JP3932033B2

JP3932033B2 - 光ファイバ端面研磨方法及び研磨用光ファイバ保持スリーブ

Info

Publication number: JP3932033B2
Application number: JP2002188962A
Authority: JP
Inventors: 明日香中山; 辰男山口; 十三夫皆瀬
Original assignee: Totoku Electric Co Ltd
Current assignee: Totoku Electric Co Ltd
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2022-06-28
Also published as: JP2004025410A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、光ファイバ端面研磨方法及びこれに用いる研磨用光ファイバ保持スリーブに関するもので、特に光ファイバ端末部から露出させた光ファイバ素線口出し部端面を光ファイバ素線光軸に対して直角或いは斜め平面に研磨する光ファイバ端面研磨方法及びこれに用いる研磨用光ファイバ保持スリーブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ端末部の被覆層を剥離して光ファイバ素線口出し部を設け、この光ファイバ素線口出し部端面を平面研磨した光ファイバ、特に光ファイバ素線口出し部端面を光ファイバ素線の光軸に対してθ度の傾斜角度を有する斜め平面に研磨した光ファイバが光接続部材として多用されている。かかる光ファイバは、光ファイバ中を伝送されてくる光信号を光ファイバ素線口出し部端面の傾斜角度θに応じて所望の方向に変換させて出射させることができるので、簡便な光信号の方向変換部材として利用されている。
【０００３】
かかる光ファイバ端面研磨方法及び研磨用光ファイバ保持スリーブとして、従来、下記によるものが一般的であった。（１）研磨用光ファイバ保持スリーブは硬度、剛性の高いジルコニア（ＺｒＯ₂）を燒結成形していた。（２）光ファイバ端末部を含む光ファイバ素線口出し部を研磨用光ファイバ保持スリーブ内に固定するために、研磨用光ファイバ保持スリーブの光ファイバ素線口出し部挿通孔内並びに光ファイバ端末部挿通孔内に紫外線硬化型接着剤を充填塗布し、この紫外線硬化型接着剤に紫外線を照射し硬化固着させていた。（３）研磨用光ファイバ保持スリーブをコレットチャックスリーブに嵌挿し、研磨用光ファイバ保持スリーブ端面を含む光ファイバ素線口出し部端面を平面研磨した後、研磨用光ファイバ保持スリーブから光ファイバ端末部を含む光ファイバ素線口出し部を抜脱するために、研磨用光ファイバ保持スリーブと光ファイバ端末部を含む光ファイバ素線口出し部とを固着している紫外線硬化型接着剤を溶剤等にて溶解し剥離していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記、従来の光ファイバ端面研磨方法及びこれに用いられる研磨用光ファイバ保持スリーブには、次のような問題点があった。（１）研磨用光ファイバ保持スリーブが硬質なジルコニアで成形されているため、研磨用光ファイバ保持スリーブ端面を含む光ファイバ素線口出し部端面を平面研磨する際、研磨時間に長時間を要していた。（２）光ファイバ端末部を含む光ファイバ素線口出し部は研磨用光ファイバ保持スリーブ内に接着剤により固定されるため、接着剤塗布と接着剤硬化の工程を設ける必要があった。更に、平面研磨工程の後、光ファイバ端末部を含む光ファイバ素線口出し部を研磨用光ファイバ保持スリーブから抜脱するに、これを固着している接着剤を溶解、剥離する工程が必要であった。このため、平面研磨前後の工程数が増え、工数が増大する欠点があった。（３）光ファイバ端末部を含む光ファイバ素線口出し部が研磨用光ファイバ保持スリーブ内に接着剤により固着されているため、平面研磨の際に接着剤が剥がれて脱落することがあり、この接着剤の剥離、脱落に起因する光ファイバ素線の損傷や汚れ等の不具合が多発していて、品質上の問題を生じていた。（４）研磨用光ファイバ保持スリーブはジルコニアを燒結成形したものであるため高価であった。
このようなことから、従来の光ファイバ端面研磨方法と研磨用光ファイバ保持スリーブでは平面研磨光ファイバのコストが高くなり品質管理面の上でも問題を有していた。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、低価格で研磨容易な低硬度で可とう性のある研磨用光ファイバ保持スリーブを採用し、平面研磨時間の短縮と接着剤使用工程の削除を図り、低コストで品質トラブルのない光ファイバ端面研磨方法及び研磨用光ファイバ保持スリーブを提供することにある。
【０００６】
上記目的を達成するため、第１の観点では、この発明は、光ファイバ端末部の被覆層を剥離して光ファイバ素線口出し部を設け、この光ファイバ素線口出し部の端面を該光ファイバ素線の光軸に対して直角な平面若しくは該光ファイバ素線の光軸に対してθ度の傾斜角度を有する斜め平面に研磨する光ファイバ端面研磨方法において、（１）硬度の低い可とう性を有する材料で研磨用光ファイバ保持スリーブを成形する工程、（２）前記研磨用光ファイバ保持スリーブに前記光ファイバ端末部を含む光ファイバ素線口出し部を該光ファイバ素線口出し部先端が前記研磨用光ファイバ保持スリーブの先端までくるよう挿入する工程、（３）前記研磨用光ファイバ保持スリーブをコレットチャックスリーブに嵌挿し該コレットチャックスリーブにて前記研磨用光ファイバ保持スリーブを緊締し、前記光ファイバ素線口出し部を前記研磨用保持スリーブ内に固定する工程、（４）前記コレットチャックスリーブに固定された前記研磨用光ファイバ保持スリーブの中心軸を研磨定盤面に対し垂直若しくは研磨定盤面の垂直軸からθ度の傾斜角度に設定して前記研磨用光ファイバ保持スリーブ端面を研磨定盤面に押し当て前記研磨用光ファイバ保持スリーブ先端面を含む前記光ファイバ素線口出し部端面を平面研磨する工程、（５）前記コレットチャックスリーブを緩め前記研磨用光ファイバ保持スリーブから前記光ファイバ端末部を含む光ファイバ素線口出し部を抜脱する工程、を有することを特徴とする光ファイバ端面の研磨方法を提供する。
【０００７】
第２の観点では、この発明は、円筒状体の前方円筒部側に該円筒状体の中心軸を中心軸とする光ファイバ素線口出し部挿通孔を有し、前記円筒状体の後方円筒部側に前記光ファイバ素線口出し部挿通孔と連通する前記円筒状体の中心軸を中心軸とする光ファイバ端末部挿通孔を有してなり、前記円筒状体が液晶ポリマーで成形されてなることを特徴とする研磨用光ファイバ保持スリーブを提供する。
【０００９】
【作用】
上記第１の観点による本発明の光ファイバ端面研磨方法では、硬度の低い可とう性を有する研磨用光ファイバ保持スリーブが用いられるので、光ファイバ端末部を含む光ファイバ素線口出し部の挿入された研磨用光ファイバ保持スリーブをコレットチャックスリーブに嵌挿し、コレットチャックスリーブ前方部に設けられたチャック部を緊締することにより研磨用光ファイバ保持スリーブ前方部は内側に撓り、光ファイバ素線口出し部は研磨用光ファイバ保持スリーブ内壁により締め付けられ研磨用光ファイバ保持スリーブ内に堅く固定される。従って、光ファイバ素線口出し部を研磨用光ファイバ保持スリーブ内に固定させるための接着剤の塗布、硬化の工程及び光ファイバ素線口出し部を研磨用光ファイバ保持スリーブから抜脱する際の接着剤の溶解剥離工程が削除され、工程が大幅に簡素化され工数の低減が図られる。また、研磨用光ファイバ保持スリーブが低い硬度の材料からなるので、従来の硬質なジルコニア製のものに比べ、研磨用光ファイバ保持スリーブ端面を含む光ファイバ素線口出し部端面の研磨が容易となり、平面研磨時間が大幅に短縮される。また、光ファイバ端末部を含む光ファイバ素線口出し部を研磨用光ファイバ保持スリーブ内に固着させるための接着剤の使用がなくなるので、従来発生していた固着接着剤の剥離脱落に起因する光ファイバ素線の損傷や汚れ等の品質不具合の発生がなくなる。
【００１０】
上記第２の観点による本発明の研磨用光ファイバ保持スリーブでは、円筒状スリーブの中心軸を中心軸にして光ファイバ素線口出し部挿通孔と光ファイバ端末部挿通孔とが連通して形成される構成となっている。従って、研磨用光ファイバ保持スリーブに挿通される光ファイバ端末部を含む光ファイバ素線口出し部は研磨用光ファイバ保持スリーブ内における位置が高精度に設定され、光ファイバ素線口出し部端面の研磨が正確、確実に行える。
