JPH03506081A - 小さい複雑な断面を有する物を製造する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 小さい複雑な断面を有する物を製造する方法本発明は、・Ｊ＼さい複雑な断面を 有する物、特に光ファイバ、カプラーのような微小な光学的構成要素、及び微小 な機械的構成要素を製造する方法に関する。

光ファイバ及び集積化した光学的構成要素は、光情報技術及び測定技術において 使用されている。かかる構成要素は、その全体的な構造により、又は導波管の断 面により、あるいは外部条件によってその特性が決まる光導波管を使用する。

全体的な構造体により特性が決まる光学的構成要素は、２又はそれ以上の導波管 が徐々に収斂し、又は分離し、あるいは所定の長さに沿ってその電界が相互作用 する程に近接する星形結合部及び指向性カプラーを備えている（　ＩＪｎｇｅｒ の０ｐｔｉｓｃｈｅ　Ｎａｃｈｒｉｃｈｔｅｎｔｅｃｋｎｉｋ　Ｂｄ、　ＩＩ　 Ｈｕｔｈｉｇ−Ｖｅｒｌａｇ　１９３４を参照）。

導波管の断面によりその特性が決まる構成要素は、導波管の細長い矩形の断面を 透過した導波管の表面に沿って伝波する音響波と相互作用する集積型の光音響光 ビームデフレクタを備えている（Ｆ、　Ａｕｒａｃｈｅｒ　ＰｌａｎａｒＥｌｅ ｃｔｒｏ−ｏｐｔｉｃｓ　Ｈｒｓｇ、　Ｓ。

１ｉａｒｔｉｎｅ］ｌｉ　Ａ、Ｎ、　Ｃｈｅｓ↑ｅｒ　ＮＡＴＯＡＳＩ　５ｅｒ ｉｅｓ　Ｐｌｅｎｕｍ　Ｐ＋ｊｂｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｃｏｒ吹A　ＮＹ　１９８ １を参照）。

光測定及び情報システムにおける上記型式の各種の構成要素に伴う公知の問題点 は、光導波管を低損失の形態にて相互に結合させることが困難なことである。

殆どの場合、この問題は、極めて可撓性で殆どの寸法条件に適合させ得るガラス ファイバを使用することにより解決することが出来る。しかし、かかる光ファイ バは通常、円形断面であり、各種の構成要素内で断面及び寸法の異なる導波管に 直接突き合わて接続する場合、大きい結合損失が生じる（エーメスメハバトラ等 （Ａ、　Ｍａｈａｐａｔｒａ）による「ガラス内のイオン交換されたチャネルガ イドの熱勾配」（Ｔｈｅｒｍａｌ　Ｔａｐｅｒｉｎｇ　ｏｆ　Ｉｏｎ　Ｅｘｃｈ ａｎｇｅｄ　Ｃｈａｎｎｅｌ　Ｇｕｉｄｅｓ　ｉｎ　Ｇｌａｓｓ）を参照）B 適当な結合構成要素は、断面、形状及び寸法が適合するのみならず、電界も又適 合するものでなければならない。即ち、結合構成要素を透過するするとき、光学 モードを変化させることが出来、又は変化させなければならないが、光学的エネ ルギの著しい損失を防止し得るものであることを要する。結合構成要素から放射 するモードは、生じないようにしなければならない。

ガラスファイバ束の形態の公知の解決手段は、断面の異なる多重モード導波管（ エッチナラマン（Ｈ，Ｎａｕｍａｎｎ）　、ジ−シュレッグ（Ｇ、　５ｃｈｒｏ ｄｅｒ）のＢａｕｅｌｅｍｅｎｅｔｅｄｅｒ　０ｐｔｉｋ　Ｈａｎｓｅｒ−Ｖｅ ｒｌａｇを参＠）又積み重ねた先導波管−米国特許第４．５３０．５６５号（ダ ビット・ニー・マークル（Ｄａｖｉｄ　Ａ、　Ｍａｒｋｌｅ）を参照）を接続す るとき、こねら結合上の問題が生じる。これら全ての解決手段は、カプラーの両 端に相互に配置され、結合すべき導波管の異なる断面に適合する断面を有する補 助的導波管により形成されるカプラーを利用するものである。上述の米国特許第 ４．５３０．５６３号は、方形の導波管を細長い断面又は大きい半径の円弧状断 面に接続する構成を開示している。

しかし、５導波管が、少なくとも一方向への単モード作動を許容するのに十分小 さい断面を有する上述の原理に従ワて結合構成要素を製造する方法は何ら開示さ れていない。かかる構成要素は、典型的に、測定及び情報技術において集積型光 学的構成要素に使用されている。

米国特許第３．９８９．４９５号の明細書、及び英国特許出願第２．１８９．４ ８０号に開示されているように、複雑な断面形状を有する光構成要素は、プレフ ォーム体から塑性変形により絞り成形することが出来、絞り成形後、エツチング 処理される付加的ガラスを含んでいる。

各端にて相互に固定されるが、その長さの残り部分全体に亘り非取り付は状態の 光ファイバ束を使用する医療及び技術的診断を目的とする内視鏡の分野において 、個々のファイバは、結束前、可溶型ガラスで囲繞されており、形成されたブ１ ノフォーム体を絞り成形して必要な断面が得られるようにした製造方法が公知で ある（米国特許第４．３８９．０８９号、第３．６６９．７７２号、及び第３． ８３０．６６７号の明細書を参ｗＡ、）。

本発明の第１の特徴によると、可塑的に絞り加工し得る材料から横方向寸法の極 めて小さい物を製造する方法にして、第１の材料にて形成された少なくとも１つ の一次的ブ１ノフォーム体からの第２の材料を一次的プレフオーム体に組み合わ せることにより、二次的プレフォーム体を形成し、第１及び第２の材料が共に塑 性変更可能であり、前記材料の一方が剥離剤を使用して他方の材料から除去可能 であるようにする段階と、二次的ブ１ノフォーム体を可塑的に絞る間、二次的プ レフォーム体の領域の粘度を低下させ、小さい断面の細長い製品を形成し、二次 的プレフォーム体が相対的な寸法により画成した形状が、第１及び／又は第２の 材料の存在により、絞り成形中保持される断面境界部分を有するようにする段階 と、前記剥離剤を使用して、前記一方の材料を前記細長い製品の少な（とも一部 から除去する段階とを備え、 前記一方の材料を少なくとも一部分除去した後、製品の材料を可塑的に変形させ 、製品を恒久的に形状変化させる段階を備えることを特徴とする。

