JP5093898B2

JP5093898B2 - 多心フェルール及び光ファイバの接続構造

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Description

本発明は、複数本の光ファイバからなる光ファイババンドルを１本の光ファイバに接続する多心フェルール及び光ファイバの接続構造に関する。

光通信や産業用の光導波などに用いられる光ファイバは、例えば、直径２０５μｍのコアと、その外周に設けられたクラッドからなる外径２５０μｍのワイヤ状であり、クラッドの外側は被覆材で保護されている。光ファイバの先端には、接続の際に軸合せを行うためのフェルールが設けられている。

フェルールを内蔵したプラグをアダプタの両側から差し込んで、光ファイバを接続する。プラグをアダプタに差し込むと、アダプタに内蔵されたスリーブ内でフェルール双方の先端面が突き合わされ、フェルールの貫通孔に挿入されている光ファイバが一直線上に整列され光学的に接続される。

光ファイバの接続構造を大別すると、光ファイバ同士を一対一で接続する単心−単心接続構造（例えば、非特許文献１参照）、複数本の光ファイバからなる光ファイババンドル同士を光ファイバ毎に接続する多心−多心接続構造（例えば、非特許文献２参照）、複数本の光ファイバからなる光ファイババンドル（例えば、特許文献１、２参照）を１本の光ファイバに接続する多心−単心接続構造に分けられる。

ところで、光学的に接続した光ファイバの間に隙間があると、光ファイバと、隙間に存在する空気との境界でフレネル反射が発生し、光学的な損失が生じてしまう。一般的には、光ファイバ同士を物理的に密着させるＰＣ（Physical Contact）接続により、フレネル反射の発生を防止して光学的な損失を抑えている。

単心−単心接続構造におけるＰＣ接続では、先端面が曲率半径１５ｍｍ〜２５ｍｍ程度の凸球面状に仕上げられたフェルール（例えば、特許文献３参照）を、光ファイバとともに相互に押圧して弾性変形させ、隙間が生じないようにしている。特許文献４の発明では、フェルールの先端面から光ファイバを突き出させてＰＣ接続を確実なものにしている。ＰＣ接続以外の接続方法を採用した単心−単心接続構造としては、特許文献５に記載されているように、先端面が平面となるように研磨されたフェルールを突き合わせるものがある。また、特許文献６には、多心−多心接続構造におけるＰＣ接続を確実なものにするための条件（フェルールの先端面の曲率半径、光ファイバの心数などの条件式）が記載されている。
特開昭５５−０３３１３０号公報特開平０３−０４４６０３号公報特開平１０−２６０３３６号公報（第６頁、第５図）特開２００２−３３３５２８号公報特開２０００−１８０６６４号公報特開２００４−２１９５６７号公報日本工業規格Ｃ５９７３号Ｆ０４形単心光ファイバコネクタ日本工業規格Ｃ５９８２号Ｆ１３形多心光ファイバコネクタ

多心−単心接続構造におけるＰＣ接続は、単心−単心接続構造の場合のように、先端面が凸球面状に仕上げられたフェルールを、光ファイババンドル・光ファイバとともに相互に押圧して弾性変形させることで実現される。しかし、特許文献４の単心−単心接続構造のように、フェルールの先端面から光ファイババンドルを突き出させたとしても、各光ファイバの突出し量を均一にすることが難しく、ＰＣ接続を確実なものにすることはできない。

また、特許文献５の単心−単心接続構造のように、フェルールの先端面を平面としたとしても、スリーブを高精度で作製する必要があるので、接続を確実なものにするためにはコストがかかる。なお、特許文献６の条件は、光ファイバ同士を一対一で接続させるときの条件であり、多心−単心接続構造におけるＰＣ接続には適用できない。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、光学的な損失を抑えた多心フェルール及び光ファイバの接続構造を低コストに提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の多心フェルールは、曲率半径が５０ｍｍ以上である凸球面状の先端面を有するとともに、その先端面の中心に、１本の光ファイバが挿入されるほぼ円形の単心用貫通孔を有する単心フェルールに当接する曲率半径が１８．３ｍｍ以上３８．７ｍｍ以下である凸球面状の先端面を有するとともに、その先端面の中心であって前記単心フェルールに当接する箇所に、前記単心フェルールの前記単心用貫通孔よりも一回り小さい、複数本の光ファイバが束で挿入されるほぼ円形の多心用貫通孔を有している。

