JP2000047036A - 光減衰スタブ及びそれを用いた光減衰器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】反射戻り光損失の問題をおこさず、また、光減
衰ファイバの製品公差の大小に拘らず、安定した品質で
の供給を可能とするよう構成した光減衰器を提供する。 【解決手段】円筒体の軸線方向に貫通孔３を備えたフェ
ルール１の、該貫通孔内に遷移金属添加の光減衰ファイ
バ５と非減衰ファイバ（シングルモード光ファイバ４）
とを挿入当接状態下で固着してなる光減衰スタブ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ通信回
路において、光コネクタ電送エネルギの調整または光通
信システムの測定時の光パワー調整などに用いられ、特
に、画像電送や、高速の光信号を電送するシステムなど
のために大きな反射減衰量を必要とする光減衰スタブお
よびそれを用いた光減衰器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記光減衰スタブとして、光ファ
イバを内蔵した１本のフェルールの途中に設けた切欠部
に予め減衰特性をもたせたガラス板などのフィルタを挟
むように光ファイバを配置させたものがあった。また、
光ファイバを内蔵した２本のフェルールのうち、一方の
フェルールの片端面、または両方のフェルールの片端面
に、所定の減衰特性を持たせた薄膜を蒸着したものがあ
った。

【０００３】これら従来の光減衰スタブはその共通した
問題点として、光ファイバ接続端面で光源からの光信号
が反射して再度光源に戻る、いわゆる反射戻り光損失の
問題がある。

【０００４】この反射戻り光は光源の発振を不安定にし
てノイズ信号の要因となるので特に映像などの大容量広
帯域光通信システムにとっては重要な問題である。

【０００５】また、実開平５−１５００２には、１本の
フェルールと吸収損失が高い光減衰ファイバ（高濃度光
ファイバ）からなる光減衰器用端末部材であって、光フ
ァイバにドービングされる遷移金属が、コバルト、鉄お
よびニッケルから選ばれた少なくとも１種であり、これ
ら遷移金属の光ファイバに対する濃度がコバルトの場合
が１００ｐｐｍ以上、鉄およびニッケルの場合が１００
０ｐｐｍ以上であることを特徴とする考案が記載され、
この端末部材によれば、フェルールに内蔵される光減衰
ファイバの単位吸収損失率を１００ｄＢ／ｍとすること
によって、３ｄＢ以上の減衰量を実現できることが説明
されている。

【０００６】しかしながら、光減衰スタブは、５ｄＢ〜
３０ｄＢまで５ｄＢ毎の製品のラインナップがあり、
又、端末部材の長さｌ＝２２．４ｍｍとほぼ共通化され
ており、例えば、３０±１ｄＢの場合、光減衰ファイバ
の長さｌ＝２２．４ｍｍとすると、単位吸収損失率とし
て１３３９ｄＢ／ｍで公差±４４．６ｄＢ／ｍ以下が必
要となるが、現状の光減衰フィアバは公差が±１０％、
すなわち、１３３９ｄＢ／ｍを基準とすると±１３３ｄ
Ｂ／ｍもの公差があり、安定した品質での供給が非常に
難しかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上述した
従来の光減衰スタブの問題点を解決するためになしたも
のであり、反射戻り光損失の問題をおこさず、また、光
減衰ファイバの製品公差の大小に拘らず、安定した品質
での供給を可能とするよう構成した光減衰スタブ及びそ
れを用いた光減衰器を提供することを目的とするもので
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、長さの異なる２種類のファイバを一対の
フェルールで保持するものとし、且つ、これらファイバ
をそれぞれ遷移金属添加の光減衰ファイバとシングルモ
ード光ファイバとしたことを特徴とする。また、この構
成によれば、長尺のファイバは両方のフェルールに跨が
るよう配置され、スリーブ内の両フェルール間のスペー
スに接着剤を充填することにより、フェルール同士と上
記長尺のファイバを一体的に結合する。

【０００９】すなわち、第１のファイバを第１のフェル
ールの貫通孔全域と第２のフェルールの貫通孔の途中ま
で挿入し、上記第２のフェルールに備えた貫通孔の残部
には第２のファイバを挿入して上記第１ファイバに圧接
せしめてなり、且つ、両ファイバがそれぞれ遷移金属添
加の光減衰ファイバとシングルモード光ファイバなどの
非減衰ファイバであることを特徴とする光減衰スタブ及
びそれを用いた光減衰器を提供せんとするものである。

【００１０】なお、非減衰ファイバがシングルモードタ
イプのものはコアが約１０μｍ、マルチモードタイプの
場合は約５０μｍのものを使用する。

【００１１】また、本発明において、シングルモード光
ファイバ（以下、ＳＭファイバと略称する）とは １つ
のモードのみの光を伝搬する光ファイバであり、これ
は、複数のモードの光を通すマルチモード光ファイバに
対する概念である。

