WO2011036925A1 - 光ファイバ接続体とその製造方法 - Google Patents

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built
face
mechanical splice
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大造 西岡
孝泰 山内
今泉　剛
弘也 南坪
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住友電気工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an optical fiber connector in which two optical fibers are butted and mechanically connected, and a method for manufacturing the same.
  • a method of connecting optical fibers by mechanical splicing there is a method of connecting optical fibers obtained by cutting the tips of the optical fibers perpendicularly to the axis of the optical fiber through a refractive index matching agent.
  • the optical fiber connector manufactured by this method since the variation of the refractive index of the refractive index matching agent due to the temperature is large, the reflection of light becomes large under a high temperature or low temperature environment.
  • there is a method of connecting optical fibers whose tips are cut obliquely through a refractive index matching agent In the optical fiber connector manufactured by this method, the influence of the reflected light is reduced, but the distance between the core portions of the two optical fibers may be increased, resulting in an increase in connection loss or an inconvenience. Sometimes it became stable.
  • Patent Document 1 discloses that in order to eliminate such instability of connection loss, the inclination directions of the cut surfaces of two optical fibers whose ends are cut obliquely coincide with each other. Describes the method of connecting the two. In this method, it is necessary to accurately manage and match the inclination directions of the cut surfaces of the respective optical fibers, and an extra effort is required in the optical fiber connection process.
  • An object of the present invention is to provide a stable optical fiber connector and a method for manufacturing the same, with a small connection loss even in a high-temperature or low-temperature environment without taking extra time in an optical fiber connection process.
  • the first optical fiber, the second optical fiber, and the mechanical splice portion are included, and the end surface of the first optical fiber and the end surface of the second optical fiber are abutted and mechanically connected at the mechanical splice portion.
  • An optical fiber connector is provided.
  • at least one of the end face of the first optical fiber and the end face of the second optical fiber has a convex curved surface in an oblique direction with respect to a plane perpendicular to the axis of the optical fiber having the end face. Is formed.
  • the mechanical splice part has a base having a fiber groove, a presser, a clamp that sandwiches the base and the presser, and includes an end part including the end face of the first optical fiber and the second optical fiber.
  • the one end portion including the end surface may be pressed against the base by the pressing portion in a state where the one end portion is positioned in the fiber groove and positioned.
  • the first optical fiber may be a built-in optical fiber held by a ferrule whose other end is fixed to the base.
  • the length along the axis of the optical fiber from the front end of the optical fiber having at least one end surface to the rear end of the end surface is 40 ⁇ m or less. Furthermore, it is more preferable that the length along the axis of the optical fiber from the tip of the optical fiber having the at least one end surface to the position where the width of the end surface is 40 ⁇ m is 30 ⁇ m or less.
  • the inclination angle of the end face with respect to a plane perpendicular to the axis of the optical fiber at the core portion of the optical fiber having the end face at the at least one end face is 4 degrees to 12 degrees. Is preferred.
  • an optical fiber connector including a base having a fiber groove, a presser, a mechanical splice portion having a clamp sandwiching the base and the presser, a ferrule fixed to the base, and a built-in optical fiber.
  • the in this optical fiber connector one end surface of the built-in optical fiber is formed in a convex curved shape obliquely with respect to a plane perpendicular to the axis of the built-in optical fiber, and one end including the one end surface of the built-in optical fiber.
  • the other side of the built-in optical fiber is held by a ferrule.
  • an optical fiber connector in which the end faces of two optical fibers are butted and mechanically connected using a mechanical splice.
  • this manufacturing method as at least one of the two optical fibers, an optical fiber having an end surface formed into a convex curved surface in an oblique direction with respect to a plane perpendicular to the axis of the optical fiber is used. Used, two optical fibers are introduced into the mechanical splice part, the end faces are brought into contact with each other, and the two optical fibers are fixed to the mechanical splice part in this state.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an optical fiber connector including an embodiment of an optical fiber connector according to the present invention.
  • FIGS. 3A, 3B, and 3C are cross-sectional views perpendicular to the optical fiber of the mechanical splice portion included in the optical fiber connector of FIG. 1, each showing a wedge before insertion, after insertion, and after removal. .
  • FIG. 4A is an enlarged plan view of the tip portion of the optical fiber inserted in the mechanical splice part of FIG. 2, and FIG. 4B is an enlarged side view of the same.
  • FIG. 1 It is a figure explaining the method of manufacturing the optical fiber connector of FIG. 1, and is a perspective view which shows the mode before inserting an optical fiber in an optical fiber connector.
  • FIG. 1 It is a figure explaining the method of manufacturing the optical fiber connector of FIG. 1, and is a perspective view which shows the mode after inserting an optical fiber in an optical fiber connector.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 7.
  • FIG. 1 It is a figure explaining the method to manufacture the optical fiber connector of FIG. 1, and is a perspective view which shows the mode after extracting a wedge from an optical fiber connector.
  • 10A and 10B are cross-sectional views illustrating an example of a state in which conventional optical fibers are abutted with each other.
  • FIG. 11A and FIG. 11B are cross-sectional views showing an example of a state in which the optical fibers are butted together in the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an optical fiber connector 1 including an embodiment of an optical fiber connector according to the present invention.
  • the optical fiber connector 1 is a mechanical splice connector, and includes a mechanical splice portion 2, a housing 3 that accommodates the mechanical splice portion 2, and a knob 4 that covers a central portion from the front end of the housing 3.
  • a spring (not shown) that biases the mechanical splice portion 2 forward is disposed inside the housing 3.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view including the optical fiber of the mechanical splice unit 2.
  • 3A, 3B, and 3C are cross-sectional views of the mechanical splice unit 2 perpendicular to the optical fiber, and each shows a wedge before insertion, when inserted, and after removal.
  • the mechanical splice unit 2 positions the optical fiber 5 (second optical fiber) of the optical fiber core wire 5A (the end portion of the optical fiber core wire 5A is covered and the optical fiber 5 is exposed) V.
  • a base plate 7 having a letter-shaped fiber groove 6, a pressing plate 8 that presses the optical fiber 5 disposed in the fiber groove 6 against the base plate 7, and a U-shaped clamp spring 9 that sandwiches the base plate 7 and the pressing plate 8.
  • the optical fiber 5 of the optical fiber core 5A and the short built-in optical fiber 10 are mechanically connected and fixed.
  • the ferrule 11 holding the built-in optical fiber 10 is integrally fixed to the front end portion of the base plate 7.
  • the front end face of the ferrule 11 is polished obliquely.
  • the built-in optical fiber 10 extends from the front end surface of the ferrule 11 to the fiber groove 6 of the mechanical splice unit 2.
  • a plurality (two in this case) of wedge insertion recesses 12 into which the wedges 32a of the wedge members 32 (FIGS. 5 and 6) are inserted are provided at the boundary between the base plate 7 and the holding plate 8 in the mechanical splice part 2. ing. The base plate 7 and the pressing plate 8 are sandwiched by the clamp spring 9 from the opposite side of the wedge insertion recess 12.
  • the housing 3 is formed with a plurality of (two in this example) through long holes 13 for allowing the wedge 32a to pass through and being inserted into the wedge insertion recess 12 (FIG. 1).
  • through long holes 14 a and notches 14 b are formed at positions corresponding to the through long holes 13 in the knob 4.
  • the wedge 32 a is first mechanically connected to the knob 4 through the through long hole 14 a and the notch 14 b and the through long hole 13 in the housing 3. It inserts in the wedge insertion recessed part 12 of the splice part 2 (FIG. 3B). Then, the base plate 7 and the pressing plate 8 of the mechanical splice part 2 are in an open state.
  • the optical fiber core wire 5A is introduced into the mechanical splice part 2 from the rear side of the mechanical splice part 2, and the end face of the optical fiber 5 is abutted against the end face of the built-in optical fiber 10 (FIG. 2).
  • a region including the space between the end faces of the optical fiber 5 and the built-in optical fiber 10 is filled with a refractive index matching agent S for eliminating optical discontinuity.
  • the wedge 32a is removed from the wedge insertion recess 12 of the mechanical splice portion 2 (FIG. 3C). Then, the base plate 7 and the holding plate 8 are closed by the clamp spring 9, and the optical fiber 5 and the built-in optical fiber 10 are optically connected via the refractive index matching agent S, and both of them are the base plate 7 and the holding plate. 8 is pressed and fixed.
  • FIG. 4A is an enlarged plan view of the tip portion of the optical fiber 5 inserted in the mechanical splice part 2
  • FIG. 4B is an enlarged side view of the same.
  • the optical fiber 5 includes a core part 30 that propagates light and a clad part 31 provided around the core part 30.
  • the outer diameter of the optical fiber 5 is 125 ⁇ m, and the outer diameter of the core portion 30 is 10 ⁇ m.
  • An end face 5 a facing the built-in optical fiber 10 at the tip of the optical fiber 5 is formed in a convex curved surface in an oblique direction with respect to a plane perpendicular to the axis of the optical fiber 5.
  • the inclination angle ⁇ of the end face 5a with respect to the plane perpendicular to the axis of the optical fiber 5 is the inclination angle ⁇ 1 at the point P1 of the core part 30 and the point P2 of the cladding part 31 located on the tip side of the optical fiber 5.
  • the inclination angle ⁇ 3 at the point P3 of the clad portion 31 located on the proximal end side of the optical fiber 5, ⁇ 2 ⁇ 1 ⁇ 3 Is true.
  • the end face 5a has a mountain shape whose width continuously decreases from the front end of the optical fiber 5 toward the opposite side (rear end side).
  • Such a convex curved end face 5a can be formed by nonlinearly cutting the tip of the optical fiber 5 with an existing dedicated fiber cutter.
  • the built-in optical fiber 10 has the same structure and dimensions as the optical fiber 5. And the end surface 10a of the same shape as the end surface 5a is provided in the edge part by the side of the built-in optical fiber 10 connected with the optical fiber 5 (FIG. 11).
  • the inclination angle ⁇ 1 at the point P1 is preferably 4 degrees to 12 degrees. By setting the inclination angle within this range, the influence of reflected light can be sufficiently reduced. Even if the end faces of the two optical fibers are abutted at random, the distance between the core portions of the optical fibers does not become excessively long. For this reason, it is possible to further reduce the connection loss, and to further suppress the variation in the connection loss due to the refractive index variation of the refractive index matching agent in a high temperature or low temperature environment.
  • the length L1 along the axial direction of the optical fiber 5 from the tip of the optical fiber 5 to the position where the width W of the end face 5a is zero (minimum value) (the end of the end face) is preferably 40 ⁇ m or less.
  • the length L2 along the axial direction of the optical fiber 5 from the tip of the optical fiber 5 to the position where the width W of the end face 5a is 40 ⁇ m is preferably 30 ⁇ m or less.
  • the optical fiber connector 1 Prior to the manufacture of the optical fiber connector, the optical fiber connector 1 was fixed to the base 7 and the mechanical splice portion 2 having the base 7 having the fiber groove, the presser 8, the base 7 and the clamp 9 sandwiching the presser 8. A ferrule 11 and a built-in optical fiber 10 are included. In the optical fiber connector 1, one end surface of the built-in optical fiber 10 is formed into a convex curved surface in an oblique direction with respect to a plane perpendicular to the axis of the built-in optical fiber 10.
  • One end side including the one end face of the built-in optical fiber 10 is positioned and positioned in the fiber groove in a state where the wedge 32 a is inserted into the wedge insertion recess 12.
  • the other end side of the built-in optical fiber 10 is held (for example, bonded) to the ferrule 11.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a method of manufacturing the optical fiber connector 1 and is a perspective view showing a state before the optical fiber 5A is inserted into the optical fiber connector 1.
  • FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view corresponding to FIG.
  • the fiber holder 15 includes a holder base 16 and a holder guide 17 provided so as to be movable in the front-rear direction with respect to the holder base 16.
  • the holder base 16 has an upper surface portion that is convexly curved upward.
  • a fiber groove 18 for positioning the optical fiber core wire 5A is formed on the upper surface portion.
  • the holder base 16 is provided with a substantially U-shaped rear fiber fixing lid 19 and an intermediate fiber fixing lid 22 for fixing the optical fiber core wire 5A disposed in the fiber groove 18.
  • the fiber fixing lids 19 and 22 can be freely opened and closed via a shaft (not shown) provided on the holder base 16.
  • a fiber support 25 is provided at the front end of the holder guide 17.
  • a fiber groove 26 for positioning the optical fiber core wire 5 is formed in the fiber support portion 25.
  • a disposed in the fiber groove 26 is integrally fixed to the fiber support portion 25 through a hinge so as to be opened and closed.
  • an optical fiber core wire 5 ⁇ / b> A in which a convex curved end face 5 a is provided at the tip of the optical fiber 5 is prepared.
  • the optical fiber core wire 5A is disposed in the fiber groove 18 of the holder base 16 and the fiber groove 26 of the holder guide 17, and in this state, the rear fiber fixing lid 19, the intermediate fiber fixing lid 22, and the front fiber pressing lid 27 are disposed. Is closed and held in the fiber holder 15.
  • a wedge member 32 and an assembly auxiliary jig 33 are prepared. Then, the wedge 32a of the wedge member 32 is inserted into the wedge insertion recess 12 of the mechanical splice 2 in the optical fiber connector 1 as described above, so that the base plate 7 and the pressing plate 8 of the mechanical splice 2 are opened. And In this state, the optical fiber connector 1 is arranged in the connector housing portion 34 of the assembly auxiliary jig 33 so that the wedge member 32 is located on the upper side.
  • the fiber holder 15 holding the optical fiber core wire 5 ⁇ / b> A is disposed on the assembly auxiliary jig 33 on the opposite side of the optical fiber connector 1. Then, the fiber holder 15 is moved toward the optical fiber connector 1 on the assembly auxiliary jig 33.
  • the intermediate fiber fixing cover 22 is opened. In this state, the fiber holder 15 is further moved toward the optical fiber connector 1. Then, the optical fiber 5 inserted into the mechanical splice unit 2 hits the built-in optical fiber 10.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a method of manufacturing the optical fiber connector 1, and is a perspective view showing a state after the optical fiber 5 ⁇ / b> A is inserted into the optical fiber connector 1.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view corresponding to FIG.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a method of manufacturing the optical fiber connector 1, and is a perspective view showing a state after the wedge 32 a is pulled out from the optical fiber connector 1. Subsequently, by removing the wedge 32a from the wedge insertion recess 12 of the mechanical splice part 2, the base plate 7 and the pressing plate 8 of the mechanical splice part 2 are closed. Thereby, the built-in optical fiber 10 and the optical fiber 5 are fixed to the mechanical splice unit 2 in an optically connected state. Thereafter, the rear fiber fixing lid 19 and the front fiber holding lid 27 of the fiber holder 15 are opened, and the optical fiber connector 1 assembled with the optical fiber core wire 5 ⁇ / b> A is removed from the assembly auxiliary jig 33.
  • 10A and 10B are cross-sectional views showing an example of a state in which conventional optical fibers are abutted with each other.
  • the following problems occur. That is, if the end face 5a of the optical fiber 5 and the end face 10a of the built-in optical fiber 10 are not aligned, when the optical fiber 5 and the built-in optical fiber 10 are abutted, as shown in FIG. And the distance between each core part 30 of the built-in optical fiber 10 will become long. For this reason, the connection loss itself between the optical fibers 5 and 10 increases. Further, in a bad environment of high temperature or low temperature, the variation in the connection loss between the optical fibers 5 and 10 increases due to the change in physical properties of the refractive index matching agent S filled between the optical fibers 5 and 10.
  • FIG. 11A and FIG. 11B are cross-sectional views showing an example of a state in which optical fibers are butted together in the present invention.
  • the end face 5 a of the optical fiber 5 is formed in a convex curved shape obliquely with respect to the plane perpendicular to the axis of the optical fiber 5, and the end face 10 a of the built-in optical fiber 10 is the axis of the built-in optical fiber 10. It is formed in a convex curved surface in an oblique direction with respect to a surface perpendicular to the surface.
  • the distance between the core portions 30 of the optical fiber 5 and the built-in optical fiber 10 is reduced even if the orientation of the end surface 5a and the end surface 10a is not matched. It becomes shorter than the case where it is cut into a flat shape (FIG. 11A). That is, even if the optical fiber 5 and the built-in optical fiber 10 are randomly matched, the distance between the core portions 30 of the optical fiber 5 and the built-in optical fiber 10 is shortened to some extent.
  • the length L1 defined in FIG. 4 is set to 40 ⁇ m or less and the length L2 to 30 ⁇ m or less, sufficient straightness of the optical fiber 5 is ensured even when the optical fiber 5 is pressed by the base plate 7 and the holding plate 8. As a result, the tip portion of the optical fiber 5 extends straight. The same applies to the built-in optical fiber 10. Therefore, since the axial deviation and the angular deviation of the tip portions of the optical fiber 5 and the built-in optical fiber 10 are suppressed, the connection loss between the optical fibers 5 and 10 can be further reduced.
  • FIG. 12 is a graph showing the connection loss when the end faces of optical fibers having various lengths L1 and L2 are abutted with each other for the optical fiber having an end face formed in a convex curved surface used in the present invention. .
  • the wavelength of communication light propagating through the core portion of the optical fiber is 1310 nm.
  • the connection loss is reduced and the variation of the connection loss is reduced.
  • length L1 became 40 micrometers or less and length L2 became 30 micrometers or less, even if there was some dispersion
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing a modification of the optical fiber connector of the present invention.
  • the mechanical splice unit 40 includes a base plate 7 having a fiber groove 6, a pressing plate 8, and a clamp spring 9.
  • a plurality of wedge insertion recesses 12 are provided at the boundary portion between the base plate 7 and the pressing plate 8 in the mechanical splice portion 40.
  • the mechanical splice part 40 is accommodated in a housing (not shown).
  • each optical fiber core wire 5A is connected to the fiber holder 15 respectively. Hold and fix to. Subsequently, with the base plate 7 and the holding plate 8 of the mechanical splice 40 opened by the wedge member 32 as described above, the two optical fiber core wires 5A are inserted into the mechanical splice 40 from both sides of the mechanical splice 40. Then, the end faces 5a of the optical fibers 5 are brought into contact with each other.
  • the present invention is not limited to the above embodiment.
  • the end faces of two optical fibers that abut each other are formed in a convex curved shape obliquely with respect to a plane perpendicular to the axis of the optical fiber.
  • Either one of the end faces may be formed in a convex curved surface in an oblique direction with respect to a plane perpendicular to the axis of the optical fiber.
  • the structure of the mechanical splice portion is not particularly limited to that of the above embodiment.
  • the optical fiber connector of the present invention can be used to connect a fiber to a subscriber in an optical wiring in a building.

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Abstract

光ファイバ接続工程で余計な手間をかけることなく、高温や低温の環境下においても接続損失が小さく安定した光ファイバ接続体とその製造方法を提供する。光ファイバ接続体は第一光ファイバ、第二光ファイバ、メカニカルスプライス部を含み、第一光ファイバの端面と第二光ファイバの端面とがメカニカルスプライス部において突き合わされて機械的に接続されている。この光ファイバ接続体において第一光ファイバの端面と第二光ファイバの端面のうち少なくとも一方の端面は、当該端面を有する光ファイバの軸心に垂直な面に対して斜め方向に凸型曲面状に形成されている。

Description

光ファイバ接続体とその製造方法
　本発明は、２本の光ファイバを突き合わせて機械的に接続した光ファイバ接続体とその製造方法に関する。
　メカニカルスプライスにより光ファイバ同士を接続する方法において、光ファイバの先端を光ファイバの軸に対して垂直にカットした光ファイバ同士を屈折率整合剤を介して接続する方法がある。この方法で製造された光ファイバ接続体では、屈折率整合剤の屈折率の温度による変動が大きいので、高温や低温の環境下では光の反射が大きくなってしまう。一方、先端を斜めにカットした光ファイバ同士を屈折率整合剤を介して接続する方法がある。この方法で製造された光ファイバ接続体では、反射光の影響は軽減されているが、２本の光ファイバの各コア部間の間隔が大きくなることがあるため接続損失が高くなったり、不安定になったりすることがあった。
　特開２００９－１４５３８１号公報（特許文献1）は、そのような接続損失の不安定さを解消するために、先端を斜めにカットした２本の光ファイバを切断面の傾斜方向が一致するように突き合わせて接続する方法を記載している。この方法では、各光ファイバの切断面の傾斜方向を正確に管理して一致させる必要があり、光ファイバ接続工程において余計な手間を要してしまう。
　本発明の目的は、光ファイバ接続工程で余計な手間をかけることなく、高温や低温の環境下においても接続損失が小さく安定した光ファイバ接続体とその製造方法を提供することである。
　目的を達成するため、第一光ファイバと第二光ファイバとメカニカルスプライス部とを含み、第一光ファイバの端面と第二光ファイバの端面とがメカニカルスプライス部において突き合わされて機械的に接続されている光ファイバ接続体が提供される。この光ファイバ接続体において第一光ファイバの端面と第二光ファイバの端面のうち少なくとも一方の端面は、当該端面を有する光ファイバの軸心に垂直な面に対して斜め方向に凸型曲面状に形成されている。
　本発明の光ファイバ接続体において、メカニカルスプライス部はファイバ溝を有するベースと、押さえと、ベースと押さえを挟むクランプとを有し、第一光ファイバの端面を含む一端部と第二光ファイバの端面を含む一端部とがファイバ溝に配置されて位置決めされた状態で押さえ部によりベースに対して押さえられていてもよい。このとき、第一光ファイバは、その他端部がベースに固定されたフェルールに保持されている内蔵光ファイバであってもよい。
　本発明の光ファイバ接続体において、少なくとも一方の端面を有する光ファイバの先端から当該端面の後端までの当該光ファイバの軸心に沿った長さが４０μｍ以下であるのが好ましい。更に、上記少なくとも一方の端面を有する光ファイバの先端から当該端面の幅が４０μｍとなる位置までの当該光ファイバの軸心に沿った長さが３０μｍ以下であるのがより好ましい。また、本発明の光ファイバ接続体において、上記少なくとも一方の端面における当該端面を有する光ファイバのコア部での当該光ファイバの軸心に垂直な面に対する当該端面の傾斜角度が４度～１２度であるのが好ましい。
　発明の他の態様として、ファイバ溝を有するベース、押さえ、ベースと押さえを挟むクランプとを有するメカニカルスプライス部と、ベースに固定されたフェルールと、内蔵光ファイバとを含む光ファイバ接続器が提供される。この光ファイバ接続器において、内蔵光ファイバの一端面は内蔵光ファイバの軸心に垂直な面に対して斜め方向に凸型曲面状に形成されており、内蔵光ファイバの上記一端面を含む一端側はファイバ溝に配置されて位置決めされており、内蔵光ファイバの他端側はフェルールに保持されている。
　更に発明の他の態様として、メカニカルスプライスを用いて２本の光ファイバの端面同士を突き合わせて機械的に接続する光ファイバ接続体の製造方法が提供される。この製造方法では、２本の光ファイバのうちの少なくとも一方の光ファイバとして、端面が当該光ファイバの軸心に垂直な面に対して斜め方向に凸型曲面状に形成されている光ファイバを用い、二本の光ファイバをメカニカルスプライス部内に導入し、端面同士を突き当て、その状態で二本の光ファイバをメカニカルスプライス部に固定する。
本発明に係わる光ファイバ接続体の一実施形態を含む光ファイバ接続器を示す斜視図である。
図１の光ファイバ接続器に含まれるメカニカルスプライス部の光ファイバを含む断面図である。
図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃは、図１の光ファイバ接続器に含まれるメカニカルスプライス部の光ファイバに垂直な断面図であり、各々楔の挿入前、挿入された時、抜き去り後を示す。
図４Ａは図２のメカニカルスプライス部に挿入されている光ファイバの先端部分の拡大平面図、図４Ｂは同じく拡大側面図である。
図１の光ファイバ接続器を製造する方法を説明する図であり、光ファイバを光ファイバ接続器に挿入する前の様子を示す斜視図である。
図５に対応する断面図である。
図１の光ファイバ接続器を製造する方法を説明する図であり、光ファイバを光ファイバ接続器に挿入した後の様子を示す斜視図である。
図７に対応する断面図である。
図１の光ファイバ接続器を製造する方法を説明する図であり、光ファイバ接続器から楔を抜いた後の様子を示す斜視図である。
図１０Ａ、図１０Ｂは、従来の光ファイバ同士が突き合わされた状態の例を示す断面図である。
図１１Ａ、図１１Ｂは、本発明において光ファイバ同士が突き合わされた状態の例を示す断面図である。
本発明で使われる凸型曲面状に形成された端面を有する光ファイバについて、種々の長さＬ１，Ｌ２を有する光ファイバの端面同士を突き合わせた場合の接続損失を示すグラフである。
本発明の光ファイバ接続体の変形例を示す断面図である。
　以下、本発明に係わる光ファイバ接続体とその製造方法の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図中、同一または同等の部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
　図１は、本発明に係わる光ファイバ接続体の一実施形態を含む光ファイバ接続器１を示す斜視図である。光ファイバ接続器１は、メカニカルスプライス型コネクタであって、メカニカルスプライス部２と、メカニカルスプライス部２を収容するハウジング３と、ハウジング３の前端から中央部分を覆うツマミ４とを備えている。ハウジング３の内部には、メカニカルスプライス部２を前方に付勢するバネ（図示せず）が配置されている。
　図２は、メカニカルスプライス部２の光ファイバを含む断面図である。図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃは、メカニカルスプライス部２の光ファイバに垂直な断面図であり、各々楔の挿入前、挿入された時、抜き去り後を示す。メカニカルスプライス部２は、光ファイバ心線５Ａ（光ファイバ心線５Ａの先端部分は、被覆除去されて光ファイバ５が露出している。）の光ファイバ５（第二光ファイバ）を位置決めするＶ字状のファイバ溝６を有するベースプレート７と、ファイバ溝６に配置された光ファイバ５をベースプレート７に対して押さえる押さえプレート８と、ベースプレート７及び押さえプレート８を挟み込むＵ字状のクランプバネ９とを有していて、光ファイバ心線５Ａの光ファイバ５と短尺の内蔵光ファイバ１０（第一光ファイバ）とを機械的に接続・固定している。
　ベースプレート７の前端部には、内蔵光ファイバ１０を保持したフェルール１１が一体固定されている。フェルール１１の前端面は、斜めに研磨されている。内蔵光ファイバ１０は、フェルール１１の前端面からメカニカルスプライス部２のファイバ溝６まで延びている。
　メカニカルスプライス部２におけるベースプレート７と押さえプレート８との境界部分には、楔部材３２（図５及び図６）の楔３２ａが挿入される複数（ここでは２つ）の楔挿入凹部１２が設けられている。ベースプレート７及び押さえプレート８は、楔挿入凹部１２の反対側からクランプバネ９に挟み込まれている。
　ハウジング３には、楔３２ａを貫通させて楔挿入凹部１２に挿入させるための複数（ここでは２つ）の貫通長穴１３が形成されている（図１）。また、ツマミ４における各貫通長穴１３に対応する位置には、貫通長穴１４ａ及び切り欠き１４ｂが形成されている。
　光ファイバ接続器１において、内蔵光ファイバ１０に光ファイバ５を接続する時は、始めに楔３２ａをツマミ４の貫通長穴１４ａ及び切り欠き１４ｂとハウジング３の貫通長穴１３とを介してメカニカルスプライス部２の楔挿入凹部１２に挿入する（図３Ｂ）。すると、メカニカルスプライス部２のベースプレート７及び押さえプレート８が開いた状態となる。
　そして、メカニカルスプライス部２の後側から光ファイバ心線５Ａをメカニカルスプライス部２の内部に導入し、光ファイバ５の端面を内蔵光ファイバ１０の端面に突き当てる（図２）。このとき、光ファイバ５と内蔵光ファイバ１０のそれぞれの端面の間を含む領域には、光学的な不連続性を無くすための屈折率整合剤Ｓが充填されている。
　その状態で、楔３２ａをメカニカルスプライス部２の楔挿入凹部１２から抜去する（図３Ｃ）。すると、ベースプレート７及び押さえプレート８がクランプバネ９により閉じられ、光ファイバ５と内蔵光ファイバ１０とが屈折率整合剤Ｓを介して光学的に接続された状態で、両者がベースプレート７及び押さえプレート８により押圧され固定される。
　図４Ａはメカニカルスプライス部２に挿入されている光ファイバ５の先端部分の拡大平面図、図４Ｂは同じく拡大側面図である。光ファイバ５は、光を伝搬するコア部３０と、コア部３０の周囲に設けられたクラッド部３１とからなっている。光ファイバ５の外径は１２５μｍであり、そのうちコア部３０の外径は１０μｍである。
　光ファイバ５の先端部の内蔵光ファイバ１０と対向する端面５ａは、光ファイバ５の軸心に垂直な面に対して斜め方向に凸型曲面状に形成されている。このとき、光ファイバ５の軸心に垂直な面に対する端面５ａの傾斜角度θは、コア部３０の点Ｐ１での傾斜角度θ１、光ファイバ５の先端側に位置するクラッド部３１の点Ｐ２での傾斜角度θ２、光ファイバ５の基端側に位置するクラッド部３１の点Ｐ３での傾斜角度θ３に関して、
　　　　　θ２＜θ１＜θ３
が成り立っている。また、端面５ａは、光ファイバ５の先端から反対側（後端側）に向かって幅が連続的に狭くなるような山形状になっている。このような凸型曲面状の端面５ａは、既存の専用ファイバカッタにより光ファイバ５の先端部を非線形に切断して形成することができる。
　内蔵光ファイバ１０は、光ファイバ５と同じ構造及び寸法を有している。そして、内蔵光ファイバ１０の光ファイバ５と接続される側の端部には、端面５ａと同じ形状の端面１０ａが設けられている（図１１）。
　このように２本の光ファイバの少なくとも一方の端面を斜め方向に凸型曲面状に形成することにより、２本の光ファイバの端面同士を無作為に突き合わせても、端面を同じ斜め方向に沿って平面状に形成した場合に比べて各光ファイバのコア部間の距離が短くなる。このため、接続損失自体が低くなる。また、２本の光ファイバ間に屈折率整合剤を充填した場合に、高温や低温の環境下において屈折率整合剤の屈折率変動による接続損失の変動が抑制されるため、接続損失が安定化する。以上のことから、２本の光ファイバの端面同士を無作為に突き合わせても特に支障は無いので、光ファイバの端面の傾斜方向（向き）をいちいち気にしなくて済む。これにより、光ファイバの端面の向きを正確に管理する必要が無いため、光ファイバ接続工程で余計な手間をかけなくて済む。
　点Ｐ１における傾斜角度θ１は、好ましくは４度～１２度である。傾斜角度をこの範囲とすることにより、反射光の影響を十分軽減することができる。また、２本の光ファイバの端面同士を無作為に突き合わせても、各光ファイバのコア部間の距離が過剰に長くならない。このため、接続損失を更に低くできると共に、高温や低温の環境下において屈折率整合剤の屈折率変動による接続損失の変動を一層抑制することができる。
　更に、光ファイバ５の先端から端面５ａの幅Ｗがゼロ（最小値）となる位置（端面の最後端）までの光ファイバ５の軸心方向に沿った長さＬ１は、好ましくは４０μｍ以下である。また、光ファイバ５の先端から端面５ａの幅Ｗが４０μｍとなる位置までの光ファイバ５の軸心方向に沿った長さＬ２は、好ましくは３０μｍ以下である。このような形状であることにより、光ファイバの先端部分の直進性が失われることが防止され光ファイバの先端部分の軸ズレや角度ズレが抑制されるため、接続損失を更に低くすることができる。
　次に、光ファイバ接続器１に設けられた内蔵光ファイバ１０に光ファイバ５を接続し光ファイバ接続体を製造する方法について説明する。光ファイバ接続体の製造前において、光ファイバ接続器１は、ファイバ溝を有するベース７、押さえ８、ベース７と押さえ８を挟むクランプ９とを有するメカニカルスプライス部２と、ベース７に固定されたフェルール１１と、内蔵光ファイバ１０とを含む。光ファイバ接続器１において、内蔵光ファイバ１０の一端面は内蔵光ファイバ１０の軸心に垂直な面に対して斜め方向に凸型曲面状に形成されている。内蔵光ファイバ１０の上記一端面を含む一端側は、楔３２ａが楔挿入凹部１２に挿入された状態でファイバ溝に配置されて位置決めされている。内蔵光ファイバ１０の他端側はフェルール１１に保持（たとえば接着）されている。
　図５は、光ファイバ接続器１を製造する方法を説明する図であり、光ファイバ５Ａを光ファイバ接続器１に挿入する前の様子を示す斜視図である。図６は、図５に対応する断面図である。ファイバホルダ１５は、ホルダベース１６と、ホルダベース１６に対して前後方向に移動可能に設けられたホルダガイド１７とを有している。
　ホルダベース１６は、上方に凸状に湾曲した上面部を有している。上面部には、光ファイバ心線５Ａを位置決めするファイバ溝１８が形成されている。　ホルダベース１６には、ファイバ溝１８に配置された光ファイバ心線５Ａを固定する略Ｕ字状の後部ファイバ固定蓋１９及び中間部ファイバ固定蓋２２が取り付けられている。ファイバ固定蓋１９，２２は、ホルダベース１６に設けられた軸（図示せず）を介して開閉自在となっている。
　ホルダガイド１７の前端部には、ファイバ支持部２５が設けられている。ファイバ支持部２５には、光ファイバ心線５を位置決めするファイバ溝２６が形成されている。ファイバ支持部２５には、ファイバ溝２６に配置された光ファイバ心線５Ａを押さえる前部ファイバ押さえ蓋２７がヒンジを介して開閉自在に一体固定されている。
　光ファイバ接続器１に設けられた内蔵光ファイバ１０に光ファイバ５を接続する時は、まず光ファイバ５の先端部に凸型曲面状の端面５ａが設けられた光ファイバ心線５Ａを用意する。続いて、光ファイバ心線５Ａをホルダベース１６のファイバ溝１８及びホルダガイド１７のファイバ溝２６に配置し、その状態で後部ファイバ固定蓋１９、中間部ファイバ固定蓋２２及び前部ファイバ押さえ蓋２７を閉じてファイバホルダ１５に保持する。
　更に、楔部材３２及び組み立て補助治具３３を用意する。そして、楔部材３２の楔３２ａを、上述したように光ファイバ接続器１におけるメカニカルスプライス部２の楔挿入凹部１２に挿入することで、メカニカルスプライス部２のベースプレート７及び押さえプレート８を開いた状態とする。その状態で、楔部材３２が上に位置するように、光ファイバ接続器１を組み立て補助治具３３の接続器収容部３４に配置する。
　続いて、光ファイバ心線５Ａが保持されたファイバホルダ１５を組み立て補助治具３３上における光ファイバ接続器１の反対側に配置する。そして、組み立て補助治具３３上においてファイバホルダ１５を光ファイバ接続器１に向けて移動させる。そして、ファイバホルダ１５に保持された光ファイバ５が光ファイバ接続器１の内部に挿入されたら、中間部ファイバ固定蓋２２を開放する。その状態で、ファイバホルダ１５を光ファイバ接続器１に向けて更に移動させる。すると、メカニカルスプライス部２内に挿入された光ファイバ５が内蔵光ファイバ１０に突き当たる。
　図７は、光ファイバ接続器１を製造する方法を説明する図であり、光ファイバ５Ａを光ファイバ接続器１に挿入した後の様子を示す斜視図である。図８は、図７に対応する断面図である。そして、内蔵光ファイバ１０に光ファイバ５が突き当たると、ファイバホルダ１５の後部ファイバ固定蓋１９と前部ファイバ押さえ蓋２７との間で光ファイバ心線５Ａが上方に撓み、その復元力によって突き当て状態が維持される。
　図９は、光ファイバ接続器１を製造する方法を説明する図であり、光ファイバ接続器１から楔３２ａを抜いた後の様子を示す斜視図である。続いて、楔３２ａをメカニカルスプライス部２の楔挿入凹部１２から抜去することで、メカニカルスプライス部２のベースプレート７及び押さえプレート８が閉じられる。これにより、内蔵光ファイバ１０と光ファイバ５とが光学的に接続された状態でメカニカルスプライス部２に固定される。その後、ファイバホルダ１５の後部ファイバ固定蓋１９及び前部ファイバ押さえ蓋２７を開放し、光ファイバ心線５Ａが組み付けられた光ファイバ接続器１を組み立て補助治具３３から取り外す。
　図１０Ａ、図１０Ｂは、従来の光ファイバ同士が突き合わされた状態の例を示す断面図である。ところで、光ファイバ５の端面５ａ及び内蔵光ファイバ１０の端面１０ａがいずれも斜めに平面状にカットされている場合には、以下のような不具合が生じる。即ち、光ファイバ５の端面５ａと内蔵光ファイバ１０の端面１０ａとの向きが合っていないと、光ファイバ５と内蔵光ファイバ１０とが突き合わされた時に、図１０Ａに示すように、光ファイバ５及び内蔵光ファイバ１０の各コア部３０間の距離が長くなってしまう。このため、光ファイバ５，１０間の接続損失自体が大きくなる。また、高温や低温の悪環境下では、光ファイバ５，１０間に充填された屈折率整合剤Ｓの物性変化により光ファイバ５，１０間の接続損失の変動も大きくなる。
　一方、光ファイバ５の端面５ａと内蔵光ファイバ１０の端面１０ａとの向きが合っている場合には、光ファイバ５と内蔵光ファイバ１０とが突き合わされた時に、図１０Ｂに示すように、上記の不具合は生じない。しかし、端面５ａと端面１０ａとの向きを合わせるためには、内蔵光ファイバ１０の端面１０ａの向きを前もって正確に把握しておき、光ファイバ５の接続作業時に内蔵光ファイバ１０の端面１０ａの向きに応じて光ファイバ５の端面５ａの向きを決定する必要がある。つまり、光ファイバ５の端面５ａの向きと内蔵光ファイバ１０の端面１０ａの向きとをしっかり管理する必要がある。従って、光ファイバ５，１０の接続に手間がかかってしまう。
　図１１Ａ、図１１Ｂは、本発明において光ファイバ同士が突き合わされた状態の例を示す断面図である。この場合は、光ファイバ５の端面５ａは光ファイバ５の軸心に垂直な面に対して斜め方向に凸型曲面状に形成され、内蔵光ファイバ１０の端面１０ａは内蔵光ファイバ１０の軸心に垂直な面に対して斜め方向に凸型曲面状に形成されている。これにより、光ファイバ５と内蔵光ファイバ１０とが突き合わされた時に、端面５ａと端面１０ａとの向きが合っていなくても、光ファイバ５及び内蔵光ファイバ１０の各コア部３０間の距離が平面状にカットされた場合と比べて短くなる（図１１Ａ）。つまり、光ファイバ５と内蔵光ファイバ１０とを無作為に突き合わせても、光ファイバ５及び内蔵光ファイバ１０の各コア部３０間の距離がある程度短くなる。
　このため、光ファイバ５の端面５ａと内蔵光ファイバ１０の端面１０ａとの向きが完全に合うよう（図１Ｂ）に光ファイバ５と内蔵光ファイバ１０とを突き合わる必要性は必ずしも無い。従って、光ファイバ５の端面５ａの向きと内蔵光ファイバ１０の端面１０ａの向きとを正確に管理しなくて済むため、光ファイバ５，１０の接続を実施する作業者の負担を軽減することができる。また、光ファイバ５及び内蔵光ファイバ１０の各コア部３０間の距離が短くなるため、接続損失自体の増大が抑制されるばかりでなく、高温や低温の悪環境下において、屈折率整合剤Ｓの物性変化による接続損失の変動を抑制することができる。更に、高温や低温の悪環境下において屈折率整合剤Ｓと光ファイバ５，１０との屈折率の不整合が生じても、低い光反射特性を実現することができる。
　このとき、端面５ａ，１０ａにおけるコア部３０の点Ｐ１の傾斜角度θ１を４度～１２度とすることにより、より低い光反射特性が実現可能となると共に、光ファイバ５及び内蔵光ファイバ１０の各コア部３０間の距離を確実に短くすることができる。
　また、図４で定義した長さＬ１を４０μｍ以下とし、長さＬ２を３０μｍ以下とすることにより、光ファイバ５がベースプレート７及び押さえプレート８により押圧されても光ファイバ５の直進性が十分確保され、光ファイバ５の先端部分が真っ直ぐ延びるようになる。内蔵光ファイバ１０についても同様である。従って、光ファイバ５及び内蔵光ファイバ１０の先端部分の軸ズレや角度ズレが抑制されるため、光ファイバ５，１０間の接続損失を更に低くすることができる。
　図１２は、本発明で使われる凸型曲面状に形成された端面を有する光ファイバについて、種々の長さＬ１，Ｌ２を有する光ファイバの端面同士を突き合わせた時の接続損失を示すグラフである。なお、光ファイバのコア部を伝搬する通信光の波長は、１３１０ｎｍである。長さＬ１，Ｌ２が短くなるにつれて、接続損失が低くなると共に接続損失のばらつきが少なくなっている。そして、長さＬ１が４０μｍ以下になり、長さＬ２が３０μｍ以下になると、接続損失のばらつきが多少あったとしても、０．５ｄＢ以下の接続損失が確保されることがわかった。
　図１３は、本発明の光ファイバ接続体の変形例を示す断面図である。メカニカルスプライス部４０は、メカニカルスプライス部２と同様に、ファイバ溝６を有するベースプレート７、押さえプレート８及びクランプバネ９から構成されている。また、メカニカルスプライス部４０におけるベースプレート７と押さえプレート８との境界部分には、複数の楔挿入凹部１２が設けられている。メカニカルスプライス部４０は、図示しないハウジングに収容されている。
　メカニカルスプライス部４０を有する光ファイバ接続器を用いて、２本の光ファイバ心線５Ａ同士を接続する時は、まずファイバホルダ１５を２組用意し、各光ファイバ心線５Ａをそれぞれファイバホルダ１５に保持・固定する。続いて、上述したように楔部材３２によりメカニカルスプライス部４０のベースプレート７及び押さえプレート８を開いた状態で、２本の光ファイバ心線５Ａをメカニカルスプライス部４０の両側からメカニカルスプライス部４０内に導入し、各光ファイバ５の端面５ａ同士を突き当てる。そして、その状態で、上述したように楔部材３２をメカニカルスプライス部４０から取り外し、メカニカルスプライス部４０のベースプレート７及び押さえプレート８を閉じる。これにより、各光ファイバ５同士が屈折率整合剤Ｓを介して光学的に接続された状態でメカニカルスプライス部４０に固定されることとなる。
　本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、互いに突き合わせる２本の光ファイバの端面がいずれも光ファイバの軸心に垂直な面に対して斜め方向に凸型曲面状に形成されているが、２本の光ファイバのいずれか一方のみの端面が光ファイバの軸心に垂直な面に対して斜め方向に凸型曲面状に形成されていても良い。また、メカニカルスプライス部の構造については、特に上記実施形態のものには限られない。
本発明の光ファイバ接続器はビル内の光配線における加入者へのファイバを接続するために用いることができる。
特開２００９－１４５３８１号公報

Claims (8)

  1. 　第一光ファイバと第二光ファイバとメカニカルスプライス部とを含み、前記第一光ファイバの端面と前記第二光ファイバの端面とが前記メカニカルスプライス部において突き合わされて機械的に接続されている光ファイバ接続体であって、
    　前記第一光ファイバの端面と前記第二光ファイバの端面のうち少なくとも一方の端面が、当該端面を有する光ファイバの軸心に垂直な面に対して斜め方向に凸型曲面状に形成されている光ファイバ接続体。
  2. 請求項１記載の光ファイバ接続体において、
    　前記メカニカルスプライス部はファイバ溝を有するベースと、押さえと、前記ベースと前記押さえを挟むクランプとを有し、前記第一光ファイバの端面を含む一端部と前記第二光ファイバの端面を含む一端部とは前記ファイバ溝に配置されて位置決めされた状態で前記押さえ部により前記ベースに対して押さえられている光ファイバ接続体。
  3. 請求項２記載の光ファイバ接続体において、
    　前記第一光ファイバは、その他端部が前記ベースに固定されたフェルールに保持されている内蔵光ファイバである光ファイバ接続体。
  4. 　請求項１～３のいずれか一項記載の光ファイバ接続体において、
    　前記少なくとも一方の端面を有する光ファイバの先端から当該端面の後端までの当該光ファイバの軸心に沿った長さが４０μｍ以下である光ファイバ接続体。
  5. 請求項４記載の光ファイバ接続体において、
    　前記少なくとも一方の端面を有する光ファイバの先端から当該端面の幅が４０μｍとなる位置までの当該光ファイバの軸心に沿った長さが３０μｍ以下である光ファイバ接続体。
  6. 請求項１～５のいずれか一項記載の光ファイバ接続体において、
    　前記少なくとも一方の端面における当該端面を有する光ファイバのコア部での当該光ファイバの軸心に垂直な面に対する当該端面の傾斜角度が４度～１２度である光ファイバ接続体。
  7. 　ファイバ溝を有するベース、押さえ、前記ベースと前記押さえを挟むクランプとを有するメカニカルスプライス部と、
    　前記ベースに固定されたフェルールと、
    　内蔵光ファイバとを含み、
    　前記内蔵光ファイバの一端面は前記内蔵光ファイバの軸心に垂直な面に対して斜め方向に凸型曲面状に形成されており、前記内蔵光ファイバの一端側は前記ファイバ溝に配置されて位置決めされており、前記内蔵光ファイバの他端側は前記フェルールに保持されている光ファイバ接続器。
  8. 　メカニカルスプライス部を用いて２本の光ファイバの端面同士を突き合わせて機械的に接続する光ファイバ接続体の製造方法において、
    　前記２本の光ファイバのうちの少なくとも一方の光ファイバとして、端面が当該光ファイバの軸心に垂直な面に対して斜め方向に凸型曲面状に形成されている光ファイバを用い、前記二本の光ファイバを前記メカニカルスプライス部内に導入し、端面同士を突き当て、その状態で前記二本の光ファイバを前記メカニカルスプライス部に固定する光ファイバ接続体の製造方法。
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