(57)【要約】  【課題】  互いに接する光ファイバの先端で集塵効果が起きることを防止し、しかも大がかりな融着機を必要とせずに２本の光ファイバを簡便に接続可能とする。  【解決手段】  ２本の光ファイバ11、12を、融着することなく、各々のコアの先端同士が接触した状態に接続する光ファイバの接続構造において、コアの先端を含む光ファイバ11、12の先端部を、例えばフェルール13、14を収めるコネクタ24の内部空間等の密閉空間内に収め、この密閉空間内に不活性ガスまたは、光ファイバ11、12を伝搬する光に対して透明でかつその光によって分解されない液体を封入する。【選択図】          図１
2004252424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２本の光ファイバを、融着することなく、各々のコアの先端同士が接触した状態に接続する光ファイバの接続構造において、
前記コアの先端を含む光ファイバの先端部が密閉空間内に収められ、
この密閉空間内に不活性ガスまたは、前記光ファイバを伝搬する光に対して透明でかつその光によって分解されない液体が封入されていることを特徴とする光ファイバの接続構造。
【請求項２】
前記密閉空間内に前記不活性ガスが封入されており、該不活性ガスに１ｐｐｍ以上の濃度の酸素、ハロゲン族ガス、および／またはハロゲン化合物ガスが混入されていることを特徴とする請求項１記載の光ファイバの接続構造。
【請求項３】
２本の光ファイバを、融着することなく、各々のコアの先端同士が接触した状態に接続する光ファイバの接続構造において、
前記コアの先端を含む光ファイバの先端部が、流体循環装置に接続された流体供給口および流体排出口を有する容器内に収められ、
この容器内が、循環する不活性ガスまたは、前記光ファイバを伝搬する光に対して透明でかつその光によって分解されない液体で満たされていることを特徴とする光ファイバの接続構造。
【請求項４】
前記容器内が、前記循環する不活性ガスで満たされており、該不活性ガスに、１ｐｐｍ以上の濃度の酸素、ハロゲン族ガス、および／またはハロゲン化合物ガスが混入していることを特徴とする請求項３記載の光ファイバの接続構造。
【請求項５】
前記不活性ガスまたは液体が、シリコーン系有機物を含まないものであることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の光ファイバの接続構造。
【請求項６】
２本の光ファイバを、融着することなく、各々のコアの先端同士が接触した状態に接続する光ファイバの接続構造において、
前記コアの先端を含む光ファイバの先端部が、溶融状態で該先端部に供給された後に固化した、該光ファイバを伝搬する光に対して透明でかつその光によって分解されない固体によって外部と隔絶されていることを特徴とする光ファイバの接続構造。
【請求項７】
前記２本の光ファイバの先端部が各々別のフェルールに固定され、それらのフェルールが各光ファイバのコア先端が向き合う状態にして共通のスリーブ管に挿通され、それらのフェルールが、前記２本の光ファイバのコア先端が互いに接触する状態に保持されていることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載の光ファイバの接続構造。
【請求項８】
前記２本の光ファイバを伝搬する光の波長が３５０〜５００ｎｍの範囲にあることを特徴とする請求項１〜７いずれか１項記載の光ファイバの接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２本の光ファイバを接続する構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２本の光ファイバを接続する構造として、従来、大別して２つの構造が知られている。
【０００３】
一つは、２本の光ファイバの先端部同士をコアが同軸に揃う状態にして融着する構造である。別のものは、２本の光ファイバを、融着することなく、各々のコアの先端同士が接触した状態に接続する構造である。後者のより具体的な構造としては、例えば特許文献１に記載が有るように、２本の光ファイバの先端部を各々固定する２つのフェルールと、それらのフェルールを各光ファイバのコア先端が向き合う状態にして挿通させる共通のスリーブ管と、それらのフェルールを、２本の光ファイバのコア先端が互いに接触する状態に保持する手段とからなるコネクタが広く知られている。
