JP2005284150A - Method of manufacturing core-expanded optical fiber, optical fiber, and optical connector - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、光ファイバの長手方向に渉って、コア径がテーパー状に拡大するコア拡大光ファイバを製造する方法、及び、この製造方法によるコア拡大光ファイバを用いた光ファイバ、及び、この光ファイバを用いた光ファイバ付きの光コネクタ関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a core-expanded optical fiber whose core diameter expands in a taper shape along the longitudinal direction of the optical fiber, an optical fiber using the core-expanded optical fiber by this manufacturing method, and this The present invention relates to an optical connector with an optical fiber.
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径等において、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、光光フェルールの先端面をPC研磨し、この光フェルールの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。
また、発光素子(光源)や受光素子や光学素子その他の光部品に光ファイバを接続する場合、光ファイバを調心して光部品との光軸を合わせてから接続を行っている。この場合、光ファイバに取り付けた光コネクタで光部品との接続を行う場合もある。
For optical communication lines such as subscriber-side lines, backbone networks, and measurement diameters for testing lines, when connecting optical fibers with optical connectors, an optical connector incorporating an optical ferrule with an optical fiber inserted and fixed is used. Although used, as a means to achieve low connection loss in this type of optical connector connection, the tip surface of the optical ferrule is PC-polished, and the PC polished surfaces (connection end surfaces) of the optical ferrule are in physical contact with each other. The method of making it is common.
Further, when an optical fiber is connected to a light emitting element (light source), a light receiving element, an optical element or other optical components, the connection is performed after aligning the optical fiber and aligning the optical axis with the optical component. In this case, the optical component may be connected with an optical connector attached to the optical fiber.
また、異種光ファイバ間の接続や光部品と光ファイバとの接続等に際して、接続損失を小さくすることを可能にする光ファイバとして、シングルモード光ファイバの端面近傍のコア径をテーパー状に拡大したコア拡大光ファイバが知られている。この種の従来のコア拡大光ファイバの製造方法は一般に、シングルモード光ファイバの接続端面近傍を分布加熱して、コアに添加されているドーピング剤を拡散させることで、コア径をテーパー状に拡大させるという、分布加熱拡散方式を採用している。この種のコア拡大光ファイバは一般にTECファイバ(Thermally-diffused Expanded Core Fiber)とも称されている(特許文献1、特許文献2参照)。
FTTHではPC研磨の光フェルールを多用するが、PC接続用の光コネクタは、光コネクタの着脱により光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、キズの部分の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、精密研磨済みの光コネクタは高価であるため廃棄はせずに、再度、光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、接続現場での高度のキズ無し研磨は困難な場合が多い。
In FTTH, an optical ferrule for PC polishing is frequently used. However, an optical connector for PC connection tends to be scratched on the connection end surface of the optical ferrule when the optical connector is attached or detached. If scratches occur, optical connection loss increases.
Also, with this type of optical ferrule, if there are scratches or dust on the connection end face of the optical ferrule, when the scratch or dust is exposed to strong light, the scratched part will burn and the end face condition may deteriorate. There is sex. This further increases the optical connection loss. In such a case, the optical connector that has been precisely polished is expensive, so it is not discarded and the end face of the optical ferrule is again subjected to high scratch-free polishing. Scratchless polishing is often difficult.
また、光コネクタ用途以外としては、LD、PD などの光素子その他の光部品に光ファイバを接続する場合、光部品に対して光ファイバの光軸を合わせる調心作業が容易でなく、時間がかかり、生産性が低い。 In addition to optical connector applications, when an optical fiber is connected to an optical element such as an LD or PD or other optical component, alignment work for aligning the optical axis of the optical fiber with respect to the optical component is not easy, and time is required. And productivity is low.
また、コア拡大光ファイバについては、上記従来の製造方法は、バーナーで光ファイバを分布加熱する際の、分布加熱の正確な制御が容易でなく、製造が困難で歩留まりが悪いという問題がある。 As for the core-enlarged optical fiber, the above-described conventional manufacturing method has a problem that accurate control of the distributed heating is difficult when the optical fiber is distributed and heated with a burner, and the manufacturing is difficult and the yield is poor.
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、光コネクタ端面、特に光ファイバ端面に傷、汚れ、ゴミ等の障害事由が発生しても、光ロス、反射減衰量などの光特性の劣化を防ぐことを可能にし、さらに、強い強度の光接続を行う場合でも、接続部のキズやゴミの影響が少なく光特性の良好な光接続を可能にし、また、光部品に対する光ファイバの調心を容易にすることを目的とする。さらに、製造が容易な新規なコア拡大光ファイバの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to eliminate the above-mentioned conventional drawbacks. Even if an optical connector end face, particularly an optical fiber end face, is damaged, such as scratches, dirt, dust, etc., light loss, return loss, etc. This makes it possible to prevent deterioration of characteristics, and enables optical connection with good optical characteristics with little influence of scratches and dust on the connection part even when a strong optical connection is made. The purpose is to facilitate alignment. Furthermore, it aims at providing the manufacturing method of the novel core expansion optical fiber with easy manufacture.
