JP2866090B2 - Manufacturing method of single mode fiber optic coupler - Google Patents
Manufacturing method of single mode fiber optic couplerInfo
- Publication number
- JP2866090B2 JP2866090B2 JP19624088A JP19624088A JP2866090B2 JP 2866090 B2 JP2866090 B2 JP 2866090B2 JP 19624088 A JP19624088 A JP 19624088A JP 19624088 A JP19624088 A JP 19624088A JP 2866090 B2 JP2866090 B2 JP 2866090B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tube
- fiber
- fibers
- intermediate region
- coupler
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は光ファイバ・カプラおよびその製造方法に関
する。The present invention relates to an optical fiber coupler and a method for manufacturing the same.
ある種のファイバオプティック・システムでは、光フ
ァイバ中を伝播している光の少なくとも一部分が1本以
上の出力ファイバに結合される必要がある。本発明はこ
のようなファイバオプティック・カプラおよび特にこの
ようなカプラを作成するためのコストの面で効果的でか
つ再現性のある方法に関するものである。Certain fiber optic systems require that at least a portion of the light propagating in the optical fiber be coupled to one or more output fibers. The present invention relates to such fiber optic couplers and in particular to a cost effective and reproducible method for making such couplers.
多コア装置では互いに近接離間された2つのコア間に
結合が生じることが知られている。結合効率は、コアの
間隙が減少するのに伴って増大し、そしてシングルモー
ドのコアの場合には、コアの直径の減少に伴って増大す
る。これらの原理に基づいた多数のカプラが開発されて
いる。この種のカプラは低損失動作が可能であり、それ
らは通常約1dB以下の過剰損失を呈示する。In multi-core devices, it is known that coupling occurs between two cores that are closely spaced from each other. Coupling efficiency increases with decreasing core gap and, in the case of a single mode core, with decreasing core diameter. Many couplers based on these principles have been developed. Such couplers are capable of low loss operation, and they typically exhibit excess loss of less than about 1 dB.
マルチモードおよびシングルモード・カプラは、多数
のファイバをそれらの適当な長さに沿って並置関係に位
置決めし、そしてそれらのファイバのクラッドを互いに
融着させてファイバを固着させかつコア間の間隔を減少
させることによって形成されている。米国特許第442621
5号に教示されているように、ファイバをそれらの融着
された長さに沿って伸長しかつ回転することによって結
合が向上されうるが、ファイバを回転させることはある
種の目的に対しては不利である。また、米国特許第4449
781号に教示されているように、エッチングまたは研削
によってクラッドの一部分が除去される場合がある。結
合領域は脆弱でありかつ大気に露呈されるから、これら
のカプラには気密性の被覆を設けなければならない。こ
れらの方法は労力を要し、従って高価であり、長期にわ
たる完全性を欠き、予め定められた所望の結合特性を有
するカプラが得られるとは限らない。これらの難点は、
伝播定数を整合させるために結合コア部分が互いに平行
な状態にあるべきある種のシングルモード・カプラおよ
び偏波面保存(polarization retention)のような光学
的特性を有していなければならないあの種のシングルモ
ード・カプラを作成する場合に特に顕著となる。Multi-mode and single-mode couplers position multiple fibers in a juxtaposed relationship along their appropriate lengths, and fuse the claddings of the fibers together to secure the fibers and increase the spacing between cores. It is formed by reducing. U.S. Patent No. 442621
Coupling can be improved by stretching and rotating the fibers along their fused length, as taught in No. 5, but rotating the fiber is useful for certain purposes. Is disadvantageous. Also, U.S. Pat.
As taught in 781, portions of the cladding may be removed by etching or grinding. These couplers must be provided with a hermetic coating, since the coupling area is fragile and exposed to the atmosphere. These methods are labor intensive and therefore expensive, lack long-term integrity, and do not always result in couplers having predetermined desired coupling characteristics. These drawbacks are:
Certain single-mode couplers whose coupling core portions should be in parallel with each other to match the propagation constants, and those single-mode couplers that must have optical properties such as polarization retention. This is particularly noticeable when creating a mode coupler.
ほとんどのカプラは接合されるべきファイバに直接熱
を加えて作成されているが、米国特許第3579316号は、
ファイバを、端部に重畳しうる毛管内に挿入する方法を
教示している。その毛管はファイバのクラッド材料より
屈折率の小さいガラスで作成される。ファイバが重畳し
ている部分の近接においてその毛管に熱が加えられ、そ
してその毛管は、それの直径がもとのファイバの直径に
ほぼ等しくなるまで伸長される。引張された部分のもと
のコアは消滅してしまう程度に小さくなり、それらの伸
長された直径はもとの直径の約1/100にすぎず、またも
とのファイバのクラッドは結合部分のコアになる。この
ような長くて細いカプラは非常に扱いにくくかつ脆弱で
ある。さらに、この種のカプラは、もとのクラッドが消
滅したコアの代りをするから、損失が多い。ファイバ・
コアが消滅する程度に小さい寸法から完全な寸法までテ
ーパするカプラの領域では、クラッドからコアに戻され
るパワーの量は不十分である。さらに、ファイバを位置
するための特定の工程が行われない限り延伸されるチュ
ーブにファイバが挿入される場合にはコアをまっすぐに
かつ互いに平行に維持することが困難である。このよう
な非直線カプラのコアはシングルモードのカプラでは結
合効率を低下させることになりうる。While most couplers are made by applying heat directly to the fiber to be spliced, US Pat.
It teaches how to insert a fiber into a capillary that can overlap the end. The capillary is made of glass having a lower refractive index than the fiber cladding material. Heat is applied to the capillary near the portion where the fibers overlap, and the capillary is elongated until its diameter is approximately equal to the diameter of the original fiber. The original core of the stretched portion is so small that it disappears, their elongated diameter is only about 1/100 of the original diameter, and the cladding of the original fiber is Become the core. Such long and thin couplers are very cumbersome and fragile. In addition, this type of coupler is lossy because it replaces the core where the original cladding has disappeared. fiber·
In the region of the coupler, which tapers from a dimension small enough for the core to vanish to a perfect dimension, the amount of power returned from the cladding to the core is insufficient. Moreover, it is difficult to keep the cores straight and parallel to each other when the fiber is inserted into a tube that is drawn unless a specific step for positioning the fiber is performed. Such a non-linear coupler core may reduce the coupling efficiency in a single mode coupler.
特公昭60−140208号は、1対のファイバを予めツイス
トし、それらを石英チューブに挿入し、そしてそのチュ
ーブの中央部分を加熱延伸してそれの直径を減寸させる
ことによって形成されたカプラを開示している。ファイ
バを封着するためにチューブの端部に樹脂が適用され
る。このカプラは次のような難点を有している。ファイ
バに対するチューブの圧壊時に、毛管が脱気されず、従
ってファイバが緊張した状態に保持されない。従ってフ
ァイバがチューブ内で蛇行し、それがため、チューブが
予め定められた長さだけ伸長された場合に所定の結合が
得られなくなる。またこれがためカプラ損失を小さくす
ることが困難となる。ファイバは十分な結合を与えるの
に十分な長さにわたってファイバ間の接触を得るために
予めツイストされる。このようなカプラは入力光信号の
偏波を維持することができず、またツイストされたファ
イバで波長分割多重カプラを作成することは困難であ
る。Japanese Patent Publication No. 60-140208 discloses a coupler formed by pre-twisting a pair of fibers, inserting them into a quartz tube, and heat stretching the central portion of the tube to reduce its diameter. Has been disclosed. A resin is applied to the end of the tube to seal the fiber. This coupler has the following disadvantages. Upon collapse of the tube against the fiber, the capillaries are not evacuated and thus the fibers are not held in tension. Thus, the fibers meander in the tube, which prevents a predetermined connection from being obtained if the tube is stretched by a predetermined length. This also makes it difficult to reduce coupler loss. The fibers are pre-twisted to obtain contact between the fibers over a length sufficient to provide sufficient coupling. Such couplers cannot maintain the polarization of the input optical signal, and it is difficult to create a wavelength division multiplex coupler with twisted fiber.
従って、本発明の1つの目的は、上述した従来技術の
問題点を克服する方法を提供することである。本発明の
他の目的は、温度変化や機械的影響のような環境的弊害
に耐えることができ、しかも隣接したファイバ間で確実
なそして予測しうるエネルギの伝達を行う光カプラを作
成する方法を提供することである。さらに他の目的はシ
ョップのような現場でファイバを容易に接続しうる低コ
ストで効率のよい光ファイバ・カプラを提供することで
ある。他の目的は、光学的特性が予め定められた値に親
密に合致した光カプラを作成するための自動化された方
法を提供することである。さらに他の目的は隣接ファイ
バ間で確実でかつ予測可能なエネルギ伝達を行いうる機
械的に強じんで安価な光カプラを提供することである。Accordingly, one object of the present invention is to provide a method that overcomes the above-mentioned problems of the prior art. Another object of the present invention is to provide a method of making an optical coupler that can withstand environmental harms such as temperature changes and mechanical effects, yet still provide reliable and predictable energy transfer between adjacent fibers. To provide. Yet another object is to provide a low cost and efficient fiber optic coupler that can easily connect fibers in the field such as a shop. Another object is to provide an automated method for making optical couplers whose optical properties closely match predetermined values. Yet another object is to provide a mechanically stiff and inexpensive optical coupler capable of providing reliable and predictable energy transfer between adjacent fibers.
本発明の方法によれば、第1および第2の端部と、中
間領域と、第1の端部から第2の端部まで延長した長手
方向の孔を有するガラスチューブが準備される。それぞ
れコアとクラッドを有する少なくとも2本の適当に作成
されたガラス光ファイバが、チューブの各端部から両方
向に延長した態様で、そのチューブの長手方向の孔内に
配置される。それらのガラスファイバが被覆を有してい
る場合には、端部間の被覆の一部分が除去され、そのガ
ラスファイバの被覆されていない部分が上記長手方向の
孔内に配置される。これらのファイバは張力を生ずるた
めに緊張状態に保持される。According to the method of the present invention, a glass tube is provided having first and second ends, an intermediate region, and a longitudinal hole extending from the first end to the second end. At least two suitably made glass optical fibers, each having a core and a cladding, are disposed within the longitudinal bore of the tube in a manner extending in both directions from each end of the tube. If the glass fibers have a coating, a portion of the coating between the ends is removed and an uncoated portion of the glass fiber is placed in the longitudinal hole. These fibers are held in tension to create tension.
このようにして形成された構造物の内側はそれの一端
に真空を印加しかつそれの上記孔に空気または清浄用溶
液のような適当な流体を流すことによって清掃される。
このようにして形成された構造物の中間領域はそれをフ
ァイバのまわりで押しつぶすために加熱され、そして予
め定められた直径に延伸される。チューブの中央部分を
押しつぶすことは、そのチューブを加熱する工程に先立
って、チューブの外面におけるよりも低い圧力を上記孔
内に発生させることによって助長されうる。The interior of the structure thus formed is cleaned by applying a vacuum to one end of the structure and flowing a suitable fluid, such as air or a cleaning solution, through the holes.
The intermediate region of the structure thus formed is heated to squeeze it around the fiber and stretched to a predetermined diameter. Crushing the central portion of the tube may be facilitated by generating a lower pressure in the hole than at the outer surface of the tube prior to the step of heating the tube.
