JP2971237B2 - 光ファイバ端面の加工方法および加工装置 - Google Patents
光ファイバ端面の加工方法および加工装置Info
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- JP2971237B2 JP2971237B2 JP7386092A JP7386092A JP2971237B2 JP 2971237 B2 JP2971237 B2 JP 2971237B2 JP 7386092 A JP7386092 A JP 7386092A JP 7386092 A JP7386092 A JP 7386092A JP 2971237 B2 JP2971237 B2 JP 2971237B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光接続素子に用いられ
る光ファイバ端面の加工方法および加工装置、特に光フ
ァイバコア面が光導波路との接続面となる光ファイバク
ラッド端面よりも内側にある光結合に好適な光ファイバ
端面のエッチング加工方法およびエッチング加工装置に
関する。
る光ファイバ端面の加工方法および加工装置、特に光フ
ァイバコア面が光導波路との接続面となる光ファイバク
ラッド端面よりも内側にある光結合に好適な光ファイバ
端面のエッチング加工方法およびエッチング加工装置に
関する。
【０００２】
【従来技術およびその課題】従来、光ファイバ端面をエ
ッチングにより加工する方法としては、イオンビームエ
ッチングおよび沸酸によるエッチング等がある（例えば
特開平３−１６３４０６）。しかしながら真空中で、固
体材料にイオン衝撃を与えて表面原子を飛散させる、い
わゆるイオンビーム法は、設備が大がかりで、加工にか
かるコストが高くなる。また、エッチングの速度が遅い
ため、加工に時間がかかる。また、沸酸によるエッチン
グの場合は、沸酸溶液に、光ファイバ終端部を浸してエ
ッチングをするだけなので、イオンビーム法に比較し
て、設備、処理方法が簡単であり、光ファイバをエッチ
ングする速度も速く、加工に要する時間が短くて済む
が、エッチングされた光ファイバは、端面とともに沸酸
に浸されている部分の外周も同時にエッチングされるた
め、図３に示すように、光ファイバ端面部の外径１ｂは
小さくなってしまう。例えば、図４は４６％の沸酸溶液
でシングルモード光ファイバをエッチングしたときの例
であるが、処理時間と共に光ファイバ端面付近の外径は
小さくなってしまう。
ッチングにより加工する方法としては、イオンビームエ
ッチングおよび沸酸によるエッチング等がある（例えば
特開平３−１６３４０６）。しかしながら真空中で、固
体材料にイオン衝撃を与えて表面原子を飛散させる、い
わゆるイオンビーム法は、設備が大がかりで、加工にか
かるコストが高くなる。また、エッチングの速度が遅い
ため、加工に時間がかかる。また、沸酸によるエッチン
グの場合は、沸酸溶液に、光ファイバ終端部を浸してエ
ッチングをするだけなので、イオンビーム法に比較し
て、設備、処理方法が簡単であり、光ファイバをエッチ
ングする速度も速く、加工に要する時間が短くて済む
が、エッチングされた光ファイバは、端面とともに沸酸
に浸されている部分の外周も同時にエッチングされるた
め、図３に示すように、光ファイバ端面部の外径１ｂは
小さくなってしまう。例えば、図４は４６％の沸酸溶液
でシングルモード光ファイバをエッチングしたときの例
であるが、処理時間と共に光ファイバ端面付近の外径は
小さくなってしまう。
【０００３】このような構造の光ファイバをそのままで
使用する場合、例えば、エッチングされた光ファイバの
凹面部に溶融ガラス等を付着せしめて、マイクロレンズ
を形成し、光源等の結合用に用いる場合（例えば特開平
３−１６３４０６）には、光ファイバ端面における外径
の縮小はなんら問題ないが、光ファイバ外径を変化させ
ない状態で使用する場合には、結合用に使用するエッチ
ングされた光ファイバを補強するためにフェルールに装
着しようとする場合、エッチング光ファイバの外径とフ
ェルール内径の間に隙間が生じてしまい、安定かつ同心
度を保った状態に固定する事が困難となる。また、光フ
ァイバ端面のクラッド部を接着固定面に利用するときに
は、光ファイバの外周がエッチングされて、端面部の接
触面積が小さくなると、接着強度が悪くなってしまう。
使用する場合、例えば、エッチングされた光ファイバの
凹面部に溶融ガラス等を付着せしめて、マイクロレンズ
を形成し、光源等の結合用に用いる場合（例えば特開平
３−１６３４０６）には、光ファイバ端面における外径
の縮小はなんら問題ないが、光ファイバ外径を変化させ
ない状態で使用する場合には、結合用に使用するエッチ
ングされた光ファイバを補強するためにフェルールに装
着しようとする場合、エッチング光ファイバの外径とフ
ェルール内径の間に隙間が生じてしまい、安定かつ同心
度を保った状態に固定する事が困難となる。また、光フ
ァイバ端面のクラッド部を接着固定面に利用するときに
は、光ファイバの外周がエッチングされて、端面部の接
触面積が小さくなると、接着強度が悪くなってしまう。
【０００４】このような問題を解決するために端面部だ
けをエッチングする方法としては、光ファイバの円筒側
面にエッチング液に不活性な材料をコーティングしてエ
ッチング液に浸し、端面のみをエッチングする方法が考
えられる。例えば、石英系光ファイバを沸酸でエッチン
グする場合であれば、光ファイバ円筒側面にポリ塩化ビ
フェニールや鉛をコーティングすれば、沸酸溶液に浸し
たときに光ファイバ端面のみがエッチングされる事にな
る。しかしながら、この方法は、光ファイバ端面を除
き、円筒側面部のみにコーティングする処理が簡単でな
く、全体として、工程が増えてしまうという問題を生じ
る。
けをエッチングする方法としては、光ファイバの円筒側
面にエッチング液に不活性な材料をコーティングしてエ
ッチング液に浸し、端面のみをエッチングする方法が考
えられる。例えば、石英系光ファイバを沸酸でエッチン
グする場合であれば、光ファイバ円筒側面にポリ塩化ビ
フェニールや鉛をコーティングすれば、沸酸溶液に浸し
たときに光ファイバ端面のみがエッチングされる事にな
る。しかしながら、この方法は、光ファイバ端面を除
き、円筒側面部のみにコーティングする処理が簡単でな
く、全体として、工程が増えてしまうという問題を生じ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、これらの課題
を解決するために、光接続素子に用いられる光ファイバ
端面の加工方法および加工装置であって、エッチング溶
液の液面に光ファイバ端面を接触させた後、光ファイバ
端面をエッチング溶液の液面より僅か上方位置に移動さ
せ、光ファイバ端面のみエッチングするとともに、光フ
ァイバ端面とエッチング溶液の液面との接触状態を、接
触面からの反射戻り光を計測して検知、制御する光ファ
イバ端面のエッチング加工方法および加工装置を提供す
る。
を解決するために、光接続素子に用いられる光ファイバ
端面の加工方法および加工装置であって、エッチング溶
液の液面に光ファイバ端面を接触させた後、光ファイバ
端面をエッチング溶液の液面より僅か上方位置に移動さ
せ、光ファイバ端面のみエッチングするとともに、光フ
ァイバ端面とエッチング溶液の液面との接触状態を、接
触面からの反射戻り光を計測して検知、制御する光ファ
イバ端面のエッチング加工方法および加工装置を提供す
る。
【０００６】
【実施例】以下図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図１と図２は本発明の実施例を示し、図１は本実施
例装置の略図、図２は本発明によるエッチングの工程を
示す略図である。図において同じ部材は同じ符号で示
し、１は光ファイバ、２および３は光ファイバを保持す
るホルダ、４は光分岐結合器、５は光源、６は受光器、
７はコントローラ、８は微動ステージ、１０は基板、１
１はエッチング液である。
る。図１と図２は本発明の実施例を示し、図１は本実施
例装置の略図、図２は本発明によるエッチングの工程を
示す略図である。図において同じ部材は同じ符号で示
し、１は光ファイバ、２および３は光ファイバを保持す
るホルダ、４は光分岐結合器、５は光源、６は受光器、
７はコントローラ、８は微動ステージ、１０は基板、１
１はエッチング液である。
【０００７】図において、エッチングする光ファイバ１
は光ファイバを固定するホルダ２にセットされ、光ファ
イバ１のエッチングする端面１ａと反対側の終端は、光
ファイバホルダ３を介して、光分岐結合器４に接続され
ている。光分岐結合器４の反対側ポートには、それぞれ
光源５、および受光器６が接続されている。さらに受光
器６での検出値は制御用コントローラ７にリアルタイム
で取り込まれるようになっている。また、光ファイバー
ホルダ２は微動ステージ８に固定されており、微動ステ
ージ８は、コントローラ７よりの信号を受けて、ガイド
９に沿って、鉛直方向に動くようになっている。装置を
設置する基板１０は、沸酸溶液の液面１１ａの振動を避
けるために防振構造になっているのが好ましい。
は光ファイバを固定するホルダ２にセットされ、光ファ
イバ１のエッチングする端面１ａと反対側の終端は、光
ファイバホルダ３を介して、光分岐結合器４に接続され
ている。光分岐結合器４の反対側ポートには、それぞれ
光源５、および受光器６が接続されている。さらに受光
器６での検出値は制御用コントローラ７にリアルタイム
で取り込まれるようになっている。また、光ファイバー
ホルダ２は微動ステージ８に固定されており、微動ステ
ージ８は、コントローラ７よりの信号を受けて、ガイド
９に沿って、鉛直方向に動くようになっている。装置を
設置する基板１０は、沸酸溶液の液面１１ａの振動を避
けるために防振構造になっているのが好ましい。
【０００８】光源５から出射された光は、光分岐結合器
４を介して光ファイバ１に入射され端面１ａから出射さ
れるが、この時端面での反射戻り光が光分岐結合器４を
介して受光器６で検出される。端面１ａでの反射量は反
射面の屈折率の差によって決まる。エッチングされる光
ファイバ１の端面１ａが、沸酸溶液の端面１１ａに接触
する前は、反射は光ファイバと空気の境界面での反射と
なる。
４を介して光ファイバ１に入射され端面１ａから出射さ
れるが、この時端面での反射戻り光が光分岐結合器４を
介して受光器６で検出される。端面１ａでの反射量は反
射面の屈折率の差によって決まる。エッチングされる光
ファイバ１の端面１ａが、沸酸溶液の端面１１ａに接触
する前は、反射は光ファイバと空気の境界面での反射と
なる。
【０００９】図１に示すように、微動ステージ８を徐々
に下降させ、光ファイバ端面１ａを沸酸溶液の液面１１
ａに近ずけてゆき、図２（ｂ）のように、光ファイバ端
面１ａが沸酸溶液の液面１１ａに接触したとき、光ファ
イバ端面１ａの反射面は光ファイバと沸酸溶液の境界面
での反射となる。二つの屈折率の異なる媒質の境界面で
の反射率Ｒは、媒質１の屈折率をｎ1 、媒質２の屈折率
をｎ2 とすると、次式によって求められる。
に下降させ、光ファイバ端面１ａを沸酸溶液の液面１１
ａに近ずけてゆき、図２（ｂ）のように、光ファイバ端
面１ａが沸酸溶液の液面１１ａに接触したとき、光ファ
イバ端面１ａの反射面は光ファイバと沸酸溶液の境界面
での反射となる。二つの屈折率の異なる媒質の境界面で
の反射率Ｒは、媒質１の屈折率をｎ1 、媒質２の屈折率
をｎ2 とすると、次式によって求められる。
【００１０】 Ｒ＝（（ｎ2 −ｎ1 ）／（ｎ1 ＋ｎ2 ））2 これから解るように、２つの媒質の屈折率差が大きいほ
ど反射量は大きくなる。光ファイバのコア、および空
気、沸酸溶液の屈折率はそれぞれ約１．４６〜１．５、
１．００、１．３３〜であるから、光ファイバ端面１ａ
が沸酸溶液の液面１１ａに接触したとき受光器６に検出
される反射光量は小さくなる。反射光量が変化したとき
微動ステージ８の下降を停止し、停止した位置よりも光
ファイバ端面の位置が数μｍ上の位置に来るように微動
ステージ８を引き上げる。この時、光ファイバ端面１ａ
の位置と液面１１ａとの間には僅かに高低差が出来る
が、液体の表面張力により、図２（ｃ）に示すように液
面は光ファイバ端面１ａにのみ接触した状態になる。こ
のような状態で、必要な処理時間のエッチングを実行す
れば、光ファイバ端面付近の外径を損なわずに、端面部
のみをエッチングすることが出来る。
ど反射量は大きくなる。光ファイバのコア、および空
気、沸酸溶液の屈折率はそれぞれ約１．４６〜１．５、
１．００、１．３３〜であるから、光ファイバ端面１ａ
が沸酸溶液の液面１１ａに接触したとき受光器６に検出
される反射光量は小さくなる。反射光量が変化したとき
微動ステージ８の下降を停止し、停止した位置よりも光
ファイバ端面の位置が数μｍ上の位置に来るように微動
ステージ８を引き上げる。この時、光ファイバ端面１ａ
の位置と液面１１ａとの間には僅かに高低差が出来る
が、液体の表面張力により、図２（ｃ）に示すように液
面は光ファイバ端面１ａにのみ接触した状態になる。こ
のような状態で、必要な処理時間のエッチングを実行す
れば、光ファイバ端面付近の外径を損なわずに、端面部
のみをエッチングすることが出来る。
【００１１】また、エッチング処理する時間が比較的長
いときには、光ファイバ端面１ａの位置を、液面１１ａ
から僅かに引き上げた位置に置かなくても、光ファイバ
の端面全体がエッチングされて、自然に端面の位置は液
面よりも高くなってくるので、エッチング量に応じて最
初の光ファイバ端面の位置を選択すれば良い。
いときには、光ファイバ端面１ａの位置を、液面１１ａ
から僅かに引き上げた位置に置かなくても、光ファイバ
の端面全体がエッチングされて、自然に端面の位置は液
面よりも高くなってくるので、エッチング量に応じて最
初の光ファイバ端面の位置を選択すれば良い。
【００１２】このように、光ファイバ端面位置を液面よ
り僅かに離し、表面張力により端面にのみエッチング液
が接触した状態でエッチングを進行させることによっ
て、光ファイバ外周をエッチングすることなく、光ファ
イバ端面のみのエッチングを行う事が出来る。
り僅かに離し、表面張力により端面にのみエッチング液
が接触した状態でエッチングを進行させることによっ
て、光ファイバ外周をエッチングすることなく、光ファ
イバ端面のみのエッチングを行う事が出来る。
【００１３】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明の方法
および装置によれば、光ファイバの外径が一様なエッチ
ングファイバを作製することが出来る、側面をコーティ
ングしたりする必要がないので工程が少なく簡単に作製
出来る、光ファイバ端面のエッチング液の液面への接触
は端面からの反射戻り光を利用し制御しているので、予
め光ファイバをセットするときに厳密な位置決めをする
必要がなく作業が簡単である等の利点を有する。
および装置によれば、光ファイバの外径が一様なエッチ
ングファイバを作製することが出来る、側面をコーティ
ングしたりする必要がないので工程が少なく簡単に作製
出来る、光ファイバ端面のエッチング液の液面への接触
は端面からの反射戻り光を利用し制御しているので、予
め光ファイバをセットするときに厳密な位置決めをする
必要がなく作業が簡単である等の利点を有する。
【図１】本発明の実施例装置の略図。
【図２】本発明によるエッチングの工程を示す略図。
【図３】従来の方法によるエッチング工程を示す略図。
【図４】従来のエッチング工程による光ファイバ外周の
変化を示す図。
変化を示す図。
１ 光ファイバ ２ ホルダ ３ ホルダ ４ 光分岐結合器 ５ 光源 ６ 受光器 ７ コントローラ ８ 微動ステージ ９ ガイド １０ 基板 １１ エッチング液
Claims (2)
- 【請求項１】光接続素子に用いられる光ファイバ端面の
加工方法において、エッチング溶液の液面に光ファイバ
端面を接触させた後、光ファイバ端面をエッチング溶液
の液面より僅か上方位置に移動させ、光ファイバ端面の
みエッチングするとともに、光ファイバ端面とエッチン
グ溶液の液面との接触状態を、接触面からの反射戻り光
を計測して検知することを特徴とする光ファイバ端面の
加工方法。 - 【請求項２】光接続素子に用いられる光ファイバ端面の
加工装置において、エッチング溶液の液面に光ファイバ
端面を接触させた後、光ファイバ端面をエッチング溶液
の液面より僅か上方位置に移動させる微動ステージと、
光ファイバ端面とエッチング溶液の液面との接触状態
を、接触面からの反射戻り光を計測して検知する機構と
を備えたことを特徴とする光ファイバ端面の加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7386092A JP2971237B2 (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 光ファイバ端面の加工方法および加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7386092A JP2971237B2 (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 光ファイバ端面の加工方法および加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05273436A JPH05273436A (ja) | 1993-10-22 |
| JP2971237B2 true JP2971237B2 (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=13530347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7386092A Expired - Fee Related JP2971237B2 (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 光ファイバ端面の加工方法および加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2971237B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5578663B2 (ja) * | 2010-04-27 | 2014-08-27 | 学校法人立命館 | 先端加工光ファイバの製造方法、光ファイバの先端加工装置、及び液面検出方法 |
| US11648509B2 (en) | 2019-10-04 | 2023-05-16 | Hamilton Sundstrand Corporation | Process water gas management of inert gas generation electrolyzer system with gas-activated valve |
-
1992
- 1992-03-30 JP JP7386092A patent/JP2971237B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05273436A (ja) | 1993-10-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |