JPH1090558A - 偏波保持ファイバ用光コネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＭＵ形光コネクタのような小型でバックプレ
ーン光コネクタとしても使用できる偏波保持光ファイバ
用の光コネクタを提供する。 【解決手段】 フランジ部を有し結合されるべき光ファ
イバの端部をそれぞれ固定するフェルール、フェルール
を軸方向に摺動自在に保持するプラグハウジング、フェ
ルールを軸方向に附勢するバネ、及びフランジ部とプラ
グハウジングとの双方に接触する結合部材を具える一対
のプラグ、及び、一対の前記フェルールを嵌合して突き
合わせる弾性スリーブを内部にフロートした状態で保持
するスリーブを具える接続アダプタを具備し、プラグ
が、フェルールのフランジ部と結合部材が一方向で摺動
し、結合部材とプラグハウジングがこれと直角の方向で
摺動し、フェルールのフランジ部がプラグハウジングに
対して全方向にフロートする構造を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバを接続
するための光コネクタに関し、特に、偏波保持光ファイ
バ等、接続する光ファイバの軸回りの角度を正確に合わ
せなければならない場合に適用して好適な光コネクタに
関するものである。

【０００２】光ファイバ相互間の接続に用いられる光コ
ネクタとしては、例えばJIS C5973に規定されている F0
4形単心光ファイバコネクタがあり、一般にＳＣ形コネ
クタと呼ばれ、光伝送システム等に広く用いられてい
る。このＳＣ形光コネクタは、接続する光ファイバの端
部に固定されたフェルールを、軸方向に押圧するバネと
共に内部に保持する一対のプラグハウジングと、双方の
フェルールを整列する弾性スリーブを内部に保持しプラ
グハウジングと結合する接続アダプタとから構成されて
いる。

【０００３】このフェルールはプラグハウジング内部
で、弾性スリーブは接続アダプタ内部で、それぞれフロ
ートしており、接続した状態でプラグハウジング又は光
ファイバコードに外力が作用してもフェルールや弾性ス
リーブには力が作用しないので、極めて安定した接続特
性が得られる。

【０００４】一方、光ファイバの中には、偏波状態を一
定に保持したまま光を伝搬する偏波保持光ファイバがあ
り、光の干渉等を利用するセンサ、光伝送装置の中でも
特に高速な光信号を処理する変調器等に用いられてい
る。この偏波保持光ファイバは、光が伝搬するコア部分
に複屈折を持っており、直線偏光をその複屈折軸の向き
に合わせて入射したときのみ偏波状態を保持して光信号
を伝搬する。従って、偏波保持光ファイバ同士を接続す
る場合には、単に軸を精密に合わせるだけではなく、双
方の複屈折軸の向きを正確に合わせなければならない。

【０００５】ここで、偏波保持光ファイバに前述のＳＣ
形光コネクタを適用しようとするとやっかいな問題が生
ずる。即ち、フェルールのプラグハウジング内でのフロ
ート量と双方の光ファイバの軸回りの角度の位置決め精
度とは、互いに相反する条件であるため、両者を共に満
足させ得る構造を実現するのが難しいという問題であ
る。

【０００６】そのため、例えば特開平1-216304号公報に
記載されているように、フェルールのフランジの一方の
キー溝を狭くすることにより、必要なフロート量を確保
しながら互いのフェルールの軸回りの角度がほぼ一意に
定まる構造を採用した、偏波保持光ファイバに適用でき
るＳＣ形コネクタが提案されている。また、更に厳密な
位置決めが必要な場合には、特開平1-234807に記載され
ているように、中間部材を介してフェルールをプラグハ
ウジングのキーに保持する構造によって、フェルールの
フロート量と角度精度とを両立させる方法が提案されて
いる。

