CN112055824B - 光连接器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

光连接器具有：光纤，其包含玻璃纤维和覆盖所述玻璃纤维的树脂包覆部，所述玻璃纤维的端部从所述树脂包覆部露出；插芯，其具有贯通孔，在从所述树脂包覆部露出的玻璃纤维的所述端部插入至所述贯通孔内的状态下对所述光纤进行保持；热硬化树脂，其处于所述贯通孔的内壁和所述玻璃纤维之间，将所述玻璃纤维和所述插芯粘接；以及紫外线硬化树脂，其处于所述贯通孔的内壁和所述玻璃纤维之间且包含所述插芯的前端的范围，将所述玻璃纤维和所述插芯粘接。

Description

光连接器及其制造方法
技术领域
本发明涉及光连接器及其制造方法。
本申请基于2019年1月8日申请的日本专利申请(特愿2019－001142号)而要求优先权，引用在上述日本申请中记载的全部记载内容。
背景技术
在通过互联网等的信息通信的普及而带来的通信的高速化、信息量的增大的基础上，为了应对双向通信和大容量通信，光网络的构建不断发展。作为将光纤的传送容量增大的手段，例如提出了具有多个纤芯的多芯光纤(下面称为“MCF”)。在通过MCF构建光网络的情况下，需要用于容易地进行MCF的连接的光连接器。此时，为了将MCF的全部纤芯彼此进行连接，需要使MCF绕其中心轴进行旋转，将MCF的旋转方向的位置对准(进行旋转调芯)。
在专利文献1中公开了包含用于连接MCF的光连接器的旋转调芯的制造方法。在该制造方法中，首先，以与固定有主MCF的主MCF连接器相对的方式，对固定于插芯的MCF进行配置，将固定于插芯的MCF和主MCF的中心位置对准。接下来，向主MCF或者MCF中的一者的纤芯导入光，使插芯相对于主MCF连接器相对地旋转，从主MCF或者MCF中的另一者的纤芯对光进行检测，在光强度成为最大的位置处对插芯进行保持。然后，在进行了旋转调芯的MCF的插芯对具有定位机构的凸缘进行固定。
专利文献1：日本特开2013－238692号公报
发明内容
本发明的一个方式是一种光连接器，其具有：
光纤，其包含玻璃纤维和覆盖所述玻璃纤维的树脂包覆部，所述玻璃纤维的端部从所述树脂包覆部露出；
插芯，其具有贯通孔，在从所述树脂包覆部露出的玻璃纤维的所述端部插入至所述贯通孔内的状态下对所述光纤进行保持；
热硬化树脂，其处于所述贯通孔的内壁和所述玻璃纤维之间，将所述玻璃纤维和所述插芯粘接；以及
紫外线硬化树脂，其处于所述贯通孔的内壁和所述玻璃纤维之间且包含所述插芯的前端的范围，将所述玻璃纤维和所述插芯粘接。
本发明的另一方式是一种光连接器的制造方法，该光连接器具有：光纤，其包含玻璃纤维和覆盖所述玻璃纤维的树脂包覆部，所述玻璃纤维的端部从所述树脂包覆部露出；以及插芯，其具有贯通孔，对所述光纤的所述端部进行保持，
该光连接器的制造方法包含下述工序：
在所述贯通孔的内壁涂敷热硬化树脂；
以从所述包覆树脂露出的玻璃纤维的端部的一部分从所述插芯的前端凸出的方式将所述玻璃纤维插入至所述贯通孔内；
进行所述光纤的旋转调芯；
在所述插芯的前端涂敷紫外线硬化树脂；
使所述紫外线硬化树脂硬化；
使所述热硬化树脂硬化；以及
对从所述插芯的前端凸出的所述玻璃纤维的端部的一部分进行研磨。
附图说明
图1是本发明所涉及的光连接器的外观斜视图。
图2是图1的光连接器所包含的插芯的斜视图。
图3是表示将图2的插芯收容于插头架后的状态的剖视图。
图4是表示本发明的光连接器的制造方法的流程图。
图5A是表示本发明的光连接器的一个制造工序(光纤插入工序)的图。
图5B是用于对本发明的光连接器的一个制造工序(旋转调芯工序)进行说明的图。
图5C是用于对本发明的光连接器的一个制造工序(紫外线硬化树脂涂敷工序)进行说明的图。
图5D是用于对本发明的光连接器的一个制造工序(研磨工序)进行说明的图。
图6是用于对束状光纤进行说明的图。
具体实施方式
[本发明的实施方式的说明]
首先，列举本发明的实施方式而进行说明。
(1)本发明的实施方式所涉及的光连接器具有：
光纤，其包含玻璃纤维和覆盖所述玻璃纤维的树脂包覆部，所述玻璃纤维的端部从所述树脂包覆部露出；
插芯，其具有贯通孔，在从所述树脂包覆部露出的玻璃纤维的所述端部插入至所述贯通孔内的状态下对所述光纤进行保持；
热硬化树脂，其处于所述贯通孔的内壁和所述玻璃纤维之间，将所述玻璃纤维和所述插芯粘接；以及
紫外线硬化树脂，其处于所述贯通孔的内壁和所述玻璃纤维之间且包含所述插芯的前端的范围，将所述玻璃纤维和所述插芯粘接。
由此，对由于光纤的扭曲的缓和而引起的插芯的前端附近处的玻璃纤维的旋转进行抑制，能够使光连接器的纤芯位置的精度提高。
(2)所述热硬化树脂及所述紫外线硬化树脂可以在彼此混合的状态下处于包含所述插芯的前端的范围内。由此，即使紫外线硬化树脂与热硬化树脂混合，玻璃纤维在插芯的前端附近处也会通过紫外线硬化树脂而与插芯粘接，因此能够得到抑制了插芯的前端附近处的玻璃纤维的旋转的光连接器。另外，能够减小光连接器的连接损耗。
(3)所述光纤可以是多芯光纤、偏振保持光纤、束状光纤的任意者。由此，即使在除了多芯光纤以外使用偏振保持光纤、束状光纤的情况下，也能够防止插芯的前端附近处的玻璃纤维的旋转，因此能够防止光连接器的连接损耗的恶化。
(4)包含所述插芯的前端的范围的长度可以大于或等于50μm而小于或等于200μm。
(5)本发明的实施方式所涉及的光连接器的制造方法，该光连接器具有：光纤，其包含玻璃纤维和覆盖所述玻璃纤维的树脂包覆部，所述玻璃纤维的端部从所述树脂包覆部露出；以及插芯，其具有贯通孔，对所述光纤的所述端部进行保持，
该制造方法包含下述工序：
在所述贯通孔的内壁涂敷热硬化树脂；
以从所述包覆树脂露出的玻璃纤维的端部的一部分从所述插芯的前端凸出的方式将所述玻璃纤维插入至所述贯通孔内；
进行所述光纤的旋转调芯；
在所述插芯的前端涂敷紫外线硬化树脂；
使所述紫外线硬化树脂硬化；
使所述热硬化树脂硬化；以及
对从所述插芯的前端凸出的所述玻璃纤维的端部的一部分进行研磨。
由此，对由于光纤的扭曲的缓和而引起的插芯的前端附近的玻璃纤维的旋转进行抑制，能够使光连接器的纤芯位置的精度提高。另外，能够减小光连接器的连接损耗。
(6)所述制造方法在涂敷所述紫外线硬化树脂的工序之后可以还包含下述工序，即，将从所述插芯的前端凸出的所述玻璃纤维朝向所述插芯拉回。
由此，能够在插芯的前端附近处的贯通孔内可靠地设置紫外线硬化树脂，因此能够可靠地抑制插芯的前端附近处的光纤的旋转。
(7)可以是在对所述玻璃纤维的端部的一部分进行研磨的工序中，对所述玻璃纤维的端部的一部分及所述插芯进行研磨，以使得所述玻璃纤维的端面和所述插芯的前端面成为同一面。
