WO2015174222A1 - マルチコアファイバの接続方法及びこれを用いたマルチコアファイバ接続体 - Google Patents

マルチコアファイバの接続方法及びこれを用いたマルチコアファイバ接続体 Download PDF

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core fiber
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fiber
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淑通 安間
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株式会社フジクラ
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/036—Optical fibres with cladding with or without a coating core or cladding comprising multiple layers

Definitions

  • the present invention relates to a multicore fiber connection method capable of reducing connection loss and a multicore fiber connector using the same.
  • optical fiber communication systems With the spread of optical fiber communication systems, the amount of information transmitted is increasing dramatically. With such an increase in the amount of information transmitted, in optical fiber communication systems, large numbers of long-distance optical communications are performed by using a large number of optical fibers such as tens to hundreds. .
  • a plurality of signals are transmitted by light propagating through each core using a multi-core fiber in which the outer periphery of the plurality of cores is surrounded by one clad. It is known to transmit. Also, in an optical fiber communication system, there are cases where a plurality of optical fibers are connected and used for long-distance optical communication. In an optical fiber communication system using a multi-core fiber, a plurality of multi-core fibers are connected. May be used.
  • Patent Document 1 describes a method for connecting multi-core fibers.
  • the connection portion where the end faces of the multi-core fibers to be connected are abutted with each other is disposed between the pair of electrodes, and discharge is performed between the pair of electrodes. They are fused together.
  • each connection end face is heated until it softens, whereby fine irregularities on the end face are removed.
  • connection loss in an optical fiber after connection can be controlled.
  • the connection loss may increase.
  • connection loss can be reduced in the case of a single core fiber is that the core is positioned only at the most protruding part of the convex surface even when the convex end face is deformed and fused at the time of connection. This is probably because it is not so affected by the distortion caused by the deformation of the end face.
  • the core is arranged in addition to the center of the clad.
  • the core surface which is a portion on the end surface of the core other than the center of the clad, is positioned on the inclined surface.
  • the core connection surface is used when fusing the multi-core fibers together. May be distorted. This distortion is considered to increase the connection loss.
  • the side face of the multi-core fiber when shaping the end face of the multi-core fiber, the side face is observed and shaping is performed while measuring the inclination angle of the core face or the distance from the most protruding part of the end face to the core face. It is conceivable to perform shaping so that is below a certain level.
  • an object of the present invention is to provide a multicore fiber connection method capable of reducing connection loss and a multicore fiber connector using the same.
  • the present inventor can connect the multi-core fibers by reducing the connection loss without grasping the position of the core accurately at the time of shaping by grasping the position where the side surface of the clad and the end face to be fused are in contact with each other. As a result, the present invention has been found.
  • the present invention is a multi-core fiber connection method for connecting multi-core fibers to each other, the shaping step of shaping the shape of each of the end faces by heating the end faces to which the multi-core fibers are connected, and the shaping step.
  • the present invention is a multi-core fiber connection body formed by connecting a plurality of multi-core fibers, and each of the multi-core fibers is heated at the end face to which the multi-core fiber is connected, and the shape of each end face is heated.
  • a shaping step in which the shape is shaped and a fusion step in which the shaped end faces are fused to each other.
  • a distance along the longitudinal direction from a portion located at the end of the multi-core fiber in the longitudinal direction of the end face after shaping to a position where the end face and the side surface of the cladding are in contact with each other is represented by X. If you want to 0 ⁇ X / Y ⁇ 0.0054Y + 0.268 (2) The end face is heated to satisfy the above condition.
  • connection loss after connection can be reduced by satisfying such a condition when shaping the end face of the multi-core fiber.
  • the reason why the connection loss can be reduced in this way is considered as follows. That is, by satisfying the formula (1), it is considered that even when distortion occurs on the side surface of the clad in the connection portion, the influence of the distortion on the core can be suppressed at the time of fusion. Further, by satisfying the formula (2), the inclination angle of the core surface located on the end face to be shaped and the distance along the longitudinal direction of the multicore fiber from the most protruding portion of the end face to the core face are predetermined. It is considered that the size of the core can be made smaller than that, and the core can be prevented from being distorted during connection.
  • the distortion of the core can be suppressed, and the connection loss can be reduced.
  • the end faces of the multi-core fibers are arranged so that the cores of one multi-core fiber and the cores of the other multi-core fiber face each other with a predetermined interval. It is preferable that a matching step is further provided, and the shaping step is performed in a state where the end faces are butted.
  • the end faces of the two multi-core fibers connected to each other can be shaped under substantially the same conditions, and can be shaped into substantially the same shape. .
  • the end faces of the multi-core fibers are continuously heated from the shaping step to the fusing step.
  • the multi-core fiber is Y ⁇ 25
  • X / Y ⁇ 0.42 The end face may be heated to satisfy the above condition.
  • the multi-core fiber is Y ⁇ 35
  • X / Y ⁇ 0.45 The end face may be heated to satisfy the above condition.
  • the multi-core fiber is Y ⁇ 43
  • X / Y ⁇ 0.50 The end face may be heated to satisfy the above condition.
  • a multicore fiber connection method capable of reducing connection loss and a multicore fiber connector using the same are provided.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a multi-core fiber used in Example 2.
  • FIG. 6 It is a figure which shows the relationship between X / Y and connection loss in Example 2.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a multicore fiber used in Example 6.
  • FIG. 6 is a figure which shows the relationship between X / Y and connection loss in Example 6.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between Y and X / Y at which the connection loss is 0.5 dB in Examples 1 to 6.
  • FIG. 1 is a view showing a multi-core fiber connector according to an embodiment of the present invention.
  • the multi-core fiber connector 1 of the present embodiment is formed by connecting a plurality of multi-core fibers 2 at a connection portion CP.
  • This multi-core fiber connector 1 is used for optical communication.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of each multi-core fiber 2 shown in FIG.
  • each multi-core fiber 2 connected to each other has the same configuration, and covers a plurality of cores 11, a clad 20 surrounding the outer peripheral surface of each core 11, and an outer peripheral surface of the clad 20.
  • An inner protective layer 31 and an outer protective layer 32 that covers the outer peripheral surface of the inner protective layer 31 are provided.
  • the number of cores 11 is seven, one core 11 is arranged at the center, and the other six cores 11 are arranged at equal intervals on the outer peripheral side. That is, the core 11 is arranged 1-6.
  • the plurality of cores 11 are arranged in a triangular lattice shape.
  • the plurality of cores 11 arranged in this way are symmetric with respect to the central axis of the clad 20.
  • the diameter of the core 11 is, for example, 10 ⁇ m.
  • the diameters of the cores 11 may be equal to each other, but the diameters of the cores 11 adjacent to each other may be different by, for example, about 1.0% to 2.0%. As described above, even if the diameters of the cores 11 adjacent to each other are slightly different from each other, if the light propagates through the cores 11, the diameters of the respective cores 11 are almost the same and are substantially equal to each other. It becomes a characteristic.
  • the diameter of the clad 20 is, for example, 185 ⁇ m.
  • each core 11 the center-to-center distance (inter-core distance) of each core 11 is 49.5 ⁇ m, and the distance between the center of the outer core 11 and the outer peripheral surface of the clad 20 (outer cladding thickness) is 43 ⁇ m.
  • size of this outer periphery clad thickness shall be Y micrometer, each multi-core fiber 2 satisfy
  • the outer cladding thickness By setting the outer cladding thickness to 20 ⁇ m or more, it is possible to suppress the outer peripheral portion of light propagating through the outer core 11 from being absorbed by the inner protective layer 31 in the optical fiber for communication. it can.
  • the refractive index of each core 11 is higher than the refractive index of the clad 20.
  • the core 11 is made of quartz to which a dopant that increases the refractive index, such as germanium (Ge), is added.
  • the cladding is made of pure quartz, for example.
  • the refractive indexes of the cores 11 may be equal to each other, but the refractive indexes of the cores 11 adjacent to each other may be different by, for example, about 1.0% to 2.0%. As described above, even if the refractive indexes of the cores 11 adjacent to each other are slightly different from each other, if the light propagates through the cores 11, the refractive indexes of the respective cores 11 are almost the same and substantially the same.
