JP6753117B2 - 光ファイバ固定構造及び光ファイバ固定方法 - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバ固定構造及び光ファイバ固定方法に関する。

光ファイバの先端部をフェルールに接着固定する際は、光ファイバの先端部の固定機能とフェルールの端部における光ファイバの曲げ応力緩和機能とを両立させる必要があるため、光ファイバの周囲に補強体を設けて光ファイバとフェルールとの間に補強体を介在させている（例えば、特許文献１を参照）。

特開平１０−３０７２３３号公報

しかしながら、光ファイバとフェルールとの間に補強体を介在させる場合は、光ファイバとフェルールとの固定部分が太径化するという問題があるし、光ファイバと接着剤との接着性とフェルールと接着剤との接着性の他にも補強体と接着剤との接着性を考慮しなくてはならなくなるため、接着剤の選定が難化するという問題もある。

そこで、本発明の目的は、光ファイバとフェルールとの固定部分の太径化と接着剤の選定の難化とを回避しながら光ファイバの先端部の固定機能とフェルールの端部における光ファイバの曲げ応力緩和機能とを両立させることが可能な光ファイバ固定構造及び光ファイバ固定方法を提供することにある。

本発明は、光ファイバと、前記光ファイバの先端部が接着固定されるフェルールと、を備えている光ファイバ固定構造において、前記光ファイバは、先端部前方が第一接着剤を使用して接着固定されると共に先端部後方が前記第一接着剤よりもヤング率が低い第二接着剤を使用して接着固定されており、前記フェルールは、前記第一接着剤と前記第二接着剤との界面に臨む開口部を有している光ファイバ固定構造である。

前記開口部は、貫通孔又は長孔からなることが望ましい。

前記第二接着剤は、前記第一接着剤を発泡させてなることが望ましい。

前記第二接着剤は、前記光ファイバの先端部後方側に向かうに連れてヤング率が徐々に低くなるように発泡度が調整されていることが望ましい。

前記第二接着剤は、前記フェルールの後端から円錐状にはみ出ていることが望ましい。

前記フェルールは、キャピラリ部と、前記キャピラリ部の後端部に固定されると共に前記キャピラリ部を他のキャピラリ部に押し付けるためのフランジ部と、を有しており、前記キャピラリ部は、前記光ファイバと同軸に管軸方向に沿って形成されると共に前記光ファイバの先端部前方が挿入される第一挿入孔を有しており、前記フランジ部は、前記光ファイバと同軸に管軸方向に沿って形成されると共に前記光ファイバの先端部後方が挿入される第二挿入孔を有していることが望ましい。

また、本発明は、前記光ファイバ固定構造を製造するために光ファイバの先端部をフェルールに接着固定する光ファイバ固定方法において、前記光ファイバの先端部前方を第一接着剤を使用して接着固定する工程と、前記光ファイバの先端部後方を前記第一接着剤よりもヤング率が低い第二接着剤を使用して接着固定する工程と、を含み、前記光ファイバの先端部前方を前記第一接着剤を使用して接着固定する工程においては、前記フェルールの後端側から先端側に向かって前記第一接着剤を充填する際に前記フェルールの開口部を目印に前記第一接着剤の充填量を調整する光ファイバ固定方法である。

本発明によれば、光ファイバとフェルールとの固定部分の太径化と接着剤の選定の難化とを回避しながら光ファイバの先端部の固定機能とフェルールの端部における光ファイバの曲げ応力緩和機能とを両立させることが可能な光ファイバ固定構造及び光ファイバ固定方法を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る光ファイバ固定構造を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る光ファイバ固定構造を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る光ファイバ固定構造を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に順って説明する。

図１に示す通り、本発明の実施の形態に係る光ファイバ固定構造１００は、光ファイバ１０１と、光ファイバ１０１の先端部が接着固定されるフェルール１０２と、を備えている。例えば、ファイバスコープの内部において光ファイバ１０１と他の光ファイバ（不図示）とを光学的に接続する時は、光ファイバ固定構造１００の先端面と他の光ファイバ固定構造（不図示）の先端面とを向かい合わせてフェルール１０２の先端面を他のフェルール（不図示）の先端面に突き合わせることにより、光ファイバ１０１の先端面と他の光ファイバの先端面とを光学的に接続する。

光ファイバ１０１は、例えば、石英製の光ファイバ芯線１０３と、光ファイバ芯線１０３の周囲に被覆される樹脂製の被覆層１０４と、を有している。光ファイバ１０１の先端部においては、被覆層１０４が除去されているため、光ファイバ芯線１０３が露出されている。即ち、被覆層１０４は、光ファイバ１０１の先端部を除く光ファイバ芯線１０３の略全体に亘って被覆されている。

フェルール１０２は、キャピラリ部１０５と、キャピラリ部１０５の後端部に固定されると共にキャピラリ部１０５を他のキャピラリ部（不図示）に押し付けるためのフランジ部１０６と、を有している。ここで、キャピラリ部１０５が押し付けられる他のキャピラリ部とは、光ファイバ固定構造１００に向かい合わされる他の光ファイバ固定構造のキャピラリ部を意味している。

