WO1998040772A1

WO1998040772A1 - Optical transmission member and manufacturing method therefor

Info

Publication number: WO1998040772A1
Application number: PCT/JP1998/001019
Authority: WO
Inventors: Kenichiro Ohtsuka; Tomohiko Ueda; Toshiaki Kakii
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1997-03-13
Filing date: 1998-03-11
Publication date: 1998-09-17
Anticipated expiration: 1999-09-13
Also published as: AU6309898A; US6331081B1

Description

明細光伝送部材およびその製造方法技術分野

本発明は、端面で他の光学部材と光学的に接続される光伝送部材、特に光ファィバを利用した光コネクタ、光モジュールなどの光伝送部材に関する。背景技術

光伝送においては、中継、増幅等のため、光ファイバ同士あるいは光ファイバと発光素子、受光素子、増幅器等とを光学的に接続する必要があり、こうした光学的な接続は光ファイバの端面同士あるいは光ファイバの端面とこれらの装置の受光（発光）面を突き合わせることにより実現されている。

例えば、光コネクタに関して言うと、光コネクタに光ファイバを取り付けるための、光ファイバの先端面の処理と固定方法について様々な技術が提案されている。特開平 7- 306 , 333号公報に記載された光コネクタの製造方法では、光フアイバの先端部における角部を加熱処理手段により処理して丸みを与える方法と、酸などによる化学的処理手段あるいは研磨砥粒による物理的処理手段を用いることが記載されている。また、特開昭 55- 138 , 706号公報に記載された光ファイバの端面処理方法は、光ファイバの端面を放電により加熱して半径が光ファイバの半径以上の丸みを持たせる方法である。しかし、これらの公報には、光コネクタに光ファイバを固定するための具体的技術についての閧示はない。

また、特開昭 58-108 , 507号公報に記載された光コネクタの製造方法では、切断した光ファイバの先端面を溶融させて滑らかにした後、光ファイバをコネクタの中子に挿入して接着剤で固定する方法を採用している。このときの光ファイバを固定する位置は、光フアイバ先端と中子の先端とをほぼ一致させるというものである。そして、一致させる方法は、顕微鏡で観察しながら、または、光フアイバょりも柔らかい材質の板状の治具を中子の先端に廃止することにより、光ファィバの先端が中子の先端面と同じ位置か、やや内側にくるように光ファイバを移動させて位置決めしている。

これ (こ対して、 NTT R&D vol . 45 No . 6 ( 1996 ) p . 95 -100 © 「ファイノ P C 光コネクタ」に記載された光コネクタでは、光ファイバの劈開面を面取りする端面処理を行なつた光フアイバを、フエルールの端面から突出するように固定する方法を採用している。突出量は、接続状態において、押圧力で光ファイバが座屈する値であり、座屈させることによって接触圧を維持しょうとするものである。したがって、フヱルールにおいて、光ファイバにたわみを許容する空間が確保されている。発明の開示

これらの従来技術においては、端面処理において、研削加工では加工に時間がかかるという問題がある。化学的な処理も、光ファイバの先端面を突き合わせて光接続を行なう、いわゆる PC ( Phys ical Contact )に適した形状とすることは困難であり、問題がある。これに代えて、放電による加熱処理を開示した特開平 7 -306 , 333号公報や特開昭 55- 138 , 706号公報の技術は、放電処理によって、光ファイバのバリをなくすことが目的であり、いずれも PCに適した形状とすることについては考慮されていない。

従来は、 PCを考慮して光ファイバの端面処理を行なうこと、さらに、 PCを考慮して光ファイバを光コネクタに配置、固定することについての考慮は不十分であつたといえる。

特に多心のテープ状光ファイバをカツトしてコネクタに固定する場合、その光フアイバの先端位置に 8〜 2 0 m程度のバラツキが出てしまうことは避けられない。前述の文献「ファイバ P C光コネクタ」に記載された技術では、光フアイバを座屈させて PCを行なうことによって、長さのバラツキを吸収しているが、座屈によって光フアイバが破断したり、接続損失が増大するといつた可能性は確実にあがるため、かえって、信頼性が不十分となるおそれがあるという問題がある。本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、高精度での接続が可能な接続端面を有する光伝送部材およびその製造方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明の光伝送部材の製造方法は、本体に一本、または複数本の光ファイバの一方の端面を露出させて固定させ、これを接続端面として他の光伝送部品と光接続する光伝送部材の製造方法であって、（ 1 )光フアイバのそれぞれの被覆を除去して、所定の長さの光ファイバ心線を露出する工程と、 ( 2 )短時間の火花放電加工により露出させたこれらの光フアイバ心線の端面を処理する工程と、（ 3 )処理後の光ファイバを本体に挿入して光ファィバのそれぞれの光軸に沿って端面側から所定の加圧力を付加しながらこれらの光ファイバを本体に固定する工程と、を備えていることを特徴とする。

これらの工程により製造される光伝送部材では、各光フアイバの接続側端面は放電加工によりバリが除去され、 pcに適した形状に処理される。また、処理後の光ファイバに端面側から光軸方向に沿つて所定の加圧力を付加しながら固定しているので、端面側の先端が揃えられる。したがって、多心の場合にも確実に PCを行うことができる。

この所定の加圧力は、前記光ファイバの座屈荷重未満であることが好ましい。そうすれば、光ファイバが固定時に座屈することがなく、品質が保たれる。

そして、これら光ファイバのそれぞれの端面を本体の接続端面から所定量突出させて挿入することが好ましい。これにより、端面の先端位置を確実に揃えることができる。この突出量は 0 . 2 mm以下であることが好ましい。

