JPS60230607A - 多芯コア光フアイバ用コネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は多芯コア光フアイバ用コネクタに関する。更に
詳しくは、多芯コア光ファイバの各コアの光信号を分岐
するために使用するコネクタ並びにその製造方法に関す
る。

従来技術 近年、新しい伝送媒体として光ファイバが開発され、そ
れに伴って伝送技術も新たな局面を迎えつつある。この
新伝送媒体即ち光ファイバとしては種々のものが開発さ
れ、実用化されてきている。

その中で、特に添付第１図に示すように、多数のコア材
が相互に融着されたクラッド層（マトリックス）によっ
て一体化された多芯コア光ファイバは軽量、細径という
光ファイバの利点を更に進め、高密度な光ケーブルを実
現するものとして重要である。

しかしながら、多芯コア光ファイバは複数のコア部がマ
トリックスとしての単一のクラッド層により融着一体化
されているために、各構成コア部を伝搬する光信号を別
々に取出すとか、あるいは単芯形の光ファイバに分岐し
て受光手段に接続するためには特別の工夫が必要とされ
る。

これまでに提案されているこの種の技術としては、即ち
多芯コア光ファイバをコア径の異なる複数の単芯コア光
ファイバに分岐する方法としては、まず多芯コア光ファ
イバの断面寸法をテーパー状に変化させ、その一方を接
続すべき多芯コア光ファイバと同一の寸法とし、他方を
コア配置が相似となるように配列した複数の単芯コア光
ファイバの断面形状と同一の寸法としたテーパー状分岐
用多芯コア光ファイバを使用する方法が知られている。

しかしながら、このような方法では、前記の如き形状の
多芯コア光ファイバに対しその両端での厳しい寸法精度
が要求されるので、その製造は著しく困難である。

更に、多芯コア光ファイバの端面を光学手段、例えばレ
ンズ系等で適当な倍率に拡大し、コアの配置が相似とな
るように配列した複数の単芯コア光ファイバの端面に結
像させることにより各コア間じを対応させ分岐する方法
も考えられる。しがしながら、この場合、像の倍率がレ
ンズとそれぞれの光フアイバ端面との間の距離に依存す
るばかりでなくコア間の漏洩をなくすためには光フアイ
バ端面を正確に結像位置に配置することが必要であるの
で、光ファイバの端面とレンズとの間隔を高精度で調整
する必要がある。このことは着脱を繰り返すコネクタの
場合等は極めて不便である。

従って、更に簡便かつ有利な分岐方法を開発することは
当分野に置いて極めて重要な課題である。

発明の目的 本発明の目的は簡便かつ有利な、多芯コア光ファイバの
各コアの光信号を分岐する手段を提供することにある。

また、該手段を製造するための方法を提供することも本
発明のもう一つの目的である。

発明の構成 本発明者等は従来技術の前述のような現状に鑑み、更に
一層簡便かつ有利な多芯コア光ファイバの各コアの光信
号を分岐する手段、方法を開発すべく種々検討、研究し
た結果、基板上に化学気相反応（以下、簡単のためＣＶ
Ｄという）を利用してガラス導波路を形成したものをコ
ネクタとして使用することが上記本発明の目的を実現す
る上で極めて有効であることを見出した。本発明はこの
ような知見に基くものである。

即ち、本発明のコネクタはガラス質に対し相容性の基板
と、該基板上に形成さた複数のガラス導波路と、該導波
路を覆っている該ガラス質よりも低屈折率物質の被覆層
とから構成されていることを特徴とする。

ここで、該基板の材質はその上にガラス導波路を形成す
る必要からガラス質と相容性のものでなければならない
。このような物質としては例えば５Ｉ０２、シリコン等
を上げることができるが、これらに制限されない。

ガラス導波路の構成材料としては元素ガラス、水素結合
ガラス、酸化物ガラス、フッ化物、塩化物並びに硫化物
ガラス、炭酸塩、硝酸塩並びに硫酸塩ガラス等種々のガ
ラスを使用し得るが加工容易性、入手容易性等の経済的
観点から酸化物ガラス、特にケイ酸塩、リン酸塩、ホウ
酸塩ガラスを例示することができる。

