JP2807403B2 - 光ファイバのカプセル化方法 - Google Patents
光ファイバのカプセル化方法Info
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
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- G02B6/3628—Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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- G02B6/43—Arrangements comprising a plurality of opto-electronic elements and associated optical interconnections
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光ファイバの相互接続に
関し、特に光バックプレーンの上に光ファイバをカプセ
ル化にする方法に関する。
関し、特に光バックプレーンの上に光ファイバをカプセ
ル化にする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】米国特許出願第９３６４８４号明細書に
はロボット機械を用いて、光ファイバをフレキシブルな
プラスチック性の基板の上部表面に取り付けることによ
り、光バックプレーンを形成する方法が開示されてい
る。この光ファイバは圧力検知接着剤を用いて基板に接
合し、この光ファイバを張り巡らした後、それらは光フ
ァイバを保護するためにカプセル化するプラスチック製
シートでもってカバーし、構造体の機械的安定性を確保
し、光学バックプレーンを取り扱う際に、光ファイバを
その位置に保持しておくものである。この光バックプレ
ーンの光ファイバはプリント回路基板の間、あるいは光
回路の間の大きな容量の伝送ラインとして通常使用され
る。
はロボット機械を用いて、光ファイバをフレキシブルな
プラスチック性の基板の上部表面に取り付けることによ
り、光バックプレーンを形成する方法が開示されてい
る。この光ファイバは圧力検知接着剤を用いて基板に接
合し、この光ファイバを張り巡らした後、それらは光フ
ァイバを保護するためにカプセル化するプラスチック製
シートでもってカバーし、構造体の機械的安定性を確保
し、光学バックプレーンを取り扱う際に、光ファイバを
その位置に保持しておくものである。この光バックプレ
ーンの光ファイバはプリント回路基板の間、あるいは光
回路の間の大きな容量の伝送ラインとして通常使用され
る。
【０００３】前述の特許出願明細書は、コンピュータを
用いて、光バックプレーンの入力ポートと出力ポートの
間の適当な長さの光ファイバを提供する方法を開示して
いるが、光伝送の信頼性は、そのラインの所定の長さに
若干の誤差も許さないことである。この光ファイバは通
常ガラス製で、そのために損傷を受けやすく、特に光フ
ァイバが他の光ファイバにクロスしたり、オーバーラッ
プするような場所で損傷を受けやすい。光ファイバを配
設した後、プラスチックでカプセル化する際に、ある光
ファイバは損傷しやすく、また他の光ファイバはその所
定の場所からずれる傾向にある。さらに、また光バック
プレーンを他の構造体に接続するために、光ファイバの
自由端を操作している間もこの光ファイバは、機械的に
その場所に堅固に固定されるようにプラスチック合成構
造体内に光ファイバを信頼性よく接合することは困難で
ある。最後に、光ファイバの端部を露出して、カプセル
化材料から抜き出すことができ、それによって光ファイ
バを他の装置に接続することができるとさらに好まし
い。
用いて、光バックプレーンの入力ポートと出力ポートの
間の適当な長さの光ファイバを提供する方法を開示して
いるが、光伝送の信頼性は、そのラインの所定の長さに
若干の誤差も許さないことである。この光ファイバは通
常ガラス製で、そのために損傷を受けやすく、特に光フ
ァイバが他の光ファイバにクロスしたり、オーバーラッ
プするような場所で損傷を受けやすい。光ファイバを配
