JP4877067B2 - 光ファイバ、光ファイバの接続構造および光コネクタ - Google Patents
光ファイバ、光ファイバの接続構造および光コネクタ Download PDFInfo
- Publication number
- JP4877067B2 JP4877067B2 JP2007135406A JP2007135406A JP4877067B2 JP 4877067 B2 JP4877067 B2 JP 4877067B2 JP 2007135406 A JP2007135406 A JP 2007135406A JP 2007135406 A JP2007135406 A JP 2007135406A JP 4877067 B2 JP4877067 B2 JP 4877067B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- refractive index
- curable resin
- core
- optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims description 101
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 34
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 90
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 90
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 36
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 12
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 11
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 10
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 10
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 10
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 8
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims description 7
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 19
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 12
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 12
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 12
- 230000008859 change Effects 0.000 description 11
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 239000004038 photonic crystal Substances 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000010227 cup method (microbiological evaluation) Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/02295—Microstructured optical fibre
- G02B6/02314—Plurality of longitudinal structures extending along optical fibre axis, e.g. holes
- G02B6/02342—Plurality of longitudinal structures extending along optical fibre axis, e.g. holes characterised by cladding features, i.e. light confining region
- G02B6/02361—Longitudinal structures forming multiple layers around the core, e.g. arranged in multiple rings with each ring having longitudinal elements at substantially the same radial distance from the core, having rotational symmetry about the fibre axis
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/02295—Microstructured optical fibre
- G02B6/02314—Plurality of longitudinal structures extending along optical fibre axis, e.g. holes
- G02B6/02342—Plurality of longitudinal structures extending along optical fibre axis, e.g. holes characterised by cladding features, i.e. light confining region
- G02B6/02376—Longitudinal variation along fibre axis direction, e.g. tapered holes
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/02295—Microstructured optical fibre
- G02B6/02314—Plurality of longitudinal structures extending along optical fibre axis, e.g. holes
- G02B6/02385—Comprising liquid, e.g. fluid filled holes
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/36—Mechanical coupling means
- G02B6/38—Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
- G02B6/3801—Permanent connections, i.e. wherein fibres are kept aligned by mechanical means
- G02B6/3806—Semi-permanent connections, i.e. wherein the mechanical means keeping the fibres aligned allow for removal of the fibres
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/36—Mechanical coupling means
- G02B6/38—Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
- G02B6/3807—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs
- G02B6/381—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs of the ferrule type, e.g. fibre ends embedded in ferrules, connecting a pair of fibres
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
Description
本発明は、光ファイバ長手方向に延びる空孔部を有する光ファイバ、光ファイバの接続構造および光コネクタに係り、特に、光ファイバ端面の空孔部を硬化樹脂で封止した光ファイバ、光ファイバの接続構造および光コネクタに関する。
光通信ネットワーク及び光信号処理の高速化に伴って、さらなる大容量な光ファイバが必要となっており、その技術として、光ファイバ長手方向に延びる空孔部を形成したフォトニッククリスタルファイバ（Photonic Crystal Fiber：以下、ＰＣＦ）が注目されている。
図７に示すように、ＰＣＦ７０は、コア７１の周囲のクラッド７２に多数の空孔部７３を形成したものである。空孔部７３のデザイン（数、形状、サイズ、配置等）により、超広帯域単一モード伝送領域、大実効コア断面積、Ｈｉｇｈ−Δ、大きな構造分散等の特性を実現できる。
図８に示すように、全反射型ＰＣＦの一例であるホーリーファイバ（Holey Fiber：以下、ＨＦ）８０は、Ｇｅが添加されたコア８１の周囲のクラッド８２に複数（図では６個）の空孔部８３を形成することによりクラッド８２の実効屈折率を下げている。ＨＦ８０は、クラッド８２に屈折率が略１の空孔部８３を形成したことにより、コア８１のクラッド８２に対する実効的な比屈折率差が約３２％と汎用のシングルモードファイバ（Single Mode Fiber：以下、ＳＭＦ）に比べて大きくすることができる。
ここで、図９に示すように、汎用のＳＭＦ９０とは、シングルモード条件を満たす程度に径の小さいコア９１と、そのコア９１を覆うクラッド９２で形成された光ファイバである。これにより、ＨＦ８０は、汎用のＳＭＦ９０と比較して、コア８１への光の閉じ込め効果を大きくし、光ファイバを曲げた時に発生する曲げ損失を極めて小さくすることができるといった特徴を有する。この特徴を利用して、曲げ配線が必須である宅内配線用光ファイバとして実用化が期待されている。
一方、従来の光ファイバの接続方法として、メカニカルスプライスによる突き合わせ接続やコネクタ接続がある。
図１０に示すように、メカニカルスプライス１００は、対向するＰＣＦ７０またはＨＦ８０の端面と、ＳＭＦ９０の端面を突き合わせて支持し、位置決め調芯するためのＶ溝が形成されたＶ溝基板１０２と、Ｖ溝基板１０２に重ね合わされ、Ｖ溝に挿入したＰＣＦ７０またはＨＦ８０と、ＳＭＦ９０を押さえるための蓋部材１０３と、Ｖ溝基板１０２と蓋部材１０３とを挟持するための挟持部材１０４とを備えている。Ｖ溝基板１０２と蓋部材１０３の重ね合わせ部には、その側面にくさび挿入部１０５が形成され、その両端にＰＣＦ７０またはＨＦ８０と、ＳＭＦ９０を通すガイド穴１０６が形成されている。
