JP5967722B2 - フェルール組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、フェルール組立体の製造方法に関し、より具体的にはフェルール組立体のファイバの突出に対する制御に関する。

光ファイバコネクタは、ほぼ全ての光ファイバ通信システムの重要部品である。例えば、光コネクタは、ファイバの複数の断片を接合してより長い長さにし、放射源、検出器及びリピータ等の能動デバイスにファイバを接続し、スイッチ及び減衰器等の受動デバイスにファイバを接続するのに用いられる。光ファイバコネクタの主要機能は、コネクタが嵌合する部品（例えば、別のファイバ、平面導波路、又は光電デバイス）の光路にファイバのコアが軸方向に整列するように、ファイバ端部を保持することである。このようにして、ファイバからの光は他の部品に光学的に結合される。

光結合を生じさせ、フレネル損失を最小にし、相手デバイスの光路及びファイバ端面間に「物理的接触（physical contact）」が形成されることは周知である。物理的接触を生じさせるために、光コネクタは以前から「フェルール」を用いてきた。フェルールは、光結合用のファイバ端面を提供するように、１本以上のファイバを保持するための周知の部品である。コネクタが相手部品と嵌合する際に、フェルールが相手部品に対して付勢して相手部品の光路にファイバ端面を物理的に接触させるように、フェルールコネクタはフェルールを前方へ偏倚するのが代表的である。

このような物理的接触を生じさせるために、従来のフェルールは研磨を要するのが代表的である。研磨されたフェルールは、未研磨フェルールとの対比により最もよく説明できる。未研磨フェルールは、フェルールの内部に収容されたファイバの端面が相手部品の光路と物理的接触することを不可能でない場合であっても困難にする端面の形状及び異形（anomalies）を有する。加えて、複数のファイバが未研磨フェルールに固定されると、ファイバ端面の位置は嵌合軸に沿って変動する傾向があり、これにより全てのファイバと光結合することが困難になる。内部にファイバを保持したフェルールの端面を研磨することにより、ファイバ端面を同時に研磨して共平面にすると共に、フェルール端面を円滑にする形状に形成する。ファイバ端面の共平面度及びフェルールの形状の変動を最小にするために、研磨は厳格な規格に従って実行されるのが代表的である。従って、研磨はコスト高となり、再加工を要し且つ無駄になる傾向があるので、歩留まりが低い。フェルールを研磨することに関する問題は、研磨がより困難なマルチファイバフェルールでは苛々させられることである。

この問題は、未研磨組立体を用いたフェルール組立体を製造する方法を開示する米国特許第７３７７７００号明細書で取り組まれている。手短に言えば、この方法は、（ａ）ファイバの一部分がフェルールの端面を超えて延びるように、フェルール内の少なくとも１本のファイバを研磨し、（ｂ）フェルールに対してファイバを取り付け、（ｃ）ファイバの一部分を切断する。このような方法は、光結合しフェルール内にファイバを配置するために、ファイバ端面を処理する機能を分離するので、有益である。これらの機能を別々に処理することにより、ファイバ端面はフェルールとは無関係に処理することができ、これによりフェルールに対してファイバ端面の精確な研磨を容易にしながらフェルール／ファイバ組立体を研磨する必要を無くす。この特許はまた、物理的接触する能力を強化するためにファイバ端面をフェルールから突出させることが一般的に好適であることを認めている。

この方法は著しい利点をもたらすが、本発明者らは、フェルール内のファイバの数が増加するにつれてファイバ間の共平面性が問題になる傾向があることを認識している。すなわち、ファイバを切断し全てのファイバ端面が同一平面内に実質的に位置するようにフェルール内にファイバを配置することは、ファイバがフェルール内の原位置で研磨されない場合、極めて困難である。ファイバの数が増加すると、この困難さは必然的に増大する。共平面性の問題は、米国特許出願第２００９／０２７１１２６号で取り組まれている。

従って、研磨を伴うことなく、ファイバが精確に突出するフェルール組立体を製造する方法に対するニーズがある。本発明はこのニーズを満たすものである。

以下では、本発明のいくつかの側面の基本的理解を提供するために、本発明の簡略化した概要を提示する。この概要は、本発明の広範囲な概説ではない。概要は、本発明の中心要素や重要要素を識別することや、本発明の範囲を正確に説明することを意図したものではない。その唯一の目的は、後述される詳細な説明の前置きとして簡略化した形で本発明の概念を提示することである。

本発明は、研磨を伴うことなく、ファイバが精確に突出するフェルール組立体を提供する。具体的には、本発明には、位置決め面及び１個以上の整列部材を有する工具を用いることが含まれる。１個以上の整列部材は、フェルールの１個以上の整列部材と協働して工具の位置決め面をフェルール端面に整列させ、これにより、各ファイバが当接する位置決め面を提供してファイバの適切な突出を確保する。適切な突出は、前述したようにファイバ間の物理的接触を容易にする。しかし、本発明は、物理的接触用途に限定せず、ファイバ端面の精確な研磨が必要なとき（例えば、（空気又はジェルで充填された）間隙を越えてファイバをレンズ、能動光電デバイス、受動デバイス又は導波路に光結合するとき等）はいつでも実施できることを理解されたい。このため、本発明は、ファイバを突出させるために標準的フェルールで広く見られる整列部材を活用する。

本発明の一側面は、フェルールの整列部材を活用することにより、フェルールを製造する方法である。一実施形態において、この方法は、（ａ）各ファイバの一部分がフェルール端面を超えて前方へ延びるように、フェルール端面及び少なくとも１個の第１整列部材を有するフェルール内に３本以上のファイバを配置する工程と、（ｂ）（ａ）の工程の後、切断されたファイバ端面を形成するよう各ファイバの一部分を切断する工程と、（ｃ）（ｂ）の工程の後、ファイバ整列工具の位置決め面がフェルールと整列するように、ファイバ整列工具の第２整列部材を第１整列部材に相互係合させ、位置決め面が、各ファイバの切断されたファイバ端面に当接して、前記フェルールの内側の前記ファイバよりも前記フェルールの外側の前記ファイバが突出するように切断されたファイバ端面を位置決めする工程と、（ｄ）フェルールに対してファイバを取り付ける工程とを具備する。

（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施形態に係る多ファイバフェルール組立体を製作する種々の段階を概略的に示す図である。 図１（ａ）〜図１（ｄ）に示される方法に使用されるファイバ整列工具を概略的に示す斜視図である。 図１に示されるものと同様であるが２個の整列部材を有するファイバ整列工具を概略的に示す図である。 （ａ）〜（ｄ）は、異なるファイバ輪郭と、ファイバ整列工具上の対応する位置決め面とを概略的に示す図である。 （ａ）〜（ｇ）は、３次元ファイバアレー用のファイバ整列工具上の異なる位置決め面を概略的に示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明を例示により説明する。

図１（ａ）〜図１（ｄ）を参照すると、本発明の一実施形態に係る、終端されたファイバを処理する方法が図示される。（本明細書では多ファイバフェルールについて詳細に説明するが、本発明は単一ファイバフェルールにも同様に実施できることを理解されたい。）図１（ａ）に概略的に示されるように、複数のファイバ１０１は、各ファイバ１０１の一部分１０５がフェルール端面１０３を超えて延びるように、フェルール端面１０３及び少なくとも１個の第１整列部材１０４を有するフェルール１０２内に配置される。そして、フェルール端面１０３から突出するファイバ１０１の一部分は、図１（ｂ）に示されるように切断（cleave）されたファイバ端面１０６を形成するよう切断される。次に、図１（ｃ）に示されるように、工具１５０の第２整列部材１５１は第１整列部材１０４と相互係合し、その結果、工具１５０の位置決め面１５２がフェルール１０２に整列する。そして、切断されたファイバ端面１０６が位置決め面１５２に位置決めされることにより、所望のファイバ突出輪郭が得られる。図１（ｄ）において、ファイバはフェルール１０２に取り付けられる。以下では、各工程をより詳細に説明する。

図１（ａ）に示される工程では、端面１０３及び少なくとも１個の第１整列部材１０４を有するフェルール１０２が用意される。端面１０３は、図１（ａ）では平坦面として示されているが、必ずしも平坦ではなく、代わりに曲線やドーム状であってもよく、異なる複数の相すなわち工程を有してもよい。一実施形態において、フェルールは１個以上の通路（図示せず）を有し、各通路は１本のファイバ１０１を受容するよう構成される。通路は、例えば孔やＶ溝であってもよい。しかし、本発明は、各ファイバ用の個別通路を有しないフェルールを含む、整列部材を有する任意のフェルールで実施してもよいことを理解されたい。例えば、フェルール１０２は、リボンケーブルやファイバ束を保持するよう構成されてもよい。

