JP2002350678A - 多芯光ファイバ固定具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光ファイバ２の取り付かない不要な部分の面積
を小さくすることが出来、それによって研磨時間が短く
出来うることと、光部品業界において要求されている小
型化を実現することが出来る。 【解決手段】軸方向に光ファイバ２を収納するための複
数の貫通孔１ｂを有するフェルール１に光ファイバ２を
固定してなる多芯光ファイバ固定具１０において、フェ
ルール１先端面１ａの貫通孔１ｂの配列と後端部１ｄか
ら外部にでた光ファイバ２の配列が異なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、光通信等に使用さ
れる、光ファイバを接着固定した多芯光ファイバ固定具
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、光通信などの光信号処理に用いら
れる光ファイバを固定するための光ファイバ固定具は、
光ファイバ同士を接続するために用いられる光コネクタ
もしくは、半導体レーザと光ファイバ等から構成される
半導体レーザモジュール等に用いられている。

【０００３】この中で、図５示す様に従来の光ファイバ
固定具１０では、光フェルール１に多芯の光ファイバ２
が接着剤３により固定されており、光フェルール１は矩
形断面形状をなし、先端面の光ファイバの配列は多芯リ
ボンファイバの形状である一直線状に配置されていた。

【０００４】そして、光ファイバ２の先端面２ａ間には
光ファイバのコアとほぼ同じ屈折率を有する屈折率整合
剤を介在させて、光ファイバ固定具１０同士の結合を行
っていた。

【０００５】また、屈折率整合剤を使用しない結合方法
についての検討もなされており、光ファイバ固定具１０
の先端面１ａに、コアに近い屈折率を有する樹脂膜を設
けて該樹脂膜を介して光ファイバ固定具１０同士を接続
する方法が開示されている（特開平４−３４４０３号公
報参照）。

【０００６】また、他の従来例としてファイバ固定具１
０は、光ファイバ２を固定可能なフェルール１と、この
フェルール１に接着剤３で固定される光ファイバ２とか
らなり、この光ファイバ２の先端部２ａはフェルール１
の先端面１ａより突出しており、この先端面１ａの光フ
ァイバ２の先端部２ａの周囲には光ファイバ２より硬度
の低い低硬度部材が設けられており、そしてその研磨時
に、光ファイバ２の先端部２ａより低硬度部材の方が削
られ易いので、低硬度部材は光ファイバ３の端面よりも
突出しないようにしたものもある。

【０００７】しかも光ファイバ２の先端部は研磨時に生
じた周辺部のダレにより略球面形状を呈しており、これ
により一対の光ファイバ固定具１０同士のＰＣ結合が行
われていた（特開平６−２２２２４７号公報参照）。

【０００８】上記いずれの従来例においても、矩形断面
の光フェルール１に横一列となった貫通孔が形成されて
いた。

【０００９】また、上記従来例以外に、図６示すように
光ファイバ２を固定する部分を貫通孔ではなくＶ字型の
溝１１とし、上蓋１２を被せて接着剤３を用いて光ファ
イバを２固定し、しかも外周１ｅが矩形断面ではなく円
形断面の光ファイバ固定具１０が提案された（特開平６
−１６７６３７号公報参照）。

【００１０】この円形断面の光ファイバ固定具において
も、光ファイバの先端面の配列は多芯リボンファイバの
形状である横一列状であった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の光ファイバ
固定具１０においては、多芯リボンファイバが８芯、１
６芯と芯数の増加に伴い、矩形断面である図４に示すよ
うな光フェルール１では横方向に細長い矩形断面になっ
てしまう。そのため光フェルール１に光ファイバ２を接
着固定後の研磨時において、先端面形状が細長い不安定
形状のために、研磨治具を用いたとしても全ての芯数を
均一に研磨することは困難となり、各光ファイバの先端
面の高さがまちまちとなり、多芯を一括にＰＣ接続する
ことが困難という問題が生じていた。

