JP3157081B2 - 光コネクタの製造方法 - Google Patents

光コネクタの製造方法

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    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信の分野において
使用される光コネクタの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】光ファイバの接続においては、接続に伴
う光損失と反射の増大を抑えることが重要である。この
ため、光コネクタ接続端面の最終仕上げ研磨にあたっ
て、できるだけファイバ端面に加工変質層やスクラッチ
等のダメージを与えないことが要求されている。そこ
で、通常の最終仕上げ研磨においては、比較的柔らかい
工具であるポリシャに酸化セリウム砥粒を散布して研磨
作業を行う遊離砥粒による研磨方法が採用されている。
【0003】一方、光コネクタの接続においては、光フ
ァイバ同士を突き合わせたときにファイバ端面間に空隙
が生じないようにするために、光コネクタの被接続端面
間に光ファイバのコアの屈折率に近い屈折率を有する整
合剤を介在させている。これにより、光ファイバのコア
の屈折率の連続性を保持して光の損失および反射を抑え
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、遊離砥
粒による研磨方法では、光コネクタのフェルールの材質
と光ファイバの材質との間での硬さの違いや、ポリシャ
の柔らかさ等の影響によりコネクタ端面における研磨除
去量にバラツキが生じたり、光コネクタの被接続端面の
平坦度が低下する。また、この方法では、研磨の効率が
極めて低い。
【0005】また、光コネクタの接続において、その被
接続端面間に整合剤を介在させる場合、整合剤は経時的
に蒸発等によりその量が減少するので、光の損失および
反射の抑制効果の長期的信頼性が低下する。このことを
考慮すると、光ファイバ同士でPC(Physical Contac
t)接続できることが必要である。
【0006】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、被接続端面の平坦度が高く、光コネクタの接続の
際に良好なPC接続を行うことができる光コネクタの製
造方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、ファイバ挿入
穴を有する光コネクタを得る工程と、光ファイバのファ
イバ端面が露出するように前記光コネクタの前記ファイ
バ挿入穴に光ファイバを挿入する工程と、前記光ファイ
バの前記ファイバ端面を酸化セリウム砥粒と、酸化クロ
ム砥粒、ジルコニア砥粒、およびアルミナ砥粒からなる
群より選ばれた少なくとも1つの砥粒とを、酸化セリウ
ムが純度50%のときに40〜70容量%含まれるよう
に、混合してなる砥石で固定砥粒方式により研磨処理す
る工程と、を具備することを特徴とする光コネクタの製
造方法を提供する。
【0008】ここで、酸化セリウム砥粒の最大粒径は1
0μm以下に設定することが望ましい。これは、砥粒の
最大粒径が10μmを超えると傷やスクラッチ等のない
良質な鏡面を得ることが困難であるからである。また、
酸化クロム砥粒、ジルコニア砥粒、およびアルミナ砥粒
の最大粒径は6μm以下に設定することが好ましい。こ
れは、酸化セリウムと混合する砥粒の粒径が最大粒径で
6μmを超えるとスクラッチを生じ易くなるからであ
る。
【0009】酸化セリウム砥粒に使用する酸化セリウム
は、通常その純度が約50%である。このような純度の
酸化セリウムを酸化セリウム砥粒に使用する場合には、
砥石となる砥粒全体における酸化セリウム砥粒の割合
は、40〜70容量%であることが好ましい。これは、
酸化セリウム砥粒の割合が40容量%未満であるとスク
ラッチや加工変質層等が問題となり、70容量%を超え
るとメカノケミカル作用によって研磨された光ファイバ
端面が凹むからである。具体的には、混合する他の砥粒
が酸化クロム砥粒であるときは、砥粒全体における酸化
セリウム砥粒の割合は40〜60容量%であり、ジルコ
ニア砥粒であるときは40〜60容量%であり、アルミ
ナ砥粒であるときは50〜70容量%である。なお、酸
化セリウムの純度が高ければ高いほど、酸化セリウム砥
粒の割合を小さくする必要がある。
【0010】なお、砥粒を固持するためのバインダー
(結合材)としては、砥石総重量の3%以下の重量の樹
脂、例えばフェノール樹脂を用いている。このため、砥
石総重量の97%以上は砥粒であり、結合材による結合
力は弱い。したがって、砥石から砥粒が容易に脱落で
き、砥石のセルフドレッシング効果が得られ、これによ
り研磨に寄与する砥粒の数が多くなる。その結果、研磨
効率が高くなり、被研磨体の研磨端面へのダメージを防
