JP2010217666A

JP2010217666A - Optical fiber end structure

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Publication number: JP2010217666A
Application number: JP2009065915A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Tanaka; 正俊田中; Hisashi Sawada; 久澤田; Tetsuya Yamamoto; 哲也山本
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 2009-03-18
Filing date: 2009-03-18
Publication date: 2010-09-30
Anticipated expiration: 2029-03-18
Also published as: JP5154484B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical fiber end structure capable of transmitting light to a core in a state where a clad mode is removed, with respect to an optical fiber having its core coated with a resin clad. <P>SOLUTION: The optical fiber end structure F includes the optical fiber 10 having the core 11 and the resin clad 12 provided to cover the core 11, an end cap fiber 20 having a core 21 and an air clad 22 provided covering the core 21 and having a hole formed, and a core coupling portion C which couples the core 11 at one end of the optical fiber 10 and the core 21 of the enc cap fiber 20 to each other, but does not couple the clad 11 at the one end of the optical fiber 10 and the clad 21 of the end cap fiber 20 to each other. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、光ファイバの一端部にエンドキャップファイバが取り付けられた光ファイバ端部構造に関する。 The present invention relates to an optical fiber end structure in which an end cap fiber is attached to one end of an optical fiber.

ファイバレーザーや光学式加速度センサー、光分岐挿入装置（ＯＡＤＭ）等では、ミラー又は光フィルターとして、光ファイバのコア内に回折格子を有する光ファイバブラックグレーティング（Fiber Bragg Grating：以下、ＦＢＧという）が用いられている。 In a fiber laser, an optical acceleration sensor, an optical add / drop device (OADM), etc., an optical fiber black grating (hereinafter referred to as FBG) having a diffraction grating in the core of an optical fiber is used as a mirror or an optical filter. It has been.

ＦＢＧは、ファイバ中心の石英コアが樹脂からなる樹脂クラッドで被覆された構成の光ファイバであり、所定の領域において、コアに周期的な屈折率変化が設けられた回折格子の構成を有する。 The FBG is an optical fiber having a structure in which a quartz core at the center of the fiber is covered with a resin clad made of resin, and has a diffraction grating configuration in which a predetermined refractive index change is provided in the core in a predetermined region.

この回折格子は、所定の領域でコアを露出して紫外線を照射してその部分のコアを高屈折率化させることにより形成することができる。このとき、ＦＢＧのクラッドが樹脂で形成されているので、容易にクラッドを剥がして石英コアを露出させることが可能となる。 This diffraction grating can be formed by exposing the core in a predetermined region and irradiating it with ultraviolet rays to increase the refractive index of the core in that portion. At this time, since the clad of the FBG is made of resin, the clad can be easily peeled to expose the quartz core.

ところで、光ファイバのコアに光を入射するときクラッドに入射光が漏れてクラッドで光が伝送され、クラッドモードによりクラッドやその周囲に設けられた被覆に損傷を与える虞がある。 By the way, when light is incident on the core of the optical fiber, the incident light leaks to the clad and the light is transmitted through the clad, and there is a possibility that the clad and the coating provided around it may be damaged by the clad mode.

光ファイバのクラッドモードを防止するための対策として、特許文献１には、石英コアが石英クラッドで被覆された光ファイバの一端にガラス管が設けられており、ガラス管と石英クラッドとの光屈折率が互いに等しく、且つ、ガラス管の内周面の一端側がクラッドに融着された構成が開示されている。そして、これによればクラッドモード光は、クラッドに融着されたガラス管の一端側の内周面を介して、ガラス管に伝播し、ガラス管を通じて外部へ放射されると記載されている。 As a measure for preventing the clad mode of the optical fiber, in Patent Document 1, a glass tube is provided at one end of an optical fiber in which a quartz core is coated with a quartz clad, and light refraction between the glass tube and the quartz clad is performed. A configuration is disclosed in which the rates are equal to each other and one end side of the inner peripheral surface of the glass tube is fused to the clad. According to this, it is described that the clad mode light propagates to the glass tube through the inner peripheral surface on one end side of the glass tube fused to the clad and is emitted to the outside through the glass tube.

特許文献２には、石英コアが石英クラッドで被覆された光ファイバの端末装置として、ファイバ端部において、クラッドの外周に光漏洩部材を設けた構成が開示されている。そして、これによってクラッドモードを吸収することができ、被覆層の損傷を抑制可能であると記載されている。
特開２００８−１５８０９４号公報特開２００１−６６４８３号公報 Patent Document 2 discloses a configuration in which a light leakage member is provided on an outer periphery of a clad at an end portion of the fiber as an optical fiber terminal device in which a quartz core is coated with a quartz clad. And it is described that a cladding mode can be absorbed by this and damage to a coating layer can be suppressed.
JP 2008-158094 A JP 2001-66483 A

しかしながら、上記特許文献１及び２の構成は、例えば石英コアが樹脂クラッドで被覆された構成の光ファイバについては、有効なクラッドモード対策ではない。これらの構成の光ファイバによれば、ガラス管や光漏洩部材でクラッドモードを吸収することができるものの、クラッドモードと同時にコアモードも吸収されてしまうからである。 However, the configurations of Patent Documents 1 and 2 are not effective measures against the cladding mode, for example, for an optical fiber having a configuration in which a quartz core is coated with a resin cladding. This is because according to the optical fibers having these configurations, the cladding mode can be absorbed by the glass tube or the light leakage member, but the core mode is also absorbed simultaneously with the cladding mode.

