JPH05508033A - 小型光ファイバ湾曲方法及び装置 - 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】 小型光フアイバ湾曲方法及び装置 技術分野 本発明は、新規なファイバルーチング部品類に関する。また、本発明は光パワー 損失をわずかに抑え且つファイバを壊したりその寿命を縮めることなく光ファイ バを湾曲させる技術に関する。更に本発明は、電子−光部品及び光フアイバ部品 の体積を大幅に減少させるパッケージング技術に関する。本発明は更にまた、破 過や先パワー損失を生じさせずに光ファイバをねじる技術に関する。

発明の背景 グラス光フアイバケーブルをパネル接続する作業は、面倒で不完全となる場合が しばしばある。−例としては、多数の並列配置型ファイバケーブルの端部がパネ ル面に接続される通信ネットワーク用バッチパネルが挙げられる。ガラスファイ バの機械的破過や信号損失を回避するために、ケーブル群内で外方に伸長した各 ケーブルは、接続部から緩やかに湾曲させなければならない。自動車などの限定 空間内にファイバケーブルを配線する場合にも、同様な問題が生じる。

従って、パッケージ内のガラスファイバを上述したような大半径で湾曲しなけれ ばならないために、光フアイバ装置のパッケージは大型化して取扱いにくくなる ことが多かった。

発明の概要 本発明の一実施例において、我々は短いファイバ距離で−の軸から他の軸へ再指 向させる小型ルーチング装置を実用化し、これによって光ファイバのルーチング を大幅に改善できた。

このような多くの構成を実現するため、湾曲ファイバ部は、或時間にわたって機 械的破損等を低減させるよう特殊処理が施される。

用いられる装置や特定処理によって、１０％程度の湾曲損失が許容され、或いは 湾曲損失量を最小限に抑制可能である。こうした処理には、径の減少及び／また はアニーリング熱処理、及び／または湾曲領域への効果的空気クラツディング処 理の適用、が含まれる。

本発明の一実施例では、光フアイバ通路方向を第１軸から第２軸へ変更するため にルーチング装置が設けられている。ルーチング装置は、第１軸及び第２軸とそ れぞれ位置合わせされた第１指向部及び第２指向部を有する低損失光ファイバの 短部と、第１指向ファイバ部と第２指向ファイバ部との間で２ｃｍ程度またはそ れ未満の長さの半径のアークと一体化され該アークを介して伸長した中間ファイ バ部と、を含む。ファイバの中間部は、実質的光損失を招くことなく長時間にわ たって機械的損傷などを低減するよう処理されている。例えば、ファイバの主要 部よりも小さい径となるように処理されたり、或いはファイバは湾曲応力を低減 するように湾曲またはアニーリングされる。ファイバのこの処理部は、通常、第 １指向ファイバ部及び第２指向ファイバ部を互いに成る所望角度関係で固定させ る外部部材内に収納されている。この外部部材はまた、第１及び第２指向部及び 中間部を環境から保護する役割も果たす。

本発明の更に特定の例によれば、ファイバ外側が固体クラッド層の屈折率よりも かなり低い屈折率を有する外部環境へ露出される領域内における光ファイバの選 択された長さの部分における径が減少されている。これにより、ファイバ外側と 外部環境との接続部における屈折率差がその原因の一部となって発生する内部反 射により、ファイバが光を伝達することとなる。この手段によって、光エネルギ ーはファイバの主長さ部分の同様に湾曲された部分よりも低い湾曲損失で該領域 へ伝達可能となる。また、その指向に起因する大きな光損失を起こすことな（フ ァイバの近接部に対して湾曲され及び／または捻られるなど、の異なる指向がな されている。単モードファイバ及びマルチモードファイバ双方において、湾曲径 を極めて大幅に減少させる光メカニズムは、径減少を伴う波ガイド構造の変化に 関連している。光ファイバは、通常、包囲クラツディング物質Ｎ２の屈折率より も若干大きな屈折率Ｎ１をもつコアを有している。以下の（１）式により定めら れるパーセンテージ差Δ（デルタ）によってコアインデックスとクラツディング インデックスとの間の関係を特徴化することが慣用的である。デルタという用語 は、輪郭パラメータと呼ばれることもある。

Δ−（Ｎ１２−Ｎ２２）／２Ｎ１２　（１）デルタは通常、殆どのファイバ物質 において０．００１−０．０３０の範囲にある。これは、ＮｌとＮ２はほぼ等し いことを意味し、１．　５の範囲内にある場合が多い。このようなファイバは、 屈折率差が小さいために弱ガイドファイバと呼ばれる。デルタの値が大きくなれ ばなるほど、ファイバは湾曲損失をうけやすくなる。

