JP2004117656A - Method for selecting ferrule, and method for manufacturing optical connector plug - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光コネクタを構成するプラグ側の一部品であるフェルールの選別方法及び光コネクタプラグの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、例えば、建物内の配線や機器への配線に使用される光ファイバケーブルや光ファイバコードの接続、すなわち、光ファイバ同士の光接続には、着脱自在な光コネクタが用いられている。
【0003】
このような光コネクタは、一般的に、光ファイバの先端を挿入保持するフェルールが固定された光コネクタプラグと、光コネクタプラグが相対向する双方から嵌合する光コネクタアダプタとから構成されている。
【0004】
また、光ファイバを挿入保持するフェルールは、通常、ジルコニアなどの硬いセラミックやガラス等で形成された光ファイバ挿入孔を有するフェルール用筒状体と、フェルール用筒状体の後端部に設けられて光ファイバ挿入孔の後端部と連通する中空孔を有するステンレス等の金属、プラスチック、セラミックス等で形成されたつば部材とで構成されている。そして、フェルール用筒状体の内部に設けられた光ファイバ挿入孔には、光ファイバ心線の先端の被覆を除去した光ファイバを挿通して、例えば、接着剤等で光ファイバとフェルールとを接着固定する。
【0005】
なお、最近では、上述した光コネクタプラグの光ファイバ同士を光コネクタアダプタを介して対向接続した際に、比較的低い挿入損失での光接続が望まれている。
【0006】
ここで、光ファイバ同士の光接続時の損失要因としては、例えば、光ファイバ相互間の軸ズレ、角度ズレ、間隙、光ファイバ端面品質、及び端面反射等が挙げられ、この中でも光ファイバ相互間の軸ズレが最も挿入損失を増大させる原因となることが一般的に知られている。
【0007】
このような光ファイバ相互間の軸ズレは、例えば、シングルモード(SM)の光ファイバを有する光コネクタプラグの場合、光接続時の基準となるフェルール用筒状体の外径に対する断面中心の位置と光ファイバのコア偏心との位置ズレによって発生する。
【0008】
このため、従来では、低損失の光コネクタプラグを保証するのに、例えば、コア偏心測定器やコア偏心測定システム等の測定機器を用いて各光コネクタプラグのコア偏心量を測定し、そのコア偏心量をユーザ側へ規格値として提供している(非特許文献1及び2参照)。
【0009】
なお、このようなコア偏心量の測定機器では、まず、V溝と押え部材との間にフェルール用筒状体を固定した状態でそのフェルール用筒状体に光を通し、光ファイバのコア位置をレンズで拡大して画像処理装置に取り込む。次に、フェルール用筒状体をV溝から外して、所定角度回転させて再びV溝に固定し、光ファイバのコア位置を再びレンズで拡大して画像処理装置に取り込む。そして、通常は、このような操作を4回行って各回転毎の光ファイバのコア位置を画像処理装置を用いて画像処理することにより、光ファイバのコア位置を推定し、このコア位置からコア偏心量を測定するようになっている。
【0010】
【非特許文献1】
NTT−AFTY、「光コネクタ研磨面測定装置 PSI−101型」、[online]、[平成14年8月27日検索]、インターネット<URL:http//www.ntt−afry.co.jp/meka/si_101.html>
【0011】
【非特許文献2】
NTT−AT、「コア偏心測定システム CENTROC」、[online]、[平成14年8月27日検索]、インターネット<URL:http://www.keytech.ntt−at.co.jp/optic1/prd_0028.html>
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したコア偏心量の測定方法では、フェルール用筒状体を各回転毎にV溝と押え部材との間に固定して測定するため作業性が非常に悪く、また、フェルールの端面にごみ等が付着する等の理由から、安定したコア偏心量を得るためには非常に手間がかかってしまう。
【0013】
すなわち、従来では、安定したコア偏心量を測定するために、フェルール用筒状体の回転毎のコア位置が所定の推定範囲に入った場合にのみコア偏心量を測定している。しかし、上述したように、コア偏心量の測定時の作業性が悪い等の理由から、各回転毎のコア位置が所定の推定範囲内に入らないことが頻繁に発生してしまう。このような場合には、コア位置が推定範囲内に入るまで繰り返し測定を行わなければならず、安定したコア偏心量を測定するまでには非常に手間がかかってしまう。
【0014】
したがって、コア偏心量を測定する作業効率は低くなり、製造コストが高くなってしまうという問題がある。このため、高価なマスタ用のフェルールを選別するのにはコスト的に対応できたとしても、安価な標準用のフェルールを選別するのにはコスト的に採算が合わないという問題がある。
【0015】
なお、上述したように、安定したコア偏心量を測定するのには手間がかかるため、光ファイバのコア位置を推定することは比較的難しいという問題もある。
【0016】
