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JP2005084202A - Plastic holey fiber and manufacturing method thereof - Google Patents

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JP2005084202A
JP2005084202A JP2003313982A JP2003313982A JP2005084202A JP 2005084202 A JP2005084202 A JP 2005084202A JP 2003313982 A JP2003313982 A JP 2003313982A JP 2003313982 A JP2003313982 A JP 2003313982A JP 2005084202 A JP2005084202 A JP 2005084202A
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Abstract


【課題】 様々な光ファイバの使用状態に対応できるプラスチックホーリーファイバとその製造方法を提供する。
【解決手段】 コア11近傍のクラッド12にファイバ長手方向に延びる空孔13を有するプラスチックホーリーファイバ10において、径の異なる複数の空孔13を形成したものである。
【選択図】 図1


PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plastic holey fiber capable of dealing with various usage conditions of an optical fiber and a manufacturing method thereof.
In a plastic holey fiber 10 having a hole 13 extending in a fiber longitudinal direction in a clad 12 near a core 11, a plurality of holes 13 having different diameters are formed.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、コア近傍のクラッドに多数の空孔を備えたプラスチックホーリーファイバ及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a plastic holey fiber having a large number of holes in a cladding in the vicinity of a core and a method for manufacturing the same.

大容量、高速な通信を可能とする光ファイバは光通信ネットワークを構築する上で欠くことのできないものであるが、将来の光通信ネットワークにおける光信号の高速化、大容量化された光ファイバが要求されており、現在、この要求を満たす新たな光ファイバとしてフォトニッククリスタル光ファイバ(PCF:Photonic Crystal Fiber)が注目されている。   Optical fibers that enable high-capacity and high-speed communication are indispensable for the construction of optical communication networks. However, high-speed optical signals and large-capacity optical fibers in future optical communication networks Currently, a photonic crystal fiber (PCF) is attracting attention as a new optical fiber that satisfies this requirement.

PCFは、コアを覆うクラッド内に屈折率の周期構造であるフォトニック結晶構造を備えたものであり、具体的には、蜂の巣のようなハニカム構造の空間をクラッドに設けることで、光の禁制帯であるフォトニックバンドギャップ(PBG:Photonic Band Gap )を発生させたものである。例えば、非特許文献1では、PBG構造を導波原理とするPCFについて示されている。また、非特許文献2では、PBG構造を導波原理とする中空コアのPCFについて示されており、この中空コアのPCFは、光が伝搬するコアに石英媒質がないため損失の主要因となるレーリー散乱が非常に小さくなる超低損失ファイバの可能性を有するものである。また、特許文献1に示されるように、中空コアのPCFは、0.01dB/km程度の低損失化が期待できる。   PCF has a photonic crystal structure, which is a periodic structure of refractive index, in the clad covering the core. Specifically, by providing a space of a honeycomb structure such as a honeycomb in the clad, light is forbidden. This is a photonic band gap (PBG) that is a band. For example, Non-Patent Document 1 shows a PCF having a PBG structure as a waveguide principle. Further, Non-Patent Document 2 shows a hollow core PCF having a PBG structure as a wave guiding principle, and this hollow core PCF is a main factor of loss because there is no quartz medium in the core through which light propagates. It has the potential for an ultra-low loss fiber with very low Rayleigh scattering. Further, as shown in Patent Document 1, the PCF of the hollow core can be expected to have a low loss of about 0.01 dB / km.

一方、最近では、PCFのような完全なPBG構造を有するものではないが、従来のガラス組成の違いにより比屈折率差を持たせた光ファイバのコア近傍クラッドに空孔を形成し、クラッドの実効的な屈折率を下げて、コアとクラッド間の比屈折率差を拡大することで、従来得られなかった特性を有するホーリーファイバが提案されている。例えば、非特許文献3に示すように、通常のシングルモードファイバの構造を有するファイバのコア近傍クラッド内に4つの空孔を設け、コアとクラッド間の実効的な比屈折率差を拡大することで、0.8μm帯に零分散とシングルモード動作があるホーリーファイバが報告されている。   On the other hand, recently, although it does not have a complete PBG structure like PCF, a hole is formed in the cladding near the core of an optical fiber having a relative refractive index difference due to a difference in the glass composition of the related art. A holey fiber having characteristics that could not be obtained in the past has been proposed by reducing the effective refractive index and expanding the relative refractive index difference between the core and the clad. For example, as shown in Non-Patent Document 3, four voids are provided in the cladding near the core of a fiber having an ordinary single mode fiber structure to increase the effective relative refractive index difference between the core and the cladding. A holey fiber having zero dispersion and single mode operation in the 0.8 μm band has been reported.

