JPH08110421A - Plastic optical fiber - Google Patents
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、主として短距離光通信
に用いられるプラスチック光ファイバに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plastic optical fiber mainly used for short distance optical communication.
【０００２】[0002]
【従来の技術】コア及びクラッドがプラスチックの光フ
ァイバは、例えば、光信号の送受を行う電子装置間にお
いて、その伝送損失が問題にされない程度の近距離の光
伝送路として、ガラスファイバに比較して使いやすく低
価格なため多用されており、特に、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ等
の次世代通信網構想において重要となっている。2. Description of the Related Art An optical fiber having a plastic core and a clad is, for example, a glass fiber as a short-distance optical transmission line in which transmission loss is not a problem between electronic devices for transmitting and receiving optical signals. It is widely used because it is easy to use and at a low price, and is particularly important in the concept of next-generation communication networks such as LAN and ISDN.
【０００３】プラスチック光ファイバとしては、図２に
示す階段状の屈折率分布を有するステップインデックス
（ＳＩ）型ファイバが実用化されているが、このファイ
バは伝送容量が少なく通信用としては適していない。通
信用として用いるためには、図３に示す連続的な屈折率
分布を有するグレーデッドインデックス（ＧＩ）型ファ
イバを用いる必要がある。As a plastic optical fiber, a step index (SI) type fiber having a stepwise refractive index distribution shown in FIG. 2 has been put into practical use, but this fiber has a small transmission capacity and is not suitable for communication. . In order to use it for communication, it is necessary to use a graded index (GI) type fiber having a continuous refractive index distribution shown in FIG.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来において、プラス
チック光ファイバを製造する方法としては、例えば、特
開平４−１２４６０２号公報に示されるように、コア材
を所定の径に紡糸して、その上にクラッド材をコーティ
ングする方法が用いられている。しかし、この方法でＧ
Ｉ型プラスチック光ファイバを作製するには、何段階に
もコーティングを行わなければならず、工程が煩雑であ
る。Conventionally, as a method for producing a plastic optical fiber, for example, as shown in JP-A-4-124602, a core material is spun into a predetermined diameter and then A method of coating a clad material is used. But this way G
In order to manufacture an I-type plastic optical fiber, coating must be performed in multiple steps, and the process is complicated.
【０００５】そこで、ＧＩ型プリフォームを合成して、
加熱、溶融させファイバ化することにより、工程の簡略
化が可能となり、外径の異なる様々なファイバを作製す
ることができる。ところが、ＧＩ型プリフォームを線引
炉に挿入して線引する従来の方法では、分子が配向する
ために線引後、敷設環境下で熱が加わった場合に収縮す
る問題があった。Therefore, by synthesizing a GI type preform,
By heating and melting to form a fiber, the process can be simplified, and various fibers having different outer diameters can be manufactured. However, in the conventional method in which the GI preform is inserted into a drawing furnace and drawn, there is a problem in that the molecules are oriented and thus contracted when heat is applied in the laying environment after drawing.
【０００６】本発明は、上記従来技術に鑑みてなされた
ものであり、ファイバ化された後の熱による収縮を抑
え、長期信頼性を確保したプラスチック光ファイバを提
供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned prior art, and an object of the present invention is to provide a plastic optical fiber in which contraction due to heat after being formed into a fiber is suppressed and long-term reliability is ensured.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成する本
発明の構成は所定の屈折率を有するコア及びクラッドが
プラスチックで形成された光ファイバにおいて、前記コ
アに添加されるドーパントが分子中に酸素原子を含有す
ることを特徴とする。The structure of the present invention to achieve such an object is an optical fiber in which a core and a clad having a predetermined refractive index are formed of plastic, and a dopant added to the core is added to the molecule. It is characterized by containing an oxygen atom.
【０００８】ここで、前記コアに添加されるドーパント
は分子量１０００以下であること、エステル系化合物で
あること、安息香酸ベンジルであること、リン系化合物
であること、トリフェニルフォスフェートであることを
特徴とし、更に、前記コアの屈折率分布がグレーデッド
インデックス型であることを特徴とする。Here, the dopant added to the core has a molecular weight of 1,000 or less, is an ester compound, is benzyl benzoate, is a phosphorus compound, and is triphenyl phosphate. Further, it is characterized in that the refractive index distribution of the core is a graded index type.
【０００９】[0009]
【作用】コアの分子中に酸素原子を有するエステル系若
しくはリン系のドーパント等を用いると、ポリマーマト
リックスとの間に水素結合を生じ、拡散が抑えられる。
また、水素結合により加熱時の熱収縮を抑えることが可
能となる。よって、伝送損失の上昇を防ぐことができ
る。When an ester-based or phosphorus-based dopant having an oxygen atom in the molecule of the core is used, a hydrogen bond is generated with the polymer matrix and diffusion is suppressed.
Further, the hydrogen bond makes it possible to suppress thermal contraction during heating. Therefore, it is possible to prevent an increase in transmission loss.
【００１０】[0010]
【実施例】以下、本発明について、図面に示す実施例を
参照して詳細に説明する。図１に本発明の一実施例を示
す。図１に示すように、光ファイバプリフォーム３を線
引炉４に挿入して加熱、溶融して、所定の外径を有する
プラスチック光ファイバ（以下、ファイバと略す）５に
紡糸し、更に、外径モニタ６で外径を計測した後、巻取
装置７で巻き取ることにより、プラスチック光ファイバ
５が製造される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the embodiments shown in the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the optical fiber preform 3 is inserted into a drawing furnace 4, heated, melted, and spun into a plastic optical fiber (hereinafter abbreviated as fiber) 5 having a predetermined outer diameter. After measuring the outer diameter with the outer diameter monitor 6, the plastic optical fiber 5 is manufactured by winding with the winding device 7.
【００１１】このときファイバ５は長手方向に引き延ば
されるため分子が配向し、配向されたままで巻き取られ
るため、分子が熱を受けた際に、元に戻ろうとして収縮
する。その結果、ファイバ５自体も収縮することにな
る。ファイバ５が収縮すると長手方向にわたって歪がか
かるため、構造不正が起こり、ロスアップを引き起こす
ことになる。また、ドーパントが拡散した場合、ファイ
バの長手方向の拡散が不均一であれば、ロスアップを起
こしてしまう。At this time, the fiber 5 is stretched in the longitudinal direction so that the molecules are oriented, and the fiber 5 is wound while being oriented, so that when the molecules receive heat, they contract to return to their original state. As a result, the fiber 5 itself also contracts. When the fiber 5 contracts, a strain is applied in the lengthwise direction, which causes structural irregularity and causes loss up. Further, when the dopant is diffused, loss is increased if the diffusion in the longitudinal direction of the fiber is not uniform.
【００１２】そこで、本発明では、加熱時における熱収
縮及び拡散を少なくしてロスアップを抑えるために、ポ
リマーマトリックスとの間に水素結合を形成し得るドー
パントを用いたものである。ここで用いるＧＩ型屈折率
分布を有するプリフォームは、一般的には光透過性に優
れるポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）をクラッド
材として用い、屈折率の高い化合物をコア材として作製
されるが、材料及びプリフォームの外径、長さを特に限
定するものではない。Therefore, in the present invention, a dopant capable of forming a hydrogen bond with the polymer matrix is used in order to reduce heat shrinkage and diffusion during heating and suppress loss increase. The preform having a GI type refractive index distribution used here is generally prepared by using polymethylmethacrylate (PMMA) having excellent light transmittance as a clad material and a compound having a high refractive index as a core material. The outer diameter and the length of the preform are not particularly limited.
【００１３】コアに添加されるドーパントとしては、エ
ステル系若しくはリン系のものが望ましく、例えば、ジ
フェニルフタル酸、トリフェニルフォスフェート、ジベ
ンジルフォスフェート、安息香酸ベンジル等の化合物を
挙げることができる。この中で、可視光領域での吸収が
少ないドーパントとしてトリフェニルフォスフェート、
安息香酸ベンジルが好適である。また、ドーパントの分
子量が高い場合、ポリマーとの相溶性が悪くなるので、
分子量は１０００以下が望ましい。以下、本発明の具体
的な実施例を、比較例と共に説明する。The dopant added to the core is preferably an ester type or phosphorus type, and examples thereof include compounds such as diphenylphthalic acid, triphenylphosphate, dibenzylphosphate, and benzyl benzoate. Among them, triphenyl phosphate is used as a dopant with low absorption in the visible light region,
Benzyl benzoate is preferred. Also, if the molecular weight of the dopant is high, the compatibility with the polymer will deteriorate, so
The molecular weight is preferably 1,000 or less. Hereinafter, specific examples of the present invention will be described together with comparative examples.
【００１４】〔実施例１〕クラッドにＰＭＭＡを用い、
コアにＰＭＭＡに対してジフェニルフタル酸をドープし
てＧＩ型の屈折率分布をつけたプラスチック光ファイバ
プリフォームを用意して、炉芯管内温度２２０℃に設定
された線引炉にプリフォームを挿入し、外径中心値６５
０μｍとし、線速２ｍ／ｍｉｎで線引を行った。作製さ
れたファイバのロスを測定したところ、波長６５０ｎｍ
で２２０ｄＢ／ｋｍであった。次に、このファイバを７
０℃で１日劣化後、収縮残率及びロスを測定したとこ
ろ、それぞれ９９％及び２１０ｄＢ／ｋｍであった。Example 1 PMMA was used for the cladding,
Prepare a plastic optical fiber preform with a GI type refractive index distribution by doping PMMA with diphenylphthalic acid in the core, and insert the preform into a drawing furnace set to a furnace core tube temperature of 220 ° C. Outer diameter center value 65
The drawing was performed at a linear velocity of 2 m / min with 0 μm. When the loss of the produced fiber was measured, the wavelength was 650 nm.
Was 220 dB / km. Then this fiber 7
After deterioration for 1 day at 0 ° C., the residual shrinkage and loss were measured to be 99% and 210 dB / km, respectively.
【００１５】〔実施例２〕クラッドにＰＭＭＡを用い、
コアにＰＭＭＡに対してトリフェニルフォスフェートを
ドープしてＧＩ型の屈折率分布をつけたプラスチック光
ファイバプリフォームを用意して、炉芯管内温度２２０
℃に設定された線引炉にプリフォームを挿入し、外径中
心値６５０μｍとし、線速２ｍ／ｍｉｎで線引を行っ
た。作製されたファイバのロスを測定したところ、波長
６５０ｎｍで２３０ｄＢ／ｋｍであった。次に、このフ
ァイバを７０℃で１日劣化後、収縮残率及びロスを測定
したところ、それぞれ９７％及び２４０ｄＢ／ｋｍであ
った。Example 2 PMMA is used for the cladding,
A plastic optical fiber preform having a GI-type refractive index profile obtained by doping PMMA with triphenyl phosphate in the core was prepared, and the temperature inside the furnace core tube was set to 220.
The preform was inserted into a drawing furnace set at 0 ° C., the outer diameter center value was 650 μm, and drawing was performed at a drawing speed of 2 m / min. When the loss of the produced fiber was measured, it was 230 dB / km at a wavelength of 650 nm. Next, after the fiber was deteriorated at 70 ° C. for 1 day, the shrinkage residual ratio and the loss were measured to be 97% and 240 dB / km, respectively.
【００１６】〔実施例３〕クラッドにＰＭＭＡを用い、
コアにＰＭＭＡに対して安息香酸ベンジルをドープして
ＧＩ型の屈折率分布をつけたプラスチック光ファイバプ
リフォームを用意して、炉芯管内温度２２０℃に設定さ
れた線引炉にプリフォームを挿入し、外径中心値６５０
μｍとし、線速２ｍ／ｍｉｎで線引を行った。作製され
たファイバのロスを測定したところ、波長６５０ｎｍで
２５０ｄＢ／ｋｍであった。次に、このファイバを７０
℃で１日劣化後、収縮残率及びロスを測定したところ、
それぞれ９８％及び２４０ｄＢ／ｋｍであった。[Embodiment 3] PMMA is used for the cladding,
Prepare a GI type refractive index distribution plastic optical fiber preform by doping PMMA with benzyl benzoate in the core, and insert the preform into a drawing furnace set to a furnace core tube temperature of 220 ° C. Outer diameter center value 650
μm, and drawing was performed at a linear velocity of 2 m / min. When the loss of the produced fiber was measured, it was 250 dB / km at a wavelength of 650 nm. Then, this fiber
When the shrinkage residual ratio and the loss were measured after deterioration for 1 day at ℃,
It was 98% and 240 dB / km, respectively.
【００１７】〔比較例１〕クラッドにＰＭＭＡを用い、
コアにＰＭＭＡに対してジフェニルスルフィドをドープ
してＧＩ型の屈折率分布をつけたプラスチック光ファイ
バプリフォームを用意して、炉芯管内温度２２０℃に設
定された線引炉にプリフォームを挿入し、外径中心値６
５０μｍとし、線速２ｍ／ｍｉｎで線引を行った。作製
されたファイバのロスを測定したところ、波長６５０ｎ
ｍで２３０ｄＢ／ｋｍであった。次に、このファイバを
７０℃で１日劣化後、収縮残率及びロスを測定したとこ
ろ、それぞれ８０％及び４５０ｄＢ／ｋｍであった。[Comparative Example 1] PMMA was used for the cladding,
Prepare a plastic optical fiber preform in which PMMA is doped with diphenyl sulfide to give a GI type refractive index distribution, and the preform is inserted into a drawing furnace set to a furnace core tube temperature of 220 ° C. , Center value of outer diameter 6
The drawing was performed at a linear velocity of 2 m / min with a thickness of 50 μm. When the loss of the produced fiber was measured, the wavelength was 650n.
It was 230 dB / km in m. Next, after the fiber was deteriorated at 70 ° C. for 1 day, the shrinkage residual ratio and the loss were measured and found to be 80% and 450 dB / km, respectively.
【００１８】〔比較例２〕クラッドにＰＭＭＡを用い、
コアにＰＭＭＡに対してジフェニルメタンをドープして
ＧＩ型の屈折率分布をつけたプラスチック光ファイバプ
リフォームを用意して、炉芯管内温度２２０℃に設定さ
れた線引炉にプリフォームを挿入し、外径中心値６５０
μｍとし、線速２ｍ／ｍｉｎで線引を行った。作製され
たファイバのロスを測定したところ、波長６５０ｎｍで
２５０ｄＢ／ｋｍであった。次に、このファイバを７０
℃で１日劣化後、収縮残率及びロスを測定したところ、
それぞれ７５％及び５００ｄＢ／ｋｍであった。[Comparative Example 2] PMMA was used for the cladding,
Prepare a plastic optical fiber preform in which PMMA is doped with diphenylmethane to give a GI type refractive index distribution, and the preform is inserted into a drawing furnace set to a furnace core tube temperature of 220 ° C. Outer diameter center value 650
μm, and drawing was performed at a linear velocity of 2 m / min. When the loss of the produced fiber was measured, it was 250 dB / km at a wavelength of 650 nm. Then, this fiber
When the shrinkage residual ratio and the loss were measured after deterioration for 1 day at ℃,
It was 75% and 500 dB / km, respectively.
【００１９】〔比較例３〕クラッドにＰＭＭＡを用い、
コアにＰＭＭＡに対してブロモベンゼンをドープしてＧ
Ｉ型の屈折率分布をつけたプラスチック光ファイバプリ
フォームを用意して、炉芯管内温度２２０℃に設定され
た線引炉にプリフォームを挿入し、外径中心値６５０μ
ｍとし、線速２ｍ／ｍｉｎで線引を行った。作製された
ファイバのロスを測定したところ、波長６５０ｎｍで２
２０ｄＢ／ｋｍであった。次に、このファイバを７０℃
で１日劣化後、収縮残率及びロスを測定したところ、そ
れぞれ７０％及び６００ｄＢ／ｋｍであった。[Comparative Example 3] PMMA was used for the cladding,
Doping the core with bromobenzene for PMMA G
Prepare a plastic optical fiber preform with an I-type refractive index distribution, insert the preform into a drawing furnace set to a furnace core tube temperature of 220 ° C., and have an outer diameter center value of 650 μm.
m, and drawing was performed at a linear velocity of 2 m / min. The loss of the produced fiber was measured and found to be 2 at a wavelength of 650 nm.
It was 20 dB / km. Next, this fiber
After 1 day of deterioration, the shrinkage residual ratio and the loss were measured and found to be 70% and 600 dB / km, respectively.
【００２０】[0020]
【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、本発明のプラスチック光ファイバは、コアの
分子中に酸素原子を有するエステル系若しくはリン系の
ドーパント等を用いるため、熱による収縮及びドーパン
トの拡散を抑え、ロスアップを防止するので、ファイバ
敷設後の長期信頼性を確保することが可能となる。As described above in detail with reference to the embodiments, the plastic optical fiber of the present invention uses an ester-based or phosphorus-based dopant having an oxygen atom in the molecule of the core. Since the shrinkage and the diffusion of the dopant due to the above are suppressed and the loss is prevented from increasing, long-term reliability after laying the fiber can be secured.
【図１】本発明の一実施例に係るプラスチック光ファイ
バを線引する装置を示す概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram showing an apparatus for drawing a plastic optical fiber according to an embodiment of the present invention.
【図２】ＳＩ型ファイバの屈折率分布を示すグラフであ
る。FIG. 2 is a graph showing the refractive index distribution of SI type fiber.
【図３】ＧＩ型ファイバの屈折率分布を示すグラフであ
る。FIG. 3 is a graph showing a refractive index distribution of a GI type fiber.
１ クラッド ２ コア ３ プラスチック光ファイバプリフォーム ４ 線引炉 ５ プラスチック光ファイバ ６ 外径モニタ ７ 巻取装置 1 clad 2 core 3 plastic optical fiber preform 4 drawing furnace 5 plastic optical fiber 6 outer diameter monitor 7 winding device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小池 康博 神奈川県横浜市緑区市ヶ尾町534の23 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yasuhiro Koike 23, 534, Igao-cho, Midori-ku, Yokohama-shi, Kanagawa
Claims (7)
がプラスチックで形成された光ファイバにおいて、前記
コアに添加されるドーパントが分子中に酸素原子を含有
することを特徴とするプラスチック光ファイバ。1. A plastic optical fiber in which a core and a clad having a predetermined refractive index are made of plastic, and a dopant added to the core contains an oxygen atom in a molecule.
量１０００以下であることを特徴とする請求項１記載の
プラスチック光ファイバ。2. The plastic optical fiber according to claim 1, wherein the dopant added to the core has a molecular weight of 1,000 or less.
テル系化合物であることを特徴とする請求項１又は２記
載のプラスチック光ファイバ。3. The plastic optical fiber according to claim 1, wherein the dopant added to the core is an ester compound.
香酸ベンジルであることを特徴とする請求項１，２又は
３記載のプラスチック光ファイバ。4. The plastic optical fiber according to claim 1, wherein the dopant added to the core is benzyl benzoate.
系化合物であることを特徴とする請求項１又は２記載の
プラスチック光ファイバ。5. The plastic optical fiber according to claim 1, wherein the dopant added to the core is a phosphorus compound.
フェニルフォスフェートであることを特徴とする請求項
１，２又は５記載のプラスチック光ファイバ。6. The plastic optical fiber according to claim 1, wherein the dopant added to the core is triphenyl phosphate.
ンデックス型であることを特徴とする請求項１，２，
３，４，５又は６記載のプラスチック光ファイバ。7. The refractive index distribution of the core is of graded index type.
The plastic optical fiber according to 3, 4, 5 or 6.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6245847A JPH08110421A (en) | 1994-10-12 | 1994-10-12 | Plastic optical fiber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP6245847A JPH08110421A (en) | 1994-10-12 | 1994-10-12 | Plastic optical fiber |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08110421A true JPH08110421A (en) | 1996-04-30 |
Family
ID=17139735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6245847A Pending JPH08110421A (en) | 1994-10-12 | 1994-10-12 | Plastic optical fiber |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08110421A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4961836A (en) * | 1986-05-23 | 1990-10-09 | Exxon Research And Engineering Company | Synthesis of transition metal alumino-silicate IOZ-5 and use of it for hydrocarbon conversion |
| KR20030047616A (en) * | 2001-12-11 | 2003-06-18 | 천호식 | Production of POF and Apparatus for Production Therefor |
| CN100403073C (en) * | 2004-03-31 | 2008-07-16 | 富士胶片株式会社 | Plastic optical fiber and its manufacturing method |
| JP2012140559A (en) * | 2011-01-06 | 2012-07-26 | Sekisui Chem Co Ltd | Resin composition, molded body, and optical fiber |
-
1994
- 1994-10-12 JP JP6245847A patent/JPH08110421A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4961836A (en) * | 1986-05-23 | 1990-10-09 | Exxon Research And Engineering Company | Synthesis of transition metal alumino-silicate IOZ-5 and use of it for hydrocarbon conversion |
| KR20030047616A (en) * | 2001-12-11 | 2003-06-18 | 천호식 | Production of POF and Apparatus for Production Therefor |
| CN100403073C (en) * | 2004-03-31 | 2008-07-16 | 富士胶片株式会社 | Plastic optical fiber and its manufacturing method |
| JP2012140559A (en) * | 2011-01-06 | 2012-07-26 | Sekisui Chem Co Ltd | Resin composition, molded body, and optical fiber |
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