WO2019189312A1 - 光コネクタおよび光接続構造 - Google Patents

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WO2019189312A1
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哲 森島
賢 真鍋
修平 豊川
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住友電気工業株式会社
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G—PHYSICS
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/024—Optical fibres with cladding with or without a coating with polarisation maintaining properties
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/36—Mechanical coupling means
    • G02B6/38—Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means

Definitions

  • the present disclosure relates to an optical connector and an optical connection structure.
  • a multi-core fiber (hereinafter referred to as MCF) is provided with a plurality of cores in one optical fiber, and the transmission capacity per optical fiber can be increased.
  • MCF multi-core fiber
  • a technique for connecting the MCF and the MCF is required.
  • Non-Patent Document 1 discloses a structure of an optical connector for simply connecting MCFs.
  • Non-Patent Document 1 seeks a connector end face shape for physical contact connection (hereinafter referred to as PC connection) in all cores of the MCF, and the ferrule end face with the built-in MCF is polished into a convex spherical shape to obtain a ferrule.
  • the curvature radius R of the end face, the apex deviation ⁇ (apex eccentricity) of the ferrule end face, and the optical fiber drawing amount U from the ferrule end face are defined.
  • transforms with a ferrule pressing force is analyzed using the finite element method.
  • An optical connector includes an optical fiber including a glass fiber having an outer diameter of 125 ⁇ 10 ⁇ 6 m or more and 150 ⁇ 10 ⁇ 6 m or less, and a resin coating that covers the glass fiber, and 20 ⁇ 10
  • a ferrule having a convex curved surface having a radius of curvature of ⁇ 3 m or less and having an opening and having the glass fiber exposed from the resin coating at one end of the optical fiber and exposed from the opening
  • the distance from the central axis of the optical fiber to the tip of the ferrule in a direction perpendicular to the central axis of the optical fiber is 18 ⁇ 10 ⁇ 6 m or less.
  • FIG. 1 It is a perspective view of the ferrule which the optical connector of FIG. 1 contains.
  • An optical connector includes an optical fiber including a glass fiber having an outer diameter of 125 ⁇ 10 ⁇ 6 m or more and 150 ⁇ 10 ⁇ 6 m or less, and a resin coating that covers the glass fiber, and 20 ⁇ 10
  • a ferrule having a convex curved surface having a radius of curvature of ⁇ 3 m or less and having an opening and having the glass fiber exposed from the resin coating at one end of the optical fiber and exposed from the opening The distance from the central axis of the optical fiber to the tip of the ferrule in a direction perpendicular to the central axis of the optical fiber is 18 ⁇ 10 ⁇ 6 m or less. According to this aspect, the contact pressure received by the ferrule tip from the other side is reduced, and the force is easily transmitted to the glass fiber. Therefore, PC connection can be realized with a small ferrule pressing force.
  • a distance from the tip of the ferrule to the tip of the optical fiber in the direction of the optical fiber central axis may be 0.1 ⁇ 10 ⁇ 6 m or less.
  • PC connection can be realized with a small ferrule pressing force.
  • the optical fiber may be a multi-core fiber or a polarization maintaining fiber. Even when a multi-core fiber or polarization maintaining fiber is used, PC connection can be reliably realized with a small ferrule pressing force.
  • the ferrule may be made of zirconia. The reflection of the end face of the ferrule can be suppressed compared to a metal ferrule.
  • An optical connection structure includes the optical connector according to the present disclosure and a connection object coupled to the optical connector via a guide structure, optically connecting the two optical fibers, and a ferrule.
  • the pressing force is 2.9 N or more.
  • the optical connection state by the two optical fibers can be maintained by using the guide structure. Therefore, it is possible to provide an optical connection structure capable of realizing PC connection with a small ferrule pressing force.
  • Non-Patent Document 1 is a large diameter such as 190 ⁇ m
  • the radius of curvature R of the ferrule end face is increased (the shape of the ferrule end face is flat)
  • the contact the ferrule tip receives from the other side Since the pressure may be small, it is considered that the ferrule pressing force necessary for PC connection can be reduced.
