(57)【要約】【課題】より高い精度で調芯することを可能とする。【解決手段】複数のコアと前記複数のコアを取り囲むクラッドとを備え、光軸方向に垂直な断面における外周形状は、同一の円周を形成する円周部２１と、切欠部２２と、が含まれ、切欠部２２は、底部２５と、該底部２５の両側に設けられて該底部２５よりも外側に突出すると共に扁平面を有する２つの接触部２６を有することを特徴とする。このような構成を有することで、固定部材によって２つの接触部２６を安定して押さえることができるため、マルチコア光ファイバ１Ａを安定して固定することができる。したがって、より高精度に回転調芯を行うことができる。【選択図】図１
2015118270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコアと前記複数のコアを取り囲むクラッドとを備え、
光軸方向に垂直な断面における前記クラッドの外周形状は、同一の円周を形成する円周部と、切欠部とを形成しており、
前記切欠部は、底部と２つの接触部を有し、
前記２つの接触部は、前記底部の両側に設けられて該底部よりも外側に突出するとともに扁平面を有することを特徴とするマルチコア光ファイバ。
【請求項２】
前記接触部は、扁平面の曲率半径が１０μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のマルチコア光ファイバ。
【請求項３】
前記複数のコアにおいて、コア間距離の最小値をa_ｍｉｎとし、前記コアと前記クラッドの外周部との最小距離をd_ｍｉｎとしたときに、d_ｍｉｎ≦a_ｍｉｎ、であり、且つd_ｍｉｎ／ａ_ｍｉｎ≧０．３であることを特徴とする請求項１に記載のマルチコア光ファイバ。
【請求項４】
２つの前記接触部の離間距離は、前記円周部の直径をＤ［μｍ］とした場合、０．１×Ｄ以上であることを特徴とする請求項１に記載のマルチコア光ファイバ。
【請求項５】
伝送距離３０ｍにおけるコア間クロストークの最大値が−３０ｄＢ以下であって、閉じ込め損失に起因する伝送損失が１ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のマルチコア光ファイバ。
【請求項６】
前記切欠部は外周に複数設けられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のマルチコア光ファイバ。
【請求項７】
前記切欠部は、互いに対向しない位置に設けられることを特徴とする請求項６に記載のマルチコア光ファイバ。
【請求項８】
ファイバカールの曲率半径が４ｍ以上であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のマルチコア光ファイバ。
【請求項９】
前記クラッドの外周に被覆が設けられ、
前記円周部における被覆の平均厚みが２０μｍ以上５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のマルチコア光ファイバ。
【請求項１０】
前記クラッドは、物理クラッドを有し、前記物理クラッドに前記コアの配置を特定するためのマーカ部があることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のマルチコア光ファイバ。
【請求項１１】
第１のマルチコア光ファイバと第１のマルチコア光ファイバの一端側に設けられた配列部品とを有する光モジュールであって、
前記第１のマルチコア光ファイバは、光軸方向に垂直な断面における外周形状に同一の円周を形成する円周部と、切欠部と、が含まれ、前記切欠部は、底部と、該底部の両側に設けられて該底部よりも外側に突出すると共に扁平面を有する２つの接触部を有し、
前記配列部品は、直線形状を持つ固定部材を有し、前記固定部材が前記２つの接触部と互いに接触することで、前記第１のマルチコア光ファイバの前記コアの配列方向を所定の方向になるように固定していることを特徴とする光モジュール。
【請求項１２】
前記第１のマルチコア光ファイバの前記一端側とは異なる他端部において、前記第１のマルチコア光ファイバと、前記外周形状が円形である第２のマルチコア光ファイバとが接続されることを特徴とする請求項１１記載の光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチコア光ファイバ及び光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
光軸方向に延在する複数のコアが共通のクラッドで覆われたマルチコア光ファイバの位置決めを好適に行うための方法が種々検討されている。例えば、特許文献１では、マルチコア光ファイバの外形の一部を平坦に加工した後に線引を行って非円形状にすることで所定の角度方向への回転調芯を容易に行う方法が示されている。また、特許文献２では、ファイバの回転を制限するための位置決め構造が設けられたマルチコア光ファイバが示されている。さらに、非特許文献１では、単コアの光ファイバ４本が一体化された断面形状が非円形状のマルチコア光ファイバが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１１／０２２９０８６号明細書
