JPH0518769B2 - - Google Patents
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- JPH0518769B2 JPH0518769B2 JP60149966A JP14996685A JPH0518769B2 JP H0518769 B2 JPH0518769 B2 JP H0518769B2 JP 60149966 A JP60149966 A JP 60149966A JP 14996685 A JP14996685 A JP 14996685A JP H0518769 B2 JPH0518769 B2 JP H0518769B2
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- optical fiber
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/255—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding
- G02B6/2552—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding reshaping or reforming of light guides for coupling using thermal heating, e.g. tapering, forming of a lens on light guide ends
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は光フアイバの端面加工方法に関するも
のである。更に詳しくは、光コネクタ、光フアイ
バ付発光素子及び光フアイバのＶ溝による接続、
光フアイバのスリーブによる接続等の永久接続等
に利用される光フアイバの端面加工方法に関する
ものである。
のである。更に詳しくは、光コネクタ、光フアイ
バ付発光素子及び光フアイバのＶ溝による接続、
光フアイバのスリーブによる接続等の永久接続等
に利用される光フアイバの端面加工方法に関する
ものである。
〔従来の技術とその問題点〕
光コネクタ方式は光通信システムにおける装置
と光フアイバや光フアイバと光フアイバを効率よ
くかつ脱着可能な接続を行う方式で、光通信シス
テムの建設・保守あるいは実験等に必要欠くべか
らざる重要な接続要素となつている。
と光フアイバや光フアイバと光フアイバを効率よ
くかつ脱着可能な接続を行う方式で、光通信シス
テムの建設・保守あるいは実験等に必要欠くべか
らざる重要な接続要素となつている。
光コネクタによる接続を行う場合、接続される
べきそれぞれの光フアイバのコア（光の通る部
分）とコアの端面を完全に一致させることが基本
となる。
べきそれぞれの光フアイバのコア（光の通る部
分）とコアの端面を完全に一致させることが基本
となる。
たとえば、マルチモード光フアイバでは直径
50μｍのコアとコアを、さらにシングルモード光
フアイバでは10μｍのコアとコアを完全に合わせ
ることが必要となるが、これには接続部で発生す
る種々の要因による障害の除去対策を含めてかな
りの困難がともなう。
50μｍのコアとコアを、さらにシングルモード光
フアイバでは10μｍのコアとコアを完全に合わせ
ることが必要となるが、これには接続部で発生す
る種々の要因による障害の除去対策を含めてかな
りの困難がともなう。
光コネクタによる接続は、接続部で発生する光
損失の多少等によつて評価されるが、一般に光コ
ネクタにおける接続損失の要因はつぎのように接
続技術による要因と光フアイバ固有の要因に分け
ることができる。
損失の多少等によつて評価されるが、一般に光コ
ネクタにおける接続損失の要因はつぎのように接
続技術による要因と光フアイバ固有の要因に分け
ることができる。
ａ 接続技術上の要因
軸ずれによる損失
光フアイバの端面または軸の角度ずれによ
る損失 光フアイバの端面間の間隙ずれによる損失 光フアイバ端面の不完全性（端面粗さ）に
よる損失 上記接続技術上の要因を第３図に示す。
る損失 光フアイバの端面間の間隙ずれによる損失 光フアイバ端面の不完全性（端面粗さ）に
よる損失 上記接続技術上の要因を第３図に示す。
ｂ 光フアイバ固有の要因
コア直径の不一致による損失
光フアイバ端面のフレネル反射による損失
コアとクラツドの偏心による損失
光フアイバの種類の違いによる損失
このように光コネクタ方式による接続に際して
は種々の要因による接続損失が常に併存する。こ
のため光コネクタの機構、工作精度、使用材料、
心出し技術、光フアイバの製造方法、ならびに端
