JP4062110B2

JP4062110B2 - 光接続部品及び光接続方法並びに光通信機器

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Publication number: JP4062110B2
Application number: JP2003021763A
Authority: JP
Inventors: 英一郎山田; 和人斎藤; 充章田村
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2003-01-30
Filing date: 2003-01-30
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2023-01-30
Also published as: JP2004233633A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モードフィールド径が異なる光ファイバ同士を接続する光接続部品及び接続方法並びに光通信機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバを用いた光通信で、情報量及び通信回線の増大に対して、ＷＤＭ（波長多重）光伝送の導入が進展し、さらに大容量伝送を可能とする高密度で多重化するＤＷＤＭ光伝送の導入も検討されている。このため、光通信機器内の光配線に使用される光ファイバには、収納密度を高めるために小径曲げが要求されている。また、通信回線数の増加で、多数の光ファイバが輻輳することから、配線架からキャビネット内でのハンドリング性、特に活線状態でのハンドリングで損失増加が抑制可能な光ファイバの使用が要求されている。
【０００３】
このような、要求に対応しうる光ファイバとして、曲げ半径を１５ｍｍ程度で曲げても、曲げ損失が１.０ｄＢ以下に抑えることが可能な曲げに強い光ファイバも開発されている。しかし、このような光ファイバは、モードフィールド径が８μｍ以下と小さくなるため、通常のシングルモード光ファイバと接続すると、モードフィールド径の違いによる損失増加が生じる。
【０００４】
従来、モードフィールド径（以下、ＭＦＤという）が異なる光ファイバ同士を接続するのに、双方の光ファイバのＭＦＤの中間値を有する中間光ファイバを介在させて接続することにより、損失増加を小さく抑えることが知られている（例えば、特許文献１参照）。図１０は、前記特許文献１の開示内容を示す図で、図中、Ｃは光ファイバケーブル、Ｐは光導波路、１，２は光ファイバ、１ａ，２ａはコア部、１ｂ，２ｂはクラッド部、３は補強チューブ（又はフェルール）、４は接着剤、５，６，７は中間光ファイバ、５ａ，６ａ，７ａはコア部を示す。
【０００５】
図１０では、ＭＦＤが異なる光ファイバケーブルＣと光導波路Ｐとを接続する場合を示し、光ファイバケーブルＣは、先端部の被覆を除去して内部の光ファイバ１が露出される。光ファイバ１は、コア部１ａとクラッド部１ｂからなり、コア部１ａのＭＦＤは、例えば、１０μｍとされる。光導波路Ｐ側の光ファイバ２は、コア部２ａとクラッド部２ｂからなり、コア部２ａのＭＦＤは、例えば、５μｍとされる。
【０００６】
光ファイバ１と光ファイバ２とのＭＦＤの差は５μｍあり、直接接続する場合には、接続損失は理論上で１.９４ｄＢとなる。この接続損失は、ＭＦＤの差が大きいほど大きくなる。図１０においては、光ファイバ１と光ファイバ２との間に、ＭＦＤが光ファイバ１と２のＭＦＤの中間値をもつ中間光ファイバ５，６，７を介在させ、段階的に光ファイバ１のＭＦＤを光ファイバ２のＭＦＤに近づけるようにしている。
【０００７】
中間光ファイバ５，６，７は、例えば、クラッド部外径が光ファイバ１と同じ外径で、コア部５ａ，６ａ，７ａのＭＦＤが８μｍ，７μｍ，６μｍとされる。接続の手順としては、先ず光ファイバ１の端部に中間光ファイバ５をスプライスし、約１０ｍｍ残して切断し、その部分に中間光ファイバ６をスプライスする。同様に中間光ファイバ７を中間光ファイバ６にスプライスする。光ファイバ１及び中間光ファイバ５，６，７の表面には、ステンレス、セラミック等で形成された補強チューブ３が接着剤４により取付けられ、光ファイバに強度を持たせている。
【０００８】
上述の構成とすることにより、光ファイバ１と中間光ファイバ５間での接続損失０.２１ｄＢ、中間光ファイバ５と６間での接続損失０.０８ｄＢ、中間光ファイバ６と７間での接続損失０.１０ｄＢ、中間光ファイバ７と光ファイバ２間で０.１４ｄＢである。これらの合計の接続損失は０.５３ｄＢで、光ファイバ１と光ファイバ２を直接接続する場合の接続損失１.９４ｄＢと比べて、ＭＦＤの差に基づく接続損失を大幅に低減することができる。
【０００９】
