DE112018001421T5

DE112018001421T5 - Optischer Steckverbinder

Info

Publication number: DE112018001421T5
Application number: DE112018001421.5T
Authority: DE
Inventors: Tetsu Morishima; Jun Ito
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2017-03-17
Filing date: 2018-02-22
Publication date: 2019-12-05
Also published as: WO2018168385A1; CN110418991A; TWI769227B; CN110418991B; JP2022186901A; US10989882B2; JPWO2018168385A1; JP7207293B2; TW201839436A; JP7435692B2; US20210208345A1; US20200003964A1

Abstract

Die vorliegende Ausführungsform betrifft einen optischen Steckverbinder, der in der Lage ist, eine Presskraft zu vermindern, die auf jede einer Vielzahl von optischen Fasern aufgebracht wird, die gleichzeitig von einer Ferrule gehalten werden, und der in der Lage ist, Faserbeschädigung wirksam zu vermindern. Der optische Steckverbinder umfasst eine Ferrule, die eine Vielzahl von Durchgangsbohrungen und eine Vielzahl von optischen Fasern umfasst, die von der Ferrule gehalten werden, wobei Endflächen der optischen Fasern von der Ferrule hervorstehen. Die maximale Krümmung der Endfläche jeder der optischen Fasern und ein Variationsbetrag eines Vorsprungsbetrags jeder der optischen Fasern sind angepasst, um eine ausgezeichnete Many-to-many-PC-Verbindung zu ermöglichen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen optischen Steckverbinder.
Allgemeiner Stand der Technik
MPO (Multi-fiber Push On)-Steckverbindernormen der LEC definieren für eine MT (Mechanically Transferable)-Ferrule, die zwölf einadrige Kernfasern (nachfolgend als „Single-Core optical Fibers - SCFs“ bezeichnet) hält, dass ein Vorsprungsbetrag jeder der optischen Fasern von der MT-Ferrule 1 µm bis 3,5 µm beträgt, eine Variation des Vorsprungsbetrags jeder der zwölf optischen Fasern (die Differenz zwischen dem maximalen Vorsprungsbetrag und dem minimalen Vorsprungsbetrag) 0,3 µm oder weniger beträgt, und ein Krümmungsradius einer Endfläche jeder der optischen Fasern (nachfolgend als die „Faserendfläche“ bezeichnet) 1 mm oder mehr beträgt.
Typischerweise springt in einem MPO-Steckverbinder, der ein Paar von MT-Ferrulen optisch verbindet, von denen jede eine Vielzahl von optischen Fasern hält, um optische Fasern mittels physikalischem Kontakt (Physical Contact - PC) zu verbinden, deren Faserendflächen einander mit einer geringen Presskraft gegenüberliegen (die Kerne befinden sich jeweils an der Mitte eines Mantels) der Spitzenteil jeder optischen Faser, die von der MT-Ferrule gehalten wird (nachfolgend als der „Faserspitzenteil“ bezeichnet) von der MT-Ferrule hervor, sodass die Kerne leicht in Kontakt miteinander kommen.
Andererseits offenbart das Nicht-Patentdokument 1 einen MPO-Steckverbinder, der MT-Ferrulen, von denen jede eine Vielzahl von optischen Mehrkernfasern hält (nachfolgend als „Multicore optical Fibers - MCFs“ bezeichnet), aneinander anstoßen lässt, um gleichzeitig die MCFs, die sich auf einer Seite befinden, und die MCFs, die sich auf der anderen Seite befinden, mittels physikalischem Kontakt zu verbinden (bezeichnet als „Many-to-many-PC-Verbindung“).
Im Allgemeinen umfasst eine MCF auch Kerne, die an einer anderen Position vorhanden sind als der Mittelteil der Faser. Um zwei MCFs, die einander gegenüber liegen, mittels PC-Verbindung zu verbinden, ist es somit notwendig, die MCFs in einem breiteren Abschnitt in Oberflächenkontakt miteinander zu bringen, als in einer typischen SCF. Bei der PC-Verbindung zwischen MCFs ist es somit notwendig, einen breiten Abschnitt jeder Faserendfläche elastisch zu verformen. Entsprechend ist es wahrscheinlich, dass eine Presskraft, die auf die Faserendfläche jeder der zwei gegenüberliegenden MCFs aufgebracht wird, im Vergleich zu einer typischen SCF zunimmt. In Nicht-Patentdokument 1 ist der Faserspitzenteil nicht auf eine Bohrung der MT-Ferrule fixiert, und der Vorsprungsbetrag der MCF von der vorderen Endfläche der MT-Ferrule ist auf 4 µm oder mehr eingestellt, was größer ist als ein typischer Vorsprungsbetrag. Ferner ist der Mitte-zu-Mitte-Abstand zwischen einem Mittelkern, der auf der Mittelachse der MCF angeordnet ist, und peripheren Kernen, die so angeordnet sind, dass sie die Mittelachse umgeben, auf 50 µm eingestellt.
Entgegenhaltungsliste
Nicht-Patentliteratur
Nicht-Patentdokument 1: Kengo Watanabe, et al., „MPO Type 8-Multicore Fiber Connector With Physical Contact Connection", JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL. 34, NO. 2, 15. JANUAR 2016
Kurzdarstellung der Erfindung
Technische Aufgabe
Die Erfinder haben Studien über herkömmliche optische Steckverbinder angestellt und die nachfolgend aufgeführten Probleme gefunden. Insbesondere können bei der PC-Verbindung zwischen zwei MCFs, die einander gegenüberliegen, andere periphere Kerne als Mittelkerne in den jeweiligen MCFs nicht miteinander mittels PC-Verbindung verbunden werden, wenn keine hohe Presskraft auf die Faserendflächen der zwei MCFs aufgebracht wird. Um die peripheren Kerne der jeweiligen MCFs zufriedenstellend mittels PC-Verbindung zu verbinden, ist es daher notwendig, die Faserendfläche jeder der MCFs über einen breiten Abschnitt elastisch zu verformen (eine hohe Presskraft ist erforderlich).
Ferner weist der MPO-Steckverbinder des zuvor beschriebenen Nicht-Patentdokuments 1 ein Zuverlässigkeitsproblem dahingehend auf, dass beispielsweise die MCF abbricht, die von der vorderen Endfläche der MT-Ferrule (dem Faserspitzenteil) hervorsteht. Insbesondere die MCFs, die in die jeweiligen Bohrungen eingesetzt werden, die auf der MT-Ferrule zum Halten der MCFs gebildet sind, werden nicht an den Bohrungen verklebt. Ferner wird der Vorsprungsbetrag jeder MCF auf einen großen Wert eingestellt. In einem solchen MPO-Steckverbinder besteht die Möglichkeit, dass die MCFs bei der PC-Verbindung zwischen den gegenüberliegenden MCFs oder bei der Reinigung der Faserendflächen reißen oder abbrechen (es gibt eine Möglichkeit, dass die MCFs unbrauchbar werden). Ferner kann ein Fehler in den Faserendflächen erzeugt werden, und es besteht auch eine Möglichkeit der Verschlechterung der MCF-Reflexionseigenschaft.
Ferner besteht in dem MPO-Steckverbinder des zuvor beschriebenen Nicht-Patentdokuments 1 ein Problem, dass es schwierig ist, den Vorsprungsbetrag der MCF von der vorderen Endfläche der MT-Ferrule zu steuern. Wenn eine Variation des Vorsprungsbetrags jeder der MCFs groß ist, kann es eine MCF geben, die nicht PC-verbunden ist.
Die vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um die zuvor beschriebenen Probleme zu lösen, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen optischen Steckverbinder bereitzustellen, der mit einer Struktur versehen ist, die eine Presskraft vermindert, die auf jede einer Vielzahl von optischen Fasern aufgebracht wird, die gleichzeitig von einer Ferrule gehalten werden, und die Möglichkeit der Beschädigung der optischen Faser vermindert.
Lösung der Aufgabe
Ein optischer Steckverbinder gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist mit einer Struktur zum sicheren und einfachen Ermöglichen einer PC-Verbindung zwischen optischen Fasern, die in Ferrulen integriert sind, versehen. Insbesondere umfasst ein Aspekt des optischen Steckverbinders gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Vielzahl von ersten optischen Fasern und eine erste Ferrule. Die erste Ferrule umfasst eine Endfläche (vordere Endfläche) und eine Vielzahl von Durchgangsbohrungen (nachfolgend als „Ferrulenbohrungen“ bezeichnet), die jeweils eine Öffnung an der vorderen Endfläche aufweisen. Die ersten optischen Fasern werden von den jeweiligen Ferrulenbohrungen gehalten, wobei die Faserendflächen davon hervorstehen. Insbesondere wird jeder Faserspitzenteil von der ersten Ferrule gehalten, sodass die folgende Formel (1) erfüllt ist: ${(Δ h/ 3,5)}^{2} + {(R/0,2)}^{2} < 1$
In Formel (1), ist Δh [µm] ein Variationsbetrag eines Vorsprungsbetrags h [µm] jeder der optischen Fasern von der vorderen Endfläche der ersten Ferrule zu jeder Faserendfläche, während eine Öffnung jeder der Ferrulenbohrungen auf der vorderen Endfläche der ersten Ferrule angeordnet ist, der Vorsprungsbetrag h [µm] entlang einer Mittelachse jeder der optischen Fasern definiert ist, und R eine maximale Krümmung [l/mm] jeder Faserendfläche ist.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß dem optischen Steckverbinder gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Krümmung R der Faserendflächen der optischen Fasern, die gleichzeitig von der Ferrule gehalten werden, klein eingestellt (die Flachheit der Faserendflächen wird erhöht). Daher ist es möglich, eine Presskraft zu vermindern, die auf jede der optischen Fasern aufgebracht wird. Da eine Variation des Vorsprungsbetrags jeder der optischen Fasern von der vorderen Endfläche der Ferrule klein ist, kann ferner die Möglichkeit der Beschädigung der optischen Fasern vermindert werden.
Figurenliste

1 ist eine Grafik, die die Struktur eines MT-Steckverbinders 1 und eines MPO-Steckverbinders 1' als ein optischer Steckverbinder gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht.
2 ist eine Grafik, die die Schnittstruktur eines Einfachkupplungs (Single Coupling - SC)-Steckverbinders 2 und einer SC-Ferrule als der optische Steckverbinder gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht.
3 ist eine Grafik, die die Schnittstruktur jeweils einer SCF und einer MCF veranschaulicht.
4 ist eine Schnittansicht einer MT-Ferrule zum Beschreiben eines Vorsprungszustands einer MCF in einer ersten Ausführungsform und einem Vergleichsbeispiel.
5 ist eine Grafik zum Beschreiben der PC-Verbindung in jeweils der ersten Ausführungsform und dem Vergleichsbeispiel.
6 ist eine Grafik zum Beschreiben der Beziehung zwischen einer Krümmung R einer Faserendfläche und einem Vorsprungsbetrag h in der ersten Ausführungsform der MCF.
7 ist eine Grafik zum Beschreiben eines Zustands eines Faserspitzenteils der MCF in der ersten Ausführungsform.
8 ist eine Grafik, die die Beziehung zwischen einem Variationsbetrag Δh des Vorsprungsbetrags h (oder einem Rückziehbetrag d) und einer maximalen Krümmung R für jede Presskraft veranschaulicht, die auf die Faserendfläche jeder der optischen Fasern aufgebracht wird, die PC-verbunden sind.
9 ist eine Grafik zum Beschreiben der PC-Verbindung in jeweils einer zweiten Ausführungsform und einem Vergleichsbeispiel.
10 ist eine Grafik zum Beschreiben der Beziehung zwischen einer Krümmung R einer Faserendfläche und einem Rückziehbetrag d in einer MCF in der zweiten Ausführungsform. Beschreibung von Ausführungsformen

[Beschreibung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung]
Zunächst werden Details einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einzeln aufgeführt und beschrieben.
(1) Gemäß einem Aspekt umfasst ein optischer Steckverbinder gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Vielzahl von ersten optischen Fasern und eine erste Ferrule. Die erste Ferrule umfasst eine Endfläche (vordere Endfläche) und eine Vielzahl von Ferrulenbohrungen, die jeweils eine Öffnung an der vorderen Endfläche aufweisen. Insbesondere wird jeder Faserspitzenteil von der ersten Ferrule gehalten, sodass die folgende Formel (2) erfüllt ist: ${(Δ h/ 3,5)}^{2} + {(R/0,2)}^{2} < 1$
In Formel (2) ist Δh ein Variationsbetrag eines Vorsprungsbetrags h jeder der optischen Fasern von der vorderen Endfläche der ersten Ferrule zu jeder Faserendfläche, während eine Öffnung jeder der Ferrulenbohrungen auf der vorderen Endfläche der ersten Ferrule angeordnet ist, der Vorsprungsbetrag h entlang einer Mittelachse jeder der optischen Fasern definiert ist, und R eine maximale Krümmung jeder Faserendfläche ist.
(2) Der optische Steckverbinder gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist mit einer Struktur zum sicheren und einfachen Ermöglichen einer PC-Verbindung zwischen optischen Fasern, die in Ferrulen integriert sind, versehen. Somit sind in dem optischen Steckverbinder gemäß einem Aspekt der vorliegenden Ausführungsform eine Seitenfläche des Spitzenteils jeder der ersten optischen Fasern und eine Innenwandoberfläche einer entsprechenden der Ferrulenbohrungen der ersten Ferrule vor der PC-Verbindung miteinander verklebt und fixiert.
(3) Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Ausführungsform ist in der zuvor beschriebenen Struktur ein Krümmungsradius r (= 1/R) der Faserendfläche auf 25 mm oder mehr eingestellt, vorzugsweise 60 mm oder mehr, und noch bevorzugter 100 mm oder mehr. Ferner ist ein maximaler Wert des Vorsprungsbetrags h von einem positiven Wert von 3,5 µm oder weniger definiert, vorzugsweise 1,0 µm oder weniger, und noch bevorzugter 0,5 µm oder weniger. In der vorliegenden Beschreibung ist der „Vorsprungsbetrag“ von einer Mittelachsenlänge der optischen Faser zwischen der vorderen Endfläche der Ferrule und der Faserendfläche, die von der vorderen Endfläche hervorsteht, definiert. Die „Mittelachsenlänge der optischen Faser“ gibt die Länge einer Achse an, die durch die Mitte eines Querschnitts der optischen Faser verläuft, wobei der Querschnitt senkrecht zu der Längsrichtung der optischen Faser ist. Typischerweise beträgt im Falle einer MT (Mechanisch Transferierbaren)-Ferrule, die zwölf optische Fasern hält, der Krümmungsradius r der Faserendfläche 3 mm bis 10 mm. Andererseits ist in der vorliegenden Ausführungsform die Faserendfläche abgeflachter. Ferner beträgt in den MT-Ferrulennormen der Vorsprungsbetrag h 1 µm bis 3,5 µm. Im Falle der Many-to-many-PC-Verbindung zwischen optischen Fasern gibt es eine Kompromissbeziehung zwischen dem Variationsbetrag Δh des Vorsprungsbetrags h und der Krümmung R (oder dem Krümmungsradius r).
(4) Wie im Nicht-Patentdokument 1 zuvor beschrieben, stoßen die Faserendflächen, wenn die Endflächen der optischen Fasern hervorstehen und poliert sind, aneinander über einen breiteren Abschnitt unter Verwendung elastischer Verformung der optischen Faserendflächen (PC-Verbindung) an, was eine größere Presskraft erfordert. Da jedoch der Faserspitzenteil nicht an der Ferrulenbohrung fixiert ist, gibt es größere Möglichkeiten, wenn der Faserspitzenteil länger wird, der nicht von der Ferrule geschützt ist, dass die optische Faser während eines Betriebs der PC-Verbindung oder des Reinigens der Faserendfläche beschädigt wird (ein Glasteil reißt oder bricht ab), und eine Verschlechterung der Reflexionseigenschaft wird von einem Fehler verursacht, der auf der Faserendfläche erzeugt wird. Zusätzlich ist eine Variation des Vorsprungsbetrags jeder der optischen Fasern groß. Somit besteht nicht nur eine Möglichkeit, dass die Presskraft, die auf die Faserendflächen aufgebracht wird, in hohem Maße variiert, sondern auch eine Möglichkeit, dass es eine optische Faser gibt, die nicht PC-verbunden werden kann. Andererseits kann in der vorliegenden Ausführungsform, da der Variationsbetrag Δh des Vorsprungsbetrags h und der maximale Krümmungsradius R die oben stehende Formel (2) erfüllen, selbst wenn es eine Variation des Vorsprungsbetrags h jeder der optischen Fasern gibt, eine ausgezeichnete PC-Verbindung zwischen den optischen Fasern für eine beliebige der optischen Fasern aufrechterhalten werden, die gleichzeitig von der MT-Ferrule gehalten werden.
(5) Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Ausführungsform ist jede der optischen Fasern vorzugsweise eine MCF (optische Mehrkernfaser). Die MCF umfasst eine Vielzahl von Kernen und einen einzelnen Mantel, der jeden der Kerne umgibt. Insbesondere für den Fall, dass die MCF eine Vielzahl von Kernen umfasst, ist, um eine PC-Verbindung zwischen zwei MCFs zu erzielen, deren Faserendflächen einander gegenüberliegen, eine Abflachung der Faserendflächen wirksamer. Ferner sind in einem Querschnitt der MCF, wobei der Querschnitt senkrecht zu einer Längsrichtung der MCF ist, in einem Zustand, in dem ein kürzester Abstand von der Mitte des Querschnitts zu einer Mitte jeder der Kerne 5 µm oder mehr ist, die Kerne so angeordnet, dass sie eine Mitte des Querschnitts umgeben. Auf diese Weise ist ein Abflachen der Faserendflächen bei der PC-Verbindung zwischen MCFs wirksamer, von denen jede Kerne umfasst, die sich um einen kernexzentrischen Betrag oder mehr an einer Position entfernt von der Mitte des Mantels befinden (was mit der Querschnittsmitte der MCF übereinstimmt).
(6) Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Ausführungsform ist der Variationsbetrag Δh des Vorsprungsbetrags h jeder der ersten optischen Fasern 0,1 µm oder weniger und vorzugsweise 0,05 µm oder weniger. In diesem Fall sind die Presskräfte ausgeglichen, die auf die jeweilige optische Faser aufgebracht werden.
(7) Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Ausführungsform kann, damit ermöglicht wird, dass Ferrulen aneinander anstoßen, die erste Ferrule ein Paar von Führungsbohrungen umfassen, die mit den Ferrulenbohrungen angeordnet sind, die dazwischengesetzt sind. In diesem Fall kann der optische Steckverbinder eine Vielzahl von ersten optischen Fasern umfassen, eine erste Ferrule, die die ersten optischen Fasern hält, wobei die erste Ferrule die zuvor beschriebene Struktur aufweist, eine Vielzahl von zweiten optischen Fasern, eine zweite Ferrule, die die zweiten optischen Fasern hält, ein Paar von Führungsstiften und eine Presskraft aufbringende Struktur zum Erzielen einer Many-to-many-PC-Verbindung zwischen den ersten optischen Fasern, die von der ersten Ferrule gehalten werden, und den jeweiligen zweiten optischen Fasern, die von der zweiten Ferrule gehalten werden. Jede der zweiten optischen Fasern, die mit einer beliebigen der ersten optischen Fasern PC-verbunden ist, weist die gleiche Struktur auf wie die erste optische Faser. Die zweite Ferrule weist auch die gleiche Struktur auf wie die erste Ferrule. Jeder der Führungsstifte weist ein Ende auf, das in die entsprechende Führungsbohrung der ersten Ferrule eingesetzt ist, und das andere Ende, das in die entsprechende Führungsbohrung der zweiten Ferrule eingesetzt ist. Die Presskraft aufbringende Struktur lässt die Endflächen der ersten optischen Fasern und die Endflächen der jeweiligen zweiten optischen Fasern aneinander anstoßen, während eine Presskraft von 10 N oder mehr und vorzugsweise 20 N oder mehr aufgebracht wird, wobei die erste Ferrule und die zweite Ferrule mittels des Paars von Führungsstiften einander gegenüberliegen. Die vorliegende Ausführungsform wendet gewünschte elastische Verformung an jeder der Endflächen der ersten optischen Fasern und der zweiten optischen Fasern mittels einer solchen Presskraft an, um eine PC-Verbindung zwischen den Faserendflächen zwischen den entsprechenden ersten und zweiten optischen Fasern zu ermöglichen.
(8) Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Ausführungsform kann der optische Steckverbinder mit einer SC-Struktur versehen sein, die PC-Verbindung zwischen einzelnen optischen Fasern ermöglicht, die Verformung der Ferrule selbst mittels einer Presskraft verwendet. In diesem Fall umfasst der optische Steckverbinder, der die SC-Struktur aufweist, eine einzelne erste optische Faser und eine erste Ferrule, die aus Zirkon besteht, wobei die erste Ferrule eine Endfläche (vordere Endfläche) und eine einzelne Ferrulenbohrung umfasst, die eine Öffnung auf der einen Endfläche aufweist. Die Ferrulenbohrung der ersten Ferrule hält einen Faserspitzenteil (umfassend eine Faserendfläche) der ersten optischen Faser, wobei der Spitzenteil durch die Ferrulenbohrung eingesetzt wird. Insbesondere wird ein Krümmungsradius r (= 1/R) der Faserendfläche, der von einer maximalen Krümmung R der Faserendfläche definiert ist, bei 10 mm oder mehr, und vorzugsweise 25 mm oder mehr eingestellt, so dass der Standard einer Ferrule erfüllt ist, die eine typische einzelne optische Faser hält (10 mm bis 25 mm). Ein Rückziehbetrag d, der entlang einer Mittelachse der optischen Faser von der vorderen Endfläche der ersten Ferrule definiert ist, wo eine Öffnung der Ferrulenbohrung an der Endfläche der ersten optischen Faser angeordnet ist, wird auf -0,05 µm oder mehr und +0,1 µm oder weniger eingestellt (empfohlene Norm: JIS5965-3-2, LEC 61755-3-2). In der vorliegenden Beschreibung ist der „Rückziehbetrag“ von einer Mittelachsenlänge der optischen Faser zwischen der vorderen Endfläche der Ferrule und der Faserendfläche, die von der vorderen Endfläche hervorsteht, definiert. Wenn der Rückziehbetrag in einen positiven Wertbereich fällt, gibt der Rückziehbetrag an, dass sich die Faserendfläche im Innern der Ferrulenbohrung befindet. Ferner gibt, wenn der Rückziehbetrag in einen negativen Wertbereich fällt, der Rückziehbetrag an, dass sich die Faserendfläche außerhalb der Ferrule befindet (die Faserendfläche steht von der vorderen Endfläche hervor).
(9) Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Ausführungsform kann der optischen Steckverbinder, der die SC-Struktur aufweist, Folgendes umfassen: eine einzelne erste optische Faser, eine erste Ferrule, die die erste optische Faser hält, wobei die erste Ferrule die zuvor beschriebene Struktur aufweist, eine einzelne zweite optische Faser, eine zweite Ferrule, die die zweite optische Faser hält, eine Führungsstruktur, um die erste Ferrule und die zweite Ferrule einander gegenüberzustellen, und eine Presskraft aufbringende Struktur, damit die erste und zweite Ferrule aneinander anstoßen, um eine One-to-one-PC-Verbindung zwischen der ersten optischen Faser und der zweiten optischen Faser zu ermöglichen. Die zweite optische Faser, die mit der ersten optischen Faser PC-verbunden ist, weist die gleiche Struktur auf wie die erste optische Faser. Die zweite Ferrule weist auch die gleiche Struktur auf wie die erste Ferrule. Die Presskraft aufbringende Struktur lässt die vordere Endfläche der ersten Ferrule und die vordere Endfläche der zweiten Ferrule aneinander anstoßen, während sie eine Presskraft von 5 N oder mehr, vorzugsweise 10 N oder mehr und noch bevorzugter 20 N oder mehr aufbringt. In der vorliegenden Ausführungsform sind die erste und zweite Ferrule von einer solchen Presskraft verformt, um die PC-Verbindung zwischen der Faserendfläche der ersten optischen Faser und der Faserendfläche der zweiten optischen Faser zu ermöglichen. Ferner kann der optische Steckverbinder, der die zuvor beschriebene SC-Struktur aufweist, eine Führungsstruktur zum Gegenüberstellen der ersten und zweiten Ferrule zu einander umfassen.
Jeder der in der [Beschreibung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung] aufgeführten Aspekte ist anwendbar auf alle anderen Aspekte oder alle Kombinationen der anderen Aspekte.
[Details der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung]
Nachfolgend wird ein konkretes Beispiel des optischen Steckverbinders gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele begrenzt ist, und es ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung von den Ansprüchen definiert ist und alle Änderungen innerhalb der Bedeutung und eine Reichweite äquivalent zu den Ansprüchen umfasst. In der folgenden Beschreibung sind identische Teile und identische Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, damit redundante Beschreibung ausgelassen wird.
1 ist eine Grafik, die die Struktur eines MT-Steckverbinders 1 und eines MPO-Steckverbinders 1' als der optische Steckverbinder gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht. 2 ist eine Grafik, die die Schnittstruktur eines SC-Steckverbinders 2 und einer SC-Ferrule, die auf den SC-Steckverbinder 2 anwendbar ist, als den optischen Steckverbinder gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht. Ein Typ A und ein Typ B, die in 1 veranschaulicht sind, sind beide optische Steckverbinder, die gleichzeitig eine PC-Verbindung zwischen optischen Fasern erzielen, um optische Many-to-many-Verbindung zu ermöglichen. Typ A veranschaulicht ein Beispiel des MT-Steckverbinders 1, und Typ B veranschaulicht ein Beispiel des MPO-Steckverbinders 1'. Ferner ist der optische Steckverbinder eines Typs C, der in 2 veranschaulicht ist, ein Beispiel des SC-Steckverbinders 2, der eine optische One-to-one-Verbindung mittels PC-Verbindung zwischen optischen Fasern ermöglicht. Typ D ist ein Beispiel der Schnittstruktur (die Schnittstruktur entlang der Linie III-III) der SC-Ferrule, die auf den SC-Steckverbinder 2 des zuvor beschriebenen Typs C angewandt wird.
Der MT-Steckverbinder 1 des Typs A, der in 1 veranschaulicht ist, umfasst einen Stecker 10A, der eine MT-Ferrule 11A umfasst, einen Stecker 10B, der eine MT-Ferrule 11B umfasst, und eine Klemme 16 als eine Presskraft aufbringende Struktur, die eine Presskraft auf jeden der Stecker 10A, 10B aufbringt, die an der Klemme 16 montiert sind. Die Stecker 10A, 10B, die aneinander durch ein Paar von Führungsstiften 15 anstoßen, sind auf der Klemme 16 montiert. Die Klemme 16 ist mit einem Stützstück 16A versehen, das eine Presskraft auf den Stecker 10A in einer Richtung aufbringt, die von Pfeil S1 in der Zeichnung angegeben ist, und einem Stützstück 16B, das eine Presskraft auf den Stecker 10B in einer Richtung aufbringt, die von Pfeil S2 in der Zeichnung angegeben ist. Wenn die Stecker 10A und der Stecker 10B, die aneinander anstoßen, an der Klemme 16 montiert sind, sind die optischen Fasern 14A und optischen Fasern 14B miteinander PC-verbunden, und optische Many-to-many-Verbindung wird erzielt.
Der Stecker 10A umfasst die MT-Ferrule 11A und eine Vielzahl von optischen Fasern 14A, die zusammen im Innern eines optischen Kabels 140A (kann eine Bandfaser sein) gebündelt sind. Das optische Kabel 140A ist an der MT-Ferrule 11A mittels einer Manschette befestigt. Die MT-Ferrule 11A umfasst eine Vielzahl von Ferrulenbohrungen 13A, von denen jede den Spitzenteil der entsprechenden optischen Faser 14A hält (umfassend eine Faserendfläche 141A, später beschrieben), die durch die Ferrulenbohrung 13A eingesetzt ist, und die Faserendfläche 141A der optischen Faser 14A steht von einer vorderen Endfläche 110A der MT-Ferrule 11A hervor. Ferner umfasst die MT-Ferrule 11A Führungsbohrungen 12A, die an der vorderen Endfläche 110A gebildet sind, wobei die Ferrulenbohrungen 13A dazwischengesetzt sind, und ein Ende jeder der Führungsstifte 15 in die entsprechende Führungsbohrung 12A eingesetzt ist.
Der Stecker 10B weist die gleiche Struktur auf wie der zuvor beschriebene Stecker 10A. Insbesondere umfasst der Stecker 10B die MT-Ferrule 11B und eine Vielzahl von optischen Fasern 14B, die zusammen im Innern eines optischen Kabels 140B gebündelt sind. Das optische Kabel 140B ist an der MT-Ferrule 11B mittels einer Manschette befestigt. Die MT-Ferrule 11B umfasst eine Vielzahl von Ferrulenbohrungen 13B, von denen jede den Spitzenteil der entsprechenden optischen Faser 14B hält (umfassend eine Faserendfläche 141B, später beschrieben), die durch die Ferrulenbohrung 13B eingesetzt ist, und die Faserendfläche 141B der optischen Faser 14B steht von einer vorderen Endfläche 110B der MT-Ferrule 11B hervor. Ferner umfasst die MT-Ferrule 11B Führungsbohrungen 12B, die an der vorderen Endfläche 110B gebildet sind, wobei die Ferrulenbohrungen 13B dazwischengesetzt sind, und das andere Ende jeder der Führungsstifte 15 in die entsprechende Führungsbohrung 12B eingesetzt ist.
Der MPO-Steckverbinder 1' des Typs B, der in 1 veranschaulicht ist, umfasst auch einen Stecker 10A, der eine MT-Ferrule 11A umfasst, und einen Stecker 10B, der eine MT-Ferrule 11B wie bei dem zuvor beschriebenen MT-Steckverbinder 1 umfasst. Der MPO-Steckverbinder 1' unterscheidet sich jedoch von dem MT-Steckverbinder 1 des Typs A darin, dass der MPO-Steckverbinder 1' überdies einen Adapter 10C umfasst, der den Stecker 10A und den Stecker 10B hält, während eine Presskraft auf die MT-Ferrulen 11A, 11B aufgebracht wird, die einander durch ein Paar von Führungsstiften 15 gegenüberliegen. Ferner umfassen der Stecker 10A und der Stecker 10B des Typs B Gehäuse 111A, 111B, in denen die MT-Ferrulen 11A, 11B jeweils untergebracht sind, als eine Struktur, die sich von dem MT-Steckverbinder 1 des Typs A unterscheidet. Das Gehäuse 111A umfasst ein Paar von Eingriffsnuten 112A, die einen Teil der Presskraft aufbringenden Struktur darstellen, und das Gehäuse 111B umfasst ein Paar von Eingriffsnuten 112B, die einen Teil der Presskraft aufbringenden Struktur darstellen. Andererseits umfasst der Adapter 10C eine Öffnung 120A, die den Stecker 10A hält, in dem die MT-Ferrule 11A untergebracht ist, wobei der Spitzenteil des Steckers 10A in die Öffnung 120A eingesetzt ist, und eine Öffnung 120B, die den Stecker 10B hält, in dem die MT-Ferrule 11B untergebracht ist, wobei der Spitzenteil des Steckers 10B in die Öffnung 120B eingesetzt ist. Ein Paar von Eingriffsstiften 121B, die mit dem Paar von Eingriffsnuten 112B des Steckers 10B angebracht sind, ist im Innern der Öffnung 120B angeordnet. Ähnlich ist ein Paar von Eingriffsstiften, die die gleiche Struktur aufweisen wie das Paar von Eingriffsstiften 121B, im Innern der Öffnung 120A angeordnet. Die andere Struktur, ausgenommen die obige Struktur, ist dem MT-Steckverbinder 1 des Typs A ähnlich.
Der SC-Steckverbinder 2 des Typs C, der in 2 veranschaulicht ist, umfasst einen Stecker 20A, der eine SC-Ferrule 21A umfasst, die im Innern eines Gehäuses untergebracht ist, einen Stecker 20B, der eine SC-Ferrule 21B umfasst, die im Innern eines Gehäuses untergebracht ist, und einen Adapter 20C, der die Stecker 20A, 20B hält, die einander gegenüberliegen. Der Adapter 20C umfasst eine Öffnung 200A, in der der Stecker 20A untergebracht ist, und eine Öffnung 200B, in der der Stecker 20B untergebracht ist. Ferner umfasst der Adapter 20C einen Eingriffsanschluss 202A, der einen Teil einer Presskraft aufbringenden Struktur zum Aufbringen einer Presskraft auf den Stecker 20A darstellt, eine Führungsnut 201A zum Führen des Steckers 20A zu einer vorbestimmten Position im Innern der Öffnung 200A, einen Eingriffsanschluss 202B, der einen Teil einer Presskraft aufbringenden Struktur zum Aufbringen einer Presskraft auf den Stecker 20B darstellt, und eine Führungsnut 201B zum Führen des Steckers 20B zu einer vorbestimmten Position im Innern der Öffnung 200B. Wenn die Stecker 20A, 20B in den Adapter 20C eingesetzt werden, sind eine optische Faser 14A und eine optische Phase 14B miteinander PC-verbunden, und optische One-to-one-Verbindung wird dadurch erzielt.
Der Stecker 20A umfasst die SC-Ferrule 21A und die optische Faser 14A, die in einem optischen Kabel 240A umfasst ist, und die Spitzenteile der SC-Ferrule 21A und der optischen Faser 14A sind im Innern eines Gehäuses 22A untergebracht. Das Gehäuse 22A umfasst einen Eingriffsstift 221A, der einen Teil der Presskraft aufbringenden Struktur zum Aufbringen einer Presskraft auf den Stecker 20A, zusammen mit dem Eingriffsanschluss 202A des Adapters 20C und einem Führungsstück 220A zum Führen des Steckers 20A zu der vorbestimmten Position im Innern der Öffnung 200A, zusammen mit der Führungsnut 201A des Adapter 20C darstellt. Der Eingriffsstift 221A ist mit dem Eingriffsanschluss 202A in Eingriff, indem er in eine Richtung bewegt wird, die von Pfeil S3 in der Zeichnung angegeben ist.
Der Stecker 20B weist die gleiche Struktur auf wie der zuvor beschriebene Stecker 20A. Insbesondere umfasst der Stecker 20B die SC-Ferrule 21B und die optische Faser 14B, die in einem optischen Kabel 240B umfasst ist, und die Spitzenteile der SC-Ferrule 21B und der optischen Faser 14B sind im Innern eines Gehäuses 22B untergebracht. Das Gehäuse 22B umfasst einen Eingriffsstift 221B, der einen Teil der Presskraft aufbringenden Struktur zum Aufbringen einer Presskraft auf den Stecker 20B, zusammen mit dem Eingriffsanschluss 202B des Adapters 20C und einem Führungsstück 220B zum Führen des Steckers 20B zu der vorbestimmten Position im Innern der Öffnung 200B, zusammen mit der Führungsnut 201B des Adapters 20C darstellt.
Der in 2 veranschaulichte Typ D ist ein Querschnitt der SC-Ferrule 21A (21B), die auf den SC-Steckverbinder 2 des Typs C angewandt wird. Eine der Ferrulen, das heißt, die SC-Ferrule 21A umfasst eine Fasereinführbohrung 211A und eine Ferrulenbohrung 23A. Die Seitenfläche des Spitzenteils der optischen Faser 14A, die im Innern der Ferrulenbohrung 23A eingesetzt ist, ist an einer Innenwandoberfläche der Ferrulenbohrung 23A mit einem Klebstoff 500 wie einem Epoxidharz, verklebt und fixiert. Im Fall der SC-Ferrule 21A befindet sich die Faserendfläche 141A der optischen Faser 14A vorzugsweise an einer Position, die von der vorderen Endfläche 210A der SC-Ferrule 21A (insbesondere im Innern der Ferrulenbohrung 23A) nicht hervorsteht. Obgleich die andere SC-Ferrule nicht veranschaulicht ist, da die andere SC-Ferrule die gleiche Struktur wie die SC-Ferrule 21A aufweist, ist ein Zeichen „B“ an dem Bezugszeichen jedes Teils der SC-Ferrule 21A zur Bezugnahme befestigt.
Wie in 3 veranschaulicht, sind zum Beispiel die SCF des Typs A und die MCF des Typs B beide auf die optische Faser 14A und die optische Faser 14B anwendbar, die auf den MT-Steckverbinder 1 des Typs A, den MPO-Steckverbinder 1' des Typs B und den SC-Steckverbinder 2 des Typs C angewandt werden. In 3 bezeichnet AX die Mittelachse jeder der optischen Fasern 14A, 14B. Ferner gibt die Mittelachse AX eine Achse an, die durch die Mitte eines Querschnitts senkrecht zu der Längsrichtung jeder der optischen Fasern 14A, 14B verläuft.
Insbesondere umfasst die SCF des Typs A einen einzelnen Kern 110, der sich entlang der Mittelachse AX erstreckt, und einen einzelnen Mantel 120, der den Kern 110 umgibt. Andererseits umfasst die MCF des Typs B in einem Querschnitt der MCF eine Vielzahl von Kernen 110, die sich nicht an der Mittelachse AX befinden, sondern die Mittelachse AX umgebend angeordnet sind, und einen einzelnen Mantel 120, der die Kerne umgibt. In der MCF des Typs B sind die Kerne 110 so angeordnet, dass sie eine Mitte des Querschnitts umgeben (was mit der Mittelachse AX übereinstimmt), in einem Zustand, in dem der kürzeste Abstand von der Mitte des Querschnitts zu der Mitte jeder der Kerne 110 5 µm oder mehr beträgt.
(Erste Ausführungsform)
Eine erste Ausführungsform betrifft den MT-Steckverbinder 1 des Typs A und den MPO-Steckverbinder 1' des Typs B von 1. 4 veranschaulicht die Schnittstruktur einer MT-Ferrule 600, die in Nicht-Patentdokument 1 zuvor beschrieben wurde (Typ A), und die Schnittstruktur der MT-Ferrule 11A, die auf den MT-Steckverbinder 1 und den MPO-Steckverbinder 1' der vorliegenden Ausführungsform (Typ B) anwendbar ist. Die Schnittstruktur von 4 entspricht einem Querschnitt entlang Linie I-I in Typ A von 1. Ferner ist nur die MT-Ferrule 11A in Typ B von 4 veranschaulicht und die Schnittstruktur der MT-Ferrule 11B ist weggelassen, da die MT-Ferrule 11B die gleiche Struktur wie die MT-Ferrule 11A aufweist.
Insbesondere umfasst die MT-Ferrule 600 des Typs A eine Vielzahl von Ferrulenbohrungen 602, in die eine Vielzahl von optischen Fasern 603 eingesetzt sind, deren Faserendflächen 604 hervorstehend und poliert sind. In der MT-Ferrule 600 des Typs A steht jede der Faserendflächen 604 der optischen Fasern 603 von einer vorderen Endfläche 601 der MT-Ferrule 600 um 4 µm oder mehr hervor. Ferner ist die Seitenfläche der optischen Faser 603 nicht an der Innenwandoberfläche der Ferrulenbohrung 602 fixiert.
Andererseits umfasst die MT-Ferrule 11A des Typs B in ähnlicher Weise eine Vielzahl von Ferrulenbohrungen 13A, in die eine Vielzahl von optischen Fasern 14A eingesetzt sind, deren Faserendflächen 141A auf eine vorbestimmte Krümmung R eingestellt sind. In der MT-Ferrule 11A des Typs B steht jede der Faserendflächen 141A der optischen Fasern 14A von der vorderen Endfläche 110A der MT-Ferrule 11A um einen vorbestimmten Abstand (Vorsprungsbetrag h) hervor. Ferner wird, anders als die zuvor beschriebene MT-Ferrule 600 des Typs A, die Seitenfläche der optischen Faser 14A vor der PC-Verbindung zuvor an der Innenwandoberfläche der Ferrulenbohrung 13A mit dem Klebstoff 500 verklebt und fixiert. Insbesondere beträgt in der vorliegenden Ausführungsform, da die optischen Fasern 14A vor der PC-Verbindung an die MT-Ferrule 11A fixiert werden, eine Variation des Vorsprungsbetrags h von jeder der optischen Fasern 14A vorzugsweise 0,1 µm oder weniger, sodass eine Presskraft im Wesentlichen gleichmäßig auf jede der Faserendflächen 141A der optischen Fasern 14A aufgebracht werden kann.
5 veranschaulicht die PC-Verbindung unter Verwendung der MT-Ferrule 600 des Typs A von 4 als einen Typ A (Vergleichsbeispiel) und die PC-Verbindung unter Verwendung der MT-Ferrule 11A des Typs B von 4 und der MT-Ferrule 11B (Typ A oder Typ B von 1) als einen Typ B (erste Ausführungsform).
