JPH11305066A

JPH11305066A - プラスチック光ファイバの端末部構造及び該端末部構造を用いた光コネクタ

Info

Publication number: JPH11305066A
Application number: JP11635198A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Mutsukawa; 裕幸六川; Masaaki Kawai; 正昭河合; Tokuhide Sugiyama; 徳英杉山; Yoshinobu Takano; 芳伸高野; Yasuhiro Koike; 康博小池
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd; Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd; AGC Inc
Priority date: 1998-04-27
Filing date: 1998-04-27
Publication date: 1999-11-05

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の課題は、端末処理を容易ならしめる
ことが可能なプラスチック光ファイバの端末部構造を提
供することである。【解決手段】プラスチック光ファイバの端末部構造で
あって、中心穴を有する外部保持部材と、一端が外部保
持部材の端面と整列するように前記中心穴中に挿入固定
された先端光導体と、外部保持部材の中心穴中に挿入さ
れ、溶剤によりその先端が前記先端光導体の他端に接着
されたプラスチック光ファイバとを具備して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチック光フ
ァイバの端末部構造及び該端末部を用いた光コネクタに
関する。

【０００２】光通信技術の発展に伴い、幹線系のみなら
ず、加入者系へも光伝送技術を導入して、加入者宅へも
光ファイバを敷設して動画像などの広帯域情報伝送を行
う、いわゆるファイバ・トゥ・ザ・ホーム（ＦＴＴＨ）
などが注目され、検討されている。

【０００３】また更に、加入者宅に伝送された広帯域の
情報を、家庭あるいはビルなどの加入者内で互いに伝送
しあったり、あるいは家庭内のローカルな情報をやりと
りする加入者内情報ネットワークの形成が非常に重要と
考えられている。

【０００４】光伝送技術を例えば家庭内などの加入者系
に導入する場合には、低コストであることが非常に重要
な要件となってるため、送信／受信器の構成を、幹線系
で使用しているようなものよりも大幅に簡単化し、且つ
低価格の部品で構成する必要がある。

【０００５】上述したような低価格の光伝送系を構築す
るための伝送媒体として、幹線系などで広く用いられて
いる石英シングルモードファイバに代わって、ポリマー
材料を用いたいわゆるプラスチック光ファイバが注目を
集めている。

【０００６】プラスチック光ファイバは、石英材料に比
べて損失は大きいが、材料が本質的にポリマーであり廉
価であることと、高温で石英材料の堆積成長を行う石英
光ファイバに比べて製法が簡単であり、原料・製法とも
に石英光ファイバよりも低価格となる可能性を持ってい
る。

【０００７】また、プラスチック光ファイバでは、一般
に光信号が伝搬するコア部分が数百μｍと直径が大きい
ため、例えば半導体レーザとの光結合を、シングルモー
ドファイバの場合とは異なり、精密な光学部品や実装工
程を踏まえることなく、簡単な部品構成、簡単な手法で
実現することができる可能性がある。

【０００８】そのため、製造にかかるコスト、特に光フ
ァイバの端末部である光コネクタ部分の製造・加工工程
とコストとを低減でき、加入者などのローカルな情報ネ
ットワークを構築するための伝送媒体として使用できる
ものとして期待されている。

【０００９】

【従来の技術】従来の光ファイバの端末部形成は、例え
ば石英系の光ファイバにおいては、セラミック製のフェ
ルールに石英光ファイバを接着固定して乾燥後、先端を
紙やすり等で荒く研磨し、その後に少なくとも２段階の
研磨工程を経て先端を平滑化するというものであった。

【００１０】この工程は、一本の光ファイバ端末を形成
するのに要する時間が長く、作業コストを増大させ、ま
たフィールドでの作業の支障となるものであった。プラ
スチック光ファイバは、石英光ファイバのような複雑な
端面形成工程を要することなく、簡単な端面形成及び光
コネクタ加工が容易にできるという利点を有する。

【００１１】従来のプラスチック光ファイバにおける端
面形成及び光コネクタ加工の代表的な工程を図１を参照
して説明する。プラスチック光ファイバコード２は、プ
ラスチック光ファイバ４に被覆６を被せて構成されてい
る。

【００１２】まず、図１（Ａ）に示すように、被覆６を
適当な長さ剥離し、図１（Ｂ）に示すように、接着剤８
を剥離部分のプラスチック光ファイバ４に塗布する。次
いで、図１（Ｃ）に示すように、フェルール１０を装着
してかしめ固定する。