メカニカルスプライス１００によるＰＣＦ７０またはＨＦ８０とＳＭＦ９０の接続方法は、くさび挿入部１０５にくさびを挿入してＶ溝基板１０２と蓋部材１０３間に隙間を形成し、ガイド穴１０６からＰＣＦ７０またはＨＦ８０と、ＳＭＦ９０を挿入し、Ｖ溝内でＰＣＦ７０またはＨＦ８０と、ＳＭＦ９０の端面同士を突き合わせ、くさびを抜き取り、ＰＣＦ７０またはＨＦ８０と、ＳＭＦ９０を基板１０２と蓋部材１０３とで把持して固定する方法である。
このような突き合わせ接続の場合、突き合わせたＰＣＦ７０またはＨＦ８０と、ＳＭＦ９０の端面間に空気層が介在すると、光ファイバを突き合わせた端面でのフレネル反射が大きくなってしまう。そのため、Ｖ溝にはＰＣＦ７０またはＨＦ８０と、ＳＭＦ９０の間の比屈折率差の違いを緩和するための屈折率整合剤を予め充填している。屈折率整合剤は、突き合わせるＰＣＦ７０またはＨＦ８０、およびＳＭＦ９０のコアの屈折率と同程度の屈折率のものが用いられる。
コネクタ接続は、光ファイバの先端にフェルールを装着してなる光ファイバコネクタ同士を突き合わせて機械的に光ファイバ同士を接続する方法である。
図１１に示すように、フェルール１１０は、光ファイバコネクタを構成する部材であり、被覆を除去した光ファイバ裸線を固定する固定部１１２と、被覆されたままのファイバ心線を装着するファイバ保持部１１３からなる。単心光コネクタで利用する場合、フェルール１１０は円筒形をしている。光ファイバは熱硬化性樹脂等の接着剤でフェルール１１０内に固定され、光ファイバ端面及びフェルール端面１１４は研磨処理が施される。一般的な光コネクタでは、ファイバ端面でのフレネル反射を押さえるために球面状に研磨されている。
空孔部８３を有するＨＦ８０等の光ファイバをこれらのような接続方法で接続した場合、以下の問題がある。
メカニカルスプライス１００による突き合わせ接続の場合、ＰＣＦ７０またはＨＦ８０と、ＳＭＦ９０の間に充填した屈折率整合剤が毛細管現象により空孔部内に浸入してしまう場合がある。コアと同程度の屈折率を有する屈折率整合剤が空孔部内に浸入すると、空孔部にコアが形成されたことになり、光が空孔部に形成されたコアとカップリングし、接続損失が増加してしまう。
一方、コネクタ接続する場合、光ファイバの端面及びフェルールの端面１１４に研磨処理を施す際に、空孔部内に研磨屑が混入してしまう場合がある。この場合、コネクタの着脱を繰り返したとき、空孔部内に入り込んだ研磨屑が光ファイバの端面に露出してコネクタ装着時に光ファイバの端面に割れや欠けを発生させ、長期信頼性が低下してしまう。
これらの問題に対し、空孔部にマッチングオイル、紫外線硬化性樹脂もしくは熱硬化性樹脂を注入して光ファイバの端面を封止することが行われている（特許文献１、２参照）。
ＰＣＦ７０やＨＦ８０の端面における空孔部の封止は、硬化性樹脂を空孔部に充填し、紫外線照射や熱により空孔部内の硬化性樹脂を硬化させることにより行われる。その硬化性樹脂は、一般的に、光ファイバのクラッド部よりも屈折率が同じかそれより低いものが使用されている。
しかしながら、実際、硬化性樹脂の屈折率は温度依存性を持ち、低温ほど屈折率が大きくなる。これによって、低温側では空孔部の屈折率がコアの屈折率に近づきコアから空孔封止部へ光がモード結合し、接続損失が増加する問題がある。
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、使用環境温度の変化により硬化性樹脂の屈折率が変化しても接続損失の劣化を抑制できる光ファイバ、光ファイバの接続構造および光コネクタを提供することにある。
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、コアと、そのコアの周囲に複数の空孔部を有するクラッドとを備え、前記空孔部の端部に硬化性樹脂を充填して封止部を形成した光ファイバにおいて、前記光ファイバを伝搬する光の波長は１５５０ｎｍであり、前記コアのコア径は９μｍであり、前記光ファイバの中心から前記空孔部の中心までの距離は１２μｍであり、前記空孔部の径は８．５〜１３μｍであり、前記コアの屈折率と前記クラッドの屈折率との比屈折率差が０．３〜０．４％であり、前記封止部を形成する硬化性樹脂の硬化後の充填長が７〜８ｍｍであり、前記封止部の屈折率と前記クラッドの屈折率との比屈折率差が０．４％以下であり、前記硬化性樹脂の硬化後の透湿率が０．５ｇ／ｃｍ 2 ・２４ｈ以下である光ファイバである。
請求項２の発明は、前記硬化性樹脂は、ガラスとの接着強度が５ＭＰａ以上で、かつ硬化後の硬さがショアＤで５０以上である請求項１に記載の光ファイバである。
請求項３の発明は、前記硬化性樹脂は、硬化による体積収縮率が５％以下で、かつ硬化前の２５℃での粘度が５Ｐａ・ｓ以下である請求項１または２に記載の光ファイバである。
請求項４の発明は、前記硬化性樹脂は、紫外線硬化樹脂、常温硬化性樹脂または熱硬化性樹脂である請求項１〜３いずれかに記載の光ファイバである。
請求項５の発明は、請求項１〜４いずれかに記載の光ファイバの端面に、前記光ファイバとは別の光ファイバを突き合わせ接続したことを特徴とする光ファイバの接続構造である。
請求項６の発明は、前記光ファイバの端面に、屈折率整合剤を介して前記別の光ファイバを突き合わせ接続した請求項５に記載の光ファイバの接続構造である。
請求項７の発明は、請求項１〜４いずれかに記載の光ファイバをフェルールに装着したことを特徴とする光コネクタである。
