JP2016061941A - 光ファイバ接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】接続特性の変化を抑えつつ、マルチコアファイバと複数のシングルコアファイバとを互いに光結合させることができる光ファイバ接続構造を提供する。
【解決手段】光ファイバ接続構造１Ａは、マルチコアファイバ１０と、複数のシングルコアファイバ２１が接着剤により互いに接合されて成るファイババンドル２０と、マルチコアファイバ１０の端面１０ａと光学的に結合された第１レンズ３０と、ファイババンドル２０の端面２０ａと光学的に結合された第２レンズ４０とを備える。第１レンズ３０と第２レンズ４０とは互いに光学的に結合されている。第１レンズ３０と第２レンズ４０との間を伝搬する光の径は、マルチコアファイバ１０及びファイババンドル２０の各端面１０ａ，２０ａにおける光の径よりも大きい。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバ接続構造に関するものである。

特許文献１には、マルチコアファイバと複数のシングルコアファイバとを互いに光結合させるための光ファイバ端部構造が記載されている。この光ファイバ端部構造は、複数のシングルコアファイバの端部が凝集して成る光ファイバ束と、光ファイバ束が挿入及び固着された光ファイバ挿通孔を有するフェルールとを備える。

特開２０１３−１２５１９５号公報

マルチコアファイバを実用化するには、マルチコアファイバの複数のコアそれぞれをシングルコアファイバによって分岐する「ファンアウト」が不可欠である。ファンアウトとしては、例えば、複数のシングルコアファイバを束ねてファイババンドルとし、該ファイババンドルの先端部をフェルールの孔に挿入して接着固定するものがある。この方式では、マルチコアファイバの端面と、ファイババンドルの端面とを物理的に接触させることで、マルチコアファイバの各コアと各シングルコアファイバとを相互に結合させることができる。このような方式は、フィジカルコンタクト（ＰＣ）接続と呼ばれる。

フェルールに光ファイバを挿入してその隙間に接着剤を充填する場合、固化後の接着剤が周期的な湿度変化や温度変化等によって膨潤・膨張と収縮とを繰り返すことにより、光ファイバがフェルール端面から突き出して相手側の光ファイバを押し込んだり、光ファイバがフェルール端面から孔の内部へ引っ込んでしまうことがある。その結果、双方の光ファイバの間に隙間が生じてしまい、接続損失の増加や、反射戻り光の増大といった接続特性の変化を招くおそれがある。特に、ファイババンドルにおいては、シングルコアファイバとフェルールの孔の内面との間だけでなく、シングルコアファイバ間にも隙間が存在する。従って、この隙間に充填される接着剤の体積は、一般的な光コネクタのように１本のシングルコアファイバをフェルール孔に収納する場合と比べて大きいので、上記のような現象がより顕著となる。

本発明は、接続特性の変化を抑えつつ、マルチコアファイバ及び複数のシングルコアファイバ、又はマルチコアファイバ同士を互いに光結合させることができる光ファイバ接続構造を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明による第１の光ファイバ接続構造は、複数の第１コアと第１コアを包囲する第１クラッドとを含むマルチコアファイバと、単一の第２コアと第２コアを包囲する第２クラッドとを各々含んでおり複数の第１コアのそれぞれに対応する複数のシングルコアファイバを有し、該複数のシングルコアファイバが接着剤により互いに接合されて成るファイババンドルと、マルチコアファイバの端面と光学的に結合された第１レンズと、ファイババンドルの端面と光学的に結合された第２レンズとを備える。第１レンズと第２レンズとは互いに光学的に結合され、第１レンズと第２レンズとの間を伝搬する光の径は、マルチコアファイバ及びファイババンドルの各端面における光の径よりも大きい。

また、本発明による第２の光ファイバ接続構造は、複数の第１コアと第１コアを包囲する第１クラッドとを含む第１マルチコアファイバと、複数の第１コアのそれぞれに対応する複数の第３コアと第３コアを包囲する第３クラッドとを含む第２マルチコアファイバと、第１マルチコアファイバの端面と光学的に結合された第１レンズと、第２マルチコアファイバの端面と光学的に結合された第２レンズとを備える。第１レンズと第２レンズとは互いに光学的に結合され、第１レンズと第２レンズとの間を伝搬する光の径は、第１マルチコアファイバ及び第２マルチコアファイバの各端面における光の径よりも大きい。第１マルチコアファイバの端面は第１レンズの光軸と垂直な面に対して傾斜しており、第２マルチコアファイバの端面は第２レンズの光軸と垂直な面に対して傾斜している。

本発明による光ファイバ接続構造によれば、接続特性の変化を抑えつつ、マルチコアファイバ及び複数のシングルコアファイバ、又はマルチコアファイバ同士を互いに光結合させることができる。

図１は、本発明の第１実施形態にかかる光ファイバ接続構造の構成を概略的に示す図である。 図２（ａ）は、マルチコアファイバの光軸方向に垂直な断面の構成を示す図である。図２（ｂ）は、フェルールがスリーブに挿入された状態を示す図である。 図３（ａ）は、ファイババンドルの光軸方向に垂直な断面の構成を示す図である。図３（ｂ）は、フェルールがスリーブに挿入された状態を示す図である。 図４は、マルチコアファイバの端面、第１レンズ、第２レンズ、及びファイババンドルの端面を拡大して示す図である。 図５は、第１変形例にかかる光ファイバ接続構造の構成を示す図である。 図６は、第２変形例にかかる光ファイバ接続構造の構成を示す図である。 図７は、第２変形例におけるアダプタ及びコネクタの構成を示す図である。 図８は、第３変形例にかかる光ファイバ接続構造の構成を示す図である。 図９は、第４変形例にかかる光ファイバ接続構造の構成を示す図である。 図１０は、第５変形例及び第６変形例にかかる光ファイバ接続構造の構成を示す図である。

