JPH06174971A - Optical connector - Google Patents

Optical connector

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JPH06174971A
JPH06174971A JP43A JP34359392A JPH06174971A JP H06174971 A JPH06174971 A JP H06174971A JP 43 A JP43 A JP 43A JP 34359392 A JP34359392 A JP 34359392A JP H06174971 A JPH06174971 A JP H06174971A
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JP
Japan
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ferrule
optical
optical fiber
tip
contact
Prior art date
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Pending
Application number
JP43A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuo Sato
哲夫 佐藤
Mutsuyoshi Yoshida
睦吉 吉田
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Citizen Watch Co Ltd
Original Assignee
Citizen Watch Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH06174971A publication Critical patent/JPH06174971A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide the high-performance optical connector which can realizes ultra-low reflection connection of >=55dB reflection attenuation quantity. CONSTITUTION:Ferrules 3 are in contact with each other at the front ends, as shown in (a), when ferrule bodies 2 are brought into contact without pressurization. Optical fibers 4 are, however, not in contact with each other and are parted apart a fiber spacing u. The ferrule bodies 2 are pressurized and the ferrules 3 are deformed by the pressurizing force and the optical fibers 4 are therefore brought into contact with each other and the front ends of the optical fibers 4 are slightly deformed, as shown in (b), when such optical connectors are connected. Then, excess compressive force is not applied on the optical fibers 4 when the optical connectors are connected and the ultra-low- reflection connector is therefore realized without impairing the optical characteristics of the optical fibers 4.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光通信分野で用いられ
る光コネクタのフェル−ルと光ファイバの構成に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of an optical connector ferrule and an optical fiber used in the field of optical communication.

【0002】[0002]

【従来の技術】光通信の伝送路である光ファイバを接続
するのに光コネクタが用いられている。例えば半導体レ
ーザモジュールのように反射光による雑音の発生を防止
する必要のある伝送路、特にCATV、映像通信等の高
速大容量通信における伝送路の接続には、接続箇所での
信号損失が少ない高性能光コネクタが求められている。
2. Description of the Related Art An optical connector is used to connect an optical fiber which is a transmission line of optical communication. For example, in connection with a transmission line such as a semiconductor laser module that needs to prevent generation of noise due to reflected light, particularly in connection with a transmission line in high-speed large-capacity communication such as CATV and video communication, signal loss at the connection point is small. Performance optical connectors are required.

【0003】一般に光コネクタは光ファイバが挿入固定
されているプラグと、このプラグ同士を嵌合整列させる
ための機構を備えたアダプタとから構成される。特に従
来の電気コネクタと異なり、接続する2本の光ファイバ
の相対位置を正確に合わせることが重要である。この為
光ファイバ同士の軸ズレ角度曲がり等を極めて少なくし
なければならない。したがって光ファイバを、外形が規
定寸法に仕上げられたフェル−ルの中心に一致させ、接
着固定し、そのフェル−ル体をアダプタ内に組み込まれ
たスリ−ブの両端から挿入して突き合わせる方法が良く
用いられる。
Generally, an optical connector is composed of a plug into which an optical fiber is inserted and fixed, and an adapter having a mechanism for fitting and aligning the plugs. Particularly, unlike the conventional electrical connector, it is important to accurately match the relative positions of the two optical fibers to be connected. For this reason, it is necessary to extremely reduce the axial deviation angle bending between the optical fibers. Therefore, the optical fiber is made to match the center of the ferrule whose outer shape is finished to the specified size, is fixed by adhesive, and the ferrule body is inserted from both ends of the sleeve incorporated in the adapter and abutted. Is often used.

【0004】以下、図面に基づき従来技術の構成を説明
する。図7は従来用いられている光コネクタの代表的な
一例を示す接続断面図であり、左右対称である図面の左
端は省略してある。4は石英ガラスからなる光ファイ
バ、3はアルミナやジルコニア等のセラミックスからな
るフェル−ルで、該フェル−ル3の中心に前記光ファイ
バ4を図示しない接着材で軸中心を一致させて接着固定
してある。2は該フェル−ル3と前記光ファイバ4とを
一体に組み立てたフェル−ル体、7は前記フェル−ル体
2を保持して加圧手段であるバネ6により加圧するため
のフェル−ルフランジ、8は該フェル−ルフランジ7を
受けるプラグフレ−ム、9はナット、10は光ファイバ
4を中に通し、前記プラグフレ−ム8と共に前記フェル
−ルフランジ7及び前記バネ6を中に組み込み、該バネ
6の力を受けるブッシュである。1はプラグであり、前
記光ファイバ4、前記フェル−ル3、前記バネ6、前記
フェル−ルフランジ7、前記プラグフレ−ム8、前記ナ
ット9及び前記ブッシュ10からなる。11はアダプ
タ、12は該アダプタ11に組み込まれた割スリ−ブで
ある。
The structure of the prior art will be described below with reference to the drawings. FIG. 7 is a connection cross-sectional view showing a typical example of a conventionally used optical connector, and the left end of the symmetrical drawing is omitted. Reference numeral 4 is an optical fiber made of quartz glass, 3 is a ferrule made of ceramics such as alumina or zirconia, and the optical fiber 4 is adhered and fixed to the center of the ferrule 3 with an adhesive material (not shown) with its axial center aligned. I am doing it. Reference numeral 2 is a ferrule body in which the ferrule 3 and the optical fiber 4 are integrally assembled, and 7 is a ferrule flange for holding the ferrule body 2 and pressurizing it by a spring 6 as a pressurizing means. , 8 is a plug frame for receiving the ferrule flange 7, 9 is a nut, 10 is an optical fiber 4 inserted therein, and the ferrule flange 7 and the spring 6 are incorporated in the spring together with the plug frame 8. It is a bush that receives the force of 6. Reference numeral 1 denotes a plug, which comprises the optical fiber 4, the ferrule 3, the spring 6, the ferrule flange 7, the plug frame 8, the nut 9, and the bush 10. Reference numeral 11 is an adapter, and 12 is a split sleeve incorporated in the adapter 11.

【0005】図8は前記フェル−ル体2先端の拡大断面
図である。3はフェル−ル、4は光ファイバで、ここで
該光ファイバ4の寸法は特に極端に拡大してある。前記
フェル−ル3の先端は曲率半径Rの凸球面をなし、前記
光ファイバ3の先端は該凸球面から僅かに引っ込んだ略
凸球面をなしている。前記曲率半径Rは10〜60mmが
多く用いられる。
FIG. 8 is an enlarged sectional view of the tip of the ferrule body 2. Reference numeral 3 denotes a ferrule, and 4 denotes an optical fiber, in which the dimensions of the optical fiber 4 are extremely enlarged. The tip of the ferrule 3 is a convex spherical surface having a radius of curvature R, and the tip of the optical fiber 3 is a substantially convex spherical surface slightly retracted from the convex spherical surface. The radius of curvature R is often 10 to 60 mm.

【0006】次に前記光コネクタの接続は、前記フェル
−ル体2に、前記バネ6で前記フェル−ルフランジ7を
介して前記フェル−ル3を加圧するように前記プラグ1
を組み込み、2組の該プラグ1を予め割スリ−ブ12を
中央に組み立てた前記アダプタ11の両側から挿入し、
前記ナット9をそれぞれねじ込み固定することによって
完了する。前記割スリ−ブ12によって前記光ファイバ
4を同心に整列させ、0.8〜1.2kgの強さのかかる
前記バネ6で両側から前記フェル−ル体2同士を加圧し
て、接続の安定化を図っている。
Next, the optical connector is connected to the ferrule body 2 by pressing the ferrule 3 with the spring 6 through the ferrule flange 7.
, Two sets of the plugs 1 are inserted from both sides of the adapter 11 in which the split sleeve 12 is assembled in the center in advance,
This is completed by screwing and fixing each of the nuts 9. The optical fibers 4 are aligned concentrically by the split sleeve 12, and the ferrules 2 are pressed from both sides by the springs 6 having a strength of 0.8 to 1.2 kg to stabilize the connection. It is trying to make it.

【0007】次に前記フェル−ル体2先端の加工方法を
説明する。まずダイアモンド砥石を用いて円錐状に研削
加工を行い、次に強く張ったプラスチックフィルムにダ
イアモンド砥粒を供給しながら前記フェル−ル体2先端
を回転させながら押しつけて研磨加工を行い、前記光フ
ァイバ4及び前記フェル−ル3先端を同時に凸球面状に
する方法をとっている。
Next, a method of processing the tip of the ferrule body 2 will be described. First, a diamond grindstone is used to grind into a conical shape, and then the tip of the ferrule 2 is pressed while rotating while the diamond film is being supplied to a strongly stretched plastic film, and the optical fiber is polished. 4 and the tip of the ferrule 3 are simultaneously formed into a convex spherical shape.

【0008】以上のような従来の光コネクタで問題とな
るフェル−ル体2のフェル−ル3と光ファイバ4との位
置関係を図8によって説明する。前記フェル−ル3と前
記光ファイバ4との相対位置は、一般的に引き込み量
d、即ち前記フェル−ル3の軸中心線と曲率半径Rの凸
球面との交点Qと前記光ファイバ4先端との距離で表す
が、前記光ファイバ4先端が凸球面内側にある場合には
−、同外側にある場合には+の符号を付けて表すと、d
=−50〜+100nmの範囲で使うのが一般的であっ
た。
The positional relationship between the ferrule 3 of the ferrule body 2 and the optical fiber 4, which is a problem in the conventional optical connector as described above, will be described with reference to FIG. The relative position between the ferrule 3 and the optical fiber 4 is generally the amount of pull-in d, that is, the intersection Q between the axial center line of the ferrule 3 and the convex spherical surface having the radius of curvature R, and the tip of the optical fiber 4. When the tip of the optical fiber 4 is on the inside of the convex spherical surface, it is represented by −, and when it is on the outside of the same, it is represented by a sign of +.
It was generally used in the range of -50 to +100 nm.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来方
法の光ファイバの引き込み量dの前記範囲は、光コネク
タの持っている性能を十分引き出すには不適切で、光フ
ァイバの光学特性を十分保護するものとはなっていな
い。以下にこの問題点を図8及び図9を用いて説明す
る。
However, the above-mentioned range of the drawing amount d of the optical fiber in the conventional method is unsuitable for sufficiently taking out the performance of the optical connector, and the optical characteristics of the optical fiber are sufficiently protected. Not a thing. This problem will be described below with reference to FIGS. 8 and 9.