  • the optical characteristics are as follows.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a method of connecting the multi-core fiber 2 of FIG.
  • the end surfaces are associated with each other, a butting step S1 for butting the end surfaces of the multi-core fibers 2, and a shaping step S2 for shaping the shape of each end surface.
  • a fusion step S3 for fusing the multi-core fibers 2 together as a main stage.
  • FIG. 4 is a view showing a state in which the multi-core fiber 2 prepared in a fuser (not shown) is set.
  • the inner protective layer 31 and the outer protective layer 32 in the vicinity of the end face 50 to be connected to each multi-core fiber 2 are peeled off. Therefore, the inner protective layer 31 and the outer protective layer 32 are not shown in FIG.
  • the angle of the end face 50 to be connected to each multi-core fiber 2 is shifted by 1 degree or less with respect to the plane perpendicular to the central axis of each clad 20. Is preferable from the viewpoint of more appropriate connection.
  • the fuser is configured such that each multi-core fiber 2 to be connected is arranged horizontally, and includes a pair of discharge electrodes 60 that heat the end face 50 of the multi-core fiber 2.
  • each multi-core fiber 2 is set in a fuser in a state where end faces 50 to which each multi-core fiber 2 is connected are opposed to each other with a predetermined interval. Then, the central axes CA of the clads 20 of the respective multi-core fibers 2 are matched. That is, each multi-core fiber 2 is arranged so that the central axis CA of the clad 20 of each multi-core fiber 2 is located on the same straight line. In order to align the central axes of the multi-core fibers 2, for example, each multi-core fiber 2 may be observed from the side so that the outer peripheral surface of the clad 20 of each multi-core fiber 2 is flush.
  • the straight line SL connecting the tips of the pair of discharge electrodes 60 provided in the fuser may be located between the end surfaces 50 to be fused of the multicore fiber 2. preferable.
  • each multicore fiber 2 is rotated about its axis so that each core 11 of one multi-core fiber 2 and each core 11 of the other multi-core fiber 2 face each other.
  • each multicore fiber 2 is connected in the fusion step S3. From the viewpoint of connecting more appropriately.
  • the multi-core fibers 2 are abutted with each other.
  • shaping step S2 is performed, and the shape of the end face 50 to be connected to the multi-core fiber 2 is shaped.
  • FIG. 5 shows the state of this step.
  • the shaping of the end face 50 is performed by heating each end face 50.
  • the discharge electrodes 60 of the fuser are vibrated so as to repeatedly swing in the vertical direction in a state where the respective multi-core fibers 2 are abutted with each other. Due to the vibration of the discharge electrode 60, the straight line SL connecting the tips of the discharge electrode 60 moves while drawing a plane perpendicular to the central axis CA of the clad 20 of each multi-core fiber 2.
  • the discharge is performed by applying a high voltage between the pair of discharge electrodes 60 in a state where the tip of the discharge electrode 60 is reciprocating in the vertical direction. At this time, it is preferable that the discharge electrodes 60 swing in synchronization with each other. In this case, since the tips of the respective discharge electrodes 60 maintain a horizontal relative position, it is easy to grasp the heat distribution due to the discharge.
  • FIG. 6 is a view showing the vicinity of the end face 50 of the multi-core fiber 2 after being shaped.
  • the shaped end face 50 tends to be a convex curved surface, and the portion that is the intersection with the central axis CA tends to be the most protruding shape. That is, the center portion of the end face 50 tends to be the tip portion AP located at the extreme end of the multi-core fiber 2 in the longitudinal direction.
  • the distance along the longitudinal direction of the multi-core fiber 2 from the tip portion AP on the end face 50 to the portion ED where the end face 50 and the side surface of the clad 20 are in contact with each other is X ⁇ m.
  • the multi-core fiber 2 satisfies the following formula (2). 0 ⁇ X / Y ⁇ 0.0054Y + 0.268 (2) That is, in this step, the end face 50 is heated so as to satisfy the above formula (2).
  • the value of Y can be measured in advance. Therefore, it is only necessary to observe the end face of the multi-core fiber 2 during heating and to heat the end face 50 so that X satisfies the above formula (2).
  • each multi-core fiber 2 is shaped.
  • ⁇ Fusion step S3> Next, the end faces 50 of the multi-core fibers 2 are fused. Specifically, the discharge is performed while vibrating the respective discharge electrodes 60 as in the shaping step S2. Then, each multi-core fiber 2 is moved so that the end faces 50 facing each other are in contact with each other. Then, when each multi-core fiber 2 is properly fused, the movement and discharge of the multi-core fiber 2 are stopped.
  • each multi-core fiber 2 can be heat continuously from shaping step S2 to this step.
  • the end face 50 can be maintained in a softened state.
  • the end face 50 of the multi-core fiber 2 can be prevented from being deformed by repeated softening and solidification by heating and cooling. it can.
  • each multi-core fiber 2 is connected, and each core 11 of each multi-core fiber 2 is optically coupled to obtain the multi-core fiber connector 1 shown in FIG.
  • the multi-core fiber 2 satisfies the formula (1), and further, the formula (2) is satisfied in the shaping step S2, thereby reducing the connection loss. Can be small. Therefore, the multi-core fiber connector 1 can reduce connection loss.
  • the reason why the connection loss can be reduced in this way is not clarified, but is considered as follows. That is, by satisfying the expression (1), it is possible to suppress the distortion from affecting the core even when the side surface of the clad 20 at the connection portion is distorted in the fusion step S3. Conceivable.
  • the end faces of the two multi-core fibers can be shaped under substantially the same conditions. And can be shaped into substantially the same shape. For example, when shaping is performed by discharge as described above, the end faces of two multi-core fibers can be shaped substantially the same by one discharge.
  • each multi-core fiber 2 and a pair of discharge electrode 60 were each arrange
  • the multi-core fiber 2 and a pair of discharge electrode 60 are arrange
  • each core 11 is surrounded by the clad 20 without a gap.
  • the multicore fiber may be a so-called trench type multicore fiber.
  • each core 11 is individually coated with an inner clad having a lower refractive index than that of the core 11, and each inner clad is individually coated with a trench portion having a lower refractive index.
  • the element composed of the core 11, the inner cladding, and the trench portion may be called a core element. All the core elements are covered with a clad having a higher refractive index than the trench and a lower refractive index than the core.
  • the shaping step S2 is performed in a state where the end faces 50 of the multi-core fibers 2 connected to each other are abutted.
  • the shaping step S2 may be performed before the abutting step S1.
  • the end face 50 is shaped and connected by heating by discharge.
  • the present invention is not limited to this, and at least one of the shaping step S2 and the fusion step S3 may be performed by other heating.
  • the heating means include an oxyhydrogen burner and laser irradiation.
  • Example 1 A plurality of multi-core fibers 2 having the same structure as in the first embodiment were prepared, and the inner protective layer 31 and the outer protective layer 32 were peeled off.
  • the diameter of the clad 20 was 185 ⁇ m
  • the diameter of each core 11 was 9.8 ⁇ m
  • the distance between the cores was 49.5 ⁇ m.
  • the outer cladding thickness Y was 43 ⁇ m.
  • this multi-core fiber 2 is a set of two samples 1-1 to 1-4.
  • the end surface of each multi-core fiber 2 was shaped by the shaping step S2 similar to the said embodiment.
  • the distance X along the longitudinal direction of the multi-core fiber 2 from the tip portion AP of the end face 50 to the part ED where the end face 50 and the side surface of the clad 20 contact each other is different for each sample.
  • Table 1 shows the ratio of X and Y (X / Y) in each of samples 1-1 to 1-4.
  • each multi-core fiber 2 was connected to obtain a multi-core fiber connector 1. At this time, the connection conditions were the same in each of the samples 1-1 to 1-4.
  • connection loss was measured.
  • the splice loss was measured by a method called OTDR method (optical time domain reflectometry). Table 1 shows the average connection loss of the measured cores 11 on the outer peripheral side for each sample.
  • the relationship between the ratio of X and Y (X / Y) shown in Table 1 and the average of connection loss is shown in FIG.
  • the solid line is a straight line obtained by approximating the points showing the above relationships in the respective samples 1-1 to 1-4 using the least square method.
  • the broken line of FIG. 7 shows a connection loss of 0.5 dB.
  • the intersection of the solid line and the broken line in FIG. 7, that is, X / Y at which the connection loss is 0.5 dB was 0.518.
  • FIG. 8 is a diagram showing multi-core fibers connected in the present embodiment.
  • the same or equivalent configurations as those of the multicore fiber 2 shown in FIG. .
  • the multi-core fiber 3 is a so-called trench type multi-core fiber.
  • the multi-core fiber 3 of the present embodiment is different from the multi-core fiber 2 shown in FIG. 2 in that the core element 10 including the core 11 is disposed.
  • Each core element 10 has a configuration in which a core 11 is covered with an inner cladding 12 having a lower refractive index than the core 11, and the inner cladding 12 is covered with a trench portion 13 having a lower refractive index than the inner cladding 12 and the cladding 20.
  • Each core element 10 is covered with a clad 20.
  • a plurality of such multi-core fibers 3 were prepared, and the inner protective layer and the outer protective layer were peeled off.
  • the diameter of the clad 20 was 185 ⁇ m
  • the diameter of each core 11 was 9.8 ⁇ m
  • the distance between the cores was 49.5 ⁇ m.
  • the outer cladding thickness Y was 43 ⁇ m. That is, the diameter of the clad 20, the diameter of the core 11, the distance between cores, and the outer clad thickness Y in the multi-core fiber 3 were the same as the corresponding configurations in the multi-core fiber 2 of Example 1.
  • this multi-core fiber 3 is a set of two samples, which are Samples 2-1 to 2-4.
  • the end surface of each multi-core fiber 3 was shape
  • Table 2 shows the ratio of X and Y (X / Y) in each sample 2-1 to 2-4.
  • the multicore fibers 3 were connected to form a multicore fiber connector. At this time, the connection conditions in Samples 2-1 to 2-4 were the same as those in Example 1.
  • the solid line is a straight line obtained by approximating the points showing the above relationships in the respective samples 2-1 to 2-4 using the least square method.
  • the broken line of FIG. 8 shows a connection loss of 0.5 dB. The intersection of the solid line and the broken line in FIG. 8, that is, X / Y at which the connection loss is 0.5 dB was 0.502.
  • the core 11 is a part of the core element 10 as in the present embodiment.
  • the trench type multi-core fiber 3 there was no significant difference in X / Y at which the connection loss was 0.5 dB. Therefore, when Y is 43 ⁇ m as in the first embodiment or the present embodiment, for example, if X / Y is 0.50 or less, the multi-core fiber 3 can be connected with reduced connection loss. I understood.
  • Example 3 A plurality of multi-core fibers 3 shown in FIG. 8 were prepared.
  • the diameter of the clad 20 was 160 ⁇ m
  • the diameter of each core 11 was 8.9 ⁇ m
  • the distance between the cores was 45 ⁇ m.
  • the outer cladding thickness Y was 35 ⁇ m.
  • this multi-core fiber 3 is a set of two, samples 3-1 to 3-4. And the end surface of each multi-core fiber 3 was shape
  • the multicore fibers 3 were connected to form a multicore fiber connector. At this time, the connection conditions in Samples 3-1 to 3-4 were the same as those in Example 1.
  • the solid line is a straight line obtained by approximating the points showing the above relationships in the respective samples 3-1 to 3-4 using the least square method.
  • the broken line of FIG. 9 shows a connection loss of 0.5 dB.
  • the intersection of the solid line and the broken line in FIG. 9, that is, X / Y at which the connection loss is 0.5 dB was 0.462.
  • Example 4 A plurality of multi-core fibers 3 shown in FIG. 8 were prepared.
  • the diameter of the clad 20 was 210 ⁇ m
  • the diameter of each core 11 was 10.9 ⁇ m
  • the distance between the cores was 55 ⁇ m.
  • the outer cladding thickness Y was 50 ⁇ m.
  • this multi-core fiber 3 is a set of two, samples 4-1 to 4-4. And the end surface of each multi-core fiber 3 was shape
  • the multicore fibers 3 were connected to form a multicore fiber connector. At this time, the connection conditions in Samples 4-1 to 4-4 were the same as those in Example 1.
  • the solid line is a straight line obtained by approximating the points showing the above relationships in the respective samples 4-1 to 4-4 using the least square method.
  • the broken line of FIG. 10 shows a connection loss of 0.5 dB.
  • the intersection of the solid line and the broken line in FIG. 10, that is, X / Y at which the connection loss is 0.5 dB was 0.560.
  • Example 5 A plurality of multi-core fibers 3 shown in FIG. 8 were prepared.
  • the diameter of the clad 20 was 140 ⁇ m
  • the diameter of each core 11 was 7.8 ⁇ m
  • the distance between the cores was 45 ⁇ m.
  • the outer cladding thickness Y was 25 ⁇ m.
  • This multi-core fiber 3 was made into a set, and samples 5-1 to 5-4 were used. And the end surface of each multi-core fiber 3 was shape
  • the solid line is a straight line obtained by approximating the points showing the above relationships in the respective samples 5-1 to 5-4 using the least square method.
  • the broken line of FIG. 11 shows a connection loss of 0.5 dB.
  • the intersection of the solid line and the broken line in FIG. 11, that is, X / Y at which the connection loss is 0.5 dB was 0.423.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating multi-core fibers connected in the present embodiment.
  • the same or equivalent configurations as those of the multi-core fiber 3 shown in FIG. .
  • the multi-core fiber 4 of the present embodiment is different from the multi-core fiber 3 shown in FIG. 8 in the following points. That is, as shown in FIG. 12, in the multi-core fiber 4, the core element 10 is not arranged at the center of the clad 20, and the six core elements 10 are arranged further on the outer peripheral side than the core element 10 on the outer peripheral side in FIG. Has been.
  • a plurality of such multi-core fibers 4 were prepared, and the inner protective layer and the outer protective layer were peeled off.
  • the diameter of the clad 20 was 230 ⁇ m
  • the diameter of each core 11 was 9.9 ⁇ m
  • the inter-core distance was 44.5 ⁇ m.
  • the outer cladding thickness Y was 38 ⁇ m.
  • this multi-core fiber 4 is a set of two samples 6-1 to 6-4. And the end surface of each multi-core fiber 4 was shape
  • the multicore fibers 4 were connected to form a multicore fiber connector. At this time, the connection conditions in Samples 6-1 to 6-4 were the same as those in Example 1.
  • connection loss was measured in the same manner as in Example 1.
  • the core for measuring the connection loss was the core located on the outermost periphery side. Table 6 shows the measured average connection loss of the core 11 for each sample.
  • the relationship between the ratio of X and Y (X / Y) shown in Table 6 and the average connection loss is shown in FIG.
  • the solid line is a straight line obtained by approximating the points showing the above relationships in the respective samples 6-1 to 6-4 using the least square method.
  • the broken line of FIG. 13 shows a connection loss of 0.5 dB.
  • the intersection of the solid line and the broken line in FIG. 13, that is, X / Y at which the connection loss is 0.5 dB was 0.478.
  • FIG. 14 shows the relationship between Y in Examples 1 to 6 and X / Y at which the connection loss is 0.5 dB. Then, it was found that the points indicating the relationship between Y in Examples 1 to 6 and X / Y at which the connection loss is 0.5 dB are arranged on a substantially straight line. Therefore, the slope of this straight line is obtained by the least square method, and a straight line formula is obtained when at least one point is located on the straight line of this slope and the other points are located above the straight line.
  • This straight line is represented by the following formula (3).
  • X / Y 0.0054Y + 0.268 (3)
  • connection loss is 0.5 dB or less.
  • connection loss can be reduced if heating is performed in the shaping step S2 so as to satisfy the above formula (2).
  • Y is smaller than 20 ⁇ m, it is considered that the distortion of the outer peripheral surface of the clad at the connection portion affects the core and the connection loss increases.
  • a multicore fiber connection method capable of reducing connection loss and a multicore fiber connector using the same can be provided and used in the field of optical communication and the like.