［本願発明の実施形態の説明］
最初に、本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。（１）一実施形態による光ファイバ接続構造は、複数の第１コアと第１コアを包囲する第１クラッドとを含むマルチコアファイバと、単一の第２コアと第２コアを包囲する第２クラッドとを各々含んでおり複数の第１コアのそれぞれに対応する複数のシングルコアファイバを有し、該複数のシングルコアファイバが接着剤により互いに接合されて成るファイババンドルと、マルチコアファイバの端面と光学的に結合された第１レンズと、ファイババンドルの端面と光学的に結合された第２レンズとを備える。第１レンズと第２レンズとが互いに光学的に結合され、第１レンズと第２レンズとの間を伝搬する光の径は、マルチコアファイバ及びファイババンドルの各端面における光の径よりも大きい。

この光ファイバ接続構造では、マルチコアファイバの端面とファイババンドルの端面とを接触させるのではなく、第１レンズ及び第２レンズを介してこれらを光学的に結合させている。すなわち、これらの端面を互いに離間させているので、接着剤の膨潤・膨張並びに収縮によってシングルコアファイバの突き出しや引っ込みが生じたとしても、接続損失や反射戻り光の大きさは殆ど変化しない。従って、接続特性の変化を抑えることができる。また、これらの端面を単に離間させたのみでは、光軸合わせの精度が低下し、光結合効率が低下するおそれがある。上記の光ファイバ接続構造では、第１レンズ及び第２レンズを介してこれらの端面を結合させ、第１レンズと第２レンズとの間を伝搬する光の径を、これらの端面における光の径よりも大きいものとしている。これにより、マルチコアファイバ及び第１レンズの光軸と、ファイババンドル及び第２レンズの光軸とのずれ量の許容値が大きくなるので、光結合効率を保ち、マルチコアファイバと複数のシングルコアファイバとを好適に光結合させることができる。

（２）光ファイバ接続構造において、マルチコアファイバの端面は第１レンズの光軸と垂直な面に対して傾斜しており、ファイババンドルの端面は第２レンズの光軸と垂直な面に対して傾斜してもよい。これにより、反射戻り光を低減することができる。また、上記の光ファイバ接続構造によれば、このようにマルチコアファイバ及びファイババンドルの各端面を傾斜させた場合であっても、両者を好適に光結合することができる。

（３）光ファイバ接続構造において、マルチコアファイバの端面の傾斜方向と、ファイババンドルの端面の傾斜方向とが互いに逆向きであり、マルチコアファイバ及びファイババンドルの各中心軸線と、第１レンズ及び第２レンズの各光軸とが互いに一致してもよい。これにより、各端面を傾斜させた状態での光結合を好適に行うことができる。更に、マルチコアファイバとファイババンドルとの光軸調整に関しては、マルチコアファイバの中心と第１レンズの光軸との調整、並びにファイババンドルの中心と第２レンズの光軸との調整をそれぞれ行えばよい。従って、例えば画像を用いる方法により容易に光軸調整を行うことができる。（４）この場合、第１レンズ及び第２レンズの光軸は互いにオフセットしてもよい。これにより光損失を更に低減することができる。

（５）光ファイバ接続構造において、マルチコアファイバ及びファイババンドルの各中心軸線と、第１レンズ及び第２レンズの各光軸とが互いにオフセットされていることにより、各中心軸線上に位置する第１コア及び第２コアの間を伝搬する光の光軸が、第１レンズと第２レンズとの間において第１レンズ及び第２レンズの各光軸に対して平行となってもよい。これにより、各端面を傾斜させた状態での光結合を好適に行うことができる。更に、マルチコアファイバとファイババンドルとの光軸調整に関しては、マルチコアファイバ及びファイババンドルからそれぞれ光を出射させたとき、第１レンズ及び第２レンズの光軸と平行にこれらの光が出射されるので、アクティブ調芯を容易に行うことができる。（６）この場合、第１レンズ及び第２レンズの光軸は互いにオフセットしてもよい。これにより、光損失を更に低減することができる。（７）或いは、第１レンズ及び第２レンズの光軸は互いに一致してもよい。これにより、マルチコアファイバ及び第１レンズを一方の開口から収容し、ファイババンドル及び第２レンズを他方の開口から収容するアダプタの両開口の間にオフセットを設ける必要がないので、アダプタの構造を簡易にすることができる。

（８）光ファイバ接続構造は、マルチコアファイバ及び第１レンズがユニット化されてなる第１接続部と、ファイババンドル及び第２レンズがユニット化されてなる第２接続部とを備え、第１接続部と第２接続部とが互いに着脱可能に接続されてもよい。この場合、（９）光ファイバ接続構造は、両端に開口を有するアダプタを更に備え、第１接続部はアダプタの一方の開口に挿入され、第２接続部はアダプタの他方の開口に挿入され、第１接続部及び第２接続部は、第１レンズと第２レンズとが互いに空間的に離間するようにアダプタの内部において接続されてもよい。

（１０）光ファイバ接続構造において、接着剤のショアＤ硬度が６０以下であってもよい。これにより、ファイババンドルの光損失を低減しつつ、温度特性に優れた光ファイバ接続構造を提供することができる。

（１１）光ファイバ接続構造において、複数の第１コア同士のピッチは３０μｍ以上１００μｍ以下であってもよい。これにより、第１レンズ及び第２レンズによって生じる収差の影響を抑え、光損失を低減することができる。

（１２）別の実施形態による光ファイバ接続構造は、複数の第１コアと第１コアを包囲する第１クラッドとを含む第１マルチコアファイバと、複数の第１コアのそれぞれに対応する複数の第３コアと第３コアを包囲する第３クラッドとを含む第２マルチコアファイバと、第１マルチコアファイバの端面と光学的に結合された第１レンズと、第２マルチコアファイバの端面と光学的に結合された第２レンズとを備える。第１レンズと第２レンズとは互いに光学的に結合され、第１レンズと第２レンズとの間を伝搬する光の径は、第１マルチコアファイバ及び第２マルチコアファイバの各端面における光の径よりも大きい。第１マルチコアファイバの端面は第１レンズの光軸と垂直な面に対して傾斜しており、第２マルチコアファイバの端面は第２レンズの光軸と垂直な面に対して傾斜している。

この光ファイバ接続構造では、第１及び第２のマルチコアファイバの端面を互いに接触させるのではなく、第１レンズ及び第２レンズを介してこれらを光学的に結合させている。すなわち、これらの端面を互いに離間させているので、接着剤の膨潤・膨張並びに収縮によってマルチコアファイバの突き出しや引っ込みが生じたとしても、接続損失や反射戻り光の大きさは殆ど変化しない。従って、接続特性の変化を抑えることができる。また、これらの端面を単に離間させたのみでは、光軸合わせの精度が低下し、光結合効率が低下するおそれがある。上記の光ファイバ接続構造では、第１レンズ及び第２レンズを介してこれらの端面を結合させ、第１レンズと第２レンズとの間を伝搬する光の径を、これらの端面における光の径よりも大きいものとしている。これにより、第１マルチコアファイバ及び第１レンズの光軸と、第２マルチコアファイバ及び第２レンズの光軸とのずれ量の許容値が大きくなるので、光結合効率を保ち、これらのマルチコアファイバ同士を好適に光結合させることができる。また、上記の光ファイバ接続構造によれば、第１及び第２のマルチコアファイバの各端面を傾斜させた場合であっても、両者を好適に光結合することができる。そして、第１及び第２のマルチコアファイバの端面が傾斜していることにより、反射戻り光を低減することができる。

（１３）光ファイバ接続構造において、第１マルチコアファイバの端面の傾斜方向と、第２マルチコアファイバの端面の傾斜方向とは互いに逆方向であり、第１マルチコアファイバ及び第２マルチコアファイバの各中心軸線と、第１レンズ及び第２レンズの各光軸とは互いに一致してもよい。これにより、各端面を傾斜させた状態での光結合を好適に行うことができる。更に、第１及び第２のマルチコアファイバの光軸調整に関しては、各マルチコアファイバの中心と各レンズ中心との光軸調整をそれぞれ行えばよい。従って、例えば画像を用いる方法により容易に光軸調整を行うことができる。

（１４）光ファイバ接続構造において、第１マルチコアフサスンァイバ及び第２マルチコアファイバの各中心軸線と、第１レンズ及び第２レンズの各光軸とが互いにオフセットされていることにより、各中心軸線上に位置する第１コア及び第３コアの間を伝搬する光の光軸が、第１レンズと第２レンズとの間において第１レンズ及び第２レンズの各光軸に対して平行となってもよい。これにより、各端面を傾斜させた状態での光結合を好適に行うことができる。更に、第１及び第２のマルチコアファイバの光軸調整に関しては、各マルチコアファイバからそれぞれ光を出射させたとき、第１レンズ及び第２レンズの光軸と平行にこれらの光が出射するので、アクティブ調芯を容易に行うことができる。

［本願発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る光ファイバ接続構造の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１実施形態にかかる光ファイバ接続構造の構成を概略的に示す図である。図1に示されるように、本実施形態の光ファイバ接続構造１Ａは、マルチコアファイバ１０と、ファイババンドル２０と、第１レンズ３０と、第２レンズ４０と、アダプタ５０Ａとを備えている。

図２（ａ）は、マルチコアファイバ１０の光軸方向に垂直な断面（図１のII−II断面）の構成を示す図である。図２（ａ）に示されるように、マルチコアファイバ１０は、複数のコア１１（第１コア）と、複数のコア１１を包囲するクラッド１２（第１クラッド）とを含む。クラッド１２の断面は円形であり、一例では、複数のコア１１のうち一つ（中心コア）は該円形の中心に位置し、他のコア（周辺コア）は該中心コアから等距離であり且つ互いに等ピッチとなる位置に配置されている。複数のコア１１同士のピッチは、例えば３０μｍ以上１００μｍ以下である。マルチコアファイバ１０の端部は、フェルール１３の孔１３ａに収納されている。フェルール１３は、略円柱形状といった外観を有しており、孔１３ａは、該円柱の中心軸線に沿って延びている。マルチコアファイバ１０と孔１３ａの内面との間には、接着剤１９が介在している。また、フェルール１３の外周面の一部は、中心軸線に沿って切り欠かれ、平坦面１３ｂとなっている。図1に示されるマルチコアファイバ１０の端面１０ａには、反射戻り光を防ぐため、反射防止コートが設けられていると良い。

アダプタ５０Ａは、フェルール１３が挿入されるスリーブを有する。図２（ｂ）は、フェルール１３がスリーブ１４に挿入された状態を示す図である。図２（ｂ）に示されるように、スリーブ１４は円筒形状を有しており、その内部には、フェルール１３に沿って延びる部材１５が配置されている。部材１５は、スリーブ１４内においてフェルール１３に沿うように設けられ、平坦面１５ａを有する。平坦面１５ａは、フェルール１３の平坦面１３ｂと当接する。このような構成により、フェルール１３の中心軸まわりにおけるマルチコアファイバ１０と平坦面１５ａとの相対角度が互いに固定される。

図３（ａ）は、ファイババンドル２０の光軸方向に垂直な断面（図１のIII−III断面）の構成を示す図である。図３（ａ）に示されるように、ファイババンドル２０は、複数のシングルコアファイバ２１を有する。各シングルコアファイバ２１は、単一のコア２２（第２コア）と、コア２２を包囲するクラッド２３（第２クラッド）とを含む。複数のシングルコアファイバ２１それぞれは、図２（ａ）に示された複数のコア１１それぞれに対応して配置されている。一例では、複数のシングルコアファイバ２１のうち一つ（中心ファイバ）はファイババンドル２０の中心に位置し、他のシングルコアファイバ２１（周辺ファイバ）は該中心から等距離であり且つ互いに等ピッチとなる位置に配置されている。複数のシングルコアファイバ２１の端部は、フェルール２４の孔２４ａに収納されている。フェルール２４は、略円柱形状といった外観を有しており、孔２４ａは、該円柱の中心軸線に沿って延びている。複数のシングルコアファイバ２１の間、及び複数のシングルコアファイバ２１と孔２４ａの内面との間には、接着剤２５が介在している。接着剤２５は、複数のシングルコアファイバ２１を互いに接合する。接着剤２５のショアＤ硬度は、例えば６０以下である。また、フェルール２４の外周面の一部は、中心軸線に沿って切り欠かれ、平坦面２４ｂとなっている。図１に示されるファイババンドル２０の端面２０ａには、反射戻り光を防ぐため、反射防止コートが設けられていると良い。

