CN106104338B - 光连接器的制造方法、光连接器以及光纤插入装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的光连接器的制造方法,对在与露出于金属箍的前端的第一端部的端面相反一侧的第二端部的端面形成有固形的折射率整合材料层的第一光纤,在所述第二端部处从端面离开的位置,从径向两侧由一对把持部件进行把持,将所述第一光纤从所述第一端部插入所述金属箍的光纤孔。
Description
技术领域
本发明涉及光连接器的制造方法、光连接器以及光纤插入装置。
本申请主张于2014年3月17日在日本申请的特愿2014-053583号以及于2014年3月17日在日本申请的特愿2014-054062号的优先权,并在此引用其内容。
背景技术
作为能够在连接现场进行向光纤的组装作业的光连接器(所谓的现场组装型的光连接器、光纤连接器)等的一个例子,存在预先将内置光纤内插固定于金属箍的例子。
在这种光连接器(光纤连接器)中,在设置于金属箍的后端侧的连接机构(例如夹持部)中,通过使其他光纤(外部光纤、插入光纤)的端部与接受侧光纤(内置光纤)的端部对接,由此将这些光纤进行连接。将内置光纤的端部与插入光纤的端部对接连接的部分(连接部),被上述连接机构把持固定,从而维持光纤彼此的连接状态。
为了实现连接损失的减少,能够在内置光纤与插入光纤的对接连接部使用固形的折射率整合剂、或者有机硅系润滑脂等液状的折射率整合剂(例如,参照专利文献1)。
在使用光纤连接器连接光纤时,为了根据该光纤连接器的规格进行光纤的长度调整,需要进行插入光纤的切断加工。
在切断光纤时,通过切断工具(光纤切刀)对光纤形成初始损伤之后,以使初始损伤生长的方式对光纤施加力,从而获得镜面状的切剖面。
作为光纤切刀,也存在能够进行高精度的切断加工的专用的光纤切刀,但由于专用的光纤切刀价格高,因此存在使用廉价的简易型的光纤切刀(例如,通过手动操作切断刃的切刀)的情况。
专利文献1:日本特开2011-33731号公报
在端面形成有固形的折射率整合材料的内置光纤,内装固定于在金属箍形成的光纤孔。因此在光连接器的制造中,进行把持内置光纤将其插入光纤孔的操作。在该插入工序中,固形的折射率整合材料有可能损伤。若使用损伤的固形的折射率整合材料构成连接机构,则存在光纤的连接损失增大的情况。
在简易型的光纤切刀中,由于难以使光纤的切断加工的条件完全恒定不变,因此存在无法获得整个面成为镜面状的前端面的情况。例如,存在在前端面形成有锯齿纹(Hackle marks)等微小凹凸、或较大突出的凸部分的情况。在该情况下,存在上述前端面的凹凸等成为原因而使连接损失增大的情况。
若在内置光纤与插入光纤的连接部使用液状折射率整合剂(有机硅润滑脂等),则能够减小端面之间的凹凸等的影响,从而减少连接损失。
然而,在使用液状折射率整合剂的情况下,存在混入到液状折射率整合剂的气泡、异物会对连接损失带来负面影响的情况。例如,在连接最初连接损失较低,但由于在高温环境下,液状折射率整合剂的流动性提高,从而存在伴随液状折射率整合剂的流动,气泡、异物进入上述空隙,从而损失增大的情况。
发明内容
本发明是鉴于上述情况所做出的,目的在于提供一种不损伤固形的折射率整合材料而向金属箍的光纤孔插入光纤的光连接器的制造方法、光连接器以及光纤插入装置。
另外,本发明的目的在于提供如下的光纤的连接方法,即,在使用光纤连接器使外部光纤与接受侧光纤对接连接时,即使在外部光纤的前端面存在凹凸的情况下,也能够以低损失将所述光纤进行光连接。
本发明的第一方式的光连接器的制造方法,对在与露出于金属箍的前端的第一端部的端面相反一侧的第二端部的端面形成有固形的折射率整合材料层的第一光纤,在所述第二端部处从端面离开的位置从径向两侧由一对把持部件进行把持,将所述第一光纤从所述第一端部插入所述金属箍的光纤孔。
在本发明的第一方式的光连接器的制造方法中,也可以使使具有所述一对把持部件的光纤支架且把持有所述第一光纤的所述光纤支架,沿着从所述金属箍的所述光纤孔的轴向倾斜的方向,借助滑块朝向所述金属箍的光纤孔滑动,将所述第一光纤插入所述光纤孔。
在本发明的第一方式的光连接器的制造方法中,也可以由所述一对把持部件从相对于借助所述滑块使所述光纤支架滑动的方向与所述光纤孔的轴向形成的面正交的方向把持所述第一光纤。
在本发明的第一方式的光连接器的制造方法中,也可以在所述金属箍的后侧设置连接机构,该连接机构对使从所述金属箍后方突出的所述第一光纤与第二光纤对接的连接部进行保持,所述连接机构具备:基体部件,其从所述金属箍向后方延伸;盖部件,在该盖部件与所述基体部件之间夹入所述连接部,在所述基体部件形成调心槽,该调心槽对所述第一光纤以及第二光纤进行调心,在将所述第一光纤插入所述光纤孔时,通过所述光纤支架以使所述第一光纤相对于所述光纤孔的轴向倾斜的方式把持所述第一光纤,在使所述第一光纤前进的过程中,通过使所述第一光纤与所述调心槽抵接而使所述第一光纤弯曲地导入所述光纤孔的入口部。
在本发明的第一方式的光连接器的制造方法中,也可以为所述滑块具有规定所述光纤支架的前进限度的前进限度规定部,在由所述前进限度规定部规定的前进限度处解除所述光纤支架的把持,从而将所述第一光纤的第二端部在所述调心槽定位。
在本发明的第一方式的光连接器的制造方法中,也可以预先在所述光纤孔填充粘接剂,通过将所述第一光纤插入所述光纤孔,由此在所述金属箍的前端形成所述光纤孔内的粘接剂溢出的鼓出部,所述第一光纤的长度设定为使所述第一端部内包于所述鼓出部。
在本发明的第一方式的光连接器的制造方法中,也可以为所述光纤支架具有以将所述第一光纤夹入的方式进行把持的第一把持面以及第二把持面,在所述第一把持面以及所述第二把持面分别形成有凹部,该凹部构成收容所述第一光纤的第二端部的端面的保护空间。
在本发明的第一方式的光连接器的制造方法中,也可以使所述折射率整合材料层为比10μm大的厚度的所述第一光纤与符合以下条件的任一个的所述第二光纤,经由所述折射率整合材料层而对接连接,所述条件为:
(1)将与所述第一光纤的连接端的端面平行的包含芯的面作为基准面,从所述基准面向所述第一光纤侧突出的凸部分的突出高度为小于10μm,并且芯包含于非镜子部分,
(2)所述凸部分的突出高度为10μm以上,并且为所述折射率整合材料层的厚度以下。
在本发明的第一方式的光连接器的制造方法中,也可以为所述第二光纤的连接端的端面被简易型的光纤切刀切断,该简易型的光纤切刀通过手动进行切断刃的驱动或者向所述第二光纤施加张力。
在本发明的第一方式的光连接器的制造方法中,也可以为在作为所述非镜面的所述第二光纤的芯的端面的至少一部分形成有锯齿纹。
在本发明的第一方式的光连接器的制造方法中,也可以为所述折射率整合材料层的肖氏硬度E以及厚度处于由(肖氏硬度E:30、厚度:20μm)、(肖氏硬度E:85、厚度:20μm)、(肖氏硬度E:85、厚度:40μm)以及(肖氏硬度E:30、厚度:60μm)示出的范围内。
在本发明的第一方式的光连接器的制造方法中,也可以为使用带空孔光纤作为第一光纤,所述折射率整合材料层的肖氏硬度E处于45以上且80以下的范围。
在本发明的第一方式的光连接器的制造方法中,所述折射率整合材料层也可以形成为弯曲凸面状。
本发明的第二方式的光连接器是利用上述第一方式的光连接器的制造方法制造的光连接器,所述折射率整合材料层粘接于所述第一光纤的第二端部的端面整体。
本发明的第三方式的光纤插入装置,向金属箍的光纤孔插入内装固定于此的第一光纤,所述光纤插入装置的特征在于,所述第一光纤的第一端部露出于所述金属箍的前端,在所述第一光纤的第二端部的端面形成有固形的折射率整合材料层,所述光纤插入装置具备:金属箍保持部,其对所述金属箍进行保持;光纤支架,其具有对所述第一光纤的所述第二端部在从端面离开的位置从径向两侧进行把持并且至少一方进行开闭的一对把持部件;以及滑块,其使所述光纤支架沿着从所述金属箍的所述光纤孔的轴向倾斜的方向朝向所述金属箍的光纤孔滑动,借助所述滑块使所述光纤支架朝向所述金属箍的光纤孔滑动,将所述第一光纤从所述第一端部插入所述光纤孔。
在本发明的第三方式的光纤插入装置中,也可以在所述一对把持部件各自的把持面亦即第一把持面以及第二把持面分别形成有凹部,该凹部构成收容所述第一光纤的第二端部的端面的保护空间。
在本发明的第三方式的光纤插入装置中,也可以为所述滑块具有规定所述光纤支架的前进限度的前进限度规定部,在由所述前进限度规定部规定的前进限度处解除所述光纤支架的把持,从而将所述第一光纤的第二端部定位。
根据本发明的上述的方式,由于对第一光纤在第二端部处从端面离开的位置从径向两侧进行把持并插入光纤孔,因而不会与在端面形成的折射率整合材料层接触。因此能够不损伤固形的折射率整合材料而向金属箍的光纤孔插入第一光纤。
根据本发明的上述的方式,能够使折射率整合材料层夹设在第一光纤与第二光纤的端面之间(特别是芯的端面之间)。因此即使在第二光纤的端面存在凹凸,也能够在端面之间(特别是芯的端面之间)不产生空隙,从而实现低损失的光连接。
另外,由于折射率整合材料层为固形,因此与使用液状折射率整合剂的情况不同,不会由于伴随高温环境下折射率整合剂的流动的气泡、异物的侵入,而在光纤连接之后产生损失增大的不良情况。
另外,即使在第二光纤的端面存在凹凸,也能够抑制损失,因此能够使用廉价的简易型的光纤切刀,在成本方面有利。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的光连接器的分解立体图。
图2是图1的光连接器的构成部件亦即带夹持部金属箍的分解立体图。
图3是表示在图2的带夹持部金属箍的基体部件配置的第一光纤的第二端部的图。
图4是图2所示的第一光纤的第二端部的放大图。
图5是说明本发明的第一实施方式的制造方法所使用的折射率整合材料的物理性能的优选范围的图。
图6是表示图2的带夹持部金属箍中第一光纤与第二光纤的连接部的图。
图7A是表示本发明的第一实施方式的光纤支架把持有第一光纤的状态的立体图。
图7B是表示本发明的第一实施方式的光纤支架把持有第一光纤的状态的把持部的主视图。
图8A是表示图7A以及图7B所示的光纤支架的分解图的分解立体图。
图8B是表示图7A以及图7B所示的光纤支架的分解图的构成把持部的第二把持部件的放大图。
图9A是图7A以及图7B所示的光纤支架的俯视图,并且是表示把持部开放后的状态的图。
图9B是图7A以及图7B所示的光纤支架的俯视图,并且是表示把持部关闭后的状态的图。
图9C是图7A以及图7B所示的光纤支架的俯视图,并且是关闭的把持部的放大图。
图10是表示本发明的第一实施方式的光纤插入装置的图,并且是用于将光纤插入光纤孔的安装前状态的示意图。
图11A是表示本发明的第一实施方式的光纤插入装置的图,并且是使光纤与调心槽抵接的状态的示意图。
图11B是表示本发明的第一实施方式的光纤插入装置的图,并且是抵接的光纤的放大图。
图12A是表示本发明的第一实施方式的光纤插入装置的图,并且是使光纤的前端接近至光纤孔的入口的状态的示意图。
图12B是表示本发明的第一实施方式的光纤插入装置的图,并且是光纤前端的放大图。
图13是表示本发明的第一实施方式的光纤插入装置的图,并且是使光纤插通于光纤孔的状态的示意图。