これまでのホーリーファイバは、石英ガラスを材質としており、石英ガラスロッドに機械的な穴あけ加工を施し、それを所定のファイバ径に線引する製造方法であった。これに対し、製造コストの低減や可撓性の向上を目的として、プラスチックホーリーファイバが提案されている。プラスチックホーリーファイバの製造方法の一例として、コアとクラッドの複合押出形成を一貫して行い、クラッドを形成する押出ノズル内に穴形成用のピンが配置されている装置を用いて製造する方法がある。   The conventional holey fiber is made of quartz glass, and is a manufacturing method in which a quartz glass rod is subjected to mechanical drilling and drawn to a predetermined fiber diameter. In contrast, plastic holey fibers have been proposed for the purpose of reducing manufacturing costs and improving flexibility. As an example of a method for producing a plastic holey fiber, there is a method of producing by using an apparatus in which a core and a clad are integrally formed by extrusion and a pin for forming a hole is arranged in an extrusion nozzle for forming the clad. .

特許3072842号公報Japanese Patent No. 3072842 ナイト(J.C.Knight)等,「フォトニック バンド ギャップ ガイダンス イン オプティカル ファイバ(Photonic Band Gap Guidance in Optical Fibers)」,サイエンス(Science),(米国),1998年11月20日,第282号,p.1476−1478J. C. Knight et al., “Photonic Band Gap Guidance in Optical Fibers”, Science, (USA), November 20, 1998, No. 282, p. 1476-1478 クレガン(R.F.Cregan)等,「シングルモード フォトニック バンド ギャップ ガイダンス オブ ライト イン エア(Single-Mode Photonic Band Gap Guidance of Light in Air)」,サイエンス(Science),(米国),1999年9月3日,第285号,p.1537−1539"Cregan (RFCregan) et al.," Single-Mode Photonic Band Gap Guidance of Light in Air "", Science, (USA), September 3, 1999, No. 285, p. 1535-1539 長谷川等,「ノベル ホールアシステド ライトガイド ファイバ イグジビティング ラージ アノマラス ディスパージョン アンド ロス ビロウ 1dB/km(Novel hole-assisted lightguide fiber exhibiting large anomalous dispersion and loss below 1 dB/km)」,オーエフシー ポストデッドライン ペーパー(OFC Postdeadline Papers),(米国),2001年3月22日,p.PD5-1-PD5-3Hasegawa et al., “Novel hole-assisted lightguide fiber exhibiting large anomalous dispersion and loss below 1 dB / km”, OFC post deadline Paper (OFC Postdeadline Papers), (USA), March 22, 2001, p.PD5-1-PD5-3

様々なファイバ特性のニーズに応えるためには、空孔の位置や大きさの異なるプラスチックホーリーファイバが必要となる。つまり、零分散や偏波面保持、曲げ損失の低減化等の多様な特性が要求される。   In order to meet the needs of various fiber characteristics, plastic holey fibers having different hole positions and sizes are required. That is, various characteristics such as zero dispersion, polarization plane maintenance, and reduction of bending loss are required.

しかしながら、従来の製造方法では、異なる空孔を有するホーリーファイバを製造するには、空孔の大きさを決定するピンを取り換える作業が必要となり、その度に洗浄や段取り時間が多くかかり、作業性が悪くコストアップにつながるという問題点がある。   However, in the conventional manufacturing method, in order to manufacture a holey fiber having different holes, it is necessary to replace a pin that determines the size of the hole, which requires a lot of cleaning and setup time each time. There is a problem that it leads to cost increase.

また、従来のプラスチックからなるホーリーファイバの空孔は、ファイバ長手方向で全て同じ大きさで形成されており、そのようなプラスチックホーリーファイバは、多様な使用状態に対応できていない。   Moreover, the holes of the conventional holey fiber made of plastic are all formed in the same size in the longitudinal direction of the fiber, and such plastic holey fiber cannot cope with various usage conditions.

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、様々な光ファイバの使用状態に対応できるプラスチックホーリーファイバとその製造方法を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a plastic holey fiber that can solve the above-described problems and can be used in various usage states of optical fibers, and a method for manufacturing the same.

上記目的を達成するために、請求項1の発明は、コア近傍のクラッドにファイバ長手方向に延びる空孔を有するプラスチックホーリーファイバにおいて、径の異なる複数の空孔を形成したプラスチックホーリーファイバである。   In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is a plastic holey fiber having a plurality of holes having different diameters in a plastic holey fiber having holes extending in a fiber longitudinal direction in a cladding near a core.

請求項2の発明は、コア近傍のクラッドにファイバ長手方向に延びる複数の空孔を有するプラスチックホーリーファイバにおいて、ファイバ長手方向で径が異なる空孔を形成したプラスチックホーリーファイバである。   The invention of claim 2 is a plastic holey fiber having a plurality of holes extending in the fiber longitudinal direction in a clad near the core, wherein holes having different diameters in the fiber longitudinal direction are formed.

