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          1. 株式會社フジクラ

            R&D

            當社の主力製品である「光ファイバ/光ケーブル」等の光関連技術を生み出すテクノロジープラットフォームです。近年は、通信用光ファイバで培った幅広い光関連技術を応用し、情報通信分野以外も見據えた研究開発を進めています。

            光通信技術

            テクノロジープラットフォーム「光」の中の「情報通信」に関する技術です。當社の主力製品である「光ファイバ/光ケーブル」を始めとし、現代のICT社會に必要不可欠な光情報通信網の構築に貢獻しています。

            関連する技術

            光線路部品

            光線路部品

            データセンター、5Gの普及に伴い、世界各國で光ファイバ網の構築が急速に進んでいる。そのためには光ファイバをつなぐための接続技術が必要不可欠であり、コネクタ接続、融著接続、メカニカルスプライス等、用途に合わせて様々な接続技術が開発されてきた。特に屋外での接続では、現場で簡易に接続が可能であることと高い信頼性が求められるため、FA (Field Assembly) コネクタ(図1)と呼ばれる接続技術が開発された。FAコネクタとは、工場であらかじめ內蔵ファイバが接著固定され、端面研磨されたフェルールから構成されている。それが現場で端末処理された光ファイバとメカニカルスプライス(図2)で接続される。メカニカルスプライスとは、V溝基板、上蓋およびU字型バネから構成され、光ファイバを接続する際は、メカニカルスプライスの側面からくさびを挿入し、対向する光ファイバ同士を突き合わせて接続する。その後、くさびを抜くことで、U字型バネにより機械的に固定される構造となっている。接続される光ファイバの端面間には、フレネル反射を抑制するため、屈折率整合剤が使用されている。メカニカルスプライスの組立には、接著剤や研磨作業等は必要なく、電源不要の光ファイバ接続技術である。光ファイバ網の信頼性にとっては、光ファイバが接続された後、どのように収納、維持されるかも非常に重要であり、雨、風、紫外線等、様々な自然環境下においても長期的な信頼性を確保する必要がある。図3はドロップ接続収容ケースであり、プラスチック筐體とゴムパッキンで構成されており、経済的で長期信頼性が確保された構造である。

            図1 FAコネクタの構造

            1) 內部構造 2) クサビ挿入

            図2 メカニカルスプライス

            図3 ドロップ接続収容ケース

            光コネクタ

            光コネクタ

            光コネクタは、光ファイバ同士を精密に軸合わせし、端面を近接または接觸させて、低損失?高信頼の繰返し接続を実現する製品です。光コネクタは、単心ファイバ接続から多心一括接続へ適用され、それぞれに複數の接続方式があります。フジクラは、各接続方式におけるコア技術を有し、お客様の用途に応じた多様なソリューションを提供しています。
            PC接続(図1)は光ファイバ端面同士を物理的に接觸する方式であり、フジクラは高精度研磨技術や精密樹脂成型技術等により、光コネクタの低損失化?多心化を進展させてきました。PC接続に加え、屈折率整合材や融著機による接続を組み合わせた、現場組立型光コネクタ(図2)ソリューションも提供しています。
            近年、伝送機器內のトラヒック増大やシリコンフォトニクス技術等の進展にともない、光モジュールや光デバイスへの、光ファイバの近接?非接觸接続が注目されています。フジクラは、光デバイスに対して光ファイバのモードフィールドを調整し光結合を実現したバットジョイント接続技術(図3)や、空間光學設計と光學樹脂成型技術を融合したレンズコネクション技術等(図4)によるソリューションをこれら新分野に展開しています。

            図1:単心および多心コネクタのPC接続図 (左:模式図、右:単心コネクタの例 LCおよびMPOコネクタ)

            図2: 現場組立コネクタの例(左:融著型MPOコネクタ、右:屈折率整合型単心コネクタ)

            図3: MFD調整バットジョイントの例(上:接続部概念図、下:製品外観図)

            図4: レンズコネクションの例(左:レンズMPOコネクタ、右:側斷面図)

            光ファイバ融著接続機

            光ファイバ融著接続機

            光ファイバの被覆除去、切斷、融著接続を行う裝置の研究開発に取り組んでいます。光ファイバのコア位置を高精度に測定し、精密軸合わせ機構で2本の光ファイバをサブミクロンレベルで調心し、準コロナ放電あるいはCO2レーザで融著接続を行います。タングステン電極による準コロナ放電を利用した融著接続機は小型化が可能であり、主に通信用光ファイバの接続に使用されます。一方、CO2レーザを利用した融著接続機は、光ファイバへのタングステンの付著がなく、主に特殊光ファイバの加工に使用されます。 接続のみではなく、先端レンズ加工や光結合器製作においてCO2レーザの特性が生かされます。メカトロニクス技術を駆使した本裝置は世界トップシェアの地位を築いています。

            12心一括融著接続機 放電による12心融著接続 レーザ融著接続機 融著接続型BALLレンズ
            光ケーブル

            光ケーブル

            光ファイバを間欠的に結合させ、リボン形狀とすることで、柔軟に変形することができるSpider Web Ribbon? (SWR?)と、それらを束ねて収納したケーブルであるWrapping Tube Cable? (WTC?)を開発しました。SWRとWTCの革新的な技術により、従來と比較しドラスティックな細徑高密度光ケーブルを実現し、世界最高心數となる超高密度光ケーブルの開発に成功しました。一般社団法人電気通信協會の「ICT事業奨勵賞」を受賞し、日本のみならず世界各國の光通信ネットワークの構築に貢獻しています。SWR&WTC?により、大容量光通信を支える超高密度な光ケーブル化技術の開発や、世界各國の用途に合わせた高機能な光ケーブルの開発を進めています。

            光ファイバ

            光ファイバ

            第5世代移動通信システム(5G)などの次世代の無線環境を導入する前提になるのが、光ファイバネットワークであり、光ファイバは高速大容量伝送を支える技術の中でも中心的な役割を果たします。光ファイバは、ほとんどがコードや多心のケーブルとして使用されます。布設作業の効率向上や光ファイバケーブル布設スペースの有効利用を図るため、光ファイバケーブルを高密度化して軽量?細徑化する開発が光ファイバメーカーの中で競って開発されています。
            當社では、當社の獨自技術である12心間欠固定型光ファイバリボンSpider Web Ribbon?を実裝した世界最高密度の多心光ファイバケーブルをリリースしていますが、さらにこの技術を進化させ,標準的な被覆外徑よりも細い200μmファイバを実裝した超多心光ファイバケーブルの開発も進めています。さらなる高密度化に向けてクラッド部分の細徑化やクラッドを共有することで高密度化が可能となるマルチコアファイバの開発も進めています。
            マルチコアファイバについては、1本の光ファイバに30以上のコアを有する超多コアマルチコアファイバの設計?製造技術を有しています。この超多コアマルチコアファイバを用いた伝送試験結果に対し、デンマーク工科大學、サウザンプトン大學と共同で2016年11月にHorizon Prizeを受賞しました。

            受賞したHorizon Prize

            この設計?製造技術を生かして、早期の実用化を見據え、現在使用されている標準の光ファイバと同じ細さ(125μm)に、既存のシングルモードファイバと光學的に互換な4つのコアを配置したマルチコア光ファイバを中心に研究開発を進めています。

            マルチコア光ファイバの例

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            ファイバレーザ技術

            世界トップレベルの、高出力レーザダイオード、希土類添加光ファイバ等の特殊ファイバ、ファイバ型光部品などの要素技術、それらの技術を統合して作製されるファイバレーザ光源の開発をしています。ビーム品質に優れた連続波シングルモードファイバレーザの高出力化の研究開発は、國內外でのレーザ関連の學會や國際會議において業績賞の受賞や招待講演の依頼を多數受けるなど、世界からも注目されています。
            シングルモードファイバレーザの研究開発以外にも、金屬の切斷や溶接に用いられる連続波高出力マルチモードファイバレーザ、マーキングや微細加工に用いられるパルス発振ファイバレーザの性能?機能の向上やコストダウンを支える技術開発、新製品開発にも力を入れています。
            今後は、ファイバレーザ光源の開発の他にも、ファイバレーザのアプリケーション研究も進め、ファイバレーザの一層の普及に貢獻していきます。

