(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
幅広の凹部を有するフッ素ドープ石英ガラス板を用意し、この凹部に多数の純粋石英コア／フッ素ドープ石英クラッドファイバを列状に配列させ、その上をフッ素ドープ石英ガラスで覆って一体化して母材となし、この母材の一端を加熱溶融して線引きすることを特徴とする耐放射線性テープ型マルチコアファイバの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ラインセンサ、ライトガイド等に用いられるテープ型マルチコアファイバの製造方法に関するもので、耐放射線性のものを提供する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバのコアを一列に整列させた光ファイバアレイを製造する場合、できるだけ細径に線引きした光ファイバを円筒ドラム上に整列巻きさせた後、光ファイバ同士を接着剤で固め、円筒ドラムの軸方向に切断して円筒ドラムから取り出してテープ型マルチコアファイバとしていた。
この種のファイバに耐放射線性が要求される場合は、その組成としてコアが純粋石英ガラス、クラッドがフッ素ドープ石英ガラスからなる光ファイバが用いられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の方法では、光ファイバ素線の外径の細径化を図るとしても断線しないようにするためには１０μｍ程度までが限界であり、そのコア本数にも自ずから限界があった。また、光ファイバ素線を巻きつける円筒ドラムの大きさにも自ずから限界があるため、製造可能な条長も３ｍ程度とされていた。
そして、この種のファイバを放射線雰囲気で使用する場合には耐放射線性のガラス材料を選択する必要があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上述の課題を解決するために、多心でかつコア径が小さく、かつ条長も長い耐放射線性テープ型マルチコアファイバを簡単に製造する方法を提供することを目的とする。その特徴とする請求項１の発明は、幅広の凹部を有するフッ素ドープ石英ガラス板を用意し、この凹部に多数の純粋石英コア／フッ素ドープ石英クラッドファイバを列状に配列させ、その上をフッ素ドープ石英ガラスで覆って一体化して母材となし、この母材の一端を加熱溶融して線引きすることにある。
さらにまた、上記の発明は、母材の一端に石英ガラス板を取付けて密封するとともに、母材の他端に石英ガラス管を取付けて、この石英ガラス管側から内在する空気を吸引除去しつつ石英ガラス板の先端を加熱溶融して線引きすることにある。なお、線引きに際して、母材の他端から空気を吸引除去するのは、内部に空気が残存すると特性が低下するのでこれを阻止するためである。
【０００５】
この発明は、予め得られるテープ型マルチコアファイバと相似形の母材を用意し、これを線引きしてファイバ化する方法であるので、長尺のものが得られ、必要に応じてこれを適宜長さに切断しても良いので任意の長さのものとすることができる。
また、予め列状に多数のファイバを並ばせることのできる幅広の凹部を有するフッ素ドープ石英ガラス板もしくは石英ガラス板を用意し、このガラス板に多数の純粋石英コア／フッ素ドープ石英クラッドファイバもしくは純粋石英コア／フッ素ドープ石英クラッド／石英ジャケットファイバを列状に並べて、その上に、下のガラス板と同じ組成のガラス板を被せて母材とするもので、用意すべきガラス板およびファイバの大きさは比較的に任意にできるため、取扱が簡単で、かつファイバの断線のおそれを軽減できる。
そして、ファイバ材料として石英系ガラスを用い、クラッド材をフッ素ドープ石英ガラスとすることにより、コアとクラッドの屈折率差を持たせ、放射線雰囲気下での使用に好適なものとすることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の方法によって得られる耐放射線性テープ型マルチコアファイバの一例の斜視図、図２〜４はこの発明の方法によるマルチコアファイバの製造工程を説明するための斜視図である。
図１において、１は所定間隔をおいて一列に並んだ純粋石英コア、２は各コアを覆う共通のフッ素ドープ石英クラッド、３は全体を覆うフッ素ドープ石英ガラス層である。
なお、実際の使用に際してはこのファイバ上には保護のために紫外線硬化型樹脂等がコーティングされる。
【０００７】
図２において、１０はマルチコアファイバ母材の元になるフッ素ドープ石英ガラス板で、その長さ方向に幅広い凹部１２を備えている。この凹部の寸法は、光ファイバを多数一列に配列しうる大きさとされている。具体的には、凹部の深さ５０〜２０００μｍ、特に１００〜２００μｍ程度が好適である。その理由は多数の光ファイバを一列に整列させることが容易であるからである。また凹部の幅は、フッ素ドープ石英ガラス板１０の幅よりも２〜４ｍｍ狭くされている。フッ素ドープ石英ガラス板そのものの寸法は、幅１００ｍｍ，厚さ５ｍｍ，長さ５００ｍｍ程度が好適である。
そして図３に示したように、純粋石英コア／フッ素ドープ石英クラッド光ファイバ１４を整列させる。光ファイバ１４の外径は凹部１２の深さの９０〜９９％とされ、整列作業に際しては、乾燥させた光ファイバを用いてもよいが、純粋で湿らせると、整列作業が容易である。
【０００８】
次に、図４に示すようにフッ素ドープ石英ガラス板１６で全体を覆って光ファイバ１４をサンドイッチ状に挟んだものとする。その後２枚合わせたフッ素ドープ石英ガラス板１０、１６の合わせ目の側面をバーナ等によって溶着し、母材２０とする。この母材２０を一端から溶融線引きしてテープ型マルチコアファイバとすることも可能であるが、図５に示す工程を経て線引きした方が好ましい。
