(57)【要約】【課題】光コネクタの接続端面間に塗布された屈折率整合剤が、接続後長期間流出せず、適度な接続強度を保ちつつ接続後に取り外し可能な光コネクタの接続方法を提供する事を目的とする。【解決手段】１つまたは複数の光ファイバの端面（１ａ）が光コネクタの接続端面（２ａ）に揃えて配置され接着固定された一対の光コネクタ同士を突合せて接続する光コネクタ接続方法において、一対の光コネクタの少なくとも一方の接続端面（２ａ）に白金などの触媒を含有するシリコーン系オイルの硬化剤を塗布し、一対の光コネクタの少なくとも一方の接続端面にポリオルガノシロキサンとポリオルガノハイドロジェンシロキサンとを含むシリコーン系混合溶液である主剤を塗布し、その後一対の光コネクタの接続端面同士を突合せて、一対の光コネクタの接続端面の間の微小な隙間に主剤と硬化剤とが反応して硬化したシリコーン系樹脂を充填する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つまたは複数の予め高精度に切断された光ファイバの端面が光コネクタの接続端面に揃えて配置され接着固定された一対の光コネクタ同士を突合せて接続する光コネクタ接続方法において、
前記一対の光コネクタの接続端面の各々に触媒を含有するシリコーン系オイルの硬化剤を塗布し、前記硬化剤を塗布した接続端面の一方にポリオルガノシロキサンとポリオルガノハイドロジェンシロキサンとを含むシリコーン系混合溶液である主剤を塗布し、前記一対の光コネクタの接続端面同士を突合せて、前記一対の光コネクタの接続端面の間の微小な隙間に前記主剤と前記硬化剤とが反応して硬化したシリコーン系樹脂を充填することを特徴とする光コネクタ接続方法。
【請求項２】
１つまたは複数の光ファイバの端面が光コネクタの接続端面から突き出すように配置され接着固定されて前記光ファイバの端面と前記光コネクタの接続端面とが共に研磨された一対の光コネクタ同士を突合せて接続する光コネクタ接続方法において、
前記一対の光コネクタの接続端面の少なくとも一方に触媒を含有するシリコーン系オイルの硬化剤を塗布し、前記一対の光コネクタの接続端面の一方にポリオルガノシロキサンとポリオルガノハイドロジェンシロキサンを含むシリコーン系混合溶液である主剤を塗布し、前記一対の光コネクタの接続端面同士を突合せて、前記一対の光コネクタの端面端面の間の微小な隙間に前記主剤と前記硬化剤とが反応して硬化したシリコーン系樹脂を充填することを特徴とする光コネクタ接続方法。
【請求項３】
前記硬化剤の粘度を２００ｃＰ以下とし、前記主剤の粘度を３００ｃＰ以上とし、前記シリコーン系樹脂の接着強度を０．５ｋｇｆ／ｃｍ2以下とした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接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単心及び多心の光ファイバが接続される光コネクタの接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信システムには様々の光コネクタが用いられている。これまで、多心の光ファイバテープを簡単に着脱するために、ＭＴ（mechanically Transferable）型光コネクタやプッシュ・プル操作で簡単に着脱できるＭＰＯ（Multi-fiber Push-On）型光コネクタ、現場で高速に組み立てることができる高速組立ＭＴ型コネクタなどが実用化されている。どちらの光コネクタも接続にはＭＴフェルールが用いられている。
【０００３】
ＭＴフェルールを用いた光コネクタは、接続する光ファイバ同士がガイドピンにより簡単に位置合わせする構造をとっており、その簡易性、大きさ、重量、コストなどの面で光ファイバネットワークを構築する為には大変有用な技術である。
【０００４】
図１に一般的なＭＴ型コネクタの構成を示す。ＭＴ型光コネクタの構成を簡単に説明すると、多心又は単心の光ファイバテープ１がＭＴフェルール２に設けられた窓部分３から注入された接着剤４によって、ＭＴフェルール２と固定されている。また、光ファイバテープ１内の多心又は単心の光ファイバの先端部１ａはＭＴフェルール２の端面部分２ａから突き出した状態で接着固定され光コネクタ端面と共に研磨されている為、あるいはＭＴフェルール２の端面部分２ａと揃えて配置され接着固定されている。したがって、ＭＴフェルール２の端面部分２ａと光ファイバテープ内の光ファイバの先端部１ａは同一平面上にある。
【０００５】
