JPH10170764A - 光ファイバコネクタ - Google Patents

光ファイバコネクタ

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JPH10170764A
JPH10170764A JP8336010A JP33601096A JPH10170764A JP H10170764 A JPH10170764 A JP H10170764A JP 8336010 A JP8336010 A JP 8336010A JP 33601096 A JP33601096 A JP 33601096A JP H10170764 A JPH10170764 A JP H10170764A
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connector
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告司 樫原
Yutaka Kotoda
裕 小藤田
Hiroyasu Toyooka
弘康 豊岡
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ファイバコネクタにおいて、ＰＣ結合した
り、しなかったりすることによる接続損失変動と、多重
反射による接続損失変動を低減する。 【解決手段】 光ファイバの結合端部のコア部分をクラ
ッドの端面よりも内方に引き込める。さらには、光ファ
イバの端面を取り付けフェルールの端面より内方に引き
込める。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバを位置
決めして接続する光ファイバコネクタに関し、さらに詳
しくは、複数の光ファイバを対向させて同時に接続する
ことができ、その接続損失も少なくて済む光ファイバコ
ネクタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバを接続するための光ファイバ
コネクタでは、（１）接続点における接続損失の低減
（低損失化）、および（２）接続点での反射により後方
へ戻る光の低減（低反射化）を図る必要がある。
【０００３】このため、単心コネクタでは、フィジカル
コンタクト（ＰＣ）結合、すなわち、光ファイバ端面同
士の直接接触接合が実用化されており、例えば、特開昭
６１−１３７１０７号公報に示すような光コネクタ用の
研磨盤が開発されている。
【０００４】一方、多心コネクタでは、光ファイバ数が
多くなればなるほど、全心をＰＣ結合させるのが難しく
なる。そこで、従来、低反射化を図るために、（ｉ）光
ファイバ端面間に光ファイバのコアとほぼ同じ屈折率を
有する屈折率整合剤を介在させて光コネクタ同士の結合
を行ったり、あるいは、端面を斜めに研磨して接続する
試みがなされている。また、（ii）低損失化のために光
ファイバをわずかに突出させてＰＣ結合される試みがな
されている。
【０００５】しかし、このように光ファイバ端面間に屈
折率整合剤を介在させる接続では、屈折率整合剤を塗布
することから生じる作業性および取り扱い上の不利があ
る。（ii）の場合、同じように作られたコネクタでも、
その全ての組合せの接続で、全ての光ファイバがＰＣ結
合することは難しい。
【０００６】そこで、従来、図１および図２に示すよう
な光ファイバコネクタが提供されている（特開平４−３
３６５０９号公報の第１の実施例（図１および図
３））。図中、１，１′はプラスチック成形多心コネク
タフェルール、２は一対のガイドピン挿入穴、３はフェ
ルールの接続側の端面、４は光ファイバテープ、５は光
ファイバテープ４内に収容された複数心の光ファイバで
ある。図１において、フェルール１には光ファイバテー
プ４内の複数心の光ファイバ５が一対のガイドピン挿入
穴２の間に位置するように配列固定され、フェルール１
の接続端面３は光ファイバ５の軸に対して直交する面か
ら光ファイバ５内の伝搬光の全反射臨海角度より大きな
角度θで傾斜され、かつ光ファイバ５の接続端面５ａ
