JP2010224478A - テープ状光ファイバ - Google Patents

Abstract

【課題】細径光ファイバ裸線を用いても伝送損失の増加を抑制できると共に、ＶＣＳＥＬなどのアレイ状光素子との接続作業が容易なテープ状光ファイバを提供する。
【解決手段】コア２の周囲にクラッド３を有して外径が１２５μｍよりも小さい細径光ファイバ裸線４と、細径光ファイバ裸線４の外周に形成された被覆層とからなる複数の光ファイバ１０と、複数の光ファイバ１０の外周に設けられた一括被覆層１１とを備え、複数の光ファイバ１０は、コア２の間隔が一定であるとともに、被覆層が相互に接するように並列されており、被覆層は、その被覆層の外径がコア２の間隔と等しくなる被覆厚さを有するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、機器内あるいは機器間の光伝送路などに用いられるテープ状光ファイバに関するものである。

機器内あるいは機器間の光伝送技術として、光インターコネクション方式の光伝送が注目されている。このような光インターコネクション方式では、光素子として多チャンネルアレイ化の容易なＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ−Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）などのアレイ状光素子が一般に用いられている。

このＶＣＳＥＬなどのアレイ状光素子間の光伝送に用いられる光ファイバモジュールとしては、例えば、図３に示すように、多心のテープ状光ファイバ３１の両端をコネクタ３２に接合して、コネクタ３２の先端（テープ状光ファイバ３１の先端）をアレイ状光素子と光接続させる光ファイバモジュール３３がある。

光ファイバモジュール３３に用いるテープ状光ファイバ３１として、従来、図４に示すように、コア４１の外周にクラッド４２、被覆層４３が順次形成された光ファイバ４４を、複数本平行（一列）に配置させ、これらの周囲に一括被覆層４５を形成したものがある。このテープ状光ファイバ３１では、例えばクラッド径が１２５μｍで、外径が２５０μｍの光ファイバ４４を用いている。

一般にアレイ状光素子の素子ピッチは２５０μｍであることが多いため、光ファイバ４４同士を密接して並列させたテープ状光ファイバ３１では、光ファイバ４４のコア４１のピッチとアレイ状光素子の素子ピッチが一致している。

ところで、最近は、機器の小型化、高密度化などが求められているため、基板などが密集した狭い配線空間に配線するために小さな曲率半径で曲げることができ、また機械的強度に優れたテープ状光ファイバが求められている。そのため、可とう性（曲げ特性）や機械的強度などに優れた細径光ファイバを用いたテープ状光ファイバが注目されている。

そこで、現在においては、例えば、コアの外周にクラッド径が１２５μｍよりも小さい（例えば８０μｍ）クラッドを形成した細径光ファイバ裸線と、その外周に形成された被覆層とを有する外径が１２５μｍの細径光ファイバを１２５μｍのピッチで複数本平行に配置させ、これらの周囲を樹脂で一括被覆したテープ状光ファイバも用いられている（例えば、特許文献１〜３参照）。

特開２００８−５８６６３号公報 特開２００７−３３４６６号公報 特開２００６−２７６８１９号公報 特開平８−３０４６７５号公報

上述したように、一般的にＶＣＳＥＬなどのアレイ状光素子では、発光部や受光部などが２５０μｍの素子ピッチで並列配置されている。

しかし、細径光ファイバを用いたテープ状光ファイバでは、１２５μｍのピッチで細径光ファイバが並列されるため、細径光ファイバのピッチ（１２５μｍ）とアレイ状光素子のピッチ（例えば、２５０μｍ）が一致せず、テープ状光ファイバとアレイ状光素子との接続作業が難しい場合がある。

さらに、１２５μｍのピッチで細径光ファイバを平行に配置した場合、各細径光ファイバ同士が比較的近い位置に配置されることから、細径光ファイバ同士で光の干渉が発生しやすくなり、ノイズが発生しやすくなる。これによって、伝送損失の増加を招くおそれがある。

同じく１２５μｍのピッチで配線されたＶＣＳＥＬから出射される光が入射させる細径光ファイバと隣接する細径光ファイバへも漏れてしまい、隣接した細径光ファイバにとってのノイズ光になってしまったり、漏れることにより伝送損失が発生してしまうことになる。

