ダブルクラッド光ファイバ及びその製造方法、並びにダブルクラッド光ファイバ心線の製造方法
【課題】コアの紫外線劣化を生じ難くして伝送特性の優れたダブルクラッド光ファイバを得る。
【解決手段】ダブルクラッド光ファイバ１１は、ファイバレーザ或いはファイバアンプ等の分野で使用される。ダブルクラッド光ファイバ１１は、希土類元素が添加されたガラス製のコア１１ａとそれを被覆するように設けられコア１１ａより屈折率が低いガラス製の第１クラッド１１ｂとそれを被覆するように設けられ第１クラッド１１ｂより屈折率が低い第２クラッド１１ｃとを有する。第２クラッド１１ｃを形成する第２クラッド材料は、熱硬化性樹脂である。
【解決手段】ダブルクラッド光ファイバ１１は、ファイバレーザ或いはファイバアンプ等の分野で使用される。ダブルクラッド光ファイバ１１は、希土類元素が添加されたガラス製のコア１１ａとそれを被覆するように設けられコア１１ａより屈折率が低いガラス製の第１クラッド１１ｂとそれを被覆するように設けられ第１クラッド１１ｂより屈折率が低い第２クラッド１１ｃとを有する。第２クラッド１１ｃを形成する第２クラッド材料は、熱硬化性樹脂である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はダブルクラッド光ファイバ及びその製造方法、並びにダブルクラッド光ファイバ心線の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ファイバレーザ或いはファイバアンプ等の分野でダブルクラッド光ファイバが用いられている。
【０００３】
特許文献１には、希土類元素が添加されたコアが第１クラッドで被覆され、第１クラッドがさらに第２クラッドで被覆されたダブルクラッド光ファイバであって、コア及び第１クラッドが石英で形成され、且つ第２クラッドが紫外線硬化性樹脂で形成されたものが開示されている。
【０００４】
特許文献２及び３には、コアが第１クラッドで被覆され、第１クラッドがさらに第２クラッドで被覆されたダブルクラッド光ファイバであって、コア及び第１クラッドが石英で形成され、それを被覆する被覆層は複数の層からなり、被覆層の中でも第２クラッド層は紫外線硬化性樹脂で形成されたものが好ましいことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−６０８５４号公報
【特許文献２】特開２０１０−２５０１６７号公報
【特許文献３】特開２０１０−２５０１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ファイバレーザ或いはファイバアンプに用いられるダブルクラッド光ファイバでは、コアに希土類元素が添加されているため、それが線引時などに照射される紫外線光によって反応し、紫外線波長領域及びそれに近い波長１μｍや１．５μｍなどの励起光、或いは、信号光の波長領域でコアの伝送損失が増大して伝送特性が悪化する現象、すなわち紫外線劣化が生じ易いコアとなっている。
【０００７】
本発明の課題は、コアの紫外線劣化を生じ難くして伝送特性の優れたダブルクラッド光ファイバを得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のダブルクラッド光ファイバは、希土類元素が添加されたガラス製のコアと、該コアを被覆するように設けられ該コアより屈折率が低いガラス製の第１クラッドと、該第１クラッドを被覆するように設けられ該第１クラッドより屈折率が低い第２クラッドと、を有するものであって、上記第２クラッドを形成する第２クラッド材料は、熱硬化性樹脂であることを特徴とする。
【０００９】
本発明のダブルクラッド光ファイバの製造方法は、ガラス製のプリフォームを線引きして希土類元素が添加されたコア及びそれを被覆し該コアより屈折率が低い第１クラッドを形成するコア及び第１クラッド形成工程と、該コア及び第１クラッド形成工程で形成した上記第１クラッドの表面に液状の第２クラッド材料を付着させて加熱することにより熱硬化させて該第１クラッドより屈折率が低い第２クラッドを形成する第２クラッド形成工程と、を備えたものであって、上記第２クラッド材料は、ヒドロシリル化反応による架橋によって硬化するパーフルオロエーテルポリマーを含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明のダブルクラッド光ファイバ心線の製造方法は、本発明のダブルクラッド光ファイバの製造方法で製造したダブルクラッド光ファイバの表面に液状のオーバーコート材料を付着させて加熱することにより熱硬化させるオーバーコート形成工程を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、第２クラッドが紫外線硬化性樹脂でなく、熱硬化性樹脂により形成されているので、線引時に紫外線劣化を生じ難く、その結果、伝送特性の優れたダブルクラッド光ファイバを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態に係るダブルクラッド光ファイバ心線を示す斜視図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は第２クラッド材料のガラス転移温度及び硬化開始温度の測定方法の説明図である。
【図３】実施形態に係るダブルクラッド光ファイバ心線を用いたファイバレーザを示す図である。
【図４】実施形態に係るダブルクラッド光ファイバ心線の製造方法を示す説明図である。
【図５】（ａ）は加圧ダイスを用いたダブルクラッド光ファイバ心線の製造方法を示す説明図であり、（ｂ）はオープンダイスを用いたダブルクラッド光ファイバ心線の製造方法を示す説明図である。
【図６】オーバーコートを形成するための第２加熱炉の変形例を示す説明図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は温水浸漬前後それぞれの波長と伝送損失との関係を示すグラフである。
【図８】高温雰囲気への保持時間と第１クラッドのＮＡとの関係を示すグラフである。
【図９】８５℃及び８５％の高温高湿雰囲気への保持時間と第１クラッドのＮＡとの関係を示すグラフである。
【図１０】ファイバ長と第１クラッドのＮＡとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は実施形態に係るダブルクラッド光ファイバ心線１０を示す。この実施形態に係るダブルクラッド光ファイバ心線１０は、例えば、ファイバレーザ或いはファイバアンプ等の用途で用いられるものである。
【００１４】
実施形態に係るダブルクラッド光ファイバ心線１０は、円形断面のダブルクラッド光ファイバ１１とそれを被覆するオーバーコート１２とで構成されている。心線径は例えば１００μｍ〜１０００μｍである。
【００１５】
ダブルクラッド光ファイバ１１は、ファイバ中心の円形断面の希土類元素が添加されたコア１１ａとそれを被覆するように設けられたコア１１ａより屈折率が低い第１クラッド１１ｂとさらにそれを被覆するように設けられた第１クラッド１１ｂより屈折率が低い第２クラッド１１ｃとで構成されている。なお、第１クラッド１１ｂの断面形状は円形であってもよいが、後述するように第１クラッド１１ｂに励起光が入力されたときに、励起光がコア１１ａを横切らないスキュー光になるのを防ぐ観点からは、当該断面形状は多角形や非幾何学形状であることが好ましい。ダブルクラッド光ファイバ１１の第２クラッド１１ｃの外径は例えば５０μｍ〜７００μｍである。
【００１６】
コア１１ａ及び第１クラッド１１ｂはガラスで一体に形成されている。
【００１７】
コア１１ａを形成するガラスは、希土類元素（Ｅｒ、Ｙｂ、Ｎｄ等）が添加されたガラスであれば、例えば、石英ガラス（ＳｉＯ2）に、Ｇｅなどの屈折率を高めるドーパント、Ｆなどの屈折率を低くするドーパント、或いはその他の機能性付与ドーパントが添加された石英であってもよい。なお、コア１１ａに添加された希土類元素の濃度が高いほどコア１１ａは紫外線光によって反応し易く、紫外線波長領域でコア１１ａの伝送損失が増大して伝送特性が悪化する現象が生じ、紫外線波長領域に近い波長１μｍや１．５μｍなどの励起光、或いは、信号光の波長領域でコア１１ａの伝送損失が増大して伝送特性が悪化する現象が生じ易い。従って、コア１１ａに添加される希土類元素の濃度の例としては、１〜１０質量％が挙げられる。
【００１８】
コア径は例えば５μｍ〜１００μｍである。コア１１ａの屈折率は第１クラッド１１ｂの屈折率よりも高く、コア１１ａと第１クラッド１１ｂとの比屈折率差（Δ）は例えば０．１〜１％である。
【００１９】
第１クラッド１１ｂを形成するガラスは、純粋な石英ガラス（ＳｉＯ2）であってもよく、また、Ｆなどの屈折率を低くするドーパント或いはＧｅなどの屈折率を高くするドーパントが添加された石英であってもよい。第１クラッド１１ｂの厚さは例えば２５μｍ〜３５０μｍであり、その断面形状の内接円の直径は例えば５０μｍ〜７００μｍである。
【００２０】
第２クラッド１１ｃは、熱硬化性樹脂により形成されている。特に、第２クラッド１１ｃが大きく低屈折率化され、その結果、高い出射ＮＡ（以下、単に「ＮＡ」ともいう。）の第１クラッド１１ｂを得ることができるため、ヒドロシリル化反応による架橋によって硬化したパーフルオロエーテルポリマーを含む第２クラッド材料により形成されていることが好ましい。第２クラッド１１ｃの厚さは例えば１０μｍ〜１００μｍである。
【００２１】
第２クラッド１１ｃの屈折率は、第１クラッド１１ｂの屈折率よりも低く、例えば１．３２〜１．４５であり、その際、第１クラッド１１ｂが石英であれば、第１クラッド１１ｂのＮＡはファイバ長２ｍで測定して０．１３〜０．６０となる。特に、ヒドロシリル化反応による架橋によって硬化したパーフルオロエーテルポリマーを含む第２クラッド材料により形成されているダブルクラッド光ファイバ１１では、第２クラッド１１ｃが１．３２〜１．４０の低屈折率を有することにより、その際、第１クラッド１１ｂが石英であれば、第１クラッド１１ｂのＮＡはファイバ長２ｍ測定してもファイバ長５００ｍで測定しても０．４０〜０．６０となる。ＮＡは、ＪＩＳ Ｃ６８２２記載のＦＦＰ法により測定される。
【００２２】
以下、上記第２クラッド材料を使用した場合について詳述する。
【００２３】
上記第２クラッド材料の密度は例えば１．７〜１．８である。上記第２クラッド材料の密度は、ＪＩＳ Ｋ ００６１により測定される。
【００２４】
上記第２クラッド材料のヤング率は、例えば０．５〜５０ＭＰａであり、外力に対する緩衝作用に優れる点から１〜１０ＭＰａであることが好ましい。上記第２クラッド材料の引張り強さは、例えば１〜１００ＭＰａであり、外力に対する耐性に優れる点から１０ＭＰａ以上であることが好ましく、光ファイバ１１を曲げたときの曲げに対する追随性に優れる点から７０ＭＰａ以下が好ましい。上記第２クラッド材料の切断時伸びは、例えば５〜１００％であり、光ファイバ１１を曲げたときの曲げに対する追随性に優れる点から２０％以上であることが好ましく、外力に対する緩衝作用に優れる点から７０％以下が好ましい。上記第２クラッド材料のヤング率はＪＩＳ Ｋ ６２５１に準拠し、フィルム状に成形した第２クラッド材料を引張速度１ｍｍ／ｍｉｎで引張ったときの２．５％の伸び時の張力を断面積で除することにより求められる。また、上記第２クラッド材料の引張り強さ及び切断時伸びは、ＪＩＳ Ｋ ６２５１により測定される。
【００２５】
上記第２クラッド材料のショアＡ硬さは、例えば１０〜８０であり、外力に対し耐性に優れる点から２５〜８０であることが好ましい。上記第２クラッド材料のショアＡ硬さは、ＪＩＳ Ｋ ６２５３記載のタイプＡデュロメータにより測定される。
【００２６】
