[发明专利]光纤、光纤的连接方法以及光连接器

说明书

本申请是2004年6月30日提交的申请200480009831.X(PCT/JP2004/009619，发明名称：光纤、光纤的连接方法以及光连接器)的分案申请。

本申请基于日本专利申请号2003-189724、2003-189655、2003-194476、2003-189726以及2003-346905，并在本申请中参照引入了这些日本申请的全内容。

技术领域

本发明涉及在芯部周围具有多个空孔的光纤，尤其涉及光子晶体光纤、和模场(mode field)直径比它大的单模光纤(single mode fiber)之间的连接方法以及光连接器。

此外，本发明还涉及具有折射率大的芯部和围绕它的折射率小的包层且在该包层中存在朝光纤轴心方向延伸的多个空孔的光纤上的端部的密封构造及其密封方法。

此外，本发明还涉及具有折射率大的芯部和围绕它的折射率小的包层且在该包层中存在朝光纤轴心方向延伸的多个空孔的光纤以及其光纤连接器。

此外，本发明还涉及将在芯部周围的包层内具有多个空孔的光纤与其他的光纤连接的光纤的连接部、以及在筐体内收容该连接部而成的光纤连接器。

背景技术

以往，一般使用的光纤具有闭入光的芯部和覆盖在芯部的圆周方向且折射率比该芯部稍小的包层的双层构造，其芯部、包层都由石英系材料形成。在该双层构造中，由于芯部的折射率比包层的折射率高，因此可通过该折射率的差距，将光限制在芯部，并在光纤内传输。

在单模光纤的彼此间连接方法中有借助连接器或者机械接头(mechanical splice)的连接方法。连接器连接是将各个光纤连接到各个光连接器上而易于装卸的方法，机械接头连接的特征是：将设在其上的V字型槽等中对正光纤的端面，并牢固保持被连接的两个光纤。通常的单模光纤的连接技术已被充分开发。

最近，光子晶体光纤(PCF：Photonic Crystal Fiber)倍受关注。

PCF是在包层具有光子晶体构造、即具有折射率的周期性结构的光纤。通过将该周期性结构减小到光的波长或其数倍程度为止，在晶体中导入缺陷或者局部不均匀性，使光局部存在。

利用图5能够说明该PCF截面构造。

PCF41仅由在光纤内的折射率都相同的包层42形成，从其中心开始以六方格子状排列多个圆柱空孔43，而该圆柱空孔43的长度遍及光纤41的全长。与以往的芯部相当的具有闭入光的功能的部件是作为光纤41的中心部的晶体缺陷部44。

具体地说，关于包层直径φ125μm的纯石英光纤，在包层42中从中央起周期性地以六方格子状(4周期性结构)配置直径φ3μm的圆柱空孔43，在其中心不形成空孔(晶体缺陷)而使该部分成为闭入光的芯部44。

闭入光的效果强的PCF和目前用于长距离大容量通信中的单模光纤(SMF：Single Mode Fiber)之间的连接技术是必不可少的。

特开2002-243972号公报中公开了通过加热PCF的连接端部而安装在套圈(ferrule)上的PCF和SMF之间的连接方法。

然而上述连接方法仅适用于光纤的芯部由折射率比包层更高的介质形成的PCF。换言之，上述连接方法不适用于芯部和包层的折射率相等，且借助光子晶体构造(圆柱空孔)，在芯部和包层之间等价地设计折射率差，并在芯部中闭入光的光纤构造。这是因为：当PCF的连接端部被加热时，圆柱空孔的壁会被熔敷而使空孔消失，进而导致芯部不存在的缘故。在此情况下，PCF和与其连接的SMF的各自芯部是通过不存在芯部的部分连接，因此连接损失增大。

另一方面，作为PCF的一种的多孔光纤(HF：Holey Fiber)，通过在以往的光纤的芯部附近的包层部存在有空孔，降低包层的实际折射率，通过扩大芯部/包层之间的比折射率差，与以往的光纤相比能够大幅提高弯曲损失特性(姚兵之外“与多孔光纤的实用化相关的一次探讨”、信学技报(社)电子信息通信学会、Vol.102，N0.581、p47～50、长谷川健美“光子晶体光纤以及多孔光纤的发展动向”、月刊杂志“光子”、光子(株)发行，N0.7，p203～208(2001))。

这样的HF在包层存在朝光纤轴心方向延伸的多个空孔，而这些空孔如果开放端部，则水分会进入其中，结果导致机械强度的劣化、或者由温度变化产生的结露引起光学性特性的变动。