説明

光ファイバコイルとその製法

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバジャイロなどに用いる光ファイバコイルとその製法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】光ファイバは当初光伝送媒体として開発されたが、現在では、各種光技術の進歩につれて各種の機能を備えた光素子材料として使用されるようになってきている。光ファイバを使用した素子として、光増幅ファイバ、分散補償光ファイバ、光ファイバジャイロ等がある。これらは、伝送機器内に組み込まれる際には、光ファイバをボビンにコイル状に巻き付けて使用されるのが通常である。ところで、光ファイバコイルは光ファイバを精密な光導波路として形成する必要がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】例えば、金属線用コイルの場合は、電線に対する側圧等は性能に無関係であり、コイルの巻き数さえ確保されていれば良いが、光ファイバのコイルの場合は光ファイバに側圧や微小曲げが加わると偏波分散が大きくなるという現象を生ずる。この偏波分散が大きくなると、信号光の歪みが上乗せされ、通信や光センサーとして使用する場合に大きな問題となる。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の問題を解決し、偏波分散の少ない光ファイバコイルと偏波分散を増加させない光ファイバのコイル巻きの製法を提供することを目的とする。上記の目的を達成するために、本発明は以下のような手段を有している。
【0005】本発明のうち請求項1の光ファイバコイルは、ボビンに光ファイバ心線が巻かれて構成された光ファイバコイルにおいて、前記ボビンに先に巻かれた下巻の光ファイバコイルの上に、上巻の光ファイバ心線が、前記下巻の光ファイバコイルと整列状態でコイル巻きされることなく適宜交差して巻かれており、前記光ファイバ心線が巻かれたピッチは、前記光ファイバ心線の外径寸法より大きいピッチであることを特徴とする。
【0006】本発明のうち請求項2の光ファイバコイルは、ボビンに光ファイバ心線が巻かれて構成された光ファイバコイルにおいて、前記ボビンに先に巻かれた下巻の光ファイバコイルの上に、上巻の光ファイバ心線が、前記下巻の光ファイバコイルと整列状態でコイル巻きされることなく適宜交差して巻かれており、前記光ファイバ心線が巻かれたピッチは、前記光ファイバ心線の外径寸法より小さいピッチであることを特徴とする。
【0007】本発明のうち請求項の光ファイバコイルの製法は、ボビンに光ファイバ心線をトラバースさせながら巻きつけて光ファイバコイルを作製する光ファイバコイルの製法において、前記ボビンに先に巻かれた下巻の光ファイバコイルの上に、上巻の光ファイバ心線を、前記下巻の光ファイバコイルと整列状態で巻くことなく適宜交差して巻くようにトラバースし、前記光ファイバ心線のコイル巻きトラバースのピッチを、光ファイバ心線の外径寸法より大きくすることを特徴とする。
【0008】本発明のうち請求項の光ファイバコイルの製法は、ボビンに光ファイバ心線をトラバースさせながら巻きつけて光ファイバコイルを作製する光ファイバコイルの製法において、前記ボビンに先に巻かれた下巻の光ファイバコイルの上に、上巻の光ファイバ心線を、前記下巻の光ファイバコイルと整列状態で巻くことなく適宜交差して巻くようにトラバースし、前記光ファイバ心線のコイル巻きトラバースのピッチを、光ファイバ心線の外径寸法より小さくすることを特徴とする。
【0009】本発明のうち請求項の光ファイバコイルの製法は、請求項3または請求項4の光ファイバコイルの製法において、ボビンに光ファイバ心線をトラバースさせながら巻きつけて光ファイバコイルを作製する際に、前記光ファイバ心線をこの心線の周方向に適宜回転させることを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明のうち請求項1〜の光ファイバコイルによれば、光ファイバ心線は整列状態でコイル巻きされることなく適宜交差して、すなわちランダムな巻き状態でコイル巻きされているので、光ファイバの長手方向の一定方向からの側圧を受けることがなく、側圧もランダムな方向から受けることになる。光ファイバは光ファイバ断面に対してランダムな側圧であれば、偏波分散は大きくならず、高速通信に支障を来すことはない。
