JP2020160309A - Multi-core fiber and optical fiber connection structure - Google Patents

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正典 高橋
Masanori Takahashi
正典 高橋
幸一 前田
Koichi Maeda
幸一 前田
荒井　慎一
Shinichi Arai
慎一 荒井
杉崎　隆一
Ryuichi Sugizaki
隆一 杉崎
昌義 塚本
Masayoshi Tsukamoto
昌義 塚本
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Abstract

To provide a multi-core fiber that allows a plurality of cores to be easily identified in a lateral side view.SOLUTION: A multi-core fiber 10 comprises a plurality of cores 11, 12, 13, and 14 and a cladding 15 formed on an outer periphery of the cores, and at least one distance of distances X1, X2, X3, and X4 between each of the cores and a center of the cladding is different from the other distances. Moreover, all the distances are different from each other. Moreover, the cores are disposed to oppose each other with a reference point held therebetween, and at least one of middle points of line segments connecting the opposed cores coincides with the center of the cladding.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、マルチコアファイバ、及び光ファイバ接続構造に関する。 The present invention relates to a multi-core fiber and an optical fiber connection structure.

複数のコア部を有する光ファイバであるマルチコアファイバが知られている。また、マルチコアファイバ同士、又はマルチコアファイバと複数のシングルコアファイバとを接続する場合がある。マルチコアファイバは、サイドビュー（光ファイバを側方から見る）でコア同士の位置合わせ（調芯）を行い、光ファイバ融着器により融着して接続することができる。 A multi-core fiber, which is an optical fiber having a plurality of core portions, is known. In addition, multi-core fibers may be connected to each other, or a multi-core fiber and a plurality of single-core fibers may be connected. The multi-core fiber can be connected by aligning (aligning) the cores with each other in a side view (viewing the optical fiber from the side) and fusing them with an optical fiber fusion splicer.

マルチコアファイバを接続する場合、マルチコアファイバの複数のコア部同士を正しい対応関係で接続するために、複数のコア部を識別する必要がある。特許文献１には、マーカを用いてマルチコアファイバの複数のコア部を識別する技術が開示されている。 When connecting a multi-core fiber, it is necessary to identify the plurality of core parts in order to connect the plurality of core parts of the multi-core fiber in a correct correspondence relationship. Patent Document 1 discloses a technique for identifying a plurality of core portions of a multi-core fiber using a marker.

国際公開第２０１６／０３５８８３号公報International Publication No. 2016/035883

しかしながら、マーカは、断面においては視認性がよいが、サイドビューでは視認性がよくない。その結果、サイドビューで調芯を行う際に、マーカでは複数のコア部を識別することが難しいという課題があった。 However, the marker has good visibility in the cross section, but not in the side view. As a result, there is a problem that it is difficult for the marker to identify a plurality of core portions when aligning with the side view.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、サイドビューで複数のコアを容易に識別することができるマルチコアファイバ、及び光ファイバ接続構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a multi-core fiber in which a plurality of cores can be easily identified in a side view, and an optical fiber connection structure.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るマルチコアファイバは、複数のコアと前記コアの外周に形成されているクラッドとを備え、前記コアと前記クラッドの中心との距離のうち、少なくとも１つの前記距離が他の前記距離と異なることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the multi-core fiber according to the present invention includes a plurality of cores and a clad formed on the outer periphery of the core, and the distance between the core and the center of the clad. Of these, at least one of the distances is different from the other distances.

また、本発明に係るマルチコアファイバでは、上記発明において、前記距離が全て異なることを特徴とする。 Further, the multi-core fiber according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the distances are all different.

また、本発明に係るマルチコアファイバでは、上記発明において、前記コアは、基準点を挟んで対向するように配置されており、対向する前記コアを結ぶ線分の中点の少なくとも１つが、前記クラッドの中心と一致することを特徴とする。 Further, in the multi-core fiber according to the present invention, in the above invention, the cores are arranged so as to face each other with a reference point interposed therebetween, and at least one of the midpoints of the line segments connecting the opposing cores is the clad. It is characterized in that it coincides with the center of.

また、本発明に係る光ファイバ接続構造は、複数のコアと前記コアの外周に形成されているクラッドとを備え、前記コアと前記クラッドの中心との距離のうち、少なくとも１つの前記距離が他の前記距離と異なるマルチコアファイバと、前記コアにそれぞれ接続される複数の光ファイバと、外周が最小になるように前記光ファイバの長手方向の少なくとも一部を内包するキャピラリと、を備えるファイババンドルと、を備えることを特徴とする。 Further, the optical fiber connection structure according to the present invention includes a plurality of cores and a clad formed on the outer periphery of the core, and at least one of the distances between the core and the center of the clad is the other. A fiber bundle comprising a multi-core fiber different from the distance, a plurality of optical fibers connected to each of the cores, and a capillary containing at least a part of the optical fiber in the longitudinal direction so as to minimize the outer circumference. It is characterized by having.

本発明によれば、サイドビューで複数のコアを容易に識別することができるマルチコアファイバ、及び光ファイバ接続構造、という効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect of a multi-core fiber in which a plurality of cores can be easily identified in a side view and an optical fiber connection structure.

図１は、本発明の実施の形態１に係るマルチコアファイバの断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a multi-core fiber according to a first embodiment of the present invention. 図２は、図１に示すマルチコアファイバのサイドビューにおけるコア位置を表す図である。FIG. 2 is a diagram showing core positions in the side view of the multi-core fiber shown in FIG. 図３は、回転角度が０°の場合のサイドビューを表す図である。FIG. 3 is a diagram showing a side view when the rotation angle is 0 °. 図４は、回転角度が４５°の場合のサイドビューを表す図である。FIG. 4 is a diagram showing a side view when the rotation angle is 45 °. 図５は、回転角度が９０°の場合のサイドビューを表す図である。FIG. 5 is a diagram showing a side view when the rotation angle is 90 °. 図６は、変形例１に係るマルチコアファイバの断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of the multi-core fiber according to the first modification. 図７は、変形例２に係るマルチコアファイバの断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of the multi-core fiber according to the second modification. 図８は、光ファイバ接続構造におけるファイババンドルの断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view of a fiber bundle in an optical fiber connection structure.

以下に、図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態）について説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付している。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実と異なる場合がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、図中で適宜ｘｙｚ座標軸を示し、これにより方向を説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below. Further, in the description of the drawings, the same parts are designated by the same reference numerals. In addition, the drawings are schematic, and the relationship between the dimensions of each element, the ratio of each element, and the like may differ from reality. Further, there may be a portion where the relations and ratios of the dimensions of the drawings are different from each other. In addition, the xyz coordinate axes are appropriately shown in the drawings, and the directions will be described thereby.

（実施の形態１）
〔マルチコアファイバの構成〕
まず、本発明の実施の形態１に係るマルチコアファイバの構成を説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係るマルチコアファイバの断面図である。図１に示すように、マルチコアファイバ１０は、コア１１〜１４と、コア１１〜１４の外周に形成されているクラッド１５と、を備える。図１には、コアが４つである場合を図示したが、コアの数は特に限定されない。 (Embodiment 1)
[Multi-core fiber configuration]
First, the configuration of the multi-core fiber according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view of a multi-core fiber according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the multi-core fiber 10 includes cores 11 to 14 and a clad 15 formed on the outer periphery of the cores 11 to 14. Although FIG. 1 shows a case where there are four cores, the number of cores is not particularly limited.

コア１１〜１４は、例えばゲルマニウムなどがドープされた屈折率の高い石英系ガラスによって構成されている。コア１１〜１４の屈折率は、同一であってよいが、異なっていてもよい。 The cores 11 to 14 are made of quartz-based glass having a high refractive index and doped with, for example, germanium. The refractive indexes of the cores 11 to 14 may be the same, but may be different.

クラッド１５は、コア１１〜１４よりも屈折率の低い材料で構成されており、例えば屈折率調整用のドーパントが添加されていない純石英ガラスなどで構成されている。 The clad 15 is made of a material having a refractive index lower than that of the cores 11 to 14, and is made of, for example, pure quartz glass to which a dopant for adjusting the refractive index is not added.

マルチコアファイバ１０は、コア１１〜１４とクラッド１５の中心との距離Ｘ１〜Ｘ４のうち、少なくとも１つの距離が他の距離と異なる。具体的には、距離Ｘ１＝距離Ｘ２＝距離Ｘ４＜距離Ｘ３であり、例えば距離Ｘ１＝距離Ｘ２＝距離Ｘ４＝２８．３μｍ、距離Ｘ３＝３１．８μｍである。また、コア１１とコア１２との間及びコア１１とコア１４との間の距離ｌ＝４０μｍである。なお、距離Ｘ１、距離Ｘ２、及び距離Ｘ４と距離Ｘ３との差は、２μｍ以上であることが好ましい。 In the multi-core fiber 10, at least one of the distances X1 to X4 between the cores 11 to 14 and the center of the clad 15 is different from the other distances. Specifically, distance X1 = distance X2 = distance X4 <distance X3, for example, distance X1 = distance X2 = distance X4 = 28.3 μm, distance X3 = 31.8 μm. Further, the distance l = 40 μm between the core 11 and the core 12 and between the core 11 and the core 14. The difference between the distance X1, the distance X2, and the distance X4 and the distance X3 is preferably 2 μm or more.