そこで、細径光ファイバのピッチをアレイ状光素子のピッチと一致させて接続作業を容易にするために、図５に示すように、細径光ファイバ５１を２５０μｍのピッチで並列させ、これらの周囲に一括被覆層５２を形成したテープ状光ファイバ５３を用いることが考えられる。

テープ状光ファイバ５３を作製する場合、例えば図６に示すように、予め作製した細径光ファイバ５１を複数のリール６１から繰り出し、各細径光ファイバ５１を整列用部材６２に通して細径光ファイバ５１を整列させ、各細径光ファイバ５１を並列させた状態で樹脂（ＵＶ硬化樹脂）６３で満たされたダイス６４に一括して通して樹脂６３を塗布した後、紫外線６５を照射して樹脂６３を硬化させて形成する方法がある。

しかし、この方法を用いて外径が１２５μｍの細径光ファイバ５１を２５０μｍのピッチで並列させた状態で樹脂を塗布すると、図７に示すように、樹脂６３の表面張力などによって細径光ファイバ５１が並列させた位置からずれてしまう問題がある。

すなわち、外径が１２５μｍの細径光ファイバ５１を、２５０μｍのピッチで一直線上に配置することが難しいため、アレイ状光素子との接続作業が難しいという問題があった。

そこで、本発明の目的は、細径光ファイバ裸線を用いても伝送損失の増加を抑制できると共に、ＶＣＳＥＬなどのアレイ状光素子との接続作業が容易なテープ状光ファイバを提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、コアの周囲にクラッドを有して外径が１２５μｍよりも小さい細径光ファイバ裸線と、前記細径光ファイバ裸線の外周に形成された被覆層とからなる複数の光ファイバと、前記複数の光ファイバの外周に設けられた一括被覆層とを備え、前記複数の光ファイバは、前記コアの間隔が一定であるとともに、前記被覆層が相互に接するように並列されており、前記被覆層は、該被覆層の外径が前記コアの間隔と等しくなる被覆厚さを有するテープ状光ファイバである。

請求項２の発明は、コアの周囲にクラッドを有して外径が１２５μｍよりも小さい細径光ファイバ裸線と、前記細径光ファイバ裸線の外周に形成された被覆層とからなる複数の光ファイバと、前記複数の光ファイバの外周に設けられた一括被覆層とを備え、前記複数の光ファイバは、前記コアの間隔が一定であるように並列されており、前記複数の光ファイバの間に、前記複数の光ファイバの外径と等しい外径を有するダミー部材が、前記複数の光ファイバと接するように設けられているテープ状光ファイバである。

請求項３の発明は、前記被覆層は、単層からなる請求項１又は２に記載のテープ状光ファイバである。

請求項４の発明は、前記被覆層は、１００〜１０００ＭＰａのヤング率を有する請求項１〜３のいずれかに記載のテープ状光ファイバである。

請求項５の発明は、前記コアの間隔が２５０μｍであり、前記クラッドの外径が６０〜８０μｍである請求項１又は２に記載のテープ状光ファイバである。

本発明によれば、細径光ファイバ裸線を用いても伝送損失の増加を抑制できると共に、ＶＣＳＥＬなどのアレイ状光素子との接続作業が容易なテープ状光ファイバを提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るテープ状光ファイバの横断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るテープ状光ファイバの横断面図である。 テープ状光ファイバを用いた光ファイバモジュールの外観斜視図である。 クラッド径が２５０μｍの光ファイバを用いたテープ状光ファイバの横断面図である。 クラッド径が１２５μｍの細径光ファイバを２５０μｍのピッチで並列したテープ状光ファイバの横断面図である。 図５のテープ状光ファイバの製造方法の一例を説明する図である。 図５のテープ状光ファイバにおいて、細径光ファイバが並列させた位置からずれた状態を示す図である。

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。

本発明のテープ状光ファイバは、アレイ状光素子間の光伝送に用いられるものであり、例えば機器内あるいは機器間の光伝送路、ＨＤＭＩコードなどに用いられる。

図１は、第１の実施の形態に係るテープ状光ファイバの横断面図である。

図１に示すように、第１の実施の形態に係るテープ状光ファイバ１は、図示しないアレイ状光素子に光接続するコネクタに接続される複数本の光ファイバ１０を有し、その各光ファイバ１０は、コア２同士間におけるコア２の中心間隔が、アレイ状光素子の素子ピッチと同じ距離となるように一定に並列されると共に、これら光ファイバ１０の周囲に一括被覆層１１を形成したものである。

