JPH05134128A - カーボンコート光フアイバの接続方法 - Google Patents
カーボンコート光フアイバの接続方法Info
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- JPH05134128A JPH05134128A JP29864391A JP29864391A JPH05134128A JP H05134128 A JPH05134128 A JP H05134128A JP 29864391 A JP29864391 A JP 29864391A JP 29864391 A JP29864391 A JP 29864391A JP H05134128 A JPH05134128 A JP H05134128A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】カーボンコート光ファイバのカーボンがファイ
バ内に侵入しないように除去し、融着接続した後、金属
被膜でコートして水や水素のファイバ内への侵入を防止
する。 【構成】カーボンコート光ファイバ１の接続部２の表面
のカーボンを完全に除去してから融着接続し、つぎに接
続部２のカーボンを除去した部分に金属被膜３を形成
し、これを１次加熱した後、さらに２次加熱して緻密な
金属膜を形成する。
バ内に侵入しないように除去し、融着接続した後、金属
被膜でコートして水や水素のファイバ内への侵入を防止
する。 【構成】カーボンコート光ファイバ１の接続部２の表面
のカーボンを完全に除去してから融着接続し、つぎに接
続部２のカーボンを除去した部分に金属被膜３を形成
し、これを１次加熱した後、さらに２次加熱して緻密な
金属膜を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はカーボンコート光ファイ
バの融着接続、特に接続部の被覆に関する。
バの融着接続、特に接続部の被覆に関する。
【０００２】
【従来の技術】カーボンコート光ファイバは、ガラス表
面を熱分解法等で形成されたカーボン層で覆った光ファ
イバで、そのカーボン膜により水や水素のガラスヘの浸
入が抑えられるため、疲労による強度低下や水素浸入に
よる損失増加を防止でき、光ファイバの長期信頼性を向
上できるという優れた特性を有する光ファイバである。
このようなカーボンコート光ファイバを融着接続する
際、融着部へのカーボン等の不純物の混入を避けるた
め、あらかじめ接続部のカーボン層を酸化等により除去
した後、融着するという方法が一般的である。この場
合、接続部にもカーボン被覆を施しガラス表面に水の吸
着を抑える必要がある。この防止策として、Ｃ０2レー
ザーによって接続部（通常５〜２０ｍｍ）のみ局所的に
加熱し、密閉した容器に炭化水素等の原料ガスを導入し
て化字蒸着（ＣＶＤ法）により再度カーボンコーティン
グを施すという試みがなされている。
面を熱分解法等で形成されたカーボン層で覆った光ファ
イバで、そのカーボン膜により水や水素のガラスヘの浸
入が抑えられるため、疲労による強度低下や水素浸入に
よる損失増加を防止でき、光ファイバの長期信頼性を向
上できるという優れた特性を有する光ファイバである。
このようなカーボンコート光ファイバを融着接続する
際、融着部へのカーボン等の不純物の混入を避けるた
め、あらかじめ接続部のカーボン層を酸化等により除去
した後、融着するという方法が一般的である。この場
合、接続部にもカーボン被覆を施しガラス表面に水の吸
着を抑える必要がある。この防止策として、Ｃ０2レー
ザーによって接続部（通常５〜２０ｍｍ）のみ局所的に
加熱し、密閉した容器に炭化水素等の原料ガスを導入し
て化字蒸着（ＣＶＤ法）により再度カーボンコーティン
グを施すという試みがなされている。
【０００３】一方、光ファイバに金属を被覆して、ガラ
ス表面への水の吸着を防止し、強度低下を抑えるという
方法も従来からなされている。光ファイバ表面に金属を
被覆する方法としては、ディップ法、物理蒸着法（ＰＶ
Ｄ法）、ＣＶＤ法等がある。この中でＰＶＤ法が均一な
薄膜を比較的容易に形成できるという点で多く検討がな
されており、例えば特開昭62-143848に示されている様
に、ＰＶＤで金属を被覆した後、ヒータで加熱し、再結
晶を起こさせ緻密化させるという試みがなされている。
ス表面への水の吸着を防止し、強度低下を抑えるという
方法も従来からなされている。光ファイバ表面に金属を
被覆する方法としては、ディップ法、物理蒸着法（ＰＶ
Ｄ法）、ＣＶＤ法等がある。この中でＰＶＤ法が均一な
