(57)【要約】      （修正有）【課題】ポリマー光ファイバーおよび極めて薄い接着性コーティングを有する光ファイバーリボンを提供する【解決手段】。光ファイバーリボンの外部表面は、構成ファイバーの光コア２０２に対して精密に配置され、ファイバーの光コアは、互いに対して精密に配置される。従って、リボンの外部表面は、リボンの末端部にて光ファイバーコアのアレイを光エミッターまたは光検出器のアレイに対して整列させるための基準面として用いられる。従って、本開示の光ファイバーリボンは、リボンの断面を露出させるのに適するシャープなブレードまたはその他のツールで切断され、光エミッターまたは光検出器のアレイに対してリボンの外側表面を整列させるソケットへ、単一のユニットとして挿入される。【選択図】図２
2018163350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバーリボンであって：
少なくとも２つのポリマー光ファイバーを含み、ここで：
前記ポリマー光ファイバーは、各々、光コア、前記光コアの周囲に配置された少なくとも１つの層、および外側表面を含み、ここで、前記光コアの各々の直径は、２５０μｍ未満であり；
前記ポリマー光ファイバーは、各々、外径を有し、ここで、前記外径の許容差は、１５μｍ未満であり；
前記ポリマー光ファイバーは、互いに平行に配置されており、ここで、隣接するポリマー光ファイバーの前記外側表面の間の距離は、最近接地点にて、前記ポリマー光ファイバーの各々の前記外径の１０分の１未満であり；
前記ポリマー光ファイバーは、各々、離心率を有し、ここで、前記離心率は、各ポリマー光ファイバーの前記光コアの幾何学的中心と前記外側表面の幾何学的中心との間の距離を含み、ここで、前記離心率は、１５μｍ未満であり；ならびに、
前記ポリマー光ファイバーは、外部接着性層によって接着されており、ここで、前記光ファイバーリボンの外部表面における前記外部接着性層の厚さは、５０μｍ未満であり、前記外部接着性層は前記光ファイバーリボンの最外層であり、前記外部接着性層の外部表面は光検出器又は光エミッターに対してファイバーコアを整列させるための基準面として用いられ、ここで、：
前記外部表面は、各ポリマー光ファイバーの上部表面および底部表面上に円弧を含み、前記外部表面は、２つの外側ファイバーの各々の外面側に円弧を含む、
光ファイバーリボン。
【請求項２】
光ファイバーリボンであって：
少なくとも２つのポリマー光ファイバーを含み、ここで：
前記ポリマー光ファイバーは、各々、光コア、前記光コアの周囲に配置された少なくとも１つの層、および外側表面を含み、ここで、前記光コアの各々の直径は、２５０μｍ未満であり；
前記ポリマー光ファイバーは、各々、外径を有し、ここで、前記外径の許容差は、１０μｍ未満であり；
前記ポリマー光ファイバーは、互いに平行に配置されており、ここで、隣接するポリマー光ファイバーの前記外側表面の間の距離は、最近接地点にて、１０μｍ未満であり；
前記ポリマー光ファイバーは、各々、離心率を有し、ここで、前記離心率は、各ポリマー光ファイバーの前記光コアの幾何学的中心と前記外側表面の幾何学的中心との間の距離を含み、ここで、前記離心率は、１０μｍ未満であり；ならびに、
前記ポリマー光ファイバーは、外部接着性層によって接着されており、ここで、前記光ファイバーリボンの外部表面における前記外部接着性層の厚さは、１０μｍ未満であり、前記外部接着性層は前記光ファイバーリボンの最外層であり、前記外部接着性層の外部表面は光検出器又は光エミッターのアレイに対してファイバーコアのアレイを整列させるための基準面として用いられ、ここで、：
前記外部表面は、各ポリマー光ファイバーの上部表面および底部表面上に円弧を含み、前記外部表面は、２つの外側ファイバーの各々の外面側に円弧を含む、
光ファイバーリボン。
【請求項３】
光ファイバーリボンであって：
少なくとも２つのポリマー光ファイバーを含み、ここで：
前記ポリマー光ファイバーは、各々、光コア、前記光コアの周囲に配置された少なくとも１つの層、および外側表面を含み、ここで、前記光コアの各々の直径は、２５０μｍ未満であり；
前記ポリマー光ファイバーは、各々、外径を有し、ここで、前記外径の許容差は、５μｍ未満であり；
前記ポリマー光ファイバーは、互いに平行に配置されており、ここで、隣接するポリマー光ファイバーの前記外側表面の間の距離は、最近接地点にて、５μｍ未満であり；
前記ポリマー光ファイバーは、各々、離心率を有し、ここで、前記離心率は、各ファイバーの前記光コアの幾何学的中心と前記外側表面の幾何学的中心との間の距離を含み、ここで、前記離心率は、５μｍ未満であり；ならびに、
前記ポリマー光ファイバーは、外部接着性層によって接着されており、ここで、前記光ファイバーリボンの外部表面における前記外部接着性層の厚さは、１０μｍ未満であり、前記外部接着性層は前記光ファイバーリボンの最外層であり、前記外部接着性層の外部表面は光検出器又は光エミッターに対してファイバーコアを整列させるための基準面として用いられ、ここで：
前記外部表面は、各ポリマー光ファイバーの上部表面および底部表面上に円弧を含み、前記外部表面は、２つの外側ファイバーの各々の外面側に円弧を含む、
光ファイバーリボン。
【請求項４】
前記ポリマー光ファイバーの外径が、２４５μｍから６０５μｍである、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の光ファイバーリボン。
【請求項５】
前記光コアの各々の前記直径が、１５０μｍ未満である、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の光ファイバーリボン。
【請求項６】
