JP2011158728A - レーザ融着治具 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、レーザ照射によって生じる異物を除去するためのレーザ融着治具に関する。
【解決手段】本発明に係るレーザ融着治具は、ステージと、光ファイバを配置するためＶ溝基板と、光ファイバをＶ溝基板に固定するための押さえ板と、押さえ板を支持する押さえ板支持体と、Ｖ溝基板をステージに取り付ける又はステージから取り外すための第１のネジと、押さえ板を押さえ板支持体に取り付ける又は押さえ板支持体取り外すための第２のネジと、押さえ板支持体をステージに対して開閉するためのヒンジ機構とを備え、ステージ及びＶ溝基板は、光ファイバへのレーザの照射が行われる部分に開口が設けられ、Ｖ溝基板及び押さえ板は、第１のネジを挿入するためのネジ穴を有し、押さえ板及び押さえ板支持体は、第２のネジを挿入するためのネジ穴を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、レーザ融着治具に関する。

２本の光ファイバを融着する方法として、２本の光ファイバの各々の端面を突き合わせて、その突き合わせた部分にレーザを照射するレーザ融着方法がある。本方法は、レーザを照射して２本の光ファイバを突き合わせた部分を加熱し、溶融させることによって２本の光ファイバを一体化させて１本の光ファイバにすることができる。

図１は、従来技術によるレーザ融着治具の構成を説明する図である。図１（ａ）は、従来技術によるレーザ融着治具が閉じられている状態を示す図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）で示されるレーザ融着治具のａ−ａ’断面を示す図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）で示されるレーザ融着治具のｂ−ｂ’断面を示す図である。以下で示される各図において、図中のｘ軸方向は複数の光ファイバのアレイ方向を示し、ｙ軸方向は光ファイバの長尺方向を示し、ｚ軸方向は高さ方向を示す。

図１（ａ）〜（ｃ）に示されるように、従来技術によるレーザ融着治具は、ステージ２と、Ｖ溝基板３と、第１の光ファイバ押さえ板４−Ｒ及び第２の光ファイバ押さえ板４−Ｌと、第１の押さえ板支持体５−Ｒ及び第２の押さえ板支持体５−Ｌと、吸引力調整ネジ６と、磁石７と、第１のステンレスピン８−ａ及び第２のステンレスピン８−ｂと、開口１２と、ヒンジ機構１８とで構成される。以下、第１の光ファイバ押さえ板４−Ｒ及び第２の光ファイバ押さえ板４−Ｌを光ファイバ押さえ板４と総称し、第１の押さえ板支持体５−Ｒ及び第２の押さえ板支持体５−Ｌを押さえ板支持体５と総称する。

Ｖ溝基板３は、ステージ２上に設置され、第１の光ファイバ群１−Ｒ及び第２の光ファイバ群１−Ｌを整列するために用いられる。また、Ｖ溝基板３は、ジルコニア製であり、少なくとも１つのＶ字型の溝を有する。第１の光ファイバ押さえ板４−Ｒは、ジルコニア製であり、第１の押さえ板支持体５−Ｒによって支持され、第１の光ファイバ群１−ＲをＶ溝基板３に押さえつけて固定するために用いられる。第２の光ファイバ押さえ板４−Ｌは、ジルコニア製であり、第２の押さえ板支持体５−Ｌによって支持され、第２の光ファイバ群１−ＬをＶ溝基板３に押さえつけて固定するために用いられる。第１の押さえ板支持体５−Ｒ及び第２の押さえ板支持体５−Ｌの各々は、吸引力調整ネジ６を内蔵している。吸引力調整ネジ６のステージ２側の端部には、ネジ面を扁平にした扁平部６−ａが具備されている。磁石７は、扁平部６−ａとの間で磁力に基づく吸引力を発生するようにステージ２に埋め込まれている。第１のステンレスピン８−ａ及び第２のステンレスピン８−ｂは、Ｖ溝基板３と光ファイバ押さえ板４との間の間隔を一定に保持するように、Ｖ溝基板３にヒンジ機構１８と平行に組み込まれている。第１のステンレスピン８−ａ及び第２のステンレスピン８−ｂは、第１のステンレスピン８−ａと第２のステンレスピン８−ｂとの間でＶ溝基板３の少なくとも１つのＶ字型の溝が構成されるように設けられる。第１のステンレスピン８−ａ及び第２のステンレスピン８−ｂは、精密に外径加工が施されている。開口１２は、ステージ２及びＶ溝基板３における、第１の光ファイバ押さえ板４−Ｒと第２の光ファイバ押さえ板４−Ｌとの間であって、第１のステンレスピン８−ａと第２のステンレスピン８−ｂとの間の、第１の光ファイバ群１−Ｒ及び第２の光ファイバ群１−Ｌへのレーザ照射が行われる場所に設けられる。ヒンジ機構１８は、ステージ２に対して押さえ板支持体５を開閉するために用いられる。ここで、第１の光ファイバ群１−Ｒ及び第２の光ファイバ群１−Ｌの各々は、複数の光ファイバで構成される。以下、第１の光ファイバ群１−Ｒ及び第２の光ファイバ群１−Ｌを光ファイバ群１と総称する。

図１（ｂ）に示されるように、磁石７及び扁平部６−ａにより、扁平部６−ａと磁石７との間で、磁力に基づく吸引力が発生する。この吸引力は、扁平部６−ａと磁石７との間の距離によって変化する。吸引力調整ネジ６の押し込み量を調整することによって、吸引力を適切に調整することができる。

図１（ｃ）に示されるように、光ファイバ群１は、Ｖ溝基板３に収容・整列され、光ファイバ押さえ板４によってＶ溝基板３に押さえつけられて固定される。特に、Ｖ溝基板３と光ファイバ押さえ板４との間の間隔は、ステンレスピン８によって一定に保持され、光ファイバ群１の融着時の衝撃などによって高さ位置変動が生じないように安定化措置が講じられている。

図２は、従来技術によるレーザ融着治具を開閉した状態を示す図である。図２（ａ）は、ヒンジ機構１８により、ステージ２に対して押さえ板支持体５が開かれた状態のレーザ融着治具を示し、図２（ｂ）は、ヒンジ機構１８により、ステージ２に対して押さえ板支持体５が閉じられた状態のレーザ融着治具を示す。図２（ａ）に示されるように、光ファイバ群１は、Ｖ溝基板３に整列して配置されている。光ファイバ群１をＶ溝基板３に整列した後に、図２（ｂ）で示されるようにヒンジ機構１８によってステージ２に対して光ファイバ押さえ板４を閉じることによって、ｘ軸方向及びｚ軸方向の受動調心が完了することになる。

図３は、従来のレーザ融着治具を用いて、炭酸ガスレーザによって光ファイバをレーザ融着する方法を示す。図３には、第１の光ファイバ群１−Ｒ及び第２の光ファイバ群１−Ｌと、ステージ２と、Ｖ溝基板３と、第１の光ファイバ押さえ板４−Ｒ及び第２の光ファイバ押さえ板４−Ｌと、第１の押さえ板支持体５−Ｒ及び第２の押さえ板支持体５−Ｌと、開口１２と、炭酸ガスレーザ１３とが示されている。

ヒンジ機構１８によってステージ２に対して押さえ板支持体５を閉じることによって、光ファイバ押さえ板４が光ファイバ群１をＶ溝基板３に押さえつけて、光ファイバ群１が整列・位置決めされる。光ファイバ群１を整列・位置決めした後に、図３に示すように、第１の光ファイバ群１−Ｒ及び第２の光ファイバ群１−Ｌをそれぞれマイナスｙ軸方向又はプラスｙ軸方向に移動させて、第１の光ファイバ群１−Ｒの端面部と第２の光ファイバ群１−Ｌの端面部とを突き合わせる。第１の光ファイバ群１−Ｒの端面部と第２の光ファイバ群１−Ｌの端面部とを突き合わせた位置を光ファイバの接触原点と考える。以下、第１の光ファイバ群１−Ｒの端面部と第２の光ファイバ群１−Ｌの端面部とが突き合わさった部分を端面突合部と称する。

さらに、光ファイバ押さえ板４をステージ２に対して閉じたことによって光ファイバ群１をＶ溝基板３に固定した状態で、端面突合部から第１の光ファイバ群１−Ｒをマイナスｙ方向にさらに進ませることで、図３に示されるように第１の光ファイバ群１−Ｒをたわませることができる。このたわみによって、第１の光ファイバ群１−Ｒの端面部と第２の光ファイバ群１−Ｌの端面部との間で押圧力が生じる。炭酸ガスレーザ１３からのレーザ照射による端面突合部の急激な加熱は、光ファイバ材料の急峻な蒸発を伴う。しかしながら、光ファイバ材料の急峻な蒸発に関わらず、この端面部間での押圧力によって、第１の光ファイバ群１−Ｒと第２の光ファイバ群１−Ｌとの間の間隙が光ファイバ材料で埋められた状態でレーザ融着接続を完了することができる。レーザ融着接続を完了すると、ヒンジ機構１８によって光ファイバ押さえ板４をステージ２に対して開くことで、融着接続された光ファイバをＶ溝基板３から取出すことが可能となる。

小池真司、他、「オンボードレーザ融着光ファイバの微細構造観察」

これまで述べてきたレーザ融着手法によると、レーザ照射時に光ファイバ群１の端面突合部の一部が蒸発して、飛散したシリカ微粒子及び光ファイバ群１に微小量残存する樹脂材料がＶ溝基板３及び光ファイバ押さえ板４に付着するという汚染の問題があった。さらに、Ｖ溝基板３及び光ファイバ押さえ板４が汚染されたことで、ジルコニアの分子間化学結合が弱まり、光ファイバ群１をＶ溝基板３に整列固定するときの光ファイバ群１の摺動の結果、Ｖ溝基板３からジルコニウムが剥離され、光ファイバ群１の端面部に付着するという問題があった。

このような光ファイバ群１の端面部の汚染を除去するために、光ファイバ群１の端面部をクリーニングする必要がある。従来、光ファイバ群１を融着するためのレーザ照射前に、第１の光ファイバ群１−Ｒ及び第２の光ファイバ群１−Ｌ同士を離れた状態にして、第１の光ファイバ群１−Ｒ及び第２の光ファイバ群１−Ｌのそれぞれの端面部にレーザ光を照射することで、光ファイバ群１の端面部のクリーニングが完了するものと考えられていた。しかしながら、上記のような光ファイバ群１の端面部のクリーニングを経て融着された光ファイバでは、レーザ融着界面からジルコニア構成物質中のジルコニウムが十分に除去できていないことが判明した。また、光ファイバの融着損失の損失分布によれば、目標値０．１５ｄＢ以下を満たす結果は、４６サンプル中で、２２サンプルしかなかった。

したがって、炭酸ガスレーザ照射による光ファイバの融着接続時に、レーザ照射によって光ファイバが蒸発して生じるシリカ及び被覆材などからなる異物を除去すること、及びその異物がレーザ融着治具に付着した結果、レーザ融着時に光ファイバのレーザ融着界面に異物が混入することを防ぐことが課題である。

本発明の請求項１に係るレーザ融着治具は、光ファイバを融着するためのレーザ融着治具であって、ステージと、前記ステージ上に設置され、第１の光ファイバ及び第２の光ファイバを配置するための少なくとも１つのＶ字型の溝を有するＶ溝基板と、前記第１の光ファイバ及び前記第２の光ファイバを前記Ｖ溝基板に押さえつけて固定するための押さえ板と、前記押さえ板を支持する押さえ板支持体と、前記Ｖ溝基板を前記ステージに取り付ける又は前記ステージから取り外すための第１のネジと、前記押さえ板を前記押さえ板支持体に取り付ける又は前記押さえ板支持体取り外すための第２のネジと、前記押さえ板支持体を前記ステージに対して開閉するためのヒンジ機構とを備え、前記ステージ及び前記Ｖ溝基板は、前記第１の光ファイバ及び前記第２の光ファイバへのレーザの照射が行われる部分に開口が設けられ、前記Ｖ溝基板及び前記押さえ板は、前記第１のネジを挿入するためのネジ穴を有し、前記押さえ板及び前記押さえ板支持体は、前記第２のネジを挿入するためのネジ穴を有することを特徴とする。

本発明の請求項２に係るレーザ融着治具は、請求項１に記載のレーザ融着治具であって、前記ステージに設けられたノズル部をさらに備え、前記開口は、穴が設置され、前記穴は、前記ノズル部まで開通していることを特徴とする。

本発明の請求項３に係るレーザ融着治具は、請求項１又は２に記載のレーザ融着治具であって、前記Ｖ溝基板及び前記押さえ板の各表面は、二酸化チタンコーティングが施されていることを特徴とする。

本発明の請求項４に係るレーザ融着治具は、請求項１から３のいずれかに記載のレーザ融着治具であって、前記レーザ融着治具は、紫外ＬＥＤを備え、前記紫外ＬＥＤの照明光を前記Ｖ溝基板及び前記押さえ板に露光することを特徴とする。

本発明の請求項５に係るレーザ融着治具は、請求項１から４のいずれかに記載のレーザ融着治具であって、前記Ｖ溝基板及び前記押さえ板は、石英、ルビー、サファイア、又はジルコニアのいずれか１つで構成されていることを特徴とする。

レーザ融着治具を構成するＶ溝基板及び光ファイバ押さえ板へのシリカ微粒子及び有機物質の飛散・付着を抑えることが可能となり、光ファイバがジルコニウムを含有することを排除でき、安定した低損失レーザ融着接続が可能となる。

以上説明したように、本発明に係るレーザ融着治具によれば、従来のレーザ融着治具に比べ、安定した融着接続損失が期待できるとともに、紫外線の露光及び二酸化チタンコーティングによって、Ｖ溝基板及び光ファイバ押さえ板の取替え頻度を低減することが可能となり、より安定的に高品質な融着光ファイバが実現可能となる。

従来技術によるレーザ融着治具の構成を説明する図である。 従来技術によるレーザ融着治具を開閉した状態を示す図である。 従来技術によるレーザ融着治具を用いて、炭酸ガスレーザによって光ファイバをレーザ融着する方法を示す図である。 本発明の第１の実施例に係るレーザ融着治具の構成を示す図である。 ヒンジ機構１８により押さえ板支持体５が開かれた状態のレーザ融着治具を示す図である。 本発明によるレーザ照射による光ファイバの融着手法を説明する図である。 本発明の第２の実施例に係るレーザ融着治具の構成を示す図である。

［第１の実施例］真空吸引と基板交換
図４は、本発明の第１の実施例に係るレーザ融着治具の構成を示す。図４（ａ）は、本発明の第１の実施例に係るレーザ融着治具の概略的な構成を示す図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）で示されるレーザ融着治具のａ−ａ’断面を示す図であり、図４（ｃ）は、図４（ａ）で示されるレーザ融着治具のｂ−ｂ’断面を示す図である。

図４（ａ）〜（ｃ）に示されるように、本発明の第１の実施例に係るレーザ融着治具は、ステージ２と、Ｖ溝基板３と、第１の光ファイバ押さえ板４−Ｒ及び第２の光ファイバ押さえ板４−Ｌと、第１の押さえ板支持体５−Ｒ及び第２の押さえ板支持体５−Ｌと、吸引力調整ネジ６と、磁石７と、第１のステンレスピン８−ａ及び第２のステンレスピン８−ｂと、ステージ固定用ネジ９と、押さえ板支持体固定用ネジ１０と、ノズル部１１と、開口１２と、穴１７と、ヒンジ機構１８とで構成される。以下、第１の光ファイバ押さえ板４−Ｒ及び第２の光ファイバ押さえ板４−Ｌを光ファイバ押さえ板４と総称し、第１の押さえ板支持体５−Ｒ及び第２の押さえ板支持体５−Ｌを押さえ板支持体５と総称する。

ステージ２には、ステージ固定用ネジ９を挿入するためのネジ穴２０が設けられている。Ｖ溝基板３は、ステージ２上に設置され、第１の光ファイバ群１−Ｒ及び第２の光ファイバ群１−Ｌを整列するために用いられる。また、Ｖ溝基板３は、ジルコニア製であり、少なくとも１つのＶ字型の溝を有し、ステージ固定用ネジ９を挿入するためのネジ穴２０が設けられている。第１の光ファイバ押さえ板４−Ｒは、ジルコニア製であり、第１の押さえ板支持体５−Ｒによって支持され、第１の光ファイバ群１−ＲをＶ溝基板３に押さえつけて固定するために用いられる。第２の光ファイバ押さえ板４−Ｌは、ジルコニア製であり、第２の押さえ板支持体５−Ｌによって支持され、第２の光ファイバ群１−ＬをＶ溝基板３に押さえつけて固定するために用いられる。第１の押さえ板支持体５−Ｒ及び第２の押さえ板支持体５−Ｌの各々は、吸引力調整ネジ６を内蔵している。吸引力調整ネジ６のステージ２側の端部には、ネジ面を扁平にした扁平部６−ａが具備されている。磁石７は、扁平部６−ａとの間で磁力に基づく吸引力を発生するようにステージ２に埋め込まれている。第１のステンレスピン８−ａ及び第２のステンレスピン８−ｂは、Ｖ溝基板３と光ファイバ押さえ板４との間の間隔を一定に保持するように、Ｖ溝基板３にヒンジ機構１８と平行に組み込まれている。第１のステンレスピン８−ａ及び第２のステンレスピン８−ｂは、第１のステンレスピン８−ａと第２のステンレスピン８−ｂとの間でＶ溝基板３の少なくとも１つのＶ字型の溝が構成されるように設けられる。第１のステンレスピン８−ａ及び第２のステンレスピン８−ｂは、精密に外径加工が施されている。ステージ固定用ネジ９は、Ｖ溝基板３をステージ２に取り付ける又はステージ２から取り外すために用いられる。押さえ板支持体固定用ネジ１０は、光ファイバ押さえ板４を押さえ板支持体５に取り付ける又は押さえ板支持体５から取り外すために用いられる。開口１２は、ステージ２及びＶ溝基板３における、第１の光ファイバ押さえ板４−Ｒと第２の光ファイバ押さえ板４−Ｌとの間であって、第１のステンレスピン８−ａと第２のステンレスピン８−ｂとの間の、第１の光ファイバ群１−Ｒ及び第２の光ファイバ群１−Ｌへのレーザ照射が行われる場所に設けられ、穴１７が設置されている。穴１７は、レーザ照射によって光ファイバが蒸発して生じるシリカ及び被覆材の残存物を吸引するためのものである。穴１７は、ステージ２の内部を介してノズル部１１まで開通している。ヒンジ機構１８は、ステージ２に対して押さえ板支持体５を開閉するために用いられる。第１の光ファイバ群１−Ｒ及び第２の光ファイバ群１−Ｌは、複数の光ファイバで構成される。以下、第１の光ファイバ群１−Ｒ及び第２の光ファイバ群１−Ｌを光ファイバ群１と総称する。また、図４は、ヒンジ機構１８によりステージ２に対して押さえ板支持体５を閉じた状態を示している。

図５は、ヒンジ機構１８により押さえ板支持体５が開かれた状態のレーザ融着治具を示す。光ファイバ群１をＶ溝基板３に設置するとき、又は融着した光ファイバを取出す時に、図５に示されるような押さえ板支持体５が開かれた状態となる。光ファイバ群１をＶ溝基板３に整列・固定する工程は、従来技術で述べた工程と同様である。

図６は、本発明によるレーザ照射による光ファイバの融着手法を説明する図である。図６には、第１の光ファイバ群１−Ｒ及び第２の光ファイバ群１−Ｌと、ステージ２と、Ｖ溝基板３と、第１の光ファイバ押さえ板４−Ｒ及び第２の光ファイバ押さえ板４−Ｌと、第１の押さえ板支持体５−Ｒ及び第２の押さえ板支持体５−Ｌと、ノズル部１１と、開口１２と、炭酸ガスレーザ１３と、チューブ１４と、ポンプ１５と、穴１７とが示されている。図６に示されるように、本願発明の第１の実施例のレーザ融着治具のノズル部１１にチューブ１４が取り付けられ、チューブ１４にはポンプ１５が取り付けられている。

光ファイバ群１をＶ溝基板３のＶ溝に配置し、押さえ板支持体５を閉じることによって光ファイバ群１のＶ溝基板３へのｘ方向及びｙ方向の位置固定と受動調心を完了する。この受動調心が完了したときから、ポンプ１５を駆動してチューブ１４を介して真空吸引を開始する。

次に、光ファイバのｙ方向の位置合わせとして、第１の光ファイバ群１−Ｒをマイナスｙ方向に進ませ、第２の光ファイバ群１−Ｌをプラスｙ方向に進ませて、第１の光ファイバ群１−Ｒの端面部と第２の光ファイバ群１−Ｌの端面部とを突き合わせる。第１の光ファイバ群１−Ｒの端面部と第２の光ファイバ群１−Ｌの端面部とを突き合わせた状態で、第１の光ファイバ群１−Ｒ側を端面突合部からマイナスｙ方向にさらに進ませることで、端面突合部に押圧力が発生する。その結果、第１の光ファイバ群１−Ｒにたわみが発生する。その後、端面突合部に向けて炭酸ガスレーザ１３を用いてレーザ照射し、光ファイバ群１の間隙が光ファイバ材料で埋められた状態でレーザ融着接続が行われる。

ポンプ１５を駆動して真空吸引をすることにより、レーザ融着時に発生するシリカ微粒子及び光ファイバ表面に残存した被覆材からなる異物が、開口１２及び穴１７を介して吸引される。これにより、Ｖ溝基板３及び光ファイバ押さえ板４から異物を取り除くことができる。これらの異物を除去した結果、該異物によってジルコニアの分子間化学結合が弱まることに起因する、光ファイバ群１のＶ溝基板３への摺動によるジルコニウムの剥離を低減することが可能となる。

ステージ固定用ネジ９を、ステージ２及びＶ溝基板３に設けられたネジ穴２０から抜くことにより、Ｖ溝基板３をステージ２から取り外すことが可能になる。また、ステージ固定用ネジ９を、ステージ２及びＶ溝基板３に設けられたネジ穴２０に挿入して固定することにより、Ｖ溝基板３をステージ２に取り付けることができる。

同様に、押さえ板支持体固定用ネジ１０を、光ファイバ押さえ板４及び押さえ板支持体５に設けられたネジ穴３０から抜くことにより、光ファイバ押さえ板４を押さえ板支持体５から取り外すことが可能になる。また、押さえ板支持体固定用ネジ１０を、光ファイバ押さえ板４及び押さえ板支持体５に設けられたネジ穴３０に挿入して固定することにより、光ファイバ押さえ板４を押さえ板支持体５に取り付けることができる。

すなわち、ステージ固定用ネジ９を用いることによって、Ｖ溝基板３をステージ２から取り外す又はステージ２に取り付けることが可能となり、Ｖ溝基板３が交換可能となる。同様に、押さえ板支持体固定用ネジ１０を用いることによって、光ファイバ押さえ板４を押さえ板支持体５から取り外す又は押さえ板支持体５に取り付けることが可能となり、光ファイバ押さえ板４が交換可能となる。

例えば、サンプル評価によって挿入損失分布データを採取した結果、融着品質の劣化が確認できた場合には、Ｖ溝基板３及び光ファイバ押さえ板４をレーザ融着治具から取り外すことによって、Ｖ溝基板３及び光ファイバ押さえ板４の汚染状態又はレーザ照射による劣化状態を確認することができる。加えて、Ｖ溝基板３及び光ファイバ押さえ板４の劣化が著しい場合には、劣化の著しいＶ溝基板３及び光ファイバ押さえ板４を新規に作製したＶ溝基板３及び光ファイバ押さえ板４に取り替えることで、融着品質を取り戻すことが可能となる。汚染状態が軽微な場合には洗浄処理を行ってもよい。

本発明において実現される真空吸引及び／又は基板交換により、融着接続損失分布が改善した。より詳細には、サンプル数を５０個としたとき、０．１５ｄＢの目標値を有する融着光ファイバ本数は、従来技術における２４サンプルから、３７サンプルに改善され、融着品質の向上が見られた。

これまでの説明では、Ｖ溝基板３及び光ファイバ押さえ板４の基板材料としてジルコニアを述べてきたが、石英、ルビー、又はサファイアであっても、その実施の効果は同様のものが得られる。

また、ポンプ１５を用いて真空吸引をする例を述べたが、ポンプ１５を用いてホットガスもしくはアシストガスを吸入することで、飛散シリカが光ファイバの融着部の再付着することを防止するとともに、ファイバ急冷を防止することを行ってもよい。さらに、ノズルと穴とを複数も受けて、ホットガスもしくはアシストガス供給と吸引とを行ってもいいことは言うまでもない。

［第２の実施例］二酸化チタンコーティングと紫外照明
図７は、本発明の第２の実施例に係るレーザ融着治具の構成を示す図である。図７において、ステージ２と、Ｖ溝基板３と、第１の光ファイバ押さえ板４−Ｒ及び第２の光ファイバ押さえ板４−Ｌと、第１の押さえ板支持体５−Ｒ及び第２の押さえ板支持体５−Ｌと、吸引力調整ネジ６と、磁石７と、ステンレスピン８と、ステージ固定用ネジ９と、押さえ板支持体固定用ネジ１０と、ノズル部１１と、開口１２と、紫外ＬＥＤ１６と、穴１７と、ヒンジ機構１８とが示されている。

第２の実施例の構成は、第１の実施例で述べたレーザ融着治具の構成において、ステージ２上に紫外スペクトラムを含む紫外ＬＥＤ１６を設置し、Ｖ溝基板３及び光ファイバ押さえ板４の各表面に二酸化チタンコーティングを施した構成である。本発明の第２の実施例における光ファイバ群１のレーザ融着治具への整列・固定方法は、第１の実施例と同様であり、融着プロセスの全過程において紫外ＬＥＤ１６の発光を行わせる以外に全工程上変化はない。

紫外ＬＥＤ１６は、ステージ２上に配置される。紫外ＬＥＤ１６がステージ２上で配置される位置は、光ファイバ押さえ板４をステージ２に対して閉じた状態で、紫外ＬＥＤ１６からの照明光がＶ溝基板３とＶ溝基板３に対向する光ファイバ押さえ板４とに露光される位置である。紫外ＬＥＤ１６の照明光を二酸化チタンコーティングが施されたＶ溝基板３及び光ファイバ押さえ板４に露光することで、光触媒効果によってＶ溝基板３及び光ファイバ押さえ板４に付着した有機物の分解をより効率的に促進することが可能となる。従って、レーザ照射時に発生する残留した異物によるＶ溝基板３及び光ファイバ押さえ板４の劣化をさらに低減させることができる。

第２の実施例により、第１の実施例で示された真空吸引による異物の除去が不十分であり、異物がＶ溝基板３及び光ファイバ押さえ板４に付着したとしても、紫外線励起によって表面に付着する有機物付着物は分解され、Ｖ溝基板３及び光ファイバ押さえ板４の劣化が低減され、基板寿命を伸ばすことが可能となる。

第２の実施例の説明によれば、二酸化チタンを表面コーティングしたものであるが、密着性を高めるために、二酸化チタンを表面に含浸させることで、光ファイバ群１の整列時に生じる摩擦によるコーティング劣化を防止できる。さらに、表面コーティングの手法として、真空蒸着のみならず、スパッタリング、及びイオンプレーティング手法等、密着性を高める様々なコーティング手法が用いられるのは言うまでもない。

第２の実施例の構成のように、Ｖ溝基板３及び光ファイバ押さえ板４に二酸化チタンコーティングを施して、紫外ＬＥＤ１６の照明光をＶ溝基板３及び光ファイバ押さえ板４に露光することにより、Ｖ溝基板３及び光ファイバ押さえ板４の劣化を防ぎ、Ｖ溝基板３及び光ファイバ押さえ板４の取替えに関わる作業コストを低減することができる。さらに、より効率的にＶ溝基板３及び光ファイバ押さえ板４に付着した異物の分解を促進することができ、光ファイバの融着接続損失分布を改善し、融着品質を向上することができる。

１ 光ファイバ群
１−Ｒ 第１の光ファイバ群
１−Ｌ 第２の光ファイバ群
２ ステージ
３ Ｖ溝基板
４ 光ファイバ押さえ板
４−Ｒ 第１の光ファイバ押さえ板
４−Ｌ 第２の光ファイバ押さえ板
５ 押さえ板支持体
５−Ｒ 第１の押さえ板支持体
５−Ｌ 第２の押さえ板支持体
６ 吸引力調整ネジ
６−ａ 扁平部
７ 磁石
８−ａ 第１のステンレスピン
８−ｂ 第２のステンレスピン
９ ステージ固定用ネジ
１０ 押さえ板支持体固定用ネジ
１１ ノズル部
１２ 開口
１３ 炭酸ガスレーザ
１４ チューブ
１５ ポンプ
１６ 紫外ＬＥＤ
１７ 穴
１８ ヒンジ機構
２０ ネジ穴
３０ ネジ穴

Claims (5)

1. 光ファイバを融着するためのレーザ融着治具であって、
   ステージと、
   前記ステージ上に設置され、第１の光ファイバ及び第２の光ファイバを配置するための少なくとも１つのＶ字型の溝を有するＶ溝基板と、
   前記第１の光ファイバ及び前記第２の光ファイバを前記Ｖ溝基板に押さえつけて固定するための押さえ板と、
   前記押さえ板を支持する押さえ板支持体と、
   前記Ｖ溝基板を前記ステージに取り付ける又は前記ステージから取り外すための第１のネジと、
   前記押さえ板を前記押さえ板支持体に取り付ける又は前記押さえ板支持体取り外すための第２のネジと、
   前記押さえ板支持体を前記ステージに対して開閉するためのヒンジ機構とを備え、
   前記ステージ及び前記Ｖ溝基板は、前記第１の光ファイバ及び前記第２の光ファイバへのレーザの照射が行われる部分に開口が設けられ、
   前記Ｖ溝基板及び前記押さえ板は、前記第１のネジを挿入するためのネジ穴を有し、
   前記押さえ板及び前記押さえ板支持体は、前記第２のネジを挿入するためのネジ穴を有することを特徴とするレーザ融着器具。
2. 前記ステージに設けられたノズル部をさらに備え、
   前記開口は、穴が設置され、
   前記穴は、前記ノズル部まで開通していることを特徴とする請求項１に記載のレーザ融着治具。
3. 前記Ｖ溝基板及び前記押さえ板の各表面は、二酸化チタンコーティングが施されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザ融着治具。
4. 前記レーザ融着治具は、紫外ＬＥＤを備え、前記紫外ＬＥＤの照明光を前記Ｖ溝基板及び前記押さえ板に露光することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のレーザ融着治具。
5. 前記Ｖ溝基板及び前記押さえ板は、石英、ルビー、サファイア、又はジルコニアのいずれか１つで構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のレーザ融着治具。

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