上記第２クラッド材料のガラス転移温度（Ｔｇ）は、例えば−１５０〜０℃であり、使用温度領域での特性の安定性から−１５０〜−５０℃であることが好ましい。上記第２クラッド材料のガラス転移温度（Ｔｇ）は、図２（ａ）に示すような剛体振子型物性試験器２０（例えば、エー・アンド・デイ社製 型番：ＲＰＴ−３０００Ｗ）を用いて次の手順により測定される。なお、剛体振子型物性試験器２０は、試料ボート２１（例えばアルミニウム製）を備え、その中にパイプエッジ２２（例えば、エー・アンド・デイ社製 型番：ＲＰＮ１６０）が設けられ、そこから錘２３（例えば、エー・アンド・デイ社製 型番：ＦＲＢ１００）が垂らされて振子が構成されている。室温の大気雰囲気下で、試料台２１に厚さ約１００μｍの第２クラッド材料Ｍ１のフィルムを載せ、試料ボート２１を−１００℃から１５０℃まで１０℃／ｍｉｎの速度で昇温し、一定時間ごとに振子に振動を与えて振動周期を測定する。第２クラッド材料Ｍ１の粘弾性が変化すると、対数減衰率が変化することから、図２（ｂ）に示すように、対数減衰率の変化率の絶対値が最大となる温度を求め、それをガラス転移温度とする。−１００℃以下にＴｇが存在する場合には、同原理で−１００℃以下の測定が可能な装置もしくは動的粘弾性測定装置によって測定されたtanδピークにより求めることが出来る。
【００２７】
上記第２クラッド材料のゲル分率は、例えば９０〜１００％であり、高温使用環境における低分子量成分の揮発或いは高湿使用環境における低分子量成分の溶出によって生じる第２クラッド１１ｃの特性変化を防止する点から、９６〜１００％であることが好ましい。上記第２クラッド材料のゲル分率は、溶媒抽出時の質量変化により測定される。具体的には、上記第２クラッド材料に対し、メチルエチルケトン（沸点）を溶媒として、毎時約１０回の循環速度で５時間、ソックスレー抽出を行い、抽出後の上記第２クラッド材料の乾燥質量を初期の質量で除し、百分率で表した値をゲル分率とする。
【００２８】
第２クラッド１１ｃの第１クラッド１１ｂへの密着性の指標となる第２クラッド材料のガラスに対する９０°剥離力は１０Ｎ／ｍ以上であることが好ましく、ダブルクラッド光ファイバ１１を曲げたとき第２クラッド１１ｃと第１クラッド１１ｂとの密着性を保つ点から、２０Ｎ／ｍ以上であることがより好ましい。第２クラッド材料のガラスに対する９０°剥離力は、ガラス基板上に１００〜２００μｍの厚さで第２クラッド材料を塗布、硬化させ、第２クラッド材料のみに幅２．５ｃｍの間隔で短冊状に切り込みを入れ、短冊の一端をガラス基板から垂直に、引張速度１００ｍｍ／ｍｉｎで引き上げたときの張力を測定し、その値を短冊の幅で除することにより求めることができる。
【００２９】
オーバーコート１２は樹脂或いはゴムで形成されている。オーバーコート１２を形成する樹脂或いはゴムとしては、例えば、紫外線硬化性樹脂などの光硬化性樹脂、ポリイミド樹脂などの熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、シリコーンゴムなどの硬化性ゴム等が挙げられる。なお、コア１１ａに希土類元素が添加されていて、紫外線劣化が生じ易いコア１１ａとなっているが、上記のように形成された第２クラッド１１ｃが存在するため、オーバーコート１２が紫外線硬化性樹脂であって、オーバーコート１２形成時に紫外線が照射されたとしても、紫外線劣化が生じ難くなっており、それ故、オーバーコート１２を形成する樹脂は紫外線硬化性樹脂でもよい。ただし、紫外線劣化を生じ難くするためには、オーバーコート１２形成時に紫外線が照射されない方が好ましく、その点で、ポリイミド樹脂などの熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、シリコーンゴムなどの硬化性ゴム等が好ましい。特に、ダブルクラッド光ファイバ１１からの放熱性を向上させるために熱伝導性に優れたシリコーンゴムが好ましい。また、第２クラッド１１ｃへの濡れ性を改善する観点からは、オーバーコート１２を形成する樹脂にはフッ素が少量添加されていることが好ましい。
【００３０】
オーバーコート１２の厚さは例えば１０〜１００μｍである。オーバーコート１２の屈折率は、例えば１．４〜１．５７であり、クラッドモード光の散逸を抑制する観点から、第２クラッド１１ｃの屈折率よりも高いことが好ましい。オーバーコート１２を形成する樹脂のヤング率は、例えば１００〜４００ＭＰａであり、屈曲時に発生する応力及び伝送損失を低減する観点から、第２クラッド材料のヤング率よりも高いことが好ましい。オーバーコート１２を形成する樹脂のゲル分率は、例えば８０〜１００％であり、第２クラッド材料のゲル分率よりも低いことが好ましい。また、吸水後に乾燥したときに発生する散逸低分子量成分に起因する収縮量の差を小さくすることにより、オーバーコート１２と第２クラッド１１ｃとの間の浮きの発生を規制し、それによって伝送損失の抑制を図る観点からは、オーバーコート１２を形成する樹脂と第２クラッド材料とのゲル分率の差は５％よりも小さいことが好ましい。
【００３１】
以上の実施形態に係るダブルクラッド光ファイバ心線１０によれば、第２クラッド１１ｃが熱硬化性樹脂、好ましくはヒドロシリル化反応による架橋によって硬化したパーフルオロエーテルポリマーを含む熱硬化性樹脂で形成されているので、第２クラッド１１ｃが大きく低屈折率化され、その結果、高ＮＡの第１クラッド１１ｂを得ることができる。ここで、第２クラッド１１ｃがヒドロシリル化反応による架橋によって硬化したパーフルオロエーテルポリマーを含む熱硬化性樹脂であれば、その樹脂中の炭素原子とケイ素原子の結合部が疎水性であることにより、優れた耐湿性を得ることができる。さらに好ましくは、第２クラッド１１ｃがヒドロシリル化反応による架橋によって硬化したパーフルオロエーテルポリマーを含む熱硬化性樹脂であり、その樹脂内にケイ素原子に結合したアルコキシ基が含まれる場合には、第２クラッド１１ｃと第１クラッド１１ｂを形成するガラスとの親和性が増すこととなり、それらの間に高い密着性が生じ、その結果、より優れた耐湿性を得ることができる。また、光源から出射された励起光を集光して第１クラッド１１ｂに入射させる場合、このようにＮＡが高い方が入射角を大きくできるため、入射可能な励起光量を多くすることができ、従って、より多くの励起光を第１クラッド１１ｂ内に閉じ込めることができ、高い発振効率を得ることができる。なお、従来から、高ＮＡを得ることができるダブルクラッド光ファイバとして、クラッドにエアホールが形成された構造のものが存在するが、このものは、製造技術が困難であり、また、良品をスクリーニングするため歩留まりが悪く、さらに、エアホールを形成するために光ファイバ外周に補強のためのサポート層が必要で、そのため光ファイバ径が大きくなることから許容曲げ径も大きい、といったデメリットを有する。しかしながら、本実施形態に係るダブルクラッド光ファイバ心線１０ではかかるデメリットはない。
【００３２】
さらに、ヒドロシリル化反応による架橋によって硬化したパーフルオロエーテルポリマーにより形成された第２クラッド１１ｃは、光学特性の温度依存性が小さいこと及び耐熱性が優れることが予想され、そのため厳しい環境下での使用可能性及び長寿命化を期待することができる。
【００３３】
図３は、実施形態に係るダブルクラッド光ファイバ心線１０を用いたデバイスの一例としてのファイバレーザ３０を示す。
【００３４】
このファイバレーザ３０は、ファイバレーザ本体３１を備え、その入力端に入力側ＦＢＧ３２（Fiber Bragg Grating）が接続されていると共に、出力端に出力側ＦＢＧ３３が接続され、また、入力側ＦＢＧ３２の入力端に光コンバイナ３４が接続され、さらに、出力側ＦＢＧ３３の出力端がレーザ出射部を構成する光学ヘッド３５に接続されている。
【００３５】
ファイバレーザ本体３１のファイバ長は例えば３〜１００ｍである。
【００３６】
入力側ＦＢＧ３２は、コアに希土類元素が添加されておらず且つ回折格子３２ａが形成されたダブルクラッド光ファイバ心線で構成されている。入力側ＦＢＧ３２は、コアの回折格子３２ａにより、ファイバレーザ本体３１側からの光（例えば波長１０８５ｎｍの光）を９８〜１００％反射するように構成されている。入力側ＦＢＧ３２のファイバ長は例えば０．３〜１０ｍである。
【００３７】
出力側ＦＢＧ３３も、コアに希土類元素が添加されておらず且つ回折格子３３ａが形成されたダブルクラッド光ファイバ心線で構成されている。出力側ＦＢＧ３３は、コアの回折格子３３ａにより、ファイバレーザ本体３１側からの光（例えば波長１０８５ｎｍの光）を５〜１５％反射するように構成されている。出力側ＦＢＧ３３のファイバ長は例えば０．３〜１０ｍである。
【００３８】
光コンバイナ３４は、複数のピグテール光ファイバ３４ａがそれらの出射端側で束ねられて溶融一体化されている。ピグテール光ファイバ３４ａの数は例えば２〜数十芯であり、典型例として、例えば、７芯、１９芯、及び３７芯が挙げられる。複数のピグテール光ファイバ３４ａのそれぞれの入力端には励起光源３６が接続されている。励起光源３６は、例えば、半導体レーザ等で構成されている。各励起光源３６の出力は例えば５〜５００Ｗである。
【００３９】
このファイバレーザ３０は、複数の励起光源３６のそれぞれからのレーザ光をピグテール光ファイバ３４ａを介して伝送すると共に、それらを纏めて入力側ＦＢＧ３２に入力するように構成されている。また、ダブルクラッド光ファイバ心線で構成された入力側ＦＢＧ３２、実施形態に係るダブルクラッド光ファイバ心線１０で構成されたファイバレーザ本体３１、及びダブルクラッド光ファイバ心線で構成された出力側ＦＢＧ３３では、複数の励起光源３６のそれぞれからのレーザ光をマルチモードの励起光として第１クラッド１１ｂ内で伝送し、そのマルチモードの励起光がコア１１ａを横切る際にコア１１ａ中の希土類元素を励起させてエネルギー順位間の反転分布を形成することから、誘導放出により生じたシングルモードのレーザ光をコア１１ａを伝送するように構成されている。そして、コア１１ａを伝送するシングルモードのレーザ光を入力側ＦＢＧ３２及び出力側ＦＢＧ３３の回折格子３２ａ，３３ａで反射させることにより発振させ、その発振によりハイパワー化された特定波長のレーザ光の一部を出力側ＦＢＧ３３の出射端を通して光学ヘッド３５から出力するように構成されている。ファイバレーザ３０の出力は例えば１０〜２００Ｗである。
【００４０】
ここで、例えば、ピグテール光ファイバ３４ａの光ファイバ径が１２５μｍ及び出力ＮＡが０．１５である場合、ピグテール光ファイバ３４ａの数が７芯のときには光ファイバ束の外径が３７５μｍ、１９芯のときには光ファイバ束の外径が６２５μｍ、及び３７芯のときには光ファイバ束の外径が８７５μｍとなる。そして、これを入力側ＦＢＧ３２の外径が２５０μｍの入力端に接続するには、光コンバイナ３４の出力端部をテーパ状等の先細り形状に形成する必要があるが、このとき７芯では出力ＮＡが０．２２５、１９芯では出力ＮＡが０．３７５、及び３７芯では出力ＮＡが０．５２５となり、従って、ピグテール光ファイバ３４ａの数が多くなるに従って出力ＮＡが大きくなる。これに対し、ダブルクラッド光ファイバ心線１０では、高ＮＡであることから、多芯のピグテール光ファイバ３４ａからのレーザ光を漏らすことなく入力側ＦＢＧ３２に入力させ、ダブルクラッド光ファイバ心線１０で内を伝送させることができる。従って、上記ファイバレーザ３０では、多くの励起光源３６とのカップリングが可能であり、その結果、高出力のレーザ光を出力することができる。
【００４１】
なお、上記ファイバレーザ３０では、光コンバイナ３４により励起光を入力する構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、入力側ＦＢＧ３２の側面にＶ溝等を形成して露出した第１クラッドに励起光を入力する構成としてもよく、また、入力側ＦＢＧ３２の第２クラッドを部分的に除去して露出した第１クラッドに励起光入力用のマルチモード光ファイバを融着して励起光を入力する構成としてもよい。
【００４２】
次に、実施形態に係るダブルクラッド光ファイバ心線１０の製造方法について図４に基づいて説明する。なお、以下ではオーバーコート１２を熱硬化性ゴムで形成する場合を例とするが、特にこれに限定されるものではない。
【００４３】
まず、コア１１ａ及び第１クラッド１１ｂを形成するためのガラス製のプリフォームＰを作製する。プリフォームＰの作製方法としては、例えば、ＣＶＤ法、ＶＡＤ法等の公知の方法を挙げることができる。プリフォームＰは、例えば、長さが１０〜１０００ｍｍ、及び外径が１０〜５０ｍｍの円柱体である。
【００４４】
次いで、プリフォームＰを線引機４０にセットする。
【００４５】
ここで、線引機４０は、プリフォームＰを加熱する紡糸炉４１、その後段の第２クラッド形成部４２、及びその後段のオーバーコート形成部４３からなる。第２クラッド形成部４２は、第１コーティングダイス４２ａと第１加熱炉４２ｂとで構成されている。オーバーコート形成部４３は、第２コーティングダイス４３ａと第２加熱炉４３ｂとで構成されている。