本発明はこのような事情に鑑み、低損失のフェルールを比較的容易に選別することができるフェルールの選別方法及び光コネクタプラグの製造方法を提供することを課題とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の第1の態様は、光ファイバを保持するフェルール用筒状体と、このフェルール用筒状体に固着され且つ複数の基準方向が決定できるつば部材とを具備するフェルールの選別方法において、光ファイバのコア位置が所定の基準位置にある第1のフェルールに対して第2のフェルールを対向接続させて当該第2のフェルールをその軸周りに回転して前記複数の基準方向毎に挿入損失を測定する工程と、当該挿入損失値が最小値となった前記基準方向の位置を偏心基準方向として決定する工程と、前記基準位置を座標中心とした各回転位置毎のコアの推定位置の座標を当該推定位置と前記座標中心との距離が前記挿入損失値に比例するものとして推定し且つ各回転位置毎の前記推定位置の座標から前記第2のフェルールの回転中心を算出すると共に当該回転中心に対する前記第2のフェルールのコアの推定位置をコア位置情報として算出する工程と、前記偏心基準方向と前記コア位置情報とから算出される前記第2のフェルールのコアの前記偏心基準方向に対するズレ角及び前記回転中心からのズレ量に基づいて選別する工程とを具備することを特徴とするフェルールの選別方法にある。
【0018】
本発明の第2の態様は、第1の態様において、前記第2のフェルールのコアの前記推定位置の座標を前記基準位置と前記挿入損失値の最小値とから相対的に求めることを特徴とするフェルールの選別方法にある。
【0019】
本発明の第3の態様は、第1又は2の態様において、前記第2のフェルールのコア位置の前記基準方向に対するズレ量が90°より小さい所定角度範囲のものを選別することを特徴とするフェルールの選別方法にある。
【0020】
本発明の第4の態様は、第1〜3の何れかの態様において、前記第1のフェルールと前記第2のフェルールとを光接続用スリーブを介して光接続することを特徴とするフェルールの選別方法にある。
【0021】
本発明の第5の態様は、第1〜4の何れかの態様のフェルールの選別方法により選別したフェルールを用いて組み立てることを特徴とする光コネクタプラグの製造方法にある。
【0022】
かかる本発明では、第1のフェルール(アジャスト用フェルール)と第2のフェルールとの光ファイバ同士の各回転位置毎の挿入損失値から第2のフェルールの回転中心とコア座標とを特定し、且つこれら回転中心とコア座標とからコア偏心量及びコア偏心方向を求めることにより、第2のフェルールのコア位置の基準方向に対するズレ角が所定角度範囲のものを選別することができる。また、これに加えてコア偏心量が所定量以下の第2のフェルールを選別することができる。これにより、低損失、例えば、0.1dB以下の第2のフェルールの選別が可能となる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【0024】
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る光コネクタプラグの分解斜視図であり、図2は、フェルールの概略図であって、(a)が斜視図であり、(b)が断面図であり、(c)が光ファイバの端面側の平面図である。
【0025】
図示するように、光コネクタプラグ10は、SC型の光コネクタアダプタに嵌合するプラグハウジング20と、プラグハウジング20内に嵌合するプラグフレーム30と、光接続を行う光ファイバ1を保持すると共にプラグフレーム30の後方から挿入されるフェルール40と、先端部がプラグフレーム30の後端部と係合するストップリング50と、フェルール40とストップリング50との間に保持されてフェルール40を軸方向先端側に向かって付勢する付勢ばね60とを具備する。フェルール40は、本実施形態では、光ファイバ1を保持するフェルール用筒状体41と、フェルール用筒状体41の一端部に固着されたつば部材42とから構成されている。
【0026】
フェルール用筒状体41は、略円筒形状を有し、その内部には軸方向に貫通して光ファイバ1を挿入保持する光ファイバ挿入孔43が設けられている。この光ファイバ挿入孔43の後端部には、内径が開口側に向かって漸大するテーパ部44が設けられている。このようなテーパ部44を設けることによって、光ファイバ挿入孔43に光ファイバ1を挿入した際に、光ファイバ1の先端がフェルール用筒状体41の端面に接触することで欠けたり、折れたりするのを防止することができる。
【0027】
なお、このようなフェルール用筒状体41の材質としては、例えば、ジルコニア等のセラミックス材料、プラスチック材料及び結晶化ガラス、ホウケイ酸ガラス、石英等のガラス材料等を挙げることができる。なお、フェルール用筒状体41の外径は、本実施形態では、2.5mmとした。
【0028】
ここで、上述した光ファイバ1は、本実施形態では、シングルモード(SM)であり、図2(c)に示すように、光ファイバ1のコア2と、このコア2を覆うクラッド3とから構成されている。そして、このような光ファイバ1同士の対向接続は、コア2同士を当接させることにより行われる。
【0029】
一方、つば部材42は、フェルール用筒状体41の一端部を嵌合させる嵌合孔45と、光ファイバ1の外周に被覆を施した光ファイバ心線4を挿入保持する光ファイバ心線挿入孔46と、嵌合孔45が開口する側の外周に円周方向に亘って半径方向に所定量突出するように設けられたつば部47とを有する。
【0030】
また、つば部47には、光ファイバ1のコアの偏心基準方向が決定できるキー溝48がその円周方向に亘って90ー間隔で4箇所に設けられている。ここで、光ファイバ1のコアの偏心基準方向とは、本実施形態では、光ファイバ1のコア2に最も近いキー溝48の位置を示す一方向のことである。
【0031】
なお、このようなキー溝48の数、位置、深さ及び形状等は、特に限定されず、フェルール40を位置決めさせるプラグフレーム30に応じて適宜決定すればよい。また、つば部材42の材質としては、例えば、ステンレス鋼、真鍮、鉄等の金属材料を挙げることができ、本実施形態では、ステンレス鋼を用いた。
【0032】
ここで、上述したフェルール40の組立工程について説明する。まず、フェルール用筒状体41をつば部材42の嵌合孔45に圧入する。次に、ストップリング50、付勢ばね60等を光ファイバ心線4に通した後、この光ファイバ心線4の先端の被覆を除去した光ファイバ1を光ファイバ挿入孔43内に接着剤(図示なし)を介して固定する。なお、このとき、光ファイバ心線挿入孔46内に光ファイバ心線4も接着剤を介して固定する。その後、フェルール用筒状体41の端面を光ファイバ1の端面と共に研磨する。これにより、上述したフェルール40が完成する。なお、その後は、後述するフェルール40の選別方法により選別したフェルール40をプラグフレーム30及びプラグハウジング20に固定することで光コネクタプラグ10となる。
【0033】
以下、図3〜図5および図9を参照して、上述したフェルール40の選別方法について説明する。なお、図3〜図5および図9は、本実施形態に係るフェルールの選別方法を説明する図である。
【0034】
まず、光ファイバ1のコア位置が所定の基準位置にあるアジャスト用フェルール70を用意する。
【0035】
例えば、本実施形態では、コア偏心測定器(NTT−AFTY「PSI−101型」)を用いてコア偏心量が0.99μmのアジャスト用フェルール70を用意した。このアジャスト用フェルール70のコア位置は、図3(a)に示すように、つば部材71のキー溝72の位置Aに一致、すなわち、最も近いキー溝72の位置Aに位置合わせされている。そして、このキー溝72の位置Aの方向を基準方向とした。
【0036】
次に、光源90に接続されたアジャスト用フェルール70をキー溝72の位置Aが所定方向、例えば、本実施形態では、鉛直方向上方となる所定位置で固定する。そして、図3(b)に示すように、アジャスト用フェルール70を光接続用スリーブ80の一方側の開口に挿入し、その後、光接続用スリーブ80の他方側の開口に光パワーメータ91に接続されたフェルール40を挿入することで光ファイバ1の端面同士を対向接続する。
【0037】
次いで、光接続用スリーブ80を介して両者を対向接続させた際の挿入損失、すなわち、光パワーメータ91により光接続時の光量の大きさ(光強度)を測定し、その後、フェルール40を所定角度ずつ回転させて挿入損失をそれぞれ測定する。
【0038】
例えば、本実施形態では、図3(c)に示すように、キー溝48をつば部47の円周方向に亘って90ー間隔で4箇所に設けたので、これらキー溝48を基準にフェルール40を半時計回りに90°ずつ回転させて光パワーメータ91から各回転毎のコア位置に対応した挿入損失値L1,L2,L3,L4を読み取った。
【0039】
その後、光パワーメータ91から読み取った各挿入損失値L1〜L4の最小値、すなわち、光強度が最大となった時にアジャスト用フェルール70の基準方向Aと一致したキー溝48を特定し、このキー溝48をフェルール40の偏心基準方向として決定する。
【0040】
例えば、本実施形態では、アジャスト用フェルール70の基準方向を鉛直方向上方としたので、挿入損失値が最小値を示した時、すなわち、フェルール40のコア位置がアジャスト用フェルール70のコア位置に接近した時の鉛直方向上方に位置するフェルール40のキー溝48をマーキングし、このマーク(図示なし)を付けたキー溝48の方向、すなわち、鉛直方向上方を偏心基準方向として決定する。
【0041】
また、本実施形態では、上述した偏心基準方向のキー溝48を基準として特定された光ファイバ1のコア位置からコア偏心量とコア偏心方向とを求め、これらコア偏心量及びコア偏心方向に基づいて低損失、例えば、0.1dB以下のフェルール40を選別するようにした。
【0042】
まず、フェルール40の仮想座標系上で、回転中心4の位置座標を推定する。
【0043】
具体的には、図9に示す様に各回転毎のコア位置に対応した挿入損失値L1,L2,L3,L4をコア2の位置座標とする。ここで設定した4点の位置座標(L1,0)、(0,L2)、(−L3,0)、(0,−L4)から最小二乗円を算出する。この最小二乗円の半径rがコア2のフェルール40の回転中心4に対する
ズレ量すなわちコア偏心量に相当し、回転中心4が仮想座標系に対してなす角θがコア偏心方向となる。
【0044】
ここで、コア偏心量に相当する半径rは、挿入損失値L1〜L4から算出したため、実際のコア偏心量に換算するためには、換算式が必要となる。
この換算式を求めるため、コア偏心量に相当する半径rと、比較のためコア偏心測定器(NTT−AFTY:「PSI−101型」)によって測定したフェルール40のコア偏心量(実測値)との相関関係を求めた。その結果を表1及び図6に示す。図6は、半径rとコア偏心量(実測値)との関係を示す図である。
このような関係から下記式(1)を求めた。
y=2.14x−0.02 (1)
x:半径r
y:コア偏心量(実測値)[μm]
そして、上述した方法により算出した半径rを上記式(1)に代入して算出したコア偏心量(換算値)とコア偏心測定器により測定したコア偏心量(実測値)とを比較した。
【0045】
【表1】
【0046】
表1に示すように、実施例1の換算値であるコア偏心量と、比較例1の実測値であるコア偏心量との差は、非常に小さいことが分かった。
【0047】
したがって、逆に、上記式(1)を予め求めておけば、挿入損失値L1〜L4を求めることにより、実測値に近いコア偏心量を求めることができることが確認できた。
【0048】
なお、上記式(1)のような換算式は、個々のアジャスト用フェルール70を基準とした場合の相関関数であるため、基準として使用するアジャスト用フェルール毎に求める必要がある。