また、図１１はＭＦＤの異なる光ファイバ同士をメカニカルスプライスで直接接続する場合に、ＭＦＤが小さい側の光ファイバを加熱処理によりＭＦＤを部分的に拡大して、ＭＦＤの大きい側の光ファイバに突合せるようにした例（例えば、特許文献２参照）を示す図である。図中、１１，１２は光ファイバ、１１ａ,１２ａはコア部、１１ｂ、１２ｂはクラッド部、１３はファイバ被覆、１４はフェルール、１５は割りスリーブを示す。
【００１０】
図１１においては、ＭＦＤ（特許文献２では、コア径と表現）が小さい方の光ファイバ１１の接続端部におけるコア部１１ａのＭＦＤを局部的にバーナ等で加熱し、コア部１１ａのドーパントをクラッド部１１ｂ側に熱拡散させる。この熱拡散によって、光ファイバ１１の接続端部は、ＭＦＤが部分的に拡大されて、他方の光ファイバ１２のコア部１２ａのＭＦＤに近づける（Thermally-diffused Expanded Core、以下、ＴＥＣという）ことができる。
【００１１】
このＴＥＣ方法としては、ＭＦＤの小さい方の光ファイバ１１の途中部分のファイバ被覆１３を除去し、光ファイバ１１自体は溶融しないが、コア部１１ａのドーパントがクラッド部１１ｂ側に拡散する温度で部分的に加熱する。ＭＦＤが拡大されたＴＥＣ部分１１ｃの中央部分を、応力破断で切断して接続端面とする。光ファイバ１１と光ファイバ１２のそれぞれの接続端は、フェルール１４に収納し接着一体化した後、割りスリーブ１５等を用いたメカニカルスプライスで突合せ接続する。
【００１２】
また、この他に、ＭＦＤの異なる光導波路と光ファイバ間に、上記のＴＥＣ処理を施した光ファイバを中間光ファイバとして介在させて接続することにより、ＭＦＤが異なることによる接続損失の増加を抑える構成も知られている（例えば、特許文献３参照）。上述のように、ＭＦＤが異なる光ファイバ同士を突合せ接続するのに、中間光ファイバを用いることにより、接続部でのＭＦＤの差を小さくし、接続損失の増加を抑制することができる。また、接続端部のＭＦＤを拡大させることで、接続時の軸ずれによる損失増加を軽減できることも知られている。
【００１３】
【特許文献１】
特開平６−４３３３２号公報
【特許文献２】
特許第２６１９１３０号公報
【特許文献３】
特開２０００−２７５４７０号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
互いに接続される光ファイバのＭＦＤが異なる場合、上述した図１０のように、両光ファイバのＭＦＤの中間値のＭＦＤを持つ複数の光ファイバを接続してＭＦＤの差を段階的に低減させることができる。しかし、複数の中間光ファイバを順次接続してＭＦＤを段階的に調整すると、光コネクタに上記の中間光ファイバを内蔵光ファイバとして収納させると光コネクタの軸方向長さが大きくなり、接続部全体が長くなる。また、融着により順次短尺の光ファイバを接続して構成する必要があることから、製造コストが高くなり現実的でない。
【００１５】
また、図１１のように互いに接続する光ケーブルの、ＭＦＤの小さい方の光ケーブルの接続端側をＴＥＣ処理してＭＦＤを拡大させ、また、ＴＥＣ処理した中間光ファイバを用いることにより、ＭＦＤの差による損失増加を抑制することは有用である。しかし、光ケーブルの接続端をＴＥＣ処理して接続するには、作業面及びコスト面で問題がある。特に、現地又は組立て現場で、光ファイバにＴＥＣ処理や端面研磨を施すことは作業性がよいとは言えず効率的でない。
【００１６】
光ファイバによる光通信機器と外部の接続、光ファイバによる光通信機器や装置内配線等は、作業性の問題から光ファイバを直接接続せずに光コネクタを用いた着脱可能な接続を行なうことが多い。光コネクタによる接続において、光コネクタの一方を雌型、他方を雄型に構成して、双方の光コネクタ同士を直接結合させる形態と、同一形状の双方の光コネクタを接続アダプタを介して接続する形態がある。さらに、光ケーブルの接続は、現地で用意されている光ケーブル等を使用、又は既設設備で使用されている光ケーブル及び光コネクタ等をそのまま使用する等の各種の接続形態がある。
【００１７】
図１０又は図１１には、ＭＦＤが異なる光ファイバ同士の接続に、中間光ファイバ或いはＴＥＣ処理で接続損失の増加を抑制する構成は開示されているものの、光コネクタを用いた着脱可能な具体的な接続構造については明らかでない。このため、光ファイバの種々の接続形態に応じて個別に対応させる必要があり、実用的でない。
【００１８】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、ＭＦＤが異なる光ファイバ同士の接続に中間光ファイバを用いて接続損失の増加を抑制するに際して、各種の接続形態に対応することができ、作業現場等での作業性に優れ、コスト的に安価な光接続部品及び光接続方法並びに光通信機器を提供することを課題とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明による光接続部品は、互いにモードフィールド径の異なる光ファイバ同士を光コネクタにより着脱可能に接続する光接続部品であって、光接続部品の接続筐体内の両端に接続端面を有するモードフィールド径変換部材を収納し、モードフィールド径変換部材の両側のそれぞれに、光コネクタのフェルールが嵌合される割スリーブを配したことを特徴とする。また、モードフィールド径変換部材は、接続される光ファイバの異なるモードフィールド径の中間のモードフィールド径を有する単一で短尺の光ファイバで形成されるか、又は、その接続端面側において接続される光ファイバのそれぞれのモードフィールド径と同じ又は近いモードフィールド径となるように熱処理した短尺の光ファイバで形成される。
