JP2003075653A - 光ファイバ気密封止方法 - Google Patents
光ファイバ気密封止方法Info
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- JP2003075653A JP2003075653A JP2001268242A JP2001268242A JP2003075653A JP 2003075653 A JP2003075653 A JP 2003075653A JP 2001268242 A JP2001268242 A JP 2001268242A JP 2001268242 A JP2001268242 A JP 2001268242A JP 2003075653 A JP2003075653 A JP 2003075653A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ファイバフィードスルーに光ファイバを半田
封止する工程における光ファイバの光伝搬特性の劣化を
抑制することができる光ファイバ気密封止方法を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 耐圧筐体に導入する複数本の光ファイバ
３をファイバフィードスルー１８内の半田封止部２５に
充填された半田により気密封止する光ファイバ３の気密
封止方法において、半田封止部２５に充填された半田を
加熱手段（加熱コイル）３０によって溶融するととも
に、溶融した半田を、半田封止部２５の封止底部２５ａ
側から順次半田封止部２５の封止上部２５ｂ側へ凝固さ
せる。
封止する工程における光ファイバの光伝搬特性の劣化を
抑制することができる光ファイバ気密封止方法を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 耐圧筐体に導入する複数本の光ファイバ
３をファイバフィードスルー１８内の半田封止部２５に
充填された半田により気密封止する光ファイバ３の気密
封止方法において、半田封止部２５に充填された半田を
加熱手段（加熱コイル）３０によって溶融するととも
に、溶融した半田を、半田封止部２５の封止底部２５ａ
側から順次半田封止部２５の封止上部２５ｂ側へ凝固さ
せる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光海底中継器の製
造方法に関するものであり、詳細には、光海底中継器の
耐圧筐体に光ファイバを導入するファイバフィードスル
ーに光ファイバを半田封止により気密封止する時の光フ
ァイバの光損失の増加問題を解決する技術に関するもの
である。
造方法に関するものであり、詳細には、光海底中継器の
耐圧筐体に光ファイバを導入するファイバフィードスル
ーに光ファイバを半田封止により気密封止する時の光フ
ァイバの光損失の増加問題を解決する技術に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】図５は、一般的な光海底中継器の構成を
示す部分断面図で、例えば特開平８−２０５３７５号公
報等に記載されているものである。
示す部分断面図で、例えば特開平８−２０５３７５号公
報等に記載されているものである。
【０００３】図５において、１２は耐圧筐体で、シリン
ダ１４内部に放熱・緩衝体１７を介して中継器回路１６
が収納され、シリンダ１４の両端部に端面板１５がはめ
込まれ、はめ込み部の全周が溶接されて密閉構造とされ
ている。１８は端面板１５を気密に貫通するファイバフ
ィードスルー、１８はカプラ１３部とファイバフィード
スルー１８との間を接続するテールケーブルであり、テ
ールケーブル１９は複数の光ファイバを給電線を兼ねる
耐水圧パイプに収容したもので、パイプの外面はポリエ
チレン等の絶縁材で被覆されている。テールケーブル１
９の光ファイバは、ファイバフィードスルー１８内に気
密に導入され、中継器回路１６側で中継器回路１６の光
ファイバに接続されている。
ダ１４内部に放熱・緩衝体１７を介して中継器回路１６
が収納され、シリンダ１４の両端部に端面板１５がはめ
込まれ、はめ込み部の全周が溶接されて密閉構造とされ
ている。１８は端面板１５を気密に貫通するファイバフ
