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(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】2024-11-05
(45)【発行日】2024-11-13
(54)【発明の名称】マルチコアファイバの評価方法及び評価装置
(51)【国際特許分類】
G01M 11/00 20060101AFI20241106BHJP
【ＦＩ】
G01M11/00 G
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2022568027
(86)(22)【出願日】2020-12-11
(86)【国際出願番号】 JP2020046406
(87)【国際公開番号】W WO2022123791
(87)【国際公開日】2022-06-16
【審査請求日】2023-05-10
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和２年度、国立研究開発法人情報通信研究機構、『マルチコアファイバの実用化加速に向けた研究開発』委託事業、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願
(73)【特許権者】
【識別番号】000004226
【氏名又は名称】日本電信電話株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100119677
【弁理士】
【氏名又は名称】岡田 賢治
(74)【代理人】
【識別番号】100160495
【弁理士】
【氏名又は名称】畑 雅明
(74)【代理人】
【識別番号】100115794
【弁理士】
【氏名又は名称】今下 勝博
(72)【発明者】
【氏名】半澤 信智
(72)【発明者】
【氏名】松井 隆
(72)【発明者】
【氏名】寒河江 悠途
(72)【発明者】
【氏名】中島 和秀
【審査官】田中 洋介
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－０４１０７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－０２９７５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】半澤 信智，４コアファイバの接続特性に関する検討，電子情報通信学会 ２０２０年総合大会 講演論文集 通信講演論文集２，2020年03月17日，p.322 (B-13-22)
【文献】半澤 信智，４コアファイバの軸ずれに対する損失特性に関する検討，電子情報通信学会 ２０１９年総合大会 講演論文集 通信講演論文集２，2019年03月19日，p.319 (B-13-27)
【文献】境目 賢義，４コアマルチコアファイバ用光コネクタの接続損失要因検討，電子情報通信学会技術研究報告，2018年08月，Vol.118 No.201，pp.43-46
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｍ １１／００－１１／０８
Ｇ０２Ｂ ６／００－６／５４
Ｇ０１Ｂ １１／００－１１／３０
Ｇ０１Ｎ ２１／８４－２１／９５８
ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＳＴＣｈｉｎａ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
断面においてＮ個（Ｎは３以上の整数）のコアが間隔ΛでＮ角形状に配置されるマルチコアファイバの評価方法であって、カメラで前記マルチコアファイバの断面観察を行うこと、
前記断面観察したときの前記マルチコアファイバのクラッドを円で近似すること、
前記円の中心座標を原点とし、前記クラッド内にある前記コアそれぞれの中心座標を計測すること、及び
前記原点と前記コアの前記中心座標とを結ぶそれぞれの線分の長さＲｉ（ｉは前記コアの番号であり、Ｎ以下の自然数である。）が
ｒｓ－ｒｄ≦Ｒｉ≦ｒｓ＋ｒｄ
の範囲にあり、且つ
隣接する前記コアの前記線分がなす角θｉ－ｊ（ｊは、番号ｉの前記コアに隣接する前記コアの番号であり、Ｎ以下の自然数である。）が
θｓ－θｄ≦θｉ－ｊ≦θｓ＋θｄ
の範囲にあるときに、所望の接続損失特性を得られると判定すること、
を特徴とするマルチコアファイバの評価方法。
ただし、
【数1】
【数2】
【数3】
【数4】
【数5】
Ｗｉは所望の波長での番号ｉの前記コアのモードフィールド直径（ＭＦＤ）である。
【請求項2】
