(57)【要約】【課題】  容易且つ低コストにて製造が可能であり、通常のフェルールを用いて容易に組み立てることが可能な光コネクタおよびその製造方法を提供する。【解決手段】  第１の光ファイバ１と前記第１の光ファイバ１のコア１ａ径よりも大きなコア３ａ径を有する第２の光ファイバ３とが接続されてなる光コネクタ用光ファイバ６が、フェルール１１の光ファイバ挿入穴１２に挿入固定されており、第１の光ファイバ１と第２の光ファイバ３との接続部７が光ファイバ挿入穴１２内に収容されており、第２の光ファイバ３の第１の光ファイバ１に対向する端面５がフェルール１１の接合端面１３に対して位置決め固定されている光コネクタ１０を用いる。【選択図】  図１
2005308880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光ファイバ（１）と前記第１の光ファイバのコア（１ａ）径よりも大きなコア（３ａ）径を有する第２の光ファイバ（３）とが接続されてなる光コネクタ用光ファイバ（６）が、フェルール（１１）の光ファイバ挿入穴（１２）に挿入固定されており、前記第１の光ファイバと第２の光ファイバとの接続部（７）が前記光ファイバ挿入穴内に収容されており、前記第２の光ファイバの前記第１の光ファイバに対向する端面（５）が前記フェルールの接合端面（１３）に対して位置決め固定されていることを特徴とする光コネクタ（１０）。
【請求項２】
前記第１の光ファイバがシングルモード光ファイバであり、前記第２の光ファイバがグレーテッドインデックス光ファイバであることを特徴とする請求項１に記載の光コネクタ（１０）。
【請求項３】
前記接続部が融着接続部であり、この融着接続部の外径が前記光ファイバ挿入穴の内径以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の光コネクタ。
【請求項４】
フェルール（１１）の光ファイバ挿入穴（１２）に光ファイバが挿入固定された光コネクタの製造方法であって、
第１の光ファイバ（１）と前記第１の光ファイバのコア（１ａ）径よりも大きなコア（３ａ）径を有する第２の光ファイバ（３）との先端部を加熱し、両光ファイバの端面（２，４）同士を突き合わせて融着接続し、さらに両光ファイバの先端部が熱せられているうちに両光ファイバを反対に引っ張って両光ファイバ同士の融着接続部（７）を延伸することにより該融着接続部の外径を前記光ファイバ挿入穴の内径以下に調整し、前記両光ファイバの融着接続によって得られた光コネクタ用光ファイバ（６）を前記光ファイバ挿入穴に挿入して接着固定することを特徴とする光コネクタ（１０）の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバの光接続に用いられる光コネクタおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信に用いられる光ファイバとしては、一般にシングルモード光ファイバ（ＳＭＦ：ｓｉｎｇｌｅ  ｍｏｄｅ  ｆｉｂｅｒ）が用いられている。シングルモード光ファイバは、コア径およびＭＦＤ（ＭＦＤ：モードフィールド径）が数〜十数μｍ程度と比較的小さいため、いので、光コネクタ等を用いて光ファイバ同士を光接続するときには両光ファイバを精密に調心（両光ファイバの光軸が一致するように位置決めすること）する必要がある。
光ファイバのコア径を拡張して光ファイバの結合効率を向上させる手法としては、マイクロレンズファイバやコア拡大光ファイバ（ＴＥＣファイバともいう。ＴＥＣ：Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ  ｅｘｐａｎｄｅｄ  ｃｏｒｅ）を用いる方法が知られている。
【０００３】
図５にマイクロレンズファイバとそれを用いた光コネクタの一例を示す。図５（ａ）、（ｂ）に示すマイクロレンズファイバ２１は、シングルモード光ファイバ２２とマルチモード光ファイバ２３との間にＧＲＩＮレンズ２４（ＧＲＩＮ：ｇｒａｄｅｄ  ｉｎｄｅｘ）を配置して、レンズ２４と両光ファイバ２２，２３とを接続したものである。このマイクロレンズファイバ２１は、図５（ｃ）に示すように、光コネクタのフェルール２５に形成された光ファイバ挿入穴２６に内挿固定することにより、光コネクタ２０の組立に使用することができる。
【０００４】