图14A是表示本发明的第一实施方式的光纤插入装置的图,并且是使光纤下降至调心槽上的状态的示意图。
图14B是表示本发明的第一实施方式的光纤插入装置的图,并且是光纤前端的放大图。
图14C是表示本发明的第一实施方式的光纤插入装置的图,并且是光纤后端的放大图。
图15是表示能够应用本发明的第二实施方式的连接方法的光连接器所使用的内置光纤的后端部的侧视图。
图16是表示图15的内置光纤与插入光纤的一个例子的连接部的侧视图。
图17A是表示插入光纤的前端面的一个例子的图。
图17B是示意地表示沿着图17A所示的I-I线的剖面的图。
图18是表示插入光纤的前端面的其他例子的图。
图19是表示插入光纤的前端面的其他例子的图。
图20是表示图15的内置光纤与插入光纤的其他例子的连接部的侧视图。
图21是表示内置光纤与插入光纤的其他例子的连接部的侧视图。
图22A是表示内置光纤与插入光纤的侧视图。
图22B是表示图22A所示的内置光纤与插入光纤的连接部的剖视图。
图23是表示插入光纤的前端面的其他例子的图。
图24是表示图15的内置光纤与插入光纤的其他例子的连接部的侧视图。
图25A是表示能够应用本发明的第二实施方式的连接方法的光连接器的整体结构的示意图。
图25B是表示图25A所示的光连接器的带夹持部金属箍的剖面的示意图。
图26是说明前图的带夹持部金属箍与插装片的关系的剖视图。
图27A是表示能够应用本发明的第二实施方式的连接方法的机械接头的剖视图。
图27B是表示接受侧光纤的端部的侧视图。
图28是说明本发明的第二实施方式的连接方法所使用的折射率整合材料的物理性能的优选范围的图。
图29是表示带空孔光纤亦即插入光纤与内置光纤的连接部的局部剖面。
图30是表示在使用带空孔光纤的情况下连接损失增大的情况下折射率整合材料层的照片。
具体实施方式
以下,基于优选的实施方式,参照附图对本发明进行说明。
在以下的说明所使用的各附图中,为了成为能够识别各部件的大小,对各部件的比例适当地进行变更。
另外,本实施方式是为了更好地理解发明的主旨而具体地进行说明的实施方式,只要未特别指定,则不对本发明进行限定。
(第一实施方式)
以下,基于各图对本发明的光连接器的制造方法以及在该制造方法中使用的装置进行说明。
在各图中记载了X1-Y1-Z1坐标系、X2-Y2-Z2坐标系、X3-Y3-Z3坐标系。在本说明书中沿着上述坐标系决定各方向来进行说明。
另外,为了容易理解特征,在以下的说明中使用的附图存在出于方便而对成为特征的部分进行放大表示的情况,并不限定为各构成要素的尺寸比例等与实际相同。
<光连接器>
图1是应用本发明的光连接器的分解图。另外,在图1中将光缆31的长度方向设为Y1轴方向,将其前端侧设为+Y1方向。
该光连接器是现场组装型的光连接器,组装于光缆31的末端。该光连接器例如是SC型光连接器(按照JIS C5973制定的F04型光连接器)。
在以下的说明中,将想要连接的光缆31的末端侧的方向(图1中+Y1方向)称为前方,将其相反方向(-Y1方向)称为后方。
在图1中作为分解图示出的光连接器(分解状态光连接器110)具备:套筒状的捏手91、安装于捏手91内的插塞框架92、安装于插塞框架92内的带夹持部金属箍60、安装于插塞框架92的后侧壳体40、以及对带夹持部金属箍60向前方弹性施力的弹簧53。带固定部件电缆末端31a插入并组装于该光连接器的后部。该带固定部件电缆末端31a由光缆31的末端和固定于该末端的拉线用固定部件32构成。
光缆31例如是使第二光纤2(插入光纤2)与具有挠性的线状的抗张力体(省略图示)以成为相互平行的方式由合成树脂制的外罩33一并被覆的电缆。第二光纤2例如是利用被覆覆盖裸光纤2a的外周面(侧面)的结构的带被覆光纤,能够例示出光纤心线、光纤素线等。
第二光纤2并不特别限定其结构,也可以是单模光纤(Single-mode OpticalFiber)、带空孔光纤(Holey Fiber)。带空孔光纤是具有多个在波导方向连续的空孔的光纤。通过采用带空孔光纤,能够借助该空孔提高光纤的光封闭效果,减少弯曲损失。
图2中表示将带夹持部金属箍60分解后的分解状态带夹持部金属箍60A。带夹持部金属箍60具备:金属箍构造体59、由盖部件66、67构成的第二夹持元件58、以及卡簧68。
金属箍构造体59由金属箍61和固定于金属箍61的基体部件65(第一夹持元件65)构成。在金属箍61的后部配置具备凸缘部64的基体部件65。基体部件65形成为从凸缘部64向后侧(-Y1方向)延伸。另外,在金属箍61设置有光纤孔61a,在该光纤孔61a内装固定有第一光纤1(内置光纤1)。
第一光纤1例如是裸光纤,与第二光纤2的裸光纤2a为相同样式。第一光纤1内插于与金属箍61的轴线同轴地形成于金属箍61的微小孔亦即光纤孔61a,通过使用粘接剂的粘接固定等固定于金属箍61。另外,在图2中,光纤孔61a以比实际尺寸大的方式图示。
第一光纤1以其前方(+Y1侧)的第一端部1c的端面1d(前端面1d)与金属箍61的前端面61b(前端61b)一致的方式在插入后被研磨。
对于将第一光纤1插入光纤孔61a的制造工序,基于图10等在后面进行详细说明。
在金属箍61固定有从其凸缘部64向后方延伸的基体部件65。在该基体部件65形成有与盖部件66、67面对的对置面65a(槽形成面)。在对置面65a形成有:调心槽69a,其将作为第一光纤1的后侧端部的第二端部1a定位于金属箍61的光纤孔61a的后方延长线上;被覆部收纳槽69b,其从调心槽69a的后端向后方延伸。
在调心槽69a配置有第一光纤1,在其后端面1b(-Y1侧的端面)对接有第二光纤2的前端面2c,从而构成连接部57(参照图6)。
与基体部件65(第一夹持元件65)的对置面65a对置的盖部件66、67作为一对构成第二夹持元件58。另外,由该第二夹持元件58与基体部件65以及将它们一并保持于内侧的卡簧68构成夹持部63。
夹持部63能够在基体部件65与盖部件66、67之间夹入第一光纤1与第二光纤2的连接部57进行把持固定。
图3是表示第一光纤1的后端面1b(-Y1方向的端面)及其附近的第二端部1a的图。另外图4是第一光纤1的后端面1b的放大图。
在第一光纤1的后端面1b形成有固形的折射率整合材料层10。对于折射率整合材料层10而言,与第一光纤1以及第二光纤2的折射率整合性(折射率整合材料层10的折射率与第一光纤1以及第二光纤2的折射率的接近程度)较高。虽然折射率整合材料层10的折射率越接近光纤1、2越好,但从避免菲涅尔反射所带来的传送损失减少的观点来看,优选与光纤1、2的折射率之差为±0.1以内,更优选为±0.05以内。在对接连接的两根光纤1、2的折射率相互不同的情况下,光纤1、2的折射率的平均值与折射率整合材料层10的折射率之差优选处于上述范围内。
折射率整合材料层10优选为能够弹性变形。
作为折射率整合材料层10的材质,例如能够列举出丙烯酸类、环氧类、乙烯基类、有机硅类、橡胶类、聚氨酯类、甲基丙烯酸类、尼龙类、双酚类、二醇类、聚酰亚胺类、氟环氧类、含氟丙烯酸类等的高分子材料。
折射率整合材料层10也可以为恒定厚度的层状,但优选成为从端面1b的中央朝向周缘逐渐减小厚度的形状。例如如图3所示,折射率整合材料层10能够成为使其后表面10a(在-Y1方向形成的折射率整合材料层10的面)向后方突出的弯曲凸面(例如球面、椭圆球面)。该后表面10a可以整面是弯曲凸面,也可以仅一部分是弯曲凸面。通过使后表面10a成为弯曲凸面,能够使与第一光纤1对接的第二光纤2的前端面中央的芯可靠地抵接于折射率整合材料层10,使连接损失变得良好。
折射率整合材料层10能够遍布第一光纤1的端面1b的整面形成。另外,折射率整合材料层10不仅在端面1b而且可以到达第二端部1a附近的第一光纤1的外周面形成。
折射率整合材料层10例如能够通过以下方法形成。
在使第一光纤1带电的状态下,在使第二端部1a的端面1b接近液状折射率整合材料的液面,使该液状折射率整合材料吸附(附着)于第一光纤1的端面1b之后,使其固化而成为折射率整合材料层10。另外,也可以在形成折射率整合材料层10之前,利用放电将端面1b清洁化。
另外,折射率整合材料层10不限定于使液状折射率整合材料电吸附的方法,也能够通过其他方法将液状折射率整合材料涂覆于端面1b而形成。
在图5中示出表示折射率整合材料层10的优选厚度T1(参照图4)与优选肖氏硬度E(以JIS K 6253为基准)的关系的图。
在图5中,作为区域R1、R2表示的范围是使用单模光纤作为与第一光纤1对接的第二光纤2的情况下的优选范围。另外,作为区域R2表示的范围是使用带空孔光纤作为第二光纤2的情况下的优选范围。
带空孔光纤是具有多个相对于波导方向连续的空孔的光纤。作为带空孔光纤(Holey Fiber、HF),存在空孔辅助纤维(Hole-Assisted Fiber、HAF)等。
如图5所示,折射率整合材料层10的肖氏硬度E优选为30以上且85以下。
折射率整合材料层10的肖氏硬度E若过低(例如,在区域R3内),则折射率整合材料层10容易从第一光纤1的端面1b剥离,但通过使肖氏硬度E为30以上,从而能够防止该情况。
具体而言,例如即使在由于在调心槽69a内的温度、湿度的变动而对折射率整合材料层10施加力的情况下,也能够防止折射率整合材料层10从端面1b剥离。
另外,通过使折射率整合材料层10的肖氏硬度E为30以上,由此能够防止在折射率整合材料层10引起成为增加损失的原因的皱褶形成等的变形。
若折射率整合材料层10的肖氏硬度E过高(例如,在区域R4),则未固化时的折射率整合材料的粘度升高,因此变得难以附着于第一光纤1的端面1b。通过使肖氏硬度E为85以下,由此使折射率整合材料附着于端面1b的操作变得容易,能够高精度地形成规定的形状(例如,形成上述弯曲凸面的形状)的折射率整合材料层10。
另外,通过使折射率整合材料层10的肖氏硬度E为85以下,由此能够相对于第一光纤1以及第二光纤2的端部进行充分的追随变形。因此,例如即使在由于在调心槽69a内的温度、湿度的变动,而对折射率整合材料层10施加力的情况下,也能够避免产生成为增加损失的原因的间隙等。
折射率整合材料层10的厚度T1优选为20μm以上且60μm以下。
折射率整合材料层10的厚度T1例如是折射率整合材料层10的中央部的厚度,是最大厚度。另外,在折射率整合材料层10由均匀的厚度形成的情况下,是指其均匀的厚度。
若折射率整合材料层10过薄(例如,在区域R5),则在相互对接的第一光纤1以及第二光纤2的端部彼此的距离增大时,无法发挥作为折射率整合材料的效果。若使厚度为20μm以上,则在可靠地获得作为折射率整合材料的效果上是有利的。
另外,通过使厚度为20μm以上,由此能够相对于相互对接的第一光纤1以及第二光纤2的端部进行充分的追随变形,能够避免产生成为增加损失的原因的间隙等。
若折射率整合材料层10过厚(例如,在区域R6),则相互对接的第一光纤1以及第二光纤2的端部的位置不稳定,从而存在初始特性容易变动的趋势。
另外,光纤端部位置的稳定性受到折射率整合材料层10的硬度的影响。
若将连结肖氏硬度E为85且厚度为40μm的点P1与肖氏硬度E为30且厚度为60μm的点P2的直线设为直线L1,则与厚度比直线L1大的一侧的区域(区域R7等)相比,在包含直线L1并且比其厚度小的一侧的区域(区域R1等),容易引起上述光纤端部位置的不稳定。
