(57)【要約】      （修正有）【課題】光ファイバアレイに対して、光の損失による問題の影響を低減し、安価でかつ簡便に反射防止の構造を有する光コネクタを提供する。【解決手段】光コネクタは、少なくとも一つの光ファイバ１２と、外形が円柱形状であって、円柱形状の中心軸に平行の位置で、かつ、中心軸から偏心した位置に配置された貫通孔に光ファイバ１２が先端面まで挿入され、中心軸方向に凸形状に突出した先端面を有するフェルール１３と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの光ファイバと、
外形が円柱形状であって、前記円柱形状の中心軸に平行の位置で、かつ、前記中心軸から偏心した位置に配置された貫通孔に前記光ファイバが先端面まで挿入され、前記中心軸方向に凸形状に突出した先端面を有するフェルールと、
を備えることを特徴とする光コネクタ。
【請求項２】
前記フェルールは、
前記先端面の形状が、球面形状である
ことを特徴とする請求項１に記載の光コネクタ。
【請求項３】
前記フェルールは、
前記先端面の形状が、円錐面形状である
ことを特徴とする請求項１に記載の光コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光コネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバを用いた光通信用部品において、光ファイバの端面や接続部からの反射光が、光通信システムの性能に対して影響を与えることが知られている。その対策として、第１の関連技術では、光ファイバ端面への反射防止膜のコーティングや、斜め平面研磨され、そこでの反射光が光ファイバへ再結合しないように処理されるのが一般的な対策である。
【０００３】
光通信用部品において使用される光ファイバは、「フェルール」あるいは「キャピラリ」と称させる（以下、「フェルール」）、円筒状の部品の中央に光ファイバのクラッド径と同等の貫通穴が設けられた部品に接着固定され、その端面は研磨され使用されるのが一般的である。
【０００４】
ここで、光ファイバの端面反射を抑制したい場合、クリーブカット、もしくは光学研磨された光ファイバ端面に反射防止膜をコーティングすることで、反射光量を低減し、光ファイバ端面での反射を抑制することは可能である。しかし、現実的な反射防止膜の性能は３０ｄＢ〜４０ｄＢ程度の反射光量であり、５０ｄＢ以上の反射減衰量が必要とされる光通信システムにおいては不十分である。
【０００５】
よって、第２の関連技術では、光ファイバ端面を斜め平面研磨することで、光ファイバ端面での反射光の結合量を少なくし、その上で反射防止膜のコートを行う手法により、５０ｄＢ以上の反射減衰量が実現されている。第２の関連技術では、一つのフェルールに一本の光ファイバしかない場合、この手法で大きな問題は生じないが、一本のフェルールに複数の光ファイバを有する光ファイバアレイにおいては、この手法では問題が生じる可能性がある。
【０００６】
図１は、斜め平面研磨された光ファイバアレイを、レンズアレイ１５に対して位置決めをすることで機能させる光ファイバコリメータアレイの断面図である。光ファイバアレイをコリメーターとして機能するレンズアレイ１５の光軸に沿う方向に位置調整し、光ファイバアレイの光ファイバ１２の端面をレンズアレイ１５の焦点位置に配置することでコリメート光を出力させることが出来る。
【０００７】
しかし、フェルール１３において、焦点位置に配置された中心に位置する光ファイバ＃１以外の光ファイバ＃２の位置は、レンズアレイ１５の焦点位置とは異なるため、光ファイバ１３からの出射光は、レンズアレイ１５によりコリメート光とはならず、その間隔に応じて発散光、あるいは集光光となってしまう（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
上記の問題を避けるために、フェルール１３における光ファイバアレイの端面がレンズアレイ１５の光軸と垂直となるように光ファイバアレイを傾ける方法を図２に示す。この場合、光ファイバアレイの光ファイバ＃１及びファイバ＃２からの出射光は、レンズアレイ１５によりコリメート光として出射される。
【０００９】
