CN100570416C

CN100570416C - 光纤、光纤的连接方法以及光连接器

Info

Publication number: CN100570416C
Application number: CNB2007101848450A
Authority: CN
Inventors: 黑泽芳宣; 姚兵; 大园和正; 立藏正男; 中居久典; 仓岛利雄; 荒木荣次; 平松克美
Original assignee: Hitachi Cable Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Hitachi Cable Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2003-07-01
Filing date: 2004-06-30
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2024-06-30
Also published as: CN100541245C; CN1774655A; JP3863866B2; CN100541246C; CN101174005A; JP2005024848A; CN101173998A; CN100392442C; CN100541253C; CN101174000A; CN101173999A

Abstract

本发明公开了一种光纤、光纤的连接方法以及光连接器。光纤在芯部周围具有多个空孔的光纤的连接端部附近的空孔中填充有折射率比石英系材料低的树脂或者玻璃等透光性物质。该光纤的连接部将在芯部周围的包层内具有多个空孔的光纤连接到其他的光纤上，其中，经由在实际使用中最低温度下的折射率比所述芯部低的折射率匹配剂，将所述光纤与所述其他的光纤对正连接。

Description

光纤、光纤的连接方法以及光连接器

本申请是2004年6月30日提交的申请200480009831.X(PCT/JP2004/009619，发明名称：光纤、光纤的连接方法以及光连接器)的分案申请。

本申请基于日本专利申请号2003-189724、2003-189655、2003-194476、2003-189726以及2003-346905，并在本申请中参照引入了这些日本申请的全内容。

技术领域

本发明涉及在芯部周围具有多个空孔的光纤，尤其涉及光子晶体光纤、和模场(mode field)直径比它大的单模光纤(single mode fiber)之间的连接方法以及光连接器。

此外，本发明还涉及具有折射率大的芯部和围绕它的折射率小的包层且在该包层中存在朝光纤轴心方向延伸的多个空孔的光纤上的端部的密封构造及其密封方法。

此外，本发明还涉及具有折射率大的芯部和围绕它的折射率小的包层且在该包层中存在朝光纤轴心方向延伸的多个空孔的光纤以及其光纤连接器。

此外，本发明还涉及将在芯部周围的包层内具有多个空孔的光纤与其他的光纤连接的光纤的连接部、以及在筐体内收容该连接部而成的光纤连接器。

背景技术

以往，一般使用的光纤具有闭入光的芯部和覆盖在芯部的圆周方向且折射率比该芯部稍小的包层的双层构造，其芯部、包层都由石英系材料形成。在该双层构造中，由于芯部的折射率比包层的折射率高，因此可通过该折射率的差距，将光限制在芯部，并在光纤内传输。

在单模光纤的彼此间连接方法中有借助连接器或者机械接头(mechanical splice)的连接方法。连接器连接是将各个光纤连接到各个光连接器上而易于装卸的方法，机械接头连接的特征是：将设在其上的V字型槽等中对正光纤的端面，并牢固保持被连接的两个光纤。通常的单模光纤的连接技术已被充分开发。

最近，光子晶体光纤(PCF：Photonic Crystal Fiber)倍受关注。

PCF是在包层具有光子晶体构造、即具有折射率的周期性结构的光纤。通过将该周期性结构减小到光的波长或其数倍程度为止，在晶体中导入缺陷或者局部不均匀性，使光局部存在。

利用图5能够说明该PCF截面构造。

PCF41仅由在光纤内的折射率都相同的包层42形成，从其中心开始以六方格子状排列多个圆柱空孔43，而该圆柱空孔43的长度遍及光纤41的全长。与以往的芯部相当的具有闭入光的功能的部件是作为光纤41的中心部的晶体缺陷部44。

具体地说，关于包层直径φ125μm的纯石英光纤，在包层42中从中央起周期性地以六方格子状(4周期性结构)配置直径φ3μm的圆柱空孔43，在其中心不形成空孔(晶体缺陷)而使该部分成为闭入光的芯部44。

闭入光的效果强的PCF和目前用于长距离大容量通信中的单模光纤(SMF：Single Mode Fiber)之间的连接技术是必不可少的。

特开2002-243972号公报中公开了通过加热PCF的连接端部而安装在套圈(ferrule)上的PCF和SMF之间的连接方法。

然而上述连接方法仅适用于光纤的芯部由折射率比包层更高的介质形成的PCF。换言之，上述连接方法不适用于芯部和包层的折射率相等，且借助光子晶体构造(圆柱空孔)，在芯部和包层之间等价地设计折射率差，并在芯部中闭入光的光纤构造。这是因为：当PCF的连接端部被加热时，圆柱空孔的壁会被熔敷而使空孔消失，进而导致芯部不存在的缘故。在此情况下，PCF和与其连接的SMF的各自芯部是通过不存在芯部的部分连接，因此连接损失增大。

另一方面，作为PCF的一种的多孔光纤(HF：Holey Fiber)，通过在以往的光纤的芯部附近的包层部存在有空孔，降低包层的实际折射率，通过扩大芯部/包层之间的比折射率差，与以往的光纤相比能够大幅提高弯曲损失特性(姚兵之外“与多孔光纤的实用化相关的一次探讨”、信学技报(社)电子信息通信学会、Vol.102，N0.581、p47～50、长谷川健美“光子晶体光纤以及多孔光纤的发展动向”、月刊杂志“光子”、光子(株)发行，N0.7，p203～208(2001))。

这样的HF在包层存在朝光纤轴心方向延伸的多个空孔，而这些空孔如果开放端部，则水分会进入其中，结果导致机械强度的劣化、或者由温度变化产生的结露引起光学性特性的变动。

在特开2002-323625号公报中，为解决这些问题，公开了以下的密封光纤的空孔的方法：(1)用熔敷器(通过气体放电使光纤熔融而连接的装置)加热光纤的端面部，使包层软化，压扁空孔的方法；(2)向中空部内插入硬化性物质的方法；(3)从外部在中空部安装盖的方法。

然而，在上述(1)的方法中，由于空孔周围的包层材料被熔融填埋空孔而密封，因此光纤的外径(包层直径)减小与材料的量的变化相应的程度。例如，当包层直径为125μm、且具有四个直径为10μm的空孔的情况下，如果单纯计算，则可得出包层直径变化为123μm程度，减小约2μm。该量是在通常的连接器连接中从标准的套圈内径尺寸偏离的程度的大小。此外，在加热源是熔敷器的情况下，由于放电气体的温度高，因此在包层表面也会受到蒸发的影响，使得实际尺寸进一步减小，而在空孔总截面积更大的情况下该尺寸减小更为明显。因此，选择适于密封后的包层直径的套圈也变得很麻烦。而且，由于放电气体将光纤端面和其周围的包层表面一同加热，因此光纤端部的边缘变圆滑，存在端面周围的尺寸容易变化的缺点。

在上述(2)的方法中，由于在硬化性物质硬化时伴随体积收缩，因此在硬化部内产生气泡。气泡内的空间具有约1的折射率。所以硬化性物质和气泡之间的折射率差距变得非常大，且如果这样的折射率变化大的部分处于芯部附近，则影响光纤的波导路构造，成为引起大损失的原因。

在上述(3)的方法中，存在端面周围的尺寸变化明显的缺点。

另一方面，在上述多孔光纤中，在进行连接器加工时，如果直接对端面进行研磨加工，则研磨粉或者研磨剂会进入光纤的空孔内，并在连接加工后也残留下来。如果反复进行连接器装卸，则残留的研磨粉或者研磨剂有可能从空孔脱离并附着在光纤研磨面上。如果以在光纤研磨面附着研磨粉或者研磨剂的状态下进行连接器连接，则妨碍连接器端面相互间的密接，成为损失增加的主要原因，而且在最坏的情况下，即使对研磨面进行受伤端面的清理作业，也有可能无法挽回损失增加的局面。

