JPH11125749A - プラスチック光ファイバと受光素子との接続部の構造，その接続部に用いられる光中継素子及びその光中継素子の製造方法 - Google Patents
プラスチック光ファイバと受光素子との接続部の構造，その接続部に用いられる光中継素子及びその光中継素子の製造方法Info
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- JPH11125749A JPH11125749A JP9288428A JP28842897A JPH11125749A JP H11125749 A JPH11125749 A JP H11125749A JP 9288428 A JP9288428 A JP 9288428A JP 28842897 A JP28842897 A JP 28842897A JP H11125749 A JPH11125749 A JP H11125749A
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/421—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical component consisting of a short length of fibre, e.g. fibre stub
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 プラスチック光ファイバと受光素子との接続
損失を小さく抑えること。 【解決手段】 プラスチック光ファイバ１５の端面とフ
ォトダイオードＰＤの受光面Ｒｆとの間に、コア径がプ
ラスチック光ファイバ１５側からフォトダイオードＰｄ
側に向けて順次小さくなるグレーデッドインデックス形
ファイバ状の光中継素子２０を介在させる。
損失を小さく抑えること。 【解決手段】 プラスチック光ファイバ１５の端面とフ
ォトダイオードＰＤの受光面Ｒｆとの間に、コア径がプ
ラスチック光ファイバ１５側からフォトダイオードＰｄ
側に向けて順次小さくなるグレーデッドインデックス形
ファイバ状の光中継素子２０を介在させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、特に高速光通信
用に用いられるプラスチック光ファイバと受光素子との
接続部の構造，その接続部に用いられる光中継素子及び
その光中継素子の製造方法に関する。
用に用いられるプラスチック光ファイバと受光素子との
接続部の構造，その接続部に用いられる光中継素子及び
その光中継素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラスチック光ファイバは、一般に、他
の石英系光ファイバ等に比べてコア径が大きいため、プ
ラスチック光ファイバ同士の結合や他の光学素子との結
合が容易であるという利点がある。このため、それらの
結合に用いる構成部品に精度が厳しく要求されることな
く、光学的にアライメントし易い安価な光通信デバイス
として有用である。
の石英系光ファイバ等に比べてコア径が大きいため、プ
ラスチック光ファイバ同士の結合や他の光学素子との結
合が容易であるという利点がある。このため、それらの
結合に用いる構成部品に精度が厳しく要求されることな
く、光学的にアライメントし易い安価な光通信デバイス
として有用である。
【０００３】専ら比較的低速な光通信が行われていた従
来においては、プラスチック光ファイバの端面に、フォ
トダイオード等の受光素子の受光面を直接対向配置させ
る構成が一般的であった。
来においては、プラスチック光ファイバの端面に、フォ
トダイオード等の受光素子の受光面を直接対向配置させ
る構成が一般的であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年プ
ラスチック光ファイバを用いた高速光通信の研究が進む
につれて、プラスチック光ファイバとフォトダイオード
等の受光素子との結合に支障が生じてきた。
ラスチック光ファイバを用いた高速光通信の研究が進む
につれて、プラスチック光ファイバとフォトダイオード
等の受光素子との結合に支障が生じてきた。
【０００５】即ち、フォトダイオードの応答速度は、そ
の受光部表面の受光面に入射した光によって励起した電
子がその内部の電極に到達する時間によって決定され
る。このため、数百Ｍｂｐｓ以上の高速光通信に適用可
能な応答速度を得るためには、フォトダイオードの受光
部自体を小型化して前記到達時間を短くする必要があ
る。
の受光部表面の受光面に入射した光によって励起した電
子がその内部の電極に到達する時間によって決定され
る。このため、数百Ｍｂｐｓ以上の高速光通信に適用可
能な応答速度を得るためには、フォトダイオードの受光
部自体を小型化して前記到達時間を短くする必要があ
る。
【０００６】ところが、小さな受光部では、プラスチッ
ク光ファイバ端面から出射された光のうちの一部しか受
光することができないため、それらプラスチック光ファ
イバとフォトダイオードとの接続損失が大きくなってし
まうという問題が生じるのである。
ク光ファイバ端面から出射された光のうちの一部しか受
光することができないため、それらプラスチック光ファ
イバとフォトダイオードとの接続損失が大きくなってし
まうという問題が生じるのである。
【０００７】そこで、この発明は上述したような問題を
解決すべくなされたもので、プラスチック光ファイバと
受光素子との接続損失を小さく抑えることが可能なプラ
スチック光ファイバと受光素子との接続部の構造，その
接続部に用いられる光中継素子及びその光中継素子の製
造方法を提供することを目的とする。
解決すべくなされたもので、プラスチック光ファイバと
受光素子との接続損失を小さく抑えることが可能なプラ
スチック光ファイバと受光素子との接続部の構造，その
接続部に用いられる光中継素子及びその光中継素子の製
