JP5580250B2 - マルチコアファイバおよびその接続方法 - Google Patents

Description

本発明はマルチコアファイバおよびその接続方法に関し、より詳細には、マルチコアファイバとシングルコアファイバの接続を容易にするためのマルチコアファイバおよびその接続方法に関する。

１つのクラッド内に複数のコアを持つマルチコアファイバの構造は、これまでにいくつか提案されてきた。例えば、図１に示すマルチコアファイバ１００Ａは、クラッド１０２の中央に１個のコア１０１−１があり、その周辺に複数個（例えば６個）のコア１０１−２が配置されている。また、図２に示すマルチコアファイバ１００Ｂは、クラッド１０２の中央にはコアの無く、中央部周辺に複数個（例えば６個）のコア１０１−２が配置されている。これらのマルチコアファイバは、端面においてコアが二次元に分布する。そのため、マルチコアファイバを相互に接続する際は、通常のｘ、ｙ、ｚ軸の調心に加えて回転方向θの調心も必要になり、接続作業が複雑になる。

図３に、従来のマルチコアファイバ接続方法を説明する図を示す。マルチコアファイバ１００は、長手方向にアライメント用の溝１０４を備えている。一方、接続に用いる基板１１０側にもアライメント用の突起物１１１が設けられている。マルチコアファイバ同士を接続する時に、この溝を基準面とすることで、ファイバの回転を制限し、同時に、ｘ、ｙ、ｚ軸を一括で調心するため、マルチコアファイバ同士を容易に接続することができる。

一方で、現状の光ファイバ通信網では、シングルコアファイバが幅広く適用されている。図４に、従来のシングルコアファイバの断面図を示す。シングルコアファイバ２００とは、クラッド２０２の中央に１つのコア２０１を配置し、光の伝搬モードが１つ（シングル）の光ファイバである。マルチコアファイバを現在の光ファイバ通信網に導入する場合、すでに敷設されているシングルコアファイバ２００との接続が要求される。

特開平５−３４１１４７号公報

しかしながら、シングルコアファイバ２００とマルチコアファイバ１００Ａ、１００Ｂとは、端面に分布するコア数や位置が異なる。したがって、上述の従来の接続方法では、シングルコアファイバ２００のコアとマルチコアファイバ１００Ａ、１００Ｂのコアを高精度に接続することが困難であるという課題がった。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、マルチコアファイバとシングルコアファイバの接続を容易にするマルチコアファイバおよびその接続方法を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数のコアとそれらを囲むクラッドガラスとからなるマルチコアファイバであって、前記各コアとその周辺の前記クラッドガラスとによってそれぞれシングルモードファイバとして機能する状態で、前記コア間の前記クラッドガラスに空隙を設けられ、前記空隙は、前記マルチコアファイバが押圧されると、前記空隙周辺のクラッドガラスの一部分のみが破壊され、シングルモードファイバとして機能している前記各コアとその周辺の前記クラッドガラスとからなる複数のシングルコアファイバに前記マルチコアファイバを分割するように、前記クラッドガラスの一部分の強度を低下させることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、光ファイバ接続方法であって、請求項１に記載のマルチコアファイバを押圧して分割することによって生成されたマルチコア分割ファイバを基板に設けられた、前記マルチコア分割ファイバの回転を防止するガイド付きの第１の溝に設置するステップと、コア中心とクラッド外径の偏心がないシングルコアファイバを前記基板に設けられた第２の溝に設置するステップと、前記マルチコア分割ファイバおよび前記シングルコアファイバを前記基板と蓋で挟んで板ばねで固定するステップとを有し、前記第１の溝および前記第２の溝は、前記マルチコア分割ファイバのコアの位置と前記シングルコアファイバのコアの位置が一致するように前記基板上に設けられていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の光ファイバ接続方法において、前記ガイドは、前記第１の溝の両側に設置されていることを特徴とする。

本発明は、マルチコアファイバとシングルコアファイバの接続を容易にする効果を奏する。

従来のマルチコアファイバを示す図である。 従来のマルチコアファイバを示す図である。 従来のマルチコアファイバ接続方法を説明する図である。 従来のシングルコアファイバの断面図である。 本発明の一実施形態に係るマルチコアファイバの断面形状を示す図である。 本発明の一実施形態に係るマルチコアファイバの強度が低下したクラッドガラス領域を示す図である。 本発明の一実施形態に係るマルチコアファイバの押圧後の断面形状を示す図である。 （ａ）は本発明の一実施形態に係るマルチコアファイバの分割後のマルチコアファイバ外周部を含む光ファイバを示す図であり、（ｂ）は本発明の一実施形態に係るマルチコアファイバの分割後のマルチコアファイバ中央部の光ファイバを示す図である。 本発明の一実施形態に係るマルチコア分割ファイバとシングルコアファイバとを接続するために用いる基板４０１の鳥瞰図である。 本発明の一実施形態に係るマルチコア分割ファイバおよびシングルコアファイバの設置後の基板の図９ａ‐ａ´における断面図である。 （ａ）はマルチコア分割ファイバを溝に設置した図９ｂ‐ｂ´における断面図であり、（ｂ）はシングルコアファイバを溝に設置した図９ｂ‐ｂ´における断面図である。 本発明の一実施形態に係るマルチコア分割ファイバおよびシングルコアファイバを基板と蓋とで挟んだ後の図９ａ‐ａ´における断面図である。 （ａ）は板ばねで固定した後の図９ａ‐ａ´における本発明で用いる治具の断面図であり、（ｂ）は板ばねで固定した後の図９ｂ‐ｂ´における本発明で用いる治具の断面図である。 （ａ）は本発明の一実施形態に係るマルチコア分割ファイバを設置するための溝部分の基板の断面図であり、（ｂ）はシングルコアファイバを設置するための溝部分の基板の断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。下記の実施形態では、光の伝搬モードが１つ（シングル）のマルチコアファイバを用いる。本発明では、マルチコアファイバをコア毎に分割し、それら分割したものをそれぞれシングルコアファイバと接続することを特徴とする。

実施形態１では、マルチコアファイバを分割する方法について述べる。実施形態２、３では、分割した実施形態１のマルチコアファイバと既存のシングルモードのシングルコアファイバとの接続方法について述べる。

（マルチコアファイバ）
まず、マルチコアファイバの分割方法について述べる。図５に、本発明の一実施形態に係るマルチコアファイバ３００の断面形状を示す。クラッドガラス３０２の中央に１つのコア３０１−１とその周辺に６つのコア３０１−２を配置し、コアとコアの間に６つの空隙３０３を設けた。クラッドガラス３０２内に空隙３０３を設けることにより、クラッドガラス３０２外周部の一部と、中央のコア３０１−１周辺のクラッドガラスの強度を低下させた。

図６に、本発明の一実施形態に係るマルチコアファイバの強度が低下したクラッドガラス領域を示す。本発明のマルチコアファイバ３００の分割は、本マルチコアファイバ３００の外周部を押圧することにより、これらクラッドガラス３０２の強度が低下した領域３０４−１、３０４−２を破壊することで実施する。

図７に、本発明の一実施形態に係るマルチコアファイバ３００の押圧後の断面形状を示す。クラッドガラス３０２の外周部の強度の低下した領域３０４−２は破壊され、同時に、中心部のコア３０１−１の周辺のクラッドガラス３０２の強度が低下した領域３０４−１にも亀裂が生じる。これにより、１本のマルチコアファイバがコア毎に７つに分割される。

図６、７では、図１に示すマルチコアファイバ１００Ａと同様に、クラッドガラス中央に１つのコアとその周辺に６つのコアを配置した構成を例にした。しかし、例えば、図２に示す中央部のコアがないマルチコアファイバ１００Ｂのような構成のものでも、コアとコアの間に図６と同様の空隙を設けて押圧することで同じく分割できる。

本発明で重要なことは、押圧することでマルチコアファイバをコア毎に分割でき、分割されたものがシングルコアファイバとして機能するように、コアとコアの間に空隙を設けることであり、コアの分布位置、マルチコアファイバ断面サイズに応じて適切に空隙を設計することで様々なマルチコアファイバに幅広く適用できる。

（接続方法１）
次に、本発明のマルチコアファイバ３００を分割したものと既存のシングルコアファイバとの接続方法について説明する。

本発明のマルチコアファイバを分割して得られたシングルコアファイバを、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、断面形状により２つのグループに区分する。図８（ａ）は、本発明の一実施形態に係るマルチコアファイバの分割後のマルチコアファイバ外周部を含む光ファイバ（以後、マルチコア分割ファイバ３００−１とする）であり、断面形状の特徴は扇形である。図８（ｂ）は、本発明の一実施形態に係るマルチコアファイバの分割後のマルチコアファイバ中央部の光ファイバ（以後、マルチコア分割ファイバ３００−２とする）であり、断面形状は１２角形である。

まずは、断面形状が扇形のマルチコア分割ファイバ３００−１とシングルコアファイバ２００の接続方法について述べる。両光ファイバの接続には、図１３に示す基板４０１、蓋４０４、板ばね４０５から構成される治具４００を用いる。

図９に、本発明の一実施形態に係るマルチコア分割ファイバとシングルコアファイバとを接続するために用いる基板４０１の鳥瞰図を示す。基板４０１には、光ファイバコアの位置決めをするための段差ｄ、半円状の溝４０２−１、４０２−２、ガイド４０３が設けられている。

接続は、マルチコア分割ファイバ３００−１およびシングルコアファイバ２００を基板に設置して行う。図１０に、本発明の一実施形態に係るマルチコア分割ファイバ３００−１およびシングルコアファイバ２００の設置後の基板４０１の図９ａ‐ａ´における断面図を示す。マルチコア分割ファイバ３００−１とシングルコアファイバ２００は断面の大きさが異なる。そのため、両者の光ファイバコアの高さを合わせるために、基板の中央部に段差を設けている。この段差の高さｄは、マルチコア分割ファイバ３００−１のコアとシングルコアファイバ２００のコアの高さが合うように調整されている。また、２つの溝４０２−１、４０２−２は、両光ファイバのコアの横方向の位置が合うように直線状に配置されている。

図１１（ａ）にマルチコア分割ファイバ３００−１を溝４０２−２に設置した図９ｂ‐ｂ´における断面図を示し、図１１（ｂ）にシングルコアファイバ２００を溝４０１−１に設置した図９ｂ‐ｂ´における断面図を示す。

溝４０２−２の両側に凸型のガイド４０３を設けてあり、コア中心と溝の中心が一致するようガイド４０３を用いて溝４０２−２にマルチコアファイバ３００の円柱面だった部分が接するようにマルチコア分割ファイバ３００−１を設置する。シングルコアファイバは高精度に作成されており、コア中心とクラッド外径の偏心がないため、溝４０２−１には凸型のガイドを設けていない。

図１２に、本発明の一実施形態に係るマルチコア分割ファイバ３００−１およびシングルコアファイバ２００を基板４０１と蓋４０４とで挟んだ後の図９ａ‐ａ´における断面図を示す。この時、両光ファイバを基板４０１上で突合させた後、屈折率整合剤をマルチコア分割ファイバ３００−１とシングルコアファイバ２００の端面間に注入してから蓋４０４をする。

図１３（ａ）に板ばね４０５で固定した後の図９ａ‐ａ´における本発明で用いる治具の断面図を示し、図１３（ｂ）に板ばね４０５で固定した後の図９ｂ‐ｂ´における本発明で用いる治具の断面図を示す。基板４０１と蓋４０４とで挟んだ後、基板４０１と蓋４０４を板ばね４０５で挟んで光ファイバを固定する。

（接続方法２）
次に、図８（ｂ）に示すマルチコアファイバ中央部の光ファイバ（以後、マルチコア分割ファイバ３００−２）とシングルコアファイバ２００の接続方法について述べる。

接続方法２においても光ファイバコアの位置決めをするための段差ｄ、半円状の溝４０２−１、４０２−２、ガイド４０３が設けられ基板４０１を用いて、マルチコア分割ファイバ３００−２とシングルコアファイバ２００を接続する。ただし、マルチコア分割ファイバ３００−１の断面形状は扇形であるのに対し、マルチコア分割ファイバ３００−２の断面形状は１２角形と断面形状が異なる。そのため、この形状の差異に対応して基板４０１の溝４０２−２の形状を変更する。

図１４（ａ）に、本発明の一実施形態に係るマルチコア分割ファイバを設置するための溝部分の基板の断面図を示し、図１４（ｂ）にシングルコアファイバを設置するための溝部分の基板の断面図を示す。溝は底が平らな凹型にし、溝の両側にガイドを設ける。溝底面に１２角形の１辺を接することで、マルチコア分割ファイバ３００−２を安定して溝４０２−２内に設置できる。以後の接続方法は、接続方法１と同じである。

１００Ａ、１００Ｂ マルチコアファイバ
１０１−１、１０１−２ コア
１０２ クラッド
２００ シングルコアファイバ
２０１ コア
２０２ クラッド
３００ マルチコアファイバ
３００−１、３００−２ マルチコア分割ファイバ
３０２ クラッドガラス
３０３ 空隙
３０４ 強度が低下したクラッドガラス領域
４００ 治具
４０１ 基板
４０２−１、４０２−２ 溝
４０３ ガイド
４０４ 蓋
４０５ 板ばね

Claims (3)

1. 複数のコアとそれらを囲むクラッドガラスとからなるマルチコアファイバであって、
   前記各コアとその周辺の前記クラッドガラスとによってそれぞれシングルモードファイバとして機能する状態で、前記コア間の前記クラッドガラスに空隙を設けられ、前記空隙は、前記マルチコアファイバが押圧されると、前記空隙周辺のクラッドガラスの一部分のみが破壊され、シングルモードファイバとして機能している前記各コアとその周辺の前記クラッドガラスとからなる複数のシングルコアファイバに前記マルチコアファイバを分割するように、前記クラッドガラスの一部分の強度を低下させることを特徴とするマルチコアファイバ。
2. 請求項１に記載のマルチコアファイバを押圧して分割することによって生成されたマルチコア分割ファイバを基板に設けられた、前記マルチコア分割ファイバの回転を防止するガイド付きの第１の溝に設置するステップと、
   コア中心とクラッド外径の偏心がないシングルコアファイバを前記基板に設けられた第２の溝に設置するステップと、
   前記マルチコア分割ファイバおよび前記シングルコアファイバを前記基板と蓋で挟んで板ばねで固定するステップと
   を有し、前記第１の溝および前記第２の溝は、前記マルチコア分割ファイバのコアの位置と前記シングルコアファイバのコアの位置が一致するように前記基板上に設けられていることを特徴とする光ファイバ接続方法。
3. 前記ガイドは、前記第１の溝の両側に設置されていることを特徴とする請求項２に記載の光ファイバ接続方法。

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