JPH03121402A - 記憶重合体光学繊維スプライサーおよびその使用法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は光学繊維の接合、特に記憶重合体から開発され
た独特なスプライサ−ロック（５ｐｌｉｃａｒ　５ｏｃ
ｋ）の使用による光学繊維の端同士の接合法に関する。

したがって本発明はまた光学繊維端をスプライサ−に挿
入後その位置で端同士永久的な繊維オプチツクスの伝達
用に接合できるスプライサ−およびその製法および使用
法にも関する。

（背景技術） 繊維オブチツクスの接合法およびその関連技術に関して
は多数の特許がある。殆んどは非常に複雑な機械的接続
とよび（又は）光学接着剤又は膠の使用に関する。独特
な接合法に関する代表的ｔ！！ｆ肝は次のものがある。

米国特許第３，９４４，３２８号は並んだ機械的保持挿
入孔をもつ樹脂質ブロックを使っている光学繊維の傾斜
した端対端の接合法を示している。

米国特許第４，１７８，０６７号は放射状に収縮する寸
法的に不安定な円筒形物体の使用を記載している。光学
繊維の端同士の挿入後不安定物体を放射状に膨張させる
と外套が不安定物体を圧縮し１列に並ばせる。

米国特許第４，２６１，６４４号は加熱と共に機械的に
接合する記憶金属の使用を開示している。

米国特許第４．４３５．０３８号は光学繊維を並べて締
めつけた３個の一体成形された長い部品をもつ変形可能
な物質に関する。

米国特許第４．５９７，６３２号はフェルールを並べ締
めっけるため形状記憶効果金属を用いる温度に敏感なレ
リーズ性光学接続器に関する。

米国特許第４，６４７，１５０号は光学接着剤並びに端
同士の接合用の内部管を用いるアーチ状に並んだ光学繊
維を開示しくいる。

米国特許第４，７２５．１１７号は弾性又はプラスチッ
ク記憶金属の様な記憶物質並びに外部金属接触体より成
る熱回収性管を用いる複合元手繊維接続法を記載してい
る。光学繊維を並べるため記憶プラスチックを中心方向
に収縮させる基本的考えは本特許に記載されている。

米国特許第４．７４３．０８４号はより複雑な機械構造
の必要部分として変形性プラスチックス又は形状記憶材
料使用の改良法を記載している。

米国特許第４，７５０．８０３号は接合時に墾気を逃が
す出口をもつ接続器を記載している。

上記の他に熱収縮性重合体（記憶重合体、熱回収可能重
合体ともいう）を光学繊維を並べるために用いる多（の
接合方法が提案されている。これらの重合体（米国特許
第２．０２７，９６２号、第３，０８６，２４２号、第
３，３５９，１９３号、第３，３７０，１１２号、第３
，５９７，３７２号および第３．６１６，３６３号に記
載のもの）は重合体の性質又は可塑化効果による比較的
低ガラス転移温度をもつ結晶性重合体相および（又は〕
無定形重重合体を含む熱可塑物又はポスト架橋熱可塑物
である。この熱収縮性重合体は型内に押込めその中で凍
結できる。また熱を加えて元の形に収縮させうる。この
熱収縮性重合体は多（の重合体相および（又ま）多数の
個別重合体鎖より成るから、それらは“固有”とよび５
る定まった形をもたず予め定めた形に大体もどる。それ
に加えて高度結晶性重合体はその結晶性相の融点以上に
加熱される必要があり１重合体の再結晶は整列に有害な
著しい容積収縮をおこす。このため熱収縮性成分自体は
挿入損失の小さいスプライサ−を形成できない。このス
プライサ−は非常に対称的な管形体、カップリング剤又
は接着剤および精動な支持構造の組合せを要し、それは
ひいては装置とその建設の高コスト代をもたらす。独特
な接合方法を示す代表的特許には次のものがある。英国
特許第１，５８８゜２２７号は繊維接続のため熱収縮性
結晶性熱可塑性ス＋７−ブを使用する接合法を開示して
いる。

上記従来文献にも拘らず、単一構造記憶重合体の使用が
それ自体完全でありまた簡単であるが進歩した構造のも
のであることを開示も示唆もされなかった。

更に本発明のスプライサ−に使われる記憶重合体の独特
な製造工程も従来技術にはないのである。

（発明の開示ン 本発明は固有的（１ｎｈｅｖｅｎｔ　　）形状記憶重合
体物質の単一構造体（％ｎ１ｃｔｒ藁ｃｔ％ｒａ１ｍα
Ｓ８　ンより成る光学繊維接合（ａｐｌｉｃｅ）に関す
る。単一構造体はｌ端に第１孔と他端に第２孔をもつ孔
から孔に該物体（ｍα８８）をとおし通じている両端を
もつ縦方向長さ（もつ。好ましい態様において第４孔と
第２孔は率一連続孔である。単一構造体は第１形態と第
２形態をもち、第１形態は独特の回復可能な既定の（ｐ
デーｄａｔ−デｍ１ｎｅｄ　）固有な形をもち、第１孔
と第２孔は各々既定の直径をもつ裸光学繊維の端部な互
いに接合列に適合ししつかり保持する様な予め定めた直
径をもつ。第２形態は固有記憶重合体の溶媒膨潤と部分
収縮により生じた変形であり、第１孔と第２孔は各々裸
光学繊維の端部直径より大きい既定直径（膨潤している
ので裸光学繊維端部なゆるゆる自由に入らせる。したが
って固有記憶重合体物質の単一構造物は先づ固有形とも
知られる第１形態に形成された後影潤し部分収縮して第
２変形になり、それは熱の様な非機械的刺戟によって第
１形態に戻される。

