JPH0497106A

JPH0497106A - 低反射光フアイバ端末及び低反射光コネクタ並びに低反射光フアイバ端末の製造方法

Info

Publication number: JPH0497106A
Application number: JP2210386A
Authority: JP
Inventors: Akira Nagase; 亮長瀬; Yasuhiro Ando; 安東　泰博; Shinichi Iwano; 岩野　真一; Kazunori Kanayama; 金山　和則; Masaharu Horiguchi; 堀口　正治
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1990-08-10
Filing date: 1990-08-10
Publication date: 1992-03-30

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】〈産業上の利用分計〉本発明は、端面からの反射戻り光を非常に小さくできる
低反射光ファイバ端末及び低反射光コネクタ並びに低反
射光ファイバ端末の製造方法に関し、光ファイバと光素
子若しくは光ファイバ同士を接続する場合に適するよう
に工夫したものである。

〈従来の技術及び発明が解決しようとする課影光ファイ
バとレーザダイオード（ＬＤ）等の光素子を結合するた
めには、例えば球レンズを用いてＬＤの出射光を光ファ
イバに絞って入射させる方法がある。このとき、空気中
から光ファイバに光ビームを入射すると、空気と光ファ
イバの屈折率が大きく異なるためにフレネル反射が生ず
る。この反射戻り光がＬＤに逆に入射されると、ＬＤの
動作が不安定になり、信号にノイズが生ずるために好ま
しくない。そこで、光ファイバ端面からの反射戻り光を
低減するため、一般には、（ａｌ光ファイバ端面に反射
防止膜を形成する方法、あるいは（ｂｌ第９図に示すよ
うに光ファイバ０１にフェルール０２を固着した後、そ
の光ファイバ端面０３を該光ファイバ軸に直交する面に
対してθだけ傾斜するよう研磨する方法が採用される。

しかしながら、（ａ）の方法の場合、フェルール等に固
定した光ファイバ端面を真空の容器中にいれ、誘電体多
層膜を１層づつ蒸着する手法が必要なため、光ファイバ
端末１木当たりの価格が高価となる上、反射戻り光のレ
ベルも、反射防止膜が無い状態で例えば−１４，７ｄＢ
であるのに対して、−３０〜−４０ｄＢ程度に低減でき
るに過ぎない。

また、（ｂｌの方法の場合、（ａｌに比べて安価であり
、より高い低減効果が得られると共に波長依存性が無い
点については有利である。しかし、この場合、光ファイ
バ端面０３において光ビームが屈折するため、第１０図
に示すように、レンズ０４を介してレーザダイオード０
５からの光ビームを効率よく入射するためには入射角を
光ファイバの軸から傾けなくて：よならず、組立の際の
位置決め作業が非常に煩雑となる。

一方、光ファイバ同士をコネクタ接続する際には、光フ
ァイバを接着したフェルールの端面を研磨し、互いに整
列して突き合わせる方法が一般的であるが、この場合も
上述した理由から同様に接続点における反射戻り光を低
減する必要がある。そして、この場合、−般には（Ｃ）
　ｆｂ）と同様にフェルール端面を斜めに研磨する方法
、あるいは（ｄ）フェルール端面を凸球面状に研磨して
互いに押しつけることにより、光ファイバ端面同士を密
着させろ方法が採用される。

しかしながら、（ｃ＋の方法では、反射戻り光は十分小
さくできるものの、光コネクタを通る光パワーの内フレ
ネル反射の分ｎｏ、３ｄＢ）がそのまま損失となる。ま
た、このような光コネクタでは第１１図に示すように、
接続する双方の光ファイバ端面間におけろ光の多重反射
の影響を防ぐために、通常、光ファイバ０１の１ｉ０３
Ａをフェルール０２の端面０３Ｂより数μｍ引っ込ませ
る構成とする。

したがって、接続する双方のフェルール０２間の隙間０
６では光軸が光ファイバ軸から傾くため、損失を最小に
するためには端面における光ファイバ０１の位置をフェ
ルール中心から僅かにずらすなどの特別の工夫が必要と
ナリ、光ファイバ０１へのコネクタの取付作業が煩雑と
なる。なお、図中、ＯＩＡはクラッド、ＯＩＢはコアを
示す。