【0011】本発明のうち請求項の光ファイバコイルによれば、ボビンに光ファイバ心線が巻かれた光ファイバコイルのコイル巻きトラバースのピッチが光ファイバ心線の外寸法より大きいピッチで巻かれているので、下巻の光ファイバコイルの上に巻かれた光ファイバコイルは整列状態でコイル巻きされることはなく、下巻の光ファイバコイルの間に上巻の光ファイバ心線が入り込みランダムな巻き状態でコイル巻きされているので、光ファイバは光ファイバの長手方向の一定方向からの側圧を受けることがなく、側圧もランダムな方向から受けることになる。
【0012】本発明のうち請求項の光ファイバコイルによれば、ボビンに光ファイバ心線が巻かれた光ファイバコイルのコイル巻きのピッチが光ファイバ心線の外径寸法より小さいピッチであるため、光ファイバは光ファイバの長手方向の一定方向からの側圧を受けることがなく、側圧もランダムな方向から受けることになる。
【0013】本発明のうち請求項3〜5の光ファイバコイルの製法によれば、ボビンに光フファイバ心線を巻きつけて光ファイバコイルを作製する際に、前記ボビンに先に巻かれた下巻の光ファイバコイルの上に、上巻の光ファイバ心線を、前記下巻の光ファイバコイルと整列状態で巻くことなく適宜交差して巻くようにトラバースしてコイル巻きされるので、光ファイバ心線はランダムな状態でコイル巻きされ、光ファイバコイルの光ファイバは長手方向の一定方向からの側圧を受けることがなく、側圧もランダムな方向から受けることになる。
【0014】本発明のうち請求項の光ファイバコイルの製法によれば、ボビンに光ファイバ心線を巻きつけて光ファイバコイルを作製する際に光ファイバ心線のコイル巻きトラバースのピッチが光ファイバ心線の外径寸法より大きいピッチでトラバースしてコイル巻きされるので、下巻の光ファイバコイルの上に巻かれる光ファイバ心線は整列状態でコイル巻きされることはなく、下巻の光ファイバコイルの光ファイバ心線の間に上巻の光ファイバ心線が入り込みランダムな巻き状態でコイル巻きされ、光ファイバコイルの光ファイバは光ファイバの長手方向の一定方向からの側圧を受けることがなく、側圧もランダムな方向から受けることになる。
【0015】本発明のうち請求項の光ファイバコイルの製法によれば、ボビンに光ファイバ心線を巻きつけて光ファイバコイルを作製する際に光ファイバ心線のコイル巻きトラバースのピッチが光ファイバ心線の外径寸法より小さいピッチでトラバースしてコイル巻きされるので、下巻の光ファイバコイルの上に巻かれる光ファイバ心線は整列状態でコイル巻きされることはなく、下巻の光ファイバコイルの光ファイバ心線の上に重なったり、入り込んだりして巻きが乱れてランダムな巻き状態でコイル巻きされ、光ファイバコイルの光ファイバ心線は光ファイバの長手方向の一定方向からの側圧を受けることがなく、側圧もランダムな方向から受けることになる。
【0016】本発明のうち請求項の光ファイバコイルの製法によれば、ボビンに光ファイバ心線を巻きつけて光ファイバコイルを作製する際に巻き付ける光ファイバ心線をこの心線の周方向に適宜回転して巻き付けられてコイル巻きされるので、光ファイバコイルの光ファイバ心線は光ファイバの長手方向の一定方向からの側圧を受けることがなく、側圧もランダムな方向から受けることになる。
【0017】
【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明する。図1は本発明で使用する光ファイバ心線1で、2はシングルモード光ファイバ3は被覆である。図2は本発明の光ファイバコイル4を製作する説明図で、5は光ファイバコイル4を巻き取るコイルボビン、6は光ファイバ心線1の供給ボビンである。同図は、コイルボビン5および供給ボビン6を図示しないコイル巻装置にセットし、光ファイバ心線1をコイル巻している状態である。光ファイバコイル4のコイル巻はコイルボビン5の光ファイバ心線1の巻き取り速度に同期させて供給ボビン6の光ファイバ心線1を供給するように供給ボビン6を図示しない周知の同期手段により回転させる。
【0018】7は光ファイバ心線ガイドで本実施例では固定して置き、コイルボビン5を一定の周期で光ファイバ心線1の巻き取り方向に対して直角方向に往復移動(以下トラバースという)させる。トラバース幅はコイルボビン5の胴幅に一致させる。
【0019】上記のコイル巻装置で側圧をかけない状態の偏波分散が0. 005ps/√kmのシングルモードファイバ2(被覆外径0. 25mmφ)を用い、胴直径60mm、胴幅6mmのコイルボビン5に張力50gで2km巻き付けて光ファイバコイル4をトラバースの移動ピッチを変えて5種類作製した。
【0020】
【表1】


【0021】以上の結果から、ファイバ被覆径とトラバースの移動ピッチの比が0. 8未満かまたは1. 2を超えるように設定したものは、コイル巻きの乱れが大きく、その効果が著しいことが判る。
