JP2005208389A - 光ファイバ接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 強い光強度の光接続を行う場合でも、また、着脱回数が多い場合でも、光接続損失が増大しない光ファイバ接続構造を得る。
【解決手段】 光ファイバ２を結合させたコリメータレンズ３を筒状ホルダ４に収容固定する。このコリメータレンズ内蔵の一対の筒状ホルダ４をスリーブ５内でコリメータレンズ３どうしが間隔をもつように対向させる。非接触方式で光接続が行なわれるので、着脱の際に接続端面にキズがつくという問題は発生しない。光接続部ではコリメータレンズ３で光路径が拡大されるので、単位面積当りの光強度は弱くなり、接続端面にキズやゴミがあった場合に、光がそのキズの部分やゴミを焦がして端面の状態を劣化させるという問題は生じない。
【選択図】 図１

Description

この発明は、光ファイバどうしのコネクタ接続を行なう光ファイバ接続構造に関し、特に、強い光強度で通信を行なう光通信線路内の光接続、あるいは、着脱回数が多い測定系での光接続等に適用して好適な光ファイバ接続構造に関する。

加入者側線路、基幹網等の光通信線路や、線路のテストを行なう測定系等において、光ファイバの接続を光コネクタで行なう場合、光ファイバを挿通固定した光フェルールを内蔵させた光コネクタが用いられるが、この種の光コネクタによる接続において低接続損失を実現する手段としては、光フェルールの先端面をＰＣ研磨し、このフェルールのＰＣ研磨面（接続端面）どうしを物理的に接触させる方法が一般的である。

ＰＣ研磨の光フェルールを用いる光コネクタでは、コネクタの着脱によりフェルールの接続端面にキズがつき易い。キズがつくと光接続損失が増大する。
また、この種の光フェルールでは、光フェルールの接続端面にキズやゴミがあると、そのキズやゴミに強い強度の光があたった時、キズの部分やゴミが焦げて端面状態が劣化する可能性がある。これによりさらに光接続損失が増大する。このような場合、フェルールの端面に高度のキズ無し研磨を施すことも行なわれているが、高度のキズ無し研磨は煩雑であり能率的でない。
本発明は上記従来の欠点を解消するためになされたもので、簡単な構成でもって、着脱回数が多い場合でも、また、強い強度の光の接続を行なう場合でも、光接続損失が増大する恐れの少ない光ファイバ接続構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の光ファイバ接続構造は、光ファイバを結合させたコリメータレンズをそれぞれ内部に収容固定してなる一対の筒状ホルダを、前記コリメータレンズどうしが間隔をあけて対向するようにスリーブ内に設けたことを特徴とする。

請求項２は、請求項１の光ファイバ接続構造において、コリメータレンズが、円柱状をなすとともに、屈折率が光軸に近いほど大きく光軸から離れて外周に近付くほど小さくなるように連続的に変化させた分布屈折率レンズであることを特徴とする。

請求項３は、請求項１又は２の光ファイバ接続構造において、筒状ホルダの内面の長手方向中央部に内向き突出部を形成し、スリーブに両側からそれぞれ挿入した前記コリメータレンズ内蔵の筒状ホルダを前記内向き突出部に両側から突き当てたことを特徴とする。

請求項４は、請求項１又は２の光ファイバ接続構造において、コリメータレンズを筒状ホルダ内にホルダ先端面より引っ込ませた状態で固定し、筒状ホルダどうしをスリーブ内で直接突き合わせたことを特徴とする。

請求項５は、請求項１の光ファイバ接続構造において、スリーブの中央部の直径方向両側に切欠きを形成し、この切欠きに下向きコ字形の突き当て板の両側脚部を嵌合させて、この脚部を、筒状ホルダどうしの間隔を規定する位置決め手段としたことを特徴とする。
請求項６は、請求項５の光ファイバ接続構造におけるスリーブが長手方向全長にわたるスリットを入れた割りスリーブであり、前記２つの切欠きを、スリーブ断面内で前記スリット位置に関して対称的にかつスリットに達するように形成したことを特徴とする。

