(57)【要約】光コネクタ（１０）が、光放射を搬送するための少なくとも１つの光導波路（１２）を備え、使用に際して前記放射が当たる全反射面（１１）を備え、この光導波路中の放射は前記面によってコネクタの光学要素（１４）に向かって反射されるようになっており、さらに、適切に接合するように構成されている他のいずれの光コネクタともコネクタ（１０）が相互錠止するのを可能にする手段を備える。
2006515687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光コネクタであって、光放射を搬送するための少なくとも１つの光導波路を備え、使用に際して前記放射が当たる全反射面を備え、前記光導波路中の前記放射は、前記面によって前記コネクタの光学要素に向かって反射されるようになっており、さらに前記コネクタが、適切に接合するように構成される他の光コネクタのいずれかと相互錠止するのを可能にする手段を備える、光コネクタ。
【請求項２】
前記面は、使用に際して、前記面によって前記光導波路中の前記放射が前記コネクタの光学要素に向かって反射され得るように、また別法として、使用に際して、前記面を横切って前記放射が通過し得るように、その内面反射特性が減衰可能であるようになっている、請求項１に記載の光コネクタ。
【請求項３】
前記光コネクタは、適切に接合するように構成されている他の光コネクタのいずれかと前記コネクタが相互錠止するのを可能にし、かつ前記コネクタがこのような他のコネクタと相互錠止すべきであればまた相互錠止すべきときに、第１の前記コネクタの前記全反射を減衰する手段を組み込む手段を備え、前記コネクタの前記相互錠止を可能にする手段は、前記コネクタが前述の別の適切なコネクタに相互錠止されると、前記コネクタの前記全反射面は、前記光放射が、前記２つの相互錠止コネクタによってそのときに形成された前記接続部を横切って通過できるように、他方のコネクタの前記全反射減衰手段に十分に近接するように作用的に位置決めされる、前記請求項のいずれかに記載の光コネクタ。
【請求項４】
放射が前記第１様式で反射されて向かう前記光学要素は、目を損傷する放射が前記コネクタ内部に留まるように前記放射を処理する、前記請求項のいずれかに記載のコネクタ。
【請求項５】
前記コネクタは複数の光導波路を備える、前記請求項のいずれかに記載のコネクタ。
【請求項６】
前記相互錠止手段は、コネクタが非表面減衰方式で最初に装着され、次いで前記面を減衰するためにスナップ動作によって最終的に閉じ合わせる機構の組み込みを可能にする、前記請求項のいずれかに記載のコネクタ。
【請求項７】
追加的な反射手段が前記光導波路と前記面との間に設けられる、請求項５に記載のコネクタ。
【請求項８】
前記光導波路から放出された前記放射の方向を前記全反射面に入射する前記放射の方向へ変化させる屈折手段が、前記光導波路と前記面との間に設けられる、請求項５に記載のコネクタ。
【請求項９】
前記全反射面はプリズムの少なくとも２つの側面上に位置する、請求項５に記載のコネクタ。
【請求項１０】
添付の本文及び／又は図を参照して本明細書において実質的に説明されかつ／又はそれらのいずれかの適切な組み合わせで例示した光コネクタ。
【請求項１１】
１つ又は複数の他の光コネクタと組み合わせて、前記請求項のいずれかに係る第１の光コネクタを備える多重コネクタシステムであって、そのような他のコネクタのそれぞれは、請求項３で構想された方法でかつそこで概説した結果を有して、前記第１の光コネクタと相互錠止するために適切に接合するように構成される、多重コネクタシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光コネクタに関する。当該光コネクタは、広く多様な用途、例えば、光ファイバ通信システム、光ネットワーク部門で使用するための光コネクタ配置に使用可能である。それらは、例えば、光ネットワークの機能性を高めるための改良方法にも使用される。
【背景技術】
【０００２】
光ネットワークを設計する際の主要問題の１つは、ネットワーク上に光学要素を配置することである。構成要素の装備及び配置に関する設計上の決定は、ネットワーク上の初期通信量ばかりでなく、しばしば予測不能である将来的なネットワークの成長も考慮しなければならない。この問題は、費用を最小限する必要があり、さらに成長が特に予測不能である首都圏（または都市部）のネットワークでは特に肝要である。
【０００３】
この問題に対する通常の解決策は、現時点で予見される通信量の増加に適応するのに十分な要素を最初に装備し、かつ追加的な拡張に適応する必要性がある場合にはネットワークの一部を休止することである。これは、既存の通信量に対する影響を最小限に抑えながら実行することが困難であり、また大きな運営上の出費である。ネットワークの一部を休止することは、必要に応じてかつ必要なときに、出張設定サービスを行って新たなネットワーク要素を既存のネットワークに接続することが伴い得る。これには多大な運営上の費用が伴い、さらにネットワークのリング又は配線システムが同時に数時間も休止状態になることを意味し得る。他の随意的な選択肢は、将来的な拡張の必要性があると思われるネットワークにインラインコネクタを取り付け、次いで、それが実際に必要なときには、出張設定サービスを行いかつ新たな要素を接続することである。付随する「動作不能時間」は先に述べた場合よりも少ないけれども（数時間ではなく数１０分）、これも大きな運営上の費用が掛かる。最後に、将来的な拡張の必要性がある箇所に、２×２の光スイッチを取り付けることが可能であり、このスイッチは、必要性が実際に発生したときに新たな要素を回路中に組み込むように動作する。これは迅速であるが（このようなスイッチングに通常必要な時間は＜１０ミリ秒である）、信号の通過が２回行われ、しかも２つのコネクタを要するので、その信頼性が低下しかつ損失が増大する。さらには、このようなスイッチのほとんどには電源が必要であり、したがってネットワークの先行費用が増加することになる。
