WO2024166261A1 - Optical connector and method for manufacturing same - Google Patents
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Definitions
- This disclosure relates to optical connectors and methods for manufacturing the same.
- Optical connectors are used in optical communication networks to connect optical fibers.
- SC connectors and LC connectors which use cylindrical ferrules, are used as single-core optical connectors for connecting single-core optical fibers, while MT connectors or MPO connectors, which use rectangular MT ferrules, are used as multi-core optical connectors for connecting multi-core fibers within optical fiber cables.
- the assembly process for these single-core and multi-core optical connectors is explained below.
- the coating of the optical fiber to which the optical connector is attached is removed to expose the cladding glass, which is then cut.
- the cladding glass from which the coating has been removed is inserted into the optical fiber insertion hole of the ferrule, and the inserted optical fiber is fixed in the optical fiber insertion hole with an adhesive.
- the optical fiber end face and the ferrule end face are polished using a polishing machine designed specifically for optical connectors.
- a polishing sheet is placed on top of a polishing pad, and the end face of the optical fiber and the end face of the ferrule are pressed against the polishing sheet while the polishing sheet is rotated to polish the end face.
- the end face of the optical fiber is polished first using a polishing sheet coated with coarse abrasive grains, then switched to a polishing sheet coated with finer abrasive grains, and the end face of the optical fiber that has simply been cut is processed into an optical fiber end face with a convex spherical shape.
- the speed at which the polishing sheet is rotated and the polishing time are changed for each type of polishing sheet, and a polishing pad with a hardness suitable for each polishing sheet is used, so that the end face of the optical fiber can be processed into a convex spherical shape and the optical fiber end face can protrude slightly from the ferrule end face.
- a housing is attached to the ferrule to complete the optical connector.
- optical connectors such as SC connectors, LC connectors, and MPO connectors
- the cores of the optical fiber end faces are brought into contact with each other to achieve physical contact in order to achieve high return loss at the connection point. Polishing the optical fiber end face is necessary to form the optical fiber end face that achieves physical contact.
- the ferrule to which the optical fiber is glued is pushed from the rear end of the ferrule by a spring, achieving physical contact with the optical fiber end face, which has a convex spherical shape.
- the MT ferrule and the end face of the optical fiber are polished to form an oblique angle with respect to the optical axis of the optical fiber, and the MT ferrule is pressed from the rear end with a spring to physically contact the optical fiber with the oblique end face.
- the force of the spring at the rear end of the MT ferrule causes the MT ferrule to slide in a direction that causes axial misalignment of the optical fiber within the clearance range between the guide pin and the guide pin hole.
- the MT ferrule used in the MPO connector offsets the position of the optical fiber hole in advance to anticipate the amount of sliding due to the force of the spring, thereby achieving a low-loss connection.
- multi-core optical connectors As the number of cores in the optical fiber to be connected increases, it becomes difficult to physically contact all of the optical fiber cores.
- MPO connector the amount of optical fiber protruding from the end face of the MT ferrule after polishing is not uniform, so the MT ferrule to which the optical fiber is glued is pushed from the rear end by a spring to achieve a physical contact connection even if the amount of protrusion differs.
- the pressing force of the spring must be increased to compensate for the difference in the amount of protrusion.
- the IEC an international standardization organization, specifies the spring pressure according to the number of cores in an MPO connector.
- the IEC 61754-2-1 standard for 12-core MPO connectors specifies a spring pressure of about 10 N
- the IEC 61754-2-2 standard for 24-core MPO connectors specifies a spring pressure of about 20 N. In the future, it is expected that the spring pressure will be increased in accordance with the increase in the number of cores in MPO connectors.
- the amount of protrusion of the optical fiber from the ferrule end face must be highly uniform, so the difficulty of the polishing process increases.
- the optical fiber is a multicore fiber, the difficulty of achieving physical contact connection for all cores increases even more.
- the optical fiber end face shape and optical connector parts that realize physical contact connection are designed on the premise of a single-core fiber with only one core at the center of the clad glass. Since a multicore fiber has multiple cores, it is necessary to perform end face polishing suitable for multicore fibers in order to achieve high return loss for all multiple cores.
- Patent Document 1 is based on the premise that the optical fiber end faces are polished.
- the present disclosure has been proposed in light of the above circumstances, and aims to provide an optical connector and a manufacturing method thereof that connects optical fibers with high return loss, regardless of the number of optical fiber cores or type of optical fiber, and without polishing the optical fiber end faces.
- the optical connector disclosed herein is an optical connector that detachably connects an optical fiber, and includes a ferrule that holds the optical fiber so that the optical fiber end face is exposed from the ferrule end face, and a refractive index matching portion formed on the ferrule end face so as to cover the optical fiber end face, and the optical fiber end face is formed by cleavage.
- the method of manufacturing an optical connector disclosed herein is for manufacturing an optical connector that detachably connects an optical fiber, and involves guiding the optical fiber along the optical fiber insertion hole of the ferrule, positioning it so that the optical fiber end face formed by cleavage is exposed on the ferrule end face, and forming a refractive index matching portion on the ferrule end face so as to cover the optical fiber end face.
- optical fibers can be connected with high return loss without polishing the end faces of the optical fibers, regardless of the number of cores or type of optical fiber.
- FIG. 2 is an overhead view of an MT ferrule of the optical connector according to the first embodiment.
- FIG. 2 is a top view of an MT ferrule of the optical connector according to the first embodiment.
- FIG. 2 is a left side view of the MT ferrule according to the first embodiment.
- FIG. 2 is a cross-sectional view of an MT ferrule according to the first embodiment.
- FIG. 11 is a top view of an MT ferrule according to a first modified example of the first embodiment.
- FIG. 11 is a side view of an MT ferrule according to a second modified example of the first embodiment.
- FIG. 13 is an overhead view of an SC ferrule according to a second embodiment.
- FIG. 11 is a left side view of the SC ferrule according to the second embodiment.
- FIG. 13 is a left side view of an SC ferrule according to a modified example of the second embodiment.
- the first embodiment describes a multi-core optical connector using a rectangular ferrule
- the second embodiment describes a single-core optical connector using a cylindrical ferrule.
- a multi-fiber optical connector using an MT ferrule which is a rectangular ferrule
- the MT ferrule is used by being attached to the housing of an MT connector or an MPO connector.
- Fig. 1 is an overhead view showing an MT ferrule used in the optical connector of the first embodiment.
- Figs. 2, 3, and 4 are a top view, a left side view, and a cross-sectional view, respectively, of the MT ferrule used in the optical connector of the first embodiment.
- the cross-sectional view of Fig. 4 is taken along the section line IV-IV in Figs. 1, 2, and 3.
- the optical connector of the first embodiment is a multi-core optical connector that detachably connects optical fibers 30, and has an approximately rectangular parallelepiped MT ferrule 10 that collectively holds the ends of the multi-core optical fiber 30, which is formed by arranging multiple optical fibers in a row and forming them into a tape, and a refractive index matching section 21 formed on the ferrule end face 12 that faces another optical connector to be connected.
- the MT ferrule 10 is provided with a boot 19 that extends from the rear end 13 that faces the ferrule end face 12 and covers and protects the multi-core optical fiber 30 toward the MT ferrule 10.
- the MT ferrule is made of an appropriate resin, and the boot 19 is made of an elastic material such as rubber.
- the illustrated multi-core optical fiber 30 is a four-core single-core fiber.
- the multi-core optical fiber 30 that reaches the internal space 15 of the MT ferrule 10 from the outside through the boot 19 and the opening at the rear end 13 of the MT ferrule 10 is a plurality of optical fibers 31 with the coating of the multi-core optical fiber 30 removed and the clad glass exposed.