【００１２】

【作用】本発明の光減衰スタブでは、コバルト、鉄およ
びニッケルなどの遷移金属を添加した光減衰ファイバを
用いる。

【００１３】この光減衰ファイバは、フェルールの貫通
孔に装着する前には、１ロットが長尺の巻物状であり、
単一のロットではどこを切っても単位吸収損失率ｄＢ／
ｍがほとんど全く変わらない。

【００１４】そこで、ロットごとに固有の単位吸収損失
率ｄＢ／ｍを測定し、この測定値に基づき所定の吸収損
失量を得ることができるファイバの長さを計算により求
める。そして、計算に求めた長さの光減衰ファイバを挿
入した場合のフェルールの残り長さ分に、ＳＭファイバ
を挿入する。例えば、単位吸収損失率が１０００ｄＢ／
ｍの光減衰ファイバを用いる場合、５ｄＢの吸収損失を
得るために長さ５ｍｍ、１０ｄＢのために１０ｍｍ、１
５ｄＢのために１５ｍｍの長さの光減衰ファイバを用
い、フェルールの長さの残り長さ分のＳＭファイバと組
み合わせることにより、単一のロットからは同品質の光
減衰器を間違いなく得るこができる。したがって、光減
衰ファイバの単位吸収損失率につき公差が大きいという
問題を乗り越えることができる。

【００１５】また、本発明の光減衰スタブは光減衰ファ
イバと非減衰ファイバとをフェルールの貫通孔に挿入
し、軸方向に圧接させた状態下において、光ファイバを
固着したものであることから、両光ファイバ（光減衰フ
ァイバとＳＭファイバ）がその接合点において密着当接
し、何等、介在物が存しないので、反射戻り損失の問題
を起こさない。

【００１６】また、本発明では、ファイバ接合面をへき
開面どうしの接合とする。これにより高い反射減衰量を
得ることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図によ
り説明する。

【００１８】図１（ａ）はフェルールと、フェルールに
内蔵される光ファイバをスリーブにより組み合わせた本
発明の光減衰スタブを示し、１、２は円筒体をなすフェ
ルールであって、１は第１のフェルール、２は第２のフ
ェルールであり、その軸線方向に貫通孔３、３を備え、
第１のファイバとしてＳＭファイバ４を上記第１のフェ
ルールの貫通孔３の全域と第２のフェルール２の途中ま
で挿入し、また、第２のフェルール２に備える貫通孔３
の残部には第２のファイバとしてコバルト、鉄およびニ
ッケルなどの遷移金属を添加した光減衰ファイバ５を挿
入固着したものである。

【００１９】上記一対のフェルール１、２は、円筒体を
なすスリーブ１０の貫通孔１３内にて、それぞれの後端
面１ａ、２ａが向き合うように配置され、且つ、相互に
間隔を持って接着剤２０により固着されている。なお、
フェルール１、２間に充填され、これらを固着する上記
接着剤２０は、同時に、前記ＳＭファイバ４を所定位置
に固着している。これに対して前記光減衰ファイバ５
は、第２のフェルール２の貫通孔３内で不図示の接着剤
にて固着されている。

【００２０】図１（ｂ）に示すようにＳＭファイバ４と
光減衰ファイバ５との接続当接部分は、端面の外周部分
をテーパー面とすることで小径とされており、残った中
央の平面で面当接させている。この当接面は大きな反射
減衰量が得られるへき開面であることが望ましい。な
お、当接面の径ｒとしては８０μｍ以下であることが好
ましい。この径ｒが８０μｍを超えると減衰量が低下す
る恐れがある。また、テーパー角α°としては５°〜７
０°の範囲であることが好ましい。上記α°が５°未満
あるいは７０°を超える場合はいずれも減衰量低下の恐
れがある。因みに、当接部分の端面にテーパー面を形成
するのはＳＭファイバ４と光減衰ファイバ５のうちどち
らか一方だけであっても構わない。その他、接続当接部
分の形態としては、凸球面の相互接続やアングルＰＣ接
続であっても良い。

【００２１】ここでフェルールを２個使用することの利
点を説明するに、これらは全長が短いため端面で良好な
同心度が容易に得られる。すなわち、全長が短いため良
品が入手し易く、結局２個使用しても、長尺フェルール
１個の場合よりも、かなり安価となる。

【００２２】因みに、図１（ａ）には光減衰ファイバ５
が短尺で、ＳＭファイバ４が長尺の例を示したが、長さ
の関係が逆であっても構わない。なお、前記接着剤２０
としては、紫外線硬化型水溶性接着剤や熱可塑性接着剤
等を用いることができる。

