接触させて非重合性化合物を表面から揮発させることにより屈折率分布を形成する方法である。
または、上記ファイバー化した後、マトリックスポリマーを溶解せずに非重合性化合物のみを溶解する溶媒中にファイバーを浸漬し、非重合性化合物をファイバー表面から溶出させることにより屈折率分布を形成する方法である。
６）多層押出
高屈折率重合体と低屈折率重合体とを加熱溶融または溶媒を含有する溶液状態で混合し、それぞれ混合割合の異なる状態で多層押出させながら（または押出したのちに）両者を互いに拡散させ、最終的に屈折率分布の形成されたファイバーを得る方法である。この場合、高屈折率重合体がマトリックスポリマーで低屈折率重合体が非重合性化合物でもよく、高屈折率重合体がマトリックスポリマーで低屈折率重合体が非重合性化合物でもよい。
このようにして得られたＰＯＦ母材を延伸することで光ファイバとする。延伸の方法は、一般的に用いられている線引装置であれば特に制限は無いが、本発明に好適な線引装置の概略を図５に示す。線引装置４１０は、線引炉４１２と、外径モニタ４１４と、巻き取り手段４１６とから構成される。線引炉４１２は、金属製のカバー４２０と、該カバー４２０の上下にそれぞれ配置された上部円筒４２８と下部円筒４３２とからなるハウジングを有する。線引炉４１２は、上記ハウジングと、その内部に配置された円管状の炉心管４２２と、該炉心管４２２の外側に配置されたヒータ４２４と含む。
上記構成を有する線引装置４１０を用いてプラスチック光ファイバ母材を線引する場合、図５に示されるように、円筒形状のプラスチック光ファイバ母材４２６は炉心管４２２の内側に挿入され、線引炉４１２内に配置される。線引された母材の一部（すなわち、光ファイバ４３８）が巻き取り手段４１６により巻き取られることにより、光ファイバ母材４２６は巻取によって生じたネックダウン部４２７を下にして線引炉４１２内に配置されることとなる。
プラスチック光ファイバ母材４２６は、通常はカバー４２０に完全に包囲されず、一部が上部円筒４２８の上方に突き出たまま残った状態となっている。線引炉４１２内の気密性を保つために、上部円筒４２８の上面は、プラスチック光ファイバ母材４２６の外径とほぼ同等の大きさの穴を有するリング４３０により、シールされている。一方、下部円筒４３２の下面には、金属製のシャッター４３４が備えられており、該シャッター４３４の中心付近には、線引されたファイバが通過可能なように、小さな開口が設けられている。
線引に際しては、炉心管４２２の内部のプラスチック光ファイバ母材４２６は、炉心管４２２を包囲するヒータ４２４によって加熱される。加熱されたプラスチック光ファイバ母材４２６の表面の酸化を防止するために導入される不活性なガスは、リング４３０を通過して線引炉４１２内へ供給され、矢印４２９に沿って炉心管４２２内部を流れる。従って、線引のための加熱中においては、炉心管４２２内の母材４２６は、不活性なガスの流れに包囲されている。加熱されて溶融した母材４２６は、所定の速度で紡糸されてプラスチック光ファイバ４３８となり、上記シャッター４３４の開口部を通過し、外径モニタ４１４を通過してその外径が測定された後、巻き取り手段４１６に巻き取られる。
このようにして作製されたプラスチック光ファイバは、ケーブルに用いることが可能である。
【実施例】以下、本発明を実施例および比較例により具体的に説明する。
【実施例１】  《Ｗ型ＰＯＦ−１の作製》
