JP5345976B2 - 光ファイバ接続器とその作製方法 - Google Patents

Description

本発明は、ファイバガラスを被覆で覆った被覆付き光ファイバ同士を接続するための光ファイバ接続器およびその作製方法に関する。

従来の光ファイバ同士の接続では、まず、ファイバガラスを覆った被覆を除去し、露出したガラス部を専用のカッタを用いて加工し、平滑なファイバ端面を形成する。次いで、融着装置やメカニカルスプライスなどの光ファイバ接続器を用いて、その端面同士を接続する。

図１は、ファイバガラス１０の断面図である。ファイバガラス１０は、コアガラス１１とクラッドガラス１３から構成される。コアガラス１１とクラッドガラス１３には共に偏心がなく、クラッドガラス１３の外径は高精度に作製されている。この特徴を生かし、被覆がないファイバガラスの接続には、メカニカルスプライスが適用される（例えば、非特許文献１参照）。しかし、被覆がないファイバガラスは脆弱であるため、接続作業時にファイバガラスが破損することが指摘されている。

図２は、ファイバガラス１０の表面が被覆１５で覆われた光ファイバ１７の断面（ａ）及び上面（ｂ）を示す。光ファイバ１７は、ファイバガラス１０が露出していないため、接続作業時にファイバガラス１０の破損を防ぐことができる。

メカニカルスプライスは、内部にＶ溝を具備しており、そのＶ溝にファイバガラスを挿入し、対向させたファイバガラス同士を接続する。これは、図１に示すようにコアガラス１１、クラッドガラス１３共に偏心がなく、ファイバガラス１０自身が高精度に作製されていることにより可能になる。このようなファイバガラス１０をＶ溝内で対向させると、コアガラス１１の位置ずれがなく、低損失の光ファイバの接続を行うことができる。

ＦＴＴＨ施工技術 オプトロニクス株式会社 平成１６年出版 Ｐ１２０〜１２４

しかしながら、被覆が付いた光ファイバでは、図３に示すように被覆部の中心１８とファイバガラスの中心１９がずれており、偏心しているため、メカニカルスプライス内のＶ溝内に被覆付き光ファイバを挿入し、対向させても、コアガラス１１の位置がずれてしまい、接続損失が増加してしまう。よって、従来の光ファイバ接続器を用いた接続では、被覆部の偏心が原因で、被覆が付いた光ファイバの低損失の接続には対応できないという問題がある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、被覆部が偏心している被覆付き光ファイバ同士の接続において、コアガラスの位置がずれない接続を実現することにある。また、本発明によると、被覆を除去しないでコアガラス同士を接続することができる。

このような目的を達成するために、本発明に係る光ファイバ接続器は、基板上に固定された少なくとも２つの刃であって、対向する被覆付き光ファイバを支持する溝が形成された少なくとも２つの刃と、被覆付き光ファイバを押さえる押さえ板と、基板と押さえ板とに加圧するクランパとを具備する。クランパが縮んで基板と押さえ板とに圧力が加わることによって、少なくとも２つの刃が、被覆付き光ファイバの被覆を貫通してファイバガラスに２点以上で接触し、被覆付き光ファイバ同士を接続し、前記少なくとも２つの刃は、前記被覆付き光ファイバの端面同士が突き合う位置とは反対の方向に傾いている。

一実施例によると、少なくとも２つの刃の溝の形状は、Ｖ型、Ｕ型、または凹型としてもよい。

また、本発明に係る上記光ファイバ接続器の作製方法は、基板に、少なくとも２つの刃を固定する溝を形成し、刃を当該溝に固定した後、切削刃を光ファイバ接続器の長手方向に移動させることで刃を削ることを含む。

ファイバガラスの断面図である。 被覆付き光ファイバの断面（ａ）及び上面（ｂ）を示す図である。 被覆付き光ファイバの偏心を示す図である。 本発明の一実施例に係る光ファイバ接続器（断面図）、およびそれを用いた被覆付き光ファイバの接続手順を示す図である。 本発明の一実施例に係る光ファイバ接続器（上面図）、およびそれを用いた被覆付き光ファイバの接続手順を示す図である。 本発明の一実施例に係る光ファイバ接続器の断面図である。 本発明の一実施例に係る光ファイバ接続器の作製方法を示す図である。

以下に、図面を参照しながら、本発明の実施例について詳細に説明する。なお、複数の図面において同一の符号は同一物を表し、その繰り返しの説明は省略する。

（実施例１）
図４（ａ）〜（ｃ）は、実施例１に係る光ファイバ接続器２０の断面図である。光ファイバ接続器２０は、光ファイバ１７を支持するＶ型の溝が形成された金属製の刃２１を基板２２上に備え、刃２１に対して光ファイバ１７を押圧する押さえ板２３を備える。また、光ファイバ接続器２０は、基板２２と押さえ板２３とに加圧するクランパ（板バネ）２５を備え、クサビ２７によって、光ファイバ１７を挿入することができるように押さえ板２３を支持することができる。

次いで、図４（ａ）〜（ｃ）及び図５を参照して、光ファイバ接続器２０を用いた光ファイバ１７の接続手順を説明する。

まず、平坦なガラス端面を有する被覆付き光ファイバ１７を、刃２１と押さえ板２３との間に挿入する（図４（ａ）参照）。このときの光ファイバ接続器２０の上面図を図５に示す。図５を参照すると、刃２１ａと押さえ板２３との間に被覆付き光ファイバ１７ａが挿入され、刃２１ｂと押さえ板２３との間に対向する被覆付き光ファイバ１７ｂが挿入されている。

次いで、クサビ２７を外し、クランパ２５が縮むことによる圧力を光ファイバ２７に加える。そうすることで、刃２１が光ファイバ１７の被覆１５に食い込む（図４（ｂ）参照）。被覆１５は、一般的に有機材料で形成されているので、金属製の刃２１と比較すると柔らかく、加圧により刃２１に食い込むことができる。なお、刃２１は金属製のものに限らず、被覆１５を貫くことができる硬度を有するものであればよい。

さらに、十分にクランパ２５が縮むことで、被覆１５の下のファイバガラス１０のガラス面が、刃２１のＶ溝に接触する（図４（ｃ）参照）。図示されるように、ファイバガラス１０と刃２１のＶ溝との接触点は２点である。なお、図１に関して上述したように、光ファイバガラス１７を構成するコアガラス１１とクラッドガラス１３には偏心がなく、クラッドガラス１３の外径も高精度に作製されているため、ファイバガラス１０がＶ溝に２点で接触することで、対向するコアガラス１１の高さ方向および横方向が同じ位置となるため、低損失な接続となる。

本実施例では、刃２１の溝の形状をＶ型としたが、溝の形状はＶ型に限定されない。すなわち、溝の形状は、ファイバガラス１０の表面と刃２１が２点以上で接触するものであればよく、対向するファイバガラス１０の高さ方向および横方向の位置が同じ位置となることが重要である。例えば、刃２１の溝の形状は、Ｕ型または凹型とすることもできる。溝の形状がＵ型または凹型である場合、ファイバガラス１０の表面と刃２１との接触は３点となる。

（実施例２）
光ファイバ同士の接続時に、対向する２つの光ファイバの端面の間に間隙が生じると、その間隙が損失の原因となってしまう。そのため、低損失の光ファイバの接続には、そのような間隙を生じさせないことが求められる。図６は、実施例２に係る光ファイバ接続器の長手方向の断面図である。本実施例に係る光ファイバ接続器では、刃２１ａ、２１ｂが、被覆付き光ファイバ１７ａ、１７ｂの端面同士が突き合う位置とは反対の方向に傾いている。接続手順は実施例１に関して上述した手順と同様だが、クサビ２７を抜き、押さえ板２３とクランパ２５により、被覆付き光ファイバに力が加わると（図６（ａ）参照）、対向する光ファイバ１７は、刃２１ａ、２１ｂの傾きに従い互いに近づくように固定される（図６（ｂ）参照）。よって、対抗する２つの光ファイバの端面の間の間隙を無くし、良好な低損失の接続を実現することができる。

（実施例３）
上述したような光ファイバ接続器において、２つの刃２１ａ、２１ｂに形成された溝の高さおよび幅を含む形状が一致しない場合、接続する被覆付き光ファイバのコアガラス１１の位置が異なってしまい、接続損失が増加してしまう。そこで、刃２１ａ、２１ｂの溝を同じ形状で、一括して作製する方法を図７を参照して説明する。図７（ａ）〜（ｄ）は、光ファイバ接続器の側面図であり、図７（ｅ）〜（ｈ）は、光ファイバ接続器の断面図である。

まず、基板２２を準備し（図７（ａ）、（ｅ）参照）、刃２１ａ、２１ｂを固定するための溝２９を形成する（図７（ｂ）、（ｆ）参照）。次いで、溝２９内に刃２１ａ、２１ｂを固定する（図７（ｃ）、（ｇ）参照）。そして、切削加工機３０の刃３１の高さを一定にし、光ファイバ接続器の長手方向に移動させることで、刃２１ａ、２１ｂを削る（図７（ｄ）、（ｈ）参照）。

本方法によると、切削加工機３０の刃３１の高さが一定であるため、刃２１ａ、２１ｂに形成される溝２４は、高さおよび幅を含む形状が同じになる。よって、被覆付き光ファイバ１７を溝２４に挿入したとき、対向するコアガラス１１の高さ方向および横方向の位置が同じになり、低損失の接続を実現することができる。

なお、図７（ａ）〜（ｈ）では、切削加工機３０の刃３１の形状がＶ型の例を示したが、切削加工機３０に取り付ける刃３１の形状を、Ｕ型または凹型などに変えることで、簡便に溝２４を異なる形状で作製することができる。

なお、上記実施例１〜３では、光ファイバ接続器が２つの刃を具備するものとして説明したが、刃の数は２つに限定されるものではない。

以上説明したように、本発明によると、被覆が偏心している被覆付き光ファイバ同士の接続において、低損失の接続を実現することができる。また、被覆を除去せずに被覆付き光ファイバ同士を接続することができる。

１０ ファイバガラス
１１ コアガラス
１３ クラッドガラス
１５ 被覆
１７、１７ａ、１７ｂ 被覆付き光ファイバ
１８ 被覆付き光ファイバの中心
１９ ファイバガラスの中心
２０ 光ファイバ接続器
２１、２１ａ、２１ｂ 光ファイバ接続器の刃
２２ 基板
２３ 押さえ板
２４ 刃の溝
２５ クランパ（板バネ）
２７ クサビ
２９ 基板の溝
３０ 切削加工機
３１ 切削加工機の刃

Claims (3)

1. ファイバガラスが被覆で覆われた被覆付き光ファイバ同士を接続する光ファイバ接続器であって、
   基板上に固定された少なくとも２つの刃であって、対向する前記被覆付き光ファイバを支持する溝が形成された少なくとも２つの刃と、
   前記少なくとも２つの刃に支持された前記被覆付き光ファイバを押さえる押さえ板と、
   前記基板と前記押さえ板とに加圧するクランパとを具備し、
   前記クランパが縮んで前記基板と前記押さえ板とに圧力が加わることによって、前記少なくとも２つの刃が、前記被覆付き光ファイバの前記被覆を貫通して前記ファイバガラスに２点以上で接触し、前記被覆付き光ファイバ同士を接続し、
   前記少なくとも２つの刃は、前記被覆付き光ファイバの端面同士が突き合う位置とは反対の方向に傾いていることを特徴とする光ファイバ接続器。
2. 前記少なくとも２つの刃の溝の形状は、Ｖ型、Ｕ型、または凹型であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ接続器。
3. 請求項１又は２に記載の光ファイバ接続器の作製方法であって、
   前記基板に、前記少なくとも２つの刃を固定する溝を形成し、前記少なくとも２つの刃を前記溝に固定した後、切削刃を前記光ファイバ接続器の長手方向に移動させることで前記少なくとも２つの刃を削ることを特徴とする光ファイバ接続器の作製方法。

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