プラスチック製光終端器
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、広くは光通信装置に関し、より具体的には、光ファイバのための終端器に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ通信ネットワークは、しばしば分岐要素を有する。その一例としては、一つの入力とＮ個の出力とを持つ１×Ｎ分割器がある。それらの出力の多くは、動作せず、将来のネットワーク拡張を待っている状態の場合もある。動作しないファイバの端部で光の反射が起こり、それが分岐デバイスを通じて伝播し、動作中のファイバを通じて流れている信号にひずみを与える。光終端器（光ターミネータ,optical terminator）は、そのような動作していない光通路の終端で反射を低く抑えるための要素である。
【０００３】問題の光通路が、傾斜角をもって磨かれたコネクタの内部でテーパ状になっているとすると、予想される反射は−６０ｄＢ未満であり、これは十分に小さいので、さらに反射を減らすための手段は不要である。終端部が、ファイバを切断したもの、すなわち空気に向かって平らに磨いたコネクタである場合は、反射は約−１５ｄＢになる。したがって、たとえば図１に示す１×２分割器について、非動作ファイバ３０２では、入力信号のパワーレベルよりも１８ｄＢ低い信号が戻される。
【０００４】最も一般的な溶融円錐台テーパ(fused-biconic taper)構造の分割器では、反射された信号が分割器の中を通過するときに、さらに３ｄＢの降下がある。したがって、種々の不完全さに基づく損失を無視しても、上流側通路における反射信号は、入力信号のパワーに比べてー２１ｄＢになる。このレベルは、多くの単一モード応用において許容できないほど高いので、終端部に終端器が取り付けられる。その終端器の反射は通常、―４０ｄＢ未満と規定される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】光ファイバネットワークの中で、動作中の分岐で信号を乱す反射を最小限に抑えるように、不完全な分岐をテーパ状にするのが望ましい場合が多い。不完全な分岐が、アダプタ（結合器）に結合された単一ファイバコネクタ内で自然に終端する場合、反射を抑制するためにコネクタタイプの終端器が使用され、その終端器は、アダプタの空いた端部に単純に差し込まれる。フェルールの中に磨かれた光ファイバが埋め込まれるので、そのような機器は通常、高価である。
【０００６】米国特許第5,263,103号は光ファイバ終端器を開示する。この終端器は、一定長さのコアなしでガイドなし（ドープなしまたはドープありの）シリカファイバを有し、そのシリカファイバは、終端されるファイバとほぼ等しい直径（たとえば１２５μｍ）を持つ。反射の量は、終端器の長さと成分によって変わり、また、その光ファイバ終端器に施された非反射コーティングの使用によって変わる。
【０００７】それから、その光ファイバ終端器は、融合スプライシングまたは屈折率を合致させたエポキシによって、動作中のファイバに取り付けられる。残念ながら、そのような小さな部品を取り扱うのは厄介であり、しかも、従来の融合スプライサでは、通常、ファイバ端部が比較的平坦であることを必要とするので、この小さな部品に対して、さらに、取付け前の追加の処理を施さなければならない。さらに、多くの応用機器において、終端とすべき光ファイバはすでに標準的光コネクタ内に設置済みであり、その光ファイバ自体にアクセスするだけのためにコネクタを開けることは好ましくない。
【０００８】前記の困難は、他の種類の公知の終端器で解決できる。それは、一定長さのファイバを円筒状のフェルール内に保持するものである。円筒状フェルールは、終端すべき光ファイバに対向する端面を有する。上記一定長さのファイバの一端はその端面で終端する。それは、フェルールの中心軸に垂直（たとえば９０度）に切断され、研磨される。上記一定長さのファイバのもう一端は、中心軸に対してある角度（たとえば８０度）に切断される。そのような終端器は良い結果をもたらすが、その製造コストが高すぎる。
【０００９】光終端器は長期間、光ファイバに押し付けられることがあるので、終端器の端面は変形に耐えるものであることが望ましい。結局、端面が変形すると、同じ光ファイバに対して同じ向きに取り付けない限り、再使用はできない。そうしないと、ファイバと終端器との間に空気の間隙ができてしまう。これは、終端器がプラスチックなどの非常に硬い材料から作られる場合には通常、問題にならない。終端器と光ファイバの間の接触圧力は約１Ｋｇｆでしかないからである。
【００１０】しかし、光終端器をより安価に作ろうとすると、圧力の影響を受けにくいプラスチック材料を開発する必要がある。プラスチック材料は、加えられた圧力、時間、および温度の関数として変形し、その変形のしやすさは、その材料の係数（硬さ）に関係する。その係数が急激に低下しはじめる温度は、ガラス転移温度（Ｔｇ）として知られている。したがって、ガラス転移温度が高いほど、その材料は変形しにくいことになる。
【００１１】プラスチック材料からなる光終端器は、米国特許出願第08/581,077号（出願日1995年１２月２９日）に開示されている。この終端器で反射されるパワーは、入射光信号のパワーレベルよりも少なくとも５０ｄＢ低い。終端器はいくつかの部品からなるが、そのうちの一つは円筒状のフェルールである。フェルールは、高分子材料、好ましくはメチルペンタン共重合体であるが、これは比較的高価であり、しかも圧力に対してきわめて変形しやすい。それはガラス転移温度が約２５℃でしかないことからもわかる。この光終端器自体は優れた特性を有するが、取り外した場合は廃棄しなければならないかもしれない。
【００１２】多くの適用分野で、そのような高い性能は必要としないが、再使用可能な光終端器が所望されていると判断される。実際に、約―３４ｄＢ未満の反射であれば十分と考えられる。したがって、ここで求められるのは、従来知られた光終端器よりも安価で、従来知られたプラスチック製光終端器よりも圧力に対して変形しにくい光終端器である。
【００１３】
【課題を解決するための手段】光終端器は、光ファイバと端部同士で接触するように適用される。光終端器は、バックボーン部から突出する概略円柱状の部分を有する。概略円柱状の部分およびバックボーン部はプラスチック材料から一体構造物として鋳造されるものであり、そのプラスチック材料は、終端される光ファイバの屈折率にほぼ等しい屈折率を有する。プラスチック材料のガラス転移温度Ｔｇは約８０℃よりも高く、それにより、圧力による変形の程度が、プラスチック材料からなる公知の光終端器の変形の程度よりも小さくなる。
【００１４】この発明の実施の形態において、光終端器は、終端される光ファイバとの機械的な接続をする構造の内部に配置される。光終端器の屈折率はｎ＝１．４６±０．０６であり、光終端器は、たとえばポリメチル・メタクリレート（ＰＭＭＡ）などのアクリル高分子材料から製造される。この材料は、安価で、多数の業者から容易に入手できる。
【００１５】この発明の一つの実施の形態においては、光終端器は、圧縮ばね部を含むコネクタハウジング内に配置されている。圧縮ばね部は、光終端器を、終端される光ファイバに押し付けるためのものである。この発明の他の実施形態では、光終端器およびコネクタハウジングは、同じプラスチック材料から一体構造物として鋳造される。
