JPH11174236A - 光ファイバ素線端傾斜研磨加工方法，加工装置および光ファイバならびに光接続方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光通信の送受信系に利用される半導体素子に
結合する光ファイバ素線の先端面の傾斜加工方法におい
て、光ファイバ素線の先端を光ファイバの光軸に対して
所望の角度で光ファイバのコアを含む斜面になるように
研磨し、しかも作業が容易で安価に研磨できるようにす
る。 【解決手段】 表面に研磨粒子が埋め込まれた弾性体１
２を回転させ、その弾性体１２に保持部材１４により保
持される光ファイバ素線１１の先端面を所定角度傾けて
押し当て、光ファイバ素線１１を弾性体１２面上でわん
曲させた状態にする。この状態で所定時間弾性体１２を
回転させることにより、弾性体１２の面に対する光ファ
イバ素線１１の傾きおよび光ファイバ素線１１のわん曲
により生じる曲げ応力によって、光ファイバ素線１１の
先端を光ファイバの光軸に対して所望の角度でかつ光フ
ァイバのコアを含む斜面になるように研磨する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信の送受信系
に利用される、半導体光素子に結合する光ファイバ素線
の端面を加工するための、光ファイバ素線端傾斜研磨加
工方法，光ファイバ素線端傾斜研磨加工装置および光フ
ァイバならびに光ファイバの接続方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光通信に使用される光−電気変換部を含
む光電気複合モジュールは、高応答性の特性や雑音特性
が良好なものが必要とされている。高速化のためには、
受光素子の受光面と電気信号の流れる方向が同一である
こと、また、小型化のためには、光ファイバの光軸の方
向と電気信号の流れる方向が同一であるように光電気変
換部を実装することが必要となる。このような要求に応
えるために、光ファイバの末端部を斜め（例えば４５
°）に研磨して、その研磨面に金（Ａｕ）等を蒸着する
ことにより全反射を起こさせ、側面に設けた半導体光素
子（受光素子）と光結合を行うという方法がある。この
方法によれば、必要とされる部品点数が少なく、構造が
容易であるから、装置の小型化および低価格化が可能と
なり、また、光ファイバの光軸と受光面とを平行に配置
することができるので、高密度実装が可能となる。

【０００３】図１８は従来の光ファイバ素線端傾斜研磨
加工方法の一例を示す説明図であり、７０は光ファイバ
素線、７１はパイプを示す。まず、図１８（ａ）に示す
ように、軸心に平行する基準平面を有するパイプ７１を
光ファイバ素線７０の末端部に仮固着し、次に、図１８
（ｂ）に示すように、パイプ７１の基準平面を正とし
て、光ファイバ素線７０およびパイプ７１の端面を軸心
に対して所望の角度をなす平面に研磨加工する。さら
に、図１８（ｃ）に示すように、パイプ７１を除去して
光ファイバ素線７０の末端部分を裸出させることによ
り、斜めに研磨された傾斜面７２を末端に備えた光ファ
イバ素線７０が製造される。

【０００４】また、従来における光ファイバ素線の末端
の加工方法としては、特開平６−１６０６５０号公報に
記載されたものがある。

【０００５】特開平６−１６０６５０号公報によれば、
図１９（ａ）に示すように、光ファイバ８０の端部を台
座８１で支持し、その端部を押し具８２で上から押し
て、図１９（ｂ）に示すように、斜めに圧壊させて傾斜
面８３を形成させ、先端に屈折率が光ファイバ８０のコ
ア部と近い接着剤を配置する方法、および、図２０
（ａ）に示すように、光ファイバ９０の端部９１を被覆
しているマスキング材を、光ファイバ軸と特定の角度を
もって斜めに除去した後、端部９１をエッチング液９２
でエッチング処理して端部９１を斜めに溶解する方法が
記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１８
に示す加工方法においては、光ファイバの末端にパイプ
を取り付けるためにパイプ代がかかり、また、パイプ取
付時に研磨作業をしなければならず、取付作業が面倒で
あり時間もかかる。このため、コスト高になるという問
題を有している。

【０００７】また、図１９に示す加工方法においては、
圧壊によるストレスが光ファイバ８０に加わることや、
光ファイバ８０の端部が必ずしも斜めにならない場合も
ある。

【０００８】さらに、図２０に示す加工方法では、作業
工程が多くコスト高になるという問題を有している。

【０００９】本発明は、このような問題点を解決するも
のであり、光ファイバ素線のみを光ファイバの光軸に対
して所望の角度で光ファイバのコアを含む斜面になるよ
うに研磨でき、しかも、光ファイバの端末に取り付ける
パイプ等の治具を廃し、作業が容易で、安価に研磨する
ことができるとともに、再現性の良い加工が優れた光フ
ァイバ素線端傾斜研磨加工方法，光ファイバ素線端傾斜
研磨加工装置および光ファイバならびに光ファイバの接
続方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の光ファイバ素線端傾斜研磨加工方法は、光フ
ァイバ素線の先端を、研磨粒子が埋め込まれた回転する
弾性体の面に対して所定角度傾けて押し当て、前記光フ
ァイバ素線をわん曲させた状態で前記弾性体面上に接触
させることにより、前記光ファイバ素線の端面を光軸に
対して所定の角度で光ファイバ素線のコアを含む斜面に
するように研磨することを特徴とする。このように構成
することにより、回転する弾性体の面に対して光ファイ
バ素線が傾けられた状態で当接し、さらにわん曲した光
ファイバ素線より生じる曲げ応力のため、光ファイバ素
線の先端は、光軸に対して所定の角度でかつコアを含む
斜面を形成するように研磨加工される。そのため、作業
が容易でしかも安価に光ファイバ素線の先端の傾斜研磨
加工を行えるとともに、再現性の良い加工が可能にな
る。

