JP2017156490A - 光コネクタ付きファイバ、及び光結合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】フェルール端面の清掃が容易であり、複数本の光ファイバを同時に接続する場合であっても接続に大きな力を必要とせず、調芯作業が容易な光コネクタ付きファイバ、及び光結合構造を提供する。
【解決手段】光コネクタ付きファイバ２Ａ，２Ｂは、光ファイバ１０と、フェルール１１と、ガイド孔と、フェルール１１の端面１１ａ間の間隔を規定する構造とを有する。端面１１ａの相対位置は、ガイド孔に挿入されるガイドピンにより固定される。光ファイバの先端面の法線は、光ファイバの光軸に対して傾いている。光ファイバのＭＦＤは、先端面に近づくに従って徐々に拡大し、先端面で最大となる。光結合される一対の対向した光ファイバの光軸は、同じ光軸上にない。
【選択図】図１

Description

本発明は、光コネクタ付きファイバ、及び光結合構造に関するものである。

特許文献１には、多芯光ファイバ同士を接続する光コネクタに用いられるフェルールが開示されている。このフェルールは、複数本の光ファイバを保持するための複数の孔と、複数本の光ファイバの先端部と当接して該先端部の位置決めを行なう内面と、端面において内面の前方に設けられた凹部と、凹部に一体形成されたレンズとを備える。

米国特許出願公開第２０１２／００９３４６２号

光ファイバ同士のコネクタ接続の方式として、一般的にＰＣ（Physical Contact）方式が知られている。図９（ａ）及び図９（ｂ）は、ＰＣ方式の光結合構造の一例を示す側断面図である。図９（ａ）は接続前の状態を示し、図９（ｂ）は接続している状態を示す。このフェルール１００は、円柱状の外観を有しており、光ファイバ１２０を保持するための孔１０２を中心軸線上に有する。光ファイバ１２０は、孔１０２に挿通され、フェルール１００の先端面１０４において先端部が外部に僅かに突出する。このＰＣ方式では、光ファイバ１２０の先端部を、接続相手側コネクタの同先端部と物理的に接触させて押圧することにより（図９（ｂ））、光ファイバ１２０同士を効率的に光結合させる。このような方式は、主に単心光ファイバ同士を接続する際に用いられる。

しかしながら、このような方式には次の問題がある。すなわち、フェルール端面に異物が付着した状態で接続してしまうと、押圧力によってフェルール端面に異物が密着してしまう。密着した異物を取り除くためには接触式のクリーナを使用する必要があり、また、異物の密着を防ぐためには頻繁に清掃を行なう必要がある。また、複数本の光ファイバを同時に接続する場合、１本毎に所定の押圧力が要求されるので、光ファイバの本数が多くなるほど接続に大きな力が必要となる。

上記の問題に対し、例えば特許文献１に記載されたように、互いに接続される光ファイバの先端面の間に間隔を設け、該間隔部分にレンズを配置したものがある。図１０は、そのような光結合構造の一例を模式的に示す側断面図である。図１０のフェルール２００は、光ファイバ１２０を保持するための孔２０２と、光ファイバ１２０の先端部と当接して該先端部の位置決めを行なう内面２０４と、端面２０５において内面２０４の前方に設けられたレンズ２０８とを備える。しかしながら、このような構造では、光ファイバ１２０の位置が正確に調芯される必要がある。また、レンズ２０８がフェルール２００とは別部品であって、レンズ２０８をフェルールと接合する場合には、光ファイバ１２０に加えてレンズ２０８の位置も正確に調芯される必要がある。従って、調芯作業を要する部品点数が増し、各部品に許容される位置誤差（トレランス）が厳しくなるので、調芯工程が複雑化・長時間化してしまう。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、フェルール端面の清掃が容易であり、複数本の光ファイバを同時に接続する場合であっても接続に大きな力を必要とせず、調芯作業が容易な光コネクタ付きファイバ、及び光結合構造を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明の一実施形態に係る光コネクタ付きファイバは、光ファイバとフェルールとを有し、該フェルールは、前記光ファイバを保持する光ファイバ保持孔と、相手側光コネクタと対向するフェルール端面と、ガイドピンが挿入されるガイド孔とを備え、当該フェルール端面において前記光ファイバの先端面が露出しており、当該フェルール端面及び前記光ファイバの先端面の各法線方向は略平行であるとともに前記光ファイバの光軸方向に対して傾斜しており、当該フェルール端面に別部材のスペーサが設けられており、該スペーサは前記光ファイバの先端面から延びる光路を通過させる開口を有し、前記光ファイバのＭＦＤ（Mode Field Diameter）は、先端面に近づくに従って徐々に拡大し、先端面で最大となる。