ぐことができる(スクラッチ等の傷がない)。
【0011】一方、砥粒同士の結合力が弱いために、砥
石の形が崩れ易いので、研磨処理において、研磨品質の
安定化を図るために、研磨中または研磨する度に砥石に
対して自動的にツルイングを行うことが望ましい。ツル
イングとは、砥石端面の平坦度についての修正を行うこ
とをいい、光コネクタをきれいに仕上げることと、その
端面の平坦度精度を向上させるために、砥石の平坦度精
度を常にミクロのレベルに維持する。なお、本発明にお
いて規定する研磨処理は、最終の仕上研磨として行う。
【0012】
【作用】本発明はファイバ端面を酸化セリウム砥粒と、
酸化クロム砥粒、ジルコニア砥粒、およびアルミナ砥粒
からなる群より選ばれた少なくとも1つの砥粒とを、酸
化セリウムが純度50%のときに40〜70容量%含ま
れるように、混合してなる砥石で固定砥粒方式により研
磨処理することを特徴としている。
【0013】酸化セリウム砥粒からなる砥石は、光ファ
イバに対してそのメカノケミカル効果により、加工変質
層やスクラッチ等を形成することなしにファイバ端面を
仕上げることができる。酸化セリウムのメカノケミカル
効果は、とりわけ石英系光ファイバに対して顕著であ
る。したがって、酸化セリウム単独では、強いメカノケ
ミカル作用によりファイバ端面が凹曲面となる。本発明
のように、酸化クロム砥粒、ジルコニア砥粒、またはア
ルミナ砥粒を酸化セリウム砥粒に規定量混合することに
より、物理的な研磨作用が高くなり、酸化セリウムのメ
カノケミカル効果が必要最小限に抑えられる。この結
果、研磨後のファイバ端面が凹面状となることを防止し
つつ、研磨効率を向上させてファイバ端面を鏡面仕上す
ることができる。また、遊離砥粒を用いた研磨処理と異
なり、研磨後の光コネクタの被接続端面の平坦度は極め
て高くなる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して具体
的に説明する。図1は、直径125μmの光ファイバ1
3とコネクタフェルール15からなる光コネクタ11に
おいて、酸化セリウム砥粒からなる砥石のメカノケミカ
ル効果を説明するための図である。酸化セリウム砥粒
(純度約50%)のみからなる砥石を用いて光コネクタ
11の被接続端面12に研磨処理を施すと、光ファイバ
13のファイバ端面14が凹面状となる。このときの最
大の凹み量をδで示す。
【0015】図2は、酸化セリウム砥粒(純度約50
%)およびジルコニア砥粒からなる混合砥粒の砥石を用
いて光コネクタの被接続端面を仕上げ研磨する際におけ
る酸化セリウム砥粒の割合と、ファイバ端面の凹み量δ
との関係を示すグラフである。ファイバ端面の凹み量δ
は、表面粗さ測定器を用いてファイバ端面の中央部を測
定することにより求めた。
【0016】図2から分かるように、酸化セリウムの割
合が100容量%の場合には、ファイバ中心の凹み量δ
が約0.2μmにも達した。これに対して、酸化セリウ
ムの割合が50容量%の場合には、凹み量δが0であっ
た。本発明における研磨処理においては、加工変質層や
スクラッチ等の形成を極力抑えるために、できるだけ酸
化セリウム砥粒の割合を多く含むことが望ましいが、フ
ァイバ端面の凹み量δをできるだけ小さくするために、
酸化セリウムの割合が50容量%程度であることが好ま
しいことが分かる。なお、酸化セリウムと混合する砥粒
に酸化クロム砥粒やアルミナ砥粒を用いる場合でも、上
記とほぼ同様に、加工変質層やスクラッチ等の形成を極
力抑え、凹み量δをできるだけ小さくできる混合割合が
存在する。
【0017】次に、本発明の効果を明確にするために行
った実験例の一つを説明する。まず、ファイバ挿入穴を
有するガラスフィラー入りエポキシ樹脂製のコネクタフ
ェルールを用意し、このコネクタフェルールのそれぞれ
のファイバ挿入穴に光ファイバを挿入し、その後光ファ
イバとファイバ挿入穴との間に接着剤を塗布し、この状
態で接着剤を加熱硬化した。
【0018】次いで、コネクタフェルールの被接続端面
から突出した光ファイバおよびはみ出した接着剤を研削
により除去し、#3000のダイヤモンド砥石等の砥石
を用いて前加工を施した。その後、最大粒径が10μm
である酸化セリウム砥粒(純度約50%)50容量%お
よび最大粒径が4μmであるジルコニア砥粒(純度85
%以上)50容量%の混合砥粒からなる砥石(砥石の結
合材として、砥石重量の3%以下のフェノール樹脂を使
用した。砥石のモース硬度は約1である。)を用いて以
下の第1表に示す研磨条件でコネクタフェルールの被接
続端面に仕上研磨処理を施した。この場合、研磨処理中
に砥石に対してツルイングを行った。このようにして光
コネクタを作製した。
【0019】
【表1】
【0020】得られた光コネクタについて、ファイバ端
面を含む領域の表面粗さを表面粗さ測定器で測定した。
その結果を図3に示す。図3から分かるように、ファイ
バ端面領域での表面粗さは十数nmであり、しかもその平
坦度も極めて高く、ファイバ端面が凹面状にならなかっ
た。また、顕微鏡による観察においてもスクラッチが観
察されなかった。
【0021】このように本発明の方法により得られた光
コネクタは、メカノケミカル効果が発揮されて極めて良
好な鏡面仕上げがなされたものであった。また、2つの
光コネクタのファイバ端面を突き合わせて接続して光伝
送特性を調べたところ、接続損失が0.4dBであり、良
好なPC接続ができたことが確認された。
【0022】本実験例においては、酸化セリウム砥粒
(純度約50%)50容量%およびジルコニア砥粒(純
度85%以上)50容量%の混合砥粒からなる砥石を使
用した例について説明したが、この混合砥粒の代わり
に、酸化セリウム砥粒(純度約50%)50容量%およ
び酸化クロム砥粒(純度約99%)50容量%の混合砥
粒、並びに酸化セリウム砥粒(純度約50%)60容量
%およびアルミナ砥粒(純度約99%)40容量%の混
合砥粒を用いてもほぼ同様の効果が得られることが確認
された。なお、上記実施例においては、砥石重量に占め
る砥粒の重量が97%以上であり、結合材が砥石重量の
3%以下しか加えられていないので、砥粒同士の結合力
が弱く、研磨に寄与する砥粒数が多くなることから高い
研磨効率を実現でき、しかも光コネクタ端面にスクラッ
チ等のダメージを与えることなく研磨を行うことができ
た。また、砥石から砥粒が容易に脱落するので、砥石の
目づまりが起こらない。
【0023】本発明は、単芯光コネクタおよび多芯光コ
ネクタのいずれにも適用することができ、上記実施例に
おいて用いたコネクタフェルールの材質と異なる材質の
コネクタフェルールを用いた場合にも適用することがで
きる。
【0024】
【発明の効果】以上説明した如く本発明の光コネクタの
製造方法によれば、ファイバ端面が露出するように光コ
ネクタのファイバ挿入穴に光コネクタを挿入し、このフ
ァイバ端面を酸化セリウム砥粒と、酸化クロム砥粒、ジ
ルコニア砥粒、およびアルミナ砥粒からなる群より選ば
れた少なくとも1つの砥粒(砥石重量の3%以下の重量
の結合材を含む)とを、酸化セリウムが純度50%のと
きに40〜70容量%含まれるように、混合してなる砥
石で固定砥粒方式により研磨するので、仕上げ研磨後の
被接続端面の平坦度が高く、ファイバ端面が凹面状とな
らない光コネクタを、最終仕上げ研磨の効率を高めなが
ら得ることができる。また、本発明の方法により得られ
た光コネクタは、良好なPC接続を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】光コネクタにおいて、酸化セリウム砥粒からな
る砥石のメカノケミカル効果を説明するための図。
【図2】酸化セリウム砥粒およびジルコニア砥粒からな
る混合砥粒砥石における酸化セリウム砥粒の割合と、フ
ァイバ端面の凹み量δとの関係を示すグラフ。
【図3】本発明の方法により得られた光コネクタのファ
イバ端面の表面粗さを示す特性図。
【符号の説明】
11…光コネクタ、12…被接続端面、13…光ファイ
バ、14…ファイバ端面、15…コネクタフェルール。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B24B 19/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ファイバ挿入穴を有する光コネクタを得
    る工程と、 光ファイバのファイバ端面が露出するように前記光コネ
    クタの前記ファイバ挿入穴に光ファイバを挿入する工程
    と、 前記光ファイバの前記ファイバ端面を酸化セリウム砥粒
    と、酸化クロム砥粒、ジルコニア砥粒、およびアルミナ
    砥粒からなる群より選ばれた少なくとも1つの砥粒と
    、酸化セリウムが純度50%のときに40〜70容量
    %含まれるように、混合してなる砥石で固定砥粒方式に
    より研磨処理する工程と、を具備することを特徴とする
    光コネクタの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記砥石に前記砥石の重量の3%以下の
    重量のバインダーが含まれている請求項1に記載の方
    法。
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JP5-224213 1994-02-03
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JP6-11717 1994-02-03
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ITTO940715A0 (it) 1994-09-09
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