JP2016522440A - 大きいモードフィールド直径および低いマイクロベンド損失を有する光ファイバ - Google Patents
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Abstract
Description
半径r1と、高純度シリカに対して測定されて%で表わされる、最小値Δ1minを有する相対屈折率Δ1(r)とを有する中央コア領域と、
コア領域を囲む内部クラッド領域と前記内部クラッド領域を囲む外部クラッド領域とを備えるクラッドであって、前記内部クラッド領域が外半径r2>8μmと、高純度シリカに対して測定されて%で表わされる、最大値Δ2maxおよび最小値Δ2minを有する相対屈折率Δ2(r)とを有し、前記外部クラッド領域が、高純度シリカに対して測定されて%で表わされる相対屈折率Δ4を有し、前記相対屈折率Δ4が正の値であり、且つ前記最小値Δ1min以下であり、前記相対屈折率Δ4が、前記最小値Δ2minを少なくとも0.002%超える、クラッドと、
前記外部クラッド領域を囲み、0.20MPa未満のin situ弾性率および−35℃未満のin situガラス転移温度を有する第1コーティングと、
前記第1コーティングを囲み、1500MPa超のin situ弾性率を有する第2コーティングと、
の1つ以上を含んでもよく、そこで
前記相対屈折率Δ1(r)、Δ2(r)、およびΔ4ならびに前記第1および第2コーティングは、前記光導波路ファイバが1310nmの波長において8.8μm超のモードフィールド直径、1360nm未満の2mカットオフ波長、および1550nmの波長において0.03dB/km未満の、ワイヤーメッシュで覆われたドラムのマイクロベンド損失を示すように構成される。
F1−R1−[ウレタン−R2−ウレタン]m−R1−F1 (I)
[式中、F1が独立に、アクリレート、メタクリレート、アクリルアミド、N−ビニルアミド、スチレン、ビニルエーテル、ビニルエステル、または本技術分野で公知の他の官能基などの反応性官能基であってもよく、R1が、独立に、−C2−12O−、−(C2−4−O)n−、−C2−12O−(C2−4−O)n−、−C2−12O−(CO−C2−5O)n−、または−C2−12O−(CO−C2−5NH)n−(nが、1〜30の整数、例えば、1〜10である)を含有してもよく、R2がポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリウレタン、ポリ尿素、またはそれらの組合せであってもよく、mが1〜10の整数、例えば、1〜5である]を有してもよい。式(I)の構造において、ウレタン部分は、イソシアネートとR2および/またはR1との反応から形成された残基であってもよい。用語「独立に」は本明細書において、各々のF1が別のF1と異なり、同じことが各々のR1について言えることを示すために使用される。
多ウレタン−(F2−R1−F2)x (II)
ポリオール−[(ウレタン−R2−ウレタン)m−R1−F2]x (III)
多ウレタン−(R1−F2)x (IV)
[式中、F2が独立に、アクリレート、メタクリレート、アクリルアミド、N−ビニルアミド、スチレン、ビニルエーテル、ビニルエステル、または本技術分野で公知の他の官能基などの1〜3個の官能基を表わしてもよく、R1が−C2−12O−、−(C2−4−O)n−、−C2−12O−(C2−4−O)n−、−C2−12O−(CO−C2−5O)n−、または−C2−12O−(CO−C2−5NH)n−(nが1〜10の整数、例えば、1〜5である)を含有することができ、R2がポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリウレタン、ポリ尿素またはそれらの組合せであってもよく、xが1〜10の整数、例えば、2〜5であり、mが1〜10の整数、例えば、1〜5である]を有してもよい。式(II)の構造において、複数のウレタン基は、多イソシアネートとR2との反応から形成される残基であってもよい。同様に、式(III)の構造中のウレタン基は、R2および/またはR1へのジイソシアネートの結合後に形成される反応生成物であってもよい。
ファイバは、従来の延伸プロセスで42m/s〜50m/sの範囲の速度で作製された。延伸プロセスの間、第1および第2コーティング組成物を適用し、紫外線で硬化した。延伸装置は、第1および第2組成物を硬化してコーティングを製造するために2個の第2紫外線ランプと1個の第1紫外線ランプとを備えていた。
第1コーティング、第2コーティング、およびコートされたファイバの選択された特性がこの実施例において報告される。コートされたファイバの報告された特性には、1310nmでのモードフィールド直径、22mケーブルカットオフ波長、1310nmでのMAC#、およびワイヤーメッシュで覆われたドラム試験を使用する1310nm、1550nm、および1625nmでのマイクロベンド誘導減衰が含まれる。第1コーティングの報告された特性には、in situ弾性率およびガラス転移温度が含まれる。第2コーティングの報告された特性には、in situ弾性率が含まれる。モードフィールド直径は、以下に記載されたPeterman II方法を使用して評価される。その他の報告された特性を決定するために使用される方法をここに記載する。
標準2mファイバカットオフ試験、FOTP−80(EIA−TIA−455−80)によって2mファイバカットオフ波長を測定し、「2mファイバカットオフ」、「測定されたカットオフ値」、または「2mカットオフ」としても公知の「ファイバカットオフ波長」をもたらすことができる。FOTP−80標準試験を実施して、制御された量の曲げを使用して高次のモードを取り除くか、またはファイバのスペクトル応答をマルチモードファイバのスペクトル応答に正規化する。
ワイヤーメッシュで覆われたドラム試験において、直径400mmのアルミニウムドラムがワイヤーメッシュを巻き付けられる。メッシュは、伸長させずに強く巻き付けられる。ワイヤーメッシュは、孔、たるみ、または損傷がなく無傷であるのがよい。ここでの測定において使用されるワイヤーメッシュ材料は、耐蝕性タイプ304ステンレス鋼製織ワイヤーメッシュから製造され、以下の特性:メッシュ/線インチ(2.54cm):165×165、ワイヤー直径:0.0019インチ(0.0048cm)、開口幅:0.0041インチ(0.0104cm)、および孔面積%:44.0を有した。導波管ファイバの指定された長さ(750m)が、80(+/−1)グラムの張力を適用しながら0.050cmの巻取りピッチのワイヤーメッシュドラム上に1m/sにおいて巻き取られる。指定された長さのファイバの端部をテープで止めて張力を維持し、ファイバの交差はない。光ファイバの減衰は、選択された波長(典型的に1200〜1700nmの範囲内、例えば、1310nmまたは1550nmまたは1625nm)において測定される。参照減衰は、平滑なドラム(すなわち、ワイヤーメッシュのないドラム)上に巻き取られる光ファイバについて測定される。平滑なドラム上で実施される測定に対してワイヤーメッシュを有するドラム上で実施される測定においてファイバの減衰(dB/km単位)の増加は、ファイバのワイヤーメッシュで覆われたドラムの、選択された波長での減衰として報告される。
6インチ(15.24cm)のファイバ試料をこの測定のために使用した。6インチ(15.24cm)の試料の中央から1インチ(2.54cm)の部分を窓状に被覆除去し、イソプロピルアルコールで拭った。試料は、試料がグルーで接着される10mm×5mmのアルミニウムタブを備えた試料ホルダ/位置調整台上に載せられた。2つのタブの間に5mmの間隙を開けて10mmの長さを水平に置くように2つのタブを設定した。ファイバをタブに差し渡して試料ホルダ上に水平に置いた。ファイバのコートされた端部を一方のタブ上に配置し、タブ間の5mm間隔に中程まで伸ばし、被覆除去されたガラスを5mmの間隙のもう一方の半分にわたして、他方のタブ上に配置した。試料を一列に並べ、次に、動かして場所を開けて、グルーの小さな点が、5mmの間隙に最も近い各々のタブの半分に適用されるようにした。次に、ファイバをタブの上に戻し、中央に置いた。次に、グルーがファイバにちょうど触れるまで位置調整台を上げた。次に、コートされた端部を引っ張ってグルー中に通し、タブ間の5mmの間隙内の試料の大部分が被覆除去されたガラスであるようにした。コートされた端部のまさしくその先端がタブ上のグルーの範囲の外に延在していて、測定される領域が露出したままであるようにした。試料を乾燥させた。タブに固定されたファイバの長さを5mmに切り落とした。グルーに埋め込まれたコートされた長さ、(タブ間の)埋め込まれていない長さ、および端面の第1直径を測定した。
第1コーティング組成物から形成された硬化フィルムの形態の試料を使用して第1コーティングのガラス転移温度を測定した。ガラス転移温度は、張力としてRheometrics DMTA IVなどの計測器から得られたtan δ曲線のピークを決定することによって測定された。試料の幅、厚さ、および長さをプログラムの「試料の形状寸法」セクションに入力した。試料を載せ、次に、約−85℃に冷却した。安定したら、以下のパラメータを使用して温度傾斜を実施した:
周波数:1Hz
歪み:0.3%
加熱速度:2℃/分
最終温度:150℃
初期静的力=20.0[g]
静的力>動的力=10.0[%]差
tan δ=E’’/E’