また、（ｄｌは、（ｃ）に比べて接続損失を小さくでき
、かつ原塊の変化に対しても高い安定性を確保できるが
、端面の研磨の際に生ずる、屈折率の若干高い加工変質
層からの反射戻り光が存在するため、得られる反射減衰
量は３０〜５０　ｄＢが限界である。

本発明は上述したような従来技術に鑑み、光素子と光フ
ァイバの接続、あるいは光ファイバ同士の接続において
光ファイバ端面からの反射戻り光を非常に小さくでき、
かつ組立作業がさほど煩雑にならない構造を有する低反
射光ファイバ端末及び低反射光コネクタ並びに低反射光
ファイバ端末の製造方法を提供することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉前記目的を達成する本発明に係る低反射光ファイバ端末
は、コア径が局部的に拡大したコア径拡大部を有する光
ファイバを該コア径拡大部で切断した光ファイバ端末で
あって、その端面が光ファイバ軸と直交する面に対して
傾斜して研磨されていることを特徴とし、また、コア径
が局部的に拡大したコア径拡大部を有する光ファイバを
該コア径拡大部で切断した光ファイバ端末であって、該
端末にはフェルールが接着固定してあり且つその端面が
光ファイバ軸と直交する面に対して傾斜して研磨されて
いることを特徴とし、さらに、コア径が局部的に拡大したコア径拡大部を有す
る光ファイバを該コア径拡大部で応力破断した光ファイ
バ端末であって、その端面が光ファイバ軸と直交する面
に対して傾斜していることを特徴とするまた、本発明に係る低反射光コネクタは、コア径が局部
的に拡大したコア径拡大部を有する光ファイバを該コア
径拡大部で切断した光ファイバ端末であって、該端末に
はフェルールが接着固定してあり且つその端面が上記光
ファイバの軸に直交する面に対して一定角度傾斜して研
磨されている２本の光ファイバ端末を、一定内径を有す
るスリーブ又は弾性を有する割りスリーブの両端よりそ
れぞれ揮大して両者の端面同志を突き合せてなることを
特徴とする。

一方、本発明に係る低反射光ファイバ端末の製造方法は
、コア中に該コアの屈折率を上げるためドーピングされ
た又はクラッド中に該クラッドの屈折率を下げるために
ドーピングされたドーピング剤添加石英系光ファイバを
、上記ドーピング剤は拡散するが光ファイバは溶融しな
い温度範囲にて火炎若しくはレーザ光を用いて加熱して
該加熱部分近傍のコア径を局部的に拡大し、このコア径
拡大部の中央部近傍にて切断し、この切断端面を光ファ
イバ軸に直交する面に対して傾斜するよう研磨すること
を特徴とし、また、コア中に該コアの屈折率を上げるためドーピング
された又はクラッド中に該クラッドの屈折率を下げるた
めにドーピングされたドーピング剤添加石英系光ファイ
バを、上記ドーピング剤は拡散するが光ファイバは溶融
しない温度範囲にて火炎若しくはレーザ光を用いて加熱
して該加熱部分近傍のコア径を局部的に拡大し、このコ
ア径拡大部の中央部近傍にて切断し、これら切断した２
本の光フ〒イバ端末をそれぞれフェルールに挿入してそ
の端面がフェルールの端面より僅かに突き出す位置に固
定し、これらフェルールの端面を光ファイバ軸に直交す
る面に対して傾斜するよう研磨することを特徴とし、さらに、コア中に該コアの屈折率を上げろためドーピン
グされた又はクラッド中に該クラッドの屈折率を下げる
ためにドーピングされたドーピング剤添加石英系光ファ
イバを、上記ドーピング剤は拡散するが光ファイバは溶
融しない温度範囲にて火炎若しくはレーザ光を用いて加
熱して該加熱部分近傍のコア径を局部的に拡大し、この
コア径拡大部の中央部近傍にて応力破断してその端面が
光ファイバ軸と直交する面に対して傾斜するようにした
ことを特徴とする。