すなわち、図５において母材の一端には石英ガラス板３０が溶着され、他端には石英ガラス管４０が溶着されている。石英ガラス板３０は、母材２０の一端を密封するとともに、線引きに際してダミーの役割を果たすもので、母材２０の全長を極力製品として使用できるようにするためのものである。石英ガラス管４０は、その母材２０側の断面が母材２０と合致するように偏平になされていて、それから次第に拡径され先端が円形にされたロート状部４２と、このロート状部４２から延びる管状部４４とからなっている。そして管状部４４側は図示してない真空ポンプに接続される。
【０００９】
この状態で、石英ガラス管の管状部４４側から真空ポンプにより空気を吸引しながら石英ガラス板３０側先端部を加熱溶融して線引きして所望の耐放射線性テープ型マルチコアファイバとする。このように一端から吸引脱気しつつ線引きすることで気泡が内部に残存するのを阻止することができる。
上記実施例１では、フッ素ドープ石英ガラス板と純粋石英コア／フッ素ドープ石英クラッドからなるファイバの組合わせについて説明したが、フッ素ドープ石英ガラス板の代わりに石英ガラス板とし、凹部内に配列するファイバとして純粋石英コアファイバ／フッ素ドープ石英クラッド／石英ジャケットのものも用いられる。
【００１０】
実施例１
幅広の凹部を有するガラス板として、外形が厚さ２．５ｍｍ，幅５２ｍｍ，長さ５００ｍｍ，凹部の寸法が幅５０μｍ，高さ２１０μｍの幅広い形の凹部を有するフッ素ドープ石英板を用意した。この凹部にコアとクラッドとの径比が１：１．３，外形が２００μｍの純粋石英コア／フッ素ドープ石英クラッド（純粋石英との比屈折率差Δ＝−０．７〜１％）からなる光ファイバを用意し、２５０本を一列に並べた。次にこの上に厚さ２．５ｍｍ，幅５２ｍｍ，長さ５００ｍｍのフッ素ドープ石英ガラス板９を被せてガラス板同士をバーナで加熱して溶着一体化して母材とした。
そしてこの母材の一端に長２０ｍｍの外形が同一の石英ガラス板を融着して密封するとともに、母材の他端には一端が母材を構成する石英ガラス板と同一サイズで、それからロート状に拡径され、最後に直径が５２ｍｍの円筒状となる石英ガラス管を融着した。
そして石英ガラス管側から吸引脱気しながら石英ガラス板先端を１５００℃に加熱溶融して線引きし、長さ２５０μｍ，幅２６００μｍ，コアピッチ１０±０．１μｍ，コア本数２５０のテープ型マルチコアファイバとし、その上に紫外線硬化型樹脂を１５０μｍの厚さにコーティングした。得られたものの条長は１６０ｍであり、その引張強度も１００ｋｇ／ｍｍ2 と十分なものであった。
【００１１】
実施例２
ガラス板としてサイズが実施例１と同一で、組成が石英ガラスからなるものを用意し、幅広の凹部内にコアとクラッドとジャケットとの径比が１：１．３：１．４で外径が２００μｍの純粋石英コア／フッ素ドープ石英クラッド（純粋石英との比屈折率差Δ＝−０．７〜１％）／石英ジャケットからなる光ファイバを２５０本整列させ、その上に上記ガラス板と同一サイズの石英ガラス板を被せて溶着して母材とした。次にこの母材に実施例１と同様に、一端に石英ガラス板、他端に石英ガラス管を融着した。そして石英ガラス管側から吸引脱気しながら石英ガラス側から２０００℃で線引きして、幅２１００μｍ，厚さ２１０μｍ，コアピッチ８±０．１μｍの耐放射線性テープ型マルチコアファイバとし、その上に紫外線硬化型樹脂を１５０μｍの厚さにコーティングして製品を得た。得られたものの条長は２５０ｍであり、その引張強度も１００ｋｇ／ｍｍ2 と十分なものであった。
【００１２】
【発明の効果】
この発明の方法は、以上のように予め幅広い凹部を有するガラス板（石英ガラスもしくはフッ素ドープ石英ガラス板）を用意し、この凹部の中に純粋石英コア／フッ素ドープ石英クラッド／石英ジャケットファイバもしくは純粋石英コア／フッ素ドープ石英クラッドファイバを配列して一列に配置し、その上にガラス板で覆って一体化して母材とし、こうして得られた母材を一端から溶融線引きしてマルチコアファイバとする方法であるので、耐放射線性に優れるとともに用意すべきガラス板および光ファイバの大きさを比較的に任意にできるため、光ファイバの断線のおそれが少なく、また条長の長いものを容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の方法によって得られた耐放射線性テープ型マルチコアファイバの一例の斜視図。
【図２】この発明に用いられる幅広い凹部を有するフッ素ドープ石英ガラス板の斜視図。
【図３】図２の幅広い凹部を有するフッ素ドープ石英ガラス板の凹部内にファイバを配列した状態を示す斜視図。
【図４】図３のファイバを配列した凹部を有するフッ素ドープ石英ガラス板の上に，さらに蓋となるフッ素ドープ石英ガラス板を被せた状態を示す斜視図。
【図５】母材の一端にガラス板を、他端にガラス管を取付ける状態を示す説明図。
【符号の説明】
１  純粋石英コア
２  フッ素ドープ石英クラッド
３  フッ素ドープ石英ガラス層
１０  母材の元になるフッ素ドープ石英ガラス板
１２  幅広の凹部
１４  純粋石英コア／フッ素ドープ石英クラッド光ファイバ
１６  蓋になるフッ素ドープ石英ガラス板
２０  母材
３０  石英ガラス板
４０  石英ガラス管
４２  ロート状部
４４  管状部
【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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