コア拡大光ファイバを用いた光コネクタとしては、例えば特許文献１に記載された発明がある。コア拡大光ファイバを得る方法としては、図６に示すように、光ファイバプリフォーム３１を加熱延伸して光ファイバ３２のコア３３をテーパ状にする方法、図７に示すように、光ファイバ４１をマイクロバーナ（図示略）などにより加熱してドーパントを拡散させコア４２を拡大する方法などがある。
また、特許文献２に記載された発明は、偏心度の異なる２種の光ファイバを接続し、これをフェルール内に収容している光コネクタである。
【特許文献１】特開平１１−１０９１８５号公報
【特許文献２】特開平５−１１９２３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図５に示すようなマイクロレンズファイバの場合、製造が難しく、高コストであるという不満がある。また、接続損失の再現性が得にくいことから、光コネクタ接続に用いると損失が大きくなってしまうおそれがある。
図６に示すように加熱延伸によって得られるコア拡大光ファイバは、コア径の制御が困難であり、また、クラッド径が変動していて長手方向で不均一であるため、通常のフェルールの光ファイバ挿入穴に挿入して光コネクタを組み立てることが難しい。
図７に示すようにドーパントの拡散によって得られるコア拡大光ファイバは、目的のコア径を得るためには、光ファイバを把持したときの張力や光ファイバに対するバーナの配置や燃料ガスの供給圧力などを高い精度にて制御する必要があり、製造が難しく、歩留まりが悪い。
フェルールに挿入固定される光ファイバとしてマルチモード光ファイバを用いた場合、フェルールの後端側（接合端面と反対の側）に引き出された光ファイバに曲げが生じたときに曲げ損失が大きくなるので、光コネクタの取扱い性が悪くなり、好ましくない。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、容易且つ低コストにて製造が可能であり、通常のフェルールを用いて容易に組み立てることが可能な光コネクタおよびその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明は、第１の光ファイバと前記第１の光ファイバのコア径よりも大きなコア径を有する第２の光ファイバとが接続されてなる光コネクタ用光ファイバが、フェルールの光ファイバ挿入穴に挿入固定されており、前記第１の光ファイバと第２の光ファイバとの接続部が前記光ファイバ挿入穴内に収容されており、前記第２の光ファイバの前記第１の光ファイバに対向する端面が前記フェルールの接合端面に対して位置決め固定されていることを特徴とする光コネクタを提供する。
この光コネクタにおいては、前記第１の光ファイバとしてはシングルモード光ファイバ、前記第２の光ファイバとしてはグレーテッドインデックス光ファイバを採用することモ可能である。
また、前記接続部が融着接続部であり、この融着接続部の外径が前記光ファイバ挿入穴の内径以下であるものを採用することも可能である。
【０００８】
また、本発明は、フェルールの光ファイバ挿入穴に光ファイバが挿入固定された光コネクタの製造方法であって、第１の光ファイバと前記第１の光ファイバのコア径よりも大きなコア径を有する第２の光ファイバとの先端部を加熱し、両光ファイバの端面同士を突き合わせて融着接続し、さらに両光ファイバの先端部が熱せられているうちに両光ファイバを反対に引っ張って両光ファイバ同士の融着接続部を延伸することにより該融着接続部の外径を前記光ファイバ挿入穴の内径以下に調整し、前記両光ファイバの融着接続によって得られた光コネクタ用光ファイバを前記光ファイバ挿入穴に挿入して接着固定することを特徴とする光コネクタの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の光コネクタによれば、第１の光ファイバのコア径よりもコア径が大きい第２の光ファイバによって、光ファイバのフェルール接合端面側のコア径およびＭＦＤを拡大して、接続損失を低減することができる。伝送光として映像伝送等の高出力レーザが使用された場合でも、ほこりや傷などによる焼き付きを抑制することができる。
本発明の光コネクタの製造方法によれば、フェルールの光ファイバ挿入穴に挿入しやすく、接続損失が小さく、接続部の機械的強度に優れた光コネクタを容易かつ低コストにて製造することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
