JP2014048578A

JP2014048578A - 光ファイバの接続方法及びこれに用いる屈折率整合剤

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Publication number: JP2014048578A
Application number: JP2012193272A
Authority: JP
Inventors: Tomoya Shimizu; 智弥清水; Kazutoshi Takamizawa; 和俊高見沢; Masahiro Ida; 政裕井田; Junji Daido; 淳司大堂; Yuji Aoyanagi; 雄二青柳
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2012-09-03
Filing date: 2012-09-03
Publication date: 2014-03-17

Abstract

【課題】空孔への屈折率整合剤の侵入を抑制できるとともに、光ファイバの端面間隔の増大を抑制できる光ファイバの接続方法及びこれに用いる屈折率整合剤を提供する。
【解決手段】２本の空孔構造光ファイバ９、１０が、光ファイバ接続器であるメカニカルスプライス内において屈折率整合剤４を介して接続されている。空孔構造光ファイバ９、１０は、それぞれ、コア１と、コア１の周囲を囲むクラッド２を有し、クラッド２には、コア１を囲むように複数の空孔３が周期的に形成されている。屈折率整合剤４は、オイル状の屈折率整合剤５と固形状の屈折率整合剤６から構成されている。屈折率整合剤５の屈折率は、空孔構造光ファイバのクラッド２の屈折率と同等以下である。屈折率整合剤６の屈折率は、空孔構造光ファイバのクラッド２の屈折率よりも高くなっている。
【選択図】図２

Description

本発明は、光ファイバの接続技術に関し、詳細には屈折率整合剤を用いたメカニカルスプライスによる接続技術の改良に関する。

コアの周囲に複数の空孔を有する光ファイバ（以下、空孔構造光ファイバと呼ぶ）は、空孔による屈折率低減効果により、優れた曲げ損失特性を実現できる。

一方、光ファイバの接続技術の１つである屈折率整合剤を用いたメカニカルスプライス技術は、１つの接続器で接続可能であり、かつ低価格での接続を可能にする。しかしながら、従来のメカニカルスプライス技術により空孔構造光ファイバを接続すると、空孔にオイル状の屈折率整合剤が侵入し、接続損失が変化するという課題があった。そこで、屈折率整合剤の硬度を調整することにより、空孔への屈折率整合剤の侵入長さを制御する技術が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００９−４２３３５号公報

空孔の内部に屈折率整合剤が侵入することによる接続損失の変化は、オイル状の屈折率整合剤が侵入した空孔と空孔構造光ファイバのコアとが擬似的に平行導波路を形成し、当該平行導波路区間でモード結合が生じることに起因する。

ここで、接続損失の増加は、オイル状の屈折率整合剤が空孔に侵入する長さに依存して変化する。そのため、固形状の屈折率整合剤を用いることによって屈折率整合剤が空孔に侵入する長さを制御することで、良好な接続損失を実現できる。しかしながら、この接続技術においては、固形状の屈折率整合剤の膜厚の精度や、光ファイバの押圧力不足による端面間隔の拡大により、接続損失が増加するという課題があった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、空孔への屈折率整合剤の侵入を抑制できるとともに、光ファイバの端面間隔の増大を抑制できる光ファイバの接続方法及びこれに用いる屈折率整合剤を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、少なくとも一方がコアの周囲に複数の空孔を有する空孔構造光ファイバである２本の光ファイバを光ファイバ接続器により屈折率整合剤を用いて接続する光ファイバの接続方法であって、前記屈折率整合剤は、屈折率の異なる２種類の屈折率整合剤から構成され、前記光ファイバ接続器内に、屈折率の異なる２種類の屈折率整合剤を配置すると共に、屈折率の異なる２種類の屈折率整合剤を介して、前記２本の光ファイバを対向して配置するステップと、前記光ファイバ接続器内で、前記２本の光ファイバ同士の押圧により前記２本の光ファイバ同士を突き合わせて接続するステップと含むことを特徴とする。

前記屈折率整合剤を構成する屈折率の低い屈折率整合剤は、オイル状であり、かつ空孔構造光ファイバのクラッド部の屈折率と同等以下の屈折率を有することが望ましい。

前記屈折率整合剤を構成する屈折率の高い屈折率整合剤は、固形状であり、かつ空孔構造光ファイバのクラッド部の屈折率よりも高い屈折率を有することが望ましい。

前記屈折率整合剤を構成する屈折率の高い屈折率整合剤は、空孔構造光ファイバの空孔直径よりも大きいことが望ましい。

また、本発明は、少なくとも一方がコアの周囲に複数の空孔を有する空孔構造光ファイバである２本の光ファイバを接続する際に用いられる屈折率整合剤であって、前記屈折率整合剤は、屈折率の異なる２種類の屈折率整合剤から構成されており、かつ一方の屈折率の高い屈折率整合剤は、固形状であり、かつ空孔構造光ファイバのクラッド部の屈折率よりも高い屈折率を有し、空孔構造光ファイバの空孔直径よりも大きいことを特徴とする。