造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明の請求項１記載のプラスチック光ファイバ
と受光素子との接続部の構造は、プラスチック光ファイ
バと、このプラスチック光ファイバの端面から出射され
た光をその出射端面よりも小さな受光面によって受光す
る受光素子とを備えたプラスチック光ファイバと受光素
子との接続部の構造であって、前記プラスチック光ファ
イバの端面と前記受光素子の受光面との間に、コア径が
前記プラスチック光ファイバ側から前記受光素子側に向
けて順次小さくなるグレーデッドインデックス形ファイ
バ状の光中継素子を介在させたことを特徴とする。
め、この発明の請求項１記載のプラスチック光ファイバ
と受光素子との接続部の構造は、プラスチック光ファイ
バと、このプラスチック光ファイバの端面から出射され
た光をその出射端面よりも小さな受光面によって受光す
る受光素子とを備えたプラスチック光ファイバと受光素
子との接続部の構造であって、前記プラスチック光ファ
イバの端面と前記受光素子の受光面との間に、コア径が
前記プラスチック光ファイバ側から前記受光素子側に向
けて順次小さくなるグレーデッドインデックス形ファイ
バ状の光中継素子を介在させたことを特徴とする。
【０００９】なお、請求項２記載のように、前記光中継
素子のプラスチック光ファイバ側のコア径を前記プラス
チック光ファイバのコア径とほぼ同じに形成すると共
に、前記受光素子側のコア径の広がりを前記受光素子の
受光面径とほぼ同じに形成してもよい。
素子のプラスチック光ファイバ側のコア径を前記プラス
チック光ファイバのコア径とほぼ同じに形成すると共
に、前記受光素子側のコア径の広がりを前記受光素子の
受光面径とほぼ同じに形成してもよい。
【００１０】また、請求項３記載の光中継素子は、プラ
スチック光ファイバと、前記プラスチック光ファイバの
端面から出射された光をその出射端面よりも小さな受光
面によって受光する受光素子との接続部において、前記
プラスチック光ファイバの端面と前記受光素子の受光面
との間に介在されて用いられる光中継素子であって、コ
ア径が前記プラスチック光ファイバ側から前記受光素子
側に向けて順次小さくなるように設定されたグレーデッ
ドインデックス形ファイバ状に仕上げられたことを特徴
とする。
スチック光ファイバと、前記プラスチック光ファイバの
端面から出射された光をその出射端面よりも小さな受光
面によって受光する受光素子との接続部において、前記
プラスチック光ファイバの端面と前記受光素子の受光面
との間に介在されて用いられる光中継素子であって、コ
ア径が前記プラスチック光ファイバ側から前記受光素子
側に向けて順次小さくなるように設定されたグレーデッ
ドインデックス形ファイバ状に仕上げられたことを特徴
とする。
【００１１】さらに、請求項４記載の光中継素子の製造
方法は、プラスチック光ファイバと、前記プラスチック
光ファイバの端面から出射された光をその出射端面より
も小さな受光面によって受光する受光素子との接続部に
おいて、前記プラスチック光ファイバの端面と前記受光
素子の受光面との間に介在されて用いられる光中継素子
の製造方法であって、前記プラスチック光ファイバの端
面と対向される側の端部から前記受光素子の受光面に対
向される側の端部に向けて内周面が順次縮径するように
形成された筒状部材をポリメタクリル酸メチルにより形
成し、その筒状部材内に、メタクリル酸メチルモノマー
に安息香酸ベンジルを配合してなる導波路材料を注入し
て、前記筒状部材と導波路材料とを重合させることを特
徴とする。
方法は、プラスチック光ファイバと、前記プラスチック
光ファイバの端面から出射された光をその出射端面より
も小さな受光面によって受光する受光素子との接続部に
おいて、前記プラスチック光ファイバの端面と前記受光
素子の受光面との間に介在されて用いられる光中継素子
の製造方法であって、前記プラスチック光ファイバの端
面と対向される側の端部から前記受光素子の受光面に対
向される側の端部に向けて内周面が順次縮径するように
形成された筒状部材をポリメタクリル酸メチルにより形
成し、その筒状部材内に、メタクリル酸メチルモノマー
に安息香酸ベンジルを配合してなる導波路材料を注入し
て、前記筒状部材と導波路材料とを重合させることを特
徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、この発明にかかる一実施形
態のプラスチック光ファイバとフォトダイオード（受光
素子）との接続部の構造について説明する。
態のプラスチック光ファイバとフォトダイオード（受光
素子）との接続部の構造について説明する。
【００１３】図１に示す接続部の構造では、図示省略の
雄コネクタ側に突出状態で収容固定されたフェルール１
と、図示省略の雌コネクタ内に収容固定されたフォトダ
イオードＰＤとが、これら雄コネクタと雌コネクタとの
嵌合接続により、フェルール１先端部をフォトダイオー
ドＰＤの受光部Ｒに対向配置させた状態で結合された状
態を示している。図２は図１の分解図である。
雄コネクタ側に突出状態で収容固定されたフェルール１
と、図示省略の雌コネクタ内に収容固定されたフォトダ
イオードＰＤとが、これら雄コネクタと雌コネクタとの
嵌合接続により、フェルール１先端部をフォトダイオー
ドＰＤの受光部Ｒに対向配置させた状態で結合された状
態を示している。図２は図１の分解図である。
【００１４】これらの図に示すように、上記フェルール
１は、光ファイバコード１５端部に露出した光ファイバ
１６及び光中継素子２０を収容するための小径部２の基
端側に、光ファイバコード１５端部の被覆部１７を収容
するための大径部１０が連接されてなる。
１は、光ファイバコード１５端部に露出した光ファイバ
１６及び光中継素子２０を収容するための小径部２の基
端側に、光ファイバコード１５端部の被覆部１７を収容
するための大径部１０が連接されてなる。
