JPS60211409A - 光フアイバユニツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野〕 本発明は通信用光フアイバユニットの被覆構造１゛″お
よび材料に関するものである０ 〔従来技術〕 現在使用されている光フアイバユニットの代表的な形態
は、次のようなものである０すなわちま１′・ずガラス
製の光ファイバの周囲にプラスチックの被覆を施し、直
径がおよそｌ　ｍｍの被覆付き光ファイバを構成する。

この被覆付き光ファイバを複数本撚り合わせて集合し、
ユニットヲ構成するというものであった０この種のユニ
ット嬬極めて安２・・定した特性を有し、１００心以下
の比較的受石の光゛ケーブルに適用されてＰ７ｔ。しか
し今後１００心以上腸合によっては１０００心もの多心
の光ケーブルが必要となる。

発明者らはこの目的のための元ファイバユニットとして
、第１図に示すような光フアイバユニットを作製した。

第１図において、ｌａ、　ｌｂ、　１０゜ｌｄ、　ｌｅ
は光７フイバ（７）　＝＋　７．２ａ、　２ｂ、　２０
．２Ｊ２ｅは光ファイバのクラッド、８ａ、　８ｂ、　
８０．８（１゜８ｅハ光７フイバ、４ａ、　４ｂ、　４
０．４ｄ、　４ｅは光ファト１イバ被覆、５はユニット
被覆である。光ファイバ（Ｄ　：＋７１ａ、　ｌｂ、　
１０．　ｌｄ、　１ｅは光信号が伝搬する部分であって
、屈折率がそれぞれ光ファイバのクラッド２ａ、　２ｂ
、　２ｃ、　２ｄ、　２ｅより犬さくなっている。光フ
ァイバ８ａ、　８ｂ、　８ｃ、　Ｂａ、　ａｅはそれぞ
れ１１ａと２ａ、　ｌｂと２ｂ、　ｌｃとｚｃ、ｉａと
２ｄｓｌｅクリレート樹脂でできており、その外径は０
　、８　ｍｍである。光フアイバ被覆４ａ、　４ｂ、　
４Ｃ，４ｄ、　４ｅは平２・・板状に整列され、それら
の周囲にユニット被覆５１が設けられている。ユニット
被覆５の材料も紫外。

線硬化形アクリレート樹脂であり、幅が約１．６ＷｒＬ
。

厚さが約０　、４　ｍｍでめる０このような光フアイバ
ユニットは、従来のユニットに比べてコンパクトで５お
るので、多心光ケーブルのユニットに適しているととも
に、紫外線硬化形アクリレート樹脂を被核材として用い
ているので、製造速度が向上し、製造費が低減できるな
どの利点がある。

ところが発明者らがこの光ファイバユニッ）’ｔ　”’
詳細に検討したところ一隣接する２本の光ファイバの間
で光結合があることがわかった。光フアイバ間の光結合
は、信号の誤りや歪をもたらすため重要な問題である。

（発明の目的〕 本発明は前記の欠点を除去するため、隣接する被覆付き
光ファイバの接触部近傍に形成された三角形状の空隙に
、特定の屈折率を有する物質を充てんするか、または被
核材き光ファイバの周Ｈに４゜特定の屈折率を有する物
質を設けたことを特徴と゛し、その目的は隣接する光フ
アイバ間の光結合を防止し、誤りや歪の少ない高品質の
信号伝送全可能とする光ファイバユニットヲ提供するこ
とにある０以下図面により本発明の詳細な説明する０゛
（発明の構成および作用〕 まず光フアイバユニットにおける光結合のメカニズムに
ついて説明する。第１図に示す光フアイバユニットを第
２図に示すように彎曲させた。彎１０曲の曲率半径ｒは
５　ｍｍであり、彎曲の角度φは９０’である。このと
き隣接する光フアイバ間では最大−４０ＣＩＢの光結合
が生じた。この状態を保ちながら光フアイバユニットの
彎曲部分を、屈折率が１．５１のシリコーンオイルに浸
したところ、１３光結合量は測定限界（−７０ＣＩＢ）
以下となった。

