JP2807721B2 - 多心光ファイバコネクタおよびその製造方法 - Google Patents
多心光ファイバコネクタおよびその製造方法Info
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Description
本発明は、数多くの光ファイバ相互を低損失に接続す
る光コネクタの製造方法に関するものである。
る光コネクタの製造方法に関するものである。
【従来の技術】 従来多心光ファイバコネクタは、第６図ａに示すよう
に、多心光ファイバテープ１の被覆２を除去して光ファ
イバ３を露出した後、第６図ｂに示すように、光ファイ
バの数と対を成す如く直線状に配列された微細孔４を有
する光コネクタ部材５に当該光ファイバ３を挿入し、さ
らに、第６図ｃに示すように、当該微細孔４に接着剤６
を滴下して充填し、該接着剤６を第６図ｄに示すように
硬化させることによって光ファイバを固定する方法が用
いられてきた。
に、多心光ファイバテープ１の被覆２を除去して光ファ
イバ３を露出した後、第６図ｂに示すように、光ファイ
バの数と対を成す如く直線状に配列された微細孔４を有
する光コネクタ部材５に当該光ファイバ３を挿入し、さ
らに、第６図ｃに示すように、当該微細孔４に接着剤６
を滴下して充填し、該接着剤６を第６図ｄに示すように
硬化させることによって光ファイバを固定する方法が用
いられてきた。
当該光コネクタ部材５の微細孔４の直径は、挿入され
る光ファイバの直径に約１μｍ程度の製造上の偏差が存
在するためと、挿入時の作業性を向上させるために、光
ファイバの平均直径125μｍに対して数μｍ以上の余裕
を持たせている。従って、第７図に示す完成後の光コネ
クタの端面にあっては、必然的に当該微細孔の中心位置
と光ファイバの中心位置がずれることとなっていた。さ
らに、一般的に、当該コネクタ部材はプラスティックモ
ールド、セラミックスの穴開け・ラッピング仕上げ等で
作成されている。従って、第８図に示すように、当該微
細孔自体の幾何学的な位置ずれの発生も不可避であっ
た。 この方法で作成された光コネクタを相互に接続した場
合には、光ファイバ相互の軸ずれに起因する接続損失が
発生することとなる。Marcuseの周知の理論によると、
一般的な単一モード光ファイバを使用した場合、軸ずれ
量に対する接続損失は、１μｍで0.2dB、２μｍで0.75d
B、そして３μｍでは1.7dBにも達する。したがって、従
来技術にのっとって作成された50心一括多心光ファイバ
コネクタの接続損失は、平均1.2dB、最大5dBであった。
また、200心一括多心光ファイバコネクタの接続損失
は、平均1.4dB、最大9dBであった。このように接続損失
が大きな場合には、伝送距離を長くすることができない
ために、中継装置が多数必要となったり、所定の距離に
信号が伝達できない場合があった。 また、幾何学的な軸ずれを低減するために製造上の偏
差を微小に抑えようとすると、製造時の歩留りが落ちて
コネクタ自体の価格が著しく上昇するという問題点があ
った。 さて、以上説明したように、従来技術による多心光フ
ァイバコネクタの製造方法においては、光ファイバをコ
ネクタ部材の微細孔に挿入後、接着剤等で固定して当該
光ファイバの位置を決定することを最も大きな特徴とし
ている。従って、従来技術による多心光ファイバコネク
タの製造方法においては、コネクタ自体の強度と製造作
業性を確保するために、周知のように光ファイバと比較
してはるかに寸法が大きなコネクタ部材が必要不可欠で
あり、数多くの光ファイバを接続する際には、光ファイ
バの軸ずれの問題に加えて、コネクタそれ自体の大きさ
の問題が発生する。従来方法にのっとって、作成した50
心一括多心光ファイバコネクタの寸法は6mm×4mm、200
心一括多心光ファイバコネクタの寸法は8mm×11mmであ
る。現在、1000心程度までの光ケーブルが実用化されて
いるが、Fiber to the homeを実現するためには数千程
度の大束の光ケーブルが必要であると考えられている。
この様に、極めて心数の大きい光ケーブルを、従来技術
にのっとったコネクタで接続することは、寸法制限上不
可能に近いものとされていた。 本発明の目的は、従来目的によって発生していた光フ
ァイバの軸ずれの問題点を解決するとともに、従来より
も格段に数多くの光ファイバを一括して接続できる小型
の多心光ファイバコネクタを提供することにある。
る光ファイバの直径に約１μｍ程度の製造上の偏差が存
在するためと、挿入時の作業性を向上させるために、光
ファイバの平均直径125μｍに対して数μｍ以上の余裕
を持たせている。従って、第７図に示す完成後の光コネ