なお、前記単心用貫通孔の内径は、２５５μｍであり、前記多心用貫通孔の内径は、２００μｍであることが好ましい。

また、前記多心用貫通孔に挿入された光ファイバの本数は、４であることが好ましい。さらに、前記単心用貫通孔に挿入された前記光ファイバは、直径２０５μｍのコアと、その外周に設けられたクラッドとからなる外径２５０μｍのワイヤ状であり、前記多心用貫通孔に挿入された４本の前記光ファイバは、それぞれが、直径６０μｍのコアと、その外周に設けられたクラッドとからなる外径８０μｍのワイヤ状であることが好ましい。

本発明の光ファイバの接続構造は、凸球面状の先端面を有するとともに、その先端面の中心にほぼ円形の貫通孔を有し、その貫通孔に１本の光ファイバが挿入される単心フェルールと、前記単心フェルールが有する前記先端面の中心に当接する凸球面状の先端面を有するとともに、その先端面の中心であって前記単心フェルールに当接する箇所に前記単心フェルールの前記貫通孔よりも一回り小さいほぼ円形の貫通孔を一つ有し、その一つの貫通孔に複数本の光ファイバが束で挿入される多心フェルールとを備え、前記単心フェルールの前記先端面の曲率半径をＲ１とし、前記多心フェルールの前記先端面の曲率半径をＲ２とした場合に、Ｒ１≧５０ｍｍ、且つ１８．３ｍｍ≦Ｒ２≦３８．７ｍｍを満足する。

本発明の多心フェルール及び光ファイバの接続構造によれば、低コストにＰＣ接続を確実なものにして光学的な損失を抑えることができる。

［第１実施形態］
図１に示す光ファイバの接続構造１１は、単心フェルール１２を内蔵した単心プラグ１３と、多心フェルール１４を内蔵した多心プラグ１５と、筒状のスリーブ１６を内蔵したアダプタ１７とを備えている。光ファイバの接続構造１１は、単心プラグ１３側の光ファイバ１８と、多心プラグ１５側の光ファイババンドル１９とを光学的に接続する。光ファイバの接続構造１１による接続により、光ファイババンドル１９からの光が光ファイバ１８へと導通する。なお、本実施形態では、Ｆ０４形光コネクタ（いわゆる、ＳＣ形光コネクタ）を例に挙げて説明するが、本発明がこの形式の光コネクタに限定されることはない。

単心プラグ１３には、光ファイバ１８の一端が接続されている。図２に示すように、光ファイバ１８は、外径２０５μｍのコア２２と、その外周に設けられたクラッド２３とからなる外径２５０μｍのワイヤ状である。光ファイバ１８は、単心プラグ１３に接続された箇所を除いて、シリコン樹脂及びナイロン樹脂（ともに図示省略）で被覆されている。

図１に戻って、単心フェルール１２は、ジルコニア（ＺｒＯ_２）からなる円柱状であり、ステンレス（ＳＵＳ）製のフランジ３０で保持されている。単心フェルール１２の先端面３１は、曲率半径Ｒ１の凸球面状に仕上げられている。曲率半径Ｒ１は５０ｍｍ以上（Ｒ１≧５０ｍｍ）であることが好ましい。

単心フェルール１２の中心には、内径２５５μｍの貫通孔（単心用貫通孔）３２が円形に形成されている。図２に示すように、貫通孔３２には、単心フェルール１２の後端側から光ファイバ１８が挿入されており、単心フェルール１２の先端面３１から光ファイバ１８が露呈している。貫通孔３２内に生じる隙間には接着剤３３が充填されている。光ファイバ１８は、接着剤３３により貫通孔３２内に固定されている。

