CN102844688A

CN102844688A - 塑料包层光纤芯线及光缆

Info

Publication number: CN102844688A
Application number: CN2011800021144A
Authority: CN
Inventors: 坂部至; 相马一之; 服部知之; 高田崇志; 柿井俊昭
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2011-04-18
Filing date: 2011-04-18
Publication date: 2012-12-26
Also published as: WO2012144005A1; EP2538249A4; EP2538249A1

Abstract

本发明提供一种塑料包层光纤及光缆，其中当所述塑料包层光纤及光缆作为USB电缆或HDMI电缆时，即使以小直径弯曲，由弯曲引起的传输损失也低，并可充分用于高速传输中。塑料包层光纤芯线(1)具有在由石英玻璃形成的芯玻璃(2)的外周由比该芯玻璃折射率低的聚合物树脂形成的包层(3)和在该包层的外周由热塑性树脂形成的树脂涂覆层(5)。而且，芯玻璃(2)的芯径为50μm～100μm，芯玻璃(2)和包层(3)的相对折射率差为3.7％以上。

Description

塑料包层光纤芯线及光缆

技术领域

本发明涉及塑料包层光纤芯线及光缆，特别涉及用于在普通家庭或办公室等中所使用的USB电缆或HDMI电缆(或软线)、和便携电话等的塑料包层光纤芯线及光缆。

背景技术

现有一种被称为硬聚合物包层光纤芯线(以下，称为HPCF芯线)的光纤芯线(例如，专利文献1)。在该HPCF芯线中，在由石英系玻璃构成的芯径为195μm～205μm的芯玻璃的外周涂覆比该玻璃折射率低的氟系树脂作为厚度15μm左右的包层而形成HPCF裸线。向该HPCF裸线上挤出涂覆由氟系热塑性树脂形成的树脂涂覆层，从而形成外径为0.5mm或0.9mm的HPCF芯线。

虽然HPCF芯线的传输损失大，但其芯径大，使得脉冲光源与光接收器的结合效率高且容易连接，所以被用在FA(工厂自动化)等短距离的领域。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-264597号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，对于HPCF芯线而言，要求即使在将其卷绕到线轴上时或即使周围温度发生变化，传输损失也不增加，然而对芯径200μm以上的HPCF芯线而言，当将其以小直径弯曲时，传输损失增加。另外，由于HPCF芯线在弯曲的状态下长时间放置时玻璃发生断裂，因此，容许弯曲半径通常限制在15mm以上。因此，在配线时要小心，即使HPCF芯线可以在工厂等中使用，也不能在普通家庭内或办公室等中放心地用于设备间配线。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供这样一种塑料包层光纤芯线及光缆，其中作为USB电缆或HDMI电缆等设备间配线用电缆，即使所述光纤芯线或光缆以小直径弯曲(弯曲半径2mm)，传输损失的增加量也少。

除此之外，本发明的目的在于，提供这样一种塑料包层光纤芯线及光缆，其中由温度变化引起的传输损失增加量少且连接损失少。

除此之外，本发明的目的还在于，提供这样一种塑料包层光纤芯线及光缆，其中，即使在弯曲的状态下长时间放置所述光纤芯线和光缆也不担心芯断裂，并且可以在普通家庭或办公室等中放心地使用。

解决所述问题的手段

本发明的构成如下所述。

(1)一种塑料包层光纤芯线，其通过在塑料包层光纤裸线上形成由热塑性树脂形成的包覆层而得到，其中，在所述塑料包层光纤裸线中，在由石英玻璃形成的芯玻璃的外周形成有由比所述芯玻璃的折射率低的树脂形成的包层，其特征在于，所述芯玻璃的芯径为50μm～100μm，并且所述芯玻璃和所述包层的相对折射率差为3.7％以上。

