JP4096493B2

JP4096493B2 - 端末ロッドレンズ付き光ファイバ及びその製造方法

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Publication number: JP4096493B2
Application number: JP2000128739A
Authority: JP
Inventors: 充章田村; 和人斎藤; 知巳佐野; 健雄小宮
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1999-06-14
Filing date: 2000-04-28
Publication date: 2008-06-04
Anticipated expiration: 2020-04-28
Also published as: JP2001059916A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シングルモード型光ファイバの先端にグレーデッドインデックス型光ファイバからなるロッドレンズを取付けた端末ロッドレンズ付き光ファイバ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シングルモード型光ファイバを光学素子等に接続する場合、シングルモード型光ファイバと光学素子との間にコリメート系素子を介在させ、シングルモード型光ファイバからの出射光を平行光にして光学素子に入射させることがある。また、この場合のコリメート系素子として、グレーデッドインデックス型光ファイバからなるロッドレンズを用いる例が、特開平７−２６１０５６号公報等に示されている。
【０００３】
図９は、特開平７−２６１０５６号公報に記載された端末ロッドレンズ付き光ファイバの一例を示す図であって、図９（Ａ）はその組立状態を説明する斜視図、図９（Ｂ）は光ファイバ部分のみを示した側面図である。以下、図９について本発明と用語を合わせて説明する。図９において、２１は光ファイバ心線、２２はシングルモード型光ファイバ、２３は第一部材、２３ａは光ファイバ孔、２３ｂはガイドピン孔、２４は第二部材、２４ａは光ファイバ孔、２４ｂはガイドピン孔、２５はグレーデッドインデックス型光ファイバ、２６はガイドピンである。
【０００４】
第一部材２３には、複数の光ファイバ孔２３ａと２つのガイドピン孔２３ｂを平行に設ける。一方、光ファイバ心線２１の端末において被覆を除去してシングルモード型光ファイバ２２を露出させる。そして、露出したシングルモード型光ファイバ２２の部分と被覆が施された光ファイバ心線２１の一部分を、第一部材２３の各光ファイバ孔２３ａに、第一部材２３の端面とそれぞれのシングルモード型光ファイバ２２の端面とが揃うようにして挿入し、接着剤等で固定する。また、第一部材２３の端面とシングルモード型光ファイバ２２の端面とを研磨することがある。
【０００５】
第二部材２４には、複数の光ファイバ孔２４ａと２つのガイドピン孔２４ｂを平行に設ける。なお、この第二部材２４の光ファイバ孔２４ａとガイドピン孔２４ｂの配列及び相対位置関係は、第一部材２３の先端部における光ファイバ孔２３ａとガイドピン孔２３ｂの配列及び相対位置関係と一致させる。そして、第二部材２４の複数の各光ファイバ孔２４ａにそれぞれ裸のグレーデッドインデックス型光ファイバ２５を挿入し、接着剤等で固定する。
【０００６】
その時、グレーデッドインデックス型光ファイバ２５の第二部材２４の外側に出た部分は切断除去し、グレーデッドインデックス型光ファイバ２５の端面と第二部材２４の端面とが揃うように端面を研磨する。また、グレーデッドインデックス型光ファイバ２５がコリメート系ロッドレンズとして作用するように、グレーデッドインデックス型光ファイバ２５の長さが伝送光の波長等から求められる規定値となるように、端面研磨によってその長さを調整する。なお、その長さは２ｍｍ程度である。
【０００７】
その後、第一部材２３と第二部材２４のガイドピン孔２３ｂ、２４ｂに一連長のガイドピン２６を挿通して、第一部材２３と第二部材２４とを突き合せて接合することによって、シングルモード型光ファイバ２２とグレーデッドインデックス型光ファイバ２５の突き合せ接続が達成される。そして、シングルモード型光ファイバ２２を伝送してきた光は、グレーデッドインデックス型光ファイバ２５によってコリメートされ、平行光となってグレーデッドインデックス型光ファイバ２５の端面から出射され、図示しない光学素子等に入射する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明した特開平７−２６１０５６号公報に記載された端末ロッドレンズ付き光ファイバは、第二部材中のグレーデッドインデックス型光ファイバの長さは端面の研磨調整等によって相当の精度で調整が可能であり、グレーデッドインデックス型光ファイバにコリメートレンズとしての機能を持たせる上では、設計製造は比較的容易である。
