JP3759268B2 - 光結合部品 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光伝送路の途中の短い隙間を結合する光結合部品に関する。具体的には、光ファイバ端末と光ファイバ端末の間、或は発光素子と光ファイバ端末の間、或は受光素子と光ファイバ端末の間などの、長さが０．５ｍｍ〜３０ｍｍ程度の短い隙間に装着する、樹脂製の光結合部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、発光素子と光ファイバ端末の間、或は受光素子と光ファイバ端末の間、或は光ファイバ端末と光ファイバ端末の間の隙間を結合する光結合部品としては、単芯の芯と鞘からなる光ファイバの短線が使用されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来技術による隙間を結合する単芯光ファイバによる光結合部品では、結合させる相手端面と光結合部品の端面を完全に合わせないとロスが大きいという問題があり、非常に短い結合長さの中で芯合わせを行うために、高精度の寸法仕上げが必要であった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明はこの結合をより容易にする光結合部品の発明である。即ち、本発明は、光ファイバ端末と光ファイバ端末の間の長さが０．５ｍｍ〜３０ｍｍ程度の短い隙間に装着する、樹脂製の光結合部品において、屈折率の高い透明なメチルメタクリレート系の芯樹脂からなる複数本の芯繊維と、その周りを上記樹脂の屈折率よりも低い屈折率を有するビニリデンフロライド系の鞘樹脂でとり囲み、それらを一纏めにしてなる多芯プラスチック光ファイバであって、該多芯プラスチック光ファイバの断面積に占める個々の芯の面積の総和の割合が４０％〜９８％であり、個々の芯の数は７ヶ以上であることを特徴とする多芯プラスチック光ファイバからなる光結合部品である。
【０００５】
本発明の一番の特徴は、多芯プラスチック光ファイバを光結合部品として使用することである。多芯プラスチック光ファイバを使用するのは、多数の芯線が、平行に引き揃えたように配列しているので、多芯プラスチック光ファイバの断面を結合する相手の光発光端面や受光端面より十分大きくとってもなんら問題が生じないということである。つまり、単芯の光ファイバを結合部品として使用した場合には、受光面に比べて結合部品ファイバの直径が大きすぎると、せっかく中継した光が、結合部品ではみ出し、一部しか受光出来なくなる。同様のことがファイバからの結合の場合にも生じることがあり、結合部品の中の単芯ファイバ径の前後の結合体との直径を厳密に一致させることが非常に重要であり、かつ心を合わせることも重要である。これに対し、多芯プラスチック光ファイバを結合部品に使用する場合は、その直径は、前後に結合するファイバや素子に比べて比較的大きく取ることができ、しかも、多数の芯から構成されているので、光結合部品に入る光は結合相手のファイバまたは発光素子の面積に対応して受け入れることができる。ここに、光結合部品の軸ずれの誤差が許容される大きな効果がある。単芯ファイバを使用した場合には、心あわせのための、フエルールが特に高精度で製作される必要があるのに対し、多芯プラスチック光ファイバの場合は軸ずれのおそれは無いので、そのような特別のフエルールを使する必要が無い。光結合部品に使用される多芯プラスチック光ファイバとしてはその芯の数は少なくとも７ヶは必要である。この個数が少ないと、配置による結合ムラが生じるので好ましくは５０個〜６０００個である。
【０００６】
多芯プラスチック光ファイバを構成する芯となる樹脂としては各種の透明樹脂が使用できる。好ましい樹脂としてはメチルメタクリレート系の樹脂である。たとえば、メチルメタクリレート単独重合体や、共重合体で、共重合可能な成分としてはアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、ｎ−アクリル酸ブチルなどのアクリル酸エステル類、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸シクロヘキシルなどのメタクリル酸エステル類、マレイミド類、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、スチレンなどがあり、このなかから一種類以上適宜選択して共重合させることができる。その他好ましい樹脂として、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アモルファスのポリオレフィン樹脂が使用できる。一方鞘樹脂としては、これらの樹脂を芯とする単芯のプラスチックの鞘材として公知の樹脂が選択できる。特に、芯が、メチルメタクリレート系の樹脂の場合の鞘樹脂について詳細に述べると、鞘樹脂はビニリデンフロライド系の樹脂で、メチルメタクリレート系樹脂とよく相溶するものが好ましい。