JP5969871B2 - 光ファイバの接続方法 - Google Patents

Description

本発明は、クラッド重心に配置されたコアを有する通常のシングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）だけでなく、クラッド重心以外に配置されたコアを有する光ファイバに対しても適用可能な光ファイバの接続技術に関する。

クラッド重心以外に配置されたコアを有する光ファイバ同士を接続する場合、対向する光ファイバのコアを調心するためには、各光ファイバの中心軸（直交座標軸）を一致させるだけでなく、その軸周りの回転も抑制する必要がある（非特許文献１参照）。例えば、偏波保持光ファイバでは、対向する光ファイバの複屈折軸を整合させる必要があり、非特許文献２では、偏波保持光ファイバ用の光コネクタの構成法が開示されている。即ち、非特許文献２では、プラグハウジングとフェルールとの間に結合部品を設け、プラグハウジングとフェルールとの間の１軸方向の自由度と、結合部品とフェルールとの間の１軸方向の自由度を直交させるオルダム・カップリングの原理を用いて、１対のプラグに対し、軸回転を４度以下に抑制することを可能としている。

しかし、クラッド重心以外に配置されたコアを有する光ファイバの接続損失を十分低減するためには、軸周りの回転をより高精度に制御する必要が生じる。例えば、非特許文献３および４に開示された光ファイバでは、クラッドの重心から35〜50μｍ離れたクラッド領域にコアが配置されている。クラッド重心からコアまでの距離が50μｍである時、光ファイバがその中心軸周りに回転してしまうことがある最大の角度（以下、「軸回転較差」と呼ぶ。）を４度、モードフィールド径（ＭＦＤ）を10.5μｍ、コア中心位置の誤差を１μｍと仮定すると、２ｄＢ程度の接続損失が生じてしまう。接続損失を0.4ｄＢ以下に低減するためには、軸回転較差を0.67度以下にしなければならない。さらに、クラッド重心からコアまでの距離が100μｍの光ファイバにおいて接続損失を0.4ｄＢ以下に低減するためには、軸回転較差を0.35度以下にしなければならない。

本発明はこのような背景を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、クラッド重心以外に配置されたコアを有する光ファイバを低損失に接続可能な光ファイバの接続技術を提供することにある。

本発明では前記目的を達成するため、光接続用のフェルールと平行に調心用のフェルールもしくはスリーブを設け、または光接続用のフェルールの断面形状を非円形に形成し、または光接続用のフェルールの端面にガイドピンもしくはピン穴を設けてプラグおよびアダプタ間における被接続光ファイバの軸周りの回転を抑制する機構とすることで、光接続用のフェルールの軸を中心とした軸回転較差を制御することを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、プラグおよびアダプタ間における被接続光ファイバの軸周りの回転を抑制する機構を設けることで、コアがクラッドの重心にある通常のシングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）だけでなく、コアがクラッド重心以外に配置された光ファイバに対しても良好な接続特性を得ることができるといった効果を奏する。

軸回転較差のモデルを示す模式図である。 各θ_cおよびδに対するｒとθの関係を示すグラフである。 本発明の光コネクタの実施例１を示す構成図である。 実施例１におけるスリーブとフェルールの連結状態を示す模式図である。 実施例１における軸回転較差を示す模式図である。 実施例１におけるｒとθの関係を示すグラフである。 本発明の光コネクタの実施例２を示す構成図である。 実施例２におけるスリーブとフェルールの連結状態を示す模式図である。 実施例２における軸回転較差を示す模式図である。 実施例２におけるｒとθの関係を示すグラフである。 本発明の光コネクタの実施例３を示す構成図である。 実施例３におけるスリーブとフェルールの形態例を示す断面図である。 実施例３におけるスリーブとフェルールの形態例を示す断面図である。 実施例３における軸回転較差を示す模式図である。 実施例３におけるｒとθの関係を示すグラフである。 本発明の光コネクタの実施例４を示す構成図である。 実施例４におけるスリーブの形態例を示す断面図である。 実施例４における軸回転較差を示す模式図である。 実施例４におけるｒとθの関係を示すグラフである。 本発明の光コネクタの実施例５を示す構成図である。 実施例５におけるスリーブとフェルールの形態例を示す断面図である。 実施例５における軸回転較差を示す模式図である。 実施例５におけるｒとθの関係を示すグラフである。 本発明の光コネクタの実施例６を示す構成図である。 実施例６における軸回転較差を示す模式図である。 実施例６におけるｒとθの関係を示すグラフである。 本発明の光コネクタの実施例７を示す構成図である。 実施例７における軸回転較差を示す模式図である。 実施例７におけるｒとθの関係を示すグラフである。 本発明の光コネクタの実施例８を示す構成図である。 実施例８における軸回転較差を示す模式図である。 実施例８におけるｒとθの関係を示すグラフである。 ファイバが軸回転することによるコア間の距離を表すモデルを示す模式図である。 ＭＦＤ＝10.5μｍ，ｒ_c＝40μｍ，ｄ＝0.5μｍ，２θ＝２°におけるθ_fと軸ずれ損失の関係を示すグラフである。 ＭＦＤ＝10.5μｍ，ｄ＝0.5μｍ，２θ＝２°，θ_f＝θ_fmax°におけるｒ_cと軸ずれ損失の関係を示すグラフである。 θ_f＝θ_fmax°におけるＭＦＤとｒ_cmaxの関係を示すグラフである。 実施例１におけるＭＦＤとｒ_cmaxの関係を示すグラフである。 実施例２におけるＭＦＤとｒ_cmaxの関係を示すグラフである。 実施例３におけるＭＦＤとｒ_cmaxの関係を示すグラフである。 実施例４におけるＭＦＤとｒ_cmaxの関係を示すグラフである。 実施例５におけるＭＦＤとｒ_cmaxの関係を示すグラフである。 実施例６におけるＭＦＤとｒ_cmaxの関係を示すグラフである。 実施例７におけるＭＦＤとｒ_cmaxの関係を示すグラフである。 実施例８におけるＭＦＤとｒ_cmaxの関係を示すグラフである。