光ファイバは、接着剤により固定することができる。そして、本体の少なくとも一部が紫外線透過材料からなり、接着剤として紫外線硬化型接着剤を用いて、紫外線を照射することによりこの接着剤を固化させて光ファイバの固定を行なつてもよい。あるいは、接着剤は、熱硬化型接着剤であってもよい。

また、光ファイバを本体内に機械的に固定してもよく、本体に、光ファイバ位置決め部と光ファイバ固定部を有し、この光ファイバ固定部は、部材の変形を利用して光ファイバを把持するものとしてもよい。さらに、光ファイバ固定部は、光ファイバを横断する両方向から挟持する少なくとも 2つの挟持部材と押圧部材とで構成されていることが好ましい。そして、これら挟持部材の少なくとも一方の材料が、アルミあるいはプラスチックであればより好ましい。

さらに、光ファイバの固定工程において、挟持部材の合わせ目に設けられた凹部に楔状部材を挿入することにより、挟持部材の合わせ目の間隙を拡げて光ファィバを挿入し、所定の加圧力を付加したうえで、楔状部材をこの凹部から引き抜くことにより、光ファイバを挟持部材で挟持させれば、容易かつ短時間で光伝送部材を製作することができ好ましい。

あるいは、本体の材料をガラスとして、加熱により光ファイバと本体を一体化させて固定してもよい。

これらの光ファイバは、グレ一デッド ·インデックス型光ファイバであれば、放電加熱によりコア部が先に溶融してクラッド部より突出する形状に簡単に加工でき、特に好ましい。

そして、処理後のコア部のクラッド部に対する突出高さは、コア部の中心で 1

〜 6 / mであることが好ましい。これ以上突出させようとすると溶融時間が長くなりすぎて、クラッド部まで溶融し、ファイバ特性の劣化等を招くおそれがあるからである。

本発明は以下の詳細な説明および添付図面によりさらに十分に理解可能となる。これらは単に例示のために示されるものであって、本発明を限定するものと考えるべきではない。

本発明のさらなる応用範囲は、以下の詳細な発明から明らかになるだろう。しかしながら、詳細な説明および特定の事例は本発明の好適な実施形態を示すものではあるが、例示のためにのみ示されているものであって、本発明の思想および範囲における様々な変形および改良はこの詳細な説明から当業者に明らかであることは明確である。図面の簡単な説明

図 1は、本発明に係る第 1の実施形態である光コネク夕の断面構成図である。図 2は、図 1の光コネクタの光フアイバ端面の拡大断面図である。

図 3 A〜3 Dは、図 1の光コネクタの製造工程を説明する図である。

図 4は、光ファイバ長と座屈荷重の関係を表すグラフである。

図 5 A、 Bは、グレーデッド .インデックス（GI ) 型光ファイバの端面処理を説明する図である。

図 6は、図 5 A、 Bの端面処理を行った光ファイバ同士の突き合わせを示す図である。

図 7は、 GI型光ファイバの端面処理の好ましくない例を示す図である。

図 8 A、 Bは、図 5 A、 Bの端面処理の条件をさらに詳細に説明するための説明図である。

図 9は、図 5 A、 Bの端面処理を行った GI型光ファイバの端面形状の測定結果を三次元的に示す図である。

図 1 0は、本発明の第 2の実施形態である単心光コネクタを表す説明図である。図 1 1は、本発明の第 3の実施形態である多心光コネクタの断面図である。図 1 2は、図 1 1の多心光コネクタの本体部分の斜視図である。

図 1 3は、図 1 1の多心光コネクタの分解図である。

図 1 4は、図 1 1の多心光コネクタに光ファイバを挿入する工程の説明図である。

図 1 5 A〜1 5 Eは、図 1 1の実施形態の光コネクタ本体の他の実施形態およびその製造工程の説明図である。図 1 6は、図 1 5 A〜 1 5 Eに示される光コネクタ本体の別の実施形態の説明図である。

図 1 7 A、 Bは、図 1 1の実施形態のクリップ部材の他の実施形態の説明図であり、図 1 7 Aが平面図、図 1 7 Bが B _ B線断面図である。

図 1 8 A〜1 8 Eは、本発明の第 4の実施形態である単心光コネクタの製造方法の説明図である。

図 1 9 A、 Bは、光導波路に接続された本発明の第 5の実施形態の光ファイバアレイを説明する図である。

図 2 0は、図 1 9 A、 Bの光ファイバアレイの本体の分解図である。

図 2 1、図 2 2は、それぞれ図 1 9と同様の光ファイバアレイを用いたピグテ

—ル型、レセプタクル型の光モジュールを表す説明図である。発明を実施するための最良の形態

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について説明する。なお、説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明を省略する。なお、各図面内における寸法、形状には発明の理解を容易にするため誇張して描かれている部分があり、必ずしも実際の形態の寸法、形状とは一致しない。

図 1は、本発明に係る第一の実施形態である多心光コネク夕を示す断面構成図である。ここでは、 4心タイプの多心光コネクタを例に説明する。

この多心光コネクタは、 4本の光ファイバ心線を一列に並べてテープ状に加工したテープ状光ファイバ 1の被覆部 1 bを除去してむき出しにした光フ ^;心線 1 aをそれぞれの端面 1 cを揃えて、光コネクタ本体 3内に接着剤 5により固定することにより構成されている。光ファ心線 1 aの端面 1 cは図 2に示されるように、それぞれ面取りがされ、かつ、光軸方向に端面が突出する形状に成形されている。次に、図 3 A〜Dを参照して、この光コネクタの製造方法を説明する。

