WO2017098579A1 - ナノシリカ研磨粒子を備えた研磨シート及び該研磨シートを用いた光ファイバコネクタの研磨方法及び製造方法 - Google Patents

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optical fiber
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ferrule
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俊弘 井川
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Mipox株式会社
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    • G02B6/3885Multicore or multichannel optical connectors, i.e. one single ferrule containing more than one fibre, e.g. ribbon type

Definitions

  • the present invention relates to a polishing sheet for polishing an end face of an optical fiber, for example, a multimode fiber (MM fiber), which is bonded and fixed to a connector ferrule.
  • the present invention relates to a polishing sheet that reduces dents on the end face to give good optical characteristics to the MM fiber, a method for manufacturing an optical fiber connector using the polishing sheet, and the like.
  • a multi-fiber optical connector generally includes a plurality of optical fibers arranged inside a ferrule and fixed by bonding. These optical fibers have a tip portion protruding a predetermined length outward from the end face of the ferrule.
  • the end faces of the ferrules of this multi-core optical connector and the same multi-core optical connector are faced to each other, and the tip portions of the optical fibers are optically connected to each other.
  • An MPO (Multi-fiber Push On) connector or the like that is coupled via an adapter is used.
  • Such a multi-fiber optical connector is manufactured, for example, as follows. First, a plurality of optical fibers are aligned inside a ferrule made of a polymer resin material (PPS resin, epoxy resin or the like) containing a silica filler or a ceramic material (zirconia or the like), and fixed with an epoxy adhesive. Next, the epoxy adhesive that covers the fiber at the end face of the ferrule is removed, and the end face of the ferrule is polished to a flat surface (planar polishing step). Subsequently, the end face of the ferrule is preferentially polished to protrude a fiber made of quartz glass or the like from the end face of the ferrule (protrusion process). Thereafter, scratches such as scratches are removed (scratching process), and the optical fiber end face is polished to a mirror finish (finishing process).
  • PPS resin polymer resin material
  • epoxy resin epoxy resin
  • ceramic material zirconia or the like
  • the fiber end face that has undergone a plurality of polishing steps as described above generally has a recess (core dip) in the core portion.
  • An optical fiber consists of a core part made of quartz glass doped with germanium (GeO2) and the like, and a clad part made of quartz glass, and the core has a lower hardness than the clad. Tends to grow.
  • grindstones and polishing sheets containing cerium oxide (CeO2) abrasive grains are generally used to remove work-affected layers and scratches, and the core dip is caused by the mechanochemical action of CeO2. Deeper and bigger.
  • the connection loss is affected in the optical connection between the multi-fiber optical connectors.
  • Some MM fibers have a core diameter of 50 ⁇ m or 62.5 ⁇ m for a cladding diameter of about 125 ⁇ m, and the core diameter is larger than that of a single mode fiber (SM fiber) (core diameter is about 9 ⁇ m for a cladding diameter of 125 ⁇ m). Because it is large, the core dip tends to be large and the influence is also large.
  • SM fiber single mode fiber
  • the core material has been formed so that a gap is not generated between the cores due to the depression of the core when polishing so that the end face of the optical fiber protrudes from the end face of the ferrule for PC (Physical Contact) coupling, and no coupling loss occurs.
  • an optical fiber made of a material harder than the cladding material for the MPO connector Japanese Patent Laid-Open No. 10-82927: Patent Document 1.
  • the end face of the multi-fiber optical connector ferrule (including the end face of the optical fiber or the projecting end face) is polished so that the optical fiber protrudes sufficiently from the end face of the ferrule and the core of the fiber does not dent.
  • an optical fiber is obtained by removing the adhesive adhering to these end faces, and polishing the joint end faces with a satin weave polishing sheet, and a first polishing step for substantially flattening the surfaces of the joint end faces.
  • a polishing method provided was proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-18690: Patent Document 2).
  • the conventionally proposed method for reducing the concave portion of the fiber end face is complicated because it is necessary to insert and fix an optical fiber of a different material from the conventional one into the ferrule and to bond and fix it to the conventional optical fiber. Moreover, the dent of the fiber end face could not be reduced sufficiently by simply controlling the protruding dimension. There is also a problem that the man-hours for manufacturing the multi-fiber optical fiber connector increase because the projecting dimensions and the polishing process need to be changed.
  • the present invention provides a polishing that can sufficiently reduce the occurrence of core dip and can produce a multi-core optical fiber connector with good optical characteristics without increasing the number of polishing steps as compared with the prior art.
  • the purpose is to provide a sheet. It is an object of the present invention to provide a method for polishing a connector ferrule having a plurality of optical fibers and a method for manufacturing a multi-fiber optical fiber connector using the polishing sheet.
  • One embodiment of the present invention is a method of manufacturing an optical fiber connector in which an optical fiber is attached to a ferrule, and is an optical fiber ferrule assembly in which an optical fiber is protruded from an end surface of the ferrule by polishing.
  • the optical fiber ferrule assembly having a recess formed by polishing the core at the tip of the optical fiber, and in the final polishing step, the optical fiber ferrule assembly and the flocked polishing sheet are disposed to face each other.
  • the optical fiber having the dent is inserted into the flocked portion of the flocked polishing sheet, and the optical fiber ferrule assembly and the flocked polishing sheet are moved relative to each other.
  • Silica particles in which the fibers constituting the flocked portion have an average particle diameter in the range of 0.01 ⁇ m to 0.1 ⁇ m A child is attached to the surface.
  • the finish polishing of the end face of the optical fiber is performed using a polishing sheet provided with ultrafine silica abrasive grains having a nano-level particle size.
  • the nano-silica abrasive grains attached to the flocked portion of the flocked sheet have a moderate mechanical polishing action, and the fiber end surface is mirror-finished, and the dents in the fiber core formed in the previous process are remarkably reduced to several nanometers to several tens of nanometers. Can be reduced.
  • the core recess is generally formed by a first polish that polishes an optical fiber ferrule assembly having a flat end face to project the optical fiber, and a second polish that polishes the projected optical fiber.
  • the depth is reduced by finish polishing than after the first or second polishing.
  • the dent of the core portion increases in the first polishing and the second polishing, the dent is finally sufficiently reduced in the finishing process.
  • the protrusion height is also controlled throughout the process, and an optical fiber connector having more excellent optical characteristics can be obtained without increasing the polishing process.
  • the optical fiber formed by the first polishing is polished with an abrasive provided with aluminum oxide particles having an average particle diameter of 1 ⁇ m.
  • an abrasive provided with aluminum oxide particles having an average particle diameter of 1 ⁇ m.
  • the optical fiber connector may be a multi-fiber multimode fiber connector in which a plurality of multimode fibers are fixed to a ferrule.
  • the depth of the core recess at the tip of the optical fiber formed by finish polishing according to the present invention may be 20 nm or less.
  • Another embodiment of the present invention is an optical fiber ferrule assembly in which an optical fiber is protruded by polishing from an end face of a ferrule, and the protruded optical fiber has a recess formed by polishing in a core at the tip.
