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JP6139070B2 - Method for manufacturing double-clad optical fiber, and method for manufacturing double-clad optical fiber - Google Patents
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JP6139070B2 - Method for manufacturing double-clad optical fiber, and method for manufacturing double-clad optical fiber - Google Patents

Method for manufacturing double-clad optical fiber, and method for manufacturing double-clad optical fiber Download PDF

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Description

本発明はダブルクラッド光ファイバの製造方法、及びダブルクラッド光ファイバ心線の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a double-clad fiber-optic, and a method of manufacturing a double-clad optical fiber.

ファイバレーザ或いはファイバアンプ等の分野でダブルクラッド光ファイバが用いられている。   Double clad optical fibers are used in the field of fiber lasers or fiber amplifiers.

特許文献1には、希土類元素が添加されたコアが第1クラッドで被覆され、第1クラッドがさらに第2クラッドで被覆されたダブルクラッド光ファイバであって、コア及び第1クラッドが石英で形成され、且つ第2クラッドが紫外線硬化性樹脂で形成されたものが開示されている。   Patent Document 1 discloses a double-clad optical fiber in which a core to which a rare earth element is added is coated with a first cladding, and the first cladding is further coated with a second cladding. The core and the first cladding are formed of quartz. In addition, the one in which the second cladding is formed of an ultraviolet curable resin is disclosed.

特許文献2及び3には、コアが第1クラッドで被覆され、第1クラッドがさらに第2クラッドで被覆されたダブルクラッド光ファイバであって、コア及び第1クラッドが石英で形成され、それを被覆する被覆層は複数の層からなり、被覆層の中でも第2クラッド層は紫外線硬化性樹脂で形成されたものが好ましいことが開示されている。   In Patent Documents 2 and 3, a double-clad optical fiber in which a core is coated with a first cladding, a first cladding is further coated with a second cladding, the core and the first cladding are formed of quartz, It is disclosed that the coating layer to be coated is composed of a plurality of layers, and among the coating layers, the second cladding layer is preferably formed of an ultraviolet curable resin.

特開2011−60854号公報JP 2011-60854 A 特開2010−250167号公報JP 2010-250167 A 特開2010−250168号公報JP 2010-250168 A

ファイバレーザ或いはファイバアンプに用いられるダブルクラッド光ファイバでは、コアに希土類元素が添加されているため、それが線引時などに照射される紫外線光によって反応し、紫外線波長領域及びそれに近い波長1μmや1.5μmなどの励起光、或いは、信号光の波長領域でコアの伝送損失が増大して伝送特性が悪化する現象、すなわち紫外線劣化が生じ易いコアとなっている。   In a double clad optical fiber used for a fiber laser or fiber amplifier, since a rare earth element is added to the core, it reacts with ultraviolet light irradiated at the time of drawing or the like, and the ultraviolet wavelength region and a wavelength close to 1 μm This is a core in which the transmission loss of the core increases in the wavelength region of excitation light such as 1.5 μm or the signal light and the transmission characteristics deteriorate, that is, the core is susceptible to ultraviolet deterioration.

本発明の課題は、コアの紫外線劣化を生じ難くして伝送特性の優れたダブルクラッド光ファイバを得ることである。   An object of the present invention is to obtain a double-clad optical fiber having excellent transmission characteristics by making it difficult for the core to undergo UV degradation.

本発明のダブルクラッド光ファイバの製造方法は、ガラス製のプリフォームを線引きして希土類元素が添加されたコア及びそれを被覆し該コアより屈折率が低い石英製の第1クラッドを形成するコア及び第1クラッド形成工程と、上記コア及び第1クラッド形成工程で形成した上記第1クラッドの表面に、加圧ダイスを用いて液状の第2クラッド材料を加圧して付着させて加熱することにより熱硬化させて該第1クラッドより屈折率が低い第2クラッドを形成する第2クラッド形成工程と、を備えたものであって、上記第2クラッド材料は、ヒドロシリル化反応による架橋によって硬化するパーフルオロエーテルポリマーであることを特徴とする。 The method for producing a double-clad optical fiber according to the present invention includes a core made by drawing a glass preform to coat a core to which a rare earth element is added and a quartz first clad having a refractive index lower than that of the core. And applying a liquid second clad material to the surface of the first clad formed in the first clad forming step and the core and the first clad forming step by using a pressurizing die to press and adhere to the surface. And a second cladding forming step of forming a second cladding having a refractive index lower than that of the first cladding, wherein the second cladding material is cured by crosslinking by hydrosilylation reaction. characterized in that it is a fluoroether polymer.

本発明のダブルクラッド光ファイバ心線の製造方法は、本発明のダブルクラッド光ファイバの製造方法で製造したダブルクラッド光ファイバの表面に液状のオーバーコート材料を付着させて加熱することにより熱硬化させるオーバーコート形成工程を備える。   The method of manufacturing the double-clad optical fiber of the present invention is thermally cured by attaching a liquid overcoat material to the surface of the double-clad optical fiber manufactured by the method of manufacturing a double-clad optical fiber of the present invention and heating it. An overcoat forming step is provided.

本発明によれば、第2クラッドが紫外線硬化性樹脂でなく、熱硬化性樹脂により形成されているので、線引時に紫外線劣化を生じ難く、その結果、伝送特性の優れたダブルクラッド光ファイバを得ることができる。   According to the present invention, since the second clad is not made of an ultraviolet curable resin but is made of a thermosetting resin, it is difficult to cause ultraviolet deterioration during drawing, and as a result, a double clad optical fiber having excellent transmission characteristics can be obtained. Can be obtained.

実施形態に係るダブルクラッド光ファイバ心線を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the double clad optical fiber core wire which concerns on embodiment. (a)〜(c)は第2クラッド材料のガラス転移温度及び硬化開始温度の測定方法の説明図である。(A)-(c) is explanatory drawing of the measuring method of the glass transition temperature of a 2nd clad material, and hardening start temperature. 実施形態に係るダブルクラッド光ファイバ心線を用いたファイバレーザを示す図である。It is a figure which shows the fiber laser using the double clad optical fiber core wire which concerns on embodiment. 実施形態に係るダブルクラッド光ファイバ心線の製造方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the manufacturing method of the double clad optical fiber core wire which concerns on embodiment. (a)は加圧ダイスを用いたダブルクラッド光ファイバ心線の製造方法を示す説明図であり、(b)はオープンダイスを用いたダブルクラッド光ファイバ心線の製造方法を示す説明図である。(A) is explanatory drawing which shows the manufacturing method of the double clad optical fiber core wire using a pressurizing die, (b) is explanatory drawing which shows the manufacturing method of the double clad optical fiber core wire using an open die. . オーバーコートを形成するための第2加熱炉の変形例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the modification of the 2nd heating furnace for forming overcoat. (a)及び(b)は温水浸漬前後それぞれの波長と伝送損失との関係を示すグラフである。(A) And (b) is a graph which shows the relationship between each wavelength before and behind warm water immersion, and transmission loss. 高温雰囲気への保持時間と第1クラッドのNAとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the retention time to a high temperature atmosphere, and NA of a 1st clad. 85℃及び85%の高温高湿雰囲気への保持時間と第1クラッドのNAとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the retention time to 85 degreeC and 85% high temperature, high humidity atmosphere, and NA of a 1st clad. ファイバ長と第1クラッドのNAとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between fiber length and NA of the 1st clad.

図1は実施形態に係るダブルクラッド光ファイバ心線10を示す。この実施形態に係るダブルクラッド光ファイバ心線10は、例えば、ファイバレーザ或いはファイバアンプ等の用途で用いられるものである。   FIG. 1 shows a double-clad optical fiber core wire 10 according to an embodiment. The double clad optical fiber core wire 10 according to this embodiment is used in applications such as a fiber laser or a fiber amplifier, for example.

実施形態に係るダブルクラッド光ファイバ心線10は、円形断面のダブルクラッド光ファイバ11とそれを被覆するオーバーコート12とで構成されている。心線径は例えば100μm〜1000μmである。   A double-clad optical fiber core wire 10 according to the embodiment is composed of a double-clad optical fiber 11 having a circular cross section and an overcoat 12 covering the same. The core wire diameter is, for example, 100 μm to 1000 μm.

ダブルクラッド光ファイバ11は、ファイバ中心の円形断面の希土類元素が添加されたコア11aとそれを被覆するように設けられたコア11aより屈折率が低い第1クラッド11bとさらにそれを被覆するように設けられた第1クラッド11bより屈折率が低い第2クラッド11cとで構成されている。なお、第1クラッド11bの断面形状は円形であってもよいが、後述するように第1クラッド11bに励起光が入力されたときに、励起光がコア11aを横切らないスキュー光になるのを防ぐ観点からは、当該断面形状は多角形や非幾何学形状であることが好ましい。ダブルクラッド光ファイバ11の第2クラッド11cの外径は例えば50μm〜700μmである。   The double clad optical fiber 11 is coated with a core 11a to which a rare earth element having a circular cross section at the center of the fiber is added and a first clad 11b having a lower refractive index than the core 11a provided to cover the core 11a. The second clad 11c is lower in refractive index than the first clad 11b provided. The first clad 11b may have a circular cross-sectional shape. However, as will be described later, when excitation light is input to the first clad 11b, the excitation light becomes skew light that does not cross the core 11a. From the viewpoint of prevention, the cross-sectional shape is preferably a polygon or a non-geometric shape. The outer diameter of the second clad 11c of the double clad optical fiber 11 is, for example, 50 μm to 700 μm.

コア11a及び第1クラッド11bはガラスで一体に形成されている。   The core 11a and the first cladding 11b are integrally formed of glass.

コア11aを形成するガラスは、希土類元素(Er、Yb、Nd等)が添加されたガラスであれば、例えば、石英ガラス(SiO2)に、Geなどの屈折率を高めるドーパント、Fなどの屈折率を低くするドーパント、或いはその他の機能性付与ドーパントが添加された石英であってもよい。なお、コア11aに添加された希土類元素の濃度が高いほどコア11aは紫外線光によって反応し易く、紫外線波長領域でコア11aの伝送損失が増大して伝送特性が悪化する現象が生じ、紫外線波長領域に近い波長1μmや1.5μmなどの励起光、或いは、信号光の波長領域でコア11aの伝送損失が増大して伝送特性が悪化する現象が生じ易い。従って、コア11aに添加される希土類元素の濃度の例としては、1〜10質量%が挙げられる。 If the glass that forms the core 11a is a glass to which rare earth elements (Er, Yb, Nd, etc.) are added, for example, quartz glass (SiO 2 ), a dopant that increases the refractive index, such as Ge, and a refraction, such as F, etc. Quartz to which a dopant for lowering the rate or other functionalizing dopant is added may be used. Note that the higher the concentration of the rare earth element added to the core 11a, the more easily the core 11a reacts with ultraviolet light, and the transmission loss of the core 11a increases in the ultraviolet wavelength region, resulting in a deterioration in transmission characteristics. The transmission loss of the core 11a increases in the wavelength region of excitation light or signal light having a wavelength close to 1 μm or 1.5 μm, or the transmission characteristics tend to deteriorate. Accordingly, examples of the concentration of the rare earth element added to the core 11a include 1 to 10% by mass.

