(57)【要約】【課題】反射損失性能を確保することができ、隙間間隔の調整が不要で、設置現場での着脱の作業性が良い光接続装置及び光接続方法を提供すること。【解決手段】屈折率整合部材１０が、合成樹脂の成形によって形成されコア２１に対応する部分にコア径より大きな径を持った当接部１１ｄを先端に形成した突起部１１ａ，１１ｂを有するので、屈折率整合部材１０の当接部１１ｄをコア２１の端面ＥＳに押圧しつつ当接させることで、突起部１１ａ，１１ｂの弾性変形によってコア２１と突起部１１ａ，１１ｂの当接部１１ｄとを密着させることができる。このため、隙間間隔の調整が不要で、設置現場での着脱の作業性が良く、押圧力の変動や環境変動があっても反射損失性能を比較的容易に確保することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上のコアを有する光ファイバーの接続装置であって、
合成樹脂の成形によって形成され、コアに対応する部分にコア径より大きな径を持った当接部を先端に形成した突起部を有し、全体として平板状の屈折率整合部材を備え、
前記屈折率整合部材の前記当接部を前記コアの端面に押圧しつつ当接させることを特徴とする光接続装置。
【請求項２】
前記屈折率整合部材は、架橋硬化によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の光接続装置。
【請求項３】
前記屈折率整合部材は、前記突起部を囲む外側領域に略一様な厚みを有する周辺支持部を有することを特徴とする請求項１及び２のいずれか一項に記載の光接続装置。
【請求項４】
前記屈折率整合部材は、前記突起部の周囲に前記周辺支持部よりも肉薄の窪み部を有することを特徴とする請求項３に記載の光接続装置。
【請求項５】
前記屈折率整合部材において、前記突起部の厚みは５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載の光接続装置。
【請求項６】
前記屈折率整合部材において、前記突起部を囲む外側領域の厚みは前記突起部の厚み以下であることを特徴とする請求項５に記載の光接続装置。
【請求項７】
前記屈折率整合部材の２５℃における弾性率は、２０００ＭＰａより小さく、５００ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１から６までのいずれか一項に記載の光接続装置。
【請求項８】
前記屈折率整合部材において、前記突起部の前記当接部の面積と、前記突起部を囲む外側領域を含む周囲領域の面積との比は、０．０００１以上０．２以下であることを特徴とする請求項１から７までのいずれか一項に記載の光接続装置。
【請求項９】
前記屈折率整合部材の前記光ファイバーの透過波長における屈折率をｎｓとし、前記光ファイバーのコア屈折率をｎｃとした時、−２５℃以上＋７０℃以下における前記屈折率整合部材の屈折率変動幅が下記条件式の範囲内となっている請求項１から８までのいずれか一項に記載の光接続装置。
｜ｎｓ−ｎｃ｜＜０．００５
【請求項１０】
前記屈折率整合部材は、光ファイバーに形成された複数のコアに対応する部分に各コア径より大きな径を持った当接部を先端にそれぞれ形成した複数の突起部を有することを特徴とする請求項１から９までのいずれか一項に記載の光接続装置。
【請求項１１】
前記屈折率整合部材は、光ファイバーに形成された複数のコアに対応する部分に前記複数のコアを含む領域より大きな領域サイズの当接部を先端に形成した突起部を有することを特徴とする請求項１から９までのいずれか一項に記載の光接続装置。
【請求項１２】
請求項１から１１までのいずれか一項に記載の光接続装置を用いた光接続方法であって、
対向する２つの光接続器間に屈折率整合部材を配置する工程と、
前記２つの光接続器のうち一方の光接続器のコアを屈折率整合部材の前記当接部に近接又は接触させる工程と、
前記２つの光接続器のうち他方の光接続器のコアを屈折率整合部材の前記当接部に所定の押圧力で押圧して保持する工程とを備えることを特徴とする光接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバーを他の光ファイバー等に接続するための光接続装置及び方法に関し、特にマルチコア型の光ファイバーの着脱可能な接続に適する光接続装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光接続装置又は光接続方法として、一対の単芯型の光ファイバーの端面に露出するコア同士を結合するものが多数存在する。その一例として、片方の光ファイバーの端面に屈折率整合フィルムを張り付ける光ファイバーコネクターがある（特許文献１）。この装置では、液体状の屈折率整合部材を塗付する場合に問題となる清掃や再塗付といった工程が必要ない。
【０００３】
別の例として、１〜１００μｍ以下の光伝送部品間の隙間に屈折率整合フィルムを挿入することで光伝送部品を接続する伝送部品の接続構造がある（特許文献２）。この装置では、特許文献１と同様に液体状の屈折率整合部材を塗付する場合に問題となる清掃や再塗付といった工程が必要ないことに加え、押圧力が伝送部品間の隙間とフィルムの弾性率と厚さで決まるため、両者を適切に管理できれば、原理上押圧力の管理が必要無くなるといった利点がある。
【０００４】
さらに別の例として、温度特性の影響を受ける屈折率整合部材を挟み込む方法の代わりに、光ファイバーのコアがクラッドから突出するようにクラッドをエッチング処理し、コア同士を確実に接触させる光ファイバー結合系がある（特許文献３）。この装置では、複雑なＰＣ研磨工程を行う必要がなく、屈折率整合媒体を介在させないことから、結合部が温度特性を持たない。
【０００５】
さらに別の例として、屈折率整合フィルムを用いて接続する際の応力発生に伴う屈折率変化を回避するために、屈折率整合体の内部に架橋状態でシリコーンゲル等の応力歪み緩和剤を添加している光コネクターがある（特許文献４）。この装置では、応力歪みを緩和して伝送損失を低減できる。
【０００６】
しかしながら、上記技術のなかでも特許文献１の装置では、十分な性能が得られない。すなわち、樹脂材料の屈折率は一般に応力が加わると変化し、さらに樹脂材料の屈折率は温度依存性を持つため、特許文献１の装置では、繰り返し脱着時の光ファイバー間の押圧力の変動や環境変動に対して十分な反射損失性能を保つことが難しい。
【０００７】
特許文献２の装置では、挿入したフィルムと２つの光ファイバーとの接触を確実に保つため、隙間に対して僅かに厚いフィルムを挿入する必要があり、やはり挿入後のフィルムには押圧力が発生することとなり、特許文献１の問題は解決されない。
また、上記のような装置では、隙間間隔に高い精度が求められ、部品コストが上昇する懸念がある。さらに、フィルムの擦れ傷や摩耗粉等がコア当接部に発生すると、浮き又は隙間が発生し反射損失や接続損失に悪影響を与える虞れがある。
【０００８】
特許文献３の装置では、押圧力や環境変動による問題が解決されるが、エッチング加工は、設置現場での作業が難しい、また、コア数が増えると、各コアを確実にエッチングするための技術的難易度が上がり、ＰＣ研磨に対しての優位性が失われる可能性が高い。
【０００９】
特許文献４の場合、実施例では液体状態の材料を光ファイバー端面に塗付し架橋硬化させるため、設置現場で液材の取扱いが必要となり、作業性が良くない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第２６７６７０５号公報
【特許文献２】特開２００４−２２６４３８号公報
【特許文献３】特開２００３−１３１０５０号公報
【特許文献４】特開２０１２−６８６７２号公報
【発明の概要】
【００１１】
本発明は、上記背景技術の問題に鑑みてなされたものであり、反射損失に関する性能を確保することができ、隙間間隔の調整が不要で、設置現場での着脱の作業性が良好な光接続装置及び光接続方法を提供することを目的とする。
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明に係る光接続装置は、１つ以上のコアを有する光ファイバーの接続装置であって、合成樹脂の成形によって形成され、コアに対応する部分にコア径より大きな径を持った当接部を先端に形成した突起部を有し、全体として平板状の屈折率整合部材を備え、屈折率整合部材の当接部をコアの端面に押圧しつつ当接させる。
【００１３】
上記光接続装置では、屈折率整合部材が、合成樹脂の成形によって形成されコアに対応する部分にコア径より大きな径を持った当接部を先端に形成した突起部を有するので、屈折率整合部材の当接部をコアの端面に押圧しつつ当接させることで、突起部の弾性変形によってコアと突起部の当接部とを密着させることができる。このため、隙間間隔の調整が不要で、設置現場での着脱の作業性が良く、押圧力の変動や環境変動があっても反射損失性能を比較的容易に確保することができる。
【００１４】
本発明の具体的な側面によれば、上記光接続装置において、屈折率整合部材は、架橋硬化によって形成される。この場合、硬化材料を適切に選択することで突起部の弾性や機械的強度を所望の状態に設定することが容易になる。
【００１５】
本発明の別の側面によれば、屈折率整合部材は、突起部を囲む外側領域に略一様な厚みを有する周辺支持部を有する。この場合、周辺支持部によって光ファイバーの端面が支持され、突起部の変形量が接続用の機械機構のバネ力等に依存しにくくなり、反射損失性能が安定化する。
【００１６】
本発明のさらに別の側面によれば、屈折率整合部材は、突起部の周囲に周辺支持部よりも肉薄の窪み部を有する。この場合、突起部の変形量が安定化し、反射損失性能の変動や劣化を防止でできる。またさらに、窪み部の存在によって押圧時に突起内に発生する応力複屈折起因の屈折率変化を緩和する効果が期待できる。
【００１７】
本発明のさらに別の側面によれば、屈折率整合部材において、突起部の厚みは５０μｍ以下である。ここで、突起部の厚みとは、光ファイバーに押圧されて変形する前の元の厚みを意味する。突起部の厚みを上記の範囲とすることにより、屈折率整合部材における光の伝搬経路を比較的短くすることができ、接続損失の増加を抑えることができる。また、突起部の厚みを上記の範囲とすることにより、突起部の変形量が大きくなるのを防止できる。
【００１８】
本発明のさらに別の側面によれば、屈折率整合部材において、突起部を囲む外側領域の厚みは突起部の厚み以下である。この場合、外側領域を挟むように屈折率整合部材を保持することによって、突起部を選択的に適宜弾性変形させることができる。
【００１９】
本発明のさらに別の側面によれば、屈折率整合部材の２５℃における弾性率は、２０００ＭＰａより小さく５００ＭＰａ以上である。この場合、屈折率整合部材の全体形状を維持しつつ突起部を所望の程度に弾性変形させることができる。
【００２０】
本発明のさらに別の側面によれば、屈折率整合部材において、突起部の当接部の面積と、突起部を囲む外側領域を含む周囲領域の面積との比は、０．０００１以上０．３以下である。つまり、(突起部の当接部の面積)／(突起部を囲む周囲領域の面積)＝０．０００１〜０．３である。ここで、周囲領域の面積は、突起部の周囲に窪み部が形成されている場合、外側領域の面積と窪み部の面積とを加算したものとなる。このように、当接部の面積と周囲領域の面積との比を０．０００１以上とすることで、周囲領域の面積が大きくなりすぎることを防止でき、ゴミの噛みこみや周囲領域等の反りなどの成形不良の影響を受けにくくなる。また、当接部の面積と周囲領域の面積との比を０．３以下とすることで、周囲領域の面積が小さくなり過ぎることを防止でき、周囲領域そのものが押し潰されることを防止できる。
【００２１】
本発明のさらに別の側面によれば、屈折率整合部材の光ファイバーの透過波長における屈折率をｎｓとし、光ファイバーのコア屈折率をｎｃとした時、−２５℃以上＋７０℃以下における屈折率整合部材の屈折率変動幅が下記条件式
｜ｎｓ−ｎｃ｜＜０．００５
の範囲内となっている。この場合、コアと屈折率整合部材との屈折率差を低減でき、接続損失の低下を防止できる。
【００２２】
本発明のさらに別の側面によれば、屈折率整合部材は、光ファイバーに形成された複数のコアに対応する部分にコア径より大きな径を持った当接部を先端にそれぞれ形成した複数の突起部を有する。この場合、マルチコアの光ファイバーを接続する際に、コア単位として反射損失性能を確保しつつ、作業性を向上させることができる。また、このことにより、コアと屈折率整合部材との間にコア径と当接部径との差の例えば半分程度の偏心が存在しても、これらをコンタクトさせることが可能となる。
【００２３】
本発明のさらに別の側面によれば、屈折率整合部材は、光ファイバーに形成された複数のコアに対応する部分に複数のコアを含む領域より大きな領域サイズの当接部を先端に形成した突起部を有する。この場合、突起部の形成が容易になる。さらに、偏芯の許容をさらに増加させることができ、マルチコアの光ファイバーを接続する際のアライメントがより簡易になる。
【００２４】
上記目的を達成するため、本発明に係る光接続方法は、上述の光接続装置を用いた光接続方法であって、対向する２つの光接続器間に屈折率整合部材を配置固定する工程と、２つの光接続器のうち一方の光接続器のコアを屈折率整合部材の当接部に近接又は接触させる工程と、２つの光接続器のうち他方の光接続器のコアを屈折率整合部材の当接部に所定の押圧力で押圧して保持する工程とを備える。なお、屈折率整合部材は、例えば光ファイバーに形成された複数のコアに対応する部分にコア径より大きな径を持った当接部をそれぞれ先端に形成した複数の突起部を有する。
【００２５】
上記光接続方法では、屈折率整合部材が、合成樹脂の成形によって形成されコアに対応する部分にコア径より大きな径を持った当接部を先端に形成した突起部を有し、２つの光接続器のうち一方の光接続器の各コア部を屈折率整合部材の対応する当接部に近接又は接触させるので、突起部の弾性変形によってコアと突起部の当接部とを密着させることができる。このため、隙間間隔の調整が不要で、設置現場での着脱の作業性が良く、押圧力の変動や環境変動があっても反射損失性能を比較的容易に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（Ａ）は、第１実施形態の屈折率整合部材の平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す屈折率整合部材の断面図である。（Ｃ）は、（Ｂ）に示す屈折率整合部材の部分拡大断面図である。