クタの端面にあっては、必然的に当該微細孔の中心位置
と光ファイバの中心位置がずれることとなっていた。さ
らに、一般的に、当該コネクタ部材はプラスティックモ
ールド、セラミックスの穴開け・ラッピング仕上げ等で
作成されている。従って、第８図に示すように、当該微
細孔自体の幾何学的な位置ずれの発生も不可避であっ
た。 この方法で作成された光コネクタを相互に接続した場
合には、光ファイバ相互の軸ずれに起因する接続損失が
発生することとなる。Marcuseの周知の理論によると、
一般的な単一モード光ファイバを使用した場合、軸ずれ
量に対する接続損失は、１μｍで0.2dB、２μｍで0.75d
B、そして３μｍでは1.7dBにも達する。したがって、従
来技術にのっとって作成された50心一括多心光ファイバ
コネクタの接続損失は、平均1.2dB、最大5dBであった。
また、200心一括多心光ファイバコネクタの接続損失
は、平均1.4dB、最大9dBであった。このように接続損失
が大きな場合には、伝送距離を長くすることができない
ために、中継装置が多数必要となったり、所定の距離に
信号が伝達できない場合があった。 また、幾何学的な軸ずれを低減するために製造上の偏
差を微小に抑えようとすると、製造時の歩留りが落ちて
コネクタ自体の価格が著しく上昇するという問題点があ
った。 さて、以上説明したように、従来技術による多心光フ
ァイバコネクタの製造方法においては、光ファイバをコ
ネクタ部材の微細孔に挿入後、接着剤等で固定して当該
光ファイバの位置を決定することを最も大きな特徴とし
ている。従って、従来技術による多心光ファイバコネク
タの製造方法においては、コネクタ自体の強度と製造作
業性を確保するために、周知のように光ファイバと比較
してはるかに寸法が大きなコネクタ部材が必要不可欠で
あり、数多くの光ファイバを接続する際には、光ファイ
バの軸ずれの問題に加えて、コネクタそれ自体の大きさ
の問題が発生する。従来方法にのっとって、作成した50
心一括多心光ファイバコネクタの寸法は6mm×4mm、200
心一括多心光ファイバコネクタの寸法は8mm×11mmであ
る。現在、1000心程度までの光ケーブルが実用化されて
いるが、Fiber to the homeを実現するためには数千程
度の大束の光ケーブルが必要であると考えられている。
この様に、極めて心数の大きい光ケーブルを、従来技術
にのっとったコネクタで接続することは、寸法制限上不
可能に近いものとされていた。 本発明の目的は、従来目的によって発生していた光フ
ァイバの軸ずれの問題点を解決するとともに、従来より
も格段に数多くの光ファイバを一括して接続できる小型
の多心光ファイバコネクタを提供することにある。
本発明は、被覆を除去した光ファイバを、その外径が
密に接触するように縦横に配列固定し、配列された光フ
ァイバの先端を加熱して当該ファイバのコアのドーパン
トを熱拡散させるようにしたものである。
密に接触するように縦横に配列固定し、配列された光フ
ァイバの先端を加熱して当該ファイバのコアのドーパン
トを熱拡散させるようにしたものである。
上記構成により、光ファイバを微細孔を使用せずに配
列することができ、また、モードフィールド直径が拡大
されているため、軸ずれによる損失が低減される。
列することができ、また、モードフィールド直径が拡大
されているため、軸ずれによる損失が低減される。
第１図は、本発明の実施例を示す構成図であって、１
は多心光ファイバテープ、２は多心光ファイバテープの
被覆、３は光ファイバ、７は光ファイバ配列部材であ
る。 この方法では、まず、多心光ファイバテープの被覆を
除去して光ファイバをむき出しにした後、光ファイバ配
列部材中に光ファイバを挿入し、当該配列部材の縦方向
と横方向の基準面から、縦横に光ファイバを配列する。
光ファイバの縦及び横の位置は光ファイバの互いに接す
るファイバによって位置決めされる。第２図に、配列さ
れた光ファイバの位置関係を示す。従来技術によるコネ
クタの作成方法では、光ファイバの軸ずれ量は当該ファ
イバが挿入された微細孔の幾何学的な精度によって一義
的に決定される。しかし、本発明による光ファイバの軸
ずれ量は、光ファイバ製造時の外径偏差の統計量と、所
望のコネクタに収納する光ファイバの本数によって統計
的に決定される。ここで、16本の光ファイバを収納した
光ファイバテープを16段重ね合わせた256心コネクタを
考えてみる。現在一般的に使用されている単一モード光
ファイバの外径は、総数3000本の光ファイバ外径を調査
したところ、平均値124.91μｍ、分散0.052μｍの正規
分布を成している事が分かった。この母集団から非復元
抽出で16本の光ファイバを抽出した場合の平均値は124.
