JPH08334649A

JPH08334649A - 光終端器

Info

Publication number: JPH08334649A
Application number: JP7141590A
Authority: JP
Inventors: Akira Nagase; 亮長瀬; Shinichi Iwano; 真一岩野; Yoshiaki Takeuchi; 善明竹内; Nariyuki Mitachi; 成幸三田地; Masashi Saijo; 正志西條; Kazunari Sugi; 一成杉; Yuichi Morishita; 裕一森下; Akira Kumagai; 旭熊谷; Kenichi Muta; 健一牟田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Showa Electric Wire and Cable Co
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; SWCC Corp
Priority date: 1995-06-08
Filing date: 1995-06-08
Publication date: 1996-12-17

Abstract

(57)【要約】【目的】光信号を伝搬する光ファイバの端部に接続す
ることにより、当該光ファイバ端面からの反射戻り光を
抑制することができる光終端器を提供する。【構成】導波構造を有する光ファイバの開放端に接続
して、前記光ファイバの端面からの反射戻り光を低減さ
せる光終端器であって、少なくとも前記光ファイバの導
波構造部の端面に接続される光終端部を有すると共に、
該光終端部が、前記光ファイバの導波構造部の屈折率と
ほぼ同一の屈折率を有し、かつ光を減衰させるドーパン
トを含有させた金属ドープファイバ２３の光吸収部を有
すると共に、該光吸収部の光ファイバ２３を補強すると
共に、中心に精度良く位置決めする円筒状のフェルール
１１とを具備し、該フェルール１１の端面が凸球面形状
に研磨されてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光信号を伝搬する光フ
ァイバの端部に接続することにより、当該光ファイバ端
面からの反射戻り光を抑制することができる光終端器に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバ通信方式においては、接続点
等における反射戻り光が通信品質に悪影響を及ぼす場合
がある。例えばアナログ画像伝送においては、光ファイ
バケーブルの各接続点における反射減衰量が、少なくと
も３５ｄＢ以上必要であることが知られている。また、
光伝送路中には多くの光ファイバ接続点があり、伝送路
の保守や切り替えの際に接続・切り放しが必要な箇所に
は光コネクタが使われる。

【０００３】前述の高い反射減衰量を実現する光コネク
タとしては、光ファイバをその中心に接着固定したフェ
ルールの先端部を凸球面状に研磨して、割りスリーブを
介して突き合わせ、互いにバネで押しつける方式のＰＣ
（フィジカル・コンタクト）接続形光コネクタが一般的
である。

【０００４】上述したＰＣ接続では、接続する双方のフ
ァイバ端面が互いに密着するため、屈折率不整合に伴う
フレネル反射を最小限に留めることができる。その代表
的なものには、JIS Ｃ 5973 に規定されているＦ０４形
単心光ファイバコネクタがあり、「通称ＳＣ形光コネク
タ」と称されている。

【０００５】該ＳＣ形光コネクタにおいては、Ｋ．Kana
yamaらによる“Advanced physicalcontact technology
for optical connectors”（IEEE Photon. Technol. L
ett, vol. 2, No.5, pp. 360-362, May. 1992.)に記載
されているように、４５ｄＢ〜５０ｄＢ程度の反射減衰
量が得られている。

【０００６】上述のＰＣ接続形光コネクタにおける反射
減衰量は、光コネクタを接続した状態での接続点におけ
る反射戻り光であり、接続を切り放した場合には、光フ
ァイバ端面と空気との境界における大きな屈折率不整合
に伴うフレネル反射により、反射減衰量は理論的に約１
4.７ｄＢとなる。

【０００７】一方、上記アナログ画像伝送等において、
送信器からの光信号をスターカプラ等を用いて分配し、
複数のユーザに対して信号を伝送する方式がある。その
場合、スターカプラの空きポートや、加入者端において
装置を接続しない場合など、光コネクタが接続されずに
放置される状態が起こり得る。このとき、前述のように
接続されない光コネクタ端面からの反射戻り光が大きい
ため、送信器側に悪影響を及ぼすことが考えられる。

【０００８】上述の接続されない光コネクタからの反射
戻り光は、当該光コネクタに終端器を接続することによ
り抑制できる。このような終端器の例として、例えば
（１）特公平６−２３８０６号公報に記載されている光
無反射プラグがある。これは光ファイバを中心に挿入固
定したフェルールの片端をＰＣ研磨、他端を斜めに研磨
し、プラグハウジングに組み込んだ構造となっている。
他の例としては、（２）特願平３−２５９２９７号に記
載されている無反射光終端プラグのように、通常の光コ
ネクタプラグ用フェルールにガラス管を組み合わせるこ
とにより、上述の光無反射プラグの構造を低コストに実
現する構造も提案されている。

【０００９】また、他の無反射終端の方法として、細谷
らによる１９９４年電子情報通信学会春期大会Ｃ−３７
８、「無反射終端の一方法」に記載されているように、
導波路構造を持たない光ファイバを用いて無反射終端を
得る方法が提案されている。本論文には、長さ２００ｍ
ｍ以上の導波路構造を持たない光ファイバを単一モード
光ファイバの先端に融着接続すると、反射減衰量５０ｄ
Ｂ以上が得られることが示してある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の光終端器には次のような解決すべき課題があっ
た。

【００１１】光終端器に用いるフェルールは、先端をＰ
Ｃ研磨した上、他端を斜め研磨する必要があった。その
ため、フェルールにジルコニアフェルールを用いる場合
には、円筒棒状のジルコニアによるフェルール嵌合部が
通常のフェルールより長い特殊なフェルールを用意し、
フェルール嵌合部の後端部をフランジより突き出させて
端面を研磨する構造が用いられている。そのためフェル
ール自体の単価が量産されている通常のフェルールより
高価となる上、斜め研磨の際には硬いジルコニアセラミ
ックを研磨しなければならないため加工コストも高くな
るという問題があった。

【００１２】上述の（２）の例では、通常のフェルール
をそのまま用い、かつ後端部の斜め研磨はガラスのみ削
ればよいため、上述の（１）の例に比べ低コストに製造
できる利点はあるが、何れにしても斜め研磨工程は不可
欠である。

【００１３】また、近年エルビウムドープファイバアン
プの出現により、１００ｍＷに及ぶ非常に高いパワーの
光信号が光ファイバ中を伝搬する可能性が生じ、光ネッ
トワーク上で用いる部品にも高パワー光に耐えるものが
要求されている。１００ｍＷの光信号が単一モードファ
イバから出射している状態で、ファイバ端面に金属粉等
が付着すると、金属粉が発熱し、ファイバ端面が損傷す
ることが知られている。

【００１４】上述の光終端器の場合は、斜め研磨された
フェルール後端面が解放されているため、ここに空気中
の塵等の汚れが付着すると、同様の問題を生ずる恐れが
ある。フェルールの後端部は通常キャップ等で覆われて
いるが、完全に気密封止しない限り外部から塵が進入す
る虞があり、封止したとしても製造時に内部に残った塵
が何らかの拍子にファイバ端面に付着する可能性があ
る。また、もしキャップがはずれると高パワーの光が外
部に出射されることになり、誤って覗き込むと大変危険
である。

【００１５】従って、高パワー光を想定して光終端器を
製造する場合には、フェルール後端部の封止に細心の注
意が必要であり、これも製造コストを増大させる一因と
なっていた。

【００１６】また、上記導波路構造を持たない光ファイ
バを用いて終端するためには、ファイバの長さが２００
ｍｍ程度と長くなるため、この技術を応用して終端器を
構成すると形状が大きくなってしまうという問題があっ
た。

【００１７】本発明は、以上の問題に鑑み、ファイバ端
面からの反射戻り光を抑制することができる光終端器を
提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明にかかる光終端器の構成は、導波構造を有する光ファ
イバの開放端に接続して、前記光ファイバの端面からの
反射戻り光を低減させる光終端器であって、少なくとも
前記光ファイバの導波構造部の端面に接続される光終端
部を有すると共に、該光終端部が、前記光ファイバの導
波構造部の屈折率とほぼ同一の屈折率を有し、かつ光吸
収部を有することを特徴とする．

【００１９】上記構成光終端器において、前記光終端部
が、前記光ファイバの構造と概ね同様の構造と材料から
なり、前記光吸収部が光を減衰させるドーパントを含
有させたものであることを特徴とする。

【００２０】上記構成光終端器において、前記光吸収部
が、前記光ファイバの導波構造を有しないものであるこ
とを特徴とする。

【００２１】上記構成光終端器において、前記光吸収部
に含有される光を減衰させるドーパントがコバルト（Ｃ
ｏ）であることを特徴とする。

【００２２】上記構成光終端器において、上記光終端部
の光吸収部を補強すると共に、中心に精度良く位置決め
する円筒状のフェルールとを具備し、該フェルールの端
面が凸球面形状に研磨されてなることを特徴とする。

【００２３】上記光終端器において、前記光終端部の周
囲に補強用の構造体を有することを特徴とする。

【００２４】

【作用】上記構成において、光終端部が、終端する光フ
ァイバの導波構造部の屈折率とほぼ同一であって、かつ
吸光係数の高い材料からなる光吸収部を有するので、光
ファイバから出射する光信号はフレネル反射を起こすこ
となく光終端部に伝搬し、該光吸収部で徐々に吸収さ
れ、光終端器として機能すると共に、光終端部の光ファ
イバと接続する部分の反射側の端面について、反射を低
減するための特別な配慮を行う必要がなく、低コストな
光終端器が実現できる。

【００２５】前記光終端部が、前記光ファイバの構造と
概ね同様の構造と材料からなり、前記光ファイバの導波
構造に相当する部分に光を減衰させるドーパントを含有
させたので、ドーパントは極く限られた部分にのみ含有
させれば良く、簡単に光終端部を作製することが可能で
ある。

【００２６】光終端部の周囲に補強用の構造体を有する
ので、光ファイバへの取り付けや取り外しの作業が容易
となる。

【００２７】光終端器が、該光終端部を補強し、中心に
精度良く位置決めする円筒状のフェルールを有し、該フ
ェルールの端面が凸球面形状に研磨されているので、Ｐ
Ｃ光コネクタが取り付けられた光ファイバ端部に簡単に
取り付け、取り外しが可能であり、取り扱いが容易であ
る。

【００２８】

【実施例】図１、図２に基づいて光終端器を説明する。
図１は、本発明による光終端器の構造を示す一部側断面
図であり、同図中、１１はフェルール、１２はプラグハ
ウジング、１３はプラグハウジング１２の端面を閉塞す
るキャップ、１４はバネを各々図示する。図２は本発明
による光吸収部であるフェルール１１の構造を示す側断
面図であり、２１は嵌合部、２２はフランジ、２３は金
属ドープファイバ、２４は接着剤を各々図示する。これ
らの図面に示すように、導波構造を有する光ファイバ
（図示せず）の開放端に接続し該光ファイバの端面から
の反射戻り光を低減させる本実施例に係る光終端器は、
少なくとも前記光ファイバの導波構造部の端面に接続さ
れる光終端部が、前記光ファイバの導波構造部の屈折率
とほぼ同一の屈折率を有し、かつ光を減衰させるドーパ
ントを含有させた金属ドープファイバ２３の吸光係数の
高い光吸収部を有すると共に、該光吸収部の光ファイバ
２３を補強すると共に、中心に精度良く位置決めする円
筒状のフェルール１１とを具備し、該フェルール１１の
端面が凸球面形状に研磨されてなるものである。ここ
で、上記フェルール１１が保護される上記プラグハウジ
ング１２は、現在光通信用として広く使用されているＳ
Ｃ形光コネクタ（JIS Ｃ 5973,Ｆ０４形単心光ファイバ
コネクタ）のプラグハウジングであり、当該フェルール
１１は、ＳＣ形光コネクタに一般的に使用されているジ
ルコニアフェルールを本実施例では用いている。

【００２９】また、本実施例では、上記吸光係数の高い
光吸収部として、特願平６−３０３１５５号に記載され
ているように、石英ガラスファイバのコア部分にコバル
ト（Ｃo ）をドープし、約２０ｍｍの長さで２５ｄＢ程
度の減衰量が得られる金属ドープファイバ２３を用い
た。なお、本実施例においては上記ドーパントとしてコ
バルトを用いているが、本発明はこれに限定されず、同
様な光減衰作用を奏するものであればいずれのものでも
よい。

【００３０】この金属ドープファイバ２３を、通常の光
コネクタアセンブルの手順に従い、まずジルコニアフェ
ルール１１にエポキシ系の接着剤２４により固定した。
ここで用いるフェルール１１は、ファイバコアの偏心量
は特性にあまり影響しないため、ファイバが入りやすい
穴径のフェルールを用いればよい。例えばファイバ外径
が１２４μｍ〜１２６μｍの間でばらついている場合に
は、１２６μｍ〜１２７μｍの穴径のフェルール一種類
を用意しておけば十分である。上記固定するための接着
剤２４は、図２に示すように、フランジ２２の後端部ま
で充填されるようにする。

【００３１】金属ドープファイバ２３の挿入後に上記接
着剤２４を加熱硬化し、フェルール１１の端面を凸球面
研磨した。ここでは低反射のＰＣ研磨として、Ｋ．Kana
yamaらによる“Advanced physical contact technolo
gy for optical connectors ”(IEEE Photon. Technol.
Lett,vol. 2, No.5, pp.360-362, May. 1992. )に記載
されているアドバンストＰＣ研磨を行った。フェルール
１２の後端面はファイバの付け根部分に傷を入れてクリ
ーブした。この場合、金属ドープファイバ２３の長さは
フェルールの全長にほぼ等しい１６ｍｍであり、その長
さにおける減衰量は約１８ｄＢであった。

【００３２】仮にフェルール１１の後端部でファイバが
直角かつ鏡面にクリーブされているとすると、空気層と
の境界におけるフレネル反射は理論的に１4.７ｄＢ（反
射減衰量１4.７ｄＢ）であるから、本終端器の反射減衰
量は、１８×２＋１4.７＝５１ｄＢとなり、クリーブの
状態によってはこれより大きな反射減衰量が得られるは
ずである。ただし、実際の反射減衰量は光コネクタプラ
グと光終端器の接続部分の反射減衰量にほぼ依存し、平
均約５０ｄＢであった。

【００３３】本光終端器の耐久性を調べるため、波長1.
５５μｍ、光出力１００ｍＷ（２０ｄＢｍ）の連続光を
連続１００時間入射した結果においても、反射減衰量に
劣化は見られなかった。また、試験中も大きな温度上昇
などの異常は観測されなかった。

【００３４】さらに、フェルール後端部のファイバのコ
ア部分に意識的に金属粉を付着させ、同様の試験を行っ
たが、１００時間経過後も異常は見られなかった。これ
はファイバの持つ減衰量によって後端部では、光パワー
が２ｍＷ程度に減衰しているため、ファイバ端面を損傷
するほどの発熱は生じなかったものと思われる。

【００３５】本終端器に使用する金属ドープ光ファイバ
２３としては、ある程度の減衰量が得られていれば厳密
な減衰値を規定する必要がないので、例えば光固定減衰
器を製造する目的で作製した金属ドープ光ファイバの
内、減衰器としての規格に入らなかったものを流用する
ことができる。よって、本来利用価値の無かったものを
生かせるため、光終端器の低価格化に寄与する効果が大
きい。

【００３６】本実施例における金属ドープ光ファイバ２
３に相当する光吸収部は、導波路構造を持たない光ファ
イバであっても良い。この場合にはコア部分を作製する
必要が無いため、ファイバの製造はかなり簡単になる。
さらに、光ファイバのコアと同等の屈折率を有するもの
であれば、光吸収部は光ファイバに限定されることな
く、樹脂で構成しても良い。例えば特願平５−１８０９
２０号に記載されている光終端器に用いられる樹脂製の
屈折率整合材に光を吸収する物質を含有させたものでも
同様の効果を得ることができる。

【００３７】本終端器では通常のＳＣ形光コネクタプラ
グハウジングの部品をそのまま用いているが、構造を簡
略化するためにフェルール１１をプラグハウジング１２
に固定し、ばね１４を省略しても良い。また、キャップ
１３の代わりに一般の塩化ビニル製キャップ等を内側の
部材に被せることによっても十分用が足りる。これは、
前述のようにゴミの付着をあまり気にしなくとも良いこ
と、および万一キャップがはずれても危険が無いことに
より可能となるものであり、構造を簡略化することによ
ってさらに低価格な光終端器が実現できる。

