KLV大学光センサーコース

光ファイバーの種類

光ファイバーの構成

光ファイバーはガラスまたはプラスチックでできた細い繊維であり、この繊維の中を光が通過します。光ファイバーはコアとクラッドとその外側の保護層からなります。

（a）コア（core：中心の意味）

ファイバーの中心で、そのまわりより屈折率が高く、光が伝達する部分です。

（b）クラッド（clad：覆いものの意味）

コアの外側でコアよりやや屈折率が低く、この部分は光を伝達しません。

（c）保護層

ガラスは傷がなければ十分な強度をもっていますが、微少な傷により著しく強度が減少します。
この傷による強度減少を防いだり取り扱いやすくして伝送特性を安定させるために保護層を施します。
一般には3層構造がとられ、1次被覆（プライマリーコート）、緩衝層（バッファコート）、2次被覆と呼び、その代表例の断面を下に示します。

図：通信用光ファイバーの構造

光ファイバーの種類

材料組成	石英ガラスファイバー多成分ガラスファイバープラスチッククラッドシリカファイバープラスチックファイバー
伝送モード	マルチモードファイバーシングルモードファイバー
屈折率分布	ステップインデックス（SI）形ファイバーグレーデッドインデックス（GI）形ファイバー

光ファイバー伝送損失波長特性

各種ファイバーの特徴

ファイバーの種類		石英系ファイバー		多成分系ファイバー	複合材料系ファイバー（プラスチッククラッドシリカファイバー）		プラスチックファイバー
構成素材	コア	石英ガラス		多成分ガラス	石英ガラス		プラスチック
構成素材	クラッド	石英ガラス		多成分ガラス	シリコーン樹脂	特殊ふっ素樹脂	プラスチック特殊ふっ素樹脂
屈折率分布		SM※2	SI※3	SI	SI	HPCF SI	SI
損失※1 （db/km）		0.5～5.0		3～10	10～100	3～10	200～800
伝送帯域 Hz・km		10G～	1G	10M	5M～	15M	1M～
特徴		損失が少ない伝送帯域が広い化学的に安定		開口数が大きい低コスト	開口数大きい大コア径	開口数が大きいカシメコネクターの使用が可能	損失が大可透性が優れている端末加工が容易
用途		通信用		パンドルファイバー PLG,CR,FOW センサ	パンドルファイバー近距離通信	通信用	センサー近距離通信イルミネーション

※1 損失は参考値です。　
※2 SM：シングルモードファイバー（伝送モード）　
※3 SI：ステップインデックス型ファイバー

伝送モード

有効断面積

多成分系ファイバーは通常、数１０～数万本を束ねて使用します。このような構造をバンドルライトガイドと呼びますが、この場合、束は光ファイバーの素線間に隙間ができてしまいます。光ファイバーは通常コア部分のみを有効径とするため実際に束としての使い方においては、束の全断面積中のコアの断面積の比率以上の伝導効率、すなわち透過率を得ることはできません。次の式は光ファイバーを束にした場合の限界値を示しています。