WO1999038041A1

WO1999038041A1 - Structure for retaining optical fiber

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Publication number: WO1999038041A1
Application number: PCT/JP1999/000219
Authority: WO
Inventors: Katsuaki Kondo; Minoru Yoshida; Yasuhide Sudo; Tatsuhiro Kawamura; Kazuo Imamura
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 1998-01-22
Filing date: 1999-01-21
Publication date: 1999-07-29
Anticipated expiration: 2000-07-22
Also published as: EP1050765A4; US6535684B1; CA2318066A1; DE69936978T2; CA2318066C; DE69936978D1; EP1050765A1; EP1050765B1

Description

明細害光ファイバの保持構造技術分野

本発明は、長尺の 1本の光ファィバをーまとめにして保持するための構造に鬨する。背景技術

一般に、光ファイバ増幅器や光ファイバジャイロスコープなどの装置においては、その構成素子として長尺の光ファイバが用いられる。

たとえば、光ファイバ増幅器では、光ファイバのコア中に E rなどの希土類元素をドープした増幅用光ファイバを備えており、この増幅用光ファイバの光増幅率は、ドーァする元素澳度と光ファイバ長との檳である、いわゆる、澳度条長積に依存する.

したがって、大きな増幅率を得るために、濃度条長積を大きく設定すればよいが、その場合、ド一プする元素溏度を徒に高くすると、ガラス化が阻害されるなどの不都合を生じるので、元素溏度を一定範囲に保ったままで、光ファイバ長がある程度長くなるようにしている。

このように、長尺の光ファイバを用いて装置を組み立てる場合、光ファイバを一まとめにして装置内に収納する必要がある。

そのため、従来は、長尺の光ファイバをリールに卷き取ったり、あるいは、装置内に光ファイバを引き回して取り付けるなどの処理が行われている。

ところが、このようなリールを使用する場合、リールの中心空洞部や鍔の厚みによる死容量が発生し、実装密度が低下する。またリールには高強度の材質を使用しているので可撓性をもたせることができない。

また、光ファイバを装置内に引き冋す場合には、曲げ損失が増大したり、ばらけたりしないように、光ファイバを適当な曲率を保ちつつ、所定ピッチごとにフック部等に掛止していかねばならず、収納に手間がかかっている。

そこで、このような不都合を回避するために、光ファイバを、その周冋位置を互いに平面的にずらせた状態で配置するとともに、軟質の樹脂等でシート状に封止して保持するようにした楕造が提供されている（特願平 6— 2 2 4 9 0 8号参昭）《

この構成にすれば、全体にシート状となっているから薄肉であり、しかも、軟質樹脂を使用しているために可撓性をもち、実装が容易になるといった利点が得られる。

しかしながら、光ファイバを、単純に、その周回位置を互いに平面的にずらせた状態で配置するのでは、光ファイバが特に長尺になるほど、その占有而積が大きくなる。このため、ある面積に占有面積の上限を決めると実装密度を高めるのに限界がある。

しかも、光ファイバの周回位置を単純に互いに平面的にずらせただけでは、光フアイバの一本同士の局所的な交差が生じてしまい、その交差部分で大きな曲げが発生するため、低損失化を十分に図ることができない。

したがって、本発明の第 1の目的は、光ファイバの全体がばらけることなく一体的に取り扱えるだけでなく、長尺であってもその有面積を少なくでき、しかも、マイクロベンディング等が生じることなく安定した保持ができるようにすることである。

さらに、上記のようなシート状の固定材料で一体化した長尺の光ファイバを装置内に組み込むような場合において、その光ファイバに対して、各種機器との接続のための外部引出用の光ファイバを融着することが必要となる。

その場合、従来は、固定材料から光ファイバを引き出し、その引き出した端部に異種の光ファイバを融着している。その場合、融着状態のままでは結合強度が弱く、ねじれや曲げ等の外力が加わった場合には切断するなどのおそれがある。そこで、従来技術では、融着スリーブを使用して融着部を補強を施すなどの対策が講じられているが、このような融着スリ一ブを使用した場合には、その部分が光ファィバの外径に比べてかなり太くかつ重たくなつていて遊動し易く、その固定のためには、基板等に融着スリーブのホルダを別途取り付ける対策が必要となるなど、装置の組み付けに手間がかかる。

したがって、本発明の第 2の目的は、融着部分も同時にコンパクトかつ安定して一体的に保持できるようにすることである。発明の開示

第 ]の発明は、長尺の 1本の光ファィバを一まとめにして固定保持するための楕造において、前記光ファイバは、一本同士の交差が生じないように互いに平面的にずらせて周回配置されるとともに、この周问平面と直交する厚み方向に対しては、複数本が同じ位置で積層されており、この状態の光ファイバが、接着剤やフィルム等の固定材料によってシート状に一体的に保持されている。

これにより、全体に薄肉の形状を保って全体がばらけることなく一体的に取り扱えるため、装置內に容易に配置することがでぎる。しかも、光ファイバが途中で交差することがないため、曲げ損失が生じるおそれがない。また、特に、このように複数層卷の楕造では長尺でもその占有面積を大幅に小さくできるため、実装密度が向上する。

第 2の発明は、第 1の発明において、光ファイバの各端部には、外部引出用の光ファイバが融着され、この融着部が前記固定材料の内部に収納されている。これにより、融着部を含めた保持構造の全体をコンパクトにでき、各種機器との接続も容易になる.

