JPH04213409A

JPH04213409A - 毛細管，接続端末及び光ファイバー用接続装置の高精度製造法

Info

Publication number: JPH04213409A
Application number: JP5419891A
Authority: JP
Inventors: Le Noane Georges; ジョルジェ・レ・ノアン; Grosso Philippe; フィリップ・グロッソ
Original assignee: France Telecom SA; Centre National dEtudes des Telecommunications CNET
Current assignee: Orange SA; France Telecom R&D SA
Priority date: 1990-02-05
Filing date: 1991-02-05
Publication date: 1992-08-04
Also published as: CA2035621A1; EP0441696A1; FR2657865A1; FR2657865B1

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高精度毛細管の製造法
、光ファイバー接続端末の製造法、および光ファイバー
接続装置の製造法に関する。本発明の特に有利な応用は
マルチモードおよびシングルモードの光ファイバーの接
続技術の分野に存在する。

【０００２】

【従来の技術】現在公知の毛細管または接続端末の製造
方法は、いずれもガラス延伸システムを使用しており、
これは、この種の応用に適合しない水準の精度しか生じ
ておらず、さもなければ、一般的には、種々の異なる要
領で実行されるセラミック材料の利用を作りだしている
。特に、セラミックス毛細管と接続端末を得る最良の公
知の方法は、毛細管の形に原材料物質を延伸し、次に初
期に相当の収縮を生じるこの材料を焼成する事から成る
。この様にして得られた毛細管の精度は、当然ながら毛
細管と光ファイバーの接続端末との必要度を満足するに
は明らかに不充分である。従って所望の寸法の組み合せ
、すなわち内径、外径、および同心度を得るため、端末
の孔および外面を加工することが必要である。端末に関
しては、通常は、次工程で更に長時間の高価な加工によ
って入口コーンを形成することが必要である。勿論、均
等圧縮または低圧射出モールディングのような方法を使
用した応用技術を端末に施す場合は、直接的にコーンを
形成することは技術的に可能である。しかし、材料の収
縮と言う重要な欠点が残り、従って、長時間の非常に困
難な、高価な加工を行う必要があり、これはまた、引続
く厳密で高価な検査をなお必要とする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の主要な
目的は、内部孔を有する毛細管の製造法を提供する際の
前述の技術的問題点を解決し、これによって機械加工お
よび研磨加工法によって得られるものよりも相当に良好
な、優秀な機械的強度と表面状態を有するものを非常に
安い価格で非常に高い幾何学的精度（内径、外径、同心
度）で直接的に得ようとすることである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、この提
起された課題の解決策は、以下の工程、即ち、中心孔を
有する中空シリカ棒を準備し、前記中心孔の内径の前記
中空シリカ棒の外径に対する比が前記毛細管の前記内部
孔の直径の外径に対する比に対して要求された値になる
ようにする工程と、前記毛細管の内部孔の直径とその外
径の要求値を得るような幾何学的割合で前記中空シリカ
棒を延伸する工程、とを備えた製造法かならっている。

【０００５】本発明の方法の第１の実施態様においては
、前記中空シリカ棒を準備する工程は前記棒の直接機械
加工から成る。

【０００６】本発明の方法の第２の実施態様においては
、前記中空シリカ棒を準備する工程は、中空棒のそれに
比較して大きな外径と中心孔直径を有する初期中空シリ
カ棒を収縮させて初期中空棒の中心孔の直径を中空棒の
中心孔の直径に要求されている値に減少させる第１工程
と、収縮させた後の初期中空棒を中空棒の外径の所望値
に加工する第２工程とを有している。

【０００７】

【作用および効果】即ち、毛細管を製造する本発明の方
法は共に簡単で正確である。これは数百メートルから数
キロメートルの毛細管を提供するために伸長可能な大容
積棒を使用し、この棒は高い幾何学的精度のもとに加工
され、更に要求に応じての追加収縮を含む延伸工程とを
有すると言う考え方に立つものである。これは延伸方法
が所定の張力範囲に亘って制御されて、そのため孔は収
縮しない（または極く僅かに収縮し完全に再現自在な要
領で収縮する）ならば、初期中空棒と孔径に対する外径
の比が正確に等しい毛細管を作り出すと言うこととなる
。