【0049】
次に、図4に示す上述した方法で推定したフェルール40のコア2位置座標
(X1〜4,Y1〜4)と、アジャスト用フェルール70のコア位置座標(X0,Y0)から、軸ズレ量d1〜d4を求め、挿入損失値L1〜L4との関係を検証した。
【0050】
ここで、軸ズレ量dと挿入損失値Lとの関係を示した下記式(2)が一般的に知られており、実測した各軸ズレ量d1〜d4を下記式(2)に代入すれば挿入損失値L1′〜L4′が算出できる。なお、本実施形態では、L0=4.34(係数)、ω=5.0μmとした。
L=L0×(d/ω)2 (2)
L:挿入損失(dB)
L0:軸ズレのみを考慮した場合の係数
d:軸ズレ量(μm)
ω:モードフィールド半径(μm)
そして、挿入損失値L1〜L4(測定値)と、挿入損失値L1′〜L4′(推定値)とが相関関係を有しているか否かの検証を行った。その結果を図7に示す。なお、図7は、挿入損失値と軸ズレ量との関係を示すグラフである。
【0051】
図7に示すように、挿入損失値L1〜L4(測定値)と挿入損失値L1′〜L4′(推定値)とは、非常に近い相関関係があることは明らかである。この結果、測定した挿入損失値L1〜L4(測定値)は、実際の各軸ズレ量d1〜d4と相関した値を示していることが検証でき、上述したフェルール40の選別が有効であることが確認された。
【0052】
また、図7に示すように、挿入損失値L1〜L4(測定値)と挿入損失値L1′〜L4′(推定値)とも非常に近い相関関係を示しているから、逆に、測定した挿入損失値L1〜L4(測定値)から直接、各軸ズレ量d1〜d4を推定できることも明らかである。したがって、このように推定した各軸ズレ量d1〜d4からは、コア偏心量及びコア偏心方向を数学的に算出でき、これを用いてフェルール40の選別をすることができる。すなわち、測定した挿入損失値L1〜L4から軸ズレ量d1〜d4を推定し、これからコア偏心量及びコア偏心方向を算出することができ、これに基づいてフェルール40の選別することができる。なお、この場合には、上記式(1)は不要となる。
【0053】
以上説明したように、本実施形態では、アジャスト用フェルール70とフェルール40との光ファイバ1同士の各回転位置毎の挿入損失値L1〜L4からフェルール40の回転中心とアジャスト用フェルール70のコア座標(X0、Y0)を基準としたコア座標とを特定し、且つこれら回転中心とコア座標とからコア偏心量及びコア偏心方向を求めるようにしたので、フェルール40のコア位置の偏心基準方向Aに対するズレ角が、例えば、90°より小さい所定角度範囲のものを選別することができる。さらに、これに加えてコア偏心量が所定量以下のフェルール40を選別することができる。これにより、低損失、例えば、0.1dB以下のフェルール40の選別が可能となる。
【0054】
ここで、フェルール40の選別方法の具体例を挙げれば、例えば、90°より小さい所定角度範囲をコア偏心量及びコア偏心方向の何れか一方により規定した範囲で選別してもよく、または、両者を適宜組み合わせて規定した範囲で選別してもよい。
【0055】
また、コア偏心量やコア偏心方向が所定量より大きいもの同士を集めて低損失のフェルール40のグループを作ることもできる。例えば、より低い挿入損失値Lのフェルール40を選別するには、上述したフェルール40の偏心基準方向Aとコア偏心方向とのズレ角を小さく、例えば、60°とすればよい。なお、実際には、低損失のフェルール40を所定角度範囲毎にグループに分けし、同一のグループ同士のフェルール40を組み合わせて使用するようにした。
【0056】
このようなフェルール40の選別は、フェルール40のコア偏心量の相対値と実測値とは非常に近い相関が得られていることから、アジャスト用フェルール70に対するフェルール40の各回転位置毎の挿入損失値L1〜L4により求めた光ファイバ1のコア偏心量の相対値によって低損失のフェルール40を選別することができる。
【0057】
また、これらコア偏心量の相対値をアジャスト用フェルール毎に求めた相関関数、例えば、本実施形態では、上記式(1)で換算したコア偏心量の換算値から実際に近いコア位置情報を取得し、このコア位置情報に基づいてフェルール40を選別してもよい。このコア位置情報は、実測値に近いものであるため、選別したフェルール40の規格値として使用することができる。
【0058】
このように、本実施形態のフェルール40の選別方法では、従来の偏心方向位置合わせ工程、いわゆるアジャスト工程に準じて行うことができるので、工程数を増やすことなく低損失のフェルール40を選別することができる。また、コア偏心測定装置等を用いてマスタ用のフェルール40の選別していた工程も、本実施形態の選別方法に置き換えが可能となり、マスタ用のフェルール40を選別する工程数を少なくできる。しかも、マスタ用のフェルール40を選別するのは勿論のこと、従来のコア偏心測定器等に比べて安定したコア偏心量の算出が可能であるため、標準のフェルール40の選別にも適用できる。したがって、マスタ用や標準用といったフェルール40の用途に関係なく、0.1dB以下というマスタ並みの低い挿入損失のフェルール40を選別できる。
【0059】
また、上述したように、アジャスト用フェルール70とフェルール40とを光接続用スリーブ80を介して光接続するようにしたので、コア偏心測定装置等で回転毎にV溝と押え部材との間にフェルール40を固定する作業を省略できるため、作業性を向上できると共に、フェルール40の端面にごみ等が付着することもない。これらのことから、比較的安定した挿入損失値を測定することができる。したがって、コア偏心量やコア偏心方向を測定する作業効率を向上でき、製造コストを低く抑えることができるという効果もある。
【0060】
ここで、上述した方法により選別された低損失のフェルール40は、その後、図8(a)に示すように、光ファイバ1のコア位置の偏心方向を示すキー溝48のマーク(図示なし)を基準にしてプラグフレーム30に嵌合させる。次に、このプラグフレーム30の外周にプラグハウジング20を嵌合する。これにより、図8(b)に示すような光コネクタプラグ10が完成する。
【0061】
このように、本実施形態では、コア偏心の基準方向に対応するキー溝48に基づいてフェルール40をプラグフレーム30へ位置決め固定して光コネクタプラグ10を製造するようにしたので、この光コネクタプラグ10を用いて対向接続させた際には、光ファイバ1のコア位置が略一致し、低損失での光接続を行うことができる。
【0062】
また、上述したように、光ファイバ1のコアを所定量偏心させたアジャスト用フェルール70を基準とした低損失のフェルール40を選別し、且つ大量生産できるため、このフェルール40を用いて光コネクタプラグ10を製造することにより、常に安定した挿入損失での光接続が行える光コネクタプラグ10を実現できる。
【0063】
また、本実施形態の製造方法によれば、コア偏心測定装置等を用いて光ファイバのコア位置を画像処理により特定する工程を省略でき、且つマスタ並みの低い挿入損失での光接続が行えるフェルール40を選別して光コネクタプラグ10を製造できるため、光コネクタプラグ10をマスタ用として製造する際の工程数を実質的に少なくできる。これにより、大幅なコストの削減を図ることができる。
【0064】
さらに、マスタ用の光コネクタプラグの製造だけでなく、標準用の光コネクタプラグ10の製造にも採用できるため、マスタ並の低損失の光コネクタプラグ10を実現できる。
【0065】
(他の実施形態)
以上、本発明の各実施形態を説明したが、フェルールの選別方法及び光コネクタプラグの製造方法の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。
【0066】
例えば、上述した実施形態1では、SC型の光コネクタプラグを例示したが、シングルモード(SM)の光ファイバ1を有する光コネクタプラグであれば限定されず、例えば、MU型、FC型又はST型等の光コネクタプラグであってもよい。
【0067】
また、上述した実施形態1では、フェルール40を90°毎に回転した際の挿入損失値L1〜L4を測定したが、これに限定されず、フェルール40を少なくとも3回、すなわち、120°毎に回転した際の挿入損失値を測定するようにしてもよい。
【0068】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第1のフェルール(アジャスト用フェルール)のコア位置を座標中心とした各回転位置毎のコアの推定座標を、その推定座標と座標中心との距離が挿入損失値に相関するものとして推定し、コアの回転位置毎の推定座標から第2のフェルールの回転中心を算出すると共にその回転中心に対する第2のフェルールのコアの推定位置の座標をコア位置情報として算出するようにしたので、キー溝48の偏心方向とコア位置情報とからコア偏心量及びコア偏心方向を算出できる。そして、これらコア偏心量及びコア偏心方向に基づいて低損失の第2のフェルールを比較的容易に選別することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1に係る光コネクタプラグの分解斜視図である。
【図2】本発明の実施形態1に係るフェルールの概略図であって、(a)が斜視図であり、(b)が断面図であり、(c)が光ファイバの端面側の平面図である。
【図3】本発明の実施形態1に係るフェルールの選別方法を説明する図である。
【図4】本発明の実施形態1に係るフェルールの選別方法を説明する図である。
【図5】本発明の実施形態1に係るフェルールの選別方法を説明する図である。
【図6】コア偏心量(相対値)とコア偏心量(実測値)との関係を示す図である。
【図7】挿入損失値と軸ズレ量との関係を示すグラフである。
【図8】本発明の実施形態1に係る光コネクタプラグの製造方法を説明する図である。
【図9】本発明の実施形態1に係るフェルールの選別方法を説明する図である。
【符号の説明】
1 光ファイバ
2 コア
3 クラッド
4 回転中心
10 光コネクタプラグ
20 プラグハウジング
30 プラグフレーム
40 フェルール
41 フェルール用筒状体
42 つば部材
48 キー溝
50 ストップリング
60 付勢ばね
70 アジャスト用フェルール
80 光接続用スリーブ
90 光源
91 光パワーメータ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for selecting a ferrule, which is a component on a plug side of an optical connector, and a method for manufacturing an optical connector plug.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, detachable optical connectors have been used for connection of optical fiber cables and optical fiber cords used for wiring in buildings and wiring to equipment, that is, for optical connection between optical fibers.