【００１６】どの実施の形態においても、光終端器は、光ファイバが空気と接するときに発生する反射を低減することができる。たとえば、ＰＭＭＡから作られた終端器は約―４０ｄＢの反射を生じ、これは多くの場合、許容できるものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】まず、従来技術の説明で述べた内容を図１に基づいてさらに説明する。具体的には、送光器１５０は、光波信号を生成し、あらかじめ決められた距離の光ファイバ３０１へ伝送する。パワー分割器１６０は、ファイバ３０１に提供された入力信号を、光ファイバ３０２、３０４へと接続された二つの出力チャネルに分配する。図示のように、光ファイバ３０４は受光器１７０で終端する。説明の都合上、この終端は完全なもの（すなわち、受光器に入った光信号のうちでパワー分割器１６０へと反射して戻る分はまったくない）とする。しかし、光ファイバ３０２が適当に終端されていなければ反射が存在する。
【００１８】大容量光ファイバシステムにおいて信号の反射は重大な問題を提起する。なぜなら、単一モードレーザの適当な運用に伴って、反射されたパワーが干渉を起こす可能性があるからである。そして、反射は、次の式で与えられるように、材料の屈折率と、境界面の屈折率の差との関数である。
反射 ＝ - 10 log [(no - ni)2／(no + ni)2]たとえば、ガラス・空気境界面（空気についてno≒１．０、ガラスについてnI≒１．４６）では、反射は１４．６ｄＢとなる。niがわずかにしか違わない二つの材料（たとえばnIが１．４７対１．４６）については、反射は−４９．３ｄＢになる。
【００１９】この情報を図１に適用して、光ファイバ３０２をフェルール４１０内に保持する。フェルール４１０はセラミック製またはガラス製であり、その端面はよく磨かれている。終端コネクタ９０などがない場合は、ガラス・空気境界が存在し、したがって、好ましくない反射が起きる。終端コネクタ９０には円筒状のセラミック製フェルール９１０があって、このフェルール９１０は金属製のバックボーン（背骨）構造９２０によって支持されている。図示のように、光ファイバ３０３は、フェルール９１０の中心軸に沿って延びている。２本のファイバ３０２と３０３がよく接触するように、二つのフェルール４１０と９１０に軸方向の圧縮力を与えるために、ばね４４が使用されている。
【００２０】低反射終端は、ファイバ３０３を種々の方法でテーパ状にすることにより実現される。たとえば、ファイバは、中心軸に対して適当な角度（たとえば８０度）で切断するか、単につぶすこともできる。他の方法として、低反射材料９３０をファイバ３０３の端部に取り付けることもできる（たとえば米国特許第5,079,643号参照）。こうした措置を取らないと、ファイバ３０３は損失が大きくなりうる。
【００２１】本発明は、これらの比較的高価な技術を避けるものであって、図２に示すように終端器を構成する。具体的には、光終端器１００は、フェルール部１１０とバックボーン部１２０とからなり、それらはプラスチック材料から一体的に鋳造（型成形）される。このプラスチック材料の屈折率は約１．４６±０．０６であり、ガラス転移温度Ｔｇは８０℃よりも高い。図２ではバックボーン部１２０を中実の円柱形として表しているが、どのような形でもよい。種々の好ましい形状が、図５R>５〜図８にさらに詳細に示してある。
【００２２】図３と図４に、低反射の光ファイバ終端システムを示す。終端システムは、公知の光コネクタを使用するとよく説明できるので、光コネクタの設計を簡単に説明する。具体的には、ＳＴ光ガイドケーブルコネクタ４０を説明する。ここに、「ＳＴ」はLucent Technologies社の米国登録商標である。ＳＴコネクタは、単に説明のために採用するものであって、本発明は、ファイバ終端システムで機械的に相互接続できる多種類のデバイスに利用できる。
【００２３】光ファイバ３０２は、コアとクラッディングを含み、これらは少なくとも１層の保護のためのアクリレートコーティング材料に包囲されている。さらに、光ファイバは、緩衝層３２として機能するポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）の層で包囲してもよい。さらにシースシステムが示されている。シースシステムは、たとえばアラミド繊維材料製の強度材料３３と、ＰＶＣ製の外側ジャケット３５とからなる。これらの要素全体で一つの光ケーブル３０を形成し、これは、優れた伝送特性と取り扱い性能を有するが、接続機器なしには他の光装置と接続することができない。その目的のために、光コネクタ４０が必要となる。
【００２４】光ファイバ３０２の端部はプラグ４１０内で終端する。このプラグはフェルールとも呼ばれる。プラグ４１０は、一般に円筒形であって、一端から他端へ貫通する軸方向の通路４１（図２参照）を有し、ジルコニアなどのセラミック材料から作られる。プラグ４１０の外径は約２．５ｍｍである。ただし、現在市販されている新しい世代の小型プラグでは外径が約１．２５ｍｍである。プラグ４１０の端面４９には通路４１の開口がある。
【００２５】光ファイバ３０２を光コネクタ４０に取り付けるには、光ファイバ３０２に前処理を施す必要がある。すなわち、光ファイバ３０２の端の部分から、アクリレートコーティングと、緩衝層３２と、強度部材３３と、外側ジャケット３５は取り除く。それから、光ファイバの端の裸の部分が、プラグ４１０の通路４１の内部に挿入されて固定され、光ファイバの端面は切断され、磨かれる。
【００２６】コネクタ４０はまた、フェルールを保持する金属構造（バックボーン）４２と、圧縮ばね４４と、プラスチックまたは金属材料からなるチューブ状のコネクタハウジング４５とを有する。図からわかるように、プラグとバックボーンとコネクタハウジングはそれぞれ、円柱状の断面を有する。バックボーン４２は、別部材からなって半径方向外向きに突出している方向決め（位置決め）キー４３を有する。
【００２７】バックボーン４２は、コネクタハウジング４５内に配置されたカラー４８の開口を通って延びる小径部４６を含む（図４参照）。保持座金１９は、カラー４８の外側で小径部４６を囲む位置にある。ばね４４は、バックボーン４２の小径部４６の周りで、カラー４８と大径部５１との間に配置されている。このような構造であるので、ばね４４は、コネクタボディをコネクタハウジング４５内に保持するように、ケーブルから外側方向にバックボーン４２を付勢する。図示のように、コネクタハウジング４５は、スロット５７とそのスロットの端部でピンを保持する領域５８とを有するラッチング構造を含む。スロット５７とピン保持領域５８は、コネクタ４０を結合装置２０などの結合デバイスに固定するために使用される。
【００２８】コネクタ４０を完成するために、図示のように、部材５９があって、これは、コネクタハウジング４５から光ケーブルに沿って円錐形状に延びている。コネクタ４０のこの部材は、ケーブルが、他のケーブルと接続した後に、光ファイバに過大な応力がかからないという条件でコネクタのひずみを解放する機能を有し、使用中の繰り返しの曲げに耐えられることを保証するものである。
【００２９】この光ファイバ終端システムは、さらに、ハウジング２５と位置決めスリーブ２３とを有する結合装置２０を含む。この位置決めスリーブ２３は長手方向のスロット２１を有し、このスロット２１は、わずかに直径の異なるフェルールを受け入れる。スリーブ２３はハウジング２５の内部に配置され、保持具２４によって保持される。ハウジング２５の両端それぞれに、直径方向の反対側に１対のピン２７、２７が配置されていて、各ピンは半径方向に延びている。これらのピンは１対のコネクタ１０、４０をしっかり接合するためのものである。
【００３０】最後に、この光ファイバ終端システムは、その内部に配置された光終端器１００を有する終端器コネクタ１０を含んでいる。光終端器１００は、プラグ４１０と同じ一般形状でかつ同じ寸法のフェルール部１１０を含むので、公知のコネクタ構造と公知の結合装置を用いて、簡単に端部同士の接触をさせることができる。図からわかるように、コネクタ１０と４０の形状は基本的に類似している。たとえば、両方のコネクタは同一形状のコネクタハウジング４５を含む。
【００３１】これらのコネクタハウジング４５は、スロット５７とそのスロットの端部のピン保持領域５８とからなるラッチング構造を有する。コネクタ１０、４０が結合装置２０に挿入されるとき、ラッチングピン２７、２７がスロット５７、５７に沿って動く。その動きの最後に、各ピン２７は、スロット５７のピン保持領域５８内に捕らえられる。
【００３２】図４に示すように、終端器１００のバックボーン部１２０は、その一端に拡大領域１２３を含む。その直径は、コネクタ１０内の内部フランジ４８の直径よりもわずかに大きく（０．２５ｍｍ）、このために、コネクタ４０内で使用されているような保持座金１９が不要である。
【００３３】圧縮ばね４４は、バックボーン１２０の外側を取り囲み、コネクタハウジング４５に設けられた内部フランジ４８に対して押し、そしてまたバックボーンに１２０に設けられたフランジ１２１に対して押して、フェルール１１０をフェルール４１０に押し付けてよく接触させる。コネクタ１０と４０の両方が圧縮ばねを有するが、接触を保証するのに必要な力を制限するためには一方のばねだけで十分である。したがって、終端コネクタ１０は、ばねをなくしてさらに低コストで製造することも可能である。
【００３４】図５は光終端器１００をさらに詳細に示す。光終端器１００はほぼ円柱形状の構造であって、長手方向の軸１０１を有する。軸１０１は、中央近くの端面１１５から、遠い方の端面１２４に延びている。これは、一体のものとして、プラスチック材料から成形されるものであって、バックボーン部１２０から突出するフェルール部を含む。このフェルール部は従来のフェルールと類似しているので、使用されないファイバを終端するために、このフェルール部を従来のコネクタ内に組み入れて、既存の機器とともに使用することができる。
【００３５】従来のコネクタは、直径約２．５ｍｍのフェルールを用いる。ただし、新しい世代の小型コネクタが出回るようになってきており、これは、直径約１．２５ｍｍのフェルールを用いる。この発明は、これらの直径のものとその他のものを両方とも考慮している。
【００３６】既存の機器の中にフェルール部１１０を容易に挿入することができるようにするために、端面１１５は斜面１１６を含む。さらに、端面１１５は凸面であって、良く磨かれた（０．０００１ｍｍ）ドーム形状であり、その半径Ｒは、３０ｍｍ＞Ｒ＞５ｍｍの範囲内であることが望ましい。ドーム形状は、端面１１５を光ファイバ３０２と確実に接触させるために使用する。光ファイバ３０２は、フェルール４１０の端面４９上の中央に配置される（図３参照）。
【００３７】上述のように、光終端器１００のバックボーン部１２０がコネクタ１０の内部フランジ４８内へ容易に挿入されるように、その端面１２４は斜面１２４を有し、それによって、バックボーン部１２０はフランジ４８に囲まれた開口に押し入れられることができる。さらに、端面１２４が開口を通して押された後にそれが捕獲されるように、バックボーン部１２０はその外側に小フランジ１２３を有する。終端器はプラスチック製であるから、そして、フランジ１２３は、バックボーン１２０のボディ１２２を越えてわずかな距離「ｄ」だけ広がっているので、境界面の適合が可能である。ｄは好ましくは０．１３ｍｍに等しい。
【００３８】図６は、本発明による終端コネクタ１０の第１の実施の形態の展開斜視図である。コネクタ１０は、光終端器１００と、圧縮ばね４４と、チューブ状コネクタハウジング４５からなる。ばね４４を光終端器のバックボーン部１２０上に配置した後に、終端器を、コネクタハウジング内の内部フランジ４８に囲まれた開口の中に押し込む。ばね４４は、光終端器１００を図６の左方向に押す。それにより光ファイバとの端部同士の接触が実現される。ばねは、終端器と光ファイバの間の空気間隙を取り除く機能を有するだけでなく、光終端器の端面を変形させない接触力の大きさ（たとえば１Ｋｇｆ）に制限する機能も有する。
【００３９】他の方法として、終端コネクタ１０がばねを持たないものもありうる。この場合は、光コネクタ４０（図３参照）内のばね４４が、光終端器１００に向けてフェルール４１０を押す。さらに、光終端器のばねをなくすと、終端コネクタ１０全体（すなわちコネクタハウジング４５と終端器１００）を一体のものとして鋳造できる。この場合は、ラッチング構造（すなわちスロット５７とピン保持領域５８）は、バックボーン部１２０の一部として一体のものになる。
【００４０】図７は、本発明による終端コネクタ７０の第２の実施の形態の斜視図である。この実施の形態は、米国特許出願第08/636,451号（出願日１９９６年４月２３日）に示された光接続装置とともに使用するのに適している。終端コネクタ７０は、バックボーン部７２０から突出する円柱部７１０を有する。バックボーン部７２０はラッチング構造７５０を含み、このラッチング構造７５０は、関係するレセプタクル（受け側）にコネクタ７０を固定するために使用される。
【００４１】ラッチング構造７５０は、固定端７５１と自由端７５２とを持つ片持ちレバーを有する。自由端７５２は、関係するレセプタクルの中に挿入されつつあるときに下方に変位する。そして、コネクタ７０がレセプタクルの中に完全に挿入されたとき、自由端７５２はその復元力によって上方の固定位置まで戻る。ラッチング構造上の１対の肩部７５５、７５５は、コネクタ７０をレセプタクル内に固定するために使用される。円柱部７１０は、たとえば外径約１．２５ｍｍで、長さ約７．０ｍｍである。終端器７０のフットプリント（断面の大きさ）は約４．６ｍｍ×４．６ｍｍである。
【００４２】図８は、図７の終端コネクタの端面図を示す。図からわかるように、コネクタ７０は一体のものである。これは、プラスチック材料から鋳造（モールド）され、その材料のガラス転移温度Ｔｇは８０℃よりも高い。種々のプラスチック材料が使用できるが、ポリメチル・メタクリレート(polymethyl methacrylate)が、以下の理由により好ましい。
【００４３】［材料の選択］本発明の実施にあたっては種々のプラスチック材料が使用可能であるが、次の特性を有するものが好ましい。
【００４４】１．光ファイバ伝送に適合する波長（たとえば１２００〜１６００ナノメートル）の通常の入射光に対して、反射がー３４ｄＢを越えないような屈折率。目標は、終端器の屈折率を磨かれたファイバの端部の屈折率にほぼ合致させることにある。上記の反射の式によれば、対応する屈折率の範囲は、１．４０＜ｎ＜１．５２
【００４５】２．プラスチック材料は、光ファイバを擁する対向するフェルールにより、ばねで付勢された接触を通して約１Ｋｇｆの圧縮荷重を受ける。この圧縮力によるプラスチックの変形の結果、プラスチック終端器が変形する。この変形により、光コネクタをはずしたりはめたりした後に終端器の反射が増大し、その特性が劣化する。したがって、プラスチックのガラス転移温度は約８０℃よりも高くあるべきである。
３．低いコストで製造でき、設計変更に柔軟に対応できるようにするために、射出鋳造できること。
【００４６】これらの基準を満たす高分子材料は多くはない。高分子材料の多くは、ガラス転移温度（Ｔｇ）が８０℃をはるかに下回っているアクリルか、または、光ファイバ伝送の近赤外線（ＩＲ）波長で不透明である（たとえばポリエチレンやポリプロピレン）。アクリルのガラス転移温度の低さは、ポリイミド（たとえばＫａｍａｘ（ＥＬＦAtochem社の商標））またはＰＶＤＦ（Kynar（ＥＬＦAtochem社の商標））などの他の化合物を混合することにより改善できる。しかし、これらの混合により、許容できないほど屈折率が高くなる場合が多い。他の高分子混合物や共重合材料も使用可能である。
【００４７】さらに、高分子材料のクリープが、使用中または使用後の熱的または機械的処理を通じて良い影響を与えることもありうる。たとえば、処理前に、高分子材料が１時間あたり５ミクロンのクリープを生ずる場合に、ガラス転移温度よりも１０〜２０℃低い温度に１時間さらすことにより、クリープ速度がたとえば１０時間あたり５ミクロンに低下することがある。これについての議論は、Shiro Matsuoka編「Relaxation Phenomena in Polymers,(c)1992,Hanser Publishers」の中、特に第３章「The Glassy State」に開示されている。
【００４８】ガラス転移温度の測定は、差分走査熱量測定法（ＤＳＣ）または処理後の直接的クリープ測定によって実施できる。これについては、たとえば、Edith A.Turi編「Thermal Characterization of Polymeric Materials, Second edition Vol.1」に開示されている。
【００４９】市販されているプラスチック材料で上記要件をすべて満たすものは、ポリメチル・メタクリレート（ＰＭＭＡ）である。これは多数の商標で製造販売されており、たとえば、AtoHaas North America社のPlexiglas（商標）とICI Acrylics社のLucite（商標）とがこれに含まれる。ＰＭＭＡは、メチル・メタクリレートから誘導される加熱可塑性の高分子化合物であって、優れた光学特性を有する。ＰＭＭＡのガラス転移温度Ｔｇは約１０９℃であって、プラスチック材料としては、優れた耐クリープ性を持つ。ＰＭＭＡの屈折率は約１．４９であって、反射は―４０ｄＢとなり、ほとんどの応用分野に適している。
【００５０】この光終端器にはＰＭＭＡ以外の高分子材料の使用も可能であり、また、この光終端器を、コネクタとして知られているもの以外の機器に組み込むことも可能である。さらに、光終端器の屈折率を、ガラスでなくてプラスチックのファイバの屈折率に合致させるように選択することも可能である。
【００５１】
【発明の効果】本発明によれば、反射の少ない、安価で、圧力に対して変形しにくい光終端器が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光ファイバが従来知られた終端コネクタで終端する光波システムを示す図。
【図２】本発明による光終端器で終端する光ファイバを示す図。
【図３】光終端器システムの展開斜視図。
【図４】図３の光ファイバ終端器システムの立面図であって、相互に接続された状態を部分断面で示す図。
【図５】本発明による光終端器の断面図。
【図６】本発明による終端コネクタの第１の実施の形態の展開斜視図。
【図７】本発明による終端コネクタの第２の実施の形態の展開斜視図。
【図８】図７の光ファイバ終端コネクタの断面図。
【符号の説明】
１０ コネクタ
１９ 保持座金
２０ 結合装置
２１ スロット
２３ 位置決めスリーブ
２４ 保持具
２５ ハウジング
２７ ピン
３２ 緩衝層
３３ 強度部材
３５ 外側ジャケット
４０ コネクタ
４１ 通路
４２ 金属構造（バックボーン）
４３ 方向決め（位置決め）キー
４４ 圧縮ばね
４５ コネクタハウジング
４６ 小径部
４８ カラー、内部フランジ
５１ 大径部
５７ スロット
５８ ピン保持領域
５９ 部材
７０ 終端器
９０ 終端コネクタ
１００ 光終端器
１０１ 軸
１１０ フェルール部
１１５ 端面
１１６ 斜面
１２０ バックボーン部
１２１ フランジ
１２２ ボディ
１２３ 拡大領域、小フランジ
１２４ 端面
１２５ 斜面
１５０ 送光器
１６０ パワー分割器
１７０ 受光器
３０１ 光ファイバ
３０２ 光ファイバ
３０３ 光ファイバ
３０４ 光ファイバ
４１０ フェルール（プラグ）
７１０ 円柱部
７２０ バックボーン部
７５０ ラッチング構造
７５１ 固定端
７５２ 自由端
７５５ 肩部
９１０ フェルール
９２０ バックボーン構造
９３０ 低反射材料
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、広くは光通信装置に関し、より具体的には、光ファイバのための終端器に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ通信ネットワークは、しばしば分岐要素を有する。その一例としては、一つの入力とＮ個の出力とを持つ１×Ｎ分割器がある。それらの出力の多くは、動作せず、将来のネットワーク拡張を待っている状態の場合もある。動作しないファイバの端部で光の反射が起こり、それが分岐デバイスを通じて伝播し、動作中のファイバを通じて流れている信号にひずみを与える。光終端器（光ターミネータ,optical terminator）は、そのような動作していない光通路の終端で反射を低く抑えるための要素である。
【０００３】問題の光通路が、傾斜角をもって磨かれたコネクタの内部でテーパ状になっているとすると、予想される反射は−６０ｄＢ未満であり、これは十分に小さいので、さらに反射を減らすための手段は不要である。終端部が、ファイバを切断したもの、すなわち空気に向かって平らに磨いたコネクタである場合は、反射は約−１５ｄＢになる。したがって、たとえば図１に示す１×２分割器について、非動作ファイバ３０２では、入力信号のパワーレベルよりも１８ｄＢ低い信号が戻される。
【０００４】最も一般的な溶融円錐台テーパ(fused-biconic taper)構造の分割器では、反射された信号が分割器の中を通過するときに、さらに３ｄＢの降下がある。したがって、種々の不完全さに基づく損失を無視しても、上流側通路における反射信号は、入力信号のパワーに比べてー２１ｄＢになる。このレベルは、多くの単一モード応用において許容できないほど高いので、終端部に終端器が取り付けられる。その終端器の反射は通常、―４０ｄＢ未満と規定される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】光ファイバネットワークの中で、動作中の分岐で信号を乱す反射を最小限に抑えるように、不完全な分岐をテーパ状にするのが望ましい場合が多い。不完全な分岐が、アダプタ（結合器）に結合された単一ファイバコネクタ内で自然に終端する場合、反射を抑制するためにコネクタタイプの終端器が使用され、その終端器は、アダプタの空いた端部に単純に差し込まれる。フェルールの中に磨かれた光ファイバが埋め込まれるので、そのような機器は通常、高価である。
【０００６】米国特許第5,263,103号は光ファイバ終端器を開示する。この終端器は、一定長さのコアなしでガイドなし（ドープなしまたはドープありの）シリカファイバを有し、そのシリカファイバは、終端されるファイバとほぼ等しい直径（たとえば１２５μｍ）を持つ。反射の量は、終端器の長さと成分によって変わり、また、その光ファイバ終端器に施された非反射コーティングの使用によって変わる。
【０００７】それから、その光ファイバ終端器は、融合スプライシングまたは屈折率を合致させたエポキシによって、動作中のファイバに取り付けられる。残念ながら、そのような小さな部品を取り扱うのは厄介であり、しかも、従来の融合スプライサでは、通常、ファイバ端部が比較的平坦であることを必要とするので、この小さな部品に対して、さらに、取付け前の追加の処理を施さなければならない。さらに、多くの応用機器において、終端とすべき光ファイバはすでに標準的光コネクタ内に設置済みであり、その光ファイバ自体にアクセスするだけのためにコネクタを開けることは好ましくない。
【０００８】前記の困難は、他の種類の公知の終端器で解決できる。それは、一定長さのファイバを円筒状のフェルール内に保持するものである。円筒状フェルールは、終端すべき光ファイバに対向する端面を有する。上記一定長さのファイバの一端はその端面で終端する。それは、フェルールの中心軸に垂直（たとえば９０度）に切断され、研磨される。上記一定長さのファイバのもう一端は、中心軸に対してある角度（たとえば８０度）に切断される。そのような終端器は良い結果をもたらすが、その製造コストが高すぎる。
【０００９】光終端器は長期間、光ファイバに押し付けられることがあるので、終端器の端面は変形に耐えるものであることが望ましい。結局、端面が変形すると、同じ光ファイバに対して同じ向きに取り付けない限り、再使用はできない。そうしないと、ファイバと終端器との間に空気の間隙ができてしまう。これは、終端器がプラスチックなどの非常に硬い材料から作られる場合には通常、問題にならない。終端器と光ファイバの間の接触圧力は約１Ｋｇｆでしかないからである。
【００１０】しかし、光終端器をより安価に作ろうとすると、圧力の影響を受けにくいプラスチック材料を開発する必要がある。プラスチック材料は、加えられた圧力、時間、および温度の関数として変形し、その変形のしやすさは、その材料の係数（硬さ）に関係する。その係数が急激に低下しはじめる温度は、ガラス転移温度（Ｔｇ）として知られている。したがって、ガラス転移温度が高いほど、その材料は変形しにくいことになる。
【００１１】プラスチック材料からなる光終端器は、米国特許出願第08/581,077号（出願日1995年１２月２９日）に開示されている。この終端器で反射されるパワーは、入射光信号のパワーレベルよりも少なくとも５０ｄＢ低い。終端器はいくつかの部品からなるが、そのうちの一つは円筒状のフェルールである。フェルールは、高分子材料、好ましくはメチルペンタン共重合体であるが、これは比較的高価であり、しかも圧力に対してきわめて変形しやすい。それはガラス転移温度が約２５℃でしかないことからもわかる。この光終端器自体は優れた特性を有するが、取り外した場合は廃棄しなければならないかもしれない。
【００１２】多くの適用分野で、そのような高い性能は必要としないが、再使用可能な光終端器が所望されていると判断される。実際に、約―３４ｄＢ未満の反射であれば十分と考えられる。したがって、ここで求められるのは、従来知られた光終端器よりも安価で、従来知られたプラスチック製光終端器よりも圧力に対して変形しにくい光終端器である。
【００１３】
【課題を解決するための手段】光終端器は、光ファイバと端部同士で接触するように適用される。光終端器は、バックボーン部から突出する概略円柱状の部分を有する。概略円柱状の部分およびバックボーン部はプラスチック材料から一体構造物として鋳造されるものであり、そのプラスチック材料は、終端される光ファイバの屈折率にほぼ等しい屈折率を有する。プラスチック材料のガラス転移温度Ｔｇは約８０℃よりも高く、それにより、圧力による変形の程度が、プラスチック材料からなる公知の光終端器の変形の程度よりも小さくなる。
【００１４】この発明の実施の形態において、光終端器は、終端される光ファイバとの機械的な接続をする構造の内部に配置される。光終端器の屈折率はｎ＝１．４６±０．０６であり、光終端器は、たとえばポリメチル・メタクリレート（ＰＭＭＡ）などのアクリル高分子材料から製造される。この材料は、安価で、多数の業者から容易に入手できる。
【００１５】この発明の一つの実施の形態においては、光終端器は、圧縮ばね部を含むコネクタハウジング内に配置されている。圧縮ばね部は、光終端器を、終端される光ファイバに押し付けるためのものである。この発明の他の実施形態では、光終端器およびコネクタハウジングは、同じプラスチック材料から一体構造物として鋳造される。
【００１６】どの実施の形態においても、光終端器は、光ファイバが空気と接するときに発生する反射を低減することができる。たとえば、ＰＭＭＡから作られた終端器は約―４０ｄＢの反射を生じ、これは多くの場合、許容できるものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】まず、従来技術の説明で述べた内容を図１に基づいてさらに説明する。具体的には、送光器１５０は、光波信号を生成し、あらかじめ決められた距離の光ファイバ３０１へ伝送する。パワー分割器１６０は、ファイバ３０１に提供された入力信号を、光ファイバ３０２、３０４へと接続された二つの出力チャネルに分配する。図示のように、光ファイバ３０４は受光器１７０で終端する。説明の都合上、この終端は完全なもの（すなわち、受光器に入った光信号のうちでパワー分割器１６０へと反射して戻る分はまったくない）とする。しかし、光ファイバ３０２が適当に終端されていなければ反射が存在する。
【００１８】大容量光ファイバシステムにおいて信号の反射は重大な問題を提起する。なぜなら、単一モードレーザの適当な運用に伴って、反射されたパワーが干渉を起こす可能性があるからである。そして、反射は、次の式で与えられるように、材料の屈折率と、境界面の屈折率の差との関数である。
反射 ＝ - 10 log [(no - ni)2／(no + ni)2]たとえば、ガラス・空気境界面（空気についてno≒１．０、ガラスについてnI≒１．４６）では、反射は１４．６ｄＢとなる。niがわずかにしか違わない二つの材料（たとえばnIが１．４７対１．４６）については、反射は−４９．３ｄＢになる。
【００１９】この情報を図１に適用して、光ファイバ３０２をフェルール４１０内に保持する。フェルール４１０はセラミック製またはガラス製であり、その端面はよく磨かれている。終端コネクタ９０などがない場合は、ガラス・空気境界が存在し、したがって、好ましくない反射が起きる。終端コネクタ９０には円筒状のセラミック製フェルール９１０があって、このフェルール９１０は金属製のバックボーン（背骨）構造９２０によって支持されている。図示のように、光ファイバ３０３は、フェルール９１０の中心軸に沿って延びている。２本のファイバ３０２と３０３がよく接触するように、二つのフェルール４１０と９１０に軸方向の圧縮力を与えるために、ばね４４が使用されている。
【００２０】低反射終端は、ファイバ３０３を種々の方法でテーパ状にすることにより実現される。たとえば、ファイバは、中心軸に対して適当な角度（たとえば８０度）で切断するか、単につぶすこともできる。他の方法として、低反射材料９３０をファイバ３０３の端部に取り付けることもできる（たとえば米国特許第5,079,643号参照）。こうした措置を取らないと、ファイバ３０３は損失が大きくなりうる。
【００２１】本発明は、これらの比較的高価な技術を避けるものであって、図２に示すように終端器を構成する。具体的には、光終端器１００は、フェルール部１１０とバックボーン部１２０とからなり、それらはプラスチック材料から一体的に鋳造（型成形）される。このプラスチック材料の屈折率は約１．４６±０．０６であり、ガラス転移温度Ｔｇは８０℃よりも高い。図２ではバックボーン部１２０を中実の円柱形として表しているが、どのような形でもよい。種々の好ましい形状が、図５R>５〜図８にさらに詳細に示してある。
【００２２】図３と図４に、低反射の光ファイバ終端システムを示す。終端システムは、公知の光コネクタを使用するとよく説明できるので、光コネクタの設計を簡単に説明する。具体的には、ＳＴ光ガイドケーブルコネクタ４０を説明する。ここに、「ＳＴ」はLucent Technologies社の米国登録商標である。ＳＴコネクタは、単に説明のために採用するものであって、本発明は、ファイバ終端システムで機械的に相互接続できる多種類のデバイスに利用できる。
【００２３】光ファイバ３０２は、コアとクラッディングを含み、これらは少なくとも１層の保護のためのアクリレートコーティング材料に包囲されている。さらに、光ファイバは、緩衝層３２として機能するポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）の層で包囲してもよい。さらにシースシステムが示されている。シースシステムは、たとえばアラミド繊維材料製の強度材料３３と、ＰＶＣ製の外側ジャケット３５とからなる。これらの要素全体で一つの光ケーブル３０を形成し、これは、優れた伝送特性と取り扱い性能を有するが、接続機器なしには他の光装置と接続することができない。その目的のために、光コネクタ４０が必要となる。
【００２４】光ファイバ３０２の端部はプラグ４１０内で終端する。このプラグはフェルールとも呼ばれる。プラグ４１０は、一般に円筒形であって、一端から他端へ貫通する軸方向の通路４１（図２参照）を有し、ジルコニアなどのセラミック材料から作られる。プラグ４１０の外径は約２．５ｍｍである。ただし、現在市販されている新しい世代の小型プラグでは外径が約１．２５ｍｍである。プラグ４１０の端面４９には通路４１の開口がある。
【００２５】光ファイバ３０２を光コネクタ４０に取り付けるには、光ファイバ３０２に前処理を施す必要がある。すなわち、光ファイバ３０２の端の部分から、アクリレートコーティングと、緩衝層３２と、強度部材３３と、外側ジャケット３５は取り除く。それから、光ファイバの端の裸の部分が、プラグ４１０の通路４１の内部に挿入されて固定され、光ファイバの端面は切断され、磨かれる。
【００２６】コネクタ４０はまた、フェルールを保持する金属構造（バックボーン）４２と、圧縮ばね４４と、プラスチックまたは金属材料からなるチューブ状のコネクタハウジング４５とを有する。図からわかるように、プラグとバックボーンとコネクタハウジングはそれぞれ、円柱状の断面を有する。バックボーン４２は、別部材からなって半径方向外向きに突出している方向決め（位置決め）キー４３を有する。
【００２７】バックボーン４２は、コネクタハウジング４５内に配置されたカラー４８の開口を通って延びる小径部４６を含む（図４参照）。保持座金１９は、カラー４８の外側で小径部４６を囲む位置にある。ばね４４は、バックボーン４２の小径部４６の周りで、カラー４８と大径部５１との間に配置されている。このような構造であるので、ばね４４は、コネクタボディをコネクタハウジング４５内に保持するように、ケーブルから外側方向にバックボーン４２を付勢する。図示のように、コネクタハウジング４５は、スロット５７とそのスロットの端部でピンを保持する領域５８とを有するラッチング構造を含む。スロット５７とピン保持領域５８は、コネクタ４０を結合装置２０などの結合デバイスに固定するために使用される。
【００２８】コネクタ４０を完成するために、図示のように、部材５９があって、これは、コネクタハウジング４５から光ケーブルに沿って円錐形状に延びている。コネクタ４０のこの部材は、ケーブルが、他のケーブルと接続した後に、光ファイバに過大な応力がかからないという条件でコネクタのひずみを解放する機能を有し、使用中の繰り返しの曲げに耐えられることを保証するものである。
【００２９】この光ファイバ終端システムは、さらに、ハウジング２５と位置決めスリーブ２３とを有する結合装置２０を含む。この位置決めスリーブ２３は長手方向のスロット２１を有し、このスロット２１は、わずかに直径の異なるフェルールを受け入れる。スリーブ２３はハウジング２５の内部に配置され、保持具２４によって保持される。ハウジング２５の両端それぞれに、直径方向の反対側に１対のピン２７、２７が配置されていて、各ピンは半径方向に延びている。これらのピンは１対のコネクタ１０、４０をしっかり接合するためのものである。
【００３０】最後に、この光ファイバ終端システムは、その内部に配置された光終端器１００を有する終端器コネクタ１０を含んでいる。光終端器１００は、プラグ４１０と同じ一般形状でかつ同じ寸法のフェルール部１１０を含むので、公知のコネクタ構造と公知の結合装置を用いて、簡単に端部同士の接触をさせることができる。図からわかるように、コネクタ１０と４０の形状は基本的に類似している。たとえば、両方のコネクタは同一形状のコネクタハウジング４５を含む。
【００３１】これらのコネクタハウジング４５は、スロット５７とそのスロットの端部のピン保持領域５８とからなるラッチング構造を有する。コネクタ１０、４０が結合装置２０に挿入されるとき、ラッチングピン２７、２７がスロット５７、５７に沿って動く。その動きの最後に、各ピン２７は、スロット５７のピン保持領域５８内に捕らえられる。
【００３２】図４に示すように、終端器１００のバックボーン部１２０は、その一端に拡大領域１２３を含む。その直径は、コネクタ１０内の内部フランジ４８の直径よりもわずかに大きく（０．２５ｍｍ）、このために、コネクタ４０内で使用されているような保持座金１９が不要である。
【００３３】圧縮ばね４４は、バックボーン１２０の外側を取り囲み、コネクタハウジング４５に設けられた内部フランジ４８に対して押し、そしてまたバックボーンに１２０に設けられたフランジ１２１に対して押して、フェルール１１０をフェルール４１０に押し付けてよく接触させる。コネクタ１０と４０の両方が圧縮ばねを有するが、接触を保証するのに必要な力を制限するためには一方のばねだけで十分である。したがって、終端コネクタ１０は、ばねをなくしてさらに低コストで製造することも可能である。
【００３４】図５は光終端器１００をさらに詳細に示す。光終端器１００はほぼ円柱形状の構造であって、長手方向の軸１０１を有する。軸１０１は、中央近くの端面１１５から、遠い方の端面１２４に延びている。これは、一体のものとして、プラスチック材料から成形されるものであって、バックボーン部１２０から突出するフェルール部を含む。このフェルール部は従来のフェルールと類似しているので、使用されないファイバを終端するために、このフェルール部を従来のコネクタ内に組み入れて、既存の機器とともに使用することができる。
【００３５】従来のコネクタは、直径約２．５ｍｍのフェルールを用いる。ただし、新しい世代の小型コネクタが出回るようになってきており、これは、直径約１．２５ｍｍのフェルールを用いる。この発明は、これらの直径のものとその他のものを両方とも考慮している。
【００３６】既存の機器の中にフェルール部１１０を容易に挿入することができるようにするために、端面１１５は斜面１１６を含む。さらに、端面１１５は凸面であって、良く磨かれた（０．０００１ｍｍ）ドーム形状であり、その半径Ｒは、３０ｍｍ＞Ｒ＞５ｍｍの範囲内であることが望ましい。ドーム形状は、端面１１５を光ファイバ３０２と確実に接触させるために使用する。光ファイバ３０２は、フェルール４１０の端面４９上の中央に配置される（図３参照）。
【００３７】上述のように、光終端器１００のバックボーン部１２０がコネクタ１０の内部フランジ４８内へ容易に挿入されるように、その端面１２４は斜面１２４を有し、それによって、バックボーン部１２０はフランジ４８に囲まれた開口に押し入れられることができる。さらに、端面１２４が開口を通して押された後にそれが捕獲されるように、バックボーン部１２０はその外側に小フランジ１２３を有する。終端器はプラスチック製であるから、そして、フランジ１２３は、バックボーン１２０のボディ１２２を越えてわずかな距離「ｄ」だけ広がっているので、境界面の適合が可能である。ｄは好ましくは０．１３ｍｍに等しい。
【００３８】図６は、本発明による終端コネクタ１０の第１の実施の形態の展開斜視図である。コネクタ１０は、光終端器１００と、圧縮ばね４４と、チューブ状コネクタハウジング４５からなる。ばね４４を光終端器のバックボーン部１２０上に配置した後に、終端器を、コネクタハウジング内の内部フランジ４８に囲まれた開口の中に押し込む。ばね４４は、光終端器１００を図６の左方向に押す。それにより光ファイバとの端部同士の接触が実現される。ばねは、終端器と光ファイバの間の空気間隙を取り除く機能を有するだけでなく、光終端器の端面を変形させない接触力の大きさ（たとえば１Ｋｇｆ）に制限する機能も有する。
【００３９】他の方法として、終端コネクタ１０がばねを持たないものもありうる。この場合は、光コネクタ４０（図３参照）内のばね４４が、光終端器１００に向けてフェルール４１０を押す。さらに、光終端器のばねをなくすと、終端コネクタ１０全体（すなわちコネクタハウジング４５と終端器１００）を一体のものとして鋳造できる。この場合は、ラッチング構造（すなわちスロット５７とピン保持領域５８）は、バックボーン部１２０の一部として一体のものになる。
【００４０】図７は、本発明による終端コネクタ７０の第２の実施の形態の斜視図である。この実施の形態は、米国特許出願第08/636,451号（出願日１９９６年４月２３日）に示された光接続装置とともに使用するのに適している。終端コネクタ７０は、バックボーン部７２０から突出する円柱部７１０を有する。バックボーン部７２０はラッチング構造７５０を含み、このラッチング構造７５０は、関係するレセプタクル（受け側）にコネクタ７０を固定するために使用される。
【００４１】ラッチング構造７５０は、固定端７５１と自由端７５２とを持つ片持ちレバーを有する。自由端７５２は、関係するレセプタクルの中に挿入されつつあるときに下方に変位する。そして、コネクタ７０がレセプタクルの中に完全に挿入されたとき、自由端７５２はその復元力によって上方の固定位置まで戻る。ラッチング構造上の１対の肩部７５５、７５５は、コネクタ７０をレセプタクル内に固定するために使用される。円柱部７１０は、たとえば外径約１．２５ｍｍで、長さ約７．０ｍｍである。終端器７０のフットプリント（断面の大きさ）は約４．６ｍｍ×４．６ｍｍである。
【００４２】図８は、図７の終端コネクタの端面図を示す。図からわかるように、コネクタ７０は一体のものである。これは、プラスチック材料から鋳造（モールド）され、その材料のガラス転移温度Ｔｇは８０℃よりも高い。種々のプラスチック材料が使用できるが、ポリメチル・メタクリレート(polymethyl methacrylate)が、以下の理由により好ましい。
【００４３】［材料の選択］本発明の実施にあたっては種々のプラスチック材料が使用可能であるが、次の特性を有するものが好ましい。
【００４４】１．光ファイバ伝送に適合する波長（たとえば１２００〜１６００ナノメートル）の通常の入射光に対して、反射がー３４ｄＢを越えないような屈折率。目標は、終端器の屈折率を磨かれたファイバの端部の屈折率にほぼ合致させることにある。上記の反射の式によれば、対応する屈折率の範囲は、１．４０＜ｎ＜１．５２
【００４５】２．プラスチック材料は、光ファイバを擁する対向するフェルールにより、ばねで付勢された接触を通して約１Ｋｇｆの圧縮荷重を受ける。この圧縮力によるプラスチックの変形の結果、プラスチック終端器が変形する。この変形により、光コネクタをはずしたりはめたりした後に終端器の反射が増大し、その特性が劣化する。したがって、プラスチックのガラス転移温度は約８０℃よりも高くあるべきである。
３．低いコストで製造でき、設計変更に柔軟に対応できるようにするために、射出鋳造できること。
【００４６】これらの基準を満たす高分子材料は多くはない。高分子材料の多くは、ガラス転移温度（Ｔｇ）が８０℃をはるかに下回っているアクリルか、または、光ファイバ伝送の近赤外線（ＩＲ）波長で不透明である（たとえばポリエチレンやポリプロピレン）。アクリルのガラス転移温度の低さは、ポリイミド（たとえばＫａｍａｘ（ＥＬＦAtochem社の商標））またはＰＶＤＦ（Kynar（ＥＬＦAtochem社の商標））などの他の化合物を混合することにより改善できる。しかし、これらの混合により、許容できないほど屈折率が高くなる場合が多い。他の高分子混合物や共重合材料も使用可能である。
【００４７】さらに、高分子材料のクリープが、使用中または使用後の熱的または機械的処理を通じて良い影響を与えることもありうる。たとえば、処理前に、高分子材料が１時間あたり５ミクロンのクリープを生ずる場合に、ガラス転移温度よりも１０〜２０℃低い温度に１時間さらすことにより、クリープ速度がたとえば１０時間あたり５ミクロンに低下することがある。これについての議論は、Shiro Matsuoka編「Relaxation Phenomena in Polymers,(c)1992,Hanser Publishers」の中、特に第３章「The Glassy State」に開示されている。
【００４８】ガラス転移温度の測定は、差分走査熱量測定法（ＤＳＣ）または処理後の直接的クリープ測定によって実施できる。これについては、たとえば、Edith A.Turi編「Thermal Characterization of Polymeric Materials, Second edition Vol.1」に開示されている。
【００４９】市販されているプラスチック材料で上記要件をすべて満たすものは、ポリメチル・メタクリレート（ＰＭＭＡ）である。これは多数の商標で製造販売されており、たとえば、AtoHaas North America社のPlexiglas（商標）とICI Acrylics社のLucite（商標）とがこれに含まれる。ＰＭＭＡは、メチル・メタクリレートから誘導される加熱可塑性の高分子化合物であって、優れた光学特性を有する。ＰＭＭＡのガラス転移温度Ｔｇは約１０９℃であって、プラスチック材料としては、優れた耐クリープ性を持つ。ＰＭＭＡの屈折率は約１．４９であって、反射は―４０ｄＢとなり、ほとんどの応用分野に適している。
【００５０】この光終端器にはＰＭＭＡ以外の高分子材料の使用も可能であり、また、この光終端器を、コネクタとして知られているもの以外の機器に組み込むことも可能である。さらに、光終端器の屈折率を、ガラスでなくてプラスチックのファイバの屈折率に合致させるように選択することも可能である。
【００５１】
【発明の効果】本発明によれば、反射の少ない、安価で、圧力に対して変形しにくい光終端器が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光ファイバが従来知られた終端コネクタで終端する光波システムを示す図。
【図２】本発明による光終端器で終端する光ファイバを示す図。
【図３】光終端器システムの展開斜視図。
【図４】図３の光ファイバ終端器システムの立面図であって、相互に接続された状態を部分断面で示す図。
【図５】本発明による光終端器の断面図。
【図６】本発明による終端コネクタの第１の実施の形態の展開斜視図。
【図７】本発明による終端コネクタの第２の実施の形態の展開斜視図。
【図８】図７の光ファイバ終端コネクタの断面図。
【符号の説明】
１０ コネクタ
１９ 保持座金
２０ 結合装置
２１ スロット
２３ 位置決めスリーブ
２４ 保持具
２５ ハウジング
２７ ピン
３２ 緩衝層
３３ 強度部材
３５ 外側ジャケット
４０ コネクタ
４１ 通路
４２ 金属構造（バックボーン）
４３ 方向決め（位置決め）キー
４４ 圧縮ばね
４５ コネクタハウジング
４６ 小径部
４８ カラー、内部フランジ
５１ 大径部
５７ スロット
５８ ピン保持領域
５９ 部材
７０ 終端器
９０ 終端コネクタ
１００ 光終端器
１０１ 軸
１１０ フェルール部
１１５ 端面
１１６ 斜面
１２０ バックボーン部
１２１ フランジ
１２２ ボディ
１２３ 拡大領域、小フランジ
１２４ 端面
１２５ 斜面
１５０ 送光器
１６０ パワー分割器
１７０ 受光器
３０１ 光ファイバ
３０２ 光ファイバ
３０３ 光ファイバ
３０４ 光ファイバ
４１０ フェルール（プラグ）
７１０ 円柱部
７２０ バックボーン部
７５０ ラッチング構造
７５１ 固定端
７５２ 自由端
７５５ 肩部
９１０ フェルール
９２０ バックボーン構造
９３０ 低反射材料
【特許請求の範囲】
【請求項１】 光ファイバコネクタ（４０）に係合されるバックボーン部（１２０、７２０）と、前記光ファイバコネクタ（４０）に終端される光ファイバ（３０２）に対向する円柱状部分（１１０、７１０）とを有する光ファイバ（３０２）を終端させる装置（１０、７０）において、前記バックボーン部と円柱状部分とは、共通の中心軸を有し、前記円柱状部分およびバックボーン部は、プラスチック材料から一体構造物として鋳造され、前記プラスチック材料は、終端される前記光ファイバの材料の屈折率にほぼ等しい屈折率を有し、前記プラスチック材料のガラス転移温度は、約８０℃よりも高いこと、を特徴とする光ファイバを終端させる装置。
