CN101688945B - 塑料和玻璃的光纤 - Google Patents

Abstract

本发明的塑料和玻璃的光纤，具备玻璃纤芯(直径(a ₁)、相对折射率差(Δ ₁)、折射率(n ₁))、聚合物纤芯(直径(a ₂)、相对折射率差(Δ ₂)、折射率(n ₂))和聚合物包层(折射率(n ₃))，玻璃纤芯的直径(a ₁)为110μm～200μm，参数X(X＝a ₂ ²/a ₁ ²)为1.15≤X≤2.9，参数Y(Y＝Δ ₂/Δ ₁)为0.25≤Y≤0.84X-0.68(1.15≤X≤2时)或为0.48X-0.71≤Y≤-(2/9)X+13/9(2≤X≤2.9时)，参数Z _R(Z _R＝Z _2core/Z _1core；

、

为1.25≤ZR≤4的范围内。根据该塑料和玻璃的光纤，频带与1层纤芯光纤相比为同等程度以上，可以在改善耐弯曲性的同时满足大口径、高NA的要求。

Description

塑料和玻璃的光纤

技术领域

本发明涉及具有玻璃纤芯和塑料包层的塑料和玻璃的光纤。

背景技术

作为主要在家庭内LAN、办公室LAN、车载通信等短距光通信中使用的光纤，现提出有纤芯及包层均由PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)树脂等塑料构成的塑料光纤(以下为POF)、纤芯由石英玻璃构成且包层由聚合物树脂构成的塑料包层光纤(以下PCF)。就这些光纤而言，纤芯的折射率分布成为在纤芯内恒定的阶跃型。作为阶跃型折射率分布的优点，可以举出如下，即在制造纤芯母材时，可以不向石英玻璃中添加锗等添加物而制造，所以可以廉价地制造折射率均匀的母材。

作为记载了POF的文献有专利文献1。另外，作为记载了PCF的文献有专利文献2～4。

作为光纤的重要参数，主要可以举出作为与光源的耦合容易度的指标的纤芯直径及数值孔径(以下记为NA)、以及表示传输容量的频带。但是，通常在由一个纤芯和包层构成的阶跃型光纤中，NA和频带为相反的关系，如果增大NA，则频带变窄，为了扩大频带有必要减小NA。如果减小NA，则与光源的耦合效率降低。

通常，多模光纤的频带主要由多模色散引起。多模色散由模式间的群延迟时间差来表示，群延迟时间差最快的模式和最慢的模式的差(最大群延迟时间差)成为最大的多模色散。通常，在具有阶跃型折射率分布的一层纤芯结构的情况下，模式数量仅依赖于NA或相对折射率差(以下记为Δ)，最快的模式成为基本模式，最慢的模式成为最高次模式。因此，为了提高频带，有必要如上所述减小NA(或Δ)。但是，NA(或Δ)不依赖于纤芯直径，所以可以选择需要的纤芯直径且与NA(或Δ)的设定无关。

通常，Δ及NA用下式表示。

[数1]

$\mathrm{\Δ}=\frac{{n_1}^2-{n_2}^2}{2{n_1}^2}$

[数2]

$\mathrm{NA}=n_1\sqrt{2\mathrm{\Δ}}$

在这里，n₁是纤芯的折射率，n₂是包层的折射率。

为了解决这样的问题，提出使纤芯的折射率分布为α幂函数分布(专利文献5、6)、由折射率不同的多个纤芯构成的多层纤芯光纤(专利文献7)、二层纤芯光纤(专利文献8)等。

专利文献1：日本特开平08-122542号公报

专利文献2：日本专利第2794710号公报

专利文献3：日本专利第2836069号公报

专利文献4：日本专利第3446208号公报

专利文献5：日本特开平08-304638号公报

专利文献6：日本特开2000-214342号公报

专利文献7：日本特开2005-321686号公报

专利文献8：日本特开平10-282353号公报

在具有阶跃型折射率分布的一层纤芯PCF光纤的情况下，只要是满足频带的Δ，就可以增大纤芯直径，但如果纤芯直径(即玻璃直径)增大，则光纤的弯曲容易度(可挠性)降低，在此基础上相对于弯曲的破断概率增加。为此，从寿命的观点出发，要限制纤芯直径。