＜第１の実施の形態＞
第１の実施の形態では、軸回転較差の高精度な制御を可能とする、本発明の光コネクタの構造条件について図面を用いて詳細に説明する。

図１は軸回転較差のモデルを示すもので、Ｏを原点とする極座標において（ｒcosθ_c，ｒsinθ_c）の位置にある回転対象１が、当該回転対象１に対する規制対象２との間にクリアランスδを有する時、軸回転較差θは、

で表される。ここで、ｒは原点Ｏと回転対象１との間の距離、θ_cは回転対象１の極座標に対する初期角度である。

許容する軸回転較差θの最大値θmaxに対して、θmax≧θとなるよう、ｒ、θ_c、δを設計することで軸回転較差θを制御することができる。

図２にθ_cおよびδをパラメータとした時のｒとθの関係を示す。図２の実線、一点鎖線、二点鎖線はそれぞれ、θ_c＝40度で、δ＝0.2，0.05，0.001ｍｍの時の結果を示す。また、破線はθ_c＝10度で、δ＝0.2ｍｍの時の結果を示す。図２よりｒを長く、δを小さく、θ_cを小さくすることで、軸回転較差θを小さく出来ることが分かる。

以下では、軸回転較差θの高精度な制御を可能とする光コネクタの構造について、実施例ごとに図面を用いて説明する。

［実施例１］
図３は本発明の光コネクタの実施例１を示すもので、図中、１０はプラグ、２０はアダプタである。

プラグ１０は、フェルール１１と、弾性スリーブ１２と、プラグハウジング１３と、プラグ本体１４とを少なくとも具備している。

ここで、フェルール１１は、被接続光ファイバＦをその中心軸を一致させて内蔵している。弾性スリーブ１２は、結合部１５を介してフェルール１１と平行に連結されている。

プラグハウジング１３は、フェルール１１を固定する汎用的なフランジ１３ａおよび当該フランジ１３ａを介してフェルール１１を軸方向に押圧する汎用的なバネ部１３ｂを少なくとも含み、これらによってフェルール１１を軸方向に摺動自在に保持する機能を備えている。プラグ本体１４は、フェルール１１の先端側および弾性スリーブ１２を外部に露出させた状態でプラグハウジング１２を収容している。

また、アダプタ２０は、弾性スリーブ２１と、フェルール２２と、アダプタ本体２３とを少なくとも具備している。

ここで、弾性スリーブ２１は、プラグ１０のフェルール１１をその内部に嵌合可能となっており、フェルール２２は、プラグ１０の弾性スリーブ１３内に嵌合可能となっており、これらは結合部２４を介して互いに平行に連結されている。アダプタ本体２３は、弾性スリーブ２１およびフェルール２２を結合部２４とともに収容している。

なお、図３では被接続光ファイバＦの一端に取り付けられたプラグ１０を１個のみ示しているが、実際には別の被接続光ファイバの一端に取り付けられた同様なプラグ１０があるものとする。

従って、一対のプラグ１０をアダプタ２０を介して接続する場合、図４に示すように、プラグ１０側のフェルール１１をアダプタ２０側の弾性スリーブ２１内に嵌合するとともに、アダプタ２０側のフェルール２２をプラグ１０側の弾性スリーブ１２内に嵌合することにより、プラグ１０側のフェルール１１の軸を中心とした軸回転の抑制が可能となる。この時、図１に示したｒ、θ_cおよびδの関係は、図５のように記述することができる。

図６は図５に示した、本願の実施例１におけるｒと軸回転較差θの関係について示したものである。ここで、δおよびθ_cは、現在、汎用的に用いられているＳＣコネクタのフェルールとスリーブ構造を勘案し、一例として、それぞれ１μｍおよび20°とした。図６から、ｒを0.19ｍｍ以上とすることにより２θを0.67度以下に低減できることが分かる。また、ｒが0.35ｍｍ以上の場合、２θは0.35°以下となり、軸回転較差を飛躍的に低減できることが分かる。

