光ファイバーで快適ブロードバンド

光の反射と点滅を情報伝達に利用したのが光ファイバーです。

光ファイバーの光を伝達するコアとクラッドには光の透過率が高い素材が使われ、現在の主流はプラスチックと石英ガラスの二種に分類されます。プラスチック製光ファイバーに使用される素材としてはフッ素化ポリマー、ポリカーポネート、ポリスチレンなどが挙げられ、同じプラスチック分類の中でも耐熱性や強度が異なります。ガラス製の光ファイバーに用いられる石英ガラスは別名でシリカガラスとも呼ばれ、普段私達が食器などで目にする種類のガラスより高い光の透過性を持っています。

プラスチック製の光ファイバーはガラス製の光ファイバーに比べて原料費が安く、また加工もさほど難しくないのが特徴です。コアの直径が太いため折れにくく、またコアが太いことで多少傷がついたり光軸にずれがあったとしても情報伝達を行えるのが強みと言えます。デジタル家電や自動車、近距離の通信機器に用いられています。しかし伝送損失が大きいため、長距離間の情報伝達には不向きと言われています。

伝送損失が少ないため、長距離間の情報伝達に適しているのがガラス製光ファイバーです。材料は石英ガラスと呼ばれる屈折率の高いガラスで、コア部分とクラッド部分では屈折率を変えるためにそれぞれ異なる物質が添加されています。伝送損失が少ない代わりにプラスチック製のものより口径が細くて折れに弱く、またその細さから接合作業に時間が掛かるのが難点です。通信事業者の機関ネットワークなどに用いられています。

人工オパールとも呼ばれるフォトニック結晶を材料として用いたフォトニック結晶光ファイバーの最大の特徴は、フォトニック結晶を用いているのはクラッド部分のみでコアになる部分が中空状になっているという点です。コアを空気にすることで伝送損失が従来の光ファイバーよりかなり抑えられるとして、研究が進められてきました。近い将来の実用化が期待されている光ファイバーのひとつです。