JPS61141407A - マルチコア光フアイバ - 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】 ［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ァイバの一
例として、１９８３年３月に米国ニューオーリンズで開
催された学会ｒ　０ｐｔｉｃａｌ　Ｆｉｂｅｒ　Ｃｏｎ
−ｆｅｒｅｎｃｅ“８３」において、第４図に示すよう
に、一つのクラッド２０の中に２木のコア３１．３２を
設けたデュアルコアファイバ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４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
を生じるようになっている。

このファ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５図のように、このデュアルコアファ
イバ１２の端に、一つの光源４２からの光をレンズ系４
４を用いて結合して、はぼ均一な光がコア３１．３２内
に励振されるようにしており、他方出力部には２木のコ
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３１゜３２内を通る光は物理的擾乱４０によって
位相差を受けるが、その差は干渉面４６における干渉縞
４８の砕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、単一コアの光ファイバを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、上記のようなデュアルコアのセンサに、光源
から光を送ったり、あるいはセンナと検出器との間を結
ぶフィーダー用の光ファイバとしては、単一コアの光フ
ァイバを２本使うよりも、デュアルコアの光ファイバを
使った方が、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、上記のようなフィーダー用のマル
チコア光ファイバに関するものである。

しかし本発明は、単なるデュアルコア型センサのフィー
ダーとしての光ファイバだけでなく、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
めのフィード用光ファイバ」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６図のように、上記のデュアルコアファイバ１２と同
じ構造で、長さがたとえば１００ｇ＋のちのを用い、そ
の一部分１２ａ　（たとえば長さｉｍ）だけな計測用に
使い、その他はフィ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８８■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７図のように、センサとして短いデュアルコア７″（
／＜　１２　ｔＪｌｆｌｌｚ％・７“−ダー用′）″″
−７″１−７″１コアフアイバ１４２本のコアを対称性
よ〈（直径およびクラッドとの屈折率差を同じに）作っ
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、
デュアルコアファイバ１４内の２木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４８の変化をもたらさないと考
えられる。

しかし、　２本のコアの特性を完全に同じにするのは困
難である。

そのような場合に問題となる擾乱の一つは温度である。

光ファイバを伝わる光の位相はごく大雑把に言えば、等
価的な屈折率の変化と長さの変化とで決定される。一般
に光ファイバのコアとクラッドとの屈折率の差は１両者
のガラス成分の違いにより生ずるが、そのとき屈折率だ
けでなく熱膨張係数などの特性も変化する。そのため、
温度が変化したとき２本のコアの屈折率の変化率も異っ
てくる。その結果として、温度が変ると２木のコアを通
る光の位相差を生ずる。

この発明は、上記のような欠点をとり除くことができる
ようにしたもので、特にわずかに特性の異る複数本のコ
アを有する光ファイバの、各コアを通る光の温度依存性
を除去できるマルチコア光ファイバの提供を、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、第２図のように。

（１）一つのクラ７ド２０の中にｎ本（は２以上の整数
）のコア３１　、３２　、３３−−−一を、ファイバ軸
１６と同軸の仮想円筒面１８上において等間隔に配置す
ること。

（２）それを長さ方向にｎ個の等しい長さの部分に区分
するとともに、各部分は、その隣の部分に対して、ファ
イバ軸１６の周りに３６０７　ｎ　’だけ回転した状態
で接合されているようすること、を特徴とする。

第１図は、ｎ＝２の場合である。

２本のコア３１．３２が仮想円筒面１８上に１８０°間
隔で配置しである（同図（ａ））、ｔＯ。

は素になるファイバを示す。

このファイバｌＯ°はいったん長さ方向に２等分され、
中心軸１６の周りに１８０°回転させられたうえ（同図
（ｂ）　）　、再接合されて本発明のファイバ１０にな
る（同図（ｃ）　）　、　’なお、接合は、ガラスをア
ーク中で溶融することにより可能である。

第２図は、ｎ＝３の場合で場合である。

コア３１，３２．３３は１２０°間隔に配置され、等し
い長さの３個の部分に区分され、それぞれ隣のものに対
して１２０°だけ回転した状態で接合されている。

ｎ＝４以上の場合も同様である。

以上のコア３１，３２．３３−−−の各特性は同じでな
くてもよい。

なお干渉型のセンサには単一モード光ファイバが使用さ
れるので、そのフィ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ッ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］ 以上のようにすると、各コア３１，３２．３３の温度依
存性が相殺されるので、位相差をなくすことができる。

また同様な理由で、単純な引っ張りに対しても、その位
相差への影響を除去できる。

なお、上記の区分する前のファイバｌＯ°を作るとき、
各コア３１．３２３３−−−一が中心軸１６の周りに捻
られた状態にしておいてから、後は上記同様にしてコア
を入れ換えたファイバ１０を作ると、曲げに対しても位
相差の生じないものができる。

［実施例］ 第３図に端面だけを示したように、故意に少しパラメー
タを変化させたデュアルコアファイバｌＯ゛を作り、そ
れの単体だけでは温度依存性を生ずるようにした。その ・コア３１は直径が４終■で比屈折率差が０．６ｚ・コ
ア３２は直径が１１で比屈折率差が０．３ｚ・クラッド
２０の外径は１２５終１１ 争コアの中心間距離は３８１Ｌｍ である。

この素になるファイバを５ｍとって、それを２．５腸ず
つに切断したうえ上記のようにコアを入れ換えて再接続
したものと、コアを入れ換えずに連続したままのもの、
とを用意した。

２本のファイバに温度をかけて、その出射部で生ずる位
相差を測定した。

第３図のように、コアを入れ換えたものは、温度依存性
をほとんど示さなかったが、コアの入れ換えなしのファ
イバの場合には、上側に示すように非常に高い温度依存
性を示した。

［発明の効果］ 上記のように、各コアの特性が違っていても、それぞれ
の温度依存性が相殺されるので、位相差が生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（Ｃ）は本発明の実施例を製造工程順に
示した説明図。 第２図（ａ）（ｂ）は別の実施例における上記と同様な
説明図、 第３図は試験結果の線図に試料の端面を併記した第４図
はデュアルコア型センサの説明図、で第５図はその使用
方法の説明図、 第６図、第７図は従来技術の異なる例の説明図である。 ｌＯ：マルチコア光ファイバ ２０：クラッド ３１．３２：コア

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一つのクラッドの中にｎ本（ｎは２以上の整数）のコア
   が、ファイバ軸と同軸の仮想円筒面上において等間隔に
   配置してあるとともに、それが長さ方向にｎ個の等しい
   長さの部分に区分されており、かつそれらの各部分は、
   その隣の部分に対して、ファイバ軸の周りに３６０／ｎ
   °だけ回転した状態で接合されたものであることを特徴
   とするマルチコア光ファイバ。