[本发明的实施方式的详细内容]
下面，一边参照附图、一边对本发明所涉及的光连接器及其制造方法的优选的实施方式进行说明。此外，本发明不受下面的例示限定，而是由权利要求书示出，包含与权利要求书等同的含义及范围内的全部变更。另外，只要能够对多个实施方式进行组合，则本发明包含将任意的实施方式组合而得到的方式。此外，在下面的说明中，在不同的附图中标注相同标号的结构是同样的结构，有时省略其说明。
在专利文献1所公开的制造方法中，在将MCF固定于插芯后，进行旋转调芯，然后对凸缘进行了固定，但存在下述方法，即，将MCF插入至带凸缘的插芯，使MCF旋转而进行旋转调芯后，将MCF固定于插芯。在该情况下，为了将MCF固定于插芯而使用热硬化树脂。但是，由于插芯的贯通孔和MCF之间的间隙小于1μm而极小，因此如果在插芯内部以MCF发生了扭曲的状态进行旋转调芯，则该扭曲在热硬化树脂的硬化时间、一般30～60分钟左右的期间得到缓和，有可能在插芯前端部分处MCF偏离规定的旋转角度。
图1是本发明的一个方式所涉及的光连接器1的外观斜视图，图2是光连接器1所包含的插芯10的斜视图，图3是表示将插芯10收容于插头架后的状态的剖视图。此外，在下面的实施方式中，作为光连接器，以LC连接器为例进行说明，但例如也能够应用于包含SC连接器、MU连接器的其他形式的光连接器。
光连接器1具有将插芯10收容的插头架20，在插头架20的后端设置有对光纤F进行保护的保护罩34。插芯10具有在图示的X轴方向延伸的插芯主体11。插芯主体11例如为氧化锆制的圆筒状的部件，在插芯主体11的内部，在X轴方向具有贯通孔，对光纤F的从前端部分的树脂包覆部露出的玻璃纤维进行保持。光纤F例如为具有多个纤芯的MCF，从插芯10的后端13侧插入，前端面从前端12露出，在插芯10的绕中心轴的规定的位置配置有多个纤芯的状态下固定于插芯10。图示的X轴方向相当于光纤F的光轴方向。
在插芯主体11的大致中央位置的外侧设置有金属制的凸缘14。凸缘14在本实施方式中，在剖面观察时为大致四边形状，各面的边界位置进行了倒角。凸缘14具有下述功能，即，以凸缘14的任意的面为基准将插芯10定位固定于插头架20。
插头架20具有在图示的X轴方向延伸的方筒状的前壳体21。前壳体21例如为树脂制，具有能够接收带凸缘14的插芯10的后端开口和使插芯主体11的前端12凸出的开口24。前壳体21在剖面观察时为大致四方筒形状，使得能够将插入至前壳体21内的插芯10的凸缘14在YZ方向进行定位。另外，设置有与凸缘14的前端面抵接的定位凸起23。并且，在前壳体21的外周面设置有具有挠性的卡锁臂22。
另外，插头架20在前壳体21的后方具有后壳体31。后壳体31例如为树脂制，具有能够将插芯10的后端部分、连接器按压用弹簧35进行收容的圆筒状的弹簧收容部33。连接器按压用弹簧35配置于插芯10的后方，与凸缘14的后端面抵接，由此能够将插芯10向前方(图示的X轴的正方向，以下相同)施力。另外，在后壳体31的外周面设置有能够与卡锁臂22卡合的夹具32。
为了组装连接器，将插芯10的后端部分及连接器按压用弹簧35收容于后壳体31，将插芯10的前端部分插入至前壳体21。接下来，如果夹具32上攀至卡锁臂22，则前壳体21与后壳体31被锁止。同时，凸缘14通过连接器按压用弹簧35的施加力向前方被按压。由此，凸缘14的前端面与前壳体21的定位凸起23抵接，由此实现插芯10的X轴方向的定位。在该状态下，凸缘14向前方移动，插芯10的前端部分从前壳体21凸出。
接下来，对将光纤F定位固定于插芯10的方法进行说明。图4是表示光连接器的制造方法的流程图，图5A～图5D分别是用于对作为光连接器的一个制造工序的光纤插入工序、旋转调芯工序、紫外线硬化树脂涂敷工序及研磨工序进行说明的图。此外，在图5A～图5D中，为了使得看出光纤F和插芯主体之间的间隙而示意地进行了记载。
首先，准备带凸缘14的插芯10，在插芯主体11的贯通孔15的内壁涂敷热硬化树脂41(步骤S1的热硬化树脂涂敷工序)。接下来，如图5A所示，从光纤F去除树脂包覆部3而使玻璃纤维2露出，将该玻璃纤维2向插芯10的贯通孔15内从后端部(X轴方向负侧)插入(步骤S2的光纤插入工序)。在这里，玻璃纤维2和插芯主体11的贯通孔15的内壁之间的空隙(间隙)约小于1μm。另外，在单芯连接器中，如图5A所示，以成为玻璃纤维2从插芯10的前端凸出几mm的状态的方式插入光纤F。
接下来，如图5B所示，进行光纤F的旋转调芯(步骤S3的旋转调芯工序)。旋转调芯是通过下述方式进行的，即，以凸缘14的外周侧的规定面作为基准面，使玻璃纤维2沿箭头A方向旋转，由此前端部的玻璃纤维2成为规定的旋转角度。旋转调芯的具体方法例如能够采用在专利文献1中公开的方法，或者采用已有的各种方法。在旋转调芯工序中，使玻璃纤维2在插芯主体11的贯通孔15内旋转，因此对于玻璃纤维2的前端部的从插芯主体11凸出的部分，不会作用由于玻璃纤维2的旋转而产生的应力，但在插芯主体11内，插芯主体11的贯通孔15的内壁和玻璃纤维2之间的间隙小，因此残存由旋转调芯时的旋转引起的应力。
因此，在该状态下，在使热硬化树脂41硬化的情况下，由于残存的应力，玻璃纤维2在插芯主体11内进行旋转，前端部中的玻璃纤维2的位置也从规定的旋转角度发生偏离。因此，在组装光连接器时，光连接器的连接损耗变大。
在本实施方式中，如图5C所示，在步骤S3的旋转调芯后，在从插芯10的前端部凸出的玻璃纤维2的周围例如使用注射器涂敷紫外线硬化树脂42(步骤S4的紫外线硬化树脂涂敷工序)。在该状态下，液体的紫外线硬化树脂42从插芯的前端向贯通孔15内渗透50μm至200μm，具体值为100μm的深度为止，与热硬化树脂41混合。此外，也可以在涂敷紫外线硬化树脂的工序后，从插芯主体11将玻璃纤维2以规定长度拉回。由此，能够向插芯10的前端部的贯通孔15内的玻璃纤维2的周围可靠地导入紫外线硬化树脂42。
在步骤S4后，将紫外线照射至插芯10前端部，由此使紫外线硬化树脂42硬化(步骤S5的紫外线硬化树脂硬化工序)。由于紫外线硬化树脂42的硬化，至少在插芯10的前端部处，玻璃纤维2与插芯10粘接。然后，对插入有光纤F的插芯10进行加热，使插芯主体11内的热硬化树脂41硬化(步骤S6的热硬化树脂硬化工序)。此外，在热硬化树脂41热硬化时，为了避免由于紫外线硬化树脂42的热变化而玻璃纤维2进行旋转，优选紫外线硬化树脂42的热膨胀系数小于或等于5×10-5/℃。
如上所述，在本实施方式中，在使热硬化树脂41硬化前，通过紫外线硬化树脂42进行插芯10的前端部的玻璃纤维2的临时固定，由此抑制了热硬化树脂41的热硬化过程中的玻璃纤维的旋转。在步骤S6后，如图5D所示，对玻璃纤维2的前端部和插芯主体11的前端部的端面进行研磨(步骤S7的研磨工序)。此外，在研磨工序中，进行研磨以使得玻璃纤维2的前端和插芯10的前端例如成为同一平面。另外，可以研磨为相对于玻璃纤维2的长度方向(X轴方向)而具有规定的角度，也可以研磨为凸球面状。在研磨工序中，可以将插芯主体11研磨至残留紫外线硬化树脂42的硬化部分的深度为止，也可以根据情况而研磨至消除紫外线硬化树脂42的硬化部分的深度为止。
接下来，通过将安装有光纤F的插芯10与插头架20、连接器按压用弹簧35等进行组合而得到光连接器1(步骤S8的连接器化工序)。关于光连接器1的组装方法，如前所述。
以上，在上述实施方式中，通过LC连接器的例子对光连接器进行了说明，但本发明也能够应用于包含SC连接器、MU连接器的其他形式的光连接器。并且，通过MCF的例子对光纤F进行了说明，但本发明的光纤F例如也可以是偏振保持光纤或者束状光纤。MCF、偏振保持光纤、束状光纤是在光学地连接时需要对绕中心轴的旋转角度进行调整的光纤。
束状光纤是为了与多芯光纤光学地连接，将多个单芯光纤汇集而成的光纤。详细地说，例如准备对玻璃直径125μm的多芯光纤的前端进行化学蚀刻而例如细径化为玻璃直径45μm的光纤，如图10所示，将多根(例如7根)通过粘接剂汇集而插入至插芯10。在该例的情况下，纤芯间的距离能够配置为成为45μm。如上所述，在本发明中，即使在使用多芯光纤、偏振保持光纤、束状光纤的情况下，也能够可靠地将光纤定位，因此能够防止连接损耗的恶化。
标号的说明
1…光连接器，2…玻璃纤维，3…树脂包覆部，10…插芯，11…插芯主体，12…前端，13…后端，14…凸缘，15…贯通孔，20…插头架，21…前壳体，22…卡锁臂，23…定位凸起，24…开口，31…后壳体，32…夹具，33…弹簧收容部，34…保护罩，35…连接器按压用弹簧，41…热硬化树脂，42…紫外线硬化树脂。

Claims (2)

1.一种光连接器的制造方法，该光连接器具有：光纤，其包含玻璃纤维和覆盖所述玻璃纤维的树脂包覆部，所述玻璃纤维的端部从所述树脂包覆部露出；以及插芯，其具有金属制的凸缘，并且具有贯通孔，对所述光纤的所述端部进行保持，
该光连接器的制造方法包含下述工序：
在所述贯通孔的内壁涂敷热硬化树脂；
以从所述包覆树脂露出的玻璃纤维的端部的一部分从所述插芯的前端凸出的方式将所述玻璃纤维插入至所述贯通孔内；
以所述金属制的凸缘的外周侧的规定面为基准面进行所述光纤的旋转调芯；
在所述插芯的前端涂敷紫外线硬化树脂，使所述紫外线硬化树脂从所述插芯的前端向所述贯通孔内渗透50μm至200μm；
在涂敷所述紫外线硬化树脂之后，将从所述插芯的前端凸出的所述玻璃纤维朝向所述插芯以规定长度拉回；
使所述紫外线硬化树脂硬化；
使所述热硬化树脂硬化；以及
对从所述插芯的前端凸出的所述玻璃纤维的端部的一部分进行研磨，
所述紫外线硬化树脂的热膨胀系数小于或等于5×10-5/℃。
2.根据权利要求1所述的光连接器的制造方法，其中，
在对所述玻璃纤维的端部的一部分进行研磨的工序中，
对所述玻璃纤维的端部的一部分及所述插芯进行研磨，以使得所述玻璃纤维的端面和所述插芯的前端面成为同一面。
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