第 3の発明は、長尺の 1本の光ファイバを一まとめにして固定保持するための構造において、光ファイバは、一本同士の交差が生じず、かつ同じ位置で互いに重複しないように互いに平面的にずらせて周冋配置されており、この状態の光ファィバが接着剤ゃフィルム等の固定材料によってシート状に一体的に保持され、さらに、前記光ファイバの各端部には、外部引出用の光ファイバが融着され、この融着部が前記固定材料の内部に収納されている。これにより、 1.層卷の楕造の場合でも融着部を含めた保持構造の全体をコンパクトにでき、各種機器との接続も容易になる。

第 4の発明は、第 1ないし第 3のいずれかの発明において、光ファイバは、卷き始め部分となる最も内側は S字状であり、そこから卷き終わり部分に向けて順次トラック形に周回されている。これにより、固定材料からの光ファイバの引き出し部分が直線状になるので、別種の光ファィバを接続する場合に有利となる。また、ねじれが生じず、長尺の光ファイバをコンパクトに収納できる。

第 5の発明は、第 1ないし第 4に記載の発明の光ファイバの保持構造を、光フアイバが連続した状態で複数組み合わせ、その組み合わせた保持構造を各固定材料の厚み方向に重ね合わせてさらに一つの保持構造が構成されており、かつ、重ね合わされた隣接する上下の保持構造の光ファイバの周冋方向は、互いに逆向きとなるように設定されている。これにより、連続する〗本の光ファイバが上下の保持構造の一方から他方に移行する部分でのねじれが生じないため、光ファイバの損失増加等を冋避することができる。

第 6の発明は、第 1ないし第 5のいずれかの発明において、固定材料には、光ファイバとは別の箇所に、ヮッシャ等の固定用部品が一体的に保持されている。これにより、事前に各種機器への取付部を有した保持構造が得られるため、機器への取り付けが容易になる。

第 7の発明は、第 2ないし第 6のいずれかの発明において、融着部は、リコート処理が施されている。これにより、融着部はリコート処理された上で固定材料で覆われるため、融着部の保護が確実になる。

第 8の発明は、第 2ないし第 7のいずれかの発明において、融着部は、光ファィバ同士の融着箇所が保護用のホルダ内に嵌入され、このホルダが前記固定材料で封止されてなる。これにより、第 7の発明の場合よりも融着部の保護が一層確実になる。

第 9の発明は、第]ないし第 8のいずれかの発明において、固定材料の光ファィバ引出側端部には、ミシン目状の切り口が形成され、また、第 1. 0の発明は、第 1ないし第 8のいずれかの発明において、固定材料の光ファイバ引出側端部には、光ファイバの引き出し方向に沿った凸部が形成されている。さらに、第 1. 1 の発明は、第 1ないし第 8のいずれかの発明において、固定材料には、外周部分の一部に切れ込みが形成されて可撓片が設けられ、この可撓片に光ファイバの引出蒯端部が位置している。このように、第 9ないし第] 1の発明によれば、固定材料がその厚み方向に容易に撓むようになるため、光ファイバの座屈等の発生を防止することができる。

第:！ 2の発明は、第 1ないし第 1 1のいずれかの発明において、固定材料は、光ファイバを上下で挟む 2枚のフィルムを接合してなる。このようなラミネート構造にすれば、光ファイバを容易に封止固定することができる。

第 1 3の発明では、第 1_ 2の発明において、フィルムの互いの対向面の少なくとも一方側には、接着剤が塗布されている。これにより、光ファイバを固定材料に封止固定するための作業が一層容易になる。

第 1. 4の発明は、第 1ないし第 1. 1のいずれかの発明において、固定材料は、光フアイバを封止するモールド材料からなる。モールド材料で封止する場合には、光ファイバの保持が強固になり、外圧の影饗を受け難くなる。

第 1 5の発明は、第]ないし第 1 4のいずれかの発明において、光ファイバの各端部には、入出力用のコネクタが設けられている。これにより、他の機器の光ファイバとの接続が融着の場合よりも容易に行える。

第 1 6の発明は、第] -ないし第 1 5のいずれかの発明の光ファイバの保持構造を有し、かつ、光ファイバは、コア中に希土類元素をドーァした増幅用光フアイバからなるものであることを特徴としている。これにより、装置の組み立てが容易となり、装置全体も小型化できる。図面の簡単な説明

図 1は、光ファイバを 1層卷して保持した構造を示す斜視図である。

図 2は、図 1-の A— A線に沿う断面図である。

図 3は、光ファイバを 2層卷して保持した構造を示す斜視図である。

H 4は、光ファイバの保持構造を得るために使用する製作治具の斜視図である図 5は、図 1および図 3に示した光フアイバの保持構造を得るための製作方法の説明図である。

図 6は、光フアイバを 1屑卷する場合の具体的な手順を示す説明図である，図 7は、光ファイバを 2層卷する場合の具体的な手順を示す説明図である。図 8は、光ファイバを 3層卷して保持した構造を得るための途中工程の説明図である。

図 9は、図 8に示した光ファイバの保持構造を得るための製作方法の説明図である。

図 1 0は、光ファイバを 4層卷して保持した構造を得るための途中丁程の説明図である，

図 1 〗は、図: I 0に示した光ファイバの保持構造を得るための製作方法の説明図である。

図] 2は、光ファイバの末端部分を周冋部分の内方端側から引き出す構成とする場合の説明図である。

図]. 3は、光フアイバの末端部分を周冋部分の内方端側から引き出す構成とする場合の他の説明図である。

図〕 4は、図 3の光ファイバを 2層卷して保持した構造において、固定材料内に融着部を設けた場合の斜視図である。

図 1 5は、図: I 4の構造における融着部の平断面図である。

図 1 6は、図 1 5の B _ B線に沿う断面図である。

図 1 7は、図〗 4の楕造に使用するホルダの変形例を示す断面図である。図 1 8は、固定材料内に融着部を設ける場合の他の実施形態に係る平面図である。

図 1 9は、入出力用のコネクタを設ける場合の光ファイバの保持構造を示す平面図である。

図 2 0は、本発明の光ファイバの保持構造を採用して光ファイバ増幅器を構成する場合の全体のブロック図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の詳細を添付した図面に示す最良の各実施形態に基づいて説明する，

図 1は、本発明の実施形態に係る光ファイバの保持構造を示す斜視図である。この実施形態の光ファイバの保持構造は、長尺の一本の光ファイバ 1.が、その周回形状がくずれないようにシート状の固定材料 2によって一体的に保持されている。

この光ファイバ]は、一本同士の交差が生じないように、互いに平面的にずらせて配置されており、卷き始め部分となる最も内側は S字状であり、そこから卷き終わり部分に向けて順次トラック形に周回されている。しかも、この光フアイバ 1は、その周冋平面と直交する固定材料 2の厚み方向に対しては、積層されることなく 1層のみとなつている（以下、これを：!層卷という〉。

上記の固定材料 2は、図 2に示すように、光ファイバ 1.を上下で挟む 2枚のフイルム 1 O a . 1 O bを接合したラミネート構造のものであって、各フィルム 1 0 a . 1 O bの互いの対向面の内の下側のフィルム〗 O aには、接着剤が予め塗布されて接着層 1. 2が設けられている。なお、上側のフィルム 1. O bのみ、あるいは上下のフィルム 1 O a . 1 O bの双方に接着層 1 2を設けたものであってもよい。各フィルム 1. 0 a， 1 O bの材質としては、たとえば、シリコン系樹脂が長期間にわたつて変質せずに安定している等の利点を有するために適用されるが、ウレンタン系ゴムや、 U V樹脂、エポキシ樹脂などを使用することもできる。さらに、ボリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂などを使用することも可能である。

なお、この実施形態では、固定材料 2としてラミネート構造のものを採用しているが、モールド樹脂を使用して、光ファイバ ΐを封止したものであってもよい。さらには、固定材料 2を予め袋状に形成し、この袋內に光ファイバ 1を挿入して袋の内部を真空引きしたような構造のものであってもよい。

図 3に示す実施形態の光ファイバの保持構造は、同じく、長尺の一本の光ファィバ 1が、その周 HI形状がくずれないようにシート状の固定材料 2によって一体的に保持されている。

すなわち、この光ファイバ 1は、一本同士の交差が生じないように、互いに平面的にずらせて配置されており、卷き始め部分となる最も内側は S字状であり、そこから卷き終わり部分に向けて順次トラック形に周同されている。また、固定材料 2の構成も図 2の埸合と同じである。

しかし、図 3に示す構成のものは、図： Iの場合と異なり、その周间平面と直交する固定材料 2の厚み方向に対しては、光ファイバ 1.が同じ位置で上下に 2本積層されて 2層になっている（以下、これを 2層卷という）。

なお、図 ]·および図 3に示した実施形態では、理解を容易にするために光ファィバ 1はわずかな冋数しか周回されていない状態を示しているが、実際には、長尺の光ファイバの場合を扱うので、図示の場合よりもはるかに多数冋にわたつて周回された状態となっている。これは、後述する 3層卷以上の場合においても同様である。

図 1および図 3に示したような光ファイバの保持構造を製作するには、たとえば、図 4に示すような製作治具を使用する。この製作治具 3は、光ファイバ].を卷き付けるための円形をした 2つの卷付用円柱部材 4a， 4bが所定寸法だけ離れて配置され、これらの 2つの卷付用円柱部材 4a， 4bを上下に挟む状態で楕円形をした一対の整列用側板部材 6a. 6bが設けられており、一方の整列用側板部材 6aと 2つの卷付用円柱部材 4a， 4bとは一体形成され、また、他方の整列用側板部材 6bは、ボルト 8等によって各卷付用円柱部材 4a, 4bに固定されるようになっている。

さらに、各卷付用円柱部材 4a, 4bは、上下の整列用側板部材 6a. 6bで挟まれる厚み Tが光ファイバ 1の積層本数に応じた寸法に設定され、また、その直径は、光ファイバ 1.を巻き付けた際に過剰な応力が加わらず、形状保持後の破断寿命に問題が生じない寸法に設定されている。たとえば、被覆外径が 250 mの光ファイバ 1.の場合には、各卷付用円柱部材 4a, 4 bは 50 mm程度の直径になるように設定される。

次に、図〗および図 3に示した光ファイバの保持構造を得るための製作方法について説明する。

図 1に示した 1層巻の光ファィバの保持構造を得るには、図 4に示した製作治具 3として、その各卷付用円柱部材 4a. 4bの厚み Tが光ファイバ 1.の直径に相当する寸法となるように設定されたものを使用する。