［実施例２］
図７は本発明の光コネクタの実施例２を示すもので、図中、３０はプラグ、４０はアダプタである。

プラグ３０は、フェルール３１と、回転調心用フェルール３２と、プラグハウジング３３と、プラグ本体３４とを少なくとも具備している。

ここで、フェルール３１は、被接続光ファイバＦをその中心軸を一致させて内蔵している。回転調心用フェルール３２は、結合部３５を介してフェルール３１と平行に連結されている。

プラグハウジング３３は、フェルール３１を固定する汎用的なフランジ３３ａおよび当該フランジ３３ａを介してフェルール３１を軸方向に押圧する汎用的なバネ部３３ｂを少なくとも含み、これらによってフェルール３１を軸方向に摺動自在に保持する機能を備えている。プラグ本体３４は、フェルール３１の先端側および回転調心用フェルール３２を外部に露出させた状態でプラグハウジング３２を収容している。

また、アダプタ４０は、弾性スリーブ４１と、回転調心用弾性スリーブ４２と、アダプタ本体４３とを少なくとも具備している。

ここで、弾性スリーブ４１は、プラグ３０のフェルール３１をその内部に嵌合可能となっており、回転調心用弾性スリーブ４２は、プラグ３０の回転調心用フェルール３２をその内部に嵌合可能となっており、これらは結合部４４を介して互いに平行に連結されている。アダプタ本体４３は、弾性スリーブ４１および回転調心用弾性スリーブ４２を結合部４４とともに収容している。

なお、図７では被接続光ファイバＦの一端に取り付けられたプラグ３０を１個のみ示しているが、実際には別の被接続光ファイバの一端に取り付けられた同様なプラグ３０があるものとする。

従って、一対のプラグ３０をアダプタ４０を介して接続する場合、図８に示すように、
プラグ３０側のフェルール３１をアダプタ４０側の弾性スリーブ４１内に嵌合するとともに、アダプタ４０側の回転調心用弾性スリーブ４２内にプラグ３０側の回転調心用フェルール３２を嵌合することにより、プラグ３０側のフェルール３１の軸を中心とした軸回転の抑制が可能となる。この時、図１に示したｒ、θ_cおよびδの関係は、図９のように記述することができる。

図１０は図９に示した、本願の実施例２におけるｒと軸回転較差θの関係について示したものである。ここで、δおよびθ_cは、現在、汎用的に用いられているＳＣコネクタのフェルールとスリーブ構造を勘案し、一例として、それぞれ１μｍおよび20°とした。図１０から、ｒを0.19ｍｍ以上とすることにより２θを0.67度以下に低減できることが分かる。また、ｒが0.35ｍｍ以上の場合、２θは0.35°以下となり、軸回転較差を飛躍的に低減できることが分かる。

［実施例３］
図１１は本発明の光コネクタの実施例３を示すもので、図中、５０はプラグ、６０はアダプタである。

プラグ５０は、フェルール５１と、プラグハウジング５２と、プラグ本体５３とを少なくとも具備している。

ここで、フェルール５１は、被接続光ファイバＦをその中心軸を一致させて内蔵している。また、フェルール５１の断面形状は完全な円形でなく、円の一部に少なくとも１つの直線を含む形状を備えている。

プラグハウジング５２は、フェルール５１を固定する汎用的なフランジ５２ａおよび当該フランジ５２ａを介してフェルール５１を軸方向に押圧する汎用的なバネ部５２ｂを少なくとも含み、これらによってフェルール５１を軸方向に摺動自在に保持する機能を備えている。プラグ本体５３は、フェルール５１の先端側を外部に露出させた状態でプラグハウジング５２を収容している。

また、アダプタ６０は、弾性スリーブ６１と、アダプタ本体６２とを少なくとも具備している。

ここで、弾性スリーブ６１は、内部の断面形状がプラグ５０のフェルール５１と相似の形状を備え、プラグ５０のフェルール５１をその内部に嵌合可能となっている。アダプタ本体６２は、弾性スリーブ６１を収容している。

なお、図１１では被接続光ファイバＦの一端に取り付けられたプラグ５０を１個のみ示しているが、実際には別の被接続光ファイバの一端に取り付けられた同様なプラグ５０があるものとする。

従って、一対のプラグ５０をアダプタ６０を介して接続する場合、プラグ５０側のフェルール５１をアダプタ６０側の弾性スリーブ６１内に嵌合することにより、プラグ５０のフェルール５１の軸を中心とした軸回転の抑制が可能となる。

図１２Ａ、図１２Ｂの（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）はフェルール５１と弾性スリーブ６１の断面形状の形態例であり、非円形で直線が少なくとも１つあれば、どのような形でも構わない。図１２Ａ（ａ）の断面形状における、図１に示したｒ、θ_cおよびδの関係は、図１３のように記述することができる。

