JPH04501321A - フアイバーオプテイツクスイツチ - 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】 ファイバーオプティックスイッチ 発明の背景 発明の分野 本発明は、ファイバーオプティック通信網において使用されるスイッチに関し、 そして詳細には、単一モードファイバーを使用する網のためのスイッチに関し、 この場合スイッチの可動及び固定部材はガラスから製造される。

先行技術の説明 情報伝送用の媒体としてファイバーオプティックケーブルを使用する遠距離通信 システムが、伝送媒体として金属線を使用するシステムに急速に置き換わりつつ ある。そのようなシステムを製造する際に、一方のファイバーオプティックケー ブルから別のファイバーオプティックケーブルに光を切り換える鮨力が、システ ム動作のために重要である。

一方のファイバーから別のファイバーへの連結を切り換える装置が公知である。

そのような装置の例は、米国特許第４，４１６．８５６号とＲｅ、３１．５７９ 　（Ｊａｅｓｃｈｋｅ）と米国特許第４．４５２．５０７号（Ｗｉｎｚｅｒ）に おいて記載されたものである。これらの特許において開示された各スイッチは、 磁気的に応答する切り換え要素を含む。米国特許第４．３０３．３０２％　（Ｒ ａｍｓｅｙ他）は、圧電作動切り換え要素を開示する。米国特許第４．２２３， ９７８号（Ｋｕｍｍｅｒ他）は、電動回転駆動切り換え要素を示す。

これらのスイッチはすべて、特にファイバーオプティックシステムが単一モード ファイバーを使用して実現される時、不都合であると考えられる。というのは、 非常に多数の動作サイクルでの拡張された期間に対して、低損失結合を達成する ために必要なファイバーの正確なエンドツーエンド整合を設けることができない ためである。金属可動スイッチ要素を必ず使用しなければならない磁気応答切り 換え装置は、金属要素がクリープと疲労を受け易いために、必要な長期の整合を 設けることができないと考えられる。圧電スイッチは、切り換え要素の所望の偏 向を達成するために正確な作動電圧源を必要とする。そのような源を設けること は難【７い。さらに、圧電要素は、時間とともにクリープすることが知られてい る。回転スイッチ配置は、摩擦摩耗を受け易（、スイッチ寿命での整合を劣化さ せる。

前述を鑑みて、ファイバーが整合されたならば、整合が拡張された寿命及び／又 はスイッチの数百万を超える動作サイクルで保持される如く、特に単一モードの 光ファイバーを繰り返し再現可能な低挿入損失で結合するためのスイッチを設け ることが好都合であると考えられる。また、（所望のファイバ一対ファイバー整 合を達成するために）波長許容差に対して容易に加工可能な表面を有する材料を 切り換え要素として使用し、かつ可視及びＵＶ放射を透過するスイッチを設ける ことが好都合であると考えられる。これらの後者の二つの考察はスイッチの製造 能力を高める。フックの法則に綿密に従い、低い熱膨張係数と等方膨張特性を有 する材料を使用することが好都合であると考えられる。

発明の要約 本発明は、固定及び可動部材を含み、各々がファイバーを取り付けた特に単一モ ードファイバーのファイバーオプティックケーブルを結合するためのスイッチに 関する。ファイバーは、固定及び可動部材の側面に取り付けられる。可動部材は 、第１非作動位置と第２作動位置の間で固定部材に関して片持ち移動するように 取り付けられる。これらの位置は、第１及び第２止め具によって規定される。一 方の止め具は、可動部材に対して所定の押圧又は予荷重を課する。

本発明により、可動及び固定部材は、低い熱膨張係数を示し、等方熱膨張を有し 、フックの法則に密接に従い（ひずみ又は伸長は応力又は適用力に比例する。そ して応力の除去により、ひずみは即時にゼロに戻る。）、そして可視及び紫外線 放射を透過する材料から製造される。材料の熱特性は、正確なファイバ一対ファ イバー整合が広範囲の動作温度で保持されることを保証する。フックの法則への 密接な順応は、ファイバ一対ファイバー整合が、経時及び／又は繰り返しサイク ルを受けても可動部材のプラスチッククリープにより劣化しないことを保証する 。スイッチ要素に対して、これらの機械的特性を有する材料を使用する結果とし て、スイッチ要素は、各動作サイクル中、サイクル対すイクル位置繰り返し精度 を設け、かつ拡張された寿命及び／又は数百万の動作サイクルで正確な初期ファ イバー整合を保持する。材料の透過性は、スイッチの製造能力に寄与する。

前述とともに、本発明により、スイッチ要素は、ガラス、好ましくはホウケイ酸 ガラスから製造される。

図面の簡単な説明 発明は、添付の図面に関連して記載された次の詳細な説明からさらに十分に理解 されるであろう。

第１図は、作動器と止め具を切り換え部材から間隔を設けた本発明によるファイ バーオプティックスイッチの斜視図であり、第１Ａ図は、第１図の切断線ＩＡ− ＩＡに沿って取られた断面の側面図である。