薄膜を比較的容易に形成できるという点で多く検討がな
されており、例えば特開昭62-143848に示されている様
に、ＰＶＤで金属を被覆した後、ヒータで加熱し、再結
晶を起こさせ緻密化させるという試みがなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術におい
て、ＣＯ2レーザーを使用する理由は、通常の光ファイ
バは有機樹脂を被覆してあり、接続はこの樹脂を除去し
た後に行なわれるが、この樹脂は熱に弱いため、接続部
のみ局所的に加熱する必要があるからである。しかしな
がら密閉した容器を使用する等装置が大がかりで高価に
なるばかりで無く、化学反応を制御する必要があるた
め、再現性を得るのが難しいという問題があった。又、
ＰＶＤ法で形成された薄膜は粒子構造が細かな粒状ある
いは柱状となりやすく、そのため単に加熱するだけでは
十分緻密な膜が形成されるとはかぎらないという問題が
あった。
て、ＣＯ2レーザーを使用する理由は、通常の光ファイ
バは有機樹脂を被覆してあり、接続はこの樹脂を除去し
た後に行なわれるが、この樹脂は熱に弱いため、接続部
のみ局所的に加熱する必要があるからである。しかしな
がら密閉した容器を使用する等装置が大がかりで高価に
なるばかりで無く、化学反応を制御する必要があるた
め、再現性を得るのが難しいという問題があった。又、
ＰＶＤ法で形成された薄膜は粒子構造が細かな粒状ある
いは柱状となりやすく、そのため単に加熱するだけでは
十分緻密な膜が形成されるとはかぎらないという問題が
あった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の問題点を
解決するカーボンコート光ファイバの接続方法を提供す
るものでその特徴は図１，２に示す如く、カーボンコー
トされた光ファイバ１の端部カーボンを除去して融着接
続し、除去された接続部２に金属被膜３を形成した後、
該金属被膜を一次加熱し引続き二次加熱する方法であ
る。
解決するカーボンコート光ファイバの接続方法を提供す
るものでその特徴は図１，２に示す如く、カーボンコー
トされた光ファイバ１の端部カーボンを除去して融着接
続し、除去された接続部２に金属被膜３を形成した後、
該金属被膜を一次加熱し引続き二次加熱する方法であ
る。
【０００６】ここで、一次加熱及び二次加熱の手段が赤
外線加熱、高周波誘導加熱又はレーザー光加熱であれば
金属被膜の部分のみを局部的に加熱することができるの
で好ましい。
外線加熱、高周波誘導加熱又はレーザー光加熱であれば
金属被膜の部分のみを局部的に加熱することができるの
で好ましい。
【０００７】又、一次加熱温度が被膜金属の融点（絶対
温度）の０．１〜１．０倍、好ましくは０．３〜０．６
倍であること、二次加熱温度が一次加熱温度の少なくと
も５０℃以上であると効果的である。
温度）の０．１〜１．０倍、好ましくは０．３〜０．６
倍であること、二次加熱温度が一次加熱温度の少なくと
も５０℃以上であると効果的である。
【０００８】金属被覆の方法として無電解メッキ法、ス
パッタリング法、真空蒸着法又はプラズマＣＶＤ法は上
記接続部分近傍のみを被覆できるので本発明の実現に対
して好ましいものである。
パッタリング法、真空蒸着法又はプラズマＣＶＤ法は上
記接続部分近傍のみを被覆できるので本発明の実現に対
して好ましいものである。
【０００９】
【作用】無電解メッキやスパッタリング等の方法は比較
的簡便な装置で、しかも低温で金属薄膜を形成すること
ができる。このため接続部両脇の有機樹脂に与えるダメ
ージはほとんどない。この金属薄膜をその金属の融点
（絶対温度）の０．１倍以上１倍以下、好ましくは０．
３倍以上０．６倍以下の温度（この温度範囲は再結晶の
進行速度が大きい）で加熱し再結晶させる。再結晶（１
次再結晶）直後の結晶粒径は一般に小さく、更に高温で
長時間の加熱により大きくなるので、さらにこれより高
温で加熱を行ない、２次再結晶（コースニング）を起こ
す。この様な熱処理により粒径の大きい、すなわち粒界
面積の小さい、しかも粒界間隙のほとんどない緻密な金
属薄膜が形成できる。
的簡便な装置で、しかも低温で金属薄膜を形成すること
ができる。このため接続部両脇の有機樹脂に与えるダメ
ージはほとんどない。この金属薄膜をその金属の融点
（絶対温度）の０．１倍以上１倍以下、好ましくは０．
３倍以上０．６倍以下の温度（この温度範囲は再結晶の
進行速度が大きい）で加熱し再結晶させる。再結晶（１
次再結晶）直後の結晶粒径は一般に小さく、更に高温で
長時間の加熱により大きくなるので、さらにこれより高
