JP2002513949A - クリープが防止された光ファイバ取付け装置 - Google Patents

クリープが防止された光ファイバ取付け装置

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JP2002513949A JP2000547502A JP2000547502A JP2002513949A JP 2002513949 A JP2002513949 A JP 2002513949A JP 2000547502 A JP2000547502 A JP 2000547502A JP 2000547502 A JP2000547502 A JP 2000547502A JP 2002513949 A JP2002513949 A JP 2002513949A
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ジェイ． グルンベック，ジョン
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エイ． ダイグル，ガイ
ダヴリュー． エンジェル，トーマス
ダヴリュー． ヘルム，チャールズ
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シドラ コーポレイション
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Abstract

(57)【要約】 クリープが防止された光ファイバ取付け装置は、クラッディング（１２）、コア（１４）、および導波路の外径が変化した変化領域（１６）（拡大したものもしくは縮小されたもの）を有する、光ファイバといった光導波路（１０）と、変化領域（１６）の少なくとも一部に接するように配置された、フェルール（３０）といった構造と、を有する。フェルール（３０）の寸法および形状は、フェルール（３０）を変化領域（１６）に機械的に固定することによって、少なくとも１方向へのファイバ（１０）とフェルール（３０）との間の相対移動（つまりクリープ）を最小としながら、ファイバ（１０）をフェルール（３０）に取付けることができるものである。フェルール（３０）を、ハウジング（６２）といったより大きな構造もしくはその構造の一部に取付けることもできる。変化領域（１６）およびフェルール（３０）の形状および寸法を、様々なものにすることができる。さらに、クラッディング（１２）とフェルール（３０）との間にバッファ層（１８）を設けることによって、ファイバ（１０）を保護し、かつ／または、ファイバ（１０）へのフェルール（３０）の取付けをより強化することによって、クリープを最小とすることもできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【関連出願とのクロスリファレンス】
本願と同時に出願された同時係属中の「光ファイバの隆起部」という名称の米
国特許出願（シドラ明細書ＣＣ−００５８号）、および「光ファイバの外径変化
」という名称の米国特許出願（シドラ明細書ＣＣ−００５８号）は、本願に開示
された内容を含んでいる。
【０００２】
【技術分野】
本発明は、光ファイバに関し、特に、クリープが防止された光ファイバ取り付
け技術に関する。
【０００３】
【背景技術】
圧力や温度といった様々な物理的パラメータを測定するためのセンサは、多く
の場合、弾性構造（例えば、ダイヤフラムやベローズ）から検出用素子までの歪
みの伝達を利用している。圧力センサの場合、適した接着剤によって検出用素子
を弾性構造に接合することができる。
【０００４】 弾性構造への検出用素子の取付けがあまり安定していない場合には、この取付
部分が大きなエラー源となり得ることも、周知である。センサが、変化のないパ
ラメータもしくは変化が非常に遅いパラメータを測定するものである場合は、構
造への取付を長時間安定させることが非常に重要である。このようにセンサが長
時間安定しないことの主な原因は、「クリープ」として知られている現象、つま
り、弾性構造に印加されている荷重が変化しない状態での検出用素子の歪み変化
である。このような現象は、検出信号のＤＣシフトつまりドリフトエラーに起因
する。
【０００５】 変化のないパラメータおよび／またはこれに近いパラメータを測定するための
特定のタイプの光ファイバセンサには、弾性構造への光ファイバの取付けが非常
に安定し、かつこの部分のクリープが著しく小さいことが要求される。光ファイ
バをベースとしたセンサの１つの例として、ロバート．Ｊ マロンに付与された
「悪い環境での使用のための高感度光ファイバ圧力センサ」という名称の米国特
許出願第０８／９２５，５９８号に開示されたものが挙げられ、この米国特許出
願は、この点について全体に亘って開示している。この場合、光ファイバは、フ
ァイバに沿った１つの位置で圧縮可能なベローズに取付けられており、さらに、
ファイバに沿った第２の位置で剛性構造（つまりハウジング）に取り付けられて
おり、これらの２つのファイバ取付け位置の間に、ブラッグ回折格子がファイバ
に埋め込まれている。外部圧力の変化に起因してベローズが圧縮されると、ファ
イバ回折格子における歪みが変化し、これによって、回折格子により反射される
光の波長が変化する。構造へのファイバの取付けが不安定な場合、ファイバが取
り付けられている構造に対してファイバが移動（クリープ）し、上述した測定が
不正確なものとなる可能性がある。
【０００６】 光ファイバを構造に取り付けるための１つの一般的な技術は、エポキシ接着剤
を用いたものである。一般的に、エポキシ接着剤の利用は、エポキシのガラス転
移温度以下での温度に制限される。ガラス転移温度以上では、エポキシは、クリ
ープが増大する柔らかい状態となるため、精密な変換器の検出用素子を取付ける
