JPS60500098A - fiber optic head - Google Patents
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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。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 光フアイバヘッド 技術分野 本発明は光ファイバのためのコネクタの構造及びその製造方法に係る。[Detailed description of the invention] fiber optic head Technical field The present invention relates to a structure of a connector for optical fibers and a method of manufacturing the same.
背景技術 光通信及び測定システムに於ては、二つのガラスファイバの端部間に形成された 間隙を横切って光信号が伝達されることが多い。ガラスファイバの両端部に於け るオフセラＩ、角方向の非整合、表面欠陥などに起因して光信号のロスが生じる ことがあることはよく知られている。光ファイバを保持するためのコネクタ及び これと同様の装置を製造する従来の方法はエポキシ樹脂にて光ファイバを保持す ることである。例えば複数個の光ファイバの端部を保持する装置を製造する場合 には、板に光ファイバを受入れるに適した溝が形成され、その溝に光ファイバが 配置され、板及び１フアイバ上にカバー板が配置され、次いで溝内の光ファイバ を囲繞しそれらを固定的にに保持するようエポキシ樹脂が浸透される。Background technology In optical communication and measurement systems, a Optical signals are often transmitted across gaps. At both ends of the glass fiber Optical signal loss occurs due to offset I, angular misalignment, surface defects, etc. It is well known that this happens. Connectors and connectors for holding optical fibers The traditional method for manufacturing similar devices is to use epoxy resin to hold the optical fibers. Is Rukoto. For example, when manufacturing a device that holds the ends of multiple optical fibers. A groove suitable for receiving an optical fiber is formed in the plate, and the optical fiber is inserted into the groove. a cover plate is placed over the plate and one fiber, then the optical fiber in the groove An epoxy resin is infiltrated to surround and hold them in place.
これと同様の方法が、ファイバ列の間隔及びファイバ端部の品質が非常に重要で ある特殊な光フアイバ装置を製造する場合に使用されている。かかる光フアイバ 装置は光フアイバ列の発信端部と受信端部との間に配置された二進ツー下化され たマルチチャンネル式変調板を含む光学式ポジションセンサである。ポジション センサの構成要素は光フシイバ列のトランスミッタと、該トランスミッタに接続 された光源と、トランスミッタの光フアイバ列に正確に整合しそれぞれ光学式検 出器に連結された同数のチャンネルを有するレシーバと、運動が検出される物品 に連結された可動の変調板とを含んでいる。変調板には複数個の孔が設けられて おり、トランスミッタとレシーバとの間の間隙を経て伝播する光を選択的に遮断 する。かかる光フアイバ装置を形成するためには、各光ファイバの互に対向する 発信端部と受信端部とが光信号の伝達が可能であるよう適正に整合されているこ とが重要であり、また複数個の光ファイバの端部間の間隔が変調板に設けられた 複数個の孔の間隔と正確に対応していることが重要である。A similar method is used where fiber row spacing and fiber end quality are very important. Used in manufacturing certain special fiber optic devices. optical fiber The device is a binary-to-lowered device placed between the transmitting and receiving ends of the fiber optic string. This is an optical position sensor that includes a multi-channel modulation plate. position The sensor components include an optical fiber array transmitter and a connection to the transmitter. The light source is precisely aligned with the optical fiber array of the transmitter, and each is optically inspected. a receiver having the same number of channels connected to an output device and an article whose motion is to be detected; and a movable modulation plate connected to. The modulator plate has multiple holes. selectively blocks light propagating through the gap between the transmitter and receiver do. To form such an optical fiber device, each optical fiber is Ensure that the transmitting and receiving ends are properly aligned to allow transmission of optical signals. It is important that the spacing between the ends of multiple optical fibers is It is important that the spacing between the holes corresponds accurately.
例えば０．１２７ｍｍの直線運動を検出する小型のセンサに於ては、各チャンネ ル間の間隔は０．０２５ｍｍでなければならない。このことを達成するためには 、センサの発信側と受信側に対称なマルチチャンネル（例えば９個のチャンネル ）のファイバ列を形成すべく複数個の光ファイバを正確に整合させ隔置する必要 がある。上述の典型的な方法が採用される場合には、金属コネクタを形成し、こ れを光ファイバの軸線に垂直に切断し、互に対向する切断面を研磨して発信側と 受信側とを形成することが行われていた。For example, in a small sensor that detects linear motion of 0.127 mm, each channel The spacing between the cables must be 0.025mm. To achieve this , symmetrical multi-channel (e.g. 9 channels) on the transmitting and receiving sides of the sensor. ) requires precise alignment and spacing of multiple optical fibers to form a fiber array There is. If the typical method described above is adopted, a metal connector is formed and this The fiber is cut perpendicular to the axis of the optical fiber, and the opposing cut surfaces are polished to form the transmitting side. The receiving side was being formed.
しかし断面Ｕ字形の溝内にて光ファイバの一部が僅かに横方向に変位することに 起因して個々の光フアイバ間の間隔にばらつきが生じることがあった。また光フ ァイバと溝との間の間隔が小さい場合に於ても、溝の一方の側のエポキシ樹脂の 量が他方の側のエポキシ樹脂よりも大きくなることがあった。従ってかかる場合 には光ファイバの間隔は変調板の小孔の間隔には正確に一致しなくなる。更に切 断端部が曝されるエポキシ樹脂の位置に空孔が存在することがあった。このこと 及びエポキシ樹脂の固有の性質に起因するものと思われる現象とにより、光ファ イバの端部には研磨粒子の蓄積及び研磨粒子の集合体が光ファイバの表面を横切 って通過することによるものと思われるひっかき傷が生じたり、空孔の存在又は 研磨作用が存在する状況下に於けるエポキシ樹脂の強度上の限界に起因すると思 われる光ファイバのエツジが僅かに削り取られる現象が生じることがあった。加 工工程を注意深く行っても、優れた光伝達性及び優れた寸法精度を有するコネク タを形成することは非常に困難であった。However, a part of the optical fiber is slightly displaced laterally within the U-shaped groove. This may cause variations in the spacing between individual optical fibers. Also, the light beam Even if the spacing between the fiber and the groove is small, the epoxy resin on one side of the groove Sometimes the amount was greater than the epoxy resin on the other side. Therefore, in such cases In this case, the spacing between the optical fibers does not exactly match the spacing between the small holes in the modulator plate. Cut further Voids were sometimes present in the epoxy resin at positions where the stump was exposed. this thing optical fiber Accumulation of abrasive particles and aggregates of abrasive particles traverse the surface of the optical fiber at the end of the optical fiber. If there are scratches that may be caused by passing through the This is thought to be due to the strength limitations of epoxy resins in the presence of abrasive action. In some cases, the edge of the optical fiber that is being used is slightly scraped off. Canada Connectors with excellent light transmission and excellent dimensional accuracy even when the manufacturing process is carefully performed. It was very difficult to form a ta.
また光フアイバ装置の中には高温度又は高湿度の環境中にて使用されるものがあ る。これら何れの環境に於てもエポキシ樹脂により種々の制限が課せられる。エ ポキシ樹脂は水分を吸収し、このことにより光ファイバとエポキシ樹脂との間の 界面に於てファイバの劣化が発生され゛ることかある。またエポキシ樹脂には温 度上の制限があり、エポキシ樹脂は高温度に於て酸化する。これら何れの場合及 び他の場合に於てはエポキシ樹脂により可能であるよりも優れた密閉シールが必 要とされる。Additionally, some fiber optic devices are used in environments with high temperatures or high humidity. Ru. In any of these environments, various restrictions are imposed on epoxy resins. workman Poxy resin absorbs moisture, which creates a gap between the optical fiber and the epoxy resin. Fiber deterioration may occur at the interface. Also, epoxy resin Epoxy resins oxidize at high temperatures. In any of these cases and other cases where a better hermetic seal than is possible with epoxy resins is required. considered essential.