【００１３】フェルール１０からプラスチック光ファイ
バ４が所定長さだけ突出するように先端をニッパー等で
切断して、図１（Ｄ）に示すように、プラスチック光フ
ァイバ４の先端を紙やすり等の研磨紙１２で研磨する。

【００１４】しかし、フェルール１０から突出した光フ
ァイバ４を研磨可能な長さまで短く切断すること、及び
研磨紙で精度良く研磨することは、石英系光ファイバ程
ではないにしろある程度の熟練を要する。

【００１５】また、研磨時間及び／又は力の入れ具合な
どによっては、必要以上にコネクタ端面を削ってしま
い、光モジュールと接続したときに所望の光学的結合特
性が得られないという事態も生じ得るという欠点を有し
ている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】従って、プラスチック
光ファイバを用いたデータ伝送システムは、一般家庭に
おいて用いられることも想定すべきことから、なるべく
誰もが簡単に端面形成及び光コネクタ加工できることが
望ましいにもかからわず、従来の技術では、熟練を要し
たり、必要以上の研磨により所望の特性が得られなかっ
たりする恐れがあるという問題を生じている。

【００１７】よって、本発明の目的は、プラスチック光
ファイバにおける端末処理を容易ならしめることが可能
なプラスチック光ファイバの端末部構造及び該端末部構
造を用いた光コネクタを提供することである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明によると、中心穴
を有する外部保持部材と、一端が前記外部保持部材の端
面と整列するように前記中心穴中に挿入固定された先端
光導体と、前記外部保持部材の中心穴中に挿入され、溶
剤によりその先端が前記先端光導体の他端に接着された
プラスチック光ファイバとを具備したことを特徴とする
プラスチック光ファイバの端末部構造が提供される。

【００１９】本発明におけるプラスチック光ファイバ
は、ファイバ径方向の切断面の全部がプラスチック材料
からなるものである。好ましくは、先端光導体はプラス
チック光ファイバと同一材料から形成されており、先端
光導体の一端は外部保持部材の端面と共に研磨、溶剤処
理、あるいは熱処理等により平滑化されている。また、
外部保持部材もプラスチック材料から形成されるのが望
ましく、先端光導体は外部保持部材に接着により固定さ
れている。

【００２０】本発明の他の側面によると、プラスチック
光ファイバの端末部構造を使用した光コネクタが提供さ
れる。光コネクタは、ボアを有するコネクタ部材中に上
述した端末部構造を挿入して構成される。

【００２１】本発明の更に他の側面によると、このよう
な光コネクタを使用した光モジュールが提供される。光
モジュールは、ボアを有する光素子ホルダと、光素子ホ
ルダのボア中に挿入固定された光素子パッケージと、同
じく該ボア中に一端部が挿入固定された光コネクタとか
ら構成される。

【００２２】好ましくは、光モジュールは更に、光素子
パッケージとプラスチック光ファイバとの光学経路上の
ボア中に挿入されたレンズを具備している。

【００２３】

【発明の実施の形態】図２を参照すると、本発明第１実
施形態のプラスチック光ファイバの端末部構造１４Ａが
示されている。好ましくはプラスチックから形成された
外部保持部材１６の中心穴１８中には、一端が外部保持
部材１６の端面と整列するように先端光導体２０が挿入
され、例えば接着剤により固定されている。

【００２４】外部保持部材１６の中心穴１８中には、先
端光導体２０と反対側から被覆の除去されたプラスチッ
ク光ファイバ２２が挿入され、揮発性溶剤２４で先端光
導体２０とプラスチック光ファイバ２２とが接着されて
いる。

【００２５】好ましくは、先端光導体２０はプラスチッ
ク光ファイバ２２と同一材料から形成されている。プラ
スチック光ファイバ２２は、例えばポリメチルメタクリ
レート（ＰＭＭＡ）から形成されている。

【００２６】代替案として、プラスチック光ファイバ２
２は、ＰＭＭＡ中の水素をフッ素で置換した含フッ素重
合体ファイバまたは、含フッ素脂肪族環構造を有する含
フッ素重合体ファイバから形成されている。このような
含フッ素重合体ファイバは、近赤外領域に大きな吸収を
持たないため、光通信用ファイバとして使用可能であ
る。

