JPS6150106A - 耐放射線性のマルチプル光フアイバ - Google Patents

耐放射線性のマルチプル光フアイバ

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JPS6150106A
JPS6150106A JP59171716A JP17171684A JPS6150106A JP S6150106 A JPS6150106 A JP S6150106A JP 59171716 A JP59171716 A JP 59171716A JP 17171684 A JP17171684 A JP 17171684A JP S6150106 A JPS6150106 A JP S6150106A
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optical fibers
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quartz glass
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Atsushi Uchiumi
内海 厚
Hiroyuki Hayamizu
速水 弘之
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 利  用  分  野 本発明は、イメージガイドとして好ましく用いられるO
H基含有量が低濃度の耐放射線性マルチプル 従来の技術 光ファイバの多数本を束ねてなるマルチプル光ファイバ
を応用した技術に、画像の直接伝送を可能にしたイメー
ジガイドがある。
従来、そのイメージガイドとしては多成分ガラス系光フ
ァイバの多数本を整列させて形成したものが知られてい
た。しかし、これは光伝送損失が大きくてイメージガイ
ドとして実用に供しうる長さは約6mが限度である゛こ
とに加えて、耐放射線性にも劣って原子力施設などの放
射線を被曝するところないしそのおそれのあるところで
は実用に供し得ないなどの欠点があった。
一方、高純度石英ガラス製コアを有する元ファイバの多
数本を、隣接するものが相互に融着した状態に束ねてな
るイメージガイドが提案されている。これは、上記の多
成分ガラス系元ファイバ製イメージガイドの光伝送損失
性を改善して実用長が約100mのイメージガイドの形
成を可能としたものであり、また耐放射線性も改碧した
ものである。
解決すべき問題三 しかしながら、従来の高純度石英ガラス製コアを有する
光ファイバも耐放射線性の点では十分に満足できるもの
でなかった。すなわち、例えば該光ファイバからなるイ
メージガイドの放射線被曝による劣化で、特定波畏の可
視光線の伝送損失が大きくなって本来は無色であるべき
透過光線が発色化するなどの現象を生じたシするなど、
その耐劣化性や寿命などの来月性の点で十分にfa足で
きるものでなかった。
問題点の解決手段 本発明者らは、上記の問題点を克服してよシ一層耐放射
線性、珠に可視領域光線の低損失維持性にすぐれるマル
チプル光フアイバを開発するために鋭意研究を徂ねた結
果、特殊な光ファイバからなるマルチプル光ファイバが
その目的1r:達成しうろことを見出し、本発明をなす
に至った。
すなわち、本発明は、酸素グヲズマ法で作製した高純度
石英ガラスからなるOH基含有量が10〜300 pp
mのコアの外周に、B系及びF°系のドーパントを含有
する石英ガラス系クラ・ノド層を設けてなる光ファイバ
の多数本を、光ファイバの隣接するもの同士が相互に融
着した伏態に束ねてなる耐放射線性マルチプル光ファイ
バを提供するものである。
これまで、紫外線伝送用光ファイバはそのコアにおける
OH基含有量が高濃度であるほうが光伝送損失が少ない
ことなどから、耐放射線性の点でもOH基の含有濃度の
高いほうが有利でるると考えられていた。
したがって、OH基含有量の少ないコアからなる光ファ
イバで形成されたマルチプル光フアイバが耐放射線性に
すぐれることは意外なことであり九。しかも、OH基の
低濃度側にピーク的な耐性範囲があったことはより予想
外のことでめった。
本発明のマルチプル光フアイバ1における光ファイバ2
は、R累プラズマ法で作製した高純度石英ガラスからな
るOH基含有量が10〜300 ppm。
好ましくは20〜200 ppm 、よル好ましくは4
0〜100 ppmのコア3と、コアの外周にB系及び
F系のドーパントを含有する石英ガラス系クラッド層4
を有するものである(第1図)。コアのOH基含有量が
10〜300 pi)mの範囲外であると1、光ファイ
バひいてはマルチプル光フアイバの耐放射線性に劣シ好
ましくない。また、光ファイバにおけるコア径(dl)
とクラ・ンド層の外径(d2)との比(dB/d2)は
0.55〜0.3、なかんづ<0.6〜0.75が適当
であり、コアとクラ・ノド層の屈折率差(Δn)は0.
