(57)【要約】      （修正有）【課題】光ファイバーをコネクタに使用する際に保護被覆を剥ぎ取る必要がなく、緩むか、または位置がずれる危険を最小限にする。【解決手段】コアと、包み込む保護被覆からなる0.34より低いNA値を有する光ファイバーであり、該保護被覆は該光ファイバーの外層を形成し、該光ファイバーは、0.15〜0.30の範囲内のNA値を有し、該光ファイバーの全体の外径は、該光ファイバーの端部を挿入する要素の内径に一致する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアと、包み込む保護被覆からなる0.34より低いNA値を有する光ファイバーであって、
該保護被覆は該光ファイバーの外層を形成し、該光ファイバーは、0.15〜0.30の範囲内のNA値を有し、該光ファイバーの全体の外径は、該光ファイバーの端部を挿入する要素の内径に一致することを特徴とする、前記光ファイバー。
【請求項２】
前記光ファイバーは、全体の外径が125〜130μmの範囲内であることを特徴とする、請求項１記載の光ファイバー。
【請求項３】
前記光ファイバーは、全体の外径が120〜125μmの範囲内であることを特徴とする、請求項１記載の光ファイバー。
【請求項４】
前記光ファイバーの端部を挿入する要素に前記光ファイバーが適切に固着するようにするために、該要素に接着剤を用いることを特徴とする、請求項３記載の光ファイバー。
【請求項５】
前記コアは、約50μm又は約62.5μmの直径を有することを特徴とする、請求項１記載の光ファイバー。
【請求項６】
前記保護被覆は、１又はそれ以上の副層からなり、該副層は、互いに異なるヤング率の値を有することを特徴とする、請求項１記載の光ファイバー。
【請求項７】
内側の副層のヤング率の値は、外側の副層のヤング率の値より低いことを特徴とする、請求項６記載の光ファイバー。
【請求項８】
グラスファイバーを使用し、125μmのグラス直径を有する標準グラスファイバー用の１又はそれ以上のコネクタを用いる、光配線を行う方法であって、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の光ファイバーを使用し、該光ファイバーの外側の保護被覆を除去することをもはや必要としない形でフェルール又は前記コネクタの溝に該光ファイバーを締め付けることを特徴とする、前記光配線を行う方法。
【請求項９】
前記締め付けを、接着剤を用いて行うことを特徴とする、請求項８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、0.34より低いNA値を有する光ファイバーに関し、該光ファイバーは、コアと、包み込む保護被覆からなる。
【背景技術】
【０００２】
上記のような光ファイバー自体は、特許文献１より既知となっており、該光ファイバーは、0.08〜0.34の範囲内のNA値を有し、保護被覆が、65又はそれ以上のショアＤ硬度を有する該光ファイバーの外側の表面に貼り付けられている。この特許文献１より既知である光ファイバー要素は、詳細には、光ファイバーと、前記光ファイバーを囲む保護被覆と、緩衝物から構成され、該緩衝物は、該保護被覆を囲み、従って、該要素の外層を形成するものである。前記光ファイバーは、実際にはコアとクラッディングを含む。さらに、前記保護被覆は、内側の弾性層と、外側の剛性層から成り、該内側の弾性層は、前記光ファイバー要素が微小に屈曲し緩むのを防止し、その一方で、外側の剛性層は、下にある層を磨耗及び物理的なダメージから守る。そのような光ファイバー要素をコネクタに接続する際には、光ファイバーを正確にコネクタ内に挿入し、接着することができるように、緩衝層を、特定の長さに渡って前記光ファイバー要素の一端から剥ぎ取らなければならない。しかしながら、接続の間、保護被覆は光ファイバーの外側の表面上に存在したままである。この方法を用いる場合、保護被覆は、緩衝層を除去するために用いられる道具によって光ファイバーが損傷を受けるのを防止する。さらに、保護被覆は、光ファイバーが水蒸気又は塵と接触しないようにし、その水蒸気又は塵といった環境の影響は、光ファイバーの耐久性及び光学性能に悪影響を与えるものである。
【０００３】
現在のグラスファイバー・コミュニケーションシステムにおいて、ビット速度が増加した結果、装置内の種々の接続のビット速度自体も同様に増加する。さらに、装置の種々の部品の容積とエネルギー消費に関しての要求は、ますます厳しくなっている。様々な（サブの）構成部品を徹底的に小型化しているのにもかかわらず、現在の遠距離通信システムの心臓部を形成するシステム・ラックの全容積は増加し続けている。そのような拡張したシステム・キャビネット内における種々の部品の間を埋める距離の増大と共に、ビット速度が増加した結果、プラグイン・モジュールと、システム・キャビネットのバック・パネル（back panels，BP's）の両方に、いわゆるプリント回路板（printed circuit boards，PCB's）における光技術を使用することが現在では特に注目されており、これまでに用いられていた銅線技術は最終的には完全に消えるだろう。
【特許文献１】米国特許第5,381,504号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
送信機と受信機との間の距離が増大する場合、いわゆる高分子の導波管内における絶対的な減衰が制限要因であることは一般に知られている事実である。いわゆる“ステップ・インデックス”型光ファイバーを用いた場合、より大きい距離を用いた場合には、帯域幅が制限要因である。また、小さい直径を有し、破壊強さが低い高分子の光ファイバーを使用することによって、配線を行う自動プロセスを用いる際に問題となることは既知である。他方で、かなり高い破壊強さを有する標準石英光ファイバーを用いる場合には前記問題は生じないが、使用されるコネクタが、当該光ファイバーから保護被覆を最初に剥ぎ取ることを必要とするので、取り付けのコストが増加し、望ましくない。前記保護被覆を除去することによって、その後に破損する危険が増大する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、光ファイバーをコネクタに使用する際にその保護被覆を剥ぎ取る必要がない光ファイバーを提供することである。
【０００６】
本発明の別の態様は、光ファイバーが、当該光ファイバーをコネクタに設置する際に緩むか、又はその位置がずれる危険を最小限にするように構成されている光ファイバーを提供することである。
【０００７】
本発明の別の態様は、光ファイバーを連結した際に、光信号の過度の減衰を招く恐れがある受け入れ難い連結の緩みがないようなコアの直径を有する光ファイバーを提供することである。
【０００８】
はじめに述べた本発明は、保護被覆が光ファイバーの外層を形成し、該光ファイバーは、0.15〜0.30の範囲内のNA値を有し、該光ファイバーの全体の外径は、該光ファイバーの端部が挿入される要素の内径に一致することを特徴とする。
【０００９】
本発明の１以上の態様は、前記光ファイバーを用いた際に達成される。詳細には、本発明は、石英グラス光ファイバーを利用し、該光ファイバーにおいて、保護被覆の外径は、125μmのグラス直径を有する標準グラスファイバーに使用されるコネクタの内径に一致する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
レンズ又はファイバーに関して、開口数（Numerical Aperture，NA）は、最大受入角の半分の正弦と歴史的に定義される。
【００１１】
マルチモードファイバーに関して、コアモードの誘導を引き起こすメリジオナル光線のみ考慮する。グレーデッド・インデックス・ファイバーの場合、コア屈折率は、コア分布（core profile）に依存し、すなわち最も大きい受入角は、コアの中心で測定される。したがって、NAを計算するためにはコアの中心の屈折率を用いなければならない。
【００１２】
光線の方向は可逆性なので、NAは、通常、ファイバーの出力の最大の遠視野の角度によって決定される。出力密度（放射照度）は、平面上で測定せず、球体上で測定する。
【００１３】
これらの測定値は、明瞭なカットオフ角を示さないので、グレーデッド・インデックス・ファイバーのNAを測定するために提案された１つの基準によって、ファイバーの2mの部分の遠視野を評価することが示唆される。-13dBoptに相当する5％の光出力の角度の正弦が、NAに最も良く一致すると考えられる。入力において、ファイバーは、大きいスポット・サイズで一杯にしなければならず、クラッディングモードを除去するためには、モード・ストリッパーを用いなければならない。このことによっても、スキューレイが励起するという結果となるが、グレーデッド・インデックス・ファイバーは、スキューレイに対し最大より小さい受入角を示す。したがって、スキューレイは、グレーデッド・インデックス・ファイバーのNA測定に影響しない。
【００１４】
ステップ・インデクス・ファイバーは、スキューレイに対する受入がメリジオナル光線に対するものよりも大きい。メリジオナル光線のみを発射するためには、ファイバーの中心において小さいスポットを励起することが提案されている。
【００１５】
コア及びクラッディングの屈折率によってNAを定めることは、シングルモードファイバーに応用することもできる。上記と対照的に、NAは、光線モデルがシングルモードファイバーに適用できないのでファイバーの遠視野を表さない。正確だが、費用がかかる方法は、屈折率分布を測定することである。しかしながら、NAと、5％の遠視野角度の正弦との間の不一致は通常は小さい。
【００１６】
詳細には、本発明による光ファイバーは、全体の外径が125〜130μmの範囲内である。そのような直径の値を用いた場合、本光ファイバーを、125μmのフェルール又はコネクタの溝に軽く締め付ける。125μmより小さい外径を用いる場合、光グラスファイバーはコネクタ内で緩むか、又はその位置がずれ、130μm以上の外径を用いた場合は、フェルール又は溝が光グラスファイバーに加える圧力が非常に大きくなるので、外側の保護被覆が変形し、グラスファイバーから遊離するかもしれず、その結果、光グラスファイバーはその場所では不十分に保護されるだろう。具体的な実施態様において、全体の外径は、120〜125μmであり、通常は、フェルール又はコネクタにおいて適切に固着するようにするために接着剤を用いなければならない。
