JP5877194B2 - 光コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、複数のコアを有するマルチコアファイバと、複数の光ファイバ心線がバンドルされたバンドル構造との接続構造を具備する光コネクタ、および、マルチコアファイバとバンドル構造との調芯方法等に関するものである。

近年の光通信におけるトラフィックの急増により、現状で用いられているシングルコアの光ファイバにおいて伝送容量の限界が近づいている。そこで、さらに通信容量を拡大する手段として、一つのファイバに複数のコアが形成されたマルチコアファイバが提案されている。

このようなマルチコアファイバとしては、例えば、複数のコア部がクラッド部の内部に設けられ、クラッド部の外周の一部に、長手方向に垂直な平坦部が形成されたものがある（特許文献１）。

マルチコアファイバが伝送路として用いられた場合、このマルチコアファイバの各コア部は、他のマルチコアファイバの対応するコア部や、それぞれ別の光ファイバや光素子等と接続されて伝送信号を送受する必要がある。このようなマルチコアファイバとシングルコアファイバとを接続する方法として、マルチコアファイバと、そのマルチコアファイバのコア部に対応する位置にシングルコアの光ファイバが配列されたバンドルファイバとを接続し、伝送信号を送受信する方法が提案されている（特許文献２）。また、このようなバンドル光ファイバの作製方法として、複数のシングルコアのファイバを所定間隔で結束等によってバンドル化する方法が提案されている（特許文献３）。

特開２０１０−１５２１６３号公報 特開昭６２−４７６０４号公報 特開平０３−１２６０７号公報

上述のように、マルチコアファイバの各コア部を個々の光ファイバ心線に接続させる場合には、マルチコアファイバの端面と個々の光ファイバ心線とで、互いにコア部同士を光学的に精密に接続する必要がある。しかしながら、通常、マルチコアファイバのコア部間隔は狭く（例えば４０〜５０μｍ）、通常の光ファイバ心線（外径１２５μｍ）を使用することはできない。すなわち、マルチコアファイバのコア部間隔と同等以下の外径の光ファイバ心線を用いる必要がある。

しかしながら、このような光ファイバ心線は極めて細く、取り扱い性が悪い。また、特にシングルモードファイバの場合には、接続部の位置ずれは１〜２μｍ以下とする必要があるため、非常に高い位置精度が必要となる。

これに対し、従来の特許文献３のように機械的に外側からの押圧力等でファイバ束を形成しようとしても、対象となるシングルコアファイバのコアの位置が意図する配置とならず、コア間隔が若干ずれてしまい、結果として接続対象のマルチコアファイバのコアと位置ずれが生じて光損失が生じる。すなわち、このようなマルチコアファイバと個々の光ファイバ心線との接続構造を、光損失が少なく精密に位置合わせする方法については現状十分な方法は提案されていない。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、狭ピッチのコア部を有するマルチコアファイバと複数の光ファイバ心線がバンドルされたバンドル構造との接続構造を内部に有し、マルチコアファイバとバンドル構造との変換機能を有する光コネクタを提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、本発明は、所定間隔で複数のコアを有するマルチコアファイバと、複数の光ファイバ心線が最密配置でバンドル化されたバンドル構造とが光接続されたファイバ接続構造を有し、前記ファイバ接続構造が収納された光コネクタであって、前記バンドル構造の端部が前記マルチコアファイバと接続されており、前記光コネクタは、前記マルチコアファイバが挿通された第１のキャピラリと、前記バンドル構造が挿通された第２のキャピラリと、を具備し、前記第１のキャピラリと前記第２のキャピラリとが、接合されていることを特徴とする光コネクタである。

前記マルチコアファイバの先端が光コネクタ端面に露出し、前記第１のキャピラリがフェルール先端を構成し、前記第２のキャピラリがフェルール後端を構成してもよい。前記第１のキャピラリの外周にフランジ部を具備し、前記第１のキャピラリと、前記第２のキャピラリとが、前記フランジ部の後方で接合されてもよい。

また、前記第２のキャピラリの外周にフランジ部を具備し、前記第１のキャピラリと、前記第２のキャピラリとが、前記フランジ部の前方で接合され、前記第１のキャピラリの外径に対し、前記第２のキャピラリの外径が小さくてもよい。

前記第１のキャピラリは、ジルコニアキャピラリと、ガラスキャピラリとからなり、前記第１のキャピラリの後端側の前記ガラスキャピラリと、前記第２のキャピラリとが接着剤によって接合されてもよい。

前前記第２のキャピラリは前記光コネクタ内に収納され、
前記バンドル構造を構成する複数の光ファイバ心線の先端が光コネクタ端面に露出してもよい。

本発明によれば、内部にマルチコアファイバと複数の光ファイバ心線との接続構造が内蔵される。このため、マルチコアファイバが端面に露出すれば、同一のマルチコアファイバと容易に接続が可能であるとともに、コネクタによって複数の光ファイバ心線に分離可能である。同様に、端面に複数の光ファイバ心線のファイバ先端が露出すれば、光ファイバ心線同士を接続可能である。すなわち、光ファイバ心線とマルチコアファイバとをコネクタ内部で変換することが可能である。

また、コネクタ内部の接続構造において、マルチコアファイバの端部と前記バンドル構造はそれぞれキャピラリに挿通され、前記キャピラリ同士が対向して接続されれば、当該接続部の接続作業が容易となる。

本発明によれば、狭ピッチのコア部を有するマルチコアファイバと複数の光ファイバ心線がバンドルされたバンドル構造との接続構造を内部に有し、マルチコアファイバとバンドル構造との変換機能を有する光コネクタを提供することができる。

