JP2022187136A - 光接続構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】経時的な光学特性の劣化を抑制することが可能な光接続構造体を提供する。【解決手段】光接続構造体は、ＭＣＦ、第１フェルール、複数の光ファイバ、及び、第２フェルールを備える。ＭＣＦは、複数の第１コア及び第１クラッドを有する。第１フェルールは、ＭＣＦの先端部分を収納する第１内孔と第１フェルール端面とを有する。ＭＣＦに光接続される複数の光ファイバのそれぞれは、第２コア及び第２クラッドを有する。第２フェルールは、複数の光ファイバの各先端部分を収納する第２内孔と第２フェルール端面とを有する。第２フェルールは、光ファイバの各先端部分を結線接着剤によって第２内孔内に固定する。結線接着剤は、表面が第２フェルール端面よりも第２内孔内に引き込むように充填されている。第１フェルール端面及び第２フェルール端面によって封止された空間内には、屈折率整合剤が封入されている。【選択図】図７

Description

本開示は、光接続構造体に関する。

特許文献１には、マルチコアファイバと複数の光ファイバとを光接続するための光接続構造体が開示されている。この光接続構造体では、フェルールに収納されたマルチコアファイバの先端面と別のフェルールに収納された複数の光ファイバの各先端面とを突き合わせることで、両ファイバを光接続している。

特開２０１９－１１３５９７号公報 米国特許第９５９９７７６号明細書 特開平０１－２６２５０７号公報 特開平０１－１３６９０４号公報

特許文献１等に開示された光接続構造体では、図１４に示すように、複数の光ファイバ２００は、各先端２００ａがフェルール２０１の端面２０１ａに揃うようにフェルール２０１内に収納され、光ファイバ２００の周囲に充填された接着剤２０２によってフェルール２０１に固定される。この際、光ファイバ２００や接着剤２０２の先端を含むフェルール端面２０１ａは研磨等により面一になるように形成される。しかしながら、接着剤２０２によって固定された複数の光ファイバ２００の中には、使用を継続していく中で熱的な影響等により長手方向の後端側に動いてしまう（引き込んでしまう）光ファイバ２００Ａがある。この場合、複数の光ファイバ２００がフェルール２１１によって保持されたマルチコアファイバ２１０に突き合わされている状態から複数の光ファイバ２００の一部の光ファイバ２００Ａが後方に引き込むことになり、マルチコアファイバ２１０と引き込んだ光ファイバ２００Ａとの間に隙間Ｖが形成される。隙間Ｖが形成されると、マルチコアファイバ２１０と引き込んだ光ファイバ２００Ａとの間の反射減衰量や挿入損失を劣化させてしまう。そこで、経時的な光学特性の劣化を抑制する光接続構造体が望まれている。

本開示は、経時的な光学特性の劣化を抑制する光接続構造を提供することを目的とする。

本開示は、光接続構造体を提供する。この光接続構造体は、マルチコアファイバ、第１フェルール、複数の光ファイバ、及び、第２フェルールを備える。マルチコアファイバは、長手方向に延在する複数の第１コアと、複数の第１コアを覆う第１クラッドと、複数の第１コア及び第１クラッドの各先端を含む第１ファイバ先端面と、を有する。第１フェルールは、マルチコアファイバの先端部分を収納する第１内孔と、第１ファイバ先端面が内側で露出する第１フェルール端面と、を有する。第１フェルールは、マルチコアファイバの先端部分を第１内孔内に固定する。マルチコアファイバに光接続される複数の光ファイバのそれぞれは、長手方向に沿って延在する第２コアと、第２コアを覆う第２クラッドと、第２コア及び第２クラッドの各先端を含む第２ファイバ先端面と、を有する。第２フェルールは、複数の光ファイバの各先端部分を収納する第２内孔と、複数の光ファイバそれぞれの第２ファイバ先端面が内側で露出する第２フェルール端面と、を有する。第２フェルールは、複数の光ファイバの各先端部分を結線接着剤によって第２内孔内に固定する。結線接着剤は、第１ファイバ先端面に対向する表面が第２フェルール端面よりも第２内孔内に引き込むように、第２内孔内に充填されている。第１フェルール端面及び第２フェルール端面によって封止された空間内には、屈折率整合剤が封入されている。

本開示によれば、経時的な光学特性の劣化を抑制することが可能となる。

図１は、一実施形態に係る光接続構造体を示す斜視図である。 図２は、図１に示す光接続構造体を分解した斜視図である。 図３は、図１に示す光接続構造体のIII-III線に沿った断面図である。 図４は、図３に示す光接続構造体の一部の領域Ｔを拡大して示す断面図である。 図５は、マルチコアファイバの先端とフェルールの端面とを示す図である。 図６は、複数の光ファイバの先端とフェルールの端面とを示す図である。 図７は、各ファイバの先端面がフェルールの端面に一致している状態で、複数の光ファイバがフェルール内に結線接着剤によって固定されている初期状態を示す斜視図である。 図８は、図７の初期状態を示す断面図である。 図９は、図７及び図８に示す初期状態から一部の光ファイバが奥に引き込んだ状態を示す斜視図である。 図１０は、図９の引き込んだ状態を示す断面図である。 図１１は、図１に示す光接続構造体を固定する構成を示す斜視図である。 図１２は、図１に示す光接続構造体を固定する別の構成を示す斜視図である。 図１３は、図１に示す光接続構造体を固定する更に別の構成を示す斜視図である。 図１４は、光接続構造体において光ファイバが引き込む状態を説明するための断面図である。

