WO2021200636A1 - 光コネクタ及び光コネクタ接続構造 - Google Patents

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WO2021200636A1
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optical fiber
lens
optical
optical connector
ferrule
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PCT/JP2021/012815
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French (fr)
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健吾 渡辺
岩屋　光洋
昌義 塚本
末松　克輝
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古河電気工業株式会社
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    • G02B6/3628—Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers
    • G02B6/3664—2D cross sectional arrangements of the fibres
    • G02B6/3676—Stacked arrangement

Definitions

  • the present invention relates to an optical connector and an optical connector connection structure, and more particularly to a lens connector for connecting an optical fiber by a lens method and an optical connector connection structure including the lens connector.
  • BP backplane
  • SM single mode
  • PC Physical contact
  • lens method are known as methods for connecting optical fibers in an optical connector for BP.
  • the optical fibers are physically connected by abutting the end faces of the optical fibers in the optical fiber array to be connected against each other by pressing pressure and physically contacting them.
  • the optical connector for BP is generally used in a place where cleaning is difficult, there is a concern that the communication quality may be deteriorated due to dust in the optical connection portion. For example, if the optical path is blocked by dust, insertion loss (optical power loss) may increase, and physical contact may be hindered by pinching dust.
  • the pressing force per board becomes excessive, so that it is difficult to expand the number of cores.
  • lens-type multi-core connectors have been attracting attention.
  • a lens array having a lens corresponding to each optical fiber of the optical fiber array is provided in the optical connector, and light is transmitted through the lens by fixing the optical connector provided with the lens array so as to face each other.
  • the influence of dust is reduced because the beam diameter of the optical fiber is expanded through the lens, and the scorching of the end face of the optical fiber due to dust is also suppressed by reducing the power density of the connection portion.
  • the optical fibers can be connected to each other in a non-contact manner, the pressing force can be made constant regardless of the number of cores of the optical fibers.
  • connection structure of such a lens-type multi-core connector for example, in Patent Document 1, two optical connectors including a multi-core optical fiber are connected via a lens array for an optical connector including a lens formed of a transparent resin.
  • the optical connector connection structure joined by the lens is disclosed.
  • 100 Gigabit Ethernet (registered trademark) optical transmission systems are widely used, and research on improvement of transmission characteristics such as transmission distance and transmission speed is underway.
  • an optical transmission system it is used with an incoming light power of up to about + 10.5 dBm.
  • the conventional optical connector connection structure for connecting a multi-core optical fiber by a lens method is used for a high power optical transmission system exceeding +20 dBm such as a wavelength division multiplexing method
  • light is slightly absorbed in a resin lens. It is converted into heat, and the heat raises the temperature of the resin lens that hits the optical path.
  • the effective refractive index changes, causing a shift in the distance from the lens to the ideal focal point.
  • the ideal focal position changes, the focus shifts with respect to the core of the optical fiber, which may lead to an increase in insertion loss.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a lens-type optical connector capable of suppressing insertion loss even at the time of high-power light input.
  • An optical connector includes at least one optical fiber and a lens element having at least one lens that binds light to the end face of the optical fiber, and the end face of the optical fiber.
  • the distance FLh ( ⁇ m) between the apex of the lens is the distance FL ( ⁇ m) from the apex of the lens to the focal point F located in the back direction of the lens, and the end face of the optical fiber and the focal point F. It is represented by the sum of the interval ⁇ ( ⁇ m), and the interval ⁇ is longer than 10 ⁇ m.
  • optical connector According to the optical connector according to the present invention, it is possible to suppress insertion loss even at the time of high power input.
  • FIG. It is a perspective view which shows the appearance of the optical connector which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is an exploded perspective view which shows the structure of the optical connector which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows typically the junction part of the optical fiber and the lens element in the optical connector which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows an example of the bonding method of the optical fiber and a lens element in the optical connector which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows an example of the bonding method of the optical fiber and a lens element in the optical connector which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows an example of the bonding method of the optical fiber and a lens element in the optical connector which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows another example of the bonding method of the optical fiber and a lens element in the optical connector which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows another example of the bonding method of the optical fiber and a lens element in the optical connector which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows another example of the bonding method of the optical fiber and a lens element in the optical connector which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows another example of the bonding method of the optical fiber and a lens element in the optical connector which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows another example of the optical fiber used by the bonding method shown in FIGS. 5A-5D.
  • FIG. It is a figure which shows typically the relationship between the distance FLh, the distance FL, and the distance ⁇ in the optical connector which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a schematic diagram for demonstrating the equation for calculating a distance FL. It is a figure which shows typically the junction part of the optical fiber and the lens element in the optical connector which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is a figure which shows typically the relationship between the distance FLh, the distance FL, and the distance ⁇ in the optical connector which concerns on Embodiment 2.
  • the optical connector (10) is a lens having at least one optical fiber (18) and at least one lens (44) that binds light to the end face of the optical fiber.
  • Focus F that includes the element (14) and the distance FLh ( ⁇ m) between the end face (180) of the optical fiber and the apex (144) of the lens is located in the back direction of the lens from the apex of the lens. It is represented by the sum of the distance FL ( ⁇ m) and the distance ⁇ ( ⁇ m) between the end face of the optical fiber and the focal point, and the distance ⁇ is longer than 10 ⁇ m.
  • the optical connector (10) may have an incoming light power in which the connection loss at the time of high power incoming light is smaller than the connection loss at the time of low power incoming light.
  • the high power may be an incoming light power of +20 dBm or more.
  • the low power may be an incoming light power of less than +11 dBm.
  • the lens element (14) may contain a resin material.
  • the optical connector (10) further includes a ferrule (12) for holding the optical fiber (18), and the lens element (14) and the ferrule may contain the same resin material.
  • the resin material may be a cycloolefin polymer or a polyetherimide.
  • the optical connector (10) includes a filling medium (19) between the end face (180) of the optical fiber and the lens element, and the filling medium may be an adhesive.
  • the optical connector (10) may include a plurality of optical fibers (18) and a plurality of lenses (44) corresponding to the plurality of optical fibers.
  • the interval ⁇ may be longer than 20 ⁇ m.
  • the interval ⁇ may be 100 ⁇ m or less.
  • the optical fiber (18) may be a single mode fiber.
  • At least one of the optical connectors may be connected to the optical connector (10).
  • FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of the optical connector according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing the configuration of the optical connector according to the first embodiment of the present invention.
  • the optical connector 10 connects a plurality of optical fibers fixed to the optical connector 10 to a plurality of optical fibers fixed to other optical connectors to be connected, respectively. It is a multi-core optical connector for connecting. Specifically, the optical connector 10 has a plurality of optical fibers 18, a ferrule 12, a lens element 14, and a pair of guide pins 16.
  • the optical fiber 18 is a quartz-based optical fiber having a core 118 and a clad 218.
  • an optical fiber tape core wire 20 in which a predetermined number of optical fibers 18 are arranged in parallel and integrally coated with a coating 22 made of a resin such as an ultraviolet curable resin is used, and the optical fiber tape core wire 20 is used.
  • a plurality of layers are laminated and fixed to the ferrule 12.
  • the optical fiber 18 is, for example, a single mode fiber.
  • the ferrule 12 is a connector main body for arranging and accommodating a plurality of optical fibers 18 arranged in an array.
  • the ferrule 12 contains a mixture of a base material containing a resin and a filler which is a solid material made of a material different from the base material, which is used for general resin ferrules.
  • the ferrule 12 is formed by molding a mixed material.
  • the molding method of the ferrule 12 is not particularly limited, but for example, a transfer molding method, an injection molding method, or the like can be used.
  • the base material used for the ferrule 12 contains at least one of a thermoplastic resin and a thermosetting resin.
  • the thermoplastic resin used as the base material of the ferrule 12 include polyphenylene sulfide (polyphenylene sulfide, PPS), liquid crystal polymer (liquid crystal polymer, LCP), polyether sulfone (PES), polycarbonate (PC), and cycloolefin.
  • a polymer (COP) or the like may be used.
  • the thermosetting resin used for the base material of the ferrule 12 for example, an epoxy resin, a phenol resin, a urea resin, a melamine resin, an unsaturated polyester resin or the like may be used.
  • the filler used in the ferrule 12 for example, quartz glass or a solid material obtained by processing quartz crystals into a predetermined shape may be used.
  • the filler of ferrule 12 is added to the base material in order to reduce the coefficient of linear expansion of ferrule 12.
  • the ferrule 12 has a ferrule main body portion 24 and a flange portion 26.
  • connection end side of the optical connector 10 is referred to as "front” of the optical connector 10
  • the side opposite to the connection end of the optical connector 10 is referred to as "rear” of the optical connector 10.
  • Ferrule 12 is a ferrule for a multi-core optical connector.
  • the ferrule 12 is an MT (Mechanical Transfer) ferrule, and conforms to or conforms to standards such as IEC 61754-5 by the International Electrotechnical Commission and JIS C 5981 by the Japanese Industrial Standards.
  • MT Mechanism Transfer
  • the collar portion 26 is formed with an optical fiber introduction port 28 for introducing a plurality of optical fibers 18 into the ferrule 12.
  • the optical fiber introduction port 28 is formed in the flange portion 26 so as to penetrate the optical connector 10 in the front-rear direction.
  • the ferrule main body 24 is formed with a hollow portion 30 connected to the optical fiber introduction port 28 of the flange portion 26. Further, an opening 32 connected to the hollow portion 30 is formed on the upper surface of the ferrule main body portion 24. The opening 32 is a hole for introducing an adhesive 29 for fixing the optical fiber 18 to the ferrule 12.
  • the ferrule main body 24 has a connection side end surface 34 on the front side of the optical connector 10.
  • the connection side end surface 34 is inclined with respect to a plane perpendicular to the front-rear direction of the optical connector 10.
  • a plurality of optical fiber insertion holes 36 into which a plurality of optical fibers 18 are inserted along the optical axis of the optical fiber are formed in the connection side end surface 34 of the ferrule main body 24.
  • the plurality of optical fiber insertion holes 36 are formed along the front-rear direction of the optical connector 10, respectively.
  • One end of each of the plurality of optical fiber insertion holes 36 is open to the connection side end surface 34.
  • the other ends of the plurality of optical fiber insertion holes 36 are opened so as to be connected to the hollow portion 30, respectively.
