(57)【要約】【課題】外的条件によりハードポリマークラッドファイバのコアがフェルールの先端より突出しないように位置させ、しかも組立がきわめて簡便で、コストの低いフェルール付光ファイバおよびその製造方法を提供する。【解決手段】光ファイバ芯線を保持固定する芯線挿入孔１Ｂ、および光ファイバ素線を保持固定する貫通孔１Ａを有するフェルール１の先端１Ｃと前記貫通孔１Ａの間にコア保持部１Ｄを設け、このコア保持部１Ｄと貫通孔１Ａの間に段部１Ｅが形成されたフェルール１に、ハードポリマークラッドファイバ２を挿入し、端部のクラッド層４を除去して露出されたコア３とクラッド層４の間に形成された段差をフェルール１の段部１Ｅに当接、係止させ、露出したコア３の先端３Ａをフェルール１の先端１Ｃより内方のコア保持部１Ｄ内に位置させたあと、接着剤により光ファイバ素線および光ファイバ芯線を固定する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部のクラッド層を除去して、露出されたコアとクラッド層との間に段差が形成されたハードポリマークラッドファイバと、ハードポリマークラッドファイバ素線を保持する貫通孔およびコアを保持するコア保持部とその間に設けられた段部より構成されたフェルールとからなり、前記フェルールの段部にハードポリマークラッドファイバの段差が当接して係止され、コア保持部内でコアの先端がフェルールの先端より内方に位置されてなるフェルール付光ファイバ。
【請求項２】
ハードポリマークラッドファイバを切断して、端部のクラッド層を除去するとともにコアを露出させてコアとクラッド層との間に段差を形成し、このハードポリマークラッドファイバをフェルールに挿入して、フェルールの貫通孔中にハードポリマークラッドファイバ素線を、また露出されたコアをコア保持部内に配置し、前記貫通孔と前記コア保持部の間に設けられた段部にハードポリマークラッドファイバの段差を当接、係止して、コア保持部内でコアの先端をフェルールの先端より内方に位置させたのち、ハードポリマークラッドファイバを固定したことを特徴とするフェルール付光ファイバの製造方法。
【請求項３】
ハードポリマークラッドファイバをレーザー加工法により切断して、端部のクラッド層を除去するとともにコアを露出させて、コアとクラッド層との間に段差を形成することを特徴とする請求項２記載のフェルール付光ファイバの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードポリマークラッドファイバ（以下、略してＨＰＣＦと称する）を用いたフェルール付光ファイバおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ファイバとしては一般的にシングルモードファイバとマルチモードファイバが用いられている。前記光ファイバの素線は、コアを中心にしてその外周にコア内を通る光の漏洩を防止するクラッド層から形成されており、コア径は数μから数十μが一般的な大きさで、材質としてはコアおよびクラッド層とも石英などのガラス成分が主体となっている。この素線にさらに外皮が被覆されることにより、外径が１２５μの光ファイバ芯線となる。これらの光ファイバの端末に用いられるフェルールは、光ファイバのコアの径が極めて小さく、しかも用途が通信用であることからその精度はきわめて高い。つまりその端末構造は、フェルールの貫通孔に光ファイバ素線を接着剤などにより保持固定したあと、フェルール先端から突出した光ファイバを切断し、その後端面研磨して鏡面となしたものであるが、フェルールの外径精度や貫通孔の精度などサブミクロンオーダーときわめて高く、端面形状なども厳しい条件が要求されるのである（特許文献１参照）。
【０００３】
上記方向とは別に、一般民需用としての光ファイバは航空機および車両用や工場、医療用などの中、短距離用の需要がしだいに増加しており、この場合コストの安いことが要求されるため、光ファイバとしてはコアおよびクラッド層が樹脂で形成されたプラスチックファイバが用いられる。プラスチックファイバの端末構造は、シングルモードファイバやマルチモードファイバの場合と比べ精度は大幅に下がるものの、中、短距離用としては十分使用できるものとなっている。しかし、今後はこの分野の用途であっても、情報の大容量化、高速化により、低速かつ限られた伝送容量のプラスチックファイバでは伝達しきれなくなる可能性が高い。
【０００４】
そこで、プラスチックファイバの代わりにＨＰＣＦが検討されている。ＨＰＣＦは、外径が２００〜７００μオーダーのガラス成分からなるコアと、樹脂製のクラッド層が約１５〜２５μの厚さでコアを被覆して素線としている。ＨＰＣＦは、コアとしてガラス成分を用いているため、プラスチックファイバと比べ高速でしかも大容量の情報が伝達できるという特徴を有し、さらに高い精度も必要なく比較的組立コストも安くできることから、このＨＰＣＦを上述した従来公知のフェルールに挿入、固定して用いることが検討されているのである。
【特許文献１】特開２００１−１７４６６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＨＰＣＦはフェルールの貫通孔内で固定された時、コアがガラス成分でクラッド層が樹脂であるため、熱膨張率の大幅な相違から温度や湿度などの外的環境の変化によりコアが数μ〜数十μ程度前後に動いてしまい、研磨されたフェルールの先端面から突出してしまうという問題がある。このためこれを解消する手段として、フェルールの先端を研磨する時に、中心部の光ファイバ端面のみを特に深く研磨して、コアの先端を貫通孔の内部に位置させることにより、コアが前方に動いてもフェルール先端から突出させないようにする方法が知られている。しかるに上記構成とするためには、精密な研磨条件や手間がかかり、コストもアップしてしまう。さらに状況に応じて、先端より突出してしまうことも完全に回避できるわけではない。そこで本発明は、端部のクラッド層を除去して任意長のコアを露出させたＨＰＣＦを用いて、上記の問題を解決すべく検討した。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のフェルール付光ファイバは、端部のクラッド層を除去して、露出されたコアとクラッド層との間に段差が形成されたハードポリマークラッドファイバと、ハードポリマークラッドファイバ素線を保持する貫通孔およびコアを保持するコア保持部とその間に設けられた段部より構成されたフェルールとからなり、前記フェルールの段部にハードポリマークラッドファイバの段差が当接して係止され、コア保持部内でコアの先端がフェルールの先端より内方に位置されてなることを第１の要旨とする。
【０００７】
またフェルール付光ファイバの製造方法として、ハードポリマークラッドファイバを切断して、端部のクラッド層を除去するとともにコアを露出させてコアとクラッド層との間に段差を形成し、このハードポリマークラッドファイバをフェルールに挿入して、フェルールの貫通孔中にハードポリマークラッドファイバ素線を、また露出されたコアをコア保持部内に配置し、前記貫通孔と前記コア保持部の間に設けられた段部にハードポリマークラッドファイバの段差を当接、係止して、コア保持部内でコアの先端をフェルールの先端より内方に位置させたのち、ハードポリマークラッドファイバを固定したことを第２の要旨とする。
【０００８】
さらにフェルール付光ファイバの製造方法として、ハードポリマークラッドファイバをレーザー加工法により切断して、端部のクラッド層を除去するとともにコアを露出させて、コアとクラッド層との間に段差を形成することを第３の要旨とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のフェルール付光ファイバは、外的条件によってフェルールの先端よりＨＰＣＦのコアが突出することがなく、またフェルール端面の研磨の必要がない。したがって、簡単な作業で製造でき、コストの低い常に安定した光ファイバの端末構造が得られるなどの特徴を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のフェルール付光ファイバは、フェルールの先端より所定の量だけ内方にコアを位置させて、コアの突出を防止するという目的を実現した。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明のフェルール付光ファイバを示す断面図である。図２は端部のクラッド層を除去してコアを露出させたＨＰＣＦを示す正面図、図３は本発明のフェルール付光ファイバに用いるフェルールを示す断面図である。なお、図面の左側を前方、右側を後方とする。
【００１２】
本発明のフェルール付光ファイバは、図１に示すようにフェルール１およびフェルール１に固定されたＨＰＣＦ２から構成されている。本発明に用いるＨＰＣＦ２は、その先端形状が図２に示すようにガラス成分からなる外径２００μのコア３と膜厚が約１５μのクラッド層４からなり、コア３が露出されてクラッド層４との間に段差が形成されている。ここで、コア３の先端３Ａと段差との距離は、切断条件やＨＰＣＦの種類により特定の範囲内に任意に設定することができる。なお、コア３とクラッド層４がＨＰＣＦ素線を形成し、ＨＰＣＦ素線の外周に外皮５を被覆させることによりＨＰＣＦ芯線となる。
【００１３】
本発明のフェルール１は樹脂製で、図３に示すように上記のＨＰＣＦ素線を保持する貫通孔１Ａを有し、貫通孔１Ａの後方にはＨＰＣＦ芯線を保持する芯線挿入孔１Ｂが形成されている。フェルール１の貫通孔１Ａとフェルール１の先端１Ｃの間にはコア保持部１Ｄが形成され、貫通孔１Ａとコア保持部１Ｄとの間には段部１Ｅが設けられている。コア保持部１Ｄの径はコア径よりわずかに径大に形成され、コア３を保持する。したがって、段部１Ｅの高さはクラッド層４の厚みと同程度あるいはわずかに大きく設定される。またコア保持部１Ｄの長さは、コア３の先端３Ａがコア保持部１Ｄ内でフェルール１の先端１Ｃより内方に位置され、さらに外的条件により前後に移動するコア３が、フェルール１の先端１Ｃを突出しない程度の長さ以上に設定する。すなわち、ＨＰＣＦ２の切断条件やコア３およびクラッド層４の膨張率などを考慮して適宜設定された位置に段部１Ｅを設ける。フェルール１の材質は樹脂製であるが、樹脂以外の金属、セラミック、ガラスなども用いることができる。
【００１４】
本発明のフェルール付光ファイバは、図１に示すようにフェルール１およびフェルール１に固定されたＨＰＣＦ２から構成されており、図３のフェルール１の段部１ＥにＨＰＣＦ２の段差が当接して係止され、コア保持部１Ｄ内でコア３の先端３Ａがフェルール１の先端１Ｃより内方に位置されてなるものである。ここで、ＨＰＣＦ素線は貫通孔１Ａ内に固定され、ＨＰＣＦ芯線は芯線挿入孔１Ｂ内に固定されている。この構造とすることにより、コア３の先端３Ａの位置設定が容易かつ確実になされ、外的条件によるフェルール１の先端１Ｃからの突出も防止できるという良好なフェルール付光ファイバとなる。
【００１５】
本発明のフェルール付光ファイバの製造方法として、まずＨＰＣＦ２を切断して端部のクラッド層４を除去し、コア３を露出させて図２のようにコア３とクラッド層４との間に段差を形成する。このとき、光ファイバの切断と同時に段差を設けるか、あるいは切断したのちにクラッド層を除去して段差を設けてもよい。切断手段としてはレーザー加工法が好ましく、コア３が切断されると同時に、樹脂製のクラッド層４はレーザーによる熱のために飛散して後方に後退してしまい、結果として端部のクラッド層４が除去されてコア３が露出された構造となり、コア３とクラッド層４との間に切断と同時に段差が形成されるのである。レーザー加工により得られたコア３の先端３Ａは、無研磨にも関わらず鏡面を呈し、研磨した場合と遜色ない光学特性を有し、手間もかからず、コストも低くなるという効果を有する。本実施例では、ＨＰＣＦ２の切断にレーザー加工法を用いたが、他の熱的方法あるいは機械的方法により切断して所定の形状としてもよい。
【００１６】
前記ＨＰＣＦ２を図３のフェルール１に挿入して、ＨＰＣＦ芯線は芯線挿入孔１Ｂに、またＨＰＣＦ素線は貫通孔１Ａに位置させ、さらに露出されたコア３をコア保持部１Ｄ内に挿入させる。さらに挿入することにより、前記貫通孔１Ａと前記コア保持部１Ｄの間に設けられた段部１ＥにＨＰＣＦ２の段差が当接してＨＰＣＦ２は係止する。この時、コア保持部１Ｄにコア３が保持され、かつコア３の先端３Ａはフェルール１の先端１Ｃから内方に窪んだコア保持部１Ｄ内に位置される。つぎに、接着剤により貫通孔１Ａ内においてＨＰＣＦ素線を、また芯線挿入孔１Ｂ内においてＨＰＣＦ芯線を固定して、フェルール１にＨＰＣＦ２を固定する。なおフェルール１にＨＰＣＦ２を固定する方法としては、前記したＨＰＣＦ素線およびＨＰＣＦ芯線をそれぞれ接着剤で固定する以外に、ＨＰＣＦ素線は接着剤で固定せずに、ＨＰＣＦ芯線を接着剤やカシメあるいは図示していないがチャックなどの機械的方法さらにレーザー等の熱的溶着により、芯線挿入孔内あるいはその後方にて固定する方法を用いてもよい。ただ、ＨＰＣＦ素線を接着剤で固定すると、膨張によるコアの移動が少ないため好ましいものとなる。
【００１７】
上記方法により、常に安定した端末が得られるし、フェルール１の先端１Ｃを無研磨のまま簡単な作業でフェルール付光ファイバが製造可能となる。この状態で対向するフェルールどうしを突き合わせた場合、互いのコアの先端は当接せずに離間していることになる。しかし、ＨＰＣＦのコアの径は２００μ以上であり、中、短距離用の用途でもあることから、光学特性および精度上何ら問題はない。なお、上記構造においてはフェルール１の先端１Ｃを研磨する必要がなくなり、コスト上多大のメリットを有する。また、段部１Ｅによって接着剤がフェルール１の先端１Ｃにはみだしてくるのを防止することもできる。つまり、段部がなくても図２のＨＰＣＦ２を貫通孔中に固定することは可能である。しかしその場合、コアの先端の位置設定が困難になると同時に、接着剤によりＨＰＣＦ素線を固定する際、この接着剤がどうしてもコアの先端およびフェルールの先端にはみだしてくるため、結局ＨＰＣＦ素線を先端出ししてファイバをカットし、研磨しなければならなくなるのである。
【実施例２】
【００１８】
図４は、本発明の他のフェルール付光ファイバを示す断面図であり、フェルール６は樹脂製のキャピラリ７と樹脂製のフランジ部８との２部品から構成され、キャピラリ７はフランジ部８により支持されている。フランジ部８は、ＨＰＣＦ芯線を保持固定する芯線挿入孔８Ａを有し、キャピラリ７はＨＰＣＦ素線を保持固定する貫通孔７Ａを有している。このキャピラリ７の貫通孔７Ａとキャピラリ７の先端７Ｂの間にはコア保持部７Ｃが形成され、貫通孔７Ａとコア保持部７Ｃの間には段部７Ｄが設けられている。前記段部７ＤにＨＰＣＦ２のクラッド層４とコア３の間に形成された段差を当接させることにより、キャピラリ７の先端７Ｂから突出しないようにコア３の先端３Ａをコア保持部７Ｃ内に位置させる。キャピラリ７およびフランジ部８の材質としては、樹脂以外に金属、セラミック、ガラスなどのいずれの材質を用いてもよく、またキャピラリ７とフランジ部８の材質の組み合わせも任意である。
【実施例３】
【００１９】
図５は、本発明のさらに他のフェルール付光ファイバを示す断面図であり、フェルール９は樹脂製の内筒１０および樹脂製の外筒１１から構成されてＨＰＣＦ２を固定している。内筒１０は、フランジを有する外筒１１内に圧入や接着剤などにより固定されており、ＨＰＣＦ素線を保持固定する貫通孔１０Ａが形成され、さらに前記貫通孔１０Ａと内筒１０の先端１０Ｂとの間にはコア保持部１０Ｃが形成され、貫通孔１０Ａとコア保持部１０Ｃの間には段部１０Ｄが設けられている。なお外筒１１の先端１１Ａと内筒１０の先端１０Ｂは同一面上に構成され、さらに外筒１１内に内筒１０が固定されたあとの外筒１１の後部は、ＨＰＣＦ芯線を保持固定する芯線挿入孔１１Ｂとなる。前記段部１０ＤにＨＰＣＦ２の段差を当接、係止させて、コア３の先端３Ａをコア保持部１０Ｃ内に位置させる。内筒１０および外筒１１の材質としては、樹脂以外に金属、セラミック、ガラスなどのいずれの材質を用いてもよく、さらに内筒１０と外筒１１の材質の組み合わせも任意である。この構造とすることにより、段部の位置や高さの異なる数種の内筒をあらかじめ作製しておき、切断したＨＰＣＦの先端形状に合わせた内筒を選択して、外筒内に固定してフェルール付光ファイバとすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
フェルール先端でのコアの突出もなく、かつ安定した接続性能が得られるフェルール付光ファイバを作製することができ、光通信分野の普及化の要請に対して十分適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のフェルール付光ファイバを示す断面図である。（実施例１）
【図２】端部のクラッド層を除去してコアを露出させたＨＰＣＦを示す正面図である。（実施例１）
【図３】本発明のフェルール付光ファイバに用いるフェルールを示す断面図である。（実施例１）
【図４】本発明の他のフェルール付光ファイバを示す断面図である。（実施例２）
【図５】本発明のさらに他のフェルール付光ファイバを示す断面図である。（実施例３）
【符号の説明】
【００２２】
１  フェルール
１Ａ  フェルール１の貫通孔
１Ｂ  フェルール１の芯線挿入孔
１Ｃ  フェルール１の先端
１Ｄ  フェルール１のコア保持部
１Ｅ  フェルール１の段部
２  ハードポリマークラッドファイバ
３  コア
３Ａ  コア３の先端
４  クラッド層
５  外皮
６  フェルール
７  キャピラリ
７Ａ  キャピラリ７の貫通孔
７Ｂ  キャピラリ７の先端
７Ｃ  キャピラリ７のコア保持部
７Ｄ  キャピラリ７の段部
８  フランジ部
８Ａ  フランジ部８の芯線挿入孔
９  フェルール
１０  内筒
１０Ａ  内筒１０の貫通孔
１０Ｂ  内筒１０の先端
１０Ｃ  内筒１０のコア保持部
１０Ｄ  内筒１０の段部
１１  外筒
１１Ａ  外筒１１の先端
１１Ｂ  外筒１１の芯線挿入孔
【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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