上記課題を解決する請求項1のコア拡大光ファイバの製造方法は、光ファイバの一部を加熱軟化させて軟化部を形成し、前記軟化部の少なくとも片側を引っ張って延伸することにより、前記軟化部を中心とするテーパー部を形成し、次いで、前記テーパー部の途中を切断することにより、切断部のコア径を切断部以外のコア径よりも縮小させることを特徴とする。 The method of manufacturing a core-enlarged optical fiber according to claim 1, which solves the above-described problem, forms a softened portion by heating and softening a part of the optical fiber, and pulls and stretches at least one side of the softened portion, thereby A taper part centering on the part is formed, and then the core diameter of the cutting part is made smaller than the core diameters other than the cutting part by cutting the middle part of the taper part.
請求項2の光ファイバは、第1の光ファイバを素材として請求項1の方法により製造したコア拡大光ファイバの細径側の端面を、素材としての第1の光ファイバよりもコア径が小さな第2の光ファイバに融着接続したことを特徴とする。
The optical fiber of
請求項3は、請求項2記載の光ファイバにおいて、第1の光ファイバの細径部のコア径が第2の光ファイバのコア径と同じことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the optical fiber according to the second aspect, the core diameter of the narrow diameter portion of the first optical fiber is the same as the core diameter of the second optical fiber.
請求項4は、請求項2乃至3記載の光ファイバにおいて、第1の光ファイバがマルチモード光ファイバであり、第2の光ファイバがシングルモード光ファイバであることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the optical fiber according to the second to third aspects, the first optical fiber is a multimode optical fiber, and the second optical fiber is a single mode optical fiber.
請求項5の光コネクタは、請求項4の光ファイバの、少なくともコア拡大光ファイバ部分を光フェルールの先端側に内装固定したことを特徴とする。 An optical connector according to a fifth aspect is characterized in that at least the core expansion optical fiber portion of the optical fiber according to the fourth aspect is internally fixed to the front end side of the optical ferrule.
請求項1のコア拡大光ファイバの製造方法によれば、光ファイバの一部(中間部)を加熱しながら少なくとも片側を延伸してテーパー部を形成し、その細径になった部分を切断するだけで、コア拡大光ファイバが得られるので、バーナーによる正確な分布加熱の制御が必要な従来の分布加熱拡散方式と比べて、制御の困難性は少なく、コア拡大光ファイバの製造が容易である。また、2本のコア拡大光ファイバが同時に得られる点でも、従来方法と比べて生産性が高い。 According to the method for manufacturing a core-enlarged optical fiber according to claim 1, at least one side is stretched while heating a part (intermediate part) of the optical fiber to form a tapered portion, and the portion having a small diameter is cut. As a result, the core-enlarged optical fiber can be obtained, so that it is less difficult to control and easier to manufacture the core-enlarged optical fiber than the conventional distributed heating diffusion method that requires precise control of the distributed heating using a burner. . Moreover, productivity is high compared with the conventional method also in the point that two core expansion optical fibers are obtained simultaneously.
請求項2、乃至4の光ファイバ、あるいは請求項5の光コネクタによれば、光コネクタ接続を行う際に、接続端面でのコア径が大きいので、端面にキズやゴミ等が存在しても光ロスが少なくなる。また、単位面積当たりの光強度が弱くなるから、やはり、端面にキズやゴミ等が存在したとしても、高熱によりファイバ端面の焼け付きが発生して端面劣化するという問題を回避できる。このため、高強度の光接続を行う場合に適用できる。
また、シングルモード光ファイバどうしを光コネクタ接続する場合、光コネクタの接続端面のコア径が大きく、その接続の際に位置ずれについて要求される精度が緩くなるので、シングルモード光ファイバどうしの光コネクタ接続が容易になる。
According to the optical fiber according to any one of
Also, when connecting optical connectors between single mode optical fibers, the core diameter of the connection end faces of the optical connectors is large, and the accuracy required for positional displacement during the connection becomes loose. Connection becomes easy.
