JP2000226223A

JP2000226223A - 紫外光伝送用光ファイバ及びその製造方法

Info

Publication number: JP2000226223A
Application number: JP11026260A
Authority: JP
Inventors: Akira Urano; 章浦野; Masaharu Mogi; 昌春茂木; Sukehiko Shishido; 資彦宍戸; Yuichi Oga; 裕一大賀
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1999-02-03
Filing date: 1999-02-03
Publication date: 2000-08-15

Abstract

(57)【要約】【課題】紫外線照射劣化を低減された光ファイバ、バ
ンドルファイバとその製法の提供。【解決手段】光ファイバプリフォームに電磁波を照射
する第１工程、次に水素雰囲気に浸漬する第２工程、再
び電磁波を照射する第３工程、この後線引きする第４工
程、を経て光ファイバとすることにより、ガラス欠陥と
水素の間に安定した結合を形成できるので、耐紫外線特
性の向上した紫外光伝送用光ファイバを効率良く製造で
きる。また、このようにして製造した光ファイバを集束
することにより耐紫外線特性の向上した紫外光伝送用バ
ンドルファイバが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に波長が１６０
〜３００ｎｍの紫外線領域の光を伝送し、初期透過特性
に優れ、かつ紫外線照射による伝送損失の増加を抑える
ことができる紫外光伝送用の光ファイバ、バンドルファ
イバ及びその製造方法に関する。波長１６０〜３００ｎ
ｍの紫外線光は、最近、フォトリソグラフィ、レーザー
加工、殺菌、消毒等の分野での工業的利用価値が高まっ
ており、本発明による紫外線照射劣化を低減した紫外光
伝送用光ファイバ、同バンドルファイバを用いれば非常
に有利である。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバは低損失、軽量、細径、無誘
導といった利点から、通信、画像伝送、エネルギ伝送等
各種分野において近時その使用が増大している。その一
つとして紫外光を伝送して医療や微細加工等の分野に利
用することが期待されているが、紫外線照射環境下では
ガラスが劣化して伝送損失増加が起きる、すなわち紫外
線照射劣化という問題がある。石英系ガラスをコアとす
る石英系光ファイバは多成分系ガラス光ファイバに比べ
ると伝送損失増加が小さいため紫外光用として好適であ
るが、やはり紫外線照射劣化の問題は残っている。とこ
ろで、２００ｎｍ以下の波長帯では空気中よりも石英ガ
ラス中のほうが光透過性が良い場合があり得る。この理
由は空気中では紫外線照射により酸素ガスの解離吸収が
起きるためである。そこで２００ｎｍ以下の波長域にお
いて紫外線照射劣化を低減させれば、石英ガラス中で高
い紫外光透過性が期待できる。

【０００３】この紫外線照射劣化の主因はガラスの結合
欠陥にあると言われている。本発明においてガラスの結
合欠陥とは、ガラスネットワーク構造の一部の結合が完
全に切断された状態、もしくはネットワークの一部に歪
が加わることにより結合距離が大きく引き延びたりして
極めて切断されやすい状態になっていることをいう。図
５に現在報告されている石英ガラスのガラス欠陥のうち
の数例を示す。このうち紫外線領域の光を吸収する代表
的なものとしてＥ′センター（≡Ｓｉ・）、酸素欠損型
欠陥（≡Ｓｉ−Ｓｉ≡）由来のものが挙げられ、これら
により１６３ｎｍ，２１５ｎｍ，２４５ｎｍで紫外線を
吸収する。これらはガラスを合成する際に酸素不足気味
の雰囲気であったり、ＯＨ基濃度の低いガラス程できや
すいと言われている。

【０００４】石英ガラスの紫外線照射劣化を低減する技
術として、特開平５−１４７９６６号公報（文献とい
う）には、純粋石英コア中のＯＨ基含有量を１０〜１０
００ｐｐｍ、Ｆ（フッ素）含有量を５０〜５０００ｐｐ
ｍ、Ｃｌ（塩素）含有量を実質的に零に調節することに
より、紫外線に対する初期透過特性に優れ、且つ特定量
のフッ素含有により紫外線照射劣化を低減した光ファイ
バを得ることが提案されている。