図１４は図１３に示した、本願の実施例３におけるｒと軸回転較差θの関係について示したものである。ここで、δおよびθ_cは、現在、汎用的に用いられているＳＣコネクタのフェルールとスリーブ構造を勘案し、一例として、それぞれ１μｍおよび40°とした。図１４から、ｒを0.23ｍｍ以上とすることにより２θを0.67度以下に低減できることが分かる。また、ｒが0.43ｍｍ以上の場合、２θは0.35°以下となり、軸回転較差を飛躍的に低減できることが分かる。

［実施例４］
図１５は本発明の光コネクタの実施例４を示すもので、図中、７０はプラグ、８０はアダプタである。

プラグ７０は、フェルール７１と、プラグハウジング７２と、プラグ本体７３とを少なくとも具備している。

ここで、フェルール７１は、被接続光ファイバＦをその中心軸を一致させて内蔵している。また、フェルール７１の断面形状は完全な円形でなく、円の一部に１つの直線を含む形状を備えている。

プラグハウジング７２は、フェルール７１を固定する汎用的なフランジ７２ａおよび当該フランジ７２ａを介してフェルール７１を軸方向に押圧する汎用的なバネ部７２ｂを少なくとも含み、これらによってフェルール７１を軸方向に摺動自在に保持する機能を備えている。プラグ本体７３は、フェルール７１の先端側を外部に露出させた状態でプラグハウジング７２を収容している。

また、アダプタ８０は、弾性スリーブ８１と、アダプタ本体８２とを少なくとも具備している。

ここで、弾性スリーブ８１は、内部がＶ状と１つの直線で形成された断面形状を備え、プラグ７０のフェルール７１をその内部に嵌合可能となっている。アダプタ本体８２は、弾性スリーブ８１を収容している。

なお、図１５では被接続光ファイバＦの一端に取り付けられたプラグ７０を１個のみ示しているが、実際には別の被接続光ファイバの一端に取り付けられた同様なプラグ７０があるものとする。

従って、一対のプラグ７０をアダプタ８０を介して接続する場合、プラグ７０側のフェルール７１をアダプタ８０側の弾性スリーブ８１内に嵌合することにより、プラグ７０のフェルール７１の軸を中心とした軸回転の抑制が可能となる。

図１６（ａ）、（ｂ）はフェルール７１と弾性スリーブ８１の断面形状の形態例であり、Ｖ溝と直線が一体成型されていても、分離されていて板バネなどで把持したものでも良い。図１６（ｂ）の断面形状における、図１に示したｒ、θ_cおよびδの関係は、図１７のように記述することができる。

図１８は図１７に示した、本願の実施例４におけるｒと軸回転較差θの関係について示したものである。ここで、δおよびθ_cは、現在、汎用的に用いられているＳＣコネクタのフェルールとスリーブ構造を勘案し、一例として、それぞれ１μｍおよび40°とした。図１８から、ｒを0.23ｍｍ以上とすることにより２θを0.67度以下に低減できることが分かる。また、ｒが0.43ｍｍ以上の場合、２θは0.35°以下となり、軸回転較差を飛躍的に低減できることが分かる。

［実施例５］
図１９は本発明の光コネクタの実施例５を示すもので、図中、９０はプラグ、１００はアダプタである。

プラグ９０は、フェルール９１と、プラグハウジング９２と、プラグ本体９３とを少なくとも具備している。

ここで、フェルール９１は、被接続光ファイバＦをその中心軸を一致させて内蔵している。また、フェルール９１の断面形状は完全な円形でなく、円の一部に少なくとも１つの直線または曲線を含む形状を備えている。

プラグハウジング９２は、フェルール９１を固定する汎用的なフランジ９２ａおよび当該フランジ９２ａを介してフェルール９１を軸方向に押圧する汎用的なバネ部９２ｂを少なくとも含み、これらによってフェルール９１を軸方向に摺動自在に保持する機能を備えている。プラグ本体９３は、フェルール９１の先端側を外部に露出させた状態でプラグハウジング９２を収容している。

また、アダプタ１００は、弾性スリーブ１０１と、アダプタ本体１０２とを少なくとも具備している。

ここで、弾性スリーブ１０１は、内部が円形の一部に前記プラグのフェルールの断面形状における直線または曲線上の少なくとも２点と接する凸状もしくは凹状を有する断面形状を備え、プラグ９０のフェルール９１をその内部に嵌合可能となっている。アダプタ本体１０２は、弾性スリーブ１０１を収容している。

なお、図１９では被接続光ファイバＦの一端に取り付けられたプラグ９０を１個のみ示しているが、実際には別の被接続光ファイバの一端に取り付けられた同様なプラグ９０があるものとする。

従って、一対のプラグ９０をアダプタ１００を介して接続する場合、プラグ９０側のフェルール９１をアダプタ１００側の弾性スリーブ１０１内に嵌合することにより、プラグ９０のフェルール９１の軸を中心とした軸回転の抑制が可能となる。

図２０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はフェルール９１と弾性スリーブ１０１の断面形状の形態例であり、非円形で直線もしくは曲線が少なくとも１つあれば、どのような形でも構わない。図２０（ａ）の断面形状における、図１に示したｒ、θ_cおよびδの関係は、図２１のように記述することができる。

