WO2025032947A1 - 光コネクタ、光コネクタの製造方法、およびフェルールの製造方法 - Google Patents
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- WO2025032947A1 WO2025032947A1 PCT/JP2024/020944 JP2024020944W WO2025032947A1 WO 2025032947 A1 WO2025032947 A1 WO 2025032947A1 JP 2024020944 W JP2024020944 W JP 2024020944W WO 2025032947 A1 WO2025032947 A1 WO 2025032947A1
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/36—Mechanical coupling means
- G02B6/40—Mechanical coupling means having fibre bundle mating means
Definitions
- the present invention relates to an optical connector, a method for manufacturing an optical connector, and a method for manufacturing a ferrule.
- Multicore fiber has multiple cores within one cladding.
- multiple optical fibers single-core fibers are connected to one multicore fiber to branch the optical wiring.
- Patent Document 1 discloses an optical connector in which multiple optical fibers are inserted into one fiber hole in a ferrule. With this type of optical connector, multiple optical fibers can be connected to a connection target (e.g., a multicore fiber).
- a connection target e.g., a multicore fiber
- the tip of each optical fiber may be thinned by etching or other methods. This is to bring the thinned tips into close contact with each other within the fiber hole and align the positions of the cores of each optical fiber with the positions of the cores of the multicore fiber to be connected.
- the inside of the ferrule is filled with adhesive to fix multiple optical fibers to the ferrule.
- adhesive to fix multiple optical fibers to the ferrule.
- the radial rigidity of the optical fiber decreases. Therefore, microbending is likely to occur in the optical fiber when internal stress caused by the cure shrinkage of the adhesive or external force caused by voids formed in the adhesive acts on the optical fiber. Microbending of optical fibers leads to increased excess loss.
- the present invention was made in consideration of these circumstances, and aims to provide an optical connector, an optical connector manufacturing method, and a ferrule manufacturing method that can position an optical fiber with high precision at the connection end face and reduce microbends in the optical fiber.
- the optical connector according to aspect 1 of the present invention comprises a ferrule having a connection end surface and a fiber hole opening on the connection end surface, a plurality of optical fibers inserted into the fiber hole, and an adhesive for fixing the plurality of optical fibers to the ferrule, each of the plurality of optical fibers having a small diameter portion, a large diameter portion having a diameter larger than the small diameter portion, and a tapered portion located between the small diameter portion and the large diameter portion, the adhesive includes a first adhesive and a second adhesive having a Young's modulus smaller than that of the first adhesive, the ferrule has a first filling hole communicating with the fiber hole and filled with the first adhesive, and a second filling hole communicating with the fiber hole and filled with the second adhesive, the first filling hole is disposed closer to the connection end surface than the second filling hole, the first filling hole is disposed at a position overlapping the small diameter portion in the longitudinal direction of the fiber hole, and the second filling hole is disposed at a position overlapping the small diameter
- the second adhesive has a higher viscosity than the first adhesive.
- the adhesive includes a third adhesive having a larger Young's modulus than the second adhesive, and the ferrule has a third filling hole that communicates with the fiber hole and is filled with the third adhesive, and the third filling hole is located closer to the base end than the second filling hole.
- the optical connector further includes a boot connected to the end of the ferrule opposite the connection end face, and the boot has an insertion passage through which the multiple optical fibers can be inserted and a fourth filling hole that communicates with the insertion passage and is filled with the second adhesive.
- the material of the boot is the same as the material of the ferrule.
- the Young's modulus of the first adhesive is 300 to 14,000 MPa at room temperature
- the Young's modulus of the second adhesive is 0.4 to 1.5 MPa at room temperature
- the Young's modulus of the third adhesive is 0.4 to 14,000 MPa at room temperature.
- the method for manufacturing an optical connector according to aspect 7 of the present invention includes preparing a plurality of optical fibers having a small diameter portion, a tapered portion, and a large diameter portion, preparing a ferrule having a fiber hole, a first filling hole communicating with the fiber hole, and a second filling hole located on the base end side of the first filling hole, inserting the plurality of optical fibers into the fiber hole so that the position of the small diameter portion overlaps with the first filling hole in the longitudinal direction of the fiber hole, injecting a first adhesive into the fiber hole through the first filling hole, and after the injection of the first adhesive, injecting a second adhesive having a smaller Young's modulus than the first adhesive into the inside of the ferrule through the second filling hole.
- the method for manufacturing a ferrule according to aspect 8 of the present invention is a method for manufacturing a ferrule having a connection end face, a fiber hole opening into the connection end face, and an internal space communicating with the fiber hole, and includes the steps of: preparing a ferrule body having the connection end face, the fiber hole, and a recess exposing the internal space; preparing a lid having a first filling hole and a second filling hole; and fitting the lid into the recess to cover the internal space and to fix the ferrule body and the lid together.
- the above aspects of the present invention provide an optical connector, an optical connector manufacturing method, and a ferrule manufacturing method that can position an optical fiber at the connection end face with high precision and reduce microbends in the optical fiber.
- FIG. 1 is a perspective view of an optical connector according to a first embodiment.
- 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1.
- 2 is a perspective view of the optical connector shown in FIG. 1 with a plurality of optical fibers extracted.
- FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG.
- FIG. 11 is a perspective view of an optical connector according to a second embodiment. 6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI in FIG. 5.
- FIG. 11 is a cross-sectional view of an optical connector according to a third embodiment.
- FIG. 11 is a cross-sectional view of a ferrule according to a third embodiment.
- the optical connector 1A includes a ferrule 10, a plurality of optical fibers 20, an adhesive 30, two positioning pins 40, and a boot 60. Note that the optical connector 1A does not necessarily need to include the positioning pin 40 and the boot 60.
- the ferrule 10 has a connection end face 10a, a rear end 10b, a fiber hole 11, a first filling hole 12, a second filling hole 13, a third filling hole 14, two positioning holes 15, and an internal space S (see FIG. 2).
- the connection end face 10a is the surface that is abutted against another connector or the like when the optical connector 1A is connected to the other connector or the like.
- the rear end 10b is the end of the ferrule 10 opposite the connection end face 10a.
- the fiber hole 11 and the two positioning holes 15 open in the connection end face 10a. In the connection end face 10a, the fiber hole 11 is arranged so as to be sandwiched between the two positioning holes 15.
- optical fibers 20 are introduced into a single fiber hole 11. As shown in FIG. 1, a positioning pin 40 is inserted into each of the two positioning holes 15.
- the optical connector 1A shown is male and has a positioning pin 40. However, the optical connector 1A may be female and not have a positioning pin 40.
- the material of the ferrule 10 is, for example, resin, ceramic, etc.
- resin include epoxy, PPS, PEEK, and PEI.
- ceramic include zirconia.
- the direction parallel to the central axis O of the fiber hole 11 is referred to as the Z direction, the axial direction Z, or the longitudinal direction Z.
- the direction from the rear end 10b of the ferrule 10 toward the connection end face 10a along the longitudinal direction Z is referred to as the +Z direction, the forward direction, or the tip side.
- the direction opposite to the +Z direction is referred to as the -Z direction, the rearward direction, or the base end side.
- one direction perpendicular to the longitudinal direction Z is referred to as the first direction X.
- the first direction X is also the direction in which the two positioning holes 15 are arranged.
- the direction perpendicular to both the longitudinal direction Z and the first direction X is referred to as the second direction Y.
- a cross section perpendicular to the longitudinal direction Z is referred to as a transverse section.
- the transverse section is a cross section extending along the first direction X and the second direction Y.
- a direction perpendicular to the central axis O as viewed from the longitudinal direction Z is referred to as a radial direction.
- FIG. 3 is a diagram of the optical fibers 20 shown in FIG. 1.
- the optical connector 1A of this embodiment has four optical fibers 20.
- the number of optical fibers 20 may be changed.
- Each optical fiber 20 has a bare fiber 21 and a coating 22.
- the bare fiber 21 is made of, for example, quartz glass.
- the coating 22 partially covers the bare fiber 21 and plays a role in protecting the bare fiber 21.
- the coating 22 is made of a resin or the like.
- the material of the coating 22 may be a UV-curable resin.
- the coating 22 is not provided and the bare fiber 21 is exposed. The exposed bare fiber 21 is inserted into the fiber hole 11 of the ferrule 10.
- the bare fiber 21 has a small diameter portion 21a, a large diameter portion 21b, and a tapered portion 21c.
- the outer diameter of the small diameter portion 21a is smaller than the outer diameter of the large diameter portion 21b.