【００３８】

【発明の効果】以上、実施例を挙げて詳細に説明したよ
うに、本発明の光終端器によれば、光終端部が、終端す
る光ファイバの導波構造部の屈折率とほぼ同一であっ
て、かつ吸光係数の高い材料からなる光吸収部を有する
ので、光ファイバから出射する光信号はフレネル反射を
起こすことなく光終端部に伝搬し、光吸収部で徐々に吸
収され、光終端器として機能するとともに、光終端部の
光ファイバと接続する部分の反対側の端面について、反
射を低減するための特別な配慮を行う必要が無く、低コ
ストな光終端器が実現できる。

【００３９】また、光吸収部が光ファイバのような導波
構造を持たない構造であっても、一般的な光終端器と同
等の寸法で構成することが可能となる。

【００４０】また、本発明の光終端器によれば、光終端
部が、終端する光ファイバの構造と概ね同様の構造と材
料からなり、前記光ファイバの導波構造に相当する部分
に光を減衰させるドーパントを含有させたので、ドーパ
ントは極く限られた部分にのみ含有させれば良く、簡単
に光終端部を作製することが可能である。

【００４１】また、本発明の光終端器によれば、光終端
部が、光吸収部の周囲に補強用の構造体を有するので、
光ファイバへの取り付けや取り外しの作業が容易とな
る。

【００４２】また、本発明の光終端器によれば、光終端
部と、該終端部を補強し、中心に精度良く位置決めする
円筒状のフェルールとを有し、該フェルールの端面が凸
球面形状に研磨されたので、ＰＣ光コネクタが取り付け
られた光ファイバ端部に簡単に取り付け、取り外しが可
能であり、取り扱いが容易である。この場合において
も、光吸収部である光ファイバの後端部に斜め研磨等の
処置を施す必要が無く、低コストな光終端器が実現でき
るとともに、高パワーの光が入射した場合でも、該光吸
収部の後端部に到達した時点では危険の無いレベルまで
減衰しているため、端面の汚れ等に特別な注意を払う必
要が無く、より低コストな光終端器が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光終端器の構造を示す一部側断面
図。

【図２】本発明による光終端器に組み込まれたフェルー
ルの構造を示す側断面図。

【符号の説明】

１１フェルール１２プラグハウジング１３キャップ１４ばね２１嵌合部２２フランジ２３金属ドープファイバ２４接着剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岩野真一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 (72)発明者竹内善明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 (72)発明者三田地成幸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 (72)発明者西條正志神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１号昭和電線電▲纜▼株式会社内 (72)発明者杉一成神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１号昭和電線電▲纜▼株式会社内 (72)発明者森下裕一神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１号昭和電線電▲纜▼株式会社内 (72)発明者熊谷旭神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１号昭和電線電▲纜▼株式会社内 (72)発明者牟田健一神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１号昭和電線電▲纜▼株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導波構造を有する光ファイバの開放端に
接続して、前記光ファイバの端面からの反射戻り光を低
減させる光終端器であって、少なくとも前記光ファイバの導波構造部の端面に接続さ
れる光終端部を有すると共に、該光終端部が、前記光ファイバの導波構造部の屈折率と
ほぼ同一の屈折率を有し、かつ光吸収部を有することを
特徴とする光終端器。
【請求項２】請求項１に記載の光終端器において、前記光終端部が、前記光ファイバの構造と概ね同様の構
造と材料からなり、前記光吸収部が光を減衰させるドーパントを含有させた
ものであることを特徴とする光終端器。
【請求項３】請求項２に記載の光終端器において、前記光吸収部が、前記光ファイバの導波構造を有しない
ものであることを特徴とする光終端器。
【請求項４】請求項２，３に記載の光終端器におい
て、前記光吸収部に含有される光を減衰させるドーパントが
コバルト（Ｃｏ）であることを特徴とする光終端器。
【請求項５】請求項１〜４に記載の光終端部の光吸収
部を補強すると共に、中心に精度良く位置決めする円筒
状のフェルールとを具備し、該フェルールの端面が凸球
面形状に研磨されてなることを特徴とする光終端器。
【請求項６】請求項１〜５に記載の光終端器におい
て、前記光終端部の周囲に補強用の構造体を有することを特
徴とする光終端器。