JP5691236B2 - マルチコア光ファイバ及びマルチコア光ファイバの単芯分離方法 - Google Patents

Description

本発明は、マルチコア光ファイバ及びこのマルチコア光ファイバの単芯分離方法に関する。

光ケーブルへの光ファイバの高密度実装や、光ケーブルの細径化に対応する光ファイバとして、１本のファイバに複数のコアを収容したマルチコア光ファイバ（Multicorefiber；ＭＣＦ）の使用が注目されており、種々の形状を有するマルチコア光ファイバが知られている（例えば、特許文献１参照）。このマルチコア光ファイバは、マルチコア光ファイバ相互の接続や、光集積デバイスとの接続を想定していた。他のマルチコア光ファイバの事例としては、マルチコア光ファイバの先端に複数のシングルコア（単芯コア）光ファイバを直接接続して用いられる方向性結合器の場合のほか、プラスチックのマルチコア光ファイバの一方の端をカミソリで単芯分離し、分離されていない他方の端面を他の単芯コア光ファイバに接着剤で接着して使用するための光分配器の事例などがある（例えば、特許文献２，３参照）。

特開平１０−１０４４４３号公報 特開昭６２−１４４１１０号公報 特開２００３−２０１１４０号公報

しかしながら、マルチコア光ファイバのコア及びクラッドが石英系ガラスからなる場合には、マルチコア光ファイバを構成する複数のコアのそれぞれを互いに異なる単芯コア光ファイバのコアと接続して用いることは、想定されておらず、困難である。例えば、上記特許文献１、２記載のマルチコア光ファイバは、単一のクラッドによって複数のコアが覆われていることから、単芯分離して使用することが困難である。

そのため、上記特許文献２記載では、一方の端に他の単芯コア光ファイバを接続し、方向性結合器として機能するマルチコア光ファイバとしている。マルチコア光ファイバと他の単芯コア光ファイバとの接続作業は、特殊な端面加工や、個々の精密なコア位置合わせが必要となるため、非常に煩雑な作業となる。上記特許文献３記載のマルチコア光ファイバでは、複数の単芯コア用のガラス母材とそれらの複数のガラス母材間をガラス製のダミー母材を接した状態で配置して、線引きすることでガラス状態として、ガラス母材から形成される単芯コアファイバで形成される中央の空間部分にダミー母材のガラスで蜜に満たされた状態のマルチコアファイバとなる。このため、線引きされた後のマルチコアファイバから、単芯コアファイバを個々に分離して取り出すことは困難となる。

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、コアとクラッドが石英系ガラスからなる単芯コア光ファイバが２次元状に配列され、その単芯コア光ファイバ１本ごとの分離が容易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の単芯分離方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るマルチコア光ファイバは、光軸に沿って伸びた石英系ガラスからなるコアと、前記コアの外周に設けられた石英系ガラスからなるクラッドとを備えた複数本の単芯コア光ファイバを有し、前記複数本の単芯コア光ファイバは、外表面に被覆樹脂層を有し、前記光軸方向に垂直な断面において２次元となる所定の位置に密着して配置され、前記光軸方向に沿って撚られた状態で樹脂部により一体化され、少なくとも一方の端部において、前記複数本の単芯コア光ファイバが１本毎に分離していることを特徴とする。

また、本発明に係るマルチコア光ファイバの単芯分離方法は、上記のマルチコア光ファイバの前記少なくとも一方の端部において、前記複数本の単芯コア光ファイバが１本毎に分離する方法であって、前記一方の端部において前記樹脂部を機械的に切断することで、前記複数本の単芯コア光ファイバを１本毎に分離することを特徴とする。

また、本発明に係るマルチコア光ファイバの単芯分離方法の別の態様としては、上記のマルチコア光ファイバの前記少なくとも一方の端部において、前記複数本の単芯コア光ファイバが１本毎に分離する方法であって、
前記一方の端部において前記樹脂部を機械的に除去することで、前記複数本の単芯コア光ファイバを１本毎に分離する態様が挙げられる。

また、本発明に係るマルチコア光ファイバの単芯分離方法の別の態様としては、上記のマルチコア光ファイバの前記少なくとも一方の端部において、前記複数本の単芯コア光ファイバが１本毎に分離する方法であって、前記一方の端部において前記樹脂部を溶液で溶解して除去することで、前記複数本の単芯コア光ファイバを１本毎に分離する態様が挙げられる。

上記のマルチコア光ファイバ及びマルチコア光ファイバの単芯分離方法では、コア及びクラッドが石英系ガラスからなる複数本の単芯コア光ファイバが樹脂部により一体化されている。そして、マルチコア光ファイバの端部での複数本の単芯コア光ファイバの１本毎の分離は、樹脂部を機械的に切断するか、機械的に除去するか、又は、溶液で溶解して除去することによって達成される。したがって、コア及びクラッドが石英系ガラスからなる単芯コア光ファイバを用いたマルチコア光ファイバであっても、単芯分離が容易となる。

また、本発明に係るマルチコア光ファイバは、光軸に沿って伸びた石英系ガラスからなるコアと、前記コアの外周に設けられた石英系ガラスからなるクラッドとを備えた複数本の単芯コア光ファイバを有し、前記複数本の単芯コア光ファイバは、前記光軸方向に垂直な断面において２次元となる所定の位置に配置された状態で、隣接する前記単芯コア光ファイバの前記クラッド同士がその表面で一体化し、前記光軸方向に沿って撚られた状態でその周囲を樹脂部で覆われ、少なくとも一方の端部において、前記複数本の単芯コア光ファイバが１本毎に分離していることを特徴とする。

また、本発明に係るマルチコア光ファイバの単芯分離方法は、上記のマルチコア光ファイバの前記少なくとも一方の端部において、前記複数本の単芯コア光ファイバが１本毎に分離する方法であって、前記樹脂部を機械的に除去し、隣接して一体化された前記クラッドの一体化された部分を溶液で溶解することで、前記複数本の単芯コア光ファイバを１本毎に分離することを特徴とする。

上記のマルチコア光ファイバ及びマルチコア光ファイバの単芯分離方法では、光軸方向に垂直な断面において２次元となるように配置され、コア及びクラッドが石英系ガラスからなる複数本の単芯コア光ファイバのうち、隣接する単芯コア光ファイバのクラッド同士が一体化されていて、この複数本の単芯コア光ファイバの外側が樹脂部により覆われている。そして、マルチコア光ファイバの端部での複数本の単芯コア光ファイバの１本毎の分離は、樹脂部及び隣接する単芯コア光ファイバのクラッドを機械的に除去した後に、隣接する単芯コア光ファイバのクラッドの一体化された部分を溶液で溶解させることによって達成される。したがって、コア及びクラッドが石英系ガラスからなる単芯コア光ファイバを用いたマルチコア光ファイバであっても、単芯分離が容易となる。

ここで、上記のマルチコア光ファイバは、複数本の単芯コア光ファイバが一体化された領域において、前記マルチコア光ファイバはファイバ中心に関して２回以上の回転対称性を有し、前記複数本の単芯コア光ファイバが１本毎に分離している領域において、前記複数本の単芯コア光ファイバは一次元に配列されている態様とすることができる。

上記のように、単芯コア光ファイバがファイバ中心に関して２回以上の回転対称性を有することにより、単芯コア光ファイバの１本毎の分離が容易に行われる。そして、１本毎に分離された複数本の単芯コア光ファイバを一次元に配列することにより、他の光ファイバとの融着接続やコネクタ加工を容易に行うことが可能となる。

また、複数本の単芯コア光ファイバは、それぞれ個別に捻回しながら線引きされたものであってもよい。

このように、それぞれ個別に捻回して線引きされた単芯コア光ファイバを用いることにより、この光ファイバによる偏波モード分散が低減される。

また、上記のマルチコア光ファイバは、前記樹脂部に捻回を付与された状態でボビンに巻かれて態様とすることができる。

このように、捻回を付与された状態でボビンに巻かれることで、マルチコア光ファイバに含まれる複数本の単芯コア光ファイバの間での巻き取り長の差に由来する歪の発生が大きくなることを防止することができる。

本発明によれば、石英系ガラスからなる単芯コア光ファイバの１本毎の分離が容易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の単芯分離方法が提供される。

本発明の第１実施形態に係るマルチコア光ファイバの概略構成図である。 図１のII−II矢視図である。 第１実施形態のマルチコア光ファイバの製造装置を説明する図である。 第１実施形態のマルチコア光ファイバの製造装置の他の構成を説明する図である。 第１実施形態のマルチコア光ファイバの製造装置に含まれる樹脂被覆ダイスについて説明する図である。 第１実施形態のマルチコア光ファイバの単芯分離方法を説明する図である。 第１実施形態のマルチコア光ファイバの他の構成を説明する図である。 第２実施形態に係るマルチコア光ファイバの断面図であって、図１のII-II矢視図に対応する図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るマルチコア光ファイバの構成を示す図であり、図２は、図１のII−II矢視図である。図１，２に示すように、マルチコア光ファイバ１は、４本の単芯コア光ファイバ１１〜１４と、この単芯コア光ファイバ１１〜１４のそれぞれの外周部を覆う樹脂部３０とにより構成される。この単芯コア光ファイバ１１〜１４は、ファイバ中心の光軸Ａ_Ｘに沿って延びる石英系ガラスからなるコア１５と、このコア１５の外周を覆う石英系ガラスからなるクラッド１６と、このクラッド１６の外周を覆う被覆樹脂層１７とによりそれぞれ構成される。また、図１に示すように、マルチコア光ファイバ１の一方（図１の右側）の端部領域１Ａでは、内部の単芯コア光ファイバ１１〜１４がそれぞれ外部に露出した形状とされている。被覆樹脂層１７は、必要に応じて除去されていても良い。なお、本実施形態では、マルチコア光ファイバ１は４本の単芯コア光ファイバ１１〜１４を含んで構成される態様について説明する。

