水中コネクタは水中観測網の重要な部品であり、オイルシール方式を採用して低損失接続を実現しているが、この方式は光接続構造が複雑で、開発の難易度が高い。この問題を解決するために、陸上光ファイバーネットワークの接続方式と比較し、接触式光ファイバーコネクタの水中現場での湿式脱着方式を提案した。水の吸収特性、ランバート・ベールの法則、および液体の表面張力を基に原理解析を行い、光ファイバー端面に厚さ5μm以内の水膜が形成され、その厚さの水膜による1310 nmおよび1550 nm波長帯の吸収損失は無視できることを示した。次に、1550 nm帯を例に、空気、水、シリコンオイル中での光ファイバーの結合損失を実験的に解析し、設計した光挿針構造で性能検証を行った。実験データは、水中現場での光ファイバーの湿式脱着平均損失が0.17 dB、光挿針の湿式脱着平均損失が0.23 dBであることを示している。これにより、接触式光ファイバーカップリング設計が水中湿式脱着の低損失接続要求を満たすことが示された。本論文は水中光ファイバー湿式脱着コネクタ分野に新たな視点を提供し、水質の清浄を確保した状態で直接水中現場での湿式脱着を可能とする設計案を提案し、油によるシール方式に基づく海外の技術独占を打破することが期待される。

水中コネクタ;湿式脱着;水の吸収特性;光ファイバーカップリング;性能分析