(2)优选所述包层的直径为所述芯径的1.4～2.5倍。

(3)优选所述塑料包层光纤的静态疲劳系数为22以上。

发明效果

利用本发明的塑料包层光纤芯线及光缆，可以减少由弯曲引起的传输损失。另外，即使周围温度发生变化，传输损失的增加也少且连接损失少。进而，作为USB电缆或HDMI电缆，即使所述光纤芯线或光缆弯曲至弯曲半径2mm以下也不担心芯断裂，并且可以将断裂概率降低至10^-6以下，由此可以在普通家庭或办公室等中放心地使用。另外，也可以在10Gbps的高速传输中使用。

附图简要说明

图1是示出本发明的塑料包层光纤芯线的一例的示意性剖面图。

图2是示出图1的塑料包层光纤裸线的折射率分布的说明图。

图3是示出n值的求出方法的图。

图4是示出塑料包层光纤的弯曲半径与断裂概率的关系的图。

图5是示出包层的厚度与由温度变化引起的传输损失的增加量的关系及包层的厚度与连接损失的关系的图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的塑料包层光纤芯线(以下，称为PCF芯线)及光缆的实施方案进行说明。

如图1所示，PCF芯线1具备由芯玻璃2和包层3构成的塑料包层光纤裸线(以下，称为PCF裸线)4，其中所述芯玻璃2由石英系玻璃形成，所述包层3由比该芯玻璃2折射率低的树脂即紫外线固化型氟化丙烯酸酯树脂等紫外线固化型氟树脂形成且包围芯玻璃2的外周面。PCF芯线1在该包层3的外周形成有由乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)等氟系热塑性树脂形成的树脂涂覆层5。

如图1及图2所示，将本实施方案的PCF芯线1的尺寸在下面示出。

芯玻璃2的芯径d1：50μm～100μm

包层3的包层直径d2：90μm～175μm

包层3的厚度t：20μm～37.5μm

包层直径d2/芯径d1：1.4～2.5

树脂涂覆层5的外径：250μm～500μm

PCF裸线4的芯玻璃2的折射率通过添加有锗(Ge)而变高。对芯玻璃2的折射率分布而言，存在渐变折射率(GI)和阶跃折射率(SI)，对于渐变折射率(GI)，相对折射率差Δ从外周面朝向中心逐渐变大，并且相对折射率差Δ在芯玻璃2的中心成为最大(A水平)，对于阶跃折射率(SI)，芯玻璃2的折射率大致为一定值。例如，芯玻璃的外周的相对折射率差Δ以纯二氧化硅对比计为零(B水平)。包层3的折射率通过添加有氟而使折射率变低。芯玻璃相对于包层的相对折射率差为3.7％以上。本发明的PCF芯线的数值孔径优选为0.40以上。

作为包层3的树脂，必要的是，其相对于芯玻璃2折射率低且能够被紫外线等活性能量射线固化。此外，必要的是，该树脂为通过固化而得到机械强度、挠性且透明性优异的固化物的树脂。

作为这样的树脂，优选使用由(a)在分子内含有氟原子的(甲基)丙烯酸酯单体或聚合物、(b)(甲基)丙烯酸酯单体或聚合物、(c)与芯材形成化学键的偶联剂、(d)光聚合引发剂形成的树脂组合物。

通过改变成分(a)的分子中的氟原子数或成分或改变树脂组合物中的成分(a)的浓度，可以得到期望的折射率。作为在分子内含有氟原子的(甲基)丙烯酸酯单体(a1)，可以举出下述化学式(A)的物质，或者作为具有2个以上不饱和键的物质，可以举出化学式(B1)至(B3)的物质。

化学式(A)

[式1]

R为H或CH₃，m＝1～2，n＝1～8。

化学式(B1)

[式2]

R为H或CH₃，m＝1～2，n＝2～6。

化学式(B2)

[式3]

R为H或CH₃，n＝4～10。

化学式(B3)

[式4]

R为H或CH₃，m＝1～2，n＝4～10。

作为含有氟原子的(甲基)丙烯酸酯聚合物(a2)，可以列举(例如)数均分子量为5万～500万(苯乙烯换算)的由下述化学式(C)所示的具有酯侧链不饱和键的(甲基)丙烯酸酯共聚物。

