JP3924265B2 - Optical fiber connector - Google Patents

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JP3924265B2
JP3924265B2 JP2003189727A JP2003189727A JP3924265B2 JP 3924265 B2 JP3924265 B2 JP 3924265B2 JP 2003189727 A JP2003189727 A JP 2003189727A JP 2003189727 A JP2003189727 A JP 2003189727A JP 3924265 B2 JP3924265 B2 JP 3924265B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ用コネクタに係り、特に、コアの周囲に複数の空孔を有する光ファイバ用コネクタに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
コアの周囲に空孔を有する光ファイバには、ホーリー光ファイバやフォトニック結晶光ファイバ等がある。
【0003】
ホーリー光ファイバは、コアの周囲に複数の空孔を有する光ファイバであるため、光ファイバの曲げや捻りへの耐性が大きく、曲げによる伝送損失の増加が抑えられる光ファイバであり、それによって従来のシングルモードファイバでは成し得なかった径の小さいカールを形成しても低損失な伝送特性をもつ光ファイバである。
【0004】
フォトニック結晶光ファイバは、クラッドにフォトニック結晶構造、即ち、屈折率の周期構造を有する光ファイバである。その周期構造を光の波長ないしはその数倍程度まで小さくし、結晶中に欠陥や局所的不均一性を導入することで、光を局在させることができ、コアとクラッドが同じ材料でもコアに光を閉じ込めることができる。
【0005】
ここで、ホーリー光ファイバを例にとり、その断面構造を図4によって説明する。
【0006】
図4に示すように、ホーリー光ファイバ31の空孔32が6個あるタイプで、コア33の周囲には内径10μmの空孔32が円周方向に関して等間隔に光ファイバ全長にわたって形成されている。クラッド34の径は、125μm、中心のコア33は通常のシングルモードファイバ(SMF:Single Mode Fiber )と同様にゲルマニュームが添加されており、コア33の径は約9μm、周囲の純粋石英クラッド34に対する比屈折率差は0.35%である。
【0007】
このホーリー光ファイバ31の特徴は、コア33の周囲の空孔32の屈折率が約1であり、実効的な比屈折率差が通常のシングルモードファイバよりはるかに大きいことから、コア33への光の閉じ込め効果が高いため、ホーリー光ファイバ31を曲げたときに発生する損失が極めて小さいことである。
【0008】
ホーリー光ファイバ31のコネクタ周辺技術に関しては、本ファイバ自体が最近開発された新規な光ファイバであるため、特に確立された技術、構造は存在しないが、主な手法として以下の3例を示す。
【0009】
(1)空孔未処理
通常のSMFと全く同様に、一般的に使用されている規格のコネクタに接続できるよう加工することは可能であり、挿入損失も0.1〜0.2dB程度と同等である。
【0010】
(2)加熱による空孔つぶし
コネクタ端面に空孔が露出した状態では、研磨による空孔の汚染による長期信頼性に懸念が残る。そこで、コネクタ先端部の空孔を加熱によってつぶす処理が必要になる。その処理法として、以下の2例を示す。
【0011】
i)アーク放電による加熱
ファイバ接続用のアーク放電融着機を用いた方法である。アーク放電融着については後に詳述するが、放電パワーは通常の光ファイバ融着接続するときと同程度で、放電時間が約1秒で空孔が十分溶融し一体化した。空孔をつぶした部分は10μmの空孔6個分の断面積が減少し、クラッド径は2.5μm減少し、122.5μmであった。
【0012】
ii)マイクロトーチによる加熱
ファイバ型カプラの製造に用いるマイクロトーチを用いた加熱方法であり、アーク放電時ほど融着温度が上がらないため、約15秒かけてバーナを約5mm移動させて空孔をつぶした。空孔をつぶした部分はアーク放電による場合よりもさらに小さく、121.5μmであった。空孔の減少分に加えて、加熱時間がアーク放電に比べて長いため、火炎エッチングによってクラッド表面の石英ガラスが揮散してしまう。
【0013】
i),ii)それぞれの加熱方法により空孔32を潰した後、ホーリー光ファイバ31をフェルールに装着する。
【0014】
ここで、マイクロトーチ加熱により空孔32をつぶし、FCコネクタ用フェルール35に装着した断面図を図5(a)に示し、フェルール35の端面36から見た断面図を図5(b)に示す。
【0015】
ホーリー光ファイバ31はクラッド34の周囲がUV樹脂被覆37により被覆されているファイバ心線38の状態で用いられ、光コネクタ等との接続部分はそのUV樹脂被覆37を剥がし裸ファイバ39にして使用する。
【0016】
FCコネクタ用フェルール35は、光コネクタを構成する要素部品であり、裸ファイバ39を固定する固定部40とファイバ心線38を装着するファイバ保持部41からなる。単心光コネクタで利用する場合、フェルール35は円筒型をしている。ホーリー光ファイバ31はフェルール35とは接着剤で固定され、さらにホーリーファイバ31を固定したフェルール35は光コネクタに接続される。FC光コネクタの場合、フェルール35は、ねじや押圧ばね等で締結部42により光コネクタに固定される。
【0017】
ホーリー光ファイバ31をフェルール35に装着した後、端面36を研磨するが、裸ファイバ39の接続端近傍43は加熱により空孔32がつぶされており、研磨粉やその他異物はホーリーファイバ31内に侵入しない。
【0018】
図5によるホーリー光ファイバ31の装着の説明はマイクロトーチで加熱したときについて述べたが、アーク放電による加熱後も同様に、ホーリー光ファイバ31をFCコネクタ用フェルール35に装着する。
【0019】
(3)シングルモードファイバ融着接続
図6は、本発明者が提案した、ホーリー光ファイバ31の先端部を裸ファイバ39にし、その裸ファイバ39とSMF45を融着接続し、FCコネクタ用フェルール35に装着した断面図である。
【0020】
FCコネクタ用フェルール35の構造は、図5に示したものと同じであり、その詳細は省略する。図6に示すように、フェルール35内に装着されたホーリー光ファイバ31は、その先端44で所定長のSMF45が融着されており、その融着面44が固定部40の中央に位置し、空孔32が外部に触れることはない。接続損失は通常のSMFコネクタと比較して、融着による伝送損失約0.1dBが付加される程度である。
【0021】
【特許文献1】
特開2002−323625号公報
【0022】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したホーリー光ファイバの接続には以下の問題点がある。
【0023】
(1)空孔未処理の場合の問題点
ホーリー光ファイバ31の端面を研磨した後のコネクタ端面の6箇所の空孔には、研磨粉やその他異物が残留したままであり、超音波洗浄器等で異物の除去を試みても、孔径が小さいため殆ど除去できない。そのため、繰り返し行う着脱試験において、空孔内の異物が出てくることがあり、コア33の表面に付着すると挿入損失が増加してしまう。また、低損失化及び反射対策に優れたPC接続によって光コネクタ同士を接続する場合においては、ホーリー光ファイバ31が押圧状態になるため、空孔32のエッジ部分が欠けて、そのガラス片でコネクタ表面が傷付くことがある。さらに、ファイバ31内の空孔32は開いた状態であるため、特に高温多湿等の石英ガラスにとって望ましくない環境において、ファイバ端面から水分が浸透してファイバ強度の疲労劣化が速く進行してしまうなどの問題点がある。
【0024】
(2)加熱による空孔つぶしの場合の問題点
加熱で空孔32を潰したことにより、ホーリー光ファイバ31の空孔32内に異物や水分が浸入する問題は解決されるが、空孔32をつぶした部分43は、クラッド34の径が121.5μmであり、研磨後のフェルール端面36は、図5(b)に示すように、裸ファイバ39が大きく偏心してフェルール35と裸ファイバ39の間に隙間ができる。
【0025】
この状態でFCコネクタ用フェルールをマスターコネクタ(図示せず)に接続したときの、波長1.3μm帯による接続損失は0.7〜1.0dBと大きかった。複数本のコネクタを試作したが全てのファイバがフェルール端面36で偏心していた。トーチで加熱したホーリー光ファイバ31は僅かながら湾曲しているため、接着剤の粘性力でもフェルール35内で中心に位置することは非常に困難である。
【0026】
また、アーク放電により加熱した場合は、クラッド径の減少率はトーチ加熱ほど大きくはないが、接続損失は0.4〜0.7dBとやはり大きかった。
【0027】
これらの接続損失値は、空孔径10μmで6穴型のホーリー光ファイバ31のものであり、空孔径が大きく、または空孔数が多くなった場合では、さらに接続損失は劣化してしまう問題点がある。
【0028】
(3)SMF融着接続の場合の問題点
ホーリー光ファイバ31の空孔32をつぶさず、ファイバ先端44にSMF45を融着することで、ファイバが偏心して接続損失が増える問題は改善されるが、融着位置、融着部分のクラッド外径、融着部のファイバ曲がり、融着損失、融着部のファイバ強度等々を所望の値にする必要があるため、コネクタに装着するフェルール35の組立が煩雑になりやすい。
【0029】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、強度信頼性に優れ、組立が容易で、かつ低損失でSMFコネクタと接続できる光ファイバ用コネクタを提供することにある。