長さ５００ｍｍ、内径２２ｍｍのガラス管にメチルメタクリレート（ＭＭＡと略称）９９ｇ、ベンジルメタクリレート（Ｂｚ−ＭＭＡと略称）１１ｇ、ｔ−ブチルペルオキシ−２−エチルヘキサノエート４７０μリットル、ｎ−ブチルメルカプタン３６０μリットルを充填し、上端を封じた後、水平に保持し、３０００ｒｐｍで回転させながら７０℃で４時間加熱し、その後回転を止め９０℃で２０時間加熱し重合してメチルメタクリレート−ベンジルメタクリレート共重合体からなる円筒状容器を作製した。
このメチルメタクリレート−ベンジルメタクリレート共重合体製容器の片端を封じ、ＭＭＡ６０ｇ、ｔ−ブチルペルオキシ−２−エチルヘキサノエート３００μリットル、ブチルメルカプタン２４０μリットルを充填し、上端を封じた後、水平に保持し、３０００ｒｐｍで回転させながら７０℃で４時間加熱し、その後回転を止め９０℃で２０時間加熱し重合して、メチルメタクリレート−ベンジルメタクリレート共重合体の内側にポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡと略称）層を有する中空体を得た。
さらにこの中空体の内部に、メタクリル酸メチル６０ｇ、非重合性化合物のジフェニルスルファイド（ＤＰＳと略称）７．４１６ｇ、ジ−ｔ−ブチルペルオキサイド１２μリットル、ｎ−ラウリルメルカプタン１９６μリットルを充填し、端を封じた後、９０℃で２４時間加熱し、その後さらに１１０℃で４８時間加熱し重合させて外径２２ｍｍのロッドを得た。
このロッドをロッドフィード装置に垂直に取り付け、２２０℃の円筒状加熱炉で加熱溶融しつつ一定速度で引き取り、捲き取ることにより溶融紡糸し、直径０．７５ｍｍの光ファイバを得た。
得られた光ファイバのファイバ断面の屈折率分布を測定したところ、図６に示すように、屈折率が中心部から外周部方向になだらかに減少した後、最小屈折率をもって屈折率は増加し、さらに外側においてコア中心よりも低い屈折率でほぼ一定の値となっているＷ型ＰＯＦとなっていた。この屈折率曲線は、上記式（１）によく一致し、ｇ＝２．２、ρ＝２となっていた。
得られた光ファイバの１００ｍ長における伝送特性を評価したところ、伝送損失が波長６５０ｎｍにおいて１５０ｄＢ／ｋｍ、伝送帯域が２．１２ＧＨｚであり、溝の存在しないＧＩ型ＰＯＦと同等の良好な性能を有していた。
《Ｗ型ＰＯＦ−２の作製》
長さ５００ｍｍ、内径２２ｍｍのガラス管にＭＭＡ１１０ｇ、ｔ−ブチルペルオキシ−２−エチルヘキサノエート４７０μリットル、ｎ−ブチルメルカプタン３６０μリットルを充填し、上端を封じた後、水平に保持し、３０００ｒｐｍで回転させながら７０℃で４時間加熱し、その後回転を止め９０℃で２０時間加熱し重合してＰＭＭＡからなる円筒状容器を作製した。
このＰＭＭＡ製容器の片端を封じ、メチルメタクリレートの水素原子を重水素原子に置き換えた重水素化メチルメタクリレート（ＭＭＡ（ｄ８）と略称）６０ｇ、ｔ−ブチルペルオキシ−２−エチルヘキサノエート３００μリットル、ブチルメルカプタン２４０μリットルを充填し、上端を封じた後、水平に保持し、３０００ｒｐｍで回転させながら７０℃で４時間加熱し、その後回転を止め９０℃で２０時間加熱し重合して、ＰＭＭＡ円筒状容器の内側に重水素化ポリメチルメタクリレート層を有する中空体を得た。
さらにこの中空体の内部に、ＭＭＡ（ｄ８）６０ｇ、ＤＰＳを７．４１６ｇ、ジ−ｔ−ブチルペルオキサイド１２μリットル、ｎ−ラウリルメルカプタン１９６μリットルを充填し、端を封じた後、９０℃で２４時間加熱し、その後さらに１１０℃で４８時間加熱し重合させて外径２２ｍｍのロッドを得た。