図 3 Aに示されるように、 4心のテープ状光ファイバ 1を切断して、その先端部分から所定の長さだけ被覆部 1 bを除去して光フアイバ心線 1 aをそれぞれ露出させる。この状態では、光ファイバ心線 1 aの露出部分の長さにバラツキが生じることは不可避であり、その先端位置は不揃いになる。このバラツキの程度は、例えば、 8 ~ 2 0 Π1程度である。また、切断により先端面 1 cが完全な平面となることはなく、図 3 Bに拡大して示すように、切断面にバリ 1 dを生ずることが多い。

したがって、続いてこのバリ 1 dを除去する処理を行う。この処理は、図 3 C に示すように、短時間の火花放電加工による加熱処理によって行なう。加熱によつて、光ファイバ心線 1 aの端面 1 dは、多少溶融される。この溶融により、表面張力によって端面 1 dは曲面となり、図 2に示されるような形状となって面取りによる R加工が行なわれたようになる。

続いて、こうして端面処理を施した光ファイバを光コネクタ本体 3に取り付ける。図 3 Dに示されるように、光コネクタ 3の結合面（先端面）を基準面 4に対して所定の間隔 dを保つよう固定し、光ファイバ心線 1 aの端面 1 cを処理済みのテープ状光ファイノ 1を、端面 1 c側から光コネクタ本体 3の光フアイバ固定部に挿入する。そして、光ファイバ心線 1 aの端面に所定の圧力が加わるよう、テープ状光ファイバ 1を光軸方向の端面 1 cに向かって加圧する。このときの圧力は光ファイバ 1の光ファイバ心線 1 aの座屈荷重未満でなければならない。この加圧状態で光フアイバ 1を保持したうえで、光コネクタ 3の接着剤注入孔 3 a から接着剤 5を注入し、この接着剤 5を固化させることにより、光ファイバ心線 1 aと被覆部 1 b、つまりテープ状光ファイバ 1を光コネクタ 3内の光ファイバ固定部に固定する。したがって、固定状態において、光コネクタ 3の結合面では、光ファイノ心線 1 aの先端が dだけ突出した状態で固定される。

前述したように、テープ状光ファイバ 1を光コネクタ 3内に固定する際に、この光ファイバ 1に加える加圧力は光ファイバ 1の座屈荷重未満でなければならない。これは、加圧力が座屈荷重より大きいと、当然光ファイバに座屈が生じ、その結果、伝送特性の劣化や光フアイバの破損といった好ましくない事態が生じる可能性が有るからである。以下、この座屈荷重について説明する。

光ファイバの座屈荷重 Pbは、

Pb=4^El /L²

で与えられる。

上式において、

L :加圧力を受ける光ファイバの長さ

E :光ファイバのヤング率

I：断面 2次モーメント

であり、ここで断面 2次モーメント Iは、光ファイバの直径を dとすると、

Ι=πά⁴ / 64

で与えられる。

一例として、

E=7200kg/腿²

d=0 . 125mm

として、任意の光ファイバ長 Lに対する座屈荷重 Pbを上記の 2つの式により計算した結果を図 4に示す。本発明では、光ファイバのそれぞれに対して、この座屈荷重未満の加圧力を付加したうえで固定を行うものである。したがって、光ファイノ^;心線 1 aが座屈により曲がることがなく、先端部を正確に揃えることができる。

さらに、光コネクタ 3に固定された各光ファイバ心線 1 aの端面 1 cは、図 1 に示すように、光コネクタ 3の結合面から dだけ突き出した状態で固定されているから、光コネクタ同士を結合させた際に、両者の光ファイバ端面 1 c同士が確実に接触するので、良好な光接続が保証される。ただし、光ファイバ心線 l aの突き出し量 dが大きすぎると、光コネクタを結合させるときに、光ファイバ心線 l aの先端部が曲がり、座屈したり、両者の光ファイバ端面位置にずれが生じて光結合が行われないなどの問題が生ずることがある。これらの問題点を防止するため、突き出し量 dは、小さくすることが好ましく、 0 . 2 mm以下であることが特に望ましい。

なお、光ファイバを光コネクタに固定する際に用いる接着剤は、熱硬化型接着剤、例えばエポキシ系接着剤や、紫外線硬化型接着剤など、適宜の接着剤を用いることができる。紫外線硬化型接着剤を用いる場合には、接着剤硬化のために照射する紫外線を光ファイバと光コネクタ本体の間に注入した接着剤に確実に到達させるため、光コネクタ本体を構成する部材の少なくとも一部は、紫外線透過材料で構成する必要がある。

本実施形態では、各種の光ファイバを用いることができるが、 G I (グレーデッド ·インデックス）型光ファイバであれば特に好ましい。以下にその詳細を説明する。

図 5 A〜（は、本実施形態で G I型光ファイバを用いた場合の、端面放電加工のプロセスを説明する図であり、図 5 Aが切断後の端面の側面図、図 5 Bが放電加工後の側面図、図 5 Cが、接続時の様子を示す側面図である。