加熱処理や加熱処理領域を再引張するなどによってファイバ径が低減される際に は、クラツド径及びコア径双方が減少する。最終的には、減少されたファイバの 外径は、原クラッド物質がもはや包囲体としての機能を失うほどに小さくなるこ とが確認された。ファイバは、本質的には包囲媒体によって包囲されるようにな る。包囲媒体が空気である場合には、Ｎ２の値は１．０にまで減少することにな る。１．５の範囲にＮ１をもつ典型的コアにおいては、これによって約１００倍 にデルタが増大する。このようにデルタが劇的に増大すると、減少径ファイバは 、光損失を起こすことなく原ファイバよりも遥かに小さな湾曲にて光を案内する ことが可能となる。

本発明の上記実施例によって、これまで用いられていた湾曲よりも小さい湾曲が 実現されるので、本発明の該実施例を「小型湾曲発明」と呼ぶこともあるが、本 発明の技術思想と貢献はこれのみにとどまるものではない。

本発明の他の実施例では、従来のファイバが所定形状になるよう湾曲されると共 に、この形状で永久アニーリングされることによってルーチング装置が得られる 。光フアイバ通路は、非変化光ファイバの選択された領域内に形成され、選択さ れた領域は所定の曲線半径となるように湾曲され、その後適切なアニーリング温 度となるように加熱される。この加熱処理は、所定湾曲部に生じる光パワー損失 を増大させることなく選択された領域の機械的湾曲応力を解放するように制御さ れる。湾曲は、角度がゼロよりもかなり大きな範囲にわたって伸長され、３６０ 度の倍数を越えて伸長する。例えば、ファイバは巻回された状態におかれる。

湾曲部には、非変化（原）ファイバの光学特性及び湾曲半径によって大きく支配 される光パワー損失が生じる。湾曲半径は、非変化ファイバのコア半径の１００ ０倍程度高石いはそれ以上である。熱アニーリング処理後、湾曲角及び湾曲卑径 はほぼ固定される。この実施例は、空気クラッド小型湾曲タイプではないが、従 来のコネクタ、或いはファイバルーチングが面倒な他の装置にも適用できる。裸 ファイバをアニーリングした後、ファイバのアニーリング部は保護のために適切 なポリマーを用いて再コーテイングされることが望ましい。この構成では、湾曲 ファイバは組立処理に際して容易に取り扱えるような十分な大きさをもつ。

各実施例における湾曲角は、約９０度または約１８０度である。

小型実施例では、湾曲半径は原ファイバ主長部のコア半径の１０００倍未満であ る。選択された領域は小径支持体の回りに緊密に湾曲され、或実施例では選択さ れた領域は小径支持体の回りに多数回ラップされている。

ファイバが湾曲される各好適な実施例には、重要特殊装置が含まれる。その一つ は、コネクタ装置である。このような装置においては、光フアイバ通路は、湾曲 部を介して走行する第１軸を有し接続インターフェースを形成するファイババッ ト端から、第１軸に対して所定の角度で配置された軸を有するファイバ部へと伸 長している。

本発明に係る小型湾曲実施例は、選択された領域近傍のファイバ領域がジヨイン トの各部材に固定される改善されたジヨイント組立体を実現するために用いられ る場合が重要である。各シラインド部材は、選択された領域の対応湾曲部で制限 された範囲で互いに移動可能である。

本発明の他の重要な使用例は、改善された光カブラを実現することである。光カ ブラ装置が複数の光ファイバから形成されている場合などでは、−のファイバが 伸長して、例えば９０度そして本発明に係る重要な例では１８０度となる鋭い湾 曲を有する。他の場合では、電子−光装置に、小型湾曲を組み込んだ光フアイバ カブラが使われている。パッケージは剛性支持体上に搭載され小湾曲を有する光 フアイバ通路によって互いに接続された第１及び第２光部品を含む。ある装置で は、第１光部品は光カブラで第２部品は光エミッタ（射出器）及び光検出器から 成る群から選択され、また他の装置ではパッケージはカブラ、光エミッタ及び光 検出器から成るトランシーバ−を含む。

本発明の他の実施例によれば、光ファイバの許容湾曲半径を低減するための方法 が提示されている。この方法は、ファイバ領域の断面積を減少させて該減少断面 積領域の湾曲に伴う光パワー損失及び機械的応力を十分に低減させるステップを 含む。重要な例においては、この減少によって確実に上記「空気クラッド」状態 が達成される。