温で加熱を行ない、２次再結晶（コースニング）を起こ
す。この様な熱処理により粒径の大きい、すなわち粒界
面積の小さい、しかも粒界間隙のほとんどない緻密な金
属薄膜が形成できる。
【００１０】加熱時間は被覆する金属及び被覆厚さ等に
よっても異なるが、１次再結晶の場合は３０秒以上、２
次再結晶の場合は１０分以上が好ましい。被覆する金属
の厚さは目的により任意でよいが、成膜時間、ガラスフ
ァイバヘのダメージ等を考慮すると０．０５〜５μｍ程
度が適当である。被覆金属としてはＡｕ，Ａｇ，Ｎｉ，
Ｗ，Ｍｏ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｃｄ，Ｐｂ，Ｐｔ，Ｍｇ，ｌｎ
等の金属及び合金を用いることができるが、実際には融
点がなるべく低く、貴な金属を用いることが望ましい。
よっても異なるが、１次再結晶の場合は３０秒以上、２
次再結晶の場合は１０分以上が好ましい。被覆する金属
の厚さは目的により任意でよいが、成膜時間、ガラスフ
ァイバヘのダメージ等を考慮すると０．０５〜５μｍ程
度が適当である。被覆金属としてはＡｕ，Ａｇ，Ｎｉ，
Ｗ，Ｍｏ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｃｄ，Ｐｂ，Ｐｔ，Ｍｇ，ｌｎ
等の金属及び合金を用いることができるが、実際には融
点がなるべく低く、貴な金属を用いることが望ましい。
【００１１】ここで重要なのは、その加熱方法であり、
両脇の樹脂に影響を与えず、接続後の被覆部のみ加熱す
る方法として、赤外線ランプによる集中加熱、高周波誘
導による加熱、Ｃ０2レーザー等による加熱方法が考え
られるが、この中でも赤外線を集光させて加熱する方法
は、簡便でしかも装置が安価であるため好ましい。
両脇の樹脂に影響を与えず、接続後の被覆部のみ加熱す
る方法として、赤外線ランプによる集中加熱、高周波誘
導による加熱、Ｃ０2レーザー等による加熱方法が考え
られるが、この中でも赤外線を集光させて加熱する方法
は、簡便でしかも装置が安価であるため好ましい。
【００１２】
（実施例１）図１は接続部に金属被覆を施したカーボン
コート光ファイバの断面図である。カーボンコート光フ
ァイバ１の端部のカーボン被膜を除去して融着接続した
接続部２の表面には被覆金属３として銅を用い、無電解
メッキ法によって、厚さ約１μｍにコーティングした。
無電解メッキ法は対象物の表面で金属イオンを還元析出
させて金属の薄膜をつける方法で、外部電源を必要とせ
ず、非導電性の素材をも対象物とすることができるとい
った利点がある。この金属被覆部分を図２に示すような
装置で加熱した。尚、図２に示す装置は一例であり、方
法を制限するものではない。チャンバー１１には窓１
２、パージガス導入管１４、排気管１５、シール部材兼
ファイバ保持部材１３、遮光材１６がそれぞれ取付けら
れている。チャンバー１１にはステンレス、窓材１２に
は石英ガラス、シール部材１３にはバイトン等のゴムを
それぞれ用いた。パージガス導入管１４からはＨｅ，Ａ
ｒ，Ｎ2等の不活性ガスを導入し、チャンバー内部を無
酸素雰囲気に保つ。これはカーボンの酸化を防ぐためで
ある。もちろんこの目的のために排気管１５から真空ポ
ンプ（図示せず）で引き、チャンバー内部を真空に保つ
ことも可能である。赤外線ランプ１０をミラー１７（通
常金メッキを施してある）で集光し、接続部２の両脇の
樹脂４やカーボン被覆部１を加熱しないように被覆金属
部に焦点を合わせ約２００℃で約１分間加熱し、さらに
約６００℃で約３０分間加熱した。念のために遮光材１
６を据えつけた。樹脂の部分を水冷等で冷却する装置
（図示せず）を付設しても良い。
コート光ファイバの断面図である。カーボンコート光フ
ァイバ１の端部のカーボン被膜を除去して融着接続した
接続部２の表面には被覆金属３として銅を用い、無電解
メッキ法によって、厚さ約１μｍにコーティングした。
無電解メッキ法は対象物の表面で金属イオンを還元析出
させて金属の薄膜をつける方法で、外部電源を必要とせ
ず、非導電性の素材をも対象物とすることができるとい
った利点がある。この金属被覆部分を図２に示すような
装置で加熱した。尚、図２に示す装置は一例であり、方
法を制限するものではない。チャンバー１１には窓１
２、パージガス導入管１４、排気管１５、シール部材兼
ファイバ保持部材１３、遮光材１６がそれぞれ取付けら
れている。チャンバー１１にはステンレス、窓材１２に
は石英ガラス、シール部材１３にはバイトン等のゴムを
それぞれ用いた。パージガス導入管１４からはＨｅ，Ａ