押しつぶし工程時にファイバが緊張状態にあるという
ことが、本発明の方法に従って作成されたカプラの損失
が小さい第一の理由である。各ファイバをチューブの第
1端部分に固着し、チューブの第2の端部において上記
孔から延長したファイバの部分を引張ってファイバにテ
ンションを与え、そして各ファイバをチューブの第2の
端部に固着することによって、押しつぶし工程時にファ
イバが緊張状態に保持される。ファイバに接着剤を適用
してそれらのファイバをチューブの前記第1および第2
の端部に封着することによってファイバがチューブの端
部に固着されうる。チューブの端部の少なくとも1つに
接着剤を適用する工程は、ファイバのまわりの全周囲領
域よりも小さい部分に接着剤を適用して上記孔と接着剤
との間に開口を残し、上記孔のその端部に接近しうるよ
うにすることよりなりうる。上記孔が接着剤によって封
鎖されることがないような態様でファイバに接着剤を適
用することは、拡大されテーパをつけられた孔を端部に
有する毛管を用いることによって容易になされる。The fact that the fiber is in tension during the crushing process is the primary reason for the low loss of couplers made in accordance with the method of the present invention. Each fiber is secured to a first end portion of the tube, a portion of the fiber extending from the hole is tensioned at the second end of the tube to tension the fiber, and each fiber is attached to the second end of the tube. The anchoring keeps the fiber taut during the crushing process. An adhesive is applied to the fibers to mate them with the first and second tubes.
The fiber can be secured to the end of the tube by sealing to the end of the tube. Applying an adhesive to at least one of the ends of the tube comprises applying an adhesive to a portion of the tube less than the entire perimeter area, leaving an opening between the holes and the adhesive; By making it accessible to its end. Applying the adhesive to the fiber in such a way that the holes are not blocked by the adhesive is facilitated by using a capillary with enlarged and tapered holes at the ends.
チューブをファイバに対して押しつぶしそして一回の
加熱作業でそのチューブの中間領域を延伸または伸長さ
せることによって低損失カプラが作成されたが、これら
の工程を別々に実施することが有利である。チューブが
延伸作業のために加熱する前に冷却される場合には各工
程につきより多くの制御がなされうる。押しつぶされて
中実となった中間領域の中央部分が延伸されることがで
き、それにより光ファイバの延伸された部分がチューブ
のマトリクス・ガラス内に完全に封入された状態に維持
される。この改善された気密性は、カプラの光学特性を
悪い方向に変更しうる要因である水等によってファイバ
の延伸された部分が悪影響を受けるのを防止するので有
益である。Although low loss couplers have been made by squeezing the tube against the fiber and stretching or stretching the middle region of the tube in a single heating operation, it is advantageous to perform these steps separately. More control can be provided for each step if the tubes are cooled before heating for the drawing operation. The central portion of the crushed and solid intermediate region can be stretched, thereby maintaining the stretched portion of the optical fiber completely enclosed within the matrix glass of the tube. This improved hermeticity is beneficial because it prevents the drawn portion of the fiber from being adversely affected by water or the like, a factor that can alter the optical properties of the coupler in a negative direction.
清掃または脱気の目的のための上記孔に対する接近
は、接着剤を適用する前に2本のガラスファイバに連続
したチューブの端部内に中空のフィラメントを配置する
ことによって可能である。チューブの中間領域を押しつ
ぶしかつ延伸させる工程の後で、上記延伸した中空のフ
ィラメントが除去され、そしてその結果できた孔または
穴が封止される。Access to the holes for cleaning or degassing purposes is possible by placing a hollow filament within the end of the tube that is continuous with the two glass fibers before applying the adhesive. After the step of crushing and stretching the middle region of the tube, the stretched hollow filaments are removed and the resulting holes or holes are sealed.
以下図面を参照して本発明の実施例につき説明しよ
う。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図を参照すると、長手方向の軸線に沿って長手方
向の孔または穴12を形成された中空円筒状のガラスチュ
ーブ10が示されている。チューブ10は、後で詳細に説明
するようにして形成されうる毛管よりなりうる。テーパ
孔14および16はそれぞれ端面18および20において長手方
向の孔12に対する漏斗状の入口を形成している。これら
のテーパ孔は、それらの最大横断面寸法が400μmより
小さいから、孔12にファイバを挿入しやすくしている。Referring to FIG. 1, there is shown a hollow cylindrical glass tube 10 having a longitudinal hole or hole 12 formed along a longitudinal axis. Tube 10 may comprise a capillary, which may be formed as described in detail below. The tapered holes 14 and 16 form a funnel-shaped entrance to the longitudinal hole 12 at the end faces 18 and 20, respectively. These tapered holes facilitate insertion of the fiber into hole 12 because their maximum cross-sectional dimension is less than 400 μm.
チューブ10の軟化点温度はそれに挿入されるべきファ
イバのそれより低くなければならない。適当なチューブ
組成は、1〜25重量%B2O3をドープしたSiO2および0.1
〜約2.5重量%フッ素をドープしたSiO2である。好まし
い組成は8〜10重量%B2O3をドープしたSiO2よりなるボ
ロケリケート・ガラスである。B2O3およびFは、SiO2の
軟化点温度を下げるとともに、それの屈折率をも下げる
ので有利である。The softening point temperature of the tube 10 must be lower than that of the fiber to be inserted into it. Suitable tube compositions, SiO 2 and 0.1 doped with 1-25 wt% B 2 O 3
A SiO 2 doped with about 2.5 wt% fluorine. Preferred compositions are Borokeriketo glass made of SiO 2 doped with 8-10 wt% B 2 O 3. B 2 O 3 and F are advantageous because they lower the softening point temperature of SiO 2 and also lower its refractive index.
第2図を参照すると、それぞれコア、クラッドおよび
保護被覆を有する1対の光ファイバ22および24が長手方
向の孔12を通じて延長し、各ファイバはチューブ10と接
続するのに十分な長さだけそのチューブの各端部から延
長しており、その長さは1mで十分であることが認められ
た。各ファイバの端部間の被覆の一部分が孔12の長さよ
り若干短い距離だけ除去される。それらのファイバは残
留物質を除去するためにぬぐわれる。ファイバの被覆さ
れていない部分がチューブ10の端面18および20の間に配
置される。好ましくは、ファイバ22および24の被覆され
ていない部分が孔12内で長手方向の中心部に配置され
る。図示の便宜上、ファイバ22および24は、孔12の内部
では細線で、そして孔の端部内からチューブ10の外部に
かけては太線で示されている。細線はそれらのファイバ
の被覆されていない部分を示し、太線は被覆された部分
を示している。第2a図は第2図の一端の拡大断面図であ
り、光ファイバ22および24上の被覆23および25を示して
いる。Referring to FIG. 2, a pair of optical fibers 22 and 24, each having a core, a cladding, and a protective coating, extend through the longitudinal bore 12, each fiber having a length sufficient to connect with the tube 10. It extended from each end of the tube, and a length of 1 m was found to be sufficient. A portion of the coating between the ends of each fiber is removed a distance slightly less than the length of the hole 12. The fibers are wiped to remove residual material. An uncoated portion of the fiber is located between end faces 18 and 20 of tube 10. Preferably, the uncoated portions of fibers 22 and 24 are centrally located in bore 12 in the longitudinal direction. For convenience of illustration, the fibers 22 and 24 are shown as thin lines inside the hole 12 and bold lines from inside the end of the hole to outside the tube 10. The thin lines indicate the uncoated portions of those fibers, and the thick lines indicate the coated portions. FIG. 2a is an enlarged sectional view of one end of FIG. 2 showing the coatings 23 and 25 on the optical fibers 22 and 24.
ファイバは孔12内では互いに平行に配置されてもよ
く、あるいは第3図に示されているように180°以上だ
けツイストされてもよい。ファイバをツイストするの
は、ファイバを融着させる工程時にそれらのファイバを
互いに接触した状態に保持するために用いられている公
知の技術である。チューブ10の押しつぶし時に真空が用
いられる場合には、真空がチューブの押しつぶしおよび
ファイバを互いに長手方向に接触した状態に保持するこ
とを助長するので、ファイバをツイストすることは重要
ではない。WDMカプラや偏波面保持型カプラのようなあ
る種のカプラでは、ファイバはツイストされない状態に
保持されなければならないとともに、互いに平行に保持
されなければならない。The fibers may be arranged parallel to one another in the bore 12 or may be twisted by more than 180 ° as shown in FIG. Twisting the fibers is a known technique used to hold the fibers in contact with each other during the process of fusing the fibers. If a vacuum is used when squeezing tube 10, twisting the fiber is not important, as the vacuum helps to keep the tube squashed and the fiber in longitudinal contact with each other. In some couplers, such as WDM couplers and polarization maintaining couplers, the fibers must be kept untwisted and kept parallel to each other.
ファイバ10とその中を延長したファイバよりなる構体
は、チューブ10を押しつぶしかつ裸にされたファイバの
部分を互いに融着させる前に、最後の清掃工程にかけら
れることが好ましい。ファイバがチューブ10に挿入され
た後にそのファイバの被覆されていない部分に被覆材料
の小片やその他の汚染物が残存しうるから、この清掃工
程は重要である。この清掃工程は、清掃用流体を孔12内
およびファイバ22、24の裸にされた部分上に流すことよ
りなりうる。清掃用流体は30%アンモニア溶液のような
液体または空気のような気体でありうる。さらに、チュ
ーブの押しつぶし工程時にファイバが緊張状態に保持さ
れることが好ましい。上記孔を清掃する工程およびファ
イバを緊張させる工程を行うためには種々の技術が用い
られうる。下記の実施例でそれらのうちの好ましい技術
について説明する。The assembly of fiber 10 and the fiber extended therein is preferably subjected to a final cleaning step before crushing tube 10 and fusing the stripped fiber portions together. This cleaning step is important because small particles of coating material and other contaminants can remain on the uncoated portion of the fiber after the fiber is inserted into the tube 10. This cleaning step may comprise flowing a cleaning fluid into the aperture 12 and over the stripped portions of the fibers 22,24. The cleaning fluid may be a liquid such as a 30% ammonia solution or a gas such as air. Further, it is preferred that the fiber be held in tension during the tube crushing step. Various techniques can be used to perform the steps of cleaning the holes and tensioning the fiber. The following examples describe preferred techniques among them.
第1の実施例では、それぞれコア、クラッドおよび保
護被覆を有する1対の光ファイバ22および24がそれらの
端部間の被覆の部分を除去することによって適当に準備
される。被覆を除去された部分は残留物質を除去するた
めにリントレスクロスで拭かれる。ファイバ22および24
は長手方向の孔12を通じて送られ、接続の目的のために
チューブ10の各端から適当な長さだけ延長される。これ
らのファイバの被覆されていない部分は第2図に示され
ているようにチューブ10の端面18および20の間に配置さ
れ、その場合、孔12の中心に位置決めされるのが好まし
い。In a first embodiment, a pair of optical fibers 22 and 24, each having a core, cladding and protective coating, are suitably prepared by removing the portion of the coating between their ends. The uncoated portion is wiped with a lintless cloth to remove residual material. Fibers 22 and 24
Is fed through the longitudinal bore 12 and extends from each end of the tube 10 by a suitable length for connection purposes. The uncoated portions of these fibers are located between the end faces 18 and 20 of the tube 10 as shown in FIG.
ある種のカプラの場合には、ファイバ22および24は第
3図に示されているように長手方向の孔12内で約180°
だけツイストされうる。中空のガラスフィラメント26が
チューブ10の端部分に挿入され、短い距離だけ孔12内に
延長するようになされる。ファイバ22、24とフィラメン
ト26はテーパ孔14内およびそのまわりに所定の量の接着
剤30を適用することによってチューブ10の端部分に固着
される。この工程は、長手方向の孔12に第2の中空ガラ
スフィラメント28を挿入しそして孔16内およびそのまわ
りに所定量の接着剤32を適用することによって反復され
る。接着剤32の硬化時にファイバ22、24に若干のテンシ
ョンが付与される。接着剤30、32はセメント、等の任意
の接着性物質よりなるものでありうるが、紫外線硬化性
のエポキシが好ましい。For some couplers, the fibers 22 and 24 are about 180 ° in the longitudinal bore 12 as shown in FIG.