Bei der PC-Verbindung des Typs A liegen gemäß dem Vergleichsbeispiel zwei MT-Ferrulen 600 einander mit einem vorbestimmten Abstand gegenüber, der zwischen den vorderen Endflächen 601 bewahrt wird. Vor der PC-Verbindung wird die optische Faser 603, deren Faserendfläche 604 hervorstehend und poliert ist, in die Ferrulenbohrung 602 jeder der MT-Ferrulen 600 eingesetzt. Bei der PC-Verbindung wird eine Presskraft P1 auf die optischen Fasern 603 aufgebracht, und die Faserendflächen 604 werden elastisch verformt. Die Kerne der optischen Fasern 603, die einander gegenüber liegen, werden folglich PC-verbunden.
Andererseits liegen bei der PC-Verbindung des Typs B gemäß der vorliegenden Ausführungsform zwei MT-Ferrulen 11A, 11B einander mit einem vorbestimmten Abstand gegenüber, der zwischen den vorderen Endflächen 110A, 110B bewahrt wird. Vor der PC-Verbindung werden die optischen Fasern 14A, 14B, deren Faserendflächen 141A, 141B poliert sind, so dass sie die vorbestimmte Krümmung R aufweisen, jeweils in die Ferrulenbohrungen 13A, 13B der MT-Ferrulen 11A, 11B eingesetzt. Zu dieser Zeit werden die optischen Fasern 14A, 14B mit dem Klebstoff 500 an den Innenwandoberflächen der jeweiligen Ferrulenbohrungen 13A, 13B der MT-Ferrulen 11A, 11B fixiert. Bei der PC-Verbindung wird eine Presskraft P2 (10 N oder mehr, und vorzugsweise 20 N oder mehr) auf die MT-Ferrulen 11A, 11B aufgebracht, an denen die optischen Fasern 14A, 14B fixiert sind. Wenn die Presskraft P2 aufgebracht wird, vermindert sich der Abstand zwischen den vorderen Endflächen 110A, 110B der MT-Ferrulen 11A, 11B, und die Faserendflächen 141A, 141B der optischen Fasern 14A, 14B, die jeweils an den MT-Ferrulen 11A, 11B fixiert sind, werden elastisch verformt. Die Kerne der optischen Fasern 14A, 14B, die einander gegenüber liegen, werden folglich PC-verbunden.
Als Nächstes wird die Beziehung zwischen dem Vorsprungsbetrag h und der Krümmung R in jeder der optischen Fasern 14A, 14B in der vorliegenden Ausführungsform, insbesondere die Beziehung zwischen dem Variationsbetrag Δh in dem Vorsprungsbetrag h und der Krümmung R, mit Bezug auf die 6 bis 8 detailliert beschrieben. In der folgenden Beschreibung bedeutet „Krümmung“ die maximale Krümmung unter Berücksichtigung von Krümmungsschwankungen in den Faserendflächen 141A, 141B. Überdies veranschaulichen 6 und 7 die Struktur nur der Seite der MT-Ferrule 11B, die in 1 zur einfacheren Beschreibung veranschaulicht ist.
Wie in 6 veranschaulicht, ist der Spitzenteil der optischen Faser 14B an der Innenwandoberfläche der Ferrulenbohrung 13B der MT-Ferrule 11B mit dem Klebstoff 500 fixiert. Die Faserendfläche 141B der optischen Faser 14B ist poliert, so dass sie die vorbestimmte Krümmung R aufweist (der Krümmungsradius r ist der Kehrwert der Krümmung R). Der in 6 veranschaulichte Krümmungsradius r ist der Radius eines Kreises, der ungefähr der Querschnittsform der Faserendfläche 141B entspricht, und weist einen beliebigen Mittelpunkt O auf. Der Vorsprungsbetrag h der Faserendfläche 141B der optischen Faser 14B von der vorderen Endfläche 110B der MT-Ferrule 11B ist durch den Abstand von der vorderen Endfläche 110B zu der Faserendfläche 141B entlang der Mittelachse AX der optischen Faser 14B definiert. Das heißt, da die Faserendfläche 141B auf die vorbestimmte Krümmung R eingestellt ist, gibt der Vorsprungsbetrag h im Wesentlichen den maximalen Abstand von der vorderen Endfläche 110B zu der Faserendfläche 141B an. Ferner gibt der Variationsbetrag Δh in dem Vorsprungsbetrag h die Differenz zwischen einem maximalen Vorsprungsbetrag h_max und einem minimalen Vorsprungsbetrag h_min in den optischen Fasern 14B an.
In der vorliegenden Ausführungsform ist, da die optische Faser 14B und die MT-Ferrule 11B vor der PC-Verbindung zunächst miteinander verklebt und fixiert werden, eine PC-Verbindung mit einer Presskraft erforderlich, die niedriger ist als eine herkömmliche Presskraft. Daher gibt es eine besondere Kompromissbeziehung zwischen dem Vorsprungsbetrags h und der Krümmung R (zuvor beschrieben). 7 ist eine Grafik zur qualitativen Beschreibung einer solchen Beziehung zwischen dem Vorsprungsbetrag h und der Krümmung R.
Insbesondere, wenn ein angemessener Vorsprungsbetrag der optischen Faser 14B für eine vorbestimmte Presskraft auf h1 eingestellt ist, wird eine angemessene Krümmung der Faserendfläche 141B (Typ A) eingestellt. Um eine PC-Verbindung mit einer niedrigeren Presskraft zu erzielen, wird der angemessene Vorsprungsbetrag der optischen Faser 14B auf h2 (< h1) eingestellt, und zur gleichen Zeit, wird R2 (< R1) als die angemessene Krümmung der Faserendfläche 141B (Typ B) eingestellt. Um eine PC-Verbindung mit einer noch niedrigeren Presskraft zu erzielen, wird der angemessene Vorsprungsbetrag der optischen Faser 14B auf h3 (< h2) eingestellt, und zur gleichen Zeit, wird R3 (< R2) als die angemessene Krümmung der Faserendfläche 141B (Typ C) eingestellt. Es ist zu beachten, dass sich der Krümmungsradius r (= 1/R) in der Reihenfolge von Typ A nach Typ C erhöht.
Andererseits zeigt 8 eine Grafik zur quantitativen Beschreibung der Beziehung zwischen dem Variationsbetrag Δh in dem Vorsprungsbetrag h und der Krümmung R. In der vorliegenden Ausführungsform werden, um die Beschädigung der optischen Faser zu vermindern, die optische Faser und die MT-Ferrule vor der PC-Verbindung zunächst miteinander verklebt und fixiert. Ferner ist eine Kompromissbedingung definiert, um eine PC-Verbindung mit einer niedrigeren Presskraft zu erzielen.
Insbesondere stellt in 8 eine Kurve G710 eine kritische Bedingung (Δh/3,5)² + (R/0,2)² = 1 dar, die eine ausgezeichnete Many-to-many-PC-Verbindung mit einer Presskraft von 16 N ermöglicht. Diese Bedingung ergibt sich aus einer empirischen Regel, dass, wenn Many-to-many-PC-Verbindung mit einer Presskraft von 16 N oder mehr angenommen wird, ein zulässiger Wert des Variationsbetrags Δh in dem Vorsprungsbetrag h jeder einer Vielzahl der optischen Fasern, die von der MT-Ferrule gehalten werden, vorzugsweise 3,5 µm oder weniger beträgt (bei Faserbeschädigung), und ein zulässiger Wert der Krümmung (maximale Krümmung) R vorzugsweise 0,2 oder weniger beträgt. In dem Fall einer PC-Verbindung mit einer Presskraft von mindestens 16 N, erfüllen daher der Variationsbetrag Δh und die Krümmung R vorzugsweise die Beziehung von (Δh/3,5)² + (R/0,2)² < 1.
