JP3757485B2

JP3757485B2 - 光コネクタ及びその製造方法

Info

Publication number: JP3757485B2
Application number: JP23569896A
Authority: JP
Inventors: 普古賀; 洋勝占
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1996-09-06
Filing date: 1996-09-06
Publication date: 2006-03-22
Anticipated expiration: 2016-09-06
Also published as: JPH1082927A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ同志を接続する光コネクタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光コネクタは、光通信分野における光接続に用いられている。現在実用化される光コネクタのうち、多心のものでは、ピン嵌合型の多心コネクタフェルールを用いるものが一般的である。マンホール内等、一度結合した後はほとんど着脱することのない用途の場合には、一対の多心コネクタフェルールをクリップ等簡易な把持具を用いて結合する、いわゆるＭＴ（ＭｅｃｈａｎｉｃａｌｌｙＴｒａｎｓｆｅｒａｂｌｅ）コネクタが使用されている。また、屋内の比較的着脱回数の多い用途では、プッシュプル機構を持つハウジングを有し、コネクタアダプタを介して結合する、いわゆるＭＰＯ（ＭｕｌｔｉーｐａｓｓＰｕｓｈＯｎ）コネクタを使用する場合が多い。
【０００３】
図３は、従来のＭＴコネクタの説明図である。図３（Ａ）はコネクタの結合前の斜視図、図３（Ｂ）はコネクタの結合時の斜視図である。図中、２０は光ファイバ、２１はコネクタフェルール、２１ａはガイドピン穴、２２はテープ状光ファイバ心線、２３はガイドピン、２４はクリップである。図３（Ａ）に示すように、一対のコネクタフェルール２１は、多心のテープ状光ファイバ心線２２の複数本の光ファイバ２０の端部を固定し、互いの光ファイバ２０同志を屈折率整合剤を介して接続する。結合端面には、ガイドピン２３と嵌合する２つのガイドピン穴２１ａが開けられ、その間の部分に複数本の光ファイバ２０の端面が露出し、コネクタフェルールと共に端面が研磨されている。
２本のガイドピンによって左右のコネクタフェルール２１が位置決めされて突き合わせられ、ガイドピン穴に対して精密に配列固定された左右の光ファイバ２０同志が屈折率整合剤を介して結合され、図３（Ｂ）に示されるように、クリップ２４で固定される。
【０００４】
図４は、従来のＭＰＯコネクタの説明図である。図４（Ａ）はコネクタプラグの斜視図、図４（Ｂ）はコネクタアダプタの斜視図、図４（Ｃ）はコネクタフェルール端面の拡大図である。図中、図３と同様な部分は同じ符号を付して説明を省略する。３１はコネクタフェルール、３１ａはガイドピン穴、３２はコネクタプラグ、３３はコネクタハウジング、３４はコネクタアダプタである。
図４（Ａ）に示すように、コネクタプラグ３２は、コネクタハウジング３３内にコネクタフェルール３１が収容されたもので、テープ状光ファイバ心線２２の多心の光ファイバ２０の端面が、図４（Ｃ）に示すように、コネクタフェルール３１の端面に露出している。光ファイバ２０がコネクタフェルール３１にエポキシ系接着剤等で固定された後、コネクタフェルール３１の端面が光ファイバ２０の端面と共に研磨される。なお、コネクタフェルールにはガイドピンを挿入するガイドピン穴３１ａが設けられている。
【０００５】
一対のコネクタプラグ３２を、図４（Ｂ）に示す角型形状のコネクタアダプタ３４の左右から差し込んで左右の光ファイバ２０同志を物理的結合（ＰｈｙｓｉｃａｌＣｏｎｔａｃｔ，以下ＰＣ結合という）により接合する。詳細構造については説明を省略するが、コネクタアダプタ３４の内部にはコネクタ係止機構があり、コネクタハウジング３３の先端の挿入ガイドをコネクタアダプタ内に係止するようになっている。また、コネクタハウジング３３とコネクタフェルール３１との間隙がフローテイング空間になっている。
【０００６】
従来、ＭＰＯコネクタはコネクタフェルール同志を屈折率整合剤を使用せずに接触させるＰＣ結合の方式で接合するので、反射光を除去するため、コネクタフェルール３１の端面を斜め８度の角度をもって研磨する。更に、ＰＣ結合をより確実にするため、光ファイバ２０とコネクタフェルール３１の材料の硬度差を利用して、光ファイバ２０の端面をコネクタフェルール３１の端面よりもサブミクロンオーダで突き出させる研磨方法が採用されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この種の光コネクタに使うコネクタフェルールはエポキシ樹脂等の成型樹脂によって成型し、コネクタフェルールに光ファイバを挿入固定した後、コネクタフェルールと共に光ファイバの端面を研磨する。
そのコネクタフェルール先端部分の状態を、図２（Ａ）（Ｂ）によって説明する。図２（Ａ）はコネクタフェルールの先端断面の拡大図で、図２（Ｂ）は２つのコネクタフェルールの結合時の断面図である。図において、３は光ファイバで、３ー１はコア、３ー２はクラッドを示す。また、４はコネクタフェルールである。そして６は光ファイバ先端の研磨によって出来たコア部分の凹みを示す。
【０００８】
十分に研磨した光コネクタの研磨面の状態をミクロに観察すると、通常は図２（Ａ）のようにコネクタフェルール４の研磨面よりも光ファイバのクラッド３ー２の研磨面が少し突き出しており、光ファイバのコア３ー１の研磨面はクラッドの研磨面よりも少し凹んでいる。このようになる理由はそれぞれの硬さに差があるためである。コネクタフェルールの材料であるエポキシ樹脂は、光ファイバの主要材料である石英ガラスよりも柔らかく、また、通常のシングルモード光ファイバの場合、光ファイバ内でもコアは酸化ゲルマニウム等をドープした石英ガラスを使用し、クラッドは主として石英ガラスを使用しているため、コアがクラッドに比べてわずかに柔らかいためである。
【０００９】
