JP2006106778A - Manufacturing equipment for multifiber polarization maintaining fiber assembly - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多芯偏波保持ファイバアセンブリ製造装置に関し、さらに詳しくは、方向性を持つ偏波保持ファイバを多芯フェルールに固着した多芯偏波保持ファイバアセンブリを容易に製造できるようにする多芯偏波保持ファイバアセンブリ製造装置に関する。 The present invention relates to a multi-core polarization maintaining fiber assembly manufacturing apparatus, and more specifically, a multi-core polarization maintaining fiber assembly in which a polarization maintaining fiber having directionality is fixed to a multi-core ferrule can be easily manufactured. The present invention relates to a core polarization maintaining fiber assembly manufacturing apparatus.
従来、2本の偏波保持ファイバを1つのフェルールに固着してなる2芯偏波保持ファイバアセンブリは、次のようにして製造されている。
(1)2本の偏波保持ファイバ素線の端部の被膜をそれぞれ数cmの長さに剥離する。
(2)多芯フェルールの素線孔に熱硬化性樹脂を注入する。
(3)多芯フェルールの素線孔に2本の偏波保持ファイバ素線を挿入し、被覆を剥離して露出した偏波保持ファイバを多芯フェルールのファイバ孔に挿通する。
(4)多芯フェルールを回転しないように保持し、各偏波保持ファイバを軸回転させて各偏波保持ファイバの方向を調整する。
(5)多芯フェルールを加熱して熱硬化性樹脂を硬化させる。
(1) The coatings at the ends of the two polarization maintaining fiber strands are each peeled to a length of several centimeters.
(2) A thermosetting resin is injected into the wire hole of the multi-core ferrule.
(3) Two polarization-maintaining fiber strands are inserted into the strand holes of the multi-core ferrule, and the polarization-maintaining fibers exposed by peeling off the coating are inserted into the fiber holes of the multi-core ferrule.
(4) The multi-core ferrule is held so as not to rotate, and each polarization maintaining fiber is axially rotated to adjust the direction of each polarization maintaining fiber.
(5) The multi-core ferrule is heated to cure the thermosetting resin.
上記従来の2芯偏波保持ファイバアセンブリの製造方法には、次の問題点があった。
(1)各偏波保持ファイバの方向を調整する作業が繁雑である。
(2)熱硬化性樹脂を硬化させる作業が繁雑である。
そこで、本発明の目的は、複数の偏波保持ファイバを多芯フェルールに固着した多芯偏波保持ファイバアセンブリを容易に製造できるようにする多芯偏波保持ファイバアセンブリ製造装置を提供することにある。
The manufacturing method of the conventional two-core polarization maintaining fiber assembly has the following problems.
(1) The work of adjusting the direction of each polarization maintaining fiber is complicated.
(2) The work of curing the thermosetting resin is complicated.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a multi-core polarization maintaining fiber assembly manufacturing apparatus that can easily manufacture a multi-core polarization maintaining fiber assembly in which a plurality of polarization maintaining fibers are fixed to a multi-core ferrule. is there.
第1の観点では、本発明は、保持治具および方向調整装置を具備してなり、前記保持治具は、多芯フェルールを軸回転しないように保持するフェルール保持手段と、偏波保持ファイバを軸回転させうるように保持する光ファイバ保持手段とを有し、前記方向調整装置は、前記保持治具に保持された多芯フェルールに挿通されている偏波保持ファイバの先端面を撮影する撮影手段と、偏波保持ファイバの先端面の画像から偏波保持ファイバの方向を認識する画像処理手段と、前記光ファイバ保持手段を制御して偏波保持ファイバを軸回転させ各偏波保持ファイバの方向を自動調整する方向調整制御手段とを有することを特徴とする多芯偏波保持ファイバアセンブリ製造装置を提供する。
上記第1の観点による多芯偏波保持ファイバアセンブリ製造装置を用いれば、各偏波保持ファイバの方向を自動調整するため、作業者が調整する場合よりも大幅に作業時間を短縮できる。
In a first aspect, the present invention comprises a holding jig and a direction adjusting device, and the holding jig includes a ferrule holding means for holding the multi-core ferrule so as not to rotate the shaft, and a polarization holding fiber. An optical fiber holding means for holding the shaft so that the shaft can be rotated, and the direction adjusting device is configured to take an image of a front end face of the polarization maintaining fiber inserted in the multi-core ferrule held by the holding jig. Means, an image processing means for recognizing the direction of the polarization-maintaining fiber from the image of the front end surface of the polarization-maintaining fiber, and controlling the optical fiber holding means to rotate the polarization-maintaining fiber and rotate each polarization-maintaining fiber. There is provided a multi-core polarization maintaining fiber assembly manufacturing apparatus characterized by having direction adjustment control means for automatically adjusting the direction.