その理由は個々の芯と鞘が完全に相溶して接着するため、一部の芯が飛び出したりすることがなく、均一なファイバ端面が保持できるからである。そのようなビニリデンフロライド系の樹脂としてはビニリデンフロライドとヘキサフロロアセトンの共重合体あるいは、これらの２元成分にさらに、トリフロロエチレンやテトラフロロエチレンを加えた３元以上の共重合体は非常に好ましい。さらに、ビニリデンフロライドとヘキサフロロプロペンの共重合体、あるいはこれらの２元成分にさらに、トリフロロエチレンやテトラフロロエチレンを加えた３元以上の共重合体、さらにビニリデンフロライドとテトラフロロエチレンの２元共重合体、ビニリデンフロライドとトリフロロエチレンの２元共重合体などである。さらに、これらのビニリデンフロライド系樹脂とメチルメタクリレート系樹脂かあるいはエチルメタクリレート系樹脂の混合物なども好ましい鞘樹脂である。
【０００７】
本発明に使用する多芯プラスチック光ファイバは、多数の芯の島が鞘の海に点在する芯樹脂と鞘樹脂からなる多芯プラスチック光ファイバがより好ましいが、場合によっては、多数の芯とそれを鞘樹脂が同心円状に取り囲んだ島が第３の樹脂の海に点在するような多芯プラスチック光ファイバも適用することもできる。しかし、これは芯の面積を減少させるので前者の方が好ましい。本説明では簡単のため芯の島と鞘の海からなる多芯プラスチック光ファイバを中心に説明する。多芯プラスチック光ファイバ裸線の断面積に対する全ての芯の面積の和の割合は、４０％〜９８％が好ましい。特に結合のロスを小さくするには芯の面積比率の大きい方がよく８０％〜９５％がより好ましい。
【０００８】
本発明の光結合部品には多芯プラスチック光ファイバの裸線をそのまま使用することも出来るし、場合によっては裸線に硬質樹脂のフェルールを被せたり、金属のフエルールを被せて使用することも出来る。以下実施例で説明する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
【００１０】
【実施例１】
芯樹脂はメチルメタクリレートの単独重合体で鞘樹脂がビニリデンフロライド８０モル％とテトラフロロエチレン２０モル％の共重合体からなる多芯プラスチック光ファイバで、芯の数が３５００ヶ、ファイバ断面積に占める芯の面積の割合が９０％、ファイバの直径が２．０ｍｍの多芯プラスチック光ファイバ裸線を用いた。この裸線を１０ｍｍの長さに切断し、端面を研磨して、光結合部品とした。 一方６５０ｎのＬＥＤとホトダイオードを備えたプラスチック光ファイバ用テスターＨＡＫＴＲＯＮＩＣＳ社製ＰＨＯＴＯＭ ２０５を用いて、この光結合部品の結合ロスを測定した。まず、１０ｍの長さのプラスチック光ファイバの両端をプラスチック光ファイバ用テスターに結合して得た光パワーを基準にして、このプラスチック光ファイバの５ｍ地点に光結合部品を配置したときの結合ロスを測定した。５ｍの地点でのプラスチック光ファイバの端末は、図１に示すように、３ｍｍφの外径で、中央に１．１ｍｍの穴の開いたコネクターに接着材で固定し、先端面を３μｍの研磨紙で研磨したものを使用した。
光結合部品と両端のプラスチック光ファイバケーブルとの結合は光結合ホルダー（図１符号２）により固定したのち、光パワーの変化を測定した。その結果ロスは１．２ｄＢであった。この光結合部品をセットする作業を繰り返し行ってみたが、光結合ロスは０．１ｄＢの変動範囲に入り、安定していることが判明した。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光結合部品の結合例を示した図。
【符号の説明】
１ コネクター
２ 光結合部品ホルダー
３ 多芯プラスチック光ファイバ製の光結合部品
４ 単芯プラスチック光ファイバ裸線
５ ジヤケット

Claims (3)

1. 光ファイバ端末と光ファイバ端末の間の長さが０．５ｍｍ〜３０ｍｍ程度の短い隙間に装着する樹脂製の光結合部品において、屈折率の高い透明なメチルメタクリレート系の芯樹脂からなる複数本の芯繊維と、その周りを上記樹脂の屈折率よりも低い屈折率を有するビニリデンフロライド系の鞘樹脂でとり囲み、それらを一纏めにしてなる多芯プラスチック光ファイバであって、該多芯プラスチック光ファイバの断面積に占める個々の芯の面積の総和の割合が４０％〜９８％であり、個々の芯の数は７ヶ以上であることを特徴とする多芯プラスチック光ファイバからなる光結合部品。
2. 光結合部品の断面が、該結合部品の前後で結合する光ファイバ断面よりも広いことを特徴とする請求項１記載の光結合部品。
3. 光ファイバ端末と光ファイバ端末の間の長さが０．５ｍｍ〜３０ｍｍ程度の短い隙間を、請求項１または２のいずれかに記載の光結合部品で結合する方法。

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