図 3 Aに示される前述の工程と同様に、まず G I型光ファイバ 1 a，の被覆を除去して、所定の長さに切断する。切断した状態を図 5 Aに示す。切断端面 1 c ' が正確に光軸に直交するよう切断することは困難であり、この端面 l c，は一般的には光軸に直交する断面に対して傾斜した形状となる。また、図 3 Bに示したのと同様にバリが生じることもある。この G I型光ファイノ、 1 a，の先端部分に対して、図 3 Cで示したのと同様に火花放電による端面加工処理を行なう。放電加工は、短時間の放電を 1回または複数回行なう。例えば、電極間電圧 1 5 0 0 0 V、電流 1 2〜 1 6 mAで、 1回当たり 0 . 1〜0 . 6秒間の放電を、 1〜 5 回行ない、加工する。こうして得られた加工端面 1 c' の形状を図 5 Bに示す。 GI型光ファイバ 1 c，では、コア部 ld，の屈折率を高めるドープ材として Ge等が添加されており、これを添加していないクラッド部 1 e' に比べて、軟化点が低く、溶けやすい。したがって、放電加工により加熱されると、コア部 Id' のほうが軟化しやすく、一方、クラッド部 l e，はこれに比べて軟化していないため、表面張力によってコア部 l d，がクラッド部 l e' に対して突出してくるのである。このとき、クラッド部 Id' もエッジが丸められ、ノリがあれば溶けて丸められる。このように、コア部 I d' が突出しているので、図 6に示されるように G I型光ファイノ、 'l a，， 1 a"同士を接触させて光接続する場合に、両者のコア部同士を突き合わせやすくなり、それらの端面が確実に接触して、確実な光接続が得られる。

なお、放電加工の時間、回数が多すぎると、クラッド部 Id' までが溶けて、図 7に示すように、端面における外径が太くなり、コア部 Id' とクラッド部 1 e' 同士が溶融しあって、端面における接続損失が増大する原因となるばかりでなく、光コネクタ本体の光ファイバ固定部分に光ファイバの先端部を挿入できなくなる。したがって、クラッド部 l e' が溶け出すほどの過度の放電加工処理は避けなければならない。

ここで、図 8を参照して望ましい放電加工による加工量について説明する。図 8 Aは切断した状態の光ファィバの側面図、図 8 Bは放電加工後の光ファィバの側面図である。図 8 Aに示すように G I型光ファイバ 1 a'を切断した状態では、端面が光軸に直交する断面に対して傾斜するのが一般的であることはすでに説明したが、このときの傾斜角 Θは、現行の光ファイバカツ夕一では、最悪の状態で 1. 5° 程度である。傾斜角 0が 1. 5° の場合、端面の光軸方向の前縁と後縁の距離 Lは、約 3〃mとなる。さらに、放電加工によりクラッド部 1 e' の縁も面取りされるため、図 8 Bに示すように放電加工後に、クラッド部 l e，から突き出るコア部 I d' の中心の高さ丁が、約 1 zm程度あれば、コア部 ld，の突出中心が、クラッド部 l e ' のどの部分よりも光軸方向に突出するので、このように端面を加工した光ファイバ同士を突き合わせる際には、確実にコア部同士が接触する。クラヅド部が突出しているとクラッド部のみが接触してコア部同士が接触せず、間に隙間ができて、接続損失が大きくなるが、本実施形態によれば、このようなことが起こらないので、接続損失を低く保つことができる。

図 9は、こうして加工した G I型光ファイバの端面形状の測定結果を 3次元的に示したものである。ここでは、 Zygo社製の走査型白色干渉計 NewView200を用いて端面の干渉像を計測し、 Zygo社製の形状解析ソフトウエア MetroPro™により画像処理した測定結果を示している。図 9は、コア径 6 2 . 5〃mの G I型光フアイバの端面を前述の放電加工により処理した結果得られた端面の測定結果である。図 9に示されるようにコア部が光軸方向に突出していることがわかる。この突出高さは約 3 . 5〃mであった。

続いて、図 1 0を参照して、本発明を単心の接着型光コネクタに適用した第 2 の実施形態について説明する。光コネクタ 3 ' の後方から図 3 A〜Dにより説明したような端面処理を施した光ファイバ 1を揷入したうえで、この光ファイノ 1 を光軸方向に端面に向かって加圧して、その端面の光コネクタ 3 ' からの突出量を所定値にセットした後、接着剤注入孔 3 a ' から接着剤を注入して固化させることにより、光ファイノ 1 aと被覆部 1 bを光コネクタ 3，の本体に固定する。固定された状態における断面形状は、図 1に示される多心光コネクタのそれぞれのファイバ部分とほぼ同様になる。したがって、第 1の実施形態と同様に接続時の光結合損失を低減することができる。

次に、本発明の光コネクタの第 3の実施形態およびその製造方法について説明する。

まず、図 1 1〜図 1 3を参照して、この多心光コネクタの構造を説明する。図 1 1は、この多心光コネクタの断面構成図である。図 1 2は、この多心光コネク夕の光ファイバを取り除いたコネクタ本体部分の斜視図であり、図 1 3は、多心光コネクタの分解斜視図である。

図 1 1 ~ 1 3に示されるように、この光コネクタ本体 3の接続端面側には、それぞれ一本ずつの光ファイバを挿入して固定する複数の光ファイバ揷入孔 3 bと、光コネクタ同士を固定するためのガイドビンを挿入するガイドビン孔 3 cが並んで設けられている。そして、光コネクタ本体 3は、この接続端面側から、孔軸方向に沿って接続部 3 g、光ファイバ固定部 3 d、鰐部 3 f、被覆部固定部 3 eの 4つの部分に区分されている。このうち、光ファイバ固定部 3 dは、光フアイノ^; 揷入孔 3 bの延長上に V字状の溝 3 hを有しており、この溝 3 h内に被覆が除去され露出された光ファイバ心線 1 aがそれぞれ配列され、その上から弾性部材からなる押さえ部材 6が配置され、板ばね等の弾性体からなるクリップ部材 8でこの押さえ部材 6と本体 3を挟みこんで固定している。

鰐部 3 f には、接続部 3 gの光ファイバ挿入孔 3 bと対応する位置にそれぞれ光ファイバ揷入孔 3 b ' が設けられている。そして、被覆部固定部 3 eの光コネクタ 3部分は平坦な天井面 3 iを有しており、この天井面 3 i上に光ファイバ 1 の被覆部 1 bが並んで配列され、その上に弾性部材からなる押さえ部材 7が配置される。この押さえ部材 7は、板ばね等の弾性体からなるクリップ部材 9によつて光コネクタ本体 3に固定されている。

続いて、この多心光コネクタの製造方法を図 1 1〜図 1 3を参照して説明する。上述の第 1の実施形態と同様に、テープ状光ファイバ 1の被覆を所定の長さ除去して、端面を放電加工により処理しておく。この状態で、光コネクタ本体 3の光ファイバ挿入孔 3 bにテープ状光ファイバ 1の光ファイバ心線 1 aを挿入し、接続部 3 gの端面から光ファイバ端面 1 cを所定の長さ dだけ突出させてこの状態で光ファイバ 1の座屈荷重未満の力で光ファイバ 1を端面 1 c方向に加圧する。そして、この状態で光ファイバ固定部 3 d、被覆部固定部 3 eのそれぞれに押さえ部材 6、 7を配置して、クリップ部材 8、 9で挟みこむことにより固定を行これにより、光ファ 1は、その光ファ線 1 aが V字溝 3 hの側面と押さえ部材 6の底面により押圧され、被覆部 1 bが被覆部固定部 3 eの天井面 3 iと押さえ部材 7の底面により押圧されることで固定されている。この場合は、被覆部 1 bは、光ファイバ心線それぞれの被覆ごと覆うテープ状の被覆を含んでいる。この実施の形態では、接着剤を用いるのに比較して、硬化時間を必要としないから、作業時間を短縮できる利点がある。

ここでは、光ファイバ固定部 3 dの底部に、光ファイバを収容する V字溝 3 h が設けられている場合で説明したが、光ファイバ揷入孔 3 b、 3 b ' により光ファィノの位置決めが行なわれるから、必ずしもこの溝を必要とするものではなく、底部を平面として、押さえ部材 6の底面との間で光ファイバを押さえるようにしてもよい。また、被覆部固定部 3 eは、テープ状光ファイバをテープ被覆のまま押圧するため、底部は平面状としている、テープ被覆を除去して各光ファイバの保護被覆を露出させた光ファイバ心線や、テープ状光ファイバではない単線の被覆された光ファイバ心線を被覆ごと保持する場合は、それに応じた U字あるいは V字溝を底部に形成してもよい。

図 1 4は、この実施形態の別の製作方法の説明図である。図示しない工具等によって、クリップ部材 8、 9をやや上方に曲げて押さえ部材 6 , 7による押圧力を解除した状態で光コネクタ本体 3の後方から図 1で説明したような端面処理をしたテープ状光ファイバ 1を挿入し、所定の突出量 dを与えて光ファイバ 1をその端面に向けて加圧した状態で前述の工具を外して光ファイバ 1を固定する。光ファイバ 1の挿入の際の位置決めを容易にするために、被覆部固定部 3 eの底部に、光ファイバの案内溝を形成しておくのがよい。この場合は製造に要する時間をさらに短縮することができる。

図 1 5 A〜Eは、本発明の別の実施形態の光コネクタを示したものである。ここで、図 1 5 Aは、光コネクタ 3にテープ状光ファイバ心線が固定される前の状態を示したものである。光コネクタ 3の鍔部 3 fの後部（図中の右側）に第 1の実施形態で説明したように先端を処理した光ファイバと被覆部を固定する固定部が設けられ、その前方（図中の左側）に設けられた光ファイバ挿入孔 3 cで光フアイバは位置決めされる。固定部は、基板 1 0と押さえ部材 6， 7とクリップ部材 1 1から構成されている。押さえ部材 6は光ファイバを基板 1 0に押し付けて固定し、押さえ部材 9は被覆部を基板 1 0に押し付けて固定するためのものである。この実施の形態では、クリップ部材 1 1を押さえ部材 6と 7とに共通して設けたが、クリップ部材はそれぞれに別個設けるようにしてもよい。また、押さえ部材 6と 7を共通の部材としてもよい。そして、クリップ部材 1 1を挟みこむ側と反対側（図に見える面側）の押さえ部材 6 , 7と基板 1 0との間には、楔板 1 2を挿入する楔揷入穴 6 a , 7 aが形成されている。この楔挿入穴 6 a、 7 aは、押さえ部材 6， 7と基板 1 0の光ファイバを固定する部分には達していない。図 1 5 Bは、この光ファイバ固定部分の楔挿入穴 6 a部分の横断面図である。基板 1 0の上面には、固定される光ファイバの光ファイバ心線 1 aを位置決めする V溝 1 0 aが形成されている。この V溝 1 0 aに配置された光ファイバ心線 1 aを押さえ部材 6の底面で押さえ付けることにより光ファイバ心線 1 aが固定されるのである。クリップ部材 1 1は、基板 1 0および押さえ部材 6を押圧した状態で保持する。なお、被覆部固定部分の楔挿入穴 7 a部分においても、押さえ部材 7と基板 1 0の間に同様の関係が成立し、光ファイノ被覆部 1 bがクリツプ部材 1 1によって押圧された基板 1 0および押さえ部材 7により固定されている。特に、テープ状光ファイバを用いる場合は、押さえ部材 7の底面に対向する基板 1 0部分は平面状あるいは、光ファイバの挿入を容易にするようにガイド溝を設けた形状とすることが好ましい。