前記光コアの各々の前記直径が、１００μｍ未満である、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の光ファイバーリボン。
【請求項７】
前記光コアの各々の前記直径が、７０μｍ未満である、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の光ファイバーリボン。
【請求項８】
前記ポリマー光ファイバーのうちの少なくとも１つが、ステップインデックス型ポリマー光ファイバーを含む、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の光ファイバーリボン。
【請求項９】
前記ポリマー光ファイバーのうちの少なくとも１つが、グレーデッドインデックス型ポリマー光ファイバーを含む、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の光ファイバーリボン。
【請求項１０】
前記ポリマー光ファイバーのうちの少なくとも１つが、パーフルオロポリマーを含む光コアを含み、および前記少なくとも１つの層が、パーフルオロポリマーを含むクラッド層を含む、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の光ファイバーリボン。
【請求項１１】
前記ポリマー光ファイバーのうちの少なくとも１つが、少なくとも１０重量％の塩素を含有するポリマーを含む光コアを含む、請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の光ファイバーリボン。
【請求項１２】
前記ポリマー光ファイバーのうちの少なくとも１つが、少なくとも１０重量％のフッ素を含有するポリマーを含む光コアを含む、請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の光ファイバーリボン。
【請求項１３】
前記ポリマー光ファイバーのうちの少なくとも１つが、１０重量％未満の塩素を含有するポリマーを含む光コアを含む、請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の光ファイバーリボン。
【請求項１４】
前記ポリマー光ファイバーのうちの少なくとも１つが、１０重量％未満のフッ素を含有するポリマーを含む光コアを含む、請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の光ファイバーリボン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１１年１０月１９日に出願され、出願番号６１／５４８，９８６を有し、発明の名称が「Monolithic Polymer Optical Fiber Ribbon」である同時係属米国特許仮出願の優先権を主張するものである。
【背景技術】
【０００２】
光通信の分野では、複数の光データストリームが、一般的には、同一のケーブル内に配置された異なるファイバーで送られている。このような光ファイバーリボンは、通常、ＵＶ硬化性接着性（通常はアクリレート）マトリックス材料中に配置された２つ以上のガラス光ファイバーを含む。リボン形成前の個々のファイバーの外側に見られる接着性（通常はアクリレート）コーティングを含むこのマトリックス材料は、ファイバーをまとめて保持している。しかし、それは、光ファイバーコア間の間隔保持をそれ程正確に行うものではなく、光エミッターおよび光検出器をファイバーコアに対して参照するための適切な表面を形成しない。従って、そのような光ファイバーリボンを用いるためには、接着性材料は、個々のファイバーのガラス表面を光エミッターおよび光検出器をファイバーコアに対して整列させるための基準面として用いることができるように、末端部から剥離される必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
先行技術は、光ファイバーリボンの末端部の剥離プロセスを単純化するための多大な取り組みを含む。これらには、表面接着性を制御するためのコーティングおよびインクの特定の配合、ならびにコーティング除去およびファイバー末端部調製のための数多くの機械およびレーザーに基づく方法が含まれる。これらの方法すべてにおいて、リボン剥離プロセスの単純化という結果が得られたが、この剥離プロセス全体を省略することによって、光ファイバーリボン終端プロセスをさらに単純化することが依然として求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示の実施形態は、１つの態様において、剥離を行うことなく単一ユニットとして終端化が可能であるポリマー光ファイバーを含む光ファイバーリボン構造に関する。
【０００５】
簡潔に述べると、本開示の実施形態は、少なくとも２つのポリマー光ファイバーを含む光ファイバーリボンを含み、ここで、ポリマー光ファイバーは、各々、光コア、コアの周囲に配置された少なくとも１つの層、および外側表面を含み、ここで、各光コアの直径は、約２５０μｍ未満であり；ポリマー光ファイバーは、各々、外径を有し、ここで、外径の許容差は、約１５μｍ未満であり；ポリマー光ファイバーは、互いに平行に配置されており、ここで、隣接するポリマー光ファイバーの外側表面間の距離は、最近接地点にて、各ファイバーの外径の約１０分の１未満であり；ポリマー光ファイバーは、各々、離心率を有し、ここで、離心率は、各ファイバーの光コアの幾何学的中心と外側表面の幾何学的中心との間の距離を含み、ここで、離心率は、約１５μｍ未満であり；ならびに、ポリマー光ファイバーは、外部接着性層によって接着されており、ここで、リボンの外部表面における外部接着性層の厚さは、約５０μｍ未満であり、ここで、外部表面は、各ポリマー光ファイバーの上部表面および底部表面上にアーク（ａｒｃ）を含み、ここで、このアークは、角度θｖで定められ、ここで、角度θｖは、約３０度未満であり；および、外部表面は、２つの外側ファイバーの各々の外面側にアークを含み、ここで、このアークは、角度θｈで定められ、ここで、角度θｈは、約３０度未満である。
