JPH075347A - 光部品をカプセル封緘する方法およびカプセル封緘された光部品 - Google Patents

光部品をカプセル封緘する方法およびカプセル封緘された光部品

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JPH075347A
JPH075347A JP6097861A JP9786194A JPH075347A JP H075347 A JPH075347 A JP H075347A JP 6097861 A JP6097861 A JP 6097861A JP 9786194 A JP9786194 A JP 9786194A JP H075347 A JPH075347 A JP H075347A
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Dana C Bookbinder
クレイグ ブックバインダ ダナ
Thierry L A Dannoux
リュク アレン ダヌー ティエリ
Lung-Ming Wu
ウー ラン−ミン
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 特に少なくとも部分的に被覆されていない有
機材料を具備した光部品をカプセル封緘する方法を提供
すること。 【構成】 この方法は、光部品のまわりに溶融金属を配
置し、そしてその金属を固化させることよりなる。本発
明は例えば光接合部または表面のような光部品のセグメ
ントまたは要素をカプセル封緘することを含む。カプセ
ル封緘された光部品またはシ−ルされたあるいはカプセ
ル封緘された要素を有する光部品も提供される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光部品をカプセル封緘す
る方法およびその方法で作成された製品に関する。
【０００２】
【従来の技術】光部品は使用時に種々の環境的悪影響に
露呈される。環境的影響は光部品に物理的、化学的また
は光学的損傷を生じさせるおそれがある。例えば、ある
種のプレ−ナ型光ファイバ・カプラは精密に整列され
（precision aligned）かつ通常は光硬化性のアクリル
である接着剤でカプラのガラス基体に固着された光ファ
イバで構成される。その接着剤が雰囲気から水分を吸収
し、寸法と剛性を変化させ、精密整列を低下させかつ信
号損失を増加させる。このような環境的影響は最適の部
品寿命および性能を確保するために最少限に抑えられな
ければならない。
【０００３】光部品を保護するための幾つかの手段が例
えば米国特許第５０９１９８９号に提案されている。米
国特許第４７０７０６９号および第４７１４３１６号は
光ファイバ・ユニットまたはカプラの保護構成に関する
ものである。特願昭６０−１０７０７号の融着された光
ファイバ・カプラを作成する方法は、その多くが無水雰
囲気内で行われなければならずかつスパッタ−装置また
は蒸着装置を必要とするから、実施がやっかいであり、
溶融金属はカプラの有機材料に直接添着されるのではな
く、スパッタ−または真空蒸着によって添着された一次
金属層上に添着されるべきことを教示している。さら
に、この方法は融着光ファイバ・カプラについて教示さ
れているにすぎず、他のカプラまたは光部品には教示さ
れていない。
【０００４】
【本発明が解決しようとする課題】したがって、湿気吸
収および化学的劣化を最少限に抑え、構造的な保護を与
え、かつ実施が比較的廉価、迅速そして容易である光部
品の保護方法が必要とされている。本発明は光部品を環
境から保護するに当って遭遇する上述のような問題を解
決する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、光部品の
光学的機能に顕著な影響を及ぼすことなしに通常の大気
状態の下で溶融金属がその光部品の有機材料と直接接触
されうることを見出した。
【０００６】１つの実施例では、本発明は、少なくとも
部分的に被覆されていない有機材料を具備した光部品を
カプセル封緘する方法であって、その光部品のまわりに
溶融金属を配置し、そしてその金属を固化させることよ
りなる方法を提供する。本発明に従って光部品をカプセ
ル封緘することは、その光部品に接続されうる光ファイ
バのセグメントをカプセル封緘することを含む。
【０００７】溶融金属は、それに接触する光部品の任意
の要素およびその溶融金属に接触するファイバ被覆の最
低劣化温度より低い温度であることが好ましい。ほとん
どの光部品に対して、低溶融金属または低溶融合金が用
いられるのが好ましい。本明細書で使用されている低溶
融金属または合金という用語は、約450℃以下の溶融温
度を有する金属または合金を意味する。プレ−ナ型光フ
ァイバ・カプラでは、溶融金属は好ましくは約350℃以
下の温度であり、かつ最も好ましいのは約150℃以下で
ある。
【０００８】溶融金属は、光部品を型の中に配置し、そ
してその型に溶融金属を加えることによってその光部品
の周りに配置されるのが好ましい。溶融金属は、例えば
注入、浸漬、スプレ−あるいは射出成形のような当業者
に公知の方法によって型に加えられうる。光部品はセン
タリング手段によって型内の所定位置に保持されうる。
【０００９】光部品がプレ−ナ・カプラである場合に
は、光ファイバ・カプラに接続された光ファイバとその
