(57)【要約】  光ファイバ２の先端にロッド状のＧＲＩＮレンズ３を同軸に融着したレンズ付き光ファイバ１どうしを接続するにあたり、当該レンズ付き光ファイバ１の端面を、曲率半径Ｒが２ｍｍ以上となるように球面研磨して、互いの端面を圧着することにより、ＰＣ接続する際の接続損失を低減する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバの先端にロッド状のＧＲＩＮレンズを同軸に融着したレンズ付き光ファイバどうしを接続するレンズ付き光ファイバの接続構造であって、
当該レンズ付き光ファイバの端面を、曲率半径２ｍｍ以上に球面研磨して、互いの端面を圧着することを特徴とするレンズ付き光ファイバの接続構造。
【請求項２】
圧着により変形した前記端面どうしの接触径が、接続面におけるビーム径以上である請求項１に記載のレンズ付き光ファイバの接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバの先端にロッド状のＧＲＩＮレンズを同軸に融着したレンズ付き光ファイバどうしをＰＣ接続するのに好適なレンズ付き光ファイバの接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信ネットワークにおいて、光信号を伝送する光ファイバどうしを接続するに際し、効率良く低損失で接続できるように、光ファイバの先端にロッド状のＧＲＩＮ（Gradient Index）レンズを同軸に融着したレンズ付き光ファイバ（lensed fiber）が知られている（特許文献１参照）。【０００３】
また、光信号を伝送する光ファイバを接続する光コネクタとして、単心用のＳＣ（Single fiber Coupling）型光コネクタや、多心用のＭＴ（Mechanically Transferable）型光コネクタなどが知られている。レンズ付き光ファイバにおいて、ＧＲＩＮレンズを光ファイバと同径とすることで、レンズ付き光ファイバどうしの接続にも、これらの光コネクタを流用することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２２７９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記したような光コネクタによって、光ファイバどうしを接続するには、フレネル反射による接続損失を低減するために、互いの端面を突き合せて物理的に接触させる、ＰＣ（Physical Contact）接続が一般に採用されている。例えば、ＳＣ型光コネクタなどの単心用の光コネクタでは、フェルールの端面を球面研磨して、コネクタ内のバネ圧によって互いの端面を圧着することで、ＰＣ接続を実現している。【０００６】
しかしながら、光ファイバとフェルールとは材質が相違し、研磨速度の違いや温度変化によって、光ファイバの端面がフェルールの端面から引っ込んでしまうと、ＰＣ接続が実現できなくなってしまう。このため、従前より、フェルール端面を球面研磨する際の曲率半径、偏心量、光ファイバの引き込み量などを規定して、フェルール端面の弾性変形によりコアどうしが確実に密着するようにして、信頼性の高いＰＣ接続を実現するための検討がなされてきている。【０００７】
一方、レンズ付き光ファイバにあっては、コアから出射した光がＧＲＩＮレンズによって拡径して、その接続面におけるビーム径が大きくなる。このため、光ファイバどうしをＰＣ接続する場合とは状況が異なってくるが、このことを考慮した接続構造についての検討はなされていなかった。【０００８】
そこで、本出願人は、光ファイバの先端にロッド状のＧＲＩＮレンズを同軸に融着したレンズ付き光ファイバどうしをＰＣ接続するのに好適な接続構造を提供すべく鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るレンズ付き光ファイバの接続構造は、光ファイバの先端にロッド状のＧＲＩＮレンズを同軸に融着したレンズ付き光ファイバどうしを接続するレンズ付き光ファイバの接続構造であって、当該レンズ付き光ファイバの端面を、曲率半径２ｍｍ以上に球面研磨して、互いの端面を圧着する構成としてある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光ファイバの先端にロッド状のＧＲＩＮレンズを同軸に融着したレンズ付き光ファイバどうしをＰＣ接続する際の接続損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るレンズ付き光ファイバの接続構造の一例について、接続前の状態を示す説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係るレンズ付き光ファイバの接続構造の一例について、接続時の状態を示す説明図である。
【図３】実施例における接続損失の測定結果を示すヒストグラムである。
【図４】実施例の測定結果から接続損失と曲率半径との相関関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１３】
本実施形態に係るレンズ付き光ファイバの接続構造は、光ファイバ２の先端にロッド状のＧＲＩＮレンズ３を同軸に融着したレンズ付き光ファイバ１どうしをＰＣ接続するためのものである。
【００１４】
本実施形態において、レンズ付き光ファイバ１どうしをＰＣ接続するにあたり、光ファイバ２の先端に融着するＧＲＩＮレンズ３を、光ファイバ２と同径（例えば、１２５μｍ）とすることで、ＳＣ型光コネクタやＭＴ型光コネクタなどの公知の光コネクタを用いることができる。
【００１５】
ここで、図１及び図２は、光コネクタ内のバネにより互いの端面を圧着することによって、レンズ付き光ファイバ１どうしをＰＣ接続する例を、光コネクタの図示を省略して、一対のレンズ付き光ファイバ１に着目して示す説明図であり、図１は、接続前の状態を示し、図２は、接続時の状態を示している。
【００１６】
また、かかるレンズ付き光ファイバ１にあっては、例えば、ＧＲＩＮレンズ３の長さを入射光波長の１／４とすることで、光ファイバ２のコア２ａからＧＲＩＮレンズ３内に入射した光を拡径して、平行光として出射させることができる（図２参照）。これによって、軸ずれ、角度ずれなどのミスアライメントに起因する損失を低減して、効率良く低損失で接続することが可能になる。
なお、図２において、ＧＲＩＮレンズ３内を伝搬する光を鎖線で示す。
【００１７】
本実施形態において、ＧＲＩＮレンズ３には、クラッドのない屈折率分布型レンズのほか、ＧＩ（Graded Index）光ファイバなども含まれるものとし、屈折率分布（Gradient Index）によりレンズ機能を発現するものであれば、特に限定されない。
【００１８】
また、光ファイバ２の先端に融着するＧＲＩＮレンズ３の長さは、上記した例に限らず、ＧＲＩＮレンズ３の屈折率分布や開口数（Numerical Aperture）などに応じて、所望の出射特性が得られるように適宜調整することができる。さらに、ＧＲＩＮレンズ３は、その出射特性を調整するために、開口数の異なるものを二種以上つなげて一体としたものであってもよい。ＧＲＩＮレンズ３の具体的な形態は特に限定されず、一対のレンズ付き光ファイバ１の端面を突き合せてＰＣ接続する際に、その接続面におけるビーム径Ｄｂが、光ファイバ２のコア径よりも大きくなっていればよい。
【００１９】
本実施形態では、光ファイバ２のコアから出射した光がＧＲＩＮレンズ３によって拡径して、その接続面におけるビーム径Ｄｂが大きくなることを考慮し、レンズ付き光ファイバ１の端面を、曲率半径Ｒが２ｍｍ以上、好ましくは１２ｍｍ以上、より好ましくは１５ｍｍ以上となるように球面研磨して（図１参照）、互いの端面を圧着することによって、レンズ付き光ファイバ１どうしをＰＣ接続する。
【００２０】
このようにすることで、図２に示すように、レンズ付き光ファイバ１の球面研磨された端面どうしが、限られたバネ圧Ｆにより圧着されて変形するときに、球面頂部の押し込み量が少なくても、端面どうしの接触面積が大きくなるように変形させることができる。その結果、一方のレンズ付き光ファイバ１から出射する光が、他方のレンズ付き光ファイバ１に入射する際の光漏れを有効に抑制して、接続損失を低減することができる。
【００２１】
また、このようにして、レンズ付き光ファイバ１どうしをＰＣ接続するにあたり、圧着により変形した端面どうしの接触径（直径）Ｄｃが、接続面におけるビーム径Ｄｂ以上であるのが好ましい。これによって、一対のレンズ付き光ファイバ１の端面を突き合せてＰＣ接続する際の接続損失をより低減することができる。
【実施例】
【００２２】
以下、具体的な実施例を挙げて、本発明をより詳細に説明する。【００２３】
［実施例１〜４、比較例１］
シングルモード光ファイバの先端に、石英系ＧＲＩＮレンズ（東洋製罐グループホールディングス社製：シリカグリン（登録商標））を同軸に融着して試験体（レンズ付き光ファイバ）を得た。【００２４】
次いで、ＭＴ型光コネクタに試験体を装着して、その端面が下記の曲率半径となるように球面研磨した。
実施例１：２．２ｍｍ、実施例２：４．９ｍｍ、実施例３：１２．７ｍｍ、実施例４：１５．１ｍｍ、比較例１：曲率半径１．６ｍｍ。
なお、曲率半径は、ＩＥＣ６１３００−３−３０：２０１０の４．３に準拠して測定した。【００２５】
実施例１〜４、比較例１のそれぞれについて、ＩＥＣ６１３００−３−４：２０１１の５．４に準拠して、ＰＣ接続した際の接続損失を測定した。その結果を図３及び図４に示す。
なお、実施例１〜４、比較例１のいずれもＮ数を１２０とし、曲率半径以外の条件を全て揃えた対照実験により接続損失を測定した。【００２６】
得られた結果から、実施例１〜４では、接続損失が低減し、かつ、ばらつきも少ないことが確認できた。【００２７】
以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、前述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることはいうまでもない。【００２８】
例えば、光コネクタの球面研磨に関する技術としては、光ファイバをフェルールに挿入して、接着剤により固定した状態で、フェルール先端を球面研磨することが一般に知られている。本発明において、レンズ付き光ファイバの端面を球面研磨するには、フェルールに挿入、固定した状態でフェルールとともに球面研磨を施してもよいが、レンズ付き光ファイバを適当な治具に保持して、その端面を球面研磨してから、フェルールに保持して互いの端面を圧着するようにしてもよい。また、フェルールは単心用であっても、多心用であってもよい。【００２９】
この明細書に記載の文献及び本願のパリ優先権の基礎となる日本出願明細書の内容を全てここに援用する。
【符号の説明】
【００３０】
１          レンズ付き光ファイバ
２          光ファイバ
３          ＧＲＩＮレンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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