このように研磨した光コネクタを２個突き合わせて結合する場合、図２（Ｂ）のように押圧力が弱いと光ファイバのクラッド面で突き合わせられコアとコアとの間にはわずかながら間隙７が生じることがある。そして、この間隙は結合損失の原因となる。
本発明は、このような結合損失が起こらない光コネクタを提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、成型樹脂材料からなるコネクタフェルールの突き合わせ面に近い側には、コア材料がクラッド材料よりも硬い材料で出来た２〜５０ｍｍの長さの第１の光ファイバを挿入固定して、上記コネクタフェルールと共に上記第１の光ファイバの端面を研磨し、更に上記第１の光ファイバの他端側には第２の光ファイバを前記第１の光ファイバと突き合わせて接合固定する。第１の光ファイバの長さはあまり短いとコネクタフェルールへの取り付けが困難なので、２ｍｍ以上は必要である。また、第１の光ファイバと第２の光ファイバとの接合は光コネクタ内で行う必要があるが、必ずしもコネクタフェルール内で無くても良いので、最大は５０ｍｍ程度まで考えられる。
【００１１】
上記第１の光ファイバとしては、コア材料がクラッド材料よりも硬い材料で出来ている石英系ガラスファイバなら使用出来るが、通常はドーパントの種類、量によって若干の硬度差が出るので、それを考慮して選択する。伝送特性の良い第１のファイバの例としては、コアが主として石英ガラスからなり、クラッドがふっ素をドープした石英ガラスからなる光ファイバを使用することが出来る。また、ふっ素の代わりに酸化ボロンを石英ガラスにドープしたクラッドを持つ光ファイバも使用可能である。
【００１２】
また、上記第２の光ファイバとしては、従来技術においてコネクタフェルールに取り付けられている光ファイバなら使用できるが、最も一般的なものは、コアが酸化ゲルマニウムをドープした石英ガラスからなり、クラッドが主として石英ガラスからなるシングルモード光ファイバである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１（Ａ）（Ｂ）によって本発明の実施の形態を説明する。図１（Ａ）はコネクタフェルールの先端断面の拡大図を、図１（Ｂ）は２つのコネクタフェルールの結合時の断面図を示す。図１（Ａ）（Ｂ）において、１は第１の光ファイバで、１ー１はコア、１ー２はクラッドを示す。２は第２の光ファイバで、２ー１はコア、２ー２はクラッドである。また、４はコネクタフェルールである。図では、コネクタフェルールの内部において第１の光ファイバと第２の光ファイバが接合されているが、必ずしもコネクタフェルール内で接合する必要は無く、コネクタフェルールの後方に配置した光コネクタを形成する別部材の中で接合しても良い。なお、この接合に当たって、屈折率整合剤を介して接合する方法もあるが、融着接続によって永久的に接合する方法もある。
【００１４】
また、この接合は光ファイバをコネクタに取り付けながら行う方法もあるが、融着接続の場合は、予め第２の光ファイバの先端に２〜５０ｍｍの長さの第１の光ファイバを融着接続して、それをコネクタフェルールに挿入固定する方法を採用すれば、従来方法に対して融着接続の操作が増加するだけで、製造の手間もそれほど大きくならないで済むという効果もある。
【００１５】
以上述べたように、本発明においてはコネクタフェルールの先端部分に第１の光ファイバ、即ちコアがクラッドよりも硬い材料で出来た光ファイバを配したので、コネクタフェルール及び光ファイバの先端を研磨したときには、ミクロに観察すると図１（Ａ）のように、光ファイバがコネクタフェルールよりわずかに突き出し、更に光ファイバのコア部はクラッド部よりも突き出した状態になる。このようなコネクタフェルールを２個突き合わせて押圧力を加えて結合すると、図１（Ｂ）のように光ファイバのコア部分は完全に密着し、完全なＰＣ結合が出来る。
【００１６】
【実施例】
コアに酸化ゲルマニウムをドープした石英ガラスを使用し、クラッドに石英ガラスを使用した従来技術によるＭＰＯコネクタと、コアに石英ガラスを使用し、クラッドにフッ素をドープした石英ガラスを使用した約５ｍｍ長の第１の光ファイバを、上記従来技術で使用した光ファイバと同じ第２の光ファイバに融着接続し、それをコネクタフェルールに取り付けて研磨した本発明によるＭＰＯコネクタを準備し、ＰＣ結合の良好率を比較した。
その結果、ＰＣ結合の良好率は８１％程度から８８％程度に向上し、本発明により結合良好率は改善されることが確認された。
【００１７】
【発明の効果】
本発明においては、成型樹脂材料からなるコネクタフェルールの突き合わせ面に近い側には、コア材料がクラッド材料よりも硬い材料で出来た短い長さの第１の光ファイバを挿入固定して、上記コネクタフェルールと共に上記第１の光ファイバの端面を研磨することにしたので、光ファイバの端面において研磨によって発生していたコアの凹みが無くなり、コネクタ結合における結合良好率が向上する。また、コアに主として石英ガラスを使用し、クラッドにフッ素をドープした石英ガラスを使用した光ファイバを第１の光ファイバとして使用し、従来から使用しているコアに酸化ゲルマニウムをドープした石英ガラスを使用しクラッドに石英ガラスを使用したシングルモード光ファイバを第２の光ファイバとして使用して、短い長さの第１の光ファイバを第２の光ファイバに予め融着接続したものをコネクタフェルールに挿入固定し、端面を研磨すれば、従来技術と同等の伝送特性を持ち、かつ、結合良好率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す図で、（Ａ）はコネクタフェルールの先端断面の拡大図、（Ｂ）は２つのコネクタフェルールの結合時の断面図である。
【図２】従来技術による形態を示す図で、（Ａ）はコネクタフェルールの先端断面の拡大図、（Ｂ）は２つのコネクタフェルールの結合時の断面図である。
【図３】ＭＴコネクタの説明図で、（Ａ）はコネクタ結合前の斜視図、（Ｂ）はコネクタ結合時の斜視図である。
【図４】ＭＰＯコネクタの説明図で、（Ａ）はコネクタプラグの斜視図、（Ｂ）はコネクタアダプタの斜視図、（Ｃ）はコネクタフェルール端面の拡大図である。
【符号の説明】
１：第１の光ファイバ
２：第２の光ファイバ
３：光ファイバ
１ー１、２ー１、３ー１：コア
１ー２、２ー２、３ー２：クラッド
４：コネクタフェルール
５：コアの突き出し部分
６：コアの凹み部分

