(57)【要約】      （修正有）【課題】マルチコア光ファイバの軸合わせを容易に行うことのできる、接続されたマルチコア光ファイバの製造方法を提供する。【解決手段】第１マルチコア光ファイバ（ＭＣＦ）１０の第１端面１０ａと、第２ＭＣＦ２０の第２端面２０ａとを互いに対向させる第１工程と、第１端面及び第２端面の、中心軸線と交差する面内の相対位置及び中心軸線周りの相対角度を調整する第２工程と、第１端面と第２端面とを互いに接続する第３工程と、を有する。第２工程は、第１撮像装置３１及び第２撮像装置３２により得られる画像データに基づいて、第１ＭＣＦ及び第２ＭＣＦの各中心軸線が互いに近づくように第１ＭＣＦ及び第２ＭＣＦを相対的に移動させる工程と、画像データから第１端面及び第２端面におけるコア位置の重心点を求める工程と、各重心点が互いに近づくように第１ＭＣＦ及び第２ＭＣＦを中心軸線周りに相対的に回転させる工程と、を含む。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一又は複数の第１コア及び前記一又は複数の第１コアを一括して覆う第１クラッドを有する第１マルチコア光ファイバの第１端面と、一又は複数の第２コア及び前記一又は複数の第２コアを一括して覆う第２クラッドを有する第２マルチコア光ファイバの第２端面とを互いに対向させる第１工程と、
前記第１端面及び前記第２端面の、中心軸線と交差する面内の相対位置及び前記中心軸線周りの相対角度を調整する第２工程と、
前記第１端面と前記第２端面とを互いに接続する第３工程と、を有し、
前記第１マルチコア光ファイバ及び前記第２マルチコア光ファイバが互いに同一のコア配置を有するとともに、前記第１マルチコア光ファイバ及び前記第２マルチコア光ファイバそれぞれのコア位置が回転対称性を有さず、
前記第２工程は、
前記第１端面と対向する位置に配置された第１撮像装置、及び前記第２端面と対向する位置に配置された第２撮像装置により得られる各画像データに基づいて、前記第１マルチコア光ファイバ及び前記第２マルチコア光ファイバの各中心軸線が互いに近づくように前記第１マルチコア光ファイバ及び前記第２マルチコア光ファイバを相対的に移動させる工程と、
前記第１撮像装置により得られる画像データから前記第１端面におけるコア位置の重心点を求めるとともに、前記第２撮像装置により得られる画像データから前記第２端面におけるコア位置の重心点を求める工程と、
前記第１端面におけるコア位置の重心点と前記第２端面におけるコア位置の重心点とが互いに近づくように前記第１マルチコア光ファイバ及び前記第２マルチコア光ファイバを前記中心軸線周りに相対的に回転させる工程と、を含む、接続されたマルチコア光ファイバの製造方法。
【請求項２】
前記第１撮像装置及び前記第２撮像装置を配置する工程において、前記第１撮像装置及び前記第２撮像装置の各画像データの座標中心が一本の軸線上に位置するように前記第１撮像装置及び前記第２撮像装置の位置を調整する、請求項１に記載の接続されたマルチコア光ファイバの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接続されたマルチコア光ファイバの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、マルチコア光ファイバ同士を調心して接続する方法が記載されている。この方法では、マルチコア光ファイバにコアとは別にマーカを付し、マーカによって各マルチコア光ファイバのコア位置を把握し、回転調芯後に融着する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−５０６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、マルチコア光ファイバ（Multi-Core Fiber：ＭＣＦ）の軸合わせの方法として、接続対象である２つのＭＣＦの一端面同士を対向させ、一方のＭＣＦの他端面から各コア毎に光を入射させ、他方のＭＣＦの他端面から出射される光のパワーが最大となるように（すなわち、伝送損失が最小となるように）これらのＭＣＦの軸合わせを行う方法がある。このような方法では、ＭＣＦの中心軸線同士を一致させたのちに、該中心軸線周りにＭＣＦを相対回転させることにより、対応するコア位置を相互に一致させる。
