(57)【要約】      （修正有）【課題】端部で小さい開口数ＮＡ（Ｎｕｍｅｒａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ）を有するフェルール付き光ファイバを提供する。【解決手段】コア部１１と、コア部１１の外側に設けられたプラスチック部１２，１３を備えた光ファイバ１０と、光ファイバ１０の端部に設けられたフェルール２０と、を備え、フェルール２０は、プラスチック部１２，１３が除去された光ファイバ１０の端部をプラスチック部１２，１３よりも屈折率の高い接着剤で固定している、フェルール付き光ファイバ１が提供される。【選択図】図２
2015111200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア部と、前記コア部の外側に設けられたプラスチック部を備えた光ファイバと、
前記光ファイバの端部に設けられたフェルールと、を備え、
前記フェルールは、前記プラスチック部が除去された前記光ファイバの端部に前記プラスチック部よりも屈折率の高い接着剤で固定されている、フェルール付き光ファイバ。
【請求項２】
コア部と、前記コア部の外側に設けられたプラスチック部を備えた光ファイバと、
前記光ファイバの端部に固定されたフェルールと、を備え、
前記フェルールを構成する樹脂は、前記プラスチック部が除去された前記光ファイバの端部に直接接しており、
前記フェルールを構成する樹脂は、前記プラスチック部よりも屈折率が高い、フェルール付き光ファイバ。
【請求項３】
前記コア部の径方向の屈折率分布がα乗分布である、請求項１または請求項２に記載のフェルール付き光ケーブル。
【請求項４】
前記光ファイバのクラッド部が前記プラスチック部である、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のフェルール付き光ファイバ。
【請求項５】
前記コア部が樹脂製である、請求項４に記載のフェルール付き光ファイバ。
【請求項６】
前記光ファイバは、前記コア部の外側に設けられて前記コア部よりも屈折率の低いガラスからなるクラッド部を有し、
前記光ファイバの前記プラスチック部は、前記クラッド部を覆う被覆層であり、
前記クラッド部の厚みが１０μｍ以下である、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のフェルール付き光ファイバ。
【請求項７】
前記接着剤の波長８５０ｎｍ〜１６００ｎｍの光の透過率が１％／ｃｍ以下である、請求項１に記載のフェルール付き光ファイバ。
【請求項８】
前記フェルールを構成する前記樹脂の波長８５０ｎｍ〜１６００ｎｍの光の透過率が１％／ｃｍ以下である、請求項２に記載のフェルール付き光ファイバ。
【請求項９】
前記接着剤の屈折率が前記コア部の屈折率よりも低い、請求項１に記載のフェルール付き光ファイバ。
【請求項１０】
前記フェルールを構成する前記樹脂の屈折率が前記コア部の屈折率よりも低い、請求項２に記載のフェルール付き光ファイバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フェルール付き光ファイバおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１などにより機器の間をフェルール付き光ファイバで接続することが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで上述のような光ファイバコードにおいて、長手方向の端部の開口数ＮＡ（Ｎｕｍｅｒａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ）が長手方向の中央の開口数ＮＡよりも小さいフェルール付き光ファイバが求められている。
そこで本発明は、端部で小さい開口数ＮＡを有するフェルール付き光ファイバ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】
【０００５】
本発明に係るフェルール付き光ファイバは、
コア部と、前記コア部の外側に設けられたプラスチック部を備えた光ファイバと、
前記光ファイバの端部に設けられたフェルールと、を備え、
前記フェルールは、前記プラスチック部が除去された前記光ファイバの端部に前記プラスチック部よりも屈折率の高い接着剤で固定されている。
【０００６】
また本発明に係るフェルール付き光ファイバは、
コア部と、前記コア部の外側に設けられたプラスチック部を備えた光ファイバと、
前記光ファイバの端部に固定されたフェルールと、を備え、
前記フェルールを構成する樹脂は、前記プラスチック部が除去された前記光ファイバの端部に直接接しており、
前記フェルールを構成する樹脂は、前記プラスチック部よりも屈折率が高い。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、端部で小さい開口数ＮＡを有するフェルール付き光ファイバが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】（ａ）は本発明の第一実施形態に係るフェルール付き光ファイバの全体図であり、（ｂ）はその長手方向端部の拡大図である。
【図２】（ａ）は図１に示したフェルール付き光ファイバの端部の屈折率分布を示す図であり、（ｂ）は端部以外の屈折率分布を示す図である。
【図３】本発明の変形例１に係るフェルール付き光ファイバの長手方向端部の拡大図である。
【図４】（ａ）は本発明の変形例２に係るフェルール付き光ファイバの端部の屈折率分布を示す図であり、（ｂ）は端部以外の屈折率分布を示す図である。
【図５】本発明の変形例３に係るフェルール付き光ファイバの長手方向端部の拡大図である。
【図６】（ａ）は図５に示したフェルール付き光ファイバの端部の屈折率分布を示す図であり、（ｂ）は端部以外の屈折率分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
〈本発明の実施形態の概要〉
最初に本発明の実施形態の概要を説明する。
本発明にかかるフェルール付き光ファイバの一実施形態は、
（１）コア部と、前記コア部の外側に設けられたプラスチック部を備えた光ファイバと、
前記光ファイバの端部に設けられたフェルールと、を備え、
前記フェルールは、前記プラスチック部が除去された前記光ファイバの端部に前記プラスチック部よりも屈折率の高い接着剤で固定されている、フェルール付き光ファイバである。
【００１０】
本発明にかかるフェルール付き光ファイバの他の実施形態は、
（２）コア部と、前記コア部の外側に設けられたプラスチック部を備えた光ファイバと、
前記光ファイバの端部に固定されたフェルールと、を備え、
前記フェルールを構成する樹脂は、前記プラスチック部が除去された前記光ファイバの端部に直接接しており、
前記フェルールを構成する樹脂は、前記プラスチック部よりも屈折率が高い、フェルール付き光ファイバである。
【００１１】
（１）および（２）の構成によれば、フェルールにおいてコア部の外側に屈折率の高いフェルールまたは接着剤が位置しているため、長手方向の端部の開口数が長手方向の中央部の開口数より小さいフェルール付き光ファイバが得られる。
【００１２】
（３）前記コア部の径方向の屈折率分布はα乗分布であってもよい。
（３）の構成によれば、α乗分布のコア部によって伝搬される高次モードの光がフェルール付き光ファイバの端部で遮られるため、伝送特性のよいフェルール付き光ファイバを提供することができる。
【００１３】
（４）前記光ファイバの前記クラッド部はプラスチック部であってもよい。
（５）前記コア部が樹脂製であってもよい。
（６）前記光ファイバは、前記コア部の外側に設けられて前記コア部よりも屈折率の低いガラスからなるクラッド部を有し、
前記光ファイバの前記プラスチック部は、前記クラッド部を覆う被覆層であり、
前記クラッド部の厚みが１０μｍ以下であってもよい。
（４）から（６）の構成の光ファイバを用いたフェルール付き光ファイバにも本発明を適用することができる。
【００１４】
（７，８）前記接着剤の透過率または前記フェルールを構成する前記樹脂の波長８５０ｎｍ〜１６００ｎｍの光の透過率が１％／ｃｍ以下であってもよい。