このロッドをロッドフィード装置に垂直に取り付け、２２０℃の円筒状加熱炉で加熱溶融しつつ一定速度で引き取り、捲き取ることにより溶融紡糸し、直径０．７５ｍｍの光ファイバを得た。
得られた光ファイバのファイバ断面の屈折率分布を測定したところ、Ｗ型ＰＯＦ−１と同様に、Ｗ型ＰＯＦとなっていた。この屈折率曲線は、上記式（１）によく一致し、ｇ＝２．４、ρ＝１．５となっていた。
得られた光ファイバの１００ｍ長における伝送特性を評価したところ、伝送損失が波長６５０ｎｍにおいて８５ｄＢ／ｋｍ、伝送帯域が２．３８ＧＨｚであり、Ｗ型ＰＯＦ−１よりも伝送損失の小さいファイバであった。
《溝無しＧＩ型ＰＯＦ−１の作製》
長さ５００ｍｍ、内径２２ｍｍのガラス管にＭＭＡ１７０ｇ、ｔ−ブチルペルオキシ−２−エチルヘキサノエート７７０μリットル、ｎ−ブチルメルカプタン６００μリットルを充填し、上端を封じた後、水平に保持し、３０００ｒｐｍで回転させながら７０℃で４時間加熱し、その後回転を止め９０℃で２０時間加熱し重合してＰＭＭＡからなる円筒状容器を作製した。
このＰＭＭＡ製容器の片端を封じ、ＭＭＡ６０ｇ、ＤＰＳを７．４１６ｇ、ジ−ｔ−ブチルペルオキサイド１２μリットル、ｎ−ラウリルメルカプタン１９６μリットルを充填し、端を封じた後、９０℃で２４時間加熱し、その後さらに１１０℃で４８時間加熱し重合させて外径２２ｍｍのロッドを得た。
このロッドをロッドフィード装置に垂直に取り付け、２２０℃の円筒状加熱炉で加熱溶融しつつ一定速度で引き取り、捲き取ることにより溶融紡糸し、直径０．７５ｍｍの光ファイバを得た。
得られた光ファイバのファイバ断面の屈折率分布を測定したところ、図７に示すように、屈折率が中心部から外周部方向になだらかに減少し、その外側では、ほぼ一定の値の屈折率となっているＧＩ型ＰＯＦであった。
得られた光ファイバの１００ｍ長における伝送特性を評価したところ、伝送損失が波長６５０ｎｍにおいて１５０ｄＢ／ｋｍ、伝送帯域が１．８ＧＨｚであった。
《溝無しＧＩ型ＰＯＦ−２の作製》
長さ５００ｍｍ、内径２２ｍｍのガラス管にＭＭＡ（ｄ８）１７０ｇ、ｔ−ブチルペルオキシ−２−エチルヘキサノエート７７０μリットル、ｎ−ブチルメルカプタン６００μリットルを充填し、上端を封じた後、水平に保持し、３０００ｒｐｍで回転させながら７０℃で４時間加熱し、その後回転を止め９０℃で２０時間加熱し重合してポリメチルメタクリレートからなる円筒状容器を作製した。
このＰＭＭＡ製容器の片端を封じ、ＭＭＡ（ｄ８）６０ｇ、ＤＰＳを７．４１６ｇ、ジ−ｔ−ブチルペルオキサイド１２μリットル、ｎ−ラウリルメルカプタン１９６μリットルを充填し、端を封じた後、水平に保持し、１０ｒｐｍで回転させながら９５℃で２４時間加熱、その後回転を止め１１０℃で４８時間加熱し重合して外径２２ｍｍのロッドを得た。
このロッドをロッドフィード装置に垂直に取り付け、２２０℃の円筒状加熱炉で加熱溶融しつつ一定速度で引き取り、捲き取ることにより溶融紡糸し、直径０．７５ｍｍの光ファイバを得た。
ＧＩ型ＰＯＦ−１の場合と同様に、屈折率が中心部から外周部方向になだらかに減少し、その外側では、ほぼ一定の値の屈折率となっているＧＩ型ＰＯＦであった。
得られた光ファイバの１００ｍ長における伝送特性を評価したところ、伝送損失が波長６５０ｎｍにおいて８０ｄＢ／ｋｍ、伝送帯域が１．８ＧＨｚであった。
