JP2007226120A

JP2007226120A - モードフィールド変換器およびその製造方法

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Publication number: JP2007226120A
Application number: JP2006050053A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Kobayashi; 善宏小林
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2006-02-27
Filing date: 2006-02-27
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2026-02-27
Also published as: JP4684130B2

Abstract

【課題】接続損失をより低減することによって光接続効率に優れたモードフィールド変換器およびその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係るモードフィールド変換器Ｘ１は、第１モードフィールド径を有する光ファイバ１１と、第１モードフィールド径より小さい第２モードフィールド径を有する光ファイバ１２とを融着接続してなる接続ファイバ１０を有する。接続ファイバ１０の融着接続部は、該融着接続部におけるモードフィールド径が光ファイバ１１側から光ファイバ１２側にかけて漸次小さくなるように、光ファイバ１１の構成材料と光ファイバ１２の構成材料とが相互に熱拡散されてなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、異なるモードフィールド径を有する光ファイバ同士を接続してなる接続ファイバを有するモードフィールド変換器およびその製造方法に関する。

一般的に、１５５０ｎｍ通信波長帯の光増幅器として広く用いられているエルビウムドープファイバや、光ファイバの波長分散特性を変化させた分散シフト光ファイバは、通常のシングルモード光ファイバよりもモードフィールド径が小さい。具体的には、通常のシングルモード光ファイバのモードフィールド径が９〜１０μｍであるのに対して、エルビウムドープファイバのモードフィールド径は４〜５μｍ、分散シフト光ファイバのモードフィールド径は７〜８μｍである。このような異なるモードフィールド径を有する光ファイバの端面同士を当接させて接続を行うと、非常に大きな光の接続損失が発生してしまう。

そこで、このような光の接続損失を低減させるための技術が開発され、例えば特許文献１に開示されている。

図７は、光の接続損失の低減技術を採用したモードフィールド変換器を表す概略断面図であり、（ａ）は第１従来例、（ｂ）は第２従来例、（ｃ）は第３従来例である。

第１従来例のモードフィールド変換器７０は、図７（ａ）に示すように、光ファイバ７１，７２と、被覆部材７３と、フェルール７４と、光コネクタ部材７５とを備えており、光ファイバ７１の一端部と光ファイバ７２の一端部とが加熱された状態で軸方向に押し付けあうように加圧することによって融着接続されている。光ファイバ７１は、添加物質（例えばゲルマニウム（Ｇｅ））を含む円柱状のコア７１ａ、および、添加物質（例えばフッ素（Ｆ））を含み、コア７１ａの外周面を取り囲むように形成されるクラッド７１ｂからなる。光ファイバ７２は、添加物質（例えばＧｅ）を含み、コア７１ａより小さいコア径を有する円柱状のコア７２ａ、および、添加物質（例えばＦ）を含み、コア７２ａの外周面を取り囲むように形成されるクラッド７２ｂからなる。被覆部材７３は、光ファイバ７２を保護するための部材であり、光ファバイ７２における光ファイバ７１と対向する側の端部を除いて、クラッド７２ｂの外面を取り囲むように形成される。フェルール７４は、光ファイバ７１を挿入するための貫通孔７４ａを有する。光コネクタ部材７５は、図示しない他の光コネクタ部材と接続する際に寄与する部位である。

第２従来例のモードフィールド変換器８０は、図７（ｂ）に示すように、光ファイバ８１，８２を備えており、光ファイバ８１の一端部と光ファイバ８２の一端部とが加熱された状態で軸方向に押し付けあうように加圧することによって融着接続されている。光ファイバ８１は、添加物質（例えばＧｅ）を含む円柱状のコア８１ａ、および、添加物質（例えばＦ）を含み、コア８１ａの外周面を取り囲むように形成されるクラッド８１ｂからなる。光ファイバ８２は、添加物質（例えばＧｅ）を含み、コア８１ａより小さいコア径を有する円柱状のコア８２ａ、および、添加物質（例えばＦ）を含み、コア８２ａの外周面を取り囲むように形成されるクラッド８２ｂからなり、その外径は光ファイバ８１の外径より小さく構成される。

第３従来例のモードフィールド変換器９０は、図７（ｃ）に示すように、光ファイバ９１，９２を備えており、光ファイバ９１の一端部と光ファイバ９２の一端部とが加熱された状態で軸方向に押し付けあうように加圧することによって融着接続した後、該軸方向に引き離すように力を作用させてなる。光ファイバ９１は、添加物質（例えばＧｅ）を含む円柱状のコア９１ａ、および、添加物質（例えばＦ）を含み、コア９１ａの外周面を取り囲むように形成されるクラッド９１ｂからなる。光ファイバ９２は、添加物質（例えばＧｅ）を含み、コア９１ａより小さいコア径を有する円柱状のコア９２ａ、および、添加物質（例えばＦ）を含み、コア９２ａの外周面を取り囲むように形成されるクラッド９２ｂからなる。
特開２００５−２０８１１３号公報

しかしながら、モードフィールド変換器７０では、コア７１ａ，７２ａの添加物質およびクラッド７１ｂ，７２ｂの添加物質が融着接続時の加熱による熱拡散により、全体的に（マクロ的に）見ると、光ファイバ７１から光ファイバ７２にかけてコアが漸次小さくなるために、ある程度光の接続損失の低減を図ることができるものの、図７（ａ）によく表れているように、融着接続時の加圧によりコア７１ａ，７２ａおよびクラッド７１ｂ，７２ｂが互いに押し潰され、融着接続部の境界部におけるコア径および接続ファイバの外径がその周囲の部位に比べて径方向に広がってしまう。つまり、モードフィールド変換器７０では、この径方向に広がる部位においてモードフィールド径が漸次変化していないため、大きい光の接続損失が発生してしまうという問題が依然として残る。

モードフィールド変換器８０では、光ファイバ８１と光ファイバ８２との外径を異ならせているため、融着接続部の境界部における接続ファイバの外径がその周囲の部位に比べて径方向に広がるのを抑制できるものの、融着接続部の境界部におけるコア径に関してはモードフィールド変換器７０と同様の問題が残る。

モードフィールド変換器９０では、光ファイバ９１と光ファイバ９２とを融着接続した後、その余熱を利用して各光ファイバ９１，９２の軸方向に引き離すように力を作用させることにより、融着接続部の境界部におけるコア径および接続ファイバの外径がその周囲の部位に比べて径方向に広がってしまうのを抑制することができるものの、外境界部の周囲の部位におけるコア径および接続ファイバの外径が逆に径方向に縮んでしまう（小さくなってしまう）。つまり、モードフィールド変換器９０では、この径方向に縮む部位においてモードフィールド径が漸次変化していないため、大きい光の接続損失が発生してしまうという問題が依然として残る。加えて、モードフィールド変換器９０には、融着接続部において引っ張りに起因する残留応力が生じるために、温度変化などにより融着接続部が破断し易くなるという問題が別途生じている。

本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、接続損失をより低減することによって光接続効率に優れたモードフィールド変換器およびその製造方法を提供することを、目的とする。

本発明の第１の側面に係るモードフィールド変換器は、第１モードフィールド径を有する第１光ファイバと、第１モードフィールド径より小さい第２モードフィールド径を有する第２光ファイバとを融着接続してなる接続ファイバを有するものであって、接続ファイバの融着接続部は、該融着接続部におけるモードフィールド径が第１光ファイバ側から第２光ファイバ側にかけて漸次小さくなるように、第１光ファイバの構成材料と第２光ファイバの構成材料とが相互に熱拡散されてなることを特徴としている。

本モードフィールド変換器において融着接続部の外径は、第１光ファイバおよび第２光ファイバの外径以下であるのが好ましい。

本発明の第２の側面に係るモードフィールド変換器の製造方法は、第１モードフィールド径を有する第１光ファイバの一端と、第１モードフィールド径より小さい第２モードフィールド径を有する第２光ファイバの一端とを離間して対向配置した状態で、第１光ファイバの一端と第２光ファイバの一端とを加熱して融着接続する融着接続工程を含むことを特徴としている。

