JPS62131210A - 光コネクタフエル−ルの製造方法 - Google Patents

光コネクタフエル−ルの製造方法

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JPS62131210A
JPS62131210A JP27292785A JP27292785A JPS62131210A JP S62131210 A JPS62131210 A JP S62131210A JP 27292785 A JP27292785 A JP 27292785A JP 27292785 A JP27292785 A JP 27292785A JP S62131210 A JPS62131210 A JP S62131210A
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JP
Japan
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ferrule
optical fiber
mold
optical connector
master
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Pending
Application number
JP27292785A
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English (en)
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Toshiaki Kakii
俊昭 柿井
Yasuo Asano
康雄 浅野
Shuzo Suzuki
鈴木 修三
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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    • 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
    • G02B6/3865Details of mounting fibres in ferrules; Assembly methods; Manufacture fabricated by using moulding techniques
    • 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
    • G02B6/3834Means for centering or aligning the light guide within the ferrule
    • G02B6/3843Means for centering or aligning the light guide within the ferrule with auxiliary facilities for movably aligning or adjusting the fibre within its ferrule, e.g. measuring position or eccentricity

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Coupling Of Light Guides (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】 (産業上の利用分野) 本発明は光ファイバ心線端部に取付けて位置決め結合に
用いる光コネクタフェルール、特に偏心1μm以下の高
精度が要求される単一モード光ファイバ用の光コネクタ
フェルールの製造方法に関する。
(従来技術及び解決しようとする問題点)単−モード光
ファイバは光を伝送するコア部分の直径が約8〜10μ
m程度であり、そのために光フネクタを取付けるにして
も低損失で結合するには偏心を0.5μm以下に加工し
た光コネクタフェルールを製造することが重要な課題で
ある。
従来の光コネクタフェルールは、金属又はセラミックタ
イプの光コネクタフェルールの場合はその中心に偏心を
小さくするために精密な光ファイバ挿入用穴を加工した
り、逆に光ファイバ挿入用穴を中心に外周研磨を行なっ
て偏心を低減化していた。又プラスチックタイプの場合
は高精度に加工された金型に成形ピンを挿入して偏心の
少ないフェルール及び光ファイバ挿入用穴を製造するこ
とがなされていた。
しかし、上記従来の光コネクタフェルールの製造方法で
は次に記載するような根本的な問題が存在していた。
■第1に、第3図(イ)に示すように光コネクタフェル
ール(50)に加工する光ファイバ挿入用穴(51)の
寸法は、必ず使用する光ファイバの直径より大きくして
お(必要があるが、第3図(ロ)に示すように、例えば
125μmの光ファイバ(52)に対して12[iμm
以上の穴加工を行ない最低でも1μmのクリアランス(
a)を設けていた。これは光ファイバ(52)の穴(5
1)への挿入性を確保するためと、このクリアランス(
a)に接若剤を流し込み光ファイバ(52)とフェルー
ル(50)を固着するためである。
しかし、前述したように、偏心を0.5μm以下にする
ためにはこのクリアランス(a)1μmが偏心に与える
影響を無視することができず、このクリアランス(a)
のある限り偏心は安定して0.5μm以下にすることは