[0003]
Such an optical connector generally includes an optical connector plug to which a ferrule for inserting and holding an end of an optical fiber is fixed, and an optical connector adapter to which the optical connector plug is fitted from both sides facing each other. .
[0004]
The ferrule for inserting and holding the optical fiber is usually provided at the rear end of the ferrule cylindrical body having an optical fiber insertion hole formed of hard ceramic such as zirconia or glass, or the like, and the ferrule cylindrical body. And a brim member made of metal such as stainless steel, plastic, ceramics or the like having a hollow hole communicating with the rear end of the optical fiber insertion hole. Then, an optical fiber from which the coating of the tip of the optical fiber core has been removed is inserted into the optical fiber insertion hole provided inside the ferrule cylindrical body, and the optical fiber and the ferrule are bonded with, for example, an adhesive. Adhere and fix.
[0005]
In recent years, when the optical fibers of the above-described optical connector plug are connected to each other via an optical connector adapter, optical connection with relatively low insertion loss is desired.
[0006]
Here, the loss factors at the time of optical connection between optical fibers include, for example, axis shift, angle shift, gap, optical fiber end face quality, and end face reflection between optical fibers. It is generally known that the misalignment causes the largest insertion loss.
[0007]
For example, in the case of an optical connector plug having a single mode (SM) optical fiber, the axial displacement between the optical fibers is determined by the position of the center of the cross section with respect to the outer diameter of the ferrule cylindrical body which is a reference at the time of optical connection. This is caused by a positional deviation between the optical fiber and the core eccentricity of the optical fiber.
[0008]
For this reason, conventionally, in order to guarantee a low-loss optical connector plug, the core eccentricity of each optical connector plug is measured using a measuring device such as a core eccentricity measuring device or a core eccentricity measuring system, and the core eccentricity is measured. The amount of eccentricity is provided to the user as a standard value (see Non-Patent
[0009]
In such a core eccentricity measuring device, first, light is passed through the ferrule cylindrical body in a state where the ferrule cylindrical body is fixed between the V groove and the holding member, and the core position of the optical fiber is adjusted. Is enlarged by a lens and taken into an image processing apparatus. Next, the ferrule cylindrical body is removed from the V-groove, rotated by a predetermined angle, and fixed to the V-groove again, and the optical fiber core position is again enlarged by a lens and taken into the image processing apparatus. Usually, by performing such an operation four times and performing image processing on the core position of the optical fiber for each rotation using an image processing apparatus, the core position of the optical fiber is estimated, and the core position is determined from the core position. The eccentricity is measured.
[0010]
[Non-Patent Document 1]
NTT-AFTY, "Optical connector polished surface measuring device PSI-101 type", [online], [searched on August 27, 2002], Internet <URL: http // www. ntt-afri. co. jp / meka / si — 101. html>
[0011]
[Non-patent document 2]
NTT-AT, "Core eccentricity measurement system CENTROC", [online], [searched on August 27, 2002], Internet <URL: http: // www. keytech. ntt-at. co. jp / optic1 / prd_0028. html>
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described method of measuring the amount of core eccentricity, the workability is extremely poor because the ferrule cylindrical body is fixed and measured between the V-groove and the holding member at each rotation, and the workability is extremely poor. It is very troublesome to obtain a stable core eccentricity due to the attachment of dust and the like.
[0013]
That is, conventionally, in order to measure a stable core eccentricity, the core eccentricity is measured only when the core position for each rotation of the ferrule cylindrical body falls within a predetermined estimation range. However, as described above, it often happens that the core position for each rotation does not fall within the predetermined estimation range due to poor workability when measuring the core eccentricity. In such a case, the measurement must be repeatedly performed until the core position falls within the estimated range, and it takes a lot of time to measure a stable core eccentricity.
[0014]
Therefore, there is a problem that the work efficiency of measuring the core eccentricity is low, and the manufacturing cost is high. For this reason, there is a problem that even if it is cost-effective to select an expensive master ferrule, it is not economically profitable to select an inexpensive standard ferrule.
[0015]
As described above, since it takes time and effort to measure a stable core eccentricity, there is also a problem that it is relatively difficult to estimate the core position of the optical fiber.
[0016]
In view of such circumstances, it is an object of the present invention to provide a method of selecting a ferrule and a method of manufacturing an optical connector plug which can relatively easily select a low-loss ferrule.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a ferrule including a ferrule tubular body for holding an optical fiber, and a ferrule fixed to the ferrule tubular body and capable of determining a plurality of reference directions. In the selection method, the second ferrule is connected to the first ferrule in which the core position of the optical fiber is at a predetermined reference position, and the second ferrule is rotated around its axis to rotate the plurality of reference ferrules. Measuring the insertion loss for each direction, determining the position of the reference direction in which the insertion loss value is the minimum as an eccentric reference direction, and a core for each rotation position with the reference position as the coordinate center. The second ferrule is estimated from the coordinates of the estimated position assuming that the distance between the estimated position and the coordinate center is proportional to the insertion loss value, and from the coordinates of the estimated position for each rotational position. Calculating a center of rotation and calculating an estimated position of the core of the second ferrule with respect to the center of rotation as core position information; and calculating a second ferrule calculated from the eccentricity reference direction and the core position information. A step of selecting based on a shift angle of the core with respect to the eccentricity reference direction and a shift amount from the rotation center.
