JPWO2020149302A1 - 光コネクタの製造方法 - Google Patents

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Abstract

光コネクタの製造方法は、ガラスファイバと、ガラスファイバを覆う樹脂被覆とを含むマルチコア光ファイバを準備し、マルチコア光ファイバの一端で樹脂被覆から露出したガラスファイバをフェルールに挿入して、フェルールの端面からガラスファイバを長さAだけ突出させ、マルチコア光ファイバをフェルールに対して回転させて調心し、マルチコア光ファイバをフェルールに固定し、突出したガラスファイバの一端とフェルールの端面とを研磨して、フェルールの先端を長さBだけ削り取る。準備されたガラスファイバの一端の第一の初期端面と、初期端面から長さA+B[mm]離れたガラスファイバの断面との間における周方向のずれ角度が0.9[°]以下である。

Description

本開示は、光コネクタの製造方法に関する。
本出願は、2019年1月17日出願の日本出願第2019−5692号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
特許文献1には、マルチコア光ファイバ用のコネクタを製造するために、フェルールに光ファイバを配置する工程、光ファイバを光ファイバの端面からモニタして回転調心する工程、光ファイバの端面を研磨する工程を経る光コネクタの製造方法が開示されている。
日本国特開2013−238692号公報
本開示の一態様に係る光コネクタの製造方法は、ガラスファイバと、前記ガラスファイバを覆う樹脂被覆とを含むマルチコア光ファイバを準備し、前記マルチコア光ファイバの一端で前記樹脂被覆から露出した前記ガラスファイバをフェルールに挿入して、前記フェルールの端面から前記ガラスファイバを長さA[mm]だけ突出させ、前記マルチコア光ファイバを前記フェルールに対して回転させて調心し、前記マルチコア光ファイバを前記フェルールに固定し、突出した前記ガラスファイバの一端と前記フェルールの前記端面とを研磨して、前記フェルールの先端を長さB[mm]だけ削り取る。準備された前記ガラスファイバの前記一端の端面(第一の初期端面)と、前記第一の初期端面から長さA+B[mm]離れた前記ガラスファイバの断面との間における周方向のずれ角度が、0.9[°]以下である。
図1は本開示の光コネクタの製造方法で製造された光コネクタの外観斜視図である。 図2は図1の光コネクタに含まれるフェルールの斜視図である。 図3は本開示の光コネクタの製造方法の一例を説明する図である。 図4Aはマルチコア光ファイバを構成するガラスファイバの一例を説明する図である。 図4Bはマルチコア光ファイバを構成するガラスファイバの他の例を説明する図である。 図5Aはマルチコア光ファイバの一端の斜視図である。 図5Bはマルチコア光ファイバの一端の正面図である。 図6はマルチコア光ファイバを接続する光コネクタにおける接続損失と角度ずれとの関係を説明する図である。 図7は準備した光ファイバを説明する図である。
光ファイバは長手方向でねじれているものが多い。このため、マルチコア光ファイバのコアの位置は光ファイバの長手方向で定まっていない。つまり、研磨前の端面におけるコアの位置と、研磨後の端面におけるコアの位置とが、光ファイバの周方向においてずれることがある。これでは、光ファイバ同士をコネクタ接続した場合、接続損失は低くならない。
本開示は、マルチコア光ファイバ同士をコネクタ接続した場合、低い接続損失で接続可能な光コネクタの製造方法を提供することを目的とする。
[本開示の実施形態の説明]
本開示の実施形態の内容を列記して説明する。