また、本発明の一実施形態に係る光結合構造は、互いに接続される第１及び第２の光コネクタ付きファイバを備え、第１及び第２の光コネクタ付きファイバはそれぞれ、光ファイバとフェルールとを有し、該フェルールは、前記光ファイバを保持する光ファイバ保持孔と、相手側光コネクタと対向するフェルール端面と、ガイドピンが挿入されるガイド孔とを備え、当該フェルール端面において前記光ファイバの先端面が露出しており、当該フェルール端面及び前記光ファイバの先端面の各法線方向は略平行であるとともに前記光ファイバの光軸方向に対して傾斜しており、前記光ファイバのＭＦＤは、先端面に近づくに従って徐々に拡大し、先端面で最大となり、第１及び第２の光コネクタ付きファイバは各々のフェルール端面が互いに略平行となる上下反転した状態で互いに対向しており、第１及び第２の光コネクタ付きファイバの各々のフェルール端面の間に別部材のスペーサが設けられており、該スペーサは前記光ファイバの先端面から延びる光路を通過させる開口を有し、第１及び第２の光コネクタ付きファイバは前記ガイドピンにより相対位置を固定される。

本発明によれば、フェルール端面の清掃が容易であり、複数本の光ファイバを同時に接続する場合であっても接続に大きな力を必要とせず、調芯作業が容易な光コネクタ付きファイバ及び光結合構造を提供できる。

図１は、本発明の一実施形態に係る光結合構造の構成を示す側断面図である。 図２は、図１のII−II線に沿った光結合構造の断面図である。 図３は、光ファイバの先端面付近の光結合構造を拡大して示す断面図である。 図４（ａ）及び図４（ｂ）は、光コネクタ付きファイバの先端面及びフェルール端面を示す正面図である。 図５は、本発明の一実施形態に係る光結合構造の光ファイバの先端面付近を拡大して示す断面図である。 図６は、光コネクタ付きファイバのフェルール及びスペーサの分解斜視図である。 図７は、本発明の一実施形態に係る光コネクタ付きファイバのフェルール及び光ファイバの構成を示す側断面図である。 図８は、本発明の一実施形態に係る光コネクタ付きファイバのフェルール及び光ファイバの構成を示す側断面図である。 図９（ａ）及び図９（ｂ）は、ＰＣ方式のフェルールの構造の一例を示す側断面図である。図９（ａ）は接続前の状態を示し、図９（ｂ）は接続している状態を示す。 図１０は、互いに接続される光ファイバの先端面の間に間隔を設け、該間隔部分にレンズを配置したフェルールの構造例を模式的に示す側断面図である。

［本願発明の実施形態の説明］
最初に、本発明の実施形態の内容を説明する。本発明の一実施形態に係る光コネクタ付きファイバは、光ファイバとフェルールとを有し、該フェルールは、前記光ファイバを保持する光ファイバ保持孔と、相手側光コネクタと対向するフェルール端面と、ガイドピンが挿入されるガイド孔とを備え、当該フェルール端面において前記光ファイバの先端面が露出しており、当該フェルール端面及び前記光ファイバの先端面の各法線方向は略平行であるとともに前記光ファイバの光軸方向に対して傾斜しており、当該フェルール端面に別部材のスペーサが設けられており、該スペーサは前記光ファイバの先端面から延びる光路を通過させる開口を有し、前記光ファイバのＭＦＤは、先端面に近づくに従って徐々に拡大し、先端面で最大となる。