キャピラリ部１０５は、光ファイバ１０１と同軸に管軸方向に沿って形成されると共に光ファイバ１０１の先端部前方が挿入される第一挿入孔１０７を有している。第一挿入孔１０７は、光ファイバ芯線１０３の外径と略同等の内径を有しているため、光ファイバ１０１の先端部前方が第一挿入孔１０７に挿入されると、光ファイバ芯線１０３の先端部前方がキャピラリ部１０５の管軸上に固定される。

フランジ部１０６は、光ファイバ１０１と同軸に管軸方向に沿って形成されると共に光ファイバ１０１の先端部後方が挿入される第二挿入孔１０８を有している。第二挿入孔１０８は、光ファイバ芯線１０３の外径よりも大きい内径を有しているため、光ファイバ１０１の先端部前方が第一挿入孔１０７に挿入されるのに続いて光ファイバ１０１の先端部後方が第二挿入孔１０８に挿入されても、光ファイバ芯線１０３の先端部後方はフランジ部１０６の管軸上に固定されない。

光ファイバ１０１は、先端部前方が第一接着剤１０９を使用して接着固定されると共に先端部後方が第一接着剤１０９よりもヤング率が低い第二接着剤１１０を使用して接着固定されている。なお、第一接着剤１０９と第二接着剤１１０とが十分に接着固定される接着剤の組み合わせでなくても良い。すなわち、第一接着剤１０９は、少なくとも光ファイバ１０１及びフェルール１０２に対して十分な接着力を有し、第二接着剤１１０は、少なくとも光ファイバ１０１及びフェルール１０２に対して十分な接着力を有すれば良い。

第一接着剤１０９は、例えば、アクリル系接着剤やエポキシ系接着剤等からなる。また、第一接着剤１０９は、光ファイバ１０１の先端部前方を硬く固定する役割を果たし、光ファイバ１０１の先端部の固定機能を発揮する。

第一接着剤１０９と第二接着剤１１０とを同種の接着剤を使用する場合は、第二接着剤１１０は、第一接着剤１０９を発泡させて、ヤング率が小さくなるように調整すると良い。そのため、第二接着剤１１０は、気泡を含有する点を除けば第一接着剤１０９と同種のものを使用することができる。また、第二接着剤１１０は、光ファイバ１０１の先端部後方を軟らかく固定する役割を果たし、フェルール１０２の端部における光ファイバ１０１の曲げ応力緩和機能を発揮する。

なお、第二接着剤１１０は、光ファイバ１０１の先端部後方側に向かうに連れてヤング率が徐々に低くなるように発泡度が調整されていても構わない。これにより、第一接着剤１０９と第二接着剤１１０との界面におけるヤング率を緩やかに変化させることができるため、第一接着剤１０９と第二接着剤１１０との界面における光ファイバ１０１の曲げ応力の集中を緩和し、フェルール１０２の内部における光ファイバ１０１の損傷や破断を効果的に抑制することが可能となる。

また、第二接着剤１１０は、フェルール１０２の後端から円錐状にはみ出ていることが望ましい。これにより、図２に示す通り、光ファイバ１０１の屈曲時にフェルール１０２の後端における光ファイバ１０１の変形に第二接着剤１１０を追従させることができるため、フェルール１０２の後端における第二接着剤１１０の剥離を効果的に抑制することが可能となる。

フェルール１０２は、第一接着剤１０９と第二接着剤１１０との界面に臨む開口部１１１を有している。即ち、開口部１１１は、開口部１１１を通じて第一接着剤１０９と第二接着剤１１０との界面を目視することができる位置に形成されている。そのため、フェルール１０２の先端側を重力方向に向けてフェルール１０２の後端側から先端側に向かって第一接着剤１０９を充填していくと、開口部１１１を通じて第一接着剤１０９の液面を目視することができるタイミングが存在する。そのタイミングで第一接着剤１０９の充填を止めることにより、第一接着剤１０９の充填量を作業者の熟練度に依らず適切に管理することが可能となる。

また、開口部１１１は、例えば、貫通孔又は長孔からなる。図３に示す通り、開口部１１１が長孔からなる場合は、長孔の先端が第一接着剤１０９と第二接着剤１１０との界面に一致する位置に形成されることが望ましい。これにより、第一接着剤１０９の液面が長孔の先端と一致するタイミングで第一接着剤１０９の充填を止めることにより、第一接着剤１０９の充填量を容易に管理することが可能となる。

なお、開口部１１１は、第一接着剤１０９を充填する際の目印として機能する他、第一接着剤１０９又は第二接着剤１１０を充填する際の空気抜き孔としても機能するため、第一接着剤１０９又は第二接着剤１１０の充填をより短時間で行うことができる。

光ファイバ固定構造１００を製造するために光ファイバ１０１の先端部をフェルール１０２に接着固定する際（光ファイバ固定方法を実施する際）は、始めに、光ファイバ１０１の先端部前方を第一接着剤１０９を使用して接着固定し、次に、光ファイバ１０１の先端部後方を第一接着剤１０９よりもヤング率が低い第二接着剤１１０を使用して接着固定する。