If the multi-core polarization maintaining fiber assembly manufacturing apparatus according to the first aspect is used, the direction of each polarization maintaining fiber is automatically adjusted, so that the working time can be greatly reduced as compared with the case where the operator adjusts.
第2の観点では、本発明は、上記構成の多芯偏波保持ファイバアセンブリ製造装置において、前記方向調整制御手段は、偏波保持ファイバを軸回転させた後、3秒以上の安定時間が経過するのを待ってから方向をチェックすることを特徴とする多芯偏波保持ファイバアセンブリ製造装置を提供する。
前記安定時間は、例えば3秒〜30秒である。
熱硬化性樹脂の粘性や偏波保持ファイバの捻れやその戻り等があるため、偏波保持ファイバ素線を軸回転させた後、軸回転駆動を停止しても、偏波保持ファイバ素線の軸回転は直ちに停止せず、時間遅れして停止する。
上記第2の観点による多芯偏波保持ファイバアセンブリ製造装置を用いれば、偏波保持ファイバを軸回転させた後、安定時間が経過するのを待ってから方向をチェックするため、前記熱硬化性樹脂の粘性等によって軸回転駆動停止後に遅れて生じる方向ずれを加味した調整が可能となる。
In a second aspect, the present invention provides the multi-core polarization maintaining fiber assembly manufacturing apparatus having the above-described configuration, wherein the direction adjustment control unit has a stable time of 3 seconds or more after rotating the polarization maintaining fiber. An apparatus for manufacturing a multi-core polarization maintaining fiber assembly is provided, wherein the direction is checked after waiting to be performed.
The stabilization time is, for example, 3 seconds to 30 seconds.
Due to the viscosity of the thermosetting resin, twisting of the polarization-maintaining fiber, and its return, the polarization-maintaining fiber strand is The shaft rotation does not stop immediately, but stops after a time delay.
If the multi-core polarization-maintaining fiber assembly manufacturing apparatus according to the second aspect is used, after the polarization-maintaining fiber is axially rotated, the thermosetting property is checked after waiting for a stable time to elapse. Adjustment is possible in consideration of the direction shift that occurs after the shaft rotation drive stops due to the viscosity of the resin.
第3の観点では、本発明は、上記構成の多芯偏波保持ファイバアセンブリ製造装置において、前記保持治具は、前記フェルール保持手段に保持された多芯フェルールに熱を加える加熱手段を有し、前記方向調整装置は、方向調整後に前記加熱手段を制御して熱硬化性樹脂を加熱硬化させる加熱制御手段を有することを特徴とする多芯偏波保持ファイバアセンブリ製造装置を提供する。
上記第3の観点による多芯偏波保持ファイバアセンブリ製造装置を用いれば、各偏波保持ファイバの方向を自動調整し、続いて熱硬化性樹脂を自動的に加熱硬化するため、作業者が調整・加熱する場合よりも大幅に作業時間を短縮できる。
In a third aspect, the present invention provides the multi-core polarization maintaining fiber assembly manufacturing apparatus configured as described above, wherein the holding jig includes a heating unit that applies heat to the multi-core ferrule held by the ferrule holding unit. The direction adjusting device includes a heating control unit that controls the heating unit to heat and cure the thermosetting resin after the direction is adjusted.