【特許文献２】特開２０１０−２８６５４８号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Journal of Lightwave Technology,vol.17, No.5, p.807-810 (1999)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、母材の外周の一部を平坦に加工した後に線引を行うため、母材の粘性流動が生じるために加工面を平坦に保つことは困難であり、中央部で突出するような曲率を有する加工面となってしまう。この場合、当該加工面を利用しても正確な調芯が困難である。また、特許文献２では、位置決め構造としてクラッドに切込みが形成された構成が開示されているが、特許文献１と同様に、加工時に切欠部が変形して正確な位置決めが困難となる可能性がある。さらに、非特許文献１に記載の方法においても、単コアの光ファイバ母材を一体化して線引する場合、一体化する際に変形が生じる可能性がある。このように、依然としてマルチコア光ファイバの調芯を高精度で行うことが困難であった。
【０００６】
本発明は上記を鑑みてなされたものであり、より高い精度で調芯することが可能なマルチコア光ファイバ及びこのマルチコア光ファイバを用いた光モジュールの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明に係るマルチコア光ファイバは、
（１）複数のコアと前記複数のコアを取り囲むクラッドとを備え、
光軸方向に垂直な断面における前記クラッドの外周形状は、同一の円周を形成する円周部と、切欠部とを形成しており、
前記切欠部は、底部と２つの接触部を有し、
前記２つの接触部は、前記底部の両側に設けられて該底部よりも外側に突出するとともに扁平面を有することを特徴とするマルチコア光ファイバ
である。
【０００８】
また、本願発明に係る光モジュールは、
（２）第１のマルチコア光ファイバと第１のマルチコア光ファイバの一端側に設けられた配列部品とを有する光モジュールであって、
前記第１のマルチコア光ファイバは、光軸方向に垂直な断面における外周形状に同一の円周を形成する円周部と、切欠部と、が含まれ、前記切欠部は、底部と、該底部の両側に設けられて該底部よりも外側に突出すると共に扁平面を有する２つの接触部を有し、
前記配列部品は、直線形状を持つ固定部材を有し、前記固定部材が前記２つの接触部と互いに接触することで、前記第１のマルチコア光ファイバの前記コアの配列方向を所定の方向になるように固定していることを特徴とする光モジュール
である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、より高い精度で調芯することが可能なマルチコア光ファイバ及びこのマルチコア光ファイバを用いた光モジュールが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係るマルチコア光ファイバの構成を説明する概略斜視図である。
【図２】本実施形態に係るマルチコア光ファイバの第２の構成を説明する概略斜視図である。
【図３】本実施形態に係るマルチコア光ファイバにおけるａ＿ｍｉｎ、ｄ＿ｍｉｎ、ｄについて説明する図である。
【図４】本実施形態に係るマルチコア光ファイバを製造する線引装置について説明する図である。
【図５】外径モニタの配置について説明する図である。
【図６】外径モニタの配置について説明する図である。
【図７】ＨとｄＨの定義を示す図である。
【図８】曲率半径とｄＨ／Ｈの関係を測定した結果を示す図である。
【図９】従来例に係るマルチコア光ファイバをＶ溝カプラに収容した場合の断面図である。
【図１０】本実施形態に係るマルチコア光ファイバをＶ溝カプラに収容した場合の断面図である。
【図１１】本実施形態に係るマルチコア光ファイバをＶ溝カプラに収容した場合の断面図である。
【図１２】本実施形態に係るマルチコア光ファイバを用いた光モジュールの概略構成図である。
【図１３】本実施形態に係るマルチコア光ファイバを用いた光モジュールの概略構成図である。
【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］
最初に本願発明の実施態様を列記して説明する。
【００１２】
本願のマルチコア光ファイバは、
（１）複数のコアと前記複数のコアを取り囲むクラッドとを備え、光軸方向に垂直な断面における前記クラッドの外周形状は、同一の円周を形成する円周部と、切欠部とを形成しており、前記切欠部は、底部と２つの接触部を有し、前記２つの接触部は、前記底部の両側に設けられて該底部よりも外側に突出するとともに扁平面を有することを特徴とする。このような構成を有することで、固定部材によって２つの接触部を押さえることができるため、マルチコア光ファイバを安定して固定することができる。したがって、より高精度に回転調芯を行うことができる。