第１整列部材１０４は、特に第２整列部材１５１と相互係合するためにフェルール１０２に一体化されてもよいし、フェルールの設計にもともと備わっていてもよい。より具体的には、整列部材は、フェルール１０２を、工具１５０のみならず嵌合構造（図示せず）に整列させるために使用されてもよい。このような整列部材は周知であり、例えば、ピンを受容するための整列ピンや整列穴、スリーブ、及びフェルールの両側に沿ったＶ溝が挙げられる。図１（ａ）に示される実施形態において、第１整列部材１０４は、整列ピン１５１ａを受容するための整列穴１０４ａである。このような整列穴は公知であり、例えば、ＭＴ−ＲＪ及びライトレイＭＰＸで使用されるフェルール等の標準モールドトランスファー（ＭＴ）型フェルールで使用される。

上述したように、従来のフェルール端面は、フェルール端面から異形を除去し光結合するためにファイバ端面を十分に円滑にするようフェルール端面を磨耗させることを含む、研磨することが代表的である。しかし、本発明のフェルールはこのような研磨を要しない。というのは、ファイバ端面は切断工程（図１（ｂ）参照）の後、光結合に適しているからである。従って、一実施形態では、フェルールは研磨されていない。

本明細書で使用されているように、「未研磨」の用語は、全く研磨されていないか、物理的接触を達成するために典型的に必要とされる程度まで研磨されていないフェルールを指す。この文脈における未研磨フェルールは、多数の際立った特徴を有する。第一に、この未研磨フェルールは、研磨表面又は機械加工表面ではなく成形された表面を有する。成形された表面は、（必須ではないが）代表的には、フェルールの案内特性に関して精確に方向付けられないかもしれない粗い表面を特徴とする。また、このような表面は反射しない傾向がある。フェルールの表面はまた、フェルールを成形するのに用いられるコアピンを支持する構造の跡を有し、金型の二つの側が閉じる際の分割線を有することがある。第二に、未研磨フェルールは、平坦面が無い埋め込まれた粒子（例えば、硬さを与えるために用いられるガラス粒子）を具備する。すなわち、研磨の間、フェルールの端面の埋め込まれた粒子は、端面が磨耗すると、端面の表面ですり潰された平坦面を有するであろう。明らかに、未研磨フェルールにおいて、端面に埋め込まれた粒子は、このようにすり潰された平坦面を有さないであろう。第三に、未研磨フェルールは、（必須ではないが）代表的には、相手コネクタ又は相手デバイスの嵌合面と干渉し、ファイバの端面が相手光路と物理的接触することを妨げる傾向がある表面異常を端面に有する。例えば、未研磨フェルールの端面の突条又は突起は、端面が完全な平坦面と良好な物理的接触することを妨げる。明らかに、ＭＴフェルールのようにフェルールの端面の面積が大きくなると、表面の変動及び不完全の可能性は、ファイバ数の増加につれて増大する。フェルールを研磨すると、これらの表面の異常が除去される。従って、本明細書で使用されているように、「非研磨フェルール」の用語は、成形された仕上げであるが研磨された仕上げではない端面や、平坦表面を有していない埋め込まれた粒子を有する端面を有するフェルールを指す。

フェルールは任意の公知の材料で作成されてもよいが、一般的なＭＴフェルールは、高ガラス含有ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等のポリマ材料製である。単一ファイバフェルールは、ジルコニア等のセラミック製、或いはステンレス鋼、ニッケル銀又はチタン等の金属製であるのが代表的である。

図１（ａ）に示されるように、ファイバ１０１は、ファイバの一部分１０５がフェルール端面１０３を超えて延びるように、フェルール１０２内に配置される。各ファイバは、その切断を容易にするのに十分な部分がフェルール端面を超えて延びるように配置される。フェルールからのファイバの突出範囲は、用いられる切断技法に依存する。例えば、機械型の切断法はレーザ切断法よりも多くの空間を要するのが典型的であるので、ファイバは、機械に対応するようフェルール端面を十分に超えて延びる必要がある。当業者であれば、ファイバの切断を容易にするために、フェルールの端面を超えてファイバをどの程度突出させるべきか容易に理解するであろう。

図１（ｂ）に示されるように、ファイバ１０１がフェルール１０２内に配置された後、ファイバの突出部分は、切断されたファイバ端面１０６を形成するよう切断される。切断されたファイバ端面は、光結合に適する、すなわち、ほぼ平坦であり、引っ掻き傷や小片等の光学的な欠陥がほぼ無い。

