CN104237998A

CN104237998A - 多模光纤

Info

Publication number: CN104237998A
Application number: CN201410265400.5A
Authority: CN
Inventors: 星野寿美夫
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2013-06-14
Filing date: 2014-06-13
Publication date: 2014-12-24
Anticipated expiration: 2034-06-13
Also published as: JP6459211B2; CN104237998B; US20140369658A1; JP2015001741A; US8977093B2

Abstract

本发明涉及一种多模光纤，该多模光纤具有用于稳定地减小相对于在其端部安装的连接器插芯的插入孔的偏心的构造，该多模光纤的沿其长度方向的光纤外径在目标光纤外径的±0.5μm的范围内周期性地变动。

Description

多模光纤

技术领域

本发明涉及一种多模光纤。

背景技术

多模光纤由于容易进行光纤间的连接，此外，能够利用要求性能较低的设备容易地进行网络的构筑，因此广泛地使用于LAN(LocalArea Network)等近距离信息通信的用途中。特别地，多模光纤作为线缆单线长度小于或等于500m的光纤，大多以较短的长度使用，通常以其两端安装有连接器的状态使用。

发明人们对适用于安装连接器的光缆的以往的多模光纤进行了探讨，其结果发现了如下述的课题。另外，在本说明书中，在不特别说明而仅记载为“光纤”的情况下，是指“多模光纤”。

例如，在图1A中示出在卷绕于线轴11上的包覆光纤12的前端部分安装连接器插芯20的工序(带连接器的光缆10的制造工序)。另外，包覆光纤12由多模光纤100和覆盖该多模光纤100的外周面的树脂涂层构成。

在连接器插芯20的标准的安装工序中，首先，从包覆光纤12的前端部分去除树脂涂层，从而将玻璃部分(光纤外径为D1的多模光纤100)露出。接着，在表面上涂覆有紫外线硬化树脂等粘接剂的玻璃部分从连接器插芯20的插入口20a插入至用于保持该玻璃部分的光纤插入孔20b(具有内径D2的贯通孔)中的状态下，利用紫外线照射使粘接剂硬化。然后，通过对插芯端面进行研磨，进一步在包覆光纤12的前端部分(包含端面研磨后的连接器插芯20)安装外壳构件，从而获得带连接器的光缆10。

另外，在上述专利文献1中，记载有在连接器插芯20上加工的光纤插入孔20b的尺寸。根据该记载，必须将该光纤插入孔20b的尺寸设为大于所使用的光纤的直径D1，在连接器插芯20的光纤插入孔20b中即使最低也设有1μm的间隙。这是为了确保光纤向光纤插入孔20b插入的插入性，以及为了使粘接剂流入至间隙部分。

然而，如图1B所示，如果存在“即使最低也大于或等于1μm”的间隙，则无法忽视所插入的光纤的光轴AX相对于光纤插入孔20b的中心O的偏心所带来的影响，只要存在该间隙，就无法稳定并减小偏心。

发明内容

本发明是为了解决如上述的课题而提出的，其目的在于提供一种多模光纤，该多模光纤具有用于稳定地减小相对于在其端部安装的连接器插芯的插入孔的偏心的构造。

本发明涉及具有包含折射率从中心轴线沿半径方向连续地减小的区域的GI(Graded Index)型折射率分布的GI型多模光纤，该多模光纤在构造上与长距离传送用的单模光纤有着明确的区别。此外，在GI型多模光纤中，除了具有由高折射率的纤芯和低折射率的包层构成的通常构造的多模光纤之外，也包括具有在纤芯的外周面上设置的低折射率的沟槽部的GI型多模光纤(以下称为BI型多模光纤)。另外，与包层等外周区域相比，沟槽部的折射率较低，使该多模光纤具有对由弯曲引起的传送特性变动的耐受性。此外，沟槽部可以设置在纤芯和包层之间的位置，也可以设置在与纤芯间隔开规定距离的包层内。

本实施方式涉及的多模光纤至少具有：纤芯，其沿中心轴线延伸，并具有折射率从该中心轴线沿半径方向连续地减小的α乘数的折射率分布；以及包层，其包围纤芯的外周面。另外，本实施方式涉及的多模光纤也包括在纤芯和包层之间或者在包层内设有与该包层相比折射率低的沟槽部的BI型多模光纤。

特别地，在本实施方式涉及的多模光纤中，该多模光纤的沿其长度方向的光纤外径在目标光纤外径的±0.5μm的范围内周期性地变动。此外，沿该多模光纤的长度方向交替配置有第1区域和第2区域，在该第1区域中光纤外径比目标光纤外径大，在第2区域中光纤外径比目标光纤外径小。此外，在第1区域内，在某一位置光纤外径成为最大。此外，在第2区域内中，在某一位置上述光纤外径成为最小。

