(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散補償光ファイバを巻回して形成されるコイルであってそのコイルを構成する分散補償光ファイバの束の内部で分散補償光ファイバ同士を接着せず前記束の外面に接着剤を塗布して巻き崩れを防止するための被覆層を形成したコイルと、
前記コイルの軸方向における少なくとも一方の面に配置される合成樹脂発泡シートと、
前記コイルの内径部に挿入される柱状部品と、
前記コイル、前記合成樹脂発泡シート、および前記柱状部品を収容する筐体と
を備える分散補償光ファイバモジュール。
【請求項２】
前記分散補償光ファイバの表面タック性が１ｇ／ｍｍ以下である請求項１に記載の分散補償光ファイバモジュール。
【請求項３】
前記接着剤が、弾性体の接着剤である請求項１又は２に記載の分散補償光ファイバモジュール。
【請求項４】
前記合成樹脂発泡シートは、厚さ０．５〜３ｍｍの範囲の、シリコーンスポンジシート、ウレタンフォームシート、ポリエチレンフォームシートからなる群から選択されるものである請求項１乃至３のいずれか１項に記載の分散補償光ファイバモジュール。
【請求項５】
前記弾性体の接着剤が、シリコーンＲＴＶ、シリコーン樹脂系接着剤、変性シリコーン樹脂系接着剤、アクリル・変性シリコーン樹脂系接着剤、エポキシ・変性シリコーン樹脂系接着剤からなる群から選択される１種又は２種以上である請求項３に記載の分散補償光ファイバモジュール。
【請求項６】
前記弾性体の接着剤の塗布厚は、０．１〜１ｍｍである請求項５に記載の分散補償光ファイバモジュール。
【請求項７】
前記柱状部品の膨張によって前記コイル内径部にある分散補償ファイバが側圧を受けないように、前記柱状部品外形部と前記コイル内径部の間にクリアランスが設けられた請求項１乃至６のいずれか１項に記載の分散補償光ファイバモジュール。
【請求項８】
前記クリアランスは、０．１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項７に記載の分散補償光ファイバモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送システムに使用される分散補償光ファイバモジュールに関し、特に、衝撃特性を確保しつつ軽量化でき、且つコスト低減を達成した分散補償光ファイバモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ファイバを用いた光伝送路において発生する波長分散を補償するために、分散補償光ファイバモジュールを光伝送路に組み込むことが行われている。
この分散補償光ファイバモジュールは、一般に分散補償光ファイバを専用リールに巻き込み、専用リールごと筐体内に収容して構成されている。しかし、この専用リールを使用する場合、巻き込み時の長波長側での光損失の劣化、筐体ごとに収容する分散補償光ファイバ長が制限されるなどの問題があった（例えば、特許文献１，２参照。）。
【０００３】
前記専用リールにおける問題などを解決するために、特許文献３には、分散補償光ファイバをコイル化し、コイルの少なくともその外周を樹脂で取り囲み、収納ケース内に配置した構造及びコイルが導体に巻き付けられた構造が開示されている。
【０００４】
また、特許文献４には、分散補償光ファイバをコイルまたは束にして筐体内に収容し、シリコーン樹脂からなる充填材料によって満たし、樹脂を硬化させて製造される分散補償器及びその製造方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２３２９３９号公報
【特許文献２】特開２００４−５３７３３号公報
【特許文献３】ＷＯ００／４１０１１号パンフレット
