(57)【要約】      （修正有）【課題】接続損失の小さい光ファイバー相互の接続方法、メカニカルスプライス及び光コネクターを提供する。【解決手段】屈折率整合剤を下記屈折率ｃからなるものにする。これにより、空穴内に屈折率整合剤が入っても屈折率整合剤の屈折率がクラッドの屈折率より小さいので、コアと屈折率との屈折率差を十分に確保されて接続損失を満足することができ、また所定の値よりも大きいので接続部での反射を満足させることができる。０．９９ｂ≦ｃ≦１．００ｂ  （測定波長：１．５５μｍ）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈折率ａのコアの上に屈折率ｂのクラッドが被覆され、コア近傍のクラッド内にコアに沿って複数の空孔が形成されたホ−リー光ファイバと、これと同一又は他の光ファイバとメカニカル的に保持して互いの端面を対向させて配置させる光ファイバ相互の接続方法において、互いに対向されて配置されたホーリー光ファイバの端面間に下記屈折率ｃからなる屈折率整合剤を配置させることを特徴とする光ファイバ相互の接続方法。
０．９９ｂ≦ｃ≦１．００ｂ  （測定波長：１．５５μｍ）
【請求項２】
接続基盤の表面に溝が形成され、その接続基盤の上に蓋が被され、溝上に載置される光ファイバを溝内に押し付ける押圧手段が形成されたメカニカルスプライスにおいて、屈折率ａのコアの上に屈折率ｂのクラッドが被覆され、コア近傍のクラッド内にコアに沿って複数の空孔が形成されたホーリー光ファイバが前記溝の上に配置され、且つこれと同一又は異なる光ファイバとが互いの端面を対向させて配置させ、前記対向する両光ファイバの端面間に下記屈折率ｃからなる屈折率整合剤が配置されたことを特徴とするメカニカルスプライス。
０．９９ｂ≦ｃ≦１．００ｂ  （測定波長：１．５５μｍ）
【請求項３】
一端側に光ファイバを内蔵したフェルールが配置され、他端側に接続しようとする光ファイバを機械的に保持して前記内蔵の光ファイバと接続するメカニカル接続部が配置された光コネクタにおいて、屈折率ａのコアの上に屈折率ｂのクラッドが被覆され、コア近傍のクラッド内にコアに沿って複数の空孔が形成されたホーリー光ファイバが前記メカニカル接続部で前記内蔵光ファイバと端面を対向させて配置され、更に、前記対向する両光ファイバの端面間に下記屈折率ｃからなる屈折率整合剤が配置されたことを特徴とする光コネクタ。
０．９９ｂ≦ｃ≦１．００ｂ  （測定波長：１．５５μｍ）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はホーリ光ファイバの相互又はホーリ光ファイバと他の光ファイバとを屈折率整合剤（マッチング液）を介して相互に接続する光ファイバの接続に関わるものである。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバはコアの周りにより屈折率の小さなクラッドが被覆された構造になっている。これらの屈折率は、測定波長によって変わるが、通信分野で使用される一般的な石英系光ファイバでは、波長1.55um帯でコアの屈折率が1.45程度、クラッドの屈折率が1.444程度に形成されている。このような屈折率差を設けることにより、光をコアに閉じ込めながら光を伝送させることができる。
【０００３】
近年、曲げに強い光ファイバの１つとして、ホーリー光ファイバが提案されている。ホーリー光ファイバ１は、図３に示すように、コア２の長手方向に沿ってクラッド３内にコア２を取り囲むように、複数の空孔４が配置された構造になっている。一例としてコア２の径が９μｍφ、クラッド３の径が１２５μｍφ、空孔４の径が１５μｍφ程度に作られる。尚この値は一例であり、その値が上記の通りとは限らない。また、空孔４の数も図示されたものとは限らない。
【０００４】
空孔４内には空気が入っているため、空孔４内の屈折率は空気と同等であり、これによりコア２の周りにおけるクラッド３の屈折率は平均して小さくなる。クラッド３の屈折率が小さくなればコア２への光の閉じ込め効果が高くなり、光ファイバを曲げても損失を非常に小さすることが可能である。
【０００５】
また光ファイバを相互に接続するものとして従来、種々のメカニカルスプライス接続が提案されている。（例えば特許文献１〜５）
【０００６】
図５に示したものは特許文献１に記載されたメカニカル保持型の光コネクタを示すものである。図５において、１０は表面に半円形の溝１１が形成された基材、２０は溝１１の表面を覆う蓋、３０は基材１０と蓋２０とをこれらの外周から覆い、これらの対向面を互いに押し付けるように押圧する外周に切り欠き３１を有する押圧付与具、４０は基材１０の一端部に取り付けられたフェルール、５０はフェルール４０内に内臓された内臓光ファイバ、６０は溝１１と蓋２０との間に配置され前記内臓光ファイバ５０と接続される光ファイバである。
