JP2018165814A - 光コネクタの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 標準より細い光ファイバを用いる場合でも、標準的な光ファイバ用のフェルールを用いて、良好なコネクタ特性を有する光コネクタの製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】 フェルール２の貫通孔５に、被覆４が除去されて挿通された光ファイバ１を準備する第１工程と、光ファイバ１の貫通孔５から突出している部分を溶融加工する第２工程と、第２工程で溶融加工された加工部１３が、貫通孔５の第１端における縁部に接した状態で、光ファイバ１を貫通孔５に接着固定する第３工程と、フェルール２の端面を、加工部１３とともに研磨する第４工程と、を備え、加工部１３の最大径は、貫通孔５の直径よりも大きく、第２工程は、光ファイバ１の第１の側面の方向から、レーザからの第１照射光が照射される第１照射加工工程と、第１の側面の方向と対向する第２の側面の方向から、レーザからの第２照射光が照射される第２照射加工工程と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、光コネクタの製造方法に関するものである。

光ファイバ同士の結合や、光ファイバを他の光部品に結合するための光ファイバの端末の構造として、光ファイバの先端が樹脂や金属あるいはセラミック製の部材に実装された光コネクタが知られている。

例えばＪＩＳ規格Ｃ５９８１のＦ１２形光ファイバコネクタに準拠するＭＴコネクタは、通常、光ファイバのクラッド径より０．５〜１μｍ程度大きく設計された径の挿入孔（ＪＩＳ規格では「光ファイバ挿入穴」と記載）を有する樹脂製フェルールに、被覆が除去された光ファイバの先端が挿入固定されて形成される。また、ＪＩＳ規格Ｃ５９７０のＦ０１形単芯光ファイバコネクタに準拠するＦＣコネクタは、通常、光ファイバのクラッド径より０．５〜１μｍ程度大きく設計された径の挿入孔（光ファイバ挿入穴）を有するジルコニア製フェルールに、被覆が除去された光ファイバの先端が挿入固定されて、他の部品とともに組み立てられて、形成される。

光コネクタに用いられるフェルールやその他の部品は、通常ＪＩＳ規格などの共通規格で決められた一定精度以内で作られるため、光ファイバのコアがフェルールの挿入孔の中心に位置していれば、光コネクタを他の光コネクタや光部品に機械的に接続したときに、光コネクタ内の光ファイバのコアの中心が、接続相手の光伝送路の中心と一致し、良好な光伝送特性が達成できる光結合が得られる。

光ファイバのクラッド径は、ＪＩＳ規格Ｃ６８３５の石英系シングルモード光ファイバ素線や、ＪＩＳ規格Ｃ６８３２の石英系マルチモード光ファイバ素線の中で決められている１２５μｍφが汎用されている。このため、光コネクタ用のフェルール部品として、クラッド径１２５μｍφで設計、製造された光ファイバに適用可能である挿入孔の径（１２５．５〜１３０μｍφ程度）を有するものが標準仕様品として、多くのメーカから販売されている。

一方、クラッド径８０μｍφや１００μｍφの通常より細い光ファイバが伝送路や光部品内で用いられることもある。このような細径の光ファイバを用いて光コネクタを製造する場合は、挿入孔の径が使用する光ファイバのクラッド径より１μｍ程度大きいフェルールを使用することが好ましいが、挿入孔の径が細いフェールは入手が難しい。また、入手ができたとしても、細い径の孔を高精度で製造するには高度な技術が必要であり、光コネクタのコストが大幅に増加することになる。

特許文献１では、クラッド径１００μｍφ以下の光ファイバと、内径が１２５μｍφの光ファイバ穴（挿入孔）を有するフェルールを用いた光コネクタが示されており、光ファイバの先端部分のクラッド周囲に樹脂被覆をコーティングして、外径を１２５μｍφとしたものをフェルールに挿入して、光コネクタを形成している。

特許文献２では、クラッド径１００μｍφ以下の光ファイバと、内径が約１２６μｍφのファイバ挿通孔（挿入孔）を有するフェルールを用いた光コネクタの製造方法が示されており、ファイバ挿通孔（挿入孔）から突き出た光ファイバの先端を加熱して調心用部材を形成し、光ファイバに張力を加えて固定した後に、調心用部材を除去してフェルール先端を研磨して、光コネクタを形成している。