- the small diameter portion 21a is located at the tip of the bare fiber 21.
- the tapered portion 21c is located between the small diameter portion 21a and the large diameter portion 21b.
- the tapered portion 21c has an outer diameter that gradually decreases toward the front.
- the small diameter portion 21a and the tapered portion 21c can be formed by thinning the end of the bare fiber 21, which has a constant outer diameter (the same outer diameter as the large diameter portion 21b) in the longitudinal direction, for example by etching.
- the four small diameter portions 21a of the four optical fibers 20 are inserted into one fiber hole 11 of the ferrule 10.
- the bare fiber 21 does not have to have the tapered portion 21c. That is, the bare fiber 21 may have a shape in which the small diameter portion 21a and the large diameter portion 21b are connected.
- the small diameter portion 21a and the tapered portion 21c can be formed by etching the bare fiber 21.
- the bare fiber 21 is quartz glass, hydrofluoric acid or buffered hydrofluoric acid (BHF) may be used as the etching solution.
- BHF buffered hydrofluoric acid
- the material of the bare fiber 21 and the method of forming the small diameter portion 21a and the tapered portion 21c are not limited to the above.
- Figure 4 is a cross-sectional view of the optical fiber 20.
- the bare fiber 21 has a core 21d and a clad 21e.
- the clad 21e is arranged to surround the core 21d.
- the refractive index of the clad 21e is lower than the refractive index of the core 21d. Therefore, the optical fiber 20 can confine light inside the core 21d.
- the fiber hole 11 has a guide portion 11a and a positioning portion 11b.
- the guide portion 11a is located closer to the base end (-Z side) than the positioning portion 11b.
- the inner diameter of the guide portion 11a is larger than the inner diameter of the positioning portion 11b.
- the guide portion 11a functions as a guide to make it easier for the bare fiber 21 to enter the positioning portion 11b.
- the guide portion 11a is not essential.
- the positioning portion 11b functions to determine the position of the bare fiber 21. By determining the position of each bare fiber 21 inside the positioning portion 11b, an optical connection between the optical connector 1A and another optical connector is achieved.
- the optical connector to which the optical connector 1A is to be connected may have a so-called multi-core fiber.
- a multi-core fiber is an optical fiber with multiple cores inside one cladding.
- the multi-core fiber may have four cores.
- the optical connector to which the optical connector 1A is to be connected may have the same structure as the optical connector 1A, except for the presence or absence of a positioning pin 40.
- the first filling hole 12, the second filling hole 13, and the third filling hole 14 open to one end surface of the ferrule 10 facing the second direction Y.
- the first filling hole 12, the second filling hole 13, and the third filling hole 14 are arranged in this order in the longitudinal direction Z from the tip side (+Z side) to the base side (-Z side).
- the first filling hole 12 is arranged in a position overlapping the small diameter portion 21a in the longitudinal direction Z
- the second filling hole 13 is arranged in a position overlapping the small diameter portion 21a in the longitudinal direction Z.
- the second filling hole 13 may be arranged in a position overlapping the tapered portion 21c in the longitudinal direction Z.
- the internal space S of the ferrule 10 is located closer to the base end (-Z side) than the fiber hole 11.
- the fiber hole 11, the first filling hole 12, the second filling hole 13, and the third filling hole 14 are connected to the internal space S.
- the first filling hole 12, the second filling hole 13, and the third filling hole 14 are connected to the fiber hole 11 via the internal space S.
- the boot 60 is a cylindrical member through which the optical fibers 20 are inserted.
- the boot 60 is connected to the rear end 10b of the ferrule 10.
- the boot 60 is molded integrally with the ferrule 10. Therefore, the material of the boot 60 in this embodiment is the same as the material of the ferrule 10.
- the boot 60 and the ferrule 10 may be separate members. In this case, for example, the front end of the boot 60 may be inserted into an introduction hole formed in the rear end of the ferrule 10, thereby fixing the boot 60 to the rear end 10b of the ferrule 10.
- the boot 60 has an insertion passage 61 through which the optical fibers 20 can be inserted.
- the insertion passage 61 extends in the longitudinal direction Z and penetrates the boot 60.
- the insertion passage 61 communicates with the internal space S and the fiber hole 11.
- the adhesive 30 has the function of fixing the multiple optical fibers 20 to the ferrule 10.
- the adhesive 30 includes a first adhesive 31, a second adhesive 32, and a third adhesive 33.
- the first adhesive 31, the second adhesive 32, and the third adhesive 33 may be made of, for example, a thermosetting resin. More specifically, the first adhesive 31, the second adhesive 32, and the third adhesive 33 may be made of an epoxy resin.
- the Young's modulus of the second adhesive 32 is smaller than that of the first adhesive 31.
- the Young's modulus of the second adhesive 32 is smaller than that of the third adhesive 33.
- the Young's modulus of the first adhesive 31 is 300 to 14,000 MPa at room temperature
- the Young's modulus of the second adhesive 32 is 0.4 to 1.5 MPa at room temperature
- the Young's modulus of the third adhesive 33 is 0.4 to 14,000 MPa at room temperature.
- the viscosity of the second adhesive 32 is higher than that of the first adhesive 31 and that of the third adhesive 33.
- the third adhesive 33 may be the same as the first adhesive 31.
- the third adhesive 33 may be different from the first adhesive 31.
- the first adhesive 31 is injected into the internal space S of the ferrule 10 through the first filling hole 12.
- the first adhesive 31 also passes through the internal space S and fills the fiber hole 11.
- the second adhesive 32 is injected into the internal space S through the second filling hole 13.
- the third adhesive 33 is injected into the internal space S through the third filling hole 14.
- the third adhesive 33 also fills the insertion passage 61 through the internal space S.
- the area filled with the first adhesive 31 is referred to as the first region R1
- the area filled with the second adhesive 32 is referred to as the second region R2
- the area filled with the third adhesive 33 is referred to as the third region R3.
- the first adhesive 31 injected from the first filling hole 12 is filled into the first region R1 and the first filling hole 12.
- the second adhesive 32 injected from the second filling hole 13 is filled into the second region R2 and the second filling hole 13.
- the third adhesive 33 injected from the third filling hole 14 is filled into the third region R3, the third filling hole 14, and the insertion passage 61.
- the first region R1 is disposed over the entire fiber hole 11 and in a portion of the tip side of the internal space S.
- the third region R3 is disposed in a portion of the rear end side of the internal space S.
- the second region R2 is disposed between the first region R1 and the third region R3.
- a first adhesive 31 with a large Young's modulus is disposed around the bare fiber 21. Because the Young's modulus of the first adhesive 31 is large, i.e., the first adhesive 31 is not easily deformed, the position of the bare fiber 21 in the positioning portion 11b is not easily changed. This allows each bare fiber 21 to be positioned with high precision at the connection end face 10a, and reduces connection loss in the optical connection between the optical connector 1A and other optical connectors.
- the small diameter portion 21a has a lower radial rigidity than the large diameter portion 21b. Therefore, the small diameter portion 21a is easily affected by internal stress due to the cure shrinkage of the adhesive 30 and external forces due to voids formed in the adhesive 30.
- a second adhesive 32 with a small Young's modulus is arranged around the small diameter portion 21a arranged in the second region R2.
- the second adhesive 32 which has a small Young's modulus and is soft, can disperse external forces acting on the small diameter portion 21a. As a result, it is possible to suppress the occurrence of microbends in the bare fiber 21, and to reduce excess loss in the bare fiber 21.
- a third adhesive 33 having a large Young's modulus is disposed around the optical fiber 20. Because the third adhesive 33 has a large Young's modulus, i.e., the third adhesive 33 is not easily deformed, the position of the optical fiber 20 is not easily changed at the rear end of the ferrule 10 and the boot 60. This ensures the tensile strength of the optical fiber 20 at the rear end of the ferrule 10 and the boot 60.
- the viscosity of the second adhesive 32 disposed between the first adhesive 31 and the third adhesive 33 is higher than the viscosities of the first adhesive 31 and the third adhesive 33. This prevents the second adhesive 32 from flowing toward the first adhesive 31 and the third adhesive 33. Therefore, it is possible to prevent the second adhesive 32 from mixing with the first adhesive 31 and the third adhesive 33.
- a plurality of optical fibers 20 each having a coating 22 are prepared.
- the coating 22 is partially removed from each optical fiber 20 to expose the bare fiber 21 .
- the exposed part of the bare fiber 21 is thinned by etching or the like.