ィードスルー、１８はカプラ１３部とファイバフィード
スルー１８との間を接続するテールケーブルであり、テ
ールケーブル１９は複数の光ファイバを給電線を兼ねる
耐水圧パイプに収容したもので、パイプの外面はポリエ
チレン等の絶縁材で被覆されている。テールケーブル１
９の光ファイバは、ファイバフィードスルー１８内に気
密に導入され、中継器回路１６側で中継器回路１６の光
ファイバに接続されている。
【０００４】図６は、ファイバフィードスルー内に光フ
ァイバを気密に導入した部品の構造を示す断面図であ
り、図に示したように、周囲の溝２０内に複数本の光フ
ァイバ３を設けたファイバガイド２１を金属スリーブ２
２内に挿入し、ナット２３でファイバガイド２１を金属
スリーブ２２内に固定した後、光ファイバを真っ直ぐに
した状態で光ファイバ３の保護被覆を除去してコア部に
メタル蒸着した金属被覆部２４でファイバガイド２１と
金属スリーブ２２との間に半田封止し、半田封止部２５
を形成する。このとき、半田中の不純物が気泡として残
留し、気密性の保証に不安が残るという問題がある。
ァイバを気密に導入した部品の構造を示す断面図であ
り、図に示したように、周囲の溝２０内に複数本の光フ
ァイバ３を設けたファイバガイド２１を金属スリーブ２
２内に挿入し、ナット２３でファイバガイド２１を金属
スリーブ２２内に固定した後、光ファイバを真っ直ぐに
した状態で光ファイバ３の保護被覆を除去してコア部に
メタル蒸着した金属被覆部２４でファイバガイド２１と
金属スリーブ２２との間に半田封止し、半田封止部２５
を形成する。このとき、半田中の不純物が気泡として残
留し、気密性の保証に不安が残るという問題がある。
【０００５】半田封止により、ファイバガイドに光ファ
イバを気密封止する方法として、特開昭６３−１５５１
０８号公報では、封止部を真空状態で加熱して融着さ
せ、加熱停止直前に大気圧に戻し、冷却して半田を凝固
させる方法が提案されている。
イバを気密封止する方法として、特開昭６３−１５５１
０８号公報では、封止部を真空状態で加熱して融着さ
せ、加熱停止直前に大気圧に戻し、冷却して半田を凝固
させる方法が提案されている。
【０００６】この方法によれば、溶融半田中の気泡は排
出され、または真空状態から大気への急速な復圧によっ
て押しつぶされ、気泡による問題は解決される。
出され、または真空状態から大気への急速な復圧によっ
て押しつぶされ、気泡による問題は解決される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報のような従来の方法では、図７に示すように、溶融半
田の表面から矢印で示す内部方向に向かって冷熱が供給
され、凝固が進むため、表面の半田の凝固によって固定
された光ファイバに、内部の半田の凝固収縮力による力
が加わり、座屈が発生する、あるいは内部応力の発生か
らくる内部応力の不均一によって、光ファイバにマイク
ロベンドが起こって光損失が増大するという問題があっ
た。
報のような従来の方法では、図７に示すように、溶融半
田の表面から矢印で示す内部方向に向かって冷熱が供給
され、凝固が進むため、表面の半田の凝固によって固定
された光ファイバに、内部の半田の凝固収縮力による力
が加わり、座屈が発生する、あるいは内部応力の発生か
らくる内部応力の不均一によって、光ファイバにマイク
ロベンドが起こって光損失が増大するという問題があっ
た。
【０００８】さらに、半田封止の後工程で封止部の気密
試験を行う際に、Ｈｅガスの加圧による負荷が加わり内
部応力が増大し、内部応力の不均一やマイクロベンドが
さらに進展する場合があるという問題があった。
試験を行う際に、Ｈｅガスの加圧による負荷が加わり内
部応力が増大し、内部応力の不均一やマイクロベンドが
さらに進展する場合があるという問題があった。
【０００９】本発明は、上記のような問題を解決するも
ので、ファイバフィードスルーに光ファイバを半田封止
する工程における光ファイバの光伝搬特性の劣化を抑制
することができる光ファイバの気密封止方法を提供する
ことを目的とする。
ので、ファイバフィードスルーに光ファイバを半田封止
する工程における光ファイバの光伝搬特性の劣化を抑制
することができる光ファイバの気密封止方法を提供する