【０００４】
出願人の知る従来技術
以下の文献において幾つかの従来技術を確認した。
欧州特許出願公開第１１８６９３２（Ａ２）号
米国特許第６，３９３，１７４号
米国特許第５，３９０，２６６号
米国特許第４，１７６，９０８号
【０００５】
これらの幾つかは全反射面を有する装置を開示するが、これらの開示はどれも以下の態様を開示するものではない。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、その最も広い態様では、光コネクタであって、光放射を搬送するための少なくとも１つの光導波路を備え、使用に際して前記放射が当たる全反射面を備え、この光導波路中の放射は、前記面によってこのコネクタの光学要素に向かって反射されるようになっており、さらにこのコネクタが、適切に接合するように構成される他の光コネクタのいずれかと相互錠止するのを可能にする手段を備える、光コネクタを提供する。
【０００７】
本構成は、それが絶対的に最小限の通信中断で既存の光回線の拡張を可能にするので特に有利である。それは、光アド／ドロップマルチプレクサ（ＯＡＤＭ）フィルタなどを使って、この場合も既存の通信に対する最小限の影響で爾後の拡張を可能にすることによってネットワーク計画を簡素化する。それは、拡張時支払い方針に準拠するのを可能にすることによって設備投資を低減する。それは拡張作業の簡素化によって運営上の出費を低減する。それは、不必要な構成要素を排除することによって、かつ増幅器及びＤＳＣＭ（分散補償モジュール）などを使って、使用状態で拡張が可能であることによってネットワーク性能を高める。
【０００８】
本発明の最も広い態様の従属的な態様では、前記面は、使用に際して、この面によって光導波路中の放射がコネクタの光学要素に向かって反射され得るように、また別法として、使用に際して、この面を横切って放射が通過し得るように、その内面反射特性が減衰可能であるようになっている。
【０００９】
他の従属的な態様では、このコネクタは、適切に接合するように構成されている他の光コネクタのいずれかとこのコネクタが相互錠止するのを可能にし、かつこのコネクタがこのような他のコネクタと相互錠止すべきであればまた相互錠止すべきときに、第１の前記コネクタの全反射を減衰する手段を組み込む手段を備え、このコネクタの相互錠止を可能にする手段は、このコネクタが前述の別の適切なコネクタに相互錠止されると、このコネクタの全反射面は、光放射が、２つの相互錠止コネクタによってそのときに形成された接続部を横切って通過できるように、他方のコネクタの全反射減衰手段に十分に近接するように作用的に位置決めされる。
【００１０】
本発明の最も広い態様に係る従属的な態様では、放射が前記第１様式で反射されて向かう前記光学要素は、目を損傷する放射がコネクタ内部に留まり、それによってコネクタはアイセーフ作業が実現できるようにこの放射を処理する。
【００１１】
他の従属的な態様では、前記コネクタは複数の光導波路を備える。この構成は、接続部が１つのコネクタポートから次のコネクタポートへと放射の切換えを許容するように、このようなコネクタが同様の接合コネクタと一緒に第２様式で動作するときに特に有利である。
【００１２】
他の従属的な態様では、相互錠止手段は、接合コネクタが非表面減衰方式で最初に装着され、次いでこの面を減衰するためにスナップ動作によって最終的に閉じ合わせる機構の組み込みを可能にする。
【００１３】
他の従属的な態様では、追加的な反射手段が光導波路とこの面との間に設けられる。この有利な構成は、例えば、光導波路が、コネクタ内部で平行であることを可能にし、かつ全反射面に対して直角であることさえ可能にする。
【００１４】
他の従属的な態様では、光導波路から放出された放射の方向を全反射面に入射する放射の方向へ変化させる屈折手段が、光導波路とこの面との間に設けられる。これはまた、光導波路がコネクタ内部で平行であることを可能にし、かつ全反射面に対して直角であることさえ可能にする。
【００１５】
他の従属的な態様では、全反射面はプリズムの少なくとも２つの側面上に位置する。この構成は、例えば、それが接合コネクタをある角度（例えば、コネクタから９０度）に配置できるので特に有利である。
【００１６】
