JPH04116608A - 光コネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は光通信において、ＳＭ光ファイバを位置決め保
持し結合を実現する光フネクタに関するものである。

（従来の技術） 第８図は従来の樹脂成形による光コネクタ（５０）の−
例の斜視図である。エボキ／樹脂等により成形されたコ
ネクタ本体内にはガイドピン穴（５１）及び光ファイバ
ガイド穴が高精度に形成され、上記光ファイバガイド穴
には光ファイバ（５２）が位置決め保持される。

このような光コネクタは、前記ガイドピン穴（５Ｉ）に
ガイドピンを挿入することにより、相互の結合が実現さ
れる。

（解決しようとする課Ｈ） 上述した従来の光コネクタで、ＳＭ光ファイバの結合を
低損失で実現するには、光ファイバコアの結合時の軸芯
一致を高精度に実現する必要がある。例えば結合損失０
．５ｄＢ程度を達成するには、軸ずれ量を最終的に１　
、！Ｍｉ＋以下に抑える必要がある。又結合に際して、
ガイドピン径やガイドピン穴のクリアランスにより０．
５ｊｍ位置決め精度が変動した場合、容易に０．３ｄＢ
程度の着脱バラツキが生じてしまう。

又光コネクタの結合端面は研磨により仕上げ加工を行な
っているが、光ケーブルの端末に取付ける場合は、光ケ
ーブルの外被を除去しである部分が数■腸程度しかなく
、このため光ケーブル端末に取付けた光コネクタの端面
を研磨することは、非常に生産性の悪い工程の１つであ
った。

さらに、現地で光コネクタを結合する場合、多心光コネ
クタにおいては屈折率整合剤を結合端面に塗布する必要
があるが、１つ１つの光コネクタにゼリー状の整合剤を
塗布することは非常に面倒であり、かつ着脱を何回か行
なう場合は、再度塗布が必要になる等の問題点があった
。

（課題を解決するための手段） 本発明は上述の問題点を解消し、結合の着脱再現性にす
ぐれ、低損失で、取付け・作業性、現地での結合作業性
を向上させた光コネクタを提供するもので、その特徴は
、ＳＮ光ファイバは光ファイバガイド溝に位置決めされ
ており、該光ファイバガイド溝の先端に一定長のＧＩ光
ファイバが接合されていることにある。

第１図は本発明の光コネクタの基本構造の縦断面図であ
る。

図面において、（ｉｏ）は上面に光ファイバガイド溝（
１］）を研削加工等により形成した／リコノ、セラミッ
ク等の硬脆材料より成るガイド溝基板である。上記ガイ
ド溝基板（１０）の光ファイバガイド溝（１１）内には
、先端部を残してＳＮ光ファイバ心線（１）の端部被覆
を除去して露出したＳＮ光ファイバ（２）が位置決めさ
れている。そして、前記光ファイバガイド溝（１１）の
先端部には一定長さ（Ｌ）のＧＩ光ファイバ（３）が接
合されている。

前記ＳＭ光ファイバ（２）の上面にはその一部を覆って
例えば紫外線透過部材等よりなるフラットプレート（１
２）が位置し、ＳＮ光ファイバ（２）の露出部には低ヤ
ング率の加圧部材（１３）があって、ＳＭ光ファイバ（
２）を光ファイバガイド溝（１１）に加圧固定している
。又ＧＩ光ファイバ（３）の上面にもフラットプレート
（＋２’　）が位置しており、端面には無反射コー）（
＋４）を施すか、無反射コートを施した部材を接合しで
ある。

（作用） ＳＮ光ファイバ同士の直接結合であると、前述のように
軸ずれ１．５μｍでも約０．５ｄＢの結合損失を生じて
しまう。この問題点に対して、第１図に示すように、Ｓ
Ｎ光ファイバ（２）の先端に数百ミクロン程度の一定長
（Ｌ）の（ｉｌ光ファイバ（３）を接合することにより
、第２図に示すようにスポットサイズを変換し、平行ビ
ーム形成結合（同図イ）やスポットサイズ変換結合（同
図口）を行なう。これにより、スポットサイズを数倍以
上に拡大することが出来、軸ずれや間隙に対する損失増
を低く抑えることが可能となる。例えば軸ずれ３ｊ園で
も損失を０．３ｄｂ程度に抑えることが出来、低損失で
、着脱バラツキが非常に小さい安定した光コネクタを形
成出来る。