第２図は、第１図に示されたスイッチの切り換え部材、特に、整合ファイバーの 端部の近くの切り換え部材の領域の拡大斜視図である。

第３図は、第１図のスイッチの可動スイッチ部材の平面図である。

第４Ａ図と第４Ｂ図は、組み立て中の固定スイ・ソチ部材の縁に関する取り付は 用固定具とファイバーの整合と、最終的に装着されたファイ、（−をそれぞれ示 す、第１図の切断線４−４に沿って取られた側面図である。

第５Ａ図、第５Ｂ図と第５Ｃ図は、可動スイッチ部材への取り付は用固定具の整 合と、組み立て中変位された可動スイ・ノチ部材の縁へのファイバーの整合と、 最終的に装着されたファイバーをそれぞれ示す、第１図の切断線５−５に沿って 取られた側面図である。

第６図と第７図は、固定及び可動部材の相対位置を示し、可動部材（ま第１非作 動位置と第２作動位置をそれぞれ占有する側面図である。

第８図は、製造中スイッチの成分を示す分解斜視図である。

詳細な説明 次の詳細な説明を通じて、同様の参照番号は図面の全図で同様の要素を示す。

第１図において、参照番号１０によって一般に示されたファイノく−オプティッ クスイッチは、第１固定スイッチ部材１６と第２可動スイ・ソチ部材１８を含む 。固定及び可動部材１６．１８は、各々、基板２０に取り付けである。基板２０ は、好ましい場合において、上平面２２と上平面２４を有する一般く形状部材で ある。基板２０の上面と下面２２．２４は、基板２０の厚さ寸法を規定する側面 ２６Ａと２６Ｂ（第８図）によって連結される。基板２０は、上面２２から下面 ２４に延びているアクセス開口２８（第１Ａ図と第８図）を有する。

固定部材１６はまた、好ましい場合において、上平面３ｏと上平面３２を有する 一般く形状部材である。好ましくは、必ずではないが、下面３２は、光学的に平 たん仕上げに研削及び研磨（ｐｏｌｉｓｈ）される。これらの表面は、側面によ って連結され、それらの側面３４と３５が対象となる。側面３４は、固定部材１ ６の厚さを規定する。上面３ｏと側面３４の交差部分は、基準縁３６を形成して いる。表面３ｏと３５の交差部分は、縁３７を規定している。ここで明らかにな る理由のために、側面３４の少なくとも先端部分３４Ｆは、所定の光学的平面度 まで研削及び研磨される。部分３４Ｆは、好ましくは、１波長よりも優れた光学 的平面度を示す。所望ならば、全側面３４は、光学的に平たんである。好ましい 場合に、表面３４Ｆは、表面３２にできる限り直交する。表面３４Ｆの表面３０ に対する直交性は、同様にできる限り直交するべきであるが、あまり重要ではな い。

同様な方式で、可動部材１８は、好ましくは、上平面３８と上平面４０を有する 伸長、一般く形状部材である。可動部材の表面３８．４ｏは、側面によって連結 され、側面４２と４３が対象である。側面４２は、可動部材１８の厚さを規定す る。好ましくは、必ずではないが、下面４゜は、光学的率たん仕上げに研削及び 研磨される。可動部材１８における表面３８．４２の交差部分は、基準縁４４を 形成し、一方、表面３８と４３の交差部分は、縁４５を規定している。側面４２ の少なくとも先端部分４２Ｆは、所定の光学的平面度まで研削及び研磨される。

部分４２Ｆはまた、好ましくは、１波長よりも優れた光学的平面度を示す。側面 ４２の全体は、所望ならば、光学的平面度まで研削される。好ましい場合に、表 面４２Ｆは、できる限り表面４０に直交する。表面４２Ｆの表面３８に対する直 交性は、同様にできる限り直交するべきであるが、あまり重要ではない。

固定部材１６は、スペーサ４８を介して基板２０の上面２２に取り付けである。

固定部材１６は、所定の空げき距離５０（第２図）だけスペーサより張り出す。

部材１６は、紫外線硬化性高速硬化エポキシ樹脂の如く適切な接着剤を使用して 、基板２０に装着しである。取り付は用エポキシ樹脂としての使用には、Ｅｌｅ ｃｔｒｏ−Ｌｉｔｅ　Ｃｏｒｐ。

Ｄａｎｂｕｒｙ、ＣＮにより番号８２０００１　ＥＬＣ４４８０の下で販売され たものが適する。固定部材１６とスペーサ４８の間の接着剤層は、参照番号４９ Ａによって示され、一方、スペーサ４８と基板２０の間の接着剤層は、参照番号 ４９Ｂによって示される。

可動部材１８は、固定部材１６を基板２０に装着するために使用したものと同一 の接着剤を使用して、台部材５２において基板２０に片持ち方式で装着しである 。溝５４が、可動部材１８の下面４０において設けである。溝５４は、台５２に 平行に下面４０を横切って延びており、溝５４に近接するゾーンにおいて可動部 材１８の曲がりを局所化し、そして必要な曲げ力を縮小する。可動部材１８と台 部材５２の間の接着剤層は、参照番号５３Ａによって示され、台部材５２と基板 ２０の間の接着剤層は、参照番号５３Ｂによって示される。スペーサ部材と台は 分離部材として示されたが、スペーサと台構造の等個物が一体的に形成されるよ うにして基板を形成することは、本発明の範囲内にあることが理解される。

上述の組み立てられた関係において配置した時、可動部材１８は、表面４３を固 定部材１６における表面３５に関して対面して配置して取り付けられ、光学的平 たん部分４２Ｆと３４Ｆは、それぞれ互いに関して共面である。部材１６と１８ の側面３５と４３は、互いに所定の距離５６（第２図）間隔をあけられる。間隔 ５６の寸法は、１インチの１０００分の２５ないし４０　（０，０２５−０，０ ４０インチ）の次元である。

可動部材１８は、第１非作動位置から第２作動位置に固定部材１６に関して片持 ち移動するように取り付けである。

必ずではないが、好ましくは、単一モード形式の少なくとも一つの光ファイバー ６０が、固定部材１６の側面３４に取り付けである。ファイバー６０は、光学的 研磨又はへき開端小面６０Ｆを有し、小面６０Ｆに隣接するファイバー６０の少 なくとも所定部分６０Ｌは、貫通して延びている基準軸６０Ａを有する。好まし い実現において、ファイバー６０は、接着剤６８を使用して側面３４の光学的平 たん部分３４Ｆに取り付けである。好ましくは、上記の同−ＵＶ硬化性接着剤が 、ファイバー６０を表面３４に取り付けるために使用される。ファイバー６０の 端小面６０Ｆは、固定部材１６における縁３７を通過して所定の張り出し距離７ ０を延びている。距離７０は、数ファイバー直径の次元であり、その結果ファイ バー６０の片持ち部分は沈降しない。ファイバー６０の所定部分６０Ｌの軸６０ Ａは、固定部材１６の基準縁３６に平行に所定の距離７２間隔をあけられる。示 された実施態様において、ファイバー６０は、固定部材１６の全長に沿って縁３ ６に平行に位置するように配置されるが、そのように配置される必要はないこと が理解される。小面６０Ｆに隣接するファイバー６０の先端部分６０Ｌのみが縁 ３６に平行に位置していることは重要である。こうして、例えば、所望ならば、 ファイバー６０は、先端部分６０Ｌを越えた点において湾曲される。技術におけ る当業者により理解される如く、２つ以上のファイバーが、スイッチ１０が使用 される応用にしたがって固定部材１６に取り付けられる。この場合に、付加的フ ァイバーの少な（とも部分は、ファイバー６０の軸６０Ａに平行に整列される。

可動部材１８に関して第６図に示された如く、必ずではないが、好ましくは、そ れぞれ単一モード形式の第１及び第２光フアイバー８２と８４が、可動部材１８ の側面４２に取り付けである。ファイバー８２と８４の各々は、光学的研磨又は へき開端小面８２Ｆと８４Ｆを有し、小面８２Ｆ、８４Ｆに隣接するファイバー ８２．８４のそれぞれの少なくとも所定部分８２Ｉ７．８４Ｌは、貫通して延び ている基準軸８２Ａ、８４Ａを有する。好ましい実現において、ファイバー８２ ．８４は、８６で示された如（、同−ＵＶ硬化性接着剤を使用して側面４２の光 学的平たん部分４２Ｆに取り付けである。ファイバー８２．８４の端小面８２Ｆ １８４Ｆは、可動部材１８における縁４５を通過して所定の張り出し距離８８を 延びている。張り出し距離８８はまた、好ましくは、数ファイバー直径の次元で あり、その結果ファイバーの片持ち部分は沈降しないｄファイバー６０の端小面 ６０Ｆとファイバー８２と８４の端小面８２Ｆ１８４Ｆは、可動部材１８の移動 を通して接触せずにできる限り接近していることが望ましい。好ましい実施態様 において、端部８２Ｆ、８４Ｆは、縁４５から同一距離８８突出している。ファ イバー８２．８４のそれぞれの部分８２１７．８４Ｌの軸８２Ａ１８４Ａは、後 述される如く、互いに平行であり、かつ可動部材１８の縁４４に対してわずかに 傾斜される。傾斜は、部材１８の全長で約１フアイバー直径であり、典型的に１ インチの次元である。ファイバー８２の軸８２Ａは、可動部材１８の表面４３に 近くで基準縁４４から所定距離９０間隔をあけである。示された実施態様におい て、ファイバー８２．８４は、可動部材１８のほぼ全長に沿って縁４４に対して 傾斜した直線において互いに平行に延在するようにして配置しであるが、そのよ うに配置される必要はないことが理解される。小面８２Ｆ、８４Ｆに隣接するフ ァイバー８２．８４の部分８２Ｌ、８４１、のみが、表面４２の所定領域４２Ｆ において互いに平行に延在していることは重要である。小面６０Ｆ、８２Ｆと８ ４Ｆには反射防止被覆が望まれることが認識される。

第１非作動位置から第２作動位置に可動部材を変位させるための作動器９４（第 １図）が設けである。作動器は、好ましい場合において、スペーサ９５に取り付 けてあり、また、スペーサ９５は、固定部材１６の上面３０に取り付けられる。

好ましくは、作動器９４のスペーサ９５への装着と、スペーサの固定部材１６へ の取り付けは、上記の同−ＵＶ硬化性接着剤を使用して行われる。部材１６の表 面３０におけるスペーサ９５の足形は、参照文字９７において示される。作動器 ９４は、端部９６Ａを備えた電機子９６を有するソレノイドを含む。スペーサ９ ５の厚さは、作動器９４が動作されない時、電機子９６の端部９６Ａが可動部材 １８の上面３８の上に間隔を設けられるように選択される。作動器９４が動作さ れる時、電機子９６は、そこから下方に延びて、接点９８（第１．３図）におい て可動部材１８の表面３８に接触する。作動器９４としての使用のためには、Ｔ ａｎｄｙ　ＣｏｒｐｏｒａｔｔｏｎのＲａｄｉｏ　５ｈａｃｋ　Ｄｉｖｉｓｉｏ ｎによりモデル番号２７５−２１５Ａの下で販売される装置が適している。その ような作動器には、プラスチック被覆先端を有する鉄製電機子を設けである。可 動部材１，８の材料特性により、プラスチック以外の材料を電機子先端のために 使用してもよい。

スイッチ１０は、さらに、第１止め部材１０２と、第２止め部材１０４（第１図 ）とを含む。第１止め部材１０２は、上記の同−ＵＶ硬化性接着剤を使用して基 板２０の下面２４に取り付けられる。止め部材１０２は、本体１０２Ｂを含み、 フランジ１０２Ｆがそこから延びている。

フランジ１０２Ｆは、１０２Ｃにおいて溝を付けられ、フランジ１０２Ｆの部分 に重なるタブ１０２Ｔを規定している。穴１０２　Ｈがあけられ、フランジ１０ ２Ｆとタブ１０２Ｔを通って細目な雌ねじを立てられるれる。球形端部１０２Ｅ を備えた細目ねじ付きステンレス鋼ねじ１０２ｓが、穴１０２　Ｈと基板２０に おけるアクセス開口２８を通って突出し、固定部材２０の上面２２の上に距離１ ０３（第６図、第７図）延びている。鉗離１−０３は、上記の如ぐ選択される。

ねじ１０２Ｓの端部１０２Ｅの半径は、可動部材１８の材質の硬度に関するねじ の材質の相対硬度による。典型的に、ねじの半径は、１−センナメートルの次元 である。ねじ１０２Ｓとフランジ１０２Ｆの間の移動又は遊びを除去するために 、タブ１０２Ｔは、フランジにおけるねじに関してタブにおけるねじを変位又は ずらすようにわずかに曲げである。こうして、ねじ１０２Ｓがタブ１０２Ｔとフ ランジ１０２Ｆを通ってねじ込められる時、タブは、ねじ１０２Ｓを予荷重する ためのバネとして作用する。ねじ１０２ｓの端部１０２Ｅが可動部材１８の下面 ４０に接触する点１０６（第３図）が接点９８の正反対側にあるように、止め部 材１０２を位置付けることが望ましい。実際の場合に、わずかなオフセット距離 １０８が、可能であるが、前述と矛盾がないように、距離１０８は最小にされる べきである。

電機子の行程９６Ｔ（第７図）、すなわち、非動作位置から動作位置に移動する 時先端９６Ａか移動する距離は、作動器９４が動作された時、部材１８が止め具 １０２に接触するために十分な距離移動されることを保証するように選択される 。

第２止め部材１０４（第１図）は、再び上記の同−ＵＶ硬化性接着剤を使用して 、固定部材１６の上面３０に取り付けられる。部材１６の表面３０における止め 具１０４の足形は、参照文字１０５で示される。止め部材１０２と同様に、止め 部材１０４は、本体１０４Ｂを含み、フランジ１０４Ｆがそこから延びている。

フランジ１０４Ｆは、１０４Ｃにおいて溝を付けられ、フランジ１０４Ｆの部分 に重なるタブ１０４Ｔを規定している。穴１０４Ｈがあけられ、フランジ１０４ Ｆとタブ１０４Ｔを連−２て細目な雌ねじを立てられる。球形端部］、　０４　 Ｅを備えた細目ねじのイ１いたステンレス鋼ねじ１０４Ｓが、フランジ１０４Ｆ の下に距離１０６（第６図）突出するように穴１０４Ｈを通って延び°Ｃいる。

距離１０６の大きさは、上記の如く調整される。ねじ１．０４　Ｓの端部１０４ Ｅの半径は１、可動部材１８の材質の硬度に関するねじ１０４ｓの材質の相対硬 度による。ねじ１０４Ｓとフランジ１０４Ｆの間の移動又は遊びを除去するため に、タブ１０４Ｔが、フランジにおける雌ねじに関して雌ねじをずらすためにわ ずかに曲げてあり、ねじ１０２Ｓに関して議論された配置に類似してねじ１０４ Ｓに予荷重を加える。止め具１０４は作動器９４に隣接して固定部材１６に取り 付けられるために、ねじ１０４Ｓの端部１０４Ｅが可動部材１８の上面３８に接 触する点１１０（第３図）は、接点９８から距離１１２だけオフセットされる。

接点１１０は、こうして、ファイバー８２．８４が可動部＠１８に装着された側 面４２に隣接して位置するように選ばれる。電機子９６と止め具１０４が実質的 に同一点において可動部材１８に接触する如く、互いに同軸に作用するように配 置することは、この発明の範囲内にある。

好ましい実施態様において、スペーサ４８、台及び基板２０とともに、固定部材 １６と可動部材１８は、（１）低い熱膨張係数を有する、（２）等力無膨張特性 を有する、（３）ひずみが、加えれれた応力に直線的に応答し、かつ応力の除去 によりゼロに即時に戻る、そして（４）可視及び紫外線放射を透過する材料から 製造される。好ましい材料は、Ｃｏｒｎｉｎｇ　Ｇｌａｓｓ　Ｗｏｒｋｓ、Ｉｎ ｃ、、Ｃｏｒｎｉｎｇ、Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ、によりコーニングコード：０２１１ として販売された如く、カリ、ソーダ、亜鉛ホウケイ酸ガラスであるが、他のガ ラス形式と溶融石英を使用してもよい。「低」により、１０ｐｐｍ／’Ｃより小 係数が意図される。等方膨張特性と組み合わされた低熱膨張係数は、固定及び可 動部材の間のギャップの寸法５６（第２図）が、スイ：ソチが環境゛温度の変化 を受ける時、一定にとどまることを保証する。好ましい材料は、可動部材が作動 器の動作によって偏向された時フックの法則（すなわち、ひずみは加えれられた 応力に直線的に応答し、そして応力の除去により即時にゼロに戻る）に密接に従 うために、作動器が動作されない時正確に同一初期位置に戻る。これは、スイッ チの繰り返し動作を保証するために重要である。可視及びＵＶ光への透過性は、 後述される如く、スイッチの製造能力において重要性を有する。

本発明のスイッチを製造する方法は、第８図を参照して理解される。

基板２０を形成する（形状ガラス部材は、アクセス開口２８を設けるために穴を あけられる。固定及び可動切り換え部材を形成するために、く形状ガラス部材Ｇ の主要表面Ｍと側面りは、所定の光学釣手たん仕上げ、好ましくは、インチ毎１ 波長より良好な仕上げに光学的に研磨及び研削される。側面りは、主要表面Ｍに 直交して研削される。曲がりゾーンＢは、表面Ｍにおいて溝５４を研削すること により、部材Ｇにおいて規定される。スベーづ−４８と台５２が、基板２０に取 り付けられ、そして部材Ｇは、上記のＵＶ硬化性接着剤を使用してスペーサー４ ８と台５２に取り付けられる。接着剤の層が、スペーサーと台の各々の上面と下 面に設けられる。基板、スペーサー、台とガラス部材Ｇは、所望の関係におかれ るように点線に沿って合わせられ、そして締め付は圧力が、適切な固定具によっ て加えられる。締め付は力は、スペーサー４８と部材Ｇと基板２０の間と、台５ ２と部材Ｇと基板２０の間の全界面に一様に接着剤を広げるように調整される。

締め付は圧力が加えられた時、接着剤の広がりは、一様性を保証するために部材 を通して視覚的に観察される。

締め付は圧力を軽減して、接着剤が点検され、部材が平行であり、ねじり又は曲 げ応力が導入されていない如く一様厚が検証される。接着剤は、適切な期間紫外 線の下で硬化される。

次に、ガラス部材Ｇが、ダイヤモンドのこぎりの如く、適切な切断装置を使用し て線Ｓに沿って切断され、これにより固定部材１６と可動部材１８を規定する。

ガラス部材Ｇの側面りは光学的に平たんであるために、固定部材１６における側 面３４と可動部材１８における側面４２は、光学的に平たんである。さらに、こ れらの表面は一体的であったために、切断後は共面である。作動器９４と止め具 １０２と１０４が、その後、上記の位置に取り付けられる。

第４Ａ図、第４Ｂ図、第５Ａ図、第５Ｂ図と第５Ｃ図を参照することにより、フ ァイバーがそれぞれの固定及び可動部材に装着される方法が、さらに明確に理解 される。好ましい場合に、ファイバー６０．８２と８４のすべてが位置付けられ 、そして接着剤が整合固定具１１４を使用して同時操作において硬化される。固 定具１１４は、２つの装着された金属片１１４Ａと１１４Ｂから形成しである。

固定具１１４は、ガラス又は適切な剛性材料から作製される。整合固定具１１４ は、表面１１８．１２０と１２２を有する。表面１１′８．１２２は、好ましく は、光学的に平たんである。表面１１８と１２０は、以後明確にされる目的のた めに、ＧＣＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社製の５ｉｌｉｃｏｎｅ　Ｒｕｂｂｅｒ　Ａ ｄｈｅｓｉｖｅ　５ｅａｌａｎｔ　Ｎｏ、１０−１５０の如くはく離削で処理さ れる。固定具１１４における表面１２０と１２２は、それぞれ、固定部材１６に おける表面３４と３０と、それぞれ可動部材１８における表面４２と３８に平行 に位置するように配置しである。整合固定具１１４は、組み立て中可動部材１８ を変位させるために使用される貫通して延びているマイクロメーターねじ１１６ を有する。

第４Ａ図と第５Ａ図を参照して、ファイバー６０を固定部材１６（第４Ａ図）の 側面３４に位置付け、かつファイバー８２．８４を可動部材１８（第５Ａ図）に 位置付けるために、整合固定具１１４が、部材１６と１８に関して所定位置に置 かれる。第４Ａ図から見られる如く、固定具１１４の表面１２０と１２２が固定 部材１６のそれぞれの表面３４と３０と接触された時、表面１１８は、基準縁３ ６から距離１２８にある。

固定具１１４における表面１１８と固定部材１６の側面３４の交差部分は、かど １３０を形成している。

相応して、第５Ａ図に見られる如（、固定具１１４の表面１２０と１２２が可動 部材１８のそれぞれの表面４２と３８と接触された時、表面１１８は、基準縁４ ４から同一距離１２８にある。表面１１８と、第５Ｂ図に見られた可動部材１８ の側面４２の交差部分は、かど１３４を形成している。

第４Ａ図に見られる如く、ファイバー６０が、典型的に１ないし５グラムの締め 付は力により、かど１３０に位置し、その結果表面３４と１１８の両方に接して 位置する時、ファイバー６０の軸６０Ａは、基準縁３６から所定距離７２に正確 に位置する。前述から、距離１２８とファイバー６０の半径の合計は、オフセッ ト距離７２に等しいことが理解される。

第５Ｂ図において最良に見られる如く、マイクロメーターねじ１１６は、可動部 材１８の自由端部、すなわち、固定部材１６に隣接した非装着端部を、ファイバ ー６０の距離の１．２５倍に等しい距離１２６だけ変位させるように調整される 。典型的に、単一モードファイバーに対し−て、距離１２６は、１５０ミクロン の次元である。理解される如＜、１（１，００）ファイバー直径の可動部材１８ の変位は、可動部材１８が非作動位置にある時、ファイバー８４をファイバー６ ０と整列させる。

さらに４分の１　（０，２５）ファイバー直径の変位は、部材１８が非作動位置 にある時、止め具１０４に対して部材１８を予備負荷する。

ファイバー８２が、典型的に１ないし５グラムの締め付は力により、かどに位置 し、その結果表面４２と１１８の両方に接して位置する時、ファイバー８２の軸 は、基準縁４４から所定距離９ｏに正確に位置する。

前述から、距離１２８とファイバー８２の半径の合計から変位距離１２６を控除 した値は、オフセット距離９０に等しいことが理解される。

第５Ｂ図に見られた如く、ファイバー８４は、ファイバー８２に隣接してほぼ接 して位置し、ファイバー８４の軸８４Ａ（少なくとも先端部分８４Ｌ）は、ファ イバー８２の軸８２Ａに平行である。

ファイバー６０がそのように位置付けられ、そして固定具１１４がなお位置にあ ると、上記のＵｖ硬化性接着剤の如く一滴の接着剤が、ファイバー６０と表面３ ４の間の点１３８に付けられる。毛細管作用が、ファイバー６０の下に流動性接 着剤を広げさせる。

ファイバー８２と８４が第５Ｂ図に示された如く位置付けられ、かつ固定具１１ ４がなお位置にあると、同一接着剤の最初の一滴が、ファイバー８４と表面４２ の間の点１４０に付けられ、そして接着剤の第２の一滴が、ファイバー８２と８ ４の間の点４２に付けられる。毛細管作用により、流動性接着剤はファイバー８ ２と８４の下と間と空間１４４に広げられる。

接着剤は硬化される。硬化された時、固定具１１４は、除去される。

は（離削の存在は、接着剤が固定具１１４の表面１１４と１２０に粘着するのを 防止する。固定部材１６の結果の構造は、第４Ｂ図に示され、一方、可動部材の 結果の構造は、第５Ｃ図に示される。硬化された接着剤隅肉は、再び、それぞれ 、文字６８と８６によって示される。

適切な基準縁に関してファイバーを正確に装着したならば、止め具１０２と１０ ４が調整される。第６図に見られた如（、止め具１０４は、ファイバー８２又は ８４の一方の軸、例えば、ファイバー８４の軸８４Ａは、ファイバー６０の軸６ ０Ａと実質的に共線であるように調整される。上記の如く、ファイバー８４が縁 ４４から傾斜されるために、軸８４Ａは、小面６０Ｆと８４Ｆの間のギャップに おいて軸６０Ａに交差し、そしてこのため、用語「実質的に共線」は、ファイバ ー８４と６０の軸の間の関係を記述するために使用される。この整合は、作動器 が動作されず、かつ可動部材１８が非作動位置にある時発生する。同様に、第７ 図に示された如く、作動器９４が付勢され、可動部材が作動位置に変位され、そ して止め具１０２が、他方のファイバーの軸、すなわち、ファイバー８２の軸８ ２Ａが、ファイバー６０の軸６０Ａとできる限り共線になるように位置するよう に調整される。しかし、正確な共線性が軸８２Ａ、６０Ａの間で達成されないと しても、これらの軸は、軸８２Ａがファイバ一端小面６０Ｆと８２Ｆの間のギャ ップにおいて軸６０Ａに交差するために、なお実質的に共線である。記載された 調整中、ファイバーが共線的に整列されることを検証するために、光が、ファイ バー６０の自由端部に導入され、そしてファイバー８２と８４の自由端部におけ る光強度が、場合に応じて測定される。止め具が最大光透過のために調整される 。

注目すべき点は、ファイバーを互いに関して最適整合にある如く、部材に取り付 けることである。一つの位置において、ファイバーの軸、例えば、８２Ａ、６０ Ａは、物理的に可能な限り共線に近い。第２位置において、軸８４Ａ、６０Ａは 、ファイバー８４がファイバー８２に平行に取り付けられるという事実のために 、実質的に共線である。（軸８２Ａ、８４Ａが平行であるために、それらは、軸 ６０Ａと最適には整列しない。） いったん調整が完了したならば、仕上げされたスイッチは、単殊又は複数で適切 な密封包囲体にパッケージされる。

動作において、作動器９４の動作又は不動作は、ファイバー８２又は８４の軸８ ２Ａ又は８４Ａをそれぞれファイバー６０の軸６０Ａと共線にさせる。

本発明を理解した技術における当業者は、多数の修正を行うことができる。その ような修正は、添付の請求の範囲によって規定された如く、国際調査報告

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. １．基板と、 接着剤により基板に取り付けた固定部材であり、所定部分で光学的に平たんな側 面を有する固定部材と、 第１及び第２端部を有する可動部材であり、可動部材は第２端部において接着剤 で基板に取り付けられ、可動部材は所定部分で光学的に平たんな側面を有し、可 動部材は、光学的平たん部分が固定部材の光学的平たん部分と共面である如く取 り付けられた可動部材と、端面を有する第１ファイバーであり、端面に隣接する 第１ファイバーの所定部分が、固定部材の側面の光学的平たん部分に取り付けら れ、ファイバーの所定部分が軸を有する第１ファイバーと、第１端部に隣接した 可動部材の側面の光学的平たん部分に取り付けた第２ファイバーであり、第２フ ァイバーは端面を有し、端面に隣接した第２ファイバーの所定部分が軸を有する 第２ファイバーとを具備し、可動部材が、位置の一方を占める時，ファイバーの 軸が共線に整列する如く、第１位置から第２位置に固定部材に関して片持ち式に 可動であり、更に、第１位置から第２位置に可動部材を変位させるために可動部 材に物理的に接触する作動器を具備し、 固定及び可動部材が、（１）低熱膨張係数を示す、（２）等方熱膨張特性を有し 、（３）ひずみが、加えれれた応力に直線的に応答し、かつ応力の除去により即 時にゼロに戻り、そして（４）可視及び紫外線放射を透過する材料から製造され ていることを特徴とするファイバーオプティックスイッチ。
2. ２．可動部材の側面に取り付けた第３ファイバーであり、第３ファイバーは端面 を有し、端面に隣接した第３ファイバーの所定部分が軸を有する第３ファイバー をさらに具備し、 第２及び第３ファイバーの所定部分が互いに隣接して位置し、かつ第２及び第３ ファイバーの所定部分の軸が互いに平行に配置されるように取り付けられ、 可動部材が位置の他方を占める時、第１及び第３ファイバーの軸が実質的に共線 で整列する請求の範囲１に記載のファイバーオプティックスイッチ。
3. ３．可動部材の動作を制限する止め部材をさらに具備する請求の範囲２に記載の ファイバーオプティックスイッチ。
4. ４．可動部材の動作を制限する止め部材をさらに具備する請求の範囲１に記載の ファイバーオプティックスイッチ。
5. ５．可動部材が第１及び第２主要表面を有し、作動器が、第１主要表面に対して 所定の点において作用するように配置され、止め具が、作動器が可動部材の第１ 主要表面に対して作用する所定の点と正反対の点において可動部材の第２主要表 面に対して作用するように配置される請求の範囲４に記載のファイバーオプティ ックスイッチ。
6. ６．可動部材が第１及び第２主要表面を有し、作動器が、第１主要表面に対して 所定の点において作用するように配置され、止め具が、作動器が可動部材の第１ 主要表面に対して作用する所定の点と正反対の点において可動部材の第２主要表 面に対して作用するように配置される請求の範囲３に記載のファイバーオプティ ックスイッチ。
7. ７．可動部材が第１及び第２主要表面を有し、作動器が、第１主要表面に対して 所定の点において作用するように配置され、止め具が、作動器が作用する所定の 点から間隔をあけた点において第１主要表面に対して作用するように配置される 請求の範囲４に記載のファイバーオプティックスイッチ。
8. ８．可動部材が第１及び第２主要表面を有し、作動器が、第１主要表面に対して 所定の点において作用するように配置され、止め具が、作動器が作用する所定の 点から間隔をあけた点において第１主要表面に対して作用するように配置される 請求の範囲３に記載のファイバーオプティックスイッチ。
9. ９．第２止め具をさらに具備し、第２止め具は、作動器が可動部材の第１主要表 面に対して作用する所定の点と正反対の点において可動部材の第２主要表面に対 して作用するように配置される請求の範囲８に記載のファイバーオプティックス イッチ。
10. １０．第２止め具をさらに具備し、第２止め貝は、作動器が可動部材の第１主要 表面に対して作用する所定の点と正反対の点において可動部材の第２主要表面に 対して作用するように配置される請求の範囲７に記載のファイバーオプティック スイッチ。
11. １１．可動部材が、第２端部に隣接して配置した曲がりゾーンを有する請求の範 囲２に記載のファイバーオプティックスイッチ。
12. １２．可動部材が、第２端部に隣接して配置した曲がりゾーンを有する請求の範 囲１に記載のファイバーオプティックスイッチ。
13. １３．可動部材が、第１及び第２主要表面を有し、作動器が、所定の点において 第１主要表面に対して作用するように配置され、 曲がりゾーンが、可動部材の第２主要表面に配置した溝によって規定される請求 の範囲１２に記載のファイバーオプティックスイッチ。
14. １４．可動部材が、第１及び第２主要表面を有し、作動器が、所定の点において 第１主要表面に対して作用するように配置され、 曲がりゾーンが、可動部材の第２主要表面に配置した溝によって規定される請求 の範囲１１に記載のファイバーオプティックスイッチ。
15. １５．固定及び可動部材が、ホウケイ酸ガラスで製造される請求の範囲４に記載 のファイバーオプティックスイッチ。
16. １６．固定及び可動部材が、ホウケイ酸ガラスで製造される請求の範囲３に記載 のファイバーオプティックスイッチ。
17. １７．固定及び可動部材が、ホウケイ酸ガラスで製造される請求の範囲２に記載 のファイバーオプティックスイッチ。
18. １８．固定及び可動部材が、ホウケイ酸ガラスで製造される請求の範囲１に記載 のファイバーオプティックスイッチ。
19. １９．（ａ）光学的平たんな仕上げに部材の第１表面の少なくとも１部分を研削 及び研磨し、第１表面が部材の第２表面に関して実質的に直交し、部材が第１及 び第２端部を有する段階と、（ｂ）各端部における第２表面に沿って部材を基板 に取り付ける段階と、（ｃ）第１及び第２部分に部材を切断し、部分の少なくと も一方は、基板に関して可動である段階と、 （ｄ）可動部分が他方の部分に関して所定位置を占める時、ファイバーの軸が共 線に整列する如く、部分の各々にファイバーを装着する段階とを含むことを特徴 とするファイバーオプティックスイッチを製造する方法。
20. ２０．部材が、（１）低熱膨張係数を示し、（２）等方熱膨張特性を有し、（３ ）ひずみが、加えれれた応力に直線的に応答し、そして（４）可視及び紫外線放 射を透過する材料から製造され、そしてこの場合取り付け段階（ｂ）自体が、 （ｂ１）部材の各端部において第２表面と基板の間に接着剤を塗布する段階と、 （ｂ２）基板に部材を接触させる段階と、（ｂ３）接着剤を広げるために部材と 基板に圧力を印加する段階と、（ｂ４）部材の各端部において一様厚への接着剤 の一様な広がりを検証するために、圧力を軽減して、接着剤を点検する段階と、 （ｂ５）接着剤を硬化させる段階とを含む請求の範囲１９に記載の方法。
21. ２１．請求の範囲２０に記載のプロセスにより製造される製品。
22. ２２．請求の範囲１９に記載のプロセスにより製造される製品。