JP2837517B2 - 光ファイバの端末処理方法及び光コネクタの製造方法 - Google Patents

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ための
光ファイバの端末処理方法及び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′の外形や位置合せピン
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
れガ1.5μｍで0.45dB、２μｍで0.8dB、３μｍで、1.7d
Bの接続損失が発生するが、前記間隙６の大きさは大体
２μｍ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、逆の前記光ファイバ３の光コネクタ部材４の微
細孔５に対する偏心に基づく接続損失を少なくするた
め、間隙６を小さくすると光ファイバの直径には製造
上、約１μｍの偏差が存在するので、光ファイバ３を光
コネクタ部材４の微細孔５に挿入しにくくなったり、あ
るいは全くできなくなり、もしくは光ファイバ３が微細
孔５の壁面でこすられて傷つき、又は光ファイバ３が破
損したりするという問題があった。

さらにまた、光コネクタ部材4,4′の外径や位置合せ
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
な光コネクタを光ファイバを破損したりすることなく製
造可能とする光ファイバの端末処理方法及びこれを用い
た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、請求項（１）と
して、光ファイバの先端を加熱溶融させた金属中に浸
し、該光ファイバを軟化点温度程度に加熱したまま連続
的もしくは断続的に一定時間保持し、しかる後、該光フ
ァイバを溶融金属中より引き上げるようになした光ファ
イバの端末処理方法、また、請求項（２）として、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、光ファイバ心線
の被覆を除去して光ファイバを露出させた後に、該光フ
ァイバの先端を加熱溶融させた金属中に浸し、該光ファ
イバを軟化点温度程度に加熱したまま連続的もしくは断
続的に一定時間保持し、しかる後、該光ファイバを溶融
金属中より引き上げ、その後、該光ファイバを光コネク
タ部材の微細孔に挿入するようになした光コネクタの製
造方法を提案する。

（作 用） 本発明の請求項（１）によれば、光ファイバの先端を
溶融金属に浸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、また、光ファイバを該溶融金属より引き上げること
により、その先端に金属の薄膜が形成される。

また、請求項（２）によれば、光ファイバはその先端
付近のモードフィールド直径が増加され且つその先端に
金属の薄膜が形成された後、光コネクタ部材の微細孔に
挿入されるが、該金属の薄膜により光コネクタ部材の微
細孔に対してほとんど偏心なくしかも破損することなく
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、ここでは本発明の光ファイバの端末処理方法を
その工程に含む本発明の光コネクタの製造方法を説明す
る。

まず、第１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。

次に、第１図（ｂ）に示すように光ファイバ３の先端
を加熱溶融した金属９の中に浸し、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10内部のドーパントが熱拡散し、該コ
ア10がテーパー状に整形・拡大（10a）する。なお、こ
の整形部分10a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。また、本発明に使
用可能な金属９としては融点が光ファイバ３の軟化点温
度より低いもの、例えばアルミニウム、インジウム、
銅、金、スズ等があげられる。

次に、光ファイバ３を金属９の中より引き上げると、
第１図（ｃ）に示すように該光ファイバ３の表面には該
金属９の薄膜11が形成される。該薄膜11の厚さは光コネ
クタ部材４の微細孔５との間隙が極力小さくなるよう、
例えば0.5〜１μｍ以下になるように決定されるが、該
厚さの制御は光ファイバ３の引き上げ速度によって容易
に調整できる。

次に、第１図（ｄ）に示すように薄膜11を形成した光
ファイバ３を前記同様な光コネクタ部材４の微細孔５に
挿入する。

この際、前記薄膜11により光ファイバ３と微細孔５と
の間隔６を従来の場合より小さくできるので、微細孔５
に対する光ファイバ３の偏心を格段に小さくすることが
でき、また、該薄膜11により光ファイバ３の強度を向上
させることができるので、その挿入時の損傷を防止でき
る。

なお、この後は従来例の工程（ハ）〜（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６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
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７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の請求項（１）によれば、
光ファイバの先端を加熱溶融させた金属中に浸し、該光
ファイバを軟化点温度程度に加熱したまま連続的もしく
は断続的に一定時間保持し、しかる後、該光ファイバを
溶融金属中より引き上げるようになしたたため、光ファ
イバの先端付近のモードフィールド直径を増加させるこ
とができるとともに金属の薄膜を形成することができ、
その強度を向上させることができる。

また、本発明の請求項（２）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、前記微細孔と孔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、光ファイバ心線の被覆を
除去して光ファイバを露出させた後に、該光ファイバの
先端を加熱溶融させた金属中に浸し、該光ファイバを軟
化点温度程度に加熱したまま連続的もしくは断続的に一
定時間保持し、しかる後、該光ファイバを溶融金属中よ
り引き上げ、その後、該光ファイバを光コネクタ部材の
微細孔に挿入するようになしたため、金属の薄膜により
光ファイバの強度を向上させることができるとともにそ
の直径を若干増すことができ、これによって、光コネク
タ部材の微細孔への挿入の際の破損を防止できるととも
に偏心を少なくすることができ、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７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、４……光コネクタ部材、５……微細孔、６……間
隙、７……接着剤、９……金属、10……コア、10a……
整形部分、11……薄膜。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 6/36

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ファイバの先端を加熱溶融させた金属中
   に浸し、 該光ファイバを軟化点温度程度に加熱したまま連続的も
   しくは断続的に一定時間保持し、 しかる後、該光ファイバを溶融金属中より引き上げるよ
   うになした ことを特徴とする光ファイバの端末処理方法。
2. 【請求項２】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、 光ファイバ心線の被覆を除去して光ファイバを露出させ
   た後に、該光ファイバの先端を加熱溶融させた金属中に
   浸し、 該光ファイバを軟化点温度程度に加熱したまま連続的も
   しくは断続的に一定時間保持し、 しかる後、該光ファイバを溶融金属中より引き上げ、 その後、該光ファイバを光コネクタ部材の微細孔に挿入
   するようになした ことを特徴とする光コネクタの製造方法。