光コネクタ１０を示す図。 ファイバ接続構造１ａを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図。 （ａ）はバンドル構造５ａを示す図であり図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｂ）はバンドル構造５ｂを示す図、（ｃ）はバンドル構造５ｃを示す図。 バンドル構造の製造工程を示す図。 光ファイバ心線同士の接着構造を示す図。 キャピラリ先端を研磨する状態を示す図。 マルチコアファイバ３とバンドル構造５ａの調芯方法を示す図。 マルチコアファイバ３とバンドル構造５ａの調芯方法を示す図。 光コネクタ１０ａを示す図。 光コネクタ３０を示す図。 光コネクタ４０を示す図。 光コネクタ５０を示す図。 光コネクタ５５を示す図。 コネクタ構造６０を示す図。 ファイバ配列変換部材７０を示す図。 （ａ）は、図１４のＩ矢視図、（ｂ）は図１４のＪ矢視図。 治具８３、８９を示す図。 治具８３を用いたバンドル構造の製造工程を示す図。 マルチコアファイバ９０とバンドル構造９１とを示す図。

以下、本発明の実施の形態にかかる光コネクタ１０について説明する。図１は光コネクタ１０の正面断面図である。光コネクタ１０は、内部にファイバ接続構造１ａを内蔵する構造である。

フェルール１２の内部にはマルチコアファイバ３が内蔵され、フェルール基板に固定される。マルチコアファイバ３の一方の端部は、フェルール１２の端面に露出する。すなわち、マルチコアファイバ３が、他のコネクタに内蔵された他のマルチコアファイバ等と接続可能である。

マルチコアファイバ３の他方の端部は、キャピラリ２１ａに挿通されて固定される。キャピラリ２１ａと対向するキャピラリ２１ｂには、複数の光ファイバ心線７が挿通され、同様にキャピラリ２１ｂに固定される。ファイバ接続構造１ａにおいてキャピラリ２１ａとキャピラリ２１ｂとが接着剤等で接合される。すなわち、マルチコアファイバ３と複数の光ファイバ心線７とが接続される。なお、複数の光ファイバ心線７がキャピラリ２１ｂに挿通されてバンドルされた構造をバンドル構造５ａとする。すなわち、マルチコアファイバ３が固定されるキャピラリ２１ａは、バンドル構造５ａと接合される。

図２（ａ）はファイバ接続構造１ａの拡大図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図３（ａ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

図２（ｂ）に示すように、マルチコアファイバ３は、複数のコア１１が所定の間隔で配置され、周囲をクラッド１３で覆われたファイバである。全部で７つのコア１１は、マルチコアファイバ３の中心と、その周囲に正六角形の各頂点位置に配置される。すなわち、中心のコア１１と周囲の６つのコア１１とは全て一定の間隔となる。また、６つのコア１１において、隣り合う互いのコア１１同士の間隔も同一となる。ここで、コア１１のピッチは例えば４０〜５０μｍ程度である。

前述の通り、マルチコアファイバ３は、キャピラリ２１ａに挿通される。キャピラリ２１ａは内部に孔を有する筒状部材である。キャピラリ２１ａの孔はマルチコアファイバ３の外径よりもわずかに大きい。マルチコアファイバ３とキャピラリ２１ａとは、例えば接着剤で接着される。この場合、当該接着剤の屈折率が、マルチコアファイバ３のクラッド１３の屈折率よりも小さいことが望ましい。このようにすることで、クラッドからの光のもれを防止することができる。

また、図３（ａ）に示すように、バンドル構造５ａは、同一径の７本の光ファイバ心線７が最密配置で接合される。すなわち、中央に１本の光ファイバ心線７が配置され、その周囲に６本の光ファイバ心線７が配置される。したがって、それぞれの光ファイバ心線７のコア１５は全て等間隔で配置される。また、光ファイバ心線７同士は接着剤１９ａによって接着される。したがって、隣り合う光ファイバ心線７のクラッド１７同士は直接または接着剤１９ａを介して互いに全て接触する。また、光ファイバ心線７同士の隙間にも接着剤１９ａが充填される。

なお、マルチコアファイバ３および光ファイバ心線７は例えば石英ガラス製である。また、本実施例では、中心コアの外周に６つのコアを有する全７つのコアで構成される最密配置の例について説明するが、その外周にさらに１２のコアを形成して最密配置とすることもできる。すなわち、本発明では、コア同士が最密配置されていれば、その個数は限定されない。

ただし、本願発明はファイバ間に侵入した接着剤等の表面張力のバランスにより自己整合的にファイバを最密に整列させることを意図しているので、７本のファイバからなるバンドル構造が最も精度がよく、ついでその外周にさらに１２のコアを設けるバンドル構造が精度良く形成できる。それ以上の本数からなるバンドル構造においても本願は適用可能であるが、コアの位置ずれの精度（特に外周側）が劣化する。ただし、本数を多くした場合には例えば、まず、７本のファイバからなるバンドル構造を形成し、その接着後にさらに、その外周に１２本のファイバを表面張力によって接着するというように段階的にバンドル構造を形成することでコアの位置ずれ精度の劣化を減少させることができる。

光ファイバ心線７は最密配置された状態でキャピラリ２１ｂに挿入される。キャピラリ２１ｂは内部に孔を有する筒状部材であり、キャピラリ２１ｂの孔は光ファイバ心線７が最密配置された状態の外接円の外径よりもわずかに大きい円断面形状である。また、光ファイバ心線７とキャピラリ２１ｂとは、接着剤１９ｂで接着される。この場合、接着剤１９ｂの屈折率が、光ファイバ心線７のクラッド１７の屈折率よりも小さいことが望ましい。このようにすることで、クラッドからの光のもれを防止することができる。なお、接着剤１９ｂは接着剤１９ａと同一のものであってもよい。

マルチコアファイバ３の端面（キャピラリ２１ａの端面）とバンドル構造５の端面（キャピラリ２１ｂの端面）は互いに研磨されて対向して配置される。この状態で、それぞれのコア１１とコア１５とが光接続する位置で対向する。すなわち、コア１１のピッチと、光ファイバ心線７の外径（クラッド１７の径）とは略一致する。なお、光ファイバ心線７同士の隙間に接着剤１９ａによる接着層が形成されることを考慮して、光ファイバ心線７（クラッド１７）の外径をマルチコアファイバ３のコア１１のピッチよりも０．１〜３μｍ程度小さく設定してもよい。この場合でも、光ファイバ心線７同士が接着されたバンドル構造において、個々のコア１５の間隔はコア１１のピッチと一致する。

