WO2005019893A1

WO2005019893A1 - 光レセプタクル

Info

Publication number: WO2005019893A1
Application number: PCT/JP2004/011859
Authority: WO
Inventors: Masanori Wada; Hirokazu Takeuti
Original assignee: Nippon Electric Glass Co., Ltd.
Priority date: 2003-08-20
Filing date: 2004-08-12
Publication date: 2005-03-03
Also published as: US7513696B2; CN1867848A; TW200508684A; US20070041686A1; CN100464206C

Abstract

光レセプタクル１１は、精密スリーブ１２と、精密スリーブ１２の内孔１２ａの一端に接着剤１６を介して固定された光ファイバ付スタブ１４と、精密スリーブ１２の外周に圧入又は接着剤１６で固定されたスリーブホルダ１３とを備えている。光ファイバ付スタブ１４の外周および／または精密スリーブ１２内孔１２ａの表面粗さのＲａ値は０．１μｍ以上、０．５μｍ以下である。

Description

光レセプタクル技術分野

本発明は、光ファイバコネクタとの間で信号を光学的に受 ·発光素子に接続するために用いられる光レセプタクルに関する。背景技術

従来の光レセプタクル 1は、図 3 ( A) に示すように、割りスリーブ 2を使用したタイプである。この光レセプタクル 1では、スタブホルダー 3に光ファイバ付スタブ 4が圧入あるいは接着剤で固定されており、十分な弾性を有する割りスリーブ 2に光フアイバ付スタブ 4が把持され、割りスリーブ 2の締まり代により閉じられて保持されている。この光レセプタクル 1の割りスリーブキヤップ 5の開口部 5 aから光コネクタフエルール 7が揷入され、割りスリーブ 2によって、光コネクタフェル一ル 7と光ファイバ付スタブ 4とが同軸に精密にァライメントされる。光レセプタクル 1の後方には、光半導体 6 a と、レンズ 6 bと、これらを保持するホルダ 6 cとを具備した受 ·発光素子 6が配設され、割りスリーブ 2 によって、光コネクタフエルール 7と光ファイバ付スタブ 4とが同軸に精密にァライメントされることにより、受 ·発光素子 6と光コネクタフェルール 7内の光ファイバ 7 aとが光ファイバ付スタブ 4を介して光学的に結合される。

図 3 ( A) の光レセプタクル 1は最もオーソドックスなものであり、光フアイバ付スタブ 4を用いて光コネクタと同軸接続する為に考案された初期のスタイルである。最近では、伝送装置自体の小型化のニーズが高く、それに使われる光レセプタクルの短尺化の要求が厳しい。この小型化を達成する為にさまざまな形態が取られている。例えば、特許文献 1には、図 3 ( B ) に示すように、短い光フアイバ付スタブ 4を精密に同軸上にァライメントすることができ、かつ、光ファィバ付スタブ 4が短くても割りスリープ 2に強固に保持され緩まないように、保持用リング 8が割りスリーブ 2と割りスリーブキャップ 5との間に圧入される構造を持つ、 4つの部品からなる小型の光レセプタクル 1 aが開示されている。また、特許文献 2には、図 3 (C) に示すように、その全体に割りが入っているのではなく、光コネクタフェルール 7の挿入側にのみ割りが入っており、光フアイバ付スタブ 4側には割りがない割りスリーブ 9に、光ファイバ付スタブ 4が接着固定されており、上記と同様に、光ファイバ付スタブ 4の全長を短くし、かつ、精密に同軸上にァライメントできるようにした小型の光レセプタクル 1 bが開示されている。この光レセプタクル 1 bでは、光ファイバ付スタブ 4がスタブホルダー 3に圧入または接着剤で固定され、上記の特殊な割りスリーブ 9が光フアイパ付スタブ 4に固定され、割りスリーブ 9を覆うように割りスリーブキヤップ 5が固定されており、合計 4つの部品が用いられる。

一方で、本発明の発明者等による特許文献 3には、光ファイバ用毛細管の内孔と光ファイバとの同心度を確保するために、内孔の表面粗さの R a値が 0. 1 μ mから 0. 5 μπιである光ファイバ用毛細管と、それを用いた光ファイバ付スタブが開示されている。

また、特許文献 2及び特許文献 4には、フヱルールのスリーブに対する揷入性を確保するために、フエルールの外周面及びスリープの内周面は、その表面粗さの R a値が 0. 2 n m以下である光レセプタクルが開示されている。

特許文献 1 ：特開平 10— 332988号公報

特許文献 2 ：特開 2003— 107288号公報

特許文献 3 ：特開 2003— 149502号公報

(US 2003095753A1)

特許文献 4 ：特開 2003— 222764号公報

上記の従来の光レセプタクル 1は、光ファイバ付スタブ 4がスタブホルダー 3 に固定されており、光コネクタフェルール 7と光ファイバ付スタブ 4とを同軸上にァライメントするための部品として、割りが設けられた割スリーブ 2を使用している。しかしながら、割りスリーブ 2は、光ファイバ付スタブ 4を把持してレ、るだけで、固定されていないので、光コネクタフエルール 7が挿入抜去されたときに抜けないようにするために、割りスリープキャップ 5が必要となる。その結杲、光レセプタクル 1を構成する為には最低 4つの部品が必要となる。これらの部品は、何れもこの形態の光レセプタクルを構成する為の必須要素であるので、これ以上部品点数を少なくすることができず、コストの削減が困難であるという問題がある。