本発明はまた光学スプライサ−の製造法並びに光学繊維
端部同士接合する光学スプライサ−使用法にも関する。

本発明の目的と利点は下記明細書と付図によって更に十
分諒解されるであろう。

図１は本発明の光学繊維スプライサ−の斜前面図である
。

図２は本発明スプライサ−の側断面図であり固有形状単
一構造体と共に孔を示している。

図３は膨潤され６軸が挿入されている図２の光学繊維ス
プライサ−の側断面図である。

図４は膨潤後に部分収縮した図２の光学繊維スプライサ
−の側断面図である。

図５は２つの光学繊維の裸端部が孔に挿入されている図
２の光学繊維スプライサ−の側断面図である。

図６は単一構造体がその固有形に戻る様加熱され光学繊
維端部が１列に並べられた後の図２の光学繊維スプライ
サ−図である。

図７はちがった径の光学繊維受入れに適した本発明の別
の光学繊維スプライサ−の側断面図である。

光学繊維の末端同士の接合は極めて正確にそろえる必要
がある。末端面は光伝達に適する様偏平であり垂直でな
ければならない、また繊維固定が機械的に完全を要する
。最近側われているガラス光学繊維の殆んどの外径は１
２５ミクロンに標準化されているが、光伝導コアはシン
グルモードの４ミクロンからマルチモードの約５０から
１００ミクロンの範囲である。したがって接合光学繊維
の不揃い、絨維面における又は表面上の欠陥又は繊維端
間のギャップが伝達光損失の原因となりまたひいては情
報伝達損失を生じる。この伝達損失は１挿入損失”とも
いい、シグナルツーノイズレベルを低下しデシベル（ｄ
Ｂ）であられされる。挿入損失を最小とすることが接合
技術の目的である。

上記従来特許に記載されている方法の様な種々の接合方
法を一般条件のもとで使用することは非常にむつかしく
、高級技術者並びに高価な接合装置が必要である。した
がってマルチモード方法に使われる様な接合は挿入損失
減少の努力にも拘らず効果はよくない。シングルモード
光学繊維接合にマルチモード方法の使用も挿入損失とな
る。例えば非常に一般的な接合法には光学繊維末端２本
同士を特殊哀悼顕微鏡の下で融合する方法がある。この
方法は接続損失は少ないが、固定時間が相当かかるので
相当の経費を要しこの分野の使用には極めて不便である
。携帯用又は現地接合装置はそれらが比較的経済的であ
ることを要するが故に挿入損失の増加を生ずる。言いか
えれば方法が低経費な程著しい挿入損失がおこる。

本発明の目的はこの分野の条件において迅速便利であり
特別技術又は特別高性能装置を要することな（、使用に
適する低経費大量生産単一構造製品を供給できるスプラ
イサ−をえることにある。更に本発明のスプライサ−は
インデックス−マツチングゲル又は接着剤を使用せず低
損失性能かえられる。

前記のとおり末端同士をそろえる光学繊維接合接続に伴
なう主問題は不揃いの点である。しかし本発明に使われ
る固有記憶重合体物質は光学繊維の正確な相対位置づけ
によって問題を解決する。

固有記憶重合体は無定形であり適度の架橋密度をもつ。

これらはその軟化点以上で実質的に変形できまた重合体
部分がすべてその最もありうる形状になるｌの１固有形
状”のみをもつ。架橋密度は固有記憶重合体の各連続片
が１の単一巨大マクロ分子によって実質的に（即ち残留
溶媒、単量体、オリゴマー等の様な不純物を除外して）
構成されているものである。更にこの様なマクロ分子の
各々は実質的に均一網状密度と実質的に単一無定形重合
体相をもつ。不発明ではこの構造を１単一構造体”とい
い、２以上の重合体分子および（又は）２以上の固有形
状記憶のない重合体相をもつ熱収縮性、形状回復性又は
記憶重合体と区別する。

従来技術から考え明らかなとおり従来の接合に使われて
いた代表的熱収縮性重合体は極めて結晶性な重合体、例
えばポリエチレン、エチレンと酢酸ビニルの共重合体な
どである。これら重合体は実質的にちがった２つの重合
体相より成る。例えば殆んどの用途に使われるポリエチ
レンは融点＋１０５乃至＋１３０℃をもつ結晶性相と約
一方００乃至−７０℃のガラス転移温度をもつ無定形相
より成る。本発明によるスプライサ−に使われる無定形
架橋された重合体はその高光学透明性に追加の利点をも
つ。本発明のスプライサ−は典型的には透明で均一なプ
ラスチック物質であるので、伝達光の損失は繊維端接触
において放たれた光によって直ちに検出されつる。これ
は直接に挿入損失の測定に使用できる。このような重合
体の形状はその軟化温度以上で外力作用によって変形す
ることができるが、外力が除かれると重合体の内力がそ
の固有の形状に回復させる。固有記憶重合体の変形は完
全に可逆性であり、これがその固有形状に完全に回復さ
せるのである。変形された形から固有形状への回復は変
形した単一構造体温度をその軟化温度以下に下げること
によってできる。固有形状への回復は熱その他のエネル
ギー使用の様な外部刺戟によって引おこしうる。

一般に本発明の光学繊維スプライサ−は単一構造体をつ
くる様な単量体混合物より成り、その構造体は両端をも
つ長方体で１端に第１孔があり、他端に第２孔があり、
これらの孔は互いに接続して構造体をとおっているので
ある。

単一構造体は２つの孔をもつと説明したが、構造体の１
端から他端まで単一連続孔であり単一孔といってもよい
。故に本発明の２つの孔は同じであり、多くの場合単一
構造体を貫通する単一孔と説明できる。

本発明の固有記憶重合体物質からできている代表的記憶
スプライサ−は同筒形であり他の裸光学繊維と接続され
る裸光学繊維の直径と等しいか又は稍小さい直径をもつ
連続空腔なもつ。繊維挿入前に孔又は空腔はその内径が
接合する繊維外径よりも大きくなる様変形され単一構造
体はその変形状態で“凍結”される。記憶重合体がその
ガラス転移温度以下にさらされて１例えば溶媒膨潤と部
分収縮によって、変形状態のまま凍結されると、適当に
加熱して単一構造体温度をそのガラス転移温度以上にあ
げるまで凍結されたままでいる。加熱した時点で単一構
造体はその本来の形状に戻る。したがって本発明の光学
スプライサ−は光学繊維の裸末端を受入れ、末端は拡大
孔に容易に挿入される。

次いで単一構造体は熱などに刺戟され固有形状に戻りま
た光学繊維末端同士が固有の１線に並び固定される。ス
プライサ−は大気温まで冷えて硬質ガラス重合体となり
それは繊維端を安全、確実また適当に１列に永久固定す
る。

よく規定された固有形状をえるため使用する重合体又は
その混合物は少なくとも最少架橋性密度をもつ必要があ
る。

この重合体形状は外力作用により変形されまた他の外力
により固有形状に戻しうる。一般に固有記憶をもつ重合
体の変形性はその架橋性密度と共に減少するのである。

変形性の十分な回復をえるには重合体は最大架橋性密度
をもつ必要がある。故に本発明に使用する固有記憶重合
体物質は少なくとも最少架橋性密度をもち、理想的には
最大架橋性密度をもつとよい。

非結晶性（即ち無定形）重合体は２つの温度範囲におい
て２１１［の挙動をもつ。２つの範囲間の転移温度はガ
ラス転移温度（７’、　）という。温度が今よりも低け
れば重合体はガラス状であり、その変形性は極めて小さ
く弾性率は高い。

温度がＴｙ　　よりも高ければ１弾性率は低く変形性は
大きい。

この温度範囲内の重合体は架橋密度および温度によって
粘弾性又はゴム状特性をもつ。

下記の記述に１１と−の代りに軟化温度Ｔ８　を用いて
いる。これは例えばＡＳＴＭ　　Ｄ５６９−４８又は同
様の方法によって容易に測定できまたそれは本発明の重
合体の性能により緊密な関係をもっているからである。

本発明に便利な記憶重合体は大気温以上、好ましくは約
５０℃以上の１８　をもつものである。Ｔ８　の上限は
記憶重合体、光学繊維又は他の系成分の温度抵抗および
設備の接続器加熱手段によつ℃のみ制限される。したが
って１８には固有の上限はないが、実際を考慮すればＴ
ＪＩ　の実際的な上限は約２００℃、好ましくは約１５
０℃に定められる。

殆んどの非架橋性重合体はｌ又は２以上の溶媒に可溶で
ある。この様な溶媒は種々の重合体に対し異なっており
１熱力学的良好溶媒’（ＴＧＳ）という。溶媒−重合体
相互作用は種々の方法１例えは７０−リー−ノ１ギンス
式中のＣ屓パラメーターによって特徴づけられる。与え
られた重合体のＴＧＳはＣｈｉ　（０，５をもつ。（換
言すれば与えられた重合体−溶媒系においてＣ屓＜０．
５であればその非架橋重合体はこの溶媒に可溶である。

） 共有原子価的架橋重合体は網目破壊なしに溶解できない
。

その代りこれらの重合体はＣｋｉＯ，５をもつ溶媒中あ
る平衡まで膨潤し処理中ゴム状となる。膨潤程度は撞々
の方法で。

例えば重合体の容積部分Ｖ、として又は溶媒含１ｉＢ８
重量−としてあられしつる。膨＠度はＣｈｉ値および架
橋性密度の両方による。Ｃｈｉ値は架橋性によって余り
変化しないしまた膨潤とは別に確立できるので（例えば
線状モデル重合体につき測定〕、架橋性重合体のＴＧＳ
中の膨潤は架橋密度の特性として使用できる。

本発明に便利な記憶重合体はＣｈｉ−０，３−０，４を
もつＴＧＳ中Ｆ、−０，０５、好ましくはれ−０，１に
相当する最小架橋密度をもつ。最大架橋密度は同じＴＧ
Ｓにおいてｌ／、−〇、５、好ましくはＦ、−０，６６
７に相当する。

記憶重合体のｌ！Ｉｅ５ｉ！は本発明に重要な檀々の効
果をもつ：１、ＴＧＳ中平衡までの膨潤はＴ８を大気温
以下に下げるので膨潤した記憶重合体はゴム状で容易に
変形できる。

２、膨潤は記憶重合体の各固有寸法を等方的に増加する
。

膨潤状態において式１：　　ＬＤ、−ＬＤｉ傘（１／Ｆ
ｔ）′Ａ但しＬＤ、とＬＤｉはそれぞれ非変形状態の膨
潤線状寸法および固有線状寸法をあられす。共有網目が
等方性である限り、上記関係は記憶重合体の長さ、外径
、仝腔の内径の様なすべての線状寸法に適合する。

本質的要件を満たす重合体は撞々の化学組成をもちつる
。

この様な固有記憶重合体は架橋したアクリレートとメタ
クリレート；Ｎ−置換アクリルとメタクリルアミド、架
橋ビニル重合体、例えばポリスチレン、ポリビニルピリ
ジン。

ポリビニルクロライド、樹脂等でよい。換言すれば要件
が物理的性質のものであるから本質的物理的条件が適合
する限り本発明の機能は記憶重合体の組成には関係ない
。

特定の記憶重合体のい（つかは下記実施例に記載されて
いる。

本発明は上記した特性をもつ固有形状記憶重合体の使用
と共に光学繊維接続器のある仕様およびある接続又は設
置方法より成る。下記仕様と方法は最近の光学繊維が管
間軸芯とジャケットをもつ円形断面をもつから、この光
学繊維も同様のものと仮定し【いる。しかし本発明を一
般に光学繊維のみ接続すると限定しているわけではない
。他型式繊維（ｉｐＩＩえは矩形、三角形、六角形又は
楕円形断面又は非対称芯をもつ）を使用すること、とな
った場合も本発明のスプライサーと接続方法は新繊維の
形が正確に定っている限りそれに容易に適合できる。

本発明による接続器の製造法と光学繊維接続法は数工程
で行なうことができる。

１、固有形状記憶重合体より成り、接続される光学繊維
の意図する相当位置［１又は２以上の円形断面をもつ内
部空腔（例えば端同士接続又は接合用の単一円筒空腔〕
となっている孔をもつ物品がつくられる。固有内部空腔
直径ＩＤＩは光学繊維０ＤＦ（ガラス繊維において普通
１２５ミクロン）の外径と同じ又はそれより小さい。空
腔は種々の方法、例えば記憶１合体をレーザービームで
開孔又は焼却してつくることができる。特に好ましい方
法は円形断面と外径ＯＤＭＡをもつ心細Ａの周りに記憶
重合体をつ（ることである。心細（マンドレル〕Ａはも
しある条件が合致するならば（下記説明）光学繊維とち
がった寸法をもちつるが。

光学繊維の心細Ａの断面形状が同じであり、またＯ　Ｄ
ＭＡ１０ＤＦ比率がある予定値をもつことが重要である
。この心細は光学繊維自体であるとよい、この場合ＯＤ
ＭＡ−ＯＦＡでありまた心細Ａの条件は自動的に合致す
る。記憶重合体単一構造体は種々の方法でこの上軸周囲
に製造できる。例えばそれは心細を挿入した金型中で架
橋性共単量体を含む適当単量体混合物の重合によって製
造できる。またそれは記憶重合体の非架橋性重合体先駆
物質中に心細を埋込むことによりおよび使用重合体の化
学的方法（例えば照射、加熱等）による組成物のポスト
−架橋により製造できる。

望む架橋密度をもつ記憶重合体が一旦形成されれば心細
は取去られる。この除去は心細の性質によつ℃褌々の方
法で行なわれる。例えば心細が適度の変形性をもつなら
ば（例えばナイロン６）引出すことができ又は溶融、溶
解又はエツチングによってできる。好ましい方法は記憶
重合体を適当溶媒中で膨潤させて拡大した空腔から心細
を引出す方法である。重合および（又は）架橋操作終了
後記憶重合体は立体的網目の他に未反応単量体又は元の
混合物からの稀釈剤の様な不活性成分を含んでいる。こ
の稀釈剤の容積部分なＶｄＩとすれば空腔の固有内径Ｉ
ＤＩＤｌ−０Ｄ”イ （１−Ｖｄ）　　　　Ｌ２）　　　である。

２、空腔は拡大されＯＤＦより大きい外径をもつ新心細
が挿入される。この心細Ｂは光学繊維の断面とちがう断
面でよいが、心細Ｂの大きさ形をもつ空腔に光学繊維が
容易に挿入される必要がある。この断面の線状寸法はＯ
ＤＦよりも大きい必要がある。心細Ｂが円形断面をもつ
ならばその直径はＯＤＭＥと命名される。ＯＤＭＢｌｏ
ＤＦ比は後に光学繊維接続の容易さを決定するであろう
。いゆれにしてもＯＤＭＢｌｏＤＦ〉１であることが必
要であり、１より大きいことが好ましい。

他方で反対の場合光学繊維１本用につくった空腔に２本
の光学繊維が偶然入りうるのでＯＤＭＢｌｏＤＦく２で
あることが好ましい。好ましい空腔拡大法は固有形記憶
重合体の膨潤である。原則とし℃記憶重合体な膨潤させ
ろよい溶媒が多数あるので、心細Ｂは空腔にうま（挿入
される。

必要な膨潤は式１１Ｊおよび（２）から容易に計算でき
るし又は災験によって決定できる。

心細Ｂは重合体、金属又はガラスの様な種々の物質で製
造できる。上軸Ｂ引出しの点を考えて幾分伸長性重合体
（例えばポリアミド、ポリウレタン又はポリオレフィン
）が好ましい。

３、固有形記憶重合体は心細Ｂ挿入時記憶重合体を膨潤
させた溶媒除去によって心細Ｂの周囲で収縮する。溶媒
は抽又は蒸発して除去できる。

溶媒除去後空腔内径はＯＤＭＢであり、また重合体中の
溶媒残留容積なＶ８　　とする。Ｖ８は（ｂ３記憶重合
体のＴ）が大気温、好ましくは５０℃より高（かつ（ｂ
）　Ｖｓ＜　１−（１−Ｖ、１）（ＯＤＭＡ１０ＤＦ戸
　（３〕である様な値でなければならない。

残留溶媒は揮々の理由１例えば今減少その他の性質のた
め意図的に記憶重合体中に残留させつる。もしそうなら
ば前工程におい【揮発性および非揮発性溶媒混合物を揮
発性溶媒完全蒸発後非揮発性部分が濃度Ｖ８で残る様な
割合で混合使用するとよい。

４、心＠Ｂｔ窒腔から取出す。これは記憶重合体をおか
さない薬剤でエツチングする又は記憶重合体を膨潤させ
ない又はそのＴ、を大気温以下に下げない溶媒中に心細
なとかすなどの方法によって行なうことができる。好ま
しい方法は幾分伸長性の重合体でできている心細Ｂを空
腔から引出すのである。

こうしてスプライサ−は光学繊維製造用に用意される。

心細Ｂの除去は製造法の１部（即ちスプライサ−包装前
）として又は接合直前に行なわれる。後者の方法の利点
は特に固有形記憶重合体物体が便利な設備のため比較的
低いＶ。

をもつならば、貯蔵又は輸送中の突発的温度上昇に対す
るスプライサ−の抵抗増加にある。接合法は本発明によ
る固有形記憶重合体単一構造体の自動整列特性により極
めて簡単である。

製造法は次の工程より成る。

１、光学繊維を適当長さの棟にする。（即ちプラスチッ
ク被膜をとる。）繊維端を通常方法（切開、研磨等）で
つくる。この準備工程は他の接続および接合方法と同じ
である。

２、光学繊維の準備された棟端を固有形記憶重合体スプ
ライサ−の空腔中に挿入する。空腔がＩＤＩＤ−０Ｄで
あり受入れる光学繊維ＯＤより大きいのでこの工程はま
ことに容易で繊維の整列又は正確配置の必要がない。

３、繊維を保持する一方で空腔の最終大きさと形態への
内部応力解消とつづく収縮に十分な時間スプライサ−を
１８以上に加熱する。即ちスプライサ−はその変形から
固有の形に戻る。この回復速匿は温度が重合体のほぼガ
ラス転移温度Ｔ１ならば極めておそい。この理由で重合
体はＴ８　　より十分高いが成分がそこなわれる温度よ
りも十分低い温度に加熱することが必要である。繊維周
囲の空腔は直径：イ ＩＤＣ−０厘Ａ傘Ｃ（１−’ｄ）／１　　’ａ））　　
　　　　　（４）に収縮し易いので小さくなる。光学繊
維を入れている空腔はＯＤＦよりも小径に収縮できず繊
維を（ＯＤＦ−／ＤＣ）差に比例した力で保持する。

か（て空腔収縮は繊維を望む位置に押込む力を生ずる。

加熱方法は特に重要ではない。スプライサ−は熱風、水
蒸気、電熱等により加熱できる。

４、接続器を大気温に冷却し、必要ならば適当な支持又
は保護装置に入れる。

付図１は光学スプライサ−でその長さ方向両端３と５に
孔７と９がある固有形記憶重合体物質である。図でわか
るとおり実際には孔７と９は単一直径をもつ直線貫通孔
である。

図２から６までは種々の製造工程と用途による固有形記
憶重合体物体の側断面図である。従って図２には図のと
おり孔２５ａと２９ｅのある長さ方向端２３をもつ単一
構造体２１Ｇが示されている。図２の孔２５ａと２９Ｇ
は物体２１ｇを貫通する１本９円筒孔又は空腔をつくる
様製造されており実際は図１のとおり１本の連続孔がと
おっている。

孔２５ｃＬと２９ｃＬの直径は同一でありかつ下に図５
について述べるとおり接合する裸光学繊維端直径よりも
大きい。

孔２５αと２９ｃＬｌ！上記したとおり開孔その他の方
法又は実際に接合する光学繊維の太さと等しいか又は稍
細い上軸の周りに単一構造面有形重合体物質形成によっ
て製造できる。次いで単一構造体２１ｃＬは溶媒によっ
てｗ潤し図３に示すとおり膨張体、即ち単一構造体２１
αは膨潤によって孔２５αと２９αより大きな直径の孔
２５ｂと２９ｂをもっておりそれに心細４５が入ってい
る。更に心細４５は接合する光学繊維の端部直径よりも
大きい直径をもつ。単一構造体２１ｂ＆工ついで１部収
縮し心細が引出されて図４に示す単一構造体２１ｃがで
きる。この単一構造体の長さ方向末端２３と２７は今や
孔２５Ｃと２９Ｃをもつ。これらの孔の直径は１部収縮
するが、なお接合される光学繊維の末端部よりも大きい
直径をもつ。

図５はそれぞれ端部２３と２７および孔２５ｃと２９ｃ
をもつ単一構造体２１ｃな示している。光学繊維３３と
３７はここで裸末端部３１と３５をもつ。端部３１と３
５は孔２５６と２９Ｇよりも直径が小さく、たやすく自
由に孔中に挿入され端と端同士並んで接触される。本質
的ではないが、端部３１と３５の先端の準備は挿入前に
行なうことができ、切開の様なこれらの方法はこの分野
でよく知られている。とにかく−旦繊維末端部３１と３
５が図５のとおり挿入されると加熱の様な外部刺戟の付
与によって単一構造体２１６は図２に示すとおりその元
の固有形状に戻される。加熱後の状態は図６に示すとお
りで端ｓ３１と３５はｌ直線にそろえられ、単一構造体
を用い機械部品や困難を生じおよび（又は〕接合寿命を
そこなう様なアダプタースクリューその他の装置を使用
する必要なくその場で堅く永久的に接合保持される。

図７は長さ方向両端４３と４５および孔４９と４７をも
つ固有形記憶重合体物質より成る単一構造変形体４１を
示している。この場合孔４９は孔４７よりも細い断面を
もつ。

したがって孔４７はより太い光学繊維又は被膜付きのも
のに適する様設計できる。

実施例１゜ 本明細書および下記実施例中のパーセントはすべて特に
断らない限り重ｔ％である。内径６趨　長さ１５αのフ
リントガラス管の両端にポリエチレンキャップをつげて
口をふさいだ。各キャップの中心に光学繊維を挿入でき
る様小孔をあけた。一方のキャップの孔に清浄裸光学繊
維（外径１２５ミクロン、コア直径５０ミクロン）を挿
入しそれを管の底端にフィツトさせエポキシ樹脂でシー
ルした。次に他方のキャンプに更に２孔をあけて注射器
で注入できる様にし、光学繊維がキャップ中心孔から突
出している様にキャップを管先端上にとりつけた。こう
してつくった型に９８．７５％のインプロピルメタクリ
レ−）、、２０％のテトラエチレングリコールメタクリ
レートおよび０．０５％のジベンゾイルパーオキサイド
より成る単量体混合物で満たした。次にその型な台に固
定し型をとおっている光学繊維をしっかり１直線にした
。型と台を窒素を満した容器に入れ７０℃オーブン中で
１４時間加熱した。次いで型をとり出しガラス管を割っ
て棒軸にほぼ埋っている光学繊維のある清浄硬質重合体
の棒状片を引出した。重合体棒をメチルアルコール中で
一夜に潤させると膨張してゴム状となった。

この時点でガラス繊維は容易に取出せた。棒をかみそり
で１０龍部分に切断しそれをメチルイソブチルケトン中
でしづかに膨潤させた。膨潤児了後の内部空腔直径は約
２００ミクロンとなったので直径約１５０ミクロンのナ
イロン６繊維は容易に挿入できた。ナイロン軸を入れた
スプライサ−はメタノール中で収縮させられ先づ１０５
℃で１２時間乾燥後大気温に冷却された。こうして重合
体は再び透明硬質となりナイロン繊維は適当に引張れば
すぐ抜けた。えられたスプライサ−は中心に約１５０ミ
クロンの空腔なもっていた。熱機械的測定によって重合
体今一８、３℃と測定された。このスプライサ−を６軸
Ａとして使用したものと同じ特性をもつ光学繊維接合用
に使用した。繊維端は通常方法で裸にしてつ（り市販ナ
イフで切開した。次いで繊維端をスプライサ−孔に入れ
て端と端を合わせその位置に保ったまま市販加熱銃でス
プライサ−を数秒熱した後火気温に冷した。（加熱冷却
時間併せて１分）次に接合した繊維の挿入損失を光学ベ
ンチ上で光源として５ｓＦレーザーと検食器としてシリ
コーン平面拡散したＰＩＮホトダイオードを用い測定し
た。接合した繊維および同じ長さの元の連続繊維を比較
して損失を計算した。接合した繊維の挿入損失は常に０
゜５デシベル（＜１）より小さいことがわかった。

実施例１におけると同じ屋を７６．８５％のイソプロピ
ルメタクリレ−）、２０％の５−ブチルメタクリレート
、３．１チのエチレングリコールジメタクリレートおよ
び０．０５チのジベンゾリルパーオキサイドより成る単
量体混合物を充填した。混合物は実施例１に記載の条件
のもとで重合させた。重合体をメタノール中で膨潤させ
光学繊維を引出した後、！膨潤した棒を約４５＠の角度
にかみそりで平行に切断し堅（なる迄オーブン乾燥した
。次いで角面なけずりみがいて均一に滑らかにしスプラ
イサ−を再びメタノール中で膨潤させた。残り操作は実
施例１と同様にした。スプライサ−は約７０℃のＴ）を
もち、その斜めのみがいた面は光学繊維挿入をかなり容
易にしたが、いくつかのスプライサ−孔は中心からずれ
ていた。接合した繊維（カップリング剤を全く使わず乾
燥繊維使用）の性能は次のとおりであった： 平均挿入損失　　　　　　　０．２８ｄＢ標準偏差値　
　　　　　　　０．１４ｄＢ平均実験誤差　　　　　　
　０．０３ｄＢ繊維準備を含む接合方法は５分以内で終
った。本実施例は本発明による単一構造体からつくった
スプライサ−が非対称形にも拘らず同性能の他スプライ
サ−に要する種々の補助物（カップリング剤、インデッ
クスマツチング接着剤。

機械的支持体等〕を使用せずに自体において低損失接合
ができることを示している。

実施例３゜ アルミニウム型を次のとおり製造した。長さ１１００ｘ
５０　　厚さ５ＩＩｉ＋のアルミニウム矩形板に２矩形
孔（約９０Ｘ２０ｎ＋）’！その間隔約２ｍｍ巾を残し
て切断した。裸光学繊維（外径１２５ミクロン〕の約５
０關長さを板の巾を横ぎっておきエポキシド膠で両端を
それにつけた。

繊維が比較的短かくまた２ｆＩ巾アルミニウムに中央を
支えられているので、外から真直ぐにしたり仲はしたり
する必要はなかった。次にこの部分を平底アルミニウム
秤量舟に入れ実施例２のとおり同じ単量体混合物で満し
た。単量体混合物容積は繊維が層のほぼ中央となる様え
らんだ。次に型を窒素で吹きはらい同じ大きさのアルミ
ニウム秤量舟で覆い単量体の上に自由に浮かべた。型を
窒素入り容器に入れ前実施例のとおり重合させた。１合
完了後枠と重合体から舟をとり去り重合体をメタノール
中で膨潤させた。膨潤した重合体を枠から取出し繊維を
引出しあとに残った孔が切断のほぼ中央にあり平行であ
る様に重合体片を平行に切断した。次いで断片をかみそ
りで梯形に切断し乾燥した。

乾燥片を研磨して長矩形面約１０１０Ｘ４．短矩形面約
２ｘ２ｆｌ、高さ約４ｆｌの梯形とした。長矩形面の上
約２ｎに孔軸があり長さ約６ｕであった。スプライサ−
先駆体を再びメタノール中で膨潤させ続いてエタノール
、インプロパツールおよびアセトン（段々膨張する順に
〕で膨張させた。

アセトンで最大膨張に達すると孔直径は２００ミクロン
以上となり約１７５ミクロン直径をもつナイロン心細を
たやす（受入れた。心細周囲の重合体は上記膨張用溶媒
を逆の順序に用いて収縮させ前実施例同様乾かした。透
明均質梯形スプライサ−は孔が（ずれぬ様ナイロン６軸
を入れたまま貯蔵した。心細は接合直前にたや丁（引出
せた。このスプライサ−は前実施例の棒状スプライサ−
よりも使用に便利であり、非対称形にも拘らずカップリ
ング剤又は補助的支持構造を使わず前実施例と同様挿入
損失が小さかった。

上記実施例は本発明のスプライサ−の製法と用法を含む
いくつかの好ましい実施態様を例証している。本発明の
範囲を逸脱しなければ経験者によって種々変更法をなし
うろことは明らかである。次の実施例は試験法および重
合体変更法を示している。

実施例　４および５゜ スプライサ−性能判定法は繊維を半分に切った後スプラ
イサ−で再接続した連続繊維に生じた光学損失測定であ
る。

実験装置は光源、繊維を保持しそれを光源と一線にそろ
える機械装置、および繊維をとおし伝達された光量測定
のための電力計より成るものであった。

光源はビーム操作の容易さと振幅安定性良好のため５ｓ
Ｆ　　ＨｍＮ−レーザーなえらんだ。ＨａＮ−レーザー
の出力は先づい（つかの使用光学成分（主として入力カ
ップラー）からのビーム拡散散乱がレーザーキャビティ
ーに再注入されない様に光調節板をとおし進められた。

レーザービームの逆反射した成分は内部キャビティーモ
ードとキャビティーに外部のモード（散乱した成分）の
間の競合によっておこった出力低下によるレーザー強度
の急激な変動をおこしうる。０．５中性密度フィルター
（３２％伝達）を調節板に主要元素として用いた。調節
板出力を繊維光学カップラー中に進めた。カップラーは
ビームをカップラーによって保持された繊維の入力端に
集中させた。今や繊維は系の単なる伝播桿として役豆っ
た。繊維の出力端は機械的に繊維を保持し光検知器を照
すためそれから放出されている光を規準する役をする出
力規準器によって保たれた。光検知器はシリコン平面拡
散ＰＩＮホトダイオードより成り、その出力は可視表示
用指示電力計に供給された。

