JP2009543119A - 光ファイバコネクタのファイバ端の高分子層及びこれに関連する方法 - Google Patents

Abstract

【解決手段】複数の光ファイバ（１０６、１０７）用のコネクタ（１００）は、挿入損を減少させるためにコネクタの面におけるファイバの端部上に付着させる高分子層を含む。該高分子層（１１０）は、複数のファイバ（１０６、１０７）の端部をすべて包囲する単一層、又は、複数のファイバの各端部に配置された独立層である。これらの高分子層の形状は概略正方形、長方形、円形又は楕（だ）円形である。追加の高分子層は、面の位置合せ孔（あな）とハウジングとの間に付着されている。
【選択図】図３

Description

本特許出願は、２００６年６月３０日に出願された以前の仮特許出願第６０／８１７，８１６号の本出願であり、この仮出願の優先権を本特許出願について主張する。

本発明は、一般に１本の光ファイバ用又は複数本の光ファイバ用のコネクタに関する。より詳細には、本発明は、１対の結合コネクタ間の挿入損を減少させるために光ファイバの端部又は複数の光ファイバの端部に付着される高分子層に関する。

従来技術の光ファイバコネクタの挿入損（ＩＬ）は、光ファイバ端の研磨方法により、端面において許容することができないレベルまで変化することがある。低温動作では、光ファイバの端部間の空隙（げき）内に氷の薄層ができることがある。そのような氷の層は、コネクタの性能を変化させ、また、挿入損を許容することができない高いレベルまで高める可能性がある。

したがって、本発明の一般的な目的は、コネクタの端面上に高分子層を設けることである。高分子層は硬化層でもよく、この硬化は、紫外線（ＵＶ）又は熱プロセスによって達成される。

本発明の他の目的は、コネクタの端面上のそのような高分子層を使用することによってファイバ間にある空隙を効果的になくすことである。

本発明の更なる目的は、コネクタの機械ばね圧力を使用して高分子層によってファイバ間の空隙を実質的になくすことである。

本発明の更に他の目的は、高分子層によってファイバ間の挿入損を実質的に減少させることである。

本発明の更に他の目的は、高分子層の疎水的性質を使用して低温でのファイバ間の氷層形成を防ぐことである。

本発明の他の目的は、高分子層を備えた光ファイバコネクタを製造するのに必要な時間と労力の量を少なくすることである。

本発明は、光ファイバの端部の上に付着された高分子層を備えた１本の光ファイバ用のコネクタと、好ましくは複数の光ファイバ用のコネクタとを対象とする。高分子層は、熱又は紫外線（ＵＶ）プロセスを使用して硬化された硬化高分子層とすることができる。コネクタは、ハウジングと、ハウジング内に配置された面と、面に配置された端部を有する少なくとも１本の光ファイバと、前記少なくとも１本の光ファイバの端部の上に付着された高分子層とを有する。一実施形態では、複数の光ファイバはそれぞれ、面に配置された端部と、複数の光ファイバの各端部上に付着された高分子層とを有する。

高分子層は、複数の光ファイバの各端部を包囲（encompass)する単一層でよい。例えば、この単一層の形状は概略長方形である。代替として、複数の光ファイバの端部の各々に独立した高分子層が付着されてもよい。そのような独立した高分子層は、各ファイバ端部の周りに概略正方形、長方形、円形又は楕（だ）円形になるように構成されてもよい。

コネクタの面には、少なくとも１個の孔（あな）が配置されていてもよく、また、前記少なくとも１個の孔とハウジングとの間に追加の高分子層が付着されていてもよい。高分子層は、対象の波長で約１．４〜１．５の屈折率を有し、高分子層は、最大約２０ミクロンの厚さを有することが好ましい。

本発明は、光ファイバの端部の上に付着された高分子層を有する１本の光ファイバ用、及び、好ましくは複数の光ファイバ用のコネクタを作成する方法を対象とする。高分子層は、ＵＶ硬化されてもよく熱硬化されていてもよい。この方法は、コネクタ用のハウジングを提供するステップと、ハウジング内に面を配置するステップと、面に少なくとも１本の光ファイバの端部を配置するステップと、前記少なくとも１本の光ファイバの端部の上に高分子層を付着させるステップとを含む。

一実施形態では、この方法は、複数の光ファイバを備えたコネクタを対象とし、この方法は、面に複数の光ファイバの各端部を配置するステップと、複数の光ファイバの各端部の上に高分子層を付着させるステップとを含む。他のステップは、複数の光ファイバの各端部を単一高分子層で包囲するステップを含んでいてもよく、単一高分子層の形状は長方形であってもよい。

他の実施形態では、この方法は、複数の光ファイバの各端部に独立した高分子層を付着させるステップを含んでもよい。これらの独立した高分子層は、各ファイバ端部の周りに概略正方形、長方形、円形又は楕円形になるように構成されてもよい。

本発明の他の形態によれば、この方法は、前記面に少なくとも１個の孔を配置するステップと、前記少なくとも１個の孔とハウジングとの間に追加の高分子層を付着させるステップとを含むことができる。この方法の他のステップは、対象の波長で約１．４〜１．５の屈折率を有する高分子層を選択するステップと、高分子層を最大約２０ミクロンの厚さで付着させるステップとを含む。

本発明は、その目的及び利点とともに、添付図面と関連して行われる以下の説明を参照することによって最もよく理解され、図面では類似の参照符号は類似の要素を示す。

本発明における複数のファイバの周りに概略長方形パターンで端面上に付着された高分子被覆を有するマルチプルファイバコネクタの端面図である。 図１と同じように複数のファイバの周りに概略長方形パターンで端面上に高分子被覆を有するが、本発明の他の形態による各ガイド孔（こう）とコネクタハウジングとの間のコネクタの端面に追加の高分子被覆領域を有するマルチプルファイバコネクタの端面図である。 図１と類似しているが、本発明の更に他の形態による複数のファイバのそれぞれの周りに概略正方形パターンの高分子被覆から成る端面上の高分子被覆を備えたマルチプルファイバコネクタの端面図である。 図１と類似しているが、本発明の更に他の形態による複数のファイバのそれぞれの周りに概略円形パターンの高分子被覆から成る端面上の高分子被覆を備えたマルチプルファイバコネクタの端面図である。 図１〜４に示したマルチプルファイバコネクタの側面図である。

本発明をその精神から逸脱することなく他の特定の形態で実施することができることが理解されるであろう。したがって、この例及び実施形態は、すべての点において限定ではなく実例として解釈されるべきであり、本発明は、本明細書に示した詳細に限定されるべきでない。

図１を参照すると、全体が１００で示されるコネクタが示されている。図１の示した実施形態では、コネクタ１００は、任意の適切な材料で形成された外側シェル又はハウジング１０１を備えている。ハウジング１００内には、コネクタの概略平坦（たん）な面１０２がある。面１０２内には、最上のファイバ１０６、最下のファイバ１０７等の複数の光ファイバの端部が配置されている。図１の例では、面１０２の位置合せ孔１０３と１０４との間に、ファイバ１０６と１０７とを含む１２本のファイバの端部が示されている。例えば、複数のファイバの端部は、位置合せ孔１０３と１０４との中心とほぼ位置合せされている。また、ファイバの端部は、各対の隣合ったファイバ端間でほぼ等しい間隔を有している。

当該技術分野で知られている方法で、面１０２の１対の位置合せ孔１０３及び１０４は、相手方コネクタ（図示せず）を収容しコネクタ１００と位置合せするために使用され、その結果、ファイバ端１０６と１０７とを含むファイバ端は、相手方コネクタ内の対応するファイバ端の近くに位置し、それらと位置合せされる。

本発明の一形態によれば、１本の光ファイバの端部又はファイバ１０６、１０７等の複数の光ファイバの端部に高分子層１１０が付着されている。なお、高分子層は硬化高分子層であり、この硬化は、熱又は紫外線（ＵＶ）硬化を使用して行われる。ここでの議論のために、また、単なる例に過ぎないが、全体を通してＵＶ硬化高分子層が使用されている。しかしながら、熱硬化も実行可能な代替案であり、この場合、感熱高分子を硬化させるために、例えば、赤外線ランプが使用される。

図１に示したように、ＵＶ硬化高分子層１１０は、位置合せ孔１０３と１０４との間に付着される。ＵＶ硬化高分子層１１０は、単一のＵＶ硬化高分子層であり、形状が概略長方形であり、面１０２に現れたファイバ端１０６及び１０７を含む１２本のファイバ端をすべて包囲する。このＵＶ硬化高分子層は、薄く柔軟であり、かつ、対象の波長（約８５０〜１５５０〔ｎｍ〕）で約１．４〜１．５の屈折率を有することが好ましい。例えば、ＵＶ硬化高分子層は、最大約２０ミクロンの厚さを有する。

図１のコネクタ１００は、図２に示したコネクタ２００と類似している。しかしながら、孔１０３とハウジング１０１との間と、孔１０４とハウジング１０１との間とに、ＵＶ硬化高分子層の追加領域２０１及び２０２が付着されている。これらの追加のＵＶ硬化高分子層２０１及び２０２は、図２では、長方形として示されているが、任意の所望の形状を使用することができる。これらの追加領域は、コネクタ２００が別のコネクタと結合されるときに相手方コネクタの面がＵＶ硬化高分子層１１０に平らに乗りやすくすることができる。すなわち、ＵＶ硬化高分子層１１０の付着による面１０２の隆起高さが、領域２０１及び２０２での対応する隆起高さと一致する。

図３のコネクタ３００は、多くの点で、それぞれ図１及び２のコネクタ１００及び２００と類似している。しかしながら、コネクタ３００の面１０２は、図１及び２に示したようにすべてのファイバ端を包囲する単一のＵＶ硬化高分子層１１０ではなく、ファイバ１０６の端部等の各ファイバの端部に付着された個別又は独立したＵＶ硬化高分子層３０３又は３０４を有する。図３に示したように、独立したＵＶ硬化高分子層３０３又は３０４の形状はそれぞれ概略正方形又は長方形である。必要に応じて、図２に示したように、それぞれの孔１０３及び１０４の間に、層３０３と類似した追加のＵＶ硬化高分子層が付着されてもよい。

図４のコネクタ４００は、図３のコネクタ３００と多くの点で類似している。コネクタ４００の面１０２は、また、図１及び２の場合のようなすべてのファイバ端を包囲する単一のＵＶ硬化高分子層１１０ではなく、ファイバ１０６の端部等の各ファイバの端部に配置された個別のＵＶ硬化高分子層４０３又は４０４を有する。しかしながら、図４に示したように、独立したＵＶ硬化高分子層４０３又は４０４の形状はそれぞれ概略円形又は楕円形でよい。必要に応じて、図２に示したように、それぞれの孔１０３及び１０４の間に、層４０３と類似した追加のＵＶ硬化高分子層が付着されてもよい。

図３及び４の独立したＵＶ硬化高分子層３０３及び４０３の形状は正方形、長方形、円形又は楕円形で示されているが、他の所望の形状を同様に使用することができ、この場合も本発明の利点が達成されることは、当業者であれば分かるであろう。

図５は、図１〜４に示したコネクタ１００、２００、３００及び４００に使用される典型的なハウジング１０１の側面図である。ハウジング１０１は、当該技術分野で知られているように、任意の適切な材料で形成又は製造することができる。図１〜４の面１０２は、ハウジング１０１の嵌（かん）合端５０１と面一でもよく、又は、面１０２は、ハウジング内に窪（くぼ）まされていてもよい。

１対の結合コネクタ内の各対の光ファイバ間での光ファイバ接続のためにファイバが対応又は対向するファイバと接触するとき、ＵＶ硬化高分子層１１０、３０３又は４０３は、結合コネクタ内の対応若しくは対向するファイバ又は結合コネクタ内の複数のファイバのためのクッションとして働く。これにより、ＵＶ硬化高分子層１１０、３０３又は４０３は、互いに連通する各光ファイバ対の端部間にある空隙を有効に除去する。また、一般にコネクタによって加えられるばね圧力を利用して、結合コネクタ内の光ファイバ間の空隙を実質的に除去するか又はなくすことができる。

各対の光ファイバ間の空隙が実質的に除去されると、コネクタの端面の挿入損も実質的に減少するか又はなくなる。挿入損は、全く均一になる。コネクタの端面に高分子層が比較的均一に付着されたとき、光ファイバの端部の研磨エッジ効果（polishing edge effect ）によるそれぞれのコネクタの対向するファイバ間の空隙も実質的に減少するか又はなくなる。

本発明の他の形態によれば、２本の単一光ファイバが、直径約１．２５〔ｍｍ〕のＬＣフェルール等のフェルール内で接続され、これらの光ファイバの一方はＵＶ硬化高分子層を有し、他方の対向する光ファイバは劈開端を有する。すなわち、対向するファイバは、研磨端を備えなくてもよい。柔軟なＵＶ硬化高分子層は、劈（へき）開端がフェルールに挿入されて高分子層と接触したときに、対向するファイバの劈開端を低挿入損で受入れることができる。

また、そのようなＵＶ硬化高分子層１１０、３０３又は４０３は、疎水性である。この特性を利用することによって、ＵＶ硬化高分子層を有する１本以上の光ファイバを備えた光ファイバコネクタが、ＵＶ硬化高分子層を有する光ファイバの端部と対向する光ファイバとの端部の間に氷層を形成することなく、低温で十分に機能することができる。当然ながら、氷層は１．０の屈折率を有し、これにより、対向するファイバの端部間に氷層ができると大きな挿入損を生じる。したがって、ＵＶ硬化高分子層は、対向する光ファイバの端部間の氷層の形成を回避するのを支援し、それぞれの対の光ファイバ間の挿入損の変化を防ぐ。