また、光デバイスの小型化を実現するために、高密度な導光部材の実装を図る上で、光ファイバ付スタブ 4はできるだけ短い方が好ましい。しかし、光フアイバ付スタブ 4を短くすると、割りスリーブ 2の把持力が弱くなり、光コネクタのフエルール 7が割りスリーブ 2に揷入された際に、横荷重がかかった場合、同軸のァライメントを保つことができなくなる。そのため、短い光ファイバ付スタブ 4の光軸と光コネクタフェルール 7の光軸との間に角度ズレが生じて、同軸上の精密なァライメントが維持できなくなる。したがって、光ファイバスタブ 4をこれ以上短くすることができない。

また、特許文献 1の光レセプタクルは、小型化は達成できているが、短い光フアイバ付スタブ 4の光軸とシングルモード光ファイバ用の光コネクタフェルール 7の光軸との位置関係を安定維持させるために、補強用の保持リング 8が必要となり、結果として高価な部品の点数が多くなってしまうという問題がある。

また、特許文献 2の光レセプタクルは、小型化は達成できているが、途中までスリツトが入った特殊な割りスリーブ 9が必要であり、より複雑な加工が必要になるのでコストアップが避けられない。また、従来の光レセプタクル 1 と同様に割りスリーブキャップ 5を必要とするので、部品点数をこれ以上少なくすることができない。発明の開示

本発明の目的は、高い精度及び高い信頼性を維持し、かつ小型で部品点数が少なく製造コストの安価な光レセプタクルを提供することである。

本発明に係る光レセプタクルは、精密スリーブと、精密スリーブの内孔の一端に接着剤を介して固定された光ファイバ付スタブと、精密スリーブの外周に圧入又は接着剤で固定されたスリーブホルダとを備えている。そして、光ファイバ付スタブの外周および/または精密スリープの内孔の表面粗さの R a値が 0 . 1 μ m以上、 0 . 5 μ πι以下である。ここで、「精密スリープ」とは、割りスリーブのような割りが設けられておらず、挿入される光コネクタフェルールの外径よりも大きい内径を有する管状のスリーブを意味する。また、「R a」は、日本工業規格 J I S-B-0601 ( I S04287と同等の内容）で定義されている算術平均粗さである。

光ファイバ付スタブの外周および/または精密スリ一ブの内孔の表面粗さは、 1 &値が0. Ι μπι以下であると、光ファイバ付スタブの外周または精密スリーブの内孔に塗布される接着剤が均等な厚さにならず、光ファイバ付スタブが精密スリーブの内孔側壁に近づいて偏心する傾向にある。

—方、光ファイバ付スタブの外周において、表面粗さの R a値が 0. 5 ;imを超えると、 J I S— B— 0601で最大粗さとして定義されている Ry値も相当量大きくなることが予想され、外周の表面粗さの平均線によってできる円の中心に対し、外周の最小外接円筒の中心位置がずれてしまう場合が多くなつて、外周の本来の真円度自体が実質上悪くなる。

本発明において、光ファイバ付スタブ外周の表面粗さの R a値は、 0. Ι μπι 以上、 0. 5 μπι以下であることが重要であり、塗布される接着剤を安定して均等な厚さにする上で、 1 &値は0. 2 μιηを超えていることが好ましい。また、表面粗さの平均線によってできる円の中心に対し、外周の最小外接円筒の中心位置ずれを抑制して、外周の真円度をより高める観点から、表面粗さの R y値は 4. Ο μιη以下であることが好ましく、さらに、表面粗さの平均線と山頂線との差 δ も 2. 0 μ m以下であることが好ましい。

また、精密スリーブの内孔の表面粗さの R a値が 0. 5 μ mを超えると、最大粗さ Ry値も相当量大きくなることが予想され、上記と同様に、精密スリーブの内孔の表面粗さの平均線によってできる円の中心に対し、内孔の最大内接円筒の中心位置がずれてしまう場合が多くなつて、内孔の本来の真円度自体が実質上悪くなる。

本発明において、精密スリーブの内孔の表面粗さの R a値は、 0. I m以上、 0. 5 m以下であることが重要であり、塗布される接着剤を安定して均等な厚さにする上で、 1 &値は0. 2 ^ mを超えていることが好ましい。また、表面粗さの平均線によってできる円の中心に対し、內孔の最大内接円筒の中心位置ずれを抑制して、内孔の真円度をより高める観点から、表面粗さの R y値は 4 . 0 μ m以下であることが好ましく、さらに、表面粗さの平均線と山頂線との差 δ も 2 . 0 /2 111以下であることが好ましい。

このような表面粗さの外周もしくは内孔は、光ファイバ付スタブや精密スリ一ブの材料粒子の大きさや量を制御することにより達成できる。また、機械加工によって光ファイバ付スタブの外周の表面粗さの R a値を、 0 . Ι μ πι以上、 0 . 5 μ m以下に調節することも可能である。

スリープホルダの材料としては、金属または樹脂が使用可能である。特にステンレス鋼やその他の金属材料で形成され、所望の剛性、形状安定性、及び耐候性を有するものが好適であり、光レセプタクルの後方に配置される受発光素子部品が金属で出来ていることが多いので、溶接性等を考盧すると S U S 3 0 4、 S U S 4 3 0がより好ましい。

本発明において、光ファイバ付スタブの外周に対する光ファイバのコアの同心度は 0 . 5 /x m以下であることが好ましい。

上記の同心度が 0 . 5 /i mを超えると、精密スリーブにより光ファイバ付スタブの外周を保持した場合に、その内孔に保持された光ファイバの光軸が精密スリ一ブの内孔の中心から 0 . 5 μ m以上ずれる可能性がある。そして、この光軸のずれに、その他の偏心因子が累積すると、光ファイバ付スタブの光軸と、これに接続されるシングルモード光ファイバ用の光コネクタフェル一ルの光軸とを、実用レベルに軸合わせすることができなくなる。

本発明において、精密スリープの内孔は、光ファイバコネクタフェルールの外径よりも 0から 1 . 5 大きい内径を有することが好ましい。

剛性の精密スリーブの內孔は、その内径が光ファイバコネクタフエルールの外径ょりも小さいと、その材料に十分な弾性がなく、割りも設けられていないので、光ファイバコネクタフエルールを挿入することができない。また、接続損失を増大させないために、光コネクタフェルールの外径と精密スリーブの内孔の内径との差は小さい方が良い。好ましくは、精密スリーブの内孔の内径が光ファイバコネクタフエルールの外径よりも大きく、その差が 0から 1 . 5 μ mであると、光ファィバ付スタブのファイバコアと光ファイバコネクタフエ/レーノレの光フアイパコァの軸ずれ量が 0. 5 m以下となり、より安定した接続特性が達成できる。光ファイバ付スタブを構成する毛細管は、結晶化ガラス製であることが好ましい。ここでの毛細管は、光ファイバ付スタブに突き合わせ接続される光コネクタフェルールと同等の外径、内径、同心度等の寸法精度を有することが好ましい。結晶化ガラスは、本発明の光ファイバ付スタブの毛細管や精密スリーブの材料として最も好適である。光ファイバ付スタブの毛細管や精密スリーブが結晶化ガラス製である場合、機械加工で表面粗さを調節する以外に、材料組成、熱処理温度などで表面粗さを自在にコントロールできる。本発明で使用する結晶化ガラスとしては.、毛細管の外周の表面粗さの R a値が 0. 1 zm以上、 0. 5 μ m以下となるような結晶粒径や結晶量を有する結晶化ガラスであれば使用可能であり、例えば、その結晶粒径が 0. Ι μπιから 1. 0 μ m程度で、結晶量としては 30 から 70質量％であれば好適である。

また、本発明において、精密スリープは、ガラス製または結晶化ガラス製とすることができる。

精密スリーブが、ガラスあるいは結晶化ガラス材質の場合、機械加工で寸法を調節するのではなく、延伸成形技術を用いて製造可能なため、量産によりコストダウンを図る上で好適である。精密スリーブがガラス製の場合、幅広い組成範囲で延伸成形が可能なため、熱膨張係数を調整することが必要な場合に有利である。また、精密スリープが結晶化ガラス製の場合、成形と表面粗さの調整が一度にできるので、材質としては最も好適である。一方、本発明で精密スリーブに使用する結晶化ガラスとしては、内孔の表面粗さの R a値が 0. Ι μπι以上、 0. 5 μ m以下となるような結晶を析出させるものであれば使用可能であり、特に非晶質ガラス中に析出する主結晶の結晶粒径が 0. 1 111から 1. O zm程度のものが好ましく、例えば、主結晶として —スポジュメン固溶体等を含むものが好適である。

本発明の光レセプタクルは、接着剤が、最大粒径が 0. 5 μπι以下で、かつ平均粒径が 0. 3 μπι以下のフィラーを 1 0体積％以上含んでいることが好ましレ、。フィラーの最大粒径が 0. 5 μπι以上であり、あるいは、平均粒径が 0. 3 μ m以上であると、フィラー自体が精密スリーブと光ファイバ付スタブとの間隙に均等に充填されなくなる。また、光ファイバ付スタブを細くして、精密スリーブと光ファイバ付スタブとの間隙を大きくすると、接着剤層の厚さ自体が厚くなりすぎて、光ファイバ付スタブを精密スリーブの内孔の中心位置に保持することが困難になるばかり力接着剤が多くなることで耐候性や光学安定性等の信頼性が低下する可能性がある。また、フィラーの配合量が 1 0体積％以下であると、接着剤の硬化時の体積収縮や、温度変化に伴う膨張収縮の影響を十分に抑制することが困難である。なお、組立に用いられるエポキシ樹脂製の接着剤では、硬化の際におよそ 2 0 %程度の体積収縮が生じる。このような接着剤の収縮による光フアイバ付スタブの位置ずれを防ぐには、接着剤にガラス、セラミックもしくは金属等からなる、最大粒径が 0 . 5 μ πι以下で、かつ平均粒径が 0 . 3 μ ιη以下のブイラ一を混合することが効果的である。このようなフイラ一を混合することにより、チクソトロピック性が付与されて、液ダレの防止効果や接着剤の強度向上にも効果がある。

本発明の光レセプタクルは、精密スリーブと、精密スリーブの内孔の一端に接着剤を介して固定された光ファイバ付スタブと、精密スリーブの外周に圧入又は接着剤で固定されたスリーブホルダを具備し、光ファイバ付スタブの外周および /または精密スリープの内孔の表面粗さの R a値が 0 . Ι μ πι以上、 0 . 5 μ ιη 以下であるので、このような表面粗さを有する表面の性状に起因して、精密スリーブ内で光ファイバ付スタブの外周に一様に接着剤がいき亘り、光ファイバ付スタブを精密スリーブの中心に位置させることができる。このため、均等な厚さの接着剤の層を介して光ファイバ付スタブを従来よりも正確に精密スリーブの中心に安定して保持することが可能となり、割りスリープを使用せずとも実質的に十分実用可能な低損失の光レセプタクルが構築できる。また、それぞれの部材は接着剤で固定しているので、従来のような間隙を設けたルーズな割りスリープキヤップが不要となり、部品点数が削減され、より安価な光レセプタクルが提供できる。

さらに、接着剤により、それぞれの部材が割りスリーブの把持力にくらべて強固に固定されているので、光ファイバ付スタブの全長を短尺化することが容易であり、かつ性能を落とすことなく実現できる。また、割りスリーブタイプのように補強用の保持用リング等の特殊な部材を追加して用いる必要がない。

さらに、精密スリープの内孔の表面粗さの R a値が 0 · 1 Π1以上、 0 . 5 z m以下である構成を採用することにより、さらに均等な厚さの接着剤の層を介して光ファイバ付スタブを精密スリーブの中心位置に安定保持して固定することが可能となる。

また、光ファイバ付スタブの外周に対する光ファイバのコアの同心度を 0 . 5 μ m以下とすることが、光レセプタクル內を伝播する光信号の損失を抑える上で好ましく、精密スリーブの内孔の内径を光ファイバコネクタフエルールの外径よりも 0から 1 . 5 m大きくすることが、さらに好ましい。

さらに、光ファイバ付スタブの毛細管を結晶化ガラス製とすることにより、組成を工夫することで、延伸成形により容易に高精度な寸法を有する毛細管を得ることができ、かつ結晶の析出状態を制御することにより、外周の表面粗さの R a 値が 0 . Ι μ πι以上、 0 . 5 μ πι以下である毛細管を容易に得ることができる。また、精密スリープをガラス製または結晶化ガラス製とすることにより、組成を工夫することで、延伸成形により所望の形状、寸法を容易に得ることができる。また、結晶化ガラスの場合、結晶の析出状態により内孔の表面粗さの R a値が 0 . Ι μ πι以上、 0 . 5 μ ιη·以下である精密スリープが容易に実現可能となる。

さらに、接着剤が、最大粒径が 0 . 5 μ πι以下で、かつ平均粒径が 0 . 3 μ πι 以下のフィラーを 1 0体積％以上含んでいる構成とすることにより、精密スリーブと光ファイバ付スタブとの間の接着剤層を円周方向に渡って均一に形成し易く、光ファイバ付スタブを精密スリーブの中心に安定して保持することがより容易に達成可能となる。

さらに、光ファイバ付スタブを所望の剛性を有する精密スリーブの内孔内で自己調心させた上で接着固定することにより、光コネクタフヱルールを挿入した際に、殆ど変形が無く、光ファイバ付スタブと光コネクタフェルールとが高精度で同軸上に配置される。そのため、本発明の光レセプタクルは、性能を劣化させずに、光ファイバ付スタブをできる限り短くすることが可能であり、より高密度の実装が可能である。

上記のような本発明の光レセプタクルは、高い精度と高い信頼性を有し、小型で部品点数が少なく、製造コストが安価である。図面の簡単な説明

図 1 (A) は、結晶化ガラス製またはガラス製の精密スリーブを使用した光レセプタクルに光コネクタを接続するときの状態を示す要部断面図、図 1 ( B )は、結晶化ガラス製の精密スリ一ブをスリ一ブホルダに圧入した光レセプタクルに光コネクタを接続するときの状態を示す要部断面図である。

図 2 (A) は、光ファイバ付スタブの外周の表面粗さを測定したチャート、図 2 ( B ) は、精密スリーブの内孔の表面粗さを測定したチャートである。

図 3は、従来の光レセプタクルを示しており、図 3 (A) は、割りスリープを使用した光レセプタクルに光コネクタを接続するときの状態を示す要部断面図、図 3 ( B ) は、割りスリーブに保持リングを併用して小型化した光レセプタクルに光コネクタを接続するときの状態を示す要部断面図、図 3 ( C ) は、部分的に割りが入ったスリーブを使用して小型化した光レセプタクルに光コネクタを接続するときの状態を示す要部断面図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態に係る一例について図 1を用いて詳細に説明する。図中、 1 1及ぴ 2 1は光レセプタクルを、 1 2及び 2 2は精密スリーブを、 1 2 a及び 2 2 aは内孔を、 1 3及び 2 3は金属製のスリーブホルダを、 1 4は光フアイバ付スタブを、 1 5は光コネクタフエルールを、 1 6は接着剤をそれぞれ示している。

