JP4609851B2 - 光ファイバ接続部 - Google Patents

Description

本発明は、フェルール内の光ファイバにファイバグレーティングが形成された波長選択機能を持つ光コネクタもしくは光接続アダプタ等の光ファイバ接続部に関する。

ファイバグレーティングは、光照射によって光ファイバのコア内に周期的な屈折率変化を生じさせてコア内に回折格子を形成したものである。このファイバグレーティングは、回折格子の周期長を種々に変化させることにより、任意の波長の光だけを反射させることができることから、光フィルタや光センサとして利用されている。

また、ファイバグレーティングは、光ケーブル等の光線路監視システムにも用いられている。この光線路監視システムは、センター局側で信号光と異なる波長の監視光（例えば波長1650nm帯の光）を光ケーブル等の光線路内に伝送し、加入者側で監視光を反射させ、戻って来る監視光をセンター局側で監視することにより、光線路の状態を把握するシステムである。監視光の折り返しに用いる反射フィルタの一例として、光コネクタにファイバグレーティングを内蔵させたものがある。

図５はこの光コネクタ装置の一例を示すものである。図５において、１１は図示しないパソコンなどの端末機器に接続された光終端装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）、１２は宅内引き込み光ケーブル等の引込光線路、１３は光終端装置１１に接続される光コネクタ、１４は光コネクタに接続された長さが数メートル程度のビグテール光線路、１５はピグテール光線路１４と引込光線路１２とを融着接続またはメカニカルスプライス法によって接続された光接続部である。ピグテール光線路１４は光コネクタ１３内で前記ファイバグレーティングが形成されている。

このような構造の光コネクタ１３は、ファイバグレーティングと光接続部１５との長さがピグテール光線路１４よりも若干短い長さだけ離れているので、光接続部１５で監視光がファイバグレーティングを構成する光ファイバのクラッドに漏れたとしても、光コネクタ１３に到達するまでに光ファイバ外に漏れたりして減衰してしまい問題とならない。
しかしながら、近年、多様化するサービス形態に対応するため、波長選択機能付き現場取付型光コネクタや波長選択機能付き光接続アダプタの利用が検討されている。（例えば特許文献１参照）

図６は波長選択機能付き現場取付型光コネクタ２０の一例を示したものである。図６において、２１は表面に裸光ファイバ載置溝２１’と光ファイバ心線載置溝２１’’とが一直線状に形成された把持基板、２２は把持基板２１の一端に固定されたフェルール、２３はフェルール２２内に内蔵された光ファイバ、２４は光ファイバ２３内に形成されたファイバグレーティング、２５は引込光線路を構成する光ファイバ心線、２６は前記裸光ファイバ載置溝２１’及び光ファイバ心線載置溝２１’’をそれぞれ覆う上蓋、２７は把持基板２１と上蓋２６とを上下から押えて互いを近づけるように応力付与を与える断面コの字型若しくは断面Ｃの字型のスプリングである。

フェルール２２内に内蔵された光ファイバ２３は、その一端２３’がフェルール２２の端面と同一面に配置され、また他端２３’’はフェルール２２の他端から突出して裸光ファイバ載置溝２１’上に配置されている。
引込光線路を構成する光ファイバ心線２５は、その端部の被覆層２５’が除去されて光ファイバ２３の他端２３’’と突き合わされて裸光ファイバ載置溝２１’上に配置され、また被覆層２５’が残っている光ファイバ心線２５の端部は光ファイバ心線載置溝２１’’上に載置され、更にこれらは前記上蓋２６とスプリング２７とにより両溝２１’、２１’’内に固定されている。

この波長選択機能付き現場取付型光コネクタ２０は、接続現地で、光ファイバ心線２５、上蓋２６、スプリング２７等を図示のように組み立てることができる。この構造の現場取付型光コネクタ２０はファイバグレーティング２４の両端近傍で光ファイバ２３の一端２３'及び他端２３''が他の光ファイバと突き合わされて光学的な接続がなされる、所謂で機械的接続部が形成される。

図７は波長選択機能付き光接続アダプタ３０の一例を示したものである。図７において、３１は両端に光コネクタ収納部３１'、３１''を備えた接続アダプタハウジング、３２は両光コネクタ収納部３１'・３１''とを連通するように形成された貫通孔、３３は貫通孔３２内に配置された割スリーブ、３４は割スリーブの内側に配置されたフェルール、３５はフェルール３４内に配置された光ファイバ、３６は光ファイバ３５内に形成されたファイバグレーティングである。光ファイバ３５は一般に用いられているシングルモード光ファイバのように外径が１２５μｍφに形成されている。
この波長選択機能付き光接続アダプタ３０は、ファイバグレーティング３６を収納したフェルール３４の両端が機械的接続部となる。

特開2004-191819号公報

上記、前記波長選択機能付き現場取付型光コネクタ２０や波長選択機能付き光接続アダプタ３０は、ファイバグレーティング３６の両端近傍にそれぞれ機械的接続部が形成されている。このため、遮断特性（アイソレーション）が低下してしまうという課題が発生する。これは、ファイバグレーティング３６を構成する光ファイバの長さが約20mmと短いため、ファイバグレーティング３６を挟む一方の機械的接続部で発生したクラッドモード光が他方の機械的接続部でコアモード光として再結合し、ファイバグレーティング３６で反射させようとする光がクラッドモード光としてファイバグレーティング３６を通過してしまうためである。
例えば、アイソレーションが４０ｄＢ以上ある単体のファイバグレーティングであっても、このファイバグレーティングが図６に示す光コネクタや図７に示す光接続アダプタに組み込まれた場合、約３０ｄＢ程度まで落ちてしまうことが確認されている。
図８はその波長伝送特性を示したものであり、波長１６５０±７．５ｎｍの帯域のアイソレーションが約３０ｄＢ程度しかとれていないことが示されている。

なお、図５に示すピグテール付き光コネクタのように、光ファイバの一端のみにファイバグレーティングが形成されている場合は、ファイバグレーティングを挟む初めの接続部と次の接続部とが比較的長い光線路で形成されているため、初めの接続部でクラッドモード光が発生したとしても次の接続部に到達するまでにそのクラッドモード光が減衰してしまい再びコアに侵入することが無いので問題になることが無い。

本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、ファイバグレーティングが書き込まれた光ファイバと、前記光ファイバが内部に配置されたフェルールと、前記ファイバグレーティングの端部から、アイソレーションが４０ｄＢ以上確保できない距離にある機械的接続部で、前記光ファイバと機械的接続される他の光ファイバと、からなる光ファイバ接続部において、前記フェルール内部に配置された前記光ファイバの外径が、機械的接続される前記他の光ファイバの外径より大きいことを特徴とする。

なお、本願において、ファイバグレーティングの両端近傍は、ファイバグレーティングから３０ｍｍ以内の長さを意味するものとする。

本願の第１の発明は、フェルール内部に配置された光ファイバの外径を１５０μｍΦ以上に構成したことにより、クラッドモード光をクラッド内でより広範囲に拡散させ、次の接続部でのコアへの再結合を小さくでき、これによりアイソレーションを改善させることができる。
本願の第２発明は、ファイバグレーティングが書き込まれた光ファイバの外周に光吸収部を配置することによりクラッドモード光を吸収させ、アイソレーションを改善させることができる。

本発明は以下の各種実施形態を採用することができる。
フェルールが両端に光コネクタ収納部を備えた接続アダプタ内に配置される。
フェルールが光コネクタ内に配置される。

以下本発明を図示した実施例により説明する。図１において、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６はそれぞれ図７と同様に、接続アダプタ、接続アダプタハウジング、貫通孔、割スリーブ、フェルール、光ファイバ、ファイバグレーティングであり、これらの機能はそれぞれ図７の場合と同様に機能する。本実施例は、図７に示された接続アダプタ３０と比較して、フェルール３４内に配置された光ファイバ３５の外径が１５０μｍΦ以上に構成されている点が異なっている。

フェルール３４は、両端が研磨されており、光コネクタ収納部３１’・３１’’内に配置される光コネクタのフェルールと割りスリーブ３３を介して機械的接続部によって接続される。
フェルール３４内の光ファイバ３５は、その一部もしくは全長に渡ってファイバグレーティング３６が形成されている。すなわち光ファイバ３５はゲルマニウムをドープした石英系ガラスからなる光ファイバに紫外線の干渉パターンを照射することによって形成され、予め光ファイバ３５の外周から干渉パターン光を受けることにより、光ファイバ３５のコア内にその長手方向に沿って所定ピッチで屈折率が変動するファイバグレーティング３６が形成される。これにより光ファイバ３５中を進行してきた波長の内、ある特定の波長の光を反射（遮断）させることができる。この反射（遮断）波長（ブラッグ波長）は、形成されたグレーティングの周期に応じて定まる。

本実施例では、波長1650nm帯を遮断する特性をもったファイバグレーティングが使用されている。図２にアダプタ化する前のファイバグレーティング３６のアイソレーション（遮断特性）を示す。図３にアダプタ化後のアイソレーション（遮断特性）を、フェルール３４内に内蔵された光ファイバ３５の外径別に示す。

図３から明らかなように、標準的な光ファイバ外径である１２５μｍφの場合には、図２に比較してアイソレーションが大きく低下している。これに対して、光ファイバ外径が大きくなるにつれ、アイソレーションの劣化幅が小さくなっていくことが分かる。外径２００μｍφの光ファイバの場合は、アダプタ化する前のデータと比較して遜色のない結果が得られている。アイソレーションが40dB以上確保できれば実使用上問題が無いことから、光ファイバ３５の外径は１５０μmφ以上であれば良い。

上記実施例はファイバグレーティング３６が形成された光ファイバ３５の外径を１５０μｍφ以上にすることによりアイソレーションを改善したものであるが、光ファイバが標準的な外径１２５μｍφのものであっても、その外周に近赤外光の吸光度の高い材料を配置させることにより、光ファイバのクラッド内に分岐されたクラッドモード光を短距離で吸収させ、前記アイソレーッションを改善することができる。
図４はファイバグレーティングが形成された標準的な外径１２５μｍφの光ファイバを近赤外光の吸光度の高い材料（カーボンブラックを多く含んだ熱硬化型樹脂：例えば、Ablestik社のスタイキャスト2057）で形成された接着剤を用いてフェルール内に配置させたた特性と、単心光コネクタ用の接着剤として一般的に広く利用されているエポキシテクノロジー社のEPO-TEK 353NDで組み立てた場合の特性とを示したものである。図４から明らかなように、本実施例は従来例と比較して１０ｄＢ程改善されたものとなる。

本発明の一実施例を示す要部断面説明図。 初期のファイバグレーティングのアイソレーションの一例を示す特性図。 光接続アダプタ化後のファイバグレーティングのアイソレーションを光ファイバの径別に示した特性図。 本発明の他の実施例と従来の一例とのアイソレーションを示す特性図。 従来の光コネクタの接続状況を示す概念図。 従来の一例を示す要部断面説明図。 従来の他の例を示す要部断面説明図。 従来のアダプタ化後のファイバグレーティングのアイソレーションの一例を示す特性図。

符号の説明

１１ 光終端装置
１２ 引込光線路
１３ 光コネクタ
１４ ピグテール光線路
１５ 光接続部
２０ 現場取付型コネクタ
２１ 把持基板
２１' 光ファイバ心線載置溝
２１'' 裸光ファイバ載置溝
２２ フェルール
２３ 光ファイバ
２３' 一端
２３'' 他端
２４ ファイバグレーティング
２５ 光ファイバ心線
２５' 被覆層
２６ 上蓋
２７ スプリング
３０ 接続アダプタ
３１ 接続アダプタハウジング
３１’ 光コネクタ収納部
３１'’ 光コネクタ収納部
３２ 貫通孔
３３ スリーブ
３４ フェルール
３５ 光ファイバ
３６ ファイバグレーティング

Claims (3)

1. ファイバグレーティングが書き込まれた光ファイバと、
   前記光ファイバが内部に配置されたフェルールと、
   前記ファイバグレーティングの端部から、アイソレーションが４０ｄＢ以上確保できない距離にある機械的接続部で、前記光ファイバと機械的接続される他の光ファイバと、からなる光ファイバ接続部において、
   前記フェルール内部に配置された前記光ファイバの外径が、機械的接続される前記他の光ファイバの外径より大きいことを特徴とする光ファイバ接続部。
2. 前記ファイバグレーティングの端部から、アイソレーションが４０ｄＢ以上確保できない距離は、前記ファイバグレーティングの端部から３０ｍｍ以内であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ接続部。
3. 前記他の光ファイバの外径が１２５μｍΦであり、前記フェルール内部に配置された前記光ファイバの外径が１５０μｍΦ以上であることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の光ファイバ接続部。
   

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