く作用〉前記構成の低反射光ファイバ端末は何れも端末のコア径
が拡大されているので、その端面の光ファイバ軸と直交
する面に対して傾斜する角度が小さくてすむ。

また、前記構成の低反射光コネクタは、端末のコア径が
拡大されており、且つそのフェルール端面の光ファイバ
軸と直交する面に対して傾斜する角度が小さい光ファイ
バ端末をスリーブ若しくは割りスリーブを介して突き合
せであるので、フェルール間の隙間における光軸が光フ
ァイバ軸に対してずれる割合が小さく、接続損失が小さ
い。

さらに、前記構成の低反射光ファイバ端末の製造方法に
おいて、ドーピング剤添加石英系光ファイバを該ドーピ
ング剤は拡散するが光ファイバは溶融しない温度範囲に
て火炎若しくはレーザ光を用いて加熱するとコア径が局
部的に拡大してコア径拡大部を有する光ファイバを得る
ことができる。そして、かかる光ファイバをコア径拡大
部の中央部近傍で切断して研磨するか、応力破断するこ
とにより、低反射で接続損失の低い光ファイバ端末を得
ることができる。

く実　施　例〉以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

第１図には本発明の一実施例に係る光フアイバ端末の一
部を切り欠いた側面図を示す。

同図に示すように光ファイバ１はフェルール２に挿入し
て接着されており、そのフェルール４面３＋！該フエル
ール軸（光ファイバ軸）ニ対してθの角度をつけて研磨
されている。

光ファイバ１はクラッドＩＡとコアＩＢとからなるが、
例えば直径５μｍのコアＩＢの端部は、コア径が例えば
２０μｍに拡大した拡大部ＩＣとなっている。

ここで、光ファイバ端末の端面の傾き角（上述したθに
当る）と得られる反射戻り光のレベルとを、端面部分に
おけろ光ファイバのスポットサイズに応じて計算により
求めた結果を第２図に示す。同図に示すように、通常の
シングルモード光ファイバではスポットサイズが約５μ
ｍであるので、反射戻り光を例えば−５０ｄＢ、１下と
するためには傾き角θは少なくとも５°息上とする必要
がある。しかしながら、端面部分におけろスポットサイ
ズが大きくなると端面の傾き角θは小さくてすむ。した
がって、上述したように拡大部ＩＣのスポットサイズが
例えば２０μｍの場合には傾き角θ３よ１．５゛以下で
十分となる。

このように光ファイバ端面の傾き角θを小さくできると
、（ａｌ端面における屈折による光ビームの傾きを小さ
くでき、また、ｆｂｌ光ファイバを単に応力破断するこ
とによっても傾き角を与えることが可能になる、という
効果を奏する。

第３図は上記実施例の低反射光ファイバ端末を利用して
構成したＬＤモジュールの一例を示したものである。同
図に示すように、このＬＤモジュールは、レンズ４およ
びフェルール２をＬＤ５を取り付けたスリーブ６に挿入
して組み立てたものである。反射を防止するためにフェ
ルール２及び光ファイバ１の端面３を斜めに研磨しであ
るが、その傾き角が例えば１．５°以下と小さいために
光ビームの屈折による傾きは無視できる。したがって図
示のようにＬＤ５、レンズ４およびフェルール２を一直
線状に並べた構成とすることができろ。このため、スリ
ーブ６の内径を精密に仕上げておけば、レンズ４とフェ
ルール２の位置決めは軸方向のみで良いことになり、組
み立て作業は大幅に簡易化されろ。

また、第４図は上記実施例の低反射光フアイバ端末を利
用して構成した光コネクタを示したものである。同図に
示すように、この光コネクタは、上記実施例の低反射光
ファイバ端末を２本用意し、各フェルール２を弾性を有
する割りスリーブ７の両側から挿入して端面３同志が平
行になるように突き合せて構成したものである。この光
コネクタにおいては、第５図に示すように、接続する双
方の光ファイバ端面間における光の多重反射の影響を防
ぐために、常法に従い、光ファイバ１の端面３Ａをフェ
ルール２の端面３Ｂより数μｍ引っ込ませである。しか
しながら、光ファイバ端面３の傾き角が例えば１．５°
息下と小さいので、フェルール２ＩＩＩの隙間８におけ
ろ光軸のずれを小さく押えることができると共に、光フ
ァイバ端面３においては光ファイバ１のコアＩＢの径が
拡大して拡大部ＩＣとなっているので、光軸ずれによる
接続損失を小さくすることができる。なお、第５図中、
ＩＡは光ファイバ１のクラッドを示す。

