(57)【要約】【課題】簡単に製造できるフェルール付き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１０と、光ファイバ１０の端部が固定されたフェルール２０と、を備え、フェルール２０が光ファイバ１０と一体に形成されてフェルール２０を構成している樹脂が光ファイバ１０と直接接している、フェルール付き光ファイバ１が提供される。【選択図】図１
2015111199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア部とクラッド部を有する光ファイバと、
前記光ファイバの端部が固定されたフェルールと、を備え、
前記フェルールが前記光ファイバと一体に形成されて前記フェルールを構成している樹脂が前記光ファイバと直接接している、フェルール付き光ファイバ。
【請求項２】
前記フェルールの屈折率が前記光クラッド部またはコア部の屈折率より大きい、請求項１に記載のフェルール付き光ファイバ。
【請求項３】
前記フェルールの透過率が前記クラッド部またはコア部の波長１３００ｎｍ〜１６００ｎｍの光の透過率より小さい、請求項１または請求項２に記載のフェルール付き光ファイバ。
【請求項４】
前記フェルールは、前記光ファイバの前記端部を覆うファイバ覆い部を有し、
前記フェルールの前記ファイバ覆い部にレンズ面が形成されている、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】
前記光ファイバの端面が凸曲面である、請求項１から請求項４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６】
フェルールを形成する金型を用意し、
前記フェルールを構成する樹脂光ファイバを前記金型内に入れて、
前記樹脂を硬化させる、フェルール付き光ファイバの製造方法。
【請求項７】
前記フェルールを構成する樹脂が充填された前記金型に光ファイバを入れて前記樹脂を硬化させる請求項６に記載のフェルール付き光ファイバの製造方法。
【請求項８】
前記光ファイバをレーザーでカットしてから前記光ファイバを前記金型に配置する、請求項６または７に記載のフェルール付き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、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】
光ファイバの端部にフェルールが取り付けられたフェルール付き光ファイバが特許文献１などにより知られている。
このようなフェルール付き光ファイバは、多数の工程を経て製造されている。例えば、光ファイバ心線の被覆を除去し、光ファイバのガラス端面をカットし、２液の接着剤を練り合わせ、フェルールに設けたファイバ固定用の孔に接着剤を充填し、該ファイバ固定用の孔に光ファイバを挿入し、接着剤を硬化させ、フェルール端面を研磨することによりフェルール付き光ファイバが製造されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２４８２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のようにフェルール付き光ファイバの製造方法は多数の工程を有しているので、フェルール付き光ファイバの製造コストが嵩んでいた。そこで本発明は、簡単に製造できるフェルール付き光ファイバおよびその製造方法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、
コア部とクラッド部を有する光ファイバと、
前記光ファイバの端部が固定されたフェルールと、を備え、
前記フェルールが前記光ファイバと一体に形成されて前記フェルールを構成している樹脂が前記光ファイバと直接接している。
【０００６】
また本発明に係るフェルール付き光ファイバの製造方法は、
フェルールを形成する金型を用意し、
前記フェルールを構成する樹脂が充填された前記金型に光ファイバを配置し、
前記樹脂を硬化させる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、簡単に製造できるフェルール付き光ファイバおよびその製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の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２】第一実施形態に係るフェルール付き光ファイバの製造方法示す図である。
【図３】第二実施形態に係るフェルール付き光ファイバの製造方法を示す図である。
【図４】本発明の変形例に係るフェルール付き光ファイバの模式図である。
【図５】比較例に係るフェルール付き光ファイバの製造方法を示す図である。
【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）コア部とクラッド部を有する光ファイバと、
前記光ファイバの端部が固定されたフェルールと、を備え、
前記フェルールが前記光ファイバと一体に形成されて前記フェルールを構成している樹脂が前記光ファイバと直接接している、フェルール付き光ファイバである。
（１）の構成によれば、光ファイバとともにフェルールを一体に形成するので、フェルール付き光ファイバが簡単に得られる。
【００１０】
（２）前記フェルールの屈折率が前記クラッド部または前記コア部の屈折率より大きくてもよい。
（２）の構成によれば、フェルールが設けられるフェルール付き光ファイバの端部において開口数が小さくなるので高次モードの光が伝搬しにくく、伝送特性のよいフェルール付き光ファイバが得られる。
【００１１】
（３）前記フェルールの波長１３００ｎｍ〜１６００ｎｍの光の透過率が前記クラッド部または前記コア部の同波長の光の透過率より小さくてもよい。
（３）の構成によれば、コア部から外側に滲み出す高次モードの光が透過率の小さいフェルールに進入するので、高次モードの光が減衰する。これにより、高次モードの光が伝搬しにくい伝送特性のよいフェルール付き光ファイバが得られる。
【００１２】
（４）前記フェルールは、前記光ファイバの前記端部を覆うファイバ覆い部を有し、
前記フェルールの前記ファイバ覆い部にレンズ面が形成されていてもよい。
（４）の構成によれば、レンズ部によってフェルール付き光ファイバと外部の光部品との光結合効率を高めることができる。
【００１３】
（５）前記光ファイバの端面が凸曲面であってもよい。
（５）の構成によれば、フェルールを光ファイバと一体化させるときに巻き込まれる虞のある気泡がコア部の端部に位置しにくい。このため、信頼性の高いフェルール付き光ファイバを提供できる。
【００１４】
本発明にかかるフェルール付き光ファイバの製造方法の一実施形態は、
（６）フェルールを形成する金型を用意し、
前記フェルールを構成する樹脂と光ファイバを前記金型内に入れて、
前記樹脂を硬化させて前記光ファイバと前記フェルールを一体化させる、フェルール付き光ファイバの製造方法である。
（６）の方法によれば、金型内に充填された樹脂を硬化させて光ファイバとともにフェルールを一体化させるので、従来のように接着剤を用いる工程や光ファイバの端面を研磨する工程が無く、簡単にフェルール付き光ファイバを製造できる。
【００１５】
（７）前記フェルールを構成する樹脂が充填された前記金型に光ファイバを入れて前記樹脂を硬化させてもよい。
【００１６】
（８）前記光ファイバをレーザーでカットしてから前記光ファイバを前記金型に配置してもよい。
（８）の方法によれば、レーザーで光ファイバをカットするという簡単な方法で、樹脂が充填された金型内に光ファイバを配置する際に巻き込まれる虞がある気泡をコア部の端面に位置させにくく、信頼性の高いフェルール付き光ファイバを提供できる。
【００１７】
〈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およびその製造方法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。
【００１８】
図１は、本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の端部が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。
【００１９】
光ファイバ１０は、コア部１１と、コア部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の端部に形成された端面１４は平滑面である。光ファイバ１０内を伝送されてきた光信号はこの光ファイバ１０の平滑な端面１４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１４から入射される。光ファイバ１０の端部において、被覆部１３が除去されており、クラッド部１２の外周が被覆部１３から露出されている。
【００２０】
本実施形態において、フェルール２０は略直方体状の部材である。フェルール２０は透明樹脂で形成されている。フェルール２０に用いる樹脂としては、光信号に用いられる波長１３００ｎｍ〜１６００ｎｍの光の透過率が高く、耐熱性に優れたＴＥＲＡＬＩＮＫ（登録商標）（住友電工ファインポリマー社）、非晶性熱可塑性ポリエーテルイミド樹脂のＵＬＴＥＭ（登録商標）（ＳＡＢＩＣ社）が好適に用いられる。このほか、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も用いることができる。
【００２１】
またフェルール２０に用いる樹脂は、その屈折率が光ファイバ１０のクラッド部１２またはフェルール２０と接するコア部１１の屈折率よりも大きいことが好ましい。すると、フェルール２０とコア部１１の屈折率差は、クラッド部１２とコア部１１の屈折率差より大きくなる。開口数は｛（コア部の屈折率）２−（コア部の外側の領域の屈折率）２｝１／２で表される。このため、フェルール付き光ファイバ１の長手方向のフェルール２０で覆われる端部における屈折率差が、長手方向のフェルール２０で覆われていない端部以外の部分における開口数よりも小さくなる。
【００２２】