(1)本開示に係る光コネクタの製造方法は、ガラスファイバと、前記ガラスファイバを覆う樹脂被覆とを含むマルチコア光ファイバを準備し、前記マルチコア光ファイバの一端で前記樹脂被覆から露出した前記ガラスファイバをフェルールに挿入して、前記フェルールの端面から前記ガラスファイバを長さA[mm]だけ突出させ、前記マルチコア光ファイバを前記フェルールに対して回転させて調心し、前記マルチコア光ファイバを前記フェルールに固定し、突出した前記ガラスファイバの一端と前記フェルールの前記端面とを研磨して、前記フェルールの先端を長さB[mm]だけ削り取る。準備された前記ガラスファイバの前記一端の端面(第一の初期端面)と、前記第一の初期端面から長さA+B[mm]離れた前記ガラスファイバの断面との間における周方向のずれ角度が、0.9[°]以下である。この場合、フェルールの研磨後のガラスファイバの端面におけるコアの位置と、フェルールの研磨前のガラスファイバの端面(第一の初期端面)におけるコアの位置とは、光ファイバの周方向のずれ角度が小さくなる。よって、マルチコア光ファイバ同士をコネクタ接続した場合、低い接続損失で接続可能である。
(2)本開示の光コネクタの製造方法の一態様では、前記準備は、前記ガラスファイバの前記一端の端面(第二の初期端面)から前記ガラスファイバの長手方向に沿って前記マルチコア光ファイバの周方向のずれ角度を測定する第一副工程と、前記ガラスファイバの前記第二の初期端面と長さA+B[mm]離れた断面との間における前記マルチコア光ファイバの周方向のずれ角度が0.9[°]を超す場合、前記ガラスファイバの前記第二の初期端面から長さA+B[mm]以上離れた位置で前記マルチコア光ファイバを切断し、前記ずれ角度が0.9[°]以下である場合、前記第二の初期端面を準備された前記ガラスファイバの前記一端の前記第一の初期端面とする第二副工程と、を含み、前記ガラスファイバの前記第二の初期端面から長さA+B[mm]離れた断面の間における前記ずれ角度が0.9[°]以下になるまで、前記第一副工程と前記第二副工程とを繰り返す。
(3)本開示の光コネクタの製造方法の一態様では、前記準備は、一端面と前記一端面から長さA+B[mm]離れた断面までの間における周方向のずれ角度が±0.9[°]以下である第一マルチコア光ファイバを準備し、前記第一マルチコア光ファイバの他端に前記第一マルチコア光ファイバと同一のコア配置である第二マルチコア光ファイバを融着接続して、前記第一マルチコア光ファイバの前記一端面を準備された前記ガラスファイバの前記一端の前記第一の初期端面とすることを含む。第二マルチコア光ファイバについては、光ファイバの周方向のずれ角度θrが問われないものを用いることができる。したがって、光コネクタ用の光ファイバが容易に得られる。
(4)本開示の光コネクタの製造方法の一態様では、前記マルチコア光ファイバの周方向の前記ずれ角度は、前記ガラスファイバの側面から測定される。(5)本開示の光コネクタの製造方法の一態様では、前記マルチコア光ファイバの周方向の前記ずれ角度は、前記ガラスファイバの端面から測定される。いずれの場合にも、光ファイバの周方向のずれ角度θrを容易に測定できる。
[本開示の実施形態の詳細]
添付図面を参照しながら、本開示による光コネクタの製造方法の好適な実施の形態について説明する。なお、以下では、光コネクタをLCコネクタの例で説明する。
図1は、本開示の光コネクタの製造方法で製造された光コネクタ1の外観斜視図である。光コネクタ1は、フェルール10を収容したプラグフレーム20を備え、プラグフレーム20の後端には、光ファイバfを保護するブーツ34が設けられている。プラグフレーム20は、図示のX軸方向に延びた角筒状のフロントハウジング21を有する。フロントハウジング21は、例えば樹脂製であり、フェルール10を受け入れ可能な後端開口24と、フェルール10を突出させる前端開口23を有する。フロントハウジング21の外周面には、可撓性を有したラッチアーム22が設けられている。
プラグフレーム20は、フロントハウジング21の後方に、リアハウジング31を有する。リアハウジング31は、例えば樹脂製で、フェルール10の後端部分やコイルばね(図示省略)を収容可能である。また、リアハウジング31の外周面には、ラッチアーム22に係合可能なクリップ32が設けられている。
図2は、光コネクタ1に含まれるフェルール10の斜視図である。フェルール10は、図示のX軸方向に延びたフェルール本体11を有する。フェルール本体11は、例えばジルコニア製で円筒状であり、光ファイバfが挿入される後端13と、光ファイバfの先端面を露出させる前端12とを有する。フェルール本体11の略中央位置の外側には、フランジ14が設けられている。フランジ14は、断面視略六角形状または略四角形状である。
