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WO2022244039A1 - 光コネクタ及びその製造方法 - Google Patents

光コネクタ及びその製造方法 Download PDF

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WO2022244039A1
WO2022244039A1 PCT/JP2021/018552 JP2021018552W WO2022244039A1 WO 2022244039 A1 WO2022244039 A1 WO 2022244039A1 JP 2021018552 W JP2021018552 W JP 2021018552W WO 2022244039 A1 WO2022244039 A1 WO 2022244039A1
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WO
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refractive index
ferrule
index matching
optical
optical fibers
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PCT/JP2021/018552
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宜輝 阿部
良 小山
千里 深井
和典 片山
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NTT Inc
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/36—Mechanical coupling means
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    • G02B6/3807—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs
    • G02B6/381—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs of the ferrule type, e.g. fibre ends embedded in ferrules, connecting a pair of fibres
    • G02B6/3818—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs of the ferrule type, e.g. fibre ends embedded in ferrules, connecting a pair of fibres of a low-reflection-loss type
    • G02B6/382—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs of the ferrule type, e.g. fibre ends embedded in ferrules, connecting a pair of fibres of a low-reflection-loss type with index-matching medium between light guides
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/36—Mechanical coupling means
    • G02B6/38—Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
    • G02B6/3807—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs
    • G02B6/3873—Connectors using guide surfaces for aligning ferrule ends, e.g. tubes, sleeves, V-grooves, rods, pins, balls
    • G02B6/3885—Multicore or multichannel optical connectors, i.e. one single ferrule containing more than one fibre, e.g. ribbon type

Definitions

  • the present disclosure relates to an optical connector that detachably connects optical fibers.
  • Optical communication networks use optical connectors to connect optical fibers.
  • SC connectors and MU connectors using cylindrical ferrules are used.
  • MT connector or MPO (Multi-Fiber Push On) connector is used as a connector.
  • the MT ferrules are used in MT connectors and MPO connectors as ferrules that adhere and fix optical fibers.
  • the MT ferrule has a plurality of optical fiber insertion holes for adhesively fixing and aligning optical fibers, and two guide pin holes for holding or inserting guide pins for fitting the MT ferrules together.
  • the MT ferrule end face has a structure in which an optical fiber insertion hole is arranged between two guide pin holes.
  • the MT connector and the MPO connector that use MT ferrules are in a state in which the guide pin is held by the guide pin hole of one MT ferrule, and by inserting the guide pin into the guide pin hole of the other MT ferrule, the MT ferrule It is a connecting structure for aligning an optical fiber adhesively fixed in an optical fiber insertion hole.
  • the end face of the MT ferrule is polished at a right angle to match the refractive index with silica glass, which is the material of the optical fiber.
  • silica glass which is the material of the optical fiber.
  • the MT ferrule end surface is obliquely polished after the optical fiber is fixed to the MT ferrule, the MT ferrule is built into the plug housing, and the MT ferrule is pressed by a spring from the rear end of the MT ferrule in the plug housing.
  • It has a structure that When this MPO connector plug is inserted through the openings at both ends of the adapter, the obliquely polished optical fiber end faces are pressed against each other and connected by a spring, so a refractive index matching material must be used. can suppress Fresnel reflection.
  • the connection with the adapter can be released simply by grasping the plug and pulling it toward the rear end. For this reason, MPO connectors are often used at places where it is desired to detachably connect multi-core optical fibers.
  • an MT ferrule with an obliquely polished end face is used to suppress Fresnel reflection between the optical fibers to be connected without using a refractive index matching material. It is configured to connect the optical fibers having oblique end faces by pressing. In this configuration, when the MT ferrules having oblique end faces come into contact with each other, the force of the spring at the rear end of the MT ferrule causes the MT ferrule to misalign the optical fiber within the range of the clearance between the guide pin and the guide pin hole.
  • the MT ferrule used in the MPO connector achieves low connection loss by offsetting the position of the optical fiber hole in advance in anticipation of the sliding amount due to the force of the spring. ing.
  • the IEC International Electrotechnical Commission
  • IEC 61754-2-1 which is the standard for 16-fiber MPO connectors
  • IEC 61754-2-2 which is the standard for 32-fiber MPO connectors
  • IEC 61754-2-2 which is the standard for 32-fiber MPO connectors
  • the spring pressing force will be increased as the number of cores of MPO connectors increases.
  • the solid refractive index matching material is installed in the V-groove in Patent Document 1, but is not adhesively fixed to the V-groove or the end face of the holey optical fiber. Also, before connecting the optical connector, it is necessary to clean the end face of the optical connector with a special cleaner. Therefore, when the solid refractive index matching material described in Patent Document 1 is applied to an optical connector, the solid refractive index matching material is wiped off by cleaning the end face of the optical connector. Not applicable to optical connectors.