91μｍ、分散は0.003μｍと計算できる。また、非復元
抽出で32本の光ファイバを抽出した場合の分散は0.0014
μｍとなる。即ち、16本あるいは32本の光ファイバを縦
方向あるいは横方向に外径を接して配列した場合は、縦
方向あるいは横方向共に、平均的には光ファイバ製造時
の外径偏差が無視できることとなる。このように、多数
の光ファイバを集合してコネクタ化すれば、平均的な軸
ずれは発生しないことになり、低損失な多心光ファイバ
コネクタが作成可能となる。当該コネクタ相互の接続は
光ファイバを配列した縦横の基準面相互を、図示してい
ないガイド等で合致させれば良い。基準面が合致するこ
とで、当該ファイバの軸が合致することになる。 しかし、基準面近傍の光ファイバに着目した場合、少
数の光ファイバを抽出したことと同じであるから、外径
偏差の影響が依然として存在することになる。また、光
ファイバ製造上の問題として、コアの偏心がある。一般
に使用されている単一モード光ファイバでは、平均１μ
ｍのコアの偏心が存在する。従って、本発明にかかる実
施例のように、多数の光ファイバを集合した場合におい
ても、平均的には１μｍの軸ずれのある接続状態、即
ち、平均接続損失は0.2dBとなる。従って、この軸ずれ
が発生した場合でも低損失な接続を実現するための工夫
が必要となるが、この問題は、以下に説明するモードフ
ィールド直径の熱拡散方式で解決可能である。 光ファイバを縦横に配列した後、光ファイバ先端を軟
化点程度に加熱して連続的もしくは断続的に一定時間保
持することでモードフィールド直径を拡大させる。モー
ドフィールド直径の熱拡散後、光ファイバを接着剤等を
用いて固定した後、端面を周知の技術で研磨する。ある
いは、あらかじめモードフィールド直径を熱拡散した光
ファイバを配列してもよい。 次にドーバントの熱拡散の効果について説明する。こ
の現象は、加熱による原子あるいは分子の熱拡散現象に
よって容易に理解できる。実際に光ファイバの加熱前後
のニアフィールドパターンを測定した結果を第３図に示
す。（ａ）は加熱以前のニアフィールドパターンであ
り、モードフィールド直径は9.6μｍであった。（ｂ）
は30分加熱後のニアフィールドパターンである。加熱後
は、モードフィールド直径は15μｍに拡大していること
が分かる。光ファイバ相互を一定の軸ずれの条件下で接
続する場合には、周知のMarcuseの理論によれば、モー
ドフィールド直径が大きいほど接続損失を小さくするこ
とが可能である。従って、前述のように、１μｍの軸ず
れが存在していた場合でも、モードフィールド直径の熱
拡散によって、平均接続損失は0.07dB程度には容易に低
減可能である。 次に、この効果を実際に確認した結果を示す。第４図
は、ドーバントの熱拡散による接続損失の低減効果を説
明する図面である。同図は、本効果をより明確に説明す
るために、周知の融着接続部分を当該光ファイバの軟化
点温度に加熱して連続もしくは断続的に一定時間保持
し、接続損失の時間的な測定結果を示してある。縦軸は
相対的な融着接続損失、横軸は加熱時間である。加熱時
間５分から30分で、融着接続損失は殆どゼロに近付く。
この様に、光ファイバの加熱によるモードフィールド直
径の拡大は、たとえ接続しようとする光ファイバ相互に
軸ずれが発生していても顕著な効果を持つことがわか
る。 第５図には、16心×16心の256心多心光ファイバコネ
クタの接続損失分布を示す。平均接続損失は0.08dB、最
大接続損失は0.2dBであった。この様に、本発明によれ
ば、極めて多心の光ファイバを低損失に接続可能であ
る。また、コネクタの大きさについては、光ファイバ部
分の大きさが2mm×2mm、コネクタ外径が4mm×4mmであ
る。32心×32心の1024心コネクタの場合には光ファイバ
部分が4mm×4mm、コネクタ外径が6mm×6mmであり、極め
て小型の多心光ファイバコネクタが作成できた。
は多心光ファイバテープ、２は多心光ファイバテープの
被覆、３は光ファイバ、７は光ファイバ配列部材であ
る。 この方法では、まず、多心光ファイバテープの被覆を
除去して光ファイバをむき出しにした後、光ファイバ配
列部材中に光ファイバを挿入し、当該配列部材の縦方向
と横方向の基準面から、縦横に光ファイバを配列する。
光ファイバの縦及び横の位置は光ファイバの互いに接す
るファイバによって位置決めされる。第２図に、配列さ
れた光ファイバの位置関係を示す。従来技術によるコネ
クタの作成方法では、光ファイバの軸ずれ量は当該ファ
イバが挿入された微細孔の幾何学的な精度によって一義
的に決定される。しかし、本発明による光ファイバの軸
