JP2001511538A

JP2001511538A - 多心ガラス光ファイバおよびかかるファイバの製造方法

Info

Publication number: JP2001511538A
Application number: JP2000504477A
Authority: JP
Inventors: リチャードエム．フィアショ; マイケルジェイ．ハッカート; ダニエルダブリュ．ホートフ; テッドエム．ヴァンリーン
Original assignee: Corning Inc
Current assignee: Corning Inc
Priority date: 1997-07-25
Filing date: 1998-06-24
Publication date: 2001-08-14
Also published as: WO1999005550A1; EP1002249A1; TW367311B; AU8376698A; KR20010022219A

Abstract

(57)【要約】ガラス光ファイバ(２０)は、単一のファイバに統合された複数のコア(１４)を含む。新しい光ファイバは、コアがファイバの全長に亘ってファイバ内で互いの相対位置を維持するという意味で、コヒーレントである。本発明の一の概念において、ファイバの断面は円形になる。別の概念では、他の光部品と接続するためにファイバ内でのコアの向きを決めるという作業を容易にするために、断面は、楕円になる。配向コア(２２６)が適切にファイバに含まれて、ファイバ端部の向きを決めることを支援する。新しい光ファイバの製造時には、シリカチューブ(１２)には、コア線条部材(１４)が充填される。次に、このアセンブリは、溶かされて統合され、好ましくは真空下で線引きされて、一体化多心ファイバブランク(１０)を作製する。次に、このファイバブランクは、標準線引き法を使用して標準径のファイバに線引きされる。または、統合行程及び線引き行程は、単一のステッププロセスに組み合わせることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】

本発明は、改良型の光ファイバおよびかかるファイバの製造方法に関する。特
に、本発明は、低価格の複数のコア、すなわち多心光ファイバに関する。

【０００２】

【発明の背景】

オフィスイントラネットなど等の用途において部品を接続する比較的低価格光
ファイバに対する需要が存在する。かかる用途は、「ファイバからデスクトップ
」または「FTTD」用途と称される。光ファイバが銅線や同軸ケーブルなど等の既
存のコネクタを置換することになる場合に直面する問題や、所望のシステム基準
は、製造の容易さや、接続の容易さ、大抵は５００mを越えない走行長に対しての比較的低価格、好ましくは１０dB/km未満の低い減衰、好ましくは８５０および１３０nmでの５００MHz-kmを越える高い帯域幅などである。

【０００３】多心プラスチック光ファイバを開発する努力が行われた。かかるファイバは、
安価で安価であり比較的大きいので比較的容易に接続することができるが、プラ
スチックは可燃であり、高温では光学特性を変えながらファイバコアの形状を変
形させ、大抵は５０m以下の短いリンク長のために、例えば低い帯域幅、高い減衰、可能性の高い環境の制約などの乏しい性能特性に苦しんでいる。FTTD分野で
マルチモードガラス光ファイバを使用する努力も行われた。かかるファイバは、
現在認識されている需要を満たすものもあるが、かかるファイバは、比較的高価
であり、これらの用途に最適なものではない。

【０００４】さらに、複数コアの光ファイバを製造する努力が、行われた。例えば、１９８
６年９月１０日に公告された住友電気工業の欧州特許第１９３，９２１号や、本
発明の譲受人に割り当てられて本願明細書において引用例として完全に取り入れ
られた米国特許第４，５６１，８７１号を参照のこと。これらの方法は、プリフ
ォームに孔を形成したりまたは穿設し、ロッドをこの孔に挿入するものである。
このように、上記特許は、多数の用途に望まれるように、製造は容易ではなく、
安価ではない。なぜならば、孔の穿設および挿入工程は、例えば８つ以上の多数
のコアからファイバを形成することにあまり適しておらず、比較的時間がかかり
且つ複雑な作業となる傾向があるからである。

【０００５】上記の議論は、FTTD用途に対して現在所望のシステム基準のうちのいくつかに
触れたものであるが、他の基準を適用する可能性があることと、多種多様な用途
が、本発明のファイバの特性を有してかかる用途の需要を有効に処理するように
設計された低価格多心光ファイバに向けての機運が熟していることの両方が認め
られる。

【０００６】

【発明の概要】

本発明は、低価格、低減衰、高帯域幅の多心光ファイバを目的とし、この多心
光ファイバは、典型的なマルチモードファイバと比較すると、好ましくは長いリ
ンク長をサポートし、環境耐性を有し、高い帯域不感性を有する。本発明は、か
かる光ファイバの作製方法にも関係する。本発明は、単一の一体化ファイバに融
合される複数のコアを含むガラス光ファイバを提供することによって、これらの
目的をなしとげる。ファイバ内の全てのコアがその長さ全体にわたってファイバ
内で互いに対する位置を維持するという意味において、この光ファイバはコヒー
レントである。

【０００７】本発明の一概念において、ファイバは断面が円形である。さらに、ファイバは
、断面が、円よりは離心率が大きい楕円になる。「断面が楕円」という言葉は、
本発明においては、円よりは離心率が大きい断面を指すものである。楕円の断面
は、信号源、他のファイバ、集積光装置、受信機、他の光学部品との接続用に、
ファイバ内でコアの物理的に向きを定めるという作業を容易にする。他の非円形
断面は、本発明により考察される。更に、配向コアは、ファイバ端部の向きを定
めることを支援するファイバに含まれる。

【０００８】新しいファイバ内の複数のコアの各々は、ステップ若しくはグレーディッドイ
ンデックスファイバとして形成され、単一またはマルチモードであるが、好まし
い実施例は、複数の等級分けされた(グレーディッド)インデックスシングルモー
ドファイバを使用する。各コアは、異なる信号を搬送するために使用できる。ま
たは、冗長性を提供して、信号をマルチモードファイバへとカップリングする作
業を容易とするために、新しいファイバ内の各コアは、同一の信号を搬送する。
新しいファイバは、特に、FTTD分野等の低価格で高性能な用途に適している。

【０００９】１の製造方法において、シリカチューブには、ゲルマニアがドープされたグレ
ーディッドインデックスシリカ線条部材がロードされたり、または詰め込まれて
いる。十分な線条部材が、シリカチューブ内に配置されて、互いに適切な位置に
保持される。シリカスペーサロッドも追加されて、グレーディッドインデックス
線条部材が各々の位置をシリカチューブ内に維持することを確実にする。次に、
チューブと線条部材とは、部分的に溶かされ、融合されて、真空下でわずかに線
引きされて、単一の集積マルチコアファイバブランクを作製する。次に、マルチ
コアファイバブランクは、好ましくは、標準の線引き技術を使用して、標準のフ
ァイバ径に線引きされる。または、好ましい方法では、ブランクを形成する別の
行程を省略して、真空に線引きの間に引かれる。両方のケースにおいて、線引き
比が使用されて、ステップインデックス線条部材の開始直径を決定し、すなわち
、線条部材は好ましいコア直径に線引きされる。その多くは、シングルモード動
作を保証するものである。本発明の、上記及び他の特徴、概念、効果は、当業者
においては、添付図面に基づき、以下の詳細な説明から明らかにすることとする
。

【００１０】

【詳細な説明】

本発明により作られるガラス光ファイバは、単一の一体化ファイバ(integral
fiber)に一体化された複数のコアから形成される。好ましい実施例において、各
コアは、コアよりも低い屈折率を有するガラスを伴うクラッドであり、故に、シ
ングルモードの光を案内する複数等級インデックス光コアを生成し、高性能且つ
低分散損失で動作する。同時に、複数コアの有効性は、光源や光受信機へのファ
イバの接続や、ファイバ間の相互接続を容易にし、故に、価格や、接続損失に関
連する性能の低下を減らすことができる。本発明のファイバは、広領域及びロー
カルエリアネットワークに対して通信を行うデスクトップ（FTTD）用のファイバ
等の用途に、特に適している。かかる用途に対する最長のファイバリンクは、大
抵、５００m以下であり、減衰は、実際のFDDI６２．５μｍファイバ減衰仕様以下であるべきであり、帯域幅は、好ましくは、８５０及び１３００nm操作ウィン
ドウで５００MHz-kmよりも大きくなるべきである。

【００１１】図１A及び図1Bの断面図は、プレドローブランク(predraw blank)１０の第１の
実施例と、本発明により線引きされた結果として生じた多心ガラス光ファイバ２
０とを示す。尚、「ブランク」は本発明において「半完成品」または「素材」と
同義で用いるものとする。図１Bに示すファイバ２０は、図１Ａに示すブランク１０から形成され、ブランク１０は、シリカチューブ１２、すなわちスリーブを
含む。シリカチューブが今のところ適切であるが、ドープされたものや、または
、用途に応じて選択された材料でも良い。図１Aのチューブ１２は、線条部材(ca
nes;ケーンとも称す)１４で満たされ、線条部材は、等級分けされたステップないしセグメント化されたインデックス線条部材が適している。ブランク１０は、
加熱されて、以下に詳細に説明するように、真空下で線引きされる。各線条部材
は、コア１６を含み、このコアは、好ましくはゲルマニア(germania: GeO₂、酸化ゲルマニウム)がドープされて、好ましい屈折率と、シリカSiO₂、すなわちクラッド１８とを生成する。図示した実施例において、チューブ内の比質量偏差は
、実質的に最大であり、換言すれば、線条部材間の空所は減少し、各線条部材は
、０.５４７コア/クラッド比を有する。線条部材１４は、チューブ１２内では好
ましくは対称的に分布し、パッキング配置は、CADソフトウェアや、他のコンピュータソフトウェア、手計算を含む適宜の計算方法を使用して、適切に計算する
ことができる。例えば、ブランク１０の適切な構成は、約２%のデルタを有する線条部材１４と、４９．９７mmの外径および２５．０５mmの内径を有するチュー
ブ１２とを用いると、ブランクは、１２５μｍの外径を有する標準のファイバサ
イズに適切に線引きされる。例えば、開始長さが３３０mm、すなわち１３インチ
のブランクは、約３０kmの長さに線引きされる。本実施例において、デルタ=(ｎ ₁ ² −ｎ₂ ²)/２ｎ₁ ² である。但し、ｎ₁はコアの屈折率であり、ｎ₂はクラッドガラスの屈折率である。チューブ１２の外径と内径の比は、好ましくは約２：１に
維持されるが、そのサイズは、全線引き長の拡大・縮小に応じて変化する。完成
したファイバ２０の横断面を、比較のために図１の右側に示す。

【００１２】ブランク１０は、１２０分間の1800-1950NCで部分的に溶かされたり、または加熱され、チューブの外径と内径との間で真空にさらされて、コア線条部材およ
びチューブ１２が、実質的に空隙のない一体化ブランク、すなわちプリフォーム
へと潰されて一体化される。次に、ブランクは、従来と同様に、炉で、約2000NC
で完成したファイバ２０の直径まで線引きされる。または、線引きは、以下に議
論するように、真空下で行われる。

【００１３】好ましくは、線条部材１４のコア１６は、クラッド１８によって、線引きプロ
セスにわたって互いに隔離されたままであるが、これは、用途によっては重大な
ことではないのである。複数の線条部材１４からのクラッド１８は、上記のプロ
セスの一部として一緒に一体化する。線条部材１４が比較的緻密にチューブ１２
内にパックされ、線条部材１４が互いに一体化し、且つ線引きの前にチューブ１
２と一体化するので、ブランク１０内の全ての線条部材１４は、線引きプロセス
の間に、ブランク１０の断面での相対的な位置を維持する。従って、コア14'は、完成したファイバ２０内で、ブランク１０にあったときのように、互いに同じ
断面形態(profile)を有するが、この形態は、図３と関連して、以下に論議するように、ファイバ２０全体にわたって均一である。ファイバ２０は、この意味で
、コヒーレントである。

【００１４】本発明により様々な多心ファイバが、作製されてテストされた。例えば、０．
３６４のコア/クラッド比と１%のデルタと０.１９の開口数（NA）とを有する１９のコア線条部材は、外径４９．９７mmおよび内径２５．０５mmを有するシリカ
チューブに対称的に配置された。各ブランクのコアは、ゲルマニアドープされた
シリカから成り、コア直径は１．７７mmである。各コアブランクのクラッドは、
SiO₂から成り、外径は４．８７mmである。次に、このプリフォームは、相当な真
空下で、新しいファイバの外径が１２５Fmになった点まで線引きされ、ファイバ
内の１９のコアの各々に対してコア径が５．２３μｍになる。

【００１５】新しいファイバのカットオフ波長は、８１０〜９７４nmの範囲にあった。８５
０nmおよび１３００nm光源に対する帯域幅は、ほぼ２GHz-kmであった。新しいフ
ァイバの曲げ損失は、かなり低く、代表的な標準多重モードファイバのものより
も振幅のオーダがかなり小さい。減衰は、８５０nm、１３００nm光源に対する前
提市場ファイバ用のFDDI仕様を満たし、実測の損失は、８５０nmで２．２db/km であり、１３００nmで０．４６８dB/kmとなった。

【００１６】多心ファイバの他の一実施例を作った。このファイバは、８５のコア線条部材
を有し、その各々は、０.５４７のコア/クラッド比と、２%のデルタと、０.２７
のNAとを有した。これら８５のコアは、内径２５．０５mmおよび外径４９．９７
mmのシリカチューブに対称的に配置された。各線条部材のコアは、ゲルマニウム
ドープのシリカから成り、外径は１３０mmである。各コアブランクのクラッドは
、シリカから成り、外径は２．３７mmである。シリカチューブおよびコアは、真
空下で、以下に記載するように線引きされて、１２５μｍの幅および外径を有す
る空隙の無いファイバを形成し、ファイバ内の８５のコアの各々に対してコア径
が３．７μｍになる。このファイバのカットオフ波長は、９５０nm〜１０００nm
の範囲にあった。８５０nmの光源に対する帯域幅は、１．５GHz-kmよりも大きか
ったが、１３００nm光源に対しては５００MHz-kmよりもわずかに小さい。曲げ損
失および減衰は、１９のコアを有する上記ファイバのものとほぼ同じであった。

【００１７】加えて、これらの実施例のために必要とされたゲルマニアドープのシリカの量
は、比較可能な外径を有する多重モードファイバに対して要求されるものよりも
実質的に少ない。単一コア設計は、従来の小径ファイバに対する連結性効果を提
供するかもしれないが、比較可能な寸法の単一コアは、新しい多心設計のコアよ
りもより多くのモードを支持すると考えられる。したがって、従来の単一コアフ
ァイバは、新しい多心設計よりも非常に高価なだけではなく（かなり多くのゲル
マニアドープのシリカの結果として）、新しい多心ファイバと比較すると、帯域
幅がかなり減少していることにも特徴がある。例えば、１９のコアファイバは、
デルタが１%で、GeO₂が１４%の標準５０μｍ多重モードファイバを使用し、８５
のコアファイバは、デルタが２%で、GeO₂が２８%の標準６２．５μｍ多重モード
ファイバを使用した。

【００１８】図２の断面図は、シリカチューブ１１２に詰め込まれた１９線条部材１１４を
含むブランク１１０の横断面を示す。線条部材は、コア１１６およびクラッド材
料１１８を含み、シリカチューブ１１２の内径に亘って対称的に分布される。各
線条部材は、外径が４．８７であり、０．３６４のコア/クラッド比を有する。シリカチューブの内径および外径は、それぞれ、２５．０５mm、４９．９７mmで
ある。本実施例において、線条部材１１４の外径とシリカチューブ１１２の内径
との関係は、線条部材がシリカチューブの内側を実質的に満たすことのないよう
なものである。その結果、線条部材１１４は、ファイバ形成プロセスの間、位置
を移して落ちつくことができ、故に、互いに対する位置が望ましくなく変化した
り、または、個々の線条部材の非円形横断面に結果としてなることがある。シリ
カ線条部材１２２、１２４は、このように、スペーサや充填材として作用するチ
ューブの空洞に導入される。このスペーサや充填材は、線条部材１１４を所望の
位置に保持して、適切な線引きを保証するとともに空隙を減らして線引き後の線
条部材を確実に丸くする。異なるサイズのシリカ線条部材を使用して、線条部材
１１４が所望の位置を維持することを保証する。この典型的な実施例において、
線条部材１２２は、外径が２mmであり、線条部材１２４は外径が１．２５mmであ
る。全てのブランク１１０は、前述したように、外径が１２５μｍのファイバ１
２０に線引きされ、１%のデルタと０.１９NAとを有する複数の５．２３Fmコア１
１６’を生じる。

【００１９】図３の断面図は、新しいファイバ１２０の干渉性を示す。図３は、本発明によ
り線引きされた６ファイバ（実際は、図１Bに示すように空隙のない)の概略図で
ある。すなわち、ファイバ１２０の一端部１２０Aでのコア116A-1〜116A-7の端部は、ファイバ１２０の反対側の端部120Bで互いに同じ断面位置を占める対応す
る端部116B-1〜116B-7を有する。換言すれば、たとえ座標軸x、yがかなり回転し
たとしても、コア端部116A-1は、116A-2および116A-5に対して同じ位置を有し、
116B-1は、116B-2および116B-5に対してもそうなる。この関係は、全てのコアに
あてはまる。この干渉性の効果は、例えば、光源が十分に小さく、コア116A-5お
よび116A-6(すなわち最外側のコアでない)の直径まで延在するコアのみに結合す
る場合、それらの中心コアに結合する光は、ファイバ120Bの反対側の端部の対応
する中心コア116B-5、116B-6に伝達されることになる。なお、最外側のコアは、
コア116A-1、116A-2、116A-3、116A-4、116A-7を含む。このように、光は、ファ
イバ120Bの反対側の端部の中心コアから、受信機または別のファイバに結合され
る。この受信機または別のファイバは、コアの端部がランダムにファイバの横断
面全体にわたって分布している場合に必要とされる受光角が小さい。加えて、図
４に関して更に詳細に論議されるように、この干渉性によって、新しいファイバ
は、多重信号をサポートできる。更に、図４に基づき論議するように、配向線条
部材や他のアラインメント機構を使用できる。

【００２０】図４を参照すると、配向線条部材２２６は、本発明による線引きブランクプリ
フォームに加えられ、ソース、受信機、別の長さのファイバ、直線的に並べるこ
とが要求される他の部品に対して適切な向きにかかるファイバの位置決めを支援
する。配向線条部材２２６は、例えば、視覚的に識別可能な屈折率分布(profile
)を有する。例えば、真向から見たときに、それは暗く現れ、または、屈折率の交替行程が使用されて、それの視覚的に確認可能な線を有するコアを生成する。
かかる視覚的な区別によって、容易に専門家は、ファイバ端部２２０Aを適切な向きに配置して、他のファイバやコネクタ、部品等と適切に一列に並べることが
できる。このように向きが定められたファイバ端部２２０Aによって、各コアは、異なるソースからの信号を受け入れることができ、故に同時に多重信号を搬送
することができる。新しいファイバは干渉性を呈するので、ファイバの一端部で
あるコアに入る信号は、ファイバの他端部での予め定められた場所でファイバを
出る。そして、その結果、高速の平行バスの信号等の多重信号は、標準化コネク
タを使用している比較的容易に分配される。

【００２１】図４のブランク２１０を使用して、比較的安価の多心ファイバを作製する。こ
の多心ファイバは、電気干渉がなくかなり低損失でかなり高い帯域幅を有する以
外は、いくぶん電気リボンケーブルに類似している。かかるファイバは、通常、
この点まで議論した円形の断面を有する多心ファイバよりも、より簡単に接続と
アラインメントとができる。ブランク２１０は、４９．９３mmの外径と、２４．
８８mm.の内径とを有するシリカチューブ２１２を含む。シリカチューブの内部に、８つのコア線条部材２１４があり、各々が０．３９５のコア/クラッド比を有し、４．８７１mmの外径を有する。５つの４．８７１mm直径のシリカ線条部材
２８は、８つのコア線条部材２１４を分け、４つの直径２mmのシリカ線条部材２
２２と８つの直径１．２５mmのシリカ線条部材２２４とともに、コア線条部材２
１４を所望の位置に維持することを支援する。ブランク２１０は、加熱されて、
真空下で線引きされる。真空は、ボールからブランク２１０を懸架する雌型ハン
ドルを使用した線引きで適用される。次に、雄型ボールジョイントは、雌型ハン
ドルに挿入され、真空はポンプによってハンドルを介して、次に線引きされるブ
ランク２１０に適用される。ブランク２１０の先端が線引き炉に挿入されるとき
、それを封止する。または、線引きの前に、ガス酸素トーチを使用して、または
手によって、統合(consolidation)の間密封されてもよい。チューブ２１２内で、線条部材２１４および充填材線条部材２２２、２２４、２２６、２２８のいず
れの側にも空隙２３０が存在するので、ブランク２１０が線引きされるとき、長
軸が１２７．５μmおよび短軸が１２０μmとなるほぼ楕円の断面を有する多心フ
ァイバになる。対応する配向線条部材２２６の線引きから作製されたファイバの
楕円の断面および配向コアは、インストールされるときのファイバの適切な配向
を容易にするとともに保証する。それにもかかわらず、各々のコアの断面は、円
形のままであり、１０μｍの外径を有する。

【００２２】本発明の他の概念を、図５の実施例に示す。ブランク３１０は、内径２４．８
５mmおよび外径４９．９３mmのシリカチューブ３１２を含む。各々が０．３９５
のコア/クラッド比を有し且つ外径が４．８７１mmである８つのコア線条部材３１４と、１１個の直径が４．８７１mmのシリカ線条部材３２８と、直径が２ｍｍ
の８つのシリカ線条部材３２２と、８つの直径が１．２５mmのシリカ線条部材３
２４とが、実質的にシリカチューブ３１２の内径を満たす。加熱して線引きした
後で、作製されたファイバのコア３１６は、元のコア/クラッド比を維持するが、コアの直径は、所望のまたは要求されたカットオフ波長に依存している。

【００２３】例えば、図６は、本発明の多心ファイバの実測カットオフの実験データと、１
%および２%デルタコアでの各コア直径とのプロット線を示す。かかるデータを使
用して、材料および寸法の適当な選択は、所望の用途に合うために容易に実行さ
れる。ブランク３１０および線引きにより作製されるファイバは、円形の断面を提示
するが、ファイバ内で、コア３１４は、例えば、図４のファイバと同一のリボン
パターン、すなわち、平行の列に配置される。前述したように、配向線条部材を
加えて、かかるファイバのかみ合わせ(mating)を容易にできる。

【００２４】図７Aの長手方向断面図は、図２に示すような、ブランク１１０から線引きされる多心ファイバ１２０の図３の中間のコア116A-8〜116A-12等の個々のコアへの、複数のソース３２からの光を結合を示す。コネクタ３４は、ソース３２およ
びコア１４と一列に並べられている。ファイバをコネクタ３４に挿入するユーザ
や技術者は、ファイバ内で線条部材の向きを定めることによって、アラインメン
トが容易になる。そして、ファイバも、非円形の断面を有し、すなわち、図８を
参照して以下に議論するようにコネクタの形状と密接に整合する。図７Bの長手方向断面図は、多心ファイバへの光の同様なカップリングを示す。しかし、この
場合、単一のソース３４は、図２のコア116A-8〜116A-12等の、複数のコアへのカップリング用に光信号を提供する。

【００２５】図８は、図４のブランク２１０等のプレドローブランク(predraw blank)から線引きされるファイバ２２０の概略図を示す。実際には、線条部材２１４’間の
空隙は存在せず、その代わりに、線条部材は、例えば図1Bまたは図３に示すよう
な、空隙のない物体に一体化される。しかし、図８は、コア２１６’が、ファイ
バに線引きされた後で、互いの相対的な位置を維持する様子を示す。故に、この
ように、ファイバの外側は楕円の断面として示される。ファイバ２０は、ファイ
バ２２０の他の構成要素を囲む線引きされたシリカスリーブ２１２’を含む。フ
ァイバ２２０の他の構成要素は、簡単に図示するために別々に示されているが、
空隙の無い状態で一体化している。ファイバ２２０は、複数のコア２１６’とク
ラッド２１８’領域とを含む。ファイバも、図４を参照しながら記載したように
機能するスペーサ２２２、２２４を含む。非円形形状は、配向方向ファイバ２２
６’とともに、コネクタ２２９内でファイバ２２０の向きを定める作業を容易に
する。コネクタ２２９は、キーイング装置(keying device)２３１を含むことがある。このキーイング装置は、ファイバが適切な方向のみに接続されることを確
実にするものである。尚、８つの光伝達コア（４つからなる列の２本が平行）が
本実施例においては例示されたが、多数のコアを実際には使用することができる
。マルチソース/マルチ受信機の分野においては、各コア２１６’が、並列通信システムにおいて使用されるデータ、アドレス、制御信号等の異なる信号を搬送
するために使用される。かかる用途において、アドレスおよびデータラインに割
り当てられたコアの個数は、好ましくは２の倍数である。例えば、一般的なリボ
ンコネクタは、８本のデータラインを有する。尚、非常に多数の追加の制御ライ
ンや他のラインを使用して、リボンタイプのラインの全個数が偶数ではないもの
としても良い。しかし、本発明は、単一の光ファイバにおいて８または１６等の
多数のコアを容易に使用することを考えて、可能にすることができる。

【００２６】図９のフローチャートは、本発明の多心ファイバを製造するために使用される
２つの方法４００を示す。両方の方法は、適切な外径と内径とを有する図１のシ
リカチューブ１２等の、適切な大きさのチューブやスリーブが選択されたり形成
されるステップ４０１から始まる。例えば、かかるチューブは、購入されたり、
またはOVD レイダウン(laydown)プロセスによって作製される。次に、ステップ４０２において、コア線条部材１４等のコアの個数、材料、コア/クラッド比、サイズが、チューブの内径と用途の制約とに合うように選択される。ステップ４
０４にて、チューブには、チューブの開口端部に挿入される複数の線条部材で充
填される。パッキング構成は、CADパッケージや他の方法を使用して計算することができる。充填材線条部材が使用されて、最終的なファイバが実質的に空隙が
無く、線引き時に断面の丸いコアになることを保証するものである。

【００２７】スリーブの、コアの個数と、各ブランクの直径、比質量偏差、コア配置は、プ
ロセスのこの点ですべてが決められる。コアの個数は、特に各コアが異なる信号
を搬送するように設計されている場合には、特定の設計仕様に合うように決めら
れる。スペーサが使用されるとき、シリカスリーブ内でのコアの対称的な配置と
かかるスペーサの配置とは、計算機援用設計(CAD)装置の支援により決めることができる。コアの対称的な配置と、更なる処理の間のスリーブ内でのコア及び空
隙の移動を防ぐ緻密なパックフィット（packed fit）は、プロセスのこのステッ
プでの基本的な設計目的であり、行われる選択は、用途に応じて変化する。

【００２８】ステップ４０５において、一点に集められたシリカやバイコールジェイ(Vycor
J)の先端が、ハンドルの反対側のチューブの端部に形成される。一点に集められ
た先端(funnel tip)は、プロセスのこの点で開いたままである。そして、チュー
ブは、ステップ４０６にてチューブと線条部材とを浄化するために、高温でチュ
ーブの空洞を介して１時間の塩素浄化に晒される。尚、他の浄化や化学的処理を
線引きの前のこの段階で使用することもできる。ステップ４０７において、一点
に集められた先端は、封止される。例えば、一点に集められた先端は、採用され
たアプローチに応じて、炎によって、統合において、または線引き炉において、
閉じられる。プロセスのこの位置で、２つの選択肢A、Bが存在する。現在好まし
い方法では、ステップ４０８において、真空がチューブに対してポンプによって
印加されて、実質的に空隙の無いマルチコアファイバに線引きされる。または、
ステップ４０９に示すように、真空処理と加熱処理とが用いられて、実質的に空
隙のない一体化ブランクを形成する。典型的な温度と時間とは、既に記載した。
ステップ４１０において、ブランクは、ファイバ線引きを介してオーバークラッ
ドされ(overclad)、統合され、処理される。

【００２９】本発明の特定の実施例の前述の説明は、例示および説明のためのものである。
本発明を開示された形式に制限することを目的とせず、多数の変形例や応用例が
上記の教示内で存在しうる。例えば、等級分けされたインデックスコアの実施例
が詳細に記載されたが、本発明は、ステップインデックスコアやセグメント化イ
ンデックスコアの使用をも考慮した。同様に、シングルモードファイバが詳細に
論議されたが、多重モードファイバも本発明により考えられ、設計制約が許す範
囲内で使用される。新しいファイバが通信分野に特に適し、また、これらの分野
が詳細な説明において強調されたが、本発明のファイバは、描画の分野において
も適しており、非常に良好の減衰特性を有する比較的小径ファイバを必要とする
、描画の分野においても低価格である。本発明の原理および実際の用途を説明す
るために、所望の実施例を選択して記載した。当業者においては最高に本発明を
使用することができるものである。本発明の範囲は、請求項のみによって制限さ
れるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】線条部材によってパックされて、加熱及び線引きによって、本発明の第１の実
施例の多心ガラス光ファイバを形成するプレドローブランクを形成する、シリカ
スリーブやチューブの断面図である。

【図１Ｂ】図１Aに示すプレドローブランクアセンブリを使用して線引きされるファイバの断面図である。

【図２】本発明の第２の実施例の多心ガラス光ファイバを作るために使用される他のプ
レドローブランクの断面図である。

【図３】図２に示すプレドローブランクから線引きされるとともに、ファイバのコア干
渉性を示すファイバの部分断面図である。

【図４】本発明の第３実施例の楕円の断面を有する多心ガラス光ファイバを作るための
プレドローブランクの断面図である。

【図５】本発明の第４実施例の多心ガラス光ファイバを作るための他のプレドローブラ
ンクの断面図である。

【図６】個々のコア径に対して、本発明に応じて作られる多心ファイバの実測カットオ
フ波長と関係する実験データのプロットである。

【図７Ａ】複数のソースからの光を受光する本発明の多心光ガラスファイバの接続を示す
。

【図７Ｂ】単一のソースからの光を受光する本発明の多心光ガラスファイバの接続を示す
。

【図８】コネクタの整合楕円ポートとかみ合う楕円断面のファイバを示す。

【図９】本発明の多心光ファイバを費用効果的に製造する２つの方法の概念を示すフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１２ガラススリーブ１６コア２０多心ガラス光ファイバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者ホートフダニエルダブリュ. アメリカ合衆国ニューヨーク州 14870 ペインテッドポストフォックスレーンエクステンション 40 (72)発明者ヴァンリーンテッドエム. アメリカ合衆国ニューヨーク州 14814 ビッグフラッツデイヴンポートロード 84 Ｆターム(参考） 2H050 AB04Y AB05X AC69 AC71 4G021 BA12 BA14 BA15 【要約の続き】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】屈折率変化を有して光が長さ方向に沿って内部で伝達される複数
のコアと、断面が楕円及び円形の一方となる前記コアを包囲して一体化されるガラススリ
ーブと、からなり、前記ガラススリーブは、線引き前に、複数の線条部材を包囲できる十
分な長さの内径を有することを特徴とする多心ガラス光ファイバ。
【請求項２】前記コアは、前記ガラススリーブの内側に対称に分布しているこ
とを特徴とする請求項１の多心ファイバ。
【請求項３】前記コアは、前記ファイバ全体にわたって互いにコヒーレントに
配置されることを特徴とする請求項１の多心ファイバ。
【請求項４】ファイバの好ましい方向を示すように、前記スリーブ内に位置決
めされている配向線条部材をさらに有すること特徴とする請求項１の多心ファイ
バ。
【請求項５】前記ガラススリーブは、線引きの前に、外径が、内径のほぼ倍と
なっていることを特徴とする請求項１の多心ファイバ。
【請求項６】前記コアは、前記スリーブ内で、各々が少なくとも３つのコアを
有する２つの平行な列の間に分布することを特徴とする請求項１の多心ファイバ
。
【請求項７】前記ファイバの好ましい方向を示すために前記スリーブ内に配置
される配向線条部材を更に有することを特徴とする請求項６の多心ファイバ。
【請求項８】偶数個の前記コアが、データ信号の通信に割り当てられることを
特徴とする請求項１の多心ファイバ。
【請求項９】偶数個のコアが、アドレス信号の通信に割り当てられることを特
徴とする請求項８の多心ファイバ。
【請求項１０】少なくとも１つのコアが、制御信号の通信に割り当てられるこ
とを特徴とする請求項９の多心ファイバ。
【請求項１１】コアの個数は、標準信号インターフェースの信号ラインの個数
に相当することを特徴とする請求項１０の多心ファイバ。
【請求項１２】スリーブ内に分布して所望の断面形態が維持されること確実に
するスペーサをさらに有し、前記スペーサは、前記コア及び前記スリーブととも
に一体化されていることを特徴とする請求項１の多心ファイバ。
【請求項１３】前記コアの少なくとも１つは、対象の中心波長を有する光源に
対してはシングルモードコアであることを特徴とする請求項１の多心ファイバ。
【請求項１４】前記波長は、７６０nmから１６６０nmまでの範囲に存在するこ
とを特徴とする請求項１３の多心ファイバ。
【請求項１５】各コアは、GeO₂-Si0₂組成ガラスを含むことを特徴とする請求項１の多心ファイバ。
【請求項１６】ファイバは、直径がほぼ６２．５μｍから２００μｍまでであ
ることを特徴とする請求項１の多心ガラス光ファイバ。
【請求項１７】ファイバは、８５０ｎｍと１３００ｎｍとの両方で５００MHz-
kmよりも大きい帯域幅を有することを特徴とする請求項１の多心ガラス光ファイ
バ。
【請求項１８】ファイバは、曲げ感度を実質的に減らしたことに特徴がある請
求項１の多心ガラス光ファイバ。
【請求項１９】ファイバは、同一の外径を有するマルチモード光ファイバより
も曲げ感度の大きさのオーダが少なくとも小さいことを特徴とする請求項２０の
多心ガラス光ファイバ。
【請求項２０】ファイバは、直径が等しいマルチモードファイバと比較すると
、ゲルマニアの量がかなり少なくなっていることを特徴とする請求項１の多心ガ
ラス光ファイバ。
【請求項２１】多心グラスファイバを作製する方法であって、 a) 複数の線条部材をシリカチューブに挿入できるような十分な大きさの内径を有するシリカチューブの内側に線条部材に沿って光を導く傾向がある屈折率分
布を有する複数のコア線条部材を組立てる行程と、 b) 線条部材及びシリカチューブの組合せを加熱して両者を実質的に間隙のない状態に一体化させる行程と、からなることを特徴とする方法。
【請求項２２】前記加熱行程の前及びその間のいずれか一方において、前記チ
ューブの外部と内部の真空との間に圧力差を設ける行程をさらに有することを特
徴とする請求項２１の方法。
【請求項２３】線条部材・シリカチューブの組合せを所望の外径を有するファ
イバに線引きする行程をさらに有することを特徴とする請求項２２の方法。
【請求項２４】前記線条部材は前記シリカチューブ内に対称に配置されること
を特徴とする請求項２３の方法。
【請求項２５】前記シリカチューブ内にスペーサ線条部材を配置して前記線条
部材を断面の所望の位置に保持する行程を更に含むことを特徴とする請求項２１
の方法。
【請求項２６】線条部材・チューブの組合せを加熱して線引きする前に、前記
シリカチューブ内に配向線条部材を配置する行程を更に含むことを特徴とする請
求項２１の方法。
【請求項２７】前記組立行程の間、前記コア線条部材とシリカスペーサとは前
記シリカチューブを充填せず、線引きプロセスの間に、前記線条部材・シリカチューブの組み合わせの内部に
部分的な真空を印加して、断面が楕円のファイバを形成する行程をさらに有する
ことを特徴とする請求項２１の方法。
【請求項２８】線条部材がシリカチューブの内部で組立てられた後に、線条部
材及びシリカチューブを塩素で浄化する行程をさらに有することを特徴とする請
求項２１の方法。
【請求項２９】多心光ファイバへの線引きに適した多心グラスファイバブラン
クを作製する方法であって、 a) 開いたシリカチューブの開口の内側で線条部材に沿って光に導くことができる屈折率分布を有するコア線条部材を配置する行程と、 c) 線条部材とシリカチューブとの組合せを加熱して一体的に融合された多心グラスファイバブランクを形成する行程と、からなることを特徴とする方法。
【請求項３０】前記スペーサは、シリカから成ることを特徴とする請求項１２
の方法。
【請求項３１】前記浄化行程は、５００〜１５００℃の温度で起きることを特
徴とする請求項２８の方法。