  • the fibers constituting the flocked portion include silica particles having an average particle diameter in the range of 0.01 ⁇ m to 0.1 ⁇ m. It is characterized by being attached to the surface.
  • an optical fiber ferrule assembly in which an optical fiber is protruded by polishing from an end face of the ferrule, and the protruded optical fiber has a recess formed by polishing in a core at the tip.
  • An optical fiber ferrule assembly is a polishing sheet for finishing and polishing so as to reduce the depth of the recess, and includes a flocked portion made of a large number of fibers flocked to a base sheet, and the surface of the fiber is ground. Suppressing selective polishing of the optical fiber core when polishing by moving the polishing sheet and the optical fiber ferrule assembly relative to each other by inserting an optical fiber having a core recess in the flocked portion.
  • the abrasive grains are characterized by comprising silica particles having an average particle diameter in the range of 0.01 ⁇ m to 0.1 ⁇ m.
  • the core dip can be reduced while the optical fiber end face is mirror finished in the finishing step. According to the present invention, it is possible to easily manufacture an MM fiber connector having optical characteristics superior to those of the prior art using a conventional polishing apparatus or the like without requiring a special process.
  • FIGS. 1A and 1B schematically show the respective optical fiber ferrule assemblies before and after the epoxy adhesive removing step.
  • 2 (a), (b), (c) and (d) schematically show the portion of the optical fiber ferrule assembly and the side surface of the enlarged fiber end after each polishing step.
  • FIG. 3 shows a polishing apparatus of an embodiment used in the polishing method of the present invention.
  • FIG. 4A schematically shows a finish polishing sheet according to the present invention.
  • FIG. 4B is an enlarged photograph of a scanning electron microscope (SEM) of the polishing sheet according to the present invention.
  • FIG. 5 is an enlarged photograph of the end face of the fiber after each polishing step using an optical microscope.
  • FIG. 6 is a 3D schematic diagram showing the shape of the tip of each optical fiber after each polishing step.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a known polishing apparatus 500 for polishing a ferrule end face of an optical fiber connector connectable to a PC.
  • the polishing apparatus 500 polishes a ferrule holding plate 501 to which a plurality of optical fiber ferrule assemblies F and the like can be attached, a disk-shaped polishing plate 502 disposed so as to face the ferrule holding plate 501, and the ferrule holding plate 501.
  • a pressing mechanism 503 that presses the panel 502 with a predetermined pressing force is included.
  • the ferrule holding plate 501 has a regular octagonal shape, for example, and a plurality of ferrule mounting grooves into which the optical fiber ferrule assembly F can be fitted are formed at a predetermined angle on the outer periphery thereof. After the optical fiber ferrule assembly F is fitted in the ferrule mounting groove, it is fixed to the ferrule holding plate 501 using the fixing plate 504.
  • the optical fiber ferrule assembly F exhibits different fiber protrusion heights and fiber end face shapes according to stepwise polishing.
  • a polishing sheet A appropriately selected according to the polishing stage is disposed on the surface of the polishing board 502 via a polishing pad such as a glass pad.
  • the polishing board 502 is rotated by a rotation driving mechanism (not shown), for example, in the direction indicated by the white arrow in FIG. 3, and a predetermined movement with respect to the ferrule holding plate 501 by a relative movement mechanism (not shown). Revolved around the trajectory.
  • each ferrule by rotating and revolving the polishing plate 502 in a state where the end face of each optical fiber ferrule assembly F is pressed against the polishing sheet A on the polishing plate 502 by the pressing mechanism 503, each ferrule The end face and the end face of each optical fiber protruding from the end face are polished.
  • FIG. 1A shows an optical fiber ferrule assembly F that is a subject to be polished in the planar polishing step.
  • each optical fiber 20 of the optical fiber tape 13 inserted into the ferrule 11 is fixed to the ferrule 11 with an epoxy adhesive 12, and the epoxy adhesive 12 is attached to the end surface E of the ferrule.
  • the plurality of (for example, eight) optical fibers 20 are almost covered and overflowed.
  • the surface polishing step is a step of removing the epoxy adhesive 12 and each optical fiber 20 protruding from the end surface E.
  • the surface polishing step has an end surface E as shown in FIG.
  • An optical fiber ferrule assembly 100 is formed.
  • the end face E is substantially flat, and the protruding height of the fiber 20 is about 0 to several hundred nm.
  • the end face E may have a pair of pin holes 14 for pin fitting of the MT connector.
  • an abrasive having relatively large grain size can be used.
  • an abrasive sheet in which abrasive particles having an average particle size of about 10 to 30 ⁇ m are fixed on a base material sheet by a binder resin is used.
  • the abrasive particles include silicon carbide, diamond, and aluminum oxide.
  • the planar polishing step is performed using a polishing sheet in which silicon carbide (SC) particles having an average particle diameter of 16 ⁇ m are fixed on a base sheet with a binder resin.
  • SC silicon carbide
  • FIG. 2A shows a partial and schematic view of the optical fiber ferrule assembly 101 formed through the protruding process.
  • the optical fiber ferrule assembly 101 polishes the end surface E (FIG. 1) of the optical fiber ferrule assembly 100 in contact with a predetermined polishing sheet disposed on the polishing board 502 of the polishing apparatus 500, the ferrule 11 While each of the optical fibers 20 is made of a hard material such as quartz glass and is made of a soft material such as resin, and the polishing amount of the ferrule 11 is larger than the polishing amount of the optical fiber 20, the fiber 20 is formed by polishing. It protrudes from the ferrule end face E ′.
  • Each optical fiber 20 has a protrusion height h1 (1000 nm ⁇ h1 ⁇ 3000 nm) suitable for PC coupling.
  • a polishing sheet or a flocked polishing sheet in which abrasive particles having an average particle diameter of about 2 to 9 ⁇ m are attached to a large number of fibers planted on or on the base sheet with a binder resin is used.
  • the abrasive particles include silicon carbide, diamond, and aluminum oxide.
  • the projecting step is performed using a polishing sheet in which silicon carbide (SC) particles having an average particle size of about 3 ⁇ m are fixed on a base material sheet by a binder resin.
  • FIG. 2 is an enlarged side view of the end portion S1 of the fiber 20.
  • FIG. A central portion indicated by a broken line is a core 21 inside the fiber, and an outer peripheral portion thereof is a cladding 22.
  • the polished fiber 20 has a recess (denoted by a broken line) that is recessed by a depth d1 in the core portion while the protruding height is reduced.
  • the depth of the core recess (core dip) is the straight line when a straight line is drawn vertically from the reference line (reference plane) passing through the ridge line to the deepest part of the core recess with the ridge line of the core recess as the reference height.
  • the core 21 of the optical fiber 20 is made of quartz glass (SiO 2) doped with germanium (GeO 2)
  • the clad 22 is made of quartz glass (SiO 2)
  • the clad 22 has higher hardness than the core 21.
  • FIG. 2B shows an optical fiber ferrule assembly 102 formed by a scratch removal polishing process.
  • the optical fiber ferrule assembly 102 has an optical fiber 20 protruding from the ferrule end face E ′ by a height h2 (1000 nm ⁇ h2 ⁇ 3000 nm) slightly lower than h1.
