JP6496695B2 - Polymer clad fiber and method for producing polymer clad fiber - Google Patents
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Description
本発明は、ポリマークラッドファイバおよびポリマークラッドファイバの製造方法に関する。 The present invention relates to a polymer clad fiber and a method for producing a polymer clad fiber.
ファイバレーザに使用される光ファイバは、高密度な光を伝送する必要がある。近年、ファイバレーザの高出力化が進められており、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いる。 An optical fiber used for a fiber laser needs to transmit high-density light. In recent years, the output of fiber lasers has been increased, and fiber lasers having a kW-class optical output that are used for metal cutting and welding have been commercialized.
ファイバレーザに使用される増幅用の光ファイバは、コアとガラスクラッドとを備えている。コア内は、出力光と同一の光(信号光)が伝搬する。ガラスクラッドはコアの周囲に形成されており、ガラスクラッド内は信号光を増幅させるための光(励起光)が伝搬する。ガラスクラッド内を伝搬する励起光がコアと鎖交する際に、励起光はコア内にエネルギーとして吸収され、信号光が増幅される。励起光は、コア内に全て吸収されるのが望ましい。しかし、実際には一部の励起光がガラスクラッド内に残留し、信号光の励起に寄与しないスキュー光となる。このスキュー光は、ガラスクラッド内を伝搬し続けるクラッドモード光となる。また、コア内を伝搬する信号光の一部も、光ファイバに加わる外乱によってガラスクラッド内に漏洩し、クラッドモード光となる。 An amplification optical fiber used for a fiber laser includes a core and a glass cladding. In the core, the same light (signal light) as the output light propagates. The glass cladding is formed around the core, and light (excitation light) for amplifying signal light propagates in the glass cladding. When the excitation light propagating in the glass cladding is linked with the core, the excitation light is absorbed as energy in the core, and the signal light is amplified. It is desirable that all the excitation light is absorbed in the core. However, in practice, part of the excitation light remains in the glass clad and becomes skew light that does not contribute to the excitation of the signal light. This skew light becomes clad mode light that continues to propagate in the glass clad. A part of the signal light propagating in the core also leaks into the glass clad due to disturbance applied to the optical fiber, and becomes clad mode light.
クラッドモード光は、ファイバレーザのビーム品質を悪化させる原因となる。そこで下記特許文献1は、クラッドモード光を除去する漏洩光処理構造を開示している。この漏洩光処理構造は、ガラスクラッドの周囲に設けられた漏洩光ガイド部材を通して、クラッドモード光を光ファイバの外部に放出する。
The clad mode light causes the beam quality of the fiber laser to deteriorate. Therefore,
ところで、上記特許文献1に記載の構造では、クラッドモード光が特定の部分から集中して光ファイバの外部に放出される。このため、クラッドモード光が放出される部分が局所的に発熱し、光ファイバが焼損してしまうおそれがあった。
By the way, in the structure described in
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、局所的な発熱を抑制しつつクラッドモード光を除去可能なポリマークラッド光ファイバを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a polymer clad optical fiber capable of removing clad mode light while suppressing local heat generation.
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るポリマークラッドファイバは、コアおよび前記コアを囲むガラスクラッドを有する光ファイバ裸線と、前記ガラスクラッドの屈折率よりも低い屈折率を有する樹脂により形成された、前記光ファイバ裸線を覆うポリマークラッド層と、を備え、波長915nmにおける励起損失が0.1dB/m以上となるように構成されている。 In order to solve the above problems, a polymer-clad fiber according to one aspect of the present invention includes a bare optical fiber having a core and a glass clad surrounding the core, and a resin having a refractive index lower than the refractive index of the glass clad. And a polymer cladding layer that covers the bare optical fiber, and is configured to have an excitation loss of 0.1 dB / m or more at a wavelength of 915 nm.
上記態様に係るポリマークラッドファイバによれば、励起損失が0.1dB/m以上であるため、長手方向にわたって徐々にクラッドモード光を除去することができる。これにより、クラッドモード光を特定の部分から集中して放出する場合と比較して、局所的な発熱を抑えることができる。 According to the polymer clad fiber according to the above aspect, since the excitation loss is 0.1 dB / m or more, the clad mode light can be gradually removed in the longitudinal direction. Thereby, compared with the case where clad mode light is concentrated and emitted from a specific portion, local heat generation can be suppressed.
