JP2005266645A

JP2005266645A - 深紫外光伝送用光ファイバ及びその製造方法

Info

Publication number: JP2005266645A
Application number: JP2004082156A
Authority: JP
Inventors: Masataka Daito; 正敬大登
Original assignee: Showa Electric Wire and Cable Co
Current assignee: SWCC Corp
Priority date: 2004-03-22
Filing date: 2004-03-22
Publication date: 2005-09-29
Anticipated expiration: 2024-03-22
Also published as: JP3968355B2

Abstract

【課題】透過率の劣化が殆どない深紫外光伝送用光ファイバを得る。
【解決手段】本発明の深紫外光伝送用光ファイバは、所定量のフッ素を含有させたシリカガラスから成るコア１と、コア１上に設けられ所定量のフッ素またはホウ素を含有させたシリカガラスから成るクラッド２と、クラッド２上に設けられた保護被覆層４とを有するファイバを備えている。
かかるファイバを、温度８０〜１５０℃、圧力１０〜１５ＭＰａの酸素雰囲気中に実質的に７日間放置することで酸素処理が施され、次いで、温度１５〜１５０℃、圧力５〜１５ＭＰａの水素雰囲気中に実質的に２日間放置することで水素処理が施される。
【選択図】図１

Description

本発明は、深紫外光伝送用光ファイバ及びその製造方法に係わり、特に３００ｎｍ以下の波長の深紫外（ＤｅｅｐＵｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光を伝送させる場合に有用な深紫外光伝送用光ファイバ及びその製造方法に関する。

近時、深紫外光伝送用光ファイバは、紫外線照射によるファイバの劣化を嫌う装置、例えば、半導体リソグラフィー装置、紫外レーザー加工機、若しくは紫外域光学計測器などに使用されている。

従来、この種の深紫外光伝送用光ファイバとして、フッ素ドープシリカを用いた深紫外用光ファイバ（以下「フッ素ドープシリカファイバ」という。）が知られている（例えば、特許文献１参照）。

このような構成のフッ素ドープシリカファイバによれば、深紫外域の透過率を向上させ、紫外光照射による透過率の劣化を低減することができる。

しかしながら、このような構成のフッ素ドープシリカファイバにおいては、次のような難点があった。

第１に、ファイバ径が２００μｍ程度の細径のファイバにおいては、紡糸条件により、透過率が低下し、耐久性が悪くなるという難点がある。これは、後述するように、紡糸工程中における加熱・線引きにより、酸素欠乏欠陥（ＯｘｙｇｅｎＤｅｆｉｃｉｅｎｃｙＣｅｎｔｅｒ：ＯＤＣ（II）およびＥ´センターが発生するためである。

図７は、ファイバ径の異なるファイバの紡糸直後における紫外域透過率の変化図を示している。同図において、実線Ｌ１はファイバ径が２００μｍの紫外域透過率、点線Ｌ２はファイバ径が５００μｍの紫外域透過率をそれぞれ示している。

同図から、径の細いファイバ（実線Ｌ１）に、波長２１６ｎｍ付近にＥ´センターの発生による透過率の吸収が見られ、波長２４６ｎｍ付近にＯＤＣ（II）の発生による透過率の吸収が見られるものの、径の太いファイバ（点線Ｌ２）には、このようなＥ´センターの発生やＯＤＣ（II）の発生による透過率の吸収が見られないことが判る。以上の測定結果より、ファイバ径の相違により、紡糸工程における欠陥の発生状況が異なり、特に径の細いファイバにＥ´センターやＯＤＣ（II）が発生し易いことが判る。

第２に、このような欠陥を含むフッ素ドープシリカファイバに、水素処理を施すことにより、Ｅ´センターを消滅させることができるものの、ＯＤＣ（II）を消滅させることができないという難点がある。

図８は、欠陥を含むファイバにおける水素処理前後の透過率の変化図を示している。同図において、実線Ｌ３は紡糸直後の紫外域透過率、点線Ｌ４は水素処理後の紫外域透過率をそれぞれ示している。ここで、上記の水素処理の条件は、温度：１５０℃、圧力：１５ＭＰａ、水素雰囲気中への放置日数：２日間とされている。