キャピラリ２１ａ、２１ｂの端面が対向して配置され、互いのコア１１とコア１５とが光接続した位置で、接着剤等によって互いに固定される。位置合わせについての詳細は後述するが、キャピラリ２１ａ、２１ｂの端面が対向して配置された状態で、少なくとも一方を回転装置付治具で固定し、例えば、マルチコアファイバ３の各コアに、対向端面の反対側の端部より信号光を入力し、バンドルファイバの対向端面の反対側から出力された信号光を受信させるようにし、バンドルファイバ束（あるいはマルチコアファイバ）の位置調整および回転調整を行い、その光信号出力が最大になった位置で治具を固定し、双方のファイバを接着（あるいは融着）接続させる。

ここで、本願の最密構造のバンドルファイバは非常にコアの位置精度が高いので少なくとも２つのコアに関して調整を行えばよい。なお、まずは、中心のコアについて位置あわせを行い、周囲の１または２つのコアについて位置合わせを行うと簡便で精度も高くなる。また当然ではあるが、より高精度な位置あわせを行うために、全てのコアに対して軸ずれの測定を行い、最適な位置に位置あわせを行う事も可能である。

以上により、マルチコアファイバ３の各コア１１と光ファイバ心線７の各コア１５とが光接続された接続構造を得ることができる。ここで、ファイバ接続構造１ａでは、光ファイバ心線７が最密配置された状態でバンドルされるため、互いのコア１５の間隔を精度よく一定に保つことができる。また、マルチコアファイバ３とバンドル構造５ａの端部がそれぞれキャピラリ２１ａ、２１ｂに収められるため、取り扱いが容易である。また、キャピラリの面同士の接合となるため、接合面が広く確実に互いを接合することができる。

上述のように本願の７コアのバンドル構造と７コアのマルチコアファイバの接続構造によれば、従来の７コアのバンドル構造と７コアのマルチコアファイバの接続構造に比べて、７コアの平均で１ｄＢの損失の改善が認められた。

なお、キャピラリ２１ｂに光ファイバ心線７が挿通されるバンドル構造としては、図３（ｂ）に示すバンドル構造５ｂであってもよい。バンドル構造５ｂは、キャピラリ２１ｂの内部の孔が円形ではなく、略正六角形となる。すなわち、光ファイバ心線７の最密配置状態に外接する略正六角形であり、孔のそれぞれの頂点部にそれぞれ光ファイバ心線７が配置される。したがって、光ファイバ心線７の配置が規制され、キャピラリ２１ｂに対して光ファイバ心線７が常に一定の配置となるようにすることができる。

また、図３（ｃ）に示すように、バンドル構造５ｃとしてもよい。バンドル構造５ｃは、キャピラリ２１ｂの内部の略円形の孔の内面の少なくとも一部に、突起２３が設けられる。すなわち、光ファイバ心線７の最密配置状態に外接する外接円の内面に、光ファイバ心線７の最密配置状態における光ファイバ心線７同士の隙間に形成される凹部に嵌るように突起２３が形成される。したがって、光ファイバ心線７の配置が規制され、キャピラリ２１ｂに対して光ファイバ心線７が常に一定の配置となるようにすることができる。なお、突起２３は、一つだけでも良く、複数個形成してもよい。

次に、特にバンドル構造５ａ〜５ｃを対象とした、光ファイバ心線７を最密に接着するバンドル構造の製造方法について説明する。まず、図４に示すように、所定本数の光ファイバ心線７の被覆を除去してキャピラリ２１ｂに挿入する。この際、キャピラリ２１ｂの端部からは、光ファイバ心線７の先端がそれぞれ同一長さだけ出るように（例えば１０ｍｍ程度）、光ファイバ心線７をキャピラリ２１ｂに挿入する。なお、キャピラリ２１ｂは例えば光ファイバ心線７に仮固定される。

キャピラリ２１ｂの端部から突出する光ファイバ心線７の先端は、あらかじめ容器に溜められた接着剤２５に浸けられる。接着剤２５は例えば溶液系の接着剤であり、合成樹脂等の高分子固形分が、水、アルコール、有機溶剤などの溶媒に溶け込んだ液状のものである。このような溶液系接着剤では、溶媒が気化した後に残留する溶質が硬化することで接着される。

なお、接着剤２５としては、通常使用される溶質濃度よりもさらに希釈されたものが望ましい。このようにすることで、接着剤の粘度を下げ、また、残留する溶質量を抑えることができる。このため、光ファイバ心線同士の隙間の接着層を薄くし、光ファイバ心線７同士の間隔をより精度よく一定にすることができる。すなわち、接着力は弱くてもよいが、例えば１００ｃｐｓ以下のごく低粘度のものが望ましい。また、硬化時に接着剤が収縮する事で、光ファイバをより密接に引き寄せ合う効果が得られる。また、光ファイバ心線のクラッドよりも低屈折率のものが望ましい。

このような接着剤としては、例えば、溶液系としては、セメダイン社製「セメダインＣ」（商品名）を薄め液で希釈したもの（屈折率の調整のためフッ素を添加することが望ましい）や、極低粘度の接着剤（アクリレート系）としては、ＮＴＴ−ＡＴ社製の屈折率制御樹脂（ＵＶ硬化）や、極低粘度の接着剤（エポキシ系）としては、Ｅｐｏ-Ｔｅｋ社製の熱硬化型接着剤を用いることができる。また接着剤を加熱することにより、より粘度を下げることができるため、接着後の光ファイバ心線同士の隙間をより小さくすることが可能である。