本発明で用いられるように短い領域におけるファイバ径を減少させるには、種々 の方法がある。ここでは、好適な実施例に関連１５たファイバを再引張する方法 について述べる。この単純な処理を行うには、まず非被覆型光ファイバを数ミリ の長さにわたって、ファイバ物質が適切な作業温度に到達するまで加熱する。フ ァイバはその後加熱された領域が延長されるように引張され、原ファイバと減少 断面積領域との間に緩いテーバが生じる。これが適切に行われると、減少領域は 、有効減少長さにわたって外観上均一断面を有することとなる。

上記方法の代わりに、各ファイバをフッ化水素酸溶液等を用いてエツチングする ことも可能である。ここで述べるエツチングは、あらゆる形態の分子処理を含む 。従って、プラズマエツチング、イオンミリング、溶媒処理、及びファイバの化 学特性に依存するあらゆる他の方法が、エツチング処理に含まれるものとする。

各ファイバはまた研削或いは研磨等の機械的処理によって再形成される。実際に は、上記各処理を組み合わせることが、最終減少断面形状を得るための副次的処 理に適した特定の所望最終径または中間径または形状を達成するのに最適である ことが多い。

径が大幅に減少された比較的短い例えば２ｃｍのファイバは、完全回転を多数回 行っても、破壊しない。これにより、相互接続されたユニット間に配設される連 続長のファイバを特徴とする小型回転ジヨイント部品を実現するための手段が得 られることとなる。このような本発明のジヨイントには、機械的手段の両端部に 固定された単一ファイバが組み込まれる。この機械的手段は、軸を中心として相 互に回転自在な２個の軸方向に位置決めされた小片を含む。固定点間のファイバ 部、すなわち機械的手段が回転した時に捻られるファイバ部は大幅に径が減少さ れている。回転部から出るファイバは原径であり、極くわずかの損失にて他の光 ファイバと接続可能である。組立体全体は長さ数ｃｍ程度で径１ｃｍ程度の超小 型に構成でき、回転中でもファイバ中の光パワーの変調は生じない。もちろん、 許容できる完全ねじり回数は有限であるが、多くの産業機械作業では＋または一 ４５度から＋または一３６０度の発振回転が一般的である。本発明は回転ジヨイ ントに対するこのような要件を容易に充足できるものである。同様に、ヒンジシ ラインド、リニア走行ジヨイント、ユニバーサルジヨイント、及び振動分離器等 も本発明の光フアイバ方法を用いて構成可能である。

次の好適な実施例及び特許請求の範囲の記載を参照して、本発明の新規な各特徴 を更に詳述する。

図面の簡単な説明 図１は、ａ）ジャケットが除去されたファイバの側面図；ｂ）径減少後ノファイ バの側面図；ｃ）湾曲された減少ファイバの側面図；ｄ）原領域及び減少領域に おけるファイバ領域の断面図、を含む光ファイバの断面積減少処理の各ステップ を示す図である。

図２は、ａ）引張前、ｂ）引張後をそれぞれ示す、差速度単方向引張方法を模式 的に示す平面図である。

図３は、小型化された湾曲部の角度を固定する固定手段の３次元図である。

図４ａは、従来のコネクタの主要構成部品を示す側断面図である。

図４ｂは、小型湾曲部を特徴とする直角コネクタの主要部品を示す側断面図であ る。

図４ｃは、アニーリング湾曲を特徴とする直角コネクタの主要部品を示す側断面 図である。

図５は、光ファイバにアニーリング湾曲部を生成するための手段を含む主要部品 を模式的に示した図である。

図６は、１８０度の湾曲で固定した減少ファイバの３次元図である。

図７は、リニアスリップジヨイント装置における減少ファイバの自由立脚螺旋コ イルの側断面図である。

図８は、回転ジヨイントとして機能するのに適切な機械的手段内に搭載された減 少ファイバの長さを示す側断面図である。

図９は、ａ）従来のカブラ及びフルサイズファイバを用いた光フアイバトランシ ーバ、及びｂ）トランシーバパッケージ内部の大半径ファイバ湾曲を回避するた めに本発明を用いたカブラを特徴とするトランシーバ、の平面図である。