【０００７】一方、光コネクタの中には、ＳＣ形光コネ
クタより更に小型の光コネクタとして、S. Iwanoらによ
る"Compact and self-retentive multi-ferrule optica
l backpanel connector"(IEEE Journal of lightwave T
echnology, vol.10, no.10,pp.1356-1362, Oct.1992)
に記載されているＭＵ形光コネクタが実用化されてい
る。その構造は図７に示すようになっている。

【０００８】このＭＵ形光コネクタのプラグ50に用いら
れるフェルール51は、ＳＣ形光コネクタの直径2.5mm の
半分の直径1.25mmであり、フランジ部52は、ＳＣ形光コ
ネクタのようなキー溝を持たず、図８に示すように、四
角形の各角を面取りした形状を有しており、同様の断面
形状を有するプラグハウジング53の内部で保持されるこ
とによってフェルール51の回転が規制される構造になっ
ている。

【０００９】ＭＵ形光コネクタは、ブックシェルフ型の
実装方法におけるバックプレーンを介した高密度プラグ
イン接続を可能にすると共に、ＳＣ形光コネクタのよう
に単心光接続にも利用でき、小型であることから、装置
内部、例えばボード上での光配線にも適している。

【００１０】偏波保持光ファイバは主に装置の内部、例
えばＬＤ光源から外部変調器へ又は光スイッチへの接続
等に用いられる。そのため、偏波保持光ファイバ用の光
コネクタとしては、ＳＣ形光コネクタより更に小型で、
プラグイン接続が可能なものが求められており、前述の
ＭＵ形光コネクタが偏波保持光ファイバに応用できれば
その用途は広くなる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ＭＵ形光コネクタを偏
波保持光ファイバに適用しようとした場合、前述のフェ
ルールのフロート量と軸回りの角度の位置決めという相
反する条件を満たすことは、ＳＣ形光コネクタに比べて
かるかに困難である。なぜならば、図７に示すＭＵ形光
コネクタに用いられるフェルールのフランジは、ＳＣ形
光コネクタに比べて外径が細く、プラグハウジングとの
僅かな隙間によっても大きく傾く可能性があるためであ
る。

【００１２】図８に図７のＡ−Ａ’断面図を示す。例え
ば、プラグハウジングに対するフェルールのフロート量
が各方向0.1mm である場合、最大傾斜角度は、図８(a)
に示す基準位置から図８(b) に示す最大傾斜角度まで、 ｃｏｓ^-1(2.6/3.1) −ｃｏｓ^-1(2.8/3.1) ＝ 7.6° 傾くことになり、接続する双方のフェルール間の傾きは
最悪15.2°となる。この場合の偏波消光比は、 −10ｌｏｇ (ｔａｎ( 15.2°))＝ 11.3(dB) となる。

【００１３】偏波保持ファイバ同士の接続に当たって
は、偏波消光比として一般に20dB以上が要求されてお
り、上記の値では偏波保持ファイバ用光コネクタとして
は役に立たない。フロート量を各方向0.05mmとしたとし
ても、最大傾斜角度は基準位置から 3.6°であり、最悪
偏波消光比は18.1dBとなる。これ以上フロート量を小さ
くすることは寸法公差の点で困難であるばかりか、二重
嵌合構造本来の役割を果たせなくなると共に、バックプ
レーン上でのプラグイン接続は実現できない。

【００１４】また、特開平1-234807に記載されている中
間部材では、図９に示すように、中間部材61の互いに直
交するキー62とキー溝63とがそれぞれフェルール60のキ
ー溝64とプラグハウジングのキー65に噛み合うことによ
って、フェルールのフロート量と角度精度とを両立させ
ている。しかしながら、特許第2504852 号に記載されて
いるように、ＭＵ形光コネクタでは、結合するスリーブ
ホルダーが、プラグハウジング内でフェルールのフラン
ジ前縁が突き当たっている面より更に奥まで挿入できる
ことが必要であり、フランジにキー溝を設ける余裕はな
く、同様の構造を適用するには無理がある。

【００１５】本発明は、上記の状況に鑑みてなされたも
のであり、ＭＵ形光コネクタのような小型でバックプレ
ーン光コネクタとしても使用できる光コネクタに対し、
フェルールがハウジングよりフロートし、外力に対する
接続特性の耐性を確保しながら、フェルールの軸回りの
角度に対する位置決めを精度よく行い、偏波保持光ファ
イバに適用できる光コネクタを提供することを目的とす
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の偏波保持ファイ
バ用光コネクタは、上記の目的を達成するため、軸に直
角な断面が四角形又は四角形の角を面取りした形状のフ
ランジ部を有し且つ結合されるべき光ファイバの端部を
固定するフェルール、フェルールを軸方向に摺動自在に
保持するプラグハウジング、プラグハウジング内に収容
されたフェルールを軸方向に附勢するバネ、及びプラグ
ハウジング内に収容されたフランジ部とプラグハウジン
グとの双方に接触する結合部材を具える一対のプラグ、
及び、接続される各光ファイバの端部が相互に軸方向に
整列し連結されるように一対の前記フェルールを嵌合し
て突き合わせる弾性スリーブを内部にフロートした状態
で保持するスリーブを具える接続アダプタを具備し、各
フェルールが弾性スリーブに嵌入された時に、接続され
る一対のプラグハウジングが前記アダプタに結合される
偏波保持ファイバ用光コネクタにおいて、前記プラグ
が、フェルールのフランジ部の平行する２面が結合部材
の第１の平行な２面とその面内において摺動可能に接触
し、結合部材の第１の平行な２面と直角方向に位置する
第２の平行な２面が、プラグハウジング内部の平行な２
面とその面内において摺動可能に接触し、フェルールの
フランジ部がプラグハウジングに対して全方向にフロー
トした状態に、フェルール、結合部材及びプラグハウジ
ングが配置された構造を有することを特徴とする。

【００１７】このような本発明によれば、フェルールの
フランジ部には、フェルールの軸に直角な一方向に摺動
可能に結合部材が接触し、その直角方向に摺動可能に結
合部材とプラグハウジングが接触しているため、プラグ
ハウジング内でフェルールが全方向のフロート量を確保
しながらフェルールの軸回りの角度は設定値に精度よく
保持されている。

【００１８】また、結合部材の平行する２面がフランジ
部の平行する２面に接触し、その２面と直交する２面が
プラグハウジングの内面に接触する構造としたので、キ
ーを用いる従来の構造に比べて小型化されると共に、Ｍ
Ｕ形光コネクタ本来の機能を損なわずに偏波保持光ファ
イバに適用することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に図面を用いて本発明の実施例
を説明する。図１(a) は本発明の一実施例に係る偏波保
持ファイバ用光コネクタのプラグ１の正面図、図１(b)
は一部断面側面図、図２(a) は本発明の一実施例に係る
偏波保持ファイバ用光コネクタに用いられるフェルール
２の正面図、図２(b) は側面図、図２(c) は背面図であ
る。

【００２０】図１(b) に示すように、本発明の偏波保持
ファイバ用光コネクタにおけるプラグ１は、ＭＵ形光コ
ネクタプラグハウジング３に、ファイバ５に取付けられ
たフェルール２及び結合部材23が納められ、バネ４を用
いて軸方向に押圧された構造を有する。

【００２１】図２(b) に示すように、フェルール２のフ
ランジ部22の前縁側には断面がコの字形状の結合部材23
が嵌合されている。結合部材23の軸ｚに直角な平行する
２面24は、フランジ部22に対して軸に直角な方向（図２
(b) では前後方向、即ち図２(c) のｘ方向）に摺動可能
に接触している。従って、フランジ部22及びこれと一体
となっているフェルール２は図２(c) のｘ方向に摺動可
能であるが、その直角方向（図２(b) では上下方向、即
ち図２(c) のｙ方向）の運動は規制される。また、結合
部材23の前記の平行する２面に直角な他の平行する２面
25は、プラグハウジング（図示せず）内面の平行する２
面に摺動可能に接触する寸法に作られており、結合部材
23は図２(c) の上下（ｙ方向）及び前後（ｚ方向）には
摺動可能であるが、左右方向（ｘ方向）の運動は規制さ
れる。

【００２２】以上説明した構造によって本発明の光コネ
クタがフェルール２のフロート量と角度精度とを両立で
きる原理を図３を用いて説明する。図３に示すように、
結合部材23はプラグハウジング３に対して図の上下方向
にのみ自由度11を持ち、フェルール２は結合部材23に対
して図の左右方向にのみ自由度12を持つ。結果として、
フェルール２はプラグハウジング３に対して回転するこ
とはできないが、全方向に対してフロート量を確保する
ことが可能となる。

【００２３】本発明によるフェルール２を組立てる手順
を図４に示す。図４(a) の状態で偏波保持ファイバを接
着し端面を研磨した後、ファイバの複屈折軸の方向に合
わせて図４(b) に示すようにフランジ部22を圧入する。
この作業は、例えば特願平3-205930号に記載されている
ような治具を用い、ファイバの応力付与部を観察しなが
らフランジ部の方向を合わせた後に圧入する方法で行う
ことができる。また、フランジ部22の固定方法は、圧入
に限らず接着又は溶接等の他の方法によっても可能であ
る。最後に図４(c) に示すように結合部材23を取付けて
完成する。

【００２４】また、本発明によるフェルールの他の実施
例として、図５に示すように、予めフェルール２に段部
26及び／又は27を設けておくことができる。段部26は、
特願平3-45253 号に記載されているように、圧入したフ
ランジ部22のフェルールの前方への移動を規制する働き
をし、段部27はフェルール２がプラグハウジング内に押
込まれたときに結合部材23がプラグハウジング内の初期
位置に留まり、フランジ部から外れるのを防ぐ役割を持
つ。このような構造の場合、予め結合部材23とフランジ
部22とを組合せた状態でフェルール２に圧入することが
できる。

【００２５】なお、本発明による光コネクタに使用する
接続アダプタは、通常のＭＵ形光コネクタシステムに用
いられるもので差し支えなく、特別な構造は不要であ
る。また、本発明による光コネクタをバックプレーン光
コネクタとして用いる場合のハウジング類等についても
同様である。

【００２６】本発明による偏波保持ファイバ用光コネク
タを用いて偏波保持ファイバを接続したときの特性を図
６に示す。偏波保持ファイバとして 1.3μm 帯零分散の
PANDAファイバを用い、測定には波長1.31μm のＬＤ光
源及び通常の単心ＭＵ形光接続アダプタを用いた。ファ
イバの角度の調整は、特願平3-205930号に記載されてい
る治具を利用し、ファイバ端面の応力付与部を観察して
フランジ部の向きを合わせて圧入する方法を用いた。

【００２７】組立て後のプラグハウジングに対するファ
イバ端面の応力付与部の傾きの分布を図６(a) に示す。
この図から明らかなように、２０個の試料に対して±２
°以内の傾きであった。

【００２８】また、 PANDAファイバを本発明による偏波
保持ファイバ用光コネクタのフェルールに接続して複数
のプラグを形成し、これらの中の任意の２本を接続アダ
プタで接続したときの偏波消光比の分布を図６(b) に示
す。この図から明らかなように、ランダムに接続した３
８０通りの接続点に対し、平均２７．３dBの偏波消光比
が得られた。

【００２９】更に、一組の本発明の偏波保持ファイバ用
光コネクタによる接続点に対し、５００回繰り返し着脱
したときの偏波消光比の推移を図６(c) に示す。この図
から明らかなように、多少の変動は認められるが、５０
０回繰り返し着脱後においても初期の角度精度を維持し
ていることが確認できた。

