CN108351478B - 光连接器及光耦合构造 - Google Patents

Abstract

本发明公开光连接器。该光连接器具有：光纤；插芯，其具有与对象侧光连接器相对的平坦的插芯端面，对光纤进行保持；以及间隔件，其设置于插芯端面上，规定该插芯端面和对象侧光连接器的间隔。在插芯端面露出有光纤的前端面，在沿光纤的光轴的剖面中，光纤的前端面及插芯端面的各法线方向相对于光纤的光轴方向倾斜。间隔件具有使从光纤的前端面延伸的光路经过的开口。

Description

光连接器及光耦合构造

技术领域

本发明涉及一种光连接器及光耦合构造。

本申请基于2015年10月26日申请的日本申请第2015－210090号要求优先权，引用上述日本申请中记载的全部记载内容。

背景技术

专利文献1公开了在将多芯光纤彼此进行连接的光连接器中使用的插芯。该插芯具有：多个孔，它们用于对多根光纤芯线进行保持；内面，其与多根光纤芯线的前端部抵接而进行该前端部的定位；凹部，其在端面设置于内面的前方；以及透镜，其与凹部一体形成。

专利文献1：美国专利申请公开第2012/0093462号说明书

发明内容

本发明的一个实施方式所涉及的光连接器具有：光纤；插芯，其具有与对象侧光连接器相对的平坦的插芯端面，对光纤进行保持；以及间隔件，其设置于插芯端面上，规定该插芯端面和对象侧光连接器的间隔，在插芯端面中露出有光纤的前端面，在沿光纤的光轴的剖面中，光纤的前端面及插芯端面的各法线方向相对于光纤的光轴方向倾斜，间隔件具有使从光纤的前端面延伸的光路经过的开口。

本发明的一个实施方式所涉及的光耦合构造具有相互连接的第1及第2光连接器，第1及第2光连接器分别具有：光纤；以及插芯，其具有平坦的插芯端面，对光纤进行保持，第1光连接器的插芯端面和第2光连接器的插芯端面相互相对，在第1及第2光连接器各自中，在插芯端面露出有光纤的前端面，在沿光纤的光轴的剖面中，光纤的前端面及插芯端面的各法线方向相对于光纤的光轴方向倾斜，该光耦合构造还具有间隔件，该间隔件规定第1光连接器的插芯端面和第2光连接器的插芯端面的间隔，间隔件具有使在第1光连接器的光纤的前端面和第2光连接器的光纤的前端面之间延伸的光路经过的开口。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的光耦合构造的结构的侧剖视图。

图2是沿图1的II―II线的光耦合构造的剖视图。

图3是将光纤的前端面附近放大而表示的剖视图。

图4是表示插芯端面的正视图。

图5是间隔件及插芯的分解斜视图。

图6是表示一个变形例所涉及的光耦合构造的结构的侧剖视图。

图7A是表示PC方式的插芯的构造的一个例子的侧剖视图，示出连接前的状态。

图7B是表示PC方式的插芯的构造的一个例子的侧剖视图，示出已连接的状态。

图8是示意地表示插芯的构造例的侧剖视图，该插芯是在相互连接的光纤的前端面之间设置间隔，在该间隔部分配置有透镜。

具体实施方式

[本公开所要解决的课题]

作为光纤彼此的连接器连接的方式，通常来说，已知PC(Physical Contact)方式。图7A及图7B是表示PC方式的插芯的构造的一个例子的侧剖视图。图7A示出连接前的状态，图7B示出已连接的状态。该插芯100具有圆柱状的外观，在中心轴线上具有用于对光纤芯线120进行保持的孔102。光纤芯线120在孔102中插入贯穿，在插芯100的前端面104，前端部向外部稍微凸出。在该PC方式中，通过使光纤芯线120的前端部与连接对象侧连接器的对应前端部物理接触并进行按压(图7B)，从而使光纤芯线120彼此有效地光耦合。如上所述的方式主要在将单芯光纤彼此进行连接时使用。

但是，在如上所述的方式中存在以下问题。即，如果在插芯端面附着有异物的状态下进行连接，则会通过按压力将异物密接于插芯端面。为了将密接着的异物去除，需要使用接触式的清洁器，另外，为了防止异物的密接，需要频繁地进行清扫。另外，在将多根光纤同时连接的情况下，针对每1根要求规定的按压力，因此光纤的根数越多，连接所需的力越大。