本発明の一実施形態に係る光結合構造は、互いに接続される第１及び第２の光コネクタ付きファイバを備え、第１及び第２の光コネクタ付きファイバはそれぞれ、光ファイバとフェルールとを有し、該フェルールは、前記光ファイバを保持する光ファイバ保持孔と、相手側光コネクタと対向するフェルール端面と、ガイドピンが挿入されるガイド孔とを備え、当該フェルール端面において前記光ファイバの先端面が露出しており、当該フェルール端面及び前記光ファイバの先端面の各法線方向は略平行であるとともに前記光ファイバの光軸方向に対して傾斜しており、前記光ファイバのＭＦＤは、先端面に近づくに従って徐々に拡大し、先端面で最大となり、第１及び第２の光コネクタ付きファイバは各々のフェルール端面が互いに略平行となる上下反転した状態で互いに対向しており、第１及び第２の光コネクタ付きファイバの各々のフェルール端面の間に別部材のスペーサが設けられており、該スペーサは前記光ファイバの先端面から延びる光路を通過させる開口を有し、第１及び第２の光コネクタ付きファイバは前記ガイドピンにより相対位置を固定される。

上記の光コネクタ付きファイバでは、相手側光コネクタとの間隔を規定する別部材のスペーサが、フェルールに設けられている。同様に、上記の光結合構造では、第１の光コネクタ付きファイバのフェルールと第２の光コネクタ付きファイバのフェルールとの間に間隔を規定する別部材のスペーサが設けられている。これにより、フェルール端面と相手側光コネクタとの間（または、第１及び第２の光コネクタ付きファイバのフェルール端面の間）に所定の間隔を容易に設けることができる。従って、非接触の光結合構造を実現し、フェルール端面の清掃を容易に（或いは清掃不要に）することができる。また、ＰＣ方式と異なり、接続に大きな力を必要とせずに、複数本の光ファイバを同時に接続することができる。更には、レンズを介していないので光路に存在する光学部材の数を少なくでき、光結合損失を抑えることができる。

また、上記の光コネクタ付きファイバでは、光ファイバの先端面及びフェルール端面の各法線方向が光ファイバの光軸方向に対して傾斜している。これにより、光ファイバの先端面における反射戻り光を低減できる。また、上記の光コネクタ付きファイバではスペーサとフェルールとが別部材となっているので、傾斜したフェルール端面及び光ファイバの先端面を研磨等によって容易に形成できる。

上記の光コネクタ付きファイバにおいて、上記端面と交差する方向に、ガイドピンが挿入されるガイド孔がフェルール端面に形成されており、フェルール端面において、ガイド孔の中心を通る直線に対して、光ファイバの先端面の中心位置がずれている。上記の光コネクタ付きファイバでは、光ファイバの先端面の法線方向が光ファイバの光軸方向に対して傾斜しているので、該先端面における屈折により、光ファイバの先端面から延びる光路は光ファイバの光軸に対して傾く。このような構成であっても、ガイド孔の中心を通る直線に対して、光ファイバの先端面の中心位置がずれていることによって、該光コネクタ付きファイバと、同様の構成を備える相手側光コネクタ付きファイバとを、端面における光路の屈折を考慮して好適に光結合できる。

上記の光コネクタ付きファイバのフェルールは、光ファイバ保持孔を複数有してもよく、更に光ファイバ保持孔の並び方は、接続方向（第１方向）に交差しガイド孔の中心を結ぶ直線に平行な第２方向に複数列、及び第１方向と交差し第２方向とも交差する第３方向に複数段であってもよい。上記の光コネクタ付きファイバのフェルールによれば、そのような多芯の場合であっても、大きな力を必要とせずに相手側光コネクタとの接続を行なうことができる。