  • the solid refractive index matching material leaks from between the ferrule end faces due to the force that presses the ferrule in the plug of the optical connector with a hardness of 4 to 7 in Shore A. There is a possibility that there is no refractive index matching material between the end faces of the optical fibers to be connected.
  • the present disclosure has been proposed in view of the above circumstances, and aims to provide a multi-core optical connector that does not require an increase in spring pressing force even if the number of connected cores increases.
  • the optical connector according to the present disclosure provides a refractive index matching material, which is a resin whose refractive index is matched to that of the optical fiber, on the connection-side end surface of the ferrule that holds and fixes the optical fiber by adhesion.
  • the optical fiber end face at the connection end face of the ferrule is covered with the refractive index matching material by curing on the ferrule end face.
  • the optical connector of the present disclosure includes: a ferrule for holding the plurality of optical fibers with the end surfaces of the plurality of optical fibers arranged on the same plane; a deformable refractive index matching portion that is in close contact with each end face of the plurality of optical fibers arranged in the ferrule and performs refractive index matching with the plurality of optical fibers; Prepare.
  • the manufacturing method of the optical connector of the present disclosure includes: fixing the plurality of optical fibers to the ferrule with the end faces of the plurality of optical fibers arranged on the same plane; A refractive index matching with the plurality of optical fibers is performed on the exposed regions of the end faces of the plurality of optical fibers among the connecting end faces of the arranged ferrules on the end faces of the plurality of optical fibers. forming a deformable index matching portion;
  • the optical connector according to the present disclosure includes the deformable refractive index matching portion on the connection end face of the ferrule, the connection end faces of the ferrule can be brought into close contact with each other without a gap. Therefore, the optical connector and the manufacturing method thereof according to the present disclosure can provide a multi-core optical connector that does not require an increase in spring pressing force even if the number of connected cores increases.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an MT ferrule showing an example of an embodiment of an optical connector of the present disclosure
  • FIG. 1 is a side view of an MT ferrule showing an example of an embodiment of an optical connector of the present disclosure
  • FIG. 1 shows a configuration example of an MPO connector.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of an MT ferrule showing another example of an embodiment of an optical connector of the present disclosure
  • FIG. 4 is a side view of an MT ferrule showing another example of an embodiment of an optical connector of the present disclosure
  • 1 is a schematic diagram of an MT ferrule showing an example of an embodiment of an optical connector of the present disclosure
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the hardness of a refractive index matching material and the amount of return loss in an optical connector of the present disclosure;
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an embodiment of an optical connector of the present disclosure.
  • the optical connector of this embodiment is an optical connector for detachably connecting multi-fibers 20.
  • a refractive index matching material 13 is cured with ultraviolet rays on the connection end surface of the MT ferrule 10 for connecting the multi-fibers 20. and a refractive index matching portion is formed.
  • the figure is a schematic view of the MT ferrule 10 when the multi-core optical fiber 20 has four cores and is viewed from the end face side connected to another optical connector.
  • the MT ferrule 10 has a guide pin hole 12 in its connection end face for accommodating a guide pin provided in the optical connector to be connected.
  • the MT ferrule 10 has optical fiber holes on its connection end face into which each optical fiber of the multi-core optical fiber 20 can be inserted.
  • Optical fiber holes are arranged on the connection end surface of the MT ferrule 10 .
  • the figure shows a state in which each optical fiber provided in the multi-core optical fiber 20 is inserted into each optical fiber hole, and the optical fiber end face 21 is arranged and fixed on the same plane as the connection end face of the MT ferrule 10 .
  • the refractive index matching material 13 is arranged in a region of the connection end face of the MT ferrule 10 where the optical fiber end face 21 is arranged.
  • the refractive index matching material 13 performs refractive index matching with the multi-core optical fiber 20 .
  • the multi-core optical fiber 20 is quartz fiber, its refractive index is adjusted to be the same as that of quartz glass.
  • the refractive index at wavelengths of 1.31 ⁇ m and 1.55 ⁇ m used in communication is in the range of 1.440 to 1.450.
  • Any material can be used for the refractive index matching material 13, but for example, an acryl-silicone UV curable resin can be used.
  • the manufacturing method of the optical connector of the present disclosure fixes the multi-core optical fiber 20 to the MT ferrule 10 with the optical fiber end faces 21 of the multi-core optical fiber 20 arranged on the same plane.
  • a refractive index matching portion for matching the refractive index with the multi-core optical fiber 20 is formed in the exposed region of each optical fiber end face 21 of .
  • the formation of the refractive index matching portion depends on the type of the refractive index matching material 13, but is performed, for example, by curing the refractive index matching material 13 with ultraviolet rays.
  • the refractive index matching materials 13 can be deformed moderately when the refractive index matching materials 13 come into contact with each other, thereby allowing the refractive index matching materials 13 to adhere to each other without gaps.
  • FIG. 7 shows the experimental results of measuring the return loss.
  • the return loss [dB] was measured at Shore A18, A45, A52, A69, and A83, which do not affect the refractive index matching material between the end faces of the MT ferrule 10 .
  • the hardness of the refractive index matching material 13 is preferably less than Shore A69.
  • the refractive index matching material 13 is appropriately deformed between Shore A52 and Shore A69 and has a hardness that allows contact without gaps. It can be seen that the return loss can be made 40 dB or more.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the MT ferrule 10 in FIG. 1 viewed from above.
  • a film of a refractive index matching material 13 is formed on the connecting end surface of the MT ferrule 10, and the refractive index matching material 13 has a constant film thickness.
  • the film thickness of the refractive index matching material 13 is desirably thin from the viewpoint of connection loss, but from the viewpoint of manufacturability when forming a film on the connection end face of the MT ferrule 10, it can be 10 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less. In this case, the film is formed so that the difference between the minimum value and the maximum value of the film thickness formed on the connection end surface of the MT ferrule 10 is 3 ⁇ m or less.
  • the multi-fiber optical connector for connecting multi-fiber is an MT connector
  • the optical connector of the present disclosure can be any optical connector capable of connecting a plurality of optical fibers.
  • it may be an MPO connector having an MT ferrule 10 built in a plug housing 15 as shown in FIG.
  • the optical connector of this embodiment is polished so that the connection end face of the MT ferrule 10 is perpendicular to the optical axis of the optical fiber end face 21 .
  • the connection end face of the MT ferrule 10 is polished at an angle of about 8 degrees with respect to the optical axis of the optical fiber end faces, and the ferrules are pressed from their rear ends to bring the optical fiber end faces into contact with each other.
  • connection end face of the MT ferrule 10 is polished perpendicular to the optical axis of the optical fiber end face 21, and the refractive index matching material 13 is formed on the optical fiber end face 21 in a hardened state. It is When the optical connectors of the present embodiment are connected to each other, it is possible to achieve a good return loss with suppressed Fresnel reflection without pressing the MT ferrule 10 from the rear end.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing another example of an embodiment of the optical connector of the present disclosure.
  • the example shown in FIG. 1 shows an example in which the refractive index matching material 13 is cured while covering only the vicinity of the optical fiber end face 21 of the connection end face of the MT ferrule 10 .
  • FIG. 4 shows an example in which a refractive index matching portion is provided by covering the connection end face of the MT ferrule 10 other than the guide pin hole 12 with a refractive index matching material 13 and hardening it.
  • connection end face of the MT ferrule 10 is cleaned by using a tool for cleaning the connection end face of the MT ferrule 10 of the optical connector in a state where the refractive index matching material 13 is cured on the connection end face of the MT ferrule 10. I'm assuming cleaning.
  • the surface of the connection end surface of the MT ferrule 10 is provided with unevenness.
  • the refractive index matching portion is formed by curing the refractive index matching material 13, and before the refractive index matching material 13 is cured, the connection end face of the MT ferrule 10 is: Processing is performed to increase the contact area with the refractive index matching material 13 .
  • Processing is performed to increase the contact area with the refractive index matching material 13 .
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing another example of an embodiment of the optical connector of the present disclosure.
  • the ultraviolet curable resin 14 is cured in a shape that borders the region of the refractive index matching material 13 formed on the optical fiber end face 21.
  • the UV curable resin 14 is any resin that has a stronger adhesion to the surface of the connection end face of the MT ferrule 10 than the refractive index matching material 13 .
  • this ultraviolet curable resin 14 is to prevent the refractive index matching material 13 from peeling off when the connection end face of the MT ferrule 10 of the optical connector is cleaned using a tool for cleaning the connection end face of the MT ferrule 10. , and its refractive index need not match that of the multi-core optical fiber 20 , and its hardness is approximately the same as that of the refractive index matching material 13 .
  • the peeling of the refractive index matching material 13 can be prevented when the connection end face of the MT ferrule 10 is cleaned with a cleaner. can be prevented.
  • FIG. 6 shows a state in which the connection end face of the MT ferrule 10 other than the guide pin hole 12 is widely covered with the refractive index matching material 13 as shown in FIG. This is an example in which it is surrounded by an ultraviolet curable resin 14 having a strong adhesive force.
  • the present disclosure is an optical connector for detachably connecting the multi-core optical fiber 20, in which the refractive index is applied to the connection side end surface of the MT ferrule 10 that holds the multi-core optical fiber 20 by adhesive fixation.
  • the refractive index matching material 13, which is a resin matched with each optical fiber, is cured on the connection end face of the MT ferrule 10 using ultraviolet rays, so that the optical fiber end face 21 at the connection end face of the MT ferrule 10 is formed by the refractive index matching material 13. covered.
  • the optical connector according to the present disclosure includes the deformable refractive index matching material 13 on the connection end face of the MT ferrule 10, the connection end faces of the MT ferrule 10 can be brought into close contact with each other without a gap. Therefore, according to the optical connector according to the present disclosure, even when the number of connected cores is increased in the optical connector of the multi-core optical fiber 20, it is necessary to increase the force of the spring that presses the MT ferrule 10 from the rear end. Therefore, it is possible to provide a multi-core optical connector with low loss and high return loss that is easy to design and manufacture. Further, since the refractive index matching material 13 is adhered and fixed to the connection end face of the MT ferrule 10 in a cured state, the ferrule end face can be cleaned with an optical connector cleaner like a normal optical connector.
  • the multi-core optical fiber 20 of the present disclosure can be any number of optical fibers equal to or greater than two.
  • the optical fiber is not limited to quartz fiber, and may be any optical fiber such as plastic.
  • the MT ferrule is used as the ferrule for adhesively fixing and holding the optical fibers, but any ferrule capable of holding a plurality of optical fibers can be used as the ferrule of the present disclosure.
  • optical connector there is no need to increase the spring force that presses the rear end of the ferrule as the number of connected cores of a multi-core optical connector increases. It facilitates the design and manufacture of a multi-fiber connector capable of achieving good connection characteristics, and is beneficial for cost reduction of the multi-fiber connector.

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Abstract

本開示は、上記の事情に鑑み提案されたものであって、接続心数が増加してもバネ押圧力を増加させる必要がない多心光コネクタを提供することを目的とする。　本開示は、複数の光ファイバの各端面を同一面上に配列した状態で前記複数の光ファイバを保持するフェルールと、前記フェルールに配列されている前記複数の光ファイバの各端面と密着し、前記複数の光ファイバとの屈折率の整合を行う変形可能な屈折率整合部と、を備える光コネクタである。

Description

光コネクタ及びその製造方法
　本開示は、光ファイバを着脱可能に接続する光コネクタに関する。
　光通信ネットワークでは、光ファイバを接続する光コネクタが使用されている。単心の光ファイバを接続するための単心光コネクタとして、円筒形フェルールを使用するＳＣコネクタやＭＵコネクタ等が使用されており、光ファイバケーブル内の多心ファイバを接続するための多心光コネクタとして、ＭＴコネクタもしくはＭＰＯ（Ｍｕｌｔｉ－Ｆｉｂｅｒ　Ｐｕｓｈ　Ｏｎ）コネクタが使用されている。
　ＭＴコネクタとＭＰＯコネクタでは、光ファイバを接着固定して保持するフェルールとして、ＭＴフェルールが使用されている。ＭＴフェルールは、光ファイバを接着固定して整列させるための複数の光ファイバ挿入孔と、ＭＴフェルール同士を嵌め合うためのガイドピンを把持もしくは挿入するための２つのガイドピン孔を有する。ＭＴフェルール端面では、２本のガイドピン孔の間に光ファイバ挿入孔を配置した構造となっている。ＭＴフェルールを使用するＭＴコネクタとＭＰＯコネクタは、一方のＭＴフェルールのガイドピン孔でガイドピンを把持した状態として、もう一方のＭＴフェルールのガイドピン孔にガイドピンを挿入することで、ＭＴフェルールの光ファイバ挿入孔に接着固定された光ファイバを調心する接続構造である。
　ＭＴコネクタでは、ＭＴフェルールに光ファイバを接着固定した後でＭＴフェルール端面を直角研磨して、光ファイバの材料である石英ガラスと屈折率を整合させた、適度に粘度をもつ液状の屈折率整合材をＭＴフェルール端面に塗布して、ＭＴフェルール同士を嵌合させることで、接続する光ファイバ間での空隙により発生するフレネル反射を抑制している。ＭＴコネクタでは嵌合させた状態でＭＴフェルールをクリップで保持することで接続を維持する。ＭＴコネクタでは、接続毎にＭＴフェルール端面への屈折率整合材の塗布が必要となり、ＭＴフェルールの接続解除に専用の治具も必要となるため、頻繁な着脱が必要とされない接続箇所でのみ使用される。
　ＭＰＯコネクタは、ＭＴフェルールに光ファイバを接着固定した後でＭＴフェルール端面を斜めに研磨して、ＭＴフェルールをプラグハウジングに内蔵して、プラグハウジング内でＭＴフェルール後端からバネでＭＴフェルールを押圧する構造としている。このＭＰＯコネクタプラグをアダプタの両端の開口部から挿入したときに、斜めに研磨された光ファイバ端面同士がバネにより押圧された状態で対向して接続されるため、屈折率整合材を使用することなく、フレネル反射を抑制できる。また、プラグを把持して後端へ引っ張るだけでアダプタとの接続を解除できる。そのため、多心光ファイバの着脱可能に接続したい箇所では、ＭＰＯコネクタが使用されることが多い。
　ＭＰＯコネクタでは、屈折率整合材を使用せずに、接続する光ファイバ間でのフレネル反射を抑制するために、斜めに端面が研磨されたＭＴフェルールを用いて、ＭＴフェルールを後端からバネで押圧して、斜め端面となった光ファイバを接続する構成としている。この構成では、斜め端面となったＭＴフェルール同士が接触したときに、ＭＴフェルール後端のバネの力により、ガイドピンとガイドピン孔のクリアランスの範囲内でＭＴフェルールが光ファイバの軸ずれを発生する方向にスライドする。この軸ずれによる接続損失を抑制するために、ＭＰＯコネクタで使用するＭＴフェルールは、バネの力でスライドする量を見込んで光ファイバ孔の位置を予めオフセットさせることで、低損失な接続を実現している。
　国際標準団体であるＩＥＣ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ）では、ＭＰＯコネクタの心数に応じたバネ押圧力を規定している。１６心ＭＰＯコネクタの規格であるＩＥＣ　６１７５４－２－１では１０Ｎ程度のバネ押圧力となっており、３２心ＭＰＯコネクタの規格であるＩＥＣ　６１７５４－２－２では２０Ｎ程度のバネ押圧力となっている。今後、ＭＰＯコネクタの心数増加に応じて、バネ押圧力を増加させることが見込まれるが、バネ押圧力の増加で接続時のＭＴフェルールのスライド量が増加することによる光ファイバ孔のオフセットの調整や、増加したバネ押圧力による部材の変形や増加したバネ押圧力へ耐性を持たせるための材料変更等の対応が必要となり、ＭＰＯコネクタの設計と製造の難易度が向上して、低損失な接続が困難になる問題がある。
　一方で、光ファイバのコアを取り囲むように配置させた空孔をクラッドに有するホーリー光ファイバの接続に固形の屈折率整合材を適用する技術がある（例えば、特許文献１参照。）。メカニカルスプライスにおいて、接続するホーリー光ファイバの端面間に適量の固形の屈折率整合材を配置して、ホーリー光ファイバの端面同士が接近する方向にホーリー光ファイバを押すことで固形の屈折率整合材を変形させて、ホーリー光ファイバの空孔に浸入する屈折率整合材を抑制して、良好な光学特性の実現を狙っている。このメカニカルスプライスでホーリー光ファイバを接続するときの固形の屈折整合材の硬さとして、ショアＡで４から７が提示されている。
　メカニカルスプライスは、光ファイバを着脱しない接続形態であるため、特許文献１では固形の屈折率整合材はＶ溝に設置されるが、Ｖ溝やホーリー光ファイバの端面に接着固定されていない。また、光コネクタは接続する前に、光コネクタの端面を専用のクリーナ―で清掃する必要がある。このため、特許文献１に記載された固形の屈折率整合材を光コネクタに適用した場合には、光コネクタ端面の清掃により、固形の屈折率整合材は拭き取られてしまうため、着脱可能な光コネクタへは適用できない。さらに、光コネクタのプラグをアダプタ内で接続したときに、ショアＡで４から７の硬さでは、光コネクタのプラグ内のフェルールを押圧する力でフェルール端面間から固形の屈折率整合材が漏れてしまい、接続する光ファイバ端面間に屈折率整合材が存在しない可能性がある。
特開２００９－４２３３５号公報（ＮＴＴ）
　そこで、本開示は、上記の事情に鑑み提案されたものであって、接続心数が増加してもバネ押圧力を増加させる必要がない多心光コネクタを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本開示に係る光コネクタは、光ファイバを接着固定して保持するフェルールの接続側端面へ、屈折率を光ファイバと整合させた樹脂である屈折率整合材を、フェルール端面上で硬化させて、フェルールの接続端面における光ファイバ端面を屈折率整合材で覆う構成とした。
　具体的には、本開示の光コネクタは、
　複数の光ファイバの各端面を同一面上に配列した状態で前記複数の光ファイバを保持するフェルールと、
　前記フェルールに配列されている前記複数の光ファイバの各端面と密着し、前記複数の光ファイバとの屈折率の整合を行う変形可能な屈折率整合部と、
　を備える。
　具体的には、本開示の光コネクタの製造方法は、
　複数の光ファイバの各端面を同一面上に配列した状態で前記複数の光ファイバをフェルールに固定し、
　前記複数の光ファイバの各端面の配列されている前記フェルールの接続端面のうちの前記複数の光ファイバの各端面の露出している領域に、前記複数の光ファイバとの屈折率の整合を行う変形可能な屈折率整合部を形成する。
　本開示に係る光コネクタは、フェルールの接続端面に変形可能な屈折率整合部を備えるため、フェルールの接続端面同士を空隙なく密着させることができる。このため、本開示に係る光コネクタ及びその製造方法は、接続心数が増加してもバネ押圧力を増加させる必要がない多心光コネクタを提供することができる。
本開示の光コネクタの実施の形態の一例を示すＭＴフェルール概略図である。 本開示の光コネクタの実施の形態の一例を示すＭＴフェルール側面図である。 ＭＰＯコネクタの構成例を示す。 本開示の光コネクタの実施の形態の別の例を示すＭＴフェルール概略図である。 本開示の光コネクタの実施の形態の別の例を示すＭＴフェルール側面図である。 本開示の光コネクタの実施の形態の一例を示すＭＴフェルール概略図である。 本開示の光コネクタでの屈折率整合材の硬さと反射減衰量の関係を表すグラフである。
　以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本開示は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本開示は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
（第１の実施形態）
　本開示に係る光コネクタの実施形態について図面を参照して説明する。
　図１は、本開示の光コネクタの実施の形態の一例を示す概略図である。本実施形態の光コネクタは、多心光ファイバ２０を着脱可能に接続する光コネクタであって、多心光ファイバ２０を接続するＭＴフェルール１０の接続端面に、屈折率整合材１３が紫外線で硬化された屈折率整合部が形成されている。図は、多心光ファイバ２０が４心であり、他の光コネクタとの接続端面側からＭＴフェルール１０を見たときの概略図である。ＭＴフェルール１０は、接続先の光コネクタに備わるガイドピンを収容するガイドピン孔１２を接続端面に備える。
　ＭＴフェルール１０は、多心光ファイバ２０に備わる各光ファイバを挿入可能な光ファイバ孔を接続端面に備える。光ファイバ孔はＭＴフェルール１０の接続端面上に配列されている。図では、多心光ファイバ２０に備わる各光ファイバが各光ファイバ孔に挿入され、ＭＴフェルール１０の接続端面の同一面上に光ファイバ端面２１が配列し、固定されている状態を示す。屈折率整合材１３は、ＭＴフェルール１０の接続端面のうちの光ファイバ端面２１の配置されている領域に配置されている。
　屈折率整合材１３は、多心光ファイバ２０との屈折率の整合を行う。多心光ファイバ２０が石英ファイバの場合、その屈折率は石英ガラスと同等の屈折率となるように調整されている。例えば、通信で使用する波長１．３１μｍと１．５５μｍでの屈折率は１．４４０から１．４５０の範囲としている。屈折率整合材１３の材料は任意であるが、例えば、アクリルシリコーン系紫外線硬化樹脂を用いることができる。
　本開示の光コネクタの製造方法は、多心光ファイバ２０の各光ファイバ端面２１を同一面上に配列した状態で多心光ファイバ２０をＭＴフェルール１０に固定し、ＭＴフェルール１０接続端面のうちの各光ファイバ端面２１の露出している領域に、多心光ファイバ２０との屈折率の整合を行う屈折率整合部を形成する。屈折率整合部の形成は、屈折率整合材１３の種類によるが、例えば、屈折率整合材１３を紫外線で硬化することによって行う。
　屈折率整合材１３をＭＴフェルール１０の接続端面で硬化させたＭＴコネクタ同士を接続したときに、突き合った屈折率整合材１３同士の間で空隙があれば、良好な反射減衰量が得ることができない。そのため、屈折率整合材１３は、屈折率整合材１３同士が接触したときに適度に変形可能であり、これによって屈折率整合材１３間での空隙がない状態で密着可能にする。
　そこで、硬化したときの硬さが異なる複数の屈折率整合材１３を作製して、ＭＴフェルール１０の接続端面に硬化させた状態とし、ＭＴフェルール１０同士をＭＴコネクタの係止クリップで固定して反射減衰量を測定した実験結果を図７に示す。本実験では、ＭＴフェルール１０の端面間の屈折率整合材への影響がない、ショアＡ１８、Ａ４５、Ａ５２、Ａ６９、Ａ８３での反射減衰量［ｄＢ］の測定を行った。
　ショアＡ６９以上の硬さをもつ屈折率整合材１３では、良好な反射減衰量を得ることができなかった。これは、ＭＴコネクタの係止クリップを用いてＭＴフェルール１０を後端から押圧するバネの力では、空隙が発生したためと考えられる。そのため、屈折率整合材１３の硬さはショアＡ６９未満であることが好ましい。
　また、図７に示した実験結果より、ショアＡ５２とショアＡ６９の間に屈折率整合材１３が適切に変形して空隙なく接触可能な硬さがあると考えられるが、ショアＡ５２より小さい場合は反射減衰量を４０ｄＢ以上にすることができることが分かる。
　図２は図１におけるＭＴフェルール１０を上面から見たときの模式図である。ＭＴフェルール１０の接続端面に屈折率整合材１３が成膜されており、屈折率整合材１３は一定の膜厚となっている。この屈折率整合材１３の膜厚は、接続損失の観点からは薄い方が望ましいが、ＭＴフェルール１０の接続端面へ成膜する際の製造性の観点から、１０μｍ以上５０μｍ以下が例示できる。この場合、ＭＴフェルール１０の接続端面に成膜した膜厚の最小値と最大値の差は、３μｍ以下となるように成膜する。
　なお、本実施形態では多心ファイバを接続するための多心光コネクタがＭＴコネクタである例を示したが、本開示の光コネクタは複数の光ファイバを接続可能な任意の光コネクタでありうる。例えば、図３に示すような、プラグハウジング１５内にＭＴフェルール１０を内蔵するＭＰＯコネクタであってもよい。
　また、本実施形態の光コネクタは、ＭＴフェルール１０の接続端面が光ファイバ端面２１の光軸に対して垂直となるように研磨されている。通常のＭＴコネクタ及びＭＰＯコネクタでは、ＭＴフェルール１０の接続端面は光ファイバ端面の光軸に対して斜め８度程度の角度で研磨してフェルール同士を後端から押圧して光ファイバ端面同士を接触させることで、光ファイバ端面でのフレネル反射を抑制して良好な反射減衰量を実現している。一方、本実施形態の光コネクタでは、ＭＴフェルール１０の接続端面は光ファイバ端面２１の光軸に対して垂直に研磨され、光ファイバ端面２１上に屈折率整合材１３が硬化した状態で成膜されている。本実施形態の光コネクタを互いに接続した場合、ＭＴフェルール１０を後端から押圧しなくても、フレネル反射を抑制した良好な反射減衰量を実現できる。
（第２の実施形態）
　図４は本開示の光コネクタの実施の形態の別の例を示す概略図である。図１に示した例では、ＭＴフェルール１０の接続端面の光ファイバ端面２１付近のみを覆う状態で屈折率整合材１３を硬化させた例を示した。これに対し、図４は、ＭＴフェルール１０のガイドピン孔１２以外の接続端面を屈折率整合材１３で覆って硬化させた屈折率整合部を備える例である。
　本実施形態の光コネクタは、ＭＴフェルール１０の接続端面に屈折率整合材１３を硬化させた状態で、光コネクタのＭＴフェルール１０の接続端面を清掃するツールを用いてＭＴフェルール１０の接続端面を清掃することを想定している。屈折率整合材１３とＭＴフェルール１０の接続端面の接触面積を増やすことで、屈折率整合材１３とＭＴフェルール１０の接続端面の接着力を強化する効果がある。
　屈折率整合材１３とＭＴフェルール１０の接続端面の接着力を強化するためには、屈折率整合材１３とＭＴフェルール１０の接続端面の接触面積を増やすことが有効である。そこで、本実施形態では、ＭＴフェルール１０の接続端面の表面に凹凸を備える。
　本実施形態の光コネクタの製造方法では、屈折率整合部の形成を、屈折率整合材１３を硬化させることで行い、屈折率整合材１３を硬化させる前に、ＭＴフェルール１０の接続端面に、屈折率整合材１３との接触面積を増やす加工を実施する。例えば、屈折率整合材１３を塗布する前のＭＴフェルール１０の接続端面を荒く研磨しておく方法やＭＴフェルール１０の接続端面にプラズマを照射しておく方法がある。これらの加工を実施したＭＴフェルール１０の接続端面で屈折率整合材１３を硬化させることで屈折率整合材１３とＭＴフェルール１０の接続端面の接着力を強化できる。
（第３の実施形態）
　図５は本開示の光コネクタの実施の形態の別の例を示す概略図である。ＭＴフェルール１０の接続端面において、紫外線硬化型樹脂１４が、光ファイバ端面２１に成膜した屈折率整合材１３の領域を縁取る形状で硬化されている。紫外線硬化型樹脂１４は、屈折率整合材１３に比べて、ＭＴフェルール１０の接続端面の表面との接着力が強い任意の樹脂である。
　この紫外線硬化型樹脂１４は、光コネクタのＭＴフェルール１０の接続端面を清掃するツールを用いてＭＴフェルール１０の接続端面を清掃したときに、屈折率整合材１３が剥がれることを防止することが目的であり、その屈折率は多心光ファイバ２０と整合している必要はなく、その硬さは屈折率整合材１３と同程度となっている。
　屈折率整合材１３が成膜された領域を接着力が強い紫外線硬化型樹脂１４で囲うことで、ＭＴフェルール１０の接続端面がクリーナで清掃されたときに、屈折率整合材１３が剥がれることを防止できる。
　図６は、図４で示したように、ＭＴフェルール１０のガイドピン孔１２以外の接続端面を広く屈折率整合材１３で覆った状態で、その成膜した屈折率整合材１３の周囲を縁取るように接着力が強い紫外線硬化型樹脂１４で囲った例である。
　以上説明したように、本開示は、多心光ファイバ２０を着脱可能に接続する光コネクタであって、多心光ファイバ２０を接着固定して保持するＭＴフェルール１０の接続側端面へ屈折率を各光ファイバと整合させた樹脂である屈折率整合材１３をＭＴフェルール１０の接続端面上で紫外線を用いて硬化させて、ＭＴフェルール１０の接続端面における光ファイバ端面２１が屈折率整合材１３で覆われている。
　本開示に係る光コネクタは、ＭＴフェルール１０の接続端面に変形可能な屈折率整合材１３を備えるため、ＭＴフェルール１０の接続端面同士を空隙なく密着させることができる。このため、本開示に係る光コネクタによれば、多心光ファイバ２０の光コネクタにおいて、接続心数を増加させた場合においてもＭＴフェルール１０を後端から押圧するバネの力を増加させる必要がなく、低損失で高反射減衰量な多心光コネクタの設計と製造が容易な光コネクタを提供することができる。また、屈折率整合材１３がＭＴフェルール１０の接続端面で硬化した状態で接着固定されているため、通常の光コネクタ同様に光コネクタクリーナーでフェルール端面を清掃できる。
　上述の実施形態では４心の多心光ファイバである例を示したが、本開示の多心光ファイバ２０は２以上の任意の数の光ファイバでありうる。ここで、光ファイバは、石英ファイバに限らず、プラスチック等の任意の光ファイバでありうる。
　また、上述の実施形態では光ファイバを接着固定して保持するフェルールがＭＴフェルールである例を示したが、本開示のフェルールは複数の光ファイバを保持可能な任意のフェルールを用いることができる。
　本開示に係る光コネクタによれば、多心光コネクタの接続心数増加に伴い必要であったフェルールを後端から押圧するバネ力を増加させる必要がないため、接続心数が増加した場合でも良好が接続特性を実現可能な多心コネクタの設計と製造が容易になり、多心コネクタの低コスト化に有益である。
１０：ＭＴフェルール
１２：ガイドピン孔
１３：屈折率整合材
１４：紫外線硬化型樹脂
１５：プラグハウジング
１６：ガイドピン
２０：多心光ファイバ
２１：光ファイバ端面

Claims (8)

  1. 　複数の光ファイバの各端面を同一面上に配列した状態で前記複数の光ファイバを保持するフェルールと、
    　前記フェルールに配列されている前記複数の光ファイバの各端面と密着し、前記複数の光ファイバとの屈折率の整合を行う変形可能な屈折率整合部と、
    　を備える光コネクタ。
  2. 　前記屈折率整合部の硬さがショアＡ６９未満である、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の光コネクタ。
  3. 　前記屈折率整合部の密着している前記フェルールの表面に凹凸を備える、
    　ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光コネクタ。
  4. 　前記屈折率整合部よりも前記フェルールの表面との接着力の強い樹脂を、前記屈折率整合部の領域を縁取る形状で備える、
    　ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光コネクタ。
  5. 　前記複数の光ファイバの各端面は、各光ファイバの光軸と垂直である、
    　ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光コネクタ。
  6. 　前記屈折率整合部の硬さがショアＡ５２以下である、
    　ことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の光コネクタ。
  7. 　複数の光ファイバの各端面を同一面上に配列した状態で前記複数の光ファイバをフェルールに固定し、
    　前記複数の光ファイバの各端面の配列されている前記フェルールの接続端面のうちの前記複数の光ファイバの各端面の露出している領域に、前記複数の光ファイバとの屈折率の整合を行う変形可能な屈折率整合部を形成する、
    　光コネクタの製造方法。
  8. 　前記屈折率整合部の形成は、屈折率整合材を硬化させることで行い、
    　前記屈折率整合材を硬化させる前に、前記フェルールの前記接続端面に、前記屈折率整合材との接触面積を増やす加工を実施する、
    　ことを特徴とする請求項７に記載の光コネクタの製造方法。
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