ために利用することができない。また、ガラス転移温度以下でも、著しいクリー
プが生じる。
【０００７】 他の技術は、金属で被覆されたファイバに構造をはんだ付けするものである。
しかし、はんだは、特定の条件下で、クリープを生じやすいことが知られている
。特に、ある種の柔軟なはんだ（例えば、一般的な鉛−スズ（ＰｂＳｎ）はんだ
）は、融点が比較的低いため、はんだによる取付時の高温で、かつ／または高レ
ベルの応力が生じる状態で用いられる変換器での利用には、比較的適さない。融
点が高い「硬い」はんだ（例えば、金−ゲルマニウム（ＡｕＧｅ）や金−シリコ
ン（ＡｕＳｉ））によって、この問題は減少するが、はんだによる取付時の高温
で、かつ／または大きな応力が生じる状況では、このような硬いはんだを用いた
場合にもクリープが生じる。加えて、このようなはんだの融点が高いことによっ
て、金属コーティングおよび／または金属コーティングとガラスファイバとの間
の接合が損傷し得る。
【０００８】
【発明の開示】
本発明の目的は、クリープが防止された、光ファイバへの構造の取付け装置を
提供することである。
【０００９】 本発明によると、光導波路への取付けを行うための装置は、コアおよびコアの
外側に設けられたクラッディングを有する光導波路を備えており、この光導波路
は、その外径が変化した部分を有する。さらに、前記装置は、取付け手段を備え
ており、取付け手段は、その変化部分の少なくとも一部に接触するように配置さ
れていることによって、少なくとも１方向への光導波路と取付け手段との間の相
対移動（つまりクリープ）が最小となっている、 さらに本発明によると、前記変化部分は、拡大された領域である。さらに本発
明によると、前記変化部分は、縮小された領域である。
【００１０】 さらに本発明によると、取付け手段は、フェルールからなる。さらに本発明に
よると、導波路は光ファイバーである。さらに本発明によると、導波路は、さら
に、バッファ層を備えており、これは、取り付け手段と導波路との間に配置され
ている。
【００１１】 本発明では、拡大直径変化領域および／または縮小直径変化領域を有する光フ
ァイバに、構造（例えば、フェルールやハウジング）を組み合わせることにより
、従来技術を著しく改良する。この構造の寸法および形状は、この構造により変
化領域の少なくとも一部を機械的に固定することができるようなものとなってお
り、これによって、少なくとも１つの所定方向へのファイバと構造との間の相対
移動（つまりクリープ）を最小としながら、この構造をファイバに取り付けるこ
とが可能となっている。変化領域および構造の形状および寸法を、様々なものと
することができる。クラッディングとフェルールとの間にバッファ層を設けるこ
とによって、ファイバを保護し、かつ／または、ファイバへの構造の取付けをよ
り強化してクリープを最小とすることもできる。はんだ、ろう、エポキシといっ
た接着剤を構造と変化領域との間に用いることも可能である。
【００１２】 本発明の上述した目的および他の目的、特徴および利点は、本発明の実施例に
ついての以下の詳細な説明によってより明確となるだろう。
【００１３】
【発明を実施するための最良の形態】
図１を参照すると、光導波路１０、例えば周知の単一モード光ファイバー、は
外径ｄ１が約１２５ミクロン、コア１４の直径ｄ２が約７〜１０ミクロン（例え
ば９ミクロン）である。ファイバー１０は、そのコア１４に沿って光を伝搬させ
るように、設計されている。クラッディング１２およびコア１４は、溶融シリカ
ガラスもしくはドープされたシリカガラスからなる。所望により、光ファイバつ
まり導波路のための他の材料も、用いることができる。ファイバ１０は、外径（
つまり寸法）が拡大（つまり増大）された領域１６を有する。領域１６は、長さ
Ｌが約５００ミクロンであり、外径ｄ３が約２００ミクロンである。所望により
、クラッディング１２、コア１４および拡大領域１６の寸法を、別の大きさにす
ることも可能である。但し、拡大領域１６の直径ｄ３が直径ｄ１よりも大きくな
ければならない。さらに、ファイバの保護および／またはファイバへの取り付け
の強化のために用いられる外側コーティングつまりバッファ層１８（以下で詳細
に説明する）をファイバ１０に備えることも可能である。
【００１４】 光ファイバに代えて、コアおよびクラッディングを備えた光導波路（例えば、
平形の導波路つまりプレーナ形導波路）を用い、これに領域１６を形成すること
も可能である。平形導波路つまりプレーナ導波路の場合、導波路の上部表面およ
び／または下部表面、および／または側部に領域１６を形成することができる。
さらに、所望により、多モードの光導波路も利用することができる。さらに、本
発明では、領域１６が厳密に軸対称である必要はない。例えば、拡大領域６の下
部を上部よりも僅かに大きくすることも、もしくはこの逆にすることも可能であ
る。
【００１５】 領域１６は、導波路の外径を変えるための技術によって形成することができる
。領域１６を形成するためのいくつかの技術が、本願と同時に出願された同時係
属中の「光ファイバ隆起部」という名称の米国特許出願（シドラ明細書ＣＣー５
８）および「光ファイバの外径変化」という名称の米国特許出願（シドラの明細
書ＣＣー７９）に記載されている。図１〜８に関連して以下で説明するように、
領域１６によって、ファイバ１０を様々な方法で構造に取り付けることが可能と
なっている。
【００１６】 特に図１を参照すると、フェルール３０（つまりスリーブ）を拡大領域１６の
少なくとも一部に密着させることによって、機械的ストッパ（つまりロック）が
得られるようになっており、これによって、ファイバ１０が、線２０に示されて
いるようにフェルール３０に対して左方（つまりファイバ１０に加わる荷重の方