【００１１】また本発明の光ファイバ素線端傾斜研磨加
工方法は、研磨加工進行時に、前記弾性体の面に押し当
てる光ファイバ素線の傾きを徐々に変化させることを特
徴とする。このように構成することにより、光ファイバ
素線の先端面を所定の曲率半径を持つ凸状の丸みを帯び
た傾斜面とすることができる。

【００１２】また本発明の光ファイバ素線端傾斜研磨加
工装置は、研磨粒子が埋め込まれかつ回転する弾性体
と、光ファイバ素線を保持する光ファイバ保持部と、こ
の光ファイバ保持部の位置および光ファイバ素線の傾き
を変化させて、前記弾性体の面に光ファイバ素線の先端
を押し当てる際の前記弾性体に対して光ファイバ素線を
押し当てる力およびその力の方向を調整する調整部とを
備え、光ファイバ素線の端面を光ファイバ素線の光軸に
対して所望の角度でかつ光ファイバ素線のコアを含む斜
面にするように研磨することを特徴とする。このように
構成することにより、光ファイバ素線の先端を容易にか
つ所望の角度に研磨加工することができる。

【００１３】また本発明の光ファイバ素線端傾斜研磨加
工装置は、前記弾性体面の上方に、研磨する光ファイバ
素線を前記弾性体の回転中心に対して同心配置させて、
複数の光ファイバ素線の同時研磨を行うことを特徴とす
る。このように構成することにより、複数の光ファイバ
素線の先端の傾斜研磨加工を一括して行うことができる
ので、研磨作業の生産性を向上させることができる。

【００１４】また本発明の光ファイバ素線端傾斜研磨加
工装置は、前記弾性体面の上方に、研磨する光ファイバ
素線を前記弾性体の外周から前記弾性体の回転中心に向
かって所定の間隔で配置するとともに、前記調整部を各
々の光ファイバ素線ごとに設け、前記光ファイバ保持部
による光ファイバ素線の保持位置あるいは光ファイバ素
線を前記弾性体面に押し当てる力あるいは光ファイバ素
線の傾きを調整して、複数の光ファイバ素線を同時に研
磨することを特徴とする。このように構成することによ
り、複数の光ファイバ素線の先端の傾斜研磨加工を一括
して行うことができるので、研磨作業の生産性を向上さ
せることができる。

【００１５】また本発明の光ファイバ素線端傾斜研磨加
工装置は、前記弾性体面上にわん曲して接触する光ファ
イバ素線の形状を観察する映像撮像装置を備え、研磨加
工時において、光ファイバ素線のわん曲した形状が一定
となるように、前記弾性体に対して光ファイバ素線を押
し当てる力を調整することを特徴とする。このように構
成することにより、光ファイバ素線のわん曲した形状を
一定に保つことによって弾性体面に押し当てる光ファイ
バ素線の傾きを一定に保つことができ、光ファイバ素線
の先端を研磨加工して形成した斜面の仕上がりを向上さ
せることができる。

【００１６】また本発明の光ファイバ素線端傾斜研磨加
工装置は、光ファイバ素線における先端から所定の長さ
の位置に保持ブロックを取り付け、この保持ブロックを
介して光ファイバ素線を前記光ファイバ保持部に保持さ
せたことを特徴とする。このように構成することによ
り、光ファイバ素線の先端の斜面と保持ブロックの基準
面との相対位置関係が容易に分かるようになり、光通信
の送受信系において半導体光素子に結合する傾斜研磨加
工を施した光ファイバ素線を利用する場合に、半導体光
素子と光ファイバとが適正な位置関係となるように調整
する作業を容易にすることができる。

【００１７】また本発明の光ファイバは、光ファイバ素
線の先端に、光軸に対して所定の角度でかつ光ファイバ
のコアを含む斜面を設け、しかもこの斜面を、所定の曲
率半径を持つ凸状に形成したことを特徴とする。このよ
うに構成することにより、光ファイバ素線の先端の斜面
の強度を高くし、欠けを防止することができる。

【００１８】また本発明の光接続方法は、光ファイバ素
線の外径をよりわずかに大きい内径を有する整列部材中
で、前記本発明の光ファイバの光ファイバ素線の斜面同
士を押し当てて接続することを特徴とする。このように
構成することにより、光ファイバ素線の先端が丸みを帯
びた凸状の斜面であるため整列部材に挿入しやすく、さ
らに接続部分が点接触となるため、接続損失および光フ
ァイバ端面における反射減衰量が良好であり、しかも安
価な整列部材を提供することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。

【００２０】図１は本発明の光ファイバ素線端傾斜研磨
加工方法の一実施形態の傾斜研磨加工方法および光ファ
イバ素線端傾斜研磨加工装置の第１実施形態の装置にお
ける要部構成を示す説明図であり、１１は光ファイバ素
線、１２は円板状の弾性体、１３は弾性体回転軸、１４
は保持部材を示す。弾性体１２の表面には研磨粒子が埋
設されており、裏面の中心には弾性体回転軸１３が立設
されており、弾性体回転軸１３が回転することによって
弾性体１２が回転する。弾性体１２の上方には保持部材
１４が配置されており、この保持部材１４によって光フ
ァイバ素線１１が保持される。光ファイバ素線１１の光
軸Ｐは、図１（ａ）に示すように、保持部材１４をあお
ることにより弾性体１２の面に垂直な直線Ｑに対して所
定の角度θに調整することができる。そして、研磨の際
には、図１（ｂ）に示すように、保持部材１４を弾性体
１２の面に近づけることによって光ファイバ素線１１の
先端が回転する弾性体１２の面にわん曲した状態で押し
当てられ、光ファイバ素線１１の先端が研磨粒子によっ
て傾斜研磨加工される。