  • the plurality of optical fiber insertion holes 36 are arranged in an array. For example, a predetermined number of rows of optical fiber insertion holes 36 arranged in parallel along the width direction of the optical connector 10 are formed in a plurality of stages parallel to the vertical direction of the optical connector 10. In FIG. 2, as an example, a case where five rows of 12 optical fiber insertion holes 36 are formed is shown.
  • the arrangement of the plurality of optical fiber insertion holes 36, the total number of the plurality of optical fiber insertion holes 36, the number of the optical fiber insertion holes 36 per row, and the number of stages of the rows of the optical fiber insertion holes 36 are plural. It can be appropriately set according to the number of optical fibers 18 and the like.
  • the hole diameter and pitch of the optical fiber insertion hole 36 can also be appropriately set according to the outer diameter and pitch of the optical fiber 18. Further, the number of stages of the optical fiber insertion hole 36 does not have to be a plurality of stages, and may be one stage.
  • each optical fiber 18 (the outer diameter of the glass portion composed of the core and the clad) is 80 to 126 ⁇ m.
  • the pitch is, for example, 125 ⁇ m or 250 ⁇ m, and when the outer diameter of the optical fiber 18 is 125 ⁇ m, the pitch is, for example, 250 ⁇ m.
  • the pitch is not limited to this, and may be set to be equal to or larger than the outer diameter of the optical fiber 18.
  • the tips of a plurality of optical fiber tape core wires 20 are introduced from the optical fiber introduction port 28 of the flange portion 26 into the hollow portion 30 of the ferrule main body portion 24.
  • the plurality of optical fiber tape core wires 20 are laminated in the vertical direction of the optical connector 10.
  • the plurality of optical fiber tape core wires 20 may be protected by being covered and held by boots or the like at the rear end of the optical connector 10.
  • the coating 22 is removed from each of the tips of the plurality of optical fiber tape core wires 20 introduced into the hollow portion 30, and the end face 180 of the optical fiber 18 is exposed.
  • An optical fiber 18 is inserted and fixed in each of a plurality of optical fiber insertion holes 36 formed in the ferrule main body 24.
  • the plurality of optical fibers 18 inserted and fixed in the plurality of optical fiber insertion holes 36 in the same row are included in the same optical fiber tape core wire 20.
  • the optical fiber 18 is adhered to and fixed to the optical fiber insertion hole 36 by the adhesive 29 introduced from the opening 32 on the upper surface of the ferrule main body 24.
  • the ends of the plurality of optical fiber tape core wires 20 introduced into the hollow portion 30 are also adhered to and fixed to the ferrule main body portion 24 by the adhesive 29 introduced from the opening 32.
  • the optical fiber 18 inserted and fixed in the optical fiber insertion hole 36 may be in a state of being covered with a resin coating or in a state in which the resin coating is removed.
  • the end face of the optical fiber 18 fixed to the optical fiber insertion hole 36 is polished together with the connection side end face 34 of the ferrule main body 24 so as to be aligned with the connection side end face 34.
  • the ferrule 12 accommodates the plurality of optical fibers 18 so that the plurality of optical fibers 18 are arranged in an array.
  • the ferrule 12 containing the plurality of optical fibers 18 has a fiber array including the plurality of optical fibers 18.
  • the pair of guide pin insertion holes 38 are formed along the front-rear direction of the optical connector 10, respectively.
  • a lens element 14 is attached to the connection side end surface 34 of the ferrule main body 24.
  • the lens element 14 is a lens array including a plurality of lenses 44 corresponding to the plurality of optical fibers 18 housed in the ferrule 12.
  • the lens element 14 preferably contains a resin material having a refractive index of 1.40 to 1.67.
  • a resin material having a refractive index of 1.40 to 1.67 By forming the lens element 14 from a resin material, workability and mass productivity can be improved. Further, the coupling loss in the optical connector can be suppressed by bringing the characteristics of the resin material forming the lens element 14 and the resin material forming the ferrule 12, for example, the linear expansion coefficients close to each other or matching them.
  • the lens 44 may contain the same resin material as the lens element 14, and the lens element 14 may be integrally molded with the lens 44.
  • Such a resin material may be any material that can propagate the light to be transmitted, and is preferably transparent.
  • the resin material may contain a filler.
  • the lens element 14 is a resin plate, it is easy to mold and can be mass-produced as compared with glass. Further, since the lens element 14 and the lens 44 are made of the same resin material, it is possible to prevent a change in the refractive index between different materials.
  • the lens element 14 has a lens array side end surface 40 as a first main surface on which a lens array portion 42 including a plurality of lenses 44 corresponding to a plurality of optical fibers 18 is formed, and a second end surface 40 facing the lens array side end surface 40. It has a lens array back surface 41 as a main surface.
  • the lens array side end surface 40 is a surface in front of the optical connector 10 in the lens element 14, and is a surface that is arranged to face the other optical connector 10 to be connected when connecting the two optical connectors 10. More specifically, the lens array side end surface 40 is arranged so as to face each other with the lens array side end surface 40 of the lens element 14 of the other optical connector 10 to be connected.
  • the lens array portion 42 is formed with a plurality of lenses 44 arranged in an array corresponding to the plurality of optical fibers 18 arranged on the connection side end surface 34 of the ferrule main body portion 24.
  • Each of the plurality of lenses 44 has a convex curved surface of the end surface 40 on the lens array side, and is formed so that the direction along the front-rear direction of the optical connector 10 is the optical axis.
  • Each lens 44 may be a spherical lens or an aspherical lens.
  • the back surface 41 of the lens array is the rear surface of the optical connector 10 in the lens element 14, and is the surface to be joined to the connection side end surface 34 of the ferrule 12 by the adhesive 29.
  • the lens array back surface 41 is a surface inclined with respect to a plane perpendicular to the front-rear direction of the optical connector 10, and each lens 44 is optically coupled to the corresponding optical fiber 18. As such, it is joined to the connection side end surface 34 of the ferrule main body 24. The details of the joint portion between the lens element 14 and the optical fiber 18 will be described later.
  • the plurality of lenses 44 collimate the light emitted from the corresponding optical fiber 18 toward the lens 44 into parallel light. It can function as a collimated lens that emits light toward the optical connector of the other party to be connected. Further, the plurality of lenses 44 serve as a condensing lens that collects the parallel light incident from the optical connector of the other party connected to the lens 44 on the end face of the corresponding optical fiber 18 and causes the light to enter the optical fiber 18. Can also work.
  • a pair of guide pin insertion holes 46 into which guide pins 16 are inserted are formed at both side ends of the lens array portion 42 of the lens element 14.
  • the pair of guide pin insertion holes 46 are formed along the front-rear direction of the optical connector 10, respectively.
  • the pair of guide pin insertion holes 46 are formed corresponding to the pair of guide pin insertion holes 38 of the ferrule main body 24.
  • the lens element 14 is adhered and fixed to the connection side end surface 34 of the ferrule 12 by the adhesive 29 in a state of being positioned with respect to the ferrule 12 by a pair of guide pins 16.
  • the guide pin 16 inserted into the guide pin insertion holes 46 and 38 has a portion protruding forward from the lens element 14 of the optical connector 10 so as to be similarly inserted and connected to the optical connector of the other party to be connected. There is.
  • an optical connector 10 having a plurality of optical fibers 18 housed and fixed in the ferrule 12 is realized.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a joint portion between the optical fiber 18 and the lens element 14 in the optical connector 10 according to the first embodiment.
  • an optical connector 10 for connecting a single-mode multi-core optical fiber by a lens method one optical fiber 18 among a plurality of optical fibers 18 fixed to a ferrule 12 is typically shown. Shown.
  • the back surface 41 of the lens array is joined to the connection side end surface 34 of the ferrule 12 (ferrule main body 24) and the end surface 180 of the optical fiber 18 via an adhesive 19 as a filling medium. ..
  • the adhesive 19 a material having an optimum refractive index is used according to the resin material used for the lens element 14.
  • the refractive index of the material used for the adhesive 19 is preferably a value between the refractive index of the optical fiber 18 (core 118) and the refractive index of the resin material used for the lens element 14.
  • the adhesive 19 is preferably a material that becomes transparent to light in the wavelength band to be transmitted after curing.
  • an adhesive 19 for example, an epoxy resin adhesive, an acrylic resin adhesive, or a silicone adhesive can be used.
  • the joint surface between the optical fiber 18 and the lens element 14 is not perpendicular to the optical axis 181 of each optical fiber 18. That is, the joint surface between the optical fiber 18 and the lens element 14 is inclined with respect to the plane 182 perpendicular to the optical axis 181 of the optical fiber 18.
  • the bonding surface between the optical fiber 18 and the lens element 14 refers to the end surface 180 of the optical fiber 18 and the back surface 41 of the lens array, which are bonded to each other via an adhesive 19.
  • the end surface 180 of the optical fiber 18 is inclined with respect to the plane 182 perpendicular to the optical axis 181 of the optical fiber 18, and the lens array back surface 41 is inclined with respect to the plane 182.
  • the inclination angle of the end surface 180 of the optical fiber 18 with respect to the plane 182 and the inclination angle of the lens array back surface 41 with respect to the plane 182 are equal to each other.
  • the ratio of the reflected light at the junction surface between the lens element 14 and the optical fiber 18 to be coupled to the optical fiber 18, that is, the amount of reflection attenuation at the junction surface between the lens element 14 and the optical fiber 18 is-.
  • ⁇ ⁇ 6 ° it is preferable that ⁇ ⁇ 6 °.
  • ⁇ may be approximately 8 °.
  • the optical connector 10 when the lens 44 is coated with an antireflection (AR: Anti-Reflective) coating, the reflection attenuation amount can be set to ⁇ 45 dB or less.
  • the optical connector 10 preferably uses a wavelength band corresponding to an optical communication wavelength band from the O band to the L band (from 1260 nm to 1625 nm) depending on the application. For example, in the case of the single mode optical fiber 18, wavelengths in the wavelength bands of O band (1260 nm to 1360 nm), C band (1530 nm to 1565 nm), and L band (1565 nm to 1625 nm) are used.
  • 4A to 4C are diagrams showing an example of a method of joining the optical fiber 18 and the lens element 14 in the optical connector 10 according to the first embodiment.