  • the height h2 is determined by polishing the ferrule end face together with the fiber, but the amount of polishing of the ferrule end face becomes small in a scratch removing process after the protruding process.
  • the end portion S2 of the optical fiber formed by the scratch removing process has a recess having a depth d2 (> d1) in the core portion, although scratches such as fine scratches are reduced.
  • an abrasive sheet in which abrasive particles having an average particle diameter of about 1 to 3 ⁇ m are fixed on the base sheet with a binder resin can be used.
  • the abrasive particles include silicon carbide, diamond, and aluminum oxide.
  • a polishing sheet in which aluminum oxide (AA) particles having an average particle size of about 1 ⁇ m are fixed to a base sheet with a binder resin can be used for polishing after the protruding step and before the final polishing step.
  • a finish polishing step for polishing the fiber end surface S2 to finish it into a mirror surface is performed.
  • cerium oxide has been used for polishing glass for a long time.
  • SiO2 constituting glass As the demand for polishing SiO2 constituting glass increases, research on abrasive grains for achieving desired polishing has been conducted extensively. As a result, a chemical action occurs between CeO2 abrasive grains and glass, and CeO2 abrasive grains. It is believed that by directly reacting with SiO2 as an object to be polished, a higher polishing rate can be achieved than when polishing using another abrasive such as SiO2.
  • cerium oxide (CeO 2) (flocked) polishing film or the like has been used at the time of final polishing of fibers in the manufacturing process of MT connectors, MPO connectors and the like.
  • mechanochemical polishing with various oxidation-based slurries is also performed.
  • cerium oxide-based fixed abrasive grains have been mainly used because of an increase in subsequent processes for treating the slurry.
  • the inventor tried to physically polish the action by using SiO2 as a fixed abrasive to suppress the core dip of the silica glass fiber. It has been found that selective polishing of the fiber core portion can be avoided while achieving a sufficient polishing speed and polishing accuracy by performing polishing by attaching fine abrasive grains of SiO2 to the flocks.
  • FIG. 4A schematically shows a polishing sheet 30 used for the finish polishing method of the present invention.
  • the polishing sheet 30 is formed by fixing nanosilica abrasive grains 33 to the surface of a base material sheet 31 and a large number of fibers 32 planted on the base material sheet with a binder resin.
  • the silica species can be selected from dry synthetic silica, wet synthetic silica, synthetic crystalline silica, natural crystalline silica, and natural amorphous silica.
  • colloidal silica by a wet synthetic sol-gel method is used.
  • the average particle diameter of the silica abrasive grains 33 is preferably in the range of 0.01 ⁇ m to 0.1 ⁇ m. When the average particle size is less than 0.01 ⁇ m, the polishing rate is too low, and when the average particle size is more than 0.1 ⁇ m, the desired mirror finish cannot be achieved and the effect of reducing the recesses is insufficient, which is not preferable. .
  • the average particle size of the silica abrasive grains is more preferably 0.01 ⁇ m to 0.02 ⁇ m.
  • the nanosilica flocked abrasive sheet according to the present invention can be prepared by adjusting a predetermined viscosity of a paint obtained by mixing and stirring nanosilica abrasive grains with a binder resin or the like, and coating the flocked sheet.
  • a flocked sheet for coating paint is prepared by placing a base sheet with adhesive on the surface and short fibers in an electric field, and attaching the electrostatically charged short fibers to the surface of the base sheet. can do. Since the short fibers are charged with the same polarity, the short fibers do not adhere to each other and are not implanted into the base sheet.
  • the paint is prepared by blending a binder resin and a curing agent into the nanosilica dispersion so that the weight ratio in the coating film after drying is within a predetermined range, mixing, stirring, and filtering, and then toluene, xylene, ethyl acetate, and
  • the viscosity can be adjusted to 300 cp or less with a mixed solvent of MEK. If the viscosity exceeds 300 cp, the fluidity deteriorates as the viscosity increases, and the silica particles do not reach the inside of the flocked layer, which is not preferable.
  • the viscosity of the paint is adjusted to 1 to 300 cp, preferably 1 to 150 cp, more preferably 2 to 20 cp. By doing in this way, a silica particle spreads to the inside of a flocked part, and a nano silica abrasive grain can be made to act on the optical fiber inserted in the inside of a flocked part effectively.
  • Plastic film sheets include PET (polyethylene terephthalate), PEN (polyethylene naphthalate), PPS (polyphenylene sulfide), PEI (polyetherimide), PI (polyimide), PC (polycarbonate), PVC (polyvinyl chloride), PP (Polypropylene), PVDC (polyvinylidene chloride), nylon, PE (polyethylene), or PES (polyethersulfone) film sheets are used.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PPS polyphenylene sulfide
  • PEI polyetherimide
  • PI polyimide
  • PC polycarbonate
  • PVC polyvinyl chloride
  • PP Polypropylene
  • PVDC polyvinylidene chloride
  • nylon PE (polyethylene), or PES (polyethersulfone) film sheets are used.
  • the fiber is nylon, polypropylene, polyethylene, polyethylene terephthalate, polyurethane, acrylic, polyvinyl chloride, vinylon or rayon, or glass fiber, carbon fiber or metal fiber, and the fiber thickness is 0.1 to 10d.
  • the length is in the range of 0.1 to 1.0 mm. This is because if it is too thick and short, it will lack elasticity, while if the fiber is too thin or too long, each one of the fibers cannot be independent, and entangled and attaches abrasive grains to each fiber. It is because it becomes impossible to make it.
  • a polyester resin polyurethane resin, copolymerized vinyl resin, epoxy resin or phenol resin, or a mixture of these with a curing agent, or a water-soluble resin is used.
  • Polishing is performed by placing the nanosilica flocking sheet according to the present invention on the polishing board 502 of the polishing apparatus 500 and moving it in contact with the end face of the fiber ferrule assembly.
  • the end of each optical fiber enters the interior of the flocked part or near the root, it is easily polished from the side of the fiber and there is no chemical action like cerium oxide, so selective polishing of the core is suppressed. Conceivable.
  • Each optical fiber 20 has a protruding height h3 (1000 nm ⁇ h3 ⁇ 3000 nm) slightly reduced from h2.
  • the core dip of the end S4 of each optical fiber 20 of the optical fiber ferrule assembly 104 (optical fiber connector) to be finally formed is several nm to 10 nm. It can be reduced to a depth d4 of a few nm.
  • the protruding height h4 (1000 nm ⁇ h4 ⁇ 3000 nm) of the fiber is reduced from h3.
  • the protruding heights h1, h2, h3, and h4 are all in the range of 1000 to 3000 nm, and are set to a protruding height suitable for connection through the polishing process.
  • a polishing test of a multi-core MM fiber ferrule assembly in which twelve 50 ⁇ mM fibers were fixed to a ferrule was performed using the polishing films of the comparative example and the example.
  • the conditions for each polishing step were as shown in Table 1 below.