〔マルチコアファイバのサイドビュー〕
次に、マルチコアファイバ１０のサイドビューについて説明する。図２は、図１に示すマルチコアファイバのサイドビューにおけるコア位置を表す図である。図２において、横軸はマルチコアファイバ１０の中心軸回りの回転角θ、縦軸はサイドビューにおけるコア１１〜１４の位置Ｙである。線Ｌ１〜Ｌ４は、それぞれコア１１〜１４に対応する。マルチコアファイバ１０を図１の矢印Ａの方向から見た状態でマルチコアファイバ１０を回転させると、回転角度θの変化にともなってサイドビューにおけるコア１１〜１４の位置Ｙが周期的に変化する。 [Side view of multi-core fiber]
Next, the side view of the multi-core fiber 10 will be described. FIG. 2 is a diagram showing core positions in the side view of the multi-core fiber shown in FIG. In FIG. 2, the horizontal axis is the rotation angle θ around the central axis of the multi-core fiber 10, and the vertical axis is the position Y of the cores 11 to 14 in the side view. The lines L1 to L4 correspond to the cores 11 to 14, respectively. When the multi-core fiber 10 is rotated while the multi-core fiber 10 is viewed from the direction of the arrow A in FIG. 1, the positions Y of the cores 11 to 14 in the side view change periodically as the rotation angle θ changes.

図３は、回転角度が０°の場合のサイドビューを表す図である。図３に示すように、回転角度θ＝０°の場合、コア１１とコア１３とは、コア位置Ｙ＝０μｍの位置で重なっている。一方、コア１２及びコア１４は、クラッド１５の中心から最も離れた位置にある。 FIG. 3 is a diagram showing a side view when the rotation angle is 0 °. As shown in FIG. 3, when the rotation angle θ = 0 °, the core 11 and the core 13 overlap at the core position Y = 0 μm. On the other hand, the core 12 and the core 14 are located farthest from the center of the clad 15.

図４は、回転角度が４５°の場合のサイドビューを表す図である。図４に示すように、回転角度θ＝４５°の場合、コア１１とコア１２とが重なっている。さらに、コア１３とコア１４とが略重なっている。 FIG. 4 is a diagram showing a side view when the rotation angle is 45 °. As shown in FIG. 4, when the rotation angle θ = 45 °, the core 11 and the core 12 overlap each other. Further, the core 13 and the core 14 substantially overlap each other.

図５は、回転角度が９０°の場合のサイドビューを表す図である。図５に示すように、回転角度θ＝９０°の場合、コア１２とコア１４とは、コア位置Ｙ＝０μｍの位置で重なっている。一方、コア１１及びコア１３は、クラッド１５の中心から最も離れた位置にある。このとき、コア１１は、コア位置Ｙ＝２８．３μｍであるのに対して、コア１３は、コア位置Ｙ＝−３１．８μｍである。従って、クラッド１５の中心からより離れているコアがコア１３であると識別することができる。コア１３が識別できると、コア１３との相対的な位置関係からコア１１、コア１２、及びコア１４も識別することができる。 FIG. 5 is a diagram showing a side view when the rotation angle is 90 °. As shown in FIG. 5, when the rotation angle θ = 90 °, the core 12 and the core 14 overlap at the core position Y = 0 μm. On the other hand, the core 11 and the core 13 are located farthest from the center of the clad 15. At this time, the core 11 has a core position Y = 28.3 μm, whereas the core 13 has a core position Y = −31.8 μm. Therefore, the core farther from the center of the clad 15 can be identified as the core 13. If the core 13 can be identified, the core 11, the core 12, and the core 14 can also be identified from the relative positional relationship with the core 13.

以上説明したように、実施の形態１によれば、コア１３とクラッド１５の中心との距離がコア１１、コア１２、及びコア１４とクラッド１５の中心との距離と異なることにより、サイドビューでコア１１〜１４を識別することができる。 As described above, according to the first embodiment, the distance between the core 13 and the center of the clad 15 is different from the distance between the core 11, the core 12, and the core 14 and the center of the clad 15, so that the side view can be used. Cores 11-14 can be identified.

（変形例１）
次に、変形例１に係るマルチコアファイバの構成を説明する。図６は、変形例１に係るマルチコアファイバの断面図である。図６に示すように、マルチコアファイバ２０は、コア２１〜２４と、コア２１〜２４の外周に形成されているクラッド２５と、を備える。 (Modification example 1)
Next, the configuration of the multi-core fiber according to the first modification will be described. FIG. 6 is a cross-sectional view of the multi-core fiber according to the first modification. As shown in FIG. 6, the multi-core fiber 20 includes cores 21 to 24 and a clad 25 formed on the outer periphery of the cores 21 to 24.

マルチコアファイバ２０は、コア２１〜２４とクラッド２５の中心との距離Ｘ１１〜Ｘ１４が全て異なる。具体的には、距離Ｘ１１＝２６．９μｍ、距離Ｘ１２＝３０．４μｍ、距離Ｘ１３＝３１．８μｍ、距離Ｘ１４＝２８．３μｍである。 In the multi-core fiber 20, the distances X11 to X14 between the cores 21 to 24 and the center of the clad 25 are all different. Specifically, the distance X11 = 26.9 μm, the distance X12 = 30.4 μm, the distance X13 = 31.8 μm, and the distance X14 = 28.3 μm.

変形例１によれば、距離Ｘ１１〜Ｘ１４が全て異なることにより、サイドビューでコア２１〜２４を識別することができる。さらに、マルチコアファイバ２０とマルチコアファイバ２０又は複数のシングルコアファイバとを接続する際に、距離Ｘ１１〜Ｘ１４が異なるコア同士が誤って接続されることが防止されている。 According to the first modification, the cores 21 to 24 can be identified in the side view because the distances X11 to X14 are all different. Further, when connecting the multi-core fiber 20 and the multi-core fiber 20 or a plurality of single-core fibers, it is prevented that cores having different distances X11 to X14 are erroneously connected to each other.

（変形例２）
次に、変形例２に係るマルチコアファイバの構成を説明する。図７は、変形例２に係るマルチコアファイバの断面図である。図７に示すように、マルチコアファイバ３０は、コア３１〜３４と、コア３１〜３４の外周に形成されているクラッド３５と、を備える。 (Modification 2)
Next, the configuration of the multi-core fiber according to the second modification will be described. FIG. 7 is a cross-sectional view of the multi-core fiber according to the second modification. As shown in FIG. 7, the multi-core fiber 30 includes cores 31 to 34 and a clad 35 formed on the outer periphery of the cores 31 to 34.

マルチコアファイバ３０において、コア３１とコア３３とは、基準点Ｐを挟んで対向するように配置されている。そして、基準点Ｐを挟んで対向するコア３１とコア３３とを結ぶ線分の中点が、クラッド３５の中心と一致する。換言すると、コア３１とクラッド３５の中心との距離Ｘ２１と、コア３３とクラッド３５の中心との距離Ｘ２３とが一致する。また、コア３２とコア３４との位置は実施の形態１と同一であるから、距離Ｘ２２と距離Ｘ２４とが一致する。さらに、距離Ｘ２１＝距離Ｘ２３＞距離Ｘ２２＝距離Ｘ２４の関係である。 In the multi-core fiber 30, the core 31 and the core 33 are arranged so as to face each other with the reference point P in between. Then, the midpoint of the line segment connecting the core 31 and the core 33 facing each other with the reference point P in between coincides with the center of the clad 35. In other words, the distance X21 between the core 31 and the center of the clad 35 and the distance X23 between the core 33 and the center of the clad 35 match. Further, since the positions of the core 32 and the core 34 are the same as those in the first embodiment, the distance X22 and the distance X24 match. Further, the relationship is that distance X21 = distance X23> distance X22 = distance X24.

変形例２によれば、距離Ｘ２１＝距離Ｘ２３＞距離Ｘ２２＝距離Ｘ２４であることにより、コア３１及びコア３３とコア３２及びコア３４とを識別することができる。 According to the second modification, the core 31 and the core 33 can be distinguished from the core 32 and the core 34 by the distance X21 = the distance X23> the distance X22 = the distance X24.

また、変形例２によれば、コア３１からクラッド３５の外周までの距離と、コア３３からクラッド３５の外周までの距離が等しい。その結果、コア３１とコア３３との曲げ損失が等しくなり、各コア間に性能差が生じることを抑制することができる。 Further, according to the second modification, the distance from the core 31 to the outer circumference of the clad 35 is equal to the distance from the core 33 to the outer circumference of the clad 35. As a result, the bending loss between the core 31 and the core 33 becomes equal, and it is possible to suppress the occurrence of a performance difference between the cores.

〔光ファイバ接続構造〕
次に、マルチコアファイバ１０と複数のシングルコアファイバとを接続する光ファイバ接続構造について説明する。図８は、光ファイバ接続構造におけるファイババンドルの断面図である。光ファイバ接続構造は、マルチコアファイバ１０と、図８に示すファイババンドル４０と、を備える。 [Optical fiber connection structure]
Next, an optical fiber connection structure for connecting the multi-core fiber 10 and a plurality of single-core fibers will be described. FIG. 8 is a cross-sectional view of a fiber bundle in an optical fiber connection structure. The optical fiber connection structure includes a multi-core fiber 10 and a fiber bundle 40 shown in FIG.

ファイババンドル４０は、コア１１〜１４にそれぞれ接続される複数の光ファイバ４１〜４４と、外周が最小になるように光ファイバ４１〜４４の長手方向の少なくとも一部を内包するガラスからなるキャピラリ４５と、を備える。 The fiber bundle 40 is a capillary 45 composed of a plurality of optical fibers 41 to 44 connected to the cores 11 to 14, and glass containing at least a part of the optical fibers 41 to 44 in the longitudinal direction so as to minimize the outer circumference. And.

光ファイバ４１、４２、４４は、それぞれコア４１ａ、４２ａ、４４ａと、コア４１ａ、４２ａ、４４ａの外周に形成されているクラッド４１ｂ、４２ｂ、４４ｂと、を有する直径４０μｍのシングルコアファイバである。 The optical fibers 41, 42, and 44 are single core fibers having a diameter of 40 μm and having cores 41a, 42a, and 44a, and claddings 41b, 42b, and 44b formed on the outer circumferences of the cores 41a, 42a, and 44a, respectively.

光ファイバ４３は、コア４３ａと、コア４３ａの外周に形成されているクラッド４３ｂと、を有する直径４５μｍのシングルコアファイバである。 The optical fiber 43 is a single core fiber having a diameter of 45 μm and having a core 43a and a clad 43b formed on the outer periphery of the core 43a.

マルチコアファイバ１０と光ファイバ４１〜４４とは、融着により接続されていてもよいし、キャピラリ４５を用いて接続されていてもよい。 The multi-core fiber 10 and the optical fibers 41 to 44 may be connected by fusion splicing or may be connected by using a capillary 45.

１０、２０、３０ マルチコアファイバ
１１、１２、１３、１４、２１、２２、２３、２４、３１、３２、３３、３４、４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａ コア
１５、２５、３５、４１ｂ、４２ｂ、４３ｂ、４４ｂ クラッド
４０ ファイババンドル
４１、４２、４３、４４ 光ファイバ
４５ キャピラリ 10, 20, 30 Multi-core fiber 11, 12, 13, 14, 21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 34, 41a, 42a, 43a, 44a core 15, 25, 35, 41b, 42b, 43b , 44b Clad 40 Fiber Bundle 41, 42, 43, 44 Optical Fiber 45 Capillary

Claims (4)

複数のコアと前記コアの外周に形成されているクラッドとを備え、
前記コアと前記クラッドの中心との距離のうち、少なくとも１つの前記距離が他の前記距離と異なることを特徴とするマルチコアファイバ。 It is provided with a plurality of cores and a clad formed on the outer circumference of the cores.
A multi-core fiber characterized in that at least one of the distances between the core and the center of the clad is different from the other distances. 前記距離が全て異なることを特徴とする請求項１に記載のマルチコアファイバ。 The multi-core fiber according to claim 1, wherein the distances are all different. 前記コアは、基準点を挟んで対向するように配置されており、
対向する前記コアを結ぶ線分の中点の少なくとも１つが、前記クラッドの中心と一致することを特徴とする請求項１に記載のマルチコアファイバ。 The cores are arranged so as to face each other with a reference point in between.
The multi-core fiber according to claim 1, wherein at least one of the midpoints of the line segments connecting the opposing cores coincides with the center of the clad. 複数のコアと前記コアの外周に形成されているクラッドとを備え、前記コアと前記クラッドの中心との距離のうち、少なくとも１つの前記距離が他の前記距離と異なるマルチコアファイバと、
前記コアにそれぞれ接続される複数の光ファイバと、外周が最小になるように前記光ファイバの長手方向の少なくとも一部を内包するキャピラリと、を備えるファイババンドルと、
を備えることを特徴とする光ファイバ接続構造。 A multi-core fiber having a plurality of cores and a clad formed on the outer periphery of the core, and at least one of the distances between the core and the center of the clad is different from the other distances.
A fiber bundle comprising a plurality of optical fibers each connected to the core and a capillary containing at least a part of the optical fiber in the longitudinal direction so as to minimize the outer circumference.
An optical fiber connection structure characterized by being provided with.
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