因此,在折射率整合材料层10的肖氏硬度E为30以上且85以下、厚度为20μm以上且60μm以下而且除区域R7之外的区域,即,在由(肖氏硬度E:30、厚度:20μm)、(肖氏硬度E:85、厚度:20μm)、(肖氏硬度E:85、厚度:40μm)、(肖氏硬度E:30、厚度:60μm)示出的范围内,能够防止折射率整合材料层10剥离,并且能够高精度地形成折射率整合材料层10,进而能够使初始特性稳定并且将连接损失可靠地维持为较低。
在区域R1内,在肖氏硬度E为45以上且80以下的区域R2中,在第二光纤2为带空孔光纤(参照图6)的情况下,能够使连接损失较低。
对于通过区域R2的折射率整合材料层10的使用能够使连接损失良好的理由,能够进行以下考察。
如图6所示,作为带空孔光纤的第二光纤2形成有:位于横剖面中央的芯5、和在该芯5的周围沿着芯5贯通的多个空孔4。在第二光纤2为这样的带空孔光纤的情况下,通过与第一光纤1的对接,由此折射率整合材料层10的表面成为与具有空孔4的端面2c对应的具有凹凸的形状。由此折射率整合材料层10难以相对于端面2c沿该面方向进行滑动移动。
在折射率整合材料层10的硬度过低的情况下(在肖氏硬度E小于45的情况下),若在调心槽69a内,在第一光纤1与第二光纤2对接之后调整轴偏移,则由于第二光纤2的端面2c对折射率整合材料层10施加面方向的较大的剪切力,因此有可能引起成为增加损失的原因的皱褶形成等的变形。
另一方面,在折射率整合材料层10的硬度过高的情况下(在肖氏硬度E超过80的情况下),在调心槽69a内的光纤端部的位置调整时,无法进行充分的追随变形,因此有可能产生成为增加损失的原因的间隙等。
与此相对,若使用区域R2(肖氏硬度E为45以上且80以下)的折射率整合材料层10,则由于能够相对于位置调整的光纤端部进行充分的追随变形,因此不产生成为增加损失的原因的间隙等,而且难以引起皱褶形成等的变形。因此能够使连接损失较低。
折射率整合材料层10通过使肖氏硬度E为85以下,从而提高追随性。然而由于硬度较低,因此若从外部对该折射率整合材料层10的表面施加负荷,则存在表面不复原的情况。因此为了使调心槽69a上的第一光纤1在其长度方向对位,若按压端面2b(即折射率整合材料层10的表面)等进行对位,则有可能使表面变形。若在变形的状态下,使第一光纤1与第二光纤对接,则形成皱褶,成为连接损失增加的原因。
另外,若将形成有折射率整合材料层10的第一光纤1载置于调心槽69a上,则存在折射率整合材料层10接触并贴附于调心槽69a的情况。若在该状态下想要使第一光纤1在长度方向上对位,则被折射率整合材料层10贴附的部分拉动,从而有可能使折射率整合材料层10从端面1b剥离。折射率整合材料层10的剥离强度与肖氏硬度有关系,通过提高肖氏硬度,就能够提高剥离强度。然而,在肖氏硬度E为85以上的情况下,无法克服该剥离力,导致折射率整合材料层10从第一光纤1的端面1b剥离。若产生剥离,则能够成为连接损失增加的原因。
如以上所述,在使折射率整合材料层10的肖氏硬度E为85以下的情况下,若在调心槽69a上对第一光纤1进行长度方向的位置调整,则有可能产生折射率整合材料层10的剥离。
根据后面详细说明的本实施方式的制造方法,无需在调心槽69a上对第一光纤1在长度方向上进行对位。因此在形成有这样的折射率整合材料层10的情况下,也能够使连接损失良好。
带夹持部金属箍60在制造现场与捏手91、插塞框架92以及后侧壳体40、弹簧53组合,作为光连接器(在图1中表示为分解状态光连接器110)而在设置现场准备。
在设置现场,带固定部件电缆末端31a从光连接器的后方插入进行组装。具体而言,首先,在设置于后侧壳体40的插入辅助滑块45载置带固定部件电缆末端31a。进而,使带固定部件电缆末端31a向+Y1方向前进,将从光缆31末端突出的第二光纤2送入带夹持部金属箍60的调心槽69a。由此使第二光纤2前端的裸光纤2a与第一光纤1对接。
将从光缆31末端突出的第二光纤2送入带夹持部金属箍60的调心槽69a的顺序,在扩展夹持部63的间隙的状态下进行。
如图2所示,夹持部63的第一夹持元件65以及第二夹持元件58通过卡簧68从外周保持而构成。因此通过在第一夹持元件65以及第二夹持元件58之间插入楔型的插装片(省略图示),从而能够扩展第一夹持元件65、第二夹持元件58的间隙。
图6示出对接后的第二光纤2端面2c与第一光纤1的端面1b的样子。第二光纤2的前端面2c经由折射率整合材料层10而对接于第一光纤1的后端面1b,从而形成连接部57。折射率整合材料层10在厚度方向弹性地压缩变形。由此折射率整合材料层10与第二光纤2的前端面2c的中央部分在其周围以圆环状扩展抵接。由此第一光纤1与第二光纤2被光连接。
如图1所示,带固定部件电缆末端31a通过前进而被收纳于后侧壳体40的内侧。进而使设置于后侧壳体40的拉线罩46转动,覆盖于带固定部件电缆末端31a。由此能够使拉线罩46的后退限制片46f与带固定部件电缆末端31a的拉线用固定部件32的后端抵接,限制带固定部件电缆末端31a的后退。另外,带固定部件电缆末端31a通过与后侧壳体40内的凸部等(省略图示)抵接而被限制前进。
由此,带固定部件电缆末端31a的前后方向的位置被定位,能够保持带夹持部金属箍60的第二光纤2相对于第一光纤1的对接连接状态。
接下来,将插装片从插入有楔型的插装片的夹持部63拔出。由此,夹持部63利用卡簧68的弹性来把持固定第一光纤1与第二光纤2的连接部57。通过夹持部63的功能,稳定地保持内置于带夹持部金属箍60的第二光纤2相对于第一光纤1的对接连接状态。
接下来,基于图2对带夹持部金属箍60的组装顺序进行说明。
首先,将具备凸缘部64的金属箍61与基体部件65进行组装而制成金属箍构造体59。另外,将第一光纤1切断为规定的长度并且在第二端部1a的端面1d形成折射率整合材料层10。接下来,在金属箍构造体59的光纤孔61a内装固定第一光纤1。进而,研磨金属箍61的前端面61b,以使金属箍61的前端面61b与第一光纤1的前端面1d成为同一面。接下来,对构成夹持部63的盖部件66、67以及卡簧68进行组装而制成带夹持部金属箍60。
在上述制造工序中,需要防止在第一光纤1的端面1d形成的折射率整合材料层10损伤。损伤是指在折射率整合材料层10的表面形成伤痕或者折射率整合材料层10从后端面1b剥离等。若在折射率整合材料层10产生损伤,则有可能在第一光纤1与第二光纤2的连接部57(参照图6)使连接损失增加。
在上述组装顺序中,为了防止折射率整合材料层10的损伤,优选使用图7A以及图7B所示的光纤支架11。光纤支架11能够以保护折射率整合材料层10的方式把持第一光纤1。
<光纤支架>
以下,基于图7A~图9C对光纤支架11进行说明。在图7A~图9C中记载了X2-Y2-Z2坐标系。在上述图中,将被光纤支架11把持的第一光纤1的长度方向设为Y2轴方向,将其前端侧设为+Y2方向。另外,以光纤支架11的滑动面12B与X2-Y2平面成为平行的方式设定了X2-Y2-Z2坐标系。
以下,主要参照作为光纤支架11的分解图的图8A,对光纤支架11的构成部件进行说明。
光纤支架11由引导部件12、按压部件13以及光纤把持部16(把持部16)简要构成。
在引导部件12的上表面形成有:在Y2轴方向延伸的滑动面12B、和位于滑动面12B的+Y2侧的把持部安装面12D。滑动面12B和把持部安装面12D以把持部安装面12D成为下方的方式高低不同地形成。
在滑动面12B搭载按压部件13。另外,在把持部安装面12D搭载把持部16。
在引导部件12的+Y2方向端面的中央,以将把持部安装面12D分割为二的方式形成有切口部12E。
在将引导部件12搭载于在后面进行说明的滑块71(参照图10等)时,引导部件12的下表面12F是与滑块71对置的面。
在滑动面12B搭载按压部件13,并且构成为能够在滑动面12B的延伸方向亦即Y2轴方向进行直线运动(滑动)。
在滑动面12B的两侧(+X2侧、-X2侧)形成有向上方突出的一对滑动引导件12Aa、12Ab。该滑动引导件12Aa、12Ab相互平行地形成。另外,滑动引导件12Aa、12Ab延伸至把持部安装面12D的两侧。
滑动引导件12Aa、12Ab彼此的距离相对于按压部件13的宽度(X2轴方向的长度)略大。按压部件13沿着滑动引导件12Aa、12Ab能够进行按压部件13的直线的动作。
在滑动面12B的中央,贯通有与滑动引导件12Aa、12Ab平行地延伸的长孔12C。在该长孔12C,从下表面12F侧经由引导衬套20A插通有导销20B。导销20B在其下端设置有凸缘,其上端固定于按压部件13。借助导销20B按压部件13不会从滑动面12B滑落,而且能够进行直线运动。
按压部件13具有按压部件主体13A和按压片13B,俯视观察时形成为L字形。按压部件主体13A形成为块状,其宽度形成为与滑动面12B的宽度大致相同或者略小。该按压部件主体13A优选为通过作业者的手指施加力而对按压部件13施加力,从而容易在Y2轴方向进行直线运动的形状。
按压片13B从按压部件主体13A的+Y2侧的面延伸。按压片13B沿着引导部件12的一对滑动引导件12Aa、12Ab中的-X2侧的滑动引导件12Ab而向把持部16侧(+Y2方向)延伸。
把持部16具备:第一把持部件14、第二把持部件15、压缩弹簧19以及固定螺钉17。把持部16搭载于在引导部件12的上表面的+Y2侧形成的把持部安装面12D。把持部16的第一把持部件14以及第二把持部件15形成为块状。
第一把持部件14以及第二把持部件15在滑动引导件12Aa、12Ab之间沿X2轴方向并排配置。固定侧的第一把持部件14沿着+X2侧的滑动引导件12Aa配置,第二把持部件15配置在第一把持部件14与-X2侧的滑动引导件12Ab之间。在第二把持部件15与-X2侧的滑动引导件12Ab之间,形成有供按压部件13的按压片13B插拔的间隙。
第一把持部件14固定于引导部件12。该固定通过经由第二把持部件15将固定螺钉17在设置于把持部安装面12D的螺钉孔12Da进行螺纹配合来实现。
在第一把持部件14且在与第二把持部件15对置的对置面14a,导销14A被固定并且向第二把持部件15侧延伸。另外,在第二把持部件15且在与第一把持部件14对置的对置面15a,设置有与导销14A对应的引导孔15b。
第二把持部件15通过导销14A以及引导孔15b相对于第一把持部件14限制除X2轴方向以外的动作。
在第一把持部件14的相互对置面14a设置有弹簧保持孔14b,并且内装有压缩弹簧19。压缩弹簧19在第一把持部件14与第二把持部件15之间被压缩而被夹装。压缩弹簧19对第一把持部件14和第二把持部件15施加使它们相互分离的力。
第二把持部件15在对置面15a的相反侧的面具有第一被按压面15e和第二被按压面15f。第一被按压面15e以越趋向+Y2方向越从第一把持部件14分离的方式倾斜地形成。另外,第二被按压面15f以与按压片13B的延伸方向(+Y2方向)平行的方式形成。通过按压部件13的按压片13B与第一被按压面15e、第二被按压面15f抵接,由此第二把持部件15向+X2方向驱动。
在第一把持部件14的+Y2侧的前端形成有第一把持面14c。第一把持面14c形成于与对置面14a相同的平面内。在对置面14a与第一把持面14c之间形成沿Z2轴方向延伸的槽状的凹部14d,凹部14d对对置面14a与第一把持面14c进行划分。
