特表 2022-551839 マルチコアファイバ及びファンアウト組立体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-12-14

(54)【発明の名称】マルチコアファイバ及びファンアウト組立体

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/26 20060101AFI20221207BHJP

   G02B 6/42 20060101ALI20221207BHJP

   G02B 6/02 20060101ALI20221207BHJP

   G02B 6/04 20060101ALI20221207BHJP

   G02B 6/32 20060101ALI20221207BHJP

【ＦＩ】

G02B6/26

G02B6/42

G02B6/02 461

G02B6/04 B

G02B6/32

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022520399

(86)(22)【出願日】2020-10-02

(85)【翻訳文提出日】2022-05-30

(86)【国際出願番号】 US2020054163

(87)【国際公開番号】W WO2021067880

(87)【国際公開日】2021-04-08

(31)【優先権主張番号】62/930,838

(32)【優先日】2019-11-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】62/909,422

(32)【優先日】2019-10-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】509094034

【氏名又は名称】オーエフエス ファイテル，エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100094112

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 讓

(74)【代理人】

【識別番号】100106183

【弁理士】

【氏名又は名称】吉澤 弘司

(74)【代理人】

【識別番号】100114915

【弁理士】

【氏名又は名称】三村 治彦

(74)【代理人】

【識別番号】100125139

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100209808

【弁理士】

【氏名又は名称】三宅 高志

(72)【発明者】

【氏名】バンサル，ラリットクマー

(72)【発明者】

【氏名】ディジョヴァンニ，デヴィッド，ジェー．

(72)【発明者】

【氏名】ホランド，ウィリアム，アール．

【テーマコード（参考）】

2H137

2H250

【Ｆターム（参考）】

2H137AB06

2H137BA04

2H137BA12

2H137BA13

2H137BA15

2H137BA18

2H137BA23

2H137BB03

2H137BB17

2H137BC02

2H137BC07

2H137BC16

2H137BC58

2H137CC11

2H137FA05

2H137HA01

2H250AC61

2H250AD32

2H250AE71

2H250CA32

2H250CA68

(57)【要約】

本発明の複数の実施形態によれば、光源からのマルチモード（ＭＭ）信号を伝搬するための光ファイバ組立体のような、光源からのＭＭ信号を伝搬するように構成された、例示的なシステムおよび製品が本明細書に記載されており、光ファイバ組立体は、ファイバ開口数（ＮＡ）値、第１のコア直径および第１の外径（ＯＤ）を有するマルチコアファイバ（ＭＣＦ）と、ＭＣＦと通信するテーパファイババンドル（ＴＦＢ）部分と、光源と通信する少なくとも１つのピグテール部分とを含むコンバイナとを含み、コンバイナは、光源からのＭＭ信号を伝搬し、ＭＭ信号が少なくとも１つのピグテール部分を満たすように、ファイバＮＡ値より小さい信号ＮＡ値を有するＭＭ信号を伝搬する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

マルチコアファイバ（ＭＣＦ）と、
コンバイナと、
光源をピグテール部に動作可能に結合するための光ファイバと、
不整合と
を含む、光源開口数（ＮＡ）値を有する前記光源からのマルチモード（ＭＭ）信号を伝搬するための光ファイバアセンブリであって、
前記マルチコアファイバ（ＭＣＦ）は、
ＭＣＦ ＮＡ値と、
ＭＣＦコア直径と、
ＭＣＦ外径（ＯＤ）とを含み、
前記コンバイナは、
前記ＭＣＦと通信するテーパファイババンドル（ＴＦＢ）部分であって、テーパ比を含むＴＦＢと、
ピグテール部分とを含み、
前記ピグテール部分は
ピグテールＮＡ値と、
ピグテールコア直径とを含み、
前記光ファイバは、
光ファイバＮＡ値と、
光ファイバのコア径とを含み、
前記不整合は、
光ファイバＮＡとピグテールＮＡとのＮＡ不整合と、
光ファイバコア径とピッグテールコア径とのコア径不整合と
ＮＡミスマッチとコア直径ミスマッチの両方と、
からなるグループのうちの選択された１つである、光ファイバアセンブリ。

【請求項2】

前記ＴＦＢ ＮＡ値は前記ＭＣＦ ＮＡ値より小さく、
前記ＴＦＢ ＮＡ値は前記ピグテールＮＡ値と前記テーパ比の積である、請求項１に記載の光ファイバ組立体。

【請求項3】

前記ピグテールＮＡ値が前記光ファイバＮＡ値より小さい、請求項１に記載の光ファイバ組立体。

【請求項4】

前記光ファイバは、前記ピグテール部分を前記光源に接続するための入射ファイバであり、前記入射ファイバは、前記ピグテールＮＡ値より大きいＮＡ値を有する、請求項１に記載の光ファイバ組立体。

【請求項5】

前記ＭＣＦはコアを含み、前記コア間のクロストークは－１３ｄＢ未満である、請求項１に記載の光ファイバ組立体。

【請求項6】

前記光ファイバは、ファイバリボンアレイ内に配置され、前記ファイバリボンアレイは、
円形リボン構成と、
線形リボン構成と
からなるグループから選択される１つである、請求項１に記載の光ファイバ組立体。