化学式(C)

[式5]

[式中，R¹及R²分别表示氢或甲基，Rf表示氟烷基，Rx表示具有不饱和键的烃基。]

作为Rx基，可以举出：乙烯基、烯丙基、丙烯基、甲基丙烯基、内烯烃等。

作为Rf基，可以举出-(CH2)a-(CF2)b-CF3。

[式中，a为1或2，b为2～6。]

作为(甲基)丙烯酸酯单体(b)，可以举出具有交联性、即具有2个以上不饱和键的单体，例如以下的化合物：

1，4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二甲基丙烯酸甘油酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三甘油二丙烯酸酯、1，6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯。

作为偶联剂(c)，可以列举(例如)以下的化合物：

三甲氧基乙烯基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、二甲基乙氧基乙烯基硅烷等。

另外，作为在分子内具有2个以上不饱和键的化合物，可以列举(例如)以下的化合物：

二乙氧基二乙烯基硅烷、二甲氧基二乙烯基硅烷、二甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷等。

作为光聚合引发剂(d)，优选通过紫外线照射容易产生自由基的化合物，可以举出以下的化合物：

二苯甲酮、苯乙酮、联苯酰、苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻异丁基醚、苄基二甲基缩酮、α，α’-偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、1-羟基环己基苯基酮、2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮。

在制造包层3中，将上述构成的树脂组合物制成树脂液，并将该树脂液涂布在芯上并进一步照射紫外线来制造包层3的方式是优选的。树脂液的涂布方法优选采用模涂方式。

树脂涂覆层5利用由耐热性高的热塑性树脂形成的树脂组合物而形成。作为热塑性树脂，可以列举(例如)乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)等。或者，也可以是紫外线固化型树脂，如氨酯丙烯酸酯树脂、在氨酯丙烯酸酯树脂中混合有环氧丙烯酸酯树脂或聚酯丙烯酸酯树脂等形成的树脂等。

在上述PCF芯线1中，通过将芯玻璃2的芯径d1设为50μm～100μm且将芯相对于包层的相对折射率差设为3.7％以上，可以将PCF芯线弯曲成半径2mm时的波长850nm的光的传输损失增加量设为0.4dB/10匝以下。由此，可以在普通家庭或办公室等中使用包含该PCF芯线的USB电缆或HDMI电缆。

此外，在PCF芯线1中，通过将包层的厚度设为20μm以上，可以将由-40℃～85℃的温度变化引起的波长850nm的光的传输损失增加量设为0.3dB以下。

一般认为，在包层薄的情况下，微弯损耗变大，从而由周围温度的变化引起的传输损失增加变大。在此，由温度变化引起的传输损失的增加为重复进行10次热循环后的传输损失的增加，在热循环中将放置有试验品的氛围的温度改变为室温→80℃→-45℃→室温。将试验品在80℃和-45℃下保持2～4小时，并将温度变化时的变化率设为1℃/分钟。在芯径为100μm时，将包层的厚度设为20μm，此时包层直径/芯径之比为最小值1.4。

包层的厚度越厚，芯的中心从包层的中心偏离的量也越大。在将PCF裸线与其它PCF裸线或其它光纤连接时，以贴合包层的外周的方式进行连接。此时，在芯的中心从包层的中心偏离时，芯彼此之间偏离而连接。由此，穿过芯传播的光在连接处泄漏而使连接损失变大。当包层的厚度为37.5μm以下时，芯中心从包层中心偏离的量小，使得可以将波长850nm的光的连接损失抑制为在实用中不会引起问题的范围(0.5dB以下)。因此，包层的厚度优选设为37.5μm以下。芯径为50μm且包层的厚度为37.5μm时，包层直径/芯径之比为最大值2.5。

对光纤而言，当长期间以弯曲的状态放置时，光纤有可能因静态疲劳而断裂。USB电缆或HDMI电缆多以弯曲的状态放置。因此，对用于这些电缆的PCF裸线而言，期望即使以弯曲的状态长期间放置，因静态疲劳断裂的概率也低。本发明的PCF裸线的断裂概率优选为10^-6(1ppm)以下。