図２２は図２１に示した、本願の実施例５におけるｒと軸回転較差θの関係について示した図面である。ここで、δおよびθ_cは、現在汎用的に用いられているＳＣコネクタのフェルールとスリーブ構造を勘案し、一例として、それぞれ１μｍおよび20°とした。図２２から、ｒを0.19ｍｍ以上とすることにより２θを0.67度以下に低減できることが分かる。また、ｒが0.35ｍｍ以上の場合、２θは0.35°以下となり、軸回転較差を飛躍的に低減できることが分かる。

［実施例６］
図２３は本発明の光コネクタの実施例６を示すもので、図中、１１０Ａ，１１０Ｂはプラグ、１２０はアダプタである。

プラグ１１０Ａ，１１０Ｂはそれぞれ、フェルール１１１Ａ，１１１Ｂと、プラグハウジング１１２と、プラグ本体１１３とを少なくとも具備している。

ここで、フェルール１１１Ａ，１１１Ｂは、被接続光ファイバＦをその中心軸を一致させて内蔵している。また、フェルール１１１Ａはその先端面に１つのガイドピン１１４を備え、フェルール１１１Ｂはその先端面にガイドピン１１４を挿入可能な１つのピン穴１１５を備えている。

プラグハウジング１１２は、フェルール１１１Ａ，１１１Ｂを固定する汎用的なフランジ１１２ａおよび当該フランジ１１２ａを介してフェルール１１１Ａ，１１１Ｂを軸方向に押圧する汎用的なバネ部１１２ｂを少なくとも含み、これらによってフェルール１１１Ａ，１１１Ｂを軸方向に摺動自在に保持する機能を備えている。プラグ本体１１３は、フェルール１１１Ａ，１１１Ｂの先端側を外部に露出させた状態でプラグハウジング１１２を収容している。

また、アダプタ１２０は、弾性スリーブ１２１と、アダプタ本体１２２とを少なくとも具備している。

ここで、弾性スリーブ１２１は、プラグ１１０Ａ，１１０Ｂのフェルール１１１Ａ，１１１Ｂをその内部に嵌合可能となっている。アダプタ本体１２２は、弾性スリーブ１２１を収容している。

従って、プラグ１１０Ａ，１１０Ｂをアダプタ１２０を介して接続する場合、プラグ１１０Ａ，１１０Ｂ側のフェルール１１１Ａ，１１１Ｂをアダプタ１２０側の弾性スリーブ１２１内に嵌合し、さらにフェルール１１１Ａ，１１１Ｂのガイドピン１１４とピン穴１１５を嵌合することにより、プラグ１１０Ａ，１１０Ｂのフェルール１１１Ａ，１１１Ｂの軸を中心とした軸回転の抑制が可能となる。この時、図１に示したｒ、θ_cおよびδの関係は、図２４のように記述することができる。

図２５は図２４に示した、本願の実施例５におけるｒと軸回転較差θの関係について示したものである。ここで、δおよびθ_cは、現在、汎用的に用いられているＭＴコネクタのガイドピンとピン穴の構造を勘案し、一例として、それぞれ１μｍおよび40°とした。図２５から、ｒを0.23ｍｍ以上とすることにより２θを0.67度以下に低減できることが分かる。また、ｒが0.43ｍｍ以上の場合、２θは0.35°以下となり、軸回転較差を飛躍的に低減できることが分かる。

［実施例７］
図２６は本発明の光コネクタの実施例７を示すもので、図中、１３０Ａ，１３０Ｂはプラグ、１４０はアダプタである。

プラグ１３０Ａ，１３０Ｂはそれぞれ、フェルール１３１Ａ，１３１Ｂと、プラグハウジング１３２と、プラグ本体１３３とを少なくとも具備している。

ここで、フェルール１３１Ａ，１３１Ｂは、被接続光ファイバＦをその中心軸を一致させて内蔵している。また、フェルール１３１Ａはその先端面に少なくとも２つのガイドピン１３４を備え、フェルール１３１Ｂはその先端面にガイドピン１３４を挿入可能なガイドピン１３４と同数のピン穴１３５を備えている。

プラグハウジング１３２は、フェルール１３１Ａ，１３１Ｂを固定する汎用的なフランジ１３２ａおよび当該フランジ１３２ａを介してフェルール１３１Ａ，１３１Ｂを軸方向に押圧する汎用的なバネ部１３２ｂを少なくとも含み、これらによってフェルール１３１Ａ，１３１Ｂを軸方向に摺動自在に保持する機能を備えている。プラグ本体１３３は、フェルール１３１Ａ，１３１Ｂの先端側を外部に露出させた状態でプラグハウジング１３２を収容している。

また、アダプタ１４０は、プラグ１３０Ａ，１３０Ｂをそのプラグ本体１３３を介して把持する機能を具備したアダプタ本体１４１を少なくとも備えている。

従って、プラグ１３０Ａ，１３０Ｂをアダプタ１４０を介して接続する場合、プラグ１３０Ａ，１３０Ｂをアダプタ１４０に把持させ、さらにフェルール１３１Ａ，１３１Ｂのガイドピン１３４とピン穴１３５を嵌合することにより、プラグ１３０Ａ，１３０Ｂのフェルール１３１Ａ，１３１Ｂの軸を中心とした軸回転の抑制が可能となる。この時、図１に示したｒ、θ_cおよびδの関係は、図２７のように記述することができる。

