JP2020052398A

JP2020052398A - 光ファイバーの劈開

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Publication number: JP2020052398A
Application number: JP2019162516A
Authority: JP
Inventors: アール．ホランドウィリアム; R Holland William; シエンコフスキーロバート; Sienkowski Robert
Original assignee: OFS Fitel LLC
Current assignee: OFS Fitel LLC
Priority date: 2018-09-21
Filing date: 2019-09-06
Publication date: 2020-04-02
Anticipated expiration: 2039-09-06
Also published as: US20200096703A1; CN110941047B; EP3627198A1; US10739517B2; EP3627198B1; JP7055781B2; CN110941047A

Abstract

【課題】光ファイバーを所定の向きで保持し、光ファイバーを劈開するシステム及び方法を提供する。【解決手段】一実施形態では、システム１００は基板構造体３１０を備え、基板の上面３２０に沿って溝３６０がある。溝３６０は、基板前縁３３０から、光ファイバーの向きに対して平行な方向に延在し、裸光ファイバー４１０の一部を受けるような寸法である。基板構造体３１０はまた、上面３２０に、溝３６０と角度をなして交差する横方向構造部３７０も備える。横方向構造部３７０は、溝３６０内で裸光ファイバー４１０の端部を固定する紫外線（ＵＶ）硬化性材料３８０を受け取る。裸光ファイバー４１０を固定することにより、劈開中に適切な張力が加えられるようにすることができる。【選択図】図４

Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、Hollandによる、「UV Liquid Cleaver」と題する２０１８年９月２１日に出願された米国仮特許出願第６２／７３４，９３８号の利益を主張する。この米国仮特許出願は、引用することによりその全体が本明細書の一部をなす。

本開示は、包括的には光ファイバーに関し、より詳細には光ファイバークリーバーに関する。

光ファイバー間の優れた融着接続を達成するために、ファイバーを適切に劈開することが重要である。劈開プロセスを改善することにより、光損失の低減による性能の向上及び加熱レベルの低下による信頼性の向上に加えて、労働コスト及び製造時間が削減されるため、光ファイバーを劈開するシステム及びプロセスを改善する努力がなされている。

本開示は、光ファイバーを所定の向きで保持し、光ファイバーを劈開するシステム及び方法を提供する。一実施形態では、システムは基板構造体を備え、基板の上面に沿って溝がある。溝は、基板前縁から、光ファイバーの向きに対して平行な方向に延在し、裸光ファイバーの一部を収納するような寸法である。基板構造体はまた、上面に、溝と角度をなして交差する横方向構造部も備える。横方向構造部及び溝は、溝内で裸光ファイバーの端部を固定する紫外線（ＵＶ）硬化性材料を収納する。裸光ファイバーを固定することにより、劈開中に適切な張力が加えられるようにすることができる。

当業者であれば、以下の図面及び詳細な説明を考察することで、他のシステム、装置、方法、特徴及び利点が明らかとなろう。こうした追加のシステム、方法、特徴及び利点の全てが、この明細書に包含され、本開示の範囲内にあり、添付の特許請求の範囲によって保護されることが意図されている。

以下の図面を参照して、本開示の多くの態様をよりよく理解することができる。図面における構成要素は、必ずしも正確な尺度で描かれておらず、代わりに、本開示の原理を明確に例示することに重きが置かれている。さらに、図面では、いくつかの図を通して、同様の参照符号は、対応する部分を示す。

従来の光ファイバークリーバーにおける関連する内部構成要素の斜視図を示す図である。図１の従来の構成要素と使用されるサブマウントの一実施形態の斜視図を示す図である。紫外線（ＵＶ）硬化性材料を使用して光ファイバーの裸端部を固定する基板構造体の一実施形態の斜視図を示す図である。劈開するために光ファイバーを固定する組み立てられたシステムの一実施形態の斜視図を示す図である。図４の組み立てられたシステムの概略組立図である。

優れた融着接続を達成するために光ファイバーを適切に劈開することが重要である。光ファイバーのファイバー径及び断面形状が大きいことにより、時に、ガラス光ファイバーに不均一な応力が引き起こされ、それにより、最適でない亀裂伝播がもたらされることがある。これらのタイプの応力は、締付け中に加えられる高い張力から発生し、こうした張力により、時に、光ファイバーの長手方向軸に対して軸方向に位置合せされない方向に締付け力が引き起こされる場合がある。光ファイバーが、丸くないガラスクラッド（例えば、星形又は八角形クラッド）を有する場合、光ファイバーがクランプの平坦面によりその端面の向きを変えることで、光ファイバーにねじり力も加えられる可能性がある。最適でない劈開は、より高い売上原価（ＣＯＧＳ）、より高い廃棄率、及び損失の多い接続を防止するための望ましくない再加工という形で表出する。

本開示は、紫外線（ＵＶ）硬化性材料を使用して光ファイバーを所定の向きで保持するシステム及び方法を提供し、その後、ＵＶ硬化性材料によって固定されたときに光ファイバーを劈開することによって、劈開関連の問題を緩和しようとするものである。一実施形態では、システムは基板構造体を備え、基板の上面に沿って溝がある。溝は、基板前縁から、光ファイバーの長手方向軸に対して平行な方向に延在する。溝は、劈開に備えて裸光ファイバーの一部を収納するような寸法である。基板構造体はまた、上面に、溝と角度をなして交差する横方向構造部も備える。横方向構造部は、ＵＶ硬化性物質のより優れた固定を可能にし、したがって、せん断分離又は滑りの可能性を低減することができる。これにより、溝内で裸光ファイバーのより優れた固定が可能になり、それにより、劈開中に適切な張力が加えられるようにすることができる。ＵＶ硬化性物質の使用により、劈開中に機械的クランプによって加えられる非軸方向力が低減し、それにより、劈開プロセスが改善され、製造コストが削減される。

技術的問題に対して幅広い技術的解決法を提供したが、ここで、図面に示すような実施形態の説明をより詳細に参照する。これらの図面に関連していくつかの実施形態について記載するが、本明細書に開示する１つの実施形態又は複数の実施形態に本開示を限定する意図はない。反対に、全ての代替形態、変更形態及び均等物を包含することが意図されている。

図１、図２及び図３は、ＵＶ硬化性材料を使用して光ファイバーの裸部分を保持するシステム１００の分解図を示し、図４は、システム１００の組立図を示す。したがって、システム１００の構成要素を示すために図１、図２及び図３について合わせて考察し、一方で、図４の説明は、システム１００のいくつかの機能及び利点を扱う。

これを考慮して、図１、図２及び図３に注目する。概して、図１は、従来の光ファイバークリーバーの内部構成要素を示し、図２は、図１の構成要素と使用され、それにより本明細書に開示する実施形態を従来の光ファイバークリーバーに後付けするのを可能にする、サブマウントの一実施形態を示す。図３は、紫外線（ＵＶ）硬化性材料を使用して光ファイバーの裸端部を固定する基板構造体の一実施形態を示す。

より詳細には、図１は、いくつかの従来の光ファイバー劈開装置で見出すことができる基礎構造体１１０を示す。基礎構造体１１０は、基礎孔１２０を備える。基礎孔１２０は、基礎構造体１１０に別の構造体を取り付けるための手段を提供する。

図２は、基礎構造体１１０に取り付けられるサブマウント構造体２１０の一実施形態を示す。具体的には、サブマウント構造体２１０は、サブマウント構造体２１０を基礎構造体１１０に接続する破線矢印（図５参照）によって示すように、基礎構造体１１０と嵌合するように構成されている。サブマウント構造体２１０は、基礎孔１２０と整列するサブマウント孔２２０を備える。サブマウント孔２２０は、基礎孔１２０と整列する手段を提供する。サブマウント構造体２１０は凹部２３０を更に備え、凹部２３０は、凹部前縁２４０及び凹部後壁２５０を有する。凹部２３０は、別の構造体が内部に保持されるか又は固定される受け部として構造的に構成されかつ寸法が決められている。サブマウント構造体２１０はまた、凹部前縁２４０に位置するサブマウント止め具２６０も含む。図２の実施形態では、２つのサブマウント止め具２６０を示すが、当業者であれば、特定の要求に適合するように、サブマウント止め具２６０の数を増大させることができることを理解するであろう。サブマウント構造体２１０は、凹部後壁２５０内に位置するプランジャー孔２７０を更に備える。

次に、図３に示すように、システムの一実施形態は基板構造体３１０を備え、基板構造体３１０は、基板上面３２０、基板前縁３３０、基板底部構造部３４０及び基板後部３５０を有する。特に、基板構造体３１０は、基板上面３２０に沿って延在する溝３６０を備える。溝３６０は、劈開すべき光ファイバーの裸端部を収納するような寸法である。したがって、溝３６０は、光ファイバーが劈開のために適所に向けられかつ保持されるとき、基板前縁３３０から光ファイバーの軸方向に対して平行な方向に延在する。いくつかの実施形態では、基板構造体３１０は、基板上面３２０に、溝３６０と角度をなして（好ましくは、溝３６０に対して直角に）交差する横方向構造部３７０を更に備える。横方向構造部３７０は、溝３６０内で裸光ファイバーの一部を固定する、紫外線（ＵＶ）硬化性材料３８０を収納するように構成されている。横方向構造部３７０は、ＵＶ硬化性材料３８０のせん断強度を増大させる。図３の実施形態では、３つの横方向構造部３７０を示すが、当業者であれば、特定の要求に適応させるために、横方向構造部３７０の数を増大させることができることを理解する。さらに、横方向構造部３７０は、上面３２０に適用される任意のタイプのテクスチャとすることができることが理解されるべきである。

基板構造体３１０は、サブマウント２１０の凹部２３０内で入れ子になるように構成されている。具体的には、図２及び図３の実施形態では、基板構造体３１０は、サブマウント２１０の凹部２３０内に配置され、基板後部３５０はサブマウント後壁２５０に近接し、基板底部構造部３４０はサブマウント止め具２６０に近接する。したがって、プランジャー孔２７０内にスプリングプランジャーが挿入されると、スプリングプランジャーは基板後部３５０に対して力を加え、その力は、基板底部構造部３４０がサブマウント止め具２６０に当接するまで、基板構造体３１０を前方に押す。したがって、スプリングプランジャー及びサブマウント止め具２６０は、協働して凹部２３０内で基板構造体３１０を固定する。混乱を減らし明瞭さを向上させるために、図１、図２又は図３にはスプリングプランジャーは図示していない。しかしながら、当業者であれば、スプリングプランジャーの構造及び機能の両方を理解するものであり、したがって、本明細書では、スプリングプランジャーの更なる考察は省略する。

図２及び図３の実施形態により、取外し可能な又は使い捨ての基板構造体３１０が可能であり、それにより、各劈開に対して基板構造体の時間のかかる洗浄が回避される、ということが理解されるべきである。

ここで図４を参照すると、組み立てられたシステム１００の一実施形態において、図１、図２及び図３の実施形態を示す。図４に示すように、光ファイバーの裸部分４１０は、溝３６０内に挿入される。光ファイバーの裸部分４１０の上にＵＶ硬化性材料３８０（例えば、ＵＶ硬化型接着剤又は他のＵＶ硬化型液）を堆積させ、その後、硬化させる。例として、いくつかの実施形態では、ＵＶ硬化性材料３８０は、ドロッパー又はシリンジを用いて堆積させる。しかしながら、プロセスは、自動化される場合、当業者には既知である他の液体塗布システムの使用を許容することが理解されるべきである。

ＵＶ硬化性材料３８０は、堆積すると、溝３６０及び横方向構造部３７０内に毛管作用で進み、それにより、軸方向せん断力（Ｆ_{ａｘｉａｌ}）の下でＵＶ硬化性材料３８０の保持能力を増大させる。さらに、ＵＶ硬化性材料３８０が液体状態にある間に、光ファイバーの裸端部４１０が溝３６０内で方向付けられるため、従来の機械的締付けシステムと比較して、ねじり力（及び他の望ましくない力）が大幅に回避される。言い換えれば、光ファイバーは、ＵＶ硬化性材料３８０によって略応力のない状態で固く保持されるため、システム１００は、従来の機械的締付けに関連する望ましくない応力の大部分を低減させる。したがって、劈開中にファイバーに軸方向力（Ｆ_{ａｘｉａｌ}）が加えられると、光ファイバーは、劈開方向に沿ったガラスファイバーの亀裂伝播の完全性を損なう可能性がある他の力をほとんど又は全く受けない。

また、当業者は、サブマウント構造体２１０及び基板構造体３１０が、（光ファイバーの長手方向に対して）軸方向及び（光ファイバーの半径方向に対して）横方向の両方において調整可能であることを理解する。例えば、調整ねじを使用して、基礎構造体１１０に対してサブマウント構造体２１０の高さを微調整することができる。同様に、わずかな横方向調整を可能にするように、サブマウント孔２２０又は基礎孔１２０のいずれかをあけることができる。

最後に、サブマウント構造体２１０により、従来の光ファイバークリーバーへの後付けが可能であるため、ＵＶ硬化性材料３８０を塗布し硬化させるプロセスは、光ファイバークリーバーのソフトウェアを再プログラムすることにより自動化することができる。

図１、図２、図３及び図４のシステム１００の実施形態により、小さいファイバー（１２５マイクロメートル（μｍ）径ファイバー）でも、より大径のファイバー（２５０μｍ及び４００μｍ径ファイバー）でも適切な劈開が可能になる。さらに、システム１００の実施形態により、不規則形状のクラッドを備えるファイバー（例えば、星形ファイバー）の適切な劈開が可能になる。さらに、システム１００は、９００グラム（ｇ）を超える張力を許容し、横方向構造部３７０によって提供されるテクスチャは、４８０μｍ径光ファイバーに好適な最大２０００ｇの張力に耐える。

他の発明者により（例えば、光ファイバーの裸部分をはんだ付けする）低温溶融金属合金が提案されたが、それらの手法では、好適な容器内での合金の加熱及び溶融と、合金を必要に応じてそれらのそれぞれの温度まで加熱し冷却することに関連する他のプロセスを制御することとが必要である。ＵＶ硬化性材料３８０を使用することにより、溶融金属に関連する不都合及び複雑性が回避される。

例示的な実施形態を示し説明したが、当業者であれば、記載したような開示の多くの変形、変更又は改変を行うことができることが明らかとなろう。したがって、こうした変形、変更及び改変の全てが、本開示の範囲内にあるものとみなされるべきである。

Claims

光ファイバーを所定の向きで保持し、該光ファイバーを劈開するシステムであって、
（ａ）従来の光ファイバー劈開装置の基礎構造体であって、基礎孔を備える基礎構造体と、
（ｂ）前記基礎構造体に取り付けられるサブマウント構造体であって、
（ｂ１）前記基礎孔と整列するサブマウント孔と、
（ｂ２）凹部であって、
（ｂ２Ａ）凹部前縁と、
（ｂ２Ｂ）凹部後壁と、
を備える凹部と、
（ｂ３）前記凹部前縁に位置するサブマウント止め具と、
（ｂ４）前記凹部後壁に位置するプランジャー孔と、
を備えるサブマウント構造体と、
（ｃ）基板構造体であって、
（ｃ１）基板上面と、
（ｃ２）基板前縁と、
（ｃ３）前記サブマウント止め具に当接する基板底部構造部と、
（ｃ４）基板後部と、
（ｃ５）前記基板上面に沿って延在する溝であって、前記基板前縁から前記所定の向きに対して平行な方向に延在し、裸光ファイバーの一部を収納するような寸法である溝と、
（ｃ６）前記基板上面の横方向構造部であって、前記溝と角度をなして交差し、紫外線（ＵＶ）硬化性材料を収納し、該ＵＶ硬化性材料は前記溝内で前記裸光ファイバーの前記一部を固定する、横方向構造部と、
を備える基板構造体と、
（ｄ）前記プランジャー孔内に挿入可能なスプリングプランジャーであって、該スプリングプランジャーは、前記基板後部に対して力を加え、該スプリングプランジャー及び前記サブマウント止め具は、協働して、前記凹部内で前記基板構造体を固定する、スプリングプランジャーと、
を備える、システム。
光ファイバーを所定の向きで保持し、該光ファイバーを劈開するシステムであって、
基板構造体であって、
基板上面と、
基板前縁と、
を備える基板構造体と、
前記基板上面に沿った溝であって、前記基板前縁から前記所定の向きに対して平行な方向に延在し、裸光ファイバーの一部を受けるような寸法である溝と、
前記上面の横方向構造部であって、前記溝と角度をなして交差し、紫外線（ＵＶ）硬化性材料を受け取り、該ＵＶ硬化性材料は前記溝内で前記裸光ファイバーの前記端部を固定する、横方向構造部と、
を備える、システム。
サブマウント構造体であって、
内部に前記基板構造体を保持する凹部であって、
凹部前縁と、
凹部後壁と、
を備える凹部と、
前記凹部前縁に位置するサブマウント止め具と、
前記凹部後壁に位置するプランジャー孔と、
を備えるサブマウント構造体と、
基板後部と、
前記サブマウント止め具に当接する基板底部構造部と、
前記プランジャー孔内に挿入可能なスプリングプランジャーであって、該スプリングプランジャーは、前記基板後壁に対して力を加え、該スプリングプランジャー及び前記サブマウント止め具は、協働して、前記凹部内で前記基板構造体を固定する、スプリングプランジャーと、
を更に備える、請求項２に記載のシステム。
従来の光ファイバー劈開装置の基礎構造体であって、サブマウント孔と整列する基礎孔を備える基礎構造体を更に備える、請求項３に記載のシステム。
光ファイバーを所定の向きで保持し、該光ファイバーを劈開するシステムであって、
従来の光ファイバー劈開装置の基礎構造体であって、基礎孔を備える基礎構造体と、
前記基礎構造体に取り付けられる手段と、
前記基礎孔と整列する手段と、
裸光ファイバーの一部を受ける手段と、
紫外線（ＵＶ）硬化性材料を収納する手段と、
基板構造体を固定する手段と、
を備える、システム。