しかし、光の各出射点、つまり、光ファイバアレイの各光ファイバ１２の間隔は、光ファイバアレイの傾き角分の余弦成分となるため、レンズアレイ１５の各レンズの間隔と光の各出射点との間に差が生じる。そのため、レンズアレイ１５からの各コリメート光は、異なった角度で出射される問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−７５５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
また、一つのフェルールに対して、一本の光ファイバのみを有する単芯の場合、大きな問題は発生しない。しかし、一つのフェルールに複数の光ファイバを有する光ファイバアレイなどの場合、単純に斜め平面研磨を行ってしまうと、光ファイバアレイの各光ファイバとそれにアセンブリされる光学部品との距離に差が生じてしまうなどの問題がある。
【００１２】
そのような光ファイバアレイに対して、上記問題の影響を低減し、安価でかつ簡便に反射防止の構造を行うことが、本発明の課題である。
【００１３】
前記課題を解決するために、本発明は、光ファイバのコネクタ接続に用いられている一般的なフィジカルコンタクト向けの研磨加工を適用し、簡便でかつ安価な端面反射低減構造を有する光コネクタ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】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明では、フェルールにおける光ファイバアレイの先端面に対し、球面形状又は円錐面形状を形成する研磨を行う。
【００１５】
具体的には、本発明に係る光コネクタは、
少なくとも一つの光ファイバと、
外形が円柱形状であって、円柱形状の中心軸に平行の位置で、かつ、前記中心軸から偏心した位置に配置された貫通孔に前記光ファイバが先端面まで挿入され、前記中心軸方向に凸形状に突出した先端面を有するフェルールと、を備える。
【００１６】
本発明に係る光コネクタでは、
前記フェルールは、
前記先端面の形状が、球面形状であってもよい。
【００１７】
本発明に係る光コネクタでは、
前記フェルールは、
前記先端面の形状が、円錐面形状であってもよい。
【００１８】
なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、フェルールの中心軸から外周方向に離れた光ファイバにおいて、斜め研磨と同じ効果を得る事が出来る。同時に、フェルールの中心軸を中心とした軸対象の構造となるため、斜め平面研磨と比較した場合、光ファイバアレイの各光ファイバにおいて光軸方向の距離の差が少ない。更に、本願発明に係る構造では、光ファイバのコネクタ接続に用いられている一般的なフィジカルコンタクト向けの研磨加工を適用できるため、簡便でかつ安価に作製が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】関連技術に係る斜め平面研磨された光ファイバコリメータアレイの構成の一例を示す。
【図２】関連技術に係る斜めに傾けた光ファイバコリメータアレイの構成の一例を示す。
【図３】実施形態１に係る、先端面が球面形状の光コネクタの構成の一例を示す。
【図４】実施形態１に係る、球面の曲率半径と反射減衰量との関係の一例を示す。
【図５】実施形態２に係る、先端面が錐体面形状の光コネクタの構成の一例を示す。
【図６】実施形態２に係る、錐体面の先端角と反射減衰量との関係の一例を示す。
【図７】実施形態２に係る、先端面における頂点部の形状の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００２２】
（実施形態１）
本実施形態に係る、光コネクタは、少なくとも１つの光ファイバと、フェルールを備える。図３は、本発明の実施形態を示す図であり、１２は光ファイバ、１３はフェルールを示す。なお、円柱形状であるフェルール１３は、当該フェルール１３の中心軸に平行の位置で、かつ、中心軸から偏心した位置に配置された貫通孔を有する。光ファイバ１２は、貫通孔にフェルールの先端面まで挿入される。フェルール１３の先端面の形状は、中心軸方向に凸形状に突出した形状を有する。フェルール１３の材質は、ガラス、セラミック又はプラスチックであってもよい。
【００２３】
また、図３に示すθはフェルール端面に対する光ファイバ１２の角度、ｄはフェルールの中心軸と光ファイバ１２との距離、ｒは先端面が球面研磨されたフェルール１３の曲率半径、一点鎖線はフェルールの中心軸である。ここで、距離ｄにおける関係式１を以下に示す。