ファイバの切断は、機械的切断又はレーザ切断のいずれかにより実行される。機械的切断は、周知の技法であり、端面を得るためにファイバを実質的に滑らかに剪断する。ファイバの機械的に切断された端面を研磨すると好適である。この研磨の実行方法は、周知であり、例えば物理的研磨、及びファイバの端面を溶融しこれにより円滑にするのにレーザが用いられる「レーザ研磨」が含まれる。本発明では機械的切断が考慮されているが、切断の好適な方法は、図１（ｂ）に示される実施形態であるレーザ切断である。

レーザ切断の適当な方法は、例えば米国特許第６２４６０２６号明細書、同第６９６３６８７号明細書及び同第７３７７７００号明細書に記載されている。レーザ切断方法において、光ファイバ材料は、溶融ではなく、蒸発で除去されるのが代表的である。これは、ファイバが即時に昇華するために十分なエネルギーを有するビーム１０８をレーザ１０７が生成することを要する。適当な結果は、0.1〜1.5μｍと8.5〜10.6μｍの間の波長を有するレーザを用いて達成された。適当なレーザには、例えば、二酸化炭素レーザ及びエキシマレーザがある。二酸化炭素レーザは、必須ではないが一般的に好ましい。二酸化炭素レーザは、低コストで作動し結果が得られる高速性のため、特に有利であることが証明された。

ガラスを蒸発させて除去するためにファイバに高エネルギーを供給する目的とバランスをとる必要があることは、切断部に隣接する溶融を最小にするために切断部の周囲のガラスにより吸収されるエネルギーを最小にすることである。この理由により、レーザは、ファイバを切断するためにパルスモードで作動するのが好ましい。このパルスモードでは、レーザは、ファイバ材料が昇華するよう、レーザ光の短い高エネルギーパルスを発信する。これらのパルスは極めて短く、極めて急峻なエッジを有するので、極めて急激に最大パルスエネルギーが得られる。例えば、パルスのピーク出力が約0.1〜約1000ワットの間であり、パルス長さが約50フェムト秒より大きい場合で、適当な結果が得られた。35マイクロ秒及び600ワットのピーク出力を有する二酸化炭素レーザ（波長10.6μｍ）で良好な結果が得られる。

二酸化炭素レーザ等の特に高出力レーザを用いてパルスモードでレーザを作動させることが一般的に好ましいが、用途によっては連続波モードでレーザを作動させることが好まれる。例えば、レーザ及びファイバの接触時間が減少する場合、すなわちレーザがより迅速にファイバを切断する場合、連続波モードでレーザを作動させることが望ましい。

切断するためにファイバ上のレーザビームを検出することは、ファイバに対するレーザビームの角度、ファイバに沿ったレーザビームの軸方向の位置、レーザビームの収束角度、レーザビームの切断の時間やエネルギーレベル、及び所望の端面形状を含む変動要素の影響を受ける。これらの変動要素は、米国特許第７３７７７００号明細書に詳細に検討されている。

ファイバ及びレーザビームが互いに移動して上述のように切断する方法は変えることができ、精密、正確且つ再現性のある任意の方法が十分であると考えられる。一実施形態において、レーザビーム及びファイバ間の所定角度を維持すると共にレーザビームに対して１以上の所定角度でファイバを移動させる装置が用いられる。しかし、ファイバに対してレーザビームを移動させることは本発明の範囲内である。或いは、オプテックシステム社から市販されているシステムで行われているように、静止ファイバを切断するために静止楕円ビームを用いることも可能である。

図１（ｃ）に示されるように、ファイバが切断された後、ファイバ端面は、工具１５０の位置決め面１５２に当接して位置決めされる。これは、例えば、ファイバを位置決め面１５２に押し込むことや、位置決め面１５２をファイバに押し込むことを含む種々の方法で達成できる。図１（ｃ）に示される実施形態において、ファイバ端面は、位置決め面１５２をフェルール端面１０３に向かった後方へ移動させることにより、位置決め面１５２に対して位置決めされる。具体的には、位置（１）において、位置決め面１５２は、フェルール端面１０３から距離ｄ_iの位置にある。位置決め面１５２は、位置（２）まで後方へ押し込まれると、切断されたファイバ端面１０６と同一平面内で整列し、ファイバ１０１が所定位置で固定される前にファイバの突出量を所望の距離ｄ_fに調整する。位置決め面１５２が押し戻される量はファイバの所望の突出量に依存することは明らかである。フェルール端面からのファイバの所定突出量は必須ではないが一般に望ましいので、距離ｄ_fは（必須ではないが）一般的に０より大きい。例えば、適当な結果は、約１〜3.5μｍの所定距離ｄ_fで達成された。

