JPH0743555A

JPH0743555A - 光結合フェルール

Info

Publication number: JPH0743555A
Application number: JP20898693A
Authority: JP
Inventors: Masami Saito; 正美齋藤; Kunio Shibata; 邦夫柴田; Atsushi Yamakawa; 淳山川; Hiroyuki Yanase; 博之柳瀬; Shinji Nagasawa; 真二長沢
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1993-07-29
Filing date: 1993-07-29
Publication date: 1995-02-14

Abstract

(57)【要約】【目的】光結合フェルールに挿入される光ファイバ
と、その光ファイバとは異径のモードフィールド径を有
する光部品とを、接続損失が小さい状態で光結合する。【構成】光結合フェルール１の基端側には光ケーブル
の挿入部５を設け、その先端側に貫通したファイバ挿入
孔２を設け、ファイバ挿入孔２の接続端13寄りに短尺フ
ァイバ８を収容固定し、その短尺ファイバ８の基端側に
は屈折率整合剤14を設け、挿入部５とファイバ挿入孔２
の形成領域を挟む両側には接続軸合わせ用のピン嵌合孔
３を設ける。上記短尺ファイバ８の基端側のモードフィ
ールド径は、フェルールに挿入される光ファイバのモー
ドフィールド径と合わせ、接続面先端側のモードフィー
ルド径は、フェルールと接続する相手側のモードフィー
ルド径と合わせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光通信等に用いられる
光部品を光結合する光結合フェルールに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】電話通信等の光通信の際、例えば、光フ
ァイバケーブル同士を着脱自在に接続するために、光コ
ネクタ11を用いることがよくある。この種の一般的な光
コネクタは、図７，８に示すように、光結合フェルール
１を有しており、フェルール１の基端側には、光ファイ
バテープ心線６等の光ケーブルの挿入部５が形成され、
その先端側には複数の貫通のファイバ挿入孔２が配列形
成されており、このファイバ挿入孔２の形成領域を挟む
両側には接続軸合わせ用の嵌合ピン４を挿入する一対の
ピン嵌合孔３が、嵌合ピン４をがたつきなく嵌め込むこ
とができる寸法で形成されている。

【０００３】光コネクタ11は、フェルール１の光ケーブ
ル挿入部５に光ファイバテープ心線６等が挿入固定さ
れ、光ファイバテープ心線６の先端側で被覆を除去され
た光ファイバ７がフェルール１のファイバ挿入孔２に挿
通固定されたものであり、光ファイバ７の接続端面は、
フェルール１の接続端13面と一体的に研磨されて接続端
13面に露出している。

【０００４】光コネクタ11同士を接続する際には、一方
側のフェルール１のピン嵌合孔３に嵌合ピン４を挿入
し、接続端13面側に突設させておき、この突設した嵌合
ピン４に他方側のフェルール１のピン嵌合孔３を嵌め込
むことでフェルール１を嵌め込み、クリップ10で固定す
る。このことにより、一方側のフェルール１に挿通固定
されている光ファイバ７の端面と他方側のフェルール１
に挿通固定されている光ファイバ７の端面は、位置合わ
せされて着脱自在に接続され、光ファイバ７同士が光結
合される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな光コネクタ11を用いた接続により、例えば、電話通
信を行う場合に、図９に示すように、電話局20側と電話
加入者21側を接続する光ファイバケーブル23の光ファイ
バ７と、その電話加入者21側と別の電話加入者22側を接
続する光ファイバケーブル24の光ファイバ７の各モード
フィールド径が異なる等といったことがあり、この場合
には光コネクタ11で接続する光ファイバ７同士のモード
フィールド径が異なることとなる。このように、光結合
する光ファイバ７等の光部品のモードフィールド径が異
なる場合は、モードフィールド不整合による接続損失Ｄ
が生じ、そのために光結合する光部品の接続損失が大き
くなってしまう問題があった。