又第３図に示すように、ＣＩ光ファイバ（３）を前工程
で独立に加工することにより、光ケーブルの端末に取付
けるときは、第３図に示すあらがしめ加工されたＧＩ光
ファイバチップ（３ｏ）に、ＳＮ光ファイバ（２）を精
密カッターで切断した後、光ファイバガイド溝（１１）
に挿入し、その端面をＧＩ光ファイバ（３）の後端面に
突当てて接着剤で固定することにより、光ケーブル取付
は工程での光コネフタ端面の研磨が不要となる。

第４図は第３図のようなＧＩ光ファイバチップ（３０）
の製造方法の説明図である。

図面に示すように、上面に光ファイバガイド溝（３４）
を形成したガイド溝基板チップ（３３）の所定位置に、
上記光ファイバガイド溝（３４）の一部を露出してＳＭ
光ファイバ用のフラットプレート（３５）とＧＩ光ファ
イバ用のフラットプレート（３５’　）を接合する。そ
して一方の側（図の左側）よりＧＩ光ファイバ心線（３
１）のＧＩ光ファイバ（３２）を光ファイバガイド溝（
３４）に挿入し、加圧部材（３６）で加圧し接着剤を用
いて位置決め固定し、図のようなＣＩ光ファイバチップ
（３０’　）を得る。このＧ１光ファイバ＋−／プ（３
０’　）を図ノＸ、−Ｘ、及びＸ２−Ｘ２ニ沿ツテ切断
することにより第３図に示すＧＩ光ファイバチップ（３
０）が形成される。この場合、８Ｍ光ファイバとの接合
面をさらに研磨してもよい。

このように光ファイバ心線のついていないＧＩ光ファイ
バチップ（３θ）を作成できるので、ハンドリングがし
易く、相手方光コネクタとの結合端面となるＧ＋光ファ
イバ（３）の片面に真空蒸着により無反射コート（１４
）を施すことも可能となる。この際、各チップ（３０）
は数■から大きくても数Ｃ１１と小さいものであるので
、真空蒸着は多量に一括して処理することが出来る。

（実施例） 第５図は本発明の光コネクタの具体例の外観図である。

図面において第１図と同一記号は同一部位をあられして
いる。

本具体例においては、ガイド溝基板（１０）の光ファイ
バガイド溝の両側にはガイドピン溝（１５）が形成され
ている。８Ｍ光ファイバの上部にはその一部を露出して
フラットプレート（１２）があり、露出したＳＮ光ファ
イバ上には加圧部材（１３）があって光ファイバガイド
溝に加圧固定している。又Ｇ１光ファイバ上にはフラッ
トプレー）（＋２’）があり、その端面には無反射コー
ト（１４）が施されている。このような光コネクタ部材
はガイドピン溝（１５）１方に弾性加圧部材（１７）を
形成したコネクタ／＼ウノノグ（Ｉ６）内に収納されて
いる。そして前記ガイドピン溝（１５）にガイドビンを
挿入し、該ガイドビンを弾性加圧部材（Ｉ７）でガイド
ピン溝（１５）方向へ加圧固定して光コネクタの結合を
実現する。

第６図は本発明の光コネクタの他の具体例の説明図であ
る。本具体例はガイドビン（２４）を一体に設けた光コ
ネクタアダプタ（２３）を利用して本発明の光コネクタ
（２０）の結合を実現するものである。

８Ｍ光ファイバの先端にＧＩ光ファイバを接合すること
により、両光コネクタの端面の間隙（２５）を２−一程
度とってもＯ，ｌｄＢ程度の損失増に抑えることも可能
となるので、このようにガイドビン（２４）をアダプタ
（２３）側に内蔵させ、ＣＩ光ファイバ端の無反射コー
ト（１４）端面が直接接触しないようにすることも可能
である。このような非接触結合方法は勿論能の構造でも
実現できる。