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Abstract

　マルチコアファイバ２の接続方法は、それぞれのマルチコアファイバ２の接続される端面５０を加熱してそれぞれの端面５０の形状を整形する整形ステップＳ２と、整形されたそれぞれ端面５０を互いに融着する融着ステップＳ３と、を備え、マルチコアファイバ２は、最もクラッド２０の外周側に位置するコア１１の中心からクラッド２０の側面までの距離をＹμｍとする場合に、Ｙ≧２０を満たし、整形ステップＳ２では、整形後の端面５０におけるマルチコアファイバ２の長手方向の最も端に位置する部分から端面５０とクラッド２０の側面とが接する位置までの長手方向に沿った距離をＸとする場合に、０＜Ｘ／Ｙ≦０．００５４Ｙ＋０．２６８を満たすように端面５０を加熱する。

Description

マルチコアファイバの接続方法及びこれを用いたマルチコアファイバ接続体
　本発明は、接続損失を低減することができるマルチコアファイバの接続方法及びこれを用いたマルチコアファイバ接続体に関する。
　光ファイバ通信システムの普及に伴い、伝送される情報量が飛躍的に増大している。このような伝送される情報量の増大に伴い、光ファイバ通信システムにおいては、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ることで、大容量の長距離光通信が行われている。
　こうした光ファイバ通信システムにおける光ファイバ１本当たりの伝送容量を増大させるため、複数のコアの外周が１つのクラッドにより囲まれたマルチコアファイバを用いてそれぞれのコアを伝搬する光により、複数の信号を伝送させることが知られている。また、光ファイバ通信システムにおいては、長距離の光通信を行うために複数の光ファイバを接続して用いる場合があり、マルチコアファイバを用いる光ファイバ通信システムにおいても、複数のマルチコアファイバを接続して用いる場合がある。
　下記特許文献１には、マルチコアファイバの接続方法が記載されている。この文献に記載の接続方法では、接続されるマルチコアファイバの端面同士を突き合わせた接続部位が一対の電極間に配置され、この一対の電極間に放電がなされることにより、それぞれの光ファイバの端面同士が融着される。
特開２０１３－２１０６０２号
　ところで、光ファイバを接続する場合、一般的に、光ファイバのそれぞれの接続端面が整形された後に、当該端面同士が融着される。この整形では、それぞれの接続端面が軟化するまで加熱されることで、端面における細かい凹凸が除去される。
　しかし、このような加熱による整形を行うと、端面とクラッドの側面との縁が徐々に丸みを帯び、端面の中心が突出して、端面の形状が凸面状となる傾向がある。シングルコアファイバであれば、端面が凸面状に整形される場合であっても、接続後の光ファイバにおける接続損失を抑制することができる。しかし、マルチコアファイバの場合、接続損失が大きくなる場合があることが見出された。
　シングルコアファイバの場合に接続損失が低減できる理由は、接続時に凸面状の端面が変形しながら融着される場合であっても、凸面の最も突き出た部分にのみコアが位置するため、コアが端面の変形による歪みの影響を然程受けないためと考えられる。しかし、マルチコアファイバの場合、クラッドの中心以外にもコアが配置される。端面が凸面状になると、クラッドの中心以外に位置するコアの端面上の部位であるコア面は、傾斜面上に位置することとなる。このコア面の傾斜角が大きい場合や、端面の最も突出する部分からコア面までのマルチコアファイバの長手方向に沿った方向の距離が大きい場合、マルチコアファイバ同士を融着する際にコアの接続面が歪むことが考えられる。この歪みにより上記接続損失が大きくなると考えられる。
　そこで、マルチコアファイバの端面を整形する際に、側面観察を行いコア面の傾斜角や、端面の最も突出する部分からコア面までの上記距離を計測しながら整形を行い、当該傾斜角や当該距離が一定以下となるように整形を行うことが考えられる。しかし、マルチコアファイバの側面観察を行う場合、コアの位置を正確に把握することが困難な場合が多い。このため、このような観察を行うことで当該傾斜角や当該距離が一定以下となるように整形を行うことは困難である。従って、側面観察を行い適切な端面の整形を行って、マルチコアファイバの接続を行うことは困難である。
　そこで、本発明は、接続損失を低減することができるマルチコアファイバの接続方法及びこれを用いたマルチコアファイバ接続体を提供することを目的とする。
　本発明者は、クラッドの側面と融着される端面とが接する位置を把握することで、整形時にコアの位置を正確に把握せずとも、接続損失を低減してマルチコアファイバ同士を接続することができることを見出し、本発明をするに至った。
　すなわち、本発明は、マルチコアファイバ同士を接続するマルチコアファイバの接続方法であって、それぞれのマルチコアファイバの接続される端面を加熱してそれぞれの前記端面の形状を整形する整形ステップと、整形されたそれぞれ前記端面を互いに融着する融着ステップと、を備えるものである。
　また、本発明は、複数のマルチコアファイバが接続されて成るマルチコアファイバ接続体であって、それぞれの前記マルチコアファイバは、それぞれの前記マルチコアファイバの接続される端面が加熱されてそれぞれの前記端面の形状が整形される整形ステップと、整形されたそれぞれ前記端面が互いに融着される融着ステップと、を経て接続されて成るものである。
　そして、上記のマルチコアファイバの接続方法及びマルチコアファイバ接続体において、前記マルチコアファイバは、最もクラッドの外周側に位置するコアの中心から前記クラッドの側面までの距離をＹμｍとする場合に、
Ｙ≧２０　・・・（１）
を満たす。更に、前記整形ステップでは、整形後の前記端面における前記マルチコアファイバの長手方向の最も端に位置する部分から前記端面と前記クラッドの側面とが接する位置までの前記長手方向に沿った距離をＸとする場合に、
０＜Ｘ／Ｙ≦０．００５４Ｙ＋０．２６８　・・・（２）
を満たすように前記端面が加熱されることを特徴とするものである。
　本発明者は、マルチコアファイバの端面を整形する際にこのような条件が満たされることで、接続後における接続損失を低減することができることを見出した。このように接続損失を低減することができる理由は次のように考えられる。すなわち、式（１）を満たすことにより、融着時において、接続部分におけるクラッドの側面に歪みが生じる場合であっても、この歪みがコアまで影響することを抑制することができると考えられる。また、式（２）を満たすことにより、整形される端面上に位置するコア面の傾斜角や、端面の最も突出する部分からコア面までのマルチコアファイバの長手方向に沿った方向の距離を所定の大きさよりも小さくすることができ、接続時にコアが歪むことを抑制することができると考えられる。
　こうして、本発明によるマルチコアファイバの接続方法及びマルチコアファイバ接続体によれば、コアの歪みを抑えることができると考えられ、接続損失を小さくすることができる。
　また、前記整形ステップの前に一方の前記マルチコアファイバのそれぞれのコアと他方の前記マルチコアファイバのそれぞれのコアとが所定の間隔をあけて互いに対向するように、それぞれの前記マルチコアファイバの前記端面同士を突き合わせる突き合わせステップを更に備え、前記整形ステップは、前記端面同士が突き合わされた状態で行われることが好ましい。
　互いに接続されるマルチコアファイバが互いに突き合わされた状態で整形されることで、互いに接続される２本のマルチコアファイバの端面を略同一条件で整形することができ略同一の形状に整形することができる。
　この場合、前記整形ステップから前記融着ステップまでそれぞれの前記マルチコアファイバの前記端面が連続して加熱されることが好ましい。
　整形から融着まで連続して加熱されることにより、整形と融着との間において、マルチコアファイバの端面が固化することを防止することができる。つまり、融着されるマルチコアファイバの端面が、加熱、冷却による軟化と固化とを繰り返すことを防止でき、マルチコアファイバの端面の変形を抑制することができる。
　また、前記マルチコアファイバは、
Ｙ≧２５
を満たし、前記整形ステップでは、
Ｘ／Ｙ≦０．４２
を満たすように前記端面を加熱することとしても良い。
　また、前記マルチコアファイバは、
Ｙ≧３５
を満たし、前記整形ステップでは、