そして、図 5に示すように、光ファイバ 1.の末端部分 P 1 , P 2を揃えて均等に 2つに折り返し、その折り返し部分 P 3を図 6 (A)に示すように、製作治具 3 の一方の卷付用円柱部材たとえば 4 aに引つかける。

次に、図 6(B)に示すように、折り返しにより生じる 2本の光ファイバを共に他方の卷付用円柱部材 4 bに卷き付ける。

以降は、図 6(C)に示すように、光ファイバを 2つの卷付用円柱部材 4a, 4b にわたつて順次卷き付ける。

このようにすると、光ファイバ]は、その卷き始めは S字状となるが、以降は、トラック形に順次周冋されることになる。しかも、その場合、製作治具 3の卷付用円柱部材 4 a. 4 bの厚み Tは光ファイバ 1の直径に相当する寸法となっているから、光ファイバ].は、その厚み T方向には互いに積層されず、卷付用円柱部材 4a, 4bの径方向にのみ多重された状態となる。

光ファイバ 1の卷き付け作業が終了すると、この状態で整列用側板部材 6 a , 6bの間に接着剤などを注入、硬化して仮止めした後、ボルト 8を緩めて製作治具 3を光ファイバ 1から取り外した後、光ファイバ〗を上下で挟むように 2枚のフィルム 1.0a. 1. Obを接合し接着層 1.2によってこれらを一体化する。これにより、光ファイバ 1が固定材料 2でシート状に封止された状態となる。

一方、図 3に示した 2層巻の光ファイバの保持構造を得るには、図 4に示した製作治具 3として、その各卷付用円柱部材 4a， 4bの厚み Tが光ファイバ]の直径の 2倍分（つまり、光ファイバ 1.を 2本積層した厚み）に相当する寸法となるように設定されたものを使用する。

そして、同じく図 5に示すように、光ファイバ]が均等に 2つ折り状態となるように配置して、その折り返し部分 P 3を図 7(A)に示すように、製作治具 3の一方の卷付用円柱部材たとえば 4 aに引っかける。

次に、図 7(B)に示すように、折り返しにより生じる 2本の光ファイバを共に他方の卷付用円柱部材 4 bに卷き付ける。

以降は、図 7(C)に示すように、光ファイバを 2つの卷付用円柱部材 4a, 4b にわたつて順次卷き付ける。

このようにすると、光ファイバ 1は、その卷き始めは S字状となるが、以降は、トラック形に順次周冋されることになる。しかも、その場合、製作治具 3の卷付用円柱部材 4a， 4bの厚み Tは、光ファイバ〗の直径の 2倍分に相当する寸法となっているから、光ファイノ 1.は、卷付用円柱部材 4a, 4bの厚み T方向に 2 本分が積層され、かつ、卷付用円柱部材 4a, 4bの径方向に多重された状態となる。

光ファイバ〗の卷き付け作業が終了すると、この状態で両整列用側板部材 6 a . 6 bの間に接着剤などを注入、硬化して仮止めした後、ボルト 8を緩めて製作治具 3を光ファイノ、' :！から取り外した後、光ファイバ] を上下で挟むように 2枚のフィルム 10a. 1 Obを接合し接着層 12によってこれらを一体化する。これにより、光ファイバ]が固定材料 2でシート状に封止された状態となる。

このように、図 1および図 3に示した実施形態の光ファイバの保持構造は、光ファイバ].が固定材料 2で固定されているから、全体がばらけることなく一体的に取り扱える。このため、装置内への収枘を容易に行える。

しかも、光ファイノく]は、一本同士の交差が生じないように周两されているか P T / 0219 ら、マイクロベンディングなどを生じることなく安定して保持される。

さらに、 1 3に示したように、光ファイバ〗を 2層卷の桷造にすれば、】 ¾卷の場合に比較して、固定材料 2の厚さは幾分厚くなるが、その厚さの増加分は光ファイバ].の直径分程度のわずかな増加であり、それよりも、長尺であってもその占有面積を大幅に小さくできるため、実装密度の向上を一層期待できる。さらにまた、図】および図 3に示したように、光ファイバ] を内周側の部分を除いてトラック形に配置した場合には、光フアイバ 1.の引き出し側に直線部分が生じるため、別種の光ファイバを接続する上で有利である。また、ファイバグレ一ティングの書き込み部の保持にも有利となる。

図 1ないし図 7には、光ファイバを 1層卷あるいは 2層卷した保持構造を得る場合について説明したが、光ファイバを 3層卷以上にした保持構造を得ることも可能である。

まず、 3層卷の光ファイバの保持構造を得るには、たとえば、図 8に示すように、連続した 1本の光ファイバ 1.について、部分的に 2層卷の部分 L 2 (図 3と同じ構造の部分）と、 1層卷の部分 L 1 (図 1 と同じ構造の部分）とをそれぞれ製作した上で、これらの各部分 L l. . L 2を重ね合わせて 3層卷の保持構造とするただし、その場合、 2層卷の部分 L 2と〗層卷の部分 L 1 との間を結ぶ箇所で光ファイバ 1に捩れが発生しないように、たとえば、 2層卷の部分し 2が反時計方向に周回されているならば、 1層卷の部分 L 1は時計方向に周问されているように、隣接する上下の部分 L 1 , L 2における周同方向が互いに逆向きとなるようにする。