【０００５】
しかしながらこの方法は、複数のコア位置が回転対称性を有する場合（典型的には、中心軸線上の中心コアを除く周辺コアが中心軸線周りに等しい角度間隔で配置されている場合）に有効な方法である。複数のコア位置が回転対称性を有していれば、一方のＭＣＦの或る周辺コアを他方のＭＣＦの何れかの周辺コアに結合させることにより、他の周辺コアも自ずから結合し、軸合わせが完了するからである。一方、複数のコア位置が回転対称性を有しない場合、この方法を用いて軸合わせを行ったとしても、互いに対応するコア同士を結合させることは容易ではない。一方のＭＣＦの或る周辺コアを他方のＭＣＦの何れかの周辺コアに結合させたとしても、それが対応する周辺コアではない場合、他の周辺コアのうち少なくとも一つが結合されないからである。
【０００６】
なお、特許文献１に記載の方法では、ＭＣＦにコアとは別のマーカをクラッド内に設ける。このようなマーカはＭＣＦの全長にわたって設けられるので、ＭＣＦの光伝送特性への影響が懸念されるという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、コア位置が回転対称性を有しない場合であっても軸合わせを容易に行うことができる、接続されたＭＣＦの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、本発明の一実施形態に係る接続されたＭＣＦの製造方法は、一又は複数の第１コア及び一又は複数の第１コアを一括して覆う第１クラッドを有する第１ＭＣＦの第１端面と、一又は複数の第２コア及び一又は複数の第２コアを一括して覆う第２クラッドを有する第２ＭＣＦの第２端面とを互いに対向させる第１工程と、第１端面及び第２端面の、中心軸線と交差する面内の相対位置及び中心軸線周りの相対角度を調整する第２工程と、第１端面と第２端面とを互いに接続する第３工程と、を有し、第１ＭＣＦ及び第２ＭＣＦが互いに同一のコア配置を有するとともに、第１ＭＣＦ及び第２ＭＣＦそれぞれのコア位置が回転対称性を有さず、第２工程は、第１端面と対向する位置に配置された第１撮像装置、及び第２端面と対向する位置に配置された第２撮像装置により得られる各画像データに基づいて、第１ＭＣＦ及び第２ＭＣＦの各中心軸線が互いに近づくように第１ＭＣＦ及び第２ＭＣＦを相対的に移動させる工程と、第１撮像装置により得られる画像データから第１端面におけるコア位置の重心点を求めるとともに、第２撮像装置により得られる画像データから第２端面におけるコア位置の重心点を求める工程と、第１端面におけるコア位置の重心点と第２端面におけるコア位置の重心点とが互いに近づくように第１ＭＣＦ及び第２ＭＣＦを中心軸線周りに相対的に回転させる工程と、を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による接続されたＭＣＦの製造方法によれば、コア位置が回転対称性を有しない場合であっても軸合わせを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１（ａ）は、第１ＭＣＦの端面を示す正面図である。図１（ｂ）は、第２ＭＣＦの端面を示す正面図である。
【図２】図２は、一実施形態による製造方法の各工程を示すフローチャートである。
【図３】図３は、第１ＭＣＦの端面と第２ＭＣＦの端面とを対向させる工程を概略的に示す図である。
【図４】図４は、第１ＭＣＦ及び第２ＭＣＦの各端面の、中心軸線と交差する面内の相対位置及び中心軸線周りの相対角度を調整する工程を概略的に示す図である。
【図５】図５（ａ）及び図５（ｂ）は、撮像装置の画像データを示す。
【図６】図６（ａ）及び図６（ｂ）は、ファイバ移動工程の後における撮像装置の画像データを示す。
【図７】図７（ａ）及び図７（ｂ）は、回転工程の後における撮像装置の画像データを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［本願発明の実施形態の説明］
最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。本発明の一実施形態に係る接続されたＭＣＦの製造方法は、一又は複数の第１コア及び一又は複数の第１コアを一括して覆う第１クラッドを有する第１ＭＣＦの第１端面と、一又は複数の第２コア及び一又は複数の第２コアを一括して覆う第２クラッドを有する第２ＭＣＦの第２端面とを互いに対向させる第１工程と、第１端面及び第２端面の、中心軸線と交差する面内の相対位置及び中心軸線周りの相対角度を調整する第２工程と、第１端面と第２端面とを互いに接続する第３工程と、を有し、第１ＭＣＦ及び第２ＭＣＦが互いに同一のコア配置を有するとともに、第１ＭＣＦ及び第２ＭＣＦそれぞれのコア位置が回転対称性を有さず、第２工程は、第１端面と対向する位置に配置された第１撮像装置、及び第２端面と対向する位置に配置された第２撮像装置により得られる各画像データに基づいて、第１ＭＣＦ及び第２ＭＣＦの各中心軸線が互いに近づくように第１ＭＣＦ及び第２ＭＣＦを相対的に移動させる工程と、第１撮像装置により得られる画像データから第１端面におけるコア位置の重心点を求めるとともに、第２撮像装置により得られる画像データから第２端面におけるコア位置の重心点を求める工程と、第１端面におけるコア位置の重心点と第２端面におけるコア位置の重心点とが互いに近づくように第１ＭＣＦ及び第２ＭＣＦを中心軸線周りに相対的に回転させる工程と、を含む。
【００１２】
この製造方法では、第２工程において、各ＭＣＦの端面を撮像装置によって撮像し、得られる画像データを用いて軸合わせを行う。すなわち、画像データに基づいて第１ＭＣＦ及び第２ＭＣＦの各中心軸線を互いに近づけたのち、第１ＭＣＦ及び第２ＭＣＦのコア位置の重心点を求め、これらの重心点が互いに近づくように第１ＭＣＦ及び第２ＭＣＦを相対回転させる。このような方法によれば、コア位置が回転対称性を有しない場合であっても、全てのコアを同時に結合させることができるので、軸合わせを容易に行うことができる。
【００１３】
上記の接続されたＭＣＦの製造方法において、第１撮像装置及び第２撮像装置を配置する工程では、第１撮像装置及び第２撮像装置の各画像データの座標中心が一本の軸線上に位置するように第１撮像装置及び第２撮像装置の位置を調整してもよい。
【００１４】
［本願発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る接続されたＭＣＦの製造方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
図１（ａ）は、ＭＣＦ１０（第１マルチコア光ファイバ）の端面１０ａ（第１端面）を示す正面図である。図１（ｂ）は、ＭＣＦ２０（第２マルチコア光ファイバ）の端面２０ａ（第２端面）を示す正面図である。これらのＭＣＦ１０，２０は、本発明の一実施形態に係る製造方法の接続対象である。図１（ａ）に示されるように、ＭＣＦ１０は、ガラス製の一又は複数（図１（ａ）では６個）のコア１２（第１コア）と、一又は複数のコア１２を一括して覆うガラス製のクラッド１４（第１クラッド）と、クラッド１４を被覆する樹脂被覆部１６とを有する。同様に、ＭＣＦ２０は、ガラス製の一又は複数（図１（ｂ）では６個）のコア２２（第２コア）と、一又は複数のコア２２を一括して覆うガラス製のクラッド２４（第２クラッド）と、クラッド２４を被覆する樹脂被覆部２６とを有する。
【００１６】
ＭＣＦ１０，２０は、互いに同一のコア配置を有する。ここで、互いに同一とは、ＭＣＦ１０の端面１０ａとＭＣＦ２０の端面２０ａとをそれぞれ正面から見たときに、一又は複数のコア１２の位置と一又は複数のコア２２の位置とが、互いに鏡像の関係になりうることを意味する。
【００１７】
また、ＭＣＦ１０，２０のコア位置は回転対称性を有していない。回転対称性とは、ＭＣＦの断面を或る角度だけ回転させたときの複数のコア位置が元の断面における複数のコア位置と一致する性質をいう。例えば、中心軸線周りに等しい角度間隔で６個のコアが配置されている場合、このコア配置は６回回転対称である。このようなＭＣＦでは、複数のコア位置の重心点は中心軸線に一致する。これに対し、本実施形態のＭＣＦ１０，２０のコア位置は回転対称性を有していないので、複数のコア位置の重心点は中心軸線から外れる。言い換えれば、コア位置の重心点が中心軸線から一定の距離を有する。この距離は、製造上の誤差よりも十分に大きな値である。コアが１つの場合には、そのコア位置が重心点となる。
【００１８】
図２は、本実施形態による製造方法の各工程を示すフローチャートである。以下、図２を参照しながら本実施形態による製造方法を説明する。
【００１９】
まず、準備工程Ｓ１として、ＭＣＦ１０，２０を例えばファイバカッターなどによって切断することにより、コア１２，２２を認識可能な各端面１０ａ，２０ａを形成する。
【００２０】
次に、第１工程Ｓ２として、ＭＣＦ１０の端面１０ａと、ＭＣＦ２０の端面２０ａとを互いに対向させる。図３は、この工程を概略的に示す図である。図３に示されるように、ＭＣＦ１０をファイバ把持治具４０Ａ（第１ファイバ把持治具）に固定する。同様に、ＭＣＦ２０をファイバ把持治具４０Ｂ（第２ファイバ把持治具）に固定する。これらのファイバ把持治具４０Ａ，４０Ｂは、それぞれＭＣＦ１０，２０を把持するとともに、互いに直交する３軸（ｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸）の方向にＭＣＦ１０，２０を移動させることができる。一例では、これらのファイバ把持治具４０Ａ，４０Ｂは、ｘ軸ステージ４１、ｙ軸ステージ４２、及びｚ軸ステージ４３を有する。ｘ軸はＭＣＦ１０，２０の中心軸線に沿った軸であり、ｙ軸はＭＣＦの中心軸線と直交する軸であり、ｚ軸はこれらの軸と直交する軸である。さらに、これらのファイバ把持治具４０Ａ，４０Ｂは、それぞれＭＣＦ１０，２０を中心軸線周りに回転可能とするθｘステージ４４を有する。そして、端面１０ａと端面２０ａとが或る共通軸線Ａ１に沿って互いに対向するように、これらのファイバ把持治具４０Ａ，４０Ｂを配置する。なお、本工程においては、ＭＣＦ１０，２０の樹脂被覆部１６，２６は除去されていても良い。
【００２１】
続いて、第２工程Ｓ３として、端面１０ａ，２０ａの中心軸線と交差する面内における相対位置及び中心軸線周りの相対角度を調整する。図４は、第２工程Ｓ３を概略的に示す図である。第２工程Ｓ３は、カメラ配置工程Ｓ３１、ファイバ移動工程Ｓ３２、重心点算出工程Ｓ３３、及び回転工程Ｓ３４を含む。
【００２２】
（カメラ配置工程）
カメラ配置工程Ｓ３１では、端面１０ａと対向する位置に撮像装置３１（第１撮像装置）を配置し、端面２０ａと対向する位置に撮像装置３２（第２撮像装置）を配置する。撮像装置３１，３２は、例えばＣＣＤカメラである。図４に示されるように、ファイバ把持治具４０Ａとファイバ把持治具４０Ｂとの間に設けられた台３３の上にこれらの撮像装置３１，３２を配置する。撮像装置３１にはモニタ３４が電気的に接続される。撮像装置３２にはモニタ３５が電気的に接続される。撮像装置３１，３２によって得られる各画像データは、それぞれモニタ３４，３５によって視認可能となっている。
【００２３】
この工程では、撮像装置３１，３２の各画像データの座標中心が一本の共通軸線Ａ１上に位置するように（言い換えれば、各撮像装置３１，３２の受光面の中心が一本の共通軸線Ａ１上に位置するように）、撮像装置３１，３２の位置を調整するとよい。図５（ａ）及び図５（ｂ）は、それぞれ撮像装置３１の画像データＤ１および撮像装置３２の画像データＤ２を示す。これらの画像データＤ１，Ｄ２にはｙｚ座標軸が定義されており、このｙｚ座標軸の原点に共通軸線Ａ１が位置するように、撮像装置３１，３２の位置が調整される。
【００２４】
（ファイバ移動工程）
図５（ａ）に示されるように、撮像装置３１の画像データＤ１には、ＭＣＦ１０の端面１０ａの画像Ｊ１が含まれる。また、図５（ｂ）に示されるように、撮像装置３２の画像データＤ２には、ＭＣＦ２０の端面２０ａの画像Ｊ２が含まれる。ファイバ移動工程Ｓ３２では、まず、画像データＤ１における端面１０ａの輪郭から、ＭＣＦ１０の中心軸線Ｃ１の位置を取得する。同様に、画像データＤ２における端面２０ａの輪郭から、ＭＣＦ２０の中心軸線Ｃ２の位置を取得する。ここで、各ＭＣＦ１０，２０の中心軸線Ｃ１，Ｃ２の位置とは、ｙｚ座標平面における各ＭＣＦ１０，２０の中心軸線Ｃ１，Ｃ２の位置座標を意味する。その後、各ファイバ把持治具４０Ａ，４０Ｂのｙ軸ステージ４２及びｚ軸ステージ４３を制御して、ＭＣＦ１０，２０を相対的に移動させることにより、ＭＣＦ１０の中心軸線Ｃ１とＭＣＦ２０の中心軸線Ｃ２とを互いに近づける。一例では、ＭＣＦ１０の中心軸線Ｃ１とＭＣＦ２０の中心軸線Ｃ２とを共に共通軸線Ａ１（すなわち座標原点）に近づける。
【００２５】
（重心点算出工程）
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、それぞれファイバ移動工程Ｓ３２の後における撮像装置３１の画像データＤ１および撮像装置３２の画像データＤ２を示す。重心点算出工程Ｓ３３では、画像データＤ１から端面１０ａにおけるコア位置の重心点を求めるとともに、画像データＤ２から端面２０ａにおけるコア位置の重心点を求める。各コア位置を（ｙｉ，ｚｉ）（但し、ｉ＝１，２，・・・，ｎ。ｎはコアの総数）とすると、重心点の座標は（Σｙｉ／ｎ，Σｚｉ／ｎ）として算出される。なお、コアが１個の場合には、そのコアの位置座標を重心点の座標とする。
【００２６】
（回転工程）
続いて、回転工程Ｓ３４では、端面１０ａにおけるコア位置の重心点と端面２０ａにおけるコア位置の重心点とが互いに近づくように、ＭＣＦ１０，２０を中心軸線Ｃ１，Ｃ２周りに相対的に回転させる。具体的には、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示されるように、画像データＤ１におけるコア位置の重心点と、画像データＤ２におけるコア位置の重心点とがｚ軸に対して線対称な位置となるように、各ファイバ把持治具４０Ａ，４０Ｂのθｘステージ４４を制御してＭＣＦ１０，２０を相対的に回転させる。従って、回転後の画像データＤ１におけるコア位置の重心点の座標を（ｙ１，ｚ１）とすると、回転後の画像データＤ２におけるコア位置の重心点の座標は（−ｙ１，ｚ１）となる。
【００２７】
最後に、第３工程Ｓ４として、端面１０ａ，２０ａに対する撮像装置３１，３２の相対的な移動（例えば撮像装置３１，３２の撤去）により、端面１０ａ，２０ａを互いに対向させる。そして、各ファイバ把持治具４０Ａ，４０Ｂのｘ軸ステージ４１を制御して端面１０ａ，２０ａを互いに接近させ、端面１０ａ，２０ａを例えば加熱融着や接着などにより互いに接続する。
【００２８】
以上に説明した本実施形態の接続されたＭＣＦの製造方法によって得られる効果について説明する。この製造方法では、第２工程Ｓ３において、各ＭＣＦ１０，２０の端面１０ａ，２０ａを撮像装置３１，３２によって撮像し、得られる画像データＤ１，Ｄ２を用いて軸合わせを行う。すなわち、画像データＤ１，Ｄ２に基づいてＭＣＦ１０，２０の各中心軸線Ｃ１，Ｃ２を互いに近づけたのち、ＭＣＦ１０，２０のコア位置の重心点を求め、これらの重心点が互いに近づくようにＭＣＦ１０，２０を相対回転させる。このような方法によれば、コア位置が回転対称性を有しない場合であっても、ＭＣＦ１０の全てのコア１２を、対応するＭＣＦ２０の全てのコア２２に同時に結合させることができる。従って、ＭＣＦ１０，２０の軸合わせを容易に行うことができる。
【００２９】
本発明による接続されたＭＣＦの製造方法は、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上述した各実施形態を、必要な目的及び効果に応じて互いに組み合わせてもよい。また、上記実施形態では各画像データの座標系を直交座標系として説明したが、各画像データの座標系は極座標系であってもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１０…第１ＭＣＦ、１０ａ…第１端面、１２…第１コア、１４…第１クラッド、１６，２６…樹脂被覆部、２０…第２ＭＣＦ、２０ａ…第２端面、２２…第２コア、２４…第２クラッド、３１…第１撮像装置、３２…第２撮像装置、３３…台、３４，３５…モニタ、４０Ａ，４０Ｂ…ファイバ把持治具、４１…ｘ軸ステージ、４２…ｙ軸ステージ、４３…ｚ軸ステージ、４４…θｘステージ、Ａ１…共通軸線、Ｃ１，Ｃ２…中心軸線、Ｄ１，Ｄ２…画像データ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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