Ｘ／Ｙ≦０．４５
を満たすように前記端面を加熱することとしても良い。
　また、前記マルチコアファイバは、
Ｙ≧４３
を満たし、前記整形ステップでは、
Ｘ／Ｙ≦０．５０
を満たすように前記端面を加熱することとしても良い。
　以上のように、本発明によれば、接続損失を低減することができるマルチコアファイバの接続方法及びこれを用いたマルチコアファイバ接続体が提供される。
本発明の実施形態におけるマルチコアファイバ接続体を示す図である。 図１に示すマルチコアファイバの断面図である。 マルチコアファイバを接続する方法を示すフローチャートである。 突き合わせステップ後の様子を示す図である。 整形ステップの様子を示す図である。 整形ステップ後のマルチコアファイバの端面近傍の様子を示す図である。 実施例１におけるＸ／Ｙと接続損失の関係を示す図である。 実施例２に用いるマルチコアファイバの断面図である。 実施例２におけるＸ／Ｙと接続損失の関係を示す図である。 実施例３におけるＸ／Ｙと接続損失の関係を示す図である。 実施例４におけるＸ／Ｙと接続損失の関係を示す図である。 実施例５におけるＸ／Ｙと接続損失の関係を示す図である。 実施例６に用いるマルチコアファイバの断面図である。 実施例６におけるＸ／Ｙと接続損失の関係を示す図である。 実施例１～６におけるＹと接続損失が０．５ｄＢとなるＸ／Ｙとの関係を示す図である。
　以下、本発明に係るマルチコアファイバ接続体の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、理解の容易のため、それぞれの図に記載のスケールが互いに異なる場合がある。
　図１は、本発明の実施形態に係るマルチコアファイバ接続体を示す図である。図１に示すように、本実施形態のマルチコアファイバ接続体１は、複数のマルチコアファイバ２が接続部ＣＰにおいて接続されて成る。このマルチコアファイバ接続体１は、光通信に用いるものである。
　図２は、図１に示すそれぞれのマルチコアファイバ２の断面図である。図２に示すように、互いに接続されるそれぞれのマルチコアファイバ２は互いに同じ構成とされ、複数のコア１１と、それぞれのコア１１の外周面を囲むクラッド２０と、クラッド２０の外周面を被覆する内側保護層３１と、内側保護層３１の外周面を被覆する外側保護層３２と、を備える。
　本実施形態においては、コア１１の数が７つとされ、中心に１つのコア１１が配置されると共に、他の６つのコア１１が外周側に互いに等間隔に配置されている。つまり、コア１１が１－６配置されている。こうして複数のコア１１は三角格子状に配置されている。このように配置された複数のコア１１は、クラッド２０の中心軸に対して対称とされている。
　コア１１の直径は、例えば１０μｍとされる。なお、それぞれのコア１１の直径は互いに等しい大きさでも良いが、互いに隣り合うコア１１の直径が、例えば１．０％～２．０％程度異なるようにされても良い。このように、互いに隣り合うコア１１の直径が、物理的に僅かに異なっていても、コア１１を伝搬する光にしてみれば、それぞれのコア１１の直径は、殆ど変わらず、略同等の光学特性となる。また、クラッド２０の直径は、例えば１８５μｍとされる。この場合、例えば、それぞれのコア１１の中心間距離（コア間距離）が４９．５μｍとされ、外周側のコア１１の中心とクラッド２０の外周面との距離（外周クラッド厚）が４３μｍとされる。なお、この外周クラッド厚の大きさをＹμｍとする場合に、それぞれのマルチコアファイバ２は、下記式（１）を満たす。
Ｙ≧２０　　・・・（１）
　外周クラッド厚が２０μｍ以上とされることで、通信用の光ファイバにおいて、外周側のコア１１を伝搬する光の外周側の部分が内側保護層３１に掛かって吸収されることを抑制することができる。
　また、それぞれのコア１１の屈折率は、クラッド２０の屈折率よりも高くされている。コア１１は、例えばゲルマニウム（Ｇｅ）等の屈折率を高くするドーパントが添加された石英から成り、この場合、クラッドは、例えば純粋な石英から成る。なお、それぞれのコア１１の屈折率は互いに等しくても良いが、互いに隣り合うコア１１の屈折率が、例えば１．０％～２．０％程度異なるようにされても良い。このように、互いに隣り合うコア１１の屈折率が、物理的に僅かに異なっていても、コア１１を伝搬する光にしてみれば、それぞれのコア１１の屈折率は、殆ど変わらず、略同等の光学特性となる。
　このようなマルチコアファイバ接続体１においては、例えば、それぞれのコア１１を光がシングルモードで伝搬する。
　次に、マルチコアファイバ２を接続して、マルチコアファイバ接続体１とする方法について説明する。
　図３は、図１のマルチコアファイバ２を接続してマルチコアファイバ接続体１とする方法を示すフローチャートである。図２に示すように、マルチコアファイバ２を接続する方法は、それぞれのマルチコアファイバ２の端面同士を突き合わせる突き合わせステップＳ１と、それぞれの端面の形状を整形する整形ステップＳ２と、端面同士が付き合わされたそれぞれのマルチコアファイバ２同士を融着する融着ステップＳ３とを、主な段階として備える。
　＜突き合わせステップＳ１＞
　まず、図１のマルチコアファイバ２を複数準備する。図４は、本体を図示しない融着器に準備されたマルチコアファイバ２がセットされた様子を示す図である。なお、それぞれのマルチコアファイバ２が融着器にセットされる前に、それぞれのマルチコアファイバ２の接続されるべき端面５０近傍の内側保護層３１及び外側保護層３２を剥離しておく。従って、図４では内側保護層３１、外側保護層３２が記載されていない。それぞれのマルチコアファイバ２の接続されるべき端面５０の角度は、それぞれのクラッド２０の中心軸に垂直な面に対して１度以下のずれであることが、融着ステップＳ３でそれぞれのマルチコアファイバ２を接続するときに、より適切に接続する観点から好ましい。本実施形態では、融着器は、接続されるそれぞれのマルチコアファイバ２が水平に配置されるものであり、マルチコアファイバ２の端面５０を加熱する一組の放電電極６０を備える。
　図４に示すように、それぞれのマルチコアファイバ２の接続される端面５０が、所定の間隔をあけて互いに対向する状態で、それぞれのマルチコアファイバ２を融着器にセットする。そして、それぞれのマルチコアファイバ２のクラッド２０の中心軸ＣＡを一致させる。つまり、それぞれのマルチコアファイバ２のクラッド２０の中心軸ＣＡが同一の直線上に位置するようにそれぞれのマルチコアファイバ２を配置する。なお、マルチコアファイバ２の中心軸を合わせるには、例えば、それぞれのマルチコアファイバ２を側面観察して、それぞれのマルチコアファイバ２のクラッド２０の外周面が面一となるようにすれば良い。
　なお、図４に示すように、融着器に装備されている一対の放電電極６０のそれぞれの先端を結ぶ直線ＳＬが、マルチコアファイバ２の融着されるべき端面５０の間に位置することが好ましい。
　次に、少なくとも一方のマルチコアファイバ２を軸中心に回転させて、一方のマルチコアファイバ２のそれぞれのコア１１と他方のマルチコアファイバ２のそれぞれのコア１１とが、互いに対向するようにする。このとき、一方のマルチコアファイバ２の端面５０と他方のマルチコアファイバ２の端面５０とがなす角度が０．５度以下であることが、融着ステップＳ３でそれぞれのマルチコアファイバ２を接続するときに、より適切に接続する観点から好ましい。
　こうして、それぞれのマルチコアファイバ２同士が突き合わされる。
　＜整形ステップＳ２＞
　次に整形ステップＳ２を行い、マルチコアファイバ２の接続されるべき端面５０の形状を整形する。
　図５は本ステップの様子を示す図である。端面５０の整形は、それぞれの端面５０を加熱することで行う。具体的には、図５に示すように、それぞれのマルチコアファイバ２同士が突き合わされた状態で、融着器の放電電極６０を上下方向に繰り返し揺動運動するように振動させる。この放電電極６０の振動により、放電電極６０の先端同士を結ぶ直線ＳＬが、それぞれのマルチコアファイバ２のクラッド２０の中心軸ＣＡに垂直な面を描いて移動する。そして、放電電極６０の先端が上下方向に往復運動している状態で、一対の放電電極６０間に高電圧をかけて放電を行う。このとき、放電電極６０が互いに同期して揺動運動をすることが好ましい。この場合、それぞれの放電電極６０の先端が互いに水平な相対的位置を保つため、放電による熱の分布が把握し易い。