【０００９】
しかし、第一部材と第二部材とをガイドピンによって位置合わせしてシングルモード型光ファイバとグレーデッドインデックス型光ファイバとを接合するものであるので、シングルモード型光ファイバとグレーデッドインデックス型光ファイバとの中心軸同士の位置合わせの精度は、ガイドピンと光ファイバとの相対位置の精度によって左右され、端末ロッドレンズ付き光ファイバとしての伝送損失の低下には限界がある。
【００１０】
特に、第二部材のグレーデッドインデックス型光ファイバの長さが２ｍｍ程度と短いため、第二部材に入るガイドピン部分の長さも２ｍｍ程度と短く、それによって位置合わせの精密な直線性を確保することが難しい。また、ガイドピンを使って位置合わせするので、部品価格が高くなるという問題がある。
【００１１】
本発明は、シングルモード型光ファイバとグレーデッドインデックス型光ファイバとの中心軸同士の位置合わせの精度を良くし、簡単に低コストで製造が可能な端末ロッドレンズ付き光ファイバ及びその製造方法を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の端末ロッドレンズ付き光ファイバの製造方法は、ロッドレンズが固定される側のシングルモード型光ファイバの端末から任意の距離だけ離れた位置をホルダにより保持し、該保持位置からシングルモード型光ファイバの端末に向かって予め定めた距離だけ離れた位置において該シングルモード型光ファイバを切断し、ホルダにより保持したまま、該切断端面に別に用意したグレーデッドインデックス型光ファイバを融着接続し、該グレーデッドインデックス型光ファイバをその長さが予め定めた長さとなる位置において切断するものである。
【００１３】
これによって、シングルモード型光ファイバとロッドレンズとなるグレーデッドインデックス型光ファイバは、融着接続によって中心位置が精密に合わされて接続されるので、端末ロッドレンズ付き光ファイバとしての伝送損失を極めて小さいものとすることが出来る。また、ロッドレンズとシングルモード型光ファイバが一体化されているので、ガイドピン等の部品も使用する必要がなく、製造コストも低くすることが出来る。
【００１４】
また、本発明の端末ロッドレンズ付き光ファイバは、上記の本発明の製造方法に適した構成を有するものであって、シングルモード型光ファイバの先端にはグレーデッドインデックス型光ファイバからなるロッドレンズが融着接続されており、前記シングルモード型光ファイバは先端近傍部分を除いて被覆を有し、その被覆端付近の被覆上にホルダが固定されているものであり、ホルダの一部又は全部とロッドレンズの少なくとも先端部の側面とは配列部材にて覆われて固定され、ロッドレンズの先端面は配列部材の先端面と揃えられて露出しており、前記シングルモード型光ファイバと前記ロッドレンズとの融着接続部は前記配列部材に接触しないようにして該配列部材で覆われている。従って、このホルダを基準位置に前記シングルモード型光ファイバ及びグレーデッドインデックス型光ファイバからなるロッドレンズの切断位置を決めることが出来る。また、そのホルダをそのまま使って端末ロッドレンズ付き光ファイバを光伝送機器等に固定することが出来る。
【００１５】
また特に、複数本の被覆端付近と裸のシングルモード型光ファイバの一部分とを一体部品からなるホルダで固定することにすれば、複数本の場合のシングルモード型光ファイバ及びグレーデッドインデックス型光ファイバの切断位置の不揃いを小さくすることが出来る。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明にかかる端末ロッドレンズ付き光ファイバの製造方法を説明する図であって、図１（Ａ）は第１回の光ファイバ切断時を示す正面図、図１（Ｂ）は第２回の光ファイバ切断時を示す正面図である。図１において、１は光ファイバ心線、２はシングルモード型光ファイバ、３はホルダ、４は基台、５はホルダステージ、６は押圧バネ、７はマイクロメータ、８は丸刃、９はスライドガイド、１０はグレーデッドインデックス型光ファイバ、１１は融着接続部である。
