JPH08234043A - 一時的フィールド・カプラーの作成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基盤ブロックの頂面に沿って、コーティング
をはぎ取ったファイバーの直径より浅い溝を形成するこ
とにより、一時的フィールド・カプラー用の光ファイバ
ーを作成する方法。 【解決手段】 中央部分のコーティングがはぎ取られて
いる光ファイバーが溝の中に設置される。光ファイバー
は溝の中に接着剤で固定され、結合領域を形成するため
に、基盤ブロックの頂面は研磨しないで、そのクラッド
の１部を除去するために研磨する。光信号を、光ファイ
バーの１端部から入力し、結合領域で光信号の損失を測
定する。必要とする損失値が得られるまで、研磨作業と
モニターとを繰り返し行う。カプラーを稼働中の光通信
システムの追加することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明の分野は、光通信シス
テム、特に、一時的フィールド・カプラーの作成方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一時的なフィールドの結合は、例えば、
二つの単一モードの光ファイバーが相互に平行に置か
れ、光ファイバーのコアの間の距離が、二つのガイドの
一時的なフィールドが重なり合うまで接近した時に起こ
る。一方の光ファイバー上の基本的モードは、隣接する
光ファイバーの基本的モードと相互に作用し、二つの光
ファイバーのコアの間で電力の結合が起こる。結合の強
さは、光ファイバーのコア間の距離、一時的なフィール
ドのクラッドへの浸透の程度、および結合領域の長さに
よってによって決まる。

【０００３】図１は、従来の一時的フィールド・カプラ
ー（ＥＦＣ）の断面図である。二本の光ファイバー１０
２および１０４は、それぞれのコア１１０および１１２
が相互に上記の結合を起こすように接近した状態で、そ
れぞれ基盤ブロック１０６および１０８内に装着されて
いる。各光ファイバー／基盤ブロックは、カプラーの
「ハーフ」と呼ばれる。

【０００４】図１および２に二つの通常のＥＦＣを示
す。図１は、横方向に切り替えたカプラー１００の断面
図を示す。この技術によると、結合のオンおよびオフ
は、光ファイバーのコアを横方向に分離することにより
行われる。図２は、垂直方向に切り替えたカプラー２０
０の断面図である。この技術によると、結合のオンおよ
びオフは、光ファイバーのコアを垂直方向に分離するこ
とにより行われる。横方向切り替えＥＦＣおよび垂直方
向切り替えＥＦＣの例については，（１９８２年４月発
行の）ＩＥＥＥ ｏｆ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｎｉｃｓ ＱＥ−１８巻、第４号の７４６−７５１ペ
ージ記載のＭ．ディゴネット等の「同調することができ
る単一モードの光ファイバー・カプラー」、および（１
９８７年４月２３日発行の）Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｌ
ｅｔｔｅｒｓ 第２３巻第９号、４６９−４７１ページ
記載のＨ．バーソー等の「圧電作動瞬間的波動方向カプ
ラーの切り替え特性」を参照されたい。

【０００５】図１に例として示したＥＦＣは、溝つきの
ガラス基盤ブロック、または同じ硬さの材料内に各光フ
ァイバーを接着剤で固定した、典型的な構造のものであ
る。図３は、上記の装着配置の断面図を示す。装着され
た光ファイバー３０２およびその対応する基盤ブロック
（以下「ブロック」と呼ぶ）３０４は、もう一方のカプ
ラーのハーフに対して正しく整合されたときに、必要な
程度の瞬間的結合が行われるように、外側のクラッドを
研磨して必要な量だけ除去している。

【０００６】瞬間的フィールドの結合理論は、周知のも
のである。（１９９４年３月１５日発行の）Ｏｐｔｉｃ
ｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ第１９巻、第６号、３８４−３８６
ページ記載のＡ．ダス等の「単一モード光ファイバーの
カプラー・ハーフの残りのクラッドの厚さの自動的決
定」、ＳＰＩＥ 第１３６５号記載のＡ．ダスおよび
Ｍ．パンディットの「低損失溶融光ファイバー・カプラ
ーの分析およびモデル化」、（１９９０年発行の）７４
−８５ページ記載の「ファイバーオプチック装置の構成
部品」、および（１９８５年８月発行の）Ｊｏｕｒｎａ
ｌ ｏｆ Ｌｉｇｈｔ Ｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ
ｙ第ＬＴ−３巻、第４号、８６４−８６７ページ記載の
Ｏ．レミンガー等の「損失の測定による単一モード光フ
ァイバー・カプラー設計パラメータの決定」を参照され
たい。光ファイバーの研磨深さ、湾曲半径、屈折率、結
合液体接着剤の屈折率、ブロック材料の硬度、光ファイ
バーのコアのインデックス・プロフィール等が、ＥＦＣ
の性能に影響を与えるパラメータである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の製造技
術はいくつかの欠点を持っている。