本発明によれば、使用環境温度の変化により硬化性樹脂の屈折率が変化しても接続損失の劣化を抑制する光ファイバを提供できる。
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面にしたがって説明する。
図１は、本発明の好適な実施形態を示す光ファイバの縦断面図、図２はその中心部の拡大断面図、および屈折率分布の一例を示す図である。
図１および図２に示すように、本実施形態に係る光ファイバ１０は、ゲルマニウム（Ｇｅ）が添加された石英ガラスからなるコア１１と、そのコア１１の周囲に複数の空孔部１３を有し、純粋石英ガラスからなるクラッド１２とを備えたホーリーファイバにおいて、空孔部１３の端部に硬化性樹脂１５を充填し、これを硬化した封止部１６を形成したものである。この時、封止部１６を形成する硬化性樹脂１５の硬化後の充填長Ｌは７〜８ｍｍである。
コア１１の屈折率ｎ０とクラッド１２の屈折率ｎ１とは、コア１１およびクラッド１２が石英ガラスにより形成されるため温度によってほとんど変化しないが、空孔部１３に充填されている硬化性樹脂１５の屈折率は温度によって変化する。そのため、硬化性樹脂１５が充填されている空孔部１３（封止部１６）の屈折率ｎ２も温度によって変化する。
光ファイバ１０において、コア１１の屈折率ｎ０とクラッド１２の屈折率ｎ１との関係はｎ０＞ｎ１である。硬化性樹脂１５が充填された封止部１６の屈折率ｎ２は、コア１１の屈折率ｎ０よりも常に低く、ｎ０＞ｎ２であるとよい。これは、封止部１６の屈折率ｎ２がコア１１の屈折率ｎ０に近づくと、コア１１から封止部１６へ光がモード結合し、接続損失が増加するためである。
封止部１６の屈折率ｎ２は、クラッドの屈折率ｎ１よりも低い方がよいが、使用環境が変化すると、封止部１６の屈折率ｎ２がクラッド１２の屈折率ｎ１よりも大きくなる場合がある。この時、封止部１６の屈折率ｎ２とクラッド１２の屈折率ｎ１との比屈折率差が０．４％以下の範囲で変化したとしても、硬化性樹脂１５の硬化後の充填長Ｌが７〜８ｍｍであれば、光パワーの変動を抑制することができ、コア１１からの光のモード結合を低減することができる。
空孔部１３に充填する硬化性樹脂１５は、紫外線硬化樹脂、常温硬化性樹脂または熱硬化性樹脂を使用できるが、作業性の面で、紫外線硬化樹脂を用いることが好ましい。
紫外線硬化樹脂にはエポキシ系、ウレタン系、シリコーン系、フッ素系の紫外線硬化樹脂などがあり、常温硬化性樹脂にはシリコーン系、アクリル酸系の硬化樹脂がある。熱硬化性樹脂には、エポキシ系、シリコーン系、フッ素系の硬化性樹脂などがあり、特に限定するものではない。
硬化性樹脂１５の材質は、特に限定されるものでないが、コア１１より低い屈折率を有し、硬化による透湿率が０．５ｇ／ｃｍ2・２４ｈ以下、ガラス接着力５ＭＰａ以上、ショアＤでの硬さ（ショアＤ硬度）５０以上、体積収縮率５％以下で、かつ硬化前の粘度が５Ｐａ・ｓ以下であるとよい。
硬化性樹脂１５の透湿率が０．５ｇ／ｃｍ2・２４ｈより大きくなると、湿度が高くなる環境において、空孔部１３内に結露が生じやすくなり、損失増加が生じやすくなる。好ましくは透湿率が０．３ｇ／ｃｍ2・２４ｈ以下であるとよい。
ここで透湿率とは、ＪＩＳＺ０２０８防湿包装材料の透湿度試験方法（カップ法）に準拠し、試料は厚さが５０±５μｍのものを用いて、条件Ｂ：温度４０±５℃、湿度９０％±２％で試験を実施して得られるものである。
また、硬化性樹脂１５のガラス接着力（ガラスとの接着強度）が５ＭＰａより小さいと、空孔部１３で硬化させた時、硬化性樹脂１５の体積収縮などにより硬化性樹脂１５とガラス界面との間に空隙が生じやすくなり、端面１４を研磨処理する時、振動により封止部１６の剥離が生じやすくなる。さらにガラス接着力が５ＭＰａ以上であっても、硬化性樹脂１５の硬化後の硬さがショアＤで５０より小さいと、端面１４を研磨処理する時に、封止部１６が削れ易く、樹脂面が窪み、そこに研磨材や研磨屑が詰まることで、コネクタ接続の信頼性を著しく低下させやすい。
ここでガラス接着力とは、引張せん断接着強度で、２枚のスライドガラス（幅２５×厚さ７５×高さ１ｍｍ）の片端長さ１０ｍｍの面を硬化性樹脂で貼り合わせ、硬化させた後、互いのガラスを反対方向に速度１０ｍｍ／ｍｉｎで引張り、破壊する力である。
さらに、硬化性樹脂１５の体積収縮率が５％を超えてしまうと、空孔部１３内で硬化させた際に、充填された硬化性樹脂１５と空孔部１３との間に空隙が発生しやすくなり、剥離が生じやすくなる。硬化前の２５℃での粘度が５Ｐａ・ｓより大きい硬化性樹脂１５を使用した場合には、空孔部１３内に硬化性樹脂１５を充填する際に作業性が低下し、さらに複数の空孔部に均一に充填することが難しくなる。好ましくは粘度は０．１〜３Ｐａ・ｓがよい。粘度が０．１Ｐａ・ｓより低くなると、毛細管現象が加速され充填長Ｌを一定に保つことが難しくなる。
次に、光ファイバ１０を用いた光ファイバの接続構造を説明する。
図３に示すように光ファイバの接続構造３０は、光ファイバ１０の端面１４に屈折率整合剤１８を介してＳＭＦ９０の端面９３を突き合わせ接続したものである。
突き合わせた光ファイバ１０と、ＳＭＦ９０の端面間に空気層が介在すると接続損失が大きくなり、さらに光ファイバ１０のコア１１とＳＭＦ９０のコア９１の屈折率の違いにより接続損失が生じる。そのため、屈折率の違いを緩和する屈折率整合剤１８を充填する。屈折率整合剤は、突き合わせる光ファイバ１０、およびＳＭＦ９０のコアの屈折率と同程度の屈折率のものを用いる。
光ファイバ１０に接続される光ファイバはＳＭＦ９０に限らず、ＧＩファイバやＳＩファイバなど、汎用のマルチモードファイバでもよい。
光ファイバの接続構造３０は、光ファイバ１０の端面に屈折率整合剤１８を介して別の光ファイバを接続するが、これに限定されず、屈折率整合剤１８を介さないで直接接続してもよい。
また、光ファイバ１０を用いた光コネクタを説明する。
図４に示す光コネクタ４０は、光ファイバ１０をフェルール２１に装着したＳＣ光コネクタである。フェルール２１は、被覆を除去した光ファイバ１０の裸線を固定する固定部２２と、被覆されたままの光ファイバ１０を装着するファイバ保持部２３からなる。光ファイバ１０をフェルール２１内に挿入し、熱硬化性樹脂などの接着剤で固定する。光ファイバ１０の端面１４およびフェルール２１の端面２４は研磨処理を施す。
本実施形態に係る光コネクタ４０では、光コネクタとして図４に示すＳＣ光コネクタを形成したが、これに限定されず、フェルール２１にＦＣ用ハウジングを取り付けてＦＣコネクタを形成してもよい。また、ＦＣ、ＭＵコネクタ用のフェルールを用いてＦＣ、ＭＵコネクタなどを形成してもよい。
本実施形態に係る光ファイバ１０の作用を説明する。
実施例で詳しく説明するが、図５に示す硬化性樹脂１５の充填長Ｌに対する光パワー変動の実験結果から、低温になり封止部１６とクラッド１２の比屈折率差が大きくなるほど光パワー変動が大きく、接続損失が増大する。これは光のモード結合による損失であると考えられる。
この光のモード結合による損失を抑制するためには、最も光パワー変動が抑えられる硬化性樹脂１５の充填長Ｌを７〜８ｍｍとするのが最適である。なお、硬化性樹脂１５の充填長Ｌを１０ｍｍ以上とした場合は、製造上の効率が悪くなることが懸念される。
本実施形態に係る光ファイバ１０は、光ファイバ１０の空孔部１３の端部に充填する硬化性樹脂１５の硬化後の充填長Ｌを、最も光パワー変動を抑制できる７〜８ｍｍとしている。このため、光ファイバ１０によれば使用環境の温度変化により封止部１６の屈折率ｎ２がコア１１の屈折率ｎ０よりも小さい範囲内で変化しても光のモード結合が抑制され、その結果接続損失を抑制できる。
光ファイバ１０を用いれば、例えばＨＦとＳＭＦとからなる図３の光ファイバの接続構造３０が簡単に得られる。
同様に、光ファイバ１０を使用することで、ＨＦを用いた着脱に便利な図４の光コネクタ４０も簡単に得られる。
また、本実施形態では光ファイバ１０にホーリーファイバを用いたが、これに限定されず、例えば、図７のＰＣＦ７０を用いてもよい。
図１の光ファイバ１０において、ゲルマニウムが添加された石英材料からなるコア１１の径が９μｍ、ファイバの中心から空孔部１３の中心までの距離が１２μｍ、空孔部１３の径が８．５μｍで、コア１１の比屈折率差が０．４％であるホーリーファイバを用い、硬化性樹脂１５の充填長Ｌに対する光パワー変動の実験を行った。
図５は、封止部１６の比屈折率差を０．２％、０．３％、０．３５％、０．４％とした時の、硬化性樹脂１５の充填長に対する光パワー変動の実験結果である。
ここで、コア１１の比屈折率差とはコア１１の屈折率ｎ０と、石英材料からなるクラッド１２の屈折率ｎ１の比屈折率差であり、封止部１６の比屈折率差とは、硬化性樹脂１５が充填されている空孔部１３（封止部１６）の屈折率ｎ２とクラッド１２の屈折率ｎ１の比屈折率差である。
図５に示すとおり、光ファイバ１０は、空孔部１３に充填された硬化性樹脂１５の充填長Ｌの違いにより光パワーが周期的に変動している。空孔部１３に充填された硬化性樹脂１５の比屈折率差が大きいほど光パワーの変動が大きいことがわかる。
空孔部１３を封止する硬化性樹脂１５は、使用環境の温度変化によって屈折率が変化する。封止部１６の比屈折率差が０．２％〜０．４％変化した場合を考えると、封止部１６の比屈折率差が０．２％のときは、硬化性樹脂１５の充填長Ｌが変化しても光パワーの変動がほとんどなく損失が少ない。これに対して、封止部１６の比屈折率差が０．４％のときは、硬化性樹脂１５の充填長Ｌの違いによって９０％以上光パワーが減少してしまう場合がある。封止部１６の比屈折率差が０．２％以下のときは、光パワーの変動がさらに小さくなり、損失はほとんどなくなる。
光パワーの減少は、コアへの光のモード結合によるものと考えられ、このモード結合効率が硬化性樹脂１５の充填長Ｌの変化により、周期的に変動している。封止部１６の比屈折率差が使用環境温度の変化などに起因して０．４％以下の範囲で変化する場合を想定すると、この範囲で最も結合効率の少ない７〜８ｍｍの充填長Ｌが最適である。
したがって、空孔部１３に充填される硬化性樹脂１５の充填長Ｌが７〜８ｍｍであれば、メカニカルスプライスやコネクタを用いてＳＭＦ９０の端面部分と接続した際に、周囲の温度が変化しても（特に、低温となり封止部１６の屈折率ｎ２がコア１１の屈折率ｎ０に近づいたとしても）光のモード結合がほとんど発生しない。そのため、光ファイバ１０とＳＭＦ９０との接続部分での接続損失を抑制できる。
図６は、図１で示す光ファイバ１０の空孔部１３の端部に硬化性樹脂１５を用いて封止部１６を形成し、ＳＣコネクタを取付け、通常のＳＭＦ９０に汎用ＳＣコネクタを取付けたものと接続し、接続部を恒温槽に入れ、温湿度サイクル試験（−４０〜７０℃／９５％ＲＨ）を実施した際の接続損失変化を示す。
硬化性樹脂１５としてエポキシ系紫外線硬化樹脂（ＵＶ−１０００ ダイキン化学工業製）を使用した。この紫外線硬化樹脂は、粘度２５０ｍＰａ・ｓ、透湿度０．２ｇ／ｃｍ2・２４ｈ、屈折率１．４４９（λ＝１５５０ｎｍ）、体積収縮率４％、ショアＤでの硬さ（ショアＤ硬度）８２である。
