JP2015175980A - Optical fiber connector and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ファイバと光デバイス等との光学的な接続に好適な光ファイバコネクタ及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an optical fiber connector suitable for optical connection between an optical fiber and an optical device, and a manufacturing method thereof.
光ファイバを光デバイス等に光学的に接続する際には、図6に示すように、光ファイバ601と、光ファイバ601が光学的に接続される光学部品602と、光ファイバ601の端末を保持すると共に光ファイバ601の光軸と光学部品602の光軸とを調芯する調芯溝603を有する保持部品604と、光ファイバ601の端末を保持部品604に押さえ付ける押さえ部品605と、を備える光ファイバコネクタ600が広く使用されている。
When optically connecting an optical fiber to an optical device or the like, as shown in FIG. 6, the
光ファイバコネクタ600では、図7及び図8に示すように、硬化後のヤング率が100MPa以上である接着剤606により光ファイバ601が押さえ部品605と共に保持部品604に強固に固定されている。
In the
ところで、光ファイバ601と押さえ部品605は、石英ガラスで形成されており、光学部品602や保持部品604は、石英ガラスよりも線膨張係数が大きな材料、例えば、ポリエーテルイミド樹脂で形成されている。
By the way, the
このように、光ファイバ601と保持部品604は、線膨張係数が相互に異なる材料で形成されているため、光ファイバコネクタ600が高温環境下において使用された場合には、線膨張係数差に起因して光ファイバ601と保持部品604との間の寸法誤差が大きくなる。
As described above, since the
そうすると、接着剤606が僅かしか存在していない部分、例えば、光ファイバ601と調芯溝603とが接触している部分607に応力集中が発生し、その部分607を起点にして接着剤606が剥離したり、接着剤606の剥離に伴って光ファイバ601が損傷を受ける虞がある。
As a result, stress concentration occurs in a portion where the
また、接着剤606を注入したときに、接着剤606が光ファイバ601の先端部まで十分に浸透しているか否かを目視にて確認することができるように、押さえ部品605は、光ファイバ601の先端部を除く端末を保持部品604に押さえ付けている。
In addition, when the
そのため、光ファイバ601の先端部を除く端末は、光ファイバ601と同様に線膨張係数が比較的小さい石英ガラスで形成された押さえ部品605と共に保持部品604に強固に固定されており、接着剤606の剥離等が発生し難いが、光ファイバ601の先端部は、押さえ部品605と共に保持部品604に固定されていないため、光ファイバ601と保持部品604との線膨張係数差に起因する応力集中が発生し易くなっている。
Therefore, the end of the
なお、光ファイバ601の端面と光学部品602との間の距離Lを調整することにより、高温環境下における調芯溝603の伸び量を吸収する方法も考えられるが、この方法でもやはり接着剤の剥離や光ファイバの損傷が発生してしまう。
A method of absorbing the elongation amount of the
そこで、本発明の目的は、光ファイバの先端部に発生する応力集中を緩和して接着剤の剥離や光ファイバの損傷が発生し難い光ファイバコネクタ及びその製造方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical fiber connector and a method for manufacturing the same, in which stress concentration generated at the tip of the optical fiber is alleviated so that adhesive peeling and optical fiber damage are unlikely to occur.
この目的を達成するために創案された本発明は、光ファイバと、前記光ファイバが光学的に接続される光学部品と、前記光ファイバの端末を保持すると共に前記光ファイバの光軸と前記光学部品の光軸とを調芯する調芯溝を有する保持部品と、前記光ファイバの端末を前記保持部品に押さえ付ける押さえ部品と、を備え、前記光ファイバと前記保持部品は、線膨張係数が相互に異なる材料で形成されており、前記保持部品は、前記調芯溝を横断して形成されると共に、前記光ファイバを前記保持部品に固定するための接着剤を前記調芯溝の後端から注入したときに、前記接着剤が前記調芯溝の先端まで至らないように前記接着剤の浸透を妨げる液溜溝を更に有し、前記光ファイバは、先端部を除いた端末が前記接着剤により前記押さえ部品と共に前記保持部品に固定されている光ファイバコネクタである。 The present invention created to achieve this object includes an optical fiber, an optical component to which the optical fiber is optically connected, a terminal of the optical fiber, an optical axis of the optical fiber, and the optical fiber. A holding part having an alignment groove for aligning the optical axis of the part, and a holding part that presses the end of the optical fiber against the holding part, wherein the optical fiber and the holding part have a linear expansion coefficient. The holding part is formed across the alignment groove, and an adhesive for fixing the optical fiber to the holding part is provided at the rear end of the alignment groove. And a liquid storage groove that prevents the adhesive from penetrating so that the adhesive does not reach the tip of the alignment groove when injected from the optical fiber. With the holding parts by the agent An optical fiber connector which is fixed to the holding component.
