专利名称：：高功率用光连接器及使用其的光纤系统的制作方法
技术领域：
：本发明涉及高功率用光连接器，特别是涉及适于用作连接数百mW数十W的高功率光传送用光纤的高功率用光连接器。此外，本发明还涉及至少在接收侧使用了该高功率用光连接器的光纤系统。
背景技术：
：作为本发明的现有技术，可以列举例如下述的专利文献。在曰本特开2004-29450号公报(以下，专利文献1)及日本特许第3831315号公报(以下，专利文献2)中，公开了使模场直径扩大而降低功率密度的技术。在曰本特许第2835384号公报(以下，专利文献3)中，公开了一种大功率激光用光纤连接器，其将用于大功率激光的第1、第2光纤装卸自由地进行连接，并且设有对这些第1、第2光纤的连接部温度进行测定的温度测定机构。在日本实公平3-17284号公报(以下，专利文献4)中，公开了使光纤端面附近留有空间，从而即使在端面以外被照射也不会受到加热、损伤的光连接器。一般来说，光连接器中使用氧化锆插芯(ferrule)。由于氧化锆吸收泄漏光，因此插芯部的温度易上升，固定微细孔内部的光纤粘合剂的温度易上升。其结果是，可能导致粘合力的下降、吸收率的上升等特性变化。此外，一般的光连接器在插入插芯部时套筒会扩大，因此将套筒和座体(housing)设计成开有微小间隙。因此，一旦泄漏光被氧化锆插芯吸收就会蓄热。其结果是，高功率光泄漏时插芯部温度急剧上升，很有可能损伤粘合剂等。上述专利文献3所公开的光连接器结构，在连接点附近的功率密度最高的部分吸收泄漏光。在这样的结构中，检测出温度上升时，端面很可能已经受到损伤，可靠性低。此外，该现有技术中，由于是在远离光吸收处的部分进行温度监测，因此在实际的插芯温度和监测温度之间产生温度差、或者产生监测时的时滞(时间差)，可靠性低。上述专利文献l所公开的光连接器结构，在通信用途中使用单模光纤来传送1W左右时被认为是有效的。但是，在作为本发明对象的10W左右的高功率光传送时，即使扩大模场直径，泄漏光所照射的部分的温度上升也大，很可能产生损伤。上述专利文献4所公开的光连接器结构中，用透镜将光进行聚光后入射至光连接器。但是，该结构与PC(PhysicalContact)连接相比，连接损失增大。因此必须提高输入光的功率、或者增加LD(LaserDiode)的台数，就会导致消耗电力的增大、成本增加。本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于，提供即使用于高功率光传送用的光纤的连接也不会损伤、能够确保长寿命的高功率用光连接器、以及使用其的光纤系统。
发明内容本发明为了解决上述问题并实现所述目的，采用以下方式。(1)本发明是至少在光纤的受光侧使用的高功率用光连接器，具有座体、收容于该座体内并保持所述光纤的插芯、以及以与该插芯的端部相抵接的状态连接固定在所述座体上的法兰盘(flange);所述插芯由透明的玻璃构成，并且所述法兰盘由对在所述光纤中传播的光为透明的材料构成。(2)在上述(1)记载的高功率用光连接器中，在所述法兰盘上可以设有用于检测从所述光纤泄漏的光的传感器。(3)上述(1)记载的高功率用光连接器中，所述法兰盘的原材料中可以添加有微粒。这时，通过微粒，可以使透过法兰盘内的光发生散射。(4)上述(1)记载的高功率用光连接器中，在所述法兰盘的、与所述插芯的所述端部对置的面上可以形成有凹凸。这时，通过凹凸，可以使透过法兰盘内的光发生散射。(5)上述(1)记载的高功率用光连接器中，在所述法兰盘上可以安装有多个所述插芯。(6)上述(1)记载的高功率用光连接器中，所述插芯可以满足下式(1)。L<a*V(n2—NA2)/NA(1)其中，L表示所述插芯的长度，a表示所述插芯的直径，n表示所述插芯的折射率，NA表示光纤数值孔径。(7)此外，本发明是在光纤的一侧连接有入射侧光连接器、并且在另一侧连接有接收侧光连接器的光纤系统，可以采用如下构成作为所述接收侧光连接器，使用上述(l)~(6)中任一项记载的所述高功率用光连接器;作为所述入射侧光连接器，使用具有不锈钢制插芯或氧化锆制插芯的光连接器。根据上述(1)记载的高功率用光连接器，将受光侧的光连接器的插芯设为透明玻璃，用对红外线为透明的材料构成法兰盘，因此可以使泄漏光透过玻璃插芯、透明的法兰盘而逃逸至外部。其结果是，防止热在该高功率用光连接器内蓄留，因此即使用于高功率光传送用的光纤的连接也不会损伤，可以确保长寿命。进而，上述(2)的情况下，可以用传感器检测泄漏光。其结果是，与使用温度传感器检测泄漏光时相比，可以从开始产生连接损失起以更短的时间进行检测。此外，上述(3)或(4)的情况下，可以通过法兰盘使泄漏光散射。其结果是，可以使泄漏光散射而朝向传感器，因此可以用一个传感器迅速检测出多个光连接器的连接异常。进而，上述(6)的情况下，由于在插芯内泄漏光一次也未反射就扩散至外部，因此插芯附近的部件不会吸收泄漏光，发热的可能性小。此外，上述(5)的情况下，也可以得到与上述(1)记载的高功率用光连接器同样的作用效果。此外，才艮据上述(7)的光纤系统，也可以得到与上述(1)记载的高功率用光连接器同样的作用效果。图l是表示本发明的高功率用光连接器的第1实施方式的图，是以包括光纤的轴线的截面来看时的要部的截面图。图2是表示本发明的高功率用光连接器的第2实施方式的图，是以包括光纤的轴线的截面来看时的要部的截面图。图3A是表示本发明的高功率用光连接器的第3实施方式的图，是以包括光纤的轴线的截面来看时的要部的截面图。图3B是表示第3实施方式的变形例的图，是图3A的A部放大图。图3C是表示第3实施方式的其他变形例的图，是图3A的B部放大图。具体实施例方式以下，参照图1图3C,对本发明的高功率用光连接器及使用其6的光纤系统的各实施方式进行说明。[第1实施方式图l是表示本发明的高功率用光连接器的第1实施方式的图，是以包括光纤的轴线的截面来看时的要部的截面图。该图中，符号1表示高功率用光连接器(以下，记作光连接器)，符号2表示玻璃插芯，符号3表示氧化锆套筒，符号4表示光纤，符号5表示法兰盘，符号6表示座体，符号7表示粘合剂，符号8表示筐体，符号9表示作为传感器使用的光电二极管(以下，简记作PD)，符号10表示激发光源侧(以下，记为LD侧)，符号ll表示接收侧。图1中，仅显示接收侧11的光连接器1的玻璃插芯2,省略LD10侧的光连接器的插芯的图示。作为该插芯，可以采用氧化锆插芯、不锈钢制插芯。本实施方式的光连接器1具有保持光纤4的插芯2和与该插芯2相抵接的法兰盘5。接收侧(受光侧)11的光连接器的插芯2由透明玻璃材料构成，并且法兰盘5由使红外线透过的材料构成。法兰盘5通过多根螺栓a连接固定在座体本体6上。此外，在沿该法兰盘5的中央轴线形成的贯通孔5d内，同轴地穿插有光纤4。进而，在法兰盘5的外侧端面所形成的凹部5e内，以与光纤4的轴线略平行且受光面对着玻璃插芯2侧的方式插入固定有PD9。对于现有技术，由于光学系统的制约等，入射侧的光纤数值孔径(NA)与接收侧的光纤数值孔径(NA)不同时，如果将这些入射侧和接收侧相连，则ldB以下左右的光可能会连续地持续泄漏。例如连接具有10W左右光量的光时，2W以下左右的光会泄漏。如果是使用一般的氧化锆插芯的光连接器，则泄漏光在光连接器的端面被吸收，随着时间推移，光连接器的端面中的插芯、粘合剂的温度上升。如果没有发现温度上升而继续运转，则粘合剂劣化而光纤脱落，从而有可能在外部被激光照射。此外，对于现有技术，不熟习光连接器操作的操作者进行光连接器的装卸作业时，可能以半插入的状态开始激光装置的运转。这时，也可以认为，有时会在互相对顶的一对光连接器的连接端面间产生空间，数w以下左右的光泄漏，所述各连接端面附近的温度上升，从而发生损伤。在以往的光通信用途中，由于光量微弱至1W以下，因此即使产生连接损失，也不会因发热而损伤光连接器。因此，采用暂且尝试安装光连接器，如果光量损失高，采用再次安装等的处理就足够了。但是，处理10W左右高光量的高功率光传送路的连接时，如果连接损失增大，光连接器端面的温度会急速上升，会发生附近部件、粘合剂等烧损、或光纤的脱落等，而必须更换光连接器。为了解决上述问题，在本实施方式中，作为光连接器l采用如图l所示的构成。根据该构成，即使连接损失增大，也能够防止急剧的温度上升，能够在光连接器l损坏之前检测到异常，可以使安全性进一步提高。具体来说，作为接收侧11的光连接器1的插芯采用玻璃插芯2，并且法兰盘5也釆用红外线透过性高的材料。通过将接收侧11的玻璃插芯2和法兰盘5以透明性高的材料构成，泄漏光LL一边在玻璃插芯2的内部扩散一边从玻璃插芯2漏出，逐渐向法兰盘5内透过。然后，泄漏光LL被没于法兰盘5后方的PD9检测出。透过由透明材料构成的玻璃插芯2及法兰盘5的泄漏光的功率密度随着行进而变小，在玻璃插芯2的端面，功率密度减小至不用担心发热的程度。此外，在用PD9检测出来之前，光连接器1的各部件不会发热而变形、燃烧。作为接收侧11的玻璃插芯2中使用的材料，可以使用硼硅酸玻璃等通常使用的玻璃材料。此外，作为法兰盘5中使用的、对红外线的透明性高的材料，可以列举例如丙烯酸类树脂、硅酮树脂、PMMA树脂、烯丙酯树脂、PSX树脂等。此外，作为入射侧光连接器的插芯(未图示)，优选采用不锈钢制插芯或氧化锆插芯等耐磨损性优异的插芯。在入射侧光连接器的装卸次数多的用途中，通过对入射侧的所述插芯进行装卸(将插芯暂时取出后再次重新安装、或者将插芯更换为其它时的装卸)，可以得到经长期仍稳定的连接。在本实施方式中，满足下式(l)，以使泄漏光LL在玻璃插芯2的内部一次也不反射是较理想的。L<a*(n2NA2)/NA*(1)这里，L表示玻璃插芯2的长度，a表示玻璃插芯2的直径，n表示玻璃插芯2的折射率，NA表示光纤数值孔径。对于满足上述式(1)的玻璃插芯2，由于在其内部泄漏光LL一次也不反射就向外部扩散，因此位于玻璃插芯2附近的部件(例如座体6)不会吸收泄漏光LL,发热的可能性小。此外，可以对在光纤的一侧连接有入射侧光连接器、且在另一侧连接有接收侧光连接器的光纤系统(未图示)应用具有上述构成的光连接器。这时，可以考虑如下的构成作为所述接收侧光连接器，使用上述的高功率用光连接器;作为所述入射侧光连接器，使用具有不锈钢制插芯或氧化锆制插芯的光连接器。[第2实施方式图2是表示本发明的高功率用光连接器的第2实施方式的图，是以包括光纤的轴线的截面来看时的要部的截面图。在以下说明中，对与上述第1实施方式的构成要素对应的构成要素标记同一符号，存在区别时仅对该区别点进行说明。在本实施方式中，在法兰盘5安装有多个玻璃插芯2。此外，具有下述结构，即，法兰盘5的内部添加有微粒(例如氧化硅)，通过该微粒，使透过法兰盘5的红外线散射。此外，在图2的例中，在法兰盘5的外周面设有反射层13，用于使要从该外周面漏出至外部的光朝向PD9侧。该反射层13可以省略。在本实施方式中，由于采用在法兰盘5安装有多个玻璃插芯2、在法兰盘5的内部添加微粒而通过该微粒使透过法兰盘5的红外线散射的结构，因此可以用一个PD9迅速检测出多个光连接器的连接异常。此外，在本实施方式中，也可以对在光纤的一侧连接有入射侧光连接器、且在另一侧连接有接收侧光连接器的光纤系统(未图示)应用具有上述构成的光连接器。这时，可以考虑如下的构成作为所述接收侧光连接器，使用上述的所述高功率用光连接器;作为所述入射侧光连接器，使用具有不锈钢制插芯或氧化锆制插芯的光连接器。[第3实施方式图3A是表示本发明的高功率用光连接器的第3实施方式的图，是以包括光纤的轴线的截面来看时的要部的截面图。在以下说明中，对与上述第2实施方式的构成要素对应的构成要素标记同一符号，存在区别时仅对该区别点进行说明。在本实施方式中，采用如下结构与上述第2实施方式相同，在法兰盘5安装有多个玻璃插芯2，进而，在与法兰盘5连接侧的面5a相反侧的面5b，设有用于使从该面5b射出的泄漏光LL散射的散射层14。此外，PD9以与该散射层14的后方相对的方式进行配置。另外，在本实施方式中，法兰盘5既可以使用与上述第2实施方式同样地添加了微粒的法兰盘5，也可以使用不含微粒的法兰盘5。作为所述散射层14，可以采用将添加了微粒的透明树脂层叠、或者如图3B所示在法兰盘5的面上形成凹凸5c而使泄漏光LL散射的结构。