ここで、キャピラリ２１ｂ内部では、光ファイバ心線７は略最密に近い状態で挿入されるが、光ファイバ心線７の先端が接着剤２５に浸けられる前の状態では、一部では互いの間に隙間が形成したり、また他の部位では互いが密着したりするなど、完全な最密配置（一定のコア間隔）とすることは困難である。

図５は接着剤２５の表面張力による光ファイバ心線７同士の接着状態を示す概念図で、図５（ａ）は正面図（簡単のため光ファイバ心線７は２本のみ示す）、図５（ｂ）は断面図である。

前述の通り、光ファイバ心線７同士の間には隙間が形成される場合があるが、接着剤２５の粘度は低く、表面張力（毛細管現象）によって接着剤２５は光ファイバ心線７同士の隙間に吸い上げられる。この際、互いの表面張力によって光ファイバ心線７同士が密着される（図中矢印Ｃ方向）。

すなわち、図５（ｂ）に示すように、光ファイバ心線７同士の間に多少不均一な隙間が形成されていても、その隙間には接着剤２５が吸い上げられて、光ファイバ心線７同士が密着される。この際、それぞれのファイバ間に吸引されて存在する接着剤の表面張力が安定化する配置、すなわち、光ファイバ心線７同士が確実に最密配置となるとともに、この状態で接着剤２５を硬化させることで互いを接着することができる。このような効果は、本発明のように極めて微細な光ファイバ心線７（例えばΦ５０μｍ以下）に対して特に有効である。なお、接着剤２５は希釈された溶液タイプの接着剤であるので、硬化後のファイバ束のファイバ間のファイバ同士が密接しない部位には接着剤の収縮によって隙間が形成される事になる。

次に、図６に示すように、光ファイバ心線７同士が最密状態で互いに接着された状態で、当該部位をキャピラリ２１ｂに接着する。この際に使用される接着剤（接着剤１９ａ）としては、熱硬化型エポキシ系接着剤や、ＵＶ硬化型アクリレート系接着剤を使用すればよい。接着剤１９ａは、キャピラリ２１ｂとファイバ束との隙間およびファイバ心線同士（接着剤２５同士）の隙間を埋めて、ファイバ束とキャピラリとを接着する。なお、ここではキャピラリと光ファイバ束を接着したが、キャピラリを取り外して光ファイバ束のみを用いてマルチコアファイバと接続させてもよい。

次いで、キャピラリ２１ｂより突出する光ファイバ心線７およびキャピラリ２１ｂの一部を研磨面２７で研磨する。以上によりバンドル構造５ａが形成される。なお、バンドル構造の端面を研磨によって均一な面を得るのではなく、例えばダイシングソー等による切断により均一な面を得ても良い。

なお、接着剤１９ａ（１９ｂ）としては、低粘度であることが望ましいが接着剤２５よりも粘度が高くてもよい（例えば５０００ｃｐｓ以下）。また、硬化時の収縮率は低く、硬度が高い（ショアＤで６０以上）であることが望ましい。なお、接着剤２５も硬化後の硬度は高い方が良いが、硬化後の接着層がかなり薄くなるため、その硬度が研磨時の特性への影響は小さい。

このような接着剤としては、例えば、エポキシ系の熱硬化接着剤である、ＥＰＯＸＹ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ社製「Ｅｐｏ-ｔｅｋ ３５３−ＮＤ」（商品名）や、アクリレート系ＵＶ硬化接着剤である、大日本インキ社製「ＯＰ−４０Ｚ」（商品名）や、ＮＴＴ−ＡＴ社製の屈折率制御樹脂（ＵＶ硬化）を用いることができる。

なお、本実施例では先に複数の光ファイバ心線７をキャピラリ２１ｂに挿通する手順としたが、本発明はこれに限られる必要は無く、例えば本実施例と同様の方法により複数の光ファイバ心線７を密着して固定し、しかる後にキャピラリ２１ｂに挿入し第２の接着剤で固定しても良い。この場合、複数の光ファイバ心線７は筒状の仮配列部材に挿入した状態で第１の接着剤２５に浸す事で、確実に細密構造に固定する事が可能となる。

この方法の場合、キャピラリ２１ｂへの光ファイバ心線７の挿入が容易になるため、キャピラリ２１ｂの内径クリアランスを小さくする事が可能となる。

なお、本実施例においては、接着剤１９aは接着剤２５とは別の接着剤としたが、接着剤１９ａは接着剤２５が兼ねる事も可能である。すなわち、接着剤２５を用いてファイバ同士を密着固定する際に、ファイバ間に隙間が空かないような、硬化時の収縮が小さい接着剤を用いる事も可能である。この場合においても、接着剤２５の表面張力を用いてファイバ同士を密着固定する事が可能である。この場合、接着剤２５は、硬度が高い（ショアＤで６０以上）であることが望ましい。また、キャピラリは必ずしも必要なく、直接コネクタ内部で接続構造を形成してもよい。

また、本実施例においては、接着剤２５として溶媒型接着剤を希釈したものを用いたが、本発明はこれに限るものではなく、ごく低粘度な接着剤を用いることで、希釈を行わなくても同様の効果を得ることが可能である。また、接着剤２５は屈折率が低いものが好ましいが、これは、光の閉じ込め効果を高めるためのものであり、光ファイバ心線に十分に光の閉じ込め効果があるものを用いるならば、接着剤２５は屈折率が高いものも使用可能である。

また、光ファイバ心線の凝集効果を向上させる手段として、光ファイバ心線７の表面の濡れ性を向上させてもよい。濡れ性を向上させる手段としては、プライマーと呼ばれる表面処理剤を塗布乾燥する方法や、プラズマ放電処理による方法が知られている。また当然ではあるが、作業に際し、光ファイバ心線７は十分に清浄にしておく事が望ましい。