断面においてＮ個（Ｎは３以上の整数）のコアが間隔ΛでＮ角形状に配置されるマルチコアファイバの評価方法であって、カメラで前記マルチコアファイバの断面観察を行うこと、
前記断面観察したときの前記マルチコアファイバのクラッドを円で近似すること、
前記円の中心座標を原点とし、前記クラッド内にある前記コアそれぞれの中心座標を計測すること、及び
数６で計算される、設計上の前記コアの中心座標である設計中心座標と計測した前記中心座標とのずれ量δΛｘが
δΛｘ≦ｒｄ
を満たすとき、所望の接続損失特性を得られると判定すること、
を特徴とするマルチコアファイバの評価方法。
【数6】
ｒ＝Ｒｉ－ｒｓ、
θ＝θｉ－ｊ－θｓ
Ｒｉは、前記原点と前記コアの前記中心座標とを結ぶそれぞれの線分の長さ（ｉは前記コアの番号であり、Ｎ以下の自然数である。）、
θｉ－ｊは、隣接する前記コアの前記線分がなす角（ｊは、番号ｉの前記コアに隣接する前記コアの番号であり、Ｎ以下の自然数である。）である。
ここで、
【数1】
【数2】
【数3】
【数4】
Ｗ ｉ は所望の波長での番号ｉの前記コアのモードフィールド直径（ＭＦＤ）である。
【請求項3】
前記マルチコアファイバの断面観察を行う前記カメラと、請求項１又は２に記載のマルチコアファイバの評価方法を行うプロセッサと、
を備え、前記マルチコアファイバが所望の接続損失特性を有するか否かを判定する評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、マルチコアファイバの構造を評価する評価方法及び評価装置に関する。
【背景技術】
【0002】
現在のシングルモードファイバやマルチモードファイバにおいて、相互接続性を担保するために光学特性および幾何学構造パラメータが標準化されている（例えば、非特許文献１、２を参照。）。これらに開示される光ファイバは、クラッド中心にコアがあるシングルコアファイバである。このような光ファイバについて、クラッド中心とコア中心とのずれ量を評価する試験方法も開示されている（例えば、非特許文献３、４を参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0003】
【文献】ＩＴＵ－Ｔ Ｇ．６５２， “Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ａ ｓｉｎｇｌｅ－ｍｏｄｅ ｆｉｂｒｅ ａｎｄ ｃａｂｌｅ，” ２０１６．
【文献】ＩＴＵ－Ｔ Ｇ．６５１．１，“Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ａ ５０／１２５μｍ ｍｕｌｔｉｍｏｄｅ ｇｒａｄｅｄ ｉｎｄｅｘ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｒｅ ｃａｂｌｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｏｐｔｉｃａｌ ａｃｃｅｓｓ ｎｅｔｗｏｒｋ，” ２０１８．
【文献】ＩＴＵ－Ｔ Ｇ．６５０．１， “Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｔｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｌｉｎｅａｒ， ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｓｔｉｃ ａｔｔｒｉｂｕｔｅｓ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ－ｍｏｄｅ ｆｉｂｒｅ ａｎｄ ｃａｂｌｅ，” ２０１８．
【文献】ＪＩＳ－Ｃ ６８２２，“光ファイバ構造パラメータ試験方法－寸法特性，” ２００９．
【文献】Ｔ． Ｍａｔｓｕｉ ｅｔ． ａｌ．， 「１１８．５ Ｔｂｉｔ／ｓ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｏｖｅｒ ３１６ ｋｍ－Ｌｏｎｇ Ｍｕｌｔｉ－Ｃｏｒｅ Ｆｉｂｅｒ ｗｉｔｈ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｃｌａｄｄｉｎｇ Ｄｉａｍｅｔｅｒ」， ＯＥＣＣ２０１７， ２－ｓ２８９２， ２０１７．
【文献】ＩＴＵ－Ｔ Ｌ．１２， “Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ， ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃａｂｌｅｓ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｏｕｔｓｉｄｅ ｐｌａｎｔ，” ２００８．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
