JP2005099748A - 光レセプタクル - Google Patents

Abstract

【課題】高い精度及び高い信頼性を維持し、且つ小型で部品点数が少なく製造コストの安価な光レセプタクルを提供する。
【解決手段】本発明の光レセプタクル１１は、精密スリーブ１２と、精密スリーブ１２の内孔１２ａの一端に接着剤１６を介して挿着された光ファイバ付スタブ１４と、精密スリーブ１２の外周に圧入又は接着剤１６で固定されたスリーブホルダ１３を具備し、光ファイバ付スタブ１４外周面および／または精密スリーブ１２内孔１２ａ表面の表面粗さのＲａ値が０．１μｍ以上で、かつ０．５μｍ以下であることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバコネクタと受・発光素子との間で光信号を光学的に接続するために用いられる光レセプタクルに関する。

従来の光レセプタクル１は、図３（Ａ）に示すように、割りスリーブ２を使用したタイプであり、スタブホルダー３に光ファイバ付スタブ４が圧入あるいは接着剤で固定されており、十分な弾性を有する割りスリーブ２に光ファイバ付スタブ４が把持され、割りスリーブ２の締まり代により閉じられて保持する構造を有している。この光レセプタクル１の割りスリーブキャップ５の開口部５ａから光コネクタのフェルール７が挿入され、割りスリーブ２によって光ファイバ付スタブ４と同軸に精密にアライメントされることで、光レセプタクル１の後方に配設された光半導体６ａとレンズ６ｂと、これらを保持するホルダ６ｃを具備した受・発光素子６と、フェルール７内の光ファイバ７ａとが光ファイバ付スタブ４を介して光学的に結合される構造になっている。

図３（Ａ）の光レセプタクル１は最もオーソドックスなものであり、光ファイバ付スタブを用いて光コネクタと同軸接続する為に考案された初期のスタイルである。最近では、伝送装置自体の小型化のニーズが高く、それに使われる光レセプタクルの短尺化の要求が厳しい。この小型化を達成する為にさまざまな形態が取られている。例えば、特許文献１には、図３（Ｂ）に示すように、短い光ファイバ付スタブ４を精密に同軸上にアライメントができ、かつ光ファイバ付スタブ４が短くても割りスリーブ２に強固に保持されて緩まないように、保持用リング８が割りスリーブ２と割りスリーブキャップ５との間に圧入される構造を持つ４つの部品からなる小型の光レセプタクル１ａが開示されている。

また、特許文献２には、図３（Ｃ）に示すように、割りスリーブの全体に割りが入っているのではなく、光コネクタ用フェルール７の挿入側にのみ割りが入っており、光ファイバ付スタブ４側には割りがない割りスリーブ９に、光ファイバ付スタブ４が接着固定されており、上記と同様に光ファイバ付スタブ４の全長を短くし、かつ精密に同軸上にアライメントできるようにした小型のレセプタクル１ｂが開示されている。この光レセプタクル１ｂでは、光ファイバ付スタブ４がスタブホルダー３に圧入または接着剤で固定され、上記の特殊な割りスリーブ９が光ファイバ付スタブ４に固定され、割りスリーブ９を覆うように割りスリーブキャップ５が固定されており、合計４つの部品が用いられている。

一方で、本発明の発明者等による特許文献３には、光ファイバ用毛細管の内孔と光ファイバとの同心度を確保するために、内孔の表面粗さのＲａ値が０．１μｍから０．５μｍである光ファイバ用毛細管と、それを用いた光ファイバ付スタブが開示されている。

また、特許文献２及び特許文献４には、フェルールのスリーブ挿入性を確保するためにフェルールの外周面及びスリーブの内周面は、その表面粗さのＲａ値が０．２μｍ以下である光レプタクルが開示されている。

特開平１０−３３２９８８号公報 特開２００３−１０７２８８号公報 特開２００３−１４９５０２号公報 特開２００３−２２２７６４号公報

上記の従来の光レセプタクル１は、光ファイバ付スタブ４がスタブホルダー３に固定されており、光コネクタフェルール７と光ファイバ付スタブ４を同軸上にアライメントするための部品として割りが設けられた割りスリーブ２を使用している。しかしながら、割りスリーブ２は光ファイバ付スタブ４を把持しているだけで固定されていないので、光コネクタフェルール７が挿入抜去されたときに抜けないようにするために、割りスリーブキャップ５が必要となる。その結果、光レセプタクル１を構成する為には最低４つの部品を必要とする。これらの部品は、何れもこの形態の光レセプタクルを構成する為の必須要素であるのでこれ以上部品点数を少なくすることができず、コストの削減が困難であるという問題がある。