【００１３】
（２）また、（１）のマルチコア光ファイバについて、扁平面の曲率半径が１０μｍ以上である態様を備える。曲率半径を上記の範囲とすることで、固定部材により安定した固定ができる。
【００１４】
（３）また、（１）のマルチコア光ファイバについて、前記複数のコアにおいて、コア間距離の最小値をa_ｍｉｎとし、前記コアと前記クラッドの外周部との最小距離をd_ｍｉｎとしたときに、d_ｍｉｎ≦a_ｍｉｎ、であり、且つd_ｍｉｎ／ａ_ｍｉｎ≧０．３である態様とする。このような範囲とすることで、コア間クロストークや伝送損失を低減することができる。
【００１５】
（４）また、（１）のマルチコア光ファイバについて、２つの前記接触部の離間距離は、前記円周部の直径をＤ［μｍ］とした場合、０．１×Ｄ以上である態様とする。このような範囲とすることで、回転調芯ズレの発生を低減することができる。
【００１６】
（５）また、（１）又は（２）のマルチコア光ファイバについて、伝送距離３０ｍにおけるコア間クロストークの最大値が−３０ｄＢ以下であって、閉じ込め損失に起因する伝送損失が１ｄＢ／ｋｍ以下である態様とする。
【００１７】
（６）また、（１）〜（５）のいずれかのマルチコア光ファイバについて、前記切欠部は外周に複数設けられる態様とする。切欠部を複数備えることで、複数の部材によってマルチコア光ファイバを安定して固定することができる。
【００１８】
（７）また、（６）のマルチコア光ファイバについて、前記切欠部は、互いに対向しない位置に設けられる態様とする。切欠部が互いに対向していない場合、切欠部によるコアの配置の区別が容易となる。
【００１９】
（８）また、（１）〜（７）のいずれかのマルチコア光ファイバにおいて、ファイバカールの曲率半径が４ｍ以上である態様とする。ファイバカールの曲率半径が４ｍ以上であることで、ファイバカールによる影響を低減することができる。
【００２０】
（９）また、（１）〜（８）のいずれかのマルチコア光ファイバについて、前記クラッドの外周に被覆が設けられ、前記円周部における被覆の平均厚みが２０μｍ以上５０μｍ以下である態様とする。被覆の平均厚みを上記の範囲とすることで、被覆に覆われるためにクラッドの外周形状が外側から区別しづらいということが回避できる。
【００２１】
（１０）また、（１）〜（９）のいずれかのマルチコア光ファイバについて、前記クラッド部に前記コアの配置を特定するためのマーカ部がある態様とする。マーカ部がある場合、例えばマルチコア光ファイバが回転対称であっても、コアの配置を容易に区別することができる。
【００２２】
また、本願の光モジュールは、
（１１）第１のマルチコア光ファイバと第１のマルチコア光ファイバの一端側に設けられた配列部品とを有する光モジュールであって、前記第１のマルチコア光ファイバは、光軸方向に垂直な断面における外周形状に同一の円周を形成する円周部と、切欠部と、が含まれ、前記切欠部は、底部と、該底部の両側に設けられて該底部よりも外側に突出すると共に扁平面を有する２つの接触部を有し、前記配列部品は、直線形状を持つ固定部材を有し、前記固定部材が前記２つの接触部と互いに接触することで、前記第１のマルチコア光ファイバの前記コアの配列方向を所定の方向になるように固定していることを特徴とする。
【００２３】
この光モジュールでは、第１のマルチコア光ファイバが２つの接触部を有しているので、配列部品の固定部材によって２つの接触部を押圧することができるため、高い精度で調芯することが可能となる。
【００２４】
（１２）また、（１１）の光モジュールにおいて、前記第１のマルチコア光ファイバの前記一端側とは異なる他端部において、前記第１のマルチコア光ファイバと、前記外周形状が円形である第２のマルチコア光ファイバとが接続される態様とする。このように、第２のマルチコア光ファイバが円形である場合、例えばフェルール等の円形状のマルチコア光ファイバが好適に用いられる光部品との接続も容易に行うことができると共に、マルチコア光ファイバの加工に係るコストを低減することができる。
【００２５】
［本願発明の実施形態の詳細］
本発明に係るマルチコア光ファイバ及びそ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全ての変更が含まれることが意図される。
【００２６】
図１は、本発明の実施形態に係るマルチコア光ファイバ１Ａの概略斜視図である。マルチコア光ファイバ１Ａは、８個のコア１１と、コア１１を取り囲むクラッド２０と、を備える。コア１１は光軸方向に延在している。また、マルチコア光ファイバ１Ａはクラッド２０の外側にジャケット部（被覆部）を有していてもよい。また、クラッド２０はより詳細には、コア１１を囲う複数の光学クラッドと、複数の光学クラッドを覆う物理クラッドとにより構成される。なお、「物理クラッド」と呼ばれる領域は、クラッド内でコア部から離間した領域で、使用波長における、ＭＦＤ（モードフィールド径）の５／２倍になる位置または電界振幅がそのピーク値から１０−４以下になる位置から外側の領域のことである。
