JPS61209403A - 赤外光フアイバの端面処理方法 - 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】 （ア）技術分野 この発明は、赤外光用ファイバの端面処理方法に関する
。

光ファイバの端面は、平坦な面に仕上げなければならな
い。このため、刃物で切断し、砥粒によって研磨するこ
とが多い。

石英ガラスファイバなどの場合は、刃物によって切断し
た切断面又は、研磨による研磨面をファイバ端面にして
いた。

石英ファイバは硬くて丈夫であるから、切断、研磨によ
って、十分平滑な端面が得られた。

しかし、赤外光用ファイバの材料は概して軟かい。この
ため、平滑な端面を得難いという欠点がある。

（イ）従来技術とその問題点 赤外光用ファイバには次の種類がある。

（１）　　アルカリ金属ハライド結晶 ＣｓＢｒ、　ＣｓＩ等 （２）　　銀ハライド結晶 ＡｇＣｄ、　ＡｇＢｒ等 （３）　　タリクムハライド結晶 Ｔ（ｌｃｌ、　Ｔ６Ｂｒ、　ＴＪｌ？Ｉ等これらは結晶
質のファイバである。いずれも、軟かい材料である。

これらのファイバも、従来は、刃物による切断面、又は
砥粒による研磨面を用いていた。

ところが、いずれの方法にも、次のような欠点がある。

第４図は赤外光用ファイバを刃物で切断した場合の側面
図である。第５図は同じものの端面図である。

刃物には、刃先に欠けや傷がある。このような刃物で、
赤外光用ファイバを切断すると、欠けや傷がファイバの
切断面に筋を作る。端面に平行な筋として残った切断傷
１０は、端面に凹凸を生じる。

刃物の先を十分研磨しても、微小な欠けや傷を完全に除
くのは難しい。

第６図は赤外光用ファイバの端面を研磨１−た場合の側
面図である。第７図は端面図である。

赤外光用ファイバは軟らかいので、砥粒の大きさを、大
きいものから小さいものへと何段階にも変えてゆく必要
がある。このため、研磨に必要な時間は長い。さらに、
研磨途中に、砥粒が、軟いファイバ端面の中に埋め込ま
れるということがある。このように、ファイバの端面に
は溝状の研磨傷１１と、丸い研磨砥粒１２の欠陥が残る
ことになる。

このような赤外光用ファイバ端面の、傷や残留異物など
の欠陥は、光伝送の際、ファイバの入出力端面でのロス
を大きくする。伝送効率が低下する。

また、ファイバ端面の傷により、高出力レーデ光の散乱
が起る。砥粒などの異物によってレーザ光が吸収される
こともある。そうすると、大量の熱が発生するので、フ
ァイバ端が破損する場合がある。

（り）目　的 本発明は、赤外光用ファイバを刃物あるいは研磨により
、ファイバ端面を予備成形した後、化学研磨する事によ
り、平滑で良質なファイバ端を形成することを目的とす
る。

（１）本発明の方法 赤外光用ファイバを予備成形した後、化学研磨すること
が本発明の特徴である。既に述べたように、赤外光用フ
ァイバはアルカリ金属ハライド（ＣｓＢｒ、　Ｃ５Ｉ）
、銀ハライド（ＡｇＢｒ　％ＡｇＣ１１）、クリクムハ
ライド（ＴＩＩＣＩＩ％ＴｌｊＢｒ、　Ｔｌｌ　Ｉ　）
などの結晶質ファイバがある。本発明は、いずれに対し
ても適用する事ができる。

本発明の赤外光用ファイバの端面形成方法を順に説明す
る。

赤外光用ファイバを予め刃物又は研磨によって切断し、
ファイバ端面を予備形成する。

ファイバ端面を研磨によって平滑にする。これは従来と
同じである。粗いものから段階的に細い砥粒を用いて研
磨してゆき、平滑度を徐々に高めてゆく。

この後、端面を除き、樹脂コーティングする。

樹脂コーティングは、端面以外の部分が、化学研磨の際
に化学変化を受けないようにするために行う。

樹脂コーテイグは、溶剤に溶かしたポリエチレン、ポリ
スチレン、ポリ塩化ビニル、あるいはフッ素樹脂溶液を
用いる。これらの溶液をファイバに塗布、乾燥する。こ
の後、端面を再研磨し、端面に付着した樹脂を除く。端
面を露出させる。

次に、ファイバ端面を化学研磨する。

化学研磨液は、ファイバの種類に応じて選択する。

（１）　　ＣｓＢｒ、　ＣｓＩ等のアルカリ金属ハライ
ドこれらは水溶性であるから、例えば、・メチルアルコ
ール、エチルアルコールなどに水を添加した溶液を用い
る。水の添加量としては、ファイバ端面が平均的に研磨
できるように、０．１〜５ｗｔ％とする。

（２）　　ＡｇＢｒ、　Ａｇ（Ｊ　等の銀ハライドチオ
硫酸ナトリウム水溶液、又はチオ硫酸ナトリウムに塩化
ナトリウムを添加した水溶液を用いる。

チオ硫酸ナトリウムの濃度としては、ファイバ端面が平
均的に研磨できるように、０６５〜６規定が適当である
。

（３）　　Ｔ（Ｉｃ（１，Ｔｌ；ｌＢｒ、　Ｔｌ１ｌ　
　等のタリクム、／％ライドシアン化カリウムの水溶液
又は４０〜８０℃の温水を用いる。

第１図は、赤外光用ファイバの端面を化学研磨している
工程を略示する断面図である。

赤外光用ファイバ１の周囲には、先程の工程によって塗
布した樹脂コーティング層２がある。

化学研磨液３が容器５の中に満たされている。

ファイバ１の端面４を化学研磨液３に漬ける。化学研磨
液３は、化学反応を起し、ファイバ１の端−面４を少し
ずつ溶かす。

第２図は化学研磨前のファイバの断面図である。

ファイバの端面には、切断傷１０、研磨傷１１、異物１
３などがある。

化学反応によって、ファイバの端面が少しづつ溶かされ
るが、凸部では速く、凹部では遅く溶かされる。このた
め端面にある傷などの凹凸は平坦にならされる。端面に
異物が喰い込んでいたとしても、異物を支えるファイバ
成分が溶かされるので、異物はファイバ端面から離脱し
、除かれる。

第３図は化学研磨後の赤外光用ファイバの端面近くの断
面図である。異物は除かれ、傷は殆んど残っていない。

このようにして、化学研磨した後、ファイバ端を、適当
な溶剤に浸して、樹脂コーティング層２を除去する。

赤外光用ファイバとして、前記の結晶質ファイバの他に
、Ａｓ２Ｓ３などのカルコゲナイドガラスファイバ、あ
るいは７〕化ジルコニクム、フッ化ガドリニクムなどの
７ツ化物ガラヌフアイバもある。

このような赤外用のガラスファイバに対しテモ、適当な
化学研磨液を用いて、端面処理する事ができる。

（オ）効　果 （１）赤外光用ファイバ端面の切断傷、研磨傷を短時間
に、しかも容易に除去し、平滑な端面を得ることかでき
る。

化学反応によって、ファイバ端面の凹凸や異物を除去す
るからである。

（２）新たに研磨砥粒を用いない。物理的作用でなく、
化学的作用で端面を研磨する。このため、研磨砥粒が新
たに埋め込まれる、という事がない。予備形成のための
研磨に於て、ファイバ端に埋め込まれた砥粒は除去され
る。

（３）赤外光用ファイバは、工業用ＣＯ２レーザ加工機
、医療用レーザ治療横用に使用される。ＣＯ２レーザ光
の光（１０，６μｍ）を導くためである。高出力レーザ
であるから、端面に傷や異物があって、ここで光の散乱
や吸収が起ると、ファイバ端を損傷してしまう。本発明
では、ファイバの端面に異物がなく、平滑であるから、
ここで散乱や吸収が殆んど起らず、従って、ファイバ端
を損傷する、という事がない。

（力）実施例 直径１ｆｆφ、長さ１ｍのＡｇＢｒファイバの両端面を
研磨した。ナ３００のエメリー研磨紙から始めて、順に
細い研磨紙にかえてゆき、最後に４２０００の工〆り一
研磨紙で研磨した。この研磨だけを施したファイバをサ
ンプルＡとする。

エメリー紙による研磨の後、本発明の方法によって化学
研磨したものをサンプルＢとする。これは研磨後、ファ
イバの両端を、ポリ７フ化ビニリデン樹脂のアセトン溶
液に漬ける。これを１５０℃で乾燥すせる。ボリフフ化
ビニリデン樹脂のコーティング層が、ファイバの先端に
形成される。

エメリー研磨紙でファイバ端を再研磨する。端面に付い
た樹脂を除き、端面のファイバを露出させる。

１規定のチオ硫酸ナトリウム水溶液に、１〜３０気浸漬
する。これが化学研磨である。

ポリフッ化ビニリデンのコーテイング膜を機械的に剥離
するか、又はアセトン溶液に浸して、剥離する。

その後、純水で洗浄し、乾燥する。このようにしたサン
プルをＢとする。

サンプルＡは従来法によるもので、サンプルＢは本発明
によるものである。端面のロスを調べるために、１０Ｗ
１オよび３０ＷのＣｏ２レーデの光を、両サンプルに通
した。

サンプルＡは、１０Ｗのレーザ光に対し端面が破損しな
かった。しかし、３０ＷのＣＯ２レーザ光に対シテハ、
ファイバの入力端が破損した。これは端面での傷や異物
によるロスが大きい、という事を意味している。

サンプルＢは、ＬＯＷ、　３０ＷのＣＯ□レーザ光に対
し、全く破損しなかった。

このように、従来の赤外光ファイバの端面処理法に比し
て、本発明の赤外光ファイバの端面処理法は、ファイバ
の端面を平滑に仕上げ、端面でのエネルギーロスを少な
くすることができる。このため、発熱が少なく、破損せ
ず、高出力のＣｏ２レーザの導波路として用いる事がで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は赤外光用ファイバの端面を化学研磨している状
態を示す断面図。 第２図は化学研磨前のファイバ端面近傍の断面図。 第３図は化学研磨後のファイバ端面近傍の断面図。 第４図は刃物によって切断された赤外光ファイバ端面近
傍の側面図。 第５図は同じものの端面図。 第６図は研磨砥粒による研磨後の赤外光ファイバ端面近
傍の側面図。 第７図は同じものの端面図。 １・・・・・・・・・・・・赤外光用ファイバ２・・・
・・・・・・・・樹脂コーテイグ層３・・・・・・・・
・・・・化学研磨液４・・・・・・・・・・・・端　面 ５・・・・・・・・・・容　器 １０・・・・・・・・・・・・・切断傷１１・・・・・
・・・・・・研磨傷 １２・・・・・・・・・・・研磨砥粒 １３・・・・・・・・・・・・異　物 発明者　高橋謙− 葭田典之 特許出願人　　住友電気工業株式会社 出願代理人　弁理士　川　瀬　茂酊彬？臂）第２図 化学研磨前 第３図 化学研磨後

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）赤外光ファイバのファイバ端近傍の側面を樹脂コ
   ーティングし、さらに化学研磨液にファイバの端面近傍
   を浸漬して化学研磨した後、樹脂コーテイグを除去する
   ことを特徴とする赤外光ファイバの端面処理方法。
2. （２）赤外光ファイバがＣｓＢｒ、ＣｓＩの結晶質ファ
   イバであつて、化学研磨液が、水を添加したメチルアル
   コール又はエチルアルコール溶液である特許請求の範囲
   第（１）項記載の赤外光ファイバの端面処理方法。
3. （３）赤外光ファイバＡｇＢｒ、ＡｇＣｌの結晶質ファ
   イバで、化学研磨液がチオ硫酸ナトリウム水溶液である
   特許請求の範囲第（１）項記載の赤外光ファイバの端面
   処理方法。
4. （４）赤外光ファイバがＴｌＢｒ、ＴｌＩの結晶質ファ
   イバであつて、化学研磨液が温水又はシアン化カリウム
   水溶液である特許請求の範囲第（１）項記載の赤外光フ
   ァイバの端面処理方法。