ずれ量は、光ファイバ製造時の外径偏差の統計量と、所
望のコネクタに収納する光ファイバの本数によって統計
的に決定される。ここで、16本の光ファイバを収納した
光ファイバテープを16段重ね合わせた256心コネクタを
考えてみる。現在一般的に使用されている単一モード光
ファイバの外径は、総数3000本の光ファイバ外径を調査
したところ、平均値124.91μｍ、分散0.052μｍの正規
分布を成している事が分かった。この母集団から非復元
抽出で16本の光ファイバを抽出した場合の平均値は124.
91μｍ、分散は0.003μｍと計算できる。また、非復元
抽出で32本の光ファイバを抽出した場合の分散は0.0014
μｍとなる。即ち、16本あるいは32本の光ファイバを縦
方向あるいは横方向に外径を接して配列した場合は、縦
方向あるいは横方向共に、平均的には光ファイバ製造時
の外径偏差が無視できることとなる。このように、多数
の光ファイバを集合してコネクタ化すれば、平均的な軸
ずれは発生しないことになり、低損失な多心光ファイバ
コネクタが作成可能となる。当該コネクタ相互の接続は
光ファイバを配列した縦横の基準面相互を、図示してい
ないガイド等で合致させれば良い。基準面が合致するこ
とで、当該ファイバの軸が合致することになる。 しかし、基準面近傍の光ファイバに着目した場合、少
数の光ファイバを抽出したことと同じであるから、外径
偏差の影響が依然として存在することになる。また、光
ファイバ製造上の問題として、コアの偏心がある。一般
に使用されている単一モード光ファイバでは、平均１μ
ｍのコアの偏心が存在する。従って、本発明にかかる実
施例のように、多数の光ファイバを集合した場合におい
ても、平均的には１μｍの軸ずれのある接続状態、即
ち、平均接続損失は0.2dBとなる。従って、この軸ずれ
が発生した場合でも低損失な接続を実現するための工夫
が必要となるが、この問題は、以下に説明するモードフ
ィールド直径の熱拡散方式で解決可能である。 光ファイバを縦横に配列した後、光ファイバ先端を軟
化点程度に加熱して連続的もしくは断続的に一定時間保
持することでモードフィールド直径を拡大させる。モー
ドフィールド直径の熱拡散後、光ファイバを接着剤等を
用いて固定した後、端面を周知の技術で研磨する。ある
いは、あらかじめモードフィールド直径を熱拡散した光
ファイバを配列してもよい。 次にドーバントの熱拡散の効果について説明する。こ
の現象は、加熱による原子あるいは分子の熱拡散現象に
よって容易に理解できる。実際に光ファイバの加熱前後
のニアフィールドパターンを測定した結果を第３図に示
す。（ａ）は加熱以前のニアフィールドパターンであ
り、モードフィールド直径は9.6μｍであった。（ｂ）
は30分加熱後のニアフィールドパターンである。加熱後
は、モードフィールド直径は15μｍに拡大していること
が分かる。光ファイバ相互を一定の軸ずれの条件下で接
続する場合には、周知のMarcuseの理論によれば、モー
ドフィールド直径が大きいほど接続損失を小さくするこ
とが可能である。従って、前述のように、１μｍの軸ず
れが存在していた場合でも、モードフィールド直径の熱
拡散によって、平均接続損失は0.07dB程度には容易に低
減可能である。 次に、この効果を実際に確認した結果を示す。第４図
は、ドーバントの熱拡散による接続損失の低減効果を説
明する図面である。同図は、本効果をより明確に説明す
るために、周知の融着接続部分を当該光ファイバの軟化
点温度に加熱して連続もしくは断続的に一定時間保持
し、接続損失の時間的な測定結果を示してある。縦軸は
相対的な融着接続損失、横軸は加熱時間である。加熱時
間５分から30分で、融着接続損失は殆どゼロに近付く。
この様に、光ファイバの加熱によるモードフィールド直
径の拡大は、たとえ接続しようとする光ファイバ相互に
軸ずれが発生していても顕著な効果を持つことがわか
る。 第５図には、16心×16心の256心多心光ファイバコネ
クタの接続損失分布を示す。平均接続損失は0.08dB、最
大接続損失は0.2dBであった。この様に、本発明によれ
ば、極めて多心の光ファイバを低損失に接続可能であ
る。また、コネクタの大きさについては、光ファイバ部
分の大きさが2mm×2mm、コネクタ外径が4mm×4mmであ
る。32心×32心の1024心コネクタの場合には光ファイバ
部分が4mm×4mm、コネクタ外径が6mm×6mmであり、極め
て小型の多心光ファイバコネクタが作成できた。
以上説明したように、本発明によれば、光コネクタに
軸ずれ損失に対する光コネクタ部材の微細孔の製造偏差
の影響を防止し、また、従来技術と比較して格段に数多