図３（ｂ）は、フェルール２４がスリーブ１４に挿入された状態を示す図である。図３（ｂ）に示されるように、スリーブ１４は円筒形状を有しており、その内部には、棒状の部材１７が配置されている。部材１７は、スリーブ１４内においてフェルール２４に沿うように設けられ、平坦面１７ａを有する。平坦面１７ａは、フェルール２４の平坦面２４ｂと当接する。このような構成により、フェルール２４の中心軸まわりにおけるファイババンドル２０と平坦面１７ａとの相対角度が互いに固定されるので、マルチコアファイバ１０とファイババンドル２０との周方向の位置合わせを容易にすることができる。なお、部材１７は、上述した部材１５と一体に構成されてもよい。

再び図1を参照する。第１レンズ３０は、マルチコアファイバ１０の端面１０ａと光学的に結合されている。第１レンズ３０は、マルチコアファイバ１０の複数のコア１１に対応する単一のレンズであって、例えば両面が凸形状のレンズである。第１レンズ３０及びマルチコアファイバ１０は、コネクタ６０（第１接続部）によってユニット化されている。すなわち、第１レンズ３０は、マルチコアファイバ１０のフェルール１３を収容するコネクタ６０のハウジング内に収容されており、マルチコアファイバ１０の中心軸線上に位置する中心コアに対して光軸調整がなされている。

第２レンズ４０は、ファイババンドル２０の端面２０ａと光学的に結合されている。第２レンズ４０は、ファイババンドル２０の複数のシングルコアファイバ２１に対応する単一のレンズであって、例えば両面が凸形状のレンズである。第２レンズ４０及びファイババンドル２０は、コネクタ７０（第２接続部）によってユニット化されている。すなわち、第２レンズ４０は、ファイババンドル２０のフェルール２４を収容するコネクタ７０のハウジング内に収容されており、ファイババンドル２０の中心軸線（すなわち中心に位置するシングルコアファイバ２１）に対して光軸調整がなされている。第１レンズ３０と第２レンズ４０との距離は、第１レンズ３０の焦点距離と第２レンズ４０の焦点距離との和である。

アダプタ５０Ａは、開口５１を一端側に有し、開口５２を他端側に有する。コネクタ６０はアダプタ５０Ａの一方の開口５１に着脱可能に挿入され、コネクタ７０はアダプタ５０Ａの他方の開口５２に着脱可能に挿入される。コネクタ６０及びコネクタ７０は、第１レンズ３０と第２レンズ４０とが互いに空間的に離間するようにアダプタ５０Ａの内部において接続される。これにより、コネクタ６０とコネクタ７０とが互いに着脱可能に接続され、第１レンズ３０と第２レンズ４０とは互いに光学的に結合される。本実施形態では、第１レンズ３０と第２レンズ４０とは互いに対抗し、所定距離だけ離間して配置される。

この光ファイバ接続構造１Ａにおいて、マルチコアファイバ１０の中心コアとファイババンドル２０の中心ファイバとを結ぶ光軸Ｌ１は、第１レンズ３０及び第２レンズ４０の中心軸線を通り、且つ、第１レンズ３０と第２レンズ４０との間の集光位置Ｐを通る直線となる。また、マルチコアファイバ１０の周辺コアとファイババンドル２０の周辺ファイバとを結ぶ光軸Ｌ２は、第１レンズ３０の中心軸線からオフセットされた位置を通り、集光位置Ｐを通過したのち、第２レンズ４０の中心軸線から第１レンズ３０とは逆の方向にオフセットされた位置を通る。従って、マルチコアファイバ１０の周辺コアは、ファイババンドル２０において該周辺コアとは対称の位置にある周辺ファイバと光学的に結合される。

ここで、図４は、端面１０ａ、第１レンズ３０、第２レンズ４０、及び端面２０ａを拡大して示す図である。図４に示されるように、第１レンズ３０及び第２レンズ４０は集光レンズであり、マルチコアファイバ１０（またはファイババンドル２０）から出射された光Ｌは、拡大しながら第１レンズ３０（または第２レンズ４０）に到達し、第１レンズ３０（または第２レンズ４０）によって平行化されたのち、第２レンズ４０（または第１レンズ３０）によって集光されつつファイババンドル２０（またはマルチコアファイバ１０）に入射する。従って、第１レンズ３０と第２レンズ４０との間を伝搬する光Ｌの径は、マルチコアファイバ１０及びファイババンドル２０の各端面１０ａ，２０ａにおける光Ｌの径よりも大きい。

以上に説明した本実施形態による光ファイバ接続構造１Ａによって得られる効果について説明する。この光ファイバ接続構造１Ａでは、マルチコアファイバ１０の端面１０ａとファイババンドル２０の端面２０ａとを接触させるのではなく、第１レンズ３０及び第２レンズ４０による空間光学系を介してこれらを光学的に結合させている。すなわち、これらの端面１０ａ，２０ａを互いに離間させているので、接着剤２５の膨潤・膨張並びに収縮によってシングルコアファイバ２１の突き出しや引っ込みが生じたとしても、接続損失や反射戻り光の大きさは殆ど変化しない。従って、接続特性の変化を抑えることができる。また、これらの端面１０ａ，２０ａを単に離間させたのみでは、光軸合わせの精度が低下し、光結合効率が低下するおそれがある。上記の光ファイバ接続構造１Ａでは、レンズ３０，４０を介してこれらの端面１０ａ，２０ａを結合させ、第１レンズ３０と第２レンズ４０との間を伝搬する光Ｌの径を、これらの端面１０ａ，２０ａにおける光Ｌの径よりも大きいものとしている。これにより、マルチコアファイバ１０及び第１レンズ３０の光軸と、ファイババンドル２０及び第２レンズ４０の光軸とのずれ量の許容値が大きくなるので、光結合効率を保ち、マルチコアファイバ１０と複数のシングルコアファイバ２１とを好適に光結合させることができる。