- the optical fibers 31 are arranged so that each optical fiber end face 31a protrudes from the ferrule end face 12, guided from the internal space 15 by the optical fiber insertion hole 16.
- Each optical fiber 31 that faces the optical fiber insertion hole 16 in the internal space 15 is juxtaposed to the optical fiber adhesive part 17 provided at the bottom of the internal space 15 at a position away from the optical fiber insertion hole 16, and is fixed by adhesive 18.
- a window 14 that leads to the internal space 15 is formed on the upper surface 11 of the MT ferrule 10, so that adhesive 18 can be injected from the outside of the MT ferrule 10 into the optical fiber adhesive part 17 in the internal space 15.
- the ferrule end face 12 is formed so as to be perpendicular to the optical axis of the optical fiber 31.
- the optical fiber end face 31a is a cleavage surface perpendicular to the optical axis of the optical fiber 31, forming a mirror surface without cracks or chips.
- a solid refractive index matching section 21 is formed with a predetermined thickness on the ferrule end face 12 to cover the optical fiber end face 31a. When the length of the optical fiber end face 31a protruding from the ferrule end face 12 is not uniform, the refractive index matching section 21 is formed with a thickness to cover the optical fiber 31 protruding the longest from the ferrule end face 12.
- the refractive index matching section 21 is formed in a rectangular area including the optical fiber 31 protruding from the ferrule end face 12 at the ferrule end face 12 so as not to reach the pair of guide pin holes 12a formed in the ferrule end face 12.
- the refractive index matching section 21 is formed of a refractive index matching material and matches the refractive index with the multi-core optical fiber 30.
- the multi-core optical fiber 30 is a quartz fiber, its refractive index is adjusted to be equivalent to that of quartz glass.
- the refractive index at wavelengths of 1.31 ⁇ m and 1.55 ⁇ m used in communication is in the range of 1.440 to 1.450.
- the refractive index matching material for example, an acrylic silicone ultraviolet curing resin can be used.
- the refractive index matching section 21 has an appropriate hardness so that it can be deformed with a force of, for example, about 10 N so that when the MT ferrule 10 is attached to the MPO connector and the MPO connectors are connected to each other, they come into contact without forming any gaps and a good return loss can be ensured.
- the refractive index matching section 21 is bonded to the ferrule end face 12 and the optical fiber end face 31a, so it will not come off even if you touch it with your hand.
- the optical connector of the first embodiment is manufactured by the following process. That is, the coating is removed from the tape-shaped multi-core optical fiber 30, and the multiple optical fibers 31 with the exposed cladding glass are cut by cleaving using an optical fiber cleaver or the like so that the optical fiber end face 31a is perpendicular to the optical axis of the optical fiber 31. A cleavage surface is formed on the optical fiber end face 31a. Then, the optical fiber 31 that has passed through the boot 19 is inserted from the opening of the rear end 13 of the MT ferrule 10, and the optical fiber 31 is guided by the optical fiber insertion hole 16 through the internal space 15 so that the optical fiber end face 31a protrudes from the ferrule end face 12.
- each optical fiber 31 arranged side by side in the optical fiber adhesive section 17 provided at the bottom of the internal space 15 is fixed with adhesive 18, and a solid refractive index matching section 21 is formed using a refractive index matching material to cover the optical fiber end surface 31a protruding from the ferrule end surface 12.
- the adhesive 18 used to fix the optical fiber 31 to the optical fiber adhesive portion 17 may have a higher viscosity than that used in normal optical connector assembly, so that it does not flow into the optical fiber insertion hole 16 through the internal space 15.
- the adhesive 18 may be injected through the window 14 from outside the MT ferrule 10 into the optical fiber adhesive portion 17 provided in the internal space 15.
- the refractive index matching portion 21 may be formed by applying an acrylic silicone ultraviolet curing resin to the ferrule end face 12 and then curing it by irradiating it with ultraviolet light.
- the boot 19 may be attached to the MT ferrule 10 after the optical fiber 31 is held in the MT ferrule 10.
- a good return loss is ensured by the refractive index matching section 21 formed to cover the optical fiber end face 31a formed by the cleavage plane protruding from the ferrule end face 12. This eliminates the need for the high-precision optical fiber end face polishing process required in the manufacture of conventional optical connectors, making it possible to provide an optical connector that is easy to manufacture. In addition, a high return loss can be obtained at the connection point without polishing the optical fiber end face 31a.
- the refractive index matching section 21 has an appropriate hardness so that when the MT ferrule 10 is attached to the MPO connector and the MPO connectors are connected to each other, they deform and come into contact without creating gaps, ensuring good return loss. This eliminates the need to design the optical fiber end face shape taking into account the fiber type and number of cores, or the force required to press the ferrule, in order to obtain high return loss, making it easier to design and manufacture the optical connector.
- the MT ferrule 10 has an optical fiber adhesive section 17 that fixes the optical fiber 31 toward the optical fiber insertion hole 16 with adhesive 18, located at the bottom of the internal space 15 away from the optical fiber insertion hole 16. This prevents the adhesive 18 from flowing into the optical fiber insertion hole 16 and adhering to the optical fiber end face 31a. Therefore, the optical fiber end face 31a is not affected by the adhesion of the adhesive 18, and the refractive index can be appropriately matched by the refractive index matching section 21.
- FIG. 5 is a top view showing the MT ferrule 10 of an optical connector of a first modified example of the first embodiment.
- the first modified example differs in that, whereas the optical fiber end face 31a protrudes from the ferrule end face 12 in the first embodiment, the optical fiber end face 31a is within the plane of the ferrule end face 12 or is pulled into the optical fiber insertion hole 16 opening in the ferrule end face 12.
- the other configurations are the same as those of the first embodiment.
- the optical fiber end face 31a located within the plane of the ferrule end face 12 is covered by the refractive index matching section 21 formed on the ferrule end face 12.
- the optical fiber end face 31a that is drawn from the ferrule end face 12 into the optical fiber insertion hole 16 is also covered by the refractive index matching section 21 that extends into the optical fiber insertion hole 16 without forming a gap. Therefore, even in the first modified example, the refractive index is appropriately matched by the refractive index matching section 21, ensuring good return loss.
- the manufacturing method of the optical connector of the first modified example differs from that of the optical connector of the first embodiment in that, in the process of placing the optical fiber 31 through the internal space 15 and the optical fiber insertion hole 16 of the MT ferrule 10, the optical fiber end face 31a is prevented from protruding from the ferrule end face 12. In other respects, it is the same as the manufacturing method of the first embodiment.
- the optical fiber end face 31a is either within the plane of the ferrule end face 12 or is pulled into the optical fiber insertion hole 16 that opens into the ferrule end face 12, but the tip of each optical fiber 31 is covered by the refractive index matching section 21. Therefore, in the modified example, regardless of whether the optical fiber end face 31a is within the plane of the ferrule end face 12 or is pulled into the optical fiber insertion hole 16, the function of the refractive index matching section 21 to match the refractive index is ensured, and a good return loss is ensured.
- FIG. 6 is a left side view showing the MT ferrule 10 of an optical connector of a second modified example of the first embodiment.
- the MT ferrule 10 of the second modified example differs in that it holds a 4-core, 4-core fiber, which is a multicore fiber, whereas the MT ferrule 10 of the first embodiment holds a 4-core single-core fiber 30.
- the other configurations are the same as those of the first embodiment.
