JP5808790B2 - マルチコアファイバ - Google Patents

Description

本発明はマルチコアファイバに関し、他の光学部品との接続をより簡易化する場合に好適なものである。

現在、一般に普及している光ファイバ通信システムに用いられる光ファイバは、１本のコアをクラッドで囲んだ構造となっており、このコア内を光信号が伝搬することで情報が伝送される。

近年の光ファイバ通信システムでは、数十本から数百本といった多数の光ファイバが用いられ、伝送情報量が飛躍的に増大している。こうした光ファイバ通信システムにおける光ファイバの数を低減させるため、複数のコアをクラッドで囲んだマルチコアファイバが提案されている。

また、このようなマルチコアファイバ同士を接続し易くするため、クラッドの長さ方向に沿ったマーカーをクラッド内に有するマルチコアファイバが下記特許文献１に提案されている。この特許文献１におけるマルチコアファイバでは、複数のコアが並べられる方向と重なる部位にマーカーが配置されている。

国際公開第２０１２／１２１０２７号

この特許文献１のマルチコアファイバ同士を接続する場合、それらマルチコアファイバの端面同士が対向され、当該マルチコアファイバに光が入射される。そして、一般的には、マルチコアファイバの端面部分を、当該マルチコアファイバの側面のうち互いに直交する２つの方向から撮影し、その撮影結果に基づいて各マルチコアファイバを位置決めする手法が採用される。

ところが、特許文献１のマーカーは複数のコアが並べられる方向と重なる部位に配置されているため、当該方向からの撮影画像にはマーカーがコアの死角になって撮影されないことになる。

したがって、複数のコアが並べられる方向とは直交する方向の撮影画像だけでは、当該方向を境界として一方側にマーカーがあるのか他方側にマーカーがあるのか判別し難くなる。この結果、他のマーカーなどを設ける等といった対策が講じられないと、マルチコアファイバの位置決めがあいまいとなってしまうことが懸念される。

そこで本発明は、他の光学部品との接続をより簡易化させ得るマルチコアファイバを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため本発明は、複数のコアと、前記複数のコアを囲むクラッドと、前記クラッド内に配置されるマーカーとを備えるマルチコアファイバであって、前記複数のコアは、前記クラッドの中心を通る直線上に並べられて配置され、前記マーカーは、前記複数のコアが直線上に並べられる第１方向において各前記コアと重ならず、かつ、前記第１方向とは直交する第２方向において各前記コアと重ならない部位に、前記クラッドの長さ方向に沿って配置されることを特徴とする。

このようなマルチコアファイバにおいては、マルチコアファイバに入射した光をマルチコアファイバの側面から見た場合、複数のコアが並べられる第１方向とその第１方向とは直交する第２方向との双方からマーカーを視認させることができる。このため、他のマーカーなどを設ける等といった対策を講じなくても、１つのマーカーだけでマルチコアファイバ断面における第１方向及び第２方向の各コアの状態を立体的に捉えさせることができ、当該マルチコアファイバを明瞭に位置決めさせることが可能となる。こうして、本発明のマルチコアファイバは、他の光学部品との接続をより簡易化させることができる。

また、前記マーカーは、前記複数のコアそれぞれから、前記複数のコアにおける中心軸間の距離よりも離れた部位に配置されることが好ましい。

このようにした場合、マーカーが設けられていない場合と同程度にまでコア間のクロストークを低減することができる。

また、前記マーカーは、前記クラッドの中心軸を通り前記第２方向に沿った直線上とは異なる部位に配置されるようにすることができ、あるいは、前記直線上の部位に配置されるようにすることができる。

以上のように本発明によれば、他の光学部品との接続をより簡易化させ得るマルチコアファイバが提供される。

第１実施形態におけるマルチコアファイバの長手方向に垂直な断面を示す図である。 マーカーが配置されるべき部位を図１と同じ視点で示す図である。 第２実施形態におけるマルチコアファイバの長手方向に垂直な断面を示す図である。 マルチコアファイバの接続方法を示すフローチャートである。 １対のマルチコアファイバを接続する様子を示す図である。 調芯工程における第１カメラの撮影結果を模式的に示す図である。 調芯工程における第２カメラの撮影結果を模式的に示す図である。