【０００７】
このような構成の光コネクタはこの後、図４に示すようにスライダ８０等が被せられてメカニカル接続型光コネクタが完成する。この光コネクタは、図４に示すように、スライダ８０の外周に形成された切り欠き８１からクサビ７０を挿入し、更に図５（ロ）に示すように押圧付与具３０の外周に形成された切り欠き３１を介して、クサビ７０を基材１０と蓋２０との間に挿入することによって、押圧付与具３０が提する押圧付与力に逆らって溝１１と蓋２０とで形成される空間が広げられ、溝１１内に配置される光ファイバ６０を前記溝１１の長手方向に沿って移動可能となる。このような状態で光ファイバ６０の端面を内臓光ファイバの端面と接触させる。その後、クサビ７０を基材１０と蓋２０との間から取り去ることによって、光ファイバ６０を溝１１内に固定・保持され、光ファイバ６０と内臓光ファイバ５０とが光学的に接続した光コネクタが得られる。
【０００８】
図６に示したものは特許文献２及び特許文献３に記載されたメカニカルスプライスを示すものである。図６において、1０は表面にＶ状の溝１１が形成された基材、２０は溝１１を覆う蓋、３０は基材１０と蓋２０とをこれらの外周から覆い、これらを互いに押し合うように押圧させる押圧付与具、６０は溝１１と蓋２０との間に配置される光ファイバ、７０は基材１０と蓋２０との間に挿入され、溝１１と蓋２０とで形成される空間を広げ光ファイバ６０が溝１１内でその長手方向に移動可能にするクサビである。
【０００９】
この光ファイバ接続器は、前記クサビ７０を基材１０と蓋２０との間に挿入させた状態で、光ファイバ接続器の両端からそれぞれ光ファイバ６０を挿入させて両者の光ファイバ６０の端部を溝１１内で接触させ、この状態でクサビ７０を抜き去ることによって、両光ファイバ６０を溝１１内に固定・保持させ、両光ファイバ６０を溝１１内で光学的に接続させたものを形成することができる。
【００１０】
図７に示したものは特許文献４に記載されたメカニカルスプライスを示すものである。図７において、1０は表面に溝１１の形成されたアタッチメント１２が配置された基材、２０は溝１１を覆う蓋である。
【００１１】
蓋２０は基材１０の側部に形成された枢軸１３を中心に回転可能に構成されている。また、この枢軸１３には蓋２０を基材１０から開いた状態に付勢させるバネ１４が配置されている。基材１０の前記側部と反対側にはバネ１５と係止レバー１６とが配置され、更にこれと対向する蓋２０には係止孔２１が形成され、蓋２０が前記バネの付勢に抗して溝１１を覆ったときに係止レバー１６と係止孔２１とが係合し、蓋２０が光ファイバを覆ってＶ溝１１内に光ファイバを固定し保持した状態を維持できるようになっている。
【００１２】
また、蓋２０の溝１１と対向する面には蓋２０が溝１１を覆ったときに溝１１を押し付ける弾性変形可能な光ファイバ押え部材２２が配置されている。また、溝１１の一端部には図示しない光ファイバをガイドして横ズレが生じないようにして光ファイバを溝１１内に容易に収納させるためのガイド部１７が溝１１の両側に配置されている。
この光ファイバホルダは、弾性変形可能な光ファイバ押え部材（押圧手段）２２と、交換可能なアタッチメント１２によって、種類の異なる種々の光ファイバ心線を溝１１内に保持させることができる。
【００１３】
図８に記載されたものは特許文献５に記載されたメカニカルスプライスを示すものである。基本的な構成は前記図７に示される特許文献４に記載されたものと同一のものであるが、光ファイバを溝１１に収納する際に溝１１から光ファイバがズレ無いようにガイドするためのガイドピン１８が溝１１の両脇にそれぞれ複数個形成されている点が異なっている。
【００１４】
メカニカルスプラシスで光ファイバ相互を接続するときには光ファイバ先端は完全に密着しないためわずかではあるが光ファイバ先端と光ファイバ先端に隙間が発生する。このため、一般的に、Ｖ溝基盤上に接続する光ファイバのコアに近い屈折率を持つ屈折率整合剤を塗付し、Ｖ溝基盤上で光ファイバが相互に接続される。この結果、光の伝送損失が低減される。
【００１５】
【特許文献１】特開平11−142686号公報
【特許文献２】特開2000−304959号公報
【特許文献３】特開平09−297241号公報
【特許文献４】特開平11−023879号公報