【０００６】モードフィールド不整合による接続損失Ｄ
は、光結合する一方側の光部品のモードフィールド径Ｗ
₁と他方側の光部品のモードフィールド径Ｗ₂の大きさ
により異なり、次式（１）のように示すことができる。

【０００７】Ｄ＝−10 log₁₀｛２Ｗ₁・Ｗ₂／（Ｗ₁ ²＋Ｗ₂ ²）｝・・・・・（１）

【０００８】この式からわかるように、モードフィール
ド不整合による接続損失Ｄは、光結合する光部品の各モ
ードフィールド径Ｗ₁，Ｗ₂が等しければゼロとなり、
各モードフィールド径Ｗ₁，Ｗ₂の差が大きいほど、大
きい値となる。

【０００９】すなわち、光コネクタ11で接続する光ファ
イバ７の各モードフィールド径Ｗ₁，Ｗ₂の差が大きく
なると、光ファイバ７のモードフィールド不整合による
接続損失Ｄの値が大きくなり、光通信の信頼性が低下し
てしまうことになる。

【００１０】本発明は、上記従来の課題を解決するため
になされたものであり、その目的は、フェルールに通さ
れる光ファイバと、その光ファイバのモードフィールド
径とは異径のモードフィールド径を有する光ファイバ等
の光部品を接続する際に、光結合の接続損失を極めて小
さくできる光結合フェルールを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のように構成されている。すなわち、本
発明は、フェルールに１個以上の貫通したファイバ挿入
孔が形成されるとともに、このファイバ挿入孔の形成領
域を挟む両側には接続軸合わせ用のピン嵌合孔が形成さ
れている光結合フェルールにおいて、前記ファイバ挿入
孔の接続端寄りには短尺ファイバが収容固定されてお
り、この短尺ファイバの基端側のモードフィールド径は
ファイバ挿入孔に挿入される光ファイバのモードフィー
ルド径に合わせられ、短尺ファイバの接続先端側のモー
ドフィールド径は接続相手側の異径のモードフィールド
径に合わせて拡径又は縮径されていることを特徴として
構成されている。

【００１２】また、フェルールに１個以上の貫通したフ
ァイバ挿入孔が形成されている光結合フェルールにおい
て、前記ファイバ挿入孔の接続端寄りには短尺ファイバ
が収容固定されており、この短尺ファイバの基端側のモ
ードフィールド径はファイバ挿入孔に挿入される光ファ
イバのモードフィールド径に合わせられ、短尺ファイバ
の接続先端側のモードフィールド径は拡径されているこ
とも本発明の特徴的な構成とされている。

【００１３】さらに、前記短尺ファイバの基端側には屈
折率整合剤が設けられていることも本発明の特徴的な構
成とされている。

【００１４】

【作用】上記構成の本発明において、ファイバ挿入孔の
接続端寄りに収容固定されている短尺ファイバの基端側
のモードフィールド径は、ファイバ挿入孔に挿入される
光ファイバのモードフィールド径に合わせられており、
ファイバ挿入孔に挿入される光ファイバと、短尺ファイ
バの基端側はモードフィールド径が一致した状態で光結
合し、その結合は接続損失が小さい光結合となる。ま
た、短尺ファイバの接続先端側のモードフィールド径
は、光結合フェルールの接続相手側の異径のモードフィ
ールド径に合わせて拡径又は縮径されており、接続相手
側と短尺ファイバの接続先端側の光結合は、上記と同様
に、接続損失が小さい光結合となる。以上のことより、
光結合フェルールとその接続相手側との光結合は、接続
損失の極めて小さい光結合が可能となる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、本実施例の説明において、従来例と同一名
称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。
図１には、本発明に係る第１の実施例の光結合フェルー
ルが示されている。本発明の特徴的なところは、光ファ
イバ挿入孔２の接続端13寄りに、短尺ファイバ８が収容
固定されており、短尺ファイバ８の基端側には屈折率整
合剤14が塗布等により設けられていることであり、その
他の構成は従来例と同様である。

【００１６】短尺ファイバ８の長さＬ₂は光ファイバ挿
入孔２の長さＬ₁の約半分の長さとなっており、短尺フ
ァイバ８のモードフィールド９は図２に示すように、基
端17側のモードフィールド径が光ファイバ挿入孔２に挿
入される光ファイバ７のモードフィールド径と同じ大き
さＰ₁に形成され、接続面先端18側のモードフィールド
径が光結合フェルール１と接続される接続相手側の光フ
ァイバ７のモードフィールド径と同じ大きさＰ₂に形成
されている。

【００１７】本実施例の光結合フェルールは以上のよう
に構成されており、このフェルールを用いて、図３に示
すように光コネクタを作製し、図４に示すように、接続
相手側の一般的な光コネクタ11と接続した。この接続に
際し、まず、図３の（ａ）に示すように、光ファイバテ
ープ心線６の光ファイバ７の長さＬ₃を光ファイバ挿入
孔２の長さＬ₁の約半分となるように切断し、光ファイ
バテープ心線６を上記光結合フェルール１の光ケーブル
挿入部５に挿入し、光ファイバ７を光ファイバ挿入孔２
に挿入する。次に、図３の（ｂ）に示すように、光ファ
イバケーブル挿入部５のフェルール１と光ファイバテー
プ心線６のすき間に接着剤15を充填し、光ファイバテー
プ心線６と光ファイバ２をフェルール１に固定する。

【００１８】次に、図４の（ａ）に示すように、本実施
の光結合フェルール１ａを有する光コネクタ11ａと接続
相手側のフェルール１ｂを有する光コネクタ11ｂを嵌合
ピン４により、従来と同様の方法で接続し、固定した。
なお、各フェルール１ａ，１ｂに挿入されている光ファ
イバ７はそれぞれ４本であり、フェルール１ａに挿入さ
れた光ファイバ７のモードフィールド径はＰ₁、フェル
ール１ｂに挿入されている光ファイバ７のモードフィー
ルド径はＰ₂でＰ₁とＰ₂は異径である。

【００１９】光フェルール１ａ，１ｂを上記のように接
続することで、各フェルール１ａ，１ｂに挿入されてい
る各光ファイバ７は光結合するが、このとき、各光ファ
イバ７のモードフィールド径はＰ₁，Ｐ₂で異径であ
り、仮に各光ファイバ７が直接光結合した場合は、式
（１）で示したようなモードフィールド不整合による接
続損失が生じる。

【００２０】しかしながら、本実施例の光結合フェルー
ル１ａの接続端13寄りには短尺ファイバ８が収容固定さ
れており、図４の（ｂ）に示すように、短尺ファイバ８
の基端17側のモードフィールド径はＰ₁で、フェルール
１ａに挿入されている光ファイバ７のモードフィールド
径と同じ大きさとなって、両者のモードフィールド径は
一致する。また、短尺ファイバ８の接続面先端18側のモ
ードフィールド径はＰ₂で、フェルール１ｂに挿入され
ている光ファイバ７のモードフィールド径と同じ大きさ
となって、両者のモードフィールド径は一致する。

【００２１】そして、このように、短尺ファイバ８の基
端17側とフェルール１ａに挿入された光ファイバ７の先
端側とはモードフィールド径が一致するために、この光
ファイバ７と短尺ファイバ８とは、接合面においてモー
ドフィールド不整合による接続損失が生じることなく光
結合し、短尺ファイバ８の接続面先端18側とフェルール
１ｂに挿入された光ファイバ７の先端側とはモードフィ
ールド径が一致するために、この光ファイバ７と短尺フ
ァイバ８とはモードフィールド不整合による接続損失が
生じることなく光結合する。

【００２２】したがって、本実施例の光結合フェルール
１ａを用いれば、フェルール１ａ，１ｂに挿入された各
光ファイバ７のモードフィールド径は異なっていても、
モードフィールドを上記のように設定した短尺ファイバ
８を介して光結合するために、モードフィールド不整合
による接続損失を生じることはなく、各光ファイバ７は
接続損失が極めて小さい光結合をすることができる。