また、光デバイスの小型化を実現するために、高密度な導光部材の実装を図る上で、光ファイバ付スタブ４はできるだけ短くしたい。しかし、光ファイバ付スタブ４を短くすると、割りスリーブ２の把持力が弱くなり、光コネクタのフェルール７が割りスリーブ２に挿入された際に、横荷重がかかった場合、同軸のアライメントを保つことができなくなる。そのため、短い光ファイバ付スタブ４の光軸と光コネクタのフェルール７の光軸との間に角度ズレが生じて同軸上の精密なアライメントが維持できなくなる。従って、光ファイバスタブ４をこれ以上短くすることができない。

また、特許文献１の光レセプタクルは、小型化は達成できているが、短い光ファイバ付スタブ４の光軸とシングルモード光ファイバ用光コネクタのフェルール７の光軸との位置関係を安定維持させるために、補強用の保持リング８が必要となり、結果として高価な部品の点数が多くなってしまうという問題がある。

また、特許文献２の光レセプタクルは、小型化は達成できているが、途中までスリットが入った特殊な割りスリーブ９が必要であり、より複雑な加工が必要になるのでコストアップが避けられない。また、従来の光レセプタクル１と同様に割りスリーブキャップ５を必要とするので、部品点数をこれ以上少なくすることができない。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、高い精度及び高い信頼性を維持し、且つ小型で部品点数が少なく製造コストの安価な光レセプタクルを提供することを課題とする。

本発明に係る光レセプタクルは、精密スリーブと、該精密スリーブの内孔の一端に接着剤を介して固定された光ファイバ付スタブと、該精密スリーブの外周に圧入又は接着剤で固定されたスリーブホルダを具備し、該光ファイバ付スタブの外周および／または該精密スリーブ内孔の表面粗さのＲａ値が０．１μｍ以上で、かつ０．５μｍ以下であることを特徴とする。本発明で精密スリーブとは、割りスリーブのような割りが設けられておらず、挿入される光コネクタフェルールの外径よりもわずかに大きい内径の内孔を有する管状のスリーブを指す。

光ファイバ付スタブの外周および／または精密スリーブの内孔の表面粗さは、そのＪＩＳ−Ｂ−０６０１（ＩＳＯ４２８７と同等の内容）で定義されている表面粗さのＲａ値が０．１μｍ以下であると、光ファイバ付スタブの外周または精密スリーブの内孔に塗布される接着剤が均等な厚さにならず、光ファイバ付スタブが精密スリーブの内孔壁面に近づいて偏心する傾向にある。

一方、光ファイバ付スタブの外周において、表面粗さのＲａ値が０．５μｍを超えると最大粗さとして定義されているＲｙ値も相当量大きくなることが予想され、外周の表面粗さの平均線によってできる円の中心に対し、外周の最小外接円筒の中心位置がずれてしまう場合が多くなって外周の本来の真円度自体が実質上悪くなる。

本発明において、光ファイバ付スタブ外周の表面粗さのＲａ値は、０．１μｍ以上で、かつ０．５μｍ以下であることが重要であり、塗布される接着剤を安定して均等な厚さにする上で、Ｒａ値は０．２μｍを超えていることが好ましい。また、外周の表面粗さの平均線によってできる円の中心に対し、同外周の最小外接円筒の中心位置のずれを抑制して、外周の本来の真円度を高める観点から、表面粗さのＲｙ値は４．０μｍ以下であることが好ましく、さらに、表面粗さの平均線と山頂線との差δも２．０μｍ以下であることが好ましい。

また、精密スリーブの内孔の表面粗さのＲａ値が０．５μｍを超えると、最大粗さとして定義されているＲｙ値も相当量大きくなることが予想され、上記と同様に精密スリーブ内孔の表面粗さの平均線によってできる円の中心に対し、内孔の最大内接円筒の中心位置がずれてしまう場合が多くなって、内孔の本来の真円度自体が実質上悪くなる。

本発明で精密スリーブ内孔の表面粗さのＲａ値としては、０．１μｍ以上で、かつ０．５μｍ以下であることが重要であり、塗布される接着剤を安定して均等な厚さにする上で、Ｒａ値は０．２μｍを超えていることが好ましい。また、内孔の表面粗さの平均線によってできる円の中心に対し、同内孔の最小外接円筒の中心位置のずれを抑制して、内孔の本来の真円度を高める観点から、表面粗さのＲｙ値は４．０μｍ以下であることが好ましく、さらに、表面粗さの平均線と山頂線との差δも２．０μｍ以下であることが好ましい。

このような表面粗さの外周の表面もしくは内孔の表面は、光ファイバ付スタブや精密スリーブの材料粒子の大きさや量を制御することにより達成できる。また、機械加工によって光ファイバ付スタブ外周の表面粗さのＲａ値を、０．１μｍ以上で、かつ０．５μｍ以下に調節することも可能である。

スリーブホルダの材料としては、金属または樹脂が使用可能である。特にステンレス鋼その他の金属材料で構成され、所望の剛性、形状安定性、及び耐候性を有するものであれば好適であり、光レセプタクルの後段に配置される受・発光素子部品が金属製であることが多いので、溶接性等を考慮するとＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０がより好ましい。

また、本発明において、光ファイバ付スタブの外周に対する光ファイバのコアの同心度は０.５μｍ以下であることが好ましい。

光ファイバ付スタブの外周に対する光ファイバのコアの同心度が０.５μｍを超えると、精密スリーブにより光ファイバ付スタブの外周を保持した場合に、その内孔に保持された光ファイバの光軸が精密スリーブ内孔の中心から０．５μｍ以上ずれが生じる可能性があり、その他の偏心因子が累積すると、光ファイバ付スタブの光軸とシングルモード光ファイバ用光コネクタのフェルールの光軸に対して実用レベルに軸合わせすることができなくなる。

また、本発明は、精密スリーブの内孔が、光ファイバコネクタ用のフェルールの外径よりも０から１．５μｍ大きい内径を有することを特徴とする。

剛性の精密スリーブの内孔は、その内径が光ファイバコネクタ用のフェルールの外径よりも小さいと、その材料に十分な弾性がなく、割りも設けられていないので、フェルールを挿入することができない。また、接続損失を増大させないために、光コネクタのフェルール外径と精密スリーブの内孔の内径との差は小さい方が良い。好ましくは、精密スリーブの内孔の内径が光ファイバコネクタ用のフェルールの外径よりも大きく、その差が０から１.５μｍであると光ファイバ付スタブの光ファイバコアと光コネクタフェルールの光ファイバコアの軸ずれ量が０．５μｍ以下となり、より安定した接続特性が達成できる。

また、本発明の光レセプタクルは、光ファイバ付スタブの毛細管が結晶化ガラス製であることが好ましい。本発明で光ファイバ付スタブを構成する毛細管とは、光ファイバ付スタブに突き合わせ接続される光コネクタのフェルールと同等の外径、内径、同心度等の寸法精度を有するものであることが好ましい。

結晶化ガラスは、本発明の光ファイバ付スタブの毛細管や精密スリーブ用の材料として最も好適な材質である。光ファイバ付スタブの毛細管や精密スリーブが結晶化ガラス製である場合、機械加工で表面粗さを調節する以外に、材料組成、熱処理温度などで表面粗さを自在にコントロールできるのでより好適である。本発明で使用する結晶化ガラスとしては、毛細管の外周面の表面粗さのＲａ値が０．１μｍ以上で、かつ０．５μｍ以下となるような結晶粒径や結晶量を有する結晶化ガラスであれば使用可能であり、たとえばその結晶粒径が０．１μｍから１．０μｍ程度で、結晶量としては３０から７０質量％であれば好適である。

また、本発明において、精密スリーブは、ガラス製または結晶化ガラス製とすることができる。

精密スリーブが、ガラスあるいは結晶化ガラス材質の場合、機械加工で寸法を調節するのではなく、延伸成形技術を用いて製造可能なため、量産によりコストダウンを図る上で好適である。精密スリーブがガラス製の場合、幅広い組成範囲で延伸成形が可能なため、熱膨張係数を調整することが必要な場合に有利である。また、精密スリーブが結晶化ガラス製の場合、成形と表面粗さの調整が一度にできるので、材質としては最も好適である。一方、本発明で精密スリーブに使用する結晶化ガラスとしては、内孔の表面粗さのＲａ値が０．１μｍ以上で、かつ０．５μｍ以下となる結晶が析出していれば使用可能であり、特に非晶質ガラス中に析出させて結晶として、その結晶粒径が０．１μｍから１．０μｍ程度であればよく、例えば、主結晶としてβ−スポジュメン固溶体等を含むものが好適である。

また、本発明の光レセプタクルは、接着剤が、最大粒径が０．５μｍ以下で、かつ平均粒径が０．３μｍ以下のフィラーを１０体積％以上含んでいることが好ましい。

フィラーの最大粒径が０．５μｍ以上、あるいは、平均粒径が０．３μｍ以上であると、フィラー自体が精密スリーブと光ファイバ付スタブとの間隙に均等に入らなくなる。また、光ファイバ付スタブを細くして精密スリーブと光ファイバ付スタブとの間隙を大きくすると、接着剤の層の厚さ自体が厚くなりすぎて、光ファイバ付スタブを精密スリーブの内孔の中心位置に保持することが困難になるばかりか、接着剤が多くなることで耐候性や光学安定性等の信頼性が低下する可能性がある。フィラーが１０体積％以下であると、接着剤の硬化時の体積収縮や、温度変化に伴う膨張収縮の影響を十分に抑制することが困難である。本発明で使用する接着剤としては、最大粒径が０．５μｍ以下で、且つ平均粒径が０．３μｍ以下のフィラーを１０体積％以上含んでいることが重要である。なお、組立に用いられるエポキシ樹脂製の接着剤では、硬化の際におよそ２０％程度の体積収縮が生じる。このような収縮による光ファイバ付スタブの位置ずれを防ぐには、接着剤にガラス、セラミックもしくは金属等からなる最大粒径が０．５μｍ以下で、かつ平均粒径が０．３μｍ以下のフィラーを混合することが効果的である。このようなフィラーを混合することにより、チクソトロピック性が付与されて、液ダレの防止効果や接着剤の強度向上にも効果がある。