　こうして放電電極６０からの放電によるエネルギーが、熱に変換されて、互いに突き合わされたそれぞれのマルチコアファイバ２の端面５０が軟化する。このとき、まず、端面５０の縁、すなわち端面５０とクラッド２０とが接する部分が軟化して丸みを帯びる。更に放電による加熱を続けることで、軟化した端面５０は表面張力により整形され、端面５０の細かい凹凸が除去される。図６は、整形された後のマルチコアファイバ２の端面５０近傍を示す図である。整形後の端面５０は、凸状の曲面となる傾向があり、中心軸ＣＡとの交点となる部位が最も突出した形状となり易い。つまり、端面５０の中心部分がマルチコアファイバ２の長手方向の最も端に位置する先端部分ＡＰとなる傾向がある。
　ここで、図６に示すように、整形後において、端面５０における先端部分ＡＰから端面５０とクラッド２０の側面とが接する部位ＥＤまでのマルチコアファイバ２の長手方向に沿った距離をＸμｍとする。このときマルチコアファイバ２は、下記式（２）を満たす。
０＜Ｘ／Ｙ≦０．００５４Ｙ＋０．２６８　・・・（２）
つまり、本ステップでは、上記式（２）を満たすように端面５０を加熱する。Ｙの値は、事前に計測することが可能である。従って、加熱中にマルチコアファイバ２の端面を観察して、上記式（２）を満たすＸとなるように端面５０を加熱すれば良い。
　こうして、それぞれのマルチコアファイバ２の端面５０が整形される。
　＜融着ステップＳ３＞
　次にそれぞれのマルチコアファイバ２の端面５０同士を融着する。具体的には、整形ステップＳ２と同様にそれぞれの放電電極６０を振動させながら放電を行う。そして、互いに対向している端面５０が互いに接触するようにそれぞれのマルチコアファイバ２を移動する。そして、それぞれのマルチコアファイバ２が適切に融着されたところで、マルチコアファイバ２の移動、及び、放電を止める。
　なお、整形ステップＳ２から本ステップまでそれぞれのマルチコアファイバ２の端面５０を連続して加熱しなくても良いが、連続して加熱したほうが好ましい。連続して加熱することで、端面５０が軟化した状態を維持することができる。このように整形、融着を端面５０が軟化した状態を維持して行うことで、マルチコアファイバ２の端面５０が、加熱、冷却による軟化と固化とを繰り返すことにより変形することを抑制することができる。
　こうして、それぞれのマルチコアファイバ２が接続され、それぞれのマルチコアファイバ２のそれぞれのコア１１同士が光学的に結合され、図１に示すマルチコアファイバ接続体１を得る。
　以上説明したように、本実施形態のマルチコアファイバ２の接続方法によれば、マルチコアファイバ２が式（１）を満たし、さらに、整形ステップＳ２において式（２）が満たされることにより、接続損失を小さくすることができる。従って、マルチコアファイバ接続体１は接続損失を低減することができる。このように接続損失を低減することができる理由は、明確とされていないが、次のように考えられる。すなわち、式（１）が満たされることにより、融着ステップＳ３において、接続部分におけるクラッド２０の側面に歪みが生じる場合であっても、この歪みがコアまで影響することを抑制することができると考えられる。また、式（２）が満たされることにより、整形される端面５０上に位置するコア面の傾斜角や、端面５０の最も突出する先端部分ＡＰからコア面までのマルチコアファイバ２の長手方向に沿った方向の距離を所定の大きさよりも小さくすることができ、融着時にコア１１が歪むことを抑制することができると考えられる。
　また、本実施形態の整形ステップＳ２は、突き合わせステップＳ１の後において、それぞれのマルチコアファイバ２が突き合わされた状態で整形されるため、２本のマルチコアファイバの端面を略同一条件で整形することができ略同一の形状に整形することができる。例えば、上記のように整形を放電により行う場合、１回の放電で２本のマルチコアファイバ端面をほぼ同一に整形することができる。
　以上、本発明について、実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
　例えば、上記実施形態おいて、コア１１が１－６配置される例を示したが、コアの数や配置に特に制限はない。
　また、上記実施形態では、それぞれのマルチコアファイバ２及び一対の放電電極６０がそれぞれ水平に配置されたが、本発明では、マルチコアファイバ２及び一対の放電電極６０は、融着出来る限りにおいて水平に配置されなくても良い。
　また、上記実施形態のマルチコアファイバ２では、それぞれのコア１１がクラッド２０で隙間なく包囲される構成とされた。しかし、本発明はこれに限らず、マルチコアファイバはいわゆるトレンチ型のマルチコアファイバであっても良い。トレンチ型のマルチコアファイバは、それぞれのコア１１がコア１１よりも低屈折率の内側クラッドで個別に被覆され、それぞれの内側クラッドが更に低屈折率のトレンチ部で個別に被覆される。このコア１１と内側クラッドとトレンチ部とから成る要素はコア要素と呼ばれる場合がある。そして全てのコア要素がトレンチ部よりも高屈折率でコアよりも低屈折率のクラッドで被覆される構造とされる。
　また、上記実施形態では、互いに接続されるマルチコアファイバ２の端面５０が突き合わされた状態で、整形ステップＳ２が行われたが、突き合わせステップＳ１を行う前に整形ステップＳ２を行っても良い。
　また、上記実施形態では、端面５０の整形及び接続を放電による加熱で行った。しかし、本発明はこれに限らず、整形ステップＳ２及び融着ステップＳ３の少なくとも一方を他の加熱により行っても良い。この加熱の手段としては、例えば、酸水素バーナやレーザ照射等を挙げることができる。
　以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものでは無い。
　（実施例１）
　第１実施形態と同様の構造を有するマルチコアファイバ２を複数本準備して、内側保護層３１、外側保護層３２を剥離した。それぞれのマルチコアファイバ２は、クラッド２０の直径が１８５μｍであり、それぞれのコア１１の直径が９．８μｍであり、コア間距離は４９．５μｍであった。また、外周クラッド厚Ｙは４３μｍであった。
　このマルチコアファイバ２を２本一組として、サンプル１－１～１－４とした。そして、それぞれのマルチコアファイバ２の端面を上記実施形態と同様の整形ステップＳ２により整形した。整形ステップＳ２では、整形後において、端面５０における先端部分ＡＰから端面５０とクラッド２０の側面とが接する部位ＥＤまでのマルチコアファイバ２の長手方向に沿った距離Ｘが、それぞれのサンプル毎に異なるように加熱を行った。それぞれのサンプル１－１～１－４におけるＸとＹの比（Ｘ／Ｙ）を表１に示す。次に、上記実施形態と同様にして、それぞれのマルチコアファイバ２を接続してマルチコアファイバ接続体１とした。このときそれぞれのサンプル１－１～１－４において接続条件を同じとした。
　次に、それぞれのコア１１に光を入射して、接続損失を測定した。接続損失は、ＯＴＤＲ法（光時間領域反射測定法）という方法で測定した．測定した外周側のコア１１の接続損失の平均をそれぞれのサンプル毎に表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
　ここで、表１に記載のＸとＹの比（Ｘ／Ｙ）と接続損失の平均との関係を図７に示す。図７において、実線は、それぞれのサンプル１－１～１－４における上記関係を示す点を最小二乗法を用いて近似した直線である。また、図７の破線は、接続損失が０．５ｄＢを示す。図７における実線と破線の交点、すなわち、接続損失が０．５ｄＢとなるＸ／Ｙは０．５１８であった。
　（実施例２）
　図８は、本実施例において接続するマルチコアファイバを示す図である。なお、図８に示すマルチコアファイバ３の説明において、図２に示すマルチコアファイバ２と同一又は同等の構成については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。
　図８に示すように、マルチコアファイバ３はいわゆるトレンチ型のマルチコアファイバとされる。本実施例のマルチコアファイバ３は、コア１１を含むコア要素１０が配置される点において図２に示すマルチコアファイバ２と異なる。それぞれのコア要素１０は、コア１１がコア１１よりも低屈折率の内側クラッド１２で被覆され、内側クラッド１２が内側クラッド１２及びクラッド２０よりも低屈折率のトレンチ部１３で被覆される構成とされている。また、それぞれのコア要素１０はクラッド２０で被覆されている。
　このようなマルチコアファイバ３を複数本準備して、内側保護層、外側保護層を剥離した。それぞれのマルチコアファイバ３は、クラッド２０の直径が１８５μｍであり、それぞれのコア１１の直径が９．８μｍであり、コア間距離は４９．５μｍであった。また、外周クラッド厚Ｙは４３μｍであった。つまり、マルチコアファイバ３におけるクラッド２０の直径、コア１１の直径、コア間距離、外周クラッド厚Ｙは、それぞれ実施例１のマルチコアファイバ２における対応する構成の大きさ同様であった。
　このマルチコアファイバ３を２本一組として、サンプル２－１～２－４とした。そして、それぞれのマルチコアファイバ３の端面を上記実施形態と同様の整形ステップＳ２により整形した。本実施例においても、整形ステップＳ２において、整形後における距離Ｘがそれぞれのサンプル毎に異なるように加熱を行った。それぞれのサンプル２－１～２－４におけるＸとＹの比（Ｘ／Ｙ）を表２に示す。次に、実施例１と同様にして、それぞれのマルチコアファイバ３を接続してマルチコアファイバ接続体とした。このときそれぞれのサンプル２－１～２－４において接続条件を実施例１と同じとした。
　次に、サンプル２－１～２－４のマルチコアファイバ接続体のそれぞれのコア１１に光を入射して、実施例１と同様にして接続損失を測定した。測定した外周側のコア１１の接続損失の平均をそれぞれのサンプル毎に表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
　ここで、表２に記載のＸとＹの比（Ｘ／Ｙ）と接続損失の平均との関係を図８に示す。図８において、実線は、それぞれのサンプル２－１～２－４における上記関係を示す点を最小二乗法を用いて近似した直線である。また、図８の破線は、接続損失が０．５ｄＢを示す。図８における実線と破線の交点、すなわち、接続損失が０．５ｄＢとなるＸ／Ｙは０．５０２であった。
　実施例１，２の結果より、実施例１のようにコア１１が直接クラッド２０に包囲されている場合であっても、本実施例のようにコア１１がコア要素１０の一部とされるトレンチ型のマルチコアファイバ３であっても、接続損失が０．５ｄＢとなるＸ／Ｙに大きな差は生じなかった。従って、実施例１や本実施例のようにＹが４３μｍの場合には、例えば、Ｘ／Ｙが０．５０以下であれば、接続損失を低減してマルチコアファイバ３を接続することができることが分かった。
　（実施例３）
　図８に示すマルチコアファイバ３を複数本準備した。本実施例におけるそれぞれのマルチコアファイバ３は、クラッド２０の直径が１６０μｍであり、それぞれのコア１１の直径が８．９μｍであり、コア間距離は４５μｍであった。また、外周クラッド厚Ｙは３５μｍであった。
　このマルチコアファイバ３を２本一組として、サンプル３－１～３－４とした。そして、それぞれのマルチコアファイバ３の端面を上記実施形態と同様の整形ステップＳ２により整形した。本実施例においても、整形ステップＳ２において、整形後における距離Ｘがそれぞれのサンプル毎に異なるように加熱を行った。それぞれのサンプル３－１～３－４におけるＸとＹの比（Ｘ／Ｙ）を表３に示す。次に、実施例１と同様にして、それぞれのマルチコアファイバ３を接続してマルチコアファイバ接続体とした。このときそれぞれのサンプル３－１～３－４において接続条件を実施例１と同じとした。
　次に、サンプル３－１～３－４のマルチコアファイバ接続体のそれぞれのコア１１に光を入射して、実施例１と同様にして接続損失を測定した。測定した外周側のコア１１の接続損失の平均をそれぞれのサンプル毎に表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
　ここで、表３に記載のＸとＹの比（Ｘ／Ｙ）と接続損失の平均との関係を図９に示す。図９において、実線は、それぞれのサンプル３－１～３－４における上記関係を示す点を最小二乗法を用いて近似した直線である。また、図９の破線は、接続損失が０．５ｄＢを示す。図９における実線と破線の交点、すなわち、接続損失が０．５ｄＢとなるＸ／Ｙは０．４６２であった。
　従って、本実施例のようにＹが３５μｍの場合には、例えば、Ｘ／Ｙが０．４５以下であれば、接続損失を低減してマルチコアファイバ３を接続することができることが分かった。
　（実施例４）
　図８に示すマルチコアファイバ３を複数本準備した。本実施例におけるそれぞれのマルチコアファイバ３は、クラッド２０の直径が２１０μｍであり、それぞれのコア１１の直径が１０．９μｍであり、コア間距離は５５μｍであった。また、外周クラッド厚Ｙは５０μｍであった。
　このマルチコアファイバ３を２本一組として、サンプル４－１～４－４とした。そして、それぞれのマルチコアファイバ３の端面を上記実施形態と同様の整形ステップＳ２により整形した。本実施例においても、整形ステップＳ２において、整形後における距離Ｘがそれぞれのサンプル毎に異なるように加熱を行った。それぞれのサンプル４－１～４－４におけるＸとＹの比（Ｘ／Ｙ）を表４に示す。次に、実施例１と同様にして、それぞれのマルチコアファイバ３を接続してマルチコアファイバ接続体とした。このときそれぞれのサンプル４－１～４－４において接続条件を実施例１と同じとした。
　次に、サンプル４－１～４－４のマルチコアファイバ接続体のそれぞれのコア１１に光を入射して、実施例１と同様にして接続損失を測定した。測定した外周側のコア１１の接続損失の平均をそれぞれのサンプル毎に表４に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
　ここで、表４に記載のＸとＹの比（Ｘ／Ｙ）と接続損失の平均との関係を図１０に示す。図１０において、実線は、それぞれのサンプル４－１～４－４における上記関係を示す点を最小二乗法を用いて近似した直線である。また、図１０の破線は、接続損失が０．５ｄＢを示す。図１０における実線と破線の交点、すなわち、接続損失が０．５ｄＢとなるＸ／Ｙは０．５６０であった。
　従って、本実施例のようにＹが５０μｍの場合には、例えば、Ｘ／Ｙが０．５６以下であれば、接続損失を低減してマルチコアファイバ３を接続することができることが分かった。
　（実施例５）
　図８に示すマルチコアファイバ３を複数本準備した。本実施例におけるそれぞれのマルチコアファイバ３は、クラッド２０の直径が１４０μｍであり、それぞれのコア１１の直径が７．８μｍであり、コア間距離は４５μｍであった。また、外周クラッド厚Ｙは２５μｍであった。
　このマルチコアファイバ３を２本一組として、サンプル５－１～５－４とした。そして、それぞれのマルチコアファイバ３の端面を上記実施形態と同様の整形ステップＳ２により整形した。本実施例においても、整形ステップＳ２において、整形後における距離Ｘがそれぞれのサンプル毎に異なるように加熱を行った。それぞれのサンプル５－１～５－４におけるＸとＹの比（Ｘ／Ｙ）を表５に示す。次に、実施例１と同様にして、それぞれのマルチコアファイバ３を接続してマルチコアファイバ接続体とした。このときそれぞれのサンプル５－１～５－４において接続条件を実施例１と同じとした。
　次に、サンプル５－１～５－４のマルチコアファイバ接続体のそれぞれのコア１１に光を入射して、実施例１と同様にして接続損失を測定した。測定した外周側のコア１１の接続損失の平均をそれぞれのサンプル毎に表５に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005
　ここで、表５に記載のＸとＹの比（Ｘ／Ｙ）と接続損失の平均との関係を図１１に示す。図１１において、実線は、それぞれのサンプル５－１～５－４における上記関係を示す点を最小二乗法を用いて近似した直線である。また、図１１の破線は、接続損失が０．５ｄＢを示す。図１１における実線と破線の交点、すなわち、接続損失が０．５ｄＢとなるＸ／Ｙは０．４２３であった。
　従って、本実施例のようにＹが２５μｍの場合には、例えば、Ｘ／Ｙが０．４２以下であれば、接続損失を低減してマルチコアファイバ３を接続することができることが分かった。
　（実施例６）
　図１２は、本実施例において接続するマルチコアファイバを示す図である。なお、図１２に示すマルチコアファイバ４の説明において、図８に示すマルチコアファイバ３と同一又は同等の構成については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。