特開２００９−２３０１０５号公報 特開２００５−６２３３８号公報

特許文献１のように、クラッドの周囲に樹脂被覆をコーティングして、挿入孔の径程度まで太くした光ファイバを用いる場合、樹脂被覆が均等な厚さで目的とする外径に対して誤差なくコーティングされていないと、光ファイバの中心と挿入孔の中心とがずれて、接続時に大きな光損失が生じる。

特許文献２には、フェルールの挿入孔を通した光ファイバの先端に、加熱手段によって形成された球状の調心用部材を、フェルールの一端面に当たるように光ファイバに所定の張力を加えれば、調心用部材の回転対称性から、光ファイバの中心軸をフェルールの中心軸に自動的に調心できることが記載されている。また、加熱手段として、電気放電あるいはレーザを用いることが記載されている。

発明者の知見によれば、電気放電で光ファイバの先端を加熱する場合、放電用の一対の電極を数ｍｍ離して配置した間に、光ファイバを配置する必要があり作業性が悪くなる。また、フェルールに光ファイバを通した状態で、光ファイバの先端付近に電極を配置して、光ファイバの先端を加熱するので、空間的な制約により、理想的な調心用部材の形成は容易ではなくなる。さらに、ＭＴコネクタ用のフェルールを用いて多心の光ファイバコネクタを製造する場合は、フェルールサイズが大きくなり、光ファイバの心数も増えるので、近接した空間での電極との配置がさらに難しくなる。

一方、レーザは加工手段としても一般的であり、レーザから照射光が発せられる位置から、照射光の集光位置となる被加工物の位置までの距離を比較的長く設定することができるため、使いやすい加工手段である。しかしながら、発明者の知見によれば、レーザを用いて、フェルールの挿入孔を通した光ファイバの先端を加熱する場合、フェルールも加熱されることを防ぐために、光ファイバの側面の方向から、レーザからの照射光を照射する必要があり、この場合、加熱により光ファイバ先端の球状になった部分は、レーザからの照射光を照射された方向に傾いてしまうため、特許文献２で述べられているような、光ファイバの中心軸がフェルールの挿入孔の中心軸に自動的に調心される調心用部材を形成することは容易ではない。

また、特許文献２では、光ファイバの一端部の近傍に観察装置を設け、作業者がリアルタイムで観察しながら調心用部材の形成（球形化作業）を行い、調心用部材の形成が上手く行かない場合は、光ファイバ先端部の変形部を廃却し、再度調心用部材の形成を行う方法も示されている。通常、光ファイバ先端にフェルールを取り付ける場合は、光ファイバ先端の被覆を所定の長さ除去する必要があり、再度調心用部材の形成を行う場合は、光ファイバの被覆除去とフェルール穴への挿入からやり直すことになり、製造工程の追加並びに製造コストの増加を招く。また、リアルタイムでの観察は、特に複数の光ファイバを有する多心光コネクタを形成する場合、光ファイバ先端を観察できる方向が限られるため、観察装置の設置が難しい。

本発明では、光ファイバの先端に光ファイバのクラッド径より十分大きい挿入孔を有するフェルールを用いた場合であっても、光ファイバの中心軸と挿入孔の中心軸とのずれが小さくなるように取り付けられる光コネクタの製造方法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の、本発明の一実施形態による光コネクタの製造方法は、貫通孔を備え第１面に前記貫通孔の第１端が形成されているフェルールの前記貫通孔に、被覆が除去されて挿通され、その先端が前記第１端から突出している光ファイバを準備する第１工程と、前記光ファイバの、前記貫通孔の前記第１端から突出している部分を溶融加工する第２工程と、前記第２工程で溶融加工された加工部が、前記第１端における縁部に接した状態で、前記光ファイバを前記貫通孔内部に接着固定する第３工程と、前記貫通孔の前記第１端が形成されている、前記フェルールの第１面を、前記加工部とともに研磨する第４工程と、を備え、前記光ファイバの中心軸と直交する方向での、前記加工部の最大径は、前記貫通孔の直径よりも大きく、前記第２工程は、前記光ファイバの第１の側面の方向から、レーザからの第１照射光が照射される第１照射加工工程と、前記第１の側面の方向と対向する、第２の側面の方向から、レーザからの第２照射光が照射される第２照射加工工程と、を備える。