好適な実施例の説明 図１は、本発明に係る小型湾曲実施例の基本概念を示す図である。光ファイバ１ ４は通常被覆物質１０内に閉止されている。光ファイバ１４は図１ａ中に示した ように１２と１２ａとの間等の被覆部を切除することによって露出される。以下 に述べる手段により、光ファイバ１４は減少断面積領域１８の選択領域が得られ るように処理される。ここでいう断面とは、ファイバを軸方向に見た図ＩＣのＡ −Ａ断面及びＢ−Ｂ断面をさす。図１ｄに示したように、Ａ−Ａ断面は原ファイ バをそしてＢ−Ｂは減少ファイバをそれぞれ表す。減少断面積領域１８において は、図１０に示した湾曲２０は原ファイバ中の湾曲よりもはるかに小さくなって いる。

ファイバの断面積を減少させる方法には、エツチング、加工、引張などがある。

これらを組み合わせて用いてもよい。本発明の特性は減少させるための処理から 独立したものではあるが、ここではその好適な処理方法を述べておく。

断面積を減少させるためのファイバ引張方法は、ふつう、ファイバ領域を適切な 作業温度まで加熱するステップと、ファイバの一端または両端を引張して加熱領 域を伸長させるステップと、を含む。実験によれば、周知の引張手段を用いれば 、全体としてわずか１％未満の光パワー過剰ロスで、原全径が１３０ミクロンの 単モードファイバを０．１ミクロン未満の径となるまで引張可能であることが明 らかとなった。本発明において特に重要性をもつのは、「差速度単方向引張」と 呼ばれる方法である。

差速度単方向引張は、加熱された光ファイバの両端を異なる速度で同一方向へ移 動させ、これによってファイバ内に引張張力を生成して加熱領域を伸長させる極 めて有用な技術である。これを模式的に図４に示す。結果として生じる減少断面 積は、処理されたファイバの所望長さにわたって一定である。現象学的には、− 完断面積領域１８が得られるのは、ファイバ物質が同じ割合で図４の加熱領域２ ６から抽出され且つ該加熱領域へ供給されるという安定状態に到達するからであ るということになる。この安定状態物質供給のために必要となる断面積は、両ス テージが同じ方向に移動する時の左ステージ２３と右ステージ２５との間の速度 差に依存する。従って、各ステージ速度を較正することにより、同じ断面積で同 じ形状であるがより長いファイバ部を生成でき、減少面積は規定の速度差を選択 することによって前選択可能となる。

本発明によれば、単方向差速度引張はマイクロトーチまたは集束レーザビーム等 の超小型局部熱源を用いて比較的小速度差で行われ、本発明の利点を得るために 既存ファイバの比較的短い部分を再形成するために用いられる。

数ミクロン平方未満の断面積のファイバには、なんらかの保護パッケージング構 造が必要となる。本開示の目的はそうしたあらゆる保護デザインを開発すること ではなく、本発明の実用化されまた将来予定されている範囲での装置を示すこと である。

−または複数の湾曲半径、湾曲長さ、及び湾曲角度を固定するように湾曲部を構 成することができる。例えば、図３は直角溝型支持構造体３４内に配置された被 覆光ファイバ３２を示す。ジャケット１０は、図１に係る説明でその概要を示し た各処理ステップにより、ファイバの支持構造体への接続部から除去されている 。ここでは、減少ファイバ１８は約９０度程度湾曲される。この構造における可 能湾曲半径は極めて小さいことが図より理解される。通常、ファイバは、湾曲の 平均半径または最小半径が原ファイバの径（または最小全断面寸法）未満となる よう十分に減少可能である。従って、本発明の第１実施例に係る図３の全体構造 では各側３ｍｍ未満となる。本発明の利点が得られないとしたならば、この構造 で過剰光パワー損失及び予測不能な破壊リスクを回避するためには、各側に３ｃ ｍもの大きさをとらなければならない。

全体を図３に示した湾曲実施例は、小型直角ルーチング部品として使用すること ができる。もしファイバを点３６で構造体へ入り、点３８で構造体から出るよう にしたいと思うのであれば、既存ファイバの端面４０は、フォトダイオード、発 光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオードへの接続容易化のため、または他の 光ファイバへのバット接続のために研磨される。これらの装置のいずれかが適切 な接合方法にてファイバの端面１．：直接固定され、これによってコア３９と整 合されることとなる。これらの種類の実施例で図示した構造体は、直角ピッグテ ール（ｐｉｇ　ｔａｉｌ：ブタのシッポ）装置である。これまでの周知湾曲方法 とは異なり、この構造体は従来のフォトダイオード、ＬＥＤ、及びＬＤパッケー ジ内に十分収容可能な小型となっている。原理的には、フォトダイオードは一体 型ファイバ／支持構造体の研磨端部上に直接載置することも可能である。