設した後、プラスチックでカプセル化する際に、ある光
ファイバは損傷しやすく、また他の光ファイバはその所
定の場所からずれる傾向にある。さらに、また光バック
プレーンを他の構造体に接続するために、光ファイバの
自由端を操作している間もこの光ファイバは、機械的に
その場所に堅固に固定されるようにプラスチック合成構
造体内に光ファイバを信頼性よく接合することは困難で
ある。最後に、光ファイバの端部を露出して、カプセル
化材料から抜き出すことができ、それによって光ファイ
バを他の装置に接続することができるとさらに好まし
い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、フレキシブルなプラスチック製基板の上に光ファイ
バをカプセル化する際に、大量生産に適し、作業者に高
度な技術を必要とすることなく、且つ長期間その構造体
を維持でき、光ファイバを保護し、必要によっては光フ
ァイバの露出端部を操作することのできる光ファイバの
カプセル化の方法を提供することである。
は、フレキシブルなプラスチック製基板の上に光ファイ
バをカプセル化する際に、大量生産に適し、作業者に高
度な技術を必要とすることなく、且つ長期間その構造体
を維持でき、光ファイバを保護し、必要によっては光フ
ァイバの露出端部を操作することのできる光ファイバの
カプセル化の方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、特許請求の範
囲に記載した方法である。本発明の方法により形成され
た光バックプレーンは、光ファイバを周囲環境から保護
するために、光ファイバに長期にわたり信頼性ある機械
的支持を与え、相互接続に必要な光ファイバの端部に自
由にアクセスできる。これは、熱可塑性材料はその性質
によって熱に応じて流れ、プラスチック層を溶融し、光
ファイバを露出し、その後、熱可塑性材料を再び冷却し
て、光ファイバをカプセル化することができる。
囲に記載した方法である。本発明の方法により形成され
た光バックプレーンは、光ファイバを周囲環境から保護
するために、光ファイバに長期にわたり信頼性ある機械
的支持を与え、相互接続に必要な光ファイバの端部に自
由にアクセスできる。これは、熱可塑性材料はその性質
によって熱に応じて流れ、プラスチック層を溶融し、光
ファイバを露出し、その後、熱可塑性材料を再び冷却し
て、光ファイバをカプセル化することができる。
【０００６】
【実施例】図１において、光バックプレーン１１は、フ
レキシブルなプラスチック製基板１２を有し、このフレ
キシブルなプラスチック製基板１２に光ファイバ１３が
接着層１４により接着されている。この光ファイバ１３
は、コンピュータ制御による配設マシンにより基板表面
の上に配置される。そして、基板表面上の接着層１４
は、圧力感知性接着剤である。光ファイバが基板上に配
設された後、光ファイバをカプセル化して、光ファイバ
に構造的な支持を与え、光ファイバ周囲の環境から保護
し、および取り扱いによる影響をなくすようにしてい
る。
レキシブルなプラスチック製基板１２を有し、このフレ
キシブルなプラスチック製基板１２に光ファイバ１３が
接着層１４により接着されている。この光ファイバ１３
は、コンピュータ制御による配設マシンにより基板表面
の上に配置される。そして、基板表面上の接着層１４
は、圧力感知性接着剤である。光ファイバが基板上に配
設された後、光ファイバをカプセル化して、光ファイバ
に構造的な支持を与え、光ファイバ周囲の環境から保護
し、および取り扱いによる影響をなくすようにしてい
る。
【０００７】この光ファイバをカプセル化するために、
光バックプレーン１１は、プレスマシンの下部圧盤１６
の上に配置され、このプレスマシンはモータ１８により
駆動される上部圧盤１７をも有する。このプレスマシン
は従来のマシンでもよく、Wisconsin州のMenomonee Fal
lsにあるFred S.Carver社から市販されているカバープ
レスのモデルＭ（加熱圧板付き）である。この光ファイ
バ１３とフレキシブルなプラスチック製基板１２の上に
熱可塑性材料層（第１層）２０が配置され、この熱可塑
性材料層（第１層）２０の上には、好ましくはプラスチ
ック製基板１２と同一材料のプラスチック材料製の第２
層２１が配置される。このフレキシブルなプラスチック
製基板１２と第２層２１は、0.001インチ（0.254cm）の
カプトン（商標）で、熱可塑性材料層２０は、0.005イ
ンチ（1.27m）厚さのポリウレタンで、この具体的例と
しては、New Jersey州Pompton LakesのElectro Seal社
から市販されているＥＸＰ−７１である。
光バックプレーン１１は、プレスマシンの下部圧盤１６
の上に配置され、このプレスマシンはモータ１８により
駆動される上部圧盤１７をも有する。このプレスマシン
は従来のマシンでもよく、Wisconsin州のMenomonee Fal
lsにあるFred S.Carver社から市販されているカバープ
レスのモデルＭ（加熱圧板付き）である。この光ファイ
バ１３とフレキシブルなプラスチック製基板１２の上に
熱可塑性材料層（第１層）２０が配置され、この熱可塑
性材料層（第１層）２０の上には、好ましくはプラスチ
ック製基板１２と同一材料のプラスチック材料製の第２
層２１が配置される。このフレキシブルなプラスチック
製基板１２と第２層２１は、0.001インチ（0.254cm）の
カプトン（商標）で、熱可塑性材料層２０は、0.005イ
ンチ（1.27m）厚さのポリウレタンで、この具体的例と
しては、New Jersey州Pompton LakesのElectro Seal社
から市販されているＥＸＰ−７１である。
【０００８】柔軟性あるいはスポンジ状の伝熱性材料の
伝熱性材料層２３が、第２層２１と上部圧盤１７の間に
配置される。この伝熱性材料層２３は、好ましくはシリ
コーン材料製で、伝熱性を得るために、公知の方法でド
ーピングしてある。この伝熱性材料層２３は、1/16イン
チ（1.59mm）の厚さで、ドープされたシリコーンゴムス
ポンジ材料で、これはConnecticut州New HavenのFuron
社から市販されているＲ−１０４０４の中間グレードシ
リコーンである。伝熱性材料層２３の目的は、上部圧盤
１７からの熱を伝送して、光バックプレーン構造体にか
かる力を分散して、光ファイバに損傷を与えることがあ
る応力集中を避けるためである。必要ならば、伝熱性材
料層２３は、第２層２１からシリコーン処理のリリース
ペーパー（図示せず）のシートでもって分離して、伝熱
性材料層２３と第２層２１が不用意に接着するのを防止
する。
伝熱性材料層２３が、第２層２１と上部圧盤１７の間に
配置される。この伝熱性材料層２３は、好ましくはシリ
コーン材料製で、伝熱性を得るために、公知の方法でド
ーピングしてある。この伝熱性材料層２３は、1/16イン
チ（1.59mm）の厚さで、ドープされたシリコーンゴムス
ポンジ材料で、これはConnecticut州New HavenのFuron
社から市販されているＲ−１０４０４の中間グレードシ
リコーンである。伝熱性材料層２３の目的は、上部圧盤
１７からの熱を伝送して、光バックプレーン構造体にか
かる力を分散して、光ファイバに損傷を与えることがあ
る応力集中を避けるためである。必要ならば、伝熱性材
料層２３は、第２層２１からシリコーン処理のリリース
ペーパー（図示せず）のシートでもって分離して、伝熱
性材料層２３と第２層２１が不用意に接着するのを防止
する。
【０００９】フレキシブルなプラスチック製基板１２と
第２層２１と熱可塑性材料層２０と光ファイバ１３とか
らなる合成構造体を、熱源２５により加熱して、二段階
ステップで結合する。まず第１ステップとして、下部圧
盤１６と上部圧盤１７の両方を熱源２５により100℃ま
で加熱し、その後、この合成構造体を、25ポンド／平方
インチ（１８００ｇ／ｃｍ2）で、1分間圧縮する。1分
後、この圧板を35℃まで冷却するが、25ポンド／平方イ
ンチの圧力はかけたままにしておく。この合成構造物と
伝熱性材料層２３は、その後、プレスマシンから取り出
される。第２段階のステップにおいては、上部の圧盤の
みが200℃まで加熱され、伝熱性材料層２３を有する合
成構造体が挿入され、6ポンド／平方インチ（約４３２
ｇ／ｃｍ2）の低い圧力をかける。この下部圧盤は、室
温に維持され、すなわち、この第２ステップの間、30℃
以下である。
第２層２１と熱可塑性材料層２０と光ファイバ１３とか
らなる合成構造体を、熱源２５により加熱して、二段階
ステップで結合する。まず第１ステップとして、下部圧
盤１６と上部圧盤１７の両方を熱源２５により100℃ま
で加熱し、その後、この合成構造体を、25ポンド／平方
インチ（１８００ｇ／ｃｍ2）で、1分間圧縮する。1分
後、この圧板を35℃まで冷却するが、25ポンド／平方イ
ンチの圧力はかけたままにしておく。この合成構造物と
伝熱性材料層２３は、その後、プレスマシンから取り出
される。第２段階のステップにおいては、上部の圧盤の
みが200℃まで加熱され、伝熱性材料層２３を有する合
成構造体が挿入され、6ポンド／平方インチ（約４３２
ｇ／ｃｍ2）の低い圧力をかける。この下部圧盤は、室
温に維持され、すなわち、この第２ステップの間、30℃
以下である。
【００１０】第１ステップの間かけられる高圧高温が、
熱可塑性材料層とフレキシブルなプラスチック製基板１
２と第２層２１を一時的に接着させ、一方、熱可塑性材
料層２０の剛性が光ファイバ１３を保護する。第２ステ
ップの間かけられる高温が熱可塑性材料層２０をリフロ
ーさせ、光ファイバ１３の周囲に熱可塑性材料層２０を
流し、ギャップを埋め、光ファイバをカプセル化し、こ
のようにして加えられた圧力は光ファイバの損傷を避け
るために比較的低い。その後、熱可塑性材料は、6ポン
ド／平方インチの圧力下で冷却して固化し、光ファイバ
を保護する信頼性なるカプセル化を可能とする。
熱可塑性材料層とフレキシブルなプラスチック製基板１
２と第２層２１を一時的に接着させ、一方、熱可塑性材
料層２０の剛性が光ファイバ１３を保護する。第２ステ
ップの間かけられる高温が熱可塑性材料層２０をリフロ
ーさせ、光ファイバ１３の周囲に熱可塑性材料層２０を
流し、ギャップを埋め、光ファイバをカプセル化し、こ
のようにして加えられた圧力は光ファイバの損傷を避け
るために比較的低い。その後、熱可塑性材料は、6ポン
ド／平方インチの圧力下で冷却して固化し、光ファイバ
を保護する信頼性なるカプセル化を可能とする。
【００１１】このプロセスの完了後、光バックプレーン
１１は、プレスマシンから取り除かれて、また、伝熱性
材料層２３も取り除かれる。そして、光バックプレーン
１１の断面が図２に示される。同図において、光ファイ
バ１３は、熱可塑性材料層２０によりしっかりとカプセ
ル化される。同様に重要なことは、このカプセル化プロ
セスはクロスオーバーするような光ファイバ１３の何れ
にも損傷を与えずに完了する点である。前述したよう
に、柔軟性のある伝熱性材料層２３を用いることは、ク
ロスオーバーする地点で、光ファイバの損傷を阻止する
ために必要である。第２層２１の上部表面の形状に合わ
せることにより、光ファイバに損傷を与えるかもしれな
い応力を分散することができる。
１１は、プレスマシンから取り除かれて、また、伝熱性
材料層２３も取り除かれる。そして、光バックプレーン
１１の断面が図２に示される。同図において、光ファイ
バ１３は、熱可塑性材料層２０によりしっかりとカプセ
ル化される。同様に重要なことは、このカプセル化プロ
セスはクロスオーバーするような光ファイバ１３の何れ
にも損傷を与えずに完了する点である。前述したよう
に、柔軟性のある伝熱性材料層２３を用いることは、ク
ロスオーバーする地点で、光ファイバの損傷を阻止する
ために必要である。第２層２１の上部表面の形状に合わ
せることにより、光ファイバに損傷を与えるかもしれな
い応力を分散することができる。
【００１２】ポリウレタンのような熱可塑性材料を熱可
塑性材料層２０として用いる利点は、光バックプレーン
のタブエンドでは、光ファイバの端部は熱可塑性材料を
そのリフロー温度まで加熱することにより露出して、フ
レキシブルなプラスチック製基板１２と第２層２１を剥
し、必要により、光ファイバの端部を接続することがで
き、その後この熱可塑性材料が冷却すると、再び固化し
て、光ファイバの周囲に形成される。ポリウレタンは、
さらに光ファイバに損傷を与えないような低い温度でフ
ローする点である。
