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平成25年度「革新的光通信インフラの研究開発」の研究開発目標・成果と今後の研究計画
１．実施機関・研究開発期間・研究開発費
◆実施機関
◆研究開発期間
◆研究開発費
２．研究開発の目標
古河電気工業株式会社（幹事者）、千葉工業大学
平成２３年度から平成２７年度（５年間）
総額１２４百万円（平成２４年度２７百万円）
ファンイン・ファンアウト機能・マルチコアファイバコネクタの特性向上を実現する技術の開発を行う。
３．研究開発の成果
マルチコアファイバの接続技術
研究成果：ファンイン・ファンアウト技術
マルチコアファイバ（ＭＣＦ）を用いた伝送路例
端局装置
ＭＣＦ
光アンプ
ＭＣＦ
端局装置
● 接着剤の毛細管現象と表面張力による細径ファイバの自己凝集作用を用
いたファイババンドルにおいて、ファイバの高精度配列を安定して実現。
● 自動測定技術を開発し、コアピッチの高精度配列を確認
● パッケージングを行い環境特性試験を実施 ⇒良好な特性を確認
● コネクタ内蔵型の環境特性試験を実施 ⇒良好な特性を確認
細径ファイバ
キャピラリ
単心ファイバ
毛細管
現象
低粘度接着剤
１）ファンイン・ファンアウト
２）マルチコアファイバコネクタ
<ファンアウト>
・光学特性（接続損失・反射特性）の向上
・コネクタタイプのファンアウトの試作。
<MCFコネクタ>
・外力に対して損失が過大に増加しない構造の検討。
・±1度以下の回転位置ずれを安定して実現するための要素技術の検討
・PC接続を実現するための検討。
要求特性
・低損失（高精度）
・低クロストーク
・小型
・低コスト
・量産可能
接着剤の表面張
力によりファイバ
が凝集密着
キャピラリに
接着固定
⇒ 端面研磨
ファイババンドル端
面の拡大写真
研究成果：マルチコアファイバコネクタ技術
【単心（円筒フェルール）コネクタ】
● オルダムカップリング構造を採用したMUコネクタ形MCFコネクタの高精度化
⇒回転位置ずれの向上を実現，11コネクタのランダム接続において、0.5dB
以下のLossを確認。
● 振動・衝撃の機械特性試験を実施
m-Joint
MU
【多心（ピン嵌合フェルール）コネクタ】
● 単心・２心タイプにおいて、ファイバ
の回転調心を行ったコネクタを開発
● 2心m-joint MUタイプのコネクタにおい
て、全心PC接続を実現
m-Joint
通常
MT
1
①ファンイン・ファンアウト技術
研究開発成果：1-1）ファンイン・ファンアウトのコアピッチ精密測定
1-1）ファンイン・ファンアウトのコアピッチ精密測定
Pair of cores
Sample No. 4
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Center- outer
Outer- outer
<44.2 <44.4 <44.6 <44.8 <45 <45.2 <45.4 <45.6
Pair of cores
Core pitch (mm)
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
7-2
1-2
1-3
1-4
1-5
1-6
1-7
1-2
1-3
1-4
1-5
1-6
1-7
多点フィッティング
Pair of cores
Sample No. 3
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
7-2
20回測定平均値のヒストグラム
Pair of cores
20回測定平均値（エラーバーはσ）
研究開発成果：1-2）パッケージングと環境特性評価
1-2）パッケージングと環境特性評価
DLoss (dB)
寸法： 5×7×50 (mm)
10
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
-0.2
-0.4
-0.6
-0.8
-1
・細径ファイババンドルとマルチコアファイバを調心接着固定した
接続機構を内蔵するコネクタ
ガラスキャピラリ細径ファイバ
40
50
Time (hour)
60
70
10
20
30
40
50
Time (hour)
70
ＭＣＦスタ
ブ
ＦＢＦ
調心接続
（接着固定）
DLoss (dB)
Ch.5
Ch.6
Ch.7
Temp.
Fan-in
0
100
50
0
-50
-100
-150
-200
-250
-300
-350
-400
60
Ch.4
80
Ch.1
Ch.2
Ch.3
Ch.4
Ch.5
Ch.6
Ch.7
Temp.
80
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
-0.2
-0.4
-0.6
-0.8
-1
10
20
30
40
50 60 70
Time (hour)
80
90
10
20
30
40
50 60 70
Time (hour)
80
90
100
50
0
-50
-100
-150
-200
-250
-300
-350
-400
Ch.1
Ch.2
Ch.3
Ch.4
Ch.5
Ch.6
Ch.7
Temp.
100 110 120
Fan-out
0
100
50
0
-50
-100
-150
-200
-250
-300
-350
-400
Ch.1
Ch.2
Ch.3
Ch.4
Ch.5
Ch.6
Ch.7
Temp.
100 110 120
研究開発成果：1-3）ファンイン・ファンアウト機能内蔵コネクタの開発
・コネクタ部全体で0.6dB以下の損失
・ -10～60℃⇒Loss 変動＜ ±0.2dB
1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
ボンディングLoss
コネクタ端面Loss
合計Loss
Loss (dB)
MCF
ジルコニア
キャピラリ
30
Fan-out
0
1-3）ファンイン・ファンアウト機能内蔵コネクタの開発
20
Ch.3
-40～85℃
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
-0.2
-0.4
-0.6
-0.8
-1
Temperature (℃)
0
Ch.2
Temperature (℃)
ＭＣＦ
細径ファイバ
（テープ化）
Fan-in
Ch.1
D Lo ss (dB )
MCF
100
50
0
-50
-100
-150
-200
-250
-300
-350
-400
DLoss (dB)
DLoss (dB)
FBF
-10～60℃
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
-0.2
-0.4
-0.6
-0.8
-1
Temperature (℃)
パッケージ外観
Temperature (℃)
・-10～60℃⇒Loss 変動＜±0.1dB／ -40～85℃⇒Loss 変動＜±0.2dB
・ファンアウトを小型のパッケージに収納
-10～60℃
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
-0.2
-0.4
-0.6
0
1
2
3
4
5
6
7
100
50
0
-50
-100
-150
-200
-250
-300
Te m pe rature (℃ )
境界線の2値化
コアイメージ
Frequency
1-2
1-3
1-4
1-5
1-6
1-7
Sample No. 2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
7-2
Core pitch (mm)
Core pitch (mm)
45.4
45.3
45.2
45.1
45
44.9
44.8
44.7
44.6
44.5
44.4
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
7-2
45.4
45.3
45.2
45.1
45
44.9
44.8
44.7
44.6
44.5
44.4
45.4
45.3
45.2
45.1
45
44.9
44.8
44.7
44.6
44.5
44.4
Sample No. 1
1-2
1-3
1-4
1-5
1-6
1-7
Core pitch (mm)
45.4
45.3
45.2
45.1
45
44.9
44.8
44.7
44.6
44.5
44.4
Core pitch (mm)
・ピッチ測定精度：σ≦0.147mm（4サンプルの20回定結果による）
・コアピッチ精度：<±0.25mm（20回測定の平均値）
・コアピッチ精度の確認
高精度な、自動測定技術を開発
Ch.1
Ch.2
Ch.3
Ch.4
Ch.5
Ch.6
Ch.7
Temp.
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Time (hour)
Port
2
ジルコニア
プラグハウジング
結合部品
研究開発成果：２-１）単心マルチコアファイバコネクタの開発
フランジ
結合部品のプラグハウジング内
におけるフローティング方向
結合部品
・オルダムカップリング機構を採用したMU型コネクタ
（回転方向の係止とフェルールのフロート構造を同時に実現）
⇒ 部品の高精度化を実施
-0.75
-0.5
-0.25
0
0.25
角度ずれ（度）
1
接続損失
250
フェルールの結
フェルールのプラグ
合部品に
ハウジング内における
対するフロー
フローティング
ティング方向
N
Ave.
S.D.
回転角度
ずれ
350
300
フェルール
8
7
6
5
4
3
2
1
0
N
Ave.
S.D.
Min.
Max.
200
150
420
0.07 dB
0.069 dB
0 dB
0.33 dB
0.5
0.75
繰り返し着脱試験
0.8
0.7
0.6
Core 1
Core 5
Core 2
Core 6
Core 3
Core 7
衝撃試験
Core 4
0.5
0.4
0.3
100
0.2
50
0
0
振動試験
12
0.05°
0.23°
0.9
接続損失 (dB)
f 1.25 mm
２-1）単心マルチコアファイバコネクタの開発
頻度
②マルチコアファイバコネクタ技術
0.1
1
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
着脱回数
0
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
接続損失 (dB)
(a)全コア
・安定した特性，耐環境性を確認
研究開発成果：２-２）多心マルチコアファイバコネクタの開発
50
F re q u e n c y
40
２-2）多心マルチコアファイバコネクタの開発
Dry
Wet
Dry
Wet
Max
1.36 0.57
Average 0.294 0.190
std
0.345 0.147
n
63
63
20
着脱Loss変動
0.1dB以下
10
0
< 0.2 < 0.4 < 0.6 < 0.8 < 1 < 1.2 < 1.4
Connection Loss (dB)
単心タイプ
Frequency
0.239
1
1st
2nd
3rd
4th
5th
0.8
0.6
0.4
0.2
Core-ID
b-7
b-6
b-5
0
b-4
２心タイプ
0.385
Std. (dB)
b-3
Return loss (dB)
Avg. (dB)
b-2
<46 <48 <50 <52 <54 <56 <58 <60
420
1.16
<1.0 <1.2 <1.4 <1.6
b-1
1.54
a-7
49.85
Std. (dB)
N
Max. (dB)
Connection loss (dB)
a-6
Avg. (dB)
<0.2 <0.4 <0.6 <0.8
a-5
84
46.9
a-4
・研磨条件の最適化
⇒ 全心PCを確認
N
Min. (dB)
a-3
40
35
30
25
20
15
10
5
0
a-2
Frequency
・２心タイプ
μ-joint MU タイプで2心MCFコネクタを開発
⇒全心PCのための条件を検討
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
a-1
±1度以下
Connection loss (dB)
・単心タイプ
μ-joint MU タイプでMCFコネクタを開発
⇒回転調心技術を開発
30
４．これまで得られた成果（特許出願や論文発表等） ※成果数は累計件数と（）内の当該年度件数です。
革新的情報インフラ
に関する研究開発
国内出願
外国出願
研究論文
その他研究発表
プレスリリース
展示会
標準化提案
７
（２）
１３
（４）
３
（２）
４２
（２２）
７
（２）
６
（４）
０
（０）
５．研究成果発表会等の開催について
該当なし。
６．今後の研究開発計画
・ファンイン・ファンアウトの特性向上：0.3dB以下
・ファンイン・ファンアウト機能内蔵型MUコネクタの低損失化：0.5dB以下
・ 19心タイプファンイン・ファンアウトの開発
・コア位置精度±１度以下のMUタイプマルチコアファイバコネクタの開発
・ 4心タイプコネクタの開発
4

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