【0030】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、コアの周囲に複数の空孔を有する光ファイバをフェルールに挿入して装着する光ファイバ用コネクタにおいて、前記光ファイバの端面から離れた位置で溶融により空孔を閉塞し、端面近傍は溶融により空孔を閉塞せず、前記光ファイバの端面の外径は、空孔を閉塞する前の外径に維持される光ファイバ用コネクタである。
【0032】
請求項の発明は、アーク放電によって空孔を溶融閉塞した請求項1載の光ファイバ用コネクタである。
【0033】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【0034】
まず、本実施形態に用いる光ファイバは、図4で説明したホーリー光ファイバ31と同じでありその詳細は省略する。
【0035】
図1に、ホーリー光ファイバ12をFCコネクタ用フェルール17に接続した断面図を示す。
【0036】
コアの周囲に空孔11を有するホーリー光ファイバ12は、クラッド13の周囲がUV樹脂被覆14により被覆されているファイバ心線15の状態で用いられ、光コネクタ等との接続には、そのUV樹脂被覆14を剥がした裸ファイバ16を使用する。
【0037】
フェルール17は光コネクタを構成する要素部品であり、UV樹脂被覆14を剥がした裸ファイバ16を固定する固定部18とファイバ心線15を装着するファイバ保持部19からなる。単心光コネクタで利用する場合、FCコネクタ用フェルール17は円筒型をしている。ホーリー光ファイバ12は、接着剤でフェルール17に装着され、さらに、ホーリー光ファイバ12を装着したフェルール17は、光コネクタに接続される。FCコネクタの場合、ねじや押圧ばね等で締結部20により光コネクタに固定される。
【0038】
ホーリー光ファイバ12は裸ファイバ16の先端21から離れた位置で、かつ閉塞区間22の空孔13が閉塞されて、フェルール17に装着されている。
【0039】
ホーリー光ファイバ12をフェルール17に接続した光コネクタの組立手順を説明する。
【0040】
図2はアーク放電融着機25でホーリー光ファイバの空孔を溶融閉塞する際の工程図を示したもので、図2(a)はアーク放電中、図2(b)は放電後をそれぞれ示している。
【0041】
まず、図2(a)に示すように、ホーリー光ファイバ12のUV樹脂被覆14を除去し、被覆剥ぎ際23から4mm離れた位置を中心に約1.5mmの範囲で、アーク放電融着機25を用いて電極27,27より光ファイバ12に2秒間アーク放電26を行う。放電パワーは、放電電流15mA程度にし、温度1800〜2000°でありSMFを融着接続する場合と同程度の強さである。アーク放電中はガラスが溶融状態であり、表面張力が発生し、空孔内の減圧処置や引っ張りを加えなくても1秒程度で空孔11は消滅する。図2(b)に示すように、空孔11が閉塞した区間22では空孔11が消滅した分クラッドの外径が小さくなる。空孔閉塞区間22のファイバ12の最小外径は、コア周囲の空孔11の径や数によって異なるが、10μm×6穴でクラッド径は2.5μm減少し、122.5μmであった。一方、アーク放電26を行っていないホーリー光ファイバ12の外径は125μmで維持されているのは言うまでもない。
【0042】
アーク放電時は、放電電極27両端でホーリー光ファイバ12を支持するファイバ支持用V溝28,28の位置精度に注意を要する。両支持用V溝28,28間の精度が不十分であると空孔閉塞区間22においてファイバ16が曲がってしまうので、水平方向及び垂直方向に関して軸ずれや角度折れを極力抑える必要がある。要求される精度は、軸ずれは1μm以内、角度折れは0.1°以内である。
【0043】
次に、ホーリー光ファイバ12をフェルール17と接着剤で固定する。本実施の形態で用いたFCコネクタ用フェルール17は、固定部18の内径が125μmで、固定部長が8mmであることから、被覆剥ぎ際23から4mmの位置を中心に空孔11が閉塞されているので、空孔閉塞区間22が固定部18のほぼ中央に位置することになり、外観上は通常のSMF用コネクタと全く変わらない。
【0044】
最後に、図示はしないが、フェルール17に装着されたホーリー光ファイバ12の端面21を研磨し、フェルール17は光コネクタに内蔵されて完成となる。
【0045】
次に本発明の作用を述べる。
【0046】
本実施形態の光ファイバ用コネクタは、ファイバ12のコア周囲に空孔11を有するホーリー光ファイバ12の端面21から離れた所定長の閉塞区間22で、空孔11をアーク放電溶融により閉塞しているので、ファイバ端面21を研磨する際の研磨粉や水分、その他異物の侵入を防ぐことができる。これにより、通常の光コネクタと同等の信頼性を保つことができ、特に、高温多湿等の過酷な環境下においても端面21の空孔11から水分が浸透してファイバ強度の疲労劣化が通常の光コネクタを使用したときより、速く進行することを防止できる。