同図より、波長２１６ｎｍ付近に発生している紡糸直後のファイバにおけるＥ´センター（実線Ｌ３）が水素処理によって消滅し、透過率が回復するものの（点線Ｌ４）、波長２４６ｎｍ付近に発生しているＯＤＣ（II）（実線Ｌ３）の吸収には殆ど変化がみられないことが判る。これは１５０℃程度での水素処理ではＯＤＣ（II）が消滅しないことを示している。ここで、１５０℃を超える温度で水素処理を施すことにより、ＯＤＣ（II）を消滅させることも可能であるが、温度を高くすると、クラッド上に存在する保護被覆層に損傷を与える虞があるため、実用的ではない。

第３に、ＯＤＣ（II）を含むフツ素ドープシリカファイバは、ＡｒＦエキシマレーザー等の紫外光照射により、透過率が劣化するという難点がある。

図９は、水素処理を施したＯＤＣを含むファイバにおける紫外光照射による透過率の変化図、図９（ａ）は、ＡｒＦエキシマレーザー照射前後の透過率の変化図、図９（ｂ）は、ＡｒＦエキシマレーザー照射中の１９３ｎｍ波長における透過率変化を示している。図９（ａ）において、点線Ｌ５は照射前の透過率、実線Ｌ６は照射後の透過率をそれぞれ示している。ここで、上記のＡｒＦエキシマレーザー照射条件は、繰り返し周波数：５０Ｈｚ、パルス数：１０^５ｓｈｏｔｓ、ＡｒＦエキシマレーザーのパワー密度：２０ｍＪ/ｃｍ^２とされている。

図９（ａ）より、ＯＤＣ（II）を含むフツ素ドープシリカファイバ（点線Ｌ５）は、実線Ｌ６および図９（ｂ）に示すように、ＡｒＦエキシマレーザー等の紫外光照射により、透過率が１０％程度劣化していることが判るが、これは、紫外光照射によって、ＯＤＣ（II）がＥ´センターに変化し、吸収の位置が２４５ｎｍ付近から２１５ｎｍ付近へと変化するために生じるものと解される。

このような１０％程度の透過率劣化は、ＯＨ基を多く含有する従来のファイバなどと比べると、非常に小さい劣化ではあるものの、用途によっては、１０％程度の透過率の劣化が実用上問題になる場合がある。

特開２００２−２１４４５４号公報（段落番号「００４３」、図１）

本発明は、フッ素ドープシリカファイバにおいて、ＯＤＣ（II）をなくすことにより、透過率の劣化が殆どない深紫外光伝送用光ファイバおよびその製造方法を提供することを目的としている。

本発明の第１の態様である深紫外光伝送用光ファイバは、所定量のフッ素を含有させたシリカガラスから成るコアと、コア上に設けられ所定量のフッ素またはホウ素を含有させたシリカガラスから成るクラッドと、クラッド上に設けられた保護被覆層とを有するファイバを備え、当該ファイバには、酸素処理および水素処理が施されているものである。

本発明の第２の態様は、本発明の第１の態様である深紫外光伝送用光ファイバにおいて、ＯＤＣ（II）の濃度が１０^１２／ｃｍ^３以下とされているものである。

本発明の第３の態様は、本発明の第１の態様または第２の態様である深紫外光伝送用光ファイバにおいて、コアは、１００〜１０００ｐｐｍのフッ素が含有されているシリカガラスで形成されているものである。

本発明の第４の態様は、本発明の第１の態様乃至第３の態様の何れかである
深紫外光伝送用光ファイバにおいて、クラッドは、１０００〜７０００ｐｐｍのフッ素が含有されているシリカガラス、または２０００〜１００００ｐｐｍのホウ素が含有されているシリカガラスで形成されているものである。

本発明の第５の態様は、本発明の第１の態様乃至第４の態様の何れかである深紫外光伝送用光ファイバにおいて、クラッドは、紫外線透過樹脂で形成されているものである。

本発明の第６の態様は、本発明の第１の態様乃至第５の態様の何れかである深紫外光伝送用光ファイバにおいて、クラッドは、光軸に平行な複数の中空孔を備えるものである。

本発明の第７の態様である深紫外光伝送用光ファイバの製造方法は、所定量のフッ素を含有させたシリカガラスから成るコアと、コア上に設けられ所定量のフッ素またはホウ素を含有させたシリカガラスから成るクラッドと、クラッド上に設けられた保護被覆層とを有するファイバを、温度８０〜１５０℃、圧力１０〜１５ＭＰａの酸素雰囲気中に実質的に７日間放置し、次いで、温度１５〜１５０℃、圧力５〜１５ＭＰａの水素雰囲気中に実質的に２日間放置するものである。