は、上記接続端面３に対し平行にわずかに突き出して固
定されている。
【０００７】この従来の光ファイバコネクタによれば、
光ファイバの端面同士は密着し、さらに研磨時に生じる
高屈折率を有する加工歪層に起因した反射光は、角度θ
を有する傾斜面からの反射光であって、光ファイバ軸に
対して全反射臨界角度より大きな角度を有するために、
光源側には伝搬しないと、されており、これにより、屈
折率整合剤なしで、低反射、低損失な接続特性が実現で
きるとしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】複数本の光ファイバを
フェルール端面よりわずかに突き出させ、光ファイバの
コア同士を接触（ＰＣ結合）させるという前記従来の多
心光ファイバコネクタにおいては、光ファイバの数が多
くなると、接続損失のバラツキが大きくなってしまうと
いう問題がある。
【０００９】これは複数本の光ファイバの突き出し長さ
が必ずしも一致しないために、突き出し長さにわずかな
差が生じており、この差によって接続した際に、光ファ
イバ同士がＰＣ結合しない場合が生じたり、コネクタの
着脱や曲げ等の外力によってＰＣ結合しない場合が発生
する。
【００１０】光ファイバ同士がＰＣ結合しない場合は、
ＰＣ結合した場合に比べて平均で０．３ｄＢの接続損失
が生じ、最大では０．６ｄＢもの接続損失が生じ、この
差が接続損失のばらつきとなっている。
【００１１】このような接続損失のバラツキが生じる原
因としては、以下のような点が挙げられる。
【００１２】（１） 光コネクタの製造において、光フ
ァイバ端面を仕上げるために研磨を行っているが、その
研磨において、主にフェルールと光ファイバの硬度の差
によって、光ファイバをフェルール端面よりわずかに突
き出させている。しかし、以下の理由によりその突き出
し長さに差が生じてしまう。
【００１３】（ｉ） 研磨盤は、前記したように、光フ
ァイバのコア同士を接触（ＰＣ結合）させるフェルール
において、その端面から複数本の光ファイバをわずかに
突き出させるように研磨するために用いられる。そのよ
うな目的のために、研磨盤は、弾性を有し、比較的に厚
みが薄く構成されている。そのため、フェルールの端面
を研磨中に研磨盤は弾性変形を起こす。その結果、研磨
後、図３に示すように、フェルール端面に山形のだれが
生じてしまう。
【００１４】（ii） 研磨速度のばらつきによって、図
４に示すように、各光ファイバの突き出し長さが異な
る。
【００１５】（２）前記のような原因により光ファイバ
のフェルール端面からの突き出し長さに差が出ると、光
ファイバ同士のＰＣ結合が困難になる。光ファイバ同士
がＰＣ結合していないと、接続する光ファイバ両者の間
に空気層が存在することになる。光ファイバを伝搬して
きた光は、その空気層で反射する。このフレネル反射に
より、光ファイバ両者間の接続において、０．３ｄＢの
接続損失が発生してしまう。また、その間で多重反射が
起こる場合には、最大で０．６ｄＢもの接続損失が発生
する。
【００１６】したがって、本発明の課題は、複数の光フ
ァイバを対向させて同時に接続することができ、その接
続損失も少なくて済む光ファイバコネクタを提供するこ
とにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明は、ＰＣ結合する
場合とＰＣ結合しない場合とで生じる接続損失差を解決
するために、積極的にＰＣ結合しない構造（非ＰＣ結
合）を採用し、フレネル反射による損失は発生するが、
その損失値のばらつきを低減させたことを特徴とする。
【００１８】すなわち、本発明の請求項１の光ファイバ
コネクタは、光ファイバを固定可能な光コネクタフェル
ールと該光コネクタフェルールに固定されている光ファ
イバとを少なくとも有し、二つ一組で使用されて互いの
結合端面を対向させることにより前記光ファイバを接続
する光ファイバコネクタにおいて、前記光ファイバの結
合端部のコア部分がクラッドに対して引き込んでいるこ
とを特徴とする。
【００１９】また、本発明の請求項２の光ファイバコネ