《評価》
１．  モード依存性損失の測定
上記で得られたＷ型ＰＯＦ−１，２および溝無しＧＩ型ＰＯＦ−１に多モードの入射光をいれて、１００ｍ伝送後の各モードの減衰を測定した。モード依存性損失は、レーザー光を、石英系シングルモードファイバーを介してＧＩ型ＰＯＦに入射することにより、ＧＩ型ＰＯＦ中のある限られたモード群を励振し、カットバック法により出射強度のファイバー長依存性を測定することにより測定した。シングルモードファイバーによる入射位置を、ＧＩ型ＰＯＦ中心から周辺へと適宜ずらすことにより低次モードから高次モード群を別々に励振し、各モードごとの伝送損失を算出した。
ＰＭＭＡ系のＰＯＦであって、溝のあるＷ型ＰＯＦ−１と溝の無いＧＩ型ＰＯＦ−１との比較を図８に示した。図８において横軸ｍ／Ｍは全モード数に対するモード次数である。横軸０は０次モードであり、横軸１は最高次モードである。図８の三角印でプロットしたものがＷ型ＰＯＦ−１の結果であり、丸印でプロットしたものがＧＩ型ＰＯＦ−１の結果である。
図８から、溝が存在するＷ型ＰＯＦの方がＧＩ型ＰＯＦに比べて、高次モードにおける減衰が非常に小さいという結果であった。
２．モード依存性遅延時間の測定
上記で得られたＷ型ＰＯＦ−２および溝無しＧＩ型ＰＯＦ−２に各モード群を別個に励振して、１００ｍ伝送後の各モードの到達時間を測定し、０次モードに対する到達遅延時間を測定した。測定は、Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｍｏｄｅ  Ｄｅｌａｙ（ＤＭＤ）法により行った。ＤＭＤは、パルス変調されたレーザー光をＰＯＦに入射する際に、石英系シングルモードファイバーを介して入射することにより、ＰＯＦのある限られたモード群を励振し、出射波形をもとにモード群の遅延時間を、シングルモードファイバーによる励振位置をかえることにより測定するものである。
図９で、縦軸は０次モードが到達した時間を０とし、各モードの到達の遅延時間を表している。横軸は図８と同様に全モード数に対するモード次数ｍ／Ｍを表している。また、図９中のプロットは以下のサンプルでの結果である。
黒四角…Ｗ型ＰＯＦ−２
黒丸…ＧＩ型ＰＯＦ−２
図９に示すように、溝が存在するＷ型ＰＯＦ−２の方が溝の存在しないＧＩ型ＰＯＦ−２より、高次モードにおける遅延が少なく、モードの相違の影響が小さい光ファイバとなった。
【実施例２】  ２０ｇのペルフルオロ（３−オキサ−１，６−ヘプタジエン）［ＰＢＶＥと略称］、２０ｇのペルフルオロ（４−メチル−３−オキサ−１，６−ヘプタジエン）［ＰＢＶＥ−４Ｍと略称］、重合開始剤として（ＣＨ３）２ＣＨＯＣＯＯ）２の５００ｍｌを加えガラス管に仕込み、凍結脱気した後、高速で回転しながら重合した。合成された中空状の管をガラス管より取り出し数平均分子量約１×１０５のポリマーからなる管を得た。
この管の中空部にＰＢＶＥ−４Ｍの１０ｇ、重合開始剤として（ＣＨ３）２ＣＨＯＣＯＯ）２の１００ｍｌを加えて、密封し、低速で回転しながら重合し、中空を有する管を得た。
さらに、この中空部に、ＰＢＶＥ−４Ｍの１０ｇ、非重合性化合物としてＣＴＦＥオリゴマーを１ｇ、重合開始剤として（（ＣＨ３）２ＣＨＯＣＯＯ）２の１００ｍｌを加えて密封し、重合させた。