アレイ状光素子とは、複数の受光部または発光部がアレイ状に形成された光素子であり、例えばＶＣＳＥＬなどがある。

第１の実施の形態では、一例としてアレイ状光素子の素子ピッチが一般的な２５０μｍである場合を説明する。

第１の実施の形態においては、光ファイバ１０として被覆層の厚さを厚くした肉厚光ファイバ６を用いる。肉厚光ファイバ６は、コア２の周囲にクラッド径が１２５μｍよりも小さい、例えば６０〜８０μｍのクラッドを有する細径光ファイバ裸線４と、その外周に形成され、外径が２５０μｍの肉厚被覆層５とからなる。

細径光ファイバ裸線４のコア径は、従来のクラッド径が１２５μｍの光ファイバ４４と同様に５０μｍであるが、細径光ファイバ裸線４のクラッド径は、６０〜８０μｍである。細径光ファイバ裸線４は、例えばＧＩ（グレーデットインデックス）ファイバである。

肉厚被覆層５は、その外径がコア２間におけるコア２の中心間隔と等しくなる被覆厚さを有する。すなわち、その外径が素子ピッチ（２５０μｍ）と等しくなるように形成される。例えばコア２の中心間隔が２５０μｍ、クラッド径が６０〜８０μｍである場合、肉厚被覆層５の厚さは８５〜９５μｍにされる。肉厚被覆層５のヤング率は、１００〜１０００ＭＰａであるとよい。これは、ヤング率が１０００ＭＰａを超えると、曲げ特性が低下し、逆にヤング率が１００ＭＰａ未満になると、アレイ状光素子に光接続すべく光ファイバ先端を研磨する際に、肉厚被覆層５がちぎれてコア２に傷を付けてしまうおそれがあるためである。

このような構成の肉厚光ファイバ６は従来の光ファイバ４４（図４参照）と同じ外径となるが、石英ガラスからなる細径光ファイバ裸線４のヤング率に比べて、肉厚被覆層５のヤング率は小さいので、細径光ファイバ裸線４の外径（クラッド径）が小さく、すなわち石英ガラスの断面積が小さくなった分だけ、曲げ特性、機械的強度が向上する。

この肉厚光ファイバ６を、各肉厚光ファイバ６の肉厚被覆層５が相互に接するように（すなわち素子ピッチと同ピッチで）並列させ、これら並列させた肉厚光ファイバ６を樹脂で一括被覆してテープ状光ファイバ１が形成される。

ここで並列とは、断面視で各肉厚光ファイバ６（のコア２）が一直線上かつ等ピッチに配列された状態を言う。

テープ状光ファイバ１の両端には、アレイ状光素子に光接続するためのコネクタが設けられる。

コネクタは、例えば略直方体形状のコネクタ本体内に、テープ状光ファイバ１の先端をコネクタ本体の側面から底面にガイドするガイド溝を有する。このガイド溝にテープ状光ファイバ１を挿入して接着固定することで、アレイ状光素子間の光伝送に用いられる光ファイバモジュールが形成される。

テープ状光ファイバ１の製造方法を簡単に説明する。

先ず、コア径とクラッド径を調整した母材を線引きして外径６０〜８０μｍの細径光ファイバ裸線４とし、その外周に樹脂を塗布・硬化させて外径２５０μｍの肉厚被覆層５を形成した肉厚光ファイバ６を作製してリールに巻き取る。

肉厚光ファイバ６の肉厚被覆層５を形成する際は、外径２５０μｍの層を一層あるいは複数層に分けて繰り返し樹脂を塗布・硬化させて形成する。

この肉厚光ファイバ６を、図６で説明したように、各リール６１から整列用部材６２に繰り出し、整列用部材６２で肉厚光ファイバ６を横断面視で一直線上に整列させ、これを樹脂（ＵＶ硬化樹脂や熱硬化樹脂）６３で満たされたダイス６４に、各肉厚光ファイバ６の肉厚被覆層５が相互に接した状態で通過させて周囲に樹脂６３を塗布した後、肉厚光ファイバ６の周囲に被覆された樹脂６３に紫外線６５を照射して（ＵＶ硬化樹脂の場合）、樹脂６３を硬化させて一括被覆層１１を形成し、これを図示しない巻き取りリールなどで巻き取るとテープ状光ファイバ１が得られる。

このテープ状光ファイバ１の両端にコネクタを設けると、アレイ状光素子間の光伝送に用いられる光ファイバモジュールが得られる。

第１の実施の形態の作用を説明する。

第１の実施の形態に係るテープ状光ファイバ１では、曲げ特性、機械的強度に優れる、外径６０〜８０μｍの細径光ファイバ裸線４を用い、その細径光ファイバ裸線４の外周に、被覆後の外径がコア２の中心間隔と等しくなる被覆厚さを有する肉厚被覆層５を形成した肉厚光ファイバ６を用いるようにすることで、テープ状光ファイバ１を製造する際に、樹脂の表面張力によって肉厚光ファイバ６が上下左右にずれるのを防止でき、肉厚光ファイバ６のコア２が、アレイ状光素子の素子ピッチで並列されたテープ状光ファイバ１を形成することができる。

よって、テープ状光ファイバ１では、コア２のピッチとアレイ状光素子の素子ピッチとが一致しているため、アレイ状光素子との接続作業が容易に行える。

また、第１の実施の形態に係るテープ状光ファイバ１では、肉厚被覆層５によって、細径光ファイバ裸線４が十分に離れて配置されるため、細径光ファイバ裸線４同士で干渉が発生しにくく、伝送損失の増加を抑制できる。

肉厚被覆層５の被覆構造については、通常の光ファイバ（ＳＭファイバ）のようにプライマリ層とセカンダリ層（プライマリ層よりもヤング率が高い、具体的には６００ＭＰａ〜９００ＭＰａのヤング率を有する層）の２層構造を適用することができる。また、２層構造に替えてセカンダリ層（このときのヤング率は２００ＭＰａ〜５００ＭＰａ）のみの１層構造としてもよい。

但し、通常の２層構造の場合、テープ状光ファイバの先端（一端）をコネクタに挿入してアレイ状光素子と接続させる際に、テープ状光ファイバの端面を研磨処理するが、この研磨処理時にプライマリ層が柔らかいために肉厚光ファイバ６が並列された位置からずれてしまうおそれがある。そのため、２層構造に替えて１層構造とするのが好ましい。

他にも、肉厚被覆層５の外周に、各肉厚光ファイバ６ごとに異なる色の付いた着色層を形成してもよい。こうすることで、各肉厚光ファイバ６を容易に区別できる。

次に、第２の実施の形態を図２により説明する。

図１のテープ状光ファイバ１では、肉厚光ファイバ６の肉厚被覆層５の外径を調整することで、肉厚光ファイバ６を素子ピッチで並列させたが、図２のテープ状光ファイバ２１は、細径光ファイバ裸線４の外周に被覆層として肉薄被覆層２２を形成した細径光ファイバ２３を用い、各細径光ファイバ２３間にダミー部材２４を配設することで、各細径光ファイバ２３をコア２同士間におけるコア２の中心間隔が素子ピッチと同じ距離（ピッチ）となるように一定に並列させるものである。

第２の実施の形態では、一例としてアレイ状光素子の素子ピッチが一般的な２５０μｍ、細径光ファイバ２３の（肉薄被覆層２２の）外径が一般的な１２５μｍ（素子ピッチの１／２）である場合を説明する。

テープ状光ファイバ２１は、外径が１２５μｍの細径光ファイバ２３を素子ピッチ（２５０μｍ）で並列させるべく、各細径光ファイバ２３間にダミー部材２４を配設し、これら細径光ファイバ２３をダミー部材２４と共に樹脂で一括被覆して、細径光ファイバ２３およびダミー部材２４の周囲に一括被覆層２５を形成したものである。

肉薄被覆層２２としては、第１の実施の形態と同様に、１００〜１０００ＭＰａのヤング率を有する１層構造、あるいは２層以上の多層構造からなる被覆層を適用することができる。

