シリカコート・グレーティング・ファイバ
【課題】グレーティング部（１ｇ）の安定性を向上させる。
【解決手段】コア（１ａ）およびクラッド（１ｄ）から成る石英またはガラス製の光ファイバ（１）の外周面に、シリコンアルコキシドと加水分解反応を促進する活性アルコールとアルコールと水の混合液からゾル−ゲル法により合成したシリカミクロ多孔体溶液を塗布し、焼付けして、珪素を主成分とするシリカミクロ多孔体膜（２）を形成する。次いで、シリカミクロ多孔体膜（２）を形成したシリカコート・ファイバ（１０）の側方から紫外線を照射してコア（１ｒ）の一部にグレーティング部（１ｇ）を形成する。
【効果】シリカミクロ多孔体膜（２）は、優れた耐熱性を有し、グレーティング部（１ｇ）の作成工程で強い光を照射しても燃えず、燃焼ごみを生じない。このため、屈折率制御が不安定になることがなくなり、グレーティング部（１ｇ）の安定性に優れたシリカコート・グレーティング・ファイバ（１００）となる。
【解決手段】コア（１ａ）およびクラッド（１ｄ）から成る石英またはガラス製の光ファイバ（１）の外周面に、シリコンアルコキシドと加水分解反応を促進する活性アルコールとアルコールと水の混合液からゾル−ゲル法により合成したシリカミクロ多孔体溶液を塗布し、焼付けして、珪素を主成分とするシリカミクロ多孔体膜（２）を形成する。次いで、シリカミクロ多孔体膜（２）を形成したシリカコート・ファイバ（１０）の側方から紫外線を照射してコア（１ｒ）の一部にグレーティング部（１ｇ）を形成する。
【効果】シリカミクロ多孔体膜（２）は、優れた耐熱性を有し、グレーティング部（１ｇ）の作成工程で強い光を照射しても燃えず、燃焼ごみを生じない。このため、屈折率制御が不安定になることがなくなり、グレーティング部（１ｇ）の安定性に優れたシリカコート・グレーティング・ファイバ（１００）となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリカコート・グレーティング・ファイバに関し、さらに詳しくは、グレーティング部の安定性に優れたシリカコート・グレーティング・ファイバに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、感光性のコアを有する光ファイバの外周面に紫外線硬化樹脂、シリコン樹脂あるいはカーボンのいずれかの被覆を設け、その被覆ファイバの側方から光を照射してコアの一部にグレーティング部を形成したグレーティング・ファイバが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−８２９１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来のグレーティング・ファイバでは、被覆ファイバの側方から強い光を照射したとき、紫外線硬化樹脂、シリコン樹脂あるいはカーボンのいずれかの被覆が燃え、燃焼ごみが光ファイバの表面に付着することがあった。
しかし、燃焼ごみが光ファイバの表面に付着すると、屈折率制御が不安定になり、グレーティング部の安定性が損なわれる問題点があった。
これに対して、被覆を除去してから光を照射すれば、燃焼ごみによりグレーティング部の安定性が損なわれることはなくなるが、工程の増加となる問題点がある。
そこで、本発明の目的は、工程の増加を招くことなく製造でき且つグレーティング部の安定性に優れたシリカコート・グレーティング・ファイバを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の観点では、本発明は、コア（１ｒ）およびクラッド（１ｄ）から成る光ファイバ（１）と、前記光ファイバ（１）の外周面に形成した珪素を主成分とするシリカミクロ多孔体膜（２）と、前記コア（１ｒ）の一部に形成したグレーティング部（１ｇ）とを具備したことを特徴とするシリカコート・グレーティング・ファイバ（１００）を提供する。
上記第１の観点によるシリカコート・グレーティング・ファイバ（１００）では、シリカミクロ多孔体膜（２）のミクロ孔が緩衝作用を有し、クラッド（１ｄ）に多数存在するマイクロクラックが光ファイバ（１）を曲げたときに成長して折れやすくなるのを緩衝・抑制する。このため、曲げ強度を向上できる。そして、シリカミクロ多孔体膜（２）は、珪素を主成分とするため、光ファイバ（１）自身と同様の高い耐熱性を有する。このため、グレーティング部（１ｇ）を作成する工程で強い光を照射しても被覆つまりシリカミクロ多孔体膜（２）が燃えず、燃焼ごみを生じない。従って、屈折率制御が不安定になることがなくなり、グレーティング部（１ｇ）の安定性に優れたシリカコート・グレーティング・ファイバ（１００）となる。
【０００６】
第２の観点では、本発明は、上記第１の観点によるシリカコート・グレーティング・ファイバ（１００）において、前記シリカミクロ多孔体膜（２）の厚さが１μｍ以下であることを特徴とするシリカコート・グレーティング・ファイバ（１００）を提供する。
シリカミクロ多孔体膜（２）を厚くすると、曲げたときにシリカミクロ多孔体膜（２）にクラックが発生することがあった。
そこで、上記第２の観点によるシリカコート・グレーティング・ファイバ（１００）では、シリカミクロ多孔体膜（２）の厚さを１μｍ以下とした。これにより、曲げたときにシリカミクロ多孔体膜（２）にクラックが発生することを防止できた。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のシリカコート・グレーティング・ファイバ（１００）によれば、シリカミクロ多孔体膜（２）のミクロ孔が緩衝作用を有するため、必要な曲げ強度が得られる。また、シリカミクロ多孔体膜（２）は、珪素を主成分とするため、極めて優れた耐熱性が得られ、グレーティング部（１ｇ）を作成する工程で強い光を照射しても被覆つまりシリカミクロ多孔体膜（２）が燃えず、燃焼ごみを生じない。このため、屈折率制御が不安定になることがなくなり、グレーティング部（１ｇ）の安定性に優れたシリカコート・グレーティング・ファイバ（１００）となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【０００９】
図１は、実施例１に係るシリカコート・グレーティング・ファイバ１００を示す断面図である。
このシリカコート・グレーティング・ファイバ１００は、コア１ｒおよびクラッド１ｄから成る石英またはガラス製の光ファイバ１の外周面に、二酸化珪素を主成分とするシリカミクロ多孔体膜２を形成し、そのシリカミクロ多孔体膜２を形成したシリカコート・ファイバ１０の側方から光を照射してコア１ｒの一部にグレーティング部１ｇを形成した構成である。
【００１０】
数値例を示すと、コア１ｒの直径は１０μｍ、クラッド１ｄの直径は１２５μｍである。
【００１１】
シリカミクロ多孔体膜２は、厚さ約５００ｎｍ（＝０.５μｍ）であり、外周面に孔径２ｎｍ以下のミクロ孔を多数有している。
【００１２】
なお、シリカミクロ多孔体膜２を厚くすると、曲げたときにシリカミクロ多孔体膜２にクラックが発生することがあるので、シリカミクロ多孔体膜２の厚さを１μｍ以下とし、曲げたときにシリカミクロ多孔体膜２にクラックが発生することを防止するのが好ましい。
【００１３】
図２は、シリカコート・ファイバ１０の製造過程を示す説明図である。
加熱炉ＲのプリフォームＰから引き出した光ファイバ１に、シリカミクロ多孔体溶液塗布部ＳＣでシリカミクロ多孔体溶液を塗布し、焼付け部ＳＲで焼き付けて、シリカミクロ多孔体膜２を形成する。
【００１４】
図３は、ゾル−ゲル法によるシリカミクロ多孔体溶液の合成処理を示すフロー図である。
ステップＳ１では、シリコンアルコキシドと加水分解反応を促進する活性アルコールとアルコールと水の混合液を調製する。
なお、シリコンアルコキシドは、例えばＴＭＯＳ（テトラメトキシシラン）やＴＥＯＳ（テトラエチルオルソシリケート）等である。
また、加水分解反応を促進する活性アルコールは、例えばヒドロキシアセトン、１−ペンテン−３−オール、アセトンシアノヒドリン等である。
また、アルコールは、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等である。
【００１５】
ステップＳ２では、混合液を攪拌する。
ステップＳ３では、混合液に塩触媒を添加する。
ステップＳ４では、混合液を攪拌する。
以上により、シリカミクロ多孔体溶液を合成できる。
なお、上記シリカミクロ多孔体溶液の合成方法は、「化学工学会 第３４回秋季大会、２００１」で発表されている。また、特開２００４−２９２１９０号公報に記載されている。
【００１６】
図４は、フェーズマスク法によるグレーティング部１ｇの作成処理を示す概念図である。
シリカコート・ファイバ１０の側方からフェーズマスクＬを介して紫外線を照射して、コア１ｒの一部にグレーティング部１ｇを形成する。
なお、二光束干渉法などによってグレーティング部１ｇの作成を行ってもよい。
【００１７】
実施例１のシリカコート・グレーティング・ファイバ１００によれば、光ファイバ１の強度劣化の原因であるクラッド１ｄに多数存在するマイクロクラックの成長をシリカミクロ多孔体膜２が抑制するので、強度劣化を防止できる。また、シリカミクロ多孔体膜２のミクロ孔が緩衝作用を有するので、光ファイバ１の曲げ強度を向上できる。そして、シリカミクロ多孔体膜２は、珪素を主成分とするため、高い耐熱性を有する。このため、グレーティング部１ｇを作成する工程で強い光を照射しても被覆つまりシリカミクロ多孔体膜２が燃えず、燃焼ごみを生じない。従って、屈折率制御が不安定になることがなくなり、グレーティング部１ｇの安定性に優れたシリカコート・グレーティング・ファイバ１００となる。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明のシリカコート・グレーティング・ファイバは、ＷＤＭシステムの通信ファイバとして利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１にかかるシリカコート・グレーティング・ファイバを示す側面図である。
【図２】実施例１にかかるシリカコート・ファイバの製造過程を示す説明図である。
【図３】ゾル−ゲル法によるシリカミクロ多孔体溶液の合成処理を示すフロー図である。
【図４】フェーズマスク法によるグレーティング部の作成処理を示す概念図である。
【符号の説明】
【００２０】
１ 光ファイバ
１ｒ コア
１ｄ クラッド
１ｇ グレーティング部
２ シリカミクロ多孔体膜
１００ シリカコート・グレーティング・ファイバ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリカコート・グレーティング・ファイバに関し、さらに詳しくは、グレーティング部の安定性に優れたシリカコート・グレーティング・ファイバに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、感光性のコアを有する光ファイバの外周面に紫外線硬化樹脂、シリコン樹脂あるいはカーボンのいずれかの被覆を設け、その被覆ファイバの側方から光を照射してコアの一部にグレーティング部を形成したグレーティング・ファイバが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−８２９１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来のグレーティング・ファイバでは、被覆ファイバの側方から強い光を照射したとき、紫外線硬化樹脂、シリコン樹脂あるいはカーボンのいずれかの被覆が燃え、燃焼ごみが光ファイバの表面に付着することがあった。
しかし、燃焼ごみが光ファイバの表面に付着すると、屈折率制御が不安定になり、グレーティング部の安定性が損なわれる問題点があった。
これに対して、被覆を除去してから光を照射すれば、燃焼ごみによりグレーティング部の安定性が損なわれることはなくなるが、工程の増加となる問題点がある。
そこで、本発明の目的は、工程の増加を招くことなく製造でき且つグレーティング部の安定性に優れたシリカコート・グレーティング・ファイバを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の観点では、本発明は、コア（１ｒ）およびクラッド（１ｄ）から成る光ファイバ（１）と、前記光ファイバ（１）の外周面に形成した珪素を主成分とするシリカミクロ多孔体膜（２）と、前記コア（１ｒ）の一部に形成したグレーティング部（１ｇ）とを具備したことを特徴とするシリカコート・グレーティング・ファイバ（１００）を提供する。