【特許文献５】特開2004−145196号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
従来は、上記の通り光ファイバのメカニカル接続において、接続損失を低減させるために接続しようとする光ファイバのコアの屈折率に近い屈折率整合剤が使用されていた。このため、ホーリー光ファイバにこの技術を採用すると、屈折率整合剤が空孔に入り込み、クラッドの屈折率は平均してクラッドだけのときの屈折率より高くなる。この結果、クラッドとコアとの屈折率差が小さくなり、光の閉じ込め効果が弱くなる。そのためホーリー光ファイバでは空穴に屈折率整合剤が満たされている部分で光の拡散が起き接続損失につながる。
だからと言って、光ファイバのメカニカル接続では光ファイバをカットして光ファイバの先端を形成するため、ホーリー光ファイバを用いた場合、端面部の空孔を塞ぐことは困難である。そのため空孔に屈折率整合剤が進入することを防ぐのが困難である。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本願は、かかる点に鑑みなされたもので、その第１発明は、屈折率ａのコアの上に屈折率ｂのクラッドが被覆され、コア近傍のクラッド内にコアに沿って複数の空孔が形成されたホ−リー光ファイバと、これと同一又は他の光ファイバとメカニカル的に保持して互いの端面を対向させて配置させる光ファイバ相互の接続方法において、互いに対向されて配置されたホーリー光ファイバの端面間に下記屈折率ｃからなる屈折率整合剤を配置させることを特徴とする光ファイバ相互の接続方法。
０．９９ｂ≦ｃ≦１．００ｂ  （測定波長：１．５５μｍ）
【００１８】
本願の第２発明は、接続基盤の表面に溝が形成され、その接続基盤の上に蓋が被され、溝上に載置される光ファイバを溝内に押し付ける押圧手段が形成されたメカニカルスプライスにおいて、屈折率ａのコアの上に屈折率ｂのクラッドが被覆され、コア近傍のクラッド内にコアに沿って複数の空孔が形成されたホーリー光ファイバが前記溝の上に配置され、且つこれと同一又は異なる光ファイバとが互いの端面を対向させて配置させ、前記対向する両光ファイバの端面間に下記屈折率ｃからなる屈折率整合剤が配置されたことを特徴とする。
０．９９ｂ≦ｃ≦１．００ｂ  （測定波長：１．５５μｍ）
【００１９】
本願の第３発明は、一端側に光ファイバを内蔵したフェルールが配置され、他端側に接続しようとする光ファイバを機械的に保持して前記内蔵の光ファイバと接続するメカニカル接続部が配置された光コネクタにおいて、屈折率ａのコアの上に屈折率ｂのクラッドが被覆され、コア近傍のクラッド内にコアに沿って複数の空孔が形成されたホーリー光ファイバが前記メカニカル接続部で前記内蔵光ファイバと端面を対向させて配置され、更に、前記対向する両光ファイバの端面間に下記屈折率ｃからなる屈折率整合剤が配置されたことを特徴とする。
０．９９ｂ≦ｃ≦１．００ｂ  （測定波長：１．５５μｍ）
【発明の効果】
【００２０】
本願の第１乃至第３発明はいずれも、屈折率ａのコアの上に屈折率ｂのクラッドが被覆され、コア近傍のクラッド内にコアに沿って複数の空孔が形成されたホーリー光ファイバと、これと同一又は異なる光ファイバとがメカニカル的に保持されて互いに端面を対向させて配置されたその対向部に、下記屈折率ｃからなる屈折率整合剤が配置されたことを特徴とする。
０．９９ｂ≦ｃ≦１．００ｂ  （測定波長：１．５５μｍ）
【００２１】
これにより、屈折率整合剤の屈折率がクラッドの屈折率より小さければ、屈折率整合剤がホーリー光ファイバの空孔に満たされたとしてもクラッドの屈折率はコアとの屈折率差を十分に保っており、損失は発生しない。
この結果、第１乃至第３発明は、それぞれ、接続損失の小さなメカニカルスプラシス接続方法、メカニカルスプライス及び光コネクタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を具体的な数値を基に説明する。１例として測定波長１．５５μmでのクラッドの屈折率ｂが１．４４４であると仮定すると、屈折率整合剤の屈折率ｃが１．４４４以上であると光の閉じ込め効果が弱くなるため、該屈折率整合剤の屈折率ｃは１．４４４以下であれば良い。つまり、屈折率整合剤の屈折率ｃは
ｃ≦１．４４４    （式１）
即ちｃ≦ｂとなる。
【００２３】