勿論光ファイバのためのターシナ２ル装置を製造することに関するかなりの従来 技術が存在する。上述の装置とは幾分か異なっているが、光ファイバを接続する ためのコネクタが従来よりかなり開発されている。例えばアメリカ合衆国ニュー ヨーク所在のＡｍｅｒｉｃａｎ Ｔｅ１ｅｐｈｏｎｅ ａｎｄ Ｔｅｌｅｇｒａ ｐｈ Ｃｏｍｐａｎｙより発行されたｒＴｈｅ Ｂｅ１ｌ Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｅ ｃｈｎｉｃａｌ Ｊ ｏｕｒｎａｌＪのＶｏｌ＋ｎｎｅ ５４、Ｎｏ、３（１９ ７５年３月〉の４７１〜４７７頁にＣｈｉｎｎｏｃｋ ニより著ワサしたｒＰｒ ｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ０ｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｅｎｄｓ ｆｏｒ Ｌ□ｗ １ｏｓｓ Ｔａｐｅ Ｓ’ｐｌｉｃｅｓＪと題する記事及びＶｏｌｕｎ ＋ｅ ５にＣｈｅｒｉｎ等により著わされた［Ａ Ｖ ａｃｕｕｍ −Ａ ５ｓ ｉｓｔｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｒｅｐａｉｒ ５ｐｌｉｃｅ ｆｏｒ Ｊｏｉｎ ｉｎｇ ０ｐｔｉｃａｌＦ １ｂｅｒ Ｒ１ｂｂｏｎｓＪと題する記事を参照さ れたい。Of course, there is considerable conventional wisdom in manufacturing tertiary equipment for optical fibers. The technology exists. Although somewhat different from the equipment described above, it connects optical fibers. Connectors for this purpose have been developed considerably in the past. For example, the United States American Telephone and Telegra located in York rThe Be1l System Te published by ph Company chnical J localJ Vol+nne 54, No. 3 (19 March 1975, pp. 471-477, written by Chinnock. eparation of 0ptical Fiber Ends for Article and Volun titled L□w 1oss Tape S’pricesJ +e 5 [AV acuum -A 5s written by Cherin et al. isted Plastic Repair 5 price for Join See the article entitled ing 0pticalF 1ber R1bbonsJ. I want to be.
またエポキシ樹脂を使用しないコネクタについての研究が行われている。例えば １９７９年１月に発行された「Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐａｃｋａｇｉｎｇ ａ ｎｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｊの２１６〜２２０頁にＥ ５ｐｏｓｉｔｏによ り著わされたｒ Ｅ ｐｏｘｙｌｅｓｓ Ｆ １ｂｅｒ Ｑｐｔｉｃ Ｃｏｎｎ ｅｃｔｏｒ Ｃｏｎｃｅｐｔｓ ｆｏｒ Ｓｉｎｇｌｅ −１”１ｂｅｊ Ｃａ ｂｌｅｓ Ｊと題する記事には、変形可能なプラスチックプラグを用いたコネク タが記載されている。またこの記事に於ては６０％５ｎ−４０％ｐｂのはんだ及 び５０％Ｉｎ−５０％Ｓｎのろうを含む種々のろうを使用することが記載されて いる。しかしこれらの方法は最初のうちは成功したが、再現性に乏しく、ろうを 使用することは有望ではないとの結論が下された。ろうを使用することの効果は ろうがその凝固時に収縮し光ファイバを物理的に固定するという点に於て機械的 なものでしかないと推測された。米国特許第４．１１９，３６３号には、ろうに よりハウジング内にシールされた単一の光ファイバが記載されている。この米国 特許に於ては、ろうはその凝固及び冷却時に光ファイバを圧搾して密閉シールを 形成すると云われている。この米国特許の装置に於ては、光ファイバはハウジン グの機械的構造により正確に整合されるようになっている。米国特許第４．２５ ．２，４５７号には、金属とガラスとの間にボンドを形成する場合に発生する種 々の問題が記載されており、またガラスファイバの周りに柔軟な金属のコネクタ をスェージングにより形成することを含む方法が開示されている。かくして金属 ろうの接合はエポキシ樹脂による接合屓代る代替手段として有望なものではある が、金属ろうによる接合は限られた態様に於てしか使用されておらず、大きな成 功を収めることは出来なかった。Research is also being conducted on connectors that do not use epoxy resin. for example "Electronic Packaging a" published in January 1979 nd Production J pages 216-220 by E 5posito. Written by r E poxyless F 1ber Qptic Conn ector Concepts for Single -1”1bej Ca The article titled bles J describes a connector using a deformable plastic plug. is listed. Also, in this article, 60%5N-40%PB solder and The use of various waxes including 50% In-50% Sn waxes has been described. There is. However, although these methods were initially successful, they were not reproducible and It was concluded that its use was not promising. The effect of using wax is Mechanical in that the wax contracts during solidification and physically fixes the optical fiber. It was assumed that it was just something. U.S. Patent No. 4,119,363 states that wax A single optical fiber sealed within a housing is described. this usa In the patent, the wax squeezes the optical fiber to create a hermetic seal as it solidifies and cools. It is said to form. In this U.S. patented device, the optical fiber is The mechanical structure of the plug ensures precise alignment. U.S. Patent No. 4.25 ．． No. 2,457 describes the seeds that occur when forming a bond between metal and glass. Various problems have been described and also include flexible metal connectors around glass fibers. A method is disclosed that includes forming by swaging. thus metal Braze bonding is a promising alternative to epoxy resin bonding. However, metal solder bonding is only used in a limited number of ways and has not achieved much success. I was unable to achieve any success.
光ファイバのコネクタに課せられる他の一つの制限は、研磨された面とは反対の 側に於て光ファイバが］ネクタより出る部分に於て生じる光ファイバの撓みを無 視してコネクタを形成することができないということである。光ファイバはコネ クタ内へ入る部分までポリマー被覆（ジャケット）にて覆われているが、元ファ イバは撓み応力に起因して前記部分に於て破断し易い。ンヤ、ケットを把持する 補足的な機械的装置が使用されてよいが、好ましくはコネクタ内に光ファイバを 接合する樹脂を使用する単純な方法が希求されていた。しかし一般に使用されて いるエポキシ樹脂はポリマージャケットに良好に結合しない。Another limitation imposed on fiber optic connectors is that the The bending of the optical fiber that occurs at the part where the optical fiber exits the connector is eliminated. This means that it is not possible to form a connector visually. Optical fiber is a connection The part that goes inside the computer is covered with a polymer coating (jacket), but the original The fibers are prone to breakage in these areas due to bending stress. grip the ket Supplemental mechanical devices may be used, but preferably the optical fiber is A simple method using bonding resins was desired. but commonly used Some epoxy resins do not bond well to polymer jackets.