【特許文献１】特公平４−６９３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、短波長、特にＧａＮ系半導体レーザから発せられた波長３５０〜５００ｎｍ程度の光を扱う装置においては、光学部材の光密度の高い光通過端面において、気化した有機物とレーザ光とが光化学反応して発生した物質が堆積する、いわゆる集塵効果が起きることが分かっている。こうして光学部材の光通過端面に汚染物質が付着すると、所定の光出力を得る上で必要な半導体レーザ駆動電流が上昇する、レーザ光の伝搬損失が大きくなる、といった不具合が生じる。なおこの集塵効果には、炭化物に起因するものと、シロキサンに起因するものが知られている。
【０００５】
前述した光ファイバにおいても、上記のような短波長の光を伝搬させる場合は、そのコアの入射端面や出射端面において集塵効果が発生し得る。したがって、２本の光ファイバの接続部位においても、コアの端面同士が全面に亘って完全に接触せずに、該端面の一部が外気に接するような状態になっていれば、集塵効果が発生することになる。
【０００６】
前述したように２本の光ファイバを融着する接続構造においては、通常、コアの端面全面同士が完全に接合するので、集塵効果は発生しない。しかし、この構造を適用するには、専用の高価な融着機が必要となり、作業が繁雑な上に、作業現場によってはそのような融着機を用意できないこともある。また、この接続構造の場合、一度接続した光ファイバを接続し直すには、融着部を切断して再度融着作業を行う必要があるという煩雑さも認められる。
【０００７】
他方、２本の光ファイバを融着することなく、各々のコアの先端同士が接触した状態に接続する構造においても、コアの端面全面が完全に接触していれば集塵効果は生じない。シングルモード光ファイバの場合は、コア全体が接触するよう光ファイバを押しつぶして接続がなされるので、集塵効果は起き難い。しかし、マルチモード光ファイバのようにコア径が大きい光ファイバの場合は、コアの端面同士を全面に亘って接触させることが困難であり、そのためコア端面の一部が外気に接する状態になって、集塵効果が起きやすくなっている。
【０００８】
本発明は上記の事情に鑑みて、互いに接する光ファイバの先端で集塵効果が起きることを防止可能で、しかも大がかりな融着機を必要とせずに２本の光ファイバを簡便に接続できる構造を提供することを目的とする。
【０００９】
また、その上で本発明は、２本の光ファイバを一度接続した後に、簡単に接続し直すこともできる光ファイバの接続構造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】
【００１０】
本発明による第１の光ファイバの接続構造は、
２本の光ファイバを、融着することなく、各々のコアの先端同士が接触した状態に接続する光ファイバの接続構造において、
前記コアの先端を含む光ファイバの先端部が密閉空間内に収められ、
この密閉空間内に不活性ガスまたは、光ファイバを伝搬する光に対して透明でかつその光によって分解されない液体が封入されていることを特徴とするものである。
【００１１】
また本発明による第２の光ファイバの接続構造は、
上記と同様に２本の光ファイバを、融着することなく、各々のコアの先端同士が接触した状態に接続する光ファイバの接続構造において、
前記コアの先端を含む光ファイバの先端部が、流体循環装置に接続された流体供給口および流体排出口を有する容器内に収められ、
この容器内が、循環する不活性ガスまたは、光ファイバを伝搬する光に対して透明でかつその光によって分解されない液体で満たされていることを特徴とするものである。
【００１２】
なお、本発明の第１および第２の光ファイバの接続構造において、２本の光ファイバを接続するとは、単独の光ファイバ同士を接続する場合のみならず、ファイバアレイ同士またはファイババンドル同士を接続するものにおいて該ファイバアレイまたはファイババンドル中のファイバを１対１で対応させて接続する場合を含むものである。
【００１３】
また、ここでいう不活性ガスとは、光ファイバやコネクタ等を構成する材料に対して不活性なガスを指すものであり、具体的には、乾燥した窒素、アルゴン等の希ガスなどが挙げられる。