- the manufacturing method of the optical connector of the second modified example uses a four-core, four-core fiber instead of the four-core single-core fiber 30 of the first embodiment, and therefore differs from the first embodiment in that when the optical fiber 31 is inserted into the optical fiber insertion hole 16 so that each optical fiber end face 31a protrudes from the ferrule end face 12, the optical fiber end face 31a is observed to confirm that it forms a mirror surface without cracks or chips, and the optical fiber 30 is rotated relative to the MT ferrule 10 so that the four cores at each optical fiber end face 31a are aligned in the same direction. Other points are the same as the manufacturing method of the first embodiment.
- the refractive index matching portion 21 that covers each optical fiber end face 31a formed on the ferrule end face 12 enables connection with good return loss.
- the number of cores can be increased in the same way to 7, 12, 19, etc. As the number of cores increases, it becomes more difficult to achieve physical contact connection of all cores, so the configuration of modified example 2 is more effective in terms of manufacturing yield the more cores there are.
- a single-core optical connector using an SC ferrule which is a cylindrical ferrule
- the SC ferrule is used by being attached to a housing of the SC connector.
- an SC ferrule is exemplified as a cylindrical ferrule, but the present invention is not limited to this, and can be applied to an LC ferrule, which is also a cylindrical ferrule, in the same manner.
- FIG. 7 is a perspective view showing an SC ferrule used in an optical connector of the second embodiment.
- FIG. 8 is a left side view of an SC ferrule used in an optical connector of the second embodiment.
- the optical connector of the second embodiment is a single-core optical connector that detachably connects a single-core optical fiber 60, and has a substantially cylindrical SC ferrule member 40 that holds the end of the single-core optical fiber 60, and a refractive index matching portion 51 formed on a ferrule end face 42 that faces another optical connector to be connected.
- the SC ferrule member 40 has a cylindrical ferrule 41 in which a ferrule end face 42 is formed and an optical fiber insertion hole 45 is formed in the length direction, and a flange 49 into which the ferrule 41 is fitted and fixed.
- the flange 49 is fitted and fixed from the rear end of the ferrule 41 that faces the ferrule end face 42 in the length direction.
- the ferrule 41 is made of ceramic such as zirconia, and the flange 49 is made of metal.
- the illustrated single-core optical fiber 60 is a single-core four-core fiber that is a multicore fiber.
- the single-core optical fiber 60 is an optical fiber 61 in which the coating has been removed from the optical fiber end face 61a over approximately the length of the ferrule 41, exposing the cladding glass.
- the optical fiber 61 is guided by the optical fiber insertion hole 45 and is positioned so that the optical fiber end face 61a protrudes from the ferrule end face 42 formed in the ferrule 41, and is fixed to the optical fiber insertion hole 45 at the rear end of the ferrule 41 with an adhesive.
- the ferrule end face 42 is formed so as to be perpendicular to the optical axis of the optical fiber 61.
- the optical fiber end face 61a is a cleavage surface perpendicular to the optical axis of the optical fiber 61, forming a mirror surface without cracks or chips.
- a solid refractive index matching section 51 having a predetermined thickness that covers the optical fiber end face 61a is formed on the ferrule end face 42.
- the refractive index matching section 51 is formed in a circular area on the ferrule end face 42 that includes the optical fiber 61 protruding from the ferrule end face 42.
- the refractive index matching section 51 is formed of a refractive index matching material and matches the refractive index with the multi-core optical fiber 60.
- the multi-core optical fiber 60 is a quartz fiber
- its refractive index is adjusted to be equal to that of quartz glass.
- the refractive index at wavelengths of 1.31 ⁇ m and 1.55 ⁇ m used in communication is in the range of 1.440 to 1.450.
- the refractive index matching material for example, an acrylic silicone ultraviolet curing resin can be used.
- the refractive index matching section 21 has an appropriate hardness so that it can be deformed with a force of, for example, about 10 N so that when the SC ferrule member 40 is attached to the SC connector and the SC connectors are connected to each other, they come into contact without forming any gaps and a good return loss can be ensured.
- the refractive index matching section 51 is bonded to the ferrule end face 42 and the optical fiber end face 61a, so it will not come off even if you touch it with your hand.
- the optical connector of the second embodiment is manufactured by the following process. That is, the coating is removed from the single-core optical fiber 60, and the optical fiber 61 with the exposed cladding glass is cut by cleaving using an optical fiber cleaver or the like so that the optical fiber end face 61a is perpendicular to the optical axis of the optical fiber 61. A cleavage surface is formed on the optical fiber end face 61a. Then, the optical fiber 61 that has passed through the sleeve 49 is guided by the optical fiber insertion hole 45 of the ferrule 41 so that the optical fiber end face 61a protrudes from the ferrule end face 12.
- the optical fiber end face 61a protruding from the ferrule end face 42 is observed, and it is confirmed that the cleavage surface forms a mirror surface without cracks or chips.
- the optical fiber 61 is fixed to the optical fiber insertion hole 45 at the rear end of the ferrule 41 using an adhesive, and a solid refractive index matching part 51 is formed on the ferrule end face 42 using a refractive index matching material so as to cover the optical fiber end face 61a.
- the ferrule 41 is fitted into the flange 49 from the rear end.
- a good return loss is ensured by the refractive index matching portion 51 formed to cover the optical fiber end face 61a formed by the cleavage plane protruding from the ferrule end face 42.
- a high return loss can be obtained at the connection point without polishing the end face of the optical fiber 61.
- the refractive index matching section 51 has an appropriate hardness so that when the SC ferrule member 40 is attached to the SC connector and the SC connectors are connected, they deform and come into contact without creating gaps, ensuring good return loss. This eliminates the need to design the optical fiber end face shape taking into account the fiber type and number of cores, or the force required to press the ferrule, in order to obtain high return loss, making it easier to design and manufacture the optical connector.
- a refractive index matching portion 51 covering each optical fiber end face 61a formed on the ferrule end face 42 enables connection with good return loss.
- the number of cores can be increased in the same way to 7, 12, 19, etc. As the number of cores increases, it becomes more difficult to achieve physical contact connection of all cores, so the configuration of the second embodiment is more effective in terms of manufacturing yield as the number of cores increases.
- FIG. 9 is a left side view showing the SC ferrule member 40 of an optical connector according to a modified example of the second embodiment.
- the SC ferrule member 40 of the modified example differs in that, whereas the SC ferrule member 40 of the second embodiment holds a single-core four-core fiber 60, the SC ferrule member 40 of the modified example holds seven single-core fibers 65, and the inner diameter of the optical fiber insertion hole 45 is also larger.
- the other configurations are the same as those of the second embodiment.
- the SC ferrule member 40 of the modified example is assumed to be connected to an SC ferrule that holds a seven-core multicore fiber.
- the diameter of the single-core fiber 65 is equivalent to the distance between the cores of the multicore fiber.
- the outer diameter of the clad glass of the single-core fiber is usually about 0.125 mm, but the single-core fiber 65 of the modified example is reduced in outer diameter to the same as the inter-core distance of the multicore fiber by chemical etching or the like.
- the inner diameter of the optical fiber insertion hole 45 of the ferrule 41 of the modified example is about three times the inter-core distance of the multicore fiber so as to accommodate seven single-core fibers, and is larger than the inner diameter of the optical fiber insertion hole 45 of the second embodiment.
- the inner diameter of the optical fiber insertion hole 45 of the ferrule 41 of the corresponding other SC ferrule member 40 to which the modified SC ferrule member 40 is connected is slightly larger than the outer diameter of the clad glass of the multicore fiber.