ことを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光ファイバ
の気密封止方法は、耐圧筐体に導入する複数本の光ファ
イバをファイバフィードスルー内の半田封止部に充填さ
れた半田により気密封止する光ファイバの気密封止方法
において、上記半田封止部に充填された半田を加熱手段
によって溶融するとともに、該溶融した半田を、上記半
田封止部の封止底部側から順次上記半田封止部の封止上
部側へ凝固させるものである。
の気密封止方法は、耐圧筐体に導入する複数本の光ファ
イバをファイバフィードスルー内の半田封止部に充填さ
れた半田により気密封止する光ファイバの気密封止方法
において、上記半田封止部に充填された半田を加熱手段
によって溶融するとともに、該溶融した半田を、上記半
田封止部の封止底部側から順次上記半田封止部の封止上
部側へ凝固させるものである。
【００１１】また、ヒートシンクにより封止底部側から
封止上部側へ冷熱を供給するとともに、加熱手段による
入熱を徐々に減少して半田を凝固させるものである。
封止上部側へ冷熱を供給するとともに、加熱手段による
入熱を徐々に減少して半田を凝固させるものである。
【００１２】また、ヒートシンクはファイバフィードス
ルーを把持する把持治具であるものである。
ルーを把持する把持治具であるものである。
【００１３】また、把持治具は冷却水を流通する通水路
を備えるものである。
を備えるものである。
【００１４】また、加熱手段が、半田封止部の封止底部
側から封止上部側へ相対的に移動することによって、上
記半田封止部の封止底部側から順次封止上部側へ半田を
溶融・凝固させるものである。
側から封止上部側へ相対的に移動することによって、上
記半田封止部の封止底部側から順次封止上部側へ半田を
溶融・凝固させるものである。
【００１５】また、加熱手段が、半田封止部の封止底部
側と封止上部側の間に複数個配置され、上記半田封止部
の封止底部側の上記加熱手段から順次ＯＮ／ＯＦＦさせ
て、上記半田封止部の封止底部側から順次封止上部側へ
半田を溶融・凝固させるものである。
側と封止上部側の間に複数個配置され、上記半田封止部
の封止底部側の上記加熱手段から順次ＯＮ／ＯＦＦさせ
て、上記半田封止部の封止底部側から順次封止上部側へ
半田を溶融・凝固させるものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
１に従って説明する。 実施の形態１．図１は本発明における実施の形態１を示
す断面図である。図において、１８はファイバフィード
スルー、３０はファイバフィードスルー１８の半田封止
部を加熱する加熱手段であり、加熱コイルを用いてい
る。３１はワークを把持する把持治具であり、把持治具
３１は、冷却水通路３２が設けられ、半田封止部の封止
底部側から封止上部側へ冷熱を供給するように設けられ
ている。２１は周囲に溝２０が設けられたファイバガイ
ド、２２は金属スリーブ、２３はナット、３は光ファイ
バ、２４は光ファイバ３の金属被覆部（メタル蒸着
部）、２５はファイバガイド２１と金属スリーブ２２と
の間を金属被覆部２４で半田封止する半田封止部、２５
ａは封止底部、２５ｂは封止上部である。
１に従って説明する。 実施の形態１．図１は本発明における実施の形態１を示
す断面図である。図において、１８はファイバフィード
スルー、３０はファイバフィードスルー１８の半田封止
部を加熱する加熱手段であり、加熱コイルを用いてい
る。３１はワークを把持する把持治具であり、把持治具
３１は、冷却水通路３２が設けられ、半田封止部の封止
底部側から封止上部側へ冷熱を供給するように設けられ
ている。２１は周囲に溝２０が設けられたファイバガイ
ド、２２は金属スリーブ、２３はナット、３は光ファイ
バ、２４は光ファイバ３の金属被覆部（メタル蒸着
部）、２５はファイバガイド２１と金属スリーブ２２と
の間を金属被覆部２４で半田封止する半田封止部、２５
ａは封止底部、２５ｂは封止上部である。
【００１７】図１の構成において半田封止する方法は、
周囲の溝２０内に複数本の光ファイバ３を設けたファイ
バガイド２１を金属スリーブ２２内に挿入し、ナット２