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このようにして作製したＰＯＦ母材を溶融紡糸して、直径０．７５ｍｍの光ファイバを得た。このＰＯＦの屈折率分布は、クラッド部の屈折率が１．３３５、中間部の最小屈折率が１．３２８、コア中心の屈折率が１．３４２のＷ型の屈折率分布となっており、実施例１同様に、高次モードの光の損失が小さく、高次モードの光の遅延が少ないプラスチック光ファイバとなった。
【実施例３】  ５２５ｇのＰＢＶＥ、２２５ｇのペルフルオロ（４−クロロ−３−オキサ−１，６−ヘプタジエン）［ＰＢＶＥ−４Ｃｌと略称］、４ｋｇのイオン交換水、２６０ｇのメタノールおよび３．７ｇの（（ＣＨ３）２ＣＨＯＣＯＯ）２を、内容積５Ｌのガラスフラスコに入れた。系内を窒素で置換した後、４０℃で２２時間懸濁重合を行い、数平均分子量約５×１０４の重合体を６９０ｇ得た。この重合体をフッ素／窒素混合ガス（フッ素ガス濃度２０容量％）雰囲気中で２５０℃、５時間処理することにより光透過性および熱安定性の良好な重合体（以下、重合体Ａ１という）を得た。
重合体Ａ１をガラス封管中に仕込み、重合体Ａ１のみからなる円筒管を溶融成形により作成した。重合体Ａ１の屈折率は１．３５であった。
一方、重合体Ａ１の作製において、ＰＢＶＥとＰＢＶＥ−４Ｃｌを使用したところを、ＰＢＶＥの７５０ｇに変更した以外は全く同様にして、重合体Ａ２を作製した。
重合体Ａ２をガラス封管中に仕込み、重合体Ａ２のみからなる円筒管を溶融成形により作成した。重合体Ａ２の屈折率は１．３４２であった。
この重合体Ａ２の円筒管中空部に１３５−ＴＰＢを注入し２５０℃で溶融成形し円柱状の成形体（以下、成形体ａという）を得た。形成体ａの屈折率は径中心部から周辺部に向かって徐々に低下していた。
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重合体Ａ１の円筒間中空部に形成体ａを挿入し２００℃に加熱して合体させることにより母材を得た。この母材を２３０℃で溶融紡糸し直径０．７５ｍｍの光ファイバを得た。このＰＯＦの屈折率分布は、クラッド部の屈折率が１．３５、中間部の最小屈折率が１．３４２、コア中心の屈折率が１．３５８のＷ型の屈折率分布となっており、実施例１同様に、高次モードの光の損失が小さく、高次モードの光の遅延が少ないプラスチック光ファイバとなった。
【実施例４】  実施例２において、ＰＢＶＥを使用したところを３ＦＭＡに変更し、ＰＢＶＥ−４Ｍを２ＦＡ−ＨＦＩＰに変更し、ＣＴＦＥオリゴマーをジブチルフタレートに変更した以外は、全く同様の方法で、プラスチック光ファイバを作製した。
このＰＯＦの屈折率分布は、クラッド部の屈折率が１．３８、中間部の最小屈折率が１．３６、コア中心の屈折率が１．４０のＷ型の屈折率分布となっており、実施例１同様に、高次モードの光の損失が小さく、高次モードの光の遅延が少ないプラスチック光ファイバとなった。
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【実施例５】  実施例３において、重合体Ａ１の原料としてＰＢＶＥとＰＢＶＥ−４Ｃｌを使用したところをパーフルオロ（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソール）（ＰＤＤと略称する）４８７．５ｇ、１，１，２，２−テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）２６２．５ｇに変更した。また、重合体Ａ２の原料としてＰＢＶＥを使用したところを、ＰＤＤ６３７．５ｇとＴＦＥ１１２．５ｇに変更した。これら以外は、実施例３と同様の方法で、プラスチック光ファイバを作製した。