- the manufacturing method of the modified example is different from the manufacturing method of the second embodiment in that a process is added in which the clad glass of the seven single-core fibers 65 is processed to have an appropriate outer diameter in advance, instead of the single-core four-core fiber 60 of the first embodiment, and is assumed to be connected to a seven-core multicore fiber.
- the other processes are similar except that the optical fiber 61 is replaced with seven single-core fibers 65.
- the seven single-core fibers 65 whose coating has been removed and whose exposed clad glass has been processed to have an appropriate outer diameter, are cut by cleavage, and it is confirmed that the optical fiber end faces 65a of the seven single-core fibers protruding from the ferrule end face 42 by inserting them through the optical fiber insertion hole 45 form a mirror surface, and the seven single-core fibers 65 are fixed to the optical fiber insertion hole 45 at the rear end of the ferrule 41 with an adhesive, and a refractive index matching portion 51 is formed on the ferrule end face 42 so as to cover the optical fiber end faces 65a of the seven single-core fibers 65.
- the modified SC ferrule member 40 can function as a fan-in fan-out for multicore fibers by connecting it to an SC ferrule with a 7-core multicore fiber attached.
- the modified SC ferrule has a refractive index matching portion 51 on the ferrule end face 42, so it can be connected to an SC ferrule with a multicore fiber attached while ensuring high return loss.
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Abstract
Description
本開示は、光コネクタ及びその製造方法に関する。 This disclosure relates to optical connectors and methods for manufacturing the same.
光通信ネットワークでは、光ファイバを接続する光コネクタが使用されている。単心の光ファイバを接続するための単心光コネクタとして、円筒形フェルールを使用するSCコネクタやLCコネクタ等が使用されており、光ファイバケーブル内の多心ファイバを接続するための多心光コネクタとして、角形のMTフェルールを使用するMTコネクタもしくはMPOコネクタが使用されている。 Optical connectors are used in optical communication networks to connect optical fibers. SC connectors and LC connectors, which use cylindrical ferrules, are used as single-core optical connectors for connecting single-core optical fibers, while MT connectors or MPO connectors, which use rectangular MT ferrules, are used as multi-core optical connectors for connecting multi-core fibers within optical fiber cables.
これらの単心光コネクタと多心光コネクタの組立工程を説明する。最初に、光コネクタを取り付ける光ファイバの被覆を除去して、クラッドガラスを剥きだしの状態とした後で、クラッドガラスを切断する。次に、フェルールの光ファイバ挿入孔に被覆を除去したクラッドガラスを挿入して、挿入した光ファイバを光ファイバ挿入孔に接着剤で固定する。光ファイバをフェルールに接着固定した後で、光コネクタ専用の研磨機を用いて光ファイバ端面とフェルール端面を研磨する。 The assembly process for these single-core and multi-core optical connectors is explained below. First, the coating of the optical fiber to which the optical connector is attached is removed to expose the cladding glass, which is then cut. Next, the cladding glass from which the coating has been removed is inserted into the optical fiber insertion hole of the ferrule, and the inserted optical fiber is fixed in the optical fiber insertion hole with an adhesive. After the optical fiber is glued and fixed in the ferrule, the optical fiber end face and the ferrule end face are polished using a polishing machine designed specifically for optical connectors.
研磨工程では、研磨シートを研磨パッドの上に載せて光ファイバ端面とフェルール端面を研磨シートに押し付けながら研磨シートを回転させることで端面を研磨する。最初は粗い砥粒が塗布された研磨シートを用いて、次により細かい砥粒が塗布された研磨シートへ替えていきながら光ファイバの端面を研磨して、切断されただけの光ファイバ端面を凸球面形状の光ファイバ端面へ加工する。研磨工程では、研磨シートの種類毎に研磨シートを回転させるスピードや研磨時間を変えると共に、各研磨シートに適した硬さの研磨パッドを用いることで、光ファイバ端面を凸球面形状に加工して、さらにフェルール端面から光ファイバ端面が僅かに突き出た状態とすることができる。研磨後に、フェルールにハウジングを装着して、光コネクタが完成する。 In the polishing process, a polishing sheet is placed on top of a polishing pad, and the end face of the optical fiber and the end face of the ferrule are pressed against the polishing sheet while the polishing sheet is rotated to polish the end face. The end face of the optical fiber is polished first using a polishing sheet coated with coarse abrasive grains, then switched to a polishing sheet coated with finer abrasive grains, and the end face of the optical fiber that has simply been cut is processed into an optical fiber end face with a convex spherical shape. In the polishing process, the speed at which the polishing sheet is rotated and the polishing time are changed for each type of polishing sheet, and a polishing pad with a hardness suitable for each polishing sheet is used, so that the end face of the optical fiber can be processed into a convex spherical shape and the optical fiber end face can protrude slightly from the ferrule end face. After polishing, a housing is attached to the ferrule to complete the optical connector.
一般的に使用されている、SCコネクタ、LCコネクタ、MPOコネクタ等の光コネクタでは、接続点で高反射減衰量を実現するために、光ファイバ端面のコア同士を接触させてフィジカルコンタクトさせている。光ファイバ端面の研磨加工は、フィジカルコンタクトを実現する光ファイバ端面を形成するために必要である。光コネクタでは、光ファイバを接着固定したフェルールをフェルール後端からバネで押すことで、凸球面形状とした光ファイバ端面のフィジカルコンタクトを実現している。 In commonly used optical connectors such as SC connectors, LC connectors, and MPO connectors, the cores of the optical fiber end faces are brought into contact with each other to achieve physical contact in order to achieve high return loss at the connection point. Polishing the optical fiber end face is necessary to form the optical fiber end face that achieves physical contact. In optical connectors, the ferrule to which the optical fiber is glued is pushed from the rear end of the ferrule by a spring, achieving physical contact with the optical fiber end face, which has a convex spherical shape.
MPOコネクタでは、光ファイバの光軸に対してMTフェルールと光ファイバ端面が斜めの角度になるように研磨加工しており、MTフェルールを後端からバネで押圧して、斜め端面となった光ファイバをフィジカルコンタクト接続する構成としている。この構成では、斜め端面となったMTフェルールが接触したときに、MTフェルール後端のバネの力により、ガイドピンとガイドピン孔のクリアランスの範囲内でMTフェルールが光ファイバの軸ずれを発生する方向にスライドする。この軸ずれによる接続損失を抑制するために、MPOコネクタで使用するMTフェルールは、バネの力でスライドする量を見込んで光ファイバ孔の位置を予めオフセットさせることで、低損失な接続を実現している。 In an MPO connector, the MT ferrule and the end face of the optical fiber are polished to form an oblique angle with respect to the optical axis of the optical fiber, and the MT ferrule is pressed from the rear end with a spring to physically contact the optical fiber with the oblique end face. In this configuration, when the MT ferrule with the oblique end face comes into contact, the force of the spring at the rear end of the MT ferrule causes the MT ferrule to slide in a direction that causes axial misalignment of the optical fiber within the clearance range between the guide pin and the guide pin hole. In order to suppress connection loss due to this axial misalignment, the MT ferrule used in the MPO connector offsets the position of the optical fiber hole in advance to anticipate the amount of sliding due to the force of the spring, thereby achieving a low-loss connection.