具体的には、光ファイバ１０１の先端部前方を第一接着剤１０９を使用して接着固定する工程においては、始めに、光ファイバ芯線１０３の先端部前方を第一挿入孔１０７に挿入すると共に光ファイバ芯線１０３の先端部後方を第二挿入孔１０８に挿入し、次に、第一接着剤１０９を第二挿入孔１０８の後端側から第一挿入孔１０７の先端側に向かって充填することにより、第一接着剤１０９を第一挿入孔１０７の全体と第二挿入孔１０８の先端部に行き渡らせると共にフェルール１０２の開口部１１１を目印に第一接着剤１０９の充填量を調整する。

また、光ファイバ１０１の先端部後方を第一接着剤１０９よりもヤング率が低い第二接着剤１１０を使用して接着固定する工程においては、第二接着剤１１０を第二挿入孔１０８の後端側から第二挿入孔１０８の先端側に向かって充填することにより、第二接着剤１１０を第二挿入孔１０８の中央部と後端部とに行き渡らせる。

最後に、光ファイバ芯線１０３の先端面をフェルール１０２の先端面と共に研磨することにより、光学的損失の少ない光ファイバ固定構造１００を得られる。

なお、開口部１１１は、第一接着剤１０９又は第二接着剤１１０の充填後に塞いでしまっても構わない。

以上の通り、本実施の形態に係る光ファイバ固定構造１００においては、第一接着剤１０９と第二接着剤１１０とを併用することにより、光ファイバ１０１の先端部の固定機能とフェルール１０２の端部における光ファイバ１０１の曲げ応力緩和機能とを両立させている。従って、光ファイバ１０１とフェルール１０２との間に補強体を介在させなくても良いため、光ファイバ１０１とフェルール１０２との固定部分の太径化と接着剤の選定の難化とを回避しながら光ファイバ１０１の先端部の固定機能とフェルール１０２の端部における光ファイバ１０１の曲げ応力緩和機能とを両立させることが可能となる。また、開口部１１１の位置によって第一接着剤１０９の充填量を調整することができるため、第一接着剤１０９の充填量を正確に管理して充填量のバラツキを低減させることが可能となる。

１００ 光ファイバ固定構造
１０１ 光ファイバ
１０２ フェルール
１０３ 光ファイバ芯線
１０４ 被覆層
１０５ キャピラリ部
１０６ フランジ部
１０７ 第一挿入孔
１０８ 第二挿入孔
１０９ 第一接着剤
１１０ 第二接着剤
１１１ 開口部

Claims (6)

1. 光ファイバと、
   前記光ファイバの先端部が接着固定されるフェルールと、
   を備えている光ファイバ固定構造において、
   前記光ファイバは、先端部前方が第一接着剤を使用して接着固定されると共に先端部後方が前記第一接着剤よりもヤング率が低い第二接着剤を使用して接着固定されており、
   前記フェルールは、前記第一接着剤と前記第二接着剤との界面に臨む開口部を有しており、
   前記第一接着剤と前記第二接着剤は同種の接着剤であり、前記第二接着剤は前記第一接着剤より多くの気泡を含有する
   ことを特徴とする光ファイバ固定構造。
2. 前記開口部は、貫通孔又は長孔からなる
   請求項１に記載の光ファイバ固定構造。
3. 前記第二接着剤は、前記光ファイバの先端部後方側に向かうに連れてヤング率が徐々に低くなるように前記気泡の含有濃度が調整されている
   請求項１または２に記載の光ファイバ固定構造。
4. 前記第二接着剤は、前記フェルールの後端から円錐状にはみ出ている
   請求項１乃至３の何れか一項に記載の光ファイバ固定構造。
5. 前記フェルールは、キャピラリ部と、前記キャピラリ部の後端部に固定されると共に前記キャピラリ部を他のキャピラリ部に押し付けるためのフランジ部と、を有しており、
   前記キャピラリ部は、前記光ファイバと同軸に管軸方向に沿って形成されると共に前記光ファイバの先端部前方が挿入される第一挿入孔を有しており、
   前記フランジ部は、前記光ファイバと同軸に管軸方向に沿って形成されると共に前記光ファイバの先端部後方が挿入される第二挿入孔を有している
   請求項１乃至４の何れか一項に記載の光ファイバ固定構造。
6. 請求項１乃至５の何れか一項に記載の光ファイバ固定構造を製造するために光ファイバの先端部をフェルールに接着固定する光ファイバ固定方法において、
   前記光ファイバの先端部前方を第一接着剤を使用して接着固定する工程と、
   前記光ファイバの先端部後方を前記第一接着剤よりもヤング率が低い第二接着剤を使用して接着固定する工程と、
   を含み、
   前記光ファイバの先端部前方を前記第一接着剤を使用して接着固定する工程においては、前記フェルールの後端側から先端側に向かって前記第一接着剤を充填する際に前記フェルールの開口部を目印に前記第一接着剤の充填量を調整する
   ことを特徴とする光ファイバ固定方法。

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