光コネクタフルールと光ファイバ付スタブとの接続部の接続損失、即ち L o s s (単位： d B ) は、それぞれ突き合わされる端面の光ファイバコア同士の軸ずれ量で決まり、下記の数式 1で見積られる。ここで、数式 1中の dは光フアイバコア同士の軸ずれ量を、 wは光ファイバのモードフィールド径を示している。

L 0 s s = 4 . 3 4 { d / (w/ 2 ) } ² · · ·数式 1

従来の光レセプタクルでは、光ファイバ付スタブあるいは光コネクタフヱルールの外周とその内孔内の光ファイバコアの同心度が最大 1 . 0 /i m、すなわち光フアイバコアの偏心としては、それぞれ 1/2の 0. 5 μπιづっであり、光フアイバ自身のコアの偏心は非常に小さいため、これを無視すると、光ファイバ付スタブあるいは光コネクタフエルールの内孔内での光ファイバの偏心はそれぞれ最大 0. 5；づっあるので、接続部の軸ずれ量は最大 2. 0 /zm癸生し、モードフィ一ルド径 = 1 0 μιηでは、数式 1で算出すると、接続損失（即ち L o s s ) は約 0. 7 d Bとなる。割りスリーブタイプの場合、把持力によってのみ、上記の同軸ァライメントを達成しているので、これを小型化のために光ファイバ付スタブを短尺化した場合、割りスリーブの把持力が弱くなり、横荷重がかかった場合、同軸のァライメントを保つことができなくなくなる。したがって、接続損失は、上記の算出値よりもさらに悪くなる。

この実施形態の光レセプタクル 1 1は、精密スリーブ 1 2の内孔 1 2 a及び/ 又は光ファイバ付スタブ 14の外周が上述した表面粗さを有することにより、介在する接着剤 1 6の厚さが均等になって、その調心効果により、例えば、光ファィバ付スタブ 14の外径と精密スリーブ 1 2の内孔 1 2 aの内径との差が 1. 5 μ mのとき、精密スリーブ 1 2の中での光コネクタフエ/レール 1 5の外周の偏心が 0. 7 5 μπι、光ファイバ付スタブ 14の毛細管 14 bの同心度を 0. 5 μ ηαとしているので、光ファイバ付スタブ 1 4の外周に対する內孔の偏心が 0. 25 μ m、光コネクタフエルール 1 5の外周に対する内孔の同心度は通常 1. Ο μπιであるので、その偏心は 0. 5 μ m,光コネクタフエノレーノレ 1 5の内孔内での光ファィバ 1 5 aの偏心が 0. 5 mであり、その総禾ロカ S 2.0 μ mとなる。したがって、この例において、光コネクタフェル一ル 1 5と光ファイバ付スタブ 14の接続部での最大軸ずれ量は 2. 0 zmであり、上記の数式 1から、最大接続損失は 0. 7 d Bとなる。このように、この実施形態の光レセプタクル 1 1は、従来と同等の性能を有し、十分使用可能である。精密スリーブ 1 2を用いる場合、同軸ァライメントは寸法精度によって担保されているので、小型化のために光ファイバ付スタブを短尺化しても上記と同じ性能が維持される。

また、図 1 (B) に示す他の実施形態の光レセプタクル 21は、短尺のスリーブホルダ 23に、内孔 22 aの表面粗さが R a値で 0. 1 μ m以上、 0. 5 μιη 以下である結晶化ガラス製の精密スリーブ 22を圧入により固定したものである _c 【実施例 1】

光ファイバ付スタブ及ぴ精密スリーブを、下記の表 1に示す組成を有する結晶化ガラスで形成した。

3s: 1

図 1 (A) に示すように、実施例 1の光レセプタクル 1 1は、光コネクタフエルール 1 5の外径よりも 0から 1. 5 μ m大きい内径の内孔を有する結晶化ガラス製の精密スリーブ 1 2と、精密スリーブ 1 2の内孔 1 2 aの一端部に挿入され、接着剤 1 6により接着固定された光ファイバ付スタブ 1 4とを備えている。光フアイバ付スタブ i 4は、結晶化ガラス製の毛細管 1 4 bの内孔に光ファイバ 1 4 aを揷入し接着したものである。光ファイバ付スタブ 1 4の端面 1 4 cには、反射光がレーザーダイォード等に入ってノイズにならないように、光信号の入射軸に垂直な平面に対して 8° の角度をなすように研磨加工が施されており、反対側の先端面は周縁部に面取が設けられて光ファイバ 1 4 aのコアを中心とした P C (physical contact即ち物理的接触の略称）接続用の凸球面に研磨されている。光ファイバ付スタブ 1 4の外周に対する内孔の同心度は 0. 以下であり、光ファイバ 1 4 a自身のコアの偏心は非常に小さく無視でき、また、内孔内で接着剤により自己調心されるため、光ファイバ付スタブ 1 4の外周と光ファイバ 1 4 aのコアの同心度は 0. 5 μ ιη以下である。また、光ファイバ付スタブ 1 4の外径は、光コネクタフヱルール 1 5と同じ外径及び公差を有している（外径 2. 4 9 9 mm + /- 0. 0 0 0 5 mm, あるいは、外径 1. 2 4 9 mm + /- 0. 0 0 0 5 mm)。