【００２３】上記フェルール１、２の材質としては、ジ
ルコニアなどのセラミックス、ステンレスなどの金属、
プラスチックなどの高分子材料などを適宜用いることが
できる他、通常のガラスやその他の透明材料を用いても
良い。

【００２４】また、上記光減衰ファイバ５は、コバル
ト、鉄またはニッケルから選ばれた遷移金属をドーピン
グしていることから、クロムや銅などの他の金属の場合
と比較して、１．２μｍから１．６μｍ程度の波長領域
においてほぼ一様な単位吸収損失率を付与することがで
きる。例えば、光減衰ファイバ５にドーピングされる遷
移金属の濃度を、コバルトの場合は１００ｐｐｍ以上、
鉄およびニッケルの場合は１０００ｐｐｍ以上とするこ
とにより、単位吸収損失率を１００ｄＢ／ｍ以上にする
ことができる。

【００２５】上記ＳＭファイバ４は、代表的には石英ガ
ラスで構成され、コア径（直径）が８〜１０μｍ、クラ
ッド径（直径）が１２５μｍを標準とする。

【００２６】なお、これら光ファイバの長さの規程方法
は次のとおりである。

【００２７】まず、光減衰ファイバ５の単一のロットご
とに固有の単位吸収損失率ｄＢ／ｍを測定し、この測定
値に基づき所定の吸収損失量を得ることができるファイ
バの長さを計算により求め、そして、計算に求めた長さ
の光減衰ファイバ５を挿入した場合のフェルールの残り
長さ分のＳＭファイバと組み合わる。ロットごとに固有
の単位吸収損失率ｄＢ／ｍを測定し、この測定値に基づ
き所定の吸収損失量を決定する。そして、決定した長さ
の光減衰ファイバを挿入した場合のフェルールの残り長
さ分に、ＳＭファイバ４を挿入する。

【００２８】なお、光減衰ファイバ３の単位吸収損失率
としては１００〜１００００ｄＢ／ｍの範囲が好まし
く、上記損失率が１００ｄＢ／ｍ以下では高吸収損失の
光減衰器を得ることできず、他方、１００００ｄＢ／ｍ
で低吸収損失の光減衰器を得ることができないという恐
れがあるためである。

【００２９】次に、図２〜３に基づき、本実施形態の光
減衰スタブの作製方法について説明する。

【００３０】まず、不図示の長さ合わせ治具を用いて、
図２に示すように第２のフェルール２の先端側に接着剤
で光減衰ファイバ５を固着し、又、第１のフェルール１
にはＳＭファイバ４を接着剤で固着する。この時、それ
ぞれのファイバはフェルールの後端面１ａ、２ａに形成
したテーパーコーン状凹部６を利用して貫通孔３内に挿
入する続いて、図３に示すように第２のフェルールと第
１のフェルールを組合せ、その外周に前記スリーブ１０
を嵌挿し、位置決め治具Ｑに第１のフェルール１側を固
定し、また、第２のフェルール２の先端側を、もう一つ
の位置決め治具Ｐにより押圧した状態下、スリーブ１０
の接着剤注入孔１１から接着剤を流し込む。

【００３１】なお、上記治具Ｐによる押圧力としては３
０〜２００ｇｆの範囲内であることが好ましい。この押
圧力が３０ｇｆ未満であると、両光ファイバの密着力が
不十分で光損失が多く発生する恐れがあり、他方、２０
０ｇｆより大きい場合には、ファイバにクラック等の損
傷が生じてしまう恐れがあるためである。

【００３２】次に、図４と図５はそれぞれ、前記スリー
ブ１０と該スリーブ１０に組み合わされたフェルール＋
ファイバを保持するハウジング３０を示す。図４に示す
ようにスリーブ１０は端面にキー突起１２を備えるもの
であり、他方、略円筒体をなすハウジング３０は、図５
に示すように貫通孔３３内の前端側に中心軸方向に向か
って突出する周状張出部３１を備え、該周状張出部３１
に前記キー突起１２と嵌合するキー溝３２が設けてあ
り、両者の嵌合によりフェルールの回動を防止する構成
となっている。このような構成によれば、スリーブ１０
の外周を多角形状とする必要がなく、コスト的に大いに
有利な光減衰器となる。

【００３３】以上、図により本発明の実施形態を例示し
たが、本発明は上記実施形態に限定されるものではな
く、発明の目的を逸脱しない限り任意の形態とすること
ができるのは言うまでもない。

【００３４】

【実験例】図１のようにスリーブにより固定したファイ
バ装着のフェルールを図５に示すハウジング３０に嵌合
して本発明の光減衰器を組み立てた。この光減衰器につ
いて下記の条件で減衰量測定を行った。なお、ファイバ
ーの接合部分における当接面の径ｒ、テーパー面のテー
パー角α°（図１（ｂ）参照）の異なるものを多数用意
して測定を行った。