［本開示の実施形態の説明］
最初に、本開示の実施形態の内容を列記して説明する。一実施形態に係る光接続構造体は、マルチコアファイバ、第１フェルール、複数の光ファイバ、及び、第２フェルールを備える。マルチコアファイバは、長手方向に延在する複数の第１コアと、複数の第１コアを覆う第１クラッドと、複数の第１コア及び第１クラッドの各先端を含む第１ファイバ先端面と、を有する。第１フェルールは、マルチコアファイバの先端部分を収納する第１内孔と、第１ファイバ先端面が内側で露出する第１フェルール端面と、を有する。第１フェルールは、マルチコアファイバの先端部分を第１内孔内に固定する。マルチコアファイバに光接続される複数の光ファイバのそれぞれは、長手方向に沿って延在する第２コアと、第２コアを覆う第２クラッドと、第２コア及び第２クラッドの各先端を含む第２ファイバ先端面と、を有する。第２フェルールは、複数の光ファイバの各先端部分を収納する第２内孔と、複数の光ファイバそれぞれの第２ファイバ先端面が内側で露出する第２フェルール端面と、を有する。第２フェルールは、複数の光ファイバの各先端部分を結線接着剤によって第２内孔内に固定する。結線接着剤は、第１ファイバ先端面に対向する表面が第２フェルール端面よりも第２内孔内に引き込むように、第２内孔内に充填されている。第１フェルール端面及び第２フェルール端面によって封止された空間内には、屈折率整合剤が封入されている。

この光接続構造体では、複数の光ファイバを保持する第２フェルール内に充填される結線接着剤の表面が第２フェルール端面よりも第２内孔内に引き込むように構成されている。そして、第１フェルール端面及び第２フェルール端面によって封止された空間内に屈折率整合剤が封入されている。この態様によれば、光接続構造体への熱的な影響等により複数の光ファイバの一部が仮に引き込んだとしても、その隙間に屈折率整合剤が移動してその隙間を埋めるようになる。よって、この光接続構造体によれば、熱的な影響等があったとしても、マルチコアファイバとその引き込んだ光ファイバとの間の反射減衰量や挿入損失を劣化させることがなく、経時的な光学特性の劣化を抑制することができる。

一実施形態として、第２フェルール端面から結線接着剤の表面までの長手方向に沿った最大の引き込み量が０．１μｍ以上５μｍ以下であってもよい。この態様によれば、屈折率整合剤が封入される空間が極微小となることから、熱的な影響により複数の光ファイバの一部が仮に引き込んだとしても、その隙間に毛細管現象によって屈折率整合剤が直ぐに移動して隙間を埋めるようになる。よって、この光接続構造体によれば、マルチコアファイバと引き込んだ光ファイバとの間の反射減衰量や挿入損失の劣化を容易に防止することができ、経時的な光学特性の劣化を容易に抑制することができる。なお、第２フェルール端面から結線接着剤の表面までの長手方向に沿った最大の引き込み量は３μｍ以下であってもよい。

一実施形態として、屈折率整合剤は、第１ファイバ先端面と第２内孔と結線接着剤の引き込まれた表面と複数の光ファイバの第２ファイバ先端面を含む先端露出部分とによって画定される空間内に封入されていてもよい。この態様によれば、光接続構造体への熱的な影響により複数の光ファイバの一部が仮に引き込んだとしても、その隙間の近くに配置されている屈折率整合剤が直ぐに移動してその隙間を埋めるようになる。よって、この光接続構造体によれば、マルチコアファイバと引き込んだ光ファイバとの間の反射減衰量や挿入損失の劣化を容易に防止することができ、経時的な光学特性の劣化を容易に抑制することができる。なお、屈折率整合剤の一部が第１フェルールの第１フェルール端面と第２フェルールの第２フェルール端面との間に位置するように封入されていてもよい。

一実施形態として、屈折率整合剤は、第２コアの屈折率に対してずれ量が３％以内となる屈折率を有していてもよい。この態様によれば、マルチコアファイバと引き込んだ光ファイバとの間の反射減衰量や挿入損失の劣化をより確実に防止することができ、経時的な光学特性の劣化をより確実に抑制することができる。

一実施形態として、第１ファイバ先端面に沿った面方向での複数の第１コアの配置は、第２ファイバ先端面に沿った面方向での各第２コアの配置と一致してもよい。この態様によれば、マルチコアファイバと複数の光ファイバとの光接続をより最適化することができる。なお、マルチコアファイバの各コアと複数の光ファイバの各コアとはすべてが互いに対応する配置であってもよいし、一部が対応していない配置であってもよい。また、マルチコアファイバの各コアと複数の光ファイバの各コアとは、互いの配置が対応するように、回転調整されるものであってもよい。

一実施形態として、第１フェルールと第２フェルールとは、第１フェルール端面と第２フェルール端面とが封止されるように、押圧部材によって互いに押圧されていてもよい。この態様によれば、簡易な構成で、第１フェルール端面及び第２フェルール端面によって画定される空間に屈折率整合剤を封入した状態を維持しておくことができる。

一実施形態として、第１フェルールと第２フェルールとは、第１フェルール端面と第２フェルール端面とが互いに密接した状態が維持されるように、接着固定されていてもよい。この態様によれば、簡易な構成で、第１フェルール端面及び第２フェルール端面によって画定される空間に屈折率整合剤を封入した状態を維持しておくことができる。

一実施形態として、上述した何れかの態様に係る光接続構造は、複数の第１コアの各光軸と第２コアそれぞれの光軸とを合わせるように第１フェルールと第２フェルールとを外側から保持するスリーブを更に備えてもよい。第１フェルール及び第２フェルールとスリーブとは、第１フェルール端面と第２フェルール端面とが互いに密接した状態が維持されるように、接着固定されていてもよい。この態様によれば、簡易な構成で、第１フェルール端面及び第２フェルール端面によって画定される空間に屈折率整合剤を封入した状態を維持しておくことができる。