  • a ferrule 12 in which a plurality of optical fiber insertion holes 36 are formed is prepared, and the optical fibers 18 are inserted into and fixed to each optical fiber insertion hole 36 of the ferrule 12 (step S11). ).
  • the adhesive 19 is poured into the gap between each optical fiber insertion hole 36 and the optical fiber 18 to fix the fiber.
  • one end face of the ferrule 12 to which the optical fiber 18 is fixed is polished (step S12).
  • the ferrule 12 is polished by a known polishing technique so that the connection side end surface 34 of the ferrule 12 is not perpendicular to the optical axis 181 of the optical fiber 18.
  • the inclination angle ⁇ of the connection side end surface 34 of the ferrule 12 with respect to the plane 182 perpendicular to the optical axis 181 of the optical fiber 18 is set to an appropriate value according to the material forming the lens element 14 as described above. Just do it.
  • a lens element 14 in which the lens array back surface 41 is obliquely polished is prepared in the same manner as the ferrule 12, and the lens array back surface 41 of the lens element 14 and the connection side end surface 34 of the ferrule 12 are adhered to each other.
  • Join with agent 19 step S13.
  • the ferrule 12 and the lens element 14 are joined so that the end surface 180 of each optical fiber 18 adhesively fixed to the ferrule 12 and the corresponding lens 44 face each other.
  • the joint portion between the optical fiber 18 and the lens element 14 in the optical connector 10 according to the first embodiment can be realized.
  • 5A to 5D are diagrams showing another example of a method of joining the optical fiber 18 and the lens element 14 in the optical connector 10 according to the first embodiment.
  • a ferrule 12 in which a plurality of optical fiber insertion holes 36 are formed is prepared, and one end face of the ferrule 12 is polished by a known polishing technique (step S21).
  • the polishing method is the same as in step S12 described above.
  • a lens element 14 in which the lens array back surface 41 is obliquely polished is prepared in the same manner as the ferrule 12, and the lens array back surface 41 of the lens element 14 and the connection side end surface 34 of the ferrule 12 are adhered to each other.
  • Join with agent 19 step S22.
  • the ferrule 12 and the lens element 14 are joined so that the optical fiber insertion hole 36 of the ferrule 12 and the corresponding lens 44 face each other.
  • Step S23 a plurality of optical fibers 18 having one end face 180 polished obliquely are prepared, and the optical fibers 18 are inserted into the corresponding optical fiber insertion holes 36 of the ferrule 12.
  • each optical fiber 18 is adhesively fixed to the back surface 41 of the lens array of the lens element 14 via the adhesive 19 (step S24).
  • the joint portion between the optical fiber 18 and the lens element 14 in the optical connector 10 according to the first embodiment can be realized.
  • an optical fiber 18 having one end cut by melting using, for example, a laser cleaver (or a laser cutter) may be used.
  • the cut surface (end surface 180) of the optical fiber 18 has a rounded shape due to heat during melting.
  • the laser of the laser cleaver is generally a laser having an absorption wavelength of an optical fiber such as a CO 2 laser or an ultraviolet laser.
  • the end surface 180 of the optical fiber 18 is a surface in contact with the center of the core 118.
  • FIG. 7 shows the distance FLh between the end face of the optical fiber 18 and the apex of the lens 44 and the distance F from the apex of the lens 44 to the focal point F located in the back direction of the lens 44 in the optical connector 10 according to the first embodiment. It is a figure which shows typically the relationship between FL and the distance ⁇ between the end face of an optical fiber 18 and a focal point F.
  • one of a plurality of optical fibers 18 fixed to the ferrule 12 is an optical fiber 18 as an example of an optical connector 10 for connecting a single-mode multi-core optical fiber by a lens method. Is typically illustrated.
  • the back surface 41 of the lens array is joined to the end face 180 of the optical fiber 18 via an adhesive 19 as in FIG. 3, and the end face 180 of the optical fiber 18 and the back surface 41 of the lens array are formed. , Tilt at equal tilt angles to each other.
  • the distance FLh between the end face 180 of the optical fiber 18 and the apex 144 of the lens is the distance FL from the apex 144 of the lens to the focal point F located in the direction of the back surface of the lens 244, and the end face 180 of the optical fiber 18 and the focal point F. It is represented by the sum of the intervals ⁇ and.
  • the position of the focal point F is the focal position of the light entering from the apex 144 of the lens when light power is incident to the extent that the refractive index of the lens element 14 and the lens 44 hardly changes, that is, at the time of low power incoming light.
  • the position of the focal point F will be referred to as an ideal focal point position F.
  • the low power means an incoming light power of less than +11 dBm which has been conventionally used.
  • the light incident from the apex 144 of the lens at the time of low power input is refracted through the lens 44 as shown by the optical path A, and further passes through the lens element 14 to reach the ideal focal position F.
  • Such a distance from the apex 144 of the lens to the ideal focal position F is defined as the distance FL ( ⁇ m).
  • the focal point F is located on the bonding surface between the adhesive 19 and the lens element 14, that is, on the back surface 41 of the lens array. Therefore, in order to reduce the transmission loss of the incident light at the time of low power input, it is preferable that the end face 180 of the optical fiber 18 is arranged as close as possible to the back surface 41 of the lens array.
  • the light incident from the apex 144 of the lens at the time of high power input is refracted through the lens 44 as shown by the optical path B, further transmitted through the lens element 14 and the adhesive 19, and the end face 180 of the optical fiber 18 is transmitted.
  • the focal point at the time of high power input is adjusted so as to be located at the end face 180 of the optical fiber 18. That is, the focus at the time of high power input is deviated by the interval ⁇ from the ideal focal position F so that the focus is located at the end face 180 of the optical fiber 18 at the time of high power input.
  • Such a distance from the apex 144 of the lens to the focal position at the time of high power light input is defined as the distance FLh ( ⁇ m).
  • the high power means an incoming light power of +20 dBm or more, and the upper limit value is not particularly limited, but the incoming light power that can be practically implemented may be, for example, +30 dBm or less.
  • the interval ⁇ is the distance (interval) between the ideal focal position F and the focal position at the time of high power light input, and is set longer than 10 ⁇ m.
  • the interval ⁇ is longer than 10 ⁇ m, the insertion loss can be suppressed, and it is more preferable that the interval ⁇ is longer than 20 ⁇ m.
  • the focal point at the time of high power input is shifted from the ideal focal position F toward the end face 180 of the optical fiber 18 by an interval ⁇ longer than 10 ⁇ m, that is, the core 118 of the optical fiber 18.
  • the distance FLh is adjusted so that the focal point at the time of high power input reaches.
  • the upper limit of the interval ⁇ is not particularly limited, but may be 100 ⁇ m or less.
  • FIG. 8 is a schematic diagram for explaining an equation for calculating the distance FL.
  • the distance FL can be calculated from the following formula (1) and is based on the lens formula. Since the distance FL is calculated from the following equation (1), the ideal focal position F is determined. Therefore, the focal position at the time of high power input can be adjusted from the relationship between the ideal focal position F and the interval ⁇ described above.
  • the end face 180 of the optical fiber 18 and the back surface 41 of the lens array are shown in a non-tilted manner for convenience, but even if they are tilted, the distance FL is similarly expressed by the following equation (1). ) Can be calculated.
  • the optical connector 10 according to the first embodiment may have an incoming light power in which the connection loss at the time of high power incoming light is smaller than the connection loss at the time of low power incoming light.
  • each of the measurement results of 12 times is shown.
  • the focus at the time of high power incoming light is a distance shifted from the ideal focal position F toward the end face 180 of the optical fiber 18 by an interval ⁇ longer than 10 ⁇ m.
  • FLh is adjusted. That is, the distance FLh is adjusted to be longer than the distance FL from the apex 144 of the lens to the ideal focal position F by more than 10 ⁇ m.
  • the focus is located on the end face 180 (core 118) of the optical fiber 18 at the time of high power input, so that even if the lens element 14 and the lens 44 are made of a resin material, the focus on the core 118 of the optical fiber 18 is maintained. You can prevent slippage.
  • the optical connector 10 according to the first embodiment, it is possible to suppress the insertion loss even at the time of high power input.
  • the amount of reflection attenuation can be reduced by applying an antireflection coating to the convex surface of the lens 44 in the lens element 14.
  • an antireflection coating for example, the reflection on the convex surface of the lens 44 is -40 dB or less in the band of ⁇ 40 nm centered on 1310 nm, and the optical fiber 18 of the light reflected on the convex surface of the lens 44. It is possible to make the amount of binding to -55 dB or less.
  • the optical connector 10 when there is a difference in the linear expansion coefficient between the ferrule 12 and the lens element 14, the optical axis of each optical fiber 18 fixed to the ferrule 12 and the optical axis of the lens 44 due to a temperature change. Since there is a gap between the light and the light, the loss of light inserted into the optical connector 10 may fluctuate due to a temperature change.
  • the optical connector 10 it is desirable to select the materials of the ferrule 12 and the lens element 14 so that the difference in the coefficient of linear expansion between the ferrule 12 and the lens element 14 becomes small.
  • the amount of the filler for example, quartz glass
  • the base material of the ferrule 12 for example, polyphenylene sulfide (PPS)
  • PPS polyphenylene sulfide
  • the ferrule 12 and the lens element 14 may be formed of the same material.
  • the material include resin materials such as cycloolefin polymer (COP, coefficient of linear expansion: 60 to 80 ppm / ° C.) and polyetherimide (PEI, coefficient of linear expansion: 56 ppm / ° C.).
  • FIG. 9 is a diagram schematically showing a joint portion between the optical fiber 18 and the lens element 14 in the optical connector 10 according to the second embodiment.
  • a lens element 14 having a plurality of lenses 44 formed on its surface and a ferrule 12 accommodating a plurality of optical fibers 18 are formed.
  • the joint portion of one optical fiber 18 is typically shown.
  • the back surface 41 of the lens array is joined to the connection side end surface 34 of the ferrule 12 (ferrule main body 24) and the end surface 180 of the optical fiber 18 via an adhesive 19.
  • the adhesive 19 is also filled in the gap between the inner wall of the optical fiber insertion hole 36 of the ferrule 12 and the optical fiber 18.
  • the joint surface between the optical fiber 18 and the lens element 14 is perpendicular to the optical axis 181 of each optical fiber 18. That is, the joint surface between the optical fiber 18 and the lens element 14 is parallel to the plane 182 perpendicular to the optical axis 181 of the optical fiber 18.
  • the bonding surface between the optical fiber 18 and the lens element 14 refers to the end surface 180 of the optical fiber 18 and the back surface 41 of the lens array, which are bonded to each other via an adhesive 19.
  • the optical connector 10 according to the second embodiment shown in FIG. 9 has the same structure as the optical connector 10 according to the first embodiment shown in FIG. 3, except that the optical fiber 18 and the lens element 14 are not inclined. be.
  • FIG. 10 shows the distance FLh between the end face of the optical fiber 18 and the apex of the lens 44 and the focal point F'located from the apex of the lens 44 toward the back surface of the lens 44 in the optical connector 10 according to the second embodiment. It is a figure which shows typically the relationship between the distance FL, and the distance ⁇ between the end face of an optical fiber 18 and the focal point F'.
  • one of a plurality of optical fibers 18 fixed to the ferrule 12 is an optical fiber 18 as an example of an optical connector 10 for connecting a single-mode multi-core optical fiber by a lens method. Is typically illustrated.
  • the distance FLh between the end face 180 of the optical fiber 18 and the apex 144 of the lens is the distance FL from the apex 144 of the lens to the focal point F'(ideal focal position F') located in the direction of the back surface of the lens 244 and the light. It is represented by the sum of the distance ⁇ between the end face 180 of the fiber 18 and the focal point F'.
  • the light incident from the apex 144 of the lens at the time of low power input is refracted through the lens 44 as shown by the optical path A', and further passes through the lens element 14 to reach the ideal focal position F'.
  • the focal point F' is located between the back surface 41 of the lens array and the end face 180 of the optical fiber 18, that is, in the adhesive 19.
  • the light incident from the apex 144 of the lens at the time of high power input is refracted through the lens 44 as shown by the optical path B', and further passes through the lens element 14 and the adhesive 19 to pass through the lens element 14 and the adhesive 19 to the end face of the optical fiber 18.
  • the focal point at the time of high power input is adjusted so as to be located at the core 118 of the optical fiber 18.
  • the interval ⁇ is the distance (interval) between the ideal focal position F'and the focal position at the time of high power light input, and is set longer than 10 ⁇ m. In this way, the distance FLh is adjusted so that the focal point at the time of high power incoming light is shifted from the ideal focal position F'to the end face 180 of the optical fiber 18 by an interval ⁇ longer than 10 ⁇ m.
  • the focal point at the time of high power incoming light is shifted from the ideal focal position F'to the end face 180 (core 118) of the optical fiber 18 by an interval ⁇ longer than 10 ⁇ m.
  • the distance FLh is adjusted so that it is in position.
  • the focus is located on the end face 180 (core 118) of the optical fiber 18 at the time of high power input, so that even if the lens element 14 and the lens 44 are made of a resin material, the focus on the core 118 of the optical fiber 18 is maintained. You can prevent slippage.
  • ferrule 12 is formed as a separate component from the lens element 14 is illustrated, but the ferrule 12 may be integrally formed with the lens element 14.
  • optical fiber 18 may be built in a cable, a cord, or the like.
  • the optical fiber 18 is a single mode (SM) optical fiber is illustrated, but the optical fiber 18 may be a multimode (MM) optical fiber.
  • MM multimode
  • wavelengths in the wavelength bands of 850 nm (range of 850 nn ⁇ 50 nm), 1060 nm (range of 1060 nn ⁇ 50 nm) and 1310 nm (range of 1310 nn ⁇ 50 nm) are used.
  • the optical connector 10 may be an MPO connector (multi-fiber push-on connector) in which the guide pin 16 is incorporated in a housing such as an adapter.
  • MPO connector multi-fiber push-on connector
  • the optical connector 10 in each of the above embodiments may be used, and in such an optical connector connection structure, at least one of the optical connectors may be connected.

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Abstract

本発明は、少なくとも１つの光ファイバと、前記光ファイバの端面に光を結合する少なくとも１つのレンズを有するレンズ素子とを備える光コネクタに関する。前記光ファイバの端面と前記レンズの頂点との間の距離（ＦＬｈ）が、前記レンズの頂点から前記レンズの背面方向に位置する焦点（Ｆ）までの距離（ＦＬ）と、前記光ファイバの端面と前記焦点（Ｆ）との間隔（δ）との和で表され、且つ、前記間隔（δ）が１０μｍより長い。

Description

光コネクタ及び光コネクタ接続構造
　本発明は、光コネクタ及び光コネクタ接続構造に関し、特にレンズ方式で光ファイバを接続するレンズコネクタ及びそれを備える光コネクタ接続構造に関する。
　データセンタ内における光ファイバを用いた光配線の構築にあたって、光配線の高密度化に対処するため、バックプレーン（ＢＰ）用光コネクタの需要が拡大している。また、長距離伝送、大容量伝送の要求が高まっており、ＢＰ用光コネクタとして、これらの要求を満たし得るシングルモード（ＳＭ）の光ファイバの利用が増大している。さらに、ＢＰ用光コネクタにおいては、データ通信量の増大による大規模化に対処するため、光コネクタの多心化も検討されている。
　ＢＰ用光コネクタにおける光ファイバを接続する方式として、フィジカル・コンタクト（ＰＣ）方式とレンズ方式とが知られている。ＰＣ方式では、接続すべき光ファイバアレイにおける光ファイバの端面同士を押圧力により互いに突き合わせて物理的に接触させることにより、光ファイバを物理的に接続する。しかしながら、ＢＰ用光コネクタは、一般的に清掃が困難な場所で使用されるため、光接続部のダストによる通信品質の低下が懸念される。例えば、ダストにより光路が遮断されると挿入損失（光パワー損失）が増大してしまい、また、ダストの挟み込みによりフィジカル・コンタクトが阻害されるおそれがある。さらに、ＰＣ方式では光ファイバの心数が増加するにつれてボード当たりの押圧力が過大になるため、心数の拡張が困難である。
　一方、近年では、光コネクタに対する更なる多心化要求により、レンズ方式の多心コネクタが注目されている。レンズ方式では、光ファイバアレイの各光ファイバに対応したレンズを有するレンズアレイが光コネクタに設けられており、レンズアレイが設けられた光コネクタを対向させて固定することにより、レンズを介して光ファイバを光学的に接続する。このようなレンズ方式では、レンズを介して光ファイバのビーム径が拡大するためダストの影響が低減され、また、接続部のパワー密度の低減によりダストによる光ファイバの端面の焦げ付きも抑制される。さらに、光ファイバ同士が非接触で接続可能であるため、押圧力を光ファイバの心数によらず一定にできる。
　このようなレンズ方式の多心コネクタの接続構造として、例えば、特許文献１には、多心光ファイバを備える２つの光コネクタを、透明樹脂で形成されたレンズを備える光コネクタ用レンズアレイを介して接合した光コネクタ接続構造が開示されている。
特開２００３－１０７２７７号公報
　ところで、現在、１００ギガビット・イーサネット（登録商標）の光伝送システムが広く普及されており、伝送距離、伝送速度等の伝送特性の向上についての研究が進められている。このような光伝送システムでは、最大約＋１０．５ｄＢｍの入光パワーで利用されている。
　しかしながら、従来の多心光ファイバをレンズ方式で接続する光コネクタ接続構造を、波長分割多重方式等＋２０ｄＢｍを超える高パワーの光伝送システムに利用すると、樹脂製レンズ中でわずかに光が吸収されて熱に変換され、その熱により光路にあたる樹脂製レンズの温度が上昇する。樹脂製レンズの温度が上昇すると実効的な屈折率が変化し、レンズから理想的な焦点までの距離にズレが生じる。理想的な焦点位置の変化に伴い、光ファイバのコアに対してピントのズレが生じるため、挿入損失の増大を招くことが懸念される。
　本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、高パワー入光時においても、挿入損失を抑制可能なレンズ方式の光コネクタを提供することを目的とする。
　本発明の代表的な実施の形態に係る光コネクタは、少なくとも１つの光ファイバと、前記光ファイバの端面に光を結合する少なくとも１つのレンズを有するレンズ素子とを備え、前記光ファイバの端面と前記レンズの頂点との間の距離ＦＬｈ（μｍ）が、前記レンズの頂点から前記レンズの背面方向に位置する焦点Ｆまでの距離ＦＬ（μｍ）と、前記光ファイバの端面と前記焦点Ｆとの間隔δ（μｍ）との和で表され、且つ、前記間隔δが１０μｍより長いことを特徴とする。
　本発明に係る光コネクタによれば、高パワー入光時においても、挿入損失を抑制することが可能となる。
実施形態１に係る光コネクタの外観を示す斜視図である。 実施形態１に係る光コネクタの構成を示す分解斜視図である。 実施形態１に係る光コネクタにおける光ファイバとレンズ素子との接合部分を模式的に示す図である。 実施形態１に係る光コネクタにおける光ファイバとレンズ素子の接合方法の一例を示す図である。 実施形態１に係る光コネクタにおける光ファイバとレンズ素子の接合方法の一例を示す図である。 実施形態１に係る光コネクタにおける光ファイバとレンズ素子の接合方法の一例を示す図である。 実施形態１に係る光コネクタにおける光ファイバとレンズ素子の接合方法の別の一例を示す図である。 実施形態１に係る光コネクタにおける光ファイバとレンズ素子の接合方法の別の一例を示す図である。 実施形態１に係る光コネクタにおける光ファイバとレンズ素子の接合方法の別の一例を示す図である。 実施形態１に係る光コネクタにおける光ファイバとレンズ素子の接合方法の別の一例を示す図である。 図５Ａ～図５Ｄに示す接合方法で用いる光ファイバの別の一例を示す図である。 実施形態１に係る光コネクタにおける距離ＦＬｈと距離ＦＬと間隔δとの関係を模式的に示す図である。 距離ＦＬを算出するための方程式を説明するための模式図である。 実施形態２に係る光コネクタにおける光ファイバとレンズ素子との接合部分を模式的に示す図である。 実施形態２に係る光コネクタにおける距離ＦＬｈと距離ＦＬと間隔δとの関係を模式的に示す図である。 実施形態１に係る光コネクタについて、δ＝約２３の場合における入光パワーと挿入損失との関係を示す図である。 実施形態１に係る光コネクタについて、δ＝約３３の場合における入光パワーと挿入損失との関係を示す図である。
１．実施の形態の概要
　先ず、本発明における代表的な実施形態について概要を説明する。尚、以下の説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の参照符号を、括弧を付して記載している。
　［１］本発明の代表的な実施形態に係る光コネクタ（１０）は、少なくとも１つの光ファイバ（１８）と、前記光ファイバの端面に光を結合する少なくとも１つのレンズ（４４）を有するレンズ素子（１４）とを備え、前記光ファイバの端面（１８０）と前記レンズの頂点（１４４）との間の距離ＦＬｈ（μｍ）が、前記レンズの頂点から前記レンズの背面方向に位置する焦点Ｆまでの距離ＦＬ（μｍ）と、前記光ファイバの端面と前記焦点との間隔δ（μｍ）との和で表され、且つ、前記間隔δが１０μｍより長い。
　［２］上記光コネクタ（１０）は、低パワー入光時の接続損失より高パワー入光時の接続損失の方が小さくなる入光パワーを有していてもよい。
　［３］上記光コネクタ（１０）において、前記高パワーとは＋２０ｄＢｍ以上の入光パワーであってもよい。
　［４］上記光コネクタ（１０）において、前記低パワーとは＋１１ｄＢｍ未満の入光パワーであってもよい。
　［５］上記光コネクタ（１０）において、前記レンズ素子（１４）は樹脂材料を含んでいてもよい。
　［６］上記光コネクタ（１０）は、前記光ファイバ（１８）を保持するフェルール（１２）を更に備え、前記レンズ素子（１４）と前記フェルールは同じ樹脂材料を含んでいてもよい。
　［７］上記光コネクタ（１０）において、前記樹脂材料が、シクロオレフィンポリマー又はポリエーテルイミドであってもよい。
　［８］上記光コネクタ（１０）は、前記光ファイバの端面（１８０）と前記レンズ素子との間に充填媒体（１９）を備え、前記充填媒体は接着剤であってもよい。
　［９］上記光コネクタ（１０）は、複数の光ファイバ（１８）と、当該複数の光ファイバに対応する複数のレンズ（４４）とを備えていてもよい。
　［１０］上記光コネクタ（１０）において、前記間隔δは２０μｍより長くてもよい。
　［１１］上記光コネクタ（１０）において、前記間隔δは１００μｍ以下であってもよい。
　［１２］上記光コネクタ（１０）において、前記光ファイバ（１８）はシングルモードファイバであってもよい。
　［１３］光コネクタ接続構造は、接続する少なくとも一方が上記光コネクタ（１０）であってもよい。
２．実施形態の具体例
　以下、本発明の実施形態の具体例について図を参照して説明する。尚、以下の説明において、各実施形態において共通する構成要素には同一の参照符号を付し、繰り返しの説明を省略する。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係及び各要素の比率などは、現実と異なる場合がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係及び比率が異なる部分が含まれている場合がある。
　＜実施形態１＞
　図１は、本発明の実施形態１に係る光コネクタの外観を示す斜視図である。図２は、本発明の実施形態１に係る光コネクタの構成を示す分解斜視図である。
　図１、２に示すように、実施形態１に係る光コネクタ１０は、当該光コネクタ１０に固定された複数の光ファイバを、接続先の他の光コネクタに固定された複数の光ファイバにそれぞれ接続するための多心光コネクタである。具体的に、光コネクタ１０は、複数の光ファイバ１８と、フェルール１２と、レンズ素子１４と、一対のガイドピン１６とを有している。
　図３に示すように、光ファイバ１８は、コア１１８とクラッド２１８を有する石英系の光ファイバである。例えば、光コネクタ１０では、所定数の光ファイバ１８を平行に並べて紫外線硬化樹脂等の樹脂からなる被覆２２で一体的に被覆した光ファイバテープ心線２０を用い、その光ファイバテープ心線２０が複数積層されてフェルール１２に固定されている。光ファイバ１８は、例えば、シングルモードファイバである。
　フェルール１２は、アレイ状に配列された複数の光ファイバ１８を整列して収容するコネクタ本体部である。フェルール１２は、一般的な樹脂フェルールに用いられる、樹脂を含むベース材と、ベース材とは異なる材料からなる固形材であるフィラーとの混合材を含んでいる。フェルール１２は、混合材を成形加工することにより形成されている。尚、フェルール１２の成形方法は、特に限定されるものではないが、例えば、トランスファー成形法、射出成形法等を用いることができる。
　フェルール１２に用いられるベース材は、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂の少なくとも一方を含んでいる。フェルール１２のベース材に用いられる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリフェニレンスルフィド（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅｓｕｌｆｉｄｅ、ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ｌｉｑｕｉｄ　ｃｒｙｓｔａｌ　ｐｏｌｙｍｅｒ、ＬＣＰ）、ポリエーテルスルホン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎｅ、ＰＥＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）等を用いてよい。また、フェルール１２のベース材に用いられる熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等を用いてよい。
　フェルール１２に用いられるフィラーとしては、例えば、石英ガラス、石英結晶を所定の形状に加工した固形材を用いてよい。フェルール１２のフィラーは、フェルール１２の線膨張係数を低下させるためにベース材に配合されている。
　図１、２に示されるように、フェルール１２は、フェルール本体部２４と、鍔部２６とを有している。
　フェルール本体部２４は、光コネクタ１０の接続端側に設けられ、鍔部２６は光コネクタ１０の接続端と反対側に設けられている。尚、以下の説明では、光コネクタ１０の接続端側を光コネクタ１０の「前」と、光コネクタ１０の接続端と反対側を光コネクタ１０の「後」と称する。
　フェルール１２は、多心光コネクタ用のフェルールである。具体的には、フェルール１２は、ＭＴ（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｌｙ　Ｔｒａｎｓｆｅｒａｂｌｅ）フェルールであり、例えば、国際電気標準会議によるＩＥＣ　６１７５４－５、日本工業規格によるＪＩＳ　Ｃ　５９８１等の規格に適合又は準拠している。
　鍔部２６には、複数の光ファイバ１８をフェルール１２内に導入するための光ファイバ導入口２８が形成されている。光ファイバ導入口２８は、光コネクタ１０の前後方向に貫通するように鍔部２６に形成されている。
　フェルール本体部２４には、鍔部２６の光ファイバ導入口２８に接続する中空部３０が形成されている。また、フェルール本体部２４の上面には、中空部３０に接続する開口部３２が形成されている。開口部３２は、光ファイバ１８をフェルール１２に固定する接着剤２９を導入するための穴である。
　フェルール本体部２４は、光コネクタ１０の前方側に接続側端面３４を有している。接続側端面３４は、光コネクタ１０の前後方向に垂直な平面に対して傾斜している。フェルール本体部２４の接続側端面３４には、複数の光ファイバ１８がその光ファイバの光軸に沿って挿入される複数の光ファイバ挿入孔３６が形成されている。複数の光ファイバ挿入孔３６は、それぞれ光コネクタ１０の前後方向に沿って形成されている。複数の光ファイバ挿入孔３６の一端は、それぞれ接続側端面３４に開口している。複数の光ファイバ挿入孔３６の他端は、それぞれ中空部３０に接続するように開口している。
　複数の光ファイバ挿入孔３６は、アレイ状に配列されている。例えば、光コネクタ１０の幅方向に沿って平行に並んだ所定の本数の光ファイバ挿入孔３６の列が、光コネクタ１０の上下方向に平行に複数段形成されている。図２では、一例として、１２本の光ファイバ挿入孔３６の列が５段形成されている場合が示されている。尚、複数の光ファイバ挿入孔３６の配列の態様、複数の光ファイバ挿入孔３６の総本数、１列当たりの光ファイバ挿入孔３６の本数及び光ファイバ挿入孔３６の列の段数は、複数の光ファイバ１８の本数等に応じて適宜設定することができる。また、光ファイバ挿入孔３６の孔径及びピッチも、光ファイバ１８の外径及びピッチに応じて適宜設定することができる。また、光ファイバ挿入孔３６の段数は、複数段である必要はなく、１段であってもよい。
　尚、各光ファイバ１８は、その外径（コア及びクラッドから成るガラス部分の外径）が８０～１２６μｍである。光コネクタ１０において、光ファイバ１８の外径が８０μｍの場合には例えばピッチは１２５μｍ又は２５０μｍであり、光ファイバ１８の外径が１２５μｍの場合には例えばピッチは２５０μｍである。尚、ピッチはこれに限定されず、光ファイバ１８の外径以上に設定すればよい。
　上述のように形成されたフェルール１２において、鍔部２６の光ファイバ導入口２８からフェルール本体部２４の中空部３０内に、複数の光ファイバテープ心線２０の先端部が導入されている。複数の光ファイバテープ心線２０は、光コネクタ１０の上下方向に積層されている。複数の光ファイバテープ心線２０は、光コネクタ１０の後端においてブーツ等により覆われて保持されることにより保護されていてもよい。中空部３０内に導入された複数の光ファイバテープ心線２０の先端部では、それぞれ被覆２２が除去されており、光ファイバ１８の端面１８０が露出している。
　フェルール本体部２４に形成された複数の光ファイバ挿入孔３６のそれぞれには、光ファイバ１８が挿入されて固定されている。同一の列の複数の光ファイバ挿入孔３６に挿入されて固定された複数の光ファイバ１８は、同一の光ファイバテープ心線２０に含まれるものになっている。
　光ファイバ１８は、フェルール本体部２４の上面の開口部３２から導入された接着剤２９により、光ファイバ挿入孔３６に接着されて固定されている。中空部３０内に導入された複数の光ファイバテープ心線２０の端部も、開口部３２から導入された接着剤２９によりフェルール本体部２４に接着されて固定されている。
　光ファイバ挿入孔３６に挿入されて固定された光ファイバ１８は、樹脂被覆で覆われている状態であってもよく、樹脂被覆が除去された状態であってもよい。
　光ファイバ挿入孔３６に固定された光ファイバ１８の端面は、フェルール本体部２４の接続側端面３４とともに研磨されて接続側端面３４と揃えられている。
　このようにして、フェルール１２は、複数の光ファイバ１８がアレイ状に配列されるように複数の光ファイバ１８を収容する。複数の光ファイバ１８を収容したフェルール１２は、複数の光ファイバ１８を含むファイバアレイを有している。
　また、光コネクタ１０の幅方向において、フェルール本体部２４の複数の光ファイバ挿入孔３６及び中空部３０の両側における両側端部には、それぞれガイドピン１６が挿入される一対のガイドピン挿入孔３８が形成されている。一対のガイドピン挿入孔３８は、それぞれ光コネクタ１０の前後方向に沿って形成されている。
　フェルール本体部２４の接続側端面３４には、レンズ素子１４が取り付けられている。レンズ素子１４は、フェルール１２に収容された複数の光ファイバ１８に対応する複数のレンズ４４を含むレンズアレイである。
　レンズ素子１４は、１．４０～１．６７の屈折率を有する樹脂材料を含むことが好ましい。レンズ素子１４を樹脂材料で形成することで、加工性及び量産性を高めることができる。また、レンズ素子１４を形成する樹脂材料とフェルール１２を形成する樹脂材料の特性、例えば線膨張係数を近づけ、あるいは一致させることで光コネクタにおける結合損失を抑制することができる。レンズ４４は、レンズ素子１４と同様の樹脂材料を含んでいてもよく、レンズ素子１４はレンズ４４と一体に成形されていてもよい。
　このような樹脂材料は、伝送対象の光が伝搬可能な材料であればよく、透明であることが好ましい。樹脂材料として、例えば、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ：屈折率ｎ＝１．５１）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ：屈折率ｎ＝１．６６）、ポリカーボネート（ＰＣ：屈折率ｎ＝１．５８）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ：屈折率ｎ＝１．６３）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ：屈折率ｎ＝１．４９）及びシリコーン系樹脂（屈折率ｎ＝１．４０～１．５０）等が挙げられる。また、樹脂材料はフィラーを含有してもよい。レンズ素子１４が樹脂プレートであることにより、成形が容易でありガラスに比べて量産可能である。また、レンズ素子１４とレンズ４４とが同じ樹脂材料から形成されることにより、異種材料間での屈折率の変化を防止できる。
　レンズ素子１４は、複数の光ファイバ１８に対応する複数のレンズ４４を含むレンズアレイ部４２が形成された第１主面としてのレンズアレイ側端面４０と、レンズアレイ側端面４０に対向する第２主面としてのレンズアレイ背面４１とを有する。
　レンズアレイ側端面４０は、レンズ素子１４における光コネクタ１０の前方の面であって、２つの光コネクタ１０を接続する際に、接続先の他の光コネクタ１０と対面配置される面である。より具体的には、レンズアレイ側端面４０は、接続先の他の光コネクタ１０のレンズ素子１４のレンズアレイ側端面４０と互いに対向して配置される。
　レンズアレイ部４２には、フェルール本体部２４の接続側端面３４に並ぶ複数の光ファイバ１８に対応してアレイ状に配列された複数のレンズ４４が形成されている。
　複数のレンズ４４は、それぞれ、レンズアレイ側端面４０の凸の曲面を有し、光コネクタ１０の前後方向に沿った方向が光軸となるように形成されている。尚、各レンズ４４は、球面レンズであってもよいし、非球面レンズであってもよい。
　レンズアレイ背面４１は、レンズ素子１４における光コネクタ１０の後方の面であって、接着剤２９によってフェルール１２の接続側端面３４と接合される面である。具体的には、レンズアレイ背面４１は、後述するように、光コネクタ１０の前後方向に垂直な平面に対して傾斜した面であって、各レンズ４４が対応する光ファイバ１８と光学的に結合するように、フェルール本体部２４の接続側端面３４と接合されている。尚、レンズ素子１４と光ファイバ１８との接合部分の詳細については、後述する。
　このように、レンズアレイ背面４１をフェルール１２の接続側端面３４に接合することにより、複数のレンズ４４は、そのレンズ４４に向けて対応する光ファイバ１８から出射された光を、平行光にコリメートして接続の相手方の光コネクタに向けて出射するコリメートレンズとして機能することができる。また、複数のレンズ４４は、そのレンズ４４に向けて接続の相手方の光コネクタから入射した平行光を、対応する光ファイバ１８の端面に集光してその光ファイバ１８に入射させる集光レンズとしても機能することができる。
　光コネクタ１０の幅方向において、レンズ素子１４のレンズアレイ部４２の両側における両側端部には、それぞれガイドピン１６が挿入される一対のガイドピン挿入孔４６が形成されている。一対のガイドピン挿入孔４６は、それぞれ光コネクタ１０の前後方向に沿って形成されている。一対のガイドピン挿入孔４６は、フェルール本体部２４の一対のガイドピン挿入孔３８に対応して形成されている。
　レンズ素子１４は、一対のガイドピン１６により、すなわちフェルール１２に対して位置決めされた状態で、接着剤２９により、フェルール１２の接続側端面３４に接着されて固定されている。ガイドピン挿入孔４６、３８に挿入されたガイドピン１６は、接続の相手方の光コネクタに同様に挿入して接続するために、レンズ素子１４から光コネクタ１０の前方に突出した部分を有している。
　以上により、フェルール１２に収容されて固定された複数の光ファイバ１８を有する光コネクタ１０が実現される。
　次に、レンズ素子１４と光ファイバ１８との接合部分について詳細に説明する。
　図３は、実施の形態１に係る光コネクタ１０における光ファイバ１８とレンズ素子１４との接合部分を模式的に示す図である。図３では、シングルモードの多心光ファイバをレンズ方式で接続するための光コネクタ１０の一例として、フェルール１２に固定された複数の光ファイバ１８のうち、一つの光ファイバ１８を代表的に図示している。
　図３に示されるように、レンズアレイ背面４１は、フェルール１２（フェルール本体部２４）の接続側端面３４及び光ファイバ１８の端面１８０と、充填媒体としての接着剤１９を介して接合されている。
　接着剤１９には、レンズ素子１４に使用される樹脂材料に応じて、最適な屈折率を有する材料が用いられる。接着剤１９に使用される材料の屈折率は、光ファイバ１８（コア１１８）の屈折率とレンズ素子１４に使用される樹脂材料の屈折率との間の値であることが好ましい。また、接着剤１９は、硬化後に、伝送対象の波長帯の光に対して透明となる材料であることが好ましい。このような接着剤１９として、例えば、エポキシ樹脂系接着剤、アクリル樹脂系接着剤、シリコーン系接着剤を用いることができる。
　図３に示されるように、光ファイバ１８とレンズ素子１４との接合面は、各光ファイバ１８の光軸１８１に対して垂直ではない。すなわち、光ファイバ１８とレンズ素子１４との接合面は、光ファイバ１８の光軸１８１に垂直な平面１８２に対して傾斜している。
　ここで、光ファイバ１８とレンズ素子１４との接合面とは、接着剤１９を介して互いに接合された、光ファイバ１８の端面１８０及びレンズアレイ背面４１をいう。
　すなわち、光ファイバ１８の端面１８０は、その光ファイバ１８の光軸１８１に垂直な平面１８２に対して傾斜し、レンズアレイ背面４１は、平面１８２に対して傾斜している。ここで、平面１８２に対する光ファイバ１８の端面１８０の傾斜角度と、平面１８２に対するレンズアレイ背面４１の傾斜角度は互いに等しい。
　平面１８２に対する光ファイバ１８の端面１８０の傾斜角度（平面１８２に対するレンズアレイ背面４１の傾斜角度）をθ〔度（°）〕としたとき、０°＜θ＜９０°であり、好ましくはθ≧３°であり、より好ましくはθ＝略８°である。
　具体例を挙げるとすれば、レンズ素子１４と光ファイバ１８との接合面での反射光が光ファイバ１８に結合する割合、すなわちレンズ素子１４と光ファイバ１８との接合面における反射減衰量を－４５ｄＢ以下とするために、レンズ素子１４をＣＯＰ（屈折率ｎ＝１．５１）で形成した場合はθ≧３°、レンズ素子１４をＰＥＩ（屈折率ｎ＝１．６６）で形成した場合はθ≧６°とすることが好ましい。また、レンズ素子１４の材料によらず、θ＝略８°としてもよい。
　尚、実施の形態１に係る光コネクタ１０において、レンズ４４に反射防止（ＡＲ：Ａｎｔｉ－Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ）コーティングを施した場合、反射減衰量を－４５ｄＢ以下にすることが可能である。また、光コネクタ１０は、用途によっては、ＯバンドからＬバンドまで（１２６０ｎｍから１６２５ｎｍまで）の光通信波長帯に対応した波長帯域を利用することが好ましい。例えば、シングルモードの光ファイバ１８であれば、Ｏバンド（１２６０ｎｍ～１３６０ｎｍ）、Ｃバンド（１５３０ｎｍ～１５６５ｎｍ）、Ｌバンド（１５６５ｎｍ～１６２５ｎｍ）の波長帯域の波長が利用される。
　次に、実施形態１に係る光コネクタ１０における光ファイバ１８とレンズ素子１４との接合方法について説明する。ここでは、光ファイバ１８とレンズ素子１４とを接合する方法として、２つの方法を例示する。
　図４Ａ～４Ｃは、実施形態１に係る光コネクタ１０における光ファイバ１８とレンズ素子１４の接合方法の一例を示す図である。
　先ず、図４Ａに示すように、複数の光ファイバ挿入孔３６が形成されたフェルール１２を用意し、そのフェルール１２の各光ファイバ挿入孔３６に光ファイバ１８をそれぞれ挿入して固定する（ステップＳ１１）。例えば、各光ファイバ挿入孔３６に光ファイバ１８をそれぞれ挿入した状態で、各光ファイバ挿入孔３６と光ファイバ１８との隙間に接着剤１９を流し込むことにより、固定する。
　次に、図４Ｂに示すように、光ファイバ１８が固定されたフェルール１２の一方の端面を研磨する（ステップＳ１２）。具体的には、フェルール１２の接続側端面３４が光ファイバ１８の光軸１８１に対して非垂直となるように、公知の研磨技術により、フェルール１２を研磨する。このとき、光ファイバ１８の光軸１８１に垂直な平面１８２に対するフェルール１２の接続側端面３４の傾斜角度θは、上述したように、レンズ素子１４を形成する材料に応じて適切な値に設定すればよい。
　次に、図４Ｃに示すように、フェルール１２と同様にレンズアレイ背面４１を斜めに研磨したレンズ素子１４を用意し、レンズ素子１４のレンズアレイ背面４１とフェルール１２の接続側端面３４とを接着剤１９によって接合する（ステップＳ１３）。このとき、フェルール１２に接着固定された各光ファイバ１８の端面１８０と対応するレンズ４４とが対向するように、フェルール１２とレンズ素子１４とを接合する。
　以上の処理ステップにより、実施形態１に係る光コネクタ１０における光ファイバ１８とレンズ素子１４との接合部分を実現することができる。
　図５Ａ～５Ｄは、実施形態１に係る光コネクタ１０における光ファイバ１８とレンズ素子１４の接合方法の別の一例を示す図である。
　先ず、図５Ａに示すように、複数の光ファイバ挿入孔３６が形成されたフェルール１２を用意し、公知の研磨技術により、そのフェルール１２の一方の端面を研磨する（ステップＳ２１）。研磨の方法は、上述したステップＳ１２と同様である。
　次に、図５Ｂに示すように、フェルール１２と同様にレンズアレイ背面４１を斜めに研磨したレンズ素子１４を用意し、レンズ素子１４のレンズアレイ背面４１とフェルール１２の接続側端面３４とを接着剤１９によって接合する（ステップＳ２２）。このとき、フェルール１２の光ファイバ挿入孔３６と対応するレンズ４４とが対向するように、フェルール１２とレンズ素子１４とを接合する。
　次に、図５Ｃに示すように、フェルール１２と同様に、一方の端面１８０を斜めに研磨した複数の光ファイバ１８を用意し、それらの光ファイバ１８をフェルール１２の対応する光ファイバ挿入孔３６にそれぞれ挿入する（ステップＳ２３）。
　次に、図５Ｄに示すように、接着剤１９を介して、各光ファイバ１８をレンズ素子１４のレンズアレイ背面４１に接着固定する（ステップＳ２４）。
　以上の処理ステップにより、実施形態１に係る光コネクタ１０における光ファイバ１８とレンズ素子１４との接合部分を実現することができる。
　上述した後者の接合方法（図５Ａ～５Ｄ）では、図６に示すように、例えばレーザークリーバー（またはレーザーカッター）を用いて一端を溶融によって切断した光ファイバ１８を用いてもよい。光ファイバ１８の切断面（端面１８０）は、溶融時の熱により、丸まった形状となる。尚、上記レーザークリーバーのレーザーは、一般的に、ＣＯ２レーザー、紫外線レーザーなどの光ファイバの吸収波長のレーザーである。ここで、光ファイバ１８の端面１８０は、コア１１８の中心に接する面である。
　次に、光コネクタ１０において高パワー入光時に挿入損失を抑制させるアプローチについて詳細に説明する。
　図７は、実施形態１に係る光コネクタ１０において、光ファイバ１８の端面とレンズ４４の頂点との間の距離ＦＬｈと、レンズ４４の頂点からレンズ４４の背面方向に位置する焦点Ｆまでの距離ＦＬと、光ファイバ１８の端面と焦点Ｆとの間隔δとの関係を模式的に示す図である。図７では、図３と同様、シングルモードの多心光ファイバをレンズ方式で接続するための光コネクタ１０の一例として、フェルール１２に固定された複数の光ファイバ１８のうち、一つの光ファイバ１８を代表的に図示している。
　図７に示すように、レンズアレイ背面４１は、図３と同様に、光ファイバ１８の端面１８０と、接着剤１９を介して接合されており、光ファイバ１８の端面１８０及びレンズアレイ背面４１は、互いに等しい傾斜角度で傾斜している。
　光ファイバ１８の端面１８０とレンズの頂点１４４との間の距離ＦＬｈは、レンズの頂点１４４からレンズ背面２４４の方向に位置する焦点Ｆまでの距離ＦＬと、光ファイバ１８の端面１８０と焦点Ｆとの間隔δとの和で表される。焦点Ｆの位置は、レンズ素子１４及びレンズ４４の屈折率の変化がほとんど生じない程度の光パワーを入射した場合におけるレンズの頂点１４４から入光した光の焦点位置、すなわち、低パワー入光時の焦点位置である。以下、焦点Ｆの位置を理想的焦点位置Ｆと称する。尚、低パワーとは、従来から利用されている＋１１ｄＢｍ未満の入光パワーを意味する。
　低パワー入光時にレンズの頂点１４４から入射した光は、光路Ａで示したようにレンズ４４を介して屈折し、さらにレンズ素子１４を透過して理想的焦点位置Ｆに到達する。このような、レンズの頂点１４４から理想的焦点位置Ｆまでの距離を距離ＦＬ（μｍ）として定義する。焦点Ｆは、接着剤１９とレンズ素子１４との接合面、すなわち、レンズアレイ背面４１に位置している。そのため、低パワー入光時において入射した光の伝送損失を低減するためには、光ファイバ１８の端面１８０は、レンズアレイ背面４１にできる限り近づけて配置されることが好ましい。
　一方、高パワー入光時にレンズの頂点１４４から入射した光は、光路Ｂで示したようにレンズ４４を介して屈折し、さらにレンズ素子１４及び接着剤１９を透過して光ファイバ１８の端面１８０に到達する。具体的には、高パワー入光時の焦点は光ファイバ１８の端面１８０に位置するように調整される。すなわち、高パワー入光時には光ファイバ１８の端面１８０に焦点が位置するように、高パワー入光時の焦点は理想的焦点位置Ｆから間隔δだけずれている。このような、レンズの頂点１４４から高パワー入光時の焦点位置までの距離を距離ＦＬｈ（μｍ）として定義する。尚、高パワーとは、＋２０ｄＢｍ以上の入光パワーを意味し、上限値は特に限定されないが現実的に実施可能な入光パワーとして、例えば＋３０ｄＢｍ以下であればよい。
　間隔δは、理想的焦点位置Ｆと高パワー入光時の焦点位置との距離（間隔）であり、１０μｍより長く設定される。間隔δが１０μｍより長いことにより、挿入損失を抑制することができ、間隔δが２０μｍより長いことがより好ましい。このように、高パワー入光時の焦点が、理想的焦点位置Ｆから光ファイバ１８の端面１８０に向かって１０μｍより長い間隔δだけずらした位置になるように、すなわち、光ファイバ１８のコア１１８に高パワー入光時の焦点が到達するように、距離ＦＬｈが調整される。間隔δの上限値は特に限定されないが、１００μｍ以下であればよい。
　図８は、距離ＦＬを算出するための方程式を説明するための模式図である。距離ＦＬは、下記式（１）より算出することができ、レンズの公式に基づく。下記式（１）より距離ＦＬが算出されるため、理想的焦点位置Ｆが定まる。そのため、上述した理想的焦点位置Ｆと間隔δとの関係から高パワー入光時の焦点位置を調整することができる。尚、図８において、光ファイバ１８の端面１８０及びレンズアレイ背面４１は、便宜上それぞれ傾斜していない態様で示しているが、これらがそれぞれ傾斜していても同様に、距離ＦＬを下記式（１）より算出することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ＦＬ：レンズ頂点から理想的焦点位置までの距離
　Ｔ：レンズ頂点からレンズ素子までの距離
　Ｒ：レンズ面の中心軸付近の曲率半径（非球面の場合は下記式（２）で表される非球面方程式におけるｒ）
　ｎＬ：レンズ媒体の屈折率
　ｎｌ：充填媒体（接着剤等）の屈折率（空気の場合は１）
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　ｒ：曲率半径
　ｈ：光軸からの距離（ラジアル方向）
　ｋ：円錐定数
　ｚ：サグ量（レンズの光軸に平行な方向に対する）
　Ａ，Ｂ，Ｃ・・・：非球面係数
　次に、高パワー入光時の光コネクタ１０が示す挿入損失について、具体例を挙げて説明する。
　図１１は、実施形態１に係る光コネクタ１０について、δ＝約２３の場合における入光パワーと挿入損失との関係を示す図である。図１１に示すように、δ＝約２３の場合では、入光パワーが＋２０～＋２３ｄＢｍの範囲で挿入損失が最小となる。尚、図１１では、４８回の測定結果の平均値で算出された値をプロットし、各プロットの上下に伸びる直線は各測定結果の上限値と下限値の範囲を表す。
　図１２は、実施形態１に係る光コネクタ１０について、δ＝約３３の場合における入光パワーと挿入損失との関係を示す図である。図１２に示すように、δ＝約３３の場合では、入光パワーが＋２５ｄＢｍを超えても挿入損失が低減され、＋２７ｄＢｍ又はそれ以上で最小となることが予測される。すなわち、実施形態１に係る光コネクタ１０は、低パワー入光時の接続損失より高パワー入光時の接続損失の方が小さくなる入光パワーを有していてもよい。尚、図１２では、１２回の測定結果をそれぞれ表す。
　以上、実施形態１に係る光コネクタ１０では、高パワー入光時の焦点が、理想的焦点位置Ｆから光ファイバ１８の端面１８０に向かって１０μｍより長い間隔δだけずらした位置になるように距離ＦＬｈが調整される。すなわち、距離ＦＬｈが、レンズの頂点１４４から理想的焦点位置Ｆまでの距離ＦＬよりも１０μｍより長くなるように調整される。これにより、高パワー入光時に光ファイバ１８の端面１８０（コア１１８）に焦点が位置するため、レンズ素子１４及びレンズ４４が樹脂材料で形成されていても、光ファイバ１８のコア１１８に対するピントのずれを防止できる。
　したがって、実施形態１に係る光コネクタ１０によれば、高パワー入光時においても、挿入損失を抑制することが可能となる。
　また、実施形態１に係る光コネクタ１０において、レンズ素子１４におけるレンズ４４の凸面に反射防止コーティングを施すことにより、反射減衰量を減らすことが可能となる。レンズ４４の凸面に多層反射防止コーティングを施した場合、例えば１３１０ｎｍを中心とした±４０ｎｍの帯域でレンズ４４の凸面での反射を－４０ｄＢ以下に、レンズ４４の凸面で反射した光の光ファイバ１８への結合分を－５５ｄＢ以下とすることが可能となる。
　尚、実施形態１に係る光コネクタ１０では、フェルール１２とレンズ素子１４の線膨張係数に差がある場合、温度変化によりフェルール１２に固定された各光ファイバ１８の光軸とレンズ４４の光軸との間にずれが生じるため、温度変化によって光コネクタ１０への光の挿入損失が変動するおそれがある。
　そこで、光コネクタ１０において、フェルール１２とレンズ素子１４の線膨張係数差が小さくなるように、フェルール１２及びレンズ素子１４の材料を選択することが望ましい。例えば、フェルール１２とレンズ素子１４の線膨張係数差が２０ｐｐｍ／℃以下となるように、フェルール１２のベース材（例えば、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ））に混合するフィラー（例えば、石英ガラス）の混合量を調整する（例えば、減らす）ことが好ましい。
　また、光コネクタ１０において、フェルール１２とレンズ素子１４を同一の材料で形成してもよい。上記材料としては、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ，線膨張係数：６０～８０ｐｐｍ／℃）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ，線膨張係数：５６ｐｐｍ／℃）等の樹脂材料を例示することができる。
　＜実施形態２＞
　図９は、実施形態２に係る光コネクタ１０における光ファイバ１８とレンズ素子１４との接合部分を模式的に示す図である。図９では、シングルモードの多心光ファイバをレンズ方式で接続するための光コネクタ１０において、複数のレンズ４４が表面に形成されたレンズ素子１４と複数の光ファイバ１８を収容したフェルール１２とが接合される部分の構造のうち、一つの光ファイバ１８の接合部分を代表的に図示している。
　図９に示すように、レンズアレイ背面４１は、フェルール１２（フェルール本体部２４）の接続側端面３４及び光ファイバ１８の端面１８０と、接着剤１９を介して接合されている。尚、図示はしていないが、接着剤１９は、フェルール１２の光ファイバ挿入孔３６の内壁と光ファイバ１８との隙間にも充填されている。
　光ファイバ１８とレンズ素子１４との接合面は、各光ファイバ１８の光軸１８１に対して垂直である。すなわち、光ファイバ１８とレンズ素子１４との接合面は、光ファイバ１８の光軸１８１に垂直な平面１８２に対して平行である。
　ここで、光ファイバ１８とレンズ素子１４との接合面とは、接着剤１９を介して互いに接合された、光ファイバ１８の端面１８０及びレンズアレイ背面４１をいう。
　すなわち、光ファイバ１８の端面１８０及びレンズアレイ背面４１は、その光ファイバ１８の光軸１８１に垂直な平面１８２に対して平行であり、それぞれ傾斜せずに接着剤１９を介して接合されている。尚、図９に示す実施形態２に係る光コネクタ１０は、光ファイバ１８とレンズ素子１４とがそれぞれ傾斜していない以外は、図３に示す実施形態１に係る光コネクタ１０と同様の構造である。
　図１０は、実施形態２に係る光コネクタ１０において、光ファイバ１８の端面とレンズ４４の頂点との間の距離ＦＬｈと、レンズ４４の頂点からレンズ４４の背面方向に位置する焦点Ｆ’までの距離ＦＬと、光ファイバ１８の端面と焦点Ｆ’との間隔δとの関係を模式的に示す図である。図１０では、図７と同様、シングルモードの多心光ファイバをレンズ方式で接続するための光コネクタ１０の一例として、フェルール１２に固定された複数の光ファイバ１８のうち、一つの光ファイバ１８を代表的に図示している。
　光ファイバ１８の端面１８０とレンズの頂点１４４との間の距離ＦＬｈは、レンズの頂点１４４からレンズ背面２４４の方向に位置する焦点Ｆ’（理想的焦点位置Ｆ’）までの距離ＦＬと、光ファイバ１８の端面１８０と焦点Ｆ’との間隔δとの和で表される。
　低パワー入光時にレンズの頂点１４４から入射した光は、光路Ａ’で示したようにレンズ４４を介して屈折し、さらにレンズ素子１４を透過して理想的焦点位置Ｆ’に到達する。焦点Ｆ’は、レンズアレイ背面４１と光ファイバ１８の端面１８０との間、すなわち接着剤１９内に位置する。
　一方、高パワー入光時にレンズの頂点１４４から入射した光は、光路Ｂ’で示したようにレンズ４４を介して屈折し、さらにレンズ素子１４及び接着剤１９を透過して光ファイバ１８の端面１８０に到達する。具体的には、高パワー入光時の焦点は光ファイバ１８のコア１１８に位置するように調整される。
　間隔δは、理想的焦点位置Ｆ’と高パワー入光時の焦点位置との距離（間隔）であり、１０μｍより長く設定される。このように、高パワー入光時の焦点が、理想的焦点位置Ｆ’から光ファイバ１８の端面１８０に向かって１０μｍより長い間隔δだけずらした位置になるように距離ＦＬｈが調整される。
　以上、実施形態２に係る光コネクタ１０においても、高パワー入光時の焦点が、理想的焦点位置Ｆ’から光ファイバ１８の端面１８０（コア１１８）に向かって１０μｍより長い間隔δだけずらした位置になるように距離ＦＬｈが調整される。これにより、高パワー入光時に光ファイバ１８の端面１８０（コア１１８）に焦点が位置するため、レンズ素子１４及びレンズ４４が樹脂材料で形成されていても、光ファイバ１８のコア１１８に対するピントのずれを防止できる。
　＜実施形態の拡張＞
　以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。
　例えば、上記の各実施形態では、フェルール１２がレンズ素子１４とは別個の部品として形成されている場合を例示したが、フェルール１２は、レンズ素子１４と一体的に形成されていてもよい。
　また、上記の各実施形態では、複数の光ファイバ１８が備えられている場合を例示したが、これに限定されるものではなく、単心の光ファイバを用いてもよい。また、光ファイバ１８は、ケーブル、コード等に内蔵されたものであってもよい。
　また、上記の各実施形態では、光ファイバ１８がシングルモード（ＳＭ）の光ファイバである場合を例示したが、光ファイバ１８はマルチモード（ＭＭ）の光ファイバであってもよい。光ファイバ１８がマルチモード（ＭＭ）の光ファイバである場合、８５０ｎｍ（８５０ｎｎ±５０ｎｍの範囲）、１０６０ｎｍ（１０６０ｎｎ±５０ｎｍの範囲）、１３１０ｎｍ（１３１０ｎｎ±５０ｎｍの範囲）の波長帯域の波長が利用される。
　また、上記の各実施形態では、光コネクタ１０にガイドピン１６が備えられている雄型コネクタの場合を例示したが、ガイドピン１６がない雌型コネクタであってもよい。また、光コネクタ１０は、ガイドピン１６がアダプタ等のハウジングに組み込まれたＭＰＯコネクタ（マルチファイバ・プッシュオン・コネクタ）であってもよい。
　また、光コネクタ接続構造として、上記の各実施形態における光コネクタ１０を用いてもよく、このような光コネクタ接続構造は、接続する少なくとも一方が光コネクタ１０であってもよい。
　１０　光コネクタ
　１２　フェルール
　１４　レンズ素子
　１６　ガイドピン
　１８　光ファイバ
　１９，２９　接着剤
　２４　フェルール本体部
　３４　接続側端面
　３６　光ファイバ挿入孔
　３８　ガイドピン挿入孔
　４０　レンズアレイ側端面
　４１　レンズアレイ背面
　４４　レンズ
　４６　ガイドピン挿入孔
　１１８　コア
　１４４　レンズの頂点
　１８０　光ファイバの端面
　１８１　光ファイバの光軸
　１８２　光軸に垂直な平面
　２１８　クラッド
　２４４　レンズ背面
　θ　傾斜角度
　Ｆ，Ｆ’　焦点（理想的焦点）
　ＦＬ　レンズの頂点から理想的焦点位置までの距離
　ＦＬｈ　光ファイバの端面とレンズの頂点との間の距離
　δ　理想的焦点位置と高パワー入光時の焦点位置との距離
　Ａ，Ａ’，Ｂ，Ｂ’　光路

Claims (13)

  1. 　少なくとも１つの光ファイバと、前記光ファイバの端面に光を結合する少なくとも１つのレンズを有するレンズ素子とを備え、
    　前記光ファイバの端面と前記レンズの頂点との間の距離ＦＬｈ（μｍ）が、前記レンズの頂点から前記レンズの背面方向に位置する焦点Ｆまでの距離ＦＬ（μｍ）と、前記光ファイバの端面と前記焦点Ｆとの間隔δ（μｍ）との和で表され、
    　前記間隔δが１０μｍより長いことを特徴とする光コネクタ。
  2. 　低パワー入光時の接続損失より高パワー入光時の接続損失の方が小さくなる入光パワーを有する、請求項１に記載の光コネクタ。
  3. 　前記高パワーとは＋２０ｄＢｍ以上の入光パワーである、請求項２に記載の光コネクタ。
  4. 　前記低パワーとは＋１１ｄＢｍ未満の入光パワーである、請求項２に記載の光コネクタ。
  5. 　前記レンズ素子が樹脂材料を含む、請求項１乃至４までのいずれか一項に記載の光コネクタ。
  6. 　前記光ファイバを保持するフェルールを更に備え、
    　前記レンズ素子と前記フェルールが同じ樹脂材料を含む、請求項１乃至５までのいずれか一項に記載の光コネクタ。
  7. 　前記樹脂材料が、シクロオレフィンポリマー又はポリエーテルイミドである、請求項５又は６に記載の光コネクタ。
  8. 　前記光ファイバの端面と前記レンズ素子との間に充填媒体を備え、
    　前記充填媒体が接着剤である、請求項１乃至７までのいずれか一項に記載の光コネクタ。
  9. 　複数の光ファイバと、当該複数の光ファイバに対応する複数のレンズとを備える、請求項１乃至８までのいずれか一項に記載の光コネクタ。
  10. 　前記間隔δが２０μｍより長い、請求項１乃至９までのいずれか一項に記載の光コネクタ。
  11. 　前記間隔δが１００μｍ以下である、請求項１乃至１０までのいずれか一項に記載の光コネクタ。
  12. 　前記光ファイバがシングルモードファイバである、請求項１乃至１１までのいずれか一項に記載の光コネクタ。
  13. 　接続する少なくとも一方が請求項１乃至１２までのいずれか一項に記載の光コネクタを備える、光コネクタ接続構造。
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