（９，１０）前記接着剤の屈折率または前記フェルールを構成する前記樹脂の屈折率が、前記コア部の屈折率よりも低くてもよい。
【００１５】
（７）から（１０）の構成によれば、フェルールを構成する樹脂あるいは接着剤の領域まで滲み出す高次モードの光が透過率の小さい材料によって減衰するため、高次モードの光が伝搬されず、伝送特性に優れたフェルール付き光ファイバを提供することができる。
【００１６】
〈本発明の実施形態の詳細〉
以下、本発明に係るフェルール付き光ファイバの実施の形態の例を、図面を参照して説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００１７】
図１は、本発明の第一実施形態に係るフェルール付き光ファイバの模式図である。図１の（ａ）は全体を示し、図１の（ｂ）は長手方向の端部を拡大して示す模式図である。
図１に示したように本実施形態に係るフェルール付き光ファイバ１は、光ファイバ１０と、光ファイバ１０の長手方向の両端部に固定されたフェルール２０とを備えている。フェルール付き光ファイバ１は、例えば外部の受光素子と発光素子との間を光接続するために用いられる。長手方向の一方の端部を発光素子と光接続し、他方の端部を受光素子と光接続することにより、発光素子と受光素子とを光接続することができる。
【００１８】
光ファイバ１０は、コア部１１と、コア部１１の外側に設けられたクラッド部１２と、クラッド部１２の外側に設けられた被覆部１３とを備えている。光ファイバ１０内を伝送されてきた光信号は光ファイバ１０の端面から外部に出射され、また、外部からの光信号はこの光ファイバ１０の端面から入射される。光ファイバ１０の端部において、クラッド部１２と被覆部１３が除去されており、コア部１１の外周が外部に露出されている。
【００１９】
本実施形態において、光ファイバ１０のコア部１１は純石英ガラスあるいはＧｅがドープされた石英ガラスからなり、クラッド部１２はフッ化アクリレート樹脂などのプラスチックから形成されている。被覆部１３はウレタンアクリレートなどのプラスチックから形成されている。本実施形態においては、クラッド部１２と被覆部１３がプラスチック部に該当する。
【００２０】
本実施形態において、フェルール２０は略円筒形状または直方体形状の部材である。フェルール２０は樹脂で形成されている。フェルール２０を構成する樹脂としては、アクリレート樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂などを用いることができる。このフェルール２０を構成する樹脂の光信号の波長８５０ｎｍ〜１６００ｎｍ域の光における透過率は１％／ｃｍ以下であることが好ましい。
【００２１】
このフェルール２０の内部では、プラスチック部であるクラッド部１２および被覆部１３が除去されてガラス製のコア部１１の端部が露出されている。露出されたコア部１１の外周面はフェルール２０を構成する樹脂により直接接している。
【００２２】
このようなフェルール付き光ファイバ１は、光ファイバ１０の端部でクラッド部１２および被覆部１３を除去してコア部１１を露出させ、この光ファイバ１０を樹脂が充填されたフェルール２０を成形するための金型内に配置し、樹脂を硬化させることにより得ることができる。
【００２３】
図２は、フェルール付き光ファイバ１の径方向の屈折率分布を示す図である。図２の（ａ）は、フェルール付き光ファイバ１の長手方向の端部（図１の（ａ）の領域Ａ）の屈折率分布を示す。図２の（ｂ）は、フェルール付き光ファイバ１の長手方向の中央部（図１の（ｂ）の領域Ｂ）の屈折率分布を示す。
【００２４】
本実施形態において、図２の（ａ）および（ｂ）に示すように、コア部１１の屈折率が径方向に変化するα乗分布のＧＩファイバが光ファイバ１０として用いられている。このＧＩファイバはマルチモードの光の伝送に用いられる。コア部１１は、径方向の中心部で最も屈折率が大きく、外周に向かうにつれて屈折率が小さくなる屈折率分布を有している。以降の説明では、コア部１１の中心の最も大きな屈折率をコア部１１の屈折率ｎｃと呼ぶ。
【００２５】
図２の（ａ）および（ｂ）に示すように、フェルール２０の屈折率ｎｆは、プラスチック製のクラッド部１２の屈折率ｎｐよりも大きく設定されている（ｎｆ＞ｎｐ）。
【００２６】
フェルール付き光ファイバ１の長手方向端部（領域Ａ）の開口数ＮＡ１は、コア部１１の屈折率ｎｃとフェルール２０の屈折率ｎｆを用いて次式（１）で表される。
ＮＡ１＝｛（ｎｃ）２−（ｎｆ）２｝１／２・・・（１）
【００２７】
フェルール付き光ファイバ１の長手方向端部以外の部分（例えば、領域Ｂ）の開口数ＮＡ２は、コア部１１の屈折率ｎｃとクラッド部１２の屈折率ｎｐを用いて、次式（２）で表される。
ＮＡ２＝｛（ｎｃ）２−（ｎｐ）２｝１／２・・・（２）
【００２８】
ここでフェルール２０の屈折率ｎｆがクラッド部１２の屈折率ｎｐよりも大きく設定されているので、フェルール付き光ファイバ１の長手方向端部（領域Ａ）の開口数ＮＡ１は、長手方向中央部（領域Ｂ）の開口数ＮＡ２よりも小さくなる（ＮＡ１＜ＮＡ２）。これにより、長手方向端部で小さい開口数となるフェルール付き光ファイバ１が得られる。
【００２９】
ところで近年では光ファイバの伝送速度の高速化に伴い、光ファイバに光接続される受光素子の電子移動速度を高めることが要請されている。そこで受光素子の寸法を小さくすることにより受光素子の動作速度を高めることが考えられる。
【００３０】
一方で、光ファイバには曲げても光が漏洩しにくい特性も求められている。曲げロスを低減するためには、コア部と屈折率の差を大きく設定することが有効である。しかし屈折率差を大きく設定すると、開口数ＮＡが大きくなってしまう。このため、光ファイバから出射された光が大きく広がり、光ファイバから出射された全ての光が小さな受光素子に結合しない虞がある。また屈折率差が大きいと、群遅延の大きい高次モード光が受光素子に結合しやすく、伝送特性が損なわれる虞がある。
【００３１】
しかし上述した実施形態に係るフェルール付き光ファイバ１によれば、長手方向の端部以外の部分においては、クラッド部１２の屈折率ｎｐをコア部１１の屈折率ｎｃに対して十分に小さく設定することにより、屈折率差が大きくなり、曲げロスを低減できる。
【００３２】
また長手方向の端部Ａにおいては、上述したように長手方向の端部Ａの開口数ＮＡ１が長手方向の中央部Ｂの開口数ＮＡ２よりも小さくされている。このため、光ファイバ１０から出射された光が大きく広がらず、小さな受光素子と光接続する場合でも高い光結合効率で光接続できる。また屈折率差が小さいので高次モード光が伝搬されず、良好な伝送特性が得られる。
なお、フェルール付き光ファイバ１の長手方向の端部Ａにおいては、光ファイバ１０はフェルール２０で保護されているために曲げられることがなく、この領域でコア部１１とクラッド部１２の屈折率差が大きくても曲げロスは問題にはならない。
【００３３】
また本実施形態のフェルール付き光ファイバ１において、フェルール２０を構成する樹脂の透過率が１％／ｃｍ以下とされている。光ファイバ１０を伝送される光のうち、フェルール２０まで滲み出た高次モードの光がフェルール２０の樹脂により減衰される。このため高次モードの光は伝搬しにくくなる。これにより、伝送特性に優れたフェルール付き光ファイバ１が提供される。
【００３４】
（変形例１）
なお上述した例においては、フェルール２０が光ファイバ１０と一体に構成され、フェルール２０を構成する樹脂が光ファイバ１０に直接接する構成の例を説明したが、本発明はこの例に限られない。図３は本発明の変形例１に係るフェルール付き光ファイバ１Ａの長手方向端部の拡大図である。
図３に示すように、本変形例に係るフェルール付き光ファイバ１Ａにおいて、フェルール２０Ａの内部に貫通孔２１が設けられており、接着剤２２によってこの貫通孔２１に光ファイバ１０が固定されていてもよい。
【００３５】
図３に示した構成においては、フェルール付き光ファイバ１の長手方向端部Ａにおいてクラッド部１２および被覆部１３が除去されてコア部１１が露出されている。露出されたコア部１１の外周面に接着剤２２が接着されている。クラッド部１２および被覆部１３がプラスチック部に該当する。