以下、本発明を実施するために好適となる実施形態について図面を用いながら詳細に説明する。

（１）第１実施形態
図１は、第１実施形態におけるマルチコアファイバ１の長手方向に垂直な断面を示す図である。図１に示すように、本実施形態のマルチコアファイバ１は、複数のコア１１と、複数のコア１１を被覆するクラッド１２と、クラッド１２内に配置されるマーカー１３と、クラッド１２を被覆する第１保護層１４と、第１保護層１４を被覆する第２保護層１５とを主な構成要素として備える。

複数のコア１１は、クラッド１２の中心軸Ｃ１を通る直線ＬＮ上に並べられて配置されており、最も外側に位置する１対の外側コア１１Ａと、当該１対の外側コア１１Ａに挟まれる内側コア１１Ｂとを有する。

本実施形態の場合、内側コア１１Ｂは２本とされ、互いに隣り合う内側コアの中心軸間の距離Λ１は、外側コア１１Ａとその外側コア１１Ａの隣に位置する内側コア１１Ｂとの中心軸間の距離Λ２よりも大きくされる。これら中心軸間の距離Λ１及びΛ２は２４μｍ以上３５μｍ以下の範囲内とされる。

なお、図１では、クラッド１２の中心Ｃ１を通る直線ＬＮ上に各コア１１の中心が位置しているが、当該直線ＬＮ上に並べられて各コア１１が配置されていれば、各コア１１の中心はクラッド１２の中心Ｃ１を通る直線からずれた位置であっても良い。

また、外側コア１１Ａとその外側コア１１Ａの隣に位置する内側コア１１Ｂとのカットオフ波長の差は１００ｎｍ以下とされ、外側コア１１Ａの外周面とクラッド１２の外周面との最短距離ＳＤは１５μｍ以上６２．５μｍ以下の範囲内とされる。

マーカー１３は、クラッド１２の平均屈折率よりも高くコア１１の平均屈折率よりも低い平均屈折率を有するガラス部材とされる。例えば、ゲルマニウム等の平均屈折率を上げるドーパントが添加された石英でコア１１が構成され、純粋な石英でクラッド１２が構成され、当該コア１１のドーパント量よりも少ない量のドーパントが添加された石英でマーカー１３が構成される。

本実施形態の場合、マーカー１３の断面における外形は円形状とされ、当該マーカー１３の断面積はコア１１の断面積よりも小さくされる。

このようなマーカー１３は、図２に示すように、複数のコア１１が直線上に並べられる第１方向において各コア１１と重ならず、かつ、当該第１方向とは直交する第２方向において各コア１１と重ならない部位ＰＡに、クラッド１２の長さ方向に沿って配置される。

マーカー１３とそのマーカー１３に最も近いコア１１との中心軸間の距離Λ３は、外側コア１１Ａとその外側コア１１Ａの隣に位置する内側コア１１Ｂとの中心軸間の距離Λ２よりも大きくされる。すなわち、マーカー１３は、複数のコア１１それぞれから、当該複数のコアにおける中心軸間の距離Λ１及びΛ２よりも離れた部位に配置される。

なお、本実施形態の場合、マーカー１３は、クラッド１２の中心軸Ｃ１を通り第２方向に沿った直線上とは異なる部位に配置されている。

以上のマルチコアファイバ１では、複数のコア１１が直線上に並べられる第１方向において各コア１１と重ならず、かつ、第１方向とは直交する第２方向において各コア１１と重ならない部位ＰＡに、マーカー１３がクラッド１２の長さ方向に沿って配置されている。

このようなマルチコアファイバ１においては、複数のコア１１それぞれに入射した光をマルチコアファイバの側面から見た場合、第１方向と第２方向との双方からマーカー１３を視認させることができる。

このため、他のマーカーなどを設ける等といった対策を講じなくても、１つのマーカー１３だけでマルチコアファイバ断面における第１方向及び第２方向の各コア１１の状態を立体的に捉えさせることができる。

したがって、本実施形態におけるマルチコアファイバ１と他のマルチコアファイバとを接続する際に、当該マルチコアファイバ１を明瞭に位置決めさせることが可能となる。こうして、本実施形態におけるマルチコアファイバ１は、他の光学部品との接続をより簡易化させることができる。

また、このマーカー１３は、複数のコア１１それぞれから、当該複数のコアにおける中心軸間の距離Λ１及びΛ２よりも離れた部位に配置されているため、当該マーカー１３が設けられていない場合と同程度にまでコア間のクロストークを低減することができる。

さらに、このマーカー１３は、クラッド１２の中心軸Ｃ１を通り第２方向に沿った直線上とは異なる部位に配置されている。このため、マーカー１３は、中心軸Ｃ１を基準として第１方向において非対称に位置しており、当該第１方向において対称に位置する場合に比べて容易に各コア１１を識別させることができる。

ところで、本実施形態の場合、互いに隣り合う内側コア１１Ｂの中心軸間の距離Λ１は、外側コア１１Ａとその外側コア１１Ａの隣に位置する内側コア１１Ｂとの中心軸間の距離Λ２よりも大きい。

このため、中心軸間の距離Λ１及びΛ２が同程度である場合に比べて、内側コア１１Ｂ同士のクロストークを抑えつつも最短距離ＳＤを小さくすることができる。

また、これら中心軸間の距離Λ１及びΛ２が２４μｍ以上とされているため互いに隣り合うコア間のクロストークを有効に抑えることができ、当該中心軸間の距離Λ１及びΛ２が３５μｍ以下とされているためマルチコアファイバ１の外径が大きくなることを抑制することができる。

さらに本実施形態の場合、外側コア１１Ａの外周面とクラッド１２の外周面との最短距離ＳＤは、１５μｍ以上６２．５μｍ以下とされているため、各コア１１に対する外乱の影響を有効に抑えつつも薄厚化することができる。なお、この最短距離ＳＤは、２０μｍ以上３５μｍ以下とされることがより好ましい。

さらに本実施形態の場合、最もカットオフ波長のばらつきが生じ易い外側コア１１Ａと内側コア１１Ｂとのカットオフ波長の差が１００ｎｍ以下とされている。このため、マルチコアファイバ１の長さが１０００ｍ以下の短距離用であったとしても、クラッド１２に囲まれる複数のコア１１おいて互いに隣り合うコアすべてのカットオフ波長の差を１００ｎｍ以下とすることができる。したがって、外側コア１１Ａと内側コア１１Ｂとのカットオフ波長の差が１００ｎｍを超える場合に比べて、シングルモードで光を伝搬させ得る通信波長帯域を広げることができる。

（２）第２実施形態
次に、第２実施形態について図面を用いながら詳細に説明する。ただし、第２実施形態におけるマルチコアファイバの構成要素のうち第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付し、重複する説明は適宜省略する。

図３は、第２実施形態におけるマルチコアファイバ２の長手方向に垂直な断面を示す図である。図３に示すように、本実施形態のマルチコアファイバ２では、マーカー１３の配置部位が第１実施形態と異なる。

本実施形態におけるマーカー１３は、クラッド１２の中心軸Ｃ１を通り第２方向に沿った直線上の部位に配置されている点で、当該直線上とは異なる部位に配置されていた第１実施形態の場合と相違する。

なお、本実施形態におけるマーカー１３は、第１実施形態と同様に、第１方向及び第２方向において各コア１１と重ならない部位ＰＡに、クラッド１２の長さ方向に沿って配置される。また、本実施形態におけるマーカー１３は、第１実施形態と同様に、複数のコア１１それぞれから、当該複数のコアにおける中心軸間の距離Λ１及びΛ２よりも離れた部位に配置される。

このようなマルチコアファイバ２によれば、上記第１実施形態と同様に、他の光学部品との接続をより簡易化させることができるのみならず、マーカー１３が設けられていない場合と同程度にまでコア間のクロストークを低減することができる。