  • Polishing device optical fiber polishing device (HDC-5200: manufactured by Domaille) Polishing water: Deionized water Polishing pad: Glass pad
  • a cerium oxide flocking sheet was used for finish polishing steps 1 and 2.
  • the cerium oxide flocking sheet of the comparative example is a nylon pile (thickness: 1d, length: 0.4 mm) flocked to a PET substrate, cerium oxide particles having an average particle size of 1 ⁇ m, and an isocyanate curing agent for a polyester resin. It was produced by adhering with a prescribed binder.
  • Example The flocking abrasive sheet for final polishing in Example was prepared by coating a paint on a nylon pile (thickness: 1d, length: 0.4 mm) adhered to the surface of a PET substrate.
  • the paint is a colloidal silica dispersion (silica particle diameter: 10 to 20 nm) having a solid content of 40%, bisphenol A type epoxy resin and phenol curing agent, and after drying, the weight ratio in the coating film is 60 to 98% silica.
  • Formulated to 1-30% and phenolic hardener 1-10%, mixed, stirred, filtered and adjusted to 4 cp with a mixed solvent of toluene, xylene, ethyl acetate, and MEK. was made.
  • the paint was coated on the fiber parts that were planted using a gravure roller.
  • FIG. 4B shows a 250 ⁇ magnified photograph taken with a scanning electron microscope (JSM5510: manufactured by JEOL) of the produced polishing sheet. It can be seen that the nanosilica abrasive grains have spread to the inside of the flocked portion and adhered to the fiber surface.
  • JSM5510 manufactured by JEOL
  • FIG. 5 shows an enlarged photograph of the end face of the MM fiber after each polishing step using an end face observer (WestovertoFV400: manufactured by JDSU). Compared to the CeO2 flocking sheet according to the comparative example, it can be seen that a smoother end face was formed in the SiO2 flocking sheet according to the example.
  • the protruding height of each optical fiber and the depth of the core dip of each optical fiber were measured by an end face shape measuring machine (SMX-8QM-B: manufactured by SUMIX) (FIG. 6).
  • the depth of the core dip is based on the IEC 61755-3 standard, and the straight line drawn from the reference line to the deepest part of the core recess is drawn straight from the reference line passing through the ridge line of the core recess at the fiber tip. Determined by measuring length.
  • the depth of the core dip on the end face of the MM fiber is a polishing sheet provided with aluminum oxide abrasive grains.
  • the depth of the core dip after the polishing process using was reduced.
  • the average depth of the core dip of the 12 optical fibers was about 36 nm after the first finish polishing step, and about 11 nm after the second finish polishing step (about 4 nm at the shallowest).
  • the depth of the core dip was reduced after the first finish polishing step than after the scratch removal polishing step, and the core dip depth was reduced after the second finish polishing step than after the protruding polishing step. .
  • the depth of the core dip increased from the previous step, and the depth was further increased by the second final polishing.
  • the average core dip depth of the 12 optical fibers was about 62 nm after the first finish polishing step and about 92 nm after the second finish polishing step (the deepest was about 97 nm).
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various design changes can be made according to the application without changing the gist of the present invention.

