JP2016212447A - バンドル端末構造、ファイバの接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 狭ピッチのコア部を有するマルチコアファイバに対しても確実に光接続が可能な、光ファイバ心線のバンドル端末構造等を提供する。【解決手段】 バンドル構造５ａは、光ファイバ心線７が最密配置された状態でキャピラリ２１ｂに挿入される。キャピラリ２１ｂは内部に孔を有する筒状部材であり、キャピラリ２１ｂの孔は光ファイバ心線７が最密配置された状態の外接円の外径よりもわずかに大きい円断面形状である。例えば、隣り合う光ファイバ心線７同士が互いに接触し、光ファイバ心線７が断面において最密で配置された際、キャピラリ２１ｂの内面と光ファイバ心線７の最密構造の外接円との間には、１μｍ程度の隙間が形成される。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の光ファイバ心線がバンドルされたバンドル端末構造等に関するものである。

近年の光通信におけるトラフィックの急増により、現状で用いられているシングルコアの光ファイバにおいて伝送容量の限界が近づいている。そこで、さらに通信容量を拡大する手段として、一つのファイバに複数のコアが形成されたマルチコアファイバが提案されている。

このようなマルチコアファイバとしては、例えば、複数のコア部がクラッド部の内部に設けられ、クラッド部の外周の一部に、長手方向に垂直な平坦部が形成されたものがある（特許文献１）。

マルチコアファイバが伝送路として用いられた場合、このマルチコアファイバの各コア部は、他のマルチコアファイバの対応するコア部や、それぞれ別の光ファイバや光素子等と接続されて伝送信号を送受する必要がある。このようなマルチコアファイバとシングルコアファイバとを接続する方法として、マルチコアファイバと、そのマルチコアファイバのコア部に対応する位置にシングルコアの光ファイバが配列されたバンドルファイバとを接続し、伝送信号を送受信する方法が提案されている（特許文献２）。また、このようなバンドル光ファイバの作製方法として、複数のシングルコアのファイバを所定間隔で結束等によってバンドル化する方法が提案されている（特許文献３）。

特開２０１０−１５２１６３号公報 特開昭６２−４７６０４号公報 特開平０３−１２６０７号公報

上述のように、マルチコアファイバの各コア部を個々の光ファイバ心線に接続させる場合には、マルチコアファイバの端面と個々の光ファイバ心線とで、互いにコア部同士を光学的に精密に接続する必要がある。しかしながら、通常、マルチコアファイバのコア部間隔は狭く（例えば４０〜５０μｍ）、通常の光ファイバ心線（外径１２５μｍ）を使用することはできない。すなわち、マルチコアファイバのコア部間隔と同等以下の外径の光ファイバ心線を用いる必要がある。

しかしながら、このような光ファイバ心線は極めて細く、取り扱い性が悪い。また、特にシングルモードファイバの場合には、接続部の位置ずれは１〜２μｍ以下とする必要があるため、非常に高い位置精度が必要となる。

これに対し、従来の特許文献３のように機械的に外側からの押圧力等でファイバ束を形成しようとしても、対象となるシングルコアファイバのコアの位置が意図する配置とならず、コア間隔が若干ずれてしまい、結果として接続対象のマルチコアファイバのコアと位置ずれが生じて光損失が生じる。すなわち、このようなマルチコアファイバと個々の光ファイバ心線との接続構造を、光損失が少なく精密に位置合わせする方法については現状十分な方法は提案されていない。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、狭ピッチのコア部を有するマルチコアファイバに対しても精密に位置あわせが可能で確実に光接続ができるバンドル端末構造等を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、第１の発明は、略円筒状のキャピラリと、複数の光ファイバ心線と、を具備し、前記光ファイバ心線は、前記キャピラリに挿通され、前記キャピラリの内部において断面が略最密で配置され、隣り合う前記光ファイバ心線同士が接触した状態で接合されており、前記キャピラリの孔は、前記光ファイバ心線が略最密で配置されたバンドル構造の外接円の外径よりも大きく、前記キャピラリの内面と、最密に互いに接合された前記光ファイバ心線のバンドル構造との間には、隙間が形成され、前記光ファイバ心線のうち外周に位置する少なくとも１つの前記光ファイバ心線は前記キャピラリと接触していないことを特徴とするバンドル端末構造である。

前記隙間は１μｍ程度であってもよい。

前記キャピラリで保持される前記光ファイバ心線の直径は５０μｍ以下であってもよい。

略最密で配置された前記光ファイバ心線と、前記キャピラリとの間には、粘度が５０００ｃｐｓ以下、ショアＤ硬度が６０以上の接着剤が充填されてもよい。

第２の発明は、第１の発明に係るバンドル端末構造において、略最密で配置された前記光ファイバ心線と、前記キャピラリとの間には、ガラスパウダが充填され、前記キャピラリとマルチコアファイバの端末とが融着によって接合されることを特徴とするファイバの接続構造である。

第１、第２の発明によれば、マルチコアファイバと容易に接続可能なバンドル端末構造と、このバンドル構造とマルチコアファイバとの接続構造を得ることができる。

この際、光ファイバ心線が最密に配置された状態でバンドル化されて一体化されるため、各光ファイバ心線同士の間隔が一定になる。このため、所定間隔で配置されているマルチコアファイバの各コア部に対して確実に位置を合わせることができる。

本発明によれば、狭ピッチのコア部を有するマルチコアファイバに対しても確実に光接続が可能な、光ファイバ心線のバンドル端末構造等を提供することができる。

ファイバ接続構造１を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｄ）は接合部の断面における電極の配置を示す図。 ファイバ接続構造１ａを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図。 （ａ）はバンドル構造５ａを示す図であり図２（ａ）のＤ−Ｄ線断面図、（ｂ）はバンドル構造５ｂを示す図、（ｃ）はバンドル構造５ｃを示す図。 （ａ）はファイバ接続構造１ｃを示す図であり、（ｂ）はファイバ接続構造１ｄを示す図。 バンドル構造の製造工程を示す図。 光ファイバ心線同士の接着構造を示す図。 キャピラリ先端を研磨する状態を示す図。 （ａ）はキャピラリ２１ｃを示す図、（ｂ）はキャピラリ２１ｄを示す図。 （ａ）は光ファイバ心線７ａを示す図、（ｂ）は光ファイバ心線７ａをキャピラリ２１ｃに挿入した状態を示す図。 バンドル構造５ｄを示す図。 バンドル構造５ｆを示す図。 バンドル構造５ｅを示す図。 マルチコアファイバ３とバンドル構造５ａの調芯方法を示す図。 他のバンドル構造を示す図。 治具８３、８９を示す図。 治具８３を用いたバンドル構造の製造工程を示す図。 マルチコアファイバ９０とバンドル構造９１とを示す図。