【0022】次に、上記と同様装置でファイバ心線1でトラバースの移動ピッチを0. 30とし、光ファイバ心線1を10mコイル巻きする間に供給ボビン6を1回転自転するようにして光ファイバ心線1を捩じり光ファイバコイル4を作製した。この光ファイバコイル4では偏波分散が0. 005ps/√kmであり、側圧をかけない状態と同じ偏波分散であり偏波分散の増加はなかった。
【0023】なお、上記実施例において、光ファイバ心線ガイド7を固定して置き、コイルボビン5を一定の周期で光ファイバ心線1の巻き取り方向に対して直角方向にトラバースさせたが、光ファイバ心線ガイド7を巻き取り方向に対して直角方向にトラバースさせて、コイルボビン5を定位置で回転させて光ファイバ心線1の巻き取りをを行っても良い。
【0024】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のうち請求項1〜の光ファイバコイルによれば、光ファイバ心線は整列状態でコイル巻きされることなく適宜交差して、すなわちランダムな巻き状態でコイル巻きされているので、光ファイバの長手方向の一定方向からの側圧を受けることがなく、側圧もランダムな方向から受けることになる。光ファイバは光ファイバ断面に対してランダムな側圧であれば、偏波分散は大きくならず、高速通信に支障を来すことはない。また光センサーとして使用する場合にも何ら問題となることはない。
【0025】本発明のうち請求項の光ファイバコイルによれば、ボビンに光ファイバ心線が巻かれた光ファイバコイルのコイル巻きトラバースのピッチが光ファイバ心線の外径寸法より大きいピッチで巻かれているので、下巻の光ファイバコイルの上に巻かれた光ファイバコイルは整列状態でコイル巻きされることはなく、下巻の光ファイバコイルの間に上巻の光ファイバ心線が入り込みランダムな巻き状態でコイル巻きされているので、光ファイバは光ファイバの長手方向の一定方向からの側圧を受けることがなく、側圧もランダムな方向から受けることになり、偏波分散は大きくならず、高速通信に支障を来すことはない。また光センサーとして使用する場合にも何ら問題となることはない。
【0026】本発明のうち請求項の光ファイバコイルによれば、ボビンに光ファイバ心線が巻かれた光ファイバコイルのコイル巻きのピッチが光ファイバ心線の外径寸法より小さいピッチであるため、光ファイバは光ファイバの長手方向の一定方向からの側圧を受けることがなく、側圧もランダムな方向から受けることになり、偏波分散は大きくならず、高速通信に支障を来すことはない。また光センサーとして使用する場合にも何ら問題となることはない。
【0027】本発明のうち請求項3〜5の光ファイバコイルの製法によれば、ボビンに光フファイバ心線を巻きつけて光ファイバコイルを作製する際に、前記ボビンに先に巻かれた下巻の光ファイバコイルの上に、上巻の光ファイバ心線を、前記下巻の光ファイバコイルと整列状態で巻くことなく適宜交差して巻くようにトラバースしてコイル巻きされるので、光ファイバ心線はランダムな状態でコイル巻きされ、光ファイバコイルの光ファイバは長手方向の一定方向からの側圧を受けることがなく、側圧もランダムな方向から受けることになり、偏波分散は大きくならず、高速通信に支障を来すことはない。また光センサーとして使用する場合にも何ら問題となることはない。
【0028】本発明のうち請求項の光ファイバコイルの製法によれば、ボビンに光ファイバ心線を巻きつけて光ファイバコイルを作製する際に光ファイバ心線のコイル巻きトラバースのピッチが光ファイバ心線の外径寸法より大きいピッチでトラバースしてコイル巻きされるので、下巻の光ファイバコイルの上に巻かれる光ファイバ心線は整列状態でコイル巻きされることはなく、下巻の光ファイバコイルの光ファイバ心線の間に上巻の光ファイバ心線が入り込みランダムな巻き状態でコイル巻きされ、光ファイバコイルの光ファイバは光ファイバの長手方向の一定方向からの側圧を受けることがなく、側圧もランダムな方向から受けることになり、偏波分散は大きくならず、高速通信に支障を来すことはない。また光センサーとして使用する場合にも何ら問題となることはない。
【0029】本発明のうち請求項の光ファイバコイルの製法によれば、ボビンに光ファイバ心線を巻きつけて光ファイバコイルを作製する際に光ファイバ心線のコイル巻きトラバースのピッチが光ファイバ心線の外径寸法より小さいピッチでトラバースしてコイル巻きされるので、下巻の光ファイバコイルの上に巻かれる光ファイバ心線は整列状態でコイル巻きされることはなく、下巻の光ファイバコイルの光ファイバ心線の上に重なったり、入り込んだりして巻きが乱れてランダムな巻き状態でコイル巻きされ、光ファイバコイルの光ファイバ心線は光ファイバの長手方向の一定方向からの側圧を受けることがなく、側圧もランダムな方向から受けることになり、偏波分散は大きくならず、高速通信に支障を来すことはない。また光センサーとして使用する場合にも何ら問題となることはない。