【０００８】有利には、特に接続技術分野での非常に精
度の高い毛細管の製造のために、中空棒は非常に良好な
一様性と良好な純度を有する非常に高い品質のシリカで
作られる。多数の、多量すぎる不純物ないし泡の存在は
ファイバー延伸張力及び収縮に対する不安定要因であり
、この方法の歩留りを低下させて更にきつい検査を要求
することとなる。有利には、中空棒は例えばプラズマト
ーチ法のような能率的で安価な方法によって得られた合
成シリカまたは天然シリカのインゴットから加工して作
られる。

【０００９】高い幾何学的精度の毛細管ができると、次
に同一の精度の光ファイバー接続端末を作ることが可能
である。この目的のために、本発明は以下の工程、即ち
本発明の方法を使用して高精度毛細管を準備する工程と
、前記毛細管を各々が二端面を有するストローに切断す
る工程と、前記端面を仕上る工程と、前記端面の一方に
内部孔と同軸の入口コーンを加工する工程、とを有する
光ファイバー接続端末の製造法を提供する。

【００１０】切断、表面仕上げ、およびコーン加工操作
は、従来のターニング技術ないしコレクティブ技術を用
いて完全に自動化することができ、また、シリカはセラ
ミックスに比較して加工が相当に容易であるという長所
を有するために、これらの加工を非常に安価に行うこと
ができる。

【００１１】また、非常に良好な品質のシリカ接続端末
を提供することによって、接続端末の製造のための本発
明の方法は光ファイバー接続技術の分野の応用を遂行す
ることを可能としている。即ち、特に延伸による注目す
べき表面状態、シリカファイバーを使用するときの接着
の相容性、および、更に透明な接続端末のために、外径
、孔径、およびその同軸性の測定が可能な安価な光学的
方法を使用して行い得るので、部品の受入れ検査を非常
に簡単なものとするからである。

【００１２】最後に、この様にして成る接続端末は透明
なので、以下の工程、即ち本発明の方法によって接続端
末を準備する工程と、紫外線放射によって重合される接
着剤によって光ファイバーを端末の内部孔の中に接着す
る工程、とを有する光ファイバー接続装置を作るための
特に有利な方法の実施を可能としている。

【００１３】紫外線接着剤の重合法はこの分野でしばし
ば使用されるが、これは時間に対する優秀な特性とその
使用の容易さに因るものである。

【００１４】本発明およびその実施方法は、限定するも
のではない例示としての添付図面を参照した以下の説明
から容易に理解されよう。

【００１５】

【実施例】図１は中心孔２１を有する良品質のシリカの
中空棒２０の軸に沿った断面図である。棒２０は中心孔
を有する高精度毛細管の製造に使用され、それに使用す
る方法は、中空シリカ棒２０の製造の第１工程を含み、
そこでは前記中空棒２０の外径に対する中心孔２１の直
径の比が、前記毛細管の前記孔の外径に対する直径の比
に要求された値にされる。

【００１６】この製造工程は前記棒２０の直接加工によ
って行ってもよい。図２に示すように、中空棒２０のそ
れよりも大きな孔径と外径とを有する初期中空シリカ棒
１０の収縮によって行ってもよいが、この収縮操作は初
期中空棒１０の孔１１の直径を中空棒２０の孔２１の直
径として要求された値にするものである。

【００１７】図２は、水平炉１００（例えばグラファイ
トサスセプタ１０１をもつＨＦ炉）と収縮操作中に初期
中空棒１０を支承・回転させる支持部分１０２とを有す
る収縮装置を示し、前記棒１０は予め支持管１０３と１
０４とに溶接されている。この支持部分は、二つのマン
ドレル１０５と１０６とを有する従来からのガラス製造
者用の旋盤の形をしている。中空棒１０でシリカの厚さ
が非常に大きいにも拘らず、この収縮操作はシリカを棒
に一様に作用する表面張力に対して十分に高い温度に上
げてこれをガラス製造技術分野の当業者の十分公知の要
領で収縮させるＨＦグラファイト炉を使用して行うこと
が可能である。しかし、この収縮操作は収縮されるべき
塊が一様である場合に限り完全に一様にであると言うこ
とに注目すべきである。正確に加工された中空棒をもち
、炉のような一様な加熱装置を持つことによって、炉の
温度および炉を通っての棒の移動速度とによって、高度
に制御可能な収縮を行うことができ、これによって所望
の寸法を持ち、正確に円筒状の精細な孔を得ることがで
きる。図２に示したように、管は移動１０７と回転１０
８の双方について駆動される。孔２１の仕上り内径はそ
の場で光学測定１０９によって検査され、これによって
炉を通す管の速度を早くまたは遅くして管の収縮を精密
に制御することが可能である。

【００１８】図３は棒１０の中心孔１１から中心孔２１
を得るために収縮された後の初期中空棒１０を示す。製
造操作は、この場合、孔２１を正確に測定して次に棒２
０の外径を所望の仕上げ寸法に加工する「ファインチュ
ーニング」工程を好ましくは有するが、これによって将
来の毛細管に対する所望の比を正確に得ることができる
。例えば、収縮後、外径約２８ｍｍ（この外径は収縮前
には４０ｍｍだった）に対して内部孔２１は約２．４ｍ
ｍであり、これから内径１２５μｍおよび外径２ｍｍの
毛細管を作ることができよう。この方法の説明から、正
確な寸法が所望の目的物の関数として、および初期中空
棒の関数として決定されるべきことが必要で、また外径
に対する仕上げ寸法は孔２１の精密な測定を基礎として
決定されるものと了解すべきである。

【００１９】準備のための第１工程で図１の中空シリカ
棒２０ができた後、この棒は孔径と外径との比を同一に
保存するために正確な幾何学的比例のもとに、仕上り毛
細管の孔径と外径として目標の値が得られるまで延伸さ
れる。図４に示すファイバー延伸機は、延伸炉２００と
、棒を掴まえてこれを炉を通して引き下げる装置２０１
と、引張りキャタピラ２０２で表された引張り装置と、
毛細管３０の外径と内径とを測定する装置２０３と、引
張りキャタピラ２０２に付属している張力モニタと、延
伸毛細管３０の切断およびストロー回収のための装置と
、フレーム２０４と、棒の降下速度を表示し延伸操作を
制御するプログラマブル制御装置２０５と、炉の温度を
測定する装置２０６とを有する。

【００２０】所望の寸法に調製された中空棒２０の正確
な寸法割合を維持するために、延伸機は温度および棒の
下降速度および延伸速度の変動を少なくする装置を備え
ている。寸法比を悪くする収縮現象は知っておかなけれ
ばならず、毛細管３０で無視可能になるにように制御さ
れねばならない。収縮率は粘度の低下と共に増加するの
で、ファイバー延伸は十分に高い速度で（炉中の通過時
間を減少のため）、および収縮が起こらないか、あるい
は収縮が最小限で十分に制御されているようにするため
に十分に低い温度で（粘度増加のため）行わねばならぬ
ことは容易に了解されるところであろう。速度と温度の
二つのパラメータは、収縮が無視可能な低い限界として
作用するファイバー延伸張力を定める。

【００２１】この様な条件の下で、外径の監視は両直径
が所望の限度内にある事を保証するのに十分である。

【００２２】本発明によって工業的方法の精度は正確で
はあるが、材料が透明であるために可能となることから
、その内径のインライン監視を追加することは非常に有
利であることは述べるまでもない。これは一つの棒から
他の棒に亘ってのシリカの粘度の不可避的な変動と、棒
の外径の制御不良による変動に対しての保護対策となる
。これは従ってインライン品質管理となる。即ち、実際
には、張力測定がパラメータの対（炉温、シリカ粘度）
を相関させる役を行い、外径の測定が引張りキャタピラ
の線形速度を調節する役を行い、内径の測定が収縮の発
生のない事の確認の作用をし、これは各棒ごとに特定さ
れるものだからである。

【００２３】例えば、直径２ｍｍの毛細管を得るために
、外径４０ｍｍの予備形成物を考える。直径比は２０で
速度比は４００である。即ち、１０メートル／分（ｍ／
ｍｉｎ　）の延伸速度において、炉を通る中空棒の降下
は２５ｍｍ／ｍｉｎの付近に調節される。この降下を１
５μｍ／ｍクラスに行うためにボールねじが選定され、
これによって中空棒の下降速度が非常に安定化される。

【００２４】炉は５０ｋＷの発電機によって付勢され、
また長さ７５ｍｍのホットゾーンを有し、これは中空棒
の対応部分の通過時間が３分以下であることを意味する
。内径および外径は炉からの出口で同時に、また走行速
度よりも高いサンプリング周期で測定される。引張りキ
ャタピラは滑りなしで非常に均一な速度のもとで動作す
る（回転計とループされた直流電動機と減速ギヤボック
スユニット）。キャタピラの下では、出来上がった毛細
管はその外径において１ミクロンよりも相当に低い精度
で正確である。

