JP3908015B2 - 偏波ファイバアレイ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏波ファイバアレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光ファイバの高密度化に伴い、平面導波路（ＰＬＣ）の多心化が進んでいる。そして、多心化に合わせ、導波路素子が大型化するのを避け、さらに高密度化を図るため、従来の標準的な導波路ピッチ（２５０μｍ）を短縮化（例えば、約半分の１２７μｍ）する方向で開発が進められている。そして、このような光ファイバの高密度化、導波路ピッチの短縮化に合わせて、光ファイバに接続するファイバアレイのファイバ間ピッチも短縮する方向で開発が進んでいる。
【０００３】
また、光導波路に偏波依存性がある場合や、ＷＤＭ通信において四波混合を防止するために特殊なＡＷＧを用いる場合には、偏波ファイバを使用し、単一偏波を導波路に入光させることが行われている。
このとき、導波路に入光させる偏波は、必要な偏波の向きが決まっているため、偏波ファイバアレイ中の偏波ファイバの端面をこの偏波の向きに調整することが必要であった。
【０００４】
しかしながら、現在用いられているファイバアレイを偏波ファイバに同様に適用しようとすると、以下に示す問題点があった。
例えば、被覆された偏波ファイバ素線を用いて、標準的な２５０μｍピッチの光ファイバアレイを作製する場合、図４に示すように、複数本の偏波ファイバのピッチ幅を正確に、且つ偏波ファイバ素線の端面を所定の偏波面になるように回転調整しながら整列させることが必要不可欠であった。
【０００５】
しかしながら、偏波ファイバ間ピッチが短縮されると、偏波ファイバ素線の被覆同士が接触するので、ある偏波ファイバ素線を回転調整すると、隣接する他の偏波ファイバ素線が干渉して回転してしまうため、再度、微調整しなければならなかった。
このため、これらの作業を繰り返して多心の全ての偏波ファイバを調整する必要があり、非常に工数のかかる作業となっていた。
【０００６】
特に、ＡＷＧの場合、チャンネル数が４０ｃｈ規模になるため、４０本のファイバを全て決まった向きにファイバを回転調整させることは至難の業であり、工業的に成功した例がなかった。
【０００７】
以上の問題点を解消するため、偏波ファイバアレイの作製時に、偏波ファイバ素線を１本ずつ調整、固定する方法も考えられるが、２５０μｍ（特に、１２７μｍ）という狭い間隔で偏波ファイバを並んでいるため、１本ずつ接着、固定することは困難であった。
また、偏波ファイバアレイの外側に治具を設け、予め回転調整された偏波ファイバを仮固定する方法も考えられるが、多心になればなるほど複雑、大型化が必要であり、２５０μｍ（特に、１２７μｍ）という狭い間隔でファイバを並べる光ファイバアレイにおいては、実現は困難であった。
【０００８】
一方、シングルモード（ＳＭ）ファイバにおいては、最近、従来のピッチを約半分に短縮したハーフピッチファイバアレイが主に用いられている。
これは、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、ファイバリボンを１２７μｍずらし上下に重ね、一方のファイバリボンの隙間に、もう一方のファイバが入り込む構造をしている。
しかしながら、上記ファイバアレイは、上下一方又は両方のファイバに上下方向の曲げが発生するという問題点があった。
また、上記ファイバアレイは、２５０μｍピッチのものよりも更に干渉を強く受けることと、曲げが生じるため、このハーフピッチで偏波ファイバアレイを実現することが非常に困難であった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来技術の有する課題を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、偏波ファイバアレイの作製時に、偏波ファイバ素線を所定の偏波面になるように回転調整する必要がないため、多心の偏波ファイバアレイを容易に作製することができるだけでなく、重