図２を参照して、工具１５０について詳細に説明する。工具１５０は、位置決め面１５２を画定する本体部１５３を具備する。位置決め面は平坦でも非平坦であってもよい。非平坦の位置決め面には、例えば段付き面、曲面、及びそれらの組合せが含まれる。段付き面は、縁又は段を有する面であり、例えば段付きＵ形状又は段付きＶ形状のようであってもよい。逆に、曲面は、滑らかに変化する線又は面を有する。曲線の例には、弧（より正確には円弧）、非円弧状の弧（非円弧曲線）、ガウス曲線、又は放物曲線が含まれる。また、本明細書で説明される輪郭は、複数列フェルールの場合には列（Ｘ軸）に沿ってのみならず、列を横切る方向（Ｙ軸）に適用されることを理解されたい。例えば、３次元という文脈では、曲面には、２〜３の例を挙げると球面、ガウス面又は放物面が含まれる。さらに、曲面は、曲面の組合せすなわち複合曲面からなっていてもよい。さらに別の実施形態において、ファイバ輪郭は、ｘ及びｙの偶数の多項式関数で記述されてもよい。ここで、輪郭は、フェルールの中心の周りに対称である。角度の許容差が対称でない場合、又は設計によりガイドピン軸に対して直交しない端面（単一モードフェルールの８°端面）を有するフェルールの場合、非対称端面輪郭を有するのが有利かもしれない。これは、（ファイバ輪郭が傾斜した端面に対して計測された）偶数及び奇数の項を有する多項式として表現される所望のファイバ輪郭となる。別の実施形態において、位置決め面は、内側ファイバ及び外側ファイバ間に最大変動が生じた状態で、ファイバ端面の共平面性が100ｎｍより大きくなるように、ファイバ端面の輪郭を描くよう構成される。

位置決め面の形状は用途に依存する。例えば、図２に示される実施形態において、位置決め面は平坦である。このような構成は、共通平面に沿ってファイバ端面を整列させるので、ファイバ端面の良好な共平面性が構築される。或いは、いくつかの用途では、フェルール端面からのファイバの突出に輪郭を与えるために、非平坦位置決め面を用いることが望ましい。例えば、用途によっては、内部のファイバよりもフェルールの外側ファイバがさらに突出することが好ましい。（例えば、本願と同時に出願された「突出したファイバを有するフェルール」という名称を有する米国特許出願を見よ。）このような構成は、フェルールの周辺に向かったファイバの物理的接触を改良する。代表的な研磨工程は外側ファイバ用にはより短いファイバ突出を生成する傾向があるので、ファイバとの物理的接触が伝統的に維持することがより困難であるからである。従って、一実施形態において、位置決め面は凸面である。工具がフェルールと相互係合する際に凸面の頂上がフェルール端面の中心に配置されるように、整列構造は凸面に対して離間している。さらに別の実施形態において、非平面を有する嵌合相手構造と嵌合するためにファイバを突出させることが望ましい。例えば、一実施形態において、ファイバは、非平坦面に沿って配列されたファイバのアレーの端面に光を結像させるレンズと光結合する。このような実施形態では、位置決め面は、嵌合相手構造の非平坦面に合致するようにその輪郭が描かれるであろう。

図４の（ａ）〜（ｄ）を参照すると、異なるファイバ突出輪郭と、それらを製作するための工具上の対応する非平坦位置決め面の例が示される。（これらの図におけるファイバ突出量は縮尺通りではなく、本発明を説明するために誇張されていることを理解されたい。）図４（ａ）において、湾曲したファイバ突出輪郭４０１が、対応する湾曲した位置決め面４０２と共に図示される。この輪郭で画定される曲線は円弧曲線であるが、上述したように、曲線は、非円弧曲線（図４（ｄ）参照）又は複合曲線を含む任意の湾曲形状であってもよい。図４（ｂ）において、Ｖ形状のファイバ突出輪郭４０３が、対応するＶ形状の位置決め面４０４と共に図示される。図４（ｃ）において、段付きファイバ突出輪郭４０５が、対応する段付き位置決め面４０６と共に図示される。図４（ｄ）において、別の湾曲したファイバ突出輪郭、この場合はガウス形（逆釣鐘曲線）ファイバ突出輪郭４０７が、対応するガウス形位置決め面４０８と共に図示される。本発明の開示を踏まえると、当業者にはさらに他の突出輪郭及び対応する位置決め面が明白であろう。

１列のファイバに関して上述した輪郭は、３列以上のファイバを有する実施形態における種々の異なる３次元ファイバ輪郭を形成するために組み合わせられ、混合され、合致させることができることを理解されたい。換言すると、１列（Ｘ軸）に沿った各輪郭は、複数列を横切る方向（Ｙ軸）にも適用される。例えば、図５の（ａ）〜（ｇ）を参照すると、異なる３次元ファイバ輪郭を製作するために様々な位置決め面が開示されている。図５（ａ）は、図４（ａ）の曲線輪郭をＸ軸及びＹ軸に適用することにより形成された楕円体面である。図５（ｂ）は、図４（ｂ）のＶ形状輪郭をＸ軸及びＹ軸に適用することにより形成された交差突条面である。図５（ｃ）は、図４（ｃ）の段付き輪郭をＸ軸及びＹ軸に適用することにより形成された方形段付きピラミッド形面である。図５（ｄ）は、図４（ａ）の曲線輪郭をＹ軸のみに沿って適用することにより形成された筒状面である。図５（ｅ）は、図４（ｂ）の輪郭を（Ｘ軸及びＹ軸に直交する）Ｚ軸の回りで回転し、次にＸ軸に沿って延ばすことにより形成された長円錐形面である。図５（ｆ）は、図４（ｃ）の輪郭をＺ軸の回りで回転し、次にＸ軸に沿って延ばすことにより形成された、段付き同心円柱の細長の組の面、より一般的には長ウエディングケーキ形面である。図５（ｇ）は、図４（ａ）の輪郭をＸ軸に沿って、図４（ｂ）の輪郭をＹ軸に沿って適用することにより形成された丸い突条の面、すなわちフットボール形面である。上述したこれらの例は本発明を説明することを意図したものであり、本発明の開示を踏まえると、当業者には他の形状も明白であろう。

位置決め面がフェルールに対して適切な方向を向くことを確保するために、工具１５０は、位置決め面１５２から所定角度の少なくとも１個の第２整列部材１５１を具備する。この第２整列部材は、フェルールの第１整列部材と協働するよう構成される。上述したように、整列部材は任意の公知の整列手段であってもよい。図２に示される実施形態において、第２整列部材１５１は、フェルール１０２の整列穴１０４ａ内に受容されるよう構成された整列ピン１５１ａである。工具１５０には整列ピンが配置されるのではなく、整列ピンがフェルールに配置され、整列穴が工具に画定されるように第１及び第２の整列部材が逆の構成であるのも本発明の範囲内であることを理解されたい。当業界で公知であるように、整列ピン及び整列穴の構成を有する協働する部品は、双方の部品の整列穴を最初に定め、次に部品の一方の整列穴に整列ピンを配置することによりなされるのが代表的である。

工具１５０は切断されたファイバ端面を付勢すると共にフェルール内でファイバ端面を押し戻すための位置決め面１５２を具備するので、適当な強靭性及び磨耗に対する抵抗性を有する材料からなる。適当な材料には、例えばステンレス鋼、工具鋼、ＳＴＡＶＡＸ（登録商標）及びサファイアが含まれる。さらに、表面は、耐久性を改善するために処理又はコーティングされてもよい。

図２に示される実施形態において、第１及び第２の整列部材は、フェルール内のファイバと位置決め面との間の精確な関係を構築するよう相互係合する。この関係は用途によって変わる。例えば、一実施形態において、第１整列部材は、ＭＴフェルールの場合にあるようにフェルール端面に直交し且つファイバと平行である。同様に、第２整列部材は、第１及び第２整列部材が相互係合する際に位置決め面がフェルール端面と平行且つファイバに垂直に整列するように、位置決め面に直交する。或いは、第１及び第２の整列部材の一方又は双方は、第１及び第２の整列部材が相互係合する際に位置決め面がフェルール端面に対して傾斜するように、フェルール端面及び位置決め面のそれぞれに対して傾斜して傾斜してもよい。

図２に示される工具１５０の実施形態は、１個の整列部材１５１のみを有する。このような実施形態はいくつかの利益を有する。例えば、このような固定具を使用する際に、フェルールは、多くの異なる位置で位置決め面に当接して配置される。これにより、単一の整列ピンの周りの円内のいずれかにフェルールを配置することが可能になり、工具の寿命が延びる。さらに、１個の整列部材のみを有することにより、位置決め面を機械加工する（後述）のと同じ作業、工程で旋盤を用いてピン及びピン穴を機械加工することができる。