向）に移動しないようになっている。フェルール３０は、ほぼ円筒状および／ま
たは円錐状、もしくは以下で述べるような他の形状とすることができる。さらに
、フェルール３０を、拡大領域１６の全部もしくは一部に重ねることが可能とな
っている。フェルール３０を拡大領域１６に重ねることは不可欠ではないが、重
ねることによって、ファイバ／拡大領域における点接触応力が減少し、これによ
って、特に拡大領域１６の外形が湾曲している場合に、ファイバ１０および／ま
たは拡大領域１６のガラスに亀裂が生じる可能性が低くなる。
【００１７】 図１を参照すると、フェルール３０の前方領域３２の形状寸法（形状、輪郭、
もしくは外形）が、拡大領域１６の形状寸法とほぼ適合するようになっている。
領域３２の形状を、拡大領域１６の形状に厳密に合致させる必要はなく、湾曲し
た面に代えて、直線状テーパつまり傾斜面とすることも可能である。さらに、面
取り部３４をフェルール３０に形成することによって、ファイバ１０が歪曲した
り、フェルール３０から非軸方向に引っ張られたりした場合の応力の逃げ面を設
けることも可能である。所望により、テーパ３４に代えて、フェルール３０の端
部を鋭い垂直端部とすることも可能である。
【００１８】 フェルール３０を拡大領域１６に直接に密着させることが可能であり、もしく
は、以下で述べるような接着剤によりファイバ１０および／または拡大領域１６
に接合することも可能である。フェルール３０は、前方領域３２の形状が拡大領
域１６の形状寸法とほぼ等しくなるように、予備形成される。しかし、フェルー
ル３０の形状が拡大領域１６と合致しない場合は、接着剤、コーティングおよび
／または充填材といった材料（以下でより詳細に説明する）を用いてこれらの間
の間隙を埋めることによって、ファイバ１０／拡大領域１６における点接触応力
を減少させ、かつ／またはこれらを接合することができる。
【００１９】 代わりの実施例として、フェルール３０を加熱し、かつ／または、例えば大気
（圧力および／または真空）を利用した技術、機械的技術（クリンプ等）、およ
び／または磁気技術（電磁成形（electromagnetic forming）等）もしくは他の
技術によって、矢印４２に示されているようにフェルール３０に圧力（もしくは
荷重）を加えることにより、拡大領域１６の寸法形状の少なくとも一部にフェル
ール３０を合致させることも可能である。ガラス製フェルールの場合、ガラスの
軟化温度以下の温度にまでフェルール３０を加熱することができる。金属製フェ
ルールの場合は、金属を形状付けることが可能な温度にまでフェルールを加熱す
ることができる。代わりの実施例として、フェルール３０を正位置に保持された
状態で加熱し、フェルール３０に向かってファイバ１０を長手方向に引張ること
により、ファイバ１０をフェルール３０と接触させることによって、フェルール
３０を変化領域１６の形状に適合させることもできる。このことは、特に、フェ
ルール３０が、ガラスよりもはるかに低い軟化温度を有する金属からなる場合に
有効であるが、他のフェルールの材料に用いることもできる。
【００２０】 代わりの実施例として、右方に延びて拡大領域１６の右側の上に張り出してい
る部分３８をフェルール３０に備えることも可能である。この場合、以下で述べ
るものと同様に、フェルール３０の内側と拡大領域１６の右側との間の領域４０
を、接着剤（例えば、はんだ、ろう、エポキシ等）によって、部分的もしくは完
全に埋めることができる。このような接着剤によって、領域３２に沿った、領域
１６の左側における間隙も埋めることができる。この場合、クリープの最小化を
より促進するために、接着剤をファイバ変化領域１６に局在させることが必要で
あり、このように領域３３に接着剤を配置しないようにすることによって、領域
３３におけるクリープの防止が促進される。接着剤により領域４０を埋める代わ
りに、部分３８を加熱し、かつ／または、矢印４４により示されているように、
（矢印４２と関連して上述した技術を用いて）部分３８に圧力（もしくは荷重）
を加えることによって、フェルールの部分３８を拡大領域１６の右側の少なくと
も一部に適合させることも可能である。さらに、このような加熱および／または
圧力の印加は、例えば、単一のクリンプ器具、コイニング器具等によって、領域
３２，３８に同時に行うことができる。
【００２１】 フェルール３０は、セラミック／ガラス（例えば、サファイア、ルビー、溶融
石英、溶融シリカ等）、金属（例えば、インバー（６４％Ｆｅ，３６％Ｎｉの合
金）やコバール（５４％Ｆｅ，２９Ｎｉ，１７％Ｃｏ））、もしくは他の熱膨張
率の低い材料から形成することができる。フェルール３０の熱膨張係数を光ファ
イバ１０の熱膨張係数に近いものとすることによって、フェルール３０および拡
大領域１６および／またはファイバ１０の外形が全温度に亘って互いに追従する
ようにし、これによって、クリープおよび点接触応力を減少させることが必要で
ある。光ファイバがシリカガラス（このために熱膨張係数が低い）からなる場合
、フェルール３０には熱膨張係数の低い材料が望ましい。フェルール３０の材料
にほぼ同等な熱膨張係数を有するものを選択することにより、他の光ファイバも
しくは導波路の材料も、所望により用いることができる。
【００２２】 本願に記載されている実施例では、エポキシ、金属はんだ、金属ろう、ガラス
はんだ、セラミック接着剤、もしくは、フェルールの材料、ファイバの材料、お
よびファイバ１０のクラッディング１２上の外側バッファ層（つまりコーティン
グ）１８の有無に依存した他の接着剤によって、フェルール３０をファイバ１０
および／または拡大領域１６に接合することが可能となっている。代わりの実施
例として、上述したように、接着剤を用いずに、フェルールを領域１６に密着さ
せることも可能である。
