光ファイバーは、現代の通信技術、センシング技術、レーザー技術の中核部品であり、その直径は光伝導能力の重要な指標であるだけでなく、伝送効率、融着接続操作の利便性、およびエンジニアリングアプリケーションの信頼性にも深く影響します。光ファイバーの直径は、ミクロンからミリメートルまで大きく異なり、各仕様は特定のアプリケーションミッションを担っています。以下は、直径別に分類されたいくつかの主要な光ファイバータイプの普及です。
マイクロ/ナノファイバー
名前が示すように、その直径は非常に小さく、通常はミクロン（μm）から100ナノメートル（nm）のスケールで、透過光の波長に近いかそれ以下です。この特性により、非常に高い光場閉じ込めと顕著な高速波伝送特性が得られ、センシング分野で好まれています。ガス、角速度、生物、温度センシングにおいて、マイクロナノ光ファイバーは並外れた感度と精度を示します。同時に、ナノスケールの光近接場結合、非線形光学、原子光学における独自の大きな潜在的応用展望も持っています。
マイクロナノ光ファイバーとその応用
細径光ファイバー 80μm以下
直径は通常80μmを超えず、優れた曲げ耐性を持ちながら、高い情報伝送効率を維持できます。機器の高密度化と小型化の追求において、細径光ファイバーは通信、センシング、医療分野で広く使用されています。高密度光ファイバー配線システム、FTTH（Fiber To The Home）プロジェクト、小型光ファイバージャイロスコープの光ファイバーリングデバイス、さらには医療機器の内視鏡や光ファイバーメスなど、その姿を見ることができます。
細径バイアス保存光ファイバーと標準径光ファイバーは、主に通信やセンシングの分野で使用されています。
標準ファイバー径 125μm
つまり、クラッド径125μmの光ファイバは、光ファイバー通信分野の礎であり、伝送効率、製造コスト、設置の容易さを巧みにバランスさせ、大規模な光ファイバー通信ネットワークの構築に広く使用され、インターネットインフラの背骨を支えています。海を越えた長距離通信でも、都市内のブロードバンドアクセスでも、その効率的で安定した性能により、高速で高品質のデータ伝送に対する社会の切実なニーズを満たしています。
大口径光ファイバー 125μm～500μm
大コア径光ファイバーとも呼ばれるこの光ファイバーのコア径は、標準光ファイバーよりも大幅に大きいため、レーザー伝送の熱および非線形効果を効果的に低減し、高出力レーザー伝送や特殊な光学画像化が必要な場合にその強みを発揮します。 工業用レーザー加工、溶接の分野では、高出力レーザーを使用して、効率的で正確な加工操作を実現します。その後、市場では正方形コア、長方形コア、八角形コアなどの特殊な構造のファイバーの均質化が発売され、光場の空間分布の制御と均質化が実現され、従来の大コア径光ファイバーの出力ビームエネルギーが加工時に均一でないという損傷の問題が解決されました。医療分野では、大コア径光ファイバーは内視鏡や顕微鏡の画像品質を向上させ、より明確な診断視野をもたらします。
主にレーザーエネルギー伝送の分野で使用される、さまざまなタイプの大口径光ファイバー
Rod-shaped optical fiber >500μm
その直径は従来の光ファイバーの範疇をはるかに超え、最大数ミリメートル、さらには数十ミリメートルにも達し、高出力レーザー伝送用に設計された特殊なファイバーです。その強力なエネルギー搬送能力は、伝送プロセスにおけるレーザーの品質と安定性を保証し、産業用レーザー加工や大規模な科学研究実験に欠かせない基礎材料となっています。現在、欧米で生産されているイッテルビウム棒状フォトニック結晶ファイバーは国内で禁輸措置が取られています。
初期のイッテルビウム添加棒状フォトニック結晶ファイバー、外径1.5mm、イッテルビウム添加コア60µm
ファイバーの直径の選択は、特定のアプリケーション シナリオとニーズを慎重に検討した結果に基づいて行われます。科学技術の進歩に伴い、光ファイバー技術は進化し続け、人類社会にさらなる驚きと変化をもたらします。
