JPS5995508A - 光フアイバ−と連結用部材との連結方法及び該方法実施用装着装置 - 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】 本発明は、光ファイバーを装着し、光ファイバーの芯を
連結部材中に中心付けることを、請求の範囲第１項の前
文記載の如く行う方法に関するものである。更に、本発
明は、その方法に適する光フアイバー用の接続部材と該
装着用に設計された装着装置にも関している。

先端を切った外部円錐の形にして一方の端に中心向は表
面を有する連結部材中に光ファイバーを装着することは
、例えは、私自身の発表したＲＰＣ出願第００５８１７
２号により前から公知である。本発明は、他の型の回転
的に対称なはめ合い面、例えは、真直な円筒状表面にも
応用され得る。

公知の方法は、光ファイバーの中心付けを達成するのに
純粋に機械的な装置を使用することを可能にするので、
それは回転の表面の軸上に真直ぐであろう。この中心付
けは、ファイバーの外部の、完全に円筒形表面に対して
のものとなろう。段階−インデッキス型のより大きな寸
法のファイバーに対しては、この公知の方法は正確度に
関して完全に満足なものである。しかしなから、ファイ
バー芯直径が５０μｍＪ２１下である光ファイバーを中
心付けすることになると、困難か起る。そうしたファイ
ノく−の例は、屈折率が中心から外へと徐々に減するよ
うになっている勾配−インデッキスーファイノく−や、
一つの屈折率を持つ約１０／μｍの芯と、より低１ｚ）
Ｍ折率をもつ外波とを有する単一モードファイ／く−な
どである。

勾配インデッキスファイノく−は、蒸気相力Ｓらの石英
管の内側の塗装をドープした石英昇華物で、屈折率か管
の中心に向けて多かれ少かれ連続的に増加するもので行
って、通常製造される。

それから溶融が管内の孔を閉じるようにさせて一体の石
英棒が得られるようにし、それからそれを引出してファ
イバーに形Ｉ戊する。単一モードファイバーは、二重の
ポットから引出される。

溶融した石英らが、環状の間隙になって他の型の溶融石
英で取囲まれている紐を形成して孔から走り出るように
されている。そして、走り出る石英紐は、ファイバーに
なって引き出される。

（これらの記載は勿論単に非常に大まかな記載である）
。

双方の場合とも、ファイバーを最高の屈折率をもつ中心
帯域、ファイバーの芯に対して全く回転的に対称に保つ
ことは雉かしい。例えは、単一モードファイバーは１０
０／μｍの径と径か１０／μｍの芯とを有することか出
来、この径は勾配インデツキスフアイバーに対しては３
／μｍだけ屡々中心ずれしていて、普通の径は１２５／
μｍで、有効光伝達芯直径は５０／μｍである。この場
合に、±３％が通常製造公差である。二本の勾配インデ
ツキスフアイバーの連結には、損失をｌｄＢ以下に保つ
ために、誤差は５／μｍ以下でなけれはならない。単一
モードファイバーを連結する問題は５倍も雌かしい。

かくして、この型の光ファイバーを連結する時には、外
径のみを考慮しての中心付けは充分とは考え得ないこと
が理解されよう。

連結具により光ファイバーを連結する時には、もしも空
気間隙をつけて連結が行われると、フレネル損失は０．
３５ｄＢに達しつる。間隙を輻和するインデツキスの媒
体で満すことによりより良好な値が得られる。しかしな
がら、この方法は実用上の理由から屡々放棄されねばな
らない。

ファイバ一端を溶して永久的接合することは、勿論、原
理上、何らの損失か無かるべきではあるか、実行上、デ
シベルの数拾分の−の損失を生じ、とりわけ、外径に対
してのファイバー芯の非対称位置のせいによるものであ
ることを述べて置かねばならない。

本発明の目的は、溶融法とは対照的に脱係合可能な連結
用部材を用いて光ファイバーの単純な低損失連結を達成
することにある。本発明の特別の目的は、精密適合連結
部材により造られたそうした連結を、ファイバーの外表
面上への前の依存性で、それの中にて輸送されている光
の中心点を屡々代表していないものから解き１・雅すこ
とである。本発明によれば、ファイバー芯は、ファイバ
ーの外径に無関係に中心伺けされる。

史に別の目的は、単純で安価な連結で、段階インデツキ
ス型のより太いファイバーにも使用できるものを達成す
ることにある。本発明によれは、何等の特殊な精留はめ
合い装置も、本発明によって適合が行われるところの良
く競走された回転の表面以上に（よ必要でない。連結具
部材はここでは、−木のファイバーを他のものに連結す
るよう設計されたものと更にはまた部分品、例えば放射
線源や検加器への連結用に設計されたものにも及ぶ。

上記及び他の目的は、本発明によれは、請求の範囲第１
項に記載の方法により達成される。

末法に特に適合している連結具部材は請求の範囲第７項
に、また、末法の実施用に設計された装着装置は請求の
範囲第９項に開示されている。

ファイバー芯を光学観測により回転的対称部材中に中心
付けし、連結部材の回転の外部表面をして該当する内部
表面内に静止しうるようにすることを提言できる。ファ
イバ一端の観測は十字形毛髪などを付けた顕微鏡でファ
イバーの望む中央位置付けをマークし、また、二次元操
手器で調整部材を芯が中心付けされてしまうまで枢動し
て適切に行うことができる。成るべくは反射型で、出来
ればレンズを通る照射付の金属顕微鏡が使用される。も
しもファイバーを通して照射が行われるならは、レンズ
を通しての照射は、もしも部材の全端部表面か中心付は
用に観測されねばならぬときのみに必要である。

勾配インデツキスフアイバーは、通例芯の中心に、そこ
で管か最後に一諸に溶融されて成る所の点に相当する小
さい異常点を有する。この異常点は、顕微鏡内の十字毛
髪又は他の照準装置の目標として良く役立ち、もしもフ
ァイバーを他端にて照射すると、暗点として現れる。

本発明の装着装置によれは、顕微鏡及び連結部材の外部
円錐表面にはめられた内部円錐表面と共に、Ｘ−Ｙ盤型
の操作器を一諸に使うことが推奨される。それにより調
整器部材は二つの相互に直角な方向に枢動されつる。顕
微に於て使用される他の操作用装置も、また、問題の用
途に適合されつる。

光学観測の代替として、中心付は用の電気的測定す、調
整可能部材を二重円錐内の第−円錐内に置き、二重円打
内の第二の円錐内には、ファイバー芯の直径に適合した
中心孔をつけた精密製作置、９２照ゲージがあるもので
行うことができる。この孔を通しファイバー芯から、光
輻射か検知でき、芯はゲージの中心に対して、例えは、
測定計器への検出電流を最大にすることで調整しつる。

この方法は、ファイバーか設けられているＩＲ−ダイオ
ードや−ＩＲ−レーザー（ビングチイル利き部品）の連
結用に特殊な使用範囲を有している。

中心付は用の電気測定のこの方法は、ファイバー芯をＸ
−Ｙ−盤の二軸のサーボ制御によって、部材の幾何学軸
へと自動調整するのに応用可能であるべきである。

もしも部材か肩１ｏと接触していないならば、調整部材
９を外部円錐−１６の中心に中心付けすることは、ｘ−
ｙ−面内の純粋な併進運動によって可能でもある。この
ことは、Ｘ−Ｙ盤での調整に約０．１／μｍの位置付は
精度を必要としようし、Ｚ軸に沿う調整も必要であろう
。この中心利は変化は調整装置の価格を増大しよう。

さて、本発明を、図面を参照して非制限的例の形にして
記述しよう。

第１図は光ファイバー１かその中に装着されて置かれて
いる連結用部材３を示している。ファイバーの端は剥離
されて居る、すなわち、保護外被２は取除かれている。

先行技術と同様に、連結具部材３はそれの尖端に外部コ
ーン１６を有し、それか二つの同心の内部コーンらを有
するゲージブロック１５内の内部コーンと略図１的に示
されている他の連結部材の向い合った外部コーン１６と
へのはめ合いの面として役立っている。外部コーン１６
は、その上に固定用ナツト８が有る管４の一部である。