請求項3の発明は、上記空孔は、ファイバ長手方向で径の異なる請求項1記載のプラスチックホーリーファイバである。   The invention according to claim 3 is the plastic holey fiber according to claim 1, wherein the holes have different diameters in the fiber longitudinal direction.

請求項4の発明は、コアをポリメチルメタクリレートで形成する共に、クラッドをフッ素系樹脂で形成する請求項1〜3いずれかに記載のプラスチックホーリーファイバである。   The invention of claim 4 is the plastic holey fiber according to any one of claims 1 to 3, wherein the core is made of polymethylmethacrylate and the clad is made of a fluororesin.

請求項5の発明は、コア材押出ノズルの下方にコア材押出ノズルから押し出されたコアを包囲するようクラッド材が注入されるクラッド材押出ノズルを設け、そのコア材押出ノズルからコア材を供給すると共に、クラッド材押出ノズルからクラッド材を供給し、かつ、コアの近傍のクラッドにファイバ長手方向に延びる複数の空孔を形成するプラスチックホーリーファイバの製造方法において、上記コア材押出ノズルの下部にクラッド材押出ノズル内のクラッドノズル孔に延びる空孔形成用ピンパイプを複数本、コアノズル孔の出口部を包囲するように配置すると共に、コア材押出ノズルに上記ピンパイプに気体を供給する送風孔を形成し、上記コア押出ノズルからクラッドノズル孔内に押し出されたコアに、コアの周囲にピンパイプで空孔を形成しつつ、クラッド材を包囲させて押し出してプラスチックホーリーファイバを製造し、かつ、形成する空孔の径に合わせて、上記送風孔に供給する気体の圧力を調節するプラスチックホーリーファイバの製造方法である。   According to a fifth aspect of the present invention, a cladding material extrusion nozzle into which a cladding material is injected is provided below the core material extrusion nozzle so as to surround the core extruded from the core material extrusion nozzle, and the core material is supplied from the core material extrusion nozzle. And a plastic holey fiber manufacturing method in which a clad material is supplied from a clad material extrusion nozzle and a plurality of holes extending in the longitudinal direction of the fiber are formed in the clad near the core. A plurality of hole forming pin pipes extending to the clad nozzle hole in the clad material extrusion nozzle are arranged so as to surround the outlet part of the core nozzle hole, and a blower hole for supplying gas to the pin pipe is formed in the core material extrusion nozzle Then, the core extruded from the core extrusion nozzle into the clad nozzle hole is pierced with a pin pipe around the core. A plastic holey fiber manufacturing method in which a clad material is surrounded and extruded to produce a plastic holey fiber, and the pressure of the gas supplied to the blow hole is adjusted according to the diameter of the hole to be formed. is there.

本発明によれば、空孔の径や大きさを簡便かつ自在に形成し、様々な特性をもつプラスチックホーリーファイバを製造できるといった優れた効果を発揮するものである。   According to the present invention, the hole diameter and size can be easily and freely formed, and an excellent effect that a plastic holey fiber having various characteristics can be produced is exhibited.

以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。   Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1に本実施の形態のプラスチックホーリーファイバ10の断面図を示す。   FIG. 1 shows a cross-sectional view of a plastic holey fiber 10 of the present embodiment.

プラスチックホーリーファイバ10は、透明性に優れたポリメチルメタクリレート(PMMA)からなるコア11と、そのコア11の周囲に屈折率がコア11よりも僅かに小さいフッ素系樹脂からなるクラッド12とで構成され、コア11近傍のクラッド12には、コア11を中心とした円周上に等間隔に円形の空孔13が8個形成されている。空孔13はファイバ軸方向に沿って同じ断面を有しており、コア11に対して向かい合った2個の空孔13aが他の6個の空孔13bよりその直径が大きく形成されている。   The plastic holey fiber 10 includes a core 11 made of polymethyl methacrylate (PMMA) having excellent transparency, and a clad 12 made of a fluorine resin having a refractive index slightly smaller than that of the core 11 around the core 11. In the clad 12 near the core 11, eight circular holes 13 are formed at equal intervals on the circumference around the core 11. The holes 13 have the same cross section along the fiber axis direction, and the two holes 13a facing the core 11 are formed larger in diameter than the other six holes 13b.

コア11の直径は0.2mm、クラッド12の外径は1mm、クラッド12を覆うジャケット14の外径は2mm、空孔13aの直径は80μm、空孔13bの直径は30μmである。   The diameter of the core 11 is 0.2 mm, the outer diameter of the clad 12 is 1 mm, the outer diameter of the jacket 14 covering the clad 12 is 2 mm, the diameter of the air holes 13 a is 80 μm, and the diameter of the air holes 13 b is 30 μm.

本実施の形態に係るプラスチックホーリーファイバ10は、コアにポリメチルメタクリレート、クラッドにフッ素系樹脂を用いたが、これに限らず、コアまたはクラッドには他の有機系材料を用いてもよい。また、空孔13の配列位置、数量及び空孔径はこれに限定されるものではない。また、大きい径の空孔または小さい径の空孔の数は限定されず、径の大きさの種類も2種類に限定されるものではない。   In the plastic holey fiber 10 according to the present embodiment, polymethyl methacrylate is used for the core and fluorine-based resin is used for the clad. However, the present invention is not limited thereto, and other organic materials may be used for the core or the clad. Further, the arrangement position, quantity, and hole diameter of the holes 13 are not limited thereto. Further, the number of large-diameter holes or small-diameter holes is not limited, and the types of diameters are not limited to two.

次に、本実施の形態のプラスチックホーリーファイバ10の製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method of the plastic holey fiber 10 of this Embodiment is demonstrated.

図3は、プラスチックホーリーファイバ10の製造工程を示す断面図である。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the plastic holey fiber 10.

プラスチックホーリーファイバ製造装置30は、主に、コア材移送部31とクラッド材移送部32とファイバ形成部33とから構成される。コア材移送部31は、ファイバ形成部33を構成するコア材押出ノズル35に結合し、コア用材料を送り流すスクリュー36と、そのスクリュー36の駆動装置であるモータ37とを有し、コア材移送部31の上流部には、コア用樹脂タンク38が連結されている。同様に、クラッド材移送部32は、ファイバ形成部33を構成するクラッド材押出ノズル39に結合し、コア用材料を送り流すスクリュー40と、そのスクリュー40の駆動装置であるモータ41とを有し、クラッド材移送部32の上流部には、クラッド用樹脂タンク42が連結されている。コア用樹脂タンク38には、コア用材料であるPMMAが溜められ、クラッド用樹脂タンク42にはクラッド用材料であるフッ素系樹脂が溜められている。ファイバ形成部33の下方には、ファイバ形成部33で形成されたプラスチックホーリーファイバ10を巻き取る巻取器34が配置されている。   The plastic holey fiber manufacturing apparatus 30 mainly includes a core material transfer unit 31, a clad material transfer unit 32, and a fiber forming unit 33. The core material transfer section 31 includes a screw 36 that is coupled to a core material extrusion nozzle 35 that constitutes the fiber forming section 33 and feeds the core material, and a motor 37 that is a drive device for the screw 36. A core resin tank 38 is connected to the upstream portion of the transfer unit 31. Similarly, the clad material transfer unit 32 includes a screw 40 that is coupled to the clad material extrusion nozzle 39 constituting the fiber forming unit 33 and feeds the core material, and a motor 41 that is a drive device for the screw 40. A clad resin tank 42 is connected to the upstream portion of the clad material transfer section 32. The core resin tank 38 stores PMMA, which is a core material, and the cladding resin tank 42 stores fluorine-based resin, which is a cladding material. A winder 34 that winds up the plastic holey fiber 10 formed by the fiber forming portion 33 is disposed below the fiber forming portion 33.

ここで、図4にファイバ形成部33の拡大断面図を示す。   Here, FIG. 4 shows an enlarged cross-sectional view of the fiber forming portion 33.

ファイバ形成部33は、コア材押出ノズル35とクラッド材押出ノズル39からなり、コア材押出ノズル35とクラッド材押出ノズル39とは、ノズルホルダ43で接合されている。   The fiber forming unit 33 includes a core material extrusion nozzle 35 and a clad material extrusion nozzle 39, and the core material extrusion nozzle 35 and the clad material extrusion nozzle 39 are joined by a nozzle holder 43.

コア材押出ノズル35には、コア材移送部31から流入されたコア材を押し出すコアノズル孔44が形成されている。コアノズル孔44は、コア材移送部31の下端に結合する押出室45と、押出室45の下端に結合し、押出室45より径の小さい中間部46と、中間部46の下端に結合し、中間部46の径より小さく、形成するファイバのコア径と同じ大きさの出口部47とからなる。   The core material extruding nozzle 35 is formed with a core nozzle hole 44 for extruding the core material flowing in from the core material transfer section 31. The core nozzle hole 44 is coupled to the lower end of the extrusion chamber 45, the extrusion chamber 45 coupled to the lower end of the core material transfer section 31, the middle portion 46 having a smaller diameter than the extrusion chamber 45, and the lower end of the intermediate portion 46, The outlet portion 47 is smaller than the diameter of the intermediate portion 46 and has the same size as the core diameter of the fiber to be formed.

クラッド材押出ノズル39には、クラッド材移送部32から流入されたクラッド材を押し出すクラッドノズル孔48が形成されている。クラッドノズル孔48は、コアノズル孔44の出口部47を包囲するように形成され、クラッド材移送部32にクラッド材流路49を介して結合する流入室50と、流入室50の下方に結合した縮径部51と、縮径部51の下端に結合し、縮径部51の径より小さく、形成するファイバの外径と同じ大きさの出口部52とからなる。   The clad material extrusion nozzle 39 is formed with a clad nozzle hole 48 for extruding the clad material flowing from the clad material transfer section 32. The clad nozzle hole 48 is formed so as to surround the outlet portion 47 of the core nozzle hole 44, and is coupled to the clad material transfer unit 32 via the clad material flow path 49, and coupled to the lower side of the inflow chamber 50. It consists of a reduced diameter portion 51 and an exit portion 52 that is coupled to the lower end of the reduced diameter portion 51 and is smaller than the diameter of the reduced diameter portion 51 and has the same size as the outer diameter of the fiber to be formed.

さらに、クラッドノズル孔48には、ファイバに空孔を形成するための複数のピンパイプ53が設けられている。ピンパイプ53は、クラッドノズル孔48にコアノズル孔44の出口部47を包囲するよう同心円状に等間隔に配置されており、全てのピンパイプ53の径は同じ大きさである。コア材押出ノズル35には、ピンパイプ53に気体を供給するための気体送風孔54が各ピン毎に連結されている。   Further, the clad nozzle hole 48 is provided with a plurality of pin pipes 53 for forming holes in the fiber. The pin pipes 53 are concentrically arranged at equal intervals so as to surround the outlet part 47 of the core nozzle hole 44 in the clad nozzle hole 48, and all the pin pipes 53 have the same diameter. A gas blowing hole 54 for supplying gas to the pin pipe 53 is connected to the core material extrusion nozzle 35 for each pin.

本実施の形態では、プラスチックホーリーファイバ10に形成する空孔の数が8個であるため、ピンパイプ53の数を8本設けるが、これに限らず、ピンパイプ53の数は所望の空孔数と同じ数だけ配置すればよい。また、図には示していないが、各気体送風孔54には、ガスを流入させ、気体送風孔54内の圧力を調整できる装置がそれぞれ接続されている。   In the present embodiment, since the number of holes formed in the plastic holey fiber 10 is eight, the number of pin pipes 53 is eight. However, the number of pin pipes 53 is not limited to this, and the number of pin pipes 53 is equal to the desired number of holes. The same number may be arranged. Although not shown in the drawing, each gas blower hole 54 is connected to a device that allows gas to flow in and adjusts the pressure in the gas blower hole 54.

コア用樹脂タンク38にあるコア用材料であるPMMAは、コア材移送部31のスクリュー36でコアノズル孔44に送り出される。PMMAはコアノズル孔44内で、押出室45、中間部46、出口部47に押し出され、コア11が形成される。このとき、コアノズル孔44の出口部47の径がコア11の径となる。   PMMA which is a core material in the core resin tank 38 is sent out to the core nozzle hole 44 by the screw 36 of the core material transfer unit 31. PMMA is extruded into the extrusion chamber 45, the intermediate part 46, and the outlet part 47 in the core nozzle hole 44 to form the core 11. At this time, the diameter of the outlet 47 of the core nozzle hole 44 becomes the diameter of the core 11.

また、クラッド用樹脂タンク42にあるクラッド材料であるフッ素系樹脂は、クラッド材移送部32のスクリューでクラッド材流路49を通り、クラッドノズル孔48の流入室50に送り出される。クラッドノズル孔48はコアノズル孔44の出口部47を包囲しており、流入室50に溜められたフッ素系樹脂が縮径部51を経て出口部52より押出され、ファイバ形状に形成される。形成されるファイバの外径が出口部52の径となり、コア11の周囲にクラッド12が形成され、プラスチックファイバが形成される。   Further, the fluorine-based resin, which is a clad material in the clad resin tank 42, is sent out to the inflow chamber 50 of the clad nozzle hole 48 through the clad material channel 49 by the screw of the clad material transfer section 32. The clad nozzle hole 48 surrounds the outlet portion 47 of the core nozzle hole 44, and the fluorine-based resin stored in the inflow chamber 50 is extruded from the outlet portion 52 through the reduced diameter portion 51 to form a fiber shape. The outer diameter of the formed fiber becomes the diameter of the outlet portion 52, the cladding 12 is formed around the core 11, and a plastic fiber is formed.

プラスチックファイバの押出形成中に、ファイバ形成部33において、気体送風孔54から空気を送り、ピンパイプ53内の圧力を高くすることでファイバ10のクラッド12に空孔13を形成する。このとき、径の大きさはピンパイプ53内の圧力に依存しており、形成する空孔13の径に合わせて、気体送風孔54に供給する気体の圧力を調節する。流入させる空気の圧力を調整することで空孔13の径を変えることができる。つまり、ピンパイプ53内の圧力を高くすれば、径の大きい空孔を形成することができ、逆に、ピンパイプ53内の圧力を低くすれば、小さい径の空孔を形成できる。   During extrusion forming of the plastic fiber, air is sent from the gas blowing hole 54 in the fiber forming portion 33 to increase the pressure in the pin pipe 53, thereby forming the hole 13 in the cladding 12 of the fiber 10. At this time, the size of the diameter depends on the pressure in the pin pipe 53, and the pressure of the gas supplied to the gas blowing hole 54 is adjusted in accordance with the diameter of the hole 13 to be formed. The diameter of the air holes 13 can be changed by adjusting the pressure of the air to be introduced. That is, if the pressure in the pin pipe 53 is increased, a hole having a large diameter can be formed. Conversely, if the pressure in the pin pipe 53 is decreased, a hole having a small diameter can be formed.

図1に示すようなホーリーファイバ10のように、2個の空孔だけ径を変える場合は、コアノズル孔44の出口部47を挟んで対向する2本のピンパイプ53への気体圧力を他の6本のピンパイプ53の気体圧力よりも高く調整することで作製することができる。   When the diameter is changed by only two holes as in the holey fiber 10 shown in FIG. 1, the gas pressure to the two pin pipes 53 facing each other across the outlet 47 of the core nozzle hole 44 is changed to the other 6 holes. It can be manufactured by adjusting it higher than the gas pressure of the pin pipe 53 of the book.

ただし、気体送風孔54に流入させる気体は空気に限らず、He,Ar,N2 等の不活性ガスを用いてもよい。 However, the gas flowing into the gas blowing hole 54 is not limited to air, and an inert gas such as He, Ar, N 2 or the like may be used.

その後クラッド周囲をジャケット14で覆い、プラスチックホーリーファイバ10が得られ、巻取り器34にて巻き取られる。ジャケット14はどのような屈折率を有しても良く、ジャケット14に対する慣用の材料から構成できる。   Thereafter, the periphery of the cladding is covered with a jacket 14 to obtain a plastic holey fiber 10, which is wound up by a winder 34. The jacket 14 can have any refractive index and can be constructed from conventional materials for the jacket 14.

このように、ホーリーファイバ10は、ファイバ形成部33にてコア11とクラッド12の複合押出成形を一貫して行い、クラッドノズル孔48内に設けた空孔形成用のピンパイプ53に気体を供給することでクラッド12に空孔13を形成することができ、さらに、個々にピンパイプ53に供給する気体の圧力を調節することで所望の大きさの空孔を簡便かつ自在に形成することができる。   As described above, the holey fiber 10 consistently performs the composite extrusion molding of the core 11 and the clad 12 in the fiber forming portion 33, and supplies the gas to the pin pipe 53 for hole formation provided in the clad nozzle hole 48. Thus, the holes 13 can be formed in the clad 12, and furthermore, the holes of a desired size can be easily and freely formed by adjusting the pressure of the gas supplied to the pin pipe 53 individually.

上記の方法により製造されたプラスチックホーリーファイバ10は、図1に示すように、2つの空孔13aが空孔13bより大きく形成されている。   As shown in FIG. 1, the plastic holey fiber 10 manufactured by the above method has two holes 13a larger than the holes 13b.

プラスチックホーリーファイバ10は、コア11近傍のクラッド12に空孔13を有することで、曲げ特性の向上が見込まれるが、さらに、本実施の形態で製造するプラスチックホーリーファイバ10では、コア中心を通る軸上に配置された2つの空孔13aの径が他の空孔13bと比べて大きいので、ファイバ断面の屈折率分布は異方性を有し、その固有偏光軸の複屈折が曲げや外力等のファイバ外部からの影響より大きくなるため、ホーリーファイバ10への入射直線偏光を保持する偏波面保持ファイバとして利用できる。   The plastic holey fiber 10 is expected to improve the bending characteristics by having the holes 13 in the cladding 12 in the vicinity of the core 11, but the plastic holey fiber 10 manufactured in the present embodiment further has an axis passing through the center of the core. Since the diameter of the two holes 13a arranged above is larger than that of the other holes 13b, the refractive index distribution of the fiber cross section has anisotropy, and the birefringence of its intrinsic polarization axis is bent, external force, etc. Therefore, it can be used as a polarization-maintaining fiber that retains linearly polarized light incident on the holey fiber 10.

他の実施の形態について説明する。   Another embodiment will be described.

この形態のプラスチックホーリーファイバ20は、図2(a)に示すように、ファイバ長手方向において空孔23の径が異なるものである。   As shown in FIG. 2A, the plastic holey fiber 20 of this form has different diameters of the air holes 23 in the fiber longitudinal direction.

ホーリーファイバ20は、コア21近傍のクラッド22に、コア21を中心とした円周上に等間隔に、空孔23が形成されており、ファイバ断面においては全ての空孔23の径は等しく、ファイバ長手方向で径が異なる。すなわち、ファイバ端部から所定長までは、図2(a)のA−A線断面である図2(b)に示すように、比較的小径の空孔23aが形成され、空孔21aの端部に連続して、B−B線断面である図2(c)に示すように、空孔21aよりも大径の空孔21bが形成される。ここで、空孔21aの径は30μm、空孔23bの径は80μmである。また、空孔23a,23bの連通部分23cは、その空孔径が徐々に変化するテーパー形状をしている。   In the holey fiber 20, holes 23 are formed at equal intervals on the circumference around the core 21 in the clad 22 near the core 21, and all the holes 23 have the same diameter in the fiber cross section. The diameter varies in the longitudinal direction of the fiber. That is, from the end of the fiber to a predetermined length, a relatively small-diameter hole 23a is formed as shown in FIG. 2 (b), which is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 2 (a). As shown in FIG. 2C, which is a cross section taken along the line BB, a hole 21b having a diameter larger than that of the hole 21a is formed continuously with the portion. Here, the diameter of the hole 21a is 30 μm, and the diameter of the hole 23b is 80 μm. The communicating portion 23c of the holes 23a and 23b has a tapered shape in which the hole diameter gradually changes.

ただし、空孔23は径の異なる2種類の空孔23a,23bで構成されているが、空孔の数、配列位置、径及び各空孔長は、これに限定されるものではない。   However, although the hole 23 is comprised by two types of hole 23a, 23b from which a diameter differs, the number of holes, an arrangement position, a diameter, and each hole length are not limited to this.

その製造方法は、本実施の形態のホーリーファイバ10の製造方法において、各ピンパイプ53内の圧力を各ピン毎に変化させるのではなく、ファイバ製造途中で、全てのピンパイプ53の圧力を変化させる。   The manufacturing method does not change the pressure in each pin pipe 53 for each pin in the method for manufacturing the holey fiber 10 of the present embodiment, but changes the pressure of all the pin pipes 53 during the fiber manufacturing.

図2に示すホーリーファイバ20は、ファイバ形成中に、最初、ピンパイプ53の内圧を一定にして空孔23aを形成し、途中でピンパイプ53内の圧力を徐々に高くすることにより、テーパー状の空孔23cを形成し、高い圧力を一定にすることで径の大きい空孔23bを形成することで得られる。   In the holey fiber 20 shown in FIG. 2, during the fiber formation, a hole 23a is first formed by keeping the internal pressure of the pin pipe 53 constant, and the pressure in the pin pipe 53 is gradually increased in the middle to thereby form a tapered hollow fiber 20a. It is obtained by forming the hole 23c and forming the hole 23b having a large diameter by making the high pressure constant.

このように、任意の時間で気体送風孔54を介してピンパイプ53に供給する気体の圧力を変化させることで、ファイバ長手方向に径の異なる空孔23を連続して形成できる。   In this way, by changing the pressure of the gas supplied to the pin pipe 53 via the gas blowing hole 54 at an arbitrary time, the holes 23 having different diameters can be continuously formed in the fiber longitudinal direction.

このプラスチックホーリーファイバ20は、ファイバの敷設や加工をする際に、曲げ径に応じてファイバ断面における屈折率分布を変えるように径を変化させて空孔を形成することができる。例えば、曲率半径の小さい箇所では、空孔径の大きなファイバを用いることで、クラッドの平均屈折率を小さくし、コアとクラッドの比屈折率差を大きくできるので、曲率半径を小さくファイバを曲げても曲げによる放射損失の増加を抑えられる。逆に、曲率半径が大きく、曲げ損失があまり大きくならないような箇所では、空孔径を小さくしてファイバ強度を高めるといったことができる。   The plastic holey fiber 20 can form holes by changing the diameter so as to change the refractive index distribution in the fiber cross section according to the bending diameter when the fiber is laid or processed. For example, at locations where the radius of curvature is small, by using a fiber with a large hole diameter, the average refractive index of the cladding can be reduced and the relative refractive index difference between the core and the cladding can be increased. Increase in radiation loss due to bending can be suppressed. Conversely, at locations where the radius of curvature is large and the bending loss is not so large, the hole diameter can be reduced to increase the fiber strength.

これにより径の異なる複数の空孔、あるいは、ファイバ長手方向で径の異なる空孔を有するプラスチックホーリーファイバを簡便に作製することができ、プラスチックファイバの用途に合わせた特性をもたせることができる。   Accordingly, a plastic holey fiber having a plurality of holes having different diameters or holes having different diameters in the longitudinal direction of the fiber can be easily produced, and characteristics suitable for the use of the plastic fiber can be provided.

また、多種類のプラスチックホーリーファイバを製造する際に、ピンパイプ53の数や大きさを変えなくとも、様々な種類のプラスチックホーリーファイバを製造することができ、作業の時間短縮が図ることができる。   Further, when manufacturing various types of plastic holey fibers, various types of plastic holey fibers can be manufactured without changing the number and size of the pin pipes 53, and the work time can be reduced.

最後に、直径の異なる複数の空孔を備え、さらに、ファイバ長手方向において直径が変化した空孔を有するプラスチックホーリーファイバも本発明に係ることは言うまでもない。   Finally, it goes without saying that a plastic holey fiber having a plurality of holes having different diameters and having holes whose diameters change in the longitudinal direction of the fiber also relates to the present invention.

本発明に係る好適な一実施形態であるプラスチックホーリーファイバの断面図である。1 is a cross-sectional view of a plastic holey fiber which is a preferred embodiment according to the present invention. (a)は、他の実施形態であるプラスチックホーリーファイバの構造図であり、(b)は、A−A線に沿った断面図であり、(c)は、B−B線に沿った断面図である。(A) is a structural view of a plastic holey fiber according to another embodiment, (b) is a cross-sectional view taken along the line AA, and (c) is a cross section taken along the line BB. FIG. 図1または2に示すプラスチックホーリーファイバの製造方法を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing method of the plastic holey fiber shown in FIG. 図3に示すファイバ形成部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the fiber formation part shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10 プラスチックホーリーファイバ
11 コア
12 クラッド
13 空孔
33 ファイバ形成部
35 コア材押出ノズル
39 クラッド材押出ノズル
44 コアノズル孔
47 出口部
48 クラッドノズル孔
53 ピンパイプ
54 気体送風孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Plastic holey fiber 11 Core 12 Clad 13 Hole 33 Fiber formation part 35 Core material extrusion nozzle 39 Clad material extrusion nozzle 44 Core nozzle hole 47 Outlet part 48 Clad nozzle hole 53 Pin pipe 54 Gas blower hole

Claims (5)

コア近傍のクラッドにファイバ長手方向に延びる空孔を有するプラスチックホーリーファイバにおいて、径の異なる複数の空孔を形成したことを特徴とするプラスチックホーリーファイバ。   A plastic holey fiber having a hole extending in a longitudinal direction of a fiber in a clad near a core, wherein a plurality of holes having different diameters are formed. コア近傍のクラッドにファイバ長手方向に延びる複数の空孔を有するプラスチックホーリーファイバにおいて、ファイバ長手方向で径が異なる空孔を形成したことを特徴とするプラスチックホーリーファイバ。   A plastic holey fiber having a plurality of holes extending in a fiber longitudinal direction in a cladding near a core, wherein holes having different diameters in the fiber longitudinal direction are formed. 上記空孔は、ファイバ長手方向で径の異なる請求項1記載のプラスチックホーリーファイバ。   The plastic holey fiber according to claim 1, wherein the holes have different diameters in the fiber longitudinal direction. コアをポリメチルメタクリレートで形成する共に、クラッドをフッ素系樹脂で形成する請求項1〜3いずれかに記載のプラスチックホーリーファイバ。   The plastic holey fiber according to any one of claims 1 to 3, wherein the core is made of polymethyl methacrylate and the clad is made of a fluorine resin. コア材押出ノズルの下方にコア材押出ノズルから押し出されたコアを包囲するようクラッド材が注入されるクラッド材押出ノズルを設け、そのコア材押出ノズルからコア材を供給すると共に、クラッド材押出ノズルからクラッド材を供給し、かつ、コアの近傍のクラッドにファイバ長手方向に延びる複数の空孔を形成するプラスチックホーリーファイバの製造方法において、上記コア材押出ノズルの下部にクラッド材押出ノズル内のクラッドノズル孔に延びる空孔形成用ピンパイプを複数本、コアノズル孔の出口部を包囲するように配置すると共に、コア材押出ノズルに上記ピンパイプに気体を供給する気体送風孔を形成し、上記コア押出ノズルからクラッドノズル孔内に押し出されたコアに、コアの周囲にピンパイプで空孔を形成しつつ、クラッド材を包囲させて押し出してプラスチックホーリーファイバを製造し、かつ、形成する空孔の径に合わせて、上記気体送風孔に供給する気体の圧力を調節することを特徴とするプラスチックホーリーファイバの製造方法。
A clad material extrusion nozzle is provided below the core material extrusion nozzle so that the clad material is injected so as to surround the core extruded from the core material extrusion nozzle, and the core material is supplied from the core material extrusion nozzle. And a plastic holey fiber manufacturing method in which a plurality of holes extending in the longitudinal direction of the fiber are formed in the cladding near the core, and the cladding in the cladding material extrusion nozzle is formed below the core material extrusion nozzle. A plurality of hole-forming pin pipes extending to the nozzle holes are disposed so as to surround the outlet part of the core nozzle hole, and a gas blowing hole for supplying gas to the pin pipe is formed in the core material extrusion nozzle, and the core extrusion nozzle is formed. While forming a hole with a pin pipe around the core in the core pushed out from the clad nozzle hole, A plastic holey fiber is manufactured by surrounding and extruding a lad material, and the pressure of the gas supplied to the gas blowing hole is adjusted according to the diameter of the hole to be formed. Method.
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