上記の単芯コア光ファイバ１１〜１４は、それぞれコア１５及びクラッド１６が石英系ガラスから形成される。その外周には、樹脂被覆１７が形成されている。樹脂被覆層１７は、薄膜のコーティングや樹脂による１層または２層の薄層が用いられても良い。薄膜としては、カーボンコートや、ポリイミドコート等が挙げられる。樹脂としては、紫外線硬化樹脂や、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等で低ヤング率のものが挙げられる。また、この樹脂被覆層１７には、後述の被覆部２０の除去のために離型剤が添加されたものでもよい。また、樹脂部３０を構成する樹脂は特に限定されず、紫外線硬化型樹脂を始めとして、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等を用いることができるが、柔軟性が高いものが好ましい。

樹脂部３０に覆われた単芯コア光ファイバ１１〜１４は、それらがファイバ中心の光軸Ａ_Ｘに沿って撚られた状態で配置されている。この単芯コア光ファイバ１１〜１４は一方向に撚られている必要はなく、撚られる方向が周期的に変更される所謂ＳＺ撚りであってもよい。なお、単芯コア光ファイバ１１〜１４は、それぞれが互いに密着した状態で撚られているのではなく、隣接する単芯コア光ファイバとの間にはそれぞれ樹脂部３０が介在した状態で撚られている。

図２に示すように、マルチコア光ファイバ１の内部では、４本の単芯コア光ファイバ１１〜１４が光軸方向に垂直な断面（すなわち、図２で示す面）において２次元となるように配置されている。この単芯コア光ファイバ１１〜１４は、後述の１本毎の単芯分離を考慮すると、ファイバ中心に関して２回以上の回転対称性を有していることが好ましい。また、これらの単芯コア光ファイバ１１〜１４は、細径化の観点から、４芯のマルチコア光ファイバの場合は、外径が６０μｍ以下であるものが好適であり、より好ましくは５０μｍ程度のものが用いられ、マルチコア光ファイバの芯数が増えるほど小さな外径に設定されたものが用いられる。

そして、マルチコア光ファイバ１の外周を形成する樹脂部３０は略円形であるが、隣接する単芯コア光ファイバ１１と１２との間には、マルチコア光ファイバ１の中心方向へと伸びる凹部３１が形成される。同様に、隣接する単芯コア光ファイバ１２と１３との間には凹部３２が形成され、隣接する単芯コア光ファイバ１３と１４との間には凹部３３が形成され、そして、隣接する単芯コア光ファイバ１４と１１との間には凹部３４が形成される。これらの凹部３１〜３４は光軸方向に沿って形成されている。この凹部３１〜３４の機能については後述する。また、本実施形態では、マルチコア光ファイバ１の外周を形成する樹脂部３０に凹部３１〜３４が設けられた形状について説明するが、この樹脂部３０の形状は種々の変更をすることができる。

次に、図３〜７を用いて、このマルチコア光ファイバ１の製造方法について説明する。まず、図３〜５を用いて、単芯コア光ファイバからマルチコア光ファイバを形成する方法について説明し、次に、図６を用いて、マルチコア光ファイバの一方の端部での単芯分離方法について説明する。また、図７を用いて、マルチコア光ファイバ１の他の構成について説明する。

