光学部件及光通信系统的制作方法_3

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参考图5中的表格,包括在本实施例的光学部件中的多条光纤线路的每一条光纤线路可以构造成如下文所述的模式。即,当包括在光学部件中的多根MCF之中的△ Λ和A w满足关系表达式Δ Λ2/1.62+Aw2/1.32^ I时,可以实现接合损耗不大于0.5dB。类似地,当Δ Λ和Aw满足关系表达式Δ Λ 2/0.92+Aw2/0.92^ I时,可以实现接合损耗不大于0.2dB ;当Δ Λ和Aw满足关系表达式Δ Λ2/0.62+ Δ w2/0.72^ I时,可以实现接合损耗不大于0.1dB0
[0059]因此,即使对于具有不同设计的MCF(假设MCF具有相同的格局结构),只要一条光纤线路由被选择为满足前述关系表达式的多根MCF构成,就能保持所得的光纤线路中的光纤之间的接合损耗较低。
[0060]在由多根具有大致相同的芯部格局结构的MCF构成的光学部件中,Δ Λcc( μm)表示具有大致相同的芯部格局结构的MCF之间的相应芯部之间的中心节距的最大偏差,并且Awa(ym)表示整个光学部件中的光斑尺寸的最大偏差,当光学部件至少满足下述关系表达式的任一个时,同样可以实现不大于IdB的接合损失。[0061 ] Δ Λ cc2/2.22+ Δ wa2/l.72^ I
[0062]Δ Λ cc2/1.62+Δ wa2/1.32^ I
[0063]Δ Λ J/0.92+ Δ wa2/0.92^ I
[0064]Δ Λ J/0.62+ Δ wa2/0.72彡 I
[0065]在由多根具有大致相同的芯部格局结构的MCF构成的光学部件中,AAd(ym)表示相对于每个芯部的中心设计位置的偏差的最大值(此时,光斑尺寸是上文提及的AW),当光学部件至少满足下述关系表达式的任一个时,同样可以实现不大于IdB的接合损耗。
[0066](2 Δ Λ d+l.0) 2/2.22+ Δ ψ2/1.72彡 I
[0067](2 Δ Λ d+l.0) 2/1.62+ Δ ψ2/1.32彡 I
[0068](2 Δ Λ d+0.5) 2/2.22+ Δ ψ2/1.72彡 I
[0069](2 Δ Λ d+0.5) 2/1.62+ Δ ψ2/1.32彡 I
[0070](2 Δ Λ d+0.5) 2/0.92+ Δ w2/0.92^ I
[0071]当采用棒中塌陷(rod-1n collapse)法来准备用于MCF的预制件时,用于降低MCF的芯部节距差的一个方法是减小芯棒的外径与芯棒所插入的管部的内径之间的间隙。例如,让我们考虑一种情况,其中,通过拉伸具有125mm直径的MCF预制件来制造具有125 μπι包层直径的MCF ;通过保持芯棒外径和管部内径之间的间隙在每侧不大于0.3mm,即使处于芯棒偏移到间隙内的一侧这样可能最坏的情况下,在拉伸光纤之后的芯部节距差也可以保持不大于0.6 μ m。
[0072]另一方面,用于降低每个芯部的光斑尺寸差的一个方法是:使用把相同的芯部材料分成多个芯部所得到的多个芯部部件来制造MCF。下文是芯部部件的设计和制造方法的实例:添加GeO2到石英玻璃中,使得相对于石英玻璃的包层的相对折射率差是0.34%,从而得到芯部预制件;拉伸芯部预制件,以便在拉伸光纤之后的芯部直径变为8.6 μπι ;然后,将芯部预制件分成多个芯部部件。因为将相同的芯部材料分开使用,所以降低了相对折射率差和各芯部的芯部直径的差异,由此保持对应于0.1dB接合损失的0.7 μ m的光斑尺寸差是可行的。光纤线路可以按照如下方法制得:在使用由相同的芯部材料制成的光纤预制件的相同情况下制造多根MCF ;使用多根MCF来生产光纤线路,以便基于规定芯部阵列位置的标记把在相同阵列位置的芯部接合,该处理允许我们以理想的连接质量来构造光纤线路。
[0073]该芯部材料的结构设计对应于波长为1310nm时的9.2 μπι的模场直径,1.16 μπι的光缆截止波长以及在以30mm的弯曲半径缠绕100圈的缠绕状态下波长为1550nm时的不大于0.0ldB的弯曲损耗。以上符合标准单模光纤的国际标准(模场直径的中心值:8.6-9.5 μπι;光缆截止波长:不大于1260nm ;在以30mm的弯曲半径缠绕100圈的缠绕状态下波长为1550nm时的弯曲损耗:不大于0.1dB)。因为MCF的芯部被设计成具有与标准单模光纤的MCF的芯部等同的特性,所以允许将MCF的芯部以低损耗接合。假设工作波长为0.85 μπι波段、1.31 μπι波段及1.55 μm波段中的任一个波段。
[0074]前述实例示出保持MCF的芯部节距差不大于0.6 μπι并且保持光斑尺寸差不大于0.7 μπι的实例。然而,根据所需要的接合损耗的等级来适当地设定芯部节距差和光斑尺寸差就足够了。例如,当一定等级的接合损耗被允许时,芯棒和管部之间的间隙可以设定成比前述实例的间隙大以帮助芯棒插入到管部,由此改进MCF的生产率。当一定等级的光斑尺寸差被允许时,可以有意地使相邻芯部的芯部结构设计不相同,由此减少相邻芯部之间的串扰。