本発明は、また、光ファイバ用コネクタを製造する時間及び労力を節約する。例えば、コネクタの面及びファイバ端をダイヤモンド研磨ディスク等で研磨する従来技術は時間がかかる。図１の面１０２に層１１０等のＵＶ硬化高分子層を最もよく接着させるには、面１０２の表面がある程度粗いことが好ましい。したがって、時間のかかる面１０２の研磨なしに層１１０が面１０２上に付着されてもよく、必要に応じて、面１０２が部分的に研磨されてもよい。粗いか又は部分的に研磨された面１０２に付着されたとき、ＵＶ硬化高分子層１１０は、面をかなり滑らかにし、それ以上研磨は不要になる。必要に応じて、研磨面の上にＵＶ硬化高分子層１１０を付着させることができる。

本発明の特定の実施形態を示し説明したが、本発明から逸脱することなくより広い形態で変更及び修正を行うことができることは当業者に明らかであろう。

Claims (27)

1. 光ファイバ用のコネクタであって、
   コネクタ用のハウジングと、
   該ハウジング内に配置された面と、
   該面に配置された端部を備える少なくとも１本の光ファイバと、
   該少なくとも１本の光ファイバの端部上に付着された高分子層とを有するコネクタ。
2. 前記少なくとも１本の光ファイバは、複数の光ファイバであり、複数の光ファイバはそれぞれ、面に配置された端部を備える、請求項１に記載のコネクタ。
3. 前記高分子層は、複数の光ファイバの各端部上に付着される、請求項２に記載のコネクタ。
4. 前記高分子層の形状は概略長方形である、請求項３に記載のコネクタ。
5. 前記概略長方形の高分子層は、複数の光ファイバの各端部を包囲する、請求項４に記載のコネクタ。
6. 前記面には少なくとも１個の孔が配置され、該少なくとも１個の孔とハウジングとの間に追加の高分子層が付着される、請求項３に記載のコネクタ。
7. 前記高分子層は、複数の光ファイバの各端部に配置された独立層を有する、請求項２に記載のコネクタ。
8. 複数の光ファイバの各端部に配置された前記独立層の形状は概略正方形又は長方形である、請求項７に記載のコネクタ。
9. 複数の光ファイバの端部のそれぞれに配置された前記独立層の形状は概略円形又は楕円形である、請求項７に記載のコネクタ。
10. 紫外線硬化高分子層は、厚さ約２０ミクロン以内である、請求項１に記載のコネクタ。
11. 前記高分子層は、面の非研磨表面又は部分的に研磨された表面上に付着される、請求項１に記載のコネクタ。
12. 前記高分子層は、対象の波長で約１．４〜１．５の屈折率を有する、請求項１に記載のコネクタ。
13. 光ファイバ用のコネクタを作成する方法であって、
    コネクタ用のハウジングを提供するステップと、
    前記ハウジング内に面を配置するステップと、
    前記面に少なくとも１本の光ファイバの端部を配置するステップと、
    前記少なくとも１本の光ファイバの端部上に高分子層を付着させるステップとを含む方法。
14. 前記少なくとも１本の光ファイバは、複数の光ファイバであり、
    面に複数の光ファイバの各端部を配置する追加のステップを更に含む、請求項１３に記載の方法。
15. 複数の光ファイバの各端部上に前記高分子層を付着させる追加のステップを更に含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記高分子層を概略長方形になるように構成する追加のステップを更に含む、請求項１５に記載の方法。
17. 複数の光ファイバの各端部を前記概略長方形の高分子層で取囲む追加のステップを更に含む、請求項１６に記載の方法。
18. 前記面に少なくとも１個の孔を配置する追加のステップと、
    前記少なくとも１個の孔とハウジングとの間に追加の高分子層を付着させる追加のステップとを更に含む、請求項１５に記載の方法。
19. 複数の光ファイバの各端部に独立した高分子層を付着させる追加のステップを更に含む、請求項１４に記載の方法。
20. 複数の光ファイバの各端部に、前記独立した高分子層を概略正方形又は長方形になるように構成する追加のステップを更に含む、請求項１９に記載の方法。
21. 複数の光ファイバの各端部に、前記独立した高分子層を概略円形又は楕円形になるように構成する追加のステップを更に含む、請求項１９に記載の方法。
22. 最大約２０ミクロンの厚さで高分子層を付着させる追加のステップを含む、請求項１３に記載の方法。
23. 面の非研磨表面又は部分的に研磨された表面上に高分子層を付着させる追加のステップを含む、請求項１３に記載の方法。
24. 対象の波長で約１．４〜１．５の屈折率を有する高分子層を選択する追加のステップを含む、請求項１３に記載の方法。
25. 前記高分子層は硬化された高分子層である、請求項１に記載のコネクタ。
26. 前記高分子層はＵＶ硬化されている、請求項２５に記載のコネクタ。
27. 前記高分子層は熱硬化されている、請求項２５に記載のコネクタ。

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