上記の光コネクタ付きファイバにおいて、上記端面と交差する方向に、ガイドピンが挿入されるガイド孔がフェルール端面に形成されており、スペーサは、ガイドピンが通る貫通孔を更に有してもよい。これにより、スペーサをガイドピンにより安定して保持することができる。

上記の光結合構造において、上記第１方向におけるフェルール間の間隔が２０μｍ以上１００μｍ以下であってもよい。このように間隔が短いことで、光ファイバ先端面から出射された光の径が拡がらないうちに相手側光コネクタの光ファイバ先端面に到達させることができるので、光結合効率の低下を抑制できる。

本発明の一実施形態に係る光コネクタ付きファイバでは、先端面に近づくに従ってＭＦＤが徐々に大きくなり、先端面においてＭＦＤが最大となる光ファイバ、を備えてもよい。このような光ファイバは通常の光ファイバと比較して小さな開口数を有する。従って、出射光の拡がりを抑え、レンズを介さなくても光ファイバ同士の光結合効率を高めることができる。

本発明の一実施形態に係る光コネクタ付きファイバでは、フェルールの端面部分におけるファイバ保持孔の直径が、フェルールの奥部の孔の直径より小さくてもよい。これにより、先端の外径が細くなっている光ファイバをフェルールに挿入した場合に、調心作業をすることなく、光ファイバの光軸をファイバ保持孔の中心に一致させることができる。

［本願発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る光コネクタ付きファイバ及び光結合構造について、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係る光結合構造１Ａの構成を示す側断面図であって、光結合される一対の光ファイバ１０ａの光軸に沿った断面を示している。また、図２は、図１のII−II線に沿った光結合構造１Ａの断面図である。図１及び図２に示されるように、本実施形態の光結合構造１Ａは、互いに接続される第１の光コネクタ付きファイバ２Ａ及び第２の光コネクタ付きファイバ２Ｂを備え、第１及び第２の光コネクタ付きファイバ２Ａ、２Ｂは互いに同一の形状（略直方体状）を有し、一方に対して他方が上下反転した状態で互いに対向している。

第１及び第２の光コネクタ付きファイバ２Ａ、２Ｂは、それぞれ複数本（図２には８本を例示）の光ファイバ１０ａと、光ファイバ１０ａを保持するフェルール１１とを備えている。複数本の光ファイバ１０ａは、接続方向（図中の矢印Ａ１）に沿って各々延びており、接続方向Ａ１（第１方向）と交差する方向Ａ２（第２方向）に並んで配置されている。各光ファイバ心線１０は、光ファイバ１０ａと光ファイバ１０ａを覆う樹脂被覆１０ｂとを有し、接続方向における途中から先端面１０ｃに亘って樹脂被覆１０ｂが除去されることにより光ファイバ１０ａが露出している。

フェルール１１は、略直方体状の外観を有しており、例えば樹脂によって構成される。フェルール１１は、接続方向Ａ１の一端側に設けられた端面１１ａと、他端側に設けられた後端面１１ｂとを有する。また、フェルール１１は、接続方向Ａ１に沿って延びる一対の側面１１ｃ，１１ｄと、底面１１ｅ及び上面１１ｆとを有する。光コネクタ付きファイバ２Ａの端面１１ａと、光コネクタ付きファイバ２Ｂの端面１１ａとは互いに対向している。これらの端面１１ａには、光ファイバ１０ａの光軸に沿った断面と交差する方向（本実施形態では方向Ａ２）に並ぶ一対のガイド孔１１ｇ，１１ｈが形成されている。これらのガイド孔１１ｇ，１１ｈそれぞれには、ガイドピン２１ａ，２１ｂ（図２参照）がそれぞれ挿入される。ガイドピン２１ａ，２１ｂは、光コネクタ付きファイバ２Ａと光コネクタ付きファイバ２Ｂとの相対位置を固定する。

後端面１１ｂには、複数本の光ファイバ心線１０をまとめて受け入れる導入孔１２が形成されている。また、導入孔１２から端面１１ａに亘って貫通するように複数の光ファイバ保持孔１３が形成されており、これらの光ファイバ保持孔１３それぞれには複数本の光ファイバ１０ａそれぞれが挿入されて保持される。各光ファイバ１０ａの先端面１０ｃは、端面１１ａにおいて露出しており、好適には端面１１ａと面一である。一方の光ファイバ１０ａの先端面１０ｃと、相手方光ファイバ１０ａの先端面１０ｃとの間には間隙が設けられており、これらの先端面１０ｃは、レンズ等の光学要素、屈折率整合剤などを介することなく、間隙を介して、相手方光コネクタ付きファイバの各光ファイバ１０ａの先端面１０ｃと光結合される。従って、一方の光ファイバの先端面１０ｃから出射した光は、他方の光ファイバの先端面１０ｃに入射する。

図３は、光ファイバ１０ａの先端面１０ｃ付近を拡大して示す側断面図である。図３に示されるように、光結合される一対の光ファイバ１０ａの光軸に沿った断面において、光ファイバ１０ａの先端面１０ｃ及び端面１１ａの法線方向Ｖ１は、略平行であるとともに光ファイバ１０ａの光軸方向Ｖ２に対して傾斜している。ここで、略平行とは、先端面１０ｃ及び端面１１ａの相対位置を固定して研磨することで形成される平行度であって、例えば、先端面１０ｃの法線ベクトルＶ３と端面１１ａの法線ベクトルＶ１のなす角度が１°以下であることを意味する。これにより、先端面１０ｃにおける反射戻り光を低減することができる。この場合、光ファイバ１０ａの先端面１０ｃから出射される光の光路Ｌ１は、先端面１０ｃにおいて屈折する。スペーサ２２（図１参照）とフェルール１１とが別部材となっているので、傾斜した端面１１ａ及び光ファイバ１０ａの先端面１０ｃを研磨等によって容易に形成できる。

また図３に示されるように、端面１１ａのうち少なくとも光ファイバ保持孔１３の中心軸線Ｃ１と交わる領域の法線ベクトルＶ１は、光ファイバ保持孔１３の中心軸線Ｃ１に対して方向Ａ３に傾いている。この傾き角は、例えば８°以下が好ましい範囲である。そして、光コネクタ付きファイバ２Ａ，２Ｂの各端面１１ａは、光コネクタ付きファイバ２Ａ，２Ｂが互いに上下反転して互いに対向する状態において互いに逆向きに同じ角度だけ傾いており、互いに略平行となっている。
ここで、略平行とは、スペーサ２２の厚みＴの均一性によって形成される平行度であって、例えば、光コネクタ付きファイバ２Ａの端面１１ａの法線ベクトルＶ１と光コネクタ付きファイバ２Ｂの端面１１ａの法線ベクトルＶ１とのなす角度が１７９°以上であることを意味する。更に、光コネクタ付きファイバ２Ａの光ファイバ保持孔１３の中心軸線Ｃ１と、光コネクタ付きファイバ２Ｂの光ファイバ保持孔１３の中心軸線Ｃ１とは、方向Ａ３に互いにずれている。このずれ量ΔＨは、光ファイバのコアの屈折率と、端面１１ａの傾斜角および両端面１１ａ間の距離によって決定され、例えば、コアの屈折率が１.５０で、端面傾斜角が８°で、端面間距離が６０μｍの場合には、４μｍである。

前述したように、光コネクタ付きファイバ２Ａ及び２Ｂは互いに同一の形状であり、ガイドピン２１ａ，２１ｂ（図２参照）によって、左右方向Ａ２の相対位置だけでなく、上下方向Ａ３の相対位置も固定され、一方に対して他方が上下反転した状態で互いに対向している。光コネクタ付きファイバ２Ａ及び２Ｂの光ファイバ保持孔１３はそれぞれ、中心軸線Ｃ１がガイド孔中心軸線Ｄ１からΔＨ／２ずれた位置にある。

前述と同じ内容について、光コネクタの別の面から示す。図４（ａ）は、端面１１ａを示す正面図である。図４（ａ）に示されるように、端面１１ａにおいて、光ファイバ１０ａの先端面１０ｃの中心位置Ｃ１は、２つのガイド孔１１ｇ，１１ｈの中心を結ぶ直線Ｅ１に対して僅かに上方にずれている。言い換えれば、方向Ａ１及びＡ２の双方と交差する方向Ａ３（上記第３方向、すなわちフェルール１１の上下方向）において、フェルール１１の中心に対し光ファイバ１０ａの中心軸線は上面１１ｆ側にΔＨ／２ずれている。従って、光路Ｌ１が屈折しても、光コネクタ付きファイバ２Ａ及び２Ｂが互いに上下反転して接続されることにより、それぞれの光ファイバ１０ａの光軸同士が互いに上下方向にずれるので、これらの光ファイバ１０ａ同士が好適に光結合できる。

同様にして、図４（ｂ）は、ガイド孔の数が２つより多い一例であり、４つのガイド孔を備える端面１１ａの正面図を示している。４つのガイド孔にガイドピンを挿入して、光結合する２つの光コネクタの相対位置をより精度よく固定する場合、上下のガイド孔の各中心の中点を通り、左右のガイド孔の各中心を結ぶ直線に平行な直線Ｅ１（すなわち、すべてのガイド孔によって囲まれる領域の中心を通り、上面１１ｆと底面１１ｅに平行な平面が端面１１ａと交わってできる直線Ｅ１）に対して、光ファイバ１０ａの先端面１０ｃの中心位置Ｃ１が、上面１１ｆ側にΔＨ／２ずれていれば、光ファイバ１０ａ同士がより好適に光結合できる。本実施形態のように、より多くの数のガイドピンを用いて２つの光コネクタの相対位置をより精度よく固定することによって、互いに同様の構成を備える光コネクタ付きファイバ２Ａ，２Ｂの光ファイバ１０ａをより好適に光結合させることができる。

また、図５は本発明の一実施形態に係る光結合構造１Ａの光ファイバ１０ａの先端面１０ｃ付近を拡大して示す側断面図であって、光結合される対となる光ファイバ１０ａの光軸に沿った断面を示している。光結合される対となる光ファイバ１０ａの光軸に沿った断面において、上下（Ａ３）方向の各段の光ファイバ保持孔１３は、各中心軸線Ｃ１が、ガイド孔中心軸線Ｄ１を対称軸として線対称となる位置Ｆ１からΔＨ／２ずれた位置にある。これにより、光ファイバ１０ａが上下（Ａ３）方向に２段以上になっても好適に光結合できる。本実施形態のように、光ファイバ１０ａの先端面１０ｃの中心位置Ｃ１はＡ３方向に２段以上に並んでいてもよい。これにより、光コネクタ付きファイバ２Ａ，２Ｂの光ファイバ１０ａの本数が２４本を超える超多芯であっても、光コネクタ付きファイバ２Ａ，２Ｂの光ファイバ１０ａを好適に光結合させることができる。

光コネクタ付きファイバ２Ａは、スペーサ２２を更に備える。図６は、スペーサ２２及び光コネクタ付きファイバ２Ａの分解斜視図である。スペーサ２２は、端面１１ａ上に設けられて、該端面１１ａと光コネクタ付きファイバ２Ｂの端面１１ａとの間隔を規定する。具体的には、スペーサ２２は開口２２ａを有する板状を呈しており、一方の面２２ｂが光コネクタ付きファイバ２Ａの端面１１ａに当接して接着されており、他方の面２２ｃは光コネクタ付きファイバ２Ｂとの接続の際に光コネクタ付きファイバ２Ｂの端面１１ａに当接する。開口２２ａは、光コネクタ付きファイバ２Ａの複数本の光ファイバ１０ａの先端面１０ｃそれぞれと、光コネクタ付きファイバ２Ｂの複数本の光ファイバ１０ａの先端面１０ｃそれぞれとの間に延びる複数本の光路Ｌ１を通過させる。接続方向Ａ１におけるスペーサ２２の厚さＴ（図１参照）は、例えば２０μｍ以上１００μｍ以下であり、５５μｍ以上６５μｍ以下であることが望ましい。このようにスペーサ２２が薄いことで、光ファイバ１０ａの先端面１０ｃから出射された光の径が拡がらないうちに相手側光コネクタ（光コネクタ付きファイバ２Ｂ）の光ファイバ１０ａの先端面１０ｃに到達させることができるので、光結合効率の低下を抑制できる。スペーサ２２を形成する素材はフェルールと同じ素材がよい。スペーサは一部品であってもよく、複数部品であってもよい。

これにより、端面１１ａと相手側光コネクタとの間（または、第１及び第２の光コネクタ付きファイバ２Ａ，２Ｂの端面１１ａの間）に所定の間隔を容易に設けることができる。従って、非接触の光結合構造を実現し、異物の密着を低減して端面１１ａの清掃を（例えばエアダスターを噴射することなどで）容易にすることができ、或いは清掃を不要にできる。また、ＰＣ方式と異なり、接続に大きな力を必要とせずに、多数の光ファイバ１０ａを同時に接続することができる。更には、レンズを介していないので光路に存在する光学部材の数を少なくできる。これにより、光結合損失を抑えることができるとともに、調芯工程を容易化し、製造工程を少なくしてコストを低く抑えることができる。

スペーサ２２は、ガイドピンの数と同じ数の貫通孔を有する。図６はガイドピンの数が２つの場合の一例であり、ガイドピン２１ａ，２１ｂ（図２参照）は貫通孔２２ｄ，２２ｅを通る。これにより、光コネクタ付きファイバ２Ａ及び２Ｂが互いに接続された状態において、スペーサ２２はガイドピン２１ａ，２１ｂによって安定して保持される。

また、図７の模式図に示されるように、光ファイバ１０ａは、コア１０ｄ及びクラッド１０ｅを有しており、先端面１０ｃに近づくに従ってコア１０ｄのＭＦＤが徐々に大きくなり、先端面１０ｃにおいてＭＦＤが最大となる。先端面１０ｃにおけるＭＦＤは、例えば１５μｍ以上２５μｍが好適であるが、１０μｍ以上３０μｍ以下であってもよい。このような光ファイバ１０ａは、通常の光ファイバと比較して小さな開口数を有する。従って、出射光の拡がりを抑え、レンズを介さなくても光ファイバ同士の光結合効率を高めることができる。なお、このような光ファイバ１０ａは、例えばＴＥＣファイバ（Thermally-diffused Expanded Core Fiber）によって好適に実現される。

前述したＴＥＣファイバを作製するために、光ファイバに加工を行なうと、図８の模式図に示されるように、光ファイバ１０ａの先端が細くなることがある。光ファイバ１０ａの先端の外径に合わせて、光ファイバ保持孔１３のフェルール端面部分の孔径を、フェルール後方部の孔径よりも小さくすることで、調心作業をすることなく、光ファイバ保持孔１３の中心に光ファイバ１０ａのコア１０ｄを精度よく合わせることができる。例えば、フェルール後方部（フェルール端面部分を含まない第１領域）の孔の直径は１２５μｍであり、フェルール端面部分（フェルール端面部分を含む第２領域）の孔の直径は１２４μｍである。前述の例では、ΔＨ／２は２μｍであり、これよりも十分に小さいトレランスで、光ファイバ保持孔１３の中心に光ファイバ１０ａのコア１０ｄを合わせる必要がある。本実施形態のように、光ファイバ保持孔１３の孔径は、端面１１ａ付近で小さくなっていてもよい。これにより、調心作業をすることなく、光ファイバ保持孔１３の中心に光ファイバ１０ａのコア１０ｄを精度よく合わせることができる。

本発明による光コネクタ付きファイバ、及び光結合構造は、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では光コネクタ付きファイバ２Ａ，２Ｂのフェルール１１の端面１１ａ間の隙間は空気で満たされているが、屈折率が一定の媒質であれば空気に限られない。また、上記実施形態では多芯フェルールに本発明を適用しているが、単芯フェルールにも適用可能である。