図３は、マルチコア光ファイバ製造装置の構成を示す図である。図３に示すように、このマルチコア光ファイバ製造装置１００は、４つの単芯コア光ファイバ母材２０１Ａ〜２０１Ｄの端部を加熱するヒータ２０２と、樹脂被覆ダイス２０３と、樹脂硬化装置２０４と、樹脂被覆ダイス２０５と、樹脂硬化装置２０６と、巻取り用捻回装置２０７と、巻取りボビン２０８とを備える。４つの単芯コア光ファイバ母材２０１Ａ〜２０１Ｄは２次元状に配置され、ヒータ２０２により加熱された単芯コア光ファイバ母材２０１Ａ〜２０１Ｄの先端部分から、単芯コア光ファイバ１１〜１４のガラス部分が引き出され、マルチコア光ファイバ１に加工され、巻取りボビン２０８が矢印Ｓ１で示された方向に回転し、巻き取られる。この単芯コア光ファイバ１１〜１４のガラス部分にはそれぞれに対して樹脂被覆ダイス２０３により樹脂被覆層１７が付与される。さらに、樹脂硬化装置２０４によってそれぞれの樹脂被覆層１７が硬化されることにより、単芯コア光ファイバ１１〜１４が個々に形成される。なお、樹脂被覆ダイス２０３と樹脂硬化装置２０４の組合せを多段に設け、２層以上の樹脂被覆層を単芯コア光ファイバ１１〜１４に設けるようにしても良い。その後、樹脂被覆ダイス２０５により、４本の単芯コア光ファイバの周囲及び４本の単コア芯光ファイバの間が一括樹脂被覆部３０により被覆され、樹脂硬化装置２０６によって樹脂被覆部３０が硬化され、マルチコア光ファイバ１が形成される。このとき、単芯コア光ファイバ１１〜１４は、単芯コア光ファイバ同士の間にも樹脂が充填されている。

なお、樹脂硬化装置２０４までの工程と、樹脂被覆ダイス２０５以降の工程とを別々に行うように、製造装置を２つに分けても良い。その場合、単芯コア光ファイバ樹脂硬化装置２０４後、樹脂が十分硬化した後に、巻取り装置で、単芯コア光ファイバ１１〜１４は、一緒に線引きする必要はなく、個々に線引きして、個々に樹脂被覆層を設けた後、個々にボビンに巻取る。その後、別の製造装置で、単芯コア光ファイバ１１〜１４は、個々のボビンから繰り出し、樹脂被覆ダイス２０５以降の工程を行う。単芯コア光ファイバ１１〜１４を撚り合わせてから、樹脂被覆ダイス２０５を通過するようにしても良い。この場合は、必ずしも、巻取り用捻回装置２０７を用いる必要はない。

ここで、樹脂被覆ダイス２０５において４本の単芯コア光ファイバ１１〜１４が通過するダイスの形状がマルチコア光ファイバ１の外形（すなわち、図２に示すマルチコア光ファイバの矢視図の外周形状）とされる。これにより、図５に示すように、樹脂被覆ダイス２０５を通過した後は、凹部３１〜３４が樹脂部３０の表面に形成される。このように、樹脂被覆ダイス２０５の出口部の形状を適宜変形することによりマルチコア光ファイバ１の外形を変更することができる。

さらに、樹脂被覆ダイス２０５を通過して単芯コア光ファイバ１１〜１４のそれぞれの周囲に樹脂部３０が形成されたマルチコア光ファイバ１の樹脂は、樹脂硬化装置２０６によって硬化される。樹脂被覆ダイス２０５により塗布される樹脂が紫外線硬化樹脂である場合、樹脂硬化装置２０６としては紫外線照射装置が用いられる。このように、樹脂硬化装置２０６は樹脂を硬化するための装置であって、樹脂の性状に応じて適切な装置が適宜選択され用いられる。なお、必要があれば単芯コア光ファイバ１１〜１４に対して、樹脂硬化装置２０４と樹脂被覆ダイス２０５の間に単芯コア光ファイバ捻回装置を設けても良い。この場合、単芯コア光ファイバ１１〜１４のガラス部は、ガラスが軟化した状態で個々に捻回を受け、樹脂被覆層の硬化とともにガラス部が硬化し、物理的捻回歪は残らない。しかし、上記のように撚られた状態の単芯コア光ファイバ１１〜１４に対して樹脂被覆ダイス２０５により単芯コア光ファイバ１１〜１４の表面を覆うように塗布するため、単芯コア光ファイバ１１〜１４が樹脂中で捻回した状態で固定される。さらに、巻取りボビン２０８により、マルチコア光ファイバ１を巻き取る際に、巻取りボビン２０８の内側に巻かれた単芯コア光ファイバと外側に巻かれた単芯コア光ファイバとの間で、巻かれた時の長さの差に由来する歪の発生を防止するために、巻取りボビン２０８の前段に、樹脂が硬化した後のマルチコア光ファイバ１を捻回するための巻取り用捻回装置２０７が設けられ、マルチコア光ファイバ１は、巻取り用捻回装置２０７で捻回が付与され、巻取りボビン２０８に巻き取られる。この捻回の際、巻取り用捻回装置２０７での捻回が、樹脂硬化装置２０６にできるだけ伝わらないように途中にローラを設け、捻回を抑制するとよい。巻取り用捻回装置２０７による捻回方向は、一方向撚りでも、方向が周期的に反転するＳＺ撚りでも良い。以上により、外周が全て樹脂部３０により覆われたマルチコア光ファイバ１が製造される。