本発明によれば、間隔をあけたコリメータレンズ間の光伝送で光接続が行なわれるものであり、非接触方式なので、着脱の際に接続端面にキズがつくという問題は生じず、耐久性が向上する。したがって、着脱回数が多い場合でも、光接続損失が増大する恐れは少ない。
また、出射側のコリメータレンズを出て平行光にされた光の光路径は、光ファイバ内を通過する際の光路径より拡大されており、単位面積当りの光強度は弱くなっている。したがって、強い光強度のために光接続損失が増大するという問題が生じる恐れはない。すなわち、単位面積当りの光強度は弱くなっているので、相手側のコリメータレンズの端面にキズやゴミがあっても、光がそのキズの部分やゴミを焦がして面の状態を劣化させるという恐れはない。

請求項２のように分布屈折率レンズによれば、外径の細いコリメータレンズを容易に得ることができ、小形化を実現できる。
また、この細くしたコリメータレンズは、従来の光コネクタの光フェルールと同じ外径の筒状ホルダ内に収容することが可能であり、従来の光コネクタのハウジングをそのまま利用することが可能となる。

請求項３によれば、筒状ホルダの内面の内向き突出部が両側の筒状ホルダの間隔を規定、すなわちコリメータレンズ間隔を規定する。このように、簡単な構造でコリメータレンズ間隔を規定できる。

請求項４によれば、両側の筒状ホルダをスリーブ内で直接突き合わせるだけで、コリメータレンズ間隔を規定できる。
また、アダプタ内に配置した筒状のスリーブ内に両側から光フェルールを挿入して光接続を行う構造の従来品の光コネクタのハウジングをそのまま利用することが可能となる。

請求項５によれば、スリーブの切欠きに嵌合させた突き当て板で、筒状ホルダ間隔を規定すなわちコリメータレンズ間隔を規定できる。そして、突き当て板の厚みを変えることで、簡単に所望のコリメータレンズ間隔とすることができる。
また、スリーブが割りスリーブであると、高精度に加工しなくても筒状ホルダをガタつかないように保持することができる。そして、その場合の切欠きはスリットに達するものであるのが加工も容易で適切である。

以下、本発明を実施した光ファイバ接続構造について、図面を参照して説明する。

図１は本発明の一実施例の光ファイバ接続構造を示すもので、（イ）は縦断面図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ断面図である。この光ファイバ接続構造１は、光ファイバ２を結合させたコリメータレンズ３をそれぞれ内部に収容固定してなる一対の筒状ホルダ４を、前記コリメータレンズ３どうしが間隔をあけて対向するようにスリーブ５内に設けた構造である。
前記コリメータレンズ３は、石英ガラスを主成分とし円柱状をなすとともに、屈折率が光軸に近いほど大きく光軸から離れて外周に近付くほど小さくなるように連続的に変化させた分布屈折率レンズであり、光ファイバ２はこのコリメータレンズ３の背面側に融着固定されている。なお、融着固定部の保護手段は省略している。
前記筒状ホルダ４は、ジルコニアやアルミナ等のセラミック、あるいは、ステンレス等の金属、あるいはＰＰＳ等のプラスチックからなる円筒体であり、コリメータレンズ３はこの筒状ホルダ４内に、レンズ先端面がホルダ先端面より若干引っ込んだ状態で接着剤で固定されている。
前記スリーブ５は例えばステンレス等からなる円筒体である。

この光ファイバ接続構造１は、例えば図２のような使用態様により、光ファイバコード２ａから露出させた光ファイバ２どうしの光接続を行うことができる。図示例では、単心光コネクタ７のハウジング８内に前記コリメータレンズ内蔵の筒状ホルダ４を収容している。前記スリーブ５は光コネクタ結合用のアダプタ９の内部に収容されている。
アダプタ９の両側から光コネクタ７の先端部をアダプタ９に装着すると、筒状ホルダ４がアダプタ９内のスリーブ５の内部に嵌合し、図１の状態で筒状ホルダ４どうしが直接突き合わされ、これにより両側のコリメータレンズ３どうしが所望の間隔で対向し、これにより左右の光ファイバ２どうしの光接続が行なわれる。