面加工方法にこれまで種々の改良が加えられてき
ているが接続損失の要因を皆無にすることは困難
である。
は種々の要因による接続損失が常に併存する。こ
のため光コネクタの機構、工作精度、使用材料、
心出し技術、光フアイバの製造方法、ならびに端
面加工方法にこれまで種々の改良が加えられてき
ているが接続損失の要因を皆無にすることは困難
である。
光コネクタ方式の接続を行う場合、従来の光フ
アイバ端面加工方法の概要を述べればつぎのとお
りである。
アイバ端面加工方法の概要を述べればつぎのとお
りである。
まず光フアイバ心線の端末保護被覆を完全に除
去して、コネクタのフエルール（コネクタの中子
（なかご））に装着後、フエルールごと光フアイバ
の端面を平面研磨してコネクタ外装部を組み立て
るという過程を経て実用に供されるのが一般的で
ある。
去して、コネクタのフエルール（コネクタの中子
（なかご））に装着後、フエルールごと光フアイバ
の端面を平面研磨してコネクタ外装部を組み立て
るという過程を経て実用に供されるのが一般的で
ある。
光フアイバ端面の平面研磨には多くは機械的研
磨機が使用されるが、前記接続損失要因との関連
から端面の粗さ、端面の光軸に対する直角度、端
面の平面度等にサブミクロン級の精度が要求され
る。たとえば 面粗さ0.1μｍ以下、直角度0.1゜以下、平面度1μ
ｍ以下の如きである。
磨機が使用されるが、前記接続損失要因との関連
から端面の粗さ、端面の光軸に対する直角度、端
面の平面度等にサブミクロン級の精度が要求され
る。たとえば 面粗さ0.1μｍ以下、直角度0.1゜以下、平面度1μ
ｍ以下の如きである。
このため光フアイバ端面研磨機はかなり高価な
ものとなる。
ものとなる。
機械的研磨は通常、研削・粗研磨・仕上研磨・
バフ研磨の４工程を経るので研磨時間も30〜40分
を必要とする。
バフ研磨の４工程を経るので研磨時間も30〜40分
を必要とする。
また光コネクタとして接続する際は端面と端面
を密着させるのでこれに反復脱着操作が加えられ
た場合、端面が損傷を受け易い等の問題点があ
る。
を密着させるのでこれに反復脱着操作が加えられ
た場合、端面が損傷を受け易い等の問題点があ
る。
本発明はこれまで述べてきたような従来の光フ
アイバ端面加工方法と異なり、機械的研磨が不要
で加工が容易であり、かつ接続損失要因を極力排
除しながら安価で効率のよい光フアイバの端面加
工方法を提供することを目的とするものである。
アイバ端面加工方法と異なり、機械的研磨が不要
で加工が容易であり、かつ接続損失要因を極力排
除しながら安価で効率のよい光フアイバの端面加
工方法を提供することを目的とするものである。
上記問題点を解決し、発明の目的を達成するた
め次のように構成したことを特徴とする。すなわ
ち、第１図の光フアイバの端面加工方法の説明図
において、光フアイバ１を固定し、かつこの光フ
アイバを長さ方向に移動できる光フアイバ保持具
２と固定された光フアイバの長さ方向に対向させ
たガストーチ火口３との間にこれらと直角になる
ように微小孔付き遮熱板４を置き、光フアイバを
マイクロスコープ５で確認しながら光フアイバ保
持具を移動させて微小孔６に挿入して光フアイバ
を必要とする長さだけガストーチ火口側に出し、
この部分をガストーチから噴射させた酸水素炎等
により加熱溶融し、光フアイバの表面張力を利用
して、光フアイバの端面を球面状に加工すること
を特徴とする。
め次のように構成したことを特徴とする。すなわ
ち、第１図の光フアイバの端面加工方法の説明図
において、光フアイバ１を固定し、かつこの光フ
アイバを長さ方向に移動できる光フアイバ保持具
２と固定された光フアイバの長さ方向に対向させ
たガストーチ火口３との間にこれらと直角になる
ように微小孔付き遮熱板４を置き、光フアイバを
マイクロスコープ５で確認しながら光フアイバ保
持具を移動させて微小孔６に挿入して光フアイバ
を必要とする長さだけガストーチ火口側に出し、
この部分をガストーチから噴射させた酸水素炎等
により加熱溶融し、光フアイバの表面張力を利用
して、光フアイバの端面を球面状に加工すること
を特徴とする。
この本発明に係る上記加工方法は次のような利
点を有している。
点を有している。
光フアイバ端末の被覆除去と端末のカツトま
では従来の機械的研磨と同一過程を踏むが、以
降本発明は端面を必要とする球面に加工するた
めの条件として、 ｄ：微小孔付き遮熱板とガストーチ火火口ま
での距離 ｌ：遮熱板の微小孔かｒガストーチ火口側に
出す光フアイバの長さ ｔ：加熱溶融時間 ｐ：ガス圧 の中でｄ，ｔ，ｐは予め設定しておけばよく、
ｌの設定も通常のマイクロメータ(1/100mm)の
精度を持つ保持具で十分であり、光フアイバも
軽く固定するだけでよい。
では従来の機械的研磨と同一過程を踏むが、以
降本発明は端面を必要とする球面に加工するた
めの条件として、 ｄ：微小孔付き遮熱板とガストーチ火火口ま
での距離 ｌ：遮熱板の微小孔かｒガストーチ火口側に
出す光フアイバの長さ ｔ：加熱溶融時間 ｐ：ガス圧 の中でｄ，ｔ，ｐは予め設定しておけばよく、
ｌの設定も通常のマイクロメータ(1/100mm)の
精度を持つ保持具で十分であり、光フアイバも
軽く固定するだけでよい。
また、光フアイバ端面の加熱溶融に要する時
間は数秒以内ときわめて短い。
間は数秒以内ときわめて短い。
さらに調整を必要とするのはｌだけであるこ
とから加工の再現在が良好である。
とから加工の再現在が良好である。
従つて加工方法が容易で、加工の再現性がよ
い。
い。
光フアイバ端面の平面研磨に使用される機械
的研磨機は高い仕上精度が要求されるのでかな
り高価であるが、本発明の端面加工方法では各
構成物にガス供給源を含めても上記機械的研磨
機よりもきわめて低価格でありまた加工時間も
非常に短い。
的研磨機は高い仕上精度が要求されるのでかな
り高価であるが、本発明の端面加工方法では各
構成物にガス供給源を含めても上記機械的研磨
機よりもきわめて低価格でありまた加工時間も
非常に短い。
本発明により端面を球面状に加工を行つたも
のは (1) 一方の端面から出た光は端面の球面レンズ作
用により絞られてもう一方の受光端面に入る。
のは (1) 一方の端面から出た光は端面の球面レンズ作
用により絞られてもう一方の受光端面に入る。
(2) 軸方向から角度がずれた光は受光端面の球面
レンズ作用により軸に平行に曲げられる。
レンズ作用により軸に平行に曲げられる。
これらの作用により、端面間の間隙、角度ず
れ光軸ずれに対して、従来の平面対平面の接続
よりも接続損失に対する許容度が大きい。
れ光軸ずれに対して、従来の平面対平面の接続
よりも接続損失に対する許容度が大きい。
たとえば、開口数0.2、コア径50μｍのグレー
デツドインデツクス形光フアイバを球面の半径
がおよそ100μｍの球面になるよう加工したも
のは光フアイバ両端面の間隙が150μｍ以内で
あればよいという結果が得られている。
デツドインデツクス形光フアイバを球面の半径
がおよそ100μｍの球面になるよう加工したも
のは光フアイバ両端面の間隙が150μｍ以内で
あればよいという結果が得られている。
接続の際、端面と端面を密着させなくともよ
いので端面は損傷されない。
いので端面は損傷されない。
本発明は加熱溶融方法であるため
ｄ：微小孔付き遮熱板とガストーチ火口まで
の距離 ｌ：遮熱板の微小孔からガストーチ火口側に
出す光フアイバの長さ ｔ：加熱溶融時間 ｐ：ガス圧 の設定条件の組み合わせを変えることにより
種々の球面半径を容易に得ることができる。
の距離 ｌ：遮熱板の微小孔からガストーチ火口側に
出す光フアイバの長さ ｔ：加熱溶融時間 ｐ：ガス圧 の設定条件の組み合わせを変えることにより
種々の球面半径を容易に得ることができる。
最も損失の小さい間隙ずれｄと球面半径Ｒと
の関係は次式で与えられる。
の関係は次式で与えられる。
ｄ≦2a2Ｒ／ｎ−１／〔（Ｎ／ｎ）2（Ｂ／ｎ−１）2
＋a2〕 ここでａはコア半径、Ｎは光フアイバ中心で
の開口数、ｎはコア中心の屈折率である。この
条件を満たす場合はフレネル反射（対向する端
面と端面の間で伝搬光が反射する現象）損失だ
けとなる。この式から接続する両光フアイバの
端面の球面半径は同一でなくてもよいことが分
る。
＋a2〕 ここでａはコア半径、Ｎは光フアイバ中心で
の開口数、ｎはコア中心の屈折率である。この
条件を満たす場合はフレネル反射（対向する端
面と端面の間で伝搬光が反射する現象）損失だ
けとなる。この式から接続する両光フアイバの
端面の球面半径は同一でなくてもよいことが分
る。
何れの形の光フアイバに対しても本発明の加
工方法で同様な効果が得られ、特にシングルモ
ードフアイバについては大きい効果が期待され
る。
工方法で同様な効果が得られ、特にシングルモ
ードフアイバについては大きい効果が期待され
る。
次に本発明の実験例データを示。
本発明による光フアイバー端面加工方法で端面
を半径がおよそ100μｍになるように加工した。
を半径がおよそ100μｍになるように加工した。
開口数0.2、コア径50μｍのグレーデツドインデ
ツクス形光フアイバの端面間隙に対する定常励振
による接続損失を測定した結果を端面が平面対平
面の場合との比較で第２図に示す。
ツクス形光フアイバの端面間隙に対する定常励振
による接続損失を測定した結果を端面が平面対平
面の場合との比較で第２図に示す。
この結果によれば本発明によるものは、光フア
イバ両端面の間隙がおよそ150μｍまでは接続損