図３を参照すると、別の実施形態で工具３０１は２個の第２整列部材３０２を有する。１対の整列部材を用いることはいくつかの利益を提供する。第一に、フェルール端面１０３に対して所定の方向に後部３０１をロックする。換言すると、フェルールは、図２の工具のように単一の整列部材上で回転することができない。工具及びフェルールの方向を維持することは、特に位置決め面３５２が平坦ではなく所定の輪郭、この場合には凸曲面を有する場合に重要である。（この場合の輪郭すなわち曲面は、肉眼では認識できないほど微小であることに留意されたい。）本実施形態において、凸曲面の頂上３５３は、アレーの中央のファイバ３５６の突出量がフェルール１０２の周辺側の外側のファイバ３５５の突出量より短くなるように、中央のファイバ３５６近傍に位置する。１対の整列構造を有することは、工具がフェルールと相互係合する際のこの位置決めを確保する。さらに、追加の整列構造は、ファイバに対する位置決め面の整列の正確性を増大させる傾向がある。多くの標準的フェルールは２個の整列穴を既に有しているので、工具によって整列点の数が増加することは、フェルールのコストに悪影響を与えない。

工具１５０は、成形加工又は機械加工で製作できる。一実施形態において、位置決め面は旋盤で形成される。旋盤のチャックから工具を外す前に、ピンを受容する整列穴１５４を形成してもよい。このような手順により、整列穴（延いては整列ピン）が位置決め面１５２に直交することを確保する。

一実施形態において、工具１５０はまた、位置決め面１５２がフェルール端面に向かって押し戻される程度を制御するよう構成される。例えば、位置決め面がファイバ端面から所望の距離に位置する際に停止部（図示せず）がフェルール端面に接触するように、フェルール端面に向かって突出する停止部を位置決め面１５２に形成すると利点がある。或いは、ワッシャ又は同様のデバイスを、フェルール端面から所望の距離に位置決め面１５２を配置させるスペーサとして作用するよう整列ピン１５１ａの周囲に配置してもよい。フェルール端面に対して位置決め面を精確に配置させるための他の停止部及びスペーサも、本開示を踏まえると当業者には明らかであろう。

図１（ｄ）に示されるように、ファイバが所望の位置ｄ_fまで一旦押し戻されると、フェルールに対するファイバの相対位置が保持されるようにファイバは取り付けられる。ファイバを取り付ける方法は周知であり、例えばフェルール経路に接着剤を塗布することが挙げられる。ファイバを所定位置に固定する他の技法には、例えばフェルールに対して固定関係にある物体にファイバを固定すること（例えば、このような固定機構すなわちスプライス部材を開示する米国特許第６２０００４０号明細書を見よ）が含まれる。一実施形態において、ファイバが押し戻される前に、光硬化型接着剤が窓１１０に注入される。次に、ファイバが所望の位置ｄ_fに押し戻された後、接着剤は、所定波長（例えば紫外線）を用いて硬化される。この手順は、図１（ｃ）の整列工程の間にファイバが移動するため、ファイバの所定長さを濡らす利点を有する。

本発明のフェルール組立体は、ファイバ端面及びフェルール端面が従来技術のように同時に研磨されないので、ファイバの突出を容易にするのに比類なく適する。フェルール及びファイバの組立体を研磨することは、ファイバを突出させるためにフェルール及びファイバの異なる摩耗を必要とする。しかし、このような異なる摩耗は制御が困難であり、さらにフェルール全体でファイバの突出量を変えることが容易でない。他方、本発明のやり方は、フェルール端面とは無関係に（実際、好適にはフェルールは研磨さえもされない）ファイバ端面を処理する。このため、フェルール端面に対するファイバ端面の位置及び形状は、完全に設定可能である。例えば、一実施形態において、ファイバは、非平坦面に沿って配列されたファイバのアレーの端面に光を結像させるレンズと光結合する。

フェルール組立体は、一旦処理されると、光パッケージに組み込まれる。本明細書で使用されるように、「光パッケージ」の用語は、ファイバ終端フェルール組立体を具備する組立体を広く指し、例えばフェルール収容コネクタ（例えば、ライトレイＭＰＸコネクタ、ＭＴ−ＲＪコネクタ及びＭＰＯコネクタ等の多ファイバコネクタ、又はフェルール収容コネクタ（例えば、挿入・分岐フィルタ、アレー導波路回折格子（ＡＷＧ）、スプリッタ・カプラ及び減衰器等の受動デバイス、オペアンプ、送信器、受信器及びトランシーバ等の能動デバイス））が含まれる。周知であるように、光パッケージ内のフェルール組立体は、コネクタ又はデバイスが嵌合する嵌合相手部品の光路とファイバのコアが軸方向に整列するように、ファイバ端部を保持する。このように、ファイバからの光は他の部品に光結合される。本明細書で使用される「光路」の用語は、光信号を伝達するいかなる媒体をも指し、例えば、ファイバ又は導波路、基板内のシリカ又はポリマ構造、若しくはシリカ又はポリマの光部品が含まれる。「嵌合相手部品」の用語は、光路を含み又は具備する光パッケージを指し、例えば、上述した光コネクタ及び光デバイスが含まれる。嵌合相手部品は、ファイバを嵌合相手光路と光結合するためにフェルールの端面を受容するよう構成された嵌合面を具備するのが代表的である。このような嵌合面は当業界で周知である。