図 2 (A) は、光ファイバ付スタブ 1 4の外周の表面粗さを測定したチャートであり、その R a値は 0. 2 9 μ πι、 Ι γ値は 2 · 1 7 μ m、表面粗さの平均線と山頂線との差 δは 1. 0 5 μ πιであった。図 2 (Β) は、精密スリーブ 1 2の内孔 1 2 aの表面粗さを測定したチヤ一トであり、その R a値は 0. 3 0、 R y 値は 2. 1 9 μ m、表面粗さの平均線と山頂線との差 δは 1. 1 5 /i mであった。また、光ファイバ付スタブ 1 4を構成する毛細管 1 4 bの内孔の表面粗さを R a値で 0. 1 01以上、 0. 5 μ m以下とした場合、この表面粗さの効果により、光ファイバ 1 4 aは毛細管 1 4 bの内孔内で接着剤により自己調心されるため、毛細管 1 4 bの内孔内での光ファイバ 1 4 aの偏心は無視できる。したがって、光ファイバ付スタブ 1 4中の光ファイバ 1 4 aのコアの偏心は、光ファイバ付スタブ 1 4の毛細管 1 4 bの外周に対する内孔の同心度 0. 5 μ ιηのみできまり、同心度として 0. 5 μ m以下、偏心としては 0. 2 5 μ m以下で、例えば 0. 1 7 5 μ mとなった。

実施例 1の光レセプタクル 1 1は、光ファイバ付スタブ 1 4の外周と精密スリーブ 1 2の内孔 1 2 aの表面粗さの R a値が上記の値になっており、この表面粗さの効果により、光ファイバ付スタブ 14が精密スリーブ 1 2の内孔 1 2 a内で接着剤 1 6により自己調心されるため、精密スリーブ 1 2の内孔 1 2 a内での光フアイバ付スタブ 1 4の偏心は殆どなくなつた。

また、精密スリーブ 1 2と光ファイバ付スタブ 1 4の毛細管 1 4 bを結晶化ガラスで形成することにより、精密スリーブ 1 2の內孔 1 2 aと光ファイバ付スタブ 14の外周の表面粗さの R a値を 0. Ι μπι以上、 0. 5 μ πι以下に容易にすることができる。また、この表面粗さの効果により、上記のように、光ファイバ付スタブ 14が精密スリーブ 1 2の内孔 1 2 a内で調心され、内孔 1 2 aの中心に位置するようになるので、接続部での光ファイバ 14 aのコアと光ファイバ 1 5 aのコアとの間の軸ずれ量は最大でも 2. 0 μ mとなり、接続損失として 0. 7 d B以下が達成でき、短い光ファイバ付スタブ 14を使用しても、従来品と同等の性能が得られる。

さらに、光コネクタフェルール 1 5を結晶化ガラスで形成し、その内孔の表面粗さを R a値で 0. Ι μπι以上、 0. 5 μπι以下とした場合、この表面粗さの効果により、光ファイバ 1 5 aは光コネクタフエルール 1 5の内孔内で自己調心されるため、接続部での光ファイバ 1 4 aのコアと光ファイバ 1 5 aのコアとの間の軸ずれ.量は最大でも 1. 5 となり、接続損失として 0.4 d B以下が達成でき、より優れた特性が得られた。

【実施例 2】

内孔 1 2 aの表面粗さが R a 0. 3 μ m、外径 1. 80 mm, 内径 1. 24 9 5 + 0. 0005/— Ommの結晶ガラス製の精密スリーブ 1 2を作製した。また、内孔及ぴ外周の表面粗さが R a 0. 3 111、外径1. 24 90 +ノー 0. 0 00 5 mm, 同心度 0. 5 μ mの結晶ガラス製の毛細管 14 bに光ファイバ 1 4 aを揷入し接着して、光ファイバ付スタブ 14を作製した。そして、精密スリーブ 1 2の内孔 1 2 aに光ファイバ付スタブ 1 4をエポキシ系接着剤 1 6で固定すると共に、精密スリーブ 1 2をスリープホルダ 1 3の内孔にエポキシ系接着剤 1 6で固定して光レセプタクル 1 1を作製した。作製した光レセプタクル 1 1のサンプル数は 1 0個であった。このようにして作製した光レセプタクル 1 1の精密スリーブ 1 2の内孔 1 2 aに、光コネクタフエルール 1 5を挿入して光ファイバ付スタブ 1 4と突き合わせ、光ファイバ 1 4 aのコアと光ファイバ 1 5 aのコアとを P C (physical contact の略称）接続し、その状態で接続損失を測定した。接続損失の測定は、光レセプタクル 1 1の各サンプルについて、光コネクタフニルール 1 5の着脱を 1 0回行い、 1 0回の測定を行つ十'