このように光ファイバの長手方向の端部以外の部分でコアとその周囲の屈折率差を大きくすることにより、フェルール付き光ファイバ１の曲げ特性を高めることができる。また長手方向の端部で開口数を小さくすることにより、光ファイバ１０の端面からの出射光の広がり角度を小さくすることができる。また高次モード光の伝搬を妨げることにより、群遅延モードの大きな信号が伝送されず、伝送特性のよいフェルール付き光ファイバ１が得られる。
【００２３】
またフェルール２０の光の透過率は、光ファイバ１０のコア部１１またはクラッド部１２の光の透過率よりも小さいことが好ましい。フェルール２０の透過率を小さくすることにより、コア部１１から外側に滲み出す高次モードの光を減衰させることにより、伝送特性のよいフェルール付き光ファイバが得られる。ここでフェルール２０の光の透過率とは、光信号として用いられる波長１３００ｎｍ〜１６００ｎｍの光に対する透過率を意味する。
【００２４】
フェルール２０のうち、光ファイバ１０の端部を覆っている部分（ファイバ覆い部の一例）には、光ファイバ１０の長手方向の延長上にレンズ面２１が形成されている。より具体的には、光ファイバ１０の長手方向の延長上のフェルール２０の外表面にレンズ面２１が形成されている。
【００２５】
光ファイバ１０から出射された光信号は、このレンズ面２１を介して、受光素子などの外部の光部品に入力される。また外部から入力される光信号は、このレンズ面２１を介して光ファイバ１０に入射する。このようにレンズ面２１を介して光信号の入出力を行うことにより、光ファイバと外部の光部品との光結合効率を高めることができる。なおフェルール２０は、このレンズ面２１を設けない構成としてもよい。
【００２６】
このフェルール２０は光ファイバ１０の端部を覆うように、光ファイバ１０と一体に形成されており、フェルール２０を構成している樹脂が光ファイバ１０と直接接している。
【００２７】
このような構成により、フェルール２０が光ファイバ１０と一体となっているため、製造が簡単である。また、特許文献１のように光ファイバとフェルールとの間に接着剤が介在していないため、接続不良が生じたり、フェルール付き光ファイバの使用中に接着剤が劣化するなどして接続強度が低下することもない。
【００２８】
＜製造方法＞
次に上述したフェルール付き光ファイバ１の製造方法を、図２を用いて説明する。図２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１の製造方法を示す模式図である。
【００２９】
まず図２の（ａ）に示すように、光ファイバ１０を用意し、端部近傍の被覆部１３の外周面に被覆除去カッター３０を当てて被覆部１３に切れ込みを入れる。その切れ込みより先端側の被覆部１３のみを除去してクラッド部１２の外周面を露出させる。
【００３０】
次に図２の（ｂ）に示すように、露出されたクラッド部１２の外周面にカッター４０を押し当てて傷を付け、さらにこの傷を利用してコア部１１およびクラッド部１２の端部を折り取る。このように光ファイバ１０の端面をカットすることにより、光ファイバ１０の端面１４が平滑面となる。
【００３１】
次に図２の（ｃ）に示すように、内部にキャビティ５１が形成された金型５０を用意する。そしてキャビティ５１内にフェルール２０を構成する樹脂を充填する。樹脂が充填された金型５０のキャビティ５１内に光ファイバ１０の端部を配置する。さらに金型５０内の樹脂を硬化させて、フェルール２０と光ファイバ１０とを一体化させる。
【００３２】
なお光ファイバ１０をキャビティ５１内に配置する際に、光ファイバ１０の外周にフェルールを形成する樹脂と同じ樹脂を塗布して、光ファイバ１０とフェルール２０を形成する樹脂との密着性を高めてもよい。フェルール２０を構成する樹脂は紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂とすることが好ましい。
【００３３】
図２の（ｄ）に示すように、樹脂を硬化させた後に金型５０を開いて、光ファイバ１０とフェルール２０とが一体とされたフェルール付き光ファイバ１を金型５０から取り出す。このような方法により、フェルール付き光ファイバ１が簡単に製造される。
【００３４】
次に、比較例に係る従来のフェルール付き光ファイバの製造方法を説明し、上記本発明の実施形態に係るフェルール付き光ファイバ１の製造方法の効果を詳細に説明する。
【００３５】
図５は、本発明とは異なる比較例に係るフェルール付き光ファイバの製造方法を説明する図である。
【００３６】
まず上述した実施形態と同様に、図５の（ａ）および（ｂ）に示すように被覆除去カッター３０を用いて光ファイバ１０の被覆部１３を除去し、カッター４０を用いて所望の長さとなるように光ファイバ１０をカットする。なお図５の（ｂ）に示した工程で、光ファイバ１０の端面を平滑面に加工する必要はない。
【００３７】
次に図５の（ｃ）に示すように貫通孔１２１を有するフェルール１２０を用意する。このフェルール１２０の貫通孔１２１の内部に接着剤を塗布する。接着剤は、２液式の接着剤が用いられる。２液の接着剤をを練り合わせた後、練り合わされた接着剤を貫通孔１２１に塗布する。
【００３８】
次に図５の（ｄ）に示すように、接着剤が塗布された貫通孔１２１に、端部がフェルール１２０を貫通するように光ファイバ１０を挿入する。貫通孔１２１の内部に光ファイバ１０の端面を位置させてしまうと、光ファイバ１０の端面に接着剤が付着して、良好な光接続を損なう。このため、光ファイバ１０の端部が貫通孔１２１を貫通するように光ファイバ１０を貫通孔１２１に挿入する。貫通孔１２１に光ファイバ１０を挿入した状態で接着剤を硬化させて、光ファイバ１０を接着剤を用いてフェルール１２０に固定する。
【００３９】
さらに図５の（ｅ）に示すように、研磨機６０を用いて光ファイバ１０の端面を研磨して、光ファイバ１０の端面を平滑にする。これにより、フェルール付き光ファイバが製造される。
【００４０】
図５に示した比較例に係る製造方法においては、図５の（ｃ）に示した接着剤の塗布工程において、接着剤を塗布するノズルを小さな貫通孔１２１に正確に合せる必要があり労力がかかっていた。また図５の（ｅ）に示す光ファイバ１０の端面の研磨工程にも労力を要していた。光ファイバ１０の端面が確実に研磨されるように、光ファイバ１０の端面とともにフェルール１２０も研磨するため、長時間を要していたからである。またジルコニアなどセラミクス製のフェルール１２０を用いた場合には更に時間を要し、また研磨材にコストが嵩んでいた。
【００４１】
これに対して図２に示した本実施形態に係るフェルール付き光ファイバ１の製造方法によれば、光ファイバ１０との一体成形によりフェルール２０を形成するので、接着剤を塗布する工程と比べて、極めて容易にフェルール付き光ファイバ１を製造することができる。またフェルール２０とともに光ファイバ１０の端面を研磨する必要が無く、時間とコストを要する図５の（ｄ）に示した光ファイバ１０の端面の研磨工程が不要である。このため、製造時間を短縮でき、また製造コストを低減できる。
【００４２】
＜第二実施形態＞
なお上記の第一実施形態に係るフェルール付き光ファイバ１の製造方法においては、光ファイバ１０の端面をカッター４０でカットした例を挙げたが、本発明はこの例に限られない。光ファイバ１０の端部をレーザー溶断してもよい。図３は、本発明の第二実施形態に係るフェルール付き光ファイバ１Ａの製造方法を示す模式図である。
【００４３】
まず図３の（ａ）に示すように、光ファイバ１０の端部にレーザーＬを照射して、光ファイバ１０を所望の長さに切り取る。レーザーＬを照射することにより端部において光ファイバ１０が部分的に溶ける。またレーザーＬを照射した部分とその近傍では、被覆部１３が大きく熱収縮することにより、クラッド部１２の外周面が露出される。またこのときに溶けたコア部１１およびクラッド部１２の成分に表面張力が作用して、光ファイバ１０の端面が凸曲面となる。
【００４４】
次に図３の（ｂ）に示すように、凸曲面の端面を有する光ファイバ１０を、フェルール２０を構成する樹脂が充填された金型５０に配置する。樹脂を硬化させた後に、図３の（ｃ）に示すように金型５０を開いてフェルール付き光ファイバ１Ａを取り出す。
【００４５】
このようなフェルール付き光ファイバ１Ａの製造方法によれば、上述した第一実施形態と同様に、接着剤の塗布工程や研磨工程が不要であり、簡単にフェルール付き光ファイバ１Ａを製造できる。さらに本実施形態に係るフェルール付き光ファイバ１Ａの製造方法によれば、光ファイバ１０の被覆除去工程およびカット工程が簡便になる。また光ファイバ１０の端面が凸曲面なので、金型５０内の樹脂中に光ファイバ１０を配置するときに樹脂と光ファイバ１０との間に気泡が巻き込まれたとしても、この気泡が凸曲面に沿って光ファイバ１０の外周側に移動しやすく、光ファイバ１０のコア部１１の端面に気泡が残存しにくい。このため、光結合効率のよいフェルール付き光ファイバ１Ａが得られる。
【００４６】
＜変形例＞
なお上述した第一実施形態および第二実施形態においては、光ファイバ１０の端面をフェルール２０の内部に位置させた例を挙げたが、図４に示したようにフェルール２０の外周面に光ファイバ１０の端面１４を露出させてもよい。例えば図２の（ｃ）や図３の（ｂ）に示した金型５０内に光ファイバ１０を配置する際に、金型５０の表面に光ファイバ１０の端面を押し付けることにより、フェルール２０の外側に光ファイバ１０の端面が露出されたフェルール付き光ファイバ１Ｂを簡単に製造することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１，１Ａ：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：被覆部
２０：フェルール
２１：レンズ面
３０：被覆除去カッター
４０：カッター
５０：金型
５１：キャビティ
６０：研磨機
１２０：フェルール
１２１：貫通孔
【図１】
2015111199.tif 000003
【図２】
2015111199.tif 000004
【図３】
2015111199.tif 000005
【図４】
2015111199.tif 000006
【図５】
2015111199.tif 000007