図3は、光コネクタの製造方法の一例を説明する図である。図3中の(A)、(B)、(C)、(D)各領域は、組み立て中の光コネクタの各工程における側面図である。光ファイバfは、例えば、1つの共通のクラッド内に複数コアを有するマルチコア光ファイバ(MCF)である。マルチコア光ファイバはガラスファイバgと、ガラスファイバgを覆う樹脂被覆とを含む。本開示では、後述の条件を満たした光ファイバfを準備する。図3の(A)領域に示すように、準備した光ファイバfの一端は、樹脂被覆を除去してガラスファイバgを露出させる。準備された当該ガラスファイバgの一端に第一の初期端面がある。次いで、光ファイバfを後端13からフェルール10内に挿入し、図3の(B)領域に示すように、露出したガラスファイバgを、フェルール本体11の研磨前の端面12’から突出させる。なお、研磨前の端面12’が本開示のフェルールの端面に相当する。研磨前の端面12’から突出したガラスファイバgの長さを突出長さA[mm](例えば5[mm])とする。
続いて、図3の(C)領域に矢印で示すように光ファイバfをフェルール10に対して回転させて、第一の初期端面におけるコア位置を所定位置に調心する。研磨前の端面12’から長さA[mm]突出したファイバ先端端面が回転調心時の末端に相当する。この調心後に、露出したガラスファイバgをフェルール本体11の内側に接着させて固定する。次に、研磨前の端面12’から突出したガラスファイバgをフェルール本体11とともに研磨する。フェルール本体11を研磨する長さ(削り取る長さ)は研磨長さB[mm](例えば0.5[mm])である。つまり、ガラスファイバgの研磨長さはA+B[mm]になる。これにより、図3の(D)領域に示すように、ガラスファイバgを中央に配置した前端12が現れる。前端12がコネクタの末端に相当し、例えば凸球面状に研磨されている。
研磨後、フェルール10の後端部分やコイルばねを図1で説明したリアハウジング31に収容し、フェルール10の先端部分をフロントハウジング21に挿入する。クリップ32がラッチアーム22に乗り上がると、フロントハウジング21がリアハウジング31にラッチされる。同時に、フランジ14は、コイルばねの付勢力によって前方に押される。フランジ14が前方に移動し、フランジ14がフロントハウジング21に挿入されると、フェルール10は、その先端部分がフロントハウジング21から突出する。
図4A、図4Bは、光ファイバfを構成するガラスファイバgの例を説明する図である。図4Aに示したガラスファイバgは、クラッド41内に7個のコア42(中央コアと、光ファイバ中心軸の周囲に六角形状に配置された外周コアとからなる)を有する。また、図4Bに示したガラスファイバgは、クラッド41内に8個のコア42(光ファイバ中心軸の周囲に八角形状に配置された外周コアのみ)を有する。
図5A、図5Bは、光ファイバのねじれを説明する図であり、図5Aは光ファイバの一端の斜視図、図5Bは光ファイバの一端の正面図である。仮に、ガラスファイバgが先端からL[mm]の範囲でねじれていない場合、回転調心時の末端(研磨前の端面12’から長さA[mm]突出したファイバ先端面:図5Aに第一の初期端面Aで示す)のコアの位置と、コネクタの末端(前端12:図5Aに断面Bで示す)のコアの位置とが、光ファイバfの長手方向に垂直な各々の断面内で同じ位置にあり、光ファイバfの周方向でずれていない。断面Bは、第一の初期端面AからL[mm]の位置で光ファイバfを切断した場合のガラスファイバgの端面である。しかし、実際には、光ファイバfは長手方向に垂直な断面内で回転しており、図5Aに示すように、第一の初期端面Aのコアの位置と断面Bのコアの位置とが、光ファイバfの周方向でずれていることがある。
第一の初期端面Aのコアの位置と断面Bのコアの位置とのずれは、光ファイバfの周方向のずれ角度(以下、回転角度ずれ量と称する)θr[°]で表せる。クラッド41には、外周コアの近傍にマーカー43が設けられている。例えば、ガラスファイバgの端面を観察レンズの焦点距離を変えながら観察し、第一の初期端面Aのマーカー43の位置と断面Bのマーカー43の位置を求める。第一の初期端面Aにおける観察結果と断面Bにおける観察結果とを重ね合わせると、図5Bに示すように、回転角度ずれ量θrは、第一の初期端面Aのマーカー43とガラスファイバgの中心を結んだ直線と、断面Bのマーカー43とガラスファイバgの中心を結んだ直線とのなす角で求められる。