一実施形態として、第１フェルール端面及び第２フェルール端面は、曲率半径が１ｍｍ以上５０ｍｍ以下の球面形状を少なくとも一部に有していてもよい。この態様によれば、第１フェルールと第２フェルールとを突き合わせた際に両フェルールの先端が密接し易いため、マルチコアファイバの先端面と複数の光ファイバの先端面とを直接接合、例えばＰＣ（Physical Contact）接続することを容易に行うことができる。

また、本開示は、別の側面として、上述した何れかの態様を有する光接続構造体を作製する方法に関する。この作製方法は、第２フェルールの第２内孔に複数の光ファイバの先端部分それぞれを挿入すると共に結線接着剤によって複数の光ファイバを第２フェルールに固定する工程と、複数の光ファイバが固定された第２フェルールの第２フェルール端面を研磨する工程と、研磨する工程の後、結線接着剤を含む部材に対して追加熱処理を行う工程と、を備える。この光接続構造体の作製方法では、この追加熱処理により、結線接着剤の表面が第２フェルール端面よりも第２内孔内に引き込む。この作製方法によれば、マルチコアファイバと複数の光ファイバとの間に注入する屈折率整合剤を配置させる空間を容易に形成することが可能となる。

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の実施形態の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。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。図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、一実施形態に係る光接続構造体を示す斜視図である。図２は、図１に示す光接続構造体を分解した斜視図である。図３は、図１に示す光接続構造体のIII-III線に沿った断面図である。図１から図３に示すように、光接続構造体１は、第１光コネクタ１０、第２光コネクタ２０、及び、割スリーブ３０を備える。第１光コネクタ１０は、マルチコアファイバ１２（以下「ＭＣＦ１２」とも記す）、フェルール１４（第１フェルール）、及び、フランジ１６を有する。第２光コネクタ２０は、複数の光ファイバ２２、フェルール２４（第２フェルール）、及び、フランジ２６を有する。割スリーブ３０（スリーブ）は、第１光コネクタ１０のＭＣＦ１２の各コアの光軸と複数の光ファイバ２２の各コアの光軸とを合わせるようにフェルール１４とフェルール２４とを外側から保持して調心する部材である（図４も参照）。

ＭＣＦ１２は、図３から図５に示すように、長手方向Ａに延在する複数のコア１２ａ（第１コア）と、長手方向Ａに延在すると共に複数のコア１２ａをまとめて覆うクラッド１２ｂ（第１クラッド）と、先端面１２ｃ（第１ファイバ先端面）と、を有する。図４は、光接続構造体１の一部の領域Ｔを拡大して示す断面図である。図５は、ＭＣＦ１２の先端とフェルール１４の端面とを示す図である。先端面１２ｃは、複数のコア１２ａの先端とクラッド１２ｂの先端とから構成される。コア１２ａは、例えばゲルマニウム等のドーパントが添加されて屈折率が高められたシリカガラスからなり、クラッド１２ｂは、例えばフッ素等のドーパンドが添加されて屈折率が低くされたシリカガラスからなってもよく、材料やドーパント等の組み合わせは適宜選択することができる。このようなＭＣＦ１２では、各コア１２ａによって所定波長の光信号を伝搬することができる。

ＭＣＦ１２では、例えば各コア１２ａは２次元状に配置されている。ＭＣＦ１２は、図５に示すように、例えば４本のコア１２ａを有していてもよいし、７本のコア１２ａを有してもよいし、８本のコア１２ａを有してもよいし、１９本のコア１２ａを有してもよく、限定されない。図５に示す例では、４本のコア１２ａが正方配置されている。各コア１２ａの直径（コア径）は、例えば１０μｍ以下であってもよく、５μｍ以下であってもよく、１μｍ以上であってもよい。各コア１２ａのコアピッチ（中心間距離）は、例えば１０μｍ以上５０μｍ以下であってもよい。クラッド１２ｂの直径（クラッド径）は、例えば２００μｍ以下であってもよく、１２５μｍ以下であってもよく、１００μｍ以下であってもよく、８０μｍ以下であってもよく、５０μｍ以上であってもよい。

フェルール１４は、ＭＣＦ１２の先端部分１２ｄを保持する円柱形状の部材であり、ＭＣＦ１２の先端部分１２ｄを収納する貫通孔である内孔１４ａ（第１内孔）と、フェルール１４の端面１４ｂと、を有する。フェルール１４は、ＭＣＦ１２の先端面１２ｃが端面１４ｂの内側において露出するようにＭＣＦ１２の先端部分１２ｄを内孔１４ａに固定する。内孔１４ａの内径は、ＭＣＦ１２の外径と同一又はやや大きい径であり、ＭＣＦ１２の先端部分１２ｄは内孔１４ａ内に挿入されることで嵌合される。フェルール１４は、例えば、長さが６ｍｍ以上８ｍｍ以下であり、ジルコニアなどのセラミック材料から構成される。

フランジ１６は、図３に示すように、フェルール１４の後端部分を保持すると共に、ＭＣＦ１２を内部に収納する筒形状の部材である。フランジ１６内に収納されるＭＣＦ１２の部分は、接着剤等によってフランジ１６内に固定されていてもよい。フランジ１６は、例えば金属または樹脂等から構成される。