また、上記態様に係るポリマークラッドファイバは、前記ポリマークラッド層を覆う保護被覆層を備え、前記保護被覆層は熱硬化型樹脂により形成されていてもよい。 The polymer clad fiber according to the above aspect may include a protective coating layer that covers the polymer cladding layer, and the protective coating layer may be formed of a thermosetting resin.
この場合、保護被覆層が熱硬化型樹脂により形成されているため、ポリマークラッドファイバの製造時に、高温で保護被覆層が熱膨張した状態で硬化した後、冷却される際に、保護被覆層が熱収縮する。硬化した保護被覆層の熱収縮により、ポリマークラッド層に側圧が印加され、励起損失を容易に増大させることができる。 In this case, since the protective coating layer is formed of a thermosetting resin, when the polymer coated fiber is cured in a state where the protective coating layer is thermally expanded at a high temperature and then cooled, the protective coating layer is Heat shrinks. Due to the thermal contraction of the cured protective coating layer, a lateral pressure is applied to the polymer cladding layer, and the excitation loss can be easily increased.
また、保護被覆層の膜厚が、前記ポリマークラッド層の膜厚以上であってもよい。 Moreover, the film thickness of the protective coating layer may be greater than or equal to the film thickness of the polymer clad layer.
この場合、保護被覆層の膜厚が大きいため、保護被覆層が熱収縮する際に割れなどが発生するのを抑えて、ポリマークラッド層に確実に側圧を印加することができる。 In this case, since the film thickness of the protective coating layer is large, it is possible to suppress the occurrence of cracking or the like when the protective coating layer is thermally contracted, and to reliably apply a lateral pressure to the polymer cladding layer.
また、前記保護被覆層を形成する熱硬化型樹脂のタイプD硬度が50以上であってもよい。 Further, the type D hardness of the thermosetting resin forming the protective coating layer may be 50 or more.
この場合、保護被覆層の硬度が大きいため、保護被覆層が熱収縮する際に、ポリマークラッド層に確実に側圧を印加することができる。 In this case, since the hardness of the protective coating layer is large, a lateral pressure can be reliably applied to the polymer cladding layer when the protective coating layer is thermally contracted.
また、本発明の一態様に係るポリマークラッドファイバの製造方法は、コアと、前記コアを囲むガラスクラッドと、を有する光ファイバ裸線に、前記ガラスクラッドの屈折率よりも低い屈折率を有する樹脂を塗布してポリマークラッド層を形成する工程を有し、波長915nmにおける励起損失が0.1dB/m以上であるポリマークラッドファイバを製造する。 The method for producing a polymer-clad fiber according to one aspect of the present invention includes a resin having a refractive index lower than a refractive index of the glass clad in a bare optical fiber having a core and a glass clad surrounding the core. A polymer clad fiber having a pumping loss of 0.1 dB / m or more at a wavelength of 915 nm is manufactured.
上記態様に係るポリマークラッドファイバの製造方法によれば、励起損失が0.1dB/m以上のポリマークラッドファイバを製造する。このポリマークラッドファイバは、長手方向にわたって徐々にクラッドモード光を除去可能である。このため、クラッドモード光を特定の部分から集中して放出する場合と比較して、局所的な発熱を抑えることができる。 According to the method for producing a polymer clad fiber according to the above aspect, a polymer clad fiber having an excitation loss of 0.1 dB / m or more is produced. This polymer clad fiber can gradually remove clad mode light in the longitudinal direction. For this reason, compared with the case where clad mode light is concentrated and emitted from a specific portion, local heat generation can be suppressed.
また、上記ポリマークラッドファイバの製造方法は、前記ポリマークラッド層の周囲に熱硬化型樹脂を塗布した後、前記熱硬化型樹脂を加熱して硬化させて保護被覆層を形成する工程を有していてもよい。 The method for producing a polymer clad fiber includes a step of applying a thermosetting resin around the polymer clad layer, and then heating and curing the thermosetting resin to form a protective coating layer. May be.
この場合、ポリマークラッドファイバの製造時に、保護被覆層となる熱硬化型樹脂が熱膨張した状態で硬化した後、冷却される際に熱収縮する。硬化した保護被覆層の熱収縮により、ポリマークラッド層に側圧が印加され、励起損失を容易に増大させることができる。 In this case, when the polymer clad fiber is manufactured, the thermosetting resin serving as the protective coating layer is cured in a thermally expanded state and then thermally contracts when cooled. Due to the thermal contraction of the cured protective coating layer, a lateral pressure is applied to the polymer cladding layer, and the excitation loss can be easily increased.