クタは、前記請求項１の光ファイバコネクタにおいて、
前記光ファイバの結合端部が前記フェルールの結合端部
より引き込んでいることを特徴とする。
【００２０】また、本発明の請求項３の光ファイバコネ
クタは、前記請求項１または２の光ファイバコネクタに
おいて、前記コア部分の引き込み形状が凹面状であるこ
とを特徴とする。
【００２１】また、本発明の請求項４の光ファイバコネ
クタは、前記請求項１ないし３のいずれかの光ファイバ
コネクタにおいて、前記コア部分の引き込み寸法は０．
２μｍ以上であることを特徴とする。
【００２２】また、本発明の請求項５の光ファイバコネ
クタは、前記請求項１ないし４のいずれかの光ファイバ
コネクタにおいて、前記光ファイバの結合端面が光ファ
イバの光軸の直交面に対して傾きを持っていることを特
徴とする。
【００２３】また、本発明の請求項６の光ファイバコネ
クタは、前記請求項１ないし５のいずれかにおいて、前
記フェルールの材質がプラスチックであることを特徴と
する。
【００２４】また、本発明の請求項７の光ファイバコネ
クタは、前記請求項１ないし６のいずれかの光ファイバ
コネクタにおいて、前記光ファイバが複数本からなり、
これらの光ファイバが一括に位置決めされていることを
特徴とする。
【００２５】また、本発明の請求項８の光ファイバコネ
クタは、前記請求項１ないし７のいずれかの光ファイバ
コネクタにおいて、前記光ファイバはマルチモード型光
ファイバであることを特徴とする。
【００２６】また、本発明の請求項９の光ファイバコネ
クタは、前記請求項１ないし８のいずれかの光ファイバ
コネクタにおいて、前記フェルールと他方のフェルール
とを対向密着状態で固定する結合アダプタをさらに有す
ることを特徴とする。
【００２７】また、本発明の請求項１０の光ファイバコ
ネクタは、前記請求項１ないし９のいずれかの光ファイ
バコネクタにおいて、前記光ファイバの結合端面が光フ
ァイバの光軸の直交面に対して４°以上傾いており、前
記結合端面に屈折率整合剤が存在しないことを特徴とす
る。
【００２８】また、本発明の請求項１１の光ファイバコ
ネクタは、光ファイバを固定可能な光コネクタフェルー
ルと該光コネクタフェルールに固定されている光ファイ
バとを少なくとも有し、二つ一組で使用されて互いの結
合端面を対向させることにより前記光ファイバを接続す
る光ファイバコネクタにおいて、前記光ファイバの結合
端部が前記フェルールの結合端部より引き込んでいるこ
とを特徴とする。
【００２９】
【発明の実施の形態】前記請求項１の構成は、結合させ
る光ファイバの端面同士をＰＣ結合させずに、接続損失
を平均化するために、光ファイバの端面において、クラ
ッドよりコアを引っ込ませる。その具体的な構成として
は、図５〜図８に示す光ファイバの端面構造が考えられ
る。
【００３０】図５の構成では、コア１０ａとそれを囲む
クラッド１０ｂとからなる光ファイバ１０の端面におい
て、クラッド１０ｂに対し、コア１０ａが凹状曲面を持
って引き込んでいる。
【００３１】図６の構成では、光ファイバ１０の端面に
おいて、クラッド１０ｂおよびコア１０ａが連続した凹
状曲面に形成されており、コア１０ａの中心部分が一番
内側に引き込んだ形状になっている。
【００３２】図７の構成では、前記図６の構成におい
て、クラッド１０ｂの外周縁が丸められた形状となって
いる。
【００３３】図８の構成では、クラッド１０ｂおよびコ
ア１０ａの端面は水平で互いに平衡となっており、コア
１０ａの垂直位置がクラッド１０ｂの垂直位置より内方
に引き込んでいる形状となっている。
【００３４】このような様々な端面形状に共通する要素
は、コア１０ａの端面の最先端位置が、常にクラッド１
０ｂの端面の最先端位置と同位置か、それより内方に引
き込んでいることである。この要素を実現していれば、
前述の形状のみに限定されない。
【００３５】前述のような端面構造の光ファイバは、コ
ネクタフェルールに対する取り付けは、図９に示すよう
に、コネクタフェルール１１の端面から光ファイバ１０