【0010】図9は曲率半径Rの従来の光コネクタのフ
ェルール体を突き合わせた部分拡大断面図であり、光フ
ァイバ部の寸法を特に極端に拡大してある。数多く使わ
れている例として、曲率半径R=20mmのフェル−ル3
に直径0.125mmの光ファイバ4を用いた場合で説明
する。図8でフェルール3の先端と交点Qとの間の距離
は計算により98nmとなり、引き込み量dが前記フェル
−ル3に対して最も引っ込んだ下限の−50nmであった
としても、前記光ファイバ4先端が前記フェルール3先
端よりも既に48nm突き出ていることになる。したがっ
て、このようなフェル−ル体2を用いた光コネクタを接
続固定する時に、まず加圧なしにフェル−ル体2先端同
士を接触させた時には、図9(a)に示すように光ファ
イバ4の先端がフェル−ル3よりも先に接触することに
なり、これを加圧した場合には図9(b)に示すよう
に、前記フェル−ル3が密着して変形するまで加圧され
るので前記光ファイバ4に対する極端に強い圧縮力が加
わることになって、該光コネクタの性能を悪化させてい
た。
FIG. 9 is a partially enlarged sectional view in which ferrule bodies of a conventional optical connector having a radius of curvature R are butted against each other, and the size of the optical fiber portion is extremely enlarged. A ferrule 3 with a radius of curvature R = 20 mm
The case where the optical fiber 4 having a diameter of 0.125 mm is used in FIG. In FIG. 8, the distance between the tip of the ferrule 3 and the intersection Q is calculated to be 98 nm, and even if the pull-in amount d is the lower limit of −50 nm with respect to the ferrule 3, the optical fiber 4 This means that the tip has already protruded 48 nm from the tip of the ferrule 3. Therefore, when connecting and fixing an optical connector using such a ferrule body 2, first, when the tips of the ferrule body 2 are brought into contact with each other without applying pressure, as shown in FIG. The tip of No. 4 comes into contact before the ferrule 3, and when this is pressurized, as shown in FIG. Therefore, an extremely strong compressive force is applied to the optical fiber 4, which deteriorates the performance of the optical connector.

【0011】また、前述したフェル−ル体先端の加工方
法では、光ファイバ先端の表面部に加工変質層が残留し
反射減衰量を少なくすることが出来ず、反射減衰量は4
0dB程度が限界であった。そして加工変質層を除去しよ
うとしてフェル−ル体表面の研磨を行うと、引き込み量
dが大きくなって前述の範囲をはみ出してしまう。
Further, in the above-described method for processing the tip of the ferrule body, the work-affected layer remains on the surface portion of the end of the optical fiber, and the return loss cannot be reduced.
The limit was about 0 dB. If the surface of the felt body is polished in order to remove the work-affected layer, the amount of pull-in d becomes large and the above range is exceeded.

【0012】引き込み量dを従来の−50〜+100nm
の範囲になるようにして加工変質層を除去するには、例
えば「50dB以上の反射減衰量を有するPC光コネク
タ」(1991年電子情報通信学会秋季大会講演論文集
C−224)で提案されているようにフェルールを予
め球面研磨しておき、次に光ファイバを組み込み接着し
た後、光ファイバをフェルール先端より僅かに突き出た
寸法にしてから、光ファイバ先端の球面研磨をする。こ
の後に加工変質層の除去を行う。光ファイバをフェル−
ル先端より予め突き出しておいてから加工変質層を除去
するので、加工変質層の除去をしても引き込み量が所定
の範囲内に入る。しかしながらこの方法では、フェルー
ルと光ファイバとの球面加工が別工程で行われるため
に、曲率半径の中心がずれて偏芯を起こすことと、前述
のように光ファイバに極端に強い圧縮力が加わり性能を
悪化させる欠点を有する。
The pull-in amount d is -50 to +100 nm of the conventional one.
In order to remove the work-affected layer in such a range as described above, for example, "PC optical connector having a return loss of 50 dB or more" (Proceedings of Autumn Meeting of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers 1991 C-224) is proposed. As described above, the ferrule is preliminarily spherical-polished, and then the optical fiber is incorporated and bonded. Then, the optical fiber is made to have a dimension slightly protruding from the ferrule tip, and then the optical fiber tip is spherically polished. After this, the work-affected layer is removed. Optical fiber
Since the work-affected layer is removed after the work-affected layer is protruded from the tip end of the tool, the pull-in amount falls within a predetermined range even if the work-affected layer is removed. However, in this method, since the spherical processing of the ferrule and the optical fiber is performed in separate steps, the center of the radius of curvature shifts to cause eccentricity, and as described above, an extremely strong compressive force is applied to the optical fiber. It has the drawback of degrading performance.

【0013】以上述べたように、従来の引き込み量dの
範囲では、加工変質層を問題無く除去するのは容易では
なく、だからといって加工変質層を残した状態でのフェ
ル−ル体の使用では、光伝送の高速化高性能化の要求を
満足させ、反射戻り光による雑音の発生を防止するに足
る光コネクタを提供するのは不可能である。本発明の目
的は、上記問題点を解決し、反射減衰量が55dB以上の
超低反射接続が実現できる高性能光コネクタを提供する
ことである。
As described above, it is not easy to remove the work-affected layer without problems within the conventional range of the pull-in amount d. However, when using the ferrule body with the work-affected layer left, It is impossible to provide an optical connector that satisfies the requirements for high speed and high performance of optical transmission and that prevents generation of noise due to reflected return light. An object of the present invention is to solve the above problems and provide a high performance optical connector capable of realizing an ultra-low reflection connection with a return loss of 55 dB or more.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成は、フェル−ルに光ファイバを接着剤を
介して組み立てた2組のフェルール体を加圧手段によっ
て突き合わせてなる光コネクタにおいて、前記2組のフ
ェルール体の先端を対向させ、加圧無しに接触させた時
に光ファイバ同士は接触しないで離れており、前記加圧
手段によって加圧した時に光ファイバ同士が接触してな
ることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the structure of the present invention is an optical system in which two sets of ferrule bodies, in which an optical fiber is assembled to a ferrule via an adhesive, are abutted by a pressing means. In the connector, when the ends of the two ferrule bodies are opposed to each other and the optical fibers are not in contact with each other when they are brought into contact with each other without applying pressure, the optical fibers are in contact with each other when being applied with pressure by the applying means. It is characterized by

【0015】更に、2組のフェルール体を対向させ、加
圧無しで接触させた時の光ファイバ同士の間隔は、フェ
ルールの弾性限界内で加圧した時に、その加圧力により
決まる該フェルールの変形量以内にあることを特徴とす
る。
Further, the distance between the optical fibers when the two ferrule bodies are opposed to each other and are brought into contact with each other without applying pressure is determined by the applied pressure when the ferrule is pressed within the elastic limit of the ferrule. Characterized by being within the quantity.

【0016】[0016]

【作用】本発明の光コネクタの接続方法は、加圧なしに
突き合わせ接触させた時のフェルール体の光ファイバ同
士の間隔(以下これをファイバ間隔と称す)を、フェル
ールを押すバネの強さにより決まる該フェルールの弾性
変形量以内にすることにより、前記光ファイバの境界面
での圧縮荷重を極力少なくして光学特性の劣化を招くこ
となしに光コネクタ同士を接続することを可能にする。
According to the method of connecting the optical connector of the present invention, the distance between the optical fibers of the ferrule body (hereinafter referred to as the fiber distance) when brought into butt contact with each other without applying pressure is determined by the strength of the spring pushing the ferrule. By making the elastic deformation amount of the ferrule to be determined, the compressive load on the boundary surface of the optical fiber can be reduced as much as possible, and the optical connectors can be connected to each other without deteriorating the optical characteristics.

【0017】[0017]

【実施例】以下図面により本発明の一実施例を詳述す
る。図1は本発明の一実施例である光コネクタのフェル
−ル体突合わせ部の拡大断面図であり、特に光ファイバ
部を極端に拡大してある。図2は理論計算用のフェル−
ル体の模式図であり、図3は接続した前記光コネクタに
おける反射減衰量とファイバ間隔の実験結果を表すグラ
フであり、図4は同じく反射減衰量とバネ強さの関係の
実験結果を表すグラフであり、図5は、同じく温度を変
化させた時の反射減衰量の変化の実験結果を表すグラフ
であり、図6は他の実施例の光コネクタのフェルール体
の先端を表す拡大断面図である。
An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a ferrule butting portion of an optical connector according to an embodiment of the present invention, and particularly, an optical fiber portion is extremely enlarged. Figure 2 is a theoretical calculation
FIG. 3 is a schematic diagram of a loop body, FIG. 3 is a graph showing experimental results of return loss and fiber spacing in the connected optical connector, and FIG. 4 similarly shows experimental results of relationship between return loss and spring strength. 5 is a graph, FIG. 5 is a graph showing an experimental result of a change in return loss when the temperature is changed, and FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing a tip of a ferrule body of an optical connector of another embodiment. Is.

【0018】以下本発明の実施例について、図面を用い
て詳細に説明する。図1において、3はジルコニアから
なるフェルール、4は石英ガラスからなる光ファイバ、
2は前記フェル−ル3に該光ファイバ4を軸中心を一致
させて、例えばエポテック353NDのような接着剤5
で接着固定したフェル−ル体、uはファイバ間隔、gは
フェル−ル先端と光ファイバ先端との距離(以下これを
端面距離と称す)を表す。その他の構成、組み立て方法
及び接続方法は図7に表した従来例と同様なので説明を
省略する。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In FIG. 1, 3 is a ferrule made of zirconia, 4 is an optical fiber made of silica glass,
Reference numeral 2 is an adhesive 5 such as Epotek 353ND for which the axis of the optical fiber 4 is aligned with that of the ferrule 3.
Is a fiber body adhered and fixed by, u is a fiber interval, and g is a distance between the ferrule tip and the optical fiber tip (hereinafter referred to as an end face distance). Other configurations, assembling methods, and connecting methods are the same as those of the conventional example shown in FIG.

【0019】前記フェル−ル3と前記光ファイバ4の両
先端は、ともに略同一曲率半径の凸球面に加工してあ
り、両者の相対位置関係が本発明の特徴である。図1
(a)は、フェルール体2を加圧無しに接触させた状態
を示し、フェル−ル3同士は先端で接触しているが、光
ファイバ4同士は接触しないでファイバ間隔uをもって
離れている。本発明の光コネクタを接続した時には、図
1(b)に示すように前記フェルール体2が加圧され前
記フェルール3同士は加圧力により変形するので、前記
光ファイバ4同士が接触して該光ファイバ4の先端が僅
かに変形するようになる。
Both ends of the ferrule 3 and the optical fiber 4 are processed into convex spherical surfaces having substantially the same radius of curvature, and the relative positional relationship between them is a feature of the present invention. Figure 1
(A) shows a state in which the ferrule body 2 is contacted without pressure. The ferrules 3 are in contact with each other at their tips, but the optical fibers 4 are not in contact with each other and are separated by a fiber interval u. When the optical connector of the present invention is connected, the ferrule body 2 is pressed and the ferrules 3 are deformed by the pressing force as shown in FIG. The tip of the fiber 4 is slightly deformed.

【0020】ここで、2組のフェル−ルの先端を対向さ
せ、両側からバネで加圧接触させた時のフェルールの変
形量を弾性歪理論に基づき求める。図2(a)は荷重W
で双方から加圧して突き合わせたフェル−ル体の模式図
であり、該フェル−ル体は直径d1 の円筒部P1 及び曲
率半径Rの球体部P2 からなるフェル−ルと、ここでは
省略した光ファイバとからなる。図2(b)は前記フェ
ルールの先端の部分拡大断面図であり、d2 は該フェル
−ルの内径、xは曲率半径Rの凸球面と該フェル−ルの
軸中心線とが交差する交点Qからの球体部P2 の任意の
位置までの距離を表す変数、x1 は前記交点Qとフェル
−ル先端との距離、x2 は球体部P2 の端面までの距離
をそれぞれ表す。
Here, the deformation amount of the ferrule when the tips of the two sets of ferrules are made to face each other and brought into pressure contact with springs from both sides will be determined based on the elastic strain theory. Figure 2 (a) shows the load W
Fell butting under pressure from both in - is a schematic view of Le body, the Fel - le body Fel comprising a cylindrical portion P 1 and the spherical portion P 2 of the curvature radius R of the diameter d 1 - and Le, where It consists of an omitted optical fiber. FIG. 2B is a partially enlarged cross-sectional view of the tip of the ferrule, where d 2 is the inner diameter of the ferrule, x is the intersection of the convex spherical surface with the radius of curvature R and the axial center line of the ferrule. A variable that represents the distance from Q to an arbitrary position of the spherical portion P 2 , x 1 represents the distance between the intersection Q and the tip of the ferrule, and x 2 represents the distance from the end surface of the spherical portion P 2 .

【0021】ここで、フェルールのヤング率をE、バネ
の強さをW、円周率をπとする。円筒部P1 の変形量を
λ1 、球面部P2 の変形量をλ2 とすると数1が導かれ
る。
Here, the Young's modulus of the ferrule is E, the spring strength is W, and the circular constant is π. When the deformation amount of the cylindrical portion P 1 is λ 1 and the deformation amount of the spherical surface portion P 2 is λ 2 , Formula 1 is derived.

【数1】 [Equation 1]

【0022】ここで数1に実施例のフェルールの数値、
即ち、E=10000kg/mm2、W=1kg、d1 =2.5
mm、l1 =10mm、R=20mm、d2 =0.125mmを
それぞれ代入すると、λ1 =136、λ2 =8が得られ
る。総変形量をλとするとλ=λ1 +λ2 =136+8
=144nmとなる。得られた結果は、曲率半径20mmの
ジルコニアフェルールを突き合わせ、強さ1kgのバネで
双方から加圧した場合の該ジルコニアフェルールの一方
の変形量を表し、該変形量のほとんどは円筒部P1 で決
まり、球面部P2 の効き量は小さいことを示している。
Here, the numerical value of the ferrule of the embodiment is given by
That is, E = 10000 kg / mm 2 , W = 1 kg, d 1 = 2.5
Substituting mm, l 1 = 10 mm, R = 20 mm, and d 2 = 0.125 mm, λ 1 = 136 and λ 2 = 8 are obtained. If the total amount of deformation is λ, then λ = λ 1 + λ 2 = 136 + 8
= 144 nm. The results obtained represent the amount of deformation of one side of the zirconia ferrule when two zirconia ferrules with a radius of curvature of 20 mm are butted against each other and pressed by a spring with a strength of 1 kg, and most of the amount of deformation is in the cylindrical portion P 1 . It is shown that the effectiveness of the spherical surface portion P 2 is small.