通常、上記一方の材料は、第２の材料であり、１又は複数の一次的プレフオーム は絞り成形中、第２の材料の存在により保持される断面の外周又は内周を有する 。

二次的プレフォーム体の断面形状は円形又は方形とすることが出来るが、方形の 断面の場合、該方形部分の対角寸法は、−次的プレフォーム体の最大の断面寸法 よりも大きいようにしなければならない。例えば、対角寸法は、前記最大断面寸 法の少なくとも２倍の長さであることを要する。断面に対して直角の軸線に対し て幾何学的に規則的であり、最大の断面寸法が一次的プレフオーム体の最大断面 寸法よりも大きいならば、その他の断面形状を有する二次的プレフォーム体を使 用することが出来る。

光ファイバ、及びカプラーのような光学的構成要素及びその他の幾つかの構成要 素の場合、第１及び第２の材料はガラス状の材料である。剥離剤は、通常、第２ の材料を物理的又は化学的に溶融させる液体又は気体である。

複雑な断面は、ある種のガラス及びエッチャントの間の高いエツチング比を利用 し、二次的プレフォームを絞り加工することによりエツチングすることが出来る 。１００／１乃至１０００／１又はそれ以上のエツチング比が可能である。例え ば、共にスコツトガラスワークス（Ｓｃｈｏｔｔ　ｇｌａｓ＋ｖｏｒｋｓ）から 入手可能な型式ＬａＫＮ１２及び５ＳＫ５０のガラスが適しており、前者は、後 者よりもエツチングがはるかに困難である。

本発明の第１の特徴の利点は、細長い製品を形成する絞り加工したプリズム状フ ァイバの部分を操作して、断面形状の大きく異なる装置用の光学的結合構成要素 を形成し得ることである。このようにして、幾つかの異なる種類の結合構成要素 、及び指向性カプラーを形成することが出来る。

本発明の目的は、上述の単モード作動の寸法の小さいカプラーを製造する方法を 提供することを含んでいる。

上述のようにプリズム状ファイバを操作することにより、非プリズム状の光学的 構成要素を形成することにより、本発明の別の目的が達成される、即ち、導波管 又は導波管の束あるいはその他の導波管の配置形態を使用し、一端にて一方向に 対して単モードであり、故にストリップ状の導波が導波管光ファイバに結合する のに適し、他端が円形又は矩形の多重モード光導波管に対する高効率の結合を実 現するのに適した結合構成要素、及び指向性カプラーの製造が可能となる。しか し、操作中、絞り加工した製品が意図しない方法にて歪むという問題が生じる可 能性がある。

本発明の第２の特徴によると、可塑的に絞り加工し得る材料から横方向寸法の極 めて小さい物を製造する方法にして、第２の材料を一次的プレフオーム体と組み 合わせることにより、第１の材料にて形成された少なくとも１つの一次的プレフ オーム体から二次的プレフォーム体を形成し、第１及び第２の材料が共に可塑変 形可能であり、前記第２の材料一方が剥離剤を使用して他方の材料から除去し得 るようにする段階と、二次的プレフォーム体を可塑的に絞り成形する間、二次的 プレフォーム体のある領域の粘度を減少させ、小さい断面の細長い製品を形成し 、二次的プレフォーム体が、相対的寸法により画成される形状が第１及び／又は 第２の材料の存在により、絞り成形中、保持される断面境界を有するようにする 段階と、前記剥離剤を使用して、前記一方の材料を前記細長い製品の少なくとも 一部から除去する段階とを備える前記方法において、第１の材料が第３及び第４ の材料を含み、第３の材料が更に別の剥離剤を使用して、第４の材料から除去可 能であり、前記方法が、前記一方の材料を第１の材料から少なくとも一部除去し た後、第３の材料を第４の材料から少なくとも一部分除去する段階を含むことを 特徴とする、。

第３の材料は、第２の材料を除去した後、絞り成形した第］の材料を把持するた めに使用され、第１の材料を操作して、上述の操作中の意図しない歪みが生ずる という問題を解消するのを支援することが出来る。次に、第３の材料は完全に除 去することが出来る。

本発明の篤３の特徴は、可塑的に絞り加工し得る材料から横方向寸法の極めて小 さい物を製造する方法にして、 第２の材料を一次的プレフオーム体と組み合わせることにより、第１の材料にて 形成された少なくとも１つの一次的プレフオーム体から二次的ブ１ノフォーム体 を形成し、第１及び第２の材料が共に可塑変形可能であり、前記材料の一方が剥 離剤を使用して他方の材料から除去可能であるようにする段階と１、二次的プレ フォーム体を可塑的に絞り成形する間、二次的プレフォーム体のある領域の粘度 を減少させ、小さい断面の細長い製品を形成し、二次的プレフォーム体が、相対 的寸法により画成された形状が第１及び／又は第２の材料の存在により１、絞り 成形中、保持される断面境界を有するようにする段階と、前記剥離剤を使用して 前記一方の材料を前記細長い製品の少なくとも一部から除去する段階とを備える 前記方法において、前記製品が、絞り加工されず又は一部分のみ絞り加工された 一部分を一端に有することを特徴とする。

本発明の第３の特徴は、光ファイバ束が一次的プ１ノフォーム体を形成し、又は −次的プレフォーム体が対象物を照射する光を伝送する束と、対象物の像を形成 するため光を受は取る束という少なくとも２つの束を備える内視鏡を製造するの に使用することが出来る。絞り加工されず又は一部分のみ絞り加工された束の端 部は拡大した像を提供する。

これら全ての特徴に従って形成された光学的構成要素の場合、第２の材料の少な くとも部分的な除去後、製品を被覆し、被覆材料を選択することにより、該構成 要素の口径を設定することが略常に必要である。かかる被覆は、研磨を容易にし 、構成要素をその最終位置に位置決めするのにも重要である。

