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日本千叶理工学院教授Ryo Nagase从信息性介绍开始，重点介绍了关于推进多芯光纤连接器技术的研究
从光通信领域最初出现时起，日本就一直引领着光通信技术的发展。20世纪70年代发明的VAD方法极大地提高了性能，降低了光纤制造成本。该技术仍作为主流光纤制造技术在全世界广泛使用。
20世纪80年代发明的物理接触(PC)技术也为以较低成本实现更高性能的光学连接器做出了重大贡献，并且它仍然用于大多数类型的光学连接器中。
这两种用于构建光网络的基本技术自从被引入市场以来已经被公认为主流技术超过25年，并且都被认证为IEEE里程碑的地位。
在日本，全国光纤电缆干线网络于1985年建成，全球首个商用光纤到户(FTTH)服务于2001年开通。2021年日本有3600万FTTH用户。世界范围内对通信流量的需求持续增长，并且光通信系统已经经历了巨大的改进。20年来，通过一根光纤传输的信号容量增加了约10，000倍。
图1 MU型MCF连接器中的欧式耦合机构
另一方面，目前用作最宽带介质的单模光纤(SMF)的理论极限为每根光纤100 Tb/s，如果流量需求继续增加，人们担心几年内就会出现容量短缺。
在此背景下，日本于2008年成立了“极其先进的光传输技术技术委员会(EXAT)”，旨在进一步扩大光纤传输能力。这是世界上第一个这样的委员会，它阐明了空分复用(SDM)技术的概念。其中一项技术是使用多芯光纤(MCF)。与MCF建立光网络需要新的方法，如MCF制造技术、MCF连接技术(熔接和连接器)、MCF和SMF互连技术以及MCF光放大技术。
本文介绍了最早由日本开发的MCF光连接器技术。
光连接器技术基础
在SMF，光信号在大约10米的区域内传播，因此为了连接光纤，必须以优于大约1米的高精度进行定位
另一方面，在光连接器中，外力可能通过光缆作用。特别地，在光通信网络中，光连接器以高密度安装在端子板上，并且在电话局中每天都要进行线路切换工作，因此在工作期间经常会接触到活动线路的电缆。即使对电缆施加力，连接性能也必须保持稳定。
光学连接器外壳还通过物理接触技术发生弹性变形，将套圈压在一起以保持稳定的连接。这种变形可达几十μm，难以确保上述SMF所需的定位精度。为了避免这个问题，采用了浮动机构，其中固定光纤的插芯浮动，并且外壳的变形不会影响光纤的定位。
如上所述，日本开发的物理接触技术和浮动机构成为后续光连接器技术的基础，这些技术用于目前主流使用的SC型和LC型光连接器。
图二 SC型MCF连接器
用于 MCF 的光连接器技术
为了连接 MCF，不仅需要采用浮动机构，还需要精确对齐围绕光纤轴的旋转角度。奥尔德姆联轴器就是满足这些矛盾条件的一种机制，在机械工程领域早已得到应用。该联轴器的作用是即使发生轴偏心也能准确地传递旋转角度，但反过来说，即使不旋转也会发生轴偏心，因此有可能满足MCF连接器的必要条件。
用于 MCF 的第一个实用光连接器是 2012 年在日本开发的 MU 型 MCF 连接器（图 1）。通过应用奥尔德姆的耦合机构，保持定位精度，包括旋转角度。它具有即使对电缆施加拉伸载荷，连接损耗也不会波动的特性。 2019年开发出SC型MCF连接器，以简化结构实现相同原理（图2）。使用 MCF 将光连接器实际应用于光通信网络的工作正在取得进展。
结论
在光通信领域，日本自该领域开始以来就为新技术的发展做出了重大贡献。目前使用 SMF 构建的光通信网络的容量限制已变得明显，因此我们正在开展研究和开发以克服这一障碍。
在日本，我们开发了目前使用的光连接器的基础技术，并且正在开发用于 MCF 的新型光连接器，这对于使用 MCF 构建光网络是必不可少的。
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