WO2025239152A1 - 光コネクタ - Google Patents

光コネクタ

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WO2025239152A1
WO2025239152A1 PCT/JP2025/015568 JP2025015568W WO2025239152A1 WO 2025239152 A1 WO2025239152 A1 WO 2025239152A1 JP 2025015568 W JP2025015568 W JP 2025015568W WO 2025239152 A1 WO2025239152 A1 WO 2025239152A1
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WO
WIPO (PCT)
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optical fibers
angle
boot
optical
fiber
Prior art date
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Pending
Application number
PCT/JP2025/015568
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English (en)
French (fr)
Inventor
康平 土師
哲 森島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Publication of WO2025239152A1 publication Critical patent/WO2025239152A1/ja
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02Optical fibres with cladding with or without a coating
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/36Mechanical coupling means
    • G02B6/40Mechanical coupling means having fibre bundle mating means

Definitions

  • Patent Document 1 discloses an optical connector that includes multiple optical fibers that require rotational alignment, a holding member that holds the multiple optical fibers, and a ferrule that houses the multiple optical fibers and holding member.
  • An opening is formed on the rear end face of the ferrule to receive the multiple optical fibers and the holding member.
  • the interior of the ferrule is formed with multiple holding holes that each hold the multiple optical fibers received through the openings on the rear end face.
  • the optical connector disclosed herein comprises: a plurality of optical fibers, each of which includes at least one of a core and a stress-applying portion offset from the central axis and which are arranged in a direction intersecting the axial direction along which the central axis extends; a ferrule including a front end face intersecting the axial direction, a rear end face opposite the front end face, a first accommodating hole including an opening in the rear end face and accommodating the plurality of optical fibers, and a plurality of second accommodating holes extending axially from the first accommodating hole toward the front end face and each accommodating a plurality of optical fibers; a boot including an outer wall surface that fits into the opening, an inner wall surface facing the opposite side from the outer wall surface, and insertion holes surrounded by the inner wall surface and into which the plurality of optical fibers are inserted; and a holding member accommodated in the first accommodating hole, disposed between the plurality of second accommodating holes and the boot, and holding the plurality of optical fibers.
  • the outer wall surface includes a first reference surface that contacts the inner surface of the first accommodating hole.
  • the inner wall surface includes a second reference surface that faces opposite the first reference surface.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an optical connector according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the optical connector taken along line A1-A1 in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the optical connector taken along line A2-A2 in FIG.
  • FIG. 4A is a perspective view showing an example of an optical fiber.
  • FIG. 4B is a perspective view showing an example of an optical fiber.
  • FIG. 5A is a perspective view showing an example of a holding member.
  • FIG. 5B is a perspective view showing an example of a holding member.
  • FIG. 5C is a perspective view showing an example of a holding member.
  • FIG. 6A is a perspective view showing an example of a manufacturing process for an optical connector.
  • FIG. 6A is a perspective view showing an example of a manufacturing process for an optical connector.
  • FIG. 6B is a perspective view showing a manufacturing step subsequent to FIG. 6A.
  • FIG. 7A is a perspective view showing a manufacturing step subsequent to FIG. 6B.
  • FIG. 7B is a perspective view showing a manufacturing step subsequent to FIG. 7A.
  • FIG. 8 is a perspective view showing how a plurality of optical fibers are inserted into a ferrule in an inclined position in the manufacturing process of FIG. 6B.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the boot when a plurality of optical fibers are inserted into the boot in an inclined position.
  • FIG. 10A is a front view showing an example of a plurality of optical fibers in which a rotation angle deviation occurs due to tilting of the attitude of the optical fibers.
  • FIG. 10A is a front view showing an example of a plurality of optical fibers in which a rotation angle deviation occurs due to tilting of the attitude of the optical fibers.
  • FIG. 10B is a front view showing an example of optical fibers in which a rotation angle deviation occurs due to tilting of the attitude of the optical fibers.
  • FIG. 11A is a graph showing the relationship between the extinction ratio [dB] and the angle ⁇ [°] when the polarization-maintaining fibers shown in FIG. 4A are spliced together.
  • FIG. 11B is a graph showing the relationship between the splice loss [dB] and the angle ⁇ [°] when the multicore fibers shown in FIG. 4B are spliced together.
  • FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the tilt of the posture of a plurality of optical fibers and the dimensions of the insertion hole of the boot.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing a boot provided in the optical connector of the first modified example.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing a boot provided in the optical connector of the second modification.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing a boot provided in an optical connector of the third modification.
  • the optical fibers and holding member When the holding member is inserted into the opening at the rear end face, the optical fibers and holding member may be placed inside the ferrule with the orientation of the optical fibers tilted relative to the ferrule's angular reference (for example, horizontal, the direction in which the multiple holding holes that hold the optical fibers are aligned).
  • the rotational angle of the optical fibers inserted into the ferrule's holding holes may be misaligned by the amount of the tilt of the orientation of the optical fibers.
  • the optical fibers and holding member can be placed inside the ferrule without the orientation of the optical fibers being tilted relative to the ferrule's angular reference, when the boot is subsequently inserted into the ferrule, the force applied to the optical fibers from the boot may cause the orientation of the optical fibers inside the ferrule to be tilted, resulting in a rotational angle misalignment of the optical fibers.
  • a rotational angle misalignment can lead to degradation of optical properties, such as increased connection loss when splicing optical fibers together.
  • This disclosure provides an optical connector that can reduce degradation of optical characteristics caused by misalignment of the rotation angle of the optical fiber.
  • the optical connector disclosed herein can reduce degradation of optical characteristics caused by misalignment of the optical fiber's rotation angle.
  • An optical connector comprises: a plurality of optical fibers, each of which includes at least one of a core and a stress-applying portion at a position offset from a central axis and which are arranged in a direction intersecting an axial direction along which the central axis extends; a ferrule including a front end face intersecting the axial direction, a rear end face opposite the front end face, a first accommodating hole including an opening in the rear end face and accommodating the plurality of optical fibers, and a plurality of second accommodating holes extending axially from the first accommodating hole toward the front end face and each accommodating a plurality of optical fibers; a boot including an outer wall surface that fits into the opening, an inner wall surface facing the opposite side from the outer wall surface, and insertion holes surrounded by the inner wall surface and into which the plurality of optical fibers are inserted; and a holding member accommodated in the first accommodating hole, disposed between the plurality of second accommodating holes and the boot, and holding the plurality of optical
  • the outer wall surface includes a first reference surface that contacts the inner surface of the first accommodating hole.
  • the inner wall surface includes a second reference surface that faces opposite the first reference surface.
  • the fiber arrangement direction in which the multiple optical fibers are arranged may be tilted relative to the angular reference direction of the ferrule, resulting in a rotational angle deviation of the optical fibers equal to the tilt of the fiber arrangement direction.
  • Such a rotational angle deviation of the optical fibers can lead to deterioration of the optical fiber's optical characteristics, such as connection loss.
  • the inventors investigated factors that cause the fiber arrangement direction to be tilted relative to the angular reference direction and found that the first angle of the second reference plane on the inner wall surface of the boot relative to the first reference plane on the outer wall surface, and the second angle of the fiber arrangement direction relative to the second reference plane, are the main factors behind the tilt of the fiber arrangement direction relative to the angular reference direction.
  • the inventors further investigated the relationship between these first and second angles and optical characteristics such as connection loss, and discovered that in order to sufficiently reduce the deterioration of the optical characteristics of the optical fiber caused by rotational angle misalignment, it is effective to strictly control the total angle of the first and second angles to be less than 3 degrees, leading to the present disclosure.
  • the optical connector described above by ensuring that the total angle of the first and second angles is less than 3 degrees, the deterioration of the optical characteristics of the optical fiber caused by rotational angle misalignment can be sufficiently reduced.
  • each of the multiple optical fibers may be a multicore fiber including a core at a position offset from the central axis.
  • the total angle may be less than 1 degree.
  • the present inventors have investigated the relationship between the total angle of the first angle and the second angle and the connection loss of the multicore fiber, and have found that in order to sufficiently reduce the connection loss of the multicore fiber caused by the rotational angle misalignment, it is effective to strictly control the total angle to be less than 1 degree.
  • the present inventors converted the amount of core misalignment between multicore fibers into a rotational angle misalignment between the multicore fibers and analyzed the relationship between the rotational angle misalignment and the connection loss. As a result, they found that a low connection loss of 0.5 dB can be maintained if the total angle of the first angle and the second angle is less than 1 degree.
  • the upper limit value of the second angle may be the same as or smaller than the upper limit value of the first angle.
  • the inventors studied the first angle and the second angle, which are the main factors in the tilt of the fiber arrangement direction relative to the angle reference direction, and found that the second reference plane, which is the reference plane for the second angle, is dimensionally smaller than the first reference plane, which is the reference plane for the first angle. Therefore, the effect of a deviation in the second angle on the total angle is likely to be greater than the effect of a deviation in the first angle on the total angle.
  • the effect of a deviation in the second angle on the total angle can be reduced compared to when the upper limit value of the second angle is greater than the upper limit value of the first angle.
  • the increase in rotational angle deviation of the optical fiber due to a deviation in the second angle can be reduced, and degradation of the optical characteristics due to a rotational angle deviation of the optical fiber can be more effectively reduced.
  • the shape of the insertion hole as viewed along the axial direction may be rectangular having a longitudinal direction and a transverse direction.
  • the width of the insertion hole along the longitudinal direction is Wx
  • the width of the insertion hole along the transverse direction is Wy
  • the width of the plurality of optical fibers along the fiber arrangement direction is x
  • the width of the plurality of optical fibers along a direction perpendicular to the fiber arrangement direction is y
  • the second angle is ⁇ 2
  • the width Wx and the width Wy may satisfy formula (1).
  • the multiple optical fibers may be bundled with a resin tape and inserted into the insertion hole together with the tape.
  • the space available for the multiple optical fibers to move in the boot insertion hole is limited by the thickness of the tape, so the inclination of the fiber arrangement direction of the multiple optical fibers inserted into the insertion hole can be reduced. This more reliably reduces the degradation of optical characteristics caused by misalignment of the optical fibers' rotational angles.
  • the material of the boot may be the same as the material of the ferrule.
  • the rigidity of the boot can be increased compared to when a conventional rubber boot is used, and significant deformation of the boot due to external forces when the boot is inserted into the opening at the rear end face of the ferrule can be reduced. This reduces the likelihood that the fiber arrangement direction of multiple optical fibers inserted into the boot insertion hole will be significantly tilted due to forces from the boot. This more reliably reduces the effect of reducing degradation of optical characteristics caused by misalignment of the rotation angle of the optical fiber.
  • the multiple optical fibers may include multiple first optical fibers and multiple second optical fibers aligned along a cross direction that intersects the axial direction and the fiber arrangement direction.
  • the boot may include, as insertion holes, a first insertion hole into which the multiple first optical fibers are inserted and a second insertion hole into which the multiple second optical fibers are inserted.
  • the second insertion hole may be aligned with the first insertion hole at a distance from the first insertion hole along the cross direction.
  • the inclination of the fiber arrangement direction of the optical fibers in each row can be made smaller than when multiple rows of optical fibers are inserted into a single insertion hole. Therefore, even when multiple optical fibers are arranged in multiple rows, the effect of reducing degradation of optical characteristics caused by rotational angle deviation of the optical fibers can be more reliably achieved.
  • the inner wall surface may be formed with a plurality of grooves in which the plurality of optical fibers are respectively placed.
  • the posture of the plurality of optical fibers can be stabilized by aligning the plurality of optical fibers along the plurality of grooves in the inner wall surface of the boot.
  • the dimensions of the boot insertion hole can be reduced by the depth of the plurality of grooves in the inner wall surface of the boot. This limits the space in which the plurality of optical fibers can move in the insertion hole, thereby reducing the inclination of the fiber arrangement direction of the plurality of optical fibers inserted into the insertion hole. This more reliably reduces the effect of reducing degradation of optical characteristics caused by misalignment of the rotation angle of the optical fibers.
  • the insertion hole may include a first insertion section extending along the axial direction, a second insertion section aligned with the first insertion section along the axial direction and having an inner diameter smaller than that of the first insertion section, and an intermediate section disposed between the first and second insertion sections and having an inner diameter that decreases axially from the first insertion section toward the second insertion section.
  • the space in which the multiple optical fibers can move can be gradually restricted, making it easier to insert the multiple optical fibers into the insertion hole and to control the tilt of the fiber arrangement direction.
  • Figure 1 is a perspective view showing the optical connector 1 of this embodiment.
  • Figure 2 is a cross-sectional view of the optical connector 1 taken along line A1-A1 in Figure 1.
  • Figure 3 is a cross-sectional view of the optical connector 1 taken along line A2-A2 in Figure 2.
  • These figures show arrows indicating the X, Y, and Z directions.
  • the X direction indicates the lateral direction of the optical connector 1.
  • the Y direction indicates the thickness direction of the optical connector 1.
  • the Z direction indicates the forward direction of the optical connector 1.
  • the vectors in the X, Y, and Z directions intersect with each other, and in one example, the vectors in the X, Y, and Z directions are perpendicular to each other.
  • the optical connector 1 comprises a ribbon fiber Tf, a ferrule 20, a boot 30, and a holding member 40.
  • the ribbon fiber Tf, boot 30, and holding member 40 are shown as a plan view rather than a cross-sectional view.
  • the tape fiber Tf includes multiple optical fibers 10 and a tape material 15.
  • Each of the multiple optical fibers 10 is a cable that transmits optical signals.
  • the multiple optical fibers 10 are arranged in a row along the X direction and extend along the Z direction.
  • each optical fiber 10 includes a glass fiber 11 and a resin coating 12 that covers the glass fiber 11.
  • the resin coatings 12 of adjacent optical fibers 10 are in contact with each other, for example.
  • the diameter of the glass fiber 11 is, for example, 125 ⁇ m.
  • the outer diameter of the resin coating 12 is, for example, 250 ⁇ m.
  • Each optical fiber 10 includes a coated portion 10a containing a glass fiber 11 and a resin coating 12, and a core portion 10b from which the resin coating 12 has been removed to expose the glass fiber 11.
  • the core portion 10b extends forward (in the Z direction) relative to the coated portion 10a.
  • the core portion 10b includes the tip surface 11a of the glass fiber 11.
  • Fig. 4A is a perspective view showing an example of optical fiber 10.
  • Fig. 4B is a perspective view showing an example of optical fiber 10.
  • Optical fiber 10 is an optical fiber that requires rotational alignment about its central axis CX.
  • An optical fiber that requires rotational alignment includes at least one of a core and a stress-applying portion at a position offset from its central axis CX.
  • Optical fiber 10 may be, for example, a polarization-maintaining fiber (PMF) 10A shown in Fig. 4A, or a multi-core fiber (MCF) 10B shown in Fig. 4B.
  • PMF polarization-maintaining fiber
  • MMF multi-core fiber
  • the polarization-maintaining fiber 10A in FIG. 4A includes, for example, a core 100a arranged on its central axis CX and a pair of stress-applying portions 101a arranged on either side of the core 100a.
  • the multi-core fiber 10B in FIG. 4B includes multiple cores 100b arranged at positions offset from the central axis CX.
  • examples of optical fibers 10 that require rotational alignment include bundle fibers.
  • the tape material 15 is a resin tape that holds multiple optical fibers 10 together to prevent positional fluctuations between the multiple optical fibers 10, and is wrapped around the multiple optical fibers 10.
  • the tape material 15 is positioned, for example, behind the boundary between the coated portion 10a and the core portion 10b, and collectively covers the coated portions 10a of multiple optical fibers 10 that are aligned in a row along the Y direction.
  • the ferrule 20 is a rectangular parallelepiped resin member.
  • the material of the ferrule 20 is selected to be a resin such as PPS (Polyphenylene Sulfide).
  • the ferrule 20 is, for example, an MT ferrule.
  • the ferrule 20 includes a front end face 20a, a rear end face 20b, a first accommodating hole 21, a plurality of second accommodating holes 22, and a pair of guide holes 23.
  • the front end face 20a is located at the front end of the ferrule 20 along the Z direction.
  • the rear end face 20b is located at the rear end of the ferrule 20 facing away from the front end face 20a.
  • the first accommodating hole 21 is, for example, a rectangular hole extending from the rear end face 20b into the interior of the ferrule 20 and includes an opening 21a formed in the rear end face 20b.
  • the shape of the first accommodating hole 21 viewed along the Z direction is, for example, a rectangle with the X direction as the longitudinal direction and the Y direction as the lateral direction.
  • the first accommodating hole 21 accommodates multiple optical fibers 10 inserted through the opening 21a, and a holding member 40 that holds the multiple optical fibers 10.
  • the multiple second accommodating holes 22 are, for example, circular holes connected to the first accommodating hole 21 inside the ferrule 20 and extend from the first accommodating hole 21 along the Z direction.
  • the multiple second accommodating holes 22 each accommodate one of the multiple optical fibers 10 inserted through the first accommodating hole 21.
  • Each of the multiple second accommodating holes 22 reaches the front end face 20a and includes an opening 22a formed in the front end face 20a.
  • the tip end face 11a of the optical fiber 10 inserted into each second accommodating hole 22 is exposed to the outside of the ferrule 20 through the opening 22a.
  • the direction in which the multiple second accommodating holes 22 are arranged coincides with the X direction.
  • the direction in which the multiple second accommodating holes 22 are arranged is referred to as the "angular reference direction D1" (see Figure 3).
  • the "angular reference direction D1" can be defined as the direction in which a straight line L1 (see Figure 3) connecting the centers of adjacent second accommodating holes 22 extends when viewed along the Z direction.
  • the pair of guide holes 23 are formed at a pair of positions sandwiching the first accommodating hole 21 and the multiple second accommodating holes 22 in the X direction, and extend along the Z direction from the front end face 20a to the rear end face 20b.
  • Each guide hole 23 includes an opening 23a formed in the front end face 20a and an opening 23b formed in the rear end face 20b.
  • the pair of guide holes 23 are arranged in a row alongside the multiple second accommodating holes 22 along the angle reference direction D1. When viewed along the Z direction, the line connecting the centers of the guide holes 23 coincides with the line L1 connecting the centers of the second accommodating holes 22.
  • a pair of guide pins are inserted into the pair of guide holes 23 to maintain the relative positions of the optical connector 1 and the mating optical connector.
  • the boot 30 is a tubular member extending along the Z direction and is made of a flexible material.
  • the material of the boot 30 is, for example, rubber or resin. In this embodiment, the same resin material as the ferrule is selected as the material for the boot 30.
  • the external shape of the boot 30 as viewed along the Z direction is, for example, a rectangle with the X direction as the longitudinal direction and the Y direction as the lateral direction.
  • the boot 30 includes a front end surface 30a, a rear end surface 30b, an inner wall surface 30c, an outer wall surface 30d, and an insertion hole 31.
  • the front end face 30a is located at the front end of the boot 30 along the Z direction.
  • the rear end face 30b is located at the rear end of the boot 30 facing away from the front end face 20a.
  • the inner wall face 30c is a wall face facing inward of the cylindrical boot 30.
  • the outer wall face 30d is a wall face facing outward of the cylindrical boot 30.
  • the inner wall face 30c and the outer wall face 30d extend along the Z direction from the front end face 30a to the rear end face 30b.
  • the insertion hole 31 can be defined as a space surrounded by the inner wall face 30c. The insertion hole 31 penetrates in the Z direction between the front end face 30a and the rear end face 30b.
  • the insertion hole 31 When viewed along the Z direction, the insertion hole 31 is, for example, a rectangle with the X direction as the longitudinal direction and the Y direction as the short side. Multiple optical fibers 10 are inserted into the insertion hole 31.
  • the boot 30 is inserted into the opening 21a of the ferrule 20 and fits snugly into the opening 21a.
  • the outer wall face 30d includes a first reference surface S1 that contacts the inner wall face 21b of the first accommodating hole 21.
  • the inner wall face 21b and the first reference surface S1 extend parallel to the angular reference direction D1 in an XY cross section of the optical connector 1 perpendicular to the Z direction.
  • the inner wall face 30c of the boot 30 includes a second reference surface S2 that faces the opposite side from the first reference surface S1.
  • the second reference surface S2 is aligned with the first reference surface S1 in the Y direction and faces the side of the multiple optical fibers 10 inserted into the insertion hole 31.
  • the second reference plane S2 extends parallel to the first reference plane S1 in the XY cross section of the optical connector 1.
  • the second reference plane S2 may be slightly tilted with respect to the first reference plane S1 due to the influence of manufacturing tolerances.
  • the direction in which the multiple optical fibers 10 are arranged extends parallel to the first reference plane S1 in the XY cross section of the optical connector 1.
  • the direction in which the multiple optical fibers 10 are arranged may be slightly tilted with respect to the angular reference direction D1 due to the influence of manufacturing tolerances.
  • the direction in which the multiple optical fibers 10 are arranged is referred to as the "fiber arrangement direction D2" (see Figure 9).
  • the "fiber arrangement direction D2" can be defined as the direction in which a straight line connecting the centers of adjacent optical fibers 10 extends when viewed along the Z direction.
  • the alignment of multiple optical fibers 10 may be disrupted when inserted into the insertion hole 31, in which case the centers of all optical fibers 10 may not necessarily be located on a straight line.
  • the direction in which an approximate straight line calculated using the least squares method from the positions of the centers of multiple optical fibers 10 extends may be defined as the "fiber arrangement direction D2.”
  • the holding member 40 is a rectangular parallelepiped member that holds multiple optical fibers 10.
  • the holding member 40 is housed in the first housing hole 21 of the ferrule 20, and is positioned between the boot 30 and multiple second housing holes 22.
  • the holding member 40 is made of, for example, resin or metal.
  • FIG. 5A is a perspective view showing an example of a holding member 40.
  • FIG. 5B is a perspective view showing an example of a holding member 40.
  • FIG. 5C is a perspective view showing an example of a holding member 40.
  • the holding member 40 of this embodiment is, for example, the holding member 40A shown in FIG. 5A, but it may also be the holding member 40B shown in FIG. 5B or the holding member 40C shown in FIG. 5C.
  • the holding member 40A in FIG. 5A includes multiple holding holes 41 and multiple holding holes 42 connected to the multiple holding holes 41.
  • the multiple holding holes 41 extend in the Z direction from the front end face of the holding member 40A and are aligned in the X direction.
  • the multiple holding holes 42 extend in the Z direction from the multiple holding holes 41 to the rear end face of the holding member 40A and are aligned in the X direction corresponding to the multiple holding holes 41.
  • the cross section of each holding hole 41, 42 along the XY plane is, for example, circular.
  • the inner diameter of each holding hole 41 is the same as or slightly larger than the outer diameter of the core portion 10b of each optical fiber 10.
  • Each holding hole 41 holds the core portion 10b of each optical fiber 10 so that it can rotate freely around the central axis CX.
  • Each holding hole 42 holds the coating portion 10a of each optical fiber 10.
  • the holding member 40B shown in Figure 5B has a single holding hole 43 instead of the multiple holding holes 42 of the holding member 40A described above.
  • the holding hole 43 is connected to the multiple holding holes 41 and reaches the rear end face of the holding member 40B.
  • the cross section of the holding hole 43 along the XY plane is, for example, an ellipse extending along the X direction.
  • the holding hole 43 collectively holds the coated portions 10a of the multiple optical fibers 10.
  • the holding member 40C shown in Figure 5C has a surface 44 along the XZ plane behind the multiple holding holes 41 instead of the multiple holding holes 42 of the holding member 40A described above.
  • the coated portions 10a of each optical fiber 10 are placed on the surface 44.
  • FIG. 6A is a perspective view showing an example of a manufacturing process for the optical connector 1.
  • FIG. 6B is a perspective view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 6A.
  • FIG. 7A is a perspective view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 6B.
  • FIG. 7B is a perspective view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 7A.
  • the tape material 15 has been omitted from these figures.
  • a holding member 40 is prepared to hold multiple rotationally aligned optical fibers 10.
  • the holding member 40 is inserted into the opening 21a of the ferrule 20.
  • the holding member 40 is housed in the first housing hole 21, and the core portion 10b of each optical fiber 10 extending forward from the holding member 40 is inserted into each second housing hole 22 (see Figure 2).
  • the boot 30 is fitted into the opening 21a of the ferrule 20. Specifically, with the coated portion 10a of each optical fiber 10 extending rearward from the opening 21a passed through the insertion hole 31 of the boot 30, the boot 30 is moved forward until the boot 30 is fitted into the opening 21a.
  • liquid adhesive Ad is injected into the interior of the ferrule 20 through the window in the ferrule 20. The adhesive Ad then hardens, fixing the multiple optical fibers 10 to the ferrule 20. This results in the optical connector 1 shown in Figure 1.
  • the adhesive Ad is omitted from Figure 1.
  • Figure 8 is a perspective view showing how multiple optical fibers 10 are inserted into the ferrule 20 in a tilted position during the manufacturing process of Figure 6B.
  • the holding member 40 holding the multiple optical fibers 10 is inserted into the opening 21a of the ferrule 20
  • the positions of the multiple optical fibers 10 are adjusted so that, when viewed along the Z direction, the fiber arrangement direction D2 in which the multiple optical fibers 10 are arranged basically coincides with the angular reference direction D1 in which the multiple second receiving holes 22 and the pair of guide holes 23 are arranged.
  • Figure 9 is a cross-sectional view of the boot 30 when multiple optical fibers 10 are inserted into the boot 30 in a tilted position.
  • the fiber arrangement direction D2 is tilted by an angle ⁇ with respect to the angular reference direction D1.
  • a rotational angle deviation occurs in each optical fiber 10 by the angle ⁇ .
  • each optical fiber 10 is misaligned by the angle ⁇ around the central axis CX.
  • FIG. 10A is a front view showing a polarization-maintaining fiber 10A in which a rotational angle deviation has occurred due to tilting of the attitude of multiple optical fibers 10.
  • FIG. 10B is a front view showing a multi-core fiber 10B in which a rotational angle deviation has occurred due to tilting of the attitude of multiple optical fibers 10.
  • the polarization-maintaining fiber 10A of FIG. 10A when a reference line RL1 connecting the center of a core 100a and the center of each stress-applying portion 101a is drawn, the reference line RL1 after the rotational angle deviation has occurred rotates by an angle ⁇ relative to the reference line RL1 before the rotational angle deviation occurred.
  • Figure 11A is a graph showing the relationship between the extinction ratio [dB] and the angle ⁇ [°] when two polarization-maintaining fibers 10A are connected together.
  • the magnitude of the extinction ratio of the output light from the polarization-maintaining fiber 10A significantly affects the optical characteristics of the polarization-maintaining fiber 10A.
  • the extinction ratio is expressed as the ratio between the intensity of the polarized light propagating in the direction of the fast axis of the polarization-maintaining fiber 10A and the intensity of the polarized light propagating in the direction of the slow axis of the polarization-maintaining fiber 10A.
  • Fig. 11B is a graph showing the relationship between the splice loss [dB] and the angle ⁇ [°] when two multi-core fibers 10B are spliced together. As shown in graph G2 of Fig. 11B, the magnitude of the splice loss caused by the misalignment between the cores 100b of the multi-core fibers 10B significantly affects the optical characteristics of the multi-core fiber 10B.
  • the misalignment dt can be geometrically expressed by the angle ⁇ based on the relative positional relationship between the original position of the cores 100b of the multicore fiber 10B and the position of the cores 100b after a rotational angle misalignment occurs.
  • Graph G2 in FIG. 11B shows the relationship between the connection loss and the angle ⁇ when the misalignment dt in equation (2) is expressed as the angle ⁇ .
  • the smaller the angle ⁇ the smaller the connection loss, and if the angle ⁇ is less than 1 degree, a connection loss of less than 0.5 dB can be achieved.
  • connection loss of less than 0.5 dB
  • connection loss of less than 0.5 dB
  • the upper limit of the angle ⁇ of the optical fiber 10 is less than 3 degrees.
  • the angle ⁇ corresponds to the sum of the first angle ⁇ 1 and the second angle ⁇ 2. That is, the angle ⁇ can be broken down into the first angle ⁇ 1 and the second angle ⁇ 2.
  • the first angle ⁇ 1 is the inclination angle of the second reference plane S2 relative to the first reference plane S1 when viewed along the Z direction.
  • the second angle ⁇ 2 is the inclination angle of the fiber arrangement direction D2 relative to the second reference plane S2 when viewed along the Z direction.
  • the first angle ⁇ 1 occurs due to factors such as dimensional errors in the boot 30 and deformation of the boot 30 when fitting the boot 30 into the opening 21a.
  • the second angle ⁇ 2 occurs due to factors such as errors in the positioning accuracy of each optical fiber 10, errors in the assembly accuracy of each optical fiber 10 into the ferrule 20, and the pressing force from the boot 30.
  • the second angle ⁇ 2 tends to be larger than the first angle ⁇ 1.
  • the dimensions of the insertion hole 31 are reduced so that the second angle ⁇ 2, which tends to become large, becomes smaller.
  • the range of the second angle ⁇ 2 within the range of less than 3 degrees becomes smaller, and the range of the first angle ⁇ 1 becomes larger accordingly.
  • the upper limit value of the second angle ⁇ 2 is lower than the upper limit value of the first angle ⁇ 1.
  • the second angle ⁇ 2 is, for example, 0 degrees or greater and less than 0.4 degrees
  • the first angle ⁇ 1 is 0 degrees or greater and less than 0.6 degrees.
  • the upper limit value of the second angle ⁇ 2 may be the same as the upper limit value of the first angle ⁇ 1.
  • the upper limit values of the second angle ⁇ 2 and the first angle ⁇ 1 may both be less than 1.5 degrees. If the angle ⁇ is less than 1 degree, the upper limit of the second angle ⁇ 2 and the upper limit of the first angle ⁇ 1 may both be less than 0.5 degrees.
  • the insertion hole 31 of the boot 30 is inclined relative to the first reference plane S1.
  • the longitudinal direction D11 of the insertion hole 31 is inclined relative to the X direction
  • the lateral direction D12 of the insertion hole 31 is inclined relative to the Y direction.
  • FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the second angle ⁇ 2 and the dimensions of the insertion hole 31 of the boot 30.
  • the width of the insertion hole 31 in the longitudinal direction D11 is Wx
  • the width of the insertion hole 31 in the lateral direction D12 is Wy
  • the width of the multiple optical fibers 10 in the fiber arrangement direction D2 is x
  • the width of the multiple optical fibers 10 in the thickness direction i.e., the direction perpendicular to the fiber arrangement direction D2
  • the widths Wx and Wy of the insertion hole 31 and the widths x and y of the multiple optical fibers 10 geometrically satisfy the relationship shown in the following equation (1).
  • the widths Wx and Wy of the insertion hole 31 that satisfy equation (2) can be obtained by using the widths x and y of the multiple optical fibers 10 as known quantities, thereby obtaining the widths Wx and Wy of the insertion hole 31 that satisfy the angle ⁇ of less than 3 degrees.
  • the insertion hole 31 having the widths Wx and Wy obtained in this manner can control the inclination of the fiber arrangement direction D2 of the optical fibers 10 inserted into the insertion hole 31 to be less than 3 degrees.
  • the fiber arrangement direction D2 in which the multiple optical fibers 10 are arranged may be tilted relative to the angular reference direction D1 of the ferrule 20, resulting in a rotational angle deviation of the optical fibers 10 by the amount of the tilt of the fiber arrangement direction D2.
  • a rotational angle deviation of the optical fibers 10 can lead to deterioration of the optical characteristics of the optical fibers 10, such as connection loss.
  • the inventors investigated the factors that cause the fiber arrangement direction D2 to be tilted relative to the angular reference direction D1 and found that the first angle ⁇ 1 of the second reference plane S2 relative to the first reference plane S1 and the second angle ⁇ 2 of the fiber arrangement direction D2 relative to the second reference plane S2 are the main factors that cause the tilt of the fiber arrangement direction D2 relative to the angular reference direction D1.
  • the inventors have further studied the relationship between the first angle ⁇ 1 and the second angle ⁇ 2 and optical characteristics such as connection loss, and have discovered that in order to sufficiently reduce the deterioration of the optical characteristics of the optical fiber 10 that occurs due to rotational angle misalignment, it is effective to strictly control the total angle ⁇ of the first angle ⁇ 1 and the second angle ⁇ 2 to be less than 3 degrees, leading to the present disclosure.
  • the total angle ⁇ of the first angle ⁇ 1 and the second angle ⁇ 2 is less than 3 degrees, as in the optical connector 1 of this embodiment, the deterioration of the optical characteristics of the optical fiber 10 that occurs due to rotational angle misalignment can be sufficiently reduced.
  • each of the multiple optical fibers 10 may be a multi-core fiber 10B including a core 100b at a position offset from the central axis CX, and the angle ⁇ may be less than 1 degree.
  • the angle ⁇ may be less than 1 degree.
  • the inventors have investigated the relationship between the sum of the angle ⁇ of the first angle ⁇ 1 and the second angle ⁇ 2 and the connection loss of the multi-core fiber 10B, and have found that in order to sufficiently reduce the connection loss of the multi-core fiber 10B due to a rotational angle misalignment, it is effective to strictly control the angle ⁇ to be less than 1 degree.
  • the inventors converted the amount of misalignment of the cores 100b between the multicore fibers 10B into a rotational angle misalignment of the multicore fibers 10B, and then analyzed the relationship between this rotational angle misalignment and splice loss.
  • the upper limit of the second angle ⁇ 2 may be the same as or smaller than the upper limit of the first angle ⁇ 1.
  • the inventors studied the first angle ⁇ 1 and the second angle ⁇ 2, which are the main factors in the tilt of the fiber arrangement direction D2 relative to the angle reference direction D1. As a result, they found that the second reference plane S2, which is the reference plane for the second angle ⁇ 2, is dimensionally smaller than the first reference plane S1, which is the reference plane for the first angle ⁇ 1. Therefore, the effect of a deviation in the second angle ⁇ 2 on the angle ⁇ is likely to be greater than the effect of a deviation in the first angle ⁇ 1 on the angle ⁇ .
  • the effect of a deviation in the second angle ⁇ 2 on the angle ⁇ can be reduced compared to when the upper limit of the second angle ⁇ 2 is greater than the upper limit of the first angle ⁇ 1.
  • the rotational angle deviation of the optical fiber 2 caused by a deviation in the second angle ⁇ 2 can be reduced, thereby more effectively reducing degradation of the optical characteristics caused by a rotational angle deviation of the optical fiber 2.
  • the shape of the insertion hole 31 as viewed along the Z direction may be rectangular having a longitudinal direction D11 and a transverse direction D12.
  • the width of the insertion hole 31 along the longitudinal direction D11 is Wx
  • the width of the insertion hole 31 along the transverse direction D12 is Wy
  • the width of the multiple optical fibers 10 along the fiber arrangement direction D2 is x
  • the width of the multiple optical fibers 10 along a direction perpendicular to the fiber arrangement direction D2 is y
  • the second angle ⁇ 2 is ⁇ 2
  • the width Wx and the width Wy may satisfy equation (1).
  • the inclination of the fiber arrangement direction D2 of the multiple optical fibers 10 inserted into the boot 30 can be reduced. This more reliably reduces the degradation of optical characteristics caused by a rotational angle deviation of the optical fibers 10.
  • the multiple optical fibers 10 may be bundled with a resin tape material 15 and inserted into the insertion hole 31 together with the tape material 15.
  • the space available for the multiple optical fibers 10 to move in the insertion hole 31 of the boot 30 is limited by the thickness of the tape material 15, so the inclination of the fiber arrangement direction D2 of the multiple optical fibers 10 inserted into the insertion hole 31 can be reduced. This more reliably reduces the degradation of optical characteristics caused by deviations in the rotation angle of the optical fibers 10.
  • the material of the boot 30 may be the same as the material of the ferrule 20.
  • the rigidity of the boot 30 can be increased compared to when a conventional rubber boot is used, and therefore the boot 30 can be prevented from being significantly deformed by external forces when inserted into the opening 21a of the rear end face 20b of the ferrule 20.
  • ⁇ Modification 1> 13 is a cross-sectional view showing an optical connector 1A of Modification 1.
  • the optical connector 1A includes a boot 30A in which an insertion hole 31A (second insertion hole) is formed in addition to the above-described insertion hole 31 (first insertion hole). Furthermore, the optical connector 1A includes a plurality of optical fibers 110 (multiple second optical fibers) in addition to a plurality of optical fibers 10 (multiple first optical fibers).
  • the insertion holes 31A are arranged at intervals in the Z direction relative to the insertion hole 31.
  • the insertion holes 31A have, for example, the same configuration as the insertion hole 31.
  • the multiple optical fibers 110 are arranged in the Z direction at intervals relative to the multiple optical fibers 10. In other words, the multiple optical fibers 10, 110 are arranged in multiple rows.
  • the multiple optical fibers 110 have, for example, the same configuration as the multiple optical fibers 10.
  • the multiple optical fibers 10 are inserted into the insertion holes 31, and the multiple optical fibers 110 are inserted into the insertion holes 31A.
  • the optical connector 1A may be equipped with multiple optical fibers arranged in three or more rows.
  • the optical connector 1A may be equipped with a boot including insertion holes arranged in three or more rows, depending on the number of rows of multiple optical fibers.
  • ⁇ Modification 2> 14 is a cross-sectional view showing an optical connector 1B of Modification 2.
  • a boot 30B provided in the optical connector 1B includes an insertion hole 31B having a plurality of grooves 30e formed in an inner wall surface 30c.
  • the plurality of grooves 30e are, for example, aligned along the X direction and extend along the Z direction on a second reference plane S2 of the inner wall surface 30c.
  • a plurality of optical fibers 10 are placed in each of the plurality of grooves 30e.
  • the shape of each groove 30e is, for example, semicircular, but may also be V-shaped or rectangular.
  • the multiple optical fibers 10 are aligned with the multiple grooves 30e of the boot 30, thereby stabilizing the posture of the multiple optical fibers 10.
  • the dimensions of the insertion hole 31B of the boot 30 can be reduced by the depth of each groove 30e. This limits the space in which the multiple optical fibers 10 can move in the insertion hole 31B, making it possible to reduce the inclination of the fiber arrangement direction D2 of the multiple optical fibers 10 inserted into the insertion hole 31B. This more reliably reduces the degradation of optical characteristics caused by deviations in the rotation angle of the optical fibers 10.
  • ⁇ Modification 3> 15 is a cross-sectional view showing an optical connector 1C of Modification 3.
  • the insertion hole 31C includes a first insertion portion 31a, an intermediate portion 31b, and a second insertion portion 31c.
  • the first insertion portion 31a extends in the Z direction from the front end surface 30a of the boot 30C toward the rear end surface 30b.
  • the second insertion portion 31c extends in the Z direction from the rear end surface 30b of the boot 30C toward the front end surface 30a.
  • the intermediate portion 31b is disposed between the first insertion portion 31a and the second insertion portion 31c in the Z direction and connects the first insertion portion 31a and the second insertion portion 31c.
  • the inner diameter of the second insertion portion 31c is the same as or slightly larger than the outer diameter of the optical fiber 10 (specifically, the outer diameter of the coating portion 10a).
  • the inner diameter of the first insertion portion 31a is larger than the inner diameter of the second insertion portion 31c.
  • the inner diameter of the intermediate portion 31b decreases from the first insertion portion 31a toward the second insertion portion 31c in the Z direction.
  • the optical fibers 10 When optical fibers 10 are inserted into such an insertion hole 31C, the optical fibers 10 are first inserted into the first insertion section 31a, which has a larger inner diameter, and then, via the intermediate section 31b, are inserted into the second insertion section 31c, which has a smaller inner diameter.
  • the space within which the multiple optical fibers 10 can move can be gradually restricted, making it easier to insert the multiple optical fibers 10 into the insertion hole 31C and to control the tilt of the fiber arrangement direction D2.
  • the present disclosure is not limited to the above-described embodiments and modifications, and various other modifications are possible.
  • the above-described embodiments and modifications may be combined with each other to the extent that they are consistent, depending on the required purpose and effect.
  • a case has been described in which multiple optical fibers 10 are bundled with a resin tape material 15 and inserted into the insertion hole 31 together with the tape material 15.
  • the optical connector does not need to include a tape material for bundling multiple optical fibers.
  • the material of the boot 30 is the same as the material of the ferrule 20.
  • the material of the boot may be different from the material of the ferrule, as long as it is a material with a higher rigidity than rubber.
  • Optical connector 10 ... Optical fiber (plurality of first optical fibers) 10A...Polarization-maintaining fiber 10B...Multicore fiber 10a...Coated portion 10b...Core portion 11...Glass fiber 11a...Tip surface 12...Resin coating 15...Tape material 20...Ferrule 20a...Front end surface 20b...Rear end surface 21...First accommodating hole 21a, 22a, 23a, 23b...Opening 21b...Inner wall surface 22...Second accommodating hole 23...Guide hole 30, 30A, 30B, 30C...Boot 30a...Front end surface 30b...Rear end surface 30c...Inner wall surface 30d...Outer wall surface 30e...Groove 31...Insertion hole (first insertion hole) 31A...insertion hole (second insertion hole) 31B, 31C...insertion hole 31a...first insertion portion 31b...intermediate portion 31c...second insertion portion 40, 40A, 40B,

Landscapes

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Abstract

本開示の光コネクタ(1)は、複数の光ファイバ(10)と、第一収容孔および複数の第二収容孔を含むフェルール(20)と、挿入孔を含むブーツ(30)と、複数の光ファイバを保持する保持部材(40)と、を備える。ブーツ(30)の外壁面は、第一収容孔の内面に接する第一基準面(S1)を含む。ブーツ(30)の内壁面は、第一基準面とは反対側を向く第二基準面(S2)を含む。複数の第二収容孔が配列される方向を角度基準方向(D1)とし、複数の光ファイバが配列される方向をファイバ配列方向(D2)とした場合に、軸方向に垂直なブーツの断面において、角度基準方向に沿った第一基準面に対する第二基準面の第一角度(θ1)と、第二基準面に対するファイバ配列方向の第二角度(θ2)と、を合計した合計角度は、3度未満である。

Description

光コネクタ
 本開示は、光コネクタに関する。本出願は、2024年5月16日出願の日本出願第2024-080353号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
 特許文献1は、回転調心が必要な複数の光ファイバと、複数の光ファイバを保持する保持部材と、複数の光ファイバおよび保持部材を収容するフェルールと、を備える光コネクタを開示する。フェルールの後端面には、複数の光ファイバおよび保持部材を受け入れる開口が形成されている。フェルールの内部には、後端面の開口から受け入れた複数の光ファイバをそれぞれ保持する複数の保持孔が形成されている。
国際公開第2018/135368号
 本開示の光コネクタは、中心軸からずれた位置にコアおよび応力付与部の少なくとも一方をそれぞれが含み、中心軸が延びる軸方向に交差する方向に沿って配列される複数の光ファイバと、軸方向に交差する前端面、前端面とは反対側に位置する後端面、後端面に開口を含みかつ複数の光ファイバを収容する第一収容孔、および第一収容孔から前端面に向かって軸方向に沿って延びて複数の光ファイバをそれぞれ収容する複数の第二収容孔を含むフェルールと、開口に勘合する外壁面、外壁面とは反対側を向く内壁面、内壁面に囲まれて複数の光ファイバが挿入される挿入孔を含むブーツと、第一収容孔に収容され、複数の第二収容孔とブーツとの間に配置され、複数の光ファイバを保持する保持部材と、を備える。外壁面は、第一収容孔の内面に接する第一基準面を含む。内壁面は、第一基準面とは反対側を向く第二基準面を含む。複数の第二収容孔が配列される方向を角度基準方向とし、複数の光ファイバが配列される方向をファイバ配列方向とした場合に、軸方向に垂直なブーツの断面において、角度基準方向に沿った第一基準面に対する第二基準面の第一角度と、第二基準面に対するファイバ配列方向の第二角度と、を合計した合計角度は、3度未満である。
図1は、本実施形態の光コネクタを示す斜視図である。 図2は、図1のA1-A1線に沿った光コネクタの断面図である。 図3は、図2のA2-A2線に沿った光コネクタの断面図である。 図4Aは、光ファイバの例を示す斜視図である。 図4Bは、光ファイバの例を示す斜視図である。 図5Aは、保持部材の例を示す斜視図である。 図5Bは、保持部材の例を示す斜視図である。 図5Cは、保持部材の例を示す斜視図である。 図6Aは、光コネクタの製造工程の例を示す斜視図である。 図6Bは、図6Aの後続の製造工程を示す斜視図である。 図7Aは、図6Bの後続の製造工程を示す斜視図である。 図7Bは、図7Aの後続の製造工程を示す斜視図である。 図8は、図6Bの製造工程において、複数の光ファイバの姿勢が傾いた状態でフェルールに挿入される様子を示す斜視図である。 図9は、複数の光ファイバの姿勢が傾いた状態でブーツに挿入された場合のブーツの断面図である。 図10Aは、複数の光ファイバの姿勢の傾きに伴う回転角度ずれが発生した光ファイバの例を示す正面図である。 図10Bは、複数の光ファイバの姿勢の傾きに伴う回転角度ずれが発生した光ファイバの例を示す正面図である。 図11Aは、図4Aに示される偏波保持ファイバ同士を接続した場合における消光比[dB]と角度θ[°]との関係を示すグラフである。 図11Bは、図4Bに示されるマルチコアファイバ同士を接続した場合における接続損失[dB]と角度θ[°]との関係を示すグラフである。 図12は、複数の光ファイバの姿勢の傾きとブーツの挿入孔の寸法との関係を示す図である。 図13は、変形例1の光コネクタが備えるブーツを示す断面図である。 図14は、変形例2の光コネクタが備えるブーツを示す断面図である。 図15は、変形例3の光コネクタが備えるブーツを示す断面図である。
 特許文献1に記載された光コネクタが製造される際、フェルールの後端面に形成された開口に、回転調心された複数の光ファイバを保持する保持部材が挿入される。その後、フェルールの内部に挿入された保持部材が接着剤によって固定される際に、後端面の開口からの接着剤の漏洩を防ぐために、例えばゴム製のブーツによって後端面の開口が閉じられる。この状態で、フェルールの内部に接着剤が注入されることによって、複数の光ファイバおよび保持部材がフェルールに固定される。
 後端面の開口に保持部材が挿入される際、複数の光ファイバの姿勢がフェルールの角度基準(例えば水平方向、光ファイバを保持する複数の保持孔が並ぶ方向)に対して傾いた状態で、複数の光ファイバおよび保持部材がフェルールの内部に配置されることがある。この場合、複数の光ファイバの姿勢の傾きの分だけ、フェルールの保持孔に挿入される光ファイバの回転角度ずれが生じることがある。仮に複数の光ファイバの姿勢がフェルールの角度基準から傾けずに、複数の光ファイバおよび保持部材をフェルールの内部に配置できたとしても、その後にフェルールにブーツが挿入される際に、ブーツから複数の光ファイバに力が加わることで、フェルールの内部で複数の光ファイバの姿勢が傾き、光ファイバの回転角度ずれが生じることがある。このような回転角度ずれは、光ファイバ同士を接続する際の接続損失の増大といった光学特性の劣化を招きうる。
 本開示は、光ファイバの回転角度ずれに起因する光学特性の劣化を低減できる光コネクタを提供する。
 本開示の光コネクタによれば、光ファイバの回転角度ずれに起因する光学特性の劣化を低減できる。
 最初に、本開示の実施形態の内容を列記して説明する。
 (1)本開示の一実施形態に係る光コネクタは、中心軸からずれた位置にコアおよび応力付与部の少なくとも一方をそれぞれが含み、中心軸が延びる軸方向に交差する方向に沿って配列される複数の光ファイバと、軸方向に交差する前端面、前端面とは反対側に位置する後端面、後端面に開口を含みかつ複数の光ファイバを収容する第一収容孔、および第一収容孔から前端面に向かって軸方向に沿って延びて複数の光ファイバをそれぞれ収容する複数の第二収容孔を含むフェルールと、開口に勘合する外壁面、外壁面とは反対側を向く内壁面、内壁面に囲まれて複数の光ファイバが挿入される挿入孔を含むブーツと、第一収容孔に収容され、複数の第二収容孔とブーツとの間に配置され、複数の光ファイバを保持する保持部材と、を備える。外壁面は、第一収容孔の内面に接する第一基準面を含む。内壁面は、第一基準面とは反対側を向く第二基準面を含む。複数の第二収容孔が配列される方向を角度基準方向とし、複数の光ファイバが配列される方向をファイバ配列方向とした場合に、軸方向に垂直なブーツの断面において、角度基準方向に沿った第一基準面に対する第二基準面の第一角度と、第二基準面に対するファイバ配列方向の第二角度と、を合計した合計角度は、3度未満である。
 上記の光コネクタが製造される際、回転調心が必要な複数の光ファイバが保持部材に保持された状態で、フェルールの後端面の開口からフェルールの内部に複数の光ファイバが挿入され、後端面の開口がブーツによって塞がれる。この製造工程において、複数の光ファイバが配列されるファイバ配列方向がフェルールの角度基準方向に対して傾くことがあり、そのファイバ配列方向の傾きの分だけ光ファイバの回転角度ずれが発生する。このような光ファイバの回転角度ずれは、接続損失といった光ファイバの光学特性の劣化を招きうる。これに対し、本発明者らは、ファイバ配列方向が角度基準方向に対して傾く要因について検討した結果、ブーツの外壁面の第一基準面に対する内壁面の第二基準面の第一角度と、第二基準面に対するファイバ配列方向の第二角度とが、角度基準方向に対するファイバ配列方向の傾きの主な要因であることを見出した。本発明者らは、これら第一角度および第二角度と、接続損失等の光学特性との関係について検討を進めた結果、回転角度ずれが発生することに伴って生じる光ファイバの光学特性の劣化を十分に低減するためには、第一角度および第二角度の合計角度が3度未満となるように厳密に管理することが有効であることを見出し、本開示に至った。つまり、上記の光コネクタのように、第一角度および第二角度の合計角度が3度未満であることによって、回転角度ずれに起因する光ファイバの光学特性の劣化を十分に低減できる。
 (2)上記(1)に記載の光コネクタにおいて、複数の光ファイバのそれぞれは、中心軸からずれた位置にコアを含むマルチコアファイバであってもよい。合計角度は、1度未満であってもよい。マルチコアファイバ同士が接続される際、マルチコアファイバの回転角度ずれが発生した場合に、マルチコアファイバのコアの位置が接続相手のマルチコアファイバのコアの位置に対してずれることで、マルチコアファイバの接続損失が増大し、光学特性の劣化が発生する。そこで、本発明者らは、第一角度および第二角度の合計角度と、マルチコアファイバの接続損失と、の関係について検討を進めた結果、回転角度ずれに起因するマルチコアファイバの接続損失を十分に低減するためには、その合計角度が1°未満となるように厳密に管理することが有効であることを見出した。具体的には、本発明者らは、マルチコアファイバ同士のコアのずれ量を、マルチコアファイバの回転角度ずれに換算したうえで、その回転角度ずれと接続損失との関係を分析した結果、第一角度および第二角度の合計角度が1度未満であれば、0.5dBといった低接続損失を維持できることを見出した。従って、上記(2)の光コネクタのように、光ファイバとしてマルチコアファイバが用いられる場合に、第一角度および第二角度の合計角度を1度未満であることによって、光ファイバの回転角度ずれに起因する光学特性の劣化を十分に低減できる。
 (3)上記(1)または(2)に記載の光コネクタにおいて、第二角度の上限値は、第一角度の上限値と同一であるか、または第一角度の上限値よりも小さくてもよい。本発明者らは、角度基準方向に対するファイバ配列方向の傾きの主な要因である第一角度および第二角度について検討した結果、第一角度の基準となる第一基準面に対して、第二角度の基準となる第二基準面の方が寸法的に小さくなるため、第一角度のずれが合計角度に与える影響と比べて、第二角度のずれが合計角度に与える影響の方が大きくなりやすい。上記(3)の光コネクタのように、第二角度の上限値が、第一角度の上限値と同一であるか、または第一角度の上限値よりも小さい場合、第二角度の上限値が第一角度の上限値よりも大きい場合と比べて、第二角度のずれが合計角度に与える影響を小さくできる。その結果、第二角度のずれに起因して光ファイバの回転角度ずれが大きくなることを低減できるので、光ファイバの回転角度ずれに起因する光学特性の劣化をより効果的に低減できる。
 (4)上記(1)から(3)のいずれかに記載の光コネクタにおいて、軸方向に沿って見た挿入孔の形状は、長手方向および短手方向を有する矩形状であってもよい。長手方向に沿った挿入孔の幅をWxとし、短手方向に沿った挿入孔の幅をWyとし、ファイバ配列方向に沿った複数の光ファイバの幅をxとし、ファイバ配列方向に垂直な方向に沿った複数の光ファイバの幅をyとし、第二角度をθ2とした場合に、幅Wxおよび幅Wyは式(1)を満たしてもよい。このように、ブーツの挿入孔の寸法を小さくすることによって、ブーツに挿入される複数の光ファイバのファイバ配列方向の傾きを小さくできる。これにより、光ファイバの回転角度ずれに起因する光学特性の劣化を低減する効果をより確実に得ることができる。
 (5)上記(1)から(4)のいずれかに記載の光コネクタにおいて、複数の光ファイバは、樹脂製のテープ材によって束ねられた状態で、テープ材とともに挿入孔に挿入されていてもよい。この場合、ブーツの挿入孔においてテープ材の厚さの分だけ複数の光ファイバが移動可能なスペースが制限されるので、挿入孔に挿入される複数の光ファイバのファイバ配列方向の傾きを小さくできる。これにより、光ファイバの回転角度ずれに起因する光学特性の劣化を低減する効果をより確実に得ることができる。
 (6)上記(1)から(5)のいずれかに記載の光コネクタにおいて、ブーツの材料は、フェルールの材料と同一であってもよい。この場合、従来のゴム製のブーツが用いられる場合と比べて、ブーツの剛性を高めることができるので、フェルールの後端面の開口にブーツが挿入される際に、ブーツが外力を受けて大きく変形することを低減できる。これにより、ブーツの挿入孔に挿入される複数の光ファイバのファイバ配列方向が、ブーツからの力を受けて大きく傾くことを低減できる。これにより、光ファイバの回転角度ずれに起因する光学特性の劣化を低減する効果をより確実に得ることができる。
 (7)上記(1)から(6)のいずれかに記載の光コネクタにおいて、複数の光ファイバとして、軸方向およびファイバ配列方向に交差する交差方向に沿って互いに並ぶ複数の第一光ファイバおよび複数の第二光ファイバを備えてもよい。ブーツは、挿入孔として、複数の第一光ファイバが挿入される第一挿入孔と、複数の第二光ファイバが挿入される第二挿入孔と、を含んでもよい。第二挿入孔は、交差方向に沿って第一挿入孔と間隔を空けて並んでいてもよい。この場合、複数列に配列される光ファイバが一つの挿入孔に挿入される場合と比べて、各列の光ファイバのファイバ配列方向の傾きを小さくできる。従って、複数の光ファイバが複数列にわたって配列される場合であっても、光ファイバの回転角度ずれに起因する光学特性の劣化を低減する効果をより確実に得ることができる。
 (8)上記(1)から(7)のいずれかに記載の光コネクタにおいて、内壁面には、複数の光ファイバがそれぞれ載置される複数の溝が形成されていてもよい。この場合、複数の光ファイバをブーツの内壁面の複数の溝に沿わせることによって、複数の光ファイバの姿勢を安定させることができる。更に、ブーツの内壁面の複数の溝の深さの分だけ、ブーツの挿入孔の寸法を小さくできる。これにより、挿入孔において複数の光ファイバが移動可能なスペースが制限されるので、挿入孔に挿入される複数の光ファイバのファイバ配列方向の傾きを小さくできる。これにより、光ファイバの回転角度ずれに起因する光学特性の劣化を低減する効果をより確実に得ることができる。
 (9)上記(1)から(8)のいずれかに記載の光コネクタにおいて、挿入孔は、軸方向に沿って延びる第一挿入部と、軸方向に沿って第一挿入部と並び、第一挿入部の内径よりも小さい内径を有する第二挿入部と、第一挿入部と第二挿入部との間に配置され、軸方向に沿って第一挿入部から第二挿入部に向かうにしたがって小さくなる内径を有する中間部と、を含んでもよい。この場合、複数の光ファイバを第一挿入部から第二挿入部へと挿入していくに従って、複数の光ファイバが移動可能なスペースを徐々に制限することができるので、挿入孔への複数の光ファイバの挿入が容易になり、ファイバ配列方向の傾きの制御が容易となる。
 [本開示の実施形態の詳細]
 本開示の光コネクタの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、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。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
 図1は、本実施形態の光コネクタ1を示す斜視図である。図2は、図1のA1-A1線に沿った光コネクタ1の断面図である。図3は、図2のA2-A2線に沿った光コネクタ1の断面図である。これらの図には、X方向、Y方向およびZ方向を示す矢印が示されている。X方向は、光コネクタ1の横方向を示す。Y方向は、光コネクタ1の厚み方向を示す。Z方向は、光コネクタ1の前方向を示す。X方向、Y方向およびZ方向のベクトルは互いに交差し、一例では、X方向、Y方向およびZ方向のベクトルは互いに直交している。
 図1、図2、および図3に示されるように、光コネクタ1は、テープファイバTfと、フェルール20と、ブーツ30と、保持部材40と、を備える。図2において、テープファイバTf、ブーツ30、および保持部材40は、断面図ではなく平面図として示されている。
 テープファイバTfは、複数の光ファイバ10と、テープ材15と、を含む。複数の光ファイバ10のそれぞれは、光信号を伝達するケーブルである。複数の光ファイバ10は、X方向に沿って一列に配列されており、Z方向に沿って延びている。図2に示されるように、各光ファイバ10は、ガラスファイバ11と、ガラスファイバ11を覆う樹脂被覆12と、を含む。互いに隣り合う各光ファイバ10の樹脂被覆12は、例えば互いに接している。ガラスファイバ11の直径は、例えば125μmである。樹脂被覆12の外径は、例えば250μmである。
 各光ファイバ10は、ガラスファイバ11および樹脂被覆12を含む被覆部分10aと、樹脂被覆12が除去されてガラスファイバ11が露出した心線部分10bと、を含む。心線部分10bは、被覆部分10aに対して前方(Z方向)に延びている。心線部分10bは、ガラスファイバ11の先端面11aを含む。
 図4Aは、光ファイバ10の例を示す斜視図である。図4Bは、光ファイバ10の例を示す斜視図である。光ファイバ10は、その中心軸CXに関して回転調心が必要な光ファイバである。回転調心が必要な光ファイバは、その中心軸CXからずれた位置にコアおよび応力付与部の少なくとも一方を含む。光ファイバ10は、例えば、図4Aに示される偏波保持ファイバ(PMF:Polarization Maintaining Fiber)10Aであってもよいし、図4Bに示されるマルチコアファイバ(MCF:Multi Core Fiber)10Bであってもよい。
 図4Aの偏波保持ファイバ10Aは、例えば、その中心軸CX上に配置されたコア100aと、コア100aを挟んで両側に配置された一対の応力付与部101aと、を含む。図4Bのマルチコアファイバ10Bは、その中心軸CXからずれた位置に配置された複数のコア100bを含む。回転調心が必要な光ファイバ10としては、上述した偏波保持ファイバ10Aおよびマルチコアファイバ10Bの他に、例えば、バンドルファイバが挙げられる。
 再び図2を参照する。テープ材15は、複数の光ファイバ10の間の位置変動を防止するために複数の光ファイバ10をまとめて保持する樹脂製のテープであり、複数の光ファイバ10の周囲に巻かれている。テープ材15は、例えば、被覆部分10aと心線部分10bとの境界よりも後方に配置され、Y方向に沿って一列に並べられた複数の光ファイバ10の被覆部分10aをまとめて覆っている。
 フェルール20は、直方体状の樹脂部材である。フェルール20の材料としては、例えばPPS(PolyphenyleneSulfide)等の樹脂が選択される。フェルール20は、例えばMTフェルールである。図2に示されるように、フェルール20は、前端面20aと、後端面20bと、第一収容孔21と、複数の第二収容孔22と、一対のガイド孔23と、を含む。前端面20aは、Z方向に沿ったフェルール20の前端に位置する。後端面20bは、前端面20aとは反対側を向くフェルール20の後端に位置する。
 第一収容孔21は、例えば、後端面20bからフェルール20の内部へ延びる矩形の孔であり、後端面20bに形成された開口21aを含む。Z方向に沿って見た第一収容孔21の形状は、例えば、X方向を長手方向とし、Y方向を短手方向とする矩形状である。第一収容孔21は、開口21aから挿入された複数の光ファイバ10、および複数の光ファイバ10を保持する保持部材40を収容する。
 複数の第二収容孔22は、例えば、フェルール20の内部において第一収容孔21に繋がる円形の孔であり、第一収容孔21からZ方向に沿って延びている。複数の第二収容孔22は、第一収容孔21から挿入された複数の光ファイバ10をそれぞれ収容する。複数の第二収容孔22のそれぞれは、前端面20aに達しており、前端面20aに形成された開口22aを含む。各第二収容孔22へ挿入された光ファイバ10の先端面11aは、開口22aからフェルール20の外部へ露出する。複数の第二収容孔22が配列される方向は、X方向に一致する。以下では、複数の第二収容孔22が配列される方向を「角度基準方向D1」(図3参照)と称する。「角度基準方向D1」は、Z方向に沿って見た場合に、互いに隣り合う各第二収容孔22の中心同士を結ぶ直線L1(図3参照)が延びる方向として定義できる。
 図2に示されるように、一対のガイド孔23は、第一収容孔21および複数の第二収容孔22をX方向に挟む一対の位置に形成されており、前端面20aから後端面20bまでZ方向に沿って延びている。各ガイド孔23は、前端面20aに形成された開口23aと、後端面20bに形成された開口23bと、を含む。図3に示されるように、一対のガイド孔23は、角度基準方向D1に沿って複数の第二収容孔22と並んで一列に配置されている。Z方向に沿って見た場合に、各ガイド孔23の中心同士を結ぶ直線は、各第二収容孔22の中心同士を結ぶ直線L1に一致する。一対のガイド孔23には、光コネクタ1と接続相手の光コネクタとの相対位置を維持するための一対のガイドピンが挿入される。
 図3に示されるように、ブーツ30は、Z方向に沿って延びる筒状の部材であり、可撓性を有する材料によって形成されている。ブーツ30の材料は、例えば、ゴムまたは樹脂である。本実施形態では、ブーツ30の材料として、フェルールと同一の樹脂材料が選択される。Z方向に沿って見たブーツ30の外形は、例えば、X方向を長手方向とし、Y方向を短手方向とする矩形である。
 図2および図3に示されるように、ブーツ30は、前端面30aと、後端面30bと、内壁面30cと、外壁面30dと、挿入孔31と、を含む。
 図2に示されるように、前端面30aは、Z方向に沿ったブーツ30の前端に位置する。後端面30bは、前端面20aとは反対側を向くブーツ30の後端に位置する。図3に示されるように、内壁面30cは、筒状のブーツ30の内側を向く壁面である。外壁面30dは、筒状のブーツ30の外側を向く壁面である。内壁面30cおよび外壁面30dは、前端面30aから後端面30bまでZ方向に沿って延びている。挿入孔31は、内壁面30cに囲まれる空間として定義できる。挿入孔31は、前端面30aと後端面30bとの間をZ方向に貫通している。Z方向に沿って見た挿入孔31は、例えば、X方向を長手方向とし、Y方向を短手方向とする矩形である。挿入孔31には、複数の光ファイバ10が挿入される。ブーツ30は、フェルール20の開口21aに挿入され、開口21aに隙間無く嵌合している。
 図2に示されるように、ブーツ30が開口21aに勘合した状態において、前端面30aは、第一収容孔21の内側に配置され、後端面30bは、第一収容孔21の外側に配置されて後端面20bよりも後方に突出する。この状態において、図3に示されるように、外壁面30dは、第一収容孔21に嵌合している。外壁面30dは、第一収容孔21の内壁面21bに接触する第一基準面S1を含む。内壁面21bおよび第一基準面S1は、Z方向に垂直な光コネクタ1のXY断面において、角度基準方向D1と平行に延びている。ブーツ30の内壁面30cは、第一基準面S1とは反対側を向く第二基準面S2を含む。第二基準面S2は、Y方向に沿って第一基準面S1と並んでおり、挿入孔31に挿入される複数の光ファイバ10の側面に対面している。
 第二基準面S2は、光コネクタ1のXY断面において、第一基準面S1と平行に延びている。第二基準面S2は、製造公差の影響によって第一基準面S1に対して僅かに傾斜することもある。複数の光ファイバ10が配列される方向は、光コネクタ1のXY断面において、第一基準面S1と平行に延びている。複数の光ファイバ10が配列される方向は、製造公差の影響によって角度基準方向D1に対して僅かに傾斜することもある。以下では、複数の光ファイバ10が配列される方向を「ファイバ配列方向D2」(図9参照)と称する。
 「ファイバ配列方向D2」は、Z方向に沿って見た場合に、互いに隣り合う各光ファイバ10の中心同士を結ぶ直線が延びる方向として定義できる。但し、挿入孔31への挿入の際に複数の光ファイバ10の整列状態が乱れることがあり、その場合には、必ずしも全ての光ファイバ10の中心が一直線上に位置するとは限らない。その場合、複数の光ファイバ10の中心の位置から最小二乗法を用いて算出される近似直線が延びる方向を、「ファイバ配列方向D2」と定義してもよい。
 図2に示されるように、保持部材40は、複数の光ファイバ10を保持する直方体状の部材である。保持部材40は、フェルール20の第一収容孔21に収容され、ブーツ30と複数の第二収容孔22との間に配置されている。保持部材40は、例えば、樹脂または金属によって形成されている。
 図5Aは、保持部材40の例を示す斜視図である。図5Bは、保持部材40の例を示す斜視図である。図5Cは、保持部材40の例を示す斜視図である。本実施形態の保持部材40は、例えば、図5Aに示される保持部材40Aであるが、図5Bに示される保持部材40Bであってもよいし、図5Cに示される保持部材40Cであってもよい。
 図5Aの保持部材40Aは、複数の保持孔41と、複数の保持孔41にそれぞれ繋がる複数の保持孔42と、を含む。複数の保持孔41は、保持部材40Aの前端面からZ方向に沿って延びており、X方向に沿って並んでいる。複数の保持孔42は、複数の保持孔41から保持部材40Aの後端面までZ方向に沿って延びており、複数の保持孔41に対応してX方向に沿って並んでいる。XY平面に沿った各保持孔41,42の断面は、例えば円形である。各保持孔41の内径は、各光ファイバ10の心線部分10bの外径と同一か、心線部分10bの外径よりも僅かに大きい。各保持孔41は、各光ファイバ10の心線部分10bを、中心軸CXの周りに回転自在に保持する。各保持孔42は、各光ファイバ10の被覆部分10aを保持する。
 図5Bに示される保持部材40Bは、上述した保持部材40Aの複数の保持孔42に代えて、単一の保持孔43を備える。保持孔43は、複数の保持孔41に繋がり、保持部材40Bの後端面に達している。XY平面に沿った保持孔43の断面は、例えばX方向に沿って延びる長円状である。保持孔43は、複数の光ファイバ10の被覆部分10aをまとめて保持する。図5Cに示される保持部材40Cは、上述した保持部材40Aの複数の保持孔42に代えて、XZ平面に沿った面44を、複数の保持孔41の後方に備える。面44には、各光ファイバ10の被覆部分10aが載置される。
 図6Aは、光コネクタ1の製造工程の例を示す斜視図である。図6Bは、図6Aの後続の製造工程を示す斜視図である。図7Aは、図6Bの後続の製造工程を示す斜視図である。図7Bは、図7Aの後続の製造工程を示す斜視図である。これらの図において、簡単のため、テープ材15が省略されている。
 光コネクタが製造される際には、まず、図6Aに示されるように、回転調心された複数の光ファイバ10を保持する保持部材40が準備される。次に、図6Bに示されるように、フェルール20の開口21aに保持部材40が挿入される。このとき、保持部材40が第一収容孔21に収容され、保持部材40から前方に延びる各光ファイバ10の心線部分10bが、各第二収容孔22に挿入される(図2参照)。
 次に、図7Aに示されるように、フェルール20の開口21aにブーツ30が勘合する。具体的には、開口21aから後方に延びる各光ファイバ10の被覆部分10aがブーツ30の挿入孔31に通された状態で、開口21aにブーツ30が勘合するまでブーツ30が前方に移動される。次に、図7Bに示されるように、フェルール20の窓から液状の接着剤Adがフェルール20の内部に注入される。その後、接着剤Adが硬化することによって、複数の光ファイバ10がフェルール20に固定される。これにより、図1に示される光コネクタ1が得られる。図1では、接着剤Adが省略されている。
 図8は、図6Bの製造工程において、複数の光ファイバ10の姿勢が傾いた状態でフェルール20に挿入される様子を示す斜視図である。複数の光ファイバ10を保持する保持部材40がフェルール20の開口21aに挿入される際、基本的には、Z方向に沿って見た場合に、複数の光ファイバ10が配列されるファイバ配列方向D2が、複数の第二収容孔22および一対のガイド孔23が配列される角度基準方向D1に一致するように、複数の光ファイバ10の姿勢が調整される。
 実際には、図8に示されるように、製造誤差の影響によって、ファイバ配列方向D2が角度基準方向D1に対して傾くことがある。仮に、ファイバ配列方向D2が角度基準方向D1に対して傾くことなく、複数の光ファイバ10および保持部材40を開口21aに挿入できたとしても、その後にブーツ30が開口21aに勘合する際に、ブーツ30から受ける力によって複数の光ファイバ10の位置がずれて、ファイバ配列方向D2が角度基準方向D1に対して傾くことがある。その結果、フェルール20の内部において、ファイバ配列方向D2が角度基準方向D1に対して角度θだけずれた状態で、複数の光ファイバ10がフェルール20に接着されることがある。
 図9は、複数の光ファイバ10の姿勢が傾いた状態でブーツ30に挿入された場合のブーツ30の断面図である。図9に示されるように、ファイバ配列方向D2は、角度基準方向D1に対して角度θだけ傾いている。このような角度θが発生すると、その角度θの分だけ各光ファイバ10自体の回転角度ずれが発生する。つまり、角度基準方向D1に対してファイバ配列方向D2が角度θだけ傾くと、各光ファイバ10が中心軸CXの周りに角度θだけずれる。
 図10Aは、複数の光ファイバ10の姿勢の傾きに伴う回転角度ずれが発生した偏波保持ファイバ10Aを示す正面図である。図10Bは、複数の光ファイバ10の姿勢の傾きに伴う回転角度ずれが発生したマルチコアファイバ10Bを示す正面図である。図10Aの偏波保持ファイバ10Aにおいて、コア100aの中心および各応力付与部101aの中心を結ぶ基準線RL1を引いた場合に、回転角度ずれが生じる前の基準線RL1に対して、回転角度ずれが生じた後の基準線RL1は、角度θだけ回転する。図10Bのマルチコアファイバ10Bにおいて、いずれかのコア100bの中心とマルチコアファイバ10Bの中心とを結ぶ基準線RL2を引いた場合に、回転角度ずれが生じる前の基準線RL2に対して、回転角度ずれが生じた後の基準線RL2は、角度θだけ回転する。
 図11Aは、2つの偏波保持ファイバ10A同士を接続した場合における消光比[dB]と角度θ[°]との関係を示すグラフである。図11AのグラフG1に示されるように、偏波保持ファイバ10Aからの出力光の消光比の大きさは、偏波保持ファイバ10Aの光学特性に大きく影響する。消光比は、偏波保持ファイバ10AのFast軸の方向に伝搬される偏波光の強度と、偏波保持ファイバ10AのSlow軸の方向に伝搬される偏波光の強度と、の比によって表される。消光比の値が大きいほど、偏波保持特性(すなわち光学特性)が良好であるといえる。一般に、消光比の値が25dB以上であれば、実用上、十分な偏波保持特性が維持されるといえる。グラフG1に示されるように、角度θが小さくなるほど消光比の値は小さくなり、角度θが3度未満であれば、25dB以上の消光比を維持できる。従って、光ファイバ10として偏波保持ファイバ10Aが用いられる場合には、角度θを0度以上3度未満に制限されることによって、良好な光学特性を維持できる。
 図11Bは、2つのマルチコアファイバ10B同士を接続した場合における接続損失[dB]と角度θ[°]との関係を示すグラフである。図11BのグラフG2に示されるように、マルチコアファイバ10B同士のコア100b間のずれに起因する接続損失の大きさは、マルチコアファイバ10Bの光学特性に大きく影響する。マルチコアファイバ10B同士のコア100b間のずれ量をdtとし、そのコア100b間の接続損失をLcとし、マルチコアファイバ10Bのモードフィールド径(MFD:Mode Field Diameter)をWmと表した場合、接続損失Lcとずれ量dtとの間には次の式(2)が成立する。
 ここで、接続相手のマルチコアファイバ10Bのコア100bの回転ずれが発生していないと仮定した場合、ずれ量dtは、マルチコアファイバ10Bの元のコア100bの位置と、回転角度ずれが発生した後のコア100bの位置と、の相対位置関係に基づいて、幾何学的に、角度θによって表すことができる。図11BのグラフG2は、式(2)のずれ量dtを角度θで表した場合における、接続損失と角度θとの関係を示している。図11BのグラフG2に示されるように、角度θが小さくなるほど接続損失は小さくなり、角度θが1度未満であれば、0.5dB未満の接続損失を達成できる。一般に、0.5dB未満の接続損失を達成できれば、実用上、十分な光学特性が維持されるといえる。従って、光ファイバ10としてマルチコアファイバ10Bが用いられる場合には、角度θが0度以上1度未満に制限されることによって、良好な光学特性を維持できる。
 再び図9を参照する。上述したように、光ファイバ10の角度θの上限値は、3度未満である。ここで、角度θは、第一角度θ1と第二角度θ2との合計角度に相当する。つまり、角度θは、第一角度θ1と第二角度θ2とに分解できる。第一角度θ1は、Z方向に沿って見た場合の、第一基準面S1に対する第二基準面S2の傾斜角度である。第二角度θ2は、Z方向に沿って見た場合の、第二基準面S2に対するファイバ配列方向D2の傾斜角度である。第一角度θ1は、ブーツ30の寸法誤差、およびブーツ30を開口21aに勘合させる際のブーツ30の変形などの要因に起因して発生する。第二角度θ2は、各光ファイバ10の位置決め精度の誤差、フェルール20への各光ファイバ10の組み立て精度の誤差、およびブーツ30から受ける押圧力などの要因に起因して発生する。第二角度θ2は、第一角度θ1よりも大きくなりやすい。
 そこで、本実施形態では、大きくなりやすい第二角度θ2が小さくなるように、挿入孔31の寸法を小さくする。その結果、3度未満の範囲のうち第二角度θ2の範囲が小さくなり、その分、第一角度θ1の範囲が大きくなる。つまり、第二角度θ2の上限値が第一角度θ1の上限値よりも低くなる。角度θが0度以上3度未満である場合、第二角度θ2は、例えば、0度以上1.4度未満であり、第一角度θ1は、0度以上1.6度未満である。角度θが0度以上1度未満である場合、第二角度θ2は、例えば、0度以上0.4度未満であり、第一角度θ1は、0度以上0.6度未満である。第二角度θ2の上限値は、第一角度θ1の上限値と同一であってもよい。例えば、角度θが3度未満である場合、第二角度θ2の上限値および第一角度θ1の上限値はともに1.5度未満であってもよい。角度θが1度未満である場合、第二角度θ2の上限値および第一角度θ1の上限値はともに0.5度未満であってもよい。
 上述した第一角度θ1に応じて、ブーツ30の挿入孔31は第一基準面S1に対して傾斜する。この場合、挿入孔31の長手方向D11はX方向に対して傾斜し、挿入孔31の短手方向D12はY方向に対して傾斜する。第一角度θ1が発生しない場合(すなわち第一角度θ1がゼロの場合)には、挿入孔31の長手方向D11および短手方向D12は、X方向およびY方向にそれぞれ一致する。
 図12は、第二角度θ2とブーツ30の挿入孔31の寸法との関係を示す図である。図12に示されるように、挿入孔31の長手方向D11の幅をWxとし、挿入孔31の短手方向D12の幅をWyとし、複数の光ファイバ10のファイバ配列方向D2の幅をxとし、複数の光ファイバ10の厚さ方向(すなわちファイバ配列方向D2に直交する方向)の幅をyとすると、挿入孔31の幅Wx,Wyと、複数の光ファイバ10の幅x,yとの間には、幾何学的に次の式(1)に示す関係式が成り立つ。
そこで、角度θが3°未満であるとの条件の下で、複数の光ファイバ10の幅x,yを既知数として、式(2)を満たす挿入孔31の幅Wx,Wyを求めることによって、3度未満の角度θを満たす挿入孔31の幅Wx,Wyが得られる。このようにして得られた幅Wx,Wyを有する挿入孔31は、挿入孔31に挿入される光ファイバ10のファイバ配列方向D2の傾きを3度未満に制御できる。
 以上に説明した、本実施形態に係る光コネクタ1によって得られる効果を説明する。
 上述したように、光コネクタ1の製造工程において、複数の光ファイバ10が配列されるファイバ配列方向D2がフェルール20の角度基準方向D1に対して傾くことがあり、そのファイバ配列方向D2の傾きの分だけ光ファイバ10の回転角度ずれが発生する。このような光ファイバ10の回転角度ずれは、接続損失といった光ファイバ10の光学特性の劣化を招きうる。これに対し、本発明者らは、ファイバ配列方向D2が角度基準方向D1に対して傾く要因について検討した結果、第一基準面S1に対する第二基準面S2の第一角度θ1と、第二基準面S2に対するファイバ配列方向D2の第二角度θ2とが、角度基準方向D1に対するファイバ配列方向D2の傾きの主な要因であることを見出した。本発明者らは、これら第一角度θ1および第二角度θ2と、接続損失等の光学特性との関係について検討を進めた結果、回転角度ずれが発生することに伴って生じる光ファイバ10の光学特性の劣化を十分に低減するためには、第一角度θ1および第二角度θ2の合計の角度θが3度未満となるように厳密に管理することが有効であることを見出し、本開示に至った。つまり、本実施形態の光コネクタ1のように、第一角度θ1および第二角度θ2の合計の角度θが3度未満であることによって、回転角度ずれに起因する光ファイバ10の光学特性の劣化を十分に低減できる。
 本実施形態のように、複数の光ファイバ10のそれぞれは、中心軸CXからずれた位置にコア100bを含むマルチコアファイバ10Bであってもよく、角度θは1度未満であってもよい。2つのマルチコアファイバ10B同士が接続される際、マルチコアファイバ10Bの回転角度ずれが発生した場合に、マルチコアファイバ10Bのコア100bの位置が接続相手のマルチコアファイバ10Bのコア100bの位置に対してずれることで、マルチコアファイバ10Bの接続損失が増大し、光学特性の劣化が発生する。そこで、本発明者らは、第一角度θ1および第二角度θ2の合計の角度θと、マルチコアファイバ10Bの接続損失と、の関係について検討を進めた結果、回転角度ずれに起因するマルチコアファイバ10Bの接続損失を十分に低減するためには、その角度θが1°未満となるように厳密に管理することが有効であることを見出した。具体的には、本発明者らは、マルチコアファイバ10B同士のコア100bのずれ量を、マルチコアファイバ10Bの回転角度ずれに換算したうえで、その回転角度ずれと接続損失との関係を分析した結果、角度θが1度未満であれば、0.5dBといった低接続損失を維持できることを見出した。従って、光ファイバ10としてマルチコアファイバ10Bが用いられる場合に、角度θを1度未満であることによって、光ファイバ10の回転角度ずれに起因する光学特性の劣化を十分に低減できる。
 本実施形態のように、第二角度θ2の上限値は、第一角度θ1の上限値と同一であるか、または第一角度θ1の上限値よりも小さくてもよい。本発明者らは、角度基準方向D1に対するファイバ配列方向D2の傾きの主な要因である第一角度θ1および第二角度θ2について検討した結果、第一角度θ1の基準となる第一基準面S1に対して、第二角度θ2の基準となる第二基準面S2の方が寸法的に小さくなるため、第一角度θ1のずれが角度θに与える影響と比べて、第二角度θ2のずれが角度θに与える影響の方が大きくなりやすい。本実施形態のように、第二角度θ2の上限値が、第一角度θ1の上限値と同一であるか、または第一角度θ1の上限値よりも小さい場合、第二角度θ2の上限値が第一角度θ1の上限値よりも大きい場合と比べて、第二角度θ2のずれが角度θに与える影響を小さくできる。その結果、第二角度θ2のずれに起因して光ファイバ2の回転角度ずれが大きくなることを低減できるので、光ファイバ2の回転角度ずれに起因する光学特性の劣化をより効果的に低減できる。
 本実施形態のように、Z方向に沿って見た挿入孔31の形状は、長手方向D11および短手方向D12を有する矩形状であってもよい。長手方向D11に沿った挿入孔31の幅をWxとし、短手方向D12に沿った挿入孔31の幅をWyとし、ファイバ配列方向D2に沿った複数の光ファイバ10の幅をxとし、ファイバ配列方向D2に垂直な方向に沿った複数の光ファイバ10の幅をyとし、第二角度θ2をθ2とした場合に、幅Wxおよび幅Wyは式(1)を満たしてもよい。このように、ブーツ30の挿入孔31の寸法を小さくすることによって、ブーツ30に挿入される複数の光ファイバ10のファイバ配列方向D2の傾きを小さくできる。これにより、光ファイバ10の回転角度ずれに起因する光学特性の劣化を低減する効果をより確実に得ることができる。
 本実施形態のように、複数の光ファイバ10は、樹脂製のテープ材15によって束ねられた状態で、テープ材15とともに挿入孔31に挿入されていてもよい。この場合、ブーツ30の挿入孔31においてテープ材15の厚さの分だけ複数の光ファイバ10が移動可能なスペースが制限されるので、挿入孔31に挿入される複数の光ファイバ10のファイバ配列方向D2の傾きを小さくできる。これにより、光ファイバ10の回転角度ずれに起因する光学特性の劣化を低減する効果をより確実に得ることができる。
 本実施形態のように、ブーツ30の材料は、フェルール20の材料と同一であってもよい。この場合、従来のゴム製のブーツが用いられる場合と比べて、ブーツ30の剛性を高めることができるので、フェルール20の後端面20bの開口21aにブーツ30が挿入される際に、ブーツ30が外力を受けて大きく変形することを回避できる。これにより、ブーツ30の挿入孔31に挿入される複数の光ファイバ10のファイバ配列方向D2が、ブーツ30からの力を受けて大きく傾くことを回避できる。これにより、光ファイバ10の回転角度ずれに起因する光学特性の劣化を低減する効果をより確実に得ることができる。
 本開示は、上述した実施形態に限られず、請求の範囲に記載された趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
<変形例1>
 図13は、変形例1の光コネクタ1Aを示す断面図である。光コネクタ1Aは、上述した挿入孔31(第一挿入孔)に加えて、挿入孔31A(第二挿入孔)が形成されたブーツ30Aを備える。更に、光コネクタ1Aは、複数の光ファイバ10(複数の第一光ファイバ)に加えて、複数の光ファイバ110(複数の第二光ファイバ)を備える。挿入孔31Aは、挿入孔31に対してZ方向に沿って間隔を空けて並んでいる。挿入孔31Aは、例えば、挿入孔31と同一の構成を有する。
 複数の光ファイバ110は、複数の光ファイバ10に対してZ方向に沿って間隔を空けて並んでいる。つまり、複数の光ファイバ10,110は、複数列に配列されている。複数の光ファイバ110は、例えば、複数の光ファイバ10と同一の構成を有する。複数の光ファイバ10は、挿入孔31に挿入され、複数の光ファイバ110は、挿入孔31Aに挿入されている。
 このように2つの挿入孔31,31Aがブーツ30Aに形成される場合、2列に配列される複数の光ファイバ10,110が一つの挿入孔に挿入される場合と比べて、各列の光ファイバ10,110のファイバ配列方向D2の傾きを小さくできる。従って、光コネクタ1Aによれば、複数の光ファイバ10が複数列にわたって配列される場合であっても、光ファイバ10の回転角度ずれに起因する光学特性の劣化を低減する効果をより確実に得ることができる。光コネクタ1Aは、3列以上に配列された複数の光ファイバを備えていてもよい。光コネクタ1Aは、複数の光ファイバの列数に応じて、3列以上に配列された挿入孔を含むブーツを備えていてもよい。
<変形例2>
 図14は、変形例2の光コネクタ1Bを示す断面図である。光コネクタ1Bが備えるブーツ30Bは、内壁面30cに複数の溝30eが形成された挿入孔31Bを含む。複数の溝30eは、例えば、内壁面30cの第二基準面S2において、X方向に沿って並び、Z方向に沿って延びている。複数の溝30eには、複数の光ファイバ10がそれぞれ載置されている。光コネクタ1BのXY断面において、各溝30eの形状は、例えば半円形であるが、V形状または矩形であってもよい。
 光コネクタ1Bでは、挿入孔31Bに複数の光ファイバ10が挿入される際、複数の光ファイバ10をブーツ30の複数の溝30eに沿わせることによって、複数の光ファイバ10の姿勢を安定させることができる。光コネクタ1Bでは、各溝30eの深さの分だけ、ブーツ30の挿入孔31Bの寸法を小さくできる。これにより、挿入孔31Bにおいて複数の光ファイバ10が移動可能なスペースが制限されるので、挿入孔31Bに挿入される複数の光ファイバ10のファイバ配列方向D2の傾きを小さくできる。これにより、光ファイバ10の回転角度ずれに起因する光学特性の劣化を低減する効果をより確実に得ることができる。
<変形例3>
 図15は、変形例3の光コネクタ1Cを示す断面図である。光コネクタ1Cでは、ブーツ30Bの挿入孔31Cの内径が一定ではない。挿入孔31Cは、第一挿入部31aと、中間部31bと、第二挿入部31cと、を含む。第一挿入部31aは、ブーツ30Cの前端面30aから後端面30bに向かってZ方向に沿って延びている。第二挿入部31cは、ブーツ30Cの後端面30bから前端面30aに向かってZ方向に沿って延びている。中間部31bは、Z方向において第一挿入部31aと第二挿入部31cとの間に配置され、第一挿入部31aと第二挿入部31cとを接続している。
 第二挿入部31cの内径は、光ファイバ10の外径(具体的には、被覆部分10aの外径)と同一か、あるいは光ファイバ10の外径よりもわずかに大きい。第一挿入部31aの内径は、第二挿入部31cの内径よりも大きい。中間部31bの内径は、Z方向に沿って第一挿入部31aから第二挿入部31cに向かうほど小さくなる。
 このような挿入孔31Cに光ファイバ10が挿入される際には、光ファイバ10は、内径の大きい第一挿入部31aに挿入された後、中間部31bによって、内径の小さい第二挿入部31cに挿入される。この場合、複数の光ファイバ10が第一挿入部31aから第二挿入部31cへと挿入されていくに従って、複数の光ファイバ10が移動可能なスペースを徐々に制限することができるので、挿入孔31Cへの複数の光ファイバ10の挿入が容易になり、ファイバ配列方向D2の傾きの制御が容易となる。
 本開示は、上述した実施形態および各変形例に限られず、他に様々な変形が可能である。例えば、上述した実施形態および各変形例を、必要な目的および効果に応じて、矛盾のない範囲で互いに組み合わせてもよい。上述した実施形態では、複数の光ファイバ10は、樹脂製のテープ材15によって束ねられた状態で、テープ材15とともに挿入孔31に挿入される場合を説明した。光コネクタは、複数の光ファイバを束ねるテープ材を備えていなくてもよい。上述した実施形態では、ブーツ30の材料がフェルール20の材料と同一である場合を説明した。ブーツの材料は、ゴムよりも剛性の高い材料であれば、フェルールの材料とは異なっていてもよい。
1,1A,1B,1C…光コネクタ
10…光ファイバ(複数の第一光ファイバ)
10A…偏波保持ファイバ
10B…マルチコアファイバ
10a…被覆部分
10b…心線部分
11…ガラスファイバ
11a…先端面
12…樹脂被覆
15…テープ材
20…フェルール
20a…前端面
20b…後端面
21…第一収容孔
21a,22a,23a,23b…開口
21b…内壁面
22…第二収容孔
23…ガイド孔
30,30A,30B,30C…ブーツ
30a…前端面
30b…後端面
30c…内壁面
30d…外壁面
30e…溝
31…挿入孔(第一挿入孔)
31A…挿入孔(第二挿入孔)
31B,31C…挿入孔
31a…第一挿入部
31b…中間部
31c…第二挿入部
40,40A,40B,40C…保持部材
41,42,43…保持孔
44…面
100a,100b…コア
101a…応力付与部
110…光ファイバ(複数の第二光ファイバ)
Ad…接着剤
CX…中心軸
D1…角度基準方向
D2…ファイバ配列方向
D11…長手方向
D12…短手方向
dt…ずれ量
S1…第一基準面
S2…第二基準面
Wx,Wy,x,y…幅
Tf…テープファイバ
θ…角度(合計角度)
θ1…第一角度
θ2…第二角度

Claims (9)

  1.  中心軸からずれた位置にコアおよび応力付与部の少なくとも一方をそれぞれが含み、前記中心軸が延びる軸方向に交差する方向に沿って配列される複数の光ファイバと、
     前記軸方向に交差する前端面、前記前端面とは反対側に位置する後端面、前記後端面に開口を含みかつ前記複数の光ファイバを収容する第一収容孔、および前記第一収容孔から前記前端面に向かって前記軸方向に沿って延びて前記複数の光ファイバをそれぞれ収容する複数の第二収容孔を含むフェルールと、
     前記開口に勘合する外壁面、前記外壁面とは反対側を向く内壁面、前記内壁面に囲まれて前記複数の光ファイバが挿入される挿入孔を含むブーツと、
     前記第一収容孔に収容され、前記複数の第二収容孔と前記ブーツとの間に配置され、前記複数の光ファイバを保持する保持部材と、
    を備え、
     前記外壁面は、前記第一収容孔の内面に接する第一基準面を含み、
     前記内壁面は、前記第一基準面とは反対側を向く第二基準面を含み、
     前記複数の第二収容孔が配列される方向を角度基準方向とし、前記複数の光ファイバが配列される方向をファイバ配列方向とした場合に、前記軸方向に垂直な前記ブーツの断面において、前記角度基準方向に沿った前記第一基準面に対する前記第二基準面の第一角度と、前記第二基準面に対する前記ファイバ配列方向の第二角度と、を合計した合計角度は、3度未満である、
    光コネクタ。
  2.  前記複数の光ファイバのそれぞれは、前記中心軸からずれた位置に前記コアを含むマルチコアファイバであり、
     前記合計角度は、1度未満である、
    請求項1に記載の光コネクタ。
  3.  前記第二角度の上限値は、前記第一角度の上限値と同一であるか、または前記第一角度の上限値よりも小さい、
    請求項1または請求項2に記載の光コネクタ。
  4.  前記軸方向に沿って見た前記挿入孔の形状は、長手方向および短手方向を有する矩形状であり、
     前記長手方向に沿った前記挿入孔の幅をWxとし、前記短手方向に沿った前記挿入孔の幅をWyとし、前記ファイバ配列方向に沿った前記複数の光ファイバの幅をxとし、前記ファイバ配列方向に垂直な方向に沿った前記複数の光ファイバの幅をyとし、前記第二角度をθ2とした場合に、前記幅Wxおよび前記幅Wyは式(1)を満たす、
    請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の光コネクタ。
  5.  前記複数の光ファイバは、樹脂製のテープ材によって束ねられた状態で、前記テープ材とともに前記挿入孔に挿入されている、
    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.  前記ブーツの材料は、前記フェルールの材料と同一である、
    請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の光コネクタ。
  7.  前記複数の光ファイバとして、前記軸方向および前記ファイバ配列方向に交差する交差方向に沿って互いに並ぶ複数の第一光ファイバおよび複数の第二光ファイバを備え、
     前記ブーツは、前記挿入孔として、前記複数の第一光ファイバが挿入される第一挿入孔と、前記複数の第二光ファイバが挿入される第二挿入孔と、を含み、
     前記第二挿入孔は、前記交差方向に沿って前記第一挿入孔と間隔を空けて並んでいる、
    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。
  8.  前記内壁面には、前記複数の光ファイバがそれぞれ載置される複数の溝が形成されている、
    請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の光コネクタ。
  9.  前記挿入孔は、
     前記軸方向に沿って延びる第一挿入部と、
     前記軸方向に沿って前記第一挿入部と並び、前記第一挿入部の内径よりも小さい内径を有する第二挿入部と、
     前記第一挿入部と前記第二挿入部との間に配置され、前記軸方向に沿って前記第一挿入部から前記第二挿入部に向かうにしたがって小さくなる内径を有する中間部と、を含む、
    請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の光コネクタ。
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