[0018]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the coordinates of the estimated position of the core of the second ferrule are relatively determined from the reference position and the minimum value of the insertion loss value. There is a method of sorting ferrules.
[0019]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the second ferrule is selected in a predetermined angle range in which a shift amount of the core position of the second ferrule with respect to the reference direction is smaller than 90 °. In the method of sorting ferrules.
[0020]
A fourth aspect of the present invention is the ferrule according to any one of the first to third aspects, wherein the first ferrule and the second ferrule are optically connected to each other via an optical connection sleeve. In the sorting method.
[0021]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an optical connector plug, comprising assembling using a ferrule selected by the ferrule selecting method according to any one of the first to fourth aspects.
[0022]
According to the present invention, the rotation center and the core coordinates of the second ferrule are specified from the insertion loss value at each rotation position between the optical fibers of the first ferrule (adjustment ferrule) and the second ferrule, and By determining the core eccentricity and the core eccentric direction from the rotation center and the core coordinates, it is possible to select the second ferrule having a deviation angle of the core position with respect to the reference direction within a predetermined angle range. In addition, the second ferrule having the core eccentricity equal to or less than the predetermined amount can be selected. Thus, it is possible to select the second ferrule having a low loss, for example, 0.1 dB or less.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
[0024]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an exploded perspective view of an optical connector plug according to
[0025]
As shown in the figure, the
[0026]
The ferrule
[0027]
Examples of the material of the ferrule
[0028]
Here, the above-described
[0029]
On the other hand, the
[0030]
Further, the
[0031]
The number, position, depth, shape, and the like of the
[0032]
Here, the assembly process of the above-described
[0033]
Hereinafter, a method for selecting the above-described
[0034]
First, an adjusting
[0035]
For example, in this embodiment, an
[0036]
Next, the adjusting
[0037]
Next, the insertion loss when the two are connected to each other via the
[0038]
For example, in the present embodiment, as shown in FIG. 3C, the
[0039]
After that, each insertion loss value L read from the
[0040]
For example, in the present embodiment, since the reference direction of the
[0041]
In the present embodiment, the core eccentricity and the core eccentricity direction are obtained from the core position of the
[0042]
First, the position coordinates of the
[0043]
Specifically, as shown in FIG. 9, the insertion loss value L corresponding to the core position for each rotation is shown. 1 , L 2 , L 3 , L 4 Is the position coordinate of the
The angle θ formed by the
[0044]
Here, the radius r corresponding to the core eccentricity is the insertion loss value L 1 ~ L 4 , A conversion formula is needed to convert the actual core eccentricity.
In order to obtain this conversion formula, the radius r corresponding to the core eccentricity, the core eccentricity of the ferrule 40 (actually measured value) measured by a core eccentricity measuring device (NTT-AFTY: “PSI-101 type”) for comparison. Was determined. The results are shown in Table 1 and FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between the radius r and the amount of core eccentricity (actually measured value).
The following equation (1) was obtained from such a relationship.
y = 2.14x-0.02 (1)
x: radius r
y: Core eccentricity (actual measurement) [μm]
Then, the core eccentricity (converted value) calculated by substituting the radius r calculated by the above-described method into the above equation (1) was compared with the core eccentricity (actually measured value) measured by the core eccentricity measuring device.
[0045]
[Table 1]
[0046]
As shown in Table 1, it was found that the difference between the core eccentricity, which was the converted value of Example 1, and the core eccentricity, which was the measured value of Comparative Example 1, was very small.
[0047]
Therefore, conversely, if the above equation (1) is obtained in advance, the insertion loss L 1 ~ L 4 It has been confirmed that by calculating, the core eccentricity close to the actually measured value can be obtained.
[0048]
It should be noted that since the conversion equation such as the above equation (1) is a correlation function based on the
[0049]
Next, the
(X 1-4 , Y 1-4 ) And the core position coordinates (X 0 , Y 0 ), The axis deviation d 1 ~ D 4 And the insertion loss value L 1 ~ L 4 The relationship was verified.
[0050]
Here, the following equation (2) showing the relationship between the axis shift amount d and the insertion loss value L is generally known, and the actually measured axis shift amount d 1 ~ D 4 Into the following equation (2), the insertion loss value L 1 '~ L 4 'Can be calculated. In the present embodiment, L 0 = 4.34 (coefficient) and ω = 5.0 µm.
L = L 0 × (d / ω) 2 (2)
L: insertion loss (dB)
L 0 : Coefficient when only the axis deviation is considered
d: Axis shift (μm)
ω: mode field radius (μm)
And the insertion loss value L 1 ~ L 4 (Measured value) and insertion loss value L 1 '~ L 4 '(Estimated value) was verified to have a correlation. FIG. 7 shows the result. FIG. 7 is a graph showing the relationship between the insertion loss value and the amount of misalignment.