【００１７】
本発明で使用する保護被覆は、１以上の副層で作られ、単層の保護被覆を使用する実施態様において、その厚さは少なくとも10μmでなければならない。
【００１８】
さらに、光グラスファイバーのコアは、そのコア内において、光シグナルの伝送が行われるものであり、直径が、先行するファイバーの対象であるファイバーのコアの直径、又は供給するレーザー送信機からのファイバーのコアの直径より大きいか、又は等しいのが好ましい。コアの直径が先行するファイバーのものより小さい場合、受け入れ難い連結の緩みが生じ、シグナルを過度に減衰させる。したがって、マルチモードファイバーのコアは、約50μm、又は約62.5μmの直径を有することが望ましく、この値は、現在ラージ・スケールで用いられているマルチモードファイバーのコアの直径の値に相当するものである。受け入れ難い連結の緩みが生じることなく、そのようなマルチモードファイバーに、よく用いられるシングルモードファイバーを供給するか、又は該マルチモードファイバーを該シングルモードファイバーで照射してもよい。
【００１９】
ここで説明したことは、グラスファイバーの光配線システムに、遠距離通信システムに用いられる標準グラスファイバーのために開発され、製造されているコネクタなど、いわゆる標準コネクタを使用することを基にしている。先行技術によれば、既知の石英光ファイバーを、単一のコネクタを用いる場合は精密フェルール内に、又は“アレイ”コネクタを用いた場合はエッチングされた溝の列に、１以上の保護被覆を剥ぎ取った後に挿入する。光ファイバーを、そこに接着剤を用いて固定し、接続による減衰が低くなるように磨くことによって、その必要とされる表面の品質を光ファイバーに与える。既に述べたように、既知のグラス光ファイバーを包む保護被覆は250μmの外径を有する。
【００２０】
他方で、本発明による方法を用いた場合、光グラスファイバーの全体の外径が、フェルール又はアレイコネクタの半分における溝の内径と同じ大きさのものであるといった範囲に光グラスファイバーの外形寸法を適合させる。本発明によれば、光グラスファイバーは、光グラスファイバーから保護被覆を除去することは過去のものであるといった形でフェルール又はアレイの溝に嵌合される。この態様によって、配線を行う自動プロセスを用いた場合、コストに関してのみならず、当該ファイバーの寿命に関しても大きな利益が得られる。結局、先行技術のように、通常は機械的手段によって操作を行う、短い長さにわたって保護被覆を除去することは、コネクタの可使時間の間にいくつかの場所において光ファイバーが破損する危険を増大させる。本光グラスファイバーは、コネクタに嵌合した後、端部の表面を磨く。この方法でファイバーの嵌合が達成され、そのようにして得られた配線を、PCB又はBPを接続するのに用いることができる。120〜125μmの範囲内の全体の外径を用いた場合、光ファイバーがクランプ作用を受け、その結果該ファイバーが緩むことができなくなるか、又はその位置がずれることが不可能となるように、接着剤をフェルールに加えるか、又は所定の位置にファイバーを簡単に固定することが好ましい。
【００２１】
本発明を、以下の実施例によってさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００２２】
マルチモード光グラスファイバーを、グラスプリフォームを加熱し、続いて、100μmの直径を有し、コアの直径が50μmであり、そこからNA値が0.2であるグラスファイバーを線引きすることによって製造した。前記光ファイバーの線引きの間に、DSM Desotech.で市販されているアクリレート樹脂の保護被覆をファイバー上に塗布し、続いて紫外線を照射することによって硬化した。このようにして塗布した保護被覆は、約13μmの厚さと、15〜1000MPaの範囲内のヤング率を有する。光ファイバーの全体の外径は126μmであった。このようにして製造した光ファイバーに、125μmのグラス直径を有するグラスファイバー用の標準コネクタを設け、その後、該光ファイバーを用いて、種々のPCB間の光接続を行った。
【実施例２】
【００２３】
マルチモード光グラスファイバーを、直径を80μmとした以外は実施例１に記載したのと同様の操作を行うことによって製造した。コアの直径は50μmであり、NA値は0.2であった。光ファイバーの線引きの間に、２層の保護被覆をファイバー上に塗布し、内側の保護被覆は、外側の保護被覆よりわずかに柔軟であった。第１の保護層は、約12μmの厚さと、0.5〜7MPaの範囲内のヤング率を有し、第２の保護層は、約12μmの厚さと、25〜1500MPaの範囲内のヤング率を有し、したがって、光ファイバーの全体の外径は、約128μmであった。このようにして製造した光ファイバーに、実施例１に記載したのと同様に標準コネクタを設け、その後、該光ファイバーを用いて、種々のPCB間の光接続を行った。
【実施例３】
【００２４】
約62.5μmのコアの直径と、0.27のNA値を有するファイバーを用いた以外は、実施例１及び２に記載したのと同様の操作を行った。保護被覆を塗布した後、光ファイバーに、125μmのグラス直径を有するグラスファイバー用の標準コネクタを設け、その後、該光ファイバーを用いて、種々のPCB間の光接続を行った。