３でファイバガイド２１を金属スリーブ２２内に固定し
た後、光ファイバ３を真っ直ぐにした状態で半田封止部
２５に半田を充填し、加熱コイル３０で半田を溶融する
とともに、把持治具３１の冷却水通路３２に通水し、徐
々に加熱コイル３０からの入熱量を減少させて、半田を
凝固させる。
周囲の溝２０内に複数本の光ファイバ３を設けたファイ
バガイド２１を金属スリーブ２２内に挿入し、ナット２
３でファイバガイド２１を金属スリーブ２２内に固定し
た後、光ファイバ３を真っ直ぐにした状態で半田封止部
２５に半田を充填し、加熱コイル３０で半田を溶融する
とともに、把持治具３１の冷却水通路３２に通水し、徐
々に加熱コイル３０からの入熱量を減少させて、半田を
凝固させる。
【００１８】本実施の形態においては、半田封止部２５
を加熱するとともに、半田封止部の封止底部側から冷却
するようにし、さらに半田封止部２５への入熱量を徐々
に減少させるようにしているので、図２に示すように、
封止底部２５ａ側から封止上部２５ｂ側へ、かつ半田内
部（内周側）２５ｃから半田表面（外周側）２５ｄへと
凝固が進行し、まだ凝固していない半田は気泡あるいは
隙間の空気を排出しながら凝固が進む。よって、残留す
る気泡もなく、一方向から凝固するため凝固むらが起こ
りにくく、また封止部の光ファイバに内部応力も発生し
なくなり、光ファイバにマイクロベンドも発生せず、光
損失が増加することもない。
を加熱するとともに、半田封止部の封止底部側から冷却
するようにし、さらに半田封止部２５への入熱量を徐々
に減少させるようにしているので、図２に示すように、
封止底部２５ａ側から封止上部２５ｂ側へ、かつ半田内
部（内周側）２５ｃから半田表面（外周側）２５ｄへと
凝固が進行し、まだ凝固していない半田は気泡あるいは
隙間の空気を排出しながら凝固が進む。よって、残留す
る気泡もなく、一方向から凝固するため凝固むらが起こ
りにくく、また封止部の光ファイバに内部応力も発生し
なくなり、光ファイバにマイクロベンドも発生せず、光
損失が増加することもない。
【００１９】なお、本実施の形態における冷却水通路３
２が設けられた把持治具３１に代えて、冷却時に熱容量
の大きなヒートシンクを半田封止部２５半田底部２５ａ
側に接触させてもよく、また、半田封止部２５の半田底
部２５ａ側を窒素（Ｎ２）や空気などで強制冷却しても
よい。
２が設けられた把持治具３１に代えて、冷却時に熱容量
の大きなヒートシンクを半田封止部２５半田底部２５ａ
側に接触させてもよく、また、半田封止部２５の半田底
部２５ａ側を窒素（Ｎ２）や空気などで強制冷却しても
よい。
【００２０】実施の形態２．図３は本発明における実施
の形態２を示す断面図である。図において、図１と同一
符号は同一部分または相当部分を示す。
の形態２を示す断面図である。図において、図１と同一
符号は同一部分または相当部分を示す。
【００２１】本実施の形態は、加熱手段である加熱コイ
ル３０は、加熱エリアが狭く、封止底部２５ａと封止上
部２５ｂの間で上下移動ができるようにしている。
ル３０は、加熱エリアが狭く、封止底部２５ａと封止上
部２５ｂの間で上下移動ができるようにしている。
【００２２】本実施の形態によれば、加熱コイル３０の
加熱エリアが封止底部２５ａから封止上部２５ｂへと移
動していくことによって、半田封止部２５に充填された
半田は封止底部２５ａから順に、加熱コイル３０の加熱
エリアに入った時に溶融し、加熱エリアが遠ざかると凝
固していくことになり、気泡は順次封止上部２５ｂ側へ
押し出され、光ファイバ３に内部応力も発生しなくな
り、光ファイバにマイクロベンドも発生せず、光損失が
増加することもない。
加熱エリアが封止底部２５ａから封止上部２５ｂへと移
動していくことによって、半田封止部２５に充填された
半田は封止底部２５ａから順に、加熱コイル３０の加熱
エリアに入った時に溶融し、加熱エリアが遠ざかると凝
固していくことになり、気泡は順次封止上部２５ｂ側へ
押し出され、光ファイバ３に内部応力も発生しなくな
り、光ファイバにマイクロベンドも発生せず、光損失が
増加することもない。
【００２３】実施の形態３．上記実施の形態２では、加
熱エリアが狭い加熱コイル３０を、封止底部２５ａと封
止上部２５ｂの間で上下移動ができるようにしたが、本