[0075]应该考虑到,在均包括多条光纤线路的光缆之间的连接中,多条光纤线路被容纳在一个光缆护套中。同样在该情况下,只要将要接合的MCF满足上文提及的关系表达式,就可以将MCF以低损耗接合而不需要从将要连接的光缆中的MCF之中选择将要接合的MCF。可以采用标记等使作为接合对象的MCF可以辨认。
[0076]通过在一个光缆护套中容纳多根MCF,使得显著地增加光缆中的每单位横截面上的芯部数量变得可行。例如,当将普通单芯光纤应用于具有12mm外径的100根光纤的骨架式光纤带光缆(具有5个线槽,并且在每个线槽中容纳5个4光纤带)时,光缆中的每单位横截面的芯部数量大约是0.9芯部/mm2。与之相反,如果将每一者均具有七个芯部的MCF应用于一条光缆,则一条光缆中的芯部数量可以增加到700,并且每单位横截面的芯部数量就可以增加到大约6.2芯部/mm2。因为即使具有200根光纤的现有光缆中的每单位横截面的最大数量大约是2.1芯部/mm2(参阅非专利文献I),所以可以说采用MCF光缆来增加芯部数量的效果是巨大的。可以期望的是,增加芯部数量使得光缆之间的接合工作以及减少接合损耗更加困难,但是本实施例的光学部件基于上文所述原因能够使将要接合的MCF具有低损耗。
[0077]本实施例的包括多条光纤线路的光学部件还可以应用于光学无源元件,以及图1中的光传输线路200。具体而言,当本实施例的光学部件应用于光传输线路200时,光传输线路200可以起到如图6中的㈧至(C)所示的光纤带或如图7、图8中的㈧和⑶中所示的光缆一样的作用。当本实施例的光学部件应用于图1中的光学无源元件250和260等时,该光学部件可以起到如图9中的(A)、(B)、图10中的(A)及(B)所示的光连接器一样的作用。
[0078]图6中的(A)至(C)是示出作为根据本实施例的光学部件的光纤带的典型结构的各个实例的横截面图。具体而言,图6中的(A)所示的光纤带2001(对应于,例如,光传输线路200)具有树脂材料的第一保持结构400A,在保持每一条光纤线路200A至200D在与纵向垂直的平面上的位置关系的同时,该第一保持结构整体地保持每一条光纤线路200A至200D。在该光纤带2001中,第一保持结构400A具有大致矩形截面的结构。光纤线路200A至200D中的每根MCF具有玻璃光纤350以及设置在玻璃光纤350的外周面上的树脂涂层360。玻璃光纤350具有多个排列在具有矩形格子最小单元的格子图案中的芯部310、以及包覆每一个芯部310的公共包层320。
[0079]图6中的(B)所示的光纤带2002具有树脂材料的第一保持结构400B,在保持每一条光纤线路200A至200D在与纵向垂直的平面上的位置关系的同时,该第一保持结构整体地保持每一条光纤线路200A至200D。第一保持结构400B具有遵循每一条光纤线路200A至200D的截面形状的不均匀的截面结构。
[0080]此外,图6中的(C)所示的光纤带2003具有树脂材料的第一保持结构400C,在保持每一条光纤线路200A至200D在与纵向垂直的平面上的位置关系的同时,该第一保持结构整体地保持每一条光纤线路200A至200D。然而,第一保持结构400C和前述第一保持结构400A及400B的不同之处在于,第一保持结构400C仅保持相邻光纤线路的MCF的位置关系O
[0081]图7中所示的光缆也可以应用于根据本实施例的光学部件。图7中所示的光缆2004采用如下构造:光纤线路200A至200D被容纳在光缆护套500中;第一保持结构400D保持光缆护套500中的这些光纤线路200A至200D的位置。
[0082]在图6中的(A)至(C)及图7中,光缆或光纤带在保持光纤的位置关系的状态下构造,并且接合质量可以被控制为仅受限于对应的光纤。只要按照意图对光缆或光纤带两者的所有光纤完成设定,光缆或光纤带就可以是位置关系没有被保持的,从而确保不对应的光纤之间的接合质量均匀。
[0083]此外,被容纳在光缆护套500中的如图6中的(A)至(C)所示的光缆也可以应用于根据本实施例的光学部件。例如,图8中的(A)所示的光缆2005构造成使均具有与图6中的(A)所示的光纤带2001相同结构的多条光纤带被容纳在光缆护套500中。光缆2005中的光纤线路200A至200N被分成多个组,并且每个组构成光纤带。即,通过第一保持结构400A将属于一个组的多条光纤线路整体地保持,由此构成光纤带。
[0084]图8中的(B)所示的光缆2006也构造成将多条光纤带容纳在光缆护套500中,但是光缆2006与光缆2005的不同之处在于,光缆20
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