JP2003227963A

JP2003227963A - ロッドレンズ付リボン光ファイバおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2003227963A
Application number: JP2002024763A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Fujii; 善之藤井; Kenichi Nakatate; 健一中楯; Kouji Tsumanuma; 孝司妻沼
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2002-01-31
Filing date: 2002-01-31
Publication date: 2003-08-15

Abstract

(57)【要約】【課題】光通信分野において光回路部品と通信用光フ
ァイバとを効率よく一括接続できるロッドレンズを具備
したロッドレンズ付き光ファイバを利用したロッドレン
ズ付リボン光ファイバおよびその製造方法を提供するこ
とを目的とする。【解決手段】光ファイバ心線の先端部分の被覆が除去
されてクラッドが露出した裸の光ファイバの先端に石英
系のGRIN（Gradient Index）ロッドレンズが融着され
て成るロッドレンズ付き光ファイバが複数本引き揃えら
れ、これ等の光ファイバを一枚のリボン状に成形するよ
うに構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光ファイバの先
端に石英系のＧＲＩＮロッドレンズが熱融着されて成る
ロッドレンズ付き光ファイバを利用したリボン光ファイ
バおよびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバ通信の適用領域が拡大して高
度化、多様化するにつれて光ファイバ通信システムにお
ける光回路部品がシステムの性能や機能を決める重要な
要素となる。

【０００３】そして、光ファイバと光回路部品、あるい
は発光素子、受光素子とを効率よく低損失で接続する際
に、レンズは重要な構成要素となる。

【０００４】このため、図８（ａ）、（ｂ）に示される
ように例えば半導体レーザの光を効率よく光ファイバに
入射させるために筒状のレンズホルダ１とその先端に装
着された非球面レンズ２Ａあるいは多成分系屈折率分布
型のロッドレンズ２Ｂを固定してなる集光部品３を光フ
ァイバ心線４の先端に装着したものが知られている。

【０００５】さらに図８（ｃ）に示されるように光ファ
イバ心線４の先端に球面レンズ２Ｃを一体に融着したも
のが知られている。

【０００６】一方、（１）特開平６−２３５８６８号お
よび（２）特開平７−３３３４６３号には、主としてイ
メージ光ファイバの分野において光ファイバの先端に石
英系の屈折率分布型ロッドレンズを一体に融着したもの
が開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記図８
（ａ）〜（ｃ）に示されるものは、光ファイバ心線４の
外径、約１２５μｍに対してレンズ２の外径が数ｍｍと
大きいので光ファイバ心線を光ファイバアレイに形成し
かつ集光部品３もまたアレイに形成した場合、光ファイ
バアレイの正面サイズに比べて集光部品の正面サイズが
相対的に大きくなり、この集光部品アレイをコンパクト
にすることが物理的に無理であり、したがって相互のア
レイを一括接続するように構成することが出来ない。

【０００８】さらに、前記多成分系屈折率分布型のロッ
ドレンズ２は石英系ではないためこのレンズ２を石英系
の光ファイバに融着接続させることが出来ない。

【０００９】また、集光部品３のそれぞれのレンズと各
光ファイバ先端との位置合わせの調整が煩雑である。

【００１０】さらにまた前記引用文献（１）特開平６−
２３５８６８号および（２）特開平７−３３３４６３号
に開示されるものは、発明の利用分野が主としてイメー
ジファイバに関するものであり、光通信の分野において
利用されるものではない。

【００１１】この発明は、光通信分野において光回路部
品と通信用の光ファイバとを効率よく低損失で、かつ一
括接続できるレンズを具備したロッドレンズ付き光ファ
イバを利用したロッドレンズ付リボン光ファイバおよび
その製造方法を提供することを目的とする

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、第１の課題解決手段は光通信用光ファイバ素線の先
端部分の保護被覆が除去されてクラッドが露出された裸
の光ファイバの先端に屈折率が一様ではなく連続的に変
化する石英系のGRIN（Gradient Index）ロッドレンズ
を融着して構成される光ファイバを一定の間隔を保って
複数本、平行に引き揃えこれ等の光ファイバを共通の支
持手段によって一枚のリボン状に成形して構成されるも
のである。

【００１３】第２の課題解決手段は、第１の課題解決手
段においてそのGRINロッドレンズの外径が光ファイバク
ラッドの外径以上であり、かつ光ファイバの保護被覆の
外径以下であるように構成したものである。