【００１２】また、図６示すように円形断面では光ファ
イバの取り付かない不要な部分が大きくなりすぎていた
ために、研磨時間が長くなるということと、小型化を要
求される光部品業界において、小型化できない要因とな
っていた。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記に鑑みて本発明は、
軸方向に光ファイバを収納するための複数の貫通孔を有
するフェルールに多芯の光ファイバを固定してなる多芯
光ファイバ固定具において、フェルール先端面の貫通孔
の配列と後端部における光ファイバの配列が異なること
を特徴とする。

【００１４】また、上記多芯の光ファイバを挟み込むこ
とによりフェルールの先端面と後端部との光ファイバの
配列を修正する手段を有することを特徴とする。

【００１５】更に、上記フェルール先端面における貫通
孔の配列を円弧状、多角形状、Ｖ字状、十字状、Ｕ字
状、Ｓ字状、Ｌ字状のうちいずれかに設定したことを特
徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態を図によっ
て説明する。

【００１７】図１（ａ）は本発明の実施形態を示す光フ
ァイバ固定具１０の斜視図であり、図１（ｂ）はその断
面図である。軸方向に光ファイバ２を収納するための複
数の貫通孔１ｂを有するフェルール１に光ファイバ２を
固定してなる多芯光ファイバ固定具１０において、フェ
ルール１先端面１ａの貫通孔１ｂの配列がＶ字状となっ
ており、後端部１ｄから外部にでた光ファイバ２の配列
がリボンファイバの状態での横一列となり、フェルール
１の先端面１ａの貫通孔１ｂの配列と後端部１ｄから外
部にでた光ファイバ２の配列が異なる。

【００１８】また、後端部１ｄからでた光ファイバ２は
保護ブーツ６にて補強され、光ファイバ２に横方向の引
っ張り荷重がかかっても破断させない役目を果たしてい
る。

【００１９】多芯光ファイバ２は該光ファイバ固定具１
０内部にて支持部材４と押さえ部材５により挟み込まれ
ることにより先端面１ａと後端部１ｄとの多芯光ファイ
バ２の配列を修正することができる。

【００２０】これにより、光ファイバに作用する曲げ応
力を緩和させることが出来る。

【００２１】フェルール１の材質としては、液晶ポリ
マ、エポキシ樹脂、ＰＢＴ、ＰＢＳ、ＰＥＴ等のプラス
チック材料、ジルコニア、アルミナ、窒化珪素、炭化珪
素、窒化アルミニウム、コージュライト、ムライト等を
主成分とする結晶粒子を有するセラミックス、あるいは
ほう珪酸ガラス、結晶化ガラス等のガラス材料、ステン
レス、銅合金にニッケルメッキを施した等の金属材料等
の様々な材料を用いることが出来る。

【００２２】これら材料の中でも、アルミナ、ジルコニ
ア等の酸化物セラミックスをプレス成形、射出成形等で
予め成形後、所定温度にて焼成した後、研削もしくは研
磨加工にて外周１ｅの表面を仕上げて、貫通孔１ｂをレ
ーザ加工もしくはワイヤ研磨加工にて仕上げた光フェル
ール１を用いることがフェルール１の長期的な信頼性上
特に望ましい。なお、セラミックスは焼成が必要である
が、レーザ加工もしくはワイヤ研磨加工は焼成後に行う
ことが望ましい。

【００２３】そして本発明では貫通孔１ｂの中心と、こ
れに隣接する他の貫通孔１ｂの中心との位置精度を１．
０μｍ以下とすることが望ましい。ここで位置精度を
１．０μｍ以下としたのは、１．０μｍ以下として用い
た場合に光ファイバの接合面の光屈折が大幅に減少する
ことにより接続損失を抑制できる為であり、１．０μｍ
を越える場合、損失が極端に大きくなり抑制は困難にな
るからである。

【００２４】本発明でいう位置精度とは、貫通孔１ｂの
中心とそれに隣接する他の貫通孔１ｂの中心との距離に
設定した公差の幅であって、具体的には同一寸法のサン
プル２０個以上について、隣り合う貫通孔１ｂの中心間
の距離を測定し、その最大値と最小値の差を言う。たと
えば、上記距離２５０μｍの公差を±０．５μｍとした
とき、つまり最大値２５０．５μｍ、最小値２４９．５
μｍの範囲内にサンプル２０個以上が全て公差内に収ま
っていれば位置精度１．０μｍである。