マルチコア光ファイバ製造装置の他の構成を示す図として、図４を示す。このマルチコア光ファイバ製造装置１００は、４つの単芯コア光ファイバ母材２０１Ａ〜２０１Ｄの端部を加熱するヒータ２０２と、樹脂被覆ダイス２０５と、樹脂硬化装置２０６と、巻取り用捻回装置２０７と、巻取りボビン２０８とを備える。４つの単芯コア光ファイバ母材２０１Ａ〜２０１Ｄは２次元状に配置され、単芯コア光ファイバ２１〜２４のガラス部分が引き出される。この際、ガラス部分は、クラッド部分１６が接触して一体化された状態で線引きする。この単芯コア光ファイバ２１〜２４のガラス部分は、樹脂被覆ダイス２０５により、樹脂部３０により被覆され、樹脂硬化装置２０６によって被覆部３０が硬化され、マルチコア光ファイバ２が形成される。図３の場合と同様に、マルチコア光ファイバ１は、巻取り用捻回装置２０７で捻回が付与され、巻取りボビン２０８に巻き取られる。この捻回の際、巻取り用捻回装置２０７での捻回が、樹脂硬化装置２０６にできるだけ伝わらないように途中にローラを設け、捻回を抑制するとよい。また、図３の場合と異なり、巻取り用捻回装置２０７での捻回が、樹脂硬化装置２０６にできるだけ伝わるようにしても良い。この場合、単芯コア光ファイバ２１〜２４のガラス部は、ガラスが軟化した状態で一体化して捻回を受け、樹脂被覆層の硬化とともにガラス部が硬化し、物理的捻回歪は残らない。マルチコアファイバ２は撚り合わされて捻回した状態で樹脂部があるので、巻取りボビン２０８で、内側に巻かれた単芯コア光ファイバと外側に巻かれた単芯コア光ファイバとの間で、巻かれた時の長さの差に由来する歪の発生を防止する。

次に、マルチコア光ファイバ１の一方側の端部での単芯分離方法について図５を用いて説明する。図６（ａ）に示すように、まず、治具５１〜５４を用いて、マルチコア光ファイバ１の樹脂部３０を機械的に切断する。具体的には、図６（ａ）に示すように、治具５１，５３を用いてマルチコア光ファイバ１を図示上下方向から挟むと共に、治具５２，５４を用いてマルチコア光ファイバ１を図示左右方向から挟む。このとき、錐状の治具５１〜５４の先端が、マルチコア光ファイバ１の樹脂部３０に形成された凹部３１〜３４に対してそれぞれ挿入される。次に、それぞれの治具５１〜５４をマルチコア光ファイバ１の中心方向へ移動させることで、樹脂部３０に亀裂が入る。さらに、この治具５１〜５４を凹部３１〜３４に沿ってマルチコア光ファイバ１の延在方向に沿って移動させることで、樹脂部３０に発生した亀裂が広がり、図６（ａ）の破線Ｓ２で示す位置で樹脂部３０が分断され、樹脂部３０によりその周囲が覆われた４本の単芯コア光ファイバ１１〜１４が１本毎に分離される。なお、マルチコア光ファイバ１の単芯コア光ファイバ１１〜１４が、ファイバ中心に関して２回以上の回転対称性を有して配置されている場合、この上記の治具５１〜５４を用いた分離が好適に行われる。

次に、単芯コア光ファイバ１１〜１４の周囲に残存する樹脂部３０を除去する。単芯コア光ファイバ１１〜１４の周囲に残存する樹脂部３０は、ブラシ状の部材を用いて樹脂部３０の表面を軽く擦ることにより容易に除去することができる。なお、アルコール等の有機溶剤により樹脂部３０が膨潤して柔らかになることで樹脂部３０の除去が容易になる場合等、必要に応じて、樹脂部３０の除去の際に有機溶剤を用いてもよい。また、有機溶剤を塗布することのみで樹脂部３０を除去することでもよい。また、治具５１〜５４により樹脂部３０を切断することなく、ブラシ状の部材により樹脂部３０の表面を擦ることのみによって、樹脂部３０を除去すると共に、単芯コア光ファイバ１１〜１４を１本毎に分離する態様としてもよい。