このように、本発明の光ファイバ接続構造１は、非接触方式で光接続を行なうので、着脱の際に接続端面にキズがつくという問題は発生せず、耐久性が向上し、着脱回数が多い場合でも、光接続損失が増大する恐れは少ない。したがって、本発明の光ファイバ接続構造は、頻繁にコネクタの着脱を行なう測定系の光接続部に適用して好適であり、また、光通信の加入者に直接接続されるデータセンタなど、回線の組み替えによるコネクタの着脱が頻繁に行なわれるシステムの光接続部に適用して好適である。

光接続に際して、光ファイバ２からコリメータレンズ３に入射した光は、コリメータレンズ３のレンズ作用で光路径が拡大し、コリメータレンズ３を出て平行光となるが、この平行光の光路径は、光フェルールのＰＣ研磨面の直接接触の場合の光路径（光ファイバ２のコア径に等しい）より拡大されており、単位面積当りの光強度は弱くなっている。図１で光路径を破線ａで示している。したがって、強い光強度のために光接続損失が増大するという問題が生じる恐れはない。すなわち、単位面積当りの光強度は弱くなっているので、相手側のコリメータレンズ３の端面にキズやゴミがあっても、光がそのキズの部分やゴミを焦がして端面の状態を劣化させるという恐れはない。
このように、本発明の光ファイバ接続構造は、光接続部における単位面積当りの光強度を弱くして光強度が強いことによる不都合を解消するので、ＷＤＭ、海底光通信等のように、強い強度の光を用いた光通信線路における光接続部に適用して好適である。

上記のように分布屈折率レンズでコリメータレンズを構成すれば、外径の十分細いコリメータレンズを容易に得ることができるので、コリメータレンズ３を収容する筒状ホルダ４の外径を、従来の標準の光フェルールと同じ２．５ｍｍφあるいは１．２５ｍｍφの外径にすることができ、これにより、光コネクタ７のハウジング８及びアダプタ９は、従来の一般的な光コネクタのハウジング及びアダプタをそのまま利用することができる。したがって、従来の光コネクタと同様な操作で光コネクタ接続を行なうことができ、取り扱いの作業性が悪くなることはない。なお、筒状ホルダ４の外径を２．５ｍｍφあるいは１．２５ｍｍφ以下にしても、適当な介在物を介在させる等により、従来の光コネクタのハウジング及びアダプタをそのまま利用できる。

図３に本発明の第２実施例を示す。この光ファイバ接続構造１１は、スリーブ１５の内面の長手方向中央部にリング状の内向き突出部１６を形成して、その両側面を位置決め用の段差１６ａにしたものである。また、コリメータレンズ３は、筒状ホルダ４’内に、レンズ先端面とホルダ先端面とを面一にした状態で接着剤で固定されている。
この場合、スリーブ１５にコリメータレンズ内蔵の筒状ホルダ４’を両側からそれぞれ挿入し、押し込むと、筒状ホルダ４’の先端が内向き突出部１６の段差１６ａに突き当って、筒状ホルダ４’の位置決めがされ、筒状ホルダ４’間隔が規定、すなわち、コリメータレンズ３間の間隔が規定される。

図４〜図６に本発明の第３実施例を示す。この実施例では、図４（イ）、（ロ）に示すように、長手方向中央部の直径方向両側にそれぞれ切欠き２５ａを形成したスリーブ２５を用いる。なお、図示のスリーブ２５は長手方向全長にわたるスリット２５ｂを入れた割りスリーブであり、前記２つの切欠き２５ａはスリーブ断面内でスリット位置に関して対称的に設けている。そして、図５に示すように、この切欠き２５ａに下向きコ字形の突き当て板２６の両側脚部２６ａを嵌合させて、この脚部２６ａを、図６に示すように、筒状ホルダ４’どうしの間隔を規定する位置決め手段とするものである。この場合、筒状ホルダ４’は、図３のように筒状ホルダ４’とコリメータレンズ３の先端面を面一にしたものがよい。

スリーブ２５に両側から筒状ホルダ４’を挿入すると、筒状ホルダ４’の先端が突き当て板２６に当って筒状ホルダ４’間の間隔、すなわち、コリメータレンズ３間の間隔が規定される。
この場合、突き当て板２６と切欠き２５ａとの間に若干の隙間ｃを設けておくことで、割りスリーブ２５が押し広げられて筒状ホルダ４’を容易に把持できる。

図４〜図６の変形例として、図７に示すように、スリット２５ｂの位置に関して対称的に設ける２つの切欠き２５’ａを、スリット２５ｂに達するように形成することもできる。これによれば、切欠き２５’ａの形成が容易になる。

上述の各実施例では、コリメータレンズとして分布屈折率レンズを用いた例を説明したが、これに限らず、図８に示したコリメータレンズ３３のように、光ファイバ２を挿通固定した光フェルール３４をケース３５内に収容固定し、ケース３５の先端部に球面レンズ３６を取り付けた構造のコリメータレンズであってもよい。

上記の実施例ではスリーブが独立した単体部品であるが、本発明におけるスリーブは、光コネクタどうしを結合させるアダプタの内部にアダプタと一体に設けたスリーブであってもよい。

（イ）は本発明の一実施例の光ファイバ接続構造の縦断面図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ断面図である。 図１の光ファイバ接続構造を用いて光コネクタ接続を行なう具体例を説明する図である。 （イ）は本発明の他の実施例の光ファイバ接続構造の縦断面図、（ロ）は（イ）のＢ−Ｂ断面図である。 本発明におけるスリーブの他の実施例を示すもので、（イ）は平面図、（ロ）は（イ）のＢ−Ｂ断面図である。 図４のスリーブを用いた光ファイバ接続構造の要部の斜視図である。 （イ）は図５の要部の縦断面図、（ロ）は（イ）のＣ−Ｃ断面図である。 図４〜図６におけるスリーブの変形例を示すもので、図６（ロ）に対応する図である。 本発明に用いるコリメータレンズの他の実施例を示す正面図である。

符号の説明

１、１１ 光ファイバ接続構造
２ 光ファイバ
２ａ 光ファイバコード
３、３３ コリメータレンズ
４、４’ 筒状ホルダ
５、１５、２５、２５’ スリーブ
７ 光コネクタ
８ ハウジング
９ アダプタ
１６ 内向き突出部
１６ａ 段差
２５ａ、２５’ａ 切欠き
２６ 突き当て板
２６ａ 脚部
３４ 光フェルール
３５ ケース
３６ レンズ

Claims (6)

1. 光ファイバを結合させたコリメータレンズをそれぞれ内部に収容固定してなる一対の筒状ホルダを、前記コリメータレンズどうしが間隔をあけて対向するようにスリーブ内に設けたことを特徴とする光ファイバ接続構造。
2. 前記コリメータレンズは、円柱状をなすとともに、屈折率が光軸に近いほど大きく光軸から離れて外周に近付くほど小さくなるように連続的に変化させた分布屈折率レンズであることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ接続構造。
3. 前記筒状ホルダの内面の長手方向中央部に内向き突出部を形成し、スリーブに両側からそれぞれ挿入した前記コリメータレンズ内蔵の筒状ホルダを前記内向き突出部に両側から突き当てたことを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバ接続構造。
4. 前記コリメータレンズを筒状ホルダ内にホルダ先端面より引っ込ませた状態で固定し、筒状ホルダどうしをスリーブ内で直接突き合わせたことを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバ接続構造。
5. 前記スリーブの中央部の直径方向両側に切欠きを形成し、この切欠きに下向きコ字形の突き当て板の両側脚部を嵌合させて、この脚部を、筒状ホルダどうしの間隔を規定する位置決め手段としたことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ接続構造。
6. 前記スリーブが長手方向全長にわたるスリットを入れた割りスリーブであり、前記２つの切欠きを、スリーブ断面内で前記スリット位置に関して対称的にかつスリットに達するように形成したことを特徴とする請求項５記載の光ファイバ接続構造。

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