このＭＴ型コネクタ同士をＭＴフェルール端面部分２ａに設けられたガイドピン穴５ｂにガイドピン５ａを通すことで、ＭＴ型コネクタ同士はガイドピン５ａ及びガイドピン穴５ｂによって正しく配列され、クランプスプリングにより締結されて、光ファイバテープ１内の多芯又は単心の光ファイバ同士を正確かつ容易に接続することが可能となる。
【０００６】
ＭＴ型コネクタ同士を接続する際には、ＭＴ型コネクタ接続面であるＭＴフェルール２の端面部分２ａ（本明細書中、接続端面ともいう。）にシリコーン系グリースを使用した屈折率整合剤を塗布する。もし、屈折率整合剤を使用しないでＭＴ型コネクタ同士を接続した場合、ＭＴ型コネクタ間に微小な間隙が生じ、光ファイバを構成する石英ガラスと空気との屈折率差によりフレネル反射が発生する。
【０００７】
そこでシリコーン系グリースを主成分とし、微小なガラス粉末であるフィラーを入れて屈折率を調整した屈折率整合剤を用いることにより、接続する光ファイバ間の微小な間隙が石英ガラスとほぼ同等の屈折率を有する屈折率整合剤で満たされ、フレネル反射を抑制している。
【０００８】
しかしながら、屈折率整合剤は本質的にはシリコーン系グリースをベースとした液体であるため、水没状態での使用や長期間の経過により、ＭＴ型コネクタ接続部間から屈折率整合剤が流出してしまい、フレネル反射や光接続損失増大などの問題が発生してしまうという欠点があった。この屈折率整合剤の流出によって、ＭＴ型コネクタ間の隙間にゴミ等の異物が侵入してしまい、最悪の場合、光が伝播しないという事も起こりえる。
【０００９】
なお、屈折率を調整した接着剤により、コネクタ端面同士を張り合わせて完全固定し、屈折率整合剤の流出やゴミや異物の侵入を防ぐ方法も考えられるが、コネクタの性質上、取り外しや繋ぎ直しが容易でなければならない為、この方法はＭＴ型コネクタの接続には適さない上、固化時の変形により損失も増加する。
【００１０】
また図２に側断面図を示す高速組立ＭＴコネクタの場合、予め高精度に切断された単心または多心の光ファイバの切断端面１ａを、光コネクタの接続端面２ａに揃えて配置し、接着固定しており、ＭＴフェルール２にある光ファイバ穴６の先端の微細孔部６ａと光ファイバの固定されていない部分に微妙な隙間が存在する。また、コネクタ組立の精度などにより、光ファイバ切断端面１ａが光コネクタ接続端面２ａに対し、光コネクタの内側へわずかに引っ込んでしまう場合があり、その部分にも微小な隙間が発生する。
【００１１】
このような状態で光コネクタ同士を接続した場合、接続箇所に空気が閉じ込められ、この空気が温度変化等によって膨張・収縮を繰り返すことで、光ファイバ心線の軸ずれ等が発生してしまう場合があり、安定した長期信頼性が得られないという問題点がある。
【００１２】
【特許文献１】特開昭５２−７６３４４号公報（第１−６頁）
【特許文献２】特開昭５８−４５１４０号公報（第１−２頁）
【特許文献３】特表２００１−５０５２３５号公報（第２−７頁）
【特許文献４】特開２００４−３１７９２６号公報
【特許文献５】特開２００４−３１５７１０号公報
【特許文献６】特開昭５６−１１０９１２号公報
【特許文献７】特開昭５６−８１８０７号公報
【特許文献８】特開平１０−１１１４２９号公報
【特許文献９】特開２０００−２１９６９４号公報
【特許文献１０】特開２０００−２１２１８６号公報
【特許文献１１】特開平１１−２８１８４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
前述したように、従来のＭＴ型コネクタ同士を接続する際に用いる屈折率整合剤は本質的にはシリコーン系グリースをベースとした液体であるため、使用条件や期間によってはコネクタ接続部間から屈折率整合剤が流出してしまう。そして、流出の際にゴミ等の異物が侵入してしまう事も起こりえる。
【００１４】
また、高精度に切断された光ファイバ端面と光コネクタ接続端面が揃えて配置されている。光コネクタの接続においては、光コネクタ内に微小な隙間が存在し、光コネクタ接続箇所の内部に閉じ込められた空気が、温度変化により膨張・収縮を繰り返し、長期信頼性が得られないという問題もある。
【００１５】
屈折率整合剤が流動しないように完全に接着固定するという事も考えられるが、前述したようにコネクタという性質上、取り外しが可能でなければならない為、接着固定するのは好ましくない。
【００１６】
さらに、光コネクタ内の空気の隙間がそのまま存在するため、長期信頼性は解消されない。