【図２】（Ａ）及び（Ｂ）は、図１（Ａ）等に示す屈折率整合部材を用いた光接続方法を説明する断面図である。
【図３】（Ａ）は、屈折率整合部材の突起部の変形を説明する図であり、（Ｂ）は、突起部の厚みと接続損失との関係を説明する図であり、（Ｃ）は、屈折率整合部材の屈折率許容範囲を説明する図である。
【図４】（Ａ）は、光接続装置の接続部を説明する概念的な側方部分断面図であり、（Ｂ）は、フェルールのフランジ部のＡＡ矢視断面図であり、（Ｃ）は、フェルールのフランジ部のＢＢ矢視断面図である。
【図５】図４（Ａ）の接続部を組み込んだ光接続装置の全体構造を説明する概念的な側方部分断面図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は、接続の解除動作を説明する図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は、光接続装置の接続動作を説明する図である。
【図８】第２実施形態の屈折率整合部材の部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
〔第１実施形態〕
以下、図面を参照して、本発明に係る第１実施形態の光接続装置及び方法について説明する。
【００２８】
図１（Ａ）〜図１（Ｃ）に示すように、本実施形態の光接続装置及び方法で用いられる屈折率整合部材１０は、円形の輪郭を有する薄い板状の部材である。屈折率整合部材１０は、中央領域ＣＡにコア接合部１１を有し、そのコア接合部１１を囲む外側領域ＰＡに略一様な厚みを有する周辺支持部１２を有する。屈折率整合部材１０は、合成樹脂の一体成形によって製造された固体状の部材であるが、弾性変形可能になっている。屈折率整合部材１０は、合成樹脂を形成する材料の選択により、光ファイバーの伝搬光の波長において高い光透過性を有すとともに、耐候性及び耐熱性において優れる。
【００２９】
コア接合部１１は、マルチコアファイバーに対応するものとなっており、表面１０ａ側に複数個（具体的には７個）の突起部１１ａを有し、裏面１０ｂ側に複数個（具体的には７個）の突起部１１ｂを有する。各突起部１１ａ，１１ｂは、円柱状であり、先端に当接部１１ｄを有する。表側の突起部１１ａと裏側の突起部１１ｂとは、互いに対向して対をなしており、一対の突起部１１ａ，１１ｂを突起対１１ｃと呼ぶものとする。つまり、各突起対１１ｃは、光ファイバー２０を構成する各コア２１に対応する部分に配置されている（図１（Ｃ）参照）。各突起対１１ｃは、屈折率整合部材１０の表面１０ａ及び裏面１０ｂに平行に延びる平坦な当接面ＡＳを有しており、当接面ＡＳの直径Ｄ１は、光ファイバー２０を構成する各コア２１の直径Ｄ２よりも大きい。一般的には、各コア２１の直径Ｄ２が約１０μｍであるから、当接面ＡＳの直径Ｄ１は、１０μｍより大きく設定される。直径の差Ｄ１−Ｄ２は、設置の誤差を考慮して適宜設定する。つまり、差Ｄ１−Ｄ２が大きいほど接続時のアライメントのマージンを大きくすることができる。コア接合部１１において、突起部１１ａ，１１ｂの間には、肉薄の窪み部１４が形成されている。窪み部１４は、突起部１１ａ，１１ｂを形成した領域の外側に広がっており、突起部１１ａ，１１ｂは、窪み部１４の底面から突起するように立設されているとみることができる。窪み部１４を設けることで、突起部１１ａ，１１ｂの変形が容易になる。窪み部１４の厚みｔ２は、突起部１１ａ，１１ｂの元の厚みｔ０よりも小さく、周辺支持部１２の厚みｔ１よりも小さい。つまり、
ｔ２＜ｔ１＜ｔ０
なる関係が成り立っている。ただし、突起部１１ａ，１１ｂは、使用時に上下に圧縮されて弾性変形するので、突起部１１ａ，１１ｂの厚みは、圧縮力に応じて変化するものとなっている。突起部１１ａ，１１ｂの弾性変形については、詳細は後述するが、屈折率整合部材１０を合成樹脂の成形によって形成することによって簡易に達成される。より具体的には、屈折率整合部材１０をポリマーの架橋によって硬化させることで、所望の形状を高精度で実現でき、樹脂の選択によって接続時の圧縮力に応じて必要な厚み減少を達成することができる。屈折率整合部材１０は、突起部１１ａ，１１ｂの変形を利用して密着性を確保するものであるため、突起部１１ａ，１１ｂの材料や形状精度が極めて重要になる。その点で、屈折率整合部材１０をポリマーの架橋硬化によって成形するならば、成形品の形状精度が高まり、弾性も所望の程度に設定できる。
【００３０】
なお、窪み部１４の直径Ｄ３は、コア２１の直径Ｄ２の１０倍程度以下となっている。コア２１の直径Ｄ２が約１０μｍであるから、直径Ｄ３は、１５０μｍ以下程度に設定される。具体例において、突起部１１ａ，１１ｂ又は当接部１１ｄの直径は、約２０μｍとした。コア２１の配列ピッチは、約４５μｍであるから、突起部１１ａ，１１ｂ又は当接部１１ｄの配列ピッチも、約４５μｍとなっている。
【００３１】
周辺支持部１２は、上記のようにコア接合部１１を囲む部材であり、略全体で厚みｔ１を有する。周辺支持部１２の表面１０ａ側には、複数の断面台形状の突起１２ｇが形成されている。これらの突起１２ｇは、光ファイバー２０同士の接続時に、中心軸ＡＸに垂直な方向及び中心軸ＡＸまわりの回転に関する周辺支持部１２やコア接合部１１のアライメントを可能にするためのものである。
【００３２】
なお、コア接合部１１に設けた突起部１１ａ，１１ｂの当接面ＡＳの総和面積ＳＡと、周辺支持部１２に対応する外側領域ＰＡ及び窪み部１４を含めた外側面積ＳＢとの比（ＳＡ／ＳＢ）は、０．０００１以上０．３以下となっている。総和面積ＳＡと外側面積ＳＢとの比を０．０００１以上とすることで、外側領域ＰＡの面積が大きくなりすぎることを防止でき、ゴミの噛みこみ、外側領域ＰＡの反りといった成形不良の影響によって性能が低下することを防止できる。一方、総和面積ＳＡと外側面積ＳＢとの比を０．３以下とすることで、外側領域ＰＡの面積が小さくなり過ぎることを防止でき、外側領域ＰＡそのものが押し潰されることを防止できる。具体的な作製例において、比ＳＡ／ＳＢは、０．０００５〜０．００３程度とした。
【００３３】
以下、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）を参照して、屈折率整合部材１０の機能及び動作について説明する。屈折率整合部材１０は、第１の光接続器４１と第２の光接続器４２との間に挟まれて使用される。第１の光接続器４１は、フェルール３０の内部に光ファイバー２０を固定したものであり、図示を省略するが、光ファイバー２０の位置決めを行うアライメント部分と、光ファイバー２０を押圧して固定するための係止部とを有する。同様に、第２の光接続器４２は、フェルール３０の内部に光ファイバー２０を固定したものであり、図示を省略するが、光ファイバー２０の位置決めを行うアライメント部分と、光ファイバー２０を押圧して固定するための係止部とを有する。なお、光ファイバー２０は、マルチコアタイプであり、複数本（具体的には７本）のコア２１をクラッド２２で覆った構造を有する。
【００３４】
図２（Ａ）に示す配置工程又は接触工程では、屈折率整合部材１０を第１の光接続器４１と第２の光接続器４２との間に挟むように配置する。つまり、第１の光接続器４１に固定された光ファイバー２０に形成された複数のコア２１を屈折率整合部材１０の表側のコア接合部１１に設けた複数の突起部１１ａ又は当接部１１ｄに当接させる。また、第２の光接続器４２に固定された光ファイバー２０に形成された複数のコア２１を屈折率整合部材１０の裏側のコア接合部１１に設けた複数の突起部１１ｂ又は当接部１１ｄに当接させる。この状態では、一対の光ファイバー２０の先端の間隔ｄは、突起部１１ａ，１１ｂの当初の厚みｔ０と略等しくなる。なお、接触工程において、屈折率整合部材１０のコア接合部１１は実質的に変形していない。このため、各当接部１１ｄの当接面ＡＳは、各コア２１の端面ＥＳと必ずしも接する状態とならないが、少なくとも近接した状態となる。
【００３５】
図２（Ｂ）に示す押圧工程又は保持工程では、第１の光接続器４１と第２の光接続器４２とによって、間に挟んだ屈折率整合部材１０を所定の押圧力で締め付ける。結果的に、突起部１１ａ，１１ｂ又は突起対１１ｃが締付けに際しての押圧力で変形し、突起部１１ａ，１１ｂの厚みｔ０と、一対の光ファイバー２０の先端の間隔ｄとは、屈折率整合部材１０の周辺支持部１２の厚みｔ１と略等しいものとなる。つまり、屈折率整合部材１０が全体（主に周辺支持部１２）で締付けの押圧力を受けるまで、突起部１１ａ，１１ｂは圧縮変形することになる。これにより、各当接部１１ｄの当接面ＡＳは、各コア２１の端面ＥＳと密着した状態となる。このため、屈折率整合部材１０を形成する合成樹脂材料は、屈折率整合部材１０に付与が予想される押圧力によって変形し、突起部１１ａ，１１ｂの厚みが当初のｔ０からｔ１に減少するように変形するものである必要がある。また、着脱を繰り返すことを考えると、屈折率整合部材１０を形成する合成樹脂材料は、塑性変形でなく弾性変形する必要がある。このため、屈折率整合部材１０は、材料の選択により、２５℃における弾性率が２０００ＭＰａより小さく５００ＭＰａ以上であるものとなっている。
【００３６】
図３（Ａ）は、一対の光ファイバー２０間に付与される押圧力と一対の光ファイバー２０の先端の間隔との関係を説明する図である。光接続器４１，４２の締付け又は押込みによって光ファイバー２０間の押圧力Ｆが増加すると、光ファイバー２０の先端の間隔ｄが突起部１１ａ，１１ｂの当初厚みｔ０から徐々に減少するが、周辺支持部１２の厚みｔ１に達するとほとんど減少しなくなる。この図から明らかなように、一対の光ファイバー２０間に付与される押圧力に変動幅があっても、光ファイバー２０の先端の間隔ｄを略一様に保つことができる。このことは、押圧力Ｆに関わらず突起部１１ａ，１１ｂの変形量を一定に保つことができ、当接部１１ｄのコア２１に対する圧着の応力を略一定に保ち得ることを意味する。これにより、突起部１１ａ，１１ｂの変形状態を適切な状態に保つことできる。また、突起部１１ａ，１１ｂで発生する応力複屈折が過度にならないようにすることができる。
【００３７】
図３（Ｂ）は、突起部１１ａ，１１ｂの密着後の厚みである当接部間厚みと一対の光ファイバー２０の結合に際しての接続損失との関係に関する実験結果を示す図である。図からも明らかなように、光ファイバー２０の先端の間隔ｄに相当する当接部間厚みが増加すると接続損失が増加する。これは、屈折率整合部材１０の突起部１１ａ，１１ｂ又は突起対１１ｃでは、光が完全には閉じ込められず、突起部１１ａ，１１ｂの厚みが増加するほど漏れ光が増加することによる。接続損失を実用的な０．５ｄＢ以下に抑えるには、当接部間厚みを５０μｍ以下に抑える必要があることが分かる。ここで、当接部間厚みは、周辺支持部１２の厚みｔ１に設定可能であり、周辺支持部１２の厚みｔ１を５０μｍ以下とすることが望ましいことが分かる。
【００３８】
図３（Ｃ）は、屈折率整合部材１０の屈折率と反射損失との関係（計算値）を説明する図である。屈折率整合部材１０の使用波長における屈折率ｎｓは、光ファイバー２０のコア２１の同波長における屈折率ｎｃと一致することが望ましい。しかしながら、屈折率整合部材１０の屈折率ｎｓをコア２１の屈折率ｎｃと精密に一致させることは容易でなく、環境温度の影響も受ける。実用的な用途では、屈折率整合部材１０のリターンロスを５０ｄＢ以上にする必要がある。具体的には、コア２１が主材として石英を用いたものである場合、屈折率整合部材１０の屈折率の目標屈折率は１．４４８９となる。リターンロスについて５０ｄＢ以上を確保するためには、屈折率整合部材１０の屈折率ずれや屈折率変動幅を±０．００５以下に抑えなくてはならない。つまり、屈折率整合部材１０の屈折率は、製造のバラつき、環境温度の変化（例えば−２５℃以上＋７０℃以下）、複屈折の発生等を考慮してズレ幅を±０．００５以下にする必要がある。このため、屈折率整合部材１０の材料としては、例えば波長１．５５μｍで十分な光透過性を有するだけでなく、屈折率の温度変化が少なく、複屈折が発生しにくいものであることが望ましい。また、屈折率整合部材１０の突起部１１ａ，１１ｂにおいては、変形によって屈折率が変化する可能性があり、このような変形による屈折率変化を予め保障した屈折率の設定を行っておけば、使用時における突起部１１ａ，１１ｂの屈折率をより適正なものとできる。
【００３９】
図４（Ａ）は、光接続装置の要部を説明する側方断面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＡＡ矢視断面図であり、図４（Ｃ）は、図４（Ａ）のＢＢ矢視断面図である。光接続装置１００は、第１の光接続器４１と第２の光接続器４２と屈折率整合部材１０とを芯出し及び回転に関する位置決め機構として、第１スリーブ５１と第２スリーブ５２とを備える。
【００４０】
第１スリーブ５１は、図面右半分の部分に第１の光接続器４１のフェルール３１の先端側を嵌合状態で挿入させ摺動可能に保持する。このフェルール３１の軸心には、光ファイバー２０が固定されている。なお、フェルール３１の後端からは、被覆ケーブル６１が延びており、被覆ケーブル６１内には光ファイバー２０が収納されている。
【００４１】
第２スリーブ５２は、第２の光接続器４２のフェルール３２の先端側を嵌合状態で挿通させ摺動可能に保持する。このフェルール３２の軸心には、光ファイバー２０が固定されている。第２スリーブ５２は、第１スリーブ５１の図面左半分の部分に嵌合状態で挿入され摺動可能に保持されている。これにより、フェルール３２がフェルール３１に対して芯出しされる。なお、フェルール３２の後端からは、被覆ケーブル６２が延びており、被覆ケーブル６２内には光ファイバー２０が収納されている。
【００４２】
第１スリーブ５１の両端からは、位置決め用のロッド５１ｂ，５１ｃが延びている。一方の一組のロッド５１ｂの先端は、第１の光接続器４１のフェルール３１のフランジ３１ａに形成された一組の溝３１ｒに嵌合する。これにより、第１の光接続器４１のフェルール３１に対して第１スリーブ５１の回転位置が適正に設定される。他方の一組のロッド５１ｃの先端は、第２の光接続器４２のフェルール３２に形成された一組の溝３２ｒに嵌合する。これにより、第２の光接続器４２のフェルール３２に対して第１スリーブ５１の回転位置が適正に設定される。つまり、第１スリーブ５１を介して両光接続器４１，４２の回転角度が適切にアライメントされる。
【００４３】
第１スリーブ５１の中央部には、屈折率整合部材１０の第１保持部５１ｈが形成されている。第１保持部５１ｈには、図示を省略するが、屈折率整合部材１０の表面１０ａに当接する突当て面と、屈折率整合部材１０の突起１２ｇを受容する位置決め凹部とが形成されている。つまり、第１保持部５１ｈにより、屈折率整合部材１０を第１スリーブ５１に対して芯出しすることや回転角度の整合が可能になる。
【００４４】
第２スリーブ５２の奥の先端部には、屈折率整合部材１０の第２保持部５２ｈが形成されている。第２保持部５２ｈには、図示を省略するが、屈折率整合部材１０の裏面１０ｂに当接する突当て面が形成されている。つまり、第１の光接続器４１と第２の光接続器４２とを互いに近接するように押し付け合うことにより、フェルール３１，３２の外側において第１スリーブ５１と第２スリーブ５２との間に挟みこむように屈折率整合部材１０を位置決めして固定することができる。
【００４５】
以下、図５を参照して、光接続装置１００の着脱機構等について説明する。光接続装置１００の着脱機構８０は、第１コネクター部８１と、第２コネクター部８２と、アダプター８３とを有する。なお、内部が分かりやすいように、第１及び第２コネクター部８１，８２を点線で示している。
【００４６】
第１コネクター部８１は、ラッチ部材８１ａとバネ８１ｂとを内蔵し、アダプター８３に対して光軸方向に変位可能になっている。第１コネクター部８１の内部には、ラッチ部材８１ａに保持されて第１の光接続器４１が光軸方向に可動に保持されており、バネ８１ｂによって第１の光接続器４１のフェルール３１を前方に対向するフェルール３２側に付勢する。ラッチ部材８１ａは、第１コネクター部８１に保持されて光軸方向に摺動可能になっているが、第１コネクター部８１に形成された突起８１ｐによって移動範囲が規制されている。ラッチ部材８１ａは、先端に係合爪８１ｆを有しており、後述するラッチ部材８３ａとの連結が可能になっている。
【００４７】
第２コネクター部８２も第１コネクター部８１と同様の構造を有する。すなわち、第２コネクター部８２は、ラッチ部材８２ａとバネ８２ｂとを内蔵し、アダプター８３に対して光軸方向に変位可能になっている。第２コネクター部８２の内部には、ラッチ部材８２ａに保持されて第２の光接続器４２が光軸方向に可動に保持されており、バネ８２ｂによって第２の光接続器４２のフェルール３２を前方に対向するフェルール３１側に付勢する。ラッチ部材８２ａは、第２コネクター部８２に保持されて光軸方向に摺動可能になっているが、第２コネクター部８２に形成された突起８２ｐによって移動範囲が規制されている。ラッチ部材８２ａは、先端に係合爪８２ｆを有しており、後述するラッチ部材８３ａとの連結が可能になっている。
【００４８】
アダプター８３は、両端の受け口に、係合爪８３ｆを先端に形成したラッチ部材８３ａを有する。ラッチ部材８３ａは、外側に弾性変形可能であり、第１及び第２コネクター部８１，８２の移動に伴ってこれに設けた突起８８から所定以上の外力を受けた場合、係合爪８３ｆを外側に変位させる。
【００４９】
図６（Ａ）〜６（Ｃ）を参照して、光接続装置１００の分離動作について説明する。まず、第１コネクター部８１を一旦アダプター８３に押し込むことで、アダプター８３のラッチ部材８３ａが突起８８からの力を受けて外側に変形する（図６（Ａ）参照）。これにより、アダプター８３のラッチ部材８３ａによる第１コネクター部８１のラッチ部材８１ａのラッチが解除される。その後、第１コネクター部８１を後退させることで、ラッチ部材８１ａの係合爪８１ｆがラッチ部材８３ａを通過し、ラッチ部材８３ａが元の位置に復元する（図６（Ｂ）参照）。第１コネクター部８１をさらに後退させると、第１及び第２の光接続器４１，４２に対するバネ８１ｂ，８２ｂからの付勢力が及ばなくなり、両フェルール３１，３２の少なくとも一方の先端が屈折率整合部材１０から離間する（図６（Ｃ）参照）。その後は、第１コネクター部８１を引き抜くことで第１の光接続器４１のフェルール３１等を光接続装置１００から分離することができる。
【００５０】
図７（Ａ）〜７（Ｃ）を参照して、光接続装置１００の連結動作について説明する。まず、第１コネクター部８１をアダプター８３の開口内に押し込むように移動させる（図７（Ａ）参照）。第１コネクター部８１をさらに前進させることで、両フェルール３１，３２の先端が屈折率整合部材１０に対して当接状態となるとともに、アダプター８３のラッチ部材８３ａが突起８８からの力を受けて外側に変形する（図７（Ｂ）参照）。その後、第１コネクター部８１をさらに前進させることで、ラッチ部材８１ａの係合爪８１ｆがラッチ部材８３ａを通過し、ラッチ部材８３ａが元の位置に復元する（図７（Ｃ）参照）。これにより、アダプター８３のラッチ部材８３ａによる第１コネクター部８１のラッチ部材８１ａのラッチが完了する。この際、両フェルール３１，３２に挟まれた屈折率整合部材１０に対しては、バネ８１ｂ，８２ｂによって適度の押圧力が付与され、図２（Ｂ）に示すように、コア接合部１１に設けた突起部１１ａ，１１ｂが圧縮変形された状態となる。つまり、第１の光接続器４１の光ファイバー２０と第２の光接続器４２の光ファイバー２０との間で光結合が達成される。
【００５１】
以上の説明から明らかなように、本実施形態の光接続装置１００等によれば、屈折率整合部材１０が、合成樹脂の成形によって形成されコア２１に対応する部分にコア径より大きな径を持った当接部１１ｄを先端に形成した突起部１１ａ，１１ｂを有するので、屈折率整合部材１０の当接部１１ｄをコア２１の端面ＥＳに押圧しつつ当接させることで、突起部１１ａ，１１ｂの弾性変形によってコア２１と突起部１１ａ，１１ｂの当接部１１ｄとを密着させることができる。このため、隙間間隔の調整が不要で、設置現場での着脱の作業性が良く、押圧力の変動や環境変動があっても反射損失性能を比較的容易に確保することができる。
【００５２】
〔第２実施形態〕
以下、本発明に係る第２実施形態の光接続装置及び方法について説明する。なお、第２実施形態の光接続装置等は、第１実施形態の光接続装置等を部分的に変更したものであり、同一部分には、同一の符号を付して説明を省略する。また、特に説明しない部分は、第１実施形態と同様であるものとする。
【００５３】
図８に示すように、第２実施形態の光接続装置の場合、屈折率整合部材１０に設けたコア接合部１１が一体化した突起部２１１ａ，２１１ｂを有する。突起部２１１ａ，２１１ｂは、光ファイバー２０の複数本のコア２１に対応する部分に配置され、これらのコア２１を含む円形領域より大きな領域サイズの当接部１１ｄを先端に有する。突起部２１１ａ，２１１ｂ又は突起対２１１ｃは、図１（Ｃ）等に示す複数の突起部１１ａ，１１ｂ又は突起対１１ｃの機能を一括して有する。つまり、突起部２１１ａ，２２１ｂの各当接部２１ｄに設けられた当接面ＡＳは、光ファイバー２０に設けた複数本のコア２１に対応する複数の端面ＥＳに押圧されて密着しつつ変形した状態で固定される。この場合、突起対１１ｃを複数本のコア２１からの伝送光が並行して伝搬する。
【００５４】
具体的な作製例において、コア接合部１１に設けた突起部１１ａの当接面ＡＳの面積（総和面積ＳＡ）と、周辺支持部１２及び窪み部１４を含めた面積（外側面積ＳＢ）との比（ＳＡ／ＳＢ）は、０．００２〜０．０２程度とした。
【００５５】
以上、実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、例えば次のような変形も可能である。
【００５６】
上記実施形態では、光ファイバー２０がマルチコア又は多芯タイプであるとしたが、光ファイバー２０は、単芯型であってもよい。この場合、コア接合部１１に形成する突起部１１ａ，１１ｂは１つとなる。
【００５７】
上記実施形態では、屈折率整合部材１０が板状の部材であるとしたが、コア接合部１１及びその周辺が板状であれば、その外側の形状は任意とできる。例えば屈折率整合部材１０は、外縁にコネクター機構の一部を組み込んだ様々な形状とできる。
【００５８】
屈折率整合部材１０に形成する突起部１１ａ，１１ｂの断面形状は、説明の便宜上円柱として説明したが、円柱に限らず、円錐台その他の様々な形状とできる。
【００５９】
以上では、一対の光ファイバー２０を屈折率整合部材１０を介して結合する場合を説明したが、光ファイバー２０と別の光学部材とを上記屈折率整合部材１０を利用して結合することもできる。
【符号の説明】
【００６０】
１０…屈折率整合部材、  １０ａ…表面、  １０ｂ…裏面、  １１…コア接合部、  １１ａ，１１ｂ…突起部、  １１ｃ…突起対、  １１ｄ…当接部、  １２…周辺支持部、  １２…支持部、  １２…周辺支持部、  １２ｇ…突起、  １４…窪み部、  ２０…光ファイバー、  ２１…コア、  ２２…クラッド、  ３０…フェルール、  ３１，３２…フェルール、  ３１ａ…フランジ、  ３１ｒ，３２ｒ…溝、  ４１，４２…光接続器、  ５１，５２…スリーブ、  ５１ｂ，５１ｃ…ロッド、  ５１ｈ，５２ｈ…保持部、  ６１，６２…被覆ケーブル、  ８０…着脱機構、  ８１，８２…コネクター部、  ８１ａ，８２ａ…ラッチ部材、  ８１ｂ，８２ｂ…バネ、  ８１ｆ…係合爪、  ８３…アダプター、  ８３ａ…ラッチ部材、  １００…光接続装置、  ＡＳ…当接面、  ＥＳ…端面
【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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【図８】
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