【００１４】第３の課題解決手段は、複数本の光通信用
光ファイバ素線を共通の支持手段によってリボン状に形
成したリボンファイバを用意し、このリボンファイバの
各光ファイバ素線先端部の保護被覆を除去して裸の光フ
ァイバ、つまりクラッド部分を口出しする工程と、この
裸の光ファイバ先端を一列に切り揃える工程と、GRINロ
ッドレンズの長尺体が複数本、平行に引き揃えられ、こ
れが保護シースによってリボン状に形成されたリボンロ
ッドレンズを用意し、このリボンロッドレンズの先端部
の保護シースを除去して裸の長尺ロッドレンズを口出し
する工程と、この裸の長尺ロッドレンズの先端を一列に
切り揃える工程と、前記先端が切り揃えられた光ファイ
バと長尺ロッドレンズとの先端をそれぞれ突き合わせて
固定し、その突合せ面を融着接続する工程と、その融着
接続部から単位ロッドレンズの長さ分だけリボンロッド
レンズ側に寄った位置で長尺ロッドレンズ群を切断する
工程とを有するように構成される。

【００１５】４の課題解決手段は、第３の課題解決手段
において、切断された単位ロッドレンズの先端部を放電
などによって一定時間、加熱するように構成される。

【００１６】第１の課題解決手段による作用は、多芯の
通信用光ファイバの先端にレンズが一体に形成されるの
でアレイ、その他の装置へ一括して組み込むことが出来
る。この際に、レンズと光ファイバとの位置合わせ、軸
合わせがほとんど不要になる。

【００１７】第２の課題解決手段による作用は、リボン
状に整列させやすくなる。

【００１８】第３の課題解決手段による作用は、全ての
ロッドレンズの長さを精確に揃えて製造することが出来
る。

【００１９】第４の課題解決手段による作用は、ロッド
レンズの表面の形状や状況を改良することが出来る。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態とし
て図面を参照してこの発明の一実施例について詳しく説
明する。

【００２１】図１（ａ）、（ｂ）および図２（ａ）、
（ｂ）はこの発明に係る一実施例を示すものであって、
光通信用光ファイバ心線４の先端部分における被覆５が
除去されて光ファイバのクラッド６が露出される。この
クラッド６の先端に石英系のGRIN（Gradient Index）
ロッドレンズ７が融着されてロッドレンズ付き光ファイ
バが構成される。

【００２２】ここで石英系のGRIN（Gradient Index）
ロッドレンズ７とは、屈折率が一様ではなく連続的に変
化するロッド状のレンズであって、ここでは光線をレン
ズ媒質内で放物線状に屈折させるレンズのことである。
ガラスの両側で自己収束（セルフ・フォーカシング）に
よる結像作用を持っているのが特徴である。

【００２３】そしてこのロッドレンズ７の外径は図１
（ｂ）に示されるように裸の光ファイバのクラッドの外
径以上でありかつ光ファイバ心線の被覆５の外径以下で
あることが望ましい。

【００２４】さらに前記ファイバ心線４は光ファイバ素
線（裸の光ファイバに紫外線硬化型樹脂またはその他の
樹脂が被覆されたもの）および光ファイバ心線（光ファ
イバ素線にポリアミド樹脂、その他の樹脂が二次被覆さ
れたもの）の両方を観念するものとする。

【００２５】そして、前述のようにして構成されたロッ
ドレンズ付き光ファイバは図２に示されるように複数
本、例えば４芯（４本）平行に引き揃えられて第三の共
通の被覆層、例えば紫外線樹脂あるいはその他の樹脂を
被覆するか又は光ファイバ心線４自体の被覆を互いに融
着、あるいは接着するか、さらにはリジッドな基板上、
一対の基板間に剥離自在に支持することによって全体と
して一枚のロッドレンズ付リボン光ファイバ８が構成さ
れる。

【００２６】次にこのロッドレンズ付リボン光ファイバ
の製造方法について説明する。

【００２７】図３および図４〜図６に示される各工程
（ａ）〜（ｋ）はロッドレンズ付リボン光ファイバの製
造方法を示すものであって、まず（ａ）：前記複数本の
光ファイバ心線４が第三の共通の樹脂被覆層によって、
または各光ファイバ心線４の保護被覆層同士が互いに融
着、あるいは接着されて全体として一枚のリボン状に形
成されたリボンファイバ１８を用意し、このリボンファ
イバの各光ファイバ心線の先端部被覆を除去して裸の光
ファイバ６を口出しする。