なお、単心フェルール１２の先端面３１は、研磨することにより仕上げられている。まず、目の粗いガラスからなる第一の研磨シートで先端面３１を研磨する。第二に、第一の研磨シートと比較して目の細かいゴムからなる第二の研磨シートで、研磨液を垂らしながら先端面３１を研磨する。第三に、第二の研磨シートと比較して目の細かいゴムからなる第三の研磨シートで、純粋を垂らしながら先端面３１を研磨する。最後に、第三の研磨シートと比較して目の細かいゴムからなる仕上げシートで先端面３１を研磨する。シートの硬度に基づいて、先端面３１における球面の度合が制御される。初段階において、ゴムと比較して硬度が高いガラスからなるシートを用いることで、ゴムからなるシートを用いた場合と比較してフラットに近い球面を得ることが可能となる。単心フェルール１２の研磨仕上げに用いるシートとしては、株式会社精工技研製のＰＲ５Ｘ−５００、ＰＲ５Ｘ−５０８（いずれもゴム製）、ＰＧＸ−４９０−００（ガラス製）などを用いればよい。

図１に戻って、フランジ３０は円筒状であり、単心フェルール１２を保持する先端には、外周に沿った鍔３４が形成されている。フランジ３０の外周には、コイルバネ３５が巻き付くように配されている。コイルバネ３５は、その一端が単心プラグ１３に固定され、他端が鍔３４の後面に当接するようになっている。コイルバネ３５は、単心プラグ１３がアダプタ１７に差し込まれて単心フェルール１２の先端面３１が押圧された際に縮退して、単心フェルール１２の先端面３１に掛かる力を和らげる。

多心プラグ１５には、光ファイババンドル１９の一端が接続されている。図３に示すように、光ファイババンドル１９は、４本の光ファイバ３９の束で構成されている。各光ファイバ３９は、外径６０μｍのコア４２と、その外周に設けられたクラッド４３とからなる外径８０μｍのワイヤ状である。光ファイババンドル１９は、多心プラグ１５に接続された箇所を除いて、４本の光ファイバ３９がまとめられた状態で、シリコン樹脂及びナイロン樹脂（ともに図示省略）で被覆されている。

図１に戻って、多心フェルール１４は、ジルコニア（ＺｒＯ_２）からなる円柱状であり、ステンレス（ＳＵＳ）製のフランジ４８で保持されている。多心フェルール１４の先端面４９は、曲率半径Ｒ２の凸球面状に仕上げられている。曲率半径Ｒ２は１８．３ｍｍ以上３８．７ｍｍ以下（１８．３ｍｍ≦Ｒ２≦３８．７ｍｍ）であることが好ましい。

多心フェルール１４の中心には、内径２００μｍの貫通孔（多心用貫通孔）５０が円形に形成されている。なお、多心フェルール１４に形成されている貫通孔５０は、単心フェルール１２に形成されている貫通孔３２と比較して、内径が小さい。図３に示すように、貫通孔５０には、多心フェルール１４の後端側から光ファイババンドル１９が挿入されており、多心フェルール１４の先端面４９から光ファイババンドル１９が露呈している。貫通孔５０内に生じる隙間には接着剤５１が充填されている。光ファイババンドル１９は、接着剤５１により貫通孔５０内に固定されている。

なお、多心フェルール１４の先端面４９は、研磨することにより仕上げられている。その方法は、単心フェルール１２の場合と同様である。但し、多心フェルール１４の研磨仕上げに用いるいずれのシートもゴムからなる。ガラスからなるシートを用いずにゴムからなるシートのみを用いることで、単心フェルール１２と比較して、曲率半径が大きい球面を得ることができる。多心フェルール１４の研磨仕上げに用いるシートとしては、株式会社精工技研製のＰＲ５Ｘ−５００、ＰＲ５Ｘ−５０８などを用いればよい。

図１に戻って、フランジ４８は円筒状であり、多心フェルール１４を保持する先端には、外周に沿った鍔５２が形成されている。フランジ４８の外周には、コイルバネ５３が巻き付くように配されている。コイルバネ５３は、その一端が多心プラグ１５に固定され、他端が鍔５２の後面に当接するようになっている。コイルバネ５３は、多心プラグ１５がアダプタ１７に差し込まれて多心フェルール１４の先端面４９が押圧された際に縮退して、多心フェルール１４の先端面４９に掛かる力を和らげる。

アダプタ１７には、単心プラグ１３が着脱可能に挿入される挿入口５６と、多心プラグ１５が着脱可能に挿入される挿入口５７とが対向するように形成されている。挿入口５６から差し込まれた単心プラグ１３と、挿入口５７から差し込まれた多心プラグ１５とは、スリーブ１６内において、単心フェルール１２の先端面３１と、多心フェルール１４の先端面４９とで突き合わされている。単心フェルール１２の先端面３１と、多心フェルール１４の先端面４９との突合せにより、光ファイバ１８と光ファイババンドル１９とが一直線上に整列され光学的に接続されている。

光ファイババンドル１９は途中で分岐し、他端が４本の光ファイバ３９に分割され、それぞれがシリコン樹脂及びナイロン樹脂（ともに図示省略）で被覆されている。各光ファイバ３９の先端には、単心フェルールを内蔵した単心プラグ（図示省略）が接続されている。単心プラグには、業界において標準的に用いられるＳＣ−Ａ、ＳＣＨ−２Ａなどを使用する。

［実施例１］
＜実験１＞
次に、本発明の実施例１を説明する。単心フェルール１２について、先端面３１が曲率半径Ｒ１＝１２０ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。多心フェルール１４について、先端面４９が曲率半径Ｒ２＝２５ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。

＜実験２＞
単心フェルール１２について、先端面３１が曲率半径Ｒ１＝９０ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。多心フェルール１４については、実験１と同じ条件で仕上げた。

＜実験３＞
単心フェルール１２について、先端面３１が曲率半径Ｒ１＝６５ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。多心フェルール１４については、実験１と同じ条件で仕上げた。

＜実験４＞
単心フェルール１２について、先端面３１が曲率半径Ｒ１＝１２０ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。多心フェルール１４について、先端面４９が曲率半径Ｒ２＝３８．７ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。

＜実験５＞
単心フェルール１２について、先端面３１が曲率半径Ｒ１＝９０ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。多心フェルール１４については、実験４と同じ条件で仕上げた。

＜実験６＞
単心フェルール１２について、先端面３１が曲率半径Ｒ１＝６５ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。多心フェルール１４については、実験４と同じ条件で仕上げた。

＜比較実験１＞
単心フェルール１２について、先端面３１が曲率半径Ｒ１＝２５ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。多心フェルール１４について、先端面４９が曲率半径Ｒ２＝２５ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。

＜比較実験２＞
単心フェルール１２について、先端面３１が曲率半径Ｒ１＝１７ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。多心フェルール１４については、比較実験１と同じ条件で仕上げた。

＜比較実験３＞
単心フェルール１２について、先端面３１が曲率半径Ｒ１＝１０ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。多心フェルール１４については、比較実験１と同じ条件で仕上げた。

＜比較実験４＞
単心フェルール１２について、先端面３１が曲率半径Ｒ１＝２５ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。多心フェルール１４について、先端面４９が曲率半径Ｒ２＝３８．７ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。

＜比較実験５＞
単心フェルール１２について、先端面３１が曲率半径Ｒ１＝１７ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。多心フェルール１４については、比較実験４と同じ条件で仕上げた。

＜比較実験６＞
単心フェルール１２について、先端面３１が曲率半径Ｒ１＝１０ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。多心フェルール１４については、比較実験４と同じ条件で仕上げた。

各実験及び各比較実験において、光ファイバの接続構造１１に波長４０５ｎｍ、電力１．４Ｗの光を導通する試験を行い、１００時間経過後の光の透過率を測定した。光源装置には、株式会社ナムテック製のものを用いた。図４に示すように、実験１〜６では、透過率は０．９９であり、評価は◎であった。これに対して、比較実験１では、透過率は０．９５であり、評価は×であった。比較実験２では、透過率は０．９３であり、評価は×であった。比較実験３では、透過率０．８８であり、評価は×であった。比較実験４では、透過率は０．９７であり、評価は△であった。比較実験５では、透過率は０．９２であり、評価は×であった。比較実験６では、透過率は０．８９であり、評価は×であった。

以上の各実験及び各比較実験の結果により、多心フェルール１４の先端面４９が曲率半径Ｒ２＝２５ｍｍ又は３８．７ｍｍの凸球面状である場合、単心フェルール１２の先端面３１が曲率半径Ｒ１≧５０ｍｍの凸球面状であると、透過率が高いことが分かる。

［実施例２］
＜実験１＞
次に、本発明の実施例２を説明する。上記実施例１の結果に基づき、単心フェルール１２について、先端面３１が曲率半径Ｒ１≧５０ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。多心フェルール１４について、先端面４９が曲率半径Ｒ２＝３８．７ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。

＜実験２＞
単心フェルール１２について、先端面３１が曲率半径Ｒ１≧５０ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。多心フェルール１４について、先端面４９が曲率半径Ｒ２＝２５ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。

＜実験３＞
単心フェルール１２について、先端面３１が曲率半径Ｒ１≧５０ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。多心フェルール１４について、先端面４９が曲率半径Ｒ２＝１８．３ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。

＜比較実験１＞
単心フェルール１２について、先端面３１が曲率半径Ｒ１≧５０ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。多心フェルール１４について、先端面４９が曲率半径Ｒ２＝４４．１ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。

＜比較実験２＞
単心フェルール１２について、先端面３１が曲率半径Ｒ１≧５０ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。多心フェルール１４について、先端面４７が曲率半径Ｒ２＝１４．５ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。

各実験及び各比較実験において、光ファイバの接続構造１１に波長４０５ｎｍ、電力１．４Ｗの光を導通する試験を行い、出力が１０％低下するまでの時間を計測した。光源装置には、自作の半導体レーザを用いた。なお、単心フェルール１２は、具体的には、先端面３１の曲率半径Ｒ１が７０ｍｍ、９０ｍｍなどである。図５に示すように、実験１〜３では、３０００時間以上であり、評価は◎であった。これに対して、比較実験１では、８４４時間であり、評価は×であった。比較実験２では、４８９時間であり、評価は×であった。

以上の各実験及び各比較実験の結果により、単心フェルール１２の先端面３１が曲率半径Ｒ１≧５０ｍｍの凸球面状である場合、多心フェルール１４の先端面４９が曲率半径１８．３ｍｍ≦Ｒ２≦３８．７ｍｍの凸球面状であると、上記試験において出力が１０％低下するまでの時間が３０００時間以上であることが分かる。上記条件を満たした光ファイバの接続構造１１とすることで、光学的な損失を抑えることができる。

なお、上記各実施例において、単心フェルール１２の凸球面状に仕上げた先端面３１の曲率半径Ｒ１、及び多心フェルール１４の凸球面状に仕上げた先端面４９の曲率半径Ｒ２の測定には、英国デイジ社（Dage Holdings Limited）製の計測機器を用いた。多心フェルール１４には、４本の光ファイバ３９が束となった光ファイババンドル１９が挿入されているので干渉縞が発生するが、その干渉縞を観察できるほど十分な平坦な領域が確保できず、通常用いられる干渉計による測定が不可能だからである。単心フェルール１２については、多心フェルール１４の場合に合わせ、同じ測定方法を採用した。

図６を用いて単心フェルール１２の場合を例に測定方法を説明する。単心フェルール１２の先端面３１に、その中心６１を通る線６２をとった。線６２が、単心フェルール１２の先端面３１の中心６１を中心とする直径２８０μｍの円（図示省略）と交わる箇所を、測定点ａ、ｂとし、単心フェルール１２の先端面３１の中心６１を中心とする直径４８０μｍの円（図示省略）と交わる箇所を、測定点ｃ、ｄとした。測定点ａ、ｂ、ｃ、ｄのいずれか３点について二次元座標値を測定した。正弦定理を用い、測定した座標値を曲率半径Ｒ１に変換した。多心フェルール１４の場合も同様の測定方法を用いた。

［第２実施形態］
単心フェルール１２は、ジルコニア（ＺｒＯ_２）からなる円柱状であり、ステンレス（ＳＵＳ）製のフランジ３０で保持されている。単心フェルール１２の先端面３１は、凸球面状に仕上げられている。

多心フェルール１４は、ジルコニア（ＺｒＯ_２）からなる円柱状であり、ステンレス（ＳＵＳ）製のフランジ４８で保持されている。多心フェルール１４の先端面４９は、凸球面状に仕上げられている。

単心フェルール１２の先端面３１と、多心フェルール１４の先端面４９との突合せにより、光ファイバ１８と光ファイババンドル１９とが一直線上に整列され光学的に接続されている。単心フェルール１２の先端面３１、及び多心フェルール１４の先端面４９は、凸球面状に仕上げられており、突き合わせられても面接触することはなく、互いの間には隙間Δ（図７参照）が生じる。その隙間Δの大きさは、２００ｎｍ以下であることが好ましい。なお、上記第１実施形態と同様の構成についての説明は省略する。

［実施例３］
＜実験１＞
次に、本発明の実施例３を説明する。単心フェルール１２について、先端面３１が曲率半径Ｒ１＝１１ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。多心フェルール１４について、先端面４９が曲率半径Ｒ２＝２２ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。

＜実験２＞
単心フェルール１２について、先端面３１が曲率半径Ｒ１＝１４．３ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。多心フェルール１４について、先端面４９が曲率半径Ｒ２＝１８．３ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。

＜実験３＞
単心フェルール１２について、先端面３１が曲率半径Ｒ１＝７５ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。多心フェルール１４について、先端面４９が曲率半径Ｒ２＝１９ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。

＜実験４＞
単心フェルール１２について、先端面３１が曲率半径Ｒ１＝３０ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。多心フェルール１４について、先端面４９が曲率半径Ｒ２＝２４．４ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。

＜実験５＞
単心フェルール１２について、先端面３１が曲率半径Ｒ１＝１２０ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。多心フェルール１４について、先端面４９が曲率半径Ｒ２＝２２．５ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。

＜実験６＞
単心フェルール１２について、先端面３１が曲率半径Ｒ１＝９０ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。多心フェルール１４について、先端面４９が曲率半径Ｒ２＝２２．５ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。

＜実験７＞
単心フェルール１２について、先端面３１が曲率半径Ｒ１＝１７ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。多心フェルール１４について、先端面４９が曲率半径Ｒ２＝２２．５ｍｍの凸球面状となるように仕上げた。

各実験において、光ファイバの接続構造１１に波長４０５ｎｍ、電力１．４Ｗの光を導通する試験を行い、およそ３０００時間経過後における多心フェルール１４の状態を観察した。光源装置には、自作の半導体レーザを用いた。具体的には、図７に示すように、多心フェルール１４の先端面４９の中心６６を中心とする半径ｒｘの円（図示省略）で囲われる領域内にくもりがあるかを、５μｍ刻みで円の半径ｒｘを拡大しながら顕微鏡を用いて目視した。くもりは、多心フェルール１４の貫通孔５０に充填された接着剤や、大気中の塵埃に起因する。また、半径ｒｘの地点における、単心フェルール１２の先端面３１と、多心フェルール１４の先端面４９との間に生じる隙間Δの大きさを幾何学的計算により算出した。

実験１において、半径ｒｘが５０μｍの円で囲われる領域内には確実にくもりはなく、評価は◎であった。また、半径ｒｘが５５μｍの円で囲われる領域内にはくもりはなく、評価は○であった。一方、半径ｒｘが６０μｍの円で囲われる領域内にはくもりがあり、評価は×であった。図８に示すように、単心フェルール１２の先端面３１と、多心フェルール１４の先端面４９との間に生じる隙間Δの大きさは、評価が◎である半径ｒｘが５０μｍの地点では１７０ｎｍであり、評価が○である半径ｒｘが５５μｍの地点では２０６ｎｍである。一方、評価が×である半径ｒｘが６０μｍの地点では２４５ｎｍである。

実験２において、半径ｒｘが５５μｍの円で囲われる領域内には確実にくもりはなく、評価は◎であった。また、半径ｒｘが６０μｍの円で囲われる領域内にはくもりはなく、評価は○であった。一方、半径ｒｘが６５μｍの円で囲われる領域内にはくもりがあり、評価は×であった。図８に示すように、単心フェルール１２の先端面３１と、多心フェルール１４の先端面４９との間に生じる隙間Δの大きさは、評価が◎である半径ｒｘが５５μｍの地点では１８５ｎｍであり、評価が○である半径ｒｘが６０μｍの地点では２２０ｎｍである。一方、評価が×である半径ｒｘが６５μｍの地点では２５８ｎｍである。

実験３において、半径ｒｘが７５μｍの円で囲われる領域内には確実にくもりはなく、評価は◎であった。また、半径ｒｘが８０μｍの円で囲われる領域内にはくもりはなく、評価は○であった。一方、半径ｒｘが８５μｍの円で囲われる領域内にはくもりがあり、評価は×であった。図８に示すように、単心フェルール１２の先端面３１と、多心フェルール１４の先端面４９との間に生じる隙間Δの大きさは、評価が◎である半径ｒｘが７５μｍの地点では１８６ｎｍであり、評価が○である半径ｒｘが８０μｍの地点では２１１ｎｍである。一方、評価が×である半径ｒｘが８５μｍの地点では２３８ｎｍである。

実験４において、半径ｒｘが７０μｍの円で囲われる領域内には確実にくもりはなく、評価は◎であった。また、半径ｒｘが７５μｍの円で囲われる領域内にはくもりはなく、評価は○であった。一方、半径ｒｘが８０μｍの円で囲われる領域内にはくもりがあり、評価は×であった。図８に示すように、単心フェルール１２の先端面３１と、多心フェルール１４の先端面４９との間に生じる隙間Δの大きさは、評価が◎である半径ｒｘが７０μｍの地点では１８２ｎｍであり、評価が○である半径ｒｘが７５μｍの地点では２０９ｎｍである。一方、評価が×である半径ｒｘが８０μｍの地点では２３８ｎｍである。

実験５において、半径ｒｘが８５μｍの円で囲われる領域内には確実にくもりはなく、評価は◎であった。なお、半径ｒｘが８５μｍを超える円で囲われる領域内においても、くもりはなかった。図８に示すように、単心フェルール１２の先端面３１と、多心フェルール１４の先端面４９との間に生じる隙間Δの大きさは、評価が◎である半径ｒｘが８５μｍの地点では１９１ｎｍである。

実験６において、半径ｒｘが８５μｍの円で囲われる領域内には確実にくもりはなく、評価は◎であった。なお、半径ｒｘが８５μｍを超える円で囲われる領域内においても、くもりはなかった。図８に示すように、単心フェルール１２の先端面３１と、多心フェルール１４の先端面４９との間に生じる隙間Δの大きさは、評価が◎である半径ｒｘが８５μｍの地点では２０１ｎｍである。

実験７において、半径ｒｘが６０μｍの円で囲われる領域内には確実にくもりはなく、評価は◎であった。一方、半径ｒｘが６５μｍの円で囲われる領域内にはくもりがあり、評価は×であった。図８に示すように、単心フェルール１２の先端面３１と、多心フェルール１４の先端面４９との間に生じる隙間Δの大きさは、評価が◎である半径ｒｘが６０μｍの地点では１８６ｎｍである。一方、評価が×である半径が６５μｍの地点では２１８ｎｍである。

以上の各実験の結果により、単心フェルール１２の先端面３１と、多心フェルール１４の先端面４９との間に生じる隙間Δの大きさを２００ｎｍ以下とすることで、上記試験において多心フェルール１４にくもりが発生しないことが分かる。上記条件を満たした光ファイバの接続構造１１とすることで、光学的な損失を抑えることができる。

また、上記各実施形態で示した光ファイバの接続構造１１は一例にすぎず、本発明の趣旨を逸脱しなければ、如何様な態様にも適宜変更することができる。

光ファイバコネクタの断面図である。光ファイバが挿入された、単心フェルールの先端面を示す平面図である。光ファイババンドルが挿入された、多心フェルールの先端面を示す平面図である。多心フェルールの先端面が有する曲率半径Ｒ２が２５ｍｍ又は３８．７ｍｍの場合における、単心フェルールの先端面が有する曲率半径Ｒ１と、光の透過率との関係を示すグラフである。単心フェルールの先端面が有する曲率半径Ｒ１が５０ｍｍ以上の場合における、多心フェルールの先端面が有する曲率半径Ｒ２と、出力が１０％低下するまでの時間との関係を示す片対数グラフである。単心フェルールの断面図である。単心フェルールと多心フェルールとの断面図である。単心フェルールの先端面と多心フェルールの先端面との間に生じる隙間Δの大きさと、多心フェルールにくもりがある又はない領域となる円の半径ｒｘとの関係を示すグラフである。

符号の説明

１１光ファイバの接続構造
１２単心フェルール
１４多心フェルール
１８光ファイバ
１９光ファイババンドル
２２コア
２３クラッド
３１先端面
３２貫通孔（単心用貫通孔）
３９光ファイバ
４２コア
４３クラッド
４９先端面
５０貫通孔（多心用貫通孔）
６１中心
６６中心
Ｒ１、Ｒ２曲率半径
Δ 隙間

Claims

曲率半径が５０ｍｍ以上である凸球面状の先端面を有するとともに、その先端面の中心に、１本の光ファイバが挿入されるほぼ円形の単心用貫通孔を有する単心フェルールに当接する曲率半径が１８．３ｍｍ以上３８．７ｍｍ以下である凸球面状の先端面を有するとともに、その先端面の中心であって前記単心フェルールに当接する箇所に、前記単心フェルールの前記単心用貫通孔よりも一回り小さい、複数本の光ファイバが束で挿入されるほぼ円形の多心用貫通孔を有することを特徴とする多心フェルール。
前記単心用貫通孔の内径は、２５５μｍであり、
前記多心用貫通孔の内径は、２００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の多心フェルール。
前記多心用貫通孔に挿入された光ファイバの本数は、４であることを特徴とする請求項１又は２に記載の多心フェルール。
前記単心用貫通孔に挿入された前記光ファイバは、直径２０５μｍのコアと、その外周に設けられたクラッドとからなる外径２５０μｍのワイヤ状であり、
前記多心用貫通孔に挿入された４本の前記光ファイバは、それぞれが、直径６０μｍのコアと、その外周に設けられたクラッドとからなる外径８０μｍのワイヤ状であることを特徴とする請求項３に記載の多心フェルール。
凸球面状の先端面を有するとともに、その先端面の中心にほぼ円形の貫通孔を有し、その貫通孔に１本の光ファイバが挿入される単心フェルールと、
前記単心フェルールが有する前記先端面の中心に当接する凸球面状の先端面を有するとともに、その先端面の中心であって前記単心フェルールに当接する箇所に前記単心フェルールの前記貫通孔よりも一回り小さいほぼ円形の貫通孔を一つ有し、その一つの貫通孔に複数本の光ファイバが束で挿入される多心フェルールとを備え、
前記単心フェルールの前記先端面の曲率半径をＲ１とし、前記多心フェルールの前記先端面の曲率半径をＲ２とした場合に、Ｒ１≧５０ｍｍ、且つ１８．３ｍｍ≦Ｒ２≦３８．７ｍｍを満足することを特徴とする光ファイバの接続構造。