【００２７】
コア１１の屈折率は、それぞれクラッド２０の屈折率よりも高い。一般的に、マルチコア光ファイバの各コア１１はステップ型、ＣＩ型、Ｗ型、トレンチ型など、コア間のクロストーク及び閉じ込め損失等の伝送特性を適切な値とするため、当業者が想起できる屈折率構造を取ることが出来る。マルチコア光ファイバのコア間クロストーク、閉じ込め損失等を適切に設定する設計指針については、理論的解明されており、例えばコア間クロストークについては、Optics Express  Vol. 19,  Iss. 17,  pp. 16576−16592を参考にすることができる。また、マルチコア光ファイバ１Ａのコア１１の伝播定数は、各コア１１の伝搬定数が互いに同様でも、異なっていてもよい。また各コアを別々のチャネルとして伝送する非結合型マルチコア光ファイバであってもよいし、複数のコアに跨ったスーパーチャネルとして伝送する結合型のマルチコア光ファイバとすることもできる。
【００２８】
コア１１及びクラッド２０は、石英系ガラスを主成分として、必要に応じて屈折率調整用の不純物が添加される。例えば、８つのコア１１のそれぞれはＧｅＯ２を添加された石英系ガラスであって、クラッド２０は純石英ガラスとすることができる。或いは、例えば、８つのコア１１のそれぞれは純石英ガラスであって、クラッド２０はＦ元素又はＣｌ元素を添加された石英系ガラスとすることもできる。８つのコア１１のコア径は同一であってもよいし、同一でなくてもよい。また、８つのコア１１の屈折率は同一であってもよいし、同一でなくてもよい。
【００２９】
マルチコア光ファイバ１Ａでは、光軸に垂直な断面において、コア１１は２列に配置されている。すなわち、８つのコア１１のうちの４つのコア１１Ａは、直線Ｌ１に沿って等間隔に配列されている。また、８つのコア１１のうちの４つのコア１１Ｂは直線Ｌ２に沿って等間隔に配列されている。直線Ｌ１と直線Ｌ２とは互いに平行とされる。
【００３０】
また、マルチコア光ファイバ１Ａでは、光軸方向に垂直な断面におけるクラッドの外周には、同一の円周を形成する円周部２１と、円周部２１から光軸に対して内側に切り込まれた切欠部２２とが含まれる。同一の円周部とは、各コア毎ではなく、全コアを包含する単一の円周部を意味し、単一の円周部が複数の切欠部で分断されたものも含むとする。そして、切欠部２２は、底部２５と、底部２５の両側に設けられて底部２５よりも外側に突出する接触部２６とが含まれる。底部２５及び接触部を含んで構成される切欠部２２は、光軸方向に延在するように形成される。本実施形態に係るマルチコア光ファイバ１Ａにおいて特徴を成す部分は、同一の円周を形成する円周部２１には含まれない位置に２つの接触部２６が離間して設けられることである。接触部２６は、マルチコア光ファイバ１Ａの調芯の際に一の固定部材等によって支持するために用いられる。したがって、２つの接触部２６の間の底部２５は、接触部２６よりも低い位置（内側）にある必要がある。
【００３１】
また、接触部２６は扁平面を有することで、固定部材等によって安定して支持することができる。なお、ここでいう「扁平」とは、なだらかな面で形成されている場合も含まれる。例えば、図２に示すマルチコア光ファイバ１Ｂのように、特に接触部２６が緩やかなカーブを形成する面であってもよい。この場合、接触部２６の曲率半径は１０μｍ以上であることが好ましい。曲率半径はマルチコア光ファイバの製造条件（主にマルチコア光ファイバ母材の研削・研磨条件）によって制御することができる。この点は後述する。
【００３２】
マルチコア光ファイバ１Ａの外径は、機械強度の劣化、コストの増加の観点から細い方が好ましい。しかし、コア間クロストークの問題が存在する。コア間クロストークに対するコア１１間の距離は、用いるコア１１の屈折率分布構造に基づいて算出される。ここで、図３に示すように、コア間クロストークを一定に保つために必要な最小コアピッチをa_minとする。なお、閉じ込め損失を抑制するのに必要十分なクラッドの厚みｄを設定することで、必要以上に取る外径を大きくする必要がなくなる。コア１１とクラッド外周との距離の最小値d_min1について、d_min1＝ｄとする。同様に、底部とコア間の距離d_min2についても、ｄ_min2＝ｄの関係を満たす構成とするよい。このため、コア間クロストーク及び閉じ込め損失を抑制することができ、マルチコア光ファイバとしての外径をより小さく設計することができる。必要十分なクラッド厚みｄは、使用するコアの屈折率構造に対し、使用波長における閉じ込め損失が１ｄＢ／ｋｍ以下、より望ましくは、０．１ｄＢ／ｋｍ以下となるように設定されていることが望ましい。
【００３３】
一方、d_min／a_minを過度に小さくすると閉じ込め損失が過度に大きくなる。したがって、d_min／a_minは０．３以上であることが好ましい。
【００３４】
また、コア間のクロストークは、使用するマルチコア光ファイバの長さ（例えば伝送距離３０ｍ）において−３０ｄＢ以下となるように、最小のコアピッチを設定することが好ましい。
【００３５】
また、図３に示すに、底部２５とコアとの最小距離をｄとした場合、d／a_minを１以下とすれば、閉じ込め損失を十分に抑制することができるため、空間利用効率を高めたコア配置とすることが出来る。ただし、d／a_minを過度に小さくすると閉じ込め損失が過度に大きくなるため、d／a_minは０．３以上であることが望ましい。
【００３６】
また、２つの接触部２６の離間距離（底部の長さ）が短い場合、断面の回転方向のトルクに対し動き易くなり、光部品への実装時の回転調芯ズレが発生しやすくなる。また線引時の粘性流動の観点から、２つの接触部２６が近接していると、形状を保つことが困難となる。
【００３７】
マルチコア光ファイバは、その断面の直径が大きいほど回転調芯ズレが発生しやすくなる。このため、２つの接触部２６間の離間距離は、大きいほうが望ましい。ここで、マルチコア光ファイバの直径をＤ［μｍ］とすると、０．０３とすることにより、回転調芯ずれを抑制でき、且つ製造も容易となる。接触部２６間の離間距離は、より好ましくは０．０５×Ｄ、更に好ましくは０．１×Ｄである。
【００３８】
また、マルチコア光ファイバの曲げ歪に対し十分な信頼性を得るため、断面内の最小直径は２５０μｍ以下であることが望ましい。より好ましくは２００μｍ以下であり、より好ましくは１５０μｍ以下である。このような構成とした場合、コア間隔に依存するクロストークを抑制しつつ、クラッドの厚さに依存する閉じ込め損失による伝送損失を十分に低下することができ、例えば１ｄＢ／ｋｍ以下にすることが出来る。
【００３９】
また、マルチコア光ファイバは、断面積辺りの空間利用効率を上げることができるため、機器内、機器間の短距離インターコネクト等への適用が期待される。特に機器内への適用を考慮した場合、マルチコア光ファイバの曲げ半径Ｒは、５ｍｍまたは３ｍｍとなることがある。本曲げ半径で使用波長における曲げ損失を０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ以下とすることで、省スペースへのマルチコア光ファイバの収納を実現することが出来る。
【００４０】
なお、マルチコア光ファイバに設ける切欠部２２の数は１つに限定されない。例えば、２つの切欠部２２をマルチコア光ファイバに形成する態様としてもよい。ただし、この場合、２つの切欠部２２は外周に沿って互いに離間して設けられる必要がある。
【００４１】
また、マルチコア光ファイバ全体として回転対称な構成を有している場合、回転調芯する際のコアの判別が困難となる。そこで、切欠部２２を互いに対向しない位置にし、外周の形状を非対称とすることで、各コアの識別が容易となる。なお、一般的な回転対称のコア配置を持つマルチコア光ファイバでは、各コアを識別するための空孔や屈折率がジャケット部と異なるガラス等をマーカとして用いる。これに対して、切欠部２２を非対称な配置とすることで、外周の形状と各コアの相対位置により、各コアを識別することが可能となる。なお、切欠部２２が回転対称な位置に設けられる場合には、例えば切欠部２２の形状等（接触部の長さ、底部の形状）を変更する等により、何らかの区別がつけられるマーカ部を設けることが好ましい。マーカ部は、例えばクラッド中に視認可能なマーカを埋め込むような構成としてもよい。なお、マーカ部は、コアの近くに設けられると、光伝搬特性に影響を及ぼすことが想定されるので、物理クラッドと呼ばれる領域に設けるのが好ましい。
【００４２】
次に、マルチコア光ファイバ１Ａの製造方法について説明する。まず、内部に複数のコアが設けられたマルチコア光ファイバ母材を準備し、研削・研磨技術を用いて、切欠部２２に対応する部分の加工を行う。このとき、切欠部２２の２つの接触部２６に対応する部分を結ぶ直線は、近接して配置されたコアの配列方向（例えば図１のＬ１、Ｌ２の方向）と平行になるよう形成することが好ましいが、例えば、コアの配列方向と切欠部２２の２つの接触部２６に対応する部分を結ぶ直線とのなす角をｘ°としたい場合は、両者のなす角がｘ±０．５°の範囲に収まるように研削することが望ましい。また、ｘ±０．２°の条件で研削することができれば、より好ましい。この段階では、マルチコア光ファイバ母材の加工形状としては、例えば、図１に示すマルチコア光ファイバ１Ａのように研削することができる。また、接触部２６に対応する領域については研削をせず、底部２５に対応する領域だけを研削してもよい。
【００４３】
また、その他のマルチコア光ファイバ母材の製造方法としては、予め外周に２つの接触部２６に対応する領域が形成されたジャケットガラス材料に対して、所望のコア配置となる様に穴空けを行い、形成された各穴へコアロッドをロッドインコラプスする方法を用いることができる。また、ロッドインコラプス法ではなく、所定の形状のガラスパイプの内部に所望のコア配置となるように複数のコアを配置し、ガラスパイプ内の隙間をシリカ砂で埋めた後に焼結を実施するサンドクラッド法を用いることもできる。また、ガラスロッドを空隙に詰めて線引するスタック法を用いることもできる。このように、マルチコア光ファイバ母材の製造方法は、求める作製精度に応じて用いるプロセスを選択することができる。
【００４４】
また、本発明に用いるコアは、ＶＡＤ、ＯＶＤ、ＭＣＶＤ、ＰＣＶＤ等の公知の気相ガラス合成法を用いて製造することができる。また、コアと物理クラッドの間には、ＶＡＤ、ＯＶＤ、ＭＣＶＤ、ロッドインコラプス法又はそれに類する方法によって光学クラッド層が設けられる。
【００４５】
次に、上記の方法で作成したマルチコア光ファイバ母材を線引する。具体的には、図４に示す線引装置５を用いて、マルチコア光ファイバの母材１０を作業炉５１において作業点以上の温度に加熱して軟化し、適宜延伸して紡糸する。このとき、紡糸されたマルチコア光ファイバの外径を外径モニタ５２により測定し、この結果に基づいて制御しながら、樹脂を付着させるダイス５３、５５、樹脂を硬化させるＵＶ炉５４、５６等を介してマルチコア光ファイバ素線を形成させ、巻き取りボビンにより巻き取る。図４に示す線引装置５では、樹脂をダイスにて付着させた後に硬化する工程を２回（ダイス５３→ＵＶ炉５４、ダイス５５→ＵＶ炉５６）繰り返している。
【００４６】
本実施形態のように、断面外径形状の一部に非円形の部分が形成されたマルチコア光ファイバ母材を線引する場合、ガラス直径が角度により異なるため、線引中のガラスが回転する可能性がある。この場合、外径モニタ５２で測定する外径が回転により変化するため、軸方向に亘って均一なコアを有するマルチコア光ファイバを製造することが困難となる。
【００４７】
外径が均一なマルチコア光ファイバを製造するために、本実施形態に係るマルチコア光ファイバの製造方法では、外径モニタ５２において複数角度から外径を測定する機構があることが望ましい。
【００４８】
ここで、図５及び図６を用いて外径の測定方法の一例を説明する。まず、切欠部２２が１つの場合には、図５に示すように、マルチコア光ファイバとなる母材１Ｃにおいて、角度θ［°］を切欠部２２と円周部２１の交点から最下点までの角度と定義する。また、図６に示すように切欠部２２が２つ設けられている場合には、切欠部２２と円周部２１の複数交点のうち、隣り合う交点とマルチコア光ファイバの中心とを結ぶ直線のなす角とする。ただし、図５に示すように切欠部２２が１つである場合、θは９０〜１８０°の間となる。したがって、図５に示すように、３方向（５０１〜５０３、図５参照）から外径を測定すればよい。また、例えば図６に示すようにマルチコア光ファイバとなる母材１Ｄに設けられた切欠部が２個以上のｎ個で、ｎ回回転対称に配置されている場合、角度θは、２ｎ個設けられることになる。仮に、切欠部２個でθが６０°（図６参照）とすると、６方向（５０１〜５０６、図６参照）から外径を測定すればよい。外径モニタ５２をこのように配置することで、複数の測定結果の何れかは最大外径、すなわち、マルチコア光ファイバの円周部の径を測定した結果が含まれる。したがって、このように測定された外径の最大値を現在外径として、設定した目標外径になる様に線速や母材送り量を調節することで、軸方向に外径が均一なマルチコア光ファイバを得ることが出来る。
【００４９】
また、外周の一部が同一円周の一部を構成しない非円形のマルチコア光ファイバは、線引過程における熱履歴が母材周方向に非対称となるため、線引中にファイバが曲がるファイバカールが発生しやすい。そこで、線引中のマルチコア光ファイバへ与えられる温度が均一となるように、マルチコア光ファイバ母材の外周形状に合わせ線引炉の周方向の温度分布を変化させることが望ましい。例えば、線引炉の中の母材中心位置をずらすことによりファイバカールの曲率を調整することができる。これにより、ファイバカールの曲率半径が４ｍ以上とすることができる。
【００５０】
ここで、本実施形態に示すようなマルチコア光ファイバ、すなわち、離間して設けられた２つの接触部２６が含まれる切欠部２２を線引する場合、線引時の加熱による外周形状の変形が生じたとしても、固定のための部材に対して２点の接触部２６により接触することで回転方向が一意に定まるため、従来技術に対し有利である。なお、線引時にマルチコア光ファイバ母材の温度が低いほど、母材の初期形状を保つことができるため、形状の制御・再現性の観点から好ましい。
【００５１】
また、本実施形態に係るマルチコア光ファイバの製造方法では、この製造条件上の利点を活用することができる。すなわち、線引時の線速を遅くしたほうが、張力を得るために必要な炉温度を低下することができるため、形状を保つ観点から望ましい。ただし、線速が遅い場合、マルチコア光ファイバの製造コストが高くなる。このため、線速は、好ましくは１００ｍ／ｍｉｎ以上であり、さらに好ましくは５００ｍ／ｍｉｎ以上である。