図２８は図２７に示した、本願の実施例７におけるｒと軸回転較差θの関係について示したものである。ここで、δおよびθ_cは、現在、汎用的に用いられているＭＴコネクタのガイドピンとピン穴の構造を勘案し、一例として、それぞれ１μｍおよび40°とした。図２８から、ｒを0.23ｍｍ以上とすることにより２θを0.67度以下に低減できることが分かる。また、ｒが0.43ｍｍ以上の場合、２θは0.35°以下となり、軸回転較差を飛躍的に低減できることが分かる。

［実施例８］
図２９は本発明の光コネクタの実施例８を示すもので、図中、１５０はプラグ、１６０はアダプタである。

プラグ１５０は、フェルール１５１と、プラグハウジング１５２と、プラグ本体１５３とを少なくとも具備している。

ここで、フェルール１５１は、被接続光ファイバＦをその中心軸を一致させて内蔵している。

プラグハウジング１５２は、フェルール１５１を固定する汎用的なフランジ１５２ａおよび当該フランジ１５２ａを介してフェルール１５１を軸方向に押圧する汎用的なバネ部１５２ｂを少なくとも含み、これらによってフェルール１５１を軸方向に摺動自在に保持する機能を備えている。プラグ本体１５３は、フェルール１５１の先端側を外部に露出させた状態でプラグハウジング１５２を収容している。

また、アダプタ１６０は、弾性スリーブ１６１と、アダプタ本体１６２とを少なくとも具備している。

ここで、弾性スリーブ１６１は、プラグ１５０のフェルール１５１をその内部に嵌合可能となっている。アダプタ本体１６２は、弾性スリーブ１６１を収容している。

なお、図２９では被接続光ファイバＦの一端に取り付けられたプラグ１５０を１個のみ示しているが、実際には別の被接続光ファイバの一端に取り付けられた同様なプラグ１５０があるものとする。

従って、極座標において（ｒcosθ_c，ｒsinθ_c）の位置にあるプラグハウジング１５２とプラグ本体１５３との間のクリアランスδが

を満たすことにより、前記プラグ１５０のフェルール１５１の軸を中心とした軸回転の抑制が可能となる。この時、図１に示したｒ、θ_cおよびδの関係は、図３０のように記述することができる。

図３１は図３０に示した、本願の実施例８におけるｒと軸回転較差θの関係について示したものである。ここで、δおよびθ_cは、現在、汎用的に用いられているＳＣコネクタのプラグハウジングとプラグの構造を勘案し、一例として、それぞれ0.05ｍｍおよび40°とした。図３１から、ｒを11.2ｍｍ以上とすることにより２θを0.67度以下に低減できることが分かる。また、ｒが21.4ｍｍ以上の場合、２θは0.35°以下となり、軸回転較差を飛躍的に低減できることが分かる。

＜第２の実施の形態＞
本願の第２の実施の形態では、第１の実施の形態に示した各実施例の、クラッド重心以外の領域にコアを有する光ファイバへの適用性について図面を用いて詳細に説明する。

図３２に本検討におけるコアが中心以外にあるファイバを接続した際、ファイバが軸回転することによるコア間の距離を表すモデル図を示す。極座標において位置（ｒ_c，０）に第１のコアがあり、第１のコアを中心とする極座標において（ｄ，θ_f）の位置に接続する第２のコアがある。第２のコアが２θ°回転した際の第１のコア−第２のコア間の距離を軸ずれ量とし、軸ずれ損失を見積もる。

図３３にＭＦＤ＝10.5μｍ、ｒ_c＝40μｍ、ｄ＝0.5μｍ、２θ＝２°におけるθ_fと軸ずれ損失の関係を示す。図より損失は周期的に変化し、損失が最大となるθ_fmaxがあることが分かる。

図３４にＭＦＤ＝10.5μｍ、ｄ＝0.5μｍ、２θ＝２°、θ_f＝θ_fmax°におけるｒ_cと軸ずれ損失の関係を示す。図よりｒ_cが増加するにつれ、軸ずれ損失が増加していることが分かる。ここで許容損失を0.4ｄＢとした時、損失が0.4ｄＢとなるｒ_cをｒ_cmaxとする。

図３５にθ_f＝θ_fmax°におけるＭＦＤとｒ_cmaxの関係を示す。図の実線、破線、点線、１点鎖線はそれぞれ、ｄ＝１μｍにおいて、２θ＝４°，２°，１°，0.5°の結果を示す。図よりＭＦＤが増加するにつれ、ｒ_cmaxは増加することが分かる。さらに２θが小さい程、ｒ_cmaxは増加することが分かる。また、ｒ_cmaxは下記の近似式

