光ファイバ (optical fiber)

　光を伝導するために使われる誘電導波路で、光が伝搬するコア部とその周辺を覆う同心円状のクラッド部から構成される。コアの径は数μmから数十μm（ミクロン：1000分の1 mm）、クラッドの径は100〜200 μm。むき出しのままでは力学的に弱く、また水分の付着で科学的に弱くなるので、クラッドの上にプラスチックのプライマリコートやナイロンコートを施してある。通常はファイバを数本以上束ねて光ファイバ・ケーブルとして用いられる。

　光ファイバの中を光が伝搬する仕掛けは、コアの屈折率がクラッドの屈折率よりすこし大きくしてあることにある（0.2〜0.3%ほど大きい）。このため、発光源がら入射された光はコアとクラッドとの境界面で全反射され、コアの外に逃げることなく全反射を繰り返しながらコアの中を伝搬する。メタリック・ケーブルに比べて、光ファイバは周波数帯域が広いこと、伝送損失が極めて小さいこと、雑音妨害を受けないことなどの特徴がある。さらに、径が細くて場所をとらない、軽くて曲げやすいことから、配線する上でも大きなメリットがある。

心線の被覆とケーブル化の段階でどのような構造が採用されているかによって、光ファイバ・ケーブルの種類は層撚型、ユニット型、スロット型、テープチューブ型、テープスロット型などに分類される。さらに、ケーブル化した光ファイバを外力から保護する方法に着目した場合、ケーブルの構造は基本的に３種類のタイプに分かれる。光ファイバを動かないように固定して耐久力を高めるタイト構造、光ファイバをフリーな状態にして外力の影響を緩和するルース構造、および二次被覆を施した複数の光ファイバを並行に整列させ、その外部に高いヤング率のテープ被覆を設けたリボン構造、である。

　○　コア（core）とクラッド

光ファイバは中心部を成すコアとその周辺部のクラッドと呼ばれる部分から構成される。コアもクラッドも同じ石英ガラスであるが、両者の屈折率がわずかに異なる。コアの屈折率がクラッドのそれより数％大きいとき、光ファイバに光を入射すると、光はある角度をもって全反射を繰り返しながら光ファイバの中を伝わっていく。光ファイバ通信は、この性質を利用した通信方式である。

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