【００２５】位置精度を１．０μｍ以下とするために貫
通孔１ｂの加工方法は、レーザ光を用いることが特に望
ましい。

【００２６】加工に用いるレーザの種類としては、特に
限定するものではなく、ＣＯ₂レーザ、ＹＡＧレーザ、
ガラスレーザ、エキシマレーザ等の公知のレーザを用い
ることができ、使用する材料によって適宜レーザの種類
を選定することが出来る。例えばジルコニアセラミック
スの場合、加工パワーの大きさから、設備価格、扱い安
さの点からＹＡＧレーザを用いることが望ましい。

【００２７】以上のようにレーザ加工を行うことによっ
て貫通孔１ｂの配列を自由に形成することが容易とな
る。

【００２８】図２（ａ）〜（ｉ）に貫通孔１ｂを様々な
配列に形成したフェルール１の正面図を示す。いずれも
矩形状に成形、焼成された光ファイバ用多芯フェルール
４１であり、図２（ａ）は円弧状、図２（ｂ）（ｃ）は
多角形状、図２（ｄ）はＶ字状、図４（ｅ）は十字状、
図２（ｆ）はＵ字状、図２（ｇ）はＳ字状、図２（ｈ）
はＬ字状の配列でそれぞれ貫通孔１ｂが各々形成されて
いる。

【００２９】ここで、フェルール１を矩形断面で示して
いるが、それにとらわれることなく円形断面はたはその
他の断面形状でも良い。

【００３０】上記フェルール１の形状及び貫通孔１ｂの
配列は一例であるが、本発明のレーザ加工にて自由度を
持つ配列で貫通孔を加工できることから、従来の直線配
列に比べ、２次元的な配列によって最長幅が小さくなり
フェルール１の省スペース化が図れ、加工面積が小さく
なることから研磨などの加工時間の短縮や研磨部品の節
約ができる。また、多芯光ファイバ２を使用する際には
光ファイバ２同士の間隔に合わせた貫通孔１ｂの加工、
多芯光コネクタを使用する際には光コネクタの寸法に合
わせた貫通孔１ｂの加工ができるのでフェルール１の接
続に関連する部品への適合性が高くなり、組み込みやす
さ、誤挿入防止の効果がある。

【００３１】ここで、後端部１ｄの光ファイバ２の配列
が直線状であるのは、多芯のリボンファイバの光ファイ
バ２が直線状に配列されて作られており、光ファイバ２
の反対端に取り付く光ファイバ固定具が通常は直線状に
配列されているので、光ファイバ固定具１０からの後端
部から出た部分が直線状でなければ、光ファイバ２には
常時曲げ応力がかかり、長期間経過後の光ファイバ２の
破断につながる可能性があるからである。

【００３２】更に、本発明によれば、貫通孔１ｂの加工
を焼成後に行うため、焼結体の共通化による焼成時間の
短縮及び工数削減が出来る。

【００３３】本発明の光ファイバ固定具１０はシングル
モ−ド、マルチモード共に適用出来る。

【００３４】次に、本発明において、多芯の光ファイバ
２を挟み込んで配列を修正する手段である支持部材４及
び押さえ部材５について図３を用いて説明する。

【００３５】図３に示すように支持部材４は、先端側４
ａの光ファイバの配列がＶ字状になるような形状に補正
するもので、後端側４ｂは光リボンファイバ形状である
一直線上に配列するように、光リボンファバの配列を補
正するものである。先端側４ａと後端側４ｂとは滑らか
な曲面で結ばれた面となっている。

【００３６】また、押さえ部材５は、先端側５ａはＶ字
状の溝を有して、後端側５ｂは光リボンファイバ形状で
ある一直線上に配列するように、光リボンファバの配列
を補正するものである。上記支持部材４同様に先端側５
ａと後端側５ｂとは滑らかな曲面で結ばれた面となって
いる。

