JP2849486B2 - 偏波保持光ファイバコネクタ用フェルール - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ファイバ相互間あるい
は光ファイバと光素子間の接続において使用される光コ
ネクタ用フェルールにおいて、偏波保持光ファイバな
ど、特に接続する双方のフェルールの軸回りの角度を正
確に合わせる必要がある場合に使用される光コネクタに
使用される光コネクタ用フェルールに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバ相互間あるいは光ファイバと
光素子間の接続において、接続と切り離しを容易に行う
ために用いられる光コネクタとしては、例えばＪＩＳ
Ｃ ５９７３に規定されているＦ０４形単心光ファイバ
コネクタ（一般的にはＳＣ形光コネクタと呼ばれる）の
ように、光ファイバを円筒棒（フェルール）の中心に固
定し、これを精密な内径を持つ中空円筒（整列スリー
ブ）内に挿入してフェルールの端面同士を突当てる方式
が代表的である。この方式による光コネクタに用いられ
るフェルールとして、例えば特願昭６０−１１０８２に
記載されているように、光ファイバ素線の外径より僅か
に大きい内径を有する微細な貫通孔を有し、ジルコニア
セラミックス単体で構成された円筒棒状の嵌合部を金属
製のフランジ部に圧入して作製されるもの（以下ジルコ
ニアフェルールと呼ぶ）がある。その特徴として、
（ａ）嵌合部の硬度、曲げ強度ともに高く、信頼性が高
い、（ｂ）構造が簡単で低コストである、（ｃ）特願昭
６０−２４４０５０に記載されているように、ジルコニ
アセラミックのヤング率が他のセラミックに比べて低い
ため、フェルール端面を凸球面状に研摩し、互いに軸方
向の押圧力をかけて接続することにより、フェルール端
面からファイバが引っ込む現象が生じた場合において
も、フェルール先端が変形してファイバのコアの部分を
互いに密着させることができ、安定な接続特性が実現で
きる、等の優れた特性を持つ。

【０００３】一方、光ファイバの中には伝搬する光の偏
波状態を保存できる偏波保持光ファイバがある。偏波保
持光ファイバは、主軸方向に直線偏波光を入射した場
合、その偏波状態を保持する特性を持つ。その性能を評
価するパラメータとして、主軸方向に直線偏波を入射し
たときの出射側の光パワーの主軸方向とその直角方向の
成分の比である消光比が用いられ、１０ｍ程度の短尺な
偏波保持光ファイバの場合には、その値として−４０〜
−５０ｄＢが実現されている。この光ファイバ同士、あ
るいは直線偏波で発生するレーザ・ダイオード等の光素
子と偏波保持光ファイバを接続する場合には、光ファイ
バの主軸の向き、すなわち光ファイバの軸回りの角度を
合せる必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述の偏波保持光ファ
イバに前述のＳＣ形光コネクタを取り付ける場合、偏波
保持光ファイバの主軸の向きをプラグハウジングの向き
に合わせる必要が生ずる。しかしながら、従来のジルコ
ニアフェルールは、例えば図４に示すように、嵌合部４
１が保持部４２に圧入された構造であり、フェルールの
軸まわりの向きを決める働きを持つ保持部４２は予め向
きが決まっているため、偏波保持光ファイバの主軸の向
きを調整するためには、フェルールを組み込むプラグハ
ウジング側に何らかの工夫が必要である。この工夫の例
としては、例えば、ＪＩＣ Ｃ ５９７０に規定されてい
るＦ０１形単心光ファイバコネクタ（ＦＣ形光コネク
タ）のような円筒形のプラグハウジングを用い、プラグ
ハウジングにフェルールを組み込んだ後にファイバの軸
の向きに合わせて、アダプタに対する位置決めキーを取
り付ける方法がある。しかしながら、ＦＣ形光コネクタ
のようなねじ締結式の光コネクタを偏波保持光ファイバ
に用いるには次のような問題がある。

【０００５】図６は、ＳＣ形光コネクタＦＣ形光コネク
タのプラグハウジングにそれぞれ偏波保持光ファイバを
組み込んで作製した光コネクタについて、繰り返しプラ
グ着脱を行った場合の消光比の変化を表す図である。Ｆ
Ｃ形光コネクタの場合には、位置決めキーより先にフェ
ルールが挿入されるため、位置決めキーをアダプタに合
わせるときにフェルールにトルクがかかる。また、カッ
プリングナットを締め付けるときにも、位置決めキーの
まわりにわずかではあるがプラグハウジングがアダプタ
に対し回転するため、フェルールにトルクがかかる。フ
ェルールにトルクがかかると接続する双方のファイバの
軸がずれるため、接続の度に消光比の変化が生ずる。こ
のため偏波保持ファイバ用光コネクタとしては、フェル
ールにトルクがかからないプッシュプル結合方式であ
り、かつアダプタに対しプラグの向きが一意に定まる角
形のＳＣ形光コネクタが有利である。図６に示すよう
に、プラグハウジングにＦＣ形光コネクタを用いた場合
には上述の影響により、着脱の度に消光比が大きく変動
するが、ＳＣ形光コネクタを用いた場合には非常に安定
した結果が得られる。

【０００６】ここで、ＳＣ形光コネクタのような角形の
プラグハウジングに偏波保持光ファイバを組み込むため
には、ファイバの主軸の向きを予めプラグハウジングの
向きに合わせておく必要がある。このためには、フェル
ールに対し予め一定の向きでファイバを取り付けておく
方法が簡単であり、既存のＳＣ形光コネクタプラグハウ
ジングをそのまま用いることができる。この位置合わせ
を行う方法としては、（ａ）フェルールの向きと光ファ
イバの主軸の向きを予め合わせて接着する方法、および
（ｂ）光ファイバにフェルールを接着後、フェルールの
向きを決める働きを持つフランジをフェルールに取り付
ける方法が考えられる。

【０００７】（ａ）の方法としては、例えば特開平１−
２３２３０８に記載されているように、フェルール固定
部と、軸まわりに回転可能な光ファイバ固定部を有する
治具を用いることにより、ファイバの向きを合わせてフ
ェルールに接続する方法が知られている。しかしなが
ら、フェルールを１個１個このような特別の治具を用い
て組み立てることは、余り生産的ではなく、コストが高
いものとなる恐れがある。

【０００８】（ｂ）の方法はこれまで試みられていない
が、フランジを任意の方向でフェルールに取り付ける方
法としては、接着、圧入、溶接が考えられる。しかしな
がら、これらの方法には以下のような問題が考えられ
る。接着の場合 ：上述の光コネクタの場合には、接続する双
方のフェルールを互いに押しつけておくため、フェルー
ルには常にバネによる押圧力が作用している。この押圧
力はフェルールのフランジにかかっており、このような
常時作用している力を接着剤で受ける構造は信頼性上好
ましくない。圧入の場合 ：偏波保持光ファイバは、一般に光が伝搬す
るコア内部に複屈折を与えることにより偏波状態を保持
する性質を得ているが、このファイバに外力が作用する
と、コア内部に別の方向の複屈折が生じてしまい、消光
比が劣化する。したがって、フェルールにファイバを接
着した後で圧入のような作業を行うと、ファイバに強い
残留応力が残り、消光比が劣化する恐れがある。この影
響を少なくするためには圧入しろを少なくして変形量を
小さくすれば良いが、上述のようにフランジには常時力
が作用しているため、要求される大きな固定強度を得る
ためには圧入しろを大きくせざるを得ない。溶接の場合 ：フェルールに溶接作業を行うと、一時的で
はあるがフェルール全体が高温になるため、ファイバや
ファイバの被覆等に影響が残る。また、熱応力により、
上述の圧入の場合と同様の影響も考えられる。

【０００９】一方、フェルールにフランジを後から取り
付ける構造としては、これまでにも図５に示すような構
造が知られている。これは、フェルール本体５２を金属
で構成し、先端部にアルミナセラミック製のキャピラリ
５１を埋め込んだ構造のものである。このような構造と
しては、フェルール全体を一体で加工する方法が一般的
であるが、整列スリーブと嵌合する部分すなわちフェル
ール本体５１は加工性が劣る硬い材料で構成されること
が要求されるため、図５に示すものは、フランジ５３の
み削りやすい部材で作製して後から圧入することにより
全体の製造性を向上させたものである。この場合、前述
のようにフランジは強固に固定する必要があるため、圧
入後はフェルール本体に強い残留応力が残ることにな
り、偏波保持ファイバを接着した後に圧入作業を行うの
は適切ではない。そこで、本発明の目的は、偏波保持光
ファイバに接着した後にフランジの取り付けを行っても
消光比の劣化が少ない光コネクタ用フェルールを提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明に従
い、精密な外径を有し、かつ偏波保持光ファイバ素線の
外径より僅かに大きい内径を持つ微細な貫通孔を有する
セラミックス製の円筒棒状の部材からなる嵌合部と、一
端に前記嵌合部を収容するための円筒状の穴を有し、他
端に前記偏波保持光ファイバの心線被覆部分を接着固定
するための穴を有し、かつ外周につば状の突起を有する
金属製の保持部とから構成され、前記嵌合部と前記保持
部を一体化した構造を有し、ハウジング内に位置決めさ
れて収納される偏波保持光ファイバコネクタ用フェルー
ルであって、前記保持部は偏波保持光ファイバ心線被覆
部分を内部に保特するスリーブと、接続する双方のフェ
ルールを互いに軸方向に押しつけるためのばね圧を受け
るとともに、前記スリーブを前記ハウジングへ位置決め
する位置決め部が設けられたリング状のフランジより構
成される偏波保持光ファイバコネクタ用フェルールにお
いて、前記フランジは、その位置決め部が前記フェルー
ル内に接着される偏波保持光ファイバの偏波主軸に対し
予め定められた位置関係をもって、前記スリーブに軸方
向に圧入される構造であって、前記嵌合部が圧入される
前記スリーブ前端部外周には突起あるいは段差が設けら
れており、前記フランジが圧入される際に前記フランジ
が前記突起あるいは段差より前方に移動できない構造で
あることを特徴とする偏波保持光ファイバコネクタ用フ
ェルールが提供される。

【００１１】

【作用】本発明に従うフェルールは、光コネクタ用フェ
ルールのフランジが別部品になっており、フェルールに
ファイバを接着した後にフランジの向きを合わせてフェ
ルールに圧入できること、およびフランジにかかるばね
の圧力を受ける突起があらかじめフェルールの保持部に
設けられていることに主要な特徴がある。本構造によれ
ば、偏波保持光ファイバにフェルールを接着し、端面を
研摩した後でフランジを取り付けることができるため、
例えば研摩したファイバ端面を顕微鏡で見ることによっ
てファイバの軸とフランジの向きを容易に合わせること
ができる。また、フランジにかかるばねの圧力を受ける
ための突起があらかじめフェルールの保持部に設けられ
ていることにより、フランジの圧入しろが小さくとも十
分な固定強度が得られるため、圧入後の残留応力による
偏波保持光ファイバの消光比の劣化を少なくすることが
できる。以上説明したように、本発明によるフェルール
構造を用いることにより、従来の光コネクタプラグハウ
ジングをそのまま用いて、極めて容易に偏波保持ファイ
バ用光コネクタを形成することができる。また、ＳＣ形
光コネクタのような角形のプラグハウジングに適用する
ことも可能となるため、繰り返し着脱において消光比の
再現性が極めて良好な偏波保持ファイバ用光コネクタを
形成することができる。

【００１２】

【実施例】図１および図２は本発明によるフェルールの
１実施例による構成を表す図である。フェルール１は精
密な外径を有し、光ファイバ素線を内部に保持する嵌合
部２および保持部３より構成され、前記保持部３は、光
ファイバ心線被覆部分を内部に保持するスリーブ３１
と、フェルール１をプラグハウジング内に一定の向きで
保持し、かつ接続する双方のフェルールを互いに押しつ
けるためのばねの圧力を受ける働きをするフランジ３３
より構成される。図１はフランジ３３をスリーブ３１に
圧入する前の状態を表しており、スリーブ３１の前端部
には突起３２が設けられている。フランジ３３はフェル
ール接着前に光ファイバ心線４に通しておき、ファイバ
接着、フェルール端面研摩作業を終えた後にスリーブ３
１の後端部より圧入される。図２は圧入後のフェルール
の状態を説明する図であり、（ａ）はフェルール前端部
より見た正面図、（ｂ）は側面図である。圧入されたフ
ランジ３３はスリーブ３１の突起３２に突き当たったと
ころで止まるため、組立後にフランジ３３にばねの圧力
が作用した状態でもフランジ３３がフェルール１の前端
方向に抜けることはない。また、圧入に際しては、フラ
ンジ３３に設けられたキー溝３４を、フェルール軸まわ
りの任意の方向で設定できるため、接着した偏波保持光
ファイバの主軸の向きに合わせることができる。さら
に、この向きの調整作業はフェルール端面を研摩した後
で行うことができるため、フェルール端面部分でファイ
バ端面を顕微鏡で観察するか、他端より直線偏波光を入
射して出射光をモニタすることによって主軸の向きを割
り出し、その方向に合わせてフランジ３３を圧入すれば
良く、作業性は良好である。

【００１３】図３は本発明によるフェルールを既存のＳ
Ｃ形光コネクタのプラグハウジングに組み込んで構成し
た光コネクタの構造を表す一部断面図である。フェルー
ル1のフランジ３３のキー溝３４の向きは上述のように
ファイバの主軸の向きに合わせてあるため、プラグハウ
ジング２１に前記フェルールを組み込むだけで光コネク
タは完成する。フェルール１は、押圧ばね２２によって
前方に押しつけられており、一対のプラグが接続された
場合には、フェルール１がプラグハウジング２１に対し
てわずかに引っ込んだ状態で保持され、双方のフェルー
ル端面が互いに押しつけられる構造となっている。この
ときフェルールのフランジ３３はばね２２で常にフェル
ールの前端方向に押されているが、上述の構造により、
圧入したフランジ３３が抜けることはない。

【００１４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明に従うフェ
ルールは、スリーブをコネクタのハウジングに位置決め
する位置決め部が設けられたフランジを、ファイバ接着
後に圧入できる構造により、接着する光ファイバとして
特に偏波保持光ファイバを用いた場合、その主軸の向き
に合わせてフランジの向きを合わせることができ、ＳＣ
形光コネクタのような角形のプラグハウジングに組み込
んで使用するのに適している。また、フランジにかかる
ばね圧を受ける突起が予めフランジを圧入するスリーブ
に設けられているため、圧入しろを大きく取らなくとも
ばね圧に対し十分な固定強度を与えることができ、その
ため圧入にともなう残留応力によって偏波保持光ファイ
バの消光比が劣化することを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による偏波保持光ファイバコネクタ用フ
ェルールの一実施例のフランジ取り付け前の状態を説明
する一部断面図である。

【図２】本発明による偏波保持光ファイバコネクタ用フ
ェルールのフランジ取り付け後の状態を表す正面図およ
び側面図である。

【図３】本発明による偏波保持光ファイバコネクタ用フ
ェルールを用いて組み立てたＳＣ形光コネクタの構造を
説明する一部断面図である。

【図４】従来のジルコニアフェルールの一例を示す側面
図である。

【図５】従来のフェルールの他の例を示す側面図であ
る。

【図６】ＳＣ形光コネクタとＦＣ形光コネクタに偏波保
持光ファイバを組み込んで作製した光コネクタについ
て、繰り返しプラグ着脱を行った場合の消光比の変化を
表す図である。

【符号の説明】

１ フェルール ２、４１ 嵌合部 ３、４２ 保持部 ３１ スリーブ ３２ 突起 ３３ フランジ ３４ キー溝 ４ 光ファイバ素線 ５１ キャピラリ ５２ フェルール本体 ５３ フランジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−253207（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−261308（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−219910（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−39004（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−234807（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−172414（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 6/36 G02B 6/38

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 精密な外径を有し、かつ偏波保持光ファイ
   バ素線の外径より僅かに大きい内径を持つ微細な貫通孔
   を有するセラミックス製の円筒棒状の部材からなる嵌合
   部と、一端に前記嵌合部を収容するための円筒状の穴を
   有し、他端に前記偏波保持光ファイバの心線被覆部分を
   接着固定するための穴を有し、かつ外周につば状の突起
   を有する金属製の保持部とから構成され、前記嵌合部と
   前記保持部を一体化した構造を有し、ハウジング内に位
   置決めされて収納される偏波保持光ファイバコネクタ用
   フェルールであって、 前記保持部は偏波保持光ファイバ心線被覆部分を内部に
   保持するスリーブと、接続する双方のフェルールを互い
   に軸方向に押しつけるためのばね圧を受けるとともに、
   前記スリーブを前記ハウジングへ位置決めする位置決め
   部が設けられたリング状のフランジより構成される偏波
   保持光ファイバコネクタ用フェルールにおいて、 前記フランジは、その位置決め部が前記フェルール内に
   接着される偏波保持光ファイバの偏波主軸に対し予め定
   められた位置関係をもって、前記スリーブに軸方向に圧
   入される構造であって、 前記嵌合部が圧入される前記スリーブ前端部外周には突
   起あるいは段差が設けられており、前記フランジが圧入
   される際に前記フランジが前記突起あるいは段差より前
   方に移動できない構造であることを特徴とする偏波保持
   光ファイバコネクタ用フェルール。