実施の形態３は図４に示したように、封止底部２５ａと
封止上部２５ｂの間に加熱エリアが狭い加熱コイル３０
を複数個配置し、封止底部２５ａ側に配置された加熱コ
イル３０から順に加熱のＯＮ／ＯＦＦを行うものであ
り、加熱コイル３０を移動させることなく、実施の形態
２と同様の効果を得ることができる。
熱エリアが狭い加熱コイル３０を、封止底部２５ａと封
止上部２５ｂの間で上下移動ができるようにしたが、本
実施の形態３は図４に示したように、封止底部２５ａと
封止上部２５ｂの間に加熱エリアが狭い加熱コイル３０
を複数個配置し、封止底部２５ａ側に配置された加熱コ
イル３０から順に加熱のＯＮ／ＯＦＦを行うものであ
り、加熱コイル３０を移動させることなく、実施の形態
２と同様の効果を得ることができる。
【００２４】なお、本実施の形態において、加熱コイル
３０をＯＦＦするタイミングと、直上の加熱コイル３０
をＯＮするタイミングとは必ずしも一致する必要はな
い。
３０をＯＦＦするタイミングと、直上の加熱コイル３０
をＯＮするタイミングとは必ずしも一致する必要はな
い。
【００２５】
【発明の効果】本発明に係る光ファイバの気密封止方法
によれば、耐圧筐体に導入する複数本の光ファイバをフ
ァイバフィードスルー内の半田封止部に充填された半田
により気密封止する光ファイバの気密封止方法におい
て、上記半田封止部に充填された半田を加熱手段によっ
て溶融するとともに、該溶融した半田を、上記半田封止
部の封止底部側から順次上記半田封止部の封止上部側へ
凝固させるものであるので、光ファイバを座屈させるこ
ともなく、また、光ファイバに内部応力を発生させるこ
ともないため、光ファイバの光損失を増大させることが
ない。
によれば、耐圧筐体に導入する複数本の光ファイバをフ
ァイバフィードスルー内の半田封止部に充填された半田
により気密封止する光ファイバの気密封止方法におい
て、上記半田封止部に充填された半田を加熱手段によっ
て溶融するとともに、該溶融した半田を、上記半田封止
部の封止底部側から順次上記半田封止部の封止上部側へ
凝固させるものであるので、光ファイバを座屈させるこ
ともなく、また、光ファイバに内部応力を発生させるこ
ともないため、光ファイバの光損失を増大させることが
ない。
【００２６】また、ヒートシンクにより封止底部側から
封止上部側へ冷熱を供給するとともに、加熱手段による
入熱を徐々に減少して半田を凝固させるものであるの
で、封止底部側からの凝固を効率よく、また、確実に行
うことができる。
封止上部側へ冷熱を供給するとともに、加熱手段による
入熱を徐々に減少して半田を凝固させるものであるの
で、封止底部側からの凝固を効率よく、また、確実に行
うことができる。
【００２７】また、ヒートシンクはファイバフィードス
ルーを把持する把持治具であるものであるので、光ファ
イバの気密封止に用いる設備を、コンパクトにすること
ができる。
ルーを把持する把持治具であるものであるので、光ファ
イバの気密封止に用いる設備を、コンパクトにすること
ができる。
【００２８】また、把持治具は冷却水を流通する通水路
を備えるものであるので、冷却効率を向上させることが
できる。
を備えるものであるので、冷却効率を向上させることが
できる。
【００２９】また、加熱手段が、半田封止部の封止底部
側から封止上部側へ相対的に移動することによって、上
記半田封止部の封止底部側から順次封止上部側へ半田を
溶融・凝固させるものであるので、半田の溶融・凝固は
確実に封止底部側から進行する。
側から封止上部側へ相対的に移動することによって、上
記半田封止部の封止底部側から順次封止上部側へ半田を
溶融・凝固させるものであるので、半田の溶融・凝固は
確実に封止底部側から進行する。
【００３０】また、加熱手段が、半田封止部の封止底部
側と封止上部側の間に複数個配置され、上記半田封止部
の封止底部側の上記加熱手段から順次ＯＮ／ＯＦＦさせ
て、上記半田封止部の封止底部側から順次封止上部側へ
半田を溶融・凝固させるものであるので、加熱手段を半
田封止部の封止底部側から封止上部側へ相対的に移動さ
せるような装置を用いずに、半田の溶融・凝固を確実に
封止底部側から進行させることができる。