また、前記保護被覆層を形成する工程では、前記保護被覆層となる前記熱硬化型樹脂を300℃以上の温度で硬化させてもよい。 In the step of forming the protective coating layer, the thermosetting resin to be the protective coating layer may be cured at a temperature of 300 ° C. or higher.
この場合、保護被覆層となる熱硬化型樹脂が300℃以上の高温で熱膨張した状態で硬化するため、冷却時に保護被覆層の熱収縮量が大きくなり、ポリマークラッド層に確実に側圧を印加することができる。 In this case, since the thermosetting resin to be the protective coating layer is cured in a state where it is thermally expanded at a high temperature of 300 ° C. or higher, the amount of thermal shrinkage of the protective coating layer is increased during cooling, and a lateral pressure is reliably applied to the polymer cladding layer. can do.
本発明の上記態様によれば、局所的な発熱を抑制しつつクラッドモード光を除去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。 According to the above aspect of the present invention, it is possible to provide a polymer clad optical fiber capable of removing clad mode light while suppressing local heat generation.
以下、本実施形態に係るポリマークラッドファイバについて、図1〜図3を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、縮尺を適宜変更している。
図1(a)〜(f)は、本実施形態に係るポリマークラッドファイバ10の製造工程を示す模式図である。このうち、図1(f)は、製造されたポリマークラッドファイバ10の断面図である。
図1(f)に示すように、ポリマークラッドファイバ10は、光ファイバ裸線1、ポリマークラッド層2、および保護被覆層3を備えている。ポリマークラッド層2は、光ファイバ裸線1を覆っている。保護被覆層3は、ポリマークラッド層2を覆っている。
Hereinafter, the polymer clad fiber according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. In each drawing used in the following description, the scale is appropriately changed to make each member a recognizable size.
FIG. 1A to FIG. 1F are schematic views showing manufacturing steps of the polymer
As shown in FIG. 1 (f), the polymer
光ファイバ裸線1は、例えば石英系ガラスなどにより形成されている。光ファイバ裸線1は、コア1aおよびガラスクラッド1bを備えている。ガラスクラッド1bは、コア1aを覆っている。
ポリマークラッド層2の材質は、UV硬化型樹脂でもよく、熱硬化型樹脂であってもよい。ポリマークラッド層2は、ガラスクラッド1bの屈折率よりも低い屈折率を有する材質により形成されている。
The bare
The material of the polymer cladding layer 2 may be a UV curable resin or a thermosetting resin. The polymer cladding layer 2 is formed of a material having a refractive index lower than that of the
保護被覆層3は、熱硬化型樹脂により形成されている。保護被覆層3の材質としては、例えばエポキシ変性シリコーン樹脂を用いることができる。エポキシ変性シリコーン樹脂は、硬度、粘度、および硬化速度の観点から保護被覆層3の材質として適している。なお、保護被覆層3を形成する材質の線膨張係数は、光ファイバ裸線1およびポリマークラッド層2を形成する材質の線膨張係数よりも大きい。
The protective coating layer 3 is formed of a thermosetting resin. As a material of the protective coating layer 3, for example, an epoxy-modified silicone resin can be used. The epoxy-modified silicone resin is suitable as a material for the protective coating layer 3 from the viewpoints of hardness, viscosity, and curing speed. The linear expansion coefficient of the material forming the protective coating layer 3 is larger than the linear expansion coefficient of the material forming the bare
保護被覆層3は、後述するように、製造時に熱膨張した状態で硬化した後、熱収縮することでポリマークラッド層2に側圧を印加する。このため、保護被覆層3は、ある程度硬い材質により形成されていることが望ましい。具体的には、保護被覆層3を形成する材質は、JIS−K−6253に基づいて測定されるタイプDデュロメータでの硬度(以下、本明細書では「タイプD硬度」などと表記する)が50以上であることが望ましい。また、タイプD硬度が70以上の材質を用いて保護被覆層3を形成すると、より確実にポリマークラッド層2に側圧を印加することができる。 As will be described later, the protective coating layer 3 is cured in a state of being thermally expanded at the time of manufacture, and then thermally contracts to apply a lateral pressure to the polymer cladding layer 2. For this reason, it is desirable that the protective covering layer 3 is made of a material that is hard to some extent. Specifically, the material for forming the protective coating layer 3 is a hardness of a type D durometer (hereinafter referred to as “type D hardness” or the like in this specification) measured based on JIS-K-6253. It is desirable that it is 50 or more. Further, when the protective coating layer 3 is formed using a material having a type D hardness of 70 or more, a lateral pressure can be applied to the polymer cladding layer 2 more reliably.