（３）変形例
上記実施形態では内側コア１１Ｂのコア数が２本とされた。しかしながら内側コア１１Ｂのコア数は、１本とされても良く、３本以上とされても良い。なお、内側コア１１Ｂのコア数が２本以上とされる場合、互いに隣り合う内側コア１１Ｂの中心軸間の距離Λ１と、外側コア１１Ａとその外側コア１１Ａの隣に位置する内側コア１１Ｂとの中心軸間の距離Λ２とは同程度であっても良い。ただし、内側コア１１Ｂ同士のクロストークを抑えつつも最短距離ＳＤを小さくする場合には、上述したように、距離Λ１が距離Λ２よりも大きくされることが好ましい。

上記実施形態では、マーカー１３がクラッド１２の平均屈折率よりも高くコア１１の平均屈折率よりも低い平均屈折率を有するガラス部材とされた。しかしながら、クラッド１２の平均屈折率及びコア１１の平均屈折率よりも低い平均屈折率を有するガラス部材でマーカー１３が構成されていても良い。例えば、ゲルマニウム等の平均屈折率を上げるドーパントが添加された石英でコア１１が構成され、純粋な石英でクラッド１２が構成され、フッ素等の平均屈折率を下げるドーパントが添加された石英でマーカー１３が構成される。また、マーカー１３が空孔とされても良い。

また上記実施形態では、マーカー１３の断面における外形が円形状とされた。しかしながら、この外形は円形以外の様々な形状を適用することができる。

また上記実施形態では、マーカー１３の断面積がコア１１の断面積よりも小さくされた。しかしながら、マーカー１３の断面積はコア１１の断面積以上であっても良い。なお、マーカー１３の断面積とコア１１の断面積とが異なる場合には、マーカー１３の断面積とコア１１の断面積とが同じ場合に比べて、調芯時におけるマーカー１３の識別性をより一段と高めることができる。また、マーカー１３の断面積とコア１１の断面積とが異なる場合には、マーカー１３の断面積とコア１１の断面積とが同等である場合に比べて、コア間のクロストークをより一段と抑えることができる。

本発明のマルチコアファイバは、上述した内容以外に、適宜、本願目的を逸脱しない範囲で組み合わせ、省略、変更、周知技術の付加などをすることができる。

（４）マルチコアファイバの接続方法
次に、マルチコアファイバの接続方法について図面を用いながら詳細に説明する。図４は、マルチコアファイバの接続方法を示すフローチャートである。図４に示すように、マルチコアファイバの接続方法は、端面対向工程Ｐ１、調芯工程Ｐ２及び融着工程Ｐ３を主工程として備える。

＜端面対向工程＞
端面対向工程Ｐ１は、接続させるべき１対のマルチコアファイバにおける端面同士を、当該マルチコアファイバの中心軸が一致するように対向させる工程である。

図５は、１対のマルチコアファイバを接続する様子を示す図である。なお、この図５では、便宜上、上記第１実施形態における１対のマルチコアファイバ１を接続する様子が示されている。

図５に示すように、本工程では、１対のマルチコアファイバ１が載置台３０に載置され、これらマルチコアファイバ１それぞれの中心軸が一致する状態で、当該マルチコアファイバ１における端面同士が対向される。

なお、１対のマルチコアファイバ１における一方から他方に向かって光が伝搬できる程度に端面同士が対向されていれば、当該端面間に隙間があってもなくても良い。

また、１対のマルチコアファイバ１は、コア１１とマーカー１３との相対的位置関係が同様であれば、各マルチコアファイバ１のクラッド１２の直径が互いに異なっていても良く、各マルチコアファイバ１の第１保護層１４や第２保護層１５の厚さが異なっていても良い。

＜調芯工程＞
調芯工程Ｐ２は、端面同士が対向された１対のマルチコアファイバにおけるコア１１の光軸を調整する工程である。

第１段階として、図５に示すように、１対のマルチコアファイバ１の端面部分が、第１カメラＣＲ１及び第２カメラＳＲ２を用いて、当該マルチコアファイバの側面のうち互いに直交する２つの方向から撮影される。このとき、マルチコアファイバ１には光が入射される。

第２段階として、２つのカメラのうち、例えば第１カメラＣＲ１における撮影結果を用いて各マルチコアファイバ１が回転される。

すなわち、図６に示すように、第１カメラＣＲ１で撮影される画像ＩＭ１において、コア１１を伝搬する光の投影ラインＬＮ１と、マーカー１３を伝搬する光の投影ラインＬＮ２とが１ラインずつ現れる状態となるように、各マルチコアファイバ１が回転される。

具体的には、例えば、第１カメラＣＲ１に接続されるコンピュータから、投影ラインＬＮ１及びＬＮ２が画像ＩＭ１に現れるまで、マルチコアファイバ１に設置された回転器具に回転指令が与えられる。

第３段階として、第３段階で用いられたカメラとは異なる例えば第２カメラＣＲ２を用いて各マルチコアファイバ１が回転される。

すなわち、図７に示すように、第２カメラＣＲ２で撮影される画像ＩＭ２において、コア１１を伝搬する光の投影ラインＬＮ１が４ラインとも同等の幅で現れ、マーカー１３を伝搬する光の投影ラインＬＮ２が１ライン現れる状態となるように、各マルチコアファイバ１が回転される。

具体的には、例えば、第２カメラＣＲ２に接続されるコンピュータから、互いに同等幅の４つの投影ラインＬＮ１と１つの投影ラインＬＮ２とが画像ＩＭ２に現れるまで、マルチコアファイバ１に設置された回転器具に回転指令が与えられる。

このようにして本工程では、第１カメラＣＲ１での撮影結果と、第２カメラＳＲ２での撮影結果とに基づいて各マルチコアファイバ１が位置決めされる。

＜融着工程＞
融着工程Ｐ３は、調芯工程Ｐ２を経た１対のマルチコアファイバの端面同士を融着する工程である。具体的には、例えば、酸水素バーナあるいはアーク溶接などによって端面同士が融着される。

このように、接続対象となる１対のマルチコアファイバは、上述の端面対向工程Ｐ１、調芯工程Ｐ２及び融着工程Ｐ３を順次経ることで接続することができる。

以上の説明では、マルチコアファイバ同士の接続の例について説明したが、本発明は、マルチコアファイバと複数のコアを有する平面導波路との接続や、マルチコアファイバと送受信デバイスとの接続にも適用することができる。

１，２・・・マルチコアファイバ
１１・・・コア
１１Ａ・・・外側コア
１１Ｂ・・・内側コア
１２・・・クラッド
１３・・・マーカー
１４・・・第１保護層
１５・・・第２保護層
Ｐ１・・・端面対向工程
Ｐ２・・・調芯工程
Ｐ３・・・融着工程

Claims (4)

1. 複数のコアと、前記複数のコアを囲むクラッドと、前記クラッド内に配置されるマーカーとを備えるマルチコアファイバであって、
   前記複数のコアのすべては、前記クラッドの中心を通る直線上に並べられて配置され、
   前記マーカーは、前記複数のコアが直線上に並べられる第１方向において各前記コアと重ならず、かつ、前記第１方向とは直交する第２方向において各前記コアと重ならない部位に、前記クラッドの長さ方向に沿って前記第１方向及び前記第２方向から視認可能となるように配置される
   ことを特徴とするマルチコアファイバ。
2. 前記マーカーは、前記複数のコアそれぞれから、前記複数のコアにおける中心軸間の距
   離よりも離れた部位に配置される
   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。
3. 前記マーカーは、前記クラッドの中心軸を通り前記第２方向に沿った直線上とは異なる
   部位に配置される
   ことを特徴とする請求項２に記載のマルチコアファイバ。
4. 前記マーカーは、前記クラッドの中心軸を通り前記第２方向に沿った直線上の部位に配
   置される
   ことを特徴とする請求項２に記載のマルチコアファイバ。

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