再次详细说明多孔光纤(HF)。如图17所示，HF361按以下方式构成，即，在纯石英中添加锗而构成的芯部362的外周形成由纯石英构成的包层363，以在包层363内围住芯部362的方式形成沿轴方向延伸的多个空孔364(在图17中是六个)。虽然没有详细表示，但HF361是作为在包层363的外周形成被覆层的光纤芯线使用。

芯部362与通常的单模光纤(SMF)的芯部相同。芯部直径φ是9μm、包层直径φ是125μm、空孔364的内径φ是8μm。芯部362的折射率是1.463、包层363的折射率是1.458、芯部362的相对包层363的比折射率差与通常的SMF相同约是0.35％。

HF361的优点是：空孔364的折射率为约1，其实际的比折射率差是约32％，远大于通常的SMF，因此在芯部362闭入光的效果高。因此，HF361具有例如在将HF361弯曲时产生的损失极小的特长。

如图18所示，一般的光纤的连接部370，将去除被覆层并进行末端处理的HF361的端面361a经由凝胶状的折射率匹配剂r7，与去除被覆层并进行末端处理的SMF371的端面371a对正连接。SMF371是在具有与HF361的芯部362相同的折射率且相同直径的芯部372的外周形成了具有与HF361的包层363相同的折射率且相同直径的包层373。

折射率匹配剂是为了降低由以下空气层引起的折射率差导致的菲涅耳反射损失而使用的，该空气层是在对正连接后的HF361的端面361a和SMF371的端面371a之间有时会由端面处理时的误差而形成的空气层。

折射率匹配剂r7例如具有如图19的温度特性线381所示的温度特性。为了极力减小菲涅耳反射损失，该折射率匹配剂r7的折射率在室温附近具有与在图18中说明的HF361的芯部362或者SMF371的芯部372的折射率大致相同的1.463左右。其中，折射率随着波长的不同而取不同的值，但在本说明书中除非有特殊说明，都采用由nD25表示的测定值，即，使用Na的D线(波长587.56nm)的在25℃下的测定值。

此外，作为收容光纤的连接部370的以往的光纤连接器的一例，有图20所示的单心机械接头391(例如参照特开2000-241660号公报，特开2002-236234公报)。机械接头391具备：V槽基板392，具有用于将相对的光纤相互对正并支撑、定位、调芯的V槽；盖部件393，用于重合在基板392上，挤压插入V槽的光纤；以及用于夹持基板392和盖部件393的夹持部件394。

在基板392和盖部件393的重合部的侧端部形成有楔插入部395，其两端形成有引导孔396。筐体397由基板392和盖部件393构成。

在机械接头391中，预先在光纤的对正位置(基板392和盖部件393的内面中央部)填充在图18和图19中说明的折射率匹配剂r7，向楔插入部395插入楔使得在基板392和盖部件393之间形成间隙，再从引导孔396向该间隙插入已进行末端处理的HF361和SMF371，从而在V槽内对正，之后，将楔拔出，用基板392和盖部件393把持HF361和SMF371，实现固定·连接。

由此，能够在机械接头391的筐体397内收容如图18中说明的光纤的连接部370，实现HF361和SMF371的对正连接。

这样，由于在使用机械结构391进行HF361和SMF371的连接的时候，HF361的包层直径和SMF371的包层直径相等，因此能够与通常的SMF相互间的连接完全相同地进行。

然而，在以往的光纤的连接部370中，由于经由折射率匹配剂r7将HF361和SMF371对正连接，因此折射率匹配剂r7会由毛细管现象从端面361a向HF361的各空孔364内侵入数百μm的深度。

包层363的折射率是1.458，各空孔364的折射率是1，而如果向各空孔364内侵入室温下的折射率为1.463的折射率匹配剂r7，则在中央部的原本的芯部362周围形成六个相似的芯部。

因此，连接后的HF361的实际的芯部直径、即能传播光的直径(模场直径：MFD)比实质上连接前的9μm大。其结果，产生与SMF371之间的MFD差，导致HF361和SMF371的连接损失变大的问题。

例如，如果使用图20中说明的机械接头391连接HF361和SMF371，则波长为1.55μm的在室温附近的连接损失增大、约为0.85dB。顺便提一下，芯部直径相等的通常的SMF相互间的连接损失是0.1dB左右。

在这里，利用图21表示了在连接后的机械接头391的温度范围-30～70℃的连接损失的温度特性。如图21所示，刚连接后在室温下的连接损失超过了0.8dB，但随着温度上升，连接损失恢复到0.1dB左右。

在高温区域恢复连接损失的原因是，如图19的温度特性线381所示，折射率匹配剂r7随着温度上升折射率降低，在60℃附近折射率变得与包层363的折射率相等而削减了闭入光的效果，从而显示出与通常的SMF彼此间同等的连接损失的缘故。

另一方面，在低温区域，如图19的温度特性线381所示，相反折射率匹配剂r7的折射率提高，因此与包层363之间的折射率差扩大，增大了光的闭入效果。因而，由原本的芯部362和侵入有折射率匹配剂r7的六个空孔364形成的实质上的芯部的闭入光的效果增大，与室温时相比MFD进一步增大，扩大了与相对的SMF371之间的MFD差。在-30～10℃的连接损失是非常高的1dB。

从而，以往的机械接头391具有连接损失的温度特性变化大、尤其在低温区域的连接损失增加的问题。

发明内容

鉴于此，本发明的第一目的是提供一种能够抑制连接损失的增加的PCF类型的光纤、该光纤和SMF之间的连接方法以及光连接器。

本发明的第二目的是提供一种在将包层直径维持在正确尺寸的情况下，不对光纤的波导路构造造成影响、且能维持端面周围的尺寸的光纤端部的密封构造及其密封方法。

本发明的第三目的是提供一种不使在研磨加工时产生的研磨粉或者研磨剂残留在光纤端面的空孔中、能够低损失连接、且长期可靠性也良好的光纤以及光纤连接器。

本发明的第四目的是提供一种连接损失小、连接损失的温度特性变化小的光纤的连接部以及光纤连接器。

另一方面，在光纤的连接部370或者机械接头391，要求在HF361的端面361a以及SMF371的端面371a的反射量小。

从而，本发明的第五目的是提供一种连接损失和反射量小、连接损失以及反射量的温度特性变化小的光纤的连接部以及光纤的连接器。

(本发明的第一方案)

为达到上述第一目的，本发明提供一种光纤，包括芯部；包层；以及在芯部周围沿光纤轴向的多个空孔，其中在连接端部附近的空孔中填充有在硬化后折射率比石英系材料低的UV硬化性树脂制成的透光性物质，确定硬化后的折射率，使得光纤的模场直径等于要与光纤的连接端部连接的单模光纤的模场直径。

所述光纤优选是所述空孔从中央周期性地以六方格子状排列，且中央有晶体缺陷的光子晶体光纤(PCF)。

所述光纤还可以是在芯部或者包层具有多个沿光纤的轴心方向延伸的空孔的多孔光纤。

所述光纤中，UV硬化性树脂硬化后的折射率是1.42。

此外，本发明提供一种光纤的连接方法，其特征是：使用V槽连接器等，在其V槽上，将所述的光纤和模场直径比所述光纤更大的光纤对正连接。

此外，本发明提供一种光纤连接器，其特征是：将所述的光纤安装在套圈上，对端面进行研磨处理。

根据本发明的第一方案，能够获得以下效果。

(1)对于芯部、包层的折射率相等、模场直径远小于通常的SMF的PCF，也能够以低损失进行与SMF之间的对正连接。

(2)能防止光纤的强度劣化或者传输损失的增加。

(本发明的第二方案)

为达到上述第二目的，本发明提供一种光纤端部的密封构造，其特征是：在具备折射率高的芯部和围绕该芯部的折射率小的包层、且在该包层存在朝光纤轴心方向延伸的多个空孔的光纤的端部，所述空孔被由微粒直径为1μm以下的玻璃粉末熔融构成的密封部密封，而且，形成有该密封部的部分的包层外径与没有形成密封部的部分的包层外径相同。

所述密封部还可以由与构成光纤的玻璃相同的成分的玻璃构成。

所述密封部也可以由熔点比构成光纤的玻璃更低的熔点的玻璃构成。

所述光纤可安装固定在连接器套圈上。

此外，本发明提供一种光纤端部的密封方法，其特征是：在具备折射率高的芯部和围绕该芯部的折射率小的包层、且在该包层存在朝光纤轴心方向延伸的多个空孔的光纤的端部，形成与轴心方向大致垂直的端面，从该端面向所述空孔插入具有与构成光纤的玻璃相同的成分且微粒直径为1μm以下的玻璃粉末，此后，对所述光纤的端部附加进行局部加热使所述玻璃粉末熔融，从而密封所述空孔。

此外，本发明提供一种光纤端部的密封方法，其特征是：在具备折射率高的芯部和围绕该芯部的折射率小的包层、且在该包层存在朝光纤轴心方向延伸的多个空孔的光纤的端部，形成与轴心方向大致垂直的端面，从该端面向所述空孔插入具有比构成光纤的玻璃更低熔点且微粒直径为1μm以下的玻璃粉末，此后，对所述空孔的端部附近进行局部加热使所述玻璃粉末熔融，从而密封所述空孔。

此外，本发明提供一种光纤端部的密封方法，其特征是：在具备折射率高的芯部和围绕该芯部的折射率小的包层、且在该包层存在朝光纤轴心方向延伸的多个空孔的光纤的端部，形成与轴心方向大致垂直的端面，对所述空孔的端部附近进行局部加热，使微粒直径为1μm以下的玻璃粉末熔融，从而密封所述空孔。

可通过照射二氧化碳激光，对所述空孔的端部附近进行局部加热，从而密封所述空孔。

可将所述光纤预先安装固定在连接器套圈上。

根据本发明的第二方案，能够获得以下效果。

本发明的光纤端部的密封构造由于是空孔被由玻璃构成的密封部密封，因此能够防止由水分等的侵入引起的机械强度的劣化以及由温度变化引起的结露导致的光学特性的变动。此外，形成有密封部的部分的包层外径与没有形成密封部的部分的包层外径相同，因此能够在正确维持包层直径的状态下，不对光纤的波导路构造造成影响，即可维持端面周围的尺寸。因此能够容易地进行多孔光纤彼此间的连接、多孔光纤和通常的单模光纤之间的连接。从而，能够与今后多样的应用对应，其结果非常有助于今后光纤应用技术的发展。

此外，在本发明的光纤端部的密封方法中，由于向光纤的空孔中插入具有与构成光纤的玻璃相同的成分的玻璃粉末，对光纤的端部进行加热使玻璃粉末熔融，从而密封空孔，因此能够确切实现所述光纤端部的密封构造。此外，由于使用与构成光纤的玻璃相同成分的玻璃粉末，因此得到的密封部不容易产生形变，可靠性优越。

并且，在本发明的光纤端部的密封方法中，由于向所述空孔插入具有比构成光纤的玻璃更低熔点的玻璃粉末，此后，对所述空孔的端部附近进行局部加热使所述玻璃粉末熔融，从而密封所述空孔，因此，能够选择光纤不熔化的加热温度。因此，能够加热至包层表面为止，作为加热机构能够选择以往常用的方法。

此外，在本发明的光纤端部的密封方法中，由于对所述空孔的端部附近进行局部加热，从而密封所述空孔，因此能够不用玻璃粉末，就能以简单方法密封空孔端部。

(本发明的第三方案)

为达到上述第三目的，本发明提供一种光纤，是具备折射率高的芯部和围绕该芯部的折射率小的包层、且在该芯部形成有朝光纤轴心方向延伸的多个空孔的光纤，其特征是：在所述多个空孔的端部形成有密封部，该密封部由折射率与所述包层相同或者更小且直径为100nm以下的石英系微粒、和折射率与所述包层相同或者更小的光学粘合剂构成。

所述石英系微粒可以是具有30至40nm的直径的石英微粒。

所述石英系微粒可以是掺杂有降低折射率的添加剂的石英微粒。

所述光学粘合剂可以是紫外线硬化性的光学粘合剂。

可以在所述的光纤上安装套圈而构成一种光纤连接器。

根据本发明的第三方案，能够获得以下效果。

本发明的光纤由于在多个空孔的端部形成密封部，因此研磨粉或者研磨剂不会残留在光纤端面，从而能够提供端面被密封的有可靠性的光纤连接器。因而，能够提供一种连接器加工后的可靠性提高的同时、光学性特性良好的多孔光纤连接器。此外，由于密封部由折射率与包层相同或者更小的石英系微粒、和折射率与所述包层相同或者更小的光学粘合剂构成，因此能够防止在光纤端部被硬化的粘合剂内产生气泡，实现低损失化。

(本发明的第四方案)

为达到上述第四目的，本发明提供一种光纤的连接部，是将在芯部周围的包层内具有多个空孔的光纤连接到其他的光纤上的光纤的连接部，其特征是：经由在实际使用中最低温度下的折射率比所述芯部低的折射率匹配剂，将所述光纤与所述其他的光纤对正连接。

此外，本发明提供一种光纤的连接部，是将在芯部周围的包层内具有多个空孔的光纤连接到其他的光纤上的光纤的连接部，其特征是：经由在实际使用中最低温度下的折射率比所述包层低的折射率匹配剂，将所述光纤与所述其他的光纤对正连接。所述折射率匹配剂在温度-30℃下的波长1.3～1.55μm带域的光的折射率是1.458以下、且在温度范围-30～+70℃下的折射率的平均温度系数是-8.0×10^-4/℃以上且小于0/℃。

可以在筐体内收容所述的光纤的连接部而构成一种光纤连接器。

根据本发明的第四方案，能够提供连接损失小、连接损失的温度特性变化小的光纤的连接部以及光纤连接器。

(本发明的第五方案)

为达到上述第五目的，本发明提供一种光纤的连接部，是将在芯部周围的包层内具有多个空孔的光纤连接到其他的光纤上的光纤的连接部，其特征是：经由在实际使用中的温度范围下的折射率为所述包层以下、且含有平均直径或者平均长度是100nm以下的微小体的折射率匹配体，将所述光纤与所述其他的光纤连接，所述微小体是以纯石英作为主成分的微粒。

所述折射率匹配体可以是通过在所述折射率匹配剂上混合所述微小体而构成，所述折射率匹配剂和所述微小体之间的混合重量比是10∶1～1∶1。

根据本发明的第五方案，能够提供一种连接损失和反射量小、连接损失以及反射量的温度特性变化小的光纤的连接部以及光纤的连接器。

附图说明

图1是表示本发明的优选的实施方式一的光子晶体光纤(PCF)的侧视图。

图2(a)是表示V槽连接器的立体图；图2(b)是表示使用V槽连接器连接图1的光纤和单模光纤的一工序的立体图；图2(c)是表示用V槽连接器接合图1的光纤和单模光纤的状态的立体图。

图3是表示安装有图1的光纤的FC连接器用的套圈的截面图。

图4是作为另外的适用例的多孔光纤的截面图。

图5是表示以往的光子晶体光纤的截面图。

图6是表示用于本发明的光纤端部的密封构造的多孔光纤101的构造例，(a)是纵截面图，(b)是横截面图。

图7是表示本发明的实施方式二的光纤端部的密封构造的纵截面图。

图8是表示本发明的实施方式三的光纤端部的密封构造的纵截面图。

图9是表示在本发明的光纤端部安装套圈的实例的纵截面图。

图10是表示适用于本发明的实施方式四的多孔光纤的横截面图。

图11是表示本发明的实施方式四的光纤连接器的纵截面图。

图12是表示本发明的实施方式五的光纤的连接部的侧视图。

图13是表示图12中的折射率匹配剂r的折射率的温度特性的图。

图14是表示本发明的实施方式六的光纤连接器的立体图。

图15是表示图14中的光纤连接器的连接损失的温度特性的图。

图16是表示光学晶体光纤的一例的横截面图。

图17是表示多孔光纤的一例的横截面图。

图18是表示以往光纤的连接部的侧视图。

图19是表示图18所示的折射率匹配剂r7的折射率的温度特性的图。

图20是表示以往光纤连接器的一例的立体图。

图21是表示图20所示的光纤连接器的连接损失的温度特性的图。

图22是表示本发明的实施方式七的光纤的连接部的侧视图。

图23是表示图22中折射率匹配体R的折射率的温度特性A的图。

图24是表示与具有实施方式七的光纤的连接部的光纤连接器相关的反射量的温度特性的图。

图25是表示在使用具有图13所示的特性的低折射率匹配剂的情况下的、光纤连接器的反射量的温度特性的图。

具体实施方式

以下，参照附图，详细说明本发明的优选的实施方式一。

图1是表示本发明的优选实施方式一的光子晶体光纤(PCF)的侧视图。

首先，本实施方式的PCF11与图5中说明的PCF41相同，因此省略其详细说明，但是，光纤以包层周围被由UV树脂构成的被覆层覆盖的光纤芯线的状态使用，而与套圈或者其他连接器连接的连接部分以剥掉其被覆层的方式使用。

如图1所示，在PCF11的连接端附近12的空孔13中，作为填充材填充有折射率比石英低的UV硬化性树脂14。UV硬化性树脂14使用前在常温下是液体，通过照射紫外线而硬化。在本实施方式中使用的UV硬化性树脂是硬化后的折射率调整为1.42的环氧系的含氟UV硬化性树脂14。

填充到本实施方式PCF11中的UV硬化性树脂14的折射率是1.42，形成PCF11的石英玻璃的折射率是1.458。填充到空孔13中的材料的最佳折射率必须比折射率1.458小，但每次作为不同条件改变PCF11的空孔直径、空孔数、空孔间隔(密度)时都有必要再选定。填充材的折射率即使比石英玻璃的折射率低但比最佳折射率大或者小的情况下，分别出于以下原因增大连接损失。

当填充材的折射率大于最佳值时，被填充的空孔13和芯部(石英)的比折射率差变小，因此向中心芯部的光的闭入效果变弱，在连接端附近12的模场直径(MFD：Mode Field Diameter)变大。从而，产生PCF11和SMF的MFD不良，导致连接损失增大。

另一方面，当填充材的折射率小于最佳值时，被填充的空孔13和芯部的比折射率差变大，因此向中心芯部的光的闭入效果变强，在连接端附近12的MFD变小。从而，在与连接处的SMF的MFD相比PCF11的MFD变更小，同样产生MFD的不良，导致连接损失增大。

从而，在圆柱空孔13中填充UV硬化性树脂14之后，有必要以PCF11和SMF的各模场直径相等的方式选定填充材的折射率。

接着，说明PCF11的制作工序。

首先剥掉PCF11的被覆部15数mm，利用光纤切刀将末端部16切断成垂直的切断面，将UV硬化性树脂14涂敷在端面16。涂敷在端面16的UV硬化性树脂14经过数秒至数分钟的毛细管现象，浸透圆柱空孔13。在进行浸透时，保持该PCF11的时间很大程度上决定于粘合剂14的粘度、表面张利、和空孔直径。当通过研磨等削去端面16的情况下，有必要考虑该量而确保粘合剂14的浸透长度，当将PCF11的切断面直接作为连接端面16的情况下，100μm以上就很充分。

接着，用纱布等拭去附着在端面16上的剩余粘合剂14，从PCF11侧面利用紫外线照射装置等照射UV光，使浸透在空孔13内的UV硬化性树脂14硬化，完成工序。

下面，对使用V槽连接器连接PCF11和单模光纤(SMF：Single ModeFiber)21的方法进行说明。

如图2(a)所示，V槽连接器是由对两个光纤11、21的端面进行对正的对正V字型槽22、在两端保持各个光纤11、21的被覆保持部23、以及将对正端面的两光纤从上面挤压的挤压盖24构成的光纤连接器。

首先，如图2(b)所示，剥掉石英系SMF21的被覆部25，用光纤切刀切断端面26。在V字型槽22中对正其SMF21的端面26和PCF11的端面16。此时，PCF11和SMF21分别由被覆保持部23固定。

最后，如图2(c)所示，对正V字型槽22从上面压下挤压盖24，固定两个光纤11、21，完成连接。

以下，对本实施方式的作用进行叙述。

PCF11是，在PCF11的连接端附近12，向多个微小空孔13中填充折射率比包层低的UV硬化性树脂14，在通过对其进行紫外线照射而使其硬化，实现密封空孔13的目的，因此在芯部和包层由具有相同折射率的PCF11的连接端附近12也形成光子晶体构造，能在PCF11的中心闭入光。

从而，能够与MFD比PCF11大的光纤对正连接。在上述说明的V槽连接器20中连接PCF11和SMF21的连接损失是很低的值0.55dB。

此外，对PCF11的连接端附近12的空孔13进行密封的构造能够防止在对PCF端面16进行研磨时研磨粉或者水分以及其他杂质的侵入。

作为另外的实施方式，对于将实施方式一的PCF11与FC连接器用套圈连接的情况进行说明。

图3是表示连接PCF11时的FC连接器用的套圈30的截面图。

如图3所示，套圈30是构成光连接器的要素部件，其由将剥掉被覆部15的PCF11进行固定的固定部31、和安装PCF11的被覆部15的光纤保持部32构成。当使用单心光连接器的情况下，FC连接器用套圈30呈圆筒形。PCF11由套圈30和粘合剂固定在保持部31上，而且安装有PCF11的套圈30连接到光连接器上，且当是FC连接器的情况下，由螺栓或者挤压弹簧等紧固部33，固定在光连接器上。

填充有UV硬化性树脂14的PCF11是，其连接端附近12固定在套管30的固定部31上，光纤芯线15在保持部32粘接，此后，粘接部的端面16被研磨。与光连接器连接的套圈30由于PCF11的连接端附近12的空孔13被UV硬化性树脂14填充，因此在研磨时不会侵入研磨粉或者水分以及其他杂质，且能抑制由此相伴的传送损失的增加，而且能抑制光纤强度的疲劳劣化比通常加快进行的情况发生。

填充到PCF11的连接端附近12的空孔13中的填充材不限于UV硬化性树脂14，还可以是玻璃等透光性物质。

PCF11不仅限于在上述的机械接头等的V槽连接器20或者FC连接器用套圈30的适用，还可以适用于毛细管型连接器或者其他市售的连接器类型。

此外，本发明的方案，不仅可以使用于在本实施方式中使用的芯部和包层的折射率相同的PCF11，还可以使用于芯部和包层的折射率不同的PCF、或者如图4所示的多孔光纤34上。多孔光纤34是指在芯部35的周围具有多个空孔36的光纤。由于对弯曲或者扭转的耐性强、抑制了弯曲引起的传输损失的增加，因此能很好地适用于直径小且形成卷曲的光纤卷线。

以下，参好附图，对本发明的第二和第三实施方式的光纤端部的密封构造及其密封方法进行说明。

图6(a)、(b)中表示了使用于上述光纤端部的密封构造中的代表性的多孔光纤101的构造例。在该图6(a)、(b)中，多孔光纤101具备折射率高的芯部102、和围绕其芯部102而形成的折射率小的包层103，在该包层内的芯部102附近形成有朝光纤轴心方向延伸的四个空孔104。

图7是表示本发明实施方式二的光纤端部的密封构造的截面图。在该图中，比图6更放大显示了光纤的端部。在该光纤端部的密封构造中，沿轴心方向延伸的空孔104的前端部分被密封部105密封。该密封部105形成在多孔光纤101的端面稍微凹陷的位置，即形成在从端面稍微向内的内部位置。此外，形成有密封部105的位置、或者未形成密封部105的位置，包层103的外径都完全一样。其中，在图7中有两个空孔104被密封部105密封，但未图示的其他两个空孔104的端部也同样被密封。