このように光コネクタを構成する場合、フェルール２間
の隙間８における光軸のずれが小すいので、光ファイバ
１をフェルール２の中心軸からずらす等の特別の工夫を
する必要がな（、通常用いられろ割りスリーブ７による
軸合せたけで低反射・低損失の光コネクタとなる。また
、割りスリーブ７の代りに精密な内径を有するスリーブ
を用いることもでき、この場合も軸方向の位置合せたけ
で低反射・低損失の光コネクタを実現できろ。

従来におし）では低反射光ファイバ端面とするために、
光ファイバ端面を光ファイバ軸に対して５°以上傾けた
構成とする必要があったので、通常光ファイバをフェル
ールに接着した後端面を斜めに研磨する必要がある。し
かしながら、本発明による低反射光ファイバ端末の場合
には傾き角が１°〜２６で良いため、研磨せずに応力破
断するだけでも低反射光ファイバ端末を構成できる。す
なわち、単に応力破断することにより、端面に所定の角
度を与えることが可能だからである。

第６図は本発明による低反射光ファイバ端末の他の実施
例を表す図である。同図に示すように、この低反射光フ
ァイバ端末は、上記実施例と同様なコア径拡大部を有す
る光ファイバ１をコア径拡大部の中央部にて応力破断す
ることによって光ファイバ端面３Ａに傾き角θを与えた
ものである。この場合θを事前に正確に決定することは
できないが、θの値自体には精度が必要無いため、通常
の応力破断の手順によって１〜２°の傾き角とすること
ができ、十分作製可能であり、研磨する方法に比べて大
幅に工程を短縮することができろ。

第７図はかかる実施例の低反射光ファイバ端末を利用し
て構成したＬＤＤモジユール他の実施例を表す図である
。同図に示すように、このＬ　Ｄモジュールは、ＬＤ５
を搭載した基盤９にレンズ４及び光ファイバ１を接着剤
１０を用いて接着したものである。この場合にも、第３
図に示すＬＤＤモジユールの場合と同様に光ファイバ端
面３Ａの傾き角が１〜２°と小さいので光ビームの屈折
による傾きは無視できる。したがって、この場合も、Ｌ
Ｄ５、レンズ４及び光ファイバ１を一直線状に並べた構
成とすればよいことになる。

重上説明した低反射光ファイバ端末あるいは低反射光コ
ネクタを製造する場合、局部的にコア径が拡大したコア
径拡大部を有する光ファイバを用い、この光ファイバを
コア径拡大部の中央部近傍で切断し且つ研磨するか又は
応力破断する。このようにコア径拡大部の中央部近傍で
切断等することにより光ファイバ端末とすると、コア径
の軸方向に亘っでの変化がほとんどない部分で切断する
ことができるのて、例えば光ファイバ端末同志をコネク
タ接続する場合にスポットサイズが連続的に変化するこ
とになり、接続損失が小さくなる。

ここで、コア径を局部的に拡大した光ファイバの製造例
を示す。

第８図にはその一例を示す。同図に示すように、光ファ
イバ１１はコア中に該コアの屈折率を上げるためにドー
ピングされたドーピング剤添加石英系光ファイバであり
、ある程度張力をかけた状態で保持されている。そして
、その中央部をバーナ１２の火炎１３により加熱するこ
とによりコア内のドーピング剤がクラッド中へ拡散させ
、局部的にコア径が拡大したコア径拡大部を得ることが
できろ。