具体的には、図 9に示すように、光ファイバ 1をループ状に配置する。その場合、光ファイバ 1.の一方の末端部分 P 1から一方の折り返し部分 P 3を経て両末端部分 P 1 , P 2に対向した符号 P 5で示す箇所に至るまでの長さが光フアイバ 1.の全長の 2 / 3を占め、また、他方の末端部分 P 2から他方の折り返し部分 P 4を経て P 5で示す箇所に至るまでの長さが光フアイバ 1の全長の 1 3を占めるように設定する。

そして、図 9の P〗〜P 5までの部分については、その折り返し部分 P 3を製作治具 3の卷付用円柱部材 4 aに引っかけた後、図 7に示したのと同じ要領でもつて、卷付用円柱部材 4a. 4bに対して反時計方向に周同するように巻き付けて 2層卷の部分 L 2 (図 3参照）を製作する。

引き続いて、図 9の P 2〜P 5までの部分については、その折り返し部分 P4 を製作治具 3の卷付用円柱部材 4 aに引っかけた後、図 6に示したのと同じ要領でもって、卷付用円柱部材 4a, 4bに対して時計方向に周冋するように卷き付けて 1層卷の部分し〗（図〗参照）を製作する。

そして、これらの各部分 L I . L2を連結している余長部分（P 5を含む前後の部分）を円弧状に曲げて両者 L 1 , L 2を重ね合わせた後、固定部材 2を用いて両部分 L 1.， L 2を一体化すれば、 3層卷の保持構造が得られる。

なお、上記の場合と逆に、 1層卷の部分 L〗を先に製作した後、次に 2層巻の部分 L 2を製作してもよいのは勿論である。

図 8および図 9に示した例では、 1層卷の部分 L】と 2層卷の部分 L 2とを重ね合わせて 3層卷の保持構造としたが、図 1に示した ΐ層卷の部分を 3つ製作し、これを重ね合わせて 3層卷の保持構造とすることも可能である。なお、この場合も各 1層卷の部分の間を結ぶ余長部分で光ファイバ 1.に捩れが発生しないように、各 1層卷の部分ごとに周 HI方向を交互に逆転させる。

次に、 4曆卷の保持榷造を得る場合について説明する。

この 4層卷の光ファイバの保持構造を得るには、図 10に示すように、連続した 1本の光ファイバ 1.について、都分的に 2層卷の部分 L 21 , L 22(図 2と同じ構造の部分）を 2つ製作した上で、これらの各部分 L 2〗 . L 22を重ね合わせて 4層卷の保持構造とする。

具体的には、図] 1に示すように、光ファイバ 1をループ状に配置する。その場合、光ファイバ 1.の一方の末端都分 P 1から一方の折り返し部分 P 3を経て両末端部分 P I , P 2に対向した符号 P 5で示す箇所に至るまでの長さと、他方の末端部分 P 2から他方の折り返し部分 P4を経て P 5で示す箇所に至るまでの長さが共に同じになるように、つまり P 5の位置の前後で光ファイバ] の長さが 2 等分されるように設定する。

そして、図:！：1の P 1〜P 3〜P 5までの部分、および P 2〜P4〜P 5までの部分のそれぞれについて、 P 3. P4を中心にして、図 7に示したのと同じ要領でもって卷き付けて 2層卷の部分 L 21 . L 22をそれぞれ製作する。ただし、その場合も、 2層卷の各部分 L 2 1. , L 2 2の間を結ぶ箇所で光ファィバに捩れが発生しないように、たとえば、一方の 2層卷の部分し 2 1が時計方向に周回されているならば、他方の 2層卷の部分 L 2 2は反時計方向に周问されているようにする。

そして、これらの各部分 L 2 , し 2 2を連結している余長部分（P 5を含む前後の部分）を円弧状に曲げて両者 L 2 1. , L 2 2を重ね合わせた後、固定部材 2を用いて両部分 L 2 1 , L 2 2を一体化すれば、 4層卷の保持構造が得られるこれまでは 4層卷までの保持構造について説明したが、 5層卷以上の保持構造についても、同様にして製作することができる。すなわち、偶数層巻の場合には、 4層卷の場合の応用で、 2層卷の部分を積み重ねて製作することができる。また、奇数層卷の埸合は、偶数層卷の最終屑に 1層卷を重ねることで製作することができる。

さらに、図 1ないし図 1 1に示した保持構造では、トラック状に周回された光ファイバ 1.の末端部分 P 1 . P 2が、その周间部分の外方端側から引き出されるようになっているが、これとは逆に、その末端部分 P I , P 2が、その周回部分の内方端側から引き出されるような構造とすることもできる。

たとえば、図 1や図 3に示したように、末端部分 P 1 ， P 2が固定部材 2から 2本並列して外部に引き出される構成となる場合には、その外部に引き出される末端部分 P I . P 2について所定の余長を確保しておき、その末端部分 P I , P 2を図 1 2に示すように卷き付けて同じく固定部材 2で固定した後、これを既に形成されている保持構造に付け足すようにすればよい。

また、図 8や図 1 0に示したように、末端部分 P I , P 2が固定部材 2から 1 本ずつ外部に引き出される構成となる場合には、その外部に引き出される末端部分 P I , P 2についてそれぞれ所定の余長を確保しておき、その末端部分 P 1. , P 2を図 1 3 ( A )，（ B )に示すように巻き付けて同じく固定部材 2で固定した後、これを既に形成されている保持構造に付け足すようにすればよい。