同样,在第二把持部件15的+Y2侧前端,且在与对置面15a相同的平面内形成有V槽形成面15h。V槽形成面15h在对置面14a与V槽形成面15h之间形成有沿Z2轴方向延伸的槽状的凹部15d,并且对对置面15a与V槽形成面15h进行划分。在V槽形成面15h形成有沿Y2轴方向延伸的V槽15i。
图8B示出V槽15i的放大图。V槽15i具有相对于V槽形成面15h倾斜地形成的一对第二把持面15c、15c,并且剖面形成为V字形。
图7A是把持有第一光纤1的状态的光纤支架11的立体图。图7B是从图7A所示的光纤支架11的+Y2侧观察的放大图。
如图7B所示,第一把持部件14的第一把持面14c与第一光纤1抵接。另外,第二把持部件15的第二把持面15c、15c与第一光纤1抵接。第一把持面14c、第二把持面15c、15c分别与第一光纤1线接触。因此第一光纤1以相互平行的三条接触线被把持外周。通过这样把持,第一光纤1不会从各把持面14c、15c偏移,从而相对于光纤支架11能够不发生轴偏移地进行把持。
接下来,基于图9A~图9C对光纤支架11的把持部16的开闭与第一光纤1的把持的样子进行说明。
图9A表示打开光纤支架11的把持部16后的状态(以下称为开放状态)。在开放状态下按压部件13配置于引导部件12的滑动面12B的后方(把持部16侧、-Y2侧)。另外,按压部件13的按压片13B不抵接于第二把持部件15的第二被按压面15f,而抵接于第一被按压面15e或者不与任意的被按压面(第一被按压面15e以及第二被按压面15f)抵接。
在开放状态下,在第一把持部件14与第二把持部件15之间形成有第一光纤1的外径以上的间隙。这是因为在第一把持部件14以及第二把持部件15之间夹装有压缩弹簧19,该压缩弹簧19使第一把持部件14以及第二把持部件15彼此分离。
图9B示出关闭光纤支架11的把持部16后的状态(以下,称为关闭状态)。在关闭状态下按压部件13配置于滑动面12B的前方(+Y2侧)。另外,按压部件13的按压片13B与第二把持部件15的第二被按压面15f抵接。
作业者通过将按压部件13在滑动面12B上向+Y2方向移送,从而能够使光纤支架11从开放状态向关闭状态过渡。按压部件13的按压片13B在第一被按压面15e滑动,并到达第二被按压面15f。按压片13B在倾斜的第一被按压面15e滑动,并且第二把持部件15向+X2方向被按压并且向第一把持部件14侧移动。
通过从开放状态向关闭状态转移,把持部16的第一把持部件14与第二把持部件15能够相互接近,并且通过把持面14c、15c将第一光纤1夹入进行把持(参照图7B)。
图9C表示由把持部16把持的第一光纤1的第二端部1a。如图9C以及图7B所示,在关闭状态下,在第一把持部件14的对置面14a与第二把持部件15的对置面15a之间,形成有与第一光纤1的直径对应的间隙。通过适当地设定该间隙,能够使第一光纤1不受损伤地从径向两侧把持。
另外,优选使第一把持部件14以及第二把持部件15为树脂制,减少对第一光纤1的负荷。此外,也可以通过在第一把持面14c、第二把持面15c的表面粘贴由硅橡胶等构成的弹性板,来减少向第一光纤1的负荷。
第一光纤1在其第二端部1a处将从形成有折射率整合材料层10的后端面1b离开的位置夹入把持部16。将把持部16(第一把持部件14以及第二把持部件15)的+Y2方向端面称为基准面16A。基准面16A是与X2-Z2平面平行地形成的面。
如图9C所示,把持部16以从基准面16A至后端面1b的距离成为K的方式把持第一光纤1。该距离K比第一把持面14c以及V槽形成面15h的Y2轴方向的长度长。
第一把持部件14与第二把持部件15在比基准面16A靠内侧处具有凹部14d、凹部15d。在关闭状态下,凹部14d、凹部15d为接近的俯视矩形,并且形成有在Z2轴方向贯通的保护空间18。
通过使从基准面16A至第一光纤1的后端面1b的距离K比第一把持面14c以及V槽形成面15h的Y2轴方向的长度长,第一光纤1的后端面1b配置于保护空间18内。由此形成于后端面1b的折射率整合材料层10不与第一把持部件14以及第二把持部件15接触。
通过这样把持,能够防止第一光纤1的折射率整合材料层10的损伤。
对切断第一光纤1并且由光纤支架11把持的顺序进行说明。
首先,在切断前的第一光纤1的端面1b形成折射率整合材料层10。
接下来,由光纤支架11的把持部16把持该端面1b侧的第二端部1a。光纤支架11的把持部16以相对于基准面16A成为上述距离K的方式正确地把持第一光纤1的后端面1b,并且在保护空间18内配置后端面1b。
接下来,如图9A所示,以从把持部16的基准面16A成为距离H的方式切断第一光纤1而形成第一端部1c。通过这样从基准面16A正确地配置第一光纤1的第一端部1c、第二端部1a,从而能够正确地切断第一光纤1。另外,能够使第一端部1c、第二端部1a正确地位于光纤支架11。
<光纤的插入顺序>
基于图10~图14C对将由光纤支架11把持的第一光纤1插入光纤孔61a的顺序进行说明。
另外,在图10~图14C中记载了X3-Y3-Z3坐标系。该坐标系将金属箍61的长度方向作为Y3轴方向,前端面61b以成为+Y3侧的方式配置。另外,该坐标系以基体部件65的对置面65a成为X3-Y3平面的方式配置。
图10表示将金属箍构造体59安装于光纤插入装置73(插入装置73)的安装前状态。
光纤插入装置73由金属箍保持夹具70、光纤支架11以及搭载光纤支架11的滑块71简要构成。金属箍保持夹具70和滑块71固定于插入装置73的地基(省略图示)来保持相互的位置关系。
金属箍保持夹具70具备下夹具70A和上夹具70B,它们构成为能够开闭。下夹具70A以及上夹具70B具有沿着金属箍61的外径的弯曲凹部70b、70b。另外,在下夹具70A、上夹具70B形成有相对于金属箍61的轴向正交的定位面70a、70a。
由金属箍保持夹具70对金属箍构造体59的保持,通过以下顺序进行。
首先,将金属箍构造体59的金属箍61载置于下夹具70A上。此时,以基体部件65的对置面65a朝向上方的方式配置。接下来,使凸缘部64与定位面70a抵接。进而将上夹具70B配置于金属箍61的上方,并且相对于下夹具70A进行固定。由此,下夹具70A以及上夹具70B的弯曲凹部70b、70b能够把持金属箍61的外周,并且在将金属箍保持夹具70定位的状态下进行保持。
在进行上述顺序的金属箍61的光纤孔61a中预先填充省略图示的粘接剂。利用该粘接剂将第一光纤1固定于光纤孔61a。另外除进行特别说明的情况以外,粘接剂在附图上省略,但在图10~图14C中,在光纤孔61a中填充有粘接剂。
滑块71例如是线性滑块,构成为能够向图10中的箭头A方向顺畅地进行直线运动。箭头A是相对于Y3轴的仰角θ的方向。即,滑块71位于与X3-Y3平面平行的面内,并且沿相对于Y3轴仰角θ的方向进行直线运动。滑块71配置于金属箍构造体59的基体部件65侧。
另外,在滑块71且在其行进方向(箭头A方向)前方设置有前进限度规定部74,该前进限度规定部74规定光纤支架11的前进限度。滑块71通过与前进限度规定部74抵接(干涉)来妨碍其前进。
光纤支架11以图7A所示的引导部件12的下表面12F成为载置面的方式安装于滑块71。因此光纤支架11以第二把持部件15的可动方向与X3轴一致的方式配置。
在光纤支架11把持有第一光纤1。如图7A所示,第一光纤1的第二端部1a侧被光纤支架11的把持部16把持。另外,第一端部1c从光纤支架11的基准面16A延伸。
通过使光纤支架11搭载于滑块71,从而第一光纤1配置为朝向金属箍构造体59的基体部件65延伸。在基体部件65的对置面65a形成有调心槽69a。金属箍构造体59与光纤支架11,以使光纤支架11的延伸方向与调心槽69a一致的方式决定相互的位置关系。
图11A表示使第一光纤1的第一端部1c与调心槽69a抵接的状态。另外,图11B表示与调心槽69a抵接的第一端部1c的放大图。
若驱动滑块71,则使光纤支架11逐渐接近金属箍构造体59。伴随于此,第一光纤1的第一端部1c接近于金属箍构造体59的调心槽69a,且不久就抵接。
如图11B所示,在调心槽69a的前方(+Y3方向)隔开间隙62地配置有金属箍61。以通过存积将第一光纤1插入光纤孔61a时溢出的粘接剂来防止向周围附着为目的,确保该间隙62。
第一光纤1的第一端部1c抵接于调心槽69a上且比间隙62靠内侧(-Y3侧的位置)距离J。即,第一光纤1不直接导入光纤孔61a。一旦与调心槽69a抵接,则使其延伸方向弯曲并导入光纤孔61a。
由于调心槽69a是在Y3轴方向延伸的槽,因此通过在调心槽69a上抵接,能够防止第一光纤1向左右方向(X3轴方向)摇晃。因此能够抑制第一光纤1的第一端部1c从光纤孔61a偏移,而对第一光纤1施加过负荷。
图12A表示第一光纤1的第一端部1c即将到达光纤孔61a之前的样子。另外,图12B表示即将到达光纤孔61a之前的第一端部1c的放大图。
在光纤孔61a的后端61d侧(-Y3侧)形成有使光纤孔61a的开口入口的内径扩展成为漏斗状的锥部61c。锥部61c发挥将第一光纤1的第一端部1c向光纤孔61a引导而顺利地向光纤孔61a插入的功能。
第一光纤1通过从与调心槽69a抵接的状态(图11A以及图11B所示的状态)使滑块71进一步向箭头A方向前进,在调心槽69a上弯曲,第一端部1c在光纤孔61a侧朝向其前端面1d。由此第一端部1c能够可靠地与锥部61c抵接并顺畅地导入光纤孔61a。
图13表示将第一光纤1插通至光纤孔61a的内部的状态。
第一光纤1通过从与锥部61c抵接的状态(图12A以及图12B所示的状态),使滑块71进一步向箭头A方向前进,从而插入至光纤孔61a的内部。滑块71具有前进限度规定部74,若前进至规定的位置,则与该前进限度规定部74抵接,无法进一步前进。为了使第一光纤1成为适当的插入深度,前进限度规定部74设置于适当的位置。
图14A表示解除了光纤支架11的把持部16后的状态。
在滑块71与前进限度规定部74抵接之后,使光纤支架11的按压部件13后退,使第二把持部件15从第一把持部件14分离而使把持部16为开放状态(参照图9A)。由此,第一光纤1的第二端部1a能够从把持部16下降而配置于调心槽69a上。在由前进限度规定部74规定的前进限度处解除光纤支架11的把持,从而能够将第一光纤1的第二端部1a(后端)在调心槽69a中定位。
第二端部1a下降的位置能够通过滑块71的前进限度规定部74的位置设定。通过将前进限度规定部74适当地配置,从而在第二端部1a下降后,无需调整第二端部1a的端面1b的位置。
以往,在将第一光纤1插通于光纤孔61a之后,进行了在调心槽69a载置的第二端部1a的端面1b的位置调整。
作为位置调整方法,存在预先较长地切断第一光纤1,把持从金属箍61的前端面61b突出的第一光纤1来进行的方法。然而,在该方法中,形成于端面1b的折射率整合材料层10在调心槽69a的上表面被拖动,有可能从端面1b剥离。
另外,作为其他的位置调整方法,存在预先将第一光纤1的第二端部1a相对于目标的位置配置于后方,通过按压端面1b使第一光纤1前进来进行的方法。在该方法中,由于对端面1b施加力,因此有可能在形成于端面1b的折射率整合材料层10产生损伤。此外,具有在调心槽69a的上表面拖动折射率整合材料层10这一与上述调整方法相同的问题。