[0051]
As shown in FIG. 7, the insertion loss value L 1 ~ L 4 (Measured value) and insertion loss value L 1 '~ L 4 It is clear that there is a very close correlation with '(estimated value). As a result, the measured insertion loss value L 1 ~ L 4 (Measured value) is the actual amount of misalignment d of each axis 1 ~ D 4 Can be verified, and it was confirmed that the selection of the
[0052]
In addition, as shown in FIG. 1 ~ L 4 (Measured value) and insertion loss value L 1 '~ L 4 '(Estimated value) shows a very close correlation, and conversely, the measured insertion loss value L 1 ~ L 4 (Measured value) directly from each axis deviation d 1 ~ D 4 It is clear that can be estimated. Therefore, each axis shift amount d thus estimated 1 ~ D 4 From, the core eccentric amount and the core eccentric direction can be mathematically calculated, and the
[0053]
As described above, in the present embodiment, the insertion loss value L at each rotational position of the
[0054]
Here, as a specific example of the method of selecting the
[0055]
Further, a group of
[0056]
In the selection of the
[0057]
In addition, in the present embodiment, core position information that is close to the actual value is obtained from the converted value of the core eccentricity calculated by the above equation (1). Then, the
[0058]
As described above, according to the method for selecting the
[0059]
Further, as described above, since the
[0060]
Here, the low-
[0061]
As described above, in the present embodiment, the
[0062]
Further, as described above, since the low-
[0063]
Further, according to the manufacturing method of the present embodiment, the step of specifying the core position of the optical fiber by image processing using the core eccentricity measuring device or the like can be omitted, and the ferrule can perform optical connection with insertion loss as low as that of the master. Since the
[0064]
Furthermore, since the present invention can be employed not only for manufacturing the optical connector plug for the master but also for manufacturing the
[0065]
(Other embodiments)
The embodiments of the present invention have been described above, but the basic configurations of the ferrule selection method and the optical connector plug manufacturing method are not limited to those described above.
[0066]
For example, in the first embodiment described above, the SC type optical connector plug is exemplified, but the optical connector plug having the single mode (SM)
[0067]
Further, in the first embodiment described above, the insertion loss value L when the
[0068]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the estimated coordinates of the core at each rotation position with the core position of the first ferrule (adjustment ferrule) as the coordinate center are determined by calculating the distance between the estimated coordinate and the coordinate center. It is estimated as correlating with the insertion loss value, the rotation center of the second ferrule is calculated from the estimated coordinates for each rotation position of the core, and the coordinates of the estimated position of the core of the second ferrule with respect to the rotation center are core position information. , The core eccentric amount and the core eccentric direction can be calculated from the eccentric direction of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of an optical connector plug according to
FIGS. 2A and 2B are schematic views of a ferrule according to
FIG. 3 is a diagram illustrating a ferrule selection method according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a ferrule selection method according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a ferrule selection method according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between a core eccentricity (relative value) and a core eccentricity (actually measured value).
FIG. 7 is a graph showing a relationship between an insertion loss value and an axis shift amount.
FIG. 8 is a diagram illustrating a method for manufacturing the optical connector plug according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating a ferrule selection method according to the first embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Optical fiber
2 core
3 clad
4 Center of rotation
10 Optical connector plug
20 Plug housing
30 Plug frame
40 Ferrule
41 Tubular body for ferrule
42 brim member
48 keyway
50 Stop Ring
60 biasing spring
70 Adjusting Ferrule
80 Optical connection sleeve
90 light source
91 Optical Power Meter
Claims (5)
光ファイバのコア位置が所定の基準位置にある第1のフェルールに対して第2のフェルールを対向接続させて当該第2のフェルールをその軸周りに回転して前記複数の基準方向毎に挿入損失を測定する工程と、当該挿入損失値が最小値となった前記基準方向の位置を偏心基準方向として決定する工程と、前記基準位置を座標中心とした各回転位置毎のコアの推定位置の座標を当該推定位置と前記座標中心との距離が前記挿入損失値に相関するものとして推定し且つ各回転位置毎の前記推定位置の座標から前記第2のフェルールの回転中心を算出すると共に当該回転中心に対する前記第2のフェルールのコアの推定位置をコア位置情報として算出する工程と、前記偏心基準方向と前記コア位置情報とから算出される前記第2のフェルールのコアの前記偏心基準方向に対するズレ角及び前記回転中心からのズレ量に基づいて選別する工程とを具備することを特徴とするフェルールの選別方法。A ferrule cylindrical body for holding an optical fiber, and a method of selecting a ferrule including a collar member fixed to the ferrule cylindrical body and a plurality of reference directions can be determined,
The second ferrule is connected to the first ferrule in which the core position of the optical fiber is at the predetermined reference position, and the second ferrule is rotated around its axis to insert the second ferrule in each of the plurality of reference directions. Measuring the position of the reference direction in which the insertion loss value is the minimum value as the eccentric reference direction, and the coordinates of the estimated position of the core for each rotation position with the reference position as the coordinate center Is estimated as the distance between the estimated position and the coordinate center correlates with the insertion loss value, the rotation center of the second ferrule is calculated from the coordinates of the estimated position for each rotation position, and the rotation center is calculated. Calculating the estimated position of the core of the second ferrule with respect to the core position information, and calculating the core of the second ferrule calculated from the eccentricity reference direction and the core position information. Selection method of the ferrule, characterized by comprising the step of selecting, based on the amount of deviation from the deviation angle and the rotation center relative to the eccentric reference direction.
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