本発明によれば、標準的な光ファイバより細い光ファイバを用いる場合でも、標準的な光ファイバ用のフェルールを用いて良好なコネクタ特性を有する、光コネクタの製造方法を提供することができる。

第１実施形態に係る光コネクタの製造工程を示すフローチャートである。 先端の被覆を除去された光ファイバが挿通されたフェルールの図である。 レーザとフェルールおよび光ファイバの位置関係を説明した図である。 溶融加工後に光ファイバが引き戻される工程を説明した図である。 光ファイバとフェルールの先端部分を示した図である。 １回目の溶融加工後の光ファイバのクラッド先端の形状を示した図である。 フェルールの挿入孔内部でのクラッドおよび加工部の配置を示した図である。 比較例における、研磨完了後のコネクタ端面での挿入孔とクラッドの位置を示した図である。 ２回目の溶融加工後の光ファイバのクラッド先端の形状を示した図である。 第１実施形態における、研磨完了後のコネクタ端面での挿入孔とクラッドの位置を示した図である。

［本発明の実施形態の説明］
最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。本発明の光コネクタの製造方法は、以下のような工程を備える。

（項目１）
貫通孔を備え第１面に前記貫通孔の第１端が形成されているフェルールの前記貫通孔に、被覆が除去されて挿通され、その先端が前記第１端から突出している光ファイバを準備する第１工程と、前記光ファイバの、前記貫通孔の前記第１端から突出している部分を溶融加工する第２工程と、前記第２工程で溶融加工された加工部が、前記第１端における縁部に接した状態で、前記光ファイバを前記貫通孔内部に接着固定する第３工程と、前記貫通孔の前記第１端が形成されている、前記フェルールの第１面を、前記加工部とともに研磨する第４工程と、を備え、前記光ファイバの中心軸と直交する方向での、前記加工部の最大径は、前記貫通孔の直径よりも大きく、前記第２工程は、前記光ファイバの第１の側面の方向から、レーザからの第１照射光が照射される第１照射加工工程と、前記第１の側面の方向と対向する、第２の側面の方向から、レーザからの第２照射光が照射される第２照射加工工程と、を備える。
この方法によれば、光ファイバのクラッド径に対して、大きな径の貫通孔を有するフェルールを用いても、光ファイバのコアがフェルールの貫通孔の中心に精度よく配置された光コネクタを容易に作ることができるので、低コストの光コネクタを提供することができる。

（項目２）
前記第１照射加工工程における前記第１照射光の強度と前記第１照射光の前記光ファイバへの照射時間との積算量より、前記第２照射加工工程における前記第２照射光の強度と前記第２照射光の前記光ファイバへの照射時間との積算量の方が小さい。
この方法によれば、光ファイバの中心軸が貫通孔の中心軸に一致して、光ファイバが貫通孔に対して配置、固定され易くなるような、溶融加工部の形状を得ることができ、結合したときに発生する光損失が小さい光コネクタを提供することができる。

（項目３）
前記第１工程と前記第２工程との間に、前記貫通孔の前記第１端から突出している前記光ファイバにレーザからの第３照射光を照射して、前記光ファイバの前記第１端から突出している領域の一部分を除去する、除去工程を備える。
この方法によれば、第２工程のための、ファイバ先端位置にレーザ位置の相対的な原点復帰ができるため、再現性よく第２工程での溶融加工部を得ることができる。このため、量産しても歩留りよく、良好な特性の光コネクタを提供することができる。

（項目４）
前記フェルールの前記貫通孔は、第１の方向に配列された複数の貫通孔から構成されており、前記第１工程において、前記複数の貫通孔のうち、２つ以上の貫通孔に、前記光ファイバが挿通され、前記除去工程および前記第２工程において、レーザからの前記第１照射光、前記第２照射光、および前記第３照射光が前記光ファイバに対して相対的に、前記第１の方向に走査される。
この方法によれば、多心のコネクタにおいても、光ファイバのクラッド直径に対して、大きな直径の貫通孔を有するフェルールを用いることができ、光ファイバのコアがフェルールの貫通孔の中心に精度よく配置された光コネクタが容易に、低コストで製造することができる。

