JP7253747B2 - optical fiber - Google Patents

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Description

本発明は、光ファイバに関する。 The present invention relates to optical fibers.

照明等に用いられる側面発光する光ファイバが知られている。例えば、特許文献１には、コア及びクラッドが光散乱物質を含む側面発光型光ファイバが開示されている。特許文献２には、コアの外側を覆うように、クラッド、光散乱物質を含む散乱層、及び発光体層が順に設けられた光拡散性ファイバが開示されている。 2. Description of the Related Art Side-emitting optical fibers used for lighting and the like are known. For example, Patent Document 1 discloses a side emitting optical fiber in which the core and cladding contain light scattering material. Patent Literature 2 discloses a light diffusing fiber in which a clad, a scattering layer containing a light scattering substance, and a light emitter layer are sequentially provided so as to cover the outside of a core.

特許第５３４１３９１号公報Japanese Patent No. 5341391 特表２０１５－５１０６０３号公報Japanese Patent Application Publication No. 2015-510603

本発明の課題は、多様な用途に対応することができる側面発光の光ファイバを提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a side emitting optical fiber that can be used in a variety of applications.

本発明は、コアを有し且つ接合部を有さない光ファイバであって、前記コアの外側を覆うように設けられた側面発光機能層を有し、前記側面発光機能層は、側面発光のための機能性因子を含む第１機能層部分と、前記第１機能層部分が含む前記機能性因子を含まない第２機能層部分とを有し、前記第１機能層部分は、長さ方向に間隔をおいて複数設けられており、前記複数の第１機能層部分は、入射端に相対的に近い側の第１機能層部分よりも、入射端から相対的に遠い側の第１機能層部分の方が、前記機能性因子の濃度が高い。 The present invention provides an optical fiber having a core and no splicing portion, comprising a side emitting functional layer provided so as to cover the outer side of the core, wherein the side emitting functional layer is a side emitting functional layer. and a second functional layer portion that does not contain the functional factor included in the first functional layer part, the first functional layer part extending in the length direction and the plurality of first functional layer portions are relatively farther from the incident end than the first functional layer portions are relatively closer to the incident end. The layer portion has a higher concentration of the functional factor.

本発明は、コアの外側を覆うように設けられた側面発光機能層が、側面発光のための機能性因子を含む第１機能層部分と、それを含まない第２機能層部分とを有するので、第１機能層部分の側面発光位置を自在に設定することができ、そのため多様な用途に対応することができる。 In the present invention, the side-emission functional layer provided so as to cover the outside of the core has a first functional layer portion containing a functional factor for side-emission and a second functional layer part not containing it. , the side light emission position of the first functional layer portion can be freely set, so that various uses can be accommodated.

実施形態１に係る光ファイバの斜視図である。1 is a perspective view of an optical fiber according to Embodiment 1; FIG. 実施形態１に係る光ファイバの内部構造を示した斜視図である。1 is a perspective view showing an internal structure of an optical fiber according to Embodiment 1; FIG. 実施形態１に係る光ファイバの縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view of an optical fiber according to Embodiment 1; FIG. 実施形態１に係る光ファイバの製造方法の第１説明図である。FIG. 3 is a first explanatory diagram of the method for manufacturing an optical fiber according to Embodiment 1; 実施形態１に係る光ファイバの製造方法の第２説明図である。FIG. 4 is a second explanatory diagram of the method for manufacturing an optical fiber according to Embodiment 1; 実施形態１に係る光ファイバの第１変形例の縦断面図である。4 is a vertical cross-sectional view of a first modified example of the optical fiber according to Embodiment 1; FIG. 図３ＡにおけるIIIB-IIIB断面図である。It is a IIIB-IIIB sectional view in FIG. 3A. 実施形態１に係る光ファイバの第２変形例の内部構造を示した斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing the internal structure of a second modified example of the optical fiber according to Embodiment 1; 実施形態２に係る光ファイバの内部構造を示した斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing the internal structure of an optical fiber according to Embodiment 2; 実施形態２に係る光ファイバの製造方法の第１説明図である。FIG. 10 is a first explanatory view of the method for manufacturing an optical fiber according to Embodiment 2; 実施形態２に係る光ファイバの製造方法の第２説明図である。FIG. 10 is a second explanatory diagram of the method for manufacturing an optical fiber according to Embodiment 2; 実施形態２に係る光ファイバの第１変形例の内部構造を示した斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing the internal structure of a first modified example of the optical fiber according to Embodiment 2; 実施形態２に係る光ファイバの第２変形例の横断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of a second modified example of the optical fiber according to Embodiment 2; 実施形態２に係る光ファイバの第３変形例の横断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view of a third modified example of the optical fiber according to Embodiment 2; 実施形態２に係る光ファイバの第４変形例の横断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view of a fourth modified example of the optical fiber according to Embodiment 2; 実施形態３に係る光ファイバの斜視図である。FIG. 11 is a perspective view of an optical fiber according to Embodiment 3; 実施形態３に係る光ファイバの縦断面図である。FIG. 10 is a vertical cross-sectional view of an optical fiber according to Embodiment 3; 実施形態３に係る光ファイバの製造方法の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a method for manufacturing an optical fiber according to Embodiment 3; 実施形態３に係る光ファイバの変形例の斜視図である。FIG. 11 is a perspective view of a modification of the optical fiber according to Embodiment 3; 実施形態４に係る光ファイバの斜視図である。FIG. 11 is a perspective view of an optical fiber according to Embodiment 4; 実施形態４に係る光ファイバの製造方法の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a method for manufacturing an optical fiber according to Embodiment 4; 実施形態４に係る光ファイバの第１変形例の斜視図である。FIG. 11 is a perspective view of a first modified example of the optical fiber according to Embodiment 4; 実施形態４に係る光ファイバの第２変形例の横断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view of a second modified example of the optical fiber according to Embodiment 4; 実施形態４に係る光ファイバの第３変形例の横断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view of a third modified example of the optical fiber according to Embodiment 4; 実施形態４に係る光ファイバの第４変形例の横断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view of a fourth modified example of the optical fiber according to Embodiment 4; 第１及び第２クラッド部分並びに第１及び第２被覆層部分が長さ方向に隣接して配設されたその他の実施形態の第１の光ファイバの縦断面図である。FIG. 4 is a longitudinal cross-sectional view of a first optical fiber of another embodiment having first and second cladding portions and first and second coating layer portions disposed longitudinally adjacent to each other; 第１及び第２クラッド部分並びに第１及び第２被覆層部分が周方向に隣接して配設されたその他の実施形態の第１の光ファイバの横断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a first optical fiber of another embodiment having first and second cladding portions and first and second coating layer portions disposed circumferentially adjacent to each other; 第１及び第２クラッド部分並びに第１及び第２被覆層部分が長さ方向に隣接して配設されたその他の実施形態の第２の光ファイバの縦断面図である。FIG. 4 is a longitudinal cross-sectional view of a second optical fiber of another embodiment having first and second cladding portions and first and second coating layer portions disposed longitudinally adjacent to each other; 第１及び第２クラッド部分並びに第１及び第２被覆層部分が周方向に隣接して配設されたその他の実施形態の第２の光ファイバの横断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a second optical fiber according to another embodiment having first and second cladding portions and first and second coating layer portions disposed circumferentially adjacent to each other;

以下、実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail based on the drawings.

（実施形態１）
図１Ａ～Ｃは、実施形態１に係る光ファイバ１０を示す。実施形態１に係る光ファイバ１０は、例えば、交差点の横断歩道等の注意喚起表示装置、駅ホームでの線路内転落防止表示装置、階段などの注意喚起照明、地震災害時の避難誘導表示システム、植物工場等で用いられる照明装置、光ファイバの側面発光を利用した空間光通信などに適用されるものである。 (Embodiment 1)
1A-C show an optical fiber 10 according to Embodiment 1. FIG. The optical fiber 10 according to the first embodiment can be used for, for example, a warning display device for crosswalks at intersections, a display device for preventing falls on railway tracks at station platforms, a warning lighting for stairs, an evacuation guidance display system at the time of an earthquake disaster, It is applied to lighting devices used in plant factories, etc., and spatial optical communication using side light emission of optical fibers.