【００３７】本発明の支持部材４及び押さえ部材５は、
プラスチックス、金属、ガラス、セラミックス等様々な
材料を用いることが出来るが、形状が複雑なために、射
出成形で製作できうるプラスチックスを用いることが望
ましい。

【００３８】支持部材４および押さえ部材５の先端側４
ａ、５ａの形状はＶ字状にとらわれることなく、図２に
示すように円弧状、多角形状、十字状、Ｕ字状、Ｓ字
状、Ｌ字状等の様々な配列とすることが出来る。

【００３９】いずれの場合も、先端側４ａ，５ａの形状
はフェルール１の内周と貫通孔１ｂの配列を埋めるよう
な形状とすることが望ましい。

【００４０】図４に支持部材４と押さえ部材５が光ファ
イバ２を挟み込んだ状態の先端部４ａ、５ａの断面図を
示す。

【００４１】図４（ａ）は本発明第一実施例を示し、支
持部材４と押さえ部材５に挟み込まれた光ファイバ２が
フェルール１の内周１ｆに接着剤３にて固定されてい
る。図４（ｂ）〜（ｄ）は図４（ａ）の形状を変化させ
たものである。次に図４（ｅ）、（ｆ）は貫通孔１ｂの
配列が円弧状、多角状であり、支持部材４が光ファイバ
２の内部に位置し、押さえ部材５が光ファイバ２の外部
を包みこむ構成となっている。

【００４２】更に図４（ｇ）は４つのリボンファイバが
支持部材４を中心として十字状に配列されており、押さ
え部材５が光ファイバ２を包み込む構成となっている。

【００４３】ここでフェル−ル１の内周１ｆを円形断面
としているが、これに限ることなく、多角形状、楕円等
でも同一の効果を奏することが出来る。

【００４４】このように、軸方向に光ファイバ２を収納
するための複数の貫通孔１ｂを有するフェルール１に光
ファイバ２を固定してなる多芯光ファイバ固定具１０に
おいて、フェルール１先端面１ａの貫通孔１ｂの配列と
後端部１ｄから外部にでた光ファイバ２の配列が異なる
ことにより、光ファイバ２の取り付かない不要な部分の
面積を小さくすることが出来、それによって研磨時間が
短く出来うることと、光部品業界において要求されてい
る小型化を実現することが出来る。

【００４５】次に本発明の光ファイバ固定具の組み立て
方法について説明する。

【００４６】まず支持部材４と押さえ部材５のＶ溝部分
に接着剤３を塗布し、先端部分の被覆２ａを除去した多
芯光ファイバの被覆２ａを挟み込んで、予め接着剤３を
内部に充填したフェルール１内部に挿入する。このと
き、被覆２ａを除去した光ファイバの先端部がフェルー
ル先端部１ａより飛び出している必要がある。

【００４７】次にフェルール１を熱して接着剤を硬化さ
せる。その後、フェルール１の後端部１ｄに保護ブーツ
６を組み込み接着剤で固定する。

【００４８】最後に、先端面１ａを研磨仕上げして、フ
ェルール先端面１ａ及び光ファイバ２端面を仕上げる。

【００４９】以上のように、本発明によれば、軸方向に
光ファイバ２を収納するための複数の貫通孔１ｂを有す
るフェルール１に光ファイバ２を固定してなる多芯光フ
ァイバ固定具１０において、フェルール１先端面１ａの
貫通孔１ｂの配列と後端部１ｄから外部にでた光ファイ
バ２の配列が異なることにより、光ファイバ２の取り付
かない不要な部分の面積を小さくすることが出来、それ
によって研磨時間が短く出来うることと、光部品業界に
おいて要求されている小型化を実現することが出来る。

【００５０】本発明の光ファイバ固定具１０は、光ファ
イバ同士を接続するために用いられる光コネクタもしく
は、半導体レーザと光ファイバ等から構成される半導体
レーザモジュール等に用いられている。

【００５１】また、本発明の光ファイバ固定具１０を用
いた多芯光コネクタは、高密度実装を要求される光伝送
装置間のバックパネルに用いられる。又、本発明の光フ
ァイバ固定具１０を用いた半導体レーザモジュールはこ
れも同じく高密度実装を要求される光伝送装置に用いら
れる。