【００２５】図５に示す形式の接続端末４０を得るため
に、毛細管３０は図４の延伸機に設備された切断・スト
ロー回収装置２０７によってストロー４２に切断される
。ストロー４２に始まって、接続端末４０はストローの
端面４３と４４とを仕上げたのち、更に一方の端面４３
に内部孔３１と同軸の入口コーンを加工することによっ
て完成する。

【００２６】図６は図５に示すものと類似の接続端末４
０を有する光ファイバー５０のための接続装置６０の断
面を示し、ここでは光ファイバー５０は紫外線放射によ
って重合される接着剤７０によって孔３１の内部に接着
されている。

【００２７】図７は、その表面４４を介して相互に接着
され、弾性スリーブによって内部で同軸化された二つの
接続端末から相互組立てされた二つの光ファイバー接続
装置６０を示す。

【図面の簡単な説明】

【図１】延伸操作によって準備された中空シリカの一部
切欠縦断面図である。

【図２】初期中空シリカ棒を収縮させる装置の概念図で
ある。

【図３】収縮操作後の初期中空棒の一部切欠縦断面図で
ある。

【図４】図１の中空棒の延伸のための装置の概念図であ
る。

【図５】本発明の方法を使用して作った毛細管から作っ
た光ファイバー接続端末の縦断面図である。

【図６】本発明の方法を使用して製造された光ファイバ
ー用接続装置の縦断面図である。

【図７】図６に示したものを相互に組み合わせた二つの
光ファイバー用接続装置の縦断面図である。

【符号の説明】

１０　　初期中空シリカ棒１１　　初期中空シリカ棒の中心孔２０　　中空シリカ棒２１　　中空シリカ棒の中心孔３０　　毛細管３１　　毛細管の中心孔４０　　接続端末４２　　ストロー４３　　ストローの端面４４　　ストローの端面４５　　入口コーン５０　　光ファイバー６０　　光ファイバー接続装置７０　　接着剤８０　　紫外線放射９０　　スリーブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　内部孔（３１）を有する高精度毛細管
（３０）の製造法であって、中心孔（２１）を有する中
空シリカ棒（２０）を、前記中心孔の内径の前記中空棒
（２０）の外径に対する比が前記毛細管（３０）の前記
内部孔（３１）の直径の前記毛細管（３０）の外径に対
する比に対して要求された値になるように準備する工程
と、前記毛細管（３０）の内部孔（３１）の直径とその
外径の要求値を得るような幾何学的割合で前記中空シリ
カ棒（２０）を延伸する工程、とを有する事を特徴とす
る高精度毛細管の製造法。
【請求項２】　　前記中空シリカ棒（２０）を準備する
工程が前記棒の直接機械加工から成る事を特徴とする請
求項１に記載の方法。
【請求項３】　　前記中空シリカ棒（２０）を準備する
工程が、前記中空シリカ棒（２０）より大きい外径と中
心孔径とを有する初期中空シリカ棒（１０）を収縮させ
て、前記初期中空シリカ棒（１０）の中心孔（１１）の
直径を前記中空シリカ棒（２０）の中心孔（２１）の直
径に対して要求された値に減少させる第１工程と、前記
初期中空シリカ棒（１０）の外径を、前記収縮の後に前
記中空シリカ棒（２０）の外径に要求された値に加工す
る第２工程とを有する事を特徴とする請求項１に記載の
方法。
【請求項４】　　光ファイバー用の接続端末（４０）の
製造法であって、請求項１，２または３の製造法を使用
して高精度毛細管（３０）を準備する工程と、各々が二
端面（４３，４４）を有するストロー（４２）に前記毛
細管（３０）を切断する工程と、前記端面（４３，４４
）を仕上る工程と、一方の前記端面（４３）に前記内部
孔（３１）と同心状の入口コーン（４５）を加工する工
程、とを有する事を特徴とする光ファイバー用の接続端
末の製造法。
【請求項５】　　光ファイバー接続装置（６０）の製造
法であって、請求項４の製造法によって接続端末（４０
）を準備する工程と、光ファイバー（５０）を、紫外線
放射（８０）の影響の下に重合可能な接着剤（７０）に
よって前記内部孔（３１）内に接着する工程、とを有す
る事を特徴とする光ファイバー接続装置の製造法。