Only can be twisted. A hollow glass filament 26 is inserted into the end of the tube 10 and extends into the hole 12 a short distance. The fibers 22, 24 and the filament 26 are secured to the end of the tube 10 by applying a predetermined amount of adhesive 30 in and around the tapered hole 14. This process is repeated by inserting a second hollow glass filament 28 into longitudinal bore 12 and applying a predetermined amount of adhesive 32 into and around bore 16. When the adhesive 32 is cured, a slight tension is applied to the fibers 22, 24. Adhesives 30, 32 can be made of any adhesive material, such as cement, but are preferably ultraviolet curable epoxies.
このようにして形成された構体はチナークランプのよ
うな適当な取付装置またはホルダ34に装着される。中空
のフィラメント28が矢印36で示されているように適当な
真空源(図示せず)に連結されうる。あるいは、真空源
に連結されたチューブが毛管10の端部のまわりに配置さ
れ、中空のフィラメントとファイバ22、24が脱気された
チューブ内に延長するようになされてもよい。中空フィ
ラメント26が液体の清掃用流体内に挿入されると、その
流体は中空フィラメント28に与えられる真空によって長
手方向の孔12を通じて引かれ、それによってその長手方
向の孔12の内部とその中に配置されたファイバ22、24お
よび中空フィラメント26、28の部分を清掃する。The structure thus formed is mounted on a suitable mounting device or holder 34 such as a chinner clamp. Hollow filament 28 may be connected to a suitable vacuum source (not shown) as indicated by arrow 36. Alternatively, a tube connected to a vacuum source may be positioned around the end of the capillary tube 10 such that the hollow filament and fibers 22, 24 extend into the evacuated tube. When the hollow filament 26 is inserted into the liquid cleaning fluid, the fluid is drawn through the longitudinal hole 12 by the vacuum applied to the hollow filament 28, thereby causing the interior of and within the longitudinal hole 12 to enter. The placed fibers 22, 24 and the hollow filaments 26, 28 are cleaned.
液体の清掃用流体が用いられた場合には、このように
して形成された構体の中間領域38が、その液体を蒸発さ
せかつその構体を乾燥させるために、第4図に示されて
いるように適当な熱源によって加熱される。清掃用流体
としてガスが用いられる場合には、この加熱工程は必要
でない。If a liquid cleaning fluid is used, the intermediate region 38 of the structure thus formed will evaporate the liquid and dry the structure as shown in FIG. Heated by a suitable heat source. This heating step is not necessary if a gas is used as the cleaning fluid.
本発明の1つの実施例によれば、チューブ10は加熱さ
れ、ファイバ22、24に対して押しつぶされ、そしてその
後でチューブ10の中間領域が加熱され延伸されて、所定
の型式のカプラを形成するのに十分な距離だけファイバ
のコアを互いに接近させる。これは、酸素・水素バーナ
あるいはガス・酸素バーナ等の加熱源40によって中間領
域38をホウケイ酸塩ガラスチューブ10の軟化点まで加熱
することにより実現される。加熱源40は静止していても
よく、あるいは第4図において矢印41で示されているよ
うに真空源36に向う方向に中間領域38を移動するように
してもよい。中空フィラメント26、28の両方に真空源を
適用することはチューブ押しつぶし工程の任意の特徴で
あり、この場合、バーナの移動方向は問題ではない。中
間領域を加熱源に付す工程は、第5図に示されているよ
うに、中間領域38におけるチューブ10の材料をファイバ
22、24のまわりで押しつぶすように作用する。第6図は
ファイバ22、24のまわりで押しつぶされたチューブ10の
中間領域38を第5図の線6−6に沿って示している。中
間領域38と呼ばれている部分は中実の領域となるが、こ
の領域には空気の線や気泡等が存在しないことが好まし
い。According to one embodiment of the present invention, the tube 10 is heated, crushed against the fibers 22, 24, and then the intermediate region of the tube 10 is heated and drawn to form a type of coupler. Bring the cores of the fibers closer together. This is achieved by heating the intermediate region 38 to the softening point of the borosilicate glass tube 10 by a heating source 40 such as an oxygen / hydrogen burner or a gas / oxygen burner. The heating source 40 may be stationary or may move through the intermediate region 38 in a direction toward the vacuum source 36, as indicated by the arrow 41 in FIG. Applying a vacuum source to both hollow filaments 26, 28 is an optional feature of the tube crushing process, in which case the direction of burner travel does not matter. The step of subjecting the intermediate region to a heating source comprises, as shown in FIG.
Acts to crush around 22,24. FIG. 6 shows the intermediate region 38 of the tube 10 crushed around the fibers 22, 24, along the lines 6-6 in FIG. The portion called the intermediate region 38 is a solid region, and it is preferable that there are no air lines or bubbles in this region.
このように形成された構体がホルダ34から取り外さ
れ、そして第5図において部材42、44で示されている精
密ガラス加工用施盤に装着される。中実の中間領域38
は、それの一部分が軟化点に加熱されるまで、酸素・水
素バーナからの炎に露呈される。その中間領域全体が延
伸されると、ファイバの光結合領域の端部分が上記孔に
露呈されうる。押しつぶされた中間領域の中央部分だけ
を延伸すると、ファイバの結合領域が毛管のマトリクス
ガラス中に確実に埋置される。上記炎が除去され、そし
て中間領域38の軟化された部分が上記ガラス加工施盤の
作用で引かれて延伸され、第7図の領域48で示されてい
るように直径を減少される。延伸された領域48の直径は
種々のファイバおよび動作上のパラメータの関数として
変化するであろう。領域48の減少された直径と中間領域
38の最初の直径との比(延伸比)(draw down ratio)
は、作成している特定の装置の光学的特性によって決定
される。このような延伸比は、ファイバ間の信号分割の
比、チューブとファイバのクラッドとの間の屈折率差、
ファイバ・クラッドの外径、ファイバ・コアの直径、信
号の動作波長、遮断波長、許容しうる過剰損失等の関数
である。延伸比の好ましい範囲は約1/2〜1/20である
が、この範囲外の延伸比を有するカプラも作成しうる。The structure thus formed is removed from the holder 34 and mounted on a precision glassworking lathe indicated by the members 42, 44 in FIG. Solid middle area 38
Is exposed to a flame from an oxygen-hydrogen burner until a portion of it is heated to its softening point. When the entire intermediate region is stretched, the end portion of the optical coupling region of the fiber can be exposed to the hole. Stretching only the central portion of the crushed intermediate region ensures that the bonding region of the fiber is embedded in the matrix glass of the capillary. The flame is removed and the softened portion of the intermediate region 38 is drawn and stretched under the action of the glassworking lathe to reduce its diameter as shown at region 48 in FIG. The diameter of the stretched region 48 will vary as a function of the various fibers and operational parameters. Reduced diameter of region 48 and intermediate region
38 ratio to the initial diameter (draw down ratio)
Is determined by the optical properties of the particular device being created. Such draw ratios include the ratio of the signal split between the fibers, the refractive index difference between the tube and the cladding of the fiber,
It is a function of the outer diameter of the fiber cladding, the diameter of the fiber core, the operating wavelength of the signal, the cutoff wavelength, the allowable excess loss, and the like. The preferred range of draw ratio is from about 1/2 to 1/20, but couplers having draw ratios outside this range can be made.
第5図に示されているように、ガラス加工施盤部材42
によって保持されたチューブ10の部分は固定され、施盤
部材44によって保持されたチューブ10の部分は延伸され
た領域48を形成するために矢印50の方向に移動される。
実際には、このような引張りまたは延伸は約1/2秒かか
る。他の延伸技術では、部材44の移動方向と同じ方向ま
たはその部材44の移動方向とは反対の方向に施盤部材42
を移動させることが行われる。As shown in FIG.
The portion of the tube 10 held by is secured and the portion of the tube 10 held by the lathing member 44 is moved in the direction of arrow 50 to form an elongated region 48.
In practice, such pulling or stretching takes about 1/2 second. In another stretching technique, the laminating member 42 is moved in the same direction as the moving direction of the member 44 or in a direction opposite to the moving direction of the member 44.
It is done to move.
中間領域38の延伸部分がそれの周囲を均一に加熱する
リングバーナによって加熱される場合には上記構体は回
転される必要はない。延伸方法は、その他の点では、同
じであろう。リングバーナを用いた実施例では、チュー
ブ10をファイバ22および24に対して押しつぶす工程およ
び延伸領域48を形成する工程は同じ装置で実施されう
る。押しつぶし工程と延伸工程が同じ装置で行われる場
合には、チューブ10は、延伸工程のために再度加熱され
る前に、冷却されることが好ましい。このように2つの
工程を時間的に分離することにより、より良好なプロセ
ス制御、従ってより良好な再現性が得られる。さらに、
チューブ10は、押しつぶしおよび/または延伸工程時に
垂直方向および水平方向を含む任意の配向状態で配置さ
れうる。The assembly does not need to be rotated if the extension of the intermediate region 38 is heated by a ring burner that heats uniformly around it. The stretching method will be otherwise the same. In embodiments using a ring burner, the step of crushing the tube 10 against the fibers 22 and 24 and the step of forming the drawing region 48 can be performed in the same apparatus. If the crushing step and the stretching step are performed in the same apparatus, the tube 10 is preferably cooled before being heated again for the stretching step. By separating the two steps in time in this way, better process control and thus better reproducibility is obtained. further,
Tube 10 may be arranged in any orientation, including vertical and horizontal, during the crushing and / or stretching steps.
延伸の後で、中空フィラメント26および28の露呈され
た端部がそれらを接着剤30、32の表面から切り離すこと
によって除去され、そしてそれらの開孔端部が前述のよ
うに所定量の接着剤54、56によって封止される。このよ
うにして得られた構体は第7図のファイバオプティック
・カプラ52を構成する。このカプラはさらに必要に応じ
て剛性を大きくするためのパーケージ(図示せず)を施
されうる。カプラ52は光ファイバの信号を光ファイバ24
にあるいはその逆に結合するように作用する。After drawing, the exposed ends of the hollow filaments 26 and 28 are removed by separating them from the surfaces of the adhesives 30, 32, and their open ends are filled with a predetermined amount of adhesive as described above. Sealed by 54, 56. The structure thus obtained constitutes the fiber optic coupler 52 shown in FIG. The coupler may be further provided with a package (not shown) for increasing rigidity as required. The coupler 52 connects the optical fiber signal to the optical fiber 24.
And vice versa.
上述の実施例によれば、押しつぶし工程と延伸工程は
別々に行われる。そのようにすれば、チューブが延伸の
ための加熱に先立って冷却される場合には各工程に対し
てより多くの制御が加えられるので有利である。押しつ
ぶされた中実の中間領域の中央部分が延伸され、それに
より光ファイバの延伸された部分がチューブのマトリク
スガラスの中に完全に閉じ込められうる。この改善され
た気密性は、カプラの光学的特性を悪い方向に変更しう
る要因である水分等によってファイバの延伸された部分
が悪影響を受けるのを防止するので有利である。According to the above embodiment, the crushing step and the stretching step are performed separately. Advantageously, if the tube is cooled prior to heating for stretching, more control is added to each step. The central portion of the crushed solid intermediate region is stretched so that the stretched portion of the optical fiber can be completely confined within the matrix glass of the tube. This improved hermeticity is advantageous because it prevents the stretched portion of the fiber from being adversely affected by moisture and the like, which can change the optical properties of the coupler in the wrong direction.