进而，如图3C所示，可以在法兰盘5的与玻璃插芯2的端部对置的面上形成凹凸5g。这时也可以使泄漏光LL散射。在本实施方式中，由于采用在法兰盘5安装多个玻璃插芯2、在与法兰盘5的连接侧相对侧的面设置散射层14而通过该散射层14使透过法兰盘5的红外线散射的结构，因此可以用一个PD9迅速检测出多个光连接器的连接异常。此外，在本实施方式中，也可以对在光纤的一侧连接有入射侧光连接器、且在另一侧连接有接收侧光连接器的光纤系统(未图示)应用具有上述构成的光连接器。这时，可以考虑如下的构成作为所述接收侧光连接器，使用上述的高功率用光连接器;作为所述入射侧光连接器，使用具有不锈钢制插芯或氧化锆制插芯的光连接器。实施例为了确认本发明的效果，准备与上述第1实施方式同样构成的光连接器来进行实验。即，制作如下的FC光连接器(以下，记为实施例)在接收侧光连接器中使用玻璃插芯，在接收侧使用透过作为信号光的近红外线的丙烯酸系树脂的法兰盘。另一方面，还制作使用以往的氧化锆插芯来代替实施例的玻璃插芯的现有型FC光连接器(以下，记为比较例)。对于这些实施例及比较例的光连接器，有意地在光连接器的连接端面间开有间隙，产生3W的连接损失。用热电耦测定这时的连接部的温度并进行比较。同时，在法兰盘上安装PD(PhotoDiode),测定泄漏光发生后至检测出为止的检测时间。将其结果示于表1。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>由表l的结果可知，将接收侧设为玻璃插芯、且以对红外线为透明的材料构成法兰盘的本实施例的光连接器，可以确认60分钟后的温度上升、l分钟后的温度上升，与比较例相比均将温度上升抑制为较低。此外，在比较例中，未能采用PD检测出泄漏光，与此相对，在本实施例中，可以在瞬间检测出泄漏光的发生。以上，举例说明了本发明的优选实施例，但应该理解，这些是本发明的示例而并非对本发明的限制。此外，在不脱离本发明思想和范围的情况下，可以进行增加、省略、替换和其它改变。因此，本发明不应理解为限于上述说明，而仅限于权利要求书的范围。权利要求1.一种高功率用光连接器，其特征在于，至少在光纤的受光侧使用，具有座体、收容于该座体内并保持所述光纤的插芯、以及以与该插芯的端部相抵接的状态连接固定在所述座体上的法兰盘；所述插芯由透明的玻璃构成，并且所述法兰盘由对在所述光纤中传播的光为透明的材料构成。2.根据权利要求l所述的高功率用光连接器，其特征在于，在所述法兰盘上设有用于检测从所述光纤泄漏的光的传感器。3.根据权利要求l所述的高功率用光连接器，其特征在于，所述法兰盘的原材料中添加有微粒。4.根据权利要求l所述的高功率用光连接器，其特征在于，在所述法兰盘的、与所述插芯的所述端部对置的面上形成有凹凸。5.根据权利要求l所述的高功率用光连接器，其特征在于，在所述法兰盘上安装有多个所述插芯。6.根据权利要求l所述的高功率用光连接器，其特征在于，所述插芯满足下式(1)，L<a(n2—NA2)/NA(1)其中，L表示所述插芯的长度，a表示所述插芯的直径，n表示所述插芯的折射率，NA表示光纤数值孔径。7.—种光纤系统，其特征在于，在光纤的一侧连接有入射侧光连接器、并且在另一侧连接有接收侧光连接器，作为所述接收侧光连接器，使用权利要求1~6中任一项所述的高功率用光连接器;作为所述入射侧光连接器，使用具有不锈钢制插芯或氧化锆制插芯的光连接器。全文摘要本发明提供高功率用光连接器及使用其的光纤系统，至少在光纤的受光侧使用。此外，该高功率用光连接器具有座体、收容于该座体内并保持所述光纤的插芯、以及以与该插芯的端部相抵接的状态连接固定在所述座体上的法兰盘。所述插芯由透明的玻璃构成，并且所述法兰盘由对在所述光纤中传播的光为透明的材料构成。文档编号G02B6/24GK101539646SQ200910128440公开日2009年9月23日申请日期2009年3月17日优先权日2008年3月18日发明者大庭康弘申请人:株式会社藤仓