多模光纖的制作方法

多模光纖的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種多模光纖，該多模光纖具有用于穩定地減小相對于在其端部安裝的連接器插芯的插入孔的偏心的構造，該多模光纖的沿其長度方向的光纖外徑在目標光纖外徑的±0.5μm的范圍內周期性地變動。
【專利說明】多模光纖

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種多模光纖。

【背景技術】
[0002]多模光纖由于容易進行光纖間的連接，此外，能夠利用要求性能較低的設備容易地進行網絡的構筑，因此廣泛地使用于LAN (Local Area Network)等近距離信息通信的用途中。特別地，多模光纖作為線纜單線長度小于或等于500m的光纖，大多以較短的長度使用，通常以其兩端安裝有連接器的狀態使用。
[0003]發明人們對適用于安裝連接器的光纜的以往的多模光纖進行了探討，其結果發現了如下述的課題。另外，在本說明書中，在不特別說明而僅記載為“光纖”的情況下，是指“多模光纖”。
[0004]例如，在圖1A中示出在卷繞于線軸11上的包覆光纖12的前端部分安裝連接器插芯20的工序(帶連接器的光纜10的制造工序)。另外，包覆光纖12由多模光纖100和覆蓋該多模光纖100的外周面的樹脂涂層構成。
[0005]在連接器插芯20的標準的安裝工序中，首先，從包覆光纖12的前端部分去除樹脂涂層，從而將玻璃部分(光纖外徑為Dl的多模光纖100)露出。接著，在表面上涂覆有紫外線硬化樹脂等粘接劑的玻璃部分從連接器插芯20的插入口 20a插入至用于保持該玻璃部分的光纖插入孔20b (具有內徑D2的貫通孔)中的狀態下，利用紫外線照射使粘接劑硬化。然后，通過對插芯端面進行研磨，進一步在包覆光纖12的前端部分(包含端面研磨后的連接器插芯20)安裝外殼構件，從而獲得帶連接器的光纜10。
[0006]另外，在上述專利文獻I中，記載有在連接器插芯20上加工的光纖插入孔20b的尺寸。根據該記載，必須將該光纖插入孔20b的尺寸設為大于所使用的光纖的直徑D1，在連接器插芯20的光纖插入孔20b中即使最低也設有I μ m的間隙。這是為了確保光纖向光纖插入孔20b插入的插入性，以及為了使粘接劑流入至間隙部分。
[0007]然而，如圖1B所示，如果存在“即使最低也大于或等于Ιμπι”的間隙，則無法忽視所插入的光纖的光軸AX相對于光纖插入孔20b的中心O的偏心所帶來的影響，只要存在該間隙，就無法穩定并減小偏心。


【發明內容】

[0008]本發明是為了解決如上述的課題而提出的，其目的在于提供一種多模光纖，該多模光纖具有用于穩定地減小相對于在其端部安裝的連接器插芯的插入孔的偏心的構造。
[0009]本發明涉及具有包含折射率從中心軸線沿半徑方向連續地減小的區域的GI (Graded Index)型折射率分布的GI型多模光纖，該多模光纖在構造上與長距離傳送用的單模光纖有著明確的區別。此外，在GI型多模光纖中，除了具有由高折射率的纖芯和低折射率的包層構成的通常構造的多模光纖之外，也包括具有在纖芯的外周面上設置的低折射率的溝槽部的GI型多模光纖(以下稱為BI型多模光纖)。另外，與包層等外周區域相比，溝槽部的折射率較低，使該多模光纖具有對由彎曲引起的傳送特性變動的耐受性。此外，溝槽部可以設置在纖芯和包層之間的位置，也可以設置在與纖芯間隔開規定距離的包層內。
[0010]本實施方式涉及的多模光纖至少具有:纖芯，其沿中心軸線延伸，并具有折射率從該中心軸線沿半徑方向連續地減小的α乘數的折射率分布；以及包層，其包圍纖芯的外周面。另外，本實施方式涉及的多模光纖也包括在纖芯和包層之間或者在包層內設有與該包層相比折射率低的溝槽部的BI型多模光纖。
[0011]特別地，在本實施方式涉及的多模光纖中，該多模光纖的沿其長度方向的光纖外徑在目標光纖外徑的±0.5 μ m的范圍內周期性地變動。此外,沿該多模光纖的長度方向交替配置有第I區域和第2區域，在該第I區域中光纖外徑比目標光纖外徑大，在第2區域中光纖外徑比目標光纖外徑小。此外，在第I區域內，在某一位置光纖外徑成為最大。此外，在第2區域內中，在某一位置上述光纖外徑成為最小。
[0012]并且，沿該多模光纖的長度方向的距離和光纖外徑的關系為，沿該長度方向，光纖外徑的最大值或者上述光纖外徑的最小值沿該長度方向以規定的周期(例如在50cm?50m左右能夠任意地設計)出現。
[0013]另外，通過以下的詳細的說明及附圖能夠進一步充分地理解本發明涉及的各實施例。這些實施例僅僅是為了例示而示出，不應認為由此限定本發明。
[0014]此外，本發明的進一步的應用范圍可從以下的詳細說明來明確。然而，應當明確的是，詳細的說明以及特定的事例表示本發明的優選的實施例，是僅僅為了例示而示出的例子，對于在本發明的范圍內的各種變形和改良，本領域技術人員能夠從該詳細的說明中容易地得出。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1A是用于說明帶連接器的光纜的通常的制造工序的圖，圖1B是用于說明光纖的光軸相對于連接器插芯的光纖插入孔的中心的偏心狀態的圖。
[0016]圖2A是表示本發明涉及的多模光纖的剖面構造的一個例子的圖，圖2B是其折射率分布。
[0017]圖3是表示本實施方式涉及的多模光纖的沿長度方向的光纖外徑的變動的曲線圖。
[0018]圖4是表示用于制造本實施方式涉及的多模光纖的拉絲裝置的第I構成的圖。
[0019]圖5A是表示用于制造本實施方式涉及的多模光纖的拉絲裝置的第2構成的圖，圖5B是用于說明安裝有用于調整拉絲速度的速度調整裝置的輥子的剖面形狀的圖。
[0020]圖6是用于說明在包含本實施方式涉及的多模光纖的包覆光纖的前端安裝連接器插芯的工序(帶連接器的光纜10的制造工序)的圖。

【具體實施方式】
[0021]下面，使用附圖對本發明的各實施方式進行詳細地說明。另外，【專利附圖】

【附圖說明】中對相同的要素標注相同的標號從而省略重復的說明。
[0022]通常，多模光纖大多在其端部上安裝有連接器作為光纜使用，在進行連接器安裝作業時使連接器插芯和光纖中心精密地保持一致對品質穩定化比較重要。
[0023]然而，在多模光纖的制造中，通常以125 μ m作為目標光纖外徑設定光纖外徑，但在實際中由于制造偏差，制造出的產品間的光纖外徑的平均值會有±0.5μπι左右的變動。因此，需要預先考慮產品間的變動量而將在制造出的多模光纖的端部安裝的連接器插芯的內徑(插入孔的內徑)制作為稍大些。在該情況下，制造出的光纖相對于所安裝的連接器存在間隙，從而光纖的插入位置出現偏差，除此之外，間隙的大小也參差不齊，進而偏心狀態也參差不齊，無法使多模光纖相對于連接器的偏心狀態穩定。
[0024]在本實施方式涉及的多模光纖中，將沿其長度方向的光纖外徑設計為在目標光纖外徑的±0.5 μ m的范圍內有意識地變動。通過如上述地使光纖外徑以目標光纖外徑為中心刻意地變動，能夠獲得成為該目標光纖外徑的部位周期性地存在的多模光纖。本發明的目的為:通過以成為該目標光纖外徑的部位為基準對多模光纖實施用于安裝連接器的端部加工，穩定地減小光纖中心相對于連接器插芯的光纖插入孔的偏心。
[0025]首先，圖2A是表示本實施方式涉及的多模光纖的剖面構造的一個例子的圖。圖2B是其折射率分布。圖2A所不的多模光纖100是GI型多模光纖,該GI型多模光纖以石英玻璃作為主要材料，具有沿中心軸線(光軸AX)延伸的纖芯110、以及包圍纖芯110的外周面的包層120。纖芯110具有在其中心(與光軸AX —致的位置)處成為最大折射率為nl的α乘數的折射率分布。包層120具有比纖芯110的最大折射率nl低的折射率η2，包層120的外徑(光纖外徑，即由纖芯和包層構成的部分的玻璃直徑)為D1。此外,多模光纖100具有作為連接器連接用而切割出的光纖端面100a。另外，在BI型多模光纖的情況下，在纖芯110和包層120之間、或者包層120內設有溝槽部130，該溝槽部130的折射率比該包層120的折射率低。
[0026]多模光纖100具有圖2B所示的折射率分布150。圖2B所示的折射率分布150表示圖2A中與光軸AX正交的線L上的各部分的折射率，相當于該多模光纖100的沿直徑方向的折射率分布。具體而言，具有從具有最大折射率nl的纖芯中心(與光軸AX—致)起沿半徑方向連續地減小的折射率的區域151相當于纖芯110，該區域151周邊的區域152相當于包層120。另外，區域153表示相當于BI型多模光纖中的溝槽部的區域。
[0027]本實施方式涉及的多模光纖100具有如上述的剖面構造，并且由沿其長度方向的構造特征限定。S卩，該多模光纖100相對于目標光纖直徑(一般為125μηι)在±0.5μηι的范圍內，具有周期性地變動的光纖直徑。圖3是表示本實施方式涉及的多模光纖的沿長度方向的光纖外徑的變動的曲線圖。
[0028]如圖3所示，本實施方式涉及的多模光纖100設計為，沿多模光纖100的長度方向交替配置區域Rl (第I區域)和區域R2 (第2區域)，其中，在該區域Rl (第I區域)中光纖外徑比目標光纖外徑大，在該區域R2(第2區域)中光纖外徑比目標光纖外徑小。此外，在區域Rl中，在某一位置存在光纖外徑的最大值Pl，另一方面，在區域R2中，在某一位置存在光纖外徑的最小值P2。此外，目標光纖直徑和光纖外徑的最大值Pl的差dl小于或等于0.5 μ m,目標光纖直徑和光纖外徑的最小值P2的差d2也小于或等于0.5 μ m。此外,本實施方式涉及的多模光纖100相對于目標光纖直徑在±0.5μηι的范圍內，具有沿其長度方向周期性地變動的光纖直徑。本說明書中，將I個區域Rl和與其連續的I個區域R2加在一起的距離(在去除了兩端的區間內存在I個成為目標光纖直徑的位置)限定為光纖直徑變動周期的一個周期。
[0029]具有如上述的剖面構造和沿長度方向的構造的該多模光纖100通過例如圖4所示的光纖制造裝置2A (拉絲裝置)獲得。
[0030]該圖4所示的光纖制造裝置2A至少包括:加熱爐212，其用于使本實施方式的涉及多模光纖100用光纖母材200的一部分軟化；送出裝置211，其用于調節光纖母材200相對于加熱爐212的相對位置；外徑測量器221 ;涂層模具213，其用于在拉絲后的多模光纖100的外周面上照射樹脂涂層；紫外線照射裝置214，其用于使被照射的樹脂涂層硬化；牽引部220，其用于牽引所獲得的包覆光纖12 ;卷繞筒219 ;以及控制部225，其用于對該光纖制造裝置2A的各部分進行控制。其中，牽引部220由多個輥子構成，其中在夾著包覆光纖12并牽引的主動輥218A上安裝有用于調整拉絲速度的速度調整裝置218。此外，在拉絲后的多模光纖100的外周面上涂覆多層樹脂層的情況下，也可以在外徑測量器221和牽引部220之間配置多個分別由涂層模具和紫外線照射裝置構成的組。
[0031]在圖4所示的光纖制造裝置2A中，以石英玻璃為主要成分的光纖母材200被送出裝置211插入加熱爐212的內部，并向下方傳送。通過對被加熱爐212加熱、熔融的光纖母材200的下端進行拉絲而獲得多模光纖100 (玻璃光纖)。該多模光纖100經過裝入有樹脂的涂層模具213，從而樹脂涂層涂覆在其外周面上，通過照射來自紫外線照射裝置214的紫外線，使該樹脂涂層硬化。由此獲得的包覆光纖12經過包含速度調整裝置218的牽引部220的各棍子之后，被卷繞筒219卷繞。
[0032]在加熱爐212和涂層模具213之間配置有外徑測量器221。外徑測量器221是光學式裝置，利用外徑測量器221對剛剛進行拉絲而得到的多模光纖100的外徑進行測量。
[0033]利用外徑測量器221測量出的結果通知給控制部225。于是，利用控制部225對拉絲速度、加熱爐212的爐溫等進行控制。拉絲速度由速度調整裝置218進行調整。另外，這些拉絲速度、爐溫等并不能獨立地進行控制，他們會相互產生影響。
[0034]以下對利用上述光纖制造裝置2A制造出的本實施方式涉及的多模光纖100的樣本進行說明。即，將多模光纖100用光纖母材200 (具有與圖2A的剖面構造相似的形狀，并且具有與圖2B相同形狀的折射率分布)安裝至送出裝置211，并插入加熱爐212中。之后，將爐溫升溫至2000°C，開始進行拉絲。此時，一邊將目標光纖外徑設定為125.0μπι進行控制并使拉絲速度以50m的周期變動I %，一邊進行拉絲。其結果，獲得具有在124.5 μ m?125.5 μ m的范圍內周期性地變動的光纖外徑的多模光纖100。
[0035]另外，本實施方式涉及的多模光纖100也可以利用圖5A和圖5B所示的光纖制造裝置2B獲得。
[0036]S卩，圖5A所示的光纖制造裝置2B至少具有:加熱爐212、送出裝置211、外徑測量器221、涂層模具213、紫外線照射裝置214、牽引部220、卷繞筒219、以及用于控制該光纖制造裝置2B的各部分的控制部225。
[0037]該圖5A所示的光纖制造裝置2B和圖4所示的光纖制造裝置2A的構造上的差異在于:設置在牽引部220內的主動輥218B、即安裝有速度調整裝置218的主動輥218B的剖面形狀。主動輥218B的剖面如圖5B所示，是具有長徑X、短徑Y的橢圓形狀。通過利用具有這樣的剖面形狀的主動輥218B，能夠在通過速度調整裝置218將拉絲速度調整為恒定的狀態下，實現更短周期的光纖外徑的變動。
[0038]另外，在圖5A所示的光纖制造裝置2B中，除了上述的牽引部220中的主動輥218B的形狀之外，裝置構成和動作與圖4所示的光纖制造裝置2A相同。
[0039]以下對利用上述光纖制造裝置2B制造出的本實施方式涉及的多模光纖100的樣本進行說明。其中，安裝于速度調整裝置218處的主動輥218B具有外周Im的橢圓形狀的剖面。將多模光纖100用光纖母材200 (具有與圖2A的剖面構造相似的形狀，并且具有與圖2B相同形狀的折射率分布)安裝至送出裝置211，并插入加熱爐212中。之后，將爐溫升溫至2000°C，開始進行拉絲。此時，一邊將目標光纖外徑設定為125.0 μ m進行控制，一邊進行拉絲。其結果，獲得具有以50cm的周期變動的光纖外徑的多模光纖100。
[0040]圖6是用于說明在利用如上述的光纖制造裝置2A、2B制造出的包覆光纖12 (包含有本實施方式涉及的多模光纖100)的前端安裝連接器插芯的工序(帶連接器的光纜10的制造工序)的圖。其中，除了對多模光纖100的端部切割工序之外，連接器插芯20的基本的安裝工序與圖1A所示的連接器插芯20的標準的安裝工序相同。
[0041]S卩，首先，通過從包覆光纖12的前端部分去除樹脂涂層，露出多模光纖100。露出的多模光纖100在光纖外徑的最大值Pl和最小值P2的差為最大1.0 μ m的范圍內，其光纖外徑周期性地變動。接著，在從安裝連接器插芯20的一側的端部朝向另一側的端部，按照區域R2 (光纖外徑比目標光纖外徑小的區域)、區域Rl (光纖外徑比目標光纖外徑大的區域)的順序配置的區間中，指定出該多模光纖100的光纖外徑為D3(例如，比連接器插芯20的光纖插入孔20b的內徑D2小0.5 μ m的光纖外徑)的位置，在從指定出的位置朝上述一側端部側相距與光線插入孔20b的長度相對應的長度的位置處切斷多模光纖100。該位置C處的該多模光纖100的切斷面成為光纖端面10a (參照圖2A)。
[0042]并且，在進行切斷后，在表面涂覆有粘接劑(紫外線硬化樹脂)的露出的多模光纖100的露出部分從連接器插芯20的插入口 20a插入至光纖插入孔20b的狀態下，利用紫外線照射而使粘接劑硬化。之后，通過對插芯端面進行研磨，進一步在包覆光纖12的前端部分(包含有端面研磨后的連接器插芯20)安裝外殼構件，從而獲得光連接器。
[0043]如上所述，根據本實施方式涉及的多模光纖100，由于制造為光纖外徑周期性地變動，因此必然存在與目標光纖外徑接近的部分。此外，成為根據欲安裝的連接器插芯20的光纖插入孔20b的內徑計算出的光纖外徑D3的位置，也沿該多模光纖100的長度方向周期性地出現。該多模光纖以根據用途決定的長度使用，因此只要使其光纖外徑以與所使用的長度的周期相對應的周期進行變動，從而剝除了樹脂涂層的端部的光纖外徑總是最接近目標外徑的部分。因此，只要是以例如50cm?50m左右的周期變動光纖外徑的該多模光纖100，就能夠用作以光纖外徑的變動周期的倍數的長度使用的光纖。
[0044]如上所述，根據本實施方式涉及的多模光纖，制造為光纖外徑周期性地變動，因此能夠選擇相對于連接器的插入孔的內徑可得到最佳(針對每個光纖均勻的大小)間隙的光纖外徑。另外，通常，由于制造出的多模光纖在以易于向連接器安裝的方式切斷后出廠，所以能夠在出廠前預先進行精密的外徑測量和光纖切斷。
[0045]根據以上的本發明的說明，可知能夠對本發明進行各種各樣的變形。不能認為這樣的變形超出本發明的思想和范圍，對本領域技術人員而言是顯而易見的所有的改良包含在本權利要求的范圍內。
【權利要求】
1.一種多模光纖，具有:纖芯，其沿中心軸線延伸，并具有α乘數的折射率分布；以及包層，其包圍上述纖芯的外周面， 該多模光纖的特征在于， 該多模光纖的沿其長度方向的光纖外徑在目標光纖外徑的±0.5μπι的范圍內周期性地變動。
2.一種多模光纖，具有:纖芯，其沿中心軸線延伸，并具有α乘數的折射率分布；以及包層，其包圍上述纖芯的外周面， 該多模光纖的特征在于， 該多模光纖的沿著長度方向的光纖外徑的最大變動在目標光纖外徑的±0.5μπι的范圍內， 沿上述長度方向交替配置有第I區域和第2區域，該第I區域為具有比上述目標光纖外徑大的光纖外徑的區域，且在某一位置上述光纖外徑成為最大，該第2區域為具有比上述目標光纖外徑小的光纖外徑的區域，且在某一位置上述光纖外徑形成為最小。
3.根據權利要求2所述的多模光纖,其特征在于， 上述沿長度方向的距離和上述光纖外徑的關系為，上述光纖外徑的最大值或者上述光纖外徑的最小值沿上述長度方向以規定的周期出現。
【文檔編號】G02B6/02GK104237998SQ201410265400
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年6月13日 優先權日:2013年6月14日
【發明者】星野壽美夫 申請人:住友電氣工業株式會社