前記液溜溝は、前記調芯溝よりも深く形成されていると良い。 The liquid storage groove may be formed deeper than the alignment groove.
前記液溜溝は、前記調芯溝の先端に形成されており、前記光ファイバは、先端部が前記調芯溝から露出していると良い。 The liquid reservoir groove may be formed at the tip of the alignment groove, and the optical fiber may have a tip exposed from the alignment groove.
前記光ファイバは、屈折率整合剤を介して前記光学部品と光学的に接続されていると良い。 The optical fiber may be optically connected to the optical component via a refractive index matching agent.
前記屈折率整合剤は、硬化後のヤング率が1MPa以上10MPa以下であると良い。 The refractive index matching agent may have a Young's modulus after curing of 1 MPa or more and 10 MPa or less.
前記接着剤は、硬化後のヤング率が100MPa以上であると良い。 The adhesive preferably has a Young's modulus after curing of 100 MPa or more.
前記光ファイバと前記押さえ部品は、石英ガラスで形成されており、前記保持部品は、石英ガラスよりも線膨張係数が大きな材料で形成されていると良い。 The optical fiber and the holding part are preferably made of quartz glass, and the holding part is preferably made of a material having a larger linear expansion coefficient than quartz glass.
また、本発明は、光ファイバと、前記光ファイバが光学的に接続される光学部品と、前記光ファイバの端末を保持すると共に前記光ファイバの光軸と前記光学部品の光軸とを調芯する調芯溝を有する保持部品と、前記光ファイバの端末を前記保持部品に押さえ付ける押さえ部品と、を備え、前記光ファイバと前記保持部品は、線膨張係数が相互に異なる材料で形成されている光ファイバコネクタの製造方法において、前記調芯溝を横断して形成されると共に、前記光ファイバを前記保持部品に固定するための接着剤を前記調芯溝の後端から注入したときに、前記接着剤が前記調芯溝の先端まで至らないように前記接着剤の浸透を妨げる液溜溝を更に有する前記保持部品を準備する工程と、前記光ファイバの端末を前記調芯溝に収容する工程と、前記接着剤を前記調芯溝の後端から注入して前記光ファイバの先端部を除いた端末を前記接着剤により前記押さえ部品と共に前記保持部品に固定する工程と、を備える光ファイバコネクタの製造方法である。 The present invention also provides an optical fiber, an optical component to which the optical fiber is optically connected, a terminal of the optical fiber, and an alignment of the optical axis of the optical fiber and the optical axis of the optical component. A holding part having a centering groove and a holding part that presses the end of the optical fiber against the holding part, wherein the optical fiber and the holding part are formed of materials having different linear expansion coefficients. In the manufacturing method of the optical fiber connector, when the adhesive for fixing the optical fiber to the holding part is injected from the rear end of the alignment groove, and formed across the alignment groove, Preparing the holding component further having a liquid storage groove that prevents the adhesive from penetrating so that the adhesive does not reach the tip of the alignment groove; and housing the end of the optical fiber in the alignment groove Process and A step of injecting the adhesive from the rear end of the alignment groove and fixing a terminal excluding the tip of the optical fiber to the holding component together with the pressing component by the adhesive. Is the method.
本発明によれば、光ファイバの先端部に発生する応力集中を緩和して接着剤の剥離や光ファイバの損傷が発生し難い光ファイバコネクタ及びその製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the stress concentration which generate | occur | produces in the front-end | tip part of an optical fiber can be relieve | moderated, and the optical fiber connector with which peeling of an adhesive agent or an optical fiber does not generate | occur | produce easily and its manufacturing method can be provided.
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1から図3に示すように、本実施の形態に係る光ファイバコネクタ100は、光ファイバ101と、光ファイバ101が光学的に接続される光学部品102と、光ファイバ101の端末を保持すると共に光ファイバ101の光軸と光学部品102の光軸とを調芯する調芯溝103を有する保持部品104と、光ファイバ101の端末を保持部品104に押さえ付ける押さえ部品105と、を備えている。
As shown in FIGS. 1 to 3, an
ここでは、光ファイバ101と保持部品104は、線膨張係数が相互に異なる材料で形成されており、光ファイバコネクタ100が高温環境下において使用された場合には、線膨張係数差に起因して光ファイバ101と保持部品104との間に寸法誤差が発生することを前提としている。
Here, the
光ファイバ101は、周囲が被覆層106により長手方向に亘って被覆されており、端末において被覆層106から露出されている。被覆層106から露出された光ファイバ101は、調芯溝103に収容されており、押さえ部品105により調芯溝103の底部に向けて押さえ付けられている。
The periphery of the
なお、押さえ部品105は、被覆層106から露出された光ファイバ101のみならず被覆層106で被覆された光ファイバ101をも保持部品104に向けて押さえ付けるように形成されていても構わない。
The
また、図面では、複数本の光ファイバ101のそれぞれを独立したものとして描いているが、複数本の光ファイバ101と、複数本の光ファイバ101の周囲を一括して被覆する一括被覆層と、を有する光ファイバテープを使用することにより、光ファイバ101の取扱性や端末加工性を向上させることが可能となる。
In the drawing, each of the plurality of
更に、一部の図面では、保持部品104の構成を把握し易くするため、光ファイバ101を破線で描いており、更に押さえ部品105が分解された状態を描いている。
Furthermore, in some drawings, in order to make it easy to grasp the configuration of the
光学部品102は、例えば、並列に配置された複数個のレンズ107を有するレンズアレイからなる。また、光学部品102は、樹脂成形技術を使用して保持部品104と一体的に形成されており、光学部品102のレンズ107と保持部品104の調芯溝103との位置関係が固定されている。
The
調芯溝103は、例えば、横断面がV字形状のV溝からなり、被覆層106から露出された光ファイバ101を調芯溝103に収容して押さえ部品105により調芯溝103の底部に向けて押さえ付けるだけで、光ファイバ101の光軸と光学部品102の光軸とが自動調芯されるように形成されている。
The
保持部品104は、調芯溝103が形成されると共に被覆層106から露出された光ファイバ101が保持される保持部108と、樹脂成形技術を使用して保持部108と段差部109を介して一体的に形成されると共に被覆層106で被覆された光ファイバ101が固定される固定部110と、を備えている。
The
段差部109は、被覆層106から露出された光ファイバ101を保持部108に保持させると共に被覆層106で被覆された光ファイバ101を固定部110に固定したときに、被覆層106から露出された光ファイバ101と被覆層106で被覆された光ファイバ101との間で光ファイバ101の光軸を略直線に維持して光学特性の劣化が防止されるように、被覆層106から露出された光ファイバ101と被覆層106で被覆された光ファイバ101との間の外径差を吸収できるような高さに形成されている。
The
これらの構成部品のうち、光ファイバ101と押さえ部品105は、石英ガラスで形成されており、光学部品102や保持部品104は、石英ガラスよりも線膨張係数が大きな材料、例えば、ポリエーテルイミド樹脂で形成されている。つまり、光ファイバ101と保持部品104は、線膨張係数が相互に異なる材料で形成されている。
Among these components, the
光ファイバコネクタ100を製造する際には、予め保持部品104を準備しておき、光ファイバ101を端末処理して被覆層106から光ファイバ101を露出させた後、被覆層106から露出された光ファイバ101を保持部108に保持させると共に被覆層106で被覆された光ファイバ101を固定部110に固定して光ファイバ101の端末を調芯溝103に収容する。
When the
その後、被覆層106から露出された光ファイバ101を押さえ部品105により調芯溝103の底部に向けて押さえ付けた状態で、光ファイバ101を保持部品104に固定するための接着剤111を調芯溝103の後端112から注入し、毛細管現象により接着剤111を被覆層106から露出された光ファイバ101に沿って浸透させて、光ファイバ101を押さえ部品105と共に保持部品104に固定する。
Thereafter, the adhesive 111 for fixing the
このとき、硬化後のヤング率が100MPa以上である接着剤111を使用することにより、光ファイバ101と押さえ部品105とを保持部品104に強固に固定することができるが、ヤング率の高い接着剤111が調芯溝103の先端113まで至ると、従来技術に係る光ファイバコネクタが抱えている課題が生じるため、本実施の形態に係る光ファイバコネクタ100では、保持部品104は、調芯溝103を分断するように調芯溝103の途中を横断して形成されると共に、光ファイバ101を保持部品104に固定するための接着剤111を調芯溝103の後端112から注入したときに、接着剤111が調芯溝103の先端113まで至らないように接着剤111の浸透を妨げる液溜溝114を更に有している。
At this time, by using the adhesive 111 having a Young's modulus after curing of 100 MPa or more, the
液溜溝114は、調芯溝103よりも深く形成されていることが好ましい。これにより、接着剤111が液溜溝114を乗り越えて調芯溝103の先端113まで至り難くなるため、接着剤111の浸透をより効果的に妨げることが可能となる。
The
また、液溜溝114は、樹脂成形技術を使用して保持部品104を作製するための金型に予め液溜溝114に相当する部分を形成しておき、この金型を使用して保持部品104を作製することにより、容易に形成することができる。
The
本実施の形態に係る光ファイバコネクタ100では、その製造時に接着剤111が調芯溝103の先端113に浸透することを防止することができるため、光ファイバ101は、先端部を除いた端末が接着剤111により押さえ部品105と共に保持部品104に固定された状態となっている。
In the
このとき、光ファイバ101は、空気やその他の気体を介して光学部品102と光学的に接続されていても構わないが、フレネル反射等の発生を抑制して光ファイバ101と光学部品102との光結合効率を向上させる観点から、光ファイバ101は、屈折率整合剤115を介して光学部品102と光学的に接続されていることが好ましい。
At this time, the
また、硬化後のヤング率が1MPa以上10MPa以下である屈折率整合剤115を使用することにより、光ファイバ101の先端部が保持部品104に強固に固定されることを回避し、光ファイバコネクタ100が高温環境下において使用された場合に、光ファイバ101と保持部品104との線膨張係数差に起因する応力集中により接着剤111が剥離したり、接着剤111の剥離に伴って光ファイバ101が損傷を受けることを防止することが可能となる。
Further, by using the refractive
なお、屈折率整合剤115は、不純物の混入等を防止するため、接着剤111の硬化後に接着剤111とは別に注入することが好ましい。
The refractive
これまで説明してきたように、本実施の形態に係る光ファイバコネクタ100では、保持部品104が調芯溝103を分断するように調芯溝103の途中を横断して形成された液溜溝114を有しているため、高温環境下における調芯溝103の伸び量を低減して光ファイバ101と保持部品104との線膨張係数差に起因する応力集中を緩和することができ、光ファイバ101の先端部において接着剤111が剥離したり、接着剤111の剥離により光ファイバ101が損傷を受けたりすることを防止することが可能となる。
As described so far, in the
なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものでは無く、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。 The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば、前述した実施の形態では、調芯溝103を分断するように調芯溝103の途中を横断する液溜溝114を形成して高温環境下における調芯溝103の伸び量を低減する構成としたが、図4及び図5に示すように、液溜溝114を調芯溝103の先端113に形成し、光ファイバ101の先端部が調芯溝103から露出している光ファイバコネクタ400としても構わない。
For example, in the above-described embodiment, the
この場合、光ファイバ101の先端部において、応力集中が発生し易い光ファイバ101と調芯溝103とが接触している部分を完全に排除することができるため、より効果的に接着剤111の剥離や光ファイバ101の損傷を防止することが可能となる。
In this case, since the portion where the
このとき、調芯溝103の先端113に形成する液溜溝114の幅は、0.2mmから1.0mm程度とすることが好ましい。現在の技術では幅が0.2mm未満の液溜溝114を形成することは困難であり、また1.0mmを超えると、光ファイバ101の先端部が液溜溝114に落ち込み、光ファイバ101の光軸と光学部品102の光軸とにズレが生じたり光ファイバコネクタの大型化を招く虞があるからである。
At this time, the width of the
100 光ファイバコネクタ
101 光ファイバ
102 光学部品
103 調芯溝
104 保持部品
105 押さえ部品
106 被覆層
107 レンズ
108 保持部
109 段差部
110 固定部
111 接着剤
112 後端
113 先端
114 液溜溝
115 屈折率整合剤
400 光ファイバコネクタ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記光ファイバが光学的に接続される光学部品と、
前記光ファイバの端末を保持すると共に前記光ファイバの光軸と前記光学部品の光軸とを調芯する調芯溝を有する保持部品と、
前記光ファイバの端末を前記保持部品に押さえ付ける押さえ部品と、
を備え、
前記光ファイバと前記保持部品は、線膨張係数が相互に異なる材料で形成されており、
前記保持部品は、前記調芯溝を横断して形成されると共に、前記光ファイバを前記保持部品に固定するための接着剤を前記調芯溝の後端から注入したときに、前記接着剤が前記調芯溝の先端まで至らないように前記接着剤の浸透を妨げる液溜溝を更に有し、
前記光ファイバは、先端部を除いた端末が前記接着剤により前記押さえ部品と共に前記保持部品に固定されていることを特徴とする光ファイバコネクタ。 Optical fiber,
An optical component to which the optical fiber is optically connected;
A holding part having an alignment groove for holding the end of the optical fiber and aligning the optical axis of the optical fiber and the optical axis of the optical part;
A holding part that presses the end of the optical fiber against the holding part;
With