断裂概率F可以由静态疲劳系数(n值)利用下述所示的计算式求出。

F＝1-exp(X)

X＝-Np·L·m/(n-2)·(σs/σp)ⁿ·(ts/tp)

Np：纤维制造时的断裂频率

L：敷设长度

m：裂纹数分布N设定为按照WeibuIl分布时的Weibull分布系数

σs：敷设时的芯的应变

σp：纤维制造时的筛选时的芯的应变

ts：保证期间

tp：纤维制造时的筛选的负荷时间

当X为小值时，可以近似为F＝-X。

F＝Np·L·m/(n-2)·(σs/σp)ⁿ·(ts/tp)∞(σs/σp)ⁿ∞σsⁿ

n值由以下的方法求出。

(1)在半径不同的几种芯轴上各卷绕1m PCF裸线并放置。芯轴直径设为例如1.6mm、1.8mm、1.9mm、2.0mm。对样品数而言，以各直径的芯轴计设为例如15。测定至各样品的PCF裸线断裂为止所需要的时间。

(2)求出断裂时间的中间值(50％的样品断裂的时间tf)。样品数为15时，将第8个断裂的样品的断裂时间作为tf。

(3)使用下述计算式，由芯轴的直径T、PCF的玻璃直径(芯径d1)及包层直径d2算出玻璃(芯层)的应变。

应变＝{(玻璃部外周的卷径x)-(玻璃部中心的卷径y)}/(芯轴直径T+包层直径d2)＝(玻璃直径d1)/(芯轴直径T+包层直径d2)。

(4)如图3所示，将log tf对log应变作图，求出该图的斜率。将该斜率乘以-1所得的值作为n值。

n值的调整如下进行。

(1)从包层中除去非固化成分。

(2)在拉丝时徐冷。

(3)对芯进行碳涂布后，在其外周形成包层。

为了提高耐热性等，有时在形成包层的树脂组合物中含有由下述化学式(1)所示的物质等非固化成分。

化学式(1)

[式6]

Rf为氟烷基，R为烷基。

已知当在包层中含有上述化学式等的非固化成分时，妨碍了静态疲劳系数提高。因此，优选在包层中不含有上述化学式等的非固化成分。

将PCF裸线进行拉丝的方法如下进行。

首先，将玻璃母材进行加热并使其软化，拉丝成规定的直径。将该部分作为芯。接着，在芯上涂布液状的包层材料。详细而言，通过使作为芯的玻璃纤维穿过填充有包层材料的铸模，可以将包层材料涂布在芯外周。接着，对涂布后的包层材料照射紫外线，由此将包层材料固化。

为了使上述玻璃母材软化，将玻璃母材加热至1千几百℃～2千℃附近。使被拉丝的玻璃纤维进行空气冷却并冷却至数十℃。此时，减慢被拉丝的玻璃纤维的冷却速度。即，通过将玻璃纤维徐冷，可以进一步缩小玻璃纤维表面的微小损伤，并可以将PCF裸线的静态疲劳系数提高至30以上。作为将玻璃纤维徐冷的一例，可以举出使冷却途中的玻璃纤维通过筒状容器的工艺。可以使该容器的温度为500℃～1500℃，以使玻璃纤维不被快速地冷却，换句话说可以不特别地进行温度控制。

用玻璃纤维进入该容器时的温度(入纤温度)和出来时的温度(出纤温度)的差除以玻璃纤维通过容器所需要的时间所得的值为徐冷速度。在没有容器的状态下，在徐冷速度比玻璃纤维从入纤温度冷却至出纤温度时的冷却速度低的情况下，可以说玻璃纤维被徐冷。