このように、光ファイバ 1の末端部分 P 1 , P 2が、その周冋部分の内方端側から引き出される構成の場合には、引き出し方向の自由度が大きいので、光ファィバ.1に大きな曲げを生じさせることなく外部接続が可能となるなどの利点が生じる

ところで、上記の実施形態では、シート状の固定材料 2には 1本の光ファイバ 1.のみが周冋配置されて固定保持されているが、光ファイバ 1を使用する各種の装置にこの保持構造のものを組み込む場合には、各種機器との接続のために外部引出用の光ファィバを融着接続することが必要となる。

その場合には、たとえば図〗 4ないし図 1 6に示すような構成を採用することができる。

すなわち、 H I 4ないし図 1 6に示す光ファイバの保持構造は、基本的には、図 3に示した 2層構造のものと同じであるが、図 3の埸合と次の点で構成が異なつている。

すなわち、図 1 4に示すように、ファイバ〗の終端部分は、固定材料 2の厚み方向の重なりが解消されて固定材料 2の周 P]平面上で並行配置された状態になつており、その部分にそれぞれ外部引出用の光ファイバ 1 4が融着されて融着部 1 6が設けられている。

そして、この融着部] 6および外部引出用の光ファイバ〗 4の融着側の端部が固定材料 2の内部に同時に収納されている。また、外部引出用の光ファイバ 1_ 4 の他端側は固定材料 2の外部に引き出されている。

上記の融着部 1. 6は、図 1 5に示すように、光ファイノ、' 1 , 1 4同士の融着箇所が保護用のホルダ 1 7内に嵌入され、このホルダ：！ 7が固定材料 2で封止されて構成されている。

この場合に使用されるホルダ 1 7は、光ファイノく : 1 , 1 4を損傷せず、かつ、形状変化の少ない材質のもの、たとえば、硬質樹脂あるいはガラスでできており、その一部に図 1 6 ( A)に示すような V形の耩 1 7 a、あるいは図] 6 ( B )に示すような形の溝]. 7 b、または、図 1 6 ( C )に示すような管状の貫通穴 1. 7 cが形成されており、このような溝 1 7 a， 1 7 bや貫通穴:！ 7 c内に光ファイノ :] ， 1 4同士の融着箇所が挿入されている。その場合、融着箇所は事前に光ファイバの被覆層と同じ材料でリコートを施すのが望ましい。

また、ホルダ 1 7の前後に生じる空間を埋めるかたちで軟質樹脂 1 8が充填されており、これによつて光ファイバ 1 . 〗 4の軸方向と直交する固定材料材 2の厚み方向に余分な屈曲やねじれ等が生じないようにしている. W なお、ホルダ 1. 7の清 1. 7 a . 1. 7 bや貫通穴 1 7 c内に接着剤やジェリー等の充填材を入れて融着箇所を保持するようにしてもよい。また、ホルダ] 7は、図 I 7に示すように上下に 2分割したものや、左右に 2分割したようなものであつてもよい。

さらに、図: I 4に示す実施形態では、固定材料 2の 4隅には、他の機器への固定用部品としてのヮッシャ 1- 9が光フアイが一体的に保持されている。このようなヮッシャ :！ 9を予め固定材料 2に一体的に設けておけば、この保持構造のものを容易に他の機器へ取り付けることが可能となる。なお、固定用部品としては、このようなヮッシャ 1 9に限らず、たとえば硬質樹脂でできたプレートを使用することも可能である。

このように、図 1 4ないし図】 7に示した光ファイバの保持楕造は、長尺の光ファイバ 1.のみならず融着部 1 6も固定材料 2によつて同時にコンパクトかつ安定して一体的に保持されているので、装置に組み込む場合の取り扱いが容易である。

特に、融着部 1 6は固定材料 2に一体的に固定されかつ小型であるので、従来のように融着スリーブを単独に固定するためのホルダを基板等に別途取り付けるといった対策が不要である。

さらに、固定材料 2から外部引出用の光ファイバ】 4が引き出されているので、各種機器との接続も簡単に行える。

図] 4に示した実施形態では、融着部] 6は固定材料 2内に周 [51されている光ファイバ 1.の外方端部の位置に設けているが、図 1 8 ( A )〜（C )に示すように、外部引出用の光ファイノ 1 4を光ファイノ、' 1と同様にトラック状に周冋配置し、その光ファイノ、' 1 4の内方側に融着部 1 6が位置するようにしてもよい。このようにすれば、融着部] 6に過刺な外力が加わらないように保護することができるまた、図 1 8 ( A )に示すように、固定材料 2の光ファイバ 1 4の引出厠端部にミシン目状の切り口 2 aを設けたり、図 ΐ 8 ( Β )に示すように、固定材料 2の光ファイノ、' ] 4の引き出し方向に沿って凸部 2 bを設けたり、あるいは、図 1 8 ( C

)に示すように、固定材料 2の一辺に切り込み 2 cを形成することで二角状の可撓片 2 dを設けてもよい。このような構成にしておけば、固定材料 2の光ファイバ 1. 4の引出側端部が可撩性をもつようになってその厚み方向に容易に橈むため、各種機器との接続のために光ファイバ 1. 4を引き出す場合の引き出し方向の自由度が高まるとともに、光ファイバ 1 4に座屈等が発生するのを有効に防止することができる。

なお、図 1. 8 ( A )〜（C )に示すような固定材料 2にミシン目状の切り口 2 aや凸部 2 b、あるいは可撓片 2 dを設ける構成は、図 1 4ないし図] 8に示す融着部 1. 6を設けた場合に限定されるものではなく、図 1.ないし図 1 3に示したような融着部 1 6を設けずに、固定材料 2に光ファイバ: I を単に保持させた構造についても適用することができる。

また、図 1 4ないし図 1 8に示す構成では、融着部〗 6はホルダ] 7を使用しているが、ホルダ 1 7を設けずに、融着箇所を光ファイバ 1. , 1. 4の被覆層と同じ材料で単にリコ一トして固定材料 2の内部に封止した構成とすることも可能である。

さらに、図] 9に示すように、光ファイバ]の端部に入出力用のコネクタ 2 0 を接続した構成とすることも可能である。その場合、図 1 9 ( A )のように、固定材料 2から外部に引き出された光ファイバ.1の端部に単にコネクタ 2 0を接続した構成だけでなく、図 1. 9 ( B )に示すように、コネクタ 2 0の一部が固定材料 2 の内部に収納されるような構成とすることもできる。なお、入出力のコネクタ 2 0は、図 1 4ないし図 1. 8に示した外部引出用の光ファイバ 1. 4に接続したものであってもよい.

図 2 0は、本発明の光ファィバの保持構造を採用して光ファィバ増幅器を構成した場合の全体のプロック図である。

図 2 0に示す光ファイバ増幅器は、誘導放出効果により信号光を増幅するために、増幅素子としてコア中に希土類元素（たとえば E r)をド一ァした光ファイバ 1 を有しており、この光ファイバ iには、融着部 1 6を介して外部引出用の光フアイバ 1. 4が接続されている。この光ファイノ、' 1 4としては、たとえば一般的な石英系のシングルモードの光ファィバが使用される。

そして、上記の光ファイバ 1 、 1 4および融着部 ΐ 6は、たとえば、図 1. 4に示したような保持楕造によって保持されている。

なお、 2 2は増幅用の光ファイバ 1をボンビングする励起光を発生するレーザダイオード、 2 3は励起光を増幅用の光ファィバ 1.に導入するための光力プラ、 2 4は信号光を一方向にのみ通過させるアイソレータ、 2 5 , 2 6は入射端および出射端である。

このよう構成の光ファイバ増幅器は、所要の増幅率を確保するために、増幅用の光ファイバ 1として長尺のものが使用されるが、本発明の光ファイバの保持構造を採用すれば、図 2 0に示すような装置を組み立てる場合でも、光ファイバ] を一まとめにして容易に装置内に収納することが可能である。しかも、全体として平面状であるから、占有面積を大幅に小さくできるため、実装密度が高まり、装置全体を小型化できる。産業上の利用可能性

以上のように、本発明によれば、次の利用可能性がある。

( 1 ) 光ファイバは、全体にシート状となっているから、薄肉であり、しかも全体がばらけることなく一体的に取り扱え、装置内に容易に配置することができる

( 2 ) しかも、光ファイバは、一本同士の交差が生じないように周回されているから、マイクロベンディングなどを生じることなく安定して保持される。

( 3 ) さらに、光ファイバを複数層巻の構造にすれば、 ]層卷の場合に比較して、固定材料の厚さは幾分厚くなるが、その厚さの増加分はわずかであり、それよりも、長尺であってもその占有面積を大幅に小さくできるため、実装密度の向上を図ることができる。

( 4 ) 光ファイバをトラック形に周回配置した場合には、光フアイバの引き出し側に直線部分が生じるため、別種の光ファイバを接続する上で有利である。また、ファイバグレーティングの書き込み部の保持にも有利となる。

( 5 ) 1層卷ゃ 2 卷の光ファィバの保持構造を重ね合わせて複数層卷の保持構造を得る場合において、重ね合わされた隣接する上下の保持構造の光ファイバの周回方向を互いに逆向きにすれば、上下の保持構造の一方から他方に移行する部分でのねじれが生じないため、光ファイバの損失増加や座屈等の発生を问避することができる。

( 6 ) 光ファイバを他の檫器に固定する際には、ヮッシャ等の固定用部品も同時に光ファイバとともに一体化して配置しておけば、事前に固定部を有した保持構造が得られるため、機器等への取り付けが容易となる。

( 7 ) 長尺の光ファイバのみならず、融着部も固定材料によって同時に一体化しておけば、コンパクトでかつ安定保持される。しかも、固定材料から外部引出用の光フアイバが引き出されているので、各種機器との接続も簡単に行えるなど、装置に組み込む場合の取り扱いが一層容易となる。

しかも、従来のように融着スリーブを単独に固定するためのホルダを基板等に別途取り付けるといった対策も不要となる。

また、融着部保持のためのホルダを使用せずに、融着部をリコートしたままで固定材料内に封止した構成にすれば、楕造が一層簡単で、薄肉になる。

( 8 ) シ一ト状の固定材料の光ファイバ引出側端部にミシン冃状の切り口、あるいは光ファイバの引き出し方向に沿った凸部、あるいは切り込み形成による可撓片を設ければ、その厚み方向に容易に橈むため、各種機器との接続のために光フアイバを引き出す場合の、引き出し方向の自由度が高まるとともに、引き出される光フアイバに座屈等が発生するのを防止することができる。