コア径は例えば5μm〜100μmである。コア11aの屈折率は第1クラッド11bの屈折率よりも高く、コア11aと第1クラッド11bとの比屈折率差(Δ)は例えば0.1〜1%である。   The core diameter is, for example, 5 μm to 100 μm. The refractive index of the core 11a is higher than the refractive index of the first cladding 11b, and the relative refractive index difference (Δ) between the core 11a and the first cladding 11b is, for example, 0.1 to 1%.

第1クラッド11bを形成するガラスは、純粋な石英ガラス(SiO2)であってもよく、また、Fなどの屈折率を低くするドーパント或いはGeなどの屈折率を高くするドーパントが添加された石英であってもよい。第1クラッド11bの厚さは例えば25μm〜350μmであり、その断面形状の内接円の直径は例えば50μm〜700μmである。 The glass forming the first cladding 11b may be pure quartz glass (SiO 2 ), and is added with a dopant that lowers the refractive index such as F or a dopant that increases the refractive index such as Ge. It may be. The thickness of the first cladding 11b is, for example, 25 μm to 350 μm, and the diameter of the inscribed circle of the cross-sectional shape is, for example, 50 μm to 700 μm.

第2クラッド11cは、熱硬化性樹脂により形成されている。特に、第2クラッド11cが大きく低屈折率化され、その結果、高い出射NA(以下、単に「NA」ともいう。)の第1クラッド11bを得ることができるため、ヒドロシリル化反応による架橋によって硬化したパーフルオロエーテルポリマーを含む第2クラッド材料により形成されていることが好ましい。第2クラッド11cの厚さは例えば10μm〜100μmである。   The second cladding 11c is made of a thermosetting resin. In particular, the second clad 11c is greatly reduced in refractive index, and as a result, the first clad 11b having a high output NA (hereinafter also simply referred to as “NA”) can be obtained, and thus cured by cross-linking by a hydrosilylation reaction. It is preferable that the second cladding material containing the perfluoroether polymer is formed. The thickness of the second cladding 11c is, for example, 10 μm to 100 μm.

第2クラッド11cの屈折率は、第1クラッド11bの屈折率よりも低く、例えば1.32〜1.45であり、その際、第1クラッド11bが石英であれば、第1クラッド11bのNAはファイバ長2mで測定して0.13〜0.60となる。特に、ヒドロシリル化反応による架橋によって硬化したパーフルオロエーテルポリマーを含む第2クラッド材料により形成されているダブルクラッド光ファイバ11では、第2クラッド11cが1.32〜1.40の低屈折率を有することにより、その際、第1クラッド11bが石英であれば、第1クラッド11bのNAはファイバ長2m測定してもファイバ長500mで測定しても0.40〜0.60となる。NAは、JIS C6822記載のFFP法により測定される。   The refractive index of the second cladding 11c is lower than the refractive index of the first cladding 11b, for example, 1.32 to 1.45. In this case, if the first cladding 11b is quartz, the NA of the first cladding 11b. Becomes 0.13 to 0.60 when measured at a fiber length of 2 m. In particular, in the double clad optical fiber 11 formed of the second clad material containing a perfluoroether polymer cured by cross-linking by hydrosilylation reaction, the second clad 11c has a low refractive index of 1.32 to 1.40. In this case, if the first clad 11b is quartz, the NA of the first clad 11b is 0.40 to 0.60 regardless of whether the fiber length is 2 m or the fiber length is 500 m. NA is measured by the FFP method described in JIS C6822.

以下、上記第2クラッド材料を使用した場合について詳述する。   Hereinafter, the case where the second cladding material is used will be described in detail.

上記第2クラッド材料の密度は例えば1.7〜1.8である。上記第2クラッド材料の密度は、JIS K 0061により測定される。   The density of the second cladding material is, for example, 1.7 to 1.8. The density of the second cladding material is measured according to JIS K0061.

上記第2クラッド材料のヤング率は、例えば0.5〜50MPaであり、外力に対する緩衝作用に優れる点から1〜10MPaであることが好ましい。上記第2クラッド材料の引張り強さは、例えば1〜100MPaであり、外力に対する耐性に優れる点から10MPa以上であることが好ましく、光ファイバ11を曲げたときの曲げに対する追随性に優れる点から70MPa以下が好ましい。上記第2クラッド材料の切断時伸びは、例えば5〜100%であり、光ファイバ11を曲げたときの曲げに対する追随性に優れる点から20%以上であることが好ましく、外力に対する緩衝作用に優れる点から70%以下が好ましい。上記第2クラッド材料のヤング率はJIS K 6251に準拠し、フィルム状に成形した第2クラッド材料を引張速度1mm/minで引張ったときの2.5%の伸び時の張力を断面積で除することにより求められる。また、上記第2クラッド材料の引張り強さ及び切断時伸びは、JIS K 6251により測定される。   The Young's modulus of the second cladding material is, for example, 0.5 to 50 MPa, and is preferably 1 to 10 MPa from the viewpoint of excellent buffering action against external force. The tensile strength of the second cladding material is, for example, 1 to 100 MPa, preferably 10 MPa or more from the viewpoint of excellent resistance to external force, and 70 MPa from the viewpoint of excellent followability to bending when the optical fiber 11 is bent. The following is preferred. The elongation at the time of cutting of the second cladding material is, for example, 5 to 100%, and is preferably 20% or more from the viewpoint of excellent followability to bending when the optical fiber 11 is bent, and is excellent in buffering action against external force. From the point, 70% or less is preferable. The Young's modulus of the second clad material is based on JIS K 6251, and the tensile strength at 2.5% when the second clad material formed into a film is pulled at a tensile speed of 1 mm / min is divided by the cross-sectional area. Is required. The tensile strength and elongation at break of the second clad material are measured according to JIS K 6251.

上記第2クラッド材料のショアA硬さは、例えば10〜80であり、外力に対し耐性に優れる点から25〜80であることが好ましい。上記第2クラッド材料のショアA硬さは、JIS K 6253記載のタイプAデュロメータにより測定される。   The Shore A hardness of the second cladding material is, for example, 10 to 80, and is preferably 25 to 80 from the viewpoint of excellent resistance to external force. The Shore A hardness of the second cladding material is measured by a type A durometer described in JIS K 6253.

上記第2クラッド材料のガラス転移温度(Tg)は、例えば−150〜0℃であり、使用温度領域での特性の安定性から−150〜−50℃であることが好ましい。上記第2クラッド材料のガラス転移温度(Tg)は、図2(a)に示すような剛体振子型物性試験器20(例えば、エー・アンド・デイ社製 型番:RPT−3000W)を用いて次の手順により測定される。なお、剛体振子型物性試験器20は、試料ボート21(例えばアルミニウム製)を備え、その中にパイプエッジ22(例えば、エー・アンド・デイ社製 型番:RPN160)が設けられ、そこから錘23(例えば、エー・アンド・デイ社製 型番:FRB100)が垂らされて振子が構成されている。室温の大気雰囲気下で、試料台21に厚さ約100μmの第2クラッド材料M1のフィルムを載せ、試料ボート21を−100℃から150℃まで10℃/minの速度で昇温し、一定時間ごとに振子に振動を与えて振動周期を測定する。第2クラッド材料M1の粘弾性が変化すると、対数減衰率が変化することから、図2(b)に示すように、対数減衰率の変化率の絶対値が最大となる温度を求め、それをガラス転移温度とする。−100℃以下にTgが存在する場合には、同原理で−100℃以下の測定が可能な装置もしくは動的粘弾性測定装置によって測定されたtanδピークにより求めることが出来る。   The glass transition temperature (Tg) of the second cladding material is, for example, −150 to 0 ° C., and is preferably −150 to −50 ° C. from the stability of characteristics in the operating temperature range. The glass transition temperature (Tg) of the second cladding material is as follows using a rigid pendulum type physical property tester 20 (for example, model number: RPT-3000W, manufactured by A & D) as shown in FIG. It is measured by the procedure. The rigid pendulum type physical property tester 20 includes a sample boat 21 (for example, made of aluminum), in which a pipe edge 22 (for example, model number: RPN160 manufactured by A & D Co., Ltd.) is provided, from which a weight 23 is provided. (For example, model number: FRB100 manufactured by A & D Corporation) is hung and a pendulum is configured. Under a room temperature air atmosphere, a film of the second cladding material M1 having a thickness of about 100 μm is placed on the sample stage 21, and the sample boat 21 is heated from −100 ° C. to 150 ° C. at a rate of 10 ° C./min for a certain time Each time, the pendulum is vibrated and the vibration period is measured. When the viscoelasticity of the second cladding material M1 changes, the logarithmic attenuation rate changes. Therefore, as shown in FIG. 2B, the temperature at which the absolute value of the change rate of the logarithmic attenuation rate is maximized is obtained, The glass transition temperature is assumed. When Tg is present at −100 ° C. or lower, it can be obtained from a tan δ peak measured by a device capable of measuring −100 ° C. or lower or a dynamic viscoelasticity measuring device according to the same principle.

上記第2クラッド材料のゲル分率は、例えば90〜100%であり、高温使用環境における低分子量成分の揮発或いは高湿使用環境における低分子量成分の溶出によって生じる第2クラッド11cの特性変化を防止する点から、96〜100%であることが好ましい。上記第2クラッド材料のゲル分率は、溶媒抽出時の質量変化により測定される。具体的には、上記第2クラッド材料に対し、メチルエチルケトン(沸点)を溶媒として、毎時約10回の循環速度で5時間、ソックスレー抽出を行い、抽出後の上記第2クラッド材料の乾燥質量を初期の質量で除し、百分率で表した値をゲル分率とする。   The gel fraction of the second cladding material is, for example, 90 to 100%, and prevents changes in characteristics of the second cladding 11c caused by volatilization of low molecular weight components in a high temperature use environment or elution of low molecular weight components in a high humidity use environment. From this point, it is preferably 96 to 100%. The gel fraction of the second cladding material is measured by mass change during solvent extraction. Specifically, Soxhlet extraction is performed on the second cladding material at a circulation rate of about 10 times per hour for 5 hours using methyl ethyl ketone (boiling point) as a solvent, and the dry mass of the second cladding material after extraction is initially set. The value expressed as a percentage is taken as the gel fraction.

第2クラッド11cの第1クラッド11bへの密着性の指標となる第2クラッド材料のガラスに対する90°剥離力は10N/m以上であることが好ましく、ダブルクラッド光ファイバ11を曲げたとき第2クラッド11cと第1クラッド11bとの密着性を保つ点から、20N/m以上であることがより好ましい。第2クラッド材料のガラスに対する90°剥離力は、ガラス基板上に100〜200μmの厚さで第2クラッド材料を塗布、硬化させ、第2クラッド材料のみに幅2.5cmの間隔で短冊状に切り込みを入れ、短冊の一端をガラス基板から垂直に、引張速度100mm/minで引き上げたときの張力を測定し、その値を短冊の幅で除することにより求めることができる。   The 90 ° peel force of the second clad material to the glass, which is an index of the adhesion of the second clad 11c to the first clad 11b, is preferably 10 N / m or more, and the second clad optical fiber 11 is bent when the second clad optical fiber 11 is bent. In view of maintaining the adhesion between the clad 11c and the first clad 11b, it is more preferably 20 N / m or more. The 90 ° peel force of the second clad material to the glass is such that the second clad material is applied on the glass substrate with a thickness of 100 to 200 μm and cured, and only the second clad material is strip-like at intervals of 2.5 cm in width. This can be obtained by making a cut, measuring the tension when one end of the strip is pulled up perpendicularly from the glass substrate at a pulling speed of 100 mm / min, and dividing the value by the width of the strip.

オーバーコート12は樹脂或いはゴムで形成されている。オーバーコート12を形成する樹脂或いはゴムとしては、例えば、紫外線硬化性樹脂などの光硬化性樹脂、ポリイミド樹脂などの熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、シリコーンゴムなどの硬化性ゴム等が挙げられる。なお、コア11aに希土類元素が添加されていて、紫外線劣化が生じ易いコア11aとなっているが、上記のように形成された第2クラッド11cが存在するため、オーバーコート12が紫外線硬化性樹脂であって、オーバーコート12形成時に紫外線が照射されたとしても、紫外線劣化が生じ難くなっており、それ故、オーバーコート12を形成する樹脂は紫外線硬化性樹脂でもよい。ただし、紫外線劣化を生じ難くするためには、オーバーコート12形成時に紫外線が照射されない方が好ましく、その点で、ポリイミド樹脂などの熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、シリコーンゴムなどの硬化性ゴム等が好ましい。特に、ダブルクラッド光ファイバ11からの放熱性を向上させるために熱伝導性に優れたシリコーンゴムが好ましい。また、第2クラッド11cへの濡れ性を改善する観点からは、オーバーコート12を形成する樹脂にはフッ素が少量添加されていることが好ましい。   The overcoat 12 is made of resin or rubber. Examples of the resin or rubber forming the overcoat 12 include a photocurable resin such as an ultraviolet curable resin, a thermoplastic resin such as a polyimide resin, a curable rubber such as a thermosetting resin, and silicone rubber. In addition, although rare earth element is added to the core 11a and it becomes the core 11a which is easy to produce ultraviolet deterioration, since the 2nd clad 11c formed as mentioned above exists, the overcoat 12 is ultraviolet curable resin. However, even when ultraviolet rays are irradiated when the overcoat 12 is formed, the ultraviolet rays are hardly deteriorated. Therefore, the resin forming the overcoat 12 may be an ultraviolet curable resin. However, in order to make it difficult for ultraviolet degradation to occur, it is preferable not to irradiate ultraviolet rays when the overcoat 12 is formed. In this respect, thermoplastic resins such as polyimide resins, thermosetting resins, curable rubbers such as silicone rubber, etc. Is preferred. In particular, in order to improve the heat dissipation from the double clad optical fiber 11, a silicone rubber excellent in thermal conductivity is preferable. Further, from the viewpoint of improving the wettability to the second cladding 11c, it is preferable that a small amount of fluorine is added to the resin forming the overcoat 12.

オーバーコート12の厚さは例えば10〜100μmである。オーバーコート12の屈折率は、例えば1.4〜1.57であり、クラッドモード光の散逸を抑制する観点から、第2クラッド11cの屈折率よりも高いことが好ましい。オーバーコート12を形成する樹脂のヤング率は、例えば100〜400MPaであり、屈曲時に発生する応力及び伝送損失を低減する観点から、第2クラッド材料のヤング率よりも高いことが好ましい。オーバーコート12を形成する樹脂のゲル分率は、例えば80〜100%であり、第2クラッド材料のゲル分率よりも低いことが好ましい。また、吸水後に乾燥したときに発生する散逸低分子量成分に起因する収縮量の差を小さくすることにより、オーバーコート12と第2クラッド11cとの間の浮きの発生を規制し、それによって伝送損失の抑制を図る観点からは、オーバーコート12を形成する樹脂と第2クラッド材料とのゲル分率の差は5%よりも小さいことが好ましい。   The thickness of the overcoat 12 is, for example, 10 to 100 μm. The refractive index of the overcoat 12 is, for example, 1.4 to 1.57, and is preferably higher than the refractive index of the second cladding 11c from the viewpoint of suppressing the dissipation of the cladding mode light. The Young's modulus of the resin forming the overcoat 12 is, for example, 100 to 400 MPa, and is preferably higher than the Young's modulus of the second cladding material from the viewpoint of reducing the stress and transmission loss that occur during bending. The gel fraction of the resin forming the overcoat 12 is, for example, 80 to 100%, and is preferably lower than the gel fraction of the second cladding material. Further, by reducing the difference in shrinkage due to the dissipative low molecular weight component that occurs when dried after water absorption, the occurrence of floating between the overcoat 12 and the second cladding 11c is restricted, thereby reducing transmission loss. From the viewpoint of suppressing this, it is preferable that the difference in gel fraction between the resin forming the overcoat 12 and the second cladding material is smaller than 5%.

以上の実施形態に係るダブルクラッド光ファイバ心線10によれば、第2クラッド11cが熱硬化性樹脂、好ましくはヒドロシリル化反応による架橋によって硬化したパーフルオロエーテルポリマーを含む熱硬化性樹脂で形成されているので、第2クラッド11cが大きく低屈折率化され、その結果、高NAの第1クラッド11bを得ることができる。ここで、第2クラッド11cがヒドロシリル化反応による架橋によって硬化したパーフルオロエーテルポリマーを含む熱硬化性樹脂であれば、その樹脂中の炭素原子とケイ素原子の結合部が疎水性であることにより、優れた耐湿性を得ることができる。さらに好ましくは、第2クラッド11cがヒドロシリル化反応による架橋によって硬化したパーフルオロエーテルポリマーを含む熱硬化性樹脂であり、その樹脂内にケイ素原子に結合したアルコキシ基が含まれる場合には、第2クラッド11cと第1クラッド11bを形成するガラスとの親和性が増すこととなり、それらの間に高い密着性が生じ、その結果、より優れた耐湿性を得ることができる。また、光源から出射された励起光を集光して第1クラッド11bに入射させる場合、このようにNAが高い方が入射角を大きくできるため、入射可能な励起光量を多くすることができ、従って、より多くの励起光を第1クラッド11b内に閉じ込めることができ、高い発振効率を得ることができる。なお、従来から、高NAを得ることができるダブルクラッド光ファイバとして、クラッドにエアホールが形成された構造のものが存在するが、このものは、製造技術が困難であり、また、良品をスクリーニングするため歩留まりが悪く、さらに、エアホールを形成するために光ファイバ外周に補強のためのサポート層が必要で、そのため光ファイバ径が大きくなることから許容曲げ径も大きい、といったデメリットを有する。しかしながら、本実施形態に係るダブルクラッド光ファイバ心線10ではかかるデメリットはない。   According to the double clad optical fiber core wire 10 according to the above embodiment, the second clad 11c is formed of a thermosetting resin, preferably a thermosetting resin containing a perfluoroether polymer cured by cross-linking by a hydrosilylation reaction. Therefore, the second cladding 11c is greatly reduced in refractive index, and as a result, the first cladding 11b having a high NA can be obtained. Here, if the second clad 11c is a thermosetting resin containing a perfluoroether polymer cured by crosslinking by a hydrosilylation reaction, the bonding portion between the carbon atom and the silicon atom in the resin is hydrophobic, Excellent moisture resistance can be obtained. More preferably, the second clad 11c is a thermosetting resin containing a perfluoroether polymer cured by cross-linking by a hydrosilylation reaction, and when the resin contains an alkoxy group bonded to a silicon atom, The affinity between the clad 11c and the glass forming the first clad 11b is increased, resulting in high adhesion between them. As a result, more excellent moisture resistance can be obtained. Further, when the excitation light emitted from the light source is collected and incident on the first cladding 11b, the higher the NA, the larger the incident angle, so that the amount of excitation light that can be incident can be increased. Therefore, more excitation light can be confined in the first cladding 11b, and high oscillation efficiency can be obtained. Conventionally, as a double clad optical fiber capable of obtaining a high NA, there is a structure in which an air hole is formed in a clad. However, this has a difficult manufacturing technique and also screens non-defective products. Therefore, the yield is poor, and further, a support layer for reinforcement is required on the outer periphery of the optical fiber in order to form an air hole. Therefore, since the optical fiber diameter is increased, the allowable bending diameter is also large. However, there is no such demerit in the double clad optical fiber core wire 10 according to the present embodiment.

さらに、ヒドロシリル化反応による架橋によって硬化したパーフルオロエーテルポリマーにより形成された第2クラッド11cは、光学特性の温度依存性が小さいこと及び耐熱性が優れることが予想され、そのため厳しい環境下での使用可能性及び長寿命化を期待することができる。   Furthermore, the second clad 11c formed of a perfluoroether polymer cured by cross-linking by a hydrosilylation reaction is expected to have low temperature dependency of optical properties and excellent heat resistance, and therefore is used in a severe environment. Possibility and long life can be expected.

図3は、実施形態に係るダブルクラッド光ファイバ心線10を用いたデバイスの一例としてのファイバレーザ30を示す。   FIG. 3 shows a fiber laser 30 as an example of a device using the double clad optical fiber core wire 10 according to the embodiment.

このファイバレーザ30は、ファイバレーザ本体31を備え、その入力端に入力側FBG32(Fiber Bragg Grating)が接続されていると共に、出力端に出力側FBG33が接続され、また、入力側FBG32の入力端に光コンバイナ34が接続され、さらに、出力側FBG33の出力端がレーザ出射部を構成する光学ヘッド35に接続されている。   The fiber laser 30 includes a fiber laser main body 31, an input side FBG 32 (Fiber Bragg Grating) is connected to an input end thereof, an output side FBG 33 is connected to an output end thereof, and an input end of the input side FBG 32 is also connected. The optical combiner 34 is connected to the optical head 35, and the output end of the output side FBG 33 is connected to the optical head 35 constituting the laser emission unit.

ファイバレーザ本体31のファイバ長は例えば3〜100mである。   The fiber length of the fiber laser main body 31 is, for example, 3 to 100 m.

入力側FBG32は、コアに希土類元素が添加されておらず且つ回折格子32aが形成されたダブルクラッド光ファイバ心線で構成されている。入力側FBG32は、コアの回折格子32aにより、ファイバレーザ本体31側からの光(例えば波長1085nmの光)を98〜100%反射するように構成されている。入力側FBG32のファイバ長は例えば0.3〜10mである。   The input side FBG 32 is composed of a double clad optical fiber core wire in which a rare earth element is not added to the core and a diffraction grating 32a is formed. The input side FBG 32 is configured to reflect 98 to 100% of light (for example, light having a wavelength of 1085 nm) from the fiber laser main body 31 side by the core diffraction grating 32a. The fiber length of the input side FBG 32 is, for example, 0.3 to 10 m.

出力側FBG33も、コアに希土類元素が添加されておらず且つ回折格子33aが形成されたダブルクラッド光ファイバ心線で構成されている。出力側FBG33は、コアの回折格子33aにより、ファイバレーザ本体31側からの光(例えば波長1085nmの光)を5〜15%反射するように構成されている。出力側FBG33のファイバ長は例えば0.3〜10mである。   The output side FBG 33 is also composed of a double clad optical fiber core wire in which a rare earth element is not added to the core and a diffraction grating 33a is formed. The output side FBG 33 is configured to reflect 5 to 15% of light (for example, light having a wavelength of 1085 nm) from the fiber laser main body 31 side by the core diffraction grating 33a. The fiber length of the output side FBG 33 is, for example, 0.3 to 10 m.

光コンバイナ34は、複数のピグテール光ファイバ34aがそれらの出射端側で束ねられて溶融一体化されている。ピグテール光ファイバ34aの数は例えば2〜数十芯であり、典型例として、例えば、7芯、19芯、及び37芯が挙げられる。複数のピグテール光ファイバ34aのそれぞれの入力端には励起光源36が接続されている。励起光源36は、例えば、半導体レーザ等で構成されている。各励起光源36の出力は例えば5〜500Wである。   In the optical combiner 34, a plurality of pigtail optical fibers 34a are bundled on the exit end side and fused and integrated. The number of pigtail optical fibers 34a is, for example, 2 to several tens of cores, and typical examples include 7 cores, 19 cores, and 37 cores. An excitation light source 36 is connected to each input end of the plurality of pigtail optical fibers 34a. The excitation light source 36 is configured by, for example, a semiconductor laser. The output of each excitation light source 36 is 5 to 500 W, for example.

このファイバレーザ30は、複数の励起光源36のそれぞれからのレーザ光をピグテール光ファイバ34aを介して伝送すると共に、それらを纏めて入力側FBG32に入力するように構成されている。また、ダブルクラッド光ファイバ心線で構成された入力側FBG32、実施形態に係るダブルクラッド光ファイバ心線10で構成されたファイバレーザ本体31、及びダブルクラッド光ファイバ心線で構成された出力側FBG33では、複数の励起光源36のそれぞれからのレーザ光をマルチモードの励起光として第1クラッド11b内で伝送し、そのマルチモードの励起光がコア11aを横切る際にコア11a中の希土類元素を励起させてエネルギー順位間の反転分布を形成することから、誘導放出により生じたシングルモードのレーザ光をコア11aを伝送するように構成されている。そして、コア11aを伝送するシングルモードのレーザ光を入力側FBG32及び出力側FBG33の回折格子32a,33aで反射させることにより発振させ、その発振によりハイパワー化された特定波長のレーザ光の一部を出力側FBG33の出射端を通して光学ヘッド35から出力するように構成されている。ファイバレーザ30の出力は例えば10〜200Wである。   The fiber laser 30 is configured to transmit the laser light from each of the plurality of excitation light sources 36 via the pigtail optical fiber 34a and to input them together to the input side FBG 32. Further, the input side FBG 32 constituted by a double clad optical fiber core, the fiber laser main body 31 constituted by the double clad optical fiber core 10 according to the embodiment, and the output side FBG 33 constituted by a double clad optical fiber core. Then, laser light from each of the plurality of excitation light sources 36 is transmitted as multimode excitation light in the first cladding 11b, and the rare earth elements in the core 11a are excited when the multimode excitation light crosses the core 11a. Thus, an inversion distribution between the energy orders is formed, so that the single mode laser beam generated by the stimulated emission is transmitted through the core 11a. Then, the single mode laser beam transmitted through the core 11a is oscillated by being reflected by the diffraction gratings 32a and 33a of the input side FBG 32 and the output side FBG 33, and a part of the laser beam having a specific wavelength which is made high power by the oscillation. Is output from the optical head 35 through the output end of the output side FBG 33. The output of the fiber laser 30 is 10 to 200 W, for example.

ここで、例えば、ピグテール光ファイバ34aの光ファイバ径が125μm及び出力NAが0.15である場合、ピグテール光ファイバ34aの数が7芯のときには光ファイバ束の外径が375μm、19芯のときには光ファイバ束の外径が625μm、及び37芯のときには光ファイバ束の外径が875μmとなる。そして、これを入力側FBG32の外径が250μmの入力端に接続するには、光コンバイナ34の出力端部をテーパ状等の先細り形状に形成する必要があるが、このとき7芯では出力NAが0.225、19芯では出力NAが0.375、及び37芯では出力NAが0.525となり、従って、ピグテール光ファイバ34aの数が多くなるに従って出力NAが大きくなる。これに対し、ダブルクラッド光ファイバ心線10では、高NAであることから、多芯のピグテール光ファイバ34aからのレーザ光を漏らすことなく入力側FBG32に入力させ、ダブルクラッド光ファイバ心線10で内を伝送させることができる。従って、上記ファイバレーザ30では、多くの励起光源36とのカップリングが可能であり、その結果、高出力のレーザ光を出力することができる。   Here, for example, when the optical fiber diameter of the pigtail optical fiber 34a is 125 μm and the output NA is 0.15, when the number of the pigtail optical fibers 34a is 7 cores, the outer diameter of the optical fiber bundle is 375 μm, and when the optical fiber bundle is 19 cores When the optical fiber bundle has an outer diameter of 625 μm and 37 cores, the optical fiber bundle has an outer diameter of 875 μm. In order to connect this to the input end having an outer diameter of the input side FBG 32 of 250 μm, it is necessary to form the output end portion of the optical combiner 34 in a tapered shape such as a tapered shape. Is 0.225, 19 cores have an output NA of 0.375, and 37 cores have an output NA of 0.525. Therefore, the output NA increases as the number of pigtail optical fibers 34a increases. On the other hand, since the double clad optical fiber core 10 has a high NA, the laser light from the multi-core pigtail optical fiber 34a is input to the input side FBG 32 without leaking, and the double clad optical fiber core 10 Can be transmitted. Therefore, the fiber laser 30 can be coupled with many excitation light sources 36, and as a result, high-power laser light can be output.

なお、上記ファイバレーザ30では、光コンバイナ34により励起光を入力する構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、入力側FBG32の側面にV溝等を形成して露出した第1クラッドに励起光を入力する構成としてもよく、また、入力側FBG32の第2クラッドを部分的に除去して露出した第1クラッドに励起光入力用のマルチモード光ファイバを融着して励起光を入力する構成としてもよい。   In the fiber laser 30, the pump light is input by the optical combiner 34. However, the present invention is not particularly limited to this, and the first cladding exposed by forming a V-groove or the like on the side surface of the input side FBG 32. The pumping light may be input to the first cladding, and the second cladding of the input side FBG 32 may be partially removed to fuse the pumping light input multimode optical fiber to the exposed first cladding. It is good also as a structure which inputs.

次に、実施形態に係るダブルクラッド光ファイバ心線10の製造方法について図4に基づいて説明する。なお、以下ではオーバーコート12を熱硬化性ゴムで形成する場合を例とするが、特にこれに限定されるものではない。   Next, the manufacturing method of the double clad optical fiber core wire 10 concerning embodiment is demonstrated based on FIG. In the following, a case where the overcoat 12 is formed of a thermosetting rubber is taken as an example, but the present invention is not particularly limited thereto.

まず、コア11a及び第1クラッド11bを形成するためのガラス製のプリフォームPを作製する。プリフォームPの作製方法としては、例えば、CVD法、VAD法等の公知の方法を挙げることができる。プリフォームPは、例えば、長さが10〜1000mm、及び外径が10〜50mmの円柱体である。   First, a glass preform P for forming the core 11a and the first cladding 11b is produced. Examples of the method for producing the preform P include known methods such as a CVD method and a VAD method. The preform P is, for example, a cylindrical body having a length of 10 to 1000 mm and an outer diameter of 10 to 50 mm.

次いで、プリフォームPを線引機40にセットする。   Next, the preform P is set on the drawing machine 40.

ここで、線引機40は、プリフォームPを加熱する紡糸炉41、その後段の第2クラッド形成部42、及びその後段のオーバーコート形成部43からなる。第2クラッド形成部42は、第1コーティングダイス42aと第1加熱炉42bとで構成されている。オーバーコート形成部43は、第2コーティングダイス43aと第2加熱炉43bとで構成されている。   Here, the drawing machine 40 includes a spinning furnace 41 that heats the preform P, a second clad forming part 42 at the subsequent stage, and an overcoat forming part 43 at the subsequent stage. The second clad forming part 42 includes a first coating die 42a and a first heating furnace 42b. The overcoat forming part 43 is composed of a second coating die 43a and a second heating furnace 43b.

そして、線引機40を稼働させ、紡糸炉41でプリフォームPからコア11a及び第1クラッド11bを形成し、続いて、それを第2クラッド形成部42に通して第2クラッド11cを形成してダブルクラッド光ファイバ11を作製し、そして、そのダブルクラッド光ファイバ11をオーバーコート形成部43に通してオーバーコート12を形成して実施形態1に係るダブルクラッド光ファイバ心線10を製造する。   Then, the wire drawing machine 40 is operated, and the core 11a and the first clad 11b are formed from the preform P in the spinning furnace 41. Subsequently, the core 11a and the first clad 11b are passed through the second clad forming part 42 to form the second clad 11c. Then, the double-clad optical fiber 11 is manufactured, and the double-clad optical fiber 11 according to the first embodiment is manufactured by passing the double-clad optical fiber 11 through the overcoat forming portion 43 to form the overcoat 12.

このとき、紡糸炉41では、プリフォームPを加熱して線引きしてコア11a及び第1クラッド11bを形成する(コア及び第1クラッド形成工程)。ここで、紡糸炉41の設定温度(線引温度)は例えば2000〜2300℃である。線引速度は例えば1〜100m/minである。   At this time, in the spinning furnace 41, the preform P is heated and drawn to form the core 11a and the first cladding 11b (core and first cladding forming step). Here, the set temperature (drawing temperature) of the spinning furnace 41 is, for example, 2000 to 2300 ° C. The drawing speed is, for example, 1 to 100 m / min.

第2クラッド形成部42では、線引きされたコア11a及び第1クラッド11bを第1コーティングダイス42aに通して、その表面に液状の第2クラッド材料を均一厚さで付着させ、引き続いて第1加熱炉42bを通過させて加熱することにより熱硬化させて第2クラッド11cを形成する(第2クラッド形成工程)。   In the second clad forming part 42, the drawn core 11a and the first clad 11b are passed through the first coating die 42a, and the liquid second clad material is adhered to the surface thereof with a uniform thickness, and then the first heating is performed. The second clad 11c is formed by thermosetting by passing through the furnace 42b and heating (second clad forming step).

ここで、第1コーティングダイス42aとしては、図5(a)に示すように、第2クラッド材料M1を加圧しつつ第1クラッド11bの表面に付着させる加圧ダイスを用いてもよく、また、図5(b)に示すように、第2クラッド材料M1を加圧することなく第1クラッド11bの表面に付着させるオープンダイスを用いてもよいが、第2クラッド材料M1を均一に付着させる観点から、前者の加圧ダイスを用いることが好ましい。   Here, as the first coating die 42a, as shown in FIG. 5A, a pressing die that pressurizes the second cladding material M1 and adheres to the surface of the first cladding 11b may be used. As shown in FIG. 5B, an open die for attaching the second cladding material M1 to the surface of the first cladding 11b without applying pressure may be used, but from the viewpoint of uniformly attaching the second cladding material M1. It is preferable to use the former pressure die.

第2クラッド材料は、熱硬化性樹脂であって、C=C二重結合及びSiHのヒドロシリル化反応による架橋によって硬化するパーフルオロエーテルポリマーを含み、C=C二重結合とSiHとを1:1の割合で含むことが好ましい。   The second cladding material is a thermosetting resin and includes a C = C double bond and a perfluoroether polymer that is cured by cross-linking by SiH hydrosilylation reaction, and the C = C double bond and SiH are 1: It is preferable to include it in the ratio of 1.

第2クラッド材料は単一成分で構成されていてもよい。単一成分の第2クラッド材料は、分子内に少なくとも1つのC=C二重結合及び少なくとも1つのSiHを有するパーフルオロエーテルポリマーで構成され、加熱されると、分子間でC=C二重結合とSiHとがヒドロシリル化反応して架橋する。   The second cladding material may be composed of a single component. The single-component second cladding material is composed of a perfluoroether polymer having at least one C═C double bond and at least one SiH in the molecule, and when heated, the C═C double between the molecules. The bond and SiH crosslink by hydrosilylation reaction.

第2クラッド材料は複数成分で構成されていてもよい。複数成分の第2クラッド材料は、例えば、分子内に少なくとも2つのC=C二重結合を有するパーフルオロエーテルポリマー成分と少なくとも2つのSiHを有する含フッ素オルガノシロキサン成分とで構成され、加熱されると、両成分間でC=C二重結合とSiHとがヒドロシリル化反応して架橋する。   The second cladding material may be composed of a plurality of components. The multi-component second cladding material is composed of, for example, a perfluoroether polymer component having at least two C═C double bonds in the molecule and a fluorine-containing organosiloxane component having at least two SiH, and is heated. And a C = C double bond and SiH bridge | crosslink by hydrosilylation reaction between both components.

上記C=C二重結合は、主鎖中に含まれていてもよく、また、側鎖中に含まれていてもよく、さらに、主鎖或いは側鎖の末端に含まれていてもよい。C=C二重結合は、分子中にアルケニル基として導入されていることが好ましい。かかるアルケニル基としては、例えば、ビニル基、プロペニル基、スチリル基、イソプロペニル基、シクロプロペニル基、ブテニル基、シクロブテニル基、シクロペンテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基等が挙げられる。   The C═C double bond may be contained in the main chain, may be contained in the side chain, and may be further contained at the end of the main chain or the side chain. The C═C double bond is preferably introduced as an alkenyl group in the molecule. Examples of the alkenyl group include a vinyl group, a propenyl group, a styryl group, an isopropenyl group, a cyclopropenyl group, a butenyl group, a cyclobutenyl group, a cyclopentenyl group, a hexenyl group, and a cyclohexenyl group.

上記SiHは、主鎖中に含まれていてもよく、また、側鎖中に含まれていてもよく、さらに、主鎖或いは側鎖の末端に含まれていてもよい。SiHは、分子中にシロキサン結合の繰り返し構造((−SiH2−O−)n)として導入されていることが好ましい。シロキサン結合の繰り返し数(n)は例えば2〜5である。 The SiH may be contained in the main chain, may be contained in the side chain, and may be further contained at the end of the main chain or the side chain. SiH is preferably introduced into the molecule as a repeating structure of siloxane bonds ((—SiH 2 —O—) n ). The number of repeating siloxane bonds (n) is, for example, 2-5.

第2クラッド材料は、単一種のパーフルオロエーテルポリマーのみを含んでいてもよく、また、複数種のパーフルオロエーテルポリマーを含んでいてもよい。   The second cladding material may contain only a single kind of perfluoroether polymer, or may contain a plurality of kinds of perfluoroether polymers.

第2クラッド材料は、ダブルクラッド光ファイバ11の高NA及び優れた耐湿性を損なわない範囲で他のポリマー成分を含んでいてもよい。また、第2クラッド材料は、白金系等の触媒を含んでいてもよい。   The second clad material may contain other polymer components as long as the high NA and excellent moisture resistance of the double clad optical fiber 11 are not impaired. Further, the second cladding material may contain a platinum-based catalyst or the like.

第2クラッド材料の粘度は、例えば0.5〜50Pa・sであり、第2クラッド11cとして好ましい厚さの塗膜を得られる点で1〜10Pa・sであることが好ましい。第2クラッド材料の粘度は、JIS Z 8803記載の円錐−平板形回転粘度計により測定される。   The viscosity of the second cladding material is, for example, 0.5 to 50 Pa · s, and is preferably 1 to 10 Pa · s in that a coating film having a preferable thickness as the second cladding 11c can be obtained. The viscosity of the second cladding material is measured with a cone-plate rotational viscometer described in JIS Z 8803.

第2クラッド材料の硬化開始温度は、例えば70〜150℃であり、第2クラッド材料として好ましいポットライフと加工速度が得られる観点から90〜130℃であることが好ましい。第2クラッド材料の硬化開始温度は、ガラス転移温度と同様、図2(a)に示すような剛体振子型物性試験器20(例えば、エー・アンド・デイ社製 型番:RPT−3000W)を用いて次の手順により測定される。室温の大気雰囲気下で、試料ボート21に第2クラッド材料M1を深さ0.5mmとなるように注入し、そして、試料ボート21を室温から200℃まで10℃/minの速度で昇温し、また、一定時間ごとに振子に振動を与えて振動周期を測定する。第2クラッド材料M1が架橋して硬化すると、液の弾性が上昇して振動周期が短くなることから、図2(c)に示すように、昇温初期からの振動周期が一定である直線部と振動周期が低下する直線部との交点を求め、それを硬化開始温度とする。   The curing start temperature of the second cladding material is, for example, 70 to 150 ° C., and preferably 90 to 130 ° C. from the viewpoint of obtaining a pot life and processing speed that are preferable as the second cladding material. The curing start temperature of the second cladding material is the same as the glass transition temperature, using a rigid pendulum type physical property tester 20 (for example, model number: RPT-3000W manufactured by A & D) as shown in FIG. Measured by the following procedure. In an air atmosphere at room temperature, the second cladding material M1 is injected into the sample boat 21 to a depth of 0.5 mm, and the sample boat 21 is heated from room temperature to 200 ° C. at a rate of 10 ° C./min. Also, the vibration period is measured by applying vibration to the pendulum at regular intervals. When the second cladding material M1 is cross-linked and cured, the elasticity of the liquid is increased and the vibration period is shortened. Therefore, as shown in FIG. And the intersection of the linear part where the vibration period decreases is determined as the curing start temperature.

なお、第2クラッド材料に含まれるパーフルオロエーテルポリマーは、市販材料として信越化学社製のSIFELシリーズがある。   In addition, the perfluoroether polymer contained in the second cladding material includes a SIFEL series manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. as a commercially available material.

第1加熱炉42bの炉内設定温度は例えば100〜500℃である。第1加熱炉42bにおける加熱処理時間は例えば0.05〜0.5秒である。   The in-furnace set temperature of the first heating furnace 42b is, for example, 100 to 500 ° C. The heat treatment time in the first heating furnace 42b is, for example, 0.05 to 0.5 seconds.

オーバーコート形成部43では、第1クラッド11bが第2クラッド11cで被覆されたダブルクラッド光ファイバ11を第2コーティングダイス43aに通して、その表面に液状のオーバーコート材料を均一厚さで付着させ、引き続いて第2加熱炉43bを通過させて加熱することにより熱硬化させてオーバーコート12を形成する(オーバーコート形成工程)。   In the overcoat forming portion 43, the double clad optical fiber 11 in which the first clad 11b is coated with the second clad 11c is passed through the second coating die 43a, and a liquid overcoat material is adhered to the surface thereof with a uniform thickness. Subsequently, it is cured by passing through the second heating furnace 43b to form the overcoat 12 (overcoat forming step).

ここで、第2コーティングダイス43aとしては、図5(a)に示すように、オーバーコート材料M2を加圧しつつダブルクラッド光ファイバ11の表面に付着させる加圧ダイスを用いてもよく、また、図5(b)に示すように、オーバーコート材料M2を加圧することなくダブルクラッド光ファイバ11の表面に付着させるオープンダイスを用いてもよいが、オーバーコート材料M2を均一に付着させる観点から、前者の加圧ダイスを用いることが好ましい。   Here, as the second coating die 43a, as shown in FIG. 5A, a pressure die that adheres to the surface of the double clad optical fiber 11 while pressing the overcoat material M2 may be used. As shown in FIG. 5B, an open die that adheres to the surface of the double-clad optical fiber 11 without applying pressure to the overcoat material M2 may be used, but from the viewpoint of uniformly attaching the overcoat material M2, It is preferable to use the former pressure die.

第2加熱炉43bは、単一の炉で構成されていてもよい。この場合、第2加熱炉43bの炉内設定温度は例えば100〜500℃である。第2加熱炉43bにおける加熱処理時間は例えば0.05〜0.5秒である。   The second heating furnace 43b may be a single furnace. In this case, the set temperature in the furnace of the second heating furnace 43b is, for example, 100 to 500 ° C. The heat treatment time in the second heating furnace 43b is, for example, 0.05 to 0.5 seconds.

また、第2加熱炉43bは、図6に示すように、一対の上流側加熱炉431b及び下流側加熱炉432bで構成されていてもよく、そして、オーバーコート12を形成する際のダブルクラッド光ファイバ11への熱の影響を低減する観点から、液状のオーバーコート材料を付着させたダブルクラッド光ファイバ11を、炉内設定温度を相対的に高くした上流側加熱炉431b及び炉内設定温度を相対的に低くした下流側加熱炉432bを順に通過させてオーバーコート材料を熱硬化させることが好ましい。この場合、上流側加熱炉431b及び下流側加熱炉432bは、間隔を有することなく連設されていてもよく、また、例えば0〜1000mmの間隔を有して設けられていてもよい。オーバーコート材料が付着したダブルクラッド光ファイバ11が上流側加熱炉431bから出て下流側加熱炉432bに入るまでの時間は例えば0〜0.5秒である。上流側加熱炉431bの炉内設定温度は例えば100〜500℃である。下流側加熱炉432bの炉内設定温度は例えば100〜450℃である。上流側加熱炉431b及び下流側加熱炉432bの炉内設定温度差は、好ましくは50〜200℃、より好ましくは50〜100℃である。   Further, as shown in FIG. 6, the second heating furnace 43b may be composed of a pair of upstream heating furnace 431b and downstream heating furnace 432b, and double clad light when forming the overcoat 12 From the viewpoint of reducing the influence of heat on the fiber 11, the double-clad optical fiber 11 to which the liquid overcoat material is adhered is set to the upstream side heating furnace 431b and the furnace set temperature, which are set relatively high in the furnace. The overcoat material is preferably thermally cured by passing through a relatively low downstream heating furnace 432b in order. In this case, the upstream side heating furnace 431b and the downstream side heating furnace 432b may be provided continuously without any interval, and may be provided with an interval of, for example, 0 to 1000 mm. The time required for the double clad optical fiber 11 with the overcoat material attached to exit from the upstream heating furnace 431b and enter the downstream heating furnace 432b is, for example, 0 to 0.5 seconds. The in-furnace set temperature of the upstream heating furnace 431b is, for example, 100 to 500 ° C. The set temperature in the furnace of the downstream heating furnace 432b is, for example, 100 to 450 ° C. The in-furnace set temperature difference between the upstream heating furnace 431b and the downstream heating furnace 432b is preferably 50 to 200 ° C, more preferably 50 to 100 ° C.

オーバーコート材料としては、例えば、未硬化の熱硬化性シリコーンゴム等が挙げられる。オーバーコート材料の粘度は例えば0.5〜5Pa・sである。オーバーコート材料の硬化開始温度は、例えば70〜150℃である。   Examples of the overcoat material include uncured thermosetting silicone rubber. The viscosity of the overcoat material is, for example, 0.5 to 5 Pa · s. The curing start temperature of the overcoat material is, for example, 70 to 150 ° C.

[試験評価1]
(ダブルクラッド光ファイバ)
<発明例>
上記実施形態と同様の構成のダブルクラッド光ファイバ心線を作製し、それを発明例とした。
[Test Evaluation 1]
(Double clad optical fiber)
<Invention Example>
A double-clad optical fiber core having the same configuration as that of the above-described embodiment was produced and used as an invention example.

発明例のダブルクラッド光ファイバ心線の心線径は350mmであった。ダブルクラッド光ファイバの第2クラッドの外径は300mmであった。コア径は10μmであった。第1クラッドの外径は200μmであった。   The core diameter of the double clad optical fiber core wire of the inventive example was 350 mm. The outer diameter of the second clad of the double clad optical fiber was 300 mm. The core diameter was 10 μm. The outer diameter of the first cladding was 200 μm.

コアはイッテルビウム(Yb)とアルミニウム(Al)が添加された石英で形成した。第1クラッドは石英で形成した。第2クラッドは、ヒドロシリル化反応による架橋によって硬化したパーフルオロエーテルポリマー(硬化開始温度128℃)で形成した。オーバーコートは熱硬化性シリコーンゴム(硬化開始温度86℃)で形成した。   The core was formed of quartz to which ytterbium (Yb) and aluminum (Al) were added. The first cladding was made of quartz. The second cladding was formed of a perfluoroether polymer (curing start temperature 128 ° C.) cured by cross-linking by hydrosilylation reaction. The overcoat was formed of thermosetting silicone rubber (curing start temperature: 86 ° C.).

<比較例1及び2>
上記発明例と第2クラッドのみ異なり他は同様の構成のダブルクラッド光ファイバ心線2種を作製し、それを比較例1及び2とした。
<Comparative Examples 1 and 2>
Two types of double-clad optical fiber cores having the same configuration except for the above-described invention example and the second clad were produced, and these were designated as comparative examples 1 and 2.

なお、比較例1及び2は、共に第2クラッドを紫外線硬化性のフッ化アクリレート樹脂で形成したものであるが、異なる紫外線硬化性のフッ化アクリレート樹脂を使用したものである。   In Comparative Examples 1 and 2, both of the second claddings are made of an ultraviolet curable fluorinated acrylate resin, but different ultraviolet curable fluorinated acrylate resins are used.

(試験評価方法)
<伝送損失>
発明例及び比較例1のそれぞれについて、200mを束にとり、JIS C 6823に基づいて、波長を変調して信号光を伝送したときの伝送損失を測定した。また、それをウォーターバス内の85℃に調温した温水に2日間浸漬し、同様に伝送損失を測定した。
(Test evaluation method)
<Transmission loss>
About each of the invention example and the comparative example 1, 200 m was bundled, and based on JIS C 6823, the transmission loss when the wavelength was modulated and the signal light was transmitted was measured. Moreover, it was immersed in the warm water adjusted to 85 degreeC in a water bath for 2 days, and the transmission loss was measured similarly.

<NA>
発明例並びに比較例1及び2のそれぞれについて、第1クラッドのNAをJIS C 6822記載のFFP法により測定した。具体的には、赤色LEDからダブルクラッド光ファイバの第1クラッドにレンズを介して光を入射し、そして、出射光のファーフィールドパターン(FFP)を測定し、そのFFPプロファイルが最大値の5%となる値をNAとした。なお、NAの測定装置には、浜松ホトニクス社製のFFP測定システムLEPAS11を用いた。レンズには、測定対象のダブルクラッド光ファイバの第1クラッドのNAよりも少し大きいNAを有するものを用いた。NAの測定は、ファイバ長2m及び500mのそれぞれについて行った。
<NA>
For each of the inventive examples and comparative examples 1 and 2, the NA of the first cladding was measured by the FFP method described in JIS C 6822. Specifically, light enters from the red LED into the first clad of the double clad optical fiber through the lens, and the far field pattern (FFP) of the emitted light is measured, and the FFP profile is 5% of the maximum value. The value which becomes is NA. The NA measurement device used was the FFP measurement system LEPAS11 manufactured by Hamamatsu Photonics. A lens having a NA slightly larger than the NA of the first cladding of the double-clad optical fiber to be measured was used as the lens. The measurement of NA was performed for each of fiber lengths of 2 m and 500 m.

<耐熱性>
発明例及び比較例1のそれぞれのファイバ長60mについて、160℃及び80℃の温度雰囲気下に保持し、経過日数と第1クラッドのNAとの関係を求めた。NAの測定方法は上記と同一である。
<Heat resistance>
Each of the fiber lengths 60 m of the inventive example and the comparative example 1 was held in a temperature atmosphere of 160 ° C. and 80 ° C., and the relationship between the elapsed days and the NA of the first cladding was determined. The NA measurement method is the same as described above.

なお、高NA成分の光ほどガラス製の第1クラッドと樹脂製の第2クラッドとの界面付近で光強度が大きくなるが、樹脂製の第2クラッドが劣化すると、光吸収の増大や第2クラッドの剥離による散乱の増大により、その高NA成分の光ほど大きな影響を受けて第1クラッドのNAが小さくなる。従って、この第1クラッドのNAの測定により第2クラッドの劣化を評価することができる。   Note that the light intensity increases in the vicinity of the interface between the first clad made of glass and the second clad made of resin as the light with a higher NA component increases. However, if the second clad made of resin deteriorates, the light absorption increases and the second is increased. Due to the increase in scattering due to the peeling of the clad, the NA of the first clad becomes smaller due to the greater influence of the higher NA component light. Therefore, the degradation of the second cladding can be evaluated by measuring the NA of the first cladding.

<耐湿熱性>
発明例及び比較例1のそれぞれのファイバ長60mについて、85℃及び85%の高温高湿雰囲気下に保持し、経過日数と第1クラッドNAとの関係を求めた。第1クラッドのNAの測定方法は上記と同一である。
<Heat and heat resistance>
The respective fiber lengths of 60 m of the inventive example and the comparative example 1 were held in a high-temperature and high-humidity atmosphere at 85 ° C. and 85%, and the relationship between the elapsed days and the first cladding NA was determined. The method for measuring the NA of the first cladding is the same as described above.

(試験評価結果)
図7(a)及び(b)は、温水浸漬前後それぞれの波長と伝送損失との関係を示す。
(Test evaluation results)
7A and 7B show the relationship between the wavelength and transmission loss before and after immersion in hot water.

これらによれば、温水浸漬前は、局所的なピークの差(例えば、波長1400nm帯のOHによる吸収ピーク)はあるものの、総じて発明例も比較例1も同水準の伝送損失を示し、一方、温水浸漬後は、発明例では伝送損失の変化が極めて小さいのに対し、比較例1では伝送損失が著しく高まっていることが分かる。   According to these, before immersion in warm water, although there is a local peak difference (for example, absorption peak due to OH in the wavelength 1400 nm band), the invention example and the comparative example 1 generally show the same level of transmission loss, It can be seen that after immersion in warm water, the change in transmission loss is extremely small in the inventive example, whereas the transmission loss is significantly increased in Comparative Example 1.

表1は第1クラッドのNAを示す。   Table 1 shows the NA of the first cladding.

Figure 0006139070
Figure 0006139070

発明例は、ファイバ長2mにおけるNAが0.59であり、ファイバ長500mにおけるNAが0.54であった。比較例1は、ファイバ長2mにおけるNAが0.46であり、ファイバ長500mにおけるNAが0.45であり、比較例2は、ファイバ長2mにおけるNAが0.60であり、ファイバ長500mにおけるNAが0.24であった。   In the inventive example, the NA at a fiber length of 2 m was 0.59, and the NA at a fiber length of 500 m was 0.54. Comparative Example 1 has an NA of 0.46 at a fiber length of 2 m and NA of 0.45 at a fiber length of 500 m. Comparative Example 2 has an NA of 0.60 at a fiber length of 2 m and a fiber length of 500 m. NA was 0.24.

これらの結果から、発明例では、ファイバ長が短尺(2m)であっても長尺(500m)であっても、比較例1及び2よりも高NAの第1クラッド11bを得ることができている点で好ましいことが分かる。   From these results, in the inventive example, the first cladding 11b having a higher NA than Comparative Examples 1 and 2 can be obtained regardless of whether the fiber length is short (2 m) or long (500 m). It can be seen that this is preferable.

図8及び表2は、高温度雰囲気での保持日数とNAとの関係を示す。   FIG. 8 and Table 2 show the relationship between the retention days in a high temperature atmosphere and NA.

Figure 0006139070
Figure 0006139070

160℃の高温雰囲気に保持したときの第1クラッドのNAは、発明例では、初期(経過日数0日)が0.57、7日後が0.55、16日後が0.54、23日後が0.54、37日後が0.51、及び101日後が0.50であり、比較例1では、初期(経過日数0日)が0.47、7日後が0.43、14日後が0.38、28日後が0.33、及び92日後が0.13であった。   In the invention example, the NA of the first cladding when held in a high temperature atmosphere of 160 ° C. is 0.57 at the initial stage (0 days elapsed), 0.55 after 7 days, 0.54 after 16 days, and after 23 days. 0.54, 0.51 after 37 days, and 0.50 after 101 days. In Comparative Example 1, the initial (elapsed days of 0 days) is 0.47, 7 days later is 0.43, and 14 days later is 0. The results were 0.33 after 38 and 28 days, and 0.13 after 92 days.

80℃の高温雰囲気に保持したときの第1クラッドのNAは、発明例では、初期(経過日数0日)が0.57、7日後が0.57、14日後が0.57、28日後が0.57、及び91日後が0.57であり、比較例1では、初期(経過日数0日)が0.47、8日後が0.46、及び71日後が0.43であった。   In the invention example, the NA of the first cladding when kept in a high temperature atmosphere of 80 ° C. is 0.57 at the initial stage (0 days elapsed), 0.57 after 7 days, 0.57 after 14 days, and after 28 days. After 0.57 and 91 days, it was 0.57, and in Comparative Example 1, the initial value (0 days elapsed) was 0.47, after 8 days was 0.46, and after 71 days was 0.43.

これらの結果から、第2クラッドを熱硬化性樹脂で形成した発明例では、高温雰囲気での保持時間が長くなっても、第1クラッドのNAの低下が小さいことが分かる。その一方、第2クラッドを紫外線硬化性樹脂で形成した比較例1では、高温雰囲気での保持時間が長くなるに従って、第1クラッドのNAが大きく低下しているのが分かる。比較例1では、熱による第2クラッドの劣化により、光吸収の増大や第2クラッドの剥離による散乱の増大により、第1クラッドのNAが小さくなったものと考えられる。   From these results, it can be seen that in the invention example in which the second clad is formed of a thermosetting resin, the decrease in NA of the first clad is small even when the holding time in the high temperature atmosphere is long. On the other hand, in Comparative Example 1 in which the second clad is formed of an ultraviolet curable resin, it can be seen that the NA of the first clad greatly decreases as the holding time in the high temperature atmosphere becomes longer. In Comparative Example 1, it is considered that the NA of the first cladding is reduced due to the increase in light absorption due to the deterioration of the second cladding due to heat and the increase in scattering due to the peeling of the second cladding.

図9及び表3は、高温高湿雰囲気での保持日数と第1クラッドのNAとの関係を示す。   FIG. 9 and Table 3 show the relationship between the retention days in the high temperature and high humidity atmosphere and the NA of the first cladding.

Figure 0006139070
Figure 0006139070

85℃及び85%の高温高湿雰囲気に保持したときの第1クラッドのNAは、発明例では、初期(経過日数0日)が0.57、7日後が0.57、14日後が0.57、28日後が0.57、35日後が0.57、及び99日後が0.52であり、比較例1では、初期(経過日数0日)が0.47、8日後が0.45、15日後が0.36、及び70日後が0.36であった。   In the invention example, the NA of the first cladding when held in a high-temperature and high-humidity atmosphere at 85 ° C. and 85% is 0.57 at the initial stage (0 days elapsed), 0.57 after 7 days, and 0.1 after 14 days. 57, after 28 days is 0.57, after 35 days is 0.57, and after 99 days is 0.52, and in Comparative Example 1, the initial (0 days elapsed) is 0.47, and after 8 days is 0.45, It was 0.36 after 15 days and 0.36 after 70 days.

これらの結果から、第2クラッドを熱硬化性樹脂で形成した発明例では、高温高湿雰囲気での保持時間が長くなっても、第1クラッドのNAの低下が小さいことが分かる。その一方、第2クラッドを紫外線硬化性樹脂で形成した比較例1では、高温高湿雰囲気での保持時間が長くなると、第1クラッドのNAが大きく低下しているのが分かる。比較例1では、高温高湿による第2クラッドの剥離により、第1クラッドのNAが小さくなったものと考えられる。   From these results, it can be seen that in the invention example in which the second clad is formed of a thermosetting resin, the decrease in NA of the first clad is small even when the holding time in a high-temperature and high-humidity atmosphere becomes long. On the other hand, in Comparative Example 1 in which the second clad is formed of an ultraviolet curable resin, it can be seen that the NA of the first clad greatly decreases as the holding time in the high temperature and high humidity atmosphere becomes longer. In Comparative Example 1, it is considered that the NA of the first cladding is reduced by peeling the second cladding due to high temperature and high humidity.

[試験評価2]
(ダブルクラッド光ファイバ心線の製造)
試験評価1の発明例と同様の構成のダブルクラッド光ファイバ心線を、オーバーコートの加熱条件を変更して作製した。
[Test evaluation 2]
(Manufacture of double clad optical fiber core wire)
A double-clad optical fiber core having the same configuration as that of the inventive example of Test Evaluation 1 was produced by changing the overcoat heating conditions.

具体的には、条件1では、第1及び第2コーティングダイスとして加圧ダイスを用い、第1加熱炉の炉内設定温度を300℃、第2加熱炉の炉内設定温度を400℃、及び線引速度を20m/minとした。   Specifically, in condition 1, a pressure die is used as the first and second coating dies, the furnace set temperature of the first heating furnace is 300 ° C., the furnace set temperature of the second heating furnace is 400 ° C., and The drawing speed was 20 m / min.

条件2では、第2加熱炉の炉内設定温度を450℃とした他は条件1と同一とした。   Condition 2 was the same as Condition 1 except that the set temperature in the second heating furnace was 450 ° C.

条件3では、第2加熱炉の炉内設定温度を500℃とした他は条件1と同一とした。   Condition 3 was the same as Condition 1 except that the set temperature in the second heating furnace was 500 ° C.

条件4では、第2加熱炉を、間隔を有することなく連設された上流側加熱炉及び下流側加熱炉で構成し、前者の炉内設定温度を400℃及び後者の炉内設定温度を300℃とした他は条件1と同一とした。   In condition 4, the second heating furnace is composed of an upstream heating furnace and a downstream heating furnace connected in series without any interval, and the former furnace set temperature is 400 ° C. and the latter furnace set temperature is 300. The condition was the same as condition 1 except that the temperature was changed to ° C.

(試験評価方法)
条件1〜4で作製したダブルクラッド光ファイバ心線について、目視にて外観観察を行い、A:外観異常無し、B:数mに1個の頻度で外観異常部あり、及びC:外観異常部多数の三段階で評価した。
(Test evaluation method)
The appearance of the double-clad optical fiber core wire produced under conditions 1 to 4 was visually observed, A: no appearance abnormality, B: appearance abnormality portion at a frequency of one in several meters, and C: appearance abnormality portion It was evaluated in a number of three stages.

また、表面のタック性について、手で掴んだ際の触感から、A:無及びB:有の二段階で評価した。   Further, the tackiness of the surface was evaluated in two stages, A: None and B: Existence, from the tactile sensation when grasped by hand.

さらに、試験評価1と同一方法によりファイバ長60mでの第1クラッドのNAを測定した。   Further, the NA of the first cladding with a fiber length of 60 m was measured by the same method as in Test Evaluation 1.

(試験評価結果)
表4は試験評価結果を示す。
(Test evaluation results)
Table 4 shows the test evaluation results.

Figure 0006139070
Figure 0006139070

外観について、条件1ではB、及び条件2〜4ではAであった。   The appearance was B in condition 1 and A in conditions 2-4.

タック性について、条件1ではB、及び条件2〜4ではAであった。   The tackiness was B in condition 1 and A in conditions 2-4.

第1クラッドのNAについて、条件1では0.56、条件2では0.20、条件3では0.18、及び条件4では0.57であった。   Regarding the NA of the first cladding, it was 0.56 under condition 1, 0.20 under condition 2, 0.18 under condition 3, and 0.57 under condition 4.

これらの結果から、条件2及び3では、第1クラッドのNAが低下しているのが分かる。第2加熱炉の炉内設定温度を450℃及び500℃と高く設定した条件2及び3では、第2クラッドが熱により変質したものと考えられる。その一方、条件1では、第1クラッドのNAの低下は認められないものの、外観及びタック性が劣るものとなっていることが分かる。第2加熱炉の炉内設定温度を400℃と低く設定した条件1では、オーバーコートが完全に硬化しなかったものと考えられる。   From these results, it can be seen that under conditions 2 and 3, the NA of the first cladding is reduced. In the conditions 2 and 3 where the in-furnace set temperature of the second heating furnace is set as high as 450 ° C. and 500 ° C., it is considered that the second clad has been altered by heat. On the other hand, it can be seen that, under condition 1, the NA of the first cladding is not reduced, but the appearance and tackiness are poor. It is considered that the overcoat was not completely cured under the condition 1 where the in-furnace set temperature of the second heating furnace was set as low as 400 ° C.

これらに対し、第2加熱炉を上流側加熱炉及び下流側加熱炉で構成し、前者の炉内設定温度を400℃及び後者の炉内設定温度を300℃とした条件4では、第1クラッドのNAの低下が認められず、また、外観及びタック性も優れるダブルクラッド光ファイバ心線を得ることができた。   On the other hand, in the condition 4 in which the second heating furnace is composed of an upstream heating furnace and a downstream heating furnace, the former furnace set temperature is 400 ° C. and the latter furnace set temperature is 300 ° C., A double-clad optical fiber core wire with no decrease in NA and excellent appearance and tackiness could be obtained.

[試験評価3]
(ダブルクラッド光ファイバ心線の製造)
試験評価1の発明例と同様の構成のダブルクラッド光ファイバ心線を、第2クラッドを形成するための第1コーティングダイスとして加圧ダイスを用いて作製し、また、第1コーティングダイスとしてオープンダイスを用いても作製した。
[Test Evaluation 3]
(Manufacture of double clad optical fiber core wire)
A double-clad optical fiber core having the same configuration as that of the inventive example of Test Evaluation 1 is produced using a pressure die as the first coating die for forming the second cladding, and an open die as the first coating die. It was also produced using

(試験評価方法)
第1コーティングダイスとして加圧ダイスを用いた場合及びオープンダイスを用いた場合のそれぞれで得られたダブルクラッド光ファイバ心線について、ファイバ長を変量して試験評価1と同一方法により第1クラッドのNAを測定した。
(Test evaluation method)
For the double-clad optical fiber core wire obtained when a pressure die is used as the first coating die and when an open die is used, the length of the first clad is changed by the same method as in Test Evaluation 1 by varying the fiber length. NA was measured.

(試験評価結果)
図10及び表5は、第1コーティングダイスとして加圧ダイスを用いた場合及びオープンダイスを用いた場合に得られたダブルクラッド光ファイバ心線のファイバ長と第1クラッドのNAとの関係を示す。
(Test evaluation results)
FIG. 10 and Table 5 show the relationship between the fiber length of the double-clad optical fiber and the NA of the first cladding obtained when a pressure die is used as the first coating die and when an open die is used. .

Figure 0006139070
Figure 0006139070

第1クラッドのNAは、加圧ダイス使用の場合では、ファイバ長が1mのとき0.57、8mのとき0.56、13mのとき0.56、23mのとき0.56、33mのとき0.55、43mのとき0.55、及び53mのとき0.54であり、オープンダイス使用の場合では、ファイバ長が1mのとき0.57、2mのとき0.56、7mのとき0.52、17mのとき0.46、27mのとき0.40、37mのとき0.38、47mのとき0.30及び57mのとき0.26であった。   The NA of the first cladding is 0.57 when the fiber length is 1 m, 0.56 when the fiber length is 8 m, 0.56 when 13 m, 0.56 when 23 m, and 0 when 33 m. 0.55 for .55 and 43 m, and 0.54 for 53 m, and when using an open die, the fiber length is 0.57 for 1 m, 0.56 for 2 m, and 0.52 for 7 m. , 0.46 at 17 m, 0.40 at 27 m, 0.38 at 37 m, 0.30 at 47 m, and 0.26 at 57 m.

この結果から、加圧ダイスを用いた場合には第1クラッドのNAのファイバ長依存性が小さいのに対し、オープンダイスを用いた場合には第1クラッドのNAのファイバ長依存性が大きく、ファイバ長が長くなるに従って小さくなっていることが分かる。   From this result, when the pressure die is used, the fiber length dependency of the NA of the first cladding is small, whereas when the open die is used, the fiber length dependency of the NA of the first cladding is large. It can be seen that the length decreases as the fiber length increases.

また、両方のダブルクラッド光ファイバ心線について、He−Neレーザを入射してみたところ、オープンダイスを用いた方では、明るく光っている点が多数観察され、その部分を顕微鏡で拡大してみると、第2クラッドの外径が変動して薄肉になっている部分から光が漏れていることが分かった。その一方、加圧ダイスを用いた方では、そのような明るく光っている点は観察されなかった。従って、加圧ダイスを用いることにより、第2クラッドの外径が安定し、それによって光の漏れが抑制され、結果として、第1クラッドのNAは、ファイバ長依存性が小さく、長さ方向に安定したものになるのだと考えられる。   In addition, when the He-Ne laser was incident on both the double-clad optical fiber cores, many bright spots were observed with the open die, and the part was magnified with a microscope. Then, it was found that light leaked from the portion where the outer diameter of the second clad fluctuated and became thin. On the other hand, such a bright point was not observed in the case of using a pressure die. Therefore, by using a pressure die, the outer diameter of the second cladding is stabilized, thereby suppressing light leakage, and as a result, the NA of the first cladding is less dependent on the fiber length, and in the length direction. It is thought to be stable.

本発明はダブルクラッド光ファイバの製造方法、及びダブルクラッド光ファイバ心線の製造方法について有用である。 The present invention is useful for a manufacturing method of the double-clad fiber-optic method of manufacturing the same, and a double-clad optical fiber.

10 ダブルクラッド光ファイバ心線
11 ダブルクラッド光ファイバ
11a コア
11b 第1クラッド
11c 第2クラッド
12 オーバーコート
20 剛体振子型物性試験器
21 試料ボート
22 ナイフエッジ
23 錘
30 ファイバレーザ
31 ファイバレーザ本体
32 入力側FBG
32a 回折格子
33 出力側FBG
33a 回折格子
34 光コンバイナ
34a ピグテール光ファイバ
35 光学ヘッド
36 励起光源
40 線引機
41 紡糸炉
42 第2クラッド形成部
42a 第1コーティングダイス
42b 第1加熱炉
43 オーバーコート形成部
43a 第2コーティングダイス
43b 第2加熱炉
431b 上流側加熱炉
432b 下流側加熱炉
M1 第2クラッド形成材
M2 オーバーコート材料
P プリフォーム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Double clad optical fiber core 11 Double clad optical fiber 11a Core 11b 1st clad 11c 2nd clad 12 Overcoat 20 Rigid pendulum type physical property tester 21 Sample boat 22 Knife edge 23 Weight 30 Fiber laser 31 Fiber laser main body 32 Input side FBG
32a Diffraction grating 33 Output side FBG
33a Diffraction grating 34 Optical combiner 34a Pigtail optical fiber 35 Optical head 36 Excitation light source 40 Drawing machine 41 Spinning furnace 42 Second clad forming part 42a First coating die 42b First heating furnace 43 Overcoat forming part 43a Second coating die 43b Second heating furnace 431b Upstream heating furnace 432b Downstream heating furnace M1 Second clad forming material M2 Overcoat material P Preform

Claims (5)

ガラス製のプリフォームを線引きして希土類元素が添加されたコア及びそれを被覆し該コアより屈折率が低い石英製の第1クラッドを形成するコア及び第1クラッド形成工程と、
上記コア及び第1クラッド形成工程で形成した上記第1クラッドの表面に、加圧ダイスを用いて液状の第2クラッド材料を加圧して付着させて加熱することにより熱硬化させて該第1クラッドより屈折率が低い第2クラッドを形成する第2クラッド形成工程と、
を備えたダブルクラッド光ファイバの製造方法であって、
上記第2クラッド材料は、ヒドロシリル化反応による架橋によって硬化するパーフルオロエーテルポリマーであることを特徴とするダブルクラッド光ファイバの製造方法。
Forming a core made of a rare earth element by drawing a preform made of glass, and forming a first clad made of quartz having a refractive index lower than that of the core, and a first clad forming step;
A liquid second clad material is pressurized and attached to the surface of the first clad formed in the core and the first clad formation step by using a pressure die, and the first clad is thermally cured by heating. A second cladding forming step of forming a second cladding having a lower refractive index;
A method of manufacturing a double clad optical fiber comprising:
The method for producing a double-clad optical fiber, wherein the second clad material is a perfluoroether polymer that is cured by crosslinking by a hydrosilylation reaction.
請求項に記載されたダブルクラッド光ファイバの製造方法において、
上記第2クラッド形成工程において、上記第2クラッド材料を加熱するときの加熱炉の炉内設定温度を100〜500℃とするダブルクラッド光ファイバの製造方法。
In the manufacturing method of the double clad optical fiber according to claim 1 ,
In the second clad forming step, a method for producing a double clad optical fiber in which a furnace setting temperature of the heating furnace when heating the second clad material is 100 to 500 ° C.
請求項又はに記載された方法で製造したダブルクラッド光ファイバの表面に液状のオーバーコート材料を付着させて加熱することにより熱硬化させるオーバーコート形成工程を備えたダブルクラッド光ファイバ心線の製造方法。 According to claim 1 or 2 double clad optical fiber having an overcoat formation step of thermally cured by heating to adhere the liquid overcoat material to the surface of the double-clad optical fiber prepared by the method described in Production method. 請求項に記載されたダブルクラッド光ファイバ心線の製造方法において、
上記オーバーコート形成工程では、液状のオーバーコート材料を付着させたダブルクラッド光ファイバを、炉内設定温度を相対的に高くした上流側加熱炉及び炉内設定温度を相対的に低くした下流側加熱炉を順に通過させてオーバーコート材料を熱硬化させるダブルクラッド光ファイバ心線の製造方法。
In the manufacturing method of the double clad optical fiber core wire according to claim 3 ,
In the overcoat formation step, the double clad optical fiber to which the liquid overcoat material is adhered is heated in the upstream heating furnace in which the furnace set temperature is relatively high and in the downstream heating in which the furnace set temperature is relatively low. A method of manufacturing a double-clad optical fiber in which an overcoat material is thermally cured by sequentially passing through a furnace.
請求項又はに記載されたダブルクラッド光ファイバ心線の製造方法において、
上記オーバーコート形成工程では、液状のオーバーコート材料を加圧する加圧ダイスを用いて、ダブルクラッド光ファイバの表面に液状のオーバーコート材料を付着させるダブルクラッド光ファイバ心線の製造方法。
In the manufacturing method of the double clad optical fiber core wire according to claim 3 or 4 ,
In the overcoat forming step, a double-clad optical fiber manufacturing method in which a liquid overcoat material is attached to the surface of the double-clad optical fiber using a pressure die that pressurizes the liquid overcoat material.
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