従って光フアイバ列のコネクタを製造することに対する改善、特に金属ろうを使 用することに関する改善が従来より必要とされている。Therefore, improvements to manufacturing optical fiber string connectors, especially using metal solders, are needed. There is a long-standing need for improvements in the use of
発明の開示 本発明の一つの目的は、光ファイバの位置が非常に正確であり且光の伝達が良好 に行われるよう光ファイバの端部が正確に研磨されたマルチチャンネル型光ファ イバ列のためのコネクタを提供することである。Disclosure of invention One object of the present invention is that the position of the optical fiber is very accurate and the light transmission is good. Multi-channel optical fibers with precisely polished fiber ends The purpose of the present invention is to provide a connector for the fiber array.
本発明の他の一つの目的は、複数個の光ファイバがそれらが固定された金属ホー ルダより出る部分に於て光ファイバの列に発生される歪みを緩和する単純な手段 を提供することである。Another object of the present invention is to connect a plurality of optical fibers to a metal hole to which they are fixed. A simple means of mitigating the strain produced in a string of optical fibers as they exit the router. The goal is to provide the following.
本発明によれば、光ファイバを捕捉すべくホールダのチャンネル内にて液体金属 くろう）が凝固される。ろうを浸透させる前には光ファイバがチャンネル内に緩 く嵌合するようチャンネルが形成される。光ファイバは先ず金属にて蒸着され、 その金属に対しろうが濡れるようにされる。驚（べきことに、液体金属の物理的 性質は光ファイバをチャンネル内にて心出しするために従来より使用されている エポキシ樹脂とは大きく異なっている。かくして光ファイバはエポキシ樹脂が使 用される場合に得られる心出し状態に比してチャンネル内に正確に心出しされる 。According to the invention, liquid metal is placed within the channel of the holder to capture the optical fiber. black) is solidified. The optical fiber is loosely inserted into the channel before infiltrating the wax. A channel is formed to fit together. Optical fibers are first deposited with metal, The wax is allowed to become wet against the metal. Surprisingly, the physical properties are traditionally used to center optical fibers within channels. It is very different from epoxy resin. Thus, optical fibers are made of epoxy resin. more precisely centered within the channel compared to the centering condition obtained when .
本発明の好ましい実施例に於ては、二つの互に同一のヘッドが形成される。先ず ホールダが二つの部材、即ち金属にて被覆された光ファイバが配置される溝を有 する第一の部材と、前記溝を閉ざすべく前記第一の部材上に載置される第二のカ バ一部材とにより形成される。次いでホールダとその溝に配置された光ファイバ とよりなる組立体が加熱され、光ファイバの周りにろうが浸透され、ろうが冷却 されることによりボンドが形成される。次いで組立体が光ファイバの長さ方向に 垂直に二つに切断され、互に整合した光フアイバ列を有する二つのヘッドを形成 すべく互に対向する切断面が研磨される。これらの互に共＠するヘッドはポジシ ョンセンサに於て容易に使用される。In a preferred embodiment of the invention, two mutually identical heads are formed. First of all The holder has two parts, namely a groove in which the metal coated optical fiber is placed. a first member that closes the groove; and a second cover that is placed on the first member to close the groove. It is formed by a bar member. Then the holder and the optical fiber placed in its groove The assembly is heated, wax is infiltrated around the optical fiber, and the wax is cooled. A bond is formed by this process. The assembly is then aligned along the length of the optical fiber. Cut in half vertically to form two heads with mutually aligned rows of optical fibers The cut surfaces facing each other are preferably polished. These mutually @ heads are positive. It is easily used in application sensors.
本ＩＪＪの他の一つの実施例に於ては、ガラスファイバとこれを被包するジャケ ットとよりなる光ファイバは成る第一の長さに亙りジャケットが除去される。次 いで第一の長さ及び該第−の長さの部分に近接したジャケットの一部を含む第二 の長さの部分に蒸着により被覆が形成される。次いで接合工程に於てろうが使用 されてガラスファイバ及びジャケットがホールダに接合される。このことにより ガラスファイバがホールダに接合される領域に於てガラスファイバに生じる撓み 歪みが低減される。In another embodiment of this IJJ, a glass fiber and a jacket enclosing the glass fiber are used. The jacket is removed over a first length of the optical fiber. Next a second length comprising a portion of the jacket proximate the first length and the second length; A coating is formed by vapor deposition over a length of . Then wax is used in the joining process. The glass fiber and jacket are then bonded to the holder. Due to this Deflection of the glass fiber in the area where it is joined to the holder Distortion is reduced.
本発明によれば、光ファイバが正確に位置決めされることに加えて光ファイバの 研磨される端部の表面仕上げがエポキシ樹脂が使用される場合に比して良好にな り、光ファイバの周面が削り取られることが逃かに少なくなることが解った。ま た光ファイバの周りにろ′うを使用づ−ることにより強力な密閉シールが形成さ れ、光ファイバの周りに水分などが浸透することが抑制される。According to the present invention, in addition to accurately positioning the optical fiber, The surface finish of the polished edges is better than when epoxy resin is used. It was found that the circumferential surface of the optical fiber is much less likely to be scraped off. Ma By using a wax around the optical fiber, a strong hermetic seal is formed. This prevents moisture from penetrating around the optical fiber.
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention will be explained in detail below by way of example embodiments with reference to the accompanying figures.
図面の簡単な説明 第１図は金属ホールダ内に捕捉され互に正確に隔置された光ファイバを含む光フ アイバ列のヘッドを示す斜視図である。Brief description of the drawing FIG. 1 shows an optical fiber including optical fibers captured in a metal holder and precisely spaced from each other. FIG. 3 is a perspective view showing the heads of the eyebar array.
第２図は第１図に示されたヘッドを２個用いた光学式ポジションセンサシステム を示づ平面図である。Figure 2 shows an optical position sensor system using two heads shown in Figure 1. FIG.
第３図はジャケットに被包されたガラス製の光ファイバをそのジャケットの一部 が除去された状態にて示す溶固である。Figure 3 shows a glass optical fiber encapsulated in a jacket. This is the dissolved solid shown in the state where is removed.
第４図は本発明の一つの実施例に於て光ファイバが凝固した液体金属により固定 されたホールダの一部を示す部分斜視図である。FIG. 4 shows an optical fiber fixed by solidified liquid metal in one embodiment of the present invention. FIG. 3 is a partial perspective view showing a part of the holder.
第５図は第４図に示されたホールダの一部を拡大して示す拡大部分図である。FIG. 5 is an enlarged partial view of a part of the holder shown in FIG. 4.
第６図及び第７図はエポキシ樹脂及びろうにより与えられる光ファイバの横方向 の位置決めの差異を示すべく、それぞれエポキシ樹脂及びろうにより光ファイバ の位置決めが行われた実際のヘッドの断面を５０倍にて示す線図である。Figures 6 and 7 show the lateral direction of the optical fiber provided by epoxy resin and wax. In order to demonstrate the difference in positioning, optical fibers are made of epoxy resin and solder, respectively. FIG. 3 is a diagram showing a cross section of an actual head after positioning at a magnification of 50 times.
第８図は互に整合したファイバ列を有し第２図に示されたシステムに使用される 二つのヘッドを形成するための構造体を示ず斜視図である。Figure 8 has mutually aligned fiber rows and is used in the system shown in Figure 2. It is a perspective view which does not show the structure for forming two heads.
第９図はジャケット及びガラスファイバが如何にろう金属により金属ボールダに 固定されるかを示す金属ホールダの断面１図である。Figure 9 shows how the jacket and glass fiber are made into a metal boulder using brazing metal. FIG. 2 is a cross-sectional view of the metal holder showing how it is fixed.
第１０図は光ファイバのジャケットをホールダに固定する方法の他の一つの実施 例を示す斜視図である。Figure 10 shows another implementation of the method of fixing the optical fiber jacket to the holder. It is a perspective view showing an example.
発明を実施するための最良の形態 第１図は前述の発明の背景の欄に於て説明したポジションセンサに於て使用され る如き多数の光ファイバのためのヘッド、１１ちターミナル装置を示している。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Figure 1 shows the position sensor used in the position sensor explained in the Background of the Invention section above. 11 shows a terminal device for a number of optical fibers, such as 11.
ヘッド２０は多数の光ファイバ２８の端部２６が配置された平面に平滑面２４を 有する金属ホールダ２２よりなっている。各光フアイバ間の横方向間隔りは重要 であり、高検高解度を得るためには、各光ファイバは約±Ｏ，’００２５ｍｍの 精度にて第一の光ファイバ２５の如きベースライン基準より線形的に配置されな ければならない。典型的には直径０．１４ｍｍの光ファイバの場合には、各光フ アイバ間の中心間距離は約Ｑ、３ｍｍである。The head 20 has a smooth surface 24 on a plane in which the ends 26 of a number of optical fibers 28 are arranged. The metal holder 22 has a metal holder 22. Lateral spacing between each fiber is important Therefore, in order to obtain high detection and high resolution, each optical fiber must have a length of approximately ±0,0025 mm. The accuracy is such that the first optical fiber 25 is not placed linearly with respect to a baseline reference. Must be. For optical fibers that are typically 0.14 mm in diameter, each optical fiber The center-to-center distance between the eyelets is approximately Q, 3 mm.
第２図は関連する構成要素と共に二つのヘッド２０．２０′よりなるポジション センサを示す平面図である。光ファイバ２８及び２８’はそれぞれホールダ２２ ．２２’内に設けられたチャンネル２９．２９′内に捕捉されているう二つのヘ ッド間には間隙ｓ ｈ＜設けられており、該間隙内には可動の変調板３０が配置 されている。変調板３０は互に対向し互に同一のヘッド２０及び２０′に於ける 光フアイバ間の間隔に対応して互に隔置された小孔３２を有している。変調板３ ０が方向Ｐへ運動すると所定の光フアイバリンクに於て光が選択的に伝達される 。変調板に設けられた小孔３２は該変調板の正確な位置に関する有意義な情報を 与えるべく符号化されている。使用に際しては、光源３４よりの光が光ファイバ ２８を経てトラントミッタヘッド２０へ導かれ、研磨された端部２６より発射さ れ、間隙Ｓを横切って変調板の小孔を通過し、レシーバヘッド２０′内に配置さ れた光ファイバ２８′の端部に於て受信され、検出器３６へ導かれる。Figure 2 shows a position consisting of two heads 20, 20' with associated components. It is a top view showing a sensor. Optical fibers 28 and 28' are each connected to holder 22. ．． Channel 29 provided in 22'. Two more heads captured in 29'. A gap s h< is provided between the pads, and a movable modulation plate 30 is arranged within the gap. has been done. The modulation plates 30 are arranged opposite to each other in the same heads 20 and 20'. It has small holes 32 spaced apart from each other corresponding to the spacing between the optical fibers. Modulation plate 3 0 moves in direction P, light is selectively transmitted in a given optical fiber link. . Small holes 32 in the modulator plate provide meaningful information regarding the exact position of the modulator plate. It is encoded to give. In use, the light from the light source 34 is transmitted through an optical fiber. 28 to the transmitter head 20 and emitted from the polished end 26. , passes through the small hole in the modulator plate across the gap S, and is disposed within the receiver head 20'. is received at the end of the optical fiber 28' and directed to a detector 36.
第３図はアメリカ合衆国ニューヨーク州、コーニング所在のＣｏｒｎｉｎｇ Ｇ ｌａｓｓ Ｗｏｒｋｓより販売されているＣｏｒｎｉｎｏ Ｔｙｐｅ １５０５ の如き一つの典型的な光ファイバ３７を示している。この光ファイバは直径Ｑ、 １ｒｍｍの水晶のコア３８と、該コアを囲繞する厚さ約０．０２０＋ｎｍのガラ スのクラッド４０とを有している。コア及びクラッドは厚さ約０．１２ｍｍの高 周波により硬化されたアクリル酸ポリマーよりなるポリマージャケット４２内に 収容されている。Figure 3 shows Corning G located in Corning, New York, United States. Cornino Type 1505 sold by lass Works One typical optical fiber 37 is shown. This optical fiber has a diameter Q, A quartz core 38 of 1rmm and a glass of approximately 0.020+nm thick surrounding the core. It has a cladding 40 of a base material. The core and cladding are approximately 0.12mm thick. In a polymer jacket 42 made of a frequency-cured acrylic acid polymer, It is accommodated.
第３図はコア及びクラッドを露呈すべく光ファイバの長さＬｌに亙りジャケット ４２が除去された状態を示している。Figure 3 shows the jacket covering the length Ll of the optical fiber to expose the core and cladding. 42 is removed.
第４図及び第５図はヘッドが本発明に従って如何に形成されるかを示している。Figures 4 and 5 show how the head is formed according to the invention.
ホールダ４４は第一のベース部材４６と第二のカバ一部材４８とよりなっている 。第一のベース部４６の表面には溝５０が設けられている。これらの溝は通常の 機械加工、ケミカルミーリング、又は他の公知の手段により形成されてよい。光 ファイバのホールダ内に配置される・部分は、第３図に示されている如くコア３ ８及びクラッド４０を露呈させるべく、機械的又は化学的除去手段によりそのジ ャケットが除去される。次いでクラッドの表面が高周波スパッタ蒸着、真空蒸着 、無電解メッキ、イオンブレーティングの如き従来の方法により金属にて被覆さ れる。前述のＣｏｒｎｉｎｇ ’ｒｙｐｅ １５０５光フアイバについては、本 １発明者が行った実験によれば、無電解メッキ及び真空蒸着は好ましくない。何 故ならばこれらの方法によっては被覆される金属とクラッド４０との間に十分な 接合強度を得ることができないからである。後に第９図及び第１０図との関連で 説明する如く、特にジャケットの一部が金属にて被覆される場合にはイオンブレ ーティングが好ましい。イオンブレーティングにより約Ｉ Ｘ １０”” ｎｕ ｎの厚さの金属ニッケルが被覆されることが好ましい。The holder 44 consists of a first base member 46 and a second cover member 48. . A groove 50 is provided on the surface of the first base portion 46 . These grooves are normal It may be formed by machining, chemical milling, or other known means. light The portion of the fiber disposed within the holder has a core 3 as shown in FIG. 8 and cladding 40 by mechanical or chemical removal means. The jacket is removed. The surface of the cladding is then subjected to high-frequency sputter deposition and vacuum deposition. coated with metal by conventional methods such as electroless plating, ion blating, etc. It will be done. Regarding the aforementioned Corning’rype 1505 optical fiber, please refer to this book. According to experiments conducted by the inventor, electroless plating and vacuum deposition are not preferred. what Therefore, these methods do not allow sufficient space between the metal to be coated and the cladding 40. This is because bonding strength cannot be obtained. Later in connection with Figures 9 and 10 As explained above, ion breaker is particularly important when part of the jacket is coated with metal. preferred. Approximately 10""nu by ion brating Preferably, a metallic nickel coating with a thickness of n is applied.
ホールダ４４は、１７−４ＰＨステンレス鋼の如き鋼又はろう付は可能な他の金 属にて形成されること、が好ましい。The holder 44 is made of steel such as 17-4PH stainless steel or other gold that can be brazed. Preferably, it is formed in the genus.
またホールダは溶融された水晶又は他の非金属にて形成されてもよく、その場合 にはろう付けされる表面はクロム−金合金を用いて高周波スパッタ蒸着し、しか る後無電解メッキによりニッケルを被覆するなどの公知の方法により金属蒸気に て被覆されなければならない。The holder may also be formed of fused quartz or other non-metallic material, in which case The surface to be brazed is high-frequency sputter deposited using a chromium-gold alloy. After that, the metal vapor is coated with nickel by electroless plating or other known methods. shall be covered.
薄い金属被覆が施された後、光ファイバはチャンネル内に挿入され、次いでその 組立体が加熱され、融点の低い液体金属が毛細管作用によりチャンネル内へ浸透 される。かかる目的で金属を接合するために一般に使用される金属の如き種々の 金属が使用されてよい。１８３〜１９０’Ｃの融点を有する６０％５ｎ−４０％ Ｐｂのはんだがエレクトロニクスの技術分野に於て一般に使用されているロジン コア構造にて使用されることが好ましい。本明細書に於ける後記の説明より明ら かである如く、種々の他の軟ろう及び硬ろうが使用されてよい。しかしろう付け に使用される金属は、光ファイバ〈又は非金属のホールダの表面）上に着装され る薄い金属被覆の融点よりも低い融点を有するものでなければならない。またろ う付は温度は光ファイバ又はホールダを劣化させる温度以下でなければならない 。After applying a thin metal coating, the optical fiber is inserted into the channel and then its The assembly is heated and the low melting point liquid metal penetrates into the channels by capillary action. be done. Various metals such as those commonly used for joining metals for such purposes may be used. Metal may be used. 60%5n-40% with melting point of 183-190'C Pb solder is a rosin commonly used in the electronics technology field. Preferably used in a core structure. It is clear from the explanation later in this specification. A variety of other soft and hard solders may be used as well. But brazing The metal used in the It must have a melting point lower than that of the thin metal coating used. Again The temperature during mounting must be below the temperature that would degrade the optical fiber or holder. .
第５図はろう付は工程が完了した後に於ける第４図に示されたホールダの溝の一 つを示す拡大部分図である。周りにクラッド４０及び薄い金属被覆５２を有する コア３８が溝５０内に充填されたろう５４により完全に囲繞されている。ろう５ ４は金属被覆５２及びホールダのベース部材４６及びカバ一部材４８の表面に濡 れてこれらに結合されている。また図示の実施例に於ては、ろう５４はホールダ の二つの部材４６及び４８の間の間隙５６内へ流入してこれらを互に保持するこ とを補助していることが解る。勿論ホールダ４４の二つの部材４６及び４８はボ ルト締結、溶接、又は他の締結手段により互に保持されてもよい。Figure 5 shows how the brazing process is completed after the brazing process is completed. FIG. It has a cladding 40 and a thin metal coating 52 around it. Core 38 is completely surrounded by wax 54 filled within groove 50. wax 5 4 wets the metal coating 52 and the surfaces of the base member 46 and cover member 48 of the holder. and are combined with these. Also, in the illustrated embodiment, the solder 54 is a holder. into the gap 56 between the two members 46 and 48 to hold them together. It can be seen that it is assisting with. Of course, the two members 46 and 48 of the holder 44 are They may be held together by bolts, welding, or other fastening means.
本願発明者は、一般的なろうの如き液体金属がエポキシ樹脂の代りに使用される 場合に非常に優れた結果が得られることを見出した。第５図に示された各光ファ イバと溝の側面との間の間隔Ｅ１及びＥ２は互に等しい。これに対しアメリカ合 衆国マサチューセッツ州、ビレリカ所在のＥｌ）Ｏｘｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｍｐａｎｙより販売されているＥ ｐｏｔｅｋ Ｎｏ、３５３ＮＤの如き エポキシ樹脂が使用される場合には、光ファイバは溝内にてその横方向位置に関 し無作為に存在する傾向が本る。即ち間Ｆ’８Ｅ１及びＥ２の値は互に等しくは ならず、ホールダの溝毎に異なってしまう。The inventors of this application believe that liquid metals such as common waxes can be used in place of epoxy resins. We have found that very good results can be obtained in some cases. Each optical fiber shown in Figure 5 The spacings E1 and E2 between the ribs and the side surfaces of the groove are mutually equal. On the other hand, American El) Oxy Technology located in Billerica, Massachusetts, United States Such as Epotek No. 353ND sold by Company. If an epoxy resin is used, the optical fiber is placed within the groove with respect to its lateral position. There is a tendency to exist randomly. That is, the values of F'8E1 and E2 are not equal to each other. Instead, it differs depending on the groove of the holder.
第６図及び第７図は従来の方法と本発明の方法との差異を誇張して示す実際のヘ ッドの断面を５０倍にて示す線図である。第６図は糊加工により形成されたチャ ンネル１００を有する水晶製の二つの部材９６及び９８内に配置されエポキシ樹 脂１０２により囲繞された直径０．．１４０ｍｍのの位置がチャンネル毎に左右 にずれていることが解る。6 and 7 are actual diagrams exaggerating the differences between the conventional method and the method of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing a cross section of the pad at a magnification of 50 times. Figure 6 shows the chamfer formed by glue processing. The epoxy resin is placed within two crystal members 96 and 98 having channels 100. diameter 0.0 mm surrounded by fat 102. ．． The position of 140mm is left and right for each channel. It can be seen that there is a deviation.
第７図は０．Ｉｎｍのクロム層とＱ、２ｎｍの金層にて高周波スパッタ蒸着によ り被覆され次いで無電解メッキにより０．１５ｒ＋ｍのニッケル層にて被覆され た光ファイバであって、水晶製の二つの部材１０８及び１１０内にて６０％５ｎ −４０％ｐｂのはんだ１０６により囲繞された光ファイバ１０４を示している。Figure 7 shows 0. A chromium layer of Inm and a gold layer of Q, 2nm were deposited by high frequency sputtering. and then coated with a nickel layer of 0.15r+m by electroless plating. 60% 5n in two crystal members 108 and 110. Optical fiber 104 is shown surrounded by -40% PB solder 106.
これらの光ファイバはイオンブレーティングにより形成された厚さ０．００１ｍ ｍの銅被覆を有していた。各光ファイバは対応するチャンネル１０７内にてほぼ その中央に配置されていることが解る。カバ一部材１１０はそれほど大きな重量 を有しておらず、従ってろうの連続的な水平の層によりベース部材１０８より隔 置されている。ろうにて結合された光ファイバにはある程度垂直方向の高さ位置 にばらつきがあるが、このことはかかるヘッドをポジションセンサに使用するこ とに関し重大ではない。光ファイバの横方向の間隔は重要であり、各光ファイバ の中心間距離はろうが浸透されたホールダ内にて約十０．００３＋ｎｍ以下の公 差に維持される。These optical fibers are 0.001m thick and are formed by ion blating. It had a copper coating of m. Each optical fiber is approximately You can see that it is placed in the center. The cover member 110 has a large weight. 108 and thus separated from the base member 108 by a continuous horizontal layer of wax. It is placed. Optical fibers coupled with solder have a certain vertical height position. However, this means that such a head cannot be used as a position sensor. It is not significant. The lateral spacing of optical fibers is important, and each optical fiber The center-to-center distance is approximately 10.003+ nm or less in the solder-filled holder. The difference is maintained.
上述の何れの例に於ても、溝の幅は約０．１６５〜０゜１９Ｏｎ＋ｍであり、光 ファイバの直径よりも約０．０２５〜０．０５０ｍｍ大きい（溝の僅かなテーバ は溝を形成するために使用される糊加工の結果生じたものである）。第５図に示 された互に対向する光ファイバとチャンネルの壁との実際にはばらつきが存在す る。本発明に於ては、小さいほうの寸法Ｅ１は大ぎいほうの寸法Ｅ２の１０％よ りも大きい。このことはＥｌがＥ２の１０％以下であることが多いエポキシ樹脂 が使用される従来のヘッドの場合とは対照的である。溝の幅が非常に大きい場合 には、上述の如き結果を生じる物理現象が発生しないことがある。従って溝は光 ファイバの直径よりも０．０１０〜０．０６０ｍｍ大きいものでなければならな いと考えられる。In any of the above examples, the width of the groove is approximately 0.165 to 0°19On+m, and the width of the groove is approximately 0.165 to 0. Approximately 0.025 to 0.050 mm larger than the fiber diameter (slight taper of the groove) are the result of the glue process used to form the grooves). As shown in Figure 5. There may actually be variations between the optical fibers facing each other and the walls of the channel. Ru. In the present invention, the smaller dimension E1 is 10% of the larger dimension E2. It's also big. This means that epoxy resins in which El is often less than 10% of E2 This is in contrast to the case of conventional heads where When the width of the groove is very large In some cases, the physical phenomena that produce the results described above do not occur. Therefore, the groove is light It must be 0.010 to 0.060 mm larger than the fiber diameter. It is considered that
勿論溝の間隔は通常の機械加工又は写真平版法の公差内にて正確に形成され得る 。しかし実際的な観点からすれば、溝はその横方向寸法が金属にて被覆された光 ファイバの直径よりも僅かに大きく形成される必要がある。その理由は一部には 溝の幅及び光ファイバの直径のばらつきを補償するに必要な実際の司法関係であ り、一部にはエポキシ樹脂であろうと本発明に於ける金属であろうと光ファイバ をブ４、全に充填材にて覆わなければならないということによる。Of course, the groove spacing can be precisely formed within the tolerances of conventional machining or photolithography. . However, from a practical point of view, a groove whose lateral dimension is It needs to be made slightly larger than the diameter of the fiber. Part of the reason is This is the actual legal relationship required to compensate for variations in groove width and optical fiber diameter. In some cases, optical fibers, whether made of epoxy resin or metal in the present invention, This is due to the fact that it must be completely covered with filler material.
例えば人が光ファイバの寸法にジｉ常に近接して形成される場合の如く溝が何れ の点に於ても光ファイバよりも僅かに小さい場合には、ヘッド組立体が形成され る際に光ファイバのクラッドに損傷が及ぼされる虞れがある。For example, when a groove is formed in close proximity to the dimensions of an optical fiber, If the point is slightly smaller than the optical fiber, the head assembly is formed. There is a risk that the cladding of the optical fiber may be damaged during the process.
本発明は、光ファイバを金属にて完全に覆うことにより、例えば寸法のばらつき や熱的過渡変化に起因して生じる如き光ファイバとホールダとの間の機械的接触 運動を回避し得るという点に於て有利である。The present invention eliminates, for example, dimensional variations by completely covering the optical fiber with metal. Mechanical contact between the optical fiber and the holder, such as that caused by thermal transients This is advantageous in that movement can be avoided.
本発明には更に他の一つの利点があり、かかる利点は光ファイバの端部２６が研 磨される場合に得られる。即ち光ファイバの端部の研磨は鋳造された鉄板上にて 粒径３×１（）４ ｍのアルミナ研磨材を用いて第４図に示されたボールダの面 ５８全体く第１図に於て符号２４にて示された表面全体）を研磨し、しかる後微 細なオプチカルクロス研磨を行うことにより達成される。従来の如くエポキシ樹 脂を使用する場合には、光ファイバの周面の周りに空孔が無作為に発生していた 。かかる空孔が存在しない場合にも、表面２６に於て研磨された光ファイバの周 面が僅かに削り取られる傾向があった（かかる現象は特に以下に説明する第８図 に示された物品を形成する場合に観察された）。かくして光ファイバの周面が削 り取られることにより光ファイバが光を発信又は受信する能力が低減され、また ポジションセンサの性能に悪影響が及ぼされた。鉛ろうの如き金属を使用するこ とにより光ファイバの周面が削り取られる傾向が低減され、光ファイバの光伝達 性が改善された。Yet another advantage of the present invention is that the end 26 of the optical fiber is polished. Obtained when polished. In other words, the end of the optical fiber is polished on a cast iron plate. The surface of the boulder shown in Figure 4 was prepared using alumina abrasive with a grain size of 3 x 1 () 4 m. 58 (the entire surface indicated by reference numeral 24 in FIG. 1) is polished, and then finely polished. This is achieved by performing fine optical cross polishing. Traditional epoxy wood When using resin, holes were randomly generated around the circumferential surface of the optical fiber. . Even in the absence of such holes, the periphery of the polished optical fiber at surface 26 There was a tendency for the surface to be slightly scraped away (this phenomenon is particularly evident in Figure 8, which is explained below). (observed when forming the article shown in ). In this way, the peripheral surface of the optical fiber is scraped. This reduces the ability of the optical fiber to transmit or receive light, and The performance of the position sensor was adversely affected. Do not use metals such as lead wax. This reduces the tendency for the peripheral surface of the optical fiber to be scraped, thereby improving light transmission through the optical fiber. improved.
上述の如き驚（べき改善の背後に存在する正確な理論は明らかではない。しかし 本願発明者が用いた金属の比重（８〜９）は水晶の光ファイバの比重（２，６＞ よりも実質的に大きいのに対し、エポキシ樹脂は比較的小さい比重（１，１〜１ ．３＞を有している。特に６０％８１１−４０％Ｐｂのはんだの比重は約８．４ であり、エポキシ樹脂Ｅｐｏｔｅｋ３５３ＮＤの比重は１．１３である。かくし てろう金属は光ファイバに浮力を及ぼすが、エポキシ樹脂は光ファイバに浮力を 及ぼさない。他の一つの差異は、使用される液体金属の表面張力が９００〜５０ ０ ｄｙｎｅ／ ｃｍ程度であるのに対し、エポキシ樹脂の表面張力はこれより も実質的に小さいということである。これらの浮力及び表面張力により光ファイ バの心出し効果が補助される。他の一つの差異は、エポキシ樹脂は一般に硬化時 に実質的に収縮しないのに対し、本発明に於て使用される金属は一般に凝固時及 び冷却時に実質的に収縮するということである。このことによりガラスファイバ の周りにより強固なボンドが形成され、光ファイバがより大きく圧縮される。ま た引張弾性係数は錫合金の引張弾性係数（４〜５．３ｘ１０’ ＭＰａ ）より も高く、鉛合金の引張弾性係数（１，４ｘ１０’ ＭＰａ）はエポキシ樹脂の引 張弾性係数＜０．０５〜０．４５ｘ１０’ＭＰ、ａ＞よりも高い。これら二つの 局面により研削及び研磨中に於けるコアの相対変位及び光ファイバが削り滝られ ることが低減される。The exact theory behind the amazing improvements described above is not clear, but The specific gravity (8 to 9) of the metal used by the inventor of this application is the specific gravity of the crystal optical fiber (2,6> epoxy resin has a relatively low specific gravity (1,1 to 1 ．． 3>. In particular, the specific gravity of 60% 811-40% Pb solder is approximately 8.4. The specific gravity of the epoxy resin Epotek353ND is 1.13. Hidden The wax metal exerts a buoyancy force on the optical fiber, but the epoxy resin exerts a buoyancy force on the optical fiber. Not affected. Another difference is that the surface tension of the liquid metal used is between 900 and 50. The surface tension of epoxy resin is about 0 dyne/cm, whereas the surface tension of epoxy resin is about 0 dyne/cm. is actually small. Due to these buoyancy and surface tension forces, the optical fiber The centering effect of the bar is assisted. One other difference is that epoxy resins generally metals used in this invention generally shrink during solidification. This means that the material contracts substantially upon cooling. This allows glass fiber A stronger bond is formed around the optical fiber and the optical fiber is compressed to a greater extent. Ma The tensile elastic modulus is based on the tensile elastic modulus of tin alloy (4 to 5.3 x 10' MPa). The tensile modulus of lead alloy (1.4 x 10' MPa) is higher than that of epoxy resin. Tension modulus is higher than <0.05-0.45x10'MP, a>. these two Due to the relative displacement of the core during grinding and polishing, the optical fiber may be scraped. This reduces the possibility of
第８図は互に共働するトランスミッタヘッド及びレシーバヘッドが如何に容易に 形成されるかを示している。光ファイバ６０はその中心距離の一部に亙りジャケ ットが除去され、薄い金属被覆が露呈されたクラッド上にイオンブレーティング により形成される。次いで光ファイバはホールダの第一のベース部材６４の溝６ ２内に配置される。次いでカバ一部材６６がベース部材６４上に配置され、かく して形成された組立体が成る高温度に加熱され、光ファイバを捕捉し二つの部材 ６４及び６６を互に接合すべくろうが溝内に浸透される。次いで組立体は冷却さ れた後幅０．１５ｍｍの＃＋脂にて結合されたダイヤモンドよりなる切断鋸など を用いて光ファイバの長さ方向に垂直な破線６８に沿って二つに切断される。し かる後切断面が前述の如く研磨される。光ファイバは切断部６８の近傍に於ては 溝の中央に配置されているので、鋸加工及び研磨に起因して材料の一部が僅かに 失われることは互に対向するヘッド面間の一致状態が損われることに関し重大で はない。光ファイバが溝内にメアンダ状に配置される場合には、月利の一部が失 われることは重大である。かくして光ファイバが所望の間隔にて正確に隔置され ＩＣ互に共働するヘッドを形成することができる。Figure 8 shows how the transmitter head and receiver head can easily cooperate with each other. It shows how it is formed. The optical fiber 60 is jacketed over a portion of its center distance. Ion blasting onto the cladding where the cut has been removed and the thin metal coating is exposed. formed by. The optical fiber is then inserted into the groove 6 of the first base member 64 of the holder. Located within 2. A cover member 66 is then placed over the base member 64 and thus The formed assembly is then heated to a high temperature and captures the optical fiber between the two members. A solder is penetrated into the groove to join 64 and 66 together. The assembly is then cooled. Cutting saw made of diamond bonded with #+ fat with a width of 0.15 mm after cutting. The optical fiber is cut into two pieces along a broken line 68 perpendicular to the length direction of the optical fiber. death The cut surfaces are then polished as described above. In the vicinity of the cutting section 68, the optical fiber Because it is placed in the center of the groove, some of the material is slightly removed due to sawing and polishing. Loss is significant in terms of loss of alignment between mutually opposing head surfaces. There isn't. If the optical fiber is placed in a meandering pattern within the groove, a portion of the monthly profit will be lost. It is important that this happens. In this way, the optical fibers can be precisely spaced at the desired spacing. It is possible to form heads that cooperate with each other.
二つの部材よりなるホールダは上）ホの如く互に整合しノ；光フ７−イバ列を製 造する最も実際的な手段である。しかし一度に単一のユニットを製造する場合に は、他の方法も可能である。チャンネルは金属ホールダを貫通する孔を穿孔する ことにより形成されてもよい。本発明に於ては、ろうが光ファイバの金属被覆及 びホールダの内周面に濡れることが重要である。前述のニッケル被覆に加えて、 厚さ１〜２ｘｉｏ−６ｍの銅の如き他の種々の金属が使用されてよい。The holder consisting of two members is aligned with each other as shown above) to form an optical fiber array. It is the most practical means of building. But when manufacturing a single unit at a time Other methods are also possible. Channel drills a hole through the metal holder It may be formed by In the present invention, the wax is used as the metal coating of the optical fiber. It is important that the inside surface of the holder and the inside surface of the holder are wetted. In addition to the aforementioned nickel coating, Various other metals may be used, such as copper with a thickness of 1-2xio-6m.
６０％Ｓ１１−４０％Ｐ ｂのはんだの他に、好ましくは鉛及び錫をベースとす る他のろうが使用されてよい。更にそれぞれ２８０℃、３５６℃の融点を有する ＡＬＩ−２０％Ｓｎ、、Ａｕ−１３％Ｇｅの如く、エレクトロニクスの技術分野 に於て一般的な金をベースとする種々のろうが使用されてもよい。より高い温度 の加工に対しては、銀、銅、ニッケルをベースとするろうが使用されてもよい。60%S11-40%P In addition to solder b, preferably lead and tin based solder Other waxes may be used. Furthermore, they have melting points of 280°C and 356°C, respectively. ALI-20%Sn, Au-13%Ge, electronics technology field Various gold-based waxes common in the art may be used. higher temperature For processing, silver, copper, nickel-based solders may be used.
前述の如く、ポリマージャケットは光ファイバがホールダに結合される場合には ガラスのクラッドより除去される。As mentioned above, the polymer jacket is used when the optical fiber is coupled to the holder. removed from the glass cladding.
光フアイバ上の典型的なポリマージャケットは従来より使用されているエポキシ 樹脂とは良好に結合しない。従ってホールダの後端部に於て光ファイバが運動す ることにより発生された撓み歪みにより光ファイバが破断されることがあるとい う問題が発生していた。本発明によればかかる問題は解消される。A typical polymer jacket on an optical fiber is the traditionally used epoxy Does not bond well with resin. Therefore, the optical fiber moves at the rear end of the holder. It is said that the optical fiber may break due to the bending strain caused by There was a problem. According to the present invention, this problem is solved.
第９図は上述の如き問題の解決が行われる好ましい態様を示している。光ファイ バ７０は前述の如く長さＬｌに厘りそのポリマージャケット７４が除去される。FIG. 9 shows a preferred manner in which the problem as described above is solved. optical fiber Bar 70 is stripped to length Ll and its polymer jacket 74 is removed as described above.
しかし金属被覆が施すれる場合には、金属被覆７２はジャケット７４及び水晶の コア７８を囲繞するクラッド７６の両方に接合するよう行われる。か（してイオ ンスパッタ蒸着により形成される薄い金属被覆７２は距離Ｌ１よりも大きい距離 Ｌ２に亙り延在するようになる。次いでかくして金属にて被覆された光ファイバ が金属ホールダ８２及び８２′に先に形成されたチャンネル８０内に挿入される 。次いでかくして形成された組立体が成る高撮・度に加熱され、６０％５ｎ−４ ０％Ｐｂのはんだの如き液体金属が浸透される。このことによりコア７８及びク ラッド７６が、チャンネルの直径の小さい部分内にて心出しされ、ポリマージャ ケットを囲繞する金属被覆７２及びホールダとの間にボンドを形成する。その結 果光ファイバのジャケットがホールダ８２に固定的に取付けられ、ホールダの外 部にて光ファイバ７０が撓んでも光ファイバのコアに高い応力が発生されること はない。本発明のかかる局面は第８図との関連で説明した方法との組合せで使用 されてよい。However, if a metallization is applied, the metallization 72 covers the jacket 74 and the crystal. The core 78 is bonded to both of the cladding 76 surrounding the core 78 . ka(shi io) The thin metal coating 72 formed by sputter deposition is formed at a distance greater than the distance L1. It extends over L2. The optical fiber thus coated with metal is then are inserted into the channels 80 previously formed in the metal holders 82 and 82'. . The assembly thus formed was then heated to 60% 5n-4 A liquid metal such as 0% Pb solder is infiltrated. This allows the core 78 and the A rad 76 is centered within the small diameter portion of the channel and the polymer jar A bond is formed between the metallization 72 surrounding the ket and the holder. The result A jacket of the optical fiber is fixedly attached to the holder 82 and is attached to the outside of the holder. Even if the optical fiber 70 is bent at a certain point, high stress will be generated in the core of the optical fiber. There isn't. Such aspects of the invention may be used in combination with the method described in connection with FIG. It's okay to be.
第１０図は本発明の他の一つの実施例を示しており、この実施例に於てはホール ダ８６は光ファイバ９０のジャケットにて被包され金属蒸着された部分８８を完 全には収容していない。ろう９２はホールダの部材とこれに最も近接した金属被 覆されたジャケットとを接合すべく毛細管作用によりこれらに付着している。第 １０図に示された実施例に於ては光ファイバのジャケットに対し与えられる支持 は他の実施例よりも小さいが、この実施例は光ファイバのジャケット°がホール ダに対し引張式に保持され機械的には捕捉されないという点に於て本発明の原理 をより良好に示すものである。勿論ポリマージャケットをホールダに取付けるた めに使用されるろうの融点は、ポリマーがろう付は時に劣化する温度よりも低く 且ヘッドが使用される温度よりも高い温度でなければならない。アクリル酸ポリ マーについては、その劣化温度は約２００℃である。従って６０％５ｓ−４０％ ｐｂのはんだ及びアメリカ合衆国ニューヨーク州、ウテイカ所在のＩ ｎｄｊｕ ｍ Ｃ０ｒｅ（ｊｒａｔ４ｏｎより販売されＩ ｎｄａｌｌｏｙ ＃ ２、＃４ 、＃９として知られているろうを含む他のろうが適している。FIG. 10 shows another embodiment of the present invention, in which the hall The fiber 86 completes the jacketed and metalized portion 88 of the optical fiber 90. Not fully accommodated. The solder 92 connects the holder member and the metal sheathing closest to it. It adheres to these by capillary action to join the overturned jacket. No. In the embodiment shown in Figure 10, the support provided to the jacket of the optical fiber is is smaller than the other examples, but this example has a hole in the optical fiber jacket. The principle of the present invention is that the This is a better representation of the Of course, in order to attach the polymer jacket to the holder, The melting point of the braze used for this purpose is lower than the temperature at which the polymer brazing sometimes deteriorates. The temperature must also be higher than the temperature at which the head is used. Acrylic acid poly For mer, its deterioration temperature is about 200°C. Therefore 60%5s-40% PB solder and Indju located in Utica, New York, USA. m C0re (Sold by jrat4on Indalloy #2, #4 , #9 are suitable.
以上に於て各まホールダと光フアイバ列とよりなる物品がヘッドであり、本発明 がポジションセンサとの関連で説明されたが、本発明は一つ又は多数の光ファイ バを有する装置及びガラス以外の光ファイバを含む装置を金合金での種類の光フ アイバ接続装置やターミナル装置に適用可能なものである。また本発明は光を伝 達するよう構成された装置以、外の装置であって小さいファイバが正確に心出し される必要のある装置にも有用なものである。In the above, the article consisting of each holder and the optical fiber array is a head, and the present invention Although described in the context of a position sensor, the present invention can be applied to one or more optical fibers. optical fibers of the type with gold alloys and devices containing optical fibers other than glass. It is applicable to IVA connection devices and terminal devices. In addition, the present invention transmits light. Equipment other than equipment configured to It is also useful for equipment that requires
以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明したが、本発明はかかる 実施例に限定されるものではな（、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であ ることは当業者にとって明らかであろう。Although the present invention has been described above in detail with respect to specific embodiments, the present invention The present invention is not limited to the embodiments (various embodiments are possible within the scope of the present invention). It will be obvious to those skilled in the art.
ＦＩＧ、８ ＦＩＧ、 ９ ＦＩＧ、 １０ 国際調査報告FIG.8 FIG.9 FIG. 10 international search report
Claims (4)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/452,674 US4488773A (en) | 1982-12-23 | 1982-12-23 | Optical fiber position sensor |
| PCT/US1983/001968 WO1984002582A1 (en) | 1982-12-23 | 1983-12-13 | Optical fiber head |
| US452674 | 1989-12-18 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60500098A true JPS60500098A (en) | 1985-01-24 |
Family
ID=26768811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP84500547A Pending JPS60500098A (en) | 1982-12-23 | 1983-12-13 | fiber optic head |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60500098A (en) |
| DE (1) | DE128953T1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6289913A (en) * | 1985-10-16 | 1987-04-24 | Fujitsu Ltd | Method for sticking optical fiber array |
| US6219484B1 (en) | 1997-08-27 | 2001-04-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Metal coated optical fiber array module |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS558993B2 (en) * | 1974-04-03 | 1980-03-07 | ||
| JPS5545051A (en) * | 1978-09-28 | 1980-03-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Multicore connector of optical fiber |
| JPS5756809A (en) * | 1980-09-22 | 1982-04-05 | Nec Corp | Optical fiber connector |
-
1983
- 1983-12-13 DE DE1984900436 patent/DE128953T1/en active Pending
- 1983-12-13 JP JP84500547A patent/JPS60500098A/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS558993B2 (en) * | 1974-04-03 | 1980-03-07 | ||
| JPS5545051A (en) * | 1978-09-28 | 1980-03-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Multicore connector of optical fiber |
| JPS5756809A (en) * | 1980-09-22 | 1982-04-05 | Nec Corp | Optical fiber connector |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6289913A (en) * | 1985-10-16 | 1987-04-24 | Fujitsu Ltd | Method for sticking optical fiber array |
| US6219484B1 (en) | 1997-08-27 | 2001-04-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Metal coated optical fiber array module |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE128953T1 (en) | 1985-04-25 |
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