【００３５】 測定の結果を図６のグラフに示す。尚、ファイバー先端
面はへき開面とし、これをテーパー加工を施してへき開
面どうしを接合させた。同図（ａ）に示すように、上記
径ｒが８０μｍより大きい時にクラッドモード（光がク
ラッドを伝播入する）となり所望の減衰量が得られない
ことから光強度の調整機能が損なわれてしまった。

【００３６】また、同図（ｂ）に示すようにテーパー角
α°が５°未満ではフレネル反射により接合面での反射
が大きくなってしまい（反射減衰量の低下）、他方、同
図（ｃ）に示すように７０°を超えるとクラッドを伝搬
する光がテーパー面でコア方向に反射されて接合面を通
過してしまうことによりクラッドモードが低減せず、減
衰量の低下を来してしまった。

【００３７】

【発明の効果】叙上のように、本発明によれば、コバル
ト、鉄およびニッケルなどの遷移金属を添加した光減衰
ファイバを用い、この光減衰ファイバの単一のロットご
とに固有の単位吸収損失率ｄＢ／ｍを測定し、この測定
値に基づき所定の吸収損失量を得ることができるファイ
バの長さを決定し、そして、決定した長さの光減衰ファ
イバを挿入した場合のフェルールの残り長さ分のＳＭフ
ァイバと組み合わせ、これら光ファイバをフェルールの
貫通孔に挿入し、軸方向に圧接させた状態下において、
２本の光ファイバを固着したものであることから、反射
戻り光損失の問題をおこさず、また、光減衰ファイバの
製品公差の大小に拘らず、安定した品質での光減衰器の
供給を可能とするものである。

【００３８】また、２本のファイバを用いたことにより
装置が容易で安価に作製できる。

【００３９】また、先端形状を最適化（特にへき開面）
とすることにより、高反射減衰量が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の光減衰スタブの断面図、
（ｂ）は（ａ）の領域Ａにおけるファイバーの接合状態
を示す説明図である。

【図２】（ａ）は図１の光減衰スタブを構成する第２の
フェルールとこれに備えた第２のファイバ（ＳＭファイ
バ）を示す断面図であり、（ｂ）は同じく第１のフェル
ールと第１のファイバ（光減衰ファイバ）を示す断面図
である。

【図３】本発明実施形態における光減衰スタブの組立て
方を示す説明図である。

【図４】本発明の光減衰スタブを構成するスリーブを示
し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図
である。

【図５】本発明の光減衰器を構成するハウジングを示
し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＣ矢視図で且
つ、Ｄ−Ｄ線を断面で示している。

【図６】本発明実験例における結果を示すグラフであ
り、それぞれ（ａ）はファイバ先端径と減衰量、（ｂ）
はテーパー角と反射減衰量、（ｃ）はテーパー角と減衰
量の関係を示す。

【符号の説明】

１ フェルール（第１） ２ フェルール（第２） １ａ、２ａ 後端面 ３、１３、３３ 貫通孔 ４ ＳＭファイバ（シングルモード光フ
ァイバ） ５ 光減衰ファイバ １０ スリーブ １１ 接着剤注入孔 １２ キー突起 ３０ ハウジング ３１ 周状張出部 ３２ キー溝 Ｐ，Ｑ 位置決め治具 ｒ 径

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸線方向に貫通孔を備えた一対のフェルー
   ルを円筒体をなすスリーブ内に挿入状態下で接着剤にて
   固着してなる光減衰スタブであって、第１のファイバを
   第１のフェルールの貫通孔全域と第２のフェルールの貫
   通孔の途中まで挿入し、上記第２のフェルールに備えた
   貫通孔の残部には第２のファイバを挿入して上記第１フ
   ァイバに当接せしめてなり、且つ、両ファイバがそれぞ
   れ遷移金属添加の光減衰ファイバとシングルモード光フ
   ァイバなどの非減衰ファイバーであることを特徴とする
   光減衰スタブ。
2. 【請求項２】前記ファイバの当接部位において、ファイ
   バの端面外周部分にテーパー面を形成することにより当
   接面の径を８０μｍ以下とし、且つ、上記テーパー面の
   テーパー角を５°〜７０°の範囲内にしたことを特徴と
   する請求項１記載の光減衰スタブ。
3. 【請求項３】上記光減衰ファイバの単位吸収損失率が１
   ００〜１００００ｄＢ／ｍであることを特徴とする請求
   項１乃至２記載の光減衰スタブ。
4. 【請求項４】前記スリーブの端面にキー突起を設けた光
   減衰スタブを、円筒体をなすハウジングの上記キー突起
   と嵌合するキー溝を備えた貫通孔内に嵌着したことを特
   徴とする請求項１乃至３記載の光減衰スタブを用いた光
   減衰器。