１Ａ…光結合構造、２Ａ，２Ｂ…光コネクタ、１０…光ファイバ心線、１０ａ…光ファイバ、１０ｂ…樹脂被覆、１０ｃ…先端面、１０ｄ…コア、１０ｅ…クラッド、１１…フェルール、１１ａ…端面、１１ｂ…後端面、１１ｃ，１１ｄ…側面、１１ｅ…底面、１１ｆ…上面、１１ｇ，１１ｈ…ガイド孔、１２…導入孔、１３…光ファイバ保持孔、２１ａ，２１ｂ…ガイドピン、２２…スペーサ、Ａ１…接続方向、Ｃ１…中心軸線、Ｄ１…ガイド孔中心軸線、Ｅ１…直線、Ｌ１…光、Ｖ１…法線ベクトル、Ｖ２…光軸方向、Ｖ３…法線ベクトル。

Claims (7)

1. 光ファイバとフェルールとを有し、
   該フェルールは、前記光ファイバを保持する光ファイバ保持孔と、相手側光コネクタと対向するフェルール端面と、ガイドピンが挿入されるガイド孔とを備え、
   当該フェルール端面において前記光ファイバの先端面が露出しており、
   当該フェルール端面及び前記光ファイバの先端面の各法線方向は、略平行であるとともに前記光ファイバの光軸方向に対して傾斜しており、
   当該フェルール端面に別部材のスペーサが設けられており、
   該スペーサは前記光ファイバの先端面から延びる光路を通過させる開口を有し、
   前記光ファイバのＭＦＤは、先端面に近づくに従って徐々に拡大し、先端面で最大となる、光コネクタ付きファイバ。
2. 前記光ファイバの外径は、先端面に近づくに従って徐々に細くなり、
   前記光ファイバ保持孔は、
   前記フェルール端面部分を含まない第１領域と
   前記フェルール端面部分を含む第２領域とを備え、
   前記光ファイバ保持孔の該第２領域の直径は
   前記光ファイバ保持孔の該第１領域の直径よりも小さい、
   請求項１に記載の光コネクタ付きファイバ。
3. 前記ＭＦＤが、先端面において、１０ミクロン以上３０ミクロン以下である請求項１または２に記載の光コネクタ付きファイバ。
4. 前記スペーサが、前記フェルールと同じ素材から形成されている請求項１から３のいずれか一項に記載の光コネクタ付きファイバ。
5. 互いに接続される第１及び第２の光コネクタ付きファイバを備え、
   第１及び第２の光コネクタ付きファイバはそれぞれ、光ファイバとフェルールとを有し、
   該フェルールは、前記光ファイバを保持する光ファイバ保持孔と、相手側光コネクタと対向するフェルール端面と、ガイドピンが挿入されるガイド孔とを備え、
   当該フェルール端面において前記光ファイバの先端面が露出しており、
   当該フェルール端面及び前記光ファイバの先端面の各法線方向は、略平行であるとともに前記光ファイバの光軸方向に対して傾斜しており、
   前記光ファイバのＭＦＤは、先端面に近づくに従って徐々に拡大し、先端面で最大となり、
   第１及び第２の光コネクタ付きファイバは各々のフェルール端面が互いに略平行となる上下反転した状態で互いに対向しており、
   第１及び第２の光コネクタ付きファイバの各々のフェルール端面の間に別部材のスペーサが設けられており、
   該スペーサは前記光ファイバの先端面から延びる光路を通過させる開口を有し、
   第１及び第２の光コネクタ付きファイバは前記ガイドピンにより相対位置を固定される、
   光結合構造。
6. 請求項５の光結合構造において、光結合される一対の対向した前記光ファイバの光軸が、同じ光軸上にない、光結合構造。
7. 前記スペーサが、前記フェルールと同じ素材から形成されている請求項５または６に記載の光結合構造。

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