【００５２】

【実施例】ここで、以下に示す方法で実験を行った。

【００５３】フェルール１を円形断面形状として、図１
に示す先端部１ａの光ファイバの配列がＶ字状の本発明
の光ファイバ固定具１０と、比較例として図６示す先端
部１ａの光ファイバの配列が一直線状の光ファイバ固定
具を作製し、その大きさを比較した。

【００５４】多芯光ファイバは１６芯として、各芯間は
２５０μｍのリボンファイバを使用した。

【００５５】本発明のサンプルは、先端部の光ファイバ
の配列がＶ字状で、孔列の角度が６０°、孔から外周ま
での距離は０．５ｍｍ以上とした。また、比較例の従来
のサンプルは先端部の光ファイバの配列が一直線状で、
孔列の角度が１８０°、孔から外周までの距離は本発明
同様０．５ｍｍ以上とした。

【００５６】その大きさの比較を表１に示す。

【００５７】

【表１】

【００５８】この結果より、従来の光ファイバ固定具１
０の外形が４．７５ｍｍであったのに対し、本発明の光
ファイバ固定具１０は外径が２．７５ｍｍとなり、従来
の５７．９％まで小型化することが出来た。

【００５９】以上より、本発明によれば、軸方向に光フ
ァイバ２を収納するための複数の貫通孔１ｂを有するフ
ェルール１に光ファイバ２を固定してなる多芯光ファイ
バ固定具１０において、フェルール１先端面１ａの貫通
孔１ｂの配列と後端部１ｄから外部にでた光ファイバ２
の配列を異ならせることにより、光ファイバ２の取り付
かない不要な部分の面積を小さくすることが出来、それ
によって小型化を実現することが出来た。

【００６０】

【発明の効果】このように、本発明によれば、軸方向に
光ファイバを収納するための複数の貫通孔を有するフェ
ルールに光ファイバを固定してなる多芯光ファイバ固定
具において、フェルール先端面の貫通孔の配列と後端部
から外部にでた光ファイバの配列が異なることにより、
光ファイバの取り付かない不要な部分の面積を小さくす
ることが出来、それによって研磨時間が短く出来うるこ
とと、光部品業界において要求されている小型化を実現
することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の多芯光ファイバ用固定具を示
す斜視図であり、（ｂ）はＸ−Ｘ断面図である。

【図２】（ａ）〜（ｉ）は本発明の多芯光ファイバ用固
定具において、貫通孔の配列を示す正面図である。

【図３】本発明の支持部材と押さえ部材を示す斜視図で
ある。

【図４】（ａ）〜（ｇ）は本発明の支持部材と押さえ部
材を示す断面図である。

【図５】従来の多芯光ファイバ固定具を示す斜視図であ
る。

【図６】従来の多芯光ファイバ固定具を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ フェルール １ａ 先端面 １ｂ 貫通孔 １ｄ 後端部 １ｅ 外周 １ｆ 内周 ２ 光ファイバ ２ａ 先端面 ３ 接着剤 ４ 支持部材 ４ａ 先端側 ４ｂ 後端側 ５ 押さえ部材 ５ａ 先端側 ５ｂ 後端側 １０ 光ファイバ固定具 １１ 溝 １２ 上蓋

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸方向に光ファイバを収納するための複数
   の貫通孔を有するフェルールに多芯の光ファイバを固定
   してなる多芯光ファイバ固定具において、フェルール先
   端面の貫通孔の配列と後端部における光ファイバの配列
   が異なることを特徴とする多芯光ファイバ固定具。
2. 【請求項２】上記多芯の光ファイバを挟み込むことによ
   りフェルールの先端面と後端部との光ファイバの配列を
   修正する手段を有することを特徴とする請求項１記載の
   多芯光ファイバ固定具。
3. 【請求項３】上記フェルール先端面における貫通孔の配
   列を円弧状、多角形状、Ｖ字状、十字状、Ｕ字状、Ｓ字
   状、Ｌ字状のうちいずれかに設定したことを特徴とする
   請求項１記載の多芯光ファイバ固定具。