光ファイバ・カプラの光通路との間の少なくとも１つの
光接合部の上に例えばクリップのような保護手段が配置
されうる。この保護手段はファイバ被覆によって覆われ
ていない光ファイバ・カプラに接続された少なくとも１
本の光ファイバのセグメントを覆いうる。この保護手段
は有機材料が露呈されているかぎり、光ファイバ・カプ
ラの全長を覆いうる。
【００１０】本発明は光部品全体をカプセル封緘するこ
とに限定されるものではない。本発明は少なくとも部分
的に被覆されていない有機材料を有する光部品の任意の
要素またはセグメントをシ−ルまたはカプセル封緘する
ことをも含む。例えば、本発明は、光ファイバと光部品
との間の光接合部をカプセル封緘する方法であって、そ
の光接合部上に溶融金属を配置し、そしてその金属を固
化させることよりなる方法を提供する。溶融金属は、光
部品基体および接着剤を含む光接合部の任意の要素と、
その溶融金属に接触する任意のファイバ被覆の最低劣化
温度であることが好ましい。プレ−ナ光ファイバ・カプ
ラの光接合部では、溶融金属は約350℃以下の温度であ
ることが好ましい。
【００１１】本発明は、少なくとも部分的に被覆されて
いない有機材料よりなる光部品の表面をシ−ルする方法
であって、その表面上に溶融金属を配置し、そしてその
金属を固化させることよりなる方法をも提供する。溶融
金属は上記表面の任意の要素の最低劣化温度以下の温度
であることが好ましい。上記表面がプレ−ナ光カプラ上
にありかつ少なくとも１つの光導波通路を含んでいる場
合には、溶融金属は約350℃以下の温度であることが好
ましい。
【００１２】本発明は少なくとも部分的に被覆されてい
ない有機材料を具備していて金属に収納された光部品光
部品よりなるカプセル封緘された光部品をも提供する。
本発明のカプセル封緘された光部品は光ファイバに接続
された光部品を含んでおり、その光ファイバのセグメン
トもカプセル封緘されていることが理解されるであろ
う。
【００１３】本発明はまた、金属内に収納された少なく
とも１つの光接合部を具備した光部品をも提供する。
【００１４】本発明の目的はまた、光部品、それの表面
または光接合部をカプセル封緘して水分吸収を含む有害
な機械的、化学的およびその他の影響に対する高度の保
護を与え、スパッタ−、蒸着、無水雰囲気あるいは減圧
を伴うことなしに、実施が廉価で、迅速かつ簡単な方法
を提供することである。他の目的は、カプセル封緘され
た光部品を提供することであり、その部品またはそれの
表面が少なくとも部分的に被覆されていない有機材料を
具備している。他の目的は、少なくとも１つのカプセル
封緘された光接合部を有する光部品を提供することであ
る。
【００１５】
【実施例】本発明は、少なくとも部分的に被覆されてい
ない有機材料を具備した光部品の光学的機能に大きな影
響を及ぼすことなしにその光部品のまわりに溶融金属が
直接配置されうるという驚くべき知見の基づいている。
本明細書中で用いられている「有機材料」という用語
は、例えばガラスまたは接着剤のような光部品の非金属
部分を意味する。従来、金属被覆が光ファイバ上にまた
は被覆された光ファイバ上に種々の方法によって配置さ
れていた（例えば米国特許第４６０９４３７号および第
４４８５１２２号ならびに特願昭５８−８１１号を参照
されたい）。これらの方法は、スパッタ−、蒸着、およ
び電気メッキによって導電性の気密被覆上に沈積させ、
そして新しく延伸された最初のファイバを金属の融点よ
り低い温度で流動可能な金属・有機材料の体中を通し、
そして有機材料をファイバから蒸発させることを含む。
前述した特願昭６０−１０７０７では無水環境内でスパ
ッタ−または蒸着によって融着ファイバ・カプラ上に一
次金属層を設け、そしてその一次金属層の上に溶融金属
を配置している。特殊な装置を利用するこれらの複雑な
方法にもかかわらず、光部品の被覆されていない有機材
料上に溶融金属を直接配置することは光学的機能の損失
を生ずることになるであろう。
【００１６】このような動作に伴う問題は多かった。金
属は光部品の一般的な材料であるガラスを容易には濡ら
さない。冷却溶融金属が光部品のガラスを濡らすように
なされたとしても、冷却時または冷却後にその金属が部
品から収縮して、カプセル封緘に許容できない間隙が生
ずるおそれがある。あるいは、その金属が冷却時または
冷却後に膨張して部品に応力を加え、その部品を破壊し
たりあるいはその部品を通る光通路に歪ませる（マイク
ロベンディングmicrobending）おそれがある。同様に重
大なのは熱衝撃／応力の問題である。溶融金属からの熱
が部品のガラス要素に亀裂や歪を生じさせ、大きな光減
衰や完全な光損失を生ずるおそれがある。さらに、部品
が接着剤を含んでいる場合には、溶融金属が接着剤の剛
性を低下させ、部品の構成要素を非整列状態にしたりあ
るいは切り離したりするおそれがある。これらの問題に
もかかわらず、本発明は大きな光減衰を伴うことなしに
光部品に環境的影響に対する優れた保護を与えるととも
に、実施するのが迅速で、比較的廉価で、かつ容易であ
る。
【００１７】前述のように、本発明で用いられる金属ま
たは合金は、光部品の基体および接着剤を含むその光部
品の要素の最低劣化温度より低く、かつ溶融金属に接触
するファイバ被覆の最低劣化温度より低い融点を有して
いることが好ましい。この劣化温度はカプセル封緘され