［本発明の実施形態の詳細］
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

（第一実施形態）
本実施形態に係る光コネクタの製造方法を、図１を参照しながら説明する。必要に応じて、図２〜図５の各図も参照して、各工程を詳細に説明する。

まず工程Ｓ１において図２に示したような、光ファイバ１が挿通されたフェルール２を準備する。本実施例では光ファイバ１は８心の光ファイバを備えている。図２上部は、８心の光ファイバ１全てを見込む方向からフェルール２を見た上面図を示している。図２下部は、この上面図を、光ファイバ１のいずれか１心の中心軸を中心に、９０°回転させた方向から見た断面図である。

光ファイバ１は、ガラスクラッド径８０μｍφのシングルモードファイバであり、クラッド３の周囲に外径２５０μｍφの被覆４を有している。クラッド３の中心には、クラッド３より屈折率の高い、直径１０μｍφのコアが延在している。光ファイバ１は、被覆４が先端部で約１０ｍｍの長さで除去された後、フェルール２に挿入されており、フェルール２の出口端面６の位置から約４ｍｍの長さで、クラッド３が剥き出しになった部分が突出している。フェルール２はＭＴコネクタ用のフェルールで、本実施例では樹脂で形成されており、内径１２５．５μｍφ、プラス公差０．５μｍで設計製造された、貫通孔である挿入孔５が、図２の下図において紙面奥行方向に８個、中心間隔２５０μｍで形成されている。出口端面６は、図２において紙面右方向から光ファイバ１をフェルール２に挿入したときの出口となる、挿入孔５の開口を有している面である。

次の工程Ｓ２において、光ファイバ１およびフェルール２をステージ８に設置したときの位置関係を図３に示している。工程Ｓ２では、レーザ９の焦点位置付近に、光ファイバ１のクラッド３が剥き出しになってフェルール２から突き出した部分が位置するように、ステージ８を用いてフェルール２および光ファイバ１を設置する。レーザ９は、本実施例では波長１０．６μｍのＣＯ２レーザ（炭酸ガスレーザ）を用いている。レーザ９はレンズでの集光などによりガラスを溶融することができる加工用のレーザが好ましい。

図３には説明の便宜のためにＸＹＺ直交座標系が記載されている。レーザ９からの照射光の光軸であるレーザ光軸１０がＹ軸に平行であり、フェルール２は（図３には描画されていない）挿入孔５の中心軸が、Ｘ軸に平行になるように設置される。８個の挿入孔５および剥き出しになった８心のクラッド３がＺ軸方向に並んでいる。ステージ８は、マイクロメータなどによりＸ、Ｙ、Ｚ軸各方向に可動であり、また、Ｘ軸と平行な回転軸１１を中心に回転可能である。

光ファイバ１とフェルール２は、それぞれステージ８に固定されている。ステージ８のＸ軸方向における位置は、レーザ９からの照射光の集光位置とフェルール２の出口端面６とが、Ｘ軸方向に沿う距離で約３ｍｍ離れているように調整される。ステージ８のＹ軸方向は、レーザ９の照射光の集光位置において、レーザ９からの照射光が剥き出しになっているクラッド３に照射されるように、調整される。

工程Ｓ２によって、光ファイバ１およびフェルール２が適切な位置に配置されたら、工程Ｓ３において、レーザ９からの照射光をクラッド３に照射することにより、クラッド３の先端部分を切断除去する。本実施例のように光ファイバ１が複数心である場合は、レーザ９の照射光をＺ軸方向に、あるいは、光ファイバ１およびフェルール２が固定されたステージ８をＺ軸方向に走査することにより、光ファイバ１の８心の剥き出しになっているクラッド３を揃って切断除去することができる。レーザ９の照射光あるいはステージ８の走査は、Ｚ軸の正の向きに行ってもよいし、負の向きに行ってもよい。あるいは、Ｚ軸方向に往復させてもよい。また、走査は一定速度ではなく、例えば、レーザ９の照射光が、光ファイバ１の各心に照射される位置に来た時に、走査速度を速くしたり、遅くしたりしてもよい。

工程Ｓ３終了時には、工程Ｓ３によって新たにクラッド３の先端となった部分が、Ｘ軸方向において、レーザ９の照射光の集光位置と一致している。工程Ｓ４において、クラッド３の先端位置を、レーザ９の照射光の集光位置に対してデフォーカスさせて、適当な位置になるように調整する。本実施例では、ステージ８のＸ軸を負の方向に１ｍｍ、Ｙ軸を正の方向に３ｍｍ移動させる。レーザ９の照射光の集光位置に対するクラッド３の先端の適当な位置は、次の工程Ｓ５の溶融加工でクラッド３の先端部分が最適に加工されるための位置であり、光ファイバ１の構造およびレーザ９の種類に応じて異なるため、実験的あるいは理論的に求めて決定することが望ましい。

工程Ｓ５では、レーザ９からの照射光を照射することにより、光ファイバ１のクラッド３が剥き出しになってフェルール２から突き出した部分を溶融加工する。本実施例では、レーザ９からの照射光が、あるいは、光ファイバ１およびフェルール２が固定されたステージ８がＺ軸方向に走査され、８心ある剥き出しのクラッド３それぞれが溶融加工される。レーザ９からの照射光の強度や照射光走査速度が調整され、各クラッド３への照射光のエネルギーを調整することにより、溶融したガラスを表面張力によって膨らますことができる。

さらに、工程Ｓ６において、ステージ８を回転軸１１の回りに１８０°回転し、工程Ｓ７において、レーザ９からの照射光をクラッド３に照射する。工程Ｓ７では、工程Ｓ５においてクラッド３の溶融加工された部分が、工程Ｓ５においてレーザ９からの照射光が照射された側とは反対側から、レーザ９からの照射光を受けて、さらに、溶融加工されることになる。本実施例では、工程Ｓ７においても、レーザ９からの照射光が、あるいは、光ファイバ１およびフェルール２が固定されたステージ８がＺ軸方向に走査され、８心のクラッド３の工程Ｓ５において溶融加工された部分が、それぞれさらに、溶融加工される。工程Ｓ５およびＳ７の溶融加工によって、クラッド３の先端付近はフェルール２の挿入孔５の内径よりも大きく膨らむ。

工程Ｓ５およびＳ７では、レーザ９からの照射光が、クラッド３が剥き出しになっている部分での光ファイバ１の光軸と直交する方向から照射されることが好ましいが、完全に光ファイバ１の光軸と、レーザ光軸１０とが直交している必要はない。図３において、Ｙ軸に対するレーザ光軸１０の角度が２０°以内であれば、問題なく溶融加工ができる。なお、レーザ９からの照射光の集光位置は、光ファイバ１の光軸と完全には一致していなくてもよい。レーザ９からの照射光の集光位置が、光ファイバ１の光軸と完全には一致していなくても溶融加工は可能である。あるいは、例えばレーザ９からの照射光の集光位置と、光ファイバ１の光軸とを事前に決めた距離だけずらすことにより、溶融加工の厳密な制御を行う場合もある。

また、工程Ｓ５およびＳ７において、レーザ９からの照射光が、あるいは、光ファイバ１およびフェルール２が固定されたステージ８がＺ軸方向に走査される場合は、レーザ９の照射光あるいはステージ８の走査は、Ｚ軸の正の向きに行ってもよいし、負の向きに行ってもよい。あるいは、Ｚ軸方向に往復させてもよい。また、走査は一定速度ではなく、例えば、レーザ９の照射光が、光ファイバ１の各心に照射される位置に来た時に、走査速度を速くしたり、遅くしたりしてもよい。

次に、光ファイバ１とフェルール２とは、ステージ８から取り外され、工程Ｓ８において、図４に示したように、光ファイバ１が、フェルール２に対して光ファイバ１の先端部とは反対の方向に引き戻される（図４の張力１２）。

図５には、工程Ｓ８で光ファイバ１が引き戻され、光ファイバ１の剥き出しになったクラッド３の、溶融加工により膨らんだ加工部１３が、フェルール２の出口端面６に接して、その一部が挿入孔５の中に入り込んでいる状態を示している。図５において、フェルール２は、加工部１３や出口端面６が含まれる先端部分のみ示されており、外から見えない挿入孔５とその内部が破線で描かれている。また、光ファイバ１、クラッド３、挿入孔５、加工部１３は、それぞれ８個ずつ描画されているが、符号は、１個ずつのみに対して記され、他は省略されている。