在本实施方式的制造方法中,在解除光纤支架11的把持部16中的把持,使第一光纤1的第二端部1a下降的时刻定位结束。因此,无需进行对折射率整合材料层10造成损伤那样的调整。
对把持部16开放并且解除把持后的第一光纤1的第二端部1a的样子进行说明。光纤支架11以第二把持部件15的可动方向(参照图9A、图9B)与X3轴一致的方式配置。若使光纤支架11的按压部件13工作将把持部16开放,则第二把持部件15沿X3轴方向移动。因此被把持的第二端部1a自然下降,如图14C所示载置于调心槽69a上。即,在使把持部16开放并且使第二端部1a下降时,形成于第二端部1a的端面1b的折射率整合材料层10也不与把持部16接触。
这样,折射率整合材料层10不与把持部16接触就能够解除把持,是基于以下两点结构。
首先,第一,如图9C所示,第二端部1a的端面1b配置于把持部16的保护空间18。保护空间18以包含端面1b下降的轨迹的方式形成,因此在下降时,折射率整合材料层10与把持部16不接触。
第二,把持部16的第一把持部件14与第二把持部件15从相对于第一光纤1的轴与光纤孔61a的轴所成的面正交的方向进行把持。通过从这样的方向把持,若解除把持,则第一光纤1的第二端部1a自然下降。因此无需使第二端部1a在把持面的面上滑动等的顺序,把持部16与折射率整合材料层10不接触。
图14B是表示将第一光纤1插入之后的金属箍61的前端面61b的样子的剖视图。若将第一光纤1从金属箍61的后端61d朝向前端61b侧插入光纤孔61a,则填充于光纤孔61a的粘接剂3,从光纤孔61a的前端溢出,在前端面61b形成粘接剂3的鼓出部3A。位于第一光纤1的第一端部1c且从金属箍61的前端面61b突出的部分,内包于该鼓出部3A。
第一光纤1相对于光纤孔61a的插入深度,能够根据与滑块71抵接限制前进的前进限度规定部74的位置来设定(参照图13)。另外,第一光纤1从把持部16的基准面16A以距离H的长度被切断(参照图9B)。通过正确地设定前进限度规定部74的位置和第一光纤1的长度,从而第一光纤1的前端面61b能够以内包于鼓出部3A的方式使第一光纤1插入。
在使粘接剂3固化之后,进行金属箍61的前端面61b的研磨。通过该研磨工序除去粘接剂3的鼓出部3A,并且研磨第一光纤1的前端面61b,以便与金属箍61的前端面61b成为同一面。
在该研磨工序中,使用将金刚石等作为研磨粒子的包装膜。在第一光纤1的前端面61b从鼓出部3A突出的情况下,突出的第一光纤1有可能使包装膜破损。因此在使用包装膜之前,需要切断突出的第一光纤1的工序、用砂纸等进行预备研磨。通过使前端面61b内包于鼓出部3A内,从而能够节省这些工序。
<对于其他插入顺序>
如以上所述,除了使用具备光纤支架11的光纤插入装置73将第一光纤1插入光纤孔61a以外,也可以使用镊子等保持工具,通过手工作业将第一光纤1插入光纤孔61a。
保持工具不限定于镊子,只要成为具备用于从径向两侧把持第一光纤1的第二端部1a的第一把持面以及第二把持面并且它们进行开闭的结构即可。第一把持面以及第二把持面也可以加工成适于第一光纤1的把持的形状。另外,也可以通过在第一把持面以及第二把持面粘贴弹性片材,来减少向第一光纤1的负荷。
以下,对通过手工作业将第一光纤1插入光纤孔61a的顺序进行说明。
首先,将预先在光纤孔61a中填充有粘接剂的金属箍构造体59固定于金属箍保持夹具70(参照图10等)。进而,在金属箍61的前端61b设置抵接壁。该抵接壁是为了通过与插入到光纤孔61a的第一光纤1的第一端部1c抵接,来设定第一光纤1的插入深度所设置的。
接下来,由保持工具对预先切断为规定的长度并且在第二端部1a的端面1b形成有折射率整合材料层10的第一光纤1进行保持。此时,保持工具把持从端面1b离开的位置,保持工具的第一把持面以及第二把持面与折射率整合材料层10不接触。
接下来,将被保持工具把持的第一光纤1,从其第一端部1c侧插入光纤孔61a。此时,一边使第一端部1c与形成于光纤孔61a的后端61d的锥部61c抵接、一边进行插入。由此能够将第一光纤1顺畅地导入光纤孔61a。
如上述那样,金属箍61的前端61b设置有抵接壁。在将第一光纤1插入光纤孔61a的全长时,第一光纤1的第一端部1c与抵接壁抵接,从而无法进一步插入。
在第一端部1c与抵接壁抵接之后,解除由保持工具对第一光纤1的把持。由此第一光纤1的第二端部1a能够下降配置于调心槽69a上。
由于第二端部1a下降的位置通过抵接壁与第一端部1c的抵接而唯一地决定,因此在第二端部1a下降后,无需调整第二端部1a的端面1b的位置。
这样,也可以不用使用光纤插入装置73,而是通过手工作业将第一光纤1插入光纤孔61a。
(第二实施方式)
在第二实施方式中,对与第一实施方式相同的部件标注相同的附图标记,并省略或简化其说明。
图25A~图25B是表示本发明的第二实施方式的光纤的连接方法所使用的光连接器220的图。
如图25A所示,光连接器220是现场组装型的光连接器,并且组装于光缆221的末端。
光缆221例如由外罩323一并覆盖光纤222(第二光纤、外部光纤)和线状的抗张力体(省略图示)。光纤222例如是通过被覆来覆盖裸光纤222a的结构的带被覆光纤,能够例示出光纤心线、光纤素线等。
光连接器220是具备套筒状的第一壳体211、设置于第一壳体211内的带夹持部金属箍212、以及设置于第一壳体211的后侧的第二壳体213的光纤连接器。
光连接器220例如是SC型光连接器(按照JIS C5973制定的F04型光连接器。SC:Single fiber Coupling optical fiber connector(单光纤耦合光纤连接器))、MU型光连接器(以JIS C 5973制定的F14型光连接器。能够使用MU:Miniature-Unit couplingoptical fiber connector(微型单元耦合光纤连接器)等的单心用光连接器。
在以下的说明中,存在将朝向金属箍201的接合端面201b的方向称为前方(前端方向),将其相反方向称为后方的情况。
如图25B所示,带夹持部金属箍212在内插固定有光纤202(内置光纤202、第一光纤、接受侧光纤)的金属箍201的后侧,组装夹持部214(连接机构)。
夹持部214对内置光纤202的后侧突出部202a与光纤222的前端部进行把持固定,来维持光纤202、222彼此的对接连接状态。
夹持部214具备:从金属箍201向后侧延伸的基体部件215(后侧延伸片215)(基体侧元件)、盖部件216、217(盖侧元件)、以及将它们一并保持于内侧的卡簧218。
夹持部214能够在基体部件215与盖部件216、217之间夹入内置光纤202的后侧突出部202a与光纤222的前端部,进行把持固定。
将与带夹持部金属箍212的内置光纤202后端对接连接的光纤222也称为插入光纤222。
内置光纤202内插于与金属箍201的轴线同轴地贯通设置于金属箍201的微小孔亦即光纤孔201a,并且通过使用粘接剂的粘接固定等而固定于金属箍201。内置光纤202的前端的端面露出于金属箍201先端(前端)的接合端面201b。内置光纤202例如是裸光纤。
在后侧延伸片215的对置面(与盖部件216、217面对的面)形成有:将内置光纤202的后侧突出部202a定位于金属箍201的光纤孔201a的后方延长线上的调心槽219a、和从调心槽219a的后端向后方延伸的被覆部收纳槽219b。
图15是表示内置光纤202的后端202b及其附近的图。后端202b是与金属箍201的接合端面201b侧的端部(前端)相反一侧的端部(连接端)。后端202b的端面202b1(后端面、连接端面)优选为大致平坦,且与光轴垂直。
端面202b1优选为镜面。端面202b1的最大高度Rz(JIS B 0601(2001))优选为例如小于1μm。
在内置光纤202的端面202b1形成有固形的折射率整合材料层210。折射率整合材料层210形成为夹设于内置光纤202的端面202b1与插入光纤222的端面222b1(前端面)(参照图16)之间。
折射率整合材料层210具有折射率整合性。折射率整合性是指折射率整合材料层210的折射率与光纤202、222的折射率的接近程度。折射率整合材料层210的折射率越接近光纤202、222越好,但从避免菲涅尔反射所带来的传送损失减少的观点来看,与光纤202、222的折射率之差优选为±0.1以内,更优选为±0.05以内。在对接连接的两根光纤202、222的折射率相互不同的情况下,两根光纤202、222的折射率的平均值与折射率整合材料层210的折射率之差优选处于上述范围内。
作为折射率整合材料层210的材质,例如能够列举出丙烯酸类、环氧类、乙烯基类、有机硅类、橡胶类、聚氨酯类、甲基丙烯酸类、尼龙类、双酚类、二醇类、聚酰亚胺类、氟环氧类、含氟丙烯酸类等的高分子材料。
折射率整合材料层210也可以为恒定厚度的层状,但优选为从端面202b1的中央朝向周缘逐渐减小厚度的形状。
例如,折射率整合材料层210的后表面210a(外表面)能够为向后方(连接方向)突出的弯曲凸面。弯曲凸面例如是球面、椭圆球面等。后表面210a可以整面是弯曲凸面,也可以仅一部分是弯曲凸面。
通过使后表面210a为弯曲凸面,端面222b1的中央部分变得最厚,因此能够使位于端面222b1的中央的芯223的端面223a可靠地与折射率整合材料层210抵接,使连接损失良好。
折射率整合材料层210优选以覆盖端面202b1中的至少芯203的端面203a的方式形成,更优选形成于端面202b1的整个面。图示例子的折射率整合材料层210形成于端面202b1的整个面。
另外,折射率整合材料层210也可以不仅在端面202b1而且到达后端202b附近的内置光纤202的外周面而形成。
折射率整合材料层210能够弹性变形。折射率整合材料层210是比光纤202、222的裸光纤硬度低的软质层,在使插入光纤222与内置光纤202抵接时,能够缓和抵接所带来的冲击力。
如图28所示,折射率整合材料层210的肖氏硬度E(以JIS K 6253为基准)优选为30以上且85以下。
若折射率整合材料层210的肖氏硬度E过低(例如,在区域R3内),则折射率整合材料层210容易从内置光纤202的端面202b1剥离,但通过使肖氏硬度E为30以上,能够防止该情况。
具体而言,例如即使在由于在调心槽219a内的光纤202、222的端部的位置调整、温度、湿度的变动,而对折射率整合材料层210施加有较大的力的情况下,也能够防止折射率整合材料层210从端面202b1剥离。
另外,通过使折射率整合材料层210的肖氏硬度E为30以上,由此能够防止在折射率整合材料层210引起成为增加损失的原因的皱褶形成等的变形。
若折射率整合材料层210的肖氏硬度E过高(例如,在区域R4),则未固化时的折射率整合材料的粘度升高,因此难以附着于内置光纤202的端面202b1,但通过使肖氏硬度E为85以下,由此使折射率整合材料附着于端面202b1的操作变得容易,能够高精度地形成规定的形状(例如,成为上述的弯曲凸面的形状)的折射率整合材料层210。