【特許文献４】特許第３８８５７３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献４には、分散補償光ファイバをコイルまたは束状にして筐体内に収容し、前記分散補償光ファイバの周囲をシリコーン樹脂で充填し、硬化させる構造が記載されている。図２に、比較例として特許文献４に記載してあるモジュールの構造を示す。図２（ａ）はこの比較例モジュールの平面図、（ｂ）は（ａ）中のｘ−ｘ断面図であり、図中符号１１は分散補償光ファイバ、符号１２は筐体、符号１３は充填材料を示す。分散補償光ファイバ１１は、コイルまたは束にして筐体１２内に収容し、筐体１２内の分散補償光ファイバ１１の周囲を充填材料１３で満たし、硬化させることによって製造する。尚、充填材料としては、硬化前の粘度が常温０．０１Ｐａ〜０．６Ｐａ・ｓである樹脂を使用している。
【０００６】
しかしながら、本発明者らの検討によると、この特許文献４に開示された従来技術には、以下の課題が挙げられる。
使用するシリコーン樹脂の粘度が０．０１〜０．６Ｐａ・ｓと低いため、シリコーン樹脂を充填する筐体をシリコーン樹脂が漏れないような防漏構造にする必要がある。一般に、分散補償光ファイバモジュールの筐体の材質は、金属が用いられ、特にアルミが使用される。ユーザーでは、分散補償光ファイバモジュールを光伝送システムを組み込む際に、分散補償光ファイバモジュールをネジで取り付ける。そのため、分散補償光ファイバモジュールには、そのネジ止め用のタップ穴が要求されることが多く、筐体自身を防漏構造にするためには、その部分を別部分のカバーで覆うなど、コストアップとなる対応が必要となる。
また、一般的に分散補償光ファイバの筐体は、板金で製造されるが、防漏構造にするためには、重なり部分を溶接するなどの必要があり、コストアップとなる。
上記課題を解決するためには、筐体内に充填用のトレーを設置することが有効であるが、そのトレーがコストアップの要因となる。
また、衝撃特性を満足しようとした場合、例えば衝撃加速度１００Ｇ、作用時間６ｍｓの条件を考えた場合、シリコーン樹脂は、筐体内部もしくは充填用トレーに満遍なく充填する必要がある。これによりモジュール質量の増加を招くとともに、余分なシリコーン樹脂を使用するためにコストが増加することになる。
【０００７】
また、特許文献３には、光ファイバコイルの少なくともその外周面を取り囲み、光ファイバコイルの形状を保持する樹脂を備えた光学部品が収納ケースに配置され、前記樹脂がケース内に配置されている構造が記載されているが、前記特許文献４と同様に、前記樹脂は筐体内部もしくは充填用トレーに満遍なく充填する必要がある。これにより、余分なシリコーン樹脂を使用することになり、その結果モジュール質量の増加を招いてしまう。
【０００８】
本発明は、前記事情に鑑みてなされ、衝撃特性を確保しつつ軽量化でき、且つコスト低減を達成し得る分散補償光ファイバ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】
【０００９】
前記目的を達成するため、本発明は、分散補償光ファイバを巻回して形成されるコイルであってそのコイルを構成する分散補償光ファイバの束の内部で分散補償光ファイバ同士を接着せず前記束の外面に接着剤を塗布して巻き崩れを防止するための被覆層を形成したコイルと、前記コイルの軸方向における少なくとも一方の面に配置される合成樹脂発泡シートと、前記コイルの内径部に挿入される柱状部品と、前記コイル、前記合成樹脂発泡シート、および前記柱状部品を収容する筐体とを備える分散補償光ファイバモジュールを提供する。
本発明の分散補償光ファイバモジュールは、前記分散補償光ファイバの表面タック性が１ｇ／ｍｍ以下であることが好ましい。
本発明の分散補償光ファイバモジュールは、前記接着剤が、弾性体の接着剤であることが好ましい。
本発明の分散補償光ファイバモジュールは、前記合成樹脂発泡シートが、厚さ０．５〜３ｍｍの範囲の、シリコーンスポンジシート、ウレタンフォームシート、ポリエチレンフォームシートからなる群から選択されるものであることが好ましい。
【００１０】
本発明の分散補償光ファイバモジュールにおいて、前記弾性体の接着剤が、シリコーンＲＴＶ、シリコーン樹脂系接着剤、変性シリコーン樹脂系接着剤、アクリル・変性シリコーン樹脂系接着剤、エポキシ・変性シリコーン樹脂系接着剤からなる群から選択される１種又は２種以上であることが好ましい。また、前記弾性体の接着剤の塗布厚は、０．１〜１ｍｍであることが好ましい。
【００１１】
本発明の分散補償光ファイバモジュールにおいて、前記柱状部品の膨張によって前記コイル内径部にある分散補償ファイバが側圧を受けないように、前記柱状部品外形部と前記コイル内径部の間にクリアランスが設けられたことが好ましい。また、前記クリアランスは、０．１ｍｍ以上であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の分散補償光ファイバモジュールは、分散補償光ファイバを巻回してコイル化し、その表面の一部又は全面に接着剤を塗布して被覆層を形成し、該コイルの内径部に柱状部品を嵌入すると共にコイルの一方の面又は両面にシートを配置し、これらを筐体に収容した構造を有し、前記シートが、シリコーンスポンジシート、ウレタンフォームシート、ポリエチレンフォームシートからなる群から選択される、厚さ０．５〜３ｍｍの範囲の合成樹脂発泡シートである構成としたことにより、次のような効果を得ることができる。
（１）シート及び柱状部品の採用及び少なくとも光ファイバコイル表面の一部または全面に接着剤を塗布し被覆層を形成する構造となっているので、衝撃特性を満足しつつモジュール質量を軽量化することができる。
（２）シート及び柱状部品の採用及び少なくとも光ファイバコイル表面の一部または全面に接着剤を塗布し被覆層を形成する構造となっているので、特許文献４に開示された構造で必要であった多量の充填剤を使用しなくなり、コスト低減及びモジュール質量低減が可能となる。
（３）シート及び柱状部品の採用及び少なくとも光ファイバコイル表面の一部または全面に接着剤を塗布し被覆層を形成する構造となっているので、特許文献４に開示された構造において必要であった筐体の防漏構造もしくは充填用トレーが不要となり、筐体のコスト低減が可能となる。
（４）シートを採用することによって、筐体の寸法のばらつきと光ファイバコイルの寸法精度が一般的なレベルでよくなり、コスト低減が可能となる。
（５）光ファイバコイル内径部と柱状部品外径部の間にクリアランスを設けるようになっているので、柱状部品の寸法精度が一般的なレベルでよくなり、温度特性を満足しつつコスト低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の分散補償光ファイバモジュールの実施形態を説明する。
図１は、本発明の分散補償光ファイバモジュールの一実施形態を示し、図１（ａ）は分散補償光ファイバモジュールの平面図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ’断面図である。図１中、符号１は筐体、２は分散補償光ファイバ、３は硬化した接着剤からなる被覆層、４はシート、５は柱状部品である。
【００１４】
本実施形態の分散補償光ファイバモジュールは、分散補償光ファイバ１を巻回してコイル化し、その表面の一部又は全面に接着剤を塗布して被覆層３を形成し、該コイルの内径部に柱状部品５を嵌入すると共にコイル上面にシート４を配置し、これらを筐体１に収容した構造を有している。分散補償光ファイバ２は、巻返し機によりコイル状に形成される。また、その工程内での巻き崩れ防止のために、最低限度の範囲に接着剤を塗布し被覆層３を形成する。次にインターフェイスとなるコネクタ付心線と融着した後に、少なくとも光ファイバコイル表面の一部または全面に接着剤を塗布、被覆層４を形成し、シート４及び柱状部品５と共に筐体１に収容される。
【００１５】
被覆層３内の分散補償光ファイバ２は、光ファイバ樹脂の粘着性を表す表面タック性が１０ｇ／ｍｍ以下であることが望ましく、１ｇ／ｍｍ以下であることがより好ましい。このように、表面タック性を小さくすることにより、長尺の光ファイバをコイル化する際に、光ファイバ同士が接着することにより発生する温度特性の劣化を防止することができる。この粘着性（表面タック性）は、光ファイバ同士の接合の度合いとして定義されているものであり、例えばその測定方法は、特開平１０−６２３０１号公報において開示されているように、送出ロール上に互いに重なりあった状態で、多数回巻回された光ファイバ心線を一定張力で巻取り、この巻取り時の光ファイバ心線にかかる張力変化から測定するものである。
【００１６】
被覆層３を形成するために使用される接着剤は、光ファイバの微小曲げによる光損失劣化を防ぐためにも、弾性体の接着剤が望ましく、シリコーンＲＴＶ、シリコーン樹脂系接着剤、変性シリコーン樹脂系接着剤、アクリル・変性シリコーン樹脂系接着剤、エポキシ・変性シリコーン樹脂系接着剤、等が挙げられる。また、長尺の光ファイバをコイル化する際に、光ファイバ同士が接着することにより発生する温度特性の劣化を防ぐためには、接着剤をコイル表面のみに塗布することが効果的であり、塗布厚は０．１〜１ｍｍが望ましい。
【００１７】
シート４の機能は、以下の２つが挙げられる。ひとつは、筐体の寸法のばらつきと光ファイバコイルの厚み寸法のばらつきを吸収するためである。もう一つは、衝撃・振動特性を考慮した場合、光ファイバコイルを筐体上面で押さえた方が効果的であるためである。このシート４の厚さは０．５〜３ｍｍ且つ弾性体であることが望ましく、また材料としては、シリコーンスポンジシート、ウレタンフォームシート、ポリスチレンフォームシートなどが挙げられる。
【００１８】
柱状部品５の機能は、衝撃印加時に光ファイバコイルが移動して巻崩れることを防ぐことである。
本実施形態の分散補償光ファイバモジュールにおいて、コイル内径部と柱状部品５外形部との間には、クリアランスを０．１ｍｍ以上設けることが望ましい。コイル内径部と柱状部品外形部の間のクリアランスが無い状態、もしくは特許文献３に記載してあるように、柱状部品５に分散補償光ファイバ２を巻きつけた場合は、高温環境下で柱状部品５が膨張し分散補償光ファイバ２が側圧を受け、光損失が劣化する。このクリアランスは、それを防止する機能がある。特に、分散補償光ファイバ２は曲げ、側圧に弱いため、このクリアランスは有効である。
【００１９】
柱状部品５の材質は、クリアランスを設けているので特に問わないが、軽量化を考慮し、アルミ、プラスチックが望ましい。また、形状は光ファイバコイル内径部と同様の形状がよく、円柱または円筒状が望ましい。
以下、実施例により本発明の効果を実証する。
【実施例】
【００２０】
本発明に係る実施例として、図１に示す構造の分散補償光ファイバモジュールを作製した。
まず、柱状部品５の効果を確認するために、図１の実施例に示す構造で筐体サイズが２３０×２５５×３４ｍｍ、分散補償量が−１５００ｐｓ／ｎｍとなる分散補償光ファイバモジュールにおいて、柱状部品有り、及び柱状部品無しのモジュールを試作し、衝撃試験を行った。試験条件としては、衝撃加速度１００Ｇ、衝撃作用時間６ｍｓ、衝撃方向３方向及び衝撃回数５回であり、衝撃印加前後での光損失変動量及び光ファイバコイル外観を確認した。その結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】
0004966806.tif 000002
【００２２】
表１に示す結果において、柱状部品無しのモジュール構造で光損失が０．５７ｄＢ劣化しているが、これは衝撃印加時に筐体内部の光ファイバコイルが変形し、分散補償光ファイバに曲げが発生したことによることが確認された。この結果から、衝撃特性を満足させるためには、柱状部品が有効であることを確認した。
また、前記結果から、特許文献４及び特許文献３に開示された従来技術のモジュール構造において、前記条件の衝撃特性を満足させるためには、すなわち光ファイバコイルを衝撃印加時に変形させないためには、充填剤を筐体内に満遍なく充填する必要があることが分かる。