Claims

成型樹脂材料からなるコネクタフェルールの光ファイバ挿入孔に石英系光ファイバを挿入固定してなる光コネクタにおいて、前記コネクタフェルールの突き合わせ面に近い側には、コア材料がクラッド材料よりも硬い材料で出来た２〜５０ｍｍの長さの第１の光ファイバを挿入固定して、前記コネクタフェルールと共に前記第１の光ファイバの端面を研磨し、更に前記第１の光ファイバの他端側には第１の光ファイバとは別の光ファイバを第２の光ファイバとして前記第１の光ファイバと突き合わせて接合固定してなり、前記第１の光ファイバの研磨面は、コアがクラッドよりも突き出していることを特徴とする光コネクタ。
前記第１の光ファイバは、コアが主として石英ガラスからなり、クラッドがふっ素をドープした石英ガラスからなることを特徴とする請求項１記載の光コネクタ。
前記第２の光ファイバは、コアが酸化ゲルマニウムをドープした石英ガラスからなり、クラッドが主として石英ガラスからなることを特徴とする請求項１又は２記載の光コネクタ。
成型樹脂材料からなるコネクタフェルールの光ファイバ挿入孔に石英系光ファイバを挿入固定してなる光コネクタの製造方法において、第２の光ファイバの先端部分に、コア材料がクラッド材料よりも硬い材料で出来た２〜５０ｍｍの長さの第１の光ファイバを融着接続し、前記コネクタフェルールの光ファイバ挿入孔に前記光ファイバの先端を挿入固定して、該コネクタフェルールと共に前記第１の光ファイバの端面を研磨し、コアがクラッドよりも突き出した前記第１の光ファイバの研磨面を得ることを特徴とする光コネクタの製造方法。