If the multi-core polarization maintaining fiber assembly manufacturing apparatus according to the third aspect is used, the direction of each polarization maintaining fiber is automatically adjusted, and then the thermosetting resin is automatically heated and cured.・ Working time can be greatly reduced compared to heating.
本発明の多芯偏波保持ファイバアセンブリ製造装置によれば、次の効果が得られる。
(1)各偏波保持ファイバの方向を自動調整するため、作業者が調整する場合よりも大幅に作業時間を短縮できる。
(2)軸回転駆動停止後に遅れて生じる偏波保持ファイバ素線の方向ずれを加味した調整が可能となる。
(3)各偏波保持ファイバの方向を自動調整するのに続いて熱硬化性樹脂を自動的に加熱硬化するため、作業者が調整・加熱する場合よりも大幅に作業時間を短縮できる。
According to the multi-core polarization maintaining fiber assembly manufacturing apparatus of the present invention, the following effects can be obtained.
(1) Since the direction of each polarization-maintaining fiber is automatically adjusted, the working time can be greatly reduced as compared with the case where the operator adjusts the direction.
(2) Adjustment that takes into account the direction deviation of the polarization-maintaining fiber strand that occurs after the shaft rotation drive is stopped becomes possible.
(3) Since the thermosetting resin is automatically heated and cured following the automatic adjustment of the direction of each polarization-maintaining fiber, the working time can be greatly reduced as compared with the case where the operator adjusts and heats.
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments shown in the drawings. Note that the present invention is not limited thereby.
図1は、実施例1にかかる多芯偏波保持ファイバアセンブリ製造装置(300)を用いた2芯偏波保持ファイバアセンブリの製造工程を示すフロー図である。 FIG. 1 is a flowchart illustrating a manufacturing process of a two-core polarization-maintaining fiber assembly using the multi-core polarization-maintaining fiber assembly manufacturing apparatus (300) according to the first embodiment.
ステップP1は、被膜剥離工程である。
図2に示すように、第1偏波保持ファイバ素線11の端部の被膜11bを例えば5cmだけ剥離し、第1偏波保持ファイバ11aを露出させる。第1偏波保持ファイバ11aの先端は、垂直にカットする。
同様に、第2偏波保持ファイバ素線12の端部の被膜12bを例えば4.5cmだけ剥離し、第1偏波保持ファイバ12aを露出させる。第2偏波保持ファイバ12aの先端は、垂直にカットする。
これにより、剥離部11c,12cの長さには、例えば5mmの差が付く。
Step P1 is a film peeling process.
As shown in FIG. 2, the coating 11b at the end of the first
Similarly, the coating 12b at the end of the second
Thereby, for example, a difference of 5 mm is attached to the lengths of the
ステップP2は、一体化工程である。
図3に示すように、ナイロン製の保持チューブ10の挿通孔10a,10bに第1偏波保持ファイバ素線11,第2偏波保持ファイバ素線12をそれぞれ挿通し、剥離部基端11d,12dを揃えて一体的に保持する。これにより、第1偏波保持ファイバ先端11eと第2偏波保持ファイバ先端12eには、例えば5mmの段差が付く。なお、図3の(a)は先端から見た図、図3の(b)は側方から見た図である。
次に、図4に示すように、粘度が比較的高い熱硬化性樹脂4Aで挿通孔10a,10bの先端側を封止する。熱硬化性樹脂4Aは、例えば商品名「ハイスーパー」(セメダイン社)で、粘度は38000cpsである。なお、図4の(a)は先端から見た図、図4の(b)は側方から見た図である。
Step P2 is an integration process.
As shown in FIG. 3, the first polarization-maintaining
Next, as shown in FIG. 4, the front end side of the insertion holes 10a and 10b is sealed with a thermosetting resin 4A having a relatively high viscosity. The thermosetting resin 4A is, for example, a trade name “High Super” (Cemedine), and has a viscosity of 38000 cps. 4A is a view seen from the tip, and FIG. 4B is a view seen from the side.