01以上、なかんづ<0.01〜0.015が適当であ
る。さらに、マルチプル光フアイバ中における光ファイ
バのコア、クラッド層は太さないし厚さが大きいほど耐
放射線性の点で有利である。
本発明のマルチ1μ光フアイバの形成に用いる光ファイ
バの作製は例えば下記のようにして行うことができる。
すなわち、蒸留水バグリング法により水蒸気をかむ酸素
ガスを酸素プラズマ炎中に供給し、酸素プラズマ炎の温
度をプラズマ最低維持温度ないし45000℃、なかん
づく約30000℃に調節しつつ、気相ベルヌーイ法の
適用下ハロゲン化ケイ素のような含ケイ累化合物の酸化
反応、形成されたケイ素酸化物粉末の溶融化を4500
〜5500℃で行フてコア材を形成し、他方、M、C,
V、D、方式によシ石英ガラス管の内周に例えばB F
 B s BCI B −S I F 4などを用いて
B系及びF系のドーパントがドープされた合成石英ガラ
ス層を所定の厚さに形成し、このガラス管に前記コア材
を挿入してロッド・イン・チーーグ法を適用することに
よシフ°リフォームを得て、これを加熱下K例えばto
o/zm〜1簡の太さのものに線引きすることによシ行
うことができる。
上記の方法で得た場合には、光ファイバはその最外層に
石英ガラス管に相当するサポート層5を有することとな
るC第2図)。本発明においては、これをそのまま用い
てサポート層5付きの光ファイバ2からなるマルチ1μ
光フアイバとしてもよいし、サポート層を例えば火炎研
磨(firepolishing )法などで除去して
コアとクラッド層のみからなる光ファイバとしこれを用
いてマルチプル光ファイバとしてもよい。サポート層は
通常、天然石英ガラスのような耐放射線性に劣るものか
らなっておシ、この場合にはサポート層が影響して全体
の耐放射線性を低下させることとなるので、サポート層
のない2層構造のものが好ましく用いられる。
上記の光ファイバを用いての本発明のマルチプル光フア
イバの製造は、光ファイバの多数本、例えば1000〜
50000本を束ねて得た結束体を例えば1300〜2
200℃の温度に加熱して軟化させ、これを線引きして
所定の太さ例えば0.4〜am、なかんづく1〜2Mの
ものとするととKよシ行うことができる。本発明におい
ては、マルチプル光フアイバ内における光ファイバはそ
のコアが5〜80μmであり、クラッド層(Tl)が1
.5〜10μmであるものが耐放射線性の点で好ましい
また、マルチプル光フアイバを製造するに際しては、例
えば石英ガラスパイプなどを用いてこれに光ファイバを
充てんした状態で線引きし、相互に融着した光フアイバ
群の外周にさらに当該パイプに相当するスキン層が融着
したものとすることが、得られるマルチ1μ光フアイバ
の可トウ注や折れにくさなどの点で好ましい。
発明の効果 本発明のマルチ1μ光フアイバは、耐放射線性にすぐれ
ている。殊に、放射線照射下における可視領域光線の低
損失維持性にすぐれている。
突   施   例 Siご14、H20含有酸素ガスを用いて気相ぺμヌー
イ法、酸累プヲズマ法、蒸留水バグリング法の適用下、
直接酸化法で形成したOH基含有量約50ppmのコア
材(外径11+a+ 、 n習: 1.459 )と、
5tC14、BF、、02、天然石英ガラス管(外径2
6 vm 。
肉厚1.5鵡、n習: 1.459 )を用いてM 、
C、V 、 p+、法の適用下に形成したB、F系ドー
プド石英ガラス層(n”n : 1.447 )を内周
に有する該ガラス管とを用い、ロッド・イン・チューブ
法を適用して3層構造のプリフォーム(外径18.9m
)を得たのち、これを加熱(1900℃)下に線引きし
て外径aOOμmの光ファイバを得た。
次に、上記の元ファイバ(長さ203)の6000本を
断面が最密整列充てん形状となるように束ねて、その一
端を石英ガラス管に挿入したのち加熱融着させてこれを
ツーI酸水溶液(201s量%)中で、さらに蒸留水中
で超音波洗浄したのち乾燥、させた。
得られた元ファイバの束を1900℃に加熱して線引き
し、光ファイバの隣接するもの同士が相互に融着した外
径1.0++amのマルチ1μ光フアイバを得た。
得られたマルチプル光ファイバにおけるコア径は7.5
μm1クラ・ンド層の厚さは2.0μm1光フアイバ径
u12/Aff1% コアとクラッド層との屈折率差(
4n)は0.012であった。また、マルチ1μ光フア
イバは全長にわたシ正確な画像配列を有するものであっ
た。
次に、得られたマルチ1μ光フアイバの耐放射線性を調
べた。
評価試験は、Co’°r線照射源による所定の線量率(
2x102〜7 x l 05R/H)の位置に、長さ
20mのマルチプル光ファイバにおける所定の被照射壓
(空中Ill又は水中51ff)をコイル伏に束ねてお
くとともに、1/I/チプμ光フアイバの両端を遮へい
材(壁又は水槽)を通して取出し、その一端よプマpチ