本発明はまた、１つ又は複数の他の光コネクタと組み合わせて、前記態様のいずれかに係る第１の光コネクタを備える多重コネクタシステムを提供し、そのような他のコネクタのそれぞれは、上記の本発明の第３の態様で構想された方法でかつそこで概説した結果を有して、前記第１の光コネクタと相互錠止するために適切に接合するように構成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１ａは、第１及び第２光導波路１２、１４を収容する本体１０を備えるコネクタを示し、これらの各導波路は、例示の実施形態では屈折率分布型レンズ(「ＧＲＩＮ」レンズ)である各々のコリメータ１８、２０を介して一端が屈折素子１６に連結する。第１の動作様式では、光導波路１２からの放射が、ガラス空気境界面における全反射面１１によって光導波路１４に向かって反射されるように、このコネクタは他のコネクタのいずれからも切り離されて動作可能である。エアギャップ１５を画定する防護膜１３が設けられている。
【００１８】
本明細書における「相互錠止」という用語は広く解釈されるべきであり、それは、接合装着、共通支持体との接触、絡み合い、及びコネクタ間の単純な面接触とは異なる他の接続形態の全形態をその意味範囲に包含する。
【００１９】
正確な位置合わせ（第２の動作様式における）のための２つ以上の位置合わせ穴２２を含む相互錠止手段も本体１０の中に含まれる。コネクタが接合するときに、全反射面が接続部を横切る光放射の通過を許容するように、もう１つのコネクタを選択することができる。
【００２０】
図１ｂは、位置合わせ穴によって相互に装着された２つのコネクタ又はコネクタ部分を示す。
【００２１】
コネクタの第１使用様式にある第１コネクタ部分の動作は、屈折要素１６の面２４におけるエアギャップ（又は低屈折率の媒質若しくは真空）の存在に依存し、そのエアギャップには、屈折要素／エアギャップ境界面を汚染から保護するために、光コネクタ設計の当業者には直ちに明らかな幾つかの適切な方法によって、保護被覆２６が付着されることが好ましい。
【００２２】
コネクタの第１使用様式では、第１コネクタ部分は第２コネクタ部分から切り離されており、第１コネクタ部分のポート１における光信号入力は、ガラス空気境界面２４における全反射を経てポート２から退出する。したがって、例えば、第１コネクタ部分がネットワークリングの中に含まれる場合は、ポート２に伝送された信号は、このリングの他の箇所で使用するために利用可能である
【００２３】
ここで、何らかの種類の光学要素（例えば、アド／ドロップマルチプレクサ）を追加することによって、リングが拡張可能（後付け様態で）であると想定すれば、保護被覆又は薄膜２６（それが設けられている場合）が除去され、かつ第１部分と実質的に同一の第２コネクタ部分が、第１コネクタ部分にあてがわれ、穴２２の中に挿入される位置合わせピン２８又は同様のものを使用して位置合わせされる（図１ｂ参照）。この第２コネクタ部分も図１ｂの要素３０として示した屈折要素を有し、この要素は、この場合に１つの好ましい実現では、屈折要素３０の外面を覆う屈折率整合物質３２を含む。この第２コネクタ部分は、全反射面２４とこの物質との間に依然として存在する間隔が非常に僅かなエアギャップ（例えば、５０ミクロン程度）のみになるまで第１コネクタ部分にあてがわれる。次いで、第２コネクタ部分は、１０ミリ秒を大幅に下回る所要時間（実際では＜１ミリ秒）の作業で、屈折要素１６、３０の２つの対向する表面が相互にしっかりと接触するまで（図１ｃ）、第１コネクタに向かって最後まで押し付けられる。このようにしっかりと接触すると、整合物質の存在に助けられて第１コネクタ部分では内面反射が起こらず、したがってポート１における光信号は、確実に屈折要素３０の中を通過して光導波路３３の中を通過し、ポート４を介して退出することになる。同様に、ポート３で第２コネクタ部分に進入する信号は、光導波路１４の中を通過し、ポート２を介して退出する。接合されたコネクタ中の光クロストークが、確実に望ましくはポート１と２の間で−５０ｄＢ未満になるように、屈折率整合物質は一般に屈折要素の屈折率の０．２％以内であるべきである。
【００２４】
２つのコネクタ部分の接合はコネクタの第２の使用様式を構成し、その様式では、以前には存在しなかった光学要素がネットワークの中で働くようになる。ポート３及び４に接続される新たな光学要素のこのような導入は、先に説明した従来から知られている光ネットワークの拡張方法と異なり、許容範囲の少ない損失で実現され、通信の中断を最小限にし、かつ非常に少ない費用で実施可能である。
【００２５】
本発明に係る光コネクタの第２の実施形態が、その第１使用様式で図２に示されている。この実施形態では、フェルール６０が、ばね接点、掛金機構、及び張力逃しの形態など、通常の要素を収容するコネクタ本体の筐体６２に装着される。このフェルールは、第１及び第２光信号導波路、即ち、ある長さの光ファイバ６４、６６を内蔵し、これらのファイバは、第１の実施形態の場合と同様に、ＧＲＩＮレンズなどのコリメータ要素６８の中に通され、これらのコリメータは屈折要素７０の中に通じており、この要素の２つの壁７２及び７４の上に反射手段７６、７８が設けられる。これらの反射手段は、局所的なエアギャップ若しくは何らかの低屈折率の媒質若しくは真空で満たされた間隙、又は表面７２、７４の外側に施された反射表面の形態を取り得る。
【００２６】