上記において、被覆部３０は、図７（ａ）に示すように薄皮状の被覆であってもよい。この場合は、薄皮状の被覆部３０を上記の方法と同じように、ブラシ等の可撓性部材で擦ることで除去することにより、単芯コア光ファイバを分離することができる。また、２芯毎に一体化した被覆構造が連結した構造、例えば、図７（ｂ）に示すような構造とすることも可能である。この図７（ｂ）に示す構成では、２芯毎に一体化した被覆構造は、６０Ａ，６０Ｂの箇所で一体化されている。６０Ａ，６０Ｂの被覆部の樹脂を上述と同様に、可撓性部材で擦ることで除去することにより、２つの単芯コア光ファイバテープに分離することができる。また、事前に単芯コア光ファイバを、図７（ｃ）のような２芯のテープ状光ファイバ３とし、図７（ｄ）のように、このテープ状光ファイバ３を積層させた状態で、薄皮状の被覆部３０で一体化した構造としても良い。上述と同様に、６０Ａ，６０Ｂの被覆部の樹脂を可撓性部材で擦ることで除去することにより、２つの単芯コア光ファイバテープに分離することができる。なお、被覆部の樹脂を除去するための可撓性部材のヤング率は１００ＭＰａ以上２０００ＭＰａ以下であることが好ましい。なお、アルコール等の有機溶剤により樹脂部３０が膨潤して柔らかなることで樹脂部３０の除去が容易になる場合等、必要に応じて、樹脂部３０の除去の際に有機溶剤を用いてもよい。また、有機溶剤を塗布することのみで樹脂部３０を除去することでもよい。

単芯コア光ファイバ１１〜１４の周囲の樹脂部３０をそれぞれ除去して単芯コア光ファイバ１１〜１４のクラッド１６の表面を露出させた後、４本の単芯コア光ファイバ１１〜１４を平面上に配列する。具体的には、図６（ｂ）に示すように、治具６１，６２により単芯コア光ファイバ１１〜１４を挟み込むことで、単芯コア光ファイバ１１〜１４が一列に配列される。このように、１本毎に分離された単芯コア光ファイバ１１〜１４を一平面上に一列に配列することで、テープ状光ファイバのようなその端部が直線上に配列されるため、従来の既知の方法を利用して、容易に各単芯コア光ファイバとの融着接続やコネクタ付け加工を行うことができる。

以上のように、本実施形態に係るマルチコア光ファイバ１及びこのマルチコア光ファイバ１の単芯分離方法によれば、コア１５及びクラッド１６が石英系ガラスからなる４本の単芯コア光ファイバ１１〜１４が樹脂部３０により一体化されている。そして、マルチコア光ファイバ１の端部１Ａにおいて、単芯コア光ファイバ１１〜１４を１本毎に分離する際は、樹脂部３０を機械的に切断するか、機械的に除去するか、又は化学的に除去することによって達成される。したがって、コア及びクラッドが石英系ガラスからなる単芯コア光ファイバを用いたマルチコア光ファイバであっても、単芯分離が容易となる。

また、上記実施形態のマルチコア光ファイバ１のように、単芯コア光ファイバ１１〜１４がそれぞれ捻回しながら線引きされたものである場合、マルチコア光ファイバ１の樹脂部３０内で単芯コア光ファイバ１１〜１４が捻回された状態のものである場合、あるいは、マルチコア光ファイバ１自身が捻回された状態のものである場合、各コアにおける偏波モード分散が低減される。また、マルチコア光ファイバ特有の問題として、コア間クロストークの問題があり、マルチコア光ファイバ１を曲げた場合に、各コア間でのクロストークばらつきが顕著に発生しやすくなるが、上記の各捻回により、曲げによる影響が平均化され、各コア間でのクロストークのばらつきが低減する。

また、マルチコア光ファイバ１が巻取り用捻回装置２０７によって捻回を付与された状態で巻取りボビン２０８に巻かれることで、マルチコア光ファイバ１に含まれる単芯コア光ファイバ１１〜１４の間での巻き取り長の差に由来する歪の発生が大きくなることを防止することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るマルチコア光ファイバについて説明する。図８は、本発明の第２実施形態に係るマルチコア光ファイバの構成を示す図であって、図１のII−II矢視図に対応するマルチコア光ファイバの断面図である。

第２実施形態に係るマルチコア光ファイバ２が第１実施形態に係るマルチコア光ファイバ１と異なる点は以下の通りである。すなわち、本実施形態に係るマルチコア光ファイバ２は、隣接する単芯コア光ファイバのクラッド同士が接触して一体化されたものである点が第１実施形態のマルチコア光ファイバ１と相違する。