クラッド内に複数のコアを有するマルチコアファイバ（ＭＣＦ：Ｍｕｌｔｉ Ｃｏｒｅ Ｆｉｂｅｒ）の光学特性については、非特許文献３に示される方法でコアごとに評価することができる。一方、非特許文献３、４に示される方法は、クラッドに対してコアが１つでありコアがクラッド中心に配置されることが前提であり、構造パラメータについてはクラッド中心とコア中心とのずれ量の評価に限定される。このため、非特許文献３、４に示される方法は、非特許文献５に開示されるようなＭＣＦに適用することはできない。このため、クラッド中心にコアを持たないＭＣＦの相互接続を実現するには、ＭＣＦの構造パラメータの評価方法が必要になる。
【0005】
光ファイバは、クラッド直径に公差を持っている。例えば直径が１２５μｍのクラッドに隣接コアの間隔が４０μｍで４つのコアが形成された４コアファイバを考える。コアの配置が理想的であっても、クラッド直径の変化に応じ、断面ごとに計測されるコア間隔は４０μｍから相似形で変化する。そのため、ＭＣＦの接続時において、ファイバの設計値から算出される各コアの中心座標をもとにコア間隔を算出し、コアの中心座標をクラッド直径に合わせて相似形で変化させ、接続損失が所望値（仕様）を満たすか否かを判断する必要がある。
【0006】
そこで、本発明は、ＭＣＦの構造パラメータが所望の接続損失値（仕様）を満たすか否かを簡易的に判定する評価方法及び評価装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために、本発明に係る評価方法は、ＭＣＦの断面においてコア中心座標が所望の接続損失から得られた所定領域内にあるか否かで判断することとした。
【0008】
具体的には、本発明に係る第１の評価方法は、断面においてＮ個（Ｎは３以上の整数）のコアが間隔ΛでＮ角形状に配置されるマルチコアファイバの評価方法であって、
カメラで前記マルチコアファイバの断面観察を行うこと、
前記断面観察したときの前記マルチコアファイバのクラッドを円で近似すること、
前記円の中心座標を原点とし、前記クラッド内にある前記コアそれぞれの中心座標を計測すること、及び
前記原点と前記コアの前記中心座標とを結ぶそれぞれの線分の長さＲｉ（ｉは前記コアの番号であり、Ｎ以下の自然数である。）が
ｒｓ－ｒｄ≦Ｒｉ≦ｒｓ＋ｒｄ
の範囲にあり、且つ
隣接する前記コアの前記線分がなす角θｉ－ｊ（ｊは、番号ｉの前記コアに隣接する前記コアの番号であり、Ｎ以下の自然数である。）が
θｓ－θｄ≦θｉ－ｊ≦θｓ＋θｄ
の範囲にあるときに、所望の接続損失特性を得られると判定すること、
を特徴とする。
ただし、
Ｗｉは所望の波長での番号ｉの前記コアのモードフィールド直径（ＭＦＤ）である。
カメラで前記マルチコアファイバの断面観察を行うこと、
前記断面観察したときの前記マルチコアファイバのクラッドを円で近似すること、
前記円の中心座標を原点とし、前記クラッド内にある前記コアそれぞれの中心座標を計測すること、及び
前記原点と前記コアの前記中心座標とを結ぶそれぞれの線分の長さＲｉ（ｉは前記コアの番号であり、Ｎ以下の自然数である。）が
ｒｓ－ｒｄ≦Ｒｉ≦ｒｓ＋ｒｄ
の範囲にあり、且つ
隣接する前記コアの前記線分がなす角θｉ－ｊ（ｊは、番号ｉの前記コアに隣接する前記コアの番号であり、Ｎ以下の自然数である。）が
θｓ－θｄ≦θｉ－ｊ≦θｓ＋θｄ
の範囲にあるときに、所望の接続損失特性を得られると判定すること、
を特徴とする。
ただし、
【数1】
【数2】
【数3】
【数4】
【数5】
【0009】
また、本発明に係る第２の評価方法は、断面においてＮ個（Ｎは３以上の整数）のコアが間隔ΛでＮ角形状に配置されるマルチコアファイバの評価方法であって、
カメラで前記マルチコアファイバの断面観察を行うこと、
前記断面観察したときの前記マルチコアファイバのクラッドを円で近似すること、
前記円の中心座標を原点とし、前記クラッド内にある前記コアそれぞれの中心座標を計測すること、及び
数６で計算される、設計上の前記コアの中心座標である設計中心座標と計測した前記中心座標とのずれ量δΛｘが
δΛｘ≦ｒｄ
を満たすとき、所望の接続損失特性を得られると判定すること、
を特徴とする。
ただし、
ｒ＝Ｒｉ－ｒｓ、
θ＝θｉ－ｊ－θｓ
Ｒｉは、前記原点と前記コアの前記中心座標とを結ぶそれぞれの線分の長さ（ｉは前記コアの番号であり、Ｎ以下の自然数である。）、
θｉ－ｊは、隣接する前記コアの前記線分がなす角（ｊは、番号ｉの前記コアに隣接する前記コアの番号であり、Ｎ以下の自然数である。）である。
カメラで前記マルチコアファイバの断面観察を行うこと、
前記断面観察したときの前記マルチコアファイバのクラッドを円で近似すること、
前記円の中心座標を原点とし、前記クラッド内にある前記コアそれぞれの中心座標を計測すること、及び
数６で計算される、設計上の前記コアの中心座標である設計中心座標と計測した前記中心座標とのずれ量δΛｘが
δΛｘ≦ｒｄ
を満たすとき、所望の接続損失特性を得られると判定すること、
を特徴とする。
【数6】
ｒ＝Ｒｉ－ｒｓ、
θ＝θｉ－ｊ－θｓ
Ｒｉは、前記原点と前記コアの前記中心座標とを結ぶそれぞれの線分の長さ（ｉは前記コアの番号であり、Ｎ以下の自然数である。）、
θｉ－ｊは、隣接する前記コアの前記線分がなす角（ｊは、番号ｉの前記コアに隣接する前記コアの番号であり、Ｎ以下の自然数である。）である。
【0010】
さらに、本発明に係る評価装置は、
前記マルチコアファイバの断面観察を行う前記カメラと、
前述のマルチコアファイバの評価方法を行うプロセッサと、
を備え、前記マルチコアファイバが所望の接続損失特性を有するか否かを判定する。
前記マルチコアファイバの断面観察を行う前記カメラと、
前述のマルチコアファイバの評価方法を行うプロセッサと、
を備え、前記マルチコアファイバが所望の接続損失特性を有するか否かを判定する。
【0011】
本発明に係るＭＣＦの評価方法は、クラッドの外径を円で近似し、そのクラッド中心座標を原点とし、クラッド内にある複数のコアそれぞれの中心座標が、設計されたコア間隔の座標から所望の範囲にあるかどうかで判定する。このため、ＭＣＦの断面からＭＣＦ同士の接続時に所望の接続損失に抑えられるか否かを簡易的に判断できる。
【0012】
従って、本発明は、ＭＣＦの構造パラメータが所望の接続損失値（仕様）を満たすか否かを簡易的に判定する評価方法及び評価装置を提供することができる。
【0013】
なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。
【発明の効果】
【0014】
本発明は、ＭＣＦの構造パラメータが所望の接続損失値（仕様）を満たすか否かを簡易的に判定する評価方法及び評価装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】光ファイバの断面を説明する図である。（ａ）はシングルコアファイバ、（ｂ）はマルチコアファイバである。
【図2】光ファイバの断面を説明する図である。（ａ）は４コアファイバのコア配置を説明し、（ｂ）はコア位置のずれδΛｘを説明する。
【図3】４コアファイバの接続損失の分布（接続損失特性）を説明する図である。
【図4】４コアファイバにおいて、コアのずれに対する平均損失と最大損失０．２ｄＢ以下の発生確率を計算した結果である。
【図5】本発明に係るマルチコアファイバの評価方法を説明するフローチャートである。
【図6】光ファイバの断面を説明する図である。（ａ）は周方向のコアの位置ずれを説明し、（ｂ）は半径方向のコアの位置ずれを説明する。
【図7】４コアファイバの接続損失の分布（接続損失特性）を説明する図である。
【図8】本発明に係るマルチコアファイバの評価方法を説明するフローチャートである。
【図9】光ファイバの断面においてコア位置のずれδΛｘを説明する図である。
【図10】本発明に係るマルチコアファイバの評価装置を説明する図である。
【図11】本発明に係るマルチコアファイバの評価装置の光ファイバ把持部を説明する図である。（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【0017】
各実施形態を説明する前に、ＭＣＦの構造について説明する。コア間隔ΛでＮ個のコアを有するＭＣＦでは、クラッド中心と隣接する２つのコアによりなされる角度θｓ［度］は式（１）で決定される。
また、クラッド中心から外周コアのコア中心までの距離ｒｓは式（２）で決定される。
【数1】
【数2】
【0018】
図１（ａ）は、現在用いられているシングルコアファイバ（ＳＣＦ）の断面図である。図１（ａ）に示すように、ＳＣＦはクラッド１１内にコア１２が１つだけ存在し、且つクラッド１１の中心Ｃにコア１２が配置される構造である。一方、ＭＣＦは図１（ｂ）に示すようにクラッド１１内に複数のコア１２が配置されている。クラッド１１の中心Ｃにコア１２が配置される場合もあるが、本実施形態では中心Ｃにはコア１２が配置されないＭＣＦを説明する。また、ＭＣＦにおけるコアの光学特性は非特許文献１に記載されているＧ．６５２．Ｄに準拠していると仮定する。
【0019】