对玻璃纤维进行碳涂布后，通过在其外周形成包层，可以使静态疲劳系数增大至300左右。作为对玻璃纤维进行碳涂布的一例，可以举出使刚刚拉丝之后的玻璃纤维通过填充有原料气体的反应炉。原料气体因玻璃纤维的热而通过热化学气相沉积法(热CMD法)与其进行反应，从而在玻璃纤维表面涂布碳层。原料气体采用乙烯、乙炔、氯仿等烃、或卤碳烃。作为硅烷系气体，可以混合SiH₄、SiHCl₃、SiCl₄等由硅、氢、卤素等形成的化合物。

通过向制成的PCF裸线上挤压且涂覆ETFE等树脂涂覆层或涂覆紫外线固化型的树脂等而形成PCF芯线。

还可以通过将本发明的PCF芯线放入PVC管中而制成光缆。对光缆而言，其可以为将1根或多根PCF芯线放入管中且在PCF芯线与管之间没有介入物的松散结构。另外，就光缆而言，可以在PCF芯线的周围添加凯夫拉纤维(注册商标)等抗张力纤维，以在其周围由管形成护套。此外，光缆也可以用于在其周围配置电线而一体化的光电复合电缆。

实施例

在本发明的PCF裸线及PCF芯线的实施例中，将芯玻璃2的芯径d1设为50μm、80μm、100μm，将包层直径d2设为120μm、125μm、150μm，通过该组合得到表1所示的实施例1～5。另一方面，在比较例中，将芯径d1设为50μm、80μm、200μm，将包层直径d2设为80μm、110μm、150μm、230μm，通过该组合得到比较例1～4。

在实施例1～5及比较例1～4的PCF芯线中，在PCF裸线的外周的树脂涂覆层上挤出涂覆ETFE制成500μm的外径。在比较例5中，芯、包层均为玻璃(二氧化硅)，并且通过在包层的外周涂覆氨酯丙烯酸酯系的树脂，从而形成250μm的光纤裸线。此外，在该光纤裸线的外周涂覆ETFE层，从而形成外径500μm的光纤芯线。

测定芯相对于包层的相对折射率差(％)。由该相对折射率差算出出射NA。

各实施例中，芯均使用在石英(纯二氧化硅)中添加有锗(Ge)的芯。通过Ge的添加，该芯的折射率与只是纯二氧化硅的折射率相比，折射率升高。由于包层使用氟化丙烯酸酯系树脂，因此，该包层的折射率比纯二氧化硅的折射率低。在实施例5中，与实施例1～4相比，由于Ge的添加量减少，从而降低了芯的折射率。包层材料在实施例1～5中都相同。

比较例1～4的芯与实施例1～4的相同。在这些比较例中，通过降低包层材料的氟浓度，与实施例相比，折射率提高。结果，各比较例与各实施例相比，芯相对于包层的相对折射率差变小。比较例5的包层为纯二氧化硅，因此与其它比较例的包层相比，折射率更高，芯相对于包层的相对折射率差更小。

实施例2及实施例4的包层材料为从比较例1～4的包层材料中除去了化学式(1)表示的物质的包层材料。由此，实施例2及实施例4的静态疲劳系数为22，与比较例1～4的静态疲劳系数18相比变大。

化学式(1)

[式7]

Rf为氟烷基，R为烷基。

在实施例3及实施例5中，在制造PCF芯线的芯时进行徐冷。在该徐冷中，在将光纤的温度从2000℃变为200℃时将冷却速度设为900℃/秒。在实施例3及实施例5中，通过该芯的徐冷和包层材料(与实施例2及实施例4相同)的组合，可以将静态疲劳系数(n值)设为30。

将实施例1的PCF芯线制成具有与实施例3和实施例5相同的芯、包层结构，进一步对芯进行碳涂布(厚度5nm)。由此，在实施例1中，可以将静态疲劳系数(n值)设为100。

(静态疲劳系数及断裂概率)

静态疲劳系数(n值)由上述方法求出。另外，将PCF裸线在半径2mm(直径4mm)的芯轴上卷绕10匝并保持1分钟后，暂时伸展后，再次卷绕并保持1分钟。在将该工序重复100次的情况下，由n值求出芯玻璃2断裂1次的概率。只要断裂概率为10^-6以下就判断为合格，大于10^-6，则判断为不合格。

断裂概率和弯曲半径的关系在图4中示出。

如图4所示，在芯径为100μm、n值为22的实施例4中，将PCF裸线在弯曲半径为2mm的芯轴上保持1分钟并将该工序重复100次时的断裂概率约为1ppm。在芯径为80μm、n值为30的实施例3中，断裂概率更小。在芯径为50μm、n值为22的实施例2中，由于使芯径变小，因此使断裂概率比实施例3更小。由以上显而易见的是，可知为了使芯径为50μm～100μm的PCF裸线的断裂概率为1ppm以下，n值应设为22以上。

(弯曲损失增加量)

在将PCF裸线在半径2mm的芯轴上卷绕10匝后，得到与卷绕之前的传输损失之差作为弯曲损失增加量。将信号光的波长设为850nm，用回切法求出传输损失。在传输系统的构成上，有时要求10匝中的弯曲损失为1dB以下。因此，对弯曲损失而言，将1dB/10匝以下设为合格，将比其大的情况设为不合格。

(容许弯曲半径)

对弯曲半径为2mm且上述断裂概率及弯曲损失增加量均合格的情况而言，将容许弯曲半径2mm设为合格。在表1中用○记号表示。对断裂概率或弯曲损失增加量的一者为不合格的情况而言，将容许弯曲半径2mm设为不合格。在表1中用×记号表示。

(温度变化后的传输损失增加量)

在PCF芯线周围添加4根1140但尼尔的凯夫拉纤维并用PVC的管进行涂覆，制成外径2mm的光缆。向该光缆施加-40℃～85℃的热循环。在-40℃和85℃下的保持时间为4小时，温度变化设为1℃/分钟。将施加热循环之前的传输损失和施加10次循环的热循环之后的传输损失的差作为温度变化后的传输损失增加量。将信号光的波长设为850nm。

(连接损失)

将连接器安装到PCF芯线，之后连接同种的PCF芯线，测定在其连接处的光信号的损失作为连接损失。将信号光的波长设为850nm。从PCF芯线的连接部分中除去树脂涂覆层，使PCF芯线的芯及包层各自在端面上接触。

将实施例1～5及比较例1～5的PCF芯线的测定结果示于表1中。

[表1]

如表1所示，在实施例1～5中，以半径2mm弯曲时的弯曲损失的增加量为0.10dB/10匝～0.40dB/10匝，比作为目标值的1dB/10匝小，为实用上没有问题的范围。与此相对，在比较例中，以半径2mm弯曲时的弯曲损失的增加量大，为1dB/10匝以上，这在系统上有时会引起问题。在极小的弯曲半径为2mm的情况下，当包层为玻璃(比较例5)时，弯曲损失增加量非常大，因此不耐实用。

当包层为塑料时，与包层为玻璃的情况相比，弯曲损失增加量小。但是，当芯相对于包层的相对折射率差小时，如比较例那样，不能使弯曲损失增加量非常小。由实施例及比较例可知，当芯径大时，弯曲损失增加量变大，但PCF裸线中的弯曲损失增加量的主要原因取决于芯和包层的相对折射率差。

在实施例1～5中，当温度变化引起的传输损失的增加量为0.02dB/100m～0.08dB/100m时，为实用上没有问题的范围。一般认为在比较例2及比较例3中，温度变化后传输损失增加量大，不能接受，原因是微弯损失因温度变化而变大。一般认为这是包层的厚度薄至15μm导致的。在比较例1中，一般认为当芯径高达200μm时，即使包层薄至15μm，由温度变化引起的微弯损失增加量也不会变大。优选如本实施例那样，在芯径为50μm～100μm的情况下，包层的厚度越厚，由温度变化引起的传输损失的增加量越小。

在实施例1～5中，当连接损失为0.5dB以下时，为实用上没有问题的范围。对比较例4而言，连接损失高达3.2dB，一般认为这是包层过厚导致的。当包层厚时，芯的中心从包层的中心偏离的量变大。在连接PCF裸线时，这些PCF裸线以贴合包层外周的方式进行连接，因此，当所连接的各个PCF裸线之间芯的中心彼此偏离时，在连接处的波导路上有阶差。由此，穿过一个PCF的芯传播的一部分光不会入射至另一PCF的芯，从而一般认为连接损失变大。优选如本实施例那样，在芯径为50μm～100μm的情况下，当包层的厚度为37.5μm以下时，连接损失小，但比37.5μm厚时，连接损失急剧变大。

由以上可知，本发明的PCF芯线(芯径50μm～100μm)的包层的厚度优选为20μm～37.5μm。包层直径/芯径之比优选为1.4～2.5。将包层的厚度与温度变化引起的传输损失的增加量的关系及包层的厚度与连接损失的关系示于图5。脱离上述范围时，由温度变化引起的传输损失增加或连接损失急剧增加。

在用作USB电缆和HDMI电缆等设备间配线用电缆的情况下，从长期可靠性方面考虑，优选容许弯曲半径为2mm。在实施例1～5中，可以将容许弯曲半径设为2mm以下。在比较例1～5中，容许弯曲半径为2mm以上，从长期可靠性的方面考虑，比较例1～5不优选。对特别是芯径高达200μm的比较例1和包层为玻璃的比较例5而言，弯曲半径设为2mm时，在比较短的时间内断裂，故不优选。

关于实施例1～5及比较例1～5的PCF裸线，在以下描述其与垂直腔面发光激光器(VCSEL)的结合效率。

将PCF裸线的端面按压到VCSEL的发光面之后从VCSEL对PCF裸线照射光，测定传播3m长度的PCF裸线的光的强度。将比较例1的PCF裸线的测定值设为0dB，在实施例1～5中的PCF裸线的测定值为3.5dB以上。本发明的PCF芯线在与VCSEL结合使用的情况下，结合效率良好。在比较例2～4中，结合效率为-0.2dB左右，与比较例1相比，结合效率差。一般认为这是芯径小所导致的。在比较例5中，结合效率差，为-7dB。一般认为这是芯-包层间的相对折射率差小所导致的。可知与芯径相比，芯-包层间的相对折射率差是控制与VCSEL的结合效率的主要原因。

对实施例1～5的PCF芯线的传送带域进行了调查。在芯为GI型的实施例1～4中，传送带域为宽带域，为18Gbps/100m。在芯为SI型的实施例5中，传送带域为16Gbps/2.5m，当电缆长度短时，传送带域在实用上为充分的。

参照特定的方案对本发明进行了详细说明，但对本领域技术人员来说，显而易见的是，只要不脱离本发明的精神和范围，可以进行各种变更及修正。

本申请基于2009年10月19日申请的日本专利申请(日本特愿2009-240536)，其全部内容以引用方式并入本文。另外，本申请所引用的全部参考文献的全部内容亦均以引用方式并入本文。

工业实用性

本发明可以采用该塑料包层光纤芯线及光缆以用于普通家庭或办公室等中所使用的USB电缆或HDM1电缆(或软线)、或便携电话等中。

符号说明

1…PCF芯线、2…芯玻璃、3…包层、4…PCF裸线、5…树脂涂覆层

Claims

1.一种塑料包层光纤芯线，其通过在塑料包层光纤裸线上形成由热塑性树脂形成的包覆层而得到，其中，在所述塑料包层光纤裸线中，在由石英玻璃形成的芯玻璃的外周形成有由比所述芯玻璃的折射率低的树脂形成的包层，其特征在于，

所述芯玻璃的芯径为50μm～100μm，并且

所述芯玻璃和所述包层的相对折射率差为3.7％以上。

2.如权利要求1所述的塑料包层光纤芯线，其特征在于，所述包层的直径为所述芯径的1.4～2.5倍。

3.如权利要求1或2所述的塑料包层光纤芯线，其特征在于，所述塑料包层光纤裸线的静态疲劳系数为22以上。

4.一种光缆，其特征在于，内装有权利要求1～3中任一项所述的塑料包层光纤芯线。