添付図面を参照しながら本発明の幾つかの実施例について以下に説明する。添付 図面において、 第１図（ａ）はブ１ノフォーム体を可塑的に絞り加工する本発明に使用する方法 を示す図、 第１図（ｂ）及び第１図（Ｃ）は絞り成形前及び後のそれぞれの断面を示す図、 第２図（ａ）は特定の光ファイバ、及びカプラーを製造するのに使用するプレフ ォーム体を示す図、 第２図（ｂ）は本発明の第１の特徴による方法における中間段階を示す図、第２ 図（Ｃ）及び第２図（ｄ）は第２図（ａ）のプレフォーム体から形成した光カプ ラーを示す図、 第３図（ａ、）及び第３図（ｂ）は光学的装置の列を単一のファイバに接続する 光カプラーのプレフォーム体、及び該プレフォーム体から形成されたカプラーの それぞれの断面を示す図、 第４図（ａ）及び第４図（ｂ）はプレフォーム体の断面、及び該プレフォーム体 から形成されたカプラーの斜視図をそれぞれ示す図であり、カプラ・−が結合に 細長い矩形の断面を必要とする装置に矩形断面の光ファイバを接続するのに適し たことを示す図、 第５図（ａ）及び第５図（ｂ）はプレフォーム体の断面、及び該プレフォーム体 から形成されたカプラーの斜視図をそれぞれ示す図であり、カプラーが結合に細 長い矩形の断面を必要とする装置に矩形断面の光ファイバを接続するのに適した ことを示す図、 第６図（ａ）は中央領域にて後に除去される材料が光導波管を分離する偏光度維 持カプラー用のプ１／フオーム体の断面を示す図、第６図（ｂ）は第６図（ａ　 ）のプレフォーム体から形成されたカプラー・−の斜視図、 第７図（ａ）は２つの光導波管が相互に隣接しく中央領域を除き、後で分離され る）別の偏光度維持カプラー用のブレフォ・−ム体の断面を示す図、第７図（ｂ ）は第７図（ａ）のプレフォーム体から形成さ第１たカプラーの斜視図、 第８図（ａ）は２つの光導波管間の位置を確実に設定する別の偏光度維持カプラ ー用のプレフォーム体の断面を示す図、第８１Ｚ　（ｂ）は第８図（ａ）のプレ フォーム体から、又は長手方向リッジ及び長手方向溝をそれぞれ有する２つの分 離した光ファイバから形成することの出来るカプラーの斜視図、 第９図（ａ）及び第９図（ｂ）はプ１／フオーム体の断面及び該プレフォームを 使用して形成されるカプラーのそれぞれ斜視図であり、該カプラーは光と反応す る被覆を備える図、 第１０図（ａ）及び第１０囚（ｂ）はプレフォームの断面図、及び該プレフォー ムから形成されたセンサ又は光発生装置の斜視図１、第１１図（ａ）乃至第１１ 図（ｂ）は相互に結束させ、内視鏡を形成し得る異なる型式の光ファイバを示す 図、 第１２図（ａ）及び第１２図（ｂ）は内視鏡を製造するのに使用されるプレフォ ーム体の断面、及び該断面の拡大部分をそれぞれ示す図、第１３図は絞り成形さ れない端部を有する内視鏡用の結束した光ファイバの斜視図１、 第１４図（ａ）及び第１４図（ｂ）は光ファイバを形成するブレ７す−ム体の断 面図、及び第１型式の可溶性ガラスを除去した後、別型式の可溶性ガラスを使用 してプレフォーム体から絞り成形された製１品を操作する工程を示し、前記ガラ スが後に操作を支援するため除去される状態を示す図、第１５図（ａ）は２つの 異なる可溶性カラスを採用するブレフォー・ム体の断面を示す図、 第１５図（ｂ）は第１５図（ａ）のプレフォーム体から絞り加工さねた製品を第 ２のガラスを除去する前、ダイオードアレーに結合させた斜視図、第１５図（Ｃ ）は最終的製品、及び第２のガラスが一部除去された状態をチオ斜視図、 第１６図（ａ）及び第１６図（ｂ）はプ１／フォ・・−ム体の断面図、及び該プ レフォーム体から形成されたＸ線アイソトープ分離装百のそれぞれ斜視図である 。

本発明の詳細な説明する前段階として、先ず複雑な断面を有する実質的にプリズ ム状の先導波管を製造する方法において説明する。、第１１λ（ａ）において、 酸性の不溶性ガラスから成り、複雑な断面を有する一次的プレフオーム体１０が 酸性の可溶性ガラスを付加することで円形断面を有する二次的プレフォーム体１ １に形成された状態が図示されている。第１図（ｂ）には、第１図（ａ）の点１ ３に現れるような二次的プレフォーム体の断面が図示されている。

目的は、プレフォーム体１ｏと同一の形状を有する、即ち、同一の相対的寸法を 有するが、断面がはるかに小さいガラスファイバ１０′（第１図（ｃ））を製造 することである。該方法は、例えば矢印１５の群により示すように、領域１４内 で抵抗加熱炉、又は水素バーナによりガラスを加熱する段階から成る。ガラスを 加熱することで該領域の粘度が低下し、これと同時に長平方向の引っ張り荷重が 矢印１６の方向にプレフォーム体に付与され、可塑変形によりファイバ１１′を 二次的プレフォーム体から絞し成形する。プレフォーム体１ｏの形状は第１図（ ｅ）に断面図で示すようにファイバ１１′内で維持される、。

本発明により形成さねノ；ある種の物において、プレフォーム体の少なくとも一 部が必要とされるが、絞り成形したファイバは、次に、通常の方法にで通常通り に領域の左側に切断する（東１図（ａ）に示すように）。

該方法の最後の段階は、ファイバ１１′　から酸性可溶性のカラス１２を溶融又 はろ過し、ブＬノフォーム体１０と同一の断面形状を有するが、寸法ははるかに ｔｊ＼さいファイバを製造することである。

周知の任意の可溶性及び不溶性のガラスを使用することが出来、この明細書にて 、不溶性という用語は、可溶性ガラスと比べ相対的に不溶であり５又はｏＴ溶性 ガラスを溶融させる薬剤に対して不溶性であることを意味するものとする。