【００２３】 さらに、バッファ層１８（用いられる場合）は、様々な材料（例えば、金属、
ポリマー、テフロン、および／または炭素、もしくは他の材料）から形成するこ
とができ、かつ複数の層から形成することができる。バッファ層１８は、ファイ
バを保護し、かつ／または、ファイバへのフェルール３０の取付けを強化する（
つまりクリープを減少させる）ために利用することができる。バッファ層１８を
、ファイバの外側表面を保護するのに十分な剛性を有する材料からなる金属層（
つまり金属溶射されたコーティング）から形成することによって、領域１６およ
びその付近における損傷をさらに防止することができる。さらに、この金属層を
、局部的な圧縮荷重に耐え得るとともに損傷する（例えば、亀裂したり、空隙が
生じる等）ことなく塑性的に歪む可鍛性材料（すなわち、圧縮荷重を受けて塑性
変形する材料）から形成して、フェルール３０が領域１６の外形に適合し易くす
ることも可能である。このような可鍛性材料には、金、プラチナ、ニッケル等が
含まれる。さらに、ガラス表面におけるはんだのぬれを良好にするために、金属
層を利用することもできる。
【００２４】 例えば、バッファ層１８は、ニッケル−金（ＮｉＡｕ）から形成することがで
きるが、この場合、厚さが約１〜３ミクロンのＮｉをファイバ上に配置し、厚さ
が約７０〜１５０ナノメートルのＡｕ、もしくは、より厚い（例えば１〜１０ミ
クロン）Ａｕをニッケル上に配置することができる。このようなバッファ層１８
に金属製はんだを用いることによって、フェルール３０を層１８にはんだ付けす
ることも可能であり、もしくは、はんだを用いないようにすることも可能である
（この場合は、フェルールを領域１６に密着させる）。金属層の金属および厚さ
を別のものにすることも可能である。
【００２５】 代わりの実施例として、バッファ層１８の金属層の上に、もしくは金属層を用
いずにクラッディング１２上に直接に、厚さが約１〜１０ミクロンのポリマー（
例えば、耐熱ポリイミド）の層を配置することが可能である。ポリマーおよび厚
さを別のものにすることも可能である。ポリマーを用いる場合は、ファイバ／変
化領域／フェルールが結合されたものを、高温（例えば、この用途の動作温度以
上の温度）で整定時間加熱し、これによって、ポリマーを安定状態（例えば、厚
さ、形状、配置等）にして、クリープを低減させることが必要である。バッファ
層１８の層の厚さ、数、材料および組成を別のものにすることも可能である。
【００２６】 さらに、フェルール３０に、１種類あるいは複数の種類の上述した可鍛性材料
の内径部コーティング４１を施すことによって、フェルール３０が拡大領域１６
の外形に容易に適合するようにし、これによって、ファイバにおける点接触応力
を減少させ、かつ／またはバッファ層１８もしくはファイバ１０への接合を強化
することが可能である。バッファ層１８がファイバ１０上に設けられているか否
か、さらに、フェルール３０がファイバ１０もしくは拡大領域１６にはんだ付け
されているか否か、に拘わらず、このような内側コーティングをフェルール３０
上に設けることができる。さらに、フェルール１０の内径部を研磨することによ
って、応力の集中を抑制することができる。
【００２７】 フェルール３０を、１つの部材からなるフェルールとすることも可能であり、
もしくは、半円形の２つの部材、もしくは３つ以上の部材からなるフェルールと
することも可能である。複数の部材からなるフェルールを用いた場合、フェルー
ル３０をファイバ１０に沿って領域１６まで滑動させる必要がないという利点が
得られるため、こすったり、他の損傷がファイバ１０の外側表面に生じたりする
可能性が低くなり、領域１６から離れた部分のバッファ層１８をより厚くしたり
、かつ／または不均一にすることが可能となる。
【００２８】 図２を参照すると、フェルール３０の他の設計が示されており、部分３８が右
側に延びて拡大領域１６およびファイバ１０の一部の上に張り出している。フェ
ルール３０が多数の部材からなるフェルールである場合、このようなフェルール
を（ファイバ１０および／または領域１６の周囲で）一括して保持するために、
フェルールを自己ロック（self-locking）するものとしたり、フェルールにちょ
うつがいを取り付けたり（クラムシェル（clam-shell）等）、かつ／または、カ
ラー４６を用いたりすることができる。カラー４６は、ほぼ直線状の内径ｄ５（
例えば０．０２２インチ）を有しており、これが、フェルール３０の外形と合致
するか、もしくはこれより僅かに小さくなっていることによって、カラー４６と
フェルール３０とが接触、もしくは、摩擦密接（frictional fit）し得るように
なっている。所望により、フェルールおよびカラーの直径もしくは寸法を、別の
大きさにすることも可能である。さらに、フェルール３０に拡大領域４７を設け
ることによって、カラー４６もしくは他の目的のためのストッパを得ることがで
きる。さらに、フェルール３０に後退部４８を設けることによって、カラー４６
とフェルール３０とが面４５でぴったりと係合するようにすることも可能である
。さらに、小さな面取り部４９をカラー４６もしくはフェルール３０に設けるこ
とによって、かみそり刃といった器具を挿入してカラー４６をフェルール３０か
ら分離できるようにすることも可能である。カラー４６は、フェルール３０と同
じ材料、もしくは熱膨張係数がほぼ等しい材料から形成することができる。代わ
りの実施例として、金属、ポリマー、もしくは形状記憶合金といった熱収縮材料
からカラー４６を形成することもできる。複数の部材からなるフェルール３０の
ファイバ１０上への組み立てを容易とするために、このような複数部材からなる
フェルール３０をカラー４６内部に配置した後で、これをファイバ１０に沿って
領域１６にまで滑動させることができる。続いて、（図１およびフェルール３０
に関連して上述したように）カラー４６を加熱し、かつ／またはこれに圧力（も
しくは荷重）を印加すると、フェルール３０の少なくとも一部が領域１６の少な
くとも一部に固定される。
【００２９】 フェルール３０の長さＬ２は約０．０７５インチである。フェルール３０の長
さをこれより大きく、もしくは小さくすることもできる。
【００３０】 図３を参照すると、長円筒状フェルール３０の代わりに、より短くかつ／また
は幅が広い、ワッシャ、ビードもしくは軸受宝石（bearing jewel）のようなフ
ェルールを使用することが可能となっている。例えば、図３のフェルール３０は
、外径ｄ６が約０．０３３インチ、長さＬ２が約０．０３１インチであり、テー
パ角度が約１３度であるテーパ部つまり面取り部６０を備えている。この面取り
部６０は、拡大領域１６よりも長く延びているとともに、拡大領域１６の少なく
とも一部の上に張り出している。上述したように、フェルール３０の底部と拡大
領域１６の右側との間の領域４０（およびファイバ１０の一部）を、任意により
、部分的もしくは完全に接着剤（例えば、はんだ、ろう、エポキシ等）で埋める
ことも可能である。領域１６の左側における間隙を、接着剤で埋めることもでき
る。直径、長さおよびテーパ角度を別の大きさにすることも可能である。さらに
、テーパ部６０の長さを、より小さくすることもできる。また、テーパ部を設け
る必要はない。さらに、以下で説明するように、フェルール３０をハウジング６
２内部に配置することもできる。
【００３１】 図４を参照すると、代わりの実施例が示されており、フェルール３０を拡大領
域１６に亘って配置する（つまり全体に広げる）ことが可能となっている。この
場合、フェルール３０の直線状（円筒状）の内径を、拡大領域１６の直径ｄ３と
コーティング１８の厚さ（用いられている場合）とを加算したもの以上とするこ
とができる。この場合、上述したものと同様に、フェルール３０の底部と拡大領
域１６の片側もしくは両側との間の領域５２を、部分的もしくは完全に、接着剤
（例えば、はんだ、ろう、エポキシ等）で埋めることができる。代わりの実施例
として、フェルール３０を加熱し、かつ／または、大気を利用した技術（圧力お
よび／または真空）、機械的技術（クリンピング）および／または機械的技術も
しくは他の技術によって、矢印５４により示されているように、拡大領域１６の
片側もしくは両側に亘って圧力（もしくは荷重）を加えることもできる。このよ
うに圧力を加えることによって、破線５６により示されているように、フェルー
ル３０を、拡大領域１６に適合させるとともに、拡大領域１６の少なくとも一部
に接触させることができる。
【００３２】 所望により、拡大領域１６の右方（破線５７により示されているように）もし
くは左方（破線５９により示されているように）もしくは両方向に、フェルール
３０が、図１１に示されたものよりもはるかに長く延びるようにすることもでき
る。この場合、フェルール３０を局部的に変形させることによって、領域１６の
片側もしくは両側に適合させることができる。さらに、フェルール３０の片側も
しくは両側を領域１６に適合するように形成した場合、１種類あるいは２種類以
上の上述した接着剤を用いることができる。さらに、単一のクリンピング器具、
コイニング器具等を用いて、上述したような加熱および／または圧力（もしくは
荷重）の印加を、領域１６の左側および／または右側に同時に行うことができる
。
【００３３】 図５を参照すると、拡大領域１６が、線１７により示されているような直線状
外形を有する場合、フェルール３０を拡大領域１６の垂直端部１７の少なくとも
１つに隣接して配置する（つまり接触させる）ことが可能となっている。この場
合、フェルール３０に、拡大領域１６の頂部の一部分もしくは全体を覆う（もし
くは拡大領域１６の頂部よりも張り出した）領域７０、および／または、フェル
ール３０の反対側に延びる領域７２を備えることができる。図１および図２に関
連して上述したように、領域７２には、テーパ部７３を備えることができる。さ
らに、フェルール３０をファイバに沿って拡大領域１６まで滑動させる場合、フ
ェルール３０の角７４をまるくして、ファイバもしくはコーティング１８（用い
られている場合）の外側表面への損傷を最小とすることも可能である。代わりの
実施例として、拡大領域１６の両側に垂直端部１７を設ける代わりに、拡大領域
１６においてフェルール３０と端部１７とが接触する部分の反対側（つまり右側
）を円形、もしくは破線７５により示されているような他の形状にすることも可
能である。
【００３４】 図６を参照すると、拡大領域１６がノッチ１１を備えている場合、内側に突出
し、かつノッチ１１内部に嵌合する部分（つまり歯）７６をフェルール３０に備
えることによって、ファイバ１０をフェルール３０に固定することが可能となっ
ている。さらに、フェルール３０を、（上述したもののような）複数の部材から
なるフェルールとすることも可能である。この場合、フェルール３０を一括して
保持するために、フェルールを自己ロック（self-locking）するものとするか、
もしくはカラー７８をフェルール３０の周囲に設けることができる。さらに、隆
起部８０を（フェルール３０のいずれかの端部に）設けることによって、カラー
７８もしくは他の目的のためのストッパを得ることができる。ノッチ１１を拡大
領域１６の中心に設ける必要はなく、歯７６の寸法をノッチ１１の寸法（例えば
、長さ、深さ）に合致させる必要もない。また、ノッチ１１および歯７６を２つ
以上設けることもできる。また、フェルール３０の長さＬ２を拡大領域１６の長
さＬよりも大きくすることもできるが、このことは必要ではない。