このときの重合体Ａ１のガラス転位温度（Ｔｇ）は１６０℃で、重合体Ａ２のＴｇは２４０℃であった。
また、ＰＯＦの屈折率分布は、クラッド部の屈折率が１．３１、中間部の最小屈折率が１．２９、コア中心の屈折率が１．３５のＷ型の屈折率分布となっており、実施例１同様に、高次モードの光の損失が小さく、高次モードの光の遅延が少ないプラスチック光ファイバとなった。
【実施例６】  長さ５００ｍｍ、内径２２ｍｍのガラス管にＭＭＡ１０４．５ｇ、ＤＰＳを５．５ｇ、ｔ−ブチルペルオキシ−２−エチルヘキサノエート４７０μリットル、ｎ−ブチルメルカプタン３６０μリットルを充填し、上端を封じた後、水平に保持し、３０００ｒｐｍで回転させながら７０℃で４時間加熱し、その後回転を止め９０℃で２０時間加熱し重合してＰＭＭＡと非重合性化合物のＤＰＳからなる円筒状容器を作製した。
このポリメチルメタクリレート製容器の片端を封じ、ＭＭＡ６０ｇ、ｔ−ブチルペルオキシ−２−エチルヘキサノエート３００μリットル、ブチルメルカプタン２４０μリットルを充填し、上端を封じた後、水平に保持し、３０００ｒｐｍで回転させながら７０℃で４時間加熱し、その後回転を止め９０℃で２０時間加熱し重合して、ＰＭＭＡとＤＰＳからなる円筒状容器の内側にＭＭＡ層を有する中空体を得た。
さらにこの中空体の内部に、ＭＭＡ６０ｇ、ＤＰＳを７．４１６ｇ、ジ−ｔ−ブチルペルオキサイド１２μリットル、ｎ−ラウリルメルカプタン１９６μリットルを充填し、端を封じた後、９５℃で２４時間加熱し、その後さらに１１０℃で４８時間加熱し重合させて外径２２ｍｍのロッドを得た。
このロッドをロッドフィード装置に垂直に取り付け、２２０℃の円筒状加熱炉で加熱溶融しつつ一定速度で引き取り、捲き取ることにより溶融紡糸し、直径０．７５ｍｍの光ファイバを得た。
このＰＯＦの屈折率分布は、クラッド部の屈折率が１．５０、中間部の最小屈折率が１．４９２、コア中心の屈折率が１．５１のＷ型の屈折率分布となっており、実施例１同様に、高次モードの光の損失が小さく、高次モードの光の遅延が少ないプラスチック光ファイバとなった。
【実施例７】  実施例２において、ＰＢＶＥ２０ｇ、ＰＢＶＥ−４Ｍ２０ｇを使用したところを、ＰＢＶＥ−４Ｍを３７．６ｇ、ＣＴＦＥオリゴマーを２．４ｇに変更してクラッド部を作製した。また、中間部の作製は実施例２とまったく同様にして行い、コア部の作製ではＰＢＶＥ−４Ｍ１０ｇをＰＢＶＥ−４Ｍ９．３ｇに変更し、ＣＴＦＥオリゴマー１ｇを１．７ｇに変更した以外は実施例２と全く同様にして、０．７５ｍｍの光ファイバを作製した。
このＰＯＦの屈折率分布は、クラッド部の屈折率が１．３４、中間部の最小屈折率が１．３２８、コア中心の屈折率が１．３５５のＷ型の屈折率分布となっており、実施例１同様に、高次モードの光の損失が小さく、高次モードの光の遅延が少ないプラスチック光ファイバとなった。
【産業上の利用の可能性】
高次モードの伝送損失が小さく、モード分散が小さいプラスチック光ファイバを提供することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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