本発明の目的は、コアが樹脂クラッドで被覆された光ファイバにおいて、クラッドモードを除去した状態でコアに光を伝送することが可能な光ファイバ端部構造を提供することである。 An object of the present invention is to provide an optical fiber end structure capable of transmitting light to a core in a state where a cladding mode is removed in an optical fiber whose core is covered with a resin cladding.

本発明の光ファイバ端部構造は、コアと、該コアを被覆するように設けられた樹脂クラッドと、を有する光ファイバと、
コアと、該コアを被覆するように設けられ空孔が形成されたエアクラッドと、を有するエンドキャップファイバと、
上記光ファイバの一端部におけるコアと上記エンドキャップファイバのコアとを連結する一方、該光ファイバの一端部におけるクラッドと該エンドキャップファイバのクラッドとを連結しないコア連結部と、
を備えている。 An optical fiber end structure of the present invention includes an optical fiber having a core and a resin clad provided to cover the core,
An end cap fiber having a core and an air clad provided so as to cover the core and having holes formed therein;
A core connecting portion that connects the core at one end of the optical fiber and the core of the end cap fiber, while not connecting the cladding at the one end of the optical fiber and the cladding of the end cap fiber;
It has.

上記の構成によれば、エンドキャップファイバに入射した光のうちエンドキャップファイバの開口数を超えた光の成分はコアから漏れてクラッドモードとなる。クラッドモードは、エンドキャップファイバの側方から放射されたりエアクラッドで散乱吸収されたりする。このため、クラッドモードを除去した状態で光ファイバのコアに光を伝送することができ、クラッドモードによってクラッドやその他の部材が損傷を受けるのを抑制することができる。 According to said structure, the component of the light which exceeded the numerical aperture of an end cap fiber among the light which injected into the end cap fiber leaks from a core, and becomes a clad mode. The cladding mode is emitted from the side of the end cap fiber or scattered and absorbed by the air cladding. For this reason, light can be transmitted to the core of the optical fiber in a state where the cladding mode is removed, and damage to the cladding and other members due to the cladding mode can be suppressed.

エンドキャップファイバの開口数は上記光ファイバの開口数以下であることが好ましい。 The numerical aperture of the end cap fiber is preferably less than or equal to the numerical aperture of the optical fiber.

エアクラッドは、エンドキャップファイバのコアの屈折率をｎ、コア径をＴ，及び開口数をＮＡとして、長さがＴ／ｔａｎ（ＮＡ／ｎ）以上であることが好ましい。 The air clad preferably has a length of T / tan (NA / n) or more, where n is the refractive index of the core of the end cap fiber, T is the core diameter, and NA is the numerical aperture.

また、コア連結部は、長さが４ｍｍ以上であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that a core connection part is 4 mm or more in length.

本発明の光ファイバの端部構造によれば、コアと及びそれを被覆するように設けられた樹脂クラッドからなる光ファイバと、コア及びそれを被覆するように設けられ空孔が形成されたエアクラッドからなるエンドキャップファイバと、上記光ファイバの一端部におけるコアと上記エンドキャップファイバのコアとを連結する一方、該光ファイバの一端部におけるクラッドと該エンドキャップファイバのクラッドとを連結しないコア連結部と、を備えているので、エンドキャップファイバに入射した光のうちコアから漏れてクラッドモードとなる光はエンドキャップファイバの側方から放射されたり、エアクラッドで散乱吸収されたりする。このため、クラッドモードを除去した状態で光ファイバのコアに光を伝送することができ、クラッドモードによってクラッドやその他の部材が損傷を受けるのを抑制することができる。 According to the end structure of an optical fiber of the present invention, an optical fiber comprising a core and a resin cladding provided so as to cover the core, and an air provided with a core and a hole provided so as to cover the core. A core connection that connects an end cap fiber made of a clad, a core at one end of the optical fiber, and a core of the end cap fiber, but does not connect the clad at one end of the optical fiber and the clad of the end cap fiber Therefore, light that enters the end cap fiber and leaks from the core to become a cladding mode is emitted from the side of the end cap fiber or scattered and absorbed by the air cladding. For this reason, light can be transmitted to the core of the optical fiber in a state where the cladding mode is removed, and damage to the cladding and other members due to the cladding mode can be suppressed.

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１及び２は、本実施形態にかかる光ファイバ端部構造Ｆを示す。光ファイバ端部構造Ｆは、光ファイバ１０の一端部にエンドキャップファイバ２０が接続されたものであり、光ファイバ１０とエンドキャップファイバ２０の接続部分にはコア連結部Ｃが構成されている。 1 and 2 show an optical fiber end structure F according to this embodiment. In the optical fiber end structure F, an end cap fiber 20 is connected to one end of the optical fiber 10, and a core connecting portion C is formed at a connection portion between the optical fiber 10 and the end cap fiber 20.