また、ファイババンドル２０においては多数のシングルコアファイバ２１が集合して接着剤２５により固定されているので、各シングルコアファイバ２１に曲げ応力が加わり、光損失が生じることがある。曲げ応力を低減するために接着剤２５として柔軟な性質のものを使うことが考えられるが、柔軟な接着剤ほど膨潤・膨張並びに収縮が顕著となるので、従来の光ファイバ接続構造では採用が困難であった。これに対し、本実施形態の光ファイバ接続構造１Ａでは、接着剤の膨潤・膨張並びに収縮による影響を回避することができるので、曲げ損失を低減するために、接着剤２５として柔軟なものを採用することができる。

また、本実施形態のように、接着剤２５のショアＤ硬度は６０以下であってもよい。これにより、ファイババンドル２０の光損失を低減しつつ、温度特性に優れた光ファイバ接続構造１Ａを提供することができる。

また、本実施形態のように、複数のコア１１同士のピッチは３０μｍ以上１００μｍ以下であってもよい。コア１１同士のピッチが３０μｍ以上であることにより、第１レンズ３０及び第２レンズ４０によって生じる収差の影響を抑え、光損失を低減することができる。

（第１の変形例）
図５は、上記実施形態の第１変形例にかかる光ファイバ接続構造１Ｂの構成を示す図である。本変形例が上記実施形態と異なる点は、マルチコアファイバ１０の端面１０ａ、およびファイババンドル２０の端面２０ａの形状である。すなわち、本変形例における端面１０ａは第１レンズ３０の光軸Ｂ１と垂直な面に対して傾斜しており、端面２０ａは第２レンズ４０の光軸Ｂ２と垂直な面に対して傾斜している。具体的には、端面１０ａは図中の矢印Ａ１で示される方向に傾斜しており、端面２０ａは図中の矢印Ａ２で示される方向に傾斜している。方向Ａ１と方向Ａ２とは、互いに逆の方向である。これらの傾斜は、反射戻り光を低減するための構造である。一例では、端面１０ａと端面２０ａとは互いに平行である。また、光軸Ｂ１，Ｂ２に垂直な面に対する端面１０ａ及び２０ａの傾斜角は、例えば８度である。このような傾斜は、例えば端面１０ａ及び２０ａを研磨することにより好適に形成される。

マルチコアファイバ１０と第１レンズ３０とを結ぶ光軸Ｌ１，Ｌ２は、端面１０ａの傾斜によって方向Ａ１とは逆の方向（すなわち方向Ａ２）に屈折する。同様に、ファイババンドル２０と第２レンズ４０とを結ぶ光軸Ｌ１，Ｌ２は、端面２０ａの傾斜によって方向Ａ２とは逆の方向（すなわち方向Ａ２）に屈折する。しかしながら本変形例では、マルチコアファイバ１０の中心軸線と、第１レンズ３０の光軸Ｂ１とが、互いに一致している。同様に、ファイババンドル２０の中心軸線と、第２レンズ４０の光軸Ｂ２とが互いに一致している。そして、第１レンズ３０及び第２レンズ４０の光軸Ｂ１，Ｂ２もまた互いに一致している。これにより、第１レンズ３０と第２レンズ４０との間の光軸Ｌ１，Ｌ２は、集光位置Ｐを通るように傾斜する。

本変形例に示されるように、光ファイバ接続構造１Ｂによれば、マルチコアファイバ１０及びファイババンドル２０の各端面１０ａ，２０ａが傾斜している場合であっても、各端面１０ａ，２０ａを好適に光結合することができる。また、マルチコアファイバ１０とファイババンドル２０との光軸調整に関しては、マルチコアファイバ１０の中心すなわちフェルール１３の中心と第１レンズ３０の光軸Ｂ１との調整、並びにファイババンドル２０の中心すなわちフェルール２４の中心と第２レンズ４０の光軸Ｂ２との調整をそれぞれ行えばよい。従って、例えばレンズ越しにファイバまたはフェルールのエッジをカメラにより観察し、これらの中心軸線が一致するように相対位置の調整を行う調芯方式（光強度モニタが不要なパッシブ調芯方式）により容易に光軸調整を行うことができる。

（第２の変形例）
図６は、上記実施形態の第２変形例にかかる光ファイバ接続構造１Ｃの構成を示す図である。本変形例の構成は、第１レンズ３０と第２レンズ４０との位置関係を除き、前述した第１変形例と同様である。

本変形例では、第１レンズ３０及び第２レンズ４０の光軸Ｂ１，Ｂ２が互いにオフセットしている。具体的には、第１レンズ３０の光軸Ｂ１が、第２レンズ４０の光軸Ｂ２に対し、方向Ａ１に距離Ｄ１だけ離れている。このような場合であっても、第１レンズ３０と第２レンズ４０との距離をこれらの焦点距離の和よりも小さくすることによって、第１レンズ３０の光軸Ｂ１と第２レンズ４０の光軸Ｂ２との中心において光を集光させ、各端面１０ａ，２０ａを好適に光結合することができる。

図７は、本変形例におけるアダプタ５０Ｂ、コネクタ６０及び７０の構成を示す図である。上記実施形態と同様に、コネクタ６０は、マルチコアファイバ１０及び第１レンズ３０をユニット化して収容する。同様に、コネクタ７０は、ファイババンドル２０及び第２レンズ４０をユニット化して収容する。マルチコアファイバ１０と第１レンズ３０とは互いに同軸に配置され、ファイババンドル２０と第２レンズ４０とは互いに同軸に配置される。この場合、アダプタ５０Ｂの開口５１と開口５２とは、方向Ａ１及びＡ２に沿って互いにオフセットされる。すなわち、開口５１が開口５２に対して方向Ａ１に距離Ｄ１だけずれている。