【０００８】今日まで、カプラーは、オリジナルな設計
に左右されてきている。すなわち、ＥＦＣタイプのカプ
ラーは、作業中現場で光学的通信システムの追加するこ
とはできなかった。新しいＥＦＣのスイッチを追加する
ためには、全サブシステムおよび／または切り替えネッ
トワークの使用を中止しなければならなかった。

【０００９】従来のカプラー／スイッチのもう一つの欠
点は、その性能にあった。切り替え動作の信頼性が低
く、結合速度を維持するには、頻繁な調整が必要であ
り、光ファイバーのタイプを綿密に整合しなければなら
なかった。さらに、横方向に切り替えるカプラーの場
合、横方向の移動の際にできる擦り傷のため、静的疲労
により故障が起き、そのためカプラーの寿命が短くなる
恐れがある。製造時の大きい光学的損失も、従来のＥＦ
Ｃ装置のさらにもう一つの欠点である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、低損失設計の
一時的フィールド・カプラーの製造方法に関する。

【００１１】本発明によるＥＦＣの製造方法は、光ファ
イバーの研磨に要する時間を大幅に削減する。新しい溝
の形状およびカプラー・ハーフ内での光ファイバーの組
立てに関する新しい装着技術により、各光ファイバーの
結合部分を、その対応する基盤ブロックの頂面上に配置
することができるようになり、先行技術の研磨技術のよ
うに基盤ブロックを同時に磨くことなく、研磨のために
光ファイバーを露出することができる。さらに、研磨作
業中に、光信号の損失をモニターすることができるの
で、研磨深さを非常に正確にすることができる。

【００１２】この製造方法により、本発明のＥＦＣは、
カプラー・ハーフを分離することにより、非常に多くの
回数正確にオン／オフ動作を行うことができる。本発明
によれば、１０ミリ秒（一回の切り替え動作のミリ秒で
表した時間）まで切り替え速度を上げることができる。
さらに、本発明によれば、先行技術ではできなかった
「整合しない」光ファイバーを結合し、切り替えること
ができる。

【００１３】本発明によるＥＦＣは、光通信システムが
作動している間に、作成することができる。このよう
に、光学的システムが作動中に作成できるので、現存の
光ファイバーにカプラー／スイッチを追加する際、ネッ
トワークに新しい光ファイバーを追加する際、または現
存のカプラー／スイッチを交換する際に、システムの作
動を停止する必要がなくなる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の望ましい実施例を以下に
詳細に説明する。特定のステップ、構成および配置につ
いて説明するが、これは例示的なものに過ぎないことを
理解してほしい。当業者は、本発明の精神および範囲か
ら逸脱しないで、他のステップ、構成および配置を使用
することができることを理解できるだろう。

【００１５】用語 本節では、本発明の説明を容易にするために、明細書お
よび特許請求の範囲で使用されるいくつかの用語につい
て説明する。

【００１６】「光ファイバー」という言葉は、当業界に
おいては、通常はファイバーオプチック光ガイドまたは
単にファイバーと呼ばれている。光ファイバーには大き
く二つの分類される。すなわち、単一モードファイバー
および多重モードファイバーである。本発明は、市場で
入手できるファイバー、または下記の特定のファイバ
ー、すなわち、コーニング社のＤＳ（転移分散）または
ＭＣ（整合クラッド）ファイバー、ＡＴ＆Ｔ ＤＳまた
はＤＣ（圧着クラッド）ファイバー、および住友のＳＣ
（シリカ・コア）を重点的に説明する。本発明によれ
ば、先行技術ではできなかった「整合しない」仕様の光
ファイバーを結合し、切り替えることができる。（すな
わち、コーニング社のＤＳファイバーとＡＴ＆ＴのＤＣ
ファイバーとの結合ができる。）

【００１７】「基盤ブロック」または単に「ブロック」
という言葉は、本説明中にあちこちで使用されるが、こ
れはＥＦＣカプラーの二つのハーフのどちらかを指す。
各ブロックは、光ファイバーを支持するのに使用され
る。ブロックは、通常、シリカまたはクオーツとも呼ば
れる二酸化シリコンから作られる。当業者には、類似の
硬度を持つ他の材料も代わりに使用できることは明白で
あろう。

【００１８】「光通信システム」という言葉は、一般に
システムと呼ばれる。当業者には同様に明かであると思
われるが、システムは、一つまたはそれ以上の光ファイ
バー・スイッチおよび／または上記スイッチまたは類似
物のネットワークを含むことができる。

【００１９】「垂直方向の位置決め」および「横方向の
位置決め」という言葉も本説明中に使用されている。
「垂直方向の位置決め」という言葉は、研磨した係合す
るブロック面に垂直なカプラーの二つのハーフの相対的
変位の間の並進変位によるオン／オフ切り替えを示すた
めに一番よく使われている。「横方向の位置決め」とい
う言葉は、光ファイバーの全長に垂直な軸に対するカプ
ラー・ハーフの並進運動または回転運動による光ファイ
バーの結合の（結合速度）の調整を意味する。

【００２０】その他の用語については、本発明の以下の
記述の中で説明する。

【００２１】ＥＦＣカプラー・ハーフおよび融通性のあ
る装着装置 本発明の望ましい実施例を図を参照しながら説明する。
図の中で、参照数字は同一または機能的に類似の素子を
示す。また、図中においては、各参照番号の一番左の数
字は、参照番号が最初に使用された図に対応している。

【００２２】図４は、本発明による一時的なフィールド
・カプラー（ＥＦＣ）の一方のハーフである溝つき基盤
ブロック４０２の断面図である。ブロック４０２は、そ
の中に光ファイバー４０６が設置されている溝４０４を
持っている。溝４０６の深さは浅いが、、予め定めた量
のファイバー４０６が、ブロック４０２の頂面４０８の
上を通って延びることができるような深さであること。

【００２３】このような方法でファイバーを設置すれ
ば、以下に詳細に説明するように、本発明による研磨工
程を短い時間で行うことができる。溝の特有の形状につ
いては、時６Ａから６Ｅを参照しながら、以下に説明す
る。

【００２４】図４に示すカプラー・ハーフに類似してい
る二つのカプラー・ハーフは、以下に説明するように、
図５に示すＥＦＣ５００を形成するための研磨作業を受
けるばかりになっている。すなわち、図５は本発明によ
るＥＦＣ５００の略図である。

【００２５】本発明の構造および方法は、作動中の通信
システムにＥＦＣを追加することができるという優れた
利点を持っている。従って、新しいファイバーをシステ
ムに結合することができるし、新しいスイッチを追加す
ることができるし、スイッチを交換することもできる。
本発明の主な利点は、本発明によるＥＦＣの設置中にシ
ステムを停止する必要がないことである。

【００２６】ＥＦＣは、二本の光ファイバー５０２およ
び５０４を結合し、切り替えるのに使用される。本実施
例においては、光ファイバー５０４は、作動中の光通信
システムの一部である。光ファイバー５０４は、同様に
システムの一部であったもいいし、またはシステムに追
加する新しいファイバーであってもいい。当業者にとっ
て明らかなように、本発明のＥＦＣは、作動中の光シス
テム内に組み入れることができるばかりでなく、新しい
システム内に設置することもできるし、または単に光通
信システムとは別の種々の異なる構成内で二本のファイ
バーと一緒に使用することもできる。

【００２７】ＥＦＣ５００は、二つのカプラー・ハーフ
５０８および５１０を支持するためのハウジング構造体
５０６からなる。両方のカプラー・ハーフ５０８および
５１０は、シリカで作られた基盤ブロックである。本実
施例においては、ブロック５０８は、ファイバー５０２
を支持している溝（図示していない）を持ち、ブロック
５１０は第２のファイバー５０４を支持している溝（図
示していない）を持っている。

【００２８】本発明のＥＦＣ５００は、ブロック５０８
および５１０を垂直方向に分離することによって、二本
のファイバー５０２および５０４の間での光信号のオン
／オフの切り替えを行う。垂直方向の分離を行う装置全
体を数字５１２で示す。本発明の望ましい実施例におい
ては、垂直方向位置決め装置５１２は、（コネチカット
州ストラットフォード所在のＯＲＩＥＬ社製のＤＣエン
コーダ・マイク（登録商標）精密位置決め制御装置、型
式番号１８０９３のような）直線アクチュエータを持っ
ている。圧電スタックのようなその他の装置も同様に使
用することができる。