　本実施例のマルチコアファイバ４は次の点において図８に示すマルチコアファイバ３と異なる。すなわち図１２に示すように、マルチコアファイバ４は、クラッド２０の中心にコア要素１０が配置されておらず、図８における外周側のコア要素１０よりも更に外周側に６つのコア要素１０が配置されている。
　このようなマルチコアファイバ４を複数本準備して、内側保護層、外側保護層を剥離した。それぞれのマルチコアファイバ４は、クラッド２０の直径が２３０μｍであり、それぞれのコア１１の直径が９．９μｍであり、コア間距離は４４．５μｍであった。また、外周クラッド厚Ｙは３８μｍであった。
　このマルチコアファイバ４を２本一組として、サンプル６－１～６－４とした。そして、それぞれのマルチコアファイバ４の端面を上記実施形態と同様の整形ステップＳ２により整形した。本実施例においても、整形ステップＳ２において、整形後における距離Ｘがそれぞれのサンプル毎に異なるように加熱を行った。それぞれのサンプル６－１～６－４におけるＸとＹの比（Ｘ／Ｙ）を表６に示す。次に、実施例１と同様にして、それぞれのマルチコアファイバ４を接続してマルチコアファイバ接続体とした。このときそれぞれのサンプル６－１～６－４において接続条件を実施例１と同じとした。
　次に、サンプル６－１～６－４のマルチコアファイバ接続体のそれぞれのコア１１に光を入射して、実施例１と同様にして接続損失を測定した。接続損失を測定するコアは、最も外周側に位置するコアとした。測定したコア１１の接続損失の平均をそれぞれのサンプル毎に表６に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000006
　ここで、表６に記載のＸとＹの比（Ｘ／Ｙ）と接続損失の平均との関係を図１３に示す。図１３において、実線は、それぞれのサンプル６－１～６－４における上記関係を示す点を最小二乗法を用いて近似した直線である。また、図１３の破線は、接続損失が０．５ｄＢを示す。図１３における実線と破線の交点、すなわち、接続損失が０．５ｄＢとなるＸ／Ｙは０．４７８であった。
　従って、本実施例のようにＹが３８μｍの場合には、例えば、Ｘ／Ｙが０．４８以下であれば、接続損失を低減してマルチコアファイバ３を接続することができることが分かった。
　次に、実施例１～６におけるＹと接続損失が０．５ｄＢとなるＸ／Ｙとの関係を図１４に示す。すると、実施例１～６におけるＹと接続損失が０．５ｄＢとなるＸ／Ｙとの関係を示す点は、略直線上に並ぶことが分かった。そこで、最小二乗法によりこの直線の傾きを求め、少なくとも一つの点がこの傾きの直線上に位置し、他の点が当該直線よりも上側に位置する場合の直線の式を求めた。この直線は、下記式（３）で示される。
Ｘ／Ｙ＝０．００５４Ｙ＋０．２６８　・・・（３）
　従って、Ｘ／Ｙが式（３）で示される直線以下の領域に位置するように整形を行えば、接続損失が０．５ｄＢ以下となることが分かった。
　以上より、整形ステップＳ２において、上記式（２）を満たすように加熱を行えば、接続損失を低減することができることが示された。なお、Ｙが２０μｍよりも小さい場合には、接続部におけるクラッドの外周面の歪みがコアまで影響し、接続損失が大きくなると考えられる。
　以上説明したように、本発明よれば、接続損失を低減することができるマルチコアファイバの接続方法及びこれを用いたマルチコアファイバ接続体が提供され、光通信の分野等において利用することができる。
１・・・マルチコアファイバ接続体
２，３，４・・・マルチコアファイバ
１０・・・コア要素
１１・・・コア
１２・・・内側クラッド
１３・・・トレンチ部
２０・・・クラッド
５０・・・端面
６０・・・放電電極
Ｓ１・・・突き合わせステップ
Ｓ２・・・整形ステップ
Ｓ３・・・融着ステップ

 

Claims (9)

  1. 　マルチコアファイバ同士を接続するマルチコアファイバの接続方法であって、
    　それぞれのマルチコアファイバの接続される端面を加熱してそれぞれの前記端面の形状を整形する整形ステップと、
    　整形されたそれぞれ前記端面を互いに融着する融着ステップと、
    を備え、
    　前記マルチコアファイバは、最もクラッドの外周側に位置するコアの中心から前記クラッドの側面までの距離をＹμｍとする場合に、
    Ｙ≧２０
    を満たし、
    　前記整形ステップでは、整形後の前記端面における前記マルチコアファイバの長手方向の最も端に位置する部分から前記端面と前記クラッドの側面とが接する位置までの前記長手方向に沿った距離をＸμｍとする場合に、
    ０＜Ｘ／Ｙ≦０．００５４Ｙ＋０．２６８
    を満たすように前記端面を加熱する
    ことを特徴とするマルチコアファイバの接続方法。
  2. 　前記整形ステップの前に一方の前記マルチコアファイバのそれぞれのコアと他方の前記マルチコアファイバのそれぞれのコアとが所定の間隔をあけて互いに対向するように、それぞれの前記マルチコアファイバの前記端面同士を突き合わせる突き合わせステップを更に備え、
    　前記整形ステップは、前記端面同士が突き合わされた状態で行われる
    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の接続方法。
  3. 　前記整形ステップから前記融着ステップまでそれぞれの前記マルチコアファイバの前記端面を連続して加熱する
    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の接続方法。
  4. 　前記マルチコアファイバは、
    Ｙ≧２５
    を満たし、
    　前記整形ステップでは、
    Ｘ／Ｙ≦０．４２
    を満たすように前記端面を加熱する
    ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のマルチコアファイバの接続方法。
  5. 　前記マルチコアファイバは、
    Ｙ≧３５
    を満たし、
    　前記整形ステップでは、
    Ｘ／Ｙ≦０．４５
    を満たすように前記端面を加熱する
    ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のマルチコアファイバの接続方法。
  6. 　前記マルチコアファイバは、
    Ｙ≧４３
    を満たし、
    　前記整形ステップでは、
    Ｘ／Ｙ≦０．５０
    を満たすように前記端面を加熱する
    ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のマルチコアファイバの接続方法。
  7. 　複数のマルチコアファイバが接続されて成るマルチコアファイバ接続体であって、
    　それぞれの前記マルチコアファイバは、それぞれの前記マルチコアファイバの接続される端面が加熱されてそれぞれの前記端面の形状が整形される整形ステップと、整形されたそれぞれ前記端面が互いに融着される融着ステップと、を経て接続され、
    　前記マルチコアファイバは、最もクラッドの外周側に位置するコアの中心から前記クラッドの側面までの距離をＹμｍとする場合に、
    Ｙ≧２０
    を満たし、
    　前記整形ステップでは、整形後の前記端面における前記マルチコアファイバの長手方向の最も端に位置する部分から前記端面と前記クラッドの側面とが接する位置までの前記長手方向に沿った距離をＸμｍとする場合に、
    ０＜Ｘ／Ｙ≦０．００５４Ｙ＋０．２６８
    を満たすように前記端面が加熱される
    ことを特徴とするマルチコアファイバ接続体。
  8. 　それぞれの前記マルチコアファイバは、前記整形ステップの前に一方の前記マルチコアファイバのそれぞれのコアと他方の前記マルチコアファイバのそれぞれのコアとが所定の間隔をあけて互いに対向するように、それぞれの前記マルチコアファイバの前記端面同士が突き合わされる突き合わせステップを更に経て接続され、
    　前記整形ステップは、前記端面同士が突き合わされた状態で行われる
    ことを特徴とする請求項７に記載のマルチコアファイバ接続体。
  9. 　前記整形ステップから前記融着ステップまでそれぞれの前記マルチコアファイバの前記端面が連続して加熱される
    ことを特徴とする請求項８に記載のマルチコアファイバ接続体。

     
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