チューブをファイバに対して押しつぶす工程と、チュ
ーブの中間領域を延伸する工程が一回の加熱操作で実施
される他の実施例によっても低損失カプラが作成され
た。この修正された実施例によれば、ファイバは毛管に
挿入され、そして孔に接近するための開口が存在するよ
うにしてその毛管の端部に接着されて緊張した状態に保
持される。この構体が前述のように精密ガラス加工施盤
に装着される。材料の軟化点に達するまで中間領域の小
さい部分に炎が適用され、そしてその加熱された部分が
延伸される。ある程度の結合のためには、チューブの延
伸の程度は、チューブの押しつぶし工程と中間領域の延
伸工程が別々に行われる前述の実施例よりもこの実施例
の方が大きい。最後に、上記孔に対する開口を閉塞する
ために、装置の端部に接着剤が適用される。Other embodiments in which the step of crushing the tube against the fiber and the step of stretching the middle region of the tube are performed in a single heating operation also produced low loss couplers. According to this modified embodiment, the fiber is inserted into the capillary and is held taut by being glued to the end of the capillary such that there is an opening to access the hole. This structure is mounted on a precision glass working lathe as described above. A flame is applied to a small portion of the intermediate region until the softening point of the material is reached, and the heated portion is stretched. For some bonding, the degree of stretching of the tube is greater in this embodiment than in the previous embodiment where the tube squeezing step and the intermediate area stretching step are performed separately. Finally, an adhesive is applied to the end of the device to close the opening to the hole.
この実施例の難点は気密性の低下および製造上の再現
性に対する悪影響、すなわち予め定められた長さまで延
伸することで所望の係合特性を生ずるとはかぎらないこ
とである。しかしながら、この実施例は他の方法に比較
して幾つかの利点を有している。この方法は真空を用い
ないで実施できるとともに、チューブ押しつぶし工程を
別個に必要としないので、それだけ簡単である。この方
法によって低損失の装置が作成され、その装置の損失の
測定値は1300μmで0.05dBのように低い値であった。The disadvantage of this embodiment is that the hermeticity is reduced and the production reproducibility is adversely affected, i.e. stretching to a predetermined length does not always produce the desired engagement characteristics. However, this embodiment has several advantages over other methods. This method is simpler because it can be performed without a vacuum and does not require a separate tube crushing step. This method produced a low loss device with a measured loss of the device as low as 0.05 dB at 1300 μm.
さらに他の実施例では、チューブ10の1つの端部での
み中空のファイバが用いられる。このような実施例は、
上述した内部清掃工程が実際的でない点を除き、カプラ
52を形成するものと同様である。In yet another embodiment, a hollow fiber is used at only one end of the tube 10. Such an embodiment is:
Coupler except that the internal cleaning process described above is impractical.
It is the same as that forming 52.
第8図〜第10図の実施例では、中空のファイバは完全
に除去され、第2図と同様の要素は同一符号にダッシュ
をつけて示されている。In the embodiment of FIGS. 8 to 10, the hollow fiber has been completely removed and elements similar to those of FIG. 2 are indicated by the same reference numerals with dashes.
第8図の実施例を形成するために必要とされる初期工
程は第3図のものを形成するために用いられたのと同一
である。中空かまたは中実でありうるフィラメント28と
同様のフィラメントが第3図に示されているように孔1
2′内に短い距離だけ突入するようにしてテーパ付き孔1
6′に挿通される。ファイバ22′、24′の被覆されてい
ない部分が孔12′内の中心に位置決めされて後に、テー
パ付き孔16′内およびそのまわりに所定量の接着剤58が
適用される。この図に示されているように、接着剤はフ
ァイバ22′、24′のクラッドに接触するのに十分な距離
だけ孔12′内に延長するのが有利である。接着剤58が硬
化しはじめると、余分なフィラメントを除去することに
より接着剤58が流入しかつ閉塞することができない孔59
が残るのに十分なだけ粘度が高くなる。チューブ10′の
反対側の端部に配置された接着剤には孔59と同様の孔も
形成されうる。孔12′を清掃するためおよび/または脱
気するために、上述のようにチューブ10′の端面20′に
はそれの周囲に真空装着チューブが配置されうる。The initial steps required to form the embodiment of FIG. 8 are the same as those used to form the embodiment of FIG. Filaments similar to filaments 28, which may be hollow or solid, have holes 1 as shown in FIG.
2 'and tapered hole 1
It is inserted through 6 '. After an uncoated portion of the fibers 22 ', 24' is centered in the hole 12 ', a predetermined amount of adhesive 58 is applied in and around the tapered hole 16'. As shown in this figure, the adhesive advantageously extends into hole 12 'a distance sufficient to contact the cladding of fibers 22', 24 '. When the adhesive 58 begins to harden, holes 59 through which the adhesive 58 cannot flow and cannot be closed by removing excess filaments.
Viscosity is high enough to remain. A hole similar to hole 59 may be formed in the adhesive located at the opposite end of tube 10 '. A vacuum mounting tube may be placed around the end face 20 'of the tube 10' as described above to clean and / or evacuate the hole 12 '.
第9図の実施例では、接着剤61がテーパ付き孔16′を
完全に封止する。チューブ10′の端部20′の近くの半径
方向穴62は清掃および/または脱気の目的のための孔1
2′に対する接近を可能にする。孔12′は、チューブ1
0′に環状真空取付具64を装着することによって穴62を
通じて脱気され、穴62は環状のスロット63内に開口す
る。矢印Vは取付具64に真空源が連結されていることを
示す。孔12′に対して清掃用流体またはガスを供給しか
つ/またはこの孔12′を脱気する目的のために、孔62と
同様の半径方向の孔がチューブ10′の反対側の端部に形
成されうる。In the embodiment of FIG. 9, the adhesive 61 completely seals the tapered hole 16 '. A radial hole 62 near the end 20 'of the tube 10' is a hole 1 for cleaning and / or degassing purposes.
Allows access to 2 '. Hole 12 'is tube 1
By attaching an annular vacuum fitting 64 to 0 ', the air is evacuated through a hole 62, which opens into an annular slot 63. Arrow V indicates that a vacuum source is connected to fixture 64. A radial hole similar to hole 62 is provided at the opposite end of tube 10 'for the purpose of supplying cleaning fluid or gas to hole 12' and / or evacuating hole 12 '. Can be formed.
カプラ製造プロセスで予め定められた光学的特性を有
するカプラを常に作成するためには、ファイバを毛管に
挿入する工程を含むすべての工程が、作成される各カプ
ラに対して均一に行われなければならない。第10図およ
び第11図の実施例を形成する方法と一緒に、プロセスの
均一性を向上させる好ましいファイバ挿入法について説
明しよう。次の規準を満すファイバ挿入ステーションを
用いるのが有利である。ファイバを保持するための機構
は、ファイバがツイストされかつまっすぐな状態に保持
されるのが好ましいから、適切に整列されなければなら
ない。爾後の処理工程時、特に毛管をファイバに対して
押しつぶす工程時に、ファイバのたるみまたは垂れ下り
の発生を防止するために接着剤適用工程時に若干の緊張
状態にファイバを保持するための手段が設けられなけれ
ばならない。いずれか一方または両方のファイバにたる
みが現われると、得られる装置が過剰な損失を呈するこ
とになりうる。上記ステーションのまわりの領域は、毛
管内に引き込まれその中にたまってしまう過剰の埃や他
の粒状物がないようにしなければならない。なぜなら、
押しつぶし工程および再延伸工程時にそのような粒状物
からシードが生じうるからである。そのようなシードか
ら生じうる過剰の減衰のためにカプラが使用できなくな
る。In order to always produce a coupler with predetermined optical properties in the coupler manufacturing process, all steps, including inserting the fiber into the capillary, must be performed uniformly for each coupler to be produced. No. A preferred fiber insertion method for improving process uniformity, together with the method of forming the embodiment of FIGS. 10 and 11, will now be described. It is advantageous to use a fiber insertion station that meets the following criteria: The mechanism for holding the fiber must be properly aligned, since the fiber is preferably kept twisted and straight. Means are provided for holding the fiber in a slight tension during the adhesive application step to prevent the fiber from sagging or sagging during subsequent processing steps, particularly during the step of crushing the capillary against the fiber. There must be. If any one or both fibers become slack, the resulting device may exhibit excessive losses. The area around the station must be free of excess dust and other particulates that are drawn into the capillary and accumulate therein. Because
This is because seeds can be generated from such particulate matter during the crushing step and the redrawing step. Excessive attenuation that can result from such a seed renders the coupler unusable.
適当なファイバ挿入ステーションが第12図に示されて
おり、これは整列されたブロック67、74、76、79、82お
よび83を具備している。ゴム表面クランプ70、71は光フ
ァイバをブロック67に対接させて保持することができ
る。同様のクランプ84、85がブロック83に関連されてい
る。ばね偏倚されてそのブロックに対接されたクランプ
はそれに連結されたハンドルを押下することによってブ
ロックとの接触状態から離脱されうる。ブロック74はブ
ロック82の溝80、81に整列され互いに離間された溝72、
73を有している。ブロック76の表面における単一の溝75
はブロック79の同様の溝と整列されている。図示された
溝はU字状であり得かつその中に配置される1本または
複数本のファイバを摺動して収容するのにちょうど十分
な幅を有しうる。A suitable fiber insertion station is shown in FIG. 12, which comprises aligned blocks 67, 74, 76, 79, 82 and 83. Rubber surface clamps 70, 71 can hold the optical fiber against block 67. Similar clamps 84, 85 are associated with block 83. A spring-biased clamp abutting the block can be released from contact with the block by depressing a handle coupled thereto. The block 74 is aligned with the grooves 80, 81 of the block 82 and is spaced apart from the groove 72,
Has 73. A single groove 75 in the surface of the block 76
Are aligned with similar grooves in block 79. The illustrated groove may be U-shaped and have just enough width to slide and accommodate one or more fibers disposed therein.
所定長の被覆光ファイバ22′、24′がファイバのリー
ルから切断される。これらのファイバ22′、24′の各一
端はクランプ70、71によってそれぞれ固着される。これ
らのファイバが全体としてエチルアルコールのような適
当な清浄液で湿めらせたリントレス・クロスで拭され
る。A length of coated optical fiber 22 ', 24' is cut from the fiber reel. Each end of these fibers 22 ', 24' is secured by clamps 70, 71, respectively. These fibers are generally wiped with a lintless cloth moistened with a suitable cleaning solution such as ethyl alcohol.
毛管10′が選択され、それの孔は光ファイバの被覆さ
れた部分を受入れるのにちょうど十分な大きさを有する
ことが好ましい。被覆されたファイバと孔との間にこの
ような関係が、チューブ内でファイバの端部がツイスト
するのを防止する。第11図に示されているように、菱
形、四角等の穴断面形状がチューブ内におけるファイバ
の適当な整列を容易にする。孔の直径はそれにファイバ
を通すのが困難な程度に小さくてはならない。なぜな
ら、そのように小さいとチューブの内側に被覆がなすり
つけられるおそれがあるからである。チューブのそのよ
うになすりつけられた領域は、カプラがそれの性能を低
下させるシードを有する原因となりうる。ファイバに沿
ってチューブを容易に移動させうるようにするために、
そのチューブ内に少量のエチルアルコールを噴射させう
る。これは一時的な潤滑剤として作用し、直ちに蒸発す
る。毛管はファイバ上に挿通され、そしてブロック76に
隣接して示された位置あたりまで移動される。ファイバ
はある程度のテンションを有するように若干引張られ、
そしてそれらの端部がクランプ84、85によって保持され
る。チューブ10′とブロック79との間の位置において各
ファイバから被覆の一部分を除去するために機械的なス
トリッピング工具が用いられる。ファイバの裸にされた
部分の長さは毛管の孔の長さより若干短く、その孔の両
端部に被覆を延長させることができ、それによってその
孔の横断面内にファイバを適切に位置決めさせる。裸に
された領域の長さはほぼ等しくなければならないととも
に、互いに隣接していなければならない。Capillary tube 10 'is selected, and its aperture is preferably just large enough to receive the coated portion of the optical fiber. Such a relationship between the coated fiber and the hole prevents the fiber end from twisting within the tube. As shown in FIG. 11, a hole cross-section such as a diamond, square, etc., facilitates proper alignment of the fibers within the tube. The hole diameter must not be so small that it is difficult to pass the fiber through it. This is because such a small size may cause the coating to be applied to the inside of the tube. Such a swabbed area of the tube can cause the coupler to have a seed that degrades its performance. To make the tube easier to move along the fiber,
A small amount of ethyl alcohol can be injected into the tube. It acts as a temporary lubricant and evaporates immediately. The capillary is passed over the fiber and moved about the position shown adjacent block 76. The fiber is pulled slightly to have some tension,
And their ends are held by clamps 84,85. A mechanical stripping tool is used to remove a portion of the coating from each fiber at a location between tube 10 'and block 79. The length of the stripped portion of the fiber is slightly less than the length of the hole in the capillary, and the coating can be extended at both ends of the hole, thereby properly positioning the fiber within the cross section of the hole. The lengths of the stripped areas must be approximately equal and must be adjacent to each other.
湿らせたリントレスクロスを用いて、チューブ10′の
左端で2本のファイバが把持されて均一に拭かれ、この
場合、クロスは裸の領域を横切ってチューブから離れる
方向に移動される。この工程は被覆剥し工程で生じたく
ずを除去し、ファイバの裸領域にきれいな表面を残す。
次にそれらのファイバは溝75および78内に入れられ、そ
れらの溝がファイバをまっすぐにかつ互いに隣接した関
係に保持する。クランプ84が釈放され、そしてファイバ
22が再び緊張された後で再度締められる。この場合、フ
ァイバ24′も同様に再び緊張される。Using a moistened lintless cloth, the two fibers are grasped and wiped evenly at the left end of tube 10 ', where the cloth is moved across the bare area and away from the tube. This step removes debris from the stripping step, leaving a clean surface in bare areas of the fiber.
The fibers are then placed in grooves 75 and 78, which hold the fibers in a straight and adjacent relationship to each other. Clamp 84 is released and fiber
After 22 is nervous again, it is tightened again. In this case, the fiber 24 'is likewise re-tensioned.
毛管はブロック79の方へと移動され、そして第10図に
示された裸の領域上の中心となるように位置決めされ
る。ファイバ22′および24′の側部に、それらのファイ
バをテーパ付き孔16′の一側に付着させるために、少量
の接着剤87が適用され、その場合、その接着剤87とテー
パ付き孔16′の残部との間に、長手方向の孔12′に対す
る接近を許容する開口88を残す。接着剤の滴89が、それ
とテーパ付き孔14′との間に接近開口90を残して、ファ
イバとそのテーパ付き孔14′との間に同様に適用され
る。毛管の孔の寸法によっては、チューブにテーパ付き
14′、16′が設けられていないと、孔を閉塞しないでフ
ァイバをチューブの端部に接着剤で付着させることは困
難または不可能でさえある。開口88、89は最後の洗浄時
に孔12′を通って流体が流動できるようにするととも
に、チューブ10′の押しつぶし時に孔12′を脱気できる
ようにする。接着剤が紫外線硬化性樹脂であれば、紫外
線源86がエポキシの最初に適用された滴に照射されて二
番目の滴が残りの端部に適用される前にその最初の滴を
硬化させる。二番目の滴が適用されて後に、紫外線源86
は矢印で示されているように移動され、その二番目の滴
に照射される。The capillary is moved toward block 79 and is centered over the bare area shown in FIG. On the sides of the fibers 22 'and 24', a small amount of adhesive 87 is applied to adhere the fibers to one side of the tapered hole 16 ', where the adhesive 87 and the tapered hole 16' are applied. ', An opening 88 is provided to allow access to the longitudinal bore 12'. An adhesive drop 89 is similarly applied between the fiber and its tapered hole 14 ', leaving an access opening 90 between it and the tapered hole 14'. Tube tapered, depending on capillary hole size
Without 14 ', 16', it would be difficult or even impossible to glue the fiber to the end of the tube without closing the hole. The openings 88, 89 allow fluid to flow through the holes 12 'during the last wash and allow the holes 12' to be evacuated when the tube 10 'is crushed. If the adhesive is a UV curable resin, a UV light source 86 irradiates the first applied drop of epoxy to cure the first drop before the second drop is applied to the remaining end. After the second drop has been applied, the UV source 86
Is moved as indicated by the arrow and illuminates the second drop.
チューブ10′の端部から延伸したファイバのピッグテ
ールにはカラーコードがつけられうる。その場合には、
毛管内のファイバは内部のツイストを視覚的にチェック
される。180°以上のツイストが肉眼で見える。また、
クランプ84から突出したファイバ22′の端部にレーザビ
ームを入射させてもよい。ツイストが存在しない場合に
は、クランプ70から突出したファイバの端部から光が出
て来る。チューブ10′の上面に配向マークをつけ、作成
される各カプラにつき延伸装置に関しファイバが同じ態
様で配向されうるようになされ、各カプラ・プリフォー
ムが均一なプロセス条件となされるようになしうる。The pigtail of the fiber extending from the end of the tube 10 'may be color coded. In that case,
The fiber in the capillary is visually checked for internal twist. A twist of 180 ° or more is visible to the naked eye. Also,
The laser beam may be incident on the end of the fiber 22 ′ protruding from the clamp 84. If no twist is present, light will come out of the end of the fiber protruding from the clamp 70. An orientation mark may be placed on the top surface of the tube 10 'so that the fiber can be oriented in the same manner with respect to the drawing device for each coupler to be made, so that each coupler preform has uniform processing conditions.
チューブの押しつぶしおよび延伸工程を実施するため
の好ましい装置が第13図に示されている。この装置にカ
プラ・プリフォームを固着するために用いられるチャッ
ク92、93は、モータで制御されるステージ(これはコン
ピュータで制御されるのが好ましい)に取付けられてい
る。数字92、93はそれらのステージをも示している。押
しつぶし工程および延伸工程にとっては対称性が重要な
要件であり、従ってチャック92、93は、装置損失に悪影
響を及ぼすとともにカプラの双方向性すなわちファイバ
のどの端部が入力ポートとして選択されたかに関係なく
カプラ出力特性が実質的に均一となる特性にも悪影響を
及ぼすことになりうる偏位(オフセット)がカプラに生
ずるのを防止するために整列されなければならない。カ
プラの双方向性は、プリフォームを均一に加熱するよう
にバーナをカプラ・プリフォームに沿って中心に配置す
ることによっても改善される。リングバーナ94のように
対称的に設計されたバーナが毛管の中間領域を均一に加
熱するのに適している。ヒートシールド95がバーナの上
方に配置された装置を保護する。A preferred apparatus for performing the tube crushing and stretching steps is shown in FIG. The chucks 92, 93 used to secure the coupler preform to the device are mounted on a motor controlled stage, which is preferably controlled by a computer. The numbers 92 and 93 also indicate those stages. Symmetry is an important requirement for the squash and draw steps, so the chucks 92, 93 have a negative effect on equipment loss and are dependent on the bidirectional nature of the coupler, i.e., which end of the fiber is selected as the input port. However, the coupler output must be aligned to prevent the coupler from having an offset, which can adversely affect the characteristic that the output characteristic is substantially uniform. The bidirectionality of the coupler is also improved by centering the burner along the coupler preform so as to heat the preform uniformly. A burner designed symmetrically, such as a ring burner 94, is suitable for uniformly heating the middle region of the capillary. A heat shield 95 protects the device located above the burner.
第10図のカプラ・プリフォーム91は、配向マークを所
定の方向に向けて、リングバーナ94に挿通される。その
プリフォームは延伸用チャックにクランプされ、かつそ
れの端部に真空アタッチメント96、101が装着される。
真空アタッチメント96は、第10図では断面図で示されて
いるが、放射方向に延長した真空ライン97を有する短く
てある程度の剛性を有するゴム管よりなっている。細い
ゴムチューブ98の一端はプリフォーム91とは反対側の真
空アタッチメントの端部に装着されており、そのチュー
ブの他の端部はクランプ・ジョー99間を延長している。
上方の真空アタッチメント101も同様にライン102、管10
3およびクランプ・ジョー104に関連されている。ファイ
バ22′、24′はチューブ98、103から延長している。The coupler preform 91 shown in FIG. 10 is inserted through the ring burner 94 with the alignment mark directed in a predetermined direction. The preform is clamped on a stretching chuck, and vacuum attachments 96, 101 are mounted on its ends.
The vacuum attachment 96, shown in cross-section in FIG. 10, comprises a short, somewhat rigid rubber tube having a vacuum line 97 extending in the radial direction. One end of a thin rubber tube 98 is attached to the end of the vacuum attachment opposite the preform 91, and the other end of the tube extends between the clamp jaws 99.
Similarly, the upper vacuum attachment 101 has a line 102, a tube 10
3 and clamp jaws 104. Fibers 22 ', 24' extend from tubes 98, 103.
チューブ98上のクランプ・ジョー99によって孔12′を
洗浄するのに十分な時間のあいだ、カプラ・プリフォー
ム91の下方部分に真空が適用される。クランプ・ジョー
104を開いたままにしておくことにより、この時間のあ
いだ上方のラインは大気に通気される。この「空気洗
浄」は、ファイバ挿通工程時に堆積した破片を孔12′か
ら引き出す。その場合、プリフォーム91の上方部分に真
空を適用するためにジョー104がチューブ103に対してク
ランプされる。A vacuum is applied to the lower portion of the coupler preform 91 for a time sufficient to clean the hole 12 'by the clamping jaws 99 on the tube 98. Clamp jaw
By keeping 104 open, the upper line is vented to atmosphere during this time. This “air cleaning” pulls out the debris accumulated during the fiber insertion step from the hole 12 ′. In that case, jaws 104 are clamped against tube 103 to apply a vacuum to the upper portion of preform 91.
毛管押しつぶし工程は、そのチューブの中間領域の温
度を軟化温度まで上昇させるために、通常25秒程度の短
い時間のあいだ、リングバーナ94からの炎でカプラ・プ
リフォームを加熱することを必要とする。チューブに対
する差圧の作用と相俟って、これによりマトリクスガラ
スがファイバ上に押しつぶされ、そしてそれらのファイ
バが互いに接触される。チューブのマトリクスガラスが
ファイバを包囲し、孔に充填されて中実の構造を形成
し、結合領域におけるエアラインを除去する。上記孔は
押しつぶし工程時にそれの両端部から脱気されるのが好
ましい。押しつぶされるべき領域の長さは、バーナへの
ガラスの流れによって決定される炎温度、およびその炎
の存続時間によって決定される。The capillary squeezing process requires heating the coupler preform with a flame from the ring burner 94 for a short period of time, typically on the order of 25 seconds, to raise the temperature of the middle region of the tube to the softening temperature. . Combined with the action of the differential pressure on the tubes, this causes the matrix glass to be squeezed onto the fibers and the fibers to come into contact with each other. The matrix glass of the tube surrounds the fibers and fills the holes to form a solid structure, eliminating air lines in the coupling area. The holes are preferably evacuated from both ends during the crushing step. The length of the area to be crushed is determined by the flame temperature, which is determined by the flow of glass to the burner, and the duration of the flame.
チューブの押しつぶされた中間領域の中央部分は、こ
のチューブが押しつぶされる装置から上記構造を取り外
すことなしに延伸されうる。チューブが冷却して後に、
炎が両点火され、そして押しつぶされた領域の中央部が
再加熱される。延伸プロセスに対する炎の存続期間は所
望のカプラ特性に依存し、通常は10〜20秒である。延伸
工程に対する加熱時間がそのように短いことにより、押
しつぶし領域よりも短い延伸領域が得られる。押しつぶ
されたチューブが再加熱された後に、ステージ92、93
は、カプラ長が所定の程度だけ増大されるまで、反対方
向に引張る。適切に整列された装置が用いられており、
かつプロセス・パラメータが注意深く制御されている場
合には、このプロセスによって形成されたカプラはすべ
て同様の光学的特性を有しているであろう。The central portion of the crushed intermediate region of the tube can be stretched without removing the structure from the device in which the tube is crushed. After the tubes have cooled,
The flame is ignited, and the center of the crushed area is reheated. The duration of the flame for the drawing process depends on the desired coupler properties and is usually between 10 and 20 seconds. Such a short heating time for the stretching step results in a stretched area that is shorter than the crushed area. After the crushed tube is reheated, stages 92, 93
Pulls in the opposite direction until the coupler length is increased by a predetermined amount. Appropriately aligned equipment is used,
And if the process parameters are carefully controlled, all couplers formed by this process will have similar optical properties.