本変形例に示されるように、光ファイバ接続構造１Ｃによれば、マルチコアファイバ１０及びファイババンドル２０の各端面１０ａ，２０ａが傾斜している場合であっても、各端面１０ａ，２０ａを好適に光結合することができる。また、本変形例では第１レンズ３０及び第２レンズ４０の光軸Ｂ１，Ｂ２が、光軸Ｌ１,Ｌ２の傾斜する方向へ互いにオフセットしている。これにより、光軸Ｌ１,Ｌ２が第１レンズ３０及び第２レンズ４０の各光軸Ｂ１，Ｂ２に近い部分を通過するようにできるので、レンズ収差の影響を低減でき、光損失を更に低減することができる。

（第３の変形例）
図８は、上記実施形態の第３変形例にかかる光ファイバ接続構造１Ｄの構成を示す図である。本変形例の構成は、第１レンズ３０及び第２レンズ４０とマルチコアファイバ１０及びファイババンドル２０との位置関係、及び端面２０ａの傾斜方向を除き、前述した第１変形例と同様である。

本変形例では、マルチコアファイバ１０及びファイババンドル２０の各中心軸線が互いに一致しており、第１レンズ３０及び第２レンズ４０の光軸Ｂ１，Ｂ２が互いに一致している。そして、マルチコアファイバ１０及びファイババンドル２０の各中心軸線（図中の破線Ｂ３，Ｂ４）と、第１レンズ３０及び第２レンズ４０の各光軸Ｂ１，Ｂ２とが互いにオフセットされている。具体的には、第１レンズ３０及び第２レンズ４０の各光軸Ｂ１，Ｂ２が、マルチコアファイバ１０及びファイババンドル２０の各中心軸線Ｂ３，Ｂ４に対し、方向Ａ２に距離Ｄ２だけ離れている。また、第１変形例と異なり、端面２０ａは端面１０ａと同方向に傾斜している。一例では、端面１０ａ，２０ａの傾斜角は互いに等しい。言い換えれば、各中心軸線に垂直な方向から見て、端面１０ａ，２０ａは互いに対称である。

上記の構成の場合、マルチコアファイバ１０と第１レンズ３０とを結ぶ光軸は、端面１０ａの傾斜によって方向Ａ１とは逆の方向（すなわち方向Ａ２）に屈折する。同様に、ファイババンドル２０と第２レンズ４０とを結ぶ光軸は、端面２０ａの傾斜によって方向Ａ２に屈折する。上述したように、マルチコアファイバ１０及びファイババンドル２０の各中心軸線Ｂ３，Ｂ４と、第１レンズ３０及び第２レンズ４０の各光軸Ｂ２とは互いにオフセットされている。従って、中心軸線Ｂ３上に位置するマルチコアファイバ１０の中心コアと、中心軸線Ｂ４上に位置するファイババンドル２０の中心ファイバのコア２２との間を伝搬する光の光軸Ｌ１は、第１レンズ３０と第２レンズ４０との間において各光軸Ｂ１，Ｂ２に対して平行となる。また、マルチコアファイバ１０の周辺コアとファイババンドル２０の周辺ファイバとを結ぶ光軸Ｌ２は、第１レンズ３０において光軸Ｌ１からオフセットされた位置を通り、集光位置Ｐを通過したのち、第２レンズ４０において光軸Ｌ１から第１レンズ３０とは逆の方向にオフセットされた位置を通る。

本変形例に示されるように、光ファイバ接続構造１Ｄによれば、マルチコアファイバ１０及びファイババンドル２０の各端面１０ａ，２０ａが傾斜している場合であっても、各端面１０ａ，２０ａを好適に光結合することができる。更に、マルチコアファイバ１０とファイババンドル２０との光軸調整に関しては、マルチコアファイバ１０及びファイババンドル２０からそれぞれ光を出射させたとき、第１レンズ３０及び第２レンズ４０の光軸と平行にこれらの光が出射される。従って、各レンズ３０，４０から出射される光をビームプロファイラ等の受光装置により受光し、受光強度が最大となるようにレンズ３０，４０とマルチコアファイバ１０及びファイババンドル２０との相対位置関係を調整する、いわゆるアクティブ調芯を容易に行うことができる。また、本変形例では、第１レンズ３０及び第２レンズ４０の光軸が互いに一致している。これにより、アダプタ５０Ａの開口５１，５２の間にオフセットを設ける必要がないので、アダプタ５０の構造を簡易にすることができる。

（第４の変形例）
図９は、上記実施形態の第４変形例にかかる光ファイバ接続構造１Ｅの構成を示す図である。本変形例の構成は、第１レンズ３０と第２レンズ４０との位置関係、及び端面２０ａの傾斜方向を除き、前述した第３変形例と同様である。

本変形例では、マルチコアファイバ１０の中心軸線が第１レンズ３０の光軸に対して方向Ａ１に距離Ｄ３だけオフセットされており、ファイババンドル２０の中心軸線が第２レンズ４０の光軸に対して方向Ａ２に距離Ｄ３だけオフセットされている。更に、第１レンズ３０の光軸が第２レンズ４０の光軸に対して方向Ａ１に距離Ｄ４だけオフセットされている。また、本変形例では、第１変形例と同様に、端面１０ａは方向Ａ１に傾斜しており、端面２０ａは方向Ａ２に傾斜している。一例では、端面１０ａと端面２０ａとは互いに平行である。

上記の構成の場合、マルチコアファイバ１０と第１レンズ３０とを結ぶ光軸は、端面１０ａの傾斜によって方向Ａ２に屈折する。また、ファイババンドル２０と第２レンズ４０とを結ぶ光軸は、端面２０ａの傾斜によって方向Ａ１に屈折する。上述したように、マルチコアファイバ１０の中心軸線は第１レンズ３０の光軸に対して方向Ａ１にオフセットされており、ファイババンドル２０の中心軸線は第２レンズ４０の光軸に対して方向Ａ２にオフセットされている。従って、マルチコアファイバ１０の中心コアと、ファイババンドル２０の中心ファイバのコア２２との間を伝搬する光の光軸Ｌ１は、第１レンズ３０と第２レンズ４０との間においてレンズ３０，４０の光軸に対して平行となる。また、マルチコアファイバ１０の周辺コアとファイババンドル２０の周辺ファイバとを結ぶ光軸Ｌ２は、第１レンズ３０において光軸Ｌ１からオフセットされた位置を通り、集光位置Ｐを通過したのち、第２レンズ４０において光軸Ｌ１から第１レンズ３０とは逆の方向にオフセットされた位置を通る。

本変形例に示されるように、光ファイバ接続構造１Ｅによれば、マルチコアファイバ１０及びファイババンドル２０の各端面１０ａ，２０ａが傾斜している場合であっても、各端面１０ａ，２０ａを好適に光結合することができる。更に、第３変形例と同様に、マルチコアファイバ１０とファイババンドル２０との光軸調整に際して、アクティブ調芯を容易に行うことができる。また、本変形例では、第１レンズ３０及び第２レンズ４０の光軸が互いにオフセットしている。これにより、光損失を更に低減することができる。

（第５及び第６の変形例）
図１０（ａ）は、上記実施形態の第５変形例にかかる光ファイバ接続構造１Ｆの構成を示す図である。光ファイバ接続構造１Ｆは、第１レンズ３０に代えて第１レンズ３１を備えており、また、第２レンズ４０に代えて第２レンズ４１を備えている。第１レンズ３１では、第２レンズ４１と対向する側の面３１ａは凸形状であり、マルチコアファイバ１０の端面１０ａと対向する側の面３１ｂは平坦である。そして、第１レンズ３１の面３１ｂは、接着剤を介して端面１０ａに接合されている。同様に、第２レンズ４１では、第１レンズ３１と対向する側の面４１ａは凸形状であり、ファイババンドル２０の端面２０ａと対向する側の面４１ｂは平坦である。そして、第２レンズ４１の面４１ｂは、接着剤を介して端面２０ａに接合されている。

図１０（ｂ）は、上記実施形態の第６変形例にかかる光ファイバ接続構造１Ｇの構成を示す図である。光ファイバ接続構造１Ｇは、第１レンズ３０に代えて第１レンズ３２を備えており、また、第２レンズ４０に代えて第２レンズ４２を備えている。第１レンズ３２及び第２レンズ４２はいわゆるＧＲＩＮレンズである。第１レンズ３２の一端面３２ｂは、接着剤を介して端面１０ａに接合されている。同様に、第２レンズ４２の一端面４２ｂは、接着剤を介して端面２０ａに接合されている。

本発明における第１レンズおよび第２レンズの態様は上記実施形態及び第１〜第４変形例に限られず、例えば第５及び第６変形例のような様々な形態のレンズを利用することができる。

本発明による光ファイバ接続構造は、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態および各変形例では、マルチコアファイバとファイババンドルとの接続について説明したが、本発明は、２つのマルチコアファイバを相互に接続する場合にも適用され得る。その場合、光ファイバ接続構造は、第１マルチコアファイバ、第２マルチコアファイバ、第１レンズ、及び第２レンズを備えることとなる。第１マルチコアファイバは、複数の第１コアと第１コアを包囲する第１クラッドとを含む。第２マルチコアファイバは、複数の第１コアのそれぞれに対応する複数の第３コアと第３コアを包囲する第３クラッドとを含む。第１レンズは、第１マルチコアファイバの端面と光学的に結合される。第２レンズは、第２マルチコアファイバの端面と光学的に結合される。第１レンズと第２レンズとは互いに光学的に結合される。そして、第１レンズと第２レンズとの間を伝搬する光の径は、第１マルチコアファイバ及び第２マルチコアファイバの各端面における光の径よりも大きい。

この光ファイバ接続構造では、第１及び第２のマルチコアファイバの端面を互いに接触させるのではなく、第１レンズ及び第２レンズを介してこれらを光学的に結合させている。すなわち、これらの端面を互いに離間させているので、接着剤の膨潤・膨張並びに収縮によってマルチコアファイバの突き出しや引っ込みが生じたとしても、接続損失や反射戻り光の大きさは殆ど変化しない。従って、接続特性の変化を抑えることができる。また、これらの端面を単に離間させたのみでは、光軸合わせの精度が低下し、光結合効率が低下するおそれがある。上記の光ファイバ接続構造では、第１レンズ及び第２レンズを介してこれらの端面を結合させ、第１レンズと第２レンズとの間を伝搬する光の径を、これらの端面における光の径よりも大きいものとしている。これにより、第１マルチコアファイバ及び第１レンズの光軸と、第２マルチコアファイバ及び第２レンズの光軸とのずれ量の許容値が大きくなるので、光結合効率を保ち、これらのマルチコアファイバ同士を好適に光結合させることができる。また、上記の光ファイバ接続構造によれば、第１及び第２のマルチコアファイバの各端面を傾斜させた場合であっても、両者を好適に光結合することができる。そして、第１及び第２のマルチコアファイバの端面が傾斜していることにより、反射戻り光を低減することができる。

また、このような構成の場合、第１変形例のように、第１マルチコアファイバの端面の傾斜方向と、第２マルチコアファイバの端面の傾斜方向とが互いに逆方向であり、第１マルチコアファイバ及び第２マルチコアファイバの各中心軸線と、第１レンズ及び第２レンズの各光軸とが互いに一致していると良い。これにより、各端面を傾斜させた状態での光結合を好適に行うことができる。更に、第１及び第２のマルチコアファイバの光軸調整に関しては、各マルチコアファイバの中心と各レンズ中心との光軸調整をそれぞれ行えばよい。従って、例えばパッシブ調芯方式により容易に光軸調整を行うことができる。

或いは、第３変形例及び第４変形例のように、第１マルチコアファイバ及び第２マルチコアファイバの各中心軸線と、第１レンズ及び第２レンズの各光軸とが互いにオフセットされていることにより、各中心軸線上に位置する第１コア及び第３コアの間を伝搬する光の光軸が、第１レンズと第２レンズとの間において第１レンズ及び第２レンズの各光軸に対して平行とされてもよい。これにより、各端面を傾斜させた状態での光結合を好適に行うことができる。更に、第１及び第２のマルチコアファイバの光軸調整に関しては、各マルチコアファイバからそれぞれ光を出射させたとき、第１レンズ及び第２レンズの光軸と平行にこれらの光が出射するので、アクティブ調芯を容易に行うことができる。