【０００５】また、紫外線照射劣化の改善を直接対象と
したものではないが、可視光、近赤外光伝送用ファイバ
の耐放射線特性の改善に関する技術がいくつか知られて
いる。例えば特開昭６０−９０８５３号公報（文献と
いう）には、ガラススート成形体、透明ガラス母材、ガ
ラス成形体（光ファイバ）のいずれかを水素雰囲気で処
理し、ガラス中の欠陥を解消させて光ファイバの耐放射
線性を向上する処理方法が提案されているが、その効果
の確認として波長１．３μｍの近赤外光における損失増
を測定した例しか挙げられていない。また、この方法に
よる耐放射線特性の向上効果は約２ケ月程度で消失して
しまう。

【０００６】これに対し、東門，長沢等、「水素処理と
γ線照射による光ファイバの耐放射線性の改善」、昭和
60年度電子通信学会半導体・材料部門全国大会講演論文
集、分冊１、第１−２１３頁、（社）電子通信学会発
行、1985年（文献という）には、純粋石英コア光ファ
イバのγ線照射による波長６３０ｎｍ（可視光）におけ
る光吸収増加を抑制する方法として、第１工程として光
ファイバに水素処理を施した後、第２工程としてγ線を
照射することにより、ガラス中の欠陥のシード（プリカ
ーサー）を２ｅＶ帯の原因となる欠陥に変化させ、前工
程においてファイバ中に予め拡散させておいた水素と該
欠陥とを化学結合させることにより可視光域での耐放射
線性を改善することが報告されている。文献もファイ
バの耐紫外線特性については記載がない。

【０００７】米国特許明細書第５５７４８２０号( 文献
という) には、可視光を伝送するイメージファイバと
して純粋石英コアファイバを放射線環境で使用する際
の、可視光領域での損失増加を低減する手段として、純
粋石英コアファイバに、予め１０⁵Ｇｙ以上の大線量の
放射線を照射することにより、その後放射線を照射して
も波長４００〜７００ｎｍの可視光線領域での損失増加
が３０dB／kmを超えない光ファイバ及びその製法が提案
されているが、紫外線領域における特性についての記載
はない。

【０００８】さらに特開平５−２８８９４２号公報（文
献という）には、文献と同様に可視光を伝送するイ
メージファイバの耐放射線性を向上する方法として、溶
融紡糸したイメージファイバに１０⁷〜１０⁹レントゲ
ン（１０⁵〜１０⁷Ｇｙ）という大線量のγ線を照射し
た後、水素雰囲気で加熱することが提案されている。こ
の文献にも紫外線領域での特性については記載されてい
ない。

【０００９】前記文献では水素添加により近赤外光に
おける光ファイバの耐放射線性を向上しているが、最
近、石英系ガラス中に水素分子を添加することにより耐
紫外線特性向上を図ることも検討されている。例えばＯ
Ｈ基を１００ｐｐｍ以上含有し酸素欠陥が実質的に存在
せず且つ水素ガスを含有させたことにより耐紫外線性を
向上した石英ガラス（特開平３−２３２３６号公報：文
献）、石英ガラス中の水素濃度を１．５×１０¹⁷分子
／ｃｍ³以上として紫外線照射による劣化を防止し、同
時に塩素濃度を１００ｐｐｍ以下とすることにより紫外
線照射時のガラス中の水素消費を低減し、耐紫外線特性
を維持すること（特開平５−３２４３２号公報：文献
）、１００ｐｐｍ以下のＯＨ基，２００ｐｐｍ以下の
塩素及び水素濃度１０¹⁶分子／ｃｍ³以下、屈折率変動
５×１０^-6以下、複屈折５ｎｍ／ｃｍとすることにより
耐紫外線性を向上した石英ガラス（特開平６−１６４４
９号公報：文献）、石英ガラスであってＯＨ基含有量
が５０ｐｐｍ以下であり、水素を少なくとも１０¹⁸分子
／ｃｍ³含有し、ＫｒＦレーザーを出力３５０ｍＪ／ｃ
ｍ²で１０⁷パルスで照射して光学的損傷を受けないも
の（特開平８−２９０９３５号公報：文献）、弗素添
加石英ガラスに水素分子を添加することにより耐紫外線
性を向上した石英ガラス〔米国特許第５６７９１２５号
明細書：文献(10)〕等が提案されている。

【００１０】またさらに、文献と同様の手段で紫外線
特性を向上しようという試みとして、水素分子含有石英
ガラスにγ線を照射し、照射後の該石英ガラス中の水素
濃度を５×１０¹⁶分子／ｃｍ³以上とすることにより耐
紫外線性を向上する方法〔特開平７−３００３２５号公
報：文献(11)〕、水素分子を２×１０¹⁷〜５×１０¹⁹分
子／ｃｍ³含有させたガラスに１５０〜３００ｎｍの紫
外光を２０時間以上照射して耐紫外線特性を向上する方
法〔特開平９−１２４３３７号公報：文献(12)〕等が提
案されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】前記文献の方法によ
れば紫外線の初期透過特性に優れた光ファイバとなる
が、紫外線照射劣化に対してはあまり大きな効果は見ら
れない。また逆に、紫外吸収端に由来する吸収を増加し
てしまう場合もあり、最適な添加量の調整はかなり困難
であった。一方、可視光、近赤外光の伝送における耐放
射線特性改善に関する文献〜には、いずれも紫外線
照射劣化特性に関する記載がなかった。

【００１２】文献〜(11)の方法でもＯＨ基，Ｆ又はＣ
ｌの含有量を調節しているが、このような成分調整は初
期ガラス欠陥の低減には効果があるものの、紫外線誘起
欠陥の低減には効果が小さい。また文献〜(12)の方法
で行われている水素処理によれば、紫外線照射により生
成するガラス欠陥と、水素処理によりガラス中に拡散し
ていた水素分子が結合して光吸収の増加を抑制し、この
抑制効果は水素分子がガラス中に残存している期間に限
定される。文献〜(12)は主にバルクのガラス部材を対
象としているため、ガラス中の水素の拡散の速さに比べ
てガラス部材が大きく、部材中に水素分子が長期間にわ
たり残留し、耐紫外線性が保たれると考えられる。しか
し、文献〜(12)の技術を光ファイバのプリフォームに
適用した場合には、線引き後に水素が外部へ拡散してし
まい、光ファイバの状態では耐紫外線性が得られないと
いう問題があった。

【００１３】このような現状に鑑み、本発明は紫外線初
期透過特性に優れるとともに、紫外線照射環境での長時
間使用によっても伝送損失増加のない優れた耐紫外線特
性を有する紫外光伝送用光ファイバ及びその製造方法を
課題とする。また、波長２００ｎｍ以下の紫外線照射に
よっても劣化が少なく、空気中よりも光の透過性の高い
紫外光伝送用光ファイバ及びそのその製造方法を課題と
する。さらに、本発明はガラスファイバのみならずその
被覆についても紫外線による劣化がない紫外光伝送用光
ファイバ及び製造方法を課題とする。またさらに、本発
明は製造設備、製造コストの面で十分に実用的な、紫外
線照射劣化特性に優れた紫外光伝送用光ファイバ及びそ
の製造方法を課題とする。またさらに本発明は、上記の
課題を解決した本発明の紫外光伝送用光ファイバを束ね
てなる紫外光伝送用バンドルファイバの提供もその課題
とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明は、(1) 光ファイバ用プリフォームに電磁波を照射
してガラス欠陥を生じさせる第１の工程、前記光ファイ
バ用プリフォームを水素ガスからなる雰囲気に浸漬する
第２の工程、前記雰囲気から前記光ファイバ用プリフォ
ームを取り出した後、再び電磁波を照射する第３の工
程、及び当該光ファイバ用プリフォームを線引して光フ
ァイバとする第４の工程からなり、紫外線照射による紫
外線領域での光吸収増加が実質的に発生しないようにさ
れた光ファイバを得ることを特徴とする紫外光伝送用光
ファイバの製造方法、(2) 前記電磁波はガラス欠陥を
生じさせ得る３．５ｅＶ以上の量子エネルギーを持つ紫
外線、真空紫外線、Ｘ線又はγ線であることを特徴とす
る上記(1) 記載の紫外光伝送用光ファイバの製造方法、
(3) 前記第２の工程を水素ガス分圧が０．５気圧から
１０気圧、温度を２００℃以上で行うことを特徴とする
上記(1) 又は(2) 記載の紫外光伝送用光ファイバの製造
方法、及び(4) 前記第３の工程における電磁波がＫｒ
Ｆエキシマレーザー光であり、照射量が１〜２００ｍＪ
／ｃｍ²／パルスで１０⁶〜１０⁷パルスであることを
特徴とする上記(1) ないし(3) のいずれかに記載の紫外
光伝送用光ファイバの製造方法、である。さらに本発明
は、(5) 光ファイバ用プリフォームに電磁波を照射し
てガラス欠陥を生じさせる第１の工程、前記光ファイバ
用プリフォームを水素ガスからなる雰囲気に浸漬する第
２の工程、前記雰囲気から前記光ファイバ用プリフォー
ムを取り出した後、再び電磁波を照射する第３の工程、
及び当該光ファイバ用プリフォームを線引して光ファイ
バとする第４の工程を経たことにより、紫外線照射によ
る紫外線領域での光吸収増加が実質的に発生しないよう
にされたことを特徴とする紫外光伝送用光ファイバ、及
び(6) 上記(5) 記載の紫外光伝送用光ファイバが多数
本束ねられてなることを特徴とする紫外光伝送用バンド
ルファイバ、に関する。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明は、まず出発材である光フ
ァイバ用プリフォーム（以下、単に「プリフォーム」と
略記する場合もある）に電磁波を照射してガラス欠陥
（以下、単に「欠陥」と記載することもある）になる可
能性のある前駆体等をすべて欠陥に変化させておき（第
１の工程）、後に水素処理を行い（第２の工程）、前記
第２工程の後にプリフォームに再び電磁波を照射する第
３の工程を付した後、該プリフォームを線引して光ファ
イバとする（第４工程）ことにより、その後の紫外線照
射環境下で紫外線による光吸収増加のない光ファイバを
得ることができる。また、このように製造した光ファイ
バを多数本集束することにより、耐紫外線特性に優れた
バンドルファイバを得ることができる。

【００１６】本発明の方法を具体的に説明する。まず、
本発明において紫外域とは波長１６０ｎｍ〜３００ｎｍ
をいう。本発明の方法が対象とする出発の光ファイバ用
プリフォームの製法については特に限定されるところは
なく、例えばＶＡＤ法、ＯＶＤ法、ＭＣＶＤ法、プラズ
マＣＶＤ法、直接法、ゾルゲル法等が挙げられる。具体
的なプリフォームの材質としては、石英（ＳｉＯ₂）を
主成分とし、特に紫外線が透過する領域はフッ素（Ｆ）
を１重量％程度含むと良い。また、光ファイバのコアに
なる部分にはＣｌは１ｐｐｍ以上は含まない（Ｃｌが０
ｐｐｍの場合も含む）ことが特に好ましい。一方、クラ
ッドのように紫外線が透過しない領域の材料は前述の限
りではない。本発明にいうプリフォーム及び光ファイバ
の屈折率分布構造については特に限定されるところはな
く、モノコア、マルチコア、シングルモード、マルチモ
ードのいずれでもよい。本発明のバンドルファイバにつ
いては、本発明により得られた光ファイバを集束してバ
ンドルファイバとする。

【００１７】出発のプリフォームにまず電磁波照射処理
を施すが、本発明にいう電磁波とは紫外線（４００〜１
６０ｎｍ）及び真空紫外線（１６０未満〜１ｎｍ）、Ｘ
線（数十〜０．０１ｎｍ）又はγ線（０．０１ｎｍ以
下）等の照射によりガラスに結合欠陥を生じさせ得るエ
ネルギー、すなわち３．５ｅＶ以上の量子エネルギーを
有するものである。エネルギーの上限は１．３３ＭｅＶ
であり、これはγ線源として工業的に広く利用されてい
る⁶⁰Ｃｏのγ線エネルギーの値に等しく、実用的に決め
た値である。第１工程で照射する線量は、１０〜１０⁴
Ｇｙ、好ましくは１０²〜１０³Ｇｙという低線量で十
分な紫外線劣化低減効果を得られる。具体的な照射手段
は、γ線の場合は⁶⁰Ｃo ，¹³⁷Ｃｓ等、Ｘ線の場合は
Ｗ，Ｃｕ等をターゲットとするＸ線管、紫外線，真空紫
外線を照射する場合は重水素ランプ，ＫｒＦエキシマレ
ーザー光，ＡｒＦエキシマレーザー光，シンクロトロン
軌道放射光等を用いる。

【００１８】プリフォームの電磁波照射処理の後、水素
処理を行う。本発明の「水素ガスからなる雰囲気」と
は、水素ガスの分圧が０．１気圧〜１０気圧程度、好ま
しくは０．５〜１０気圧の、純粋な水素ガス又は水素ガ
スと窒素ガス及び／又は不活性ガスの混合雰囲気をい
う。気圧範囲の限定の根拠は、０．５〜１０気圧範囲で
は、水素のガラス中での拡散速度としてほぼ同等の効果
が得られること、またこの程度のガス圧が実生産の上で
用いやすく、１０気圧を超えると高圧ガスの取扱いにな
り法的規制が厳しくなり、経済的でないからである。ま
た０．１気圧程度でも効果として差異はないがかえって
取扱い易くないという現実的な理由による。なお、水素
ガスとして重水素ガスを用いても同様の効果を得ること
ができる。水素処理時の温度は特に限定されるところは
ないが、例えば直径１０ｍｍのプリフォームでは、１０
気圧の水素で２００℃、約１カ月でプリフォーム中心で
の水素分子濃度が１０¹⁶分子／ｃｍ³に達するので、２
００℃以上でよい。水素圧が同じ場合、プリフォーム直
径が大きくなる程、中心の水素分子濃度が１０¹⁶分子／
ｃｍ³に達するためにはより高温及び／又は長時間の処
理が必要となり、例えば直径４０ｍｍのプリフォームで
は水素１０気圧の場合、５００℃で２日間、４００℃で
約１週間、３００℃で約１ヶ月である。

【００１９】以上説明してきたように、本発明は第１工
程により石英ガラス中の酸素欠損型欠陥等の不安定構造
を強制的に切断し、第２工程により切断部分と水素とを
強制的に結合させるものである。石英ガラス物品の中で
も板状あるいはブロック状の比較的大きなものでは、石
英ガラス物品中に導入された水素分子は、比較的長期間
（数年間）石英ガラス物品中に残存するので、水素分子
が石英ガラス中に残存する状態で紫外線が照射され、耐
紫外線特性は持続する。

【００２０】本発明において、第１工程及び第２工程を
終了した時点で、ガラスと水素の間には緩やかな結合が
形成され、余剰な水素が抜けてしまった後もプリフォー
ムの耐紫外線特性はある程度維持されるが、第３工程を
実施しなければ、第４工程の線引きによって水素は完全
に抜けてしまい、光ファイバの耐紫外線特性は維持され
ない。