【００２３】また、本実施例ではフェルール１ａに挿入
された光ファイバ７の長さＬ₃と短尺ファイバ８の長さ
Ｌ₂は光ファイバ挿入孔２の長さＬ₁の約半分となって
おり、光ファイバ７を光ファイバ挿入孔２に挿入する際
に、短尺ファイバ８の基端17側に光ファイバ７の先端側
を精度よく付き合わせた状態で挿入することができる。

【００２４】さらに、フェルール１ａの光ファイバ挿入
孔２には、短尺ファイバ８の基端17側に屈折率整合剤14
が設けられているために、たとえフェルール１ａに挿入
された光ファイバ７の長さＬ₃に多少のばらつきがあっ
て、その光ファイバ７の先端と短尺ファイバ８の基端17
との間にすき間が生じたとしても、光ファイバ７の先端
と短尺ファイバ８の基端17側との間にフレネル反射が生
じるのを防ぐことができ、さらに光結合の接続損失の増
大を抑制することができる。

【００２５】図５には、本発明の第２の実施例の光結合
フェルール１を有する光コネクタ11と半導体レーザ28の
レーザダイオード（ＬＤ）素子26との光結合状態が示さ
れている。第２の実施例が第１の実施例と違う主要な点
は、光ファイバ挿入孔２の形成領域を挟む両側にピン嵌
合孔３が形成されていないことである。また、光ファイ
バ挿入孔２に収容固定されている短尺ファイバ８のモー
ドフィールド９は、接続面先端18側で拡径されている。

【００２６】第２の実施例のフェルール１にも光ファイ
バテープ心線６の３本の光ファイバ７が短尺ファイバ８
を収容固定したファイバ挿入孔２に挿入されており、光
ファイバ７のモードフィールド径と短尺ファイバ８の基
端17側のモードフィールド径は一致するために、両者の
光結合は接続損失が小さい光結合となる。

【００２７】また、光コネクタ11の光ファイバ７とＬＤ
素子26との光結合の際には、まず、短尺ファイバ８の接
続面先端18側とＬＤ素子26とを対向配置し、ＬＤ素子26
からレーザ光27を発射し、ＬＤ素子26の光軸と光ファイ
バ７および短尺ファイバ８の光軸を位置合わせするが、
このとき、短尺ファイバ８の接続面先端18側のモードフ
ィールド径が拡径されているために、ＬＤ素子26とのト
レランス（光軸の調心位置からのずれの許容範囲）を大
きくとることができる。また、ＬＤ素子26から発射され
るレーザ光27の多くは短尺ファイバ８のモードフィール
ド径が拡径された接続面先端18側から短尺ファイバ８に
入射し、短尺ファイバ８を通って光ファイバ７に入射さ
れるため、ＬＤ素子26と光ファイバ７との光結合の接続
損失も小さくすることができる。

【００２８】なお、本発明の構成は上記実施例に限定さ
れるものではなく、様々な実施の態様を採り得る。例え
ば、上記実施例の光結合フェルール１は、いずれも複数
の光ファイバ７を挿通固定するフェルール１だったが、
図６に示すように、単心の光ファイバ７を挿通固定する
光結合フェルール１にも本発明を適用させることができ
る。この場合も、光結合フェルール１は上記実施例と同
様の効果を奏することができる。

【００２９】また、上記実施例では、いずれも短尺ファ
イバ８のモードフィールド９は、基端17側のモードフィ
ールド径よりも接続面先端18側のモードフィールド径が
拡径されていたが、その逆に、接続する接続相手側のモ
ードフィールド径に合わせて接続面先端18側のモードフ
ィールド径が縮径されていても構わない。

【００３０】さらに、上記実施例では、短尺ファイバ８
の基端17側のファイバ挿入孔２には屈折率整合剤14が設
けられていたが、屈折率整合剤14は必ずしも設けなくて
も構わない。ただし、その場合は、ファイバ挿入孔２に
挿入される光ファイバ７の先端と短尺ファイバ８の基端
17との間にすき間が生じたときには、光ファイバ７の先
端と短尺ファイバ８の基端17側との間にフレネル反射が
生じる等して、光ファイバ７と短尺ファイバ８の光結合
が多少は妨げられることになる。

【００３１】さらに、上記実施例では、光結合フェルー
ル１により、異径のモードフィールド径を有する光ファ
イバ７同士の光結合や、光ファイバ７とＬＤ素子26との
光結合を行ったが、光ファイバ７と発光ダイオード等の
他の光部品との光結合を行うときにも本発明を適用する
ことができる。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、ファイバ挿入孔の接続
端寄りに収容固定されている短尺ファイバの基端側のモ
ードフィールド径は、ファイバ挿入孔に挿入される光フ
ァイバのモードフィールド径に合わせられているため、
挿入された光ファイバと短尺ファイバとは、光結合の接
続損失が極めて小さい状態で光結合される。また、短尺
ファイバの接続先端側のモードフィールド径はフェルー
ルの接続相手側の異径のモードフィールド径に合わせて
拡径又は縮径されているため、接続相手側と短尺ファイ
バは光結合の接続損失が極めて小さい状態で光結合され
る。したがって、本発明は、モードフィールド径を上記
のように設定した短尺ファイバを介して、フェルールに
挿入される光ファイバとフェルールの接続相手側とを光
結合することにより、接続損失が極めて小さい光結合を
可能とし、光結合した光ファイバと接続相手側の光通信
等の信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光結合フェルールの第１の実施例
を示す断面構成図である。

【図２】図１の短尺ファイバのモードフィールドを示す
説明図である。

【図３】図１の光結合フェルールを用いた光コネクタの
作製を示す説明図である。

【図４】図１の光結合フェルールを有する光コネクタと
一般的なフェルールを有する光コネクタの接続および光
結合を示す説明図である。

【図５】本発明の第２の実施例の光結合フェルールを有
する光コネクタと半導体レーザの光結合を示す説明図で
ある。

【図６】本発明に係る光結合フェルールの他の実施例を
示す説明図である。

【図７】従来の光コネクタの接続を示す説明図である。

【図８】従来の光コネクタの作製を示す説明図である。

【図９】光コネクタを用いた通信網のケーブル接続例を
示す説明図である。

【符号の説明】

１フェルール２ファイバ挿入孔７光ファイバ８短尺ファイバ９モードフィールド 17 基端 18 接続面先端

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山川淳東京都千代田区丸の内２丁目６番１号古河電気工業株式会社内 (72)発明者柳瀬博之東京都千代田区丸の内２丁目６番１号古河電気工業株式会社内 (72)発明者長沢真二東京都千代田区内幸町一丁目１番６号日本電信電話株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フェルールに１個以上の貫通したファイ
バ挿入孔が形成されるとともに、このファイバ挿入孔の
形成領域を挟む両側には接続軸合わせ用のピン嵌合孔が
形成されている光結合フェルールにおいて、前記ファイ
バ挿入孔の接続端寄りには短尺ファイバが収容固定され
ており、この短尺ファイバの基端側のモードフィールド
径はファイバ挿入孔に挿入される光ファイバのモードフ
ィールド径に合わせられ、短尺ファイバの接続先端側の
モードフィールド径は接続相手側の異径のモードフィー
ルド径に合わせて拡径又は縮径されていることを特徴と
する光結合フェルール。
【請求項２】フェルールに１個以上の貫通したファイ
バ挿入孔が形成されている光結合フェルールにおいて、
前記ファイバ挿入孔の接続端寄りには短尺ファイバが収
容固定されており、この短尺ファイバの基端側のモード
フィールド径はファイバ挿入孔に挿入される光ファイバ
のモードフィールド径に合わせられ、短尺ファイバの接
続先端側のモードフィールド径は拡径されていることを
特徴とする光結合フェルール。
【請求項３】短尺ファイバの基端側には屈折率整合剤
が設けられている請求項１又は請求項２記載の光結合フ
ェルール。