并且，沿该多模光纤的长度方向的距离和光纤外径的关系为，沿该长度方向，光纤外径的最大值或者上述光纤外径的最小值沿该长度方向以规定的周期(例如在50cm～50m左右能够任意地设计)出现。

另外，通过以下的详细的说明及附图能够进一步充分地理解本发明涉及的各实施例。这些实施例仅仅是为了例示而示出，不应认为由此限定本发明。

此外，本发明的进一步的应用范围可从以下的详细说明来明确。然而，应当明确的是，详细的说明以及特定的事例表示本发明的优选的实施例，是仅仅为了例示而示出的例子，对于在本发明的范围内的各种变形和改良，本领域技术人员能够从该详细的说明中容易地得出。

附图说明

图1A是用于说明带连接器的光缆的通常的制造工序的图，图1B是用于说明光纤的光轴相对于连接器插芯的光纤插入孔的中心的偏心状态的图。

图2A是表示本发明涉及的多模光纤的剖面构造的一个例子的图，图2B是其折射率分布。

图3是表示本实施方式涉及的多模光纤的沿长度方向的光纤外径的变动的曲线图。

图4是表示用于制造本实施方式涉及的多模光纤的拉丝装置的第1构成的图。

图5A是表示用于制造本实施方式涉及的多模光纤的拉丝装置的第2构成的图，图5B是用于说明安装有用于调整拉丝速度的速度调整装置的辊子的剖面形状的图。

图6是用于说明在包含本实施方式涉及的多模光纤的包覆光纤的前端安装连接器插芯的工序(带连接器的光缆10的制造工序)的图。

具体实施方式

下面，使用附图对本发明的各实施方式进行详细地说明。另外，附图说明中对相同的要素标注相同的标号从而省略重复的说明。

通常，多模光纤大多在其端部上安装有连接器作为光缆使用，在进行连接器安装作业时使连接器插芯和光纤中心精密地保持一致对品质稳定化比较重要。

然而，在多模光纤的制造中，通常以125μm作为目标光纤外径设定光纤外径，但在实际中由于制造偏差，制造出的产品间的光纤外径的平均值会有±0.5μm左右的变动。因此，需要预先考虑产品间的变动量而将在制造出的多模光纤的端部安装的连接器插芯的内径(插入孔的内径)制作为稍大些。在该情况下，制造出的光纤相对于所安装的连接器存在间隙，从而光纤的插入位置出现偏差，除此之外，间隙的大小也参差不齐，进而偏心状态也参差不齐，无法使多模光纤相对于连接器的偏心状态稳定。

在本实施方式涉及的多模光纤中，将沿其长度方向的光纤外径设计为在目标光纤外径的±0.5μm的范围内有意识地变动。通过如上述地使光纤外径以目标光纤外径为中心刻意地变动，能够获得成为该目标光纤外径的部位周期性地存在的多模光纤。本发明的目的为：通过以成为该目标光纤外径的部位为基准对多模光纤实施用于安装连接器的端部加工，稳定地减小光纤中心相对于连接器插芯的光纤插入孔的偏心。

首先，图2A是表示本实施方式涉及的多模光纤的剖面构造的一个例子的图。图2B是其折射率分布。图2A所示的多模光纤100是GI型多模光纤，该GI型多模光纤以石英玻璃作为主要材料，具有沿中心轴线(光轴AX)延伸的纤芯110、以及包围纤芯110的外周面的包层120。纤芯110具有在其中心(与光轴AX一致的位置)处成为最大折射率为n1的α乘数的折射率分布。包层120具有比纤芯110的最大折射率n1低的折射率n2，包层120的外径(光纤外径，即由纤芯和包层构成的部分的玻璃直径)为D1。此外，多模光纤100具有作为连接器连接用而切割出的光纤端面100a。另外，在BI型多模光纤的情况下，在纤芯110和包层120之间、或者包层120内设有沟槽部130，该沟槽部130的折射率比该包层120的折射率低。

多模光纤100具有图2B所示的折射率分布150。图2B所示的折射率分布150表示图2A中与光轴AX正交的线L上的各部分的折射率，相当于该多模光纤100的沿直径方向的折射率分布。具体而言，具有从具有最大折射率n1的纤芯中心(与光轴AX一致)起沿半径方向连续地减小的折射率的区域151相当于纤芯110，该区域151周边的区域152相当于包层120。另外，区域153表示相当于BI型多模光纤中的沟槽部的区域。

本实施方式涉及的多模光纤100具有如上述的剖面构造，并且由沿其长度方向的构造特征限定。即，该多模光纤100相对于目标光纤直径(一般为125μm)在±0.5μm的范围内，具有周期性地变动的光纤直径。图3是表示本实施方式涉及的多模光纤的沿长度方向的光纤外径的变动的曲线图。