【００４６】
そして、線引機４０を稼働させ、紡糸炉４１でプリフォームＰからコア１１ａ及び第１クラッド１１ｂを形成し、続いて、それを第２クラッド形成部４２に通して第２クラッド１１ｃを形成してダブルクラッド光ファイバ１１を作製し、そして、そのダブルクラッド光ファイバ１１をオーバーコート形成部４３に通してオーバーコート１２を形成して実施形態１に係るダブルクラッド光ファイバ心線１０を製造する。
【００４７】
このとき、紡糸炉４１では、プリフォームＰを加熱して線引きしてコア１１ａ及び第１クラッド１１ｂを形成する（コア及び第１クラッド形成工程）。ここで、紡糸炉４１の設定温度（線引温度）は例えば２０００〜２３００℃である。線引速度は例えば１〜１００ｍ／ｍｉｎである。
【００４８】
第２クラッド形成部４２では、線引きされたコア１１ａ及び第１クラッド１１ｂを第１コーティングダイス４２ａに通して、その表面に液状の第２クラッド材料を均一厚さで付着させ、引き続いて第１加熱炉４２ｂを通過させて加熱することにより熱硬化させて第２クラッド１１ｃを形成する（第２クラッド形成工程）。
【００４９】
ここで、第１コーティングダイス４２ａとしては、図５（ａ）に示すように、第２クラッド材料Ｍ１を加圧しつつ第１クラッド１１ｂの表面に付着させる加圧ダイスを用いてもよく、また、図５（ｂ）に示すように、第２クラッド材料Ｍ１を加圧することなく第１クラッド１１ｂの表面に付着させるオープンダイスを用いてもよいが、第２クラッド材料Ｍ１を均一に付着させる観点から、前者の加圧ダイスを用いることが好ましい。
【００５０】
第２クラッド材料は、熱硬化性樹脂であって、Ｃ＝Ｃ二重結合及びＳｉＨのヒドロシリル化反応による架橋によって硬化するパーフルオロエーテルポリマーを含み、Ｃ＝Ｃ二重結合とＳｉＨとを１：１の割合で含むことが好ましい。
【００５１】
第２クラッド材料は単一成分で構成されていてもよい。単一成分の第２クラッド材料は、分子内に少なくとも１つのＣ＝Ｃ二重結合及び少なくとも１つのＳｉＨを有するパーフルオロエーテルポリマーで構成され、加熱されると、分子間でＣ＝Ｃ二重結合とＳｉＨとがヒドロシリル化反応して架橋する。
【００５２】
第２クラッド材料は複数成分で構成されていてもよい。複数成分の第２クラッド材料は、例えば、分子内に少なくとも２つのＣ＝Ｃ二重結合を有するパーフルオロエーテルポリマー成分と少なくとも２つのＳｉＨを有する含フッ素オルガノシロキサン成分とで構成され、加熱されると、両成分間でＣ＝Ｃ二重結合とＳｉＨとがヒドロシリル化反応して架橋する。
【００５３】
上記Ｃ＝Ｃ二重結合は、主鎖中に含まれていてもよく、また、側鎖中に含まれていてもよく、さらに、主鎖或いは側鎖の末端に含まれていてもよい。Ｃ＝Ｃ二重結合は、分子中にアルケニル基として導入されていることが好ましい。かかるアルケニル基としては、例えば、ビニル基、プロペニル基、スチリル基、イソプロペニル基、シクロプロペニル基、ブテニル基、シクロブテニル基、シクロペンテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基等が挙げられる。
【００５４】
上記ＳｉＨは、主鎖中に含まれていてもよく、また、側鎖中に含まれていてもよく、さらに、主鎖或いは側鎖の末端に含まれていてもよい。ＳｉＨは、分子中にシロキサン結合の繰り返し構造（（−ＳｉＨ2−Ｏ−）n）として導入されていることが好ましい。シロキサン結合の繰り返し数（ｎ）は例えば２〜５である。
【００５５】
第２クラッド材料は、単一種のパーフルオロエーテルポリマーのみを含んでいてもよく、また、複数種のパーフルオロエーテルポリマーを含んでいてもよい。
【００５６】
第２クラッド材料は、ダブルクラッド光ファイバ１１の高ＮＡ及び優れた耐湿性を損なわない範囲で他のポリマー成分を含んでいてもよい。また、第２クラッド材料は、白金系等の触媒を含んでいてもよい。
【００５７】
第２クラッド材料の粘度は、例えば０．５〜５０Ｐａ・ｓであり、第２クラッド１１ｃとして好ましい厚さの塗膜を得られる点で１〜１０Ｐａ・ｓであることが好ましい。第２クラッド材料の粘度は、ＪＩＳ Ｚ ８８０３記載の円錐−平板形回転粘度計により測定される。
【００５８】
第２クラッド材料の硬化開始温度は、例えば７０〜１５０℃であり、第２クラッド材料として好ましいポットライフと加工速度が得られる観点から９０〜１３０℃であることが好ましい。第２クラッド材料の硬化開始温度は、ガラス転移温度と同様、図２（ａ）に示すような剛体振子型物性試験器２０（例えば、エー・アンド・デイ社製 型番：ＲＰＴ−３０００Ｗ）を用いて次の手順により測定される。室温の大気雰囲気下で、試料ボート２１に第２クラッド材料Ｍ１を深さ０．５ｍｍとなるように注入し、そして、試料ボート２１を室温から２００℃まで１０℃／ｍｉｎの速度で昇温し、また、一定時間ごとに振子に振動を与えて振動周期を測定する。第２クラッド材料Ｍ１が架橋して硬化すると、液の弾性が上昇して振動周期が短くなることから、図２（ｃ）に示すように、昇温初期からの振動周期が一定である直線部と振動周期が低下する直線部との交点を求め、それを硬化開始温度とする。
【００５９】
なお、第２クラッド材料に含まれるパーフルオロエーテルポリマーは、市販材料として信越化学社製のＳＩＦＥＬシリーズがある。
【００６０】
第１加熱炉４２ｂの炉内設定温度は例えば１００〜５００℃である。第１加熱炉４２ｂにおける加熱処理時間は例えば０．０５〜０．５秒である。
【００６１】
オーバーコート形成部４３では、第１クラッド１１ｂが第２クラッド１１ｃで被覆されたダブルクラッド光ファイバ１１を第２コーティングダイス４３ａに通して、その表面に液状のオーバーコート材料を均一厚さで付着させ、引き続いて第２加熱炉４３ｂを通過させて加熱することにより熱硬化させてオーバーコート１２を形成する（オーバーコート形成工程）。
【００６２】
ここで、第２コーティングダイス４３ａとしては、図５（ａ）に示すように、オーバーコート材料Ｍ２を加圧しつつダブルクラッド光ファイバ１１の表面に付着させる加圧ダイスを用いてもよく、また、図５（ｂ）に示すように、オーバーコート材料Ｍ２を加圧することなくダブルクラッド光ファイバ１１の表面に付着させるオープンダイスを用いてもよいが、オーバーコート材料Ｍ２を均一に付着させる観点から、前者の加圧ダイスを用いることが好ましい。
【００６３】
第２加熱炉４３ｂは、単一の炉で構成されていてもよい。この場合、第２加熱炉４３ｂの炉内設定温度は例えば１００〜５００℃である。第２加熱炉４３ｂにおける加熱処理時間は例えば０．０５〜０．５秒である。
【００６４】
また、第２加熱炉４３ｂは、図６に示すように、一対の上流側加熱炉４３１ｂ及び下流側加熱炉４３２ｂで構成されていてもよく、そして、オーバーコート１２を形成する際のダブルクラッド光ファイバ１１への熱の影響を低減する観点から、液状のオーバーコート材料を付着させたダブルクラッド光ファイバ１１を、炉内設定温度を相対的に高くした上流側加熱炉４３１ｂ及び炉内設定温度を相対的に低くした下流側加熱炉４３２ｂを順に通過させてオーバーコート材料を熱硬化させることが好ましい。この場合、上流側加熱炉４３１ｂ及び下流側加熱炉４３２ｂは、間隔を有することなく連設されていてもよく、また、例えば０〜１０００ｍｍの間隔を有して設けられていてもよい。オーバーコート材料が付着したダブルクラッド光ファイバ１１が上流側加熱炉４３１ｂから出て下流側加熱炉４３２ｂに入るまでの時間は例えば０〜０．５秒である。上流側加熱炉４３１ｂの炉内設定温度は例えば１００〜５００℃である。下流側加熱炉４３２ｂの炉内設定温度は例えば１００〜４５０℃である。上流側加熱炉４３１ｂ及び下流側加熱炉４３２ｂの炉内設定温度差は、好ましくは５０〜２００℃、より好ましくは５０〜１００℃である。
【００６５】
オーバーコート材料としては、例えば、未硬化の熱硬化性シリコーンゴム等が挙げられる。オーバーコート材料の粘度は例えば０．５〜５Ｐａ・ｓである。オーバーコート材料の硬化開始温度は、例えば７０〜１５０℃である。
【実施例】
【００６６】
［試験評価１］
（ダブルクラッド光ファイバ）
＜発明例＞
上記実施形態と同様の構成のダブルクラッド光ファイバ心線を作製し、それを発明例とした。
【００６７】
発明例のダブルクラッド光ファイバ心線の心線径は３５０ｍｍであった。ダブルクラッド光ファイバの第２クラッドの外径は３００ｍｍであった。コア径は１０μｍであった。第１クラッドの外径は２００μｍであった。
【００６８】
コアはイッテルビウム（Ｙｂ）とアルミニウム（Ａｌ）が添加された石英で形成した。第１クラッドは石英で形成した。第２クラッドは、ヒドロシリル化反応による架橋によって硬化したパーフルオロエーテルポリマー（硬化開始温度１２８℃）で形成した。オーバーコートは熱硬化性シリコーンゴム（硬化開始温度８６℃）で形成した。
【００６９】
＜比較例１及び２＞
上記発明例と第２クラッドのみ異なり他は同様の構成のダブルクラッド光ファイバ心線２種を作製し、それを比較例１及び２とした。
【００７０】
なお、比較例１及び２は、共に第２クラッドを紫外線硬化性のフッ化アクリレート樹脂で形成したものであるが、異なる紫外線硬化性のフッ化アクリレート樹脂を使用したものである。
【００７１】
（試験評価方法）
＜伝送損失＞
発明例及び比較例１のそれぞれについて、２００ｍを束にとり、ＪＩＳ Ｃ ６８２３に基づいて、波長を変調して信号光を伝送したときの伝送損失を測定した。また、それをウォーターバス内の８５℃に調温した温水に２日間浸漬し、同様に伝送損失を測定した。
【００７２】
＜ＮＡ＞
発明例並びに比較例１及び２のそれぞれについて、第１クラッドのＮＡをＪＩＳ Ｃ ６８２２記載のＦＦＰ法により測定した。具体的には、赤色ＬＥＤからダブルクラッド光ファイバの第１クラッドにレンズを介して光を入射し、そして、出射光のファーフィールドパターン（ＦＦＰ）を測定し、そのＦＦＰプロファイルが最大値の５％となる値をＮＡとした。なお、ＮＡの測定装置には、浜松ホトニクス社製のＦＦＰ測定システムＬＥＰＡＳ１１を用いた。レンズには、測定対象のダブルクラッド光ファイバの第１クラッドのＮＡよりも少し大きいＮＡを有するものを用いた。ＮＡの測定は、ファイバ長２ｍ及び５００ｍのそれぞれについて行った。
【００７３】
＜耐熱性＞
発明例及び比較例１のそれぞれのファイバ長６０ｍについて、１６０℃及び８０℃の温度雰囲気下に保持し、経過日数と第１クラッドのＮＡとの関係を求めた。ＮＡの測定方法は上記と同一である。
【００７４】
なお、高ＮＡ成分の光ほどガラス製の第１クラッドと樹脂製の第２クラッドとの界面付近で光強度が大きくなるが、樹脂製の第２クラッドが劣化すると、光吸収の増大や第２クラッドの剥離による散乱の増大により、その高ＮＡ成分の光ほど大きな影響を受けて第１クラッドのＮＡが小さくなる。従って、この第１クラッドのＮＡの測定により第２クラッドの劣化を評価することができる。
【００７５】
＜耐湿熱性＞
発明例及び比較例１のそれぞれのファイバ長６０ｍについて、８５℃及び８５％の高温高湿雰囲気下に保持し、経過日数と第１クラッドＮＡとの関係を求めた。第１クラッドのＮＡの測定方法は上記と同一である。
【００７６】
（試験評価結果）
図７（ａ）及び（ｂ）は、温水浸漬前後それぞれの波長と伝送損失との関係を示す。
【００７７】
これらによれば、温水浸漬前は、局所的なピークの差（例えば、波長１４００ｎｍ帯のＯＨによる吸収ピーク）はあるものの、総じて発明例も比較例１も同水準の伝送損失を示し、一方、温水浸漬後は、発明例では伝送損失の変化が極めて小さいのに対し、比較例１では伝送損失が著しく高まっていることが分かる。
【００７８】
表１は第１クラッドのＮＡを示す。
【００７９】
【表１】
【００８０】
発明例は、ファイバ長２ｍにおけるＮＡが０．５９であり、ファイバ長５００ｍにおけるＮＡが０．５４であった。比較例１は、ファイバ長２ｍにおけるＮＡが０．４６であり、ファイバ長５００ｍにおけるＮＡが０．４５であり、比較例２は、ファイバ長２ｍにおけるＮＡが０．６０であり、ファイバ長５００ｍにおけるＮＡが０．２４であった。
【００８１】
これらの結果から、発明例では、ファイバ長が短尺（２ｍ）であっても長尺（５００ｍ）であっても、比較例１及び２よりも高ＮＡの第１クラッド１１ｂを得ることができている点で好ましいことが分かる。
