JP2823943B2 - 光コネクタの製造方法 - Google Patents

光コネクタの製造方法

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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/255Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding
    • G02B6/2552Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding reshaping or reforming of light guides for coupling using thermal heating, e.g. tapering, forming of a lens on light guide ends

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、光ファイバ同士を低損失に接続する光コネ
クタの製造方法に関するものである。
(従来の技術) 第2図(a)〜(e)は従来のこの種の光コネクタの
製造方法の一例を示すもので、以下、順に説明する。
(イ)まず、第2図(a)に示すように光ファイバ心線
1の被覆2を除去し、露出した光ファイバ3を所定の長
さに切断する。
(ロ)次に、第2図(b)に示すように予め周知技術に
よって製造した光コネクタ部材4の微細孔5に前記光フ
ァイバ3を挿入する。なお、この際、光ファイバ3の先
端は光コネクタ部材4から適当な長さだけ突出する。
(ハ)次に、第2図(c)に示すように光コネクタ部材
4の微細孔5と光ファイバ3との間隙6に接着剤7を充
填する。
(ニ)次に、前記接着剤7が硬化した後、第2図(d)
に示すように光コネクタ部材4より突出している余分な
光ファイバ3を切断する。
(ホ)最後に、第2図(e)に示すように光ファイバ3
及び光コネクタ部材4の端面を該光コネクタ部材4の長
さが一定の長さになるまで研磨する。
(発明が解決しようとする課題) 第3図は前記方法により製造された光コネクタの一例
を示す端面図であって、前述した間隙6の存在によって
光ファイバ3が光コネクタ部材4の微細孔5に対して偏
心している(即ち、その中心が不一致となっている)例
を示す。
第4図は前述した光コネクタによる接続のようすを示
すもので、光コネクタ部材4,4′が該光コネクタ部材の
外径又は該光コネクタ部材に取付けられた位置合わせピ
ン(図示せず)によって、その微細孔5,5′の中心を一
致させて接続される如くなっている。
従って、図示例の如く光ファイバ3,3′が光コネクタ
部材4,4′の微細孔5,5′に対してそれぞれ偏心している
場合には、光コネクタ部材4,4′の外径や位置合わせピ
ン又はこれらと微細孔5,5′との間隔等に誤差がなく、
その微細孔5,5′の中心間に軸ずれがなくても光ファイ
バ3,3′の中心8,8′間に軸ずれを生じ、周知のように大
きな接続損失を発生する問題があった。
例えば、一般に用いられているモードフィールド直径
9.5μmの単一モード光ファイバを使用した場合、軸ず
れが1.5μmで0.45dB、2μmで0.8dB、3μmで1.7dB
の接続損失が発生するが、前記間隙6の大きさは大体2
μm程度であるため、最大1dB程度の接続損失が容易に
発生していた。前記接続損失が大きな場合には伝送距離
を大きくすることができないため、中継装置が多数必要
となったり、所定の距離に信号を伝送できないという問
題があった。
また、光コネクタ部材4,4′の外径や位置合わせピン
又はこれらと微細孔5,5′との間隔等に誤差があって、
その微細孔5,5′の中心間に軸ずれが発生すると、前述
した接続損失はさらに大きくなるという問題があった。
本発明は前記従来の問題点に鑑み、低損失で接続可能
な光コネクタを製造可能と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。
(課題を解決するための手段) 本発明では前記目的を達成するため、光ファイバ心線
の被覆を除去して光ファイバを露出させ、該光ファイバ
を光コネクタ部材の微細孔に挿入してその先端を突出さ
せ、前記微細孔と光ファイバとの間隙に接着剤を充填し
てこれらを相互に固着し、しかる後、光コネクタ部材よ
り突出した光ファイバを切断しその端面を研磨する光コ
ネクタの製造方法において、光ファイバを光コネクタ部
材の微細孔に挿入した後に、該光ファイバの先端をその