【０００６】
本開示の多くの態様は、以下の図面を参照することでより詳細に理解することができる。図面中の構成部分は、必ずしも同スケールではなく、その代わりに、本開示の原理を明確に説明することに重点が置かれている。さらに、図面中、類似の符号は、複数の図面全体を通して対応する部分を表している。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、先行技術による光ファイバーリボンの断面を示す概略図である。
【図２】図２は、本開示によるモノリシックポリマー光ファイバーリボンの断面の実施形態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本開示をより詳細に記載する前に、本開示は、記載した特定の実施形態に限定されず、従って、当然様々であり得ることは理解されたい。また、本開示の範囲は、添付の請求項によってのみ限定されることから、本明細書で用いられる専門用語は、特定の実施形態を記載するだけの目的のものであり、限定することを意図するものではないことも理解されたい。
【０００９】
本開示を読むことによって当業者には明らかであるように、本明細書で記載され、説明される個別の実施形態は、各々、本開示の範囲または趣旨から逸脱することなく、その他の複数の実施形態のうちのいずれかの特徴からの分離、またはそれらとの組み合わせを容易に行うことができる別々の構成部分および特徴を有する。引用される方法はいずれも、示したイベントの順序で、または理論的に可能であるその他のいかなる順序で行われてもよい。
【００１０】
本明細書および添付の請求項で用いられる場合、単数形の「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「前記／その（ｔｈｅ）」は、文脈からそれ以外であることが明らかでない限りにおいて、複数の指示対象を含むことには留意されたい。従って、例えば、「（１つの）支持体（ａ  ｓｕｐｐｏｒｔ）」の言及は、複数の支持体を含む。本明細書および以下の請求項において、そうではない意図が明らかでない限りにおいて、以下の意味を有すると定義されるべきである数多くの用語について言及される。
【００１１】
定義：
離心率は、光コアの幾何学的中心と、ファイバー外側表面、すなわち接着剤を含まない光ファイバーの外側表面の幾何学的中心との間の距離として定義される。
【００１２】
光ファイバーの楕円率は、長さ方向に沿った任意の地点にて、最も長い断面寸法を最も短い断面寸法で除した比から１を差し引いたものとして定義される。従って、完全な円形状断面を有するファイバーの楕円率は、丁度０となる。断面が円形からはずれ始めるに従って、楕円率は増加する。最大断面寸法が最小断面寸法よりも約１％長い地点では、楕円率は、０．０１または１％である。
【００１３】
光ファイバーの楕円率の許容範囲（ｏｖａｌｉｔｙ  ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）は、製品で許容可能と見なされる最大楕円率として定義される。
【００１４】
光ファイバーの直径の許容差（ｄｉａｍｅｔｅｒ  ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）は、規格（ｎｏｍｉｎａｌ）（または目標（ｔａｒｇｅｔ））外径からの最大変動として定義される。例えば、規格外径が５００μｍであるファイバーは、実際の外径が５００＋／−５μｍであると定められ得るものであり、直径許容差が５μｍであるとされる。
【００１５】
考察：
本開示は、ポリマー光ファイバーおよび極めて薄い接着性コーティングを用いてファイバー間の接着を提供する光ファイバーリボンの新規な形態に関する。先行技術の光ファイバーリボンとは異なり、本開示の光ファイバーリボンは、リボンの外部表面が構成ファイバーの光コアに対して非常に精密に配置され、ファイバーの光コアが互いに対して非常に精密に配置される形で構築される。従って、リボンの外部表面は、リボンの末端部にて光ファイバーコアのアレイを光エミッターまたは光検出器のアレイに対して整列させるための基準面として用いられる。従って、本開示の光ファイバーリボンは、リボンの断面を露出させるのに適するシャープなブレードまたはその他のツールで切断され、光エミッターまたは光検出器のアレイに対してリボンの外側表面を整列させるソケットへ、単一のユニットとして挿入される。
【００１６】
先行技術のリボン設計では、光ファイバーは、接着性リボンマトリックスおよびファイバーコーティング材料によって囲まれており、これは、光ファイバーコアを光エミッターおよび光検出器と整列させるのに要する寸法許容差を有していない。このようなコーティングおよびリボンマトリックス材料はまた、通常は軟質過ぎて、いかなる場合でも、正確な基準面を提供することができない。光通信リンクで必要とされるように、エミッターおよび検出器へファイバーコアを結合させるためには、接着性材料およびコーティングが、リボンの末端部にてファイバーから剥離除去されなければならない。次に、構成ファイバーのガラス表面（非常に厳密な寸法許容差を有し、ファイバーコアに対して非常に正確に位置している）が基準面として用いられて、光エミッターおよび検出器に対してファイバーコアが整列される。この剥離操作は、接着剤残渣が多く残されることなく、および光ファイバーの損傷がないように行われる必要があることから、これが、光ファイバーリボンの終端プロセスにおいて大きなコストを占める場合が多い。
【００１７】
本開示によると、ポリマー光ファイバーリボンは、ファイバーの外部表面上の比較的薄い層に限定される接着性材料を含む。また、ファイバー表面は、光コア間の中心から中心までの間隔が、非常に正確なものである構成ファイバーの直径制御によってほぼ完全に制御されるように、互いに接触状態（または接触に非常に近い状態）である。本開示において、接着性層の外側表面に対するコア中心の配置許容差を決定する以下の３つの幾何学的因子が存在する：（ｉ）接着性コーティングの厚さ、（ｉｉ）ファイバー直径許容差、および（ｉｉｉ）ファイバーの外径に対するコアの離心率の許容差。本開示において、高速光検出器および光エミッターに対してファイバーコアを整列するための基準として接着性層外側表面を用いることが配置許容差によって可能となるように、すべてが制御される。最後に、実施形態において、光コアの直径は、高速光検出器に光コアを結合することを容易とするために、約２５０μｍ未満である。これらの幾何学的因子、プラスしてプラスチック光ファイバーで可能である単純化された終端技術の結果として、本開示は、先行技術に従う光ファイバーリボンの利用および終端に固有の問題を解決し、コストを低減するものである。
【００１８】
図１は、通常はガラス光ファイバーを含有するものである先行技術の光ファイバーリボンの説明のための断面図を示す。この図中、光コア１０２およびクラッド層１０３を含む２つ以上の光ファイバー１０１、ならびにコーティング層１０４が、リボンマトリックス材料１０５の内部に配置される。コア１０２およびクラッド層１０３は、通常はシリカガラス系である比較的硬質のガラス質材料を含むが、先行技術は、ガラス質ポリマー材料も含む。前記クラッド層は、所望に応じて、様々な光および機械的機能を果たす１つ以上のサブ層を含んでよい。コーティング層１０４（ポリマーファイバーの場合は、これは所望に応じて存在してよい）は、比較的軟質のポリマー材料を含み、これは、通常、ファイバー製造プロセスの過程にて、ＵＶ硬化コーティングによりガラスファイバーに塗布されるアクリレート材料である。リボンマトリックス材料１０５も、比較的軟質のポリマー材料であり、これは、通常、個々のファイバー１０１のすべてを一緒にリボンコーティングダイ（ｄｉｅ）を通して引き抜くことによって塗布され、ここで、リボンマトリックス材料１０５（通常は、ＵＶ硬化性アクリレート）は、加圧下にて塗布され、続いて、通常はＵＶ照射により、硬化される。
【００１９】
光コア１０２およびクラッド層１０３は、サイズが精密に制御されており、通常は、数ミクロン以下の直径許容差である。さらに、光コア１０２の中心は、クラッド層１０３の中心に精密に配置され、通常は、中心から中心までのオフセット（コア離心率としても知られる）に対する許容差は数ミクロン未満である。最後に、光コア１０２およびクラッド層１０３の楕円率も、非常に精密に制御されており、典型的な楕円率許容差は、１％未満である。従って、光コア１０２の中心は、クラッド層１０３の外部表面の位置によって非常に精密に定められるため、クラッド層の表面を、光源および光検出器を構成ファイバー１０１の光コア１０２と整列させるための基準面として用いることができ、それによって、これらのデバイスは、光ファイバー１０１へ光シグナルを送り込み、光ファイバー１０１によって運ばれた光シグナルを受け取ることができる。
【００２０】
対照的に、コーティング層１０４およびマトリックス材料１０５の寸法は、それほど精密に制御されていない。通常、これらの層の寸法許容差は、１０ミクロン以上である。また、クラッド層１０４およびマトリックス材料１０５は、通常は、液体コーティングとして高速で適用されることから、およびこれらの材料は、硬化プロセスの過程において非均一である可能性のある寸法変化を起こし易いことから、コーティング層１０４またはマトリックス材料１０５の表面に対する光コア１０２および光クラッド層１０３の中心の精密な配置を確保することは非常に困難である。従って、光コア１０２の中心の位置に対する許容差は、通常は、数十ミクロンである。従って、リボンマトリックスの外側表面を、光コア１０２を光源および光検出器と精密に整列させるための基準面として用いることはできない。より本質的には、コーティング層１０４およびマトリックス材料１０５が相対的に軟質であることにより、これらの材料は、機械的圧縮による寸法変化を起こし易くなっており、このことから、いかなる場合であっても、これらは、機械的整列面としての使用には通常は不適となっている。
【００２１】
これらの制限の結果、先行技術に従う光ファイバーリボンは、構成光ファイバー１０１の光コア１０２を光源または光検出器と精密に整列させることができる前に、「剥離」をまず行う必要がある。この剥離プロセスは、様々な方法（機械的、化学的、およびレーザーに基づく技術を含む）を用いて、終端化されることになるリボン末端部において、ある長さ（通常は、数ミリメートル）にわたってコーティング層１０４およびマトリックス材料１０５を除去することを含む。この剥離により、構成ファイバーのクラッド層１０３の外部表面が露出し、次にこれは、構成ファイバー１０１の光コア１０２を光源および光検出器に対して機械的に整列させるための基準面として用いられる。この整列は、通常、フェルール、整列用グルーブ（alignment grooves）、および当業者に公知のその他の様々なデバイスを用いて行われる。
【００２２】
