JPS61156207A - 光コネクタ研磨方法 - Google Patents

光コネクタ研磨方法

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JPS61156207A
JPS61156207A JP27972884A JP27972884A JPS61156207A JP S61156207 A JPS61156207 A JP S61156207A JP 27972884 A JP27972884 A JP 27972884A JP 27972884 A JP27972884 A JP 27972884A JP S61156207 A JPS61156207 A JP S61156207A
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JP
Japan
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polishing
core
face
optical fiber
hardness
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Pending
Application number
JP27972884A
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English (en)
Inventor
Izumi Mikawa
泉 三川
Shinji Nagasawa
真二 長沢
Fumihiro Ashitani
芦谷 文博
Toshiaki Satake
佐武 俊明
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Publication of JPS61156207A publication Critical patent/JPS61156207A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B19/00Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group
    • B24B19/22Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground
    • B24B19/226Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground of the ends of optical fibres
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/25Preparing the ends of light guides for coupling, e.g. cutting
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/36Mechanical coupling means
    • G02B6/38Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
    • G02B6/3807Dismountable connectors, i.e. comprising plugs
    • G02B6/3833Details of mounting fibres in ferrules; Assembly methods; Manufacture
    • G02B6/3863Details of mounting fibres in ferrules; Assembly methods; Manufacture fabricated by using polishing techniques

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

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】 11よpμ月分! 本発明は光コネクタの研磨方法に関する。更に詳しくは
、光フアイバ用コネクタの中子端面を、高速かつ高品質
に研磨する方法に関する。
従来の技術 光通信システムでは、装置の切換え、送受信ボードの取
外し、装置の調整等において光接続の自由な着脱が必要
とされる部分に光コネクタを使用する。この光コネクタ
は、一般にファイバと、該ファイバと同心状のスリーブ
またはハウジングとからなるプラグと、該プラグの外周
における締付は用のファスナを有するプラグと、これら
2つのプラグを整列させる割りスリーブ、■溝もしくは
コレットチャックなどを有するレセプタクルとから構成
されている。
また、これらのコネクタを取付けるためにはファイバの
挿入・固定くファイバ組立て)、端面研磨、(心出し、
接着固定、仕上研磨)、外装部品組立て、検査の一連の
工程により実施される。ここで、特に重要なことは軸ず
れ、角度ずれ等に基く接続損失の問題である。
従って、光フアイバ用コネクタの中子端面を高精度で研
磨することも接続損失を出来るだけ低下させるために重
要である。
ところで、従来の光コネクタの中子端面の研磨方法とし
ては、砥粒を固定した研磨シートあるいは遊離砥粒をの
せた研磨型を用いて、中子端面との接触速さく単位時間
当たりにコネクタ端面が接触する研磨シートあるいは研
磨型の長さ)を約10〜20m/分に設定して、研磨砥
粒の粒径を段階的に小さくしていく方法が主として用い
られている。
このため、中子端面を研磨するためには、即ち端面から
突出した光フアイバ部を除去した後に、光フアイバ端面
を鏡面に研磨するためには、端面当たり約30分〜5分
程度の作業時間が必要であった。
また、高速研磨の例としては過去に1例のみ報告がある
(昭和58年度電子通信学会総合全国大会。
No、2018 、 林、舘よ、大竹、 「現場内光コ
ネクタ用高速研磨器の試作検討」参照)。この方法は、
ダイヤモンドの固定砥粒を高速回転させて、中子端面を
研磨することからなる。しかしながら、この方法では砥
粒の硬度の方が光ファイバよりも大きいために微細な凹
凸が多数形成され、十分な鏡面が得られないという欠点
があることが報告されている。
発明が解決しようとする問題点 以上述べたように、光フアイバ用コネクタの中子端面を
鏡面仕上げすることは、光通信システムにおいて、光コ
ネクタ部分における低伝送損失を確保するために極めて
重要である。しかしながら、従来の上記のような方法で
は、依然として不十分であり、改良の余地が十分に残さ
れている。
そこで本発明の目的は、従来法における諸欠点を解決し
、中子端面に短時間の処理で、高い品位の研磨面を与え
ることのできる新しい研磨方法を提供することにある。
また、この方法において使用するのに適した研磨装置を
提供すること並びに高品位の鏡面を有する中子端面(コ
ネクタ)を提供することも本発明の目的の1つである。
問題点を解決するための手段 本発明者等は光フアイバ用コネクタの中子端面の研磨方
法の現状に鑑みて、上記従来法の諸欠点を解決し得る新
しい研磨法を開発すべく種々検討した結果、石英ガラス
よりも硬度の低い遊離砥粒を使用し、更に該砥粒よりも
硬度の低い研磨液支持材とを組合せて使用することが有
効であることを見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明の光コネクタ研磨方法は光ファイバを接続
する光コネクタの中子端面を研磨する方法であって、光
ファイバをコネクタ部に位置決めし、把持固定した中子
を固定用アームに固定し、該光ファイバよりも硬度の低
い遊離砥粒を5〜30重量%混合した研磨液を、該遊離
砥粒よりも硬度の低い研磨盤、発泡シート、繊維を植込
んだシートまたは網目状もしくは縞状の傷を表面に有す
るシート上に注鎗、これと前記中子端面とを高速で接触
させることを特徴とする。
本発明において有用な研磨剤、即ち遊離砥粒としては酸
化セリウム、酸化シリコニウム、ベンガラなどの光ファ
イバ(石英)よりも硬度の低いものである必要がある。
以下、添付図面に従って本発明の方法を更に詳しく説明
する。第1図に示したように本発明の方法を実施する際
に有用な装置は、中子固定用アーム1と、上記のような
研磨盤等の研磨液支持材2と、該支持材を支持し、回転
手段(図示せず)と結合され該支持材を所定の回転速度
で回転する研磨型3と、例えばポンプなどに連結され研
磨液を支持材2上に供給するためのノズル4から主とし
て構成される。
この装置を用いて実際に中子端面を研磨するには、まず
光フアイバ心線5をコネクタ中子6に挿入、固定し、中
子6の端面から光ファイバの突出部分を除去しこの状態
で中子6を固定用アーム1により、中子端面が研磨液支
持材2と接するように固定し、ノズル4から研磨液7を
支持材2上に供給すると共に研磨型3を回転させること
により支持材2を図中の矢印の方向に回転させ、中子端
面を研磨する。
庇月 本発明の方法おいて研磨すべき光ファイバ5(材質:石
英ガラス)、砥粒および研磨液(または砥粒)支持材2
の間の硬度は以下のような関係にあることが重要である
。即ち、 光ファイバの硬度〉砥粒の硬度〉〉支持材この関係が満
足されない場合には、中子端面の鏡面研磨、即ち高品位
の研磨面を得ることができず、上記従来法におけるよう
に多数の凹凸が研磨面に残されることになり、伝送損失
を低下させることができないので好ましくない。
また、中子6の表面と、研磨盤あるいはシート、即ち支
持材2との接触速度は100m/分以上であることが必
要である。これは、硬度の低い砥粒を用いているので、
短時間の研磨時間で所定の効果を達成するために必要と
なる。また、400〜600m/分の範囲とすることに
より最も良好な結果を期待することができる。上記のよ
うに、研磨中はノズル4から研磨液7が注がれており、
従って中子6と研磨液7中の研磨剤との接触速度も10
0m/分以上となる。このために、先に示した硬度の関
係から、研磨剤は中子6の端面上の光フアイバ表面に存
在する傷を低減しつつ、高速回転であるために支持材2
内に埋込まれるか、飛散する。更に、研磨により生ずる
光ファイバの研磨くずも同様に支持材2内に埋込まれる
か、飛散する。従って、研磨くずにより光フアイバ端面
上に新たな傷が生ずることはない。また、中子端面との
接触速さが、従来の方法と比較して3〜4倍あるいはそ
れ以上であるために、硬度の低い研磨剤でも光フアイバ
表面を高速度で研磨することができる。
また、研磨剤の濃度は5〜30重量%であるが、これは
第3図に示したように所定の時間内で中子端面の傷を除
去するために有効な量であり、一方30重量%を越える
濃度で使用する場合には研磨液供給ノズルの目詰りの恐
れが著しく高くなるので、作業上の限界から定められる
値である。また、20〜25%の範囲内とすることによ
り最良の結果が得られる。
更に、研磨圧力、即ち中子端面の支持材への押圧力も問
題となるが、本発明においては下限は特にない。しかし
ながら硬度の低い支持体を用いているために、支持体の
種類によっては5 kg / cn!以上とするとその
消耗が激しいので避けることが望ましい。
かくして、上記のような硬度の関係となるように砥粒ふ
よび砥粒支持材を選択し、所定の濃度の研磨液を用いた
ことに基き、研磨すべき光ファイバの損傷をまったく引
起こすことなしに高速で研磨し、中子端面を高品位の鏡
面とすることができるので、光コネクタの組立てに要す
る時間が著しく短縮できる。また、凹凸のない伝送光に
対し垂直の十分な平滑面(鏡面)を得ることができるの
で、端面の非平坦性に基く、接続部での光の散乱、乱反
射などがなく、従ってコネクタ損失並びにそのバラツキ
を大巾に低減できる。
実施例 以下、実施例により本発明の方法を更に具体的に説明す
る。しかし、以下の実施例により、本発明の範囲は同等
制限されない。
実施例1 第1図に示したような態様で光フアイバコネクタの中子
端面の高速研磨を行った。まず、研磨液支持材として発
泡ウレタンを、研磨剤として酸化セリウムを用いた。従
って、研磨液は10〜30重量%の酸化セリウムを分散
させた水分散液である。また、中子としてはセラミ[ソ
クスとプラスミックの両者を用いた。接触速さを100
 m /分〜700m/分の範囲で変化させ、研磨圧力
は2kg/cnJおよび6 kg / cutの2点で
実施した。その結果、接触速さが400m/分以上であ
れば、突出した光フアイバ部を除去する際に生じたlO
μm程度の傷は、中子の材質とは無関係に1分以下の時
間で除去できることがわかった。第2図はこの研磨例の
一部を示す顕微鏡写真である。第2図(a)は中子から
突出した光フアイバ部を除去するために粒径6μmのダ
イヤモンド電着砥石で研磨した中子の端面であり、同ら
)は(a)に示した端面を接触速さ400 m /分と
し、30重量%の酸化セリウムを分散させた研磨液を用
い、研磨圧力2 kg / antで15秒研磨した後
の端面である。これらの比較から、光フアイバ端面の初
期傷が完全に除かれたことがわかる。
この傷(粒径6μmのダイヤモンド電着砥石による研磨
傷)の除去に要する時間と研磨剤濃度との関係を、接触
速さ約400 m /分で、研磨圧力6kg/Cl11
と2 kg / cntの2点につき測定し、結果を第
3図に示した。研磨圧力5 kg / cJとした場合
には支持材として用いた発泡ウレタンの摩耗は著しかっ
た。
第3図の結果から、研磨液中の研磨剤濃度W(%)と傷
除去に要する時間t(分)との間には、はぼ次式に示す
関係があることがわかった。
wXt−一定    ・・・(i) また、研磨剤濃度W(%)を一定にして、接触速さs 
(m/分)と傷除去に要する時間t(分)との関係を求
めた結果、近似的に次式が成立することがわかった。
5Xt=一定    ・・・(ii) 上記(i)および(ii)の関係から、研磨剤濃度Wが
高く、接触速さが高いほど、時間tは短くなることがわ
かる。しかしながら、実作業では研磨剤濃度を30%以
上とすると、研磨液噴出用ノズルが詰まりやすく、また
、接触速さを700m/分以上とするためにはモータ等
の消費電力が大きく、トルクが小さくなりやすいことか
ら、研磨剤濃度は20〜25%程度が最も好ましく、接
触速さは400〜600m/分が最も好ましいことがわ
かった。尚、このような条件下での傷除去時間は15秒
と、従来の1/20以下に短縮される。
発明の効果 以上詳しく説明したように、本発明の方法に従って研磨
することにより、中子端面を高速度で、しかも凹凸のな
い平滑な鏡面とすることができ、従って光コネクタの組
立時間を大巾に短縮でき、光コネクタの実用化を図るこ
とが可能となる。また、伝送光に対し正確に直角で、平
滑度の高い端面とすることができるので、光の散乱や乱
反射に基く伝送損失(コネクタ損失)の増大の恐れも全
くない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の研磨方法を説明するための模式的な図
であり、 第2図(a)は粒径6μmのダイヤモンド電着砥石で研
磨した中子端面の顕微鏡写真であり、(ハ)は(a)を
更に本発明の方法で研磨した後の中子端面の顕微鏡写真
であり、 第3図は研磨剤濃度と端面の傷除去時間との関係をプロ
ットしたグラフである。 (主な参照番号) 1・・中子固定用アーム、 2・・支持材、3・・研磨
型、 4・・ノズル、 5・・光フアイバ心線、 6・・中子、7・・研磨液 110.中子固定用アーム 7・・・石汁ル1使 と 乍 ば

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光ファイバを接続する光コネクタの中子の端子を
    研磨する方法であって。光ファイバを内部に位置決めし
    、把持固定した中子を固定用アームに固定し、光ファイ
    バより硬度の低い遊離砥粒を5〜30重量%混合した研
    磨液を、該遊離砥粒よりも硬度の低い研磨盤、発泡シー
    ト、繊維の植込まれたシートまたは網目状、縞状の傷を
    表面に有するシートの上に注ぎ、これと前記中子端面と
    を高速で接触させることを特徴とする上記光コネクタの
    研磨方法。
JP27972884A 1984-12-28 1984-12-28 光コネクタ研磨方法 Pending JPS61156207A (ja)

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