（数１）
ｄ＝ｒ・ｓｉｎθ ・・・（１）
【００２４】
また、光ファイバ１２の端面において、反射により光ファイバ１２へ結合する光量の割合ηは、ガウスビームの結合理論により与えられる以下の式２で算出できる。
（数２）
η＝（（ｎ０−ｎ）／（ｎ０＋ｎ））＾２・ｅｘｐ（−（（π・ｎ・θ・ω０）／（ｎ０・λ０））＾２）・・・（２）
【００２５】
ここで、ｎ０は真空の屈折率、ｎはファイバ１２のコアの屈折率、ω０はファイバ１２のモードフィールド径、λ０は真空中の波長である。よって、ファイバ１２の端面での反射減衰量ＲＴは、このηを用いて、以下に関係式３に示す。
（数３）
ＲＴ＝−１０・ｌｏｇη・・・（３）
以上の式１〜３より、距離ｄと曲率半径ｒの場合での光ファイバ１２の反射減衰量の値を求めることが出来る。
【００２６】
ここで、上記算出式を用いた計算結果と実測値の比較結果を図４に示す。具体的には、使用した光ファイバ１２は、１．３mｍ零分散シングルモード光ファイバで、評価波長は１５５０ｎｍである。ファイバアレイの端面研磨は、市販されている光ファイバ研磨機を用い、その半径ｒの測定は、光ファイバの端面検査器の曲率半径の測定機能を用いた。本測定では、シングルモード光ファイバとして機能するＤ＝０．５ｍｍの光ファイバ１２で構成される光ファイバアレイを用いて、各ｒの値に応じて反射減衰量を測定した。
【００２７】
図４に示すように、横軸は、光ファイバアレイ端面の曲率半径ｒであり、縦軸は反射減衰量ＲＴである。四角のドットが実際に作製したものの測定結果をプロットしたもので、ラインは式３の計算結果であり、実測値と計算結果がよく一致した結果を得た。具体的には、図４で示すフェルール１３の先端面の曲率半径ｒは、５．３ｍｍ以下である場合、本実施形態では、５０ｄＢ以上の反射減衰量を実現できることを示す。これにより、本実施形態に係るフェルール１３は、関連技術に対し、反射防止膜をコーティングしない場合であっても、光ファイバ１２の端面で反射された反射光による反射減衰量を抑制することができ、複数の光ファイバ１２を有する多芯構造の光ファイバアレイで構成された光コネクタを提供することができる。
【００２８】
（実施形態２）
図５は、本発明の実施形態２に係るフェルール１３及び光ファイバ１２で構成される光コネクタの構成図である。本実施形態では、図５に示すように、当該フェルール１３の中心軸上に頂点を有するようにフェルール１３の先端形状を円錐状に研磨する事で、反射減衰量を低減する効果を得ることが出来る。
【００２９】
ここで、本実施形態に係る円錐の先端角と反射減衰量との関係をグラフを用いて図６に示す。図６において、横軸は、光ファイバアレイ端面の円錐の先端角θ２であり、縦軸は反射減衰量ＲＴである。具体的には、円錐の先端角θ２が、θ２≦１６９°である場合、本実施形態では、５０ｄＢ以上の反射減衰量を実現できることを示す。
【００３０】
なお、本実施形態に係る柱体であるフェルール１３の長軸方向に垂直な断面形状は、Ｎ（Ｎは２以上の自然数）個の内角を有する多角形であってもよい。この場合、フェルール１３の先端面の形状は、仮想底面がＮ個の内角を有する錐体面の形状であってもよい。
【００３１】
本実施形態に係る、光コネクタを構成するフェルール１３の先端面は、光ファイバ１２がフェルール１３の先端面から突き出た状態のまま、フェルール１３とともに光ファイバ１２の余長部も研磨するため、光ファイバ１２の突出長さのばらつきを抑制することができる。
【００３２】
また、図７に示すように球面又は円錐面の頂点形状は、光ファイバ１２に接触しない位置まで、平面ａ、傾斜面ｂ又は一定の曲率頂点を有する形状ｃであってもよい。これにより、円錐面の頂点形状は、点ではない面状の形状となる。頂点部分を面形状にすることで、頂点部分の欠けや破損を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は情報通信産業に適用することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１２：光ファイバ
１３：フェルール
１５：レンズアレイ
【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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