【００２０】
また、本発明による光接続方法は、互いにモードフィールド径の異なる光ファイバ同士を光コネクタにより着脱可能に接続する光接続方法であって、光接続部品の接続筐体内に、両端に接続端面を有するモードフィールド径変換部材を収納し、モードフィールド径変換部材の両側のそれぞれに、光コネクタのフェルールが嵌合される割スリーブを配し、モードフィールド径変換部材を介して互いにモードフィールド径の異なる光ファイバ同士を接続することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明による光通信機器は、光ファイバ配線部分を有し、機器筐体内の光配線にはモードフィールド径が８μｍ以下の光ファイバを用い、機器筐体外の光配線には前記機器筐体内の光配線に用いる光ファイバよりモードフィールド径が大きい光ファイバを用いる通信機器であって、機器筐体内の光ファイバと機器筐体外の光ファイバとを光コネクタにより光接続する光接続部材を備え、光接続部材の接続筐体内に両端に接続端面を有するモードフィールド径変換部材が収納され、モードフィールド径変換部材の両側のそれぞれに、光コネクタのフェルールが嵌合される割スリーブが配されていることを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図により、本発明に係わるモードフィールド径が異なる光ファイバ同士の接続形態の概略を説明する。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）は、第１の接続形態を説明する図、図２は第２の接続形態を説明する図である。図中、２０，２２は光コネクタ、２１は光接続部品、２３は第１の光ファイバ、２４はモードフィールド径変換部材、２４ａ，２４ｂは端面、２５は第２の光ファイバ、２６はフェルール、２７はフェルール保持部材、２８，２８ａ，２８ｂは接続筺体、２９はスリーブ、３０、３１は中間光ファイバ、３０ａ，３１ａはコア部、３０ｂ，３１ｂはクラッド部を示す。
【００２３】
図において、光ケーブル（又は光コード）Ｃ１とＣ２の接続端に、それぞれ光コネクタ２０と光コネクタ２２が取付けられ、光接続部品２１を介して光学的に相互接続される。光ケーブルＣ１又はＣ２は、内部に単心又は多心の第１の光ファイバ２３又は第２の光ファイバ２５を収納して成り、それぞれの接続端のファイバ被覆を除去して光コネクタ２０又は光コネクタ２２が取付けられる。光コネクタ２０，２２は、接続形態によって種々の構成のものが知られているが、図では説明を簡単にするため、光ファイバを位置決め固定するフェルール２６と、このフェルールを保持するフェルール保持部材２７からなる最も単純な形状で示してある。また、光コネクタ２０と２２は、同一形状で形成されているものとして説明する。
【００２４】
光接続部品２１は、図１（Ａ）に示すように、単一円筒状形状の接続筺体２８内にモードフィールド径変換部材２４を収納して構成される。また、図１（Ｂ）に示すように、２分割した円筒形状の接続筺体２８ａ，２８ｂ内にモードフィールド径変換部材２４を収納して構成することもできる。モードフィールド径変換部材２４は、中間光ファイバ３０又は３１の外周面を、樹脂又はセラミック等で形成されたスリーブ２９で覆って形成される。中間光ファイバ３０、３１は、コア部３０ａ，３１ａとクラッド部３０ｂ，３１ｂからなる短尺の光ファイバで形成され、その両端面２４ａ，２４ｂはスリーブ２９と一致するように端面研磨され、接続筺体２８内の中央部に固定又は軸方向に多少移動可能な状態で収納される。
【００２５】
光接続部品２１の両側に、光コネクタ２０と光コネクタ２２とを嵌合することにより、第１の光ファイバ２３と第２の光ファイバ２５が中間光ファイバ３０又は３１を介して光接続される。光接続部品２１は、通常、両側の光コネクタを相互に接続する接続アダプタと称されている接続部品に相当するものであるが、本発明においては、短尺の中間光ファイバ３０、３１を備えていることで、従来の接続アダプタとは異なるものである。
【００２６】
図１の第１の実施形態は、光ケーブルＣ１の第１の光ファイバ２３と光ケーブルＣ２の第２の光ファイバ２５とのＭＦＤが異なる場合に、光接続部品２１に収納されるモードフィールド径変換部材２４の中間光ファイバ３０について規定している。図１の中間光ファイバ３０は、コア部３０ａのモードフィールド径（以下、ＭＦＤという）は、互いに接続される第１の光ファイバ２３と第２の光ファイバ２５のＭＦＤの中間値を有する光ファイバが用いられる。