【請求項２】 請求項１の装置（１０、７０）において、前記プラスチック材料の屈折率は、波長領域１２００〜１６００ナノメートルの領域で１．４６±０．０６であること、を特徴とする装置。
【請求項３】 請求項１の装置（１０、７０）において、前記円柱状の部分（１１０、７１０）は、終端される前記光ファイバ（３０２）と境界を接する端面を有し、その端面が凸面であること、を特徴とする装置。
【請求項４】 請求項３の装置（１０、７０）において、前記端面の凸面の半径Ｒは約５０ミリメートル未満であること、を特徴とする装置。
【請求項５】 請求項１の装置（１０、７０）において、前記円柱状の部分（１１０、７１０）およびバックボーン部（１２０、７２０）は射出鋳造により成形するものであること、を特徴とする装置。
【請求項６】 請求項１の装置（１０、７０）において、前記プラスチック材料はポリメチル・メタクリレートを有するものであること、を特徴とする装置。
【請求項７】 請求項１の装置（１０）において、前記バックボーン部（１２０）を包囲してそのバックボーン部を保持するコネクタハウジング（４５）をさらに有し、そのコネクタハウジングは、レセプタクルに取り付けるためのラッチング構造（５７、５８）を有するものであること、を特徴とする装置。
【請求項８】 請求項７の装置（１０）において、前記バックボーン部（１２０）を包囲してそのバックボーン部を前記コネクタハウジング内の開口部に向けて押す圧縮ばね（４４）をさらに有すること、を特徴とする装置。
【請求項９】 請求項１の装置（７０）において、前記バックボーン部（７２０）は、前記装置をレセプタクルに固定するためのラッチング構造（７５０）を含み、それによって終端コネクタが形成されるものであること、を特徴とする装置。
【請求項１】 光ファイバコネクタ（４０）に係合されるバックボーン部（１２０、７２０）と、前記光ファイバコネクタ（４０）に終端される光ファイバ（３０２）に対向する円柱状部分（１１０、７１０）とを有する光ファイバ（３０２）を終端させる装置（１０、７０）において、前記バックボーン部と円柱状部分とは、共通の中心軸を有し、前記円柱状部分およびバックボーン部は、プラスチック材料から一体構造物として鋳造され、前記プラスチック材料は、終端される前記光ファイバの材料の屈折率にほぼ等しい屈折率を有し、前記プラスチック材料のガラス転移温度は、約８０℃よりも高いこと、を特徴とする光ファイバを終端させる装置。
【請求項２】 請求項１の装置（１０、７０）において、前記プラスチック材料の屈折率は、波長領域１２００〜１６００ナノメートルの領域で１．４６±０．０６であること、を特徴とする装置。
【請求項３】 請求項１の装置（１０、７０）において、前記円柱状の部分（１１０、７１０）は、終端される前記光ファイバ（３０２）と境界を接する端面を有し、その端面が凸面であること、を特徴とする装置。
【請求項４】 請求項３の装置（１０、７０）において、前記端面の凸面の半径Ｒは約５０ミリメートル未満であること、を特徴とする装置。
【請求項５】 請求項１の装置（１０、７０）において、前記円柱状の部分（１１０、７１０）およびバックボーン部（１２０、７２０）は射出鋳造により成形するものであること、を特徴とする装置。
【請求項６】 請求項１の装置（１０、７０）において、前記プラスチック材料はポリメチル・メタクリレートを有するものであること、を特徴とする装置。
【請求項７】 請求項１の装置（１０）において、前記バックボーン部（１２０）を包囲してそのバックボーン部を保持するコネクタハウジング（４５）をさらに有し、そのコネクタハウジングは、レセプタクルに取り付けるためのラッチング構造（５７、５８）を有するものであること、を特徴とする装置。
【請求項８】 請求項７の装置（１０）において、前記バックボーン部（１２０）を包囲してそのバックボーン部を前記コネクタハウジング内の開口部に向けて押す圧縮ばね（４４）をさらに有すること、を特徴とする装置。
【請求項９】 請求項１の装置（７０）において、前記バックボーン部（７２０）は、前記装置をレセプタクルに固定するためのラッチング構造（７５０）を含み、それによって終端コネクタが形成されるものであること、を特徴とする装置。
【図２】
【図８】
【図１】
【図４】
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１】
【図４】
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
【特許番号】特許第３２７３０１２号（Ｐ３２７３０１２）
【登録日】平成１４年１月２５日（２００２．１．２５）
【発行日】平成１４年４月８日（２００２．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１０−５０６４６
【出願日】平成１０年３月３日（１９９８．３．３）
【公開番号】特開平１０−２８２３４９
【公開日】平成１０年１０月２３日（１９９８．１０．２３）
【審査請求日】平成１１年７月８日（１９９９．７．８）
【出願人】（５９６０７７２５９）ルーセント テクノロジーズ インコーポレイテッド (8)
【氏名又は名称原語表記】Ｌｕｃｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｉｎｃ．
【住所又は居所原語表記】６００ Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ，Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ ０７９７４−０６３６Ｕ．Ｓ．Ａ．
【参考文献】
【文献】特開 平７−２２５３２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平５−１２７０３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭６３−３０８０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許５０５８９８３（ＵＳ，Ａ）
【登録日】平成１４年１月２５日（２００２．１．２５）
【発行日】平成１４年４月８日（２００２．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１０年３月３日（１９９８．３．３）
【公開番号】特開平１０−２８２３４９
【公開日】平成１０年１０月２３日（１９９８．１０．２３）
【審査請求日】平成１１年７月８日（１９９９．７．８）
【出願人】（５９６０７７２５９）ルーセント テクノロジーズ インコーポレイテッド (8)
【氏名又は名称原語表記】Ｌｕｃｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｉｎｃ．
【住所又は居所原語表記】６００ Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ，Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ ０７９７４−０６３６Ｕ．Ｓ．Ａ．
【参考文献】
【文献】特開 平７−２２５３２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平５−１２７０３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭６３−３０８０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許５０５８９８３（ＵＳ，Ａ）
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