ね合わせたリボン付き偏波ファイバの左右方向の位置合わせを非常に簡便かつ正確に行うことができる偏波ファイバアレイを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の偏波ファイバアレイは、複数本の偏波ファイバ素線と、その複数本の偏波ファイバ素線を接着剤で固着、被覆し、且つ少なくとも信号として使用する偏波ファイバ素線の端面を所定の偏波面になるように整列させた第一リボン部とを有し、第一リボン部に規則的なピッチで配設された凹凸部で形成された第一位置決め手段が形成された第一リボン付き偏波ファイバと、
複数本の偏波ファイバ素線と、その複数本の偏波ファイバ素線を接着剤で固着、被覆し、且つ少なくとも信号として使用する偏波ファイバ素線の端面を所定の偏波面になるように整列させた第二リボン部とを有し、第二リボン部に第一リボン付き偏波ファイバの位置決め手段に係合する第二位置決め手段が形成された第二リボン付き偏波ファイバと、を含み、
第一リボン付き偏波ファイバと第二リボン付き偏波ファイバとを第一位置決め手段と第二位置決め手段によって位置決めした状態で組み合わせたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明に用いるリボン付偏波ファイバは、複数本の偏波ファイバ素線からなり、その一部が長さ２〜３００ｍｍのリボン部を有するものである。
これにより、偏波ファイバアレイの作製時に、偏波ファイバを所定の偏波面になるように回転調整する必要がないため、多心の偏波ファイバアレイを容易に作製することができるだけでなく、作業効率及び歩留まりを向上することができる。
【００１８】
また、上記リボン付偏波ファイバの製造方法は、複数本の偏波ファイバ素線のピッチ幅を正確に、且つ偏波ファイバ素線の端面を所定の偏波面になるように回転調整しながら整列させた後、その一部を接着剤で固着、被覆させることにより、リボン部を形成することにある。
これにより、リボン付偏波ファイバを、確実且つ簡便に製造することができる。
【００１９】
更に詳細には、本発明に用いるリボン付偏波ファイバは、通常の光ファイバリボンと同じように扱うことができるため、偏波ファイバアレイの作製時に、偏波ファイバを回転調整する必要がない。
【００２０】
例えば、４０ｃｈの偏波ファイバアレイを作製する場合、従来法では、４０本の偏波ファイバの内１本でも偏波面の回転調整に不具合があると不良となっていたが、本発明では、リボン付偏波ファイバ（８心）を所定の偏波面になるように５つ組み合わせるだけで容易に作製することができ、たとえ不具合が生じたリボン付偏波ファイバがあっても、別のリボン付偏波ファイバに取り替えるだけで良いので、不具合の発生確率を格段に下げることができる。
【００２１】
また、従来法では、偏波ファイバの回転調整作業時に偏波面の角度が合っている場合であっても、接着剤の硬化、収縮等で偏波ファイバが回転してしまう場合がある。
この場合、その発生率が１％であるとすると、従来法で４０ｃｈのファイバアレイ（ＦＡ）を作製した場合、不具合の発生確率が３３．１％になってしまう。
一方、本発明のリボン付偏波ファイバ（８心）の場合、その作製時の不具合の発生率を７．７％に留めることができた。
このとき、本発明のリボン付偏波ファイバは、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すハーフピッチファイバアレイに組み込む際、上記のような収縮が掛かっても、リボン部２で固定されているため、偏波ファイバ１０が回転する等の不具合が生じず、この段階における不具合発生確率は、ほぼ０％であった。
【００２２】
更に、従来法では、ファイバアレイ用部品であるＶ溝基板上でこの作業を実施した上で、不良が発生するため、Ｖ溝基板を含めてファイバアレイ用部品自体が使用できなくなる。
一方、本発明では、リボン付偏波ファイバに不具合が発生した場合であっても、新しいものと交換するだけで良いため、ファイバアレイ用部品の損失が全く発生しない。
【００３３】
以下、図面に基づき本発明を更に詳細に説明する。
図１は、本発明のリボン付偏波ファイバの一例を示すものであり、（ａ）は左側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ａ）の詳細図１、（ｄ）は（ａ）の詳細図２である。
図１（ａ）（ｂ）に示すように、本発明のリボン付偏波ファイバ１は、ほぼ同一面内に配設され、且つほぼ平行に隣接し縦方向に延在する複数本（図１（ａ）（ｂ）では、８本）の偏波ファイバ素線１２（ＵＶ被覆された偏波ファイバ）からなり、その一部が長さ（Ｔ）２〜３００ｍｍのリボン部２を有するものである。
【００３４】
このとき、本発明では、図１（ａ）（ｂ）に示すように、リボン部２が、位置決め手段を有することが好ましく、上記位置決め手段が、凹凸５で形成されていることが好ましい。
また、上記凹凸５は、規則的なピッチで、且つ凹凸５の形状が鋸状であるが、特に限定されるものではなく、例えば、凹凸５が不連続に配設されたり、凹凸の形状が曲線状の波形等であってもよい。
これは、特開平５−３３３２２５号公報の図３に示される様な機能を有するファイバアレイに用いる場合、より精度良くリボンファイバとファイバアレイのＶ溝の相対位置を合わせることが出来、ファイバへの曲げ等の無い高品質なファイバアレイを得ることができるからである。
更に、例えば、図２（ａ）（ｂ）に示すように、リボン付偏波ファイバ１ａにリボン付偏波ファイバ１ｂを重ね合わせる場合、リボン付偏波ファイバ１ａの凹凸５ａとリボン付ファイバ１ｂの凹凸５ｂとが、はまり合った関係位置におき、凹凸５ｂの１ピッチ又は数ピッチずつ送って所定の間隔になるように、重ね合わせることにより、上下のリボン付偏波ファイバ１ａ，１ｂとの左右の位置合わせを容易に行うことができる。
【００３５】
例えば、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すハーフピッチファイバアレイを作製する場合、平坦なリボンファイバ３３ａ，３３ｂを２枚重ね合わせた状態（図５（ｃ）参照）で、上下リボンファイバ３３ａ，３３ｂの偏波ファイバ素線１２を交互に下基板３１のＶ溝部３４に収容する必要があるが、直径１２５μｍの偏波ファイバ素線１２が２５０μｍピッチで並んだリボンファイバでこれを実現するためには、２枚のリボンファイバ３３ａ，３３ｂの左右方向の位置合わせが非常に重要且つ手間の掛かる作業であった。
しかしながら、図１（ａ）（ｂ）に示すリボン付偏波ファイバを用いることにより、重ね合わせたリボンファイバの左右方向の位置合わせを非常に簡便かつ正確に行うことができるため、そのメリットは非常に大きい。
【００３６】
ここで、本発明のリボン付偏波ファイバは、図１（ｃ）に示すように、リボン部２が、複数本の偏波ファイバ素線１２を接着剤３６で固着、被覆され、且つ少なくとも信号として使用する偏波ファイバ素線１２の端面を所定の偏波面になるように整列されていることが重要である。
尚、本発明のリボン付偏波ファイバは、用途に応じて、例えば、図１（ｄ）に示すように、偏波面の向きを「縦、横、縦、横…」に並べたものであってもよい。
【００３７】
また、図１（ｂ）に示すように、リボン部の長さ（Ｔ）は、必要以上に長くなくて良いが、最低限、ファイバアレイ内に入る長さがリボン化されていれば良い。
ただし、リボン付偏波ファイバ作製後、ファイバアレイ作製までの間に十分ファイバが固着していないと、調整した回転角がずれる危険があることや、ファイバアレイ作製後もこの部分の固着が劣化した場合、リボン付偏波ファイバ作製時のねじれ応力等がファイバアレイに掛かり、ファイバアレイ自身の信頼性を低下させる恐れがあるので、リボン部の長さ（Ｔ）は、少なくとも２ｍｍ以上であることが好ましい。
また、ファイバアレイ作製時のファイバ被覆の除去、カッティング等のファイバ処理や組立作業でのリワーク分の余長を考慮すると２０ｍｍ以上であることがより好ましい。
更に、本発明のリボン付偏波ファイバ１の作製では、複数本の偏波ファイバ１０の端面を観察して所定の偏波面になるように回転調整を行うが、偏波ファイバ素線１２の被覆部１９同志の接触による偏波ファイバ１０のねじれにより、リボン部２の全長に渡って回転方向が正確に調整できる長さは、３００ｍｍ程度であるため、リボン部の長さ（Ｔ）は、３００ｍｍ以下であることが好ましい。
