カラフルな被覆を剥がすと、その下のキラキラしたガラスが光を伝えるのですか？
カラフルな外皮（コーティング）を剥がすと現れる「キラキラしたガラス」の全てが光を伝送するわけではありません。このガラス部分は、物理的・光学的な構造上、実際には「クラッド（Cladding）」と「コア（Core）」の2層で構成されています。光信号を伝送するために実際に使用されるのは、中心にある肉眼では判別できない「コア」だけです。
光ファイバーの3層構造
外側から内側に向かって、標準的な光ファイバーは以下の3つの層で構成されています。
- 外層：コーティング（Coating）
これが、剥がした「カラフルな被覆」（一般的な素材はアクリル系樹脂、ポリイミドなど）です。コーティングは光の伝送には関与せず、その主な役割は、内部の繊細なガラスを機械的損傷、擦り傷、湿気から保護することです。標準的な通信用光ファイバーのコーティング外径は、通常 250\ \mu\text{m} または 255\ \mu\text{m} です。 - 中間層：クラッド（Cladding）
コーティングを剥がした後に肉眼で見える「キラキラしたガラス繊維」の大部分です。標準的なシングルモードファイバーのクラッド外径は 125\ \mu\text{m} です。クラッドの屈折率（ n_2 とします）は、コアよりもわずかに低くなっています。その主な役割は、直接「光を伝送する」ことではなく、全反射（Total Internal Reflection）のメカニズムにより、光をコア内部にしっかりと閉じ込め、光エネルギーの外部への漏洩を防ぐことです。 - 最内層：コア（Core）
ガラス繊維の中心にある極細の通路で、屈折率（ n_1 とします）が比較的高く、全反射の条件（ $ n_1
肉眼ではなぜ違いが分からないのか？
コアとクラッドは、製造時に高純度の二酸化ケイ素（石英ガラス）材料を溶融して引き伸ばして作られるため、互いに完全に一体化しています。コアの屈折率がわずかに高いのは、二酸化ケイ素に微量の元素（例：二酸化ゲルマニウム \text{GeO}_2 ）が人為的にドーピングされているためです。このドーピングは外見上は完全に透明で均一であるため、肉眼では、この 125\ \mu\text{m} のガラス繊維の内部に 9\ \mu\text{m} のコアがあることを識別することはできません。
標準製品仕様との照合
北京大成永盛科技有限公司 (OFSCN®) が提供する標準光ファイバーの仕様を例にとると、これら3層の幾何学的配置が明確にわかります。
- OFSCN® G.652D Optical Fiber
- コア径： 9\ \mu\text{m}
- クラッド径： 125\ \mu\text{m}
- コーティング径： 255\ \mu\text{m} （剥がされたカラフルな被覆層）
- OFSCN® G.657 Optical Fiber（低曲げ損失シングルモードファイバー）
- コア径： 9\ \mu\text{m}
- クラッド径： 125\ \mu\text{m}
- コーティング径： 255\ \mu\text{m}
まとめ
カラフルな外皮を剥がすと：
- 目に見える 125\ \mu\text{m} のガラス繊維は、主に光を閉じ込め反射する役割を持つクラッドです。
- 実際に光を伝送するのは、このガラス繊維の中心にある、断面積が全体のごくわずか約 0.5\% を占める超細いコア（直径わずか 9\ \mu\text{m} ）だけです。