▶ マイクロソフト テクノロジー ライセンシング，エルエルシーの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-10-23
(45)【発行日】2023-10-31
(54)【発明の名称】光導波路アダプタ組立体
(51)【国際特許分類】
G02B 6/26 20060101AFI20231024BHJP
G02B 6/02 20060101ALI20231024BHJP
G02B 6/032 20060101ALI20231024BHJP
G02B 6/028 20060101ALI20231024BHJP
【ＦＩ】
G02B6/26
G02B6/02 411
G02B6/032 Z
G02B6/02 451
G02B6/028
【請求項の数】
21
(21)【出願番号】P 2021543584
(86)(22)【出願日】2019-10-02
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-01-11
(86)【国際出願番号】 GB2019052771
(87)【国際公開番号】W WO2020070487
(87)【国際公開日】2020-04-09
【審査請求日】2021-04-02
(31)【優先権主張番号】1816143.0
(32)【優先日】2018-10-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB
(73)【特許権者】
【識別番号】314015767
【氏名又は名称】マイクロソフト テクノロジー ライセンシング，エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(74)【代理人】
【識別番号】100108213
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 豊隆
(72)【発明者】
【氏名】アンドリュー・トーマス・ハーカー
(72)【発明者】
【氏名】マイケル・フェイク
(72)【発明者】
【氏名】サイモン・ボーン
【審査官】大西 孝宣
(56)【参考文献】
【文献】特開２００２－２４３９７１（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１７／０３２４５４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特表２０１７－５２０８０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／０６２４８４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特表２０１４－５１２７２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－３４５５９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－０６１８３０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－２００４７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１２／１７２７１８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００５－０２４８４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２００４／１１１６９５（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ ６／０２ － ６／１０
Ｇ０２Ｂ ６／２６ － ６／２７
Ｇ０２Ｂ ６／３０ － ６／３４
Ｇ０２Ｂ ６／４２ － ６／４４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
中空コア光ファイバケーブルと中実コア光ファイバ送受信装置との間に挿入するための光導波路アダプタ組立体であって、送受信機器と光通信する中実コア導波路に結合されるように意図された自由端と結合端とを有し、関連する第１の光学モードフィールドサイズを伴う中実導波コアを有する中実コア光導波路と、
光ファイバケーブルの中に含まれる中空コア導波路の端に結合されるように意図された自由端と結合端とを有し、関連する第２の光学モードフィールドサイズを伴う中空導波コアを有する中空コア光導波路であって、前記第１の光学モードフィールドサイズが前記第２の光学モードフィールドサイズより小さい、中空コア光導波路と、
第１の端と第２の端との間で延び、導波された光信号の光学モードフィールドを前記第１の端における前記第１の光学モードフィールドサイズと前記第２の端における前記第２の光学モードフィールドサイズとの間で変更するように構成される導波コアを有する光学モードフィールドアダプタであって、前記光学モードフィールドアダプタの前記第１の端は、前記中実コア光導波路の前記導波コアと前記光学モードフィールドアダプタの前記導波コアとの間に光学的結合を提供するために、前記中実コア光導波路の前記結合端に結合され、前記光学モードフィールドアダプタの前記第２の端は、前記中空コア光導波路の前記導波コアと前記光学モードフィールドアダプタの前記導波コアとの間に光学的結合を提供するために、前記中空コア光導波路の前記結合端に結合される、光学モードフィールドアダプタと
を備える光導波路アダプタ組立体。
【請求項2】
前記中空コア光導波路は、フォトニックバンドギャップ効果によって前記中空導波コアに沿って光を案内するように構成されるフォトニックバンドギャップ導波路であり、前記中空導波コアは、長手方向に延びるキャピラリの微小構造化された規則正しい配列を備える内側クラッドによって包囲される、請求項１に記載の光導波路アダプタ組立体。
【請求項3】
前記中空コア光導波路は、反共振効果によって前記中空導波コアに沿って光を案内するように構成される反共振導波路であり、前記中空導波コアは、長手方向に延びるキャピラリの輪を備える内側クラッドによって包囲される、請求項１に記載の光導波路アダプタ組立体。
【請求項4】
前記中空コア光導波路は入れ子反共振無ノード中空コア導波路であり、前記内側クラッドは、各々の長手方向に延びるキャピラリの中に入れ子にされる１つまたは複数の追加のキャピラリを備える、請求項３に記載の光導波路アダプタ組立体。
【請求項5】
前記中実コア光導波路は、ドープされているシリカ導波コア、または、ドープされていないシリカ導波コアを伴うシングルモード光導波路を備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の光導波路アダプタ組立体。
【請求項6】
前記光学モードフィールドアダプタはグレーデッドインデックス光導波路を備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の光導波路アダプタ組立体。
【請求項7】
前記光学モードフィールドアダプタは、関連する光学モードフィールドサイズが前記第２の光学モードフィールドサイズに一致させられている中実導波コアを有するラージモードエリア光導波路を追加的に備え、前記ラージモードエリア光導波路は前記グレーデッドインデックス光導波路と前記中空コア光導波路との間で結合される、請求項６に記載の光導波路アダプタ組立体。
【請求項8】
前記光学モードフィールドアダプタは、前記光学モードフィールドアダプタの前記第２の端における熱膨張によって拡大される中実導波コアを有するさらなる中実コア光導波路を備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の光導波路アダプタ組立体。
【請求項9】
前記さらなる中実コア光導波路は、前記中実コア光導波路のその結合端における一部分である、請求項８に記載の光導波路アダプタ組立体。
【請求項10】
前記光学モードフィールドアダプタは、中実導波コアがその長さの少なくとも一部にわたって先細りとされているさらなる中実コア光導波路を備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の光導波路アダプタ組立体。
【請求項11】
前記光学モードフィールドアダプタは、先細り中実導波コアを伴う第２のさらなる中実コア光導波路を追加的に備え、前記第２のさらなる中実コア光導波路は前記さらなる中実コア光導波路と前記中空コア光導波路との間で結合される、請求項８または９に記載の光導波路アダプタ組立体。
【請求項12】
前記光学モードフィールドアダプタは、前記中実コア光導波路および前記中空コア光導波路の一方または両方にスプライスによって結合される、請求項１から１１のいずれか一項に記載の光導波路アダプタ組立体。
【請求項13】
前記中実コア光導波路の中および外への光学的結合を可能にするために機器における機械的コネクタとの係合のために構成される機械的コネクタを、前記中実コア光導波路の前記自由端においてさらに備える、請求項１から１２のいずれか一項に記載の光導波路アダプタ組立体。
【請求項14】
１つまたは複数の追加的な光導波路アダプタ組立体と、すべての前記光導波路アダプタ組立体を単一の構成要素として収容する外側ジャケットとをさらに備える、請求項１から１３のいずれか一項に記載の光導波路アダプタ組立体。
【請求項15】
スプライスによって前記中空コア光導波路の前記自由端に結合される光信号伝送経路を定めるための伝送中空コア光導波路をさらに備える、請求項１から１４のいずれか一項に記載の光導波路アダプタ組立体。
【請求項16】
前記伝送中空コア光導波路は光ファイバケーブルの中に含まれる、請求項１５に記載の光導波路アダプタ組立体。
【請求項17】
光信号伝送経路を定めるための少なくとも１つの伝送中空コア光導波路と、少なくとも１つの伝送中空コア光ファイバの少なくとも１つの端に光学的に結合される、請求項１から１４のいずれか一項に記載の光導波路アダプタ組立体とを備える光ファイバケーブル。
【請求項18】
光信号送信機と、光信号受信機と、前記光信号送信機と前記光信号受信機との間に光信号伝送経路を定める少なくとも１つの伝送中空コア光導波路を収容する光ファイバケーブルと、前記光信号送信機と前記少なくとも１つの伝送中空コア光導波路の第１の端とを光学的に相互連結する請求項１から１４のいずれか一項に記載の第１の光導波路アダプタ組立体と、前記光信号受信機と前記少なくとも１つの伝送中空コア光導波路の第２の端とを光学的に相互連結する請求項１から１４のいずれか一項に記載の第２の光導波路アダプタ組立体とを備える光信号伝送システム。
【請求項19】
光信号伝送システムを設置する方法であって、光信号伝送経路を定めるために伝送中空コア光導波路を展開するステップと、
請求項１から１４のいずれか一項に記載の光導波路アダプタ組立体を、前記伝送中空コア光導波路に、前記光導波路アダプタ組立体の前記中空コア光導波路の前記自由端と前記伝送中空コア光導波路の第１の端との間にスプライスを形成することで結合するステップと、
第１の光送受信機器との光結合を形成するために、前記光導波路アダプタ組立体の前記中実コア光導波路の前記自由端を結合するステップと
を含む方法。
【請求項20】
請求項１から１４のいずれか一項に記載の第２の光導波路アダプタ組立体を前記伝送中空コア光導波路の第２の端と第２の光送受信機器とに結合するステップをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項21】
前記伝送中空コア光導波路は光ファイバケーブルの中に含まれる、請求項１９または２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は光導波路アダプタ組立体に関する。
【背景技術】
【0002】
光ファイバの重要な使用は、短距離および長距離の両方にわたっての、電気通信用途においてなどのデータの伝送にある。従来、単一の光学モード（シングルモードまたはＳＭファイバ）または複数の光学モード（マルチモードまたはＭＭファイバ）の伝搬のために構成された中実導波コアを有する光ファイバが使用されてきた。広く使用されてきた例は、約１５５０ｎｍの波長での光学信号を伝えるシリカ光ファイバであり、シリカは、信号が最小限の減衰で長い距離にわたって伝搬させられ得るように、最小限の損失を有する。データ信号を伝えるための光ファイバは、ファイバの展開および使用の間にファイバを保護する外側ジャケットの中に１つまたは複数のファイバを含むケーブルへとパッケージ化され得る。
【0003】
ケーブルが所望の経路に沿っての光通信を可能にするために設置されたとき、ケーブルの中の光ファイバは、光信号を生成および検出するための光送信機および光受信機を含め、経路のいずれかの端における機器に光学的および機械的に結合される必要がある。従来、中実コアでシングルモードのファイバについて、連結は、ケーブルの各々のファイバの各々の端を、永久的な接合の結合部における送受信機器の対応するファイバへとスプライス接続することで、または、送受信機器のファイバへと嵌められた同様のコネクタと係合させられ得る機械的なコネクタをケーブルファイバ端に嵌めることで（コネクタ化）、達成される。スプライス接続の連結は、ケーブルが設置された後、使用の位置において必ず行われる。コネクタが、ケーブル設置の前または後のいずれかに取り付けられ得る。コネクタ化とスプライス接続との両方が幅広く使用されており、連結を素早く低コストで行わせることができる。
【0004】
しかしながら、世界的なデータ通信量の増加により、従来のファイバの基本的な限界が間近に迫っている。大規模データセンタおよび５Ｇネットワークなどの新たな技術のデータ伝送の欲求、ならびに、感知、計測、およびタイミング同期などの光ファイバ用途における正確性への要求と共に、これは優れた性能を伴う新世代の光ファイバへの要件を作り出している。中空コア光ファイバは、これらの必要性の多くを満たすための魅力的な選択肢である。
【0005】
中空コアファイバは、ガラスの代わりに空気で光を案内することで、従来の中実コアファイバの代替を提供する。これは、ほぼ真空での光の速度において、より大きな光出力で、より幅広い光帯域にわたって、固体材料において進む光波に影響を与え得る非線形効果および熱光学効果などの問題から比較的解放された状態で、データ伝送を可能にする。中空コアファイバは、従来のファイバと同じ方法での光データ伝送のために展開可能なケーブル形式へとパッケージ化され得るが、中実コアファイバへの連結のために構成された既存の送受信機器と直接的に適合しない。これは、データ伝送のための中空コアファイバの展開において相当の障害を生じさせる。中空コアファイバの入力部および出力部を組み込んでいる代替の送受信機器の提供は、現在はコストの掛かる非実用的な解決策である。適切な場所（データセンタなど）において一般的に利用可能な従来のスプライス接続またはコネクタ化の技術および器具を使用した既存の中実コア機器への中空コアファイバの結合は、実現可能ではない。従来のシングルモードファイバと中空コアファイバとのモードフィールド径における相当の不一致は、２つのファイバの種類の直接的な結合を機能不可能にさせてしまう。また、中空コアファイバの構造は、現場で結合を実施するときに難しさを生み出す。露出される場合、中空コアは、ファイバへの汚染物の侵入を防止するように封止されるべきであり、コアの周りでの高度に構造化された繊細なクラッドは、機械的な損傷および熱的な損傷を受けやすい。
【0006】
したがって、中実コア光ファイバに基づく機器で中空コア光ファイバの使用を可能にする手法は、興味のあるものである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0007】
態様および実施形態が添付の請求項に述べられている。
【0008】
本明細書に記載されている特定の実施形態の第１の態様によれば、自由端と結合端との間で延び、関連する第１の光学モードフィールドサイズを伴う中実導波コアを有する中実コア光導波路と、自由端と結合端との間で延び、関連する第２の光学モードフィールドサイズを伴う中空導波コアを有する中空コア光導波路と、第１の端と第２の端との間で延び、導波された光信号の光学モードフィールドを第１の端における第１の光学モードフィールドサイズと第２の端における第２の光学モードフィールドサイズとの間で実質的に変更するように構成される導波コアを有する光学モードフィールドアダプタであって、光学モードフィールドアダプタの第１の端は、中実コア光導波路の導波コアと光学モードフィールドアダプタの導波コアとの間に光学的結合を提供するために、中実コア光導波路の結合端に結合され、光学モードフィールドアダプタの第２の端は、中空コア光導波路の導波コアと光学モードフィールドアダプタの導波コアとの間に光学的結合を提供するために、中空コア光導波路の結合端に結合される、光学モードフィールドアダプタとを備える光導波路アダプタ組立体が提供される。
【0009】
本明細書に記載されている特定の実施形態の第２の態様によれば、光信号伝送経路を定めるための少なくとも１つの伝送中空コア光導波路と、少なくとも１つの伝送中空コア光ファイバの少なくとも１つの端に光学的に結合される、第１の態様による光導波路アダプタ組立体とを備える光ファイバケーブルが提供される。
【0010】
本明細書に記載されている特定の実施形態の第３の態様によれば、光信号送信機と、光信号受信機と、光信号送信機と光信号受信機との間に光信号伝送経路を定める少なくとも１つの伝送中空コア光導波路を収容する光ファイバケーブルと、送信機と少なくとも１つの伝送中空コア光導波路の第１の端とを光学的に相互連結する第１の態様による第１の光導波路アダプタ組立体と、受信機と少なくとも１つの伝送中空コア光導波路の第２の端とを光学的に相互連結する第１の態様による第２の光導波路アダプタ組立体とを備える光信号伝送システムが提供される。
【0011】
本明細書に記載されている特定の実施形態の第４の態様によれば、光信号伝送システムを設置する方法であって、光信号伝送経路を定めるために伝送中空コア光導波路を展開するステップと、第１の態様による光導波路アダプタ組立体を、伝送中空コア光導波路に、光導波路アダプタ組立体の中空コア光導波路の自由端と伝送中空コア光導波路の第１の端との間にスプライスを形成することで結合するステップと、第１の光送受信機器との光結合を形成するために、光導波路アダプタ組立体の中実コア光導波路の自由端を結合するステップとを含む方法が提供される。
【0012】
特定の実施形態のこれらの態様およびさらなる態様が、添付の独立請求項および従属請求項において述べられている。従属請求項の特徴が、請求項において明示的に述べられている組み合わせ以外の組み合わせで、互いと、および、独立請求項の特徴と組み合わせることができることは、理解されるものである。さらに、本明細書に記載されている手法は、以下に述べられているものなどの特定の実施形態に限定されず、本明細書に提示されている特徴の任意の適切な組み合わせを含み、検討している。例えば、光ファイバアダプタ組立体は、以下に記載されている様々な特徴のうちの１つまたは複数を必要に応じて含む本明細書に記載されている手法に従って提供され得る。
【0013】
本発明のより良好な理解のために、および、本発明がどのように実行され得るかを示すために、ここで添付の図面が例として参照される。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】従来の光ファイバ信号伝送システムの単純化された概略図である。
【図2】中空コアから中空コアへの光ファイバのスプライスにおける強度試験の結果の棒グラフである。
【図3】本開示が適用可能である例の中空コアフォトニックバンドギャップ光ファイバの概略的な横断方向での断面図である。
【図4】本開示が適用可能である第１の例の反共振中空コア光ファイバの概略的な横断方向での断面図である。
【図5】本開示が適用可能である第２の例の反共振中空コア光ファイバの概略的な横断方向での断面図である。
【図6】本開示の例による、中空コア光ファイバおよび光導波路アダプタ組立体を組み込む光ファイバ信号伝送システムの単純化された概略図である。
【図7】本開示の例による光導波路アダプタ組立体の単純化された概略的な長手方向での断面図である。
【図8】中実コア光ファイバおよび中空コア光ファイバの概略的な長手方向での断面図と、それらのそれぞれの横断方向での光学モードフィールドの図とである。
【図9】本開示による光導波路アダプタ組立体の第１の例の単純化された概略的な長手方向での断面図である。
【図10】本開示による光導波路アダプタ組立体の第２の例の単純化された概略的な長手方向での断面図である。
【図11】本開示による光導波路アダプタ組立体の第３の例の単純化された概略的な長手方向での断面図である。
【図12】本開示による光導波路アダプタ組立体の第４の例の単純化された概略的な長手方向での断面図である。
【図13】本開示による光導波路アダプタ組立体の第５の例の単純化された概略的な長手方向での断面図である。
【図14】本開示による光導波路アダプタから記録された挿入損失測定の棒グラフである。
【図15】本開示による光導波路アダプタ組立体が使用され得る例の方法におけるステップの流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
特定の例および実施形態の態様および特徴が本明細書において検討／記載されている。特定の例および実施形態の一部の態様および特徴は、従来から実施されている可能性があり、これらは簡潔性のため詳細には検討／記載されていない。したがって、詳細に記載されていない本明細書で検討されている光ファイバ組立体および方法の態様および特徴は、このような態様および特徴を実施するための従来の技術に従って実施され得る。
【0016】
図１は、送信機と受信機との間の光信号の伝送のための光ファイバ伝送路を有する従来の光信号伝送システム１０１の単純化された概略図を示している。伝送路は、光ファイバケーブル１０４に典型的には収容される１つまたは複数のシリカの中実コア光ファイバ（シングルモードまたは可及的にマルチモード）の形態を有し、光ファイバケーブル１０４は、保護ジャケットを提供するために、ファイバの束またはグループに配置され得る１つまたは複数の層または被覆を１つまたは複数のファイバの周りに提供する。光信号の生成および伝送のために構成された送信機１０２が光ファイバケーブル１０４の第１の端に位置決めされており、光信号が伝送路に沿った伝搬のためにファイバにおいて放たれ得るように、出力部がケーブル１０４において１つまたは複数のファイバに結合されている。光信号の受信および検出のために構成された受信機１０３が、ケーブル１０４の第１の端と反対の第２の端において、入力部を介して１つまたは複数のファイバに同様に結合されている。送信機１０２の出力部とケーブル１０４の第１の端とは、パッチコードと称される光ファイバ１０８によって相互連結される。パッチコード１０８とケーブル１０４とは１つまたは複数のコネクタ１０５によって結合され、コネクタ１０５は、伝送路の線に沿ったケーブル１０４の設置の前または後のいずれかに、ケーブル１０４の端とパッチコード１０８の端とに嵌められ得る。同様のパッチコードファイバ１１３、１１４とコネクタ構成部１１２とは、ケーブル１０４の第２の端を受信機１０３と相互連結させる。パッチコードを作り上げている光ファイバ１０８、１１３、１１４は、ケーブル１０４よりはるかに短く、概して２０メートル未満の長さであり、一方、ケーブル１０４は１００ｍ以下から１００キロメートル以上の長さであり得る。伝送路は、ケーブル１０４の一部としての位置１１０において、または、ケーブル１０４の端の後でパッチコード内の位置１１１においてのいずれかで、モードストリッパをさらに備えてもよく、パッチコードは、コネクタ１１２とモードストリッパ１１１との間にファイバ１１３を備え、モードストリッパ１１１と受信機１０３との間にさらなるファイバ１１４を備える。モードストリッパは、ケーブル１０４の送信機の端に含まれてもよい。
【0017】
ケーブル１０４は、光信号を、第２の端から第１の端へと、反対方向にも伝えることができる。これは、ケーブル１０４内の異なる光ファイバにおいて可能であり、または、ケーブル１０４における同じ１つまたは複数のファイバにおいて信号を反対方向に伝搬させるとして可能である。したがって、送信機１０２は受信機としても動作可能であるように構成されてもよく、受信機１０３は送信機としても動作可能であるようにも構成されてもよい。「送受信機」、「送受信機器」、および「送受信装置」という用語は、これらの様々な代替を含むように使用でき、本明細書では、光ファイバ伝送路（光ファイバ、２つ以上のファイバを備える光ファイバ組立体、または、２つ以上のファイバもしくはファイバ組立体を備える光ファイバケーブルによって具現化される）の端に位置付けられ、伝送路に沿った伝搬のために伝送路への光信号の伝送、および／または、伝送路に沿った伝搬に続いての伝送路からの光信号の受信の役割をするように動作可能な機器または装置を示すために使用される。
【0018】
現代の光信号伝送用途の進展し続ける要求に対応するために、図１のものなどの従来のシステムの中実コア光ファイバケーブル１０４を、１つまたは複数の中空コア光ファイバを含むケーブルで置き換えることが望ましい。しかしながら、中空コアファイバは、スプライス接続またはコネクタ化の従来のファイバ結合の手法を用いて、中実コアファイバの入力部および出力部を伴って構成された既存の送受信装置に、実用的または容易に結合させることができない。複数の空所（以下でより詳細に記載されている）から作られる構造化されたクラッドによって包囲される中空コアを備える中空コアファイバの複雑な内部構造は、中実コアファイバを結合するための従来の技術に従うとき、損傷および汚染を受けやすい。また、中空コアファイバによって支持された光学モードは、中実コアファイバの光学モードと相当に不一致とされる傾向があり、そのため、直接的な結合は、実質的な伝送損失をもたらす、および／または、中空コアファイバにおけるかなりの距離にわたって案内され得る望ましくないより大きな次数のモードへと光を放つ傾向がある。さらに、典型的な中実コアファイバの外部の物理的な直径と、典型的な中空コアファイバの外部の物理的な直径とは、相当に異なる可能性があり、これもスプライス接続の難しさの一因である［１］。中空コアファイバは２００μｍを上回る直径を有し得（その大きいモードフィールド径が、マイクロベンド損失およびマクロベンド損失を低減するために、太いガラスのクラッドを決定付けるため）、電気通信での使用のための現在のシングルモード中実コアファイバは１２５μｍの直径を有し、より細いファイバへの商業的圧力がある。
【0019】
しかしながら、展開された光ファイバケーブル端の環境における送受信機および他の機器における中実コアファイバへの中空コアファイバの結合は問題であるが、このような状況において、ある長さの中空コアファイバの他の長さの中空コアファイバへのスプライス接続が、驚くべきことに達成可能であって有効であることが分かっている。
【0020】
以前の研究［２］が、証明試験において２００ｍｓ以上の時間の期間にわたって２Ｎの力に耐えることができ、０．１６ｄＢの小さい伝送損失を提供する堅牢な結合を作り出すために、フォトニックバンドギャップ式の中空コアファイバ（以下でさらに記載されている）のそれ自体へのスプライス接続を実証している。本発明者らは、０．５ｄＢ以下の若干より大きい損失においてであるが、４Ｎ～５Ｎ以上の範囲での力に耐えることができるより強い結合を達成するために、このスプライス接続過程をさらに最適化している。この損失レベルは、電気通信用途に許容可能であり、向上した強度能力は、この技術がデータセンタにおいてなどの現場での使用に適することを示している。使用されるスプライス接続機械はこのような環境における作業にも適している。
【0021】
図２は、これらの中空コアから中空コアへのファイバのスプライスのグループを試験することによって測定された強度の棒グラフを示している。いくつかのレベルの各々の破壊強度（破壊を引き起こすためにスプライスに加えられた力）を実証するスプライスの数が示されている。１１個のスプライスのうち、すべてのスプライスは少なくとも４Ｎの破壊力に耐えており、一方、大部分（１１個のうち６個）は５Ｎを超える力に耐えることができており、３個のスプライスは６Ｎ超を耐えている。この堅牢性は、現場で、つまり、制御されている研究室または製造条件の外部で、中空コア光ファイバのスプライス接続が高度に達成可能であることを示している。
【0022】
現場での中空コアファイバのスプライス接続の予想外な実現可能性の観点から、本開示は、光ファイバケーブルの中に含まれる中空コア光ファイバなど、中空コア光ファイバのための光導波路アダプタ組立体を提案している。アダプタ組立体は、中空コア光ファイバの一部分と、中実コア光ファイバの一部分と、中空コア光ファイバと中実コア光ファイバとの間に介在させられたモードフィールドアダプタとを備える。モードフィールドアダプタは、アダプタ組立体を通る光信号の伝搬の方向に依存して、中実コアファイバにおいて支持される光学モードフィールドの大きさを、中空コアファイバにおいて支持される光学モードフィールドの大きさへと、および、その逆で変換するように構成されており、それによって光信号は、あるファイバから他のファイバへと、モードフィールドアダプタのない場合の同じファイバからファイバへの移行と比較して、低減された伝送損失で伝搬することができる。アダプタ組立体は、様々な構成要素間で作られる高品質で低損失の結合を可能にする適切な製作施設（例えば、産業用または研究用の状況）において製作され得る。そのため、アダプタ組立体が現場での使用のために供給され得る。１つまたは複数の中空コアファイバを備える光ファイバケーブルが、光信号伝送のために、必要とされる経路に沿って展開または設置されたとき、アダプタ組立体は、（可及的にさらなる最適化で）［２］におけるものなどのスプライス技術を使用して、アダプタ組立体の中空コアファイバ部分の自由端をケーブルにおける中空コアファイバの端にスプライス接続することでケーブルに結合でき、また、標準的な中実コアファイバの結合の手法に応じて、アダプタ組立体の中実コアファイバ部分の自由端を送受信機器の中実コアファイバの入力部または出力部にスプライス接続することで、または、自由端をコネクタ化してそのコネクタを機器における中実コアファイバコネクタに係合させることで、送受信機器に結合できる。ケーブルの反対の端においてこれを繰り返すことで、光伝送経路を実施するために必要とされる数量のケーブルにおける中空コアファイバについて、中空コア光ファイバは、光信号伝送システムへと簡単に都合よく組み込むことができる。
【0023】
代替で、アダプタ組立体は、ケーブルが展開される前に、ケーブルにおける中空コアファイバの１つまたは複数の端にスプライス接続されてもよい。そのため、ケーブルの設置の後、光伝送システムへのケーブルの一体化をもたらすために、アダプタ組立体をケーブルの一端における送受信機器での中実コアファイバに連結することだけが必要である。
【0024】
中空コア光ファイバは、光が案内されるコアを有し、コアは、中心の空所（一般的に空気で満たされるが、代替で、別の気体もしくは気体の混合物、または真空で満たされる）を備え、ファイバ長さに沿って延びる長手方向のキャピラリの構造化された配置を備えるクラッドによって包囲される。中実ガラスコアのないことは、中実コアファイバと比較して、ガラスにおいて伝搬する案内された光波の割合を低下させ、伝搬速度の増加、吸収と散乱との両方からの損失の低減、および非線形相互作用の低減などの便益をもたらす。
【0025】
中空コアファイバは、その導光性の機構に応じて２つの原理的な部類または種類、すなわち、中空コアフォトニックバンドギャップファイバ（ＨＣＰＢＦ： Ｈｏｌｌｏｗ Ｃｏｒｅ Ｐｈｏｔｏｎｉｃ Ｂａｎｄｇａｐ Ｆｉｂｒｅ、あるいは、中空コアフォトニック結晶ファイバ（ＨＣＰＣＦ： Ｈｏｌｌｏｗ Ｃｏｒｅ Ｐｈｏｔｏｎｉｃ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｆｉｂｒｅ）としばしば称される）［３］と、反共振中空コアファイバ（ＡＲ－ＨＣＦ： ＡｎｔｉＲｅｓｏｎａｎｔ Ｈｏｌｌｏｗ Ｃｏｒｅ Ｆｉｂｒｅ、またはＡＲＦ）［４］とへ分類できる。カゴメファイバ［５、６］、入れ子反共振無ノードファイバ（ＮＡＮＦ： Ｎｅｓｔｅｄ Ａｎｔｉｒｅｓｏｎａｎｔ Ｎｏｄｅｌｅｓｓ Ｆｉｂｒｅ）［７］、および管状ファイバ［８］を含め、形状的な構造によって特徴付けられるＡＲＦの様々な下位の分類がある。本開示は、これらの２つの主要な部類、それらの関連する下位の種類に加えて、他の中空コアの設計を含め、すべての種類の中空コアファイバに適用可能である。当技術において、様々な部類のファイバについて、専門用語のいくらかの重複する使用があることに留意されたい。本開示の目的のために、「中空コアファイバ」という用語は、前述したような中空コアを有するすべての種類のこれらのファイバを網羅するように意図されている。「ＨＣＰＢＦ」および「ＨＣＰＣＦ」という用語は、フォトニックバンドギャップ効果（以下でより詳細に説明されている）により導波を提供する構造を有する中空コアファイバに言及するために使用されている。「ＡＲＦ」および「反共振中空コアファイバ」という用語は、反共振効果（同じく以下でより詳細に説明されている）により導波を提供する構造を有する中空コアファイバに言及するために使用されている。