ここでの加熱はドーピング剤の拡散は起こるが光ファイ
バ１１は溶融しない温度で行う必要があり、バーナ１２
の火炎１３の代りに、レーザ光を照射することにより簡
易に行うことができろ。なお、従来から知られているよ
うに電気炉等による熱処理によってもコア径を拡大する
ことができるが、火炎やレーザ光を用いることにより、
非常に簡易にコア径拡大部を得ることができる。

また、このようなコア径の拡大は、コアが純粋石英でク
ラッドに該クラッドの屈折率を下げるドーピング剤が含
まれているドーピング剤添加石英系光ファイバにおいて
も同様に行うことができる。

さらに、コア径拡大部を形成する場合、例えば第８図に
示すバーナ１２を光ファイバ１１の軸方向に往復移動す
ることにより、ある長さに亘って均一な拡大コア径を有
するコア径拡大部を得ることができる。この場合、コア
径拡大部の中央部の均一な拡大コア径を有する部分（コ
ア径の軸方向に亘っての変動がほとんどない部分）での
切断あるい（よ応力破断を容易に行うことができる。

本発明においては切断した光ファイバはフェルールに挿
入してその端面がフェルール端面より僅かに突き出す位
置に固定した後、所定の傾き角となるように研磨するこ
とにより低反射光ファイバ端末とする。また、この場合
必ず（〕もフェルールを用いる必要がなくファイバ端面
を直接研磨してもよい。さらに、フェルールを用いない
場合には、コア径拡大部の中央部近傍で応力破断するこ
とにより簡単に本発明の低反射光ファイバ端末とするこ
とができる。

また、上述したように、コア径拡大部を形成した後、そ
の中央部近傍で切断・研磨あるいは応力破断することに
より製造すると、光ファイバが屈曲することがないので
、フエル−ルへの挿入がスムーズであるという効果も奏
する。

なお、光ファイバの端部を加熱してコア径拡大部とした
場合には、光ファイバが屈曲し易く、フェルールへの挿
入が困難になる。また、端部がコア径の軸方向に亘って
の変動がない部分とはならないので、接続損失が大きく
なる等の問題も生じる。

〈発明の効果〉以上述べたように、本発明に係る低反射光ファイバ端末
は、光ファイバ端面におけろコア径を拡大した光ファイ
バを用いることによって、光ファイバ軸に対する端面の
傾き角を小さくしても反射戻り光を極小にすることがで
きるという効果を奏する。このため、光ファイバと光素
子を結合する場合や光ファイバ同士を接続する場合等に
組み立て手順や構成を大幅に簡易化することが可能にな
り、光部品の小型化、低価格化に対して極めて有利であ
る。

マタ、光ファイバを火炎またはレーザ光テ加熱すること
によって局部的にコア径を拡大した光ファイバを作製し
、この光ファイバを切断・研磨又は応力破断するによっ
て前記低反射光ファイバ端末を構成することにより、極
めて容易に低反射光ファイバ端末を製造することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による低反射光ファイバ端末の一実施例
を示す側面図、第２図（よ光ファイバ端面の傾き角θと
反射戻り光の関係を表す図、第３図は一実施例に係る低
反射光ファイバ端末を用いて組み立てたＬＤモジュール
の一例を示す側断面図、第４図は一実施例に係る低反射
光ファイバ端末を利用して構成した光コネクタの一実施
例を説明する側断面図、第５図はその光コネクタの接続
点近傍を拡大した説明図、第６図は本発明による低反射
光ファイバ端末の他の実施例を示す側面図、第７図はそ
の低反射光ファイバ端末を利用して構成したＬＤモジュ
ールの例を示す側面図、第８図は本発明に使用するコア
拡大光ファイバを作製する方法を示す説明図、第９図は
従来の技術による低反射光ファイバ端末の一例を示す側
面図、第１０図は従来の技術による低反射光ファイバ端
末を利用して構成したＬＤモジュールの構造を説明する
図、第１１図は従来の技術による低反射光ファイバ端末
を利用して光コネクタを構成した場合の接続点近傍を拡
大した説明図である。図面中、１は光ファイバ、２はフェルール、３は光ファイバ端面、４はレンズ、５はレーザダイオード（ＬＤ）、６はスリーブ、７は割りスリーブ、８は隙間、９は基盤、１０は接着剤、１１は光ファイバ、１２はバーナ、１３ば火炎である。特　　許　　出　　願　　人日本電信電話株式会社代　　　　理　　　　人

