JP2005221672A

JP2005221672A - Optical connector

Info

Publication number: JP2005221672A
Application number: JP2004028496A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Kanbe; 祥明神戸; Hiroaki Okada; 浩明岡田
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2004-02-04
Filing date: 2004-02-04
Publication date: 2005-08-18

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical connector which is connected at site by a simplified connection work and which is low-cost and has low loss. <P>SOLUTION: The optical connector A is provided with: a metallic ferrule 10 in which a core 2 of an optical fiber 1a is inserted into a fiber holding hole 11 whose both ends are opened; and a lens 20 which is mounted on the end face of the distal end side of the ferrule 10 and arranged so that the surface of an optical fiber 1b held by an optical connector B of a connection partner is directly contacted with the lens 20. The periphery of the opening at the distal end side of the ferrule 10 is provided with a lens fixing hole 13 having shape and size equivalent to the shape and size of the lens 20 when viewing from the front and fixing the lens 20 with a portion thereof buried in the hole. A plurality of side surfaces of the lens fixing hole 13 is formed into ferrule reference surfaces for lens positioning while making the fiber holding hole 11 as the reference. In the lens 20, a plurality of side surfaces that abut on the ferrule reference surfaces respectively are used as reference surfaces, and an optical axis is formed on the basis of the reference surfaces. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光ファイバの接続に用いる光コネクタに関するものである。 The present invention relates to an optical connector used for connecting optical fibers.

光通信に用いられる光ファイバを接続する際に、光ファイバ同士を直接突き合わせて接続する場合、特にシングルモードファイバでは光の通路となるコアの直径が１０μｍ程度と極細のため、光ファイバ同士の許容される偏芯距離が１μｍ程度となり、このような高精度の位置決めを現場の接続作業で得ることは困難であった。 When connecting optical fibers used for optical communication, if the optical fibers are connected directly to each other, especially in single mode fibers, the diameter of the core, which is the path of light, is very thin, about 10 μm, so the optical fibers can be The eccentric distance is about 1 μm, and it has been difficult to obtain such highly accurate positioning by on-site connection work.

そこで、現場での接続作業を簡略化するために様々な接続方式の光コネクタが提案されており、従来、フェルールの先端側に長さの短い光ファイバ素線を内蔵させて、この光ファイバ素線の両側の端面を研磨して鏡面に形成するとともに、フェルールの後端側から光ケーブル側の光ファイバ素線を挿入し、被覆が剥かれた光ファイバ素線をフェルールに内蔵された光ファイバ素線に突き当てて固定することによって、光ケーブル側の光ファイバ素線を光コネクタに結合するものがあった（例えば特許文献１参照）。 In order to simplify the on-site connection work, optical connectors of various connection methods have been proposed. Conventionally, a short-length optical fiber is built in the tip of the ferrule, and the optical fiber The end surfaces on both sides of the wire are polished to form a mirror surface, and the optical fiber strand on the side of the optical cable is inserted from the rear end side of the ferrule, and the optical fiber strand with the coating removed is inserted into the ferrule. Some optical fiber strands on the optical cable side are coupled to an optical connector by being abutted against the wire and fixed (see, for example, Patent Document 1).

また、プラグ−アダプタ−プラグ方式の光コネクタにおいて、各々のプラグの先端に球レンズを取り付け、球レンズのセルフアライメント機能を利用して、球レンズと光ファイバ素線との光軸調整を簡略化した光コネクタも従来より提供されている（例えば特許文献２参照）。
特開平９−１２７３６７号公報特開昭６０−９７３１０号公報 Also, in plug-adapter-plug type optical connectors, a spherical lens is attached to the tip of each plug, and the self-alignment function of the spherical lens is used to simplify the optical axis adjustment between the spherical lens and the optical fiber. Such optical connectors have also been conventionally provided (see, for example, Patent Document 2).
JP-A-9-127367 JP-A-60-97310

上述した光コネクタの内、前者の光コネクタではフェルールに、長さの短い光ファイバを接着固定した後、その両端面を研磨して鏡面に仕上げる必要があり、従来は現場で行っていた研磨作業と同様な作業をコネクタの製造時に行っているため、光コネクタのコストアップを招くという問題があった。 Of the optical connectors described above, the former optical connector requires the optical fiber with a short length to be bonded and fixed to the ferrule, and then both ends must be polished to a mirror finish. Since the same operation is performed at the time of manufacturing the connector, there is a problem that the cost of the optical connector is increased.

また後者の光コネクタでは、各々のプラグの先端に取着された球レンズが間隔を開けて対向配置されるので、球レンズの表面に無反射コーティングを施す必要があり、無反射コーティングを施していない場合は約０．８ｄＢの損失が発生していた。また何れの側のプラグにも球レンズが取着されているので、ＪＩＳなどで規格化された標準的なコネクタを使用することができず、光コネクタ全体のコストアップを招くという問題があった。 In the latter optical connector, since the spherical lenses attached to the tips of the respective plugs are arranged facing each other with a gap, it is necessary to apply an anti-reflective coating to the surface of the spherical lens. If not, a loss of about 0.8 dB occurred. In addition, since a spherical lens is attached to either side of the plug, a standard connector standardized by JIS or the like cannot be used, resulting in an increase in the cost of the entire optical connector. .

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、現場での接続作業を簡略化した、低コストで低損失の光コネクタを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a low-cost and low-loss optical connector that simplifies connection work in the field.