【００２１】次に、図１を用いてその動作について説明
する。まず、光ファイバの先端部の被覆を先端から約１
５mm程度取り除き、光ファイバ素線１１を露出させ、被
覆を剥がした光ファイバ素線１１を保持部材１４に取り
付ける。このときに、光ファイバ素線１１の先端は保持
部材１４の弾性体１２側の端面より外側に所定の長さＡ
で臨ませている。

【００２２】さらに、光ファイバ素線１１を取り付けた
保持部材１４をあおり、角度θを調整する。保持部材１
４をあおる方向は、保持部材１４を弾性体１２に近づけ
て光ファイバ素線１１と弾性体１２が接触したときに、
回転する弾性体１２に対して接触した光ファイバ素線１
１が大きく振動しないように（いわゆる、びびりが生じ
ないように）、弾性体１２の接線方向に沿って矢印Ｂ方
向に光ファイバ素線１１の先端が向かうようにする。次
に、図１（ａ）に示すように、光ファイバ素線１１の先
端が弾性体１２に接触するまで保持部材１４を、弾性体
回転軸１３の軸方向に沿って移動させる。

【００２３】図２は光ファイバ素線端研磨加工時におけ
る光ファイバ素線先端部の状態を示す拡大模式図であ
り、光ファイバ素線１１を弾性体１２に当接させて研磨
加工を行う場合、光ファイバ素線１１の光軸線と弾性体
１２の面とのなす角度がαとなっているならば、図２
（ａ）に示すように、光ファイバ素線１１の先端面は角
度αを持つ傾斜面に仕上がると考えられる。しかし、光
ファイバ素線１１は高強度ではあるが柔軟性があるた
め、回転する弾性体１２に当接した光ファイバ素線１１
はびびってしまい、実際には角度αに研磨加工ができな
い。

【００２４】そこで、図１に示す保持部材１４を微小移
動させて光ファイバ素線１１の先端部が弾性体１２に接
触した後、保持部材１４を力Ｆで押圧して、保持部材１
４を弾性体回転軸１３の軸方向に沿ってさらに距離Ｚだ
け移動させる。すると、図２（ｂ）に示すように、光フ
ァイバ素線１１はわん曲した状態で弾性体１２の面上に
押し当てられる。ここでわん曲した光ファイバ素線１１
に生じる曲げ応力Ｍは、弾性体１２の面に向くため、光
ファイバ素線１１は曲げ応力Ｍに応じた力で弾性体１２
に押し当てられる。したがって、研磨加工時において光
ファイバ素線１１はびびらずに安定した状態で光ファイ
バ素線１１の先端部を研磨加工することができる。

【００２５】図３は光ファイバ素線端研磨加工時におけ
る光ファイバ素線の先端の研磨過程を示す拡大模式図で
ある。図１に示す装置により光ファイバ素線１１の先端
の研磨加工を行うと、研磨加工時間が経つにつれて図３
に示すように、光ファイバ素線１１における弾性体１２
との接触部分が徐々に研磨・除差されていく。研磨・除
差が進行していくと、弾性体１２にわん曲した状態で押
し当てられている光ファイバ素線１１の長さＡが短くな
り、光ファイバ素線１１のわん曲形状が徐々に直線形状
に変化する。それに伴い、弾性体１２面に垂直な直線Ｑ
に対する光ファイバ素線１１の先端部の光軸Ｐ´の傾き
βが変化するため（β１＞β２＞β３＞β４＞β５）、
光ファイバ素線１１の先端の端面の傾斜角度が変化す
る。したがって、研磨加工時間により光ファイバ素線１
１の端面の傾斜角度が異なって仕上がるため、所定の研
磨加工時間を設定することにより、所望の傾斜角度が得
られる。

【００２６】図４は図１に示す装置により傾斜研磨加工
を行った光ファイバ素線の先端部を示す拡大図であり、
図４に示すように光ファイバ素線１１の先端は、光軸に
対して所定の角度で光ファイバのコアを含む斜面となる
ように研磨することができる。

【００２７】図５は本発明の光ファイバ素線端傾斜研磨
加工装置の第２実施形態の装置における光ファイバ素線
の保持状態を示す説明図である。第１実施形態の装置に
おいては、光ファイバ素線１１を保持した保持部材１４
を弾性体回転軸１３の軸方向に沿って移動させる構成で
あったが、第２実施形態の装置においては、保持部材１
４を弾性体回転軸１３の軸方向に移動させる機構のほか
に、保持部材１４が光ファイバ素線１１を保持する位
置、および弾性体１２の面に垂直な直線Ｑに対する光フ
ァイバ素線１１の光軸Ｐの角度θを調整する機構が備え
られている。

【００２８】また、図５（ａ）は光ファイバ素線の保持
位置の調整前と調整後における光ファイバ素線のわん曲
形状を示し、図５（ｂ）は角度θの調整前と調整後にお
ける光ファイバ素線のわん曲形状を示し、図５（ｃ）は
光ファイバ素線の弾性体回転軸１３の軸方向に沿って移
動する前と移動した後における光ファイバ素線のわん曲
形状を示している。

【００２９】次に、動作について説明する。

【００３０】なお、図５においては、前述した第１実施
形態の装置と同様に、支点となる光ファイバ素線１１の
保持位置から光ファイバ素線１１先端面までの距離を
Ａ，弾性体１２の面に垂直な直線Ｑに対する光ファイバ
素線１１の光軸Ｐの角度をθ，保持部材１４を押し当て
る力をＦ，保持部材１４を微小移動させて光ファイバ素
線１１の先端が弾性体１２に接触した後に、さらに保持
部材１４を弾性体回転軸１３の軸方向に移動させる距離
をＺと表す。

【００３１】まず、図５（ａ）に示すように距離Ａが短
いならば（Ａ１＞Ａ２）わん曲する光ファイバ素線１１
の先端部に働く曲げ応力Ｍが大きくなるため（Ｍ１＜Ｍ
２）、光ファイバ素線１１の先端は弾性体１２の面に強
く押しつけられる。そのため、研磨加工が迅速に進むよ
うになる。

【００３２】また、第１実施形態において述べたよう
に、研磨加工時間の違いにより光ファイバ素線の先端面
の傾斜角度が異なって仕上がるため、光ファイバ素線の
先端の傾斜研磨加工における傾斜角度に影響を及ぼすこ
とになる。

【００３３】また、図５（ｂ）に示すように角度θを変
えるならば（θ１＜θ２）、わん曲する光ファイバ素線
１１の先端部の弾性体１２に対する傾き、および、光フ
ァイバ素線１１に生じる曲げ応力Ｍの働く方向が異なる
ため、光ファイバ素線１１の先端面は異なる角度を持つ
傾斜面に仕上がる。

【００３４】また、力Ｆを大きくして（Ｆ１＜Ｆ２）距
離Ｚを長くとるならば、光ファイバ素線１１のわん曲が
大きくなるので、わん曲する光ファイバ素線１１の先端
部の弾性体１２に対する傾き、および、光ファイバ素線
１１に生じる曲げ応力Ｍが大きくなるため、光ファイバ
素線の先端面の傾斜研磨加工における傾斜角度に影響を
およぼすことになる。

【００３５】このように、距離Ａ，角度θ，距離Ｚ（以
下、これら３つの加工条件を、パラメータＡ，θ，Ｚと
称する）および研磨加工時間が異なると、光ファイバ素
線の先端の傾斜角度が異なって仕上がる。したがって、
研磨加工時間を一定とするならば、パラメータＡ，θ，
Ｚを調整することにより、光ファイバ素線１１の先端を
光ファイバの光軸に対して所望の角度でかつ光ファイバ
のコアを含む斜面となるように研磨することが可能とな
る。

【００３６】(表１)は、第２実施形態の装置におけるパ
ラメータＡ，θ，Ｚの値と、仕上がる光ファイバ素線の
先端面の傾斜角度との関係を示すものである。なお、研
磨加工時間は５分とした。

【００３７】

【表１】

【００３８】(表１)からも明らかなように、パラメータ
Ａ，θ，Ｚを調整することにより、光ファイバ素線１１
のみを光ファイバの光軸に対して所望の角度でかつ光フ
ァイバのコアを含む斜面となるように研磨することが可
能となる。

【００３９】このように第２実施形態の装置によれば、
光ファイバ素線１１を弾性体１２面上に所定角度傾けて
押し当ててわん曲する状態で接触させるとともに、支点
となる光ファイバ素線１１の保持位置によって距離Ａを
制御し、保持部材１４に角度を調整することによって弾
性体１２の面に押し当てる光ファイバ素線１１の傾きθ
を制御し、弾性体１２に対して光ファイバ素線１１を押
し当てる力Ｆを選定することによって距離Ｚを制御し
て、光ファイバ素線１１の先端部に生じる曲げ応力Ｍの
大きさおよび方向を制御することにより、光ファイバ素
線１１の先端を光ファイバの先端部の光軸に対して所望
の角度で光ファイバのコアを含む斜面になるように研磨
することができ、しかも作業が容易で、安価に光ファイ
バ素線１１の先端の傾斜研磨加工をすることができる。
また、同じパラメータ条件によって光ファイバ素線１１
の先端の傾斜研磨加工を行うことにより、再現性良い傾
斜研磨加工を行うことができる。

【００４０】図６は本発明の光ファイバ素線端傾斜研磨
加工装置の第３実施形態の装置の要部構成を示す説明図
である。第３実施形態の装置は、図６に示すように、弾
性体１２の上方に複数の保持部材１４を弾性体回転軸１
３を中心に同心配置したものである。なお、図１に示す
第１実施形態の装置における部材と同一の部材について
は同一の符号を付して、詳細な説明は省略した。

【００４１】ところで、第１実施形態の装置において
は、弾性体１２の回転中心から弾性体１２における光フ
ァイバ素線１１の先端が接触する点までの距離Ｒが異な
れば、その接触点における回転周速度が異なるため、研
磨時間，研磨面の仕上がりにばらつきが生ずる。

【００４２】したがって、多数の光ファイバ素線１１を
同時に傾斜研磨加工する場合には、第３実施形態の装置
のように、弾性体１２の上方に複数の保持部材１４を弾
性体回転軸１３を中心に同心配置することにより、同じ
研磨時間で各光ファイバ素線１１の先端面が一様な傾斜
面に仕上がる。

【００４３】このように第３実施形態の装置によれば、
弾性体１２の上方に複数の保持部材１４を弾性体回転軸
１３を中心に同心配置することにより、複数の光ファイ
バ素線１１の先端の傾斜研磨加工を一括して行うことが
できるため、研磨作業の生産性を向上させることができ
る。

【００４４】図７は本発明の光ファイバ素線端傾斜研磨
加工装置の第４実施形態の装置の要部構成を示す説明図
である。第４実施形態の装置においては、第２実施形態
の光ファイバ素線端傾斜研磨加工装置において、図７に
示すように、弾性体１２の上方に複数の保持部材１４を
弾性体１２の外周側から回転中心に向かって所定間隔で
配置したものである。