また、屈折率整合剤の屈折率ｃはクラッドの屈折率より小さければどれだけ小さくしても良い訳ではない。メカニカル接続の規格としては接続損失０．５ｄＢ以下、反射減衰量４０ｄＢ以上が一般的である。メカニカル接続では光ファイバの先端はわずかな隙間を生じている。そのため通信光は一方の光ファイバのコアから出射された光が屈折率整合剤を通り、接続された他方の光ファイバのコアへと伝送されていく。屈折率整合剤の屈折率ｃが小さくなればなる程コアとの屈折率差が大きくなり、屈折率差による接続損失、反射が発生する。
【００２４】
実際に測定した屈折率整合剤の屈折率ｃと接続損失との関係のグラフを図２に示す。測定波長：１．５５μｍ。屈折率整合剤の屈折率がコアの屈折率に近い１．４５０では接続損失が大きく、屈折率整合剤の屈折率を小さくしていくと接続損失が小さくなっていることが判る。
実際に測定した屈折率整合剤の屈折率ｃと反射減衰量との関係のグラフを図１に示す。図１については計算結果も示している。
【００２５】
図１の計算条件：
光ファイバ先端の間隔：0.2um
ＮＡ比：光ファイバ先端の間隔微小なため無視
波長：１．５５μｍ
点は実測値、線は計算値
【００２６】
図１において実測値と計算値がほぼ同等であることが判る。反射減衰量４０ｄＢ以上を満たす屈折率整合剤の屈折率ｃは１．４３０以上であれば良いことが計算結果より出ている。つまり
ｃ≧１．４３０    （式２）
即ち、ｃ≧０．９９ｂとなる。
【００２７】
これまで述べてきた屈折率整合剤の屈折率と接続損失の関係、屈折率整合剤の屈折率ｃと反射減衰量の関係よりホーリー光ファイバに使用する屈折率整合剤は以下の範囲であればよいことが判る。
０．９９ｂ≦ｃ≦ｂ    （式３）
【００２８】
また、本発明による屈折率整合剤が毛細管現象でホーリー光ファイバの空孔に満たされれば、クラッドの平均屈折率が大きくなるため、ホーリー光ファイバを曲げるとロスが発生する。しかし、毛細管現象によって屈折率整合剤が空孔内に進入する距離は１ｍｍ程度であり、メカニカル接続部の長さに比べて非常に短い。この結果、メカニカル接続部に曲げを加えることはないため、本発明でメカニカルスプライス接続しても曲げによるロスは発生しない。
【００２９】
ホーリー光ファイバをメカニカルスプライス接続するときには（式３）を満たす屈折率整合剤ｃを用いることで良好な光学特性を得ることができる
【実施例１】
【００３０】
図６に示すメカニカルスプライスによってホーリー光ファイバ相互を以下の条件で接続してみた。
ホーリ光ファイバのコア径：９μｍφ、コアの屈折率ａ：１．４４９、クラッド径：１２５μｍφ、クラッドの屈折率ｂ：１．４４４、空孔の大きさ：１５μｍφ、空孔の数：６、空孔中心とコア中心との距離：２０μｍ、
屈折率整合剤の屈折率ｃ：１．４３５
【００３１】
この結果、ホーリ光ファイバ相互の接続損失が０．０５ｄＢ以下、反射減衰量が４４ｄＢ以上の特性が得られた。これに対して、上記屈折率整合剤の屈折率のみをホーリー光ファイバのコアと同一のものに変えた場合は接続損失が最大０．９５ｄＢ、反射減衰量が４７ｄＢとなり、本実施例が充分に特性を満足するものであることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】屈折率整合剤の屈折率と反射減衰量の関係を示す特性図。
【図２】屈折率整合剤と反射減衰量の関係を示す特性図。
【図３】ホーリー光ファイバの一例を示す端面図。
【図４】一般的な光コネクタの動作例を説明するための説明図。
【図５】図４の要部を示すもので、イは側面方向から見た断面図、ロはメカニカル接続部を溝方向に見た断面図。
【図６】一般的なメカニカルスプライスの一例を示すもので、イは動作説明図、ロはイのＡ−Ａ線における断面図。
【図７】一般的な他のメカニカルスプライスの一例を示す斜視図。
【図８】一般的な更に他のメカニカルスプライスの一例を示す本発明の一実施例を示す斜視図。
【符号の説明】
【００３３】
１０    基材
１１    溝
１２    アタッチメント
１３    枢軸
１４    バネ
１５    バネ
１６    係止レバー
１７    ガイド部
１８    ガイドピン
２０    蓋
２１    係止孔
２２    部材
３０    押圧付与具
３１    切り欠き
４０    フェルール
５０    内臓光ファイバ
６０    光ファイバ
６０    両光ファイバ
７０    クサビ
８０    スライダ
８１    切り欠き
【図１】
2007057697.tif 000002
【図２】
2007057697.tif 000003
【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】
2007057697.tif 000008
【図８】
2007057697.tif 000009