【００１７】
まず、シングルモード型光ファイバ２の上に被覆を施した光ファイバ心線１の端末において、被覆を除去して適当な長さのシングルモード型光ファイバ２を露出させる。光ファイバ心線１は、１本のシングルモード型光ファイバの被覆を設けた単心の光ファイバ心線であっても、複数本のシングルモード型光ファイバに一括被覆を設けたテープ状の光ファイバ心線であってもかまわない。
【００１８】
続いて、シングルモード型光ファイバ１の被覆を有する部分の一部又は露出した部分の一部を、ホルダ３にて固定し保持する。ホルダ３は、シングルモード型光ファイバの被覆を有する部分又は露出した部分を挿入する断面Ｖ字型又は断面コの字型の溝を有するシリコン等からなる基板と、その溝に挿入した光ファイバ又は被覆部を押さえる押さえ板からなるものを用いることが出来る。また、ホルダには光ファイバ心線挿入孔を備えた硬質成形樹脂による成形品を用いて、シングルモード型光ファイバを有する光ファイバ心線をその孔に通してその被覆とホルダとの間を接着剤で固定しても良い。
【００１９】
また、本発明によって製造された端末ロッドレンズ付き光ファイバを、光伝送機器等に取付けるに当たって、予め端末ロッドレンズ付き光ファイバの固定用部材が指定されている場合は、固定用部材の取付け位置あるいは形状によっては、その固定用部材を本発明の製造方法で使用するホルダとして使用することも可能である。
【００２０】
ホルダ３で保持したシングルモード型光ファイバを、図１（Ａ）に示すホルダステージ５に載置する。ホルダステージ５は、基台４上に摺動可能に配置されている。また、押圧バネ６に抗してマイクロメータ７を伸長させることによってホルダステージ５を直線方向に精密に移動させることが出来、マイクロメータ７の目盛りからホルダステージ５又はその上に載置されているホルダの位置を把握することが出来る。
【００２１】
丸刃８は、スライドガイド９に沿って移動出来るように配置し、丸刃８の移動方向は、ホルダステージ５の移動方向に対して垂直な方向とする。なお、ホルダ３の任意位置を保持位置とし、該保持位置から、シングルモード型光ファイバの端末に向かって予め定めた距離の位置に、丸刃８を配置する。図１（Ａ）の例では、ホルダ３のシングルモード型光ファイバ２の端末側の端面を保持位置とし、該保持位置から丸刃８までの距離を予め定めた距離Ｌとしている。
【００２２】
そして、丸刃８をシングルモード型光ファイバ２に接触させて移動させ、シングルモード型光ファイバ２に傷を付けて、図示しない光ファイバ曲げ機構等を使って、シングルモード型光ファイバ２を傷を付けた位置、即ちホルダ３から予め定めた距離Ｌの箇所にて切断する。この時、シングルモード型光ファイバ２の切断位置の両側近傍部分を図示しない合成ゴム等からなるクランプで把持することもある。
【００２３】
次いで、シングルモード型光ファイバ２をホルダ３と共にホルダステージ５から外して、図示しない融着接続装置にて、シングルモード型光ファイバ２の先端に別に用意したグレーデッドインデックス型光ファイバ１０を融着接続する。なお融着接続において、シングルモード型光ファイバ２を保持するホルダ３は、融着接続装置に接続対象物をセットする時の、把持装置への固定部材として使用することも出来る。
【００２４】
融着接続終了後、図１（Ｂ）に示すように、再度ホルダ３をホルダステージ５に載置し、マイクロメータ７を操作してホルダステージ５を予め定めた距離Ｍだけ、丸刃８のある側と反対方向に摺動させる。なお図１（Ｂ）において、１１はシングルモード型光ファイバ２とグレーデッドインデックス型光ファイバ１０の融着接続部である。
【００２５】
また、ホルダステージ５の摺動はマイクロメータの操作によって行なうので、距離Ｍの移動は極めて精密に行なうことが出来る。また、融着接続部１１の位置は、目視では殆ど確認出来ないが、ホルダステージ５を使ってその上に載置したホルダ３等を移動させることにしているので、融着接続部１１の位置が判別出来なくても、正確に距離Ｍの移動を行なわしめることが出来る。
【００２６】
そして、丸刃８を移動させ、保持位置であるホルダ３の端面から距離Ｌ＋Ｍだけ離れた位置において、シングルモード型光ファイバ２の先端に融着接続されたグレーデッドインデックス型光ファイバ１０を切断する。またこの時、シングルモード型光ファイバ２の切断位置の両側近傍部分を図示しない合成ゴム等からなるクランプで把持することもある。
【００２７】