【００２８】（ｂ）〜（ｃ）：次に、これを加工台のク
ランプ機構９に固定して、前記裸の光ファイバ６の先端
をカッター等の切断工具によって一列に切り揃える。

【００２９】このとき前記裸の光ファイバ先端が精確に
所定の長さ（ｌ）を持って一列に切り揃えるために加工
台のクランプ機構９の外側に切断工具の枠体（図示は省
略）を位置決めするための切断工具位置決めアダプタ１
０を装着することが出来る。

【００３０】（ｄ）：次に、図３に示されるような前記
GRINロッドレンズ７の長尺体７Aが複数本、平行に引き
揃えられ、これが保護シース７Bによって一枚のリボン
状に形成されたリボンロッドレンズを用意し、このリボ
ンロッドレンズの先端部の保護シース７Bを除去して裸
の長尺ロッドレンズ７Aを口出しする。

【００３１】（ｅ）〜（ｆ）：この裸の長尺ロッドレン
ズ７Aの先端を一列に切り揃える。この際、長尺ロッド
レンズ７Aの先端が精確にその先端が所定の長さ（ｍ）
を持って切り揃えられるように、リボンロッドレンズを
加工台のクランプ機構１１に固定し、このクランプ機構
１１の外側に切断工具の枠体（図示は省略）を固定する
ための切断工具固定アダプタ１２を装着することが出来
る。

【００３２】（ｇ）〜（ｈ）：切り揃えられた光ファイ
バと長尺ロッドレンズとの先端同士をそれぞれ突き合わ
せて固定し、その突合せ面を公知の融着接続装置（図示
は省略）によって融着接続する。この融着接続工程によ
って光ファイバ心線の裸の光ファイバ先端と裸の長尺ロ
ッドレンズ７Aの先端とが融着接続されて融着接続部１
３が形成される。

【００３３】（ｉ）〜（ｊ）：前記融着接続部１３の位
置から単位ロッドレンズ７の長さ（ｎ）の分だけリボン
ロッドレンズ側に寄った位置で長尺ロッドレンズ群が切
断工具（図示は省略）によって切断される。

【００３４】このとき、単位ロッドレンズ７の長さ
（ｎ）だけリボンロッドレンズ側に寄った位置が正しく
決められるように、前記クランプ機構９の端面とこのク
ランプ機構９の外側に装着された切断工具の枠体（図示
は省略）を位置決めする切断工具位置決めアダプタ１０
のフレーム内面１０Aとの間に単位ロッドレンズ７の長
さ（ｎ）に等しい厚さを有する基準スペーサ１４が挿入
されて切断される。

【００３５】（ｋ）：長尺ロッドレンズ群が切断された
後、クランプ機構、アダプタ等が外されてこの発明に係
るロッドレンズ付リボン光ファイバ８が得られる。

【００３６】最後にこのロッドレンズ付リボン光ファイ
バのロッドレンズ７の先端が放電手段、その他の加熱手
段等によって加熱されて仕上げ加工が施される。

【００３７】この加熱仕上げ加工工程の目的と作用は次
のとおりである。

【００３８】加熱条件はレンズガラスの光学的特性に影
響の無い範囲内でレンズの表面のみが溶融できる適切な
加熱条件を選択する。

【００３９】（１）ロッドレンズの表面のみが溶融され
て、ロッドレンズ表面に発生した微小な傷、突起が除去
される。

【００４０】（２）レンズ端面の角部が僅かに丸められ
てレンズの機械的性能が向上する。

【００４１】（３）レンズ端面全体を球面形状に変形し
た場合はレンズの収差が軽減される。

【００４２】次にこの発明に係るロッドレンズ付光ファ
イバおよびロッドレンズ付リボン光ファイバの用途の一
例について説明する。

【００４３】ロッドレンズ付リボン光ファイバ８は図７
（ａ）〜（ｃ）に示されるように、支持枠２０に装着し
て光ファイバアレイ２１が形成され、マイクロレンズア
レイ等の受光素子３０、AWG（Array Wave Guide）や光
スイッチ等のアレイ型導波路３１、さらにはMEMS光スイ
ッチ３２と接続して使用することが出来る。

【００４４】なお、この場合ロッドレンズ付リボン光フ
ァイバ８は複数枚、積層して使用することが出来る。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように第１の発明によれ
ば、多芯の通信用光ファイバの先端にレンズが一体に形
成されているのでアレイ、その他の装置へ一括して簡単
に組み込むことが出来る。この際に、レンズと光ファイ
バとの位置合わせ、軸合わせがほとんど不要になる。

【００４６】第２の発明によれば、精確にリボン状に整
列させることができる。

【００４７】第３の発明によれば、全てのロッドレンズ
の長さが精確に同一に揃えられたロッドレンズ付リボン
光ファイバを製造することが出来る。

【００４８】第４の発明によれば、ロッドレンズの表面
の形状や機能を改良することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）この発明に使用されるロッドレンズ付き
光ファイバを示す正面図、（ｂ）この発明に使用される
ロッドレンズ付き光ファイバの他の一例を示す正面図。

【図２】（ａ）この発明に係るロッドレンズ付リボン光
ファイバの一例を示す平面図、（ｂ）この発明に係るロ
ッドレンズ付リボン光ファイバの他の一例を示す平面
図。

【図３】この発明に使用されるリボンロッドレンズを示
す平面図。

【図４】この発明に係るロッドレンズ付リボン光ファイ
バの製造方法の一例を示す（ａ）〜（ｃ）までの工程を
示す説明図。

【図５】この発明に係るロッドレンズ付リボン光ファイ
バの製造方法の一例を示す（ｄ）〜（ｈ）までの工程を
示す説明図。

【図６】この発明に係るロッドレンズ付リボン光ファイ
バの製造方法の一例を示す（ｉ）〜（ｋ）までの工程を
示す説明図。

【図７】（ａ）この発明に係るロッドレンズ付き光ファ
イバの実施状況の一例を示す平面図、（ｂ）この発明に
係るロッドレンズ付き光ファイバの他の実施状況を示す
平面図、（ｃ）この発明に係るロッドレンズ付き光ファ
イバの他の実施状況を示す平面図。

【図８】（ａ）非球面レンズを利用した従来の光ファイ
バ用集光部品、（ｂ）多成分系屈折率分布型レンズを利
用した従来の光ファイバ用集光部品、（ｃ）球面レンズ
を利用した従来の光ファイバ用集光部品。

【符号の説明】

４---光ファイバ心線、５---光ファイバ心線の被覆、６
---光ファイバのクラッド、７---ロッドレンズ、７Ａ--
-長尺ロッドレンズ、８---ロッドレンズ付きリボン光フ
ァイバ、９---クランプ機構、10---切断工具位置決めア
ダプタ、１１---クランプ機構、１２---切断工具固定ア
ダプタ、１３---融着接続部、１４---基準スペーサ、２
０---支持枠、３０---受光素子、３１---アレイ型導波
路、３２---MEMS光スイッチ

フロントページの続き (72)発明者妻沼孝司千葉県佐倉市六崎1440 株式会社フジクラ佐倉事業所内Ｆターム(参考） 2H001 BB15 KK02 MM01 2H037 AA01 BA03 BA05 BA12 BA14 BA32 CA16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ファイバ心線の先端部分の被覆が除去
されてクラッドが露出した裸の光ファイバの先端に石英
系のGRIN（Gradient Index）ロッドレンズが融着され
て成るロッドレンズ付き光ファイバが複数本引き揃えら
れ、これ等の光ファイバが一枚のリボン状に成形されて
成るロッドレンズ付リボン光ファイバ。
【請求項２】前記GRINロッドレンズの外径が光ファイ
バクラッドの外径以上であり、かつ光ファイバの被覆の
外径以下であることを特徴とする請求項１記載のロッド
レンズ付リボン光ファイバ。
【請求項３】複数本の光ファイバ心線が一枚のリボン
状に形成されたリボンファイバを用意し、このリボンフ
ァイバの各光ファイバ素線先端部の保護被覆を除去して
裸の光ファイバを口出しする工程と、この裸の光ファイ
バ先端を一列に切り揃える工程と、GRINロッドレンズの
長尺体が複数本、平行に引き揃えられ、これが保護シー
スによってリボン状に形成されたリボンロッドレンズを
用意し、このリボンロッドレンズの先端部の保護シース
を除去して裸の長尺ロッドレンズを口出しする工程と、
この裸の長尺ロッドレンズの先端を一列に切り揃える工
程と、前記先端が切り揃えられた光ファイバと長尺ロッ
ドレンズとの先端をそれぞれ突き合わせて固定し、その
突合せ面を融着接続する工程と、その融着接続部から単
位ロッドレンズの長さ分だけリボンロッドレンズ側に寄
った位置で長尺ロッドレンズ群を切断する工程とを有す
ることを特徴とするロッドレンズ付リボン光ファイバの
製造方法。
【請求項４】切断された前記単位ロッドレンズの先端
部を加熱による仕上げ加工を付与することを特徴とする
請求項３記載のロッドレンズ付リボン光ファイバの製造
方法。