次に、バンドル構造とマルチコアファイバとの調芯方法について詳細に説明する。図７はバンドル構造５ａとマルチコアファイバ３との調芯方法を示す図であり、マルチコアファイバ３を点線（コア部を黒塗り）で示し、バンドル構造５ａ側を実線（コア部が白抜き）で示す。なお以下の例では、バンドル構造５ａについて説明するが、他の実施形態のバンドル構造であっても同様に行うことができる。

まず、図７（ａ）に示すように、マルチコアファイバ３とバンドル構造５ａを対向させた状態（互いの端面間距離は例えば５μｍ）でそれぞれの中心のコア１１ａ、１５ａの位置を合わせる。この際、例えばマルチコアファイバ側から光を入射した状態で、マルチコアファイバ３側（キャピラリ２１ａ）をバンドル構造５ａ側（キャピラリ２１ｂ）に対してＸ方向およびこれと垂直なＹ方向（図中Ｄ方向およびＥ方向）に移動させる。

図７（ｂ）に示すように、コア１１ａ、１５ａの位置が合うと、例えばコア１５ａに接続された光検出器で検出される光強度が最大となる。なお、光はコア１５ａ側から入射してコア１１ａ側で検出してもよい。

この状態で、マルチコアファイバ３側（キャピラリ２１ａ）をキャピラリ２１ｂに対して、キャピラリ２１ａの断面中心を回転軸として回転させる（図中矢印Ｆ方向）。この際、例えば一方のコア１１側から光を入射させて他方のコア１５で光を検出する。

図７（ｃ）に示すように、コア１１、１５の位置が合うと、例えばコア１５に接続された光検出器で検出される光強度が最大となる。なお、光はコア１５側から入射してコア１１側で検出してもよい。

なお、キャピラリ２１ｂ側を移動（回転）させて調芯を行うことも可能である。しかしながら、マルチコアファイバ３の方が、キャピラリ２１ａとのクリアランスを小さくすることが可能である。このため、キャピラリ２１ａの中心とマルチコアファイバ３の中心の位置とが略一致する。したがって、キャピラリ２１ａを、断面中心を回転軸として回転させた際には、マルチコアファイバ３の略断面中心が回転軸となる。

一方、キャピラリ２１ｂ側では、複数の光ファイバ心線７を挿入する必要があることから、キャピラリ２１ａとマルチコアファイバ３とのクリアランスと比較して、より大きなクリアランスが必要となる。このため、キャピラリ２１ｂの断面中心と光ファイバ心線７の最密配置断面中心との位置がずれる恐れがある。したがって、キャピラリ２１ｂの断面中心を回転軸とすると、光ファイバ心線７の最密配置断面中心が回転軸とならず、中心のコア１５ａ自体の位置ずれの恐れがある。したがって、キャピラリ２１ｂを固定し、キャピラリ２１ａ側を回転させることが望ましい。

また、上記中心コアの調芯と、その他のコアの調芯を繰り返しながら、それぞれのコアでの光の検出強度が最大となるようにすることもできる。さらに、上記調芯が終了後、５点調芯（現在の位置、±Ｘ方向、±Ｙ方向の計５点における光の検出強度から、現状の軸ずれ状態を計算して最適な方向に最適な量を移動させる調芯方法）を用いることもできる。調芯が終了後、その状態で接着剤等により接合して固定すればよい。

また、他の調芯方法を用いる事も可能である。例えば最初に任意の２心の調芯を行い、その後、残りのコアの調芯を行う方法も可能である。具体的には以下の様な方法である。最初に中心のファイバを挟んでＸ軸上の両端に位置する２つのコア同士を、ＸＹ及び回転の調整を行い調芯する。更にその状態から、全ての心線の軸ずれ状態（Ｘ、Ｙの軸ずれ）の状態を測定し、最適な方向に最適な量を移動させる調芯方法である。

ここでいう最適な方向及び最適な量とは、軸ずれが最大となるコアの軸ずれ量ができるだけ小さくなるような状態にする事である。またその他に、全体の軸ずれの平均が小さくなるようにする方法や、二乗平均が小さくなるようにする方法（最小二乗法）を用いる事も可能である。

また、さらに、他の調芯方法を用いる事も可能である。例えば、まず、中心のコアの調芯を行う（図７（ｂ））。次いで、中心のファイバを挟んで対称の位置にある一対の２つのコアを、中心コアを中心に回転して調芯する。図８は、中心のコア１５ａに対して対称の位置にあるコア１５ｂ、１５ｃと、コア１１ｂ、１１ｃを回転調芯させる状態を示す図である。中心のコアが調芯されても、ファイバ径のばらつき等によって、他のコア同士が、完全に一致しない場合もある。

この場合には、一対のコア１５ａ、１５ｂの配列方向（図中Ｇ）と、一対のコア１１ｂ、１１ｃの配列方向（図中Ｈ）とが、平行になるように調芯する。なお、互いが平行になるように調整するためには、例えば、コア１５ａ、１５ｂ側から光を入射し、コア１１ｂ、１１ｃ側での光の検出強度から判断することができる。このように、中心に対して対称位置にある一対のコアにより回転調芯を行えば、コア位置に多少のずれが生じても、正確に調芯を行うことができる。

また、回転調芯を行った後、さらに全体の位置ずれを調整してもよい。例えば、図７（ｃ）に示すように、中心位置および回転調芯後の状態で、マルチコアファイバ３とバンドル構造５ａとを相対的に互いに垂直な方向（Ｘ方向およびこれと垂直なＹ方向（図中Ｄ方向およびＥ方向））に微動させてもよい。この場合、マルチコアファイバ３とバンドル構造５ａの各コア同士を光結合させて、それぞれのコア同士の光の検出強度を測定する。

Ｘ方向およびＹ方向に相対的に微動させると、それぞれのコアにおいて光の検出強度が最大となる位置（ずれ量が最も少ない位置）が異なる場合がある。このような場合には、それぞれの位置において、最もずれ量が大きいコアのずれ量（例えば、最大検出強度に対して、最も検出強度が小さくなるコアについての検出強度の低下割合）が、最小となるように位置を決定する。なお、ここでいう軸ずれは、ある軸ずれ量があるときの透過損失（光の検出強度の最大値との差）、すなわち、軸ずれ損失により観測される。すなわち、軸ずれ損失を測定する事で、軸ずれ量も算定可能である。なお、一般に、軸ずれ損失は軸ずれ量の２乗に比例する。

例えば、ある位置において、全コアの平均の軸ずれ損失（それぞれのコアの最大検出強度に対する検出強度の低下量の平均）が、３ｄＢであり、最大軸ずれ損失が５ｄＢである状態があるとする。この状態から、マルチコアファイバ３とバンドル構造５ａとを相対的に微動させると、平均軸ずれ損失が３．１ｄＢとなり、最大軸ずれ損失が４．５ｄＢとなる場合には、この状態を適正と判断する。また、さらに、この位置からＸＹ方向に微動させて、最大ずれ量が最も小さくなる位置で固定すればよい。

なお、最大軸ずれ損失ではなく、全コアの軸ずれ損失の平均値が小さくなるように調整してもよい。また、上述した調芯方法は、順序を変えてもよく、また、それぞれの調芯方法を組み合わせてもよい。

本発明によれば、光ファイバ心線７を最密配置した状態で一体化するため、各光ファイバ心線７同士の間隔を容易に一定とすることができる。したがって、マルチコアファイバ３の各コア１１と光ファイバ心線７の各コア１５とを確実に光接続することができる。

特に、光ファイバ心線７が最密配置した状態で接着され、キャピラリまたは保持部材で保持されるため、接続作業が容易である。また、キャピラリ２１ｂの孔を六角形にしたり、または内面に突起２３を形成したりすることで、キャピラリ２１ｂに対する光ファイバ心線７の最密配置の方向を規制することができる。このため、例えばキャピラリ２１ｂの外周に内部の光ファイバ心線７の配置が認識可能なマークを設ければ、調芯作業においてコアの位置を把握することが容易である。

また、光ファイバ心線を最密配置する方法として、希釈した接着剤２５の表面張力を利用することで、容易に確実に光ファイバ心線７同士を最密に配置して接着することができる。この際、最密状態の光ファイバ心線７を、より高粘度かつ高硬度な接着剤でキャピラリ２１ｂに接着し、端面を研磨することで、キャピラリ２１ｂと光ファイバ心線７とを確実に接合することが可能であるとともに、研磨時に光ファイバ心線７の先端を破損することがない。

本発明の光コネクタ１０は、このようなファイバ接続構造１ａを内蔵するため、内蔵されるマルチコアファイバ３と同一サイズのマルチコアファイバ（これを内蔵する光コネクタ）とを容易に接続することが可能である。また、光コネクタ１０によって接続対象のマルチコアファイバを複数の光ファイバ心線に分離可能である。すなわち、光ファイバ心線とマルチコアファイバとを光コネクタ１０内部で変換することが可能である。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、光コネクタ１０は、マルチコアファイバ３の端面をコネクタ端面に露出させたが、本発明はこれに限られない。図９は光ファイバ心線７の端面を露出させた光コネクタ１０ａを示す図である。

光コネクタ１０ａでは、光コネクタ１０と同様に、内部にファイバ接続構造１ａを内蔵し、コネクタ内部で光ファイバ心線とマルチコアファイバとを変換可能である。この場合、光ファイバ心線７は、光コネクタ１０ａ端面に向かうにつれて互いの間隔を広げるように配置してもよい。

例えば、前述の通り、ファイバ接続構造１ａにおいては、光ファイバ心線７同士のピッチはマルチコアファイバ３のコアピッチと一致する（例えば４０〜５０μｍ）。一方、光コネクタ１０ａ端面においては、通常の光ファイバ心線径である１２５μｍピッチにそれぞれの光ファイバ心線７の間隔を広げることで、光コネクタ１０ａを通常のサイズの光ファイバと容易に接続することが可能である。この場合、例えば、コネクタ端面において、１２５μｍ径のファイバが最密配置となるように（全ての光ファイバ心線７の間隔が同一となるように）配置することが望ましい。

また、光ファイバの間隔は２５０μｍピッチとしても良く、この場合、一般に良く使用されるＭＴコネクタとの接続が可能となる。またこの際には、ＭＴコネクタとの接続のためにガイドピン用の穴を設けてもよい。また、光ファイバの配列は、必ずしも１列である必要はなく、２列以上、あるいは、円形等に配置されても良い。

すなわち、光コネクタ１０ａによれば、光ファイバ心線とマルチコアファイバとを変換するのみでなく、コア間隔を変換する機能を奏する。

図１０は、さらに他の実施形態であるコネクタ３０を示す図である。コネクタ３０は、マルチコアファイバ３が第１のキャピラリであるキャピラリ３１ａに挿通される。同様に、複数の光ファイバ心線７が最密配置で第２のキャピラリであるキャピラリ３１ｂに挿通され、バンドル構造５ａが構成される。キャピラリ３１ａの外周にはフランジ部３３が設けられる。フランジ部３３は、コネクタのハウジング等に固定する際に利用される。

コネクタ３０の先端側に配置されるキャピラリ３１ａと、コネクタ３０の後端側に配置されるキャピラリ３１ｂとは、接着や融着で接合される。すなわち、キャピラリ３１ａとキャピラリ３１ｂとは、フランジ部３３の後方で接合される。なお、キャピラリ３１ａとキャピラリ３１ｂとの接合部において、マルチコアファイバ３と光ファイバ心線７とが光接続される。コネクタ３０によっても、本発明の効果を得ることができる。

図１１は、さらに他の実施形態であるコネクタ４０を示す図である。コネクタ４０は、コネクタ３０と略同様であるが、キャピラリ３１ａが、ジルコニアキャピラリ４１とガラスキャピラリ４３によって構成される。キャピラリ３１ａの先端側が、ジルコニアキャピラリ４１であり、後端側がガラスキャピラリ４３となる。

コネクタ４０では、キャピラリ３１ａとキャピラリ３１ｂとは、紫外線硬化接着剤で接着される。この際、キャピラリ３１ａは、キャピラリ３１ｂとの接合部近傍がガラスキャピラリ４３で構成されるため、互いの境界面に紫外線を透過することができる。したがって、接合面にあらかじめ紫外線硬化接着剤を塗布しておき、外部から紫外線を照射することで、容易にキャピラリ３１ａとキャピラリ３１ｂとを接着することができる。なお、この場合、キャピラリ３１ｂもガラス製など透明であることが望ましい。

図１２は、さらに他の実施形態であるコネクタ５０を示す図である。コネクタ５０は、コネクタ３０と略同様であるが、キャピラリ３１ａとキャピラリ３１ｂとの接合部が、フランジ部３３よりも前方側に配置される。すなわち、フランジ部３３は、キャピラリ３１ｂの外周に配置される。

コネクタ５０においては、キャピラリ３１ａの外径が、キャピラリ３１ｂの外径よりも大きい。したがって、他のコネクタとの接続時、キャピラリ３１ａの外周にキャピラリ３１ｂの外周がはみ出すことがない。したがって、他のコネクタとの接続時に、キャピラリ３１ｂが他のコネクタと干渉することがない。なお、コネクタ５０においても、キャピラリ３１ａをジルコニアキャピラリ４１とガラスキャピラリ４３によって構成してもよい。

図１３は、さらに他の実施形態であるコネクタ５５を示す図である。コネクタ５５は、コネクタ３０等と略同様であるが、キャピラリ３１ａとキャピラリ３１ｂとの接続部がフランジ部３３ａ内に保持される点で異なる。フランジ部３３ａは、ＭＵコネクタ用のフランジ部である。この場合、マルチコアファイバ３とバンドル構造５ａとを調芯し、接続した後、フランジ部３３ａを取り付ければよい。

この際、マルチコアファイバとフランジ部３３ａとの周方向位置を合わせることで、フランジ部３３ａに対して、既定の位置に、それぞれコア部を配置することができる。また、フランジ部３３ａとしては、オルダムカップリング対応のものを用いてもよい。なお本例ではＭＵコネクタの構造を示したが、コネクタの構造はＭＵコネクタ以外のコネクタ（例えばＳＣコネクタ）でも良い。

図１４は、前述の各コネクタを用いたコネクタ構造６０を示す図である。コネクタ構造６０は、コネクタ３０〜５０（図ではコネクタ３０の例を示す）がハウジング６１内に収容される。ハウジング６１の後方にはブーツ６５が設けられる。ブーツ６５内では、キャピラリ３１ｂから導出された光ファイバ心線７がテープ化される。すなわち、一方の端部のコネクタ部からは、テープ心線６３が引出される。

テープ心線６３の他端には、一般的なＭＴコネクタ６７が接続される。ＭＴコネクタ６７は、他の光ファイバ心線と接続可能である。すなわち、一方の端部のコネクタ部には、マルチコアファイバ３が露出し、他端のコネクタ部には、光ファイバ心線が整列する。したがって、コネクタ構造６０を用いれば、マルチコアファイバ（またはバンドル構造）と光ファイバ心線（またはテープ心線）とを容易に接続することができる。

図１５は、ファイバ配列変換部材７０を示す図である。ファイバ配列変換部材７０は、本体部７１と光ファイバ心線７とから構成される。本体部７１の一方の端部は、第１の固定部である固定部７３ａとなる。また、本体部７１の他端が第２の固定部である固定部７３ｂとなる。固定部７３ａには、孔７５が設けられる。

図１６（ａ）は、図１５のＩ矢視図であり、ファイバ配列変換部材７０の側面図である。固定部７３ａに形成される孔７５は、略六角形の貫通孔である。孔７５内には、光ファイバ心線７が最密配置される。なお、光ファイバ心線７は、孔７５に接着剤等によって接着される。このような構造は、図４〜図６のようにして形成してもよい。固定部７３ａの端面には、光ファイバ心線７の端面が露出する。したがって、マルチコアファイバ等の最密配置されたコアと光接続することができる。

また、図１５に示すように、固定部７３ｂには、蓋７７、Ｖ溝８１、ガイド孔７９等が形成される。図１６（ｂ）は、図１５のＪ矢視図であり、ファイバ配列変換部材７０の側面図である。固定部７３ｂには、複数のＶ溝８１が一列に所定間隔で併設される。Ｖ溝８１内には、それぞれ光ファイバ心線７が収容される。光ファイバ心線７は、上方から蓋７７によって押えられる。したがって、光ファイバ心線７が一列に並列して固定される。なお、光ファイバ心線７は、Ｖ溝８１に接着剤等によって接着されてもよい。また、蓋７７と本体部７１とを接着剤によって固定してもよい。

光ファイバ心線７の整列部の両側部には、ガイド孔７９が一対形成される。ガイド孔７９は、他のコネクタとの接続時に、ガイドピンが挿入される部位である。ガイドピンによって、光ファイバ心線の位置を合わせることができる。なお、固定部７３ａ側にも、ガイド孔を形成してもよい。

固定部７３ｂの端面には、光ファイバ心線７の端面が露出する。したがって、光ファイバ心線が一列に配列された他のテープ心線等と接続することができる。すなわち、ファイバ配列変換部材７０を用いれば、マルチコアファイバとテープ心線等を容易に接続することができる。なお、ファイバ配列変換部材７０をコネクタ内部に内蔵させてもよい。

また、以上の実施例ではコアを７個有するマルチコアファイバに対するバンドル構造の例を示したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、コアの層が更に１層増え、１９コアとしたマルチコアファイバに対しても適用可能である。この場合、同様の方法により１９本の光ファイバのバンドル構造を作製する事で、上記実施例と同様の効果を得ることが可能である。

図１７（ａ）は、１９コアのバンドル構造を製造するための治具８３を示す図である。治具８３は、中央に孔８５が形成され、孔８５の周囲に、略六角形の線上に１２個の孔８７が形成される。孔８５には、予めバンドルされた光ファイバ心線７が挿通される。すなわち、孔８５には、予め断面において最密配置で（仮）接合された７本の光ファイバ心線７が挿通される。また、孔８７には、それぞれ、光ファイバ心線７が挿通される。

図１８（ａ）は、図１７のＫ−Ｋ線断面図である。バンドル化された中央の７本の光ファイバ心線７に対し、周囲の光ファイバ心線７を、先端部において接触するようにして、接着剤２５に浸漬する。このようにすることで、７本の最密配置された光ファイバ心線７の外周に、さらに１２本の光ファイバ心線７を互いの表面張力によって光ファイバ心線７同士が密着される。

なお、図１８（ｂ）に示すように、孔８７は、光ファイバ心線７の挿通方向に向けて斜めに形成してもよい。また、バンドルする光ファイバ心線の本数に応じて、治具８３の孔８５、８７の配置や大きさは適宜設定することができる。

また、マルチコアファイバのコア間隔は必ずしも均一でなくても良い。この場合、マルチコアファイバのコアピッチに合わせて、バンドルするファイバの外径（すべて同じ外径ではなく異なる外径）を適宜選択すればよい。

この場合でも、図１７（ｂ）に示すような治具８９を用いればよい。例えば、中央の太径の光ファイバ心線７を孔８５に挿通し、周囲の細径の光ファイバ心線７を孔８７に挿通すればよい。また、これらの先端を、接着剤等に浸漬することで、互いに密着したバンドル構造を得ることができる。

図１９（ａ）は、１０コアのマルチコアファイバ９０を示す図であり、図１９（ｂ）は、図１７（ｂ）の方法で製造されたバンドル構造９１を示す図である。図１９（ａ）に示すように、マルチコアファイバ９０は、クラッド１３にコア１１が１０個配置される。すなわち、中心のコア１１に対し、周囲に９個のコア１１が４０°の間隔で配置される。

図１９（ｂ）に示すように、バンドル構造９１は、このようなマルチコアファイバ９０と接続可能に各光ファイバ心線７が配置される。このように、それぞれの光ファイバ心線７を密接させて固定することで、マルチコアファイバ９０と接続可能となる。ここで、中央に１つのコアを持ち、周囲に等間隔で配列されたｎ個のコアを持つマルチコアファイバに対応するバンドル構造としては、中心の光ファイバ心線７のクラッド１７の半径をＲとし、周囲に配置される光ファイバ心線７の半径をｒとすると、下式で与えられる。

このような関係になるように、中心の光ファイバ心線と周囲の光ファイバ心線の半径を決定する事で、前述のようなマルチコアファイバと接続可能なバンドル構造を得ることが可能となる。

１ａ………ファイバ接続構造
３、９０………マルチコアファイバ
５ａ、５ｂ、５ｃ、９１………バンドル構造
７………光ファイバ心線
１０、１０ａ、３０、４０、５０、５５………コネクタ
１１、１１ａ………コア
１２………フェルール
１３………クラッド
１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ………コア
１７………クラッド
１９ａ、１９ｂ………接着剤
２１ａ、２１ｂ、３１ａ、３１ｂ………キャピラリ
２３………突起
２５………接着剤
２７………研磨面
３３、３３ａ………フランジ部
４１………ジルコニアキャピラリ
４３………ガラスキャピラリ
６０………コネクタ構造
６１………ハウジング
６３………テープ心線
６５………ブーツ
６７………ＭＴコネクタ
７０………ファイバ配列変換部材
７１………本体部
７３ａ、７３ｂ………固定部
７５………孔
７７………蓋
７９………ガイド孔
８１………Ｖ溝
８３、８９………治具
８５、８７………孔

Claims (6)

1. 所定間隔で複数のコアを有するマルチコアファイバと、複数の光ファイバ心線が最密配置でバンドル化されたバンドル構造とが光接続されたファイバ接続構造を有し、
   前記ファイバ接続構造が収納された光コネクタであって、
   前記バンドル構造の端部が前記マルチコアファイバと接続されており、
   前記光コネクタは、前記マルチコアファイバが挿通された第１のキャピラリと、前記バンドル構造が挿通された第２のキャピラリと、を具備し、
   前記第１のキャピラリと前記第２のキャピラリとが、接合されていることを特徴とする光コネクタ。
2. 前記マルチコアファイバの先端が光コネクタ端面に露出し、
   前記第１のキャピラリがフェルール先端を構成し、前記第２のキャピラリがフェルール後端を構成することを特徴とする請求項１記載の光コネクタ。
3. 前記第１のキャピラリの外周にフランジ部を具備し、
   前記第１のキャピラリと、前記第２のキャピラリとが、前記フランジ部の後方で接合されることを特徴とする請求項２記載の光コネクタ。
4. 前記第２のキャピラリの外周にフランジ部を具備し、
   前記第１のキャピラリと、前記第２のキャピラリとが、前記フランジ部の前方で接合され、
   前記第１のキャピラリの外径に対し、前記第２のキャピラリの外径が小さいことを特徴とする請求項２記載の光コネクタ。
5. 前記第１のキャピラリは、ジルコニアキャピラリと、ガラスキャピラリとからなり、
   前記第１のキャピラリの後端側の前記ガラスキャピラリと、前記第２のキャピラリとが接着剤によって接合されることを特徴とする請求項１記載の光コネクタ。
6. 前記第２のキャピラリは前記光コネクタ内に収納され、
   前記バンドル構造を構成する複数の光ファイバ心線の先端が光コネクタ端面に露出することを特徴とする請求項１記載の光コネクタ。

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