【００８２】
図８及び表２は、高温度雰囲気での保持日数とＮＡとの関係を示す。
【００８３】
【表２】
【００８４】
１６０℃の高温雰囲気に保持したときの第１クラッドのＮＡは、発明例では、初期（経過日数０日）が０．５７、７日後が０．５５、１６日後が０．５４、２３日後が０．５４、３７日後が０．５１、及び１０１日後が０．５０であり、比較例１では、初期（経過日数０日）が０．４７、７日後が０．４３、１４日後が０．３８、２８日後が０．３３、及び９２日後が０．１３であった。
【００８５】
８０℃の高温雰囲気に保持したときの第１クラッドのＮＡは、発明例では、初期（経過日数０日）が０．５７、７日後が０．５７、１４日後が０．５７、２８日後が０．５７、及び９１日後が０．５７であり、比較例１では、初期（経過日数０日）が０．４７、８日後が０．４６、及び７１日後が０．４３であった。
【００８６】
これらの結果から、第２クラッドを熱硬化性樹脂で形成した発明例では、高温雰囲気での保持時間が長くなっても、第１クラッドのＮＡの低下が小さいことが分かる。その一方、第２クラッドを紫外線硬化性樹脂で形成した比較例１では、高温雰囲気での保持時間が長くなるに従って、第１クラッドのＮＡが大きく低下しているのが分かる。比較例１では、熱による第２クラッドの劣化により、光吸収の増大や第２クラッドの剥離による散乱の増大により、第１クラッドのＮＡが小さくなったものと考えられる。
【００８７】
図９及び表３は、高温高湿雰囲気での保持日数と第１クラッドのＮＡとの関係を示す。
【００８８】
【表３】
【００８９】
８５℃及び８５％の高温高湿雰囲気に保持したときの第１クラッドのＮＡは、発明例では、初期（経過日数０日）が０．５７、７日後が０．５７、１４日後が０．５７、２８日後が０．５７、３５日後が０．５７、及び９９日後が０．５２であり、比較例１では、初期（経過日数０日）が０．４７、８日後が０．４５、１５日後が０．３６、及び７０日後が０．３６であった。
【００９０】
これらの結果から、第２クラッドを熱硬化性樹脂で形成した発明例では、高温高湿雰囲気での保持時間が長くなっても、第１クラッドのＮＡの低下が小さいことが分かる。その一方、第２クラッドを紫外線硬化性樹脂で形成した比較例１では、高温高湿雰囲気での保持時間が長くなると、第１クラッドのＮＡが大きく低下しているのが分かる。比較例１では、高温高湿による第２クラッドの剥離により、第１クラッドのＮＡが小さくなったものと考えられる。
【００９１】
［試験評価２］
（ダブルクラッド光ファイバ心線の製造）
試験評価１の発明例と同様の構成のダブルクラッド光ファイバ心線を、オーバーコートの加熱条件を変更して作製した。
【００９２】
具体的には、条件１では、第１及び第２コーティングダイスとして加圧ダイスを用い、第１加熱炉の炉内設定温度を３００℃、第２加熱炉の炉内設定温度を４００℃、及び線引速度を２０ｍ／ｍｉｎとした。
【００９３】
条件２では、第２加熱炉の炉内設定温度を４５０℃とした他は条件１と同一とした。
【００９４】
条件３では、第２加熱炉の炉内設定温度を５００℃とした他は条件１と同一とした。
【００９５】
条件４では、第２加熱炉を、間隔を有することなく連設された上流側加熱炉及び下流側加熱炉で構成し、前者の炉内設定温度を４００℃及び後者の炉内設定温度を３００℃とした他は条件１と同一とした。
【００９６】
（試験評価方法）
条件１〜４で作製したダブルクラッド光ファイバ心線について、目視にて外観観察を行い、Ａ：外観異常無し、Ｂ：数ｍに1個の頻度で外観異常部あり、及びＣ：外観異常部多数の三段階で評価した。
【００９７】
また、表面のタック性について、手で掴んだ際の触感から、Ａ：無及びＢ：有の二段階で評価した。
【００９８】
さらに、試験評価１と同一方法によりファイバ長６０ｍでの第１クラッドのＮＡを測定した。
【００９９】
（試験評価結果）
表４は試験評価結果を示す。
【０１００】
【表４】
【０１０１】
外観について、条件１ではＢ、及び条件２〜４ではＡであった。
【０１０２】
タック性について、条件１ではＢ、及び条件２〜４ではＡであった。
【０１０３】
第１クラッドのＮＡについて、条件１では０．５６、条件２では０．２０、条件３では０．１８、及び条件４では０．５７であった。
【０１０４】
これらの結果から、条件２及び３では、第１クラッドのＮＡが低下しているのが分かる。第２加熱炉の炉内設定温度を４５０℃及び５００℃と高く設定した条件２及び３では、第２クラッドが熱により変質したものと考えられる。その一方、条件１では、第１クラッドのＮＡの低下は認められないものの、外観及びタック性が劣るものとなっていることが分かる。第２加熱炉の炉内設定温度を４００℃と低く設定した条件１では、オーバーコートが完全に硬化しなかったものと考えられる。
【０１０５】
これらに対し、第２加熱炉を上流側加熱炉及び下流側加熱炉で構成し、前者の炉内設定温度を４００℃及び後者の炉内設定温度を３００℃とした条件４では、第１クラッドのＮＡの低下が認められず、また、外観及びタック性も優れるダブルクラッド光ファイバ心線を得ることができた。
【０１０６】
［試験評価３］
（ダブルクラッド光ファイバ心線の製造）
試験評価１の発明例と同様の構成のダブルクラッド光ファイバ心線を、第２クラッドを形成するための第１コーティングダイスとして加圧ダイスを用いて作製し、また、第１コーティングダイスとしてオープンダイスを用いても作製した。
【０１０７】
（試験評価方法）
第１コーティングダイスとして加圧ダイスを用いた場合及びオープンダイスを用いた場合のそれぞれで得られたダブルクラッド光ファイバ心線について、ファイバ長を変量して試験評価１と同一方法により第１クラッドのＮＡを測定した。
【０１０８】
（試験評価結果）
図１０及び表５は、第１コーティングダイスとして加圧ダイスを用いた場合及びオープンダイスを用いた場合に得られたダブルクラッド光ファイバ心線のファイバ長と第１クラッドのＮＡとの関係を示す。
【０１０９】
【表５】
【０１１０】
第１クラッドのＮＡは、加圧ダイス使用の場合では、ファイバ長が１ｍのとき０．５７、８ｍのとき０．５６、１３ｍのとき０．５６、２３ｍのとき０．５６、３３ｍのとき０．５５、４３ｍのとき０．５５、及び５３ｍのとき０．５４であり、オープンダイス使用の場合では、ファイバ長が１ｍのとき０．５７、２ｍのとき０．５６、７ｍのとき０．５２、１７ｍのとき０．４６、２７ｍのとき０．４０、３７ｍのとき０．３８、４７ｍのとき０．３０及び５７ｍのとき０．２６であった。
【０１１１】
この結果から、加圧ダイスを用いた場合には第１クラッドのＮＡのファイバ長依存性が小さいのに対し、オープンダイスを用いた場合には第１クラッドのＮＡのファイバ長依存性が大きく、ファイバ長が長くなるに従って小さくなっていることが分かる。
【０１１２】
また、両方のダブルクラッド光ファイバ心線について、Ｈｅ−Ｎｅレーザを入射してみたところ、オープンダイスを用いた方では、明るく光っている点が多数観察され、その部分を顕微鏡で拡大してみると、第２クラッドの外径が変動して薄肉になっている部分から光が漏れていることが分かった。その一方、加圧ダイスを用いた方では、そのような明るく光っている点は観察されなかった。従って、加圧ダイスを用いることにより、第２クラッドの外径が安定し、それによって光の漏れが抑制され、結果として、第１クラッドのＮＡは、ファイバ長依存性が小さく、長さ方向に安定したものになるのだと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明はダブルクラッド光ファイバ及びその製造方法、並びにダブルクラッド光ファイバ心線の製造方法について有用である。
【符号の説明】
【０１１４】
１０ ダブルクラッド光ファイバ心線
１１ ダブルクラッド光ファイバ
１１ａ コア
１１ｂ 第１クラッド
１１ｃ 第２クラッド
１２ オーバーコート
２０ 剛体振子型物性試験器
２１ 試料ボート
２２ ナイフエッジ
２３ 錘
３０ ファイバレーザ
３１ ファイバレーザ本体
３２ 入力側ＦＢＧ
３２ａ 回折格子
３３ 出力側ＦＢＧ
３３ａ 回折格子
３４ 光コンバイナ
３４ａ ピグテール光ファイバ
３５ 光学ヘッド
３６ 励起光源
４０ 線引機
４１ 紡糸炉
４２ 第２クラッド形成部
４２ａ 第１コーティングダイス
４２ｂ 第１加熱炉
４３ オーバーコート形成部
４３ａ 第２コーティングダイス
４３ｂ 第２加熱炉
４３１ｂ 上流側加熱炉
４３２ｂ 下流側加熱炉
Ｍ１ 第２クラッド形成材
Ｍ２ オーバーコート材料
Ｐ プリフォーム
【技術分野】
【０００１】
本発明はダブルクラッド光ファイバ及びその製造方法、並びにダブルクラッド光ファイバ心線の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ファイバレーザ或いはファイバアンプ等の分野でダブルクラッド光ファイバが用いられている。
【０００３】
特許文献１には、希土類元素が添加されたコアが第１クラッドで被覆され、第１クラッドがさらに第２クラッドで被覆されたダブルクラッド光ファイバであって、コア及び第１クラッドが石英で形成され、且つ第２クラッドが紫外線硬化性樹脂で形成されたものが開示されている。
【０００４】
特許文献２及び３には、コアが第１クラッドで被覆され、第１クラッドがさらに第２クラッドで被覆されたダブルクラッド光ファイバであって、コア及び第１クラッドが石英で形成され、それを被覆する被覆層は複数の層からなり、被覆層の中でも第２クラッド層は紫外線硬化性樹脂で形成されたものが好ましいことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−６０８５４号公報
【特許文献２】特開２０１０−２５０１６７号公報
【特許文献３】特開２０１０−２５０１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ファイバレーザ或いはファイバアンプに用いられるダブルクラッド光ファイバでは、コアに希土類元素が添加されているため、それが線引時などに照射される紫外線光によって反応し、紫外線波長領域及びそれに近い波長１μｍや１．５μｍなどの励起光、或いは、信号光の波長領域でコアの伝送損失が増大して伝送特性が悪化する現象、すなわち紫外線劣化が生じ易いコアとなっている。
【０００７】
本発明の課題は、コアの紫外線劣化を生じ難くして伝送特性の優れたダブルクラッド光ファイバを得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のダブルクラッド光ファイバは、希土類元素が添加されたガラス製のコアと、該コアを被覆するように設けられ該コアより屈折率が低いガラス製の第１クラッドと、該第１クラッドを被覆するように設けられ該第１クラッドより屈折率が低い第２クラッドと、を有するものであって、上記第２クラッドを形成する第２クラッド材料は、熱硬化性樹脂であることを特徴とする。
【０００９】
本発明のダブルクラッド光ファイバの製造方法は、ガラス製のプリフォームを線引きして希土類元素が添加されたコア及びそれを被覆し該コアより屈折率が低い第１クラッドを形成するコア及び第１クラッド形成工程と、該コア及び第１クラッド形成工程で形成した上記第１クラッドの表面に液状の第２クラッド材料を付着させて加熱することにより熱硬化させて該第１クラッドより屈折率が低い第２クラッドを形成する第２クラッド形成工程と、を備えたものであって、上記第２クラッド材料は、ヒドロシリル化反応による架橋によって硬化するパーフルオロエーテルポリマーを含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明のダブルクラッド光ファイバ心線の製造方法は、本発明のダブルクラッド光ファイバの製造方法で製造したダブルクラッド光ファイバの表面に液状のオーバーコート材料を付着させて加熱することにより熱硬化させるオーバーコート形成工程を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、第２クラッドが紫外線硬化性樹脂でなく、熱硬化性樹脂により形成されているので、線引時に紫外線劣化を生じ難く、その結果、伝送特性の優れたダブルクラッド光ファイバを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態に係るダブルクラッド光ファイバ心線を示す斜視図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は第２クラッド材料のガラス転移温度及び硬化開始温度の測定方法の説明図である。
【図３】実施形態に係るダブルクラッド光ファイバ心線を用いたファイバレーザを示す図である。
【図４】実施形態に係るダブルクラッド光ファイバ心線の製造方法を示す説明図である。
【図５】（ａ）は加圧ダイスを用いたダブルクラッド光ファイバ心線の製造方法を示す説明図であり、（ｂ）はオープンダイスを用いたダブルクラッド光ファイバ心線の製造方法を示す説明図である。
【図６】オーバーコートを形成するための第２加熱炉の変形例を示す説明図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は温水浸漬前後それぞれの波長と伝送損失との関係を示すグラフである。
【図８】高温雰囲気への保持時間と第１クラッドのＮＡとの関係を示すグラフである。
【図９】８５℃及び８５％の高温高湿雰囲気への保持時間と第１クラッドのＮＡとの関係を示すグラフである。
【図１０】ファイバ長と第１クラッドのＮＡとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は実施形態に係るダブルクラッド光ファイバ心線１０を示す。この実施形態に係るダブルクラッド光ファイバ心線１０は、例えば、ファイバレーザ或いはファイバアンプ等の用途で用いられるものである。
【００１４】
実施形態に係るダブルクラッド光ファイバ心線１０は、円形断面のダブルクラッド光ファイバ１１とそれを被覆するオーバーコート１２とで構成されている。心線径は例えば１００μｍ〜１０００μｍである。
【００１５】
ダブルクラッド光ファイバ１１は、ファイバ中心の円形断面の希土類元素が添加されたコア１１ａとそれを被覆するように設けられたコア１１ａより屈折率が低い第１クラッド１１ｂとさらにそれを被覆するように設けられた第１クラッド１１ｂより屈折率が低い第２クラッド１１ｃとで構成されている。なお、第１クラッド１１ｂの断面形状は円形であってもよいが、後述するように第１クラッド１１ｂに励起光が入力されたときに、励起光がコア１１ａを横切らないスキュー光になるのを防ぐ観点からは、当該断面形状は多角形や非幾何学形状であることが好ましい。ダブルクラッド光ファイバ１１の第２クラッド１１ｃの外径は例えば５０μｍ〜７００μｍである。
【００１６】
コア１１ａ及び第１クラッド１１ｂはガラスで一体に形成されている。
【００１７】
コア１１ａを形成するガラスは、希土類元素（Ｅｒ、Ｙｂ、Ｎｄ等）が添加されたガラスであれば、例えば、石英ガラス（ＳｉＯ2）に、Ｇｅなどの屈折率を高めるドーパント、Ｆなどの屈折率を低くするドーパント、或いはその他の機能性付与ドーパントが添加された石英であってもよい。なお、コア１１ａに添加された希土類元素の濃度が高いほどコア１１ａは紫外線光によって反応し易く、紫外線波長領域でコア１１ａの伝送損失が増大して伝送特性が悪化する現象が生じ、紫外線波長領域に近い波長１μｍや１．５μｍなどの励起光、或いは、信号光の波長領域でコア１１ａの伝送損失が増大して伝送特性が悪化する現象が生じ易い。従って、コア１１ａに添加される希土類元素の濃度の例としては、１〜１０質量％が挙げられる。
【００１８】
コア径は例えば５μｍ〜１００μｍである。コア１１ａの屈折率は第１クラッド１１ｂの屈折率よりも高く、コア１１ａと第１クラッド１１ｂとの比屈折率差（Δ）は例えば０．１〜１％である。
【００１９】
第１クラッド１１ｂを形成するガラスは、純粋な石英ガラス（ＳｉＯ2）であってもよく、また、Ｆなどの屈折率を低くするドーパント或いはＧｅなどの屈折率を高くするドーパントが添加された石英であってもよい。第１クラッド１１ｂの厚さは例えば２５μｍ〜３５０μｍであり、その断面形状の内接円の直径は例えば５０μｍ〜７００μｍである。
【００２０】
第２クラッド１１ｃは、熱硬化性樹脂により形成されている。特に、第２クラッド１１ｃが大きく低屈折率化され、その結果、高い出射ＮＡ（以下、単に「ＮＡ」ともいう。）の第１クラッド１１ｂを得ることができるため、ヒドロシリル化反応による架橋によって硬化したパーフルオロエーテルポリマーを含む第２クラッド材料により形成されていることが好ましい。第２クラッド１１ｃの厚さは例えば１０μｍ〜１００μｍである。
【００２１】
第２クラッド１１ｃの屈折率は、第１クラッド１１ｂの屈折率よりも低く、例えば１．３２〜１．４５であり、その際、第１クラッド１１ｂが石英であれば、第１クラッド１１ｂのＮＡはファイバ長２ｍで測定して０．１３〜０．６０となる。特に、ヒドロシリル化反応による架橋によって硬化したパーフルオロエーテルポリマーを含む第２クラッド材料により形成されているダブルクラッド光ファイバ１１では、第２クラッド１１ｃが１．３２〜１．４０の低屈折率を有することにより、その際、第１クラッド１１ｂが石英であれば、第１クラッド１１ｂのＮＡはファイバ長２ｍ測定してもファイバ長５００ｍで測定しても０．４０〜０．６０となる。ＮＡは、ＪＩＳ Ｃ６８２２記載のＦＦＰ法により測定される。
【００２２】
以下、上記第２クラッド材料を使用した場合について詳述する。
【００２３】
上記第２クラッド材料の密度は例えば１．７〜１．８である。上記第２クラッド材料の密度は、ＪＩＳ Ｋ ００６１により測定される。
【００２４】
上記第２クラッド材料のヤング率は、例えば０．５〜５０ＭＰａであり、外力に対する緩衝作用に優れる点から１〜１０ＭＰａであることが好ましい。上記第２クラッド材料の引張り強さは、例えば１〜１００ＭＰａであり、外力に対する耐性に優れる点から１０ＭＰａ以上であることが好ましく、光ファイバ１１を曲げたときの曲げに対する追随性に優れる点から７０ＭＰａ以下が好ましい。上記第２クラッド材料の切断時伸びは、例えば５〜１００％であり、光ファイバ１１を曲げたときの曲げに対する追随性に優れる点から２０％以上であることが好ましく、外力に対する緩衝作用に優れる点から７０％以下が好ましい。上記第２クラッド材料のヤング率はＪＩＳ Ｋ ６２５１に準拠し、フィルム状に成形した第２クラッド材料を引張速度１ｍｍ／ｍｉｎで引張ったときの２．５％の伸び時の張力を断面積で除することにより求められる。また、上記第２クラッド材料の引張り強さ及び切断時伸びは、ＪＩＳ Ｋ ６２５１により測定される。
【００２５】
上記第２クラッド材料のショアＡ硬さは、例えば１０〜８０であり、外力に対し耐性に優れる点から２５〜８０であることが好ましい。上記第２クラッド材料のショアＡ硬さは、ＪＩＳ Ｋ ６２５３記載のタイプＡデュロメータにより測定される。
【００２６】
上記第２クラッド材料のガラス転移温度（Ｔｇ）は、例えば−１５０〜０℃であり、使用温度領域での特性の安定性から−１５０〜−５０℃であることが好ましい。上記第２クラッド材料のガラス転移温度（Ｔｇ）は、図２（ａ）に示すような剛体振子型物性試験器２０（例えば、エー・アンド・デイ社製 型番：ＲＰＴ−３０００Ｗ）を用いて次の手順により測定される。なお、剛体振子型物性試験器２０は、試料ボート２１（例えばアルミニウム製）を備え、その中にパイプエッジ２２（例えば、エー・アンド・デイ社製 型番：ＲＰＮ１６０）が設けられ、そこから錘２３（例えば、エー・アンド・デイ社製 型番：ＦＲＢ１００）が垂らされて振子が構成されている。室温の大気雰囲気下で、試料台２１に厚さ約１００μｍの第２クラッド材料Ｍ１のフィルムを載せ、試料ボート２１を−１００℃から１５０℃まで１０℃／ｍｉｎの速度で昇温し、一定時間ごとに振子に振動を与えて振動周期を測定する。第２クラッド材料Ｍ１の粘弾性が変化すると、対数減衰率が変化することから、図２（ｂ）に示すように、対数減衰率の変化率の絶対値が最大となる温度を求め、それをガラス転移温度とする。−１００℃以下にＴｇが存在する場合には、同原理で−１００℃以下の測定が可能な装置もしくは動的粘弾性測定装置によって測定されたtanδピークにより求めることが出来る。
【００２７】
上記第２クラッド材料のゲル分率は、例えば９０〜１００％であり、高温使用環境における低分子量成分の揮発或いは高湿使用環境における低分子量成分の溶出によって生じる第２クラッド１１ｃの特性変化を防止する点から、９６〜１００％であることが好ましい。上記第２クラッド材料のゲル分率は、溶媒抽出時の質量変化により測定される。具体的には、上記第２クラッド材料に対し、メチルエチルケトン（沸点）を溶媒として、毎時約１０回の循環速度で５時間、ソックスレー抽出を行い、抽出後の上記第２クラッド材料の乾燥質量を初期の質量で除し、百分率で表した値をゲル分率とする。
【００２８】
第２クラッド１１ｃの第１クラッド１１ｂへの密着性の指標となる第２クラッド材料のガラスに対する９０°剥離力は１０Ｎ／ｍ以上であることが好ましく、ダブルクラッド光ファイバ１１を曲げたとき第２クラッド１１ｃと第１クラッド１１ｂとの密着性を保つ点から、２０Ｎ／ｍ以上であることがより好ましい。第２クラッド材料のガラスに対する９０°剥離力は、ガラス基板上に１００〜２００μｍの厚さで第２クラッド材料を塗布、硬化させ、第２クラッド材料のみに幅２．５ｃｍの間隔で短冊状に切り込みを入れ、短冊の一端をガラス基板から垂直に、引張速度１００ｍｍ／ｍｉｎで引き上げたときの張力を測定し、その値を短冊の幅で除することにより求めることができる。
【００２９】
オーバーコート１２は樹脂或いはゴムで形成されている。オーバーコート１２を形成する樹脂或いはゴムとしては、例えば、紫外線硬化性樹脂などの光硬化性樹脂、ポリイミド樹脂などの熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、シリコーンゴムなどの硬化性ゴム等が挙げられる。なお、コア１１ａに希土類元素が添加されていて、紫外線劣化が生じ易いコア１１ａとなっているが、上記のように形成された第２クラッド１１ｃが存在するため、オーバーコート１２が紫外線硬化性樹脂であって、オーバーコート１２形成時に紫外線が照射されたとしても、紫外線劣化が生じ難くなっており、それ故、オーバーコート１２を形成する樹脂は紫外線硬化性樹脂でもよい。ただし、紫外線劣化を生じ難くするためには、オーバーコート１２形成時に紫外線が照射されない方が好ましく、その点で、ポリイミド樹脂などの熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、シリコーンゴムなどの硬化性ゴム等が好ましい。特に、ダブルクラッド光ファイバ１１からの放熱性を向上させるために熱伝導性に優れたシリコーンゴムが好ましい。また、第２クラッド１１ｃへの濡れ性を改善する観点からは、オーバーコート１２を形成する樹脂にはフッ素が少量添加されていることが好ましい。
【００３０】
オーバーコート１２の厚さは例えば１０〜１００μｍである。オーバーコート１２の屈折率は、例えば１．４〜１．５７であり、クラッドモード光の散逸を抑制する観点から、第２クラッド１１ｃの屈折率よりも高いことが好ましい。オーバーコート１２を形成する樹脂のヤング率は、例えば１００〜４００ＭＰａであり、屈曲時に発生する応力及び伝送損失を低減する観点から、第２クラッド材料のヤング率よりも高いことが好ましい。オーバーコート１２を形成する樹脂のゲル分率は、例えば８０〜１００％であり、第２クラッド材料のゲル分率よりも低いことが好ましい。また、吸水後に乾燥したときに発生する散逸低分子量成分に起因する収縮量の差を小さくすることにより、オーバーコート１２と第２クラッド１１ｃとの間の浮きの発生を規制し、それによって伝送損失の抑制を図る観点からは、オーバーコート１２を形成する樹脂と第２クラッド材料とのゲル分率の差は５％よりも小さいことが好ましい。
【００３１】