【００１７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、コネクタの接続後、長期間流出せず異物なども侵入しない上に、適度な接続強度を保ちつつ接続後に取り外し可能な光コネクタの接続方法を提供する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決する本発明に係る光コネクタ接続方法は、予め高精度に切断された単心または多心の光ファイバの端面が、光コネクタの接続端面に揃えて配置され接着固定された一対の光コネクタ同士を突合せて接続する際に、初めにその両方の光コネクタの接続端面に白金などの触媒を含有するシリコーン系オイルの硬化剤を塗布し、次にその一方の光コネクタの接続端面にポリオルガノシロキサンとポリオルガノハイドロジェンシロキサンを含むシリコーン系混合溶液である主剤を塗布し、その後に２つの光コネクタの接続端面同士を突合せて、光コネクタの接続端面の間の微小な隙間に、上記の主剤と硬化剤の反応で硬化したシリコーン系樹脂を充填することを特徴とする。
【００１９】
上記課題を解決する本発明に係る光コネクタ接続方法は、単心または多心の光ファイバの端面が光コネクタの接続端面から突き出すように配置され接着固定された後に当該接続端面から突き出した光ファイバの端面を光コネクタの接続端面とが共に研磨された一対の光コネクタ同士を突合せて接続する際に、初めにその一方または両方の光コネクタの接続端面に白金などの触媒を含有するシリコーン系オイルの硬化剤を塗布し、次にその一方の光コネクタ端面にポリオルガノシロキサンとポリオルガノハイドロジェンシロキサンを含むシリコーン系混合溶液である主剤を塗布し、その後に２つの光コネクタ同士を突合せて、光コネクタ端面の間の微小な隙間に、上記の主剤と硬化剤の反応で硬化したシリコーン系樹脂を充填することを特徴とする。
【００２０】
上記課題を解決する本発明に係る光コネクタ接続方法は、硬化剤の粘度を２００ｃＰ以下とし、主剤の粘度を３００ｃＰ以上とし、硬化後の樹脂の接着強度を０．５ｋｇｆ／ｃｍ2としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明では、光コネクタの接続端面同士の接続を行う際にポリオルガノシロキサンとポリオルガノハイドロジェンシロキサンを含むシリコーン系混合溶液（主剤）と白金などの触媒を含有するシリコーン系オイル（硬化剤）の２液による接触硬化で固体化する屈折率整合剤を光コネクタ接続間に用いることで、接続損失・フレネル反射、温度変化に対する接続損失の変動に関しては従来と同等以上の性能を有しつつ、水に流れ出さず、屈折率整合剤が流動せず、光コネクタ間の微小な隙間に異物の侵入を防ぐ事ができ、外部環境の変化に対して高い信頼性を有する光コネクタ接続を行う事ができる。更に、接続後も取り外しが容易であり、再接続も可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明は、研磨組立ＭＴ型コネクタや高速組立ＭＴ型コネクタなどの光コネクタを接続するにあたり、主剤と硬化剤の反応で半ゲル状に硬化するシリコーン系樹脂を用いる事で、従来の屈折率整合剤が液体状で流出するという問題点を解決し、長期信頼性の高い光コネクタ接続方法を実現するものである。このような特徴を有する本発明に係る光コネクタ接続方法の実施の形態例を、以下に図を用いて詳細に説明する。
【００２３】
本発明で使用する屈折率整合剤は室温硬化型の２液接触反応型のシリコーン系樹脂を用いている。主剤と硬化剤の２液を一定の比率で混ぜる事により硬化する。硬化後の屈折率整合剤の硬度はショアＡで４以上となるようにフィラーを入れて調整する。また、以下に説明するように、硬化剤は粘度が１０以上２００ｃＰ以下とし、主剤は粘度が３００以上３００００ｃＰ以下とし、硬化後の樹脂の接着強度が０．１以上０．５ｋｇｆ／ｃｍ2以下となるように調整する。
【００２４】
これにより、硬化後のＭＴ型コネクタ取り外しと接続端面の清掃が容易になり、適度な接続強度を確保しつつ、長期的に屈折率整合剤が流出するのを防ぐことができる。また、反応後は硬化する為、水などで流れ出す事がない。
【００２５】
この屈折率整合剤を光コネクタに塗る方法は２通りある。１つの方法は、初めに両方の光コネクタ端面に白金触媒を含有するシリコーン系オイル（硬化剤）を塗布し、次にどちらか一方の光コネクタ端面にポリオルガノシロキサンとポリオルガノハイドロジェンシロキサンを含むシリコーン系混合溶液（主剤）を塗布し、その２つの光コネクタ同士を突き合わせる事で、２液を接触反応させる方法である。もう１つの方法は、片方の光コネクタ端面に白金触媒を含有するシリコーン系オイル（硬化剤）を塗布し、次にもう片方の光コネクタ端面にポリオルガノシロキサンとポリオルガノハイドロジェンシロキサンを含むシリコーン系混合溶液（主剤）を塗布し、その２つの光コネクタ同士を突き合わせる事で、２液を接触反応させる方法である。なお、本実施形態では、触媒として白金化合物を用いた例を示すが、シリコーン系オイルとシリコーン系混合溶液との反応速度を増加させる触媒であれば、有機錫化合物やアミノキシ化合物などを触媒として用いても本発明を実施することができる。