多心光コネクタでは、接続する光ファイバの心線数の増加に伴い、全ての光ファイバのコアをフィジカルコンタクト接続させることが難しくなる。MPOコネクタでは、研磨後のMTフェルール端面からの光ファイバの突き出し量は均一ではないため、光ファイバを接着固定したMTフェルールを後端からバネで押すことで突き出し量が異なっていてもフィジカルコンタクト接続を達成させる構造となっている。光コネクタの心数が増加するに従い、突き出し量の違いを補償するために、バネの押圧力を増やす必要がある。 In multi-core optical connectors, as the number of cores in the optical fiber to be connected increases, it becomes difficult to physically contact all of the optical fiber cores. In an MPO connector, the amount of optical fiber protruding from the end face of the MT ferrule after polishing is not uniform, so the MT ferrule to which the optical fiber is glued is pushed from the rear end by a spring to achieve a physical contact connection even if the amount of protrusion differs. As the number of cores in the optical connector increases, the pressing force of the spring must be increased to compensate for the difference in the amount of protrusion.
国際標準化団体であるIECでは、MPOコネクタの心数に応じたバネ押圧力を規定している。12心MPOコネクタの規格であるIEC 61754-2-1では10N程度のバネ押圧力となっており、24心MPOコネクタの規格であるIEC 61754-2-2では20N程度のバネ押圧力となっている。今後、MPOコネクタの心数増加に応じて、バネ押圧力を増加させることが見込まれるが、バネ押圧力の増加で接続時のMTフェルールのスライド量が増加することによる光ファイバ孔のオフセットの調整や、増加したバネ押圧力による部材の変形や増加したバネ押圧力へ耐性を持たせるための材料変更等の対応が必要となるため、MPOコネクタの設計と製造の難易度が向上して、低損失な接続が困難になる問題がある。 The IEC, an international standardization organization, specifies the spring pressure according to the number of cores in an MPO connector. The IEC 61754-2-1 standard for 12-core MPO connectors specifies a spring pressure of about 10 N, while the IEC 61754-2-2 standard for 24-core MPO connectors specifies a spring pressure of about 20 N. In the future, it is expected that the spring pressure will be increased in accordance with the increase in the number of cores in MPO connectors. However, this will increase the difficulty of designing and manufacturing MPO connectors, making it difficult to achieve low-loss connections, as it will be necessary to adjust the offset of the optical fiber hole due to the increase in the sliding amount of the MT ferrule when connected due to the increase in spring pressure, and to deal with deformation of parts due to the increased spring pressure and changes to materials to provide resistance to the increased spring pressure.
また、光ファイバ端面の研磨加工においても、フェルール端面からの光ファイバの突き出し量を高精度に揃えることが求められるため、研磨加工の難易度も向上する。さらに、光ファイバがマルチコアファイバである場合、全心全コアでフィジカルコンタクト接続を達成する難易度は一層向上する。従来の光コネクタでは、クラッドガラスの中心にコアが1個だけあるシングルコアファイバを前提として、フィジカルコンタクト接続を実現する光ファイバ端面形状及び光コネクタ部品は設計されている。マルチコアファイバでは、コアが複数個あるため、複数個のコア全てで高反射減衰量を実現するためには、マルチコアファイバに適した端面研磨を実施する必要がある。例えば、8心の4コアのマルチコアファイバを接続するMTコネクタでは、光ファイバ端面を凸球面形状に研磨した後に、端面を平坦化する研磨を実施して、4コアがフィジカルコンタクト接続できる端面形状とする例が報告されている(非特許文献1を参照)。 In addition, in the polishing process of the optical fiber end face, the amount of protrusion of the optical fiber from the ferrule end face must be highly uniform, so the difficulty of the polishing process increases. Furthermore, when the optical fiber is a multicore fiber, the difficulty of achieving physical contact connection for all cores increases even more. In conventional optical connectors, the optical fiber end face shape and optical connector parts that realize physical contact connection are designed on the premise of a single-core fiber with only one core at the center of the clad glass. Since a multicore fiber has multiple cores, it is necessary to perform end face polishing suitable for multicore fibers in order to achieve high return loss for all multiple cores. For example, in an MT connector that connects an 8-core 4-core multicore fiber, an example has been reported in which the optical fiber end face is polished into a convex spherical shape, and then polished to flatten the end face to create an end face shape that allows physical contact connection for the 4 cores (see Non-Patent Document 1).
単心光コネクタでマルチコアファイバを接続する場合においても、マルチコアファイバの複数のコアをフィジカルコンタクト接続するための端面を形成するためには、シングルコアファイバと比較して、許容される端面形状のパラメータの範囲が狭くなり、高精度な端面研磨加工が必要となる(非特許文献2を参照)。フィジカルコンタクト接続で高反射減衰量を得るためには、光ファイバの心数や光ファイバの種別に応じた、研磨加工後の光ファイバ端面形状の設計やフェルールを後端から押す押圧力の設計も必要になる。 Even when connecting multicore fibers with a single-core optical connector, the range of allowable parameters for the end face shape is narrower than that for single-core fibers, and high-precision end face polishing is required to form an end face for physical contact connection of the multiple cores of the multicore fiber (see Non-Patent Document 2). In order to obtain high return loss with physical contact connection, it is also necessary to design the optical fiber end face shape after polishing and the pressing force for pressing the ferrule from the rear end according to the number of cores and type of optical fiber.
光ファイバの心数が増加してもバネ押圧力を装荷させる必要のない多心光コネクタが研究されている(特許文献1を参照)。しかしながら、特許文献1は、光ファイバ端面の研磨を前提としたものである。
Research is being conducted on a multi-core optical connector that does not require loading of spring pressure even when the number of optical fiber cores increases (see Patent Document 1). However,
そこで、本開示は上記の事情に鑑み提案されたものであって、光ファイバの心数や光ファイバの種別によらず、光ファイバ端面を研磨することなく、高反射減衰量で光ファイバを接続する光コネクタ及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present disclosure has been proposed in light of the above circumstances, and aims to provide an optical connector and a manufacturing method thereof that connects optical fibers with high return loss, regardless of the number of optical fiber cores or type of optical fiber, and without polishing the optical fiber end faces.
上述の課題を解決するために、本開示の光コネクタは、光ファイバを着脱可能に接続する光コネクタであって、フェルール端面から光ファイバ端面が露出するように光ファイバを保持するフェルールと、光ファイバ端面を覆うようにフェルール端面に形成された屈折率整合部とを含み、光ファイバ端面は、劈開により形成されたものである。 In order to solve the above problems, the optical connector disclosed herein is an optical connector that detachably connects an optical fiber, and includes a ferrule that holds the optical fiber so that the optical fiber end face is exposed from the ferrule end face, and a refractive index matching portion formed on the ferrule end face so as to cover the optical fiber end face, and the optical fiber end face is formed by cleavage.
本開示の光コネクタの製造方法は、光ファイバを着脱可能に接続する光コネクタを製造するものであって、フェルールの光ファイバ挿入孔に沿って光ファイバを導いてフェルール端面に劈開により形成した光ファイバ端面が露出するように配置し、光ファイバ端面を覆うようにフェルール端面に屈折率整合部を形成する。 The method of manufacturing an optical connector disclosed herein is for manufacturing an optical connector that detachably connects an optical fiber, and involves guiding the optical fiber along the optical fiber insertion hole of the ferrule, positioning it so that the optical fiber end face formed by cleavage is exposed on the ferrule end face, and forming a refractive index matching portion on the ferrule end face so as to cover the optical fiber end face.
本開示によると、光ファイバの心数や光ファイバの種別によらず、光ファイバ端面を研磨することなく、高反射減衰量で光ファイバを接続することができる。 According to the present disclosure, optical fibers can be connected with high return loss without polishing the end faces of the optical fibers, regardless of the number of cores or type of optical fiber.
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態では、角形フェルールを用いる多心光コネクタについて第1の実施の形態、円筒形フェルールを用いる単心光コネクタについて第2の実施の形態において説明する。 The following describes in detail the embodiments of the present disclosure with reference to the drawings. In this embodiment, the first embodiment describes a multi-core optical connector using a rectangular ferrule, and the second embodiment describes a single-core optical connector using a cylindrical ferrule.