光レセプタクル 1 1に光コネクタフェル一ル 1 5を接続した状態において、光コネクタフェルール 1 5の外径と精密スリーブ 1 2の内孔 1 2 aの内径との差は最大で 1. 5 mであり、精密スリープ 1 2の内孔 1 2 a内での光コネクタフエルール 1 5の偏心は最大で 0. 7 5 μ ΐηとなる。これに、光ファイバ付スタブ 1 4の毛細管 1 4 bの外周中心に対する内孔中心の偏心 0. 2 5 μ πιを加算し、さらに、光コネクタフヱルール 1 5の外周中心に対する内孔中心の偏心 X μ m、光コネクタフエルール 1 5の内孔内での光ファイバ 1 5 aの偏心 Υ μ πιとを加算した（1. 0 +X + Y) / raが、 P C接続部の最大の軸ずれ量となる。光ファイバ付スタブ 1 4は、上記の表面粗さの効果により、精密スリーブ 1 2の内孔 1 2 a 内で調心されるので、両者の偏心は考慮に入れなくても良い。

光コネクタフェルール 1 5を結晶化ガラスで形成し、その同心度を 0. 7 μ πι、内孔の内径を光ファイバ 1 5 aの径ょりも 0. 5 μ m大きくした場合、平均接続損失 0. 1 4 d B、最大接続損失 0. 3 1 d Bと優れた特性が得られた。測定デ一タを表 2に示す。 '

表 2

上記の測定結果と数式 1より、光ファイバ 1 4 aのコアと光ファイバ 1 5 aのコアとの軸ずれ量は平均で 0. 9 111、最大で 1. 3 4 μ πιとなる。この場合、光コネクタフェルー/レ 1 5の同心度による内孔の偏心 Xは 0. 3 5 μ πιであり、また、光コネクタフエルール 1 5の内孔内での光ファイバ 1 5 aの偏心 Yは、光コネクタフエルール 1 5を結晶化ガラス製としているため実質的に 0となり、理論最大軸ずれ量は 1. 3 5 zmとなる。軸ずれ量が最大でもこのような値 fcなるので、この実施例の効杲は大である。

また、光コネクタフエル一ル 1 5をジルコニァで形成し、その同心度を 1 - 0 μ m、内孔の内径を光ファイバ 1 5 aの径よりも 0. 5 m大きくした場合、平均接続損失 0. 25 d B、最大接続損失 0.43 d Bという特性が得られた。測定デ —タを表 3に示す。

表 3

上記の測定結果と数式 1より、光ファイバ 1 4 aのコアと光ファイバ 1 5 aのコアとの軸ずれ量は平均で 1. 2 /^11、最大で1. 5 7 μπιとなる。この場合、光コネクタフエルール 1 5の同心度による內孔の偏心 Xは 0. 5 μπιであり、また、光コネクタフエルール 1 5の内孔内での光ファイバ 1 5 aの偏心 Υは 0. 2 5 μπιとなり、理論最大軸ずれ量は 1. 7 5 μηαとなる。軸ずれ量が最大でもこのような値になるので、この実施例の効果は大である。

【実施例 3】

外径 1. 80mm、内径 1. 2495 + 0. 00 1 Z— 0 mmのホウケィ酸ガラス製の精密スリーブ 1 2を作製した。また、内孔及び外周の表面粗さが R a 0. 3 111、外径1. 2490 +/- 0. 000 5mm、同心度 0. 5 μπιの結晶ガラス製の毛細管 1 4 bに光ファイバ 14 aを揷入し接着して、光ファイバ付スタプ 14を作製した。そして、精密スリーブ 1 2の内孔 1 2 aに光ファイバ付スタブ 14をエポキシ系接着剤 1 6で固定すると共に、精密スリーブ 1 2をスリープホルダ 1 3の内孔にエポキシ系接着剤 1 6で固定して光レセプタクル 1 1を作製した。作製した光レセプタクル 1 1のサンプル数は 1 0個であった。このようにして作製した光レセプタクル 1 1の精密スリーブ 1 2の内孔 1 2 aに、光コネクタフヱルール 1 5を揷入して光ファイバ付スタブ 14と突き合わせ、光ファイバ 14 aのコアと光ファイバ 1 5 aのコアとを P C接続し、その状態で接続損失を測定した。接続損失の測定は、光レセプタクル 1 1の各サンプルについて、光コネクタフエルール 1 5の着脱を 1 0回行い、 1 0回の測定を行った。

光レセプタクル 1 1に光コネクタフエルール 1 5を接続した状態において、光コネクタフェル一ル 1 5の外径と精密スリーブ 1 2の内孔 1 2 aの内径との差は最大で 2. 0 0 μ mであり、精密スリーブ 1 2の内孔 1 2 a内での光コネクタフエルール 1 5の偏心は最大で 1. Ο Ο μ ιηとなる。これに、光ファイバ付スタブ 1 4の毛細管 1 4 bの外周中心に対する内孔中心の偏心 0. 2 5 μ mを加算し、さらに、光コネクタフエルール 1 5の外周中心に対する内孔中心の偏心 X μ m、光コネクタフ 'エルール 1 5の內孔内での光ファイバ 1 5 aの镉心 Υ μ πιとを加算した（1. 2 5 +Χ + Υ) μ πιが、' P C接続部の最大の軸ずれ量となる。光ファィバ付スタブ 1 4は、上記の表面粗さの効果により、精密スリーブ 1 2の内孔 1 2 a内で調心されるので、両者の偏心は考慮に入れなくても良い。

光コネクタフヱルール 1 5を結晶化ガラスで形成し、その同心度を 0. 7 mとした場合、平均接続損失 0. 1 8 d B、最大接続損失 0. 3 5 d Bと優れた特性が得られた。測定データを表 4に示す。

表 4

上記の測定結果と数式 1より、光ファイバ 1 4 aのコアと光ファイバ 1 5 aのコアとの軸ずれ量は平均で 1. 0 2 μ m、最大で 1. 4 2 μ πιとなる。この場合、光コネクタフエルール 1 5の同心度による内孔の偏心 Xは 0. 3 5 / mであり、また、光コネクタフエルール 1 5の内孔内での光ファイバ 1 5 aの偏心 Yは、光コネクタフエルール 1 5を結晶化ガラス製としているため実質的に 0となり、理論最大軸ずれ量は 1. 6 0 μ πιとなる。軸ずれ量が最大でもこのような値になるので、この実施例の効果は大である。

また、光コネクタフェルール 1 5をジルコユアで形成し、その同心度を 1. 0 μ mとした場合、平均接続損失 0. 2 5 d B、最大接続損失 0. 5 0 d Bという特性が得られた。測定データを表 5に示す。表 5

上記の測定結果と数式 1より、光ファイバ 1 4 aのコアと光ファイバ 1 5 aのコアとの軸ずれ量は平均で 1. 20 01、最大で1. 70 μ mとなる。この場合、光コネクタフエルール 1 5の同心度による内孔の偏心 Xは 0. 50 μ mであり、また、光コネクタフエルール 1 5の内孔内での光ファイバ 1 5 aの偏心 Yは 0. 25 μ mとなり、理論最大軸ずれ量は 2. Ο Ο /zmとなる。軸ずれ量が最大でもこのような値になるので、この実施例の効果は大である。

【実施例 4】

光ファイバ付スタブ 1 4と精密スリーブ 1 2とを接着する接着剤 1 6として、平均粒径 0. 3 2 111、最大粒径0. 5 /xmのフィラーを配合した接着剤を使用した。また、光コネクタフエルール 1 5を結晶化ガラスで形成し、その同心度を 0. マ β mとした。そして、上記と同様にして接続損失を測定したところ、平均接続損失 0. 1 5 d B、最大接続損失が 0. 3 1 d Bと優れた特性が得られた。測定データを表 6に示す。表 6

上記の測定結果と数式 1より、光ファイバ 1 4 aのコアと光ファイバ 1 5 aのコアとの軸ずれ量は平均で 0. 93 111、最大で1. 34 μ inとなる。この場合、光コネクタフエルール 1 5の同心度による内孔の偏心 Xは 0. 3 5 μπιであり、また、光コネクタフエルール 1 5の内孔内での光ファイバ 1 5 aの偏心 Yは、光コネクタフエルール 1 5を結晶化ガラス製としているため実質的に 0となり、理論最大軸ずれ量は 1 . 3 5 μ πιとなる。軸ずれ量が最大でもこのような値になるので、この実施例の効杲は大である。

尚、フィラー入りの接着剤 1 6は、調心効果に加えて次のような効果もあった。すなわち、フィラーの配合比を調節することにより、接着される結晶化ガラス製等の光ファイバ付スタブ 1 4やホウケィ酸ガラス製等の精密スリーブ 1 2に熱膨張を合わせて固定強度の劣化を防ぐ効果や、接着部の耐水性を高めることにより、長期信頼性を高めるという効果もあった。

Claims

請求の範囲

1. 精密スリーブと、精密スリーブの内孔の一端に接着剤を介して固定された光ファイバ付スタブと、精密スリ一ブの外周に圧入又は接着剤で固定されたスリーブホルダとを具備し、光ファイバ付スタブの外周および/または精密スリ一ブの內孔の表面粗さの R a値が 0. l x m以上、 0. 5 μ m以下であることを特徴とする光レセプタクル。

2. 光ファイバ付スタブの外周および/または精密スリーブの内孔の表面粗さの R a値が 0. 2 μ mを超え、 R y値が 4. 0 μ m以下であり、表面粗さの平均線と山頂線との差が 2. 0 μ m以下である請求の範囲 1に記载の光レセプタクル。

3. 光ファイバ付スタブの外周に対する光ファイバのコアの同心度が 0. 5 μ m以下であることを特徴とする請求の範囲 1または請求の範囲 2に記载の光レ

4. 精密スリープの内孔が、光ファイバコネクタフヱルールの外径よりも 0 から 1. 5 μ m大きい内径を有することを特徴とする請求の範囲 1から 3の何れかに記載の光レセプタクル。

5. 光ファイバ付スタブの毛細管が結晶化ガラス製であることを特徴とする請求の範囲 1から 4の何れかに記載の光レセプタクル。

6. 精密スリーブがガラス製または結晶化ガラス製であることを特徴とする請求の範囲 1カゝら 5の何れかに記載の光レセプタクル。

7. 結晶化ガラスが、結晶粒径が 0. 1 /^ 111から 1. Ο μ πιであり、結晶量が 3 0から 7 0質量％である請求の範囲 5または請求の範囲 6に記載の光レセプタクル。

8. 接着剤が、最大粒径が 0. 5 /i m以下で、かつ平均粒径が 0. 3 μ πι以下のフィラーを 1 0体積。/₀以上含んでいることを特徴とする請求の範囲 1から 7 の何れかに記载の光レセプタクル。