以上の実施形態に係るダブルクラッド光ファイバ心線１０によれば、第２クラッド１１ｃが熱硬化性樹脂、好ましくはヒドロシリル化反応による架橋によって硬化したパーフルオロエーテルポリマーを含む熱硬化性樹脂で形成されているので、第２クラッド１１ｃが大きく低屈折率化され、その結果、高ＮＡの第１クラッド１１ｂを得ることができる。ここで、第２クラッド１１ｃがヒドロシリル化反応による架橋によって硬化したパーフルオロエーテルポリマーを含む熱硬化性樹脂であれば、その樹脂中の炭素原子とケイ素原子の結合部が疎水性であることにより、優れた耐湿性を得ることができる。さらに好ましくは、第２クラッド１１ｃがヒドロシリル化反応による架橋によって硬化したパーフルオロエーテルポリマーを含む熱硬化性樹脂であり、その樹脂内にケイ素原子に結合したアルコキシ基が含まれる場合には、第２クラッド１１ｃと第１クラッド１１ｂを形成するガラスとの親和性が増すこととなり、それらの間に高い密着性が生じ、その結果、より優れた耐湿性を得ることができる。また、光源から出射された励起光を集光して第１クラッド１１ｂに入射させる場合、このようにＮＡが高い方が入射角を大きくできるため、入射可能な励起光量を多くすることができ、従って、より多くの励起光を第１クラッド１１ｂ内に閉じ込めることができ、高い発振効率を得ることができる。なお、従来から、高ＮＡを得ることができるダブルクラッド光ファイバとして、クラッドにエアホールが形成された構造のものが存在するが、このものは、製造技術が困難であり、また、良品をスクリーニングするため歩留まりが悪く、さらに、エアホールを形成するために光ファイバ外周に補強のためのサポート層が必要で、そのため光ファイバ径が大きくなることから許容曲げ径も大きい、といったデメリットを有する。しかしながら、本実施形態に係るダブルクラッド光ファイバ心線１０ではかかるデメリットはない。
【００３２】
さらに、ヒドロシリル化反応による架橋によって硬化したパーフルオロエーテルポリマーにより形成された第２クラッド１１ｃは、光学特性の温度依存性が小さいこと及び耐熱性が優れることが予想され、そのため厳しい環境下での使用可能性及び長寿命化を期待することができる。
【００３３】
図３は、実施形態に係るダブルクラッド光ファイバ心線１０を用いたデバイスの一例としてのファイバレーザ３０を示す。
【００３４】
このファイバレーザ３０は、ファイバレーザ本体３１を備え、その入力端に入力側ＦＢＧ３２（Fiber Bragg Grating）が接続されていると共に、出力端に出力側ＦＢＧ３３が接続され、また、入力側ＦＢＧ３２の入力端に光コンバイナ３４が接続され、さらに、出力側ＦＢＧ３３の出力端がレーザ出射部を構成する光学ヘッド３５に接続されている。
【００３５】
ファイバレーザ本体３１のファイバ長は例えば３〜１００ｍである。
【００３６】
入力側ＦＢＧ３２は、コアに希土類元素が添加されておらず且つ回折格子３２ａが形成されたダブルクラッド光ファイバ心線で構成されている。入力側ＦＢＧ３２は、コアの回折格子３２ａにより、ファイバレーザ本体３１側からの光（例えば波長１０８５ｎｍの光）を９８〜１００％反射するように構成されている。入力側ＦＢＧ３２のファイバ長は例えば０．３〜１０ｍである。
【００３７】
出力側ＦＢＧ３３も、コアに希土類元素が添加されておらず且つ回折格子３３ａが形成されたダブルクラッド光ファイバ心線で構成されている。出力側ＦＢＧ３３は、コアの回折格子３３ａにより、ファイバレーザ本体３１側からの光（例えば波長１０８５ｎｍの光）を５〜１５％反射するように構成されている。出力側ＦＢＧ３３のファイバ長は例えば０．３〜１０ｍである。
【００３８】
光コンバイナ３４は、複数のピグテール光ファイバ３４ａがそれらの出射端側で束ねられて溶融一体化されている。ピグテール光ファイバ３４ａの数は例えば２〜数十芯であり、典型例として、例えば、７芯、１９芯、及び３７芯が挙げられる。複数のピグテール光ファイバ３４ａのそれぞれの入力端には励起光源３６が接続されている。励起光源３６は、例えば、半導体レーザ等で構成されている。各励起光源３６の出力は例えば５〜５００Ｗである。
【００３９】
このファイバレーザ３０は、複数の励起光源３６のそれぞれからのレーザ光をピグテール光ファイバ３４ａを介して伝送すると共に、それらを纏めて入力側ＦＢＧ３２に入力するように構成されている。また、ダブルクラッド光ファイバ心線で構成された入力側ＦＢＧ３２、実施形態に係るダブルクラッド光ファイバ心線１０で構成されたファイバレーザ本体３１、及びダブルクラッド光ファイバ心線で構成された出力側ＦＢＧ３３では、複数の励起光源３６のそれぞれからのレーザ光をマルチモードの励起光として第１クラッド１１ｂ内で伝送し、そのマルチモードの励起光がコア１１ａを横切る際にコア１１ａ中の希土類元素を励起させてエネルギー順位間の反転分布を形成することから、誘導放出により生じたシングルモードのレーザ光をコア１１ａを伝送するように構成されている。そして、コア１１ａを伝送するシングルモードのレーザ光を入力側ＦＢＧ３２及び出力側ＦＢＧ３３の回折格子３２ａ，３３ａで反射させることにより発振させ、その発振によりハイパワー化された特定波長のレーザ光の一部を出力側ＦＢＧ３３の出射端を通して光学ヘッド３５から出力するように構成されている。ファイバレーザ３０の出力は例えば１０〜２００Ｗである。
【００４０】
ここで、例えば、ピグテール光ファイバ３４ａの光ファイバ径が１２５μｍ及び出力ＮＡが０．１５である場合、ピグテール光ファイバ３４ａの数が７芯のときには光ファイバ束の外径が３７５μｍ、１９芯のときには光ファイバ束の外径が６２５μｍ、及び３７芯のときには光ファイバ束の外径が８７５μｍとなる。そして、これを入力側ＦＢＧ３２の外径が２５０μｍの入力端に接続するには、光コンバイナ３４の出力端部をテーパ状等の先細り形状に形成する必要があるが、このとき７芯では出力ＮＡが０．２２５、１９芯では出力ＮＡが０．３７５、及び３７芯では出力ＮＡが０．５２５となり、従って、ピグテール光ファイバ３４ａの数が多くなるに従って出力ＮＡが大きくなる。これに対し、ダブルクラッド光ファイバ心線１０では、高ＮＡであることから、多芯のピグテール光ファイバ３４ａからのレーザ光を漏らすことなく入力側ＦＢＧ３２に入力させ、ダブルクラッド光ファイバ心線１０で内を伝送させることができる。従って、上記ファイバレーザ３０では、多くの励起光源３６とのカップリングが可能であり、その結果、高出力のレーザ光を出力することができる。
【００４１】
なお、上記ファイバレーザ３０では、光コンバイナ３４により励起光を入力する構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、入力側ＦＢＧ３２の側面にＶ溝等を形成して露出した第１クラッドに励起光を入力する構成としてもよく、また、入力側ＦＢＧ３２の第２クラッドを部分的に除去して露出した第１クラッドに励起光入力用のマルチモード光ファイバを融着して励起光を入力する構成としてもよい。
【００４２】
次に、実施形態に係るダブルクラッド光ファイバ心線１０の製造方法について図４に基づいて説明する。なお、以下ではオーバーコート１２を熱硬化性ゴムで形成する場合を例とするが、特にこれに限定されるものではない。
【００４３】
まず、コア１１ａ及び第１クラッド１１ｂを形成するためのガラス製のプリフォームＰを作製する。プリフォームＰの作製方法としては、例えば、ＣＶＤ法、ＶＡＤ法等の公知の方法を挙げることができる。プリフォームＰは、例えば、長さが１０〜１０００ｍｍ、及び外径が１０〜５０ｍｍの円柱体である。
【００４４】
次いで、プリフォームＰを線引機４０にセットする。
【００４５】
ここで、線引機４０は、プリフォームＰを加熱する紡糸炉４１、その後段の第２クラッド形成部４２、及びその後段のオーバーコート形成部４３からなる。第２クラッド形成部４２は、第１コーティングダイス４２ａと第１加熱炉４２ｂとで構成されている。オーバーコート形成部４３は、第２コーティングダイス４３ａと第２加熱炉４３ｂとで構成されている。
【００４６】
そして、線引機４０を稼働させ、紡糸炉４１でプリフォームＰからコア１１ａ及び第１クラッド１１ｂを形成し、続いて、それを第２クラッド形成部４２に通して第２クラッド１１ｃを形成してダブルクラッド光ファイバ１１を作製し、そして、そのダブルクラッド光ファイバ１１をオーバーコート形成部４３に通してオーバーコート１２を形成して実施形態１に係るダブルクラッド光ファイバ心線１０を製造する。
【００４７】
このとき、紡糸炉４１では、プリフォームＰを加熱して線引きしてコア１１ａ及び第１クラッド１１ｂを形成する（コア及び第１クラッド形成工程）。ここで、紡糸炉４１の設定温度（線引温度）は例えば２０００〜２３００℃である。線引速度は例えば１〜１００ｍ／ｍｉｎである。
【００４８】
第２クラッド形成部４２では、線引きされたコア１１ａ及び第１クラッド１１ｂを第１コーティングダイス４２ａに通して、その表面に液状の第２クラッド材料を均一厚さで付着させ、引き続いて第１加熱炉４２ｂを通過させて加熱することにより熱硬化させて第２クラッド１１ｃを形成する（第２クラッド形成工程）。
【００４９】
ここで、第１コーティングダイス４２ａとしては、図５（ａ）に示すように、第２クラッド材料Ｍ１を加圧しつつ第１クラッド１１ｂの表面に付着させる加圧ダイスを用いてもよく、また、図５（ｂ）に示すように、第２クラッド材料Ｍ１を加圧することなく第１クラッド１１ｂの表面に付着させるオープンダイスを用いてもよいが、第２クラッド材料Ｍ１を均一に付着させる観点から、前者の加圧ダイスを用いることが好ましい。
【００５０】
第２クラッド材料は、熱硬化性樹脂であって、Ｃ＝Ｃ二重結合及びＳｉＨのヒドロシリル化反応による架橋によって硬化するパーフルオロエーテルポリマーを含み、Ｃ＝Ｃ二重結合とＳｉＨとを１：１の割合で含むことが好ましい。
【００５１】
第２クラッド材料は単一成分で構成されていてもよい。単一成分の第２クラッド材料は、分子内に少なくとも１つのＣ＝Ｃ二重結合及び少なくとも１つのＳｉＨを有するパーフルオロエーテルポリマーで構成され、加熱されると、分子間でＣ＝Ｃ二重結合とＳｉＨとがヒドロシリル化反応して架橋する。
【００５２】
第２クラッド材料は複数成分で構成されていてもよい。複数成分の第２クラッド材料は、例えば、分子内に少なくとも２つのＣ＝Ｃ二重結合を有するパーフルオロエーテルポリマー成分と少なくとも２つのＳｉＨを有する含フッ素オルガノシロキサン成分とで構成され、加熱されると、両成分間でＣ＝Ｃ二重結合とＳｉＨとがヒドロシリル化反応して架橋する。
【００５３】
上記Ｃ＝Ｃ二重結合は、主鎖中に含まれていてもよく、また、側鎖中に含まれていてもよく、さらに、主鎖或いは側鎖の末端に含まれていてもよい。Ｃ＝Ｃ二重結合は、分子中にアルケニル基として導入されていることが好ましい。かかるアルケニル基としては、例えば、ビニル基、プロペニル基、スチリル基、イソプロペニル基、シクロプロペニル基、ブテニル基、シクロブテニル基、シクロペンテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基等が挙げられる。
【００５４】
上記ＳｉＨは、主鎖中に含まれていてもよく、また、側鎖中に含まれていてもよく、さらに、主鎖或いは側鎖の末端に含まれていてもよい。ＳｉＨは、分子中にシロキサン結合の繰り返し構造（（−ＳｉＨ2−Ｏ−）n）として導入されていることが好ましい。シロキサン結合の繰り返し数（ｎ）は例えば２〜５である。
【００５５】
第２クラッド材料は、単一種のパーフルオロエーテルポリマーのみを含んでいてもよく、また、複数種のパーフルオロエーテルポリマーを含んでいてもよい。
【００５６】
第２クラッド材料は、ダブルクラッド光ファイバ１１の高ＮＡ及び優れた耐湿性を損なわない範囲で他のポリマー成分を含んでいてもよい。また、第２クラッド材料は、白金系等の触媒を含んでいてもよい。
【００５７】
第２クラッド材料の粘度は、例えば０．５〜５０Ｐａ・ｓであり、第２クラッド１１ｃとして好ましい厚さの塗膜を得られる点で１〜１０Ｐａ・ｓであることが好ましい。第２クラッド材料の粘度は、ＪＩＳ Ｚ ８８０３記載の円錐−平板形回転粘度計により測定される。
【００５８】
第２クラッド材料の硬化開始温度は、例えば７０〜１５０℃であり、第２クラッド材料として好ましいポットライフと加工速度が得られる観点から９０〜１３０℃であることが好ましい。第２クラッド材料の硬化開始温度は、ガラス転移温度と同様、図２（ａ）に示すような剛体振子型物性試験器２０（例えば、エー・アンド・デイ社製 型番：ＲＰＴ−３０００Ｗ）を用いて次の手順により測定される。室温の大気雰囲気下で、試料ボート２１に第２クラッド材料Ｍ１を深さ０．５ｍｍとなるように注入し、そして、試料ボート２１を室温から２００℃まで１０℃／ｍｉｎの速度で昇温し、また、一定時間ごとに振子に振動を与えて振動周期を測定する。第２クラッド材料Ｍ１が架橋して硬化すると、液の弾性が上昇して振動周期が短くなることから、図２（ｃ）に示すように、昇温初期からの振動周期が一定である直線部と振動周期が低下する直線部との交点を求め、それを硬化開始温度とする。
