JP3086471B2 - ファイバ光学ターミナルアセンブリの形成方法 - Google Patents

ファイバ光学ターミナルアセンブリの形成方法

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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はハウジング内でファイバ光学束の終端部を形
成するファイバ光学ターミナルアセンブリ（終端組立
体）を形成する方法に関する。
［従来の技術およびその課題］ 光ファイバ束がハウジングにより形成される管状ダク
トに挿入され、接着母材を注入してファイバを互いにそ
してハウジングに結合することにより、所定位置に保持
するファイバ光学ターミナルアセンブリを提供すること
が米国特許第3,849,219号から知られている。この方法
の欠点は接着母材が中位の温度にしか耐えられないため
に、アセンブリ内を伝送可能な最大光量に限界があると
いうことである。また、接着母材はファイバを形成する
ガラスより軟らかい傾向があるために、上記束の端面を
研磨するとファイバ端部は丸くなり、その結果表面は不
規則になり、当接する光コンダクタに接続した場合に光
伝送損失を招く。接着剤は一般的に硬化するまで数時間
を要するために、結束工程も時間を要する。
また、ファイバを融合するためターミナルアセンブリ
において、一定の長さの束を加圧下で加熱するファイバ
光学束の熱融合を利用することが知られている。ファイ
バの損傷を防止するために、この方法においては加える
熱および圧力を注意して制御することが必要であり、そ
のため必要とされる機器は高価となり使用するのが複雑
である。この方法の他の問題は要求される過度の熱量に
より隣接する融合していないファイバが脆性化すること
である。
［課題を解決するための手段、作用および効果］ 本発明は、ファイバを互いにかつハウジングに結合し
それによりターミナルアセンブリを形成するファイバ光
学ターミナルアセンブリの形成方法であって、開放端を
有しかつダクトの管状部を形成するスリーブ部を備えた
前記ハウジングにより限定されるダクト内に、ファイバ
が前記管状部を貫通して密に充填した束状に支持されか
つ前記スリーブ部の端から突出されるようにファイバを
挿入し、次に、端面を形成するため前記ファイバの束を
トリミングし、その後、溶解ガラス表面層を形成するた
め前記タ端面のみに局所的に熱を加え、当該表面層の溶
解したガラスを前記束のファイバ間に流入させ、当該フ
ァイバ間に流入したガラスが前記ファイバを互いにかつ
前記ハウジングに融合する母材を形成するように当該ガ
ラスを冷却して前記ファイバを結合する方法を提供す
る。
このような方法の利点は、必要とされる加熱は最小と
なり、また融合されていないファイバから離れた位置で
熱が加えられるため隣接した融合されていないファイバ
の脆性化が最小になるということである。
この方法は凝固後、ガラス表面を除去する工程をさら
に具備することが好ましい。ファイバの縦軸に対し横方
向にハウジングを切断することにより、これを達成する
のが便利である。固化乃至凝固後のガラス表面層は皿状
になる傾向があるので、横方向の切断行為によりアセン
ブリの端面は平坦形状に復元する。
この方法はガラス表面層の除去により露出したアセン
ブリの端面を研磨する工程をさらに具備することが好ま
しい。
母材は管状部の縦方向の全長以下で延びることが有利
である。
これにより、融合ファイバに直近の融合していないフ
ァイバがダスト内に配置されて、ハウジングにより支持
されるので、ファイバは使用の際屈曲しないことからフ
ァイバの脆性化を許容することが可能である。
本発明の特定の実施例を単に例として、添付図面を参
照して説明する。
［実施例］ 第１図において、ハウジング１は円筒状ダクト３を形
成する管状スリーブ２を備える。スリーブ２はジグ５の
孔４に配置され、このジグは上記孔およびダクト３と通
ずる漏斗状チャンネル６を有する。
ジグ５を使用して上記漏斗状チャンネル６を貫通して
上記束を挿入することにより、光ファイバ８の束７をス
リーブ２に挿入する。その後、ジグ５を分離すると、き
つく充填した構造でスリーブ２を貫通する束が残り、ス
リーブの断面はファイバ８で充填される。ファイバ８は
円形断面に形成され、隙間（図示せず）が束７のファイ
バ間を縦方向に、そして束の外側ファイバとスリーブ２
との間に延びる。
第２図に示すように、切断機９がスリーブ２の前方端
10で束７をトリミングするのに使用され、トリミングさ
れた束は第３図に示すように平坦な端面11を有する。赤
外線ランプ12は端面11に対向して配置される。ランプ12
は反射鏡の焦点で約1100℃の最大温度を生じる一体型放
物線状の反射鏡を設けた150ワットのタングステンハロ
ゲンランプを備える。ランプ12は距離Ｄだけ端面11から
離間し、この距離は焦点長さＦより大きく、焦点13はス
リーブ２の縦軸に位置する。
また、焦点13は全端面を照射できるように端面11から
十分に離間している。
第１図から第３図のスリーブ２は直径4mm,長さ8mmで
１平方ミリメートル当り400本の密度で直径50ミクロン
のファイバが充填されている。ランプの焦点長Ｆさは19
mmで、ランプは端面11から22mm離間している。150秒間
ランプをつけることにより、熱は端面11に局所的に加え
られる。その後、ランプは消され、束７は冷却する。
加熱の効果は第４図に示され、端面11aがスリーブ２
の前方端10から引っ込んでいるのが示されており、皿状
に形成されている。ガラス表面層14には凹面11aが形成
され、加熱された束７から溶解しその後冷却して固体の
層状となったガラスから形成される。表面層14の下に、
ファイバ束から成る融合ファイバのゾーン15が形成さ
れ、このゾーンのファイバ束は当初スリーブ２内のその
位置を占めていたものが、毛管作用により各ファイバの
隙間に流入した表面層のガラスからなる母材に埋設され
ている。また、この母材は上記束をスリーブ２に結合す
る。表面層14からの毛管作用によるガラス流は端面11を
浸食し、この端面はスリーブ２内に凹部を形成し、大き
な皿状に形成される。
ゾーン15はスリーブ２のダクト３の軸方向全長にわた
っては延びず、位置16で終了し、この位置を越えた部分
において、母材が及ばないので融合されないファイバを
束７は備える。
第５図は表面層14を除去するトリミング後の第４図の
スリーブ２を示し、スリーブと束７の融合ゾーン15とを
切断するため典型的にはダイアモンド含有切削ホイール
によりスライスして除去する。
融合ゾーン15の残りの部分内のファイバは各各個々の
完全性を保持しつつ、母材に密に埋設される。融合ゾー
ン15にないが、スリーブ２内に存在するファイバは屈曲
に強い密に充填した配列状態で支持される。
スリーブ２と束７は第５図に示した次のトリミング後
の端面18を設けたアセンブリ17を形成する。端面18は研
磨されて、光学的に平坦な表面が形成され、アセンブリ
は束７との接続面を有する光コンダクタの光伝送面と効
率的にインターフェースする。
上記例において、端面18を露出するためにスリーブ２
をトリミングする長さはスリーブ２の前方端10から2mm
の深さであり、ゾーン15内で約3mmの深さの融合ファイ
バが残る。
第６図に他のハウジング20が示され、上記図面で使用
されている参照符号に対応する参照符号が必要に応じて
対応する要素に使用されている。
他のハウジング20は円筒状ダクト３を形成するスリー
ブ部21を備え、ダクト内でファイバの束７が密に充填し
た状態に支持されている。
ハウジング20はダクト３と通じるフレヤ状チャンネル
22を備え、このチャンネルに束７を挿入してファイバを
密に充填した状態に圧縮することができる。フレヤ状チ
ャンネル22を設けると、アセンブリの際のジグ５の使用
を不要にする。
第６図に示すように、束７は当初スリーブ21の前方端
10から突出している。束は第２図を参照して上述のよう
にトリミングされ、そのようなトリミングによって形成
される端面11はその後第３図を参照して上述のように加
熱される。
加熱後、トリミングおよび研磨工程が第４図および第
５図を参照して上述のように実行される。
円形、四角形またはその他の形状のほぼ均一な断面を
有する管状ダクトを形成する部分を備える場合、上記方
法は多くの異なった形状および大きさのコネクタに使用
することができる。ハウジングは内視鏡チップまたは光
ガイドカプリングのコネクタでもよい。コネクタはたと
えばファイバグラス、黄銅、またはその他の材料で形成
することができる。
異なる寸法のファイバも使用でき、たとえば直径が30
ミクロンのファイバを１平方ミリメートル当たり1100
本、直径が50ミクロンのファイバを１平方ミリメートル
当たり400本、直径が70ミクロンのファイバを１平方ミ
リメートル当たり200本充填することができる。そのよ
うな応用例において５ミクロンから250ミクロンの範囲
のファイバが典型的であり、上記方法において使用でき
る。
必要な加熱量はファイバを構成するガラスのタイプと
融合するゾーンの長さに依存する。たとえば、クオーツ
ファイバはほとんどのガラスより溶解温度が高い。加熱
量は端面11における加熱時間および、または加熱温度を
変化させることにより変動しうる。端面11における温度
はランプの出力を変化させまたはランプ距離Ｄを調節す
ることにより調節可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図はジグを介して光学ファイバ束を管状スリーブに
充填した状態のハウジングの図解的な断面図、第２図は
第１図の束のトリミングを示す図、第３図は赤外線ラン
プを使用して、第２図の束の端面に熱を加える状態を示
す図、第４図はスリーブ内のファイバの熱効果を示す
図、第５図は凝固後のガラス表面層を除去する工程後の
第４図のスリーブを示す図、第６図はトリミング前のフ
ァイバ光学束が挿入された状態を示す他のハウジングの
図解的な断面図である。 1,20……ハウジング、2,21……スリーブ、３……ダク
ト、４……孔、５……ジグ、６……漏斗状チャンネル、
７……束、８……ファイバ、９……切断機、10……前方
端、11,11a,18……端面、12……赤外線ランプ、13……
焦点、14……表面層、15……融合ゾーン、16……位置、
17……アセンブリ、22……フレヤ状チャンネル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クリストファー マーク ベイリィ イギリス国 エセックス，レイ オン シー，レイレイ ロード 103 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 6/04 G02B 6/26

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ファイバ（８）を互いにかつハウジング
    （１）に結合しそれによりターミナルアセンブリを形成
    するファイバ光学ターミナルアセンブリ（17）の形成方
    法であって、 開放端（10）を有しかつダクトの管状部を形成するスリ
    ーブ部（2;21）を備えた前記ハウジング（１）により限
    定されるダクト（３）内に、ファイバが前記管状部を貫
    通して密に充填した束状に支持されかつ前記スリーブ部
    の端から突出されるようにファイバ（８）を挿入し、 次に、端面（11）を形成するため前記ファイバ（８）の
    束（７）をトリミングし、 その後、溶解ガラス表面層を形成するため前記端面（1
    1）のみに局所的に熱を加え、当該表面層の溶解したガ
    ラスを前記束（７）のファイバ間に流入させ、当該ファ
    イバ間に流入したガラスが前記ファイバ（８）を互いに
    かつ前記ハウジング（１）に融合する母材を形成するよ
    うに当該ガラスを冷却して前記ファイバ（８）を結合す
    る、 ファイバ光学ターミナルアセンブリの形成方法。
  2. 【請求項２】固化後、前記ガラス表面層を除去する工程
    をさらに具備する請求項１に記載のファイバ光学ターミ
    ナルアセンブリの形成方法。
  3. 【請求項３】前記スリーブ部を横方向に切断することに
    より前記ガラス表面層を除去する請求項２に記載のファ
    イバ光学ターミナルアセンブリの形成方法。
  4. 【請求項４】前記ガラス表面層を除去することにより露
    出したアセンブリの端面（18）を研磨する工程をさらに
    具備する請求項２または３に記載のファイバ光学ターミ
    ナルアセンブリの形成方法。
  5. 【請求項５】前記母材が前記管状部の縦方向の全長以下
    で延びるように前記端面（11）に対する加熱温度および
    加熱時間を制御する請求項１から４までのいずれか１つ
    の項に記載のファイバ光学ターミナルアセンブリの形成
    方法。
  6. 【請求項６】前記端面（11）に対する熱は赤外線ランプ
    （12）を介して加えられる請求項１から５までのいずれ
    か１つの項に記載のファイバ光学ターミナルアセンブリ
    の形成方法。
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