図２（ａ）は、クラッド１１内に４つのコア（１２－１～１２－４）が間隔Λで配置されている４ＣＦ（４ Ｃｏｒｅ Ｆｉｂｅｒ）を説明する図である。低接続損失で４ＣＦ同士を接続するためには、４つのコア（１２－１～１２－４）が互いの４ＣＦ間で概ね一致する位置にあることが必要である。しかしながら、図２（ｂ）に示すように、製造上のばらつきなどにより各コア（１２－１～１２－４）の位置は設計位置（１３－１～１３－４）との位置ずれ量δΛｘ；ｘは１から４のいずれか）を持つようになる。
【0020】
ここで、コア間隔Λを４０μｍとして設計した４ＣＦにおいてコアの位置ずれ量から生じる接続損失を算出する。接続損失の算出においては、式（３）により軸ずれ量ｄ（μｍ）に対する結合効率ηを算出し、損失を計算した。また、各コアには、位置ずれ量δΛｘ（μｍ）として、設計上のコア位置からの最大位置ずれ量δｍａｘを設定し、δｍａｘ以内の値をランダムに与えることとした。
ここで、Ｗ１及びＷ２は接続する４ＣＦそれぞれのモードフィールド半径である。つまり、接続する４ＣＦを光ファイバ１と光ファイバ２としたとき、光ファイバ１の各コア（１２－１から１２－４）のモードフィールド径がＷ１、光ファイバ２の各コア（１２－１から１２－４）のモードフィールド径がＷ２である。
【数3】
【0021】
図３は、計算した接続損失の分布（接続損失特性）を説明する図である。計算に使用したパラメータは次の通りである。両光ファイバのクラッド径がともに１２５μｍの場合（公差なしの場合）と、一方の光ファイバのクラッド径が１２５μｍ、他方が１２５μｍ±１．０μｍの場合（クラッド径が相違する場合）において、δｍａｘを１．０μｍとし、１０，０００回のランダムな位置ずれを与えて計算を行った。横軸に示した大きさの接続損失（最大損失）（ｄＢ）の発生確率（％）で接続損失特性を示している。
公差なしの場合、各コアの位置ずれδΛｘの差に応じた損失特性である。クラッド径が相違する場合、各コアの位置ずれδΛｘの差に加え、クラッド直径のランダムなずれを含んだ損失特性である。
公差なしの場合、各コアの位置ずれδΛｘの差に応じた損失特性である。クラッド径が相違する場合、各コアの位置ずれδΛｘの差に加え、クラッド直径のランダムなずれを含んだ損失特性である。
【0022】
ここで、非特許文献１に準拠している標準的なＳＭＦの融着接続においては、平均損失０．１ｄＢ以下、且つ最大損失０．２ｄＢ以下となる発生確率が９７％という規格が非特許文献６に示されている。図３のように、クラッド径が相違する場合も公差なしの場合も、平均損失と最大損失のいずれも上記規格を満たしていない。
【0023】
図４は、δｍａｘに対する平均損失と最大損失０．２ｄＢ以下の発生確率の計算結果を説明する図である。横軸はδｍａｘ（μｍ）、第１縦軸は平均損失（ｄＢ）、第２縦軸は最大損失０．２ｄＢ以下の発生確率（％）である。実線は公差なしの場合の結果であり、破線はクラッド径が相違する場合の結果である。図４より、公差がない場合にはδｍａｘが０．７μｍ以下で平均損失と最大損失のいずれの規格も満たし、クラッド径が相違する場合（相違量１．０μｍ）であればδｍａｘが０．６５μｍ以下で平均損失と最大損失のいずれの規格も満たすことが確認できる。
【0024】
以上から、ＭＣＦ同士を非特許文献６に示されるような損失規格で接続するためには、各コアの中心座標からの偏差を評価することが有効であることがわかる。
【0025】
（実施形態１）
図５は、本実施形態のＭＣＦの評価方法を説明するフローチャートである。本評価方法は、断面においてＮ個（Ｎは３以上の整数）のコアが間隔ΛでＮ角形状に配置されるマルチコアファイバの評価方法であって、
カメラで前記マルチコアファイバの断面観察を行うこと（ステップＳ０１～Ｓ０３）、
前記断面観察したときの前記マルチコアファイバのクラッドを円で近似すること（ステップＳ０４）、
前記円の中心座標を原点とし、前記クラッド内にある前記コアそれぞれの中心座標を計測すること（ステップＳ０５）、及び
前記原点と前記コアの前記中心座標とを結ぶそれぞれの線分の長さＲｉ（ｉは前記コアの番号であり、Ｎ以下の自然数である。）が
ｒｓ－ｒｄ≦Ｒｉ≦ｒｓ＋ｒｄ
の範囲にあり、且つ
隣接する前記コアの前記線分がなす角θｉ－ｊ（ｊは、番号ｉの前記コアに隣接する前記コアの番号であり、Ｎ以下の自然数である。）が
θｓ－θｄ≦θｉ－ｊ≦θｓ＋θｄ
の範囲にあるときに、所望の接続損失特性を得られると判定すること（ステップＳ０６～Ｓ１１）、
を特徴とする。
図５は、本実施形態のＭＣＦの評価方法を説明するフローチャートである。本評価方法は、断面においてＮ個（Ｎは３以上の整数）のコアが間隔ΛでＮ角形状に配置されるマルチコアファイバの評価方法であって、
カメラで前記マルチコアファイバの断面観察を行うこと（ステップＳ０１～Ｓ０３）、
前記断面観察したときの前記マルチコアファイバのクラッドを円で近似すること（ステップＳ０４）、
