特許 6047519 ポリマークラッド光ファイバ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6047519

(24)【登録日】2016年11月25日

(45)【発行日】2016年12月21日

(54)【発明の名称】ポリマークラッド光ファイバ

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/44 20060101AFI20161212BHJP

   G02B 6/02 20060101ALI20161212BHJP

【ＦＩ】

   G02B6/44 321

   G02B6/44 331

   G02B6/02 386

【請求項の数】8

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2014-79423(P2014-79423)

(22)【出願日】2014年4月8日

(65)【公開番号】特開2015-200788(P2015-200788A)

(43)【公開日】2015年11月12日

【審査請求日】2015年5月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005186

【氏名又は名称】株式会社フジクラ

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100126882

【弁理士】

【氏名又は名称】五十嵐 光永

(74)【代理人】

【識別番号】100160093

【弁理士】

【氏名又は名称】小室 敏雄

(74)【代理人】

【識別番号】100169764

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 雄一郎

(72)【発明者】

【氏名】松下 信吾

【審査官】 野口 晃一

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０４−１４４９４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５９−１０４１０５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１２−０４２７９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−０６６９０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−１１２１０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１６０９４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ６／０２−６／０３６

６／１０

６／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

石英系ガラスからなる光ファイバの周囲に前記石英系ガラスの屈折率よりも低い屈折率を有するポリマークラッド層が形成され、さらに前記ポリマークラッド層の周囲に保護被覆層が形成されたポリマークラッド光ファイバであって、前記保護被覆層に使用される樹脂が熱硬化型樹脂であり、前記ポリマークラッド層の膜厚が前記保護被覆層の膜厚に対し、３．０倍以上あることを特徴とするポリマークラッド光ファイバ。

【請求項2】

前記保護被覆層の硬度が、デュロメータ硬さのタイプＤで２０以上であることを特徴とする請求項１に記載のポリマークラッド光ファイバ。

【請求項3】

前記ポリマークラッド層に使用される樹脂が熱硬化型樹脂であることを特徴とする請求項１または２に記載のポリマークラッド光ファイバ。

【請求項4】

前記保護被覆層の膜厚が１０μｍ以上であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のポリマークラッド光ファイバ。

【請求項5】

石英系ガラスからなる光ファイバの周囲に前記石英系ガラスの屈折率よりも低い屈折率を有するポリマークラッド層が形成され、さらに前記ポリマークラッド層の周囲に少なくとも１つ以上の緩衝層が形成され、さらに前記緩衝層の周囲に保護被覆層が形成されたポリマークラッド光ファイバであって、前記保護被覆層に使用される樹脂が熱硬化型樹脂であり、前記ポリマークラッド層と前記緩衝層との合計膜厚が前記保護被覆層の膜厚に対し、１．５倍以上あることを特徴とするポリマークラッド光ファイバ。

【請求項6】

前記保護被覆層の硬度が、デュロメータ硬さのタイプＤで２０以上であることを特徴とする請求項５に記載のポリマークラッド光ファイバ。

【請求項7】

前記緩衝層に使用される樹脂の硬度が、デュロメータ硬さのタイプＡで２０以上８０以下であることを特徴とする請求項５または６に記載のポリマークラッド光ファイバ。

【請求項8】

前記保護被覆層の膜厚が１０μｍ以上であることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載のポリマークラッド光ファイバ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、光ファイバのうち特にファイバレーザ等に使用されるポリマークラッド光ファイバに関する。

【背景技術】

【0002】

高い開口数（以下「高ＮＡ」という。）が要求される光ファイバの用途の中で、ファイバレーザに使用される光ファイバ（以下「レーザ用ファイバ」という。）は高密度な光を伝送する必要がある。ファイバレーザは、近年高出力化が押し進められ、金属の切断や溶接などに使用されるようなｋＷ級の光出力を持つファイバレーザが製品化されており、さらなる高出力化が行われている。ファイバレーザの高出力化を実現するためには、より多くの励起光を光ファイバ内に入射させる必要があり、ＮＡが０．５以上の高ＮＡ（以下、本発明で言う高ＮＡとは０．５以上のＮＡを示すものとする）を実現できる光ファイバの開発が望まれている。

【0003】

レーザ用ファイバに使用されるポリマークラッド材には、主に紫外線硬化型フッ化アクリレート系樹脂が使用されている。紫外線硬化型フッ化アクリレート系樹脂は、ガラスとの密着性がもともと悪いが、高ＮＡを実現するために樹脂中により多くのフッ素を添加すると、ガラスとの密着性がさらに悪化してしまう。そのため、紫外線硬化型樹脂を使用して高ＮＡを実現できても、高湿環境下において伝送損失が急激に悪化してしまう問題があった。そこで、特許文献１では、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クラッド材料をポリマークラッド材に使用することで、高ＮＡを実現し、かつ、クラッド材料に疎水性を持たせるとともに、クラッド中のケイ素原子に結合したアルコキシ基を導入することで、耐湿性を向上させることが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−４１０６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来技術では、ポリマークラッド材の破断強度（引張強さ）を１０ＭＰａ以上とすることが望ましいとされている。しかし、高ＮＡを実現するためにポリマークラッド材中に添加されるフッ素量を増やした場合、樹脂の破断強度を十分に強くすることができず、例えば破断強度が１ＭＰａ以下となってしまう。レーザ用ファイバにおいても機械的信頼性を確保するために、低強度部をあらかじめ除去するスクリーニング試験が実施されるが、破断強度が低いポリマークラッド材の場合、スクリーニング試験により加わるしごきなどの外力によって、ポリマークラッド材が破壊されたりガラスから剥離してしまい、ガラス中を導波する励起光を閉じ込められなくなる、励起光漏れが発生してしまう問題があった。

【0006】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、耐しごき性に優れ、励起ロス（損失）を抑制可能なポリマークラッド光ファイバを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第１態様は、石英系ガラスからなる光ファイバの周囲に前記石英系ガラスの屈折率よりも低い屈折率を有するポリマークラッド層が形成され、さらに前記ポリマークラッド層の周囲に保護被覆層が形成されたポリマークラッド光ファイバであって、前記保護被覆層に使用される樹脂が熱硬化型樹脂であり、前記ポリマークラッド層の膜厚が前記保護被覆層の膜厚に対し、３．０倍以上あることを特徴とするポリマークラッド光ファイバである。
第１態様において、前記保護被覆層の硬度が、デュロメータ硬さのタイプＤで２０以上であることが好ましい。
第１態様において、前記ポリマークラッド層に使用される樹脂が熱硬化型樹脂であることが好ましい。
第１態様において、前記保護被覆層の膜厚が１０μｍ以上であることが好ましい。

【0008】

本発明の第２態様は、石英系ガラスからなる光ファイバの周囲に前記石英系ガラスの屈折率よりも低い屈折率を有するポリマークラッド層が形成され、さらに前記ポリマークラッド層の周囲に少なくとも１つ以上の緩衝層が形成され、さらに前記緩衝層の周囲に保護被覆層が形成されたポリマークラッド光ファイバであって、前記保護被覆層に使用される樹脂が熱硬化型樹脂であり、前記ポリマークラッド層と前記緩衝層との合計膜厚が前記保護被覆層の膜厚に対し、１．５倍以上あることを特徴とするポリマークラッド光ファイバである。
第２態様において、前記保護被覆層の硬度が、デュロメータ硬さのタイプＤで２０以上であることが好ましい。
第２態様において、前記緩衝層に使用される樹脂の硬度が、デュロメータ硬さのタイプＡで２０以上８０以下であることが好ましい。
第２態様において、前記保護被覆層の膜厚が１０μｍ以上であることが好ましい。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、耐しごき性に優れ、励起ロスを抑制可能なポリマークラッド光ファイバを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１態様のポリマークラッド光ファイバの一例を示す断面図である。

【図2】（ａ）は保護樹脂層が柔らかい光ファイバに外力が加わった場合を示す断面図である。（ｂ）は保護樹脂層が硬い光ファイバに外力が加わった場合を示す断面図である。

【図3】第２態様のポリマークラッド光ファイバの一例を示す断面図である。

【図4】第１態様における膜厚比と励起ロスの関係の一例を示すグラフである。

【図5】第２態様における膜厚比と励起ロスの関係の一例を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、好適な実施形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
図１に、第１態様に係るポリマークラッド光ファイバ１０の模式的な断面図を示す。このポリマークラッド光ファイバ１０は、石英系ガラスからなる光ファイバ１１の周囲に、ポリマークラッド層１２が形成され、さらにポリマークラッド層１２の周囲に保護被覆層１３が形成された断面構造を有する。ポリマークラッド層１２は、光ファイバ１１を構成する石英系ガラスの屈折率よりも低い屈折率を有する。

【0012】

図２に、ポリマークラッド光ファイバ１０に外力が加わった時の模式図を示す。図２（ａ）は保護被覆層１３の樹脂が柔らかい場合、図２（ｂ）は保護被覆層１３が硬い場合を示している。保護被覆層１３が柔らかい場合には、ポリマークラッド光ファイバ１０に加わる外力によって保護被覆層１３が変形するとともにポリマークラッド層１２も変形し、ポリマークラッド層１２が破壊されてしまう。例えば、一対の板状部材１４，１４の間にポリマークラッド光ファイバ１０を挟み込んで外力１５を加えると、硬いガラスの光ファイバ１１から受ける反作用１６と板状部材１４から受ける外力１５との間で、ポリマークラッド層１２に破壊１７が生じる。一方、保護被覆層１３が硬い場合には、外力がポリマークラッド光ファイバ１０に加わっても保護被覆層１３がほとんど変形しないため、ポリマークラッド層１２も変形せず、ポリマークラッド層１２が破壊されることはない。

【0013】

十分な耐しごき性を確保するためにはＪＩＳ Ｋ ６２５３で規定されているデュロメータ硬さ測定に基づき、タイプＤで２０以上（硬度がＤ２０以上）の樹脂を保護被覆層１３に使用することが望ましい。より好適にはタイプＤで７０以上となるような硬い樹脂を保護被覆層１３に使用することで耐しごき性を向上させることが可能である（以下、本発明でいう硬度とはデュロメータ硬さ測定で測定されるものを言い、タイプＡやタイプＤは単にＡやＤと称する）。

【0014】

しかし、耐しごき性を改善するために保護被覆層１３に硬い樹脂を使用した場合、耐しごき性は改善するものの、励起ロスが悪化してしまうことがあった。特にポリマークラッド光ファイバ１０の耐熱性を向上させるために、シリコーン樹脂やポリイミド等の熱硬化型樹脂を保護被覆層１３として使用する場合に励起ロスの悪化が顕著となる。高硬度な熱硬化型樹脂を保護被覆層１３に使用することで励起ロスの悪化が顕著となる理由は以下のように考えられる。

【0015】

熱硬化型樹脂をファイバに被覆する場合、樹脂の種類によって硬化反応メカニズムはさまざまであるが、いずれもファイバ周囲に樹脂を塗布した後、電熱炉などの架橋装置により高温状態に加熱されることで硬化が促進され、流動性のある状態から固形状態に変化する。この時、樹脂は高温状態で構造が凍結されることになるため、架橋装置から出た後、室温まで温度が下がる際に熱収縮を起こすことになる。高硬度な樹脂の場合、保護被覆層１３の熱収縮により保護被覆層１３の内側のポリマークラッド層１２に印加される側圧が過大となり、励起ロスが悪化するものと考えられる。

【0016】

そこで、本発明では、保護被覆層１３がポリマークラッド層１２に与える側圧の影響を小さくするため、鋭意努力をした結果、ポリマークラッド層１２と保護被覆層１３の比と励起ロスに相関があることを見出し、ポリマークラッド層１２の膜厚を保護被覆層１３の膜厚の３．０倍以上とすることで、耐熱性を有しながら、耐しごき性と低励起ロスを両立するポリマークラッド光ファイバ１０が作製できることを明らかにした。

【0017】

ポリマークラッド層１２に使用される樹脂（ポリマークラッド材）としては、フッ素樹脂、フッ化アクリレート樹脂等が挙げられる。ポリマークラッド材は、紫外線硬化型樹脂、熱硬化型樹脂等であり、耐熱性の観点からは、熱硬化型樹脂が好ましい。

【0018】

図３に、第２態様に係るポリマークラッド光ファイバ２０の模式的な断面図を示す。このポリマークラッド光ファイバ２０は、石英系ガラスからなる光ファイバ２１の周囲に、ポリマークラッド層２２が形成され、さらにポリマークラッド層２２の周囲に少なくとも１つ以上の緩衝層２３が形成され、さらに緩衝層２３の周囲に保護被覆層２４が形成された断面構造を有する。ポリマークラッド層２２は、光ファイバ２１を構成する石英系ガラスの屈折率よりも低い屈折率を有する。

【0019】

ポリマークラッド層２２に使用される樹脂（ポリマークラッド材）は第１態様と同様でよい。ポリマークラッド材は、通常の樹脂に比べて高価であるため、ポリマークラッド層２２を厚くするのはコスト増加になるため好ましくない。そこで、第２態様では、ポリマークラッド層２２と保護被覆層２４の間に緩衝層２３を入れた３層構造とすることで、ポリマークラッド層２２の厚さを薄くしながらも、耐しごき性と低励起ロスが両立できるファイバ構造を検討した結果、ポリマークラッド層２２と緩衝層２３との合計膜厚を保護被覆層２４の膜厚の１．５倍以上とすることで、耐しごき性と低励起ロスを両立するポリマークラッド光ファイバ２０を作製できることを明らかにした。

【0020】

なお、緩衝層２３に使用される樹脂の硬度は、Ａ２０からＡ８０程度のものが望ましく、好ましくはＡ２０以上Ａ８０以下、より好適にはＡ３０以下が好ましい。硬度がＡ２０よりも低く針入度で測定されるような、いわゆるゲルやグリースのような樹脂を緩衝層２３に使用した場合には、しごきによって保護被覆層２４が変形してしまうため、素線外観が保てず、耐しごき性も発現されない。逆にＡ８０よりも硬度が高く、タイプＤで測定されるような樹脂を緩衝層２３に使用した場合には、緩衝層２３としての効果が十分に得られず、３層構造にする意味がなくなる。なお、３層構造の被覆構造をとる場合には、ポリマークラッド層２２と緩衝層２３の膜厚比は特に限定されないし、緩衝層２３は２つ以上あってもよい。ポリマークラッド層２２の膜厚が３μｍ以上であることが好ましい。

【0021】

第２態様において保護被覆層２４に使用される樹脂は第１態様と同様でよい。保護被覆層２４に使用される樹脂の硬度がＤ２０以上であることが好ましい。また、保護被覆層２４に使用される樹脂が熱硬化型樹脂であることが好ましい。

【0022】

以上、本発明を好適な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

【0023】

光ファイバ１１，２１は、ポリマークラッド層１２，２２に対するガラスコアであってもよく、光ファイバ１１，２１がコア及びクラッドを有してもよい。光ファイバ１１，２１を構成する石英系ガラスは、純石英ガラスでもよく、フッ素（Ｆ）やゲルマニウム（Ｇｅ）等が添加された石英ガラスであってもよい。信号光用の光ファイバは、ガラスコアの周囲に１層のガラスクラッドを設け、さらにガラスクラッドの周囲にポリマークラッド層を有することが好適である。励起光用の光ファイバは、ガラスコアの周囲に直接ポリマークラッド層を有することが好適である。レーザダイオード（ＬＤ）等の光源への反射を抑制する場合、ガラスコアの周囲に２層のガラスクラッド（インナークラッドおよびアウタークラッド）を設け、さらにガラスクラッドの周囲にポリマークラッド層を設けてもよい。

【0024】

光ファイバ１１，２１の外径（ファイバ径、ガラス径）は、代表的には１２５μｍであるが、その他のファイバ径においても本発明を適用できることは自明である。通常、ガラス径が細いほど、ポリマークラッド層とガラスとの界面での反射回数が増えるため、同一ポリマークラッド材を使用した場合に到達できる励起ロスの値は大きくなるが、本発明で示すような被覆材に起因する励起ロスの挙動はファイバ径には依存しない。

【実施例】

【0025】

以下、実施例をもって本発明を具体的に説明する。

【0026】

（第１態様の試験例）
第１態様では、保護被覆層１３にＤ２０以上の硬度を持つ樹脂を使用し、かつ、ポリマークラッド層１２の膜厚を保護被覆層１３の膜厚の３．０倍以上とすることにより、耐しごき性と低励起ロスを両立したポリマークラッド光ファイバ１０を作製できるようにした。

【0027】

作製した各ポリマークラッド光ファイバ１０のうち番号が「Ｃ」で始まるものは、比較例を表す。表１〜６では共通する単位を省略するが、「ファイバ径」、「クラッド径」、「保護被覆径」、「クラッド膜厚」、「保護被覆層膜厚」の単位はμｍであり、「励起ロス」および「励起ロス増分」の単位はｄＢ／ｋｍである。「ファイバ径」は光ファイバ１１のガラス径、「クラッド径」および「クラッド膜厚」はそれぞれポリマークラッド層１２の外径および膜厚、「保護被覆径」および「保護被覆層膜厚」はそれぞれ保護被覆層１３の外径および膜厚である。「膜厚比」は、「クラッド膜厚」と「保護被覆層膜厚」との比である。

【0028】

（試験例１：番号１Ａ〜２Ａ、Ｃ１Ａ〜Ｃ３Ａ）
ファイバ径が１２５μｍである光ファイバ１１に対し、ポリマークラッド層１２に屈折率１．３５以下となる熱硬化型樹脂を、保護被覆層１３に硬度Ｄ７５の熱硬化型樹脂を使用して高ＮＡのポリマークラッド光ファイバ１０を作製した。ポリマークラッド層１２の膜厚と保護被覆層１３の膜厚を変化させたポリマークラッド光ファイバ１０を作製し、それぞれの励起ロスを測定したところ、表１に示すように、ポリマークラッド層１２の膜厚が保護被覆層１３の膜厚の３倍以上となるポリマークラッド光ファイバ１０では、励起ロスの値が約３ｄＢ／ｋｍに収束した。次に、作製したポリマークラッド光ファイバ１０のしごき特性を確認するため、番号１Ａおよび２Ａのポリマークラッド光ファイバ１０（全長で２０ｋｍ）に２％伸びを加えながら巻き返しを実施した後、光ファイバ１１内に可視光を入射して励起光漏れがないか確認したところ、励起光漏れ（輝点発生）は確認されず、また、励起ロスも変化せず、良好なしごき特性を有することが確認された。

【0029】

【表1】

【0030】

（試験例２：番号３Ａ〜５Ａ、Ｃ７Ａ〜Ｃ１２Ａ）
ファイバ径を８０μｍとした以外は試験例１と同様にして、高ＮＡのポリマークラッド光ファイバ１０を作製した。それぞれの励起ロスを測定したところ、表２に示すように、ポリマークラッド層１２の膜厚が保護被覆層１３の膜厚の３倍以上となるポリマークラッド光ファイバ１０では、励起ロスの値が約１０ｄＢ／ｋｍに収束した。次に、作製したポリマークラッド光ファイバ１０のしごき特性を確認するため、番号３Ａ〜５Ａのポリマークラッド光ファイバ１０（全長で２０ｋｍ）に２％伸びを加えながら巻き返しを実施した後、光ファイバ１１内に可視光を入射して励起光漏れがないか確認したところ、励起光漏れ（輝点発生）は確認されず、また、励起ロスも変化せず、良好なしごき特性を有することが確認された。

【0031】

【表2】

【0032】

（試験例３：番号６Ａ〜７Ａ、Ｃ１３Ａ〜Ｃ１８Ａ）
ファイバ径を４００μｍとした以外は試験例１と同様にして、高ＮＡのポリマークラッド光ファイバ１０を作製した。それぞれの励起ロスを測定したところ、表３に示すように、ポリマークラッド層１２の膜厚が保護被覆層１３の膜厚の３倍以上となるポリマークラッド光ファイバ１０では、励起ロスの値が約３ｄＢ／ｋｍに収束した。次に、作製したポリマークラッド光ファイバ１０のしごき特性を確認するため、番号６Ａおよび７Ａのポリマークラッド光ファイバ１０（全長で２０ｋｍ）に２％伸びを加えながら巻き返しを実施した後、光ファイバ１１内に可視光を入射して励起光漏れがないか確認したところ、励起光漏れ（輝点発生）は確認されず、また、励起ロスも変化せず、良好なしごき特性を有することが確認された。

【0033】

【表3】

【0034】

（試験例４：番号８Ａ〜９Ａ、Ｃ１９Ａ〜Ｃ２４Ａ）
保護被覆層１３に硬度Ｄ５０の熱硬化型樹脂を使用した以外は試験例１と同様にして、高ＮＡのポリマークラッド光ファイバ１０を作製した。それぞれの励起ロスを測定したところ、表４に示すように、ポリマークラッド層１２の膜厚が保護被覆層１３の膜厚の３倍以上となるポリマークラッド光ファイバ１０では、励起ロスの値が約３ｄＢ／ｋｍに収束した。次に、作製したポリマークラッド光ファイバ１０のしごき特性を確認するため、番号８Ａおよび９Ａのポリマークラッド光ファイバ１０（全長で２０ｋｍ）に２％伸びを加えながら巻き返しを実施した後、光ファイバ１１内に可視光を入射して励起光漏れがないか確認したところ、励起光漏れ（輝点発生）は確認されず、また、励起ロスも変化せず、良好なしごき特性を有することが確認された。

【0035】

【表4】

【0036】

（試験例５：番号１０Ａ〜１１Ａ、Ｃ２５Ａ〜Ｃ３１Ａ）
保護被覆層１３に硬度Ｄ２０の熱硬化型樹脂を使用した以外は試験例１と同様にして、高ＮＡのポリマークラッド光ファイバ１０を作製した。それぞれの励起ロスを測定したところ、表５に示すように、ポリマークラッド層１２の膜厚が保護被覆層１３の膜厚の３倍以上となるポリマークラッド光ファイバ１０では、励起ロスの値が約３ｄＢ／ｋｍに収束した。次に、作製したポリマークラッド光ファイバ１０のしごき特性を確認するため、番号１０Ａおよび１１Ａのポリマークラッド光ファイバ１０（全長で２０ｋｍ）に２％伸びを加えながら巻き返しを実施した後、光ファイバ１１内に可視光を入射して励起光漏れがないか確認したところ、５か所の励起光漏れ（輝点発生）が確認されたが、励起ロスに変化はなく、試験例１（Ｄ７５）や試験例４（Ｄ５０）には劣るものの、良好なしごき特性を有することが確認された。

【0037】

【表5】

【0038】

（試験例６：番号Ｃ３２Ａ〜Ｃ３９Ａ）
保護被覆層１３に硬度Ａ８０の熱硬化型樹脂を使用した以外は試験例１と同様にして、高ＮＡのポリマークラッド光ファイバ１０を作製した。それぞれの励起ロスを測定したところ、表６に示すように、ポリマークラッド層１２の膜厚が保護被覆層１３の１．５倍以上の領域で励起ロスの増加は認められず約３ｄＢ／ｋｍであった。しかし、作製したポリマークラッド光ファイバ１０のしごき特性を確認するため、番号Ｃ３７Ａ〜Ｃ３９Ａのポリマークラッド光ファイバ１０（全長で２０ｋｍ）に２％伸びを加えながら巻き返しを実施した後、光ファイバ１１内に可視光を入射して励起光漏れがないか確認したところ、しごきによる励起光漏れ（輝点発生）がいくつか確認され、励起ロスは、しごき前に比べて１．５〜３．２ｄＢ／ｋｍ程度増加していた。

【0039】

【表6】

【0040】

図４に、第１態様における膜厚比と励起ロス［ｄＢ／ｋｍ］との関係をグラフにまとめて示す。「１２５μｍ（Ｄ７５）」は試験例１、「１２５μｍ（Ｄ５０）」は試験例４、「１２５μｍ（Ｄ２０）」は試験例５、「１２５μｍ（Ａ８０）」は試験例６、「８０μｍ（Ｄ７５）」は試験例２、「４００μｍ（Ｄ７５）」は試験例３である。

【0041】

（第２態様の試験例）
第２態様では、保護被覆層２４にＤ２０以上の硬度を持つ樹脂を使用し、かつ、ポリマークラッド層２２と緩衝層２３との合計膜厚を、保護被覆層２４の膜厚の３．０倍以上とすることにより、耐しごき性と低励起ロスを両立したポリマークラッド光ファイバ２０を作製できるようにした。

【0042】

作製した各ポリマークラッド光ファイバ２０のうち番号が「Ｃ」で始まるものは、比較例を表す。表７〜１６では共通する単位を省略するが、「ファイバ径」、「クラッド径」、「緩衝層外径」、「保護被覆径」、「クラッド膜厚」、「緩衝層膜厚」、「クラッド＋緩衝層膜厚」、「保護被覆層膜厚」の単位はμｍであり、「励起ロス」および「励起ロス増分」の単位はｄＢ／ｋｍである。「ファイバ径」は光ファイバ２１のガラス径、「クラッド径」および「クラッド膜厚」はそれぞれポリマークラッド層２２の外径および膜厚、「緩衝層外径」および「緩衝層膜厚」はそれぞれ緩衝層２３の外径および膜厚、「保護被覆径」および「保護被覆層膜厚」はそれぞれ保護被覆層２４の外径および膜厚、「クラッド＋緩衝層膜厚」は、「クラッド膜厚」と「緩衝層膜厚」との合計である。「膜厚比Ｘ」は、「クラッド膜厚」と「緩衝層膜厚」との比である。「膜厚比Ｙ」は、「クラッド＋緩衝層膜厚」と「保護被覆層膜厚」との比である。

【0043】

（試験例７：番号１Ｂ〜３Ｂ、Ｃ１Ｂ〜Ｃ５Ｂ）
ファイバ径は１２５μｍとし、ポリマークラッド層２２に屈折率１．３５以下となる熱硬化型樹脂を、緩衝層２３に硬度Ａ２０の熱硬化型樹脂を、保護被覆層２４に硬度Ｄ７５の熱硬化型樹脂を使用して高ＮＡのポリマークラッド光ファイバ２０を作製した。ポリマークラッド層２２と緩衝層２３の合計膜厚と保護被覆層２４の膜厚を変化させたポリマークラッド光ファイバ２０を作製し、それぞれの励起ロスを測定したところ、表７に示すように、ポリマークラッド層２２と緩衝層２３の合計膜厚が保護被覆層２４の膜厚の１．５倍以上となるポリマークラッド光ファイバ２０では、励起ロスの値が約３ｄＢ／ｋｍに収束した。次に、作製したポリマークラッド光ファイバ２０のしごき特性を確認するため、番号１Ｂ〜３Ｂのポリマークラッド光ファイバ２０（全長で２０ｋｍ）に２％伸びを加えながら巻き返しを実施した後、光ファイバ２１内に可視光を入射して励起光漏れがないか確認したところ、励起光漏れ（輝点発生）は確認されず、また、励起ロスも変化せず、良好なしごき特性を有することが確認された。

【0044】

【表7】

【0045】

（試験例８：番号４Ｂ〜８Ｂ、Ｃ６Ｂ〜Ｃ１１Ｂ）
ファイバ径は１２５μｍとし、ポリマークラッド層２２に屈折率１．３５以下となる熱硬化型樹脂を、緩衝層２３に硬度Ａ２５の熱硬化型樹脂を、保護被覆層２４に硬度Ｄ７５の熱硬化型樹脂を使用して高ＮＡのポリマークラッド光ファイバ２０を作製した。ポリマークラッド層２２と緩衝層２３の合計膜厚と保護被覆層２４の膜厚を変化させたポリマークラッド光ファイバ２０を作製し、それぞれの励起ロスを測定したところ、表８に示すように、ポリマークラッド層２２と緩衝層２３の合計膜厚が保護被覆層２４の膜厚の１．５倍以上となるポリマークラッド光ファイバ２０では、励起ロスの値が約３ｄＢ／ｋｍに収束した。次に、作製したポリマークラッド光ファイバ２０のしごき特性を確認するため、番号４Ｂ〜８Ｂのポリマークラッド光ファイバ２０（全長で２０ｋｍ）に２％伸びを加えながら巻き返しを実施した後、光ファイバ２１内に可視光を入射して励起光漏れがないか確認したところ、励起光漏れ（輝点発生）は確認されず、また、励起ロスも変化せず、良好なしごき特性を有することが確認された。

【0046】

【表8】

【0047】

（試験例９：番号９Ｂ〜１２Ｂ、Ｃ１２Ｂ〜Ｃ１７Ｂ）
ファイバ径は８０μｍとし、ポリマークラッド層２２に屈折率１．３５以下となる熱硬化型樹脂を、緩衝層２３に硬度Ａ２５の熱硬化型樹脂を、保護被覆層２４に硬度Ｄ７５の熱硬化型樹脂を使用して高ＮＡのポリマークラッド光ファイバ２０を作製した。ポリマークラッド層２２と緩衝層２３の合計膜厚と保護被覆層２４の膜厚を変化させたポリマークラッド光ファイバ２０を作製し、それぞれの励起ロスを測定したところ、表９に示すように、ポリマークラッド層２２と緩衝層２３の合計膜厚が保護被覆層２４の膜厚の１．５倍以上となるポリマークラッド光ファイバ２０では、励起ロスの値が約１０ｄＢ／ｋｍに収束した。次に、作製したポリマークラッド光ファイバ２０のしごき特性を確認するため、番号９Ｂ〜１２Ｂのポリマークラッド光ファイバ２０（全長で２０ｋｍ）に２％伸びを加えながら巻き返しを実施した後、光ファイバ２１内に可視光を入射して励起光漏れがないか確認したところ、励起光漏れ（輝点発生）は確認されず、また、励起ロスも変化せず、良好なしごき特性を有することが確認された。

【0048】

【表9】

【0049】

（試験例１０：番号１３Ｂ〜１６Ｂ、Ｃ１８Ｂ〜Ｃ２２Ｂ）
ファイバ径は４００μｍとし、ポリマークラッド層２２に屈折率１．３５以下となる熱硬化型樹脂を、緩衝層２３に硬度Ａ２５の熱硬化型樹脂を、保護被覆層２４に硬度Ｄ７５の熱硬化型樹脂を使用して高ＮＡのポリマークラッド光ファイバ２０を作製した。ポリマークラッド層２２と緩衝層２３の合計膜厚と保護被覆層２４の膜厚を変化させたポリマークラッド光ファイバ２０を作製し、それぞれの励起ロスを測定したところ、表１０に示すように、ポリマークラッド層２２と緩衝層２３の合計膜厚が保護被覆層２４の膜厚の１．５倍以上となるポリマークラッド光ファイバ２０では、励起ロスの値が約３ｄＢ／ｋｍに収束した。次に、作製したポリマークラッド光ファイバ２０のしごき特性を確認するため、番号１３Ｂ〜１６Ｂのポリマークラッド光ファイバ２０（全長で２０ｋｍ）に２％伸びを加えながら巻き返しを実施した後、光ファイバ２１内に可視光を入射して励起光漏れがないか確認したところ、励起光漏れ（輝点発生）は確認されず、また、励起ロスも変化せず、良好なしごき特性を有することが確認された。

【0050】

【表10】

【0051】

（試験例１１：番号１７Ｂ〜２０Ｂ、Ｃ２３Ｂ〜Ｃ２６Ｂ）
ファイバ径は１２５μｍとし、ポリマークラッド層２２に屈折率１．３５以下となる熱硬化型樹脂を、緩衝層２３に硬度Ａ５０の熱硬化型樹脂を、保護被覆層２４に硬度Ｄ７５の熱硬化型樹脂を使用して高ＮＡのポリマークラッド光ファイバ２０を作製した。ポリマークラッド層２２と緩衝層２３の合計膜厚と保護被覆層２４の膜厚を変化させたポリマークラッド光ファイバ２０を作製し、それぞれの励起ロスを測定したところ、表１１に示すように、ポリマークラッド層２２と緩衝層２３の合計膜厚が保護被覆層２４の膜厚の１．５倍以上となるポリマークラッド光ファイバ２０では、励起ロスの値が約３ｄＢ／ｋｍに収束した。次に、作製したポリマークラッド光ファイバ２０のしごき特性を確認するため、番号１７Ｂ〜２０Ｂのポリマークラッド光ファイバ２０（全長で２０ｋｍ）に２％伸びを加えながら巻き返しを実施した後、光ファイバ２１内に可視光を入射して励起光漏れがないか確認したところ、励起光漏れ（輝点発生）は確認されず、また、励起ロスも変化せず、良好なしごき特性を有することが確認された。

【0052】

【表11】

【0053】

（試験例１２：番号２１Ｂ〜２２Ｂ、Ｃ２７Ｂ〜Ｃ３２Ｂ）
ファイバ径は１２５μｍとし、ポリマークラッド層２２に屈折率１．３５以下となる熱硬化型樹脂を、緩衝層２３に硬度Ａ７５の熱硬化型樹脂を、保護被覆層２４に硬度Ｄ７５の熱硬化型樹脂を使用して高ＮＡのポリマークラッド光ファイバ２０を作製した。ポリマークラッド層２２と緩衝層２３の合計膜厚と保護被覆層２４の膜厚を変化させたポリマークラッド光ファイバ２０を作製し、それぞれの励起ロスを測定したところ、表１２に示すように、ポリマークラッド層２２と緩衝層２３の合計膜厚が保護被覆層２４の膜厚の１．５倍以上となるポリマークラッド光ファイバ２０では、励起ロスの値が約３ｄＢ／ｋｍに収束した。次に、作製したポリマークラッド光ファイバ２０のしごき特性を確認するため、番号２１Ｂ〜２２Ｂのポリマークラッド光ファイバ２０（全長で２０ｋｍ）に２％伸びを加えながら巻き返しを実施した後、光ファイバ２１内に可視光を入射して励起光漏れがないか確認したところ、励起光漏れ（輝点発生）は確認されず、また、励起ロスも変化せず、良好なしごき特性を有することが確認された。

【0054】

【表12】

【0055】

（試験例１３：番号２３Ｂ〜２４Ｂ、Ｃ３３Ｂ〜Ｃ３７Ｂ）
ファイバ径は１２５μｍとし、ポリマークラッド層２２に屈折率１．３５以下となる熱硬化型樹脂を、緩衝層２３に硬度Ａ８０の熱硬化型樹脂を、保護被覆層２４に硬度Ｄ７５の熱硬化型樹脂を使用して高ＮＡのポリマークラッド光ファイバ２０を作製した。ポリマークラッド層２２と緩衝層２３の合計膜厚と保護被覆層２４の膜厚を変化させたポリマークラッド光ファイバ２０を作製し、それぞれの励起ロスを測定したところ、表１３に示すように、ポリマークラッド層２２と緩衝層２３の合計膜厚が保護被覆層２４の膜厚の１．５倍以上となるポリマークラッド光ファイバ２０では、励起ロスの値が約３ｄＢ／ｋｍに収束した。次に、作製したポリマークラッド光ファイバ２０のしごき特性を確認するため、番号２３Ｂ〜２４Ｂのポリマークラッド光ファイバ２０（全長で２０ｋｍ）に２％伸びを加えながら巻き返しを実施した後、光ファイバ２１内に可視光を入射して励起光漏れがないか確認したところ、励起光漏れ（輝点発生）は確認されず、また、励起ロスも変化せず、良好なしごき特性を有することが確認された。

