カーボン薄膜コート光ファイバにおける微小き裂成長の計測と薄膜効果の解明

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通信用光ファイバに関して、水素の拡散侵入を防ぎ光損失の経時的増加に抑えるアモルファスカーボン被覆の開発が盛んである。この特殊被覆ファイバの場合においても、ガラス表面の巨視的欠陥部では被覆材の割れが発生しやすく、雰囲気中の水分子侵入による応力腐食欠陥成長を避けることは期待できない。本研究は同ファイバの寿命保証に重要な被覆影響下における同欠陥の成長特性の解明を目的とし、その基礎となる被覆割れの進行計測およびガラス部の欠陥成長計測に関する手法について検討した。また参照として被覆のない裸のファイバについても検討した。得られた事項を以下に列記する。1.同被覆ファイバの表面に、マイクロビッカース圧子の押し込みおよびファイバの曲げにより深さ約20mumの微小き裂を導入することができた。これによりモデル欠陥を有する実物試験片を得ることができた。2.被覆材が導電性であることに着目し、長さ約50mmの実物試験片においてその表面電気抵抗の計測を行った。その結果、被覆厚さが極微小(400Å)であるため、き裂が存在しない状態でも200kOMEGA程度の容易に計測できる電気抵抗値を示すことがわかった。さらにき裂成長時の電気抵抗計測も行い、被覆側の割れの進行を反映する抵抗変化が得られることを見出した。また同抵抗変化計測を被覆割れ寸法の定量的評価に発展させるためには計測端子の位置決め精度が特に重要であることがわかった。3.ガラス内部へのき裂成長の計測に関しては、先に開発した破面観察に基づく手法が裸のファイバと同様に、当該被覆ファイバの場合においても適用できることを確認した。4.参照としての裸のファイバのき裂成長データを拡充するため、先の申請者らの方法をさらに発展させ、き裂成長速度のより広範囲にわたるデータを得た。