複数の光ファイバ２２は、ＭＣＦ１２に光接続される光ファイバである。各光ファイバ２２は、図３、図４及び図６に示すように、長手方向Ａに延在するコア２２ａ（第２コア）と、長手方向Ａに延在すると共にコア２２ａを覆うクラッド２２ｂ（第２クラッド）と、先端面２２ｃ（第２ファイバ先端面）と、を有する。図６は、複数の光ファイバ２２の先端とフェルール２４の端面とを示す図である。先端面２２ｃは、コア２２ａの先端とクラッド２２ｂの先端とから構成される。コア２２ａは、例えばゲルマニウム等のドーパントが添加されて屈折率が高められたシリカガラスからなり、クラッド２２ｂは、例えばフッ素等のドーパンドが添加されて屈折率が低くされたシリカガラスからなってもよく、材料やドーパント等の組み合わせは適宜選択することができる。このような光ファイバ２２では、各コア２２ａによって所定波長の光信号を伝搬する。複数の光ファイバ２２は、例えばバンドル状のファイバであってもよいし、一本ずつの光ファイバであってもよい。

第２光コネクタ２０では、各光ファイバ２２は２次元状に配置されている。第２光コネクタ２０は、図６に示すように、例えば４本の光ファイバ２２を有していてもよいし、７本の光ファイバ２２を有してもよいし、８本の光ファイバ２２を有してもよいし、１９本の光ファイバ２２を有してもよく、限定されない。第２光コネクタ２０の光ファイバ２２の数及び配置は、第１光コネクタ１０のＭＣＦ１２の複数のコア１２ａの数及び配置に対応している。言い換えると、複数の光ファイバ２２の配置は、ＭＣＦ１２の複数のコア１２ａの配置に相似（一致）している。但し、複数の光ファイバ２２の数と配置がＭＣＦ１２の数と配置との完全に一致している必要はなく、一部が光接続しない構成であってもよい。第２光コネクタ２０の複数の光ファイバ２２は、フェルール２４の中心軸を中心として回転調整することで、第１光コネクタ１０のＭＣＦ１２の各コア１２ａと光結合するように構成されている。

各コア２２ａの直径（コア径）は、例えば１０μｍ以下であってもよく、５μｍ以下であってもよく、１μｍ以上であってもよい。各コア２２ａのコアピッチ（中心間距離）は、例えば１０μｍ以上５０μｍ以下であってもよい。クラッド２２ｂの直径（クラッド径）は、後述するフェルール２４の外側においては、８０μｍ以上１２５μｍであってもよく、フェルール２４内ではＭＣＦ１２に対応するように細径化していてもよい。細径化された光ファイバ２２の外接円（フェルール２４の内孔２４ａの内径に対応）は、ＭＣＦ１２のクラッド径に対応しており、例えば２００μｍ以下であってもよく、１２５μｍ以下であってもよく、１００μｍ以下であってもよく、８０μｍ以下であってもよく、５０μｍ以上であってもよい。クラッド２２ｂはフェルール２４の内部において、一般的である外径１２５μｍ又は外径８０μｍから、細径に変換されていてもよい。このような光ファイバは、先端部分をフッ化水素酸水などでエッチング処理をすることで実現できる。この場合、複数の光ファイバ２２を収容するフェルール２４の内孔は細径光ファイバ部を収容する部分と一般的な外径の光ファイバを収容する部分とで内径が異なっていてもよい。

フェルール２４は、複数の光ファイバ２２の先端部分２２ｄをまとめて保持する円柱形状の部材であり、複数の光ファイバ２２の各先端部分を収納する貫通孔である内孔２４ａ（第２内孔）と、端面２４ｂ（第２フェルール端面）とを有する。フェルール２４は、複数の光ファイバ２２の各先端面２２ｃがフェルール２４の端面２４ｂの内側において露出するように複数の光ファイバ２２の各先端部分２２ｄを結線接着剤２８によって内孔２４ａ内に固定する。内孔２４ａの内径は、複数の光ファイバ２２を束ねたものの外径と同一又はやや小さい径であり、複数の光ファイバ２２の先端部分２２ｄは内孔２４ａ内に挿入されて、それらの隙間に注入された結線接着剤２８により接着固定される。結線接着剤２８は、例えば熱硬化型の接着剤であり、結線接着剤２８を所定箇所に注入した後、結線接着剤２８を加熱することにより硬化することができる。フェルール２４は、フェルール１４と同様に、例えば、長さが６ｍｍ以上８ｍｍ以下であり、ジルコニアなどのセラミック材料から構成される。

フランジ２６は、図３に示すように、フェルール２４の後端部分を保持すると共に、複数の光ファイバ２２を内部に収納する筒形状の部材である。フランジ２６内に収納される複数の光ファイバ２２の部分は、接着剤等によってフランジ２６内に固定されていてもよい。フランジ２６は、例えば金属または樹脂等から構成される。

ここで、光接続構造体１の第２光コネクタ２０における、フェルール２４の端面２４ｂと、光ファイバ２２の先端面２２ｃ及び先端面２２ｃを含む先端露出部分２２ｅと、結線接着剤２８の表面２８ａとの関係について、図７から図１０を参照して、説明する。図７は、各ファイバの先端面がフェルールの端面に一致している状態で、複数の光ファイバがフェルール内に結線接着剤によって固定されている初期状態を示す斜視図である。図８は、図７の初期状態を示す断面図である。図９は、図７及び図８に示す初期状態から一部の光ファイバが奥に引き込んだ状態を示す斜視図である。図１０は、図９の引き込んだ状態を示す断面図である。

