JPS60500098A - 光ファイバヘッド - 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】 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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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 。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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 。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

ＦＩＧ、８ ＦＩＧ、　９ ＦＩＧ、　１０ 国際調査報告

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）互に正確に隔置された複数個のガラス製の光ファイバをファイバ列として ホールダ内に固定する方法にして、前記光ファイバの成る長さの部分を受入れる よう構成され正確に互に隔置された複数個のチャンネルをホールダの本体内に設 ける過程と、 被覆された後に於ても各光ファイバの直径が各光ファイバが配置される前記チャ ンネルの幅よりも小さくなるよう複数個の光ファイバの外表面に第一の温度の融 点を有する薄い金属被覆を施す過程と、 前記光ファイバの長さ方向に垂直な方向へ僅かに横方向に運動し得るよう各光フ ァイバが対応するチャンネル内に緩く嵌合した状態にて、ファイバ列を形成ずべ く前記チャンネルのそれぞれに前記被覆された光ファイバを配置する過程と、 液体金属が各光ファイバの周りに流れ各光ファイバを対応するチャンネル内にて 心出しするよう、組立てられたホールダ及び光ファイバを前記第一の温度よりも 低い第二の温度に加熱し、前記チャンネル内へ液体金属を浸透させる過程と、 前記液体金属を凝固させるべく前記ホールダ及び光ファイバを冷却する過程であ って、凝固した金属が前記光フアイバ上の前記薄い金属被覆に接合し各光ファイ バを対応するチャンネル内にて心出しされた状態に固定的に保持するようにする 過程と、 を含む方法。
2. （２）コアとガラス製のクラッドとポリマージャケットとよりなるジャケットに て被包された光ファイバを金属にて被覆されたホールダに接合する方法にして、 前記光ファイバの第一の長さに沿って前記クラッドを露呈させるべく前記ジャケ ットの一部を除去する過程と、前記光ファイバの第二の長さに亙り薄い金属被覆 を施す過程であって、前記第二の長さは前記第一の長さと該第−の長さの部分に 近接する前記ジャケットの一部を含んでおり、前記薄い金属被覆は第一の温度の 融点を有している如き過程と、 前記第一の長さの部分が前記ホールダに設けられたキャビティ内に緩く嵌合し前 記被覆されたジャケットの部分が前記ホールダに近接するよう前記被覆された光 ファイバを前記キャピテイ内に挿入する過程と、 前記光ファイバの前記第一の長さの部分の周りに流れ互に近接する前記被覆され たジャケットと前記ホールダとを接合するよう前記第一の温度よりも低い第二の Ｉｉ度の融点を有する液体金属を前記キャピテイ内へ導入する過程であって、前 記液体金属により前記光ファイバの前記第一の長さの部分を前記キャピテイ内に て心出しさせる過程と、前記液体金属を冷却して前記液体金属を前記被覆された ジャケットと前記ホールダとの間のポンドに転換する過程を含む方法。
3. （３）−列の互に隔置された光ファイバの端部に於て光信号を発信し又は受信す るよう構成された光フアイバ装置にして、金属にて被覆された複数個の内部チャ ンネルを有するホールダと、第一の金属にて被覆され前記チャンネル内にてその 中央に配置されたガラス製の光ファイバであって前記ホールダの平面にて終る光 ファイバと、前記平面に於て各光ファイバの互に対向する両側部に均等に配置さ れた鋳造され凝固された第二の金属であって前記第一の金属の融点よりも低い融 点を有する第二の金属とを含む光フアイバ装置。
4. （４）−列の互に隔置された光ファイバの端部に於て光信号を発信し又は受信す るよう構成された一対の光フアイバ装置であって、金属にて被覆された複数個の 内部チャンネルを有するホールダと、第一の金属にて被覆され前記チャンネル内 にてその中央に配置されたガラス製の光ファイバであって前記ホールダの平面に て終る光ファイバと、前記平面に於て各光ファイバの互に対向する両側部に均等 に配置された鋳造され凝固された第二の金属であって前記第一の金属の融点より も低い融点を有する第二の金属とを含み、前記一対の光フアイバ装置は互に同一 のファイバ列を有し、それぞれの前記平面が間隙を横切って互に対向するよう配 置された一対の光フアイバ装置と、 前記間隙内に配置された可動の変調板であって、ｉｏ［！光ファイバの前記端部 の間隔に対応する間隔にて互に隔置された複数個の小孔を有する変調板と、（左 端より）を有し、前記変調板の運動により光を伝達する前記ファイノ＼グ１内に 於のる互に対向する数対の光ファ旬（が変イヒされるよう構成された光フアイバ 式ポジションセンサ。