  • a small diameter such as a cladding diameter of 150 ⁇ m or less
  • the curvature radius R of the ferrule end face is increased, the contact pressure that the ferrule tip receives from the other side increases, and the force is not easily transmitted to the optical fiber. Therefore, there is a problem that the ferrule pressing force necessary for PC connection cannot be reduced.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an optical connector and an optical connection structure that realize PC connection with a small ferrule pressing force. According to the above, PC connection can be realized with a small ferrule pressing force.
  • FIG. 1 is an external perspective view of an optical connector 1 according to an aspect of the present disclosure
  • FIG. 2 is a perspective view of a ferrule included in the optical connector 1
  • FIGS. 3A and 3B are diagrams of optical fibers included in the optical connector 1.
  • FIG. It is sectional drawing explaining an example. In the following, an optical connector will be described as an example of an LC connector.
  • the optical connector 1 includes a plug frame 20 that contains a ferrule 10, and a boot 34 that protects the optical fiber f is provided at the rear end of the plug frame 20.
  • the plug frame 20 has a rectangular tubular front housing 21 extending in the X-axis direction shown in the figure.
  • the front housing 21 is made of, for example, resin, and has a rear end opening 24 that can receive the ferrule 10 and a front end opening 23 through which the ferrule 10 protrudes.
  • a flexible latch arm 22 is provided on the outer peripheral surface of the front housing 21.
  • the plug frame 20 has a rear housing 31 behind the front housing 21.
  • the rear housing 31 is made of, for example, resin, and can accommodate a rear end portion of the ferrule 10 and a coil spring (not shown).
  • the coil spring is disposed behind the ferrule 10 and biases the ferrule 10 forward (in the positive direction of the X axis in the drawing).
  • a clip 32 that can be engaged with the latch arm 22 is provided on the outer peripheral surface of the rear housing 31.
  • the ferrule 10 has a ferrule body 11 extending in the X-axis direction shown in the figure.
  • the ferrule body 11 is made of, for example, zirconia and has a cylindrical shape, and has a rear end 13 into which the optical fiber f is inserted and a front end 12 that exposes the front end surface of the optical fiber f.
  • the resin coating is removed to expose the glass fiber, and the exposed glass fiber is bonded to the inside of the ferrule body 11.
  • the X-axis direction shown corresponds to the direction of the central axis of the optical fiber f.
  • the optical fiber f is, for example, a multi-core fiber (MCF) having a plurality of cores in one common clad.
  • MCF multi-core fiber
  • 3A will be described in a form having seven cores 42 (consisting of a central core and an outer peripheral core arranged in a hexagonal shape around the optical fiber central axis) in the clad 41. is there.
  • FIG. 3B shows a form having eight cores 42 (only the outer peripheral cores arranged in an octagonal shape around the optical fiber central axis) in the clad 41.
  • a flange 14 is provided on the outer side of the substantially central position of the ferrule body 11.
  • the flange 14 has a substantially hexagonal shape or a substantially quadrangular shape in sectional view.
  • the rear end portion of the ferrule 10 and the coil spring are accommodated in the rear housing 31, and the front end portion of the ferrule 10 is inserted into the front housing 21.
  • the ferrule end surface is grind
  • the front housing 21 is latched to the rear housing 31.
  • the flange 14 is pushed forward by the biasing force of the coil spring.
  • the tip of the ferrule 10 protrudes from the front housing 21.
  • the optical connection structure includes an optical connector 1 and another optical connector 1 ′, and an optical fiber f on the optical connector 1 side and a light using a guide member (for example, a split sleeve) 50 as shown in FIG. 4A.
  • the optical fiber f ′ on the connector 1 ′ side is optically connected.
  • illustration of the optical connector 1 ′ is omitted, the optical connector 1 ′ is configured in the same manner as the optical connector 1.
  • the optical fiber f includes a core 42 (a central core and an outer peripheral core) in the clad 41 and is fixed to the ferrule 10.
  • the optical fiber f ′ is also an MCF, and includes a core 42 ′ (central core and outer peripheral core) in the clad 41 ′ and is fixed to the ferrule 10 ′.
  • the inner diameter of the guide member 50 is substantially equal to the diameter of the ferrule 10, 10 'or slightly smaller than the diameter of the ferrule 10, 10'.
