JPH0812301B2 - 石英系イメ−ジフアイバ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は画像の直接伝送路として使用される石英系イ
メージファイバに関するものである。

〔従来の技術〕

石英系イメージファイバは１本のファイバ中に多数の
画素（コア）を整列して配置し、かつクラッドを各々の
コアが共有するように溶融一体化したマルチコア型ファ
イバである。そのため、従来のイメージファイバと比較
し量産性が高いこと、各画素が溶融一体化しているため
小画素径、多画素化が図れることなどの特徴を有してい
る。

その他、このファイバスコープは、石英ファイバの有
する数々の優れた特徴をそのまま保有している。たとえ
ば、低損失なため長尺化が可能であること、高温、高放
射線雰囲気下の画像伝送が可能であるこなどである。そ
のため、原子力プラント等の放射線分野や、火力発電
所、鉄鋼プラント等の如く、従来では全く不可能である
と思われていた過酷な場所で数多く使われ始めており、
またその実用性が実証されつつある。

第２図は石英系イメージファイバとしてコアとクラッ
ドを溶融一体化する以前の、イメージファイバプリフォ
ームの横断面図である。図示の如く、外側にジャケット
パイプ１の内側の画像伝送部には、コア２およびクラッ
ド３からなる複数本の画素素線が配設されている。そし
て、これら画素素線の間には、図示の如く不均一に空隙
４が分布している。かかるイメージファイバプリフォー
ムを加熱すると、それぞれの画素素線のクラッド３は軟
化、溶融して一体化し、空隙４のない１本の石英系イメ
ージファイバとなる。

ところで、上記構造のイメージファイバプリフォーム
のジャケットパイプ１は、純粋石英からなっている。そ
してこれは、高NAの石英系イメージファイバプリフォー
ムおよびイメージファイバにおいても同様である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら上記構造のイメージファイバでは、特に
高NAの石英系イメージファイバになると画像伝送部の軟
化温度が低くなる。このため、軟化温度付近における画
像伝送部の粘度とジャケットパイプの粘度の差が大きく
なり、従って石英系イメージファイバプリフォームの製
造工程においてジャケットパイプ１中に配設された画素
素線の充填率が悪い（空隙４が多い）と、溶融一体化後
の石英系イメージファイバが変形してしまう問題があっ
た。

第３図は溶融一体化の後の石英系イメージファイバの
断面図である。図示の通り、イメージファイバプリフォ
ームの中の空隙４の分布に応じて、ジャケット部11の外
形が変形している。これは、純粋石英からなるジャケッ
トパイプ１の粘度が高いために、溶融一体化工程（コラ
ップス工程）において十分な大きさの表面張力が働かな
いからである。このように石英系イメージファイバが真
円構造にならないと、高密度のイメージファイバを得る
ことが困難になる。なお、画素の役割はコア部12が果た
しており、クラッド部13は画素素線のクラッド３（第２
図）の溶融一体化により形成される。

そこで本発明は、コラップス工程を経た後の断面を略
真円にすることのできる石英系イメージファイバを提供
することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る石英系イメージファイバは、画像伝送部
となるべき部分をジャケット管内に配置し、加熱一体化
して作成される、画像伝送部とジャケット部とから成る
石英系イメージファイバであって、画像伝送部は、純粋
石英との比屈折率差の平均値が２％以上に相当する量の
ゲルマニウム添加石英からなるコア部と、純粋石英との
比屈折率差の平均値が0.1％以上に相当する量のフッ素
添加石英からクラッド部とからなるとともに、ジャケッ
ト部は、画像伝送部と略同一のガラス軟化温度を有す
る、純粋石英との比屈折率差が0.07％以上に相当する量
のフッ素添加石英から成ることを特徴とする。

〔作用〕

本発明に係る石英系イメージファイバは、以上の通り
に構成されるので、溶融一体化の際にジャケット部と画
像伝送部の軟化温度は略同一になり、従ってジャケット
部と画像伝送部の粘度は略同一になる。

〔実施例〕

以下、添付図面を参照して本発明の一実施例を説明す
る。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を
付し、重複する説明を省略する。

融合一体化工程（コラップス工程）以前のイメージフ
ァイバプリフォームの断面構造は、第２図に示すものと
同様である。異なる点は、各要素の材料が異なることで
ある。すなわち本実施例では、純粋石英との比屈折率差
△ｎの平均値および材料が、 コア２では△ｎの平均値が２％以上のゲルマニウム添
加石英、 クラッドで３は△ｎの平均位が0.1％以上のフッ素添
加石英、 ジャケットパイプ１では△ｎの平均位置が0.07％以上
のフッ素添加石英 となっている。

ここで、コア２とクラッド３の純粋石英に対する比屈
折率差△ｎの平均値を、それぞれ２％以上および0.1％
以上としたのは、これ以下の比屈折率差のものでは従来
技術により真円構造とすることが可能だからである。

このようなイメージファイバプリフォームをコラップ
ス工程で溶融一体化させると、クラッド３の軟化温度と
ジャケットパイプ１の軟化温度に大きな差はなくなり、
従ってジャケットパイプ１に十分な表面張力を働かせる
ことができることになる。このため、得られる石英系イ
メージファイバは第１図に示す如く略真円の断面構造を
有することになる。ここにおいて、石英系イメージファ
イバにおけるジャケット部11、コア部12およびクラッド
部13のそれぞれの材料成分および比屈折率差は、イメー
ジファイバプリフォームのジャケットパイプ１、コア２
およびクラッド３と略同一になっている。

本発明者は上記実施例の有効性を確認するため、次の
ような実験を行なった。

まず、高NAの画素素線として、コアがゲルマニウム添
加石英（比屈折率差△ｎ＝2.5％）で形成され、クラッ
ドがフッ素添加石栄（比屈折率差＝0.5％）で形成され
たものを用い、これを多数本束ねてフッ素添加石英から
なるジャケットパイプに挿入した。そして、コラップス
工程で融合一体化を行なった。このようにして得られた
石英系イメージファイバの断面の真円率αを、 α＝［（最小断面径）／（最大断面径）］×100％ として計算したところ、次のような結果を得た。

すなわち、 ジャケットパイプの比屈折率△ｎを0.05％としたと
き、α＝92％ ジャケットパイプの比屈折率△ｎを0.1％としたと
き、α＝98％ ジャケットパイプの比屈折率△ｎを0.5％としたと
き、α＝99％ となった。なお、従来の如くジャケットパイプを純粋石
英とした従来のものでは、α＝92％である。

ここで、石英系イメージファイバとして有効に使用さ
れる真円率の基準値αは96％以上である。従って、ジャ
ケットパイプの比屈折率△ｎを0.07％以上としたとき
に、本実施例が有効に作用することがわかる。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々
の変形が可能である。

例えば、イメージファイバプリフォームの画素素線は
いわゆるステップインデックス型のものに限られず、い
わゆるグレーデッドインデックス型のものであっても可
能である。また、コラップス工程における温度条件、雰
囲気などは、従来から知られている種々の条件とするこ
とが可能である。要するにこれらの条件は、ジャケット
部が略真円になる程度の大きさの表面張力が働くもので
あれば、いかなるものでもよい。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明した通り本発明によれば、溶融一体
化の際にジャケット部と画像伝送部の軟化温度は略同一
になり、従ってジャケット部と画像伝送部の粘度は略同
一になるので、コラップス工程を経た後の断面を略真円
にできる石英系イメージファイバを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る石英系イメージファイ
バの断面図、第２図はイメージファイバプリフォームの
一例の断面図、第３図は従来例に係る石英系イメージフ
ァイバの断面図である。 １……ジャケットパイプ、２……コア、３……クラッ
ド、４……空隙、11……ジャケット部、12……コア部、
13……クラッド部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像伝送部となるべき部分をジャケット管
   内に配置し、加熱一体化して作成される、画像伝送部と
   ジャケット部とから成る石英系イメージファイバであっ
   て、 前記画像伝送部は、 純粋石英との比屈折率差の平均値が２％以上に相当する
   量のゲルマニウム添加石英からなるコア部と、 純粋石英との比屈折率差の平均値が0.1％以上に相当す
   る量とフッ素添加石英からなるクラッド部と、 からなるとともに、 前記ジャケット部は、前記画像伝送部と略同一のガラス
   軟化温度を有する、純粋石英との比屈折率差が0.07％以
   上に相当する量のフッ素添加石英から成ることを特徴と
   する石英系イメージファイバ。