所定の型式のカプラを得るために毛管に与えるべき延
伸の程度は、押しつぶされたカプラ・プリフォームの1
つの入来ファイバに光エネルギを注入しかつその動作を
モニタすることによって最初に決定される。この目的を
達するために、ファイバ・ピグテールの一方が光源に整
列され、そして装置の他端において両方のピグテールが
光検知器に結合される。動的出力パワーの予め定められ
た比が、ステージ92、93にサンプルを引張るのを停止さ
せるための割込みとして使用されうる。所定の結合特性
を得るための適切な延伸距離を決定した後に、装置は、
上記所定の特性を有すべきカプラの作成時にその適切な
延伸距離だけステージを移動させるようにプログラムさ
れうる。The degree of stretching that must be imparted to the capillary to obtain a given type of coupler depends on one of the crushed coupler preforms.
It is first determined by injecting light energy into two incoming fibers and monitoring its operation. To this end, one of the fiber pigtails is aligned with the light source, and at the other end of the device both pigtails are coupled to a photodetector. A predetermined ratio of the dynamic output power can be used as an interrupt to stop pulling the sample to stages 92,93. After determining the appropriate stretching distance to obtain the desired bonding properties, the device:
The stage can be programmed to be moved by an appropriate extension distance when a coupler having the predetermined characteristics is created.
米国特許第4392712号、同第4726643号、英国特許出願
第GB 2183866A号および国際公告第WO 84/04822号に示さ
れているように、光装置の作成時にプロセス工程を制御
するために出力信号をモニタすることが従来から行われ
ている。さらに、このようなモニタおよび制御機能を自
動的に行うフィードバック系ではコンピュータが用いら
れることが多い。これらの機能を行うためには、適当に
プログラムされたPDP 11−73マイクロコンピュータが利
用されうる。特定の型式のカプラの作成時に使用されて
いるタイミング・シーケンスが、実行時間でコンピュー
タがリコールする別個のマルチプル・コマンド・ファイ
ルに入れられうる。このような特定の型式のカプラを作
成するのに必要とされる押しつぶしおよび延伸工程は、
再現性をもってカプラを作成するために各カプラ・プリ
フォームに対してコンピュータにより継続的に実行され
うる。カプラの再現性を確保するためにコンピュータに
より制御されうるプロセス・パラメータは加熱時間およ
び加熱温度、ガスの流量、ステージがカプラ・プリフォ
ームを引張りかつ延伸させる速度である。また再現性は
ステージ92、93の分解能の関数でもある。As shown in U.S. Pat.Nos. 4,932,712, 4,726,664, British Patent Application GB 2183866A and International Publication No.WO 84/04822, output signals are used to control process steps during the fabrication of optical devices. Monitoring has conventionally been performed. Further, a computer is often used in a feedback system that automatically performs such monitoring and control functions. To perform these functions, an appropriately programmed PDP 11-73 microcomputer may be utilized. The timing sequences used in creating a particular type of coupler can be placed in a separate multiple command file that the computer recalls at run time. The crushing and stretching steps required to make such a particular type of coupler are:
It can be run continuously by a computer for each coupler preform to produce a coupler with reproducibility. Process parameters that can be controlled by a computer to ensure coupler reproducibility are heating time and temperature, gas flow rate, and the rate at which the stage pulls and stretches the coupler preform. The reproducibility is also a function of the resolution of the stages 92 and 93.
カプラが冷却された後に、真空ラインがカプラから除
去され、そして接着剤が一滴毛管の各端部に適用され、
少なくとも部分的に長手方向の孔に流入する。これによ
り気密シールを形成し、かつ装置の引張強度が増大す
る。そこでカプラが取り出され、パッケージされうる。After the coupler has cooled, the vacuum line is removed from the coupler and a drop of adhesive is applied to each end of the capillary,
It at least partially flows into the longitudinal bore. This forms a hermetic seal and increases the tensile strength of the device. There the coupler can be removed and packaged.
上記の説明は光ファイバの対で作成されたカプラに関
係していたが、本発明は2本以上の光ファイバで作成さ
れたカプラにも適用しうることが明らかであろう。Although the above description has been directed to couplers made with pairs of optical fibers, it will be apparent that the invention is also applicable to couplers made with more than one optical fiber.
下記の実施例では米国特許出願第082679号に記載され
た態様で形成されたガラス毛管を利用した。米国特許第
Re.28029号、第3884550号、第4125388号および第428697
8号に教示に従ってガラス粒状材料が円柱状マンドレル
に添着され、融合固化(consolidated)され、延伸さ
れ、そして乾燥された。さらに詳細に述べると、粒状材
料がマンドレル上に沈積されて円筒状の多孔質プリフォ
ームを形成した。マンドレルが除去され、多孔質のプリ
フォームが融合固化されて管状のガラス物体が形成さ
れ、そしてそのガラス物体が加熱され、再度延伸され約
2.8〜3mmの外径となされた。このようにして得られた毛
管の一端が空気圧源に装着され、そしてそのチューブが
回転されているあいだに、そのチューブに所定の間隔で
炎が放射された。チューブ内の空気圧によって、その炎
により軟化されたチューブの各領域に泡が形成された。
そのチューブは各泡の中心で刻み目をつけられ、そして
各刻み目の線で切断され、各端にテーパ付き孔を有する
毛管が作成された。米国特許出願第082679号には所望の
断面を有するカーボンマンドレル上にチューブを収縮さ
せ、次にマンドレルを焼き切って非円形断面の孔を形成
する方法が開示されている。The examples below utilized glass capillaries formed in the manner described in US patent application Ser. No. 082679. U.S. Patent No.
Re.28029, 3884550, 4125388 and 428697
Glass particulate material was applied to a cylindrical mandrel, consolidated, stretched, and dried according to the teachings of No. 8. More specifically, the particulate material was deposited on a mandrel to form a cylindrical porous preform. The mandrel is removed, the porous preform is fused and solidified to form a tubular glass body, and the glass body is heated and stretched again to about
The outer diameter was 2.8-3mm. One end of the capillary thus obtained was attached to a pneumatic source and, while the tube was being rotated, a flame was emitted at a predetermined interval into the tube. The air pressure in the tube caused bubbles to form in each area of the tube softened by the flame.
The tube was scored at the center of each bubble and cut at the line of each score to create a capillary with a tapered hole at each end. U.S. Patent Application No. 082679 discloses a method of shrinking a tube over a carbon mandrel having a desired cross section and then burning out the mandrel to form a hole with a non-circular cross section.
実施例1 第1図〜第7図を参照してこの実施例につき説明す
る。毛管10(以下チューブと呼ぶ)が上述したように形
成され、それは外径が約2.8mm、孔の直径が400μm、そ
して長さが5.1cmであった。チューブ10は8重量%B2O3
を含有したホウケイ酸ガラスで形成された。外径が125
μmの2本のシングルモード光ファイバがそれぞれ約2m
の長さに切断された。各ファイバはコア、クラッドおよ
びウレタン・アクリレート樹脂被覆よりなる。市販の機
械的ストリッパを用いてファイバの中央部分の約3.8cm
(11/2インチ)から樹脂被覆を除去した。Embodiment 1 This embodiment will be described with reference to FIGS. Capillaries 10 (hereinafter referred to as tubes) were formed as described above, which had an outer diameter of about 2.8 mm, a hole diameter of 400 μm, and a length of 5.1 cm. Tube 10 is 8% by weight B 2 O 3
Formed from borosilicate glass. 125 outside diameter
2 μm single-mode optical fibers about 2 m each
Cut to length. Each fiber consists of a core, a cladding, and a urethane acrylate resin coating. Approximately 3.8 cm of the center of the fiber using a commercially available mechanical stripper
(11/2 inch) removed the resin coating.
それらのファイバの被覆を除去された部分が残留物質
を除去するためにリントレスクロスで拭かれ、そしてフ
ァイバはそれの被覆を除去された部分が中心に位置決め
されるまで長手方向の孔21を通じて引張られる。外径が
約125μmの中空ガラスファイバ28が約0.3〜0.6cm(1/8
〜1/4インチ)だけチューブの端部20に挿入された。テ
ーパ付き孔16内には3本のファイバのまわりに所定の量
のノーランド(Norland)紫外線硬化性接着剤が配置さ
れ、紫外線光に約1分間露光されることによって硬化さ
れた。このようにして、光ファイバとフィラメント28が
チューブ10の端部にしっかりと固着された。The uncoated portions of those fibers are wiped with a lintless cloth to remove residual material, and the fibers are pulled through longitudinal holes 21 until the uncoated portions are centered. Can be A hollow glass fiber 28 with an outer diameter of about 125 μm is about 0.3 to 0.6 cm (1/8
〜1 / 4 inch) was inserted into the end 20 of the tube. A predetermined amount of Norland UV curable adhesive was placed in the tapered hole 16 around the three fibers and cured by exposure to UV light for about 1 minute. Thus, the optical fiber and the filament 28 were firmly fixed to the end of the tube 10.
それらの2本の光ファイバが孔12内で180°ツイスト
され、そしてその孔12の他端に第2の中空ファイバ26が
約0.3〜0.6cmだけ挿入された。上記2本のファイバに若
干の張力が付与され、テーパ付き孔14内のファイバに紫
外線硬化性接着剤の滴が適用された。その接着剤は上述
のようにして硬化された。このようにして形成された構
体は、そのカプラ構体が取付けられたときに、中間領域
38と一端面18が露呈されるようにクランプ領域の中央部
分と一端部分を切り取ることによって修正されたチナー
・クランプに取付けられた。真空源に連結されたチュー
ブが上記毛管の一端に連結され、脱気されたチューブ内
に光ファイバと中空フィラメントが配置された。このよ
うにして、長手方向の孔12が中空のフィラメント28を通
じて脱気された。30%アンモニア溶液のビーカに中空の
ファイバ26が挿入された。そのアンモニア溶液が孔12に
吸入され、それによってその孔と光ファイバの外表面が
約10秒間洗浄された。中空のファイバ26が洗浄溶液のビ
ーカから取り出された。真空源によって孔12からできる
だけ多くの液体が孔12から除去された後で、チューブ10
の内部の乾燥を助けるためにそのチューブ10に約20秒の
あいだバーナが向けられた。The two optical fibers were twisted 180 ° in the hole 12 and a second hollow fiber 26 was inserted into the other end of the hole 12 by about 0.3-0.6 cm. A slight tension was applied to the two fibers and a drop of UV curable adhesive was applied to the fibers in the tapered hole 14. The adhesive was cured as described above. The assembly formed in this way is, when the coupler assembly is mounted, in the intermediate region.
Attached to the modified chiner clamp by cutting off the center and one end of the clamp area so that 38 and one end 18 were exposed. A tube connected to a vacuum source was connected to one end of the capillary, and an optical fiber and a hollow filament were placed in the evacuated tube. In this way, the longitudinal holes 12 have been degassed through the hollow filaments 28. The hollow fiber 26 was inserted into a 30% ammonia solution beaker. The ammonia solution was drawn into the holes 12, thereby cleaning the holes and the outer surface of the optical fiber for about 10 seconds. The hollow fiber 26 was removed from the cleaning solution beaker. After as much liquid as possible has been removed from the hole 12 by the vacuum source, the tube 10
A burner was directed at the tube 10 for about 20 seconds to help dry the interior of the tube.
チューブ10の中間領域38が酸素・水素バーナによって
ホウケイ酸ガラスの軟化点まで加熱され、それにともな
って、上記長手方向の孔内の光ファイバのまわりでガラ
スが押しつぶされた。炎が真空源の方向に中間領域を通
って移動され、チューブの材料が光ファイバのまわりで
押しつぶされると、長手方向の孔内の残留物質が真空に
よって吸い出された。このようにして、エアラインや泡
のない中実の中間領域が形成された。The intermediate region 38 of the tube 10 was heated by the oxygen / hydrogen burner to the softening point of the borosilicate glass, which crushed the glass around the optical fiber in the longitudinal hole. As the flame was moved through the intermediate region in the direction of the vacuum source and the tubing material was crushed around the optical fiber, the residual material in the longitudinal holes was sucked out by the vacuum. In this way, a solid intermediate area without air lines or bubbles was formed.
このようにして形成された構体が修正されたチナー・
クランプから除去され、そして精密ガラス加工施盤に装
着された。その施盤はコンピュータ制御プルダウンまた
はドローンダウン機構を有するヒースウエイ(Heathwa
y)ガラス加工施盤であった。酸素・水素ガスバーナか
らの炎が、軟化点に達するまで、上記中実中間領域の小
さい部分に適用され、それにともなって、コンピュータ
制御プルダウン装置が約0.5秒の期間のあいだ、加熱さ
れた部分を延伸させた。プルダウンされた部分の直径は
約0.7mmであった。The structure formed in this way is modified
Removed from clamp and mounted on precision glassworking lathe. The lathe is a Heathway with a computer controlled pull down or drone down mechanism.
y) It was a glass processing lathe. A flame from an oxygen / hydrogen gas burner is applied to a small portion of the solid intermediate region until the softening point is reached, and a computer-controlled pull-down device stretches the heated portion for a period of about 0.5 seconds. I let it. The diameter of the pulled-down portion was about 0.7 mm.
その後に、中空のフィラメント26、28が切断され、そ
してその結果生じた穴を被うために、装置の端部に紫外
線硬化性接着剤が適用された。次にこの構体が強度のた
めにステンレススチール・チューブ内にパッケージされ
た。このようにして作成されたカプラについて測定され
た信号損失は典型的には1300μmの波長で0.05〜0.7dB
の範囲であった。これによって、1200μmカットオフ波
長を有するファイバに50:50信号スプリットが生じた。Thereafter, the hollow filaments 26, 28 were cut and a UV curable adhesive was applied to the end of the device to cover the resulting holes. This assembly was then packaged in a stainless steel tube for strength. The signal loss measured for a coupler made in this way is typically 0.05-0.7 dB at a wavelength of 1300 μm
Was in the range. This resulted in a 50:50 signal split in the fiber with a 1200 μm cutoff wavelength.
実施例2 実施例1に記載された種類の毛管10が準備された。実
施例1に記載された種類の2本のシングルモード光ファ
イバがその実施例に従って作成された。ファイバの被覆
を除去された部分が拭かれて後に、長手方向の孔12を通
じて引張られ、その場合、被覆を除去された部分がその
孔の中のほぼ中心に位置決めされた。ファイバとテーパ
付き孔16の一側との間に所定の量のノーランド紫外線硬
化性接着剤が、孔12に小さい開口を残して、注意深く適
用された。その接着剤は約1分間紫外線に露光されて硬
化された。このようにして光ファイバがチューブ10の端
面にしっかりと固着された。2本のファイバに若干の張
力が付与された後に、紫外線硬化性接着剤の滴が注意深
く適用され、そして上述のように硬化されてファイバを
テーパ付き孔14にしっかりと固着させた。Example 2 A capillary 10 of the type described in Example 1 was provided. Two single mode optical fibers of the type described in Example 1 were made according to that example. After the uncoated portion of the fiber had been wiped, it was pulled through the longitudinal hole 12, where the uncoated portion was approximately centered within the hole. A predetermined amount of a no-land UV curable adhesive was carefully applied between the fiber and one side of the tapered hole 16, leaving a small opening in the hole 12. The adhesive was cured by exposure to ultraviolet light for about one minute. Thus, the optical fiber was firmly fixed to the end face of the tube 10. After some tension was applied to the two fibers, a drop of UV-curable adhesive was carefully applied and cured as described above to secure the fibers to the tapered holes 14.
このようにして形成された構体が実施例1の精密ガラ
ス加工旋盤に装着された。酸素・水素ガスバーナからの
炎が、軟化点に達するまで、中間領域の小さい部分に適
用され、それにともなって、コンピュータ制御プルダウ
ン装置が、約0.6秒の期間のあいだ、加熱された部分を
延伸した。毛管の延伸の程度は約4cmであり、実施例1
で必要とされたチューブ延伸の程度の約2倍であった。
延伸された部分の直径は約0.4mmであった。孔の開口を
閉塞するために、装置の端部に紫外線硬化性接着剤が適
用された。The structure formed in this way was mounted on the precision glass processing lathe of Example 1. A flame from an oxygen-hydrogen gas burner was applied to a small portion of the intermediate region until the softening point was reached, with a computer-controlled pull-down device stretching the heated portion for a period of about 0.6 seconds. The extent of the capillary stretching was about 4 cm.
Was about twice the degree of tube stretching required.
The diameter of the stretched portion was about 0.4 mm. A UV curable adhesive was applied to the end of the device to close the opening of the hole.
この方法によって形成された装置は3dBカプラとして
機能した。すなわち、50:50信号スプリットを生じた。
これらの装置について測定された信号損失は1300μmで
0.05dBであった。The device formed by this method served as a 3dB coupler. That is, a 50:50 signal split occurred.
The measured signal loss for these devices was 1300 μm
It was 0.05 dB.
実施例3 第12図および第13図の装置を用いて、シングルモード
3dBカプラを作成するために下記の工程が実施された。
ここでも第10図および第11図のカプラ・プリフォームを
参照する。被覆シングルモード光ファイバの2本の所定
長22′および24′がファイバのリールから切断された。
光ファイバは125μmの直径を有し、被覆ファイバの直
径は160μmであった。各ファイバ片の長さは約2メー
トルであった。これらのファイバの端部がクランプ70お
よび71によって固着され、そしてそれらのファイバはエ
チルアルコールで湿らせたリントレスクロスで拭かれ
た。Embodiment 3 Using the apparatus shown in FIGS. 12 and 13, a single mode
The following steps were performed to create a 3dB coupler.
Again, reference is made to the coupler preforms of FIGS. 10 and 11. Two predetermined lengths 22 'and 24' of coated single mode optical fiber were cut from a reel of fiber.
The optical fiber had a diameter of 125 μm and the diameter of the coated fiber was 160 μm. Each fiber strip was approximately 2 meters long. The ends of these fibers were secured by clamps 70 and 71, and the fibers were wiped with a lintless cloth moistened with ethyl alcohol.
毛管10′は外径が約2.8mm、長さが約4.12cmであっ
た。長手方向の孔は菱形をしており、各辺の長さは約31
0μmであった。チューブ10′は8重量%B2O3を含有し
たホウケイ酸ガラスで形成された。上記菱形孔の最小断
面寸法は第11図に示された態様で光ファイバの被覆部分
を受入れるのに十分なだけの大きさであった。少量のエ
チルアルコールが毛管に噴射され、そしてそのチューブ
がファイバ上に挿通され、ほぼ第12図に示されている位
置まで移動された。ファイバが若干張られ、そして他の
端部をクランプされた。約3.2cm(1.25インチ)の長さ
の被覆部分が、チューブ77とブロック79との間の位置に
おいて各ファイバから除去される。ファイバの裸にされ
た部分の長さは毛管の孔の長さより若干短かかった。こ
こでも、被覆除去工程で生じたくずを除去するためにエ
チルアルコールで湿らせたリントレスクロスで2本のフ
ァイバが拭かれた。これらのファイバは溝75、78内に入
れられ、そして緊張され、クランプ84、85によって拘束
された。The capillary 10 'had an outer diameter of about 2.8mm and a length of about 4.12cm. The holes in the longitudinal direction are diamond-shaped, and the length of each side is about 31
It was 0 μm. Tube 10 'is formed of borosilicate glass containing 8 wt% B 2 O 3. The minimum cross-sectional dimension of the diamond-shaped hole was large enough to receive the coated portion of the optical fiber in the manner shown in FIG. A small amount of ethyl alcohol was injected into the capillary and the tube was passed over the fiber and moved to approximately the position shown in FIG. The fiber was slightly taut and the other end was clamped. A length of about 1.25 inches (3.2 cm) of coating is removed from each fiber at a location between tube 77 and block 79. The length of the stripped portion of the fiber was slightly shorter than the length of the capillary bore. Again, the two fibers were wiped with a lintless cloth moistened with ethyl alcohol to remove debris from the coating removal process. These fibers were placed in grooves 75, 78, and were tautened and restrained by clamps 84, 85.
チューブ10′は第10図に示されているように裸の領域
上で中心に位置決めされ、そしてDymax 911紫外線硬化
性接着剤を用いて上述のようにしてチューブの端部にフ
ァイバが固着された。開口88、90の存在を確保するよう
にして、少量の接着剤87がチューブの各端においてファ
イバ22′および24′の一側に注意深く適用された。その
接着剤はチューブの各端において30秒間Dymax PC−3紫
外線光源に露光された。カプラ・プリフォームから延長
したファイバ・ピグテールがカラーコード化された。こ
の場合、毛管内のファイバがツイストにつき視覚的にチ
ェックされた。また、クランプ84から突出したファイバ
22′の端部にHeNeレーザ光のビームが入射された。その
ファイバの他端からの光は部分的なツイストが存在しな
いことを示した。チューブ10′の上面に配向マークがつ
けられた。The tube 10 'was centered over the bare area as shown in FIG. 10 and the fiber was secured to the end of the tube using Dymax 911 UV curable adhesive as described above. . A small amount of adhesive 87 was carefully applied to one side of the fibers 22 'and 24' at each end of the tube, ensuring that the openings 88, 90 were present. The adhesive was exposed to a Dymax PC-3 UV light source for 30 seconds at each end of the tube. The fiber pigtail extending from the coupler preform was color coded. In this case, the fiber in the capillary was visually checked for twist. Also, the fiber protruding from the clamp 84
A beam of HeNe laser light was incident on the end of 22 '. Light from the other end of the fiber indicated that there was no partial twist. An alignment mark was placed on the upper surface of the tube 10 '.
カプラ・プリフォーム91がリングバーナ94に挿通され
た。配向マークを作業者の方に向けて、プリフォームの
端部がチャック92、93に固着された。真空アタッチメン
ト96、101が第13図に示されているようにプリフォーム
の端部に装着された。カプラ・プリフォームの上端を通
気させた状態でそのプリフォームの下方部分に真空を適
用するために、ジョー99がチューブ98上にクランプされ
た。この「エア・ウォッシュ」は約30秒続けられた。ほ
ぼ53cm(12インチ)Hgで安定化するようになされた真空
をプリフォーム91の上方部分を適用するために、チュー
ブ103に対してジョー104がクランプされた。The coupler preform 91 was inserted through the ring burner 94. The end of the preform was fixed to the chucks 92 and 93 with the alignment mark facing the operator. Vacuum attachments 96, 101 were attached to the ends of the preform as shown in FIG. Jaw 99 was clamped onto tube 98 to apply a vacuum to the lower portion of the coupler preform with the upper end vented. This "air wash" lasted about 30 seconds. Jaw 104 was clamped against tube 103 to apply a vacuum adapted to stabilize at approximately 12 inches Hg to the upper portion of preform 91.