【００３８】
更に、本発明のリボン付偏波ファイバの心数は、特に限定されないが、５〜１６心であることが、作製も容易で、多心の偏波ファイバアレイの作製時に好適に用いることができる。
【００３９】
以下、本発明のリボン付偏波ファイバの製造方法の一例を図３に従って説明する。
先ず、偏波ファイバ素線１２の先端被覆を除去し、ＣＣＤカメラで観察できる様に偏波ファイバ（裸ファイバ）１０の端面をファイバカッターでカットする。
リボン化用治具の下型（Ｖ溝基板）７０に配設されたＶ溝部に偏波ファイバ素線１２を８本配置した後、リボン化用治具の上型（押さえ基板）７２を、Ｖ溝基板７０の両端にのせ、Ｖ溝７１内でほぼ同軸に回転を行える状態にすると良い。
尚、この場合は、Ｖ溝７１と押さえ基板７２で形成される三角形の内接円は、偏波ファイバ素線１２の径より若干大きいことが好ましい。
【００４０】
次に、偏波ファイバ素線１２を回転治具８０にセットし（(1)）、Ｖ溝基板７０のＶ溝に、接着剤３６を流し込み（(2)）、へら７４で接着剤３６を均一化した後（(3)）、ＣＣＤカメラで偏波ファイバ素線１２の端面を観察しながら、所定の偏波方向になるように回転調整を行う（(4)）。
尚、図３の(4)に示すように、ＣＣＤカメラの観察面から所定の距離を取り、且つ偏波ファイバ素線１２の上からＣＣＤカメラの観察面方向へ斜めに観察用照明８１を当てることにより、不純物がドープされていて光が散乱しやすい偏波ファイバ素線１２の応力付与部１６とクラッド部１８とのコントラストを鮮明にすることができるため、偏波ファイバの回転調整をより簡便且つ正確に行うことができる（図４参照）。
【００４１】
上記回転調整後、ＵＶランプ８２でＵＶ照射することにより、接着剤３６を硬化させて、リボン部２を形成させた後（(5)）、押さえ基板７２、回転治具８０及びＶ溝基板７０を取り外すことにより、図１（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すリボン付き偏波ファイバ１を得ることができる。
【００４２】
また、８心のリボン付き偏波ファイバを形成させた後（(5)）、更に、その隣にＶ溝基板７０のＶ溝７１に偏波ファイバ素線１２を８本配置し、図３の(1)〜(5)の工程を行なった後、再度１６心全てに接着剤３６を塗布し（(6)）、硬化させる（(7)）ことにより、１６心のリボン付偏波ファイバを得ることができる（(8)）。
【００４３】
最後に、再度、得られたリボン付偏波ファイバ１の端面の確認を行い、精度良く回転調整されていないものについては不良とした。
尚、製品の仕様にもよるが、基本的には、リボン付偏波ファイバのファイバアレイに搭載する下部表面の平行線に対し、所望角度の±３°を仕様とすることが好ましい。
【００４４】
尚、本発明で用いる下型（Ｖ溝基板）７０又は上型（押さえ基板）７２の材質は、ＵＶが透過するガラスであることが好ましいが、リボン化用溝２４ａ，２４ｂの加工等が難しいので、アクリルを用いてもよい。
尚、アクリルを用いる場合、下型（Ｖ溝基板）７０又は上型（押さえ基板）７２の厚さをできるだけ薄くし、ＵＶ透過を妨害しない様にすることが好ましい。
【００４５】
また、本発明で用いる下型（Ｖ溝基板）７０又は上型（押さえ基板）７２の内表面は、接着剤が接着しないように、剥離効果のある材質を用いるか、離型材を表面に塗布又はコーティングしておくことが好ましい。
【００４６】
尚、本発明で用いる接着剤３６は、短時間の固化が可能であり、且つ１００００ｃＰ以下の粘度を有することが好ましい。
これは、接着剤の硬化に時間がかかると、回転調整した状態からファイバが動いてしまい、調整ファイバ角がずれる危険があるからである。
このため、少なくとも１０分以内で硬化する接着剤が好ましい。ＵＶ接着剤を用いれば、５分以下と非常に短時間の硬化が可能であり、且つ熱硬化型接着剤を用いた場合に懸念される加熱中の接着剤の粘度変化による調整ファイバ角への悪影響が無いため、より好ましい。