【００３０】以上のように、本発明による偏波保持ファ
イバ用光コネクタは、 PANDAファイバに対して従来の偏
波保持ファイバ用ＳＣ形光コネクタと同等の接続特性を
有することが確認された。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明による偏波保
持ファイバ用光コネクタは、フェルールのフランジ部に
フェルールの軸に直角な一方向に摺動可能な結合部材が
接触し、その直角方向に摺動可能に結合部材とプラグハ
ウジングとが接触しているので、プラグハウジング内で
フェルールが全方向のフロート量を確保しながらフェル
ールの軸回りの角度は設定値に精度よく保持される。従
って、ＭＵ形光コネクタのような小型の光コネクタにお
いても、フェルールの軸回りの角度に対する高い精度が
要求される偏波保持光ファイバの接続に利用することが
可能になり、小型の光コネクタが要求される装置内部の
光配線、ブックシェルフ型の実装方式におけるバックプ
レーン光コネクタ等に、偏波保持光ファイバを利用でき
る光コネクタを提供することができる等、その効果は絶
大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の偏波保持ファイバ用光コネクタにおけ
るプラグの一実施例を示す図である。

【図２】本発明に係る偏波保持ファイバ用光コネクタに
おけるフェルールの一実施例を示す図である。

【図３】本発明の光コネクタがフェルールのフロート量
と角度精度とを両立できる原理を説明する図である。

【図４】本発明による光コネクタのフェルールを組立て
る手順を示す図である。

【図５】本発明に係る偏波保持ファイバ用光コネクタに
おけるフェルールの他の実施例を示す図である。

【図６】本発明による偏波保持ファイバ用光コネクタを
用いて偏波保持ファイバを接続したときの特性を示す図
である。

【図７】従来のＭＵ形光コネクタの構造を示す図であ
る。

【図８】図７におけるＭＵ形光コネクタのＡ−Ａ’断面
図である。

【図９】従来のプラグハウジング内に設けられた中間部
材を示す図である。

【符号の説明】

１ 偏波保持ファイバ用光コネクタプラグ ２ フェルール ３ プラグハウジング ４ バネ ５ ファイバ １１ 上下方向の自由度 １２ 左右方向の自由度 ２２ フランジ部 ２３ 結合部材 ２４ 結合部材23の軸ｚに直角な平行する２面 ２５ 結合部材23の軸ｚに直角な平行する他の２面 ２６、２７ 段部 ５０ ＭＵ形光コネクタのプラグ ５１ フェルール ５２ フランジ部 ５３ プラグハウジング ６０ フェルール ６１ 中間部材 ６２、６５ キー ６３、６４ キー溝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸に直角な断面が四角形又は四角形の角
   を面取りした形状のフランジ部を有し且つ結合されるべ
   き光ファイバの端部を固定するフェルール、フェルール
   を軸方向に摺動自在に保持するプラグハウジング、プラ
   グハウジング内に収容されたフェルールを軸方向に附勢
   するバネ、及びプラグハウジング内に収容されたフラン
   ジ部とプラグハウジングとの双方に接触する結合部材を
   具える一対のプラグ、及び、 接続される各光ファイバの端部が相互に軸方向に整列し
   連結されるように一対の前記フェルールを嵌合して突き
   合わせる弾性スリーブを内部にフロートした状態で保持
   するスリーブを具える接続アダプタを具備し、各フェル
   ールが弾性スリーブに嵌入された時に、接続される一対
   のプラグハウジングが前記アダプタに結合される偏波保
   持ファイバ用光コネクタにおいて、 前記プラグが、フェルールのフランジ部の平行する２面
   が結合部材の第１の平行な２面とその面内において摺動
   可能に接触し、結合部材の第１の平行な２面と直角方向
   に位置する第２の平行な２面が、プラグハウジング内部
   の平行な２面とその面内において摺動可能に接触し、フ
   ェルールのフランジ部がプラグハウジングに対して全方
   向にフロートした状態に、フェルール、結合部材及びプ
   ラグハウジングが配置された構造を有することを特徴と
   する偏波保持ファイバ用光コネクタ。