Ferner stellt in 8 eine Kurve G720 eine kritische Bedingung (Δh/2,0)² + (R/0,1)² = 1 dar, der eine ausgezeichnete Many-to-many-PC-Verbindung mit einer Presskraft von 8 N ermöglicht. Diese Bedingung ergibt sich aus einer empirischen Regel, dass, wenn eine Many-to-many-PC-Verbindung mit einer Presskraft von 8 N oder mehr angenommen wird, der zulässige Wert des Variationsbetrags Δh in dem Vorsprungsbetrag h vorzugsweise 2,0 µm oder weniger beträgt, und der zulässige Wert der Krümmung R vorzugsweise 0,1 oder weniger beträgt. In dem Fall einer PC-Verbindung mit einer Presskraft von mindestens 8N, erfüllen daher der Variationsbetrag Δh und die Krümmung R vorzugsweise die Beziehung von (Δh/2,0)² + (R/0,1)² < 1.
Eine Kurve G730 stellt eine kritische Bedingung (Δh/1,5)² + (R/0,05)² = 1 dar, die eine ausgezeichnete Many-to-many-PC-Verbindung mit einer Presskraft von 4 N ermöglicht. Diese Bedingung ergibt sich aus einer empirischen Regel, dass, wenn eine Many-to-many-PC-Verbindung mit einer Presskraft von 4N oder mehr angenommen wird, der zulässige Wert des Variationsbetrags Δh in dem Vorsprungsbetrag h vorzugsweise 1,5 µm oder weniger beträgt, und der zulässige Wert der Krümmung R vorzugsweise 0,05 oder weniger beträgt. In dem Fall einer PC-Verbindung mit einer Presskraft von mindestens 4N, erfüllen daher der Variationsbetrag Δh und die Krümmung R vorzugsweise die Beziehung von (Δhl/1,5)² + (R/0,05)² < 1.
Eine Kurve G740 stellt eine kritische Bedingung (Δh/1,0)² + (R/0,02)² = 1 dar, die eine ausgezeichnete Many-to-many-PC-Verbindung mit einer Presskraft von 2 N ermöglicht. Diese Bedingung ergibt sich aus einer empirischen Regel, dass, wenn eine Many-to-many-PC-Verbindung mit einer Presskraft von 2 N oder mehr angenommen wird, der zulässige Wert des Variationsbetrags Δh in dem Vorsprungsbetrag h vorzugsweise 1,0 µm oder weniger beträgt, und der zulässige Wert der Krümmung R vorzugsweise 0,02 oder weniger beträgt. In dem Fall einer PC-Verbindung mit einer Presskraft von mindestens 2N, erfüllen daher der Variationsbetrag Δh und die Krümmung R vorzugsweise die Beziehung von (Δh/1,0)² + (R/0,02)² < 1.
In der vorliegenden Ausführungsform stellt ein in 8 eingezeichneter Punkt P10 eine eingestellte Bedingung dar, in der der Variationsbetrag Δh in dem Vorsprungsbetrag h 0,1 µm beträgt, und die Krümmung R 0,01/mm beträgt (der Krümmungsradius r = 100 mm). Ferner stellt ein Punkt P20A eine eingestellte Bedingung dar, in der in Probe A (acht MCFs) der Variationsbetrag Δh in dem Vorsprungsbetrag h (8,2 bis 9,0 µm) 0,8 µm beträgt, und die Krümmung R 0,23/mm beträgt (die Krümmung, die aus der maximalen Differenz Δ in dem Vorsprungsbetrag zwischen Kernen bei einem Intervall von 50 µm errechnet wurde), die in dem zuvor beschriebenem Nicht-Patentdokument 1 veranschaulicht wird. Ferner stellt ein Punkt P20B eine eingestellte Bedingung dar, in der in Probe B (acht MCFs) der Variationsbetrag Δh in dem Vorsprungsbetrag h (10,0 bis 12,9 µm) 2,9 µm beträgt, und die Krümmung R 0,18/mm beträgt (die Krümmung, die aus der maximalen Differenz Δ in dem Vorsprungsbetrag zwischen Kernen bei einem Intervall von 50 µm errechnet wurde), die in dem zuvor beschriebenem Nicht-Patentdokument 1 veranschaulicht wird.
(Zweite Ausführungsform)
Ein optischer Steckverbinder gemäß einer zweiten Ausführungsform betrifft den SC-Steckverbinder 2 des Typs C, der in 2 veranschaulicht ist. Der optische Steckverbinder gemäß der zweiten Ausführungsform umfasst die SC-Ferrulen 21A, 21B, die in Typ C und Typ D von 2 veranschaulicht sind. In der zweiten Ausführungsform bestehen die SC-Ferrulen 21A, 21B aus Zirkon. Der Krümmungsradius r (der Kehrwert der Krümmung R) der Faserendfläche jeder der optischen Fasern 14A, 14B ist auf 10 mm oder mehr und vorzugsweise 25 mm oder mehr eingestellt. Ein Rückziehbetrag d von den vorderen Endflächen 210A, 210B der SC-Ferrulen 21A, 21B zu den Faserendflächen 141A, 141B der optischen Fasern 14A, 14B ist auf -0,05 µm oder mehr und +0,1 µm oder weniger eingestellt.
9 ist eine Grafik zum Beschreiben der PC-Verbindung in jeweils der zweiten Ausführungsform und eines Vergleichsbeispiels. Insbesondere liegen die SC-Ferrulen 21A, 21B vor der PC-Verbindung einander mit einem vorbestimmten Abstand gegenüber, der zwischen den vorderen Endflächen 210A, 210B bewahrt wird. Zu dieser Zeit werden die optischen Fasern 14A, 14B, deren Faserendflächen 141A, 141B poliert sind, so dass sie die vorbestimmte Krümmung R aufweisen, jeweils in die Ferrulenbohrungen 23A, 23B der SC-Ferrulen 21A, 21B eingesetzt. Die optischen Fasern 14A, 14B werden mit dem Klebstoff 500 an den Innenwandoberflächen der jeweiligen Ferrulenbohrungen 23A, 23B der SC-Ferrulen 21A, 21B fixiert. Bei der PC-Verbindung wird eine Presskraft P3 (5 N oder mehr, vorzugsweise 10 N oder mehr, und noch bevorzugter 20 N oder mehr) auf die SC-Ferrulen 21A, 21B aufgebracht, an denen die optischen Fasern 14A, 14B fixiert sind. Wenn die Presskraft P3 aufgebracht wird, verformen sich die vorderen Endflächen 210A, 210B der SC-Ferrulen 21A, 21B, und die Faserendflächen 141A, 141B der optischen Fasern 14A, 14B, die jeweils an den SC-Ferrulen 21A, 21B fixiert sind, werden elastisch verformt. Die Kerne der optischen Fasern 14A, 14B, die einander gegenüber liegen, werden folglich PC-verbunden.
10 ist eine Grafik zum Beschreiben der Beziehung zwischen der Krümmung R der Faserendfläche 141B und dem Rückziehbetrag d in der optischen Faser 14B (die optische Faser 14A ist nicht veranschaulicht) in der zweiten Ausführungsform. Wie in 10 veranschaulicht, ist der Spitzenteil der optischen Faser 14B an der Innenwandoberfläche der Ferrulenbohrung 23B der SC-Ferrule 21B mit Klebstoff 500 fixiert. Die Faserendfläche 141B der optischen Faser 14B ist poliert, so dass sie die vorbestimmte Krümmung R aufweist (der Krümmungsradius r ist der Kehrwert der Krümmung R). Der in 9 veranschaulichte Krümmungsradius r ist der Radius eines Kreises der ungefähr der Querschnittsform der Faserendfläche 141B entspricht und weist einen beliebigen Mittelpunkt O auf. Der Rückziehbetrag d der Faserendfläche 141B der optischen Faser 14B von der vorderen Endfläche 210B der SC-Ferrule 21B ist durch den Abstand von der vorderen Endfläche 210B zu der Faserendfläche 141B entlang der Mittelachse AX der optischen Faser 14B definiert. Das heißt, da die Faserendfläche 141B auf die vorbestimmte Krümmung R eingestellt ist, gibt der Rückziehbetrag d im Wesentlichen den maximalen Abstand von der vorderen Endfläche 210B zu der Faserendfläche 141B an. Ferner gibt, wenn der Rückziehbetrag d in einen negativen Wertbereich fällt, der Rückziehbetrag d an, dass sich die Faserendfläche 141B außerhalb der SC-Ferrule 21B befindet (die Faserendfläche 141B steht von der vorderen Endfläche 210B hervor).
Wie zuvor beschrieben, ist die vorliegende Ausführungsform durch die Struktur gekennzeichnet, in der die Faserendfläche in einer flachen Form gebildet ist (die Krümmung der Faserendfläche ist vermindert), um die Variation des Vorsprungsbetrags h jeder der Fasern zu vermindern. In einem Fall, in dem jede optische Faser, die PC-verbunden werden soll, eine MCF ist, ist ein solches Abflachen der Faserendfläche wirksam. Eine MCF umfasst Kerne, die an einer anderen Position vorhanden sind als an der Mitte eines Mantels. Daher ist, wenn die Mitte des Mantels in der vorderen Endfläche der Ferrule wie eine herkömmliche Form hervorsteht, eine hohe Presskraft für Kontakt zwischen Kernen erforderlich, die an einer anderen Position als der Mitte vorhanden sind. In der vorliegenden Ausführungsform kann, da die Krümmung der Faserendfläche klein ist (flache Form), eine PC-Verbindung zwischen allen Kernen mit einer Presskraft durchgeführt werden, die kleiner ist als eine herkömmliche Presskraft. Ferner vermindert die Reduzierung des Vorsprungsbetrags die Variation des Vorsprungsbetrags jeder der optischen Fasern, die von einer Ferrule gehalten werden, ermöglicht eine ausgezeichnete Many-to-many-PC-Verbindung für alle optischen Fasern und vermindert effektiv die Möglichkeit von Faserbeschädigung.
Bezugszeichenliste
1 ... MT-Steckverbinder (optischer Steckverbinder); 1' ... MPO-Steckverbinder (optischer Steckverbinder); 2 ... SC-Steckverbinder (optischer Steckverbinder); 10A, 10B, 20A, 20B ... Stecker; 10C, 20C ... Adapter; 11A, 11B ... MT-Ferrule; 14A, 14B ... optische Faser (MCF, SCF); 141A, 141B ... Faserendfläche, 13A, 13B, 23A, 23B ... Ferrulenbohrung; 15 ... Führungsstift (Führungsstruktur); 16 ... Klemme (Presskraft aufbringende Struktur); 21A, 21B ... SC-Ferrule ; 110A, 110B, 210A, 210B ... vordere Endfläche; 140A, 140B, 240A, 240B ... optisches Kabel (Bandfaser); 110 ... Kern; 112A, 112B ... Eingriffsnut (Presskraft aufbringende Struktur); 120 ... Mantel; 201A, 201B ... Führungsnut (Führungsstruktur); 220A, 220B ... Führungsstück (Führungsstruktur); 121B, 221A, 221B ... Eingriffsstift (Presskraft aufbringende Struktur); 202A, 202B ... Eingriffsanschluss (Presskraft aufbringende Struktur); und 500 ... Klebstoff (Epoxidharz).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

Kengo Watanabe, et al., „MPO Type 8-Multicore Fiber Connector With Physical Contact Connection“, JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL. 34, NO. 2, 15. JANUAR 2016 [0006]

Claims

Optischer Steckverbinder, umfassend: eine Vielzahl von ersten optischen Fasern; und eine erste Ferrule, umfassend eine Endfläche und eine Vielzahl von Durchgangsbohrungen, die jeweils eine Öffnung an der einen Endfläche aufweisen, wobei die erste Ferrule mittels einer entsprechenden der Durchgangsbohrungen einen Teil eines Spitzenteils jeder der ersten optischen Fasern hält, wobei Endflächen der ersten optischen Fasern von der einen Endfläche hervorstehen, wobei eine maximale Krümmung R [l/mm] der Endfläche jeder der ersten optischen Fasern und ein Variationsbetrag Δh [µm] eines Vorsprungsbetrags h jeder der ersten optischen Fasern, die von der einen Endfläche der ersten Ferrule hervorstehen, eine Beziehung von (Δh/3,5)² + (R/0,2)² < 1 erfüllen, wobei der Vorsprungsbetrag h entlang einer Mittelachse jeder der ersten optischen Fasern definiert ist.
Optischer Steckverbinder nach Anspruch 1, wobei eine Seitenfläche des Spitzenteils jeder der ersten optischen Fasern und eine Innenwandoberfläche der entsprechenden einen der Durchgangsbohrungen der ersten Ferrule miteinander verklebt und fixiert sind.
Optischer Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein maximaler Krümmungsradius r (= 1/R) der Endfläche jeder der ersten optischen Fasern 25 mm oder mehr beträgt, und der Vorsprungsbetrag h in einen Bereich von 0 µm bis 3,5 µm fällt.
Optischer Steckverbinder nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, wobei jede der ersten optischen Fasern eine optische Mehrkernfaser umfasst, die eine Vielzahl von Kernen und einen einzelnen Mantel aufweist, der jeden der Kerne umgibt, und in einem Querschnitt der optischen Mehrkernfaser, die Kerne so angeordnet sind, dass sie eine Mitte des Querschnitts umgeben, in einem Zustand, in dem ein kürzester Abstand von der Mitte des Querschnitts zu einer Mitte jeder der Kerne 5 µm oder mehr beträgt, wobei der Querschnitt senkrecht zu einer Längsrichtung der optischen Mehrkernfaser ist.
Optischer Steckverbinder nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Variationsbetrag Δh des Vorsprungsbetrags jeder der ersten optischen Fasern 0,1 µm oder weniger beträgt.
Optischer Steckverbinder nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 5, wobei die erste Ferrule ein Paar von Führungsbohrungen aufweist, die mit den Ferrulenbohrungen angeordnet sind, die dazwischengesetzt sind, und der optische Steckverbinder überdies Folgendes umfasst: eine Vielzahl von zweiten optischen Fasern, wobei jede die gleiche Struktur wie die ersten optischen Fasern aufweist; eine zweite Ferrule, die die gleiche Struktur wie die erste Ferrule aufweist, wobei die zweite Ferrule einen Spitzenteil hält, der eine Endfläche jeder der zweiten optischen Fasern umfasst; ein Paar von Führungsstiften, wobei jeder ein Ende aufweist, das in eine entsprechende der Führungsbohrungen der ersten Ferrule eingesetzt ist, und das andere Ende, in eine entsprechende der Führungsbohrungen der zweiten Ferrule eingesetzt ist; und eine Presskraft aufbringende Struktur, damit die Endflächen der ersten optischen Fasern und die Endflächen der jeweiligen zweiten optischen Fasern aneinander anstoßen, während sie eine Presskraft von 10 N oder mehr aufbringt, wobei die erste Ferrule und die zweite Ferrule mittels des Paars von Führungsstiften einander gegenüberliegen.
Optischer Steckverbinder, umfassend: eine erste optische Faser; und eine erste Ferrule, die aus Zirkon besteht, wobei die erste Ferrule eine Endfläche und eine Durchgangsbohrung umfasst, die eine Öffnung an der einen Endfläche aufweist, wobei die erste Ferrule mittels der Durchgangsbohrung einen Spitzenteil hält, der eine Endfläche der ersten optischen Faser umfasst, wobei ein maximaler Krümmungsradius r (= 1/R) 10 mm oder mehr beträgt, und ein Rückziehbetrag d -0,05 µm oder mehr und +0,1 µm oder weniger beträgt, wobei der maximale Krümmungsradius r (= 1/R) durch eine maximale Krümmung R der Endfläche der ersten optischen Faser definiert ist und der Rückziehbetrag d entlang einer Mittelachse der ersten optischen Faser von der einen Endfläche der ersten Ferrule zu der Endfläche der ersten optischen Faser definiert ist.
Optischer Steckverbinder nach Anspruch 7, wobei eine Seitenfläche des Spitzenteils der ersten optischen Faser und eine Innenwandoberfläche der Durchgangsbohrung der ersten Ferrule miteinander verklebt und fixiert sind.
Optischer Steckverbinder nach Anspruch 7 oder 8, ferner umfassend: eine zweite optische Faser, die die gleiche Struktur wie die erste optische Faser aufweist; eine zweite Ferrule, die die gleiche Struktur wie die erste Ferrule aufweist, wobei die zweite Ferrule einen Spitzenteil hält, der eine Endfläche der zweiten optischen Faser umfasst; eine Führungsstruktur, damit die erste Ferrule und die zweite Ferrule einander gegenüberliegen; und eine Presskraft aufbringende Struktur, damit die eine Endfläche der ersten Ferrule und die eine Endfläche der zweiten Ferrule aneinander anstoßen, während sie eine Presskraft von 5 N oder mehr aufbringt.