【００１４】
なお、第１の光ファイバの接続構造において前記密閉空間内に不活性ガスが封入されている場合、および第２の光ファイバの接続構造において前記容器内に不活性ガスが満たされている場合、不活性ガスには、１ｐｐｍ以上の濃度の酸素、ハロゲン族ガス、および／またはハロゲン化合物ガスが混入されていることがより望ましい。すなわちこれらの内部雰囲気としては、（１）不活性ガスと１ｐｐｍ以上の濃度の酸素との混合ガス、（２）不活性ガスと、ハロゲン族ガスおよびハロゲン化合物ガスのうち少なくともいずれか一方のガスとの混合ガス（３）不活性ガスと、１ｐｐｍ以上の濃度酸素と、ハロゲン族ガスおよびハロゲン化合物ガスのうち少なくともいずれか一方のガスとの混合ガスのいずれかであることがより望ましい。
【００１５】
また、これらのハロゲン族ガスおよびハロゲン化合物ガスは、フッ素原子を含有していることが望ましい。また、ハロゲン化合物ガスは炭素、窒素、硫黄およびキセノン各々のフッ化物と、炭素、窒素、硫黄およびキセノン各々の塩化物とからなる群から選択される少なくとも一種であることが望ましい。
【００１６】
ハロゲン族ガスとは、塩素ガス（Ｃｌ２）、フッ素ガス（Ｆ２）等のハロゲンガスであり、ハロゲン化合物ガスとは、塩素原子（Ｃｌ）、臭素原子（Ｂｒ）、ヨウ素原子（Ｉ）、フッ素原子（Ｆ）等のハロゲン原子を含有するガス状の化合物である。
【００１７】
ハロゲン化合物ガスとしては、ＣＦ３Ｃｌ、ＣＦ２Ｃｌ２、ＣＦＣｌ３、ＣＦ３Ｂｒ、ＣＣｌ４、ＣＣｌ４−Ｏ２、Ｃ２Ｆ４Ｃｌ２、Ｃｌ−Ｈ２、ＣＦ３Ｂｒ、ＰＣｌ３、ＣＦ４、ＳＦ６、ＮＦ３、ＸｅＦ２、Ｃ３Ｆ８、ＣＨＦ３等が挙げられるが、フッ素又は塩素と炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、硫黄（Ｓ）、キセノン（Ｘｅ）との化合物が好ましく、フッ素原子を含有するものが特に好ましい。
【００１８】
また、光ファイバの出射端面および入射端面に施されるコートの最表面層は、ハロゲン族ガスおよびハロゲン化合物ガスに対し不活性な材料で構成することが望ましい。この不活性な材料は、インジウム、ガリウム、アルミニウム、チタンおよびタンタル各々の酸化物とガリウム、アルミニウム、チタンおよびタンタル各々の窒化物とからなる群から選択される少なくとも一種であることが望ましい。
【００１９】
また、上記第１および第２の光ファイバの接続構造で使用される不活性ガスまたは液体は、シリコーン系有機物を含まないものであることが望ましい。
【００２０】
さらに本発明による第３の光ファイバの接続構造は、
上記と同様に２本の光ファイバを、融着することなく、各々のコアの先端同士が接触した状態に接続する光ファイバの接続構造において、
前記コアの先端を含む光ファイバの先端部が、溶融状態で該先端部に供給された後に固化した、該光ファイバを伝搬する光に対して透明でかつその光によって分解されない固体によって外部と隔絶されていることを特徴とするものである。
【００２１】
ここで、上述のような固体としては、低融点ガラス等を好適に用いることができる。
【００２２】
なお、上述のように２本の光ファイバを融着することなく接続する具体的な構造としては、例えば、２本の光ファイバの先端部が各々別のフェルールに固定され、それらのフェルールが各光ファイバのコア先端が向き合う状態にして共通のスリーブ管に挿通され、それらのフェルールが、前記２本の光ファイバのコア先端が互いに接触する状態に保持されてなる構造を適用することができる。
【００２３】
また本発明による光ファイバの接続構造は、２本の光ファイバを伝搬する光の波長が３５０〜５００ｎｍの範囲にある場合に好適なものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明による第１の光ファイバの接続構造においては、光ファイバの先端部を収めた密閉空間内に、不活性ガスまたは、前記光ファイバを伝搬する光に対して透明でかつその光によって分解されない液体が封入されているので、もしコアの先端が全面に亘って接触していない場合は、その接触していない部分が不活性ガスまたは液体と接する状態になる。したがって、前述の集塵効果を引き起こす有機物等と、光ファイバを伝搬するレーザ光とが光化学反応を起こすことがなくなり、光ファイバの先端で集塵効果が起きることを抑制できる。
【００２５】
また本発明による第２の光ファイバの接続構造においては、光ファイバの先端部を収めた容器内が、循環する不活性ガスまたは、光ファイバを伝搬する光に対して透明でかつその光によって分解されない液体で満たされているので、この構造においても、もしコアの先端が全面に亘って接触していない場合は、その接触していない部分が不活性ガスまたは液体と接する状態になる。したがって、前述の集塵効果を引き起こす有機物等と、光ファイバを伝搬するレーザ光とが光化学反応を起こすことがなくなり、光ファイバの先端で集塵効果が起きることを抑制できる。
【００２６】
なお、上記第１および第２の光ファイバの接続構造で使用される不活性ガスまたは液体として、シリコーン系有機物を含まないものが適用された場合は、それらとレーザ光とが光化学反応を起こして汚染物質が発生することを防止可能となる。
【００２７】
また本発明による第３の光ファイバの接続構造においては、コアの先端を含む光ファイバの先端部が、溶融状態で該先端部に供給された後に固化した、該光ファイバを伝搬する光に対して透明でかつその光によって分解されない固体によって外部と隔絶されているので、もしコアの先端が全面に亘って接触していない場合は、その接触していない部分が上記固体と接する状態になる。したがってこの構造においても、前述の集塵効果を引き起こす有機物等と、光ファイバを伝搬するレーザ光とが光化学反応を起こすことがなくなり、光ファイバの先端で集塵効果が起きることを抑制できる。
【００２８】
以上説明した本発明による第１〜３の光ファイバの接続構造は、２本の光ファイバを融着するものではないから、大がかりな融着機を必要とせずに２本の光ファイバを簡便に接続できるものとなる。
【００２９】
そして、２本の光ファイバの先端部の接続には、従来知られているコネクタ等の脱着可能な適宜の構造を採用可能であり、よってこの接続部を溶融後に固化させた固体で覆うようにした第３の接続構造以外は、２本の光ファイバを一度接続した後に、簡単に接続し直すこともできる。
【００３０】
また、本発明による光ファイバの接続構造において、特に２本の光ファイバの先端部が各々別のフェルールに固定され、それらのフェルールが各光ファイバのコア先端が向き合う状態にして共通のスリーブ管に挿通され、それらのフェルールが、前記２本の光ファイバのコア先端が互いに接触する状態に保持されてなる構造を適用した場合は、ガイドとなるスリーブ管にフェルールを挿通させるだけで、該フェルールに固定されている光ファイバ同士が自動的に同軸に揃えられるので、光ファイバの調芯作業も容易なものとなる。
【００３１】
なお、本発明による光ファイバの接続構造において、密閉空間内に封入され、あるいは容器内を循環される前述の不活性ガス中に、１ｐｐｍ以上の濃度の酸素、ハロゲン族ガスおよび／またはハロゲン化合物ガスが混入されている場合は、炭化水素堆積物が酸化分解されて減少すると共に、ケイ素化合物による堆積物がハロゲン系ガスで分解、除去されて減少するので、特に信頼性の高い光ファイバの接続構造を得ることができる。
【００３２】
また、光ファイバの出射端面および入射端面に施されるコートの最表面層がハロゲン族ガスおよびハロゲン化合物ガスに対し不活性な材料で構成されている場合は、反応性が高いこれらのガスによって光ファイバの端面が劣化することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００３４】
図１は、本発明の第１の実施形態による光ファイバの接続構造の側断面形状を示すものである。この光ファイバの接続構造は、２本のマルチモード光ファイバ（以下、単に光ファイバという）11、12の各先端部が挿通されて、該先端部を固定した２つの円筒形のフェルール13、14と、これらのフェルール13、14の各後端部近傍に固定された円形のフランジ15、16と、フェルール13、14が挿通されるコネクタ24と、フランジ15の内側においてフェルール13の外周に取り付けられたＯリング27と、フランジ16の内側においておよびフェルール14の外周に取り付けられたＯリング28とを有している。
【００３５】
上記フェルール13、14は、セラミック、ガラス、または金属、もしくはそれらの組み合わせからなる材料から形成されたものである。セラミックまたはガラスから形成された場合は、その側面が金属メッキ、もしくはスパッタリングによりメタライズ加工されていることが望ましい。そして、光ファイバ11、12の各先端部を取り付けた後、フェルール13、14の先端は平坦、もしくは球面状に研磨される。
【００３６】
またコネクタ24は、フェルール13、14の外径より僅かに大きい内径のスリーブ管20の両端にそれぞれフランジ部21、22が形成されるとともに、該スリーブ管20の中央付近に、その内部と外部とを連通する貫通孔23ａを有するガス導入部23が形成されてなるものである。上記ガス導入部23の外周にはネジ山が形成され、その部分には、貫通孔23ａを閉じるバルブ25が螺合により取り付けられている。
【００３７】
なお、上記フェルール13、14に対してフランジ15、16は、図中にａなる黒丸で示す箇所において全周に亘って例えば半田で固定されている。この半田としては、有機ガスの発生が無いいわゆるフラックスフリー半田が使用されることが好ましい。
【００３８】
またフェルール13、14をそれぞれ先端側からコネクタ24内に挿通させた後、上記フランジ15、16はそれぞれ間にＯリング27、28を介して、コネクタ24のフランジ部21、22に適宜数のボルト29で固定される。そこで、コネクタ24の内部は外部に対して、Ｏリング27、28およびフランジ15、16によって封止されることになる。また、これにより、フェルール13、14に固定されている２本の光ファイバ11、12のコア先端が互いに同軸状態で圧接し、該光ファイバ11、12が互いに光学的に接続される。なお、上記のＯリング27、28としては、フッ素系樹脂からなるものを用いることが好ましい。
【００３９】
以上のようにして光ファイバ11、12を接続する際、コネクタ24の部分を前述のような不活性ガスの雰囲気中に配し、バルブ25を図示外の真空ポンプに接続してコネクタ24の内部を減圧させることにより、コネクタ24の内部にこの不活性ガスが導入される。その後バルブ25を閉じることにより、フェルール13、14を収めて密閉空間となっているコネクタ24の内部に上記不活性ガスが封入された状態となる。
【００４０】
それにより、もし光ファイバ11、12のコアの先端が全面に亘って接触していない場合は、その接触していない部分が上記不活性ガスと接する状態になる。したがって、前述の集塵効果を引き起こす有機物等と、光ファイバ11、12を伝搬する光とが光化学反応を起こすことがなくなり、光ファイバ11、12の先端で集塵効果が起きることを抑制できる。
【００４１】
本例の場合は、波長が３５０〜５００ｎｍの範囲にあるレーザ光を光ファイバ11、12において伝搬させるようにしており、この波長範囲のレーザ光は上記集塵効果を発現させやすいので、本発明の適用が特に効果的であると言える。
【００４２】
なお、不活性ガスをコネクタ24の内部に封入する前に、このコネクタ24の内部を脱気処理にかけると、上記集塵効果をより確実に抑制することができる。
【００４３】
また本実施形態による光ファイバの接続構造は、２本の光ファイバ11、12を融着するものではないから、大がかりな融着機を必要とせずに２本の光ファイバ11、12を簡便に接続できるものとなる。そしてフェルール13、14は、ボルト29を緩めて外すことにより、それぞれコネクタ24から簡単に取り外せるので、２本の光ファイバ11、12を一度接続した後に、簡単に接続し直すこともできる。
【００４４】
さらに、本実施形態による光ファイバの接続構造では、ガイドとなるスリーブ管20にフェルール13、14を挿通させるだけで、該フェルール13、14に固定されている光ファイバ11、12同士が自動的に同軸に揃えられるので、光ファイバの調芯作業も容易なものとなる。
【００４５】
なお、上記不活性ガスの好ましいものとしては、窒素、希ガス等が挙げられる。またこの不活性ガスの中に、濃度が１ｐｐｍ以上３０％以下の酸素、ハロゲン族ガス、およびハロゲン化合物ガスのうちの少なくとも一種類以上が含まれることが望ましい。ハロゲン族ガス、およびハロゲン化合物ガスの好適な例は、先に説明した通りである。
【００４６】
不活性ガスの中に１ｐｐｍ以上の濃度の酸素を含ませておくと、光ファイバ11、12の劣化をより効果的に抑制することができる。このような効果の向上が得られるのは、不活性ガス中の酸素が、炭化水素成分の光分解により発生した固形物を酸化分解するためである。なお、このように封止雰囲気中に酸素を含ませるためには、コネクタ24の内部にクリーンエア（大気成分）を封入するようにしてもよい。
【００４７】
また、上記不活性ガスの中に前述した通りのハロゲン族ガスおよびハロゲン化合物ガスの少なくとも一方を含ませておいても、同様に光ファイバ11、12の劣化を抑制することができる。これらのハロゲン系ガスは微量から劣化抑制効果を発揮するが、顕著な劣化抑制効果を得るためには、ハロゲン系ガスの含有濃度を１ｐｐｍ以上とするのが好ましい。このような劣化抑制効果が得られるのは、封止雰囲気中に含有されるハロゲン系ガスが有機珪素化合物ガスの光分解により発生した堆積物を分解するためである。
【００４８】
なお、光ファイバ11、12の先端は互いに密接固定されるので、特にコート膜を形成する必要はない。コート膜が形成されない場合には、屈折率段差が生じることがないので、通常は、伝搬光の結合効率が最も高くなる。
【００４９】
ただし、必要に応じてそれらの先端に適宜のコート膜を形成しても構わない。その場合、被覆するコート膜の最表面層の材料として、珪素（Ｓｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、スズ（Ｓｎ）、またはジルコニウム（Ｚｒ）の酸化物または窒化物等、ハロゲン系ガスに対して反応性を有する材料を使用する場合には、これらの最表面層がエッチングされて、光ファイバ11、12を用いた装置の信頼性が低下する。
【００５０】
したがって、光ファイバ11、12の先端を被覆するコート膜の最表面層の材料としては、例えば、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）またはタンタル（Ｔａ）の酸化物または窒化物のように、ハロゲン系ガスに対して不活性な材料を使用することが好ましい。
【００５１】
また、コネクタ24の内部に不活性ガスを封入するためには、前述のようにするほか、加圧された不活性ガスをバルブ25を通してコネクタ24の内部に導入するようにしてもよい。
【００５２】
さらに、Ｏリング27、28を用いてコネクタ24の内部を封止する代わりに、スリーブ管20にフェルール13、14を圧入することによって封止することもできる。
【００５３】
次に、図２を参照して本発明の第２の実施形態について説明する。なおこの図２において、図１中の要素と同等の要素には同番号を付し、それらについての説明は特に必要のない限り省略する（以下、同様）。
【００５４】
この第２の実施形態による光ファイバの接続構造においては、それぞれ光ファイバ11、12の先端部を固定しているフェルール13、14が１本の円筒状スリーブ管30に挿通され、光ファイバ11、12のコア先端が互いに圧接する状態にして、該フェルール13、14がスリーブ管30に固定されている。この固定は、例えば図中にａなる黒丸で示す箇所において全周に亘って例えば半田封止することによりなされる。この半田による固定を、不活性ガス雰囲気中で行うことにより、スリーブ管30の内部には不活性ガスが封入されることになる。
【００５５】
それにより、本実施形態においても、第１の実施形態におけるのと同様の効果を得ることができる。ただしこの構造においては、一度接続した光ファイバ11、12を、各要素をそのまま再使用して接続し直すことは不可能である。
【００５６】
なお、以上説明した第１および第２の実施形態において、不活性ガスに代えて、光ファイバ11、12を伝搬する光に対して透明でかつその光によって分解されない液体を用いても、同様の効果を得ることができる。そのような液体としては、例えば純水を好適に用いることができる。
【００５７】
次に、本発明の第３の実施形態による光ファイバの接続構造について説明する。図３および図４はそれぞれ、本第３の実施形態による光ファイバの接続構造の全体斜視形状および側断面形状を示すものである。この光ファイバの接続構造は、一般的なコネクタ40が容器60内に収納されるともに、この容器60内において不活性ガスを循環させる手段が設けられてなるものである。
【００５８】