基板上にガラス導波路を形成しただけでは光の漏洩が大
きいので、該ガラス導波路をその屈折率よりも低屈折率
の物質、例えばガラス、合成樹脂等で端面を除き完全に
被覆して、光信号を外部に漏洩することなく該ガラス導
波路を伝搬させることができる。

かくして本発明のガラス導波路を使用し、この両端面に
夫々多芯コア光ファイバと単芯コア光ファイバとを密着
接続させることにより、多芯コア光ファイバの各コアを
伝搬する光信号を分離し、別々に取出すことが可能とな
る。

本発明によるコネクタは半導体製造技術におけるＣＶＤ
並びにエツチング技術を利用したことに基き、種々の形
状で形成することができる。例えば、放射状に同一寸法
で基板上に伸びた多数の導波路からなる形状、三次元的
にテーパー状とした形状等を典型例として挙げることが
できるが、これらに制限されるものではない。

このような本発明のコネクタは、従来の光信号の分岐方
法において使用されていたテーパー付光ファイバと比較
して以下に示すような種々の効果を達成することができ
る。即ち、まず本発明のガラス導波路は、既に著しい進
歩をとげている半導体製造技術が利用できるので製造が
容易であり、更に基板上に形成されているので破損しに
くく、取扱いが容易であり、また半導体製造技術を利用
するので大量生産が可能であり新たに設備を工夫する必
要もないので極めて経済的である。

更に、レンズ系を使用する光信号の分岐方法と比較して
も、コネクタを密着接続するだけで軸方向の調整は全く
必要とされず、又伝搬路としてガラスを用いているので
、光信号の伝搬が安定であり、更に密着接続であるので
軸ずれがなく特性が安定しているなどの利点を有してい
る。しかも多芯コア光ファイバと分岐後の単芯コア光フ
ァイバのコア径が異なる場合にもガラス導波路を三次元
的にテーパー状とすることにより容易に分岐することが
可能となる。

以下、本発明のコネクタの製造法を三次元的にテーパー
状としたガラス導波路を例として説明する。

まず、ＣＶＤ法により基板上に、夫々多芯コア光ファイ
バのコア径と単芯コア光ファイバのコア径との差に等し
い厚さのガラス層を堆積し、堆積後該ガラス層を傾斜を
持たせてけずりとり、次いで細径のコアの厚さに等しい
ガラス層を再度ＣＶＤ法で形成する。

また別法によれば、ＣＶＤ法によるガラスの堆積速度は
温度に依存することが一般に知られており、この特徴を
利用することにより、ガラス層を必要なテーパー状に形
成することが可能となる。

即ち、基板を加熱するためのサセプタの温度分布を適当
に制御するか、もしくは一定温度のサセプタから基板を
部分的に分離することによって基板上に温度勾配を形成
し、ガラスの堆積速度を変化させ、両端にふける厚さの
異なるガラス層を形成し、次いで食刻することにより、
ガラス導波路をテーパー状に形成することが可能である
。

以上述べたような方法に従って、基板上にテ−パー状に
ガラスを堆積した後、堆積されたガラスを所定の形状に
残すことにより、両端面のコア径の異なるコネクタを得
ることができ、これを使用することにより、該多芯コア
光ファイバとは異なるコア径の単芯コア光ファイバと密
着接続させることができ、多芯コア光ファイバの各コア
からの光信号を容易に分離して取出すことが可能となる
。

ガラス堆積層を所定の形状にするためにはいわゆるマス
ク法を利用することができる。即ち、堆積層上にホトレ
ジストにより適当なパターンを形成し、化学エツチング
（例えばフッ酸系エツチング液）、ドライエツチング等
を実施して該堆積層を三次元テーパー状などの所定の形
状のガラス導波路を形成することができる。