【0023】よって端面距離gが、前記変形量144nm
以内であれば、バネで圧縮されたフェルール先端の変形
により光ファイバの先端がフェルール先端から飛び出
し、対向する光ファイバの先端に接触する。即ち、ファ
イバ間隔uが144×2=288nm以内であれば、対向
する光ファイバの先端同士は、相互に接触することが、
計算によって予測される。
Therefore, the end face distance g is the deformation amount 144 nm.
Within the range, the tip of the ferrule is compressed by the spring, and the tip of the optical fiber jumps out from the tip of the ferrule and comes into contact with the tip of the opposing optical fiber. That is, if the fiber spacing u is within 144 × 2 = 288 nm, the tips of the optical fibers facing each other may contact each other.
Predicted by calculation.

【0024】次に本発明の光コネクタのフェル−ル体の
先端形状の加工工程の説明をする。ダイアモンド砥粒に
よる研磨工程までは従来の工程と同じである。この研磨
工程では、光ファイバとフェルールの端面は、ほぼ段差
無しに加工できるが、光ファイバ表面に加工変質層が生
じる。この為、加工変質層を除去する為に、Si O2
は、Ce O2 等の微粒子研磨剤を用いて平面ラップを行
う。
Next, the process of processing the tip shape of the ferrule body of the optical connector of the present invention will be described. The process up to the step of polishing with diamond abrasive grains is the same as the conventional process. In this polishing step, the end faces of the optical fiber and the ferrule can be processed with almost no step, but a work-affected layer occurs on the surface of the optical fiber. Therefore, in order to remove the work-affected layer, plane lapping is performed using a fine particle abrasive such as SiO 2 or Ce O 2 .

【0025】アルミナやジルコニア等のセラミックスか
らなるフェルールと、石英ガラスからなる光ファイバと
の間には硬度差がある為、微粒子材を用いた平面ラップ
工程では、光ファイバとフェルールとの先端部を同一面
に仕上げ研磨することは難しく、研磨量に比例して光フ
ァイバとフェルールとの先端部に光ファイバが引っ込む
ような段差が生じる。
Since there is a hardness difference between the ferrule made of ceramics such as alumina and zirconia and the optical fiber made of quartz glass, in the flat lapping process using the fine particle material, the tips of the optical fiber and the ferrule are It is difficult to finish-polish the same surface, and a step is formed at the tip of the optical fiber and the ferrule in which the optical fiber retracts in proportion to the polishing amount.

【0026】本発明では、先に理論検討したように、フ
ェル−ル体の端面距離gが144nmの、光ファイバ端面
がフェル−ル先端より引っ込んだ形状を許容できること
を予測している。従って、加工変質層を除去するための
上記研磨工程において略144nm迄の段差が生じても構
わない。即ち加工変質層を除去することは容易となると
いう効果が生ずる。
In the present invention, as theoretically studied, it is predicted that a shape in which the end face distance g of the ferrule body is 144 nm and the end face of the optical fiber is retracted from the tip of the ferrule is acceptable. Therefore, a step up to about 144 nm may occur in the polishing step for removing the work-affected layer. That is, it is easy to remove the work-affected layer.

【0027】次に本発明による光コネクタの性能を確認
するために、上記詳述した工程にて実施例と同じフェル
−ル体のサンプルを各種作製し、性能を測定した結果を
図を用いて説明する。図3には各種ファイバ間隔のサン
プルの反射減衰量をプロットしてある。ファイバ間隔が
大きくなるにつれて反射減衰量は向上し60dBを超える
が、ファイバ間隔が250nm付近以上になると光ファイ
バ同士が離れて空隙ができるため、反射減衰量は極端に
低下している。即ち、ファイバ間隔がフェルールの2組
分の変形量以内であれば、光ファイバにかかる圧縮力が
小さいほど反射減衰量が向上すると理解できる。
Next, in order to confirm the performance of the optical connector according to the present invention, various samples of the same ferrous body as in the embodiment were prepared in the above-mentioned detailed steps, and the results of the performance measurement were shown in the drawings. explain. FIG. 3 plots the return loss of samples at various fiber intervals. The return loss increases as the fiber spacing increases, and exceeds 60 dB. However, when the fiber spacing reaches around 250 nm or more, the optical fibers are separated from each other to form a gap, so the return loss is extremely reduced. That is, if the fiber spacing is within the deformation amount of two sets of ferrules, it can be understood that the smaller the compressive force applied to the optical fiber, the more the return loss increases.

【0028】従来の光ファイバ引き込み量dが−50〜
+100nmの範囲で、且つプラスチックフイルムによる
ダイアモンド砥粒の研磨加工では、せいぜい40dB止ま
りであった反射減衰量が大幅に改善され55dB以上の特
性が得られた。本実験におけるファイバ間隔0〜250
nmを引き込み量dに当てはめてみると、dはフェル−ル
の軸中心線と曲率半径Rの凸球面との交点と光ファイバ
先端との距離であるから、該交点と該フェル−ルの先端
までの距離即ち先に計算した98nmと、端面距離即ちフ
ァイバ間隔の半分との和に等しい。したがって、曲率半
径R=20mmのフェルール体の引き込み量dは−(98
+0)〜−(98+125)即ちほぼ−100〜−22
5nmの範囲に相当する。
A conventional optical fiber drawing amount d is -50 to
In the polishing process of diamond abrasive grains in the range of +100 nm and with a plastic film, the reflection attenuation amount, which was at most 40 dB, was greatly improved and a characteristic of 55 dB or more was obtained. Fiber spacing 0 to 250 in this experiment
When nm is applied to the pull-in amount d, d is the distance between the optical fiber tip and the intersection of the axis center line of the ferrule and the convex spherical surface with the radius of curvature R. Therefore, the intersection and the tip of the ferrule. Is equal to the distance calculated above, or 98 nm previously calculated, plus the end face distance, or half the fiber spacing. Therefore, the pull-in amount d of the ferrule body with the radius of curvature R = 20 mm is-(98
+0) to − (98 + 125), that is, approximately −100 to −22.
This corresponds to the range of 5 nm.

【0029】本発明では、光ファイバー間隔を非接触に
なるぎりぎりの領域をモデル計算により求め、更に実験
によって検証したが、実際の使用に当たってはバネ圧の
バラツキ、フェルールと光ファイバの熱膨張率の差によ
る影響などを考慮にいれて、環境条件や製造品質の変化
によって接触状態が解除されない領域を設定する必要が
ある。
In the present invention, the marginal area where the optical fibers are not in contact with each other is obtained by model calculation and further verified by experiments. However, in actual use, variations in spring pressure and differences in the coefficient of thermal expansion between the ferrule and the optical fiber are used. It is necessary to set a region where the contact state is not released due to changes in environmental conditions and manufacturing quality, taking into consideration the effects of the above.

【0030】そこで、反射減衰量の低下したサンプルで
強さ1kgのバネを使用したものを用いて、片方のバネだ
けを強いバネに交換した時の、反射減衰量の実測値の変
化を図4に示す。計算によれば、共に強さ1kgのバネを
使用した場合の両フェル−ルの変形量は288nmだが、
片方のバネを強さ1.25kgのものに交換すれば該変形
量は324nm、強さ1.5kgのバネに交換した場合の該
変形量は360nmとなる。変形量の差は、それぞれ36
nm及び72nmとなる。一方、実際のファイバ間隔uが2
74nmのサンプルAと291nmのサンプルBとは、先の
実験でのファイバ間隔の限界値であった250nmに対し
て、ファイバ間隔の差はそれぞれ24nm、41nmである
から、サンプルAについては強さ1.25kgのバネ交換
で、サンプルBについては強さ1.5kgのバネ交換では
特性が改善されるであろうことは理論上から予測された
が、図4の実験結果と一致している。
Therefore, a change in the actual measurement value of the return loss is shown in FIG. 4 when a spring with a strength of 1 kg is used in a sample with a reduced return loss and only one spring is replaced with a stronger spring. Shown in. According to the calculation, the amount of deformation of both ferrules is 288 nm when both springs with a strength of 1 kg are used.
If one spring is replaced with a spring having a strength of 1.25 kg, the deformation amount is 324 nm, and if the spring having a strength of 1.5 kg is replaced, the deformation amount is 360 nm. The difference in deformation amount is 36
nm and 72 nm. On the other hand, the actual fiber spacing u is 2
The sample A of 74 nm and the sample B of 291 nm have a fiber spacing difference of 24 nm and 41 nm, respectively, while the fiber spacing limit value of 250 nm, which was the limit value in the previous experiment, is 24 nm and 41 nm, respectively. It was theoretically predicted that a spring exchange of 0.25 kg would improve the properties of the spring exchange of 1.5 kg for sample B, which is consistent with the experimental results of FIG.

【0031】次に反射減衰量の温度による影響について
調査した結果を、図5によって説明する。室温から0℃
→−25℃→0℃→25℃→50℃→75℃→50℃→
25℃と温度を変化させ、各温度の滞留時間をそれぞれ
1時間、次の温度への変化時間をそれぞれ30分に設定
した。サンプルC、D、E、F、G及びHのファイバ間
隔uは、それぞれ56、93、160、195、24
6、252nmである。実線は設定温度を示し、1点鎖線
はサンプルFの、破線はサンプルGの反射減衰量の変化
を示す。ファイバ間隔uがそれぞれ200nm以下のサン
プルC、D、E及びFの反射減衰量は殆ど変化しなかっ
た。その様子を代表してサンプルFで示す。ファイバ間
隔uが250nm付近のサンプルG及びHは50℃から7
5℃の間で急激に反射減衰量が低下している。その様子
を代表してサンプルGで示す。即ち、100℃の温度変
化に対して性能を維持するのには、ファイバ間隔uは5
0nm程度小さくすればよい。
Next, the result of investigation on the influence of the return loss on temperature will be described with reference to FIG. Room temperature to 0 ° C
→ -25 ° C → 0 ° C → 25 ° C → 50 ° C → 75 ° C → 50 ° C →
The temperature was changed to 25 ° C., the residence time at each temperature was set to 1 hour, and the change time to the next temperature was set to 30 minutes. The fiber spacing u of samples C, D, E, F, G and H are 56, 93, 160, 195 and 24, respectively.
6, 252 nm. The solid line shows the set temperature, the alternate long and short dash line shows the change in return loss of sample F, and the broken line shows the change of return loss of sample G. The return loss of samples C, D, E, and F having a fiber spacing u of 200 nm or less did not change. This state is represented by sample F as a representative. Samples G and H with fiber spacing u around 250 nm are from 50 ° C to 7
The return loss decreases sharply between 5 ° C. This state is represented by Sample G as a representative. That is, in order to maintain the performance with respect to the temperature change of 100 ° C., the fiber interval u is 5
It may be reduced to about 0 nm.