【００３５】 図７を参照する。代わりの実施例として、領域１６が後退部８を備えている場
合、フェルール３０の歯７６の寸法を、後退部８の外形の少なくとも一部にほぼ
合致するような大きさにする。例えば、破線９により示されているように、後退
部８の外形が湾曲している場合、フェルール３０の歯７６も同様に湾曲させる。
後退部８の外形が鋭い端部２を有する場合、歯７６にも同様に少なくとも１つの
鋭い端部を設けることによって、端部２のうちの少なくとも１つと合致させるこ
とができる。さらに、歯７６の長さを後退部８の長さＬよりも小さくすることも
できる。さらに、フェルール３０の長さＬ２を後退部８の長さＬよりも大きくす
ることもできる。この場合、上述したものと同様に、１つあるいは複数のテーパ
面８２を設けることによって、ファイバの応力を減少させることができる。
【００３６】 図８を参照する。代わりの実施例として、領域１６が後退部８を有する場合、
フェルール３０を単一もしくは複数の部材からなる円筒状管（つまりスリーブ）
として、これを後退部８に亘って配置することが可能となっている。この場合、
上述したものと同様に、フェルール３０の内側と後退部８の外側との間の領域８
４を、部分的もしくは完全に、接着剤（例えば、はんだ、ろう、エポキシ等）で
埋めることができる。接着剤を用いる代わりに、フェルール３０を加熱し、かつ
／または、大気を利用した技術（圧力および／または真空）、機械的技術（クリ
ンプ等）、および／または磁気技術（電磁成形（electro-magnetic forming）等
）もしくは他の技術によって、矢印９０に示されているようにフェルール３０に
圧力（もしくは荷重）を加えることにより、破線９２によって示されているよう
に後退部８の外形の少なくとも一部にフェルール３０を適合させることも可能で
ある。ガラス製フェルールの場合は、フェルール３０をガラスの軟化温度以下の
温度まで加熱することができる。金属製フェルールの場合は、金属を形状付ける
ことが可能な温度まで、フェルールを加熱することができる。
【００３７】 従来技術の節で記載したように、本願に記載した実施例のフェルール３０は、
構造もしくは構造の一部に連結することができる。フェルール３０を構造に取り
付けるための様々な技術が用いられており、これらは、用途およびフェルール３
０の材料に依存している。
【００３８】 例えば、図３を参照すると、ハウジング６２によってフェルール３０の少なく
とも一部を包囲することによって、フェルール３０を所定位置に保持することが
可能となっている。ハウジング６２は、ノッチ６４を備えており、このノッチ６
４の長さは、フェルール３０の長さＬ２とほぼ同じか、もしくはこれより大きく
なっている。ノッチ６４の深さｄ７は、（少なくとも１方向に、）フェルール３
０が軸方向に移動しないようにこれを保持するのに十分な大きさとなっている。
さらに、深さｄ７を、ファイバ１０に実質的に到達するほど大きくすることもで
きる（これによって、ファイバ１０の非軸方向への動きを減少させることができ
る）。ハウジング６２およびノッチ６４の外形は、円筒状、矩形、もしくは、ノ
ッチ６４によりフェルール３０を保持することを可能とする他の形状とすること
ができる。上述した接着剤（例えば、はんだ、ろう、エポキシ、等）を用いて、
ハウジング６２をフェルール３０に接合することができる。さらに、機械的手段
（例えば、１つあるいは複数の止めねじ６６）によって、ハウジング６２をフェ
ルール３０に固定することもできる。フェルール３０をハウジング６２に取り付
けるための他の技術を利用することも可能である。フェルールの外形に適した変
更を加えることによって、ハウジング６２を、本願に記載されたどのフェルール
３０にも利用することができる。
【００３９】 本願に記載されている図（図２および図３を除く）が一定の縮尺で示されてい
ないことは認識されるべきである。
【００４０】 本願に記載された実施例では、領域１６の外形（寸法形状）を、本願に記載さ
れたものとは別のものにすることも可能である。但し、光導波路の少なくとも一
部において、導波路１０の外形が変異（もしくは変形、変化）したもの（拡大お
よび／または縮小したもの）でなければならない。拡大領域および縮小領域１６
を組み合わせて、拡大外形領域および縮小外形領域を設けることも可能である。
さらに、フェルール３０の外形、寸法および／または設計を、本願に記載された
ものとは別のものにすることも可能である。但し、フェルール３０の少なくとも
一部が、変化領域１６の少なくとも一部を機械的に固定したり、静止させたり、
もしくはこれに接触するものでなければならない。このことは、ファイバ１０と
フェルール３０との間の少なくとも１方向への相対移動（つまりクリープ）を最
小とする（もしくは実質的に防止する）ため（すなわち、フェルール３０に対す
るファイバ１０の所定方向への移動を実質的に防止し、かつファイバ１０に対す
るフェルール３０の前記所定方向と逆の方向への移動を実質的に防止するため）
である。このような相対移動に起因して、フェルール３０の移動にファイバ１０
が実質的に追従する。さらに、フェルール３０を、拡大領域１６の左側ではなく
右側に接触させることも可能であり、もしくは拡大領域１６の左側および右側に
接触させることも可能である。
【００４１】 さらに、フェルール３０に代えて、ハウジング、もしくは変化領域１６の少な
くとも一部を機械的に固定したり、止めたり、もしくはこれに接触するように配
置された内側形状を有する他の構造、の内部に領域１６を配置して、ファイバ１
０とフェルール３０との間の少なくとも１方向への相対移動（つまりクリープ）
を最小とすることも可能である。さらに、本願では、ファイバ１０およびフェル
ール３０が水平方向に向いているように図示されているが、本発明は、ファイバ