【0047】
また、アーク放電による加熱長及び加熱時間が共に短い空孔11の溶融閉塞を行っているため、空孔閉塞区間22でのファイバの曲がり等の変形が少ない。そのため、ホーリー光ファイバ12をフェルール17へ挿入する際、引っ掛かったり、フェルール17内でファイバ12が断線することが極めて少ない。
【0048】
アーク放電による空孔閉塞を行った後、フェルール17へのホーリー光ファイバ12の装着及び端面研磨作業は、通常の光ファイバの装着及び端面研磨作業と全く変わる所がないので、フェルール組立が容易にできる。
【0049】
空孔閉塞区間22が、固定された裸ファイバ16の中央に位置し、フェルール端面21ではホーリー光ファイバ12の空孔11が露出しているが、クラッド径が125μmであり、従来で説明したようなフェルール端面21での裸ファイバ16の偏心が発生せず、その偏心による接続損失の増加が抑えられる。
【0050】
ここで、本実施の形態で製作したFCコネクタ50個をマスターコネクタに接続したときの波長1.3μm帯における接続損失のヒストグラムを図3に示す。
【0051】
図3のヒストグラムは50個のFCコネクタで各々の接続損失を測定し、横軸を接続損失(dB)、縦軸を度数として表したものある。図3に示すように、本実施の形態の光コネクタにより接続した端末の接続損失は最大で0.32dB、平均で0.16dBと、通常のSMF用コネクタの接続損失と同程度に低減されている。
【0052】
本実施の形態は空孔11の径が10μmで6穴タイプのホーリー光ファイバ12について説明したが、空孔11の径や数が異なる、即ち空孔率の異なるホーリー光ファイバや微小な円柱空孔が中央から周期的に六方格子状に配列されたフォトニック結晶ファイバにおいても他のSMFコネクタと接続可能になる。
【0053】
また、FCコネクタ用フェルール17を用いた光コネクタについて述べたが、本発明は、FCコネクタ用フェルール17に限定されるものではなく、その他全ての市販コネクタにおいても適用できる。
【0054】
また、本実施の形態で説明した空孔11の閉塞方法は、放電による溶融閉塞に限定されるものではなく、例えば、空孔11の形状を変形させずに、接着剤等の材料を部分的に充填することでも差し支えない。具体的には、光ファイバ端面から毛細管現象によってごく微量の光学接着剤を注入して適当な位置で硬化させる。ただし、この方法で用いる光学接着剤はその粘度が10μmの空孔を通過する程度であり、概ね5Pas以下であることが望ましい。
【0055】
さらに本発明はコネクタ以外の接続方法、例えばメカニカルスプライスにも適用できる。
【0056】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、以下に示すごとく優れた効果を発揮するものである。
【0057】
(1)空孔内への異物、水分等の浸入を防止でき、通常の光コネクタと同等の信頼性を確保できる。
【0058】
(2)空孔率の高いホーリー光ファイバでも低損失で他のシングルモードファイバ用コネクタと接続可能になる。
【0059】
(3)コネクタの組立が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るホーリー光ファイバが装着されたFCコネクタ用フェルールの一実施形態を示す断面図である。
【図2】本発明において、ホーリー光ファイバをアーク放電融着機にセットした時の構造図を示したものであり、(a)は放電中の状態を示し、(b)は放電後の状態を示したものである。
【図3】本実施形態のFC光コネクタの挿入損失のヒストグラムである。
【図4】6穴タイプホーリー光ファイバの断面図である。
【図5】従来例を示し、(a)は、マイクロトーチ加熱により空孔をつぶしたFCコネクタ用フェルールの構造を示す断面図であり、(b)はフェルール端面から見た断面図である。
【図6】先に提案した、SMFを融着接続したFCコネクタ用フェルールの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
11 空孔
12 ホーリー光ファイバ
17 FCコネクタ用フェルール
21 ファイバ端面
25 アーク放電融着機
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical fiber connector, and more particularly to an optical fiber connector having a plurality of holes around a core.
[0002]
[Prior art]
Examples of the optical fiber having holes around the core include a holey optical fiber and a photonic crystal optical fiber.
[0003]
Since the holey optical fiber is an optical fiber having a plurality of holes around the core, the optical fiber has high resistance to bending and twisting of the optical fiber, and can suppress an increase in transmission loss due to bending. This optical fiber has low-loss transmission characteristics even when a curl with a small diameter that cannot be achieved with a single mode fiber is formed.
[0004]
The photonic crystal optical fiber is an optical fiber having a photonic crystal structure, that is, a refractive index periodic structure, in a clad. By reducing the wavelength of the periodic structure to the wavelength of light or several times that, and introducing defects and local inhomogeneities in the crystal, light can be localized. Can confine light.
[0005]
Here, taking a holey optical fiber as an example, the cross-sectional structure will be described with reference to FIG.
[0006]
As shown in FIG. 4, the holey optical fiber 31 has six holes 32, and around the core 33, holes 32 having an inner diameter of 10 μm are formed at equal intervals in the circumferential direction over the entire length of the optical fiber. . The diameter of the clad 34 is 125 μm, and the central core 33 is doped with germanium in the same manner as an ordinary single mode fiber (SMF), the diameter of the core 33 is about 9 μm, and the diameter relative to the surrounding pure quartz clad 34 is The relative refractive index difference is 0.35%.
[0007]
The holey optical fiber 31 is characterized in that the refractive index of the air holes 32 around the core 33 is about 1, and the effective relative refractive index difference is much larger than that of a normal single mode fiber. Since the light confinement effect is high, the loss generated when the holey optical fiber 31 is bent is extremely small.
[0008]
Regarding the connector peripheral technology of the holey optical fiber 31, since this fiber itself is a newly developed optical fiber, there is no particularly established technology and structure, but the following three examples are shown as main techniques.
[0009]
(1) Hole-untreated In the same way as ordinary SMF, it can be processed so that it can be connected to a standard connector that is generally used, and the insertion loss is equivalent to about 0.1 to 0.2 dB. It is.
[0010]
(2) Crushing the hole by heating In the state where the hole is exposed on the end face of the connector, there is concern about long-term reliability due to the contamination of the hole by polishing. Therefore, a process of crushing the holes at the tip of the connector by heating is necessary. The following two examples are shown as the processing method.
[0011]
i) A method using an arc discharge fusion machine for connecting a heating fiber by arc discharge. The arc discharge fusion will be described in detail later, but the discharge power was about the same as that of ordinary optical fiber fusion splicing, and the vacancies were sufficiently melted and integrated in a discharge time of about 1 second. In the crushed portion, the cross-sectional area of six 10 μm holes decreased, and the cladding diameter decreased by 2.5 μm to 122.5 μm.
[0012]
ii) Heating method using a microtorch for heating fiber type couplers using a microtorch. Since the fusion temperature does not rise as much as during arc discharge, the burner is moved by about 5 mm over about 15 seconds, and the holes are formed. I crushed it. The portion where the voids were crushed was 121.5 μm, which was even smaller than that caused by arc discharge. Since the heating time is longer than the arc discharge in addition to the decrease in the number of holes, the quartz glass on the cladding surface is volatilized by flame etching.
[0013]
i), ii) After the air holes 32 are crushed by the respective heating methods, the holey optical fiber 31 is mounted on the ferrule.
[0014]
Here, FIG. 5A shows a cross-sectional view in which the air holes 32 are crushed by heating with a micro torch and attached to the FC connector ferrule 35, and a cross-sectional view seen from the end face 36 of the ferrule 35 is shown in FIG. 5B. .
[0015]
The holey optical fiber 31 is used in the state of a fiber core wire 38 in which the periphery of the clad 34 is covered with a UV resin coating 37, and the connection portion with an optical connector or the like is used as a bare fiber 39 by peeling the UV resin coating 37. To do.
[0016]
The FC connector ferrule 35 is an element component constituting an optical connector, and includes a fixing portion 40 for fixing the bare fiber 39 and a fiber holding portion 41 for mounting the fiber core wire 38. When used in a single optical connector, the ferrule 35 has a cylindrical shape. The holey optical fiber 31 is fixed to the ferrule 35 with an adhesive, and the ferrule 35 to which the holey fiber 31 is fixed is connected to an optical connector. In the case of the FC optical connector, the ferrule 35 is fixed to the optical connector by the fastening portion 42 with a screw or a pressing spring.
[0017]
After the holey optical fiber 31 is mounted on the ferrule 35, the end face 36 is polished. In the vicinity of the connection end 43 of the bare fiber 39, the holes 32 are crushed by heating, so that polishing powder and other foreign matters are contained in the holey fiber 31. Does not invade.
[0018]
Although the description of the mounting of the holey optical fiber 31 according to FIG. 5 has been described with respect to heating with a microtorch, the holey optical fiber 31 is similarly mounted on the FC connector ferrule 35 after heating by arc discharge.
[0019]
(3) Single-mode fiber fusion splicing FIG. 6 shows an FC connector ferrule proposed by the present inventor as a bare fiber 39 at the tip of a holey optical fiber 31 , and the bare fiber 39 and SMF 45 are fusion spliced. FIG.
[0020]
The structure of the FC connector ferrule 35 is the same as that shown in FIG. As shown in FIG. 6, the holey optical fiber 31 mounted in the ferrule 35 has a predetermined length of SMF 45 fused at its tip 44, and the fused surface 44 is located at the center of the fixing portion 40. The holes 32 do not touch the outside. The connection loss is such that a transmission loss of about 0.1 dB due to fusion is added compared to a normal SMF connector.
[0021]
[Patent Document 1]
JP 2002-323625 A
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described holey optical fiber connection has the following problems.
[0023]
(1) Problems in the case where holes are not treated Polishing powder and other foreign matters remain in the six holes on the end face of the connector after the end face of the holey optical fiber 31 is polished. Even if an attempt is made to remove foreign matter, etc., it is hardly possible to remove because the pore diameter is small. For this reason, in the repeated attachment / detachment test, foreign matter in the holes may come out, and if it adheres to the surface of the core 33, the insertion loss increases. Further, when connecting optical connectors by PC connection excellent in low loss and anti-reflection measures, since the holey optical fiber 31 is in a pressed state, the edge portion of the air holes 32 is missing, and the glass piece is the connector. The surface may be damaged. Furthermore, since the air holes 32 in the fiber 31 are in an open state, moisture permeates from the end face of the fiber, particularly in an environment that is not desirable for quartz glass such as high temperature and high humidity, and the fatigue deterioration of the fiber strength proceeds rapidly. There are problems.
[0024]
(2) Problems in the case of crushing holes due to heating By crushing the holes 32 by heating, the problem of foreign matter and moisture entering the holes 32 of the holey optical fiber 31 is solved. In the portion 43 crushed, the diameter of the clad 34 is 121.5 μm, and the ferrule end face 36 after polishing has a large eccentricity of the bare fiber 39, as shown in FIG. 5 (b). There is a gap between them.
[0025]
When the FC connector ferrule was connected to the master connector (not shown) in this state, the connection loss due to the wavelength band of 1.3 μm was as large as 0.7 to 1.0 dB. A plurality of connectors were prototyped, but all the fibers were eccentric at the ferrule end face 36. Since the holey optical fiber 31 heated by the torch is slightly curved, it is very difficult to be positioned at the center in the ferrule 35 even by the viscous force of the adhesive.
[0026]
In addition, when heated by arc discharge, the reduction rate of the cladding diameter was not as great as that of torch heating, but the connection loss was still as large as 0.4 to 0.7 dB.
[0027]
These connection loss values are those of the holey diameter 10 μm of the 6-hole type holey optical fiber 31. When the hole diameter is large or the number of holes is increased, the connection loss is further deteriorated. There is.
[0028]
(3) Problems in the case of SMF fusion splicing Although the hole 32 of the holey optical fiber 31 is not crushed and the SMF 45 is fused to the fiber tip 44, the problem of increasing the connection loss due to the eccentricity of the fiber is improved. Assembling of the ferrule 35 to be attached to the connector is necessary because the fusion position, the cladding outer diameter of the fusion part, the fiber bending of the fusion part, the fusion loss, the fiber strength of the fusion part, etc. must be set to desired values. Tends to be cumbersome.
[0029]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical fiber connector that solves the above-described problems, has excellent strength reliability, is easy to assemble, and can be connected to an SMF connector with low loss.
[0030]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is a connector for an optical fiber in which an optical fiber having a plurality of holes around a core is inserted into a ferrule and attached thereto , at a position away from the end face of the optical fiber. closing the pores in the melt, the vicinity of the end face is not closed pores by melting, the outer diameter of the end face of the optical fiber is a optical fiber connector which is maintained in the outer diameter before closing the pores .
[0032]
According the invention of claim 2 is a connector for an optical fiber according to claim 1 Symbol placement melted closed pores by arc discharge.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0034]
First, the optical fiber used in this embodiment is the same as the holey optical fiber 31 described in FIG.
[0035]
FIG. 1 shows a cross-sectional view in which a holey optical fiber 12 is connected to an FC connector ferrule 17.