( 9 ) シート状の固定材料としてラミネート構造のものを使用すれば、光フアイバを容易に封止でき、固定材料と一体化することができる。特に、フィルムの少なくとも片面に接着剤を塗布しておけば、封止作業を極めて容易に行える。

( 1 0 ) 光ファイバの端部に入出力用のコネクタを予め設けておけば、他の機器の光ファイバとの接続が融着を行う場合よりも一層容易となる。

( 1 1. ) 光ファイバの保持構造を備えた光ファイバ増幅器を構成した場合には、装置の組み立てが容易となり、かつ、装置全体を小型化できる。

Claims

請求の範囲

1. . 長尺の ΐ本の光ファィバをーまとめにして固定保持するための構造であつて、

前記光ファイバは、一本同士の交差が生じないように互いに平面的にずらせて周冋配置されるとともに、この周冋平面と直交する厚み方向に対しては、複数本が同じ位置で積層されており、

この状態の光ファィバが、接着剤ゃフィルム等の固定材料によつてシート状に一体的に保持されていることを特徴とする光フアイバの保持構造。

2 . 請求項]記載の光ファイバの保持構造において、

前記光ファイバの各端部には、外部引出用の光ファイバが融着され、この融着部が前記固定材料の内部に収納されていることを特徴とする光ファイバの保持楕 . 長尺の 1本の光ファィバをーまとめにして固定保持するための楕造であつて、

前記光ファイバは、一本同士の交差が生じず、かつ同じ位置で互いに重複しないように互いに平面的にずらせて周问配置されており、この状態の光ファィバが接着剤ゃフィルム等の固定材料によってシート状に一体的に保持され、

さらに、前記光ファイバの各端部には、外部引出用の光ファイバが融着され、この融着部が前記固定材料の内部に収納されていることを特徴とする光ファイバの保持構造。

4 . 請求項 1ないし請求項 3のいずれかに記載の光ファイバの保持構造において、

前記光ファイバは、卷き始め部分となる最も内側は S字状であり、そこから卷き終わり部分に向けて順次トラック形に周问されていることを特徴とする光ファィバの保持構造。

5 . 請求項 1 ないし請求項 4に記載の光ファイバの保持構造を、光ファイバが連続した状態で複数組み合わせ、その組み合わせた保持構造を固定材料の厚み方向に重ね合せてさらに一つの光ファイバの保持楕造が楕成されており、かつ、重ね合わされた隣接する上下の保持楕造の光ファイバの周冋方向は、互いに逆向きとなるように設定されていることを特徴とする光ファイバの保持構造。

6 . 請求項 1.ないし請求項 5のいずれかに記載の光ファィバの保持構造において、

前記固定材料には、前記光ファイバとは別の箇所に、ヮッシャ等の固定用部品がー体的に保持されていることを特徴とする光ファィバの保持構造。

7 . 請求項 2ないし請求項 6のいずれかに記載の光ファイバの保持構造において、

前記融着部は、リコート処理が施されていることを特徴とする光ファイバの保持構造。

8 . 請求項 2ないし請求項 7のいずれかに記載の光ファィバの保持構造において、

前記融着部は、光ファイバ同士の融着箇所が保護用のホルダ内に嵌入され、このホルダが前記固定材料で封止されてなることを特徴とする光ファイバの保持構造。

. 請求項 1ないし請求項 8のいずれかに記載の光ファイバの保持構造において、

前記固定材料の光フアイバ引出側端部には、ミシン目状の切り口が形成されていることを特徴とする光ファイバの保持楕造。

1 0 . 請求項 1ないし請求項 8のいずれかに記載の光ファイバの保持構造において、

前記固定材料の光ファィバ引出側端部には、光フアイバの引き出し方向に沿つた凸部が形成されていることを特徴とする光フアイバの保持構造。

1 · 請求項】ないし請求項 8のいずれかに記載の光ファイバの保持楕造において、

前記固定材料には、外周部分の一部に切れ込みが形成されて可撓片が設けられ、この可撓片に光ファイバの引出側端部が位置していることを特徴とする光ファィバの保持椅造。

1 2 . 請求項： Iないし請求項 1 1のいずれかに記載の光ファイバの保持構造において、

前記固定材料は、光フアイバを上下で挟む 2枚のフィルムを接合してなることを特徴とする光ファイバの保持構造。

1 3 . 請求項 1 2の光ファイバの保持構造において、

前記フィルムの互いの対向面の少なくとも一方側には、接着剤が塗布されていることを特徴とする光ファイバの保持構造。

1 4 . 請求項: Iないし請求項 1 1のいずれかに記載の光ファイバの保持構造において、

前記固定材料は、光ファイバを封止するモールド材料からなることを特徴とする光ファイバの保持構造。

1 5 . 請求項]ないし請求項] 4のいずれかに記載の光ファイバの保持楕造において、

前記光ファイバの各端部には、入出力用のコネクタが設けられていることを特徴とする光ファイバの保持構造。

1 6 . 請求項〗ないし ί育求項.1 5のいずれかに記載の光ファイバの保持構造を有し、かつ、前記光ファイバは、コア中に希土類元素をド一ァした增幅用光フアイバからなるものであることを特徴とする光増幅器。