- the bare fibers 21 are inserted into the fiber holes 11 of the ferrule 10.
- the first filling hole 12 is positioned so as to overlap the small diameter portion 21a in the longitudinal direction Z
- the second filling hole 13 is positioned so as to overlap the small diameter portion 21a in the longitudinal direction Z.
- the second filling hole 13 may also be positioned so as to overlap the tapered portion 21c in the longitudinal direction Z.
- the first adhesive 31 in a fluid state is injected into the internal space S of the ferrule 10 through the first filling hole 12.
- the first adhesive 31 fills the first region R1 and the first filling hole 12.
- the first adhesive 31 may be actively forced into the fiber hole 11 by sucking the fiber hole 11 that opens onto the connection end face 10a with a vacuum or the like.
- the first adhesive 31 may also be forced into the fiber hole 11 by capillary force or the like generated within the fiber hole 11.
- the second adhesive 32 in a fluid state is injected into the internal space S through the second filling hole 13.
- the second adhesive 32 fills the second region R2 and the second filling hole 13.
- the third adhesive 33 in a fluid state is injected into the internal space S through the third filling hole 14.
- the third adhesive 33 fills the third region R3 and the third filling hole 14.
- the third adhesive 33 also fills the insertion passage 61 through the rear end of the internal space S.
- the third adhesive 33 may be injected prior to the injection of the second adhesive 32.
- the second adhesive 32 has a higher viscosity than the first adhesive 31 and the third adhesive 33.
- the high viscosity i.e., low fluidity, makes it easier to place the second adhesive 32 in the desired region. Therefore, by injecting the second adhesive 32 prior to the injection of the third adhesive 33, it becomes easier to control the boundary between the second adhesive 32 and the third adhesive 33. As a result, it becomes easier to control the positions of the second region R2 and the third region R3.
- the bare fiber 21 is fixed to the ferrule 10 by hardening the first adhesive 31, the second adhesive 32, and the third adhesive 33.
- the first adhesive 31, the second adhesive 32, and the third adhesive 33 are a thermosetting resin such as an epoxy resin
- the first adhesive 31, the second adhesive 32, and the third adhesive 33 are heated to a temperature equal to or higher than the hardening temperature.
- the first adhesive 31, the second adhesive 32, and the third adhesive 33 are not a thermosetting resin
- the first adhesive 31, the second adhesive 32, and the third adhesive 33 may be hardened by a method other than heating.
- the first adhesive 31, the second adhesive 32, and the third adhesive 33 are UV-curable resins
- the first adhesive 31, the second adhesive 32, and the third adhesive 33 may be cured by irradiating them with UV light.
- multiple optical fibers 20 can be fixed to the ferrule 10. If necessary, other members (such as positioning pins 40) can be attached to the ferrule 10 to obtain the optical connector 1A.
- the optical connector 1A includes a ferrule 10 having a connection end face 10a and a fiber hole 11 opening to the connection end face 10a, a plurality of optical fibers 20 inserted into the fiber hole 11, and an adhesive 30 for fixing the plurality of optical fibers 20 to the ferrule 10.
- Each of the plurality of optical fibers 20 has a small diameter portion 21a, a large diameter portion 21b having a diameter larger than the small diameter portion 21a, and a tapered portion 21c located between the small diameter portion 21a and the large diameter portion 21b.
- the adhesive 30 includes a first adhesive 31 and a second adhesive 32 having a smaller Young's modulus than the first adhesive 31.
- the ferrule 10 has a first filling hole 12 communicating with the fiber hole 11 and filled with the first adhesive 31, and a second filling hole 13 communicating with the fiber hole 11 and filled with the second adhesive 32.
- the first filling hole 12 is positioned closer to the connection end surface 10a than the second filling hole 13.
- the first filling hole 12 is positioned in the longitudinal direction Z at a position overlapping with the small diameter portion 21a.
- the second filling hole 13 is positioned in the longitudinal direction Z at a position overlapping with the small diameter portion 21a or the tapered portion 21c.
- the optical fiber 20 can be positioned with high precision at the connection end surface 10a by using the first adhesive 31.
- the small diameter portion 21a is easily affected by internal stress due to the cure shrinkage of the adhesive 30 and external forces due to voids formed in the adhesive 30.
- the second adhesive 32 with a small Young's modulus is arranged around the small diameter portion 21a arranged near the second filling hole 13.
- the second adhesive 32 with a small Young's modulus and softness can disperse external forces acting on the small diameter portion 21a.
- the occurrence of microbends in the optical fiber 20 can be suppressed.
- the optical fiber 20 can be positioned with high precision at the connection end surface 10a, and microbends in the optical fiber 20 can be reduced.
- the second adhesive 32 also has a higher viscosity than the first adhesive 31. This configuration allows the second adhesive 32 to be more reliably positioned in the desired area (e.g., the portion of the optical fiber 20 where microbends are likely to occur).
- the adhesive 30 also contains a third adhesive 33 having a larger Young's modulus than the second adhesive 32, and the ferrule 10 has a third filling hole 14 that communicates with the fiber hole 11 and is filled with the third adhesive 33, and the third filling hole 14 is disposed closer to the base end than the second filling hole 13.
- the use of the third adhesive 33 ensures the tensile strength of the optical fiber 20 at the base end of the ferrule 10.
- the Young's modulus of the first adhesive 31 is 300 to 14,000 MPa at room temperature
- the Young's modulus of the second adhesive 32 is 0.4 to 1.5 MPa at room temperature
- the Young's modulus of the third adhesive 33 is 0.4 to 14,000 MPa at room temperature.
- the manufacturing method of the optical connector 1A of this embodiment includes preparing a plurality of optical fibers 20 each having a small diameter portion 21a, a tapered portion 21c, and a large diameter portion 21b, preparing a ferrule 10 having a fiber hole 11, a first filling hole 12 communicating with the fiber hole 11, and a second filling hole 13 located on the base end side of the first filling hole 12, inserting the plurality of optical fibers 20 into the fiber hole 11 in the longitudinal direction Z of the fiber hole 11 so that the position of the small diameter portion 21a overlaps with the first filling hole 12, injecting a first adhesive 31 into the fiber hole 11 through the first filling hole 12, and after the injection of the first adhesive 31, injecting a second adhesive 32 having a smaller Young's modulus than the first adhesive 31 into the inside of the ferrule 10 from the second filling hole 13.
- the optical fiber 20 can be positioned with high precision at the connection end surface 10a, and microbending of the optical fiber 20 can be reduced.
- the boot 60 has a fourth filling hole 62.
- the fourth filling hole 62 opens to one end face of the boot 60 facing the second direction Y.
- the fourth filling hole 62 is connected to the insertion passage 61.
- the second adhesive 32 is injected into the insertion passage 61 through the fourth filling hole 62.
- the second adhesive 32 fills the rear end of the insertion passage 61.
- the tip of the insertion passage 61 is filled with the third adhesive 33 injected through the third filling hole 14.
- the rear end of the insertion passage 61 is filled with the second adhesive 32, which has a small Young's modulus and is soft, so the bending stress applied to the optical fiber 20 can be alleviated.
- the boot 60 has an insertion passage 61 through which multiple optical fibers 20 can be inserted, and a fourth filling hole 62 that communicates with the insertion passage 61 and is filled with the second adhesive 32.
- the second adhesive 32 which has a small Young's modulus, is disposed around the optical fiber 20 disposed near the fourth filling hole 62, so that the bending stress applied to the optical fiber 20 can be alleviated.
- the material of the boot 60 is the same as the material of the ferrule 10. With this configuration, even if the material of the boot 60 is the same as the material of the ferrule 10, the bending stress applied to the optical fiber 20 can be effectively alleviated by using the second adhesive 32.
- the structure of the ferrule 70 is different from the structure of the ferrule 10 according to the first embodiment.
- the ferrule 70 according to this embodiment has a ferrule body portion 71 and a lid portion 72 formed separately.
- the ferrule 70 has a connection end face 10a, a rear end portion 10b, a fiber hole 11, a first filling hole 12, a second filling hole 13, a third filling hole 14, two positioning holes 15 (not shown in Figures 7 and 8), and an internal space S.
- the ferrule body 71 has a connection end surface 10a, a fiber hole 11, and a recess 71a that exposes the internal space S.
- the recess 71a has a shape corresponding to the lid 72.
- the lid 72 has a first filling hole 12, a second filling hole 13, and a third filling hole 14.