これらの反射手段を使用することによって、ポート１及びポート２（図示せず）からのファイバ６４、６６が、実質的に相互に平行にコネクタ筐体６２から退出可能になる。これは、その場合に、このコネクタは標準的な光ファイバコネクタに通常使用される構成技術が利用可能であるために、製造及び使用の際に幾つかの利点を有する。図３は、コネクタ部分を正確に位置合わせするレセプタクル８０を使用して、このような２つのコネクタ部分が第２の使用様式で互いに接合されているのを示す。
【００２７】
同様の配置が図４ａに示されているが、２つの追加的な特徴を組み込む。第１の特徴は、コネクタ部分の一方又は両方の前面が、接合面８３の中に、例えば、約２０ｍｍの半径の僅かな湾曲を作成するように研磨されていることであるが、それはＦＣ／ＰＣ光ファイバコネクタでは一般的である。ここでコネクタ部分が接合されるとき、接合面の中心回りに非常に適切な物理的接触が確保されるように、閉じ合わせ力によって一方又は両方のコネクタ部分の端部を僅かに平坦化させる。典型的には、この接続力は約１ｋｇでよく、ガラスは直径約２５０ミクロンの範囲にわたって平坦化される。
【００２８】
第２の特徴は、接合すべき表面の直前にベルビル（Ｂｅｌｖｉｌｌｅ）（商標）座金７９などのスナップ閉じ機構を含むことである。これは、第１コネクタ部分のフェルールを一端から位置合わせレセプタクル（例えば、防護壁型コネクタ取付具８１）の中に挿入し、次いで、この座金が第１コネクタ部分の全反射面の周辺部に接触するまで、それを他端からレセプタクルの中に挿入することによって最も適切に実現される。最後に、第２のコネクタ部分がレセプタクルの第２端から挿入され、第２コネクタ部分の接合面のその外側の面がベルビル（商標）にちょうど接触するまで（図４ｂ参照）押し込まれる。この座金中の湾曲によって、２つの接合面間の適切な最小間隔（１０〜１００ミクロン）が自動的に確保される。第２コネクタ部分にさらに力を加えると、この座金が強制的に屈伏されて平坦になるが、この座金は、第１コネクタ部分の全反射面の外側部分（内側部分よりも突出が少ない）を占めるに過ぎないので（図４ｃ参照）、２つの接合面は首尾よく接合され得る。（それほど力が低減することなく１０〜１００ミクロンの間隔だけ伸展可能な撓み易いばねをコネクタ筐体の背面に備えてもよい。）
【００２９】
ベルビル（商標）座金は、湾曲した接合面に使用される場合の必要条件ではなく、単なる強化機能に過ぎず、それが動作すると、コネクタ部分の対を最終的に閉じ合わせる速度と制御が向上し得ることが強調されている。
【００３０】
接合面の一方又は両方に連続的な湾曲を設ける代わりに、段付き面構成（図示せず）を用いてもよく、それによって平坦な、又はたとえ湾曲していても、接合面は、座金が位置する凹所に取って代わられるが、この凹所は、当然のことであるが対向する接合面に対面して座金が依然としてその離間機能を果たし得るような深さである。
【００３１】
図４ｄに示した追加的な特徴は、通常のコネクタ構造の中で終端するコネクタの内部に１対のＴＩＲ（全反射面）境界面を組み込むことである。このコネクタに具現された機械的特徴は、このコネクタが通常のコネクタ又はコネクタ対に接合されるとき、２つのＴＩＲ表面を押し合わせることである。これは、ＴＩＲ表面を保護するための封止容積を設ける有利な特徴を有し、さらには通常のコネクタとの相互動作を可能にする有利な特徴も有する。
【００３２】
本発明に係る光コネクタの第３の実施形態が図５に示されている。これは湾曲した屈折要素８２（半球状のボールレンズ）を示し、この要素は図２及び３に示した要素と同じ機能を果たすが、さらにその湾曲表面を利用してコリメーション及び合焦動作を行う。
【００３３】
図６に示す第４の実施形態では、フェルール８６が、ファイバ８５からの放射に対して合焦機能とビーム偏向機能との両方を果たすように用いられた屈折率分布型（ＧＲＩＮ）レンズ８４を組み込む。これは高開口率のＧＲＩＮであることが好ましく、約０．６の開口数を有し、例えば、ファイバ芯線（ＳＭＦ２８ファイバ）が取り付けられる半径範囲では１．４６８の屈折率を有し、それによって後方反射を最小化し、中心では１．８５の屈折率を有し、法線に対して〜３５度のビーム入射角を与える。これは高屈折率物質と空気との間の３２度の臨界角を無理なく超える。
【００３４】
Ｇｒｉｎレンズは１／４ピッチの長さである（したがって、ファイバにおける所定位置を接合面の中心における所定角度に変換することになる）。ファイバが可能な限り互いに接近しているが、それはコネクタフェルールの角位置合わせの公差を減少させるので有利であり、レンズの典型的な長さは約０．２ｍｍであり、ファイバ芯線における直径は約１２５ｍｍであり、かつ全径は０．１５０と０．２５ｍｍの間である。扱い易くするために、望ましければ、長さは３／４ピッチまで増大させることができる。これはこの部品が円対称であるために組み立てるのに特に有利な構造であり（ＧＲＩＮレンズは短い円筒部分である）、主フェルールはファイバ径の３倍の穴を有し、中に７本のファイバを有するか（図１６におけるように）、又はそれらが２重穴フェルールの中で相互に非常に接近した２本のファイバでもよく、この円筒形レンズはフェルール中の凹所中の端部に装着される。必要なｇｒｉｎレンズの屈折率範囲は広く、異なるガラスの同心管を引抜き前に互いに融合させることによって作製可能である。