１０およびフェルール３０の向き（例えば、垂直、水平、もしくは他の方向）に
拘わらず、有効である。
【００４２】 本願の特定の実施例に関して述べた特徴、特性、代替例、変更例に、本願に記
載した他の実施例を追加したり、利用したり、もしくは取り入れることも可能で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 拡大直径領域およびこれに隣接したフェルールを備えた本発明の光ファイバの
側断面図。
【図２】 拡大直径領域およびこれに隣接したフェルールを備えた本発明の光ファイバの
側断面図。
【図３】 拡大直径領域およびこれに隣接したフェルールを備えた本発明の光ファイバの
側断面図。
【図４】 拡大直径領域およびこの領域に亘るフェルールを備えた本発明の光ファイバの
側断面図。
【図５】 拡大直径領域およびこれに隣接したフェルールを備えた本発明の光ファイバの
側断面図。
【図６】 拡大直径領域およびこれに隣接したフェルールを備えた本発明の光ファイバの
側断面図。
【図７】 縮小直径領域およびこれに隣接したフェルールを備えた本発明の光ファイバの
側断面図。
【図８】 縮小直径領域およびこれに隣接したフェルールを備えた本発明の光ファイバの
側断面図。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年６月２６日（２０００．６．２６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，Ｎ Ｏ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ， ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ダンフィー，ジェイムス アール． アメリカ合衆国，コネチカット，サウス グラストンベリー，ヒッコリー ドライヴ 21 (72)発明者 フェーナルド，マーク アール． アメリカ合衆国，コネチカット，エンフィ ールド，テイラー ロード 35 (72)発明者 ダイグル，ガイ エイ． アメリカ合衆国，コネチカット，プレイン ヴィル，ピックニー アヴェニュー 150 (72)発明者 エンジェル，トーマス ダヴリュー． アメリカ合衆国，コネチカット，マンチェ スター，エス．メイン ストリート 635 (72)発明者 ヘルム，チャールズ ダヴリュー． アメリカ合衆国，コネチカット，ロッキー ヒル，メイプル ストリート 820 Ｆターム(参考） 2F103 BA00 BA03 BA04 CA04 CA06 CA08 EC09 GA16 2H036 JA00 QA03 QA22 2H038 AA01 AA05 AA07 CA32 【要約の続き】 ０）へのフェルール（３０）の取付けをより強化するこ とによって、クリープを最小とすることもできる。

Claims (49)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光導波路への取付けを行うための装置であって、前記装置は、 光導波路を備えており、前記光導波路は、 コアと、 前記コアの外側に設けられたクラッディングと、を備えており、 前記導波路は、その外径が変化した変化領域を備えており、前記装置は、さら
    に、 取付け手段を備えており、前記取付け手段は、前記変化領域の少なくとも一部
    に接触するように配置されていることによって、少なくとも１方向への前記導波
    路と前記取付け手段との間の相対移動が最小となっていることを特徴とする装置
    。
  2. 【請求項２】 前記変化領域は、拡大された領域であることを特徴とする請求
    項１記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記変化領域は、縮小された領域であることを特徴とする請求
    項１記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記取付け手段は、フェルールからなることを特徴とする請求
    項１記載の装置。
  5. 【請求項５】 前記フェルールに隣接したハウジングを備えていることを特徴
    とする請求項４記載の装置。
  6. 【請求項６】 前記取付け手段は、前記導波路に隣接した内側コーティングを
    備えていることを特徴とする請求項１記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記取付け手段は、ハウジングからなることを特徴とする請求
    項１記載の装置。
  8. 【請求項８】 前記取付け手段は、前記クラッディングに接合されていること
    を特徴とする請求項１記載の装置。
  9. 【請求項９】 前記取付け手段の形状は、前記変化領域の少なくとも一部にほ
    ぼ適合することを特徴とする請求項１記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記取付け手段は、前記変化領域の少なくとも一部を覆って
    いることを特徴とする請求項１記載の装置。
  11. 【請求項１１】 前記取付け手段は、前記変化領域の少なくとも一部の上に張
    り出していることを特徴とする請求項１記載の装置。
  12. 【請求項１２】 前記導波路は、さらに、前記取付け手段と前記導波路との間
    にバッファ層を備えていることを特徴とする請求項１記載の装置。
  13. 【請求項１３】 前記取付け手段は、前記バッファ層に接合されていることを
    特徴とする請求項１２記載の装置。
  14. 【請求項１４】 前記バッファ層は、金属層を備えていることを特徴とする請
    求項１２記載の装置。
  15. 【請求項１５】 前記金属層は、ＮｉおよびＡｕからなることを特徴とする請
    求項１３記載の装置。
  16. 【請求項１６】 前記バッファ層は、ポリマー層を備えていることを特徴とす
    る請求項１２記載の装置。
  17. 【請求項１７】 前記導波路は、光ファイバであることを特徴とする請求項１
    記載の装置。
  18. 【請求項１８】 前記取付け手段は、複数の部材からなることを特徴とする請
    求項１記載の装置。
  19. 【請求項１９】 前記取付け手段は、前記導波路に接するように前記取付け手
    段を保持するカラーを備えていることを特徴とする請求項１記載の装置。
  20. 【請求項２０】 光導波路への取付けを行う方法であって、 （ａ）外径が変化した変化領域を有する光導波路を形成し、 （ｂ）前記の外径が変化した変化領域の少なくとも一部に接するように構造を
    配置することによって、少なくとも１方向への前記光導波路と前記構造との間の
    相対移動を最小とすることを特徴とする方法。
  21. 【請求項２１】 前記導波路は、光ファイバからなることを特徴とする請求項
    ２０記載の方法。
  22. 【請求項２２】 前記導波路は、外側バッファ層を備えた光ファイバからなる
    ことを特徴とする請求項２０記載の方法。
  23. 【請求項２３】 前記構造は、フェルールからなることを特徴とする請求項２
    ０記載の方法。
  24. 【請求項２４】 前記構造は、複数の部材からなることを特徴とする請求項２
    ０記載の方法。
  25. 【請求項２５】 前記構造は、前記導波路に接するように前記構造手段を保持
    するカラーを備えていることを特徴とする請求項２０記載の方法。
  26. 【請求項２６】 前記カラーは、熱収縮材料からなることを特徴とする請求項
    ２５記載の方法。
  27. 【請求項２７】 前記構造は、ハウジングからなることを特徴とする請求項２
    ０記載の方法。
  28. 【請求項２８】 前記の配置ステップでは、前記変化領域の少なくとも一部の
    周りに前記構造をクリンプすることを特徴とする請求項２０記載の方法。
  29. 【請求項２９】 前記配置ステップでは、前記構造を加熱し、さらに、前記構
    造に圧力を加えて前記構造を前記変化領域に適合させることを特徴とする請求項
    ２０記載の方法。
  30. 【請求項３０】 前記配置ステップでは、前記構造を過熱し、さらに、前記導
    波路を引張ることによって、前記構造を前記変化領域に適合させることを特徴と
    する請求項２０記載の方法。
  31. 【請求項３１】 光導波路への取付けを行うための装置であって、前記装置は
    、 光導波路を備えており、前記光導波路は、 コアと、 前記コアの外側に設けられたクラッディングと、を備えており、 前記導波路は、その外径が変化した変化領域を備えており、前記装置は、さら
    に、 前記変化領域の少なくとも一部に接触するように配置された構造を備えており
    、これによって、少なくとも１方向への前記導波路と前記構造との間の相対移動
    が最小となっていることを特徴とする装置。
  32. 【請求項３２】 前記変化領域は、拡大された領域であることを特徴とする請
    求項３１記載の装置。
  33. 【請求項３３】 前記変化領域は、縮小された領域であることを特徴とする請
    求項３１記載の装置。
  34. 【請求項３４】 前記構造は、フェルールからなることを特徴とする請求項３
    １記載の装置。
  35. 【請求項３５】 前記フェルールに隣接したハウジングを備えていることを特
    徴とする請求項３４記載の装置。
  36. 【請求項３６】 前記構造は、前記導波路に隣接した内側コーティングを備え
    ていることを特徴とする請求項３１記載の装置。
  37. 【請求項３７】 前記構造は、ハウジングからなることを特徴とする請求項３
    １記載の装置。
  38. 【請求項３８】 前記構造は、前記クラッディングに接合されていることを特
    徴とする請求項３１記載の装置。
  39. 【請求項３９】 前記構造の形状は、前記変化領域の少なくとも一部にほぼ適
    合することを特徴とする請求項３１記載の装置。
  40. 【請求項４０】 前記構造は、前記変化領域の少なくとも一部を覆っているこ
    とを特徴とする請求項３１記載の装置。
  41. 【請求項４１】 前記構造は、前記変化領域の少なくとも一部の上に張り出し
    ていることを特徴とする請求項３１記載の装置。
  42. 【請求項４２】 前記導波路は、さらに、前記構造と前記導波路との間にバッ
    ファ層を備えていることを特徴とする請求項３１記載の装置。
  43. 【請求項４３】 前記構造は、前記バッファ層に接合されていることを特徴と
    する請求項４２記載の装置。
  44. 【請求項４４】 前記バッファ層は、金属層を備えていることを特徴とする請
    求項４２記載の装置。
  45. 【請求項４５】 前記金属層は、ＮｉおよびＡｕからなることを特徴とする請
    求項４３記載の装置。
  46. 【請求項４６】 前記バッファ層は、ポリマー層を備えていることを特徴とす
    る請求項４２記載の装置。
  47. 【請求項４７】 前記導波路は、光ファイバであることを特徴とする請求項３
    １記載の装置。
  48. 【請求項４８】 前記構造は、複数の部材からなることを特徴とする請求項３
    １記載の装置。
  49. 【請求項４９】 前記構造は、前記導波路に接するように前記構造を保持する
    カラーを備えていることを特徴とする請求項３１記載の装置。
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