本発明は、オイル状と固形状の２種類の屈折率整合剤を用いることにより、固形状の屈折率整合剤のみを用いた場合よりも、光ファイバの端面間隔の拡がりによる空隙に起因する接続損失の増加を抑制できるという効果を有する。
また、本発明は、固形状の屈折率整合剤の大きさが空孔構造光ファイバの空孔直径よりも大きいため、オイル状の屈折率整合剤が空孔に侵入することを抑制する効果を有する。
さらに、本発明は、空孔構造を有しない通常の光ファイバを用いたメカニカルスプライスに対しても良好な適用性を有するといった効果を有する。

空孔構造光ファイバの断面構造を示す図である。本発明の第１の実施形態に係る光ファイバの接続構造を示す図である。本発明の第２の実施形態に係る光ファイバの接続構造を示す図である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１に、空孔構造光ファイバの断面構造の一例を示す。空孔構造光ファイバは、コア１と、コア１の周囲を囲むクラッド２（クラッド部）からなり、クラッド２は、コア１の中心から距離がＲの円周上に外接する直径ｄのＮ個の空孔３を有する。コア１は、半径がａであり、純石英ガラスの屈折率に対する比屈折率差がΔのステップ型屈折率分布を有する。

図２は、本発明の第１の実施形態に係る光ファイバの接続構造を示す図であり、空孔構造光ファイバの光ファイバ接続器による接続点近傍の様子を示している。２本の空孔構造光ファイバ９、１０が、メカニカルスプライス（光ファイバ接続器）内において屈折率整合剤４を介して接続されている。空孔構造光ファイバ９、１０は、それぞれ、コア１と、コア１の周囲を囲むクラッド２を有し、クラッド２には、コア１を囲むように複数の空孔３が周期的に形成されている。

屈折率整合剤４は、オイル状の屈折率整合剤５と固形状の屈折率整合剤６から構成されている。オイル状の屈折率整合剤５は、空孔構造光ファイバのクラッド２の屈折率と同等以下の屈折率を有する。固形状の屈折率整合剤６は、空孔構造光ファイバのクラッド２の屈折率よりも高い屈折率を有し、かつ空孔３の直径より大きい。オイル状の屈折率整合剤５は、例えば、シリコーン樹脂であり、固形状の屈折率整合剤６は、例えば、シリコーン樹脂に添加剤を加えて適当な硬度に調整したものである。また、図２において、空孔３の数は６個、空孔３の直径は１０μｍ、屈折率整合剤６の大きさは５０μｍである。

なお、オイル状の屈折率整合剤５の屈折率は、空孔構造光ファイバのクラッド２の屈折率と同等であることが望ましく、固形状の屈折率整合剤６の屈折率は、空孔構造光ファイバのコア１の屈折率と同等であることが望ましい。

固形状の屈折率整合剤６は球状になっており、光ファイバの突き合わせ時に空孔の先端に接触する。そのため、オイル状の屈折率整合剤５が空孔に侵入するのを防ぐことができる。屈折率整合剤６は、球状が望ましいが、屈折率整合剤５の空孔への侵入を防ぐ形であれば、どんな形状でもかまわない。

図３は、本発明の第２の実施形態に係る光ファイバの接続構造を示す図であり、空孔構造光ファイバの光ファイバ接続器による接続点近傍の様子を示している。２本の空孔構造光ファイバ１１、１２が、メカニカルスプライス（光ファイバ接続器）内において屈折率整合剤７を介して接続されている。空孔構造光ファイバ１１、１２は、それぞれ、コア１と、コア１の周囲を囲むクラッド２を有し、クラッド２には、コア１を囲むように複数の空孔３が周期的に形成されている。

屈折率整合剤７は、オイル状の屈折率整合剤５と固形状の屈折率整合剤８から構成されている。オイル状の屈折率整合剤５は、空孔構造光ファイバのクラッド２の屈折率と同等以下の屈折率を有する。固形状の屈折率整合剤８は、空孔構造光ファイバのクラッド２の屈折率よりも高い屈折率を有し、かつ空孔３の直径より大きい。オイル状の屈折率整合剤５は、例えば、シリコーン樹脂であり、固形状の屈折率整合剤８は、例えば、シリコーン樹脂に添加剤を加えて適当な硬度に調整したものである。また、図３において、空孔３の数は１０個、空孔３の直径は４μｍ、屈折率整合剤８の大きさは５μｍである。

なお、オイル状の屈折率整合剤５の屈折率は、空孔構造光ファイバのクラッド２の屈折率と同等であることが望ましく、固形状の屈折率整合剤８の屈折率は、空孔構造光ファイバのコア１の屈折率と同等であることが望ましい。

固形状の屈折率整合剤８は球状になっており、光ファイバの突き合わせ時に空孔の先端に接触する。そのため、オイル状の屈折率整合剤５が空孔に侵入するのを防ぐことができる。屈折率整合剤８は、球状が望ましいが、屈折率整合剤５の空孔への侵入を防ぐ形であれば、どんな形状でもかまわない。

ここで、２本の空孔構造光ファイバを、メカニカルスプライスで接続する方法について説明する。最初に、メカニカルスプライス内に、屈折率の異なる２種類の屈折率整合剤を配置すると共に、屈折率の異なる２種類の屈折率整合剤を間にして、２本の空孔構造光ファイバの端面を対向して配置する。続いて、メカニカルスプライス内で、これらの２本の空孔構造光ファイバを押圧して、２本の空孔構造光ファイバの端面同士を突き合わせて接続する。

上述したように、本発明は、オイル状の屈折率整合剤と共に固形状の屈折率整合剤を用いるため、オイル状の屈折率整合剤が空孔３に侵入する長さを抑制することができ、接続損失の増加を低減することが可能となる。また、固形状の屈折率整合剤の形状が不均一、もしくは光ファイバのカット形状が不均一である場合に発生する固形状の屈折率整合剤と光ファイバの空隙を、オイル状の屈折率整合剤が覆うことで、接続特性の劣化を防ぐことが可能である。さらに、オイル状の屈折率整合剤が空孔３に侵入した場合でも、屈折率が空孔構造光ファイバのクラッド２の屈折率と同等以下であるため、光ファイバのコア１と擬似的な平行導波路を形成することはなく、モード結合が発生しない。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、接続する２本の光ファイバのどちらをも空孔構造光ファイバとしたが、接続する２本の光ファイバのどちらか一方のみが空孔構造光ファイバであり、もう一方が通常の光ファイバであっても同様の効果を得ることができる。

１コア
２クラッド
３空孔
４、７屈折率整合剤
５オイル状の屈折率整合剤
６、８固形状の屈折率整合剤
９、１０、１１、１２空孔構造光ファイバ

Claims

少なくとも一方がコアの周囲に複数の空孔を有する空孔構造光ファイバである２本の光ファイバを光ファイバ接続器により屈折率整合剤を用いて接続する光ファイバの接続方法であって、
前記屈折率整合剤は、屈折率の異なる２種類の屈折率整合剤から構成され、
前記光ファイバ接続器内に、屈折率の異なる２種類の屈折率整合剤を配置すると共に、屈折率の異なる２種類の屈折率整合剤を介して、前記２本の光ファイバを対向して配置するステップと、
前記光ファイバ接続器内で、前記２本の光ファイバ同士の押圧により前記２本の光ファイバ同士を突き合わせて接続するステップと、
を含むことを特徴とする光ファイバの接続方法。
請求項１に記載された光ファイバの接続方法であって、
前記屈折率整合剤を構成する屈折率の低い屈折率整合剤は、オイル状であり、かつ空孔構造光ファイバのクラッド部の屈折率と同等以下の屈折率を有することを特徴とする光ファイバの接続方法。
請求項１または２に記載された光ファイバの接続方法であって、
前記屈折率整合剤を構成する屈折率の高い屈折率整合剤は、固形状であり、かつ空孔構造光ファイバのクラッド部の屈折率よりも高い屈折率を有することを特徴とする光ファイバの接続方法。
請求項３に記載された光ファイバの接続方法であって、
前記屈折率整合剤を構成する屈折率の高い屈折率整合剤は、空孔構造光ファイバの空孔直径よりも大きいことを特徴とする光ファイバの接続方法。
少なくとも一方がコアの周囲に複数の空孔を有する空孔構造光ファイバである２本の光ファイバを接続する際に用いられる屈折率整合剤であって、
前記屈折率整合剤は、屈折率の異なる２種類の屈折率整合剤から構成されており、かつ一方の屈折率の高い屈折率整合剤は、固形状であり、かつ空孔構造光ファイバのクラッド部の屈折率よりも高い屈折率を有し、空孔構造光ファイバの空孔直径よりも大きいことを特徴とする屈折率整合剤。
請求項５に記載された屈折率整合剤であって、
前記屈折率整合剤を構成する屈折率の低い屈折率整合剤は、オイル状であり、かつ空孔構造光ファイバのクラッド部の屈折率と同等以下の屈折率を有することを特徴とする屈折率整合剤。