ステップP3は、接着剤注入工程である。
図5に示すように、ステンレス管2の先端側にセラミック体3を固着してなる2芯フェルール1の素線孔1aに粘度が比較的低い熱硬化性樹脂4Bを注入する。熱硬化性樹脂4Bは、例えば商品名「3BND」(エポテック社)で、粘度は2000cpsである。この時、第1ファイバ孔31および第2ファイバ孔32の先端側から真空ポンプで空気を吸引し、第1ファイバ孔31および第2ファイバ孔32にも熱硬化性樹脂4Bを充填する。
Step P3 is an adhesive injection process.
As shown in FIG. 5, a
ステップP4は、光ファイバ挿通工程である。
図6に示すように、第2熱硬化性樹脂4Bを注入した2芯フェルール1の素線孔1aに、保持チューブ10で一体化した偏波保持ファイバ素線11,12を挿入し、最初に第1偏波保持ファイバ先端11eを第1ファイバ孔31に挿入する。次に、図7に示すように、第2偏波保持ファイバ先端12eを第2ファイバ孔32に挿入する。最後に、図8に示すように、偏波保持ファイバ先端11e,12eが突き出るまで偏波保持ファイバ11a,12aをファイバ孔31,32に挿通する。
この後、第1偏波保持ファイバ先端11eおよび第2偏波保持ファイバ先端12eに付着した第2熱硬化性樹脂4Bを除去しておく。
Step P4 is an optical fiber insertion step.
As shown in FIG. 6, the polarization-maintaining
Thereafter, the
ステップP5は、方向調整工程である。
図9に示すように、2芯偏波保持ファイバアセンブリ製造装置300は、保持治具100と方向調整装置200とを具備してなる。
まず、保持治具100のフェルール保持部103に、2芯フェルール1を保持する。2芯フェルール1は、回転しないように、上下から板状部材で挟まれて保持される。また、2芯フェルール1に入る直前部分の偏波保持ファイバ素線11,12の被覆11b,12bに照明光が当たるように、照明ライト106が設けられている。
Step P5 is a direction adjustment process.
As shown in FIG. 9, the two-core polarization maintaining fiber assembly manufacturing apparatus 300 includes a
First, the two-
次に、保持治具100の光ファイバ保持部101,102に、第1偏波保持ファイバ素線11,第2偏波保持ファイバ12素線を、それぞれ保持する。偏波保持ファイバ素線11,12は、上下からローラで挟まれて保持される。下側のローラがサーボモータ101m,102mにより回転されることで、偏波保持ファイバ素線11,12をそれぞれ軸回転させることが出来る。
Next, the first polarization maintaining
次に、方向調整装置200を作動させる。
図10は、方向調整装置200の動作を示すフロー図である。
ステップQ1では、情報処理部203は、顕微鏡201の焦点調整を行い、2芯フェルール1から突き出している第1偏波保持ファイバ先端面11eに焦点を合わせる。顕微鏡201で撮影した第1偏波保持ファイバ先端面11eの画像は、図11に示すように、ディスプレイ202の画面の半分に表示される。
ステップQ2では、情報処理部203は、第1偏波保持ファイバ先端面11eの応力付与部11f,11fを画像認識により識別し、図12に示すように、応力付与部11f,11fに矩形の第1パターンP1,第2パターンP2を位置決めする。
Next, the
FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the
In step Q1, the
In step Q2, the
ステップQ3では、情報処理部203は、顕微鏡201の焦点調整を行い、2芯フェルール1から突き出している第2偏波保持ファイバ先端面12eに焦点を合わせる。顕微鏡201で撮影した第2偏波保持ファイバ先端面12eの画像は、図13に示すように、ディスプレイ202の画面の半分に表示される。
ステップQ4では、情報処理部203は、第2偏波保持ファイバ先端面12eの応力付与部12f,12fを画像認識により識別し、図14に示すように、応力付与部12f,12fに矩形の第3パターンP3,第4パターンP4を位置決めする。
In step Q <b> 3, the
In step Q4, the
ステップQ5では、画像処理部203は、図15に示すように、第1パターンP1,第2パターンP2の中心間を結ぶ第1基準線L1を生成する。また、第3パターンP3,第4パターンP4の中心間を結ぶ第2基準線L2を生成する。さらに、第1基準線L1,第2基準線L2の中心間を結ぶ第3基準線L3を生成する。
In step Q5, the