【００２６】
高速組立ＭＴコネクタでは、図２のように、予め高精度に切断された単心または多心の光ファイバの端面１ａ（径が１２５μｍ）を、光コネクタの接続端面２ａに揃えて配置して接着固定しているので、光コネクタの接続端面２ａの近傍における光ファイバ穴６ａ（径が１２６μｍ）において、フェルール２と光ファイバ１が接着されておらず、微小な隙間が存在する。このような微小な隙間が存在する光コネクタの場合には、先に接続端面２ａに硬化剤を塗布する事で、光コネクタ内に存在する微小な隙間にある空気を排除し、温度変化による空気の膨張・収縮を防ぐことができる。また、微小の隙間に硬化剤が充填できるように硬化剤の粘度を１０以上２００ｃＰ以下に低くしている。一方で、研磨組立ＭＴ型コネクタのような、光ファイバを光コネクタの接続端面２ａから突き出すように配置して接着固定し、突き出した光ファイバ端面１ａを光コネクタ端面２ａと共に研磨したコネクタの場合、光ファイバ穴６ａにおける微小な隙間は存在しない為、硬化剤はどちらか片方の接続端面２ａに塗布すればよい。接続する２つのコネクタの一方が高速組立ＭＴ型コネクタで、他方が研磨組立ＭＴ型コネクタの場合、高速組立ＭＴ型コネクタの接続端面に硬化剤を塗ればよい。
【００２７】
なお、主剤の粘度を３００以上３００００ｃＰ以下としたのは、光ファイバ接続前に主剤が垂れるのを防ぎ、作業効率を上げるために粘度を高くしている。主剤には石英ガラス粉末のフィラーを入れる事で、粘度を調整する事ができる。
【００２８】
また、接着強度を０．１以上０．５ｋｇｆ／ｃｍ2以下としているのは適度な接続強度を保ちつつ接続後に取り外し可能な接着強度とするためである。接着強度の調整は、シリコーンの中でも分子量が上がらないものを選別する事で調整している。実際に硬化させた後の光コネクタの取り外しを行い、清掃をおこなって再度接続し、接続損失をする実験の測定結果を図３に示す。接着強度が０．５ｋｇｆ／ｃｍ2以上の接着強度を示す材料では樹脂をきれいにはがすことはできず、コネクタ損失も最初に接続した損失値よりも０．５ｄＢ以上増加してしまった。
【００２９】
次に、従来の屈折率整合剤を用いた接続方法と、本発明の接続方法を比較するため、高速組立ＭＴ型コネクタ（４心）同士を接続した時の初期特性（接続損失、反射減衰量）を測定した結果を図４に示す。測定手順は、従来の屈折率整合剤で接続・測定したのち、同じコネクタを清掃後、本発明の方法で接続・測定した。図４から明らかなように、初期特性に関しては、従来の整合剤と同等以上の性能を有している事が確認された。
【００３０】
最後に、従来の屈折率整合剤を用いた接続方法と、本発明の接続方法の特性を確認するため、高速組立ＭＴ型コネクタ（４心）同士を接続した時の温度サイクル試験を行った。温度はマイナス４０℃〜７０℃、１サイクルあたり６時間、合計１０サイクル（６０時間）実施した。測定結果を図５、図６に示す。図５は従来の屈折率整合剤を使用した場合、図６は本発明の方法による。図５、図６から明らかなように、特性はこれまでの屈折率整合剤を用いた場合と同等であり、設計規格に対して十分小さい損失変動であり、安定した特性であることが確認できた。
【００３１】
以上の結果から、本発明の接続方法を用いた場合、従来と同等の特性を有しつつ、屈折率整合剤が流れ出さず、異物の侵入を防ぎつつ、長期信頼性の高い接続を提供できることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】ＭＴ型コネクタの斜視図である。
【図２】高速組立ＭＴ型コネクタの側断面図である。
【図３】接着強度と接続損失増加の関係を表したグラフである。
【図４】従来の屈折率整合剤での接続と、本発明での接続の初期特性の比較である。
【図５】従来の屈折率整合剤で接続した時の温度サイクルのグラフである。
【図６】本発明で接続した時の温度サイクルのグラフである。
【符号の説明】
【００３３】
１  光ファイバテープ
１ａ  光ファイバ先端部
２  ＭＴフェルール
２ａ  ＭＴフェルール端面
３  ＭＴフェルール窓
４  接着剤
５ａ  ガイドピン
５ｂ  ガイドピン穴
６  光ファイバ穴
６ａ  微細孔部
６ｂ  光ファイバ設置部
【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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