本発明のフェルール組立体を具備する光パッケージは、従来のフェルール収容パッケージを凌駕する多数の利点を有する。第一に、上述したように、本発明のフェルール組立体は研磨の必要性が無い。この結果、組立工程を著しく簡略化し、コストが著しく低下する。しかし、この利点の他に、本発明の光パッケージは、従来のコネクタ及びパッケージを凌駕する、性能に関連する利点も有する。おそらく、最も重要な性能の利点は、フェルール端面からのファイバ突出量の設定可能性から生ずる。突出量は、未研磨フェルールの使用を可能にするのみならず、未研磨フェルールとの嵌合をも容易にする。このため、本発明のフェルール組立体は研磨フェルールの必要性自体を排除し、これにより、様々な光パッケージのコストが低減される。さらに、ファイバの突出は、研磨された又は未研磨のフェルールのアンダカットを補償するのに活用することもできる。

１０１ ファイバ
１０２ フェルール
１０３ フェルール端面
１０４ 第１整列部材
１０６ 切断されたフェルール端面
１５０ 工具
１５１ 第２整列部材
１５２ 位置決め面

Claims (11)

1. ファイバ（１０１）の一部分がフェルール端面（１０３）を超えて前方へ延びるように、前記フェルール端面及び少なくとも１個の第１整列部材（１０４）を有するフェルール（１０２）内に３本以上の前記ファイバを配置する（ａ）工程と、
   前記（ａ）工程の後、前記ファイバの前記一部分を切断し、これにより切断されたファイバ端面（１０６）を形成する（ｂ）工程と、
   前記（ｂ）工程の後、工具（１５０）の位置決め面（１５２）が前記フェルールと整列するように前記工具の第２整列部材（１５１）を前記第１整列部材に相互係合させ、前記位置決め面が、前記切断されたファイバ端面に当接して、前記フェルールの内側の前記ファイバよりも前記フェルールの外側の前記ファイバが突出するように前記切断されたファイバ端面を位置決めする（ｃ）工程と、
   前記フェルールに対して前記ファイバを取り付ける（ｄ）工程と
   を具備することを特徴とする終端ファイバの処理方法。
2. 前記切断されたファイバ端面を位置決めする工程は、前記位置決め面の後方への移動を具備し、これにより、全ての前記切断されたファイバ端面が前記位置決め面に当接し且つ前記位置決め面が前記フェルール端面から所定距離に位置するまで、前記ファイバが押し戻されることを特徴とする請求項１記載の終端ファイバの処理方法。
3. 前記所定距離は約１〜3.5μｍであることを特徴とする請求項２記載の終端ファイバの処理方法。
4. 前記切断されたファイバ端面を形成する工程はレーザ切断工程であることを特徴とする請求項１記載の終端ファイバの処理方法。
5. 前記第１整列部材及び前記第２整列部材の一方は整列ピンであり、他方は前記整列ピンを受容する整列穴であることを特徴とする請求項１記載の終端ファイバの処理方法。
6. 前記第１整列部材は整列穴であり、前記第２整列部材は整列ピンであることを特徴とする請求項５記載の終端ファイバの処理方法。
7. 前記フェルールはＭＴ型フェルールであることを特徴とする請求項１記載の終端ファイバの処理方法。
8. 前記フェルールは多ファイバフェルールであることを特徴とする請求項１記載の終端ファイバの処理方法。
9. 前記（ｃ）工程において、２個の第２整列部材が２個の第１整列部材に相互係合することを特徴とする請求項１記載の終端ファイバの処理方法。
10. 前記位置決め面は非平坦であり、曲面、Ｖ形状、段付き、楕円体面、交差した突条、方形段付きピラミッド形、筒状、円錐状、細長段付き同心円柱、及び湾曲突条のうち少なくとも一つであることを特徴とする請求項１記載の終端ファイバの処理方法。
11. 前記フェルール端面は研磨されていないことを特徴とする請求項１記載の終端ファイバの処理方法。

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