軟化点温度程度に加熱して連続的もしくは断続的に一定
時間保持し、さらに該光ファイバの融点温度程度に加熱
してその端部を球状に整形し、前記微細孔と光ファイバ
との間隙に接着剤を充填した後、光ファイバの前記端部
が光コネクタ部材の端面に当接するまで該光ファイバ及
び光コネクタ部材を相対的に移動させるようになした光
コネクタの製造方法を提案する。
(作 用) 本発明によれば、光ファイバの先端を加熱して軟化点
温度程度に一定時間保持することにより、該先端付近の
モードフィールド直径が増加され、さらに融点温度程度
に加熱してその端部を球状に整形した後、該光ファイバ
の端部が光コネクタ部材の端面に当接するまで光ファイ
バ及び光コネクタ部材を相対的に移動することにより、
微細孔と光ファイバとの軸合わせが自動的になされるた
め、光ファイバは光コネクタ部材の微細孔に対してほぼ
偏心なく取付けられ、また、モードフィールド直径の増
加により前記偏心及び光コネクタ部材等の誤差による軸
ずれの影響も緩和される。
(実施例) 第1図(a)〜(d)は本発明方法の一実施例を示す
もので、以下、順に説明する。
まず、光コネクタ部材4の微細孔5に光ファイバ3を
挿入するまでの工程は従来例の工程(イ),(ロ)と同
様である。
次に、第1図(a)に示すように光ファイバ3の先端
をバーナ9の炎10によって、該光ファイバ3の軟化点温
度程度に加熱して連続的もしくは断続的に一定時間保持
する。
この際、光ファイバ3は第5図に示すようにその加熱
部分においてコア11内部のドーパントが熱拡散し、該コ
ア11がテーパー状に整形・拡大(11a)する。なお、こ
の整形部分11aでは周知のV値は一定に保たれるから導
波モードにおける損失は発生しない。
さらに、光ファイバ3の先端をバーナ9の炎10によっ
てその融点温度程度に加熱し、第1図(b)に示すよう
に該光ファイバ3の端部3aを球状に整形する。通常、光
ファイバの端部を融点温度程度に加熱すると、該光ファ
イバを構成するガラスの表面張力によって自動的に球状
に変化する。この際、端部3aの直径は光コネクタ部材4
の微細孔5の直径より大きくなるように決定されるが、
該直径の制御は加熱時間によって容易に調整できる。な
お、本実施例では光ファイバの加熱にバーナを使用した
が、レーザ、放電、電熱ヒータ等、どのような加熱手段
を用いても良い。
次に、第1図(c)に示すように光コネクタ部材4の
微細孔5と光ファイバ3との間隙6に接着剤7を充填す
る。
次に、第1図(d)に示すように光ファイバ3の端部
3aが光コネクタ部材4の端面に当接するまで該光ファイ
バ3及び光コネクタ部材4を相対的に移動させる。
この際、当初、第6図(a)に示すように間隙6の存
在によって光ファイバ3が微細孔5に対して偏心してい
たとしても、光ファイバ3の端部3aを光コネクタ部材4
の端面に当接するまで移動させると、第6図(b)に示
すように球状の端部3aの一部が微細孔5内に入り込み、
これによって、光ファイバ3の中心と微細孔5の中心と
をほぼ一致させることができ、微細孔5に対する光ファ
イバ3の偏心をほとんどなくすことができる。
なお、この後は従来例の工程(ニ),(ホ)を行なう
ことにより同様に光コネクタを製造することができる。
次に、微細孔に対する光ファイバの偏心並びに光コネ
クタ部材の外径や位置合わせピン又はこれらと微細孔と
の間隔等の誤差に起因するコネクタ接続時の軸ずれに対
する効果を説明する。
第7図(a)(b)は光ファイバのニアフィールドパ
ターン(出射点近傍における光強度分布)の測定結果の
一例を示すもので、同図(a)は加熱前、同図(b)は
軟化点温度程度において30分加熱後の場合をそれぞれ示
す。該結果によれば、相対光強度がe-2となるモードフ
ィールド直径が加熱前は9.6μmであったものが、加熱
後には23.5μmに拡大していることがわかる。これは前
述したドーパントの熱拡散によるもので、この現象は加
熱による原子あるいは分子の熱拡散現象によって容易に
理解できる。
光ファイバ相互を一定の軸ずれの条件下で接続する場
合、周知のMarcuseの理論によればモードフィールド直
径が大きい程、接続損失を小さくすることが可能であ
る。
第8図はドーパントの熱拡散による接続損失減少の効
果を説明するためのもので、ここでは周知の融着接続部
分を光ファイバの軟化点温度程度に加熱して連続的もし
くは断続的に一定時間保持した場合の接続損失の時間に
対する変化を示す。図中、実線12は軸ずれが現在の光コ
ネクタ部材や位置合わせピンの製造誤差程度のみで比較
的小さい場合を示し、また、破線13は軸ずれが現在の光
コネクタ部材や位置合わせピンの製造誤差、光ファイバ
の直径の製造誤差及び微細孔の製造誤差の和に相当する
比較的大きい場合を示す。
即ち、同図によれば、軸ずれが現在の光コネクタ部材
や位置合わせピンの製造誤差程度であれば、加熱時間が
5分から30分の間で融着接続損失はほとんど0となる。
このように、光ファイバの加熱によるモードフィールド
直径の拡大は接続しようとする光ファイバ同士に軸ずれ
があっても顕著な効果を有することがわかる。なお、加
熱時間が30分を超過すると逆に接続損失が増加するの
で、一般に使用されるΔ=0.3%程度の単一モード光フ
ァイバにおいては加熱時間を30分以下に設定する必要が
ある。
(発明の効果) 以上説明したように本発明によれば、光ファイバ心線
の被覆を除去して光ファイバを露出させ、該光ファイバ
を光コネクタ部材の微細孔に挿入してその先端を突出さ
せ、前記微細孔と光ファイバとの間隙に接着剤を充填し
てこれらを相互に固着し、しかる後、光コネクタ部材よ
り突出した光ファイバを切断しその端面を研磨する光コ
ネクタの製造方法において、光ファイバを光コネクタ部
材の微細孔に挿入した後に、該光ファイバの先端をその
軟化点温度程度に加熱して連続的もしくは断続的に一定
時間保持し、さらに該光ファイバの融点温度程度に加熱
してその端部を球状に整形し、前記微細孔と光ファイバ
との間隙に接着剤を充填した後、光ファイバの前記端部
が光コネクタ部材の端面に当接するまで該光ファイバ及
び光コネクタ部材を相対的に移動させるようになしたた
め、光コネクタ部材の微細孔に光ファイバの球状の端部
の一部が入り込むことによって、光コネクタ部材の微細
孔と光ファイバとの軸合わせが自動的に行なわれ、その
偏心をほぼなくすことができ、また、モードフィールド
直径を増加させることができ、これによって、前記偏心
並びに光コネクタ部材等の誤差に起因するコネクタ接続
時の損失を大幅に減少させることができる等の利点があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(d)は本発明方法の一実施例を示す工
程図、第2図(a)〜(e)は従来の光コネクタの製造
方法の一例を示す工程図、第3図は従来の方法による光
コネクタの一例を示す端面図、第4図は従来の光コネク
タによる接続の一例を示す概要図、第5図はドーパント
の熱拡散によるコア拡大のようすを示す拡大側面図、第
6図(a)(b)は球状の光ファイバの端部による偏心
の減少のようすを示す説明図、第7図(a)(b)は光
ファイバのニアフィールドパターンの測定結果を示すグ
ラフ、第8図はドーパントの熱拡散による効果の説明図
である。 1……光ファイバ心線、2……被覆、3……光ファイ
バ、3a……端部、4……光コネクタ部材、5……微細
孔、6……間隙、7……接着剤、9……バーナ、10……
炎、11……コア、11a……整形部分。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−4044(JP,A) 特開 昭55−48709(JP,A) 特開 昭56−57014(JP,A) 特開 昭59−36213(JP,A) 特開 昭59−212811(JP,A) 特開 平2−208608(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02B 6/36

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光ファイバ心線の被覆を除去して光ファイ
    バを露出させ、該光ファイバを光コネクタ部材の微細孔
    に挿入してその先端を突出させ、前記微細孔と光ファイ
    バとの間隙に接着剤を充填してこれらを相互に固着し、
    しかる後、光コネクタ部材より突出した光ファイバを切
    断しその端面を研磨する光コネクタの製造方法におい
    て、 光ファイバを光コネクタ部材の微細孔に挿入した後に、
    該光ファイバの先端をその軟化点温度程度に加熱して連
    続的もしくは断続的に一定時間保持し、 さらに該光ファイバの融点温度程度に加熱してその端部
    を球状に整形し、 前記微細孔と光ファイバとの間隙に接着剤を充填した
    後、光ファイバの前記端部が光コネクタ部材の端面に当
    接するまで該光ファイバ及び光コネクタ部材を相対的に
    移動させるようになした ことを特徴とする光コネクタの製造方法。
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