(57)【要約】【課題】フェルールに光ファイバを挿入固定するなどの作業のわずらわしさをなくし、かつ、信頼性の高い光固定減衰器及びその製造方法を提供すること。【解決手段】光ファイバ１０の表面にメタライズして電鋳法の一方の電極とすることで、光ファイバ１０の外側面に直接的にフェルール１１となる金属層が構成され、光ファイバ１０と金属層が完全に一体化された長尺のフェルール１１を製造し、これを所定の寸法に切断するだけで光固定減衰器を構成する光デバイスとする。減衰部１９として減衰膜を用いる構成の場合には、２個のフェルール１１の間に挟むように構成し、減衰ドープファイバを用いる場合には、光ファイバ１０にドープファイバを用いて長尺のフェルール１１を構成し、これを所定の寸法に切断することで構成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外表面に導電膜２４をメタライズした光ファイバ１０の外周部に電鋳により金属層を形成したフェルール１１を用い、このフェルール１１を所定の寸法に切断して減衰部１９とともに整列用スリーブ１８内に収納固着したことを特徴とする光固定減衰器。
【請求項２】
外表面に導電膜２４をメタライズした光ファイバ１０の外周部に電鋳により金属層を形成したフェルール１１を用い、このフェルール１１を所定の寸法に切断した２個のフェルール１１の間に、独立した又は一方のフェルール１１の端面に直接形成した薄膜状の減衰膜１９ａからなる減衰部１９を挟みつつ整列用スリーブ１８内に収納固着したことを特徴とする光固定減衰器。
【請求項３】
外表面に導電膜２４をメタライズし、かつ、内部のコア１２に減衰材をドープした減衰ドープファイバ１９ｂの外周部に電鋳により金属層を形成したフェルール１１を用い、このフェルール１１を所定の寸法に切断して整列用スリーブ１８内に収納固着したことを特徴とする光固定減衰器。
【請求項４】
外表面に導電膜２４をメタライズした光ファイバ１０の外周部に、通常のフェルールの１０〜６０％の外径となるように電鋳により金属層を形成した細径のフェルール１１を用い、このフェルール１１を所定の寸法に切断して減衰部１９とともに整列用スリーブ１８内に収納固着したことを特徴とする光固定減衰器。
【請求項５】
外表面に導電膜２４をメタライズした光ファイバ１０の外周部に、通常のフェルールの１０〜６０％の外径となるように電鋳により金属層を形成した細径のフェルール１１を用い、このフェルール１１を所定の寸法に切断し、この細径のフェルール１１を別に構成した同心の外部フェルール２６に挿入固定して２重フェルール構造とすることにより、所定のフェルール外径を得て、減衰部１９とともに整列用スリーブ１８内に収納固着したことを特徴とする光固定減衰器。
【請求項６】
光ファイバ１０の外表面に導電膜２４をメタライズする工程と、この導電膜２４をメタライズした光ファイバ１０の外周部に電鋳により金属層を成長せしめてフェルール１１を形成する工程と、このフェルール１１を所定の寸法に切断する工程と、この切断されたフェルール１１の一端部を切削加工機のチャックにて掴み、他端部を精密顕微鏡でコア中心を設定して研削部分１５を外周トリミングにより切削加工して同心度を確保した外径仕上げを行なう工程と、この外径仕上げをしたフェルール１１を減衰部１９とともに整列用スリーブ１８内に収納固着する工程とからなることを特徴とする光固定減衰器の製造方法。
【請求項７】
光ファイバ１０の外表面に導電膜２４をメタライズする工程と、この導電膜２４をメタライズした光ファイバ１０の外周部に電鋳により金属層を成長せしめてフェルール１１を形成する工程と、このフェルール１１を所定の寸法に切断する工程と、この切断されたフェルール１１をセンターレス加工により外径仕上げを行なう工程と、この外径仕上げをしたフェルール１１の中から規格内の偏心量のフェルール１１を選択する工程と、この選択されたフェルール１１を減衰部１９とともに整列用スリーブ１８内に収納固着する工程とからなることを特徴とする光固定減衰器の製造方法。
【請求項８】
光ファイバ１０の外表面に導電膜２４をメタライズする工程と、この導電膜２４をメタライズした光ファイバ１０の外周部に電鋳により金属層を成長せしめてフェルール１１を形成する工程と、このフェルール１１を所定の寸法に切断する工程と、この切断されたフェルール１１をセンターレス加工により外径仕上げを行なう工程と、この外径仕上げをしたフェルール１１の中から規格外の偏心量のフェルール１１を選択する工程と、この規格外のフェルール１１の一端部を切削加工機のチャックにて掴み、他端部を精密顕微鏡でコア中心を設定して研削部分１５を外周トリミングにより切削加工して規格内の偏心量に外径仕上げを行なう工程と、この外径仕上げをしたフェルール１１を減衰部１９とともに整列用スリーブ１８内に収納固着する工程とからなることを特徴とする光固定減衰器の製造方法。
【請求項９】
フェルール１１を減衰部１９とともに整列用スリーブ１８内に収納固着する工程は、整列用スリーブ１８の外部から複数個所の点溶接により一体化固定することを特徴とする請求項６、７又は８記載の光固定減衰器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信システムにおいて信号の受信可能な範囲に調整するために使用される光固定減衰器及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光固定減衰器は、光の強度に対して一定量の減衰を与える光デバイスであり、減衰部と、それを中間に挟む光の入出力部とからなる。
この光固定減衰器は、図１に示すように、中心に光ファイバ１０を設けた２個のフェルール１１で金属蒸着膜や吸収係数の大きな誘電体膜からなる減衰膜１９ａを挟むタイプと、図２に示すように、フェルール１１の中心に金属ドープ光ファイバからなる減衰ドープファイバ１９ｂを設けたタイプとがある。なお、これらのいずれのタイプにおいても図１又は図２に示すように、フェルール１１を収納した整列用スリーブ１８の両端は、コネクタ２０のプラグ又はレセプタクルにて連結できるインタフェース構造を有する。
【０００３】
このような光固定減衰器及びその製造方法において、従来のフェルール１１は、図９（ａ）に示すように、一定長の短い円筒状のフェルール１１の挿入孔１７に、エポキシ樹脂などの接着剤を使用して光ファイバ１０を挿入し固定している。そして、（ｂ）に示すように、端面１６を研磨する。
【０００４】
前記円筒状のフェルール１１を製造するには、ジルコニア粉末と樹脂の混合物を原料にして射出成型や押し出し成型金型を用いて円筒形に成型し、この成型物を焼成して樹脂分を除去し、得られた円筒状フェルール１１の挿入孔１７の内径をダイヤモンド研磨体などで微調整し、さらに、この挿入孔１７を中心にして外側を機械加工して真円に仕上げる。
【０００５】
また、前記円筒状のフェルール１１を製造するのに図５に示すような電鋳法により製造する方法が既に知られている。
図５において、電鋳装置３０は、電鋳浴３１と、電鋳液３２と、陽極３３及び陰極３４とを備える。３５はベース、３６は電極線材、３７は空気ノズル、３８は支持治具である。
このような電鋳装置３０において、４〜２０Ａ／ｄｍ２程度の電流密度になるように陽極３３及び陰極３４間にＤＣ電圧を印加すると、ほぼ１日間電鋳することにより電極線材３６の周囲に直径３ｍｍの太さの電着物を成長させることができる。電鋳の終了後、電極線材３６を、電着物から引き抜き、押し出し、溶解などで除去することで、円筒状となる。得られた電着物は、所定の長さに切断することにより挿入孔１７のあるフェルール１１として使用する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような従来方法には、次のような問題点があった。
（１）フェルール１１は、一定長の短い円筒状をなし、光ファイバ１０を挿入する挿入孔１７が形成されたものであるため、挿入孔１７の微調整加工、光ファイバ１０の挿入接着工程、光ファイバ１０の挿入後の端面１６の研磨加工等、作業工数に多くの時間がかかる。
（２）光固定減衰器を製造するのに、フェルール１１の内部に減衰膜１９ａや減衰ドープファイバ１９ｂを挿入した構造であるため、微細でわずらわしい作業が免れない。
（３）光固定減衰器は、一般に、キャピラリ長が通常のコネクタフェルールよりも長いため、フェルール１１内部での光ファイバ１０の接着固定が不安定である。
（４）近年、ＤＷＤＭやラマンアンプ技術の進展により、１Ｗ程度のハイパワー伝送が行なわれるようになったのに伴ない、光固定減衰器において光ファイバ１０内加熱による発熱の問題がクローズアップされてきており、光ファイバ１０の固着に使用される接着剤の劣化など信頼性に課題がある。さらに、光ファイバ１０とフェルール１１との間に断熱性の接着剤が介在し、かつフェルール１１の熱伝導率が金属より低いため、光ファイバ１０で発熱が放散され難いという問題もある。
（５）以上のような課題は、電鋳法による場合であっても、フェルール１１を製造した後で光ファイバ１０を組み込む作業が必要であり、同様の問題点を有する。
【０００７】
本発明は、フェルール１１に光ファイバ１０を挿入固定するなどの作業のわずらわしさをなくし、かつ、信頼性の高い光固定減衰器及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光固定減衰器における両端部の入出力部であるインタフェース構造をそのままとし、内部のフェルール１１の構造とその製造方法を改善したものである。すなわち、初めから光ファイバ１０を内蔵した長尺のフェルール１１を製造し、これを所定の寸法に切断するだけで光固定減衰器を構成する光デバイスとし、フェルール１１への光ファイバ１０の挿入固定の工数を大幅に削減したものである。
【０００９】
また、減衰部１９として減衰膜１９ａを用いる構成の場合には、簡単に構成できる２個のフェルール１１の間に挟むように構成する。減衰ドープファイバ１９ｂを用いる場合には、フェルール１１の心材としての光ファイバ１０にドープファイバを用いて長尺のフェルール１１を構成し、これを所定の寸法に切断することで構成する。
光ファイバ１０の表面には、導電膜２４をメタライズして電鋳法の一方の電極とすることで、この光ファイバ１０の外側面に直接的にフェルール１１となる金属層が構成され、したがって、光ファイバ１０と金属層が完全に一体化された構造となり、接着剤などを必要としないばかりか、固定の信頼性の高いものが得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明による光固定減衰器及びその製造方法の実施例を図面に基づき説明する。
図４において、１０は、本発明の光固定減衰器及びその製造方法に使用される光ファイバである。この光ファイバ１０は、屈折率の高いコア１２と、屈折率の低いクラッド１３とからなり、このクラッド１３の外径は、通常、０．１２５ｍｍであり、このクラッド１３の外側面には、無電解メッキ法などにより電鋳可能な厚さの導電膜２４が形成されている。
【００１１】
このようにして外側面に導電膜２４を形成した光ファイバ１０は、図５における電極線材３６に替えて支持治具３８に十分な引っ張り保持されて取り付けられる。そして、前述のように、４〜２０Ａ／ｄｍ２程度の電流密度になるように陽極３３及び陰極３４間にＤＣ電圧を印加し、所定時間電鋳することにより光ファイバ１０の周囲に所定の直径の長尺（例えば数１０ｃｍ）の電着物を成長させる。このフェルール１１と光ファイバ１０とは、メタライズされた導電膜２４の層を介して強固で安定した状態で結合されている。
【００１２】
本発明で用いられるフェルール１１の外径及びコア１２の偏心量は、光コネクタで得られているものと同等の機械的な精度が必要であるが、光コネクタのフェルール１１の場合、光ファイバ１０が挿入される前に機械加工を行なうのでキャピラリ孔をガイドとした精密円筒研削加工ができるため、従来の精度が得られたが、本発明で使用されるフェルール１１は、光ファイバ１０が一体に内蔵されているため、孔ガイドによる円筒研削加工は不可能である。
そこで光ファイバ１０が一体に内蔵されたフェルール１１の外径及び同心加工についての５つの実施例を以下に説明する。
【００１３】
（１）コア偏心量を最小にする方法としていくつかの方法が考えられるが、その１つは、電鋳により得られるフェルール１１の径をなるべく細径にするものである。現存する光コネクタのフェルール１１の外径は、２．５ｍｍφ又は１．２５ｍｍφのものが主流であるから、その通常の外径の数分の１、例えば、１０〜６０％の外径となるように電鋳仕上げをする。すなわち、電鋳の場合、電流密度などの制御や心材と電鋳液３２の攪拌などが重要な制御項目となるが、電鋳仕上げ状態で満足な精度を確保するためには、細径のフェルール１１の方が有効である。さらに、キャピラリ孔に光ファイバ１０を挿入するフェルール１１とは異なり、ファイバ間ギャップが無いので、偏心を少なく抑えるのに有効である。
【００１４】
（２）前記（１）において、電鋳法によりできるだけ細い直径に成長させ、この成長後のフェルール１１は、図６に示すように、必要に応じて別に構成した同心の外部フェルール２６に挿入固定して２重フェルール構造とすることにより、所定のフェルール外径を得ることができる。
上述のように、現存する光コネクタのフェルール１１の外径は、２．５ｍｍφ又は１．２５ｍｍφのものが主流であり、光固定減衰器のフェルール１１もこれらの外径のものを使用することとなる。そこで、細径として電鋳法により直径０．５〜０．７ｍｍ程度のできるだけ細い直径に成長させ、成長後のフェルール１１を別に構成した同心の外部フェルール２６に挿入固定するものであり、コア偏心量は、０．５μｍ以内とする。このような構成とすることで、フェルール１１の外径の電鋳制御依存を小さくでき精度の確保が有効である。
【００１５】
（３）電鋳法により現存するフェルール１１の外径（１．２５ｍｍφ）のものを得る場合には、最終仕上がり工程よりも加工代を含んだ太目の径、例えば、直径１．２８ｍｍ程度に成長させる。電鋳の終了後のフェルール１１は、図３に示すように、長尺のフェルール１１が得られるので、公知のセンターレス加工により直径１．２５ｍｍに外径加工し、使用目的に応じて切断線２５から切断する。１本の長尺のフェルール１１から多数本の光固定減衰器及びその製造方法用のフェルール１１が得られるので、光ファイバ１０の偏心の規格内のものだけを選択して使用する。この方法は、歩留まりからみて個別に加工した後に光ファイバ１０を挿入するよりは経済的である場合は、大いに適用できる方法である。
【００１６】
（４）フェルール１１を、所定の長さに切断した後、切断された光ファイバ１０を内蔵したフェルール１１の一端を心出し切削加工機のチャックにて掴み、他端を精密顕微鏡でコア中心を設定し、図８に示すようなコア中心をガイドとした外周トリミング法により、光ファイバ１０のコア１２を中心としてカッタ１４により研削部分１５を切削し、軸合わせを行なうようにする。
【００１７】
（５）前記（３）において、初期段階で規格内選別を行なった後、規格内のものはセンターレス加工で外径を仕上げ、規格外のものだけを外周トリミングによる切削加工を行なうようにすることもできる。
【００１８】
以上のようにして構成され、所定の長さに切断されたフェルール１１は、整列用スリーブ１８に減衰部１９と共に収納されて光固定減衰器を構成する。
前述のように、光固定減衰器には、図１に示すように、中心に光ファイバ１０を設けた２個のフェルール１１で金属蒸着膜や吸収係数の大きな誘電体膜からなる減衰膜１９ａを挟むタイプと、図２に示すように、フェルール１１の中心に金属ドープ光ファイバからなる減衰ドープファイバ１９ｂを設けたタイプとがある。
【００１９】
図１に示す例は、整列用スリーブ１８の中心の貫通孔に、間に減衰膜１９ａを介在して２個のフェルール１１を取り付ける。この減衰膜１９ａは、通常、光軸の直角面に対し反射対策に必要な角度で斜めに設置される。この減衰膜１９ａは、整列用スリーブ１８内でフェルール１１と同一径か、それよりやや小さい径をしたものが用いられ、２個のフェルール１１によって挟み込むか、いずれか一方のフェルール１１の端面に減衰膜１９ａを蒸着等により生成したものに、他方の減衰膜１９ａを精製しないフェルール１１の端面を付き合わせることにより構成される。
このような２個のフェルール１１で減衰膜１９ａを挟み込む場合において、２個のフェルール１１で圧接するか、マッチング材を利用して応力を避ける方法のいずれでもよい。２個のフェルール１１は、図７（ａ）に溶接部分２７で示すように、ＹＡＧレーザなどを用いた複数個所の点溶接により整列用スリーブ１８に一体に固定される。この点溶接による固定は、フェルール１１が電鋳による金属のフェルール１１であることの特徴でもある。
【００２０】
なお、図１において、整列用スリーブ１８の両端の外側には、ねじ２１が形成され、締め付けナット２２を螺合することにより、光ファイバケーブル２３のコネクタ２０をフェルール１１の端面につき合わせて接続するものである。この接続方法は、リセプタクルを用いる方法、プラグによる方法など、従来より知られる方法によるものとし、特定の接続方法に限られるものではないことはもちろんである。
【００２１】
図２に示す例は、減衰部１９として減衰ドープファイバ１９ｂを用いたもので、所定の減衰量を有する１個のフェルール１１のみを用いて整列用スリーブ１８内に取り付けるものである。この例の減衰ドープファイバ１９ｂは、コバルト金属等をコア１２の部分にドープした光ファイバ１０を用いることにより、所定の減衰量を得ているものである。
【００２２】
この例におけるフェルール１１もまた、図７（ｂ）に溶接部分２７で示すように、ＹＡＧレーザなどを用いた複数個所の点溶接により整列用スリーブ１８に一体に固定される。また、図２において、整列用スリーブ１８の両端の外側には、ねじ２１が形成され、締め付けナット２２を螺合することにより、光ファイバケーブル２３のコネクタ２０をフェルール１１の端面につき合わせて接続するものであり、特定の方法に限られるものではないことは前記同様である。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は、上述のように構成したので、電鋳により得られた長尺のフェルール１１を所定の長さに切断するだけで光ファイバ１０が安定して固定されたフェルール１１を得ることができる。したがって、従来のような個別のフェルール１１に光ファイバ１０を挿入し、接着固定する煩雑な工数が大幅に削減され、安価な光固定減衰器及びその製造方法を得ることができる。
【００２４】
従来は、光固定減衰器を製造するのに、フェルール１１の内部に減衰膜１９ａや減衰ドープファイバ１９ｂを挿入した構造であるため、微細でわずらわしい作業であったが、本発明によれば、２個の完成されたフェルール１１の間に、独立した又は一方のフェルール１１の端面に直接形成した薄膜状の減衰膜１９ａからなる減衰部１９を挟みつつ整列用スリーブ１８内に収納固着するか又内部のコア１２に減衰材をドープした減衰ドープファイバ１９ｂの外周部に電鋳により金属層を形成したフェルール１１を用いる、という単純な構造とすることができる。
【００２５】
光固定減衰器は、一般に、キャピラリ長が通常のコネクタフェルールよりも長いため、従来は、フェルール１１内部での光ファイバ１０の接着固定が不安定であったが、本発明によれば、光ファイバ１０自身に電鋳成長するフェルール１１であり、光ファイバ１０は、フェルール１１を構成する金属層に完全に一体化され、光ファイバ１０の固定が極めて安定である。
【００２６】
接着剤を使用しないので、ハイパワー伝送が行なわれる光固定減衰器においてフェルール１１内加熱による発熱が生じても高い信頼性を保持できる。さらに、光ファイバ１０が断熱性の接着剤などの介在物なしで金属製のフェルール１１に一体化されているため、ハイパワー伝送時に光ファイバ１０が発熱しても、光ファイバ１０の熱は速やかにフェルール１１を介して外部へ放散させることができる。
【００２７】
フェルール１１の外径・同心加工は、従来から既存の技術をそのまま利用でき、新たな問題が発生することはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光固定減衰器の一実施例を示す一部切り欠いた正面図である。
【図２】本発明による光固定減衰器の他の実施例を示す一部切り欠いた正面図である。
【図３】本発明による光固定減衰器に用いられる長尺のフェルール１１の斜視図である。
【図４】（ａ）は、本発明による光固定減衰器に用いられるフェルール１１を電鋳成長せしめる光ファイバ１０の一部切り欠いた拡大図、（ｂ）は、同上端面図である。
【図５】従来から公知の電鋳法の説明図である。
【図６】本発明による２重フェルール１１の組み立てを示す断面図である。
【図７】（ａ）は、２個のフェルール１１を減衰部１９と共に整列用スリーブ１８に組み込み点溶接により一体化固定している断面図、（ｂ）は、減衰材をドープした減衰ドープファイバ１９ｂの外周部に電鋳により金属層を形成したフェルール１１を整列用スリーブ１８に組み込み点溶接により一体化固定している断面図である。
【図８】外周トリミング法によりフェルール１１の研削部分１５を切削し、軸合わせを行なう説明図である。
【図９】（ａ）は、個別のフェルール１１に光ファイバ１０を挿入し接着固定する従来のフェルール１１の説明図、（ｂ）は、（ａ）により作られたフェルール１１の端面１６を研磨する説明図である。
【符号の説明】
１０…光ファイバ、１１…フェルール、１２…コア、１３…クラッド、１４…カッタ、１５…研削部分、１６…端面、１７…挿入孔、１８…整列用スリーブ、１９…減衰部、２０…コネクタ、２１…ねじ、２２…締め付けナット、２３…光ファイバケーブル、２４…導電膜、２５…切断線、２６…外部フェルール、２７…溶接部分、３０…電鋳装置、３１…電鋳浴、３２…電鋳液、３３…陽極、３４…陰極、３５…ベース、３６…電極線材、３７…空気ノズル、３８…支持治具。
【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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【図８】
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【図９】
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