る特定の光部品および溶融金属に接触するファイバ被覆
の種類に応じて変化する。この温度以上では、部品の光
学的機能の喪失が加速する。
【００１８】劣化温度以上での光学的機能の喪失が加速
される理由も特定の部品に依存する。ある時間の経過
後、熱が部品のガラス要素に影響を及ぼし、光通路のマ
イクロベンディングを生じさせたりあるいはガラスの亀
裂さえ生じさせるおそれがある。部品が接着剤要素を有
している場合には、ある時間の経過後、熱がその接着剤
の剛性に影響を及ぼし、構成要素のミスアラインメント
（misalignment）を生ずるおそれがある。部品に接続さ
れたファイバがファイバ被覆を有している場合には、通
常部品／ファイバ間境界面の所定位置においてファイバ
被覆が除去される。カプセル封緘が裸のファイバとファ
イバ被覆の一部分を覆うことが好ましい。溶融金属がフ
ァイバ被覆の劣化温度より高い場合には、ある時間の経
過後、溶融金属からの熱が被覆／溶融金属間境界面にお
ける被覆を溶融させるおそれがある。
【００１９】現在使用されているほとんどの光部品のた
めの許容できる融点を有する金属は低融点金属または低
融点合金であろう。本発明者等の実験研究で使用された
幾つかの低融点金属および合金が表１に掲げられてい
る。これらの金属または合金はそれらの液化／固化点で
識別される。
【００２０】本発明で使用されうる合金は異なる液化お
よび固化点を有しうることが理解されるであろう。使用
される合金は望ましくない収縮または膨張が生ずる可能
性を軽減するためにできるだけ接近した液化および固化
点を有することが好ましい。
【００２１】特定の部品のための最適の金属または合金
を選択する場合には、融点とともに、他の幾つかの要因
が重要である。その金属または合金は、、それでカプセ
ル封緘する光部品に適合した熱膨張係数を有していなけ
ればならない。つまり、その金属または冷却時または冷
却後に顕著な収縮あるいは膨張を呈示するものであって
はならない。そして、その金属または合金はカプセル封
緘のために使用された型から除去され得るものでなけれ
ばならない。
【００２２】使用された金属および合金は通常リサイク
ルが可能であり、それが本発明のコスト上の有効性を高
める。
【００２３】本発明の好ましい実施例では、光部品に接
続された任意の光ファイバのセグメントを含む光部品全
体がカプセル封緘される。しかし、本発明は少なくとも
部分的に被覆されていない有機材料を有する光部品の任
意の要素またはセグメントをシ−ルまたはカプセル封緘
することも含む。本発明は部品の破壊または亀裂、光信
号のマイクロベンディングまたは顕著な損失を部分的に
シ−ルまたはカプセル封緘することを行う。
【００２４】例えば、本発明は、光ファイバと光部品と
の間の光接合部上に溶融金属を配置し、そしてその金属
を固化させることによって、その光接合部をカプセル封
緘することを含む。この方法は、例えばプレ−ナ・カプ
ラの光接合部をカプセル封緘するてめに用いることがで
きる。さらに、本発明は、少なくとも部分的に被覆され
ていない有機材料よりなる光部品の表面上に溶融金属を
配置し、そしてその金属を固化させることによって前記
表面をシ−ルすることを含む。この方法は、例えば、１
つまたはそれ以上の光導波路を有する光部品の表面をシ
−ルするために用いることができるであろう。光部品が
どんなに多くシ−ルまたはカプセル封緘されていても、
溶融金属はそれに接触する任意の要素の最低劣化温度以
下の温度であることが好ましい。
【００２５】光部品をカプセル封緘する本発明の方法の
１つの実施例では、その光部品が型内に配置され、そし
てその型に溶融金属が加えられる。その型は、カプセル
封緘された部品を取り出すことができるようにするとと
もに、加えられた溶融金属によって溶融されない材料で
作成されうる。この型は迅速な冷却を可能にするために
良好な熱伝導性を有する材料で作成されるのが好まし
い。低融点金属に使用するのに適当な型材料としては例
えばアルミニウムおよび真鍮がある。成形処理を見るこ
とができるようにするためにガラスを用いてもよい。こ
の型は数箇のプレ−トをクリップで保持したような単純
なものでありうる。好ましくは、この型はカプセル封緘
される特定の部品のために特別な形状となされる。
【００２６】部品が溶融金属より密度が低い場合には、
その部品が型の頂部まで浮上してその型内で中心からず
れるように移動する傾向があるであろう。このことは、
部品またはそれに接続された光ファイバを係止すること
によって防止することができる。表面張力を低下させる
ために湿潤剤を加えてもよい。部品をセンタリングする
手段を利用するのが好ましい。このセンタリング手段は
例えばねじまたはピンのような引込み可能なユニットで
ありうる。その引込み可能なユニットは、金属がまだそ
のユニットが残した間隙上に流動するのに十分なだけ熱
い状態で、冷却時に引込まされるのが好ましい。
【００２７】その金属が型内に注入されてもよく、ある
いは射出成形法を用いてもよい。溶融金属を部品のまわ
りに配置する場合、大きな問題となるのが熱衝撃／応力
である。部品に対する熱衝撃／応力の危険を軽減するた
めに幾つかの工程が用いられることが好ましい。型と光
部品は溶融金属を加えるまえに加熱されるのが好まし
い。加熱は電気的ホットプレ−トによって行なわれう
る。センタリング手段が用いられた場合には、型全体に
均一な温度を確保するために加熱エンクロ−ジャが用い
られるのが好ましい。
【００２８】溶融金属は約２〜１０秒で光部品のまわり
に流れそしてその部品を濡らすであろう。センタリング
手段が用いられた場合にには、その手段はこの時点で除
去されうる。金属は依然として溶融状態であり、センタ
リング手段が残した空乏に充満するように流れるであろ
う。光部品がいったん濡らされると、溶融金属の表面張
力は部品が型の頂部まで浮上するのを阻止するのに十分
なだけ高くならなければならない。
【００２９】溶融金属が加えられた後で、型は迅速に冷
やされることが好ましい。もし冷却が遅すぎると、固化
が遅れて欠陥を生ずるおそれがある。金属がそれの形状
を保持するのに十分なだけ固まった時点で型を開けるこ
とができる。金属が型に付着した場合には、その金属を
型が破断し、エッジを仕上げればよい。
【００３０】カプセル封緘処理は、部品がレ−ザ光源お
よび成形時に減衰または他の光学的機能をモニタするた
めの検知手段に接続された状態で行なわれるのが好まし
い。
【００３１】本発明の製品の１つの実施例はカプセル封
緘されたプレ−ナ光ファイバ・カプラである。本発明の
カプセル封緘されたプレ−ナ光ファイバ・カプラは光フ
ァイバに接続された光ファイバ・カプラを含んでおり、
この場合、その光ファイバのセグメントもカプセル封緘
されることが理解されるであろう。プレ−ナ光ファイバ
・カプラは環境的影響から保護するのが特に困難であっ
た。プレ−ナ・カプラは特に湿気の影響を受けやすい。
プレ−ナ・カプラは光ファイバの精密なアラインメント
を保持するために接着剤を利用する。使用される接着剤
は環境から湿気を容易に吸収する。吸収された湿気は接
着剤の強度と剛性に影響を及ぼし、そしてそれが光ファ
イバのアラインメントに影響を及ぼしかつ信号損失を生
ずることになる。湿気はプレ−ナ・カプラのガラス基体
を劣化させるおそれもある。本発明は湿気を含む環境的
影響に対する高度の保護を有するカプセル封緘されたプ
レ−ナ・カプラを提供する。プレ−ナ・カプラをカプセ
ル封緘する方法は実施するのが迅速で、廉価でかつ容易
である。さらに、本発明はファイバ／基体アランメント
の付加的な安定化を与える。
【００３２】プレ−ナ光ファイバ・カプラでは、通常最
低劣化温度はそのカプラによって接続された光ファイバ
上の被覆のそれである。したがって、プレ−ナ光ファイ
バ・カプラでは、溶融金属は約350℃以下の、最も好ま
しくは約150℃以下の温度であることが好ましい。
【００３３】光ファイバに接続された光ファイバとその
光ファイバの光通路との間の接合部に溶融金属が接触す
るのを阻止するために、その接合部上に保護手段が配置
されうる。この保護手段は単に接合部を覆っていてファ
イバ／基体間境界面と接着剤を保護するだけでもよく、
あるいは例えばカプラに接続されかつファイバ被覆によ
って覆われていない光ファイバのセグメントのようなカ
プラの付加的な部分を覆っていてもよい。有機材料が露
呈されておれば、保護手段はカプラの全長を覆っていて
もよい。保護手段は例えばすずまたは真鍮のような溶融
金属によって影響されない材料で作成されうる。この保
護手段はクリップであることが好ましい。
【００３４】図１〜３はカプセル封緘されたプレ−ナ光
ファイバ・カプラの断面図を示している。図１は例えば
ガラスで作成された基体１と、被覆された部分３によっ
て保護された光ファイバ２を示している。ファイバ２の
被覆された部分３は一部剥離されており、この剥離され
た部分が内側段部４上に休止し、一方、被覆された部分
は外側段部５上に休止している。
【００３５】ファイバの端面は、例えばイオン交換技術
によって基体１内に形成された導波路６と接合される。
この接合部は適当な光学的品質を有する接着剤の第１の
滴７によって固着される。この接着剤の第１の滴は小さ
い容積であることが好ましい。ファイバを基体に付着さ
せるために、内側段部４のところでそのファイバと基体
１の上に接着剤の第２の滴８が配置される。被覆された
ファイバを基体に付着させるために、外側段部５のとこ
ろで被覆されたファイバと基体の上に接着剤の第３の滴
９が配置される。
【００３６】３つの接着剤滴７、８および９は横方向の
溝１０および１１によって分離される。プレ−ナ・カプ
ラの全体と光ファイバの一部が金属層１２によってカプ
セル封緘される。金属層１２は、ファイバ２の端面と基
体１との間の接合部を含んで裸のファイバの全長と３つ
の接着剤滴７、８および９を覆っている。ウレタン・チ
ップ１３が金属層１２から出ている被覆されたファイバ
の部分を覆っている。
【００３７】図２は、ファイバ２の端面と基体１の間の
接合部を含んで裸のファイバ２のセグメントがクリップ
１４によって覆われている点を除き、図１に示されたの
と同一のカプセル封緘されたプレ−ナ・カプラを示して
いる。
【００３８】図３は裸のファイバ２のセグメント全体が
クリップ１５によって覆われている点を除き、図１に示
されたのと同一のカプセル封緘されたプレ−ナ・カプラ
を示している。
【００３９】金属はガラスを容易には濡らさないから、
溶融金属は裸のファイバの下におけるガラス基体を容易
には濡らしえない。この問題に対しては幾つかの可能な
解決策がある。第１の手法は、裸ファイバが移行する横
方向の溝の深さを大きくすることである。その大きくさ
れた溝の面積がガラスを濡らすためのより大きい余地を