実施例１は、光ファイバ１０の空孔部１３の端部における硬化性樹脂１５の充填長Ｌが７．２ｍｍであり、実施例２における硬化性樹脂１５の充填長Ｌが７．５ｍｍ、実施例３における硬化性樹脂１５の充填長Ｌが７．８ｍｍである。
比較例１は、光ファイバの空孔部の端部における硬化性樹脂１５の充填長Ｌが２ｍｍであり、比較例２における硬化性樹脂１５の充填長Ｌが５ｍｍ、比較例３では空孔部へ硬化性樹脂１５が充填されていない。なお、空孔部への硬化性樹脂１５の充填長Ｌは、硬化性樹脂１５が樹脂硬化した後の長さとする。
図６に示すとおり、−４０℃から７０℃の温度変化における最大接続損失変動量は、実施例１では０．１２ｄＢ、実施例２では０．２６ｄＢ、実施例３では０．１６ｄＢとなった。
これは、空孔部１３への硬化性樹脂１５の充填長Ｌが７〜８ｍｍであるため、温度変化によって屈折率ｎ２が変化してもモード結合効率が低く、接続損失に影響が出ないため、損失変動が小さいと考えられる。
一方、−４０℃から７０℃の温度変化における最大接続損失変動量は、比較例１では７．８ｄＢ、比較例２では３．６ｄＢ、比較例３は５．８ｄＢとなった。
比較例１および比較例２は、封止部１６の屈折率が変化した時の光パワーの変動が大きく、一時的に接続損失が増加している。この損失増加はコア１１から封止部１６への光のモード結合が原因であり、モード結合効率は比屈折率差によってその大きさが異なる。このため、温度が変化すれば屈折率ｎ２も変化し、結合効率が変化するので、接続損失も増減変動する。比較例３は、空孔封止無しであるので、空孔部１３に浸入した水分の影響により、低温部で損失が増加している。
上述の光ファイバ１０においては、空孔径を９μｍとしたが、これに限定されず、空孔径が８．５〜１３μｍの範囲で適宜変更できる。また、コア１１の比屈折率差を０．４％としたが、封止部１６の屈折率ｎ２がコア１１の屈折率ｎ０よりも低い範囲内で、コア１１の比屈折率差を０．３〜０．４％の範囲としてもよい。
１０ 光ファイバ
１１ コア
１２ クラッド
１３ 空孔部
１５ 硬化性樹脂
１６ 封止部
Ｌ 充填長
１１ コア
１２ クラッド
１３ 空孔部
１５ 硬化性樹脂
１６ 封止部
Ｌ 充填長
Claims (7)
- コアと、そのコアの周囲に複数の空孔部を有するクラッドとを備え、前記空孔部の端部に硬化性樹脂を充填して封止部を形成した光ファイバにおいて、
前記光ファイバを伝搬する光の波長は１５５０ｎｍであり、
前記コアのコア径は９μｍであり、前記光ファイバの中心から前記空孔部の中心までの距離は１２μｍであり、前記空孔部の径は８．５〜１３μｍであり、
前記コアの屈折率と前記クラッドの屈折率との比屈折率差が０．３〜０．４％であり、
前記封止部を形成する硬化性樹脂の硬化後の充填長が７〜８ｍｍであり、
前記封止部の屈折率と前記クラッドの屈折率との比屈折率差が０．４％以下であり、
前記硬化性樹脂の硬化後の透湿率が０．５ｇ／ｃｍ2・２４ｈ以下であることを特徴とする光ファイバ。 - 前記硬化性樹脂は、ガラスとの接着強度が５ＭＰａ以上で、かつ硬化後の硬さがショアＤで５０以上である請求項１に記載の光ファイバ。
- 前記硬化性樹脂は、硬化による体積収縮率が５％以下で、かつ硬化前の２５℃での粘度が５Ｐａ・ｓ以下である請求項１または２に記載の光ファイバ。
- 前記硬化性樹脂は、紫外線硬化樹脂、常温硬化性樹脂または熱硬化性樹脂である請求項１〜３いずれかに記載の光ファイバ。
- 請求項１〜４いずれかに記載の光ファイバの端面に、前記光ファイバとは別の光ファイバを突き合わせ接続したことを特徴とする光ファイバの接続構造。
- 前記光ファイバの端面に、屈折率整合剤を介して前記別の光ファイバを突き合わせ接続した請求項５に記載の光ファイバの接続構造。
- 請求項１〜４いずれかに記載の光ファイバをフェルールに装着したことを特徴とする光コネクタ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007135406A JP4877067B2 (ja) | 2007-05-22 | 2007-05-22 | 光ファイバ、光ファイバの接続構造および光コネクタ |
| US12/068,083 US7583877B2 (en) | 2007-05-22 | 2008-02-01 | Optical fiber, optical fiber connection structure and optical connector |
| CN2008100988612A CN101311758B (zh) | 2007-05-22 | 2008-05-19 | 光纤、光纤的连接结构以及光连接器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007135406A JP4877067B2 (ja) | 2007-05-22 | 2007-05-22 | 光ファイバ、光ファイバの接続構造および光コネクタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008292558A JP2008292558A (ja) | 2008-12-04 |
| JP4877067B2 true JP4877067B2 (ja) | 2012-02-15 |
Family
ID=40072475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007135406A Expired - Fee Related JP4877067B2 (ja) | 2007-05-22 | 2007-05-22 | 光ファイバ、光ファイバの接続構造および光コネクタ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7583877B2 (ja) |
| JP (1) | JP4877067B2 (ja) |
| CN (1) | CN101311758B (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101084716B1 (ko) * | 2008-12-31 | 2011-11-22 | 전남대학교산학협력단 | 모드 차단재가 구비된 광섬유 및 그 제조방법 |
| JP5339458B2 (ja) * | 2010-01-28 | 2013-11-13 | 日本電信電話株式会社 | 光ファイバの接続方法及び光ファイバの接続構造 |
| JP5927229B2 (ja) * | 2014-04-22 | 2016-06-01 | 株式会社フジクラ | 受け側光ファイバ付き光ファイバ接続構造体および光ファイバの接続方法 |
| JP6558829B2 (ja) * | 2015-12-14 | 2019-08-14 | 日本電信電話株式会社 | フォトニック結晶ファイバ及び通信システム |
| TWI628478B (zh) * | 2017-08-04 | 2018-07-01 | 達方電子股份有限公司 | 電源線總成及應用其之電子裝置 |
| CN110007408B (zh) * | 2019-05-06 | 2023-10-03 | 中国电子科技集团公司第三十四研究所 | 一种基于高功率单模保/单偏特种光纤的防潮密封型连接器 |
| CN110542951B (zh) * | 2019-07-19 | 2021-02-09 | 北京航天时代光电科技有限公司 | 一种用于光子晶体光纤组件耦合的方法 |
| KR102408811B1 (ko) | 2019-10-30 | 2022-06-14 | 가부시키가이샤후지쿠라 | 간헐 연결형 광파이버 테이프 및 간헐 연결형 광파이버 테이프의 제조 방법 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4329269B2 (ja) | 2001-02-07 | 2009-09-09 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバの接続構造および光ファイバの接続方法 |
| JP3870713B2 (ja) * | 2001-04-25 | 2007-01-24 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバの端部構造および光ファイバ |
| JP2003004993A (ja) * | 2001-06-22 | 2003-01-08 | Fujikura Ltd | 光ファイバ素線 |
| JP2004004320A (ja) * | 2002-05-31 | 2004-01-08 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | フォトニック結晶ファイバ及びその製造方法並びにフォトニック結晶ファイバの接続方法 |
| JP2004341297A (ja) * | 2003-05-16 | 2004-12-02 | Hitachi Cable Ltd | 光ファイバ心線 |
| WO2005003827A1 (ja) * | 2003-07-01 | 2005-01-13 | Hitachi Cable, Ltd. | 光ファイバ、光ファイバの接続方法及び光コネクタ |
| JP3858007B2 (ja) * | 2003-07-09 | 2006-12-13 | 日立電線株式会社 | 光ファイバ及び光ファイバコネクタ |
| JP3984569B2 (ja) * | 2003-07-01 | 2007-10-03 | 日立電線株式会社 | フォトニック結晶光ファイバ |
| WO2006046391A1 (ja) * | 2004-10-25 | 2006-05-04 | Nagase Chemtex Corporation | 充填剤組成物及びそれを使用した内部に空孔を有する光ファイバーの製造方法 |
| JP4096936B2 (ja) * | 2004-11-01 | 2008-06-04 | 日立電線株式会社 | 光ファイバ、光ファイバの端面封止方法、光ファイバの接続構造及び光コネクタ |
| US7242835B2 (en) * | 2005-07-18 | 2007-07-10 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Optical fiber clad-protective terminations |
| JP2007025513A (ja) * | 2005-07-21 | 2007-02-01 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 光ファイバ及びその接続方法 |
| JP4555760B2 (ja) * | 2005-09-22 | 2010-10-06 | ナガセケムテックス株式会社 | 充填剤組成物及びそれを使用したホールアシストファイバーの製造方法 |
| JP4063302B2 (ja) * | 2006-06-06 | 2008-03-19 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバ及び光ファイバのコネクタ加工方法 |
-
2007
- 2007-05-22 JP JP2007135406A patent/JP4877067B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2008
- 2008-02-01 US US12/068,083 patent/US7583877B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-05-19 CN CN2008100988612A patent/CN101311758B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US7583877B2 (en) | 2009-09-01 |
| CN101311758B (zh) | 2012-05-23 |
| JP2008292558A (ja) | 2008-12-04 |
| US20080292248A1 (en) | 2008-11-27 |
| CN101311758A (zh) | 2008-11-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4877067B2 (ja) | 光ファイバ、光ファイバの接続構造および光コネクタ | |
| US7419308B2 (en) | Fiber bundle termination with reduced fiber-to-fiber pitch | |
| JP5877194B2 (ja) | 光コネクタ | |
| CN101226260B (zh) | 光连接器 | |
| JP4924024B2 (ja) | 光コネクタ | |
| WO2005003827A1 (ja) | 光ファイバ、光ファイバの接続方法及び光コネクタ | |
| JP2008287191A (ja) | 光ファイバ、光ファイバの端面封止方法、光ファイバの接続構造及び光コネクタ | |
| JP2011123398A (ja) | 光ファイバおよびその製造方法、並びに光ファイバの端部加工方法 | |
| JP2014059479A (ja) | 光コネクタの製造方法及び光コネクタ | |
| US7555184B2 (en) | Optical fiber, end face structure of optical fiber assembly, and optical connector | |
| JP5851947B2 (ja) | 光ファイバガイド部品 | |
| WO2020145011A1 (ja) | 光コネクタ及びその製造方法 | |
| JP4096936B2 (ja) | 光ファイバ、光ファイバの端面封止方法、光ファイバの接続構造及び光コネクタ | |
| JP2011070101A (ja) | 光ファイバ固定具および光コネクタ | |
| JP4242903B2 (ja) | フォトニック結晶光ファイバ、光ファイバの接続方法及び光コネクタ | |
| JP2005024847A (ja) | 光ファイバ用コネクタ | |
| CN113050223A (zh) | 聚合物波导连接器及其制作方法、连接器组 | |
| JP3984569B2 (ja) | フォトニック結晶光ファイバ | |
| JP4872551B2 (ja) | メカニカルスプライス | |
| JP2010066474A (ja) | 光学接続構造 | |
| JP2014501943A (ja) | 高性能の光ファイバー末端迅速接続モジュール | |
| JP2012247545A (ja) | マルチコアファイバ用ファンナウト部品 | |
| JP2011191659A (ja) | 光ファイバ | |
| JPH09113763A (ja) | 光コネクタの組立方法 | |
| JP2012108404A (ja) | 光ファイバの端部構造及びその端部加工方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090717 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100106 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100803 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101001 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110913 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111014 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111101 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111114 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141209 Year of fee payment: 3 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |