(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光コネクタフェルールに複数の光ファイバ挿入穴を有し、その両側に２つの嵌合ピン挿入穴を有し、前記複数の光ファイバ挿入穴ごとに光ファイバが挿入固定された光コネクタを、回転研磨盤を用いて研磨し製造する方法において、前記複数の光ファイバは硬さの異なる２種類の光ファイバからなり、前記光コネクタフェルールの前記研磨盤との接触面における前記光コネクタフェルールの中心と前記研磨盤の中心を結ぶ線と、２つの前記嵌合ピン挿入孔の中心を結ぶ線が、６０°以上１２０°以下の角度で交わるように前記光コネクタフェルールを前記研磨盤上に固定し、前記研磨盤が前記光コネクタフェルール内の前記硬さの異なる２種類の光ファイバのうち硬い光ファイバが配置された側が上流となる向きで回転することを特徴とする光コネクタの製造方法。
【請求項２】
前記光コネクタフェルールの端面から前記光ファイバがわずかに突き出しており、その突き出し長が、１．５μｍ以上４．０μｍ以下であり、最も突き出し長の大きい光ファイバと最も突き出し長の小さい光ファイバの突き出し長の差が０．３μｍ以下となるまで研磨することを特徴とする請求項１に記載の光コネクタの製造方法。
【請求項３】
前記硬さの異なる２種類の光ファイバが、シングルモード型光ファイバとマルチモード型光ファイバであることを特徴とする請求項１または２に記載の光コネクタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバを接続するための光コネクタを製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバを接続するための光コネクタでは、接続点の反射もどり光を低減するために、（１）光ファイバ端面間に光ファイバのコア部と同じ屈折率を有する屈折率整合剤を介在させる方法、および（２）光ファイバの端面同士を直接接触結合させるフィジカルコンタクト（ＰＣ結合）による方法が検討されている。ＰＣ結合による方法は、作業性、取り扱い性の点で、屈折率整合剤を用いる方法に比較して優れている。このため、近年ＰＣ結合を実現するため、光ファイバの端面研磨方法が検討されている。
【０００３】
単心コネクタにおいては、光コネクタフェルール端面を凸球面加工する方法等によりＰＣ結合を実現しているが、多心コネクタでは、複数の光ファイバ同士を一括してＰＣ結合させる必要があるため、その難易度は高い。多心コネクタをＰＣ結合させる方法として、光ファイバを光コネクタフェルール端面よりわずかに突き出させる研磨方法が検討されている。例えば、特開平９−３０４６５７号公報では、光ファイバと光コネクタフェルールの硬度差を利用して、光ファイバを光コネクタフェルールの端面から、わずかに突き出させる研磨方法が開示されている。
【０００４】
図６は、従来の光コネクタを示す斜視図である。光コネクタフェルール２０１に設けられた４つの光ファイバ挿入穴にそれぞれシングルモード型光ファイバ６が挿入され、その両側には嵌合ピンを挿入して他の光コネクタフェルールと嵌合するための一対の嵌合ピン挿入穴２０３が設けられている。前記光ファイバ６はテープ状光ファイバ心線２０４に含まれるものであり、光コネクタフェルール２０１の後端部より先端の被覆を除去したテープ状光ファイバ心線２０４を挿入し、これを接着剤にて固定し、光コネクタ２１０が得られる。光コネクタフェルール２１０の端面およびシングルモード型光ファイバ６の端面は、結合面での光の反射戻り光が光ファイバのコア内に入ることを防ぐために、必要に応じて８°の角度で傾斜させる。この光コネクタは、図７に示したようなプラスチック製のハウジング４１の内部に挿入され、アダプタ４２に嵌合することによって、対向する光コネクタと２本のガイドピン４３を介して結合される。
【０００５】
この従来の光コネクタでは、一つの光コネクタフェルール内には、シングルモード型光ファイバのみ、またはマルチモード型光ファイバのみといった同一種類の光ファイバが内蔵されていた。一方、近年シングルモード型光ファイバ、マルチモード型光ファイバ、分散シフトファイバ、分散補償ファイバ、偏波面保持ファイバなどの異なる種類の光ファイバを使用する場合が増えている。特に、ＬＡＮにおいて高速な回線と低速な回線を混在させて使用する場合があり、シングルモード型光ファイバとマルチモード型光ファイバを同時に使用する場合が増えている。この様な場合には、シングルモード型光ファイバのみを収納した光コードとマルチモード型光ファイバのみを収納した光コードを別に準備し、それぞれに光コネクタ付けを行っていた。したがって、端面研磨は、シングルモード型光ファイバを内蔵した光コネクタフェルールとマルチモード型光ファイバを内蔵した光コネクタフェルールを、それぞれの最適条件で別々に行うことができた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、異なる構造、組成の光ファイバを混在させた光コードを作成し、その端末に一括に接続できる光コネクタを取り付ければ、１つの光コネクタで異なる構造、組成を有する光ファイバが同時に接続できる。しかしながら、異なる構造、組成を有する光ファイバが混在した光コネクタの研磨を行った場合には、同じ石英系光ファイバであっても、その構造と組成の違いにより削れやすさが異なるため、各光ファイバの光コネクタフェルール端面からの突き出し長が異なってしまい、光コネクタ同士を突き合わせた場合に突き出し長の小さい光ファイバ同士が接触できず、必ずしも全心がＰＣ結合しないという問題があった。
【０００７】
ＰＣ結合を実現するためには、光コネクタフェルール端面に対して光ファイバが突き出しており、さらに複数の光ファイバがある場合には、各光ファイバの突き出し長のばらつきが小さい必要がある。各光ファイバの突き出し長のばらつきが大きい場合には、光コネクタを突き合わせた際に、突き出し長の小さい光ファイバはＰＣ結合せず、光ファイバ端面での通信光の接続損失が大きく、通信に支障を生じてしまう。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑み、異なる構造、組成を有する光ファイバが、一つの光コネクタ中に混在しても、各光ファイバの突き出し長のばらつきが小さくなるように研磨でき、全心PC結合を実現することができる光コネクタ、光コネクタ付きコードおよびこの光コネクタを研磨する方法を提供することを目的とする。
【０００９】
上記の問題点を解決するために本発明の光コネクタの製造方法は、光コネクタフェルールに複数の光ファイバ挿入穴を有し、その両側に２つの嵌合ピン挿入穴を有し、前記複数の光ファイバ挿入穴ごとに光ファイバが挿入固定された光コネクタを、回転研磨盤を用いて研磨し製造する方法において、前記複数の光ファイバは硬さの異なる２種類の光ファイバからなり、前記光コネクタフェルールの前記研磨盤との接触面における前記光コネクタフェルールの中心と前記研磨盤の中心を結ぶ線と、２つの前記嵌合ピン挿入孔の中心を結ぶ線が、６０°以上１２０°以下の角度で交わるように前記光コネクタフェルールを前記研磨盤上に固定し、前記研磨盤が前記光コネクタフェルール内の前記硬さの異なる２種類の光ファイバのうち硬い光ファイバが配置された側が上流となる向きで回転する。
【００１０】
研磨後の光コネクタは、端面における光ファイバの光コネクタフェルール端面からの突き出し長が、１．５μｍ以上４．０μｍ以下であり、最も突き出した光ファイバと突き出し長の最も短い光ファイバの突き出し長の差が０．３μｍ以下となっていることが好ましく、それにより、安定したＰＣ結合の実現が可能となる。
【００１３】
本発明の光コネクタは、光コネクタフェルールに挿入される硬さの異なる２種類の光ファイバのうち、硬い光ファイバとしてシングルモード型光ファイバ、柔らかい光ファイバとしてマルチモード型光ファイバが挿入固定される場合に有効である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の光コネクタの一実施例を示す斜視図である。光コネクタフェルール１は、樹脂成形によって作製されており、光ファイバを挿入するための６個の光ファイバ挿入穴と、図示しない嵌合ピンを挿入して他の光コネクタフェルールと嵌合するための一対の嵌合ピン挿入穴３を有している。光コネクタフェルール１の後端部より先端の被覆を除去したテープ状光ファイバ心線４を挿入し、これを接着剤にて固定する。
【００１７】
テープ状光ファイバ心線４は、４本のシングルモード型光ファイバ６と２本のマルチモード型光ファイバ７が並べられており、これに対応して光コネクタフェルール１には、４本のシングルモード型光ファイバ６と２本のマルチモード型光ファイバ７が、一方の端からこの順にそれぞれまとまって配置されている。光コネクタフェルール１の端面は、６本の光ファイバがわずかに突き出した状態で研磨されている。
【００１８】
光コネクタフェルール１の材質としては、光ファイバより硬度が低く、かつ寸法精度が出やすい材料が好ましい。シリカ粉末を含有したエポキシ樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などのプラスチック材料が好適である。プラスチックからなる光コネクタフェルール１に石英系の光ファイバを挿入した光コネクタ１０の場合、セラミクスや金属を用いる場合に比較して、光コネクタフェルール１と光ファイバの硬度差が大きいため、研磨時に光ファイバを突き出させやすく、本発明の効果も顕著に現れる。
【００１９】
光コネクタフェルール１に収納されるシングルモード型光ファイバとマルチモード型光ファイバの本数は、それぞれ１本以上であれば何本でも良い。１列に収納しきれない場合は、２列あるいはそれ以上の多列に配しても良い。
【００２０】
図２は本発明の光コネクタの端面における、硬い光ファイバであるシングルモード型光ファイバと柔らかい光ファイバであるマルチモード型光ファイバの好ましい配置の他の実施例を示す模式図である。図２の（ａ）〜（ｃ）に示したように、１列に並んだ複数の光ファイバにおいて、シングルモード型光ファイバとマルチモード型光ファイバを少なくとも１本以上有し、それぞれがまとまって配置されている。また、（ｄ）、（ｇ）、（ｈ）に示したように２列または３列に並べられた複数の光ファイバにおいて、シングルモード型光ファイバとマルチモード型光ファイバが、左右にそれぞれがまとまって配置されても良い。（ｉ）に示したように、シングルモード型光ファイバとマルチモード型光ファイバが列ごとにまとまって配置されていても良い。また、（ｅ）、（ｆ）に示したように、複数の光ファイバがランダムに配置され、シングルモード型光ファイバとマルチモード型光ファイバが、左右または上下にそれぞれがまとまって配置されても良い。
【００２１】
光コネクタフェルールに収納される異なる構造、組成を有する光ファイバは、シングルモード型光ファイバ、マルチモード型光ファイバの他に、分散シフトファイバ、分散補償ファイバ、偏波面保持ファイバ、エルビウムドープファイバなどが挙げられる。いずれも石英系の光ファイバであるが、硬さがことなるので、研磨する際の削れやすさが異なり、それぞれがまとまった配置とすることによって、各光ファイバの突き出し長のばらつきを小さくできる。硬い光ファイバとしては、シングルモード型光ファイバ、分散シフトファイバ、エルビウムドープファイバが、柔らかい光ファイバとしては、マルチモード型光ファイバ、偏波面保持ファイバが挙げられる。
【００２２】
４本のシングルモード型光ファイバ６と２本のマルチモード型光ファイバ７を一体化したテープ状光ファイバ心線を作製し、その片端また両端末の被覆を除去し、光コネクタを挿入固定することによって、本発明の光コネクタ付きコードを作製することができる。必要に応じて、複数本のテープ状光ファイバ心線を積層し、外周に抗張力繊維を配し、プラスチックからなる外被で被覆しても良い。１つの光コネクタで異なる種類の光ファイバを同時に接続できるので、テープ状光ファイバ心線の本数および光コネクタの個数を少なくなり、光コードの細径化をはかることができる。
【００２３】
研磨後の光コネクタ１０は、端面における光ファイバの光コネクタフェルール１端面からの突き出し長が、１．５μｍ以上４．０μｍ以下であることが好ましい。突き出し長が１．５μｍ以下の場合には、光コネクタ１０同士を嵌合した際に、光ファイバ同士が十分に接触できずＰＣ結合することが難しい。突き出し長が４．０μｍ以上の場合には、光コネクタ１０同士を嵌合した際に光ファイバがかけやすい。最も突き出した光ファイバ５と突き出し長の最も短い光ファイバの突き出し長の差が０．３μｍ以下となっていることが好ましい。突き出し長の差が０．３μｍ以上の場合には、突き出し長の小さい光ファイバは、ＰＣ結合することが難しい。光コネクタフェルール１の端面および光ファイバの端面は、結合面での光の反射戻り光が光ファイバのコア内に入ることを防ぐために、光ファイバ光軸と直交する面に対して４°〜１５°の角度で傾斜させても良い。
【００２４】
図３に本発明の実施例で使用される研磨装置の側面図を示す。光コネクタ１０は、固定治具２１に端面を下に向けてセットされる。研磨盤２２上には研磨フィルム２３が貼られており、光コネクタフェルール１の端面は、この研磨フィルムに一定の荷重で押し付けられている。研磨フィルム２３上には、砥粒を懸濁させた研磨液を滴下しながら研磨している。
【００２５】
図４は、図１に示した光コネクタ１０の固定治具２１への固定方法及び研磨盤２２の回転方向を示す模式図である。この図４に示したように、図１に示した光コネクタ１０であれば光コネクタフェルール１の中心と研磨盤の中心３１を結ぶ線と、２つの嵌合ピン挿入穴３の中心を結ぶ線が、一定の角度で交わることが好ましい。その角度は、６０°以上１２０°以下となっていることが好ましい。さらに好ましくは、光コネクタフェルール１の中心と研磨盤２２の中心を結ぶ線と、2つの嵌合ピン挿入穴３の中心を結ぶ線とがほぼ直交することが良い。直交する場合は、2つの嵌合ピンの間に並列に並べられた光ファイバが、研磨盤上においてほぼ同一半径上に位置することができる。
【００２６】
研磨盤の回転方向３２は、光コネクタフェルール１におけるシングルモード型光ファイバ６が設けられている側に向かって回転することによって、硬く削れにくいシングルモード型光ファイバ６に先に砥粒が接触し、柔らかく削れやすいマルチモード型光ファイバ７は砥粒に後から接触するので、シングルモード型光ファイバ６とマルチモード型光ファイバ７の光コネクタフェルール１からの突き出し長の差が小さくなる。
【００２７】
研磨治具２１に固定される光コネクタが、図２（ｉ）の構造である場合には、光コネクタフェルール１ｉの中心と研磨盤の中心３１を結ぶ線と、２つの嵌合ピン挿入穴３ｉの中心を結ぶ線が、同じ向きであることが好ましい。研磨盤は、シングルモード型光ファイバ６が配置されている側に向かって回転する。
【００２８】
研磨砥粒としては、シリカ、アルミナ、酸化セリウム等が好適である。砥粒は研磨フィルム２３に埋め込んだものを研磨盤２２の上に貼り付けて使用しても、砥粒を懸濁させた溶液を研磨フィルム上に垂らしても良い。
【００２９】
特に、研磨中に継続して砥粒を研磨フィルム２３の上に滴下するのが好適である。砥粒を継続して滴下することにより、摩耗していない砥粒が光ファイバに接触することができるので、常に同一条件下で研磨することができる。
【００３０】
【実施例】
本発明の実施例を図１をもとに説明する。シリカ粉末を高密度に含有したエポキシ樹脂からなり、一列に穴にあいた光コネクタフェルール１に、４本のシングルモード型光ファイバ６と２本のマルチモード型光ファイバ７をこの順に一列に並べて紫外線硬化樹脂からなる被覆で一体化したテープ状光ファイバ心線４を端末部の被覆を除去した後挿入し、接着剤にて固定した。
【００３１】
この光コネクタを、図３に示す研磨装置の固定治具２１に、光コネクタフェルール１の中心と研磨盤２２の中心を結ぶ線と、２つの嵌合ピン挿入穴３の中心を結ぶ線とが９０°で交わるように固定し、端面の研磨を実施した。研磨盤２２上にはポリエステル布からなる研磨フィルム２３を貼り、フェルール１１の端面は、この研磨フィルムに荷重６Ｎで押し付けた。研磨フィルム２３上には、平均粒径１．０μｍ〜３．０μｍのアルミナからなる砥粒を水に懸濁させた研磨液を滴下しながら研磨した。
【００３２】
研磨盤２２の回転数を１３５ｒｐｍとし、図４に示したように、光コネクタフェルール１にシングルモード型光ファイバ６が設けられている側に向かって研磨盤２２を回転し、２４０秒間研磨を行い、図１に示した光コネクタ１０を得た。
【００３３】
１０プラグの光コネクタ１０について研磨を行い、その端面を表面粗さ計によって測定し、光ファイバ端面の凹凸を計測した。光コネクタフェルール１端面からの光ファイバの突き出し長は、平均２．４μｍであった。また、６本の光ファイバのうち、突き出し量の最も大きいものと最も小さいものの差は、１０プラグの平均で０．２μｍであった。
【００３４】
この光コネクタ１０を図７に示したハウジング４１内に組み込み、アダプタ４２を介して光コネクタ１０同士を結合させ、波長１．３μｍにおける接続損失を測定したところシングルモード型光ファイバは平均０．１８ｄＢ、マルチモード型光ファイバは平均０．０１ｄＢと良好な値を示した。
【００３５】
なお、光ファイバを光コネクタフェルール１の端面から４．０μｍ以上突き出させた場合には、光コネクタ同士の着脱試験を５００回繰り返した場合、光ファイバの先端が欠けてしまいやすい傾向にあった。
【００３６】
比較例として、シリカ粉末を高密度に含有したエポキシ樹脂からなる一列に穴のあいた光コネクタフェルール１０１に、２本のマルチモード型光ファイバ７を中央に配し、その両側にそれぞれ２本の計４本のシングルモード型光ファイバ６を並列に並べて紫外線硬化樹脂からなる被覆で一体化したテープ状光ファイバ心線１０４を先端の被覆を除去した後挿入し、接着剤にて固定し、図５に示した光コネクタ１１０を得た。
【００３７】
この光コネクタ１１０を、図３に示す研磨装置の固定治具２１に、光コネクタフェルール１の中心と研磨盤２２の中心を結ぶ線と、2つの嵌合ピン挿入穴３の中心を結ぶ線とが９０°で交わるように固定し、端面の研磨を実施した。研磨盤２２上にはポリエステル布からなる研磨フィルム２３を貼り、光コネクタフェルール１０１の端面は、この研磨フィルムに荷重６Ｎで押し付けた。研磨フィルム２３上には、平均粒径１．０μｍ〜３．０μｍのアルミナからなる砥粒を水に懸濁させた研磨液を滴下しながら、回転数１３５ｒｐｍで２４０秒間研磨した。
【００３８】
１０プラグの光コネクタ１１０について研磨を行い、その端面を表面粗さ計によって測定し、光ファイバ端面の凹凸を計測した。光コネクタフェルール１１０端面からの光ファイバの突き出し長は、平均２．３μｍであった。また、シングルモード型光ファイバ６の方が、マルチモード型光ファイバに比べ、突き出し長が大きくなる傾向が見られ、６本の光ファイバのうち、突き出し量の最も大きいものと最も小さいものの差は、１０プラグの平均で０．５μｍであった。
【００３９】
研磨後の光コネクタ１１０を図７に示したハウジング４１内に組み込み、アダプタ４２を介して光コネクタ１１０同士を結合させ、波長１．３μｍにおける接続損失を測定したところシングルモード型光ファイバは平均０．２１ｄＢ、マルチモード型光ファイバは平均０．１２ｄＢと突き出し長の小さいマルチモード型光ファイバの接続損失が大きい傾向が見られた。
【００４０】
このようにシングルモード型光ファイバとマルチモード型光ファイバが混在して配置された場合には、２本の削れにくいシングルモード型光ファイバの間に配置された削れやすいマルチモード型光ファイバは、両側のより突き出し長の大きいシングルモード型光ファイバによって、相手側の光ファイバと接触できずＰＣ結合しない。
【００４１】
別の比較例として、図１の構造の光コネクタ１０を、図３に示す研磨装置の固定治具２１に、光コネクタフェルール１の中心と研磨盤２２の中心を結ぶ線と、2つの嵌合ピン挿入穴３の中心を結ぶ線とが９０°で交わるように固定し、端面の研磨を実施した。研磨盤２２上にはポリエステル布からなる研磨フィルム２３を貼り、光コネクタフェルール１の端面は、この研磨フィルム２３に荷重６Ｎで押し付けた。研磨フィルム２３上には、平均粒径１．０μｍ〜３．０μｍのアルミナからなる砥粒を水に懸濁させた研磨液を滴下しながら研磨した。研磨盤２２の回転数を１３５ｒｐｍとし、光コネクタフェルール１のマルチモード型光ファイバ７が上流となるように研磨盤２２を回転し、２４０秒間研磨を行った。
【００４２】
１０プラグの光コネクタ３０について研磨を行い、その端面を表面粗さ計によって測定し、光ファイバ端面の凹凸を計測した。光コネクタフェルール１端面からの光ファイバ５の突き出し長は、平均２．３μｍであった。また、シングルモード型光ファイバ６の方が、マルチモード型光ファイバに比べ、突き出し長が大きくなる傾向が見られ、６本の光ファイバ５のうち、突き出し量の最も大きいものと最も小さいものの差は、１０プラグの平均で０．６μｍであった。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光コネクタの製造方法は、光コネクタフェルール中にシングルモード型光ファイバとマルチモード型光ファイバといった硬さの異なる光ファイバがそれぞれ個別にまとまって配置された光コネクタにおいて、研磨盤が光コネクタフェルールの硬い光ファイバが配置された側を上流となる向きで回転させ、硬さの異なる光ファイバの突き出し長のばらつきが小さくなるように研磨できるので、全心PC結合を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光コネクタの一実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明の光コネクタにおける光ファイバの配列の実施例を示す模式図である。
【図３】本発明で使用する研磨装置の構成図である。
【図４】本発明の光コネクタの製造方法における光コネクタの研磨盤上への固定方法および研磨盤の回転方向の実施例を示す模式図である。
【図５】本発明の比較例の光コネクタを示す斜視図である。
【図６】従来の光コネクタを示す斜視図である。
【図７】本発明の光コネクタの実施形態の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ，１ｉ
光コネクタフェルール
３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉ
嵌合ピン挿入穴
４      テープ状光ファイバ心線
６      シングルモード型光ファイバ
７      マルチモード型光ファイバ
１０    光コネクタ
２１    フェルール固定治具
２２    研磨盤
２３    研磨フィルム
２４    筐体
３１    研磨盤の中心
３２    研磨盤の回転方向
４１    ハウジング
４２    アダプタ
４３    嵌合ピン
１０１  光コネクタフェルール
１０３  嵌合ピン挿入穴
１０４  テープ状光ファイバ心線
２０１  光コネクタフェルール
２０３  嵌合ピン挿入穴
２０４  テープ状光ファイバ心線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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