示されている例では、固定用ナツトは溝の中のルーズな
リング７を介し、管４へ連結されていて、固定用ナツト
８は固定用部利を例えは中間片（図示せず）へ固定する
ために設計されである。管部分４は第二の、ねじでかぶ
さった管部５をつけて伸はされて居るので、部材は双方
か貫通孔１２につけている第一部分４と第二部分５とを
有する。第一部分４内の孔は尖端で傾斜されていて、内
部の略々円錐形表面１０を形１ｇしている。これまた貫
迫孔１３をつけた調整部材９か孔１２中へ挿入されてい
る。ファイバー１は孔１３中に挿入される。調整部材９
は充分に長くて、部分５か場所にない時には、後方の部
分４から突き出す位であるが、部分５がねじ山６−・ね
じかぶされた時には、全くではないにせよ、殆んど突き
出さない（ねじ山以外の手段での固定、例えば接着剤に
よるものも、また、勿論可能である）。

調整部材９は端部で尖っていて、この場合、装着された
尖端１１をつけている。尖端ＩＪは孔１２の傾斜した面
１０よりも一層鈍く傾斜されて居り、かくして調整部材
は、尖端から若干内向きに、この場合は約２肩内部へ表
面１ｏに対して静止している。

連結部材を装着し調整する時には、ファイバー１は端部
で剥離され、調整部材９内で１４にて傾斜している孔１
３の中に挿入される。ファイバーの端を熱硬化性樹脂で
塗装して、例えはそれをｒＪＭ　ＭＫ部材中に固定し端
部を尖端で錨付けすることか推奨しうる。後方部分５か
それからファイバー１塗装２の外側上で（１′ｔらされ
、途以外になるようにされる。それから調整部材９か前
方部分４内に、尖端力上底に達するまで挿入される。前
方部分は顕微鏡の前の内部コーン内に装着される。今や
調整部組９を枢動することを許ブーことによって、外部
コーン１Ｇのｋ　ｊこ対してファイバーを若干動かずこ
とが可能であり、それの尖端は滑り、表面６に対して静
止する所へ行く。そうすると、Ｎａ鏡にて、成るべくは
ｊｔ（明されているファイバーを調べることか可能であ
る。この照明はファイバーの反対の端から行われ得る。

光束を何ＪＫ部月内の孔１８を経て入らせることも出来
、このことは、例えはもしもファイバーの反対の端が近
づき得ない場合には適している。ファイバーの芯は、調
整部組の伸長部２１を作動しているＸ−Ｙ−盤により、
顕微鏡内の十字毛髪に中心付けされる。

それから、調整部材は、場所に永久的に固定され、例え
は熱硬化性樹脂で１７に固定され、そして伸長２］は取
除かれる。適当な熱硬化性樹脂は技術熟達者に公知であ
る。部分４と調整部月９との間の全体の空間は出来つれ
は熱硬化性樹脂で満してもよい。

後部４分５は前部４分４上の場所１こねじ止−めされ、
かくして調整部材９をＩｉおす。それから、もし望むな
らば、後部４分５をはさんでしめて、ファイバーケーブ
ル２上への機械的圧力を従来の具合にして取除くことか
可能である。

第２図に示されている調整用の装置は、本性に特に適当
している。所謂、逆転金相学的顕微鏡２４は、レンズ（
１０倍拡大及び例えばＮ、Ａ。

０．２）と鏡２６と、接眼鏡２７と、それの前には、十
字毛髪または測定用リング円盤２８とがある。顕微鏡は
円盤１５′内の上向に開いている内部コーンの軸に沿っ
て見るように調整される。

部分４はナツト４にて固定され、ファイバー１かその中
はｆ％（’ｉ付けされた調整部材は部分４内に挿入され
る。伸張アーム２１はねじ２２によって調整部材の突出
している後端に固定される。

伸張アーム２１はそれの端部に中心を逼る細隙３０を有
するので、ファイバー１は側部へ出ることかできる。

顕微鏡台は柱３１そ有し、それの頂上には調整装置３２
と３３とをつけた共通交差盤２ｏがあり、二つの直角方
向に併進運動Ｔる。伸張アーム２１の自由Ｃ陥に対して
押すようにすることが出来る弾性の板が交差盤２ｏ上に
装着されている。ナツト３２と３３とを廻すことにより
、伸張アーム２１と輸整部材９とは表面１ｏに対して枢
動され得て（ＮＳ　Ｉ　ＩＩ　）、それによりファイバ
ーを顕微鏡で観測されているように調整する。

伸張アームの長さは、例えば、１００藺にすることが出
来る。既に述べた如くに、調整部材は尖端から内向きに
約２ｒａｎの表面１ｏによりがかっている。交差盤上０
．０１　ｒａｎの運動は１ｏ−４ラジアンの角変化の結
果になる。そしてファイバーの外部端は０．２／μｍ動
こう。交差盤内の如何なる遊びも考徴しつるから、少く
ともこの正確度への調整を行うことか可能であることは
明かである。

ファイバーの方向は調整部材９が枢動されるにつれて、
非常（こ多くは変らないことに性急すべきである。この
ことは、ファイバー内に輸送されろ光か成る方向（低い
開口率で、屡々ｏ１の大きさの程度のＮ、Ａ、）で現れ
るから、重要である。上に述べられた如くに、必要な調
整は屡々３−５／μｍである。ファイバ一端の中心を５
ＩＩ　／　ｔｎ動かすことは、２５　Ｘ　１０−３ｒａ
ｄ、の角変化を結果し、これは、開ＬＩ率に対してほぼ
無視しつる。

傭光撞的像を住じつる顕微鏡（例えは、Ａｍ１ｃｉ　−
Ｂｅｒｔｒａｎｄレンズを通して）を使うことも可能で
あり、それにより同じ装置内で、ファイバ一端から出て
来る光が連結用部材の対称の軸から余り大きく方向が外
れないことをチェックできる。

本発明の特殊実施態様は下記の段階を含んでいる。ファ
イバー１の剥離された端は周整部材９内に挿入され、こ
れは最初に熱硬化性樹脂（エポキシ・テクノロジーから
のＥｐｏｔｅｃｈ　３　（３Ｑの型の二Ｉｔ分接着剤で
、１２０℃で硬化するもの）で満して置いた。硬化後に
、突出しているファイバー斌は先ず光洗い流しをし次に
破って切断する。調整部材９は前方部分４内に弛く置か
れ、全体の装置は前方から減少する粗さのザンドペーパ
ーを使って普通の具合に砂磨きし、ファイバ一端の平均
した表面構造を達成する。

それから装置を第２図に示される如き、ｉｌ、ｌＪ整装
置に装着し、むしろ厚いシアノアクリル酸接着剤（Ｉ、
ＣｃｔｉｔｅよりのＴａｋ　Ｐａｋ　）　ｌ　７　（ｌ
　１図参照）の接着剤のリングを加え、それから調整を
行う。

調整か完了した後に、シアノアクリル酸接着剤を適当な
硬化剤で、非常に迅速に硬化を生ずるものを適用して硬
化させる。調整された装置はそれから取除しことが出来
、上記したエポキシ型の熱硬化性樹脂が調整器部材９と
前方端４との間の空間に注入され得る。鼻部分を軸方向
溝のついた１９′に設けることは、接着剤が尖端に浸入
づ−るのを可能ならしめる。硬化後に、後方端部をねじ
止めしてかぶせ、ファイバーは把握によって永久的に固
定される。

第１図での」整部材は、鼻片をつけて二個に作られてい
ることを注、・ヨすべきである。何故ならは、それでな
くは、ファイバーの寸法の充分に小さい孔を穿つことは
ほしいだろうからである。１整部材の中間部分が所謂）
状多筒形チューブで製作され、他端に若干より重い、特
製のチューブで孔１８を設けたものをつけることを考え
ることも出来る。連結器部材の可視部分らは、ステンレ
ス材料製とすべきであり、特別の表面処理を必要としな
いから、清心な公差を達成することを容易にする。

【図面の簡単な説明】

第１図は、池の同様な部材、例えは、参照ゲージへ、こ
こに略図的に示された如くに連結された、場所に装着さ
れた連結部材の断面Ｉで、約５倍大にしたものを示して
いる。 第２図は装着の間の連結具部材と装着用装置とを示して
いる。 特許出願人　　　ラルス・ルネ・リドホルト特許庁−し
官若杉和夫　殿 （伽゛誌か、矢実施甲に０霞 ３、補正をする者 事（＃との関係　　杵針　淑７’、・少々畔拍明や循牛
せ斥 氏７ｊ；躯　ラ・レス・ルネ・　灯′じＬ・レト４、代
理人 −４：

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　光ファイバーを連結部材中に装着して光ファイバ
   ーの芯を中心づけする方法であって、その連結部材中に
   は回転表面形になったはめ合い面が第一の端にあり、そ
   れにより、保護被榎を剥離された光ファイバーが、はめ
   合い面に反対の端部から該部材内の頁通孔中に挿入され
   て、それの端を回転の表面の軸にある中心伺けされた位
   置に固定されるようになり、がっ、それから、成るべく
   は接着剤の如き固定用手段で保留されるようにするもの
   であって、該第−の端に於て傾斜づけられて肩を形成す
   るようになっている鎖孔の中には貞通孔が設けられてい
   る調整部材があり、連結部材の該第−の端にある該調整
   部材の第一の端は該第−に述べられた孔よりもより鈍く
   傾斜されて居り、調整部材の該ｉ−の端は連結部材の第
   一端から若干内方に在る位置に於て該層に対し寄りかか
   るようにされて居り、調整部材の孔の中に挿入されたフ
   ァイバーの端は、肩によりかかつているのみの調整部材
   を枢動することにより、それの他の、反対側の端からそ
   れの中心付けされた位置へ持ち来たされ、他方、該層に
   対して、ファイバーの芯の端が回転表面中に中心付けら
   れた位置をとってしまうまで滑り、その後、調整部材は
   、成るべくは接着剤により、連結部材内に永久固定され
   るようになることを特徴とするところの方法。 ２　連結用装置の第一端か外側から、ファイバーの端を
   観測するために観測計器が配置されていることと、調整
   部材が、二つの別々の平面内で調整部材を独立枢動せし
   めるよう少くとも二次元内に調整可能な調整計器と組合
   されていることとを特徴とするところの特許請求の範囲
   第１項記載の方法。 ３、　調整の為に、連結用部材はそれの第一端にある回
   転の表面を、それへ適合されている回転の表面中に挿入
   されて装着されていることを特徴とするところの特許請
   求の範囲第１または第２項記載の装置。 ４、　金属顕微鏡が観測計器として使用されていること
   を特徴とするところの特許請求の範囲第２または第３項
   記載の装置。 ５、観測用計器として顕微鏡が使用され、それはファイ
   バーの端に焦点を合されていて、それの位置が決められ
   るようになっていることを特徴とする特許請求の範囲第
   ２または第３項記載の装置。 ６、　ファイバーの反対の端が近づき得ない場合の方法
   で、ファイバーが調整部材内の孔を通して外側から照明
   されることを特徴とするところの特許請求の範囲第５項
   記載の方法。 ７、先行請求の範囲何れかによる方法に使用する、光フ
   ァイバー中心付は及び装着用の連結部材であって、貫通
   孔と、又、第一端にはめ合い面を有し、それは回転の表
   面であり、該回転の表面に適合するはめ合い面に対して
   中心付けられた係合をするようになって居る物と、更に
   は取外し可能な保持装置をも有しているものであって、
   部材の第一の端を含んでいる第一の部分と、それへ取付
   可能な第二の伸長部分と、ファイバーの保持用の貫通孔
   が設けられている調整部材とを含んでいて、かつ、該第
   −及び第二の部分を通過する孔の中に挿入可能であって
   、第一の部分中の貫通孔は該第一端に位置されている部
   分を有し、かっ、端部に向って傾斜して肩を形成して居
   り、調整部材はそれの第一端の外側上で第一部分の中の
   孔の傾斜部分よりも一層鈍く傾斜しているので、調整部
   材は該孔中に挿入されることが出来、第一部分の第一の
   端から若干間をあけた位置に於て肩と接触して置がれ、
   かつ、そうした接触を維持しながら枢動されることか出
   来、調整部材の長さは、第二部分か取除かれる時に第一
   部分から突出すのに充分になっていることなどを特徴と
   するところの連結用部材。 ８　調整部材の貫通孔は、調整部材が第一部分中に挿入
   され、また第二部分が取除かれた時に、曝露される所の
   位置に側部開孔を有することを特徴とするところの特許
   請求の範囲第７項記載の連結部材。 ９、　請求の範囲第１−７項の何れかによる方法に使用
   し、請求の範囲第７項による連結部材装着用の装着装置
   であって、連結部材上の該当するはめ合い面の挿入用の
   回転的に対称で外向きに開いている孔をつけた板と、そ
   うした連結部材中に配置された光ファイバーの一端を観
   測するように仕組まれている顕微鏡と、それの他端で作
   用している枢動調整装置で、調整部材から出現している
   光フアイバー用の窪みの設けられている調整部材延長へ
   垂直な二方向に可動であるものとを含むことを特徴とす
   るところの装着用装置。