次に、ポリマークラッドファイバ10の製造工程について説明する。
Next, the manufacturing process of the polymer clad
ポリマークラッドファイバ10を製造する際、まず、光ファイバ裸線1を成形する(図1(a))。光ファイバ裸線1は、例えば2000℃程度に熱したガラス母材を引き出して、所望の外径(例えば数百μm程度)にする。
次に、光ファイバ裸線1の周囲に、ポリマークラッド層2となる樹脂を塗布する(図1(b))。その後、塗布した樹脂をUV光の照射もしくは加熱により硬化させて、ポリマークラッド層2を形成する。
次に、ポリマークラッド層2の周囲に保護被覆層3となる熱硬化型樹脂を塗布する(図1(c))。
次に、電熱炉などの架橋装置によってポリマークラッドファイバ10を加熱する(図1(d))。これにより、熱硬化型樹脂が硬化して保護被覆層3が形成される。熱硬化型樹脂を硬化させる際の温度は、例えば300℃以上である。このとき、保護被覆層3は熱膨張した状態で硬化する(図1(e))。
次に、ポリマークラッドファイバ10を常温まで冷却する。これにより、保護被覆層3が熱収縮する(図1(f))。
When manufacturing the polymer clad
Next, a resin to be the polymer cladding layer 2 is applied around the bare optical fiber 1 (FIG. 1B). Thereafter, the applied resin is cured by irradiation with UV light or heating to form the polymer cladding layer 2.
Next, a thermosetting resin to be the protective coating layer 3 is applied around the polymer clad layer 2 (FIG. 1C).
Next, the polymer clad
Next, the polymer clad
ここで、保護被覆層3は硬化した状態で熱収縮するため、ポリマークラッド層2に圧縮方向の側圧が作用する。この側圧により、励起損失を増大させることができる。なお、励起損失とは、コア1a内およびガラスクラッド1b内を伝搬する励起光の伝送損失である。励起損失は、例えば図2に示す測定装置100を用いて、カットバック法により測定することができる。
Here, since the protective coating layer 3 is thermally contracted in a cured state, a lateral pressure in the compression direction acts on the polymer cladding layer 2. This lateral pressure, it is possible to increase the excitation loss. The pumping loss is a transmission loss of pumping light propagating through the
図2は励起損失の測定装置100の模式図である。測定装置100は、光源101と、カロリメータ102とを備えている。
光源101は、レーザーダイオード103、NA変換部104、およびダミーファイバ105を備えている。レーザーダイオード103は、測定用レーザ光を出射する。測定用レーザ光は、レーザーダイオード103の口出しファイバ103aを介してNA変換部104に入射する。NA変換部104は、口出しファイバ103aのNAを、測定対象となるポリマークラッドファイバ10のNAと同等となるように変換する。ダミーファイバ105は、NA変換部104と測定対象のポリマークラッドファイバ10とを接続する。ダミーファイバ105と測定対象のポリマークラッドファイバ10とは、互いに融着接続される。カロリメータ102は、測定対象のポリマークラッドファイバ10から出射された光の出力パワーを測定する。
FIG. 2 is a schematic diagram of an excitation
The
励起損失を測定する際、測定装置100に測定対象のポリマークラッドファイバ10をセットし、レーザーダイオード103から波長915nmの光を出射する。この際にポリマークラッドファイバ10から出射される光の出力パワーP2を、カロリメータ102により測定する。次に、測定対象のポリマークラッドファイバ10を所定量切断(カットバック)し、その後の出力パワーP1を測定する。カットバック長(P2測定時のファイバ長さからP1測定時のファイバ長さを引いた差分)をLとすると、以下の数式(1)により、ポリマークラッドファイバ10の励起損失が算出される。
励起損失=|10log(P1/P2)|/L …(1)
When measuring the excitation loss, the polymer clad
Excitation loss = | 10 log (P 1 / P 2 ) | / L (1)
次に、保護被覆層3の膜厚などが異なる複数のポリマークラッドファイバ10を作成し、励起損失を測定した試験の結果について説明する。
Next, a description will be given of the results of a test in which a plurality of polymer clad
(試験例1)
光ファイバ裸線1の外径を125μmとした。ポリマークラッド層2の材質として、屈折率が1.41の熱硬化型シリコーン樹脂を用いた。保護被覆層3の材質として、タイプD硬度が75の熱硬化型シリコーン樹脂を用いた。
以上の条件のもと、ポリマークラッド層2および保護被覆層3の膜厚を異ならせたポリマークラッドファイバ10を複数作成した。作成したポリマークラッドファイバ10のポリマークラッド層2および保護被覆層3の膜厚は、表1に示す通りである。なお、表1および表2の膜厚比とは、ポリマークラッド層2の膜厚に対する保護被覆層3の膜厚の比である。例えばポリマークラッド層2の膜厚が25μmで、保護被覆層3の膜厚が37.5μmである場合、膜厚比は37.5μm÷25μm=1.5となる。
試験例1では、各ポリマークラッドファイバ10の膜厚比は、0.2〜1.5の範囲となった。また、各ポリマークラッドファイバ10の励起損失は、0.003〜0.13dB/mの範囲となった。
(Test Example 1)
The outer diameter of the bare
Under the above conditions, a plurality of polymer clad
In Test Example 1, the film thickness ratio of each polymer clad
(試験例2)
試験例2では、保護被覆層3の材質として、タイプD硬度が50の熱硬化型シリコーン樹脂を用いた。作成したポリマークラッドファイバ10のポリマークラッド層2および保護被覆層3の膜厚は、表1に示す通りである。その他の条件は、試験例1と同様である。
試験例2では、各ポリマークラッドファイバ10の膜厚比は、0.2〜1.5の範囲となった。また、各ポリマークラッドファイバ10の励起損失は、0.0027〜0.131dB/mの範囲となった。
(Test Example 2)
In Test Example 2, a thermosetting silicone resin having a type D hardness of 50 was used as the material of the protective coating layer 3. The film thicknesses of the polymer clad layer 2 and the protective coating layer 3 of the produced polymer clad
In Test Example 2, the film thickness ratio of each polymer clad
(試験例3)
試験例3では、光ファイバ裸線1の外径を80μmとした。作成したポリマークラッドファイバ10のポリマークラッド層2および保護被覆層3の膜厚は、表1に示す通りである。その他の条件は、試験例1と同様である。
試験例3では、各ポリマークラッドファイバ10の膜厚比は、0.2〜1.5の範囲となった。また、各ポリマークラッドファイバ10の励起損失は、0.0015〜0.13dB/mの範囲となった。
(Test Example 3)
In Test Example 3, the outer diameter of the bare
In Test Example 3, the film thickness ratio of each polymer clad
(試験例4)
試験例4では、光ファイバ裸線1の外径を400μmとした。作成したポリマークラッドファイバ10のポリマークラッド層2および保護被覆層3の膜厚は、表2に示す通りである。その他の条件は、試験例1と同様である。
試験例4では、各ポリマークラッドファイバ10の膜厚比は、0.2〜2.0の範囲となった。また、各ポリマークラッドファイバ10の励起損失は、0.0028〜0.145dB/mの範囲となった。
(Test Example 4)
In Test Example 4, the outer diameter of the bare
In Test Example 4, the film thickness ratio of each polymer clad
(試験例5)
試験例5では、保護被覆層3の材質として、タイプD硬度が20の熱硬化型シリコーン樹脂を用いた。作成したポリマークラッドファイバ10のポリマークラッド層2および保護被覆層3の膜厚は、表2に示す通りである。その他の条件は、試験例1と同様である。
試験例5では、各ポリマークラッドファイバ10の膜厚比は、0.4〜2.0の範囲となった。また、各ポリマークラッドファイバ10の励起損失は、0.01〜0.09dB/mの範囲となった。
(Test Example 5)
In Test Example 5, a thermosetting silicone resin having a type D hardness of 20 was used as the material for the protective coating layer 3. The film thicknesses of the polymer clad layer 2 and the protective coating layer 3 of the produced polymer clad
In Test Example 5, the film thickness ratio of each polymer clad
(試験例6)
試験例6では、保護被覆層3の材質として、タイプA硬度が80の熱硬化型シリコーン樹脂を用いた。作成したポリマークラッドファイバ10のポリマークラッド層2および保護被覆層3の膜厚は、表2に示す通りである。その他の条件は、試験例1と同様である。
試験例6では、各ポリマークラッドファイバ10の膜厚比は、0.5〜2.6の範囲となった。また、各ポリマークラッドファイバ10の励起損失は、0.0029〜0.075dB/mの範囲となった。
(Test Example 6)
In Test Example 6, a thermosetting silicone resin having a type A hardness of 80 was used as the material for the protective coating layer 3. The film thicknesses of the polymer clad layer 2 and the protective coating layer 3 of the produced polymer clad
In Test Example 6, the film thickness ratio of each polymer clad
図3は、上記試験例1〜6のポリマークラッドファイバ10について、膜厚比と励起損失との関係を示したグラフである。横軸は膜厚比であり、縦軸は励起損失(dB/m)である。
図3に示すように、膜厚比が大きいほど励起損失が増大する。これは、保護被覆層3が厚いほど、保護被覆層3が硬化して熱収縮する際に、確実にポリマークラッド層2に側圧を印加するためである。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the film thickness ratio and the excitation loss for the polymer clad
As shown in FIG. 3, the excitation loss increases as the film thickness ratio increases. This is because the thicker the protective coating layer 3 is, the more reliably the lateral pressure is applied to the polymer cladding layer 2 when the protective coating layer 3 is cured and thermally shrinks.
次に、試験例1〜6で作成したポリマークラッドファイバ10について、励起光(クラッドモード光)が充分に除去されているかを確認した実験の結果を説明する。
Next, the results of an experiment for confirming whether or not the excitation light (clad mode light) has been sufficiently removed from the polymer clad
本実験では、試験例1〜6で作成したポリマークラッドファイバ10をファイバレーザの出力ファイバとして10m接続し、その下流にクラッドモード除去部を形成した。クラッドモード除去部として、特許第5850992号公報に記載された光デバイスを用いた。この光デバイスの被覆除去区間における温度を測定し、温度上昇の有無を判定した。この判定結果を、表1および表2に示す「クラッドモード除去部での温度上昇」の欄に記載した。ここで、○は温度上昇が無かったことを示し、△はわずかに温度上昇があったことを示し、×は顕著な温度上昇があったことを示す。温度上昇が無い場合、ポリマークラッドファイバ10による励起光の除去が充分であることが推測できる。
In this experiment, the polymer clad
表1および表2から、励起損失が大きいほどクラッドモード除去部での温度上昇が抑えられることがわかる。詳しくは、励起損失が0.065dB/m以下の範囲では顕著な温度上昇があった。励起損失が0.07〜0.09dB/mの範囲では、わずかな温度上昇があった。励起損失が0.1dB/m以上の範囲では、温度上昇が無かった。
以上の結果から、ポリマークラッドファイバ10の励起損失を0.1dB/mとすることにより、クラッドモード光を十分に除去することができる。
From Table 1 and Table 2, it can be seen that the higher the excitation loss, the more the temperature rise at the cladding mode removal portion is suppressed. Specifically, there was a significant temperature rise in the range where the excitation loss was 0.065 dB / m or less. There was a slight increase in temperature when the excitation loss was in the range of 0.07 to 0.09 dB / m. In the range where the excitation loss was 0.1 dB / m or more, there was no temperature rise.
From the above results, the cladding mode light can be sufficiently removed by setting the excitation loss of the polymer clad
次に、ポリマークラッドファイバ10の励起損失を0.1dB/m以上とするための条件について考察する。
Next, the conditions for setting the excitation loss of the polymer clad
表1および表2に示すように、保護被覆層3を形成する材質の硬度が比較的小さい試験例5および試験例6については、励起損失が0.1dB/m以上のポリマークラッドファイバ10が得られなかった。一方、タイプD硬度が50以上である試験例1〜4については、励起損失が0.1dB/m以上となるポリマークラッドファイバ10が得られた。
以上のことから、タイプD硬度が50以上の材質を保護被覆層3として用いることが、励起損失を0.1dB/m以上とするための条件である。
なお、保護被覆層3の硬度が大きいほど励起損失が増大するのは、保護被覆層3が熱収縮する際、強固に硬化しているほどポリマークラッド層2に印加する側圧が増大するためである。
As shown in Tables 1 and 2, for Test Example 5 and Test Example 6 in which the hardness of the material forming the protective coating layer 3 is relatively small, a polymer-clad
From the above, the use of a material having a type D hardness of 50 or more as the protective coating layer 3 is a condition for setting the excitation loss to 0.1 dB / m or more.
The reason why the excitation loss increases as the hardness of the protective coating layer 3 is increased is that the side pressure applied to the polymer cladding layer 2 increases as the protective coating layer 3 is hardened when thermally contracted. .
次に、励起損失を0.1dB/m以上とするための膜厚比について考察する。試験例1〜4のうち、励起損失が0.1dB/m以上となっているのは、膜厚比が1.0以上の場合である(表1および表2参照)。従って、膜厚比を1.0以上とすること、すなわち保護被覆層3の膜厚をポリマークラッド層2の膜厚以上とすることが、励起損失を0.1dB/m以上とするための条件である。 Next, the film thickness ratio for setting the excitation loss to 0.1 dB / m or more will be considered. Among Test Examples 1 to 4, the excitation loss is 0.1 dB / m or more when the film thickness ratio is 1.0 or more (see Tables 1 and 2). Therefore, the condition for setting the film thickness ratio to 1.0 or more, that is, to set the film thickness of the protective coating layer 3 to be equal to or greater than the film thickness of the polymer cladding layer 2 is to make the excitation loss 0.1 dB / m or more. It is.
以上説明したように、本実施形態のポリマークラッドファイバ10によれば、励起損失を0.1dB/m以上とすることにより、長手方向にわたって徐々にクラッドモード光を除去することができる。これにより、クラッドモード光を特定の部分から集中して放出する場合と比較して、局所的な発熱を抑えることができる。
As described above, according to the polymer clad
また、保護被覆層3が熱硬化型樹脂により形成されているため、ポリマークラッドファイバ10の製造時に、高温で保護被覆層3が熱膨張した状態で硬化した後、冷却される際に、保護被覆層3が熱収縮する。硬化した保護被覆層3の熱収縮により、ポリマークラッド層2に側圧が印加され、ポリマークラッド層2の励起損失を容易に増大させることができる。
In addition, since the protective coating layer 3 is formed of a thermosetting resin, when the
また、保護被覆層3の膜厚を、ポリマークラッド層2の膜厚以上とした場合には、保護被覆層3が熱収縮する際に割れなどが発生するのを抑えて、ポリマークラッド層2に確実に側圧を印加することができる。 Further, when the thickness of the protective coating layer 3 is set to be equal to or larger than the thickness of the polymer cladding layer 2, it is possible to suppress the occurrence of cracking or the like when the protective coating layer 3 is thermally contracted. A lateral pressure can be reliably applied.
また、保護被覆層3を形成する熱硬化型樹脂のタイプD硬度が50以上である場合には、保護被覆層3が熱収縮する際に、ポリマークラッド層2に確実に側圧を印加することができる。 Further, when the type D hardness of the thermosetting resin forming the protective coating layer 3 is 50 or more, when the protective coating layer 3 is thermally contracted, it is possible to reliably apply a lateral pressure to the polymer cladding layer 2. it can.
また、保護被覆層3を形成する工程で、保護被覆層3となる熱硬化型樹脂が300℃以上の高温で熱膨張した状態で硬化させた場合には、冷却時に保護被覆層3の熱収縮量が大きくなり、ポリマークラッド層2に確実に側圧を印加することができる。 Further, in the step of forming the protective coating layer 3, when the thermosetting resin to be the protective coating layer 3 is cured in a state of thermal expansion at a high temperature of 300 ° C. or higher, the thermal contraction of the protective coating layer 3 during cooling is performed. The amount is increased, and a lateral pressure can be reliably applied to the polymer cladding layer 2.
なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば、前記実施形態では、保護被覆層3を熱硬化型樹脂で形成することによってポリマークラッドファイバ10の励起損失を0.1dB/m以上とする方法について説明した。しかし、本発明はこれに限られず、他の手法によって励起損失を0.1dB/m以上としてもよい。例えば、ガラスクラッド1b中に泡などの散乱源を付与することで、ポリマークラッドファイバ10の励起損失を0.1dB/m以上としてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the method of setting the excitation loss of the polymer clad
また、前記実施形態では、タイプD硬度が50以上の熱硬化型樹脂で保護被覆層3を形成することでポリマークラッドファイバ10の励起損失を0.1dB/m以上とする方法について説明した。しかし、本発明はこれに限られない。例えば、膜厚比を大きくすることによって、タイプD硬度が50未満の熱硬化型樹脂で保護被覆層3を形成しつつ、励起損失が0.1dB/m以上となるようにポリマークラッドファイバ10を構成してもよい。
Moreover, in the said embodiment, the method which makes the excitation loss of the polymer clad
また、前記実施形態では、膜厚比を1.0以上とすることでポリマークラッドファイバ10の励起損失を0.1dB/m以上とする方法について説明した。しかし、本発明はこれに限られない。例えば、タイプD硬度が大きい熱硬化型樹脂を用いて保護被覆層3を形成することによって、膜初比を1.0未満としつつ、励起損失が0.1dB/m以上となるようにポリマークラッドファイバ10を構成してもよい。
In the above-described embodiment, the method of setting the excitation loss of the polymer clad
また、前記実施形態では保護被覆層3となる熱硬化型樹脂を300℃以上の温度で硬化させると説明した。しかし、本発明はこれに限られず、300℃未満の温度で保護被覆層3となる熱硬化型樹脂を硬化させてもよい。 Moreover, in the said embodiment, it demonstrated that the thermosetting resin used as the protective coating layer 3 was hardened at the temperature of 300 degreeC or more. However, the present invention is not limited to this, and the thermosetting resin that becomes the protective coating layer 3 may be cured at a temperature of less than 300 ° C.
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態や変形例を適宜組み合わせてもよい。 In addition, the constituent elements in the above-described embodiment can be appropriately replaced with known constituent elements without departing from the gist of the present invention, and the above-described embodiments and modifications may be appropriately combined.
1…光ファイバ裸線 1a…コア 1b…ガラスクラッド 2…ポリマークラッド層 3…保護被覆層 10…ポリマークラッドファイバ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記ガラスクラッドの屈折率よりも低い屈折率を有する樹脂により形成された、前記光ファイバ裸線を覆うポリマークラッド層と、
前記ポリマークラッド層を覆う保護被覆層と、を備え、
前記保護被覆層が前記ポリマークラッド層に側圧を作用させることで、波長915nmにおける、前記コアおよび前記ガラスクラッドの励起損失の合計値が0.1dB/m以上となる、
ポリマークラッドファイバ。 A bare optical fiber having a core and a glass cladding surrounding the core;
A polymer cladding layer covering the optical fiber bare wire, formed of a resin having a refractive index lower than that of the glass cladding;
A protective coating layer covering the polymer cladding layer ,
The protective coating layer is that the action of lateral pressure to the polymer cladding layer, at the wavelength 915 nm, the total value of the pump loss of the core and the glass cladding that Do the above 0.1 dB / m,
Polymer clad fiber.
前記ポリマークラッド層の周囲に保護被覆層を形成して前記ポリマークラッド層に側圧を作用させる工程と、を有し、
前記側圧を作用させることで、波長915nmにおける、前記コアおよび前記ガラスクラッドの励起損失の合計値が0.1dB/m以上となるポリマークラッドファイバを製造する、
ポリマークラッドファイバの製造方法。 Applying a resin having a refractive index lower than the refractive index of the glass cladding to a bare optical fiber having a core and a glass cladding surrounding the core, and forming a polymer cladding layer ;
Forming a protective coating layer around the polymer cladding layer and applying a lateral pressure to the polymer cladding layer ,
Wherein by the action of lateral pressure, at a wavelength of 915 nm, to produce the core and the polymer cladding fiber total value that Do the above 0.1 dB / m of the pump loss of the glass cladding,
Production method of polymer clad fiber.
請求項6に記載のポリマークラッドファイバの製造方法。 After applying the thermosetting resin on the periphery of the polymer cladding layer, a step of forming the protective coating layer was cured by heating the thermosetting resin,
The manufacturing method of the polymer clad fiber of Claim 6 .
請求項7に記載のポリマークラッドファイバの製造方法。 In the step of forming the protective coating layer, the thermosetting resin to be the protective coating layer is cured at a temperature of 300 ° C. or higher.
The manufacturing method of the polymer clad fiber of Claim 7 .
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