【００４５】次に、動作について説明する。

【００４６】回転する弾性体１２に弾性体回転軸１３か
ら同心円状に配置された光ファイバ素線１１は、同心円
の半径Ｒが異なれば接触点における回転周速度が異なる
ため、研磨時間・研磨加工面の仕上がりにばらつきが生
ずることは第３実施形態において説明した通りである。
すなわち、弾性体１２の面の外周から弾性体回転軸１３
に向かって複数の保持部材１４を所定間隔で配置する
と、弾性体１２の外周部に位置した光ファイバ素線１１
は、弾性体１２との接触点における回転周速度が弾性体
回転軸１３側に比べて速いために研磨加工が速やかに行
われ、弾性体回転軸１３側に位置した光ファイバ素線１
１に比べて先端面の傾斜角が鋭角になる。

【００４７】そこで、弾性体１２面の外周側から弾性体
１２の回転中心に向かって所定間隔で配置されている各
々の保持部材１４に対して、光ファイバ素線１１の保持
位置と、弾性体１２の面に押し当てる光ファイバ素線１
１の傾きと、弾性体１２の面に対して光ファイバ素線１
１を押し当てる力を選定し、光ファイバ素線１１の先端
部に生じる曲げ応力を制御することにより、弾性体１２
の面上方に設置されたすべての光ファイバ素線１１に対
して同じ研磨加工時間の中で、一様な傾斜角度とするこ
とができる。

【００４８】このように第４実施形態の装置によれば、
弾性体１２の面の外周側から弾性体１２の回転中心に向
かって所定間隔で配置されている各々の保持部材１４に
保持されたすべての光ファイバ素線１１を一括して傾斜
研磨加工することができるため、研磨作業の生産性を向
上させることができる。なお、この第４実施形態の装置
に第３実施形態の装置を適用すれば、さらに多くの光フ
ァイバ素線１１を一括して傾斜研磨することができる。

【００４９】図８は本発明の光ファイバ素線端傾斜研磨
加工装置の第５実施形態の装置の要部構成を示す説明図
であり、２０は映像撮像装置であるカメラ、２１は画出
し治具、２２はモニタ、２３はカメラ２０，画出し治具
２１，モニタ２２さらに光ファイバ素線１１の先端部の
形状を計測して保持部材１４の傾きや位置を調整する各
種の装置からなる計測部を示す。この第５実施形態の装
置は、第１実施形態の装置にカメラ２０，画出し治具２
１，モニタ２２を設け、わん曲した状態で弾性体１２に
当接する光ファイバ素線１１をカメラ２０によって撮影
し、画出し治具２１を介してモニタ２２に映像出力する
ものである。なお、図１に示す第１実施形態の装置にお
ける部材と同一の部材については同一の符号を付して、
詳細な説明は省略した。

【００５０】次に、動作について説明する。

【００５１】一般に、回転する研磨盤に被加工物を押し
当てて研磨する場合、研磨盤と被加工物との接触面にお
ける圧力を一定に保つならば、被加工物の研磨精度が高
くなることは既に知られている。しかし、第１実施形態
の装置では、図９に示すように、研磨加工が進むにつれ
てわん曲した光ファイバ素線１１先端部の傾斜角度が異
なっていくため、わん曲した光ファイバ素線１１に生じ
る曲げ応力Ｍの働く方向および弾性体１２と光ファイバ
素線１１との接触面における圧力が変化していく。

【００５２】そこで、第５実施形態の装置においては、
弾性体１２上にわん曲して接触する光ファイバ素線１１
の形状をカメラ２０により撮像し、画出し治具２１を介
してモニタ２２に出力して観察する。光ファイバ素線１
１の傾斜研磨加工が進行すると、図９に示すように、光
ファイバ素線１１の先端は弾性体１２によって研磨・除
差されていくため、光ファイバ素線１１先端部の形状変
化に伴い、光ファイバ素線１１のわん曲状態が変化して
いくが、その様子がモニタ２２に映し出される。そし
て、光ファイバ素線１１のわん曲する姿勢が変化しない
ようにモニタ２２によってわん曲状態を監視しながら、
弾性体１２に対して光ファイバ素線１１を押し当てる力
Ｆを変えていく。その結果、図１０に示すように、光フ
ァイバ素線１１のわん曲する姿勢が同じならば、光ファ
イバ素線１１の先端部に生じる曲げ応力Ｍの働く方向、
および弾性体１２と光ファイバ素線１１との接触面にお
ける圧力が一定であるため、光ファイバ素線１１の先端
面が弾性体１２の面に一定の力で押し当てられた状態を
保ちながら傾斜研磨加工は進行する。

【００５３】このように第５実施形態の装置によれば、
光ファイバ素線１１のわん曲形状を観測する計測部２３
を設け、光ファイバ素線１１の先端の傾斜研磨加工時に
おいて、光ファイバ素線１１のわん曲した形状が一定と
なるように、弾性体１２に対して光ファイバ素線１１を
押し当てる力を制御することにより、光ファイバ素線１
１の先端面は一定の力で押し当てられて研磨加工が進行
するので、研磨加工された斜面の仕上がりを向上させる
ことができる。

【００５４】なお、上述した第５実施形態においては、
弾性体１２に対して光ファイバ素線１１を押し当てる力
を制御するために、わん曲する光ファイバ素線１１の形
状をカメラ２０により観察したが、わん曲する光ファイ
バ素線１１が弾性体１２を押す力、またはわん曲する光
ファイバ素線１１が弾性体１２より受ける反力を測定
し、弾性体１２の面に対して光ファイバ素線１１を押し
当てる力を制御するようにしても良い。

【００５５】図１１は本発明の光ファイバ素線端傾斜研
磨加工装置の第６実施形態の装置の要部構成を示す説明
図であり、３０は樹脂またはガラスからなる保持ブロッ
ク、３１は支点、３２はコアを示す。この第６実施形態
の装置は、保持ブロック３０に光ファイバ素線１１を取
り付け、保持ブロック３０を図１に示す第１実施形態の
装置における保持部材１４に保持させることにより、光
ファイバ素線１１の先端を傾斜研磨するものである。な
お、図１に示す第１実施形態の装置における部材と同一
の部材については同一の符号を付して、詳細な説明は省
略した。

【００５６】保持ブロック３０に光ファイバ素線１１を
取り付ける際には、図１１に示すように、径方向の表面
の一部を露出させた光ファイバ素線１１を保持ブロック
３０に貫通させた状態で、かつ光ファイバ素線１１の先
端部が保持ブロック３０の一端面より外側に長さＡで臨
むように保持させる。

【００５７】次に、動作について、図１２を用いて説明
する。

【００５８】保持ブロック３０を取り付けた光ファイバ
素線１１を保持部材１４に取り付け、回転する弾性体１
２の面に対して光ファイバ素線１１を所定角度傾けて押
し当てることにより、光ファイバ素線１１は保持ブロッ
ク３０の一側端を支点３１として弾性体１２上にわん曲
する状態で当接し、光ファイバ素線１１の先端の研磨加
工が進行する。

【００５９】この時、光ファイバ素線１１の先端と支点
３１との距離Ａは、保持ブロック３０の取り付け位置で
決まるため、保持部材１４に光ファイバ素線１１を取り
付けた際に光ファイバ素線１１の先端と支点３１との距
離が所望の距離Ａになるように保持ブロック３０の取り
付け位置を設定しておく。

【００６０】このように構成した第６実施形態の装置に
よれば、光ファイバ素線１１の先端部の端面と支点３１
との距離Ａは、保持ブロック３０の取り付け位置で決ま
るため、容易かつ正確に保持位置の調整が行える。した
がって、光ファイバ素線１１の先端部に生じる曲げ応力
を制御して、光ファイバ素線１１のみを光ファイバの光
軸に対して所望の角度でコア３２を含む斜面になるよう
に研磨する作業が再現性良く行える。

【００６１】また、第６実施形態の装置によって傾斜研
磨された光ファイバ素線１１においては、光ファイバ素
線１１の先端の傾斜面と、保持ブロック３０において任
意に設定した基準面との相対位置関係が定まるので、光
通信の送受信系において、半導体光素子に結合するため
に先端に傾斜加工を施した光ファイバを利用する際に、
半導体光素子と光ファイバが適正な位置関係となるよう
に調整する作業を容易に行うことができる。

【００６２】図１３は、第６実施形態の装置によって傾
斜研磨された光ファイバ素線を用いた受光モジュール構
造の一例を示す説明図であり、３４は受光素子、３５は
受光素子３４が実装された基板を示す。傾斜研磨された
光ファイバ素線１１を保持する保持ブロック３０を基板
３５上に固定する際に、光ファイバ素線１１の先端が受
光素子３４の上方に位置するように載置する。そして、
光ファイバ素線１１に入射した信号光３６が光ファイバ
素線１１の先端の傾斜面で全反射して、光ファイバ素線
１１の側面から出射して、受光素子３４の受光部に入射
されるようになる。ここで、図１３に示すような受光モ
ジュールを組み立てる際、光ファイバ素線１１と受光素
子３４が適正な位置関係となるように調整する作業が必
要になるが、光ファイバ素線１１の先端の傾斜面と、保
持ブロック３０の基準面との相対位置関係が定まってい
るので、調整作業が容易になる。

【００６３】図１４は本発明の光ファイバ素線端傾斜研
磨加工装置の第７実施形態の装置の動作を示す説明図で
ある。この第７実施形態の装置は、第１実施形態の装置
における保持部材１４を徐々にあおる機能を設けたもの
である。なお、図１に示す第１実施形態の装置における
部材と同一の部材については同一の符号を付して、詳細
な説明は省略した。

【００６４】ところで、第１実施形態の装置による研磨
加工では、研磨加工が進行するにつれて、わん曲した光
ファイバ素線１１の先端部の光軸方向および光ファイバ
素線１１に生じる曲げ応力の働く方向が微小変化するた
め、光ファイバ素線１１の先端の傾斜面に丸みが生じ
る。しかし、傾斜面は鏡面研磨されており、また、先端
の丸み、欠けは光ファイバ素線１１の先端から１０μｍ
以内に収まっていれば、光ファイバ素線１１の傾斜研磨
加工した先端部分で全反射させ、受光素子に結合させる
構造とする受光モジュールに採用する場合、反射光の伝
搬に問題はない。

【００６５】それに対し、第７実施形態の装置は、図１
４に示すように、光ファイバ素線１１を保持する保持部
材１４を徐々に回転させることにより（θ１＞θ２＞θ
３）、弾性体１２に押し当てる光ファイバ素線１１の先
端部の光軸方向および光ファイバ素線１１に生じる曲げ
応力が働く方向を故意に変化させ、光ファイバ素線１１
の先端面が、曲率半径をもつ丸みを帯びた傾斜面になる
ように研磨するものである。