【００２９】ＥＦＣ５００はまた、ファイバー５０２お
よび５０４との間の結合速度を調整するための横方向位
置決め装置５１４からなる。直線位置決め装置５１４も
また、上記のように、直線アクチュエータを持つことが
できる。しかし、垂直方向位置決め装置５１２および横
方向位置決め装置５１４は、同じタイプの直線アクチュ
エータを持つ必要はない。

【００３０】ＥＦＣ５００はまた、構造支持装置５１６
からなる。構造支持装置５１６は、一般用に理想化され
ている。当業者は、多くの異なる構造支持体構成をはっ
きりと頭に思い浮かべることができるだろう。図面を簡
単にするために、位置決め装置５１２および５１４用の
支持構造体は図に示していない。

【００３１】ＥＦＣ５００はまた、ハウジング５０６に
ブロック５０８を弾力的に固定するための融通性のある
装着装置５１８からなる。融通性のある装着装置５１８
は、厚さ約１００−５００ミクロンで、カプラー５００
のオン／オフ切り替え動作中にブロック５１０および５
０８の間で角度に関して自己整合ができるように、（そ
して、ブロック５０８が少し垂直方向に変位できるよう
に）圧縮することができるようになっている。それ故、
融通性のある装着装置５１８は、研磨した面の平面にお
いては非常に硬いが、研磨した面に垂直な方向ではある
程度の回転および変位を行うことができる、小型のショ
ックアブソーバであると見なすことができる。その結
果、「完全な」整合を何回でも行うことができる。先行
技術のように、ハウジング５０６に対してブロック５０
８を動けないように固定するのは好ましいことではな
い。このように、融通性のある装着装置５１８には可塑
的変形を加えてはいけないし、硬質のものであってもな
らない。融通性のある装着装置５１８は、切り替え時の
力、環境の影響等によりブロックの整合ずれを防止し、
それにより結合速度に望ましくない変化が生ずるのを防
止するためにも重要である。その結果、融通性のある装
着装置５１８は、ファイバー５０２および５０４の間に
望ましい結合速度を維持しながら、多くの切り替え動作
の間、カプラーのスムーズなオン／オフ切り替えを容易
にしている。

【００３２】本発明の望ましい実施例によれば、融通性
のある装着装置５１８は、ミネソタ州、セント・ポール
所在の３Ｍ社製のカタログ番号１３７のスコッチ・ダブ
ル・スチック・テープのような両面接着テープからなっ
ている。類似の弾性接着特性を持つ他の材料も使用する
ことができる。

【００３３】ブロックの溝 本発明のもう一つの重要な点は、それぞれのブロック５
０８および５１０で、ファイバー５０２および５０４を
正しく研磨し、整合することである。各ブロック５０８
および５１０は、ファイバーが効率的な方法で研磨でき
るように正しく機械加工しなければならない。図６Ａか
ら６Ｅに、本発明によるカプラー・ハーフ６００の例を
示す。図５のブロック５０８および５１０は、ブロック
６００のようなブロックを使用するように作られてい
る。

【００３４】ブロック６００は、全長約２０ｍｍ，幅約
３ｍｍ，高さ約２ｍｍの二酸化シリコン（例えば、シリ
カまたはクォ−ツ）からなる。図６Ａは、ブロック６０
０の斜視図である。図６Ｂは、ブロック６００の頂面図
である。図６Ｃは、図６Ｂの線ＣＣ沿いに切断したブロ
ック６００の横断面側面図である。図６Ｄは、ブロック
６００の端面図である。図６Ｅにブロック６００の端部
にある溝６０２の拡張図６０４を示す。

【００３５】溝６０２は、ブロック６００の中央部分に
浅く形成されていて、ファイバーのクラッドをブロック
の頂部の表面上に設置できるようになっている。既に説
明したように、これによりファイバーの研磨を正確にま
た迅速に行うことがより容易にできるようになった。標
準ファイバーの直径が０．１２５ｍｍであるとすると、
ブロックの中央部の溝６０２の望ましい深さ（ｄ１）
は、約０．０７０ｍｍである。溝６０２の深さはブロッ
クの各端部に近づくに従って深くなっている。

【００３６】図６Ｂおよび図６Ｃは溝６０２の深さの輪
郭を示す。溝の中央部の深さ１２ｍｍ（断面６０６参
照）は、図６ＣにＲ１で示す最初の約１００．０００ｍ
ｍの第１の曲率半径になる。溝の両端部にある断面６０
８の深さは、中央部の断面６０６より深い。端部の断面
６０８は、９９．８２５ｍｍの曲率半径Ｒ２を持つ。曲
率半径Ｒ２に基づき、ブロック６００の各端部の深さ
（ｄ２）は約１ｍｍである。図６Ｅに示すように、部位
６０６の曲率半径（ｒｌ）は０．０８０ｍｍである。断
面６０８の溝６０２の縦断面図（ｒ２）の曲率半径は
０．２５０ｍｍである。このように、部位６０６の溝６
０２の幅は、約０．１６０ｍｍであり、部位６０８の幅
は約０．５ｍｍである。

【００３７】以下に説明するように、ブロック６００に
ファイバーを設置し、接着する前に、約１３−１５ｍｍ
の長さにわたってファイバー・コーティングを剥きとら
なければならない。溝６０２の断面６０６は、ファイバ
ーの露出部分を収容し、部位６０８は、剥きとられてい
ない部分を収容する。いったん、ファイバーば正しい位
置に接着されると、この溝の縦断面により溝の端部は安
定し、ファイバーの切断を防止する。

【００３８】当業者には、ブロック６００の溝６０２に
整合させるための種々の方法は明かであろうと思われ
る。上記の種々の寸法は、例示的なもので、これに制限
されるものではない。

【００３９】図７は、本発明による一対の研磨し、接合
した光ファイバーの間の一時的な接合部分の理想的な断
面図である。図の下の部分に、ファイバー５０２および
ブロック５０８を含むシステム・ファイバーの半分を示
し、図の上の部分に、ブロック５１０およびファイバー
５０４からなる第２のカプラー・ハーフを示す。また、
図７は、屈折率＝１．４５２の結合液７０２を示す。図
中にファイバー５０２のコアに入る光信号７０４を示
す。ファイバー５０２および５０４の間の一時的な結合
により、光信号７０４の一部は、図に示すように、ファ
イバー７０６および７０８のそれぞれから出ていく。コ
ア間距離０および（紙の面に対して垂直な）横方向の変
位が、結合速度に影響を与える主要なパラメータであ
る。

【００４０】図８は、縦軸に（ｄＢ単位で測定した）誘
発損失、横軸に（二つのコア間の距離である）加えられ
た力を示す。ｄＢ単位の損失は正規化されていて、０は
システム・ファイバーからの損失がまったくない場合を
表し、１は最大損失を表す（これにより効率的で、低損
失の設計ができる。）。

【００４１】図９は、横方向の変位調整の理論的グラフ
を示す。縦軸に正規化した結合電力比を、横軸にファイ
バー・コアの（ミクロン単位による）横方向への変位を
示す。実線９０２は、システム・ファイバー内の信号の
電力を表し、曲線９０４は、第２のファイバーに接続さ
れた信号の電力を表す。１０％結合の動作点の例を総合
的に９０６で示すが、これは、例えば、約１１ミクロン
の横方向への変位に対応する。

【００４２】研磨および組立て 本発明による光ファイバーの研磨およびＥＦＣカプラー
の組立てについて、図１０−１５を参照しながら説明す
る。図１０に、研磨および組立て作業の代表的ハイレベ
ル・ブロック・ダイヤグラムを示す。最初に、ステップ
１００２に示すように、図６Ａ−６Ｅについての上記説
明に従って溝つきブロックを作成する。適当なファイバ
ーを選択し、ステップ１００４に示すように、従来の方
法によりコーティングを除去する。（コーティング除去
には、従来の酸洗いタンクを使用することができる。）
既に説明したように、結合部分を形成するためにファイ
バーから、長さ約１３−１５ｍｍの部分がはぎ取られる
（結合「部分」が研磨される。）はぎ取られたファイバ
ーは溝の中に設置される（ステップ１００６参照）。フ
ァイバの剥いだ部分は溝６０２の中央部分に自ら整合す
る。ファイバーが正しい場所に設置される（ステップ１
００８参照）。

【００４３】接続ファイバーつきのブロックは、研磨装
置に装着される（ステップ１０１０参照）。装着ファイ
バーの従来の研磨方法とは違って、ステップ１０１２お
よび１０１４に示すように、装着ファイバーのクラッド
だけが最初と最後のクラッド研磨の際に、除去される。
これにより、研磨ステップが迅速に行われ、研磨したフ
ァイバーを遥かに容易に検査することができる。

【００４４】二つのカプラー・ハーフの組立ては、ステ
ップ１０１６で開始される。両方のカプラー・ハーフ
は、（別々に）設置され、ｘおよびｙ方向並びに回転方
向で大体の整合が行われる。屈折率整合液は、ステップ
１０２０でのカプラーの最終整合および調整を行う前
に、ステップ１０１８で注入される。

【００４５】ステップ１００６、１００８、１０１０、
１０１２、１０１４および１０２０の詳細については、
図１１−１６にそれぞれ示す。

【００４６】図１１に示すように、ステップ１００６
は、四つのステップ、１１０２、１１０４、１１０６お
よび１１０８からなる。ステップ１１０２においては、
ファイバーは固定装置内に設置され、ブロック上で横方
向の整合が行われる。ファイバーの剥きとった部分は、
ステップ１１０４に示すように、ブロック上で軸方向に
関して中心の置かなければならない。ステップ１００６
に示すように、ブロックの一方の側面とファイバーを一
時的に固定し、予め定めた張力をファイバーのもう一方
の端部に加える。それから、ステップ１１０８に全体的
に示すように、精密位置決め装置を使って、傾斜が約４
度になるまで持ち上げる。ファイバーの固定を開始する
ことができる。

【００４７】ステップ１００８において、ブロック内の
ファイバーにエポキシ樹脂が塗布される（ステップ１２
０２参照）。その後、エポキシ樹脂を１５０℃で約１／
１５分間または硬化が完了するまで硬化する。それか
ら、ブロックおよびファイバーを冷却させる（ステップ
１２０８参照）。

【００４８】望ましい実施例においては、エポキシ樹脂
は、（テキサス州ヒューストン所在のシェル化学製のエ
ポン（登録商標）８２８のような）ジグリシジルエーテ
ルビスフェノール−Ａおよびマサチュセッツ州ニューベ
リーポート所在のポリオーガニック社製のＣｕｒａｍｉ
ｄのような）２−エチル−４−メチル−イミダゾールを
ベースにする硬化剤を、樹脂１００部に対して硬化剤１
０の比率で混合したものである。市場で入手できる相当
するエポキシ樹脂としては、ニュージャージー州イース
ト・ハノーバー所在のジメット社製のエポキシＦ−７０
１がある。硬化する前の強度、粘土および硬度が同じ他
のエポキシ樹脂を代わりに使用することもできる。

【００４９】ステップ１０１０について再び説明する
と、ファイバーおよびブロックは（ステップ１３０２に
示すような）イリノイ州レークブラッフ所在のビューラ
社製の研磨装置６９−３００型のような円盤研磨装置の
研磨アームの取りつけられる。ステップ１３０４に示す
ように、研磨装置のアームは低速にセットされ、弱い力
が加えられる。ステップ１３０６に示すように、過度の
研磨を防止するために、基盤ブロックが研磨ホイールに
当たる場所を丁度通過する際に、マークされるように、
停止位置を調整する。

【００５０】図１４に、粗研磨ステップ１０１２をさら
に詳細に示す。粗研磨作業の最初の手順は、ステップ１
４０２に示すように、研磨ホイールに粗さ９ミクロンの
研磨ディスクを取り付けることである。最初の予め定め
た時間内における研磨は、ステップ１４０４に示すよう
に、研磨ホイールを水で頻繁に潤滑／すすぎを行いなが
ら行われる。この研磨作業は、判断ブロック１４０６に
示すように、ブロックの表面のエポキシ樹脂が薄い膜状
になるまで反復して行われる。次に、ステップ１４０８
に示すように、３ミクロンの粗さの研磨ディスクが、研
磨ホイールに取り付けられる。ステップ１４１０に示す
ように、水で頻繁に潤滑／すすぎを行いながら、２回目
の予め定めた時間の間研磨作業を行う。その後、研磨作
業を停止し（ステップ１４１２）、エポキシ／ファイバ
ーの表面を注意深い検査する（ステップ１４１４参
照）。この研磨作業および検査は、判断ブロック１４１
６に示すように、（ファイバーの研磨した面によって形
成された）楕円の長さが、４−５ｍｍになるまで反復し
て行われる。

【００５１】図１５に、精密研磨ステップ１０１４をよ
り詳細に示す。精密研磨作業の最初の手順は、ステップ
１５０２に示すように、研磨ホイールに粗さ１ミクロン
の研磨ディスクを取り付け、ブロックを研磨アームに再
度取り付けることである。ステップ１５０４および１５
０６に示すように、楕円の長さが約６−６．５ｍｍ、幅
が約１２０ミクロンになるまで、水を使用しての研磨作
業を反復して行う。ステップ１５０８および１５１０に
示すように、研磨ホイールの研磨ディスクを０．３ミク
ロンの粗さのものに交換して、研磨作業を続ける。ステ
ップ１５１２に示すように、システム・ファイバーの損
失を平面ウインドおよび液体薄膜で測定することができ
るように、研磨作業を再び停止する。判断ブロック１５
１４に示すように、必要とする損失が得られるまで、上
記の研磨作業および損失のモニター作業を継続して行
う。

【００５２】図１７は、研磨工程のグラフを示す。誘発
損失は縦軸に、外部媒体反射係数は横軸に表示されてい
る。研磨および動作方法は、カプラー・ハーフの誘発損
失が零であるグラフの遠い左の領域に表示されている。
研磨液は、反射係数がｎ＝１．３３であるものを選び、
結合液としては、反射係数がｎ＝１．４５２であるもの
を選んだ。研磨深さの決定は、最終的に必要な研磨深さ
に対する誘発損失が０．５ｄＢ以下であり、次第に零に
近づけることができるグラフの遥か右の領域に表示され
ている。

【００５３】損失のモニターは、（１７０８のところに
略図が示されている）係数整合液を含むセレン化亜鉛
（ＺｎＳｅ）からなる（数字１７０６のところに、略図
が示されている）平面ウインドを使用して行った。平面
ガイドの屈折率は、ｎ＝２．４８である。矢印１７０２
は、曲線１７０４に対して次第に増大する研磨深さを表
す。

【００５４】図１８は、研磨および終了点の決定方法を
示す。誘発損失は縦軸に、研磨深さは横軸に表示されて
いる。誘発損失（ＩＬ）はｄＢ単位で測定され、コアか
らの研磨距離はミクロンで測定する。曲線１８０２は、
研磨深さが増大するにつれて、誘発損失が次第に増大
し、ＩＬがほぼ０．５ｄＢになったとき、研磨作業が終
了したことを示している。適当な研磨深さが得られる
（１８０４）。係数整合液を含む平面ウインドの略図を
１８０６に示す。

【００５５】研磨深さモニター技術は、必要とする研磨
深さを達成する比較的迅速な方法である。この方法の精
度は、研磨楕円の寸法を単に物理的に測定する方法と比
較すると遥かに優れている。

【００５６】カプラーの最終組立てに戻って再び説明す
ると、図１６は、最終整合調整ステップ１０２０をさら
に詳細に示す。二つのブロックの頂部の縁部は、総合的
にステップ１６０２に示すように、（ニューポート・ク
リンガー ＢＧ５０ ゴニオメトリック・クレードルの
ような）ゴニオメータと顕微鏡を使用して、各端部にお
いてギャップが等しくなるように整合する。二つのブロ
ックの前縁部は、ステップ１６０４に示すように、第２
のゴニオメータを使用して、ギャップの幅が等しくなる
ように整合する。ブロックの間のギャップは、例えば、
ステップ１６０６に示すように、直線アクチュエータを
使用して、隙間が零になるように閉じる。エンコーダ精
密位置決め制御装置の場合には、この段階で、そのディ
スプレイを零にリセットする。ブロックの間のギャップ
を、ステップ１６０８に示すように、数滴の係数整合液
を注入するために、若干開く。その後、ギャップを閉
じ、ステップ１６１０に示すように、ブロックに軽く圧
力を加える。その後、ステップ１６１２に示すように、
低損失であることを証明するためにそれぞれのファイバ
ーの出力を測定することができる。この測定技術は、当
業者には自明な方法であろう。

【００５７】横方向調整の最終手順は、ステップ１６１
４に示すように、ギャップが約２０ミクロンになるよう
に少し開くことである。若干の横方向の変位調整（約２
ミクロン）を、ステップ１６１６に示すように、Ｚエン
コーダー精密位置決め制御装置を使用して行う。その
後、ギャップを閉じ、ステップ１６１８に示すように、
ブロックに軽く圧力を加える。判断ブロック１６２０に
示すように、ファイバー間に必要とする損失率が得られ
るまで、ステップ１６１４、１６１６および１６１８を
繰り返して行う。これで、ステップ１６２２に示すよう
に、組立作業の完了である。

【００５８】今まで、本発明の種々の実施例を説明して
きたが、これら実施例は例示的なもので、それに限定さ
れるものでないことを理解されたい。当業者にとって
は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、形
式および詳細な点において種々の変更を行えることは自
明のことであろう。すなわち、本発明は、上記の説明の
ための実施例のいずれによっても制限されるものではな
く、下記の特許請求範囲およびそれに相当する記述によ
ってのみ定義されるものである。本発明の明細書の中で
引用したすべての特許文書および刊行物は参考のために
記載したものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】横方向切り替え技術による一時的フィールド・
カプラー（ＥＦＣ）を示す。

【図２】垂直方向の切り替え技術を使用したＥＦＣを示
す。

【図３】基盤ブロック内に設置された光ファイバーの断
面図を示す。

【図４】本発明による基盤ブロック内に設置された光フ
ァイバーの断面図である。

【図５】本発明による融通性のある装着装置を持つＥＦ
Ｃを示す。

【図６Ａ】本発明による溝つき基盤ブロックの斜視図で
ある。

【図６Ｂ】図６Ａの溝つき基盤ブロックの平面図であ
る。

【図６Ｃ】図６Ａの溝つき基盤ブロックび側面の断面図
である。

【図６Ｄ】図６Ａの溝つき基盤ブロックの端面図であ
る。

【図６Ｅ】図６Ｄの溝の分解図である。

【図７】本発明によるＥＦＣのカプラー・ハーフとシス
テム光ファイバーハーフとの間にある一時的な結合部の
理想的な断面図である。

【図８】本発明のカプラーの誘発損失と加えられた力と
の間の実験的結果を示すグラフである。

【図９】本発明による横方向の変位調整の理論的グラフ
である。

【図１０】本発明によるＥＦＣの作成方法のフローチャ
ートである。

【図１１】本発明によるＥＦＣの作成方法のフローチャ
ートである。

【図１２】本発明によるＥＦＣの作成方法のフローチャ
ートである。

【図１３】本発明によるＥＦＣの作成方法のフローチャ
ートである。

【図１４】本発明によるＥＦＣの作成方法のフローチャ
ートである。

【図１５】本発明によるＥＦＣの作成方法のフローチャ
ートである。

【図１６】本発明によるＥＦＣの作成方法のフローチャ
ートである。

【図１７】本発明によるＥＦＣの研磨工程の理論的グラ
フと説明である。

【図１８】本発明による研磨端部の決定の理論的グラフ
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ドナルド ダブリュ． ダーリンガー アメリカ合衆国 07028 ニュージャーシ ィ，グレン リッジ，ハウゾーン アヴェ ニュー 153 (72)発明者 ジョン ダブリュ． イングルバース アメリカ合衆国 07834 ニュージャーシ ィ，デンヴィル，ディッカーソン ロード 35 (72)発明者 アーサー イー． ニーヴス アメリカ合衆国 07960 ニュージャーシ ィ，モリスタウン，ピットニー プレイス 410

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一時的フィールド・カプラーの光ファイ
   バー作成方法であって、 ａ. 基盤ブロックの頂面に沿ってコーティングをはぎ取
   ったファイバーの直径より浅い溝を形成するステップ
   と、 ｂ. 上記溝の中の中央部分にコーティングがはぎ取られ
   ている光ファイバーを設置するステップと、 ｃ. 上記溝の中に上記光ファイバーを接着剤で固定する
   ステップと、 ｄ. 上記基盤ブロックの上記頂面を研磨しないで、結合
   領域を形成するためにそのクラッドの１部を除去するス
   テップと, ｅ. 上記光ファイバーの１端部に光信号を入力するステ
   ップと、 ｆ. 上記の結合領域で、上記光信号の損失をモニターす
   るステップと、 ｇ. 必要とする損失値が得られるまでステップｄからス
   テップｆまでを反復して行うステップとを含む方法。
2. 【請求項２】 上記のモニターステップが、上記結合領
   域に係数整合液を注入し、上記損失をモニターするため
   の平面ウインドを使用するステップを含む請求項１に記
   載の方法。
3. 【請求項３】 上記のモニター・ステップがセレン化亜
   鉛平面ウインドを使用するステップを含む請求項２に記
   載の方法。
4. 【請求項４】 上記の接着ステップが、ジグリシヂルエ
   ーテル ビスフェノール−Ａ樹脂からなるエポキシ樹脂
   および２ーエチルー４ーメチル イミダゾールからなる
   硬化剤を塗布するステップを含む請求項１に記載の方
   法。
5. 【請求項５】 上記樹脂と上記硬化剤とを１００部対１
   ０部の比率で混合するステップをさらに含む請求項４に
   記載の方法。
6. 【請求項６】 上記のエポキシ樹脂を室温より高い温度
   で硬化させるステップをさらに含む請求項４に記載の方
   法。
7. 【請求項７】 ステップａからｇを、上記光ファイバー
   からなる光通信システムの稼働中に行う請求項１に記載
   の方法。