なお、本開示は、以下に示す実施の形態に限定されるものではない。これらの実施の形態は例示に過ぎず、本開示は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。 Note that this disclosure is not limited to the embodiments shown below. These embodiments are merely examples, and this disclosure can be implemented in various forms with various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art. Components with the same reference numerals in this specification and drawings are considered to be identical to each other.
(第1の実施の形態)
第1の実施の形態では、角形フェルールであるMTフェルールを用いる多心光コネクタについて説明する。MTフェルールは、MTコネクタやMPOコネクタのハウジングに装着して使用される。図1は、第1の実施の形態の光コネクタに用いるMTフェルールを示す俯瞰図である。図2、図3及び図4は、それぞれ第1の実施の形態の光コネクタに用いるMTフェルールの上面図、左側面図及び断面図である。図4の断面図は、図1、図2及び図3における切断線IV-IVで示した断面によるものである。
(First embodiment)
In the first embodiment, a multi-fiber optical connector using an MT ferrule, which is a rectangular ferrule, will be described. The MT ferrule is used by being attached to the housing of an MT connector or an MPO connector. Fig. 1 is an overhead view showing an MT ferrule used in the optical connector of the first embodiment. Figs. 2, 3, and 4 are a top view, a left side view, and a cross-sectional view, respectively, of the MT ferrule used in the optical connector of the first embodiment. The cross-sectional view of Fig. 4 is taken along the section line IV-IV in Figs. 1, 2, and 3.
第1の実施の形態の光コネクタは、光ファイバ30を着脱可能に接続する多心光コネクタであって、複数の光ファイバを一列に並べてテープ状に形成した多心光ファイバ30の端部を一括して保持する略直方体形状の角形のMTフェルール10と、接続する他の光コネクタに対向するフェルール端面12に形成された屈折率整合部21とを有している。MTフェルール10には、フェルール端面12に対向する後端13から延びて、MTフェルール10に向かう多心光ファイバ30を覆って保護するブーツ19が設けられている。MTフェルールは適切な樹脂で構成され、ブーツ19はゴムなどの弾性体で構成されている。図示する多心光ファイバ30は、4心シングルコアファイバである。
The optical connector of the first embodiment is a multi-core optical connector that detachably connects
MTフェルール10において、外部からブーツ19及びMTフェルール10の後端13の開口を通じてMTフェルール10の内部空間15に達した多心光ファイバ30は、多心光ファイバ30の被覆が取り除かれてクラッドガラスが剥き出しになった複数の光ファイバ31とされている。光ファイバ31は、内部空間15から光ファイバ挿入孔16によって導かれてそれぞれの光ファイバ端面31aがフェルール端面12から突き出すように配置されている。内部空間15において光ファイバ挿入孔16に向かう各光ファイバ31は、光ファイバ挿入孔16とは離れた位置で内部空間15の底部に設けられた光ファイバ接着部17に並置され、接着剤18によって固定されている。MTフェルール10の上面11には、内部空間15に通じる窓14が形成され、MTフェルール10の外部から内部空間15の光ファイバ接着部17に接着剤18が注入できるようにしている。
In the
フェルール端面12は、光ファイバ31の光軸に垂直になるように形成されている。光ファイバ端面31aは、光ファイバ31の光軸に垂直な劈開面であり、亀裂や欠けのない鏡面を形成している。フェルール端面12には、光ファイバ端面31aを覆う固形の屈折率整合部21が所定の厚さで形成されている。フェルール端面12から突き出した光ファイバ端面31aの長さが均一でないときには、屈折率整合部21はフェルール端面12から最も長く突き出した光ファイバ31を覆うような厚さに形成される。屈折率整合部21は、フェルール端面12に形成された1対のガイドピン孔12aに達しないように、フェルール端面12においてフェルール端面12から突き出した光ファイバ31を含む矩形の領域に形成されている。
The
屈折率整合部21は、屈折率整合材によって形成され、多心光ファイバ30との屈折率の整合を行う。多心光ファイバ30が石英ファイバの場合、その屈折率は石英ガラスと同等の屈折率となるように調整されている。例えば、通信で使用する波長1.31μmと1.55μmでの屈折率は1.440から1.450の範囲としている。屈折率整合材には、例えば、アクリルシリコーン系紫外線硬化樹脂を用いることができる。また、屈折率整合部21は、MTフェルール10がMPOコネクタに装着されてMPOコネクタ同士を接続したときに、互いに空隙を形成することなく接して良好な反射減衰量を確保できるように、例えば10N程度の力で変形できるような適度な固さを有している。屈折率整合部21は、フェルール端面12及び光ファイバ端面31aに接着されているため、手で触っても取り除かれることはない。
The refractive
第1の実施の形態の光コネクタは、次のような工程によって製造される。すなわち、テープ状の多心光ファイバ30から被覆を取り除いてクラッドガラスが剥き出しになった複数の光ファイバ31を光ファイバ端面31aが光ファイバ31の光軸に垂直になるように光ファイバクリーバなどを用いて劈開により切断する。光ファイバ端面31aには、劈開面が形成される。そして、ブーツ19を通した光ファイバ31をMTフェルール10の後端13の開口から差し込み、光ファイバ31が内部空間15を経て光ファイバ挿入孔16によって導かれ、光ファイバ端面31aがフェルール端面12から突き出すようにする。このとき、フェルール端面12から突き出した光ファイバ端面31aを観察し、劈開面が亀裂や欠けのない鏡面を形成していることを確認する。その後で、内部空間15の底部に設けられた光ファイバ接着部17に並置された各光ファイバ31を接着剤18で固定し、フェルール端面12から突き出した光ファイバ端面31aを覆うように屈折率整合材により固形の屈折率整合部21を形成する。
The optical connector of the first embodiment is manufactured by the following process. That is, the coating is removed from the tape-shaped multi-core
なお、光ファイバ接着部17に光ファイバ31を固定する接着剤18には、内部空間15を通じて光ファイバ挿入孔16に流れ込まないように、通常の光コネクタ組立で使用する接着剤よりも粘度を高くしたものを使用してもよい。接着剤18は、MTフェルール10の外部から内部空間15に設けられた光ファイバ接着部17に、窓14を通じて注入してもよい。屈折率整合部21は、アクリルシリコーン系紫外線硬化樹脂をフェルール端面12に塗布した後、紫外線を照射して硬化させて形成してもよい。ブーツ19は、光ファイバ31がMTフェルール10に保持された後でMTフェルール10に取り付けてもよい。
The adhesive 18 used to fix the
第1の実施の形態においては、フェルール端面12から突き出した劈開面による光ファイバ端面31aを覆うように形成された屈折率整合部21によって良好な反射減衰量が確保されている。このため、従来の光コネクタの製造における高精度な光ファイバ端面研磨の工程が不要になり、製造が容易な光コネクタを提供することができる。また、光ファイバ端面31aを研磨することなく、接続点で高反射減衰量を得ることできる。
In the first embodiment, a good return loss is ensured by the refractive
第1の実施の形態において、屈折率整合部21は、MTフェルール10がMPOコネクタに装着されてMPOコネクタ同士を接続したときに、互いに空隙を生じることなく変形して接し、良好な反射減衰量を確保できるように適度な硬さを有している。このため、高反射減衰量を得るためにファイバ種別や心数を考慮した光ファイバ端面形状の設計やフェルールを押圧するための力の設計が不要になり、光コネクタの設計や製造が容易になる。
In the first embodiment, the refractive
第1の実施の形態において、MTフェルール10は、光ファイバ挿入孔16に向かう光ファイバ31を接着剤18により固定する光ファイバ接着部17を、光ファイバ挿入孔16とは離れた内部空間15の底部に設けている。このため、接着剤18が光ファイバ挿入孔16に流れ込んで光ファイバ端面31aに付着することが防止されている。したがって、光ファイバ端面31aは接着剤18の付着による影響を受けることなく、屈折率整合部21によって屈折率を適切に整合させることができる。
In the first embodiment, the
図5は、第1の実施の形態の第1の変形例の光コネクタのMTフェルール10を示す上面図である。第1の変形例は、第1の実施の形態ではフェルール端面12から光ファイバ端面31aが突き出していたのに対し、光ファイバ端面31aはフェルール端面12の面内にあるか、又はフェルール端面12に開口する光ファイバ挿入孔16に引き込まれている点が相違している。他の構成は、第1の実施の形態と同様である。
FIG. 5 is a top view showing the
第1の変形例においても、フェルール端面12に形成された屈折率整合部21によって、フェルール端面12の面内にある光ファイバ端面31aは覆われている。フェルール端面12から光ファイバ挿入孔16に引き込まれている光ファイバ端面31aも、光ファイバ挿入孔16に空隙を形成することなく延びた屈折率整合部21によって覆われている。したがって、第1の変形例においても、屈折率整合部21によって屈折率は適切に整合され、良好な反射減衰量が確保されている。
Even in the first modified example, the optical
第1の変形例の光コネクタの製造方法は、MTフェルール10の内部空間15及び光ファイバ挿入孔16を通して光ファイバ31を配置する工程において、光ファイバ端面31aがフェルール端面12から突き出さないようにしている点が第1の実施の形態の光コネクタの製造方法に異なっている。他の点においては、第1の実施の形態の製造方法と同様である。
The manufacturing method of the optical connector of the first modified example differs from that of the optical connector of the first embodiment in that, in the process of placing the
第1の変形例においては、光ファイバ端面31aはフェルール端面12の面内にあるか、又はフェルール端面12に開口する光ファイバ挿入孔16に引き込まれているが、いずれの光ファイバ31の先端も屈折率整合部21によって覆われている。したがって、変形例においては、光ファイバ端面31aが、フェルール端面12の面内にあるか光ファイバ挿入孔16に引き込まれているかにかかわらず、屈折率を整合させるという屈折率整合部21の機能が確保され、良好な反射減衰量が確保されている。
In the first modified example, the optical
図6は、第1の実施の形態の第2の変形例の光コネクタのMTフェルール10を示す左側面図である。第2の変形例のMTフェルール10は、第1の実施の形態のMTフェルール10では4心シングルコアファイバ30を保持していたのに対し、マルチコアファイバである4心4コアファイバを保持している点において相違している。他の構成は、第1の実施の形態と同様である。
FIG. 6 is a left side view showing the
第2の変形例の光コネクタの製造方法は、第1の実施の形態の4心シングルコアファイバ30に代えて4心4コアファイバを使用するため、光ファイバ31を光ファイバ挿入孔16に挿通して各光ファイバ端面31aがフェルール端面12から突き出すようにしたとき、光ファイバ端面31aを観察して亀裂や欠けのない鏡面を形成していることを確認することと並んで、各光ファイバ端面31aにおける4コアが同じ方位に揃うようにMTフェルール10に対して光ファイバ30を回転させる工程が増加する点が第1の実施の形態と相違している。他の点は、第1の実施の形態の製造方法と同様である。
The manufacturing method of the optical connector of the second modified example uses a four-core, four-core fiber instead of the four-core single-
第2の変形例においては、4心4コアのマルチコアファイバによる光ファイバ31についても、フェルール端面12に形成された各光ファイバ端面31aを覆う屈折率整合部21によって良好な反射減衰量を確保した接続を可能にしている。なお、第2の変形例ではマルチコアファイバとして4コアの例を示したが、同様に7コア、12コア、19コア等、コア数を増加させることもできる。コア数が増加するほど全心全コアのフィジカルコンタクト接続を実現することが難しくなるため、変形例2の構成はコア数が多くなるほど製造歩留まりの観点で効果が大きい。
In the second modified example, even for an
(第2の実施の形態)
第2の実施の形態では、円筒形フェルールであるSCフェルールを用いる単心光コネクタについて説明する。SCフェルールは、SCコネクタのハウジングに装着して使用される。なお、第2の実施の形態では、円筒形フェルールとしてSCフェルールを例示するが、これに限らず同じく円筒形フェルールであるLCフェルールにも同様に適用することができる。
Second Embodiment
In the second embodiment, a single-core optical connector using an SC ferrule, which is a cylindrical ferrule, will be described. The SC ferrule is used by being attached to a housing of the SC connector. In the second embodiment, an SC ferrule is exemplified as a cylindrical ferrule, but the present invention is not limited to this, and can be applied to an LC ferrule, which is also a cylindrical ferrule, in the same manner.
図7は、第2の実施の形態の光コネクタに用いるSCフェルールを示す俯瞰図である。図8は、第2の実施の形態の光コネクタに用いるSCフェルールの左側面図である。第2の実施の形態の光コネクタは、単心光ファイバ60を着脱可能に接続する単心光コネクタであって、単心光ファイバ60の端部を保持する略円筒形状のSCフェルール部材40と、接続する他の光コネクタに対向するフェルール端面42に形成された屈折率整合部51とを有している。SCフェルール部材40は、フェルール端面42が形成され、長さ方向に光ファイバ挿入孔45が形成された円筒状のフェルール41と、フェルール41を嵌め込んで固定するフランジ49とを有している。フランジ49には、フェルール41の長さ方向にフェルール端面42と対向する後端から嵌め込まれて固定されている。フェルール41はジルコニアなどのセラミックで構成され、フランジ49は金属で構成されている。図示する単心光ファイバ60は、マルチコアファイバである単心4コアファイバである。
7 is a perspective view showing an SC ferrule used in an optical connector of the second embodiment. FIG. 8 is a left side view of an SC ferrule used in an optical connector of the second embodiment. The optical connector of the second embodiment is a single-core optical connector that detachably connects a single-core
SCフェルール部材40において、単心光ファイバ60は、光ファイバ端面61aからフェルール41の長さの程度にわたり被覆が取り除かれてクラッドガラスが剥き出しになった光ファイバ61とされている。光ファイバ61は、光ファイバ挿入孔45によって導かれて光ファイバ端面61aがフェルール41に形成されたフェルール端面42から突き出すように配置され、フェルール41の後端において光ファイバ挿入孔45に接着剤によって固定されている。
In the
フェルール端面42は光ファイバ61の光軸に垂直になるように形成されている。光ファイバ端面61aは、光ファイバ61の光軸に垂直な劈開面であり、亀裂や欠けのない鏡面を形成している。フェルール端面42には、光ファイバ端面61aを覆う所定の厚さを有する固形の屈折率整合部51が形成されている。屈折率整合部51は、フェルール端面42において、フェルール端面42から突き出した光ファイバ61を含む円形の領域に形成されている。
The
屈折率整合部51は、屈折率整合材によって形成され、多心光ファイバ60との屈折率の整合を行う。多心光ファイバ60が石英ファイバの場合、その屈折率は石英ガラスと同等の屈折率となるように調整されている。例えば、通信で使用する波長1.31μmと1.55μmでの屈折率は1.440から1.450の範囲としている。屈折率整合材には、例えば、アクリルシリコーン系紫外線硬化樹脂を用いることができる。また、屈折率整合部21は、SCフェルール部材40がSCコネクタに装着されてSCコネクタ同士を接続したときに、互いに空隙を形成することなく接して良好な反射減衰量を確保できるように、例えば10N程度の力で変形できるような適度な固さを有している。屈折率整合部51は、フェルール端面42及び光ファイバ端面61aに接着されているため、手で触っても取り除かれることはない。