【００３５】
図７は、研磨した平板な全反射面８８をガラス空気境界面に有するボールレンズ８７を組み込む第５の実施形態を示す。このレンズは、その湾曲境界面における屈折によって偏向機能及びコリメーション機能を果たすように設定されている。空気、真空、又は他の任意適切な低屈折率の流体を充填できる空間８９が、光導波路とボールレンズとの間に設けられる。
【００３６】
図８は、光基板９２上に光導波路構造９０（例えば、シリカオンシリコン導波路又はイオン交換導波路）を組み込む第６の実施形態を示す。このような２つの個別の導波路９４、９６を備える構造は、全反射面上の点９８で交わるように、光放射をこの面まで／この面から強制する。
【００３７】
本発明に係る光コネクタの第７の実施形態が図９に示されている。それは、各々のコリメート手段１０８、１１０と組み合わせた光導波路１０４、１０６を内蔵するフェルール１０２の端部に装着されたプリズム要素１００を示すが、これもＧＲＩＮレンズからなり得る。このプリズム要素１００は２つの反射表面１１２、１１４を与え、それらは、コネクタ部分の第１使用様式で、入射する光放射を入力から出力まで全反射させる。
【００３８】
図１０は、適切なレセプタクル、例えば、防護壁型コネクタ取付具１１８を使用して準共線様態で接合された１対のこのようなコネクタ部分を示す。ここでは、光導波路１０４中の光放射が、２つのプリズム要素によって２度反射され、光導波路１１９に進入して第２のコネクタ部分に結合された光学要素に送出され、次いで、この光学要素によって戻された光放射は光導波路１１６に進入し、そこからそれは第２プリズム要素１２０から第１プリズム要素１００の中を通過し、光導波路１０６を介して退出する。
【００３９】
図１１は同じ配置の別法による変型を示し、そこでは２つのコネクタ部分がレセプタクル１１７内部で９０°に近い角度で接合されている。この配置は、「コーナ反射器」機能を備えることによってファイバ屈曲半径に適応するために必要な空間を減少させるので、通信機器で利点を有し得る。光信号路は矢印によって示されている通りである。
【００４０】
図１２は、同じ配置のさらに他の別法による変型を示すが、今度は、プリズム要素中に２つの反射面が存在することを利用して、２つの別個のコネクタ部分１３２、１３４を第１コネクタ部分１３０に接合可能にする。この配置は２つのコネクタの機能を与えるが、第１コネクタ部分１３０の非結合状態（第１使用様式）におけるスルーロス（through loss）は単一コネクタのみの損失である。再び光信号路を矢印によって示す。
【００４１】
このような４つのコネクタ部分が共に接合して動作する他の配置も本発明の範囲内で企図されている。
【００４２】
図１３は、コネクタ部分が、平行に又は他の任意適切な方向に配置された幾つかの対になった光導波路（ファイバ）を内蔵する光コネクタ配置を示す。図示の本数は１本の中心ファイバを有する３対である。その構造が対照的であることにより、図示の７本のファイバをフェルールの中心に沿って高い精密度で配置することが可能である。図示の実施例では、ファイバ１がファイバ２と対をなし、ファイバ３がファイバ４と対をなし、さらにファイバ５がファイバ６と対をなす。中心ファイバ７は標準的な「直通」コネクタとして動作し、それはコネクタの閉じ合わせを監視する際に有用であり得る。この配置は、同じ接合穴を共有することによって複数接続が同時に実現可能であるという利点を有する。中心ファイバの直径を変化させることによって様々な数のファイバ対が同様に配置可能であり、さらにこの特徴を適切なビームコリメーション方法及び再誘導方法のいずれかと組み合わせて使用可能であることが明白であろう。
【００４３】
図１４は、別法による多ファイバ配置を示す。この配置では、２列のファイバが上下に垂直に位置合わせされ、ファイバ対がそれぞれのコネクタ部分に関連する。コネクタ位置合わせ溝１４２を有する４つのコネクタ部分１４１が示してある。これは、シリコン又はプラスチックなどの基板中の位置合わせ溝中に取り付けられた２列のファイバを使用して構成され、次いで、この２列はファイバ対を実現するために相互に対して垂直に位置合わせされることが好ましい。反射機能及び合焦機能に使用するための１連の光学要素は、いずれかの適切な先行図に示した光デバイスのいずれかを使用して形成可能である。
【００４４】
有利なことに、このような多ファイバコネクタ配置では、接合するコネクタの動作によって、幾つかのファイバ対を切り離し、他方では同時に他のファイバ対を接合する。これは幾つかのネットワーク応用例を有する。
【００４５】
湿気の進入若しくは凝縮を排除するか又は少なくとも最小限にするために、本発明は、第１コネクタ部分の端部に湿密蓋を使用し、それによってエアギャップを保持するか、又は図１ａに示したように単用の犠牲保護層を設けることを企図する。しかし、このような方策は幾つかの応用例では信頼性不足の評価を受ける恐れがあり、それは、全反射を中断させることなくコネクタ部分の端面（接合面）の掃除を許容するものではない。さらには、一旦保護層又は端末蓋が除去されると、凝縮がコネクタの端部に形成される恐れがあり、全反射が中断し、したがってコネクタ損失を増大させ、さらにコネクタに固有のアイセーフ特性を損なう（後段を参照）。