なお、予め定めた距離Ｍは、シングルモード型光ファイバ２を伝送してきた光が、グレーデッドインデックス型光ファイバ１０を通過することによって平行光となる、即ちグレーデッドインデックス型光ファイバ１０がコリメート機能を有するロッドレンズとして作用するために必要十分な距離であって、伝送波長、グレーデッドインデックス型光ファイバの屈折率分布から計算で求めることが出来る。
【００２８】
また、融着接続の仕方によっては、接続端面の溶融押し込みによって、両側の光ファイバの長さがわずかに短くなることがあるが、その押し込み量は精密に管理される量であるので、その場合は、上記のホルダから切断点までの距離Ｌ＋Ｍは、その押し込み量を考慮して求めればよい。
【００２９】
グレーデッドインデックス型光ファイバの切断が終了すれば、端末ロッドレンズ付き光ファイバは完成する。ホルダは取り外す場合もあるが、取り外さないこともある。端末ロッドレンズ付き光ファイバは、シリコン基板等にＶ溝を形成した部材に、ロッドレンズであるグレーデッドインデックス型光ファイバの一部分又は全部とシングルモード型光ファイバの一部分を挿入して押さえ板で押さえて固定し、その固定部材を使って光伝送機器等に接続することも出来るが、端末ロッドレンズ付き光ファイバの製造で使用したホルダを外さずに、そのホルダを使って光伝送機器の台等に固定し、光伝送機器との接続を行なうことも出来る。
【００３０】
また、本発明の端末ロッドレンズ付き光ファイバの製造方法において、グレーデッドインデックス型光ファイバを長い任意の長さの状態で融着接続を行い、その後予め定めた長さＭにて切断するという方法を採用したのは、ロッドレンズとして機能する予め定めた長さＭは、２ｍｍ程度の長さであって、そのような長さにグレーデッドインデックス型光ファイバを切断してから融着接続をしようとしても、融着接続作業時の両側の光ファイバの把持に必要な長さ約１０ｍｍ以上を確保することが出来ず、融着接続をすることが出来ないためである。
【００３１】
また、本発明の端末ロッドレンズ付き光ファイバの製造方法は、単心のシングルモード型光ファイバを有する光ファイバ心線に限らず、複数本のシングルモード型光ファイバを平行に配置したテープ状の光ファイバ心線にも適用出来る。ところで、複数本のシングルモード型光ファイバの場合は、１本の光ファイバの場合にはない別の問題があるので、それを説明する。
【００３２】
図４、図５は、複数本のシングルモード型光ファイバを有するテープ状の光ファイバ心線の切断を説明する図であって、図４（Ａ）は平面図、図４（Ｂ）は側面図、図５（Ａ）は切断中を示す縦断面図、図５（Ｂ）は切断後を示す縦断面図である。図４、図５において、１’はテープ状の光ファイバ心線、２はシングルモード型光ファイバ、３はホルダ、８は丸刃、１５ａ、１５ｂはクランプ、１６は枕部材、１７は切断箇所である。
【００３３】
複数本のシングルモード型光ファイバ２を有するテープ状の光ファイバ心線１’の場合、シングルモード型光ファイバ２の切断予定箇所の両側部分を合成ゴム等からなるクランプ１５ａ及び１５ｂにて把持して、図４（Ａ）に示す通り丸刃８を移動させて、各シングルモード型光ファイバ２の側面に傷を付ける。その後、各シングルモード光ファイバ２の傷の反対側側面に枕部材１６を押付けてシングルモード型光ファイバ２を鏡面に破断させる。ホルダ３から切断箇所までの距離は予め定めたＬに合わせて切断を行なうが、テープ状の光ファイバ心線１’の場合、各シングルモード型光ファイバでその長さが必ずしも完全には一致せず、先端の端面位置が不揃いになるといったことが起こり易い。
【００３４】
その先端面位置が不揃いになる原因を調べると、次のような現象が起こるためではないかと推察される。まず、図５（Ａ）に示すように丸刃８が通過してシングルモード型光ファイバ２に傷を付ける時点で、シングルモード型光ファイバ２は丸刃８の力を受けてわずかにたわむ。また、傷の反対側に枕部材を押付けた時にも反対側に同様にたわむ。これらのたわみによって図５（Ａ）に示す通り、シングルモード光ファイバ２は両側から切断箇所に向けて極くわずかではあるが移動する。この時クランプ１５ａ及び１５ｂは切断箇所に向かって極くわずかに傾く。
【００３５】