本発明の第８の態様は、本発明の第６の態様である深紫外光伝送用光ファイバの製造方法において、コアは、１００〜１０００ｐｐｍのフッ素が含有されているシリカガラスで形成されているものである。

本発明の第９の態様は、本発明の第８の態様または第９の態様のである深紫外光伝送用光ファイバの製造方法において、クラッドは、１０００〜７０００ｐｐｍのフッ素が含有されているシリカガラス、または２０００〜１００００ｐｐｍのホウ素が含有されているシリカガラスで形成されているものである。

本発明の第１０の態様は、本発明の第７の態様乃至第９の態様の何れかである深紫外光伝送用光ファイバの製造方法において、クラッドは、紫外線透過樹脂で形成されているものである。

本発明の第１１の態様は、本発明の第７の態様乃至第１０の態様の何れかである深紫外光伝送用光ファイバの製造方法において、クラッドは、光軸に平行な複数の中空孔を備えるものである。

本発明の第１の態様乃至第５の態様の深紫外光伝送用光ファイバによれば、フッ素ドープシリカファイバに、所定条件の酸素処理が施されることで、ファイバ内のＯＤＣ（II）濃度を１０^１２／ｃｍ^３以下に減少させることができ、さらに、このファイバに所定条件の水素処理が施されることで、紫外光照射に対し殆ど劣化を生じない耐久性に優れた深紫外光伝送用光ファイバを提供することができる。また、本発明の第６の態様乃至第１０の態様の深紫外光伝送用光ファイバの製造方法によれば、１５０℃以下の温度で酸素処理および水素処理を施していることから、クラッド上に存在する保護被覆層に損傷を与えずに、紫外光照射に対し殆ど劣化を生じない耐久性に優れた深紫外光伝送用光ファイバを提供することができる。

以下、本発明の紫外光伝送用光ファイバ及びその製造方法を適用した好ましい実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の紫外光伝送用光ファイバの横断面図、図２および図３は、本発明の紫外光伝送用光ファイバの他の実施例における横断面図を示している。なお、図２および図３において、図１と共通する部分には同一の符号が付されている。

図１において、本発明の紫外光伝送用光ファイバは、コア１の外周にクラッド２が設けられた光ファイバ３と、光ファイバ３の外周に設けられた保護被覆層４と、必要により、保護被覆層４の外周に設けられた外部保護層５とを備えており、保護被覆層４を有する光ファイバ３には、後述する方法により、酸素処理および水素処理が施されている。

コア１は、１００〜１０００ｐｐｍのフッ素が含有されたシリカガラスから構成されている。かかるフッ素は、従来、屈折率を低減させるものとしてクラッドにドープされていたものであるが、本発明においては、コア１を形成するシリカガラスに所定量のフッ素を含有させることで、光ファイバ中を伝送する紫外光の透過率を高めることができる。ここで、フッ素のシリガガラスに対する含有量を１００ｐｐｍ以上としたのは、１００ｐｐｍ未満では、光ファイバ中を伝送する紫外光の透過率が低減するからである。また、１０００ｐｐｍ以下としたのは、後述するクラッドに含有するフッ素の含有量を考慮したものである。また、フッ素の含有量が１００〜１０００ｐｐｍであるシリカガラスとしては、紫外光照射に起因する光ファイバの劣化を防止する観点から、ＯＨ基を４〜７ｐｐｍの範囲で含有させることが好ましい。ここで、ＯＨ基の範囲を４〜７ｐｐｍとしたのは、４ｐｐｍ未満であると、光ファイバ中を伝送する紫外光の透過率の低減を防止することができず、また、７ｐｐｍを超えると、透過率の低減が生じることになるからである。

クラッド２は、１０００〜７０００ｐｐｍのフッ素が含有されているシリカガラス、または２０００〜１００００ｐｐｍのホウ素が含有されているシリカガラスから構成されている。このように所定量のフッ素またはホウ素をシリカガラスに含有させることにより、光ファイバ中を伝送する光の透過率の低下を防止することができる。ここで、フッ素のシリガガラスに対する含有量を１０００ｐｐｍ以上としたのは、コア１に含有するフッ素の含有量を考慮したものであり、また７０００ｐｐｍ以下としたのは、フッ素のシリカガラスに対する飽和量を考慮したものである。また、ホウ素のシリカガラスに対する含有量を２０００〜１００００ｐｐｍとしたのは、２０００ｐｐｍ未満であると、コア１の屈折率との関係から光ファイバ中を伝送する光の透過率の低下を防止することが困難となり、また１００００ｐｐｍ以下としたのは、ホウ素のシリカガラスに対する飽和量を考慮したものである。