ハロゲン水銀光源(300W)からの光を入射させ、他
端からの出射光をモノクロメータ、フォートメータで測
定し、レコーダに記録した。
なお、線量率が8 X 10’ R/H以下の場合は空
中で(第8図)、7 x 1 G’ R/Hの場合は水
中(第4図)で照射した。また、測定時以外はマルチ1
μ光フアイバを光源より外しフォトブリーチングのve
響を防止した。結果を表に示した。
実施例2 得られた3層構造のプリフォームを火炎研磨処理して天
然石英ガラス管部を取除き、2層構造のものく光フアイ
バ径11.5μm)としたほかは実施例1と同様にして
マルチ1μ光フアイバを得、その耐放射線性を調べた。
結果を表に示した。
実施例3,4 光フアイバ4000本を用いてマ/l/fプル光ファイ
バにおけ−る光ファイバのコア径が10μm1クラッド
11;りの厚さ2.0μm、光フアイバ径15μm(8
)、又は2000本を用いてマルチフ”ル光ファイバに
おける光ファイバのコア径が16μm、クラッド層の厚
さ2.0μm、光フアイバ径22μm(4)としたほか
は実施例1と同様にしてマルチプル光ファイバを得、そ
の耐放射線性を調べた。結果を表に示した〇実施例5,
6.7 光フアイバ4000本を用いてマルチグル光フアイバに
おける光ファイバのコア径が10゛μm1クラッYMO
Nさ2.91tm、光7フイバ径17/Jff++51
、又は光フアイバ2000本を用いてマルチグル光ファ
イバにおける光ファイバのコア径が15μm。
クラ・ノド層の厚さ3.9μm1光フアイバ径25μm
(6)、又は光フアイバ1000本を用いてマlレチグ
〜光ンアーrバにおける光ファイバのコア径が25μm
クラッド層の厚さ74μm1光フアイバ径42μm(7
)としたほかは実施例1と同様にしてマルチグル光フア
イバを得、その耐放射線性を調べた。結果を表に示した
比較例1.2 0H基含有量が2 ppm以下又は約600 ppmの
コア材を用いたほかは実施例1と同様にしてマルチプル
光ファイバを得、その耐放射線性を調べた。
結果を表に示した。
比較例3 酸水累バーナを用いたフレーム加水分解法で作製しft
、OH基含有量が約300 ppmのコア材を用いたほ
かは実施例1と同様にしてマルチプル光ファイバを得、
その耐放射線性を調べた。結果を表に示した。
比較例4 E3 i F 4を用いてF系ドープド石英ガラス層を
内周に有する天然石英ガラス管を用いたほかは実施例1
と同様にしてマルチグル光フアイバを得、その耐放射線
性を調べた。結果を表に示した。
【図面の簡単な説明】
第11ttliマルチプμ光フアイバの一部の断面図、
第2図はサポート層付光ファイバの断面図、第3図はC
o110 r線空中照射試験の説明図、第4図はCo1
0 r練水中照射試験の説明図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、酸素プラズマ法で作製した高純度石英ガラスからな
    るOH基含有量が10〜300ppmのコアの外周に、
    B系及びF系のドーパントを含有する石英ガラス系クラ
    ッド層を設けてなる光ファイバの多数本を、光ファイバ
    の隣接するもの同士が相互に融着した状態に束ねてなる
    耐放射線性マルチプル光ファイバ。 2、光ファイバのコア径が5〜30μm、クラッド層の
    厚さ(T_1)が1.5〜10μmである特許請求の範
    囲第1項記載のマルチプル光ファイバ。 3、光ファイバがコアとクラッド層のみからなるもので
    ある特許請求の範囲第1項記載のマルチプル光ファイバ
JP59171716A 1984-08-18 1984-08-18 耐放射線性のマルチプル光フアイバ Pending JPS6150106A (ja)

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US06/763,734 US4733939A (en) 1984-08-18 1985-08-08 Radiation-resistant optical conductor
CA000488681A CA1251668A (en) 1984-08-18 1985-08-14 Radiation-resistant optical conductor
DE8585110269T DE3569510D1 (en) 1984-08-18 1985-08-16 Radiation-resistant optical conductor
EP85110269A EP0173183B1 (en) 1984-08-18 1985-08-16 Radiation-resistant optical conductor

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