            330W出力ファイバ結合型
            レーザダイオードモジュール
            高出力連続波シングルモード
            ファイバレーザ試作品外観
            パルス発振ファイバレーザ製品外観 マルチモードファイバレーザによる
            金屬切斷の様子

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            光応用センシング技術

            通信用光ファイバで培った幅広い光関連技術を応用し、光応用センシング技術を研究開発しています。當社は複數の技術を保有しており、「イメージファイバ」?「內視鏡用極細線カメラモジュール」?「光ファイバセンサ」等、お客様の用途に合わせた製品を提案が可能です。

            関連する技術

            イメージファイバ

            イメージファイバ

            イメージファイバはレンズを介してファイバ端面に結像した畫像を他端へ伝送する光ファイバで、工業用途や人體の內部を観察する醫療用內視鏡に用いられています。當社の石英ガラスを主材料としたイメージファイバは、長い年月をかけ洗練された光ファイバの設計及び製造技術を盛り込んだユニークな製品で、世界シェアNo.1を誇っています。
            更にこの度、ユーザー各位からの高畫質化の要求に応えて、ファイバ外徑を維持しつつ畫素數を約3倍とした高解像度型イメージファイバを開発しました。
            高解像度型イメージファイバは、標準型イメージファイバでは困難であった4.4μm間隔のラインの判別が可能な解像度を有しています。また、高解像度化に伴って問題となる色再現性の劣化を、設計全體を最適化する事で標準型イメージファイバと同等に抑えました。
            本製品は工業及び醫療分野における顧客から高い評価を得ており、これまで観察が困難であった狹所の可視化技術へのさらなる貢獻が期待されます。當社は今後も光ファイバ技術を活かし、社會に貢獻していきます。

            高解像度型イメージファイバのカラー畫像

            解像度比較(赤丸內は4.4μm間隔のライン)

            內視鏡用極小カメラモジュール

            內視鏡用極小カメラモジュール

            光ファイバ事業で育んだ光學技術と微細加工技術、電子部品事業で培った極細同軸ケーブル技術およびマイクロ実裝技術などの社內技術を集約し、更に新構造と製造技術を開発することで、醫療技術を革新する、極細徑カメラモジュールを実現しました。
            當社の極小カメラモジュールは、16萬畫素の高畫質を有しながら直徑φ1.4mmの極細徑であり、加えて、容易に曲げられる特徴を有します。これにより、従來直接撮像が困難、あるいは患者に苦痛を與えなければ観察できなかった患部を容易に撮像できる様になります。
            加えて低価格を実現したことで、二次感染リスク回避の為の単回使用電子內視鏡の実現も可能となります。
            人々の生活の質であるQuality of Life(QOL)の維持向上と、醫療技術革新への貢獻を目的として、今後も光技術と電子技術の融合により醫療イノベーションを創出する研究開発活動を進めて參ります。

            內視鏡用極小カメラモジュール
            光ファイバセンサ

            光ファイバセンサ

            光ファイバセンサとは、溫度、ひずみ、磁界などに応じてファイバ中を伝搬する光の様々なパラメータが変化する特性を活用し、光ファイバ自體をセンサとして利用する技術です。この光ファイバセンサの代表例が角速度を計測する光ファイバジャイロであり、航空宇宙分野で実用化されています。そして近年では、溫度、ひずみ、磁界などに加えて形狀や寸法を計測するセンサも提案され、橋梁やトンネルなどの社會インフラ、原子力設備、天然資源の採掘現場、醫療機器などへ応用が広がっています。
            當社における光ファイバセンサの研究開発事例として、平成28、29年度に國立研究開発法人宇宙航空研究開発機構(JAXA)殿が実施した光ファイバセンサ飛行実証事業を紹介します。當社が開発した光ファイバセンサが実験用航空機「飛翔」に搭載され、飛行中の機體に生じるひずみをリアルタイムで計測することに成功しました。

            平成28、29年度光ファイバセンサ飛行実証事業の概要(JAXA殿ご提供資料)

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