【００５２】
一方、張力は高いほうが母材に掛かる温度が低くなり望ましい。線引時の張力は１００ｇ以上であることが望ましい。さらに好ましくは１５０ｇ以上である。また、張力を４００ｇ以下とすることで、線引中の破断確率を低減することができる。
【００５３】
ここで、マルチコア光ファイバ母材の加工により、線引後の接触部２６の曲率半径を制御する点について説明する。上述したように、マルチコア光ファイバのクラッド２０において接触部２６が外方に突出している状況、例えば、図７のマルチコア光ファイバ１Ｅに示すように、底部２５に対応する領域だけ加工して接触部となる領域を円周形状から加工していない場合には、底部２５として加工した領域と円周部２１の端部（接触部となる領域２７）とのなす角が鋭角となる。この場合、線引時の変形により、線引後の領域２７の高さが左右で異なってしまう可能性がある。この場合、図７のマルチコア光ファイバ１Ｅにおける領域２７間を結ぶ直線の延びる方向が、コアの配列方向と異なる方向となる可能性がある。
【００５４】
そこで、線引後のマルチコア光ファイバにおいて、接触部２６を結ぶ直線の延びる方向がコアの配列方向から大きく傾かずある程度の精度を得るためには、線引後の接触部２６における曲率半径が１０μｍ以上であることが必要であることを発明者らは見出した。
【００５５】
図７を参照しながら、曲率半径を１０μｍ以上とする方法について説明する。図７のうち、破線部分は、線引後のマルチコア光ファイバを示している。ここで、Ｈは、円周部２１の最下端の位置を基準にして、領域２７を結ぶ直線が水平となるようにマルチコア光ファイバ１Ｅを配置した際の円周部２１の最下部からの垂線と領域２７を結ぶ直線との交点の高さを指す。また、ｄＨは、この交点の高さ位置を基準とした接触部２６の最高点の高さ（変位）を指す。このとき、線引後の接触部２６の曲率半径と、マルチコア光ファイバ１ＥにおけるｄＨ／Ｈの関係を調査した結果を、図８に示す。図８に示すように、ｄＨ/Ｈと曲率半径には相関があることが分かった。そこで、曲率半径を１０μｍ以上とするには、ｄＨ／Ｈが−５％以上となるように、接触部２６を加工することが好ましい。なお、ｄＨ／Ｈを−５％以上とするには、加工後の接触部２６の頂点が目標のｄＨとなるように、マルチコア光ファイバ母材を製造する段階から調整しておく（製造条件を選択する）ことが好ましい。なお、大きな曲率半径で安定に製造するには、ｄＨ／Ｈは−４％以上より好ましくは、−２％以上を目指すことが好ましい。
【００５６】
なお、本実施形態に係るマルチコア光ファイバでは、図示省略しているが、線引装置５によって２層以上の被覆が設けられる。被覆とは、具体的には、ガラス部分のみのファイバに接し、外力がガラスファイバ部分に伝わらないようにする二次被覆層、及び外傷を防止する一次被覆層と、が含まれる。
【００５７】
また、ガラスの冷却速度を制御して線引することもできる。この場合、ダイスに入る際のガラスファイバの表面温度を好適な温度に制御することができる。冷却速度を制御する装置内においては、ガスによりファイバが冷却されるがガスのレイノルズ数は低いほうが、紡糸したファイバへ与えられる乱流の発生による振動が軽減されるため望ましい。
【００５８】
また、ＵＶ炉（図４のＵＶ炉５４，５６）はＵＶ光の強度のほかに内部の温度をフィードバック制御することで、樹脂の硬化速度を適切に制御することができる。ＵＶ炉としては、マグネトロン、紫外ＬＥＤが好適に用いられる。ＵＶ炉として紫外ＬＥＤを用いる場合は、光源そのものは発熱しないため、炉内の温度が適切になる様に温風を入れる機構が別途備えられる。また樹脂から脱離する成分が、ＵＶ炉の炉心管の内面に付着し被覆に到達するＵＶ光パワーがマルチコア光ファイバ母材の線引中に変化する可能性がある。そこで、予め線引中のＵＶ光パワーの減少度合いをモニタし、被覆に照射されるＵＶ光のパワーが一定となる様に、線引時間により調節することとしてもよい。また、炉心管より漏れ出るＵＶ光をモニタして、被覆に照射されるＵＶ光のパワーが一定となるように制御する構成としてもよい。これにより、マルチコア光ファイバの全長において均質な破断強度を得ることができる。
【００５９】
このようにして形成された二層の樹脂のうちの二次被覆（外側の被覆）は、外力に対する耐性を保持できるように、適切な厚さに設定することが好ましい。一般に、２０μｍ以上であることが好ましい。本実施形態に係るマルチコア光ファイバにおいては、ガラス形状（クラッドの外形）は非円形となる部分（切欠部２２となる部分）があるが、被覆が厚い場合、マルチコア光ファイバ素線の外周形状は略円形となる。被覆の厚みを薄くすることにより、ガラス形状（クラッドの形状）が被覆の外側の形状に近づくため、マルチコア光ファイバ素線の状態でも、マルチコア光ファイバの回転方向を揃えることが容易となり、例えば、適切なダイスや、回転を制限する冶具を用いることで、複数のマルチコア光ファイバの回転方向が整列されたテープファイバや間欠的に接続された間欠テープファイバを作製することが出来る。なお、被覆の厚さが２０μｍよりも小さくなると、外力に対する耐性が低下しやすくなる。したがって、被覆の厚さ（一次被覆及び二次被覆）の厚さは、２０μｍ以上５０μｍ以下とすることが好ましい。