【００５９】
なお、第２クラッド材料に含まれるパーフルオロエーテルポリマーは、市販材料として信越化学社製のＳＩＦＥＬシリーズがある。
【００６０】
第１加熱炉４２ｂの炉内設定温度は例えば１００〜５００℃である。第１加熱炉４２ｂにおける加熱処理時間は例えば０．０５〜０．５秒である。
【００６１】
オーバーコート形成部４３では、第１クラッド１１ｂが第２クラッド１１ｃで被覆されたダブルクラッド光ファイバ１１を第２コーティングダイス４３ａに通して、その表面に液状のオーバーコート材料を均一厚さで付着させ、引き続いて第２加熱炉４３ｂを通過させて加熱することにより熱硬化させてオーバーコート１２を形成する（オーバーコート形成工程）。
【００６２】
ここで、第２コーティングダイス４３ａとしては、図５（ａ）に示すように、オーバーコート材料Ｍ２を加圧しつつダブルクラッド光ファイバ１１の表面に付着させる加圧ダイスを用いてもよく、また、図５（ｂ）に示すように、オーバーコート材料Ｍ２を加圧することなくダブルクラッド光ファイバ１１の表面に付着させるオープンダイスを用いてもよいが、オーバーコート材料Ｍ２を均一に付着させる観点から、前者の加圧ダイスを用いることが好ましい。
【００６３】
第２加熱炉４３ｂは、単一の炉で構成されていてもよい。この場合、第２加熱炉４３ｂの炉内設定温度は例えば１００〜５００℃である。第２加熱炉４３ｂにおける加熱処理時間は例えば０．０５〜０．５秒である。
【００６４】
また、第２加熱炉４３ｂは、図６に示すように、一対の上流側加熱炉４３１ｂ及び下流側加熱炉４３２ｂで構成されていてもよく、そして、オーバーコート１２を形成する際のダブルクラッド光ファイバ１１への熱の影響を低減する観点から、液状のオーバーコート材料を付着させたダブルクラッド光ファイバ１１を、炉内設定温度を相対的に高くした上流側加熱炉４３１ｂ及び炉内設定温度を相対的に低くした下流側加熱炉４３２ｂを順に通過させてオーバーコート材料を熱硬化させることが好ましい。この場合、上流側加熱炉４３１ｂ及び下流側加熱炉４３２ｂは、間隔を有することなく連設されていてもよく、また、例えば０〜１０００ｍｍの間隔を有して設けられていてもよい。オーバーコート材料が付着したダブルクラッド光ファイバ１１が上流側加熱炉４３１ｂから出て下流側加熱炉４３２ｂに入るまでの時間は例えば０〜０．５秒である。上流側加熱炉４３１ｂの炉内設定温度は例えば１００〜５００℃である。下流側加熱炉４３２ｂの炉内設定温度は例えば１００〜４５０℃である。上流側加熱炉４３１ｂ及び下流側加熱炉４３２ｂの炉内設定温度差は、好ましくは５０〜２００℃、より好ましくは５０〜１００℃である。
【００６５】
オーバーコート材料としては、例えば、未硬化の熱硬化性シリコーンゴム等が挙げられる。オーバーコート材料の粘度は例えば０．５〜５Ｐａ・ｓである。オーバーコート材料の硬化開始温度は、例えば７０〜１５０℃である。
【実施例】
【００６６】
［試験評価１］
（ダブルクラッド光ファイバ）
＜発明例＞
上記実施形態と同様の構成のダブルクラッド光ファイバ心線を作製し、それを発明例とした。
【００６７】
発明例のダブルクラッド光ファイバ心線の心線径は３５０ｍｍであった。ダブルクラッド光ファイバの第２クラッドの外径は３００ｍｍであった。コア径は１０μｍであった。第１クラッドの外径は２００μｍであった。
【００６８】
コアはイッテルビウム（Ｙｂ）とアルミニウム（Ａｌ）が添加された石英で形成した。第１クラッドは石英で形成した。第２クラッドは、ヒドロシリル化反応による架橋によって硬化したパーフルオロエーテルポリマー（硬化開始温度１２８℃）で形成した。オーバーコートは熱硬化性シリコーンゴム（硬化開始温度８６℃）で形成した。
【００６９】
＜比較例１及び２＞
上記発明例と第２クラッドのみ異なり他は同様の構成のダブルクラッド光ファイバ心線２種を作製し、それを比較例１及び２とした。
【００７０】
なお、比較例１及び２は、共に第２クラッドを紫外線硬化性のフッ化アクリレート樹脂で形成したものであるが、異なる紫外線硬化性のフッ化アクリレート樹脂を使用したものである。
【００７１】
（試験評価方法）
＜伝送損失＞
発明例及び比較例１のそれぞれについて、２００ｍを束にとり、ＪＩＳ Ｃ ６８２３に基づいて、波長を変調して信号光を伝送したときの伝送損失を測定した。また、それをウォーターバス内の８５℃に調温した温水に２日間浸漬し、同様に伝送損失を測定した。
【００７２】
＜ＮＡ＞
発明例並びに比較例１及び２のそれぞれについて、第１クラッドのＮＡをＪＩＳ Ｃ ６８２２記載のＦＦＰ法により測定した。具体的には、赤色ＬＥＤからダブルクラッド光ファイバの第１クラッドにレンズを介して光を入射し、そして、出射光のファーフィールドパターン（ＦＦＰ）を測定し、そのＦＦＰプロファイルが最大値の５％となる値をＮＡとした。なお、ＮＡの測定装置には、浜松ホトニクス社製のＦＦＰ測定システムＬＥＰＡＳ１１を用いた。レンズには、測定対象のダブルクラッド光ファイバの第１クラッドのＮＡよりも少し大きいＮＡを有するものを用いた。ＮＡの測定は、ファイバ長２ｍ及び５００ｍのそれぞれについて行った。
【００７３】
＜耐熱性＞
発明例及び比較例１のそれぞれのファイバ長６０ｍについて、１６０℃及び８０℃の温度雰囲気下に保持し、経過日数と第１クラッドのＮＡとの関係を求めた。ＮＡの測定方法は上記と同一である。
【００７４】
なお、高ＮＡ成分の光ほどガラス製の第１クラッドと樹脂製の第２クラッドとの界面付近で光強度が大きくなるが、樹脂製の第２クラッドが劣化すると、光吸収の増大や第２クラッドの剥離による散乱の増大により、その高ＮＡ成分の光ほど大きな影響を受けて第１クラッドのＮＡが小さくなる。従って、この第１クラッドのＮＡの測定により第２クラッドの劣化を評価することができる。
【００７５】
＜耐湿熱性＞
発明例及び比較例１のそれぞれのファイバ長６０ｍについて、８５℃及び８５％の高温高湿雰囲気下に保持し、経過日数と第１クラッドＮＡとの関係を求めた。第１クラッドのＮＡの測定方法は上記と同一である。
【００７６】
（試験評価結果）
図７（ａ）及び（ｂ）は、温水浸漬前後それぞれの波長と伝送損失との関係を示す。
【００７７】
これらによれば、温水浸漬前は、局所的なピークの差（例えば、波長１４００ｎｍ帯のＯＨによる吸収ピーク）はあるものの、総じて発明例も比較例１も同水準の伝送損失を示し、一方、温水浸漬後は、発明例では伝送損失の変化が極めて小さいのに対し、比較例１では伝送損失が著しく高まっていることが分かる。
【００７８】
表１は第１クラッドのＮＡを示す。
【００７９】
【表１】
【００８０】
発明例は、ファイバ長２ｍにおけるＮＡが０．５９であり、ファイバ長５００ｍにおけるＮＡが０．５４であった。比較例１は、ファイバ長２ｍにおけるＮＡが０．４６であり、ファイバ長５００ｍにおけるＮＡが０．４５であり、比較例２は、ファイバ長２ｍにおけるＮＡが０．６０であり、ファイバ長５００ｍにおけるＮＡが０．２４であった。
【００８１】
これらの結果から、発明例では、ファイバ長が短尺（２ｍ）であっても長尺（５００ｍ）であっても、比較例１及び２よりも高ＮＡの第１クラッド１１ｂを得ることができている点で好ましいことが分かる。
【００８２】
図８及び表２は、高温度雰囲気での保持日数とＮＡとの関係を示す。
【００８３】
【表２】
【００８４】
１６０℃の高温雰囲気に保持したときの第１クラッドのＮＡは、発明例では、初期（経過日数０日）が０．５７、７日後が０．５５、１６日後が０．５４、２３日後が０．５４、３７日後が０．５１、及び１０１日後が０．５０であり、比較例１では、初期（経過日数０日）が０．４７、７日後が０．４３、１４日後が０．３８、２８日後が０．３３、及び９２日後が０．１３であった。
【００８５】
８０℃の高温雰囲気に保持したときの第１クラッドのＮＡは、発明例では、初期（経過日数０日）が０．５７、７日後が０．５７、１４日後が０．５７、２８日後が０．５７、及び９１日後が０．５７であり、比較例１では、初期（経過日数０日）が０．４７、８日後が０．４６、及び７１日後が０．４３であった。
【００８６】
これらの結果から、第２クラッドを熱硬化性樹脂で形成した発明例では、高温雰囲気での保持時間が長くなっても、第１クラッドのＮＡの低下が小さいことが分かる。その一方、第２クラッドを紫外線硬化性樹脂で形成した比較例１では、高温雰囲気での保持時間が長くなるに従って、第１クラッドのＮＡが大きく低下しているのが分かる。比較例１では、熱による第２クラッドの劣化により、光吸収の増大や第２クラッドの剥離による散乱の増大により、第１クラッドのＮＡが小さくなったものと考えられる。
【００８７】
図９及び表３は、高温高湿雰囲気での保持日数と第１クラッドのＮＡとの関係を示す。
【００８８】
【表３】
【００８９】
８５℃及び８５％の高温高湿雰囲気に保持したときの第１クラッドのＮＡは、発明例では、初期（経過日数０日）が０．５７、７日後が０．５７、１４日後が０．５７、２８日後が０．５７、３５日後が０．５７、及び９９日後が０．５２であり、比較例１では、初期（経過日数０日）が０．４７、８日後が０．４５、１５日後が０．３６、及び７０日後が０．３６であった。
【００９０】
これらの結果から、第２クラッドを熱硬化性樹脂で形成した発明例では、高温高湿雰囲気での保持時間が長くなっても、第１クラッドのＮＡの低下が小さいことが分かる。その一方、第２クラッドを紫外線硬化性樹脂で形成した比較例１では、高温高湿雰囲気での保持時間が長くなると、第１クラッドのＮＡが大きく低下しているのが分かる。比較例１では、高温高湿による第２クラッドの剥離により、第１クラッドのＮＡが小さくなったものと考えられる。
【００９１】
［試験評価２］
（ダブルクラッド光ファイバ心線の製造）
試験評価１の発明例と同様の構成のダブルクラッド光ファイバ心線を、オーバーコートの加熱条件を変更して作製した。
【００９２】
具体的には、条件１では、第１及び第２コーティングダイスとして加圧ダイスを用い、第１加熱炉の炉内設定温度を３００℃、第２加熱炉の炉内設定温度を４００℃、及び線引速度を２０ｍ／ｍｉｎとした。
【００９３】
条件２では、第２加熱炉の炉内設定温度を４５０℃とした他は条件１と同一とした。
【００９４】
条件３では、第２加熱炉の炉内設定温度を５００℃とした他は条件１と同一とした。
【００９５】
条件４では、第２加熱炉を、間隔を有することなく連設された上流側加熱炉及び下流側加熱炉で構成し、前者の炉内設定温度を４００℃及び後者の炉内設定温度を３００℃とした他は条件１と同一とした。
【００９６】
（試験評価方法）
条件１〜４で作製したダブルクラッド光ファイバ心線について、目視にて外観観察を行い、Ａ：外観異常無し、Ｂ：数ｍに1個の頻度で外観異常部あり、及びＣ：外観異常部多数の三段階で評価した。
【００９７】
また、表面のタック性について、手で掴んだ際の触感から、Ａ：無及びＢ：有の二段階で評価した。
【００９８】
さらに、試験評価１と同一方法によりファイバ長６０ｍでの第１クラッドのＮＡを測定した。
【００９９】
（試験評価結果）
表４は試験評価結果を示す。
【０１００】
【表４】
【０１０１】
外観について、条件１ではＢ、及び条件２〜４ではＡであった。
【０１０２】
タック性について、条件１ではＢ、及び条件２〜４ではＡであった。
【０１０３】
第１クラッドのＮＡについて、条件１では０．５６、条件２では０．２０、条件３では０．１８、及び条件４では０．５７であった。
【０１０４】
これらの結果から、条件２及び３では、第１クラッドのＮＡが低下しているのが分かる。第２加熱炉の炉内設定温度を４５０℃及び５００℃と高く設定した条件２及び３では、第２クラッドが熱により変質したものと考えられる。その一方、条件１では、第１クラッドのＮＡの低下は認められないものの、外観及びタック性が劣るものとなっていることが分かる。第２加熱炉の炉内設定温度を４００℃と低く設定した条件１では、オーバーコートが完全に硬化しなかったものと考えられる。
【０１０５】
これらに対し、第２加熱炉を上流側加熱炉及び下流側加熱炉で構成し、前者の炉内設定温度を４００℃及び後者の炉内設定温度を３００℃とした条件４では、第１クラッドのＮＡの低下が認められず、また、外観及びタック性も優れるダブルクラッド光ファイバ心線を得ることができた。
【０１０６】