另外,通过使折射率整合材料层210的肖氏硬度E为85以下,能够相对于光纤202、222的端部进行充分的追随变形。因此,例如在由于在调心槽219a内的光纤202、222的端部的位置调整、温度、湿度的变动,而对折射率整合材料层210施加有较大的力的情况下,也能够避免产生成为增加损失的原因的间隙等。
折射率整合材料层210的厚度(例如,图15所示的厚度T1)优选为大于10μm。特别优选为20μm以上且60μm以下。
折射率整合材料层210的厚度例如是芯203的端面203a的中心的厚度,且是内置光纤202的光轴方向的尺寸。图15所示的厚度T1是折射率整合材料层210的中央部的厚度且是最大厚度。
如图28所示,若折射率整合材料层210过薄(例如,在区域R5),则在光纤202、222间的距离变大时,无法发挥作为折射率整合材料的效果,但若使厚度为20μm以上,则在可靠地获得作为折射率整合材料的效果上是有利的。
另外,通过使厚度为20μm以上,能够相对于光纤202、222的端部进行充分的追随变形,能够避免产生成为增加损失的原因的间隙等。
若折射率整合材料层210过厚(例如,在区域R6),则存在光纤202、222的端部的位置不稳定,初始特性容易变动的趋势。
另外,光纤端部位置的稳定性受到折射率整合材料层210的硬度的影响。
若将连结肖氏硬度E为85且厚度为40μm的点P1与肖氏硬度E为30且厚度为60μm的点P2的直线设为直线L1(肖氏硬度E=-2.75*整合材料层厚度+195),则与厚度比直线L1大的一侧的区域(区域R7等)相比,在包含直线L1且厚度比其小的一侧的区域(区域R1等),难以引起上述的光纤端部位置的不稳定。
因此,在折射率整合材料层210的肖氏硬度E为30以上且85以下、厚度为20μm以上且60μm以下,而且除区域R7之外的区域(区域R1),即,在由(肖氏硬度E:30、厚度:20μm)、(肖氏硬度E:85、厚度:20μm)、(肖氏硬度E:85、厚度:40μm)与(肖氏硬度E:30、厚度:60μm)示出的范围(图28的台形范围)内,能够防止折射率整合材料层210的剥离,并且能够高精度地形成折射率整合材料层210,进而能够使初始特性稳定,将连接损失可靠地维持为较低。
在区域R1内,且在肖氏硬度E为45以上且80以下的区域R2,在插入光纤222为带空孔光纤(参照图29)的情况下,能够使连接损失较低。
带空孔光纤是具有多个相对于波导方向连续的空孔的光纤。作为带空孔光纤(Holey Fiber、HF),存在空孔辅助纤维(Hole-Assisted Fiber、HAF)等。
对于通过使用区域R2的折射率整合材料层210,能够使连接损失良好的理由,能够进行以下的考察。
如图29所示,带空孔光纤250具备芯271和包围其周围的金属包层部252,在金属包层部252内形成有多个空孔253。
图30是表示在带空孔光纤250中使用固形的折射率整合材料,从而连接损失增大的情况下折射率整合材料层210的照片。折射率整合材料层210的表面不平坦,形成有凹凸的阶梯部210d。阶梯部210d从其形状观察,存在因通过光纤202、222施加于折射率整合材料层210的力而产生皱褶集中于折射率整合材料层210的表面那样的变形而形成的可能性。
根据该情况,能够进行如下的推测。
在插入光纤222是带空孔光纤250的情况下,通过与内置光纤202的对接,折射率整合材料层210的表面成为具有与具有空孔253的端面222b1对应的凹凸的形状,因此折射率整合材料层210难以相对于端面222b1沿该面方向进行滑动移动。
在折射率整合材料层210的硬度过低的情况下,若在该状态下拔出插装片231,通过卡簧218的弹性,将光纤202、222在调心槽219a内进行位置调整,则通过插入光纤222的端面222b1对折射率整合材料层210施加该面方向的较大的剪切力,从而有可能引起成为增加损失的原因的皱褶形成等的变形。
另一方面,在折射率整合材料层210的硬度过高的情况下,在调心槽219a内的光纤端部的位置调整时,无法进行充分的追随变形,有可能产生成为增加损失的原因的间隙等。
与此相对,若使用区域R2(肖氏硬度E为45以上且80以下)的折射率整合材料层210,则能够相对于被位置调整的光纤端部进行充分的追随变形,因此不产生成为增加损失的原因的间隙等,而且难以引起皱褶形成等的变形。因此能够使连接损失较低。
折射率整合材料层210例如能够通过以下方法形成。
在使内置光纤202带电的状态下,使后端202b的端面202b1接近液状折射率整合材料的液面,使该液状折射率整合材料吸附(附着)于内置光纤202的端面202b1,然后使其固化成为折射率整合材料层210。
另外,也可以在形成折射率整合材料层210之前,利用放电使端面202b1清洁化。
另外,折射率整合材料层210不限定于使液状折射率整合材料电吸附的方法,也能够通过其他方法将液状折射率整合材料涂覆于端面202b1来形成。
如图26所示,接头用工具350的插装片351,能够以能够拔出的方式插装于后侧延伸片215与盖部件216、217之间。
如图25A所示,第二壳体213能够构成为能够拉住光缆221的末端。
接下来,详细地说明使用光连接器220的光纤的连接方法的第二实施方式。
(光纤的切断)
首先,进行插入光纤222的切断加工。
光纤222的切断加工是将光纤222的引出长度调整为根据光连接器220的规格决定的长度,并且形成作为镜面的端面222b1的工序(参照图16)。
在切断光纤222时,在通过切断刃在光纤222形成有初始损伤之后,以使该初始损伤生长的方式对插入光纤222施加张力,通过劈开来切断插入光纤222。
作为光纤的切断工具(光纤切刀),能够使用简易型的切断工具。
作为简易型的光纤切刀,能够列举出通过手动进行切断刃的驱动或者向插入光纤222施加张力的例子。
作为简易型的光纤切刀的具体例子,例如存在如下的光纤切刀,即具备:保持光纤的保持部、从其延伸的一对臂、以及设置于它们的前端的把持部(例如参照日本特开2012-226252号公报、日本特愿2013-141144(日本特开2014-211608号公报))。
上述光纤切刀通过手动而利用切断刃对光纤形成初始损伤,并且操作者用手指操作把持部,将光纤夹入而对光纤施加拉力,从而促进光纤的切断。
在此例示的光纤切刀,采用通过将光纤沿长度方向拉动而作用拉力的方式,但也可以采用通过对光纤施加弯曲方向的力而作用拉力的方式。
在简易型的光纤切刀中,难以使切断加工的条件完全恒定。特别是难以高精度地调整形成于光纤的初始损伤的深度、以及施加于光纤的拉力。
难以进行初始损伤深度的调整是因为虽然使切断刃的移动速度、切断位置等恒定,但在装置构造上并不容易。例如,在通过手动进行切断刃的驱动的情况下,正确决定切断刃的移动速度、切断位置等的条件并不容易。
难以进行拉力的调整是因为光纤的把持位置容易变动,并且虽然使施加于光纤的力为恒定,但在装置构造上并不容易。例如,在通过手动进行张力施加的情况下,难以进行精度高的张力的调整。
对于初始损伤,例如在深度不足的情况下(在伤浅的情况下),能够推测为容易比初始损伤的生长快速地进行断裂(裂缝形成),因此容易在切剖面形成凹凸(例如,锯齿纹(后述))。
例如在拉力过大的情况下,能够推测为由于容易比初始损伤的生长快速地进行断裂(裂缝形成),因此容易在切剖面形成凹凸。
在使用简易型的光纤切刀的情况下,由于难以高精度地调整初始损伤的深度、施加于光纤的拉力等,因此存在无法获得整面成为镜面状的切剖面的情况。
成为本发明的连接方法的对象的外部光纤的端面,符合以下两种情况的任一个。
情况1:从基准面突出的凸部分的突出高度小于10μm并且芯包含于非镜子部分。
情况2:凸部分的突出高度为10μm以上,并且为折射率整合材料层的厚度以下。
另外,镜面例如是指最大高度Rz(JIS B 0601(2001))小于1μm的面。作为镜面的芯223的端面223a中的透光率(光连接器220所使用的光的透过率)例如为95%以上(优选为99%以上),作为“非镜面”的芯223的端面223a中的透光率例如是超过该范围的值。
以下,对各情况进行说明。
(情况1)
情况1是插入光纤的端面(切剖面)的凸部分的突出高度小于10μm,并且为芯包含于非镜子部分的情况。
存在在插入光纤222的端面222b1例如形成锯齿纹等微小的凹凸的情况。锯齿纹是沿着光纤切断的行进方向形成的条纹状的凹凸,例如在切断光纤时对光纤施加有较大的力(拉力等)时,是多个断面形成并行进行而形成的。
图17A以及图17B是表示情况1的第一例的图。图17A是该例的插入光纤222(222A)的端面222b1的俯视图。图17B是示意地表示锯齿纹225的剖面的图,并且是示意地表示沿图17A的I-I线的剖面的图。
在该例中,端面222b1是相对于插入光纤222的光轴垂直的面,是大致平坦面(参照图16)。大致平坦面是指:例如不存在从包含芯223的端面223a的面(主面)突出的部分(突出高度10μm以上)(参照图20)的面。“大致平坦面”也可以规定为最大高度Rz(JIS B 0601(2001))小于10μm。
如图17A所示,该例的端面222b1具有:包含初始损伤的开始点228的镜面区域226、和镜面区域226外侧的区域亦即锯齿纹区域227(非镜子部分)。锯齿纹区域227是具有一个或多个锯齿纹225的区域。
如图17B所示,锯齿纹225是在端面222b1形成的微小的凹凸。锯齿纹225的凸部的高度H1例如为1μm以上且小于10μm即可。
高度H1是锯齿纹区域227中的规定区域内的凹凸的最大阶梯差即可。
在此所说的凹凸(微小凹凸)能够规定为:最大高度Rz(JIS B 0601(2001))为上述范围(1μm以上且小于10μm)。
另外,在此所说的高度是指相对于端面222b1垂直的方向即光轴方向的尺寸。
如图17A所示,锯齿纹225例如从锯齿纹区域227的内缘227a朝向外缘227b(端面222b1的外周缘)以放射状延伸而形成。该例的锯齿纹225形成为以初始损伤的开始点228或者其附近为集约点的放射状。
在该例中,芯223(223A)的端面223a由于其整个区域包含于锯齿纹区域227,因此是“非镜面”。
图17A所示的端面222b1由于不存在突出高度为10μm以上的凸部分,因此包含于“凸部分的突出高度小于10μm”。另外,凸部分是指从基准面向内置光纤202侧突出的部分。基准面是指与接受侧光纤的连接端的端面平行的包含外部光纤的芯的面(例如包含芯的端面的中心的面)。
如图16所示,在该例中,端面202b1是与内置光纤202的光轴垂直的面,端面222b1是与插入光纤222的光轴垂直的面,因此端面222b1与端面202b1平行。另外,端面222b1包含芯223的端面223a(详细而言,包含芯223的中心223a1)。因此,端面222b1是插入光纤222的基准面224(224A)。
端面222b1是大致平坦面,没有从基准面224(224A)突出的高度10μm以上的凸部分。
图18是表示情况1的第二例的图。在该例的插入光纤222(222B)中,没有镜面区域226,端面222b1的全域成为锯齿纹区域227。芯223(223B)的端面223a包含于锯齿纹区域227,因此是“非镜面”。
与图17A以及图17B的情况相同,在端面222b1不存在从基准面224(224A)突出的高度为10μm以上的凸部分。
图19是表示情况1的第三例的图。在该例的插入光纤222(222C)中,芯223的端面223a的一部分区域位于锯齿纹区域227。因此,芯223(223C)的端面223a是非镜面,芯223能够视为包含于非镜子部分。
与图17A以及图17B的情况相同,在端面222b1不存在从基准面224(224A)突出的高度为10μm以上的凸部分。
在图17A~图19所示的例子中,镜面区域226是具有以初始损伤的开始点228或者其附近为中心的大致圆弧状的周缘226b的区域。将从开始点228至周缘226b的距离(端面222b1的径向距离)称为镜子半径R。
在光纤222的断裂强度α(g/mm2)与镜子半径R之间存在公式(1)以及表1所示的关系被公开(参见佐藤正博,“光纤的机械式强度与可靠性”,藤仓技术报告,藤仓株式会社,1983年3月,第65号,p.1~8)。
α=6800/R1/2(g/mm2)…(1)
[表1]
镜子半径R(μm) | R1/2 | α(g/mm2) |
5 | 2.236 | 1183 |
10 | 3.162 | 836 |
15 | 3872 | 683 |
|20 | 4.472 | 591 |
25 | 5.000 | 529 |
30 | 5.477 | 483 |
35 | 5.916 | 447 |
40 | 6.324 | 418 |
整个面 | 11.180 | 236 |
基于公式(1)以及表1,断裂强度越大,镜面区域226的面积比例越小,锯齿纹区域227的面积比例变大。
在插入光纤222的端面222b1(切剖面)形成的微小凹凸并不限定于锯齿纹。例如有肋痕(例如瓦尔纳线、停止线(arrest line))等。
在除锯齿纹以外的微小凹凸的情况下,也与锯齿纹相同,凸部的高度(或者最大高度Rz)例如为1μm以上且小于10μm即可。
如图16所示,内置光纤202的芯203的端面203a与插入光纤222的芯223的端面223a的距离D1(以下,称为芯间距离D1)优选为折射率整合材料层210的厚度T1(在芯203的端面203a的厚度)(参照图15)以下。芯间距离D1优选为20μm以下。
通过使芯间距离D1为该范围,能够使折射率整合材料层210与插入光纤222的芯223的端面223a抵接,从而可靠地获得折射率整合效果。
另外,芯间距离例如是指两个光纤的芯的端面的中心之间的距离。
(情况2)
接下来,对情况2进行说明。
情况2是插入光纤的端面(切剖面)具有上述凸部分,其突出高度为10μm以上且为折射率整合材料层的厚度以下的情况。
图20是表示情况2的第一例的图。在图20所示的例子中,在插入光纤222(222D)的端面222b2(前端面)形成有:具有主面229a1的主部229a、和从主面229a1向前端方向突出的凸部分229b。
主面229a1是与插入光纤222的光轴垂直的大致平坦面,包含芯223的端面223a。在该例中,主面229a1比凸部分229b的凸部分端面229b1面积大。
凸部分229b具有相对于主面229a1倾斜的大致平坦的凸部分端面229b1。凸部分端面229b1越从芯223离开,越向增加高度的方向倾斜。
端面202b1是与内置光纤202的光轴垂直的面,主面229a1是与插入光纤222的光轴垂直的面,因此主面229a1与端面202b1平行。另外,主面229a1包含芯223的端面223a的中心223a1。
因此,主面229a1是插入光纤222中的基准面224(224B)。
凸部分229b从主面229a1(基准面224(224B))朝向端面202b1突出形成。
凸部分229b的突出高度H2是距离主面229a1的高度,且是插入光纤222的光轴方向的尺寸。高度H2也称为以芯223的端面223a(例如,中心223a1)为基准的凸部分229b的高度。
凸部分229b的高度H2为10μm以上且为折射率整合材料层210的厚度T1(在芯203的端面203a的厚度)以下。凸部分229b的高度H2例如为10μm以上且20μm以下。
通过使高度H2为该范围,能够使折射率整合材料层210与插入光纤222的芯223的端面223a可靠地抵接,从而获得折射率整合效果。
在该例中,芯223的端面223a可以是镜面,也可以是非镜面。
另外,在图20的例子中,主面229a1是在端面222b2内具有最大面积的面,但主面229a1也可以不是具有最大面积的面。
另外,图20所示的端面222b2由主面229a1和凸部分端面229b1构成,但插入光纤的端面(切剖面)也可以包含主面和凸部分端面以外的其他面。
例如,插入光纤的端面也可以具有具有主面的主部、从主面向前端方向突出的凸部分以及相对于主面形成为凹状的凹部分。在该情况下,插入光纤的端面由主面、凸部分端面与凹部分端面构成。
内置光纤202的芯203的端面203a与插入光纤222的芯223的端面223a的距离D2(以下,称为芯间距离D2)优选为折射率整合材料层210的厚度T1(在芯203的端面203a的厚度)以下。芯间距离D2优选为20μm以下。
图20所示的主面229a1是相对于插入光纤222的光轴垂直的面,但主面也可以相对于该垂直面倾斜。
图21是表示情况2的第二例的图,是表示主面是倾斜面的例子。
内置光纤202的端面202b2是相对于与内置光纤202的光轴垂直的面倾斜的大致平坦面。
在插入光纤222(222E)的端面222b3形成有:具有主面230a1的主部230a、和从主面230a1向前端方向突出的凸部分230b。
主面230a1是相对于与插入光纤222的光轴垂直的面倾斜的大致平坦面,包含芯223的端面223a。凸部分230b具有相对于主面230a1倾斜的大致平坦的凸部分端面230b1。
插入光纤222的主面230a1是与内置光纤202的端面202b2平行的倾斜面,包含芯223的端面223a的中心223a1。
因此,主面230a1是插入光纤222中的基准面224(224C)。
凸部分230b从主面230a1(基准面224(224C))朝向端面202b2突出形成。
凸部分230b的突出高度H3是距离主面230a1的高度,是光轴方向的尺寸。高度H3为10μm以上,为折射率整合材料层210的厚度T2(在芯203的端面203a的厚度)以下。优选凸部分230b的高度H3为10μm以上20μm以下。
折射率整合材料层210的厚度T2是内置光纤202的光轴方向的尺寸。
内置光纤202的芯203的端面203a与插入光纤222的芯223的端面223a的距离D3(以下,称为芯间距离D3)优选为折射率整合材料层210的厚度T2(在芯223的端面223a的厚度)以下。芯间距离D3优选为20μm以下。
在该例中,芯223的端面223a也可以为镜面,还可以为非镜面。
图22A以及图22B是表示情况2的第三例的图,图22A是表示插入光纤222与内置光纤202的形状的图,图22B是表示插入光纤222与内置光纤202的连接部的剖视图。
内置光纤202的端面202b2与图21所示的第二例相同,是相对于与内置光纤202的光轴垂直的面倾斜的大致平坦面。插入光纤222(222F)的端面222b4也是相对于与插入光纤222的光轴垂直的面倾斜的大致平坦面。端面202b2与端面222b4的倾斜角度相互相同。
如图22A所示,在该例中,由于端面202b2的主线202c与端面222b4的主线222c的方向相互不同,因此端面202b2与端面222b4的倾斜方向不一致。领外,主线例如是指通过倾斜的端面的前端与中心的线。
如图22B所示,使与端面202b2平行且包含芯223的端面223a的中心223a1的面为基准面224(224D)。
虽然插入光纤222(222F)的端面222b4是大致平坦面,但因上述的倾斜方向的不一致,其一部分比基准面224(224D)向内置光纤202侧突出。
在图22B中,比芯223的端面223a靠下侧的部分是从基准面224(224D)朝向端面202b2突出的凸部分231b。
凸部分231b的突出高度H4是距离基准面224(224D)的高度,且是插入光纤222的光轴方向的尺寸。高度H4为10μm以上且为折射率整合材料层210的厚度T2以下。凸部分231b的高度H4优选为10μm以上且20μm以下。
内置光纤202的芯203的端面203a与插入光纤222的芯223的端面223a的距离D4(以下,称为芯间距离D4)优选为折射率整合材料层210的厚度T2(在芯223的端面223a的厚度)以下。芯间距离D4优选为20μm以下。
(光纤的对接)
如图25B所示,将从光缆221的末端突出的插入光纤222送入带夹持部金属箍212的调心槽219a,使插入光纤222前端的裸光纤222a与内置光纤202后端对接。
如图26所示,若从带夹持部金属箍212的夹持部214拔出插装片231,则通过卡簧218的弹性,在后侧延伸片215与盖部件216、217之间把持固定插入光纤222前端的裸光纤222a。
由此,能够稳定地保持相对于带夹持部金属箍212的内置光纤202的插入光纤222的对接连接状态。
在情况1(参照图17A~图19)中,如图16所示,插入光纤222的前端222b(连接端)的端面222b1(前端面)经由折射率整合材料层210,与内置光纤202的后端202b的端面202b1(后端面)对接,将光纤202与光纤222光连接。
折射率整合材料层210在厚度方向弹性地压缩变形,后表面210a在中央部分210b与端面222b1抵接。
压缩变形的状态的折射率整合材料层210的后表面210a例如为具有与端面222b1抵接的圆形的中央部分210b、以及成为其周围的弯曲凸面的环状(圆环状)的周缘部分210c的形状即可。
在图示例子中,折射率整合材料层210的中央部分210b与包含芯223的端面223a的部分抵接。
在情况1(参照图17A~图19)中,在插入光纤222的芯223的端面223a形成有锯齿纹225等的微小凹凸,但由于在内置光纤202的端面202b1设置有折射率整合材料层210,因此能够在内置光纤202与插入光纤222的端面202b1、222b1间(特别是芯203、223的端面203a、223a间)夹设折射率整合材料层210。
因此,即使在端面222b1存在凹凸,也由于折射率整合材料层210成为沿其的形状,因此能够在端面202b1、222b1间(特别是端面203a、223a间)不会产生空隙地实现低损失的光连接。
另外,由于折射率整合材料层210是固形,因此与使用液状折射率整合剂的情况不同,不会产生因伴随着高温环境下的折射率整合剂的流动的气泡、异物的侵入在光纤的连接之后损失增大这一不良情况。
另外,由于在插入光纤222的端面存在凹凸也能够抑制损失,因此能够使用廉价的简易型的光纤切刀,在成本方面有利。
在情况2(参照图20~图22B)中,在插入光纤222的端面222b2~222b4形成有凸部分229b、230b、231b,但由于在内置光纤202的端面202b1设置有折射率整合材料层210,因此能够在内置光纤202与插入光纤222的端面之间(特别是芯203、223的端面203a、223a间)夹设折射率整合材料层210。
因此,能够在端面202b1、222b2之间不产生空隙地实现低损失的光连接。
另外,由于折射率整合材料层210是固形,因此与使用液状折射率整合剂的情况不同,不会产生因伴随着高温环境下的折射率整合剂的流动的气泡、异物的侵入,而在光纤连接之后损失增大的不良情况。
图23以及图24是表示成为本发明的连接方法的对象外的情况的图。
图23是表示对象外的情况的第一例的图。在该例的插入光纤222(222G)中,与图17A以及图17B的情况相比,镜面区域226较宽,芯223(223D)的端面223a的全域位于镜面区域226内。
由于芯223(223D)的端面223a是镜面,因此该例的端面222b1不相当于情况1。
另外,端面222b1是大致平坦面,没有高度10μm以上的凸部分,因此也不相当于情况2。
因此,该例的插入光纤222的端面222b1成为本发明的连接方法的对象外。
图24是表示对象外的情况的第二例的图。在该例中,在插入光纤222(222H)的端面222b5形成有具有主面232a1(基准面224(224E))的主部232a、以及从主面232a1突出的凸部分232b。凸部232b具有相对于主面232a1倾斜的凸部端面232b1。
凸部232b相对于主面232a1(基准面224(224E))的突出高度H5,比折射率整合材料层210的厚度T1大。
在本例中,包含芯223的端面223a是镜面的情况与是非镜面的情况双方。
该例中由于凸部232b相对于主面232a1的突出高度H5超过折射率整合材料层210的厚度T1,因此既不相当于情况1也不相当于情况2。
因此,图24所示的插入光纤222的端面222b5成为本发明的连接方法的对象外。
如图24所示,由于该例的端面222b5的凸部232b较高地形成,因此凸部232b与内置光纤202的端面202b1接触。由于凸部232b的高度H5比折射率整合材料层210的厚度T1大,因此折射率整合材料层210未到达芯223的端面223a,无法获得折射率整合效果。
如图27A以及图27B所示,本发明的连接方法不限定于光连接器,也能够应用于机械接头(光纤连接器)。
以下,在对机械接头240的构造进行了说明之后,对使用其连接光纤的方法进行说明。对于与上述光连接器220的连接方法共通的部分,标注相同的附图标记并省略说明。
如图27A所示,机械接头240具备:基体部件241(基体侧元件)、盖部件242(242a、242b、242c)(盖侧元件)、以及对它们一并保持的卡簧243。
机械接头240能够在基体部件241与盖部件242之间将接受侧光纤244与插入光纤222夹入,进行把持固定。
如图27B所示,接受侧光纤244在被引出的裸光纤244a的前端244b的端面244b1,与图15所示的内置光纤202相同地形成有固形的折射率整合材料层210。另外,附图标记245是芯,附图标记245a是芯245的端面。
(接受侧光纤的插入)
将接受侧光纤244从机械接头240的一端侧插入基体部件241与盖部件242之间。由此接受侧光纤244被内插于机械接头240。
(插入光纤的切断)
在通过切断刃在光纤222形成有初始损伤之后,通过以使该初始损伤生长的方式对插入光纤222施加拉伸方向的力,通过劈开切断插入光纤222。
作为光纤的切断工具(光纤切刀),能够使用上述简易型的。
接下来,将插入光纤222从机械接头240的另一端侧送入基体部件241与盖部件242之间,使裸光纤222a的前端222b与接受侧光纤244的前端244b(连接端)的端面244b1对接。
在机械接头240中,也是插入光纤222的切剖面(前端面)在相当于上述情况1以及情况2的任一情况下成为对象。
对于插入光纤222的端面222b1而言,在为情况1(参照图17A~图19)的情况下在插入光纤222的芯223的端面223a形成有锯齿纹225等的微小凹凸,但由于折射率整合材料层210成为沿其的形状,因此能够在端面244b1、222b1间(特别是端面245a、223a间)不会产生空隙地实现低损失的光连接。
在情况2(参照图20~图22B)的情况下,在插入光纤222的端面222b2~222b4形成有凸部分229b、230b、231b,但由于在内置光纤202的端面202b1设置有折射率整合材料层210,因此能够在端面244b1、222b1之间(特别是端面245a、223a之间)夹设折射率整合材料层210。
因此,能够在端面244b1、222b2之间不产生空隙地实现低损失的光连接。
虽然说明了本发明的优选实施方式,并且在上述已经进行了说明,但它们是本发明的例示,应理解为不应该考虑作为限定的内容。能够不脱离本发明的范围进行增加、省略、置换以及其他变更。因此,本发明不应视为被上述的说明限定,而是由权利要求书限制。
附图标记说明:1…第一光纤(内置光纤);1a…第二端部;1b、202b1、222b1、222b2、223a…端面;1c…第一端部;1d…端面(前端面);2…第二光纤(插入光纤);2a…裸光纤;2c…端面(前端面);3…粘接剂;3A…鼓出部;10、210…折射率整合材料层;11…光纤支架;12…引导部件;12B…滑动面;12F…下表面;13…按压部件;13B…按压片;14…第一把持部件;14c…第一把持面;14d、15d…凹部;15…第二把持部件;15c…第二把持面;15e、15f…被按压面;15h…V槽形成面;15i…V槽;16A、224…基准面;16…光纤把持部(把持部);18…保护空间;31…光缆;57…连接部;58…第二夹持元件;59…金属箍构造体;60…带夹持部金属箍;61…金属箍;61a…光纤孔;61b…前端面(前端);61d…后端;63…夹持部;65…基体部件(第一夹持元件);69a…调心槽;70…金属箍保持夹具;71…滑块;73…光纤插入装置(插入装置);74…前进限度规定部;110…分解状态光连接器;202…内置光纤(接受侧光纤);202b…后端(连接端);220…光连接器(光纤连接器);222…插入光纤(外部光纤);222b…前端(连接端);223…芯;223a1…中心;227…锯齿纹区域(非镜子部分);229b、230b、231b…凸部分;240…机械接头(光纤连接器);244…接受侧光纤;244b…前端(连接端);244b1…端面;H、K…距离;θ…仰角。
Claims (16)
1.一种光连接器的制造方法,其特征在于,
对在与露出于金属箍的前端的第一端部的端面相反一侧的第二端部的端面形成有固形的折射率整合材料层的第一光纤,在所述第二端部处从端面离开的位置从径向两侧由一对把持部件进行把持,将所述第一光纤从所述第一端部插入所述金属箍的光纤孔,
使具有所述一对把持部件的光纤支架且把持有所述第一光纤的所述光纤支架,沿着从所述金属箍的所述光纤孔的轴向倾斜的方向,借助滑块朝向所述金属箍的光纤孔滑动,将所述第一光纤插入所述光纤孔。
2.根据权利要求1所述的光连接器的制造方法,其特征在于,
由所述一对把持部件从相对于借助所述滑块使所述光纤支架滑动的方向与所述光纤孔的轴向形成的面正交的方向把持所述第一光纤。
3.根据权利要求2所述的光连接器的制造方法,其特征在于,
在所述金属箍的后侧设置连接机构,该连接机构对使从所述金属箍后方突出的所述第一光纤与第二光纤对接的连接部进行保持,
所述连接机构具备:基体部件,其从所述金属箍向后方延伸;盖部件,在该盖部件与所述基体部件之间夹入所述连接部,
在所述基体部件形成调心槽,该调心槽对所述第一光纤以及第二光纤进行调心,
在将所述第一光纤插入所述光纤孔时,通过所述光纤支架以使所述第一光纤相对于所述光纤孔的轴向倾斜的方式把持所述第一光纤,
在使所述第一光纤前进的过程中,通过使所述第一光纤与所述调心槽抵接而使所述第一光纤弯曲地导入所述光纤孔的入口部。
4.根据权利要求3所述的光连接器的制造方法,其特征在于,
所述滑块具有规定所述光纤支架的前进限度的前进限度规定部,
在由所述前进限度规定部规定的前进限度处解除所述光纤支架的把持,从而将所述第一光纤的第二端部在所述调心槽定位。
5.根据权利要求4所述的光连接器的制造方法,其特征在于,
预先在所述光纤孔填充粘接剂,
通过将所述第一光纤插入所述光纤孔,由此在所述金属箍的前端形成所述光纤孔内的粘接剂溢出的鼓出部,
所述第一光纤的长度设定为使所述第一端部内包于所述鼓出部。
6.根据权利要求1~5中的任一项所述的光连接器的制造方法,其特征在于,
所述光纤支架具有以将所述第一光纤夹入的方式进行把持的第一把持面以及第二把持面,
在所述第一把持面以及所述第二把持面分别形成有凹部,该凹部构成收容所述第一光纤的第二端部的端面的保护空间。
7.根据权利要求1所述的光连接器的制造方法,其特征在于,使所述折射率整合材料层为比10μm大的厚度的所述第一光纤与符合以下条件的任一个的第二光纤,经由所述折射率整合材料层而对接连接,所述条件为:
(1)将与所述第一光纤的连接端的端面平行的包含芯的面作为基准面,从所述基准面向所述第一光纤侧突出的凸部分的突出高度为小于10μm,并且芯包含于非镜子部分,
(2)所述凸部分的突出高度为10μm以上,并且为所述折射率整合材料层的厚度以下。
8.根据权利要求7所述的光连接器的制造方法,其特征在于,
所述第二光纤的连接端的端面被简易型的光纤切刀切断,该简易型的光纤切刀通过手动进行切断刃的驱动或者向所述第二光纤施加张力。
9.根据权利要求7或8所述的光连接器的制造方法,其特征在于,
在作为所述非镜面的所述第二光纤的芯的端面的至少一部分形成有锯齿纹。
10.根据权利要求1所述的光连接器的制造方法,其特征在于,
所述折射率整合材料层的肖氏硬度E以及厚度处于由(肖氏硬度E:30、厚度:20μm)、(肖氏硬度E:85、厚度:20μm)、(肖氏硬度E:85、厚度:40μm)以及(肖氏硬度E:30、厚度:60μm)示出的范围内。
11.根据权利要求10所述的光连接器的制造方法,其特征在于,
使用带空孔光纤作为第一光纤,
所述折射率整合材料层的肖氏硬度E处于45以上且80以下的范围。
12.根据权利要求1所述的光连接器的制造方法,其特征在于,
所述折射率整合材料层形成为弯曲凸面状。
13.一种光连接器,是利用权利要求1~12中的任一项所述的制造方法制造的光连接器,其特征在于,
所述折射率整合材料层粘接于所述第一光纤的第二端部的端面整体。
14.一种光纤插入装置,向金属箍的光纤孔插入内装固定于此的第一光纤,所述光纤插入装置的特征在于,
所述第一光纤的第一端部露出于所述金属箍的前端,在所述第一光纤的第二端部的端面形成有固形的折射率整合材料层,
所述光纤插入装置具备:
金属箍保持部,其对所述金属箍进行保持;
光纤支架,其具有对所述第一光纤的所述第二端部在从端面离开的位置从径向两侧进行把持并且至少一方进行开闭的一对把持部件;以及
滑块,其使所述光纤支架沿着从所述金属箍的所述光纤孔的轴向倾斜的方向朝向所述金属箍的光纤孔滑动,
借助所述滑块使所述光纤支架朝向所述金属箍的光纤孔滑动,将所述第一光纤从所述第一端部插入所述光纤孔。
15.根据权利要求14所述的光纤插入装置,其特征在于,
在所述一对把持部件各自的把持面亦即第一把持面以及第二把持面分别形成有凹部,该凹部构成收容所述第一光纤的第二端部的端面的保护空间。
16.根据权利要求14或15所述的光纤插入装置,其特征在于,
所述滑块具有规定所述光纤支架的前进限度的前进限度规定部,
在由所述前进限度规定部规定的前进限度处解除所述光纤支架的把持,从而将所述第一光纤的第二端部定位。
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