図７及び図８に示すように、第２光コネクタ２０では、結線接着剤２８は、表面２８ａがフェルール２４の端面２４ｂよりも内孔２４ａ内に引き込むように、内孔２４ａ内に充填されている。結線接着剤２８の表面２８ａは、ＭＣＦ１２の先端面１２ｃに対向する。フェルール２４の端面２４ｂに沿った仮想面から結線接着剤２８の表面２８ａまでの長手方向Ａに沿った引き込み量は特に限定されるものではないが、例えば引き込み量が最大０．１μｍ以上５μｍ以下であってもよく、３μｍ以下であってもよい。なお、表面２８ａは、図７に示すように平坦な面であってもよいし、凹凸形状の表面であってもよい。凹凸形状の表面の場合、この引き込み量は、フェルール２４の端面２４ｂに沿った仮想面から表面２８ａにおいて最も凹んだ領域までの最短距離であってもよい。このような距離は、例えば、白色干渉計の原理を利用した表面高さ測定器やレーザ顕微鏡により測定することができる。

そして、本実施形態に係る第２光コネクタ２０では、このような結線接着剤２８の表面２８ａの引っ込みによって形成される空間Ｓ内に、屈折率整合剤４０を注入している。この空間Ｓは、ＭＣＦ１２の先端面１２ｃと内孔２４ａと結線接着剤２８の引き込まれた表面２８ａと複数の光ファイバ２２の各先端面２２ｃを含む先端露出部分２２ｅとによって画定される領域（隙間）である。また、屈折率整合剤４０は、ＭＣＦ１２のコア１２ａや光ファイバ２２のコア２２ａと略同様の屈折率、例えば、コア１２ａ又はコア２２ａの屈折率に対してずれ量が３％以内となる屈折率を有し、光通信に用いられる波長において透明な液体から構成されている。屈折率整合剤４０は、例えば所定の屈折率を有して光を透過するシリコーンオイル等であってもよい。屈折率整合剤４０は、ジェル状のものであってもよいが、屈折率整合剤４０の即時移動性を考慮すると、オイル状のものであることが好ましい。屈折率整合剤４０の粘度は、例えば１ｍＰａ・ｓ以上１００００ｍＰａ・ｓ以下であり、好ましくは３０００ｍＰａ・ｓ以下である。フェルール１４の端面１４ｂとフェルール２４の端面２４ｂとによって、上記の空間Ｓが封止されることにより、空間Ｓ内に注入された結線接着剤２８が封止される。即ち、結線接着剤２８がフェルール１４とフェルール２４との突き合わせ面から外に漏れないようになっている。

続いて、図９及び図１０を参照して、上述した構成を有する光接続構造体１において、熱等の影響により第２光コネクタ２０で光ファイバ２２の一部が内側（後側）に引き込んでしまった場合について説明する。図９及び図１０では、１本の光ファイバ２２Ａが内側に引き込んでしまい、光ファイバ２２Ａの先端面２２ｃが結線接着剤２８の表面２８ａと略一致又はやや上方にあるようになっている。

本実施形態に係る光接続構造体１では、仮にこのように一部の光ファイバ２２Ａが内側に引き込んでしまったとしても、空間Ｓ内に注入されている屈折率整合剤４０が引き込んだ光ファイバ２２Ａの先端面２２ｃとＭＣＦ１２の対応するコア１２ａとの間に、毛細管現象等により、入り込むことになる。このため、光ファイバ２２Ａのコア２２ａとＭＣＦ１２のコア１２ａとの間の光通信は当初と同じ状態で継続することができる。なお、屈折率整合剤４０がオイル状の場合、屈折率整合剤４０がより早く必要な場所に移動しやすくなる。

次に、上述した構成の光接続構造体１においてフェルール１４とフェルール２４とを突き合わせた状態を維持するための保持構成について、図１１から図１３を参照して説明する。図１１は、光接続構造体１を固定する構成を示す斜視図である。図１２は、光接続構造体１を固定する別の構成を示す斜視図である。図１３は、光接続構造体１を固定する更に別の構成を示す斜視図である。光接続構造体１では、このような保持構成により、上述した屈折率整合剤４０がフェルール１４とフェルール２４との突き合わせ面から漏れない状態が維持される。

図１１に示す構成１００では、第１光コネクタ１０のフランジ１６を矢印Ａ１に沿って内側に押圧するバネ部材５０（押圧部材）と、第２光コネクタ２０のフランジ２６を矢印Ａ２に沿って内側に押圧するバネ部材５２（押圧部材）とが設けられている。なお、図１１では、各バネ部材５０，５２の基端側の保持構成については図示を省略している。この構成１００では、各バネ部材５０，５２が互いを押圧することにより、フェルール１４の端面１４ｂとフェルール２４の端面２４ｂとが封止される。この構成において、フェルール１４とフェルール２４とは、端面１４ｂと端面２４ｂとが密接した状態が維持されるように、割スリーブ３０内において互いに接着剤によって接着固定されていてもよい。また、フェルール１４及びフェルール２４と割スリーブ３０とが、端面１４ｂと端面２４ｂとが互いに密接した状態が維持されるように、接着固定されていてもよい。以上により、構成１００において、空間Ｓ内に注入されている屈折率整合剤４０が封入された状態が維持される。

図１２に示す構成１０１では、第１光コネクタ１０のフランジ１６と第２光コネクタ２０のフランジ２６とを内側に押圧する板バネ部材６０（押圧部材）が設けられている。板バネ部材６０は、フランジ１６に係合する支持部６２とフランジ２６に係合する支持部６４とを有している。この構成１０１では、板バネ部材６０による押圧により、フェルール１４の端面１４ｂとフェルール２４の端面２４ｂとが封止される。この構成において、上記同様に、フェルール１４とフェルール２４とは、端面１４ｂと端面２４ｂとが密接した状態が維持されるように、接着固定されていてもよい。以上により、構成１０１において、空間Ｓ内に注入されている屈折率整合剤４０が封入された状態が維持される。