上記第１の観点によるシリカコート・グレーティング・ファイバ（１００）では、シリカミクロ多孔体膜（２）のミクロ孔が緩衝作用を有し、クラッド（１ｄ）に多数存在するマイクロクラックが光ファイバ（１）を曲げたときに成長して折れやすくなるのを緩衝・抑制する。このため、曲げ強度を向上できる。そして、シリカミクロ多孔体膜（２）は、珪素を主成分とするため、光ファイバ（１）自身と同様の高い耐熱性を有する。このため、グレーティング部（１ｇ）を作成する工程で強い光を照射しても被覆つまりシリカミクロ多孔体膜（２）が燃えず、燃焼ごみを生じない。従って、屈折率制御が不安定になることがなくなり、グレーティング部（１ｇ）の安定性に優れたシリカコート・グレーティング・ファイバ（１００）となる。
【０００６】
第２の観点では、本発明は、上記第１の観点によるシリカコート・グレーティング・ファイバ（１００）において、前記シリカミクロ多孔体膜（２）の厚さが１μｍ以下であることを特徴とするシリカコート・グレーティング・ファイバ（１００）を提供する。
シリカミクロ多孔体膜（２）を厚くすると、曲げたときにシリカミクロ多孔体膜（２）にクラックが発生することがあった。
そこで、上記第２の観点によるシリカコート・グレーティング・ファイバ（１００）では、シリカミクロ多孔体膜（２）の厚さを１μｍ以下とした。これにより、曲げたときにシリカミクロ多孔体膜（２）にクラックが発生することを防止できた。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のシリカコート・グレーティング・ファイバ（１００）によれば、シリカミクロ多孔体膜（２）のミクロ孔が緩衝作用を有するため、必要な曲げ強度が得られる。また、シリカミクロ多孔体膜（２）は、珪素を主成分とするため、極めて優れた耐熱性が得られ、グレーティング部（１ｇ）を作成する工程で強い光を照射しても被覆つまりシリカミクロ多孔体膜（２）が燃えず、燃焼ごみを生じない。このため、屈折率制御が不安定になることがなくなり、グレーティング部（１ｇ）の安定性に優れたシリカコート・グレーティング・ファイバ（１００）となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【０００９】
図１は、実施例１に係るシリカコート・グレーティング・ファイバ１００を示す断面図である。
このシリカコート・グレーティング・ファイバ１００は、コア１ｒおよびクラッド１ｄから成る石英またはガラス製の光ファイバ１の外周面に、二酸化珪素を主成分とするシリカミクロ多孔体膜２を形成し、そのシリカミクロ多孔体膜２を形成したシリカコート・ファイバ１０の側方から光を照射してコア１ｒの一部にグレーティング部１ｇを形成した構成である。
【００１０】
数値例を示すと、コア１ｒの直径は１０μｍ、クラッド１ｄの直径は１２５μｍである。
【００１１】
シリカミクロ多孔体膜２は、厚さ約５００ｎｍ（＝０.５μｍ）であり、外周面に孔径２ｎｍ以下のミクロ孔を多数有している。
【００１２】
なお、シリカミクロ多孔体膜２を厚くすると、曲げたときにシリカミクロ多孔体膜２にクラックが発生することがあるので、シリカミクロ多孔体膜２の厚さを１μｍ以下とし、曲げたときにシリカミクロ多孔体膜２にクラックが発生することを防止するのが好ましい。
【００１３】
図２は、シリカコート・ファイバ１０の製造過程を示す説明図である。
加熱炉ＲのプリフォームＰから引き出した光ファイバ１に、シリカミクロ多孔体溶液塗布部ＳＣでシリカミクロ多孔体溶液を塗布し、焼付け部ＳＲで焼き付けて、シリカミクロ多孔体膜２を形成する。
【００１４】
図３は、ゾル−ゲル法によるシリカミクロ多孔体溶液の合成処理を示すフロー図である。
ステップＳ１では、シリコンアルコキシドと加水分解反応を促進する活性アルコールとアルコールと水の混合液を調製する。
なお、シリコンアルコキシドは、例えばＴＭＯＳ（テトラメトキシシラン）やＴＥＯＳ（テトラエチルオルソシリケート）等である。
また、加水分解反応を促進する活性アルコールは、例えばヒドロキシアセトン、１−ペンテン−３−オール、アセトンシアノヒドリン等である。
また、アルコールは、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等である。
【００１５】
ステップＳ２では、混合液を攪拌する。
ステップＳ３では、混合液に塩触媒を添加する。
ステップＳ４では、混合液を攪拌する。
以上により、シリカミクロ多孔体溶液を合成できる。
なお、上記シリカミクロ多孔体溶液の合成方法は、「化学工学会 第３４回秋季大会、２００１」で発表されている。また、特開２００４−２９２１９０号公報に記載されている。
【００１６】
図４は、フェーズマスク法によるグレーティング部１ｇの作成処理を示す概念図である。
シリカコート・ファイバ１０の側方からフェーズマスクＬを介して紫外線を照射して、コア１ｒの一部にグレーティング部１ｇを形成する。
なお、二光束干渉法などによってグレーティング部１ｇの作成を行ってもよい。
【００１７】
実施例１のシリカコート・グレーティング・ファイバ１００によれば、光ファイバ１の強度劣化の原因であるクラッド１ｄに多数存在するマイクロクラックの成長をシリカミクロ多孔体膜２が抑制するので、強度劣化を防止できる。また、シリカミクロ多孔体膜２のミクロ孔が緩衝作用を有するので、光ファイバ１の曲げ強度を向上できる。そして、シリカミクロ多孔体膜２は、珪素を主成分とするため、高い耐熱性を有する。このため、グレーティング部１ｇを作成する工程で強い光を照射しても被覆つまりシリカミクロ多孔体膜２が燃えず、燃焼ごみを生じない。従って、屈折率制御が不安定になることがなくなり、グレーティング部１ｇの安定性に優れたシリカコート・グレーティング・ファイバ１００となる。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明のシリカコート・グレーティング・ファイバは、ＷＤＭシステムの通信ファイバとして利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１にかかるシリカコート・グレーティング・ファイバを示す側面図である。
【図２】実施例１にかかるシリカコート・ファイバの製造過程を示す説明図である。
【図３】ゾル−ゲル法によるシリカミクロ多孔体溶液の合成処理を示すフロー図である。
【図４】フェーズマスク法によるグレーティング部の作成処理を示す概念図である。
【符号の説明】
【００２０】
１ 光ファイバ
１ｒ コア
１ｄ クラッド
１ｇ グレーティング部
２ シリカミクロ多孔体膜
１００ シリカコート・グレーティング・ファイバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア（１ｒ）およびクラッド（１ｄ）から成る光ファイバ（１）と、前記光ファイバ（１）の外周面に形成した珪素を主成分とするシリカミクロ多孔体膜（２）と、前記コア（１ｒ）の一部に形成したグレーティング部（１ｇ）とを具備したことを特徴とするシリカコート・グレーティング・ファイバ（１００）。
【請求項２】
請求項１に記載のシリカコート・グレーティング・ファイバ（１００）において、前記シリカミクロ多孔体膜（２）の厚さが１μｍ以下であることを特徴とするシリカコート・グレーティング・ファイバ（１００）。
【請求項１】
コア（１ｒ）およびクラッド（１ｄ）から成る光ファイバ（１）と、前記光ファイバ（１）の外周面に形成した珪素を主成分とするシリカミクロ多孔体膜（２）と、前記コア（１ｒ）の一部に形成したグレーティング部（１ｇ）とを具備したことを特徴とするシリカコート・グレーティング・ファイバ（１００）。
【請求項２】
請求項１に記載のシリカコート・グレーティング・ファイバ（１００）において、前記シリカミクロ多孔体膜（２）の厚さが１μｍ以下であることを特徴とするシリカコート・グレーティング・ファイバ（１００）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−３９７６（Ｐ２００７−３９７６Ａ）
【公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１８６１２３（Ｐ２００５−１８６１２３）
【出願日】平成１７年６月２７日（２００５．６．２７）
【出願人】（０００００３４１４）東京特殊電線株式会社 (173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２７日（２００５．６．２７）
【出願人】（０００００３４１４）東京特殊電線株式会社 (173)
【Ｆターム（参考）】
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