(57)【要約】【課題】光ファイバの挿入時における該光ファイバへのダメージを抑制し、且つ、貫通孔規定面に固定された光ファイバの剥離ないし脱落を抑制することにより、信頼性に優れたフェルールおよびその製造方法、該フェルールを備える光レセプタクル、並びに該光レセプタクルを備える光モジュールを提供する。【解決手段】本発明に係るフェルールＸは、光ファイバを挿入するための貫通孔Ｈを規定する貫通孔規定面１０を有する。貫通孔規定面１０は、該貫通孔規定面１０の少なくとも一部に貫通孔Ｈの軸心Ｐの方向に配向性を有する凹凸を含む。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバを挿入するための貫通孔を規定する貫通孔規定面を有するフェルールであって、
前記貫通孔規定面は、該貫通孔規定面の少なくとも一部に前記貫通孔の軸心方向に配向性を有する凹凸を含むことを特徴とするフェルール。
【請求項２】
前記貫通孔規定面の前記凹凸の部位における算術平均粗さは０．０５〜０．３μｍである、請求項１に記載のフェルール。
【請求項３】
前記貫通孔規定面の前記凹凸の形状はうろこ状である、請求項１または２に記載のフェルール。
【請求項４】
光ファイバを挿入するための貫通孔を規定する貫通孔規定面を有するフェルールの該貫通孔規定面の少なくとも一部にパルスレーザを照射する照射工程を備え、
前記照射工程では、前記フェルールの前記貫通孔における前記光ファイバの挿入側の端部を介してパルスレーザの照射が実行されることを特徴とするフェルールの製造方法。
【請求項５】
前記照射工程におけるパルスレーザは、パルスエネルギが０．５２〜０．５５Ｊ、パルス幅が０．８０〜０．８５ｍｓｅｃ、発信周波数が１０〜１２Ｈｚに制御される、請求項４に記載のフェルールの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜３に記載のフェルールの前記貫通孔に光ファイバを挿着し、光ファイバを有するプラグに対して光学的接続されるスタブと、
前記プラグの少なくとも一部および前記スタブの少なくとも一部を挿入するための貫通孔を有し、前記プラグの光ファイバと前記スタブの光ファイバとの間の調芯を得るためのスリーブと、を備えることを特徴とする光レセプタクル。
【請求項７】
請求項１〜３に記載のフェルールの前記貫通孔に光ファイバを挿着し、光ファイバを有するプラグに対して光学的接続されるスタブと、
前記プラグの少なくとも一部および前記スタブの少なくとも一部を挿入するための貫通孔を有し、前記プラグの光ファイバと前記スタブの光ファイバとの間の調芯を得るためのスリーブと、
前記スタブの光ファイバに向けて光を出射する、または、前記スタブの光ファイバを介して導出された光を受けるための光素子と、を備えることを特徴とする光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信等における光ファイバ間の接続に使用されるフェルールおよびその製造方法、該フェルールを有する光レセプタクル、並びに該光レセプタクルを有する光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光通信システムにおける装置の切り替え、送受信ポートの取り外し、装置の調整および測定等の脱着自在な光接続が必要な箇所には、光ファイバ同士を光学的に接続するための光ファイバコネクタが使用されている。
【０００３】
図５は、石英からなる光ファイバを貫通孔Ｈ’に接着固定したフェルール（キャピラリ）Ｘ’の先端面同士を当接（光学的接続）させた状態を表す。フェルールＸ’の先端面は、先端面間における接続損失を低減すべく、光ファイバの先端面とともに略球面状に構成されており、その曲率半径は１０〜２５ｍｍである。このようなフェルールに関する技術については、例えば下記の特許文献１に記載されている。
【０００４】
特許文献１には、光ファイバを挿入するための貫通孔を有するセラミックス製の円筒状成形体を焼成することにより焼結体を作製し、この焼結体の貫通孔を規定する貫通孔規定面をダイヤモンドペーストなどが付されたワイヤにより研磨してフェルールを製造する技術が記載されている。
【特許文献１】特公平１−４５０４２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、特許文献１に記載の方法により製造されるフェルールは、貫通孔規定面が研磨面（例えば算術平均粗さが０．０１μｍ以下）であるため、該貫通孔規定面に対して接着剤により光ファイバを接着固定した後、例えば温度サイクル試験を行うと、貫通孔規定面と接着剤との間において接着剤の膨張収縮に起因する剥離が生じ易い。したがって、本フェルールでは、温度変化の大きい環境下において貫通孔規定面に接着固定された光ファイバがフェルールから剥離ないし脱落し易いため、充分な信頼性を確保できない場合があった。
【０００６】
本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、光ファイバの挿入時における該光ファイバへのダメージを抑制し、且つ、貫通孔規定面に固定された光ファイバの剥離ないし脱落を抑制することにより、信頼性に優れたフェルールおよびその製造方法、該フェルールを備える光レセプタクル、並びに該光レセプタクルを備える光モジュールを提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の側面に係るフェルールは、光ファイバを挿入するための貫通孔を規定する貫通孔規定面を有する。貫通孔規定面は、該貫通孔規定面の少なくとも一部に貫通孔の軸心方向に配向性を有する凹凸を含む。
【０００８】
好ましくは、貫通孔規定面の凹凸の部位における算術平均粗さは０．０５〜０．３μｍである。算術平均粗さは、ＪＩＳ−Ｂ０６０１（１９９４）に記載の方法により導出される。
【０００９】
好ましくは、貫通孔規定面の前記凹凸の形状はうろこ状である。
【００１０】
本発明の第２の側面に係るフェルールの製造方法は、光ファイバを挿入するための貫通孔を規定する貫通孔規定面を有するフェルールの該貫通孔規定面の少なくとも一部にパルスレーザを照射する照射工程を備える。この照射工程では、フェルールの貫通孔における光ファイバの挿入側の端部を介してパルスレーザの照射が実行される。
【００１１】
好ましくは、照射工程におけるパルスレーザは、パルスエネルギが０．５２〜０．５５Ｊ、パルス幅が０．８０〜０．８５ｍｓｅｃ、発信周波数が１０〜１２Ｈｚに制御される。
【００１２】
本発明の第３の側面に係る光レセプタクルは、本発明の第１の側面に係るフェルールの貫通孔に光ファイバを挿着し、光ファイバを有するプラグに対して光学的接続されるスタブと、プラグの少なくとも一部およびスタブの少なくとも一部を挿入するための貫通孔を有し、プラグの光ファイバとスタブの光ファイバとの間の調芯を得るためのスリーブとを備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第４の側面に係る光モジュールは、本発明の第１の側面に係るフェルールの貫通孔に光ファイバを挿着し、光ファイバを有するプラグに対して光学的接続されるスタブと、プラグの少なくとも一部およびスタブの少なくとも一部を挿入するための貫通孔を有し、プラグの光ファイバとスタブの光ファイバとの間の調芯を得るためのスリーブと、スタブの光ファイバに向けて光を出射する、または、スタブの光ファイバを介して導出された光を受けるための光素子と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第１の側面に係るフェルールでは、貫通孔規定面の凹凸は、貫通孔の軸心方向に配向性を有する。そのため、本フェルールでは、貫通孔の軸心方向における一方（例えば光ファイバの挿入方向）において光ファイバに作用する抵抗が小さくなるように貫通孔規定面の凹凸を形成することにより、光ファイバの挿入時において貫通孔規定面の凹凸に起因する光ファイバへのダメージを抑制することができる。また、本フェルールでは、貫通孔の軸心方向における他方（例えば光ファイバの挿入方向とは反対の方向）において貫通孔規定面に光ファイバを固定するための固定用部材（例えば接着剤）の硬化物に作用する抵抗が大きくなるように貫通孔規定面の凹凸を形成することにより、該固定用部材により貫通孔規定面に固定された光ファイバが該他方へ移動するのを抑制することができる。したがって、本フェルールは、光ファイバの挿入時における該光ファイバへのダメージを抑制し、且つ、貫通孔規定面に固定された光ファイバの剥離ないし脱落を抑制するうえで、好適である。
【００１５】
貫通孔規定面の凹凸の部位における算術平均粗さが０．０５μｍ未満では、上述の固定用部材と貫通孔規定面の凹凸との間におけるクサビ効果を充分に得ることができないので、貫通孔規定面に固定された光ファイバの剥離ないし破断を充分に抑制できない場合がある。また、貫通孔規定面の凹凸の部位における算術平均粗さが０．３μｍを超えると、貫通孔規定面の凹凸が大きくなりすぎて、光ファイバの挿入時における該光ファイバへのダメージが許容範囲以上に大きくなってしまう場合がある。したがって、算術平均粗さの範囲を０．０５〜０．３μｍに制限したフェルールは、光ファイバの挿入時における該光ファイバへのダメージを抑制し、且つ、貫通孔規定面に固定された光ファイバの剥離ないし脱落を抑制するうえで、好適である。
【００１６】
貫通孔規定面の凹凸の形状をうろこ状としたフェルールは、貫通孔に侵入する水分（例えば湿気）の該貫通孔の内部への進行を抑制するうえで、好適である。
【００１７】
本発明の第２の側面に係るフェルールの製造方法によると、パルスレーザの加工痕を貫通孔規定面に有するフェルールを製造することができる。このパルスレーザの加工痕は、光ファイバの挿入方向において該光ファイバに作用する抵抗が小さく、且つ、該挿入方向とは反対方向において貫通孔規定面に光ファイバを固定するための固定用部材（例えば接着剤）の硬化物に作用する抵抗が大きい配向性を有する。そのため、本方法により製造されたフェルールでは、光ファイバの挿入時において貫通孔規定面の凹凸に起因して光ファイバに作用する抵抗を小さくすることができ、且つ、前記固定用部材により貫通孔規定面に固定された光ファイバが該光ファイバの挿入方向とは反対の方向へ移動するのを抑制することができる。したがって、本方法は、光ファイバの挿入時における該光ファイバへのダメージを抑制し、且つ、貫通孔規定面に固定された光ファイバの剥離ないし脱落を抑制することができるフェルールを製造するうえで好適である。
【００１８】
照射工程におけるパルスレーザを所定の照射条件（パルスエネルギが０．５２〜０．５５Ｊ、パルス幅が０．８０〜０．８５ｍｓｅｃ、発信周波数が１０〜１２Ｈｚ）に制御する方法は、パルスレーザの加工痕を適切に形成するうえで好適である。
【００１９】
本発明の第３の側面に係る光レセプタクルでは、本発明の第１の側面に係るフェルールを採用しているため、該フェルールの貫通孔規定面に固定された光ファイバの剥離ないし脱落を抑制することができる。したがって、本光レセプタクルは、例えば温度サイクル試験や高温高湿試験のような条件下においても、充分な信頼性を確保することができる。
【００２０】
本発明の第４の側面に係る光モジュールでは、本発明の第１の側面に係るフェルールを採用しているため、該フェルールの貫通孔規定面に固定された光ファイバの剥離ないし脱落を抑制することができる。したがって、本光モジュールは、例えば温度サイクル試験や高温高湿試験のような条件下においても、充分な信頼性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は、本発明に係るフェルールＸの断面を表す。フェルールＸは、貫通孔規定面１０を有する。フェルールＸを構成する材料としては、酸化ジルコニウム（ジルコニア）、酸化アルミニウム（アルミナ）、ムライト、窒化ケイ素、炭化ケイ素および窒化アルミニウムなどの単体もしくはこれらを主成分として含むセラミックス、結晶化ガラスなどのガラスセラミックスなどが挙げられ、中でも対候性や靭性に優れたジルコニア系セラミックス（ジルコニアを主成分とするセラミックス）が好適である。
【００２２】
図２は、フェルールＸの要部を拡大して表しており、（ａ）は貫通孔規定面１０の表面図であり、（ｂ）は貫通孔規定面１０付近の断面図である。貫通孔規定面１０は、光ファイバ（図示せず）を挿入するための貫通孔Ｈを規定する部位であり、主面１１、アール面１２およびテーパ面１３を有する。
【００２３】
主面１１は、主として貫通孔Ｈに挿入された光ファイバを固定するための部位であり、その算術平均粗さは０．０５〜０．３μｍである。貫通孔規定面１０の主面１１における算術平均粗さが０．０５μｍ未満では、前記固定用部材と貫通孔規定面１０の主面１１との間におけるクサビ効果を充分に得ることができないので、貫通孔規定面１０に固定された光ファイバの剥離ないし破断を充分に抑制できない場合がある。また、貫通孔規定面１０の主面１１における算術平均粗さが０．３μｍを超えると、貫通孔規定面１０の主面１１における凹凸が大きくなりすぎて、光ファイバの挿入時における該光ファイバへのダメージが許容範囲以上に大きくなってしまう場合がある。
【００２４】
また、主面１１はうろこ状であり、複数の面状部１１ａおよび複数の起立部１１ｂを有する。複数の面状部１１ａはそれぞれ略平滑面であり、矢印Ａ方向（光ファイバの挿入方向）側ほど貫通孔Ｈの軸心Ｐに漸次近接するように傾斜している。複数の起立部１１ｂは矢印Ａ方向側において隣り合う面状部１１ａとともに溝部Ｖを規定する部位であり、溝部Ｖの深さｈは１〜１０μｍである。溝部Ｖの深さｈが１μｍ未満では、前記固定用部材と貫通孔規定面１０の主面１１との間におけるクサビ効果を充分に得ることができないので、貫通孔規定面１０に固定された光ファイバの剥離ないし破断を充分に抑制できない場合がある。また、溝部Ｖの深さｈが１０μｍを超えると、貫通孔規定面１０の主面１１における凹凸が大きくなりすぎて、光ファイバの挿入時における該光ファイバへのダメージが許容範囲以上に大きくなってしまう場合がある。
【００２５】
アール面１２は、主面１１と後述するテーパ面１３との間を滑らかに連結するための部位であり、その曲率半径は例えば０．０５〜２．０５ｍｍである。
【００２６】
テーパ面１３は、貫通孔Ｈにおける主面１１により規定される部分に光ファイバを案内するための部位であり、軸心Ｐに対して所定の角度（例えば３０〜４５°）で傾斜している。
【００２７】
このような構成のフェルールＸでは、貫通孔規定面１０の主面１１は、矢印ＡＢ方向に（貫通孔Ｈの軸心Ｐの方向）に配向性を有する。具体的には、フェルールＸでは、矢印Ａ方向（光ファイバの挿入方向）に光ファイバを挿入する際に、光ファイバには主として面状部１１ａが作用するように構成されている。すなわち、フェルールＸでは、光ファイバの挿入時に、光ファイバに作用する抵抗が小さい。したがって、フェルールＸでは、光ファイバの挿入時において貫通孔規定面１０における凹凸（比較的大きい算術平均粗さ）に起因する光ファイバへのダメージを抑制することができる。
【００２８】
また、フェルールＸでは、矢印Ｂ方向（光ファイバの挿入方向とは反対の方向）に光ファイバを移動させる際に、貫通孔規定面１０に光ファイバを固定するための固定用部材（例えば接着剤）の硬化物には主として起立部１１ｂが作用するように構成されている。すなわち、フェルールＸでは、貫通孔規定面１０に固定された光ファイバの矢印Ｂ方向への移動時に、前記固定用部材に作用する抵抗が大きい。したがって、フェルールＸでは、貫通孔規定面１０に固定された光ファイバが矢印Ｂ方向へ移動するのを抑制することができる。
【００２９】
以上のように、フェルールＸは、光ファイバの挿入時における該光ファイバへのダメージを抑制し、且つ、貫通孔規定面１０に固定された光ファイバの剥離ないし脱落を抑制することができるのである。
【００３０】
以下に、フェルールＸの製造方法について説明する。なお、本製造方法では、フェルールＸの構成材料として、ジルコニア系セラミックスを用いて説明する。
【００３１】
まず、フェルールＸの原型となる成形体を構成する成形材料を調製する。具体的には、成形材料は、酸化ジルコニウム粉末と酸化イットリウム粉末との混合粉末をボールミルなどにより充分に混合粉砕した後、この粉砕物にバインダを添加したうえで混合することにより、調製される。混合粉末は、酸化ジルコニウム粉末８５〜９９重量％に対して酸化イットリウム粉末１〜１５重量％を混合したもの、特に酸化ジルコニウム粉末９０〜９８重量％に対して酸化イットリウム粉末２〜１０重量％を混合したものが好適である。酸化ジルコニウム粉末としては、酸化ジルコニウムの純度が９５％以上、特に９８％以上のものが好適である。また、酸化ジルコニウム粉末としては、その一次平均粒径（走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により測定）が０．０１〜０．１μｍ、特に０．０４〜０．０７μｍのものが好適である。バインダとしては、メチルセルロースなど挙げられる。調製された成形材料におけるバインダの含有割合は、２０〜５０体積％である。なお、調整された成形材料は、必要に応じて造粒してもよい。この造粒された成形材料としては、その二次凝集粒の平均粒径が１〜４μｍのものが好適である。
【００３２】
次に、調製された成形材料を用いて、貫通孔を有する成形体を得る。具体的には、貫通孔を成形するための構造を含むキャビティを有する成形用金型の該キャビティに成形材料を充填し、所定の圧力を作用させるプレス成形を行うことにより成形体を得る。成形体を得るための手法は、上述のプレス成形には限られず、射出成形、鋳込成形、冷間静水圧成形および押出成形などの手法を採用してもよい。
【００３３】
次に、得られた成形体を焼成することにより、焼結体を得る。具体的には、得られた成形体を５００〜６００℃に設定された脱脂炉内に２〜１０時間投入することにより、脱脂を行った後、脱脂済成形体を酸素雰囲気（酸素：約２０体積％）中にて、１３００〜１５００℃（好ましくは１３５０〜１４５０℃）で０．５〜３時間焼成することにより、焼結体を得る。
【００３４】
次に、得られた焼結体の貫通孔を規定する貫通孔規定面にパルスレーザの加工痕を形成する。具体的には、得られた焼結体の貫通孔規定面に対して、貫通孔における光ファイバの挿入側の端部からパルスレーザを所定条件で照射することにより、貫通孔の寸法および真円度を調整するとともに貫通孔規定面にパルスレーザの加工痕を形成する。パルスレーザは、より適切な形状のパルスレーザの加工痕を形成すべく照射条件が設定され、その照射条件は、パルスエネルギが０．５２〜０．５５Ｊ、パルス幅が０．８０〜０．８５ｍｓｅｃ、発信周波数が１０〜１２Ｈｚである。アシストガスは、パルスレーザの照射により溶融した部材を吹き飛ばすためのものであり、酸素ガス、窒素ガス、アルゴンガスなどがある。アシストガスは、噴射口（例えば開口径１ｍｍ）のガスノズルから所定のガス流量で供給される。供給されるガス流量は、パルスレーザの照射により形成される溶融部がアシストガスにより吹き飛ばされず残留し固化することにより、残留物が貫通孔の軸心方向に向けて成長し、貫通孔規定面にパルスレーザの加工痕を適切に形成するような範囲で適宜設定すればよい。また、アシストガスとして酸素ガスを採用し、貫通孔規定面におけるパルスレーザの照射部周辺を酸素雰囲気（例えば５〜１００体積％）にすることにより、パルスレーザの照射による還元作用に起因する変色を抑制することができる。
【００３５】
以上のようにして、図１に示すフェルールＸを製造することができる。
【００３６】
本製造方法によると、パルスレーザの加工痕を貫通孔規定面１０に有するフェルールを製造することができる。このパルスレーザの加工痕は、矢印Ａ方向において光ファイバに作用する抵抗が小さく、且つ、矢印Ｂ方向において前記固定用部材に作用する抵抗が大きい配向性を有する。そのため、本方法により製造されたフェルールＸでは、光ファイバの挿入時において貫通孔規定面１０の凹凸に起因して光ファイバに作用する抵抗を小さくすることができ、且つ、前記固定用部材により貫通孔規定面１０に固定された光ファイバが矢印Ｂ方向へ移動するのを抑制することができる。したがって、本方法は、光ファイバの挿入時における該光ファイバへのダメージを抑制し、且つ、貫通孔規定面１０に固定された光ファイバの剥離ないし脱落を抑制することができるフェルールＸを製造することができるのである。
【００３７】
図３は、本発明に係るフェルールＸを備える光レセプタクルＹを表す断面図である。光レセプタクルＹは、スタブ２０、スリーブ３０、スリーブケース４０およびホルダ５０を備える。
【００３８】
スタブ２０は、フェルールＸおよび光ファイバを有し、フェルールＸの貫通孔Ｈに光ファイバを例えば接着剤により接着固定することにより構成される部材である。スタブ２０は、図外のプラグ（光ファイバを有し且つスタブ２０と同様の構成を有する部材）と光学的に接続される。スタブ２０の先端面２０ａはアール面（例えば曲率半径が５〜３０ｍｍ）である。このような構成は、前記プラグフェルールとの間の接続損失を低減するうえで好適である。スタブ２０の後端面２０ｂは、該スタブ２０の軸心に対して所定の角度（例えば４〜１０°）で傾斜する傾斜面である。このような構成は、光素子などから出射された光が光ファイバの端面で反射して反射光として該光素子などに戻るのを防ぐうえで好適である。なお、スタブ２０の後端面２０ｂには、スタブ２０に向けて光を出射するための光源への戻り光を抑制するための光アイソレータを取り付けてもよい。
【００３９】
スリーブ３０は、スタブ２０および前記プラグを挿入するための貫通孔３１を有し、スタブ２０と前記プラグとの間の調芯機能を担う部材である。スリーブ３０には、開放端３１ａを介してスタブ２０が挿入され、開放端３１ｂを介して前記プラグが挿入される。本実施形態に係るスリーブ３０は、長手方向（矢印ＡＢ方向）に延びるスリット３２を有する、いわゆる割りスリーブである。このような構成のスリーブ３０を採用する場合、スリーブ３０内に挿入される前記プラグに対して作用する把持力を高めるべく、貫通孔３１の孔径は前記プラグの外径より若干（例えば数μｍ）小さく設定するのが好ましい。スリーブ３０としては、割りスリーブに代えて、いわゆる精密スリーブ（スリット無し）を採用してもよい。スリーブ３０を構成する材料としては、燐青銅、ベリリウム銅、黄銅、ステンレスなどの金属、エポキシや液晶ポリマなどのプラスチック、セラミックなどが挙げられ、中でも耐摩耗性に優れ且つ適度に弾性変形するジルコニア系セラミックス（ジルコニアを主成分とするセラミックス）が好適である。さらに、ジルコニア系セラミックスの中でも、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を主成分とし、Ｙ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＣｅＯ２、Ｄｙ２Ｏ３などからなる群より選択される少なくとも一種を安定化剤として含む部分安定化ジルコニアセラミックス（正方晶の結晶が主体）は、耐摩耗性および弾性変形性の観点から好適である。
【００４０】
スリーブ３０は、スリーブ３０を構成する材料としてジルコニア系セラミックスを選択する場合、ジルコニア系セラミックスを所定の成形手段（例えば射出成形、プレス成形、押出成形）によってスリーブ３０の原型となる円筒状成形体を得た後、該円筒状成形体を所定の温度（例えば１３００〜１５００℃）で焼成し、所定の寸法に研削加工または研磨加工を施すことにより、製造される。なお、研削加工または研磨加工は、焼成前に行ってもよい。また、スリーブ３０を構成する材料としてプラスチックを採用した場合、成形型の形状を適当に構成することにより、所望の形状のスリーブ３０を容易に製造することができる。
【００４１】
スリーブケース４０は、前記プラグの挿入時に該プラグを案内するための開口部４０ａを有し、スリーブ３０を収容するための円筒状部材である。スリーブケース４０におけるスリーブ３０を収容するための空間の径は、スリーブ３０の外径より若干大きく構成されている。開口部４０ａはテーパ状に構成されており、その開口径は前記プラグの外径より若干大きく構成されている。
【００４２】
ホルダ５０は、保持部５１および保持部５２を有し、スタブ２０およびスリーブケース４０を保持するための部材である。保持部５１は、スタブ２０を保持するための部位であり、スタブ２０が嵌合可能に構成されている。保持部５１におけるスタブ２０との当接面の算術平均粗さは、スタブ２０の保持状態の安定性の観点から、０．１μｍ以上に設定するのが好適である。保持部５２は、スリーブケース４０を保持するための部位であり、スリーブケース４０が嵌合可能に構成されている。保持部５２におけるスリーブケース４０との当接面の算術平均粗さは、スリーブケース４０の保持状態の安定性の観点から、０．１μｍ以上に設定するのが好適である。なお、本実施形態においてホルダ５０は、スリーブケース４０と別体に構成されているが一体としてもよい。
【００４３】
図４は、本発明に係る光レセプタクルＹを備える光モジュールＺの断面を表す。光モジュールＺは、光レセプタクルＹおよびケース６０を備える。
【００４４】
ケース６０は、光素子６１およびレンズ６２を備え、光レセプタクルＹに対して例えば溶接により接合されている。ケース６０を構成する材料としては、ステンレス、銅、鉄、ニッケルなどの溶接可能なものが挙げられ、中でも耐腐食性や溶接性の観点からステンレスが好適である。
【００４５】
光素子６１は、スタブ２０の光ファイバに向けて光を出射するための発光素子、または、スタブ２０の光ファイバを介して導出された光を受けるための受光素子である。発光素子としては、半導体レーザやＬＥＤなどの発光ダイオードなどが挙げられ、受光素子としては、受信用のＰＤ（フォトダイオード）などが挙げられる。
【００４６】
レンズ６２は、光素子６１が発光素子の場合は該発光素子から出射された光を集光してスタブ２０の光ファイバに導入する機能を担い、光素子６１が受光素子の場合はスタブ２０の光ファイバを介して導出された光を集光して該受光素子に導入する機能を担う部材である。
【００４７】
以上、本発明の具体的な実施形態を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の思想から逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。
【００４８】
フェルールＸでは、主面１１の全体にわたってうろこ状の部位が形成されているが、その形成範囲はこれには限られない。具体的には、主面１１の一部にのみ形成するようにしてもよいし、アール面１２やテーパ面１３の少なくとも一部にも形成するようにしてもよい。
【００４９】
フェルールＸの主面１１に形成される表面形状はうろこ状であるが、表面形状はこれには限られず、貫通孔Ｈの軸心Ｐの方向に配向性を有していればよい。配向性は、光ファイバの矢印Ａ方向への移動時に該光ファイバに作用する抵抗が小さく、且つ、貫通孔規定面１０に固定された光ファイバの矢印Ｂ方向への移動時に、前記固定用部材に作用する抵抗が大きくなるように設定される。
【００５０】
フェルールＸは、単芯型光ファイバ用フェルールを用いて説明したが、これには限られない。具体的には、多芯型光ファイバ用フェルールとしてもよい。
【００５１】
フェルールＸの製造において、パルスレーザによる加工後、得られたフェルールＸに熱処理を施してもよい。具体的には、この熱処理は、フェルールＸを５００〜１６００℃（好ましくは、７５０〜１３００℃）の環境下で２〜３６時間放置することにより行われる。このような熱処理を行うことにより、パルスレーザ加工おける部分的な加熱および冷却に起因する残留応力が低減されるため、フェルールＸの機械的強度や信頼性を高めることができる。また、この熱処理は、酸素雰囲気（例えば５〜１００体積％）で行ってもよい。これにより、パルスレーザ加工時に酸素不足に起因して発生した変色を低減することができる。
【００５２】
次に、本発明の実施例および比較例について説明する。
【実施例１】
【００５３】
＜試験サンプルの作製＞まず、酸化ジルコニウム粉末９４．６重量％に対して酸化イットリウム粉末５．４重量％を混合し、ボールミルにより混合粉砕することにより、混合粉末を得た。酸化ジルコニウム粉末は、酸化アルミニウムを０．２重量％含有しており、その純度は９９％以上である。また、酸化ジルコニア粉末の一次平均粒径は、０．０５μｍである。次に、得られた混合粉末にメチルセルロースを添加したうえで、二次凝集粒の平均粒径が２．５μｍとなるように造粒することにより、調製された成形材料を得た。調製された成形材料におけるメチルセルロースの含有割合は８体積％である。次に、貫通孔を規定するためのコアピン（直径０．１５ｍｍ）を備える合金製成形型のキャビティに、調製された成形材料を溶融充填して、１８０ＭＰａでプレス成形することにより、成形体を得た。次に、得られた成形体を５５０℃に設定された脱脂炉内に５時間投入することにより脱脂した後、酸素雰囲気（酸素：約２０体積％（空気雰囲気））中にて、１３５０〜１４５０℃で３時間焼成することにより、焼結体を得た。次に、得られた焼結体を研磨加工することにより、図１における外径Ｄが２．５ｍｍ、長さＬが１０．５ｍｍのフェルールの原型を得た。次に、得られたフェルールの原型の貫通孔を規定する貫通孔規定面に対して、酸素雰囲気（酸素：約２０体積％（空気雰囲気））中にて光ファイバの挿入側の端部からＹＡＧレーザを照射することにより、貫通孔の寸法および真円度を調整するとともに貫通孔規定面にＹＡＧレーザの加工痕（うろこ状）を形成した。ＹＡＧレーザの照射条件は、パルスエネルギが０．５２Ｊ、パルス幅が０．８１ｍｓｅｃ、発信周波数が１１Ｈｚである。アシストガスとしては酸素ガスを採用した。次に、作製されたフェルールの貫通孔に対し、エポキシ接着剤（商品名：エポテック３５３ＮＤ、エポキシテクノロジー社製）が表面付着した光ファイバを挿入して該エポキシ接着剤を硬化させることにより、フェルールの貫通孔規定面に光ファイバを接着固定した。次に、光ファイバが接着固定されたフェルールの該光ファイバの挿入側とは反対の端部を、光ファイバとともに球面状（曲率半径１５ｍｍ）に研磨した。このようにして、本実施例における試験サンプルを４０個作製した。
【００５４】
＜温度サイクル試験＞−４０℃で３０分、２３℃で５分、８５℃で３０分、２３℃で５分の合計７０分を１サイクルとして、２００サイクル経過するまで、本実施例の試験サンプル（２０個）を温度サイクル試験器内に放置した後、各試験サンプルのフェルールを固定した状態で光ファイバに対して１ｋｇｆの引っ張り荷重を加えた。引っ張り荷重を加える前後の接続損失の変動を測定し、変動が０．５ｄＢ以上の試験サンプル数を表１に示した。
【表１】
2006308735.tif 000003
【００５５】
＜高温高湿試験＞温度が８５℃、湿度が８５％の条件下で、本実施例の試験サンプル（２０個）を高温高湿試験器内に１０００時間放置した後、各試験サンプルのフェルールを固定した状態で光ファイバに対して１ｋｇｆの引っ張り荷重を加えた。引っ張り荷重を加える前後の接続損失の変動を測定し、変動が０．５ｄＢ以上の試験サンプル数を表１に示した。
【００５６】
［比較例１］
＜試験サンプルの作製＞フェルールの原型の貫通孔を規定する貫通孔規定面に対して、ＹＡＧレーザによる加工に代えて、該貫通孔規定面における算術平均粗さが０．０１μｍ以下になるまで研磨加工を行った以外は、実施例１と同様にして本比較例の試験サンプルを作製した。研磨加工は、表面にダイヤモンドペーストを有するワイヤを貫通孔に挿通しつつ、フェルールを貫通孔の軸心まわりに回転させる手法である。
【００５７】
＜温度サイクル試験＞−４０℃で３０分、２３℃で５分、８５℃で３０分、２３℃で５分の合計７０分を１サイクルとして、５００サイクル経過するまで、本比較例の試験サンプル（２０個）を温度サイクル試験器内に放置した後、各試験サンプルのフェルールを固定した状態で光ファイバに対して１ｋｇｆの引っ張り荷重を加えた。引っ張り荷重を加える前後の接続損失の変動を測定し、変動が０．５ｄＢ以上の試験サンプル数を表１に示した。
【００５８】
＜高温高湿試験＞温度が８５℃、湿度が８５％の条件下で、本比較例の試験サンプル（２０個）を高温高湿試験器内に１０００時間放置した後、各試験サンプルのフェルールを固定した状態で光ファイバに対して１ｋｇｆの引っ張り荷重を加えた。引っ張り荷重を加える前後の接続損失の変動を測定し、変動が０．５ｄＢ以上の試験サンプル数を表１に示した。
【００５９】
［比較例２］
＜試験サンプルの作製＞フェルールの原型の貫通孔を規定する貫通孔規定面に対して、ＹＡＧレーザによる加工を行わずに焼成面（算術平均粗さが０．０１〜０．０５μｍ）のままとした以外は、実施例１と同様にして本比較例の試験サンプルを作製した。
【００６０】
＜温度サイクル試験＞−４０℃で３０分、２３℃で５分、８５℃で３０分、２３℃で５分の合計７０分を１サイクルとして、５００サイクル経過するまで、本比較例の試験サンプル（２０個）を温度サイクル試験器内に放置した後、各試験サンプルのフェルールを固定した状態で光ファイバに対して１ｋｇｆの引っ張り荷重を加えた。引っ張り荷重を加える前後の接続損失の変動を測定し、変動が０．５ｄＢ以上の試験サンプル数を表１に示した。
【００６１】
＜高温高湿試験＞温度が８５℃、湿度が８５％の条件下で、本比較例の試験サンプル（２０個）を高温高湿試験器内に１０００時間放置した後、各試験サンプルのフェルールを固定した状態で光ファイバに対して１ｋｇｆの引っ張り荷重を加えた。引っ張り荷重を加える前後の接続損失の変動を測定し、変動が０．５ｄＢ以上の試験サンプル数を表１に示した。
【００６２】
＜評価＞基準値（０．５ｄＢ）以上の接続損失の変動があった試験サンプルは、表１に示すように、比較例１では温度サイクル試験において５つ発生し、比較例２では高温高湿試験において４つ発生したのに比べ、実施例１ではいずれの試験においても発生しなかった。接続損失の変動が０．５ｄＢ以上の試験サンプルは、光ファイバの破断もしくは剥離が発生していた。つまり、比較例１の試験サンプルは温度サイクル試験のような条件下において、また、比較例２の試験サンプルは高温高湿試験のような条件下において、充分な信頼性を確保できない場合があるのに対し、実施例１の試験サンプルはいずれの条件下においても全て充分な信頼性を確保することができた。したがって、実施例１のフェルールでは、光ファイバの挿入時における該光ファイバへのダメージを抑制し、且つ、貫通孔規定面に固定された光ファイバの剥離ないし脱落を抑制することができていると考えられるのである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施形態に係るフェルールの断面図である。
【図２】図１に示すフェルールの要部拡大図である。（ａ）は貫通孔規定面の表面図であり、（ｂ）は貫通孔規定面付近の断面図である。
【図３】図１に示すフェルールを備える光レセプタクルを表す断面図である。
【図４】図３に示す光レセプタクルを備える光モジュールの断面図である。
【図５】従来のフェルールの先端面同士を当接させた状態を表す図である。
【符号の説明】
【００６４】
Ｘ，Ｘ’    フェルール
Ｙ          光ファイバ
Ｈ          貫通孔
Ｐ          軸心
１０        貫通孔規定面
【図１】
2006308735.tif 000004
【図２】
2006308735.tif 000005
【図３】
2006308735.tif 000006
【図４】
2006308735.tif 000007
【図５】
2006308735.tif 000008