東２図（ａ）には、異なる端部形状を有する多数の各種の型式の結合要素を製造 するのに使用し得る二次的プ１ノフォーム体２ｏが図示されている。矩形の断面 のカラスファイバ２１、本実施例では４本のかかるファイバの積重ね体がファイ バ２】に対して化学的又は物理的に比較的高溶融性であるガラスから成る補助的 材料内に収容される。二次的プレフォーム２ｏは、比較的高可溶性のガラスを付 加することにより円形の断面を備える。二次的プ１ノフォーム体２ｏは、第１図 （ａ）に示す方法にて絞り成形さね、プレフォーム体から絞り成形した製品を切 断した後、補助的材料２２を溶融させ、本実施例にて、寸法は著しく小さいが第 ２図（ａ、　）のプレフォーム体の先導波管と同一形状が残るようにする。導波 管２１′は相互に接合又は融着させ、異なる型式の結合要素を形成すること力咄 来る。例えば、第２図（Ｃ）において、導波管２１′　は一端２３で相互に固定 されているが、加熱し、可塑的変形によって成形し、他端２４で離間するように される。かかるカプラーを使用して、端部２４にて幾つかの導波管に、及び端部 ２３にてより大きい断面を有する単一の導波管に結合することが出来る。第２図 （ｄ）に示した別の構造において、ファイバ２１′　は一端２５で横に並べ及び 端部２６で一方が他方の上になるように成形しかつ接続し、端部２６にて矩形断 面の導波管に、及び端部２５にて幅の広い平坦なストリップ導波管に結合するの に適した結合構成要素を提供する。この方法の変形例において、可溶性材料２２ は、最初、端部２６で除去せず、カプラーの中間部分でこれら導波管を成形し相 互に接続して端部２５にて必要な細長い形状を形成する間、導波管２１′を相互 に保持する。次に、導波管２１′　を相互に融着させる端部２６にて材料２２を 除去し、次に、カプラー全体に適当な被覆を付与する。

個々の光ファイバを多重モードファイバに結合させる光フアイバ用の二次的プレ フォーム体２８が第３図に図示されている。二次的プレフォーム体は、可溶性ガ ラス３０内で二次的アレー状に配置された多数の矩形断面の光導波管２９を含ん でいる。先導波管２９の数及び配置は、仕上げたカプラーの一端に結合すべき装 置により決まる。例えば、二次的ダイオードアレーを多重モード光ファイバに結 合する場合、導波管２９０間隔は、アレー内のダイオードの配置に依存する。

しかしながら、絞り成形後の二次的プレフォーム体の縮小した寸法を考慮しなけ ればならず、寸法ファクタは、ブ１ノフォーム体と絞り成形したファイバ径との 比である。絞り成形しかつ切断した後、可溶性ガラス３０は、間隔及び配置が該 端部に結合すべき装置、例えば、ダイオードアレーに対応する一端３２に保持さ れる。他端３３にて、光導波管２９に対応するファイバ２９を加熱し、成形しか つ相互に融着させて、端部３３にて結合すべき多重モードの光導波管に対応する 形状を提供する。

第３図（ａ）及び第３図（ｂ）に示した構造の変形例において、導波管２９の列 には、幾つかの線状アレーのダイオードを接続するのに適した間隔を設けること が出来る。導波管２９間の材料は、絞り成形後、除去すべき材料のみにて形成す る必要はない。

以下、特に複雑な断面を二次的プレフォーム体からエツチングした実施例につい て説明する。第４図ａにおいて、−次ブＩノフォーム体３５は可溶性ガラス３８ を使用して、２円形断面に形成された二次的ブ１ノフォーム体３７内に嵌まり得 るよう折り畳んだ肉厚３６のソートと見なすことが出来る。絞って延伸させた後 、切断して残りのプレフォーム体から分離させ、可溶性ガラス：３８を溶融させ 、絞り折り畳んだシート材料３５′を加熱し１、一端３９を展開させて、成形し く第４図すを参照）、他端４０にて相互に融着して矩形の形状にする。このよう に、一端にて縦横比が小さく、他端にて縦横比が比較的大きいカプラーが形成さ れる。この構造は幅の広い平坦なス）・リップ導波管を方形断面の先導波管に結 合するのに適している。

円形の光導波管と幅の広い平坦なストリップ導波管との間に使用するカプラーを 製造するためには、第５図（ａ）に示したプレフォーム体を使用することが出来 る。このプレフォーム体は、可溶性ガラスシートを巻いて可溶性ガラス４２の層 を有する一次的プ１ノフォーム体４１を結合し、略円形の外周を有する断面の二 次的ブＩノフォーム体が形成されるようにする。二次的ブ１ノフォーム体は２つ のスパイラルを有しく第５図ａに示すように）、そのスパイラルの一方は相対的 に不溶性ガラスにて形成し、その他方は可溶性ガラスにて形成する。延伸後、第 ５図（ｂ）のカプラーは、可溶性ガラス４２を溶融させ、一端４３にて可溶性ガ ラスを加熱しかつ巻きほどいて、幅の広い平坦なストリップ導波管に結合するの に適したものとし、他端４４にて不溶性ガラスのスパイラルを相互に一体化して 融着させ、円形断面の光ファイバに結合するのに適したものとする。

以下に、指向性カプラーを製造する３つの方法について説明する。偏光度維持カ プラーを製造する第１の方法におい一乙二次的プレフオーム体は、第６図（ａ） に示すように２つの一次的プ１ノフォーム体から形成し、各々が複合ガラス４６ 内に矩形断面のコア４４を有し、これらガラスが相対的に不溶性であるようにす る。

付加的可溶性ガラス４７を一次的プレフオーム体間に位置決めし、全体が円形断 面の二次的プレフォーム体４８を形成するようにする。絞り及び切断により延伸 させた後、材料４７は長さ４９に沿った部分のみを溶融させ、その複合ガラス４ ６を有する導波管４４’　　（：１７４４から得られる）を加熱し、変形させか つ固定し１、これらが相互に隣接するようにする。その結果、導波管４４′はそ の電磁界が相互作用するのに十分な程度に近接するが、導波管４４′が十分に離 間し、ガラス４７により分離され結合を阻止する部分５１．．５２に沿って、全 く結合しない。

指向性カプラーの第２の製造方法は、偏光度維持カプラーの場合、第７図（ａ） に示したプレフォーム体を使用することにより開始され、ここで複合ガラス５５ を有するコア５３が可溶性ガラス５６を追加することにより円形断面とした二次 的プレフォーム体内にて相互に隣接して位置決めされる。絞り、及び切断により 延伸させた後、可溶性ガラス５６は領域５７．５８内で溶融させる一方、中央領 域５９内では溶融させない。導波管５３′　（コア５３から得られたもの）はそ の複合剤と共に、領域５７．５８の端部にて加熱及び分離され、これらが非常１ ；離間して導波管５３′間を結合する。かかる結合は中央領域５９及び導波管力 （相互に隣接する領域５７．５８のこれら部分でのみ行われる。導波管間の結合 １よ、部分５９の長さを変化さ也又は導波管が相互に隣接する領域５７．５８の １：れら部分を相互に融着させることにより調節することが出来る。

指向性カプラーを製造する第３の方法において、結合して偏光度維持カプラーを 形成する２つの先導波管はそれぞれリッジ及び溝の構造体にて形成すること力（ 出来、導波管は相互に隣接して確実に位置決めすることが出来る。第８図（ａ） において、−次的プレフォーム体６０は複合材料６２のり・ンジにコア４１を備 え、別の一次的プレフオーム体６３は、複合材料に溝６５に隣接するコア６４を 含んでいる。プレフォーム体６０．６３は加熱し、可溶性ガラス６６により分離 させる。ブ１ノフォーム体を延伸させかつ切断した後、可溶性ガラスが溶融する とき、リッジ６２を溝６５内に位置決めし、これら２つを第８図（ｂ）に示すよ うｊ二領域６７に沿つて相互に融着し、領域６７の長さが所望の程度の結合を提 供するようにする。プレフォーム体６０．６３は、領域６８．６９内にて加熱し 力飄つ分離させ、それぞれコア６１．６４から得られた導波管６１′及び６４′ が結合しないようにする。この構造の変形例において、各々、その複合材を有す るコア６０．６４は一次的プレフオーム体として別個に形成され、一方は長平方 向１ノ・ソジを有し、他方は長手方向溝を有し、可溶性ガラスを使用する本発明 の方法により、円形断面の分離した二次的プレフォーム体（図示せず）を形成す るようにする。二次的プレフォーム体は、各々絞り成形しかつエツチング処理を して、可溶性ガラスを除去する。得られるファイバは、リッジが所望の結合状態 が得られるのに十分な程度に領域に沿って溝内に嵌め込んだ状態で相互に融着す るが、その他の場合には、分離されているように成形する。

偏光カプラー用の第９図（ａ）の二次的ブ１ノフォーム体は、第７図（ａ）のプ レフォーム体と同様であるが５．２つの矩形の断面の光学的コア５４が複合材料 ５５により形成された矩形部分の頂部に隣接して位置決めされている点が異なる 。

かかる位置決めの目的は、コア５４がら得られた導波管５４′が仕上げたカプラ ーを示す第９図（ｂ）に図示したは吸収被覆７１を被覆し得るようにすることで ある。導波管５４内の１つの偏光は被覆７１により吸収されて偏光動作を付与す る。被覆７１は、領域５７．５８内の導波管を加熱し相互に分離させた後に適用 される。

本発明は又、１９８８年Ｎｏ、６０の＾ｎａｌ　ＣｈｅＩｌｌに記載されたＭ、 　Ｄ、　Ｄｅｇｒａｎｄｐｒｅ及びり、　ｊＢｕｒｇｅｓｓの「無限小男吸収測 定用の長い経路の光フアイバセンサＪ　２８５２−２８５６ベーシに記載された 理論に基づいて、光センサを製造するのに使用することが出来る。

これらセンサは付与された光の外界をセンサに効率的に結合させるため可能な限 り最大の表面積を有する光学的コアを備えている。この大きい表面積は光吸収性 媒体を被覆し又は該媒体で囲繞する。別の形態として、同様の構造を利用して表 面積を蛍光材料で被覆することにより被覆を放出することが出来る。この型式の センサを製造するためのプレフォーム体は、第１０図（ａ）に示されており、こ こで−次プレフオーム体は可溶性ガラス７４により囲繞された相対的に不溶性ガ ラスで形成されており、二次的プレフォーム体に対して所望の円形断面を提供す る。ガラス７４は絞り成形及び切断後、二次的プレフォーム体から溶融させ、星 形のコアからの半径方向の伸長部分は屈曲させかつ第１０図（ｂ）に図示するよ うに検出構成要素の端部７５．７６にて相互に融着させる。中央領域７７は、吸 収又は蛍光性材料（図示せず）で被覆しは又はかかる材料に浸漬させる。端部７ ５．７６は、従来の多重モードファイバを信号発生及びフィードバック接続部と して使用することを許容する。

本発明の方法を内視鏡の製造に適用する例について以下に説明する。ある状況に おいては、内視鏡の一端に形成された像が観察すべき対象物からの光を受は取る 他端の像と比べて拡大されているようにすると有利である。

以下、かかる内視鏡の製造について説明する。各種の光ファイバ束を使用するこ とが出来、以下に説明するのは単に一例に過ぎない。相互に結束して内視鏡を形 成する個々のファイバは、第１１図（ａ）乃至第１１図（ｄ）に図示されている 。これら図において、光学的コア材料は符号８ｏで示されており、その複合材は 複合材８１で示しである。第１１図（ｂ）、第１１図（ｄ）において、複合材は 可溶性ガラス８２により囲繞されている。可溶性ガラス８２を含み又は含まない これら大量のファイバ群は、第１２図（ａ）に符号８３で示すように相互に群に まとめ、第１２図（ｂ）には、第１１図（１））に示した型式のファイバを収容 するアレー８３の拡大部分が図示されている。−次的プレフォーム体を形成する 束８３は、可溶性ガラス８４により囲繞され、所望の円形断面を提供し、このよ うに製造された二次的プレフォーム体は第１図に関して説明した方法により絞り 成形される。

しかしながら、絞り加工したプレフォーム体は、切断せずに置（が、又は切断し て、絞り加工せず、又は一部分のみ絞り加工した拡大端部が残るようにする。

次に、端部９３．９４（第１３図参照）を除いて、酸性の可溶性材料を除去する 。

端部９４は第１図に示した加熱領域を通らず、その結果、拡大した断面を有し、 ファイバの端部に現れる像は他端にて観察される対象物と比較して大きく、これ ら端部間のファイバは相互に接続されないため、束は、端部間にて可撓性であり 内視鏡内に使用することが出来る。

第１の物におけるとは異なる可溶度を有する第２の可溶性ガラスを使用する本発 明の別の特徴について以下に説明する。

第４図（ｂ）に図示したカプラーの製造は、この特徴を利用することによりより 容易に行うことが出来る。この目的用の二次的プレフォーム体は第１４図（ａ） に示してあり、ここで不溶性ガラス３５′の折り畳んだノートはガラス３８より も可溶度の小さいガラス３４間に位置決めされる。ガラス３８は、絞り成形に必 要とされる円形断面の二次的プレフォーム体を形成し、このカラスが絞り成形し たプレフォーム体から溶融されたとき、第１４図（ｂ）に図示した製品が得られ る。該図には、把持工具９６により保持されたガラス３５′が示されており、該 工具９６は製品を加熱した後、一端を引張り、端部３９（第４図（ｂ）を参照） に対して幅広の細長い断面を付与し、他端にてガラス３５の折り重ね部分を圧縮 して矩形の端部４０を付与する。この成形工程後、ガラス３４は第２の溶融工程 において除去する。

例えば、第３図（ａ）及び第３図（ｂ）に関して説明したダイオードアレーと光 ファイバとの間に使用する結合構成要素を製造する方法に加え、以下に、第２の 可溶性ガラスを使用する方法について説明する。使用する二次的プレフォーム体 （第１５図（ａ）を参照）は、複合ガラス９７で被覆した矩形コアと、溶融度の 小さいガラスから成るスペーサと（その一部は符号９８で図示）と、円形断面を 形成するより可溶性であるガラス９０とを備えている。絞り成形しかつ切断した 後、ガラス９０は溶融させ、第１５図ｃｂ＋に図示した矩形ファイバの細長い束 及びスペーサ１００が残るようにする。次に、この束を基板１０２上に配置され たダイオ−ドアｌ／−１０１に接続する。７１ノー１０１内にて、ダイオード（ 図示せず）は、アレーの構造により定まる程度だけ離間されており、故にスペー サ９８は最初、絞り成形に起因する寸法の縮小を考慮して、この間隔に対応し得 るように設計しである。ダイオードアレーに接続した後、溶融度の小さいガラス スペーサ９８は、領域１０３（第１５図（Ｃ））内にて溶融させ、得られた自由 な光ファイバは相互にまとめかつ融着し、端部１０４に取り付けるべき光ファイ バに接続するのに適した断面の端部１０４を形成する。

上述したように、本発明は例えば、特別な方法にてラジオアイソトープを分離す るよう画成された接続部１１３を有する幾つかの通路１１２を備える第１６図（ ａ）、第１６図（ｂ）に図示した構成要素のような微小な機械的構成要素のよう な非光学的構成要素に適用することも可能である。−次的プレフォーム体１１１ は円形断面の外周及び内周により画成された内側形状を有している。この内側形 状はプレフォーム体を絞り成形した後、維持する必要がある。この目的のため。

通路１１２は、第１のより可溶性のガラスを充填する一方、内側接続１１３には 第２の相対的に可溶度の小さいガラスを充填する。構成すべき構成要素は、第１ ７図（ｂ）に図示されており、絞り成形により狭小にしない一端１１４と、絞り 成形した他端１１５とを有している。この構成要素の場合、通路間の内側接続部 は、端部１１４では残るが、他端１１５では除去されるようにする。このように して、第１のろ過工程は、構成要素全体を通じてガラス１１２を溶融させるが、 ガラス１１３を溶融させる第２のろ過工程は、端部１１５がらの長さに幾分沿っ た挟小部針内でのみ行われる。

本発明の実施例について具体的に上述したが、本発明は、勿論、多くのその他の 方法にて実施し得るものである。

２θ Ｅρ、　’？（ａ） （α）　　　　　　　　　　　（ｂ） 国際調査報告 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．第２の材料を一次的プレフォーム体と組み合わせることにより、第１の材料 にて形成された少なくとも１つの一次的プレフォーム体から二次的プレフォーム 体を形成する段階であって、第１及び第２の材料が共に可塑的変形可能であり、 前記材料の一方が剥離剤を使用して、他方の材料から除去し得るようにする段階 と、 二次的プレフォーム体を可塑的に絞り成形する間、二次的プレフォーム体の領域 の粘度を低下させ、縮小断面を有する細長い製品を形成する段階にして、二次的 プレフォーム体が、第１及び／又は第２の材料の存在により、絞り成形中、維持 される相対的寸法により画成される形状の断面境界を有するようにする段階と、 前記剥離剤を使用して、前記細長い製品の少なくとも一部から前記１つの材料を 除去する段階とを備える、可塑的に絞り成形可能な材料から横方向寸法の極めて 小さい物を製造する方法にして、 前記一方の材料が、少なくとも一部分除去された後、製品の材料を可塑的に変形 させ、製品を恒久的に再成形する段階を備えることを特徴とする方法。 ２．請求の範囲第１項に記載の方法にして、前記一方の材料が第２の材料であり 、一次的プレフォーム体が、第２の材料の存在により、絞り成形中、維持される 断面の外周又は内周を有することを特徴とする方法。 ３．請求の範囲第２項に記載の方法にして、第１の材料が第３及び第４の材料を 含み、第３の材料が更に別の剥離剤を使用して、第４の材料から除去可能であり 、 前記一方の材料が第１の材料から少なくとも一部分除去された後、第３の材料を 第４の材料から少なくとも一部分除去する段階を含むことを特徴とする方法。 ４．請求の範囲第３項に記載の方法にして、第２の材料が少なくとも一部分除去 された後、第３の材料を使用して第１の材料が除去される前、該第１の材料の操 作を容易にすることを特徴とする方法。 ５、光学的結合構成要素を製造する請求の範囲第２項に記載の方法にして、二次 的プレフォーム体が、光学的に結合すべきそれぞれの光学的装置の第１及び第２ の断面形状に適合させるように組立て得る断面形状を存する多数の一次的プレフ ォーム体を備える方法において、 製品を可塑的に変形させる段階が、第２の材料が除去された後に残る第１の材料 の前記部分を配置し、前記製品に対して両端を付与し、前記端部がそれぞれ第１ 及び第２の断面形状に適合する断面形状を有するようにする段階を備えることを 特徴とする方法。 ６．多数の光学的装置を単一の光学的装置に結合させる請求の範囲第２項に記載 の光学的結合要素を製造する方法にして、二次的プレフォーム体がそれぞれの第 １の光学的装置の断面形状に適合する断面形状を有する多数の一次的プレフォー ム体を備え、一次的プレフォーム体の断面形状を、第２の光学的装置の断面形状 に順応ずるように組立て得るものとし、製品を可塑的に変形させる段階が、第２ の材料が一端にて除去された後、残る第１の材料の前記部分を分離し、第１の光 学的装置を結合させるそれぞれの端子を提供する段階と、 他端における部分を組み立てて、第２の光学的装置の形状に適合する断面形状を 付与する段階とを備えることを特徴とする方法。 ７．多数の光学的装置を単一の光学的装置に結合させる請求の範囲第２項に記載 の光学的結合要素を製造する方法にして、二次的プレフォーム体が、それぞれの 第１の光学的装置の断面形状に適合する断面形状を有する多数の一次的プレフォ ーム体を備え、一次的プレフォーム体の断面形状を、第２の光学的装置の断面形 状に順応するように組立て得るものとし、第２の材料を除去する段階が、部分的 であり、該第２の材料は製品の一端にて除去されことにより、絞り成形後、前記 一端における第１の材料の前記部分の端部か策２の材料により離間され、第１の 光学的装置の間隔に順応し得るようにする段階を備え、 製品を可塑的に変形させる段階が、他端における部分を組み立て、第２の光学的 装置に適合する断面を提供する段階とを備えることを特徴とする方法。 ８．光学的結合構成要素を製造する請求の範囲第２項に記載の方法にして、一次 的プレフォーム体が光学的結合すべきそれぞれの光学的装置の第１及び第２の断 面形状に順応し得るよう再配置可能な断面形状を有する方法において、製品を可 塑的に変形させる段階が、第２の材料が除去された後、第１の材料を成形し、前 記製品の端部にて第１の材料の段階形状を再配置し、前記端部に対してそれぞれ 第１及び第２の断面形状に適合する断面形状を付与する段階を備えることを特徴 とする方法。 ９．光学的指向性カプラーを製造する請求の範囲第２項に記載の方法にして、二 次的プレフォーム体が２つの一次的プレフォーム体を有し、各々が第２の材料に より分離されたコア及び複合材を備え、一次的プレフォーム体のコアが矩形の断 面であり、一次的プレフォーム体が隣接する複合材の表面に近接し、第２の材料 か、絞り成形後、コア内の光学的導波間が顕著に結合しないような厚み及び／又 は組成を備え、 第２の材料を除去する段階が、前記製品の少なくとも中間部分を除去する段階を 含み、 製品を可塑的に変形させる段階が、絞り成形したコアを前記中間部分内に近接し て位置決めする段階を含む二とを特徴とする方法。 １０．光学的指向性カプラーを製造する請求の範囲第２項に記載の方法にして、 二次的プレフォーム体か２つの一次的プレフォーム体を有し、各々かコア及び複 合材を備え、一次的プレフォーム体のコアが矩形の断面であり、一次的プレフォ ーム体が隣接する複合材の表面に近接し、絞り成形後、コア内の光学的導波間が 結合されるようにし、 第２の材料を除去する段階が製品の両端でなされ、製品を可塑的に変形させる段 階かコアを分離する段階を含み、 前記端部にて複合材と、コア内の光導波管が顕著に結合するのを阻止する段階と を含むことを特徴とする方法。 １１．請求の範囲第９項又は第１０項に記載の方法にして、コアが又、一次的プ レフォーム体が該コア内の光を結合させかつ第２の材料を除去する位置に隣接し て、製品の傾城に適合する複合材料の表面付近にあり、前記領域を第２の材料を 除去した後、コア内の光と相互作用する材料を被覆する段階を含むことを特徴と する方法。 １２．光学的指向性カプラーを製造する方法にして、請求の範囲第２項に従って 第１及び第２の光学的導波管を製造する段階であって、前記導波管の各々が複合 材により囲繞されたコアを備え、前記コアか複合材の隣接表面付近にある領域を 備え、第１の光学的導波管内の前記領域が、前記導波管の前記隣接面に沿った長 手方向リッジを備え、第２の光学的導波管内の前記領域が、導波管の前記隣接す る面の長手方向溝に隣接し、リッジ及び溝、並びに前記リッジ内に適合する前記 隣接面が溝内にきちっと嵌まり、前記隣接面が接触するとき、前記コアか相互に 隣接し、 製品を可塑的に変形させる段階が、溝内に嵌め込んだりッジと共に、第１及び第 ２の各光学的導波管の中間部分に沿って第１と第２の光学的導波管を固定するが 、導波管の端部は離間して配置されるようにする段階を備えることを特徴とする 方法。 １３．第２の材料を一次的プレフォーム体と組み合わせることにより、第１の材 料にて形成された少なくとも１つの一次的プレフォーム体から二次的プレフォー ム体を形被する段階であって、第１及び第２の材料が共に可塑変形可能であり、 前記材料の一方か、剥離剤を使用して、他方の材料から除去され得ることを特徴 とする段階と、 二次的プレフォーム体を可塑的に絞り成形する間、二次的プレフォーム体の領域 の粘度を低下させ、断面の縮小した細長い製品を提供する段階であって、二次的 プレフォーム体が相対的寸法により画成したとき、第１及び／又は第２の材料の 存在により、絞り成形中、維持される断面の境界部分を有するようにする段階と 、 前記剥離剤を使用して、前記細長い製品の少なくとも一部から前記一方の材料を 除去する段階とを備える、可塑的に絞り成形可能な横方向寸法の極めて小さい物 を製造する方法にして、 第１の材料か第３及び第４の材料を含み、第３の材料が更に別の剥離剤を使用し て、第４の材料から除去可能であり、前記一方の材料を第１の材料から少なくと も一部除去した後、第３の材料を第４の材料から少なくとも一部除去する段階を 含むことを特徴とする方法。 １４．請求の範囲第１３項に記載の方法にして、前記一方の材料が第２の材料で あり、一次的プレフォーム体か第２の材料の存在により、絞り成形中、維持され る外周又は内周断面を有することを特徴とする方法。 １５、離間した光学的装置を単一の光学的装置に結合させる光学的カプラーを製 造する請求の範囲第１４項に記載の方法にして、ファイバを第３の材料に対して 離間させ、絞り成形後、離間した光学的装置の間隔に適合させることにより、各 々コア及び複合材を備える光ファイバから一次的プレフォーム体を形成する方法 において、第３の材料を除去する段階が、一端を除いて第３の材料を絞り成形し た製品から除去する段階を備え、 製品の他端にてファイバを単一の光学的装置に結合するのに適した断面に形成す る段階を備えることを特徴とする方法。 １６．請求の範囲第１４項に記載の方法にして、円形の外周及び非円形の内周を 有する断面の第１の材料により一次的プレフォーム体を形成する段階と、内周と 境界を接する領域に第２の材料を充填することにより、第２のプレフォーム体を 形成する段階とを備えることを特徴とする方法。 １７．請求の範囲第１６項に記載の方法にして、内周が第３及び第４の材料のそ れぞれの領域を備えるように一次的プレフォーム体毛形成する段階を備えること を特徴とする方法。 １８．ラジオアイソトープを分離する装置を製造する請求の範囲第１７項に記載 の方法にして、複数の内周を画成する第３及び第４の材料により、一次的プレフ ォーム体を形成し、第３の材料を複数の通路を接続する接続部に充填し、各々か 内周のそれぞれ１つにより形成される壁を有し、前記製品が一端に絞り成形され ない部分を有し、第３の材料が絞り成形された前記製品の部分からのみ除去され 、該部分の通路を接続させることを特徴とする方法。 １９．第２の材料を一次的プレフォーム体と組み合わせることにより、第１の材 料にて形成された少なくとも１つの一次的プレフォーム体から第２のプレフォー ム体を形成し、第１及び第２の材料が共に可塑変形可能であり、前記材料の一方 が剥離剤を使用して、他方の材料から除去され得るようにする段階と、二次的プ レフォーム体を可塑的に絞り成形する間、二次的プレフォーム体領域の粘度を低 下させ、断面の縮小した細長い製品を形成し、二次的プレフォーム体が、相対的 寸法により画成したとき、第１及び／又は第２の材料の存在により、絞り成形中 、維持される形状の断面境界を有するようにする段階と、前記一方の材料を前記 剥離剤を使用して、前記細長い製品の少なくとも一部から除去する段階とを備え る、可塑的に絞り成形可能な材料から横方向寸法の極めて小さい物を製造する方 法にして、 前記製品が絞り成形されず又は一部のみ絞り成形された部分を一端に備えること を特徴とする方法。 ２０、請求の範囲第１９項に記載の方法にして、各々がコア及び複合材を有する 複数の光ファイバを相互に結束することにより、一次的プレフォーム体を形成す る段階であって、ファイバが前記製品の所定の条件に従い離間した断面であるよ うにする段階を備え、第２の材料を除去する段階が第２の材料をその端部を除い て製品から除去する段階を備えることを特徴出する方法。 ２１．請求の範囲第２０項に記載の方法にして、各ファイバを結束前、第２の材 料の層にて被覆し、被覆したファイバを相互に固定して、一次的プレフォーム体 を形成する段階とを備えることを特徴とする方法。 ２２．請求の範囲第１項、第１３項又は第１９項に記載の方法にして、第１、第 ２、第３及び第４の材料がガラス状材料であることを特徴とする方法。 ２３．請求の範囲第１項、第１３項又は第１９項に記載の方の法にして、前記剥 離剤が、第２の材料が第１の材料よりより容易に物理的又は化学的に溶融する液 体又は気体であることを特徴とする方法。 ２４．請求の範囲第１項、第１３項又は第１９項に記載の方法にして、第２の材 料を一次的プレフォーム体に添加することにより、一次的プレフォーム体の最大 の断面寸法よりも大きい方形の対角寸法を有する円形又は方形断面の外周を有す る二次的プレフォーム体を形成することを特徴とする方法。 ２５．請求の範囲第１項、第１３項又は第１９項に記載の方法にして、前記領域 における粘度を低下させるため、二次的プレフォーム体を前記領域にて加熱する ことを特徴とする方法。 ２６．請求の範囲第１項、第１３項又は第１９項に記載の方法にして、第２の材 料を少なくとも一部除去した後、前記細長い製品を光学的材料で被覆する段階を 備えることを特徴とする方法。 ２７．請求の範囲第１項、第１３項又は第１９項の方法により製造される物品。 ２８．第１の材料にて形成された少なくとも１つの一次的プレフォーム体と、一 次的プレフォーム体に添加された第２の材料とを備え、第１及び第２の材料か可 塑変形可能であり、第２の材料が剥離剤を使用して、第１の材料から除去可能で あり、二次的プレフォーム体が、相対的寸法により画成される場合、二次的プレ フォーム体を絞り成形したとき、第１及び／又は第２の材料の存在により、維持 される形状の断面境界部分を有するようにする、プレフォーム体を可塑的に絞り 成形するとにより、横方向断面の極めて小さい物を製造するのに使用する二次的 プレフォーム体にして、 第１の材料が第３及び第４の材料を備え、第３の材料が更に別の剥離剤を使用し て、第４の材料から除去可能であることを特徴とする方法。 ２９．実質的に上述した通りの方法。 ３０．実質的に添付図面に関し、て説明した通りのプレフォーム体。