失に変化はみられない。
イバ両端面の間隙がおよそ150μｍまでは接続損
失に変化はみられない。
本発明は上記のように構成されているので次の
ような効果を有する。
ような効果を有する。
加工方法が容易で加工の再現性がよい。
光フアイバ端面加工に要する（設備）費用が
機械的研磨に比べてきわめて低価格である。
機械的研磨に比べてきわめて低価格である。
本発明で加工した光フアイバの端面は接続の
際、端面と端面を密着させなくともよいので接
続損失に対する軸ずれ、角度ずれ、間隙ずれの
許容度が大きい。
際、端面と端面を密着させなくともよいので接
続損失に対する軸ずれ、角度ずれ、間隙ずれの
許容度が大きい。
接続時においても光フアイバの端面が損傷さ
れない。
れない。
本発明の加工方法によれば端面に対し種々の
半径を有する球面の加工が容易にできる。
半径を有する球面の加工が容易にできる。
接続する両光フアイバの端面の球面半径は同
一でなくてもよい。
一でなくてもよい。
本発明による光フアイバの端面加工方法はマ
ルチモードフアイバ（グレーデツドインデツク
ス形、ステツプインデツクス形）およびシング
ルモードフアイバの何れにも適用できる。
ルチモードフアイバ（グレーデツドインデツク
ス形、ステツプインデツクス形）およびシング
ルモードフアイバの何れにも適用できる。
本発明による光フアイバの端面加工方法を適
用した場合は、従来の平面対平面の接続に要求
されるような精度維持を考慮しなくてもよい。
用した場合は、従来の平面対平面の接続に要求
されるような精度維持を考慮しなくてもよい。
第１図は本発明に係る光フアイバの端面加工方
法の説明図、第２図は本発明と平面対平面との接
続損失の比較を示す図、第３図は接続技術上の接
続損失の要因を示す図である。 １…光フアイバ、２…光フアイバ保持具、３…
ガストーチ火口、４…微小孔付遮熱板、５…マイ
クロスコープ、６…微小孔。
法の説明図、第２図は本発明と平面対平面との接
続損失の比較を示す図、第３図は接続技術上の接
続損失の要因を示す図である。 １…光フアイバ、２…光フアイバ保持具、３…
ガストーチ火口、４…微小孔付遮熱板、５…マイ
クロスコープ、６…微小孔。
Claims (1)
- １ 光フアイバを固定し、かつこの光フアイバを
長さ方向に移動できる光フアイバ保持具と固定さ
れた光フアイバの長さ方向に対向させたガストー
チ火口との間にこれらと直角になるように微小孔
付き遮熱板を置き、光フアイバを遮熱板の微小孔
に挿入してガストーチ火口側に必要長さだけ出
し、ガストーチ火口から炎を定圧で定時間噴射さ
せ、光フアイバ端面を長さ方向から加熱溶融し、
光フアイバ端面を球面状に加工することを特徴と
する光フアイバの端面加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60149966A JPS6212632A (ja) | 1985-07-10 | 1985-07-10 | 光フアイバの端面加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60149966A JPS6212632A (ja) | 1985-07-10 | 1985-07-10 | 光フアイバの端面加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6212632A JPS6212632A (ja) | 1987-01-21 |
| JPH0518769B2 true JPH0518769B2 (ja) | 1993-03-12 |
Family
ID=15486502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60149966A Granted JPS6212632A (ja) | 1985-07-10 | 1985-07-10 | 光フアイバの端面加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6212632A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0521041Y2 (ja) * | 1986-04-11 | 1993-05-31 |
-
1985
- 1985-07-10 JP JP60149966A patent/JPS6212632A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6212632A (ja) | 1987-01-21 |
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