図１（ｃ）に示すように、本形態例の光コネクタ１０においては、フェルール１１の光ファイバ挿入穴１２に光コネクタ用光ファイバ６が挿入固定されている。なお、図１（ｃ）においては、光コネクタ１０のハウジングなどの図示は省略している。
【００１１】
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、光コネクタ用光ファイバ６（以下、単に光ファイバ６という場合がある）は、第１の光ファイバ１の先端部に、この第１の光ファイバ１のコア１ａ径よりも大きなコア３ａ径を有する第２の光ファイバ３が接続されたものである。
第１および第２の光ファイバ１，３としては、例えば、第１の光ファイバ１としてシングルモード光ファイバ１（以下、単にＳＭファイバという場合がある）を用い、第２の光ファイバ３としてグレーデッドインデックス光ファイバ３（以下、単にＧＩファイバという場合がある）を用いる組み合わせを例示することができる。
第１の光ファイバ１と第２の光ファイバ３は、それぞれ一方の端面２，４同士を突き合わせて接続されている。
【００１２】
光コネクタ用光ファイバ６は、第２の光ファイバ３がフェルール１１の接合端面１３の側に向けられており、第１の光ファイバ１と第２の光ファイバ３との接続部７は、フェルール１１の光ファイバ挿入穴１２内に収容されている。第２の光ファイバ３の第１の光ファイバ１に対向する側の端面５は、フェルール１１の接合端面１３に対して位置決め固定されている。光コネクタ用光ファイバ６は、光ファイバ挿入穴１２内で適当な接着剤によって接着固定することができる。
なお、図１では第２の光ファイバ３の端面５はフェルール１１の接合端面１３とが一致するように一致されているが、本発明は特にこれに限定されるものではなく、例えば第２の光ファイバ３の端面５を円滑化し、その先端をフェルール１１の接合端面１３よりも所定量（例えば数μｍ）突出させるなどしてもよい。
【００１３】
ここで、光ファイバ６の接続部７の外径（直径）は、光ファイバ挿入穴１２の内径（直径）以下となっている。
本発明において、接続部７の外径とは、接続部７付近において、光ファイバ６の中心線Ｃから光ファイバ６の輪郭（外周）までの最大の距離Ａの２倍を意味するものとする。
なお、光ファイバ６の中心線Ｃから光ファイバ６の輪郭（外周）までの距離が最大となる点は、両光ファイバ１，３の端面２，４の外周に対応する位置となる可能性もあり、あるいは、光ファイバ１，３の端面２，４の外周から離れた位置となる可能性もある。
【００１４】
しかしながら、接続部７の外径が光ファイバ挿入穴１２の内径以下となっていることにより、光コネクタ用光ファイバ６をフェルール１１の光ファイバ挿入穴１２に挿入する際に引っ掛かることがなく、円滑に挿入することができる。しかも、光ファイバ１，３の接続部７以外の部分の外径が光ファイバ挿入穴１２の内径とほぼ等しいことから、光ファイバ６の中心線Ｃを光ファイバ挿入穴１２の中心線に合わせることができる。
【００１５】
ＳＭファイバ１としては、コア１ａとクラッド１ｂとの両方が石英系ガラスからなる石英系のＳＭファイバが一般的である。
また、ＧＩファイバ３は、一般に、マルチモード光ファイバのうち、コア３ａの屈折率分布に関してＪＩＳ  Ｃ  ６８２０で規定された屈折率分布パラメータｇが１≦ｇ＜３の範囲内のものである。特に、コア３ａとクラッド３ｂとの両方が石英系ガラスからなる石英系ファイバであると、ＳＭファイバ１とＧＩファイバ３との間で屈折率のギャップが小さくなる（または実質的に無視できる）ことから好ましい。また、ＳＭファイバ１とＧＩファイバ３の両方が石英系光ファイバであれば、融着接続によって接続損失の小さい接続を実現しやすく好ましい。
【００１６】
図２は、ＧＩファイバ３における光の伝搬の様子を説明する概略図である。同図に示すように、ＧＩファイバ３中の光は、光の波長やコア３ａの屈折率分布などに依存する所定の周期Ｐ（ピッチ長ともいう）をもってコア３ａの中心軸からの距離を変化させ、収束、発散、平行化を繰り返しながら伝搬する。
そこで、ＧＩファイバ３の長さは、１／４波長またはその奇数倍（つまり、［（２ｎ―１）／４］Ｐ。ただし、ｎ＝１，２，…の整数）とすることが好ましい。これにより、ＳＭファイバ１から出射される光が、ＧＩファイバ３のＳＭファイバ１と接続された側と反対側の端面５で平行化（コリメート）された状態で出射されるようになり、高い結合効率を実現できる。しかもこの場合、ＧＩファイバ３の端面５からの入射光もＧＩファイバ３内で収束された状態でＳＭファイバ１のコア１ａに入射させることができるようになる。