【請求項7】

前記ファイバリボンアレイは、
マルチファイバコネクタと、
マルチファイバプッシュオンコネクタと、
拡張ビームマルチファイバコネクタと、
レンズ付きマルチファイバ相互接続と
からなるグループから選択されるコネクタ内で終端される、請求項６に記載の光ファイバ組立体。

【請求項8】

前記ＴＦＢにおける損失が２．２ｄＢ未満である、請求項１に記載の光ファイバ組立体。

【請求項9】

光散乱コンポーネントをさらに含み、前記光散乱コンポーネントが、
高屈折率コーティングを含む前記ＴＦＢと、
光ストリッピングゲルを含む前記ＴＦＢと、
高屈折率コーティングを含む前記ピグテールと、
光ストリッピングゲルから成る前記ピグテールと、
からなる群から選択される１つである、請求項１に記載の光ファイバ組立体。

【請求項10】

前記ＴＦＢまたは前記ピグテールのいずれかが、コア間結合を防止するように構成される、請求項１に記載の光ファイバ組立体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願への相互参照］
本出願は、２０１９年１０月２日に出願された米国仮出願第６２／９０９，４２２号及び２０１９年１１月５日に出願された米国仮出願第６２／９３０，８３８号の利益を主張するものであり、両方とも参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

本明細書には、光源からのマルチモード（ＭＭ）信号を、特に、マルチコアファイバ（ＭＣＦ）スパンおよび光源からのＭＭ信号を伝播するための入出力（Ｉ／Ｏ）コンバイナ（ファンイン（Ｆａｎ－ｉｎ）および／またはファンアウト（Ｆａｎ－ｏｕｔ））組立体、例えば垂直共振器形面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）送信器に伝播するためのシステム、方法、および製品が記載される。

【背景技術】

【0003】

ファイバレーザは高出力光応用にしばしば用いられる。これらの用途では、テーパファイババンドル（ＴＦＢ）光カプラが、様々な光源からの複数の光入力を単一の光出力ポートに結合するためにしばしば使用される。より具体的には、ＴＦＢは、典型的には、複数のレーザの出力パワーをマルチモード光ファイバに結合して、これらの高パワー光応用においてファイバレーザおよび増幅器をポンピングする目的で使用される。

【0004】

ほとんどの光ファイバは、通常ファイバ軸上に位置する単一のファイバコアを有するが、複数のコアを含む特殊ファイバもある。マルチコアファイバ（ＭＣＦ）と呼ばれるこのようなファイバは、複数の光信号を単一のファイバによって並列に搬送することを可能にすることによって、現在の光ファイバシステムの通信信号伝送容量を大幅に増加させる可能性を有する。ＭＣＦは、シングルコアファイバと同等またはそれに近い直径を有するように開発されている。しかしながら、マルチモードファイバのコア径は大きく（例：５０ｕｍ）、光ファイバの外ガラス径は曲げの信頼性（例：＜２００ｕｍ）によって制限されるため、ＭＣＦのコア径は、市販のシングルコアマルチモードファイバのコア径よりも小さいことが好ましい。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、当該技術分野におけるニーズに対処し、ＭＣＦおよびコンバイナ（または「ファンアウト」）組立体を利用して、ＶＣＳＥＬ送信器などの光源からＭＭ信号を伝搬することを目的とする。本明細書に記載される一実施形態によれば、マルチコアファイバ内のコアのＮＡは、コンバイナの入射ファイバのＮＡより大きくてもよい。入射ファイバは、ＴＦＢピグテールと接続されるか、または「接続される」ファイバとして定義され得る。従って、例示的な入射ファイバは、ＴＦＢピグテールのコアＮＡに嵌合し、充填不足にすることができる。

【0006】

あるいは、ＭＣＦ内のコアのＮＡは、コンバイナ入射ファイバ内のコアのＮＡとほぼ等しくできる。本明細書に記載される例示的な実施形態は、ファイバＮＡと先細り要因とのバランスをとって、どこで輝度損失が発生するかを制御することができ、それによって、クロストークを最小限に抑えるように迷光を除去することができる。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の複数の実施形態によれば、光源からのマルチモード（ＭＭ）信号を伝搬するための光ファイバ組立体のような、光源からのＭＭ信号を伝搬するように構成された、例示的なシステムおよび製品が本明細書に記載されており、光ファイバ組立体は、ファイバ開口数（ＮＡ）値と、第１のコア直径および第１の外径（ＯＤ）を有するマルチコアファイバ（ＭＣＦ）と、ＭＣＦと通信するテーパファイババンドル（ＴＦＢ）部分と、光源と通信する少なくとも１つのピグテール部分とを含むコンバイナとを含み、コンバイナは、光源からのＭＭ信号を伝搬し、ＭＭ信号が少なくとも１つのピグテール部分を満たすように、ファイバＮＡ値より小さい信号ＮＡ値を有するＭＭ信号を伝搬する。