１Ａ〜１Ｇ…光ファイバ接続構造、１０…マルチコアファイバ、１０ａ…端面、１１…コア、１２…クラッド、１３…フェルール、１３ａ…孔、１４…スリーブ、１９…接着剤、２０…ファイババンドル、２０ａ…端面、２１…シングルコアファイバ、２２…コア、２３…クラッド、２４…フェルール、２４ａ…孔、２５…接着剤、３０，３１，３２…第１レンズ、４０，４１，４２…第２レンズ、５０Ａ，５０Ｂ…アダプタ、５１，５２…開口、６０，７０…コネクタ、Ｐ…集光位置。

Claims (14)

1. 複数の第１コアと前記第１コアを包囲する第１クラッドとを含むマルチコアファイバと、
   単一の第２コアと前記第２コアを包囲する第２クラッドとを各々含んでおり前記複数の第１コアのそれぞれに対応する複数のシングルコアファイバを有し、該複数のシングルコアファイバが接着剤により互いに接合されて成るファイババンドルと、
   前記マルチコアファイバの端面と光学的に結合された第１レンズと、
   前記ファイババンドルの端面と光学的に結合された第２レンズと、
   を備え、
   前記第１レンズと前記第２レンズとが互いに光学的に結合され、
   前記第１レンズと前記第２レンズとの間を伝搬する光の径は、前記マルチコアファイバ及び前記ファイババンドルの各端面における光の径よりも大きい、光ファイバ接続構造。
2. 前記マルチコアファイバの前記端面は前記第１レンズの光軸と垂直な面に対して傾斜しており、
   前記ファイババンドルの前記端面は前記第２レンズの光軸と垂直な面に対して傾斜している、請求項１に記載の光ファイバ接続構造。
3. 前記マルチコアファイバの前記端面の傾斜方向と、前記ファイババンドルの前記端面の傾斜方向とが互いに逆向きであり、
   前記マルチコアファイバ及び前記ファイババンドルの各中心軸線と、前記第１レンズ及び前記第２レンズの各光軸とが互いに一致している、請求項２に記載の光ファイバ接続構造。
4. 前記第１レンズ及び前記第２レンズの光軸が互いにオフセットしている、請求項３に記載の光ファイバ接続構造。
5. 前記マルチコアファイバ及び前記ファイババンドルの各中心軸線と、前記第１レンズ及び前記第２レンズの各光軸とが互いにオフセットされていることにより、各中心軸線上に位置する前記第１コア及び前記第２コアの間を伝搬する光の光軸が、前記第１レンズと前記第２レンズとの間において前記第１レンズ及び前記第２レンズの各光軸に対して平行となる、請求項２に記載の光ファイバ接続構造。
6. 前記第１レンズ及び前記第２レンズの光軸が互いにオフセットしている、請求項５に記載の光ファイバ接続構造。
7. 前記第１レンズ及び前記第２レンズの光軸が互いに一致している、請求項５に記載の光ファイバ接続構造。
8. 前記マルチコアファイバ及び前記第１レンズがユニット化されてなる第１接続部と、
   前記ファイババンドル及び前記第２レンズがユニット化されてなる第２接続部と、
   を備え、
   第１接続部と第２接続部とが互いに着脱可能に接続される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の光ファイバ接続構造。
9. 両端に開口を有するアダプタを更に備え、
   前記第１接続部は前記アダプタの一方の前記開口に挿入され、前記第２接続部は前記アダプタの他方の前記開口に挿入され、
   前記第１接続部及び前記第２接続部は、前記第１レンズと前記第２レンズとが互いに空間的に離間するように前記アダプタの内部において接続されている、請求項８に記載の光ファイバ接続構造。
10. 前記接着剤のショアＤ硬度が６０以下である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の光ファイバ接続構造。
11. 前記複数の第１コア同士のピッチは３０μｍ以上１００μｍ以下である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光ファイバ接続構造。
12. 複数の第１コアと前記第１コアを包囲する第１クラッドとを含む第１マルチコアファイバと、
    前記複数の第１コアのそれぞれに対応する複数の第３コアと前記第３コアを包囲する第３クラッドとを含む第２マルチコアファイバと、
    前記第１マルチコアファイバの端面と光学的に結合された第１レンズと、
    前記第２マルチコアファイバの端面と光学的に結合された第２レンズと、
    を備え、
    前記第１レンズと前記第２レンズとが互いに光学的に結合され、
    前記第１レンズと前記第２レンズとの間を伝搬する光の径は、前記第１マルチコアファイバ及び前記第２マルチコアファイバの各端面における光の径よりも大きく、
    前記第１マルチコアファイバの前記端面は前記第１レンズの光軸と垂直な面に対して傾斜しており、
    前記第２マルチコアファイバの前記端面は前記第２レンズの光軸と垂直な面に対して傾斜している、光ファイバ接続構造。
13. 前記第１マルチコアファイバの前記端面の傾斜方向と、前記第２マルチコアファイバの前記端面の傾斜方向とが互いに逆方向であり、
    前記第１マルチコアファイバ及び前記第２マルチコアファイバの各中心軸線と、前記第１レンズ及び前記第２レンズの各光軸とが互いに一致している、請求項１２に記載の光ファイバ接続構造。
14. 前記第１マルチコアファイバ及び前記第２マルチコアファイバの各中心軸線と、前記第１レンズ及び前記第２レンズの各光軸とが互いにオフセットされていることにより、各中心軸線上に位置する前記第１コア及び前記第３コアの間を伝搬する光の光軸が、前記第１レンズと前記第２レンズとの間において前記第１レンズ及び前記第２レンズの各光軸に対して平行となる、請求項１２に記載の光ファイバ接続構造。

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