上記目的を達成するために、本発明は、両端が開口したファイバ保持孔を有し該ファイバ保持孔に光ファイバの光ファイバ素線を挿入して保持する金属製のフェルールと、フェルールの先端側の開口に光ファイバ素線の端面と対向して取り付けられ、先端側の面に直接接触した状態で配置される別の光ファイバ素線とフェルールに保持された光ファイバ素線との間を光学的に結合するレンズとを備え、レンズは前面視の形状が多角形であって、フェルールの先端側の開口の周りに前面視の形状および寸法がレンズと同等の形状および寸法に形成され、レンズの少なくとも一部を埋設した状態で固定するレンズ固定穴を設け、レンズ固定穴の複数の側面を、ファイバ保持孔を基準としたレンズ位置決め用のフェルール基準面に形成するとともに、レンズは、複数のフェルール基準面にそれぞれ当接する複数の側面をレンズ基準面とし、該レンズ基準面を基準にして光軸を形成したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a metal ferrule having a fiber holding hole having both ends opened and holding an optical fiber strand of the optical fiber inserted into the fiber holding hole, and a tip side of the ferrule. An optical fiber is mounted between the other fiber optic wire and the optical fiber wire held by the ferrule. A lens having a polygonal shape when viewed from the front, and the shape and size of the front view are formed around the opening on the tip side of the ferrule to have a shape and size equivalent to the lens. A lens fixing hole for fixing in a state where at least a part of the lens is buried, and forming a plurality of side surfaces of the lens fixing hole on a ferrule reference surface for positioning the lens based on the fiber holding hole Lenses, each of the plurality of ferrule reference surface a plurality of side abutting a lens reference plane, based on said lens reference plane, characterized in that the formation of the optical axis.

本発明によれば、レンズ固定穴の複数の側面をファイバ保持孔を基準としたレンズ位置決め用のフェルール基準面に形成するとともに、複数のフェルール基準面にそれぞれ当接するレンズの複数の側面をレンズ基準面とし、これらレンズ基準面を基準としてレンズの光軸を形成しているので、レンズ基準面をフェルール基準面に当接させることで、ファイバ保持孔に保持された光ファイバ素線の光軸とレンズの光軸とをパッシブアライメントすることができ、現場で光ファイバ素線とレンズとの調芯作業や、光ファイバ素線の研磨作業が不要になり、無調整で組み立てるだけで、光ファイバ素線とレンズの光軸を高精度に合わせることができる。しかもフェルールに取り付けたレンズを、接続相手の光ファイバのフェルールに直接接触させることで、光ファイバ素線の間をレンズを介して光学的に結合しているので、接続相手の光ファイバのフェルールにはレンズが取り付けられておらず、接続相手のコネクタには標準的なコネクタを用いることができるから、コネクタの汎用性を高めるとともに、コネクタ全体のコストダウンを図ることができる。さらにフェルールに取着されたレンズと接続相手の光ファイバのフェルールとを直接接触させているので、レンズの表面に無反射コーティングを施す必要がなく、低損失にて結合することができる。 According to the present invention, the plurality of side surfaces of the lens fixing hole are formed on the ferrule reference surface for lens positioning with reference to the fiber holding hole, and the plurality of side surfaces of the lens that respectively contact the plurality of ferrule reference surfaces are the lens reference. Since the optical axis of the lens is formed on the basis of these lens reference surfaces, the optical axis of the optical fiber held in the fiber holding hole can be obtained by bringing the lens reference surface into contact with the ferrule reference surface. The optical axis of the lens can be passively aligned, eliminating the need for on-site alignment between the optical fiber and the lens and polishing of the optical fiber, and assembling without adjustment. The optical axis of the line and lens can be aligned with high accuracy. In addition, since the lens attached to the ferrule is brought into direct contact with the ferrule of the optical fiber of the connection partner, the optical fiber strands are optically coupled via the lens. Since a lens is not attached and a standard connector can be used as a connector to be connected, the versatility of the connector can be improved and the cost of the entire connector can be reduced. Further, since the lens attached to the ferrule and the ferrule of the optical fiber of the connection partner are in direct contact with each other, it is not necessary to apply a non-reflective coating on the surface of the lens, and coupling can be achieved with low loss.

以下に、本発明をプラグ−アダプタ−プラグ方式の光コネクタにおける一方のプラグに適用した実施形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to one plug in a plug-adapter-plug optical connector will be described in detail with reference to the drawings.

図１は本実施形態の光コネクタプラグ（以下、光コネクタと略称す）Ａと、汎用の光コネクタＢとをアダプタＣを介して接続した状態を示しており、光コネクタＡ，Ｂには、それぞれ、光の通路となるコア（光ファイバ素線）２の周りをシリコン樹脂などの外被３で被覆した光ファイバ１ａ，１ｂが取り付けられている。 FIG. 1 shows a state in which an optical connector plug (hereinafter abbreviated as an optical connector) A according to the present embodiment and a general-purpose optical connector B are connected via an adapter C. Optical fibers 1a and 1b, each having a core (optical fiber strand) 2 serving as a light passage and covered with a jacket 3 such as silicon resin, are attached.

まず、本実施形態の光コネクタＡの各部の構成を説明する。光コネクタＡは光ファイバ１ａを保持するフェルール１０と、フェルール１０の先端面に取り付けられるレンズ２０と、フェルール１０の後端部に連結されて光ファイバ１ａを固定するファイバ固定部３０と、ファイバ固定部３０の光ファイバ１ａへの固定をサポートするリング部４０とを主要な構成として備える。 First, the configuration of each part of the optical connector A of the present embodiment will be described. The optical connector A includes a ferrule 10 that holds the optical fiber 1a, a lens 20 that is attached to the front end surface of the ferrule 10, a fiber fixing portion 30 that is connected to the rear end portion of the ferrule 10 and fixes the optical fiber 1a, and fiber fixing. A ring part 40 that supports the fixing of the part 30 to the optical fiber 1a is provided as a main configuration.

フェルール１０は図２（ａ）に示すようにＮｉ、Ｃｏなどの金属により円柱状に形成され、両端が開口するファイバ保持孔１１がフェルール１０の中心を軸方向に貫通して形成されている。そしてファイバ保持孔１１の先端部分にはレンズ２０と光ファイバ１ａとを光学的に結合する屈折率整合剤４が充填されている。この屈折率整合剤４は光ファイバ１ａのコア２やレンズ２０と同等の屈折率を有するゲル状の材料（例えばシリコン樹脂）からなっている。 As shown in FIG. 2A, the ferrule 10 is formed in a cylindrical shape by a metal such as Ni or Co, and a fiber holding hole 11 having both ends opened through the center of the ferrule 10 in the axial direction. The tip portion of the fiber holding hole 11 is filled with a refractive index matching agent 4 for optically coupling the lens 20 and the optical fiber 1a. The refractive index matching agent 4 is made of a gel material (for example, silicon resin) having a refractive index equivalent to that of the core 2 and the lens 20 of the optical fiber 1a.

フェルール１０の軸方向における一端面には、ファイバ保持孔１１の開口の周りに円錐状に窪んだ収納凹部１２が形成され、この収納凹部１２内に光ファイバ１ａの外被３が挿入される。またフェルール１０の軸方向における他端面（先端面）には、ファイバ保持孔１１の開口の周りにレンズ２０を一部埋設した状態で固定するためのレンズ固定穴１３が凹設されている。このレンズ固定穴１３は前面視の形状および寸法がレンズ２０と同等の形状および寸法に形成されており、本実施形態では前面視の形状がレンズ２０の形状と同じ正六角形であって、正六角形の各辺の長さがレンズ２０と同等の寸法に形成されている。そして、レンズ固定穴１３の軸方向に沿う６つの内側面の内、隣り合う２つの内側面はファイバ保持孔１１を基準としたフェルール基準面１４に形成されている。またレンズ固定穴１３の底面には、ファイバ保持孔１１の外周に接着剤を溜めるための円周溝１３ａが形成されている。 On one end surface of the ferrule 10 in the axial direction, a housing recess 12 that is recessed conically around the opening of the fiber holding hole 11 is formed, and the jacket 3 of the optical fiber 1a is inserted into the housing recess 12. Further, a lens fixing hole 13 for fixing the lens 20 in a state where a part of the lens 20 is embedded around the opening of the fiber holding hole 11 is recessed in the other end surface (tip surface) in the axial direction of the ferrule 10. The lens fixing hole 13 is formed in a shape and size equivalent to those of the lens 20 in front view, and in this embodiment, the shape in front view is the same regular hexagon as the shape of the lens 20 and is a regular hexagon. The length of each side is formed in the same dimension as the lens 20. Of the six inner surfaces along the axial direction of the lens fixing hole 13, two adjacent inner surfaces are formed on the ferrule reference surface 14 with the fiber holding hole 11 as a reference. In addition, a circumferential groove 13 a is formed on the bottom surface of the lens fixing hole 13 to collect an adhesive on the outer periphery of the fiber holding hole 11.

ところで、光コネクタＢは従来からある一般的な汎用コネクタであり、フェルール１０’は例えばジルコニアのようなセラミックで形成されているため、フェルール１０’の機械加工が難しく、フェルール１０’の先端面にレンズ固定穴やフェルール基準面を後加工で形成するのは困難であったが、本実施形態ではフェルール１０を金属で形成しているので、レンズ固定穴１３やフェルール基準面１４を後加工で容易に形成することができる。 By the way, the optical connector B is a conventional general-purpose connector, and the ferrule 10 ′ is formed of ceramic such as zirconia, for example. Although it was difficult to form the lens fixing hole and the ferrule reference surface by post-processing, in this embodiment, since the ferrule 10 is formed of metal, the lens fixing hole 13 and the ferrule reference surface 14 can be easily processed by post-processing. Can be formed.

なおフェルール１０は、光ファイバ１ａのコア径と略同じ径の金属線の周囲に電鋳法を用いて金属をめっきすることで形成される。図１８はフェルール１０の製造方法を説明する説明図であり、容器８０に充填されたＮｉ、Ｃｏなどのめっき液８１中に光ファイバ１ａのコア径と略同じ径の金属線８２を浸漬させ、同じくめっき液８１中に浸漬された電極８３，８３間に電圧を印加することで、金属線８２の周りに金属をめっきし、めっきが進行して所望のフェルール径より大きくなったところで、電鋳を終了する。そして、中心の金属線８２を基準にして外周面を加工することで、外径を所望の径（例えばＪＩＳで規格化されたＳＣ形コネクタでは２．５ｍｍ、ＭＵ形コネクタでは１．２５ｍｍ）に形成するとともに、前面から見た形状が正六角形のレンズ固定穴１３を凹設し、さらに金属線８２（つまりファイバ保持孔１１）を基準にしてレンズ固定穴１３の２つの内側面にフェルール基準面１４を形成した後、金属線８２を離型することでフェルール１０を所望の形状に形成している。なお機械加工の精度としては±０．５μｍ程度の精度が得られる。 The ferrule 10 is formed by plating a metal around the metal wire having a diameter substantially the same as the core diameter of the optical fiber 1a using an electroforming method. FIG. 18 is an explanatory diagram for explaining a manufacturing method of the ferrule 10, in which a metal wire 82 having a diameter substantially the same as the core diameter of the optical fiber 1a is immersed in a plating solution 81 such as Ni or Co filled in the container 80. Similarly, by applying a voltage between the electrodes 83 and 83 immersed in the plating solution 81, a metal is plated around the metal wire 82, and when the plating proceeds and becomes larger than the desired ferrule diameter, electroforming is performed. Exit. Then, by processing the outer peripheral surface with reference to the central metal wire 82, the outer diameter is set to a desired diameter (for example, 2.5 mm for the SC connector standardized by JIS and 1.25 mm for the MU connector). A lens fixing hole 13 having a regular hexagonal shape as viewed from the front is recessed, and a ferrule reference surface is formed on the two inner surfaces of the lens fixing hole 13 with reference to the metal wire 82 (that is, the fiber holding hole 11). After forming 14, the ferrule 10 is formed in a desired shape by releasing the metal wire 82. As the accuracy of machining, an accuracy of about ± 0.5 μm can be obtained.

またレンズ２０は正率等倍の像を結合するもので、フェルール１０に保持された光ファイバ１ａのコア２と光結合されて、光ファイバ１ａのコア２から入射した光を拡散させて一旦平行光に変換した後、光ファイバ１ｂのコア２に収束させるとともに、光ファイバ１ｂのコア２から入射した光を拡散させて一旦平行光に変換した後、光ファイバ１ａのコア２に収束させており、図１３（ａ）（ｂ）に示すように前面視の形状が正六角形に形成された角柱状であって、軸方向に沿う６つの側面の内、上述のフェルール基準面１４に当接する２つの側面をレンズ基準面２１とし、この２つのレンズ基準面２１を基準としてレンズ２０の光軸Ｘを設定している。ここに、２つのレンズ基準面２１に対する光軸Ｘの位置精度は±０．５μｍ程度の精度となっている。 Further, the lens 20 is used to combine images with the same magnification, and is optically coupled to the core 2 of the optical fiber 1a held by the ferrule 10 so that light incident from the core 2 of the optical fiber 1a is diffused and once parallel. After being converted to light, the light is converged on the core 2 of the optical fiber 1b, and the light incident from the core 2 of the optical fiber 1b is diffused and once converted into parallel light, and then converged on the core 2 of the optical fiber 1a. As shown in FIGS. 13A and 13B, the shape of the front view is a prismatic shape formed in a regular hexagon, and 2 contacts with the ferrule reference surface 14 out of the six side surfaces along the axial direction. One side surface is used as a lens reference surface 21, and the optical axis X of the lens 20 is set based on the two lens reference surfaces 21. Here, the positional accuracy of the optical axis X relative to the two lens reference surfaces 21 is about ± 0.5 μm.

このレンズ２０はＧｒｉｎレンズあるいはＤＯＥレンズからなり、半導体加工技術であるフォトリソグラフィ法やエッチング技術やイオン拡散の技術を用いてガラス板に形成される。本実施形態ではレンズ２０としてＧｒｉｎレンズを用いており、Ｇｒｉｎレンズの製造に当たっては、図１５に示すように、容器７０に充填された低屈折率溶液７１中に、表面および裏面にマスク６８が形成されたガラス基板６０を浸漬して、両側のマスク６８の開口６８ａから露出するガラス基板６０の部位にドーパントを拡散させることで、レンズ内部で屈折率が連続的に変化するＧｒｉｎレンズ２０を作成することができる。なお図１４（ａ）はＧｒｉｎレンズからなるレンズ２０の断面図であり、図中の点線は屈折率の分布を示している。 The lens 20 is composed of a Grin lens or a DOE lens, and is formed on a glass plate using a photolithography method, an etching technology, or an ion diffusion technology, which are semiconductor processing technologies. In the present embodiment, a Grin lens is used as the lens 20, and in manufacturing the Grin lens, as shown in FIG. 15, a mask 68 is formed on the front and back surfaces in the low refractive index solution 71 filled in the container 70. The glass substrate 60 is immersed, and the dopant is diffused to the portions of the glass substrate 60 exposed from the openings 68a of the masks 68 on both sides, whereby the Grin lens 20 whose refractive index continuously changes inside the lens is created. be able to. FIG. 14A is a cross-sectional view of the lens 20 made of a Grin lens, and the dotted line in the figure indicates the refractive index distribution.

なおレンズ２０としてＧｒｉｎレンズに代えてＤＯＥレンズを用いても良く、ＤＯＥレンズを用いる場合の製造方法を図１６（ａ）〜（ｇ）を参照して説明する。図１６（ａ）に示すようにガラス基板６０の主表面に感光性樹脂の薄膜（レジスト層６１）を形成した後、マスク６２に描かれたマスクパターンを紫外線を用いて転写、現像することでレジストパターン６３を形成し（図１６（ｂ）参照）、このレジストパターン６３をマスクとしてガラス基板６０を反応性イオンエッチングすることで、ガラス基板６０の主表面に複数の溝６０ａを形成する（図１６（ｃ）参照）。その後、図１６（ｄ）に示すようにガラス基板６０の主表面および溝６０ａの底面に感光性樹脂の薄膜（レジスト層６４）を形成し、マスク６５に描かれたマスクパターンを紫外線を用いて転写、現像することでレジストパターン６６を形成し（図１６（ｅ）参照）、このレジストパターン６６をマスクとしてガラス基板６０を反応性イオンエッチングすることで、溝６０ａ内の外側部分に内側部分よりも深い溝６０ｂを形成する（図１６（ｆ）参照）。そして、上述の工程を繰り返すことで図１６（ｇ）に示すように溝６０ｂの外側部分に内側部分よりも深い溝６０ｃを形成し、隣接する溝６０ａの間をブレーズ化することによって図１４（ｂ）に示すようにレンズ２０の表面に複数の鋸歯状の断面構造を形成し、複数の回折機能を持たせたレンズ２０を得ることができる。そしてレンズ２０の反対側の表面にも同様の処理を施すことで、一方の面から入射した光を拡散させて平行光に変換した後、この平行光を収束させて他方の面から出射させるようなレンズ２０が得られる。 A DOE lens may be used as the lens 20 instead of the Grinn lens, and a manufacturing method using the DOE lens will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 16A, after a photosensitive resin thin film (resist layer 61) is formed on the main surface of the glass substrate 60, the mask pattern drawn on the mask 62 is transferred and developed using ultraviolet rays. A resist pattern 63 is formed (see FIG. 16B), and the glass substrate 60 is subjected to reactive ion etching using the resist pattern 63 as a mask, thereby forming a plurality of grooves 60a on the main surface of the glass substrate 60 (FIG. 16). 16 (c)). Thereafter, as shown in FIG. 16D, a photosensitive resin thin film (resist layer 64) is formed on the main surface of the glass substrate 60 and the bottom surface of the groove 60a, and the mask pattern drawn on the mask 65 is formed using ultraviolet rays. The resist pattern 66 is formed by transferring and developing (see FIG. 16E), and the glass substrate 60 is reactive ion etched using the resist pattern 66 as a mask, so that the outer portion of the groove 60a is formed on the outer portion from the inner portion. A deep groove 60b is also formed (see FIG. 16F). Then, by repeating the above-described steps, a groove 60c deeper than the inner part is formed in the outer part of the groove 60b as shown in FIG. 16G, and the gap between adjacent grooves 60a is blazed. As shown in b), a plurality of serrated cross-sectional structures can be formed on the surface of the lens 20 to obtain a lens 20 having a plurality of diffraction functions. Then, the same processing is performed on the surface on the opposite side of the lens 20 so that light incident from one surface is diffused and converted into parallel light, and then the parallel light is converged and emitted from the other surface. A lens 20 is obtained.