前記円の中心座標を原点とし、前記クラッド内にある前記コアそれぞれの中心座標を計測すること（ステップＳ０５）、及び
前記原点と前記コアの前記中心座標とを結ぶそれぞれの線分の長さＲｉ（ｉは前記コアの番号であり、Ｎ以下の自然数である。）が
ｒｓ－ｒｄ≦Ｒｉ≦ｒｓ＋ｒｄ
の範囲にあり、且つ
隣接する前記コアの前記線分がなす角θｉ－ｊ（ｊは、番号ｉの前記コアに隣接する前記コアの番号であり、Ｎ以下の自然数である。）が
θｓ－θｄ≦θｉ－ｊ≦θｓ＋θｄ
の範囲にあるときに、所望の接続損失特性を得られると判定すること（ステップＳ０６～Ｓ１１）、
を特徴とする。
【0026】
本実施形態の方法は、クラッド直径の変化によらず基準の接続損失特性を実現できるコア間隔であるか否かを判定する方法である。
本方法は、まず、ＭＣＦの構造パラメータを計測する工程を行う。ＭＣＦをファイバカッタなどで切断し、断面を研磨して水平面（長手方向に対しての垂直面）を形成する（ステップＳ０１）。続いてカメラで前記水平面全体の画像（クラッドの画像）を取得し（ステップＳ０２）、さらにクラッド内のコア画像を取得する（ステップＳ０３）。次に、クラッドの画像からクラッド外周を円で近似し、その中心座標とクラッド直径を算出する（ステップＳ０４）。また、各コアも円で近似し、それぞれの中心座標を算出する（ステップＳ０５）。なお、クラッド中心および各コアの中心位置は、例えば、非特許文献３や４に示されるような測定方法で得ることが可能である。
計測工程はステップＳ０５で終了する。
本方法は、まず、ＭＣＦの構造パラメータを計測する工程を行う。ＭＣＦをファイバカッタなどで切断し、断面を研磨して水平面（長手方向に対しての垂直面）を形成する（ステップＳ０１）。続いてカメラで前記水平面全体の画像（クラッドの画像）を取得し（ステップＳ０２）、さらにクラッド内のコア画像を取得する（ステップＳ０３）。次に、クラッドの画像からクラッド外周を円で近似し、その中心座標とクラッド直径を算出する（ステップＳ０４）。また、各コアも円で近似し、それぞれの中心座標を算出する（ステップＳ０５）。なお、クラッド中心および各コアの中心位置は、例えば、非特許文献３や４に示されるような測定方法で得ることが可能である。
計測工程はステップＳ０５で終了する。
【0027】
本方法は、続いて、計測したＭＣＦの構造パラメータが基準内であるか否かを判定する工程を行う。まず、クラッド直径が基準内であるか判定する（ステップＳ０６）。クラッド直径が基準外（ステップＳ０６で“Ｎｏ”）であれば不良判定とする（ステップＳ１１）。クラッド直径が基準内（ステップＳ０６で“Ｙｅｓ”）であれば、クラッド中心座標を原点（０，０）として、計測した各コアの端面画像上の中心座標をクラッド中心を原点とした座標に変換する（ステップＳ０７）。本ステップは次の理由による。ステップＳ０２で取得したＭＣＦの端面画像が画像全体の中心、あるいは当該画面の４隅のいずれかを原点としている場合があるため、本判定工程のためにクラッド中心を原点とするように各コアの座標位置をシフトさせる。
【0028】
次に、画像から取得したクラッド中心と各コアの中心との線分の長さＲｉ（μｍ）が、設計上のクラッド中心と各コアの中心との線分の長さｒｓ（μｍ）に対し、所定の範囲ｒｄ（μｍ）以内であるか否かを判定する（ステップＳ０８、ｒｓとｒｄについては図６（ｂ）参照。）。長さＲｉが範囲外（ステップＳ０８で“Ｎｏ”）であれば不良判定とする（ステップＳ１１）。
【0029】
長さＲｉが範囲内（ステップＳ０８で“Ｙｅｓ”）であれば次の判定を行う（ステップＳ０９）。コアｉと原点とを結ぶ線分を第１線分、前記コアｉに隣接するコアｊと原点とを結ぶ線分を第２線分とする。画像から取得した第１線分と第２線分とが成す角度をθｉ－ｊ［度］とする。角度θｉ－ｊが、設計上の第１線分と第２線分とが成す角度θｓ［度］に対し、所定の範囲θｄ［度］以内にあるか否かを判定する（ステップＳ０９、θｓとにθｄついては図６（ａ）を参照。）。角度θｉ－ｊが範囲内（ステップＳ０９で“Ｙｅｓ”）であれば良好な構造と判定して終了する（ステップＳ１０）。一方、角度θｉ－ｊが範囲外（ステップＳ０９で“Ｎｏ”）であれば不良判定とする（ステップＳ１１）。
判定工程はステップＳ１０又はＳ１１で終了する。
判定工程はステップＳ１０又はＳ１１で終了する。
【0030】
ステップＳ０８及びＳ０９で用いる公差ｒｄと角度の公差θｄは、式（４）と（５）で決定する。
Ｗｉは所望の波長での番号ｉのコアのモードフィールド直径（ＭＦＤ）である。ηは式（３）に記載した結合効率と同じであり、所望の接続損失値（線形値）を代入する。
【数4】
【数5】
【0031】