第７図は本発明の光コネクタのさらに他の具体例の説明
図で、同図（イ）は縦断面図、同図（ロ）は結合端面図
である。

第５図の具体例においてはシリコン等の硬脆材料で形成
したガイド溝基板を有する光コネクタについて説明した
が、第７図に示すようにプラスチック材料で成形したフ
ェルール型の光コネクタであってもよい。

内部に光ファイバガイド穴を形成したプラスチック成形
の光コネクタフェルールに光ファイバ心線（１）及び光
ファイバ（２）を接着剤により固定したＳＮ光コネクタ
部（４０）の先端に、所定長さに切断研磨されたＧＩ光
ファイバ部（４１）を接合して形成してもよい。この際
、ＧＩ光ファイバ部（４１）とＳＭ光コネクタ部はガイ
ドピン穴（４４）にガイドビンを挿入して位置決めする
ことができる。

（試作例） ７リコン基板に連続して研削加工によりＶ溝加工を行な
って光ファイバガイド溝及びガイトビ／溝を形成したガ
イド溝基板を作成した。

上記ガイド溝基板の光ファイバガイド溝に、ｓ１１光フ
ァイバと外径が等しいφ０．１２５ｍｍのＧＩ光ファイ
バで集束定数ｇ　＝　０．００３μｍ１の１２心の光フ
ァイバをセットし、約５２３１１３に切断して第３図に
示すようなａｔ光ファイバチップを形成した。そして、
これらのＧＩｌラファイバチプを複数ケ集め、−括して
端面に無反射コートを施した。

しかる後、１２心のＳＭ光ファイバを光ファイバカッタ
ーで切断し、それを前記ＧＩ光ファイバチップの光ファ
イバガイド溝内に挿入し、その先端をａｔ光ファイバの
後端面に押し当てて位置決めすると共に、ＳＮ光ファイ
バ先端付近の上面を低ヤング率の加圧部材で加圧し、こ
の状態で屈折率整合剤を兼ね備えた紫外線硬化型接着剤
を注入し、固定した。

このようにして得られた本発明の光コネクタの結合特性
を評価したところ、結合損失は平均０．２３ｄｌｌと非
常に低損失であり、反射特性も３５ｄＢ以上と問題のな
い値を示した。結合ガイドピンを用いての５００回の着
脱再現性に関しても、±０．０５ｄＢの範囲に入ってお
り、極めて安定した特性を示した。

又信頼性テストとして、ヒートサイクルテスト（−３０
℃〜＋７０℃）、湿熱テスト（［ｉｏ”Ｃ１９５％ＲＨ
）をそれぞれ実施したが、変動量は０．０５ｄＢ以内テ
、ＧＩ光ファイバとＳＭ光ファイフイが同一光ファイバ
ガイド溝内で安定して保持されていることが確認された
。

さらに、８Ｍ光ファイバのＧＩ光ファイバチップへの取
付は性についても、８Ｍ光ファイバの切断と接着剤固定
で完了するため、取付は作業性か著しく向上し、時間短
縮も可能となった。

なお、本試作ではフラットプレートも／リフアを用いた
が、より直接的に紫外線透過をさせるために、フラット
プレートにガラスを用いてもよい。又ＧＩ光ファイバの
接着固定は、端面の無反射コートの真空蒸着を考慮して
Ｓ開光ファイバ固定用の接着剤とは異なるガス発生の少
ない耐蝕接着剤を使用するのがよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の光コネクタによれば、以
下に列記するような効果を奏する。

■ＳＮ光ファイバの先端に一定長のＧＩ光ファイバを接
合することにより、結合損失は低損失で、かつ着脱再現
性の極めて安定した結合が実現できる。しかも、ＧＩ光
ファイバと８Ｍ光ファイバを同一光ファイバガイド溝内
で接合するため、高精度で角度ズレ、軸心ズレが少な（
安定した位置決めが可能となる。