図１３に示す構成１０２では、図１１に示す構成１０１を更に封止樹脂等によってパッケージして封止部７０を設けるようにしてもよい。この構成１０２によれば、空間Ｓ内に注入されている屈折率整合剤４０が封入された状態をより確実に維持することが可能となる。構成１０２では、フランジ１６及びＭＣＦ１２を覆うブーツ７２と、フランジ２６及び光ファイバ２２を覆うブーツ７４とを更に設けてもよい。これにより、ＭＣＦ１２や光ファイバ２２の長手方向に沿った移動を抑えたり、保護したりすることができる。なお、図１２に示す構成１０１を、図１３に示すような封止樹脂等によってパッケージしてもよい。

次に、上述した光接続構造体１を作製する方法について、説明する。まず、ＭＣＦ１２、フェルール１４、フランジ１６、複数の光ファイバ２２、フェルール２４、フランジ２６、結線接着剤２８、割スリーブ３０、及び、屈折率整合剤４０を準備する。ＭＣＦ１２は、各コア１２ａが所定の配置（例えば正方配置、コアは４本）をされたものであり、例えば、クラッド径が１２５μｍ、コアピッチが４０μｍのファイバを準備する。フェルール１４及びフェルール２４は、例えば、ＬＣ用のフェルールを準備する。

続いて、フランジ１６の内孔及びフェルール１４の内孔１４ａ内にＭＣＦ１２を挿入して、フェルール１４の内孔１４ａにＭＣＦ１２の先端部分１２ｄを嵌合させる。この際にＭＣＦ１２の先端面１２ｃがフェルール１４の端面１４ｂと一致するようにしてもよいし、嵌合させた後にフェルール１４の端面１４ｂ等をＰＣ（Physical contact）研磨してＭＣＦ１２の先端面１２ｃがフェルール１４の端面１４ｂと一致するようにしてもよい。ＰＣ研磨する場合、フェルールの径の曲率半径は、例えば１ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。これにより、第１光コネクタ１０が準備される。

また、フランジ２６の内孔及びフェルール２４の内孔２４ａ内に複数の光ファイバ２２を一括して挿入して、フェルール２４の内孔２４ａに光ファイバ２２の先端部分２２ｄを配置する。光ファイバ２２は、先端部分２２ｄがＭＣＦ１２に対応するように細径加工したものか、又は、全体がそのような径になるように線引した光ファイバ（例えば、先端のクラッド径が４０μｍの光ファイバ）である。このような光ファイバ２２を、ＭＣＦの配置に対応するように、例えば２次元状にフェルール２４内に配置する。この際、各光ファイバ２２はクラッド２２ｂ同士が接すると共に、フェルール２４の内孔２４ａにも接するように配置される。そして、フェルール２４の内孔２４ａと複数の光ファイバ２２との間の隙間に結線接着剤２８を注入する。この際、結線接着剤２８は光ファイバ２２の先端面２２ｃやフェルール２４の端面２４ｂを覆う程度に十分に注入する。その後、結線接着剤２８を、例えば加熱等により熱硬化させる。これにより、複数の光ファイバ２２がフェルール２４に固定される。その後、フェルール２４の端面２４ｂを光ファイバ２２の先端面２２ｃと共にＰＣ研磨して光ファイバ２２の先端面２２ｃがフェルール２４の端面２４ｂと一致するようにする。ＰＣ研磨により、先端面２２ｃや端面２４ｂ上の接着剤は除去され、先端面２２ｃや端面２４ｂが露出する。ＰＣ研磨する場合、フェルール２４の径の曲率半径は、上記と同様に、例えば１ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。これにより、第２光コネクタ２０の初期形態が準備される。

続いて、ＰＣ研磨が完了すると、初期形態の第２光コネクタ２０に対して、追加の熱処理を行う。この追加の熱処理は、結線接着剤２８を硬化させた際の温度よりも高くてもよく、また、熱処理時間が長くてもよい。このような追加熱処理により、結線接着剤２８の収縮を促進させ、結線接着剤２８の表面２８ａがフェルール２４の端面２４ｂよりも内孔２４ａ内に引き込むようにし、例えば、最大０．５μｍ以上５μｍ以下又は３μｍ以下の範囲で引き込むようにする。これにより、結線接着剤２８の表面２８ａがフェルール２４の端面２４ｂよりも内孔２４ａ内に引き込み、先端側に空間Ｓが設けられた第２光コネクタが準備される。

続いて、第２光コネクタ２０の空間Ｓを含むフェルール２４の端面２４ｂ上に屈折率整合剤４０を塗布する。そして、割スリーブ３０内において、フェルール１４の端面１４ｂとフェルール２４の端面２４ｂとが付き合わさるように、第１光コネクタ１０と第２光コネクタ２０とを接続する。

続いて、ＭＣＦ１２の各コア１２ａと、複数の光ファイバ２２の対応する各コア２２ａとが光学的に結合するように、割スリーブ３０内において、いずれかのファイバを回転して調心を行う。

続いて、ファイバの調心が終了したら、図１１から図１３に示すような押圧部材により、第１光コネクタ１０と第２光コネクタ２０とを互いに対して押圧した状態で固定する。なお、この際、押圧部材を用いずに、割スリーブ３０との摩擦でフェルール１４とフェルール２４とを押圧状態としてもよく、また、接着剤でフェルール１４とフェルール２４とを接着固定してもよい。以上により、光接続構造体１又は構成１００、構成１０１及び構成１０２を得ることができる。

以上、本実施形態に係る光接続構造体１では、複数の光ファイバ２２を保持するフェルール２４内に充填される結線接着剤２８の表面２８ａがフェルール２４の端面２４ｂよりも内孔２４ａ内に引き込むように構成されている。そして、フェルール１４の端面１４ｂ及びフェルール２４の端面２４ｂによって封止された空間Ｓ内に屈折率整合剤４０が封入されている。この構成によれば、光接続構造体１への熱的な影響等により光ファイバ２２の一部が仮に奥に引き込んだとしても、その隙間に屈折率整合剤４０が移動してその隙間を埋めるようになる。よって、光接続構造体１によれば、熱的な影響等があったとしても、ＭＣＦ１２とその引き込んだ光ファイバ２２との間の反射減衰量や挿入損失を劣化させることがなく、経時的な光学特性の劣化を抑制することができる。

また、本実施形態では、フェルール２４の端面２４ｂから結線接着剤２８の表面２８ａまでの長手方向Ａに沿った最大の引き込み量が０．１μｍ以上５μｍ以下であってもよい。この構成によれば、屈折率整合剤４０が封入される空間Ｓが極微小となることから、熱的な影響により複数の光ファイバ２２の一部が仮に引き込んだとしても、その隙間に毛細管現象によって屈折率整合剤４０が直ぐに移動して隙間を埋めるようになる。よって、光接続構造体１によれば、ＭＣＦ１２と引き込んだ光ファイバ２２との間の反射減衰量や挿入損失の劣化を容易に防止することができ、経時的な光学特性の劣化を容易に抑制することができる。

また、本実施形態では、屈折率整合剤４０は、ＭＣＦ１２の先端面１２ｃと内孔２４ａと結線接着剤２８の表面２８ａと複数の光ファイバ２２の先端面２２ｃを含む先端露出部分２２ｅとによって画定される空間Ｓ内に封入されている。この構成によれば、光接続構造体１への熱的な影響により複数の光ファイバ２２の一部が仮に引き込んだとしても、その隙間の近くに配置されている屈折率整合剤４０が直ぐに移動してその隙間を埋めるようになる。よって、光接続構造体１によれば、ＭＣＦ１２と引き込んだ光ファイバ２２との間の反射減衰量や挿入損失の劣化を容易に防止することができ、経時的な光学特性の劣化を容易に抑制することができる。なお、屈折率整合剤４０の一部は、フェルール１４の端面１４ｂとフェルール２４の端面２４ｂとの間に位置している。

また、本実施形態では、屈折率整合剤４０は、コア１２ａ又はコア２２ａの屈折率に対して３％以内となる屈折率を有していてもよい。この構成によれば、ＭＣＦ１２と引き込んだ光ファイバ２２との間の反射減衰量や挿入損失の劣化をより確実に防止することができ、経時的な光学特性の劣化をより確実に抑制することができる。

また、本実施形態では、ＭＣＦ１２の先端面１２ｃに沿った面方向での複数のコア１２ａの配置は、光ファイバ２２の先端面２２ｃに沿った面方向での各コア２２ａの配置と一致してもよい。この構成によれば、ＭＣＦ１２と複数の光ファイバ２２との光接続をより最適化することができる。なお、ＭＣＦ１２の各コア１２ａと複数の光ファイバ２２の各コア２２ａとはすべてが互いに対応する配置であってもよいし、一部が対応していない配置であってもよい。

また、本実施形態では、フェルール１４とフェルール２４とは、端面１４ｂと端面２４ｂとが封止されるように、バネ部材５０，５１又は板バネ部材６０によって互いに押圧されていてもよい。この構成によれば、簡易な構成で、フェルール１４の端面１４ｂ及びフェルール２４の端面２４ｂによって画定される空間Ｓに屈折率整合剤４０を封入した状態をより確実に維持しておくことができる。

また、本実施形態では、フェルール１４とフェルール２４とは、端面１４ｂと端面２４ｂとが互いに密接した状態が維持されるように、接着固定されていてもよい。この構成によれば、簡易な構成で、端面１４ｂ及び端面２４ｂによって画定される空間Ｓに屈折率整合剤４０を封入した状態を維持しておくことができる。

また、本実施形態では、光接続構造体１は、コア１２ａの各光軸とコア２２ａの各光軸とを合わせるようにフェルール１４とフェルール２４とを外側から保持する割スリーブ３０を更に備えている。フェルール１４及びフェルール２４と割スリーブ３０とは、端面１４ｂと端面２４ｂとが互いに密接した状態が維持されるように、接着固定されていてもよい。この構成によれば、簡易な構成で、フェルール１４の端面１４ｂとフェルール２４の端面２４ｂとによって画定される空間Ｓに屈折率整合剤４０を封入した状態を維持しておくことができる。

また、本実施形態では、フェルール１４の端面１４ｂ及びフェルール２４の端面２４ｂは、曲率半径が１ｍｍ以上５０ｍｍ以下の球面形状を少なくとも一部に有していてもよい。この構成によれば、フェルール１４とフェルール２４とを突き合わせた際に両フェルールの先端が密接し易いため、ＭＣＦ１２の先端面１２ｃと複数の光ファイバ２２の先端面２２ｃとを直接接合、例えばＰＣ（Physical Contact）接続することを容易に行うことができる。

また、本実施形態に係る光接続構造作製方法は、フェルール２４の内孔２４ａに複数の光ファイバ２２の先端部分２２ｄそれぞれを挿入すると共に結線接着剤２８によって複数の光ファイバ２２をフェルール２４に固定する工程と、複数の光ファイバ２２が固定されたフェルール２４の端面を研磨する工程と、研磨する工程の後、結線接着剤２８を含む部材に対して追加熱処理を行う工程と、を備える。この光接続構造体の作製方法では、この追加熱処理により、結線接着剤２８の表面２８ａがフェルール２４の端面２４ｂよりも内孔２４ａ内に引き込む。この作製方法によれば、ＭＣＦ１２と複数の光ファイバ２２との間に注入する屈折率整合剤４０を配置させる空間Ｓを容易に形成することが可能となる。