【0032】尚、加工変質層を除去するのに好適な本発
明の他の実施例である光コネクタのフェルール体先端の
断面図を図6に示す。ここで構成要素は図8と同じなの
で、同じ構成要素には同じ番号を付し、説明を省略す
る。この実施例は、円錐研削加工後に行う凸球面形状研
磨加工に工夫を施したものである。即ち、プラスチック
フイルムを強く張ってテンションを一定にコントロール
し、更に、このプラスチックフイルムに対するフェルー
ル体2先端の押し力を一定にコントロールしながらフェ
ルール体2の最先端形状を凸球面研磨し、同時に円錐部
分を鏡面に研磨する。この加工法によれば光ファイバ4
がフェルール3の先端部から突き出した加工が可能とな
り、加工変質層の厚さが大きい場合にも対応できる。
FIG. 6 shows a sectional view of the tip of the ferrule body of the optical connector according to another embodiment of the present invention which is suitable for removing the work-affected layer. Here, since the constituent elements are the same as those in FIG. 8, the same constituent elements are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In this embodiment, the convex spherical surface shape polishing process performed after the conical grinding process is devised. That is, the plastic film is strongly stretched to control the tension constantly, and the pressing force of the tip of the ferrule body 2 against the plastic film is controlled to be constant, and the tip end shape of the ferrule body 2 is convexly spherical-polished. To a mirror surface. According to this processing method, the optical fiber 4
It is possible to process the protrusion of the ferrule 3 protruding from the tip, and it is possible to cope with the case where the thickness of the process-altered layer is large.

【0033】[0033]

【発明の効果】上記のように本発明によれば、対向する
2組の光コネクタを接続したときの光ファイバに、過大
な圧縮力が加わらない。また、光ファイバの加工変質層
の除去を容易に行えることとも合わせて、光ファイバの
光学特性を損なうこと無しに反射減衰量が55dB以上の
超低反射光コネクタが実現できるものである。
As described above, according to the present invention, an excessive compressive force is not applied to the optical fiber when two sets of optical connectors facing each other are connected. In addition to the fact that the work-affected layer of the optical fiber can be easily removed, an ultra-low reflection optical connector having a return loss of 55 dB or more can be realized without impairing the optical characteristics of the optical fiber.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例である光コネクタの部分拡大
断面図。
FIG. 1 is a partially enlarged sectional view of an optical connector according to an embodiment of the present invention.

【図2】理論計算用のフェル−ル体の模式図。FIG. 2 is a schematic diagram of a Ferule body for theoretical calculation.

【図3】反射減衰量とファイバ間隔の関係を表すグラ
フ。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between return loss and fiber spacing.

【図4】反射減衰量とバネ強さの関係を表すグラフ。FIG. 4 is a graph showing the relationship between return loss and spring strength.

【図5】温度による反射減衰量の変化を表すグラフ。FIG. 5 is a graph showing changes in return loss with temperature.

【図6】本発明の他の実施例のフェルール体の部分拡大
断面図。
FIG. 6 is a partially enlarged sectional view of a ferrule body according to another embodiment of the present invention.

【図7】従来の光コネクタの接続断面図。FIG. 7 is a connection cross-sectional view of a conventional optical connector.

【図8】従来のフェルール体の部分拡大断面図。FIG. 8 is a partially enlarged sectional view of a conventional ferrule body.

【図9】従来のフェルール体の突き合わせ部分拡大断面
図。
FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of a butted portion of a conventional ferrule body.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 フェルール体 3 フェルール 4 光ファイバ 5 接着剤 6 バネ 2 Ferrule body 3 Ferrule 4 Optical fiber 5 Adhesive 6 Spring

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 フェル−ルに光ファイバを接着剤を介し
て組み立てた2組のフェルール体を加圧手段によって突
き合わせてなる光コネクタにおいて、前記2組のフェル
ール体の先端を対向させ、加圧無しに接触させた時に光
ファイバ同士は接触しないで離れており、前記加圧手段
によって加圧した時に光ファイバ同士が接触してなるこ
とを特徴とする光コネクタ。
1. An optical connector comprising a ferrule and two sets of ferrule bodies assembled by an adhesive with which a ferrule body is butted against each other by a pressing means. The ends of the two ferrule bodies are opposed to each other and pressed. An optical connector characterized in that the optical fibers are separated from each other without contact when they are contacted without each other, and the optical fibers are contacted with each other when pressed by the pressing means.
【請求項2】 2組のフェルール体を対向させ、加圧無
しで接触させた時の光ファイバ同士の間隔は、フェルー
ルの弾性限界内で加圧した時に、その加圧力により決ま
る該フェルールの変形量以内にあることを特徴とする請
求項1の光コネクタ。
2. The deformation of the ferrule, wherein the distance between the optical fibers when two sets of ferrule bodies are opposed to each other and are brought into contact with each other without pressure is determined by the pressure applied when pressure is applied within the elastic limit of the ferrule. The optical connector according to claim 1, wherein the optical connector is within the quantity.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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