以上のように、前述の実施例においては、コア１の外周に、所定量のフッ素またはホウ素を含有するシリカガラスから成るクラッド２を設けているが、このクラッド２に代えて、図２に示すように、コア１の外周に紫外線透過樹脂から成るクラッド２ａを形成してもよい。かかる紫外線透過樹脂としては、フッ素系樹脂が好ましく、また光透過性の観点からは、非結晶性フッ素樹脂が好ましい。結晶性を有するフッ素樹脂は、光散乱により透過率が低下するため、クラッド２ａとして用いる場合には、フッ素系樹脂の結晶化度は３０％以下であることが好ましい。なお、非結晶性フッ素樹脂の場合は、結晶化度を２０％以下にすることが好ましい。このようなフッ素樹脂としては、特に主鎖に脂肪族環構造を有するフッ素ポリマー、例えば、アモルファスパーフロロ樹脂（商品名：サイトップ（旭硝子（株）社製））が好適に使用される。

また、図３に示すように、クラッド２に代えて、コア１の外周に、多数の中空孔Ｈを有するクラッド２ｂを形成してもよい。かかる中空孔Ｈは、光ファイバの光軸と平行に形成されおり、その全断面積は光ファイバの断面積に対して１０〜６０％程度となるように設けられている。なお、多数の中空孔Ｈはコア１に対して均一に配置されるように設けられている。

この実施例においては、中空孔Ｈ内の空気の存在により、コア１の屈折率に対して、光の伝送を最適となるように屈折率を低くすることができる。

保護被覆層４は、コア１およびクラッド２、２ａ、２ｂを機械的に保護すると共に環境から保護するために設けられる。保護被覆層４としては、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ウレタン系樹脂およびアクリレート系樹脂等が使用される。なお、保護被覆層４の外周には、必要により光ファイバの強度を高めるために、さらに外部保護層５を設けてもよい。外部保護層５は、ナイロン樹脂等を溶融し、ダイスから光ファイバの外周に押し出し、冷却して形成することができる。

このような構成の光ファイバとしては、その口径は、１５０μｍのコア１に対して２００μｍのクラッド２、２ａ、２ｂを有し、また、８００μｍのコア１に対して１０００μｍのクラッド２、２ａ、２ｂを有している。一方、保護被覆層４は、１００〜２５０μｍの厚さで設けられ、外部保護層５は、４００〜６００μｍの厚さで設けられる。ここで、保護被覆層４の厚さが１００μｍ未満となると、コア１およびクラッド２、２ａ、２ｂを十分に保護することができず、また、外部保護層５の厚さが４００μｍ未満となると、十分な強度が得られないからである。

次に、本発明の紫外光伝送用光ファイバの製造方法について説明する。
［コアの作成］
コアとなる部分を作成するには、石英ガラス上に所定量のＳｉＯ₂の粒子を堆積させて火炎加水分解によってガラス化させて作成する直接ガラス化法や、別の焼結工程により作成する所謂スート法等で、口径２０ｍｍ程度のコアロッドを作成することができる。
［所定量のフッ素またはホウ素を含有したシリカガラスのクラッドを有する光ファイバの製造］
所定量のフッ素またはホウ素を含有したシリカガラスのクラッドを有する光ファイバを製造するには、ＶＡＤ法（気相軸付け法）、ＯＶＤ法（外付け法）、ＭＣＶＤ法（内付け法）等によることができるが、所定量のフッ素あるいはホウ素を含有させたシリカガラスから、外径３０ｍｍ程度の中空のドープ管を形成し、先に形成されたコアロッドを挿入して、プレフォームを作成することができる。