【0008】

本明細書に記載される追加の実施形態は、光源からのＭＭ信号を伝搬するための光ファイバ組立体に関し、光ファイバ組立体は、ファイバＮＡ値、第１のコア直径および第１のＯＤを有するＭＣＦと、ＭＣＦと通信するＴＦＢ部分と、光源と通信する少なくとも１つのピグテール部分とを含むコンバイナと、ピグテールＮＡ値およびピグテールコア直径を有する少なくとも１つのピグテール部分と、少なくとも１つのピグテール部分と通信するリボンアレイとを含み、リボンアレイは、リボンアレイＮＡ値およびリボンアレイコア直径のうちの少なくとも１つが、それぞれ、ピグテールＮＡ値およびピグテールコア直径から不整合である。

【0009】

本明細書に記載される更なる実施形態は、光源からＭＭ信号を伝搬させるための光ファイバ組立体に関し、光ファイバ組立体は、ファイバＮＡ値、第１コア直径および第１ＯＤを有するＭＣＦと、ＭＣＦと通信するＴＦＢ部分と、光源と通信する少なくとも１つのピグテール部分とを含むコンバイナと、ピグテールＮＡ値およびピグテールコア直径を有する少なくとも１つのピグテール部分と、少なくとも１つのピグテール部分と通信するトランスフォーマと、光源およびトランスフォーマと通信する入射ファイバとを含み、入射ファイバは、入射ファイバＮＡ値および入射ファイバコア直径を有し、入射ファイバＮＡ値および入射ファイバコア直径の少なくとも１つは、それぞれ、ピグテールＮＡ値およびピグテールコア直径から不整合である。

【0010】

本発明の他のおよびさらなる実施形態および態様は、以下の議論の過程において、添付の図面を参照することによって明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0011】

以下の図面が参照される。

【図1】本発明の一実施形態によるマルチコアファイバおよびファンアウト組立体の例示的なシステム１００を示す。

【図2】本発明の一実施形態によるマルチコアファイバおよびファンアウト組立体の例示的なシステム２００を示す。

【図3】は、本発明の一実施形態によるマルチコアファイバおよびファンアウト組立体の例示的なシステム３００を示す。

【図4】本発明の一実施形態によるマルチコアファイバおよびファンアウト組立体の例示的なシステム４００を示す。

【図5】本発明の一実施形態によるマルチコアファイバおよびファンアウト組立体の例示的なシステム５００を示す。

【図6】本発明の一実施形態によるマルチコアファイバおよびファンアウト組立体の例示的なシステム６００を示す。

【図7】本発明の一実施形態によるマルチコアファイバおよびファンアウト組立体の例示的なシステム７００を示す。

【図8】マルチコアファイバおよびファンアウト組立体の例示的なシステム８００を示し、本発明の一実施形態によるファンインおよびファンアウトの両方を結合するために同様のオプションを使用することができる。

【図9】本明細書に記載する例示的な実施形態による、クロストークレベルと測定されたチャネル損失とを相関させる例示的なグラフ９００を示す。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本明細書に記載される１つ以上の例示的な実施形態による用語
ＭＣＦ：マルチコアファイバ
ＭＭ：マルチモード
ＶＣＳＥＬ：垂直共振器型面発光レーザ
ＴＦＢ：テーパファイババンドル
テーパ比：ＴＦＢがＭＣＦからピグテールに向かって漸減する係数
ＮＡ値：開口数
ファイバＮＡ値：ＭＣＦ内のいずれかのコアのＮＡ
信号ＮＡ値：ＭＣＦ内の光のＮＡ
ピグテールＮＡ値：ＴＦＢピグテールのコアのＮＡ
ＴＦＢ ＮＡ値：ピグテールＮＡ値とＴＦＢのテーパ比との積
リボンＮＡ値：リボンファイバアレイのコアのＮＡ
入射ＮＡ値：入射ファイバのコアのＮＡ

【0013】

本発明は、ＶＣＳＥＬ送信器、または単に「ＶＣＳＥＬ」のような光源からＭＭ信号を伝搬するためのＭＣＦおよびファンアウト組立体に関する。上述したように、ＭＣＦにおけるコア直径は、市販のシングルコアマルチモードファイバにおける直径よりも小さいことが好ましい。ＭＣＦ内のコアＮＡは、明るさを維持するために、より大きな直径のコアよりも高くする必要があり、ここで、明るさは、直径とＮＡの積として理解され得る。多くのＴＦＢ組立体では、コア直径は、入力ピグテールから出口に向かって先細りし、それによって、断熱テーパでＮＡを増加させ得る。

【0014】

当業者であれば、ＶＣＳＥＬは、半導体レーザ、より具体的には、モノリシックなレーザ共振器を有するレーザダイオードとして説明することができ、放射光は、チップ表面などの上面に垂直な方向に送信器から出射することが理解されるであろう。これは、ウエハから個々のチップを切断することによって形成された表面から発光する従来のエッジ発光半導体レーザとは反対である。ＶＣＳＥＬは、典型的には、かなり小さいモード領域（例えば、直径が数ミクロン程度）に対してのみ高いビーム品質を有し、したがって、出力パワーに関して制限される。

【0015】

より大きなモード領域では、高次横モードの励起は避けられない。これは、共振器の長さがわずか数ミクロンという非常に短いことの結果である。短い共振器往復時間により、ＶＣＳＥＬはギガヘルツ（ＧＨｚ）範囲の周波数で良好に変調され得る。したがって、ＶＣＳＥＬは、光ファイバ通信用および自由空間光通信用の送信器として有用であり得る。短距離通信では、８５０ｎｍのＶＣＳＥＬがＭＭファイバと組み合わせて使用され、１０Ｇｂｉｔ／ｓのデータレートが数百メートルの距離にわたって到達され得る。

【0016】

本発明の一実施形態によれば、複数のＶＣＳＥＬ （例：８個のＶＣＳＥＬ）があってもよく、それぞれがＮＡ＜０．２８および９μｍモードフィールド直径（ＭＦＤ）を有する。例示的なＭＭ ＶＣＳＥＬは、活性層の上のわずかな距離に開口を含むことができる。この例示的なＭＭ ＶＣＳＥＬのＭＦＤは、活性層（例えば、約１０ｕｍ）上の開口または窓の直径として記載され得る。発散は上部と下部の反射器の間に支持された横モードから発生する。複数のＶＣＳＥＬの各々は、５０μｍ、０．２ＮＡコアを有する複数のファイバに任意に結合されてもよく、複数のファイバは、リボン状ファイバアレイに組み立てられてもよい。この実施形態は、一端で複数のＶＣＳＥＬに接続し、他端でＭＭ ＭＣＦ（例えば、８つのコアファイバ）に接合するファンアウトコンポーネントをさらに含むことができる。
以下にさらに詳細に説明するように、ファンアウトコンポーネントは、任意選択的に、リボン状ＭＭファイバアレイ、すなわち、光源とピグテール部分との間の「ファイバリボン」接続を介して達成することができる。例示的なファイバリボンは、円形または「巻取り可能なリボン」構成、線形リボン構成などのような、しかしこれらに限定されない任意の構成を特徴とすることができる。さらに、例示的なファイバリボンアレイは、マルチファイバコネクタ、マルチファイバプッシュオンコネクタ、拡張ビームマルチファイバコネクタ、レンズ付きマルチファイバ相互接続などで終端することができる。

【0017】

ＭＣＦファイバの外側ＯＤの制約により、ファンアウトの入力と出力の間に（例えば、コア直径とＮＡの積にほぼ等しい）輝度の不整合が存在する可能性がある。この不整合は、光がＭＣＦのコアから迷光として結合されるため、光信号の減衰を引き起こす可能性がある。１つのコアからの迷光は、他のコアに結合する可能性があり、その結果、信号クロストークが発生し、リンク性能に大きな悪影響を及ぼす可能性がある。従って、コアによって捕捉される迷光の量を最小にしながら、ＭＣＦ入力に入射される送信器（例：ＶＣＳＥＬ）からの信号のモード内容を管理するための設計が必要とされる。同様に、ＭＣＦ出力は、出力ファンアウトに結合されてもよく、これは、望ましくないクロストークをもたらす別のソースとなり得る。

【0018】

ＮＡ、ＯＤ、コア直径など（しかし、これらに限定されない）のような１つまたは複数の異なる特性を有する光源（例：ＶＣＳＥＬ）に接続するためのＭＣＦおよびコンバイナまたはファンアウトアレイのいくつかの例示的実施形態が本明細書に記載される。例示的コンバイナアレイは、入射ファイバ、テーパファイババンドル（ＴＦＢ）部分、およびＴＦＢピグテール部分を含んでもよく、ここで、ＴＦＢは例示的ＭＣＦに接続される。この接続は、機械的コネクタまたは融着接合のいずれかを介して達成することができることに留意されたい。さらに、接合された又は機械的な接続のいずれも、各コア間のクロストークを低減するために、モードストリッパを特徴とすることができる。場合によっては、コンバイナまたはファンアウトの同様の構成が、ＭＣＦからの光を結合するために必要とされ得る。

【0019】

本明細書に記載される実施形態は、入力テーパによって生成される輝度機構の損失および／または不整合から生じる迷光およびクロストークを議論するが、同じ原理が出力テーパで生じる迷光およびクロストークに適用され得ることを当業者は理解するであろう。換言すれば、入力側に見られる入射ファイバ、ＴＦＢピグテール、ダウンテーパ、および接合領域に関連する損失は、出力側で発生する可能性がある。したがって、クロストークは、光ストリッパ（例えば、高屈折率コーティング、光ストリッピングゲルなど）を出力またはアップテーパに追加することによって改善することができる。これは、膨張コア間の前方散乱またはエバネセント結合に起因する可能性がある。したがって、光ストリッピングは、入力テーパ、出力テーパ、またはその両方で実行することができる。

【0020】

上述のように、ＴＦＢと光源との間の接続は、ピグテール部分に融合されたリボンアレイを含むことができる。出力が必要な場合、入射ファイバは出力ファイバとして機能し、この構成は逆の方法で動作して（例えば、光源の代わりに）複数の光受信器に接続される。入射ファイバと同様に、この出力は、上述のリボンアレイ技術を利用することができる。出力ファイバは、光が反対方向（例えば、ＭＣＦからの光を光源ではなく受光器に伝送する）に進む入射ファイバに類似している。換言すれば、ＭＣＦ内のコアの半分は光を一方向に搬送でき、残りの半分は光を反対方向に搬送できる。したがって、ＴＦＢからのファイバは、半入射（または入力）ファイバおよび半出力ファイバとみなすことができる。

【0021】

全体的に直径とＮＡの積に等しい輝度を維持するために、ＭＣＦ中のコアのＮＡは、より大きな直径のコアのＮＡよりも高くする必要がある。さらに、多くのＴＦＢでは、コア直径は入力ピグテールから出口に向かって先細り、断熱テーパではＮＡで必然的に増加する。多くの場合（例えば、クロストークを低減するために）、ＴＦＢが本質的に損失のないものであり、輝度が保持されていることが望ましいため、入力ピグテール内のコアは、より大きなコア内に、（例えば、充填不足の）より小さなＮＡ光を含み、（例えば、完全に満たされた）より大きなＮＡ光を含み得る、より小さなコア直径を有するファイバへのテーパリングを容易にすることができる。

【0022】

コアクラッド屈折率差がテーパに沿って変化しないので、入力ピッグテールファイバは、入射する光よりも高いＮＡを有することが好ましい。換言すれば、入力ピッグテールファイバは、充填不足にされるべきである。これは、ピッグテールを、同様のコア直径を有するがより低いＮＡを有する入射ファイバに接続することによって達成することができる。送信器（例：ＶＣＳＥＬ）に結合された例示的な入射ファイバは、ＯＭ３またはＯＭ４タイプのファイバであり得、これは、５０μｍのコア直径およびＮＡを有し、ＯＭ３／４タイプのファイバを充填不足にする。この場合、光源から入射される光のＮＡを制限することによって、または、ＯＭ３もしくはＯＭ４ファイバの中もしくは後のモードフィルタリングによって、光のＮＡを低減することが望ましい。このコンディショニングは、入力ピグテールがより高いＮＡ光を誘導することを防止する。より高いＮＡ光はテーパで除去され、ＭＣＦでクロストークを引き起こす可能性がある。

【0023】

ＴＦＢおよびＭＣＦのこの設計の１つの利点は、ＯＭ３ファイバのような入射ファイバを必要とせずに、入力ピグテールを複数のＶＣＳＥＬに直接結合することを容易にすることである。この場合、結合光学系は、損失を低下させながらＴＦＢを介して輝度を維持するために、入力ピグテールを充填不足にする必要がある。

【0024】

図１～図６は、例示的な実施形態によるマルチコアファイバおよびファンアウト組立体のための様々な配置オプションの選択を示す。以下の図に記載された配置の各々は、ＮＡ＜０．２８および９μｍのＭＦＤを有するＶＣＳＥＬを特徴とするが、このような光源は単に説明のためのものであり、光源のタイプおよび／またはパラメータに対する任意の変形を利用することもできることが理解される。本明細書に記載する例示的な実施形態では、０．２８未満のＮＡ値を有するＶＣＳＥＬについて説明するが、別のＮＡ値を使用してもよいことに留意されたい。例えば、例示的なＭＭ ＶＣＳＥＬは、０．２から０．３ＮＡの範囲内のＮＡ値を有することができる。さらに、例示的なＶＣＳＥＬは、代替的に、少数モード（ＦＭ）ＶＣＳＥＬまたはシングルモード（ＳＭ）ＶＣＳＥＬであってもよいことに留意されたい。

【0025】

以下に説明する様々な実施形態は、マルチコアファイバ送信組立体（例えば、入力側にある入射、ＴＦＢピグテール、ダウンテーパ、またはス接合領域）の入力側に関連するが、追加の実施形態は、出力側の出力配置に向けられてもよいことに留意されたい。これらの構成によれば、クロストーク（下記の図８参照）を改善するために、出力側（例えば、高屈折率コーティング／ゲルまたは他の光ストリッピング手段の使用）で光ストリッピングを行うことができる。さらに、ＭＣＦから光受信器への結合を目的として、以下に説明するものと同様のオプションを利用することができる。

【0026】

図１は、本発明の一実施形態によるマルチコアファイバおよびファンアウト組立体の例示的なシステム１００を示す。システム１００は、ＮＡ＜０．２８および９ｕｍのＭＦＤを有する例示的なＶＣＳＥＬのような複数の送信器を含む。送信器１１０は、レンズ１２０を介して送信し、ＮＡが０．２０でＭＦＤが２６μｍのコアを有するＭＭ ＭＣＦ１６０に接続される。システム１００の実施形態によれば、送信器１１０は、０．２０のＮＡおよび５０μｍのＭＦＤを有するファイバを有するリボンアレイ１３０（リボンには複数のファイバがあるが、１つのみを図示する）を介して送信する。このリボンアレイは、０．２０のＮＡおよび６５μｍのＭＦＤを有するＴＦＢピグテール１４０に融合することができる。さらに、ＴＦＢピグテール１４０は、ＮＡ＞０．２０およびその出力における２６μｍのＭＦＤを有するＴＦＢ１５０と通信可能であってもよい。図１はリボンアレイ１３０の単一のファイバのみを示しているが、当業者は、例示的なリボンアレイ１３０が複数のファイバを含むことを理解するであろう。したがって、複数のコアに結合する複数の発光ファセットが存在してもよい。