ステップQ6では、画像処理部203は、図16に示すように、第1基準線L1から時計回りに第3基準線L3を見た第1角度θ1および第2基準線L2から時計回りに第3基準線L3を見た第2角度θ2を算出する。
ステップQ7では、画像処理部203は、第1角度θ1と予め作業者が設定した第1目標角度ψ1との第1角度差(θ1−ψ1)が許容範囲内か判定する。また、第2角度θ2と予め作業者が設定した第2目標角度ψ2との第2角度差(θ2−ψ2)が許容範囲内か判定する。そして、第1角度差(θ1−ψ1)および第2角度差(θ2−ψ2)の両方が許容範囲内ならばステップQ11へ進み、そうでないならステップQ8へ進む。
In step Q6, as shown in FIG. 16, the
In step Q7, the
ステップQ8では、画像処理部203は、第1角度差(θ1−ψ1)および第2角度差(θ2−ψ2)の両方が許容範囲内になるようなサーボモータ101m,102mの回転角度φ1,φ2を計算する。
ステップQ9では、画像処理部203は、モータ制御部204を介して、サーボモータ101m,102mを回転角度φ1,φ2だけ回転させる。
In step Q8, the
In step Q9, the
ステップQ10では、画像処理部203は、安定時間(例えば6秒)が経過するのを待ってから前記ステップQ6に戻る。この安定時間を設けたため、サーボモータ101m,102mの停止後に、熱硬化性樹脂の粘性等によって生じる偏波保持ファイバ素線11,12の角度ずれを加味した角度調整が可能となり、安定時間を設けない場合よりも、許容範囲内への収束が早くなる。
例えば、第1目標角度ψ1=90゜、第2目標角度ψ2=0゜とした場合、図17に示すような状態に偏波保持ファイバ先端面11e,12eの方向が調整される。
In step Q10, the
For example, when the first target angle ψ1 = 90 ° and the second target angle ψ2 = 0 °, the directions of the polarization-maintaining fiber tip faces 11e and 12e are adjusted to the state shown in FIG.
ステップQ11では、画像処理部203は、確認時間(例えば30秒)が経過するのを待ってからステップQ12へ進む。この確認時間を設けたため、第1角度差(θ1−ψ1)および第2角度差(θ2−ψ2)の両方が偶然に許容範囲内になっており、前記ステップQ8〜Q10を一度も通らなかった場合でも、第1角度差(θ1−ψ1)および第2角度差(θ2−ψ2)の両方が許容範囲内に落ち着いているかを確認できる。
In step Q11, the
ステップQ12では、画像処理部203は、第1角度θ1および第2角度θ2を算出する。
ステップQ13では、画像処理部203は、第1角度差(θ1−ψ1)および第2角度差(θ2−ψ2)の両方が許容範囲内ならばステップQ14へ進み、そうでないなら前記ステップQ8に戻る。
In step Q12, the
In step Q13, the
ステップQ14〜Q16では、画像処理部203は、ヒータ制御部205を介して、温度センサ104をモニタしながらヒータ105に給電し、熱硬化性樹脂4A,4Bを加熱し硬化させ、その後、ヒータ105をオフする。
ヒータ105による加熱条件は、例えば60℃で1時間〜80℃で2時間くらいとする。もし、60℃で1時間よりも低温・短時間にすると、硬化が不十分になる。一方、80℃で2時間よりも高温・長時間にすると、光ファイバ11,12の特性に影響を与えかねない。
In steps Q14 to Q16, the
The heating condition by the
前記ステップQ16の後、保持治具100から2芯フェルール1および偏波保持ファイバ11,12を外し、2芯フェルール1の先端面を研磨する。
After the step Q16, the two-
図18は、ψ1=90゜、ψ2=0゜とした場合に製造できる対称型2芯偏波保持ファイバアセンブリ501の先端面を示す模式図である。
図19は、ψ1=0゜、ψ2=0゜とした場合に製造できる対称型2芯偏波保持ファイバアセンブリ502の先端面を示す模式図である。
図20は、ψ1=90゜、ψ2=90゜とした場合に製造できる対称型2芯偏波保持ファイバアセンブリ503の先端面を示す模式図である。
図21は、ψ1=90゜、ψ2=0゜とした場合に製造できる非対称型2芯偏波保持ファイバアセンブリ504の先端面を示す模式図である。
図22は、ψ1=0゜、ψ2=0゜とした場合に製造できる非対称型2芯偏波保持ファイバアセンブリ505の先端面を示す模式図である。
図23は、ψ1=90゜、ψ2=90゜とした場合に製造できる非対称型2芯偏波保持ファイバアセンブリ506の先端面を示す模式図である。
図24は、ψ1=0゜、ψ2=90゜とした場合に製造できる非対称型2芯偏波保持ファイバアセンブリ507の先端面を示す模式図である。
FIG. 18 is a schematic diagram showing the front end face of a symmetrical two-core polarization maintaining
FIG. 19 is a schematic diagram showing the front end face of a symmetrical two-core polarization-maintaining
FIG. 20 is a schematic diagram showing the front end face of a symmetric two-core polarization maintaining
FIG. 21 is a schematic diagram showing a front end surface of an asymmetric type dual-polarization-maintaining
FIG. 22 is a schematic view showing a front end surface of an asymmetric type dual-polarization-maintaining
FIG. 23 is a schematic diagram showing a front end surface of an asymmetric type dual-polarization-maintaining
FIG. 24 is a schematic diagram showing the distal end surface of an asymmetric type dual-polarization-maintaining
上記実施例1では、2芯の偏波保持ファイバアセンブリ製造装置300について説明したが、3芯以上の偏波保持ファイバアセンブリ製造装置についても上記と同様に本発明を実施できる。
また、上記実施例1では、パンダ型偏波保持ファイバについて説明したが、他の種類の偏波保持ファイバについても上記と同様に本発明を実施できる。
In the first embodiment, the two-core polarization-maintaining fiber assembly manufacturing apparatus 300 has been described. However, the present invention can be applied to a three-core or more polarization-maintaining fiber assembly manufacturing apparatus in the same manner as described above.
In the first embodiment, the panda type polarization maintaining fiber has been described. However, the present invention can be applied to other types of polarization maintaining fibers in the same manner as described above.
本発明の多芯偏波保持ファイバアセンブリ製造装置は、2芯以上の偏波保持ファイバアセンブリの製造に利用できる。 The multi-core polarization maintaining fiber assembly manufacturing apparatus of the present invention can be used for manufacturing a polarization maintaining fiber assembly having two or more cores.
1 2芯フェルール
2 ステンレス管
3 セラミック体
4A 第1熱硬化性樹脂
4B 第2熱硬化性樹脂
10 保持チューブ
11 第1偏波保持ファイバ素線
11a 第1偏波保持ファイバ
11b 被覆
11e 先端面
12 第2偏波保持ファイバ素線
12a 第2偏波保持ファイバ
12b 被覆
12e 先端面
31 第1ファイバ孔
32 第2ファイバ孔
100 保持治具
101,102 光ファイバ保持部
101m,102m サーボモータ
103 フェルール保持部
104 温度センサ
105 ヒータ
200 方向調整装置
201 顕微鏡
202 ディスプレイ
203 情報処理部
204 モータ制御部
205 ヒータ制御部
300 2芯偏波保持ファイバアセンブリ製造装置
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