【００３６】
本変形例においては、クラッド部１２の屈折率より大きい屈折率を有する接着剤２２が用いられている。これにより、上述したように長手方向の端部Ａの開口数が長手方向の中央部Ｂの開口数より小さいフェルール付き光ファイバが得られる。
【００３７】
（変形例２）
また上述した実施形態において、フェルール２０の屈折率ｎｆはコア部１１の屈折率分布と連続するようにコア部１１の最外周の屈折率と同じ値とした例を説明したが、本発明はこれに限られない。コア部１１の最外周とフェルール２０とで屈折率に段差が生じていてもよい。
【００３８】
図４は、本発明の変形例２に係るフェルール付き光ファイバの屈折率分布を示す図であり、（ａ）は長手方向端部の屈折率分布、（ｂ）は長手方向中央部の屈折率分布を示している。
【００３９】
図４に示したように、フェルール２０の屈折率ｎｆを、コア部１１の中心部の屈折率ｎｃよりも小さく、かつ、コア部１１の最外周の屈折率よりも大きな値としてもよい。これによっても、フェルール付き光ファイバ１の長手方向端部のＮＡを長手方向中央部のＮＡよりも小さくできる。
【００４０】
（変形例３）
また上述の第一実施形態では、コア部１１がガラス、クラッド部１２および被覆部１３がプラスチックからなる光ファイバ１０を用いた例を説明したが、本発明はこの例に限られない。
【００４１】
図５は、本発明の変形例３に係るフェルール付き光ファイバ１Ｂの長手方向端部の拡大図である。図６は、図５に示したフェルール付き光ファイバ１Ｂの径方向の屈折率分布を示した図であり、（ａ）はフェルール付き光ファイバ１Ｂの長手方向端部Ａを、（ｂ）は長手方向端部以外の部分Ｂの屈折率分布を示している。
【００４２】
本変形例において、光ファイバ１０Ｂのコア部１１Ｂおよびクラッド部１２Ｂが石英ガラスからなり、被覆部１３Ｂがプラスチックからなる。被覆部１３Ｂがコア部１１の外側のプラスチック部に該当する。またクラッド部１２Ｂの厚みが１０μｍ以下とされている。
【００４３】
フェルール２０の内部において、光ファイバ１０Ｂの長手方向端部Ａでは被覆部１３Ｂが除去されてクラッド部１２Ｂの外周面がフェルール２０を構成する樹脂に直接接している。
【００４４】
図６の（ａ）および（ｂ）に示すように、フェルール２０の屈折率ｎｆはプラスチック部である被覆部１３Ｂの屈折率ｎｐよりも大きく設定されている。クラッド部１２Ｂが薄いため、クラッド部１２Ｂから外側に滲み出す高次モードの光が屈折率の高いフェルール２０を通過する。そのため、長手方向の端部Ａの開口数ＮＡが中央部Ｂの開口数ＮＡよりも小さくなり、良好な伝送特性が得られる。
【００４５】
（変形例４）
またコア部１１、クラッド部１２および被覆部１３のいずれもがプラスチック製であってもよい。この場合にはクラッド部１２、またはクラッド部１２と被覆部１３がコア部１１の外側のプラスチック部に該当する。
この場合には、フェルール付き光ファイバの長手方向端部において、プラスチック部が除去されて、プラスチック部が除去された光ファイバ１０の端部がフェルール２０を構成する樹脂と直接接する。フェルール２０を構成する樹脂の屈折率をプラスチック部の屈折率よりも大きく設定することにより、フェルール付き光ファイバの長手方向端部の開口数が長手方向端部以外の部分の開口数よりも小さくなる。
【００４６】
上述の例では、コア部１１の屈折率が径方向に変化するＧＩファイバを例に挙げたが、屈折率が径方向に変化しないＳＩファイバを用いてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１：フェルール付き光ファイバ
１０：光ファイバ
１１：コア部
１２：クラッド部
１３：被覆
２０：フェルール
２１：貫通孔
【図１】
2015111200.tif 000003
【図２】
2015111200.tif 000004
【図３】
2015111200.tif 000005
【図４】
2015111200.tif 000006
【図５】
2015111200.tif 000007
【図６】
2015111200.tif 000008