として定義され、上式中、E’’は損失弾性率であり、それは変形サイクルにおいて熱としてのエネルギー損失に比例しており、E’は貯蔵弾性率または弾性率であり、それは変形サイクルにおいて貯蔵されるエネルギーに比例している。
第2コーティング−In − Situ 弾性率
コートされたファイバから作製されたファイバのチューブ分離試料を使用して第2コーティングのin situ弾性率を測定した。0.0055インチ(0.01397cm)のミラーストリッパー(miller stripper)をコートされたファイバの端部から約1インチ(2.54cm)を固定した。ファイバのこの1インチ(2.54cm)の領域を液体窒素流に浸し、3秒間保持した。次に、ファイバを取り出し、急速に被覆除去した。次に、ファイバの被覆除去された端部を検査した。コーティングがファイバのガラス部分上に残っている場合、チューブ分離試料は不良とみなされ、新しいチューブ分離試料を作製した。適したチューブ分離試料は、ガラスからきれいに被覆除去したものであり、第1および第2コーティングを有する中空管からなった試料である。ガラス、第1および第2コーティングの直径は、被覆除去されていないファイバの端面から測定された。
周波数:1Rad/秒
歪み:0.3%
合計時間=120秒
時間/測定=1秒
初期静的力=15.0[g]
静的力>動的力=10.0[%]差
表1は、試料ファイバ1〜10および市販ファイバ11〜15のファイバ延伸速度およびコーティング特性を記載する。試料ファイバ1〜8の第1コーティングのin situ弾性率は0.085MPaであり、試料ファイバ9〜10および市販ファイバ11〜15の第1コーティングのin situ弾性率は、0.4MPaであった。ガラス転移温度(Tg)は、試料ファイバ1〜8について−55℃であり、試料ファイバ9〜10および市販ファイバ11〜15について−32℃であった。試料ファイバ1〜8の第2コーティングのin situ弾性率は1700MPaであり、試料ファイバ9〜10および市販ファイバ11〜15の第2コーティングのin situ弾性率は1000MPaであった。試料ファイバ1〜10の延伸速度は42m/s〜50m/sの範囲であった。
Claims (6)
- 半径r1と、高純度シリカに対して測定されて%で表わされる、最大値Δ1maxを有する相対屈折率Δ1(r)とを有する中央コア領域と、
前記中央コア領域を囲む内部クラッド領域と前記内部クラッド領域を囲む外部クラッド領域とを備えるクラッドであって、前記内部クラッド領域が外半径r2>8μmと、高純度シリカに対して測定されて%で表わされる、最大値Δ2maxおよび最小値Δ2minを有する相対屈折率Δ2(r)とを有し、前記外部クラッド領域が、高純度シリカに対して測定されて%で表わされる相対屈折率Δ4を有し、前記相対屈折率Δ4が正の値であり、且つ前記最大値Δ1maxより小さく、前記相対屈折率Δ4が、前記最小値Δ2minを少なくとも0.002%超える、クラッドと、
前記外部クラッド領域を囲み、0.20MPa未満のin situ弾性率および−35℃未満のin situガラス転移温度を有する第1コーティングと、
前記第1コーティングを囲み、1500MPa超のin situ弾性率を有する第2コーティングと、
を含む光導波路ファイバにおいて、1310nmの波長において8.8μm超のモードフィールド直径、1360nm未満の2mカットオフ波長、および1550nmの波長において0.030dB/km未満の、ワイヤーメッシュで覆われたドラムのマイクロベンド損失を示すことを特徴とする、光導波路ファイバ。 - 前記相対屈折率Δ4が少なくとも0.010%であることを特徴とする、請求項1に記載のファイバ。
- 前記内部クラッド領域の幅が3μm〜13μmであることを特徴とする、請求項1または2に記載のファイバ。
- 前記相対屈折率Δ4が前記最小値Δ2minを少なくとも0.02%超えることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載のファイバ。
- 前記クラッドが、前記内部クラッド領域と前記外部クラッド領域との間に屈折率低減クラッド領域をさらに含み、前記屈折率低減クラッド領域が、最小値Δ3minを有する相対屈折率Δ3(r)を有し、前記最小値Δ3minが、前記最小値Δ2minよりも少なくとも0.005%小さく、前記最小値Δ3minが、前記相対屈折率Δ4よりも少なくとも0.010%小さいことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載のファイバ。
- 前記第1コーティングの外径が185μm未満であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載のファイバ。
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