[0036]
A holey optical fiber 12 having a hole 11 around the core is used in the state of a fiber core 15 in which the periphery of a clad 13 is covered with a UV resin coating 14, and the UV is used for connection to an optical connector or the like. A bare fiber 16 from which the resin coating 14 has been peeled off is used.
[0037]
The ferrule 17 is an element part constituting an optical connector, and includes a fixing portion 18 for fixing the bare fiber 16 from which the UV resin coating 14 is peeled off and a fiber holding portion 19 for attaching the fiber core wire 15. When used in a single optical connector, the FC connector ferrule 17 has a cylindrical shape. The holey optical fiber 12 is attached to the ferrule 17 with an adhesive, and the ferrule 17 attached with the holey optical fiber 12 is connected to an optical connector. In the case of the FC connector, it is fixed to the optical connector by the fastening portion 20 with a screw or a pressing spring.
[0038]
The holey optical fiber 12 is attached to the ferrule 17 at a position away from the distal end 21 of the bare fiber 16 and the hole 13 in the closed section 22 is closed.
[0039]
The assembly procedure of the optical connector in which the holey optical fiber 12 is connected to the ferrule 17 will be described.
[0040]
FIG. 2 shows a process chart when the hole of the holey optical fiber is melted and closed by the arc discharge fusion machine 25. FIG. 2 (a) is during arc discharge, and FIG. 2 (b) is after discharge. Show.
[0041]
First, as shown in FIG. 2 (a), the UV resin coating 14 of the holey optical fiber 12 is removed, and an arc discharge fusion machine in a range of about 1.5 mm centering on a position 4 mm away from the coating stripping 23. 25, an arc discharge 26 is performed from the electrodes 27, 27 to the optical fiber 12 for 2 seconds. The discharge power is set to a discharge current of about 15 mA, the temperature is 1800 to 2000 °, and is as strong as the case where the SMF is fusion spliced. During the arc discharge, the glass is in a molten state, surface tension is generated, and the vacancies 11 disappear in about 1 second without applying pressure reduction treatment or pulling in the vacancies. As shown in FIG. 2B, the outer diameter of the cladding becomes smaller in the section 22 where the air holes 11 are closed, as much as the air holes 11 disappear. The minimum outer diameter of the fiber 12 in the hole blocking section 22 varies depending on the diameter and the number of the holes 11 around the core, but the cladding diameter decreased by 2.5 μm to 122.5 μm with 10 μm × 6 holes. On the other hand, it goes without saying that the outer diameter of the holey optical fiber 12 not subjected to the arc discharge 26 is maintained at 125 μm.
[0042]
At the time of arc discharge, attention must be paid to the positional accuracy of the fiber supporting V grooves 28 and 28 that support the holey optical fiber 12 at both ends of the discharge electrode 27. If the accuracy between the supporting V-grooves 28 and 28 is insufficient, the fiber 16 bends in the hole closing section 22, so that it is necessary to suppress axial deviation and angular break as much as possible in the horizontal and vertical directions. The required accuracy is an axis deviation within 1 μm and an angle break within 0.1 °.
[0043]
Next, the holey optical fiber 12 is fixed to the ferrule 17 with an adhesive. In the FC connector ferrule 17 used in this embodiment, the inner diameter of the fixing portion 18 is 125 μm, and the fixing portion length is 8 mm. As a result, the hole closing section 22 is positioned substantially at the center of the fixed portion 18, and the appearance is completely the same as a normal SMF connector.
[0044]
Finally, although not shown, the end face 21 of the holey optical fiber 12 attached to the ferrule 17 is polished, and the ferrule 17 is built into the optical connector to be completed.
[0045]
Next, the operation of the present invention will be described.
[0046]
The optical fiber connector of the present embodiment has a hole 22 closed by arc discharge melting in a predetermined length of a closed section 22 away from the end face 21 of the holey optical fiber 12 having holes 11 around the core of the fiber 12. Therefore, it is possible to prevent intrusion of polishing powder, moisture and other foreign matters when the fiber end face 21 is polished. Thereby, reliability equivalent to that of a normal optical connector can be maintained. In particular, even under severe environments such as high temperature and high humidity, moisture permeates from the holes 11 in the end face 21 and fatigue deterioration of the fiber strength is normal. It is possible to prevent progressing faster than when an optical connector is used.
[0047]
Further, since the hole 11 is melted and closed by both the heating length and the heating time by arc discharge, deformation such as bending of the fiber in the hole closing section 22 is small. For this reason, when the holey optical fiber 12 is inserted into the ferrule 17, the fiber 12 is hardly caught or broken within the ferrule 17.