【0026】
図３は例のＨＣＰＢＦ１０の断面図を示している。このファイバの種類では、構造化された内側のクラッド１が、中心群が実質的に円形の中空コア２を定めるために排除される多くの小さいガラスキャピラリの規則正しい密に詰められた配列を備える。クラッド構造の周期性は、周期的に構造化された屈折率を提供し、延いては、伝搬する光波をコアに向けて閉じ込めるフォトニックバンドギャップ効果を提供する。これらのファイバは、コア２を作るために排除されるクラッドのキャピラリまたは「セル」の数の観点から記載できる。図３の例では、配列からの中心の１９個のセルがコア領域に存在せず、これを１９－セルコアＨＣＰＢＦとしている。構造化されたクラッド１は、クラッドの外面の真円度を向上させるために、コア２を包囲するセルの６個の輪に加えて、第７の輪における一部のセルから形成されている。外側クラッド３が構造化されたクラッド１を包囲している。
【0027】
ＨＣＰＢＦと対照的に、反共振中空コアファイバは、反共振導光性効果によって光を案内する。ＡＲＦの構造化されたクラッドは、フォトニックバンドギャップ効果が著しくならないように大きな度合いの周期性を欠く構造を与えるために、ＨＣＰＢＦよりはるかにより少ない数のより大きなガラスのキャピラリまたは管を備えるより単純な構成を有する。むしろ、反共振は、クラッドのキャピラリの壁厚と共鳴しない伝搬波長のために提供され、別の言い方をすれば、クラッドのキャピラリの壁厚によって定められる反共振窓における波長のために提供される。クラッドのキャピラリは、ファイバの中空コアを提供し、反共振で案内される光学モードを支持することができる中心の空所または空洞を包囲する。構造化されたクラッドは、キャピラリの壁のガラスにおいて、または、クラッドのキャピラリとファイバの外側クラッドとの間の空間または間隔において、主にキャピラリの内側で伝搬することができるクラッドモードも支持できる。これらの追加のコアでない案内モードの損失は、一般的に、コアで案内されるモードの損失より概してはるかに大きい。基本のコアで案内されるモードは、典型的には、コアで案内されるモードのうち圧倒的に最も小さい損失を有する。伝搬する光の波長と反共振であるキャピラリの壁厚によって提供される反共振は、基本コアモードと任意のクラッドモードとの間の結合を阻止するように作用し、そのため光はコアに閉じ込められ、非常に小さい損失で伝搬することができる。
【0028】
図４は、例の単純な反共振中空コアファイバの横断方向での断面図を示している。ファイバ１０は外側管状クラッド３を有する。構造化された内側のクラッド１は複数の管状のクラッドのキャピラリ１４を備え、クラッドのキャピラリ１４は、この例では同じ断面の大きさおよび形の７個のキャピラリであり、各々のクラッドのキャピラリ１４の長手方向軸と外側クラッド３の長手方向軸とが実質的に平行となるように、外側クラッド３の内側で輪になって配置されている。各々のクラッドのキャピラリ１４は、クラッドのキャピラリ１４が外側クラッド３の内側周辺の周りで均等に離間され、隙間ｓによって互いから離間されもするように（隣接するキャピラリ同士の間に接触がない）、場所１６において外側クラッド３の内面と接触している（接合されている）。ＡＲＦの一部の設計では、クラッド管１４同士は互いと接触して位置決めされてもよいが（別の言い方をすれば、図４にあるように離間されなくてもよいが）、この接触を排除するための間隔はファイバの光学的性能を向上させることができる。間隔ｓは、隣接する管同士の間の接点において生じ、大きな損失をもたらす望ましくない共振を引き起こそうとするノードを除去する。したがって、離間されているクラッドのキャピラリを伴うファイバは「無ノード反共振中空コアファイバ」と称されてもよい。
【0029】
外側管状クラッド３の内側の周りにおける輪でのクラッドのキャピラリ１４の配置はまた、外側クラッド３の長手方向の軸およびキャピラリ１４の長手方向の軸と平行である長手方向の軸を伴い、ファイバの中空コア２である中心の空間、空洞、または空所をファイバ１０の中に作り出す。コア２は、クラッドのキャピラリ１４の外面の内側を向く部分によって境界付けられる。これはコア境界であり、この境界を作り上げるキャピラリの壁の材料（例えば、ガラスまたはポリマー）は、必要とされる反共振導光性の効果または機構を提供する。キャピラリ１４は、反共振の光の案内がＡＲＦにおいて起こる波長を定める厚さｔをコア境界において有する。
【0030】
図４はＡＲＦの単なる一例を示している。多くの他の可能なＡＲＦ構造が、本明細書に記載されているように光ファイバ組立体において使用され得る。
【0031】
図５は第２の例のＡＲＦの横断方向での断面図を示している。ＡＲＦは、外側管状クラッド３の内面の周りで均等に離間されて中空コア２を包囲する６個のクラッドのキャピラリ１４を備える構造化された内側のクラッド１を有する。各々のクラッドのキャピラリ１４は、その内側に入れ子にされ、この例では一次キャピラリ１４と外側クラッド３との間の接合の点と同じ方位角の場所１６において、クラッドのキャピラリ１４の内面に接合された二次的なより小さいキャピラリ１８を有する。これらの追加のより小さいキャピラリ１８は光損失を低減することができる。追加のなおもより小さい三次キャピラリが二次キャピラリ１８の内側で入れ子にされてもよい。二次的で任意選択のより小さいさらなるキャピラリを伴うこの種類のＡＲＦ設計は、「入れ子反共振無ノードファイバ」またはＮＡＮＦ［６］と称されてもよい。
【0032】
ＡＲＦの構造化されたクラッドのための多くの他のキャピラリ構成が可能であり、本開示は前述した例に限定されない。例えば、キャピラリは、円形の断面のものである必要はない、ならびに／または、すべて同じ大きさおよび／もしくは形のものであってもなくてもよい。コアを包囲するキャピラリの数は、例えば、４個、５個、６個、７個、８個、９個、または１０個であり得るが、他の数も排除されない。
【0033】
ＡＲＦにおけるクラッドのキャピラリの輪は、一連の隣接する内向きに湾曲する表面（つまり、コアの観点からは凸状の表面）を備える形を有するコア境界を作り出す。これは、従来の中実コアのファイバにおけるコア－クラッドの境界面の通常は外向きの湾曲、および、ＨＣＰＢＦの実質的に円形のコア境界（図３参照）とは対照的である。したがって、反共振中空コアファイバは、負の曲率のファイバと記載することができる。ＡＲＦのカゴメ分類は、負の曲率のファイバとして構成されてもよく、ＨＣＰＢＦと同様であるがフォトニックバンドギャップを提供するように構成される配列で、複数の小さいキャピラリの構造化されたクラッドを有する。ＨＣＰＢＦと対照的に、案内機構は反共振効果によって動作する。
【0034】
本明細書では、中空コア光ファイバ、中空コアファイバ、中空コア導波路、中空コア光導波路、および同様の用語は、上記の例および同様の構造のいずれかにより構成される導光性構造を網羅するように意図されており、光は、複数の長手方向のキャピラリを備える構造化されたクラッドによって包囲される中空の細長い空所またはコアにおいて、いくつかの案内機構（フォトニックバンドギャップ案内、反共振案内、および／または、阻止された結合の案内）のいずれかによって案内される。キャピラリは、光ファイバの長さまたは長手方向の延在に沿って連続的に延びる細長い孔、空所、管腔、セル、または空洞を備えるかまたは定め、その細長い孔、空所、管腔、セル、または空洞は、同じくファイバの長さに沿って連続的に延びる細長いコアと実質的に平行である。これらの様々な用語は、本開示において置き換え可能に使用され得る。
【0035】
本明細書に開示されているような光ファイバアダプタ組立体を提供することにより、中空コア光ファイバを、従来の中実コア光ファイバとの使用が意図されている既存の従来の送受信機および他の機器と併せて、光ファイバ伝送路に利用することができる。ひとたび作られると比較的コンパクトでポータブルとなり得る内蔵のアダプタ組立体の中に中空コアファイバと中実コアファイバとの間の結合を配置することで、この結合を作る複雑さは、高品質の結合を可能にするために、適切な製作施設において、関連する器具、機器、および清浄な条件で実行され得る。そのため、アダプタ組立体は、現場での容易な実施に適し、一般的な使用においてしばしばすでに良好に確立されている簡単なスプライス接続およびコネクタ化の技術を用いて、設置された中空コアファイバケーブルの端と中実コア送受信装置との間で容易に挿入できる。
【0036】
図６は、本開示の態様により構成された例の光ファイバ信号伝送システム２０１の単純化された概略図を示している。図１に示された従来のシステムと同様に、システムは、送信機１０２と受信機１０３との間に光ファイバ伝送路を提供する光ファイバケーブル２０４を備える。しかしながら、この場合、光ファイバケーブル２０４は少なくとも１つの中空コア光導波路または光ファイバを含む。光ファイバケーブル２０４は、少なくとも１つの中実コア（シングルモードまたはマルチモード）の光導波路または光ファイバを任意選択で含んでもよい。ケーブル２０４の各々の端において、ケーブル２０４を送受信機器１０２、１０３に結合する本明細書で提案されているような光ファイバアダプタ組立体（代替で、光導波路アダプタ組立体）２０５がある。アダプタ組立体２０５は、ケーブル全体の端部分またはテイル部分を形成するため、ファイバピグテイル、ピグテイル、または単にテイルと称されてもよい。各々のアダプタ組立体２０５は、中空コアの光ファイバまたは導波路の一部分２０７と中実コアの光ファイバまたは導波路の一部分２０６とを光学的に結合するモードフィールドアダプタ２０８を備える。中空コアファイバの一部分２０７が、モードフィールドアダプタ２０８から遠い方のその自由端において、スプライス２０９によってケーブル２０４における中空コア導波路に結合されている。中実コアファイバの一部分２０６が、モードフィールドアダプタ２０８から遠い方のその自由端において、中実コアファイバの一部分２０６の端におけるスプライス２０２によって、または、中実コアファイバの一部分２０６の端における送受信機器１０２、１０３に設けられた係合コネクタ２０２を介して、送受信機器１０２、１０３に結合されている。中実コア光ファイバの他の光学的構成要素または追加の長さが、伝送路のいずれかの端または両端において、アダプタ組立体２０５の中実コアファイバ２０６と送受信機器１０２、１０３との間に含まれてもよく、追加の長さの中空コア光ファイバがアダプタ組立体２０５の中空コアファイバとケーブル２０４との間に含まれてもよいことは、留意されたい。
【0037】
光ファイバ伝送システムは、伝送路に沿った場所において設置される追加のファイバ構成要素を含む可能性もある。例えば、エルビウム添加ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）が、長い伝送路に沿ってある間隔で信号強度を増加させるために一般的に使用されている。これらは、中実光ファイバの形態での光利得媒質に必ず回避不可能に基づかれ、そのため中空コアファイバと直接的に適合しない。しかしながら、本明細書で開示されているアダプタ組立体は、アダプタ組立体を中空コア光ファイバ伝送システムへと組み込ませることができるように、ＥＤＦＡ、または、ファイバフィルタもしくは構成変更可能な光アドドロップマルチプレクサ（ＲＯＡＤＭ）などの他の中実ファイバ装置の入力部および出力部において使用できる。
【0038】
図７は、例による光導波路アダプタ組立体２０５を貫く単純化された概略的な長手方向での断面図を示している。（描写されているように）左側には、中空コア光導波路のある長さまたは一部分２０７がある。図３、図４、および図５に示された様々な種類の中空コア光ファイバに則して、中空コア導波路の一部分は、導波路の長さに沿って延びるキャピラリまたは長手方向の空洞の構造化された配置を備える内側クラッド１によって包囲された中心の中空コア２を有する。外側クラッド３が内側クラッド１を包囲している。１つの層もしくは被覆、または２つ以上の異なる層もしくは被覆を備え得る、中空コア導波路２０７のための保護外面を提供するように構成されたジャケット５が、外側クラッド３の周りに提供されている。一定の縮尺ではない図７において示されているよりは典型的にはより長いものである中空コア導波路の一部分２０７は、光ファイバケーブルの中に含まれる同じまたは同様の構造の中空コア導波路の端へとスプライス接続によって結合されるように意図された自由端２０７ａへと延びている。
【0039】
アダプタ組立体２０５の右側には、シリカから作られた従来の構造のものであり得る中実コア導波路のある長さまたは一部分２０６がある。中実コア導波路２０６は、中実クラッド２１３によって包囲された中心の中実コア２１２を備える（代替で、中実クラッド２１３は、コア２１２に隣接し、コア２１２と実質的に平行なクラッド材料を貫いて延びる細長い孔または管腔などで構造化されてもよい）。中実コア導波路２０６は、中実コア２１２が第１の屈折率の値を有し、包囲するクラッド２１３が、第１の屈折率の値より小さく、クラッド２１３の材料および／または構造のおかげで提供される第２の屈折率の値を有する点において、従来の導波のために構成される。したがって、１つまたは複数のコアモードにおける光は、コア２１２とクラッド２１３との間の屈折率の違いのおかげで、知られている手法で、コアとクラッドとの境界における全内部反射によって、コア２１２に沿った伝搬に向けて案内される。コアの屈折率は、導波路の横断方向での輪郭にわたって一定であり得るかまたは変化し得る（段階的とされ得る）。コアは、主に１つの光学モードだけを案内するように有用に構成でき、そのため導波路はシングルモードの導波路として動作し、または、一部の状況では、成功裏の伝搬のために２つ以上の光学モードを支持するようにコアを構成することが好ましい場合があり、そのため導波路はマルチモードの導波路である。知られている様々な機構は、概して望ましくても望ましくなくても状況に応じて、ある光をコアからクラッドへと結合し、クラッド自体は、概して望ましくないが、１つまたは複数のクラッドモードを支持することができる。中実コア導波路のコアはシリカから形成され得る。シリカは、ドープされてもされなくてもよく、溶融されてもされなくてもよい。例えば、コアは、ゲルマニウム、リン、およびアルミニウムのうちの１つまたは複数でドープされたシリカ（溶融されているかまたはされていない）から成り得る。同様に、中実コアの周りのクラッドはシリカから形成されてもよく、そのシリカは、溶融されたシリカであってもよく、ドープされてもされなくてもよい。例えば、クラッドは、フッ素および／もしくはホウ素でドープされたシリカ、または、フッ素および／もしくはホウ素でドープされた溶融シリカから成り得る。しかしながら、中実コア導波路はシリカから形成されることに限定されず、ドープを伴うかまたは伴わない他の材料が、コアおよびクラッドのいずれかまたは両方に使用されてもよい。同様に、他のドーパント材料が使用されてもよい。中実コア導波路の一部分２０６は、１つの層もしくは被覆、または２つ以上の異なる層もしくは被覆を備え得る、中実コア導波路２０６のための保護外面を提供するように構成された、クラッド２１３の周りに設けられたジャケット２１４をさらに備える。図７において示されているより典型的には長いものである中実コア導波路の一部分２０６は、送受信機器と光通信している中実コア導波路に結合されるように意図された自由端２０６ａへと延びている。この結合は、スプライス接続またはコネクタ化によってもたらされてもよく、その場合、自由端２０６ａには、送受信機器における相補的なコネクタと、または、送受信機器に結合されるように意図される、ある長さの中実コアファイバと、係合するように構成されるコネクタ（図示せず）が嵌め合わされる。
【0040】
アダプタ組立体２０５を光信号伝送システムへと連結させることができる、導波部分２０６、２０７の自由端２０６ａ、２０７ａと反対の端２０６ｂ、２０７ｂは、モードフィールドアダプタ２１５のいずれかの側に光学的に結合されている。モードフィールドアダプタの様々な設計が採用でき、一部の例が以下でより詳細に記載されている。
【0041】
本開示において、「光ファイバ」、「ファイバ」、「光導波路」、および「導波路」は、導波を可能にするためのコアおよび（１つまたは複数の層の）クラッドで構成される光学的構造を指定するために、概して置き換え可能に使用されていることに留意されたい。コアおよびクラッドは、可及的には他の導波構造と共に、様々な他の層に埋め込まれてもよく、または、様々な他の層によって包囲されてもよく、そのため構造だけが光ファイバとして見なされなくてもよい、または、コアおよびクラッドは、ファイバ構造を提供するために単純な被覆またはジャケットの構成を有してもよい。しかしながら、「光ファイバ」および「ファイバ」という用語の使用は、単純なファイバの形式へと明確に被覆またはジャケット化されないコアおよびクラッドの構成を含むようにも理解され、反対に、「光ファイバ」および「光導波路」という用語は、コアおよびクラッドに加えて、ファイバの形式を提供する被覆またはジャケットの構成を含むように理解されるものである。
【0042】
同様に、「光ファイバアダプタ組立体」、「光導波路アダプタ組立体」、および「アダプタ組立体」は、本明細書において置き換え可能に使用され得る。
【0043】
図８は、本開示の光ファイバアダプタ組立体が対処しようと目指している光学的状況を図示するための、中空コア導波路に隣接する中実コア導波路の単純化された概略的な長手方向での断面図である。簡潔さのために中実コア２１２および包囲するクラッド２１３として示されている中実コア導波路３０６は、前述したようなコア２１２に沿った導波によって、伝搬する光波またはモードを支持することができる。このモードは、導波路３０６が伝搬させることができる基本的なコアモードであり、図８に描写されているような出力または強度の分布を伴う横断方向での光場３０６ｃを有する。簡潔さのために中空コア２、構造化された内側クラッド１、および包囲する外側クラッド３として示されている中空コア導波路３０７は、図８に描写されているような横断方向での光場３０７ｃを有する基本的なコアモードを同様に支持している。図８は正確に一定の縮尺になっていないが、２つの導波路とそれらの対応する光場との相対的な大きさは、従来の中実コア導波路３０６の基本的なモードフィールド３０６ｃが、典型的な中空コア導波路３０７の基本的なモードフィールド３０７ｃよりはるかに小さい直径を典型的には有する点において、現実を示している。中実コア導波路のモードフィールド径は、中空コア導波路のモードフィールド径の半分以下であり得る。結果として、２つの光学モードフィールド３０６ｃ、３０７ｃの間には相当の大きさの不一致がある。２つの導波路３０６、３０７の隣接する端３０６ｂ、３０７ｂが一方の導波路コアから他方の導波路コアへの光通信について直接的に一体に結合される場合、光出力の実質的な損失がある。また、図８にあるように、２つの種類の導波路３０６、３０７のクラッド２１３、３の外径にしばしば不一致がある。
【0044】
本開示は、現場での中実コアファイバへの中空コアファイバの結合を単純にするためにあらかじめ製作されて利用可能に作られ得るアダプタ組立体において、中実コアファイバの一部分を中空コアファイバの一部分に結合するために、モードフィールドアダプタの使用によってこれに対処するように提案する。モードフィールドアダプタは、それ自体を通じて伝搬する光学モードの横断方向での光場の大きさを変え、伝搬の方向に応じてモードフィールドをより大きくまたはより小さくすることができる光導波の構成要素または装置である。したがって、１つのファイバのモードフィールド径が、別のファイバのモードフィールド径（または、より良好な近似）へと変換され得る。それによって、モードフィールド同士は「一致」させられ、一方のファイバから他方のファイバへの低損失での光の伝搬を可能にする。異なる大きさおよび構成とされた中実コア導波路同士を結合することについて知られているが、モードフィールドアダプタは、一般的には中空コア導波路と併せては用いられない。中空コアファイバは、より大きい次数のモードを支持することが容易であり、２つのファイバの種類の間の成功裏の低損失の結合は、基本的なモードの一致を必要とする一方で、これらのより大きい次数のモードを中空コア導波路において励起させることを回避する。より大きい次数のモードは、基本的なモードよりはるかにより大きい伝搬損失を概して有し、そのため望ましくない。提案されているアダプタ組立体はこれを達成することができる。
【0045】
図９は、第１の例の光導波路アダプタ組立体の単純化された長手方向での断面図を示している。アダプタ組立体２０５は、自由端２０６ａと、スプライス２３０ａによってモードフィールドアダプタ２１５ａに光学的に結合されている反対の端２０６ｂとを伴う中実コアでシングルモードのファイバの一部分２０６を備える。自由端２０７ａと、さらなるスプライス２３０ｂによってモードフィールドアダプタ２１５ａに光学的に結合されている反対の端２０７ｂとを伴う中空コアファイバの一部分２０７もある。アダプタ組立体２０５は、光ファイバケーブル（図６における符号２０４）に含まれる中空コアファイバ２０４ａとすでに併せて設置されているように、または、このような中空コアファイバに連結されているように描写されている。光信号伝送経路を少なくとも部分的に定めるように意図されているため、伝送中空コア光導波路になると見なされ得る中空コアファイバの一部分２０７と中空コアファイバ２０４ａとは、中空コアから中空コアへのスプライス２３０ｃによって結合されている。
【0046】
この例において、モードフィールドアダプタ２１５ａは、グレーデッドインデックス（ＧＲＩＮ： ＧＲａｄｅｄ ＩＮｄｅｘ）光ファイバまたは導波路の一部分の形態を有する。ＧＲＩＮファイバは、ファイバの横断方向での断面の半径に沿って、屈折率がコア２４０の中心において最大値を有し、コア２４０を包囲するクラッド２４１に向けて徐々に減少する値を有する点において、コア２４０が非一定の屈折率の値を有するものである。屈折率の値は徐々に小さくなり、典型的には、図９におけるコア２４０の陰影の描写によって示されているように、コアとクラッドとの境界においてクラッドの屈折率の値に一致するように、放物線状の輪郭を辿る。この構造は、規則正しい中実コアファイバのコアとクラッドとの境界面における屈折率の値の急激な段階状の推移を除去し、ＧＲＩＮファイバに光学モードフィールドの変化する大きさを支持させることができる。段階的な屈折率は、ファイバに焦点効果を持たせ、ファイバをレンズとして作用させることができ、モードフィールドアダプタに適する短い長さのＧＲＩＮファイバは、ＧＲＩＮファイバレンズと名付けることができる。したがって、中実コアファイバの一部分２０６からモードフィールドアダプタ２１５ａに入る小さいモードフィールド３０６ｃは、モードフィールドアダプタ２１５ａから中空コアファイバの一部分２０７へと低損失で滑らかに伝搬することができるより大きいモードフィールドサイズ３０７ｃを達成するまで、モードフィールドアダプタ２１５ａに沿って伝搬していくにつれて拡大させられ、反対の伝搬方向についても同様である。光導波路アダプタ組立体２０５での使用に適するＧＲＩＮファイバレンズは、５００μｍ以下の程度の長さを有することができ、ＧＲＩＮファイバのピッチの４分の１である［９、１０］。最適な長さは、小さいモードフィールド３０６ｃおよび大きいモードフィールド３０７ｃについての直径に依存する。光ファイバをこのような小さい長さ（例えば、最適な長さの±１０μｍ内）へと正確に切断するための装置は幅広く利用可能ではなく、専門的でない使用には適しておらず、そのため、中実コアファイバと中空コアファイバとを結合するためのこの手法は現場での使用に適していない。本明細書において提案されているようにアダプタ組立体の中でＧＲＩＮファイバを利用することで、ＧＲＩＮレンズのモードを一致させる能力の便益が、現場で展開可能な形式において利用可能にされる。
【0047】
図１０は、図９の例の変更されたバージョンである第２の例の光導波路アダプタ組立体の単純化された長手方向での断面図を示している。この例では、モードフィールドアダプタ２１５ｂは、図９にあるように、ＧＲＩＮファイバの一部分２１６を含む。中実コア導波路２０６は、スプライス２３０ａにおいてＧＲＩＮファイバ２１６に結合された第２の端２０６ｂを有する。しかしながら、ＧＲＩＮファイバ２１６と中空コアファイバ２０７との間に介在されるのは、ラージモードエリア（ＬＭＡ）の光ファイバまたは導波路の一部分２１７である。ＬＭＡファイバは、光伝送システムにおいて典型的に使用される中実コアファイバより大きいコア２１８（および、典型的にはより大きいクラッド２１９）、延いては、より大きいモードフィールドサイズを伴う中実コアファイバの種類であり、単一の横断方向での光学モードまたは数個のモードだけを支持することができる。そのため、ＬＭＡファイバの一部分２１７は、中空コアファイバの一部分２０７、および、ＧＲＩＮファイバ２１６から利用可能な拡大したモードフィールドサイズと実質的に同じまたは同様のモードフィールドサイズを有するように選択され得る。別の言い方をすれば、ＬＭＡモードフィールドは、中空コアファイバの一部分２０７およびＧＲＩＮファイバ２１６に一致させられる。ＬＭＡファイバの一部分２１７は、スプライス２３０ｂ、２３０ｄによって、中空コアファイバの一部分２０７およびＧＲＩＮファイバ２１６に光学的に結合されている。ＬＭＡファイバの一部分２１７は、重要ではなく、アダプタ組立体２０５の所望の全体の大きさを考慮して都合よく選択され得る長さＬを有する。例えば、Ｌは約５００μｍから約１０００μｍの間であり得る。ＬＭＡファイバの一部分２１７を含むことは、モードフィールドアダプタ２１５ｂの全長を増加させ、したがって、モードフィールドアダプタ２１５ｂと中空コアファイバの一部分２０７との間にスプライス接続をよりアクセスしやすくし、それにより、中空コアファイバの一部分２０７の複雑に構造化されたクラッドの歪みが低減または最小限とされ得、そのため、図９の例に示されているようなＧＲＩＮファイバ２１６への直接的なスプライス接続と比較して、伝送損失が低減される。アダプタ組立体２０５の製造は、追加の構成要素を含むことでより厄介になるが、全体の光学的性能は、中空コアファイバ構造のより良好な保全によって向上され得る。
【0048】
図１１は、第３の例の光導波路アダプタ組立体の単純化された長手方向での断面図を示している。アダプタ組立体２０５は、先のように、自由端２０６ａと、スプライス２３０ａによってモードフィールドアダプタ２１５ｃに光学的に結合されている反対の端２０６ｂとを伴う中実コアでシングルモードのファイバの一部分２０６を備える。自由端２０７ａと、さらなるスプライス２３０ｂによってモードフィールドアダプタ２１５ｃに光学的に結合されている反対の端２０７ｂとを伴う中空コアファイバの一部分２０７もある。アダプタ組立体２０５は、光ファイバケーブル（図６における符号２０４）に含まれる中空コアファイバ２０４ａと共にすでに設置されているように、または、このような中空コアファイバに連結されているように描写されている。中空コアファイバの一部分２０７と中空コアファイバ２０４ａとは、中空コアから中空コアへのスプライス２３０ｃによって結合されている。この例では、モードフィールドアダプタ２１５ｃは、中実コアファイバの一部分２０６と同じかまたは同様の物理的構造を有し得る中実コアファイバの短い追加の一部分を備える。代替で、モードフィールドアダプタ２１５ｃは、中実コアファイバの一部分２０６とモードフィールドアダプタ２１５ｃとが同じ導波路の連続であり、スプライス２３０ａがないように、中実コアファイバの一部分２０６の端部であってもよい。所望のモード一致を提供するために、クラッド２４３によって包囲された中実コア２４２を備えるモードフィールドアダプタ２１５ｃは、中空コアファイバの一部分２０７に近接する側において熱的に膨張したコア２４２を有する。したがって、コア２４２は、中実コアファイバの一部分２０６に近接する端と比較して、中空コアファイバの一部分２０７に近接する端において増加した幅を有する。中実コアファイバの一部分２０６と光通信しているモードフィールドアダプタ２１５ｃの端におけるコア２４２の幅は、中実コアファイバの一部分２０６のモードフィールド３０６ｃと大きさが実質的に一致させられたモードを支持するのに適切となっており、中空コアファイバの一部分２０７にスプライス接続された、モードフィールドアダプタ２１５ｃの反対の端におけるコアの幅２４２ａは、より大きくなっており、中空コアファイバの一部分２０７のモードフィールド３０７ｃに大きさが実質的に一致させられたモードを支持するのに適切となっている。
【0049】
熱膨張は、中実コア光導波路のコアの大きさを増大させるための技術である。シングルモードの中実コア光導波路は、ドープされた材料のコアと、同じくドープされ得る材料のクラッドとを有する。コアの熱膨張が高温まで必要とされるのに沿うファイバの一部分の局所的な加熱（１３００～１４５０度の範囲でなど）は１つまたは複数のドーパントの熱拡散を引き起こし、これは、屈折率がドーパントの濃度に依存するため、屈折率の局所的な値を変化させる。したがって、コアの幅は増加し、コアの平均屈折率は低下し、そのためコアはより大きなモードフィールド径を支持することができ、そのモードフィールド径は、この場合、中空コアファイバの一部分２０７のモードフィールド３０７ｃに一致させられ得る。モードフィールドアダプタ２１５ｃを作り出すために、モードフィールド適合を提供するシングルモード中実コアファイバの一部分がスプライス２３０ａにおいて中実コアファイバの一部分２０６にスプライス接続される前または後のいずれかに、熱膨張が実施され得る。熱膨張についてのさらなる情報は［１１、１２］に見出すことができる。
【0050】
図１１Ａは、図１１の例のモードフィールドアダプタ２１５ｃの変更されたバージョンの長手方向での断面図を示している。このバージョンでは、コア２４２は、先のように、中実コアファイバの一部分２０６のモードフィールドにモード一致させられた狭い幅の一部分と、これも先のように、熱膨張によって形成された増加する幅の一部分２４２ａとを有する。また、膨張した幅と一致する一定の幅を伴うコアの一部分２４２ｂは、中空コアファイバの一部分２０７に結合するために、膨張したコア領域から続く。このより大きい幅の部分２４２ｂは、増加する幅の一部分２４２ａの形成と一緒に熱膨張によって形成できる、または、より大きいコアを伴うある長さの中実コアファイバを熱的に膨張したコアにスプライス接続することで提供できる。
【0051】
図１２は、第４の例の光導波路アダプタ組立体の単純化された長手方向での断面図を示している。アダプタ組立体２０５は、先のように、自由端２０６ａと、スプライス２３０ａによってモードフィールドアダプタ２１５ｄに光学的に結合されている反対の端２０６ｂとを伴う中実コアでシングルモードのファイバの一部分２０６を備える。自由端２０７ａと、さらなるスプライス２３０ｂによってモードフィールドアダプタ２１５ｄに光学的に結合されている反対の端２０７ｂとを伴う中空コアファイバの一部分２０７もある。アダプタ組立体２０５は、光ファイバケーブル（図６における符号２０４）に含まれる中空コアファイバ２０４ａと共にすでに設置されているように、または、このような中空コアファイバに連結されているように描写されている。中空コアファイバの一部分２０７と中空コアファイバ２０４ａとは、中空コアから中空コアへのスプライス２３０ｃによって結合されている。この例では、モードフィールドアダプタ２１５ｄは、先細りとされた部分を有する短い長さの中実コアの光導波路またはファイバを備える。この導波路のコア２４４は、中実コアファイバの一部分２０６から中空コアファイバの一部分２０７への方向において、先細りの導波路の長さに沿った距離と共に増加する幅（直径）を有する。先細りの導波路のクラッド２４５は、コア２４４を包囲し、同様に増加する幅を有する。所望のモード一致を提供するために、モードフィールドアダプタ２１５ｄのコア２４４は、中実コアファイバの一部分２０６のモードフィールド３０６ｃと大きさが実質的に一致させられたモードを支持するのに適切となっている中実コアファイバの一部分２０６と光通信しているモードフィールドアダプタ２１５ｄの端に幅を有し、中空コアファイバの一部分２０７にスプライス接続された、モードフィールドアダプタ２１５ｄの反対の端におけるコア２４４の幅は、より大きくなっており、中空コアファイバの一部分２０７のモードフィールド３０７ｃに大きさが実質的に一致させられたモードを支持するのに適切となっている。
【0052】
この種類の先細りの導波路は知られており［１３］、先細りを通じて一定のコアおよびクラッドの屈折率を維持している。これは、コアの屈折率および可及的にはクラッドが熱の適用によって膨張したコアの一部分において変更されている図１１の例の熱的に膨張したコアのモードフィールドアダプタと対照的である。
【0053】
図１２Ａは、図１２のモードフィールドアダプタ２１５ｄの変更されたバージョンの長手方向での断面図を示している。このバージョンでは、先細りのコア２４４がモードフィールドアダプタ２１５ｄの中心部のみを占めており、一定のコア幅の中実コア導波路の一部分が先細り部分２４４の両端に設けられている。幅が先細り部分２４４の細い端に一致させられているより小さいコア２４４ａが、中実コアファイバの一部分２０６がモードフィールドアダプタ２１５ｄに結合されている端に提供されており、幅が先細り部分２４４の幅広の端に一致させられている大きいコア２４４ｂが、中空コアファイバの一部分２０７がモードフィールドアダプタ２１５ｄに結合されている端に提供されている。モードフィールドアダプタ２１５ｄは、図示されているコアの輪郭で、つまり、狭い一定の幅に続き、広がっていくテーパ形状になり、続いて広い一定の幅になるように、直接的に製作でき、または、狭い一定の幅のコアを伴うある長さの導波路を先細りの導波路の狭いコア端にスプライス接続し、広い一定のコアを伴うある長さの導波路を先細りの導波路の広いコア端にスプライス接続することによって製作できる。
【0054】
図１３は、第５の例の光導波路アダプタ組立体の単純化された長手方向での断面図を示している。この第５の例は、第３の例と第４の例との組み合わせであり、モードフィールドアダプタ２１５ｅは、図１２［１２］のモードフィールドアダプタ２１５ｄ（または、先細りとされた一部分の各々の端における先細りとされていないコアの一部分を伴う、図１２Ａのモードフィールドアダプタ）と同様の先細りの導波路の一部分２１５ｇにスプライスによって結合された、図１１のモードフィールドアダプタ２１５ｃと同様の、熱的に膨張したコアを伴う導波路の一部分２１５ｆを備える。導波路の一部分２１５ｆのコアの熱的に膨張した部分は、先細りの導波路２１５ｇの先細りのコアのより小さい端にモードが一致されており、一方、これらのコアの他方の端、延いては、モードフィールドアダプタ２１５ｅ全体のコア端は、先のように、アダプタ組立体２０５にわたってモードの一致を提供するために、中実コアファイバの一部分２０６および中空コアファイバの一部分２０７のモードフィールドサイズ３０６ｃ、３０７ｃに一致させられている。
【0055】
先細りの幅を伴うコアの一部分を含む様々な例（先細りの導波路の設計および熱的に膨張したコアの設計の両方）の場合において、先細りが延びるコアの長さは、断熱性についての要件を参照して選択され得る。先細りが短すぎる場合、損失が大きくなり、先細りは、所望の閾値レベル未満に損失を低減するだけの十分な長さから作られ得る。
【0056】
本明細書に開示されているように、光ファイバアダプタ組立体の中実コアファイバの一部分と中空コアファイバの一部分との間にモード一致を達成するために、モードフィールド適合能力を実施するための他の代替および変更は、当業者には明らかとなり、本開示の範囲から排除されない。
【0057】
図１４は、中実コアファイバの長さと中空コアファイバの長さとの間に挿入され、本開示に則したモードフィールドアダプタを通じての光伝搬から測定された光学的損失の量の棒グラフを示している（モードフィールドアダプタにわたる光出力における低下を示す挿入損失）。モードフィールドアダプタは、中実コアファイバの一部分としての標準的なシングルモード光ファイバと、５０μｍの直径のコアを伴うＧＲＩＮファイバおよび２０μｍのモードフィールド直径を伴うＬＭＡファイバとを備えるモードフィールドアダプタと、２０μｍのモードフィールド直径を伴うＨＣＰＢＦを備える中空コアファイバの一部分とを伴って、図１０の例に従って構成されていた。９個のこのようなモードフィールドアダプタから、０．７ｄＢの挿入損失が３個のアダプタから測定され、０．８ｄＢの挿入損失が４個のアダプタから測定され、０．９ｄＢの挿入損失が２個のアダプタから測定された。これは約０．７９ｄＢの平均挿入損失に相当し、実用的な使用にとって許容可能な低さのレベルである。
【0058】
本明細書に記載されているような光導波路アダプタ組立体は、（ファイバの一部分とモードフィールドアダプタとの間において、または、ファイバの一部分の自由端においてのいずれかで）スプライスの場所の全部またはいずれかにおける特徴を含むことで、損失をさらに低減するように変更されてもよい。第１の選択肢は斜めのファセットの使用であり、ファイバの端は、ファセットまたは端面が、ファイバの長手方向軸に対して非垂直である平面に位置するように調整される。これは、ファセットにおける後方反射を低減するように意図されている。斜めのファセットが、図示されている例における中空コア導波路の一部分の結合端におけるスプライスの場所２３０ｂにおいてなど、中空コア導波路と中実コア導波路とを結合するために使用される場合、２つのファセット端は、結合されたとき、ファセットにおける屈折によって引き起こされる伝送損失を回避または低減するために、中空コア導波路の長手方向軸と中実コア導波路の長手方向軸との間に角度があるように斜めとされるべきである。代替の選択肢は、ファイバの一部分の端における反射防止被覆の使用である。中空コアファイバの一部分の自由端において使用される場合、伝送路の中空コアファイバの一部分と中空コア導波路との間にスプライスを形成するとき、熱損傷（反射防止被覆が影響を受けやすい）の危険性が考慮されるべきである。融着のスプライス接続は、様々な技術が相当の温度上昇を伴うため、不適切と考えることができ、そのため機械的なスプライス接続が好ましいとされ得る。反射防止被覆と斜めのファセットとが一緒に使用されてもよい。
【0059】
本開示による光導波路アダプタ組立体は、光信号伝送システムにおける光信号経路を提供するためになど、中空コアファイバがその必要とされる使用のための場所において設置または展開されると、中空コア光ファイバを中実コアファイバに基づく送受信機および他の機器と相互連結するためにいつでも使用され得る個々の構成要素として提供できる。代替で、アダプタ組立体は、それが設置される前に中空コア光ファイバに結合され、送受信機器への中空コアファイバの連結をもたらすために使用され得る。いずれの場合でも、中空コアファイバは、個々の導波路、ファイバ、もしくはファイバ素線であり得る、または、ファイバの束、リボン、もしくはケーブル（ケーブル自体が一部の場合ではいくつかの束またはリボンを含み得る）において一緒にグループ化された２つ以上の中空コアファイバまたは導波路であり得る。ファイバの任意のグループは、任意の数の非中空コアファイバを含んでもよい。また、利便性のために、２つ以上のアダプタ組立体が、グループにおける複数の中空コアファイバが単一の構成要素によって複数の中実コアファイバに連結され得るように、単一の筐体、ジャケット、または他の外側層の中で一緒にパッケージ化されてもよい。
【0060】
図９～図１３の図面は、コアに加えてクラッドの構造のみとして導波路の一部分２０６、２０７とモードフィールドアダプタとを示している。これは描写の単純性のためであり、実際には、図７に関連して記載され、図７において示されているように、導波路は１つまたは複数の追加の層、被覆、ジャケットなどを含むことになる。最適な保護および向上した外観のために、アダプタ組立体には、中実コア導波路の一部分、モードフィールドアダプタ、および中空コア導波路の一部分を統一した様態で覆う連続的なジャケット層が設けられてもよく、そのジャケット層は、導波路の一部分がモードフィールドアダプタの両側にスプライス接続された後に適用される。代替または追加で、アダプタ組立体は、外部筐体または包装によって保護され、向上した外観が与えられてもよい。
【0061】
アダプタ組立体における様々な構成要素の一体のスプライス接続は、アーク、レーザー、または加熱フィラメントを用いる融着のスプライス接続によって、機械的なスプライス接続方法によって、または、融着のスプライス接続と機械的なスプライス接続との組み合わせによってなど、任意の好ましいスプライス接続技術によって実行できる。スプライス接続は、中空コア導波路の一部分、中実コア導波路の一部分、およびモードフィールドアダプタの導波コア同士の間に高性能で低損失の光結合を可能とするように、構成要素同士の間に堅牢な結合を提供する。しかしながら、要求される光結合を可能とするのに適する他の結合技術が使用されてもよい。
【0062】
図１５は、本明細書に開示されているような光導波路アダプタ組立体が使用され得る例の方法におけるステップの流れ図である。第１のステップＳ１において、中空コア光ファイバまたは導波路は、光信号のための伝送経路を形成、提供、または定めるように展開または設置される。例えば、経路は電気通信システムにあり得る。中空コアファイバは、隔離して設置され得るか、または、ファイバケーブルに、または、光ファイバもしくは導波路の他のグループもしくは束の中に含まれてもよく、その場合、展開はケーブルの展開である。設置されると、ファイバがその意図されている目的のために動作可能となるように展開が成功したかどうかを決定するために、試験がファイバケーブルまたはファイバに実行され得る。
【0063】
第２のステップＳ２において、本開示による光導波路アダプタ組立体は中空コア光ファイバに結合される。結合は、アダプタ組立体の中空コアファイバの一部分の自由端を中空コア光ファイバの端にスプライス接続することによって実施される。
【0064】
次に、第３のステップＳ３において、光導波路アダプタ組立体は、ケーブルと機器との間に光リンクを達成するために、電気通信システムにおける送信機または受信機（送受信機）など、中実コア導波路との動作のために構成された機器または装置に連結される。この連結は、中空コアファイバの一部分と反対のアダプタ組立体の側または端におけるアダプタ組立体の中実コアファイバの一部分の自由端を、機器と関連付けられるかまたは機器に連結可能である中実コアファイバに結合することで実施される。結合は、スプライスであり得る、または、中実コアファイバの一部分の自由端におけるコネクタの、機器における、または、機器に結合されるように意図されている中実コアファイバの端における対応するコネクタへの、機械的な取り付けまたは結合であり得る。
【0065】
中空コア光ファイバが、ファイバケーブルにおける複数の中空コア光ファイバなど、伝送経路について設置された中空コア光ファイバのグループのうちの１つである場合、ステップＳ２およびＳ３は、各々の中空コア光ファイバを中実コアファイバ機器へと連結するように繰り返され得る。また、ステップＳ２およびＳ３は、中空コアファイバまたはファイバケーブルの他方の端において、対応する１つまたは複数の相互連結を作るために繰り返されることになる。
【0066】
ステップＳ２およびＳ３は逆の順序で実施されてもよく、そのためアダプタ組立体は、中空コア光ファイバに結合される前に機器に結合される。
【0067】
さらなる代替において、ステップＳ１およびＳ２は逆の順序で実施されてもよく、そのため、アダプタ組立体は、中空コア光ファイバが設置される前に中空コア光ファイバに固定され、ステップＳ３における機器への最終的な連結は、ステップＳ１の設置に続いて行われる。
【0068】
なおもさらに、ステップＳ２は、１つまたは複数のアダプタ組立体を中空コアファイバまたはファイバケーブルの第１の端に結合するために、初めに実施されてもよい。次に、ファイバまたはファイバケーブルがステップＳ１に則して設置される。次に、ステップＳ２が、１つまたは複数のアダプタ組立体を中空コアファイバまたはファイバケーブルの他方の端に結合するために繰り返される。ステップＳ３における中実コア光ファイバ機器への連結は、ステップＳ１の設置の前および後の両方で、ステップＳ２の前または後に行われ得る。
【0069】
本明細書に記載された様々な実施形態は、請求された特徴を理解および教示するのを助けるだけのために提示されている。これらの実施形態は、実施形態の代表的な実例としてのみ提供されており、包括的および／または排他的ではない。本明細書に記載された利点、実施形態、例、機能、特徴、構造、および／または他の態様は、請求項によって定められているような本発明の範囲における限定、または、請求項との等価物における限定として見なされないことと、他の実施形態が利用でき、請求された発明の範囲から逸脱することなく変形が行われ得ることとは理解されたい。本発明の様々な実施形態は、本明細書において明確に記載されているもの以外に、開示されている要素、構成要素、特徴、部品、ステップ、手段などの適切な組み合わせを適切に含み得るか、そのような組み合わせから適切に成り得るか、または、そのような組み合わせから本質的に成り得る。また、本開示は、現在は請求されていないが、将来において請求され得る他の発明を含む可能性がある。
【0070】
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［１３］ ＤＢ Ｍｏｒｔｉｍｏｒｅ ａｎｄ ＪＶ Ｗｒｉｇｈｔ， “Ｌｏｗ－ｌｏｓｓ ｊｏｉｎｔｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｄｉｓｓｉｍｉｌａｒ ｆｉｂｒｅｓ ｂｙ ｔａｐｅｒｉｎｇ ｆｕｓｉｏｎ ｓｐｌｉｃｅｓ”， Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ ｖｏｌ． ２２（６）， ３１８－３１９， １９８６
［１］ Ｊ Ｗｏｏｌｅｒ ｅｔ ａｌ， “Ｏｖｅｒｃｏｍｉｎｇ ｔｈｅ ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ ｏｆ ｓｐｌｉｃｉｎｇ ｄｉｓｓｉｍｉｌａｒ ｄｉａｍｅｔｅｒ ｓｏｌｉｄ－ｃｏｒｅ ａｎｄ ｈｏｌｌｏｗ－ｃｏｒｅ ｐｈｏｔｏｎｉｃ ｂａｎｄ ｇａｐ ｆｉｂｅｒｓ”， Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ， Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ， ２０１３
［２］ Ｊ Ｗｏｏｌｅｒ ｅｔ ａｌ， “Ｒｏｂｕｓｔ ｌｏｗ ｌｏｓｓ ｓｐｌｉｃｉｎｇ ｏｆ ｈｏｌｌｏｗ ｃｏｒｅ ｐｈｏｔｏｎｉｃ ｂａｎｄｇａｐ ｆｉｂｅｒ ｔｏ ｉｔｓｅｌｆ”， Ｐｒｏｃ． Ｏｐｔ． Ｆｉｂｅｒ Ｃｏｍｍｕｎ． Ｃｏｎｆ．， ２０１３
［３］ ＵＳ ９，９０４，００８
［４］ ＷＯ ２０１５／１８５７６１
［５］ Ｓ Ｅ Ｂａｒｋｏｕ ｅｔ ａｌ， “Ｐｈｏｔｏｎｉｃ ｂａｎｄｇａｐ ｆｉｂｅｒｓ”， ＬＥＯＳ ’９９， ＩＥＥＥ Ｌａｓｅｒｓ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｏｐｔｉｃｓ Ｓｏｃｉｅｔｙ １９９９ １２ｔｈ Ａｎｎｕａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ， ｖｏｌ． ２ ＩＥＥＥ， １９９９
［６］ Ｊ Ｂｒｏｅｎｇ ｅｔ ａｌ， “Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ａｉｒ－ｇｕｉｄｉｎｇ ｐｈｏｔｏｎｉｃ ｂａｎｄｇａｐ ｆｉｂｅｒｓ”， Ｏｐｔｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ ｖｏｌ． ２５（２）， ９６－９８， ２０００
［７］ Ｆｒａｎｃｅｓｃｏ Ｐｏｌｅｔｔｉ， “Ｎｅｓｔｅｄ ａｎｔｉｒｅｓｏｎａｎｔ ｎｏｄｅｌｅｓｓ ｈｏｌｌｏｗ ｃｏｒｅ ｆｉｂｅｒ”， Ｏｐｔ． Ｅｘｐｒｅｓｓ， ｖｏｌ． ２２， ２３８０７－２３８２８， ２０１４
［８］ＪＲ Ｈａｙｅｓ ｅｔ ａｌ， “Ａｎｔｉｒｅｓｏｎａｎｔ ｈｏｌｌｏｗ ｃｏｒｅ ｆｉｂｅｒ ｗｉｔｈ ａｎ ｏｃｔａｖｅ ｓｐａｎｎｉｎｇ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｆｏｒ ｓｈｏｒｔ ｈａｕｌ ｄａｔａ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ”， Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｖｏｌ． ３５（３）， ４３７－４４２， ２０１７
［９］ ＵＳ ６，８３９，４８３
［１０］ Ｐ Ｈｏｆｍａｎ ｅｔ ａｌ， “Ｄｅｔａｉｌｅｄ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｏｄｅ－ｆｉｅｌｄ ａｄａｐｔｅｒｓ ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ ｍｕｌｔｉｍｏｄｅ－ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｉｎ ｇｒａｄｅｄ ｉｎｄｅｘ ｆｉｂｅｒｓ”， Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｖｏｌ． ３０（１４）， ２２８９－２２９８， ２０１２
［１１］ ＵＳ ６，３３６，７４９
［１２］ Ｍ Ｆａｕｃｈｅｒ ａｎｄ ＹＫ Ｌｉｚｅ， “Ｍｏｄｅ ｆｉｅｌｄ ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒ ｆｉｂｅｒ ｌａｓｅｒｓ”， Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｌａｓｅｒｓ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｏｐｔｉｃｓ， Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ， ２００７
［１３］ ＤＢ Ｍｏｒｔｉｍｏｒｅ ａｎｄ ＪＶ Ｗｒｉｇｈｔ， “Ｌｏｗ－ｌｏｓｓ ｊｏｉｎｔｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｄｉｓｓｉｍｉｌａｒ ｆｉｂｒｅｓ ｂｙ ｔａｐｅｒｉｎｇ ｆｕｓｉｏｎ ｓｐｌｉｃｅｓ”， Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ ｖｏｌ． ２２（６）， ３１８－３１９， １９８６
【符号の説明】
【0071】
１ 内側クラッド、構造化されたクラッド
２ 中空コア、コア
３ 外側クラッド、外側管状クラッド
５ ジャケット
１０ ＨＣＰＢＦ、ファイバ
１４ キャピラリ、クラッド管、一次キャピラリ
１６ 場所
１８ キャピラリ、二次キャピラリ
１０２ 送信機
１０３ 受信機
２０１ 光ファイバ信号伝送システム
２０２ スプライス
２０４ 光ファイバケーブル、ケーブル
２０４ａ 中空コアファイバ
２０５ 光ファイバアダプタ組立体、光導波路アダプタ組立体、アダプタ組立体
２０６ 中実コアの光ファイバまたは導波路の一部分、中実コアファイバの一部分、中実コアファイバ、中実コア導波路、中実コア導波路の一部分、導波部分
２０６ａ 自由端
２０６ｂ 反対の端、第２の端
２０７ 中空コアの光ファイバまたは導波路の一部分、中空コアファイバの一部分、中空コア導波路、中空コア導波路の一部分、導波部分、中空コアファイバ
２０７ａ 自由端
２０７ｂ 反対の端
２０８ モードフィールドアダプタ
２０９ スプライス
２１２ 中実コア、コア
２１３ 中実クラッド、クラッド
２１４ ジャケット
２１５、２１５ａ、２１５ｂ、２１５ｃ、２１５ｄ、２１５ｅ モードフィールドアダプタ
２１５ｆ 導波路の一部分
２１５ｇ 先細りの導波路の一部分、先細りの導波路
２１６ ＧＲＩＮファイバの一部分、ＧＲＩＮファイバ
２１７ ラージモードエリアの光ファイバまたは光導波路の一部分、ＬＭＡファイバの一部分
２１８ コア
２１９ クラッド
２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃ、２３０ｄ スプライス
２４０ コア
２４１ クラッド
２４２ 中実コア、コア
２４２ａ コアの幅、増加する幅の一部分
２４２ｂ コアの一部分
２４３ クラッド
２４４ コア、先細りのコア、先細り部分
２４４ａ コア
３０６ 中実コア導波路
３０６ｂ 端
３０６ｃ 光場、基本的なモードフィールド、光学モードフィールド、モードフィールドサイズ
３０７ 中空コア導波路
３０７ｂ 端
３０７ｃ 光場、基本的なモードフィールド、光学モードフィールド、モードフィールドサイズ
Ｌ ＬＭＡファイバの一部分２１７の長さ
Ｓ 隙間、間隔
２ 中空コア、コア
３ 外側クラッド、外側管状クラッド
５ ジャケット
１０ ＨＣＰＢＦ、ファイバ
１４ キャピラリ、クラッド管、一次キャピラリ
１６ 場所
１８ キャピラリ、二次キャピラリ
１０２ 送信機
１０３ 受信機
２０１ 光ファイバ信号伝送システム
２０２ スプライス
２０４ 光ファイバケーブル、ケーブル
２０４ａ 中空コアファイバ
２０５ 光ファイバアダプタ組立体、光導波路アダプタ組立体、アダプタ組立体
２０６ 中実コアの光ファイバまたは導波路の一部分、中実コアファイバの一部分、中実コアファイバ、中実コア導波路、中実コア導波路の一部分、導波部分
２０６ａ 自由端
２０６ｂ 反対の端、第２の端
２０７ 中空コアの光ファイバまたは導波路の一部分、中空コアファイバの一部分、中空コア導波路、中空コア導波路の一部分、導波部分、中空コアファイバ
２０７ａ 自由端
２０７ｂ 反対の端
２０８ モードフィールドアダプタ
２０９ スプライス
２１２ 中実コア、コア
２１３ 中実クラッド、クラッド
２１４ ジャケット
２１５、２１５ａ、２１５ｂ、２１５ｃ、２１５ｄ、２１５ｅ モードフィールドアダプタ
２１５ｆ 導波路の一部分
２１５ｇ 先細りの導波路の一部分、先細りの導波路
２１６ ＧＲＩＮファイバの一部分、ＧＲＩＮファイバ
２１７ ラージモードエリアの光ファイバまたは光導波路の一部分、ＬＭＡファイバの一部分
２１８ コア
２１９ クラッド
２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃ、２３０ｄ スプライス
２４０ コア
２４１ クラッド
２４２ 中実コア、コア
２４２ａ コアの幅、増加する幅の一部分
２４２ｂ コアの一部分
２４３ クラッド
２４４ コア、先細りのコア、先細り部分
２４４ａ コア
３０６ 中実コア導波路
３０６ｂ 端
３０６ｃ 光場、基本的なモードフィールド、光学モードフィールド、モードフィールドサイズ
３０７ 中空コア導波路
３０７ｂ 端
３０７ｃ 光場、基本的なモードフィールド、光学モードフィールド、モードフィールドサイズ
Ｌ ＬＭＡファイバの一部分２１７の長さ
Ｓ 隙間、間隔
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図11A】
【図12】
【図12A】
【図13】
【図14】
【図15】