【００２７】プラスチック光ファイバとしては、ファイ
バ径方向の屈折率分布が中心軸から外周へ向けて徐々に
低下する、いわゆる屈折率分布型プラスチック光ファイ
バが好ましい。

【００２８】屈折率分布型プラスチック光ファイバとし
ては、マトリックス樹脂（母材樹脂）と、この樹脂より
も高屈折率の拡散物質からなり、マトリックス樹脂中に
拡散物質が半径方向に沿って負の濃度勾配を有して分布
しているものが好ましい。

【００２９】マトリックス樹脂が含フッ素重合体から構
成され、拡散物質を低分子量のフッ素系化合物とするフ
ッ素系プラスチック材料からなる屈折率分布型プラスチ
ック光ファイバが特に好ましい。この場合、含フッ素重
合体の数平均分子量は、１万〜５００万が好ましく、５
万〜１００万がより好ましい。

【００３０】低分子量のフッ素系化合物の数平均分子量
は、３００〜１万が好ましく、３００〜５千がより好ま
しい。このような屈折率分布型プラスチック光ファイバ
は、特開平８−５８４８号等に開示されている。

【００３１】図３を参照して、第１実施形態の端末部形
成方法について説明する。まず、図３（Ａ）に示すよう
に、外部保持部材１６の中心穴１８中に固定されている
先端光導体２０の一端に矢印Ａで示すように揮発性溶剤
２４を加える。

【００３２】更に図３（Ｂ）に示すように、プラスチッ
ク光ファイバ２２を外部保持部材１６の中心穴１８中に
矢印Ｂに示すように挿入し、先端光導体２０とプラスチ
ック光ファイバ２２とを接着する。

【００３３】このとき、先端光導体２０の一方の端面を
平滑化しておき、所定の長さの先端光導体２０によって
端末部を形成するようにしておけば、従来のようにファ
イバ先端をフェルールから突出させて切断・研磨するこ
となく、プラスチック光ファイバの端末部を構成するこ
とができる。

【００３４】また、先端光導体２０とプラスチック光フ
ァイバ２２の材質が含フッ素重合体、特に含フッ素脂肪
族環構造を有する含フッ素重合体の場合、両者の接着に
は、例えばフッ素系の揮発性溶剤を使用すると、接着後
には溶剤が残ることなく、先端光導体２０とプラスチッ
ク光ファイバ２２とを接着することができる。

【００３５】本発明で用いられるフッ素系の揮発性溶剤
としては、含フッ素有機溶剤、特にパーフロロ溶剤が望
ましい。このパーフロロ溶剤は、例えば、パーフロロヘ
キサン、パーフロロデカン等の含フッ素アルカン化合
物、パーフロロトリプロピルアミン、パーフロロトリブ
チルアミン等の含フッ素トリアルキルアミン化合物、パ
ーフロロ（２−ブチルテトラヒドロフラン）等の含フッ
素環状エーテル化合物、パーフロルオロベンゼン等の含
フッ素芳香族化合物を含んでいる。これらの溶剤は２種
類以上併用してもよい。

【００３６】先端光導体２０とプラスチック光ファイバ
２２の端面を溶かして両者を接着するので、先端光導体
２０はプラスチック光ファイバ２２と同一材料から形成
されるのが望ましい。

【００３７】図３（Ａ）に示すように、先端光導体２０
が前もって筒状の外部保持部材１６中に挿入・固定して
ある状態でフィールド作業用に提供されると想定する
と、作業性を向上できることがわかる。上述した通り、
光ファイバの端末処理の時間はその大半が先端部の処理
だからである。

【００３８】外部保持部材１６に前もって挿入・固定さ
れた先端光導体２０のプラスチック光ファイバ２２と接
着する面と反対側の面は、何らかの手段で平滑化され
て、端面形成されている状態で提供されることが望まし
い。

【００３９】端面を平滑化する手段は、図４（Ａ）に示
すように、研磨紙２６を用いる研磨、（Ｂ）に示すよう
に、容器２８中に収容した溶剤３０により端面を平滑化
する処理、あるいは（Ｃ）に示すように、ヒータ３２で
端面を溶融・平滑化する熱処理等が採用可能である。

【００４０】いずれの場合にも、部品供給の際に一定の
仕様に沿って端面形成の上提供することにすれば、サン
プル毎の端面状態にバラツキが少なく、しかも、失敗の
少ない端面処理を行うことができる。

【００４１】図５を参照すると、本発明第２実施形態の
端末部構造１４Ｂが示されている。外部保持部材１６の
一端にはボア１９が形成されており、ボア１９中にレン
ズ３４が圧入されて、揮発性溶剤２４でレンズ３４とプ
ラスチック光ファイバ２２が接着されている。

【００４２】この第２実施形態の端末部構造によると、
ファイバ先端から出射する、あるいはファイバ先端に入
射する光ビームに対するコリメート作用あるいは集光作
用を付与することが可能である。

【００４３】図６を参照すると、本発明第３実施形態の
プラスチック光ファイバの端末部構造１４Ｃが示されて
いる。本実施形態の端末部構造１４Ｃは、第１実施形態
の端末部構造１４Ａにホルダ３６で保持されたレンズ３
８を付加したものである。

【００４４】即ち、ボア３７を有するホルダ３６中に、
押し当て工具４０によってレンズ３８を圧入することに
より、先端光導体２０の端面からレンズ３８までの距離
Ｄを所望の値に設定することができる。ホルダ３６を外
部保持部材１６の端面に接着することにより、第３実施
形態の端末部構造１４Ｃが得られる。

【００４５】図７を参照すると、上述した端末部構造を
使用した第１実施形態の光コネクタ４２Ａが示されてい
る。光コネクタ４２Ａは、小径の中心穴と大径のボアを
有するコネクタ部材４４を含んでおり、コネクタ部材４
４のボア中に第１実施形態の端末部構造１４Ａを挿入し
て構成されている。

【００４６】好ましくは、コネクタ部材４４もプラスチ
ック材料から形成されている。外部保持部材１６及びコ
ネクタ部材４４を同一のプラスチック材料から形成する
ことにより、嵌め合いあるいは接着によりコネクタ部材
４４と外部保持部材１６との接合・固定が可能になる。

【００４７】光コネクタを構成する場合に、光コネクタ
部の根元部分における光ファイバコードの固定が必要な
場合がある。図８に示した第２実施形態の光コネクタ４
２Ｂはこのような要請に対応したものである。

【００４８】本実施形態の光コネクタ４２Ｂでは、図７
に示した外部保持部材１６とコネクタ部材４４と一体化
したプラスチック製のコネクタ部材４６が使用されてい
る。コネクタ部材４６の一端に金属製かしめ部材４８を
取り付け、この金属製かしめ部材４８をかしめることに
よって、光ファイバコード２３にかしめ固定する。

【００４９】図９を参照すると、上述した第２実施形態
の光コネクタ４２Ｂを使用した本発明第１実施形態の光
モジュール５０Ａの断面図が示されている。光素子ホル
ダ５２のボア５３中には、その一端から光コネクタ４２
Ｂが挿入固定され、他端からレーザダイオード又はフォ
トダイオード等の光素子パッケージ５４が挿入固定され
ている。

【００５０】光コネクタ４２Ｂの先端にはレンズ３８を
収容したホルダ３６が固定されており、レンズ３８と光
素子パッケージ５４との間には他のレンズ５６が挿入さ
れている。

【００５１】この実施形態の光モジュール５０Ａでは、
図６及び図８に示した端末構造及び光コネクタを採用し
ているが、上述した他の実施形態の端末部構造及び光コ
ネクタを採用するようにしてもよい。

【００５２】図１０を参照すると、本発明第２実施形態
の光モジュール５０Ｂの断面図が示されている。本実施
形態の光モジュール５０Ｂは、図９に示した第１実施形
態の光モジュール５０Ａに電子回路６２を搭載したプリ
ント配線板６０を接続したものである。プリント配線板
６０は筐体５８中に収容されており、光素子パッケージ
５４の端子がプリント配線板６０に半田付け固定されて
いる。

【００５３】図１１を参照すると、図５に示した第２実
施形態の端末部構造１４Ｂを２個使用した光アッテネー
タの概略図が示されている。一対の端末部構造１４Ｂの
間にはニュートラルデンシティフィルタ（ＮＤフィル
タ）６４が挿入されている。

【００５４】ＮＤフィルタ６４は円周方向に光の透過率
が変化するフィルタであり、ＮＤフィルタ６４をその光
軸周りに回転することにより、所望の減衰特性を有する
光アッテネータを構成することができる。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、端末処理を容易ならし
めるプラスチック光ファイバの端末部構造が提供され
る。更に、この端末部構造を使用して、簡単な加工で光
コネクタを提供することが可能となり、光加入者系等に
於いて、家庭内のローカルな情報をやりとりする加入者
内情報ネットワークの形成に寄与するところが大きいと
いう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の光コネクタの加工例を示す図である。

【図２】本発明第１実施形態の端末部構造を示す断面図
である。

【図３】本発明の端末部形成方法を示す図である。

【図４】端面の平滑化方法を示す図である。

【図５】本発明第２実施形態の端末部構造の断面図であ
る。

【図６】本発明第３実施形態の端末部構造の断面図であ
る。

【図７】本発明第１実施形態の光コネクタの断面図であ
る。

【図８】本発明第２実施形態の光コネクタの断面図であ
る。

【図９】本発明第１実施形態の光モジュールの断面図で
ある。

【図１０】本発明第２実施形態の光モジュールの断面図
である。

【図１１】本発明の端末部構造を使用した光アッテネー
タの概略構成図である。

【符号の説明】

１６外部保持部材２０先端光導体２２プラスチック光ファイバ２４揮発性溶剤３４，２８，５６レンズ４４コネクタ部材５４光素子パッケージ６４ＮＤフィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者六川裕幸神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内 (72)発明者河合正昭神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内 (72)発明者杉山徳英神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地旭硝子株式会社中央研究所内 (72)発明者高野芳伸神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地旭硝子株式会社中央研究所内 (72)発明者小池康博神奈川県横浜市青葉区市ケ尾町534−23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中心穴を有する外部保持部材と、一端が前記外部保持部材の端面と整列するように前記中
心穴中に挿入固定された先端光導体と、前記外部保持部材の中心穴中に挿入され、溶剤によりそ
の先端が前記先端光導体の他端に接着されたプラスチッ
ク光ファイバと、を具備したことを特徴とするプラスチック光ファイバの
端末部構造。
【請求項２】前記先端光導体の前記一端は平滑化され
ていることを特徴とする請求項１記載のプラスチック光
ファイバの端末部構造。
【請求項３】前記先端光導体が前記プラスチック光フ
ァイバと同一の材料から形成されていることを特徴とす
る請求項１又は２記載のプラスチック光ファイバの端末
部構造。
【請求項４】前記外部保持部材はプラスチック材料か
ら形成されており、前記先端光導体は前記外部保持部材
に接着により固定されていることを特徴とする請求項１
〜３のいずれかに記載のプラスチック光ファイバの端末
部構造。
【請求項５】前記先端光導体がレンズであることを特
徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のプラスチック
光ファイバの端末部構造。
【請求項６】小径の中心穴と、該中心穴に連続する大
径のボアを有するコネクタ部材を具備し、該ボア中に請求項１〜５のいずれかに記載の端末部構造
の前記外部保持部材が、前記先端光導体が固定された側
と反対側から挿入固定されており、前記コネクタ部材の中心穴中に前記プラスチック光ファ
イバが挿入されていることを特徴とする光コネクタ。
【請求項７】前記コネクタ部材と前記外部保持部材は
同一材料から形成されており、両者が接着により固定さ
れていることを特徴とする請求項６記載の光コネクタ。
【請求項８】前記コネクタ部材と前記外部保持部材は
一体的に形成されていることを特徴とする請求項６記載
の光コネクタ。
【請求項９】前記コネクタ部材に固定された金属かし
め部材を更に具備し、該金属かしめ部材をかしめること
により前記プラスチック光ファイバを保持することを特
徴とする請求項７又は８記載の光コネクタ。
【請求項１０】前記外部保持部材の前記端面にレンズ
が圧入されたホルダを固定したことを特徴とする請求項
６〜９のいずれかに記載の光コネクタ。
【請求項１１】ボアを有する光素子ホルダと、該光素
子ホルダのボア中に固定された光素子パッケージとを具
備し、該光素子ホルダのボア中に請求項６〜１０のいずれかに
記載の光コネクタを嵌合することによって、前記光素子
パッケージと前記プラスチック光ファイバとの光学的結
合を実現せしめたことを特徴とする光モジュール。
【請求項１２】前記光コネクタと前記光素子パッケー
ジとの間の前記光素子ホルダのボア中にレンズを具備し
たことを特徴とする請求項１１記載の光モジュール。