この方法は更に細長い円錐台形状の基板（同様な形状の
光ファイバであってもよい）を使用し、これを回転させ
つつＣＶＤ法に従ってガラス堆積層を上記のようにして
形成し、エツチング法を利用して食刻することにより、
同様にほぼ円形断面（もしくは星形）のコネクタを形成
することも勿論可能である。

実施例 以下、本発明を添付図面を参照しつつ記載する実施例に
従って更に具体的に説明する。ただし、これら実施例は
単に本発明を説明するための典型例であり、本発明の範
囲を何隻制限するものではない。

まず、第１図は多芯コア光ファイバの典型的な２つの構
成を示したものである。第１図ａはいわゆる平形多芯コ
ア光ファイバの断面図であり、ｂはほぼ星形断面形状の
多芯コア光ファイバの断面図である。図において、各光
ファイバはコア部分αとクラッド部分βから構成され、
各クラッド部分は相互に融合一体化されてふり、クラッ
ドが完全に連続層としてのマトリックスを構成するよう
な形状も当然考えられる。

第２図は本発明に係るコネクタ１の好ましい一態様を示
すものである。第２図ａは簡単のために被覆層を除いた
状態でテーパー状のガラス導波路２を基板３上に有する
コネクタを斜視図で示したものである。この例ではガラ
ス導波路２は両端面の寸法を異にし、放射状に基板上に
伸びており、平形（第１図ａ）の多芯コア光ファイバに
適した形状となっている。

一方、第２図すは第２図ａに示したコネクタ１の断面図
であり、ここではガラス導波路はその材料よりも低屈折
率の被覆物質４で覆われ、多芯コア光ファイバの各コア
からの光信号の漏洩を防止している。

第２図に示した本発明のコネクタは第３図に示すような
配列とすることにより、多芯コア光ファイバ５および単
芯コア光ファイバ６を簡単に接続することができ、こう
して多芯コア光ファイバの各コアからの光信号を別々の
単芯コア光ファイバ６により受光し、分離することが可
能となる。

第４図は本発明のコネクタの製造法を説明するための図
である。まず、第４図ａに示すように基板３上にＣＶＤ
法により２種のコア径の差に等しい厚さのガラス層７を
堆積し、形成されたガラス層７を次いで第４図すに示す
ようにガラス層に傾斜を持たせてけずり（７’　）、更
に細径のコアの厚さに等しいガラス層８を同様にＣＶＤ
法により形成する。

更に、第５図は本発明のコネクタの別の形成方法を説明
するための図であり、この方法はＣＶＤ法によるガラス
堆積速度が温度に依存することを利用するものである。

ＣＶＤ法によるガラス層の形成の際、基板を加熱するた
めにサセプタ９が使用される（第５図ａ参照）。基板温
度を制御する方法としてはいくつか考えることができ、
その１例としてはサセプタ自身の温度分布を第５図すに
示すように制御することであり、もう一つの例は一定温
度のサセプタ表面に基板を傾斜させて部分的に離れた状
態で維持することにより第５図すにおけるような温度勾
配を基板に与えることである。この後者の態様は第５図
Ｃを参照することにより一層よく理解することができる
。ここでは基板２を傾斜させるためにスペーサ１０を設
けである。

このように堆積速度を変化させることによって所定のテ
ーパー状のガラス堆積層を形成することができる。

更に、上記第４図並びに第５図に示したコネクタの製造
法において、最終的に所定の形状のガラス導波路とする
ためには、ホトレジストにより該テーパー状堆積ガラス
層表面上に所定形状のパターンを描き、残りの部分をフ
ッ酸による化学エツチングに付すことにより除去し、つ
いでホトレジストを常法に従って取除くことにより望む
形状のガラス導波路を基板上に形成することができる。

かくして得られるガラス導波路はその材質よりも低屈折
率の物質により被覆され、光信号の漏洩を防止すること
ができる。

また、このようなコネクタと多芯コア光ファイバ並びに
単芯コア光ファイバとを密着接続する際、両接続端面間
に屈折率整合液を注入することによりフレネル反射を防
止することができ、接続損失を最小限におさえることが
できる。

発明の効果 本発明のコネクタを使用することにより、多芯コア光フ
ァイバの各コアからの光信号を、該多芯コア光ファイバ
のコア径とは異なる種々の径を有する別々の単芯コア光
ファイバで受光し、分離することができる。この接続、
分離操作は容易で精度もよく、極めて実用的である。即
ち、光ファイバ同じの接続は単にコネクタの端面と夫々
密着接続するだけでよく、従来法にみられるような軸方
向の位置の調整はまったく不要である。

更に、フレネル反射に基く接続損失は単に該接続端面間
に屈折率整合液を注入することにより防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は多芯コア光ファイバの２つの態様を断面図で示
すもので、ａは平形多芯コア光ファイバであり、ｂは星
形断面形状の多芯コア光ファイバである。 第２図は本発明のコネクタの好ましい一態様を示す図で
あり、ａはその斜視図であり（被覆層は除いである）、
ｂはその断面図である。 第３図は本発明のコネクタを多芯コア光ファイバと単芯
コア光ファイバに接続する際の配置を示す概略図である
。 第４図ａ　−ｃおよび第５図ａ　−ｃは本発明のコネク
タの製造法を説明するための図である。 （主な参照番号） １・・・コネクタ、２・・・ガラス導波路、３・・・基
板、　４・・・被覆層、 ５・・・多芯コア光ファイバ、 ６・・・単芯コア光ファイバ、 ７．７’　、８・・・ガラス堆積層、 ９・・・サセプタ、１０・・・スペーサ特許出願人　住
友電気工業株式会社 日本電信電話公社 代　理　人　弁理士　新居　正彦 第１１図 （へ〕（ｂ） 第３図 第２図 （α） 第５図 ζ久）　（ｂ）　（ｅ）

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガラス質に対して相容性の基板と、該基板上に形
   成された複数のガラス導波路と、該ガラス導波路を覆っ
   ている該ガラス質よりも低屈折率の物質の被覆層とから
   構成されていることを特徴とする多芯コア光ファイバの
   各コアの光信号を分岐するためのコネクタ。
2. （２）前記基板が平坦な板状であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のコネクタ。
3. （３）前記基板が円錐形状の輪郭を有する円柱形状であ
   る特許請求の範囲第１項記載のコネクタ。
4. （４）前記ガラス導波路が三次元的にテーパー状となっ
   ており、両端面の寸法が相互に異なっていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１〜３項のいずれか１項に記載
   のコネクタ。
5. （５）基板上に所定厚さのガラス層を化学気相反応法に
   より形成し、ついで該ガラス層を傾斜を持たせてけずり
   取り、再度所定厚さのガラス層を化学気相反応法により
   形成し、該ガラス層表面にホトレジストにより所定のパ
   ターンを形成し、化学エツチング法により食刻して、ガ
   ラス導波路を該基板上に形成し、ついで該ガラス層より
   も低屈折率物質で該ガラス導波路を被覆することを特徴
   とする多芯コア光ファイバの各コアの光信号を分岐する
   ためのコネクタの製造方法。
6. （６）基板上に温度分布を与え、この条件下で化学気相
   反応法により該基板上に両端にふいて所定の厚さの差を
   有するテーパー状のガラス層を形成し、該ガラス層表面
   にホトレジストにより所定のパターンを形成し、化学エ
   ツチングにより食刻して該基板上にガラス導波路を形成
   し、次いで該ガラス層よりも低屈折率物質で該ガラス導
   波路を被覆することを特徴とする多芯コア光ファイバの
   各コアの光信号を分岐するためのコネクタの製造方法。
7. （７）前記基板の温度勾配を、基板加熱用のサセプタの
   温度分布を制御することにより実現する特許請求の範囲
   第６項記載の方法。
8. （８）前記基板の温度勾配が、基板に傾きを与えること
   により一定温度のサセプタからの距離を変化させること
   で実現される特許請求の範囲第６項記載の方法。