Claims

【特許請求の範囲】

（１）コア径が局部的に拡大したコア径拡大部を有する
光ファイバを該コア径拡大部で切断した光ファイバ端末
であって、その端面が光ファイバ軸と直交する面に対し
て傾斜して研磨されていることを特徴とする低反射光フ
ァイバ端末。
（２）コア径が局部的に拡大したコア径拡大部を有する
光ファイバを該コア径拡大部で切断した光ファイバ端末
であって、該端末にはフェルールが接着固定してあり且
つその端面が光ファイバ軸と直交する面に対して傾斜し
て研磨されていることを特徴とする低反射光ファイバ端
末。
（３）コア径が局部的に拡大したコア径拡大部を有する
光ファイバを該コア径拡大部で応力破断した光ファイバ
端末であって、その端面が光ファイバ軸と直交する面に
対して傾斜していることを特徴とする低反射光ファイバ
端末。
（４）コア径が局部的に拡大したコア径拡大部を有する
光ファイバを該コア径拡大部で切断した光ファイバ端末
であって、該端末にはフェルールが接着固定してあり且
つその端面が上記光ファイバの軸に直交する面に対して
一定角度傾斜して研磨されている２本の光ファイバ端末
を、一定内径を有するスリーブ又は弾性を有する割りス
リーブの両端よりそれぞれ挿入して両者の端面同志を突
き合せてなることを特徴とする低反射光コネクタ。
（５）請求項１、２又は３において、コア径拡大部を有
する光ファイバは、コア中に該コアの屈折率を上げるた
めにドーピングされた又はクラッド中に該クラッドの屈
折率を下げるためにドーピングされたドーピング剤添加
石英系光ファイバを、前記ドーピング剤は拡散するが光
ファイバは溶融しない温度範囲にて火炎若しくはレーザ
光を用いて加熱することにより製造されたものであるこ
とを特徴とする低反射光ファイバ端末。
（６）コア中に該コアの屈折率を上げるためドーピング
された又はクラッド中に該クラッドの屈折率を下げるた
めにドーピングされたドーピング剤添加石英系光ファイ
バを、上記ドーピング剤は拡散するが光ファイバは溶融
しない温度範囲にて火炎若しくはレーザ光を用いて加熱
して該加熱部分近傍のコア径を局部的に拡大し、このコア径拡大部の中央部近傍にて切断し、この切断端
面を光ファイバ軸に直交する面に対して傾斜するよう研磨する、ことを特徴とする低反射光ファイバ端末の製造方法。
（７）コア中に該コアの屈折率を上げるためドーピング
された又はクラッド中に該クラッドの屈折率を下げるた
めにドーピングされたドーピング剤添加石英系光ファイ
バを、上記ドーピング剤は拡散するが光ファイバは溶融
しない温度範囲にて火炎若しくはレーザ光を用いて加熱
して該加熱部分近傍のコア径を局部的に拡大し、このコア径拡大部の中央部近傍にて切断し、これら切断
した２本の光ファイバ端末をそれぞれフェルールに挿入してその端面がフェルールの端
面より僅かに突き出す位置に固定し、これらフェルールの端面を光ファイバ軸に直交する面に対して傾斜するよう研磨する、ことを特徴
とする低反射光ファイバ端末の製造方法。
（８）コア中に該コアの屈折率を上げるためドーピング
された又はクラッド中に該クラッドの屈折率を下げるた
めにドーピングされたドーピング剤添加石英系光ファイ
バを、上記ドーピング剤は拡散するが光ファイバは溶融
しない温度範囲にて火炎若しくはレーザ光を用いて加熱
して該加熱部分近傍のコア径を局部的に拡大し、このコア径拡大部の中央部近傍にて応力破断してその端面が光ファイバ軸と直交する面に対して傾
斜するようにした、ことを特徴とする低反射光ファイバ端末の製造方法。