図５の状態を保持したまま、工程Ｓ９において、光ファイバ１をフェルール２に接着固定する。接着剤はフェルール２の接着剤注入窓７から注入されて光ファイバ挿入孔５に流れ込んで硬化され、剥き出しになっているクラッド３が挿入孔５の内部で接着固定される。なお、接着剤は、工程Ｓ８の前に、出口端面６から挿入孔５に注入されてもよい。

最後に、工程Ｓ１０において、フェルール２の先端の出口端面６を、加工部１３を含むクラッド３とともに研磨する。工程Ｓ１０の前に、加工部１３の出口端面６から突き出している部分を除去しておいてもよい。あるいは、加工部１３を覆うように出口端面６に、接着剤を盛るように塗布、硬化させ、加工部１３を含む接着剤部分を研磨し、研磨面が出口端面６に達したら、そのまま工程Ｓ１０の研磨を続けてもよい。

工程Ｓ１０では、挿入孔５に入り込んでいる加工部１３がなくなるまで、すなわち、研磨後のフェルール２の端面に露出している光ファイバ１の端面のコア径とクラッド径とが、光ファイバ１の溶融加工されていない部分でのコア径とクラッド径と、それぞれ等しくなるまで研磨することが光学特性上は最も好ましい。

研磨量がこれより少なく、完成後の光コネクタの挿入孔の内部に、溶融加工によってコア径やクラッド径が変化している部分が残っている場合は、研磨後の光コネクタ端面で伝送路のモードフィールド径や、開口数（ＮＡ：Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ）が変化するが、光結合に影響を与えない範囲、あるいは、光結合の際に光損失が増加しても伝送に影響を与えない範囲であれば許容される。本光コネクタが使用される光伝送路システム全体の構成から、光コネクタ部での光結合損失の許容値、および、光コネクタ端面でのコア径と光損失の関係を光学シミュレーションによって算出し、許容される光コネクタ端面でのコア径を設定し、研磨量を決めてもよい。

図６に、工程Ｓ５の後の、剥き出しになっているクラッド３の先端付近の断面形状を模式的に示す。図６、および後述する図７〜図１０の各図に示したＸＹＺ直交座標系は、図３に示したものと同じ座標系である。工程Ｓ５によって、クラッド３が膨らんだ加工部１３ａが形成されているが、加工部１３ａはレーザ９からの照射を受けた＋Ｙ方向に傾いている。比較例として、この加工部１３ａが形成された光ファイバ１およびフェルール２に対して、工程Ｓ６および工程Ｓ７を実施せずに、工程Ｓ８、工程Ｓ９および工程Ｓ１０を実施し、光コネクタを製造したときの、工程Ｓ８終了時の、フェルール２の挿入孔５内におけるクラッド３および加工部１３ａの配置を図７に、工程Ｓ１０終了時の研磨終了面１４におけるクラッド３と挿入孔５を図８に、それぞれ模式的に示した。図８において研磨終了面１４は、出口端面６が研磨されて形成される、完了時のコネクタの端面である。

工程Ｓ８で光ファイバ１は＋Ｘ方向に引き戻され、出口端面６における挿入孔５の縁に加工部１３ａがほぼ接した状態になるが、加工部１３ａが光ファイバ１の軸に対して非対称な形状となっているため、引き戻すための力をＸ軸方向にほぼ平行に光ファイバ１に加えても、図７に示すように、挿入孔５の内部で、挿入孔５の中心軸に対して光ファイバ１の軸が傾いた状態になる。

本比較例では、図７に示したように、クラッド３の軸が挿入孔５の中心軸に対して傾いたまま、工程Ｓ９で接着固定され、工程Ｓ１０で研磨されるため、図８に示したように、完成した光コネクタの端面においては、クラッド３の中心はフェルール２の挿入孔５の中心からずれている。なお、図８には図示されていないが、クラッド３の中心にコアが存在している。また、挿入孔５には硬化した接着剤が存在している。本比較例では、工程Ｓ１０において、研磨面で観察されるクラッド３の径が、加工前の光ファイバ１のクラッド３の径である８０μｍφになるまで研磨をしたが、完成後の研磨終了面１４における、クラッド３の中心と挿入孔５の中心とは、２０μｍずれていた。

工程Ｓ５の溶融加工のみで、クラッド３の中心軸上に対称に加工部１３ａを形成させるためには、クラッド３の端面方向、すなわち、図３において、−Ｘ方向から、レーザ９からの照射光を照射することも考えられるが、この場合、フェルール２の出口端面６にも、レーザ９からの照射光がかなり集光された状態で照射されることになり、フェルール２が変形してしまう可能性がある。

次に、工程Ｓ５で、図６に示した非対称な加工部１３ａが形成された後、図１の本実施形態のフロー通り、工程Ｓ６〜工程Ｓ１０の各工程を実施した。工程Ｓ７の後の、加工部１３の傾きは、図６に示した比較例での加工部１３ａの傾きよりは小さくなり、工程Ｓ１０完了時の研磨終了面１４における、クラッド３の中心と挿入孔５の中心とのずれは、８μｍになった。

本実施例では、工程Ｓ５と工程Ｓ７とにより、クラッド３の中心軸に対して両側がレーザ９からの照射光の照射を受けたことにより、加工部１３のクラッド３の中心軸上からのずれを小さくすることができている。

次に、工程Ｓ５で、図６に示した非対称な加工部１３ａが形成された後、再度、図１の本実施形態のフロー通り、工程Ｓ６〜工程Ｓ１０の各工程を実施した。但し、本実施例では、工程Ｓ７でレーザ９からの照射光を照射する際の照射光の強度を、工程Ｓ５における照射光の強度の半分とした。図９に、工程Ｓ７の後の、剥き出しになっているクラッド３の先端付近の形状を模式的に示す。工程Ｓ５で得られた加工部１３ａが工程Ｓ７で追加工されて、クラッド３の中心軸に対してほぼ対称形状である加工部１３ｂが得られている。加工部１３ｂのＸ軸を中心とする径は、一番太いところで約２２０μｍφである。

図１０に、工程Ｓ１０まで完了した研磨終了面１４におけるクラッド３と挿入孔５を示す。挿入孔５には、硬化した接着剤１５が充填されている。加工部１３ｂがクラッド３の軸に対称に形成されたため、工程Ｓ８およびＳ９で、クラッド３の中心軸が、挿入孔５の中心軸とほぼ一致して接着固定される。その結果、図１０に示したクラッド３の中心軸と挿入孔５の中心軸とはほぼ一致している。光ファイバ１の８心それぞれにおける、クラッド３の中心軸と挿入孔５の中心軸のずれは、最大で約２μｍとなり、本実施例で製造したコネクタ同士を結合させて光損失を測定したところ、最大で０．５ｄＢの光損失となった。

本実施例では、工程Ｓ５と工程Ｓ７とにより、クラッド３の中心軸に対して両側がレーザ９からの照射光の照射を受け、且つ、２回目の溶融加工の照射である工程Ｓ７の際に、照射光の強度を小さくすることにより、加工部１３ｂの光ファイバ１の中心軸上からのずれをより小さくすることができており、クラッド３の径に対して、公差の範囲より遥かに大きい径を有する挿入孔５を備えるフェルール２を用いても、クラッド３が挿入孔５のほぼ中心に実装され、低い光結合損失が達成できる光コネクタを製造することができている。

なお、挿入孔５の一般的な公差の範囲は、シングルモードファイバ用では０．５μｍ程度で、マルチモードファイバ用では２〜３μｍ、大きくても５μｍ程度である。

また、最適な加工部１３ｂの形状を得るためには、工程Ｓ４で調整される、クラッド３の先端に対する、Ｘ軸方向及びＹ軸方向におけるレーザ９からの照射光の集光位置が最適である必要がある。この位置は、使用する光ファイバ１とレーザ９に応じて、実験的に最適に決められることが望ましく、工程Ｓ３でクラッド３の先端を切断除去した後に、工程Ｓ４でステージ８をＸおよびＹ軸方向にどれだけ動かすかで管理することができる。すなわち、工程Ｓ３でクラッド３を切断除去することにより、工程Ｓ３によって新たにクラッド３の先端となった部分とレーザ９からの照射光の集光位置との、相対的な位置関係は、工程Ｓ３後に毎回再現される。この位置からの、ステージ８のＸおよびＹ軸方向への最適な移動量を実験的に求めておき、光コネクタ製造時に工程Ｓ４で、最適な移動量と同じ距離だけ移動させれば、工程Ｓ５や工程Ｓ７で、加工部１３ａや加工部１３ｂの形状を観察しなくとも、工程Ｓ７の後には、毎回最適な加工部１３ｂが得られる。このため、製造工程の追加並びに製造コストを増加させることなく、良好な特性の光コネクタを得ることができる。

工程Ｓ５や工程Ｓ７では、フェルール２の出口端面６と対向する位置（例えば図３における紙面左側）に観察系を置くことにより、レーザ９からの照射光の照射中、および照射終了後に光ファイバ１とフェルール２をステージ８に設置したままの状態で、加工部１３の形状を観察することもできる。

さらに、工程Ｓ３は、本実施例のように複数心の光ファイバ１を用いる場合、全てのクラッド３の先端をＸ軸方向において同じ位置に切り揃えることができるので、加工ばらつきが生じにくくなる。

なお、工程Ｓ３およびＳ４は、工程Ｓ２の設置で、すべてのクラッド３の先端が最適な位置に精度よく設置できる場合は、省略することができる。

以上説明したように、本発明に係る製造方法を用いれば、クラッド直径が細い光ファイバに対しても、比較的コストの安い大きな挿入孔を有するフェルールと、加工手段として比較的一般的であるレーザを用いて、フェルールの挿入孔中心に光ファイバコアが位置する光コネクタを、失敗なく、容易に低コストで製造することができる。

以上の本実施形態では光ファイバ１に８心の光ファイバを用いた、８心の光コネクタの製造を示したが、光ファイバの心数はこれに限らない。単心の光コネクタにおいても本製造方法を適用することができる。また、多心の光コネクタを製造する場合、光ファイバ１は、１心の光ファイバを複数用いて構成されていてもよく、複数心のリボンファイバを１本あるいは複数本用いて構成されていてもよい。

１：光ファイバ
２：フェルール
３：クラッド
４：被覆
５：挿入孔
６：出口端面
７：接着剤注入窓
８：ステージ
９：レーザ
１０：レーザ光軸
１１：回転軸
１２：張力
１３、１３ａ、１３ｂ：加工部
１４：研磨終了面
１５：接着剤

Claims (4)

1. 貫通孔を備え第１面に前記貫通孔の第１端が形成されているフェルールの前記貫通孔に、被覆が除去されて挿通され、その先端が前記第１端から突出している光ファイバを準備する第１工程と、
   前記光ファイバの、前記貫通孔の前記第１端から突出している部分を溶融加工する第２工程と、
   前記第２工程で溶融加工された加工部が、前記第１端における縁部に接した状態で、前記光ファイバを前記貫通孔内部に接着固定する第３工程と、
   前記貫通孔の前記第１端が形成されている、前記フェルールの第１面を、前記加工部とともに研磨する第４工程と、を備え、
   前記光ファイバの中心軸と直交する方向での、前記加工部の最大径は、前記貫通孔の直径よりも大きく、
   前記第２工程は、前記光ファイバの第１の側面の方向から、レーザからの第１照射光が照射される第１照射加工工程と、前記第１の側面の方向と対向する、第２の側面の方向から、レーザからの第２照射光が照射される第２照射加工工程と、を備える光コネクタ製造方法。
2. 前記第１照射加工工程における前記第１照射光の強度と前記第１照射光の前記光ファイバへの照射時間との積算量より、前記第２照射加工工程における前記第２照射光の強度と前記第２照射光の前記光ファイバへの照射時間との積算量の方が小さい、請求項１に記載の光コネクタ製造方法。
3. 前記第１工程と前記第２工程との間に、前記貫通孔の前記第１端から突出している前記光ファイバにレーザからの第３照射光を照射して、前記光ファイバの前記第１端から突出している領域の一部分を除去する、除去工程を備える、請求項１あるいは請求項２に記載の光コネクタ製造方法。
4. 前記フェルールの前記貫通孔は、第１の方向に配列された複数の貫通孔から構成されており、
   前記第１工程において、前記複数の貫通孔のうち、２つ以上の貫通孔に、前記光ファイバが挿通され、
   前記除去工程および前記第２工程において、レーザからの前記第１照射光、前記第２照射光、および前記第３照射光が前記光ファイバに対して相対的に、前記第１の方向に走査される、請求項３に記載の光コネクタ製造方法。

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