接着，对实现该光纤端部的密封构造的密封方法进行说明。

首先，在多孔光纤101的端部形成与轴心方向大致垂直的端面之后，从其端面向空孔104插入微细的玻璃粉末。玻璃粉末是构成光纤的材料即石英玻璃，且石英粒径最好在1μm以下。可通过向将玻璃粉末堆积成山峰形状的地方插入光纤端面，从而将玻璃粉挤入到空孔104中。此外，如果在玻璃粉末中混入乙醇，使其成糊状，则可以更简单地插入到空孔104中。

接着，通过照射二氧化碳激光，对多孔光纤101的端部进行加热。由于二氧化碳激光的波长是10μm左右，因此能够很好地被玻璃吸收并发热。作为对激光进行聚光的聚光透镜，可使用在该波长域中透明的以硒化锌或者锗作为材料的透镜。关于这样的光纤端部的激光加热光学系统，特开平7-318756号公报有详细记载。借助利用这样的二氧化碳激光的光学系统，对芯部102和周围的空孔104附近用激光同时加热，但也可以移动激光的聚光点，而部分地依次进行加热。对玻璃粉末进行充分熔融而停止加热，则玻璃被固定，并如图7所示，在多孔光纤101的端面具有凹陷的部分形成有密封部105。

在该密封方法中，由于将玻璃粉末熔融而密封空孔104，因此包层材的流入量少，能够防止包层直径变化。此外，由于作为加热机构使用二氧化碳激光，因此能够用透镜聚光系统聚光至比包层外径(一般是125μm)充分小的点，以不加热包层的周围的状态进加热端面部的一部分，因此由该点能够防止包层直径的变化。此外，由于作为玻璃粉末使用构成光纤的石英玻璃，因此很难在密封部105产生形变，有利于可靠性。

此外，作为形成密封部105的另外的方法，可以使用熔点比石英玻璃更低的其他成分的玻璃粉末，从多孔光纤101的端面挤入空孔104内，使用加热机构(光纤熔敷器的气体放电、气体燃烧器、电热丝)充分熔融玻璃粉末，形成密封部105。

在该风发中，也通过熔融玻璃粉末而密封空孔104，因此包层材的流入量少，能够防止包层直径变化。此外，由于作为密封剂使用熔点比石英玻璃低的种类的玻璃，因此可以选择光纤不熔化的范围的加热温度，包括包层表面在内允许加热。从而，作为加热机构可以自由选择光纤熔敷器的气体放电、气体燃烧器、电热丝等以往的加热机构，而这是一个优点。当然也可以使用二氧化碳激光加热法。

图8是表示本发明实施方式三的光纤端部的密封构造的图。在该端部构造中，沿轴心方向延伸的空孔104的前端部分被密封部106密封。此外，形成有密封部106的位置、或者未形成密封部106的位置，包层103的外径都完全一样。其中，多孔光纤101的端部的凹陷与图7的凹陷相比稍微深一些。

形成该密封部106的方法如下，即，在多孔光纤101的端部形成与轴心方向大致直角的端面之后，不插入玻璃粉末，而直接采用利用上述二氧化碳激光的加热法，对端面进行局部加热。由此，通过从端面流入被熔融的包层材，密封空孔。

此时，如图6所示，由于空孔104的开口面积比包层103的截面积充分小，且通过二氧化碳激光局部加热端部附近，因此从多孔光纤101的端面，包层材向空孔104深处流入，密封多孔光纤101的端部、且包层直径不变化。

如图7或者8所示，如果成形多孔光纤101的端部，则可以利用一般的光纤的连接法、例如可利用成为机械接头的应用V槽的机械连接法。此外，还可以安装在MT连接器或者单心连接器的套圈，实施光连接器连接。

在套圈安装中，在套圈前端设置限制器，从后方插入多孔光纤101的情况下，如图9所示，多孔光纤101的端面和连接器套圈106的端面对齐。如果有必要，可以在此后与一般的光纤的情况相同，对连接器套圈106的端面进行研磨。

其中，还可以将多孔光纤101安装在连接器套圈106上研磨后再加热，密封空孔。此时，由于通过加热改变了多孔光纤101端部的形状，因此还可以对套圈106的端面进行再研磨而调整形状。由于空孔的密封位置比端面稍微凹陷去，因此通过研磨，可将留在端面上的凹陷部位消除。

下面，参照附图，对本发明实施方式四的光纤以及光纤连接器进行说明。

图10表示本发明的实施方式四使用的多孔光纤210的端面构造。在该图中，多孔光纤210具有折射率高的芯部211、和围绕芯部211而形成的折射率小的包层213，且在包层213的芯部211附近形成有以芯部211的中心部作为对称轴线对称、且成等间隔的四根空孔215。

作为多孔光纤210通常可使用1.3μm带域单模光纤。此外，空孔215的内径最好在3μm以上10μm以下，例如可设为7μm。各空孔215的中心例如可位于从芯部211的中心起半径12μm的圆周上。在空孔215内填充有空气或者惰性气体，其空孔215内的折射率是1。此外，包层213的折射率是例如1.458，芯部211中为比包层213的折射率高而添加6～9摩尔％程度的锗。

图11是表示本发明实施方式四的光纤连接器的纵截面图。在光纤连接器220中，多孔光纤210的朝光纤轴心方向延伸的空孔215的前端部分被密封部221密封，在多孔光纤210的外周安装有套圈223。其中，多孔光纤210的两个空孔215被密封部221密封，而未图示的另外两个空孔215的端部也同样被密封。

该密封部221由石英微粒和紫外线硬化性光学粘合剂构成。构成该密封部221的石英微粒和紫外线硬化性光学粘合剂的折射率都必须相等或者小于包层213的折射率。以下说明其理由。

多孔光纤210的优良的弯曲特性源于在芯部211附近存在空孔215，但如果假设将折射率比包层13更高的光学材料填充在空孔215中而作为密封部221，则折射率比包层213更高的部分还在除了原本的芯部211以外的部分产生，因此处于存在多个芯部211的状态。如果这样，则当多孔光纤210的芯部211和空孔215的间隔接近光的波长级别的情况下，产生光的耦合现象，使本来在芯部11中传播的光转移到空孔215中。被转移的光在密封部221中传播，但在没有形成密封部221的空间部中不传播，因此成为大损失的原因。因此，最好使密封多孔光纤210的空孔215的密封部的折射率不高于包层213的折射率。此外，假设将具有与包层213相同的折射率的光学材料填充在空孔215中而作为密封部221的情况下，成为犹如与没有空孔215的通常的光纤相同的构造，因此损害了多孔光纤210的具有良好弯曲特性的特征。因此，密封多孔光纤210的空孔215的密封部221的折射率最好比包层213的折射率低。

构成密封部221的石英微粒的粒子直径最好在1μm以下、更优选在100nm以下、尤其优选在30～40nm范围。如果粒子直径为100nm以下，则在密封部221中的石英微粒的体积比能够上升，即，能够提高对于光学粘合剂的石英微粒的混合率，因此能够抑制光学粘合剂硬化时的气泡产生率。石英微粒的折射率与构成多孔光纤210的包层213的石英相同(1.458)，但通过使用在石英微粒中添加氟的氟添加石英纳米粒子，能够将折射率降低-0.5～-0.7％程度。

另一方面，紫外线硬化性的光学粘合剂可以使用折射率在室温下为1.430的环氧系紫外线硬化性粘合剂(商品名“オプトダイン1100”(DAIKIN工业制))。一般来说光学折射率材料的折射率具有温度特性，即随着温度降低折射率提高，因此必须考虑温度的影响，但上述光学粘合剂即使在-30℃下折射率也是1.45左右，从而能够使其小于包层的折射率1.458。

石英微粒和光学粘合剂的混合比例是：石英微粒的比例越高，光学粘合剂硬化后的气泡的产生率就低，但如果比例过高，则硬化前的包含石英微粒的光学粘合剂的流动性丧失，很难向多孔光纤210的空孔215填充。根据本发明人的实验发现，当光学粘合剂和石英微粒的重量比是1∶1～10∶1之间时，在实用方面能够同时满足抑制气泡产生和向空孔215的填充作业的作业性。

石英微粒的折射率的温度特性与光学粘合剂的该特性相比小到可忽略，因此可以将在空孔215中填充的密封部221的整体折射率稳定地设定为小于构成包层213的石英水平。因此，能够对包含弯曲特性的光学特性进行稳定化。

以下，说明光纤连接器220的制作方法。

首先，在多孔光纤210的端部形成与轴心方向大致垂直的端面之后，从多孔光纤210的端面向空孔104插入石英微粒和紫外线硬化性光学粘合剂的混合物，照射紫外线，硬化光学粘合剂，形成密封部221。接着，将套圈223安装在多孔光纤210上，使多孔光纤210的端面与套圈223的端面对齐。如果有必要，则在此后，与一般的光纤的情况相同，还可以研磨套圈223的端面。

其中，密封部221距光纤连接器端面的形成位置，只要能堵塞空孔215且具有机械强度，则没有特别限定，但考虑到长期可靠性，最好深100μm以上。

如上所述，根据本实施方式的光纤连接器，能够获得以下效果。

(1)由于用密封部221密封空孔215的端部，因此能够提供一种不会在光纤端面残留研磨粉或者研磨剂、端面被密封的可靠性高的光纤连接器。

(2)由于密封部221由紫外线硬化性光学粘合剂和石英微粒构成，因此在光学粘合剂硬化时，能利用石英微粒抑制体积收缩。因此能够防止在光纤端部硬化的粘合剂内产生气泡，实现低损失化。

(3)由于利用折射率比包层213小的密封部221密封空孔215，因此能够对包括弯曲特性的光学特性进行稳定化。

下面，参照附图，对本发明实施方式五的光纤连接部以及光纤连接器进行说明。

图12是表示本发明的合适的实施方式五的光纤的连接部的侧视图。

如图12所示，本实施方式的光纤的连接部301，使用与在如图17和图18说明的多孔光纤(HF)361以及单模光纤371相同的对象，对于去除被覆层并进行末端处理的HF361的端面361a，经由在实际使用中的最低温度-30℃下的折射率比HF361的芯部362以及SMF371的芯部372更低的折射率匹配剂r，与去除被覆层并进行末端处理的sMF371的端面371a进行对正连接。

折射率匹配剂r的使用目的如下：由于在对正连接后的HF361的端面361a和SMF371的端面371a之间形成由末端处理时的误差引起的空气层，因此使用它是为了降低由该空气层产生的折射率差导致的菲涅耳反射损失。

折射率匹配剂r例如由高分子聚合物系、硅树脂系、紫外线硬化性树脂构成。作为折射率匹配剂r，可使用在温度-30℃下的波长1.3～1.55μm带域的光的折射率是1.458以下、且在温度范围-30～+70℃下的折射率的平均温度系数是-8.0×10^-4/℃以上、小于0/℃的折射率匹配剂。

这里，所谓折射率的平均温度系数是指在某个温度范围内的每1℃的折射率变化量。

在本例中，使用了具有如图13所示的横轴取温度(℃)、纵轴取折射率时的温度特性线321的温度特性的凝胶状的硅系折射率匹配剂r。更详细的说，温度特性线321在-30℃下的折射率是1.455、在20℃下的折射率是1.435、在70℃下的折射率是1.417、在温度范围-30～+70℃下的折射率的平均温度系数是约-4.0×10^-4/℃。

使用在温度-30℃下的波长13～1.55μm带域的光的折射率为1.458以下的折射率匹配剂r，是为了防止在连接后的HF361的空孔364中侵入折射率匹配剂r而形成假芯部，防止连接后的HF361的实际性的MFD的扩大。

数值范围限定为上述范围是考虑到以下情况而确定的。一般来说，作为折射率匹配剂r使用由高分子聚合物系构成的折射率匹配剂，但其折射率具有随温度上升下降的倾向。-30℃是实际使用上的最低温度，如果折射率匹配剂r在-30℃下的折射率与包层363相等或在其以下，则在-30℃以上的温度区域不会形成假芯部。由于最普及的石英系光纤的包层是纯石英，因此考虑到其折射率1.458，将在温度-30℃的光的折射率设为了1.458以下。此外，一般在石英系光纤中传输的光的波长是1.3～1.55μm。

使用在温度范围-30～+70℃下的折射率的平均温度系数是-8.0×10^-4/℃以上、小于0/℃的折射率匹配剂r是为了降低在高温区域下在连接部上的反射衰减量。

数值范围定为上述范围是考虑到以下情况而确定的。+70℃是实际使用中的最高温度，在该高温区域，有可能由折射率匹配剂r的折射率降低而在连接部出现反射特性的劣化。因此在实际使用上的反射衰减量的界限定在了30dBm以上。这里，反射衰减量是由芯部362及折射率匹配剂r的折射率的差决定的量。根据菲涅耳反射的式子，如果将芯部362的折射率设为n1、将折射率匹配剂r的折射率设为n2，则反射衰减量Lr可通过以下公式求出。

反射衰减量：Lr＝-10×logR(dBm)

但是，R＝(n1-n2)²/(n1+n2)²

根据该式，当将芯部362的折射率设为1.463时，为确保30dBm以上的反射衰减量，有必要将折射率匹配剂r设为1.39以上。从-30℃到+70℃之间的温度差是100℃，折射率匹配剂r要求的平均温度系数是-8.0×10^-4/℃以上、小于0/℃。

下面说明本实施方式的作用。

在光纤的连接部301中，由于将HF361经由折射率匹配剂r，与SMF371对正连接，因此由毛细管现象，HF361的各空孔364内的折射率匹配剂r从端面361a侵入数百μm的深度。

在这里，如图13的温度特性线321所示，折射率匹配剂r的折射率随着温度升高渐渐降低，在实际使用中的最低温度-30℃下是1.455、在实际使用中的最高温度+70℃下是1.417。

从而，折射率匹配剂r的折射率在-30℃以上的温度区域，一直比HF361的芯部362(本例中是包层363)的折射率低，因此即使折射率匹配剂r侵入到各空孔364内，也不会在中央部的原本的芯部362周围形成假芯部。

因此，光纤的连接部301的连接后的HF361的实际的芯部直径、即模场直径(MFD)在连接前后没有变化，因此HF361和SMF371之间的连接损失小。

在上述实施方式中，对HF361和SMF371连接的实例进行了说明，但也可以连接两个HF361。此外，替代与包层363相比芯部362的折射率更高的HF361，可使用芯部和包层的折射率相互相等的HF。在该情况下，也可以获得与上述相同的效果。

此外，替代HF361，使用如图16所示的光子晶体光纤(PCF)351，也能获得与上述相同的作用效果。PCF351在芯部352的周围形成包层353，以在该包层353内围绕芯部352的方式蜂巢状配列形成朝芯部352的轴方向延伸的多个空孔354，构成光子能带隙构造的衍射光栅。

本实施方式的光纤的连接部301并不局限于使用的HF或者PCF的空孔的个数、在包层内分布的空孔分布直径。

下面，对收容有光纤的连接部301的对正型光纤连接器的一例进行说明。

图14是表示本发明的实施方式六的光纤连接器的立体图。

如图14所示，本实施方式的单心机械接头331除了使用在图12和图13中说明的折射率匹配剂r这一点之外，具有与图20中说明的机械接头391相同的构成。

即，机械接头331具备：V槽基板，具备将相对的光纤相互对正并支撑、定位、调芯的V槽；重合在基板332上并挤压向V槽插入的光纤的盖部件333；用于夹持基板332和盖部件333的夹持部件334。

在基板332和盖部件333的重合部的侧端部形成有楔插入部335，其两端形成有引导孔336。筐体337由基板332和盖部件333构成。

在机械接头331中，预先在光纤的对正位置(基板332和盖部件333的内面中央部)填充在图12和图13中说明的折射率匹配剂r，向楔插入部335插入楔使得在基板332和盖部件333之间形成间隙，再从引导孔336向该间隙插入已进行末端处理的HF361和SMF371，从而在V槽内对正，之后，将楔拔出，用基板332和盖部件333把持HF361和SMF371，实现固定连接。

由此，能够在机械接头331的筐体337内收容如图12中说明的光纤的连接部301，实现HF361和SMF371的对正连接。

该机械接头331与采用通过粘合剂或者熔敷进行永久连接的方法的光纤连接器不同，能够反复使用。机械接头331在波长1.55μm下、室温附近的连接损失是约0.08dB。

在这里，图15表示连接后的机械接头331的在温度范围-30℃～+70℃的连接损失的温度特性。在图15中，横轴表示时间，左纵轴表示温度(℃)、右纵轴表示连接损失(dB)，并将在每规定时间变化5℃的温度用黑色矩形块表示、将此时的连接损失用黑色菱形块表示。

如图15所示，连接后的机械接头331的连接损失在整个温度范围内小于0.1dB，很稳定。在使用折射率如此低的折射率匹配剂r时要注意的是，折射率匹配剂r的折射率在高温区域进一步降低时在连接部的反射衰减量的大小。然而，机械接头331在+70℃下的反射衰减量是37dBm、在实际使用上的反射衰减量的界限是满足30dBm以上。

这样，机械接头331由于预先填充有折射率匹配剂r，因此能够以低损失连接HF361和SMF371。连接损失值与通常的SMF彼此的连接损失值相等。

此外，机械接头331由于预先填充有折射率匹配剂r，因此连接后的连接损失的温度特性稳定。连接损失值的变动幅度与通常的SMF彼此间的连接损失的变动幅度相等。即，机械接头331的连接损失的温度特性变化小，尤其即使在低温区域连接损失也低。

上述实施方式是表示了HF361和SMF371通过机械接头331连接的实例，但也可以HF361相互间、PCF351和SMF361、PCF351相互间通过机械接头331连接。在此情况下，能够获得与上述相同的效果。

作为对正型的光纤连接器，上面对使用V槽型的机械接头331的实例进行了说明，但可以使用其他V槽连接器、毛细管型连接器等所有对正型光纤连接器。

此外，除了可反复使用的这些光纤连接器以外，还可以使用采用环氧系紫外线硬化性粘合剂兼作折射率匹配剂r的永久连接方法的光纤连接器。

以下，参照附图，对本发明的实施方式七的光纤的连接部以及光纤连接器进行说明。

首先，作为在所述的机械接头391上的连接损失的温度特性变化大的问题的对策，本发明者们尝试使用了折射率比图18和图19的折射率匹配剂r7低、遵从图13所示的温度特性线321的低折射率匹配剂。该低折射率匹配剂在-30下的折射率是1.455、在20℃下的折射率是1.435、在70℃下的折射率是1.417、在温度范围-30～+70℃下的折射率的平均温度系数是约-4.0×10^-4/℃。

在图20所示的机械接头391中，替代折射率匹配剂r7使用低折射率匹配剂的情况下，如图15所示，在波长1.55μm下的连接损失是在20℃的环境下为0.08dB。此外，连接后的机械接头391的在温度范围-30℃～+70℃的连接损失也小于0.1dB，很稳定。

然而，在使用这样的低折射率匹配剂的情况下担心的是，当在高温区域，低折射率匹配剂的折射率进一步降低时，HF361和SMF371的连接部上的光的反射量的大小。

图25表示在使用低折射率匹配剂的情况下的机械接头391的反射量的温度特性。当芯部的比折射率差相对包层相当于0.35％时，HF361和SMF371的芯部362、363的折射率是1.463，但如图25所示，例如在70℃时，产生的反射量是-36dB，不能充分满足实用上必要的-40dB以下的要求。

为此，本发明人经过潜心研究的结果，想到了能同时减小连接损失和反射量双方的光纤的连接部以及光纤连接器。

以下参照附图，对本发明实施方式七的实施方式进行说明。

图22是表示本发明的实施方式七的光纤的连接部的侧视图。

如图22所示，本实施方式的光纤的连接部301，使用与在如图17和图18说明的多孔光纤(HF)361以及单模光纤371相同的对象，对于去除被覆层并进行末端处理的HF361的端面361a，经由在实际使用中的最低温度范围-30～+70℃下的折射率为HF361的包层363以及SMF371的包层373以下、且含有平均直径或者平均长度为100nm以下的微小体的折射率匹配体R，与去除被覆层并进行末端处理的sMF371的端面371a进行对正连接。

折射率匹配体R的使用目的如下：由于在对正连接后的HF361的端面361a和SMF371的端面371a之间形成由末端处理时的误差引起的空气层，因此使用它是为了降低由该空气层产生的折射率差导致的菲涅耳反射损失。

折射率匹配体R是例如在高分子聚合物系或者硅树脂系的折射率匹配剂或者紫外线硬化性树脂中混合作为微小体的平均直径在100nm以下的微粒(纳米粉末)、或者平均长度为100μm以下的薄的扁平状的带状体、管体、纤维体而构成。在本实施方式中，作为折射率匹配体R使用了在高分子聚合物系的折射率匹配剂中混合了以纯石英为主成分的纳米粉末而构成的物质。

此外，折射率匹配剂和微小体的混合重量比例如取10∶1～1∶1。

在温度范围-30～+70℃的折射率匹配体R的折射率设为HF361的包层363以及SMF371的包层373的折射率以下是为了：即使折射率匹配体R从HF361的端面361a侵入到空孔364内，也能防止在端面361a附近形成假芯部，防止从原本的芯部、即从HF361的芯部362和SMF371的芯部372产生光的耦合现象。

一般来说，作为折射率匹配剂使用高分子聚合物系的折射率匹配剂，但其折射率具有随温度上升而下降的倾向。-30℃是实际使用上的最低温度，因此如果折射率匹配剂在-30℃下的折射率是包层363、373的折射率以下，则在-30℃温度区域、即使在实际使用上的最高温度-70℃，也不会在端面361a附近形成假芯部。

使用含有平均直径或者平均长度为100nm以下的微小体的折射率匹配体R是为了防止光的散乱。此外，如果微小体的平均直径或者平均长度超过100nm，则当对正HF361和SMF371时，在HF361和SMF371之间的光轴偏离，引发由轴偏离引起的连接损失。

作为微小体使用以纯石英作为主成分的纳米粉末是因为：纯石英具有与HF361的包层363以及SM371的包层373大致相等的折射率，以纯石英作为主成分的纳米粉末的折射率的温度特性在-30～+70℃几乎没有变化，基本稳定的缘故。从而，通过作为母材的高分子聚合物系的折射率匹配剂含有以纯石英作为主成分的纳米粉末，可以缓和折射率匹配体R的折射率的温度特性变化。

此外，将折射率匹配剂和微小体的混合重量比设为10∶1～1∶1是因为：当混合重量比小于10∶1时，通过含有微小体而缓和折射率匹配体R的折射率的温度特性变化的效果不明显，在实际应用上没有意义。此外，如果混合重量比超过1∶1，则折射率匹配体R的粘性提高，很难向HF361和SMF371的连接部进行涂敷和安装。

接着，对折射率匹配体R一例进行说明。

对于在-30℃下的折射率为1.458的高分子聚合物系的折射率匹配剂中，将纳米粉末(ホソカワミクロン社制、粒径37nm的SiO₂微粒)以高分子聚合物系的折射率匹配剂和纳米粉末的混合重量比成10∶5的方式进行混合，制作折射率匹配体R。

如图23所示，高分子聚合物系的折射率匹配剂具有将横轴设为温度(℃)、纵轴设为折射率时的遵从由点线表示的温度特性线B所示的温度特性。温度特性线B中，在-30℃下的折射率是1.458、在+70℃下的折射率是1.42、在温度范围-30～+70℃下的折射率的平均温度系数是约-4.0×10^-4/℃。在这里，所谓折射率的平均温度系数是指在某个温度范围内的每1℃的折射率变化量。

此外，折射率匹配体R具有遵从由实线表示的温度特性线A的温度特性。温度特性线A中，在-30℃下的折射率是1.458、在+70℃下的折射率是1.44、在温度范围-30～+70℃下的折射率的平均温度系数是约-2.0×10^-4/℃。由于折射率匹配体R含有纳米粉末，因此缓和了折射率的温度特性变化，与不含有纳米粉末的高分子聚合物系的折射率匹配剂相比，折射率的平均温度系数变成一半的值。

以下，说明本实施方式的作用。

在光纤的连接部301中，由于将HF361经由折射率匹配体R，与SMF371对正连接，因此由毛细管现象，HF361的各空孔364内的折射率匹配体R从端面361a侵入数百μm的深度。

在这里，如图23的温度特性线A所示，折射率匹配体R的折射率随着温度升高渐渐降低，在实际使用中的最低温度-30℃下是1.458、在实际使用中的最高温度+70℃下是1.44。

从而，折射率匹配体R的折射率在-30℃以上的温度区域，一直处于HF361的包层363的折射率以下，因此即使折射率匹配体R侵入到各空孔364内，也不会在中央部的原本的芯部362周围形成假芯部。

因此，光纤的连接部301是，在实际使用中的温度范围(-30～+70℃)内，能够防止从原本的芯部(HF361的芯部362以及SMF371的芯部372)的光的耦合现象。换言之，由于连接后的HF361的实际的芯部直径(模场直径(MFD))在连接前后不变，因此HF361和SMF371之间的连接损失小。

此外，在光纤的连接部301，由于折射率匹配体R含有以折射率的温度特性变化几乎没有的纯石英作为主成分的纳米粉末，因此在实际使用上的温度范围，缓和折射率匹配体R的折射率的温度特性变化，抑制了HF361的端面361a以及SMF371的端面371a的光反射，从而反射量小。因此，能够以低反射连接HF361和SMF371。

在上述实施方式中，对HF361和SMF371连接的实例进行了说明，但也可以连接HF361彼此间。此外，替代与包层363相比芯部362的折射率更高的HF361，也可使用芯部和包层的折射率相互相等的HF。在该情况下，也可以获得与上述相同的效果。

如图14所示，本实施方式的单心机械接头331除了使用在图22和图23中说明的折射率匹配体R这一点之外，具有与图20中说明的机械接头391相同的构成。

即，机械接头331具备：V槽基板，具备将相对的光纤相互对正并支撑、定位调芯的V槽；与基板332重合，并挤压向V槽插入的光纤的盖部件333；用于夹持基板332和盖部件333的夹持部件334。

在机械接头331中，预先在光纤的对正位置(基板332和盖部件333的内面中央部)填充在图22和图23中说明的折射率匹配体R，在使基板332和盖部件333被夹持部件334夹持的状态，向楔插入部335插入楔使得在基板332和盖部件333之间形成间隙，再从引导孔336向该间隙插入已进行末端处理的HF361和SMF371，从而在V槽内对正，之后，将楔拔出，用基板332和盖部件333把持HF361和SMF371，实现固定连接。

由此，能够在机械接头331的筐体337内收容如图22中说明的光纤的连接部301，实现HF361和SMF371的对正连接。

图24表示连接后的机械接头331的在温度范围-30℃～+70℃上的反射量的温度特性。在图24中，横轴表示时间，左纵轴表示温度(℃)、右纵轴表示反射量(dB)，并将在每规定时间变化5℃的温度用黑色矩形块表示、将此时的反射量用黑色菱形块表示。

如图24所示，连接后的机械接头331的反射量在整个温度范围内小于-41dB，相对实用上的充分的值(-40dB)很稳定。此外，虽然未图示，但在波长1.55μm下的连接损失，也在所有温度范围内小于0.1dB，很稳定。

这样，机械接头331由于预先填充有折射率匹配体R，因此能够以低损失且低反射连接HF361和SMF371。连接损失值与通常的SMF彼此的连接损失值相等。

此外，机械接头331由于预先填充有折射率匹配体R，因此连接后的连接损失以及反射量的温度特性稳定。反射量值的变动幅度与通常的SMF彼此间的连接损失和反射量的变动幅度相等。即，机械接头331的连接损失和反射量的温度特性变化小，尤其即使在低温区域连接损失及反射量也低。

上述实施方式是表示了HF361和SMF371通过机械接头331连接的实例，但也可以HF361相互间、PCF351和SMF371、PCF351相互间通过机械接头331连接。在此情况下，也能够获得与上述相同的效果。

此外，除了可反复使用的这些光纤连接器以外，还可以使用采用环氧系紫外线硬化性粘合剂兼作折射率匹配体R的永久连接方法的光纤连接器。

本发明并不限定于上述的实施方式。在不脱离本发明宗旨的范围内，在本领域普通技术人员容易联想到的范围内的各种变形都包含在本发明当中。

Claims

1.一种光纤端部的密封构造，其特征是：

在具备折射率高的芯部和围绕该芯部的折射率小的包层、且在该包层存在沿光纤轴向延伸的多个空孔的光纤的端部，所述空孔被由微粒直径为1μm以下的玻璃粉末熔融构成的密封部密封，而且，形成有该密封部的部分的包层外径与没有形成密封部的部分的包层外径相同。

2.如权利要求1所述的光纤端部的密封构造，其特征是：

所述密封部由与构成光纤的玻璃相同的成分的玻璃构成。

3.如权利要求1所述的光纤端部的密封构造，其特征是：

所述密封部由熔点比构成光纤的玻璃更低的熔点的玻璃构成。

4.如权利要求1所述的光纤端部的密封构造，其特征是：

所述光纤安装固定在连接器套圈上。

5.一种光纤端部的密封方法，其特征是：

在具备折射率高的芯部和围绕该芯部的折射率小的包层、且在该包层存在沿光纤轴向延伸的多个空孔的光纤的端部，形成有与轴向垂直的端面，从该端面向所述空孔中插入与构成光纤的玻璃相同的成分且微粒直径为1μm以下的玻璃粉末，此后，对所述光纤的端部附近进行局部加热使所述玻璃粉末熔融，从而密封所述空孔。

6.一种光纤端部的密封方法，其特征是：

在具备折射率高的芯部和围绕该芯部的折射率小的包层、且在该包层存在沿光纤轴向延伸的多个空孔的光纤的端部，形成有与轴向垂直的端面，从该端面向所述空孔中插入熔点比构成光纤的玻璃更低熔点且微粒直径为1μm以下的玻璃粉末，此后，对所述空孔的端部附近进行局部加热使所述玻璃粉末熔融，从而密封所述空孔。

7.一种光纤端部的密封方法，其特征是：

在具备折射率高的芯部和围绕该芯部的折射率小的包层、且在该包层存在朝光纤轴向延伸的多个空孔的光纤的端部，形成与轴向垂直的端面，对所述空孔的端部附近进行局部加热，使端部的包层材熔融，熔融的包层材流入空孔，从而密封所述空孔，

其中，仅对光纤端面的一部分进行局部加热，使得在密封空孔之后包层的外径与密封之前相同。

8.如权利要求6所述的光纤端部的密封方法，其特征是：

通过照射二氧化碳气体激光，对所述空孔的端部附近进行局部加热熔融，从而密封所述空孔。

9.如权利要求7所述的光纤端部的密封方法，其特征是：

10.如权利要求6所述的光纤端部的密封方法，其特征是：

将所述光纤预先安装固定在连接器套圈中。

11.如权利要求7所述的光纤端部的密封方法，其特征是：

将所述光纤预先安装固定在连接器套圈中。