図６に示すように、マルチコア光ファイバ２は、一体化した４本の単芯コア光ファイバ２１〜２４と、この一体化した単芯コア光ファイバ２１〜２４の外周を覆う樹脂部４０とにより構成される。この単芯コア光ファイバ２１〜２４は、ファイバ中心の光軸Ａ_Ｘに沿って延びる石英系ガラスからなるコア１５と、このコア１５の外周を覆う石英系ガラスからなるクラッド１６と、によりそれぞれ構成される。そして、単芯コア光ファイバ２１のクラッドと単芯コア光ファイバ２２のクラッドとが隣接する領域Ｃ１において、両単芯コア光ファイバのクラッドが接触し一体化している。同様に、単芯コア光ファイバ２２のクラッドと単芯コア光ファイバ２３のクラッドとは領域Ｃ２で接触し一体化し、単芯コア光ファイバ２３のクラッドと単芯コア光ファイバ２４のクラッドとは領域Ｃ３で接触し一体化し、単芯コア光ファイバ２４のクラッドと単芯コア光ファイバ２１のクラッドとは領域Ｃ４で接触し一体化している。各単芯コア光ファイバ２１〜２４により形成されるマルチコア光ファイバ２の中心の空間には、基本的には、ガラス及び樹脂は存在しない。単芯コア光ファイバ２１〜２４は、細径化の観点から、外径が６０μｍ以下であるものが好適に用いられ、一般的には５０μｍ程度のものが用いられる。

また、マルチコア光ファイバ２の単芯コア光ファイバ２１〜２４の外周に設けられる樹脂部４０は、単芯コア光ファイバ２１〜２４を保護するためのものである。樹脂部４０を構成する樹脂は特に限定されず、紫外線硬化型樹脂を始めとして、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等を用いることができる。また、樹脂部４０の形状は特に限定されず、例えば、柔軟性の高い材料を樹脂部４０として用いる場合には、樹脂部４０は単芯コア光ファイバ２１〜２４の外形に沿った形状とすることもできる。

上記のマルチコア光ファイバ２は、第１実施形態のマルチコア光ファイバ１と同様に、４つの光ファイバ母材を互いに接触させて２次元状に配置し、ヒータによりこれらを加熱することで、光ファイバ母材からそれぞれ単芯コア光ファイバが引き出される。ここで、単芯コア光ファイバが硬化する前に隣接する単芯コア光ファイバ同士を接触させた状態とすることで、４本の単芯コア光ファイバが一体化されることにより、第２実施形態のマルチコア光ファイバ２を構成する一体化された単芯コア光ファイバ２１〜２４の群が形成される。そして、この４本の単芯コア光ファイバの群に対して保護用の樹脂を付着させることによって外周を覆う樹脂部４０が形成される。

なお、第１実施形態のマルチコア光ファイバ１と同様に、クラッドが溶融した状態の単芯コア光ファイバをそれぞれ捻回しながら線引きすることもできる。例えば、線引き前に複数の光各単芯コア用ファイバ母材の先端部の廃却部分のみを、表面を加熱軟化させて一体化し、その一体化された部分を落とし種として、加熱して引き落とすことで、それに続く部分を一体化された単芯コア光ファイバ群として線引きすることができる。上記の単芯コア光ファイバ群の一体化の方法としては、単芯コア用光ファイバ母材の先端部の一体化に限らず、各単芯コア用光ファイバ母材の本体部分のクラッド表面において一体化しておいても良い。この場合に、第１実施形態のマルチコア光ファイバ１と同様に、各単芯コア光ファイバの偏波モード分散を低減させることができる。また、線引後に巻取りボビンによってマルチコア光ファイバ２を巻き取る際に、第１実施形態のマルチコア光ファイバ１と同様に、捻回を付与された状態で巻取られる構成とした場合には、マルチコア光ファイバ２に含まれる単芯コア光ファイバ２１〜２４の間での巻き取り長の差に由来する歪の発生が大きくなることを防止することができる。

次に、マルチコア光ファイバ２の一方側の端部での単芯分離方法について説明する。まず、マルチコア光ファイバ２の外周に設けられた樹脂部４０を除去する。この除去は、第１実施形態に記載の方法と同様に、ブラシ等の可撓性部材を用いて樹脂部４０の表面を軽く擦る方法あるいは有機溶剤の塗布等により行われる。次に、樹脂部４０が除去されたマルチコア光ファイバ２（すなわち、単芯コア光ファイバ２１〜２４）を、化学薬品で各単芯コア光ファイバ間の結合部のガラスを溶かすことにより分断する。

なお、クラッド１６がガラスからなる部分は、フッ化水素酸を単芯２１〜２４の領域Ｃ１〜Ｃ４に塗布することで、領域Ｃ１〜Ｃ４のクラッド１６の一部を溶解させることで、単芯コア光ファイバ２１〜２４を１本毎に分離することができる。なお、エッチング量を安定させるためには、フッ化水素酸の重量濃度を１０％±１％の範囲で行うことが好ましい。また、その際のフッ化水素酸の温度は、２５℃±５℃であることが好ましい。これらにより、エッチング量は±５０ｎｍの範囲で調整でき、エッチングの再現性の良い分離が可能となる。

以上のように、本実施形態に係るマルチコア光ファイバ２及びこのマルチコア光ファイバ２の単芯分離方法によれば、光軸方向に垂直な断面において２次元となるように配置され、コア１５及びクラッド１６が石英系ガラスからなる４本の単芯コア光ファイバ２１〜２４のうち、隣接する単芯コア光ファイバのクラッド同士が一体化されていて、この４本の単芯コア光ファイバ２１〜２４の外側が樹脂部４０により覆われている。そして、マルチコア光ファイバ２の端部で４本の単芯コア光ファイバ２１〜２４を１本毎に分離する場合は、樹脂部４０を機械的に除去した後に隣接する単芯コア光ファイバ２１〜２４のクラッド１６の一部を溶解させることによって達成される。このように、コア１５及びクラッド１６が石英系ガラスからなる単芯コア光ファイバ２１〜２４を用いたマルチコア光ファイバ２であっても、単芯分離が容易となる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されず、種々の変更を行うことができる。

例えば、上記実施形態では、４本の単芯コア光ファイバを含んで構成されたマルチコア光ファイバについて説明したが、単芯コア光ファイバの本数は特に限定されない。

また、第１実施形態に係るマルチコア光ファイバの樹脂部４０の外形の形状は、第１実施形態で説明したような１本毎単芯コア光ファイバへ分離するための凹部を設ける形状に限定されず、当該マルチコア光ファイバの使用環境等に応じて適宜変更することができる。変更する場合には、樹脂を被覆するためのダイスの形状を変更すればよい。

１，２…マルチコア光ファイバ、１１〜１４，２１〜２４…単芯コア光ファイバ、１５…コア、１６…クラッド、１７…被覆樹脂層、３０，４０…樹脂部、３１〜３４…凹部、５１〜５４、６１，６２…治具、１００…マルチコア光ファイバ製造装置。

Claims (9)

1. 光軸に沿って伸びた石英系ガラスからなるコアと、前記コアの外周に設けられた石英系ガラスからなるクラッドとを備えた複数本の単芯コア光ファイバを有し、
   前記複数本の単芯コア光ファイバは、それぞれ、ファイバ外径が６０μｍ以下であって、個別に外表面に被覆樹脂層を有し、前記光軸方向に垂直な断面において２次元となる所定の位置に配置され、前記光軸方向に沿って撚られ、前記被覆樹脂層とは異なる樹脂層により全体を一括被覆する樹脂部により一体化され、
   少なくとも一方の端部において、前記樹脂部が除去され、前記複数本の単芯コア光ファイバが１本毎に分離している
   ことを特徴とするマルチコア光ファイバ。
2. 前記被覆樹脂層には、前記樹脂部を除去するための離型剤が添加されていることを特徴とする請求項１記載のマルチコア光ファイバ。
3. 前記樹脂部は、ブラシ状の部材を用いて擦ることにより除去可能であることを特徴とする請求項１記載のマルチコア光ファイバ。
4. 前記複数本の単芯コア光ファイバが一体化された領域において、前記マルチコア光ファイバはファイバ中心に関して２回以上の回転対称性を有し、
   前記複数本の単芯コア光ファイバが１本毎に分離している領域において、前記複数本の単芯コア光ファイバは一次元に配列されていることを特徴とする請求項１記載のマルチコア光ファイバ。
5. 前記複数本の単芯コア光ファイバは、前記被覆樹脂層の形成時にそれぞれ個別に捻回しながら線引きされたものであることを特徴とする請求項１記載のマルチコア光ファイバ。
6. 前記マルチコア光ファイバは、前記樹脂部に捻回を付与された状態でボビンに巻かれていることを特徴とする請求項１記載のマルチコア光ファイバ。
7. 請求項１記載のマルチコア光ファイバの前記少なくとも一方の端部において、前記複数本の単芯コア光ファイバを１本毎に分離する方法であって、
   前記一方の端部において前記樹脂部を機械的に切断することで、前記複数本の単芯コア光ファイバを１本毎に分離する
   ことを特徴とするマルチコア光ファイバの単芯分離方法。
8. 請求項１記載のマルチコア光ファイバの前記少なくとも一方の端部において、前記複数本の単芯コア光ファイバを１本毎に分離する方法であって、
   前記一方の端部において前記樹脂部を機械的に除去することで、前記複数本の単芯コア光ファイバを１本毎に分離する
   ことを特徴とするマルチコア光ファイバの単芯分離方法。
9. 請求項１記載のマルチコア光ファイバの前記少なくとも一方の端部において、前記複数本の単芯コア光ファイバを１本毎に分離する方法であって、
   前記一方の端部において前記樹脂部を溶液で溶解して除去することで、前記複数本の単芯コア光ファイバを１本毎に分離する
   ことを特徴とするマルチコア光ファイバの単芯分離方法。

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