を突出させて取り付ける場合と、図１０に示すように、
コネクタフェルール１１の端面と光ファイバ１０のクラ
ッド１０ｂの端面とを同一平面にして取り付ける場合
と、図１１に示すように、コネクタフェルール１１の端
面から光ファイバ１０の端面が内方に引き込んだ状態で
取り付ける場合と、がある。図１１のように、コネクタ
フェルール１１の端面から光ファイバ１０の端面を内方
に引き込ませて取り付ける場合を限定したのが、本発明
の請求項２の構成である。
【００３６】本発明の請求項３の構成は、前述の図５、
図６、図７に示すように、コアが凹状曲面となっている
のを限定したしたもので、この構成によれば、多重反射
による損失変動を防ぐことができ、反射損失の低減も図
れる。
【００３７】本発明の請求項４の構成は、前記コア部分
の引き込み寸法を、多重反射またはＰＣ結合が生じない
寸法を限定したもので、そのような作用効果を期するた
めには、その寸法は、０．２μｍ以上であることが望ま
しい。
【００３８】本発明の請求項５の構成は、光ファイバの
結合端面が光ファイバの光軸の直交面に対して傾きを持
っていることを限定したもので、かかる限定によって、
反射戻り光の低減を図ることができる。
【００３９】本発明の請求項６の構成は、実用性が高
く、安価に製造するための材料を限定したものである
が、本発明の光ファイバコネクタのフェルールは、この
プラスチック材料のみに限定されるものではない。
【００４０】本発明の請求項７の構成は、単心光ファイ
バだけでなく、実用上重要な多心光ファイバにも適用で
きることを示したものである。
【００４１】本発明の請求項８の構成は、結合する光フ
ァイバをマルチモード型光ファイバに限定したもので、
これは、マルチモード型光ファイバを用いたシステムで
は、接続損失値よりも、その損失のばらつきを小さくす
ることが重要であり、本発明は、このマルチモード型光
ファイバに適用すると好適であることを示したものであ
る。
【００４２】本発明の請求項９および１０の構成は、実
際的に適用されることの多い構成を限定したもので、特
に、本発明は、この構成に限定されるものではない。
【００４３】前述のように、本発明は、ＰＣ結合する場
合とＰＣ結合しない場合とで生じる接続損失差を解決す
るために、積極的にＰＣ結合しない構造（非ＰＣ結合）
を採用し、フレネル反射による損失は発生するが、その
損失値のばらつきを低減させたことを特徴とするもので
ある。そのための別の構成として、図１２に示すよう
に、光ファイバ１０の端面はコア、クラッドが面一では
あるが、この光ファイバ１０の端面がコネクタフェルー
ル１１の端面から内方に引き込んだ形状も可能である。
このような別の構成を限定したのが、本発明の請求項１
１である。
【００４４】
【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説
明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものでは
ない。
【００４５】図１３に実施した光コネクタの外観を示
す。多心光コネクタとして実績のあるＭＰＯコネクタを
本実施例では用いており、コネクタプラグ２０、嵌合ピ
ン２１およびアダプタ２２で校正している。また、コネ
クタプラグ２０には光ファイバを保持したプラスチック
製フェルール２３が内蔵されている。
【００４６】図１４に示すように、フェルール２３には
嵌合ピン２１を挿入するための嵌合穴２３ａを２個を有
し、その間に光ファイバ１０が横一列に配置している。
光ファイバ１０はクラッド径（１２５μｍ、コア径６
２．５μｍのＧＩ型光ファイバを１２心用いている。ま
た、フェルール２３の端面２３１で反射した光が戻らな
いようにするためには、フェルール２３の端面２３１を
４゜以上斜めに加工する必要があるが、本実施例では８
°に斜め研磨している。
【００４７】非ＰＣ結合を実現するためには、前述の図
１１、図１２に示したように光ファイバ１０をフェルー
ル端面２３１より内方に引き込ませるか、または、前述
の図５〜８に示したように光ファイバ１０のコア１０ａ
のみを引き込ませる必要がある。そこで光ファイバ１０
のコア１０ａとクラッド１０ｂの硬さの差に着目し、研
磨によりコア１０ａのみを引き込ませることを行った。
研磨後の一列になった１２心の光ファイバ１０のフェル
ール端面２３１に対する形状を、周知の接触形表面粗さ
計にて測定した結果を、図１５に示す。光ファイバ１０
中央のコア１０ａ部分が凹面状に約０．５μｍ引き込ん
でおり、これはコア１０ａとクラッド１０ｂの研磨速度
の差によって相対的にコア１０ａが引き込んだ結果であ
る。研磨条件はコアとクラッドの硬さの差を研磨速度の
差として表すために、今回研磨剤に酸化セリウム、研磨
液は水として、起毛状のクロスを用いて研磨している。
また、研磨剤、研磨液、クロス、研磨圧、研磨時間等の
研磨条件を変化させることにより、コアの引き込みの実
現と、その変化をさせることも可能である。
【００４８】前述のようにして得た１２心光ファイバコ
ネクタの接続損失結果を、表１に示す。平均０．３９ｄ
ＢとＧＩ型光コネクタとしては損失が高めであるが、最
小値が０．３０ｄＢとフレネル損失を示していることか
ら軸ずれ等の他の要因による損失は、平均で０．０９ｄ
Ｂと納得のいく結果である。標準偏差も０．０５と単心
光コネクタと同等の特性を得た。
【００４９】さらにコネクタの着脱試験の結果、１００
回着脱における損失変動は、０．２ｄＢ以下と従来の１
／３以下にばらつきを低減している。
【００５０】
【表１】
【００５１】前記実施例は、多心光ファイバについて実
施したものであるが、本発明は、単心光コネクタにおい
ても当然実現でき、また同様の材料特性を持つ全ての光
ファイバにおいても実現できる。
【００５２】本発明の光ファイバコネクタは、光ファイ
バ同士を結合するコネクタとしての適用以外に、光ファ
イバとＬＤまたはＰＤとの接続にも適用することが可能
であり、本発明においては、光ファイバコネクタという
用語によって、前述のような光ファイバとＬＤまたはＰ
Ｄとの接続を行う光接続部材をも含むものとする。この
ような光接続部材の場合、コア部分が凹面状になってい
るため反射戻りの低減も期待できる。
【００５３】なお、前記実施例では、コネクタ同士の固
定をアダプタを用いて行う形式を採用したが、従来の固
定バネを用いてコネクタ同士を固定する形式でも同様に
本発明は適用できることは、明らかである。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、積極的
にＰＣ結合しない構造（非ＰＣ結合）を採用し、フレネ
ル反射による損失は発生するが、その損失値のばらつき
を低減させたことを特徴とするものであり、より具体的
には、光ファイバの結合端部のコア部分がクラッドに対
して引き込んでいることを特徴とするものである。
【００５５】したがって、本発明の光ファイバコネクタ
は、ＰＣ結合したり、しなかったりすることによる接続
損失変動と、多重反射による接続損失変動を防ぐ効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の光ファイバコネクタの一例を示す斜視図
である。
【図２】図１に示す光ファイバコネクタの結合状態を示
す側端面図である。
【図３】従来の光ファイバの問題点の一つを示す説明図
である。
【図４】従来の光ファイバの他の問題点を示す説明図で
ある。
【図５】本発明の実施の一形態を示すもので、光ファイ
バの端部の断面図である。
【図６】本発明の実施の他の一形態を示すもので、光フ
ァイバの端部の断面図である。
【図７】本発明の実施のさらに他の一形態を示すもの
で、光ファイバの端部の断面図である。
【図８】本発明の実施のさらに他の一形態を示すもの
で、光ファイバの端部の断面図である。
【図９】本発明の実施のさらに他の一形態を示すもの
で、フェルールと該フェルールに取り付けられている光
ファイバの端部の断面図である。
【図１０】本発明の実施のさらに他の一形態を示すもの
で、フェルールと該フェルールに取り付けられている光
ファイバの端部の断面図である。
【図１１】本発明の実施のさらに他の一形態を示すもの
で、フェルールと該フェルールに取り付けられている光
ファイバの端部の断面図である。
【図１２】本発明の実施のさらに他の一形態を示すもの
で、フェルールと該フェルールに取り付けられている光
ファイバの端部の断面図である。
【図１３】本発明の光ファイバコネクタの一実施例を示
すもので、結合前の状態の斜視図である。
【図１４】図１３に示した光ファイバコネクタのフェル
ール端面の拡大斜視図である。
【図１５】本発明の実施例の光ファイバコネクタの端面
に一列に並んだ光ファイバの端面形状を接触形表面粗さ
計で測定した結果のグラフである。
【符号の説明】
１０ 光ファイバ １０ａ 光ファイバのコア １０ｂ 光ファイバのクラッド ２０ コネクタプラグ ２１ 嵌合ピン ２２ アダプタ ２３ フェルール ２３ａ 嵌合穴 ２３１ フェルール端面

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光ファイバを固定可能な光コネクタフェ
    ルールと該光コネクタフェルールに固定されている光フ
    ァイバとを少なくとも有し、二つ一組で使用されて互い
    の結合端面を対向させることにより前記光ファイバを接
    続する光ファイバコネクタにおいて、 前記光ファイバの結合端部のコア部分がクラッドに対し
    て引き込んでいることを特徴とする光ファイバコネク
    タ。
  2. 【請求項２】 前記光ファイバの結合端部が前記フェル
    ールの結合端部より引き込んでいることを特徴とする請
    求項１に記載の光ファイバコネクタ。
  3. 【請求項３】 前記コア部分の引き込み形状が凹面状で
    あることを特徴とする請求項１または２に記載の光ファ
    イバコネクタ。
  4. 【請求項４】 前記コア部分の引き込み寸法は０．２μ
    ｍ以上であることを特徴とする請求項１ないし３のいず
    れかに記載の光ファイバコネクタ。
  5. 【請求項５】 前記光ファイバの結合端面が光ファイバ
    の光軸の直交面に対して傾きを持っていることを特徴と
    する請求項１ないし４のいずれかに記載の光ファイバコ
    ネクタ。
  6. 【請求項６】 前記フェルールの材質がプラスチックで
    あることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記
    載の光ファイバコネクタ。
  7. 【請求項７】 前記光ファイバが複数本からなり、これ
    らの光ファイバが一括に位置決めされていることを特徴
    とする請求項１ないし６のいずれかに記載の光ファイバ
    コネクタ。
  8. 【請求項８】 前記光ファイバはマルチモード型光ファ
    イバであることを特徴とする請求項１ないし７のいずれ
    かに記載の光ファイバコネクタ。
  9. 【請求項９】 前記フェルールと他方のフェルールとを
    対向密着状態で固定する結合アダプタをさらに有するこ
    とを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の光
    ファイバコネクタ。
  10. 【請求項１０】 前記光ファイバの結合端面が光ファイ
    バの光軸の直交面に対して４°以上傾いており、前記結
    合端面に屈折率整合剤が存在しないことを特徴とする請
    求項１ないし９のいずれかに記載の光ファイバコネク
    タ。
  11. 【請求項１１】 光ファイバを固定可能な光コネクタフ
    ェルールと該光コネクタフェルールに固定されている光
    ファイバとを少なくとも有し、二つ一組で使用されて互
    いの結合端面を対向させることにより前記光ファイバを
    接続する光ファイバコネクタにおいて、 前記光ファイバの結合端部が前記フェルールの結合端部
    より引き込んでいることを特徴とする光ファイバコネク
    タ。
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