【0027】

ＭＭ ＭＣＦ１６０に関して、および本明細書に記載される様々な実施形態を通して、前述のＭＦＤは、ＭＣＦ１６０内のコアのコア直径を指すことができることに留意されたい。換言すれば、ＭＣＦ１６０内のコアのＭＦＤ値を、ＭＭ ＭＣＦ１６０におけるＭＦＤの上限値としてサービスしてもよい。さらに、例示的なシステム１００および本明細書に記載される例示的なシステムの他のすべての実施形態において、種々のＮＡ値は、信号ＮＡ（例えば、ＴＦＢの出力で生成される光のＮＡ、ピグテールファイバに入射される光のＮＡ）、例示的なシステムの種々のコンポーネント（例：ＴＦＢ、ピグテールファイバ、入射ファイバ、リボンアレイなど）におけるファイバＮＡを参照し得ることに留意されたい。

【0028】

表１は、例示的なＭＣＦおよびファンアウト組立体に関連する様々なデータを含む。

【0029】

【表1】

【0030】

図２は、本発明のさらなる実施形態によるマルチコアファイバおよびファンアウト組立体の例示的なシステム２００を示す。システム１００と同様に、システム２００は、ＮＡ＜０．２８および９ｕｍのＭＦＤを有する例示的な複数のＶＣＳＥＬなどの送信器２１０を含む。送信器２１０は、レンズ２２０を介して送信し、０．２０のＮＡおよび２６μｍのＭＦＤを有するコアを有するＭＣＦ２６０に接続される。システム２００の実施形態によれば、送信器２１０は、０．２０のＮＡおよび６５μｍのＭＦＤを有するＴＦＢピグテール２４０を介して送信する。さらに、ＴＦＢピグテール２４０は、ＮＡ＞０．２０およびその出力における２６μｍのＭＦＤを有するＴＦＢ２５０と通信可能であってもよい。したがって、システム１００とは対照的に、システム２００は、レンズ２２０とＴＦＢピグテール２４０との間のリボンアレイを利用しない。

【0031】

図３は、本発明のさらなる実施形態によるマルチコアファイバおよびファンアウト組立体の例示的なシステム３００を示す。システム２００と同様に、システム３００は、ＮＡ＜０．２８および９ｕｍのＭＦＤを有する例示的な複数のＶＣＳＥＬなどの送信器３１０を含む。送信器３１０は、レンズ３２０を透過し、ＮＡが０．３でＭＦＤが１５μｍのコアを有するＭＣＦ３６０に接続される。なお、システム３００のＭＣＦ３６０は、システム２００のＭＣＦ２６０とは異なる特性を有する。システム３００の実施形態によれば、送信器３１０は、０．１５のＮＡおよび３７μｍのＭＦＤを有するＴＦＢピグテール３４０を介して送信する。さらに、ＴＦＢピグテール３４０は、ＮＡ＞０．１５およびその出力における１５μｍのＭＦＤを有するＴＦＢ３５０と通信可能であってもよい。したがって、システム３００は、システム２００で使用されるものよりも小さいＮＡおよび小さいＭＦＤを有するＴＦＢおよび対応するピグテールを使用する。

【0032】

図４は、本発明のさらなる実施形態によるマルチコアファイバおよびファンアウト組立体の例示的なシステム４００を示す。システム１００と同様に、システム４００は、ＮＡ＜０．２８および９ｕｍのＭＦＤを有する例示的な複数のＶＣＳＥＬなどの送信器４１０を含む。送信器４１０は、レンズ４２０を透過し、ＮＡが０．３０でＭＦＤが２６μｍのコアを有するＭＣＦ４６０に接続される。なお、ＭＣＦ４６０におけるコアのＮＡは、システム１００のＮＡよりも大きい。システム４００の実施形態によれば、送信器４１０は、０．２０のＮＡおよび５０μｍのＭＦＤを有するファイバを含むリボンアレイ４３０を介して送信する。このリボンアレイは、０．１６のＮＡ、５０μｍのＭＦＤ、および７５μｍのＯＤを有する不整合ＴＦＢピグテール４４０に融合することができる。最後に、ＴＦＢピグテール４４０は、ＮＡ＞０．３０およびその出力における２６μｍのＭＦＤを有するＴＦＢ４５０と通信することができる。リボンアレイ４３０とＴＦＢピグテール４４０との間の不整合ＯＤは、２ｄＢの接合損失のような接合損失の尺度を説明することができることに留意されたい。同様に、ＴＦＢ４５０とＭＣＦ４６０との間の接合は、本質的に無損失の接合であってもよい。無損失接合については、以下に詳細に説明する。

【0033】

図５は、本発明のさらなる実施形態によるマルチコアファイバおよびファンアウト組立体の例示的なシステム５００を示す。システム５００は、ＮＡ＜０．２８および９ｕｍのＭＦＤの例示的な複数のＶＣＳＥＬのような送信器５１０を含む。システム４００と同様に、送信器５１０は、レンズ５２０を透過し、０．３０のＮＡおよび２６μｍのＭＦＤを有するコアを有するＭＣＦ５６０に接続される。システム５００の実施形態によれば、システム５００は、複数の入射ファイバ５７０および複数のトランスフォーマ５８０をさらに含む。トランスミッタ５１０は、ＮＡが０．２０でＭＦＤが３７μｍの複数の入射ファイバ５７０及び複数のトランスフォーマ５８０を介してＴＦＢピグテール５４０に送信する。ＴＦＢピグテール５４０は、０．０９のＮＡ、８３μｍのＭＦＤ、および１２５μｍのＯＤを有することができる。さらに、ＴＦＢピグテール５４０は、ＮＡ＞０．３０およびその出力における２６μｍのＭＦＤを有するＴＦＢ５５０と通信可能であってもよい。したがって、システム４００で使用されるリボンアレイ４３０とは対照的に、システム５００は、複数のレンズ５２０と複数のＴＦＢピグテール５４０との間の複数の入射ファイバ５７０を利用する。ＴＦＢピグテール５４０（１２５μｍ）のＯＤは、システム４００のＴＦＢピグテール４４０（７５μｍ）のＯＤよりもはるかに大きいことに留意されたい。ＴＦＢ５５０とＭＣＦ５６０との間の接合は、無損失接合であってもよい。無損失接合については、以下に詳細に説明する。

【0034】

図４および５に示された例示的な実施形態の両方は、テーパの前に高ＮＡ光を「フィルタ」で除去し、それぞれのテーパを通じて伝搬させるために利用される低ＮＡ入力を特徴とする場合がある。低いＮＡ入力は、フィルタリング損失に加えてテーパ損失を加えることができることに留意されたい。次いで、「無損失」ＴＦＢを実現するために、フィルタリングされた低ＮＡの光は、テーパを介した伝搬のためにより高ＮＡファイバに注入して戻すことができる。そうでなければ、このような構成は、逆方向の損失効果も有する。

【0035】

クロストークを低減するために、フィルタリングされた光は、近くのコアに結合する前に減衰され得る。フィルタリングは、ＮＡまたはコア直径の不整合を有するファイバ間の接合または接続において、およびＴＦＢのテーパに沿って行われ得る。迷光の減衰は、曲げ、吸収または散乱材料（例えば、ファイバの表面またはガラスファイバの部分内のいずれか）の包含、または光をエバネッセント的にストリップするための高屈折率材料の使用などの方法によって達成することができる。本明細書に記載される例示的な実施形態によれば、コア間のクロストークは、好ましくは－２５ｄＢ未満、より好ましくは－３０ｄＢ未満、場合によっては－４０ｄＢ未満であってもよい。

【0036】

図６は、本発明のさらなる実施形態によるマルチコアファイバおよびファンアウト組立体の例示的なシステム６００を示す。システム６００は、ＮＡ＜０．２８および９μｍのＭＦＤを有する例示的なＶＣＳＥＬなどの送信器６１０を含む。システム５００と同様に、送信器６１０は、レンズ６２０を介して送信し、０．３０のＮＡおよび２６μｍのＭＦＤを有するＭＣＦ６６０に接続される。しかしながら、システム６００の実施形態によれば、レンズ６２０とＭＣＦ６６０との間に介在するコンポーネント（例えば、ＴＦＢ、ＴＦＢピグテール、リボンファイバアレイ、入射ファイバ）は存在しない。したがって、送信器６１０は、ＭＣＦ６６０内に直接起動することができる。このオプションによれば、ＭＣＦは、例示的な送信器６１０のＮＡ（例：０．３０）およびＭＦＤの両方よりも大きいＮＡ（例えば、それぞれ０．２８のＮＡおよび９μｍのＭＦＤ）およびＭＦＤ（例：２６ｕｍ）を有することができる。

【0037】

図７は、本発明の一実施形態によるマルチコアファイバおよびファンアウト組立体の例示的なシステム７００を示す。システム１００と同様に、システム７００は、ＮＡ＜０．２８および９μｍのＭＦＤを有する例示的な複数のＶＣＳＥＬなどの送信器７１０を含む。送信器７１０は、レンズ７２０を透過し、０．２０のＮＡおよび２６μｍのＭＦＤを有するコアを有するＭＣＦ７６０に受信器７９０に接続される。送信器７１０は、ＮＡが０．２０、ＭＦＤが５０μｍ、ＯＤが１２５μｍの複数のファイバからなるリボンアレイ７３０を介して送信する。このリボンアレイは、ＴＦＢピグテール７４０に融合することができ、このピグテール７４０は、ＴＦＢ７５０と通信することができる。

【0038】

一実施形態によれば、ＭＣＦ７６０は、点７６５において機械的な接続を介してＴＦＢ７５０に接続されてもよい。リボンアレイの複数のファイバを充填する送信器７１０からの複数のモードに基づいて、システム７００内の様々な点で損失を推定することができる。点７３５において、リボンアレイ７３０からＴＦＢピグテール７４０へのコネクタにおける損失は、２．２ｄＢの最大損失および同じ値の名目損失を有すると推定され得る。点７５５において、テーパ組立体損失は、０．８ｄＢの最大損失及び０．４ｄＢの名目損失を有すると推定され得る。点７６５において、各コアのＴＦＢ７５０とＭＣＦ７６０との間の機械的な接続における損失は、１ｄＢの最大損失および０．６ｄＢの名目損失を有すると推定され得る。最後に、点７７５において、ＴＦＢ７７０およびＴＦＢピグテール７８０のテーパ組立損失は、０．８ｄＢの最大損失および０．４ｄＢの名目損失を有すると推定され得る。したがって、点７６５における機械的な接続を使用する総最大損失は、２．２＋０．８＋１．０＋１．０＋０．８＝５．８ｄＢと推定され得、総名目損失は、２．２＋０．４＋０．６＋０．６＋０．４＝４．２ｄＢと推定され得る。

【0039】

代替的な実施形態によれば、ＭＣＦ７６０は、上述の機械的接続とは対照的に、７６５において融合接合を介してＴＦＢ７５０に接続されてもよい。従って、ポイント７６５において、各コアのＴＦＢ７５０とＭＣＦ７６０との間の融着接合部における損失は、０．５ｄＢの最大損失および０．２ｄＢの名目損失を有すると推定され得る。したがって、点７６５における機械的接続を使用する総最大損失は、２．２＋０．８＋０．５＋０．５＋０．８＝４．８ｄＢと推定され得、総名目損失は、２．２＋０．４＋０．２＋０．２＋０．４＝３．４ｄＢと推定され得る。

【0040】

図８は、マルチコアファイバおよびファンアウト組立体の例示的なシステム８００を示しており、本発明の一実施形態によるファンインおよびファンアウトの両方を結合するために同様のオプションを使用することができる。具体的には、システム８００は、ファンイン組立体８２０に接続された光源（例えば、ＶＣＳＥＬ送信器８１０）を示す。ファンイン組立体８２０の例示的なコアは、より小さい直径に先細りしてもよい。従って、光信号は、共通ファイバ８３０内に扇形に流れることができる。システム８００はさらに、ファンアウト組立体８４０に接続された受信器８５０を示す。ファンアウト組立体８４０の例示的なコアは、より大きな直径まで先太りしてもよい。従って、光信号は、共通ファイバ８３０からファンアウトすることができる。

【0041】

図９は、本明細書に記載の例示的な実施形態による、クロストークレベルと測定されたチャネル損失とを相関させる例示的なグラフ９００を示す。具体的には、グラフ９００は、入射条件が充填不足の状態から完全に充填された状態まで変化するときのクロストークとチャネル損失との間の関係を示す。例えば、二つの測定（例：ＶＣＳＥＬ ＶＳ． ＯＭ４）は、一つのチャネルのみがアクティブな状態（下側の曲線９１０を参照）で行われた。

【0042】

上側の曲線９２０は、全てのチャネルが点灯した状態での１０Ｇの測定値を表し、一つのチャネル曲線からのシフトを示す。したがって、全チャネルでの補正を考慮すると、約３ｄＢの損失と－３０ｄＢのクロストークがある。一実施形態によれば、クロストーク測定が１つのチャネルで行われた場合、１つのチャネルから別のチャネルへの平均クロストークは～－３４．４ｄＢである。すべてのチャンネルが同時に動作している場合、平均クロストークは～－２６．４ｄＢです。平均挿入損失は～３．１ｄＢである。１０Ｇｂ／ｓ ＮＲＺリンク送信をテストしたところ、すべてのチャネルがアクティブになった。さらに、３．１ｄＢの挿入損失は、（例えば、２つのＴＦＢ、ＭＣＦ－ＭＣＦ接合および複数のコネクタなどの）リンク全体を説明することができる。

【0043】

本発明は、現在最も実用的かつ様々な実施形態であると考えられるものに関連して説明されてきたが、本発明は、開示された実施形態に限定されるものではなく、逆に、添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれる様々な修正および同等の構成をカバーすることが意図されていることが理解されるべきである。本明細書では特定の用語が使用されているが、それらは包括的かつ記述的な意味でのみ使用され、限定の目的では使用されない。

【0044】

この記述された説明は、最良の態様を含む本発明を開示するために、また、任意の装置またはシステムの製造および使用、ならびに任意の組み込まれた方法の実施を含む本発明を当業者が実施することを可能にするために、実施例を使用する。本発明の特許可能な範囲は、請求項に定義されており、当業者に生じる他の実施例を含むことができる。そのような他の実施例は、それらが請求項の文字どおりの文言と異ならない構造要素を有する場合、またはそれらが請求項の文字どおりの文言と実質的な相違がない同等の構造要素を含む場合、請求項の範囲内であることを意図している。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【国際調査報告】