【0030】本発明のうち請求項の光ファイバコイルの製法によれば、ボビンに光ファイバ心線を巻きつけて光ファイバコイルを作製する際に巻き付ける光ファイバ心線をこの心線の周方向に適宜回転して巻き付けられてコイル巻きされるので、光ファイバコイルの光ファイバ心線は光ファイバの長手方向の一定方向からの側圧を受けることがなく、側圧もランダムな方向から受けることになり、偏波分散は大きくならず、高速通信に支障を来すことはない。この場合、光ファイバ心線の巻きピッチは光ファイバ心線に加わる平均的測定が周方向で均一になるため、従来と同様に密巻きでも良い。また光センサーとして使用する場合にも何ら問題となることはない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の光ファイバコイルに使用する光ファイバの断面図である。
【図2】 本発明の光ファイバコイルを製作する説明図である。
【符号の説明】
1 光ファイバ心線
2 シングルモード光ファイバ
3 被覆
4 光ファイバコイル
5 コイルボビン
6 供給ボビン
7 光ファイバ心線ガイド

【特許請求の範囲】
【請求項1】 ボビンに光ファイバ心線が巻かれて構成された光ファイバコイルにおいて、前記ボビンに先に巻かれた下巻の光ファイバコイルの上に、上巻の光ファイバ心線が、前記下巻の光ファイバコイルと整列状態でコイル巻きされることなく適宜交差して巻かれており、前記光ファイバ心線が巻かれたピッチは、前記光ファイバ心線の外径寸法より大きいピッチであることを特徴とする光ファイバコイル。
【請求項2】 ボビンに光ファイバ心線が巻かれて構成された光ファイバコイルにおいて、前記ボビンに先に巻かれた下巻の光ファイバコイルの上に、上巻の光ファイバ心線が、前記下巻の光ファイバコイルと整列状態でコイル巻きされることなく適宜交差して巻かれており、前記光ファイバ心線が巻かれたピッチは、前記光ファイバ心線の外径寸法より小さいピッチであることを特徴とする光ファイバコイル。
【請求項3】 ボビンに光ファイバ心線をトラバースさせながら巻きつけて光ファイバコイルを作製する光ファイバコイルの製法において、前記ボビンに先に巻かれた下巻の光ファイバコイルの上に、上巻の光ファイバ心線を、前記下巻の光ファイバコイルと整列状態で巻くことなく適宜交差して巻くようにトラバースし、前記光ファイバ心線のコイル巻きトラバースのピッチを、光ファイバ心線の外径寸法より大きくすることを特徴とする光ファイバコイルの製法。
【請求項4】 ボビンに光ファイバ心線をトラバースさせながら巻きつけて光ファイバコイルを作製する光ファイバコイルの製法において、前記ボビンに先に巻かれた下巻の光ファイバコイルの上に、上巻の光ファイバ心線を、前記下巻の光ファイバコイルと整列状態で巻くことなく適宜交差して巻くようにトラバースし、前記光ファイバ心線のコイル巻きトラバースのピッチを、光ファイバ心線の外径寸法より小さくすることを特徴とする光ファイバコイルの製法。
【請求項5】 ボビンに光ファイバ心線をトラバースさせながら巻きつけて光ファイバコイルを作製する際に、前記光ファイバ心線をこの心線の周方向に適宜回転させることを特徴とする、請求項3または請求項4に記載の光ファイバコイルの製法。

【図1】
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【図2】
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【特許番号】特許第3373935号(P3373935)
【登録日】平成14年11月22日(2002.11.22)
【発行日】平成15年2月4日(2003.2.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願平6−114393
【出願日】平成6年4月28日(1994.4.28)
【公開番号】特開平7−294266
【公開日】平成7年11月10日(1995.11.10)
【審査請求日】平成12年3月14日(2000.3.14)
【出願人】(000005290)古河電気工業株式会社 (4,457)
【参考文献】
【文献】特開 平3−223135(JP,A)
【文献】特開 昭61−296211(JP,A)
【文献】実開 昭61−181318(JP,U)
【文献】欧州特許出願公開516340(EP,A1)