側と封止上部側の間に複数個配置され、上記半田封止部
の封止底部側の上記加熱手段から順次ＯＮ／ＯＦＦさせ
て、上記半田封止部の封止底部側から順次封止上部側へ
半田を溶融・凝固させるものであるので、加熱手段を半
田封止部の封止底部側から封止上部側へ相対的に移動さ
せるような装置を用いずに、半田の溶融・凝固を確実に
封止底部側から進行させることができる。
【図１】 本発明の実施の形態１を示す断面図である。
【図２】 本発明の実施の形態１における半田の凝固過
程を説明する断面図である。
程を説明する断面図である。
【図３】 本発明の実施の形態２を示す断面図である。
【図４】 本発明の実施の形態３を示す断面図である。
【図５】 光海底中継器の構造を示す断面図である。
【図６】 光ファイバを半田封止するファイバフィード
スルーの構造を示す断面図である。
スルーの構造を示す断面図である。
【図７】 従来の光ファイバ気密封止方法における半田
の凝固過程を説明する断面図である。
の凝固過程を説明する断面図である。
３ 光ファイバ、１８ ファイバフィードスルー、２０
溝、２１ ファイバガイド、２２ 金属スリーブ、２
３ ナット、２４ 金属被覆部、２５ 半田封止部、２
５ａ 封止底部、２５ｂ 封止上部、３０ 加熱手段
（加熱コイル）、３１ ヒートシンク（把持治具）、３
２ 通水路。
溝、２１ ファイバガイド、２２ 金属スリーブ、２
３ ナット、２４ 金属被覆部、２５ 半田封止部、２
５ａ 封止底部、２５ｂ 封止上部、３０ 加熱手段
（加熱コイル）、３１ ヒートシンク（把持治具）、３
２ 通水路。
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フロントページの続き
(72)発明者 森安 雅治
東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三
菱電機株式会社内
(72)発明者 西谷 昌一郎
東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三
菱電機株式会社内
(72)発明者 増田 尚俊
東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三
菱電機株式会社内
Ｆターム(参考） 2H038 CA44
Claims (6)
- 【請求項１】 耐圧筐体に導入する複数本の光ファイバ
をファイバフィードスルー内の半田封止部に充填された
半田により気密封止する光ファイバの気密封止方法にお
いて、上記半田封止部に充填された半田を加熱手段によ
って溶融するとともに、該溶融した半田を、上記半田封
止部の封止底部側から順次上記半田封止部の封止上部側
へ凝固させることを特徴とする光ファイバの気密封止方
法。 - 【請求項２】 ヒートシンクにより封止底部側から封止
上部側へ冷熱を供給するとともに、加熱手段による入熱
を徐々に減少して半田を凝固させることを特徴とする請
求項１記載の光ファイバ気密封止方法。 - 【請求項３】 ヒートシンクはファイバフィードスルー
を把持する把持治具であることを特徴とする請求項２記
載の光ファイバ気密封止方法。 - 【請求項４】 把持治具は冷却水を流通する通水路を備
えることを特徴とする請求項３記載の光ファイバ気密封
止方法。 - 【請求項５】 加熱手段が、半田封止部の封止底部側か
ら封止上部側へ相対的に移動することによって、上記半
田封止部の封止底部側から順次封止上部側へ半田を溶融
・凝固させることを特徴とする請求項１記載の光ファイ
バの気密封止方法。 - 【請求項６】 加熱手段が、半田封止部の封止底部側と
封止上部側の間に複数個配置され、上記半田封止部の封
止底部側の加熱手段から順次ＯＮ／ＯＦＦさせて、上記
半田封止部の封止底部側から順次封止上部側へ半田を溶
融・凝固させることを特徴とする請求項１記載の光ファ
イバの気密封止方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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2001
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