JPH0380281B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 一つのガラス構造中に複数のコアを有するフア
イバの一例として、1983年３月に米国ニユーオー
リンズで開催された学会「Optical Fiber
Conference ′83」において、第９図に示すよう
に、一つのクラツド２０の中に２本のコア３１，
３２を設けたデユアルコアフアイバ１２が報告さ
れている。

コア３１と３２とは故意に異なる特性を有する
ように設計されており、第１０図のように、外部
から物理的な擾乱４０、たとえば熱・力（引張
り・曲げなど）が加えられると、それぞれコア中
を伝搬する光の位相が異なる変化を生じるように
なつている。

このフアイバの目的の一つは干渉型のセンサで
ある。

センサの場合、第１０図のように、このデユア
ルコアフアイバ１２の端に、一つの光源４２から
の光をレンズ系４４を用いて結合して、ほぼ均一
な光がコア３１，３２内に励振されるようにして
おり、他方出力部には２本のコアからの光が干渉
するように干渉面４６が配置している。コア３
１，３２内を通る光は物理的擾乱４０によつて位
相差を受けるが、その差は干渉面４６における干
渉縞４８の移動としてとらえられる。

実際のセンサとして用いるときは、この干渉面
４６にいわゆるフリンジカウンタを配置して干渉
縞４８の移動方向、量を計測することが可能であ
る。

このようなセンサは、単一コアの光フアイバを
２本使う方式（片方に物理的な変化を与え、他方
を参照用にする）に比べて、必ずしも高感度とは
いえないが、使い易いものとして注目されてい
る。

ところで、上記のようなデユアルコアのセンサ
に、光源から光を送つたり、あるいはセンサと検
出器との間を結ぶフイーダー用の光フアイバとし
ては、単一コアの光フアイバを２本使うよりも、
デユアルコアの光フアイバを使つた方が、装置全
体が簡単になるし、使い易いものができる。

本発明は、主として、上記のようなフイーダー
用のマルチコア光フアイバに関するものである。

しかし本発明は、単なるデユアルコア型センサ
のフイーダーとしての光フアイバだけでなく、今
後、様々な光センサで要求されるであろうところ
の「単一光源からの光を互いに位相差を生じない
ように遠隔地点に誘導するためのフイード用光フ
アイバ」にも適用すことができるものである。

［従来技術とその問題点］ その１： 第１１図のように、上記のデユアルコアフアイ
バ１２と同じ構造で、長さがたとえば100ｍのも
のを用い、その一部分１２ａ（たとえば長さ１ｍ）
だけを計測用に使い、その他はフイーダーとして
用いる。

ところがこの方式では、１２ａの部分の物理量
（温度・力・歪など）を測定しようとすると、残
りの99ｍに加えられた不要な擾乱の影響が測定の
誤差として効いてくる。

その２： 第１２図のように、センサとして短いデユアル
コアフアイバ１２を用い、フイーダー用のデユア
ルコアフアイバ１４として、２本のコアを対称性
よく（直径およびクラツドとの屈折率差を同じ
に）作つたものを用いる。

このようにすると、たとえば引張り力を加えた
ときに、デユアルコアフアイバ１４内の２本のコ
ア内を伝搬する光は同じ位相変化を受ける。それ
で、この部分での引張り力は、出射部の干渉縞４
８の変化をもたらさないと考えられる。

しかし、曲げが与えられた場合は事情が違つて
くる。

たとえば、第１３図のように、曲がりの内側に
コア３２、外側にコア３１が来たとすると、たと
えそれらがまつたく同じ構造を有していたとして
も、コア３１は引張り応力を受け、３２は圧縮応
力を受ける。そのため、それぞれのコアを通る光
は異なつた位相変化を受けて、干渉縞４８の移動
を生じてしまう。

この発明は、上記のような欠点をとり除くこと
ができ、マルチコア型センサへのフイーダー用の
マルチコア光フアイバであつて、特に曲げが加え
られても位相差を生じないもの、さらに上記のよ
うに、今後、様々な光センサで要求されるであろ
うところの「単一光源からの光を互いに位相差を
生じないように遠隔地点に誘導するためのフイー
ド用光フアイバ」の提供を目的とするものであ
る。

［問題点を解決するための手段］ 第１図のように、 一つのクラツド２０の中に同じ特性のコア３
１，３２，−−−−が複数本設けてあり、かつフ
アイバ中心軸１１の周りに捻つてあること、 を特徴とする。

捻り方は、原理的には必ずしも一方向に捻られ
ていなくてもよい。交互捻りでも同様な効果が期
待できる。

コアの数は、もちろん２本に限定されない。第
２図に、３１〜３５の５本のコアを持つものの端
面だけを示した。

コアの特性が同じというのは、直径が等しく、
クラツド２０との屈折率差が等しいということで
ある。

また、上記のような干渉型のセンサには単一モ
ード光フアイバが使用されるので、そのフイーダ
ーとして用いる場合には、コアの径およびコアと
クラツドに対する屈折率の差を調整することによ
り、使用する波長において実質的に高次モードが
遮断状態にあるようににする。

［作用］ 第３図のように、曲げた場合を仮定して考え
る。

このとき、一つのコアにつてみると、曲がりの
内側と外側とを交互に通過するため、曲がりによ
る引張り応力と圧縮応力とが、交互に同様に発生
する。そのためコア３１，３２を通過する光の位
相差は打ち消し合つて、その差は極くわずかにな
る。

［製造方法］ その１：（第４図） デユアルコアの場合の例について説明する。

１０′はプリフオームで、３１′と３２′はコア
用のガラス材である。

５０は加熱炉。

５２は樹脂被覆装置。

５３はガイド。

５４は巻取りドラム。

５６はモーター。

５８はターンテーブルである。

ターンテーブル５８を回転させながら線引する
と、加熱炉５０を通過する辺で捻られ、その上に
被覆装置５２において一次被覆が施される。

なお、コアの捻りピツチｐは、 ｐ＝ｖ／ｆ［ｍ］で決定される。ただじｖは光
フアイバの引取り速度［ｍ／min］、ｆはターン
テーブル５８の回転速度［１／min］である。

その２：（第５図） プリフオーム１０′の方を回転させながら、加
熱炉５０に送り込む。このようにしても、上記と
同じものが得られる。

その３：（第６図） １０″は、通常の（捻りを与えない）デユアル
光フアイバで一次被覆を施したもの。

６０は送出しドラム。

６２は樹脂押出し機。

６４は冷却槽。

６６は巻取りドラムである。

送出しドラム６０を矢印６８のように回転させ
てデユアルコアフアイバ１０″に捻りを与え、押
出し機６２により二次被覆を施して、捻りを固定
する。

［実施例］ 上記第４図の方法で、捻りを与えたデユアルコ
アのフアイバ１０を作つた。第７図にその断面を
示す。

コア３１，３２とも、 ●直径が4.2μｍ、 ●比屈折率差が0.4％、 ●クラツド２０の外径が125μｍ、 ●コアの中心間距離が46μｍ、 ●使用波長0.63μｍで単一モード状態、 である。また ●光フアイバの引取り速度ｖ＝30ｍ／min、 ●ターンテーブルの回転速度ｆ＝200（１／ｍ）、 ●捻りピツチｐ＝0.15ｍ、 である。

またもう１本捻りを与えないで、その他は同じ
ものを作つた。

それらを第８図のように、半径１／Ｒに曲げ
て、２本のコアから出てくる光の位相差を測定し
た。４１はHeNeレーザ（波長0.63μｍ）、４７は
干渉縞を示す。

第８図に示すように、捻りを与えた場合は、曲
げによる位相差はほとんど生じないことが分つ
た。

［発明の効果］ 一つのクラツドの中に設けた複数本のコアが、
フアイバ中心軸の周りに捻つてあるので、上記の
ように曲げを受けても、各コア内を伝搬する光に
位相差はほとんど生じない。

また各コアの特性は同じであるから、温度や引
張り力などが加えられても、位相差は生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の説明図、第２図は別
の実施例の端面の説明図、第３図は曲げた状態の
説明図、第４図、第５図、第６図は、製造方法の
異なる例の説明図、第７図は試験用光フアイバの
端面の説明図、第８図は試験結果の線図に試験方
法の概略を併記した図、第９図はデユアルコア型
センサの説明図で、第１０図はその使用方法の説
明図、第１１図、第１２図は従来技術の異なる例
の説明図、第１３図はデユアルコアフアイバ１４
を曲げた状態の説明図である。 １０：マルチコア光フアイバ、２０：クラツ
ド、３１，３２：コア。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一つのクラツドの中に同じ特性のコアが複数
   本設けてあり、かつそれらがフアイバ中心軸の周
   りに捻られていることを特徴とするマルチコア光
   フアイバ。