【００２１】この水素抜けの問題は、第２工程の後に水
素分子がプリフォームガラス中にまだ存在している状態
でさらなる電磁波照射処理をするという本発明の第３工
程により解決できる。本発明の第３工程に付す際の「水
素分子がガラス中にまだ存在している状態」として、好
ましくはガラス中の水素分子濃度が１０¹⁶分子／ｃｍ³
以上、より好ましくは１０¹⁶〜１０²⁰分子／ｃｍ³であ
ること、とりわけ好ましくは１０¹⁸〜１０²⁰分子／ｃｍ
³であることが挙げられる。また、本発明の第３工程に
おける電磁波は波長２４８ｎｍ以下の紫外光が好まし
く、特に好ましくはエキシマレーザー光又はγ線が挙げ
られ、さらに特に好ましくはＫｒＦエキシマレーザー光
又はＡｒＦエキシマレーザー光が挙げられる。該第３の
工程における電磁波の照射条件は、電磁波がエキシマレ
ーザー光の場合、例えばＫｒＦで照射量１〜２００ｍＪ
／ｃｍ²／パルスで１０⁶〜１０⁷パルス（時間にする
と２〜３時間程度）、ＡｒＦでは照射量１〜２００ｍＪ
／ｃｍ²／パルスで１０⁴〜１０⁷パルスといった条件
が挙げられる。パルス周波数については例えば５０〜１
０００Ｈｚ程度が挙げられるが、これに限定されるもの
ではなく選択し得る範囲で実用的な値を選べばよい。第
３工程の電磁波がγ線の場合には、例えば⁶⁰Ｃｏを線源
とするγ線で照射の線量が１〜１０⁴Ｇｙといった条件
が挙げられる。

【００２２】該第３工程のメカニズムの詳細は不明であ
るが、エキシマレーザー等の電磁波照射が水素と欠陥と
の結合を促進させ、より安定な結合に変わる、すなわち
水素が固定化された状態となる、と本発明者らは考察し
ている。エキシマレーザー光の場合には２〜３時間程度
の照射で水素を固定化できた点については、エキシマレ
ーザー光の場合には瞬間的に強いパルスをプリフォーム
の端面に集中して照射できるので、エネルギーを無駄な
く利用して水素を固定できたものと考察している。

【００２３】第３工程における電磁波再照射で水素を固
定した後、当該プリフォームを従来公知の技術に従い、
光ファイバに線引する。これにより、紫外線照射による
紫外線領域での光吸収増加が実質的に発生しない本発明
の紫外光伝送用光ファイバを得ることができる。なお、
本発明の光ファイバの１次被覆には、放射線照射後の伸
び残率の高い紫外線硬化性ウレタンアクリレートを用い
ることが好ましい。以上で得られた本発明の単心光ファ
イバの多数本をこの種技術分野での公知手段に従い集束
し、本発明の紫外光伝送用バンドルファイバを得る。

【００２４】本発明の方法により得られた紫外線照射に
よる紫外線領域での光吸収の増加が実質的に発生しない
光ファイバ（バンドルファイバを含む）は、例えば長さ
１ｍの光ファイバの場合では、波長２４８ｎｍのＫｒＦ
エキシマレーザーを出力１０ｍＪ／ｃｍ²、パルス周波
数１００Ｈｚの条件で１０⁸パルス照射したときに、波
長１６０〜３００ｎｍの紫外線領域において、初期紫外
線透過率と紫外線照射後の紫外線透過率の差が１０％以
内であることを特徴とするものである。

【００２５】本発明にいう「紫外線照射による紫外線領
域での光吸収の増加が実質的に発生しない」を更に説明
すると、長さ１ｍの光ファイバにおいて紫外線照射によ
る透過率劣化、すなわち初期の紫外線透過率（初期透過
率）がＴ₀、紫外線（１６０〜３００ｎｍ）照射後の紫
外線透過率がＴ₁のとき、Ｔ₀を１００％とする照射後
の相対透過率Ｔ_Rを〔Ｔ_R＝Ｔ₁／Ｔ₀×１００
（％）〕とすると、１−Ｔ_R≦１０％すなわち〔（Ｔ₀
−Ｔ₁）／Ｔ₀〕≦１０％であることを意味する。

【００２６】プリフォーム中の水素濃度の測定は、Zurn
al Pril;adnoi Spektroskopii Vol.46 No.6 pp987-991
June 1987 〔文献(13)〕に記載の、ラマン分析によりＳ
ｉＯ ₂の波長８００ｃｍ^-1のラマンバンドの強度と合成
石英ガラス中の水素分子に関する４１３５ｃｍ^-1の強度
比から算出する式から求めることができる。

【００２７】以下、本発明を実施例により具体的に説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。

【実施例】〔実施例１〕コアとなる部分がＣｌ含有量：
１ｐｐｍ未満、Ｆ（フッ素）添加量：１重量％である高
純度石英ガラスからなり、クラッドとなる部分がＦ添加
量：３重量％である高純度石英ガラスからなる光ファイ
バ用プリフォームの全体に、図１に示すように⁶⁰Ｃo を
線源とするγ線（１．１７ＭｅＶ：１．３３ＭｅＶ）
を、ファイバの放射線吸収線量が１０³Ｇｙとなるよう
に照射した（第１工程）。照射終了後、当該プリフォー
ムを直ちに３００℃、１０気圧の水素ガス雰囲気中に入
れ、１ヶ月曝した（第２工程）。この時点でのプリフォ
ーム中の水素濃度は４×１０ ¹⁶分子／ｃｍ³であった。
次に当該プリフォームに波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシ
マレーザー光を、１０ｍＪ／ｃｍ²／パルスのエネルギ
ー量で１０⁷パルス照射した。この後、該プリフォーム
を通常の線引手段により外径１２５μｍの光ファイバに
線引した（第４工程）。図２は得られた光ファイバの概
略断面図であり、１はコア、２はクラッドを示す。以上
で得られた本発明の光ファイバの長さ１ｍについて、耐
紫外線テスト照射として、図３に示すようにその両端か
らＫｒＦエキシマレーザー光、１０ｍＪ／ｃｍ²／パル
スのエネルギー量で１０⁸パルス照射した。第４工程後
で耐紫外線テスト照射直前の当該光ファイバの紫外線透
過率（初期透過率）に対し、テスト照射後の透過率は波
長２４８ｎｍにおいて初期透過率の約９３％に低下した
にすぎず、耐紫外線特性が非常に高いことが確認でき
た。

【００２８】〔実施例２〕実施例１と全く同様にして本
発明の光ファイバを得た後、このファイバを長さ１ｍに
切断したもの２０００本を束ねて、本発明のバンドルフ
ァイバとした。該バンドルファイバについて、実施例１
と同様に耐紫外線テスト照射を行ったところ、テスト照
射後の紫外線透過率は、波長２４８ｎｍにおいて初期透
過率の約９０％に低下したにすぎず、耐紫外線特性が非
常に高いことが確認できた。

【００２９】〔比較例１〕コアとなる部分がＣｌ含有
量：１ｐｐｍ未満、Ｆ添加量：１重量％である高純度石
英ガラスからなり、クラッドとなる部分がＦ添加量：３
重量％である高純度石英ガラスからなる光ファイバ用プ
リフォームの全体に、⁶⁰Ｃo を線源とするγ線（１．１
７ＭｅＶ：１．３３ＭｅＶ）を、ファイバの放射線吸収
線量が１０³Ｇｙとなるように照射した（第１工程）。
その結果、光ファイバ中にガラス欠陥が生成し、透過率
低下が見られた。これを直ちに３００℃、１０気圧の水
素ガス雰囲気に１週間曝した（第２工程）。次に該プリ
フォームを通常の線引手段により外径１２５μｍの光フ
ァイバに線引した。以上で得られた比較品の光ファイバ
の長さ１ｍについて、耐紫外線テスト照射として、その
両端からＫｒＦエキシマレーザー光を１０ｍＪ／ｃｍ²
／パルスのエネルギー量で１０⁸パルス照射した。第４
工程後で耐紫外線テスト照射直前の当該光ファイバの紫
外線透過率（初期透過率）に対し、テスト照射後の透過
率は波長２４８ｎｍにおいて初期透過率の約５％と大幅
に低下してしまった。

【００３０】

【発明の効果】光ファイバ用プリフォームに対し、紫外
線、Ｘ線又はγ線等、ガラスに結合欠陥を生じさせ得る
エネルギー、即ち３．５ｅＶ以上の量子エネルギーを持
つ電磁波を照射してガラスに欠陥を生じさせる第１の工
程と、水素ガスからなる雰囲気に浸漬する第２の工程、
及びさらに電磁波照射する第３の工程を経たことによ
り、欠陥が不活性化されたプリフォームとした後、当該
プリフォームを光ファイバに線引することにより、その
後の紫外線照射による波長１６０ｎｍ〜３００ｎｍの紫
外線領域での光吸収の増加を実質的に発生せず、長期に
わたり耐紫外線特性の安定した光ファイバを得ることが
できる。プリフォーム段階で紫外線照射劣化を低減する
処置をしているので、耐紫外線特性向上処理が効率的に
行える。また、従来の紫外領域用ファイバは波長１６０
ｎｍ〜２００ｎｍでは真空条件で光を伝送する必要があ
った（このために、この領域を真空紫外域という）上
に、紫外線照射劣化が大きく、実用は困難であったが、
本発明によれば、３００〜２００ｎｍの紫外域は勿論の
こと、真空紫外線域でも真空にせずに利用できる。さら
に、真空紫外域では本発明による光ファイバ（バンドル
ファイバを含む）は、大気中よりも光の透過性が良いと
いう利点があり、可撓性を有するので、エキシマレーザ
ー光、重水素ランプ、ハロゲンランプ等の紫外光源を利
用した装置、特に加工装置、例えばレーザー加工、フォ
トレジスト、ファイバ硬化線源、接着硬化線源、各種マ
イクロ部品加工、ＳＲ（シンクロトロン）光発生源の光
伝送媒体に用いて非常に有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明において電磁波としてγ線を照
射する工程を模式的に説明する概略図である。

【図２】図２は本発明に係る光ファイバの概略断面図
である。

【図３】図３は本発明の耐紫外線照射テストを説明す
る概略図である。

【図４】図４は本発明に係るバンドルファイバの構造
の概略説明図である。

【図５】図５はガラスの結合欠陥の数例を示した説明
図である。

【符号の説明】

１コア２クラッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宍戸資彦神奈川県横浜市栄区田谷町１番地住友電気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者大賀裕一神奈川県横浜市栄区田谷町１番地住友電気工業株式会社横浜製作所内Ｆターム(参考） 4G021 AA01 BA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ファイバ用プリフォームに電磁波を照
射してガラス欠陥を生じさせる第１の工程、前記光ファ
イバ用プリフォームを水素ガスからなる雰囲気に浸漬す
る第２の工程、前記雰囲気から前記光ファイバ用プリフ
ォームを取り出した後、再び電磁波を照射する第３の工
程、及び当該光ファイバ用プリフォームを線引して光フ
ァイバとする第４の工程からなり、紫外線照射による紫
外線領域での光吸収増加が実質的に発生しないようにさ
れた光ファイバを得ることを特徴とする紫外光伝送用光
ファイバの製造方法。
【請求項２】前記電磁波はガラス欠陥を生じさせ得る
３．５ｅＶ以上の量子エネルギーを持つ紫外線、真空紫
外線、Ｘ線又はγ線であることを特徴とする請求項１記
載の紫外光伝送用光ファイバの製造方法。
【請求項３】前記第２の工程を水素ガス分圧が０．５
気圧から１０気圧、温度を２００℃以上で行うことを特
徴とする請求項１又は請求項２に記載の紫外光伝送用光
ファイバの製造方法。
【請求項４】前記第３の工程における電磁波がＫｒＦ
エキシマレーザー光であり、照射量が１〜２００ｍＪ／
ｃｍ²／パルスで１０⁶〜１０⁷パルスであることを特
徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の紫
外光伝送用光ファイバの製造方法。
【請求項５】光ファイバ用プリフォームに電磁波を照
射してガラス欠陥を生じさせる第１の工程、前記光ファ
イバ用プリフォームを水素ガスからなる雰囲気に浸漬す
る第２の工程、前記雰囲気から前記光ファイバ用プリフ
ォームを取り出した後、再び電磁波を照射する第３の工
程、及び当該光ファイバ用プリフォームを線引して光フ
ァイバとする第４の工程を経たことにより、紫外線照射
による紫外線領域での光吸収増加が実質的に発生しない
ようにされたことを特徴とする紫外光伝送用光ファイ
バ。
【請求項６】前記請求項５記載の紫外光伝送用光ファ
イバが多数本束ねられてなることを特徴とする紫外光伝
送用バンドルファイバ。