塑性材料層２０として用いる利点は、光バックプレーン
のタブエンドでは、光ファイバの端部は熱可塑性材料を
そのリフロー温度まで加熱することにより露出して、フ
レキシブルなプラスチック製基板１２と第２層２１を剥
し、必要により、光ファイバの端部を接続することがで
き、その後この熱可塑性材料が冷却すると、再び固化し
て、光ファイバの周囲に形成される。ポリウレタンは、
さらに光ファイバに損傷を与えないような低い温度でフ
ローする点である。
【００１３】上記に説明した方法は、前述の特許出願に
記載された方法により配設された光ファイバをカプセル
化するために、多くの実験結果によるものである。この
第２層２１は、本発明によれば、光ファイバをカプセル
化するには必ずしも必要なものではないが、構造支持を
付加し、熱可塑性材料層２０とよく接合し、環境汚染に
対し、付加的な保護を提供する。第２層２１の底部表面
は、熱可塑性材料層２０として使用されるあるタイプの
熱可塑性材料でもって、予め積層化して、第１ステップ
の間熱可塑性材料層２０と第２層２１が接着するように
する。フレキシブルなプラスチック製基板１２によく接
着するのは、圧力感知性の接着層１４によりよく接着す
る。この第２層２１が使用されない場合には、熱可塑性
材料層２０は、すべての光ファイバのクロスオーバー時
点をカバーするような厚さでなければならない。本発明
は、前述の特許出願の方法と一緒に使用されなければな
らないというものではなく、光ファイバをフレキシブル
なプラスチック製基板１２の上に手動または様々な装置
を用いて配置してもよい。
記載された方法により配設された光ファイバをカプセル
化するために、多くの実験結果によるものである。この
第２層２１は、本発明によれば、光ファイバをカプセル
化するには必ずしも必要なものではないが、構造支持を
付加し、熱可塑性材料層２０とよく接合し、環境汚染に
対し、付加的な保護を提供する。第２層２１の底部表面
は、熱可塑性材料層２０として使用されるあるタイプの
熱可塑性材料でもって、予め積層化して、第１ステップ
の間熱可塑性材料層２０と第２層２１が接着するように
する。フレキシブルなプラスチック製基板１２によく接
着するのは、圧力感知性の接着層１４によりよく接着す
る。この第２層２１が使用されない場合には、熱可塑性
材料層２０は、すべての光ファイバのクロスオーバー時
点をカバーするような厚さでなければならない。本発明
は、前述の特許出願の方法と一緒に使用されなければな
らないというものではなく、光ファイバをフレキシブル
なプラスチック製基板１２の上に手動または様々な装置
を用いて配置してもよい。
【００１４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の光ファイバ
をカプセル化する方法は、光ファイバの端部を加熱する
ことにより、容易に移動でき、さらにクロスオーバーし
ている光ファイバの保護をも可能とする方法を提供する
ことができる。
をカプセル化する方法は、光ファイバの端部を加熱する
ことにより、容易に移動でき、さらにクロスオーバーし
ている光ファイバの保護をも可能とする方法を提供する
ことができる。
【図１】本発明の方法により光ファイバを光バックプレ
ーンの上にカプセル化する装置の横断面図である。
ーンの上にカプセル化する装置の横断面図である。
【図２】図１の装置により形成された光バックプレーン
の横断面図である。
の横断面図である。
１１ 光バックプレーン １２ フレキシブルなプラスチック製基板 １３ 光ファイバ １４ 接着層 １６ 下部圧盤 １７ 上部圧盤 １８ モータ ２０ 熱可塑性材料層 ２１ 第２層 ２３ 伝熱性材料層 ２５ 熱源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウィリアム ロバート ホランド アメリカ合衆国 19002 ペンシルヴェ ニア アンブラー、ディヴィスグローヴ ロード 1009 (56)参考文献 実開 昭53−131345（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02B 6/00 346
Claims (9)
- 【請求項１】 （Ａ） 光ファイバ（１３）を平面状の