【００６６】図１５は、第７実施形態の装置によって研
磨される光ファイバ素線の先端の状態を示す説明図であ
る。弾性体１２の面に垂直な直線Ｑと光ファイバ素線１
１の光軸Ｐの角度θが変化すると（θ１＞θ２＞θ３＞
θ４＞θ５）、それに伴い、光ファイバ素線１１の先端
面の傾斜研磨角度が変化するので、光ファイバ素線１１
の先端面が曲率半径をもつ丸みを帯びた傾斜面４０にな
るように研磨加工される。なお、研磨加工速度と光ファ
イバ素線保持部材をあおる速さとを選定することによ
り、所定の曲率半径をもつ丸みを帯びた傾斜面を有する
光ファイバ素線１１を製作することが可能となる。

【００６７】図１６は、第７実施形態の装置によって研
磨された光ファイバ素線の先端形状を示す拡大図であ
り、図１６（ａ）は平面図、図１６（ｂ）は側面図であ
る。また、５０は光ファイバ素線１１のコア、５１は光
ファイバ素線１１の先端に形成された傾斜面を示し、こ
の傾斜面５１にコア５０が含まれている。さらに、この
傾斜面５１は、上述したように所定の曲率半径ｒを有す
る凸面となっている。

【００６８】図１７は、第７実施形態の装置によって研
磨された光ファイバ素線同士の接続構造を示す断面図で
あり、６０は光ファイバ素線１１の外径よりもわずかに
大きい内径の貫通孔６１を有する光ファイバ素線整列部
材を示す。

【００６９】光ファイバ素線整列部材６０は、例えば内
径１２６μｍの精密ガラス・スリーブによって構成され
ており、その両端から、第７実施形態の装置によって研
磨された外径１２５μｍの光ファイバ素線１１の先端部
を挿入する。ここで、光ファイバ素線整列部材６０に挿
入する２本の光ファイバ素線１１，１１はともに光軸に
対して等しい角度でかつコア５０を含む傾斜面５１を有
し、さらにこの傾斜面５１がともに等しい曲率半径ｒの
凸面となるように研磨加工されている。さらにまた光フ
ァイバ素線整列部材６０に挿入された光ファイバ素線１
１の先端面は丸みを帯びた凸面形状の傾斜面５１である
ため傾斜面５１同士を押し合わせて接続するとコア５０
同士が点接触し、２つの光ファイバ素線１１のコア５０
同士が完全に一致する。

【００７０】したがって、光ファイバ素線１１の先端面
が丸みを帯びた凸面形状の傾斜面５１であるため、光フ
ァイバ素線１１の外径と光ファイバ素線整列部材６０の
内径との寸法差が１μｍ以内のオーダーであっても光接
続が可能であり、接続損失の改善が行える。また、光フ
ァイバ素線１１の傾斜面が平面である場合は先端面の加
工精度によりコア５０同士の間に開きが生ずるおそれが
あるが、２つの光ファイバ素線１１の傾斜面が丸みを帯
びているため、コア５０同士の間に開きが生ずることが
防止され、しかも、光ファイバ素線１１の先端面が傾斜
研磨加工されているため、光接続部において高い反射減
衰率が得られる。

【００７１】このように構成した第７実施形態の装置に
よれば、研磨した光ファイバ素線１１の先端面は所定の
曲率半径をもつ丸みを帯びた傾斜面となり、丸みを帯び
ない平らな傾斜面を有する光ファイバ素線に比較して、
先端部の強度が強く、先端部において欠けが生じにくい
光ファイバ素線を製作することができる。さらに、等し
い曲率半径をもつ丸みを帯びた傾斜面を有する２本の光
ファイバ素線１１を接続する場合、光ファイバ素線１１
の外径と光ファイバ素線整列部材６０の内径との寸法差
の縮小により、さらなる接続損失の改善が行える。しか
も、傾斜面５１同士を押し合わせて接続するとコア５０
同士が点接触するため、コア５０同士の間に開きが生ず
ることが防止され、光接続部において高い反射減衰率を
得ることができる。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように構成された本発明に
よれば、表面に研磨粒子が埋め込まれた弾性体を回転さ
せ、この弾性体表面に、光ファイバ保持部材により保持
される光ファイバ素線の先端を、光ファイバ素線の光軸
に対して所定角度傾けて押し当て、光ファイバ素線を弾
性体面上でわん曲させた状態にする。この状態で所定時
間、弾性体を回転させることにより、弾性体の面に対す
る光ファイバ素線の傾きおよび光ファイバ素線のわん曲
により生じる曲げ応力によって、光ファイバ素線の先端
を光ファイバの光軸に対して所望の角度でかつ光ファイ
バのコアを含む斜面になるように研磨することが可能に
なり、作業が容易で、しかも安価に光ファイバ素線の先
端の傾斜研磨加工が行えるようになる。

【００７３】また、光ファイバ素線の先端に形成した傾
斜面に凸状の丸みを持たせたことにより、光ファイバ素
線の先端部の強度が高くなって欠けの発生を防止するこ
とができる。しかも、光ファイバ素線同士を接続する場
合に、光ファイバ素線の先端面が丸みを帯びた凸状の斜
面であるため整列部材に挿入しやすく、さらに接続部分
が点接触となるため、接続損失および光ファイバ端面に
おける反射減衰量が良好となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ファイバ素線端傾斜研磨加工方法の
一実施形態の傾斜研磨加工方法および光ファイバ素線端
傾斜研磨加工装置の第１実施形態の装置における要部構
成を示す説明図

【図２】光ファイバ素線端研磨加工時における光ファイ
バ素線先端部の状態を示す拡大模式図

【図３】光ファイバ素線端研磨加工時における光ファイ
バ素線先端部の研磨過程を示す拡大模式図

【図４】図１に示す装置により傾斜研磨加工を行った光
ファイバ素線の先端部を示す拡大図

【図５】本発明の光ファイバ素線端傾斜研磨加工装置の
第２実施形態の装置における光ファイバ素線の保持状態
を示す説明図

【図６】本発明の光ファイバ素線端傾斜研磨加工装置の
第３実施形態の装置の要部構成を示す説明図

【図７】本発明の光ファイバ素線端傾斜研磨加工装置の
第４実施形態の装置の要部構成を示す説明図

【図８】本発明の光ファイバ素線端傾斜研磨加工装置の
第５実施形態の装置の要部構成を示す説明図

【図９】光ファイバ素線の先端の研磨加工の進行におけ
る応力がかかる方向の変化を示す説明図

【図１０】第５実施形態の装置において応力のかかる方
向が一定になるように制御した状態を示す説明図

【図１１】本発明の光ファイバ素線端傾斜研磨加工装置
の第６実施形態の装置の要部構成を示す説明図

【図１２】第６実施形態の装置によって光ファイバ素線
を研磨するときの状態を示す説明図

【図１３】第６実施形態の装置によって傾斜研磨された
光ファイバ素線を用いた受光モジュール構造の一例を示
す説明図

【図１４】本発明の光ファイバ素線端傾斜研磨加工装置
の第７実施形態の装置の動作を示す説明図

【図１５】第７実施形態の装置によって研磨される光フ
ァイバ素線の先端の状態を示す説明図

【図１６】第７実施形態の装置によって研磨された光フ
ァイバ素線の先端形状を示す拡大図

【図１７】第７実施形態の装置によって研磨された光フ
ァイバ素線同士の接続構造を示す断面図

【図１８】従来の光ファイバ素線の先端の傾斜加工方法
の一例を示す説明図

【図１９】従来の光ファイバ素線の先端の傾斜加工方法
の他例を示す説明図

【図２０】従来の光ファイバ素線の先端の傾斜加工方法
の他例を示す説明図

【符号の説明】 １１ 光ファイバ素線 １２ 弾性体 １３ 弾性体回転軸 １４ 保持部材 ２０ カメラ ２１ 画出し治具 ２２ モニタ ２３ 計測部 ３０ 保持ブロック ３１ 支点 ３２，５０ コア ３４ 受光素子 ３５ 基板 ３６ 信号光 ４０，５１ 傾斜面 ６０ 光ファイバ素線整列部材 ６１ 貫通孔

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバ素線の先端を、研磨粒子が埋
   め込まれた回転する弾性体面に対して所定角度傾けて押
   し当て、前記光ファイバ素線をわん曲させた状態で前記
   弾性体面上に接触させることにより、前記光ファイバ素
   線の端面を光軸に対して所定の角度で光ファイバ素線の
   コアを含む斜面にするように研磨することを特徴とする
   光ファイバ素線端傾斜研磨加工方法。
2. 【請求項２】 研磨加工進行時に、前記弾性体面に押し
   当てる光ファイバ素線の傾きを徐々に変化させることを
   特徴とする請求項１記載の光ファイバ素線端傾斜研磨加
   工方法。
3. 【請求項３】 研磨粒子が埋め込まれかつ回転する弾性
   体と、光ファイバ素線を保持する光ファイバ保持部と、
   この光ファイバ保持部の位置および光ファイバ素線の傾
   きを変化させて、前記弾性体の面に光ファイバ素線の先
   端を押し当てる際の前記弾性体に対して光ファイバ素線
   を押し当てる力およびその力の方向を調整する調整部と
   を備え、光ファイバ素線の端面を光ファイバ素線の光軸
   に対して所望の角度でかつ光ファイバ素線のコアを含む
   斜面にするように研磨することを特徴とする光ファイバ
   素線端傾斜研磨加工装置。
4. 【請求項４】 前記弾性体面の上方に、研磨する光ファ
   イバ素線を前記弾性体の回転中心に対して同心配置させ
   て、複数の光ファイバ素線の同時研磨を行うことを特徴
   とする請求項３記載の光ファイバ素線端傾斜研磨加工装
   置。
5. 【請求項５】 前記弾性体面の上方に、研磨する光ファ
   イバ素線を前記弾性体の外周から前記弾性体の回転中心
   に向かって所定の間隔で配置するとともに、前記調整部
   を各々の光ファイバ素線ごとに設け、前記光ファイバ保
   持部による光ファイバ素線の保持位置あるいは光ファイ
   バ素線を前記弾性体の面に押し当てる力あるいは光ファ
   イバ素線の傾きを調整して、複数の光ファイバ素線を同
   時に研磨することを特徴とする請求項３記載の光ファイ
   バ素線端傾斜研磨加工装置。
6. 【請求項６】 前記弾性体面上にわん曲して接触する光
   ファイバ素線の形状を観察する映像撮像装置を備え、研
   磨加工時において、光ファイバ素線のわん曲した形状が
   一定となるように、前記弾性体に対して光ファイバ素線
   を押し当てる力を調整することを特徴とする請求項３記
   載の光ファイバ素線端傾斜研磨加工装置。
7. 【請求項７】 光ファイバ素線における先端から所定の
   長さの位置に保持ブロックを取り付け、この保持ブロッ
   クを介して光ファイバ素線を前記光ファイバ保持部に保
   持させたことを特徴とする請求項３記載の光ファイバ素
   線端傾斜研磨加工装置。
8. 【請求項８】 光ファイバ素線の先端に、光軸に対して
   所定の角度でかつ光ファイバのコアを含む斜面を設け、
   しかもこの斜面を、所定の曲率半径を持つ凸状に形成し
   たことを特徴とする光ファイバ。
9. 【請求項９】 光ファイバ素線の外径をよりわずかに大
   きい内径を有する整列部材中で、請求項８記載の光ファ
   イバの光ファイバ素線の斜面同士を押し当てて接続する
   ことを特徴とする光接続方法。