【００１５】上記小径部２は、その内周面２ａの先端側
周縁部に内側突出状のフランジ部３が形成されている。
周縁部に内側突出状のフランジ部３が形成されている。
【００１６】大径部１０は、その内径寸法が光ファイバ
コード１５の外径寸法とほぼ同じに仕上げられている。
また、その内周面１０ａと上記小径部２の内周面２ａと
が先端側に向けて順次縮径するテーパ部５を介して連続
貫通孔状に仕上げられると共に、その内周面１０ａの基
端側開口縁部がその基端側に向けて順次拡開するガイド
テーパ部１１に仕上げられている。さらに、大径部１０
の外周面の先端側よりの位置には、全周に亘って鍔部１
２が形成されている。
コード１５の外径寸法とほぼ同じに仕上げられている。
また、その内周面１０ａと上記小径部２の内周面２ａと
が先端側に向けて順次縮径するテーパ部５を介して連続
貫通孔状に仕上げられると共に、その内周面１０ａの基
端側開口縁部がその基端側に向けて順次拡開するガイド
テーパ部１１に仕上げられている。さらに、大径部１０
の外周面の先端側よりの位置には、全周に亘って鍔部１
２が形成されている。
【００１７】光中継素子２０は、図３及び図４に示すよ
うに、コア部２２の外周にクラッド部２３が被覆形成さ
れてなる。
うに、コア部２２の外周にクラッド部２３が被覆形成さ
れてなる。
【００１８】光中継素子２０は、その先端側周縁部が切
削，研磨加工等されて、その全周に亘って切欠断部２１
が形成されている。また、その長さ寸法が、前記小径部
２の長さ寸法のおよそ半分ほどの大きさに仕上げられる
と共に、その外径寸法が上記小径部２の内径寸法とほぼ
同じに仕上げられている。そして、光中継素子２０を、
フェルール１の基端側から挿入して、小径部２内に収容
させると、小径部２のフランジ部３が切欠断部２１内に
嵌まり込んで、その光中継素子２０が一定位置に固定さ
れる。このとき、光中継素子２０の先端面は、小径部２
の先端面に露出した状態であり、また、光中継素子２０
の基端面は、小径部２の長手方向略中央位置で基端側を
向いた状態となっている。
削，研磨加工等されて、その全周に亘って切欠断部２１
が形成されている。また、その長さ寸法が、前記小径部
２の長さ寸法のおよそ半分ほどの大きさに仕上げられる
と共に、その外径寸法が上記小径部２の内径寸法とほぼ
同じに仕上げられている。そして、光中継素子２０を、
フェルール１の基端側から挿入して、小径部２内に収容
させると、小径部２のフランジ部３が切欠断部２１内に
嵌まり込んで、その光中継素子２０が一定位置に固定さ
れる。このとき、光中継素子２０の先端面は、小径部２
の先端面に露出した状態であり、また、光中継素子２０
の基端面は、小径部２の長手方向略中央位置で基端側を
向いた状態となっている。
【００１９】また、コア部２２は、光中継素子２０内部
で、その基端側から先端側に向けて順次外径寸法が小さ
くなる形状を有している。そして、図４に示すように、
コア部２２の断面の屈折率分布がグレーデッドインデッ
クス形光ファイバのコアと同様に、その軸心から外周に
向けて徐々に屈折率が小さくなるように設定されると共
に、コア部２２の軸心方向に沿った屈折率が、光中継素
子２０の基端側から先端側に向けて順次小さくなるよう
に設定されている。また、クラッド部２３は、コア部２
２の何れの場所の屈折率よりも小さな一定の屈折率を有
している。
で、その基端側から先端側に向けて順次外径寸法が小さ
くなる形状を有している。そして、図４に示すように、
コア部２２の断面の屈折率分布がグレーデッドインデッ
クス形光ファイバのコアと同様に、その軸心から外周に
向けて徐々に屈折率が小さくなるように設定されると共
に、コア部２２の軸心方向に沿った屈折率が、光中継素
子２０の基端側から先端側に向けて順次小さくなるよう
に設定されている。また、クラッド部２３は、コア部２
２の何れの場所の屈折率よりも小さな一定の屈折率を有
している。
【００２０】光ファイバコード１５は、その端部から所
定の長さに亘って被覆部１７が剥離され、これにより、
その端部に前記所定の長さの光ファイバ１６が露出され
ている。
定の長さに亘って被覆部１７が剥離され、これにより、
その端部に前記所定の長さの光ファイバ１６が露出され
ている。
【００２１】この露出した光ファイバ１６の長さ寸法
は、大径部１０の内周面先端部と前記光中継素子２０基
端面間との間隔寸法とほぼ同じに仕上げられている。
は、大径部１０の内周面先端部と前記光中継素子２０基
端面間との間隔寸法とほぼ同じに仕上げられている。
【００２２】そして、フェルール１の小径部２内に光中
継素子２０を収容固定してから、光ファイバコード１５
端部をフェルール１内にその基端側から挿入すると、被
覆部１７端部がテーパ部５の裾野部分に当接してそれよ
りも先端側への移動が規制された位置で、それよりもさ
らに先端側に露出している光ファイバ１６端面が光中継
素子２０基端面と当接し合うように構成されている。
継素子２０を収容固定してから、光ファイバコード１５
端部をフェルール１内にその基端側から挿入すると、被
覆部１７端部がテーパ部５の裾野部分に当接してそれよ
りも先端側への移動が規制された位置で、それよりもさ
らに先端側に露出している光ファイバ１６端面が光中継
素子２０基端面と当接し合うように構成されている。
【００２３】このとき、光ファイバ１６の先端面は、光
中継素子２０基端面に露出したコア部２２端面と当接さ
れる。
中継素子２０基端面に露出したコア部２２端面と当接さ
れる。
【００２４】また、このフェルール１を備えた雄コネク
タが、フォトダイオードＰＤを収容配置した雌コネクタ
に嵌合接続された状態では、図１に示すように、フェル
ール１先端面に露出した光中継素子２０のコア部２２端
面が、フォトダイオードＰＤの受光部Ｒの受光面Ｒｆと
対向する位置に近接又は接触して配置される。
タが、フォトダイオードＰＤを収容配置した雌コネクタ
に嵌合接続された状態では、図１に示すように、フェル