Abstract

光ファイバのファイバ端面のコアに形成される凹部を低減させることができる研磨シート及び該研磨シートを用いた光ファイバコネクタの製造方法を提供する。フェルールの端面から光ファイバが研磨により突出された光ファイバフェルール組立体であって、突出された光ファイバが先端のコアに研磨により形成された凹みを有する光ファイバフェルール組立体を仕上げ研磨する工程を含み、仕上げ研磨工程では、光ファイバフェルール組立体と植毛研磨シートとを対向配置させてコアの凹みを有する光ファイバを植毛研磨シートの植毛部分に差し込み、光ファイバフェルール組立体と植毛研磨シートとを相対移動させることにより研磨が行われ、該研磨において凹みの深さを低減させるために、植毛部分を構成する繊維が、平均粒径が0.01μm乃至0.1μmの範囲にあるシリカ粒子を表面に付着されて成る光ファイバコネクタの製造方法。

Description

ナノシリカ研磨粒子を備えた研磨シート及び該研磨シートを用いた光ファイバコネクタの研磨方法及び製造方法
 本発明は、コネクタフェルールに接着固定された光ファイバ、例えば、マルチモードファイバ(MMファイバ)の端面を研磨するための研磨シートに関する。特に、MMファイバに良好な光学特性を与えるために端面の凹みを低減させる研磨シート、該研磨シートを使用した光ファイバコネクタの製造方法等に関する。
 多心光コネクタは、概して、複数の光ファイバがフェルール内部に整列され、接着により固定されて成る。これらの光ファイバは、先端部が、フェルールの端面から外方へ、所定長さ突出している。この多心光コネクタとこれと同様の多心光コネクタとのフェルールの端面同士を互いに向かい合わせ、光ファイバの先端部同士を互いに光接続する。
 多心光コネクタとして、一対のピン嵌合型の多心コネクタフェルールをクリップ等簡易な把持具を用いて結合する、いわゆるMT(Mechanically Transferable)コネクタや、プッシュプル機構を持つハウジングを有し、コネクタアダプタを介して結合する、MPO(Multi‐fiber Push On)コネクタ等が使用されている。
 このような多心光コネクタは、例えば、次のようにして製造される。まず、複数の光ファイバを、シリカフィラーを含有した高分子樹脂材料(PPS樹脂、エポキシ樹脂等)やセラミック材料(ジルコニア等)から成るフェルール内部に整列させエポキシ系接着剤により固定する。次に、フェルールの端面でファイバを被覆するエポキシ系接着剤を除去し、フェルールの端面を平面に研磨する(平面研磨工程)。続いて、フェルールの端面を優先的に研磨することにより石英ガラス等から成るファイバをフェルール端面から所定量突き出させる(突出工程)。その後、スクラッチ等の傷を除去し(キズ取り工程)、光ファイバ端面を鏡面に研磨仕上げする(仕上げ工程)。
 上記のような複数の研磨工程を経たファイバ端面は、概して、コア部分に凹み(コアディップ)を有する。光ファイバは、ゲルマニウム(GeO2)等をドープした石英ガラスから成るコア部分と石英ガラスから成るクラッド部分とから成り、コアがクラッドよりも低い硬度を有するため、複数の研磨工程を経るうちにコアディップが大きくなりやすい。また、石英ガラス系ファイバ端面の仕上げ工程では、加工変質層やスクラッチを除去するために、一般に酸化セリウム(CeO2)砥粒を含む砥石や研磨シートが使用され、CeO2のメカノケミカル作用によりコアディップがより深く、より大きくなる。
 ファイバ端面がコアディップを有すると、多心光コネクタ同士の光接続において接続損失、特に反射減衰量に影響を与える。MMファイバとして、125μm程度のクラッド径に対し50μm又は62.5μmのコア径を有するものがあり、シングルモードファイバ(SMファイバ)(125μmのクラッド径に対しコア径が9μm程度)よりもコア径が大きいためコアディップが大きくなりやすく、影響も大きくなる。
 従来、PC(Physical Contact)結合のために光ファイバ端面をフェルール端面より突き出すように研磨する際のコアの凹みによりコアとコアとの間に間隙が生じ結合損失を生じないように、コア材料がクラッド材料よりも固い材料から成る光ファイバをMPOコネクタに使用することが提案された(特開平10-82927号公報:特許文献1)。
 また、多心光コネクタにおいて、フェルールの端面から光ファイバを十分に突出させファイバのコアに凹みが生じないように多心光コネクタフェルールの結合端面(光ファイバの端面または突出端面を含む)を研磨するために、これらの端面に付着している接着剤を除去し、結合端面の表面をほぼ平坦化する第1の研磨工程と、結合端面を繻子織り研磨シートを用いて研磨することにより光ファイバを結合端面に対して一定量突出させる第2の研磨工程と、光ファイバの突出端面を研磨することにより光ファイバの結合端面からの突出寸法を所定の突出寸法にする第3の研磨工程とを備えた研磨方法が提案された(特開2002-18690号公報:特許文献2)。
 マルチファイバコネクタの光ファイバ間で直接的且つ物理的な接触を確立するために、複数の光ファイバの端部をほぼ同一面に形成しながらフェルールの前面から少なくとも3.5μm突出させることが提案された。このために、フェルールの前面を光ファイバの端部より優先してエッチングする前にフェルールの前面と光ファイバの端部とが同一面となるよう研磨あるいは研削することなく、工程全体を通して光ファイバの端面を光ファイバがフェルールの前面から突出した状態とし、比較的小さい研磨粒子を使用して光ファイバの端部が大きなコアディップを有しないようにすることが提案された(特表2005-531032公報:特許文献3)。
特開平10-82927号公報 特開2002-18690号公報 特表2005-531032公報
 ファイバ端面の凹部を低減するために従来提案された方法は、従来とは材質の異なる光ファイバをフェルールに挿入固定して従来の光ファイバと接合固定する必要があり煩雑であった。また、単に突出寸法を制御することでは、ファイバ端面の凹みを十分に低減させることができなかった。突出寸法や研磨工程の変更を要し、多心光ファイバコネクタを製造するための工数が増すという問題もあった。
 上記課題に鑑みて、本発明は、従来と比較して研磨工程を増加させることなく、コアディップの発生を十分に低減し、光学特性が良好な多心光ファイバコネクタを製造することができる研磨シートを提供することを目的とする。該研磨シートを使用して、複数の光ファイバを有するコネクタフェルールを研磨する方法、及び多心光ファイバコネクタを製造する方法を提供することを目的とする。
 本発明の一つの実施形態は、フェルールに光ファイバを取り付けて成る光ファイバコネクタの製造方法であって、フェルールの端面から光ファイバが研磨により突出された光ファイバフェルール組立体であって、突出された光ファイバが先端のコアに研磨により形成された凹みを有する光ファイバフェルール組立体を仕上げ研磨する工程を含み、仕上げ研磨工程では、光ファイバフェルール組立体と植毛研磨シートとを対向配置させてコアの凹みを有する光ファイバを植毛研磨シートの植毛部分に差し込み、光ファイバフェルール組立体と植毛研磨シートとを相対移動させることにより研磨が行われ、該研磨において凹みの深さを低減させるために、植毛部分を構成する繊維が、平均粒径が0.01μm乃至0.1μmの範囲にあるシリカ粒子を表面に付着されて成ることを特徴とする。
 本発明によれば、光ファイバ端面の仕上げ研磨が、ナノレベルの粒径を有する超微細なシリカ砥粒を備えた研磨シートを使用して行われる。植毛シートの植毛部分に付着されたナノシリカ砥粒の適度な機械研磨作用により、ファイバ端面を鏡面に仕上げながら、前工程で形成されたファイバコア部分の凹みを数nm~十数nm程度まで顕著に低減させ得る。
 コアの凹みは概して、平坦な端面を有する光ファイバフェルール組立体を研磨して光ファイバを突出させる第1の研磨と、該突出された光ファイバを研磨する第2の研磨により形成され、凹みの深さが、仕上げ研磨により、第1又は第2の研磨後よりも低減される。
 本発明によれば、第1の研磨、第2の研磨でコア部分の凹みが増大しても、該凹みは仕上げ工程で最終的に十分に低減される。工程を通して突出高さも制御され、研磨工程を増加させることなく、より優れた光学特性を有する光ファイバコネクタを得ることができる。
 第2の研磨において、第1の研磨により形成された光ファイバが、平均粒径1μmの酸化アルミニウム粒子を備えた研磨材で研磨される。適切な研磨材を使用することで、本発明に係るナノシリカ砥粒を使用した仕上げ研磨に適した表面性状を前工程において形成し得る。
 光ファイバコネクタは、複数のマルチモードファイバがフェルールに固定された多心マルチモードファイバコネクタであってよい。
 本発明に係る仕上げ研磨により形成される光ファイバの先端のコアの凹みの深さは、20nm以下であってよい。
 本発明の他の実施形態は、フェルールの端面から光ファイバが研磨により突出された光ファイバフェルール組立体であって、突出された光ファイバが先端のコアに研磨により形成された凹みを有する光ファイバフェルール組立体を研磨してコアの凹部の深さを低減させるための研磨方法であって、光ファイバフェルール組立体と植毛研磨シートとを対向配置させてコアの凹みを有する光ファイバを植毛研磨シートの植毛部分に差し込み、光ファイバフェルール組立体と植毛研磨シートとを相対移動させることを含み、植毛部分を構成する繊維が、平均粒径が0.01μm乃至0.1μmの範囲にあるシリカ粒子を表面に付着されて成ることを特徴とする。
 さらに、本発明のもう一つの実施形態は、フェルールの端面から光ファイバが研磨により突出された光ファイバフェルール組立体であって、突出された光ファイバが先端のコアに研磨により形成された凹みを有する光ファイバフェルール組立体を、凹みの深さを低減させるように仕上げ研磨するための研磨シートであって、基材シートに植毛された多数の繊維から成る植毛部分を含み、繊維の表面が砥粒を備えて成り、植毛部分にコアの凹みを有する光ファイバを差し込んで研磨シートと光ファイバフェルール組立体とを相対移動させて研磨を行うときに、光ファイバのコアの選択的な研磨を抑制するように、砥粒が、平均粒径が0.01μm乃至0.1μmの範囲にあるシリカ粒子を含んで成ることを特徴とする。
 本発明の研磨シートによれば、仕上げ工程において光ファイバ端面を鏡面仕上げしながらコアディップを低減させることができる。本発明によれば、特殊な工程を要することなく従来の研磨装置等を用いて、従来よりも優れた光学特性を有するMMファイバコネクタを容易に製造することができる。
図1(a)、(b)はエポキシ接着剤の除去工程前後のそれぞれの光ファイバフェルール組立体を模式的に示す。 図2(a)、(b)、(c)及び(d)は各研磨工程後の光ファイバフェルール組立体の部分と拡大されたファイバ端部の側面とを模式的に示す。 図3は本発明の研磨方法に使用される実施例の研磨装置を示す。 図4Aは本発明に係る仕上げ研磨シートを模式的に示す。 図4Bは本発明に係る研磨シートの走査電子顕微鏡(SEM)の拡大写真である。 図5は各研磨工程後のファイバ端面の光学顕微鏡による拡大写真である。 図6は各研磨工程後の各光ファイバの先端の形状を表す3D模式図である。
 以下、図面を参照し、本発明の好適な実施形態が説明される。図面は説明のためのものであり、厚さ等の寸法は誇張され、尺度も必ずしも一致しない。同様の又は対応する構成要件に、同じ符号が使用されることがある。図面に記載された構成は、例示として示されるものであり、本発明の範囲を限定することを意図しない。
 図3は、PC接続可能な光ファイバコネクタのフェルール端面を研磨するための公知の研磨装置500を示す斜視図である。研磨装置500は、複数の光ファイバフェルール組立体F等を取付可能なフェルール保持板501、フェルール保持板501と対向するように配置された円盤状の研磨盤502、および、フェルール保持板501を研磨盤502に対して所定の押圧力で押圧する押圧機構503を含む。フェルール保持板501は、例えば正八角形状を呈しており、その外周には、光ファイバフェルール組立体Fを嵌め込むことができる複数のフェルール取付溝が所定の角度をおいて形成されている。光ファイバフェルール組立体Fは、フェルール取付溝に嵌め込まれた後、固定板504を用いてフェルール保持板501に固定される。光ファイバフェルール組立体Fは、段階的な研磨に従って、異なるファイバ突出高さやファイバ端面の形状を呈する。
 研磨盤502の表面に、研磨段階に応じて適切に選択される研磨シートAが、ガラスパッド等の研磨パッドを介して配置される。研磨盤502は研磨工程中、図示しない回転駆動機構により、例えば、図3において白抜矢印で示される方向に回転駆動されると共に、図示しない相対移動機構により、フェルール保持板501に対して所定の軌跡で公転移動させられる。このような研磨装置500では、押圧機構503によって各光ファイバフェルール組立体Fの端面を研磨盤502上の研磨シートAに押し付けた状態で、研磨盤502を自転および公転させることにより、各フェルールの端面及び該端面から突出する各光ファイバの端面が研磨される。
 段階的な研磨において、初めに平面研磨工程が行われる。図1(a)に平面研磨工程の研磨対象である光ファイバフェルール組立体Fが示される。光ファイバフェルール組立体Fは、フェルール11に挿入された光ファイバテープ13の各光ファイバ20が、エポキシ系接着剤12によりフェルール11に固定されて成り、エポキシ系接着剤12がフェルールの端面Eにあふれ出して複数(例えば、8本)の各光ファイバ20を概ね被覆している。平面研磨工程は、このようなエポキシ系接着剤12と端面Eから突き出した各光ファイバ20を除去する工程であり、平面研磨工程により、図1(b)に示されるように、端面Eを有する光ファイバフェルール組立体100が形成される。端面Eは略平坦であり、ファイバ20の突出高さは約0~数百nmである。端面Eは、MTコネクタのピン嵌合のための一対のピン孔14を有する場合がある。
 平面研磨工程のために、比較的大きい粒径の砥粒を有する研磨材が使用され得る。そのような研磨材として、基材シート上にバインダ樹脂により、平均粒径10~30μm程度の研磨粒子が固着された研磨シートが使用される。研磨粒子としては炭化ケイ素、ダイヤモンド、酸化アルミニウム等が挙げられる。例えば、基材シート上にバインダ樹脂により平均粒径16μmの炭化ケイ素(SC)粒子が固着された研磨シートを使用して平面研磨工程が行われる。
 平面研磨工程後に、光ファイバをフェルール端面から所定高さだけ突出させるための突出工程が行われる。図2(a)に、突出工程を経て形成された光ファイバフェルール組立体101が部分的、模式的に示される。光ファイバフェルール組立体101は、光ファイバフェルール組立体100の端面E(図1)を、研磨装置500の研磨盤502に配置された所定の研磨シートに当接させて研磨するとき、フェルール11が樹脂等の軟質材からなる一方、各光ファイバ20が石英ガラス等の硬質材から成り、フェルール11の研磨量が光ファイバ20の研磨量よりも大きくなることにより、ファイバ20が研磨により形成されたフェルール端面E’から突出して成る。各光ファイバ20は、PC結合のために適切な突出高さh1(1000nm<h1≦3000nm)を有する。
 突出工程のための研磨材として、基材シート上又は基材シートに植毛された多数の繊維にバインダ樹脂により平均粒径2~9μm程度の研磨粒子を付着させた研磨シート又は植毛研磨シートを使用することができる。研磨粒子としては炭化ケイ素、ダイヤモンド、酸化アルミニウム等が挙げられる。例えば、基材シート上にバインダ樹脂により平均粒径3μm程度の炭化ケイ素(SC)粒子が固着された研磨シートを使用して突出工程が行われる。
 図2の右図に、ファイバ20の端部S1の拡大側面図が示される。破線で示された中央部分はファイバ内部のコア21であり、その外周部分はクラッド22である。研磨されたファイバ20は、突出高さを低減されるとともに、コア部分に深さd1だけ凹んだ凹部(破線で示される)を有する。コア部分の凹部(コアディップ)の深さは、コアの凹みの稜線を基準高さとして、稜線を通る基準線(基準面)からコアの凹みの最深部まで垂直に直線を引いたときの直線の長さによって表される。なお、実際の凹みは微細(深さ数十~百nm程度)であるが、図は説明のために強調されている。概して、光ファイバ20のコア21はゲルマニウム(GeO2)をドープした石英ガラス(SiO2)から成り、クラッド22は石英ガラス(SiO2)から成り、コア21よりクラッド22の方が、硬度が高い。突出工程のための研磨により、コア21の研磨量がクラッド22の研磨量より大きくなり、凹みが形成される。
 突出工程に続いてキズ取り工程が行われる。図2(b)に、キズ取り研磨工程により形成される光ファイバフェルール組立体102が図示される。光ファイバフェルール組立体102は、フェルール端面E’からh1よりもやや低い高さh2(1000nm<h2<3000nm)だけ突出した光ファイバ20を有する。高さh2は、ファイバとともにフェルール端面も研磨されて決定されるが、突出工程より後のキズ取り工程等ではフェルール端面の研磨量は小さくなる。キズ取り工程により形成される光ファイバの端部S2は、微細なスクラッチ等のキズは低減されるが、コア部分に深さd2(>d1)の凹みを有する。
 キズ取り研磨工程のための研磨材として、基材シート上にバインダ樹脂により平均粒径1~3μm程度の研磨粒子を固着させた(植毛)研磨シートを使用することができる。研磨粒子としては炭化ケイ素、ダイヤモンド、酸化アルミニウム等が挙げられる。例えば、平均粒径1μm程度の酸化アルミニウム(AA)粒子をバインダ樹脂により基材シートに固着させた研磨シートを突出工程後、仕上げ研磨工程前の研磨に使用することができる。
 上記のキズ取り工程に続いて、ファイバ端面S2を研磨して鏡面に仕上げるための仕上げ研磨工程が行われる。
 ここで、ガラスの研磨には古くから酸化セリウム(CeO2)が使用されてきた。ガラスを構成するSiO2を研磨する需要の増大とともに所望の研磨を達成するための砥粒に関する研究がさかんに行われ、その結果、CeO2砥粒とガラスとの間で化学作用が生じ、CeO2砥粒が被研磨物であるSiO2と直接反応することにより、SiO2等他の研磨材を使用して研磨を行うよりも高い研磨速度を達成すると考えられている。
 このため従来、MTコネクタ、MPOコネクタ等の製造工程におけるファイバの仕上げ研磨時には、酸化セリウム(CeO2)系(植毛)研磨フィルム等が使用されてきた。遊離砥粒による研磨では、各種の酸化系スラリーによるメカノケミカル研磨も行われるが、スラリーを処理するための後工程が増大するため、主に、酸化セリウム系の固定砥粒が使用されてきた。
 しかしながら、セリウム系の固定砥粒を使用すると、その化学研磨作用から、マルチモードファイバコアの選択研磨が顕著に行われてしまい、その結果、ファイバの端面が凹み形状が増大する、いわゆるコアディップの不具合が生じていた。コアディップは製品の光学特性に大きく関与し、コアディップが大きくなればなるほど、通信光学特性が損なわれる。
 発明者は、石英ガラス系ファイバのコアディップを抑制するために、固定砥粒としてSiO2を使用し、作用を物理研磨化することを試みた。SiO2の微細な砥粒を植毛に付着させて研磨を行うことにより、十分な研磨速度と研磨精度を達成しながら、ファイバコア部の選択過剰研磨を回避できることを見出した。
 図4Aに、本発明の仕上げ研磨方法のために使用される研磨シート30が模式的に図示される。研磨シート30は、基材シート31及び該基材シートに植毛された多数の繊維32の表面にバインダ樹脂によりナノシリカ砥粒33を固着させて成る。
 シリカ種としては乾式合成法シリカ、湿式合成法シリカ、合成結晶シリカ、天然結晶性シリカ、天然非結晶性シリカから選択することができる。好適に、湿式合成ゾルゲル法によるコロイダルシリカが使用される。
 シリカ砥粒33の平均粒径は、0.01μm~0.1μmの範囲にあることが好ましい。平均粒径が0.01μmを下回ると研磨速度が低下しすぎ、平均粒径が0.1μmを上回ると、所望の鏡面仕上げが達成できなくなり、凹部を低減する効果も不十分となるため好ましくない。シリカ砥粒の平均粒径は、0.01μm~0.02μmであることがより好ましい。このようなナノシリカ砥粒を備えた植毛研磨シートで仕上げ研磨することにより、ファイバ端面の凹部の深さが前工程に比較して顕著に低減された、光学特性に優れたMMファイバを得ることができる。
 本発明に係るナノシリカ植毛研磨シートは、ナノシリカ砥粒をバインダ樹脂等と混合撹拌した塗料を所定の粘度に調整し、植毛シートにコーティングすることにより作製され得る。
 塗料をコーティングするための植毛シートは、表面に接着剤を塗布した基材シートと短繊維とを電界中に位置させ、静電的に帯電した短繊維を基材シートの表面に付着させて作製することができる。短繊維がそれぞれ同極性に帯電しているため、短繊維同士が互いに付着して基材シートに植毛されることはない。
 塗料は、ナノシリカ分散液にバインダ樹脂及び硬化剤を、乾燥後の塗膜内重量比が所定範囲になるように配合し、混合、撹拌し、及び濾過した後、トルエン、キシレン、酢酸エチル、及びMEKの混合溶剤により、粘度を300cp以下に調整して作製することができる。粘度が300cpを超えると、粘度上昇に伴い流動性が悪化し、植毛層の内部までシリカ粒子が行き渡らないため好ましくない。塗料の粘度は1~300cp、好ましくは1~150cp、より好ましくは2~20cpに調整される。このようにすることで、植毛部分の内部までシリカ粒子が行き渡り、植毛部分の内部に差し込まれる光ファイバに効果的にナノシリカ砥粒を作用させることができる。
 植毛シートの基材シートには、織物、不織布、又はプラスチックフィルムシートが使用できるが、植毛シートの基材シートにはプラスチックフィルムシートを使用することがより望ましい。プラスチックフィルムシートには、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、PEI(ポリエーテルイミド)、PI(ポリイミド)、PC(ポリカーボネート)、PVC(ポリ塩化ビニル)、PP(ポリプロピレン)、PVDC(ポリ塩化ビニリデン)、ナイロン、PE(ポリエチレン)、又はPES(ポリエーテルスルホン)フィルムシートが使用される。
 繊維は、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン、アクリル、ポリ塩化ビニル、ビニロン又はレーヨンから成る繊維、又はガラス繊維、炭素繊維又は金属繊維であり、繊維の太さは0.1~10dの範囲にあり、長さは0.1~1.0mmの範囲にあることが望ましい。これは、あまり太く且つ短くすると、弾力性に欠けることになり、一方、繊維が細すぎたり長すぎたりすると繊維の各々1本ずつが独立できず、絡み合って繊維1本ずつに砥粒を付着させることができなくなるからである。
 バインダには、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、共重合ビニル系樹脂、エポキシ樹脂又はフェノール樹脂、若しくはこれらの混合物を硬化剤と反応させたもの、又は水溶性の樹脂が使用される。
 本発明に係るナノシリカ植毛シートを研磨装置500の研磨盤502に配置し、ファイバフェルール組立体の端面に当接させて相対的に移動させることにより研磨が行われる。各光ファイバの端部が植毛部分の内部又は根元近くに入ることにより、ファイバの側面から順に研磨されやすく、酸化セリウムのような化学作用もないため、コアの選択的な研磨が抑制されると考えられる。
 図2(c)を参照して、研磨シート30を用いて光ファイバ組立体102を研磨仕上げ(第1の仕上げ工程)することにより形成される光ファイバ組立体103の各ファイバ20の端部S3は平均的に、d2よりも低減された深さd3のコアディップを有する。各光ファイバ20は、h2よりもやや低減された突出高さh3(1000nm<h3<3000nm)を有する。
 さらに仕上げ工程(第2の仕上げ工程)を行うことにより、最終的に形成される光ファイバフェルール組立体104(光ファイバコネクタ)の各光ファイバ20の端部S4のコアディップは、数nm~十数nmの深さd4まで低減され得る。ファイバの突出高さh4(1000nm≦h4<3000nm)はh3より低減される。なお、突出高さh1、h2、h3、h4はいずれも1000~3000nmの範囲にあり、研磨工程を通して接続に適した突出高さとされる。
 比較例及び実施例の研磨フィルムを使用して、12本の50μmMMファイバがフェルールに固定された多心MMファイバフェルール組立体の研磨試験が行われた。各研磨工程の条件は以下の表1のとおりであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
研磨装置:光ファイバ研磨装置(HDC-5200:Domaille社製)
研磨水:脱イオン水
研磨パッド:ガラスパッド
比較例
 比較例の研磨シートとして、仕上げ研磨工程1及び2のために酸化セリウム植毛シートが使用された。比較例の酸化セリウム植毛シートは、PET基材に植毛されたナイロンパイル(太さ:1d、長さ:0.4mm)に、平均粒径1μmの酸化セリウム粒子を、ポリエステル樹脂にイソシアネート系硬化剤を処方したバインダにより付着させることにより作製された。
実施例
 実施例の仕上げ研磨用植毛研磨シートが、PET基材の表面に接着されたナイロンパイル(太さ:1d、長さ:0.4mm)に塗料をコーティングすることにより作製された。塗料は、固形分重量40%のコロイダルシリカ分散液(シリカ粒子径:10~20nm)にビスフェノールA型エポキシ樹脂、フェノール硬化剤を、乾燥後塗膜内重量比がシリカ60~98%、エポキシ樹脂1~30%、フェノール硬化剤1~10%となるように配合し、混合、撹拌し、及びフィルター濾過した後、トルエン、キシレン、酢酸エチル、及びMEKの混合溶剤で、粘度を4cpに調整して作製された。該塗料が、グラビアローラーを用いて植毛された繊維部分にコーティングされた。
 図4Bに、作製された研磨シートの走査型電子顕微鏡(JSM5510:JEOL製)で撮影された250倍の拡大写真が示される。ナノシリカ砥粒が植毛部分の内部へ行き渡って繊維表面に付着されていることが分かる。
 図5に、端面観察器(Westover FV400:JDSU社製)による各研磨工程後のMMファイバ端面の拡大写真が示される。比較例に係るCeO2植毛シートに比較して、実施例に係るSiO2植毛シートではより平滑な端面が形成されたことが分かる。
 また、各工程後に、端面形状測定機(SMX-8QM-B:SUMIX社製)により、各光ファイバの突出高さ及び各光ファイバのコアディップの深さが計測された(図6)。コアディップの深さは、IEC61755-3規格に基づき、ファイバ先端のコアの凹みの稜線を通る直線を基準として、該基準線からコアの凹みの最深部まで垂直に直線を引いたときの直線の長さを計測して決定された。
 比較例の研磨シートを使用した計測結果が以下の表2に示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 実施例の研磨シートを使用した計測結果が以下の表3に示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 表2、表3、及び図6によく示されているように、実施例の研磨シートを使用した仕上げ研磨では、MMファイバ端面のコアディップの深さが、酸化アルミニウム砥粒を備えた研磨シートを使用した研磨工程後のコアディップの深さよりも低減された。12本の光ファイバのコアディップの深さの平均は、一回目の仕上げ研磨工程後は約36nm、二回目の仕上げ研磨工程後は約11nm(最も浅いものは約4nm)であった。概して、一回目の仕上げ研磨工程後はキズ取り研磨工程後よりもコアディップの深さが低減され、二回目の仕上げ研磨工程後は、突出研磨工程後よりもコアディップの深さが低減された。
 比較例の酸化セリウム植毛シートを用いた仕上げ研磨では、コアディップの深さが前工程よりも増大し、二回目の仕上げ研磨によりさらに深さが増大した。12本の光ファイバのコアディップの深さの平均は、一回目の仕上げ研磨工程後は約62nm、二回目の仕上げ研磨工程後は約92nm(最も深いものは約97nm)であった。
 本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、この発明の要旨を変更しない範囲で、用途に応じて種々設計変更しうることが可能である。
11   フェルール
20   光ファイバ
101  光ファイバフェルール組立体1
102  光ファイバフェルール組立体2
103  光ファイバフェルール組立体3
104  光ファイバフェルール組立体4

 

Claims (7)

  1.  フェルールに光ファイバを取り付けて成る光ファイバコネクタの製造方法であって、
     フェルールの端面から光ファイバが研磨により突出された光ファイバフェルール組立体であって、前記突出された光ファイバが先端のコアに前記研磨により形成された凹みを有する光ファイバフェルール組立体を仕上げ研磨する工程を含み、
     前記仕上げ研磨工程では、前記光ファイバフェルール組立体と植毛研磨シートとを対向配置させて前記コアの凹みを有する光ファイバを前記植毛研磨シートの植毛部分に差し込み、前記光ファイバフェルール組立体と前記植毛研磨シートとを相対移動させることにより研磨が行われ、該研磨において前記凹みの深さを低減させるために、前記植毛部分を構成する繊維が、平均粒径が0.01μm乃至0.1μmの範囲にあるシリカ粒子を表面に付着されて成ることを特徴とする光ファイバコネクタの製造方法。
  2.  前記凹みが、平坦な端面を有する光ファイバフェルール組立体を研磨して光ファイバを突出させる第1の研磨と、該突出された光ファイバを研磨する第2の研磨により形成され、
     前記仕上げ研磨により、前記凹みの深さが、前記第1又は第2の研磨後よりも低減されることを特徴とする請求項1に記載された光ファイバコネクタの製造方法。
  3.  前記第2の研磨では、第1の研磨により形成された光ファイバが、平均粒径1μmの酸化アルミニウム粒子を備えた研磨材により研磨されることを特徴とする請求項2に記載された光ファイバコネクタの製造方法。
  4.  前記光ファイバコネクタが、複数のマルチモードファイバがフェルールに取り付けられた多心マルチモードファイバコネクタであることを特徴とする請求項1に記載された光ファイバコネクタの製造方法。
  5.  前記仕上げ研磨により形成される光ファイバの先端のコアの凹みの深さが20nm以下であることを特徴とする請求項1に記載された光ファイバコネクタの製造方法。
  6.  フェルールの端面から光ファイバが研磨により突出された光ファイバフェルール組立体であって、前記突出された光ファイバが先端のコアに前記研磨により形成された凹みを有する光ファイバフェルール組立体を研磨して前記コアの凹部の深さを低減させるための研磨方法であって、
     前記光ファイバフェルール組立体と植毛研磨シートとを対向配置させて前記コアの凹みを有する光ファイバを前記植毛研磨シートの植毛部分に差し込み、前記光ファイバフェルール組立体と前記植毛研磨シートとを相対移動させることを含み、
     前記植毛部分を構成する繊維が、平均粒径が0.01μm乃至0.1μmの範囲にあるシリカ粒子を表面に付着されて成ることを特徴とする研磨方法。
  7.  フェルールの端面から光ファイバが研磨により突出された光ファイバフェルール組立体であって、前記突出された光ファイバが先端のコアに前記研磨により形成された凹みを有する光ファイバフェルール組立体を、前記凹みの深さを低減させるように仕上げ研磨するための研磨シートであって、
     基材シートに植毛された多数の繊維から成る植毛部分を含み、前記繊維の表面が砥粒を備えて成り、
     前記植毛部分に前記コアの凹みを有する光ファイバを差し込んで前記研磨シートと前記光ファイバフェルール組立体とを相対移動させて研磨を行うときに、前記光ファイバのコアの選択的な研磨を抑制するように、前記砥粒が、平均粒径が0.01μm乃至0.1μmの範囲にあるシリカ粒子を含んで成ることを特徴とする研磨シート。

     
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