  • the guide member 50 has a slit (not shown), and the slit can be widened to increase the inner diameter. In addition, you may incorporate the guide member 50 in an adapter (illustration omitted).
  • the ferrule end faces of the ferrules 10 and 10 'each incorporating optical fibers (glass fibers exposed by removing the resin coating) f and f' are polished into a convex spherical shape.
  • the ferrule end surfaces of the ferrules 10 and 10 ′ polished into a convex spherical shape are as shown in FIG. It is elastically deformed by the ferrule pressing force F, and the outer core as well as the central core is in surface contact within the guide member 50 (PC connection).
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the end face shape of the connector.
  • the ferrule end face is obtained by polishing the optical fiber (exposed glass fiber) f and the ferrule 10 into a convex spherical shape for PC connection.
  • the top of the ferrule end face may be offset from the central axis of the optical fiber, or the optical fiber (exposed glass fiber) f may be drawn more than the ferrule end face.
  • the quality is set in consideration of the quality.
  • the shape of the ferrule end surface is such that the radius of curvature R of the ferrule end surface and the vertex eccentricity d of the ferrule end surface (in the direction perpendicular to the optical fiber central axis (indicated by X in the figure)).
  • the “tip of the ferrule” means the tip including the envelope curved surface of the convex curved surface constituting the ferrule end face.
  • the distance from the optical fiber central axis to the tip of the ferrule in the direction perpendicular to the optical fiber central axis is “the distance from the optical fiber central axis to the center of curvature of the convex curve in the direction perpendicular to the optical fiber central axis”. In other words.
  • the conditions including the ferrule pressing force F are variable values. Based on these four conditions and invariant values such as the cladding diameter and core position of the optical fiber (exposed glass fiber) f, the conditions for PC connection can be obtained. Therefore, the PC connection range (PC connection radius: an amount expressed by the distance from the central axis of the optical fiber) is analyzed by the finite element method.
  • 6A and 6B are graphs showing the analysis results of the PC connection radius when the ferrule pressing force F is constant at 2.9 N and the optical fiber pull-in amount U is defined as 0.1 ⁇ m.
  • the vertical axis represents the radius of curvature R of the ferrule end face (end face radius of curvature mm), and the horizontal axis represents the apex eccentricity d of the ferrule end face.
  • FIG. 6A shows the analysis result of the PC connection radius when the outer diameter (cladding diameter) of the glass fiber is 150 ⁇ m, and the PC connection radius gradually increases as the vertex eccentricity d decreases.
  • the PC connection radius can be obtained in the range of 0.06 mm to 0.07 mm even if the radius of curvature R of the ferrule end face is reduced to 10 mm.
  • FIG. 6B is an analysis result of the PC connection radius when the outer diameter (cladding diameter) of the glass fiber is 125 ⁇ m. As the vertex eccentricity d decreases, the PC connection radius gradually increases.
  • the PC connection radius can be obtained in the range of 0.05 mm to 0.06 mm even if the curvature radius R of the ferrule end face is reduced to 10 mm.
  • the curvature radius R (end surface curvature radius) of the ferrule end face may exceed 20 mm.
  • the radius of curvature R of the ferrule end face is processed to a size exceeding 20 mm with a small vertex eccentricity d (see FIG. 6A, realizing the upper left area of FIG. 6B) is difficult.
  • the radius of curvature R of the ferrule end face is less than 10 mm, it is not practical. Therefore, the radius of curvature R of the ferrule end face is preferably 10 mm or more and 20 mm or less.
  • the cladding diameter is 150 ⁇ m
  • the vertex eccentricity d is 0.02 mm or less
  • a PC connection radius of 0.04 mm or more necessary for maintaining performance can be obtained
  • the cladding diameter is 125 ⁇ m.
  • the vertex eccentricity d is 0.018 mm or less
  • a PC connection radius of 0.04 mm or more can be obtained.
  • the optical connector has been described as an example of the LC connector.
  • the present invention is not limited to this example.
  • the present invention can also be applied to other types of optical connectors including SC connectors and MU connectors.
  • the optical fiber f has been described as an example of a multi-core fiber.
  • the optical fiber of the present invention may be a polarization maintaining fiber, for example.
  • the polarization maintaining fiber is an optical fiber that requires adjustment of the rotation angle around the central axis when optically connected, like the multi-core fiber.
  • a polarization maintaining fiber for example, a stress applying polarization maintaining fiber
  • circular stress applying portions are arranged on both sides of the core.
  • a single mode fiber has a mode (polarization mode) having two orthogonal polarization planes, but the polarization maintaining fiber causes a propagation constant difference between the two polarization modes, and one of the polarization modes. This fiber suppresses coupling from one mode to the other polarization mode and enhances the polarization maintaining ability.

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Abstract

小さなフェルール押圧力でＰＣ接続を実現する光コネクタおよび光接続構造を提供する。ガラスファイバと、ガラスファイバを覆う樹脂被覆とを含む光ファイバｆと、光ファイバの一端で樹脂被覆から露出したガラスファイバを内蔵するフェルール１０と、を備えた光コネクタ１である。ガラスファイバを内蔵したフェルール端面が凸球面状である。ガラスファイバの外径が１２５×１０-6ｍから１５０×１０-6ｍまでの範囲内であって、光ファイバ中心軸に対するフェルール端面の頂点偏心量が１８×１０-6ｍ以下であり、かつフェルール端面の曲率半径が２０×１０-3ｍ以下である。

Description

光コネクタおよび光接続構造
　本開示は、光コネクタおよび光接続構造に関する。
　本願は２０１８年３月３０日に出願された日本特許出願第２０１８－０６７２２１号による優先権を主張するものであり、その内容に依拠するとともに、その全体を参照して本明細書に組み込む。
　マルチコアファイバ（以下、ＭＣＦと称する）は、１本の光ファイバに複数のコアが設けられており、光ファイバ１本当たりの伝送容量を大きくすることができる。このＭＣＦを用いた光伝送システムを実現するには、ＭＣＦとＭＣＦを接続する技術が必要になる。例えば、非特許文献１には、ＭＣＦ同士を簡易に接続するための光コネクタの構造が開示されている。
　非特許文献１は、ＭＣＦのすべてのコアでフィジカルコンタクト接続（以下、ＰＣ接続と称する）するためのコネクタ端面形状を求めており、ＭＣＦを内蔵したフェルール端面を凸球面状に研磨して、フェルール端面の曲率半径Ｒ、フェルール端面の頂点ずれΔ（頂点偏心量）、フェルール端面からの光ファイバ引込み量Ｕを規定する。そして、有限要素法を用いて、フェルール押圧力によりフェルール端面が変形する過程を解析している。解析結果によれば、クラッド径が１９０μｍの場合には、フェルール端面からの光ファイバ引込み量Ｕと頂点ずれΔとを一定とすると、フェルール端面の曲率半径Ｒを大きくすれば、ＰＣ接続に必要なフェルール押圧力を小さくできるとされている。
鹿間ほか、「マルチコアファイバ用光コネクタのＰＣ接続端面の設計と作製」、電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会、Ｃ－３－８１、２０１３年９月
　本開示の一態様に係る光コネクタは、外径が１２５×１０－６ｍ以上１５０×１０－６ｍ以下であるガラスファイバとこのガラスファイバを覆う樹脂被覆とを含む光ファイバと、２０×１０－３ｍ以下の曲率半径を有する凸曲面を含み開口を有している端面を有し、前記光ファイバの一端で前記樹脂被覆から露出した前記ガラスファイバを内蔵し前記開口から露出させているフェルールとを備え、前記光ファイバの中心軸に垂直な方向における前記光ファイバの中心軸から前記フェルールの先端までの距離が１８×１０－６ｍ以下である。
本開示の一態様に係る光コネクタの外観斜視図である。
図１の光コネクタが含むフェルールの斜視図である。
図１の光コネクタが含む光ファイバの一例を説明する断面図である。
図１の光コネクタが含む光ファイバの他の例を説明する断面図である。
ＰＣ接続の光接続構造の接続前における状態を説明する概念図である。
ＰＣ接続の光接続構造の接続後における状態を説明する概念図である。
コネクタの端面形状を説明する断面図である。
ＰＣ接続半径の解析結果を示す図である。
ＰＣ接続半径の解析結果を示す図である。
　最初に本開示の実施形態を列記して説明する。本開示の一態様に係る光コネクタは、外径が１２５×１０－６ｍ以上１５０×１０－６ｍ以下であるガラスファイバとこのガラスファイバを覆う樹脂被覆とを含む光ファイバと、２０×１０－３ｍ以下の曲率半径を有する凸曲面を含み開口を有している端面を有し、前記光ファイバの一端で前記樹脂被覆から露出した前記ガラスファイバを内蔵し前記開口から露出させているフェルールとを備え、前記光ファイバの中心軸に垂直な方向における前記光ファイバの中心軸から前記フェルールの先端までの距離が１８×１０－６ｍ以下である。この態様によれば、フェルールの先端が相手側から受ける接触圧力が小さくなって、ガラスファイバに力が伝わりやすくなる。よって、小さなフェルール押圧力でＰＣ接続を実現することができる。
　本開示の光コネクタは、前記光ファイバ中心軸の方向における前記フェルールの先端から光ファイバの先端までの距離が０．１×１０－６ｍ以下であってもよい。この態様でも、小さなフェルール押圧力でＰＣ接続を実現することができる。また、本開示の光コネクタは、前記光ファイバが、マルチコアファイバ、偏波保持ファイバのいずれかであってもよい。マルチコアファイバ、偏波保持ファイバを用いた場合にも、小さなフェルール押圧力でＰＣ接続を確実に実現することができる。また、本開示の光コネクタは、前記フェルールがジルコニア製であってもよい。金属製のフェルールに比べてフェルールの端面の反射を抑えることができる。
　本開示に係る光接続構造は、本開示の光コネクタと、ガイド構造を介して前記光コネクタに連結される接続対象物と、を備え、２本の前記光ファイバを光学的に接続し、フェルール押圧力が２．９Ｎ以上である。２本の光ファイバによる光接続状態は、ガイド構造を用いて維持できる。よって、小さなフェルール押圧力でＰＣ接続を実現できる光接続構造を提供することができる。
［本発明の実施形態の詳細］
　以下、添付図面を参照しながら、本開示による光コネクタおよび光接続構造の好適な実施の形態について説明する。
　非特許文献１に記載のクラッド径が１９０μｍのような大径の場合には、フェルール端面の曲率半径Ｒを大きく（フェルール端面の形状を平坦に）すれば、フェルールの先端が相手側から受ける接触圧力が小さくて済むため、ＰＣ接続に必要なフェルール押圧力を小さくできるものと考えられる。しかし、クラッド径が１５０μｍ以下のような小径の場合には、フェルール端面の曲率半径Ｒを大きくすれば、フェルールの先端が相手側から受ける接触圧力が大きくなって、光ファイバに力が伝わり難くなることから、ＰＣ接続に必要なフェルール押圧力を小さくできないという問題がある。
　本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、小さなフェルール押圧力でＰＣ接続を実現する光コネクタおよび光接続構造を提供することを目的とする。上記によれば、小さなフェルール押圧力でＰＣ接続を実現することができる。
　図１は、本開示の一態様に係る光コネクタ１の外観斜視図、図２は、光コネクタ１が含むフェルールの斜視図であり、図３Ａおよび図３Ｂは、光コネクタ１が含む光ファイバの例を説明する断面図である。なお、以下では、光コネクタをＬＣコネクタの例で説明する。
　図１に示すように、光コネクタ１は、フェルール１０を収容したプラグフレーム２０を備え、プラグフレーム２０の後端には、光ファイバｆを保護するブーツ３４が設けられている。プラグフレーム２０は、図示のＸ軸方向に延びた角筒状のフロントハウジング２１を有する。フロントハウジング２１は、例えば樹脂製であり、フェルール１０を受け入れ可能な後端開口２４と、フェルール１０を突出させる前端開口２３を有する。フロントハウジング２１の外周面には、可撓性を有したラッチアーム２２が設けられている。
　プラグフレーム２０は、フロントハウジング２１の後方に、リアハウジング３１を有する。リアハウジング３１は、例えば樹脂製であり、フェルール１０の後端部分やコイルばね（図示省略）を収容可能である。なお、コイルばねは、フェルール１０の後方に配置され、フェルール１０を前方（図示のＸ軸の正方向）に付勢する。また、リアハウジング３１の外周面には、ラッチアーム２２に係合可能なクリップ３２が設けられている。
　図２に示すように、フェルール１０は、図示のＸ軸方向に延びたフェルール本体１１を有する。フェルール本体１１は、例えばジルコニア製で円筒状であり、光ファイバｆが挿入される後端１３と、光ファイバｆの先端面を露出させる前端１２とを有する。　光ファイバｆの一端は、樹脂被覆が除去されてガラスファイバが露出しており、この露出したガラスファイバがフェルール本体１１の内側に接着されている。図示のＸ軸方向が光ファイバｆの中心軸の方向に相当する。
　光ファイバｆは、例えば、１つの共通のクラッド内に複数コアを有するマルチコアファイバ（ＭＣＦ）である。樹脂被覆を省略して説明すると、図３Ａは、クラッド４１内に７個のコア４２（中央コアと、光ファイバ中心軸の周囲に六角形状に配置された外周コアとからなる）を有する形態である。また、図３Ｂは、クラッド４１内に８個のコア４２（光ファイバ中心軸の周囲に八角形状に配置された外周コアのみ）を有する形態である。
　図２に示すように、フェルール本体１１の略中央位置の外側には、フランジ１４が設けられている。フランジ１４は、断面視略六角形状または略四角形状である。フェルール１０の後端部分やコイルばねをリアハウジング３１に収容し、フェルール１０の先端部分をフロントハウジング２１に挿入する。なお、フェルール１０は、フロントハウジング２１に挿入される前に、フェルール端面が予め凸曲面（具体例では凸球面）状に研磨されている。
　次いで、クリップ３２がラッチアーム２２に乗り上がると、フロントハウジング２１がリアハウジング３１にラッチされる。同時に、フランジ１４は、コイルばねの付勢力によって前方に押される。フランジ１４が前方に移動し、フランジ１４がフロントハウジング２１に挿入されると、フェルール１０は、その先端部分がフロントハウジング２１から突出する。
　図４Ａ，図４Ｂは、ＰＣ接続の光接続構造を説明する概念図である。光接続構造は、光コネクタ１と、別の光コネクタ１’とを備えており、図４Ａに示すようなガイド部材（例えば割りスリーブ）５０を用いて光コネクタ１側の光ファイバｆと、光コネクタ１’側の光ファイバｆ’とを光学的に接続させる。光コネクタ１’の図示は省略するが、光コネクタ１と同様に構成されている。
　光ファイバｆは、図３Ａに示した例で説明すれば、クラッド４１内に、コア４２（中央コアと外周コア）を備え、フェルール１０に固定されている。光ファイバｆ’もＭＣＦであり、クラッド４１’内に、コア４２’（中央コアと外周コア）備え、フェルール１０’に固定されている。ガイド部材５０は、その内径がフェルール１０，１０’の直径と略同等、あるいは、フェルール１０，１０’の直径よりも僅かに小さい。また、ガイド部材５０はスリット（図示省略）を有しており、このスリットを広げて内径を大きくすることが可能である。なお、ガイド部材５０をアダプタ（図示省略）に内蔵してもよい。
　また、図４Ａに示すように、光ファイバ（樹脂被覆の除去によって露出したガラスファイバ）ｆ，ｆ’をそれぞれ内蔵したフェルール１０，１０’の各フェルール端面は、凸球面状に研磨されている。フェルール１０をガイド部材５０の一端から挿入し、フェルール１０’をガイド部材５０の他端から挿入すると、凸球面状に研磨したフェルール１０，１０’の各フェルール端面は、図４Ｂに示すように、フェルール押圧力Ｆにより弾性変形し、ガイド部材５０内で中央コアの他、外周コアも面接触する（ＰＣ接続）。
　図５は、コネクタの端面形状を説明する図である。上記のように、フェルール端面は、ＰＣ接続するために、光ファイバ（露出したガラスファイバ）ｆおよびフェルール１０を凸球面状に研磨している。しかし、研磨の品質によって、フェルール端面の頂上が光ファイバ中心軸からオフセットしたり、光ファイバ（露出したガラスファイバ）ｆがフェルール端面よりも引き込んだりすることがあるので、フェルール端面の形状は、研磨の品質も考慮して設定される。
　具体的には、図５に示すように、フェルール端面の形状は、フェルール端面の曲率半径Ｒと、フェルール端面の頂点偏心量ｄ（光ファイバ中心軸（図にＸで示す）に垂直な方向における光ファイバ中心軸からフェルール１０の先端までの距離）と、フェルール端面からの光ファイバ引込み量Ｕ（光ファイバ中心軸の方向におけるフェルールの先端から光ファイバ（露出したガラスファイバ）ｆの先端までの距離）と、からなる３つのパラメータで規定される。ここで、「フェルールの先端」とは、フェルール端面を構成する凸曲面の包絡曲面を含めた先端を意味する。また、「光ファイバ中心軸に垂直な方向における光ファイバ中心軸からフェルールの先端までの距離」は、「光ファイバ中心軸に垂直な方向における光ファイバ中心軸から凸曲面の曲率中心までの距離」と言い換えることができる。
　これに、フェルール押圧力Ｆを加えた４条件が可変値である。これら４条件と、光ファイバ（露出したガラスファイバ）ｆのクラッド径、コア位置などの不変値とに基づいて、ＰＣ接続する条件を求めることができる。そこで、ＰＣ接続する範囲（ＰＣ接続半径：ガラスファイバ同士が面接触している範囲を光ファイバ中心軸からの距離で表現した量）を有限要素法により解析した。
　図６Ａ、図６Ｂは、フェルール押圧力Ｆを２．９Ｎで一定とし、光ファイバ引込み量Ｕを０．１μｍと規定した場合のＰＣ接続半径の解析結果を示すグラフである。縦軸をフェルール端面の曲率半径Ｒ（端面曲率半径ｍｍ）、横軸をフェルール端面の頂点偏心量ｄとし、ＰＣ接続半径ｍｍの変化を示している。
　図６Ａは、ガラスファイバの外径（クラッド径）が１５０μｍにおけるＰＣ接続半径の解析結果であり、頂点偏心量ｄが小さくなるに連れて、ＰＣ接続半径は次第に大きくなっている。また、頂点偏心量ｄを０ｍｍに近づけた場合、フェルール端面の曲率半径Ｒを１０ｍｍまで小さくしても、ＰＣ接続半径は、０．０６ｍｍ～０．０７ｍｍの大きさで得られることが分かる。図６Ｂは、ガラスファイバの外径（クラッド径）が１２５μｍにおけるＰＣ接続半径の解析結果である。頂点偏心量ｄが小さくなるに連れて、ＰＣ接続半径は次第に大きくなっている。また、頂点偏心量ｄを０ｍｍに近づけた場合、フェルール端面の曲率半径Ｒを１０ｍｍまで小さくしても、ＰＣ接続半径は、０．０５ｍｍ～０．０６ｍｍの大きさで得られることが分かる。
　図６Ａ，図６Ｂによれば、フェルール端面の曲率半径Ｒ（端面曲率半径）は２０ｍｍを超えてもよい。しかし、頂点偏心量ｄを０ｍｍに近づけるには、フェルール１０を尖らせるように加工する必要があるため、小さな頂点偏心量ｄでフェルール端面の曲率半径Ｒを２０ｍｍ超の大きさに加工する（図６Ａ、図６Ｂの左上領域を実現する）のは困難である。一方、フェルール端面の曲率半径Ｒが１０ｍｍ未満は実用的ではない。したがって、フェルール端面の曲率半径Ｒは１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましい。そして、クラッド径が１５０μｍの場合には、頂点偏心量ｄが０．０２ｍｍ以下であれば、性能保持に必要な０．０４ｍｍ以上の大きさのＰＣ接続半径を得ることができ、クラッド径が１２５μｍの場合には、頂点偏心量ｄが０．０１８ｍｍ以下であれば、０．０４ｍｍ以上の大きさのＰＣ接続半径を得ることができる。
　このように、クラッド径が１２５μｍから１５０μｍまでに関しては、非特許文献１に記載の結果とは逆の結果を示しており、光ファイバ引込み量Ｕが０．１μｍ、頂点偏心量ｄが１８μｍで一定とすると、フェルール端面の曲率半径Ｒを２０ｍｍ以下のように小さくすれば、フェルール１０の先端が相手側から受ける接触圧力が小さくなって、ガラスファイバに力が伝わりやすくなる。よって、小さなフェルール押圧力ＦでＰＣ接続を実現することができる。