- the lid 72 is attached to the ferrule body 71 by fitting into the recess 71a of the ferrule body 71. At this time, the internal space S is covered by the lid 72.
- a first groove 71b that forms the fiber hole 11 and part of the internal space S is formed on the surface of the ferrule body 71 that faces the lid 72 in the Y direction.
- a second groove 72a that forms the fiber hole 11 and part of the internal space S is formed on the surface of the lid 72 that faces the ferrule body 71 in the Y direction.
- the ferrule body 71 and the lid 72 are injection molded as separate bodies. After the ferrule body 71 and the lid 72 are assembled, they are fixed in place with adhesive or the like.
- the manufacturing method of the ferrule 70 of this embodiment is a manufacturing method of a ferrule 70 having a connection end face 10a, a fiber hole 11 opening into the connection end face 10a, and an internal space S communicating with the fiber hole 11, in which a ferrule body 71 having the connection end face 10a, the fiber hole 11, and a recess 71a exposing the internal space S is prepared, a lid 72 having a first filling hole 12 and a second filling hole 13 is prepared, and the lid 72 is fitted into the recess 71a to cover the internal space S and fix the ferrule body 71 and the lid 72 together.
- ferrules are formed by injection molding.
- the mold for injection molding has pins that correspond to each hole in the ferrule.
- the pins that correspond to the fiber holes have an outer diameter that corresponds to the inner diameter of the fiber hole. Because the inner diameter of the fiber hole is extremely small, the outer diameter of the pins that correspond to the fiber holes is also extremely thin.
- the lid portion 72 having the first filling hole 12 and the second filling hole 13 is prepared separately from the ferrule body portion 71.
- the lid portion 72 and the ferrule body portion 71 are combined to form the fiber hole 11 and the internal space S.
- the range P of the fiber hole 11 formed by the pin of the mold can be reduced.
- the length of the pin having the outer diameter corresponding to the fiber hole 11 can be shortened.
- the difficulty of abutting the pin corresponding to the fiber hole 11 against the part of the mold corresponding to the recess 71a is lower than the difficulty of the mold structure when the ferrule is molded integrally. As described above, according to this embodiment, it is possible to easily and highly precisely mold the ferrule 70.
- the Young's modulus of the second adhesive 32 is smaller than that of the first adhesive 31.
- the second adhesive 32 may have a smaller cure shrinkage rate than the first adhesive 31. In this case, it is possible to reduce internal stress due to cure shrinkage of the second adhesive 32.
- the second adhesive 32 may have a smaller water absorption rate than the first adhesive 31. In this case, it is possible to suppress swelling of the second adhesive 32 due to water.
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Abstract
光コネクタ(1A)は、接続端面(10a)および接続端面に開口するファイバ孔(11)を有するフェルール(10)と、ファイバ孔に挿入される複数の光ファイバ(21)と、フェルールに複数の光ファイバを固定する接着剤(30)と、を備え、複数の光ファイバはそれぞれ、小径部(21a)と、小径部よりも径が大きい大径部(21b)と、小径部と大径部との間に位置するテーパ部(21c)と、を有し、接着剤には、第1の接着剤(31)と、第1の接着剤よりもヤング率が小さい第2の接着剤(32)と、が含まれ、フェルールは、ファイバ孔と連通し、第1の接着剤が充填された第1充填孔(12)と、ファイバ孔と連通し、第2の接着剤が充填された第2充填孔(13)と、を有し、第1充填孔は、第2充填孔よりも接続端面側に配置され、第1充填孔は、ファイバ孔の長手方向において、小径部と重なる位置に配置され、第2充填孔は、長手方向において、小径部またはテーパ部と重なる位置に配置される。
Description
本発明は、光コネクタ、光コネクタの製造方法、およびフェルールの製造方法に関する。
本願は、2023年08月10日に、日本に出願された特願2023-131670号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、2023年08月10日に、日本に出願された特願2023-131670号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
光ネットワークの高速化のため、マルチコアファイバを用いた、いわゆるFan-In, Fan-Out構造の採用が進められている。マルチコアファイバは、1つのクラッド内に複数のコアを有している。Fan-In, Fan-Out構造では、1つのマルチコアファイバに、複数の光ファイバ(シングルコアファイバ)を接続して、光配線を分岐させる。
特許文献1には、フェルールが有する1つのファイバ孔に、複数の光ファイバを挿入した構造の光コネクタが開示されている。このような光コネクタによれば、複数の光ファイバを、接続対象(例えば、マルチコアファイバ)に接続することができる。
1つのマルチコアファイバと複数の光ファイバとを接続する接続構造においては、各光ファイバの先端部をエッチング等によって細径化する場合がある。これは、細径化された先端部同士をファイバ孔内で密接させ、各光ファイバが有するコアの位置を、接続対象のマルチコアファイバが有する各コアの位置に合わせるためである。
フェルールの内部には、複数の光ファイバをフェルールに固定するための接着剤が充填される。先端部を細径化した光ファイバにおいては、光ファイバの径方向の剛性が低下する。したがって、接着剤の硬化収縮により生じる内部応力や、接着剤に形成されるボイドによる外力等が光ファイバに作用することで、光ファイバにマイクロベンドが起こりやすい。光ファイバのマイクロベンドは、過剰損失の増大につながる。一方で、光コネクタと接続対象との接続における接続損失を低減するために、光コネクタにおける、接続対象との接続端面においては、各光ファイバを高精度に位置決めすることが望まれる。
本発明は、このような事情を考慮してなされ、接続端面において光ファイバを高精度に位置決め可能で、かつ、光ファイバのマイクロベンドを低減させることが可能な光コネクタ、光コネクタの製造方法、およびフェルールの製造方法を提供することを目的とする。
本発明の態様1に係る光コネクタは、接続端面および前記接続端面に開口するファイバ孔を有するフェルールと、前記ファイバ孔に挿入される複数の光ファイバと、前記フェルールに前記複数の光ファイバを固定する接着剤と、を備え、前記複数の光ファイバはそれぞれ、小径部と、前記小径部よりも径が大きい大径部と、前記小径部と前記大径部との間に位置するテーパ部と、を有し、前記接着剤には、第1の接着剤と、前記第1の接着剤よりもヤング率が小さい第2の接着剤と、が含まれ、前記フェルールは、前記ファイバ孔と連通し、前記第1の接着剤が充填された第1充填孔と、前記ファイバ孔と連通し、前記第2の接着剤が充填された第2充填孔と、を有し、前記第1充填孔は、前記第2充填孔よりも前記接続端面側に配置され、前記第1充填孔は、前記ファイバ孔の長手方向において、前記小径部と重なる位置に配置され、前記第2充填孔は、前記長手方向において、前記小径部または前記テーパ部と重なる位置に配置される。
また、本発明の態様2は、態様1の光コネクタにおいて、前記第2の接着剤は、前記第1の接着剤よりも粘度が高い。
また、本発明の態様3は、態様1または態様2の光コネクタにおいて、前記接着剤には、前記第2の接着剤よりもヤング率が大きい第3の接着剤、が含まれ、前記フェルールは、前記ファイバ孔と連通し、前記第3の接着剤が充填された第3充填孔、を有し、前記第3充填孔は、前記第2充填孔よりも基端側に配置される。
また、本発明の態様4は、態様1から態様3のいずれか一つの光コネクタにおいて、前記フェルールにおける、前記接続端面と反対側の端部に接続されるブーツをさらに備え、前記ブーツは、前記複数の光ファイバを挿通可能な挿通路と、前記挿通路に連通し、前記第2の接着剤が充填される第4充填孔と、を有する。
また、本発明の態様5は、態様4の光コネクタにおいて、前記ブーツの材質は、前記フェルールの材質と同一である。
また、本発明の態様6は、態様3の光コネクタにおいて、前記第1の接着剤のヤング率は、常温において300~14000MPaであり、前記第2の接着剤のヤング率は、常温において0.4~1.5MPaであり、前記第3の接着剤のヤング率は、常温において0.4~14000MPaである。
本発明の態様7に係る光コネクタの製造方法は、小径部と、テーパ部と、大径部と、を有する、複数の光ファイバを用意し、ファイバ孔と、前記ファイバ孔と連通する第1充填孔と、前記第1充填孔よりも基端側に位置する第2充填孔と、を有するフェルール、を用意し、前記ファイバ孔の長手方向において、前記小径部の位置が前記第1充填孔と重なるように、前記ファイバ孔に前記複数の光ファイバを挿入し、前記第1充填孔を通して前記ファイバ孔に第1の接着剤を注入し、前記第1の接着剤の注入後、前記第2充填孔から前記フェルールの内部に前記第1の接着剤よりもヤング率が小さい第2の接着剤を注入する。
本発明の態様8に係るフェルールの製造方法は、接続端面と、前記接続端面に開口するファイバ孔と、前記ファイバ孔に連通する内部空間と、を有するフェルールの製造方法であって、前記接続端面と、前記ファイバ孔と、前記内部空間を露出させる凹部と、を有するフェルール本体部を用意し、第1充填孔および第2充填孔を有する蓋部を用意し、前記凹部に前記蓋部を嵌合させることで、前記蓋部によって前記内部空間を覆い、前記フェルール本体部と前記蓋部とを固定する。
本発明の上記態様によれば、接続端面において光ファイバを高精度に位置決め可能で、かつ、光ファイバのマイクロベンドを低減させることが可能な光コネクタ、光コネクタの製造方法、およびフェルールの製造方法を提供できる。
(第1実施形態)
以下、第1実施形態に係る光コネクタについて図面に基づいて説明する。
図1に示すように、光コネクタ1Aは、フェルール10と、複数の光ファイバ20と、接着剤30と、2つの位置決めピン40と、ブーツ60と、を備える。なお、光コネクタ1Aは位置決めピン40およびブーツ60を備えていなくてもよい。
以下、第1実施形態に係る光コネクタについて図面に基づいて説明する。
図1に示すように、光コネクタ1Aは、フェルール10と、複数の光ファイバ20と、接着剤30と、2つの位置決めピン40と、ブーツ60と、を備える。なお、光コネクタ1Aは位置決めピン40およびブーツ60を備えていなくてもよい。
フェルール10は、接続端面10aと、後端部10bと、ファイバ孔11と、第1充填孔12と、第2充填孔13と、第3充填孔14と、2つの位置決め孔15と、内部空間S(図2を参照)と、を有している。接続端面10aは、光コネクタ1Aが他のコネクタ等と接続される際に、他のコネクタ等に突き当てられる面である。後端部10bは、フェルール10における、接続端面10aと反対側の端部である。ファイバ孔11および2つの位置決め孔15は、接続端面10aに開口している。接続端面10aにおいて、ファイバ孔11は、2つの位置決め孔15に挟まれるように配置されている。
複数の光ファイバ20は、単一のファイバ孔11に導入されている。図1に示すように、2つの位置決め孔15にはそれぞれ、位置決めピン40が挿通されている。図示される光コネクタ1Aはオスであり、位置決めピン40を有している。ただし、光コネクタ1Aはメスであって位置決めピン40を有していなくてもよい。
フェルール10の材質は、例えば、樹脂、セラミック、等である。樹脂としては、エポキシ、PPS、PEEK、PEIが挙げられる。セラミックとしては、ジルコニアが挙げられる。
(方向定義)
本明細書では、ファイバ孔11の中心軸線Oと平行な方向を、Z方向、軸方向Z、または長手方向Zと称する。長手方向Zに沿って、フェルール10の後端部10bから接続端面10aに向かう向きを、+Zの向き、前方、または先端側という。+Zの向きとは反対の向きを、-Zの向き、後方、または基端側と称する。また、本実施形態では、長手方向Zに直交する一方向を、第1方向Xと称する。第1方向Xは、2つの位置決め孔15が並べられた方向でもある。長手方向Zおよび第1方向Xの双方に直交する方向を、第2方向Yと称する。長手方向Zに直交する断面を横断面という。横断面は、第1方向Xおよび第2方向Yに沿って延在する断面である。長手方向Zから見て、中心軸線Oに直交する方向を、径方向と称する。
本明細書では、ファイバ孔11の中心軸線Oと平行な方向を、Z方向、軸方向Z、または長手方向Zと称する。長手方向Zに沿って、フェルール10の後端部10bから接続端面10aに向かう向きを、+Zの向き、前方、または先端側という。+Zの向きとは反対の向きを、-Zの向き、後方、または基端側と称する。また、本実施形態では、長手方向Zに直交する一方向を、第1方向Xと称する。第1方向Xは、2つの位置決め孔15が並べられた方向でもある。長手方向Zおよび第1方向Xの双方に直交する方向を、第2方向Yと称する。長手方向Zに直交する断面を横断面という。横断面は、第1方向Xおよび第2方向Yに沿って延在する断面である。長手方向Zから見て、中心軸線Oに直交する方向を、径方向と称する。
図3は、図1に示す複数の光ファイバ20を抜き出した図である。図3に示すように、本実施形態の光コネクタ1Aは、4本の光ファイバ20を有している。ただし、光ファイバ20の数は変更してもよい。各光ファイバ20は、ベアファイバ21と、被覆22と、を有している。ベアファイバ21は、例えば石英ガラスによって形成されている。被覆22は、ベアファイバ21を部分的に覆っており、ベアファイバ21を保護する役割を有する。被覆22は、樹脂等によって形成されている。例えば、被覆22の材質はUV硬化型樹脂であってもよい。各光ファイバ20の前方の端部では、被覆22が設けられておらず、ベアファイバ21が露出している。露出したベアファイバ21が、フェルール10のファイバ孔11に挿通されている。
ベアファイバ21は、小径部21aと、大径部21bと、テーパ部21cと、を有している。小径部21aの外径は、大径部21bの外径よりも小さい。小径部21aは、ベアファイバ21の先端部に位置する。テーパ部21cは、小径部21aと大径部21bとの間に位置する。テーパ部21cは、前方に向かうにしたがって漸次小さくなる外径を有する。小径部21aおよびテーパ部21cは、長手方向において一定の外径(大径部21bと同じ外径)を有するベアファイバ21の端部を、例えばエッチング等によって細くすることで形成できる。本実施形態では、4本の光ファイバ20が有する4本の小径部21aが、フェルール10が有する1つのファイバ孔11に挿通されている。なお、ベアファイバ21はテーパ部21cを有していなくてもよい。すなわち、ベアファイバ21は、小径部21aと大径部21bとが接続された形状を有していてもよい。
小径部21aおよびテーパ部21cは、ベアファイバ21をエッチングすることで形成できる。例えば、ベアファイバ21が石英ガラスの場合、エッチング液としてフッ化水素酸またはバッファードフッ化水素酸(BHF)を使用してもよい。ただし、ベアファイバ21の材質、並びに、小径部21aおよびテーパ部21cを形成する方法は上記に限定されない。
図4は、光ファイバ20の横断面図である。図4に示すように、ベアファイバ21は、コア21dおよびクラッド21eを有している。クラッド21eはコア21dを囲むように配置される。クラッド21eの屈折率はコア21dの屈折率よりも低い。このため、光ファイバ20はコア21dの内部に光を閉じ込めることができる。
図2に戻り、ファイバ孔11は、ガイド部11aと、位置決め部11bと、を有する。ガイド部11aは、位置決め部11bよりも基端側(-Z側)に位置している。ガイド部11aの内径は、位置決め部11bの内径よりも大きい。ガイド部11aは、ベアファイバ21が位置決め部11bに進入しやすくするための、ガイドとしての機能を有する。ガイド部11aはなくてもよい。位置決め部11bは、ベアファイバ21の位置を規定する機能を有する。位置決め部11bの内側において、各ベアファイバ21の位置が定まることで、光コネクタ1Aと他の光コネクタとの光学的な接続が達成される。
なお、光コネクタ1Aの接続対象となる光コネクタは、いわゆるマルチコアファイバを有してもよい。マルチコアファイバとは、1つのクラッドの内側に、複数のコアが設けられた光ファイバである。本実施形態の光コネクタ1Aに対応するように、マルチコアファイバは、4つのコアを有してもよい。あるいは、光コネクタ1Aの接続対象となる光コネクタは、位置決めピン40の有無を除き、光コネクタ1Aと同様の構造であってもよい。
第1充填孔12、第2充填孔13、および第3充填孔14は、フェルール10が有する、第2方向Yに向く1つの端面に開口している。第1充填孔12、第2充填孔13、および第3充填孔14は、長手方向Zにおいて、先端側(+Z側)から基端側(-Z側)に向けて、この順で配置されている。また、ベアファイバ21がファイバ孔11に挿通されたとき、第1充填孔12は、長手方向Zにおいて、小径部21aと重なる位置に配置され、第2充填孔13は、長手方向Zにおいて、小径部21aと重なる位置に配置される。なお、第2充填孔13は、長手方向Zにおいて、テーパ部21cと重なる位置に配置されてもよい。
フェルール10の内部空間Sは、ファイバ孔11よりも基端側(-Z側)に位置している。ファイバ孔11、第1充填孔12、第2充填孔13、および第3充填孔14は、内部空間Sに連通している。言い換えると、第1充填孔12、第2充填孔13、および第3充填孔14は、内部空間Sを介して、ファイバ孔11に連通している。
ブーツ60は、図2に示すように、複数の光ファイバ20が挿通される筒状の部材である。ブーツ60は、フェルール10の後端部10bに接続されている。図示の例では、ブーツ60は、フェルール10と一体に成形されている。したがって、本実施形態におけるブーツ60の材質は、フェルール10の材質と同一である。なお、ブーツ60とフェルール10とが別部材であってもよい。この場合、例えば、ブーツ60の前端部が、フェルール10の後端部に形成された導入孔に挿入されることで、ブーツ60がフェルール10の後端部10bに固定されてもよい。ブーツ60は、複数の光ファイバ20を挿通可能な挿通路61を有する。挿通路61は、長手方向Zに延びてブーツ60を貫通している。挿通路61は、内部空間Sおよびファイバ孔11と連通する。
接着剤30は、複数の光ファイバ20をフェルール10に固定する機能を有する。接着剤30には、第1の接着剤31と、第2の接着剤32と、第3の接着剤33と、が含まれる。第1の接着剤31、第2の接着剤32、および第3の接着剤33の材質としては、例えば熱硬化性樹脂を用いることができる。より具体的には、第1の接着剤31、第2の接着剤32、および第3の接着剤33の材質はエポキシ樹脂であってもよい。
第2の接着剤32のヤング率は、第1の接着剤31のヤング率よりも小さい。第2の接着剤32のヤング率は、第3の接着剤33のヤング率よりも小さい。例えば、第1の接着剤31のヤング率は、常温において300~14000MPaであり、第2の接着剤32のヤング率は、常温において0.4~1.5MPaであり、第3の接着剤33のヤング率は、常温において0.4~14000MPaである。また、第2の接着剤32の粘度は、第1の接着剤31の粘度および第3の接着剤33の粘度よりも高い。なお、第3の接着剤33は、第1の接着剤31と同一であってもよい。第3の接着剤33は、第1の接着剤31と異なっていてもよい。
光コネクタ1Aが組み立てられる際、第1充填孔12から、第1の接着剤31がフェルール10の内部空間Sに注入される。また、第1の接着剤31は、内部空間Sを通って、ファイバ孔11内にも充填される。第2の接着剤32は、第2充填孔13から内部空間Sに注入される。第3の接着剤33は、第3充填孔14から内部空間Sに注入される。第3の接着剤33は、内部空間Sを通って挿通路61にも充填される。
以下、説明のために、ファイバ孔11および内部空間Sにおいて、第1の接着剤31が充填される領域を第1領域R1と称し、第2の接着剤32が充填される領域を第2領域R2と称し、第3の接着剤33が充填される領域を第3領域R3と称する。第1充填孔12から注入された第1の接着剤31は、第1領域R1および第1充填孔12に充填される。第2充填孔13から注入された第2の接着剤32は、第2領域R2および第2充填孔13に充填される。第3充填孔14から注入された第3の接着剤33は、第3領域R3、第3充填孔14、および挿通路61に充填される。第1領域R1は、ファイバ孔11の全域および内部空間Sにおける先端側の一部分に配置される。第3領域R3は、内部空間Sにおける後端側の一部分に配置される。第2領域R2は、第1領域R1と第3領域R3との間に配置される。
ここで、光コネクタ1Aと他の光コネクタとの光学的な接続における接続損失を低減するために、接続端面10aにおいて、各ベアファイバ21を高精度に位置決めすることが望ましい。位置決め部11bを含む第1領域R1において、ベアファイバ21の周囲には、ヤング率が大きい第1の接着剤31が配置されている。第1の接着剤31のヤング率が大きいこと、すなわち、第1の接着剤31が変形しにくいことで、位置決め部11bにおけるベアファイバ21の位置が変化しにくい。これにより、接続端面10aにおいて、各ベアファイバ21を高精度に位置決めすることができ、光コネクタ1Aと他の光コネクタとの光学的な接続における接続損失を低減することができる。
また、小径部21aでは、大径部21bに比べて、径方向の剛性が低下している。したがって、小径部21aは、接着剤30の硬化収縮による内部応力や、接着剤30に形成されるボイドによる外力等の影響を受けやすい。本実施形態では、第2領域R2に配置される小径部21aの周囲に、ヤング率が小さい第2の接着剤32が配置される。ヤング率が小さく、柔らかい第2の接着剤32によって、小径部21aに作用する外力等を分散させることができる。結果として、ベアファイバ21にマイクロベンドが生じることを抑制でき、ベアファイバ21における過剰損失を低減することができる。
さらに、第3領域R3および挿通路61において、光ファイバ20の周囲には、ヤング率が大きい第3の接着剤33が配置される。第3の接着剤33のヤング率が大きいこと、すなわち、第3の接着剤33が変形しにくいことで、フェルール10の後端部およびブーツ60における、光ファイバ20の位置が変化しにくい。これにより、フェルール10の後端部およびブーツ60における、光ファイバ20の引張強度を確保することができる。
また、第1の接着剤31と第3の接着剤33との間に配置される第2の接着剤32の粘度は、第1の接着剤31および第3の接着剤33の粘度よりも高いことが好ましい。これにより、第2の接着剤32が、第1の接着剤31および第3の接着剤33に向けて流動することが抑制される。したがって、第2の接着剤32が、第1の接着剤31および第3の接着剤33と混ざることが防止できる。
以下、光コネクタ1Aの製造方法の一例について説明する。
まず、被覆22を有する状態の、複数の光ファイバ20を用意する。
次に、各光ファイバ20から、被覆22を部分的に除去し、ベアファイバ21を露出させる。
次に、露出したベアファイバ21の一部を、エッチング等によって、細径化する。ベアファイバ21の長手方向における位置ごとに、エッチング液に浸漬する時間を変化させることで、小径部21aおよびテーパ部21cを任意の外径にすることができる。
次に、各光ファイバ20から、被覆22を部分的に除去し、ベアファイバ21を露出させる。
次に、露出したベアファイバ21の一部を、エッチング等によって、細径化する。ベアファイバ21の長手方向における位置ごとに、エッチング液に浸漬する時間を変化させることで、小径部21aおよびテーパ部21cを任意の外径にすることができる。
次に、図4に示すように複数のベアファイバ21が束ねられた状態で、複数のベアファイバ21を、フェルール10のファイバ孔11に挿入する。このとき、第1充填孔12が、長手方向Zにおいて小径部21aと重なる位置に配置され、第2充填孔13が、長手方向Zにおいて小径部21aと重なる位置に配置される。なお、第2充填孔13が、長手方向Zにおいてテーパ部21cと重なる位置に配置されてもよい。
次に、第1充填孔12から、流動性を有する状態の第1の接着剤31を、フェルール10の内部空間Sに注入する。第1の接着剤31は、第1領域R1および第1充填孔12に充填される。接続端面10a上に開口するファイバ孔11をバキューム等で吸引することで、第1の接着剤31を積極的にファイバ孔11内に進入させてもよい。なお、ファイバ孔11内で生じる毛管力等によって、第1の接着剤31をファイバ孔11内に進入させてもよい。
次に、第2充填孔13から、流動性を有する状態の第2の接着剤32を、内部空間Sに注入する。第2の接着剤32は、第2領域R2および第2充填孔13に充填される。
次に、第3充填孔14から、流動性を有する状態の第3の接着剤33を、内部空間Sに注入する。第3の接着剤33は、第3領域R3および第3充填孔14に充填される。第3の接着剤33は、内部空間Sの後端部を通して挿通路61にも充填される。
なお、第3の接着剤33の注入を、第2の接着剤32の注入より先に行ってもよい。しかしながら、第2の接着剤32は、第1の接着剤31および第3の接着剤33よりも粘度が高い。粘度が高いこと、すなわち流動性が低いことで、第2の接着剤32を所望の領域に配置しやすくなる。したがって、第2の接着剤32の注入を、第3の接着剤33の注入より先に行うことで、第2の接着剤32と第3の接着剤33との境界を制御しやすくなる。結果として、第2領域R2および第3領域R3の位置を制御しやすくなる。
次に、第1の接着剤31、第2の接着剤32、および第3の接着剤33を硬化させることで、ベアファイバ21をフェルール10に固定する。例えば、第1の接着剤31、第2の接着剤32、および第3の接着剤33がエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂である場合には、硬化温度以上まで第1の接着剤31、第2の接着剤32、および第3の接着剤33を加熱する。なお、第1の接着剤31、第2の接着剤32、および第3の接着剤33が熱硬化性樹脂ではない場合に、加熱以外の方法によって第1の接着剤31、第2の接着剤32、および第3の接着剤33を硬化させてもよい。例えば、第1の接着剤31、第2の接着剤32、および第3の接着剤33がUV硬化型樹脂である場合に、第1の接着剤31、第2の接着剤32、および第3の接着剤33にUV光を照射することで第1の接着剤31、第2の接着剤32、および第3の接着剤33を硬化させてもよい。
以上により、複数の光ファイバ20をフェルール10に固定することができる。必要に応じて、フェルール10に対して他の部材(位置決めピン40等)を取り付けることで、光コネクタ1Aが得られる。
以上説明したように、本実施形態に係る光コネクタ1Aは、接続端面10aおよび接続端面10aに開口するファイバ孔11を有するフェルール10と、ファイバ孔11に挿入される複数の光ファイバ20と、フェルール10に対して複数の光ファイバ20を固定する接着剤30と、を備える。複数の光ファイバ20はそれぞれ、小径部21aと、小径部21aよりも径が大きい大径部21bと、小径部21aと大径部21bとの間に位置するテーパ部21cと、を有する。接着剤30には、第1の接着剤31と、第1の接着剤31よりもヤング率が小さい第2の接着剤32と、が含まれる。フェルール10は、ファイバ孔11と連通し、第1の接着剤31が充填された第1充填孔12と、ファイバ孔11と連通し、第2の接着剤32が充填された第2充填孔13と、を有する。第1充填孔12は、第2充填孔13よりも接続端面10a側に配置される。第1充填孔12は、長手方向Zにおいて、小径部21aと重なる位置に配置される。第2充填孔13は、長手方向Zにおいて、小径部21aまたはテーパ部21cと重なる位置に配置される。
このような構成によれば、第1の接着剤31を用いることで、接続端面10aにおいて光ファイバ20を高精度に位置決めすることができる。また、小径部21aは、接着剤30の硬化収縮による内部応力や、接着剤30に形成されるボイドによる外力等の影響を受けやすい。本実施形態では、第2充填孔13の近傍に配置される小径部21aの周囲に、ヤング率が小さい第2の接着剤32が配置される。ヤング率が小さく、柔らかい第2の接着剤32によって、小径部21aに作用する外力等を分散させることができる。結果として、光ファイバ20にマイクロベンドが生じることを抑制できる。以上より、接続端面10aにおいて光ファイバ20を高精度に位置決め可能で、かつ、光ファイバ20のマイクロベンドを低減させることができる。
また、第2の接着剤32は、第1の接着剤31よりも粘度が高い。この構成によれば、第2の接着剤32を、所望の領域(例えば、光ファイバ20のうちマイクロベンドが生じやすい部分)により確実に配置できる。
また、接着剤30には、第2の接着剤32よりもヤング率が大きい第3の接着剤33、が含まれ、フェルール10は、ファイバ孔11と連通し、第3の接着剤33が充填された第3充填孔14、を有し、第3充填孔14は、第2充填孔13よりも基端側に配置される。この構成によれば、第3の接着剤33を用いることで、フェルール10の基端部において、光ファイバ20の引張強度を確保することができる。
また、第1の接着剤31のヤング率は、常温において300~14000MPaであり、第2の接着剤32のヤング率は、常温において0.4~1.5MPaであり、第3の接着剤33のヤング率は、常温において0.4~14000MPaである。この構成によれば、上述の効果をより確実に奏することができる。
本実施形態の光コネクタ1Aの製造方法は、小径部21aと、テーパ部21cと、大径部21bと、を有する、複数の光ファイバ20を用意し、ファイバ孔11と、ファイバ孔11と連通する第1充填孔12と、第1充填孔12よりも基端側に位置する第2充填孔13と、を有するフェルール10、を用意し、ファイバ孔11の長手方向Zにおいて、小径部21aの位置が第1充填孔12と重なるように、ファイバ孔11に複数の光ファイバ20を挿入し、第1充填孔12を通してファイバ孔11に第1の接着剤31を注入し、第1の接着剤31の注入後、第2充填孔13からフェルール10の内部に第1の接着剤31よりもヤング率が小さい第2の接着剤32を注入する。このような製造方法によれば、接続端面10aにおいて光ファイバ20を高精度に位置決め可能で、かつ、光ファイバ20のマイクロベンドを低減させることができる。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について説明するが、第1実施形態と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
次に、第2実施形態について説明するが、第1実施形態と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
本実施形態に係る光コネクタ1Bでは、図5および図6に示すように、ブーツ60が、第4充填孔62を有している。第4充填孔62は、ブーツ60が有する、第2方向Yに向く1つの端面に開口している。第4充填孔62は、挿通路61に連通している。
光コネクタ1Bが組み立てられる際、第4充填孔62から、第2の接着剤32が挿通路61内に注入される。第2の接着剤32は、挿通路61の後端部に充填される。なお、第1実施形態と同様に、挿通路61の先端部には、第3充填孔14を通して注入される第3の接着剤33が充填されている。挿通路61の後端部に、ヤング率が小さく、柔らかい第2の接着剤32が充填されるため、光ファイバ20に加わる曲げ応力を緩和できる。
以上説明したように、本実施形態に係る光コネクタ1Bでは、ブーツ60は、複数の光ファイバ20を挿通可能な挿通路61と、挿通路61に連通し、第2の接着剤32が充填される第4充填孔62と、を有する。この構成によれば、第4充填孔62の近傍に配置される光ファイバ20の周囲に、ヤング率が小さい第2の接着剤32が配置されるため、光ファイバ20に加わる曲げ応力を緩和できる。
また、ブーツ60の材質は、フェルール10の材質と同一である。この構成によれば、ブーツ60の材質がフェルール10の材質と同一であっても、第2の接着剤32を用いることで、光ファイバ20に加わる曲げ応力を効果的に緩和できる。
(第3実施形態)
次に、第3実施形態について説明するが、第1実施形態と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
次に、第3実施形態について説明するが、第1実施形態と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
本実施形態に係る光コネクタ1Cでは、図7および図8に示すように、フェルール70の構造が、第1実施形態に係るフェルール10の構造と異なる。具体的に、本実施形態に係るフェルール70は、別体に形成されたフェルール本体部71および蓋部72を有する。また、第1実施形態と同様に、フェルール70は、接続端面10aと、後端部10bと、ファイバ孔11と、第1充填孔12と、第2充填孔13と、第3充填孔14と、2つの位置決め孔15(図7および図8においては不図示)と、内部空間Sと、を有している。
フェルール本体部71は、接続端面10aと、ファイバ孔11と、内部空間Sを露出させる凹部71aと、を有する。凹部71aは、蓋部72に対応する形状を有する。蓋部72は、第1充填孔12、第2充填孔13、および第3充填孔14を有する。蓋部72は、フェルール本体部71の凹部71aに嵌合されることで、フェルール本体部71に取り付けられる。このとき、蓋部72によって内部空間Sが覆われる。また、フェルール本体部71のうち、Y方向で蓋部72と対向する面には、ファイバ孔11および内部空間Sの一部を形成する第1溝部71bが形成されている。蓋部72のうち、Y方向でフェルール本体部71と対向する面には、ファイバ孔11および内部空間Sの一部を形成する第2溝部72aが形成されている。フェルール本体部71および蓋部72は、それぞれ別体として射出成形される。また、フェルール本体部71および蓋部72は、組み合わされた後、接着剤などで固定される。
本実施形態のフェルール70の製造方法は、接続端面10aと、接続端面10aに開口するファイバ孔11と、ファイバ孔11に連通する内部空間Sと、を有するフェルール70の製造方法であって、接続端面10aと、ファイバ孔11と、内部空間Sを露出させる凹部71aと、を有するフェルール本体部71を用意し、第1充填孔12および第2充填孔13を有する蓋部72を用意し、凹部71aに蓋部72を嵌合させることで、蓋部72によって内部空間Sを覆い、フェルール本体部71と蓋部72とを固定する。
一般的に、フェルールは射出成形によって形成される。射出成形用の金型は、フェルールが有する各孔に対応するピンを有する。例えば、ファイバ孔に対応するピンは、ファイバ孔の内径に対応する外径を有する。ファイバ孔の内径は極めて小さいため、ファイバ孔に対応するピンの外径も極めて細くなる。フェルールを一体で成形する場合には、接続端面側からフェルールの内部空間まで、細く長いピンを通し、充填孔および内部空間に対応する金型の部位に対して突き当てる必要が生じる。したがって、ファイバ孔に対応するピンが、曲がったり破損したりしやすい。
そこで、本実施形態では、第1充填孔12および第2充填孔13を有する蓋部72を、フェルール本体部71とは別体で用意する。また、蓋部72およびフェルール本体部71を組み合わせることで、ファイバ孔11および内部空間Sを形成する。これにより、図8に示すように、ファイバ孔11のうち金型のピンによって形成される範囲Pを小さくすることができる。つまり、ファイバ孔11に対応する外径を有するピンの長さを、短くすることができる。ピンの長さが短いことで、ピンの剛性および強度が増すため、金型の変形および破損を抑制することができる。さらに、ファイバ孔11に対応するピンを、凹部71aに対応する金型の部位に突き当てる難易度は、フェルールを一体で成形する場合の金型構造の難易度よりも低い。以上より、本実施形態によれば、フェルール70を容易かつ高精度に成形することが可能となる。
なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、第2の接着剤32のヤング率が第1の接着剤31よりも小さいと説明した。これに加えて、例えば、第2の接着剤32は、第1の接着剤31よりも硬化収縮率が小さくてもよい。この場合、第2の接着剤32の硬化収縮による内部応力を低減することができる。第2の接着剤32は、第1の接着剤31よりも吸水率が小さくてもよい。この場合、第2の接着剤32の水による膨潤を抑制することができる。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態や変形例を適宜組み合わせてもよい。
1A、1B、1C…光コネクタ 10、70…フェルール 10a…接続端面 11…ファイバ孔 12…第1充填孔 13…第2充填孔 14…第3充填孔 20…光ファイバ 21…ベアファイバ 21a…小径部 21b…大径部 21c…テーパ部 30…接着剤 31…第1の接着剤 32…第2の接着剤 33…第3の接着剤 60…ブーツ 61…挿通路 62…第4充填孔 71…フェルール本体部 71a…凹部 72…蓋部 S…内部空間
Claims (8)
- 接続端面および前記接続端面に開口するファイバ孔を有するフェルールと、
前記ファイバ孔に挿入される複数の光ファイバと、
前記フェルールに前記複数の光ファイバを固定する接着剤と、を備え、
前記複数の光ファイバはそれぞれ、小径部と、前記小径部よりも径が大きい大径部と、前記小径部と前記大径部との間に位置するテーパ部と、を有し、
前記接着剤には、第1の接着剤と、前記第1の接着剤よりもヤング率が小さい第2の接着剤と、が含まれ、
前記フェルールは、前記ファイバ孔と連通し、前記第1の接着剤が充填された第1充填孔と、前記ファイバ孔と連通し、前記第2の接着剤が充填された第2充填孔と、を有し、
前記第1充填孔は、前記第2充填孔よりも前記接続端面側に配置され、
前記第1充填孔は、前記ファイバ孔の長手方向において、前記小径部と重なる位置に配置され、
前記第2充填孔は、前記長手方向において、前記小径部または前記テーパ部と重なる位置に配置される、
光コネクタ。 - 前記第2の接着剤は、前記第1の接着剤よりも粘度が高い、請求項1に記載の光コネクタ。
- 前記接着剤には、前記第2の接着剤よりもヤング率が大きい第3の接着剤、が含まれ、
前記フェルールは、前記ファイバ孔と連通し、前記第3の接着剤が充填された第3充填孔、を有し、
前記第3充填孔は、前記第2充填孔よりも基端側に配置される、
請求項1または2に記載の光コネクタ。 - 前記フェルールにおける、前記接続端面と反対側の端部に接続されるブーツをさらに備え、
前記ブーツは、前記複数の光ファイバを挿通可能な挿通路と、前記挿通路に連通し、前記第2の接着剤が充填される第4充填孔と、を有する、
請求項1から3のいずれか一項に記載の光コネクタ。 - 前記ブーツの材質は、前記フェルールの材質と同一である、請求項4に記載の光コネクタ。
- 前記第1の接着剤のヤング率は、常温において300~14000MPaであり、前記第2の接着剤のヤング率は、常温において0.4~1.5MPaであり、前記第3の接着剤のヤング率は、常温において0.4~14000MPaである、請求項3に記載の光コネクタ。
- 小径部と、テーパ部と、大径部と、を有する、複数の光ファイバを用意し、
ファイバ孔と、前記ファイバ孔と連通する第1充填孔と、前記第1充填孔よりも基端側に位置する第2充填孔と、を有するフェルール、を用意し、
前記ファイバ孔の長手方向において、前記小径部の位置が前記第1充填孔と重なるように、前記ファイバ孔に前記複数の光ファイバを挿入し、
前記第1充填孔を通して前記ファイバ孔に第1の接着剤を注入し、
前記第1の接着剤の注入後、前記第2充填孔から前記フェルールの内部に前記第1の接着剤よりもヤング率が小さい第2の接着剤を注入する、
光コネクタの製造方法。 - 接続端面と、前記接続端面に開口するファイバ孔と、前記ファイバ孔に連通する内部空間と、を有するフェルールの製造方法であって、
前記接続端面と、前記ファイバ孔と、前記内部空間を露出させる凹部と、を有するフェルール本体部を用意し、
第1充填孔および第2充填孔を有する蓋部を用意し、
前記凹部に前記蓋部を嵌合させることで、前記蓋部によって前記内部空間を覆い、
前記フェルール本体部と前記蓋部とを固定する、
フェルールの製造方法。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08234057A (ja) * | 1995-02-24 | 1996-09-13 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 多心光コネクタ |
| JP2013125195A (ja) * | 2011-12-15 | 2013-06-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光ファイバ端部構造の作製方法、及び光ファイバ端部構造 |
| JP2017187552A (ja) * | 2016-04-01 | 2017-10-12 | 日立金属株式会社 | 光ファイバ固定構造及び光ファイバ固定方法 |
| JP2019191369A (ja) * | 2018-04-25 | 2019-10-31 | 住友電気工業株式会社 | 光接続部品及び光接続部品の製造方法 |
| US20190384019A1 (en) * | 2017-03-07 | 2019-12-19 | Corning Optical Communications LLC | Receptacle bodies for optical chips and optical connections incorporating the same |
| WO2022065001A1 (ja) * | 2020-09-25 | 2022-03-31 | 住友電気工業株式会社 | フェルール、光コネクタ、及び光コネクタを製造する方法 |
| WO2022158019A1 (ja) * | 2021-01-22 | 2022-07-28 | 株式会社フジクラ | ブーツ、フェルール構造体及びフェルール付きファイバの製造方法 |
| JP2023071241A (ja) * | 2021-11-11 | 2023-05-23 | 住友電気工業株式会社 | 光コネクタ、及び光コネクタの製造方法 |
-
2024
- 2024-06-07 WO PCT/JP2024/020944 patent/WO2025032947A1/ja active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08234057A (ja) * | 1995-02-24 | 1996-09-13 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 多心光コネクタ |
| JP2013125195A (ja) * | 2011-12-15 | 2013-06-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光ファイバ端部構造の作製方法、及び光ファイバ端部構造 |
| JP2017187552A (ja) * | 2016-04-01 | 2017-10-12 | 日立金属株式会社 | 光ファイバ固定構造及び光ファイバ固定方法 |
| US20190384019A1 (en) * | 2017-03-07 | 2019-12-19 | Corning Optical Communications LLC | Receptacle bodies for optical chips and optical connections incorporating the same |
| JP2019191369A (ja) * | 2018-04-25 | 2019-10-31 | 住友電気工業株式会社 | 光接続部品及び光接続部品の製造方法 |
| WO2022065001A1 (ja) * | 2020-09-25 | 2022-03-31 | 住友電気工業株式会社 | フェルール、光コネクタ、及び光コネクタを製造する方法 |
| WO2022158019A1 (ja) * | 2021-01-22 | 2022-07-28 | 株式会社フジクラ | ブーツ、フェルール構造体及びフェルール付きファイバの製造方法 |
| JP2023071241A (ja) * | 2021-11-11 | 2023-05-23 | 住友電気工業株式会社 | 光コネクタ、及び光コネクタの製造方法 |
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