【００６０】
この様にして巻き取られたマルチコア光ファイバは、必要に応じて着色され、光ケーブル、光コードといった一次製品へ加工され、必要に応じて他の光機器と接続するための光コネクタ等の接続部品が接続された製品として使用できる。
【００６１】
上記のマルチコア光ファイバによる効果を説明する。図９に、従来の上面側に平坦部２４が形成された非円形状のマルチコア光ファイバ２をＶ溝カプラ９（配列部品）に固定した場合について説明する。マルチコア光ファイバ２は、Ｖ溝９１が形成された収納部材９０に収納し、上方から平板上の固定部材９２により固定される。平坦部２４が曲率の無い平面として形成された場合には固定部材９２による固定が可能となる。しかし、上述したように線引時の熱的影響により平坦部２４を一様に平坦な面として形成することは困難である。この場合、固定部材９２によって上方から押圧して固定を使用としても不安定になり、回転調芯を精度よく行うことは困難である。
【００６２】
一方、本実施形態に係るマルチコア光ファイバ１Ａのように、接触部２６が２か所に離間して形成されていると、図１０に示すように、固定部材９２によって２つの接触部２６を押さえることができるため、マルチコア光ファイバ１Ａを安定して収納部材９０において収納することができる。したがって、より高精度に回転調芯を行うことができる。
【００６３】
また、マルチコア光ファイバが切欠部２２を２つ備えていて、その配置が回転対称ではない場合の例を説明する。図１１では、マルチコア光ファイバ１Ｆの切欠部２２がそれぞれ収納部材９０のＶ溝９１を形成する各面９１Ａ、９１Ｂに沿う位置に形成されている。これにより、Ｖ溝の面９１Ａとマルチコア光ファイバ１Ｆの２つの接触部２６Ａとが当接し、Ｖ溝の面９１Ｂとマルチコア光ファイバ１Ｆの２つの接触部２６Ｂとが当接する。これにより、Ｖ溝９１に対してマルチコア光ファイバ１Ｆを安定して収納することができるため、より高精度に位置合わせを行うことができる。
【００６４】
次に、上記のマルチコア光ファイバを用いた光モジュールについて説明する。上述したように、本実施形態に係るマルチコア光ファイバによればより高い精度で回転調芯が可能となるので、回転方向の揃ったマルチコア光ファイバを用いた光モジュールを容易に作製することができる。
【００６５】
図１２に示す光モジュール１００では、２本のマルチコア光ファイバが接続部８を介して接続され、一端側にコネクタ７が取り付けられている。２本のマルチコア光ファイバのうち、コネクタ７側のマルチコア光ファイバ３は、周辺の加工がなされていない円形のマルチコア光ファイバであり、他方側のマルチコア光ファイバ１Ａは、上記実施形態で説明した切欠部２２を有するものである。そして、マルチコア光ファイバ１Ａのうち接続部８で接続される側とは逆側の端部ではＶ溝カプラ９（配列部品）により固定されている。上記実施形態で説明したマルチコア光ファイバは、外形が非円形状のために、円形の穴を持つフェルールへの固定が困難となる場合がある。そこで、図１２に示すようにコネクタ７側では円形の外周形状を持つマルチコア光ファイバ３を用い、回転調芯を容易に行いたい側の端部でマルチコア光ファイバ１Ａを用いて、接続部８にて位置合わせを行った後にこれらを融着接続することで、図１２に示すような光モジュール１００を形成することができる。これにより接続部８での接続時にマルチコア光ファイバ１Ａの回転調芯を容易に行うことができる。
【００６６】
また、図１３に示す光モジュール２００では、３本のマルチコア光ファイバが２つの接続部８を介して直線状に接続されているが、３本のマルチコア光ファイバのうち、両端側の２本が上記実施形態にて説明した切欠部を有するマルチコア光ファイバ１Ａであり、中央のマルチコア光ファイバは外周形状が円形状とされている。また、光モジュール２００の両端にはＶ溝カプラ９が設けられる。このように、回転調芯を容易にしたい端部に用いるマルチコア光ファイバについては本実施形態のマルチコア光ファイバ１Ａを用いて、必要に応じて、長さを調整する中間マルチコア光ファイバについては、外周形状の加工を施さない構成とすることもできる。このような構成を採用することで、様々な長さを持つマルチコア光ファイバを用いた光モジュールを簡易に製造することができる。なお、マルチコア光ファイバ同士の接続形態は、融着であっても、他の接続形態であっても良い。
【符号の説明】
【００６７】
１（１Ａ〜１Ｆ）、２、３…マルチコア光ファイバ、２１…円周部、２２…切欠部、２５…底部、２６…接触部、１００、２００…光モジュール。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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