第一の初期端面Aと断面Bとの間に生ずる回転角度ずれ量θrは、コネクタ接続した場合、接続損失に影響を及ぼす。図6は、接続損失と回転角度ずれとの関係を説明する図である。縦軸をコネクタ接続時における接続損失(最大値)[dB]とし、横軸を回転角度ずれ量θr[°]としている。光ファイバfの中心から外側コアの中心までの距離をコア位置r[μm]とし、コア位置rが35,40,45[μm]の3種類の光ファイバfを例に挙げて調べた。波長1310[nm]における光ファイバfのモードフィールド径は8.6[μm]である。
接続損失は、コア位置rが45[μm]の場合に最も高くなっている。よって、コア位置rが45[μm]について述べると、接続損失を、製品に要求される例えば0.5[dB]以下にするには、回転角度ずれ量θrがα(例えば0.9[°])以下にする必要があることが分かる。
そこで、光ファイバfの準備工程では、ガラスファイバgの端面から長さA+B[mm]離れた断面までの間において、光ファイバfのねじれによる回転角度ずれ量θrが±α[°]以下となるものを準備している。
なお、光ファイバfの1[mm]あたりの許容回転数[rot/mm]は(α[°]/360[°])÷(A+B)[mm]で求めることができる。このように、ガラスファイバgの端面から長さA+B[mm]離れた断面までの間において、光ファイバfの回転角度ずれ量θrが±α[°]以下となるマルチコア光ファイバを準備すれば、フェルールの研磨後のガラスファイバgの端面(コネクタの末端)におけるコアの位置と、フェルールの研磨前のガラスファイバgの端面(回転調心した時点の末端)におけるコアの位置とは、光ファイバの周方向のずれ角度が小さくなる。よって、光ファイバ同士をコネクタ接続した場合、低い接続損失で接続可能である。
図7は、準備した光ファイバを説明する図である。図7中の(A)領域は本開示の光コネクタの製造方法の準備工程において第1の手法を用いた場合の光ファイバを示し、(B)領域は本開示の光コネクタの製造方法の準備工程において第2の手法を用いた場合の光ファイバを示す。上述の条件を満たす光ファイバを準備するには、以下の2つの手法がある。まず、第1の手法は、ガラスファイバgの第二の初期端面からその長手方向に沿って光ファイバfの回転角度ずれ量θrを測定し(第一副工程)、ガラスファイバgの第二の初期端面から長さA+B[mm]離れた断面までの間における回転角度ずれ量θrが±α[°]を超す場合、当該位置で或いは当該位置よりも根本側で光ファイバfを切断し、端面側の光ファイバを捨てる(第二副工程の一例)。
一方、ガラスファイバgの端面から長さA+B[mm]離れた断面までの間における光ファイバfの回転角度ずれ量θrが±α[°]以下の場合、図7の(A)領域に示すように、この第二の初期端面を、準備されたガラスファイバgの第一の初期端面として、当該光ファイバfを使って光コネクタを製造する(第二副工程の他の例)。
回転角度ずれ量θrが±α[°]以下になるまで、第一副工程と第二副工程を繰り返す。
第2の手法は、ガラスファイバgの一端面から長さA+B[mm]離れた断面までの間における回転角度ずれ量θrが±α[°]以下である光ファイバf(第一マルチコア光ファイバに相当する)を別途準備して、光ファイバfの他端と、光ファイバfと同一のコア配置である別のマルチコア光ファイバf’(第二マルチコア光ファイバに相当する)のガラスファイバg’の端面と融着接続する。別の光ファイバf’については、回転角度ずれ量θrが問われないものを用いることができる。当該光ファイバfの一端面を準備されたガラスファイバgの一端の第一の初期端面とする。これにより、図7の(B)領域に示すように、測定したガラスファイバgの端面から光コネクタの製造に必要な位置までの長さを有した光ファイバを作製して採用する。
ところで、上記実施形態では、光コネクタをLCコネクタの例で説明した。しかし、本開示はこの例に限定されない。例えば、SCコネクタやMUコネクタを含む他の形式の光コネクタにも適用できる。回転角度ずれ量θrを求めるために、ガラスファイバgの端面を観察した例を挙げて説明したが、ガラスファイバgの側面を観察してもよい。詳しくは、ガラスファイバgのコアに光を照射し、ガラスファイバgの側面で、その透過光あるいは反射光からガラスファイバgの長手方向におけるコアの位置および状態の変化を確認する。ガラスファイバgの側面を観察して、ガラスファイバgの周方向におけるずれ量Eが分かれば、コア位置がr分かっているので、回転角度ずれ量θrを微小とすれば、θrはE/rで近似できる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した意味ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1…光コネクタ、10…フェルール、11…フェルール本体、12…前端、12’…研磨前の端面、13…後端、14…フランジ、20…プラグフレーム、21…フロントハウジング、22…ラッチアーム、23…前端開口、24…後端開口、31…リアハウジング、32…クリップ、34…ブーツ、41…クラッド、42…コア、43…マーカー

Claims (5)

  1. ガラスファイバと、前記ガラスファイバを覆う樹脂被覆とを含むマルチコア光ファイバを準備し、
    前記マルチコア光ファイバの一端で前記樹脂被覆から露出した前記ガラスファイバをフェルールに挿入して、前記フェルールの端面から前記ガラスファイバを長さA[mm]だけ突出させ、
    前記マルチコア光ファイバを前記フェルールに対して回転させて調心し、
    前記マルチコア光ファイバを前記フェルールに固定し、
    突出した前記ガラスファイバの一端と前記フェルールの前記端面とを研磨して、前記フェルールの先端を長さB[mm]だけ削り取る、光コネクタの製造方法であって、
    準備された前記ガラスファイバの前記一端の第一の初期端面と、前記第一の初期端面から長さA+B[mm]離れた前記ガラスファイバの断面との間における周方向のずれ角度が、0.9[°]以下である、光コネクタの製造方法。
  2. 前記準備は、
    前記ガラスファイバの前記一端の第二の初期端面から前記ガラスファイバの長手方向に沿って前記マルチコア光ファイバの周方向のずれ角度を測定する第一副工程と、
    前記ガラスファイバの前記第二の初期端面と長さA+B[mm]離れた断面との間における前記マルチコア光ファイバの周方向のずれ角度が0.9[°]を超す場合、前記ガラスファイバの前記第二の初期端面から長さA+B[mm]以上離れた位置で前記マルチコア光ファイバを切断し、前記ずれ角度が0.9[°]以下である場合、前記第二の初期端面を、準備された前記ガラスファイバの前記一端の前記第一の初期端面とする第二副工程と、を含み、
    前記ガラスファイバの前記第二の初期端面から長さA+B[mm]離れた断面の間における前記ずれ角度が0.9[°]以下になるまで、前記第一副工程と前記第二副工程とを繰り返す、請求項1に記載の光コネクタの製造方法。
  3. 前記準備は、
    一端面と前記一端面から長さA+B[mm]離れた断面までの間における周方向のずれ角度が±0.9[°]以下である第一マルチコア光ファイバを準備し、前記第一マルチコア光ファイバの他端に前記第一マルチコア光ファイバと同一のコア配置である第二マルチコア光ファイバを融着接続して、前記第一マルチコア光ファイバの前記一端面を準備された前記ガラスファイバの前記一端の前記第一の初期端面とすることを含む、請求項1に記載の光コネクタの製造方法。
  4. 前記マルチコア光ファイバの周方向の前記ずれ角度は、前記ガラスファイバの側面から測定される、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の光コネクタの製造方法。
  5. 前記マルチコア光ファイバの周方向の前記ずれ角度は、前記ガラスファイバの端面から測定される、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の光コネクタの製造方法。
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