The refractive
第2の実施の形態の光コネクタは、次のような工程によって製造される。すなわち、単心光ファイバ60から被覆を取り除いてクラッドガラスが剥き出しになった光ファイバ61を光ファイバ端面61aが光ファイバ61の光軸に垂直になるように光ファイバクリーバなどを用いて劈開により切断する。光ファイバ端面61aには、劈開面が形成される。そして、スリーブ49を通した光ファイバ61がフェルール41の光ファイバ挿入孔45によって導かれ、光ファイバ端面61aがフェルール端面12から突き出すようにする。このとき、フェルール端面42から突き出した光ファイバ端面61aを観察し、劈開面が亀裂や欠けのない鏡面を形成していることを確認する。その後で、接着剤を用いて光ファイバ61をフェルール41の後端で光ファイバ挿入孔45に固定し、フェルール端面42に光ファイバ端面61aを覆うように屈折率整合材により固形の屈折率整合部51を形成する。さらに、フェルール41を後端からフランジ49に嵌め込む。
The optical connector of the second embodiment is manufactured by the following process. That is, the coating is removed from the single-core
第2の実施の形態においては、フェルール端面42から突き出した劈開面による光ファイバ端面61aを覆うように形成された屈折率整合部51によって良好な反射減衰量が確保されている。このため、従来の光コネクタの製造における高精度な光ファイバ端面研磨の工程が不要になり、製造が容易な光コネクタを提供することができる。また、光ファイバ61の端面を研磨することなく、接続点で高反射減衰量を得ることできる。
In the second embodiment, a good return loss is ensured by the refractive
第2の実施の形態において、屈折率整合部51は、SCフェルール部材40がSCコネクタに装着されてSCコネクタ同士を接続したときに、互いに空隙を生じることなく変形して接して良好な反射減衰量を確保できるように適度な硬さを有している。このため、高反射減衰量を得るためにファイバ種別や心数を考慮した光ファイバ端面形状の設計やフェルールを押圧するための力の設計が不要になり、光コネクタの設計や製造が容易になる。
In the second embodiment, the refractive
第2の実施の形態においては、単心4コアファイバのマルチコアファイバによる光ファイバ61についても、フェルール端面42に形成された各光ファイバ端面61aを覆う屈折率整合部51によって良好な反射減衰量を確保した接続を可能にしている。なお、第2の実施の形態ではマルチコアファイバとして4コアの例を示したが、同様に7コア、12コア、19コア等、コア数を増加させることもできる。コア数が増加するほど全心全コアのフィジカルコンタクト接続を実現することが難しくなるため、第2の実施の形態の構成はコア数が多くなるほど製造歩留まりの観点で効果が大きい。
In the second embodiment, even for an
図9は、第2の実施の形態の変形例の光コネクタのSCフェルール部材40を示す左側面図である。変形例のSCフェルール部材40は、第2の実施の形態のSCフェルール部材40では単心4コアファイバ60を保持していたのに対し、7本の単心シングルコアファイバ65を保持し、光ファイバ挿入孔45の内径も大きくなっている点において相違している。他の構成は、第2の実施の形態と同様である。
FIG. 9 is a left side view showing the
変形例のSCフェルール部材40は、7コアのマルチコアファイバを保持するSCフェルールに接続することを想定している。このため、シングルコアファイバ65の直径はマルチコアファイバのコア間の距離と同等としている。シングルコアファイバのクラッドガラスの外径は通常0.125mm程度であるが、変形例のシングルコアファイバ65はケミカルエッチング等によりマルチコアファイバのコア間距離と同等となる外径へ縮小されている。また、変形例のフェルール41の光ファイバ挿入孔45は、7本のシングルコアファイバを収容できるように、内径がマルチコアファイバのコア間距離の3倍程度となっており、第2の実施の形態の光ファイバ挿入孔45の内径より大きくなっている。変形例のSCフェルール部材40を接続する対応する他のSCフェルール部材40のフェルール41の光ファイバ挿入孔45の内径は、マルチコアファイバのクラッドガラスの外径より僅かに大きくなっている。
The
変形例の製造方法は、第1の実施の形態の単心4コアファイバ60に代えて7本の単心シングルコアファイバ65を保持し、7コアのマルチコアファイバと接続することを想定しているため、予め7本のシングルコアファイバ65のクラッドガラスが適切な外径になるように加工しておく工程が増加する点で第2の実施の形態の製造方法と相違している。他の工程は、光ファイバ61を7本のシングルコアファイバ65に代えた点を除いて同様である。詳しくは、被覆を取り除かれ、剥き出しになったクラッドガラスが適切な外径になるように加工された7本のシングルコアファイバ65をそれぞれ劈開により切断し、光ファイバ挿入孔45を挿通してフェルール端面42から突き出した7本のシングルコアファイバの光ファイバ端面65aが鏡面を形成することを確認し、7本のシングルコアファイバ65をフェルール41の後端で光ファイバ挿入孔45に接着剤で固定し、フェルール端面42に7本のシングルコアファイバ65の光ファイバ端面65aを覆うように屈折率整合部51を形成する。
The manufacturing method of the modified example is different from the manufacturing method of the second embodiment in that a process is added in which the clad glass of the seven single-
変形例のSCフェルール部材40は、7コアのマルチコアファイバを取り付けたSCフェルールと接続することにより、マルチコアファイバのファンインファンアウトとして機能させることができる。変形例のSCフェルールは、フェルール端面42に屈折率整合部51を有しているため、マルチコアファイバを取り付けたSCフェルールとも高い反射減衰量を確保して接続することができる。
The modified
10 MTフェルール
12 フェルール端面
16 光ファイバ挿入孔
17 光ファイバ接着部
18 接着剤
21 屈折率整合部
31 光ファイバ
31a 光ファイバ端面
REFERENCE SIGNS LIST 10
Claims (8)
フェルール端面において光ファイバ端面が露出するように光ファイバを保持するフェルールと、
前記光ファイバ端面を覆うように前記フェルール端面に形成された屈折率整合部と
を含み、
前記光ファイバ端面は、劈開面である光コネクタ。 An optical connector for detachably connecting an optical fiber,
a ferrule for holding an optical fiber such that an end face of the optical fiber is exposed at an end face of the ferrule;
a refractive index matching portion formed on the ferrule end surface so as to cover the optical fiber end surface,
An optical connector, wherein the end face of the optical fiber is a cleavage face.
フェルールの光ファイバ挿入孔に沿って光ファイバを導いて前記フェルール端面において劈開により形成した光ファイバ端面が露出するように配置し、
前記光ファイバを前記フェルールに接着剤により固定し、
前記光ファイバ端面を覆うように前記フェルール端面に屈折率整合部を形成する
光コネクタの製造方法。 A method for manufacturing an optical connector for detachably connecting optical fibers, comprising the steps of:
The optical fiber is guided along the optical fiber insertion hole of the ferrule so that the optical fiber end face formed by cleavage is exposed at the end face of the ferrule;
The optical fiber is fixed to the ferrule by an adhesive;
forming a refractive index matching portion on the ferrule end face so as to cover the optical fiber end face.
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- 2023-02-08 WO PCT/JP2023/004211 patent/WO2024166261A1/en unknown
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