上記装置による性能測定方法は次のとおりであった。

１、繊維の両端から約１５０龍の被覆膜ｔζり去り（被
覆膜はジクロロメタンでＷ潤させた）長さ約１悔の光学
繊維をつ（りその両端を切開して清浄垂直面をつ（つた
。両端の露出長さ（被覆膜除去）は約１００龍であった
。

２、繊維両端をイソプロピルアルコールでふいて清浄と
した後繊維を保持するチャックに挿入した。ｌチャック
を入力カップラーにつけ他方を出力規準器につけた。

３゜次いで入力カップラーを調節して繊維をとおる最大
電力（１，５一方，５ｓＦ）とした。このパワー１０を
記録した。

４、次に繊維を中央で切断し両切断端を（１）のとおり
処理した。但し被覆膜の僅か５０ｍを先づ除去し１０ｍ
以下の長さを露出した。

５．２切断端をスプライサ−に挿入しそれを加熱して記
憶作用をおこさせた。

６、スプライナーを加熱銃で加熱し冷却した後（合計時
間約６０分）に繊維をとおしえられた電力ｌを記録した
。

１、ｄＢ損失を計算した。

検べた接合の挿入損失は上記実施例において論じたとお
り平均０．２８ｄＢであった。接合性能は更に平均損失
０．２ｄＢの点まで改良でき標準偏差値はずっと小さい
と信じられる。えられた性能は他のマルチモード接合性
能と全（同等である。故に０．２ｄＢ挿入損失の性能は
本発明によりこの分野でえることができたが、これは普
通従来はえられなかったのである。カップリング剤又は
ゲルを使わず同じ性能をもつと報告されている機械的接
合のみは接合に要する精密鋳造量のため非常に高価なＧ
ＴＥ弾性接合である。この接合は精密な空腔な成形又は
製作できるコンブライアントな物質使用を要する。この
物質は繊維挿入できる様変形した後弾性力によって繊維
を並べ固定する。実施例２からの性能測定結果を表りに
示す。

表１ 試料数　　７ 平均挿入損失目標 平均挿入損失測定値１ 平均実験誤差 標準偏差値 性能結果 ：、ＯｄＢ以下 ：０．２８ｄＢ ：０．０３４Ｂ ：０．１４４Ｂ 繊維を並べ固定する 接合の公称回復時間 ８３０秒 平均Ｔ、（ガラス転移温度）　：　８、３℃串　損失は
すべて心直径５０ミクロン、全被覆直径１２５ミクロン
の繊維について測定した。マルチモードシリカガラス繊
維を６３３　ｓｍ源を用いて試験した。

実　施　例　６一方２．　　　重合体組成物混合と溶媒
表２は調合６−０から１２−０までについて計算したガ
ラス転移温度Ｔ１を示しており、また表３は種々の溶媒
の１％ＴＥＧＤＭＡを含む架橋したノＰＭＡに対する活
性を示している。これらを工単に重合体成分パーセント
の変化および溶媒変更に基づ（Ｔ）におこる変形を示し
ている。表４は溶媒と成分混合物変更に対する膨張変化
を同時に示している。

前記したとおり接合に要した時間は繊維を被覆膜からと
り出すため膜をジクロロメタン中で十分膨潤させるに要
する時間で支配された。実際実施の際には市販の機械的
切除器でこの方法をたやす（短時間にできる。

上記表に照して本発明の多くの修正および変更法が可能
なことは明白である。したがって特に本明細書に記載し
なくとも本発明の特許請求範囲内で実施できるのである
。

【図面の簡単な説明】

図１は本発明の光学繊維スプライサ−の斜前面図である
。 図２は本発明のスプライサ−の側断面図である。 図３は図２のスプライサ−の膨張され心細が挿入されて
いる側断面図である。 図４は膨張後に部分収縮した図２のスプライサ−の側断
面図である。 図５は２＄学繊維裸末端部が孔に挿入されている図２の
スプライサ−の側断面図である。 図６は単一構造体がその固有形に戻り光学繊維が１列に
並べられた後の図２のスプライサ−の断面図である。 図７はちがった径の光学繊維受入れに適した本発明の別
のスプライサ−断面図である。 図中番号　１　　スプライサ− ３、５，２３，２７スプライサ−両端 ７．９．２５ａ、２９α孔 ２１ｃＬ、４１　　単一構造体 ４５　　心細 ３３．３７　　元学繊維 手 続 補 正 書 手 続 補 正 書（方式） ％式％ １、事件の表示 １、事件の表示 平成１年特許願第３２８５８２号 平成１年特許願第３２８５８２号 ２、発明の名称 ２、発明の名称 記憶重合体光学繊維スプライサ−およびその使用法記憶
重合体光学繊維スプライサ−およびその使用法３、補正
をする者 ３補正をする者 事件との関係

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、長い物体の両端の一方に上記物体内側にとおる第１
   孔と他端に上記物体の内側にとおり上記第１孔と１列に
   並ぶ第２孔をもつ固有形状記憶重合体物質より成る単一
   構造体より成り、上記物体が第１形態と第２形態をもち
   、 （ａ）第１形態は独特な回復可能な既定固有形状であり
   その上記第１孔と第２孔は各々既定直径をもつ裸光学繊
   維末端部に適合しそれらを端同士互いに接合する１列に
   確保する既定の直径をもち、かつ （ｂ）上記第２形態は上記固有形記憶重合体物質の溶媒
   により膨潤した変形態であり、その上記第１孔と第２孔
   は各々上記裸光学繊維末端部をゆつくり自由に受入れる
   様な上記末端部直径より大きい膨張した既定直径をもち
   ；上記固有形記憶重合体物質体は最初に上記第１形態（
   固有形状）に製造され膨潤させられた後上記第２形態（
   変形状）に部分収縮されかつ物体に対する非機械的刺戟
   付与によつて上記第１形態に戻されうることを特徴とす
   る光学繊維スプライサー。 ２、上記第１孔と第２孔がその固有形状においてちがつ
   た直径をもちかつ上記両孔が１直線を成す中心軸をもつ
   請求項１に記載の光学繊維スプライサー。 ３、上記第１孔と第２孔がその固有形状において同一直
   径をもちかつ１直線を成す中心軸をもつ請求項１に記載
   の光学繊維スプライサー。 ４、上記単一構造体が２５℃より高いが２００℃より低
   いガラス転移温度をもつ架橋した無足形有機重合体であ
   る請求項１に記載の光学繊維スプライサー。 ５、上記無定形架橋重合体が５０乃至１５０℃のガラス
   転移温度をもつ請求項４に記載の光学繊維スプライサー
   。 ６、上記無定形架橋重合体がアクリル酸、メタクリル酸
   およびスチレンの誘導体からえらばれた少なくとも１単
   量体より成る請求項４に記載の光学繊維スプライサー。 ７、上記誘導体がメタクリル酸と炭素原子１乃至１０を
   もつアルコールのエステルである請求項６に記載の光学
   繊維スプライサー。 ８、上記単一構造体が孔軸に対し非対称的形をもつ請求
   項１に記載の光学繊維スプライサー。 ９、単一構造体のどの表面も孔軸に垂直でない請求項８
   に記載の光学繊維スプライサー。１０、上記単一構造体
   が梯形でありかつその最大矩形面が孔軸にほぼ平行であ
   る請求項９に記載の光学繊維スプライサー。 １１、（ａ）固有形状記憶重合体の単量体混合物を重合
   させて長い物体の両端の一方に上記物体の内側にとおる
   第１孔をもち物体の他端に上記物体の内側にとおり上記
   第１孔と１線に並ぶ第２孔をもちかつ上記２孔の各々は
   えらばれた裸光学繊維の断面と等しいか又はそれより小
   さい既定断面をもつ長い物体の単一構造体を形成し、 （ｂ）上記各孔が上記えらばれた裸光学繊維の断面より
   大きい拡大断面をもつ様な大きさに固有形記憶重合体を
   膨張させ、かつ （ｃ）膨張した固有形記憶重合体を溶媒除去により部分
   収縮させて上記各孔が十分膨張した断面より小さいが上
   記えらばれた裸光学繊維断面よりはやはり大きい既定断
   面をもつ様に変形させる 工程より成ることを特徴とする光学繊維スプライサーの
   製法。 １２、１又は２以上のえらばれた裸光学繊維の周囲に反
   応させて重合させて上記単一構造体を形成する請求項１
   １に記載の方法。 １３、１又は２以上の熱力学的良好溶媒に浸漬して上記
   膨張を行なわせる請求項１１に記載の方法。 １４、１又は２以上の熱力学的に良好な溶媒に浸漬して
   上記膨張を行なわせる請求項１２に記載の方法。 １５、上記膨張後少なくとも１心軸を上記えらばれた裸
   光学繊維断面よりも大きい断面をもつ上記孔に挿入した
   後上記心軸挿入のまま上記収縮をさせかつ収縮後上記心
   軸を取出す請求項１１に記載の方法。 １６、上記膨張後少なくとも１心軸を上記えらばれた裸
   光学繊維断面よりも大きい断面をもつ上記孔に挿入した
   後上記心軸を挿入のまま上記収縮をさせ収縮後上記心軸
   を取出す請求項１２に記載の方法。 １７、上記膨張後、少なくとも１心軸を上記えらばれた
   裸光学繊維断面よりも大きい断面をもつ上記孔に挿入し
   た後上記心軸挿入のまま上記収縮をさせ次いで収縮後上
   記心軸と取出す請求項１３に記載の方法。 １８、上記単量体混合物がアクリル酸とメタクリル酸の
   誘導体からえらばれたものである請求項１１に記載の方
   法。 １９、上記誘導体がアルコールのエステルである請求項
   １８に記載の方法。 ２０、上記アルコールが炭素原子１乃至１０をもつ請求
   項１９に記載の方法。 ２１、上記単量体混合物がメチルメタクリレートおよび
   ブチルメタクリレートを含む請求項２０に記載の方法。 ２２、請求項１１の方法によりえられた製品。 ２３、請求項１２の方法によりえられた製品。 ２４、請求項１３の方法によりえられた製品。 ２５、請求項１４の方法によりえられた製品。 ２６、請求項１５の方法によりえられた製品。 ２７、請求項１６の方法によりえられた製品。 ２８、請求項１７の方法によりえられた製品。 ２９、請求項１８の方法によりえられた製品。 ３０、請求項１９の方法によりえられた製品。 ３１、請求項２０の方法によりえられた製品。 ３２、請求項２１の方法によりえられた製品。 ３２、（ａ）接合する裸光学繊維末端部を長い物体の両
   端の一方に上記物体の内側にとおる第１孔と他端に上記
   物体内側にとおり上記第１孔と１線に並ぶ第２孔をもつ
   固有形状記憶重合体物質より成る単一構造体をもち、上
   記構造体は既定直径をもつ裸光学繊維末端部に適合しそ
   れを互いに末端同士接合し１列にしつかり保持する様各
   一定直径をもつ上記第１孔と第２孔をもつ独特な回復可
   能な既定固有形状の第１形態および上記固有記憶重合体
   物質の溶媒膨潤によつて変形されその上記第１孔と第２
   孔は各前記裸光学繊維末端部の直径よりも大きい膨張し
   た既定直径をもつので上記裸光学繊維をゆるゆる自在に
   受入れる第２形態をもつ光学繊維スプライサー中に挿入
   し、上記固有形状記憶重合体物質構造体は最初に上記第
   １形態（固有形状）に形成され膨潤させられた後上記光
   学繊維末端部挿入前に上記第２形態に部分収縮させられ
   ているのである；かつ （ｂ）上記挿入後上記単一構造体に非機械的刺戟を付与
   して構造付固有形状に戻し上記光学繊維の接合端を１線
   に保持する 工程より成ることを特徴とする光学繊維末端同士接合す
   る方法。 ３４、上記光学繊維スプライサーの両孔が同じ直径をも
   ちかつ１直線を成す中心軸をもつ請求項３３に記載の方
   法。 ３５、上記非機械的刺戟が熱である請求項３３に記載の
   方法。 ３６、上記非機械的刺戟が熱である請求項３４に記載の
   方法。