JP2013160800A - マルチコア光ファイバテープ - Google Patents

Abstract

【課題】他の光学部品との光学的接続が容易なマルチコア光ファイバテープを提供する・
【解決手段】マルチコア光ファイバテープ１は、並列配置された複数本のマルチコア光ファイバ１０が共通の樹脂２０で一括被覆されたものであって、少なくとも両端において、複数本のマルチコア光ファイバ１０それぞれの複数個のコアの配列方向（コア配列方向）が、複数本のマルチコア光ファイバ１０の配列方向（ファイバ配列方向）に対し平行または垂直である。
【選択図】図３

Description

本発明は、マルチコア光ファイバテープに関するものである。

並列配置された複数本のシングルコア光ファイバが共通の樹脂で一括被覆された光ファイバテープが知られている。このような光ファイバテープは、大容量の情報を伝送することができ、また、取り扱いが容易である。

また、ファイバ軸方向に延在する複数個のコアが共通のクラッドで覆われたマルチコア光ファイバが知られている。並列配置された複数本のマルチコア光ファイバを共通の樹脂で一括被覆すればマルチコア光ファイバテープを製造することができる。このようなマルチコア光ファイバテープは更に大容量の情報を伝送することができると期待される。

特開平１−２０３２４６号公報 特開平１−２００３１０号公報 特開昭６３−２０８８０９号公報 特開昭６３−２１７３０９号公報 特開平１−１５６７０２号公報

通常の光ファイバテープを製造する場合、複数本のシングルコア光ファイバを並列配置させれば、各シングルコア光ファイバのコアをも並列配置させることができる。しかし、マルチコア光ファイバテープを製造する場合、テープ断面において複数本のマルチコア光ファイバそれぞれの複数個のコアの配列方向（コア配列方向）が決まらない。複数本のマルチコア光ファイバそれぞれのコア配列方向を決めることは困難である。したがって、マルチコア光ファイバテープを他の光学部品（例えば、他のマルチコア光ファイバテープ、レーザダイオードアレイ、フォトダイオードアレイ、光導波路アレイ等）と光学的に接続することは困難である。

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、他の光学部品との光学的接続が容易なマルチコア光ファイバテープを提供することを目的し、また、このようなマルチコア光ファイバテープを容易に製造することができる方法を提供することを目的とする。

本発明のマルチコア光ファイバテープは、並列配置された複数本のマルチコア光ファイバが共通の樹脂で一括被覆されたマルチコア光ファイバテープであって、少なくとも両端において、複数本のマルチコア光ファイバそれぞれの複数個のコアの配列方向（コア配列方向）が、複数本のマルチコア光ファイバの配列方向（ファイバ配列方向）に対し平行または垂直であることを特徴とする。

本発明のマルチコア光ファイバテープは、少なくとも両端において、複数本のマルチコア光ファイバそれぞれのコア配列方向がファイバ配列方向に対し平行であるのが好適である。本発明のマルチコア光ファイバテープは、複数本のマルチコア光ファイバそれぞれにおいて、中心軸から最も遠い位置にあるコアまでの距離をＸ（μｍ）としたときに、ファイバ配列方向に対し平行または垂直な方向とコア配列方向との角度ずれが２.３×４０／Ｘ（°）以下であるのが好適である。また、本発明のマルチコア光ファイバテープは、少なくとも片端にコネクタが設けられているのが好適である。

本発明のマルチコア光ファイバテープ製造方法は、上記の本発明のマルチコア光ファイバテープを製造する方法である。

本発明のマルチコア光ファイバテープ製造方法は、複数本のマルチコア光ファイバを共通の樹脂で一括被覆した後、両端面を観察しながら複数本のマルチコア光ファイバそれぞれの方位を調整することで、マルチコア光ファイバテープを製造することを特徴とする。

或いは、本発明のマルチコア光ファイバテープ製造方法は、複数本のマルチコア光ファイバそれぞれとして被覆断面またはクラッド断面の長軸と短軸との差が１μｍ以上であるものを用い、これらの長軸および短軸の方位を参照して複数本のマルチコア光ファイバそれぞれの方位を調整することで、マルチコア光ファイバテープを製造することを特徴とする。

或いは又、本発明のマルチコア光ファイバテープ製造方法は、複数本のマルチコア光ファイバそれぞれに意図的に曲率半径４ｍ以下のファイバカールを付与し、これらのファイバカールの方位を参照して複数本のマルチコア光ファイバそれぞれの方位を調整することで、マルチコア光ファイバテープを製造することを特徴とする。複数本のマルチコア光ファイバそれぞれにおいてクラッド内部に応力付与部を設けることでファイバカールを付与するのが好適である。

本発明によれば、他の光学部品との光学的接続が容易なマルチコア光ファイバテープを提供することができる。

マルチコア光ファイバの構成例を示す断面図である。 比較例のマルチコア光ファイバテープ２の構成例を示す断面図である。 本実施形態のマルチコア光ファイバテープ１の構成例を示す断面図である。 マルチコア光ファイバの構成例を示す断面図である。 マルチコア光ファイバテープ製造方法の第１の例を示す図である。 マルチコア光ファイバテープ製造方法の第２の例を示す図である。 マルチコア光ファイバテープ製造方法の第３の例を示す図である。 マルチコア光ファイバテープ製造方法の第４の例を示す図である。 マルチコア光ファイバテープ製造方法の第４の例を示す図である。 マルチコア光ファイバの構成例を示す断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、マルチコア光ファイバの構成例を示す断面図である。同図（ａ）に示されるマルチコア光ファイバ１０Ａは、ファイバ軸方向に延在する７個のコア１１が共通のクラッド１２で覆われており、断面において１個のコア１１を中心とする共通の円の周上に他の６個のコア１１が等間隔に配置されている。同図（ｂ）に示されるマルチコア光ファイバ１０Ｂは、ファイバ軸方向に延在する５個のコア１１が共通のクラッド１２で覆われており、断面において５個のコア１１が１行に等間隔に配置されている。

同図（ｃ）に示されるマルチコア光ファイバ１０Ｃは、ファイバ軸方向に延在する１０個のコア１１が共通のクラッド１２で覆われており、断面において１０個のコア１１が２行５列に等間隔に配置されている。マルチコア光ファイバ１０Ａ〜１０Ｃそれぞれにおいて、各コア１１およびクラッド１２それぞれは石英ガラスからなり、各コア１１の屈折率はクラッド１２の屈折率より高く、各コア１１は光を導波させることができる。

本実施形態のマルチコア光ファイバテープは、このようなマルチコア光ファイバを含んで構成される。或いは、本実施形態のマルチコア光ファイバテープは、コア数やコア配列などに関して他の構成を有するマルチコア光ファイバを含んで構成されてもよい。

図２は、比較例のマルチコア光ファイバテープ２の構成例を示す断面図である。比較例のマルチコア光ファイバテープ２では、並列配置された５本のマルチコア光ファイバ１０が共通の樹脂２０で一括被覆されており、各マルチコア光ファイバ１０のコア配列方向が様々である。それ故、比較例のマルチコア光ファイバテープ２は、他の光学部品との光学的接続が困難であり、或いは、該光学的接続の際の接続損失が大きい。

図３は、本実施形態のマルチコア光ファイバテープ１の構成例を示す断面図である。本実施形態のマルチコア光ファイバテープ１では、並列配置された５本のマルチコア光ファイバ１０が共通の樹脂２０で一括被覆されており、各マルチコア光ファイバ１０のコア配列方向がファイバ配列方向に対し平行となっている。それ故、本実施形態のマルチコア光ファイバテープ１は、他の光学部品との光学的接続が容易であり、該光学的接続の際の接続損失が小さい。

なお、マルチコア光ファイバ１０は、図１（ａ）〜（ｃ）に示されたような構成を有するものであってもよいし、他の構成を有するものであってもよい。「コア配列方向」は、マルチコア光ファイバ１０の断面において最も多くのコアが一列に並ぶ方向とする。図１（ｂ），（ｃ）では左右方向が「コア配列方向」である。図１（ａ）では、３つの「コア配列方向」が存在する。

本実施形態のマルチコア光ファイバテープ１において、各マルチコア光ファイバ１０のコア配列方向がファイバ配列方向に対し平行となっているのは、マルチコア光ファイバテープ１の両端のみでよい。マルチコア光ファイバテープ１の両端以外の中間部では、各マルチコア光ファイバ１０のコア配列方向はファイバ配列方向に対し平行または垂直となっていなくてもよい。

本実施形態のマルチコア光ファイバテープ１において、各マルチコア光ファイバ１０の中心軸から最も遠い位置にあるコアまでの距離をＸ（μｍ）としたときに、ファイバ配列方向に対し平行な方向とコア配列方向との角度ずれが２.３×４０／Ｘ（°）以下であるのが好適である。例えば、Ｘ＝４０μｍである場合、ファイバ配列方向に対し平行または垂直な方向とコア配列方向との角度ずれは２.３°以下であるのが好適である。このようにすることにより、角度ずれに因る接続損失を０.５ｄＢ以下とすることができる。なお、ここでは、モードフィールド径（ＭＦＤ）を、ＩＴＵ-Ｔ Ｇ.６５２のＭＦＤノミナル値上限に相当する９.５μｍとした。

また、本実施形態のマルチコア光ファイバテープ１において少なくとも片端にコネクタが設けられているのが好適である。この場合には他の光学部品との光学的接続作業が容易となる。

本実施形態のマルチコア光ファイバテープ１は例えば以下のようにして製造することができる。すなわち、複数本のマルチコア光ファイバ１０を並列配置した上で共通の樹脂２０で一括被覆し、その後、両端面を観察しながら各マルチコア光ファイバ１０の方位（中心軸周りの回転方位）を調整し固定する。これにより、各マルチコア光ファイバ１０のコア配列方向がファイバ配列方向に対し平行または垂直となったマルチコア光ファイバテープ１を製造することができる。

また、本実施形態のマルチコア光ファイバテープ１は例えば以下のようにして製造することもできる。この製造方法では、図４に示されたような構成を有するマルチコア光ファイバ１０Ｄまたはマルチコア光ファイバ１０Ｅを用いる。同図（ａ）に示されるマルチコア光ファイバ１０Ｄは、クラッド１２の断面形状が非円であり、短軸方向に複数個のコア１１が配置されている。また、同図（ｂ）に示されるマルチコア光ファイバ１０Ｅは、クラッド１２の周囲に第１被覆樹脂層１３および第２被覆樹脂層１４が設けられていて、第２被覆樹脂層１４の断面形状が非円であり、短軸方向に複数個のコア１１が配置されている。なお、断面形状が非円であるクラッドまたは被覆樹脂層を有する光ファイバは特許文献１〜３に開示されている。

複数本のマルチコア光ファイバ１０Ｄまたは１０Ｅを並列配置する際に、各マルチコア光ファイバの長軸および短軸を参照して断面の非円の方位を揃えることで、マルチコア光ファイバテープを製造することができる。断面の非円の方位を確実に揃える為には、非円の長軸と短軸との差が１μｍ以上であるのが好適である。なお、コア配列方向は、短軸方向であってもよいし、長軸方向であってもよいし、或いは、端軸方向または長軸方向に対して特定の方向であってもよい。

断面形状が非円であるクラッドまたは被覆樹脂層を有する各マルチコア光ファイバ１０のコア配列方向をテープ端部で揃えるには、図５（ａ）に示されるようにマルチコア光ファイバ１０の断面の非円形状と同じ形状を有し長軸および短軸の方向が揃った複数の貫通孔３１を有するコネクタ３０を用意し、同図（ｂ）に示されるようにコネクタ３０の各貫通孔３１にマルチコア光ファイバ１０を挿入すればよい。

或いは、図６（ａ）に示されるように複数のＵ溝を有するＵ溝部材４１を用意し、同図（ｂ）に示されるようにＵ溝部材４１の各Ｕ溝にマルチコア光ファイバ１０を配置し、同図（ｃ）に示されるようにＵ溝部材４１上にマルチコア光ファイバ１０を挟んでＵ溝部材４２を固定してもよい。

或いは又、図７（ａ）に示されるように複数のＶ溝を有するＶ溝部材５１を用意し、同図（ｂ）に示されるようにＶ溝部材５１の各Ｖ溝にマルチコア光ファイバ１０を配置し、同図（ｃ）に示されるようにＶ溝部材５１上にマルチコア光ファイバ１０を挟んでＶ溝部材５２を固定してもよい。

断面形状が非円であるクラッドまたは被覆樹脂層を有する各マルチコア光ファイバ１０のコア配列方向をテープ全長で揃えるには、図８および図９に示されるようにしてもよい。すなわち、製造初期段階において、図８に示されるように、樹脂塗布装置６３の前段に設けられた第１ガイド６２および樹脂硬化装置６４の後段に設けられた第２ガイド６５により、サプライボビン６１から繰り出されたマルチコア光ファイバ１０のクラッドまたは被覆樹脂層の断面の非円の方位を揃えて一部を固定し、その状態で、樹脂塗布装置６３による樹脂塗布および樹脂硬化装置６４による樹脂硬化を開始する。

そして、図９に示されるように、各マルチコア光ファイバ１０の一部が一括被覆樹脂で固定されたら、第２ガイド６５を外して、樹脂硬化装置６４による樹脂硬化後のマルチコア光ファイバテープ１を、キャプスタン６７を経て巻き取りボビン６８により巻き取る。なお、各マルチコア光ファイバ１０の一部を固定する際は、各マルチコア光ファイバ１０の方位を安定させるため、各マルチコア光ファイバ１０に対して張力付与装置６６により２００ｇｆ以上の張力を付与しておくことが望ましい。

各マルチコア光ファイバ１０のコア配列方向を揃える際にファイバカールを利用することもできる。すなわち、複数本のマルチコア光ファイバそれぞれにファイバカールを付与し、これらのファイバカールの方位を参照して各マルチコア光ファイバの方位を調整することで、マルチコア光ファイバテープを製造することができる。ファイバカールは、光ファイバに残留する応力の径方向非対称性によって生じる。ファイバカールの大きさは、被覆を除去した光ファイバが描く円弧の曲率半径で評価することが一般的である。

図１０に示されるように、マルチコア光ファイバ１０Ｆは、クラッド１２内部に応力付与部１５を設けることにより、ファイバカールを有することができる。同図に示されるマルチコア光ファイバ１０Ｆは、左右対称性により左右方向へのファイバカールが生じず、上下非対称性により上下方向にファイバカールが生じるので、ファイバカールの向きによりコア配列方向を知ることができる。

応力付与部１５には、クラッド１２に対して熱膨張係数が大きく異なる材料を用いることが好ましい。また、応力付与部１５は、クラッド１２外周に近いことが好ましい。また、応力付与のために、ファイバ長手方向に延在する空孔を用いることもできる。なお、汎用光ファイバにおいては意図せず曲率半径４ｍ以上のファイバカールが発生する場合があるので、意図しないファイバカールと意図的なファイバカールとを識別可能とするため、本実施形態における意図的なファイバカールは曲率半径４ｍ以下とすることが好ましい。なお、意図的にファイバカールを与えた光ファイバは特許文献４，５に開示されている。

１…マルチコア光ファイバテープ、１０，１０Ａ〜１０Ｆ…マルチコア光ファイバ、１１…コア、１２…クラッド、１３…第１被覆樹脂層、１４…第２被覆樹脂層、１５…応力付与部、２０…被覆樹脂、３０…コネクタ、４１，４２…Ｕ溝部材、５１，５２…Ｖ溝部材、６１…サプライボビン、６２…第１ガイド、６３…樹脂塗布装置、６４…樹脂硬化装置、６５…第２ガイド、６６…張力付与装置、６７…キャプスタン、６８…巻き取りボビン。

Claims (8)

1. 並列配置された複数本のマルチコア光ファイバが共通の樹脂で一括被覆されたマルチコア光ファイバテープであって、
   少なくとも両端において、前記複数本のマルチコア光ファイバそれぞれの複数個のコアの配列方向（以下「コア配列方向」という。）が、前記複数本のマルチコア光ファイバの配列方向（以下「ファイバ配列方向」という。）に対し平行または垂直である、
   ことを特徴とするマルチコア光ファイバテープ。
2. 少なくとも両端において、前記複数本のマルチコア光ファイバそれぞれのコア配列方向がファイバ配列方向に対し平行である、
   ことを特徴とする請求項１に記載のマルチコア光ファイバテープ。
3. 前記複数本のマルチコア光ファイバそれぞれにおいて、中心軸から最も遠い位置にあるコアまでの距離をＸ（μｍ）としたときに、ファイバ配列方向に対し平行または垂直な方向とコア配列方向との角度ずれが２.３×４０／Ｘ（°）以下である、
   ことを特徴とする請求項１に記載のマルチコア光ファイバテープ。
4. 少なくとも片端にコネクタが設けられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のマルチコア光ファイバテープ。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載のマルチコア光ファイバテープを製造する方法であって、
   前記複数本のマルチコア光ファイバを共通の樹脂で一括被覆した後、両端面を観察しながら前記複数本のマルチコア光ファイバそれぞれの方位を調整することで、前記マルチコア光ファイバテープを製造する、
   ことを特徴とするマルチコア光ファイバテープ製造方法。
6. 請求項１〜４の何れか１項に記載のマルチコア光ファイバテープを製造する方法であって、
   前記複数本のマルチコア光ファイバそれぞれとして被覆断面またはクラッド断面の長軸と短軸との差が１μｍ以上であるものを用い、これらの長軸および短軸の方位を参照して前記複数本のマルチコア光ファイバそれぞれの方位を調整することで、前記マルチコア光ファイバテープを製造する、
   ことを特徴とするマルチコア光ファイバテープ製造方法。
7. 請求項１〜４の何れか１項に記載のマルチコア光ファイバテープを製造する方法であって、
   前記複数本のマルチコア光ファイバそれぞれに意図的に曲率半径４ｍ以下のファイバカールを付与し、これらのファイバカールの方位を参照して前記複数本のマルチコア光ファイバそれぞれの方位を調整することで、前記マルチコア光ファイバテープを製造する、
   ことを特徴とするマルチコア光ファイバテープ製造方法。
8. 前記複数本のマルチコア光ファイバそれぞれにおいてクラッド内部に応力付与部を設けることでファイバカールを付与する、
   ことを特徴とする請求項７に記載のマルチコア光ファイバテープ製造方法。
   

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