不可能であった。
■第2に、光ファイバ(52)は第3図(ロ)に示すよ
うに通常コア(53)とクラッド(54)の間にも偏心
(C)を生じている。この偏心率は通常1%程度である
が、それでも約0.8μmの偏心(C)を光ファイバ自
身がをしていることになる。
従って、総合的な偏心(d)を0.5μm以下にするに
は、さきのクリアランス(a)による偏心(b)に、こ
のコア(53)とクラッド(54)の偏心(C)をも考
慮した光コネクタフェルールを製造することが不可欠と
なる。
(間逼点を解決するための手段) 本発明は上述したクリアランスによる偏心、コア、クラ
ッドから生じる偏心という、従来の製造方法ではさける
ことのできなかった根本的な偏心を除去して、極めて低
損失な光コネクタフェルールの製造方法を提供するもの
で、その特徴は、光ファイバ心線端部に取付けたプレフ
ェルールをマスターフェルールを内蔵した金型内に挿置
し、伝送光によりプレフェルールとマスター7エルール
との結合損失をモニターすることによりプレフェルール
の金型キャビティー内での調心を実現した後、プレフェ
ルールをインサート成形することによりコンプリートフ
ェルールを成形することにある。
(実施例) 第1図は本発明の製造方法における金型の概要縦断面図
、第2図は本発明の製造方法に用いるプレフェルールの
製造の手順の説明図である。
まず、第2図(イ)に示すように光ファイバ心線GDの
端部被覆を除去して裸光ファイバQ21を露出した光フ
ァイバ心線GOを作成する。この光ファイバ心線(If
)を金型(40)内にセットしその外周を樹脂で成形し
てプレフェルールを得る。このときプレフェルールの偏
心は殆んで問題ではなく例えば10μm以下でよい。そ
の後成形されたプレフェルールは端面を研磨して第2図
(ハ)のプレフェルール(1)を得る。
このようにして得られたプレフェルール(1)を、あら
かじめマスターフェルール■を上向きにセットし内蔵し
た金型(3)内にフェルールの先端が対向するようにセ
ットする。上記金型(3)の本体(3I)の内面は弾性
スリーブ■で形成されており、又金型(3)内にはフェ
ルールの外周金属層を形成する金属パイプ■もあらかじ
めインサートしておく。
上記マスターフェルール■は偏心を厳選したフェルール
にコア、クラフト間の偏心を厳選した光ファイバ(22
)を挿入して出来たフェルールの中からさらに最終偏心
をチェックして偏心10.1μm以下のフェルール冬マ
スターフェルール0として使用する。
上述のように、プレフェルール(1)を金型(3)にセ
ットした状態で、プレフェルール(1)に取付けられた
光ファイバ心線0Dの片端に接続された光[17)より
光を入射し、マスターフェルール■に取付けられた光フ
ァイバ心線(21)の片端に接続された光パワーメータ
(ト)により伝送光をモニターして直接プレフェルール
(+)とマスターフェルール■との結合損失をモニター
し、この結合損失が最小になるように金型内でプレフェ
ルール(1)を調心する。なお、上記の場合光の入射方
向はマスターフェルール■側から行なってもよい。
プレフェルール(りの調心は、後部がホルダー(4によ
ってクランプされており、このクランプホルダー(4を
XYZ軸駆動機構部侶)により微小調整することにより
なされる。実際にはこの駆動機構部■と光パワーメータ
OCはコントローラ■を介して接続されており、上記の
調心工程は光パワーメータq■によりモニターされた光
■が最大になるようコントローラ(9)によって自動調
心される。なお、調心に際してはマスターフェルール■
とプレフェルール(1)の間には整合剤を設けて実施す
る。
上記の調心完了後、インサートされている全屈パイプ■
とプレフェルール(1)の間にスプル(35)より樹脂
を注入して外周に金g4F5を有するプレフェルール(
1)のインサートされたコンプリートフェルールが成形
される。
なお、コンプリートフェルールの成形中もプレフェルー
ル(りとマスターフェルール■の間隔を適当に保ってお
くことにより、成形中も結合損失をモニターできると共
に、必要に応じて、成形中も成形圧による変動を考慮し
たプレフェルールの関心も可能である。
以上説明したように本発明においては、高精度な加工が
不要なプレフェルールを、金型に内蔵しであるマスター
フェルールに対して高精度に調心することにより、従来
の根本的な問題であった光ファイバ挿入穴とのクリアラ
ンス及びコアとクラッド間の偏心等の聞届を解決し極め
て低損失な光コネクタフェルールを実現するものである
(実験例) 直径0.6mmφの単一モード光ファイバ心線の先端部
51111の被覆を除去して第2図(ロ)に示すように
金型に挿置し、エポキ/樹脂をトランスファー成形する
ことにより、光ファイバ心線端に直径1.6冒雷φ、長
さ14.4mのプレフェルールを成形した。このプレフ
ェルールは第2図(ハ)に示すように先端は約30゜の
テーパ状をなしており、この先端部を約0.4−書研磨
して、先端フンタクト面を約0.8箇1φになるように
した。
次に上記のプレフェルールを第1図に示すように金型内
に挿置すると共に、ステンレスパイプも同時にインサー
トした。上記金型には単一モード光ファイバを取付けた
マスターフェルールが内蔵されている。このマスターフ
ェルールは外径が2.499mm±0.0001mmで
、偏心量もo、Bm以下であり、金型内面に装若しであ
る割入りの弾性スリーブの下半分に収納されている。さ
らにこの金型にはやはり外径が2.499eII±0.