ここで、押さえ部材 6、 7と基板 1 0のクリップ部材で挟みこまれるそれぞれの面に長手方向に沿った凸部 6 b、 7 b、 1 0 bを設けておき、クリップ部材 1 1が基板 1 0および押さえ部材 6、 7の表面全体を押圧するのではなく、この凸部 6 b、 7 b、 1 O b部分を押圧するようにしてもよい。このように凸部を設けることによって、クリップ部材 1 1の把持カを凸部に集中させ、それらのちょうど中間に位置する光ファイバ心線 1 aと被覆部 1 bに力を集中して付与することができる。特に、テープ状光ファイバ心線の場合には、それぞれの光ファイバに対してほぼ均等に力を付与することができる。

次に、図 1 5 (〜 Eを参照してこの光コネクタへ光ファイバを固定する工程を説明する。これらの図では、楔挿入穴 6 a部分の断面図を示しているが、楔挿入穴 7 a部分の断面でもほぼ同様である。

図 1 5 Cに示されるように、予め基板 1 0上に押さえ部材 6、 7を配置して、クリップ部材 1 1を挟みこむことにより、クリップ部材 1 1の弾性力により所定の力で押圧して固定しておく。次に、図 1 5 Dに示されるように、基板 1 0と押さえ部材 6または 7の間に設けられた楔挿入穴 6 a、 7 aに楔板 1 2の突出部を挿入することにより、基板 1 0および押さえ部材 6または 7の重ね合わせ部分の図示左側を支点として所定角度開口させることによりその間隙を広げる。これによって、基板 1 0と押さえ部材 6との間に生じる空隙の大きさは、挿入する光フアイバのガラス部の外径より小さい値となるよう、ただし、 V字溝 1 0 a部分と押さえ部材 6の底面との間に生じる空隙の大きさは、挿入する光ファイバのガラス部の外径より大きくなるように、楔挿入穴 6 aの高さと楔板 1 2の突出部の厚さを設計しておくのがよい。

この状態で図 1 5 Eに示されるように前述の第 1の実施形態で説明したような端面処理をした光ファイバ 1を、固定部の後方から挿入する。上述したような設計にしておけば、光ファイバ 1を徐々に挿入して行くときに、 V溝 1 0 a上において光ファイバ心線 1 aのそれぞれが、 V溝 1 0 aからはみ出すことがない。また、挿入された光フアイノ^;心線 1 aが踊ったとしても、 V溝 1 0 aから外れるような事態になることを防止できる。この結果、各光ファイバ心線 l aは、それぞれの V溝 1 0 aに位置決めされる。ここで、光ファイバ心線 1 aは V溝 1 0 a内に完全に収納されるのではなく、その上部がわずかに V溝 1 0 aから突き出すようにしてある。基板 1 0と押さえ部材 6、 7の一方または双方をアルミやプラスチックのように、塑性変形または弾性変形する材料にしておくと、固定部における光ファイバとの接触面積が増大するので、それを固定する力を大きくできる。この後、光ファイバ 1の先端を図 1 5 Aに示される光ファイバ挿入孔 3 から突出させ、加圧して突出量を所定値に調整したことを確認した後、楔板 1 2を引き抜くと、クリップ部材 1 1の復元力により再び基板 1 0および押さえ部材 6 , 7が重なり、押圧されて光ファイバ心線 1 aおよび被覆部 1 bが把持固定される (図 1 5 B参照）。上述したように、基板 1 0と押さえ部材 6、 7の一方または双方を変形できる材料で構成することにより、光フアイバ心線 1 aと接触している V溝 1 0 aあるいは押さえ部材 6、 7の一方または双方の接触部分が光フアイノ心線 1 aの外形に合わせて変形して光ファイバ心線 1 aをより広い面積で押圧する。両部材の材質および押圧力の大きさによっては、弾性変形に塑性変形も加わることになる。これにより確実に光ファイバ心線 1 a固定することができる。さらに、あらかじめ熱収縮チューブをテープ状光ファイバに通しておき、固定後に、この熱収縮チューブをずらして固定部にかぶせ熱収縮させて接続部分に密着させることにより接続部分を保護するようにしてもよい。なお、楔挿入穴 6 a、 7 aは、基板 1 0または押さえ部材 6、 7の各重ね合わせ部分の少なくとも一方に設けてもよい。あるいは、両者の中間に設けてもよい。

光ファイバ挿入を容易にするため、図 1 6に示すように、基板 1 0の後方（図中左側に示す）に、 V字溝 1 0 cを形成して、この V溝 1 0 cに沿って光フアイバの先端を滑らせて案内するようにしてもよい。

また、クリップ部材 1 1は、上述したように、押さえ部材 6 , 7に共通するように形成してもよいが、図 1 7 A、 B 9に示すように、押圧部を 2つに分けて、 2つの押さえ部材 6、 7を別々に押圧するようにしてもよい。また、押圧部分に係止爪部 1 1 aを設けて、クリップ部材 1 1が外れるのを防止するようにしてもよい。係止爪部 1 l aによって、ハンドリング時にコネクタが不用意に分解されるのを確実に防ぐことができるが、通常は、係止爪部 1 l aがなくても差し支えない。また、係止爪部を押さえ部材と基板側に設けて、クリップ部材 1 1には、それに係合する穴部を設けてもよい。

このようにして、光ファイバおよび被覆部が固定部に固定され、光ファイバ 1 bの先端は、光コネクタの結合面から所定量突出した状態で光ファィバ挿入孔により位置決めされる。したがって、外力の影響を受けにくく、また、固定のための作業を短時間で行なうことができる。

図 1 8 A〜Eは、本発明に係る単心光コネクタの製造方法の別の実施形態の説明図である。

この実施形態では、光コネクタ 3の光ファイバ固定部 1 3 aの材料にガラスを用いた。図 1 8 Aに示すように、光コネクタ 1 3の後方から被覆を除去した光フアイバ 1を挿入し、図 1 8 Bに示すように、この露出した光ファイバ心線 1 aの先端を所定量突出させた状態で、光ファイバ固定部 1 3 aを加熱して、光フアイバ固定部 1 3 aに光ファイバ部 1 bを固定する。加熱は、光ファイバ固定部 1 3 aを全体にわたって加熱してもよいが、一部のみを加熱してもよい。加熱により、光ファイバ部 1 bと光ファイバ固定部 1 3 aの一方または双方を接合できる程度に溶融させて、一体化する。図 1 8 Cでは、光ファイバ固定部の全長にわたって、光ファイバ部 1 bが固定されているように図示しているが、先端部近傍のみにおいて、光ファイバ部 1 bが光ファイバ固定部 1 3 aに固定されていてもよい。光ファイバ固定部 1 3 aを低融点ガラスで構成したり、光ファイバ固定部 1 3 aの内面を低融点ガラスで構成してもよい。

さらに、図 1 8 Dに示されるように、ジルコニァなどで製作した光コネクタ 1 3に端面を放電処理した光ファイバ心線 1 aを挿入し、先端を所定量（ 1〜 1 0 〃m程度）突出させておき、先端面に高粘性グリース 1 3 f を塗布した状態で、光コネクタ 1 3と光ファイバ心線 1 aの間に接着剤 1 3 eを注入して硬化させ、その後、高粘性グリース 1 3 f を除去することにより、図 1 8 Eに示されるように、光ファイバ心線 1 aを先端が光コネクタ 1の端面から突出した状態で保持してもよい。このように、接着剤の注入、硬化工程においては、高粘性グリース 1

3 f を用いることが光フアイバ固定用の接着剤 1 3 eの接続端面側への漏洩を防止できるので望ましい。

以上の説明では、光コネクタに本発明を採用した例について説明してきたが、本発明は光コネクタに限られるものではなく、各種の光接続部に用いることができる。図 1 9 A、 Bは、光変調器や光スィッチなどの光導波路との接続に本発明を採用した実施形態を示している。光導波路 2 1は、導波路本体 2 0中に設けられており、両側で光ファイバアレイ 2 3、 2 3，に接続されている。光ファイバアレイ 2 3、 2 3 ' の接続端面は、第 1の実施形態の光コネクタの接続端面と同様に加工されており、これにより、光ファイバアレイ 2 3、 2 3 ' の各光フアイバと光導波路 2 1とを正確に突き合わせて、光結合させることができる。

図 2 0は、この光ファイバアレイ 2 3の本体部分の分解図である。この光ファィバアレイ 2 3は、上述した光コネクタに類似の構造になっている。アレイ本体 2 4には、接続面側に光ファイバ心線を配列させる V字溝が設けられた光フアイバ固定部 2 4 aと、この後部に位置する平面状の被覆部固定部 2 4 bを備えている。光ファイバ心線をこの部分に配列して接続面から突出させた後、所定の加圧力を付加して保持したまま、押さえ部材 2 5、 2 6を接着することで、本光ファィバアレイ 2 3は製作される。

このようにして製作される光ファイバアレイは、光導波路との接続のほか、各種の光モジュールにも適用できる。図 2 1、 2 2は、それぞれビグテール型多心光モジュール、レセプ夕クル型多心光モジュールに適用した例を示している。これらのモジュールはいずれも本発明による光ファイバアレイ 3 0をレンズアレイ

4 0を介して発光素子あるいは受光素子アレイ 4 1と対向させてケース 4 3内に固定配置したものである。レンズアレイ 4 0もしくはこれを不要とする場合は、発光素子あるいは受光素子アレイ 4 1と光ファイバアレイ 3 0を P C接続することで接続損失が抑えられる。発光素子あるいは受光素子アレイ 4 1はケース 4 3 内に内蔵された制御用の I C 4 2に接続されており、外部と電気的に接続されている。一方、光ファイバアレイ 3 0の他端はいずれも光コネクタ端 3 4が設けられているが、この光コネクタ端は、図 2 1に示されるビグテール型の場合は、光ファイバテープ 3 1を介してコネクタ部 3 2に形成されているが、図 2 2に示されるレセクタプル型の場合には光モジュール本体に直接設けられている点が異なつている。このように、本発明は、光ファイバと発光、受光素子アレイなどとの各種の光接続部分にも採用することができる。産業上の利用可能性

本発明の光接続部材は、光コネクタ、光モジュール、光導波路など各種の光接続部材に用いることができ、容易に高精度での光接続を可能とするものである。そして、以上の本発明の説明から、本発明を様々に変形しうることは明らかである。そのような変形は、本発明の思想および範囲から逸脱するものとは認めることはできず、すべての当業者にとって自明である改良は、以下の請求の範囲に含まれるものである。

Claims

請求の範囲

1 . 本体に一本、または複数本の光ファイバの一方の端面を露出させて固定させ、これを接続端面として他の光伝送部品と光接続する光伝送部材の製造方法であって、

前記光ファイバのそれぞれの被覆を除去して、所定の長さの光ファイバ心線を露出する工程と、

短時間の火花放電加工により前記露出させた光ファイバ心線の端面を処理する工程と、

前記処理後の光ファイバを前記本体に挿入して前記光ファイバのそれぞれの光軸に沿つて前記端面側から所定の加圧力を付加しながら前記光ファイバを前記本体に固定する工程と、

を備える光伝送部材の製造方法。

2 . 前記所定の加圧力は、前記光ファイバの座屈荷重未満であることを特徴とする請求項 1記載の光伝送部材の製造方法。

3 . 前記光ファイバのそれぞれの端面を前記本体の接続端面から所定量突出させて前記光ファイバを前記本体に挿入することを特徴とする請求項 1記載の光伝送部材の製造方法。

4 . 前記光ファイバの突出量は 0 . 2 mm以下であることを特徴とする請求項

3記載の光伝送部材の製造方法。

5 . 前記光フアイバを前記本体に接着剤により固定することを特徴とする請求項 1記載の光伝送部材の製造方法。

6 . 前記本体の少なくとも一部が紫外線透過材料からなり、前記接着剤として紫外線硬化型接着剤を用いて、紫外線を照射することにより前記接着剤を固化させて前記光ファイバの固定を行なうことを特徴とする請求項 5記載の光伝送部材の製造方法。

7 . 前記接着剤は、熱硬化型接着剤であることを特徴とする請求項 5記載の光伝送部材の製造方法。

8 . 前記光ファイバを前記本体内に機械的に固定することを特徴とする請求項 1記載の光伝送部材の製造方法。

9 . 前記本体は、光ファイバ位置決め部と光ファイバ固定部を有し、該光ファィバ固定部は、部材の変形を利用して光ファイバを把持することを特徴とする請求項 8記載の光伝送部材の製造方法。

1 0 . 前記光ファイバ固定部は、前記光ファイバを横断する両方向から挟持する少なくとも 2つの挟持部材と押圧部材とで構成されていることを特徴とする請求項 9記載の光伝送部材の製造方法。

1 1 . 前記挟持部材の少なくとも一方の材料が、アルミであることを特徴とする請求項 1 0記載の光伝送部材の製造方法。

1 2 . 前記挟持部材の少なくとも一方の材料が、プラスチックであることを特徴とする請求項 1 0記載の光伝送部材の製造方法。

1 3 . 前記光ファイバの固定工程において、前記挟持部材の合わせ目に設けられた凹部に楔状部材を挿入することにより、前記挟持部材の合わせ目の間隙を拡げて前記光ファイバを挿入し、所定の加圧力を付加したうえで、前記楔状部材を前記凹部から引き抜くことにより、前記光ファィバを前記挟持部材で挟持することを特徴とする請求項 1 0記載の光伝送部材の製造方法。

1 4 . 前記本体の材料がガラスであり、加熱により前記光ファイバを前記本体に一体化して固定することを特徴とする請求項 1記載の光伝送部材の製造方法。

1 5 . 前記光ファイバは、グレーデッド 'インデックス型光ファイバであることを特徴とする請求項 1記載の光伝送部材の製造方法。

1 6 . 前記光ファイバの処理後のコア部のクラッド部に対する突出高さは、コァ部の中心で 1〜 6 zmであることを特徴とする請求項 1 5記載の光伝送部材の製造方法。

1 7 . 本体に一本、または複数本の光ファイバの一方の端面を露出させて固定させ、これを接続端面として他の光伝送部品と光接続する光伝送部材であって、それぞれの前記光ファイバの接続端面側の端面が放電加工処理されており、この処理端面が前記本体の接続端面から所定量突出していることを特徴とする光伝送部材。

1 8 . 前記光ファイバは、光軸に沿って前記端面側から所定の加圧力が付加されて保持されていることを特徴とする請求項 1 7記載の光伝送部材。

1 9 . 前記接続端面は、コア部がクラッド部に対して突出していることを特徴とする請求項 1 7記載の光伝送部材。

2 0 . 所定の加圧力は、前記光ファイバの座屈荷重未満であることを特徴とする請求項 1 8記載の光伝送部材。

2 1 . 前記光ファイバの突出量は 0 . 2 mm以下であることを特徴とする請求項 1 7記載の光伝送部材。

2 2 . 前記光ファイバは、前記本体に接着剤により固定されていることを特徴とする請求項 1 7記載の光伝送部材。

2 3 . 前記本体の少なくとも一部が紫外線透過材料からなり、前記接着剤は紫外線硬化型接着剤であることを特徴とする請求項 2 2記載の光伝送部材。

2 4 . 前記接着剤は、熱硬化型接着剤であることを特徴とする請求項 2 2記載の光伝送部材。

2 5 . 前記本体は、光ファイバ位置決め部と部材の変形を利用して光ファイバを把持する光ファイバ固定部を有していることを特徴とする請求項 1 7記載の光伝送部材。

2 6 . 前記光ファイバ固定部は、前記光ファイバを横断する両方向から挟持する少なくとも 2つの挟持部材と押圧部材とで構成されていることを特徴とする請求項 2 5記載の光伝送部材。

2 7 . 前記挟持部材の少なくとも一方の材料が、アルミであることを特徴とする請求項 2 6記載の光伝送部材。

2 8 . 前記挟持部材の少なくとも一方の材料が、プラスチックであることを特徴とする請求項 2 6記載の光伝送部材。

2 9 . 前記本体の材料がガラスであり、前記光ファイバが前記本体に一体化されていることを特徴とする請求項 1 7記載の光伝送部材。

3 0 . 前記光ファイバは、グレーデッド 'インデックス型光ファイバであることを特徴とする請求項 1 9記載の光伝送部材。

3 1 . 前記光ファイバの処理後のコア部のクラッド部に対する突出高さは、コァ部の中心で 1〜 6〃mであることを特徴とする請求項 3 0記載の光伝送部材。