以下、ファイバ接続構造１について説明する。図１（ａ）はファイバ接続構造１の正面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。ファイバ接続構造１は、マルチコアファイバ３と、複数の光ファイバ心線７がバンドルされたバンドル構造５との接続構造である。

図１（ｂ）に示すように、マルチコアファイバ３は、複数のコア１１が所定の間隔で配置され、周囲をクラッド１３で覆われたファイバである。全部で７つのコア１１は、マルチコアファイバ３の中心と、その周囲に正六角形の各頂点位置に配置される。すなわち、中心のコア１１と周囲の６つのコア１１とは全て一定の間隔となる。また、６つのコア１１において、隣り合う互いのコア１１同士の間隔も同一となる。ここで、コア１１のピッチは例えば４０〜５０μｍ程度である。

バンドル構造５は、同一径の７本の光ファイバ心線が最密配置で接合される。すなわち、中央に１本の光ファイバ心線７が配置され、その周囲に６本の光ファイバ心線７が配置される。したがって、それぞれの光ファイバ心線７のコア１５は全て等間隔で配置される。また、光ファイバ心線７同士は接着剤１９ａによって接着される。したがって、隣り合う光ファイバ心線７のクラッド１７同士は直接または接着剤１９ａを介して互いに全て接触する。また、光ファイバ心線７同士の隙間にも接着剤１９ａが充填される。

なお、マルチコアファイバ３および光ファイバ心線７は例えば石英ガラス製である。また、本実施例では、中心コアの外周に６つのコアを有する全７つのコアで構成される最密配置の例について説明するが、その外周にさらに１２のコアを形成して最密配置とすることもできる。すなわち、本発明では、コア同士が最密配置されていれば、その個数は限定されない。

ただし、本願発明はファイバ間に侵入した接着剤等の表面張力のバランスにより自己整合的にファイバを最密に整列させることを意図しているので、７本のファイバからなるバンドル構造が最も精度がよく、ついでその外周にさらに１２のコアを設けるバンドル構造が精度良く形成できる。それ以上の本数からなるバンドル構造においても本願は適用可能であるが、コアの位置ずれの精度（特に外周側）が劣化する。ただし、本数を多くした場合には例えば、まず、７本のファイバからなるバンドル構造を形成し、その接着後にさらに、その外周に１２本のファイバを表面張力によって接着するというように段階的にバンドル構造を形成することでコアの位置ずれ精度の劣化を減少させることができる。

マルチコアファイバ３の端面とバンドル構造５の端面は互いに研磨されて対向して配置される。この状態で、それぞれのコア１１とコア１５とが光接続する位置で対向する。すなわち、コア１１のピッチと、光ファイバ心線７の外径（クラッド１７の径）とは略一致する。なお、光ファイバ心線７同士の隙間に接着剤１９ａによる接着層が形成されることを考慮して、光ファイバ心線７（クラッド１７）の外径をマルチコアファイバ３のコア１１のピッチよりも０．１〜３μｍ程度小さく設定してもよい。この場合でも、光ファイバ心線７同士が接着されたバンドル構造において、個々のコア１５の間隔はコア１１のピッチと一致する。

図１（ａ）に示すように、マルチコアファイバ３の端面とバンドル構造５の端面が対向して配置され、互いのコア１１とコア１５とが光接続した位置で、接着剤９によって互いに固定される。位置合わせについての詳細は後述するが、マルチコアファイバ３の端面とバンドル構造５の端面が対向して配置された状態で、少なくとも一方を回転装置付治具で固定し、例えば、マルチコアファイバ３の各コアに、対向端面の反対側の端部より信号光を入力し、バンドルファイバの対向端面の反対側から出力された信号光を受信させるようにし、バンドルファイバ束（あるいはマルチコアファイバ）の位置調整および回転調整を行い、その光信号出力が最大になった位置で治具を固定し、双方のファイバを接着（あるいは融着）接続させる。

なお、図１（ｄ）に示すように、融着を行う場合には、接合部の断面において、異なる３方向に電極１２を配置し、それぞれの電極１２から放電して融着を行うことが望ましい。このようにすることで、外径の大きなマルチコアファイバ３に対しても確実に融着を行うことができる。なお、融着を行う場合には、耐熱性（例えば１０００℃程度）の接着剤（金属系の接着剤などを含む）、水ガラスまたはガラスパウダによって、光ファイバ心線７同士をあらかじめ接着しておくことが望ましい。

ここで、本願の最密構造のバンドルファイバは非常にコアの位置精度が高いので少なくとも２つのコアに関して調整を行えばよい。なお、まずは、中心のコアについて位置あわせを行い、周囲の１または２つのコアについて位置合わせを行うと簡便で精度も高くなる。また当然ではあるが、より高精度な位置あわせを行うために、全てのコアに対して軸ずれの測定を行い、最適な位置に位置あわせを行う事も可能である。

以上により、マルチコアファイバ３の各コア１１と光ファイバ心線７の各コア１５とが光接続された接続構造を得ることができる。ここで、バンドル構造５では、光ファイバ心線７が最密配置された状態でバンドルされるため、互いのコア１５の間隔を精度よく一定に保つことができる。

次に、他の実施形態にかかるファイバ接続構造１ａについて説明する。図２（ａ）はファイバ接続構造１ａの正面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＣ−Ｃ線断面図、図３（ａ）は図２（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。ファイバ接続構造１ａは、ファイバ接続構造１に対して、マルチコアファイバ３および光ファイバ心線７がそれぞれキャピラリ２１ａ、２１ｂに挿入され、キャピラリ２１ａ、２１ｂ同士が接合される点で異なる。

図２（ｂ）に示すように、キャピラリ２１ａは内部に孔を有する筒状部材である。キャピラリ２１ａの孔はマルチコアファイバ３の外径よりもわずかに大きい。マルチコアファイバ３とキャピラリ２１ａとは、例えば接着剤で接着される。この場合、当該接着剤の屈折率が、マルチコアファイバ３のクラッド１３の屈折率よりも小さいことが望ましい。このようにすることで、クラッドからの光のもれを防止することができる。

また、図３（ａ）に示すように、バンドル構造５ａは、光ファイバ心線７が最密配置された状態でキャピラリ２１ｂに挿入される。キャピラリ２１ｂは内部に孔を有する筒状部材であり、キャピラリ２１ｂの孔は光ファイバ心線７が最密配置された状態の外接円の外径よりもわずかに大きい円断面形状である。

例えば、隣り合う光ファイバ心線７同士が互いに接触し、光ファイバ心線７が断面において最密で配置された際、キャピラリ２１ｂの内面と光ファイバ心線７の最密構造の外接円との間には、１μｍ程度の隙間が形成される。すなわち、外径Ｄ（μｍ）の光ファイバ心線７が７本で最密構造を構成する場合には、キャピラリ２１ｂの内径は、３×Ｄ＋１μｍで設定される。

また、光ファイバ心線７とキャピラリ２１ｂとは、接着剤１９ｂで接着される。この場合、接着剤１９ｂの屈折率が、光ファイバ心線７のクラッド１７の屈折率よりも小さいことが望ましい。このようにすることで、クラッドからの光のもれを防止することができる。なお、接着剤１９ｂは接着剤１９ａと同じものであってもよい。すなわち、光ファイバ心線７がキャピラリ２１ｂに挿入された状態で、空隙には接着剤が充填されていればよい。

キャピラリ２１ａ、２１ｂの端面が対向して配置され、互いのコア１１とコア１５とが光接続した位置で、接着剤等によって互いに固定される。以上により、マルチコアファイバ３の各コア１１と光ファイバ心線７の各コア１５とが光接続された接続構造を得ることができる。ここで、ファイバ接続構造１ａでは、マルチコアファイバ３とバンドル構造５ａの端部がそれぞれキャピラリ２１ａ、２１ｂに収められるため、取り扱いが容易である。また、キャピラリの面同士の接合となるため、接合面が広く確実に互いを接合することができる。また、光接続させる際に上述の実施例と同様にアクティブアライメントを行って接着することによって、バンドルファイバ束とキャピラリの隙間に起因する位置ズレを防止することができる。

上述のように本願の７コアのバンドル構造と７コアのマルチコアファイバの接続構造によれば、従来の７コアのバンドル構造と７コアのマルチコアファイバの接続構造に比べて、７コアの平均で１ｄＢの損失の改善が認められた。

なお、キャピラリ２１ｂに光ファイバ心線７が挿通されるバンドル構造としては、図３（ｂ）に示すバンドル構造５ｂであってもよい。バンドル構造５ｂは、キャピラリ２１ｂの内部の孔が円形ではなく、略正六角形となる。すなわち、光ファイバ心線７の最密配置状態に外接する略正六角形であり、孔のそれぞれの頂点部にそれぞれ光ファイバ心線７が配置される。したがって、光ファイバ心線７の配置が規制され、キャピラリ２１ｂに対して光ファイバ心線７が常に一定の配置となるようにすることができる。なお、同図において、六角形の頂点はファイバの半径以下のＲ形状であっても良い。

また、図３（ｃ）に示すように、バンドル構造５ｃとしてもよい。バンドル構造５ｃは、キャピラリ２１ｂの内部の略円形の孔の内面の少なくとも一部に、突起２３が設けられる。すなわち、光ファイバ心線７の最密配置状態に外接する外接円の内面に、光ファイバ心線７の最密配置状態における光ファイバ心線７同士の隙間に形成される凹部に嵌るように突起２３が形成される。したがって、光ファイバ心線７の配置が規制され、キャピラリ２１ｂに対して光ファイバ心線７が常に一定の配置となるようにすることができる。なお、突起２３は、一つだけでも良く、複数個形成してもよい。

図４は、さらに異なる実施形態を示す図である。本発明は、図４（ａ）は、ファイバ接続構造１ｃを示す図である。図４（ａ）に示すように、バンドル構造５を、マルチコアファイバ３に直接接続してもよい。すなわち、マルチコアファイバ３は、キャピラリ２１ａに挿入されなくてもよい。なお、マルチコアファイバ３とバンドル構造５とは、接着または融着で接続すればよい。

また、図４（ｂ）は、ファイバ接続構造１ｄを示す図である。図４（ｂ）に示すように、バンドル構造５ａを、マルチコアファイバ３に直接接続してもよい。すなわち、マルチコアファイバ３は、キャピラリ２１ａに挿入されなくてもよい。なお、マルチコアファイバ３とバンドル構造５とは、接着または融着で接続すればよい。この場合、キャピラリ２１ｂとマルチコアファイバ３の外径が略等しいことが望ましい。このようにすることで、より安定した接続が可能である。

なお、図２に示す接続構造に対しても、図４に示す接続構造と同様に、接着に代えて融着を行ってもよい。この場合、接着剤１９ａ、１９ｂとして、前述した耐熱性の接着剤や水ガラスまたはガラスパウダを用いてもよい。また、キャピラリ２１ｂと光ファイバ心線７との接合も融着によって行ってもよい。例えば、最密配置された光ファイバ心線７をキャピラリ２１ｂに挿入した状態で加熱することで、光ファイバ心線７の外面がキャピラリ２１ｂの内面に融着される。

このようにすることで、その後のキャピラリ２１ａ、２１ｂを容易に融着することができる。なお、融着の場合には、キャピラリ２１ａ、２１ｂはガラスキャピラリであることが望ましい。ガラスキャピラリであれば、加熱時の変形が少なく、安定した融着接続が可能となる。

また、キャピラリ２１ｂを熱収縮材で構成することもできる。この場合、光ファイバ心線７をキャピラリ２１ｂに挿入した状態で、キャピラリ２１ｂの先端を加熱すればよい。なお、光ファイバ心線７同士は、キャピラリ２１ｂに挿入する際に、あらかじめ互いに最密状態で接着しておくことが望ましい。キャピラリ２１ｂが加熱によって収縮することで、光ファイバ心線７を最密状態で保持することができる。

次に、特にバンドル構造５ａ〜５ｃを対象とした、光ファイバ心線７を最密に接着するバンドル構造の製造方法について説明する。まず、図５に示すように、所定本数の光ファイバ心線７の被覆を除去してキャピラリ２１ｂに挿入する。この際、キャピラリ２１ｂの端部からは、光ファイバ心線７の先端がそれぞれ同一長さだけ出るように（例えば１０ｍｍ程度）、光ファイバ心線７をキャピラリ２１ｂに挿入する。なお、キャピラリ２１ｂは例えば光ファイバ心線７に仮固定される。

キャピラリ２１ｂの端部から突出する光ファイバ心線７の先端は、あらかじめ容器に溜められた接着剤２５に浸けられる。接着剤２５は例えば溶液系の接着剤であり、合成樹脂等の高分子固形分が、水、アルコール、有機溶剤などの溶媒に溶け込んだ液状のものである。このような溶液系接着剤では、溶媒が気化した後に残留する溶質が硬化することで接着される。

なお、接着剤２５としては、通常使用される溶質濃度よりもさらに希釈されたものが望ましい。このようにすることで、接着剤の粘度を下げ、また、残留する溶質量を抑えることができる。このため、光ファイバ心線同士の隙間の接着層を薄くし、光ファイバ心線７同士の間隔をより精度よく一定にすることができる。すなわち、接着力は弱くてもよいが、例えば１０００ｃｐｓ以下のものを用いることができ、さらに望ましくは、１００ｃｐｓ以下のごく低粘度のものが望ましい。接着剤２５の粘度を１００ｐｓ以下とすれば、接着後の光ファイバ心線同士の隙間を１μｍ以下とすることができる。また、硬化時に接着剤が収縮する事で、光ファイバをより密接に引き寄せ合う効果が得られる。また、光ファイバ心線のクラッドよりも低屈折率のものが望ましい。また、極低粘度（１００ｃｐｓ以下）の接着剤を用いる事で、希釈を行わなくても同様の効果を得ることが可能である。

このような接着剤としては、例えば、溶液系としては、セメダイン社製「セメダインＣ」（商品名）を薄め液で希釈したもの（屈折率の調整のためフッ素を添加することが望ましい）や、極低粘度の接着剤（アクリレート系）としては、ＮＴＴ−ＡＴ社製の屈折率制御樹脂（ＵＶ硬化）や、極低粘度の接着剤（エポキシ系）としては、Ｅｐｏ−Ｔｅｋ社製の熱硬化型接着剤を用いることができる。また接着剤を加熱することにより、より粘度を下げることができるため、接着後の光ファイバ心線同士の隙間をより小さくすることが可能である。

ここで、キャピラリ２１ｂ内部では、光ファイバ心線７は略最密に近い状態で挿入されるが、光ファイバ心線７の先端が接着剤２５に浸けられる前の状態では、一部では互いの間に隙間が形成したり、また他の部位では互いが密着したりするなど、完全な最密配置（一定のコア間隔）とすることは困難である。

図６は接着剤２５の表面張力による光ファイバ心線７同士の接着状態を示す概念図で、図６（ａ）は正面図（簡単のため光ファイバ心線７は２本のみ示す）、図６（ｂ）は断面図である。

前述の通り、光ファイバ心線７同士の間には隙間が形成される場合があるが、接着剤２５の粘度は低く、表面張力（毛細管現象）によって接着剤２５は光ファイバ心線７同士の隙間に吸い上げられる。この際、互いの表面張力によって光ファイバ心線７同士が密着される（図中矢印Ｅ方向）。

すなわち、図６（ｂ）に示すように、光ファイバ心線７同士の間に多少不均一な隙間が形成されていても、その隙間には接着剤２５が吸い上げられて、光ファイバ心線７同士が密着される。この際、それぞれのファイバ間に吸引されて存在する接着剤の表面張力が安定化する配置、すなわち、光ファイバ心線７同士が確実に最密配置となるとともに、この状態で接着剤２５を硬化させることで互いを接着することができる。このような効果は、本発明のように極めて微細な光ファイバ心線７（例えばΦ５０μｍ以下）に対して特に有効である。

なお、接着剤２５の吸い上げ高さが高すぎると（接着剤２５の吸い上げ量が多すぎると）、却って光ファイバ心線７の端部同士の間の接着剤２５の量が多くなる。このため、光ファイバ心線７同士の隙間が大きくなる恐れがある。このため、表面張力により吸い上げられる接着剤２５の量は、キャピラリ２１ｂの内部における光ファイバ心線７同士の隙間を埋める量以下とすることが望ましい。すなわち、図４において、接着剤２５の吸い上げ高さが、キャピラリ２１ｂの上端よりも下（図中I）であり、かつ、後述する研磨部よりも上方までくるように調整することが望ましい。

このように調整する方法としては、接着剤２５の量をあらかじめ必要最低限の量としておくか、所定高さまで接着剤２５が上がってきたとことで、光ファイバ心線７の先端を接着剤２５から引き揚げればよい。このようにすると、光ファイバ心線７により吸い上げられる接着剤２５の量は、光ファイバ心線７の半径をｒとし、キャピラリ２１ｂの長さをＬとしたとき、接着剤量を（３＾（０．５）×ｒ^２−０．５πｒ^２）×Ｌ以下とすることができる。

なお、接着剤２５は希釈された溶液タイプの接着剤であるので、硬化後のファイバ束のファイバ間のファイバ同士が密接しない部位には接着剤の収縮によって隙間が形成される事になる。

次に、図７に示すように、光ファイバ心線７同士が最密状態で互いに接着された状態で、当該部位をキャピラリ２１ｂに接着する。この際に使用される接着剤（接着剤１９ａ）としては、熱硬化型エポキシ系接着剤や、ＵＶ硬化型アクリレート系接着剤を使用すればよい。接着剤１９ａは、キャピラリ２１ｂとファイバ束との隙間およびファイバ心線同士（接着剤２５同士）の隙間を埋めて、ファイバ束とキャピラリとを接着する。なお、ここではキャピラリと光ファイバ束を接着したが、キャピラリを取り外して光ファイバ束のみを用いてマルチコアファイバと接続させてもよい。

なお、接着剤２５により光ファイバ心線７同士の仮接着を行った後、光ファイバ心線７同士の間の接着を接着剤１９ａで行い、さらに光ファイバ心線７とキャピラリ２１ｂとの間の接着を接着剤１９ｂで行ってもよい。また、接着剤２５に代えて、接着剤１９ａの表面張力によって光ファイバ心線７同士を接着し、その後、接着剤１９ｂによってキャピラリ２１ｂと接着してもよい。

次いで、キャピラリ２１ｂより突出する光ファイバ心線７およびキャピラリ２１ｂの一部を研磨面２７で研磨する。以上によりバンドル構造５ａが形成される。なお、バンドル構造の端面を研磨によって均一な面を得るのではなく、例えばダイシングソー等による切断により均一な面を得ても良い。

なお、接着剤１９ａ（１９ｂ）としては、低粘度であることが望ましいが接着剤２５よりも粘度が高くてもよい（例えば５０００ｃｐｓ以下）。また、硬化時の収縮率は低く、硬度が高い（ショアＤで６０以上）であることが望ましい。なお、接着剤２５も硬化後の硬度は高い方が良いが、硬化後の接着層がかなり薄くなるため、その硬度が研磨時の特性への影響は小さい。

このような接着剤としては、例えば、エポキシ系の熱硬化接着剤である、ＥＰＯＸＹ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ社製「Ｅｐｏ-ｔｅｋ ３５３−ＮＤ」（商品名）や、アクリレート系ＵＶ硬化接着剤である、大日本インキ社製「ＯＰ−４０Ｚ」（商品名）や、ＮＴＴ−ＡＴ社製の屈折率制御樹脂（ＵＶ硬化）を用いることができる。

なお、前述の通り、ファイバ接続構造を融着によって形成する場合には、接着剤として、耐熱性接着剤を用いればよい。また、ガラスパウダを溶媒に混ぜて、上述の方法で毛細管現象によりファイバ心線同士を密着させた後、溶媒を揮発させて、ガラスパウダのみを残してもよい。すなわち、略最密で配置された光ファイバ心線７と、キャピラリ２１ｂとの間には、ガラスパウダが充填されることで、光ファイバ心線とキャピラリ２１ｂとが固定され、この状態のキャピラリ２１ｂ（バンドル構造５ａの端末）とマルチコアファイバ３の端末とを直接融着によって接合してもよい。また、接着剤に替えて、水ガラス（液体ガラス／ゾル・ゲルガラス）を用いてもよい。

なお、本実施例では先に複数の光ファイバ心線７をキャピラリ２１ｂに挿通する手順としたが、本発明はこれに限られる必要は無く、例えば本実施例と同様の方法により複数の光ファイバ心線７を密着して固定し、しかる後にキャピラリ２１ｂに挿入し第２の接着剤で固定しても良い。この場合、複数の光ファイバ心線７は筒状の仮配列部材に挿入した状態で第１の接着剤２５に浸す事で、確実に細密構造に固定する事が可能となる。

この方法の場合、キャピラリ２１ｂへの光ファイバ心線７の挿入が容易になるため、キャピラリ２１ｂの内径クリアランスを小さくする事が可能となる。

なお、本実施例においては、接着剤１９ａは接着剤２５とは別の接着剤としたが、接着剤１９ａは接着剤２５が兼ねる事も可能である。すなわち、接着剤２５を用いてファイバ同士を密着固定する際に、ファイバ間に隙間が空かないような、硬化時の収縮が小さい接着剤を用いる事も可能である。この場合においても、接着剤２５の表面張力を用いてファイバ同士を密着固定する事が可能である。この場合、接着剤２５は、硬度が高い（ショアＤで６０以上）であることが望ましい。

また、接着剤２５は屈折率が低いものが好ましいが、これは、光の閉じ込め効果を高めるためのものであり、光ファイバ心線に十分に光の閉じ込め効果があるものを用いるならば、接着剤２５は屈折率が高いものも使用可能である。

また、光ファイバ心線の凝集効果を向上させる手段として、光ファイバ心線７の表面の濡れ性を向上させてもよい。濡れ性を向上させる手段としては、プライマーと呼ばれる表面処理剤を塗布乾燥する方法や、プラズマ放電処理による方法が知られている。また当然ではあるが、作業に際し、光ファイバ心線７は十分に清浄にしておく事が望ましい。

図８は、キャピラリの他の実施形態を示す図である。図８（ａ）に示すように、キャピラリ２１ｂに代えて、キャピラリ２１ｃを用いることもできる。キャピラリ２１ｃは、被覆部が除去された光ファイバ心線７を完全に覆うように所定の長さで形成される。すなわち、キャピラリ２１ｃの上縁部は、光ファイバ心線７の被覆部の位置に配置される。キャピラリ２１ｃの内面の上部には、テーパ部２２が形成される。すなわち、キャピラリ２１ｃの上端部に行くにつれて、キャピラリ２１ｃの孔径が大きくなる。また、テーパ部２２と直線部との境界部には、断面円弧状の面取り部２４が形成される。

このようにすることで、被覆が除去された裸心線をキャピラリ２１ｃによって確実に保護することができる。また、テーパ部２２によって、光ファイバ心線７の挿入作業性に優れる。また、テーパ部２２と直線部との境界が面取り部であるため、光ファイバ心線７の一部に力が集中することがない。また、光ファイバの曲がりによる伝送損失の増加を防止することができる。

また、同様に、テーパ部２２を有するキャピラリとしては、図８（ｂ）に示すようなキャピラリ２１ｄを用いることもできる。キャピラリ２１ｄは、キャピラリ２１ｃと略同様の構成であるが、上端部に段差２６が形成される点で異なる。段差２６は、光ファイバ心線７の被覆部に対応する。すなわち、キャピラリ２１ｄを用いると、段差２６の位置に光ファイバ心線７の被覆部が位置し、テーパ部２２より下方に、裸の光ファイバ心線７が位置する。キャピラリ２１ｄによってもキャピラリ２１ｃと同様の効果を得ることができる。

図９は、光ファイバ心線７に代えて、光ファイバ心線７ａを用いた例を示す図である。光ファイバ心線７ａは、光ファイバ心線７と同様であるが、被覆部から露出するファイバの根元部が太く、先端側が細い。例えば、被覆部から露出する５ｍｍ程度の長さは、１２５μｍΦであるが、その先端側は例えば４５μｍ程度である。

このような光ファイバ心線７ａは、以下のようにして製造される。まず、光ファイバ心線７の先端部の被覆層を所定長さ除去する。次いで、露出した光ファイバ心線７の先端部を、被覆部から約５ｍｍ程度残してフッ化水素酸水溶液中に浸漬する。浸漬した部位の光ファイバ心線は、エッチングにより細径化する。先端部の径がおおよそ４５μｍ程度となった後、エッチングを終了する。以上により、光ファイバのクラッド部の一部がエッチングされて細径化された光ファイバ心線７ａを得ることができる。

なお、先端部が細径化した光ファイバ心線としては、他の方法で製造してもよい。例えば、１２５μｍ径の光ファイバの先端部に、４５μｍの光ファイバを融着等によって接合してもよい。但し、融着による光伝送ロスが生じる恐れがあるため、前述のエッチングによる製法の方が望ましい。

図９（ｂ）は、光ファイバ心線７ａをキャピラリ２１ｃに挿入した状態を示す図である。この場合には、光ファイバ心線７ａの被覆部までが、キャピラリ２１ｃ内に保持され、キャピラリ２１ｃの内部で、細径化した光ファイバ心線７ａが最密化される。なお、光ファイバ心線７ａに対しては、他のキャピラリ２１ｂ、２１ｄなどいずれのキャピラリも適用することができる。また、図９（ｂ）に示した時異形低以外の他の実施形態においても、光ファイバ心線７に代えて光ファイバ心線７ａを用いることもできる。

図１０はさらに別の実施の形態であるバンドル構造５ｄを示す図である。バンドル構造５ｄは以下のように形成される。まず、上面にＶ溝２８を有する保持部材２９ａにダミーファイバ３１および光ファイバ心線７を配置する。ダミーファイバ３１は、光ファイバ心線７と同一径のものであればいずれのものでも使用することができる。なお、Ｖ溝２８の下部の角度は略６０度である。

ダミーファイバ３１は、Ｖ溝２８の最深部と最上部の両端部にそれぞれ設けられる。すなわち、ダミーファイバ３１を頂点とする略正三角形状にダミーファイバ３１および光ファイバ心線７が配置される。したがって、ダミーファイバ３１を除く光ファイバ心線７は、確実に六角形の最密状態で配置される。

この状態で、上部より板状の保持部材２９ｂで押さえつけて接着剤１９ａにより保持部材２９ａ、２９ｂ、光ファイバ心線７、ダミーファイバ３１を互いに接着する。接着剤１９ａ硬化後、端面を研磨してバンドル構造５ｄが形成される。この場合、保持部材２９ａ、２９ｂがキャピラリ２１ｂと同様に機能し、マルチコアファイバ側のキャピラリ２１ａと接合される。

図１１はさらに別の実施の形態であるバンドル構造５ｆを示す図である。バンドル構造５ｆは以下のように形成される。まず、上面に溝３０を有する保持部材２９ｃに光ファイバ心線７を配置する。なお、溝３０は、光ファイバ心線７が最密配置された外形に対応した形状（正六角形の一部の形状）である。

溝３０内には、光ファイバ心線７が最密配置される。さらに、溝３０および光ファイバ心線７を覆うように、保持部材２９ｄが被せられる。なお、保持部材２９ｄと溝３０とによって、略六角形の断面空間が形成される。したがって、光ファイバ心線７は、当該空間内において最密状態で保持される。

なお、保持部材２９ｄは、硬度が低く、容易に変形可能な材質であることが望ましい。例えば、フィラーを含まない樹脂で構成される。このような材質で保持部材２９ｄを構成することで、保持部材２９ｄによって光ファイバ心線７が確実に押さえつけられ、光ファイバ心線７が、最密状態でより確実に保持される。

バンドル構造５ｆはこのような状態で、端部から光ファイバ心線７を突出させて、図５〜図７に示した方法と同様にして（キャピラリ２１ｂに代えて保持部材２９ｃ、２９ｄを用い）、光ファイバ心線７同士を互いに接着させてもよい。また、他の方法で接着剤を塗布してもよく、融着してもよい。

図１２はさらに別の実施形態であるバンドル構造５ｅを示す図である。バンドル構造５ｅは、光ファイバ心線７の外周にコーティング剤３３が設けられる。コーティング剤３３としては、低融点ガラスまたは金属が適用可能である。

前述した通り、光ファイバ心線７は石英ガラス等で構成される。このため、光ファイバ心線７の融点は極めて高い。一方、低融点ガラスや金属（アルミニウム等）は光ファイバ心線７よりも融点が低い。このため、最密配置した状態で加熱することで、互いを融着することができる。この際、加熱時にコーティング剤３３が溶融することで、光ファイバ心線７同士が、その表面張力で互いに引き付けあって、より確実に最密構造を形成することができる。

なお、コーティング剤３３は光ファイバ心線７の表面に蒸着、スパッタリング、メッキ等いずれの方法で形成してもよい。また、加熱前に光ファイバ心線自体を最密に配置する方法としては、例えば図１０に示すような保持部材を用いてもよい。

次に、バンドル構造とマルチコアファイバとの調芯方法について詳細に説明する。図１３はバンドル構造５ａとマルチコアファイバ３との調芯方法を示す図であり、マルチコアファイバ３を点線（コア部を黒塗り）で示し、バンドル構造５ａ側を実線（コア部が白抜き）で示す。なお以下の例では、バンドル構造５ａについて説明するが、他の実施形態のバンドル構造であっても同様に行うことができる。

まず、図１３（ａ）に示すように、マルチコアファイバ３とバンドル構造５ａを対向させた状態（互いの端面間距離は例えば５μｍ）でそれぞれの中心のコア１１ａ、１５ａの位置を合わせる。この際、例えばマルチコアファイバ側から光を入射した状態で、マルチコアファイバ３側（キャピラリ２１ａ）をバンドル構造５ａ側（キャピラリ２１ｂ）に対してＸ方向およびこれと垂直なＹ方向（図中Ｆ方向およびＧ方向）に移動させる。

図１３（ｂ）に示すように、コア１１ａ、１５ａの位置が合うと、例えばコア１５ａに接続された光検出器で検出される光強度が最大となる。なお、光はコア１５ａ側から入射してコア１１ａ側で検出してもよい。

この状態で、マルチコアファイバ３側（キャピラリ２１ａ）をキャピラリ２１ｂに対して、キャピラリ２１ａの断面中心を回転軸として回転させる（図中矢印Ｈ方向）。この際、例えば一方のコア１１側から光を入射させて他方のコア１５で光を検出する。

図１３（ｃ）に示すように、コア１１、１５の位置が合うと、例えばコア１５に接続された光検出器で検出される光強度が最大となる。なお、光はコア１５側から入射してコア１１側で検出してもよい。

なお、キャピラリ２１ｂ側を移動（回転）させて調芯を行うことも可能である。しかしながら、マルチコアファイバ３の方が、キャピラリ２１ａとのクリアランスを小さくすることが可能である。このため、キャピラリ２１ａの中心とマルチコアファイバ３の中心の位置とが略一致する。したがって、キャピラリ２１ａを、断面中心を回転軸として回転させた際には、マルチコアファイバ３の略断面中心が回転軸となる。

一方、キャピラリ２１ｂ側では、複数の光ファイバ心線７を挿入する必要があることから、キャピラリ２１ａとマルチコアファイバ３とのクリアランスと比較して、より大きなクリアランスが必要となる。このため、キャピラリ２１ｂの断面中心と光ファイバ心線７の最密配置断面中心との位置がずれる恐れがある。したがって、キャピラリ２１ｂの断面中心を回転軸とすると、光ファイバ心線７の最密配置断面中心が回転軸とならず、中心のコア１５ａ自体の位置ずれの恐れがある。したがって、キャピラリ２１ｂを固定し、キャピラリ２１ａ側を回転させることが望ましい。

また、上記中心コアの調芯と、その他のコアの調芯を繰り返しながら、それぞれのコアでの光の検出強度が最大となるようにすることもできる。さらに、上記調芯が終了後、５点調芯（現在の位置、±Ｘ方向、±Ｙ方向の計５点における光の検出強度から、現状の軸ずれ状態を計算して最適な方向に最適な量を移動させる調芯方法）を用いることもできる。調芯が終了後、その状態で接着剤等により接合して固定すればよい。

また、他の調芯方法を用いる事も可能である。例えば最初に任意の２心の調芯を行い、その後、残りのコアの調芯を行う方法も可能である。具体的には以下の様な方法である。最初に中心のファイバを挟んでＸ軸上の両端に位置する２つのコア同士を、ＸＹ及び回転の調整を行い調芯する。更にその状態から、全ての心線の軸ずれ状態（Ｘ、Ｙの軸ずれ）の状態を測定し、最適な方向に最適な量を移動させる調芯方法である。

ここでいう最適な方向及び最適な量とは、軸ずれが最大となるコアの軸ずれ量ができるだけ小さくなるような状態にする事である。またその他に、全体の軸ずれの平均が小さくなるようにする方法や、二乗平均が小さくなるようにする方法（最小二乗法）を用いる事も可能である。

本発明によれば、光ファイバ心線７を最密配置した状態で一体化するため、各光ファイバ心線７同士の間隔を容易に一定とすることができる。したがって、マルチコアファイバ３の各コア１１と光ファイバ心線７の各コア１５とを確実に光接続することができる。

特に、光ファイバ心線７が最密配置した状態で接着され、キャピラリまたは保持部材で保持されるため、接続作業が容易である。また、キャピラリ２１ｂの孔を六角形にしたり、または内面に突起２３を形成したりすることで、キャピラリ２１ｂに対する光ファイバ心線７の最密配置の方向を規制することができる。このため、例えばキャピラリ２１ｂの外周に内部の光ファイバ心線７の配置が認識可能なマークを設ければ、調芯作業においてコアの位置を把握することが容易である。

また、光ファイバ心線を最密配置する方法として、希釈した接着剤２５の表面張力を利用することで、容易に確実に光ファイバ心線７同士を最密に配置して接着することができる。この際、最密状態の光ファイバ心線７を、より高粘度かつ高硬度な接着剤でキャピラリ２１ｂに接着し、端面を研磨することで、キャピラリ２１ｂと光ファイバ心線７とを確実に接合することが可能であるとともに、研磨時に光ファイバ心線７の先端を破損することがない。

また、ダミーファイバ３１を用いて光ファイバ心線７を最密配置とすることで、簡易なＶ溝２８を用いて確実に最密配置を行うことができる。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、バンドル構造は、円断面形状のキャピラリを用いなくてもよい。図１４（ａ）は、バンドル構造５ｇを示す図である。バンドル構造５ｇは、ＭＴコネクタ３５が用いられる。ＭＴコネクタ３５には、孔３７が設けられる。孔３７は、略六角形である。孔３７が、光ファイバ心線７が挿通されるキャピラリとなる。すなわち、バンドル構造５ｇでは、キャピラリ（孔３７）を有するＭＴコネクタ３５に、複数の光ファイバ心線７が最密配置される。バンドル構造５ｇは、例えば、図５〜図７に示した方法で製造することができる。

なお、バンドル構造５ｇでは、孔３７の両側部にガイド孔３９が一対形成される。ガイド孔３９は、他のコネクタとの接続時に、ガイドピンが挿入される部位である。ガイドピンによって、光ファイバ心線の位置を合わせることができる。

図１４（ｂ）は、バンドル構造５ｈを示す図である。バンドル構造５ｈは、バンドル構造５ｇと略同様の構成であるが、孔３７の六角形の向きが異なる。本発明では、孔３７の向きはいずれの向きであってもよい。なお、孔３７は、光ファイバ心線７を最密配置した外形よりもわずかに大きく構成される。したがって、光ファイバ心線７をより確実に隙間なく最密に配置するためには、六角形の孔３７のいずれかの角部の方向に押し付けることが望ましい。

また、バンドル構造５ｇ、５ｈと接続可能なマルチコアファイバ３としては、図１４（ｃ）に示したように、ＭＴコネクタ３５にマルチコアファイバ３を固定して形成してもよい。このように構成することで、バンドル構造５ｇ、５ｈと、マルチコアファイバ３とを容易に接続することができる。

また、以上の実施例ではコアを７個有するマルチコアファイバに対するバンドル構造の例を示したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、コアの層が更に１層増え、１９コアとしたマルチコアファイバに対しても適用可能である。この場合、同様の方法により１９本の光ファイバのバンドル構造を作製する事で、上記実施例と同様の効果を得ることが可能である。

図１５（ａ）は、１９コアのバンドル構造を製造するための治具８３を示す図である。治具８３は、中央に孔８５が形成され、孔８５の周囲に、略六角形の線上に１２個の孔８７が形成される。孔８５には、予めバンドルされた光ファイバ心線７が挿通される。すなわち、孔８５には、予め断面において最密配置で（仮）接合された７本の光ファイバ心線７が挿通される。また、孔８７には、それぞれ、光ファイバ心線７が挿通される。

図１６（ａ）は、図１５のＫ−Ｋ線断面図である。バンドル化された中央の７本の光ファイバ心線７に対し、周囲の光ファイバ心線７を、先端部において接触するようにして、接着剤２５に浸漬する。このようにすることで、７本の最密配置された光ファイバ心線７の外周に、さらに１２本の光ファイバ心線７を互いの表面張力によって光ファイバ心線７同士が密着される。

なお、図１６（ｂ）に示すように、孔８７は、光ファイバ心線７の挿通方向に向けて斜めに形成してもよい。また、バンドルする光ファイバ心線の本数に応じて、治具８３の孔８５、８７の配置や大きさは適宜設定することができる。

また、マルチコアファイバのコア間隔は必ずしも均一でなくても良い。この場合、マルチコアファイバのコアピッチに合わせて、バンドルするファイバの外径（すべて同じ外径ではなく異なる外径）を適宜選択すればよい。

この場合でも、図１５（ｂ）に示すような治具８９を用いればよい。例えば、中央の太径の光ファイバ心線７を孔８５に挿通し、周囲の細径の光ファイバ心線７を孔８７に挿通すればよい。また、これらの先端を、接着剤等に浸漬することで、互いに密着したバンドル構造を得ることができる。

図１７（ａ）は、１０コアのマルチコアファイバ９０を示す図であり、図１７（ｂ）は、図１５（ｂ）の方法で製造されたバンドル構造９１を示す図である。図１７（ａ）に示すように、マルチコアファイバ９０は、クラッド１３にコア１１が１０個配置される。すなわち、中心のコア１１に対し、周囲に９個のコア１１が４０°の間隔で配置される。

図１７（ｂ）に示すように、バンドル構造９１は、このようなマルチコアファイバ９０と接続可能に各光ファイバ心線７が配置される。このように、それぞれの光ファイバ心線７を密接させて固定することで、マルチコアファイバ９０と接続可能となる。ここで、中央に１つのコアを持ち、周囲に等間隔で配列されたｎ個のコアを持つマルチコアファイバに対応するバンドル構造としては、中心の光ファイバ心線７のクラッド１７の半径をＲとし、周囲に配置される光ファイバ心線７の半径をｒとすると、下式で与えられる。

このような関係になるように、中心の光ファイバ心線と周囲の光ファイバ心線の半径を決定する事で、前述のようなマルチコアファイバと接続可能なバンドル構造を得ることが可能となる。

１、１ａ、１ｃ、１ｄ………ファイバ接続構造
３、９０………マルチコアファイバ
５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇ、５ｈ、９１………バンドル構造
７、７ａ………光ファイバ心線
９………接着剤
１１、１１ａ………コア
１２………電極
１３………クラッド
１５、１５ａ………コア
１７………クラッド
１９ａ、１９ｂ………接着剤
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ………キャピラリ
２２………テーパ部
２３………突起
２４………面取り部
２５………接着剤
２６………段差
２７………研磨面
２８………Ｖ溝
２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ………保持部材
３０………溝
３１………ダミーファイバ
３３………コーティング剤
３５………ＭＴコネクタ
３７………孔
３９………ガイド孔
８３、８９………治具
８５、８７………孔

Claims (5)

1. 略円筒状のキャピラリと、
   複数の光ファイバ心線と、
   を具備し、
   前記光ファイバ心線は、前記キャピラリに挿通され、前記キャピラリの内部において断面が略最密で配置され、隣り合う前記光ファイバ心線同士が接触した状態で接合されており、
   前記キャピラリの孔は、前記光ファイバ心線が略最密で配置されたバンドル構造の外接円の外径よりも大きく、前記キャピラリの内面と、最密に互いに接合された前記光ファイバ心線のバンドル構造との間には、隙間が形成され、前記光ファイバ心線のうち外周に位置する少なくとも１つの前記光ファイバ心線は前記キャピラリと接触していないことを特徴とするバンドル端末構造。
2. 前記隙間は１μｍ程度であることを特徴とする請求項１に記載のバンドル端末構造。
3. 前記キャピラリで保持される前記光ファイバ心線の直径は５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバンドル端末構造。
4. 略最密で配置された前記光ファイバ心線と、前記キャピラリとの間には、粘度が５０００ｃｐｓ以下、ショアＤ硬度が６０以上の接着剤が充填されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のバンドル端末構造。
5. 請求項２から請求項４のいずれかに記載のバンドル端末構造において、略最密で配置された前記光ファイバ心線と、前記キャピラリとの間には、ガラスパウダが充填され、前記キャピラリとマルチコアファイバの端末とが融着によって接合されることを特徴とするファイバの接続構造。

Images