以上、本開示の実施形態について詳細に説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な実施形態に適用することができる。

１…光接続構造体
１０…第１光コネクタ
１２…マルチコアファイバ
１２ａ…コア（第１コア）
１２ｂ…クラッド（第１クラッド）
１２ｃ…先端面（第１ファイバ先端面）
１２ｄ…先端部分
１４…フェルール（第１フェルール）
１４ａ…内孔（第１内孔）
１４ｂ…端面（第１フェルール端面）
１６…フランジ
２０…第２光コネクタ
２２…光ファイバ（複数の光ファイバ）
２２ａ…コア（第２コア）
２２ｂ…クラッド（第２クラッド）
２２ｃ…先端面（第２ファイバ先端面）
２２ｄ…先端部分
２２ｅ…先端露出部分
２４…フェルール（第２フェルール）
２４ａ…内孔（第２内孔）
２４ｂ…端面（第２フェルール端面）
２６…フランジ
２８…結線接着剤
２８ａ…表面
３０…割スリーブ
４０…屈折率整合剤
５０，５２…バネ部材（押圧部材）
６０…板バネ部材（押圧部材）
６２，６４…支持部
７０…封止部
７２，７４…ブーツ
１００，１０１，１０２…構成
２００,２００Ａ…光ファイバ
２００ａ…先端
２０１…フェルール
２０１ａ…端面
２０２…接着剤
２１０…マルチコアファイバ
２１１…フェルール
Ａ…長手方向
Ａ１，Ａ２…矢印
Ｓ…空間
Ｔ…領域
Ｖ…隙間

Claims (10)

1. 長手方向に延在する複数の第１コアと、前記複数の第１コアを覆う第１クラッドと、前記複数の第１コア及び前記第１クラッドの各先端を含む第１ファイバ先端面とを有するマルチコアファイバと、
   前記マルチコアファイバの先端部分を収納する第１内孔と、前記第１ファイバ先端面が内側で露出する第１フェルール端面とを有し、前記マルチコアファイバの先端部分を前記第１内孔内に固定する第１フェルールと、
   前記マルチコアファイバに光接続される複数の光ファイバであって、各光ファイバが前記長手方向に沿って延在する第２コアと、前記第２コアを覆う第２クラッドと、前記第２コア及び前記第２クラッドの各先端を含む第２ファイバ先端面とを有する、複数の光ファイバと、
   前記複数の光ファイバの各先端部分を収納する第２内孔と、前記複数の光ファイバそれぞれの前記第２ファイバ先端面が内側で露出する第２フェルール端面とを有し、前記複数の光ファイバの各先端部分を結線接着剤によって前記第２内孔内に固定する第２フェルールと、
   を備え、
   前記結線接着剤は、前記第１ファイバ先端面に対向する表面が前記第２フェルール端面よりも前記第２内孔内に引き込むように、前記第２内孔内に充填されており、
   前記第１フェルール端面及び前記第２フェルール端面によって封止された空間内に屈折率整合剤が封入されている、光接続構造体。
2. 前記第２フェルール端面から前記結線接着剤の前記表面までの前記長手方向に沿った最大の引き込み量が０．１μｍ以上５μｍ以下である、
   請求項１に記載の光接続構造体。
3. 前記屈折率整合剤は、前記第１ファイバ先端面と前記第２内孔と前記結線接着剤の引き込まれた前記表面と前記複数の光ファイバの前記第２ファイバ先端面を含む先端露出部分とによって画定される前記空間内に封入されている、
   請求項１または請求項２に記載の光接続構造体。
4. 前記屈折率整合剤は、前記第２コアの屈折率に対してずれ量が３％以内となる屈折率を有している、
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光接続構造体。
5. 前記第１ファイバ先端面に沿った面方向での前記複数の第１コアの配置は、前記第２ファイバ先端面に沿った面方向での前記第２コアそれぞれの配置と一致する、
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光接続構造体。
6. 前記第１フェルールと前記第２フェルールとは、前記第１フェルール端面と前記第２フェルール端面とが封止されるように、押圧部材によって互いに押圧されている、
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の光接続構造体。
7. 前記第１フェルールと前記第２フェルールとは、前記第１フェルール端面と前記第２フェルール端面とが互いに密接した状態が維持されるように、接着固定されている、
   請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光接続構造体。
8. 前記複数の第１コアの各光軸と前記第２コアそれぞれの光軸とを合わせるように前記第１フェルールと前記第２フェルールとを外側から保持するスリーブを更に備え、
   前記第１フェルール及び前記第２フェルールと前記スリーブとは、前記第１フェルール端面と前記第２フェルール端面とが互いに密接した状態が維持されるように、接着固定されている、
   請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の光接続構造体。
9. 前記第１フェルール端面及び前記第２フェルール端面は、曲率半径が１ｍｍ以上５０ｍｍ以下の球面形状を少なくとも一部に有している、
   請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の光接続構造体。
10. 請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の光接続構造体を作製する方法であって、
    前記第２フェルールの前記第２内孔に前記複数の光ファイバの前記先端部分それぞれを挿入すると共に前記結線接着剤によって前記複数の光ファイバを前記第２フェルールに固定する工程と、
    前記複数の光ファイバが固定された前記第２フェルールの前記第２フェルール端面を前記第２ファイバ先端面と共に研磨する工程と、
    前記研磨する工程の後、前記結線接着剤を含む部材に対して追加熱処理を行う工程と、
    を備え、
    前記追加熱処理により、前記結線接着剤の前記表面が前記第２フェルール端面よりも前記第２内孔内に引き込む、光接続構造体の作製方法。
    

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