これに代えて、ファイバを両端部３６及び３８で研磨することも可能である。

このような実施例は、小型電子−光または一体型光学組立体における部品間に光 パワーをルーチングするための面搭載光湾曲部として使用することができる。９ ０度以外の角度、及び図３に概念的に示したものよりも更に堅固な支持構造体も 、本発明の範囲内にあるものである。

同様に、図３の技術思想は、機器パッケージ外部の湾曲の周囲にファイバをルー チングするのに便利な手段を包含するように拡大可能である。点３８で出離する ファイバは、湾曲支持構造体のエツジを越えて連続させることができる。このよ うな実施例では、構造体は、光フアイバ機器の内部または外部におけるファイバ 配設をパッケージングするのに有用な小型直角湾曲とされる。

図４８及び図４ｂは、本発明に係る小型湾曲をコネクタアセンブリに用いた利点 を示す。図４８に、光フアイバコネクタの典型的な迎合対を示す。ファイバ２及 び６は、バルクヘッド搭載された整合片８と密着接合される継ぎ具１及び５を用 いて整合された状態に保持されている。本発明において注目すべきこととして、 各ファイバは支持部材４を介してほぼ直線状に機械的コネクタアセンブリを出る 。

図４ｂに直角コネクタを示す。機械的支持手段は、内部ガイド９、外部ハウジン グ９ａ、及びフレキシブル応力リリーフ１９から成る。小型湾曲部１１は、上述 した手段により形成され、−のファイバ端が整合用継ぎ具１により固定され他端 が内部ハウジング９のアタッチメント端１７でエポキシ１５等によって固定され た状態でコネクタ内に組み込まれている。

光ファイバの主要部は、通常は光フアイバケーブル１９ａ内のそうしたコネクタ またはコネクタアダプタアセンブリから出る。ケーブルは、図４ｂには示されて いないが強化部材及び保護層を含む。当業者であれば、こうした機械的ケーブリ ングには、コネクタ出力１７に所定形態のメカニカル端末が必要となる。簡単な 端末の形態、すなわち接着剤１５を用いて固定した構造が図示されている。接着 剤をフレキシブル応力リリーフ１９の内面に沿って適用することも可能であり、 これによってケーブル外部カバー１９ａを応力リリーフ１９へ固定することがで きる。

図４ｃは、本発明の第２実施例であるアニーリング湾曲部を特徴とする他の直角 コネクタを示す。図４Ｃにおける光ファイバ２ａの湾曲領域は、矢印Ｒで示した 湾曲半径を有し、この半径は使用される光ファイバの特性によって異なるが通常 は１−２ｃｍである。これは、小型湾曲ではない。湾曲領域は、ここで述べるア ニーリング処理によって形成される。ファイバ２のコネクタ端部は、従来のコネ クタ同様、継ぎ具１内にとりつけられている。ファイバの部分２Ｃは接着剤２ｂ 等を用いてコネクタ本体３ａ内に固定されている。剛性湾曲チューブ５ａは、フ ァイバ２ａの湾曲領域を保護すると共に、接続されたファイバ２の軸に対して例 えば９０度の角度で出るファイバ２Ｃを配置するように機能する。湾曲チューブ ５ａは、金属または射出成形ポリマから成る。ファイバは機械的応力リリーフ５ ｂを介してチューブから出る。このリリーフ５ｂは、出口５Ｃに通常接着手段に より出力ファイバへ固定されている。

或いはまた、もしケーブルファイバがこの実施例で用いられるのであれば、湾曲 チューブ及び応力リリーフは、図４ｂに関して述べたようなケーブル端末の特徴 を備える。

図５は、アニーリング湾曲ファイバを製造する手段を模式的に示したものである 。被覆物質が除去され、ファイバはアニーリング前に当業者にとって慣用されて いる方法で清浄化される。ファイバ１０は、その後クランプ４２を用いて不図示 の固定具内に保持され、湾曲領域４３が形成されることとなる。そして、この湾 曲領域が短時間加熱される。加熱温度及び加熱時間は、ファイバを含む光学物質 の種類によって変化する。除熱されると、光学物質はクランプ手段によって形成 された形状へ固定される。アニーリング湾曲部は応力が除去されているので、長 期の応力によって誘起される故障メカニズムから解放されることになる。

他の実施例としては、デスクトップ機器へ接続される光フアイバケーブルを、保 護アセンブリを用いてデスクエツジを介して配設することができる。このアセン ブリは、オフィス環境へ容易且つ美的に組み込めるように、小型湾曲及び適切な 外部パッケージングを含む支持構造体から成る。湾曲支持構造体は、より広い範 囲の潜在的需要に応えられるよう、フレキシブルに構成することが可能である。

図６に、１８０度湾曲の実施例を示す。ここでは、ファイバ１４は、スリーブ５ ２内に接着剤５０等によって保持されている。この実施例は、ここではファイバ 端部５６及び５８は図示面での便宜上切断した状態で示されているが、ファイバ の連続長さ内の任意部位に配置することができる。１８０度湾助合４の湾曲半径 は、原ファイバの半径により実質土足められる。この構造によって、ミラー及び 整合手段を必要とせずに、ファイバを出てきた方向へ戻るようループさせる手段 が得られる。この構成は、リチウムニオベート波ガイド内などにおける１８０度 湾助合さほど小型に構成できない一体型光学装置などに極めて有用である。

機械的手段へ組み込まれた減少ファイバの螺旋コイルとして構成され、リニアス リップジヨイントを形成する本発明の実施例が図７に示されている。前述したよ うに処理された被覆光ファイバ１０は減少断面積を有し、ヘリカルコイル６０内 へ巻回されている。自由直立ファイバコイル６０は、要望があれば当業者にとっ て周知の方法でアニーリングすることによって応力解放することができる。数ｍ ｍの径をもち、通常はその各端部が、互いに重なって摺動可能な個別機械的手段 ６４及び６５内に接着剤６２及び６３によって固定される。手段６４及び６５は 、互いに相対的に摺動する距離は制限されるように構成されている。手段６４が 手段６５上で摺動すると、ファイバ６０のコイルはバネ状に伸長されるか圧縮さ れる。図７では、コイルは完全に圧縮されている。減少断面積により、５ｃｍ程 度の短い長さの巻回ファイバは、３ｃｍ以上の線形変位に耐えることができるよ うになる。

図８は、本発明の典型的な光フアイバ回転接続実施例の基本構成要素を示す。

光ファイバ１０は断面積が減少されており、減少ファイバ６８の長さは約１イン チである。ファイバの一端７０は、接着剤などを用いて回転接続部の一個別部７ ２に固定されている。接続部７４の他の個別部は、エンドピース７６を本体７４ 内へねじ込むことなどによりここで述べるような機械的接続構造が形成される。

ファイバの他端７８は、接着剤などを用いて接続のエンドピース７６へ固定され ている。接続の個別部は、共通長手軸を中心として回転自在であり、減少ファイ バ６８は該軸上に位置しこれよりも長いか或いは短い。接続の両端は８０で示し たようにねじ込まれ、ナツト８２を用いて個別機械的構造体８４．８６へ固定さ れる。ブッシングまたはスラストベアリング８７は、迎合回転機械面間のスラッ クを減少するために使用可能である。

接続の個別部７２及び７４が回転されると、ファイバへねじりが加えられる。

約１インチのファイバを径１ミクロンに減少したこのような接続は、破壊や光パ ワーの損失を招くことなく３６０度以上回転させることができるが、もちろん可 能回転数には制限がある。

本発明の他の実施例は、電子−光ユニットの小型化に関する。図９ａｌ：模式的 に示したように、典型的な光ファイバトランシーバ−は、双方向単フアイバリン クインアンドアウト９０を用いる。光パワー源９２は、その全体を番号９４ａで 示した光フアイバカプラの一方の脚９３へ接続される。光検出器９５は、カプラ の光源９２と同じ側でカプラ９４ａの他の脚９６へ接続されている。光源９２が ら発生した光はカプラ９４ａ内に入り、光力プリング領域を通り、そしてリンク ファイバ９０から出る。

同様の回路機能は、カプラパッケージ内に小型湾曲１０６を包含するように構成 された光フアイバカブラ９４ｂを用いることによって、更に少ないスペースで達 成することができる。

Ｆｉｂ−４ｃ Ｆｉｃ、−５ 寸 川 ■ 小型光フアイバ湾曲方法及び装置 要約帯 湾曲（２０）が要望される領域内でファイバの一部（１８）の径を減少させるこ とによって、光ファイバ（１４）中の湾曲部を小型化することができる。本発明 の一実施例では、１００ミクロン未満の湾曲半径及び超低光パワー損失を達成で きる。大幅に径減少されたファイバ（図１ｄ、ｂ−ｂ断面）は、非減少ファイバ の対比長さよりも、遥かに大きな角度でその長手軸を中心としてねじることもで きる。本発明の他の実施例では、ファイバの断面を減少させる必要はない。ファ イバの湾曲部が熱アニーリングされて、長期装置用として最小湾曲半径をもつ応 力解放湾曲部が形成される。あらゆる光ファイバは、再引張及び／または化学手 段によって湾曲またはねじりを形成するよう処理可能である。湾曲またはねじり 許容領域及びアニーリング湾曲は、大幅なスペース節約、性能特性の向上、機械 的フレキシビリティの増大という利点を備えて、個別にパッケージされるか或い は広範囲な光フアイバ要素、センサ、ネットワークまたはシステム内に組み込む ことができる。

国際調査報告

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. １．それぞれが第１軸及び第２軸と位置合わせされた第１及び第２指向ファイバ 部と、前記第１及び第２指向ファイバ部間で２ｃｍまたはそれ未満程度の半径の アークと一体化され該アークを経て伸長した中間部を有し、ファイバの前記中間 部は、実質光学的損失を招くことなく所定時間にわたって機械的損傷などの発生 を低減するように処理され、前記角関係で前記第１指向ファイバ部と第２指向フ ァイバ部とを互いに固定する外部部材であって、環境から前記第１及び第２指向 ファイバ部及び前記中間部を保護する外部部材と、 を含むことを特徴とする光ファイバ通路を第１軸から第２軸へ変更するためのル ーチング装置。
2. ２．請求項１に記載のルーチング装置において、前記アークの半径は１ｃｍ未満 であることを特徴とする光ファイバ通路のルーチング装置。
3. ３．請求項１に記載のルーチング装置において、前記ファイバの中間部は、前記 中間部の断面積よりも大きな断面積をもつ前記外部部材の通路内に配置されてい ることを特徴とする光ファイバ通路のルーチング装置。
4. ４．請求項１または２に記載のルーチング装置において、その湾曲領域内におけ る前記中間部は、前記両指向ファイバ部の径よりもかなり減少した径をもつよう に処理されていることを特徴とする光ファイバ通路のルーチング装置。
5. ５．請求項４に記載のルーチング装置において、前記中間部には、前記湾曲にお ける前記ファイバの外部環境の低屈折率によって、前記ファイバの主長が前記中 間部のように湾曲されている場合よりも少ない湾曲損失で前記湾曲部を光エネル ギーが通過可能となるように径が減少されていることを特徴とする光ファイバ通 路のルーチング装置。
6. ６．請求項１、２、３または４に記載のルーチング装置において、その湾曲領域 における前記ファイバは、応力解放されたアニーリング状態となるように処理さ れていることを特徴とする光ファイバ通路のルーチング装置。
7. ７．請求項６に記載のルーチング装置において、前記中間部及び両指向部は同じ 径であり、前記中間部は所定の曲線半径をもつように湾曲された後適切な焼き鈍 し温度にまで加熱され、この加熱処理は所定湾曲部に発生する光パワー損失を増 大させることなく選択された領域における機械的湾曲応力を解放するように制御 され、前記湾曲は０度よりもかなり大きい角度範囲にわたって生じ、３６０度の 倍数を超え、前記湾曲は非変形ファイバの光学特性及び半径により支配され、熱 アニーリング後に前記湾曲角及び湾曲半径はほぼ固定されることを特徴とする光 ファイバ通路のルーチング装置。
8. ８．請求項１−７のいずれかに記載の角度アダプタとして形成されたルーチング 装置において、前記第１及び第２指向部は光伝達端面内で終止し、前記ルーチン グ装置は各付加光ファイバを光伝達関係で前記各端面に固定するコネクタ手段を 含み、前記アダプタの一端をファイバケーブルの端部へ接続することによってパ ッチコードを構成可能であることを特徴とする光ファイバ通路のルーチング装置 。
9. ９．パッチコードの一体部などとして形成された請求項１−７のいずれかに記載 のルーチング装置において、前記光ファイバはフレキシブルジャケット内の前記 第１指向部から一体的に外側へ伸長し、前記第２指向部は光伝達関係で他の光フ ァイバヘの接続に適切な光伝達端面に終止していることを特徴とする光ファイバ 通路のルーチング装置。
10. １０．フレキシブル光ケーブルの中間部に形成された請求項１−７のいずれかに 記載のルーチング装置において、前記光ファイバはフレキシブルジャケット内の 前記各指向部から一体的に外側へ伸長していることを特徴とする光ファイバ通路 のルーチング装置。
11. １１．請求項１−７のいずれかに記載のルーチング装置において、複数の光ファ イバからなる光ファイバリボンを含み、前記各ファイバは、請求項１に記載した 相互関係及び外部部材との関係をもつ指向部及び一体型中間部を有することを特 徴とする光ファイバ通路のルーチング装置。
12. １２．請求項１−７のいずれかに記載のルーチング装置において、前記所定軸は 互いに直角の関係で配置されていることを特徴とする光ファイバ通路のルーチン グ装置。
13. １３．光ファイバへ接続するための複数の光通路端面をもつ接続パネルと、請求 項８または９に従って形成された対応する一連のパッチコードと、を含み、前記 パッチコードのルーチング装置は前記パッチボードに接続されその端面は前記ボ ードの光通路と光伝達関係にあり、前記ルーチング装置により与えられた方向変 更によって、前記パッチコードは所望の便利な側方向関係で前記パッチコードへ 伸長することを特徴とするジョイントアセンブリ。
14. １４．請求項１−５のいずれかに記載された光ファイバ通路のルーチング装置を 含む接続組立体であって、前記ファイバの指向部は各ジョイント部材内に固定さ れ、該各ジョイント部材は、前記選択された領域の対応湾曲部と制限された範囲 で互いに移動可能であることを特徴とするジョイントアセンブリ。
15. １５．スリッブジョイントとして形成された請求項１−６のいずれかに記載の光 ファイバ通路のルーチング装置を含むジョイントアセンブリにおいて、前記ファ イバの中間部は、ヘリカルコイルの形に湾曲され、これによって前記両部材が互 いに近づく方向へ相対移動した時にヘリカルコイルは圧縮され、前記両部材が互 いに離れる方向へ相対移動したときにヘリカルコイルは伸長されることを特徴と するジョイントアセンブリ。
16. １６．回転ジョイントとして形成された請求項１−６のいずれかに記載の光ファ イバ通路のルーチング装置を含むジョイントアセンブリにおいて、前記ファイバ の指向部は、回転ジョイントの部材内に固定され、前記各部材は前記ファイバの 中間部により定められた軸を中心として互いに回転し、前記回転は前記ファイバ をねじることを特徴とするジョイントアセンブリ。
17. １７．複数の接続された光ファイバを含み、該複数の接続ファイバのうちの一ま たはそれ以上のファイバの延長部が請求項４に記載した光ファイバ通路を形成す ることを特徴とする光ファイバカブラ装置。
18. １８．第１及び第２電子光装置と、請求項２に記載した少なくとも一の光ファイ バ通路を含むパッケージであって、 更に一またはそれ以上の光ファイバ装置を含み、前記パッケージは更に一体型光 学構成要素を含み、前記各構成要素のすべては前記光通路に一または複数を用い て任意の方法で互いに接続され、前記各装置は剛性支持体上に搭載され前記光通 路により接続され、前記光学構成要素は融合光ファイバカブラであり、第１電子 光装置は光エミッタからなる群から選択され、第２電子光装置は光検出器からな る群から選択され、前記一体型光装置は光マルチプレクサ、光変調器、光位相変 位器、及び光分極コントローラの群のなかから選択されたものであることを特徴 とするパッケージ。
19. １９．請求項１−５のいずれかに記載の光ファイバ通路において、光ファイバは 単モードであることを特徴とする光ファイバ通路。
20. ２０．請求項１−５のいずれかに記載の光ファイバ通路において、光ファイバは マルチモードであることを特徴とする光ファイバ通路。
21. ２１．請求項１−５のいずれかに記載の光ファイバ通路において、前記光ファイ バは、分極保持ファイバであることを特徴とする光ファイバ通路。
22. ２２．請求項３に記載の光ファイバ通路において、前記中間部は、エッチング、 研磨、引張を含む少なくとも一のファイバ形成方法を用いて形成され、あるいは これらの方法の組み合わせによって形成されることを特徴とする光ファイバ通路 。
23. ２３．請求項１−４に記載の光ファイバ通路を引張する方法において、前記中間 部は差動速度単方向引張法を用いて径の減少が行われていることを特徴とする光 ファイバ通路の引張方法。
24. ２４．湾曲損失を減少させるためにファイバの径減少部を形成する方法であって 、前記ファイバは製造中に断面積が減少される比較的短い長さの領域を含むよう に最初は引張され、前記比較的短い長さの部分は標準ファイバの連続長さの一部 であることを特徴とするファイバ径減少方法。