ホルダ３から切断箇所までの距離は予めＬと定められてはいるが、上記のたわみによってわずかに長くなりＬ＋αになる。このため、αに相当する長さのシングルモード型光ファイバ２は、光ファイバ心線１’の被覆内から引っ張り出されることになる。そして、切断が終わって図５（Ｂ）の状態になりたわみが無くなると、クランプ１５ａ及び１５ｂの傾きは無くなり元の位置に戻る。しかし、光ファイバ心線１’側の被覆内から引張り出されたシングルモード型光ファイバ２は、被覆との摩擦が各シングルモード型光ファイバ毎に異なるため完全に元通りに被覆内に引っ込むとは限らずΔＬの変動が生じる。従って、ホルダから切断端面までの長さがシングルモード型光ファイバ毎に異なることになり、先端面の位置が不揃いになる。
【００３６】
以上説明した先端面位置の不揃いは、次の方法を採用することで小さくすることが出来る。図６が不揃いを小さくする方法を説明する縦断面図であって、１２’はホルダである。この場合、ホルダ１２’を、光ファイバ心線１’の被覆上に固定するだけでなく、裸のシングルモード型光ファイバ２の一部分にも固定する一体部品とする。これによって図６に示す通り、丸刃８によってたわみが生じても、切断箇所の左側はホルダ１２’で固定されているため、たわみに必要な長さはシングルモード型光ファイバ２の切断箇所の右側から引き寄せられる。従って、切断箇所から左側のシングルモード型光ファイバは光ファイバ心線１’の被覆内から引出されることはなく、被覆との摩擦による影響は受けないので、ホルダから切断箇所までの距離Ｌのシングルモード型光ファイバ毎のばらつきを少なくすることが出来る。
【００３７】
図２は、この考えに沿って構成した本発明にかかる端末ロッドレンズ付き光ファイバの実施形態を示す図であって、図２（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は１本の例を、図２（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）は複数本に一括被覆を設けてテープ状にした例を、図２（Ｇ）（Ｈ）（Ｉ）は複数本を平行に並べた例を示す。また、図２（Ａ）（Ｄ）（Ｇ）は左正面図、図２（Ｂ）（Ｅ）（Ｈ）は縦断面図、図２（Ｃ）（Ｆ）（Ｉ）は右正面図である。図２において、図１と同じ符号は同じものを示す。また、１’はテープ状の光ファイバ心線、２ａは被覆、２ｂは一括被覆、１２、１２’、１２”はホルダである。
【００３８】
図２（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示す端末ロッドレンズ付き光ファイバの場合は、１本の被覆付きシングルモード型光ファイバ２の先端にグレーデッドインデックス型光ファイバ１０からなるロッドレンズを融着接続したものであって、ホルダ１２は、光ファイバ心線１の被覆２ａ上及び裸のシングルモード型光ファイバ２の一部分の上に掛けて配置された一体部品であり、被覆２ａとホルダ１２との間及びシングルモード型光ファイバ２とホルダ１２との間が接着剤等で固定されている。
【００３９】
また、図２（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）に示す端末ロッドレンズ付き光ファイバの場合は、複数本の被覆付きシングルモード型光ファイバ２の先端にそれぞれグレーデッドインデックス型光ファイバ１０からなるロッドレンズを融着接続したものであって、ホルダ１２’は、テープ状の光ファイバ心線１’の一括被覆２ｂ上から裸の全シングルモード型光ファイバ２の各一部分の上に掛けて配置された一体部品であり、被覆２ｂとホルダ１２’との間及び各シングルモード型光ファイバ２の一部分とホルダ１２’との間が接着剤等で固定されている。
【００４０】
また、図２（Ｇ）（Ｈ）（Ｉ）に示す端末ロッドレンズ付き光ファイバの場合は、複数本の各被覆付きシングルモード型光ファイバ２の先端にグレーデッドインデックス型光ファイバ１０からなるロッドレンズを融着接続したものであって、ホルダ１２”は、複数本の光ファイバ心線１の被覆２ａ上から裸の全シングルモード型光ファイバ２の各一部分の上に掛けて配置された一体部品であり、被覆２ａとホルダ１２”との間及び各シングルモード型光ファイバ２の一部分とホルダ１２”との間が接着剤等で固定されている。
【００４１】
なお、テープ状の光ファイバ心線１’の場合、通常各シングルモード型光ファイバ２は個別に素線被覆で覆われ、それらの上に一括被覆２ｂが設けられることが多いので、被覆を除去した時に一括被覆の端と素線被覆の端とが同じ位置に無く、一括被覆よりも素線被覆が突出している場合がある。そのような場合は、一括被覆の上及び裸のシングルモード型光ファイバの一部分の上を一体的なホルダ１２’で固定すれば良い。その中間部の被覆の端部付近は必ずしもホルダに固定する必要はない。
【００４２】