[0048]
After hole closing by arc discharge, the mounting of the holey optical fiber 12 to the ferrule 17 and the end surface polishing operation are completely different from the normal optical fiber mounting and end surface polishing operations, so that the ferrule assembly is easy. it can.
[0049]
The hole blocking section 22 is located at the center of the fixed bare fiber 16, and the hole 11 of the holey optical fiber 12 is exposed at the ferrule end face 21, but the cladding diameter is 125 μm. The eccentricity of the bare fiber 16 at the ferrule end face 21 does not occur, and an increase in connection loss due to the eccentricity can be suppressed.
[0050]
Here, a histogram of connection loss in a wavelength band of 1.3 μm when 50 FC connectors manufactured in the present embodiment are connected to the master connector is shown in FIG.
[0051]
The histogram of FIG. 3 shows the connection loss measured with 50 FC connectors, with the horizontal axis representing connection loss (dB) and the vertical axis representing frequency. As shown in FIG. 3, the connection loss of the terminal connected by the optical connector of the present embodiment is 0.32 dB at the maximum and 0.16 dB on the average, which is reduced to the same level as the connection loss of a normal SMF connector. Yes.
[0052]
In the present embodiment, the holey 11 has a diameter of 10 μm and the six-hole type holey optical fiber 12 has been described. However, the hole 11 has a different diameter and number, that is, holey optical fibers having a different porosity and a minute cylindrical void. A photonic crystal fiber in which holes are periodically arranged in a hexagonal lattice pattern from the center can be connected to other SMF connectors.
[0053]
Moreover, although the optical connector using the FC connector ferrule 17 has been described, the present invention is not limited to the FC connector ferrule 17 and can be applied to all other commercially available connectors.
[0054]
Further, the method for closing the holes 11 described in the present embodiment is not limited to melting and closing by discharge. For example, a material such as an adhesive is partially applied without changing the shape of the holes 11. It does not matter if it is filled. Specifically, a very small amount of optical adhesive is injected from the end face of the optical fiber by capillary action and cured at an appropriate position. However, the optical adhesive used in this method has a viscosity that passes through a pore of 10 μm, and is desirably approximately 5 Pas or less.
[0055]
Furthermore, the present invention can also be applied to connection methods other than connectors, such as mechanical splices.
[0056]
【The invention's effect】
In short, according to the present invention, the following excellent effects are exhibited.
[0057]
(1) Intrusion of foreign matter, moisture and the like into the hole can be prevented, and reliability equivalent to that of a normal optical connector can be secured.
[0058]
(2) Even a holey optical fiber with a high porosity can be connected to other single mode fiber connectors with low loss.
[0059]
(3) The assembly of the connector becomes easy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing one embodiment of a ferrule for an FC connector equipped with a holey optical fiber according to the present invention.
FIG. 2 is a structural diagram when a holey optical fiber is set in an arc discharge fusion machine in the present invention, (a) shows a state during discharge, and (b) shows a state after discharge. Is shown.
FIG. 3 is a histogram of insertion loss of the FC optical connector of the present embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a 6-hole type holey optical fiber.
5A and 5B are cross-sectional views showing a structure of a ferrule for an FC connector in which holes are crushed by microtorch heating, and FIG. 5B is a cross-sectional view seen from an end surface of the ferrule.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the structure of a previously proposed FC connector ferrule in which SMF is fusion-spliced.
[Explanation of symbols]
11 Hole 12 Holey Optical Fiber 17 Ferrule 21 for FC Connector Fiber End Face 25 Arc Discharge Fusion Machine

Claims (2)

コアの周囲に複数の空孔を有する光ファイバをフェルールに挿入して装着する光ファイバ用コネクタにおいて、前記光ファイバの端面から離れた位置で溶融により空孔を閉塞し、端面近傍は溶融により空孔を閉塞せず、前記光ファイバの端面の外径は、空孔を閉塞する前の外径に維持されることを特徴とする光ファイバ用コネクタ。In an optical fiber connector in which an optical fiber having a plurality of holes around a core is inserted into a ferrule and attached, the holes are closed by melting at a position away from the end face of the optical fiber, and the vicinity of the end face is empty by melting. The optical fiber connector is characterized in that the outer diameter of the end face of the optical fiber is maintained at the outer diameter before closing the air hole without closing the hole . アーク放電によって空孔を溶融閉塞した請求項1載の光ファイバ用コネクタ。Connector for optical fiber according to claim 1 Symbol placement melted closed pores by arc discharge.
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