［試験評価３］
（ダブルクラッド光ファイバ心線の製造）
試験評価１の発明例と同様の構成のダブルクラッド光ファイバ心線を、第２クラッドを形成するための第１コーティングダイスとして加圧ダイスを用いて作製し、また、第１コーティングダイスとしてオープンダイスを用いても作製した。
【０１０７】
（試験評価方法）
第１コーティングダイスとして加圧ダイスを用いた場合及びオープンダイスを用いた場合のそれぞれで得られたダブルクラッド光ファイバ心線について、ファイバ長を変量して試験評価１と同一方法により第１クラッドのＮＡを測定した。
【０１０８】
（試験評価結果）
図１０及び表５は、第１コーティングダイスとして加圧ダイスを用いた場合及びオープンダイスを用いた場合に得られたダブルクラッド光ファイバ心線のファイバ長と第１クラッドのＮＡとの関係を示す。
【０１０９】
【表５】
【０１１０】
第１クラッドのＮＡは、加圧ダイス使用の場合では、ファイバ長が１ｍのとき０．５７、８ｍのとき０．５６、１３ｍのとき０．５６、２３ｍのとき０．５６、３３ｍのとき０．５５、４３ｍのとき０．５５、及び５３ｍのとき０．５４であり、オープンダイス使用の場合では、ファイバ長が１ｍのとき０．５７、２ｍのとき０．５６、７ｍのとき０．５２、１７ｍのとき０．４６、２７ｍのとき０．４０、３７ｍのとき０．３８、４７ｍのとき０．３０及び５７ｍのとき０．２６であった。
【０１１１】
この結果から、加圧ダイスを用いた場合には第１クラッドのＮＡのファイバ長依存性が小さいのに対し、オープンダイスを用いた場合には第１クラッドのＮＡのファイバ長依存性が大きく、ファイバ長が長くなるに従って小さくなっていることが分かる。
【０１１２】
また、両方のダブルクラッド光ファイバ心線について、Ｈｅ−Ｎｅレーザを入射してみたところ、オープンダイスを用いた方では、明るく光っている点が多数観察され、その部分を顕微鏡で拡大してみると、第２クラッドの外径が変動して薄肉になっている部分から光が漏れていることが分かった。その一方、加圧ダイスを用いた方では、そのような明るく光っている点は観察されなかった。従って、加圧ダイスを用いることにより、第２クラッドの外径が安定し、それによって光の漏れが抑制され、結果として、第１クラッドのＮＡは、ファイバ長依存性が小さく、長さ方向に安定したものになるのだと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明はダブルクラッド光ファイバ及びその製造方法、並びにダブルクラッド光ファイバ心線の製造方法について有用である。
【符号の説明】
【０１１４】
１０ ダブルクラッド光ファイバ心線
１１ ダブルクラッド光ファイバ
１１ａ コア
１１ｂ 第１クラッド
１１ｃ 第２クラッド
１２ オーバーコート
２０ 剛体振子型物性試験器
２１ 試料ボート
２２ ナイフエッジ
２３ 錘
３０ ファイバレーザ
３１ ファイバレーザ本体
３２ 入力側ＦＢＧ
３２ａ 回折格子
３３ 出力側ＦＢＧ
３３ａ 回折格子
３４ 光コンバイナ
３４ａ ピグテール光ファイバ
３５ 光学ヘッド
３６ 励起光源
４０ 線引機
４１ 紡糸炉
４２ 第２クラッド形成部
４２ａ 第１コーティングダイス
４２ｂ 第１加熱炉
４３ オーバーコート形成部
４３ａ 第２コーティングダイス
４３ｂ 第２加熱炉
４３１ｂ 上流側加熱炉
４３２ｂ 下流側加熱炉
Ｍ１ 第２クラッド形成材
Ｍ２ オーバーコート材料
Ｐ プリフォーム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
希土類元素が添加されたガラス製のコアと、該コアを被覆するように設けられ該コアより屈折率が低いガラス製の第１クラッドと、該第１クラッドを被覆するように設けられ該第１クラッドより屈折率が低い第２クラッドと、を有するダブルクラッド光ファイバであって、
上記第２クラッドを形成する第２クラッド材料は、熱硬化性樹脂であることを特徴とするダブルクラッド光ファイバ。
【請求項２】
請求項１に記載されたダブルクラッド光ファイバにおいて、
上記第２クラッドを形成する第２クラッド材料は、ヒドロシリル化反応による架橋によって硬化したパーフルオロエーテルポリマーを含む熱硬化性樹脂であることを特徴とするダブルクラッド光ファイバ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたダブルクラッド光ファイバにおいて、
上記第１クラッドの開口数がファイバ長２ｍで測定して０．４〜０．６であることを特徴とするダブルクラッド光ファイバ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載されたダブルクラッド光ファイバにおいて、
上記第１クラッドの開口数がファイバ長５００ｍで測定して０．４〜０．６であることを特徴とするダブルクラッド光ファイバ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載されたダブルクラッド光ファイバにおいて、
上記第２クラッド材料のショアＡ硬さが１０〜８０であることを特徴とするダブルクラッド光ファイバ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載されたダブルクラッド光ファイバにおいて、
上記第２クラッド材料のガラス転移温度が−１５０〜０℃であることを特徴とするダブルクラッド光ファイバ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載されたダブルクラッド光ファイバをオーバーコートで被覆したことを特徴とするダブルクラッド光ファイバ心線。
【請求項８】
ガラス製のプリフォームを線引きして希土類元素が添加されたコア及びそれを被覆し該コアより屈折率が低い第１クラッドを形成するコア及び第１クラッド形成工程と、
上記コア及び第１クラッド形成工程で形成した上記第１クラッドの表面に液状の第２クラッド材料を付着させて加熱することにより熱硬化させて該第１クラッドより屈折率が低い第２クラッドを形成する第２クラッド形成工程と、
を備えたダブルクラッド光ファイバの製造方法であって、
上記第２クラッド材料は、ヒドロシリル化反応による架橋によって硬化するパーフルオロエーテルポリマーを含むことを特徴とするダブルクラッド光ファイバの製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載された方法で製造したダブルクラッド光ファイバの表面に液状のオーバーコート材料を付着させて加熱することにより熱硬化させるオーバーコート形成工程を備えたダブルクラッド光ファイバ心線の製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載されたダブルクラッド光ファイバ心線の製造方法において、
上記オーバーコート形成工程では、液状のオーバーコート材料を付着させたダブルクラッド光ファイバを、炉内設定温度を相対的に高くした上流側加熱炉及び炉内設定温度を相対的に低くした下流側加熱炉を順に通過させてオーバーコート材料を熱硬化させるダブルクラッド光ファイバ心線の製造方法。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載されたダブルクラッド光ファイバ心線の製造方法において、
上記オーバーコート形成工程では、液状のオーバーコート材料を加圧する加圧ダイスを用いて、ダブルクラッド光ファイバの表面に液状のオーバーコート材料を付着させるダブルクラッド光ファイバ心線の製造方法。
【請求項１】
希土類元素が添加されたガラス製のコアと、該コアを被覆するように設けられ該コアより屈折率が低いガラス製の第１クラッドと、該第１クラッドを被覆するように設けられ該第１クラッドより屈折率が低い第２クラッドと、を有するダブルクラッド光ファイバであって、
上記第２クラッドを形成する第２クラッド材料は、熱硬化性樹脂であることを特徴とするダブルクラッド光ファイバ。
【請求項２】
請求項１に記載されたダブルクラッド光ファイバにおいて、
上記第２クラッドを形成する第２クラッド材料は、ヒドロシリル化反応による架橋によって硬化したパーフルオロエーテルポリマーを含む熱硬化性樹脂であることを特徴とするダブルクラッド光ファイバ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたダブルクラッド光ファイバにおいて、
上記第１クラッドの開口数がファイバ長２ｍで測定して０．４〜０．６であることを特徴とするダブルクラッド光ファイバ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載されたダブルクラッド光ファイバにおいて、
上記第１クラッドの開口数がファイバ長５００ｍで測定して０．４〜０．６であることを特徴とするダブルクラッド光ファイバ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載されたダブルクラッド光ファイバにおいて、
上記第２クラッド材料のショアＡ硬さが１０〜８０であることを特徴とするダブルクラッド光ファイバ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載されたダブルクラッド光ファイバにおいて、
上記第２クラッド材料のガラス転移温度が−１５０〜０℃であることを特徴とするダブルクラッド光ファイバ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載されたダブルクラッド光ファイバをオーバーコートで被覆したことを特徴とするダブルクラッド光ファイバ心線。
【請求項８】
ガラス製のプリフォームを線引きして希土類元素が添加されたコア及びそれを被覆し該コアより屈折率が低い第１クラッドを形成するコア及び第１クラッド形成工程と、
上記コア及び第１クラッド形成工程で形成した上記第１クラッドの表面に液状の第２クラッド材料を付着させて加熱することにより熱硬化させて該第１クラッドより屈折率が低い第２クラッドを形成する第２クラッド形成工程と、
を備えたダブルクラッド光ファイバの製造方法であって、
上記第２クラッド材料は、ヒドロシリル化反応による架橋によって硬化するパーフルオロエーテルポリマーを含むことを特徴とするダブルクラッド光ファイバの製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載された方法で製造したダブルクラッド光ファイバの表面に液状のオーバーコート材料を付着させて加熱することにより熱硬化させるオーバーコート形成工程を備えたダブルクラッド光ファイバ心線の製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載されたダブルクラッド光ファイバ心線の製造方法において、
上記オーバーコート形成工程では、液状のオーバーコート材料を付着させたダブルクラッド光ファイバを、炉内設定温度を相対的に高くした上流側加熱炉及び炉内設定温度を相対的に低くした下流側加熱炉を順に通過させてオーバーコート材料を熱硬化させるダブルクラッド光ファイバ心線の製造方法。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載されたダブルクラッド光ファイバ心線の製造方法において、
上記オーバーコート形成工程では、液状のオーバーコート材料を加圧する加圧ダイスを用いて、ダブルクラッド光ファイバの表面に液状のオーバーコート材料を付着させるダブルクラッド光ファイバ心線の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−４８２１４（Ｐ２０１３−４８２１４Ａ）
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１５０３６８（Ｐ２０１２−１５０３６８）
【出願日】平成２４年７月４日（２０１２．７．４）
【出願人】（０００００３２６３）三菱電線工業株式会社 (734)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年７月４日（２０１２．７．４）
【出願人】（０００００３２６３）三菱電線工業株式会社 (734)
【Ｆターム（参考）】
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