シングルモード光ファイバ用光コネクタの特性及び 製造に関する研究

シングルモード光ファイバ用光コネクタの特性及び 製造に関する研究

著者 ?橋 光雄

雑誌名 静岡大学大学院電子科学研究科研究報告

巻 20

ページ 127‑129

発行年 1999‑03‑31

出版者 静岡大学大学院電子科学研究科

URL http://hdl.handle.net/10297/1563

氏名 。(本籍

)  

)

学位 の種 類

 (工

⁾

学位 記 番 号

  162  

学位授与の要件

学位論文題ロ

論 文 審 査 委 員   (委員長)

教 授 篠 原 茂 信

論 文 内 容 の 要 旨

本論文は、光ファイバ通信 システムにおいて、光コネクタの接続端面か らの反射戻 り光を極限にま で低減するために、光 コネクタ・フェルールの接続端面 を、光 ファイバ光軸の直角面 に対 して^8度以 上の傾斜球面に成形研磨 して構成 したシングルモー ド光 ファイバ用斜め球面研磨光コネクタ(APC光

コネクタ(Angled― physicJ―contact opdcal collnector)の研究に関する。

本論文は、APC光コネクタの生産に必要な、光ファイバ端面の斜め球面研磨装置に関する研究、及 びAPC光コネクタの挿入損失の改善に関する研究の二つの主題 により構成 した。

光ファイバ端面の斜め球面研磨装置に関する研究に関 しては、最初に、公転 と自転の複合円軌跡運 動 をする弾性研磨盤に、固定保持 した光ファイバ付 きフェルールを押 し付けて行 う新 しい光ファイバ 端面の斜め球面成形研磨法について提案 し、新 しい研磨装置の概要 と特徴 について記述 した。次に、

本研磨装置 により成形 された光ファイバ端面の斜め球面に関 して、評価実験から得 られた斜め球面成 形研磨の特性 について記述 した。

APCコネクタの挿入損失の改善に関する研究に関 しては、最初に、テーパ・フェルールについて、

斜め球面の形状特性、及び接続特性の理論解析 を行なって、APCコネクタ用フェルールの特性改善に 関する課題 を明 らかにした。

そこで、テーパ・フェルール付 きAPCコネクタの改善課題 を解決するために、APCコ ネクタ用フェ ルールとして、フェルール先端部を段付 き直円筒に成形 した新 しいステップ・フェルール(s

^pped‐

ferrule)を提案 し、その形状特性 と接続特性の理論解析 を行なうと共に、接続実験のデータか らステッ

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プ・フェルール付 きAPCコ ネクタの優位性 を明 らかにした。なお、本研究によるステップ・フェルー ルは、1997年 にIEC874‐

14‑7、

本研究により提案、実用化 した光 フアイバ端面の新 しい球面研磨装置は、APCコネクタの量産を可 能に した。ステップ・フェルールは、本研究によるものが国際的に主流 になっている。

第^1章では、まず、光コネクタの接続損失に影響する要因、光 コネクタ技術の変遷、及び光ファイ バ端面研磨技術の変遷について記述 した。次いで、本研究の対象とするAPCコネクタに関する課題 と して、斜め球面成形研磨装置の具備すべ き要件、及び接続特性 に影響する球面研磨装置の研磨特性、

並びにAPCコ ネクタの構成上の問題点について列挙 した。これらの研究の背景にもとず き、本研究の 目的および内容 について記述 した。

第^2章では、新 しい考え方による、 公転 と自転の複合円軌跡運動をする弾性研磨盤に、固定保持 し た光 ファイバ付 きフェルールを押 し付 けて行なう光 ファイバ端面の斜め球面成形研磨法及び研磨装 置∵、及び本装置 による斜め球面の成形研磨特性 について記述 した。

第^3章では、テーパ・フェルール付 きAPCコネクタについて、初めに、フェルール端面 に成形 され た斜め球面の頂点の光軸か らの偏心の生成機構 を記述 した。次に、フェルール回転角度力つ゛

の条件 における、フェルール端面の斜め球面の傾斜角度及び曲率半径 をパ ラメータとして、斜め球面の頂点 の光軸からの偏心、接続時の斜め球面の接点の光軸からの偏心、同接点の光軸に対する傾斜角度、及 び光ファイバ端面間に形成 されるエ アギャップについての形状特性 について理論解析 を行なった。更 に、以上の形状特性 をもつテーパ・フェルール付 きAPCコ ネクタについて、エ アギヤップを消去する ための所要接触力、及び前記の各パ ラメータによる接続特性の理論解析 を行い、APCコネクタに関す る普遍的な課題 について記述 した。

第4章 では、第^3章で記述 したテーパ・フェルール付 きAPCコネクタについて、フェルール端面の斜 め球面の傾斜角度及び曲率半径 をパ ラメータとして、フェルール回転角度 ψ^>0° の条件 における、

形状特性、及び接続特性 を明 らかに した。

第^5章では、第^3章、及び第4章 で明 らかにした、テーパ^0フ ェルール付 きAPCコネクタの課題 を解 決するために、新たに提案 したステップ・フェルール付 きAPCコネクタについて、フェルール回転角 度 ψ≧^0° の条件 における、斜め球面の頂点の光軸か らの偏心、接続時の斜め球面の接点の光軸か ら の偏心、同接点の光軸に対する傾斜角度、及び光ファイバ端面間に形成 されるエ アギャップについて の形状特性 について理論解析 を行 なった。更 に、以上の形状特性 をもつステ ップ・ フェルール付 き APCコネクタについて、エ アギヤップを消去するための所要接触力、及び前記の各パ ラメータによる 接続特性の理論解析 を行ない、その優位性 を明 らかにした。更に、フェルール回転接続による接続損 失 を改善するために、APCコネクタの構成部品の設計仕様の改善を提案 した。

第6章 で は、 テーパ ・ フェルール付 きAPCコネ ク タ と、ス テ ップ・ フェル ール付 きAPCコ ネ ク タに つ いて、 フェル ール回転角度 ψ≧^0° の条件 にお ける接続特性 の比較評価実験 を行 ない、第3章 か ら第 5章に述べ た理論解 析値 と実験 デ ー タを比較 して考 察 した。

第^7章では、本研究結果の内容 を取 りまとめると共に、本研究成果の実用実績 と応用についての概 要を述べた。

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論 文 審 査 結 果 の ^概 要

本論文は、光ファイバ通信 システムにおいて使用 されるシングルモー ド光ファイバ用斜め球面研磨 光 コネクタ(Angled―

^Physical―

本論文は7章 より成 り、APC光コネクタの製造に必要な、光ファイバ端面の斜め球面成形研磨に関 する研究、及び想C光コネクタの挿入損失の改善に関する研究の二つの主題により構成 されている。

第^1章では、研究の背景並びに本研究の対象 とす るAPC光コネクタに関する課題が列挙 され、これ らに基づ き、本研究の目的、及び論文の構成が記述 されている。

第^2章では、公転 と自転 との複合円軌跡運動をす る新 しい考え方の弾性研磨盤が提案 され、この弾 性研磨盤を使用 して光ファイバ付 きフェルールを研磨する新 しい斜め球面成形研磨法が記述 されてい る。すなわち、この研磨方式の概要、研磨装置、及び得 られる研磨特性 について記述 されている。

第^3章では、テーパ・フェルール付 きAPC光コネクタについて、フェルール端面に成形 された球面 の頂点が、光軸から偏心するメカニズムが解析 されている。次 に、接続 された一対のフェルールで、

相互の回転角度力お°

の場合について、球面の頂点の光軸か らの偏心、及び接続時における球面上の 接点の光軸からの偏心について解析 され、同接点の光軸に対する傾斜角度、及び光 ファイバ端面間に 形成 されるエ ァギャップについて言及 されている。 これ らの解析 により、テーパ・フェルール付 き

APC光コネクタに関する課題が明らかにされている。

第4章 では、第^3章のAPC光コネクタについて、フェルール相互間の回転角度力わ°

ではない場合 に おける諸特性が解析 され、具体的計算例 によって、その課題が明 らかにされている。

第^5章では、上記課題 を解決するために、新たにステップ・フェルール付 きAPC光コネクタが提案 され、新 しい光 コネクタについて、諸特性が解析 され、更に、具体的計算例 によって、その優位性が 明 らかにされている。

第6章 では、本論文で取 り扱われた両APC光コネクタについ て、接続時の挿入損失特性の実測値が 解析 と比較 され、第^3章〜第5章 に述べ られた解析の有効性が検証 されている。

第^7章では、本研究内容が取 りまとめ られている。

以上のように、本論文は光ファイバ通信 システム用光コネクタの分野において大 きな貢献をなし、

学術的に新 しい分野を切 り開いた功績は大 きい。 よって、本論文は博士(工学)の学位 を授与するに充 分な内容 と価値 を有すると認め られる。

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