【００１７】
ＳＭファイバ１とＧＩファイバ３との接続は、両光ファイバ１，３が一体化された状態で取り扱うことができるものであれば特に限定されるものではないが、融着接続によれば、反射等による接続損失が低減され、また、接続の機械的強度をより向上できるので好ましい。
【００１８】
次に、第１の光ファイバ（ＳＭファイバ）１と第２の光ファイバ（ＧＩファイバ）３とを接続して上述の光コネクタ用光ファイバ６を製造する方法の一例を説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、光ファイバ１，３をそれぞれホルダ８で把持し、これら光ファイバ１，３の端面２，４を互いに近づけた状態で、両光ファイバ１，３の先端部を電極（図示略）のアーク９で加熱する。
そして、図３（ｂ）に示すように両光ファイバ１，３の端面２，４同士を突き合わせ、押し付けて融着させる。これにより、図３（ｃ）に示すように、融着接続部７において両光ファイバ１，３のコア１ａ，３ａ同士が融着接続される。この際、融着接続部７に膨らみが発生する。
【００１９】
この融着接続部７の膨らみの外径は、光ファイバ径よりも大きい。そこで、さらに図３（ｄ）に示すように、放電の継続または余熱によって、両光ファイバ１，３の先端部が融けているうちに両光ファイバ１，３を互いに反対方向に若干引っ張って両光ファイバ１，３同士の融着接続部７を延伸することにより、融着接続部７の外径が光ファイバ挿入穴１２の内径以下となるように調整する。
放冷後、ホルダ８を取り外し、図３（ｅ）に示すように、第１の光ファイバ１と第２の光ファイバ３とが融着接続された光コネクタ用光ファイバ６を得ることができる。
【００２０】
第１の光ファイバ１と第２の光ファイバ３とを接続する際には、第２の光ファイバ３は光ファイバの把持に充分な長さのものを用いることができる。第１の光ファイバ１との接続後、第２の光ファイバ３を切断して端面５を精密に研磨することにより、上記の所定の長さに調節することができる。第２の光ファイバ３の端面５の研磨は、光コネクタ用光ファイバ６を光ファイバ挿入穴１２に挿入した後、フェルール１１の接合端面１３を研磨するときに一緒に行ってもよい。
【００２１】
上述の光コネクタ用光ファイバ６を用いて本形態例の光コネクタ１０を製造するにあたっては、上記のように第１の光ファイバ１と第２の光ファイバ３との融着接続によって得られた光コネクタ用光ファイバ６をフェルール１１の光ファイバ挿入穴１２に挿入し、前記光ファイバ６の接続部７を光ファイバ挿入穴１２内に収容して、光ファイバ６を接着固定する。
光ファイバ６の端面５をフェルール１１の接合端面１３に対して位置決めするには、光ファイバ６を光ファイバ挿入穴１２に挿入するときに精密に位置決めしてもよい。または、光ファイバ６を光ファイバ挿入穴１２に挿入するときには位置を大体合わせておき、接着固定後、接合端面１３を研磨するときに、精密に位置決めしてもよい。
【００２２】
上記のような光コネクタ１０を用いることにより、フェルール１１の接合端面１３に露出された部分のコア径が第２の光ファイバ３のコア３ａの径となり、第１の光ファイバ１のコア径よりも大きくなっているので、結合効率が高く、挿入損失が低い光コネクタを得ることができる。例えば、図４に模式的に図示するようにフェルール１１の接合端面１３に埃などの異物１４が付着している場合でも、光コネクタの挿入損失を光伝送に充分な程度に低く抑制することができる。
光コネクタ用光ファイバの出射端面のコア径が大きいので、レーザ等の出射光が拡散され、ダスト（埃）や傷などによる焼き付き等の悪影響を緩和することができる。
【００２３】
フェルールの接合端面に露出される第２の光ファイバがＧＩファイバであり、該ＧＩファイバの長さが０．２５Ｐまたはその奇数倍であると、上述のように、ＧＩファイバの端面における光の結合効率を向上でき、好ましい。
フェルールの後端側（接合端面と反対の側）に引き出される第１の光ファイバがＳＭファイバであると、第１の光ファイバに曲げが生じても曲げ損失が比較的小さいので、光コネクタの取扱い性が良好となり、好ましい。
【００２４】
上述の光コネクタの製造方法によれば、フェルールの光ファイバ挿入穴に挿入しやすく、接続損失が小さく、接続部の機械的強度に優れた光コネクタを容易かつ低コストにて製造することが可能になる。
両光ファイバの融着接続部の外径が光ファイバの元の外径以下に縮小されている場合、当該光コネクタ用光ファイバは、通常の光コネクタの組立に適用することができ、フェルールの光ファイバ挿入穴に円滑に挿入することができる。
【実施例】
【００２５】
通常のＳＭファイバを用いた光コネクタと、本発明の光コネクタとの特性を比較するため、以下に示す試験を行った。
比較例のＳＭファイバとしては、コア径９μｍ、クラッド径１２５μｍ、被覆径０．９ｍｍの通常のＳＭファイバを用いた。
実施例の光コネクタには、コア径５０μｍ、クラッド径１２５μｍのＧＩファイバ（ＧＩ５０）をＳＭファイバに接続した光コネクタ用光ファイバを用いた。ＧＩファイバの長さは０．５〜１０ｍｍの範囲内で、ピッチ長Ｐの０．２５倍に調整した。
フェルールとしては、直径２．５ｍｍの略円筒形のガラスフェルールを用いた。
【００２６】
それぞれの光ファイバをフェルールの光ファイバ挿入穴に挿入して研磨し、光コネクタを組み立てた。
まず、フェルールの接合端面が清浄な場合の光コネクタの挿入損失を測定した。光コネクタの挿入損失は、同種の光ファイバが内装固定された光コネクタ同士を突き合わせ接続したときの挿入損失として測定した。
次に、フェルールの接合端面を埃で汚染されたパッドに繰り返し押し付けて汚染させた（図４参照）。汚染後、光コネクタの挿入損失を再度測定した。
上記試験の測定結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
2005308880.tif 000003
【００２８】
ＳＭ光ファイバ同士の光接続の場合、光コネクタが汚れていると、清浄時に比べて挿入損失が著しく悪化した。
これに対して実施例の光コネクタの場合、光コネクタが汚れていても、清浄時に比べて挿入損失の低下が抑制された。この結果、必ずしも清浄に維持されていない環境下で用いられる場合であっても、本発明によれば、コネクタ接続に充分な特性を備えた光コネクタを得ることができることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、光通信、光計測等の種々の分野において、光ファイバの光接続に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の光コネクタに用いられる光ファイバの一例を示す（ａ）縦断面図および（ｂ）端面図、ならびに（ｃ）これを用いた光コネクタの一例を示す概略構成図である。
【図２】ＧＩファイバにおける光の伝搬の様子を説明する概略図である。
【図３】本発明の光コネクタ用光ファイバの製造方法の一例を示す図面であり、（ａ）はシングルモード光ファイバとグレーデッドインデックス光ファイバとを加熱している様子を示し、（ｂ）は両光ファイバを突き合わせる様子を示し、（ｃ）は両光ファイバが融着された状態を示し、（ｄ）は両光ファイバの接続部をさらに延伸した状態を示し、（ｅ）は得られた光コネクタ用光ファイバを示す図である。
【図４】埃などの異物が付着した光コネクタのフェルール端面の一例を示す模式図である。
【図５】従来のマイクロレンズファイバを示す（ａ）縦断面図および（ｂ）端面図、ならびに（ｃ）これを用いた光コネクタの一例を示す概略構成図である。
【図６】（ａ）は加熱延伸前のプリフォームの一例を示す概略図、（ｂ）は加熱延伸によって得られたコア拡大光ファイバの一例を示す概略図である。
【図７】（ａ）はドーパントを拡散させる前の光ファイバの一例を示す概略図、（ｂ）はドーパントの拡散によって得られたコア拡大光ファイバの一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３１】
１…第１の光ファイバ（ＳＭファイバ）、２…第１の光ファイバの端面、３…第２の光ファイバ（ＧＩファイバ）、４，５…第２の光ファイバの端面、６…光コネクタ用光ファイバ（光ファイバ）、７…接続部（融着接続部）、１０…光コネクタ、１１…フェルール、１２…光ファイバ挿入穴、１３…フェルールの接合端面。
【図１】
2005308880.tif 000004
【図２】
2005308880.tif 000005
【図３】
2005308880.tif 000006
【図４】
2005308880.tif 000007
【図５】
2005308880.tif 000008
【図６】
2005308880.tif 000009
【図７】
2005308880.tif 000010