で表され、ＭＦＤ，ｄ，２θに応じて、ｒ_c≦ｒ_cmaxとなるようにｒ_cを設定することで0.4ｄＢ以下の軸ずれ損失となる。

図３６に実施例１の光コネクタの軸回転を抑制する機構におけるＭＦＤとｒ_cmaxの関係を示す。実施例１のコネクタ構造で、δ＝１μｍ、θ_c＝20°、ｒ＝４ｍｍの場合、２θ＝0.03°となり、図３６の実線の結果となる。図３６より、ＭＦＤ≧8μｍの光ファイバに対して、ｒ_cは430μｍまでの光ファイバを接続損失0.4ｄＢ以下で接続できることが分かる。

図３７に実施例２の光コネクタの軸回転を抑制する機構におけるＭＦＤとｒ_cmaxの関係を示す。実施例２のコネクタ構造で、δ＝１μｍ、θ_c＝20°、ｒ＝４ｍｍの場合、２θ＝0.03°となり、図３７の実線の結果となる。図３７より、ＭＦＤ≧８μｍの光ファイバに対して、ｒ_cは430μｍまでの光ファイバを接続損失0.4ｄＢ以下で接続できることが分かる。

図３８に実施例３の光コネクタの軸回転を抑制する機構におけるＭＦＤとｒ_cmaxの関係を示す。実施例３のコネクタ構造で、δ＝１μｍ、θ_c＝40°、ｒ＝1.25ｍｍの場合、２θ＝0.12°となり、図３８の実線の結果となる。図３８より、ＭＦＤ≧８μｍの光ファイバに対して、ｒ_cは105μｍまでの光ファイバを接続損失0.4ｄＢ以下で接続できることが分かる。

図３９に実施例４の光コネクタの軸回転を抑制する機構におけるＭＦＤとｒ_cmaxの関係を示す。実施例４のコネクタ構造で、δ＝１μｍ、θ_c＝40°、ｒ＝1.25ｍｍの場合、２θ＝0.12°となり、図３９の実線の結果となる。図３９より、ＭＦＤ≧８μｍの光ファイバに対して、ｒ_cは105μｍまでの光ファイバを接続損失0.4ｄＢ以下で接続できることが分かる。

図４０に実施例５の光コネクタの軸回転を抑制する機構におけるＭＦＤとｒ_cmaxの関係を示す。実施例５のコネクタ構造で、δ＝１μｍ、θ_c＝20°、ｒ＝0.75ｍｍの場合、２θ＝0.16°となり、図４０の実線の結果となる。図４０より、ＭＦＤ≧８μｍの光ファイバに対して、ｒ_cは78μｍまでの光ファイバを接続損失0.4ｄＢ以下で接続できることが分かる。

図４１に実施例６の光コネクタの軸回転を抑制する機構におけるＭＦＤとｒ_cmaxの関係を示す。実施例６のコネクタ構造で、δ＝１μｍ、θ_c＝40°、ｒ＝0.5ｍｍの場合、２θ＝0.28°となり、図４１の実線の結果となる。図４１より、ＭＦＤ≧８μｍの光ファイバに対して、ｒ_cは44μｍまでの光ファイバを接続損失0.4ｄＢ以下で接続できることが分かる。

図４２に実施例７の光コネクタの軸回転を抑制する機構におけるＭＦＤとｒ_cmaxの関係を示す。実施例７のコネクタ構造で、δ＝１μｍ、θ_c＝40°、ｒ＝0.5ｍｍの場合、２θ＝0.28°となり、図４２の実線の結果となる。図４２より、ＭＦＤ≧８μｍの光ファイバに対して、ｒ_cは44μｍまでの光ファイバを接続損失0.4ｄＢ以下で接続できることが分かる。

図４３に実施例８の光コネクタの軸回転を抑制する機構におけるＭＦＤとｒ_cmaxの関係を示す。実施例８のコネクタ構造で、δ＝0.05μｍ、θ_c＝40°、ｒ＝15ｍｍの場合、２θ＝0.5°となり、図４３の実線の結果となる。図４３より、ＭＦＤ≧８μｍの光ファイバに対して、ｒ_cは25μｍまでの光ファイバを接続損失0.4ｄＢ以下で接続できることが分かる。

１０，３０，５０，７０，９０，１１０Ａ，１１０Ｂ，１３０Ａ，１３０Ｂ，１５０：プラグ、１１，３１，５１，７１，９１，１１１Ａ，１１１Ｂ，１３１Ａ，１３１Ｂ，１５１：フェルール、１２：弾性スリーブ、１３、３３，５２，７２，９２，１１２，１３２，１５２：プラグハウジング、１４，３４，５３，７３，９３，１１３，１３３，１５３：プラグ本体、１５，２４，３５，４４：結合部、２０，４０，６０，８０，１００，１２０，１４０，１６０：アダプタ、２１，４１，６１，８１，１０１，１２１，１６１：弾性スリーブ、２２：フェルール、２３，４３，６２，８２，１０２，１２２，１４１，１６２：アダプタ本体、３２：回転調心用フェルール、４２：回転調心用弾性スリーブ、１１４，１３４：ガイドピン、１１５，１３５：ピン穴。

長瀬 亮「マルチコアファイバのコネクタ接続の可能性」電子情報通信学会 第二種研究会資料ＥＸＡＴ２０１１−３、２０１１年発行 長瀬 亮、三田地 成幸「ＰＡＮＤＡファイバ用ＭＵ型光コネクタ」１９９６年電子情報通信学会エレクトロニクソサイエティ大会講演論文集Ｃ−１３２、１９９６年発行 田中 正俊、山本 哲也、木下 貴陽、楠 修一、谷口 浩一「マルチコアファイバのクロストーク低減に関する検討」電子情報通信学会技術研究報告、第１１１巻、第３８１号（OFT2011-58）、１５−１８頁、２０１２年１月１２日発行 今村 勝徳、武笠 和則、杉崎 隆一「大Aeff低損失トレンチ型マルチコアファイバ」電子情報通信学会技術研究報告、第１１１巻、第３８１号（OFT2011-59）、１９−２２頁、２０１２年１月１２日発行

Claims (2)

1. 一対の被接続光ファイバの一端にそれぞれ取り付けられる一対のプラグと、当該一対のプラグと組み合わされて前記一対の被接続光ファイバを突き合わせ接続するアダプタとからなる光コネクタを用いて光ファイバを接続する方法であって、
   前記被接続光ファイバの一方は、第１のコアがクラッドの中心から距離ｒ_cの位置に配置され、
   前記被接続光ファイバの他方は、前記一方の被接続光ファイバと前記光コネクタを用いて接続した時に前記第１のコアに接続される第２のコアが、前記第１のコアから距離ｄとなる位置に配置され、
   前記プラグの各々は、被接続光ファイバをその中心軸を一致させて内蔵するフェルールと、前記フェルールを軸方向に摺動自在に保持する機能を備えたプラグハウジングとを少なくとも具備し、前記フェルールは円形の一部に少なくとも１つの直線を含む断面形状を備え、
   前記アダプタは、内部の断面形状が前記プラグのフェルールと相似の形状を備え、前記プラグのフェルールをその内部に嵌合可能な弾性スリーブを少なくとも具備し、
   前記アダプタの弾性スリーブ内に前記プラグのフェルールを嵌合させた際に、前記フェルールの断面形状における直線部分と、前記弾性スリーブの断面形状における直線部分との間に略１μｍのクリアランスを有しつつ、かつ前記フェルールの中心から前記フェルールの断面形状における直線部分の端部までの距離を0.23ｍｍ以上としたことにより、前記プラグのフェルールの軸を中心とした軸回転較差θを制御する光コネクタを用い、
   前記被接続光ファイバは、前記距離ｒ_cが、モードフィールド径ＭＦＤ［μｍ］、前記距離ｄ［μｍ］、および前記軸回転較差θ［°］から下記数式によって求められるｒ_cmax［μｍ］以下である
   ことを特徴とする光ファイバの接続方法。
   

   
2. 一対の被接続光ファイバの一端にそれぞれ取り付けられる一対のプラグと、当該一対のプラグと組み合わされて前記一対の被接続光ファイバを突き合わせ接続するアダプタとからなる光コネクタを用いて光ファイバを接続する方法であって、
   前記被接続光ファイバの一方は、第１のコアがクラッドの中心から距離ｒ_cの位置に配置され、
   前記被接続光ファイバの他方は、前記一方の被接続光ファイバと前記光コネクタを用いて接続した時に前記第１のコアに接続される第２のコアが、前記第１のコアから距離ｄとなる位置に配置され、
   前記プラグの各々は、被接続光ファイバをその中心軸を一致させて内蔵するフェルールと、前記フェルールを軸方向に摺動自在に保持する機能を備えたプラグハウジングとを少なくとも具備し、前記フェルールは円形の一部に少なくとも１つの直線または曲線を含む断面形状を備え、
   前記アダプタは、内部が円形の一部に前記プラグのフェルールの断面形状における直線または曲線上の２点と接する凸状もしくは凹状を有する断面形状を備え、前記プラグのフェルールをその内部に嵌合可能な弾性スリーブを少なくとも具備し、
   前記アダプタの弾性スリーブ内に前記プラグのフェルールを嵌合させた際に、前記フェルールの断面形状における直線または曲線上の前記２点のうち１点と、該１点と接する前記弾性スリーブの断面形状における凸状もしくは凹状上の１点との間に略１μｍのクリアランスを有しつつ、かつ前記フェルールの中心から前記弾性スリーブの断面形状における前記１点までの距離を0.19ｍｍ以上としたことにより、前記プラグのフェルールの軸を中心とした軸回転較差θを制御する光コネクタを用い、
   前記被接続光ファイバは、前記距離ｒ_cが、モードフィールド径ＭＦＤ［μｍ］、前記距離ｄ［μｍ］、および前記軸回転較差θ［°］から下記数式によって求められるｒ_cmax［μｍ］以下である
   ことを特徴とする光ファイバの接続方法。
   

   

   
   

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