即ち、本発明で用いる接着剤は、偏波ファイバの回転調整後に、速やかに偏波ファイバを固着、被覆することが好ましいため、短時間で硬化が可能であるＵＶ接着剤であることが好ましく、特に、通常の被覆であるウレタンアクリレート樹脂を使用することがより好ましい。
【００４７】
また、本発明で用いる接着剤は、偏波ファイバの回転調整時に、偏波ファイバ素線間で潤滑剤として働かせ、偏波ファイバ素線同士の回転干渉を発生させにくくするため、粘度を１００００ｃＰ以下にすることが好ましい。
以上の条件を満たす接着剤としては、例えば、３０００ｃＰの粘度を有するウレタンアクリレート樹脂が挙げられる。
【００５１】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、偏波ファイバアレイの作製時に、偏波ファイバ素線を所定の偏波面になるように回転調整する必要がないため、多心の偏波ファイバアレイを容易に作製することができるだけでなく、重ね合わせたリボン付き偏波ファイバの左右方向の位置合わせを非常に簡便かつ正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のリボン付偏波ファイバの一例を示すものであり、（ａ）は左側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ａ）の詳細図１、（ｄ）は（ａ）の詳細図２である。
【図２】 図１に示すリボン付偏波ファイバの適用例を示すものであり、（ａ）はリボン付偏波ファイバ同士を重ね合わせる際に、それぞれの凹凸をはめ合わす関係位置を示す説明図であり、（ｂ）はリボン付偏波ファイバを重ね合わせた状態を示す説明図である。
【図３】 図１に示すリボン付偏波ファイバの製造方法の一例を示す説明図である。
【図４】 偏波ファイバのＶ溝部における整列状態を示す説明図である。
【図５】 ハーフピッチファイバアレイの一例を示すものであり、（ａ）は左側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図である。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ…リボン付偏波ファイバ（８心）、２…リボン部、３…凹部、４…凸部、５，５ａ，５ｂ…凹凸、６…リボン付き偏波ファイバ（１６心）、１０…偏波ファイバ（裸ファイバ）、１２…偏波ファイバ素線、１４…コア、１６…応力付与部、１８…クラッド、１９…被覆部、３０…ハーフピッチファイバアレイ、３１…下基板、３２…上基板、３３ａ，３３ｂ…ファイバリボン、３４…Ｖ溝部、３５…ファイバ、３６…接着剤、３７…自由緩衝部、３８…ファイバ支持部、３９…開放部、７０…下型（Ｖ溝基板）、７１…Ｖ溝、７２…上型（押さえ基板）、７４…へら、８０…回転治具、８１…観察用照明、８２…ＵＶランプ。

Claims (2)

1. 複数本の偏波ファイバ素線と、その複数本の偏波ファイバ素線を接着剤で固着、被覆し、且つ少なくとも信号として使用する偏波ファイバ素線の端面を所定の偏波面になるように整列させた第一リボン部とを有し、前記第一リボン部に規則的なピッチで配設された凹凸部で形成された第一位置決め手段が形成された第一リボン付き偏波ファイバと、
   複数本の偏波ファイバ素線と、その複数本の偏波ファイバ素線を接着剤で固着、被覆し、且つ少なくとも信号として使用する偏波ファイバ素線の端面を所定の偏波面になるように整列させた第二リボン部とを有し、前記第二リボン部に前記第一リボン付き偏波ファイバの前記位置決め手段に係合する第二位置決め手段が形成された第二リボン付き偏波ファイバと、を含み、
   前記第一リボン付き偏波ファイバと前記第二リボン付き偏波ファイバとを前記第一位置決め手段と前記第二位置決め手段によって位置決めした状態で組み合わせた偏波ファイバアレイ。
2. 前記凹凸の形状が、鋸状又は曲線状の波形である請求項１に記載のリボン付偏波ファイバ。

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