与える。この第１の手法は図７に示されている。裸ファ
イバ２の下における横方向溝１０の深さは先に示された
プレ−ナ・カプラにおける対応する溝に比較して大きく
なった。
【００４０】上記の問題に対する第２の手法は、露呈さ
れたファイバのより長いセグメント上または露呈された
ファイバの全セグメント上に接着剤を配置することであ
る。裸ファイバのより長いセグメント上に接着剤が配置
された場合には、金属が裸ファイバまたはそれの下の基
体と接触することはない。本発明はカプセル封緘金属が
プレ−ナ・カプラに付着されたファイバの被覆されてい
ないセグメントに接触しないプレ−ナ光カプラをカプセ
ル封緘することを含むことが理解されるであろう。接着
剤で覆われた面積がこのようにして増大される場合に
は、横方向溝の寸法が減少されるのが好ましい。
【００４１】この第２の手法の他の利点は、固化した金
属によって大きい接着剤層に加えられる圧力がより強固
なシ−ルを生じ、湿気がファイバの端部に達するのを防
止する。
【００４２】この第２の手法が図８に示されている。横
方向溝１０は先に示されたプレ−ナ・カプラの対応する
溝に比較して小さくなされた寸法を有している。接着剤
８がファイバ２の全セグメントを覆っている。金属層１
２は接着剤８と接触するが、裸のファイバ２とは接触し
ない。
【００４３】実施例 型 前述のように、本発明の方法の好ましい実施例は、光部
品を型内に配置しそして次にその型に溶融金属を加える
ことよりなる。本発明は任意適当な型を含むことが理解
されるであろう。
【００４４】本発明者等は幾つかの特定の型設計につい
て試験をした。初期型が４つのアルミニウム・プレ−ト
で作成された。型の中心にプレ−ナ・カプラが配置さ
れ、そしてそのカプラのファイバ・ピグテ−ルを係止す
ることによって所定の位置に保持された。58℃の共融点
を有する合金58/58（ロ−ドアイランド０２９０９、プ
ロビンス、ハリス アベニュウ４００所在のアルコニウ
ム・スペシアルティ・アロイズからＡＲＣＯ１３６とし
て市販されている）が部品をカプセル封緘するために用
いられた。その備品は満足しうる状態でカプセル封緘さ
れたが、型内に部品を中心に位置決めするためのより良
い方法が求められた。
【００４５】ポリウレタンの射出成形のために設計され
た型が次に首尾よく用いられた。この型は以後「予備
型」と呼ばれるがねじで組み立てられた２つの対称な半
空洞よりなっていた。この予備型は引込み可能なねじを
用いたセンタリング装置を有していた。そのセンタリン
グ装置が部品を型内の中心に、したがってカプセル封緘
金属層の中心に位置決めすることを可能にした。その部
品は浮上する傾向があった。これは芳香属ウレタン・ア
クリレ−ト接着剤050Vの数滴または溶融金属の数滴でも
って補正された。この型を用いて異なる合金の評価が行
なわれた。
【００４６】次に、幾つかの新しい型が作成された。こ
の目的は（１）ファイバ破断の危険を軽減し、（２）型
の組み立て、部品の成形およびカプセル封緘された部品
の取り出しを容易にし、部品を中心位置決めするための
簡単な装置を有し、成形品に平滑な表面を与え、そして
成形品の仕上げの必要性を最小限に抑える型を提供すす
ることである。これらの型を試験するために、合金93/9
3が用いられた。
【００４７】型＃１は真鍮とガラスで作成され、単一の
センタリング・バ−を有するセンタリング手段を具備し
ていた。この第１の新しい型が図４に示されている。こ
の型は真鍮ベ−ス２０、真鍮端壁２２およびガラス側璧
３０を有していて成形エンクロ−ジャ３２を形成してい
る。ガラスは成形処理時に見えるようにする。端壁はウ
レタン・チップを付着するために成形品の端部に金属こ
ぶゐ設けるための凹部２８を有している。これらの凹部
は出口ポ−ト２４に通じており、それらの端壁を貫通し
て延長していて部品２６からファイバ・ピグテ−ルを受
入れる。センタリング手段３４は、光部品を捕えて保持
するために端部を二又状になされた引込み可能な真鍮バ
−よりなる。
【００４８】型＃２はそれのセンタリング手段が所定の
位置に固定されている点を除き型１と同一であった。
【００４９】型＃３はそれの側璧が真鍮で作成されてい
る点を除き型＃１と同一であった。
【００５０】型＃４は２つのセンタリング・バ−を有す
るセンタリング手段を具備している点を除き型＃３と同
一であった。型＃４が図５に図示されている。この型は
真鍮ベ−ス２０と、真鍮端壁２２と、真鍮側璧３０（仮
想線で示されている）を有し、それによって成形エンク
ロ−ジャ３２を形成している。端壁２２はウレタン・チ
ップを付着するために成形品の端部に金属こぶを設ける
ための凹部２８を具備している。これらの凹部は出口ポ
−ト２４に通じており、その出口ポ−トはカプセル封緘
されるべき部品２６からのファイバ・ピグテ−ルに対し
て端壁を貫通して延長している。センタリング手段３６
は一端部を中央バ−４０に連結された２つの真鍮バ−よ
りなる。ピンが挿入されかつ中央バ−を介して同時に引
込まれうる。
【００５１】型＃１〜＃４が合金９３／９３を用いてプ
レ−ナ・カプラをカプセル封緘することによって試験さ
れた。すべての型が部品を首尾よくカプセル封緘した。
型＃４は上述の目的のすべてに適合したので好ましかっ
た。２つのセンタリング・バ−を利用することによって
部品のセンタリングが確保された。
【００５２】特定の型が実験の目的で用いられたが、本
発明は光部品を含むことができかつ本発明の方法によっ
てその光部品を首尾よくカプセル封緘することができる
任意の型を含むものであることが理解されるであろう。
【００５３】成形手順 上述の型を用いて成形手順が実施された。一般に成形時
における光減衰の変化をモニタする目的でレ−ザ光源お
よび検知装置（フォトダイン・モデル２２３０ＸＦＡ）
に接続された状態で、プレ−ナ・カプラがカプセル封緘
された。カプラがセンタリング手段に配置され、そして
そのカプラ／センタリング手段のアセンブリが型に入れ
られた。各端部から１本ずつのカプラからのファイバ・
ピグテ−ルが型の端壁の出口ポ−トに挿通された。型／
カプラ／センタリング手段のアセンブリ全体が制御され
た電気加熱プレ−トによって100℃に加熱され、熱電対
が型に接触した状態に維持された。センタリング手段の
レベルにおける熱的入力が加熱エンクロ−ジャによって
与えられた。これによって、所望の温度レベルにおいて
反復可能な状態で合金のケ−シングが可能となった。例
えば、９３／９３合金では、加熱エンクロ−ジャは約15
0℃であった。
【００５４】ビ−カ中で合金の予備溶融が行なわれた後
で、その合金がはじめて加熱エンクロ−ジャを通って型
に注入された。センタリング手段が回収されるときに欠
陥が生じないように、所望の量は型に対する所望の完全
な充填によって規制された。その後で、型は加熱環境か
ら直ちに回収された。数秒後に、センタリング手段が注
意深く回収された（合金はまだ液状であった）。
【００５５】型が水を充填された銅ボトルとの接触によ
って（約15℃の水を循環させて）迅速に冷却された。型
はそれの温度が50℃以下に達したとき開かれた（約３分
間）。カ−ストを回収することによって型を開くことは
容易に行なわれた。クラウンに付着物が生じた場合に
は、破断された。センタリング手段が部品と一緒に位置
決めされた場所で分離することによってカプラの仕上げ
が得られた。
【００５６】合金 合金の選択は原則として融点に依存する。もちろん、合
金は部品の種々の要素を破損してはならない。
【００５７】合金を作成するために、金属成分が計量さ
れ20〜40グラムの合金が準備された。その金属が加熱プ
ラッタ−上の10mlビ−カ内で加熱された。その加熱プラ
ッタ−は最も高い液化点を有する金属成分の溶融点より
高い温度を与えるように制御された。溶融金属がガラス
ロッドで数分間攪拌された。溶融金属がビ−カに注入さ
れ、そして酸化された表面がすくい取られた。このよう
にして得られたインゴットがそれの組成によって決定さ
れる所要温度によって規制されながら冷却された。
【００５８】合金は単純な手順で冷却された後でそれら
の膨張または収縮の程度について試験された。図６に示
されているように、４つの5mm厚ガラス・セラミック・
プレ−ト５１、５２、５３および５４が互いに接触して
配置され、バ−状の型を形成した。それらのプレ−トは
互いに締めつけられた。試験されるべき合金がこの型で
鋳造され、固化されそして60分間そのままにされた。合
金が膨張した場合、プレ−トをある距離だけ移動させ
た。安定化後における合金の膨張によって生じたこの移
動が冷却後における膨張の相対的な程度を知るために測
定された。あるいは、合金が収縮した場合には、成形さ
れたバ−が収縮してプレ−トから離れ、ギャップを生じ
た。安定化後における合金の収縮によって生じたギャッ
プが冷却後における収縮の相対的な程度を知るために測
定された。
【００５９】上述の予備試験でもっておよび／または部
品の過成形によって試験された合金と、それらの合金の
組成が表１に示されている。合金はそれらの液化／固化
点によって識別されている。これらの試験された合金の
うち、コ−ニングの１×２プレ−ナ・カプラにとって好
ましい合金は合金１３８／１３８であることが認められ
た。合金１３８／１３８は58％ビスマスおよび42％すず
であった。この合金の熱膨張係数は１×２カプラにおけ
るガラスのそれより大きい。合金がカプラのまわりで固
化すると、、ガラスが若干の圧縮状態に置かれる。これ
が光結合部のアラインメントに大きな影響を及ぼすこと
なしにユニットの強度を増大させかつ金属とカプラとの
間に湿気が取込まれる機会を減少させる。
【００６０】ビスマス（Bi）を含んでいない合金でも良
好な結果が得られた。44％インジウム（In）、42％すず
（Sn）および14％カドミウム（Cd）の組成を有する合金
９３／９３も優れた結果を呈示した。
【００６１】光学的試験 本発明の方法によってカプセル封緘された５つのコ−ニ
ング１×２コ−ニング・プレ−ナ・カプラがD'Arcet's
金属でケ−ス収納する前および後に光損失（および気密
性）について試験された。これらのカプラはレ−ザ光源
とピン・ダイオ−ドにフックされ、そして1310nmおよび
1550nmで光損失が測定された。これらのプレ−ナ・カプ
ラはプラスチック型に入れられ、かつその型内に金属取
り付けピンでもって保持された。アセンブリ全体がホッ
トプレ−ト上で105℃に加熱された。D'Arcet's金属が別
個に120℃に加熱された。この金属が型に注入さＴれ、
そして完全な接触が確保された。アセンブリ全体がホッ
トプレ−トから除去されそして室温まで冷却された。
【００６２】カプセル封緘された部品が85℃および85％
相対湿度の湿度チャンバ内に２週間配置され、そして測
定された。その結果が表２に示されている。この結果に
よればカプラの光学的機能の顕著な喪失はない。同様の
試験による上方は放棄された。なぜなら、カプセル封緘
された部品が湿度チャンバに貯蔵されたプラスチックボ
ックスが試験された３つのカプラのうちの２つで溶融し
たからである。
【００６３】表３は種々の合金でカプセル封緘されたプ
レ−ナ・カプラについて行なわれた試験の結果を示して
いる。これらのカプラは前述したポリウレタンを射出成
形するために設計された予備型を用いてカプセル封緘さ
れた。このカプセル封緘されたカプラは1310nmにおいて
フォトダイン・モデル２２３０ＸＦＡによりポ−ト１を
通じてモニタされた減衰の変化にすいてすべて測定され
た。さらに、カプセル封緘されたカプラのうちの幾つか
が熱試験にかけられた。この試験はカプセル封緘したカ
プラを20℃から85℃まで５分間加熱し、85℃に１０分間
保持し、そしてそれらのカプセル封緘されたカプラを５
分間で20℃に戻すことを含んでいた。１つのカプセル封
緘されたカプラがまた湿加熱試験にかけられた。この試
験は60℃および92％相対湿度における減衰の変化を30分
間測定することを含んでいた。
【００６４】カプセル封緘されたカプラについて合金９
３／９３を用いて行なわれた試験が表４に示されてい
る。これらのカプラは前述した種々の型でもってカプセ
ル封緘された。２つのクリップ・サイズが利用され、小
さいクリップが光接合部を覆い、大きいクリップがカプ
ラの頂部と側面の全長を覆った。
【００６５】表３に示されたカプセル封緘されたカプラ
と同様に、表４に示されたカプセル封緘されたカプラは
種々の試験にかけられた。カプセル封緘されたカプラの
減衰の変化が測定された（第３欄に標準状態として示さ
れている）。合金９３／９３で１×２プレ−ナ・カプラ
を鋳造（動的）した後で、平均減衰は0.22dBであった。
同じ条件であるがファイバとガラス基体との間の接合部
をクリップで覆って行なった鋳造では平均減衰は0.10dB
であった。この結果の15％は変則のため無視された。
【００６６】表３について上述した試験と同一の熱試験
時に減衰の変化も測定された。60℃、93％相対湿度およ
び／または85℃、85％相対湿度で湿加熱試験が行なわれ
た。また、カプセル封緘されたカプラのうちの幾つかが
浸漬試験にかけられた。これは時間的範囲を変更するた
めにカプセル封緘されたカプラが85℃の水に浸漬された
状態で減衰の変化を測定することを含んでいた。カプセ
ル封緘されたカプラのうちの幾つかが４〜５日間の浸漬
で安定性を示した。
【００６７】この試験は、クリップが光信号の損失を減
少させうることを示しているが、クリップを配置するの
は微妙な作業である。
【００６８】
【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明によれば、光部品、それの表面または光接合部をカプ
セル封緘して水分吸収を含む有害な機械的、化学的およ
びその他の影響に対する高度の保護を与え、スパッタ
−、蒸着、無水雰囲気あるいは減圧を伴うことなしに、
実施が廉価で、迅速かつ簡単な方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】カプセル封緘されたプレ−ナ光カプラの端部の
断面図である。
【図２】ファイバの端面と基体との間の接合部を覆った
クリップを有するカプセル封緘されたプレ−ナ光カプラ
の端部の断面図である。
【図３】裸のファイバのセグメント全体を覆ったクリッ
プを有するカプセル封緘されたプレ−ナ光カプラの端部
の断面図である。
【図４】センタリング手段として伸縮自在のバ−を有す
る真鍮およびガラスのモ−ルドを示している。
【図５】センタリング手段として２つの伸縮自在のバ−
を有する真鍮モ−ルドを一部仮想線で示している。
【図６】合金の膨張を測定するためのモ−ルドとして用
いられる４つのガラス・セラミック板と、それで成形さ
れた固化した合金を示している。
【図７】深さを大きくされた横方向溝を有するカプセル
封緘されたプレ−ナ光カプラの端部の断面図である。
【図８】寸法を減少された横方向溝と、裸のファイバの
セグメント全体を覆った接着剤を有するカプセル封緘さ
れたプレ−ナ光カプラの端部の断面図である。
【符号の説明】
１ 基体 ２ 光ファイバ ３ 被覆された部分 ６ 導波路 ７ 接着剤滴 ８ 接着剤滴 ９ 接着剤滴 １０ 横方向の溝 １１ 横方向の溝 １２ 金属層 ３４ センタリング手段
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年６月２１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】現在使用されているほとんどの光部品のた
めの許容できる融点を有する金属は低融点金属または低
融点合金であろう。本発明者等の実験研究で使用された
幾つかの低融点金属および合金が表１に掲げられてい
る。これらの金属または合金はそれらの液化／固化点で
識別される。
【表１】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６２】カプセル封緘された部品が８５℃および８
５％相対湿度の湿度チャンバ内に２週間配置され、そし
て測定された。その結果が表２に示されている。この結
果によればカプラの光学的機能の顕著な喪失はない。同
様の試験による上方は放棄された。なぜなら、カプセル
封緘された部品が湿度チャンバに貯蔵されたプラスチッ
クボックスが試験された３つのカプラのうちの２つで溶
融したからである。
【表２】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６３】表３は種々の合金でカプセル封緘されたプ
レーナ・カプラについて行なわれた試験の結果を示して
いる。これらのカプラは前述したポリウレタンを射出成
形するために設計された予備型を用いてカプセル封緘さ
れた。このカプセル封緘されたカプラは１３１０ｎｍに
おいてフォトダイン・モデル２２３０ＸＦＡによりポー
ト１を通じてモニタされた減衰の変化にすいてすべて測
定された。さらに、カプセル封緘されたカプラのうちの
幾つかが熱試験にかけられた。この試験はカプセル封緘
したカプラを２０℃から８５℃まで５分間加熱し、８５
℃に１０分間保持し、そしてそれらのカプセル封緘され
たカプラを５分間で２０℃に戻すことを含んでいた。１
つのカプセル封緘されたカプラがまた湿加熱試験にかけ
られた。この試験は６０℃および９２％相対湿度におけ
る減衰の変化を３０分間測定することを含んでいた。
【表３】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６４】カプセル封緘されたカプラについて合金９
３／９３を用いて行なわれた試験が表４に示されてい
る。これらのカプラは前述した種々の型でもってカプセ
ル封緘された。２つのクリップ・サイズが利用され、小
さいクリップが光接合部を覆い、大きいクリップがカプ
ラの頂部と側面の全長を覆った。
【表４】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラン−ミン ウー アメリカ合衆国ニューヨーク州14845、ホ ースヘッズ、オーバールック ドライブ 162

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも部分的に被覆されていない有
    機材料を具備した光部品またはその部品の光ファイバと
    の接合部をカプセル封緘する方法であって、 前記光部品のまわりにまたは前記接合部の上に溶融金属
    を配置し、 前記金属を固化させることよりなる光部品をカプセル封
    緘する方法。
  2. 【請求項２】 少なくとも部分的に被覆されていない有
    機材料を具備した光部品の表面をシ−ルする方法であっ
    て、 前記表面上に溶融金属を配置し、 前記金属を固化させることよりなる光部品の表面をシ−
    ルする方法。
  3. 【請求項３】 前記溶融金属がそれに接触する前記接合
    部上における前記光部品の任意の要素および前記溶融金
    属に接触する任意のファイバ被覆の最低劣化温度以下の
    温度である請求項１または２の方法。
  4. 【請求項４】 前記金属が低融点金属および低融点合金
    よりなるグル−プから選択される請求項１または２の方
    法。
  5. 【請求項５】 光部品を型の中に配置しそしてその型に
    溶融金属を加えることによって前記光部品のまわりに溶
    融金属が配置される請求項１または２の方法。
  6. 【請求項６】 前記溶融金属が射出成形によって光部品
    のまわりに配置される請求項５の方法。
  7. 【請求項７】 センタリング手段でもって光部品を前記
    型内の所定の位置に保持することをさらに含む請求項５
    の方法。
  8. 【請求項８】 光部品が光ファイバ・カプラまたはプレ
    −ナ光ファイバ・カプラである請求項１の方法。
  9. 【請求項９】 前記溶融金属が約350℃以下の温度であ
    る請求項８の方法。
  10. 【請求項１０】 前記金属が合金９３／９３および合金
    １３８／１３８よりなるグル−プから選択される請求項
    ８の方法。
  11. 【請求項１１】 金属に収納された光部品よりなり、こ
    の光部品が少なくとも被覆されていない有機材料を具備
    したカプセル封緘された光部品。
  12. 【請求項１２】 金属に収納された少なくとも１つの光
    接合部を具備した光部品。
  13. 【請求項１３】 前記金属が低融点金属である請求項１
    １または１２の光部品。
  14. 【請求項１４】 光部品が光ファイバ・カプラである請
    求項１１、１２または１３の光部品。
  15. 【請求項１５】 前記部品がプレ−ナ光ファイバ・カプ
    ラであり、光ファイバ・カプラに接続された光ファイバ
    と前記光ファイバ・カプラの光通路の間の少なくとも１
    つの接合部を覆った保護手段をさらに具備した請求項１
    １または１２の光部品。
  16. 【請求項１６】 前記光ファイバに接続されかつファイ
    バ被覆によって覆われていない少なくとも１本の光ファ
    イバのセグメントを前記保護手段が覆っている請求項１
    ５の部品。
  17. 【請求項１７】 金属が合金９３／９３および合金１３
    ８／１３８よりなるグル−プから選択される請求項１３
    〜１６のうちの１つによる光部品。
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