ダミー部材２４としては、細径光ファイバ２３と外径の等しいものを用いるとよく、例えば細径光ファイバ２３と外径の等しいガラス棒またはダミーファイバを用いる。ダミーファイバとは、例えば細径光ファイバ２３と同じものである。

ダミー部材２４として細径光ファイバ２３と外径の等しいものを用いることにより、一括被覆層２５を被覆した際に樹脂の表面張力によって細径光ファイバ２３が並列させた位置から上下左右にずれるのを防止できる。そのため、細径光ファイバ２３のコア２がアレイ状光素子の素子ピッチで並列されたテープ状光ファイバ２１を形成することができる。また、ダミー部材２４と細径光ファイバ２３とを並列させたときに高さが揃うため、一括被覆したときに樹脂の表面に凹凸ができず、外観が良好なテープ状光ファイバ２１が得られる。

テープ状光ファイバ２１では、従来と同径（１２５μｍ）の細径光ファイバ２３間にダミー部材２４を配設することでコア２を素子ピッチで並列させるため、テープ状光ファイバの厚さを薄くでき、可とう性を向上できる。

一方、テープ状光ファイバ２１は薄いため、上述したコネクタではガイド溝が大きく、テープ状光ファイバ２１の光軸をアレイ状光素子の光軸と一致させるようにガイド溝に接着固定するのが難しい場合がある。そのような場合は、テープ状光ファイバ２１の厚さに合わせて、ガイド溝を形成したコネクタを用いるとよい。

第２の実施の形態においては、外径が１２５μｍの細径光ファイバ２３を用いたが、これよりも細い細径光ファイバを用いることもできる。その場合は、肉薄被覆層２２の外径が素子ピッチの１／２になるように形成し、かつそれと同じ外径のダミー部材２４を細径光ファイバ２３間に配設するようにするとよい。または、素子ピッチの１／２よりも外径が小さい、例えば素子ピッチの１／３，１／４の外径となるように細径光ファイバ２３の肉薄被覆層２２を形成し、その細径光ファイバ２３間に細径光ファイバ２３と同じ外径のダミー部材２４を複数本配設するようにしてもよい。

第２の実施の形態においては、ダミー部材２４として断面円形のガラス棒またはダミーファイバを用いたが、ガラス棒またはダミーファイバ以外のもの（例えば、樹脂）を用いてもよく、またその断面形状が矩形のものを用いてもよい。

また上記実施の形態においては、細径光ファイバ裸線４としてＧＩファイバを用いたが、シングルモード（ＳＭ）ファイバなど他の種類の光ファイバを用いてもよい。

１ テープ状光ファイバ
２ コア
３ クラッド
４ 細径光ファイバ裸線
１０ 光ファイバ

Claims (5)

1. コアの周囲にクラッドを有して外径が１２５μｍよりも小さい細径光ファイバ裸線と、 前記細径光ファイバ裸線の外周に形成された被覆層とからなる複数の光ファイバと、
   前記複数の光ファイバの外周に設けられた一括被覆層とを備え、
   前記複数の光ファイバは、前記コアの間隔が一定であるとともに、前記被覆層が相互に接するように並列されており、
   前記被覆層は、該被覆層の外径が前記コアの間隔と等しくなる被覆厚さを有することを特徴とするテープ状光ファイバ。
2. コアの周囲にクラッドを有して外径が１２５μｍよりも小さい細径光ファイバ裸線と、 前記細径光ファイバ裸線の外周に形成された被覆層とからなる複数の光ファイバと、
   前記複数の光ファイバの外周に設けられた一括被覆層とを備え、
   前記複数の光ファイバは、前記コアの間隔が一定であるように並列されており、
   前記複数の光ファイバの間に、前記複数の光ファイバの外径と等しい外径を有するダミー部材が、前記複数の光ファイバと接するように設けられていることを特徴とするテープ状光ファイバ。
3. 前記被覆層は、単層からなる請求項１又は２に記載のテープ状光ファイバ。
4. 前記被覆層は、１００〜１０００ＭＰａのヤング率を有する請求項１〜３のいずれかに記載のテープ状光ファイバ。
5. 前記コアの間隔が２５０μｍであり、前記クラッドの外径が６０〜８０μｍである請求項１又は２に記載のテープ状光ファイバ。

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