このことはユニット被覆５が光フアイバ間の光結合に寄
与することを示している。さらに彎曲による光結合は、
彎曲による放射光がユニット被覆５と外の窒気層との境
界で全反射され、隣接する２・・光ファイバに浸入する
ものと推計１できる。　１第８図は光結合現象を幾何光
学的に説明するための図であり、彎曲した光フアイバユ
ニットの長手方向に沿った断面を示している。第８図中
のｎ２はクラッドの屈折率、ｎ＋は光フアイバ被覆の１
屈折率、ｎ５はユニット被株の屈折率、ｔ２はクラッド
の厚さ、ｔ、は光ファイバのプラスチック被＆の厚さで
ろる０θ、は放射光がクラッド２と光ファイバ被接４の
界面に入射するとき法線となす角度、θ２は放射光がク
ラッド２と光フアイバ被覆４の界Ｉ゛面から出射すると
き法線となす角度、θ８は放射光が光フアイバ被覆４と
ユニット被包５の界面に入射するとき法線となす角度、
ｒは彎曲の曲率半径である。

光ファイバの彎曲によってコア１がらその接線１５方向
にクラッド２の中に放射された光は、通常の被覆プラス
チックは石英ガラスより屈折率が大きいからｎ４　）　
ｎ　２であるので、容易に光ファイバ被包４に入射され
る。この光は、もしθ８が臨界角θ。以下であればユニ
ット被＆５に入射され、隣妥・・ファイバへの光結合の
可能性が生ずる・計算の結巣果 であるので、光結合の可能性は、次式が成立つときに生
ずる。

式（８）が成り立つときに光結合が生じ、式（８）が成
り立たないときに光結合が生じないことを、実験により
明らかにした０ 従って式（８）は光結合が生ずる必要条件であるこ１−
・とがわかった。また彎曲による放射光は第１図におけ
る３ａから８ｂへの矢印で示すように１伝搬することも
実験の結果見い出した。

ナオ第１図にて示した光フアイバユニットでは、ｎが１
．４６、ｎが１．５８、ｒが５　ｍｍ　、　ｔ２＋　ｔ
、が　４１１５ （７） ０．１７５ｍｍであるので、式（８）が満足され、光結
合が１生じたものである。本発明は前記知見に基づいて
行ったものである。

第４図は本発明の一実施例の断面図であって、ｌａ、　
ｌｂ、　１０．　ｌｄ、　ｌｅはコア、２ａ、　２ｂ、
　２Ｃ，２ａ、　２８’はクラッド、８ａ、　８ｂ、　
８０．８ｄ、　Ｂｅは光ファイバ、４ａ、　４ｂ、　４
（２，４ｃｌ、　４ｅは光７フイバ被覆、５はユニット
被覆、６はシリコーンオイルである。クラッド２ａ、　
２ｂ、　２ｃ、　２ａ、　２ｅの屈折率は１．４６、シ
リコーンオイル６の屈折率ｎ６は１．４０、クラッド２
　ａ、　２ｂ、Ｉ′１２０、２（１，２ｅとこれらと対
応する光フアイバ被覆４ａ、　４ｂ、　４０．４ｄ、　
４６の厚さの和は０．１７５　ｒｐ−ｍ　テ、りる。従
って式（８）においてユニット被覆の屈折率ｎ５をシリ
コーンオイルの屈折率ｎ６に置き替えてみると、彎曲の
曲率半径ｒが４　ｍｍ以上であれば、式（８）”は成立
せず・光フアイバ間の光結合が全じない０実際、曲率半
径ｒが５　ｍｍのときの光結合量は−５６（ｉＢであり
、信号伝送にほとんど影響を与えない量であった０これ
は式（８）が満たされないため、曲りによる放射光が光
ファイバ抜機４ａ、　４ｂ、　４Ｃｊ、　！・う（８） ４ａ、　４ｅとシリコーンオイル６との境界で全反射１
され、光結合が生じないためである。

この実施例ではシリコーンオイル６を用いて、隣接ファ
イバへの光結合を妨ケタが、シ＋）−ｘ−ｙオイルの代
わりに屈折率がｎ　”７　（ｒ十ｔ２　＋ｔ４　）より
５小さいシェリーやワセリンやシリコーンゴム全相いて
も同様な効果が得られる。

なお光フアイバ被覆４は使用される光に対して高損失特
性を有していることが望ましい０なぜなら光フアイバ被
覆４とシリコーンオイル６との境１（界で全反射された
光が再度元の光ファイバにそのまま入射することを防ぐ
ことができるからである。

また第４図に示す実施例において、光フアイバ被覆４ａ
、　４ｂ、　４０．４ａ、　４ｅ　トユ＝　ット被覆５
の一部分は、光フアイバユニットの長手方向に沿って１
５連続的に接触していると、副次的な効果を生み出す。

すなわち光フアイバ被覆４ａ、　４ｂ、　４ｃ、　４ａ
。

４ｅとユニット被覆５との空隙に充たされたシリコーン
オイル６によってコア１ａ、　ｌｂ、　ｌｃ、　ｌｃｉ
。

１ｅからの放射光は全反射されるという機能が維２・・
持され、かつ前記光フアイバ被覆４ａ、４ｂ、４Ｃ，’
４ｄ、　４８とユニット被覆５との接触部分を介して、
ｙ方向への放射光がユニット抜機５の外部に漏れ易いと
いう効果があるからである。

この効果によって光ファイバの心線対照を容易５に行う
ことができるようになるからである。なお光ファイバの
心線対照とは、光ファイバの順番に相違がないことと、
光ファイバに間違いなく光が伝搬していること全確認す
ることである。

８１！５図は本発明の別の実施例を示す＼光ファイ１０
バユニットの断面図であって、ｌａ、　］、ｂ、　ｌｃ
、　ｌｄ。

ｌｅ、　ｉｆはコア、ｚａ、　２ｂ、　２０．２ｄ、　
２ｅ、　２ｆはクラッド、８ａ、　ａｂ、　ａｃ、　３
ｄ、　Ｂｅ、　８ｆは光７フイバ、４ａ、　＋ｂ、　４
ｃ、　＋ｄ、　４ｅ、　４ｆは光フアイバ被覆、５ハユ
＝　７　）　被接、６１’ｊ：シリコーンオイル、７　
Ｉｆ、　ｘ　＋ｉユニット中心材ある。この光フアイバ
ユニットはユニット中心材７の周囲に６本の被覆付き光
ファイバ（８ａ、　８ｂ、　・−・−８ｆと４ａ、　４
ｂ、　＝＝・４ｆ　）が撚り合わされていて、その周囲
にユニット被接５が設けられている、ユニット中心材７
と光ファイ２１１バ被覆４ａ、　４ｂ、・・・・４ｆと
ユニット被覆５以外の　１空隙にはシリコーンオイル６
が満たされている。

クラッド２ａ、２ｂ、・・・・・２ｆの屈折率は１．４
６　、シリコーンオイル６の屈折率ｎ６は１．４０、ク
ラッド２ａ。

２ｂ、・・・・・２ｆとこれらと対応する光フアイバ被
覆゛・４ａ、　４ｂ、−・・−・４ｆの厚さの和は０．
１７５ｍｍ″″Ｃある０式（８）でｎ５をｎ６に置き替
えると、ｒ　＝　５　ｍｍ以上のときは九式（８）は満
たされない。従って光結合の必要条件が満足されないの
で、光結合が生じない。

第６図は本発明の別の実施例の断面図であってζＯｉａ
、　ｌｂ、　１０．１（１，ｌｅはコア、２ａ、　２ｂ
、　２Ｃ，ｇａ。

２ｅはクラット、８ａ、　８ｂ、　８ｃ、　８ｄ、　８
ｅは光ファイバ、４ａ、　４ｂ、　４０．４ａ、　４ｅ
は光フアイバ被覆、５はユニット被覆、６ａ、　６ｂ、
　６Ｃｉ、　Ｑｄ、　ｌはシリコーンオイルである。光
ファイバ被覆４　ａ　、　４　ｂ　、　４０　、４　ｄ
　、　］・４ｅの周囲には、シリコーンオイル６ａ、　
６ｂ、　６Ｃ；。

６ｔｉ、　６８が塗布されていて、その周Ｈにユニット
被覆５が施されている。クラッド２ａ、　２１）、　２
０゜２ｄ、　２８の屈折率は１．４・６、シリコーンオ
イ／１ｚ６ａ。

６ｂ、　６０．６ｄ、　６ｅ（Ｄ屈折率ｎ６は１．４０
、クラッド２１１（１１） ２ａ、　２１）、　２０．２ｄ、　２ｅとこれらに対応
する光ノア１イハ被覆４ａ、　４１）、　４０．４ｄ、
　＋８の淳さの和は０．１７５ｍｍである。この実施例
においても、光フアイバユニットの彎曲によって発生し
たコアからの放射光は、ｒ＝５ｍｍ以上では式（８）が
満たされないので、５光ファイバ被横４ａ、　４ｂ、　
４０．４ｄ、　４ｅとこれらに対応するシリコーンオイ
ル６ａ、　６ｂ、　６ｃ、　６（１，６８との境界で全
反射され、隣接光ファイバに到達しないＯ 従って光フアイバ間の光結合を防止することが１０でき
る。

第７図は本発明の別の実施例断面図であって、ｌａ、　
ｌｂ、　ｌｃ、　ｌｄ、　１８．　ｉｆはコア、２ａ、
　２ｂ、　２ｃ。

２（１，２８，２ｆはクラッド、ａａ、　８ｂ、　８ａ
、　８ｄ、　８ｅ。

８ｆは光ファイバ、４ａ、　４ｂ、　４Ｃ，４ｄ、　４
６．４ｆ　ｌｄ　＋５光フアイバ被覆、５はユニット被
覆、６ａ、　ｆｉｂ、ｆｓｏ。

６ｄ、　（１８，６ｆはシリコーンオイル、７はユニッ
ト中心材である０この実施例においても、第６図を用い
て示した作用と同様の作用をなす。

以上第６図力、ら第７図まで本発明の実施例を示し！（
―（１２） たが、これらの製造方法を簡単に説明する。第８゜図は
、第４図の光フアイバユニットを製造する際に用いた被
覆装置の概略図であって、６はシリコーンオイル、８ａ
、　８ｂ、　８０．８ｄ、　８８は被覆付き光ファイバ
、９はシリコーンオイル用ダイ、１０は１ユニツト被覆
樹脂用ダイ、１１はユニット被覆樹脂、１２はユニット
被覆樹脂硬化炉である０５本の被覆付き光ファイバ８ａ
、　８ｂ、　８０．８ｄ、　８ｅ’（ｉ７平行に整列し
た後、シリコーンオイル用ダイ９に溜められたシリコー
ンオイル６の中を通過さぜる０１）（このことによって
１各々の被覆付き光ファイバのＭＩＩ囲にシリコーンオ
イルを塗布することができる〇その後ユニット被覆樹脂
用ダイ１０に溜められたユニット被覆樹脂１１の中を通
過させ、ユニット被覆樹脂を塗布し、ユニット被覆樹脂
硬化炉１２１・によす硬化させて、光フアイバユニット
を作製できる。

第６図の光ファイバユニットヲ作製する方法も同様であ
る。

第６図、第７図の光ファイバユニットヲ作裂す！・・る
には、各々の抜機付き光ファイバに別々のダイ゛を用い
てシリコーンオイル等を塗布した後、ユニット被覆を塗
布して硬化させればよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の光ファ・ｆバユニットは
、隣接する被覆付き光ファイバの間または空隙に、ｎ　
ｇ　ｒｍｉｎ　／　（ｒｍｌｎ　＋　ｔｍ＋ｊ　４　）
よりも小さい屈折率の物質、例えばシリコーンオイルな
どを設けることによって、隣接光ファイバ間の光結合を
１“防止することができる０この結果、各々の元ファイ
バ全伝搬する信号光は相互に絶縁され、誤りや歪の少な
い高品質の信号伝送を行うことが可能となる０また被覆
付き光ファイバの周辺にシリコーンオイルなどの物質が
配設されていると、被覆付１５き光ファイバの軸方向の
摩擦が減少するので、曲りやマイクロベンドなどの変形
による光ファイバの歪が緩和され、伝送損失を減するば
かりでなく、光ファイバの破断の危険性も減少するとい
う副次的効果もある。　２・・ （１５） １２・・・ユニット林踊ｍｌ旨硬イに炉。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光フアイバユニットの断面図、第２図は
第１図に示す光フアイバユニット全彎曲させた斜視図、
第８図は光結合現象＋＝何先光学的説明するための図、
第４図は本発明の一実施例゛の断面図、第５図、第６図
および第７図は本発明の別の笑施例の断面図、第８図は
光フアイバユニットを製造する際に用いた被接装置の概
略図である０ １、　ｌａ、　ｉｔ）、　１０．　ｉａ、　ｌａ、　ｉ
ｆ　・・・光７フイバのニア７　１”２、２ａ、　Ｆｂ
、　２ｃ、　２ｄ、　２ｅ、　２ｆ　−光ファイバのク
ラッド８、８ａ、　８ｂ、　８ｃ、　８ｄ、　８ｅ、　
８ｆ−−・光ファイバ４、４ａ、　４ｂ、　４０．４（
１，＋６．４ｆ　・・・光フアイバ被覆５・・・ユニッ
ト被覆 ６、６ａ、　６ｂ、　６ｃ、　６ｄ、　６ｅ、　ｏｆ　
・・−シリコーンオイル？・・・ユニット中心材 ｓａ、　８ｂ、　Ｂｃ、　８ｄ、　８ｅ−−−被覆付き
光ファイバ９・・・シリコーンオイル用ダイ ｌＯ・・・ユニット被覆樹脂用ダイ １１・・・ユニット抜機樹脂　！・・ （１６） 特許出願人　日本電信電話公社 第４図 第５図 Ｃ 第６図 第７図 特開昭ＧＯ−２１１４０９（７）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　プラスチック被覆付き光ファイバを複数本集合して
   光フアイバ集合体を形成し、該光フ″アイバ集合体の周
   囲にさらにプラスチックからなるユニット被覆を施して
   成る光フアイバユニットであって、前記複数のプラスチ
   ック被覆付き光フアイバ相互の接触部近傍に形成された
   断面形状が三角形に近い空隙に、液体Ｉ・［または半固
   体の物質が満たされておＱ１重液体または半固体の物質
   の屈折率ｎ６が、光ファイバのクラッドの厚さｙｔ、、
   光ファイバのプラスチック被覆の厚さヲｔ４、光フアイ
   バユニットの許容最小曲率半径’ｔ　ｒｍｉ□、クラッ
   ド１１の屈折率をｎ２とし、 なる式を満足すること全特徴とする光フアイバユニット
   。 区　プラスチック被覆付き光ファイバを複数本Ｉ集合し
   て光フアイバ集合体を形成し、該光フアイバ集合体の周
   囲にさらにプラスチックからなるユニット被覆を施して
   成る光フアイバユニットであって、前記プラスチック被
   覆付′き光ファイバのそれぞれの周囲は液体または半固
   体の物質で包囲されており、該液体または半固体の物質
   の屈折率ｎ６が、光ファイバのクラッドの厚さヲｔ８、
   光ファイバのプラスチック被覆の厚さをｔｌ、光ファイ
   ノくユニット）・・の許容最小曲率半径をｒ・　クラッ
   ドの屈折ｍａｎ　。 率をｎ２とし・ なる式を満足することを特徴とする光ファイ１バユニッ
   ト。 ＆　特許請求の範囲第１項または第２項に記載の光フア
   イバユニットにおいて、前記液体マたは半固体が、シリ
   コーンオイル、シェリーまたはシリコーンゴムでおるこ
   とを特徴とするる光フアイバユニット。 ４．　％許請求の帥囲第１項ま之は第２項に記載の光フ
   アイバユニットにおいて、前記プラスチック被核材き光
   ファイバのプラスチックが使用される光に対して高損失
   特性を有するこ一゛と全特徴とする光フアイバユニット
   。