ール１先端面に露出した光中継素子２０のコア部２２端
面が、フォトダイオードＰＤの受光部Ｒの受光面Ｒｆと
対向する位置に近接又は接触して配置される。
【００２５】次に、プラスチック光ファイバ１５端面か
ら出射された光が光中継素子２０を通ってフォトダイオ
ードＰＤに入射する様子を説明する。
ら出射された光が光中継素子２０を通ってフォトダイオ
ードＰＤに入射する様子を説明する。
【００２６】まず、光ファイバ１６を伝搬された光がそ
の端面から出射されると、その出射光は、光中継素子２
０の基端側端面に露出したコア部２２内に入射する。す
ると、図４に示すように、入射光は、先端側に伝搬され
るにつれて、コア部２２により徐々に収束されて、光中
継素子２０の先端側端面に露出したコア部２２から出射
される。この出射された光は、フォトダイオードＰＤの
受光面Ｒｆに入射される。
の端面から出射されると、その出射光は、光中継素子２
０の基端側端面に露出したコア部２２内に入射する。す
ると、図４に示すように、入射光は、先端側に伝搬され
るにつれて、コア部２２により徐々に収束されて、光中
継素子２０の先端側端面に露出したコア部２２から出射
される。この出射された光は、フォトダイオードＰＤの
受光面Ｒｆに入射される。
【００２７】以上のように構成されたプラスチック光フ
ァイバ１６とフォトダイオードＰＤとの接続部の構造に
よると、プラスチック光ファイバ１６端面から出射され
た光は、光中継素子２０のコア部２２によって集束され
てフォトダイオードＰＤの受光面Ｒｆに入射されるた
め、大きなコア径のプラスチック光ファイバ１６と小径
の受光面Ｒｆを有するフォトダイオードＰＤを接続する
に際して、その接続損失を極力少なくすることができ
る。
ァイバ１６とフォトダイオードＰＤとの接続部の構造に
よると、プラスチック光ファイバ１６端面から出射され
た光は、光中継素子２０のコア部２２によって集束され
てフォトダイオードＰＤの受光面Ｒｆに入射されるた
め、大きなコア径のプラスチック光ファイバ１６と小径
の受光面Ｒｆを有するフォトダイオードＰＤを接続する
に際して、その接続損失を極力少なくすることができ
る。
【００２８】なお、光中継素子２０のコア部２２におけ
るプラスチック光ファイバ１６側の端面の径（コア径）
をそのプラスチック光ファイバ１６のコア径とほぼ同じ
大きさに形成すれば、プラスチック光ファイバ１６端面
から出射された光を効率よく光中継素子２０のコア部２
２内に入射させることが可能となり、より接続損失を小
さく抑えることが可能である。
るプラスチック光ファイバ１６側の端面の径（コア径）
をそのプラスチック光ファイバ１６のコア径とほぼ同じ
大きさに形成すれば、プラスチック光ファイバ１６端面
から出射された光を効率よく光中継素子２０のコア部２
２内に入射させることが可能となり、より接続損失を小
さく抑えることが可能である。
【００２９】また、光中継素子２０のコア部２２におけ
るフォトダイオードＰＤ側の端面の径（コア径）を、受
光面Ｒｆの径とほぼ同じ大きさに形成すれば、光中継素
子２０のコア部２２端面から出射された光を効率的に当
該受光面Ｒｆに入射させることが可能となるため、より
接続損失を小さく抑えることが可能である。
るフォトダイオードＰＤ側の端面の径（コア径）を、受
光面Ｒｆの径とほぼ同じ大きさに形成すれば、光中継素
子２０のコア部２２端面から出射された光を効率的に当
該受光面Ｒｆに入射させることが可能となるため、より
接続損失を小さく抑えることが可能である。
【００３０】なお、コア部２２の傾斜角は、プラスチッ
ク光ファイバ１６のコア径や開口数、及びフォトダイオ
ードＰＤの受光面Ｒｆの形状等に応じて適宜設定する必
要がある。
ク光ファイバ１６のコア径や開口数、及びフォトダイオ
ードＰＤの受光面Ｒｆの形状等に応じて適宜設定する必
要がある。
【００３１】ところで、従来では、フォトダイオードを
樹脂パッケージ内にモールド成形する際に、半球レンズ
を埋め込んで成形し、この半球レンズによってプラスチ
ック光ファイバ端面から出射された光を収束させる構成
も採られていた。
樹脂パッケージ内にモールド成形する際に、半球レンズ
を埋め込んで成形し、この半球レンズによってプラスチ
ック光ファイバ端面から出射された光を収束させる構成
も採られていた。
【００３２】ところが、この場合、種々の開口数の光フ
ァイバが用いられる現状にあっては、その半球レンズの
集光性能と光ファイバとが整合しない場合に、大きな光
損失が発生することとなっていた。
ァイバが用いられる現状にあっては、その半球レンズの
集光性能と光ファイバとが整合しない場合に、大きな光
損失が発生することとなっていた。
【００３３】しかしながら、この接続部の構造の場合、
プラスチック光ファイバの開口数に整合する光中継素子
２０を適宜選択して用いることが容易であり、汎用性に
優れる。
プラスチック光ファイバの開口数に整合する光中継素子
２０を適宜選択して用いることが容易であり、汎用性に
優れる。
【００３４】また、フォトダイオードＰＤを覆う樹脂に
は、通常ポリカーボネート多機能樹脂（エポキシ系樹
脂）が用いられており、この樹脂の硬化後の屈折率は
１．５６〜１．５９と比較的高いものとなる。したがっ
て、光中継素子２０から出射された光は、その樹脂内に
入射する際に、受光面Ｒｆに対してより垂直に近い角度
に屈折してから受光面Ｒｆに入射することになり、この
点でも接続損失が小さくなる。
は、通常ポリカーボネート多機能樹脂（エポキシ系樹
脂）が用いられており、この樹脂の硬化後の屈折率は
１．５６〜１．５９と比較的高いものとなる。したがっ
て、光中継素子２０から出射された光は、その樹脂内に
入射する際に、受光面Ｒｆに対してより垂直に近い角度
に屈折してから受光面Ｒｆに入射することになり、この
点でも接続損失が小さくなる。
【００３５】
〈光中継素子の製造方法〉上述の実施形態で述べたよう
な光中継素子２０は、例えば、次に述べるような方法で
製造することができる。
な光中継素子２０は、例えば、次に述べるような方法で
製造することができる。
【００３６】まず、純粋なポリメタクリル酸メチルのコ
ンパウンドを用いて、内周面がその一方端側から他方端
側へ順次縮径する筒状部材を射出成形する。この後、後
述する化学反応に影響がでないようにエタノールによる
超音波洗浄を行って筒状部材に付着した離型剤を除去し
ておく。なお、この筒状部材は、後に光中継素子２０の
クラッド部２３になる部分である。
ンパウンドを用いて、内周面がその一方端側から他方端
側へ順次縮径する筒状部材を射出成形する。この後、後
述する化学反応に影響がでないようにエタノールによる
超音波洗浄を行って筒状部材に付着した離型剤を除去し
ておく。なお、この筒状部材は、後に光中継素子２０の
クラッド部２３になる部分である。
【００３７】次に、コア部２２を形成するための導波路
原料として、真空蒸留済みのメタクリル酸メチルモノマ
ー８５重量部，安息香酸ベンジル１５重量部，連鎖移動
剤（ｎブチルメルカプタン）０．１重量部，開始剤（ア
ゾビスイソブチロニトリル）０．１重量部を配合したも
のを準備しておく。
原料として、真空蒸留済みのメタクリル酸メチルモノマ
ー８５重量部，安息香酸ベンジル１５重量部，連鎖移動
剤（ｎブチルメルカプタン）０．１重量部，開始剤（ア
ゾビスイソブチロニトリル）０．１重量部を配合したも
のを準備しておく。
【００３８】そして、上記筒状部材を皿等の上に立てて
おき、この内部にアスピレータを用いて十分に脱気して
おいた導波路原料を注入する。
おき、この内部にアスピレータを用いて十分に脱気して
おいた導波路原料を注入する。
【００３９】筒状部材を立てたままの状態で、これを摂
氏８０度の恒温槽内に入れ、２０時間かけてゆっくりと
導波路原料を重合させる。
氏８０度の恒温槽内に入れ、２０時間かけてゆっくりと
導波路原料を重合させる。
【００４０】このときの重合は、図５〜図７に示すよう
に進む。
に進む。
【００４１】まず、筒状部材５０内部に導波路原料５４
を注入すると、図５に示すように、導波路原料５４に含
まれるメタクリル酸メチルモノマーによって、筒状部材
５０の内壁が膨潤・溶解する。膨潤した部分では、ゲル
効果によって重合が進み、導波路原料のメタクリル酸メ
チルモノマーが消費される。このとき、ドーパントの安
息香酸ベンジルは、非重合モノマーなので、図６及び図
７に示すように、中央部分に残留する。即ち、筒状部材
５０の内壁近傍からその中央部分へ近づくほど安息香酸
ベンジルの濃度が大きくなる。
を注入すると、図５に示すように、導波路原料５４に含
まれるメタクリル酸メチルモノマーによって、筒状部材
５０の内壁が膨潤・溶解する。膨潤した部分では、ゲル
効果によって重合が進み、導波路原料のメタクリル酸メ
チルモノマーが消費される。このとき、ドーパントの安
息香酸ベンジルは、非重合モノマーなので、図６及び図
７に示すように、中央部分に残留する。即ち、筒状部材
５０の内壁近傍からその中央部分へ近づくほど安息香酸
ベンジルの濃度が大きくなる。
【００４２】このように製造された光中継素子２０で
は、導波路原料５４によって生成されたコア部２２の屈
折率分布は、屈折率が１．４９５であるポリメタクリル
酸メチルと、屈折率１．５６の安息香酸ベンジルとの濃
度割合によって、決定される。即ち、より屈折率が大き
い安息香酸ベンジルの濃度割合が大である光中継素子２
０の中心軸近傍でそのコア部２２の屈折率が最も大とな
る。そして、その中心軸からコア部２２の外周（筒状部
材５０内壁）側に近づくにつれて、より屈折率が小であ
るポリメタクリル酸メチルの濃度割合が徐々に大となっ
て、コア部２２の屈折率が徐々に大となる。
は、導波路原料５４によって生成されたコア部２２の屈
折率分布は、屈折率が１．４９５であるポリメタクリル
酸メチルと、屈折率１．５６の安息香酸ベンジルとの濃
度割合によって、決定される。即ち、より屈折率が大き
い安息香酸ベンジルの濃度割合が大である光中継素子２
０の中心軸近傍でそのコア部２２の屈折率が最も大とな
る。そして、その中心軸からコア部２２の外周（筒状部
材５０内壁）側に近づくにつれて、より屈折率が小であ
るポリメタクリル酸メチルの濃度割合が徐々に大となっ
て、コア部２２の屈折率が徐々に大となる。
【００４３】また、内周面がその一方端側から他方端側
へ順次縮径する筒状部材５０の内部に導波路原料５４を
注入して、コア部２２を形成しているから、光中継素子
２０の高屈折率分布領域は、そのコア部２２の外形に倣
って、一方端側から他方端側に向けて順次狭くなる。
へ順次縮径する筒状部材５０の内部に導波路原料５４を
注入して、コア部２２を形成しているから、光中継素子
２０の高屈折率分布領域は、そのコア部２２の外形に倣
って、一方端側から他方端側に向けて順次狭くなる。
【００４４】このように製作された光中継素子２０の開
口数は、およそ０．２であった。
口数は、およそ０．２であった。
【００４５】〈プラスチック光ファイバと受光素子との
接続部の構造の損失測定〉実際に、次に説明するような
プラスチック光ファイバと受光素子との接続部の構造を
製作し、それによる接続損失を測定した。
接続部の構造の損失測定〉実際に、次に説明するような
プラスチック光ファイバと受光素子との接続部の構造を
製作し、それによる接続損失を測定した。
【００４６】図８は、この発明に係るプラスチック光フ
ァイバとフォトダイオードとの接続部の構造を適用した
ものである。
ァイバとフォトダイオードとの接続部の構造を適用した
ものである。
【００４７】光中継素子２０は、上記方法により製作し
たものであり、長さ８ｍｍ，直径１．６ｍｍに加工し
た。また、そのコア部２２の一方端側（基端側）の内径
は、後述するプラスチック光ファイバ１５のコア径に合
わせて、０．５０ｍｍに仕上げた。また、通常高速光通
信用のフォトダイオードＰＤの受光部Ｒの受光面Ｒｆの
面積が０．２５ｍｍであるので、これに合わせて、他方
端側（先端側）の内径は０．２５ｍｍに仕上げた。な
お、その両端面は、石英ファイバの端面研磨をするため
の研磨機・研磨紙を用いて、研磨加工した。
たものであり、長さ８ｍｍ，直径１．６ｍｍに加工し
た。また、そのコア部２２の一方端側（基端側）の内径
は、後述するプラスチック光ファイバ１５のコア径に合
わせて、０．５０ｍｍに仕上げた。また、通常高速光通
信用のフォトダイオードＰＤの受光部Ｒの受光面Ｒｆの
面積が０．２５ｍｍであるので、これに合わせて、他方
端側（先端側）の内径は０．２５ｍｍに仕上げた。な
お、その両端面は、石英ファイバの端面研磨をするため
の研磨機・研磨紙を用いて、研磨加工した。
【００４８】測定用の光源としては、住友電装製のＧＬ
リンクのＬＥＤモジュールを用い、これを精密安定化電
源で連続駆動させて、ＬＥＤの中心波長が７００ｎｍの
光を３ｄＢｍで出力させた。
リンクのＬＥＤモジュールを用い、これを精密安定化電
源で連続駆動させて、ＬＥＤの中心波長が７００ｎｍの
光を３ｄＢｍで出力させた。
【００４９】このＬＥＤモジュールによる光をフォトダ
イオードＰＤまで導くためのプラスチック光ファイバと
して、ＧＩ−ＰＯＦを２ｍの長さに切断したものを用い
た。
イオードＰＤまで導くためのプラスチック光ファイバと
して、ＧＩ−ＰＯＦを２ｍの長さに切断したものを用い
た。
【００５０】また、接続損失を測定するための測定装置
として、中心感度を７００ｎｍに設定したＹｏｋｏｇａ
ｗａ製の光パワーメータ（品番３２９２）を用い、その
センサＳをフォトダイオードＰＤの代わりに光中継素子
２０の他方側端面と向かい合う位置に配置した。
として、中心感度を７００ｎｍに設定したＹｏｋｏｇａ
ｗａ製の光パワーメータ（品番３２９２）を用い、その
センサＳをフォトダイオードＰＤの代わりに光中継素子
２０の他方側端面と向かい合う位置に配置した。
【００５１】そして、高速通信用のフォトダイオードＰ
Ｄが受光可能な光信号強度を測定するため、フォトダイ
オードＰＤの受光面Ｒｆに合わせて０．２５ｍｍ径のピ
ンホールを形成した遮蔽板５５を、光中継素子２０の他
方端側端面とセンサＳ間に挿入した。
Ｄが受光可能な光信号強度を測定するため、フォトダイ
オードＰＤの受光面Ｒｆに合わせて０．２５ｍｍ径のピ
ンホールを形成した遮蔽板５５を、光中継素子２０の他
方端側端面とセンサＳ間に挿入した。
【００５２】ピンホールは、センサＳの表面に配置され
るようにし、また、暗室で測定して、外乱光による影響
がないように考慮した。
るようにし、また、暗室で測定して、外乱光による影響
がないように考慮した。
【００５３】また、比較例として、図９に示すように、
光中継素子２０を設けずに、光ファイバ１５端面から出
射した光が遮蔽板５５のピンホールを介して直接センサ
Ｓに入射する場合についても測定した。
光中継素子２０を設けずに、光ファイバ１５端面から出
射した光が遮蔽板５５のピンホールを介して直接センサ
Ｓに入射する場合についても測定した。
【００５４】測定結果としては、図８に示す光中継素子
２０を用いた接続部の構造では、−１５．１１３ｄＢｍ
となった。一方、図９に示す光中継素子２０を用いない
接続部の構造では、−２０．８８１ｄＢｍとなった。
２０を用いた接続部の構造では、−１５．１１３ｄＢｍ
となった。一方、図９に示す光中継素子２０を用いない
接続部の構造では、−２０．８８１ｄＢｍとなった。
【００５５】従って、光中継素子２０を挿入すること
で、それを挿入しない場合よりも、約５．７ｄＢｍの利
得が得られることがわかった。つまり、太径の光ファイ
バと高速通信用のような受光面が小さいフォトダイオー
ドを効率よく結合させるためには、上述のような構成の
光中継素子を挿入することにより、効率のよい結合が行
われることがわかった。
で、それを挿入しない場合よりも、約５．７ｄＢｍの利
得が得られることがわかった。つまり、太径の光ファイ
バと高速通信用のような受光面が小さいフォトダイオー
ドを効率よく結合させるためには、上述のような構成の
光中継素子を挿入することにより、効率のよい結合が行
われることがわかった。
【００５６】なお、光ファイバの０．５ｍｍ径のコアか
ら均一に出射する光を０．２５ｍｍの受光面を有するフ
ォトダイオードにより受光するとすると、その面積比か
ら、出射された光の２５％しか受光できない。これを利
得に換算すると、−１０×ｌｏｇ（０．２５）から、
６．０２ｄＢの損失となる。
ら均一に出射する光を０．２５ｍｍの受光面を有するフ
ォトダイオードにより受光するとすると、その面積比か
ら、出射された光の２５％しか受光できない。これを利
得に換算すると、−１０×ｌｏｇ（０．２５）から、
６．０２ｄＢの損失となる。
【００５７】
【発明の効果】以上のように、この発明のプラスチック
光ファイバと受光素子との接続部の構造によると、プラ
スチック光ファイバの端面と受光素子の受光面との間
に、コア径が前記プラスチック光ファイバ側から前記受
光素子側に向けて順次小さくなるグレーデッドインデッ
クス形ファイバ状の光中継素子を介在させているため、
プラスチック光ファイバ端面から出射した光が光中継素
子によって集束された後、受光素子の受光面に入射する
ことになる。したがって、プラスチック光ファイバ端面
から出射された光のうちのより多くが受光素子の受光面
に入射することになり、両者間の接続損失を小さく抑え
ることが可能となる。
光ファイバと受光素子との接続部の構造によると、プラ
スチック光ファイバの端面と受光素子の受光面との間
に、コア径が前記プラスチック光ファイバ側から前記受
光素子側に向けて順次小さくなるグレーデッドインデッ
クス形ファイバ状の光中継素子を介在させているため、
プラスチック光ファイバ端面から出射した光が光中継素
子によって集束された後、受光素子の受光面に入射する
ことになる。したがって、プラスチック光ファイバ端面
から出射された光のうちのより多くが受光素子の受光面
に入射することになり、両者間の接続損失を小さく抑え
ることが可能となる。
【００５８】また、光中継素子のプラスチック光ファイ
バ側のコア径をプラスチック光ファイバのコア径とほぼ
同じに形成すると共に、受光素子側のコア径を受光素子
の受光面径とほぼ同じに形成すれば、プラスチック光フ
ァイバ端面から出射させた光をより効率的に受光素子の
受光面に入射させることが可能となり、両者間の接続損
失がより小さくなる。
バ側のコア径をプラスチック光ファイバのコア径とほぼ
同じに形成すると共に、受光素子側のコア径を受光素子
の受光面径とほぼ同じに形成すれば、プラスチック光フ
ァイバ端面から出射させた光をより効率的に受光素子の
受光面に入射させることが可能となり、両者間の接続損
失がより小さくなる。
【図１】この発明にかかる一実施形態の光ファイバとフ
ォトダイオードとの接続部の構造を示す断面図である。
ォトダイオードとの接続部の構造を示す断面図である。
【図２】同上の接続部の構造の要部分解側面図である。
【図３】この発明に係る光中継素子を示す斜視図であ
る。
る。
【図４】同上の光中継素子における屈折率分布及び光の
伝搬の様子を示す断面図である。
伝搬の様子を示す断面図である。
【図５】製造工程における光中継素子の一状態を示す断
面図である。
面図である。
【図６】製造工程における光中継素子の他の状態を示す
断面図である。
断面図である。
【図７】製造工程における光中継素子のさらに他の状態
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図８】この発明に係る光ファイバとフォトダイオード
との接続部の構造における損失測定例を示す説明図であ
る。
との接続部の構造における損失測定例を示す説明図であ
る。
【図９】同上の接続部の構造に対する比較例における損
失測定例を示す説明図である。
失測定例を示す説明図である。
１５ プラスチック光ファイバ ２０ 光中継素子 ＰＤ フォトダイオード Ｒｆ 受光面
Claims (4)
- 【請求項１】 プラスチック光ファイバと、このプラス
チック光ファイバの端面から出射された光をその出射端
面よりも小さな受光面によって受光する受光素子とを備
えたプラスチック光ファイバと受光素子との接続部の構
造であって、 前記プラスチック光ファイバの端面と前記受光素子の受
光面との間に、コア径が前記プラスチック光ファイバ側
から前記受光素子側に向けて順次小さくなるグレーデッ
ドインデックス形ファイバ状の光中継素子を介在させた
ことを特徴とするプラスチック光ファイバと受光素子と
の接続部の構造。 - 【請求項２】 前記光中継素子のプラスチック光ファイ
バ側のコア径を前記プラスチック光ファイバのコア径と
ほぼ同じに形成すると共に、前記受光素子側のコア径を
前記受光素子の受光面径とほぼ同じに形成したことを特
徴とする請求項１記載のプラスチック光ファイバと受光
素子との接続部の構造。 - 【請求項３】 プラスチック光ファイバと、前記プラス
チック光ファイバの端面から出射された光をその出射端
面よりも小さな受光面によって受光する受光素子との接
続部において、前記プラスチック光ファイバの端面と前
記受光素子の受光面との間に介在されて用いられる光中
継素子であって、 コア径が前記プラスチック光ファイバ側から前記受光素
子側に向けて順次小さくなるように設定されたグレーデ
ッドインデックス形ファイバ状に仕上げられたことを特
徴とする光中継素子。 - 【請求項４】 プラスチック光ファイバと、前記プラス
チック光ファイバの端面から出射された光をその出射端
面よりも小さな受光面によって受光する受光素子との接
続部において、前記プラスチック光ファイバの端面と前
記受光素子の受光面との間に介在されて用いられる光中
継素子の製造方法であって、 前記プラスチック光ファイバの端面と対向される側の端
部から前記受光素子の受光面に対向される側の端部に向
けて内周面が順次縮径するように形成された筒状部材を
ポリメタクリル酸メチルにより形成し、その筒状部材内
に、メタクリル酸メチルモノマーに安息香酸ベンジルを
配合してなる導波路材料を注入して、前記筒状部材と導
波路材料とを重合させることを特徴とする光中継素子の
製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9288428A JPH11125749A (ja) | 1997-10-21 | 1997-10-21 | プラスチック光ファイバと受光素子との接続部の構造，その接続部に用いられる光中継素子及びその光中継素子の製造方法 |
| CN98120529.1A CN1215173A (zh) | 1997-10-21 | 1998-10-20 | 把塑料光纤联接到光接收器上的耦联结构 |
| US09/175,538 US6301411B1 (en) | 1997-10-21 | 1998-10-20 | Link structure for connecting a plastic optical fiber to a light receptor |
| EP98402601A EP0911663A1 (en) | 1997-10-21 | 1998-10-20 | Link structure connecting a plastic optical fiber to a light receptor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9288428A JPH11125749A (ja) | 1997-10-21 | 1997-10-21 | プラスチック光ファイバと受光素子との接続部の構造，その接続部に用いられる光中継素子及びその光中継素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11125749A true JPH11125749A (ja) | 1999-05-11 |
Family
ID=17730098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9288428A Pending JPH11125749A (ja) | 1997-10-21 | 1997-10-21 | プラスチック光ファイバと受光素子との接続部の構造，その接続部に用いられる光中継素子及びその光中継素子の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6301411B1 (ja) |
| EP (1) | EP0911663A1 (ja) |
| JP (1) | JPH11125749A (ja) |
| CN (1) | CN1215173A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015143654A (ja) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | コニカミノルタ株式会社 | 検出装置および検出方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1722258A1 (en) * | 2005-05-13 | 2006-11-15 | STMicroelectronics S.r.l. | Optical radiation coupling module |
| US7327917B2 (en) * | 2006-01-28 | 2008-02-05 | Qxwave Inc. | Directional light beam generators |
| WO2011060716A1 (zh) * | 2009-11-17 | 2011-05-26 | Li Geng | 辐射波导构件 |
| JP6170527B2 (ja) * | 2014-12-26 | 2017-07-26 | Toto株式会社 | 光レセプタクル及び光トランシーバ |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3832028A (en) * | 1972-03-30 | 1974-08-27 | Corning Glass Works | Coupler for optical waveguide light source |
| GB1558527A (en) * | 1977-07-21 | 1980-01-03 | Standard Telephones Cables Ltd | Optical fibre |
| US4368481A (en) * | 1979-06-19 | 1983-01-11 | Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha | Light-driven semiconductor device |
| IT1167852B (it) * | 1981-03-24 | 1987-05-20 | Stefano Sottini | Dispositivo di trasmissione di radiazione laser di alta potenza che utilizza una fibra ottica a sezione variabile e suo procedimento di realizzazione |
| JPS6169008A (ja) | 1985-08-23 | 1986-04-09 | Toshiba Corp | 光結合装置の製造方法 |
| JPS6323106A (ja) | 1987-02-04 | 1988-01-30 | Toshiba Corp | 光結合装置 |
| US4946239A (en) * | 1988-09-27 | 1990-08-07 | Georgia Tech Research Corporation | Optical power isolator |
| US5071217A (en) * | 1990-04-25 | 1991-12-10 | Birch Thomas F | Precision focusing and locating collar for a fiber optic connector |
| JPH0713036A (ja) * | 1993-06-15 | 1995-01-17 | Hitachi Cable Ltd | ピッグテールファイバ付光デバイス及びその製造方法 |
-
1997
- 1997-10-21 JP JP9288428A patent/JPH11125749A/ja active Pending
-
1998
- 1998-10-20 CN CN98120529.1A patent/CN1215173A/zh active Pending
- 1998-10-20 EP EP98402601A patent/EP0911663A1/en not_active Withdrawn
- 1998-10-20 US US09/175,538 patent/US6301411B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015143654A (ja) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | コニカミノルタ株式会社 | 検出装置および検出方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6301411B1 (en) | 2001-10-09 |
| EP0911663A1 (en) | 1999-04-28 |
| CN1215173A (zh) | 1999-04-28 |
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