実施形態１に係る光ファイバ１０は、光ファイバ素線１１と被覆層１２とを備える。実施形態１に係る光ファイバ１０は、接合部を有さない連続ファイバである。光ファイバ素線１１は、コア１１１及びクラッド１１２を有する。クラッド１１２は、コア１１１の外側を覆うように設けられた側面発光機能層を構成する。クラッド１１２は、側面発光のための機能性因子１３を含む第１クラッド部分１１２ａと、第１クラッド部分１１２ａが含む機能性因子１３を含まない第２クラッド部分１１２ｂとを有する。 An optical fiber 10 according to Embodiment 1 includes an optical fiber strand 11 and a coating layer 12 . The optical fiber 10 according to Embodiment 1 is a continuous fiber that does not have a joint. The optical fiber strand 11 has a core 111 and a clad 112 . The clad 112 constitutes a side light emitting functional layer provided to cover the outside of the core 111 . The cladding 112 has a first cladding portion 112a containing the functional agents 13 for side emission and a second cladding portion 112b that does not contain the functional agents 13 that the first cladding portion 112a contains.

以上の構成を有する実施形態１に係る光ファイバ１０によれば、コア１１１の外側を覆うように設けられた側面発光機能層を構成するクラッド１１２が、側面発光のための機能性因子１３を含む第１クラッド部分１１２ａと、それを含まない第２クラッド部分１１２ｂとを有するので、第１クラッド部分１１２ａの側面発光位置を自在に設定することができ、そのため多様な用途に対応することができる。 According to the optical fiber 10 according to Embodiment 1 having the above configuration, the clad 112 constituting the side-emission functional layer provided so as to cover the outside of the core 111 includes the functional factor 13 for side-emission. Since it has the first clad portion 112a and the second clad portion 112b that does not include the first clad portion 112a, the side light emission position of the first clad portion 112a can be freely set, and therefore various uses can be accommodated.

ここで、光ファイバ素線１１のコア１１１の形成材料としては、例えば、純粋石英、多成分ガラス、ゲルマニウムのような屈折率を高めるドーパントがドープされた石英などのガラス材料；アクリル系樹脂などのポリマー材料が挙げられる。コア１１１は、典型的には、断面形状が円形であり、その直径は例えば１０μｍ以上２０００μｍ以下である。なお、コア１１１の断面形状は、三角形や矩形等の多角形であってもよい。 Here, as the material for forming the core 111 of the optical fiber strand 11, for example, pure silica, multi-component glass, glass material such as silica doped with a dopant that increases the refractive index such as germanium; Polymeric materials are mentioned. The core 111 typically has a circular cross-sectional shape and a diameter of, for example, 10 μm or more and 2000 μm or less. The cross-sectional shape of the core 111 may be polygonal such as triangular or rectangular.

光ファイバ素線１１のクラッド１１２は、コア１１１を被覆するように設けられている。クラッド１１２の断面外郭形状は、典型的には円形であり、その直径、つまり、光ファイバ素線１１の外径は、例えば１００μｍ以上１００００μｍ以下である。なお、クラッド１１２の断面外郭形状は、三角形や矩形等の多角形であってもよい。 The clad 112 of the optical fiber strand 11 is provided so as to cover the core 111 . The cladding 112 typically has a circular cross-sectional contour shape, and its diameter, that is, the outer diameter of the optical fiber wire 11 is, for example, 100 μm or more and 10000 μm or less. Note that the cross-sectional contour shape of the clad 112 may be polygonal such as a triangle or a rectangle.

クラッド１１２の第１クラッド部分１１２ａは、コア１１１の全周を被覆する円筒部分を構成しているとともに、長さ方向に間隔をおいて複数設けられている。クラッド１１２の第２クラッド部分１１２ｂは、第１クラッド部分１１２ａ以外の部分を構成している。したがって、クラッド１１２における第１及び第２クラッド部分１１２ａ，１１２ｂは、長さ方向に交互に相互に隣接して配設されている。第１クラッド部分１１２ａの長さは、例えば０．１ｍｍ以上１０００００ｍｍ以下であり、また、第１クラッド部分１１２ａ間の間隔、つまり、第２クラッド部分１１２ｂの長さは、例えば０．１ｍｍ以上１０００００ｍｍ以下である。なお、第１及び第２クラッド部分１１２ａ，１１２ｂの長さは、目的により適宜設計されるので、その最大値は上記に限定されるものではない。また、この構造は、第１クラッド部分１１２ａの長さ及び間隔がそれぞれ均一である周期的構造であっても、第１クラッド部分１１２ａの長さ及び間隔のうちの少なくとも一方が不均一である非周期的構造であっても、どちらでもよい。 The first clad portion 112a of the clad 112 constitutes a cylindrical portion that covers the entire circumference of the core 111, and is provided in plurality at intervals in the length direction. The second clad portion 112b of the clad 112 constitutes a portion other than the first clad portion 112a. Accordingly, the first and second cladding portions 112a, 112b of the cladding 112 are alternately disposed adjacent to each other in the lengthwise direction. The length of the first clad portion 112a is, for example, 0.1 mm or more and 100,000 mm or less, and the interval between the first clad portions 112a, that is, the length of the second clad portion 112b, is, for example, 0.1 mm or more and 100,000 mm or less. is. Note that the lengths of the first and second clad portions 112a and 112b are appropriately designed depending on the purpose, so the maximum value is not limited to the above. Moreover, even if this structure is a periodic structure in which the length and spacing of the first clad portion 112a are uniform, it is non-uniform in which at least one of the length and spacing of the first clad portion 112a is non-uniform. Either periodic structure is acceptable.

第１及び第２クラッド部分１１２ａ，１１２ｂの形成材料としては、例えば、多成分ガラス、フッ素のような屈折率を低くするドーパントがドープされた石英などのガラス材料；シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、フッ化ビニリデン系樹脂、フッ素系樹脂などのポリマー材料が挙げられる。第１及び第２クラッド部分１１２ａ，１１２ｂは、両者がガラス材料で形成されていても、前者がガラス材料及び後者がポリマー材料でそれぞれ形成されていても、両者がポリマー材料で形成されていても、いずれでもよい。なお、本出願における「光ファイバ素線」は、ガラス材料のみで形成され、ポリマー材料で形成された部分を有さないものも含む。また、第１及び第２クラッド部分１１２ａ，１１２ｂの屈折率は、機能性因子１３による側面発光機能が高くなるように調整されている。 Materials for forming the first and second clad portions 112a and 112b include, for example, multi-component glass, glass materials such as quartz doped with a dopant that lowers the refractive index such as fluorine; silicone resins, acrylic resins, Polymer materials such as vinylidene fluoride resins and fluorine resins can be used. The first and second cladding portions 112a and 112b may be both made of a glass material, the former made of a glass material and the latter made of a polymer material, or both made of a polymer material. , can be either. In addition, the "optical fiber strand" in the present application includes those made only of a glass material and not having a portion made of a polymer material. Also, the refractive indices of the first and second cladding portions 112a and 112b are adjusted so that the side light emitting function by the functionality factor 13 is enhanced.

機能性因子１３は、第１クラッド部分１１２ａに分散して含まれる。かかる機能性因子１３としては、例えば、光散乱因子、発光因子、蓄光因子が挙げられる。 The functional factor 13 is dispersedly contained in the first clad portion 112a. Such functional factors 13 include, for example, light scattering factors, luminescence factors, and phosphorescence factors.

光散乱因子としては、例えば、酸化チタン、酸化カルシウム、ガラス、セラミックスなどの粉状の無機材料；アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂などの粉状の有機材料；金、銀、銅、アルミニウムなどの粉状の金属材料；気泡；レーザ照射によって導入されるガラスの構造欠陥等が挙げられる。光散乱因子の径は、例えば数ｎｍ以上１００μｍ以下である。光散乱因子の濃度は、クラッド１１２の第１クラッド部分１１２ａへの上記材料の分散性、コア１１１を伝送する光の減衰量、光散乱因子による多重散乱効果等を考慮して適宜設定される。なお、光の多重散乱効果は、散乱光のスペックル強度に影響を与えるので、スペックル強度の調整には、光散乱因子の径及び濃度を選択して設定することが好ましい。また、光散乱因子として、光反射性材料を分散することで、第１クラッド部分１１２ａを光反射構造とすることができる。 Examples of light scattering factors include powdery inorganic materials such as titanium oxide, calcium oxide, glass, and ceramics; powdery organic materials such as acrylic resins and silicone resins; powders such as gold, silver, copper, and aluminum. air bubbles; and glass structural defects introduced by laser irradiation. The diameter of the light scattering factor is, for example, several nm or more and 100 μm or less. The concentration of the light scattering factor is appropriately set in consideration of the dispersibility of the material in the first clad portion 112a of the clad 112, attenuation of light transmitted through the core 111, multiple scattering effect due to the light scattering factor, and the like. Since the multiple scattering effect of light affects the speckle intensity of scattered light, it is preferable to select and set the diameter and concentration of the light scattering factor for adjusting the speckle intensity. In addition, by dispersing a light-reflecting material as a light-scattering factor, the first clad portion 112a can have a light-reflecting structure.