0001m讃、内径にM2.2のネジ加工を施しである
ステンレスパイプを弾性スリーブがクランプする形で挿
入される。上記マスターフェルールの先端は第1図に示
すようにプレフェルールの先端よりも若干広い凹形状に
加工してあり、又プレフェルールとマスターフェルール
にはあらかじめ整合剤をつけてあり、フレネル損を除く
と共に、端面を傷つけることなく調心できるようにしで
ある。
実際の調心においては、第1図に示すように、フレフェ
ルールの後部のクランプホルダーにマイクロメータとピ
エゾ素子の組合せによる@調心可能なXYZ駆動部が取
付けてありそれぞれの方向に0.1μm以下の分解能で
プレフェルールの調心ができる。調心方法としては、プ
レフェルール側の光ファイバ心線端を波長1.3μm帯
の光源と結合させ、マスターフェルール側の光ファイバ
心線をパワーメータに結合し、さらにこのパワーメータ
かラコントローラに信号が入力され、このコントローラ
とXYZ駆動部が連結され、伝送光が最大になるように
自動調心を行なう。しかして、伝送光が最大のときに金
型内にエボキノ樹脂をトランスファー成形できるよう一
連の工程が自動化されている。
実験においては、プレフェルールとマスター7エルール
の間隔は約5μmで調心を行ない、その平均時間は約5
0秒程度であり、又成形時間として約5分間長するので
、全工程は略々6分間で終了した。なお、成形圧は20
にに/C■1と低圧で実施した。
この際、プレフェルールとマスターフェルールの間に樹
脂は流れないので、コンプリートフェルールの成形後に
研磨することなくそのまま使用できる。勿論必要に応じ
て成形後回研磨しても差支えない。
得られたコンプリートフェルール同志の結合損失をn=
20で測定したところ、整合剤灯りでn=100におい
て平均0.01i[idBであり、従来の単一モードフ
ァイバの光コネクタ損失0.7dB程度に比し著しく向
上し、融着接続と同等の光コネクタを製造することが可
能となった。
又得られたコンプリートフェルール先端はテーパ状ニ突
出しており、ステンレスパイプを研磨することなく、適
当な弾性板研磨シートを使用すれば先端を球状に研ポす
ることが可能となり、結果としてコア同志のオプチカル
コンタクトが実現できる。この場合は整合剤なしでも平
均In失が0.083dBとなって整合剤灯りの場合と
略々間等の結合損失を得ることができた。
さらに、本発明のフェルールの信頼性テストを一り0℃
〜+80″Cのヒートサイクルテスト10日間で実施し
たが、初期損失からの劣化は0.03dB以内であり、
実用上全く問題ないことが確認された。
(発明の効果) 上述した本発明の光コネクタの製造方法によれば、次に
列記するような効果を奏する。
■高精度な加工が不要であるプレフェルールを事前に作
成し、これをマスターフェルールと高精度に調心して成
形することにより、従来の根本的偏心発生の原因であっ
たフェルールの光ファイバ挿入穴と光ファイバとのクリ
アランス、及びコアとクラッドの偏心等の問題を解決す
ることが可能となり、極めて低損失の単一モード光ファ
イバの光コネクタフェルールを実現することができた。
■従来、偏心を小さくするために光ファイバ挿入穴と光
ファイバとのクリアランスを小さくするよう努めたが、
結果としてフェルールへの光ファイバの挿入が困難とな
り、かつ、フェルールと光ファイバとの接着が不十分と
なることが多く、信頼性の上で問題があったが、本発明
ではこのような問題は一切生じない。
■従来、低損失な単一モード光ファイバ用光コネクタを
作成するためには、コアとクラッド間の偏心量の少ない
かつ、光ファイバ外径が適当な光ファイバを厳選するこ
とが必要であったが、本発明では基本的には光ファイバ
構造に依存することなく、低損失な光コネクタを低価格
で得ることができる。
■従来、プラスチック成形でフェルールを成形する場合
は、金型内径を高精度に加工すると共に、成形ピンを挿
入する穴も高精度に加工しておくという、二つの要素が
不可欠であったが、本発明の方法では金型の内径のみを
高精度に仕上げておけば、あとはマスターフェルールと
の調心で成形できるので、金型の加工が著しく容易にな
る。
■フェルールの外周に金属パイプを仔しているので、コ
ンプリートフェルール外径も極めて高精度にすることが
でき、成形収縮等が外径変動に影響を与えることがない
又、プレフェルールと金属パイプの間に樹脂が成形され
、その間隔も小さくて結果として成形収縮も小さくでき
、成形に伴う内部歪も小さくすることができる。
■コンプリートフェルールの先端からプレフェルールの
一部が突出しており、コンプリートフェルールを研磨す
る場合も金属パイプを研酵する必要がなく、かつ先端を
球状に研書することが容易で、オプチカルコンタクトを
容易に実現できる。
■本発明では、コンプリートフェルール成形後、結合損
失も同時に1lll+定することが可能となり、従来成
形と検査を各別に実施していたのを同時に処理すること
ができ、全体の製造時間を2しく短縮することができる
又同様に、従来は光コネクタフェルールの光ファイバ挿
入穴検査、偏心検査を実施して、(11−モード光ファ
イバ用光コネクタフェルールをIr前に選別していたが
、本発明ではこのような検査や選別が不要となり、この
点でも製造工程を菩しく簡素化することが可能である。
■金型内面に割入りの弾性スリーブを設けることにより
、金属パイプの挿入が容易となり、かつ、挿入クリアラ
ンスゼロで成形可能となった。
又成形品の取出しゃ、金型の加工も極めて簡素化される
なお、上述の本発明の説明は単一モード光ファイバを例
により説明したが、勿論マルチモード光ファイバにも適
用できるのは言うまでもないし、定偏波光ファイバ用の
光コネクタとしても、必要な伝送特性をモニタすること
により実現できるのはいうまでもない。
又金1f+l内にあらかしめインサートする金属、<イ
ブの代りにセラミックパイプを用いてもよ(、プレフェ
ルールとしてセラミック部材や象届部材を使用すること
も勿論可能である。
さらに、本発明は用心光ファイバ心線を用いたものにつ
いて説明したが、多心光ファイバ用の多心光コネクタに
ついても応用でき、この場合は事前に多心光ファイバ用
のプレ7エルールを作成し、金型内で多心のマスターフ
ェルールに対して調心し、成形するとよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の製造方法における金型の概要縦断面図
、第2図は本発明の製造方法に用いるプレフェルールの
製造の手順の説明図、第3図(イ)は光コネクタフェル
ールの1例の縦断面図、同図的)はフェルールにおける
偏心の説明図である。 1・・・プレフェルール、2・・・マスターフェルール
、3・・・金型、4・・・クランプホルダー、5・・・
金iノ<イブ、6・・・割入りスリーブ、7・・・光源
、8・・・XYZ駆fim+、9・・・コノトローラ、
10・・・光パワーメータ、11・・・光ファイバ心線
、+2・・・裸光ファイバ。 算 1 目 算2図 (ロ) 〔ハ〕 穿3 口 (イ) C口)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光ファイバ心線端部に取付け位置決め結合に用い
    る光コネクタフェルールの製造方法にして、光ファイバ
    心線端部に取付けたプレフェルールをマスターフェルー
    ルを内蔵した金型内に挿置し、伝送光によりプレフェル
    ールとマスターフェルールとの結合損失をモニターする
    ことによりプレフェルールの金型キャビティー内での調
    心を実現した後、プレフェルールをインサート成形する
    ことによりコンプリートフェルールを成形することを特
    徴とする光コネクタフェルールの製造方法。
  2. (2)プレフェルールは先端から裸光ファイバが露出し
    ている光ファイバ心線を別の金型に直接インサートして
    成形することにより製造されていることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の光コネクタフェルールの製造
    方法。
  3. (3)プレフェルール先端部にはテーパ加工が施してあ
    り、コンプリートフェルール成形後はこのテーパ加工の
    少なくとも1部がコンプリートフェルールより先に突出
    していることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    光コネクタフェルールの製造方法。
  4. (4)コンプリートフェルールの外周には金属スリーブ
    がインサート成形されていることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の光コネクタフェルールの製造方法。
  5. (5)金型内面は弾性スリーブにより形成されているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光コネクタ
    フェルールの製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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