このプレフォームを紡糸して光ファイバを製造する。紡糸は、プレフォームを炉で加熱溶融し、巻取機により、所定の口径となるように、巻取り速度を調整することにより行うことができる。更に、保護層を形成するには、保護層を形成する樹脂を炉の下流において、ダイスからクラッドの周囲に所定量押し出し、架橋装置により樹脂を加熱架橋、あるいはＵＶ照射架橋させ、固化または溶液を除去して保護層を形成する。この場合、保護層としてシリコーン樹脂、ポリイミド樹脂を使用する場合は加熱架橋がなされ、ウレタン系樹脂、アクリレート系樹脂を使用する場合はＵＶ照射架橋がなされる。
［紫外線透過樹脂のクラッドを有する光ファイバの製造］
上述の方法により形成したコアロッドを、炉により加熱溶融し、所定の口径となるように、巻取機により巻取り速度を調整し、ダイスから紫外線透過樹脂を押出し、架橋装置により紫外線透過樹脂のＵＶ架橋を行う。更に、上述の保護層と同様に、ダイスから紫外線透過樹脂の外周に保護層を形成する樹脂を所定量押し出し、架橋装置により樹脂を加熱架橋、あるいはＵＶ照射架橋させ、保護層を作成し、光ファイバを製造することができる。
［クラッドに中空孔を有する光ファイバの製造］
コアの作成と同様にして、石英ガラス上に所定量のＳｉＯ₂の粒子を堆積させて火炎加水分解によってガラス化させて作成する直接ガラス化法や、別の焼結工程により作成する所謂スート法等で、口径３０ｍｍ程度の石英ロッドを作成する。このとき、石英ロッドの材質はコアの材質と同様のシリカガラスを用いることができる。なお、石英ロッドは必ずしも６角柱である必要はなく、円管を用いることもできる。この石英ロッドの中心に孔を穿設する。孔を設けた石英ロッドを伸線し、口径１ｍｍ程度とし、この伸線した石英ロッドの中央にコアとなるコアロッドを組み込む。このコアロッドを組み込んだものを石英パイプで覆い、外径３０ｍｍ程度のプレフォームを形成する。その後、プレフォームを、紡糸し、所定の口径の紫外光伝送用光ファイバとする。保護層を形成するのは、上述の方法と同様の方法で形成することができる。
［酸素処理および水素処理］
上述のようにして作製したフッ素ドープシリカファイバには、次のような酸素処理および水素処理を施こす。先ず、酸素処理を施すのはＯＤＣ（II）を消滅させるためである。酸素処理は、フッ素ドープシリカファイバを圧力１０〜１５ＭＰａ、温度８０〜１５０℃の酸素雰囲気中に７日間放置することによりなされる。ここで、圧力１０〜１５ＭＰａとしたのは、圧力が１０ＭＰａ未満であると、ファイバ内に含浸する酸素量が不十分であり、十分な効果が望めないからである。一方、１５ＭＰａを超えても、効果に差異がなく、１５ＭＰａで効果は十分だからである。また、温度８０〜１５０℃としたのは、温度が８０℃未満であると、含浸した酸素がＯＤＣ（II）と反応せず、ＯＤＣ（II）を十分に消すことができないからであり、１５０℃を超えると、ファイバ被覆樹脂にダメージを与えるからである。さらに、酸素雰囲気中への放置を７日間としたのは７日間未満であると、酸素の含浸および酸素とＯＤＣ（II）の反応が不十分だからであり、７日間を超えても効果に差異が見られないからである。なお、酸素処理は７日以上放置してもとくに不都合は生じないが、光ファイバ径が太い場合はさらに長時間（１か月程度）酸素雰囲気中に放置する必要がある。

以上のように、フッ素ドープシリカファイバに酸素処理を施した後に、水素処理が施される。水素処理を施すのは、Ｅ´センターを減少させるためである。水素処理は酸素処理を施したフッ素ドープシリカファイバを圧力５〜１５ＭＰａ、温度１５〜１５０℃の水素雰囲気中に２日間放置することによりなされる。ここで、圧力０．５〜１５ＭＰａとしたのは、圧力が０．５ＭＰａ未満であると、水素量が不足で耐久性を高める効果が不十分だからであり、１５ＭＰａを超えても効果に差異がなく、１５Ｐａで効果は十分だからである。また、温度１５〜１５０℃としたのは、温度が１５℃未満であると、ファイバ内に含浸する水素量が不足し、耐久性を高める効果が不十分だからであり、１５０℃を超えると、ファイバ被覆樹脂にダメージを与えるからである。さらに、水素雰囲気中への放置を２日間としたのは２日間未満であると、十分な紫外線照射劣化防止の効果が得られないからである。なお、水素処理は長時間、例えば５０時間以上行うこともできるが、５０時間以上の処理により光ファイバの紫外線照射による劣化防止に有効な結果を得ることができる。

[保護被覆層の作成]
フッ素ドープシリカファイバに酸素処理および水素処理を施した後に、保護被覆層を設ける。保護被覆層はナイロン樹脂等を溶融し、ダイスから光ファイバの外周に押し出し、冷却して形成することができる。

その後、光ファイバの端末加工が行われ、最終製品を完成させる。端末加工は要求に応じて、端面の研磨、コネクタ等の取付処理がなされる。

コアとしてフッ素含有量が１００〜２００ｐｐｍ、ＯＨ基含有量が４〜７ｐｐｍのフッ素ドープシリカガラス（商品名：ＡＱＸ、旭硝子社製）を用い、フッ素含有量が２０００ｐｐｍのシリカガラスのクラッドを形成した。コア径は１８０μｍ、クラッド径は２００μｍに形成した。酸素処理を行った後、ＡｒＦエキシマレーザーを用いて、紫外光の照射前後におけるファイバの透過率を測定した。

図４は、未処理のファイバ、酸素処理を施したファイバ、酸素処理および水素処理を施したファイバの透過率の変化図、図４（ａ）は、１５０℃における未処理のファイバの透過率の変化図、酸素処理を施したファイバの透過率の変化図、酸素処理および水素処理を施したファイバの透過率の変化図、図４（ｂ）は、２０℃における未処理のファイバの透過率の変化図、酸素処理を施したファイバの透過率の変化図を示している。ここで、実線Ｌ７は未処理のファイバの透過率、細線Ｌ８は酸素処理を施したファイバの透過率、点線Ｌ９は酸素処理および水素処理を施したファイバの透過率、実線Ｌ１０は未処理のファイバの透過率、点線Ｌ１１は酸素処理を施したファイバの透過率の変化をそれぞれ示している。
また、図５は酸素処理を施したファイバにおけるＡｒＦエキシマレーザー照射前後の透過率の変化図、図５（ａ）は照射前後の透過率の変化図、図５（ｂ）は照射中の１９３ｎｍ波長における透過率の変化図を示している。ここで、実線Ｌ１２は照射前の透過率、点線Ｌ１３は照射後の透過率の変化をそれぞれ示している。

図４および図５より、ＯＤＣ（II）を含むフッ素ドープシリカファイバを、圧力１５ＭＰａ、温度１５０℃の酸素雰囲気中に７日間放置すると、細線Ｌ８に示すように、著しいＯＤＣ（II）の減少がみられる。そして、酸素処理を施したフッ素ドープシリカファイバを、圧力１５ＭＰａ、温度１５０℃の水素雰囲気中に２日間放置すると、点線Ｌ９に示すように、Ｅ´センターの減少がみられる。

しかしながら、点線Ｌ１１に示すように、圧力１５ＭＰａ、温度２０℃で７日間酸素処理したファイバでは、ＯＤＣ（II）の減少はあまり見られないことが判る。

以上の結果から、ＯＤＣ（II）を消滅させるためには、ファイバを１５０℃程度で酸素処理することが有効であることがわかる。

ところで、酸素処理によりＯＤＣ（II）を消滅させただけでは、ファイバの照射耐久性は十分でない。点線Ｌ１３に示すように、酸素処理のみを施したファイバでは、照射によりＥ´センターを生じ、透過率の低下を引き起こすからである。

図６は、酸素処理を施し、次いで、水素処理を施したファイバのＡｒＦエキシマレーザー照射の結果図を示しており、図６（ａ）は、照射前後の透過率の変化図、図６（ｂ）は、照射中の１９３ｎｍ波長における透過率の変化を示している。ここで、実線Ｌ１４は紫外光照射前の透過率、点線Ｌ１５は照射後の透過率の変化をそれぞれ示している。

点線Ｌ１５および図６（ｂ）に示すように、圧力１５ＭＰａ、温度１５０℃で７日間酸素処理した後、圧力１５ＭＰａ、温度１５０℃で２日間水素処理を施したファイバでは、紫外光照射による劣化はみられないことが判る。つまり、（イ）フッ素ドープシリカファイバーに酸素処理を施すことにより、Ｅ´センターの前駆体であるＯＤＣを消滅させることができ、さらに（ロ）酸素処理を施したフッ素ドープシリカファイバーに水素処理を施すことにより、照射により生成しつつあるＥ´センターを修復することができ、これらの２つの効果の結果として、照射に対して劣化のないファイバを作製することが可能になる。