フレキシブルなプラスチック製基板（１２）の上部表面
に接着させるステップと、 （Ｂ） 前記光ファイバ（１３）を、熱可塑性材料製の
第１シート（２０）でカバーして、この第１シート（２
０）と光ファイバ（１３）とプラスチック製基板（１
２）とを含む合成構造物を形成するステップと、 （Ｃ） 前記第１シート（２０）を前記プラスチック基
板（１２）に接着させるよう、第１温度と第１圧力でも
って、前記合成構造物を圧縮するステップと、 （Ｄ） 前記第１圧力を維持しながら、前記合成構造物
の温度を下げるステップと、 （Ｅ） 第２温度を前記第１シート（２０）に加えなが
ら、前記合成構造物を第２圧力で圧縮するプロセスとか
らなる光ファイバのカプセル化方法において、 前記第２温度は、前記第１温度よりも高くかつ前記第１
シート（２０）を光ファイバ（１３）の周囲に流動化さ
せる程度の温度で、 前記第２圧力は、前記第１圧力よりも低いことを特徴と
する光ファイバのカプセル化方法。 - 【請求項２】 （Ｆ） 前記第１シート（２０）の上
を、前記プラスチック基板（１２）と同一材料製の第２
シート（２１）でカバーするステップをさらに含み、 前記（Ｃ）ステップで、前記第１シート（２０）を第２
シート（２１）に接着させることを特徴とする請求項１
の方法。 - 【請求項３】 前記（Ｃ）ステップで、前記第２シート
（２１）を柔軟性のある伝熱性材料層（２３）でカバー
して前記合成構造物を圧縮することを特徴とする請求項
２の方法。 - 【請求項４】 前記伝熱性材料層（２３）は、プラスチ
ック基板（１２）または第２シート（２１）よりも厚
く、 前記合成構造物にかかる応力を分散する手段（２３）を
さらに有することを特徴とする請求項３の方法。 - 【請求項５】 前記（Ｃ）または（Ｅ）の圧縮ステップ
は、前記合成構造物を、圧縮機械の上部圧盤（１７）と
下部圧盤（１６）の間に配置して、前記合成構造物を圧
縮することを特徴とする請求項３の方法。 - 【請求項６】 前記（Ｃ）の圧縮ステップは、前記圧縮
機の上部圧盤（１７）と下部圧盤（１６）を第１温度に
保持しながら圧縮することを特徴とする請求項５の方
法。 - 【請求項７】 前記（Ｅ）の圧縮ステップは、前記上部
圧盤（１７）を第２温度に、下部圧盤（１６）を第２温
度以下の温度に保持しながら圧縮することを特徴とする
請求項６の方法。 - 【請求項８】 前記第１温度は、約100℃で、前記第２
温度は、約200℃であることを特徴とする請求項７の方
法。 - 【請求項９】 前記第１圧力は、１８００ｇ／ｃｍ2、
第２圧力は、約４３２ｇ／ｃｍ2であることを特徴とす
る請求項１の方法。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| US07/954,720 US5292390A (en) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | Optical fiber encapsulating techniques |
| US954720 | 1992-09-30 |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH06265763A JPH06265763A (ja) | 1994-09-22 |
| JP2807403B2 true JP2807403B2 (ja) | 1998-10-08 |
Family
ID=25495834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5258873A Expired - Lifetime JP2807403B2 (ja) | 1992-09-30 | 1993-09-24 | 光ファイバのカプセル化方法 |
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| US (1) | US5292390A (ja) |
| JP (1) | JP2807403B2 (ja) |
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