针对上述的问题，例如如在专利文献1中记载所示，存在下述方式，即，在相互连接的光纤的前端面之间设置间隔，在该间隔部分配置透镜。图8是示意地表示如上述的插芯的构造的一个例子的侧剖视图。该插芯200具有：多个孔202，它们用于对多根光纤芯线120进行保持；内面204，其与多根光纤芯线的前端部抵接而进行该前端部的定位；以及透镜208，其在端面205中设置于内面204的前方。但是，在如上所述的构造中，除了光纤芯线120以外，透镜208的位置也需要准确地调芯。因此，需要调芯作业的部件个数增加，各部件所容许的位置误差(容差)变得严格，因此调芯工序复杂化、长时间化。

本公开就是鉴于如上述的问题点而提出的，其目的在于提供一种插芯端面的清扫容易，即使在将多根光纤同时连接的情况下在连接时也不需要大的力，调芯作业容易的光连接器及光耦合构造。

[本公开的效果]

根据本公开，提供一种插芯端面的清扫容易，即使在将多根光纤同时连接的情况下在连接时也不需要大的力，调芯作业容易的光连接器及光耦合构造。

[本发明的实施方式的说明]

首先，列举本发明的实施方式的内容而进行说明。本发明的一个实施方式所涉及的光连接器具有：光纤；插芯，其具有与对象侧光连接器相对的平坦的插芯端面，对光纤进行保持；以及间隔件，其设置于插芯端面上，规定该插芯端面和对象侧光连接器的间隔，在插芯端面露出有光纤的前端面，在沿光纤的光轴的剖面中，光纤的前端面及插芯端面的各法线方向相对于光纤的光轴方向倾斜，间隔件具有使从光纤的前端面延伸的光路经过的开口。

本发明的一个实施方式所涉及的光耦合构造具有相互连接的第1及第2光连接器，第1及第2光连接器分别具有：光纤；以及插芯，其具有平坦的插芯端面，对光纤进行保持，第1光连接器的插芯端面和第2光连接器的插芯端面相互相对，在第1及第2光连接器各自中，在插芯端面露出有光纤的前端面，在沿光纤的光轴的剖面中，光纤的前端面及插芯端面的各法线方向相对于光纤的光轴方向倾斜，该光耦合构造还具有间隔件，该间隔件规定第1光连接器的插芯端面和第2光连接器的插芯端面的间隔，间隔件具有使在第1光连接器的光纤的前端面和第2光连接器的光纤的前端面之间延伸的光路经过的开口。

在上述的光连接器中，对与对象侧光连接器的间隔进行规定的间隔件设置于插芯端面上。同样地，在上述的光耦合构造中，设置有对第1光连接器的插芯端面和第2光连接器的插芯端面的间隔进行规定的间隔件。由此，能够在插芯端面和对象侧光连接器之间(或者，在第1及第2光连接器的插芯端面间)容易地设置规定的间隔。因此，能够实现非接触的光连接构造，使插芯端面的清扫变得容易(或者不需要清扫)。另外，不同于PC方式，在连接时不需要大的力，能够将多根光纤同时连接。并且，由于不经由透镜，因此能够减少在光路中存在的光学部件的数量，能够抑制光连接损失。

在上述的光连接器中，光纤的前端面及插芯端面的各法线方向相对于光纤的光轴方向倾斜。由此，能够减少光纤的前端面处的反射返回光。另外，在上述的光连接器中，间隔件和插芯成为彼此独立的部件，因此能够通过研磨等容易地形成倾斜的插芯端面及光纤的前端面。

在上述的光连接器中，也可以是在插芯端面形成有一对引导孔，该一对引导孔在与上述剖面相交叉的方向排列而形成，分别供引导销插入，在插芯端面，光纤的前端面的中心位置相对于将一对引导孔的中心连结的直线偏移。在上述的光连接器中，光纤的前端面的法线方向相对于光纤的光轴方向倾斜，因此由于该前端面中的折射，从光纤的前端面延伸的光路相对于光纤的光轴而倾斜。关于如上所述的结构，由于光纤的前端面的中心位置相对于将一对引导孔的中心连结的直线而偏移，因此也能够适于使该光纤和具有相同的结构的对象侧光连接器的光纤光耦合。

在上述的光连接器中，也可以是在插芯端面形成有一对引导孔，该一对引导孔在与上述剖面相交叉的方向上排列而形成，分别供引导销插入，间隔件还具有供引导销穿过的一对贯通孔。由此，能够将间隔件通过引导销稳定地保持。

也可以是在上述剖面中，光纤的光轴相对于连接方向倾斜，从光纤的前端面延伸的光路沿连接方向延伸。在如上述的光连接器这样，光纤的前端面的法线方向相对于光纤的光轴方向倾斜的情况下，如上所述的结构也能够适于实现与对象侧光连接器的光耦合。

在上述的光连接器中，也可以是连接方向上的间隔件的厚度大于或等于20μm而小于或等于100μm。如上所述，由于间隔件薄，所以能够使得从光纤前端面射出的光的直径还没有扩展就到达至对象侧光连接器的光纤前端面，因此能够抑制光耦合效率的降低。此外，通常，连接器的端面为了减少反射返回光而设为8°的倾斜面，但如果比20μm接近，则有时由于反射返回光的影响而引起多重反射，使光学特性劣化。因此，通过将端面角度设为大于8°，从而即使将间隔件的厚度设为10μm至20μm的范围，也能够抑制多重反射，能够进一步减小光连接损失。

[本发明的实施方式的详细内容]

下面，参照附图，对本发明的实施方式所涉及的光连接器及光耦合构造的具体例进行说明。此外，本发明并不限定于这些例示，而是由权利要求书示出的，包含与权利要求书等同的内容及其范围内的全部变更。在下面的说明中，在附图的说明中对相同的要素标注相同的标号，省略重复的说明。

图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的光耦合构造1A的结构的侧剖视图，示出沿光纤10的光轴的剖面。图2是沿图1的II―II线的光耦合构造1A的剖视图。如图1及图2所示，本实施方式的光耦合构造1A具有相互连接的第1光连接器2A及第2光连接器2B。

光连接器2A及2B具有：多根(在图2中例示出8根)光纤10；以及插芯11，其将多根光纤10汇总而保持。多根光纤10沿连接方向(图1及图2的箭头A1)各自延伸，在与连接方向A1相交叉的方向A2上排列而配置。各光纤10具有光纤芯线10a和将光纤芯线10a覆盖的树脂包覆层10b，通过从连接方向上的中途起至前端面10c的整个范围将树脂包覆层10b去除，从而露出有光纤芯线10a。此外，光纤10的根数并不限定于8根，例如也可以是12根或24根等。

插芯11具有大致长方体状的外观，例如由树脂构成。插芯11具有：平坦的插芯端面11a，其设置于连接方向A1的一端侧；以及后端面11b，其设置于另一端侧。另外，插芯11具有沿连接方向A1延伸的一对侧面11c、11d和底面11e及上表面11f。光连接器2A的插芯端面11a和光连接器2B的插芯端面11a相互相对。在这些插芯端面11a形成有一对引导孔11g、11h，该一对引导孔11g、11h在与沿光纤10的光轴的剖面相交叉的方向(在本实施方式中为方向A2)上排列。向这些引导孔11g、11h分别插入一对引导销21a、21b(参照图2)。一对引导销21a、21b对光连接器2A和光连接器2B的相对位置进行固定。

在后端面11b形成有将多根光纤10汇总而装入的导入孔12。以在从导入孔12至插芯端面11a的范围进行贯通的方式形成有多个光纤保持孔13，将多根光纤芯线10a分别各自插入上述光纤保持孔13中而进行保持。各光纤芯线10a的前端面10c在插芯端面11a处露出，优选与插芯端面11a共面。这些前端面10c不经由透镜等光学要素及折射率匹配剂等(仅经由空气)而直接与对象侧连接器的各光纤芯线10a的前端面10c光耦合。因此，从一侧的光连接器的前端面10c射出的光，产生少量扩展而射入至另一侧的光连接器的前端面10c。

图3是将光纤10的前端面10c附近放大而表示的剖视图。如图3所示，在沿光纤10的光轴的剖面中，光纤10的前端面10c及插芯端面11a的法线方向V1相对于光纤10的光轴方向V2倾斜。由此，前端面10c中的反射返回光减少。在该情况下，从光纤10的前端面10c射出的光的光路L1在前端面10c处向与前端面10c的倾斜方向相反朝向折射。

图4是表示插芯端面11a的正视图。如图4所示，在插芯端面11a中，光纤10的前端面10c的中心位置C1相对于将一对引导孔11g、11h的中心连结的直线E1而稍微向上方偏移。换言之，在与方向A1及A2这两者相交叉的方向A3(即插芯11的上下方向)，光纤10的中心轴线相对于插芯11的中心而向上表面11f侧稍微偏移。因此，即使光路L1折射，通过将光连接器2A及2B相互上下反转而连接，从而各自的光纤10的光轴彼此相互在上下方向上偏移，因此这些光纤10彼此也能够适当地光耦合。

光连接器2A还具有间隔件14。图5是间隔件14及插芯11的分解斜视图。间隔件14设置于插芯端面11a上，对该插芯端面11a和光连接器2B的插芯端面11a的间隔进行规定。具体地说，间隔件14呈具有开口14a的板状，一个面14b与光连接器2A的插芯端面11a抵接而粘接，另一个面14c在与光连接器2B连接时与光连接器2B的插芯端面11a抵接。在这里，所谓粘接，不仅是使用粘接剂进行的接合，也可以是力学粘接、化学粘接、分散粘接、静电粘接或者熔接。开口14a使在光连接器2A的多根光纤10的前端面10c各自和光连接器2B的多根光纤10的前端面10c各自之间延伸的多根光路L1经过。连接方向A1上的间隔件14的厚度T(参照图1)例如大于或等于20μm而小于或等于100μm。但是，通过将插芯端面11a的倾斜角设为大于8°，从而可以将间隔件14的厚度T减小至10μm为止。即，间隔件14的厚度T例如可以大于或等于10μm而小于或等于100μm。间隔件14的构成材料优选与插芯11的材料相同，例如可以是加入玻璃填料后的聚苯硫醚(PPS)，但也可以由与插芯11和间隔件14不同的材料构成。

间隔件14还具有供引导销21a、21b各自穿过的一对贯通孔14d、14e。由此，在光连接器2A及2B相互连接的状态下，间隔件14由引导销21a、21b稳定地保持。

关于通过以上说明的本实施方式的光耦合构造1A及光连接器2A得到的效果进行说明。在本实施方式的光连接器2A中，对与对象侧光连接器(光连接器2B)的间隔进行规定的间隔件14设置于插芯端面11a上。同样地，在光耦合构造1A中，设置有对光连接器2A的插芯端面11a和光连接器2B的插芯端面11a的间隔进行规定的间隔件14。由此，能够在插芯端面11a和对象侧光连接器之间(或者，在第1及第2光连接器2A、2B的各插芯端面11a间)容易地设置规定的间隔。因此，能够实现非接触的光连接构造，减少异物的粘着而使插芯端面11a的清扫变得容易(例如空气除尘器等)，或者可以不需要清扫。另外，不同于PC方式，在连接时不需要大的力，能够将多根光纤10同时连接。并且，由于不经由透镜，因此能够减少在光路中存在的光学部件的数量。由此，能够抑制光连接损失，并且能够将调芯工序容易化，减少制造工序而将成本抑制得低。

在本实施方式中，光纤10的前端面10c及插芯端面11a的各法线方向相对于光纤10的光轴方向倾斜(参照图3)。由此，能够减少光纤10的前端面10c中的反射返回光。另外，间隔件14和插芯11成为彼此独立的部件，因此能够通过研磨等容易地形成倾斜的插芯端面11a及光纤10的前端面10c。

如本实施方式这样，在插芯端面11a中，光纤10的前端面10c的中心位置C1可以相对于将一对引导孔11g、11h的中心连结的直线E1而偏移。如前述所示，光纤10的前端面10c的法线方向相对于光纤10的光轴方向倾斜，因此由于该前端面10c处的折射，从光纤10的前端面10c延伸的光路L1相对于光纤10的光轴倾斜。关于如上所述的结构，由于光纤10的前端面10c的中心位置C1相对于将一对引导孔11g、11h的中心连结的直线E1而偏移，也能够使相互具有相同结构的光连接器2A、2B的光纤10适合地光耦合。

如本实施方式这样，连接方向A1上的间隔件14的厚度可以大于或等于20μm而小于或等于100μm。并且，通过使插芯端面11a的倾斜角大于8°，从而可以将连接方向A1上的间隔件14的厚度减小至10μm为止。如上所述，由于间隔件14薄，所以能够使得从光纤10的前端面10c射出的光的直径还没有扩展就到达至对象侧光连接器(光连接器2B)的光纤10的前端面10c，因此能够抑制光耦合效率的降低

(变形例)

图6是表示上述实施方式的一个变形例所涉及的光耦合构造1B的结构的侧剖视图，示出沿光纤10的光轴的剖面。如图6所示，本实施方式的光耦合构造1B具有相互连接的第1光连接器2C及第2光连接器2D。

本变形例的光连接器2C、2D与上述实施方式的光连接器2A、2B的不同点是光纤芯线10a的光轴方向相对于连接方向A1的角度。即，在本变形例中，在沿光纤芯线10a的光轴的剖面中，光纤芯线10a的光轴相对于连接方向A1倾斜。换言之，光纤芯线10a的光轴相对于引导孔11g、11h(参照图2)的延伸方向倾斜。因此，从光纤10的前端面10c延伸的光路L1沿连接方向A1(平行地)延伸。

如图3所示，在光纤10的前端面10c的法线方向V1相对于光纤10的光轴方向V2倾斜的情况下，如本变形例这样的结构也能够适于实现光连接器2C、2D的光耦合。即，通过对插芯端面11a的角度和光纤10的光轴的角度(光纤保持孔13的角度)适当地选择，从而能够将光路L1的延伸方向相对于连接方向A1而任意地设定。此外，如本变形例这样，如果将光路L1设为沿着连接方向A1，则能够将连接方向A1上的光连接器2C、2D的相对位置精度(容差)的容许幅度扩大。

本发明所涉及的光连接器及光耦合构造并不限定于上述的实施方式，能够进行其他各种变形。例如，可以将上述的各实施方式根据所需目的及效果而相互组合。另外，在上述实施方式中，插芯端面间的间隙由空气充满，但如果是折射率恒定的介质，则并不限定于空气。另外，在上述实施方式中，在多芯光连接器应用本发明，但也能够应用于单芯光连接器。

标号的说明

1A、1B…光耦合构造，2A、2B、2C、2D…光连接器，10…光纤，10a…光纤芯线，10b…树脂包覆层，10c…前端面，11…插芯，11a…插芯端面，11g、11h…引导孔，12…导入孔，13…光纤保持孔，14…间隔件，14a…开口，14d、14e…贯通孔，21a、21b…引导销，A1…连接方向，L1…光路。

Claims (9)

1.一种光连接器，其具有：

光纤；

插芯，其具有与对象侧光连接器相对的平坦的插芯端面，对所述光纤进行保持；以及

间隔件，其设置于所述插芯端面上，规定该插芯端面和所述对象侧光连接器的间隔，

在所述插芯端面露出有所述光纤的前端面，

在沿所述光纤的光轴的剖面中，所述光纤的所述前端面及所述插芯端面的各法线方向相对于所述光纤的光轴方向倾斜，

所述间隔件具有使从所述光纤的所述前端面延伸的光路经过的开口，而且所述间隔件熔接于所述插芯端面。

2.根据权利要求1所述的光连接器，其中，

在所述插芯端面形成有一对引导孔，该一对引导孔在与所述剖面相交叉的方向排列而形成，分别供引导销插入，

在所述插芯端面，所述光纤的所述前端面的中心位置相对于将所述一对引导孔的中心连结的直线而偏移。

3.根据权利要求1所述的光连接器，其中，

在所述插芯端面形成有一对引导孔，该一对引导孔在与所述剖面相交叉的方向排列而形成，分别供引导销插入，

所述间隔件还具有供所述引导销穿过的一对贯通孔。

4.根据权利要求1所述的光连接器，其中，

在所述剖面中，所述光纤的光轴相对于连接方向倾斜，

从所述光纤的所述前端面延伸的光路沿所述连接方向延伸。

5.根据权利要求1所述的光连接器，其中，

连接方向上的所述间隔件的厚度大于或等于10μm而小于或等于100μm。

6.根据权利要求1所述的光连接器，其中，

所述光纤的前端面与所述插芯端面共面。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的光连接器，其中，

所述间隔件由与所述插芯相同的材料构成。

8.一种光耦合构造，其具有相互连接的第1及第2光连接器，

所述第1及第2光连接器分别具有：光纤；以及插芯，其具有平坦的插芯端面，对所述光纤进行保持，

所述第1光连接器的所述插芯端面和所述第2光连接器的所述插芯端面相互相对，

在所述第1及第2光连接器各自中，在所述插芯端面露出有所述光纤的前端面，在沿所述光纤的光轴的剖面中，所述光纤的所述前端面及所述插芯端面的各法线方向相对于所述光纤的光轴方向倾斜，

该光耦合构造还具有间隔件，该间隔件规定所述第1光连接器的所述插芯端面和所述第2光连接器的所述插芯端面的间隔，

所述间隔件具有使在所述第1光连接器的所述光纤的所述前端面和所述第2光连接器的所述光纤的所述前端面之间延伸的光路经过的开口，而且所述间隔件熔接于所述第1光连接器的所述插芯端面。

9.根据权利要求8所述的光耦合构造，其中，

所述第1光连接器的所述光纤的前端面在所述间隔件的开口内仅经由空气与所述第2光连接器的所述光纤的前端面进行光耦合。

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