JP2005003871A

JP2005003871A - 光コネクタ

Info

Publication number: JP2005003871A
Application number: JP2003166464A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Kitabayashi; 和大北林; Tetsuya Sakai; 哲弥酒井
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2003-06-11
Filing date: 2003-06-11
Publication date: 2005-01-06

Abstract

【課題】一対の光ファイバの端部にそれぞれ装着されたフェルール同士を接触させることなく、高精度に光ファイバの光学的な接続を可能とする光コネクタを提供する。
【解決手段】光ファイバ心線１１、１２の各端部に、フェルール２１、２２がそれぞれ装着され、フェルール２１、２２がスリーブ３０内で互いに突き合わされて、光ファイバ心線１１、１２が光学的に接続される光コネクタ１０において、フェルール２１、２２の端面間に隙間２５を設ける。隙間２５を３００μｍ以下とする。スリーブ３０の長さをＤ_１、スリーブ３０内に挿入されるフェルール２１、２２の長さの和をＤ_２とすると、０＜Ｄ_１−Ｄ_２≦３００μｍである。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高精度に光ファイバを接続する光コネクタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エルビウム（Ｅｒ）、ネオジウム（Ｎｄ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ホルミウム（Ｈｏ）などの希土類元素が添加された石英ガラスやフッ化物ガラスをホストガラスとした光ファイバ（以下、「希土類元素添加光ファイバ」と称する。）をレーザ媒質とした光ファイバレーザや光ファイバ増幅器が盛んに研究されている。
【０００３】
光ファイバレーザは、高効率で、装置を小型化できる上に、レーザ発振媒質と伝搬媒質に同じものを用いることができるという特徴がある。この特徴を生かして、光ファイバレーザは、光通信、光センサ、材料加工、医療などの幅広い分野で活用されている。
【０００４】
図４は、一般的な光ファイバレーザを示す概略構成図である。
図４に示した光ファイバレーザは、希土類添加光ファイバ１０１と、この両端に配された共振器ミラー１１３ａ、１１３ｂと、この共振器ミラー１１３ａ、１１３ｂを介して希土類添加光ファイバ１０１の両端に対向するように配された光結合部１１２、１１４と、光結合部１１２の入力側に対向するように配された励起光源１１１と、光結合部１１４の出力側に一端が対向するように配された出力光ファイバ１０２とから概略構成されている。
【０００５】
この光ファイバレーザでは、希土類添加光ファイバ１０１は、所望の出力特性を示すように長さが調整されている。
共振器ミラー１１３ａ、１１３ｂとしては、例えば、特定の波長の光のみを反射する特性を有する誘電体多層膜が用いられている。
これらの希土類添加光ファイバ１０１と、共振器ミラー１１３ａ、１１３ｂとにより、光学的共振器を形成している。
【０００６】
励起光源１１１は、希土類添加光ファイバ１０１に励起光を注入するためのものである。励起光源１１１から出力された出力光は、対向して配された２つの光学レンズ１１２ａ、１１２ｂからなる光結合部１１２によって希土類添加光ファイバ１０１に入力される。
【０００７】
光結合部１１２によって希土類添加光ファイバ１０１に入力された光は、希土類添加光ファイバ１０１によってレーザ光となり、このレーザ光は対向して配された２つの光学レンズ１１４ａ、１１４ｂからなる光結合部１１４によって出力光ファイバ１０２に入力される。
【０００８】
このような光ファイバレーザでは、希土類添加光ファイバ１０１から出力されたレーザ光の一部は、光学レンズ１１４ａ、１１４ｂによって反射され、反射されたレーザ光が再び共振器ミラー１１３ｂに入射すると、レーザ動作が不安定になることが知られている。このレーザ動作の不安定性を解消するための方法としては、例えば、特許文献１に開示されている方法が挙げられる。
【０００９】
特許文献１記載の方法によれば、レーザ動作の不安定性を解消するために、共振器ミラー１１３ｂと光学レンズ１１４ａとの間隔を、レーザ発振波長と、共振器ミラー１１３ｂと光学レンズ１１４ａとの間の媒体の屈折率によって規定する。例えば、レーザ光の波長が１．０９μｍの場合には、共振器ミラー１１３ｂと光学レンズ１１４ａとの間隔を５．９μｍ以下にしなければならないことが開示されている。
【００１０】
また、図５は、特許文献１に記載されている実施例を示す概略構成図である。
この実施例では、希土類添加光ファイバ１２１の両端に、一方の端面に誘電体多層膜ミラー１２２、１２３が設けられた光コネクタ１２４、１２５が装着されている。誘電体多層膜ミラー１２２、１２３は、図４に示した光ファイバレーザにおける共振器ミラー１１３ａ、１１３ｂに相当する。
【００１１】
シングルモード光ファイバ１２６の両端にも、一方の端面に誘電体多層膜ミラー１２７、１２８が設けられた光コネクタ１２９、１３０が装着されているから、これらの光コネクタにより、希土類添加光ファイバ１２１とシングルモード光ファイバ１２６との接続が可能である。これにより、図４に示したような光学レンズ１１４ａ、１１４ｂが不要となる。
【００１２】
このように、光コネクタを用いることにより、高精度に光ファイバ同士を接続することが可能となる。したがって、レーザ動作の不安定性を解消するために必要とされる、光コネクタ１２９、１３０にそれぞれ設けられた誘電体多層膜１２３、１２７の間隔ｄを数μｍ以下とした接続を実現する。
【００１３】
光コネクタ同士の接続では、通常、球面研磨または平面研磨したコネクタ端面に、誘電体多層膜などを蒸着により設けて、誘電体多層膜における光ファイバが存在する部分同士が接触するように接続がなされる。
しかしながら、コネクタ端面に設けられた誘電体多層膜は非常に傷付き易いため、上述のようにコネクタ端面同士を物理的に接触させる方法では、コネクタの着脱によって誘電体多層膜が磨耗したり、摩擦による傷や、塵埃の付着によって誘電体多層膜が損傷するおそれがある。
【００１４】
そこで、コネクタ端面をバフ研磨して、コネクタ同士を接続する場合がある。この場合、コネクタ端面を平面研磨した後、さらにもう一段階研磨を行なう。
バフ研磨は、コネクタ材質と光ファイバ材質（ガラス）の硬度の差を利用して光ファイバのみを研磨する方法で、コネクタ端面から光ファイバ部が凹むように研磨することができる。このようにして、コネクタ同士を接続すれば、光ファイバ部に設けられた誘電体多層膜を損傷し難くすることができる。
【００１５】
【特許文献１】
特許２６０８１０４号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、バフ研磨を用いても、依然としてフェルール部では、コネクタ端面同士を接触させての接続となる。したがって、フェルール部では膜が損傷するおそれがあり、もし損傷すれば、それによる亀裂が光ファイバ部まで達する可能性がある。また、バフ研磨では研磨時に通常は水を使用する。一方、光ファイバレーザでは、ホストガラスとして石英ではなく、フッ化物ガラスが用いられることが多い。フッ化物ガラスは潮解性を示すことが知られており、水を使用しての研磨は適用できないという問題もある。
【００１７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、一対の光ファイバの端部にそれぞれ装着されたフェルール同士を接触させることなく、高精度に光ファイバの光学的な接続を可能とする光コネクタを提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、一対の光ファイバの各端部に、一対の端面に誘電体多層膜が設けられたフェルールがそれぞれ装着され、該一対のフェルールがスリーブ内で互いに突き合わされて、一対の光ファイバが光学的に接続される光コネクタにおいて、前記一対のフェルールの端面間に隙間が設けられた光コネクタを提供する。
【００１９】
上記構成の光コネクタにおいて、前記隙間は３００μｍ以下であることが好ましい。
【００２０】
上記構成の光コネクタにおいて、前記スリーブの長さをＤ_１、前記スリーブ内に挿入される一対のフェルールの長さの和をＤ_２とすると、０＜Ｄ_１−Ｄ_２≦３００μｍであることが好ましい。
【００２１】
上記構成の光コネクタにおいて、前記スリーブ内に細管が嵌合され、該細管内に前記一対のフェルールの先端部の端面から突出した突出部が嵌合されていることが好ましい。
【００２２】
上記構成の光コネクタにおいて、前記スリーブの内壁面には、前記一対のフェルールの先端部の端面から突出した突出部の側面に接して支持する凸部が設けられていることが好ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
図１は、本発明の光コネクタの第一の実施形態を示す概略断面図である。
この実施形態の光コネクタ１０は、一対の光ファイバ心線１１、１２と、光ファイバ心線１１、１２の端部の被覆層を除去して露出した光ファイバ裸線１１ａ、１２ａにそれぞれ装着された一対のフェルール２１、２２と、フェルール２１、２２が挿入されるスリーブ３０とから概略構成されている。
また、フェルール２１、２２の先端にはそれぞれ誘電体多層膜２３、２４が設けられており、後端部にはそれぞれフランジ２１ａ、２２ａが設けられている。
【００２４】
光コネクタ１０では、フェルール２１、２２がスリーブ３０内に挿入され、スリーブ３０の内部で互いに突き合わされて、フェルール２１、２２の先端に設けられた誘電体多層膜２３、２４の間に所定の大きさの隙間２５が設けられた状態で、光ファイバ裸線１１ａ、１２ａが光学的に接続されている。
【００２５】
また、光コネクタ１０では、フランジ２１ａ、２２ａと、スリーブ３０の両端面とを接触させることにより、スリーブ３０内に挿入されたフェルール２１、２２は位置決めされて、誘電体多層膜２３、２４の間に所定の大きさの隙間２５が設けられるようになっている。
【００２６】
隙間２５の大きさは３００μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以下であることがより好ましい。隙間２５の大きさがこの範囲内であれば、光コネクタを用いた光ファイバ裸線１１ａ、１２ａの光学的接続において、誘電体多層膜２３、２４同士が接触して損傷することがない上に、接続損失が増加することもない。一方、隙間２５の大きさが３００μｍを超えると、誘電体多層膜２３、２４が損傷しないものの、光ファイバ裸線１１ａ、１２ａの接続損失が増加する。
【００２７】
また、スリーブ３０の長さをＤ_１、スリーブ３０内に挿入されるフェルール２１、２２の長さの和をＤ_２としたとき、Ｄ_１とＤ_２の差Ｄ_１−Ｄ_２が、０＜Ｄ_１−Ｄ_２≦３００μｍの関係を満たすことが好ましい。
このような関係を満たすように、スリーブ３０の長さと、フェルール２１、２２の長さを設定すれば、光コネクタを用いた光ファイバ裸線１１ａ、１２ａの光学的接続において、誘電体多層膜２３、２４同士が接触して損傷することがない上に、接続損失が増加することもない。
【００２８】
図２は、本発明の光コネクタの第二の実施形態を示す概略断面図である。
この実施形態の光コネクタ４０は、一対の光ファイバ心線１１、１２と、光ファイバ心線１１、１２の端部の被覆層を除去して露出した光ファイバ裸線１１ａ、１２ａにそれぞれ装着された一対のフェルール４１、４２と、フェルール４１、４２が挿入されるスリーブ３０と、スリーブ３０内の長手方向中央近傍に嵌合された細管５０とから概略構成されている。
また、フェルール４１、４２には、それぞれ先端部の端面４１ｂ、４２ｂから突出した突出部４１ｃ、４２ｃが設けられており、この突出部４１ｃ、４２ｃの先端には、それぞれ誘電体多層膜４３、４４が設けられている。さらに、フェルール４１、４２の後端部には、それぞれフランジ４１ａ、４２ａが設けられている。
【００２９】
光コネクタ４０では、フェルール４１、４２がスリーブ３０内に挿入され、さらに、フェルール４１、４２の先端部に設けられた突出部４１ｃ、４２ｃが細管５０内に嵌合され、互いに突き合わされて、フェルール４１、４２の先端に設けられた誘電体多層膜４３、４４の間に所定の大きさの隙間４５が設けられた状態で、光ファイバ裸線１１ａ、１２ａが光学的に接続されている。
【００３０】
また、光コネクタ４０では、突出部４１ｃ、４２ｃを細管５０内に嵌合し、フェルール４１、４２の端面４１ｂ、４２ｂと、細管５０の両端面とを接触させることにより、スリーブ３０内に挿入されたフェルール４１、４２は位置決めされて、誘電体多層膜４３、４４の間に所定の大きさの隙間４５が設けられるようになっている。
【００３１】
光コネクタ４０においても、隙間４５の大きさは３００μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以下であることがより好ましい。隙間４５の大きさがこの範囲内であれば、光コネクタを用いた光ファイバ裸線１１ａ、１２ａの光学的接続において、誘電体多層膜４３、４４同士が接触して、損傷することがない上に、接続損失が増加することもない。
【００３２】
また、細管５０の長さは、突出部４１ｃ、４２ｃの長さの和よりも長くし、例えば、細管５０の長さをｄ_１、突出部４１ｃ、４２ｃの長さの和をｄ_２としたとき、ｄ_１とｄ_２の差ｄ_１−ｄ_２が、０＜ｄ_１−ｄ_２≦３００μｍの関係を満たすことが望ましい。
このような関係を満たすように、細管５０の長さと、突出部４１ｃ、４２ｃの長さを設定すれば、光コネクタを用いた光ファイバ裸線１１ａ、１２ａの光学的接続において、誘電体多層膜４３、４４同士が接触して、損傷することがない上に、接続損失が増加することもない。
【００３３】
図３は、本発明の光コネクタの第三の実施形態を示す概略断面図である。
この実施形態の光コネクタ６０は、一対の光ファイバ心線１１、１２と、光ファイバ心線１１、１２の端部の被覆層を除去して露出した光ファイバ裸線１１ａ、１２ａにそれぞれ装着された一対のフェルール４１、４２と、フェルール４１、４２が挿入されるスリーブ７０とから概略構成されている。
また、スリーブ７０には、その内壁面の長手方向中央近傍に凸部７１が突設されている。
【００３４】
光コネクタ６０では、フェルール４１、４２がスリーブ７０内に挿入され、さらに、フェルール４１、４２の先端部に設けられた突出部４１ｃ、４２ｃの側面が、スリーブ７０の内に突設された凸部７１に接して支持されて、フェルール４１、４２の先端に設けられた誘電体多層膜４３、４４の間に所定の大きさの隙間７５が設けられた状態で、光ファイバ裸線１１ａ、１２ａが光学的に接続されている。
【００３５】
また、光コネクタ６０では、突出部４１ｃ、４２ｃの側面を凸部７１で支持し、フェルール４１、４２の端面４１ｂ、４２ｂと、細管５０の両端面とを接触させることにより、スリーブ７０内に挿入されたフェルール４１、４２は位置決めされて、誘電体多層膜４３、４４の間に所定の大きさの隙間７５が設けられるようになっている。
【００３６】
光コネクタ６０においても、隙間７５の大きさは３００μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以下であることがより好ましい。隙間７５の大きさがこの範囲内であれば、光コネクタを用いた光ファイバ裸線１１ａ、１２ａの光学的接続において、誘電体多層膜４３、４４同士が接触して、損傷することがない上に、接続損失が増加することもない。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光コネクタは、一対のフェルールの端面間に、３００μｍ以下の隙間が設けられたものであるから、この光コネクタを用いた光ファイバの光学的接続において、一対のフェルールの先端に設けられた誘電体多層膜同士が接触して損傷することがない上に、接続損失が増加することもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光コネクタの第一の実施形態を示す概略断面図である。
【図２】本発明の光コネクタの第二の実施形態を示す概略断面図である。
【図３】本発明の光コネクタの第三の実施形態を示す概略断面図である。
【図４】一般的な光ファイバレーザを示す概略構成図である。
【図５】特許文献１に記載されている実施例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１０・・・光コネクタ、１１，１２・・・光ファイバ心線、１１ａ，１２ａ・・・光ファイバ裸線、２１，２２・・・フェルール、２１ａ，２２ａ・・・フランジ、２３，２４・・・誘電体多層膜、３０・・・スリーブ、４１，４２・・・フェルール、４１ｃ，４２ｃ・・・突出部、５０・・・細管、７１・・・凸部。

Claims

一対の光ファイバの各端部に、一対の端面に誘電体多層膜が設けられたフェルールがそれぞれ装着され、該一対のフェルールがスリーブ内で互いに突き合わされて、一対の光ファイバが光学的に接続される光コネクタにおいて、
前記一対のフェルールの端面間に隙間が設けられたことを特徴とする光コネクタ。
前記隙間は３００μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の光コネクタ。
前記スリーブの長さをＤ_１、前記スリーブ内に挿入される一対のフェルールの長さの和をＤ_２とすると、０＜Ｄ_１−Ｄ_２≦３００μｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の光コネクタ。
前記スリーブ内に細管が嵌合され、該細管内に前記一対のフェルールの先端部の端面から突出した突出部が嵌合されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光コネクタ。
前記スリーブの内壁面には、前記一対のフェルールの先端部の端面から突出した突出部の側面に接して支持する凸部が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の光コネクタ。