くの光ファイバを一括して低損失に接続できる多心光コ
ネクタを製造することができるという利点がある。
軸ずれ損失に対する光コネクタ部材の微細孔の製造偏差
の影響を防止し、また、従来技術と比較して格段に数多
くの光ファイバを一括して低損失に接続できる多心光コ
ネクタを製造することができるという利点がある。
第１図は本発明の実施例を示す構成図、第２図は配列さ
れた光ファイバの位置関係を示す概念図、第３図は加熱
前後のニアフィールドパターンを測定した結果、第４図
は、ドーバントの熱拡散による接続損失の低減効果を説
明する図面、第５図は256心多心光ファイバコネクタの
接続損失分布、第６図は従来技術による多心光ファイバ
コネクタの製造方法を示す概念図、第７図は従来技術に
よる多心光ファイバコネクタの端面における光ファイバ
位置のずれを示す概念図、第８図は多心光ファイバコネ
クタに使用されている微細孔の位置ずれを示す概念図で
ある。 １……多心光ファイバテープ、２……多心光ファイバテ
ープの被覆、３……光ファイバ、４……微細孔、５……
光コネクタ部材、６……接着剤、７……光ファイバ配列
部材。
れた光ファイバの位置関係を示す概念図、第３図は加熱
前後のニアフィールドパターンを測定した結果、第４図
は、ドーバントの熱拡散による接続損失の低減効果を説
明する図面、第５図は256心多心光ファイバコネクタの
接続損失分布、第６図は従来技術による多心光ファイバ
コネクタの製造方法を示す概念図、第７図は従来技術に
よる多心光ファイバコネクタの端面における光ファイバ
位置のずれを示す概念図、第８図は多心光ファイバコネ
クタに使用されている微細孔の位置ずれを示す概念図で
ある。 １……多心光ファイバテープ、２……多心光ファイバテ
ープの被覆、３……光ファイバ、４……微細孔、５……
光コネクタ部材、６……接着剤、７……光ファイバ配列
部材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02B 6/24 G02B 6/26 G02B 6/36 - 6/42 G02B 6/16
Claims (2)
- 【請求項１】縦横に基準面を有する光ファイバ配列部材
中に縦横に外径を接して配列されるとともに、先端部分
のモードフィールド直径が拡大された多数の光ファイバ
からなることを特徴とする多心光ファイバコネクタ。 - 【請求項２】縦横に基準面を有する光ファイバ配列部材
中に光ファイバを挿入し、縦横に当該光ファイバの外径
を接して配列し、当該光ファイバの先端部分のモードフ
ィールド直径を加熱して拡大することを特徴とする多心
光ファイバコネクタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17057990A JP2807721B2 (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | 多心光ファイバコネクタおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17057990A JP2807721B2 (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | 多心光ファイバコネクタおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0458205A JPH0458205A (ja) | 1992-02-25 |
| JP2807721B2 true JP2807721B2 (ja) | 1998-10-08 |
Family
ID=15907454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17057990A Expired - Fee Related JP2807721B2 (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | 多心光ファイバコネクタおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2807721B2 (ja) |
-
1990
- 1990-06-28 JP JP17057990A patent/JP2807721B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0458205A (ja) | 1992-02-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |