本发明专利技术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］；Ｚ↓［２ｃｏｒｅ］＝ａ↓［２］↑［２］π／４×√（ｎ↓［１］↑［２］－ｎ↓［３］↑［２］）、Ｚ↓［１ｃｏｒｅ］＝ａ↓［１］↑［２］π／４×√（ｎ↓［１］↑［２］－ｎ↓［２］↑［２］）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。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有玻璃纤芯和塑料包层的塑料和玻璃的光纤。
技术介绍
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l。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M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 A)，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A )。但是，NA (或A )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A)的设定无关。通常，A及NA用下式表示。数ll<formula>formula see original document page 4</formula> [数4<formula>formula see original document page 8</formula>在这些式子中，m表示玻璃纤芯的折射率，！12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n—n^ii3的关系。本专利技术人等进行了潜心研究，其结果，通过适当调整上述参数A、 a2、&、 A2,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&、 a2增大至最大限的最佳关系，以下进4亍详细i兌明。本专利技术的光纤，其特征在于，满足下述的关系，即，上述玻璃纤芯的直径ai在llOjim以上200nm以下的范围内，而且，在将上述玻璃纤芯的直径设为ai、将上述聚合物纤芯的直径设为32时，用X二a22/a 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&、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&时，关于用定义的^^lt Y,如果上述^f^t 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ih、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2e。te 2 13、l咖e丄 i 2定义的^tZ2c。re、Zkore之比ZR=Z2core/Zlc。re在1.25 < ZR < 4的范围内。上述参数X及Y用下式来定义。[数5<formula>formula see original document page 8</formula><formula>formula see original document page 9</formula>就本专利技术的光纤而言，用 2 L定义的桐故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l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MX为1.8以上。即，如果在1.8<X<2.9的范围内，上述参数Z与l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。进而在本专利技术的光纤中，用Y-A2/Ai定义的^Y，相对于^ltX满足以下的(i)、 (ii)的关系。(i) 在1.15"Q的情况下，0.25<Y<;0.84X-0.68(ii) 在2 < X < 2.9的'清;兄下，0.48X-0.71 < Y <隱(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;X4目比，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l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Y4。如果X和Y满足上述(i)、 (ii)的关系，则在X二2时，Y=l。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。在本专利技术的光纤中，优选玻璃纤芯和聚合物纤芯之间的相对折射率差Ai为L2。/。以下。通过使Ai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。在本专利技术的光纤中，玻璃纤芯的直径at为110nm以上20(Him以下。在玻璃纤芯直径^低于110nm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200nm以下，即〗更是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&超过200nm，则不限于l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A为110nm以上200fim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。在本专利技术的光纤中，优选聚合物纤芯的厚度为10jim以上。在这里，聚合物纤芯的厚度用(a2-^)/2来定义。在聚合物纤芯的厚度低于lOjim的情况下，^^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10nm以上，容易将偏心量调节得较小，制造性提高。在本专利技术的光纤中，在将聚合物纤芯的直径设为a2、将玻璃纤芯的折射率设为ih、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加,a》XW)人, 、/4"W)定义的錄Z2c。re、 本文档来自技高网...
【技术保护点】
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ａ↓［１］、将上述聚合物纤芯的直径设为ａ↓［２］时，以Ｘ＝ａ↓［２］↑［２］／ａ↓［１］↑［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Δ↓［１］、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Δ↓［２］时，用Ｙ＝Δ↓［２］／Δ↓［１］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ａ↓［２］、将玻璃纤芯的折射率设为ｎ↓［１］、将聚合物纤芯的折 射率设为ｎ↓［２］、将聚合物包层的折射率设为ｎ↓［３］时，用Ｚ↓［２ｃｏｒｅ］＝ａ↓［２］↑［２］π／４×√（ｎ↓［１］↑［２］－ｎ↓［３］↑［２］）、Ｚ↓［１ｃｏｒｅ］＝ａ↓［１］↑［２］π／４×√（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。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：冈田健志，山田成敏，松尾昌一郎，
申请(专利权)人：株式会社藤仓，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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