【００２３】
次に、符号４の柱状部品外形部と光ファイバコイル内径部のクリアランスの効果を確認するために、図１の実施例に示す構造で筐体サイズが２３０×２５５×３４ｍｍ、分散補償量が−１５００ｐｓ／ｎｍとなる分散補償光ファイバモジュールで、柱状部品外径部と光ファイバコイル内径部のクリアランスが０．５ｍｍのモジュールを試作し、温度特性試験を行った。その結果を図３に示す。図３のグラフは、各温度での挿入損失の変動量を示している。
【００２４】
また、図４は、筐体サイズ及び分散補償量が前記モジュールと同一で分散補償光ファイバを専用リールに巻き込み、専用リールごと筐体内に収容する一般的な分散補償光ファイバモジュールの構造での温度特性を示している。また、この専用リールには特開２００１−１０８８３９号公報、特許文献２で報告されている高温化でのリール胴部の膨張により分散補償光ファイバが側圧を受けることで発生する光損失、偏波モード分散（ＰＭＤ）の劣化を防止するために、リール胴部に緩衝層を設けてある。
【００２５】
図３、図４ともに使用環境温度である０〜６０℃での温度変動量０．１ｄＢ以下、保存環境温度−４０〜７５℃で０．２ｄＢ以下であり、図１の実施例に示す構造の分散補償光ファイバモジュールの温度特性は、高温化でのリール胴部の膨張により分散補償光ファイバが側圧を受けることで発生する光損失、偏波モード分散（ＰＭＤ）の劣化を防止するために、リール胴部に緩衝層を設けた専用リールに分散補償光ファイバを巻き込んだ分散補償光ファイバモジュールと同等であることを確認した。
【００２６】
前記結果から、柱状部品外形部とコイル内径部との間にクリアランスを設けることが有効であることを確認した。分散補償光ファイバは、曲げ、側圧に弱いため、このクリアランスは有効である。
また、クリアランスを設けることにより、柱状部品の加工精度に対する要求は、一般的なレベルでよく、コスト低減を図ることができる。
【００２７】
次に、筐体サイズが２３０×２５５×３４ｍｍ、分散補償量が−１５００ｐｓ／ｎｍとなる分散補償光ファイバモジュールで図１の実施例に示す構造のモジュールを試作し、質量を測定した。また、筐体サイズ及び分散補償量が前記モジュールと同一で、図２の比較例に示す構造のモジュールを試作し、その質量を計算し、図１の実施例に示す構造と比較した。尚、計算時の条件として、充填剤の比重を１．２、筐体内の高さ方向のクリアランスを１．５ｍｍ、充填剤は衝撃特性を考慮し筐体内に満遍なく充填することとした。
表２にその結果を示す。
【００２８】
【表２】
0004966806.tif 000003
【００２９】
表２の結果より、同一筐体及び分散補償量において、図１の実施例の構造では、図２の比較例よりも約１０００ｇの軽量化が実現できていることが分かる。この差は、図２の比較例における充填剤の質量によるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の分散補償光ファイバモジュールの一実施形態を示し、（ａ）は分散補償光ファイバモジュールの平面図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ’断面図である。
【図２】比較例の分散補償光ファイバモジュールを示し、（ａ）は分散補償光ファイバモジュールの平面図、（ｂ）は（ａ）中のｘ−ｘ断面図である。
【図３】実施例で作製した分散補償光ファイバモジュールの温度特性を示すグラフである。
【図４】専用リールを使用した分散補償光ファイバモジュールの温度特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３１】
１…筐体、２…分散補償光ファイバ、３…被覆層、４…シート、５…柱状部品。
【図１】
0004966806.tif 000004
【図２】
0004966806.tif 000005
【図３】
0004966806.tif 000006
【図４】
0004966806.tif 000007