如图3所示，本实施方式涉及的多模光纤100设计为，沿多模光纤100的长度方向交替配置区域R1(第1区域)和区域R2(第2区域)，其中，在该区域R1(第1区域)中光纤外径比目标光纤外径大，在该区域R2(第2区域)中光纤外径比目标光纤外径小。此外，在区域R1中，在某一位置存在光纤外径的最大值P1，另一方面，在区域R2中，在某一位置存在光纤外径的最小值P2。此外，目标光纤直径和光纤外径的最大值P1的差d1小于或等于0.5μm，目标光纤直径和光纤外径的最小值P2的差d2也小于或等于0.5μm。此外，本实施方式涉及的多模光纤100相对于目标光纤直径在±0.5μm的范围内，具有沿其长度方向周期性地变动的光纤直径。本说明书中，将1个区域R1和与其连续的1个区域R2加在一起的距离(在去除了两端的区间内存在1个成为目标光纤直径的位置)限定为光纤直径变动周期的一个周期。

具有如上述的剖面构造和沿长度方向的构造的该多模光纤100通过例如图4所示的光纤制造装置2A(拉丝装置)获得。

该图4所示的光纤制造装置2A至少包括：加热炉212，其用于使本实施方式的涉及多模光纤100用光纤母材200的一部分软化；送出装置211，其用于调节光纤母材200相对于加热炉212的相对位置；外径测量器221；涂层模具213，其用于在拉丝后的多模光纤100的外周面上照射树脂涂层；紫外线照射装置214，其用于使被照射的树脂涂层硬化；牵引部220，其用于牵引所获得的包覆光纤12；卷绕筒219；以及控制部225，其用于对该光纤制造装置2A的各部分进行控制。其中，牵引部220由多个辊子构成，其中在夹着包覆光纤12并牵引的主动辊218A上安装有用于调整拉丝速度的速度调整装置218。此外，在拉丝后的多模光纤100的外周面上涂覆多层树脂层的情况下，也可以在外径测量器221和牵引部220之间配置多个分别由涂层模具和紫外线照射装置构成的组。

在图4所示的光纤制造装置2A中，以石英玻璃为主要成分的光纤母材200被送出装置211插入加热炉212的内部，并向下方传送。通过对被加热炉212加热、熔融的光纤母材200的下端进行拉丝而获得多模光纤100(玻璃光纤)。该多模光纤100经过装入有树脂的涂层模具213，从而树脂涂层涂覆在其外周面上，通过照射来自紫外线照射装置214的紫外线，使该树脂涂层硬化。由此获得的包覆光纤12经过包含速度调整装置218的牵引部220的各辊子之后，被卷绕筒219卷绕。

在加热炉212和涂层模具213之间配置有外径测量器221。外径测量器221是光学式装置，利用外径测量器221对刚刚进行拉丝而得到的多模光纤100的外径进行测量。

利用外径测量器221测量出的结果通知给控制部225。于是，利用控制部225对拉丝速度、加热炉212的炉温等进行控制。拉丝速度由速度调整装置218进行调整。另外，这些拉丝速度、炉温等并不能独立地进行控制，他们会相互产生影响。

以下对利用上述光纤制造装置2A制造出的本实施方式涉及的多模光纤100的样本进行说明。即，将多模光纤100用光纤母材200(具有与图2A的剖面构造相似的形状，并且具有与图2B相同形状的折射率分布)安装至送出装置211，并插入加热炉212中。之后，将炉温升温至2000℃，开始进行拉丝。此时，一边将目标光纤外径设定为125.0μm进行控制并使拉丝速度以50m的周期变动1％，一边进行拉丝。其结果，获得具有在124.5μm～125.5μm的范围内周期性地变动的光纤外径的多模光纤100。

另外，本实施方式涉及的多模光纤100也可以利用图5A和图5B所示的光纤制造装置2B获得。

即，图5A所示的光纤制造装置2B至少具有：加热炉212、送出装置211、外径测量器221、涂层模具213、紫外线照射装置214、牵引部220、卷绕筒219、以及用于控制该光纤制造装置2B的各部分的控制部225。

该图5A所示的光纤制造装置2B和图4所示的光纤制造装置2A的构造上的差异在于：设置在牵引部220内的主动辊218B、即安装有速度调整装置218的主动辊218B的剖面形状。主动辊218B的剖面如图5B所示，是具有长径X、短径Y的椭圆形状。通过利用具有这样的剖面形状的主动辊218B，能够在通过速度调整装置218将拉丝速度调整为恒定的状态下，实现更短周期的光纤外径的变动。

另外，在图5A所示的光纤制造装置2B中，除了上述的牵引部220中的主动辊218B的形状之外，装置构成和动作与图4所示的光纤制造装置2A相同。

以下对利用上述光纤制造装置2B制造出的本实施方式涉及的多模光纤100的样本进行说明。其中，安装于速度调整装置218处的主动辊218B具有外周1m的椭圆形状的剖面。将多模光纤100用光纤母材200(具有与图2A的剖面构造相似的形状，并且具有与图2B相同形状的折射率分布)安装至送出装置211，并插入加热炉212中。之后，将炉温升温至2000℃，开始进行拉丝。此时，一边将目标光纤外径设定为125.0μm进行控制，一边进行拉丝。其结果，获得具有以50cm的周期变动的光纤外径的多模光纤100。

图6是用于说明在利用如上述的光纤制造装置2A、2B制造出的包覆光纤12(包含有本实施方式涉及的多模光纤100)的前端安装连接器插芯的工序(带连接器的光缆10的制造工序)的图。其中，除了对多模光纤100的端部切割工序之外，连接器插芯20的基本的安装工序与图1A所示的连接器插芯20的标准的安装工序相同。

即，首先，通过从包覆光纤12的前端部分去除树脂涂层，露出多模光纤100。露出的多模光纤100在光纤外径的最大值P1和最小值P2的差为最大1.0μm的范围内，其光纤外径周期性地变动。接着，在从安装连接器插芯20的一侧的端部朝向另一侧的端部，按照区域R2(光纤外径比目标光纤外径小的区域)、区域R1(光纤外径比目标光纤外径大的区域)的顺序配置的区间中，指定出该多模光纤100的光纤外径为D3(例如，比连接器插芯20的光纤插入孔20b的内径D2小0.5μm的光纤外径)的位置，在从指定出的位置朝上述一侧端部侧相距与光线插入孔20b的长度相对应的长度的位置处切断多模光纤100。该位置C处的该多模光纤100的切断面成为光纤端面100a(参照图2A)。

并且，在进行切断后，在表面涂覆有粘接剂(紫外线硬化树脂)的露出的多模光纤100的露出部分从连接器插芯20的插入口20a插入至光纤插入孔20b的状态下，利用紫外线照射而使粘接剂硬化。之后，通过对插芯端面进行研磨，进一步在包覆光纤12的前端部分(包含有端面研磨后的连接器插芯20)安装外壳构件，从而获得光连接器。

如上所述，根据本实施方式涉及的多模光纤100，由于制造为光纤外径周期性地变动，因此必然存在与目标光纤外径接近的部分。此外，成为根据欲安装的连接器插芯20的光纤插入孔20b的内径计算出的光纤外径D3的位置，也沿该多模光纤100的长度方向周期性地出现。该多模光纤以根据用途决定的长度使用，因此只要使其光纤外径以与所使用的长度的周期相对应的周期进行变动，从而剥除了树脂涂层的端部的光纤外径总是最接近目标外径的部分。因此，只要是以例如50cm～50m左右的周期变动光纤外径的该多模光纤100，就能够用作以光纤外径的变动周期的倍数的长度使用的光纤。

如上所述，根据本实施方式涉及的多模光纤，制造为光纤外径周期性地变动，因此能够选择相对于连接器的插入孔的内径可得到最佳(针对每个光纤均匀的大小)间隙的光纤外径。另外，通常，由于制造出的多模光纤在以易于向连接器安装的方式切断后出厂，所以能够在出厂前预先进行精密的外径测量和光纤切断。

根据以上的本发明的说明，可知能够对本发明进行各种各样的变形。不能认为这样的变形超出本发明的思想和范围，对本领域技术人员而言是显而易见的所有的改良包含在本权利要求的范围内。

Claims

1.一种多模光纤，具有：纤芯，其沿中心轴线延伸，并具有α乘数的折射率分布；以及包层，其包围上述纤芯的外周面，

该多模光纤的特征在于，

该多模光纤的沿其长度方向的光纤外径在目标光纤外径的±0.5μm的范围内周期性地变动。

2.一种多模光纤，具有：纤芯，其沿中心轴线延伸，并具有α乘数的折射率分布；以及包层，其包围上述纤芯的外周面，

该多模光纤的特征在于，

该多模光纤的沿着长度方向的光纤外径的最大变动在目标光纤外径的±0.5μm的范围内，

沿上述长度方向交替配置有第1区域和第2区域，该第1区域为具有比上述目标光纤外径大的光纤外径的区域，且在某一位置上述光纤外径成为最大，该第2区域为具有比上述目标光纤外径小的光纤外径的区域，且在某一位置上述光纤外径形成为最小。

3.根据权利要求2所述的多模光纤，其特征在于，

上述沿长度方向的距离和上述光纤外径的关系为，上述光纤外径的最大值或者上述光纤外径的最小值沿上述长度方向以规定的周期出现。