また、研磨用光ファイバ保持スリーブが可とう性のある液晶ポリマーで成形されてなるので、研磨用光ファイバ保持スリーブをコレットチャックスリーブにより緊締したとき、研磨用光ファイバ保持スリーブの光ファイバ素線口出し部挿通孔内壁が容易に内側に撓り、光ファイバ素線口出し部を確実に強固に押圧固定することができる。また、液晶ポリマーは硬度が低いので、研磨用光ファイバ保持スリーブ端面を含む光ファイバ素線口出し部端面の平面研磨が迅速容易となり、従来の硬度の高いジルコニアの研磨用光ファイバ保持スリーブに比べ研磨時間が大幅に短縮される。また、液晶ポリマーはジルコニア製の研磨用光ファイバ保持スリーブに比較し価格が安価となるので、総体として端面研磨光ファイバのコストが大幅に低減される。また、液晶ポリマーは成形性、成形寸法安定性が良く、機械的性質、耐久性も安定しているので、高精度な構造寸法の求められる研磨用光ファイバ保持スリーブの成形に適する。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の光ファイバ端面研磨方法及び研磨用光ファイバ保持スリーブの実施例を図面に沿い説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。図１は本発明の光ファイバ端面研磨方法の一実施態様を示すフローチャートである。図２は本発明の研磨用光ファイバ保持スリーブの一実施例を示す縦断面図であり、図３は斜め端面研磨された光ファイバの側面図及び横断面図を示し、図４はコレットチャックスリーブとこれに嵌挿された研磨用光ファイバ保持スリーブとの状態を示す縦断面図及び先端面図である。図５は斜め平面研磨の実施状態を示す部分側面説明図である。
【００１３】
先ず、図１により光ファイバ端面研磨工程を説明する。第1工程（ｆ１）で、研磨用光ファイバ保持スリーブ４を液晶ポリマーにて成形する。研磨用光ファイバ保持スリーブ４の構造に関しては図２にて後述するが、前方部側に光ファイバ素線口出し部挿通孔４Ａ、後方部側に光ファイバ端末部挿通孔４Ｂが連通して設けられている。第2工程（ｆ２）で、光ファイバ１の端末部の被覆３をホットストリパーにて所要長剥離し光ファイバ素線口出し部２を設ける。第３工程（ｆ３）で、光ファイバ端末部１Ａを含む光ファイバ素線口出し部２を研磨用光ファイバ保持スリーブ４の光ファイバ素線口出し部挿通孔４Ａ及び光ファイバ端末部挿通孔４Ｂに挿通する。このとき、光ファイバ素線口出し部２の先端面を研磨用光ファイバ保持スリーブ４の光ファイバ素線口出し部挿通孔４Ａ先端まで挿入する。第４工程（ｆ４）で、図４に図示するように、研磨用光ファイバ保持スリーブ４をその先端面がコレットチャックスリーブ５の先端から突出するように嵌挿し、コレットチャックスリーブ５の締付けナット５Ｃを締める。これによりコレットチャックスリーブ５の前方部に設けられたチャック部５Ｂが絞られる。研磨用光ファイバ保持スリーブ４が可とう性を有する材料で成形されているので、チャック部５Ｂが締まることにより、研磨用光ファイバ保持スリーブ４内に挿通されている光ファイバ素線口出し部２が押圧される。この結果、光ファイバ素線口出し部２は研磨用光ファイバ保持スリーブ４内に堅く固定される。第５の工程（ｆ５）で、図５に図示する如く、研磨定盤６面の垂線Ｖに対し所要の傾斜角度θに設定されたコレットチャックスリーブ嵌入穴７Ａを設けた研磨支持板７にコレットチャックスリーブ５を嵌入支持し、コレットチャックスリーブ５により傾斜角度θに支持された研磨用光ファイバ保持スリーブ４の端面を研磨定盤面６に押し当て斜め平面研磨を施す。平面研磨工程は粗研磨、仕上げ研磨の２工程で順次行われ、従来の研磨工程で行われていた最初の面出し研磨と中間の中仕上げ研磨は必要なくなる。第６の工程（ｆ６）で、コレットチャックスリーブ５を研磨支持板７から抜き出し、コレットチャックスリーブ５の締付けナット５Ｃを緩めコレットチャックスリーブ５から研磨用光ファイバ保持スリーブ４を抜脱する。最後に第７工程（ｆ７）で、研磨用光ファイバ保持スリーブ４から光ファイバ端末部１Ａを含む光ファイバ素線口出し部２を抜き出す。これにより、光ファイバ素線中心軸と所要の傾斜角度θを有する斜め平面１０に端面研磨された光ファイバ１が得られる。
【００１４】
なお、この研磨用光ファイバ保持スリーブ４は、光ファイバ素線口出し部挿通孔４Ａの孔長が研磨により磨耗しても、光ファイバ素線口出し部挿通孔４Ａの孔長に余裕があれば、何回でも研磨用光ファイバ保持スリーブとして使用することができる。
【００１５】
次に、研磨用光ファイバ保持スリーブ４の構造を図２により説明する。研磨用光ファイバ保持スリーブ４は円筒状体４Ｃを有し、円筒状体４Ｃの前方円筒部側にこの円筒状体４Ｃの中心軸を中心軸とする光ファイバ素線口出し部挿通孔４Ａを有し、前記円筒状体４Ｃの後方円筒部側に前記光ファイバ素線口出し部挿通孔４Ａと連通する前記円筒状体４Ｃの中心軸を中心軸とする光ファイバ端末部挿通孔４Ｂを有してなり、液晶ポリマーを成形して構成される。研磨用光ファイバ保持スリーブ４の構造寸法例としては、コア外径１０μｍ、クラッド外径１２５μｍの光ファイバ素線２の外周にシリコン、ナイロン樹脂の被覆層３を施した外径０．９ｍｍの光ファイバ１を使用した場合、光ファイバ素線口出し部挿通孔４Ａは内径１２６μｍ×孔長４ｍｍ、光ファイバ端末部挿通孔４Ｂは内径１．１ｍｍ×孔長１１ｍｍ、研磨用光スリーブ４は外径２．７ｍｍ×長さ１５ｍｍである。
【００１６】
次に、研磨用光ファイバ保持スリーブ４のコレットチャックスリーブ５への嵌挿、固定及びコレットチャックスリーブ５からの抜脱を図４により説明する。コレットチャックスリーブ５は、円筒状ホルダ５Ａと、円筒状ホルダ５Ａの前方部に縦方向に３本乃至４本のスリット５Eを有するチャック部５Ｂと、円筒状ホルダ５Ａの後部に設けた螺子５Ｄに螺合された締付けナット５Ｃとを備える。研磨用光ファイバ保持スリーブ４のコレットチャックスリーブ５への嵌挿、固定は、研磨用光ファイバ保持スリーブ４をその先端面が円筒状ホルダ５Ａの端面から突出するようにコレットチャックスリーブ５へ嵌挿した後、締付けナット５Ｃを円筒状ホルダ５Ａの螺子５Ｄに螺入してチャック部５Ｂを絞る。チャック部５Ｂが絞られることにより研磨用光可とう性を有する研磨用光ファイバ保持スリーブ４の前方部は内側へ押され、研磨用光ファイバ保持スリーブ内の光ファイバ素線口出し部２が緊締固定される。また、研磨用光ファイバ保持スリーブ４のコレットチャックスリーブ５からの抜脱は、嵌挿、固定と逆の工程で行えばよく、螺子５Ｄに螺入されている締付けナット５Ｃを緩め、コレットチャックスリーブ５から研磨用光ファイバ保持スリーブ４を抜脱する。
【００１７】
次に、平面研磨工程を図５により説明する。研磨定盤６の上方にコレットチャックスリーブ５を保持する研磨支持板７が設けられている。１１は研磨定盤６の回転軸であり、１２は研磨支持板７の回転軸である。研磨支持板７にはコレットチャックスリーブ５を嵌入保持する嵌入穴７Ａが設けられ、嵌入穴７Ａはその穴軸Ｈが研磨定盤７の盤面垂線Ｖに対し所要の傾斜角度θで形成されワいる。従って、嵌入穴７Ａにコレットチャックスリーブ５を嵌入することにより、コレットチャックスリーブ５に嵌挿されている研磨用光ファイバ保持スリーブ４の中心軸Ｓは研磨定盤７の盤面垂線Ｖに対し所要の傾斜角度θで保持され、研磨用光ファイバ保持スリーブ４先端面を含む光ファイバ素線口出し部２端面は研磨定盤７盤面に所要の傾斜角度θで押し当てられ、傾斜角度θの斜め平面研磨が施される。研磨は、研磨定盤７盤面の研磨シートと研磨剤を換え、粗研磨、仕上げ研磨の順に施され、図３に図示の光ファイバ素線口出し部２端面に光ファイバ素線中心軸Ｆと傾斜角度θを有する斜め平面１０の光ファイバ１が得られる。
【００１８】
次に、上記実施例の光ファイバ端面研磨方法と従来例の光ファイバ端面研磨方法について、研磨工程時間の比較結果を表１に示す。
【００１９】
【表１】

上記表１に見られるように、本発明の光ファイバ端面研磨方法によれば、研磨所要時間は従来方法に比し約３分の１に短縮される。
【００２０】
更に、本発明の光ファイバ端面研磨方法による場合、全工程の工数は従来方法の工数に比し約４分の１に短縮される。また、研磨工程中における光ファイバの損傷、汚れ等の不具合発生は見られなかった。また、光学特性として反射減衰量（測定波長：１．５５μｍ）を測定した結果、実施例の端面研磨光ファイバ１と従来例の端面研磨光ファイバの間にはほとんど相違は認められなかった。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の光ファイバ端面研磨方法及び研磨用光ファイバ保持スリーブによれば、低硬度で可とう性のある液晶ポリマー等の材料で成形した研磨用光ファイバ保持スリーブを用いることにより、端面研磨時間及び製作工程が大幅に短縮削減される。また、従来のジルコニア製の研磨用光ファイバ保持スリーブに比べ研磨用光ファイバ保持スリーブのコストが格段に安価となる。従って、端面研磨光ファイバの製作コストが大幅に低減される。また、本発明の光ファイバ端面研磨方法では、光ファイバ端末部を含む光ファイバ素線口出し部を研磨用光ファイバ保持スリーブに接着剤で固定する必要性がなくなるので、接着剤の剥離脱落に起因する光ファイバ素線の損傷や汚れ等の不具合の発生が皆無となり、特性、外観に優れ安定した品質の端面研磨光ファイバの提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ファイバ端面研磨方法の一実施態様を示すフローチャートである。
【図２】本発明の研磨用光ファイバ保持スリーブの一実施例を示す縦断面図である。
【図３】斜め端面研磨された光ファイバを示し、同図（ａ）はその側面図であり、同図（ｂ）はその横断面図である。
【図４】コレットチャックスリーブとこれに嵌挿された研磨用光ファイバ保持スリーブを示し、同図（ａ）はその縦断面図であり、同図（ｂ）はその先端面図である。
【図５】斜め平面研磨の実施状態を示す部分側面図である。
【符号の説明】
１光ファイバ
１Ａ光ファイバ端末部
２光ファイバ素線口出し部
２Ａコア
２Ｂクラッド
３光ファイバ被覆層
４研磨用光ファイバ保持スリーブ
４Ａ光ファイバ素線口出し部挿通孔
４Ｂ光ファイバ端末部挿通孔
５コレットチャックスリーブ
５Ａ円筒状ホルダ
５Ｂチャック部
５Ｃ締付けナット
５Ｄ螺子
５Ｅスリット
６研磨定盤
７研磨支持板
７Ａコレットチャクスイーブ嵌入穴
１０光ファイバ素線口出し部の斜め研磨端面
１１研磨定盤回転軸
１２研磨支持板回転軸
Ｆ光ファイバ素線中心軸
Ｓ研磨用光ファイバ保持スリーブ中心軸
Ｖ研磨定盤面垂直軸
Ｓコレットチャクスイーブ嵌入穴中心軸

Claims

光ファイバ端末部の被覆層を剥離して光ファイバ素線口出し部を設け、この光ファイバ素線口出し部の端面を該光ファイバ素線の光軸に対して直角な平面若しくは該光ファイバ素線の光軸に対してθ度の傾斜角度を有する斜め平面に研磨する光ファイバ端面研磨方法において、（１）硬度の低い可とう性を有する材料で研磨用光ファイバ保持スリーブを成形する工程、（２）前記研磨用光ファイバ保持スリーブに前記光ファイバ端末部を含む光ファイバ素線口出し部を該光ファイバ素線口出し部先端が前記研磨用光ファイバ保持スリーブの先端までくるよう挿入する工程、（３）前記研磨用光ファイバ保持スリーブをコレットチャックスリーブに嵌挿し該コレットチャックスリーブにて前記研磨用光ファイバ保持スリーブを緊締し、前記光ファイバ素線口出し部を前記研磨用保持スリーブ内に固定する工程、（４）前記コレットチャックスリーブに固定された前記研磨用光ファイバ保持スリーブの中心軸を研磨定盤面に対し垂直若しくは研磨定盤面の垂直軸からθ度の傾斜角度に設定して前記研磨用保持スリーブ端面を前記研磨定盤面に押し当て前記研磨用光ファイバ保持スリーブ先端面を含む前記光ファイバ素線口出し部端面を平面研磨する工程、（５）前記コレットチャックスリーブを緩め前記研磨用光ファイバ保持スリーブから前記光ファイバ端末部を含む光ファイバ素線口出し部を抜脱する工程、を有することを特徴とする光ファイバ端面研磨方法。
円筒状体の前方円筒部側に該円筒状体の中心軸を中心軸とする光ファイバ素線口出し部挿通孔を有し、前記円筒状体の後方円筒部側に前記光ファイバ素線口出し部挿通孔と連通する前記円筒状体の中心軸を中心軸とする光ファイバ端末部挿通孔を有してなり、前記円筒状体が液晶ポリマーで成形されてなることを特徴とする研磨用光ファイバ保持スリーブ。