また、マルチモード光ファイバとシングルモード光ファイバとの光コネクタ接続を行う場合は、接続端面でのコア径が同じになるので、マルチモード光ファイバとシングルモード光ファイバとの光コネクタ接続であっても、接続損失の少ない光コネクタ接続を行うことができる。
また、本発明によるコア拡大光ファイバは、通常は一般的な光ファイバと同じく、クラッド径は125μmなので、光ファイバ穴径125μm用の光フェルールであれば、形状、寸法、材質を問わず、本発明によるコア拡大光ファイバを適用できる。
In addition, when connecting an optical connector between a multimode optical fiber and a single mode optical fiber, the core diameter at the connection end face is the same. However, it is possible to make an optical connector connection with little connection loss.
Also, the core-enlarged optical fiber according to the present invention is usually 125 μm in clad diameter like a general optical fiber. Therefore, any optical ferrule for an optical fiber hole diameter of 125 μm can be used regardless of shape, size, and material. The core expansion optical fiber according to the invention can be applied.
さらに本発明の光ファイバを、発光素子や受光素子や光学素子その他の光部品と直接接続する場合は、光ファイバの接続端面のコア径が大きいので、光部品に対する調心作業が容易である。また、光ファイバに光コネクタを取り付けて光部品との接続を行う場合も、同様である。 Furthermore, when the optical fiber of the present invention is directly connected to a light emitting element, a light receiving element, an optical element, or other optical components, the core diameter of the connecting end face of the optical fiber is large, so that the alignment work for the optical components is easy. The same applies to the case where an optical connector is attached to an optical fiber to connect with an optical component.
以下、本発明を実施したコア拡大光ファイバの製造方法、光ファイバ、光コネクタについて、図面を参照して説明する。 Hereinafter, a manufacturing method of a core expansion optical fiber, an optical fiber, and an optical connector which carried out the present invention are explained with reference to drawings.
請求項1のコア拡大光ファイバの製造方法を図1を参照して説明する。同図において、1は適宜の長さに切断した短尺の第1の光ファイバ、例えば、マルチモード光ファイバである(以下、第1の光ファイバをマルチモード光ファイバという場合がある)。1aはコア、1bはクラッドを示す。このマルチモード光ファイバ1は、石英径の一般的なマルチモード光ファイバであり、例えば、コア径Dが50μm、クラッド径が125μmである。
この光ファイバ1の中央部を適宜の加熱手段で加熱(模式的に示した)して軟化部を形成し、軟化部を中心にして両端をクランプ手段2で把持して少なくとも片側を引っ張る。好ましくは左右のクランプ2を同時に左右に引っ張る(同図(イ))。するとテーパーが形成される。その中央部の最も細くなった部分のコア径dは、マルチモード光ファイバのコア径よりも小さな径を有する第2の光ファイバ(以下、第2の光ファイバをシングルモード光ファイバと言う場合がある)のコア径に近づける。より好ましくはシングルモード光ファイバのコア径と同じとする(同図(ロ))。次いで、その最も細径になった個所を切断する(同図(ハ))。これにより、一端面でのコア径がシングルモード光ファイバのコア径dであり、他端側に向かってテーパー状に拡径し、他端面では加熱延伸前(素材として光ファイバと称する場合がある)のマルチモード光ファイバのコア径Dなるコア拡大光ファイバ3が2本得られる。なお、必要となるコア径に対応して切断位置は任意であるが、こうして得られたコア拡大光ファイバ3の細径側のコア径がシングルモード光ファイバのコア径dより小さい場合には、コア径dの位置で再切断することも考えられる。
The manufacturing method of the core expansion optical fiber of Claim 1 is demonstrated with reference to FIG. In the figure, reference numeral 1 denotes a short first optical fiber cut into an appropriate length, for example, a multimode optical fiber (hereinafter, the first optical fiber may be referred to as a multimode optical fiber). 1a is a core and 1b is a clad. The multimode optical fiber 1 is a general multimode optical fiber having a quartz diameter, and has, for example, a core diameter D of 50 μm and a cladding diameter of 125 μm.
A central portion of the optical fiber 1 is heated (schematically shown) by an appropriate heating means to form a softened portion, and both ends are gripped by the clamp means 2 around the softened portion, and at least one side is pulled. Preferably, the left and
上記のコア拡大光ファイバの製造方法においては、光ファイバ1の中央部を加熱しながら延伸し細径になった部分を切断するだけで、コア拡大光ファイバ3が得られるので、バーナーによる正確な分布加熱の制御が必要な従来の分布加熱拡散方式と比べて、制御の困難性は少なく、コア拡大光ファイバの製造が容易である。特に、加熱部分を中心にして両側から引っ張ることにより、加熱部分を中心とする左右対称なるコア拡大光ファイバが得られる。
In the manufacturing method of the above-described core-enlarging optical fiber, the core-enlarging
上記のコア拡大光ファイバ3は、図2に示すように、その細径側の端面を内側としてシングルモード光ファイバ4に融着接続して、一本の光ファイバ5とすることができる。4aはシングルモード光ファイバ4のコア、4bはクラッドを示す。融着接続の方法は一般的な融着接続方法でよい。このシングルモード光ファイバ4のコア径dは例えば10μm、クラッド径はマルチモード光ファイバと同じく125μmである。
As shown in FIG. 2, the core-enlarged
図3は光フェルール6に前記光ファイバ5を取り付けた光ファイバ付きの光コネクタ7を示す。光ファイバ5におけるコア拡大光ファイバ3の部分を光フェルール6の先端側とし、シングルモード光ファイバ4の先端部4cも含めて、光フェルール6にあけた光ファイバ穴6aに内挿固定する。次いで、端面研磨を施して、光ファイバ先端が、例えばPC接続用に球面研磨された接続端面6bを形成することにより光ファイバ付きの光コネクタ7が完成する。
FIG. 3 shows an
この光ファイバ付きの光コネクタ7は、例えば、模式的に示した図4のようにして、他の光コネクタとの接続を行うことができる。同図において、光コネクタ7の光フェルール6は、コネクタハウジング10内に収容されており、両光ファイバ付き光コネクタ7の光フェルール6をそれぞれ、図示略のアダプタのスリーブ11内に両側から嵌入させて、突き合わせ接続する。
図5は本発明の他形態であり、前記光ファイバ5の先端に光フェルール6を取り付けた光コネクタ7と、全長がマルチモード光ファイバである光ファイバ13を固定した光フェルール6′を持つ光コネクタ17とを接続している。本発明の光コネクタは、シングルモード光ファイバ用の光コネクタとマルチモード光ファイバ用の光コネクタとを接続するのに用いることができる。
This
FIG. 5 shows another embodiment of the present invention, in which an
この光コネクタ接続において、接続端面aでのコア径はマルチモード光ファイバのコア径Dであり大きいので、単位面積当たりの光強度はシングルモード光ファイバのままの光接続の場合と比べて弱くなる。したがって、端面から出射される光の単位面積当たりのエネルギが小さくなり、端面にキズ発生、ゴミ付着などがあった場合でも、強い光でキズの部分やゴミに高熱が発生してファイバ端面が焦げ、光特性が劣化する問題を回避できる。このため、高強度の光接続を行う場合に適用できる。
また、この光ファイバ付きの光コネクタ7における、コア拡大光ファイバ3の先端のクラッド径は、シングルモード光ファイバのクラッド径と同じなので、従来の一般的な光コネクタの光フェルール及びハウジングをそのまま利用することができ、したがって、その取り扱いの作業性についても、従来の光コネクタと同等にできる。
In this optical connector connection, since the core diameter at the connection end face a is the core diameter D of the multimode optical fiber, the light intensity per unit area is weaker than in the case of optical connection with a single mode optical fiber. . Therefore, the energy per unit area of the light emitted from the end face is reduced, and even if there are scratches or dust adhering to the end face, the fiber end face is burnt due to the intense light generating high heat in the scratched part or dust. The problem of degradation of optical characteristics can be avoided. For this reason, it can be applied in the case of performing a high-strength optical connection.
Moreover, in this
また、上述した図2の光ファイバ5は、図6に示すように、例えば光モジュール(光送受信装置)における光学系に用いることができる。本図において、31は光通信機器、32は光通信機器に接続された光素子、例えば受光素子(PD)である。この場合、光ファイバ5の大部分がシングルモード光ファイバであっても、その先端面、すなわち光素子32との接続端面におけるコア径Dが大きいので、シングルモード光ファイバのままの接続の場合と比べて、光素子32と光ファイバとの光軸を合わせる調心作業が容易になる。また、光素子32への出射される光の強度が強くても、前述したように、接続端面でのコア径が大きく単位面積当たりの光強度が弱くなるので、ファイバ端面のキズやゴミの影響が少ない。
また、レンズ等の光学素子、その他の光部品との接続にも同様に用いることができる。
Moreover, the
It can also be used in the same way for connection to optical elements such as lenses and other optical components.
1 第1の光ファイバ
1a、1’a コア
1b、1’b クラッド
2 クランプ手段
3 コア拡大光ファイバ
3a コア
3b クラッド
4 シングルモード光ファイバ(第2の光ファイバ)
4a コア
4b クラッド
5 光ファイバ
6 光フェルール
7、17 光コネクタ付光ファイバ
8 光コネクタ
10 コネクタハウジング
11 スリーブ
13 マルチモード光ファイバ
13a コア
13b クラッド
31 光通信機器
32 光素子(受光素子)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st optical fiber 1a, 1'a Core 1b,
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