本製造方法において第１光ファイバの一端と第２光ファイバの一端との離間距離は、０μｍを越えて１０μｍ以下であるのが好ましい。

本製造方法における融着接続工程では、第１光ファイバおよび第２光ファイバを、各軸心を中心として回転させつつ加熱を行うのが好ましい。

本発明の第１の側面に係るモードフィールド変換器において接続ファイバの融着接続部は、該融着接続部におけるモードフィールド径が第１光ファイバ側から第２光ファイバ側にかけて漸次小さくなるように、第１光ファイバの構成材料と第２光ファイバの構成材料とが相互に熱拡散されてなる。つまり、本モードフィールド変換器には、例えば第１光ファイバの一端と第２光ファイバの一端とを互いにその軸方向において押し付けあったり、引っ張ったりすることにより生じるモードフィールド径の漸次変化の乱れる部位が実質的に存在しない。そのため、本モードフィールド変換器は、モードフィールド径の漸次変化の乱れる部位が生じる従来のモードフィールド変換器に比べて、光の接続損失をより低減することができる。したがって、本モードフィールド変換器は、優れた光接続効率を確保するうえで好適である。

本モードフィールド変換器において、融着接続部の外径を第１光ファイバおよび第２光ファイバの外径以下に設定すると、例えば第１光ファイバの一端と第２光ファイバの一端とを互いにその軸方向において押し付けあうことにより生じる凸部（第１光ファイバや第２光ファイバの外径より大きい外径を有する部位）が融着接続部に存在しないので、孔径が一様な貫通孔を有するフェルールの該貫通孔に接続ファイバの融着接続部を適切に挿入させることができる。つまり、本構成のモードフィールド変換器では、融着接続部をフェルールによって適切に保持することができる。そのため、本構成のモードフィールド変換器では、接続ファイバの融着接続部に作用する応力に対する耐性（物理的耐性や熱的耐性など）を向上させることができる。したがって、本モードフィールド変換器は、接続ファイバの融着接続部における破断などに起因する光の接続損失の発生を抑制するうえで好適である。

本発明の第２の側面に係るモードフィールド変換器の製造方法における融着接続工程では、第１光ファイバの一端と第２光ファイバの一端とを離間して対向配置した状態で、第１光ファイバの一端と第２光ファイバの一端とを加熱して融着接続を行っている。そのため、本製造方法では、例えば第１光ファイバの一端と第２光ファイバの一端とを互いにその軸方向において押し付けあったり、引っ張ったりすることにより生じるモードフィールド径の漸次変化の乱れる部位が実質的に存在しないモードフィールド変換器を製造することができる。このような構成のモードフィールド変換器は、モードフィールド径の漸次変化の乱れる部位が生じる従来のモードフィールド変換器に比べて、光の接続損失をより低減することができる。したがって、本製造方法は、優れた光接続効率を有するモードフィールド変換器を適切に製造することができるのである。

また、本製造方法では、第１光ファイバと第２光ファイバとを融着接続する際に、第１光ファイバの一端と第２光ファイバの一端とを互いにその軸方向において押し付けあったり、引っ張ったりすることがないため、接続ファイバの融着接続部に押し付けや引っ張りに起因する残留応力が実質的に生じない。そのため、本製造方法では、接続ファイバの融着接続部に作用する応力に対する耐性（熱的耐性や物理的耐性など）に優れたモードフィールド変換器を製造することができる。したがって、本製造方法は、接続ファイバの融着接続部における破断などに起因する光の接続損失の発生を抑制することができるモードフィールド変換器を製造するうえで好適である。

本製造方法において、第１光ファイバの一端と第２光ファイバの一端との離間距離を０μｍを越えて１０μｍ以下に設定すると、一般的な光ファイバ（外径：１２４〜１２６μｍ）を第１光ファイバおよび第２光ファイバとして採用する場合に、加熱溶融して表面張力により略球体状となった各光ファイバの一端が互いに接触して、より適切に融着接続を行うことができる。したがって、本製造方法は、接続ファイバの融着接続部における残留応力の発生をより確実に防ぐうえで好適である。

本製造方法の融着接続工程において、第１光ファイバおよび第２光ファイバを、各軸心を中心として回転させつつ加熱を行うと、各光ファイバの一端において溶融した構成材料が重力により偏ってしまうのを防ぐことができるので、より適切な融着接続を行うことができる。したがって、本製造方法は、接続ファイバの融着接続部における構成材料の偏りなどに起因する光の接続損失の発生を抑制することができるモードフィールド変換器を製造するうえで好適である。

図１は、本発明の第１の実施形態に係るモードフィールド変換器Ｘ１の概略構成を表す断面図である。図２は、図１に示すモードフィールド変換器Ｘ１における接続ファイバの要部拡大断面図である。モードフィールド変換器Ｘ１は、接続ファイバ１０と、フェルール２０と、被覆部材３０と、コネクタ部材４０とを備えている。

接続ファイバ１０は、光ファイバ１１および光ファイバ１２を含み、光ファイバ１１の一端と光ファイバ１２の一端とを融着接続してなる部材である。

光ファイバ１１は、その光軸方向に延びるコア１１ａおよびクラッド１１ｂを有しており、コア１１ａとクラッド１１ｂとの境界において光を全反射させることにより、コア１１ａに沿って光を伝播することができるように構成されている。このようにして伝搬する光は、コア１１ａを中心とした同心円状のパワー分布となり、そのパワーの最大値の１／ｅ^２の大きさとなる径をモードフィールド径と呼ぶ。モードフィールド径は、伝搬する光の波長にもよるが、コア１１ａの径や、コア１１ａとクラッド１１ｂとの屈折率差によって決定する。

コア１１ａは、光ファイバ１において主として光が伝搬する部位であり、略円柱状に構成されている。コア１１ａのコア径ｄ_１は、後述する光ファイバ１２におけるコア１２ａのコア径ｄ_２より大きく、例えば８〜１０μｍに設定されている。コア１１ａの構成材料としては、後述するクラッド１１ｂの構成材料よりも屈折率の大きい材料（例えば、ゲルマニウムやリンなど）が採用される。なお、コア１１ａには、コア１１ａのコア径を変化させたり、より適切な融着接続を行うべく、屈折率制御用添加材（例えばゲルマニウム）を添加してもよい。

クラッド１１ｂは、コア１１ａとの境界においてコア１１ａを伝搬する光を全反射させるための部位であり、コア１１ａの外周面を取り囲むように形成されている。クラッド１１ｂの構成材料としては、コア１１ａの構成材料よりも屈折率の小さい材料（例えば、ホウ素やフッ素など）が採用される。なお、クラッド１１ｂには、コア１１ａのコア径を変化させたり、より適切な融着接続を行うべく、屈折率制御用添加材（例えばフッ素）を添加してもよい。また、クラッド１１ｂは、後述するフェルール２０の貫通孔２０ａに対してより精度よく固定するために、クラッド１１ｂの全体にわたって、外径を一様に構成するのが好ましい。

光ファイバ１２は、その光軸方向に延びるコア１２ａおよびクラッド１２ｂを有しており、コア１２ａとクラッド１２ｂとの境界において光を全反射させることにより、コア１２ａに沿って光を伝播することができるように構成されている。

コア１２ａは、光ファイバ１２において主として光が伝搬する部位であり、略円柱状に構成されている。コア１２ａのコア径ｄ_２は、光ファイバ１におけるコア１１ａのコア径ｄ_１より小さく、例えば６〜９μｍに設定されている。コア１２ａの構成材料としては、コア１１ａと同様のものが挙げられる。

クラッド１２ｂは、コア１２ａとの境界においてコア１２ａを伝搬する光を全反射させるための部位であり、コア１２ａの外周面を取り囲むように形成されている。クラッド１２ｂの構成材料としては、クラッド１１ｂと同様のものが挙げられる。なお、クラッド１２ｂは、後述するフェルール２０の貫通孔２０ａに対してより精度よく固定するために、クラッド１２ｂの全体にわたって、外径を一様に構成するのが好ましい。

接続ファイバ１０の融着接続部１０ａは、光ファイバ１１の構成材料と光ファイバ１２の構成材料とを相互に熱拡散することにより形成されており、融着接続部１０ａにおけるモードフィールド径が光ファイバ１１側から光ファイバ１２側にかけて漸次小さくなるように構成されている。また、本実施形態において接続ファイバ１０の融着接続部１０ａは、光ファイバ１１と光ファイバ１２との接続境界部Ａで外径が最小となるように、融着接続部１０ａの端部から接続境界部Ａにかけて徐々に外径が小さくなるように形成されているが、このような形状には限られない。但し、接続ファイバ１０の融着接続部１０ａの外径は、後述するフェルール２０により融着接続部１０ａを適切に保持させる観点から、光ファイバ１１，１２の外径以下に設定するのが望ましい。

フェルール２０は、光ファイバ１１，１２を挿入するための貫通孔２０ａを有し、例えば略円筒状に形成されている。フェルール２０の構成材料としては、酸化ジルコニウム（ジルコニア）、酸化アルミニウム（アルミナ）、ムライト、窒化ケイ素、炭化ケイ素および窒化アルミニウムなどの単体もしくはこれらを主成分として含むセラミックスや、結晶化ガラスなどのガラスセラミックスや、燐青銅、ベリリウム銅、黄銅、ステンレスなどの金属や、エポキシおよび液晶ポリマなどのプラスチックなどが挙げられ、中でも耐摩耗性や弾性変形性に優れたジルコニア系セラミックス（ジルコニアを主成分とするセラミックス）が好適である。

被覆部材３０は、光ファイバ１１，１２を保護するための部材であり、本実施形態ではクラッド１２ｂの外周面を取り囲むように形成されている。被覆部材３０の構成材料としては、ナイロン11やポリエステルエラストマーなどが挙げられる。なお、被覆部材３０は、図１において、フェルール２０の貫通孔２０ａに入り込むようには描かれていないが、被覆部材３０の一部が貫通孔２０ａに入り込むように構成してもよい。

光コネクタ部材４０は、フェルール２０を保持して図示しない他のコネクタ部材と適切に接続するための機能を担う部材であり、例えばＳＣ形光コネクタの場合、フランジ、ばね、ストップリング、プラグフレーム、つまみなどの各部材を組み合わせて構成される。フランジ、ばね、ストップリングの構成材料としては、ステンレス、銅合金、鉄、ニッケル合金、アルミニウムなどの金属などが挙げられ、中でも耐摩耗性やコストの観点から、ＳＵＳ３０４などのステンレスが好適である。プラグフレームやつまみの構成材料としては、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、液晶ポリマ、エポキシなどのプラスチック材料などが挙げられ、中でも耐環境試験性の観点から、ＰＢＴにガラスフィラーを２０〜３０ｗｔ％含有させたものが望ましい。なお、光コネクタ部材３０としてはＳＣ形には限られず、ＦＣ形、ＭＵ形、ＬＣ形、ＳＴ形、ＦＡ形など種々の形状を採用することができる。

本実施形態に係るモードフィールド変換器Ｘ１において接続ファイバ１０の融着接続部１０ａは、融着接続部１０ａにおけるモードフィールド径が光ファイバ１１側から光ファイバ１２側にかけて漸次小さくなるように、光ファイバ１１の構成材料と光ファイバ１２の構成材料とが相互に熱拡散されてなる。つまり、モードフィールド変換器Ｘ１には、例えば光ファイバ１１の一端と光ファイバ１２の一端とを互いにその軸方向において押し付けあったり、引っ張ったりすることにより生じるモードフィールド径の漸次変化の乱れる部位が実質的に存在しない。そのため、モードフィールド変換器Ｘ１は、モードフィールド径の漸次変化の乱れる部位が生じる従来のモードフィールド変換器に比べて、光の接続損失をより低減することができる。したがって、モードフィールド変換器Ｘ１は、優れた光接続効率を確保することができるのである。

モードフィールド変換器Ｘ１では、融着接続部１０ａの外径を光ファイバ１１，１２の外径以下に設定されているので、例えば光ファイバ１１の一端と光ファイバ１２の一端とを互いにその軸方向において押し付けあうことにより生じる凸部（光ファイバ１１や光ファイバ１２の外径より大きい外径を有する部位）が融着接続部に存在しないので、孔径が一様な貫通孔２０ａを有するフェルール２０の貫通孔２０ａに接続ファイバ１０の融着接続部１０ａを適切に挿入させることができる。つまり、モードフィールド変換器Ｘ１では、融着接続部１０ａをフェルール２０によって適切に保持することができる。そのため、モードフィールド変換器Ｘ１では、接続ファイバ１０の融着接続部１０ａに作用する応力に対する耐性（物理的耐性や熱的耐性など）を向上させることができる。したがって、モードフィールド変換器Ｘ１は、接続ファイバ１０の融着接続部１０ａにおける破断などに起因する光の接続損失の発生を抑制することができるのである。

図３は、本発明の第２の実施形態に係るモードフィールド変換器Ｘ２の概略構成を表す断面図である。図４は、図３に示すモードフィールド変換器Ｘ２における接続ファイバの要部拡大断面図である。モードフィールド変換器Ｘ２は、光ファイバ１３を更に有する点、および、被覆部材３０が光ファイバ１３を保護している点において、モードフィールド変換器Ｘ１と異なる。モードフィールド変換器Ｘ２の他の構成については、モードフィールド変換器Ｘ１に関して上述したのと同様である。

モードフィールド変換器Ｘ２は、接続ファイバ１０’と、フェルール２０と、被覆部材３０と、コネクタ部材４０とを備えている。

接続ファイバ１０’は、光ファイバ１１と、光ファイバ１２と、光ファイバ１３とを含み、光ファイバ１１の一端と光ファイバ１２の一端とを融着接続するとともに、光ファイバ１２の一端と光ファイバ１３の一端とを融着接続してなる部材である。

光ファイバ１３は、その光軸方向に延びるコア１３ａおよびクラッド１３ｂと、被覆部材１３ｃとを有しており、コア１３ａとクラッド１３ｂとの境界において光を全反射させることにより、コア１３ａに沿って光を伝播することができるように構成されている。

コア１３ａは、光ファイバ１３において主として光が伝搬する部位であり、略円柱状に構成されている。コア１３ａのコア径ｄ_３は、光ファイバ１におけるコア１１ａのコア径ｄ_１より大きく、例えば３〜６μｍに設定されている。コア１３ａの構成材料としては、コア１１ａと同様のものが挙げられる。

クラッド１３ｂは、コア１３ａとの境界においてコア１３ａを伝搬する光を全反射させるための部位であり、コア１３ａの外周面を取り囲むように形成されている。クラッド１３ｂの構成材料としては、クラッド１１ｂと同様のものが挙げられる。なお、クラッド１３ｂは、フェルール２０の貫通孔２０ａに対してより精度よく固定するために、クラッド１３ｂの全体にわたって、外径を一様に構成するのが好ましい。

被覆部材３０は、本実施形態においては光ファイバ１３を保護すべく、クラッド１３ｂの外周面を取り囲むように形成されている。

接続ファイバ１０’の融着接続部１０ｂは、光ファイバ１２の構成材料と光ファイバ１３の構成材料とを相互に熱拡散することにより形成されており、融着接続部１０ｂにおけるモードフィールド径が光ファイバ１２側から光ファイバ１３側にかけて漸次大きくなるように構成されている。また、本実施形態において接続ファイバ１０の融着接続部１０ｂは、光ファイバ１２と光ファイバ１３との接続境界部Ｂで外径が最小となるように、融着接続部１０ｂの端部から接続境界部Ｂにかけて徐々に外径が小さくなるように形成されているが、このような形状には限られない。但し、接続ファイバ１０’の融着接続部１０ｂの外径は、後述するフェルール２０により融着接続部１０ｂを適切に保持させる観点から、光ファイバ１２，１３の外径以下に設定するのが望ましい。

本実施形態に係るモードフィールド変換器Ｘ２においても、モードフィールド変換器Ｘ１と同様の効果を奏する。

図５は、本発明の第３の実施形態に係るモードフィールド変換器Ｘ３の概略構成を表す断面図である。モードフィールド変換器Ｘ３は、被覆部材３０に代えてスリーブ５０を有し、光ファイバ１１の部位をスリーブ５０により保持させる点において、モードフィールド変換器Ｘ１と異なる。モードフィールド変換器Ｘ３の他の構成については、モードフィールド変換器Ｘ１に関して上述したのと同様である。

モードフィールド変換器Ｘ３は、接続ファイバ１０と、フェルール２０と、コネクタ部材４０と、スリーブ５０とを備えている。

スリーブ５０は、接続ファイバ１０を保持しているフェルール２０を挿入するための貫通孔５０ａを有し、該フェルール２０と図示しないプラグフェルールとの間の調心機能を担う部材である。ここで、調芯機能とは、一方のコアと他方のコアとを再現よく接続させるための機能を意味する。スリーブ５０には、その一端からフェルール２０が挿入され、その他端から上記プラグフェルールが挿入される。本実施形態に係るスリーブ５０は、長手方向（矢印ＡＢ方向）に延びるスリット（図示せず）を有する、いわゆる割りスリーブである。このような構成のスリーブ５０を採用する場合、スリーブ５０内に挿入される上記プラグフェルールに対して作用する把持力を高めるべく、貫通孔５０ａの孔径はプラグフェルールの外径より若干（例えば数μｍ）小さく設定するのが好ましい。スリーブ５０としては、割りスリーブに代えて、いわゆる精密スリーブ（スリット無し）を採用してもよい。スリーブ５０を構成する材料としては、燐青銅、ベリリウム銅、黄銅、銅、ステンレスなどの金属、エポキシや液晶ポリマなどのプラスチック、ジルコニア系やアルミナ系のセラミックスなどが挙げられ、中でも耐摩耗性に優れ且つ適度に弾性変形するジルコニア系セラミックス（ジルコニアを主成分とするセラミックス）が好適である。さらに、ジルコニア系セラミックスの中でも、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）を主成分とし、Ｙ_２Ｏ_３、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＣｅＯ_２、Ｄｙ_２Ｏ_３などからなる群より選択される少なくとも一種を安定化剤として含む部分安定化ジルコニアセラミックス（正方晶の結晶が主体）は、耐摩耗性および弾性変形性の観点から好適である。

以下に、本発明に係るモードフィールド変換器の製造方法について、モードフィールド変換器Ｘ１を用いて説明する。図６は、モードフィールド変換器１における接続ファイバ１０を製造する際の経時変化を表す断面図である。

まず、図６（ａ）に示すように、光ファイバ１１の一端と光ファイバ１２の一端とを離間して対向配置する。また、本実施形態では、より適切な融着接続を達成すべく、離間距離は０μｍを越えて１０μｍ以下に設定する。

次に、図６（ｂ）〜（ｄ）に示すように、光ファイバ１１の一端部と光ファイバ１２の一端部とを所定の溶融温度（例えば１５００℃）まで加熱する。具体的には、所定の加熱手段により各光ファイバ１１，１２の所定位置を加熱すると、各光ファイバ１１，１２の一端が膨らみ始め（図６（ｂ））、各光ファイバ１１，１２の一端が当接し（図６（ｃ））、更に各光ファイバ１１，１２の一端がより広範囲で当接し且つ各光ファイバ１１，１２の構成材料の熱拡散が進行する（図６（ｄ））。この加熱手段としては、バーナーやセラミックヒータなどが挙げられる。

次に、図６（ｅ）に示すように、接続ファイバ１０の融着接続部１０ａにおけるモードフィールド径が光ファイバ１１側から光ファイバ１２側にかけて漸次小さくなるように、光ファイバ１１の構成材料と光ファイバ１２の構成材料とが相互に熱拡散される。

以上のようにして、図１に示すモードフィールド変換器Ｘ１の接続ファイバ１０を製造することができる。なお、本製造方法では、モードフィールド変換器Ｘ１を用いて説明したが、モードフィールド変換器Ｘ２においても同様の方法を適用することができる。

本発明のモードフィールド変換器Ｘ１の製造方法における融着接続工程（接続ファイバ１０の製造工程）では、光ファイバ１１の一端と光ファイバ１２の一端とを離間して対向配置した状態で、光ファイバ１１の一端と光ファイバ１２の一端とを加熱して融着接続を行っている。そのため、本製造方法では、例えば光ファイバ１１の一端と光ファイバ１２の一端とを互いにその軸方向において押し付けあったり、引っ張ったりすることにより生じるモードフィールド径の漸次変化の乱れる部位が実質的に存在しないモードフィールド変換器Ｘ１を製造することができる。このような構成のモードフィールド変換器Ｘ１は、モードフィールド径の漸次変化の乱れる部位が生じる従来のモードフィールド変換器に比べて、光の接続損失をより低減することができる。したがって、本製造方法は、優れた光接続効率を有するモードフィールド変換器Ｘ１を適切に製造することができるのである。

また、本製造方法では、光ファイバ１１と光ファイバ１２とを融着接続する際に、光ファイバ１１の一端と光ファイバ１２の一端とを互いにその軸方向において押し付けあったり、引っ張ったりすることがないため、接続ファイバ１０の融着接続部１０ａに押し付けや引っ張りに起因する残留応力が実質的に生じない。そのため、本製造方法では、接続ファイバ１０の融着接続部１０ａに作用する応力に対する耐性（熱的耐性や物理的耐性など）に優れたモードフィールド変換器Ｘ１を製造することができる。したがって、本製造方法は、接続ファイバ１０の融着接続部１０ａにおける破断などに起因する光の接続損失の発生が抑制されたモードフィールド変換器Ｘ１を製造することができるのである。

さらに、本製造方法では、光ファイバ１１の一端と光ファイバ１２の一端との離間距離を０μｍを越えて１０μｍ以下に設定されているので、一般的な光ファイバ（外径：１２４〜１２６μｍ）を光ファイバ１１および光ファイバ１２として採用する場合に、加熱溶融して表面張力により略球体状となった各光ファイバの一端が互いに接触して、より適切に融着接続を行うことができる。したがって、本製造方法は、接続ファイバ１０の融着接続部１０ａにおける残留応力の発生をより確実に防ぐことができるのである。

以上、本発明の具体的な実施形態を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の思想から逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。

モードフィールド変換器Ｘ１における接続ファイバ１０の製造において、各光ファイバ１１，１２の加熱は、光ファイバ１１および光ファイバ１２を、各軸心を中心として回転させつつ行うようにしてもよい。このような方法によると、各光ファイバ１１，１２の一端において溶融した構成材料が重力により偏ってしまうのを防ぐことができるので、より適切な融着接続を行うことができる。つまり、本方法では、接続ファイバ１０の融着接続部１０ａにおける構成材料の偏りなどに起因する光の接続損失の発生が抑制されたモードフィールド変換器Ｘ１を製造することができる。

本発明の第１の実施形態に係るモードフィールド変換器の概略構成を表す断面図である。図１に示すモードフィールド変換器の接続ファイバの要部拡大図である。本発明の第２の実施形態に係るモードフィールド変換器の概略構成を表す断面図である。図３に示すモードフィールド変換器の接続ファイバの要部拡大図である。本発明の第３の実施形態に係るモードフィールド変換器の概略構成を表す断面図である。図１に示すモードフィールド変換器の接続ファイバを製造する際の経時変化を表す断面図である。従来のモードフィールド変換器の概略構成を表す断面図であり、（ａ）は第１従来例、（ｂ）は第２従来例、（ｃ）は第３従来例である。

符号の説明

Ｘ１〜Ｘ３モードフィールド変換器
１０，１０’ 接続ファイバ
１０ａ，１０ｂ融着接続部
１１光ファイバ
１２光ファイバ
１３光ファイバ
２０フェルール
３０被覆部材
４０光コネクタ部材
５０スリーブ

Claims

第１モードフィールド径を有する第１光ファイバと、前記第１モードフィールド径より小さい第２モードフィールド径を有する第２光ファイバとを融着接続してなる接続ファイバを有するモードフィールド変換器であって、
前記接続ファイバの融着接続部は、該融着接続部におけるモードフィールド径が前記第１光ファイバ側から前記第２光ファイバ側にかけて漸次小さくなるように、前記第１光ファイバの構成材料と前記第２光ファイバの構成材料とが相互に熱拡散されてなることを特徴とする、モードフィールド変換器。
前記融着接続部の外径は、前記第１光ファイバおよび前記第２光ファイバの外径以下である、請求項１に記載のモードフィールド変換器。
第１モードフィールド径を有する第１光ファイバの一端と、前記第１モードフィールド径より小さい第２モードフィールド径を有する第２光ファイバの一端とを離間して対向配置した状態で、前記第１光ファイバの一端と前記第２光ファイバの一端とを加熱して融着接続する融着接続工程を含む、モードフィールド変換器の製造方法。
前記第１光ファイバの一端と前記第２光ファイバの一端との離間距離は、０μｍを越えて１０μｍ以下である、請求項３に記載のモードフィールド変換器の製造方法。
前記融着接続工程では、前記第１光ファイバおよび前記第２光ファイバを、各軸心を中心として回転させつつ加熱を行う、請求項３または４に記載のモードフィールド変換器の製造方法。