另一方面，使纤芯的折射率分布为α幂函数分布或为多层纤芯光纤，会使制造条件复杂化。为此，制造成本升高，失去所谓的能廉价制造光纤的以往所具有的优点。

作为解决上述问题点的方法，在专利文献8中提出有二层纤芯结构的光纤。通常在为二层纤芯的情况下，与一层纤芯不同，第二层纤芯的折射率低于第一层，所以根据第一层纤芯直径(a₁)和第二层纤芯直径(a₂)以及第一层相对折射率差(Δ₁)与第二层相对折射率差(Δ₂)的相互关系，决定多模色散的最大值的(成为要因)模式发生变化(这在为1层纤芯结构情况下，与基本模式和最高次模式相当)。

在上述专利文献中，制成由石英玻璃纤芯和聚合物树脂纤芯、以及树脂包层构成的2层纤芯结构，并规定第1纤芯直径和第2纤芯直径之比、及第1纤芯和第2纤芯的折射率差之比、及它们的相互关系。但是，即便是在该文献中记载的条件下，与1层纤芯的情况相比，频带根据情况而变窄，或即便有效果也仅比1层纤芯增加了2成左右的频带，无法充分扩大频带。另外，从NA和纤芯直径、耐弯曲性的观点来看尚未涉及。

最近，与1层纤芯相比，即便频带为同等程度，但为了提高与光源的耦合效率，也需要大口径、高NA的光纤。

发明内容

本发明正是鉴于上述情况而完成的发明，其课题在于，提供频带与1层纤芯光纤相比为同等程度以上且在改善耐弯曲性的同时满足大口径、高NA的要求的塑料和玻璃的光纤。

为了上述课题，本发明提供一种塑料和玻璃的光纤，其具备：由玻璃构成的玻璃纤芯；聚合物纤芯，其设置在该玻璃纤芯的外周、且由折射率比该玻璃纤芯的折射率低的添加了氟的聚合物构成；和聚合物包层，其设置在该聚合物纤芯的外周、且由折射率比该聚合物纤芯的折射率低的聚合物构成；并满足如下的关系：

上述玻璃纤芯的直径a₁在110μm以上200μm以下的范围内，且在将上述玻璃纤芯的直径设为a₁、将上述聚合物纤芯的直径设为a₂时，以X＝a₂ ²/a₁ ²定义的参数X在1.15≤X≤2.9的范围内，

而且，在将上述玻璃纤芯和聚合物纤芯之间的相对折射率差设为Δ₁、将上述聚合物纤芯和聚合物包层之间的相对折射率差设为Δ₂时，用Y＝Δ₂/Δ₁定义的参数Y，如果上述参数X在1.15≤X≤2的范围内，则在0.25≤Y≤0.84X-0.68的范围内，如果上述参数X在2≤X≤2.9的范围内，则在0.48X-0.71≤Y≤-(2/9)X+13/9的范围内，

而且，在将聚合物纤芯的直径设为a₂、将玻璃纤芯的折射率设为n₁、将聚合物纤芯的折射率设为n₂、将聚合物包层的折射率设为n₃时，用 $Z_{2\mathrm{core}}={a_2}^2\mathrm{\π}/4\×\sqrt{\mathrm{}}({n_1}^2-{n_3}^2),,$ $Z_{1\mathrm{core}}={a_1}^2\mathrm{\π}/4\×\sqrt{\mathrm{}}({n_1}^2-{n_2}^2)$ 定义的参数Z_2core、Z_1core之比Z_R＝Z_2core/Z_1core在1.25≤Z_R≤4的范围内。

在本发明的光纤中，优选上述玻璃纤芯和聚合物纤芯之间的相对折射率差Δ₁为1.2％以下。

另外，优选上述参数X为1.8以上。

另外，优选上述参数Y等于1。

另外，优选用(a₂-a₁)/2定义的上述聚合物纤芯的厚度为10μm以上。

发明效果

根据本发明，可以提供一种频带与1层纤芯光纤相比为同等程度以上且改善耐弯曲性的同时满足大口径、高NA的要求的光纤。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式例中光纤的折射率分布的示意图。

图2是表示本发明的光纤中的X、Y值的范围、以及各实施例及比较例中X、Y值的曲线图。

图中标号说明：a₁-玻璃纤芯的直径，a₂-聚合物纤芯的直径，n₁-玻璃纤芯的折射率，n₂-聚合物纤芯的折射率，n₃-聚合物包层的折射率，Δ₁-玻璃纤芯和聚合物纤芯之间的相对折射率差，Δ₂-聚合物纤芯和聚合物包层之间的相对折射率差。

具体实施方式

以下，基于最佳实施方式并参照附图说明本发明。

图1中示意地示出本方式例的光纤的折射率分布。本发明的光纤具备：由玻璃构成的玻璃纤芯；聚合物纤芯，其设置在该玻璃纤芯的外周、且由折射率比该玻璃纤芯的折射率低的添加了氟的聚合物构成；和聚合物包层，其设置在该聚合物纤芯的外周、且由折射率比该聚合物纤芯的折射率低的聚合物构成。

在本发明的光纤中，玻璃纤芯可以由石英玻璃、向石英玻璃中添加了锗等添加物的石英系玻璃、多成分玻璃等构成。其中，在由未添加添加物的石英玻璃构成玻璃纤芯(即石英纤芯)的情况下，可以构成低价且折射率均匀的纤芯，所以优选。

作为构成聚合物纤芯的添加了氟的聚合物，可以从以往用于PCF的添加了氟的聚合物中适当地选择使用。

作为构成聚合物包层的聚合物，除了以往用于PCF的添加了氟的聚合物之外，还可以从各种聚合物中适当地选择使用。优选聚合物包层使用添加了氟的聚合物。

在图1中，a₁是玻璃纤芯的直径，a₂是聚合物纤芯的直径，n₁是玻璃纤芯的折射率，n₂是聚合物纤芯的折射率，n₃是聚合物包层的折射率，Δ₁是玻璃纤芯和聚合物纤芯之间的相对折射率差，Δ₂是聚合物纤芯和聚合物包层之间的相对折射率差。

在这里，相对折射率差Δ₁及Δ₂，与上述Δ的定义式一样，用以下的式子来定义。

[数3]

${\mathrm{\Δ}}_1=\frac{{n_1}^2-{n_2}^2}{2{n_1}^2}$

[数4]

${\mathrm{\Δ}}_2=\frac{{n_2}^2-{n_3}^2}{2{n_2}^2}$

在这些式子中，n₁表示玻璃纤芯的折射率，n₂表示聚合物纤芯的折射率，n₃表示聚合物包层的折射率、它们满足n₁＞n₂＞n₃的关系。

本发明人等进行了潜心研究，其结果，通过适当调整上述参数a₁、a₂、Δ₁、Δ₂，可以在维持传输频带的同时增大NA，发现即便在该条件下也可以将纤芯直径a₁、a₂增大至最大限的最佳关系，以下进行详细说明。

本发明的光纤，其特征在于，满足下述的关系，即，上述玻璃纤芯的直径a₁在110μm以上200μm以下的范围内，

而且，在将上述玻璃纤芯的直径设为a₁、将上述聚合物纤芯的直径设为a₂时，用X＝a₂ ²/a₁ ²定义的参数X在1.15≤X≤2.9的范围内，

而且，在将上述玻璃纤芯和聚合物纤芯之间的相对折射率差设为Δ₁、将上述聚合物纤芯和聚合物包层之间的相对折射率差设为Δ₂时，关于用Y＝Δ₂/Δ₁定义的参数Y，如果上述参数X在1.15≤X≤2的范围内时，则Y在0.25≤Y≤0.84X-0.68的范围内，如果上述参数X在2≤X≤2.9的范围内，则Y在0.48X-0.71≤Y≤-(2/9)X+13/9的范围内，

而且，在将聚合物纤芯的直径设为a₂、将玻璃纤芯的折射率设为n₁、将聚合物纤芯的折射率设为n₂、将聚合物包层的折射率设为n₃时，用 $Z_{2\mathrm{core}}={a_2}^2\mathrm{\π}/4\×\sqrt{\mathrm{}}({n_1}^2-{n_3}^2),$ $Z_{1\mathrm{core}}={a_1}^2\mathrm{\π}/4\×\sqrt{\mathrm{}}({n_1}^2-{n_2}^2)$ 定义的参数Z_2core、Z_1core之比Z_R＝Z_2core/Z_1core在1.25≤Z_R≤4的范围内。

上述参数X及Y用下式来定义。

[数5]

$X=\frac{{a_2}^2}{{a_1}^2}$

[数6]

$Y=\frac{{\mathrm{\Δ}}_2}{{\mathrm{\Δ}}_1}$

就本发明的光纤而言，用X＝a₂ ²/a₁定义的参数X在1.15≤X≤2.9的范围内。在X为该范围外的情况下，频带为1层纤芯的情况同等程度以下的值，未显现出为2层纤芯的效果。

更优选参数X为1.8以上。即，如果在1.8≤X≤2.9的范围内，上述参数Z与1层纤芯相比为2倍以上，所以可以得到足够高的与光源的耦合效果。

如果耦合效率高，连接器所需的加工精度变得宽松，加工成本降低，作为整个系统具有可以以廉价构筑的优点。

进而在本发明的光纤中，用Y＝Δ₂/Δ₁定义的参数Y，相对于参数X满足以下的(i)、(ii)的关系。

(i)在1.15≤X≤2的情况下，0.25≤Y≤0.84X-0.68

(ii)在2≤X≤2.9的情况下，0.48X-0.71≤Y≤-(2/9)X+13/9

通过参数X和Y满足上述关系，在该范围内的所有条件中，具有2层纤芯结构的光纤，与1层纤芯的情况相比，可以得到频带、NA、纤芯直径所有均出色的光纤。

需要说明的是，为了便于参数X、Y满足(i)、(ii)的关系范围的理解，在图2中用细实线示出该范围的边界线。

在X和Y满足上述(i)、(ii)的关系时，Y的值在0.25≤Y≤1的范围内。当Y在该范围外时，频带与1层纤芯的情况相比为同等程度以下的值，不会显现出为2层纤芯的效果。

另外，进一步优选Y＝1。如果X和Y满足上述(i)、(ii)的关系，则在X＝2时，Y＝1。如此，在维持频带的同时NA为最大值(1.4倍左右)，所以可以得到与光源的足够高的耦合效率。

如果耦合效率高，连接器所需的加工精度变得宽松，所以加工成本降低，作为系统整体具有可以以廉价构筑的优点。

在本发明的光纤中，优选玻璃纤芯和聚合物纤芯之间的相对折射率差Δ₁为1.2％以下。通过使Δ₁在该范围内，频带成为20MHz·km以上，作为短距离用光纤，可以得到足够高的频带。

在本发明的光纤中，玻璃纤芯的直径a₁为110μm以上200μm以下。在玻璃纤芯直径a₁低于110μm的情况下，作为2层纤芯光纤在特性上没有特别问题。但是，能够将具有Z与该2层纤芯光纤同样的纤芯直径的1层纤芯光纤，设计成玻璃纤芯直径为200μm以下，即便是1层纤芯光纤，也能充分确保针对弯曲的寿命，可以得到2层纤芯的优点。另一方面，如果玻璃纤芯直径a₁超过200μm，则不限于1层纤芯，即便是2层纤芯，针对弯曲的寿命也大大降低，所以不优选。在2层纤芯光纤中，只要玻璃纤芯直径a₁为110μm以上200μm以下，就可以边较大地维持Z参数，边使玻璃纤芯直径从针对弯曲的寿命的观点来看在优选范围内。

在本发明的光纤中，优选聚合物纤芯的厚度为10μm以上。在这里，聚合物纤芯的厚度用(a₂-a₁)/2来定义。在聚合物纤芯的厚度低于10μm的情况下，很难在制造光纤时将聚合物纤芯相对于玻璃纤芯的偏心量调节得较小(成为同心圆状)，无法实现。但是，通过使聚合物纤芯的厚度为10μm以上，容易将偏心量调节得较小，制造性提高。

在本发明的光纤中，在将聚合物纤芯的直径设为a₂、将玻璃纤芯的折射率设为n₁、将聚合物纤芯的折射率设为n₂、将聚合物包层的折射率设为n₃时，用 $Z_{2\mathrm{core}}={a_2}^2\mathrm{\π}/4\×\sqrt{\mathrm{}}({n_1}^2-{n_3}^2),$ $Z_{1\mathrm{core}}={a_1}^2\mathrm{\π}/4\×\sqrt{\mathrm{}}({n_1}^2-{n_2}^2)$ 定义的参数Z_2core、Z_1core之比Z_R＝Z_2core/Z_1core处于1.25≤Z_R≤4的范围内。

如果该参数Z_R的值不在上述范围内，不会产生2层纤芯结构的优点，而且如果与参数X及Y一起，该参数Z_R的值在上述范围内，可以实现破断概率的提高、NA的提高、频带的提高。

实施例

以下，通过实施例对本发明进行具体说明。

如表1所示，使直径a₁的石英玻璃(折射率n₁＝1.457)为玻璃纤芯，在其外周形成直径a₂的聚合物纤芯，进而在其外周形成聚合物包层，来试制光纤。聚合物纤芯及聚合物包层应用了分别对折射率(n₂、n₃)进行了调整的添加了氟的聚合物，得到具有所需的相对折射率差Δ₁、Δ₂的光纤。试制的光纤为实施例1～12及比较例1～7中记载的共19种。

图2中用细实线示出本发明的光纤中X、Y的值的范围，进而用符号示出各实施例及比较例中的X、Y的值。

关于这些试制的各实施例及比较例涉及的光纤，算出参数X、Y、Z的值，另外，求出NA及频带。

进而，为了与具有折射率n₁的玻璃纤芯和折射率n₂的聚合物包层且相对折射率差Δ等于Δ₁的1层纤芯结构的光纤进行比较，求出NA比、Z_R、1层纤芯设计纤芯直径、频带比、估计破断概率、1层纤芯估计破断概率，进行各光纤的评价。将它们的结果示于表1及表2。

关于估计破断概率，在玻璃纤芯直径a₁为200μm以下的情况下评价为“○”，在a₁超过200μm的情况下评价为“×”。

表1

	a1[μm]	a2[μm]	n1	n2	n3	Δ1[％]	Δ2[％]	NA1	NA2	NA3	NA比	X	Y	Z	ZR
																实施例1	200	283	1.457	1.439	1.429	1.2	0.69	0.23	0.17	0.28	1.25	2.0	0.6	17881	2.49
实施例2	200	219	1.457	1.439	1.435	1.2	0.28	0.23	0.11	0.25	1.10	1.2	0.23	9501	1.32
																实施例3	200	283	1.457	1.439	1.435	1.2	0.28	0.23	0.11	0.25	1.10	2.0	0.23	15866	2.21
实施例4	200	341	1.457	1.439	1.427	1.2	0.83	0.23	0.19	0.29	1.29	2.9	0.7	25863	3.75
																实施例5	200	283	1.457	1.439	1.422	1.2	1.2	0.23	0.22	0.32	1.39	2.0	1.0	19967	2.78
实施例6	200	245	1.457	1.439	1.431	1.2	0.55	0.23	0.15	0.27	1.20	1.5	0.5	12918	1.80
																实施例7	200	283	1.457	1.445	1.434	0.8	0.76	0.19	0.18	0.26	1.38	2.0	0.9	16220	2.77
实施例8	200	283	1.457	1.436	1.416	1.4	1.4	0.25	0.24	0.34	1.39	2.0	1.0	21589	2.79
																实施例9	200	268	1.457	1.413	1.383	3.0	2.10	0.36	0.29	0.46	1.29	1.8	0.7	25860	2.32
实施例10	200	253	1.457	1.413	1.391	3.0	1.54	0.38	0.25	0.43	1.22	1.6	0.5	21796	1.95
																实施例11	110	187	1.457	1.413	1.378	3.0	2.45	0.36	0.31	0.47	1.33	2.9	0.8	12998	3.85
实施例12	150	255	1.457	1413	1.378	3.0	2.45	0.23	0.31	0.47	1.33	2.9	0.8	24169	3.85
																比较例1	200	-	1.457	1.439	-	1.2	-	0.23	-	-	-	-	-	-	1.0
比较例2	200	210	1.457	1.439	1.436	1.2	0.21	0.23	0.09	0.25	1.08	1.1	0.2	8537	1.19
																比较例3	200	283	1.457	1.439	1.436	1.2	0.21	0.23	0.09	0.25	1.08	2.0	0.2	15504	2.16
比较例4	200	346	1.457	1.439	1.426	1.2	0.90	0.23	0.19	0.30	1.31	3.0	0.7	28100	3.92
																比较例5	200	283	1.457	1.439	1.419	1.2	1.38	0.23	0.24	0.33	1.45	2.0	1.1	20795	2.90
比较例6	250	-	1.457	1.413	-	3.0	-	0.36	-	-	-	-	-	-	1.00
																比较例7	300	-	1.457	1.413	-	3.0	-	0..36	-	-	-	-	-	-	1.00

表2

	一层纤芯设计纤芯直径[μm]	频带[MHz·km]	频带比	估计破断概率(○或×)	一层纤芯估计破断概率
						实施例1	317	24.4	1.22	○	×
实施例2	231	20.8	1.04	○	×
						实施例3	299	20.3	1.01	○	×
实施例4	388	20.0	1.00	○	×
						实施例5	335	20.1	1.00	○	×
实施例6	271	25.0	1.25	○	×
						实施例7	336	30.6	1.00	○	×
实施例8	335	17.3	1.00	○	×
						实施例9	304	9.43	1.20	○	×
实施例10	279	9.93	1.26	○	×
						实施例11	216	7.88	1.00	○	×
实施例12	294	7.88	1.00	○	×
						比较例1	200	20.0	-	○	○
比较例2	219	19.0	0.95	○	×
						比较例3	296	19.5	0.97	○	×
比较例4	400	19.8	0.99	○	×
						比较例5	343	17.6	0.88	○	×
比较例6	250	7.88	-	×	×
						比较例7	300	7.88	-	×	×

在这里，所谓NA比、Z_R及频带比，是对玻璃纤芯的直径及折射率等于2层纤芯光纤的玻璃纤芯的直径a₁及折射率n₁且聚合物包层的折射率等于2层纤芯光纤的聚合物纤芯的折射率n₂的1层纤芯光纤(该1层纤芯光纤的相对折射率差Δ等于2层纤芯光纤的Δ₁。)求出的NA、Z及频带之比(即，用[针对2层纤芯光纤的值]/[针对1层纤芯光纤的值]表示比)。如果这些比值大于1，示出2层纤芯光纤比1层纤芯光纤出色。

所谓1层纤芯设计纤芯直径，是在玻璃纤芯的折射率大于2层纤芯光纤的玻璃纤芯的折射率n₁且聚合物包层的折射率等于2层纤芯光纤的聚合物纤芯的折射率n₂的1层纤芯光纤(该1层纤芯光纤的相对折射率差Δ等于2层纤芯光纤的Δ₁。)中，按照使参数Z值等于2层纤芯光纤的Z值的方式改变玻璃纤芯直径而进行设计时的该1层纤芯光纤的玻璃纤芯直径。

另外，所谓1层纤芯的估计破断概率，是对具有上述的1层纤芯设计纤芯直径的1层纤芯光纤求出的估计破断概率，将1层纤芯设计纤芯直径为200μm以下的情况评价为“○”，将1层纤芯设计纤芯直径超过200μm的情况评价为“×”。

以下详细说明结果。

实施例1～6是将玻璃纤芯直径a₁固定为200μm、Δ₁固定为1.2％且按照使X、Y、Z_R的值处于规定范围内的方式选择聚合物纤芯直径a₂及Δ₂的2层纤芯光纤。在这些2层纤芯光纤中，NA比为1.10～1.39，Z_R为1.32～3.75，频带比为1～1.22，可知比1层纤芯光纤出色。

另一方面，比较例1是玻璃纤芯直径a₁为200μm、Δ₁为1.2％的1层纤芯光纤，比较例2～5是将玻璃纤芯直径a₁固定为200μm、Δ₁固定为1.2％且按照使X及Y的值处于规定范围内的方式选择聚合物纤芯直径a₂及Δ₂的2层纤芯光纤。由于比较例1是1层纤芯光纤，所以NA比、Z_R及频带比均为1。另外，在比较例2～5的2层纤芯光纤中，NA比和Z_R为1以上，但频带比低于1，可知与1层纤芯光纤相比频带减小。

根据以上，可以说如果参数X、Y、Z_R的值在本发明中不处于特定的范围内，就不会产生作为2层纤芯结构的优点。另外，可知如果参数X、Y、Z_R的值在本发明中处于特定的范围内，则破断概率、NA、频带就会增加。

接着，对仅仅是Δ不同而不改变X、Y的值的实施例5、7、8进行说明。由于Y＝1，所以均为Δ₁＝Δ₂，但在实施例5中为1.2％，在实施例7中为0.8％，在实施例8中为1.4％。关于这三个实施例，NA比、Z_R、频带比均为1以上。另外可知，在实施例5和7中，频带为20MHz·km以上，成为宽频带的光纤，与此相对，在实施例8中，频带低于20MHz·km。所以，在Δ₁为1.2％以下的情况下，频带宽，示出更良好的特性。

另外可知，关于Y值，如果比较实施例1～6，则在Y＝1的实施例5中，Δ₁＝Δ₂，与Y＜1的情况相比，NA成为最大，所以NA比也成为最大。

进而可知，关于X值，如果比较实施例9、10，则在X＝1.8的实施例9中，Z_R为2以上，但在X＝1.6的实施例10中，Z比低于2。由此可知，只要X为1.8以上，则Z_R为2以上，可以充分发挥2层纤芯结构的优点。

进而，关于已使玻璃纤芯直径a₁减小的实施例11、12，通过使其为2层纤芯结构，NA比、Z_R、频带比当然为1以上。关于1层纤芯设计的纤芯直径，根据实施例11，2层纤芯结构的玻璃纤芯直径为110μm，与此相对，就得到相等Z值的1层纤芯结构而言，玻璃纤芯直径有必要为216μm。在该情况下，就1层纤芯结构而言，针对弯曲的光纤的破断概率降低。也就是说，在2层纤芯结构中，即便是小曲率半径也会得到足够的可靠性，但在1层纤芯结构中，如果减小曲率半径，则破断的概率升高，无法减小曲率半径来使用，所以可以说从耐弯曲性的观点出发不优选。比较例6、7及其他实施例也示出同样的情况。

如以上的说明所示，关于2层纤芯光纤，如果玻璃纤芯直径a₁为110μm以上200μm以下，则与具有同等Z的1层纤芯光纤相比，可以得到耐弯曲性足够出色的高可靠性的光纤，进而，通过使参数X、Y、Z_R在本发明中为特定的范围内，与1层纤芯光纤相比，可以得到NA、Z、频带均出色的光纤。

进而，通过使Δ₁为1.2％以下，频带也增宽，可以得到更好的特性。

进而，通过使X的值为1.8以上，Z_R成为2倍以上，可以充分发挥2层纤芯结构的优点。

进而，通过使其为Y＝1，则成为最大的NA，可以进一步提高光源的耦合效率。

工业上的可利用性

本发明的光纤，特别适合用作在家庭内LAN、办公室LAN、车载通信等短距离光通信中使用的光纤。

Claims (5)

1.一种塑料和玻璃的光纤，该光纤具备：由玻璃构成的玻璃纤芯；聚合物纤芯，其设置在该玻璃纤芯的外周、且由折射率比该玻璃纤芯的折射率低的添加了氟的聚合物构成；和聚合物包层，其设置在该聚合物纤芯的外周、且由折射率比该聚合物纤芯的折射率低的聚合物构成；并满足如下的关系：

上述玻璃纤芯的直径a₁在110μm以上200μm以下的范围内，且在将上述玻璃纤芯的直径设为a₁、将上述聚合物纤芯的直径设为a₂时，以X＝a₂ ²/a₁ ²定义的参数X在1.2≤X≤2.9的范围内，

而且，在将上述玻璃纤芯和聚合物纤芯之间的相对折射率差设为Δ₁、将上述聚合物纤芯和聚合物包层之间的相对折射率差设为Δ₂时，用Y＝Δ₂/Δ₁定义的参数Y，如果上述参数X在1.2≤X≤2的范围内，则在0.25≤Y≤0.84X-0.68的范围内，如果上述参数X在2≤X≤2.9的范围内，则在0.48X-0.71≤Y≤-(2/9)X+13/9的范围内，

而且，在将聚合物纤芯的直径设为a₂、将玻璃纤芯的折射率设为n₁、将聚合物纤芯的折射率设为n₂、将聚合物包层的折射率设为n₃时，用 $Z_{2\mathrm{core}}=\frac{a_2^2\mathrm{\π}\×\sqrt{(n_1^2-n_3^2)}}{4},$ $Z_{1\mathrm{core}}=\frac{a_1^2\mathrm{\π}\×\sqrt{(n_1^2-n_2^2)}}{4}$ 定义的参数Z_2core、Z_1core之比Z_R＝Z_2core/Z_1core在1.25≤Z_R≤4的范围内，

所述玻璃纤芯和聚合物纤芯之间的相对折射率差Δ₁为1.2％以下。

2.根据权利要求1所述的塑料和玻璃的光纤，其中，

所述参数X为1.8以上。

3.根据权利要求1或者2所述的塑料和玻璃的光纤，其中，

所述参数Y等于1。

4.根据权利要求1或者2所述的塑料和玻璃的光纤，其中，

用(a₂-a₁)/2定义的所述聚合物纤芯的厚度为10μm以上。

5.根据权利要求3所述的塑料和玻璃的光纤，其中，

用(a₂-a₁)/2定义的所述聚合物纤芯的厚度为10μm以上。

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