ところでレンズ２０を形成する際には、図１７に示すように１枚のガラス基板６０に複数個のレンズ２０を一定の間隔をおいて複数列に並べて形成してあり、六角柱のレンズ２０の６つの側面の内、レンズ２０の配列方向と平行な１つの側面以外の面を形成するために、ガラス基板６０をエッチングして、ガラス基板６０を厚み方向に貫通する貫通溝６７を貫設した後、ガラス基板６０をレンズ２０の配列方向と略平行な切断面Ｌ１（図中に一点鎖線で示す）で切断することによって、個々のレンズ２０に分離している。つまり図１３（ａ）中の２２が切断面となる。なお貫通溝６７はガラス基板６０をＩＣＰエッチングすることで形成されており、ＩＣＰエッチングを用いればガラス基板６０を高速にエッチングすることが可能なので、レンズ２０の側面をガラス基板６０の主表面（レンズ２０の前面）に対して略垂直な面に形成することができる。すなわち半導体加工技術を利用することでレンズ２０の６つの側面の内、少なくとも２つの側面をレンズ基準面２１とし、この２つのレンズ基準面２１を基準としてレンズ２０の光軸Ｘを設定することができる。 When the lenses 20 are formed, as shown in FIG. 17, a plurality of lenses 20 are arranged in a plurality of rows on a single glass substrate 60 at regular intervals. Of the six side surfaces, in order to form a surface other than one side surface parallel to the arrangement direction of the lenses 20, the glass substrate 60 was etched, and a through groove 67 penetrating the glass substrate 60 in the thickness direction was provided. Thereafter, the glass substrate 60 is separated into individual lenses 20 by cutting along a cutting plane L1 (indicated by a one-dot chain line in the drawing) substantially parallel to the arrangement direction of the lenses 20. That is, 22 in FIG. 13A becomes a cut surface. The through groove 67 is formed by ICP etching of the glass substrate 60. Since the glass substrate 60 can be etched at high speed by using ICP etching, the side surface of the lens 20 is formed on the main surface of the glass substrate 60 (lens 20 front surface). That is, by using a semiconductor processing technique, at least two of the six side surfaces of the lens 20 can be used as the lens reference surface 21, and the optical axis X of the lens 20 can be set using the two lens reference surfaces 21 as a reference. it can.

一方、フェルール１０の後端側に連結されるファイバ固定部３０は、フェルール１０よりも外径の大きい円筒形であってフェルール１０の後端に圧入により連結される連結部３１と、連結部３１よりも外径の小さい円筒形であって連結部３１の後端面から後方へ突出する素線保持部３２と、素線保持部３２よりも外径が小さく且つ光ファイバ１ａよりも外径の大きい円筒形であって素線保持部３２の後端面から後方へ突出する外被保持部３３とがプラスチック成型により一体に形成されて構成されいる。 On the other hand, the fiber fixing portion 30 connected to the rear end side of the ferrule 10 has a cylindrical shape having a larger outer diameter than the ferrule 10 and is connected to the rear end of the ferrule 10 by press fitting, and the connection portion 31. A strand holding portion 32 that protrudes rearward from the rear end surface of the connecting portion 31, and has an outer diameter smaller than that of the strand holding portion 32 and larger than that of the optical fiber 1a. A cylindrical shape and an outer sheath holding portion 33 protruding rearward from the rear end face of the strand holding portion 32 are integrally formed by plastic molding.

ファイバ固定部３０には、一端側が連結部３１の前端面に開口するとともに他端側が外被保持部３３の後端面に開口する貫通孔３４が軸方向に沿って貫設されている。この貫通孔３４は、連結部３１の先端側に設けられてフェルール１０の後部が圧入される圧入孔３４ａと、連結部３１並びに素線保持部３２に跨って設けられる素線挿通孔３４ｂと、素線保持部３２並びに外被保持部３３に跨って設けられる外被挿通孔３４ｃとからなり、素線挿通孔３４ｂおよび外被挿通孔３４ｃはフェルール１０のファイバ保持孔１１に連通している。圧入孔３４ａは軸方向に直交する断面形状が円形であり、フェルール１０の外径と略同じ径となっている。一方、素線挿通孔３４ｂおよび外被挿通孔３４ｃは図６（ａ）及び図７（ａ）に示すように軸方向に直交する断面形状を何れも矩形とし、且つその径（各辺の長さ）をコア２並びに外被３の外径よりもそれぞれ大きくしてある。さらに、素線保持部３２と外被保持部３３の周面には、軸方向に沿って貫通孔３４に連通し且つ後端が開放された割溝３５が設けてある（図４参照）。 The fiber fixing portion 30 is provided with a through-hole 34 extending in the axial direction, one end side opening in the front end surface of the coupling portion 31 and the other end side opening in the rear end surface of the jacket holding portion 33. The through hole 34 is provided on the distal end side of the connecting portion 31 and is a press-fit hole 34a into which the rear portion of the ferrule 10 is press-fitted, and a strand insertion hole 34b provided across the connecting portion 31 and the strand holding portion 32. The wire holding part 32 and the jacket insertion hole 34 c provided across the jacket holding part 33 are formed. The wire insertion hole 34 b and the jacket insertion hole 34 c communicate with the fiber holding hole 11 of the ferrule 10. The press-fitting hole 34 a has a circular cross-sectional shape orthogonal to the axial direction, and has substantially the same diameter as the outer diameter of the ferrule 10. On the other hand, as shown in FIGS. 6A and 7A, each of the strand insertion hole 34b and the jacket insertion hole 34c has a rectangular cross-sectional shape orthogonal to the axial direction, and its diameter (the length of each side). ) Is larger than the outer diameter of the core 2 and the jacket 3. Furthermore, the peripheral surface of the strand holding | maintenance part 32 and the jacket holding | maintenance part 33 is provided with the dividing groove 35 which was connected to the through-hole 34 along the axial direction, and the rear end was open | released (refer FIG. 4).

またリング部４０はプラスチック成型によって円筒形に形成され、素線保持部３２の外径よりも小さい径を持つ第１の縮径孔４１と、外被保持部３３の外径よりも小さい径を持つ第２の縮径孔４２とが互いの中心を一致させるようにして軸方向に沿って貫設されている（図４参照）。 The ring portion 40 is formed into a cylindrical shape by plastic molding, and has a first reduced diameter hole 41 having a diameter smaller than the outer diameter of the wire holding portion 32 and a diameter smaller than the outer diameter of the jacket holding portion 33. The second reduced-diameter hole 42 is provided so as to extend along the axial direction so that the centers thereof coincide with each other (see FIG. 4).

次に光コネクタＡの組立手順について図２及び図３を参照して説明する。上述のようにしてフェルール１０およびレンズ２０を形成した後、図２（ｂ）に示すようにレンズ２０をフェルール１０の先端面に形成したレンズ固定穴１３に前面側から挿入し、レンズ２０の２つのレンズ基準面２１を、レンズ固定穴１３の２つのフェルール基準面１４に押し当てて、レンズ２０をレンズ固定穴１３内に位置決めした状態でフェルール１０に接着固定する。接着固定の際には余分な接着剤がレンズ固定穴１３の底面に形成された円周溝１３ａに溜まるので、ファイバ保持孔１１に挿入されたコア２に接着剤が付着するのを防止できる。なおレンズ２０の固定方法を接着に限定する趣旨のものではなく、圧入などの方法でレンズ２０を固定しても良い。 Next, the assembly procedure of the optical connector A will be described with reference to FIGS. After the ferrule 10 and the lens 20 are formed as described above, the lens 20 is inserted from the front side into the lens fixing hole 13 formed in the front end surface of the ferrule 10 as shown in FIG. The two lens reference surfaces 21 are pressed against the two ferrule reference surfaces 14 of the lens fixing hole 13, and the lens 20 is bonded and fixed to the ferrule 10 in a state where the lens 20 is positioned in the lens fixing hole 13. When the adhesive is fixed, excess adhesive accumulates in the circumferential groove 13 a formed in the bottom surface of the lens fixing hole 13, so that it is possible to prevent the adhesive from adhering to the core 2 inserted into the fiber holding hole 11. The fixing method of the lens 20 is not limited to adhesion, and the lens 20 may be fixed by a method such as press fitting.

ここでレンズ２０は、２つのレンズ基準面２１をそれぞれレンズ固定穴１３のフェルール基準面１４に押し当てた状態でレンズ固定穴１３内に固定されており、２つのレンズ基準面２１を基準としてレンズ２０の光軸Ｘが設定されるとともに、２つのフェルール基準面１４はファイバ保持孔１１を基準として形成されているので、ファイバ保持孔１１内に挿入される光ファイバ１ａのコア２とレンズ２０の光軸Ｘとがパッシブアライメントされる。したがって、レンズ２０の光軸Ｘと光ファイバ１ａとの調芯作業が不要になり、無調整で組み立てるだけで、レンズ２０の光軸Ｘとコア２の光軸とを高精度に合わせることができる。 Here, the lens 20 is fixed in the lens fixing hole 13 in a state where the two lens reference surfaces 21 are pressed against the ferrule reference surface 14 of the lens fixing hole 13, and the lens 20 is based on the two lens reference surfaces 21. Since the optical axis X of 20 is set and the two ferrule reference surfaces 14 are formed with reference to the fiber holding hole 11, the core 2 of the optical fiber 1 a inserted into the fiber holding hole 11 and the lens 20. The optical axis X is passively aligned. Therefore, the alignment operation between the optical axis X of the lens 20 and the optical fiber 1a is not necessary, and the optical axis X of the lens 20 and the optical axis of the core 2 can be aligned with high accuracy only by assembling without adjustment. .

その後、図３（ｂ）に示すようにファイバ保持孔１１の先端側に屈折率整合剤４を充填し、このフェルール１０をファイバ固定部３０の圧入孔３４ａに前方から圧入して、ファイバ固定部３０に圧入固定する（図３（ｃ）（ｄ）参照）。 After that, as shown in FIG. 3B, the refractive index matching agent 4 is filled in the tip end side of the fiber holding hole 11, and this ferrule 10 is press-fitted into the press-fitting hole 34a of the fiber fixing part 30 from the front, 30 is press-fitted and fixed (see FIGS. 3C and 3D).

次に図５（ａ）に示すように光ファイバ１ａの先端部の外被３を剥いてコア２を露出させ、図示しない切断装置を用いて露出したコア２を適当な長さに切断する。ここで、ガラスファイバの場合は専用の切断装置による切断面は光学的な平滑面となるが、プラスチックファイバでは切断面が凹凸のある粗面となる。 Next, as shown in FIG. 5A, the outer cover 3 at the tip of the optical fiber 1a is peeled to expose the core 2, and the exposed core 2 is cut to an appropriate length using a cutting device (not shown). Here, in the case of glass fiber, the cut surface by a dedicated cutting device is an optically smooth surface, but in the case of plastic fiber, the cut surface is a rough surface with irregularities.