またこれら３種の端末ロッドレンズ付き光ファイバは、本発明にかかる製造方法を適用して製造することが出来る。まず、光ファイバ心線１又は１’の端末において被覆２ａ又は一括被覆２ｂを除去してシングルモード型光ファイバ２を露出させ、ホルダ１２、１２’又は１２”を被覆２ａ又は一括被覆２ｂの上及び裸のシングルモード型光ファイバ２の一部分に固定する。そして図１又は図６に示すようにしてシングルモード型光ファイバ２を所定に位置で切断し、その先端面にグレーデッドインデックス型光ファイバ１０を融着接続して次いで図１に示す方法でグレーデッドインデックス型光ファイバ１０を所定の位置で切断すれば良い。
【００４３】
これによって、シングルモード型光ファイバ２及びグレーデッドインデックス型光ファイバ１０の切断時点では、ホルダ１２、１２’又は１２”によって被覆と共に裸のシングルモード型光ファイバ２が固定されているので、切断時のたわみで被覆内からシングルモード型光ファイバ２が引出されることはなく、ホルダから切断箇所までの距離を予め定めた値に精密に合わせることが出来る。また、複数本のシングルモード型光ファイバを有する場合は、ホルダが一体部品になっているのでホルダから切断箇所までの距離の不揃いを小さくすることが出来る。また、複数本の切断位置の不揃いが小さくなることによって、グレーデッドインデックス型光ファイバで出来たロッドレンズの長さも揃えることが出来るので、コリメート系としてのばらつきを無くすことが出来る。
【００４４】
また、図１又は図２で得られた端末ロッドレンズ付き光ファイバは、光ファイバの露出部分があるため、光伝送機器等への取付けに当たっては光ファイバを傷付けることのないよう、また平行性を保つように注意が必要である。そこで、光ファイバの先端部を保護するために、グレーデッドインデックス型光ファイバの先端切断の後、光ファイバの露出した先端部分を図３に示すようにして保護するによって、光伝送機器への取付けを容易にすることが出来る。またこれによって平行性を保って、先端の配列ピッチを正確に保持することも出来る。
【００４５】
図３は、先端部分を配列部材で保護した端末ロッドレンズ付き光ファイバの一例を示す図であって、図３（Ａ）は平面図、図３（Ｂ）は正面図、図３（Ｃ）は縦断面図である。図３において、１３は配列部材、１３ａはＶ溝基板、１３ｂは押さえ部材、１３ｃはＶ溝、１３ｄは凹溝、１４は接着剤である。この端末ロッドレンズ付き光ファイバは、図２（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）に示す端末ロッドレンズ付き光ファイバの先端部分にV溝基板１３ａと押さえ板１３ｂとからなる配列部材１３を配置して、Ｖ溝基板１３ａのＶ溝１３ｃにシングルモード型光ファイバ２とグレーデッドインデックス型光ファイバ１０とを融着接続した先端部分を挿入し、押さえ部材１３ｂで押さえて接着固定したものである。なお、ホルダ１２’から出たシングルモード型光ファイバ２の部分は接着剤１４を充填して保護する。
【００４６】
また、融着接続部１１はその両側の光ファイバ部分とわずかであるが外径が変化していることが有り得るので、Ｖ溝１３ｃ及び押さえ部材１３ｂで直接融着接続部を押えるのは好ましくない。従って、配列部材１３に凹溝１３ｄを設けて融着接続部１１は配列部材１３に直接接触しないようにすることが望ましい。また、図３では配列部材１３としてＶ溝基板１３ａと押さえ部材１３ｂとからなる例を示したが、先端に等間隔で複数の光ファイバ挿入孔を配置したＭＴ光コネクタ等に使用されるプラスチック成形された複数心用のフェルールを配列部材として使用することも可能である。
【００４７】
また、シングルモード型光ファイバとグレーデッドインデックス型光ファイバとは石英ガラスに添加されているドーパントの量及び分布が異なるため、融着接続において加熱した時の溶融温度が異なる。図７は、複数本を同時に融着接続する状態を説明する概念図であって、１８は光ファイバ心線、１９は電極、１９ａはアークである。
【００４８】
複数本の融着接続に当たっては、複数本のシングルモード型光ファイバ２を平行にして一括被覆を設けたテープ状の光ファイバ心線１’と複数本のグレーデッドインデックス型光ファイバ１０を平行にして一括被覆を設けたテープ状の光ファイバ心線１８とを使って、シングルモード型光ファイバ２の先端面とグレーデッドインデックス型光ファイバ１０の先端面とを突合わせて、電極１９間でアーク放電させた時のアーク１９ａで加熱し溶融させて融着接続を行なう。しかし、シングルモード型光ファイバ２とグレーデッドインデックス型光ファイバ１０とで溶融温度が異なるため、直線状にならないものも発生して、図７に示すように隣接する光ファイバとくっつくといった状態が生じることがある。
【００４９】
このような事態を防止するために、シングルモード型光ファイバとグレーデッドインデックス型光ファイバの表面部分のガラス組成を出来るだけ同じにすることが望ましい。一方、グレーデッドインデックス型光ファイバによる広い開口のロッドレンズ機能を確保するため、グレーデッド型屈折率分布を有する部分は出来るだけ大きいことが望ましい。そこで、この２つの条件を満足させるために、次のようにする。
【００５０】
図８（Ａ）はシングルモード型光ファイバの屈折率分布と横断面図、図８（Ｂ）は本発明にかかるグレーデッドインデックス型光ファイバの屈折率分布と横断面図である。図８において、２’はコア部分、２”はクラッド部分、１０’が中心領域、１０”は外周領域である。
【００５１】
グレーデッドインデックス型光ファイバ１０は、そのグレーデッド型屈折率分布を有する中心領域１０’の大きさを光ファイバの外径よりも少し小さ目にして、その周囲にシングルモード型光ファイバの表面部分即ちクラッド部分２”の材質と同じ材質、通常の場合はドーパントを含まない石英ガラスで出来た厚さｔが１μｍ以上、２５μｍ以下の外周領域１０”を設けたものとする。なお、厚さｔのより好ましい範囲は５μｍ以上、１０μｍ以下である。これによって、融着接続においては、グレーデッドインデックス型光ファイバ１０とシングルモード型光ファイバ２の表面が同じ材質であるため、アークによってほぼ同じ条件で溶融するので、各融着接続部の位置が直線位置からずれるのを抑制することが出来る。
【００５２】
【発明の効果】
本発明の端末ロッドレンズ付き光ファイバの製造方法は、シングルモード型光ファイバの端末から任意の距離だけ離れた位置を保持し、該保持位置から予め定めた距離だけ離れた位置において該シングルモード型光ファイバを切断し、該切断端面に別に用意したグレーデッドインデックス型光ファイバを融着接続し、該グレーデッドインデックス型光ファイバをその長さが予め定めた長さとなる位置において切断するものであるので、融着接続によってシングルモード型光ファイバとロッドレンズとなるグレーデッドインデックス型光ファイバが精密に中心軸を合わせて接続されており、端末ロッドレンズ付き光ファイバとしての伝送損失を極めて小さいものとすることが出来る。また、位置合わせにガイドピン等の部品も使用しないので、製造コストも低くすることが出来る。
【００５３】
また、本発明で使用するホルダを、融着接続の時に使用する把持用部材又は端末ロッドレンズ付き光ファイバを光伝送機器等に固定する時に使用する固定部材と形を合わせれば、ホルダ以外に把持用部材を取付けたり、ホルダをシングルモード型光ファイバから外したりすることなく、一度ホルダを取付けたらそのままの状態で端末ロッドレンズ付き光ファイバを製造し使用することが出来る。
【００５４】
また、光ファイバ心線の被覆上から裸のシングルモード型光ファイバの一部分に掛けて一体部品からなるホルダを配置して、被覆及びシングルモード型光ファイバの一部分に固定すれば、複数本の場合の切断位置の不揃いを小さくすることが出来る。また、ロッドレンズの長さ及び端面を揃えることが出来るので、複数本の光ファイバ間のコリメート系としてのばらつきを小さくすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる端末ロッドレンズ付き光ファイバの製造方法を説明する図であって、（Ａ）は第１回の光ファイバ切断時を示す正面図、（Ｂ）は第２回の光ファイバ切断時を示す正面図である。
【図２】本発明にかかる端末ロッドレンズ付き光ファイバの実施形態を示す図であって、（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は１本の例を、（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）は複数本に一括被覆を設けてテープ状にした例を、（Ｇ）（Ｈ）（Ｉ）は複数本を平行に並べた例を示す。また、（Ａ）（Ｄ）（Ｇ）は左正面図、（Ｂ）（Ｅ）（Ｈ）は縦断面図、（Ｃ）（Ｆ）（Ｉ）は右正面図である。
【図３】先端部分を配列部材で保護した本発明にかかる端末ロッドレンズ付き光ファイバの一例を示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は縦断面図である。
【図４】複数本のシングルモード型光ファイバを有するテープ状の光ファイバ心線の切断を説明する図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図５】複数本のシングルモード型光ファイバを有するテープ状の光ファイバ心線の切断を説明する図であって、（Ａ）は切断中を示す縦断面図、（Ｂ）は切断後を示す縦断面図である。
【図６】光ファイバ切断時の不揃いを小さくする方法を説明する縦断面図である。
【図７】複数本を同時に融着接続する状態を説明する概念図である。
【図８】（Ａ）はシングルモード型光ファイバの屈折率分布と横断面図、（Ｂ）は本発明にかかるグレーデッドインデックス型光ファイバの屈折率分布と横断面図である。
【図９】従来技術による端末ロッドレンズ付き光ファイバの一例を示す図であって、（Ａ）はその組立状態を説明する斜視図、（Ｂ）は光ファイバ部分のみを示した側面図である。
【符号の説明】
１：光ファイバ心線
１’：テープ状の光ファイバ心線
２：シングルモード型光ファイバ
２’：コア部分
２”：クラッド部分
２ａ：被覆
２ｂ：一括被覆
３：ホルダ
４：基台
５：ホルダステージ
６：押圧バネ
７：マイクロメータ
８：丸刃
９：スライドガイド
１０：グレーデッドインデックス型光ファイバ
１０’：中心領域
１０”：外周領域
１１：融着接続部
１２、１２’、１２”：ホルダ
１３：配列部材
１３ａ：Ｖ溝基板
１３ｂ：押さえ部材
１３ｃ：Ｖ溝
１３ｄ：凹溝
１４：接着剤
１５ａ、１５ｂ：クランプ
１６：枕部材
１７：切断箇所
１８：光ファイバ心線
１９：電極
１９ａ：アーク

Claims

直線方向に基台上を摺動するホルダステージと、該ホルダステージの移動方向に対して垂直方向に移動する刃とを設置した調尺切断装置を用い、前記ホルダステージ上に載置されホルダで保持されたシングルモード型光ファイバを、前記刃を移動させて保持位置から予め定めた距離Ｌだけ離れた位置において該シングルモード型光ファイバを切断し、続いて該シングルモード型光ファイバを前記ホルダで保持したまま、前記シングルモード型光ファイバの該切断端面に別に用意したグレーデッドインデックス型光ファイバを融着接続した後、再度該シングルモード型光ファイバが保持された前記ホルダを前記ホルダステージ上に載置して、前記ホルダステージを予め定めた距離Ｍだけ摺動させ、前記刃を移動させて前記グレーデッドインデックス型光ファイバを切断することを特徴とする端末ロッドレンズ付き光ファイバの製造方法。
前記ホルダステージは押圧バネに抗してマイクロメータの押圧力によって直線方向に基台上を摺動するものであって、前記シングルモード型光ファイバが保持された前記ホルダを前記ホルダステージ上に載置して、前記マイクロメータによって前記押圧バネに抗して該ホルダステージを摺動させ、前記刃を移動させて前記グレーデッドインデックス型光ファイバを切断することを特徴とする請求項１に記載の端末ロッドレンズ付き光ファイバの製造方法。
シングルモード型光ファイバの先端にグレーデッドインデックス型光ファイバからなるロッドレンズを融着接続した端末ロッドレンズ付き光ファイバであって、前記シングルモード型光ファイバは先端近傍部分を除いて被覆を有しており、その被覆端付近の被覆上にホルダが固定されており、
前記ホルダの一部又は全部と前記ロッドレンズの少なくとも先端部の側面とは配列部材にて覆われて固定され、前記ロッドレンズの先端面は該配列部材の先端面と揃えられて露出しており、
前記シングルモード型光ファイバと前記ロッドレンズとの融着接続部は前記配列部材に接触しないようにして該配列部材で覆われていることを特徴とする端末ロッドレンズ付き光ファイバ。
前記端末ロッドレンズ付き光ファイバを複数本有し、シングルモード型光ファイバの前記被覆は各シングルモード型光ファイバ毎に個別になっており、前記ホルダは平行に揃えられた全シングルモード型光ファイバの被覆端付近及び裸の全シングルモード型光ファイバの各一部分に固定された一体部品であることを特徴とする請求項３に記載の端末ロッドレンズ付き光ファイバ。
前記端末ロッドレンズ付き光ファイバを複数本有し、シングルモード型光ファイバの前記被覆を有する部分は、該複数本を覆う一括被覆となっており、前記ホルダは全シングルモード型光ファイバの一括被覆端付近及び裸の全シングルモード型光ファイバの各一部分に固定された一体部品であることを特徴とする請求項３に記載の端末ロッドレンズ付き光ファイバ。