上記コネクタ40は、２つの円筒形のフェルール13、14の各先端部が挿通されるスリーブ管41と、フェルール13、14に保持された光ファイバ11、12をそれぞれ通過させる孔を有して、該フェルール13、14の後端部を受容する外管43、44と、これらの外管43、44の底面とフェルール13、14との間に各々配置された圧縮バネ45、46とから構成されている。
【００５９】
スリーブ管41の両端の外周には雄ネジが形成される一方、外管43、44の先端の内周には雌ネジが形成されて、それらが螺合し得るようになっている。そこで、フェルール13、14の各先端部をスリーブ管41に、後端部を外管43、44にそれぞれ挿通させた後、外管43、44を回してスリーブ管41に螺合させてゆくと、フェルール13、14の先端同士が接触する状態となる。そこからさらに外管43、44を回して締め付けると、圧縮バネ45、46の作用でフェルール13、14の先端同士つまりは光ファイバ11、12の先端同士が圧接する状態になって、これらの光ファイバ11、12が互いに光学的に接続される。
【００６０】
容器60は、上側函体61と下側函体62とからなる上下２つ割構造のものであり、これら上側函体61および下側函体62はヒンジ63を介して揺動可能に保持され、ラッチ金具64により互いに一体化した状態に固定される。そして上側函体61、下側函体62にはそれぞれガス供給口65、ガス排出口66が設けられている。また上側函体61および下側函体62の左右側壁には、各々半円形の開口が形成され、その部分には円筒形のファイバ受け67、68が配設されるようになっている。これらのファイバ受け67、68は、例えばフッ素系ゴム等の弾性部材から形成されて、その中空部に通された光ファイバ11、12との間、および閉じられた状態の函体61、62との間を気密状態に保つようになっている。
【００６１】
ガス供給口65、ガス排出口66はガス循環配管70で接続されており、このガス循環配管70の途中には、前述したような不活性ガスを貯えるタンク71およびガス圧送ポンプ72が介設されている。本例では、以上のガス循環配管70、タンク71およびガス圧送ポンプ72により流体循環装置が構成されている。
【００６２】
光ファイバ11、12はそれぞれファイバ受け67、68に通されてから、コネクタ40を用いて前述の通りにして互いに光学的に接続される。このコネクタ40の部分は下側函体62の底面上に保持され、その上から上側函体61が閉じられ、ラッチ金具64が締められることにより両函体61、62が気密状態を保って一体化する。こうして光ファイバ11、12の先端部を接続させたコネクタ40の部分は、容器60の中に収容された状態になる。なお、両函体61、62の互いに当接することになる端面部分には、フッ素系ゴム等の弾性部材からなるコートを施すことにより、両函体61、62の間の気密状態をより確実なものとすることが望ましい。
【００６３】
コネクタ40の部分が容器60の中に収容されるとガス圧送ポンプ72が駆動され、それにより、タンク71内に貯えられている不活性ガスが容器60内を通して循環される。この不活性ガスとしては、第１の実施形態で使用されたものを好適に用いることができる。
【００６４】
そこで、もし光ファイバ11、12のコアの先端が全面に亘って接触していない場合は、その接触していない部分が上記不活性ガスと接する状態になる。したがって、前述の集塵効果を引き起こす有機物等と、光ファイバ11、12を伝搬する光とが光化学反応を起こすことがなくなり、光ファイバ11、12の先端で集塵効果が起きることを抑制できる。
【００６５】
本例の場合も、波長が３５０〜５００ｎｍの範囲にあるレーザ光を光ファイバ11、12において伝搬させるようにしており、この波長範囲のレーザ光は上記集塵効果を発現させやすいので、本発明の適用が特に効果的である。
【００６６】
なお、不活性ガスを循環させる前に、コネクタ40の部分を収容した容器60の内部を脱気処理にかけると、上記集塵効果をより確実に抑制することができる。
【００６７】
また本実施形態による光ファイバの接続構造も、２本の光ファイバ11、12を融着するものではないから、大がかりな融着機を必要とせずに２本の光ファイバ11、12を簡便に接続できるものとなる。そしてフェルール13、14は、コネクタ40の外管43および44を緩めて外すことにより、それぞれコネクタ40から簡単に取り外せるので、２本の光ファイバ11、12を一度接続した後に、簡単に接続し直すこともできる。
【００６８】
さらに、本実施形態による光ファイバの接続構造では、ガイドとなるスリーブ管41にフェルール13、14を挿通させるだけで、該フェルール13、14に固定されている光ファイバ11、12同士が自動的に同軸に揃えられるので、光ファイバの調芯作業も容易なものとなる。
【００６９】
なおこの場合も、上記不活性ガスの中に１ｐｐｍ以上の濃度の酸素、ハロゲン族ガスおよびハロゲン化合物ガスの少なくとも一種類を含ませておけば、第１実施形態において説明した通りの効果を同様に得ることができる。また上記不活性ガスに代えて、純水等の液体が使用可能であることも、第１の実施形態と同様である。
【００７０】
さらに、上側函体61、下側函体62にそれぞれ形成されたガス供給口65、ガス排出口66を閉じたり、あるいは最初から省くことによって容器60を密閉容器とすれば、その中に不活性ガスや純水等の液体を封入して使用することも可能である。
【００７１】
次に、図５を参照して本発明の第４の実施形態について説明する。この第４の実施形態による光ファイバの接続構造においては、それぞれ光ファイバ11、12の先端部を固定しているフェルール13、14が１本の円筒状スリーブ管80に挿通され、光ファイバ11、12のコア先端が互いに圧接する状態にして、該フェルール13、14がスリーブ管80に固定されている。この固定は、例えば図中にａなる黒丸で示す箇所において全周に亘って例えば半田封止することによりなされる。
【００７２】
上記スリーブ管80の中央付近の一部には、切欠き80ａが形成されている。そして、上述のようにして該スリーブ管80にフェルール13、14が固定された後、この切欠き80ａに溶融状態の低融点ガラス81が流し込まれる。流動するこの溶融状態の低融点ガラスは、光ファイバ11、12の接続部の空気を押し出しながらこの部分に行き渡り、徐々に冷えて固化する。
【００７３】
なお本例の場合も、波長が３５０〜５００ｎｍの範囲にあるレーザ光を光ファイバ11、12において伝搬させるようにしているが、低融点ガラス81はこの波長範囲のレーザ光に対して透明であり、またこの光によって分解されることはないものである。
【００７４】
以上の通り、本実施形態においては、コアの先端を含む光ファイバ11、12の先端部が、溶融状態で該先端部に供給された後に固化した低融点ガラス81によって外部と隔絶された状態になっている。そこで、もし光ファイバ11、12のコアの先端が全面に亘って接触していない場合は、その接触していない部分が低融点ガラス81と接するようになる。したがってこの構造においても、前述の集塵効果を引き起こす有機物等と、光ファイバ11、12を伝搬するレーザ光とが光化学反応を起こすことがなくなり、光ファイバ11、12の先端で集塵効果が起きることを確実に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１の実施形態による光ファイバの接続構造を示す側断面図
【図２】本発明の第２の実施形態による光ファイバの接続構造を示す側断面図
【図３】本発明の第３の実施形態による光ファイバの接続構造を示す全体斜視図
【図４】上記第３の実施形態による光ファイバの接続構造を示す側断面図
【図５】本発明の第４の実施形態による光ファイバの接続構造を示す側断面図
【符号の説明】
【００７６】
11、12    マルチモード光ファイバ
13、14    フェルール
15、16    フランジ
21、22  コネクタのフランジ部
24    コネクタ
25    バルブ
27、28    Ｏリング
30    スリーブ管
40    コネクタ
41    コネクタのスリーブ管
43、44    コネクタの外管
60    容器
65    ガス供給口
66    ガス排出口
67、68    ファイバ受け
70    ガス循環配管
71    タンク
72    ガス圧送ポンプ
80    スリーブ管
81    低融点ガラス
【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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