以上より、フッ素ドープシリカファイバーに酸素処理および水素処理を施すことにより、紫外線照射に対する耐久性を高めることができる。

本発明の深紫外光伝送用光ファイバの一実施例を示す断面図。本発明の他の実施例における深紫外光伝送用光ファイバの断面図。本発明の他の実施例における深紫外光伝送用光ファイバの断面図。未処理のファイバ、酸素処理を施したファイバ、酸素処理および水素処理を施したファイバの透過率の変化図で、図４（ａ）は、１５０℃における未処理のファイバ、酸素処理を施したファイバ、酸素処理および水素処理を施したファイバの透過率の変化図、図４（ｂ）は、２０℃における未処理のファイバ、酸素処理を施したファイバの透過率の変化図。酸素処理を施したファイバにおけるＡｒＦエキシマレーザー照射前後の透過率の変化図で、図５（ａ）は照射前後の透過率の変化図、図５（ｂ）は照射中の１９３ｎｍ波長における透過率の変化図。酸素処理および水素処理を施したファイバのＡｒＦエキシマレーザー照射の結果図、図６（ａ）は、照射前後の透過率、図６（ｂ）は、照射中の１９３ｎｍ波長における透過率の変化図。ファイバ径の異なるファイバにおける紡糸直後の紫外域透過率の変化図。欠陥を含むファイバにおける水素処理前後の透過率の変化図。水素処理を施したＯＤＣを含むファイバにおける紫外光照射による透過率の変化図、図９（ａ）は、ＡｒＦエキシマレーザー照射前後の透過率の変化図、図９（ｂ）は、ＡｒＦエキシマレーザー照射中の１９３ｎｍ波長における透過率の変化図。

符号の説明

１ａ、１ｂ、１ｃ・・・コア
２ａ、２ｂ、２ｃ・・・クラッド
３ｃ・・・中空孔

Claims

所定量のフッ素を含有させたシリカガラスから成るコアと、前記コア上に設けられ所定量のフッ素またはホウ素を含有させたシリカガラスから成るクラッドと、前記クラッド上に設けられた保護被覆層とを有するファイバを備え、
前記ファイバには、酸素処理および水素処理が施されていることを特徴とする深紫外光伝送用光ファイバ。
ＯＤＣ（II）の濃度が１０^１２／ｃｍ^３以下であることを特徴とする請求項１記載の深紫外光伝送用光ファイバ。
前記コアは、１００〜１０００ｐｐｍのフッ素が含有されているシリカガラスで形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の深紫外光伝送用光ファイバ。
前記クラッドは、１０００〜７０００ｐｐｍのフッ素が含有されているシリカガラス、または２０００〜１００００ｐｐｍのホウ素が含有されているシリカガラスで形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか記載の深紫外光伝送用光ファイバ。
前記クラッドは、紫外線透過樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか記載の深紫外光伝送用光ファイバ。
前記クラッドは、光軸に平行な複数の中空孔を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか記載の深紫外光伝送用光ファイバ。
所定量のフッ素を含有させたシリカガラスから成るコアと、前記コア上に設けられ所定量のフッ素またはホウ素を含有させたシリカガラスから成るクラッドと、前記クラッド上に設けられた保護被覆層とを有するファイバを、温度８０〜１５０℃、圧力１０〜１５ＭＰａの酸素雰囲気中に実質的に７日間放置し、次いで、温度１５〜１５０℃、圧力５〜１５ＭＰａの水素雰囲気中に実質的に２日間放置することを特徴とする深紫外光伝送用光ファイバの製造方法。
前記コアは、１００〜１０００ｐｐｍのフッ素が含有されているシリカガラスで形成されていることを特徴とする請求項７記載の深紫外光伝送用光ファイバの製造方法。
前記クラッドは、１０００〜７０００ｐｐｍのフッ素が含有されているシリカガラス、または２０００〜１００００ｐｐｍのホウ素が含有されているシリカガラスで形成されていることを特徴とする請求項７または請求項８の何れか記載の深紫外光伝送用光ファイバの製造方法。
前記クラッドは、紫外線透過樹脂で形成されていることを特徴とする請求項７乃至請求項９の何れか記載の深紫外光伝送用光ファイバの製造方法。
前記クラッドは、光軸に平行な複数の中空孔を備えることを特徴とする請求項７乃至請求項１０の何れか記載の深紫外光伝送用光ファイバの製造方法。