本開示は、ポリマー光ファイバーに基づく光ファイバーリボン構造を含み、これは、剥離操作の必要性を排除し、リボンの外部表面を整列面として用いることで、リボン中の構成ファイバーのすべての光コアを、光源および光検出器と整列させることを可能とするものである。図２は、本開示に従うポリマー光ファイバーリボンの実施形態の説明のための断面図を示す。
【００２３】
本開示に従うポリマー光ファイバーリボンには、光コア２０２およびクラッド層２０３を、所望に応じてコーティング層（図２には図示せず）と共に含む２つ以上のポリマー光ファイバー２０１が存在する。構成ファイバーは、非常に近接して（すなわち、隣接するファイバー間の最も近い地点において、２つのファイバーの表面間距離は、それらの規格（外）径の約１０分の１未満である）互いに平行に（同一平面内に）配置され、非常に薄い接着性材料２０４によって一緒に保持されている。コア２０２およびクラッド層２０３は、ガラス質（すなわち、ほぼアモルファス）ポリマー材料（例としては、これらに限定されないが、ポリメチルメタクリレートおよびその他のアクリルポリマー、ポリ（パーフルオロブテニルビニルエーテル）およびその他のアモルファスフッ素化ポリマー、ポリ（ペンタフルオロスチレン）、ポリ（トリクロロエチルメタクリレート）を含む部分塩素化および部分フッ素化ポリマー、スチレン系もしくはアクリルポリマーの部分フッ素化または部分塩素化類似体、上記物質のすべてのコポリマー、ならびに結晶含有量が最小限であるその他のすべての透明アモルファスポリマーが挙げられる）を含み、光屈折率の操作、またはそれ以外ではポリマー特性の向上のために、ドーパント材料を所望に応じて含有してよい。屈折率を高めるために添加されることの多いドーパント材料の例としては、これらに限定されないが、ジフェニルスルフィド、パーフルオロトリフェニルベンゼン、および上記のコアポリマーに可溶性であるその他の屈折率調整材料が挙げられる。前記クラッド層は、所望に応じて、種々の光学的および機械的機能を果たす１つ以上のサブ層を含んでよい。クラッドの最内サブ層は、通常、光がコア材料中を誘導されるように、光コアよりも屈折率が低くなるように選択される。クラッドのその他のサブ層は、通常、高引張係数（ｔｅｎｓｉｌｅ  ｍｏｄｕｌｕｓ）を有するなどの機械的もしくは化学的特性に応じて、または溶媒攻撃もしくは加水分解に対する耐性に応じて選択される。接着性材料２０４は、通常、比較的軟質のポリマー材料であり、これは、通常、個々のファイバー２０１のすべてを一緒にリボンコーティングダイを通して引き抜くことによって塗布され、ここで、接着性材料２０４（通常は、ＵＶ硬化性アクリレート）は、加圧下にて塗布され、続いて、通常はＵＶ照射により、硬化される。
【００２４】
ポリマー光ファイバー２０１の光コア２０２およびクラッド層２０３は、サイズが精密に制御されており、通常は、約数ミクロン以下の直径許容差である。さらに、光コア２０２の中心は、クラッド層２０３の中心に精密に配置され、通常、中心から中心までのオフセット（コア離心率としても知られる）に対する許容差は約数ミクロン未満である。最後に、光コア２０２およびクラッド層２０３の楕円率も、非常に精密に制御されており、典型的な楕円率許容差は、約１％未満である。従って、光コア２０２の中心は、クラッド層２０３の外部表面の位置によって非常に精密に定められるため、クラッド層の表面が、光源および光検出器をファイバーの光コア２０２と整列させるための基準面として用いられ、それによって、これらのデバイスは、ファイバーへ光シグナルを送り込み、ファイバーによって運ばれた光シグナルを受け取る。
【００２５】
本開示の際だった特徴の１つは、接着性材料２０４の厚さと形状である。先行技術の光ファイバーリボンに用いられるマトリックス材料１０５とは異なり、光コア２０２およびクラッド層２０３の材料よりも広い範囲の硬さであってよい接着性材料２０４は、非常に薄い層に抑えられ（例：通常、約１０ミクロン未満）、ポリマー光ファイバー２０１のクラッド層２０３の外部表面の形状に、その領域の大部分にわたって追随する形状を有する。
【００２６】
本開示の接着性材料２０４は、極めて薄く、構成ポリマー光ファイバーの表面に追随することから、光コア２０２の各々の中心は、接着性材料２０４の外部表面の位置によって非常に精密に定められ、従って、接着性材料２０４の表面を、構成ポリマー光ファイバー２０１の光コア２０２を光源または光検出器と整列させるための基準面として用いることができ、それによって、これらのデバイスは、ポリマー光ファイバー２０１へ光シグナルを送り込み、ポリマー光ファイバー２０１によって運ばれた光シグナルを受け取ることができる。接着性材料２０４が比較的軟質であっても、接着性材料２０４の厚さが非常に薄いことから、圧縮力がこの整列に大きな影響を及ぼすことはあり得ない。また、接着性材料２０４の層が光コア２０２の半径と比較して薄いことから、接着性材料２０４が大きい厚さ変動を有していても（接着性材料２０４の平均厚さの数分の１）、整列が大きな影響を受けることはない。
【００２７】
従って、本開示の実施形態は、ポリマー光ファイバーのためのリボン構造を提供するという目的を達成するものであり、ここで、リボンの末端部にて接着性材料を除去する必要性がまったくなく、リボンの外部表面を基準面として用いることで、構成ポリマー光ファイバー２０１のすべての光コア２０２を、同時に光源または光検出器と整列させることができる。光リボンの外部表面と光源および光検出器との間の整列は、精密成型固定具または当業者に公知のその他の方法によって達成される。
【００２８】
記載してきたものは、本開示の原理の適用の単なる説明のための例である。従って、ポリマー光ファイバー２０１の各々の詳細な構造は、様々な追加の同心層を含んでもよいことは理解されるべきであるが、但し、そのような追加の層は、接着性材料２０４の外部表面を構成ポリマー光ファイバー２０１の光コア２０２を配置するための基準面として用いる能力を大きく損なうものではない。さらに、構成ポリマー光ファイバー２０１の各々は、１を超える光コアを含有してよいが、但し、ポリマー光ファイバー２０１の各々は、接着性材料２０４の外部を基準面として用いることで光コアの各々の位置を正確に決定することができるような方法で、接着性材料２０４の外部表面に対して回転配向（ｒｏｔａｉｏｎａｌｌｙ  ｏｒｉｅｎｔｅｄ）される。従って、当業者であれば、本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、その他の配列を実施することができる。
【００２９】
本開示の実施形態は、少なくとも２つのポリマー光ファイバーを含む光ファイバーリボンを含み、ここで、ポリマー光ファイバーは、各々、光コア、コアの周囲に配置された少なくとも１つの層（例：クラッド層）、および外側表面（最外層によって定められ、接着性層は含まない）を含み、ここで、各光コアの直径は、約２５０μｍ未満であり；ポリマー光ファイバーは、各々、外径を有し、ここで、外径の許容差は、約１５μｍ未満であり；互いに平行に配置されており、ここで、隣接するポリマー光ファイバーの外側表面間の距離は、最近接地点にて、各ファイバーの外径の約１０分の１未満であり；ポリマー光ファイバーは、各々、離心率を有し、ここで、離心率は、各ファイバーの光コアの幾何学的中心と外側表面の幾何学的中心との間の距離を含み、ここで、離心率は、約１５μｍ未満であり；ならびに、ポリマー光ファイバーは、外部接着性層によって接着されており、ここで、リボンの外部表面における外部接着性層の厚さは、約５０μｍ未満であり、ここで、外部表面は、各ポリマー光ファイバーの上部表面および底部表面上にアークを含み、ここで、このアークは、角度θｖで定められ（図２に図示されるように）、ここで、角度θｖは、約３０度未満であり；および、外部表面は、２つの外側ファイバーの各々の外面側にアークを含み、ここで、このアークは、角度θｈで定められ（図２に図示されるように）、ここで、角度θｈは、約３０度未満である。実施形態では、角度θｖは、約５から３０度である。別の実施形態では、角度θｈは、約５から３０度である。
【００３０】
本開示の実施形態は、各光コアの直径が約８から２５０μｍである光ファイバーリボンを含む。別の実施形態では、光ファイバーリボンは、約２から２４のポリマー光ファイバーを含む。
【００３１】
本開示の実施形態では、隣接するポリマー光ファイバーの外側表面間の距離は、最近接地点にて、約１０μｍ未満であり、外径の許容差は、約１０μｍ未満であり、離心率は、約１０μｍ未満であり、リボンの外部表面における外部接着性層の厚さは、約１０μｍ未満である。別の実施形態では、隣接するポリマー光ファイバーの外側表面間の距離は、最近接地点にて、約５μｍ未満であり、外径の許容差は、約５μｍ未満であり、離心率は、約５μｍ未満であり、リボンの外部表面における外部接着性層の厚さは、約１０μｍ未満である。別の実施形態では、離心率は、約０から１５μｍである。
【００３２】
本開示の実施形態は、各光コアの直径が約１５０μｍ未満である光ファイバーリボンを含む。実施形態では、各光コアの直径は、約１００μｍ未満である。別の実施形態では、各光コアの直径は、約７０μｍ未満である。
【００３３】
本開示の実施形態は、ポリマー光ファイバーの少なくとも１つが、ステップインデックス型ポリマー光ファイバーを含む光ファイバーリボンを含む。実施形態では、ポリマー光ファイバーの少なくとも１つは、グレーデッドインデックス型ポリマー光ファイバーを含む。
【００３４】
本開示の実施形態は、ポリマー光ファイバーの少なくとも１つが、パーフルオロポリマーを含む光コアを有し、および少なくとも１つの層が、パーフルオロポリマーを含むクラッド層を有する光ファイバーリボンを含む。
【００３５】
本開示の実施形態は、ポリマー光ファイバーの少なくとも１つが、少なくとも約１０重量％の塩素を含有するポリマーを含む光コアを有する光ファイバーリボンを含む。実施形態では、ポリマー光ファイバーの少なくとも１つは、少なくとも約１０重量％のフッ素を含有するポリマーを含む光コアを有する。別の実施形態では、ポリマー光ファイバーの少なくとも１つは、約１０重量％未満の塩素を含んでいるポリマーを含む光コアを有する。別の実施形態では、ポリマー光ファイバーの少なくとも１つは、約１０重量％未満のフッ素を含んでいるポリマーを含む光コアを有する。
【実施例】
【００３６】
実施例１
光ファイバーリボンは、６つの光ファイバーを含み、その６つの光ファイバー各々の外径は、約２５０＋／−５μｍである。光ファイバーの各々において、光コアは、約８０μｍの直径であり、中心部屈折率が約１．３５７であり、勾配屈折率プロファイルを形成するためにパーフルオロトリフェニルベンゼンがドーピングされたポリ（パーフルオロブテニルビニルエーテル）を含む。各ファイバーにおいて、内側クラッド層は、約１０５μｍの直径であり、屈折率が約１．３４２である未ドーピングのポリ（パーフルオロブテニルビニルエーテル）を含み、外側クラッド層は、ＸＹＬＥＸ（登録商標）Ｘ７２００の商品名でサビックイノベーティブプラスチックス（Sabic Innovative Plastics）から市販されているポリカーボネート／ポリエステルブレンドを含む。
【００３７】
ファイバーを一緒に保持するために用いられる接着性材料は、ＤＥＳＭＯＬＵＸ（登録商標）Ｕ１００の商品名でバイエルマテリアルサイエンス社（Bayer Material Science, LLC）から販売されている脂肪族ウレタンアクリレート樹脂をＵＶ硬化したものを含む。この接着性材料の厚さは、外部表面にて、約８μｍである。
【００３８】
実施例２
光ファイバーリボンは、４つの光ファイバーを含み、その４つの光ファイバー各々の外径は、約６００＋／−５μｍである。ファイバーの各々において、光コアは、約６２μｍの直径であり、中心部屈折率が約１．３５７であり、勾配屈折率プロファイルを形成するためにパーフルオロトリフェニルベンゼンがドーピングされたポリ（パーフルオロブテニルビニルエーテル）を含む。各ファイバーにおいて、内側クラッド層は、約１０５μｍの直径であり、屈折率が約１．３４２である未ドーピングのポリ（パーフルオロブテニルビニルエーテル）を含み、外側クラッド層は、ＸＹＬＥＸ（登録商標）Ｘ７２００の商品名でサビックイノベーティブプラスチックスから市販されているポリカーボネート／ポリエステルブレンドを含む。
【００３９】
ファイバーを一緒に保持するために用いられる接着性材料は、ＣＡＢＬＥＬＩＴＥ（登録商標）３２８７‐９‐４１の商品名でＤＳＭデソテック（DSM Desotech）から販売されている弾性アクリレート樹脂をＵＶ硬化したものを含む。この接着性材料の厚さは、外部表面にて、約１０μｍである。
【００４０】
実施例３
光ファイバーリボンは、４つのファイバーを含み、各々の外径は、約４９０＋／−５μｍである。ファイバーの各々において、光コアは、約１２０μｍの直径であり、中心部屈折率が約１．５２４であり、勾配屈折率プロファイルを形成するためにジフェニルスルフィドがドーピングされたポリ（トリクロロエチルメタクリレート）を含む。各ファイバーにおいて、内側クラッド層は、約２００μｍの直径であり、屈折率が約１．４９であるポリ（メチルメタクリレート）を含み、外側クラッド層は、ポリカーボネートを含む。
【００４１】
ファイバーを一緒に保持するために用いられる接着性材料は、ＤＥＳＭＯＬＵＸ（登録商標）Ｕ１００の商標でバイエルマテリアルサイエンス社から販売されている脂肪族ウレタンアクリレート樹脂をＵＶ硬化したものである。この接着性材料の厚さは、外部表面にて、約１０μｍである。
【００４２】
比率、濃度、量、およびその他の数値データは、本明細書にて、範囲のフォーマットで表現される場合があることには留意されたい。そのような範囲フォーマットは、簡便さおよび簡潔さのために用いられるものであり、従って、範囲の限界値として明確に列挙されている数値だけが含まれるのではなく、その範囲内に包含されるすべての個々の数値またはサブ範囲も、各々の数値およびサブ範囲が明確に列挙されているかのごとく含まれるという柔軟な形で解釈されるべきであることも理解されたい。説明のために、「約０．１％から約５％」の濃度範囲は、明確に列挙されている濃度である約０．１重量％から約５重量％を含むだけでなく、個々の濃度（例：１％、２％、３％、および４％）、およびサブ範囲（例：０．５％、１．１％、２．２％、３．３％、および４．４％）も示された範囲内に含むように解釈されるべきである。用語「約」は、修飾される（１もしくは複数の）数値の±１％、±２％、±３％、±４％、±５％、±６％、±７％、±８％、±９％、もしくは±１０％、またはそれ以上を含み得る。実施形態では、用語「約」は、その数値における従来の丸めを含み得る。加えて、「約ｘからｙ」の語句は、「約ｘから約ｙ」を含む。
【００４３】
本開示の上述の実施形態は、単に考え得る実行の例であり、単に本開示の原理を明確に理解するために示されただけであることは強調されるべきである。上述の実施形態には、多くの変形および変更が行われてよい。そのような変更および変形はすべて、本明細書にて、本開示の範囲内に含まれ、以下の請求項によって保護されることを意図している。
【図１】
2018163350.tif 000003
【図２】
2018163350.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成30年5月16日(2018.5.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバーリボンであって：
少なくとも２つのポリマー光ファイバーを含み、ここで：
前記ポリマー光ファイバーは、各々、光コア、前記光コアの周囲に配置された少なくとも１つのクラッド層、および外側表面を含み、ここで、前記光コアの各々の直径は、２５０μｍ未満であり；
前記ポリマー光ファイバーは、各々、外径を有し、ここで、前記外径の許容差は、１５μｍ未満であり；
前記ポリマー光ファイバーは、互いに平行に配置されており、ここで、隣接するポリマー光ファイバーの前記外側表面の間の距離は、最近接地点にて、前記ポリマー光ファイバーの各々の前記外径の１０分の１未満であり；
前記ポリマー光ファイバーは、各々、離心率を有し、ここで、前記離心率は、各ポリマー光ファイバーの前記光コアの幾何学的中心と前記外側表面の幾何学的中心との間の距離を含み、ここで、前記離心率は、１５μｍ未満であり；ならびに、
前記ポリマー光ファイバーは、外部接着性層によって接着されており、ここで、前記光ファイバーリボンの外部表面における前記外部接着性層の厚さは、５０μｍ未満であり、前記外部接着性層は前記光ファイバーリボンの最外層であり、前記外部接着性層の外部表面は光検出器又は光エミッターに対してファイバーコアを整列させるための基準面として用いられ、ここで、：
前記外部表面は、各ポリマー光ファイバーの上部表面および底部表面上に円弧を含み、前記外部表面は、２つの外側ファイバーの各々の外面側に円弧を含み、
前記クラッド層の厚さが４３μｍ〜８０μｍである、
光ファイバーリボン。
【請求項２】
光ファイバーリボンであって：
少なくとも２つのポリマー光ファイバーを含み、ここで：
前記ポリマー光ファイバーは、各々、光コア、前記光コアの周囲に配置された少なくとも１つのクラッド層、および外側表面を含み、ここで、前記光コアの各々の直径は、２５０μｍ未満であり；
前記ポリマー光ファイバーは、各々、外径を有し、ここで、前記外径の許容差は、１０μｍ未満であり；
前記ポリマー光ファイバーは、互いに平行に配置されており、ここで、隣接するポリマー光ファイバーの前記外側表面の間の距離は、最近接地点にて、１０μｍ未満であり；
前記ポリマー光ファイバーは、各々、離心率を有し、ここで、前記離心率は、各ポリマー光ファイバーの前記光コアの幾何学的中心と前記外側表面の幾何学的中心との間の距離を含み、ここで、前記離心率は、１０μｍ未満であり；ならびに、
前記ポリマー光ファイバーは、外部接着性層によって接着されており、ここで、前記光ファイバーリボンの外部表面における前記外部接着性層の厚さは、１０μｍ未満であり、前記外部接着性層は前記光ファイバーリボンの最外層であり、前記外部接着性層の外部表面は光検出器又は光エミッターのアレイに対してファイバーコアのアレイを整列させるための基準面として用いられ、ここで、：
前記外部表面は、各ポリマー光ファイバーの上部表面および底部表面上に円弧を含み、前記外部表面は、２つの外側ファイバーの各々の外面側に円弧を含み、
前記クラッド層の厚さが４３μｍ〜８０μｍである、
光ファイバーリボン。
【請求項３】
光ファイバーリボンであって：
少なくとも２つのポリマー光ファイバーを含み、ここで：
前記ポリマー光ファイバーは、各々、光コア、前記光コアの周囲に配置された少なくとも１つのクラッド層、および外側表面を含み、ここで、前記光コアの各々の直径は、２５０μｍ未満であり；
前記ポリマー光ファイバーは、各々、外径を有し、ここで、前記外径の許容差は、５μｍ未満であり；
前記ポリマー光ファイバーは、互いに平行に配置されており、ここで、隣接するポリマー光ファイバーの前記外側表面の間の距離は、最近接地点にて、５μｍ未満であり；
前記ポリマー光ファイバーは、各々、離心率を有し、ここで、前記離心率は、各ファイバーの前記光コアの幾何学的中心と前記外側表面の幾何学的中心との間の距離を含み、ここで、前記離心率は、５μｍ未満であり；ならびに、
前記ポリマー光ファイバーは、外部接着性層によって接着されており、ここで、前記光ファイバーリボンの外部表面における前記外部接着性層の厚さは、１０μｍ未満であり、前記外部接着性層は前記光ファイバーリボンの最外層であり、前記外部接着性層の外部表面は光検出器又は光エミッターに対してファイバーコアを整列させるための基準面として用いられ、ここで：
前記外部表面は、各ポリマー光ファイバーの上部表面および底部表面上に円弧を含み、前記外部表面は、２つの外側ファイバーの各々の外面側に円弧を含み、
前記クラッド層の厚さが４３μｍ〜８０μｍである、
光ファイバーリボン。
【請求項４】
前記ポリマー光ファイバーの外径が、２４５μｍから６０５μｍである、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の光ファイバーリボン。
【請求項５】
前記光コアの各々の前記直径が、１５０μｍ未満である、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の光ファイバーリボン。
【請求項６】
前記光コアの各々の前記直径が、１００μｍ未満である、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の光ファイバーリボン。
【請求項７】
前記光コアの各々の前記直径が、７０μｍ未満である、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の光ファイバーリボン。
【請求項８】
前記ポリマー光ファイバーのうちの少なくとも１つが、ステップインデックス型ポリマー光ファイバーを含む、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の光ファイバーリボン。
【請求項９】
前記ポリマー光ファイバーのうちの少なくとも１つが、グレーデッドインデックス型ポリマー光ファイバーを含む、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の光ファイバーリボン。
【請求項１０】
前記ポリマー光ファイバーのうちの少なくとも１つが、パーフルオロポリマーを含む光コアを含み、および前記少なくとも１つの層が、パーフルオロポリマーを含むクラッド層を含む、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の光ファイバーリボン。
【請求項１１】
前記ポリマー光ファイバーのうちの少なくとも１つが、少なくとも１０重量％の塩素を含有するポリマーを含む光コアを含む、請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の光ファイバーリボン。
【請求項１２】
前記ポリマー光ファイバーのうちの少なくとも１つが、少なくとも１０重量％のフッ素を含有するポリマーを含む光コアを含む、請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の光ファイバーリボン。
【請求項１３】
前記ポリマー光ファイバーのうちの少なくとも１つが、１０重量％未満の塩素を含有するポリマーを含む光コアを含む、請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の光ファイバーリボン。
【請求項１４】
前記ポリマー光ファイバーのうちの少なくとも１つが、１０重量％未満のフッ素を含有するポリマーを含む光コアを含む、請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の光ファイバーリボン。