【００２７】
例えば、光コネクタ２０が取付けられる第１の光ファイバ２３のＭＦＤが９.２μｍであり、光コネクタ２２が取付けられる第２の光ファイバ２５のＭＦＤが６.３μｍであるとする。この場合、モードフィールド径変換部材２４の中間光ファイバ３０のＭＦＤは、６.３μｍ〜９.２μｍの間のＭＦＤ、例えば、７μｍ或いは８μｍのＭＦＤを有する単一で短尺の光ファイバで形成する。この結果、それぞれの光ファイバ２３又は２５と中間光ファイバ３０との接続端面間のＭＦＤの差は小さくすることができる。
【００２８】
図２の第２の接続形態は、光ケーブルＣ１の第１の光ファイバ２３と光ケーブルＣ２の第２の光ファイバ２５とのＭＦＤが異なる場合に、光接続部品２１に収納されるモードフィールド径変換部材２４の中間光ファイバ３１について規定している。図２の中間光ファイバ３１は、コア部３１ａのＭＦＤは、互いに接続される第１の光ファイバ２３と第２の光ファイバ２５のＭＦＤ値の小さい方のＭＦＤ値と同じか又はそれに近いＭＦＤを有する光ファイバが用いられる。他の例としては、光ファイバ２３と２５の双方のＭＦＤと同じかそれに近い２種の光ファイバを融着接続した光ファイバが用いられる。
【００２９】
中間光ファイバ３１のＭＦＤは、一方の端面２４ａ側は光コネクタ２０の第１の光ファイバ２３のＭＦＤと同一又はそれに近い値とされ、他方の端面２４ｂ側は光コネクタ２２の第２の光ファイバ２５のＭＦＤと同一又はそれに近い値とされる。例えば、光コネクタ２０が取付けられる第１の光ファイバ２３のＭＦＤが９.２μｍであり、光コネクタ２２が取付けられる第２の光ファイバ２５のＭＦＤが６.３μｍであるとする。この場合、モードフィールド径変換部材２４の中間光ファイバ３１の一方の端部（光コネクタ２０の接続側）におけるＭＦＤは９.２〜１０.０μｍとし、他方の端部（光コネクタ２２の接続側）におけるＭＦＤは６.３〜７.０μｍとする。この結果、それぞれの光ファイバ２３又は２５と中間光ファイバ３１との接続端面間のＭＦＤの差を、ゼロないしは小さくすることができる。
【００３０】
図３、図４は図２の接続形態における中間光ファイバの具体例とその製造例を説明する図である。図中、３２，３３は光ファイバ、３２ａ，３３ａはコア部、３２ｂ，３３ｂはクラッド部、３２ｃはＭＦＤ拡大部、３４は切断部、３５は融着接続部を示す。その他の符号は、図１，２で用いたのと同じ符号を用いることにより説明を省略する。
【００３１】
図３は、図２でＭＨＤの小さい方の光ファイバ（例えば、第２の光ファイバ２５）と同じか又はそれに近いＭＦＤを有する光ファイバ３２を中間光ファイバとして使用するモードフィールド径変換部材２４の製造例である。図３（Ａ）において、光ファイバ３２は、コア部３２ａとクラッド部３２ｂからなる光ファイバの途中部分或いは端部分のファイバ被覆を除去して、ガラスファイバ部分を露出させる。次いで、図３（Ｂ）に示すように、ファイバ被覆が除去された部分を、バーナ等の加熱手段によりＴＥＣ加熱を行ない、コア部３２ａのド−パントをクラッド部３２ｂ側に熱拡散させて、長手方向にテーパ状に拡大されたＭＦＤ拡大部３２ｃを形成する。
【００３２】
この後、図３（Ｃ）に示すように、ＭＦＤ拡大部３２ｃの中央部分で切断し、切断部３４の端面にＭＦＤ拡大部３２ｃの最大ＭＦＤを露出させる。次いで、図３（Ｄ）に示すように、切断部３４をその切断端面が一致するようにスリーブ２９内に入れ接着等により固定し、スリーブ２９と光ファイバ３２を一体化する。また、この段階で、切断部３４をスリーブ２９と共に端面研磨を行ない、端面２４ａを形成する。この後、図３（Ｅ）に示すように、スリーブ２９の反対側の端部に沿って光ファイバ３２から切断し、次いで、その切断部を端面研磨して端面２４ｂを形成して、モードフィールド径変換部材２４とする。
【００３３】
図４は、図２の第１の光ファイバ２３と第２の光ファイバ２５の双方のＭＦＤと同じかそれに近い２種の光ファイバ３２と３３を融着接続して、中間光ファイバとして使用するモードフィールド径変換部材２４の製造例である。図４（Ａ）において、光ファイバ３２と３３は、コア部３２ａ，３３ａとクラッド部３２ｂ３３ｂからなる光ファイバの端部分のファイバ被覆を除去して、その端面を突き合せて融着接続する。なお、光ファイバ３２には、ＭＦＤが小さい方の光ファイバ（例えば、第２の光ファイバ２５）と同様の光ファイバを用い、光ファイバ３３には、ＭＦＤが大きい方の光ファイバ（例えば、第１の光ファイバ２３）と同様の光ファイバを用いることができる。
【００３４】
次いで、図４（Ｂ）に示すように、融着接続部３５の近傍をバーナ等の加熱手段によりＴＥＣ加熱を行ない、コア部３２ａのド−パントをクラッド部３２ｂ側に熱拡散させて、小さい方のＭＦＤを長手方向にテーパ状に拡大し、大きい方のＭＦＤに一致させる。なお、加熱により大きい方のＭＦＤも多少拡大されるが、拡大量が小さく、融着接続部でのＭＦＤの差を実質的に無くすことができる。
【００３５】
この後、図４（Ｃ）に示すように、一方の光ファイバ３３を融着接続部３５の近傍で切断する（光ファイバ３２側を切断してもよい）。次いで、図４（Ｄ）に示すように、切断部３４をその切断端面が一致するようにスリーブ２９内に入れ接着等により固定し、スリーブ２９と光ファイバ３２，３３を一体化する。また、この段階で、切断部３４をスリーブ２９と共に端面研磨を行ない、端面２４ａを形成する。この後、図４（Ｅ）に示すように、スリーブ２９の反対側の端部に沿って光ファイバ３２から切断し、次いで、その切断部を端面研磨して端面２４ｂを形成して、モードフィールド径変換部材２４とする。
【００３６】
次に、ＭＦＤが異なる光ファイバ同士の接続における損失低減について、図５及び図６により説明する。図５は、ＭＦＤが異なる光ファイバ同士を接続するとき、ＭＦＤの差に起因する接続損失（ミスマッチ損）とＭＦＤの差の関係を示す図である。図５においては、一方の光ファイバＬのＭＦＤを９.２μｍとしたとき、これに接続する光ファイバＳのＭＦＤを変えたときのミスマッチ損を示している。この図によれば、接続光ファイバＳのＭＦＤが７.４μｍで０.２ｄＢ、ＭＦＤが６.３μｍのとき０.６ｄＢ、ＭＦＤが５.６５μｍのとき１.０ｄＢとなり、ＭＦＤの差が大きいほどミスマッチ損も大きくなることを示している。
【００３７】
図６は、ＭＦＤが異なる２本の光ファイバＬと光ファイバＳとの間に、中間光ファイバＭを介在させて接続したとき、中間光ファイバＭの両側２箇所の合計のミスマッチ損と中間光ファイバＭのＭＦＤとの関係を示す図である。図６（Ａ）においては、右側の光ファイバＬにＭＦＤが９.２μｍのものを用い、左側の光ファイバＳにＭＦＤが６.３μｍのものを用いた場合を示す。また、図６（Ｂ）においては、右側の光ファイバＬにＭＦＤが９.２μｍのものを用い、左側の光ファイバＳにＭＦＤが７.５μｍのものを用いた場合を示す。
【００３８】
図５に示すように、例えば、ＭＦＤが９.２μｍの光ファイバＬとＭＦＤが６.３μｍの光ファイバＳを直接接続する場合は、接続部に０.６ｄＢのミスマッチ損を生じるが、図６（Ａ）に示すように、光ファイバＬとＳの間に、例えば、ＭＦＤが６.８μｍ〜８.５μｍの範囲にある中間光ファイバＭを介在させることにより、接続個所は２箇所に増えるが、２箇所合計のミスマッチ損は０.４ｄＢ以下とすることができる。
【００３９】
また、図５に示すように、ＭＦＤが９.２μｍの光ファイバＬとＭＦＤが７.５μｍの光ファイバＳを直接接続する場合は、接続部に０.１８ｄＢのミスマッチ損を生じるが、図６（Ｂ）に示すように、光ファイバＬとＳの間に、例えば、ＭＦＤが８.０μｍ〜８.７μｍの範囲にある中間光ファイバＭを介在させることにより、接続個所は２箇所に増えるが、２箇所合計のミスマッチ損は０.１２ｄＢ以下とすることができる。
【００４０】
以上のように、ＭＦＤが異なる光ファイバＬと光ファイバＳとの接続に、光ファイバＬ，ＳのＭＦＤ値の中間のＭＦＤ値を有する単一の中間光ファイバＭを介在させることで、ミスマッチ損を抑制できる。したがって、図６を前提に、例えば、図１の第１の接続形態における第１の光ファイバ２３を光ファイバＬとし、第２の光ファイバ２５を光ファイバＳとし、モードフィールド径変換部材２４に収納する中間光ファイバ３０を中間光ファイバＭとして構成することができる。この構成により、ＭＦＤの異なるケーブルＣ１とケーブルＣ２との接続で、ミスマッチ損を完全にゼロとすることはできないが、ミスマッチ損を確実に低減することができる。
【００４１】
上述の図１の接続形態は、第１の光ファイバ２３と第２の光ファイバ２５とのＭＦＤ値の間にあるＭＦＤを有する単一で短尺の中間光ファイバを、光接続部品２１内に収納保持させるだけの構成であるため、極めて安価に製造することができる。光コネクタ２０及び２２は、何れも既存の汎用品を用いることができ、また、既設の光ケーブルに取付けられている光コネクタとの接続も可能である。
【００４２】
図２の第２の接続形態においては、図１の場合と同様に第１の光ファイバ２３を光ファイバＬとし、第２の光ファイバ２５を光ファイバＳとし、モードフィールド径変換部材２４に収納する中間光ファイバ３１を中間光ファイバＭとして構成することができる。図２の中間光ファイバ３１は、第１の光ファイバ２３のＭＦＤ、及び、第２の光ファイバ２５のＭＦＤに完全に一致させることも可能であり、このため、ＭＦＤの違いによるミスマッチ損についてはゼロにすることも可能である。しかし、中間光ファイバ３１の形成には、図３、図４に示すようなＴＥＣ加熱工程が追加されるため、図１の構成に比べると多少コストは高くなる。
【００４３】
図２の接続形態においても、構造的には図１と同じで、光接続部品２１に接続される光コネクタ２０及び２２は、何れも既存の汎用品を用いることができ、また、既設の光ケーブルに取付けられている光コネクタとの接続も可能である。しかし、光接続部品２１を介して接続される光ケーブルＣ１、Ｃ２のＭＦＤ等が、予め想定できる場合は、可能な限り同一構成とすることが製造管理の面で好ましく、又これにより光接続部品２１に汎用性を持たせることができる。
【００４４】
光ファイバを用いた機器内外の光配線では、互いに接続される光ケーブルの一方を、長距離光伝送に適した通常のシングルモード光ファイバとすることが多い。したがって、光接続部品のモードフィールド径変換部材２４の一方には、通常のシングルモード光ファイバが接続されることを前提とし、通常のシングルモード光ファイバのＭＦＤ中心値±１０％程度としておくのが望ましい。この場合のＭＦＤ中心値が９.５μmである場合、８.５〜１０.５μｍ程度のＭＦＤとなるようにされる。また、他方の光ケーブルは、小径の曲げが可能で装置内配線がコンパクトにでき、或いは輻輳状態やアクセス系でハンドリング時の損失変動が小さいという特徴を有する光ファイバを用いることが要望されている。
【００４５】
後者の機器内配線の光ファイバとしては、例えば、波長１.５５μｍにおけるペーターマン−Ｉ（Petermann−Ｉ）の定義によるＭＦＤが８μｍ以下で、波長１.３μｍ及び波長１.５５μｍにおける波長分散の絶対値が共に１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下で、かつケーブルカットオフ波長が１.２６μｍ以下で、波長１.３μｍにおけるペーターマン−Ｉの定義によるＭＦＤが６μｍ以上である光ファイバが最近開発されている。これに対し、上記したように機器外の光ファイバとしては、機器内の光配線に用いる光ファイバよりモードフィールド径が大きい光ファイバが用いられる。
【００４６】
この光ファイバ心線を用いた光ファイバケーブルは、曲げ半径１５ｍｍ位で曲げても１.０ｄＢ以上の損失増加が生じないため、配線作業を安心してかつ容易に行なうことができるという利点のあるものである。したがって、光接続部品２１のモードフィールド径変換部材２４の一方の側は、このような光ファイバが接続されることを前提として、ＭＦＤが８μｍ以下となるように形成しておいてもよい。また、接続する光ファイバ間のＭＦＤの差が±１０％以内とすることにより、損失増加をかなり抑制できることから、予め接続される光ファイバとのＭＦＤの差が、この範囲（±１０％）になるようにしておくのが望ましい。
【００４７】
図７は、本発明による光接続部品を用いた光通信機器の一例を示す図である。図中、４０は光通信機器、４１は機器筺体、４２はプレーナ型光導波路、４３、４４は光ファイバアレイ、４５は多心光ファイバコードを示し、その他の符号は、図１及び図２で用いた符合を用いることにより説明を省略する。
【００４８】
光通信機器４０は、例えば、図７に示すように、機器筐体４１内にプレーナ型光導波路４２等の光部品を備え、機器内光配線を経て外部の光伝送路に接続されるものとする。機器筐体４１には、モードフィールド径変換部材２４を収納した光接続部品２１が取付けられ、外部伝送路用の光コード（又は光ケーブル）Ｃ１と機器内の光コード（又は光ケーブル）Ｃ２とを光接続できるように構成される。光接続は、図１及び図２で説明したのと同様に、光コードＣ１に取付けた光コネクタ２０と光コードＣ２に取付けた光コネクタ２２を光接続部品２１を介して接続する。
【００４９】
光通信機器４０内では、例えば、プレーナ型光導波路４２に光ファイバアレイ４３を用いて分岐部付きの多心光ファイバコード４５が接続され、さらに光コードＣ２と接続されて光コネクタ２２により光接続部品２１に接続される。また、この他にプレーナ型光導波路４２に光ファイバアレイ４４を用いて光コードＣ２を直接接続することもある。機器筐体４１内の光配線に用いられる光コードＣ２は、例えば、曲げ半径３０ｍｍ以下、好ましくは１５ｍｍ以下の小径曲げが可能な光ファイバを用いるのが望ましい。小径曲げが可能な光ファイバを用いることにより、光配線スペースを少なくすることができ、光通信機器を小型化することが可能となる。
【００５０】
機器筐体４１内の配線に用いる光コードＣ２に小径曲げが可能な光ファイバを用いると、ＭＦＤが小さくなり、機器外の伝送路に用いる光コードＣ１のＭＦＤとの整合性が低下する。しかし、機器筐体４１の内外間の光接続に、モードフィールド径変換部材２４を収納した光接続部品２１を用いることにより、ＭＦＤが異なることによる光コードＣ１とＣ２の整合性を改善し、損失増加を抑制することが可能となる。
【００５１】
図８は、本発明の光接続部品及び光接続方法の具体例を示す図である。図中、５０，５２は光コネクタ、５１は光接続部品、５３はフェルール、５４はフェルール保持部材、５５は光コネクタ筐体、５６はスプリング、５７はブーツ、５８はモードフィールド径変換部材、５９は光接続部品筐体、６０は光コネクタ係合部材、６１は割りスリーブ、６２はスリーブ固定部材を示す。
【００５２】
光コネクタ５０と光コネクタ５２は、同一形状のものを用いることができ、一般に使用されている汎用品であってもよい。これらの光コネクタは、光ファイバの位置決めと固定を行なうフェルール５３と、これを保持するフェルール保持部材５４を光コネクタ筐体５５に収納して構成される。光コネクタ筐体５５内へ、スプリング５６でフェルール保持部材５４を付勢することで、フェルール５３を軸方向への移動を多少許容するようにして保持固定される。また、光コネクタ筐体５５の後部には、ブーツ５７が取付けられ、光コード（又は光ケーブル）Ｃ１，Ｃ２の引き出し部を保護、補強している。
【００５３】
光接続部品５１は、図１及び図２で説明したように、内部にモードフィールド径変換部材５８を収納して構成される。モードフィールド径変換部材５８は、その両側のそれぞれに割りスリーブ６１が配され、スリーブ固定部材６２を介して光接続部品筐体５９内に収納される。割りスリーブ６１には、光コネクタ５０，５２のフェルール５３が位置決めされて挿入保持される。また、割りスリーブ６１の両側には光コネクタ係合部材６０が配され、光コネクタ５０及び５２との接続を係合保持する構成とされている。モードフィールド径変換部材５８は、光接続部品筐体５９のほぼ中央に保持されるが、軸方向に多少移動可能なフロート状態で保持させてもよい。モードフィールド径変換部材５８をフロート状態に保持することにより、光コネクタ５０，５２を係合させたときの接合面での軸方向位置のずれ等を緩和させることができる。
【００５４】
図９は、本発明の光接続部品及び光接続方法の他の具体例を示す図である。図中、６３は光接続部品、６４は接続アダプタ、６５はモードフィールド径変換部材、６６は光接続部品筐体、６７は光コネクタ係合部材、６８は割りスリーブ、６９は接続アダプタ筐体、７０は光コネクタ係合部材、７１は割りスリーブを示す。その他の符号は、図８と同じ符号を用いることにより説明を省略する。
【００５５】
図９の例は、既存の接続形態を全く変えることなく光接続部品６３を追加するだけで、ＭＦＤが異なる光コードＣ１とＣ２の接続の整合性を改善し、損失増加を抑制することを可能とするものである。図において、光コネクタ５０と５２は、図８で説明したのと全く同じで、それぞれ光コードＣ１とＣ２に取付けられているものとする。したがって、詳細な説明は省略する。
【００５６】
図９では、光接続部品６３と接続アダプタ６４を介して光コネクタ５０と５２が光接続される。接続アダプタ６４は、接続アダプタ筐体６９内に１対の光コネクタ係合部材７０と、光コネクタ係合部材７０に保持させた割りスリーブ７１からなり、１対の光コネクタを相互接続する汎用品として知られているものである。すなわち、光接続部品６３を用いない場合は、光コネクタ５０と５２を直接接続することが可能な構成のものである。
【００５７】
光接続部品６３は、光接続部品筐体６６を一方の端部側を光コネクタ筐体５５（図８参照）と同形状とし、この部分にモードフィールド径変換部材６５を収納して構成される。他方の端部側には光コネクタ係合部材６７を設けて、光コネクタ５０が接続される構成とされる。モードフィールド径変換部材６５は割りスリーブ６８により保持され、また、軸方向に多少移動可能なようにして収納される。この構成において、例えば、既設の接続アダプタ６４の一方に、光接続部品６３を接続し一体化する。次いで、接続アダプタ６４の他方に光コネクタ５２を接続し、光接続部品６３に光コネクタ５０を接続する。これにより、光コードＣ１と光コードＣ２は、光接続部品６３に収納されたモードフィールド径変換部材６５を介して光接続される。
【００５８】
図８及び図９の何れにおいても、光コードＣ１と光コードＣ２のＭＦＤが異なる場合、モードフィールド径変換部材６５の中間光ファイバのＭＦＤを図１〜図６で説明したように適切に選定しておくことにより、ＭＦＤの違いに基づく損失増加を抑制することができる。また、上述のような光接続部品２１を用いることにより、光コードＣ１，Ｃ２及び光コネクタ５０，５２は、既設のものをそのまま使用してもよく、通常の汎用品に置き換えて使用することもできる。したがって、既存の光接続形態に大きな変更等を加えることなく、既設、新設に関係なく種々の接続形態に対応した光接続を形成することができる。
【００５９】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、互いに接続される光ファイバ同士のモードフィールド径が異なる場合に、光ファイバの接続部の間に、光ファイバのＭＦＤの差を軽減するモードフィールド径変換部材を、簡単に挿入して接続損失の増加を抑制することができる。また、このための接続形態を大きく変更することなく、各種の接続形態に対応でき、光接続の作業性に優れ、コスト的に安価なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる第１の接続形態を説明する図である。
【図２】本発明に係わる第１の接続形態を説明する図である。
【図３】本発明に係わる第２の接続形態で用いる中間光ファイバの製造例を示す図である。
【図４】本発明に係わる第１の接続形態で用いる中間光ファイバの他の製造例を示す図である。
【図５】ＭＦＤの差とミスマッチ損の関係を説明する図である。
【図６】中間光ファイバによるミスマッチ損の低減状態を説明する図である。
【図７】本発明による光通信機器の概略を説明する図である。
【図８】本発明による光接続部品の具体例を説明する図である。
【図９】本発明による光接続部品の他の具体例を説明する図である。
【図１０】従来の技術を説明する図である。
【図１１】従来の他の技術を説明する図である。
【符号の説明】
２０、２２…光コネクタ、２１…光接続部品、２３…第１の光ファイバ、２４…モードフィールド径変換部材、２４ａ，２４ｂ…端面、２５…第２の光ファイバ、２６…フェルール、２７…フェルール保持部材、２８，２８ａ，２８ｂ…接続筺体、２９…スリーブ、３０、３１…中間光ファイバ、３０ａ，３１ａ…コア部、３０ｂ，３１ｂ…クラッド部、３２，３３…光ファイバ、３２ａ，３３ａ…コア部、３２ｂ，３３ｂ…クラッド部、３２ｃ…ＭＦＤ拡大部、３４…切断部、３５…融着接続部、４０…光通信機器、４１…機器筺体、４２…プレーナ型光導波路、４３、４４…光ファイバアレイ、４５…多心光ファイバコード、５０，５２…光コネクタ、５１…光接続部品、５３…フェルール、５４…フェルール保持部材、５５…光コネクタ筐体、５６…スプリング、５７…ブーツ、５８…モードフィールド径変換部材、５９…光接続部品筐体、６０…光コネクタ係合部材、６１…割りスリーブ、６２…スリーブ固定部材、６３…光接続部品、６４…接続アダプタ、６５…モードフィールド径変換部材、６６…光接続部品筐体、６７…光コネクタ係合部材、６８…割りスリーブ、６９…接続アダプタ筐体、７０…光コネクタ係合部材、７１…割りスリーブ。

Claims

互いにモードフィールド径の異なる光ファイバ同士を光コネクタにより着脱可能に接続する光接続部品であって、光接続部品の接続筐体内に、両端に接続端面を有するモードフィールド径変換部材を収納し、前記モードフィールド径変換部材の両側のそれぞれに、前記光コネクタのフェルールが嵌合される割スリーブを配したことを特徴とする光接続部品。
前記モードフィールド径変換部材は、接続される前記光ファイバのモードフィールド径の中間のモードフィールド径を有する単一で短尺の光ファイバで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光接続部品。
前記モードフィールド径変換部材は、その接続端面側において接続される前記光ファイバのそれぞれのモードフィールド径と同じ又は近いモードフィールド径となるように、長手方向にテーパ状にモードフィールド径が変換された短尺の光ファイバで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光接続部品。
前記モードフィールド径変換部材は、単一の光ファイバを熱処理してモードフィールド径が変換されていることを特徴とする請求項３に記載の光接続部品。
前記モードフィールド径変換部材は、モードフィールド径の異なる２つの光ファイバを融着接続し、融着接続部を熱処理してモードフィールド径が変換されていることを特徴とする請求項３に記載の光接続部品。
互いにモードフィールド径の異なる光ファイバ同士を光コネクタにより着脱可能に接続する光接続方法であって、光接続部品の接続筐体内に両端に接続端面を有するモードフィールド径変換部材を収納し、前記モードフィールド径変換部材の両側のそれぞれに、前記光コネクタのフェルールが嵌合される割スリーブを配し、前記モードフィールド径変換部材を介して互いにモードフィールド径の異なる光ファイバ同士を接続することを特徴とする光接続方法。
前記モードフィールド径変換部材の接続端面におけるモードフィールド径が、接続される前記光ファイバのモードフィールド径の±１０％以内とすることを特徴とする請求項６に記載の光接続方法。
光ファイバ配線部分を有し、機器筐体内の光配線にはモードフィールド径が８μｍ以下の光ファイバを用い、機器筐体外の光配線には前記機器筐体内の光配線に用いる光ファイバよりモードフィールド径が大きい光ファイバを用いる通信機器であって、前記機器筐体内の光ファイバと前記機器筐体外の光ファイバとを光コネクタにより光接続する光接続部材を備え、前記光接続部材の接続筐体内に両端に接続端面を有するモードフィールド径変換部材が収納され、前記モードフィールド径変換部材の両側のそれぞれに、前記光コネクタのフェルールが嵌合される割スリーブが配されていることを特徴とする光通信機器。
前記機器筐体内の光配線に用いられる光ファイバは、許容曲げ最小半径が１５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項８に記載の光通信機器。