The optical fiber and the holding component are formed of materials having different linear expansion coefficients,
The holding component is formed across the alignment groove, and when the adhesive for fixing the optical fiber to the holding component is injected from the rear end of the alignment groove, the adhesive is A liquid retaining groove that prevents the adhesive from penetrating so as not to reach the tip of the alignment groove;
The optical fiber connector is characterized in that a terminal excluding a tip is fixed to the holding component together with the pressing component by the adhesive.
前記光ファイバは、先端部が前記調芯溝から露出している請求項1又は2に記載の光ファイバコネクタ。 The liquid reservoir groove is formed at the tip of the alignment groove,
The optical fiber connector according to claim 1 or 2, wherein a tip portion of the optical fiber is exposed from the alignment groove.
前記保持部品は、石英ガラスよりも線膨張係数が大きな材料で形成されている請求項1から6の何れか一項に記載の光ファイバコネクタ。 The optical fiber and the holding part are made of quartz glass,
The optical fiber connector according to any one of claims 1 to 6, wherein the holding component is formed of a material having a larger linear expansion coefficient than quartz glass.
前記光ファイバが光学的に接続される光学部品と、
前記光ファイバの端末を保持すると共に前記光ファイバの光軸と前記光学部品の光軸とを調芯する調芯溝を有する保持部品と、
前記光ファイバの端末を前記保持部品に押さえ付ける押さえ部品と、
を備え、
前記光ファイバと前記保持部品は、線膨張係数が相互に異なる材料で形成されている光ファイバコネクタの製造方法において、
前記調芯溝を横断して形成されると共に、前記光ファイバを前記保持部品に固定するための接着剤を前記調芯溝の後端から注入したときに、前記接着剤が前記調芯溝の先端まで至らないように前記接着剤の浸透を妨げる液溜溝を更に有する前記保持部品を準備する工程と、
前記光ファイバの端末を前記調芯溝に収容する工程と、
前記接着剤を前記調芯溝の後端から注入して前記光ファイバの先端部を除いた端末を前記接着剤により前記押さえ部品と共に前記保持部品に固定する工程と、
を備えることを特徴とする光ファイバコネクタの製造方法。 Optical fiber,
An optical component to which the optical fiber is optically connected;
A holding part having an alignment groove for holding the end of the optical fiber and aligning the optical axis of the optical fiber and the optical axis of the optical part;
A holding part that presses the end of the optical fiber against the holding part;
With
In the method of manufacturing an optical fiber connector, the optical fiber and the holding component are formed of materials having different linear expansion coefficients.
When the adhesive for fixing the optical fiber to the holding part is injected from the rear end of the alignment groove, the adhesive is formed in the alignment groove. Preparing the holding component further having a liquid storage groove that prevents the adhesive from penetrating so as not to reach the tip;
Accommodating the end of the optical fiber in the alignment groove;
A step of injecting the adhesive from the rear end of the alignment groove and fixing the end of the optical fiber to the holding component together with the pressing component by the adhesive; and
An optical fiber connector manufacturing method comprising:
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