JPS5997832A - 光フアイバ研磨装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、光ファイバを研磨する研磨装置に。

係り％に、高精度に研磨し、また良否判定ので。

きる光フアイバ研磨装置に係る。

〔従来技術〕　　　　　　　　　　　　　　　　１、光
ファイバは径が細いためたわみ剛性が低い。

このような弾性体を高精度に研磨するには、従来該ファ
イバを剛性のある金属等のパイプに挿入固定し、パイプ
ごと研磨加工していたため、加工時間が長く、面精度も
得られにくかった。

また加工形状の判定にはファイバ一端に照明゛装置を備
え、第５図に示すように明るく見える・コア１−１の外
周線６から、研磨して得られた・境界線２までの距離ｇ
、ｆを測定して、該境界・線のコア中心からのずれ量（
例えば許容値±２−μｍ）を測定し、合否判定をしてい
たため時変がかかるとともに、コア外周線６がファイバ
製法・上の問題により必ずしもコントラスト良く明瞭に
見えないものについては、上記合否判定が難しいという
問題があった。　　　　　　　　　１゜〔発明の目的〕 本発明の目的は、たわみ剛性の低い光ファイ。

バを高精度にかつ迅速に研磨加工する光ファイ。

バ研磨装置に関する。

〔発明の概要〕１− ファイバはたわみ剛性が小さいために十分な。

研磨力が得られない。そこでファイバ先端の被。

覆除去部長さによりたわみ剛性を調整可能とし。

また砥石に対するファイバの傾き角（仰角）と、ファイ
バ切込み量（たわみ角度）により研磨力を調整可能とす
る。

またスキュー光がメリデイオナル光よりコア。

イバ受光角度が大きい性質を利用して、メリア。

イカナル光の最大受光角度θＭより大きな入射角。

度を有する照明装置と、θＭより大きな出射角度。

を有する観察装置とを具備し、コアイノくコア中。

心部に微小径暗部を観察可能として、この暗部と加工形
状境界線の一致有無により、迅速に加工形状の合否判定
を行なう。

〔発明の実施例）　　　　　　　　　　　　　　　Ｉｎ
第１図に本発明のファイバ研磨装置概略を示。

す。ファイバ１は第２図に示すように、光透過。

部であるコア１−１とコアより屈折率の小さい。

クラッド１−２とよりなり、この外周が被覆部。

１−６によりおおわれている。コアイノくを研磨工具（
砥石等）１０により加工するのに、第１図に示すように
、砥石１０と一定角度（仰角）φをなすホルダ５にファ
イバ上の被覆部１−３を固定し・、ファイバ先端部は第
２図に示すように所定長さｌだけ被覆部が除去されクラ
ッド１−２０ が露出するようにする。ホルダ５はクランプ戸により切
込みテーブル８に固定され、リミット・スイッチ９によ
りテーブル８の切込み量が与え。

られ、ファイバ先端１−２はその時のたわみ角・に対応
した研磨力で研磨される。

ホルダと砥石のなす角度φを大きくすればフ。

アイバの研磨圧力は大きくなる。従って荒研磨。

ではφを大きくして研磨能率を上げることがで。

き、仕上研磨ではファイバ研磨面にチッピング。

が生じないよう角度−を小さくし研磨圧を小さ１゜くし
て加工することができる。グラスファイバ。

の加工形状は例えば第６図に示すように先端を。

所定角度βで屋根形に形成するものであるが、。

上記角度φと切込み量（ファイバが砥石面に接。

っしてからのファイバたわみ量）の調整により、５所定
仕上り角度βを得ることができる。

ファイバ先端を角度βで尾根形に形成する目的は、受光
角度α１を、第２図の先端が平坦な場合の受光角度α０
より大きくして光伝達効率を高めるためである。この第
３図の加工においては屋根の稜ａ（境界線）２が第５図
に示すように・コア１−１の中心にきている必要があり
５例え・ばコア径１０μｍの場合は、この中心からのず
れ・量許容値は±１〜２μｍ以下である。従来はコア・
の外周線５からの境界線２の距離ｅ、ｆを測定）してい
たため、測定に時間がかかるという問題・があったがま
たコア１−１．クラッド１−２と・もに主成分はＳ　ｉ
０２で光学的特性が類似している・ため、コア外周線３
は他端から光を入射させた。

場合でも必ずしもコントラスト良く明瞭には見１゜えず
ぼやけているため、測定精度が十分に得ら。

れなかった〇 本発明ではこの測定精度を向上させ、測定時。

度を短縮させるために、第４図に示す方法を用。

いる。ファイバ入射光をメリデイオナル（子午。

線）光とスキュー光とにわけて考えると、メリ。

ディカナル光に対する最大受光角度θＭはｎ　ｓｔ、ｎ
　ｆｌｙ　＝　８＝　７７　イハ（７）　開口数・・・
（１，）として与えられる。但し、ｎはファイバの置か
。

れている外界屈折率（空気ではｎ　＝　１　）　、　ｎ
Ｏは０ コアの屈折率、ｎ、はクラッドの屈折率である。・一方
スキーー光に対する受光角度θは ５１ｎ″００″≦ｎ　”ｏ’　　”、’　＝　７７４　
ハノ開口数−・（２１’で与えられる。但しｒは第７図
に示すようにス。

＊−−Ｊ、Ａ　Ｂのファイバ断面への投影ＡＦとＡ′点
からの法線Δ（〕との成す角度である。（２）式で。

ｃｏｔ　ｒ≦１より、スキー−光に対する受光角度の。

方がメ１）ディオナル光より太きい。

第７図のスキュー光ＡＢと光軸に平行な線Ａ・Ａとの成
す角度をθ０とし、ｔＢＡＯ＝１１１　とすル１ｃ１と
、第７図より ｃｏｐｒａ　＝　ｓｉｎθ０ｃｏｓ　ｒ　　　　−・−
−−−−旧−（３１となる（これは、ＡＤ上の単位ベク
トルＡＣの。

ΔＦ上への投影をＡＤ、ＡＤのＡＵ上・＼の投影。

をΔＥとすると、ｙｔＥはＡ　Ｃ’のＡ　Ｕ上への投影
１゜となることから明らかである。） いま（１）、　（２ｊ式より ｃｏｓ　）−＝　ｓｉｎ　ＩＩＭ／ｓｉｎθ　　　　　
…−旧伺４）。

まりｓｉｎθＣ＝ｎ１／ｎｏ………（５）となるテ、θ
Ｃ（臨界角）を定義する。　　　　２゜例えばｎｏ＝　
１．５　＊　ｎｌ”　Ｌ５の場合を考えると、（５）・
式よりθ。−６０°、また（１）式よりθｕ　：　４，
８’　（但し・ｎ＝１とする）となる。いまθＭ≦θ≦
θＣとな・る角度で、出射面を観測装置１２により第４
図に・示すごとく観察すると、ｒ＜〒の領域には暗部−
１が形成されることになる。（３）式においてω≧（（
Ｊｏ。

とすると、ＩＩＪ　Ｏはスキュー光がコア、クラッド境
。

界面の全反射によって伝わるときの臨界角であ。

す、Ｗ≧町の場合には光が伝わるがＩＵ　（ｍｏでは。

光が伝わらない。従って（５）式よりｒ＜ｒでは光１゜
が伝わらず上述した暗部が形成される。暗部第。

６図４の直径をα０．コア１−１の直径をα１とす。

ると、 Ｑｏ＝　（１１ＳＬｎ　ｒ　　　　　　　−旧＋＋＋・
・（６）。

である。

５ （４）　、　（６）式より暗部直径は観察角度θ（θＭ
≦θ≦θＣ）に伴なって変化することがわかる。

以上の考察により、微小径暗部が形成されるための条件
は。

であるため、一般には平行光ではなく散乱光源・（第４
図１ｌ−１）を必要とする。

（２）観察角度θ≧−θＭとすることが必要なため、入
・射光の入射角度θもまた同様にθ≧θＭとするこ・と
が必要で、一般には第４図１１に示すように凸ｊレンズ
１１−２を用いた集光装置が必要である。・また観察角
度θ≧θＭと十分大きくするためには・、一般には顕微
鏡対物レンズの倍率を上げていけ・ばよい。

このような、第４図の照明−観測系を用いる１゜ことに
より第６図に示すごとくコア１−１を明。

ろく、中心暗部４を暗く観察することができ、。

コア外周線３が明瞭でない場合でも、観察角度。

θを適宜調整することにより、中心暗部４と加。

工された屋根形稜線２との一致、不一致を明瞭１゜に観
察することができ、加工精度の良否判定が迅速かつ容易
に達成できる。（第１図１３が観察用顕微鏡） 本発明では、第１図９のリミットスイッチにより切込み
量を設定したが、リミットスイッチ０ だげでは位置決め精度が十分に得られない場合。

がある。この対策として同図ホルダ５の先端に。

砥石１０と対向して近接センサ（容量式、渦電流。

式、エア式、光学式等）６を設げることができ。

るが、形が大きくなり作業性が悪くなる場合が）ある。

そこで本発明では第８，９図に示すコア・イバ１−２と
砥石１０の光学的接触検出法を考案・した。第８図（ａ
ｌに示すように照明装置１４により・遠方から平行光線
は照射し拡大鏡等の観察装置・１５でモニタすると、ク
ラッド１−２の外側面にＩＵ沿って輝線１６が第８図（
Ａ）のモニタ画像のととぐ観察され、ファイバは砥石に
接触していない状、態では輝線１６の長さはクラッド突
出長さｔｏに等。

しい。一方、ファイバが砥石に接触した第９図。

の状態ではファイバ先端がたわみ、このたわみ。

角はクラッド突出長さｌＯの２乗に比例するため０、フ
ァイバ先端のたわんだ部分で反射された光は。

観察部１５から大きくそれ、この結果第９図（ｂｌの。

モニタ画像で得られる輝線１６の長さ１１はｉｌ＜ｔ。

となる。このことによりファイバと砥石の接陶検出を高
精度に行なうことができ、接触後の切・込み量な正確に
与えることができる。

また照明−観測系は研磨装置本体から十分に・離すこと
ができるため作業性をそこなうことが・ない。

〔発明の効果〕

本発明により、ファイバ先端の研磨角度か−。

定の場合でも、研磨圧を荒研磨、仕上研磨で適。

宜変えることができ、研磨能率を上げることが、できる
と共に、チッピングの生じない研磨圧で、。

仕上げることが可能になり歩留りが向上する。。

また装置構成は簡単なもので経済性が高い。　。

また、ファイバと砥石の接触検出を確実に行。

なうことが可能となり、上記研磨角度を正確に。

出すことが可能となり仕上り形状精度を向上ユきる。

また、ファイバ仕上り形状精度の検査法を簡略化、迅速
化することが可能となり、経済的効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

０ 第１図は、本発明の研磨装置本体を示す概略・図、第２
図は、光ファイバの先端部を示す説明図、第６図は、光
ファイバの先端部の加工形状・を示す説明図、第４図は
、本発明のファイバの・照明−観察装置を示す説明図、
第５図は、従来。 のファイバ端面観察像を示す図、第６図は、本。 発明によるファイバ端面観察像を示す図、第７゜図は、
スキュー光の説明図、第８．９図は、本。 発明による光ファイバと砥石の接触有無検出を。 説明する図であって、第８図（α）は、光ファイバ１゜
と砥石とが接触していない場合を示す図、第８゜図（ｂ
ｔはそのモニタ画像を表わす図、第９図（ａｌは１、光
ファイバと砥石とが接触している場合を示す。 図、第９図（ｂｌはそのモニタ画像を表わす図であ。 る・　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１゜
１・・・ファイバ、１−１・・・コア、１−２・・・ク
ラッド、１−３・・・被覆、２・・・屋根形の境界線、
３・・・コ′ア外周輪郭線、４・・・微小径中心暗部、
５・・・ホルダ、６・・・近接センサ、７・・・クラン
プ、８・・・切込みテーブル、９・・・リミットスイッ
チ、１０・・・０ 研磨工具、１１・・・照明装置、１１−１・・・光源ラ
ンプ°。 １１−２・―・集光レンズ、１２・−・対物レンズ、１
３・・・顕・微鏡、１４・・・照明装置、１５・・・拡
大鏡、１６・・・輝線。・０ ５ 才２図　　　　　　　　才３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　光フアイバ先端部の研磨工程において、フ。 アイバ先端のコアを含んだクラッドの突出し長、）さと
   ファイバ保持具の研磨工具に対する角度膜。 定とファイバが研磨工具に接してからの切込み。 量との調整により、ファイバの研磨力を調整す。 ることを特徴とした光フアイバ研磨装置。 ２、　光ファイバの入射面においてメリディオナｌ。 ル（子午線）光におけるファイバ開口数に対応。 した最大受光角度より十分大きな入射角度で散。 乱光を入射せしめる照明装置と、ファイバの出射面にお
   いて、上記大受光角度より十分大きな角度で観察可能な
   観察装置とを備えることによ５ す、ファイバのコアの中心部に微小径暗部を観察可能と
   し、ファイバ研磨端面を出射面（観察面）として、研磨
   されたファイバ端面の境界線と上記微小径暗部とのずれ
   量を測定することにより、ファイバ加工精度の合否判定
   ケすることを特徴とした元ファイバ研磨装置。 ３　研磨しようとするファイバ先端部を照明す。 る装置を具備し、これに対向した拡大鏡等観察。 装置により、ファイバ側面に沿った輝線を観察。 可能とし、ファイバが研磨工具に接触した時の。 ファイバ先端部のたわみ角変化により、上記輝。 線の長さが変化したことをもってファイバと研。 磨工具の接触位置を検知可能とする切込み機構。 を有することを特徴とした光フアイバ研磨装置、。