発光因子としては、例えば、希土類元素が添加された無機材料、半導体量子ドット等の粉状材料が挙げられる。具体的には、例えば、赤色蛍光体のＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋（ＣＡＳＮ）、緑色蛍光体のＣａＳｃ２Ｏ４：Ｃｅ３＋（ＣＳＯ）、青色蛍光体の（Ｓｒ，Ｂａ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ２＋（ＳＢＣＡ）、黄色蛍光体のＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋（ＹＡＧ）、半導体量子ドットのＣｄＳｅ、ＣｄＳｅＴｅ等が挙げられる。発光因子は、励起光となる光ファイバ１０に入力する伝送光の波長及び発光波長を考慮して適宜選択される。発光因子の粒子径は、例えば数ｎｍ以上１００μｍ以下である。発光因子の濃度は、クラッド１１２の第１クラッド部分１１２ａへの分散性、コア１１１を伝送する光の減衰量、発光因子の発光効率等を考慮して適宜設定される。 Examples of light-emitting factors include inorganic materials to which rare earth elements are added and powdery materials such as semiconductor quantum dots. Specifically, for example, the red phosphor CaAlSiN 3 :Eu 2+ (CASN), the green phosphor CaSc 2 O 4 :Ce 3+ (CSO), and the blue phosphor (Sr, Ba) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 :Eu 2+ (SBCA), yellow phosphor Y 3 Al 5 O 12 :Ce 3+ (YAG), semiconductor quantum dots such as CdSe and CdSeTe. The luminescence factor is appropriately selected in consideration of the wavelength of the transmission light input to the optical fiber 10 as the excitation light and the emission wavelength. The particle size of the luminescent factor is, for example, several nm or more and 100 μm or less. The concentration of the luminous factor is appropriately set in consideration of the dispersibility of the clad 112 in the first clad portion 112a, the attenuation of light transmitted through the core 111, the luminous efficiency of the luminous factor, and the like.

蓄光因子としては、アルミン酸ストロンチウム（ＳｒＡｌ２Ｏ４）系、硫化亜鉛（ＺｎＳ）系等の粉状材料が挙げられる。蓄光因子は、励起光となる光ファイバ１０に入力する伝送光の波長及び燐光波長を考慮して適宜選択される。蓄光因子の粒子径は、例えば数ｎｍ以上１００μｍ以下である。蓄光因子の濃度は、クラッド１１２の第１クラッド部分１１２ａへの分散性、コア１１１を伝送する光の減衰量、蓄光因子の残高輝度や残光時間等を考慮して適宜設定される。 Examples of phosphorescent factors include powdery materials such as strontium aluminate (SrAl 2 O 4 ) and zinc sulfide (ZnS). The phosphorescent factor is appropriately selected in consideration of the wavelength of the transmission light input to the optical fiber 10 as the excitation light and the phosphorescence wavelength. The particle size of the phosphorescent factor is, for example, several nm or more and 100 μm or less. The concentration of the phosphorescent factor is appropriately set in consideration of the dispersibility of the clad 112 in the first clad portion 112a, the attenuation of light transmitted through the core 111, the residual brightness and afterglow time of the phosphorescent factor, and the like.

第１クラッド部分１１２ａは、これらの機能性因子１３のうちの１種又は２種以上を含むことが好ましい。つまり、第１クラッド部分１１２ａは、１種又は２種以上の光散乱因子、１種又は２種以上の発光因子、及び１種又は２種以上の蓄光因子のうちの少なくとも１つを含むことが好ましい。 The first cladding portion 112a preferably contains one or more of these functional factors 13 . That is, the first cladding portion 112a may include at least one of one or more light scattering factors, one or more luminescence factors, and one or more phosphorescence factors. preferable.

実施形態１に係る光ファイバ１０において、コア１１１の入力端に光を入力すると、その光は、長さ方向に伝送されると共に、コア１１１からクラッド１１２に抜け、クラッド１１２の第１クラッド部分１１２ａにおいて、機能性因子１３と反応し、そして、それにより側面発光が得られる。すなわち、コア１１１からの光が光散乱因子で散乱し、その散乱光が側面発光として得られる。コア１１１からの光によって発光因子が励起状態とされ、それが基底状態に戻る際に放出される光が側面発光として得られる。コア１１１からの光を蓄光因子が蓄え、それを放出する燐光が側面発光として得られる。なお、コア１１１からクラッド１１２に抜ける光の量は、それらの形成材料の屈折率で制御することができる。また、コア１１１に光を入力する光源としては、例えば、半導体レーザ（ＬＤ）、ガスレーザ、固体レーザ（波長変換方式の物も含む）、ファイバレーザ等が挙げられる。光源が出力する光は、例えば、波長が２００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下である紫外光、可視光、赤外光であることが好ましい。 In the optical fiber 10 according to the first embodiment, when light is input to the input end of the core 111, the light is transmitted in the longitudinal direction, passes through the core 111 to the clad 112, and reaches the first clad portion 112a of the clad 112. , reacts with the functional agent 13 and thereby obtains lateral emission. That is, the light from the core 111 is scattered by the light scattering factor, and the scattered light is obtained as side emission. The light emitted from the core 111 excites the luminescent factor, and the light emitted when it returns to the ground state is obtained as side emission. Light from the core 111 is stored in the phosphorescent factor, and phosphorescence that emits it is obtained as side emission. The amount of light passing through the clad 112 from the core 111 can be controlled by the refractive index of the material forming them. Light sources for inputting light to the core 111 include, for example, semiconductor lasers (LD), gas lasers, solid-state lasers (including those of wavelength conversion type), fiber lasers, and the like. The light output from the light source is preferably ultraviolet light, visible light, or infrared light having a wavelength of 200 nm or more and 1100 nm or less.

第２クラッド部分１１２ｂは、第１クラッド部分１１２ａが含む機能性因子１３とは異なる側面発光のための機能性因子を含む構成であってもよい。例えば、第１クラッド部分１１２ａが光散乱因子又は発光因子を含み、且つ第２クラッド部分１１２ｂが蓄光因子を含んでいてもよい。この場合、光ファイバ１０に光を入力したときには、第１クラッド部分１１２ａからの散乱光又は発光、及び第２クラッド部分１１２ｂからの燐光が側面発光として得られる一方、光ファイバ１０への光の入力を遮断したときには、第１クラッド部分１１２ａからの側面発光は停止されるものの、第２クラッド部分１１２ｂからの燐光による側面発光だけが一定時間継続して得られる。また、第１及び第２クラッド部分１１２ａ，１１２ｂを発光させるエネルギーは、コア１１１から同時並列に供給されるため、遅延無く、高効率な並列発光動作が可能である。なお、クラッド１１２は、第１及び第２クラッド部分１１２ａ，１１２ｂが含むのとは更に異なる側面発光のための機能性因子を含む第３クラッド部分を有していてもよい。なお、これらのクラッド１１２の各部分においては、同じ種類の機能性因子を粒子径や濃度を変えて含んでいてもよい。例えば、光の入力端に近い側のクラッド１１２の部分では、伝送される光の強度が強いので、機能性因子の濃度を低くして、側面発光の強度を抑える一方、光の入力端から遠い側のクラッド１１２の部分では、伝送される光の強度が低くなるので、機能性因子の濃度を高くして、側面発光の強度を高めるようにし、それにより長さ方向の側面発光の強度バランスをとるようにしてもよい。 The second clad portion 112b may be configured to include a functional factor for side emission different from the functional factor 13 included in the first clad portion 112a. For example, the first cladding portion 112a may contain a light scattering or luminescence agent and the second cladding portion 112b may contain a phosphorescence agent. In this case, when light is input to the optical fiber 10, scattered light or light emission from the first clad portion 112a and phosphorescence from the second clad portion 112b are obtained as side emission, while light input to the optical fiber 10 is cut off, side emission from the first cladding portion 112a is stopped, but only side emission from the phosphorescence from the second cladding portion 112b continues for a certain period of time. In addition, since the energy for causing the first and second cladding portions 112a and 112b to emit light is supplied in parallel from the core 111, highly efficient parallel light emission operation is possible without delay. It should be noted that the cladding 112 may have a third cladding portion that includes functional factors for side lighting that are still different than those included in the first and second cladding portions 112a, 112b. Note that each portion of the clad 112 may contain the same type of functional factors with different particle sizes and concentrations. For example, in the portion of the cladding 112 closer to the light input end, the intensity of transmitted light is stronger, so the concentration of the functional factor is decreased to suppress the intensity of side emission, while the portion farther from the light input end is used. In the side cladding 112 portion, the transmitted light intensity is low, so the concentration of the functional factor is increased to increase the intensity of the side emission, thereby balancing the intensity of the side emission in the longitudinal direction. You can take it.

一方、第２クラッド部分１１２ｂは、第１クラッド部分１１２ａが含む機能性因子１３を含むあらゆる側面発光のための機能性因子を含まない構成であってもよい。光ファイバの全長に渡って機能性因子を含ませた場合、光ファイバの入力端から側面発光させたい部分までの伝送距離が長いと、その部分に達するまでに伝送光のパワーが低下するため、使用可能な光ファイバの長さに制約が生じる。しかしながら、このように第２クラッド部分１１２ｂがあらゆる側面発光のための機能性因子を含んでいなければ、光ファイバ１１の入力端から側面発光させたい第１クラッド部分１１２ａまでの伝送距離が長くても、機能性因子を含まない第２クラッド部分１１２ｂにおける伝送光のパワーの低下を抑制することができ、したがって、使用可能な光ファイバ１０の長さの制約を解消することができる。 On the other hand, the second cladding portion 112b may be configured so as not to include any side-light-emitting functionality factors including the functionality factors 13 included in the first cladding portion 112a. When the functional factor is included over the entire length of the optical fiber, if the transmission distance from the input end of the optical fiber to the part where side emission is desired is long, the power of the transmitted light will decrease before reaching that part. There are restrictions on the length of optical fibers that can be used. However, if the second cladding portion 112b does not include any functional factor for side emission, the transmission distance from the input end of the optical fiber 11 to the first cladding portion 112a for side emission is long. Also, it is possible to suppress the decrease in the power of the transmitted light in the second cladding portion 112b that does not contain the functional factor, and thus the restriction on the length of the optical fiber 10 that can be used can be eliminated.

被覆層１２は、クラッド１１２の第１クラッド部分１１２ａからの側面発光が透過可能なポリマー材料で形成されていることが好ましく、その形成材料としては、例えば、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、ナイロン系樹脂、フッ素系樹脂などのポリマー材料が挙げられる。被覆層１２は、単一層で構成されていても、複数層で構成されていても、どちらでもよい。被覆層１２の断面外郭形状は、通常は円形であり、その直径、つまり、光ファイバ１０の外径は、例えば２００μｍ以上３００００μｍ以下である。 The coating layer 12 is preferably made of a polymer material through which side light emitted from the first clad portion 112a of the clad 112 can pass. Polymer materials such as resins and fluorine-based resins can be used. The covering layer 12 may be composed of a single layer or multiple layers. The cross-sectional outline shape of the coating layer 12 is usually circular, and its diameter, that is, the outer diameter of the optical fiber 10 is, for example, 200 μm or more and 30000 μm or less.

実施形態１に係る光ファイバ１０は、例えば、まず、光ファイバ素線１１を線引きし、その光ファイバ素線１１の外周に、図２Ａに示すように、周方向に全周に渡って延びるコの字溝１１２ａ’を、長さ方向に間隔をおいて複数形成した後、図２Ｂに示すように、それらのコの字溝１１２ａ’に第１クラッド部分１１２ａの形成材料を埋め込み、その上に被覆層１２を設けることにより製造することができる。光ファイバ素線１１へのコの字溝１１２ａ’の形成加工方法としては、例えば、レーザアブレーション加工、機械加工、エッチング加工等が挙げられる。また、コの字溝１１２ａ’への第１クラッド部分１１２ａの形成材料の埋め込み加工としては、例えば、コの字溝１１２ａ’を形成した光ファイバ素線１１を、機能性因子１３を含む液状の第１クラッド部分１１２ａの形成材料に浸漬して引き上げることによりコの字溝１１２ａ’に形成材料を充填し、ダイス等を通して余分な形成材料を除去した後、加熱或いは光を照射してコの字溝１１２ａ’に充填した形成材料を硬化させる加工等が挙げられる。 For the optical fiber 10 according to the first embodiment, for example, first, the optical fiber strand 11 is drawn, and as shown in FIG. After forming a plurality of U-shaped grooves 112a′ at intervals in the length direction, as shown in FIG. It can be produced by providing a covering layer 12 . Examples of the processing method for forming the U-shaped groove 112a' in the optical fiber strand 11 include laser abrasion processing, mechanical processing, and etching processing. In addition, as the process of embedding the forming material of the first cladding portion 112a into the U-shaped groove 112a′, for example, the optical fiber strand 11 having the U-shaped groove 112a′ formed thereon is treated with a liquid containing the functional factor 13. The U-shaped groove 112a' is filled with the forming material by being immersed in the forming material of the first cladding portion 112a and pulled up. A process of hardening the forming material filled in the groove 112a' may be mentioned.

なお、実施形態１に係る光ファイバ１０は、図３Ａ及びＢに示すように、被覆層１２の周方向の一部分（図３Ａ及びＢでは半周部分）に、光反射性材料１５を分散させて含ませた構成であってもよい。このような構成によれば、クラッド１１２の第１クラッド部分１１２ａからの光が光反射性材料１５に反射し、そのため被覆層１２の光反射性材料１５を含ませていない部分のみから側面発光が得られるので、光反射性材料１５を含ませる部分の設定により、側面発光の方向を制御することができる。光反射性材料１５としては、例えば、金、銀、銅、アルミニウムなどの粉状の金属材料や酸化チタンなどの粉状のセラミックス材料等が挙げられる。 3A and 3B, the optical fiber 10 according to the first embodiment includes the light-reflecting material 15 dispersed in a portion of the coating layer 12 in the circumferential direction (half-circumference portion in FIGS. 3A and 3B). It may also be a configuration that is straightened. According to such a configuration, the light from the first clad portion 112a of the clad 112 is reflected by the light reflective material 15, so that side light is emitted only from the portion of the coating layer 12 that does not contain the light reflective material 15. Therefore, the direction of side emission can be controlled by setting the portion containing the light reflecting material 15 . Examples of the light reflective material 15 include powdery metal materials such as gold, silver, copper, and aluminum, and powdery ceramic materials such as titanium oxide.

また、実施形態１に係る光ファイバ１０は、図４に示すように、所定長の単一の第１クラッド部分１１２ａが設けられた構成であってもよい。 Further, the optical fiber 10 according to the first embodiment may have a configuration in which a single first clad portion 112a having a predetermined length is provided, as shown in FIG.

（実施形態２）
図５は、実施形態２に係る光ファイバ１０を示す。なお、実施形態１と同一構成及び名称の部分は、実施形態１と同一符号を用いて示す。 (Embodiment 2)
FIG. 5 shows an optical fiber 10 according to a second embodiment. Parts having the same configurations and names as those of the first embodiment are indicated using the same reference numerals as those of the first embodiment.

実施形態２に係る光ファイバ１０では、光ファイバ素線１１におけるクラッド１１２の機能性因子１３を含む第１クラッド部分１１２ａが、コア１１１の外周の周方向の一部分（図５では半周部分）を被覆するように形成されているとともに、全長に渡って設けられている。クラッド１１２の第２クラッド部分１１２ｂは、第１クラッド部分１１２ａ以外の部分を構成している。したがって、クラッド１１２における第１及び第２クラッド部分１１２ａ，１１２ｂは、周方向に隣接して配設されている。 In the optical fiber 10 according to the second embodiment, the first clad portion 112a including the functionality factor 13 of the clad 112 in the optical fiber strand 11 covers a portion of the circumference of the core 111 in the circumferential direction (half circumference portion in FIG. 5). It is formed over the entire length. The second clad portion 112b of the clad 112 constitutes a portion other than the first clad portion 112a. Therefore, the first and second clad portions 112a, 112b of the clad 112 are arranged adjacent to each other in the circumferential direction.

以上の構成を有する実施形態２に係る光ファイバ１０によれば、コア１１１の外側を覆うように設けられた側面発光機能層を構成するクラッド１１２が、側面発光のための機能性因子１３を含む第１クラッド部分１１２ａと、それを含まない第２クラッド部分１１２ｂとを有するので、第１クラッド部分１１２ａの側面発光位置を自在に設定することができ、そのため多様な用途に対応することができる。 According to the optical fiber 10 according to Embodiment 2 having the above configuration, the clad 112 constituting the side-emission functional layer provided so as to cover the outside of the core 111 includes the functional factor 13 for side-emission. Since it has the first clad portion 112a and the second clad portion 112b that does not include the first clad portion 112a, the side light emission position of the first clad portion 112a can be freely set, and therefore various uses can be accommodated.

実施形態２に係る光ファイバ１０は、例えば、まず、光ファイバ素線１１を線引きし、図６Ａに示すように、その光ファイバ素線１１におけるクラッド１１２の周方向の一部分を除去した後、図６Ｂに示すように、そのクラッド１１２の除去部分１１２ａ”に第１クラッド部分１１２ａの形成材料を設け、その上に被覆層１２を設けることにより製造することができる。クラッド１１２の除去加工方法としては、例えば、レーザアブレーション加工、機械加工、エッチング加工等が挙げられる。また、クラッド１１２の除去部分１１２ａ”に第１クラッド部分１１２ａの形成材料を設ける加工としては、例えば、クラッド１１２の一部分を除去した光ファイバ素線１１を、機能性因子１３を含む液状の第１クラッド部分１１２ａの形成材料に浸漬して引き上げることによりクラッド１１２の除去部分１１２ａ”に形成材料を付着させ、ダイス等を通して余分な形成材料を除去した後、加熱或いは光を照射してクラッド１１２の除去部分１１２ａ”に付着した形成材料を硬化させる加工等が挙げられる。 For the optical fiber 10 according to the second embodiment, for example, first, the optical fiber strand 11 is drawn, and as shown in FIG. As shown in 6B, it can be manufactured by providing the material for forming the first clad portion 112a on the removed portion 112a″ of the clad 112 and providing the coating layer 12 thereon. For example, laser ablation processing, machining processing, etching processing, and the like can be mentioned. As processing for providing the material for forming the first clad portion 112a in the removed portion 112a″ of the clad 112, for example, a portion of the clad 112 is removed. The optical fiber strand 11 is immersed in the liquid material for forming the first clad portion 112a containing the functional factor 13 and pulled up to adhere the forming material to the removed portion 112a'' of the clad 112, and an excess is formed through a die or the like. After removing the material, a process of heating or irradiating light to harden the forming material adhering to the removed portion 112a″ of the clad 112 may be mentioned.

なお、実施形態２に係る光ファイバ１０は、図７に示すように、所定長の部分に、コア１１１の外周の周方向の一部分を被覆するように形成された第１クラッド部分１１２ａが設けられた構成であってもよい。 In addition, as shown in FIG. 7, the optical fiber 10 according to the second embodiment is provided with a first clad portion 112a formed so as to cover a portion of the outer circumference of the core 111 in the circumferential direction at a portion of a predetermined length. configuration may be used.

また、実施形態２に係る光ファイバ１０は、図８Ａに示すように、第１クラッド部分１１２ａがコア１１１の外周の周方向の半周未満の部分を被覆するように形成されていてもよい。実施形態２に係る光ファイバ１０は、図８Ｂに示すように、第１クラッド部分１１２ａがコア１１１の外周の周方向の半周よりも多い部分を被覆するように形成されていてもよい。この第１クラッド部分１１２ａによるコア１１１の被覆量の設定により、側面発光の放射方向を制御することができ、また、光路の遮蔽を抑制して側面発光の高効率化を図ることができる。さらに加えて、実施形態２に係る光ファイバ１０は、図８Ｃに示すように、複数の第１クラッド部分１１２ａが周方向に沿って間隔をおいて設けられていてもよい。 Further, the optical fiber 10 according to the second embodiment may be formed so that the first clad portion 112a covers less than half the circumference of the outer circumference of the core 111, as shown in FIG. 8A. The optical fiber 10 according to the second embodiment may be formed so that the first clad portion 112a covers more than half the circumference of the outer circumference of the core 111, as shown in FIG. 8B. By setting the covering amount of the core 111 by the first cladding portion 112a, it is possible to control the radiation direction of the side light emission, and to suppress the shielding of the optical path to improve the efficiency of the side light emission. In addition, as shown in FIG. 8C, the optical fiber 10 according to the second embodiment may have a plurality of first clad portions 112a spaced along the circumferential direction.

その他の構成は実施形態１と同一である。 Other configurations are the same as those of the first embodiment.

（実施形態３）
図９Ａ及びＢは、実施形態３に係る光ファイバ１０を示す。なお、実施形態１と同一構成及び名称の部分は、実施形態１と同一符号を用いて示す。 (Embodiment 3)
9A and B show an optical fiber 10 according to Embodiment 3. FIG. Parts having the same configurations and names as those of the first embodiment are indicated using the same reference numerals as those of the first embodiment.

実施形態３に係る光ファイバ１０は、光ファイバ素線１１と被覆層１２とを備える。実施形態３に係る光ファイバ１０は、接合部を有さない連続ファイバである。被覆層１２は、コア１１１の外側を覆うように設けられた側面発光機能層を構成する。被覆層１２は、側面発光のための機能性因子１３を含む第１被覆層部分１２ａと、第１被覆層部分１２ａが含む機能性因子１３を含まない第２被覆層部分１２ｂとを有する。 An optical fiber 10 according to Embodiment 3 includes an optical fiber strand 11 and a coating layer 12 . The optical fiber 10 according to Embodiment 3 is a continuous fiber that does not have a joint. The covering layer 12 constitutes a side light emitting functional layer provided so as to cover the outside of the core 111 . The covering layer 12 has a first covering layer portion 12a containing the functionality 13 for side emission, and a second covering layer portion 12b which does not contain the functionality 13 included in the first covering layer portion 12a.

以上の構成を有する実施形態３に係る光ファイバ１０によれば、コア１１１の外側を覆うように設けられた側面発光機能層を構成する被覆層１２が、側面発光のための機能性因子１３を含む第１被覆層部分１２ａと、それを含まない第２被覆層部分１２ｂとを有するので、第１被覆層部分１２ａの側面発光位置を自在に設定することができ、そのため多様な用途に対応することができる。 According to the optical fiber 10 according to Embodiment 3 having the above configuration, the coating layer 12 constituting the side-emission functional layer provided to cover the outside of the core 111 has the functional factor 13 for side-emission. Since it has the first covering layer portion 12a including the first covering layer portion 12a and the second covering layer portion 12b not including the first covering layer portion 12a, the side emission position of the first covering layer portion 12a can be freely set, so that it can be used for various purposes. be able to.

ここで、被覆層１２の第１被覆層部分１２ａは、光ファイバ素線１１の全周を被覆する円筒部分を構成しているとともに、長さ方向に間隔をおいて複数設けられている。被覆層１２の第２被覆層部分１２ｂは、第１被覆層部分１２ａ以外の部分を構成している。したがって、被覆層１２における第１及び第２被覆層部分１２ａ，１２ｂは、長さ方向に交互に相互に隣接して配設されている。第１被覆層部分１２ａの長さは、例えば０．１ｍｍ以上１０００００ｍｍ以下であり、また、第１被覆層部分１２ａ間の間隔、つまり、第２被覆層部分１２ｂの長さは、例えば０．１ｍｍ以上１０００００ｍｍ以下である。なお、第１及び第２被覆層部分１２ａ，１２ｂの長さは、目的により適宜設計されるので、その最大値は上記に限定されるものではない。また、この構造は、第１被覆層部分１２ａの長さ及び間隔がそれぞれ均一である周期的構造であっても、第１被覆層部分１２ａの長さ及び間隔のうちの少なくとも一方が不均一である非周期的構造であっても、どちらでもよい。 Here, the first coating layer portion 12a of the coating layer 12 constitutes a cylindrical portion that covers the entire circumference of the optical fiber wire 11, and a plurality of the first coating layer portions 12a are provided at intervals in the length direction. The second covering layer portion 12b of the covering layer 12 constitutes a portion other than the first covering layer portion 12a. Accordingly, the first and second covering layer portions 12a, 12b of the covering layer 12 are alternately arranged adjacent to each other in the longitudinal direction. The length of the first coating layer portion 12a is, for example, 0.1 mm or more and 100000 mm or less, and the interval between the first coating layer portions 12a, that is, the length of the second coating layer portion 12b is, for example, 0.1 mm. It is more than 100000 mm or less. Note that the lengths of the first and second coating layer portions 12a and 12b are appropriately designed depending on the purpose, so the maximum value is not limited to the above. Moreover, even if this structure is a periodic structure in which the length and spacing of the first coating layer portions 12a are uniform, at least one of the length and spacing of the first coating layer portions 12a is non-uniform. It could be any aperiodic structure.

被覆層１２の第１及び第２被覆層部分１２ａ，１２ｂの形成材料としては、例えば、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、ナイロン系樹脂、フッ素系樹脂などのポリマー材料が挙げられる。第１及び第２被覆層部分１２ａ，１２ｂは、同一のポリマー材料で形成されていても、異なるポリマー材料で形成されていても、どちらでもよい。被覆層１２の断面外郭形状は、通常は円形であり、その直径、つまり、光ファイバ１０の外径は、例えば２００μｍ以上３００００μｍ以下である。 Examples of materials for forming the first and second coating layer portions 12a and 12b of the coating layer 12 include polymer materials such as silicone-based resins, acrylic-based resins, nylon-based resins, and fluorine-based resins. The first and second cover layer portions 12a, 12b may be formed from the same polymeric material or from different polymeric materials. The cross-sectional outline shape of the coating layer 12 is usually circular, and its diameter, that is, the outer diameter of the optical fiber 10 is, for example, 200 μm or more and 30000 μm or less.

第１被覆層部分１２ａが含む機能性因子１３としては、実施形態１と同様の光散乱因子、発光因子、蓄光因子が挙げられる。第１被覆層部分１２ａは、それらのうちの１種又は２種以上を含むことが好ましい。つまり、第１被覆層部分１２ａは、１種又は２種以上の光散乱因子、１種又は２種以上の発光因子、及び１種又は２種以上の蓄光因子のうちの少なくとも１つを含むことが好ましい。 The functional factor 13 included in the first coating layer portion 12a includes the same light scattering factor, luminescence factor, and phosphorescence factor as in the first embodiment. The first coating layer portion 12a preferably contains one or more of them. That is, the first coating layer portion 12a contains at least one of one or more light scattering factors, one or more luminescence factors, and one or more phosphorescence factors. is preferred.

実施形態３に係る光ファイバ１０において、コア１１１の入力端に光を入力すると、その光は、長さ方向に沿って伝送されると共に、コア１１１からクラッド１１２に抜け、更にクラッド１１２から被覆層１２へ抜け、被覆層１２の第１被覆層部分１２ａにおいて、機能性因子１３と反応し、そして、それにより側面発光が得られる。すなわち、光ファイバ素線１１からの光が光散乱因子で散乱し、その散乱光が側面発光として得られる。また、光ファイバ素線１１からの光によって発光因子が励起状態とされ、それが基底状態に戻る際に放出される光が側面発光として得られる。さらに、光ファイバ素線１１からの光を蓄光因子が蓄え、それを放出する燐光が側面発光として得られる。なお、コア１１１からクラッド１１２に抜け、更にクラッド１１２から被覆層１２へ抜ける光の量は、それらの形成材料の屈折率で制御することができる。 In the optical fiber 10 according to the third embodiment, when light is input to the input end of the core 111, the light is transmitted along the length direction, exits from the core 111 to the clad 112, and further passes from the clad 112 to the coating layer. It exits to 12 and reacts with the functional agent 13 in the first covering layer portion 12a of the covering layer 12, thereby obtaining side emission. That is, the light from the optical fiber strand 11 is scattered by the light scattering factor, and the scattered light is obtained as side emission. Further, the luminescent factor is excited by the light from the optical fiber strand 11, and the light emitted when it returns to the ground state is obtained as side emission. Furthermore, the light from the optical fiber strand 11 is stored in the phosphorescent factor, and the phosphorescence that emits it is obtained as side emission. The amount of light that passes from the core 111 to the clad 112 and from the clad 112 to the coating layer 12 can be controlled by the refractive index of the material forming them.

第２被覆層部分１２ｂは、第１被覆層部分１２ａが含む機能性因子１３とは異なる側面発光のための機能性因子を含む構成であってもよい。例えば、第１被覆層部分１２ａが光散乱因子又は発光因子を含み、且つ第２被覆層部分１２ｂが蓄光因子を含んでいてもよい。この場合、コア１１１に光を入力したときには、第１被覆層部分１２ａからの散乱光又は発光、及び第２被覆層部分１２ｂからの燐光が側面発光として得られる一方、コア１１１への光の入力を遮断したときには、第１被覆層部分１２ａからの側面発光は停止されるものの、第２被覆層部分１２ｂからの燐光による側面発光だけが一定時間継続して得られる。また、第１及び第２被覆層部分１２ａ，１２ｂを発光させるエネルギーは、コア１１１から同時並列に供給されるため、遅延無く、高効率な並列発光動作が可能である。なお、被覆層１２は、第１及び第２被覆層部分１２ａ，１２ｂが含むのとは更に異なる側面発光のための機能性因子を含む第３被覆層部分を有していてもよい。 The second covering layer portion 12b may be configured to include a functional factor for side emission different from the functional factor 13 included in the first covering layer portion 12a. For example, the first coating layer portion 12a may contain a light scattering or luminescent agent and the second coating layer portion 12b may contain a phosphorescent agent. In this case, when light is input to the core 111, scattered light or light emission from the first coating layer portion 12a and phosphorescence from the second coating layer portion 12b are obtained as side emission, while light input to the core 111 is cut off, side emission from the first covering layer portion 12a is stopped, but only side emission due to phosphorescence from the second covering layer portion 12b continues for a certain period of time. In addition, since the energy for causing the first and second coating layer portions 12a and 12b to emit light is supplied in parallel from the core 111, highly efficient parallel light emission operation is possible without delay. It should be noted that the covering layer 12 may also have a third covering layer portion that contains functional factors for side lighting that are different from those contained in the first and second covering layer portions 12a, 12b.

一方、第２被覆層部分１２ｂは、第１被覆層部分１２ａが含む機能性因子１３を含むあらゆる側面発光のための機能性因子を含まない構成であってもよい。光ファイバの全長に渡って機能性因子を含ませた場合、光ファイバの入力端から側面発光させたい部分までの伝送距離が長いと、その部分に達するまでに伝送光のパワーが低下するため、使用可能な光ファイバの長さに制約が生じる。しかしながら、このように第２被覆層部分１２ｂがあらゆる側面発光のための機能性因子を含んでいなければ、光ファイバ１０の入力端から側面発光させたい第１被覆層部分１２ａまでの伝送距離が長くても、機能性因子を含まない第２被覆層部分１２ｂにおける伝送光のパワーの低下を抑制することができ、したがって、使用可能な光ファイバ１０の長さの制約を解消することができる。 On the other hand, the second covering layer portion 12b may be configured so as not to include any functional factor for side emission including the functional factor 13 included in the first covering layer portion 12a. When the functional factor is included over the entire length of the optical fiber, if the transmission distance from the input end of the optical fiber to the part where side emission is desired is long, the power of the transmitted light will decrease before reaching that part. There are restrictions on the length of optical fibers that can be used. However, if the second cladding layer portion 12b does not include any functional factor for side emission, the transmission distance from the input end of the optical fiber 10 to the first cladding layer portion 12a where side emission is desired is Even if it is long, it is possible to suppress a decrease in the power of the transmitted light in the second coating layer portion 12b that does not contain the functional factor, and therefore the restriction on the length of the optical fiber 10 that can be used can be eliminated.

実施形態３に係る光ファイバ１０は、例えば、図１０に示すように、光ファイバ１０の外周に、周方向に全周に渡って延びるコの字溝１２ａ’を、長さ方向に間隔をおいて複数形成した後、それらのコの字溝１２ａ’に第１被覆層部分１２ａの形成材料を埋め込むことにより製造することができる。光ファイバ１０へのコの字溝１２ａ’の形成加工方法としては、例えば、レーザアブレーション加工、機械加工、エッチング加工等が挙げられる。また、コの字溝１２ａ’への第１被覆層部分１２ａの形成材料の埋め込み加工としては、例えば、コの字溝１２ａ’を形成した光ファイバ１０を、機能性因子１３を含む液状の第１被覆層部分１２ａの形成材料に浸漬して引き上げることによりコの字溝１２ａ’に形成材料を充填し、ダイス等を通して余分な形成材料を除去した後、加熱或いは光を照射してコの字溝１２ａ’に充填した形成材料を硬化させる加工等が挙げられる。 For example, as shown in FIG. 10, the optical fiber 10 according to the third embodiment has U-shaped grooves 12a' extending along the entire circumference of the optical fiber 10 at intervals in the length direction. After forming a plurality of them, the U-shaped grooves 12a' are filled with the material for forming the first coating layer portions 12a. Examples of processing methods for forming the U-shaped groove 12a' in the optical fiber 10 include laser abrasion processing, mechanical processing, and etching processing. As for the process of embedding the forming material of the first coating layer portion 12a into the U-shaped groove 12a′, for example, the optical fiber 10 having the U-shaped groove 12a′ formed thereon is coated with a liquid first coating layer containing the functional factor 13. By immersing the coating layer portion 12a in the forming material and pulling it up, the U-shaped groove 12a' is filled with the forming material, and after removing excess forming material through a die or the like, heating or light irradiation is performed to form the U-shaped groove. A process of hardening the forming material filled in the grooves 12a' may be used.

なお、実施形態３に係る光ファイバ１０は、図１１に示すように、所定長の単一の第１被覆層部分１２ａが設けられた構成であってもよい。 Note that the optical fiber 10 according to the third embodiment may have a configuration in which a single first coating layer portion 12a having a predetermined length is provided, as shown in FIG.

その他の構成は実施形態１と同一である。 Other configurations are the same as those of the first embodiment.

（実施形態４）
図１２は、実施形態４に係る光ファイバ１０を示す。なお、実施形態１と同一構成及び名称の部分は、実施形態１と同一符号を用いて示す。 (Embodiment 4)
FIG. 12 shows an optical fiber 10 according to Embodiment 4. FIG. Parts having the same configurations and names as those of the first embodiment are indicated using the same reference numerals as those of the first embodiment.

実施形態４に係る光ファイバ１０では、被覆層１２の機能性因子１３を含む第１被覆層部分１２ａが、光ファイバ素線１１の外周の周方向の一部分（図１２では半周部分）を被覆するように形成されているとともに、全長に渡って設けられている。被覆層１２の第２被覆層部分１２ｂは、第１被覆層部分１２ａ以外の部分を構成している。したがって、被覆層１２における第１及び第２被覆層部分１２ａ，１２ｂは、周方向に隣接して配設されている。 In the optical fiber 10 according to the fourth embodiment, the first coating layer portion 12a containing the functional factor 13 of the coating layer 12 covers a portion of the outer circumference of the optical fiber strand 11 in the circumferential direction (half circumference portion in FIG. 12). and is provided over the entire length. The second covering layer portion 12b of the covering layer 12 constitutes a portion other than the first covering layer portion 12a. Therefore, the first and second covering layer portions 12a and 12b of the covering layer 12 are arranged adjacent to each other in the circumferential direction.

以上の構成を有する実施形態４に係る光ファイバ１０によれば、コア１１１の外側を覆うように設けられた側面発光機能層を構成する被覆層１２が、側面発光のための機能性因子１３を含む第１被覆層部分１２ａと、それを含まない第２被覆層部分１２ｂとを有するので、第１被覆層部分１２ａの側面発光位置を自在に設定することができ、そのため多様な用途に対応することができる。 According to the optical fiber 10 according to the fourth embodiment having the above configuration, the coating layer 12 constituting the side light emitting functional layer provided so as to cover the outside of the core 111 has the functional factor 13 for side light emitting. Since it has the first covering layer portion 12a including the first covering layer portion 12a and the second covering layer portion 12b not including the first covering layer portion 12a, the side emission position of the first covering layer portion 12a can be freely set, so that it can be used for various purposes. be able to.

実施形態４に係る光ファイバ１０は、例えば、図１３に示すように、光ファイバ１０における被覆層１２の周方向の一部分を除去した後、その被覆層１２の除去部分１２ａ”に第１クラッド部分１１２ａの形成材料を設けることにより製造することができる。被覆層１２の除去加工方法としては、例えば、レーザアブレーション加工、機械加工、エッチング加工等が挙げられる。また、被覆層１２の除去部分１２ａ”に第１被覆層部分１２ａの形成材料を設ける加工としては、例えば、被覆層１２の一部分を除去した光ファイバ１０を、機能性因子１３を含む液状の第１被覆層部分１２ａの形成材料に浸漬して引き上げることにより被覆層１２の除去部分１２ａ”に形成材料を付着させ、ダイス等を通して余分な形成材料を除去した後、加熱或いは光を照射して被覆層１２の除去部分１２ａ”に付着した形成材料を硬化させる加工等が挙げられる。 In the optical fiber 10 according to the fourth embodiment, for example, as shown in FIG. 13, after removing a portion of the coating layer 12 in the circumferential direction of the optical fiber 10, a first clad portion is formed on the removed portion 12a″ of the coating layer 12. It can be manufactured by providing a material for forming 112a. Methods for removing the coating layer 12 include, for example, laser abrasion processing, mechanical processing, and etching processing. For example, the optical fiber 10 from which part of the coating layer 12 has been removed is immersed in a liquid material for forming the first coating layer portion 12a containing the functional factor 13. Then, the material was adhered to the removed portion 12a'' of the coating layer 12 by pulling it up, and after removing the excess forming material through a die or the like, the material was adhered to the removed portion 12a'' of the coating layer 12 by heating or irradiating light. A process for hardening the forming material, and the like can be mentioned.

なお、実施形態４に係る光ファイバ１０は、図１４に示すように、所定長の部分に、光ファイバ素線１１の外周の周方向の一部分を被覆するように形成された第１被覆層部分１２ａが設けられた構成であってもよい。 In addition, as shown in FIG. 14, the optical fiber 10 according to the fourth embodiment has a first coating layer portion formed so as to cover a portion of the outer circumference of the optical fiber strand 11 in the circumferential direction at a portion of a predetermined length. 12a may be provided.

また、実施形態４に係る光ファイバ１０は、図１５Ａに示すように、第１被覆層部分１２ａが光ファイバ１１の外周の周方向の半周未満の部分を被覆するように形成されていてもよい。実施形態４に係る光ファイバ１０は、図１５Ｂに示すように、第１被覆層部分１２ａが光ファイバ素線１１の外周の周方向の半周よりも多い部分を被覆するように形成されていてもよい。この第１被覆層部分１２ａによる光ファイバ１１の被覆量の設定により、側面発光の放射方向を制御することができ、また、光路の遮蔽を抑制して側面発光の高効率化を図ることができる。さらに加えて、実施形態４に係る光ファイバ１０は、図１５Ｃに示すように、複数の第１被覆層部分１２ａが周方向に沿って間隔をおいて設けられていてもよい。 Moreover, as shown in FIG. 15A, the optical fiber 10 according to the fourth embodiment may be formed such that the first coating layer portion 12a covers less than half the circumference of the outer circumference of the optical fiber 11. . Even if the optical fiber 10 according to the fourth embodiment is formed so that the first coating layer portion 12a covers more than half the circumference of the outer circumference of the optical fiber strand 11, as shown in FIG. 15B. good. By setting the amount of coating of the optical fiber 11 by the first coating layer portion 12a, it is possible to control the radiation direction of the side light emission, and to suppress the shielding of the optical path to improve the efficiency of the side light emission. . In addition, as shown in FIG. 15C, the optical fiber 10 according to Embodiment 4 may have a plurality of first coating layer portions 12a spaced along the circumferential direction.

その他の構成は実施形態１及び３と同一である。 Other configurations are the same as those of the first and third embodiments.

（その他の実施形態）
上記実施形態１及び２では、クラッド１１２に第１及び第２クラッド部分１１２ａ，１１２ｂが設けられた構成とし、上記実施形態３及び４では、被覆層１２に第１及び第２被覆層部分１２ａ，１２ｂが設けられた構成としたが、これらの組み合わせ、つまり、クラッド１１２に第１及び第２クラッド部分１１２ａ，１１２ｂが設けられ、且つ被覆層１２に第１及び第２被覆層部分１２ａ，１２ｂが設けられた構成であってもよい。 (Other embodiments)
In Embodiments 1 and 2, the clad 112 is provided with the first and second clad portions 112a and 112b. 12b is provided, a combination of these, that is, the clad 112 is provided with the first and second clad portions 112a and 112b, and the coating layer 12 is provided with the first and second coating layer portions 12a and 12b. The provided structure may be sufficient.

具体的には、図１６Ａ及びＢに示すように、クラッド１１２の第１クラッド部分１１２ａと被覆層１２の第１被覆層部分１２ａとが重複するように設けられていてもよい。この場合、例えば、クラッド１１２の第１クラッド部分１１２ａ及び被覆層１２の第１被覆層部分１２ａに機能性因子１３として光散乱因子を含めれば、光ファイバ素線１１のコア１１１からの光をクラッド１１２の第１クラッド部分１１２ａで散乱させ、それを同じ領域の被覆層１２の第１被覆層部分１２ａで散乱させることができるので、散乱光による側面発光を効率よく得ることができる。また、クラッド１１２の第１クラッド部分１１２ａに機能性因子１３として光散乱因子を含め且つ被覆層１２の第１被覆層部分１２ａに機能性因子１３として発光因子又は蓄光因子を含めれば、光ファイバ素線１１のコア１１１からの光をクラッド１１２の第１クラッド部分１１２ａで散乱させ、その散乱光が同じ領域の被覆層１２の第１被覆層部分１２ａに届いて発光又は燐光が助長されるので、発光又は燐光による側面発光を効率よく得ることができる。 Specifically, as shown in FIGS. 16A and 16B, the first clad portion 112a of the clad 112 and the first covering layer portion 12a of the covering layer 12 may be provided so as to overlap. In this case, for example, if a light scattering factor is included as the functional factor 13 in the first clad portion 112a of the clad 112 and the first coating layer portion 12a of the coating layer 12, the light from the core 111 of the optical fiber strand 11 can be Scattered light can be scattered by the first cladding portion 112a of 112 and scattered by the first coating layer portion 12a of the coating layer 12 in the same region, so side emission due to scattered light can be obtained efficiently. Further, if the first clad portion 112a of the clad 112 contains a light scattering factor as the functional factor 13 and the first coating layer portion 12a of the coating layer 12 contains a luminescent factor or a phosphorescent factor as the functional factor 13, the optical fiber element Light from the core 111 of the line 11 is scattered by the first cladding portion 112a of the cladding 112, and the scattered light reaches the first cladding layer portion 12a of the cladding layer 12 in the same region to promote luminescence or phosphorescence, Side emission by luminescence or phosphorescence can be obtained efficiently.

また、図１７Ａ及びＢに示すように、クラッド１１２の第１クラッド部分１１２ａと被覆層１２の第１被覆層部分１２ａとがずれるように設けられていてもよい。この場合、例えば、クラッド１１２の第１クラッド部分１１２ａに機能性因子１３として光散乱因子を含め且つ被覆層１２の第１被覆層部分１２ａに機能性因子１３として発光因子又は蓄光因子を含めれば、或いは、クラッド１１２の第１クラッド部分１１２ａに機能性因子１３として発光因子又は蓄光因子を含め且つ被覆層１２の第１被覆層部分１２ａに機能性因子１３として光散乱因子を含めれば、散乱光及び発光又は燐光が相互に光路を塞がないので、それぞれの側面発光を効率よく得ることができる。 Also, as shown in FIGS. 17A and 17B, the first clad portion 112a of the clad 112 and the first covering layer portion 12a of the covering layer 12 may be provided so as to be shifted. In this case, for example, if the first clad portion 112a of the clad 112 contains a light scattering factor as the functionality factor 13 and the first coating layer portion 12a of the coating layer 12 contains a luminescence factor or a phosphorescence factor as the functionality factor 13, Alternatively, if the first clad portion 112a of the clad 112 contains a luminescence factor or a phosphorescent factor as the functional factor 13 and the first coating layer part 12a of the coating layer 12 contains a light scattering factor as the functional factor 13, scattered light and Since the luminescence and phosphorescence do not block the optical paths of each other, the respective lateral luminescence can be efficiently obtained.

上記実施形態１及び２では、光ファイバ素線１１のクラッド１１２で側面発光機能層を構成したが、特にこれに限定されるものではなく、例えば、クラッドの外側を更に覆うように設けられたサポート層で側面発光機能層を構成してもよい。 In Embodiments 1 and 2 above, the clad 112 of the optical fiber strand 11 constitutes the side light emitting functional layer, but it is not particularly limited to this. The layer may constitute a side emission functional layer.

上記実施形態３及び４では、単一層の被覆層１２に第１及び第２被覆層部分１２ａ，１２ｂを設けた構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、例えば、複数層で構成された被覆層のうちのいずれかの層に第１及び第２被覆層部分を設けた構成であってもよい。 In Embodiments 3 and 4, the single-layer coating layer 12 is provided with the first and second coating layer portions 12a and 12b. A configuration in which the first and second coating layer portions are provided on any one of the coated coating layers may be used.

本発明は、光ファイバの技術分野について有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful in the technical field of optical fibers.

１０ 光ファイバ
１１ 光ファイバ素線
１１１ コア
１１２ クラッド（側面発光機能層）
１１２ａ 第１クラッド部分
１１２ａ’１２ａ’ コの字溝
１１２ａ”，１２ａ” 除去部分
１１２ｂ 第２クラッド部分
１２ 被覆層（側面発光機能層）
１２ａ 第１被覆層部分（第１機能層部分）
１２ｂ 第２被覆層部分（第２機能層部分）
１３ 機能性因子
１４ 光反射性材料 10 optical fiber 11 optical fiber wire 111 core 112 clad (side light emitting functional layer)
112a First cladding portion 112a'12a' U-shaped grooves 112a'', 12a'' Removed portion 112b Second cladding portion 12 Coating layer (side light emitting functional layer)
12a First coating layer portion (first functional layer portion)
12b Second coating layer portion (second functional layer portion)
13 functional factor 14 light reflective material

Claims (1)

コアを有し且つ接合部を有さない光ファイバであって、
前記コアの外側を覆うように設けられたクラッドを有し、
前記クラッドは、側面発光のための粉状の機能性因子を含む第１クラッド部分と、前記第１クラッド部分が含む前記機能性因子を含まない第２クラッド部分とを有し、
前記第１クラッド部分は、長さ方向に間隔をおいて前記第２クラッド部分を分断するように複数設けられており、
前記複数の第１クラッド部分は、入射端に相対的に近い側の第１クラッド部分よりも、入射端から相対的に遠い側の第１クラッド部分の方が、前記機能性因子の濃度が高い光ファイバ。 An optical fiber having a core and no splice,
Having a clad provided to cover the outside of the core,
The cladding has a first cladding portion containing a powdered functional agent for side emission and a second cladding portion that does not contain the functional agent that the first cladding portion contains,
A plurality of the first clad portions are provided so as to divide the second clad portion at intervals in the length direction,
Among the plurality of first clad portions, the concentration of the functional factor is higher in the first clad portion on the side relatively far from the incident end than in the first clad portion on the side relatively close to the incident end. fiber optic.
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