■ＧＩ光ファイバの端面を切断により形成することによ
り一定長の割出しが可能となり、ミクロンオーダでの長
さのコントロールが容易に出来る。

■Ｇ１光ファイバチップを独立に加工することにより、
結合端面に無反射コートを容易に施すことが出来、現地
での屈折率整合剤の塗布といった結合作業のわずられし
さが解消される。

■ＧＩ光ファイバをガス発生の小さい耐熱接着剤で固定
することにより、無反射コート形成において高特性の真
空蒸着が実施できる。

■ＧＩ光ファイバチップを独立に形成しておくことによ
り、ＳＮ光ファイバの取付は時に端面の研磨が不要とな
り、高速に取付けることが出来、取付は作業性が向上す
る。

■ＧＩ光ファイノくにＳ開光ファイノくを突き当てて固
定することにより、ＳＭ光ソファイノの切断長のバラツ
キから生しる長さの不揃０量を吸緘又することが出来る
。

■Ｇ１光ファイノ（とＳＭｆｆ１フアイｌ＜とを同−一
体のガイド溝基板に固定して％ｓるため番こ、イ言頼性
が高い。

■ＧＩ光ファイノくチップ（１／１１コ／基板スケール
での製造が可能で量産性Ｇこすく′れて（する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光コネクタの基本＋Ｒ造の縦断面図で
ある。 第２図（イ）及び（ロ）は０ずれも光ファイ／くのビー
ム結合例のツマターン例の説明図である。 第３図は本発明におけるＧ１光ファイ／＜チップの縦断
説明図、第４図はその製造方法の縦断説明図である。 第５図は本発明の光コネクタの具体例の外観図、第６図
は他の具体例の説明図である。 第７図は本発明の光コネクタのさら：こ他の具体例の説
明図で、同図（イ）は縦断面図、同図（０）は結合端面
図である。 第８図は従来の光コネクタの一例の斜視図である。 １・・・ＳＭ光ファイバ心線、２・・・ＳＭ光ファイバ
、３・・・ＧＩ光ファイバ、 １０・・・ガイド溝基板、　＋１・・・光ファイバガイ
ド溝、１２、　１２’・・・フラットプレート、１３・
・・加圧部材、１４・・・無反射コート、１５・・・ガ
イドピン溝、１６・・・ハウジング、＋７・・・弾性加
圧部材、１８・・・ゴムブーン、３０・・・ＧＩ光ファ
イバチップ。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＳＭ光ファイバ（シングルモード光ファイバ）を
   位置決め保持し結合を実現する光コネクタにおいて、Ｓ
   Ｍ光ファイバは光ファイバガイドに位置決めされており
   、該光ファイバガイドの先端に一定長さのＧＩ光ファイ
   バ（グレーテッドインデックス光ファイバ）が接合され
   ていることを特徴とする光コネクタ。
2. （２）ＧＩ光ファイバのＳＭ光ファイバと接合する端面
   が切断により形成されていることを特徴とする請求項（
   １）記載の光コネクタ。
3. （３）ＧＩ光ファイバのＳＭ光ファイバと接合する反対
   側の端面が無反射コートされているか、又は無反射コー
   トされた部材に接合されていることを特徴とする請求項
   （１）記載の光コネクタ。
4. （４）ＳＭ光ファイバが加圧部材により光ファイバガイ
   ドに加圧固定されていることを特徴とする請求項（１）
   記載の光コネクタ。
5. （５）ＳＭ光ファイバの一部を光ファイバガイド溝の上
   方より覆っているフラットプレートが紫外線透過部材で
   形成されていることを特徴とする請求項（１）記載の光
   コネクタ。
6. （６）ＳＭ光ファイバガイドとＧＩ光ファイバガイドと
   が同一部材に加工された部材により構成されていること
   を特徴とする請求項（１）記載の光コネクタ。
7. （７）ＳＭ光ファイバコネクタ部の先端にＧＩ光ファイ
   バ部が位置決め接合されていることを特徴とする請求項
   （１）記載の光コネクタ。