切断したコア２をファイバ固定部３０の外被挿通孔３４ｃから素線挿通孔３４ｂを通過してフェルール１０のファイバ保持孔１１に挿入すると、図５（ｂ）に示すようにコア２の先端がファイバ保持孔１１内に充填された屈折率整合剤４に当接し、屈折率整合剤４が弾性変形してコア２の端面とレンズ２０の表面とにそれぞれ密接することになる。ここで、屈折率整合剤４の屈折率はコア２およびレンズ２０と同等の屈折率であるため、コア２の端面とレンズ２０の表面に屈折率整合剤４が密接することによって、コア２の端面が切断後の粗面のままであってもレンズ２０とコア２とを屈折率整合剤４を介して光学的に低損失で接続することが可能となる。従って、従来例のように研磨や熱溶融によってコア２の端面を鏡面とする処理が不要となるから、従来例と比較して施工作業が簡素化できるものである。 When the cut core 2 is inserted into the fiber holding hole 11 of the ferrule 10 from the jacket insertion hole 34c of the fiber fixing portion 30 through the strand insertion hole 34b, the tip of the core 2 is moved as shown in FIG. The refractive index matching agent 4 abuts on the refractive index matching agent 4 filled in the fiber holding hole 11, and the refractive index matching agent 4 is elastically deformed to come into close contact with the end face of the core 2 and the surface of the lens 20. Here, since the refractive index of the refractive index matching agent 4 is the same as that of the core 2 and the lens 20, the refractive index matching agent 4 comes into close contact with the end surface of the core 2 and the surface of the lens 20. Even if the end surface remains a rough surface after cutting, the lens 20 and the core 2 can be optically connected through the refractive index matching agent 4 with low loss. Therefore, unlike the conventional example, the processing of making the end surface of the core 2 as a mirror surface by polishing or heat melting is not necessary, so that the construction work can be simplified as compared with the conventional example.

そして、後方からファイバ固定部３０にリング部４０を外挿すれば、素線保持部３２並びに外被保持部３３が各々その外径よりも径の小さい第１及び第２の縮径孔４１，４２に挿入（圧入）され、図６（ｂ）並びに図７（ｂ）に示すように割溝３５によって素線挿通孔３４ｂと外被挿通孔３４ｃの何れもが縮径し、素線挿通孔３４ｂ並びに外被挿通孔３４ｃの内周面にコア２及び外被３がそれぞれ圧接されることで光ファイバ１ａにファイバ固定部３０が固定され、光ファイバ１ａにこの光コネクタＡが取り付けられる（図５（ｂ）参照）。 And if the ring part 40 is extrapolated to the fiber fixing part 30 from the rear, the wire holding part 32 and the jacket holding part 33 are first and second reduced diameter holes 41, each having a smaller diameter than the outer diameter. As shown in FIG. 6B and FIG. 7B, both the strand insertion hole 34b and the jacket insertion hole 34c are reduced in diameter by the split groove 35 as shown in FIGS. The core 2 and the jacket 3 are respectively pressed against the inner peripheral surfaces of 34b and the jacket insertion hole 34c, whereby the fiber fixing portion 30 is fixed to the optical fiber 1a, and the optical connector A is attached to the optical fiber 1a (see FIG. 5 (b)).

ところで、図８及び図９に示すように、素線保持部３２並びに外被保持部３３を円錐台形とし、リング部４０に貫設した第１及び第２の縮径孔４１，４２の内周面を、素線保持部３２及び外被保持部３３の外周面に沿った円錐状のテーパ面とすれば、ファイバ固定部３０にリング部４０を外挿したときに第１及び第２の縮径孔４１，４２の内周面から素線保持部３２並びに外被保持部３３が受ける力の向きが光ファイバ１ａの軸方向に対して前方へ傾き、素線保持部３２並びに外被保持部３３から光ファイバ１ａのコア２及び外被３に対して軸方向に沿った前向きの分力が作用することになる。その結果、素線保持部３２並びに外被保持部３３に前向きの分力を与えてコア２および外被３を保持する力を高めることができ、またこの前向きの分力によって光ファイバ１ａがフェルール１０の方へ押されるから、コア２の端面とレンズ２０との距離を安定させることができる。尚、図８及び図９ではリング部４０を円錐台形としているが、第１及び第２の縮径孔４１，４２の内周面が上述のようなテーパ面であれば円筒形であっても構わない。 By the way, as shown in FIG.8 and FIG.9, the strand holding | maintenance part 32 and the outer sheath holding | maintenance part 33 are made into a truncated cone shape, and the inner periphery of the 1st and 2nd reduced diameter holes 41 and 42 penetrated by the ring part 40 is shown. If the surface is a conical taper surface along the outer peripheral surfaces of the wire holding part 32 and the jacket holding part 33, the first and second contractions are obtained when the ring part 40 is extrapolated to the fiber fixing part 30. The direction of the force received by the wire holding portion 32 and the jacket holding portion 33 from the inner peripheral surfaces of the diameter holes 41 and 42 is inclined forward with respect to the axial direction of the optical fiber 1a, and the wire holding portion 32 and the jacket holding portion. From 33, a forward component force along the axial direction acts on the core 2 and the jacket 3 of the optical fiber 1a. As a result, it is possible to increase the force for holding the core 2 and the jacket 3 by applying a forward component force to the wire holding portion 32 and the jacket holding portion 33, and the optical fiber 1 a is ferruled by this forward component force. Since it is pushed toward 10, the distance between the end face of the core 2 and the lens 20 can be stabilized. 8 and 9, the ring portion 40 has a truncated cone shape. However, if the inner peripheral surfaces of the first and second reduced diameter holes 41 and 42 are tapered surfaces as described above, they may be cylindrical. I do not care.

また本実施形態では、ファイバ固定部３０にリング部４０を外挿することで素線挿通孔３４ｂと外被挿通孔３４ｃの双方を縮径し、光ファイバ１ａに光コネクタＡを取り付けているが、ファイバ固定部３０に貫設された素線挿通孔３４ｂ及び外被挿通孔３４ｃの径（各辺の長さ）をそれぞれコア２並びに外被３の外径よりも小さくすることで、リング部４０を用いずにファイバ固定部３０に光ファイバ１ａを固定する構造としても良く、リング部４０を無くすことで光コネクタＡの小型化が図れる。 In the present embodiment, the ring portion 40 is extrapolated to the fiber fixing portion 30 to reduce the diameter of both the strand insertion hole 34b and the jacket insertion hole 34c, and the optical connector A is attached to the optical fiber 1a. By making the diameter (length of each side) of the strand insertion hole 34b and the jacket insertion hole 34c penetrating the fiber fixing portion 30 smaller than the outer diameter of the core 2 and the jacket 3, respectively, the ring portion The optical fiber 1a may be fixed to the fiber fixing portion 30 without using the optical connector 40. By eliminating the ring portion 40, the optical connector A can be downsized.

このようなファイバ固定部３０に光ファイバ１ａを固定する際には、図１０に示すようにくさび形の治具５を割溝１５に差し込むことで素線挿通孔３４ｂ並びに外被挿通孔３４ｃを拡径し、その状態でコア２及び外被３を素線挿通孔３４ｂと外被挿通孔３４ｃに挿通して（図１１（ａ）及び図１２（ａ）参照）、コア２をフェルール１０のファイバ保持孔１１に挿入して保持させた後、図１１（ｂ）及び図１２（ｂ）に示すように治具５を割溝３５から引き抜けば、治具５によって拡径されていた素線挿通孔３４ｂ及び外被挿通孔３４ｃの径がコア２及び外被３の外径よりも小さい状態に戻るから、素線挿通孔３４ｂ並びに外被挿通孔３４ｃの内周面がコア２及び外被３にそれぞれ圧接して光ファイバ１ａにファイバ固定部３０が固定され、光ファイバ１ａに光コネクタＡを取り付ることができる。 When the optical fiber 1a is fixed to such a fiber fixing portion 30, the wire insertion hole 34b and the jacket insertion hole 34c are formed by inserting the wedge-shaped jig 5 into the dividing groove 15 as shown in FIG. The core 2 and the jacket 3 are inserted into the strand insertion hole 34b and the jacket insertion hole 34c (see FIGS. 11A and 12A), and the core 2 of the ferrule 10 is expanded. After being inserted into the fiber holding hole 11 and held, if the jig 5 is pulled out from the split groove 35 as shown in FIGS. 11B and 12B, the diameter expanded by the jig 5 is removed. Since the diameters of the wire insertion hole 34b and the jacket insertion hole 34c are smaller than the outer diameters of the core 2 and the jacket 3, the inner peripheral surfaces of the strand insertion hole 34b and the jacket insertion hole 34c are the core 2 and the outer circumference. The fiber fixing portion 30 is fixed to the optical fiber 1a by being in pressure contact with the target 3 respectively. It can give take optical connector A fiber 1a.

本実施形態の光コネクタの使用状態を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the use condition of the optical connector of this embodiment. （ａ）〜（ｄ）は同上の光コネクタの組立手順の説明図である。(A)-(d) is explanatory drawing of the assembly procedure of an optical connector same as the above. （ａ）〜（ｄ）は同上の光コネクタの組立手順の説明図である。(A)-(d) is explanatory drawing of the assembly procedure of an optical connector same as the above. 同上の光コネクタの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of an optical connector same as the above. （ａ）〜（ｃ）は同上の光コネクタを光ファイバに取り付ける取付手順の説明図である。(A)-(c) is explanatory drawing of the attachment procedure which attaches an optical connector same as the above to an optical fiber. （ａ）（ｂ）は同上のファイバ固定部に光ファイバを取り付ける取付手順を説明する断面図である。(A) (b) is sectional drawing explaining the attachment procedure which attaches an optical fiber to the fiber fixing | fixed part same as the above. （ａ）（ｂ）は同上のファイバ固定部に光ファイバを取り付ける取付手順を説明する断面図である。(A) (b) is sectional drawing explaining the attachment procedure which attaches an optical fiber to the fiber fixing | fixed part same as the above. 同上の光コネクタの他の構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the other structure of the optical connector same as the above. （ａ）（ｂ）は同上の光コネクタを光ファイバに取り付ける取付手順の説明図である。(A) (b) is explanatory drawing of the attachment procedure which attaches an optical connector same as the above to an optical fiber. 同上の光コネクタのまた別の構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows another structure of the optical connector same as the above. （ａ）（ｂ）は同上のファイバ固定部に光ファイバを取り付ける取付手順を説明する断面図である。(A) (b) is sectional drawing explaining the attachment procedure which attaches an optical fiber to the fiber fixing | fixed part same as the above. （ａ）（ｂ）は同上のファイバ固定部に光ファイバを取り付ける取付手順を説明する断面図である。(A) (b) is sectional drawing explaining the attachment procedure which attaches an optical fiber to the fiber fixing | fixed part same as the above. 同上に用いるレンズを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は外観斜視図である。The lens used for the above is shown, (a) is a front view, (b) is an external perspective view. 同上に用いるレンズを示し、（ａ）はＧｒｉｎレンズからなるレンズの断面図、（ｂ）はＤＯＥレンズからなるレンズの断面図である。The lens used for the above is shown, (a) is a cross-sectional view of a lens made of a Grin lens, (b) is a cross-sectional view of a lens made of a DOE lens. Ｇｒｉｎレンズの製造方法を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the manufacturing method of a Grin lens. （ａ）〜（ｇ）はＤＯＥレンズの各製造工程を説明する断面図である。(A)-(g) is sectional drawing explaining each manufacturing process of a DOE lens. レンズの一製造工程を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining one manufacturing process of a lens. フェルールの製造方法を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the manufacturing method of a ferrule.

Explanation of symbols

Ａ，Ｂ光コネクタ
１ａ，１ｂ光ファイバ
２コア
１０フェルール
１１ファイバ保持孔
１３レンズ固定穴
２０レンズ A, B Optical connector 1a, 1b Optical fiber 2 Core 10 Ferrule 11 Fiber holding hole 13 Lens fixing hole 20 Lens

Claims

A metal ferrule having a fiber holding hole with both ends opened and holding the optical fiber strand of the optical fiber inserted into the fiber holding hole, and an end face of the optical fiber facing the opening on the tip side of the ferrule And a lens that optically couples between another optical fiber that is disposed in direct contact with the tip-side surface and the optical fiber that is held by the ferrule, and The lens has a polygonal shape when viewed from the front, and the shape and size of the front view are formed around the opening on the tip side of the ferrule so as to have the same shape and size as the lens, and at least a part of the lens is embedded. A lens fixing hole that is fixed in a state where the lens is fixed, and a plurality of side surfaces of the lens fixing hole are formed on a ferrule reference surface for lens positioning with the fiber holding hole as a reference, and the lens Optical connector, wherein a plurality of side surfaces respectively abutting the plurality of the ferrule reference surface and the lens reference plane to form an optical axis based on the lens reference plane.