（光ファイバ）
光ファイバ１０は、ファイバ中心のコア１１が樹脂クラッド１２で被覆された構成を有する。光ファイバ１０は、例えば、開口数ＮＡ１が０．２〜０．５、及びファイバ径が２５０〜６００μｍである。この光ファイバ１０は、例えばＦＢＧとして用いられるものである。 (Optical fiber)
The optical fiber 10 has a configuration in which a core 11 at the center of the fiber is covered with a resin cladding 12. The optical fiber 10 has, for example, a numerical aperture NA1 of 0.2 to 0.5 and a fiber diameter of 250 to 600 μm. The optical fiber 10 is used as, for example, an FBG.

コア１１は、例えば、石英ガラス等で形成されている。コア１１が石英ガラスで形成されている場合、純粋石英ガラスで形成されていてもよく、ゲルマニウム（Ｇｅ）やアルミニウム（Ａｌ）等がドープされて高屈折率化された石英ガラスで形成されていてもよい。コア１１は、例えばコア径が１２５〜４００μｍである。コア１１は、例えば波長１０６０ｎｍの光に対する屈折率ｎ１が約１．４５である。 The core 11 is made of, for example, quartz glass. When the core 11 is made of quartz glass, it may be made of pure quartz glass, and is made of quartz glass doped with germanium (Ge), aluminum (Al) or the like to have a high refractive index. Also good. For example, the core 11 has a core diameter of 125 to 400 μm. For example, the core 11 has a refractive index n1 of about 1.45 with respect to light having a wavelength of 1060 nm.

なお、光ファイバ１０のコア１１はファイバ中心の第１コアを第２コアが囲うように設けられた構成を有していてもよい。その場合、第１コアは、例えば、ゲルマニウム（Ｇｅ）、アルミニウム（Ａｌ）等がドープされ高屈折率化された石英ガラスで形成されていてもよく、イッテルビウム（Ｙｂ）やエルビウム（Ｅｂ）等の希土類元素がドープされていてもよい。また、その場合、例えば、第１コア径が３０〜８０μｍ及び第２コア径が３８０〜４２０μｍである。 The core 11 of the optical fiber 10 may have a configuration in which the second core surrounds the first core at the center of the fiber. In that case, the first core may be formed of, for example, quartz glass doped with germanium (Ge), aluminum (Al) or the like and having a high refractive index, such as ytterbium (Yb) or erbium (Eb). Rare earth elements may be doped. In that case, for example, the first core diameter is 30 to 80 μm and the second core diameter is 380 to 420 μm.

樹脂クラッド１２は、コア１１よりも低屈折率の材料で形成されている。樹脂クラッド１２は、光ファイバ１０のクラッドとしての機能に加え、外力からコア１１を保護するための被覆としての機能も備えている。樹脂クラッド１２は、例えば、紫外線硬化型樹脂、シリコーン樹脂、ナイロン樹脂等の樹脂で形成されている。樹脂クラッド１２は、波長１０６０ｎｍの光に対する屈折率が例えば約１．３９である。樹脂クラッド１２は、単一層で構成されていてもよく、また、複数層で構成されていてもよい。被覆層は、層厚さが、例えば５０〜１００μｍである。 The resin cladding 12 is formed of a material having a lower refractive index than that of the core 11. The resin cladding 12 has a function as a coating for protecting the core 11 from external force in addition to the function as a cladding of the optical fiber 10. The resin clad 12 is formed of a resin such as an ultraviolet curable resin, a silicone resin, or a nylon resin, for example. The resin cladding 12 has a refractive index of about 1.39, for example, with respect to light having a wavelength of 1060 nm. The resin clad 12 may be composed of a single layer or may be composed of a plurality of layers. The coating layer has a layer thickness of, for example, 50 to 100 μm.

光ファイバ１０は、一端部においてクラッドが剥がされてコア１１が露出した部分を有する。コア露出部分は、例えば長さが３〜１０ｍｍである。このコア露出部分が後述するエンドキャップファイバ２０のコア露出部分と共にコア連結部Ｃを構成する。 The optical fiber 10 has a portion where the core 11 is exposed by stripping the clad at one end. The core exposed portion has a length of 3 to 10 mm, for example. This core exposed portion constitutes the core connecting portion C together with the core exposed portion of the end cap fiber 20 described later.

（エンドキャップファイバ）
エンドキャップファイバ２０は、ファイバ中心のコア２１がエアクラッド２２で被覆された構成を有する。そして、エアクラッド２２の周囲にはサポート層２３が形成されている。エンドキャップファイバ２０は、例えば、開口数ＮＡ２が０．２〜０．５、ファイバ径が２５０〜６００ｍｍ、及び長さが２〜１０００ｍｍである。 (End cap fiber)
The end cap fiber 20 has a configuration in which a core 21 at the center of the fiber is covered with an air cladding 22. A support layer 23 is formed around the air cladding 22. The end cap fiber 20 has, for example, a numerical aperture NA2 of 0.2 to 0.5, a fiber diameter of 250 to 600 mm, and a length of 2 to 1000 mm.

エンドキャップファイバ２０のコア２１は、例えば、石英ガラス等で形成されている。コア２１が石英ガラスで形成されている場合、純粋石英ガラスで形成されていてもよく、ゲルマニウム（Ｇｅ）やアルミニウム（Ａｌ）等がドープされて高屈折率化された石英ガラスで形成されていてもよい。コア２１は、例えばコア径が１２５〜４００μｍである。コア２１は例えば波長が１０６０ｎｍの光に対する屈折率ｎ２が約１．４５である。 The core 21 of the end cap fiber 20 is made of, for example, quartz glass. When the core 21 is made of quartz glass, it may be made of pure quartz glass, and is made of quartz glass doped with germanium (Ge), aluminum (Al), or the like to have a high refractive index. Also good. For example, the core 21 has a core diameter of 125 to 400 μm. For example, the core 21 has a refractive index n2 of about 1.45 with respect to light having a wavelength of 1060 nm.

なお、図３に示すように、エンドキャップファイバ２０のコア２１はファイバ中心の第１コア２１ａを第２コア２１ｂが囲うように設けられた構成を有していてもよい。その場合、第１コア２１ａは、例えばイッテルビウム（Ｙｂ）やエルビウム（Ｅｂ）等がドープされて高屈折率化された構成を有する。また、その場合、例えば、第１コア径が３０〜８０μｍ及び第２コア径が３８０〜４２０μｍである。 As shown in FIG. 3, the core 21 of the end cap fiber 20 may have a configuration in which the first core 21a at the center of the fiber is surrounded by the second core 21b. In this case, the first core 21a has a configuration in which, for example, ytterbium (Yb), erbium (Eb), or the like is doped to increase the refractive index. In that case, for example, the first core diameter is 30 to 80 μm and the second core diameter is 380 to 420 μm.

エアクラッド２２は、ファイバ軸方向に延びる多数の細孔（空孔）を含んだ多孔構造に構成されている。複数の細孔のそれぞれは、ファイバ断面において周方向に略均一に配設されている。複数の細孔は、例えば、配設ピッチが２０〜３０μｍに形成され、層数が１〜５層である。複数の細孔のそれぞれは、孔径が例えば１０〜３０μｍに形成されている。相互に隣接する細孔間の隔壁は、壁厚さが例えば０．２〜１μｍに形成されている。 The air cladding 22 has a porous structure including a large number of pores (holes) extending in the fiber axis direction. Each of the plurality of pores is disposed substantially uniformly in the circumferential direction in the fiber cross section. The plurality of pores are, for example, formed with an arrangement pitch of 20 to 30 μm and 1 to 5 layers. Each of the plurality of pores has a pore diameter of, for example, 10 to 30 μm. The partition walls between mutually adjacent pores are formed with a wall thickness of, for example, 0.2 to 1 μm.

エアクラッド２２は、例えば長さが２〜１０００ｍｍである。エアクラッド２２の最低長さをＬ_ｍｉｎ、エンドキャップファイバ２０のコア径をＴ、屈折率をｎ２、開口数をＮＡ２、コアモードの最大入射角をθ_ｍａｘ（つまり、ＮＡ２）、そのときの出射角をΦ_ｍａｘとおく。このとき、
Φ_ｍａｘ＝θ_ｍａｘ／ｎ２＝ＮＡ２／ｎ２
である。クラッドモードがエアクラッド２２の設けられている部分で必ず反射又は屈折してエアクラッド２２に進入するためには、図４に示すように、
Ｌ_ｍｉｎ＝Ｔ／ｔａｎΦ_ｍａｘ
が成り立つ。上記２式より、
Ｌ_ｍｉｎ＝Ｔ／ｔａｎ（ＮＡ２／ｎ２）
となる。 The air clad 22 has a length of 2 to 1000 mm, for example. The minimum length of the air cladding 22 is L _min , the core diameter of the end cap fiber 20 is T, the refractive index is n2, the numerical aperture is NA2, the maximum incident angle of the core mode is θ _max (that is, NA2), and the emission at that time Let the angle be Φ _max . At this time,
Φ _max = θ _max / n2 = NA2 / n2
It is. In order for the cladding mode to be reflected or refracted at the portion where the air cladding 22 is provided and enter the air cladding 22, as shown in FIG.
L _min = T / tanΦ _max
Holds. From the above two formulas,
L _min = T / tan (NA2 / n2)
It becomes.

例えば、エンドキャップファイバ２０のコア径Ｔ＝４００μｍ、開口数ＮＡ２＝０．４、コア２１の屈折率ｎ２＝１．４４である場合、Ｌ_ｍｉｎ≒１．４ｍｍである。以上より、エアクラッド２２の長さは２ｍｍ以上であることが好ましい。 For example, when the core diameter T of the end cap fiber 20 is 400 μm, the numerical aperture NA2 is 0.4, and the refractive index n2 of the core 21 is 1.44, L _min ≈1.4 mm. From the above, the length of the air clad 22 is preferably 2 mm or more.

サポート層２３は、多孔構造のエアクラッド２２を保護すると共に、エンドキャップファイバ２０の機械的強度を高める機能を有する。サポート層２３は、例えば石英ガラスで形成されている。サポート層２３は例えば厚さが８０〜１２０μｍである。 The support layer 23 has a function of protecting the air clad 22 having a porous structure and increasing the mechanical strength of the end cap fiber 20. The support layer 23 is made of, for example, quartz glass. The support layer 23 has a thickness of 80 to 120 μm, for example.

なお、サポート層２３の周囲に樹脂等による被覆が設けられていてもよいが、クラッドモードはファイバ側方から放射されるため、その放射によって被覆が損傷を受ける虞があるので、被覆が設けられていないことが好ましい。 The support layer 23 may be covered with a resin or the like. However, since the cladding mode is emitted from the side of the fiber, the coating may be damaged by the radiation. Preferably not.

エンドキャップファイバ２０の開口数ＮＡ２は、光ファイバ１０の開口数ＮＡ１と等しい又はそれよりも小さいことが好ましい。エンドキャップファイバ２０の開口数ＮＡ２よりも大きい入射角でエンドキャップファイバ２０のコア２１に入射された光は、コア２１の内壁で反射しないでエアクラッド２２に進入するので、入射角がＮＡ２以下の光だけがエンドキャップファイバ２０のコア２１を伝送されて光ファイバ１０のコア１１に進入することができる。つまり、ＮＡ２がＮＡ１以下であれば、光ファイバ１０に入射される光が全て入射角がＮＡ１以下となるので、光ファイバ１０のコア１１に入射された光は樹脂クラッド１２に漏れ出すことなくコア１１内壁で全反射されて伝送されることができる。 The numerical aperture NA2 of the end cap fiber 20 is preferably equal to or smaller than the numerical aperture NA1 of the optical fiber 10. Light incident on the core 21 of the end cap fiber 20 at an incident angle larger than the numerical aperture NA2 of the end cap fiber 20 enters the air cladding 22 without being reflected by the inner wall of the core 21, so that the incident angle is NA2 or less. Only light can be transmitted through the core 21 of the end cap fiber 20 and enter the core 11 of the optical fiber 10. That is, if NA2 is NA1 or less, all the light incident on the optical fiber 10 has an incident angle NA1 or less, so that the light incident on the core 11 of the optical fiber 10 does not leak into the resin cladding 12. 11 can be transmitted after being totally reflected by the inner wall.

また、光ファイバ１０の開口数ＮＡ１とエンドキャップファイバ２０との開口数ＮＡ２の差は小さいことが好ましく、両者が等しいことがより好ましい。入射角がＮＡ１以下であれば光が光ファイバ１０に進入してもクラッドモードが生じることなくコア１１内を全反射して伝送可能であるにもかかわらず、入射角がＮＡ２より大きくＮＡ１以下の光は、エンドキャップファイバ２０伝送時にクラッドモードとしてエアクラッド２２で除去されてしまう。そのため、ＮＡ１とＮＡ２との差が大きいと、光ファイバ１０全体としての伝送効率の低下の原因になる。 Further, the difference between the numerical aperture NA1 of the optical fiber 10 and the numerical aperture NA2 of the end cap fiber 20 is preferably small, and more preferably both are equal. If the incident angle is NA1 or less, the incident angle is greater than NA2 but less than NA1 even though light can enter the optical fiber 10 and transmit without being generated in the clad mode, even though the core 11 can be totally reflected. The light is removed by the air cladding 22 as a cladding mode during transmission of the end cap fiber 20. Therefore, if the difference between NA1 and NA2 is large, the transmission efficiency of the optical fiber 10 as a whole may be reduced.

なお、エンドキャップファイバ２０の開口数ＮＡ２は、空孔の直径や密度等で制御することができる。空孔の直径が大きい、つまり空孔部分が多いと、コア２１とエアクラッド２２の比屈折率が大きくなるので、開口数ＮＡ２も大きくなる。 The numerical aperture NA2 of the end cap fiber 20 can be controlled by the diameter and density of the holes. When the diameter of the holes is large, that is, when there are many hole portions, the relative refractive index of the core 21 and the air clad 22 increases, so the numerical aperture NA2 also increases.

エンドキャップファイバ２０は、接続端においてエアクラッド２２が設けられていないコア２１が露出した部分を有する。コア露出部分は、例えば長さが２〜２０ｍｍである。このコア露出部分が光ファイバ１０のコア露出部分と共にコア連結部Ｃを構成する。 The end cap fiber 20 has a portion where the core 21 where the air clad 22 is not provided is exposed at the connection end. The core exposed portion has a length of 2 to 20 mm, for example. The exposed core portion together with the exposed core portion of the optical fiber 10 constitutes the core connecting portion C.

（コア連結部）
光ファイバ１０とエンドキャップファイバ２０とは、それぞれのコア１１，２１が互いに突き合わされて融着接続され、コア連結部Ｃを構成している。コア連結部Ｃでは、樹脂クラッド１２とエアクラッド２２は設けられておらず、各コア２１が表面に露出している。コア連結部Ｃは、例えば、ファイバ軸方向の長さが４〜２０ｍｍである。 (Core connecting part)
The optical fiber 10 and the end cap fiber 20 constitute a core coupling part C by causing the cores 11 and 21 to abut each other and fusion-bonded. In the core connecting part C, the resin cladding 12 and the air cladding 22 are not provided, and each core 21 is exposed on the surface. For example, the core connecting portion C has a length in the fiber axis direction of 4 to 20 mm.

光ファイバ１０のコア連結部Ｃは、外力からの保護や作業者のアイセーフのために、保護筐体（図示せず）内にセットされている。保護筐体は、例えばアルミ製である。保護筐体は、例えば、縦３０〜６０ｍｍ、横１０〜３０ｍｍ、高さが１０〜２０ｍｍ、及び厚さが３〜１０ｍｍである。 The core connecting portion C of the optical fiber 10 is set in a protective housing (not shown) for protection from external forces and for the operator's eye-safety. The protective housing is made of, for example, aluminum. The protective housing has, for example, a length of 30 to 60 mm, a width of 10 to 30 mm, a height of 10 to 20 mm, and a thickness of 3 to 10 mm.

エンドキャップファイバ２０に入射されてエアクラッド２２に漏れだした光は、コア連結部Ｃにおいてエアクラッド２２と樹脂クラッド１２とが連結されないでコア１１，２１が露出しているので、エアクラッド２２に吸収されたクラッドモードが樹脂クラッド１２に進入するのを防止することができる。 The light incident on the end cap fiber 20 and leaking into the air clad 22 is exposed to the air clad 22 because the cores 11 and 21 are exposed without the air clad 22 and the resin clad 12 being connected at the core connecting portion C. It is possible to prevent the absorbed cladding mode from entering the resin cladding 12.

なお、本実施形態では、光ファイバ１０のコア露出部分及びエンドキャップファイバ２０のコア露出部分がコア連結部Ｃを構成しているとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、光ファイバにはコア露出部分が設けられておらず、コア連結部がエンドキャップファイバのコア露出部分のみで構成されている場合でも、コア連結部においてエアクラッドと樹脂クラッドとが連結されていないので、エンドキャップファイバのエアクラッドに漏れだした光を空気中に放出することとなり、樹脂クラッドへの進入を防止することができる。また、逆に、エンドキャップファイバにはコア露出部分が設けられておらず、コア連結部が光ファイバのコア露出部分のみで構成されている場合でも同様である。さらに、光ファイバのコアとエンドキャップファイバのコアとが、石英等からなる裸ファイバを介して接続されている場合でも、同様の効果が得られる。 In the present embodiment, the exposed core portion of the optical fiber 10 and the exposed core portion of the end cap fiber 20 constitute the core connecting portion C, but the present invention is not limited to this. For example, even if the optical fiber is not provided with a core exposed portion and the core connecting portion is composed only of the core exposed portion of the end cap fiber, the air cladding and the resin cladding are connected at the core connecting portion. Therefore, the light leaking into the air clad of the end cap fiber is released into the air, and the entry into the resin clad can be prevented. Conversely, the end cap fiber is not provided with a core exposed portion, and the same applies to the case where the core connecting portion is constituted only by the core exposed portion of the optical fiber. Furthermore, the same effect can be obtained even when the core of the optical fiber and the core of the end cap fiber are connected via a bare fiber made of quartz or the like.

＜光ファイバ端部構造の形成方法＞
次に、本実施形態に係る光ファイバ端部構造Ｆの形成方法を説明する。 <Method for forming optical fiber end structure>
Next, a method for forming the optical fiber end structure F according to this embodiment will be described.

（光ファイバ作製工程）
まず、ＯＶＤ法、ＶＡＤ法、ロッドインチューブ法等によりプリフォームを形成し、これを線引き炉で加熱、延伸してファイバ素線とする。このとき、延伸と同時に樹脂を被覆し、光ファイバ１０を作製する。 (Optical fiber manufacturing process)
First, a preform is formed by an OVD method, a VAD method, a rod-in-tube method or the like, and this is heated and drawn in a drawing furnace to obtain a fiber strand. At this time, the resin is coated simultaneously with the stretching, and the optical fiber 10 is manufactured.

次に、引き伸ばしたファイバ素線に樹脂で被覆を行う。この被覆が樹脂クラッド１２を構成する。こうして光ファイバ１０を作製することができる。 Next, the stretched fiber strand is coated with a resin. This coating constitutes the resin cladding 12. Thus, the optical fiber 10 can be manufactured.

（エンドキャップファイバ作製工程）
まず、エアクラッドを備えた光ファイバ作製する。エアクラッド光ファイバの作製では、コア２１となるための１又は複数本のコア用ロッド、エアクラッド２２の空孔を構成するための複数本のキャピラリ、及びサポート管を用意する。これらはすべて、石英ガラス製である。なお、コア２１を第１コア２１ａ及び第２コア２１ｂで構成する場合には、１又は複数本の第１コア用ロッド及び複数本の第２コア用ロッドを用意する。これらを用いて、ＯＶＤ法、ＶＡＤ法、ロッドインチューブ法等により、サポート管内の中心位置にコア用ロッドが、その周囲にキャピラリが配置されたプリフォームを得る。 (End cap fiber manufacturing process)
First, an optical fiber having an air cladding is manufactured. In the production of the air clad optical fiber, one or more core rods for forming the core 21, a plurality of capillaries for forming air holes of the air clad 22, and a support tube are prepared. These are all made of quartz glass. When the core 21 is constituted by the first core 21a and the second core 21b, one or a plurality of first core rods and a plurality of second core rods are prepared. Using these, a preform in which the core rod is arranged at the center position in the support tube and the capillary is arranged around it is obtained by the OVD method, the VAD method, the rod-in-tube method or the like.

続いて、プリフォームを線引き炉で加熱、延伸することによりエアクラッド光ファイバ素線を作製する。 Subsequently, an air clad optical fiber is produced by heating and stretching the preform in a drawing furnace.

次に、エアクラッド光ファイバを、ファイバカッター等を用いて例えば５０ｍｍ程度に切断し、エンドキャップファイバ２０を得る。 Next, the air-clad optical fiber is cut into, for example, about 50 mm using a fiber cutter or the like to obtain the end cap fiber 20.

（コア連結工程）
次に、光ファイバ１０のコア１１とエンドキャップファイバ２０のコア２１との接続方法を説明する。 (Core connection process)
Next, a method for connecting the core 11 of the optical fiber 10 and the core 21 of the end cap fiber 20 will be described.

まず、光ファイバ１０の端部において、所定長さの樹脂クラッド１２を剥がしてコア１１を露出させる。具体的には、光ファイバ１０の端から２０ｍｍ程度を被覆除去の専用工具などを用いて剥離する。 First, at the end of the optical fiber 10, the resin clad 12 having a predetermined length is peeled off to expose the core 11. Specifically, about 20 mm from the end of the optical fiber 10 is peeled off using a dedicated tool for removing the coating.

一方、エンドキャップファイバ２０の光ファイバ１０との接続端においても、所定長さのエアクラッド２２を剥がしてコア２１を露出させる。具体的には、サポート層にガラス切り又はレーザーを照射して傷を入れ、指でサポート層を引っ張って引き抜く。なお、長いエアクラッド光ファイバを切断してエンドキャップファイバ２０とする際にすでに切断面においてコア露出部分が形成されているときには、この工程は省略可能である。 On the other hand, also at the connection end of the end cap fiber 20 with the optical fiber 10, the air clad 22 having a predetermined length is peeled off to expose the core 21. Specifically, the support layer is scratched by glass cutting or laser irradiation, and the support layer is pulled out with a finger. It should be noted that this step can be omitted when the core exposed portion is already formed on the cut surface when the long air-clad optical fiber is cut into the end cap fiber 20.

続いて、光ファイバ１０とエンドキャップファイバ２０とを、光ファイバ融着接続器にセットして、互いの光軸が一致するように軸合わせを行い、アーク放電等によって融着して両者を接続する。これにより、光ファイバ１０とエンドキャップファイバ２０とのコア同士を連結することができる。 Subsequently, the optical fiber 10 and the end cap fiber 20 are set in an optical fiber fusion splicer, aligned so that their optical axes coincide with each other, and fused and connected by arc discharge or the like. To do. Thereby, the cores of the optical fiber 10 and the end cap fiber 20 can be connected to each other.

最後に、接続部分を保護するために、例えばアルミ製の保護筐体に接続部分を収納する。こうして、光ファイバ１０にエンドキャップファイバ２０が取り付けられた構成の光ファイバ端部構造Ｆを形成できる。 Finally, in order to protect the connection portion, the connection portion is accommodated in a protective housing made of, for example, aluminum. Thus, the optical fiber end structure F having the configuration in which the end cap fiber 20 is attached to the optical fiber 10 can be formed.

（本実施形態の効果）
従来の構成の光ファイバによれば、光ファイバの開口数よりも大きな入射角で光を入射すると、コア内壁で全反射できずにクラッドモードとなり、樹脂クラッドが損傷を受ける問題がある。特に、光コンバイナ等の入射端側から出射端側に向かうに従って縮径するテーパ状の構成の光学部品から本実施形態の光ファイバに光が入射される場合には、テーパ状の内面で反射を繰り返して伝送されることによって光の入射角が大きくなり、クラッドモードによる被覆の損傷の問題がより深刻となる。 (Effect of this embodiment)
According to the optical fiber having the conventional configuration, when light is incident at an incident angle larger than the numerical aperture of the optical fiber, there is a problem that the resin clad is damaged because it cannot be totally reflected by the inner wall of the core and becomes a clad mode. In particular, when light is incident on the optical fiber of the present embodiment from an optical component having a tapered configuration whose diameter decreases from the incident end side toward the output end side, such as an optical combiner, reflection is performed on the tapered inner surface. Repeated transmission increases the incident angle of light, and the problem of damage to the coating due to the cladding mode becomes more serious.

しかしながら、本実施形態の光ファイバ端部構造Ｆによれば、コア１１と及びそれを被覆するように設けられた樹脂クラッド１２からなる光ファイバ１０と、コア２１及びそれを被覆するように設けられ空孔が形成されたエアクラッド２２からなるエンドキャップファイバ２０と、上記光ファイバ１０の一端部におけるコア１１と上記エンドキャップファイバ２０のコア２１とを連結する一方、該光ファイバ１０の一端部における樹脂クラッド１２と該エンドキャップファイバ２０のエアクラッド２２とを連結しないコア連結部Ｃと、を備えているので、エンドキャップファイバ２０に入射した光のうちコア２１から漏れてクラッドモードとなる光はエンドキャップファイバの側方から放射されたり、エアクラッドで散乱吸収されたりする。このため、クラッドモードを除去した状態で光ファイバ１０のコア１１に光を伝送することができ、クラッドモードによって樹脂クラッド１２やその他の部材が損傷を受けるのを抑制することができる。 However, according to the optical fiber end structure F of the present embodiment, the optical fiber 10 including the core 11 and the resin clad 12 provided so as to cover the core 11, the core 21 and the core 21 are provided so as to cover the core. The end cap fiber 20 formed of air clad 22 with holes formed therein is connected to the core 11 at one end of the optical fiber 10 and the core 21 of the end cap fiber 20, while at one end of the optical fiber 10. Since the core connecting portion C that does not connect the resin clad 12 and the air clad 22 of the end cap fiber 20 is provided, light that enters the end cap fiber 20 leaks from the core 21 and enters the clad mode. It is emitted from the side of the end cap fiber or is scattered and absorbed by the air cladding. For this reason, light can be transmitted to the core 11 of the optical fiber 10 with the cladding mode removed, and damage to the resin cladding 12 and other members due to the cladding mode can be suppressed.

エンドキャップファイバ２０の開口数ＮＡ２が光ファイバ１０の開口数ＮＡ１以下である場合、光ファイバ１０に入射してクラッドモードとなる光（つまり、入射角がＮＡ１よりも大きい光）は開口数がＮＡ２であるエンドキャップファイバ２０のエアクラッド２２で吸収されるので、より効率よくクラッドモードを除去することができる。 When the numerical aperture NA2 of the end cap fiber 20 is less than or equal to the numerical aperture NA1 of the optical fiber 10, light that enters the optical fiber 10 and enters a cladding mode (that is, light having an incident angle greater than NA1) has a numerical aperture of NA2. Is absorbed by the air cladding 22 of the end cap fiber 20, so that the cladding mode can be removed more efficiently.

また、エアクラッド２２の長さがＴ／ｔａｎ（ＮＡ２／ｎ２）以上である場合、クラッドモードはエンドキャップファイバ２０内でエアクラッド２２が設けられている部分で必ずコア２１内壁に衝突するので、より効率よくクラッドモードを除去することができる。 Further, when the length of the air clad 22 is T / tan (NA2 / n2) or more, the clad mode always collides with the inner wall of the core 21 at the portion where the air clad 22 is provided in the end cap fiber 20. The cladding mode can be removed more efficiently.

さらに、コア連結部Ｃの長さが４ｍｍ以上であるので、エアクラッド２２で吸収されたクラッドモードの光ファイバ１０の樹脂クラッド１２への進入を抑制することができる。 Furthermore, since the length of the core connecting portion C is 4 mm or more, the entry of the clad mode optical fiber 10 absorbed by the air clad 22 into the resin clad 12 can be suppressed.

以上説明したように、本発明は、光ファイバの一端部にエンドキャップファイバが取り付けられた光ファイバ端部構造について有用である。 As described above, the present invention is useful for an optical fiber end structure in which an end cap fiber is attached to one end of an optical fiber.

本実施形態の光ファイバ端部構造を示す図である。It is a figure which shows the optical fiber edge part structure of this embodiment. 本実施形態の光ファイバ端部構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the optical fiber edge part structure of this embodiment. 本実施形態の変形例の光ファイバ端部構造を示す図である。It is a figure which shows the optical fiber edge part structure of the modification of this embodiment. エアクラッドの長さの説明図である。It is explanatory drawing of the length of an air clad.

Ｃコア連結部
Ｆ光ファイバ端部構造
１０光ファイバ
１１コア
１２樹脂クラッド
２０エンドキャップファイバ
２１コア
２２エアクラッド C Core connecting part F Optical fiber end structure 10 Optical fiber 11 Core 12 Resin cladding 20 End cap fiber 21 Core 22 Air cladding

Claims

An optical fiber having a core and a resin cladding provided to cover the core;
An end cap fiber having a core and an air clad provided so as to cover the core and having holes formed therein;
A core connecting portion that connects the core at one end of the optical fiber and the core of the end cap fiber, while not connecting the cladding at the one end of the optical fiber and the cladding of the end cap fiber;
An optical fiber end structure comprising:

In the end structure of the optical fiber according to claim 1,
An optical fiber end structure, wherein the numerical aperture of the end cap fiber is equal to or less than the numerical aperture of the optical fiber.

In the optical fiber end structure according to claim 1 or 2,
An optical fiber characterized in that the air clad has a length of T / tan (NA / n) or more, where n is the refractive index of the core of the end cap fiber, T is the core diameter, and NA is the numerical aperture. End structure.

In the optical fiber end structure according to any one of claims 1 to 3,
An optical fiber end structure, wherein the core connecting portion has a length of 4 mm or more.