本発明の光レセプタクルは、精密スリーブと、該精密スリーブの内孔の一端に接着剤を介して固定された光ファイバ付スタブと、該精密スリーブの外周に圧入又は接着剤で固定されたスリーブホルダを具備し、該光ファイバ付スタブの外周および／または該精密スリーブ内孔の表面粗さのＲａ値が０．１μｍ以上で、かつ０．５μｍ以下であるので、このような表面粗さを有する表面の性状に起因して、精密スリーブ内で光ファイバ付スタブの外周に一様に接着剤がいき亘り、光ファイバ付スタブを精密スリーブの中央に位置させることができる。このため、均等な厚さの接着剤の層を介して光ファイバ付スタブを従来よりも正確に精密スリーブの中心に安定して保持することが可能となり、割りスリーブを使用せずとも実質的に十分実用可能な低損失の光レセプタクルが構築できる。また、それぞれの部材は接着剤で固定しているので従来のような間隙を設けたルーズな割りスリーブキャップが不要となり、部品点数が削減されより安価な光レセプタクルが提供できる。

また、本発明の光レセプタクルは、精密スリーブ内孔の表面粗さのＲａ値が０．１μｍ以上で、かつ０．５μｍ以下である構成を採用することにより、精密スリーブ内孔の表面粗さ及び光ファイバ付スタブ外周の表面粗さを利用して、さらに均等な厚さの接着剤の層を介して光ファイバ付スタブを精密スリーブの中心位置に安定保持して固定することが可能となる。

さらに、接着剤により、それぞれの部材が割りスリーブの把持力にくらべて強固に固定されているので、光ファイバ付スタブ全長を短尺化することが容易であり、かつ性能を落とすことなく実現することができる。また、割りスリーブタイプの光レセプタクルのように補強用の保持用リング等の特殊な部材を追加して用いる必要がない。

また、本発明の光レセプタクルは、光ファイバ付スタブの外周に対する光ファイバのコアの同心度を０.５μｍ以下とすることが、光レセプタクル内を伝播する光信号の損失を抑える上で好ましく、精密スリーブの内孔が、光ファイバコネクタ用のフェルールの外径よりも０から１．５μｍ大きい内径を有するものであることが、さらに好ましい。

さらに、本発明の光レセプタクルは、光ファイバ付スタブの毛細管を結晶化ガラス製とすることにより、組成を工夫することで線引き成形により容易に高精度な寸法を有する毛細管を得ることができ、かつ結晶の析出状態を制御することにより、外周の表面粗さのＲａ値が０．１μｍ以上で、かつ０．５μｍ以下である毛細管を容易に得ることができる。

また、本発明の光レセプタクルは、精密スリーブをガラス製または結晶化ガラス製とすることにより、組成を工夫することで線引き成形により容易に形状、寸法を達成できる。また、結晶化ガラスの場合、結晶の析出状態により内孔の表面粗さのＲａ値が０．１μｍ以上で、かつ０．５μｍ以下である精密スリーブが容易に実現可能となる。

さらに、本発明の光レセプタクルは、接着剤が、最大粒径が０．５μｍ以下で、且つ平均粒径が０．３μｍ以下のフィラーを１０体積％以上含んでいる構成とすることにより、精密スリーブと光ファイバ付スタブとの間の接着剤層を円周方向に渡って均一に形成し易く、光ファイバ付スタブを精密スリーブの中心に安定して保持することがより容易に達成可能となる。

さらに、本発明の光レセプタクルは、割りスリーブを使用せず、光ファイバ付スタブを所望の剛性を有する精密スリーブの内孔内で自己調心させた上で接着固定することにより、光コネクタのフェルールを挿入した際に、殆ど変形が無く、光ファイバ付スタブと光コネクタのフェルールとが高精度で同軸上に配置される。そのため、本発明の光レセプタクルは、性能を劣化させずに光ファイバ付スタブをできる限り短くすることが可能であり、より高密度の実装が可能となる。

上記構成のように、本発明は、高い精度及び高い信頼性を維持し、且つ小型で部品点数が少なく製造コストの安価な光レセプタクルを提供することが可能となる実用上優れた効果を奏するものである。

以下、本発明の実施の形態に係る一例について図１を用いて詳細に説明する。図中、１１及び２１は光レセプタクルを、１２及び２２は精密スリーブを、１２ａ及び２２ａは内孔を、１３及び２３は金属製のスリーブホルダを、１４は光ファイバ付スタブを、１５は光コネクタのフェルールを、１６は接着剤をそれぞれ示している。

光コネクタ用フェルールと光ファイバ付スタブの接続部の接続損失、即ちＬｏｓｓ（単位：ｄＢ）は、突き合わせられるそれぞれの端面の光ファイバコアの軸ずれ量で決まり、下記の数１で見積もられる。ここで、数１中のｄは光ファイバコアの軸ずれ量を、ｗは光ファイバのモードフィールド径を示している。

従来の光レセプタクルでは、光ファイバ付スタブあるいはフェルールの外周と内孔内の光ファイバコアの同心度が最大１.０μｍ、光ファイバコアの偏心としては、それぞれ１／２の０．５μｍづつであり、光ファイバ自身のコアの偏心は非常に小さいので、これを無視すると、光ファイバ付スタブあるいは光コネクタフェルールの内径内での光ファイバの偏心がそれぞれ最大０.５μｍづつあるので、接続部の軸ずれ量は最大２．０μｍ発生し、モードフィールド径ｗ＝１０μｍでは、数１で算出すると接続損失（即ちＬｏｓｓ）としては約０.７ｄＢ発生する。割りスリーブタイプの光レセプタクルの場合、把持力によってのみ、上記の同軸アライメントを達成しているので、これを小型化のために光ファイバ付スタブを短尺化した場合、割りスリーブの把持力が弱くなり、横荷重がかかった場合、同軸のアライメントを保つことができなくなる。従って、接続損失は、上記の算出値よりもさらに悪くなる。

本実施形態の光レセプタクル１１は、精密スリーブ１２の内面１２ａ及び／または光ファイバ付スタブ１４の外周が上記の表面粗さを有することにより、介在する接着剤１６の厚さが均等になって、その調心効果により光ファイバ付スタブ１４の外周は精密スリーブ１２の中央に位置するため、例えば、光ファイバ付スタブ１４の外径と精密スリーブ１２の内径との差が最大で１．５μｍのとき、精密スリーブ１２の中での光コネクタフェルール１５の外周の偏心が０.７５μｍ、光ファイバ付スタブ１４の外周に対するの内孔の同心度を０．５μｍとしているので、光ファイバ付スタブ１４の外周に対する内孔の偏心が０．２５μｍ、光コネクタフェルール１５の外周に対する光ファイバ１５ａ内孔の同心度は通常１．０μｍであるので偏心は０.５μｍ、光コネクタフェルールの内径内での光ファイバの偏心が０.５μｍで、その総和が２.０μｍとなる。したがって、この例において、光コネクタフェルール１５と光ファイバ付スタブ１４の接続部での最大軸ずれ量は、２.０μｍであり、上記の数１から、最大接続損失は０.７ｄＢとなる。このように、この実施形態の光レセプタクル１１は、従来と同等の性能を有し、十分使用可能である。精密スリーブ１２の場合、同軸アライメントは寸法精度によって担保されているので、小型化のために光ファイバ付スタブを短尺化しても上記と同じ性能が維持される。

また、図１（Ｂ）に示す他の形態の光レセプタクル２１は、短尺のスリーブホルダ２３に内孔の表面の表面粗さがＲａ値で０．１μｍ以上であり、かつ０．５μｍである結晶化ガラス製の精密スリーブ２２を圧入により固定したものである。

本発明の光ファイバ付スタブ及び精密スリーブの例として、例えば、表１に示す組成を持つ結晶化ガラスを使用した。

本発明の光レセプタクル１１は、図１（Ａ）に示すように、光コネクタ用フェルール１５の外径よりも０から１．５μｍ大きい内径の内孔を持つ結晶化ガラス製の精密スリーブ１２と、内孔の一端に挿入されて接着剤１６により接着固定された結晶化ガラス製の毛細管１４ｂを用いた光ファイバ付スタブ１４を具備している。この端面１４ｃには、反射光がレーザーダイオード等に入ってノイズにならないように、光信号の入射軸に垂直な平面に対して８°の角度を成すように研磨加工が施されており、反対側の先端面は周縁部に面取が設けられて光ファイバ１４ａのコアを中心としたＰＣ(physical contact即ち物理的接触の略称)接続用の凸球面に研磨されている。光ファイバ付スタブ１４の外周に対する内孔の同心度が０．５μｍであるので、光ファイバ１４ａ自身のコアの偏心は非常に小さく無視できるので、内孔内で接着剤により自己調心されるため、光ファイバ付スタブ１４の外周と光ファイバ１４ａのコアの同心度は０．５μｍ以下である。また、光ファイバ付スタブ１４の外径は、挿入される光コネクタフェルール１５と同じ外径及び公差を有している（外径２．４９９ｍｍ＋／−０．０００５ｍｍ、あるいは、外径１．２４９ｍｍ＋／−０．０００５ｍｍ）。

図２に本発明の光レセプタクル１１を構成する部材の表面粗さを測定したチャートを示す。図２（Ａ）は光ファイバ付スタブ１４の外周の表面粗さを測定したチャートであり、そのＲａ値は０．２９μｍで、Ｒｙ値は２．１７μｍ及び表面粗さの平均線と山頂線との差δは１．０５μｍであった。図２（Ｂ）は精密スリーブ１２の内面１２ａの表面粗さを測定したチャートであり、そのＲａ値は０．３０μｍで、Ｒｙ値は２．１８μｍ及び表面粗さの平均線と山頂線との差δは１．１５μｍであった。

また、光ファイバ付スタブ１４に、内孔の表面の表面粗さがＲａ値で０．１μｍ以上であり、かつ０．５μｍである結晶化ガラス製の毛細管１４ｂを使用した場合、光ファイバ付スタブ１４中の光ファイバ１４ａは光ファイバ付スタブ１４の内孔の表面粗さの効果で、内孔内で接着剤により自己調心されるため、毛細管１４ｂの内孔内での光ファイバ１４ａの偏心は無視できる。したがって、光ファイバ付スタブ１４中の光ファイバ１４ａのコアの偏心は、光ファイバ付スタブ外周に対する内径の同心度０．５μｍのみで決まり、同心度として０．５μｍ以下、偏心として０.２５μｍ以下で、例えば０．１７５μｍとなった。

本発明の光レセプタクル１１では、光ファイバ付スタブ１４の外周と、精密スリーブ１２の内孔１２ａの表面粗さのＲａ値が上記の値になっており、この表面粗さの効果により、光ファイバ付スタブ１４が精密スリーブ１２の内孔１２ａ内で接着剤１６により自己調心されるため、精密スリーブ１２の内孔１２ａ内での光ファイバ付スタブ１４の偏心は殆どなくなった。

また、精密スリーブ１２と光ファイバ付スタブ１４の毛細管１４ｂを結晶化ガラス材質で形成することにより、精密スリーブ１２の内孔１２ａの表面粗さをＲａ値が０．１μｍ以上で、かつ０．５μｍ以下に容易にすることができる。上記のように、光ファイバ付スタブ１４が精密スリーブ１２の内孔１２ａ内で調心され、内孔１２ａの中央に位置するようになるので、接続部での光ファイバ１４ａのコアと光コネクタフェルール１５の光ファイバ１５ａのコアとの軸ずれ量は最大でも２.０μｍとなり、接続損失としては０.７ｄＢ以下が達成でき、短い光ファイバ付スタブを使用しても、従来品と同等の性能が得られた。

さらに、挿入される光コネクタのフェルール１５を結晶化ガラスで形成し、その内孔の表面粗さがＲａ値で０．１μｍ以上であり、かつ０．５μｍとした場合、この表面粗さの効果により、光ファイバ１５ａはフェルール１５の内孔内で自己調心されて中央に位置するので、接続部での光ファイバ１４ａのコアと光コネクタフェルール１５の光ファイバ１５ａのコアとの軸ずれ量は最大でも１.５μｍとなり、接続損失としては０.４ｄＢ以下が達成でき、より優れた特性が得られた。

次に、内孔１２ａの表面粗さのＲａ値が０．３μｍ、外径１．８０ｍｍ、内径１．２４９５＋０．０００５／−０ｍｍの結晶化ガラス製の精密スリーブ１２を作製した。また、内孔及び外周の表面粗さのＲａ値が０．３μｍ、外径１．２４９０＋／−０．０００５ｍｍ、同心度が０.５μｍの結晶化ガラス製の毛細管１４ｂに光ファイバ１４ａを挿入・固定して、光ファイバ付スタブ１４を作製した。そして、精密スリーブ１２の内孔１２ａ内に光ファイバ付スタブ１４をエポキシ系接着剤１６で固定すると共に、精密スリーブ１２をスリーブホルダ１３の内孔にエポキシ系接着剤１６で固定して光レセプタクル１１を作製した。作製した光レセプタクル１１のサンプル数は１０個であった。このようにして作製した光レセプタクル１１の精密スリーブ１２の内孔１２ａに、光コネクタフェルール１５を挿入して光ファイバ付スタブ１４と突き合わせ、光ファイバ１４ａのコアと光コネクタフェルール１５の光ファイバ１５ａのコアとをＰＣ接続し、その状態で接続損失を測定した。接続損失の測定は、光レセプタクル１１の各サンプルについて、光コネクタフェルール１５の着脱を１０回行い、１０回の測定を行った。

光レセプタクル１１に光コネクタフェルール１５を接続した状態において、光コネクタフェルール１５の外径と精密スリーブ１２の内孔１２ａの内径との差は最大で１．５μｍであり、精密スリーブ１２の内孔１２ａ内での光コネクタフェルール１５の偏心として最大０．７５μｍとなる。これに光ファイバ付スタブ１４の同心度による毛細管１４ｂの外周中心に対する内孔中心の偏心０．２５μｍを加算し、さらに、光コネクタフェルール１５の同心度によるフェルール外周中心に対する内孔中心の偏心Ｘμｍ、光コネクタフェルール１５の内孔内での光ファイバ１５ａの偏心Ｙμｍとを加算した（１．０＋Ｘ＋Ｙ）μｍが、ＰＣ接続部の最大の軸ずれ量となる。本発明では、光ファイバ付スタブ１４は、精密スリーブ１２の内孔１２ａ内で調心されるので、両者の偏心は考慮に入れなくてよい。

光コネクタフェルール１５を結晶化ガラスで形成し、その同心度を０.７μｍ、内孔の内径が光ファイバ１５ａの直径よりも０．５μｍ大きいものを用いた場合、平均接続損失０．１４ｄＢ、最大接続損失０．３１ｄＢと優れた特性が得られた。測定データを表２に示す。

上記の測定結果と数１より、光ファイバ付スタブ１４の光ファイバ１４ａのコアと光コネクタフェルール１５の光ファイバ１５ａのコアとの軸ずれ量は平均で０．９μｍ、最大で１．３４μｍとなる。この場合、光コネクタフェルール１５の同心度による内孔の偏心Ｘは０．３５μｍであり、また、光コネクタフェルール１５の内孔内での光ファイバ１５ａの偏心Ｙは結晶化ガラス製としているため実質的に０となり、理論最大軸ずれ量は１．３５μｍとなる。軸ずれ量が最大でもこのような値になるので、本実施例の効果は大きいといえる。

また、光コネクタフェルール１５としてジルコニアで形成し、その同心度を１.０μｍ、内孔の内径を光ファイバ１５ａの直径よりも０．５μｍ大きくした場合、平均接続損失０.２５ｄＢ、最大接続損失０.４３ｄＢという特性が得られた。測定データを表３に示す。

上記の測定結果と数１より、光ファイバ付スタブ１４の光ファイバ１４ａのコアと光コネクタフェルール１５の光ファイバ１５ａのコアとの軸ずれ量は平均で１．２μｍ、最大で１．５７μｍである。この場合、光コネクタフェルール１５の同心度による内孔の偏心Ｘは０．５μｍであり、また、光コネクタフェルール１５の内孔内での光ファイバ１５の偏心Ｙは０．２５μｍとなり、理論最大軸ずれ量は１．７５μｍとなる。軸ずれ量が最大でもこのような値になるので、本実施例の効果は大である。

次に、外径１．８０ｍｍ、内径１．２４９５＋０．００１／−０ｍｍのホウケイ酸ガラス製の精密スリーブ１２を作製した。また、内孔及び外周の表面粗さのＲａ値が０．３μｍ、外径１．２４９０＋／−０．０００５ｍｍ、同心度が０.５μｍの結晶化ガラス製の毛細管１４ｂに光ファイバ１４ａを挿入・固定して、光ファイバ付スタブ１４を作製した。そして、精密スリーブ１２の内孔１２ａ内に光ファイバ付スタブ１４をエポキシ系接着剤１６で固定すると共に、精密スリーブ１２をスリーブホルダ１３の内孔にエポキシ系接着剤１６で固定して光レセプタクル１１を作製した。作製した光レセプタクル１１のサンプル数は１０個であった。このようにして作製した光レセプタクル１１の精密スリーブ１２の内孔１２ａに、光コネクタフェルール１５を挿入して光ファイバ付スタブ１４と突き合わせ、光ファイバ１４ａのコアと光コネクタフェルール１５の光ファイバ１５ａのコアとをＰＣ接続し、その状態で接続損失を測定した。接続損失の測定は、光レセプタクル１１の各サンプルについて、光コネクタフェルール１５の着脱を１０回行い、１０回の測定を行った。

光レセプタクル１１に光コネクタフェルール１５を接続した状態において、光コネクタフェルール１５の外径と精密スリーブ１２の内孔１２ａの内径との差は最大で２．０μｍであり、精密スリーブ１２の内孔１２ａ内での光コネクタフェルール１５の偏心として最大で１．０μｍとなる。これに光ファイバ付スタブ１４の同心度による毛細管１４ａの外周中心に対する内孔中心の偏心０．２５μｍを加算し、さらに、光コネクタフェルール１５の同心度によるフェルール外周中心に対する内孔中心の偏心Ｘμｍ、光コネクタフェルール１５の内孔内での光ファイバ１５ａの偏心Ｙμｍとを加算した（１．２５＋Ｘ＋Ｙ）μｍが、ＰＣ接続部の最大の軸ずれ量となる。本発明では、光ファイバ付スタブ１４は、精密スリーブ１２の内孔１２ａ内で調心されるので、両者の偏心は考慮に入れなくてよい。

光コネクタのフェルール１５として結晶化ガラスで形成し、その同心度０.７μｍとした場合、平均接続損失０．１８ｄＢ、最大接続損失０．３５ｄＢと優れた特性が得られた。測定データを表４に示す。

上記の測定結果と数１より、光ファイバ付スタブ１４の光ファイバ１４ａのコアと光コネクタフェルール１５の光ファイバ１５ａのコアとの軸ずれ量は平均で１．０２μｍ、最大で１．４２μｍとなる。この場合、光コネクタフェルール１５の同心度による内孔の偏心Ｘは０．３５μｍであり、また、光コネクタフェルール１５の内孔内での光ファイバ１５ａの偏心Ｙは結晶化ガラス製としているため実質的に０となり、理論最大軸ずれ量は１．６０μｍとなる。軸ずれ量が最大でもこのような値になるので、この実施例の効果は大であったといえる。

また、光コネクタのフェルール１５としてジルコニアで形成し、その同心度を１.０μｍとした場合、平均接続損失０.２５ｄＢ、最大接続損失０.５０ｄＢという特性が得られた。測定データを表５に示す。

上記の測定結果と数１より、光ファイバ付スタブ１４の光ファイバ１４ａのコアと光コネクタフェルール１５の光ファイバ１５ａのコアとの軸ずれ量は平均で１．２μｍ、最大で１．７μｍとなる。この場合、光コネクタフェルール１５の同心度による内孔の偏心Ｘは０．５μｍであり、また、光コネクタフェルール１５の内孔内での光ファイバ１５ａの偏心Ｙは０．２５μｍとなり、理論最大軸ずれ量は２．０μｍとなる。軸ずれ量が最大でもこのような値になるので、この実施例の効果は大であったといえる。

光ファイバ付スタブ１４とホウケイ酸ガラス製の精密スリーブ１２との接着において平均粒径０.３μｍ、最大粒径０.５μｍのフィラー入りの接着剤１６を使用して固定した。また、光コネクタフェルール１５として結晶化ガラスで形成し、その同心度０.７μｍとした。そして、上記と同様にして接続損失を測定したところ、平均接続損失０．１５ｄＢ、最大接続損失が０．３１ｄＢと優れた特性が得られた。測定データを表６に示す。

上記の測定結果と数１より、光ファイバ付スタブ１４の光ファイバ１４ａのコアと光コネクタフェルール１５の光ファイバ１５ａコアとの軸ずれ量は数１より平均で０．９３μｍ、最大で１．３４μｍとなる。この場合、光コネクタフェルール１５の同心度による内孔の偏心Ｘは０．３５μｍであり、また、光コネクタフェルール１５の内孔内での光ファイバ１５ａの偏心Ｙは結晶化ガラス製としているため実質上０となり、理論最大軸ずれ量は１．３５μｍとなる。軸ずれ量が最大でもこのような値になるので、この実施例の効果は大であったといえる。

尚、フィラー入りの接着剤１６としては、調心効果のほかに、熱膨張をフィラーの配合比を調節して、熱膨張を接着される結晶化ガラス製等のスタブ１４やホウケイ酸ガラス製等の精密スリーブ１２に合わせて固定強度の劣化を防ぐ効果や、接着部の耐水性を上げ、長期信頼性を高めるという効果もあった。

本発明の光レセプタクルの説明図であって、（Ａ）は結晶化ガラス製またはガラス製の精密スリーブを使用した光レセプタクルに光コネクタが接続される要部断面説明図、（Ｂ）は結晶化ガラス製の精密スリーブをスリーブホルダに圧入した光レセプタクルの要部断面説明図。 本発明の光レセプタクルを構成部材の表面粗さを測定したチャートであって、（Ａ）は光ファイバ付スタブの外周の表面粗さを測定したチャート、（Ｂ）は精密スリーブ内孔の表面粗さを測定したチャート。 従来の光レセプタクルの説明図であって、（Ａ）は割りスリーブを使用した光レセプタクルに光コネクタが接続される要部断面説明図、（Ｂ）は割りスリーブを使用した場合で、保持リングを使用して小型化した光レセプタクルの要部断面説明図、（Ｃ）は部分的に割りが入ったスリーブを使用して小型化した光レセプタクルの要部断面説明図。

符号の説明

１１、２１ 光レセプタクル
１２、２２ 精密スリーブ
１３、２３ スリーブホルダ
１４ 光ファイバ付スタブ
１４ａ、１５ａ 光ファイバ
１４ｂ 毛細管
１５ 光コネクタのフェルール
１６ 接着剤

Claims (6)

1. 精密スリーブと、該精密スリーブの内孔の一端に接着剤を介して固定された光ファイバ付スタブと、該精密スリーブの外周に圧入又は接着剤で固定されたスリーブホルダを具備し、該光ファイバ付スタブの外周および／または該精密スリーブ内孔の表面粗さのＲａ値が０．１μｍ以上で、かつ０．５μｍ以下であることを特徴とする光レセプタクル。
2. 光ファイバ付スタブの外周に対する光ファイバのコアの同心度が０.５μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の光レセプタクル。
3. 精密スリーブの内孔が、光ファイバコネクタ用のフェルールの外径よりも０から１．５μｍ大きい内径を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光レセプタクル。
4. 光ファイバ付スタブの毛細管が結晶化ガラス製であることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の光レセプタクル。
5. 精密スリーブがガラス製または結晶化ガラス製であることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の光レセプタクル。
6. 接着剤が、最大粒径が０．５μｍ以下で、かつ平均粒径が０．３μｍ以下のフィラーを１０体積％以上含んでいることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の光レセプタクル。