【００４６】
耐湿型の第１コネクタ部分が図１５に示されている。これは、図示したプリズムと実質的に同じ屈折率の薄いガラスのブロック１５１を組み込み、このブロックは、それをプリズム表面１５３から数ミクロンずらして把持する柔軟な薄膜１５２によって保持されるが、その薄膜は気密封止体としての役割も果たす。ガラスのブロックとプリズム表面との間に気密封止又は防湿封止される空隙１５４が形成される。このような２つのコネクタが接合されると、柔軟な薄膜が変形して両方の薄いガラスのブロックをプリズムに接触させ、よって光信号が通過して対向する光導波路に到達し得る。したがって、このコネクタは、耐湿型である利点を有し、さらに非接合状態にあるときに全反射を中断させることなく掃除を容易に行うこともできる。
【００４７】
図１６は、耐湿型光コネクタの好ましい一実施の形態を示す。左側の第１のコネクタ部分は耐湿型である。それは、例えば、１０ミクロンのガラスのブロック１６３によって全反射面１６２から離間された屈折率整合ガラス（例えば、厚さ２０ミクロン）の薄膜１６１を有し、乾燥窒素などの圧縮性で非凝縮性の低屈折率媒質１６５を気密封入する。右手のコネクタ部分は耐湿型ではなく、例えば、半径１０ｍｍの湾曲表面１６４を有する。これらの２つのコネクタ部分が閉じ合わされるとき、第２コネクタ部分の丸みを帯びた表面がガラス膜を表面１６２に押し付け、それによって光信号をポート３及び４に結合する。
【００４８】
接合状態において交差結合の水準を最小限にするために、ガラスブロック膜の接合面は内部のＴＩＲ表面に対して僅かに角度を成し得る。別法として又は追加的に、交差結合及び接合状態における損失は、結合前に少量の屈折率整合流体を接合面に加えることによって低減可能である。
【００４９】
耐湿コネクタの別法による設計は、第１コネクタ部分の端面の屈折率を選択して、この端面が湿気で覆われても全反射が依然として起きるようにするものである。この目的に適切な物質の一例が、約２．２の屈折率を有するＴｉＯ2（ルチル）である。異なる屈折率の物質が使用されるとき、必要な場合は反射防止被覆を用いて損失を低減できることに留意すべきである。
【００５０】
光信号が２つの経路に分割され、次いで再結合が可能であるとき、マルチパス妨害（ＭＰＩ）が生じる恐れがある。幾つかの応用例では、ＭＰＩを非常に低く抑える必要があり、例えば、妨害信号は、大きさが主信号よりも５０ｄＢ低いことが必要である。本発明に係るコネクタが、図１におけるように光学要素中で結合するとき、接合状態にあるコネクタ内部の残留反射率が妨害信号を構成し得る。
【００５１】
図１７は、ＭＰＩ除去比を倍増するために２つのコネクタを縦続接続する方法を示す。非接合状態では、信号がポート１〜ポート２〜ポート１Ａ〜ポート２Ａの経路を取り、全反射を２回経る。ネットワーク要素１６０はポート４からポート３Ａに接続されている。接合状態では、主経路がポート１〜ポート４〜ネットワーク要素〜ポート３Ａ〜ポート２Ａであり、他方では妨害信号がポート１〜ポート２〜ポート１Ａ〜ポート２Ａの経路を取る。この場合では、望ましくない信号が２つの反射を経る（例えば、それぞれが−４０ｄＢであり、−８０ｄＢの合計除去比を与える）。２つのコネクタは、図１３又は図１４におけるように、多重コネクタ構造の一部であることが好ましい。別法として、例えば、内部反射器を使用してポート２をポート１Ａに内部接続することもできよう。
【００５２】
本発明に係る光コネクタの最後の一実施形態が図１８に例示されている。図１８では、その第２の使用様式にある光コネクタが第１及び第２コネクタ部分４００、４０２を備え、その中にコリメータ又は屈折要素が追加されることなく光導波路４０４、４０６、４０８、４１０が収容されている。これらの導波路はそれぞれの接合面上で、ある角度（例えば、４５°）で集束し、その面上では第１コネクタ部分４００の接合面が再び第１動作様式で全反射器としての役割を果たす。２つのコネクタ部分は相互に接触しているので、光導波路４０４中の光放射は光導波路４０８まで直進し、導波路４１０に進入する戻りの放射は導波路４０６まで直進する。
【００５３】
この実施形態では、光導波路の接合端が、擬似エアギャップを回避するために正確に切断されかつ研磨されることが重要であり、それらのエアギャップは第１コネクタ部分から第２コネクタ部分への伝送及びその逆の伝送を損なう恐れがある。
【００５４】
幾つかの機能では、新たな光学要素が第２コネクタ部分の外部にある必要はなく、それと一体化が可能であることは言及に値する。実施例には、フィルタ、タップ、センサ、アイソレータ、及び／又は光電子構成要素が含まれよう。
【００５５】
図１９は、本発明のコネクタに関する特定の有利な使用を示す。第１コネクタ部分（又はコネクタ）１７０が、図示のように回線の中に含まれている。光アド／ドロップマルチプレクサ（ＯＡＤＭ）フィルタ１７４が、ループ構成で第２コネクタ部分に接続されている。コネクタの２つの半部分が接合されるとき、信号はＯＡＤＭフィルタを介して別の経路を取る。通信の中断は短く（＜＜１０ミリ秒）、それは多くの光システムによって許容範囲である。さらに拡張能力を与えるために、本発明に係る第２光コネクタ部分１７６をこのループに含めることも可能である。
【００５６】
このコネクタは融通性のある箇所となるように増幅器のノード間で使用可能である。
【００５７】
幾つかの拡張又は保守計画では、通信路を中断することなく光信号を回線上で測定できることが有用である。これは、図２０に示すようにタップカプラ２００（典型的には信号の１％から１０％を引き出す）に結合されたコネクタによって実現可能である。この場合もコネクタは光経路を＜＜１０ミリ秒中断する。次いで、引き出された信号は必要に応じて測定機器２０２に供給される。
【００５８】
別法による光タップの導入手段は、コネクタの２つの接合面間を１ミクロンほど僅かに切り離すことによるものであり、それは境界面における反射の一部を減衰させることになるが、それによって第１コネクタ部分中の光の一部を第２コネクタ部分のそれぞれの導波路の中へ結合することができる。このような切り離しを実現する１つの方法は、中程度の閉じ合わせ力によって２つの表面を既定の間隔にするように、先に説明したスナップ動作機構の適切な設計によるものである。
【００５９】
このコネクタを使用すると、増幅器２０４を回線中に挿入することができる。
【００６０】
図２１は、２つの既存のリング（主リング２０６及び副リング２０８）を単一のより大きなリングに連結するための本発明に係るコネクタの使用を示す。実施では、これを実現するためには以下の段階を踏むことが好ましい。即ち、第１に、２つのコネクタの半部分を接合する前に、第１コネクタ部分に隣接するそれらのリングノードにおける通信を別の経路に変更し、次いで、コネクタの半部分を接合して拡大リングを介して新たな経路を開き、最後に、この新たな経路を別の経路に変更されていた通信のために利用可能にする。
【００６１】
分散は、信号がファイバシステムに沿って伝搬するときにパルス拡張を引き起こすので、それは多くの光システムで重要な問題である。分散はより高速のシステム（１０Ｇｂｐｓ以上）に対して又は非最適条件のファイバ種類では特に問題である。単純な光ファイバシステム（例えば、２．５Ｇｂｐｓ、少ない波長）が、最小限の分散補償で配備可能である。幾つかの波長を１０Ｇｂｐｓ／４０Ｇｂｐｓに拡張する場合には分散補償モジュール（ＤＣＭ）又は分散勾配補償モジュール（ＤＳＣＭ）の追加が必要である。これは、図２０に関連して一部説明したように、タップカプラ及び分散測定機器を有する、本発明に係る光コネクタを使用して信号品質を最初に測定することによって実現可能である。次いで、分散測定機器を使用して固定分散補償の最適値を計算することができる。その場合に、このタップカプラ及び測定機器は安価な固定ＤＣＭ又はＤＳＣＭによって置き換え可能である。
【００６２】
図２２は、光バックプレーン応用例に使用される、本発明に係る幾つかのコネクタ２２０ａ、２２０ｂを示す。この構成は、回路基板２２２をバックプレーン２２４にプラグ接続することが可能であり、光信号はこのような基板のそれぞれを介して引き回され、基板上に実装された光学要素又はモジュール２２６に送られる。バックプレーンコネクタは、単一コネクタか又は「多重」コネクタでもよい。この図では１つのみが示されているが、バックプレーンを「配線する」様々な構成が当然可能である。この応用例では、例えば、図１１に示したように、大きな角度を経由して信号を回転させるコネクタを使用することが有利である。当然のことであるが、コネクタ種類の組み合わせ、例えば、図２に示した接合コネクタ部分構成と一緒に、図１に示したコネクタ部分をバックプレーン上に組み合わせることも可能である。このためには、光導波路中の光放射（ビーム）が２つの構成中で同じ角度を内包することが必要であり（例えば、法線に対して４５°）、かつビーム径及び接合面の屈折率もこれらの２つの間で一致することが必要である。バックプレーンに対する外部境界面が（必要であれば）、オフシェルフ（off-shelf）コネクタ２２８を直接経由しても、又はオンカード（on-card）コネクタ（図示せず）を経由することも可能である。
【００６３】
本発明に係る光コネクタの第１コネクタ部分は、第２光導波路が適切に終端されていなければ、その第１の使用様式で使用されるとき、それほど高い水準の放射を放出することはない。光コネクタが単一ポート型であることのみが必要であれば、第２ポート（第２光導波路）をコネクタの内部で終端させることが可能である。図２３ａは、本発明に係る光コネクタの先に説明した第１の実施形態の第１コネクタ部分を示すが、その中ではファイバ３００が、このコネクタ部分の本体３０２の中に収容されかつコリメーティング要素３０４に接続する。この要素は、次ぎにプリズム３０６に接続し、そのプリズムの外向きの面する側面３１０が全反射面の役割を果たす。先に説明したように、保護被覆３０８も随意選択的に設けることができる。
【００６４】
しかし、この図では、表面３１０から反射された光信号が、この反射光信号が当たるプリズム３０６の面３１３の上に設けた光ダンプ（dump）３１２の中に吸収される点が異なる。別法として、この箇所に、この面に当たる信号を実質的に同じ経路に沿って戻すように反射する反射器を設けることができるが、このような戻り信号は、次いで、面３１０から再び反射されて光ファイバ３００に沿って逆方向に戻る。これは、先に説明したＡＬＳシステムにおいて依拠される戻り信号の増強効果を有する。（この知られたシステムでは、主反射表面（この図では３１０）はファイバ軸に対して通常は直角である。）標準ＦＣ／ＰＣ型光コネクタと同じ反射率を維持することが望ましければ、この反射器はエアギャップの形態でもよい。
【００６５】
このようなアイセーフ配置のより通常の動作様式は、図２３ａに例示した第１コネクタ部分を有し、それをその対応する第２コネクタ部分に連結することができる（図２３ｂ）。後者は、図１ｂに示した第２コネクタ部分の形態を取る。図２３ａに示した第１コネクタ部分の場合と同様に、この第２コネクタ部分は、第２コネクタ部分が接続されているファイバ部分に光信号を通すための単一光ポート（光導波路）を有する。
【００６６】
さらに他の別法として、蛍光物質を被覆３１２として使用可能であり、その場合に、それは保守作業員にコネクタ内部に光信号が存在することを視覚的に表示し、次いでその作業員は必要な任意の行動を取ることができる。
【００６７】
後者の配置の変形は、ファイバの破損を視覚的に表示する手段を設けるものである。これは、見やすいＬＥＤ又はレーザ３１４と直列の一連の３又は４個の光ダイオードによって上述の被覆３１２を置き換えることによって実現可能である。
【００６８】
当然のことであるが、第１の実施形態（図１）の角度付き光導波路構成を使用する代わりに、当業者によって適切に選択された他の構成のいずれかを使用してもよい。
【００６９】
アイセーフ型コネクタ配置の第２の実施形態が図２４ａ及び２４ｂの主題であり、そこでは、コネクタ部分３２０の中で終端するファイバが示されている。収容手段３２１の中に収容されるファイバの端部が、直径２．５ｍｍであり得るフェルール３２２の中に挿入され、その外端が、図示のように、心線の角度に対して５０度よりも大きな角度で、研磨によって１．５ｍｍ除去され得る。このような切除部は、その拡大版が図２４ｂ中の要素３２４として示されているが、フェルールの角度付き端面に当たる光信号が、矢印で示したように、フェルールの側壁に向かって反射され、そこで吸収されるように作成される。
【００７０】
例示したコネクタの他方の使用様式では、同様のコネクタ部分が、フェレール／空気境界面３２４で全反射動作が減衰されるように、図示したコネクタ部分３２０のフェルールの端部にあてがわれ、次いで信号は対向するフェルール３２５の中を通って抜け出し、それ自体の関連するファイバ部分の中に到達し得る。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】（ａ）乃至（ｃ）は、本発明に係る、その第１実施形態における光コネクタを使用する際の３つの異なる段階を示した図である。
【図２】本発明に係る光コネクタの第１コネクタ部分の第２実施形態を示した図である。
【図３】図２の実施形態がその「接合された」（第２使用様式）状態にあるのを示した図である。
【図４】（ａ）乃至（ｄ）は、第２実施形態の変型を示した図である。
【図５】本発明に係る光コネクタの第３実施形態を示した図である。
【図６】本発明に係る光コネクタの第４実施形態を示した図である。
【図７】本発明に係る光コネクタの第５実施形態を示した図である。
【図８】本発明に係る光コネクタの第６実施形態を示した図である。
【図９】本発明に係る光コネクタの第７実施形態を示した図である。
【図１０】第７実施形態をその「接合された」（第２使用様式）状態の第１変型において示した図である。
【図１１】第７実施形態をその「接合された」（第２使用様式）状態の第２変型において示した図である。
【図１２】第７実施形態をその「接合された」（第２使用様式）状態の第３変型において示した図である。
【図１３】第７実施形態をその「接合された」（第２使用様式）状態の第４変型において示した図である。
【図１４】多光導波路を含む第２の光コネクタ配置を示した図である。
【図１５】耐湿形態にある、本発明に係る第１使用様式における光コネクタの第１実施形態を示した図である。
【図１６】耐湿コネクタの変型を示した図であり、第２の異なる接合コネクタが示されている。
【図１７】本発明に係る光コネクタの縦続接続配置を示した図である。
【図１８】本発明に係る、その第８実施形態における光コネクタを示した図である。
【図１９】本発明に係る光コネクタが使用可能な様々な応用例を示した図である。
【図２０】本発明に係る光コネクタが使用可能な様々な応用例を示した図である。
【図２１】本発明に係る光コネクタが使用可能な様々な応用例を示した図である。
【図２２】本発明に係る光コネクタを含む光コネクタ配置のバックプレーン実装を示した図である。
【図２３】（ａ）及び（ｂ）は、アイセーフコネクタとして本発明に係る光コネクタの使用をその第１実施形態で示した図である。
【図２４】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の係るアイセーフ光コネクタの別の実施形態を示した図である。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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