　ところで、上記実施形態では、光コネクタをＬＣコネクタの例で説明した。しかし、本発明はこの例に限定されない。例えば、ＳＣコネクタやＭＵコネクタを含む他の形式の光コネクタにも適用できる。また、上記実施形態では、光ファイバｆをマルチコアファイバの例で説明した。しかし、本発明の光ファイバは、例えば、偏波保持ファイバであってもよい。偏波保持ファイバは、マルチコアファイバと同様に、光学的に接続させる際に、中心軸周りの回転角度の調整が必要な光ファイバである。
　偏波保持ファイバ（例えば応力付与型偏波保持ファイバ）は、図示は省略するが、コアの両側に円形の応力付与部を配置している。シングルモードファイバには、直交する２つの偏波面を持つモード（偏波モード）が存在するが、偏波保持ファイバは、これら２つの偏波モード間に伝搬定数差を生じさせ、一方の偏波モードから他方の偏波モードへの結合を抑制して偏波保持能力を高めたファイバである。
　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１，１’…光コネクタ、１０，１０’…フェルール、１１…フェルール本体、１２…前端、１３…後端、１４…フランジ、２０…プラグフレーム、２１…フロントハウジング、２２…ラッチアーム、２３…前端開口、２４…後端開口、３１…リアハウジング、３２…クリップ、３４…ブーツ、４１，４１’…クラッド、４２，４２’…コア、５０…ガイド部材。

Claims (7)

  1. 　外径が１２５×１０－６ｍ以上１５０×１０－６ｍ以下であるガラスファイバと、前記ガラスファイバを覆う樹脂被覆とを含む光ファイバと、
    　２０×１０－３ｍ以下の曲率半径を有する凸曲面を含み開口を有している端面を有し、前記光ファイバの一端で前記樹脂被覆から露出した前記ガラスファイバを内蔵し前記開口から露出させているフェルールと、
    を備え、前記光ファイバの中心軸に垂直な方向における前記光ファイバの中心軸から前記フェルールの先端までの距離が１８×１０－６ｍ以下である、光コネクタ。
  2. 　前記光ファイバ中心軸の方向における前記フェルールの先端から光ファイバの先端までの距離が０．１×１０－６ｍ以下である、
    請求項１に記載の光コネクタ。
  3. 　前記光ファイバが、長手方向に延びる複数のコアと、前記複数のコアのそれぞれを覆う共通クラッドとを備えたマルチコアファイバである、
    請求項１または請求項２に記載の光コネクタ。
  4. 　前記光ファイバが、偏波保持ファイバである、
    請求項１または請求項２に記載の光コネクタ。
  5. 　前記フェルールがジルコニア製である、
    請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光コネクタ。
  6. 　長手方向に延びる複数のコアと、前記複数のコアのそれぞれを覆う共通クラッドとを備え、外径が１２５×１０－６ｍ以上１５０×１０－６ｍ以下であるガラスファイバと、前記ガラスファイバを覆う樹脂被覆とを含むマルチコア光ファイバと、
    　２０×１０－３ｍ以下の曲率半径を有する凸曲面を含み開口を有している端面を有し、前記光ファイバの一端で前記樹脂被覆から露出した前記ガラスファイバを内蔵し前記開口から露出させているジルコニア製フェルールと、
    を備えた光コネクタであって、
    　前記光ファイバの中心軸に垂直な方向における前記光ファイバの中心軸から前記フェルールの先端までの距離が１８×１０－６ｍ以下であり、
    　前記光ファイバ中心軸の方向における前記フェルールの先端からの光ファイバの先端までの距離が０．１×１０－６ｍ以下である、光コネクタ。
  7. 　請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光コネクタと、ガイド構造を介して前記光コネクタに連結される接続対象物と、を備え、２本の前記光ファイバを光学的に接続し、フェルール押圧力が２．９Ｎ以上である、光接続構造。
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