図７は、上述した評価方法で良好と選別したＭＣＦ同士を接続した時の接続損失の分布（接続損失特性）を説明する図である。
本接続損失特性は、ＭＣＦがΛ＝４０μｍの４コアファイバであり、各コアのＭＦＤをＷ１＝Ｗ２＝８．６μｍ、ｒｓ＝２８．３μｍ、θｓ＝９０度、ｒｄ＝０．６μｍ、θｄ＝２．０度、δｍａｘ＝０．８μｍとし、１０，０００回のランダムな位置ずれをコアに与えるという条件の下、計算した結果である。横軸と縦軸の意味は図３と同じである。
本接続損失特性は、ＭＣＦがΛ＝４０μｍの４コアファイバであり、各コアのＭＦＤをＷ１＝Ｗ２＝８．６μｍ、ｒｓ＝２８．３μｍ、θｓ＝９０度、ｒｄ＝０．６μｍ、θｄ＝２．０度、δｍａｘ＝０．８μｍとし、１０，０００回のランダムな位置ずれをコアに与えるという条件の下、計算した結果である。横軸と縦軸の意味は図３と同じである。
【0032】
図７の結果から、図５の判定フローを用いてＭＣＦを選別すれば、非特許文献６に示される損失規格を満たすことがわかる。つまり、本発明の判定方法を用いることで良好な接続特性を満たすＭＣＦを選別できる。
なお、ここでは非特許文献３、４に記載される接続損失条件を満足するよう端面構造の判定を行う例を示したが、他の接続損失条件に対しても、図４のように必要なコア偏心量を求めることで同じ手順で判定できる。
なお、ここでは非特許文献３、４に記載される接続損失条件を満足するよう端面構造の判定を行う例を示したが、他の接続損失条件に対しても、図４のように必要なコア偏心量を求めることで同じ手順で判定できる。
【0033】
（実施形態２）
図８は、本実施形態のＭＣＦの評価方法を説明するフローチャートである。本評価方法は、ステップＳ０７まで図５で説明した手順と同じである。従って、本実施形態では実施形態１と異なる部分のみ説明する。
本評価方法は、ステップＳ０７の後に、数６で計算される、設計上の前記コアの中心座標である設計中心座標と計測した前記中心座標とのずれ量δΛｘが
δΛｘ≦ｒｄ
を満たすとき、所望の接続損失特性を得られると判定すること（ステップＳ１８～Ｓ２１、Ｓ１０、Ｓ１１）、
を特徴とする。
図８は、本実施形態のＭＣＦの評価方法を説明するフローチャートである。本評価方法は、ステップＳ０７まで図５で説明した手順と同じである。従って、本実施形態では実施形態１と異なる部分のみ説明する。
本評価方法は、ステップＳ０７の後に、数６で計算される、設計上の前記コアの中心座標である設計中心座標と計測した前記中心座標とのずれ量δΛｘが
δΛｘ≦ｒｄ
を満たすとき、所望の接続損失特性を得られると判定すること（ステップＳ１８～Ｓ２１、Ｓ１０、Ｓ１１）、
を特徴とする。
【0034】
本実施形態の方法は、所望の接続損失特性を満たすＭＣＦであるか否かを、測定したコア中心位置が設計上のコア中心位置に対して許容位置ずれ量以内であるかで判定する方法である。
図９は、ＭＣＦの設計上のコア中心位置と測定したコア中心位置とのずれ量δΛｘを説明する図である。ずれ量δΛｘは次式で表現できる。
ただし、ｒ＝Ｒｉ－ｒｓ、θ＝θｉ－ｊ－θｓであり、それぞれ半径方向、周方向における測定結果の設計位置に対するずれ量を表す。
図９は、ＭＣＦの設計上のコア中心位置と測定したコア中心位置とのずれ量δΛｘを説明する図である。ずれ量δΛｘは次式で表現できる。
【数6】
【0035】
本方法の判定工程は、まず、画像から取得したクラッド中心と各コアの中心との線分の長さＲｉ（μｍ）から設計上のクラッド中心と各コアの中心との線分の長さｒｓ（μｍ）を減算し、各コアについて半径方向のずれ量ｒを計算する（ステップＳ１８）。続いて、画像から取得した第１線分と第２線分とが成す角度をθｉ－ｊ［度］から設計上の第１線分と第２線分とが成す角度θｓ［度］を減算し、各コアについて周方向のずれ量θ［度］を計算する（ステップＳ１９）。さらに、式（６）で各コア毎にずれ量δΛｘを計算する（ステップＳ２０）。
【0036】
続いて、ずれ量δΛｘが許容損失から求まるｒｄ（式（４）参照。）以内であるか否かを判定する（ステップＳ２１）。ずれ量δΛｘがｒｄ以内（ステップＳ２１で“Ｙｅｓ”）であれば良好な構造と判定して終了する（ステップＳ１０）。一方、ずれ量δΛｘがｒｄより大きい場合（ステップＳ２１で“Ｎｏ”）であれば不良判定とする（ステップＳ１１）。
判定工程はステップＳ１０又はＳ１１で終了する。
判定工程はステップＳ１０又はＳ１１で終了する。
【0037】
本実施形態の評価方法は、半径方向および周方向の２つのずれ量を同時に考慮して判定でき、好ましい。
【0038】
（実施形態３）
図１０は、本実施形態の評価装置３０１を説明する図である。評価装置３０１は、
マルチコアファイバ５０の断面観察を行うカメラ３１と、
実施形態１又は２で説明した評価方法を行うプロセッサ３２と、