ｒ，Ｎ2等の不活性ガスを導入し、チャンバー内部を無
酸素雰囲気に保つ。これはカーボンの酸化を防ぐためで
ある。もちろんこの目的のために排気管１５から真空ポ
ンプ（図示せず）で引き、チャンバー内部を真空に保つ
ことも可能である。赤外線ランプ１０をミラー１７（通
常金メッキを施してある）で集光し、接続部２の両脇の
樹脂４やカーボン被覆部１を加熱しないように被覆金属
部に焦点を合わせ約２００℃で約１分間加熱し、さらに
約６００℃で約３０分間加熱した。念のために遮光材１
６を据えつけた。樹脂の部分を水冷等で冷却する装置
（図示せず）を付設しても良い。
【００１３】加熱する前と加熱後とで顕微鏡観察及びＸ
線回折により組織を調べた結果、結晶粒径が増大し、配
向性が増加していることを確認した。また接続部を保護
するため図３に示すように合成樹脂５でモールドした。
耐水性を確認するため、２３℃、湿度５０％の雰囲気
で、歪み速度：１％／ｍｉｎ，１０％／ｍｉｎ，５０％
／ｍｉｎ，１００％／ｍｉｎの４水準で引張試験を行な
い、動疲労特性を調べた結果、図４に示す様に、疲労に
対する抵抗力を示すパラメータ”ｎ”は１５０以上で、
ガラス表面への水分吸着による疲労の加速現象は認めら
れず、優れた耐水性を有していることを確認した。これ
に対して接続部に被覆のないものはｎ＝２５であり、カ
ーボンコーティングを施していない通常のファイバと同
等であった。
線回折により組織を調べた結果、結晶粒径が増大し、配
向性が増加していることを確認した。また接続部を保護
するため図３に示すように合成樹脂５でモールドした。
耐水性を確認するため、２３℃、湿度５０％の雰囲気
で、歪み速度：１％／ｍｉｎ，１０％／ｍｉｎ，５０％
／ｍｉｎ，１００％／ｍｉｎの４水準で引張試験を行な
い、動疲労特性を調べた結果、図４に示す様に、疲労に
対する抵抗力を示すパラメータ”ｎ”は１５０以上で、
ガラス表面への水分吸着による疲労の加速現象は認めら
れず、優れた耐水性を有していることを確認した。これ
に対して接続部に被覆のないものはｎ＝２５であり、カ
ーボンコーティングを施していない通常のファイバと同
等であった。
【００１４】また直径５ｍｍ〜３０ｍｍの種々の径を有
した金属棒の外周に以下に示す種々のファイバを巻きつ
け、６０℃の温水中に浸漬して、ｎ値を測定したとこ
ろ、接続部に被覆のないものはｎ＝１８〜２４、接続部
に被覆を施し加熱を行わなかったものはｎ＝３５〜４
０、接続部に被覆を行い、かつ１次加熱のみ行ったもの
はｎ＝５０〜６０、そして本発明の如く接続部に被覆を
行い、１次加熱及び２次加熱を行ったものはｎ≧１００
と他のものより優れていることを確認した。
した金属棒の外周に以下に示す種々のファイバを巻きつ
け、６０℃の温水中に浸漬して、ｎ値を測定したとこ
ろ、接続部に被覆のないものはｎ＝１８〜２４、接続部
に被覆を施し加熱を行わなかったものはｎ＝３５〜４
０、接続部に被覆を行い、かつ１次加熱のみ行ったもの
はｎ＝５０〜６０、そして本発明の如く接続部に被覆を
行い、１次加熱及び２次加熱を行ったものはｎ≧１００
と他のものより優れていることを確認した。
【００１５】（実施例２）被覆金属にアルミニウムを用
い、スパッタリング法により、厚さ約１μｍにコーティ
ングを施した。スパッタリングは１０-2〜１０-3［Ｐ
ａ］程度の低圧下でＡｒイオンにより行った。これを実
施例１と同様に赤外線ランプで約２３０℃に１分間加熱
し、更に５００℃で１時間加熱した。実施例１と同様の
評価を行なった結果、この場合も耐水性の優れた緻密な
金属膜の形成を確認できた。
い、スパッタリング法により、厚さ約１μｍにコーティ
ングを施した。スパッタリングは１０-2〜１０-3［Ｐ
ａ］程度の低圧下でＡｒイオンにより行った。これを実
施例１と同様に赤外線ランプで約２３０℃に１分間加熱
し、更に５００℃で１時間加熱した。実施例１と同様の
評価を行なった結果、この場合も耐水性の優れた緻密な
金属膜の形成を確認できた。
【００１６】本発明の方法によりカーボンコート光ファ
イバを接続することにより接続部には緻密な金属被膜を
形成することができ、信頼性の高い光ファイバを得るこ
とができる。
イバを接続することにより接続部には緻密な金属被膜を
形成することができ、信頼性の高い光ファイバを得るこ
とができる。
【図１】本発明の方法により接続した光ファイバの断面
図である。
図である。
【図２】本発明における加熱方法の具体例の説明図であ
る。
る。
【図３】本発明の方法により接続した光ファイバの他の
断面図である。
断面図である。
【図４】ひずみ速度に対する引張破断強度試験結果の一
例を示す図である。
例を示す図である。
１：カーボンコート光ファイバ ２：光ファイバの接続部 ３：金属被覆膜 ４：樹脂を被覆した光ファイバ ５：樹脂モールド 10：赤外線ランプ 11：チャンバ 12：窓 13：シール兼ファイバ保持部 14：パージガス導入管 15：排気管 16：遮光材 17：ミラー
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年１１月９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】
【発明の効果】本発明の方法によりカーボンコート光フ
ァイバを接続することにより接続部には緻密な金属被膜
を形成することができ、信頼性の高い光ファイバを得る
ことができる。
ァイバを接続することにより接続部には緻密な金属被膜
を形成することができ、信頼性の高い光ファイバを得る
ことができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤田 勇 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 吉澤 信幸 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 カーボンコートされた光ファイバの端部
のカーボンを除去して融着接続し、除去された接続部に
金属被膜を形成した後、該金属被膜を一次加熱し、引続
き二次加熱することを特徴とするカーボンコート光ファ
イバの接続方法。 - 【請求項２】 一次加熱及び二次加熱の手段が赤外線加
熱、高周波誘導加熱又はレーザ光加熱であり、前記金属
被膜の部分のみを局部的に加熱することを特徴とする請
求項１記載のカーボンコート光ファイバの接続方法。 - 【請求項３】 一次加熱温度が被膜金属の融点（絶対温
度）の０．１〜１．０倍、好ましくは０．３〜０．６倍
であることを特徴とする請求項１又は２記載のカーボン
コート光ファイバの接続方法。 - 【請求項４】 二次加熱温度が一次加熱温度の少なくと
も５０℃以上であることを特徴とする請求項１，２又は
３記載のカーボンコート光ファイバの接続方法。 - 【請求項５】 金属被覆の方法が無電解メッキ法、スパ
ッタリング法、真空蒸着法又はプラズマＣＶＤ法である
ことを特徴とする請求項１記載のカーボンコート光ファ
イバの接続方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29864391A JP3073573B2 (ja) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | カーボンコート光ファイバの接続方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29864391A JP3073573B2 (ja) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | カーボンコート光ファイバの接続方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05134128A true JPH05134128A (ja) | 1993-05-28 |
| JP3073573B2 JP3073573B2 (ja) | 2000-08-07 |
Family
ID=17862395
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29864391A Expired - Fee Related JP3073573B2 (ja) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | カーボンコート光ファイバの接続方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3073573B2 (ja) |
-
1991
- 1991-11-14 JP JP29864391A patent/JP3073573B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3073573B2 (ja) | 2000-08-07 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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