【0056】

【表13】

【0057】

（試験例１４：番号Ｃ３８Ｂ〜Ｃ４４Ｂ）
ファイバ径は１２５μｍとし、ポリマークラッド層２２に屈折率１．３５以下となる熱硬化型樹脂を、緩衝層２３に硬度Ｄ２０の熱硬化型樹脂を、保護被覆層２４に硬度Ｄ７５の熱硬化型樹脂を使用して高ＮＡのポリマークラッド光ファイバ２０を作製した。ポリマークラッド層２２と緩衝層２３の合計膜厚と保護被覆層２４の膜厚を変化させたポリマークラッド光ファイバ２０を作製し、それぞれの励起ロスを測定したところ、表１４に示すように、ポリマークラッド層２２と緩衝層２３の合計膜厚が保護被覆層２４の膜厚の１．５倍以上となるポリマークラッド光ファイバ２０であっても、励起ロスの値が１０ｄＢ／ｋｍ以上となった。緩衝層２３の膜厚を特に薄くした場合（Ｃ４４Ｂ）には、励起ロスの値が約３ｄＢ／ｋｍに収束した。

【0058】

【表14】

【0059】

（試験例１５：番号Ｃ４５Ｂ〜Ｃ５０Ｂ）
ファイバ径は１２５μｍとし、ポリマークラッド層２２に屈折率１．３５以下となる熱硬化型樹脂を、緩衝層２３に針入度４５の熱硬化型樹脂を、保護被覆層２４に硬度Ｄ７５の熱硬化型樹脂を使用して高ＮＡのポリマークラッド光ファイバ２０を作製した。ポリマークラッド層２２と緩衝層２３の合計膜厚と保護被覆層２４の膜厚を変化させたポリマークラッド光ファイバ２０を作製し、それぞれの励起ロスを測定したところ、表１５に示すように、ポリマークラッド層２２と緩衝層２３の合計膜厚が保護被覆層２４の膜厚の１．５倍以上となるポリマークラッド光ファイバ２０では、励起ロスの値が約３ｄＢ／ｋｍに収束した。しかし、作製したポリマークラッド光ファイバ２０のしごき特性を確認するため、番号Ｃ４８Ｂ〜Ｃ５０Ｂのポリマークラッド光ファイバ２０（全長で２０ｋｍ）に２％伸びを加えながら巻き返しを実施したところ、ポリマークラッド光ファイバ２０の外観が変形している部分が確認され、さらに、光ファイバ２１内に可視光を入射して励起光漏れがないか確認したところ、ポリマークラッド光ファイバ２０の外観が変形している部分では、励起光漏れ（輝点発生）が確認された。

【0060】

【表15】

【0061】

（試験例１６：番号２５Ｂ〜２９Ｂ）
ファイバ径は１２５μｍとし、ポリマークラッド層２２に屈折率１．３５以下となる熱硬化型樹脂を、緩衝層２３に硬度Ａ２５の熱硬化型樹脂を、保護被覆層２４に硬度Ｄ２０の熱硬化型樹脂を使用して高ＮＡのポリマークラッド光ファイバ２０を作製した。ポリマークラッド層２２と緩衝層２３の合計膜厚と保護被覆層２４の膜厚の比を１．５に固定して、ポリマークラッド層２２と緩衝層２３の膜厚を振ってポリマークラッド光ファイバ２０を作製し、それぞれの励起ロスを測定したところ、表１６に示すように、ポリマークラッド層２２の膜厚が２．５〜３２．５μｍの範囲で、励起ロスの値が約３ｄＢ／ｋｍであった。次に、作製したポリマークラッド光ファイバ２０のしごき特性を確認するため、番号２５Ｂ〜２９Ｂのポリマークラッド光ファイバ２０（全長で２０ｋｍ）に２％伸びを加えながら巻き返しを実施した後、光ファイバ２１内に可視光を入射して励起光漏れがないか確認したところ、励起光漏れ（輝点発生）は確認されず、また、励起ロスも変化せず、良好なしごき特性を有することが確認された。

【0062】

【表16】

【0063】

図５に、第２態様における膜厚比（表７〜１６における膜厚比Ｙ）と励起ロス［ｄＢ／ｋｍ］との関係をグラフにまとめて示す。「１２５μｍ（Ａ２０）」は試験例７、「１２５μｍ（Ａ２５）」は試験例８、「８０μｍ（Ａ２５）」は試験例９、「４００μｍ（Ａ２５）」は試験例１０、「１２５μｍ（Ａ５０）」は試験例１１、「１２５μｍ（Ａ７５）」は試験例１２、「１２５μｍ（Ａ８０）」は試験例１３、「１２５μｍ（Ｄ２０）」は試験例１４、「１２５μｍ（針入度４５）」は試験例１５、「１２５μｍ（Ａ２５膜厚比１．５）」は試験例１６である。

【符号の説明】

【0064】

１０，２０…ポリマークラッド光ファイバ、１１，２１…光ファイバ、１２，２２…ポリマークラッド層、２３…緩衝層、１３，２４…保護被覆層。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】