を備え、マルチコアファイバ５０が所望の接続損失特性を有するか否かを判定する。
図１０は、本実施形態の評価装置３０１を説明する図である。評価装置３０１は、
マルチコアファイバ５０の断面観察を行うカメラ３１と、
実施形態１又は２で説明した評価方法を行うプロセッサ３２と、
を備え、マルチコアファイバ５０が所望の接続損失特性を有するか否かを判定する。
【0039】
図１０を用いて、さらに評価装置３０１を説明する。評価装置３０１は、光源３０、光ファイバ把持部３２、及び対物レンズ３３をさらに備える。カメラ３１は、画像撮影器３１ａ、光画像撮影器３１ｂ、および光軸Ｌａｘに対してこれらの撮影器を移動させる切替部３４を備える。光源３０は、ハロゲンランプ等の白色光源であり、ＭＣＦ５０のクラッド全体を照射可能であれば、レンズ等により集光しても良い。光ファイバ把持部３２は、ＭＣＦ５０を水平に設置し、ＭＣＦ５０が動かないように抑える。例えば、光ファイバ把持部３２は、図１１に示すようにＶ溝３２ａを有しており、Ｖ溝３２ａにＭＣＦ５０を水平に設置し、ＭＣＦ５０が動かないように、上からＭＣＦ５０を抑えるクランプ（不図示）を有する。
【0040】
対物レンズ３３は、ＭＣＦ５０のクラッド全体が撮影できる倍率、あるいは、１部しか撮影できない倍率であっても切替部３４で画像撮影器３１ａ又は光画像撮影器３１ｂを同時に動かし、ＭＣＦ５０のクラッド全体を撮影できる構成であっても良い。
【0041】
画像撮影器３１ａと光画像撮影器３１ｂは、対物レンズ３３の視野を十分に満たす範囲を撮影できるものである。画像撮影器３１ａは、ＭＣＦ５０の端面全体を撮影できる。光画像撮影器３１ｂは、ＭＣＦ５０のコア部から出射される近赤外光の強度分布を撮影できる。
【0042】
画像撮影器３１ａと光画像撮影器３１ｂは、切替器３４で移動可能であり、それぞれ、光源３１、ＭＣＦ５０、及び対物レンズ３３と光軸が揃うように直線状に配置可能である。切替器３４は、例えば、レールやレボルバである。つまり、切替器３４で画像撮影器３１ａと光画像撮影器３１ｂとを切り替えることで２種類の端面画像（ＭＣＦ５０の端面全体の画像とコア部から出射される近赤外光の強度分布の画像）を撮影できる。カメラ３１とプロセッサ３２とが接続されており、カメラ３１が取得した２種類の端面画像はプロセッサ３２へ送られる。
【0043】
プロセッサ３２は、前記２種類の端面画像を合成して、光ファイバのクラッド直径および各コアの中心座標を計測し、図５または図８に記載の判定フローに基づいて評価を行う。従って、評価装置３０１は、検査するＭＣＦ５０が所望の接続損失特性を有するか否かを容易に判断することができる。
【0044】
なお、プロセッサ３２の動作はコンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。
【0045】
（他の実施形態）
上述した実施形態では、４ＣＦで説明したが、評価できるＭＣＦのコア数は４に限らない。コア数が３以上のＭＣＦであれば評価可能である。また、上述した実施形態では、光ファイバの中心にコアがないＭＣＦで説明したが、光ファイバの中心にコアがあるＭＣＦの評価も可能である。さらに、コアが多角形でなく、円環状に配列されているＭＣＦも評価可能である。
コアが六方最密状に配置されているＭＣＦも、最外周のコアを利用して評価可能である。
上述した実施形態では、４ＣＦで説明したが、評価できるＭＣＦのコア数は４に限らない。コア数が３以上のＭＣＦであれば評価可能である。また、上述した実施形態では、光ファイバの中心にコアがないＭＣＦで説明したが、光ファイバの中心にコアがあるＭＣＦの評価も可能である。さらに、コアが多角形でなく、円環状に配列されているＭＣＦも評価可能である。
コアが六方最密状に配置されているＭＣＦも、最外周のコアを利用して評価可能である。
【符号の説明】
【0046】
１１：クラッド
１２、１２－１、１２－２、１２－３、１２－４：コア
１３、１３－１、１３－２、１３－３、１３－４：設計上のコア位置
３０：光源
３１：カメラ
３１ａ：画像撮影器
３１ｂ：光画像撮影器
３２：光ファイバ把持部
３２ａ：Ｖ溝
３３：対物レンズ
３４：切替部
３５：プロセッサ
５０：マルチコアファイバ
３０１：評価装置
１２、１２－１、１２－２、１２－３、１２－４：コア
１３、１３－１、１３－２、１３－３、１３－４：設計上のコア位置
３０：光源
３１：カメラ
３１ａ：画像撮影器
３１ｂ：光画像撮影器
３２：光ファイバ把持部
３２ａ：Ｖ溝
３３：対物レンズ
３４：切替部
３５：プロセッサ
５０：マルチコアファイバ
３０１：評価装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】