チューブの中間領域の温度をホウケイ酸ガラスの軟化
温度まで上昇させるために約25秒のあいだリングバーナ
がオンされた。これにより、チューブの約0.6cmの長さ
の部分に沿ってそのチューブがファイバ上に押しつぶさ
れた。カプラ・プリフォームが約30秒のあいだ冷却した
後に、炎が再点火され、そして押しつぶされた領域が約
16秒のあいだ再加熱された。カプラの長さを約1.1cmだ
け大きくするためにステージ92、93が反対方向に移動し
た。チューブ押しつぶし工程と延伸工程で行われるプロ
セス工程はすべてPDP 11−73マイクロコンピュータの制
御のもとで行われた。The ring burner was turned on for about 25 seconds to raise the temperature in the middle region of the tube to the softening temperature of the borosilicate glass. This crushed the tube along the approximately 0.6 cm length of the tube onto the fiber. After the coupler preform had cooled for about 30 seconds, the flame was re-ignited and the crushed area was reduced to about
It was reheated for 16 seconds. Stages 92 and 93 moved in opposite directions to increase the length of the coupler by about 1.1 cm. All process steps performed in the tube crushing and stretching steps were performed under the control of a PDP 11-73 microcomputer.
カプラが冷却した後で、そのカプラから真空ラインが
除去され、そしてDymax 304接着剤の滴が毛管の各端に
適用され、30秒のあいだ紫外光に露光された。次にカプ
ラが延伸装置から取り出された。After the coupler had cooled, the vacuum line was removed from the coupler and a drop of Dymax 304 adhesive was applied to each end of the capillary and exposed to ultraviolet light for 30 seconds. Next, the coupler was removed from the stretching device.
この方法で、1300nmのような所定の波長で動作する3d
Bカプラが得られた。中間の過剰装置損失は約0.3dBであ
り、測定された最低の損失は0.01dBであった。In this way, 3d operating at a given wavelength, such as 1300nm
A B coupler was obtained. The intermediate excess equipment loss was about 0.3 dB, and the lowest measured loss was 0.01 dB.
第1図は本発明の目的に適したガラスチューブの断面
図、第2図は内部に1対の光ファイバが配置された第1
図のチューブの断面図、第2a図は第2図のチューブの一
端部の断面図、第3図は本発明の方法における他の工程
を示す断面図、第4図は本発明の方法における他の工程
を示す断面図、第5図は中実の中間領域を形成するため
にファイバのまわりでガラスチューブを押しつぶす状態
を示す断面図、第6図は線6−6に沿ってみた第5図の
中実中間領域の断面図、第7図は延伸されかつ端部を封
止された後における本発明のファイバ・カプラを示す断
面図、第8図および第9図は処理時にチューブの孔に対
して接近しうるようにする他の方法を示す断面図、第10
図はチューブの孔に対して接近しうるようにする他の方
法と、チューブを脱気する方法を示す断面図、第11図は
第10図の線11−11に沿ってみた断面図、第12図はチュー
ブにファイバを挿入するための装置の概略図、第13図は
チューブを押しつぶしかつそれの中間領域を延伸させる
装置の概略図である。 図面において、10はチューブ、12は長手方向の孔、22、
24は光ファイバ、23、25は被覆、26、28は中空のガラス
フィラメント、30、32は接着剤、38は中間領域をそれぞ
れ示す。FIG. 1 is a sectional view of a glass tube suitable for the purpose of the present invention, and FIG. 2 is a first view in which a pair of optical fibers is disposed.
2a is a cross-sectional view of one end of the tube of FIG. 2, FIG. 3 is a cross-sectional view showing another step in the method of the present invention, and FIG. 4 is another cross-sectional view of the method of the present invention. FIG. 5 is a sectional view showing a state in which a glass tube is crushed around a fiber to form a solid intermediate region, and FIG. 6 is a sectional view taken along line 6-6. FIG. 7 is a cross-sectional view of the fiber coupler of the present invention after being stretched and the ends sealed, and FIGS. Sectional view showing another way of making it accessible to
FIG. 11 is a cross-sectional view showing another method of making the tube hole accessible and a method of degassing the tube, FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line 11-11 of FIG. FIG. 12 is a schematic view of an apparatus for inserting a fiber into a tube, and FIG. 13 is a schematic view of an apparatus for crushing a tube and extending an intermediate region thereof. In the drawing, 10 is a tube, 12 is a longitudinal hole, 22,
24 is an optical fiber, 23 and 25 are coatings, 26 and 28 are hollow glass filaments, 30 and 32 are adhesives, and 38 is an intermediate region.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02B 6/28──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G02B 6/28
Claims (10)
と、前記第1の端部から前記第2の端部に延在する長手
方向の孔(12,12′)と、を有するガラスチューブ(1
0、10′)を供給する供給ステップと、 それぞれコアとクラッドとを有する少なくとも2本のガ
ラス光ファイバ(22、24;22′、24′)を前記長手方向
の孔(12,12′)内に前記チュ−ブ(10、10′)の中間
領域(38)を通って延在するように配置する配置ステッ
プと、 前記チューブ(10,10′)の中間領域(38)を加熱して
前記チューブを前記ファイバ(22、24;22′、24′)上
につぶす加熱ステップと、 得られたカプラプリフォーム(91)を延伸してその中心
部分の断面積を減少させる延伸ステップと、からなるシ
ングルモード・ファイバオプティックカプラ(52)の製
造方法であって、 前記チューブの中間領域(38)を加熱する前記加熱ステ
ップにおいて、前記孔(12,12′)を脱気し、圧力差と
熱の重畳効果によって前記チューブの中間領域(38)を
前記ファイバ(22、24;22′、24′)上につぶし、前記
チューブがつぶれた後に前記延伸ステップを行って、前
記チューブの中間領域の中心部分だけを延伸して、その
直径を減寸することを特徴とするシングルモード・ファ
イバオプティックカプラの製造方法。A first and second end and an intermediate region (38).
And a glass tube (1) having a longitudinal hole (12, 12 ') extending from the first end to the second end.
0, 10 ') and at least two glass optical fibers (22, 24; 22', 24 ') each having a core and a cladding, in said longitudinal holes (12, 12'). Arranging the tube (10, 10 ') to extend through an intermediate region (38); heating the intermediate region (38) of the tube (10, 10') A heating step of squashing a tube onto the fibers (22, 24; 22 ', 24'); and a stretching step of stretching the resulting coupler preform (91) to reduce the cross-sectional area of its central portion. A method of manufacturing a single mode fiber optic coupler (52), wherein in the heating step of heating the intermediate region (38) of the tube, the holes (12, 12 ') are evacuated to reduce a pressure difference and a heat difference. Due to the superposition effect, the intermediate region (38) of the tube is Squeezing over the fiber (22, 24; 22 ', 24') and performing the stretching step after the tube is crushed, stretching only the central portion of the middle region of the tube to reduce its diameter A method for manufacturing a single-mode fiber optic coupler, comprising:
ァイバ(22、24;22′、24′)の直径より大であること
を特徴とする請求項1記載の方法。2. The method according to claim 1, wherein the thickness of the tube is greater than the diameter of the fiber.
ブ(10、10′)を冷却し、前記チューブの中間領域(3
8)の少なくとも中心部分を再加熱する再加熱ステップ
を有することを特徴とする請求項1記載の方法。3. Prior to the drawing step, the tubes (10, 10 ') are cooled and an intermediate region (3, 10) of the tubes is cooled.
The method according to claim 1, further comprising a reheating step of reheating at least the central part of (8).
よりも時間的に短いことを特徴とする請求項3記載の方
法。4. The method of claim 3, wherein said reheating step is shorter in time than said heating step.
端部に真空アタッチメント(96、101)を装着して前記
孔(12′)を脱気することを特徴とする請求項1、2ま
たは3記載の方法。5. A vacuum attachment (96, 101) mounted on at least one end of said tube (10 ') to evacuate said hole (12'). 3. The method according to 3.
うにして中空のガラスフィラメントを前記孔(12)内に
挿入して前記ファイバ(22、24)および前記中空フィラ
メントに接着剤(32)を供給してそれらを前記チューブ
の前記第1の端部に接着し、前記中空フィラメントを通
じて前記孔を脱気することを特徴とする請求項1、2ま
たは3記載の方法。6. A hollow glass filament is inserted into said hole (12) so as to extend from one end of said tube and an adhesive (32) is applied to said fiber (22, 24) and said hollow filament. 4.) The method of claim 1, 2 or 3 wherein the first and second ends of the tube are glued to the first end of the tube and the holes are evacuated through the hollow filament.
の端部に炎を放射しかつ前記炎を前記中間領域に沿って
移動させるステップからなることを特徴とする請求項
1、2または3記載の方法。7. The method of claim 1, wherein the step of heating comprises radiating a flame to one end of the intermediate region and moving the flame along the intermediate region. The described method.
2、24;22′、24′)が自身の上に被覆(23、25;23′、2
5′)を有しており、前記ファイバのそれぞれの一部分
から前記被覆の一部分を除去するステップと、前記ファ
イバのそれぞれの被覆を除去された部分を前記チュ−ブ
の前記長手方向の孔内に配置するステップと、をさらに
含むことを特徴とする請求項1〜7のうちの1つに記載
の方法。8. The at least two glass fibers (2)
2, 24; 22 ', 24') coated on itself (23, 25; 23 ', 2
5 ') removing a portion of the coating from a respective portion of the fiber; and removing the uncoated portion of the fiber from the respective portion into the longitudinal bore of the tube. And placing. The method of claim 1, further comprising:
た部分を前記チュ−ブの前記長手方向の孔内に配置する
ステップは、前記ファイバ(22、24;22′、24′)のそ
れぞれを前記チュ−ブ(10、10′)の前記第1の端部に
固着するステップと、前記チュ−ブの前記第2の端部に
おいて前記孔(12,12′)から延在する前記ファイバの
部分を引張るステップと、前記ファイバのそれぞれを前
記チュ−ブの前記第2の端部に固着するステップと、か
らなることを特徴とする請求項8記載の方法。9. The step of disposing each stripped portion of said fiber in said longitudinal bore of said tube comprises the step of placing each of said fibers (22, 24; 22 ', 24'). Securing to said first end of said tube (10, 10 '); and said fiber extending from said bore (12, 12') at said second end of said tube. 9. The method of claim 8, comprising the steps of pulling a portion and securing each of said fibers to said second end of said tube.
径と前記チューブの最初の直径との比の範囲が約1/2と1
/20の間にある請求項1〜9のうちの1つに記載の方
法。10. The ratio of the diameter of the elongated portion of the intermediate region to the initial diameter of the tube is between about 1/2 and 1
A method according to one of claims 1 to 9, which is between / 20.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US8267887A | 1987-08-07 | 1987-08-07 | |
US82,678 | 1987-08-07 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01237508A JPH01237508A (en) | 1989-09-22 |
JP2866090B2 true JP2866090B2 (en) | 1999-03-08 |
Family
ID=22172705
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19624088A Expired - Fee Related JP2866090B2 (en) | 1987-08-07 | 1988-08-08 | Manufacturing method of single mode fiber optic coupler |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2866090B2 (en) |
-
1988
- 1988-08-08 JP JP19624088A patent/JP2866090B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH01237508A (en) | 1989-09-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4931076A (en) | Method of making fiber optic coupler | |
US4902324A (en) | Method of reproducibly making fiber optic coupler | |
CA2006346C (en) | Method of making fiber optic couplers | |
US5131735A (en) | Fiber optic coupler | |
US5009692A (en) | Method of making fiber optic coupler | |
EP0359351B1 (en) | Optical fibre coupler and method of making such a coupler | |
US4932740A (en) | Method of making polarization retaining optical fiber coupler | |
EP0606583A1 (en) | Achromatic optical fiber coupler | |
US5339372A (en) | Low loss coupler | |
US4902323A (en) | Method of making fiber optic coupler | |
US5240489A (en) | Method of making a fiber optic coupler | |
US5078767A (en) | Method of making fiber optic coupler | |
CA1323195C (en) | Method of reproducibly making fiber optic coupler | |
US4983195A (en) | Method of making fiber optic coupler with longitudinal protrusions | |
US5031300A (en) | Method of making optical devices | |
JP2866090B2 (en) | Manufacturing method of single mode fiber optic coupler | |
EP0402010A2 (en) | Polarization retaining fiber optic coupler and method | |
CA1335870C (en) | Method of making an economical fiber coupler | |
US5104434A (en) | Method of making fiber optic couplers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |