JPH06201941A - ファイバ・オプティック・カプラの作成方法 - Google Patents

ファイバ・オプティック・カプラの作成方法

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JPH06201941A
JPH06201941A JP5297576A JP29757693A JPH06201941A JP H06201941 A JPH06201941 A JP H06201941A JP 5297576 A JP5297576 A JP 5297576A JP 29757693 A JP29757693 A JP 29757693A JP H06201941 A JPH06201941 A JP H06201941A
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adhesive
fibers
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hole
fiber
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JP5297576A
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William J Miller
ジェイムズ ミラー ウィリアム
Richard Alan Quinn
アラン クイン リチャード
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Corning Inc
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C13/00Fibre or filament compositions
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/28Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/2804Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
    • G02B6/2821Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using lateral coupling between contiguous fibres to split or combine optical signals
    • G02B6/2835Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using lateral coupling between contiguous fibres to split or combine optical signals formed or shaped by thermal treatment, e.g. couplers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
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    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
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    • G02B6/28Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/2804Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
    • G02B6/2856Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers formed or shaped by thermal heating means, e.g. splitting, branching and/or combining elements

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 改善された機械的強度、特に引張り強度を有
する光ファイバ・カプラを作成する方法を提供するこ
と。 【構成】 ファイバ・オプティック・カプラを作成する
ために複数本の光ファイバが融着された後で、それらの
ファイバの端部が基体に接着され、外方に延長したファ
イバに十分な引張り強度が与えられる。その接着剤はそ
れの適用される点からその接着剤が装置に悪影響を及ぼ
しうる融着された領域に向って流動しうる。接着剤がそ
の融着された領域に向って遠くまで流動するのを防止
し、しかもファイバを補強するために十分な量を流動さ
せ得るようにするために、紫外線のビ−ムが、接着剤の
流動が停止すべき予め定められた点においてファイバに
照射される。そのビ−ムによって接着剤が硬化される
と、接着剤は流動を停止する。その後で、接着剤の残部
が硬化される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は比較的広い範囲の温度変
動およびファイバから延長している光ファイバ・ピグテ
−ル(opitical fiber pigtails)を引張るような機械的
影響に耐え得るファイバ・オプティック・カプラを作成
する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】「溶融ファイバ・カプラ」(fused fiber
couplers)と呼ばれるファイバ・オプティック・カプラ
は、複数本のファイバをそれの適当な長さに沿って並置
関係に配置し、そしてそれらのファイバを固着させかつ
コア間の間隔を減少させるためにクラッドを互いに融着
させることによって形成されている。
【0003】ファイバの結合領域をマトリクスガラスで
カプセル被覆して「オ−バ−クラッド・カプラ」を形成
することによって種々のカプラ特性が改善される。融着
されるべきファイバの部分がファイバ・クラッドの屈折
率より低い屈折率を有するガラスチュ−ブに挿入され
る。そのチュ−ブは長手方向の穴を有し、その穴の各端
部はファイバの挿入を容易にする漏斗部によってチュ−
ブ端面に連結されている。チュ−ブの中間領域がファイ
バに対してコラプス(collapsed)され、その中間領域の
中央領域が所望の結合を得るのに必要な直径および結合
長に延伸される。
【0004】カプラの中間領域がコラプスされた後で
(図2参照)、コラプスされた領域におけるファイバが
チュ−ブガラスに融着される。そのチュ−ブガラスは通
常図2Aに示されているようにファイバのまわりを流動
しかつファイバ完全に包み込むが、ある主の用途では、
結合領域におけるファイバに隣接して狭くて細長い開放
領域またはエアライン(air lines)を維持することが望
ましいことがありうる。コラプスされた中間領域からチ
ュ−ブ穴のコラプスされていない部分まで進むと、プリ
フォ−ムの断面はファイバに隣接した点28で形成し始
める小さいエアラインを示す。コラプスされた中間領域
からそれより遠い距離では、エアラインが図2Bに示さ
れているように拡大する。この場合、ファイバは狭い橋
絡領域29によってチュ−ブに連結されるとともに、狭
い橋絡領域30によって互いに連結されている。コラプ
スされた中間領域からある距離では、ファイバは図2C
に示されているように互いに分離されかつチュ−ブから
分離されている。狭い橋絡領域29および30の端部は
潜在的なファイバ破断開始場所である。軸線方向の引張
り力がファイバに加えられると、カプラのこの領域で破
断が生ずる場合がおおい。ファイバの「弱化領域」(wea
kened region)と呼ばれるこの領域は、コラプスされた
中間領域の端部mから約5mmの距離内のある場所で生ず
るのが通常である。
【0005】カプラが延伸されそして冷却された後で、
ファイバ・ピグテ−ルの引張り強度を増大させるために
各漏斗部に1滴の接着剤が適用される。穴の中に捕捉さ
れた空気は漏斗部内の接着剤が穴の中に浸入するのを阻
止する傾向がある。チュ−ブの穴のコラプスされていな
い部分内への接着剤の浸入の深さを大きくするための技
法が1992年7月16日に出願された米国特許出願第07/913,
622号に開示されている。第1の実施例では、接着剤が
漏斗部に適用される。その接着剤が硬化される前に、フ
ァイバと穴部分の壁の隣接した部分との間の毛管作用に
よって接着剤のビ−ドが流動できるようにするのに十分
な時間が経過できる。接着剤は漏斗部の底から穴部分内
に少なくとも3mmだけ流入することが好ましい。そこで
接着剤が硬化される。第2の実施例では、中空のフィラ
メントがコラプスされていない穴部分に挿入され、そし
てそのフィラメントに真空が印加される。漏斗部に適用
される接着剤は脱気された状態によってコラプスされて
いない穴部分内に引き込まれる。
【0006】厳しい熱サイクリングの下では、ファイバ
の弱化された部分は主として接着剤とガラスカプラ部品
との間の熱膨張係数の不整合のために破断することが知
られている。穴の軸線に対する漏斗部壁の角度のため
に、その熱膨張の不整合により漏斗部内の接着剤が長手
方向外方に膨張し、そしてその中に埋設されたファイバ
をコラプスされた中間領域から離れる方向に引張り、そ
れによってファイバに応力を加える。チュ−ブ穴のコラ
プスされていない部分に接着剤が完全に充満された場合
には、ファイバは空乏または他の方位不均一性の存在に
よって応力を加えられ得る。さらに、ファイバを橋絡領
域まで下方にウイック(wick)した接着剤の薄いビ−ドで
さえも熱サクリング時にファイバを弱めることになりう
る。このような接着剤がファイバとチュ−ブ壁との間の
狭い橋絡領域29内にある場合には、それが温度上昇に
よって膨張する際にくさびとして作用する。ファイバが
チュ−ブ壁から破断すると、すなわち橋絡領域が破壊す
ると、ファイバの破損した領域がきずとなり、ファイバ
が引張り応力を受けると、そのきずからクラックの伝播
が開始する。
【0007】したがって、十分な引張り強度を与えるの
に距離だけ接着剤を漏斗部の下方に流動させるととも
に、その接着剤が橋絡領域上に流動するのを阻止するこ
とが望ましい。接着剤がチュ−ブ端面の下方のある予め
定められた狭い領域にたえず流れるようになされうると
するとプロセス再現性が向上するであろう。例えば、そ
の領域は、ファイバがチュ−ブに橋絡しはじめる領域、
すなわち橋絡領域29の端部の上方に所定の距離だけチ
ュ−ブ穴内のある点まで延長することができるであろ
う。上記の米国特許出願に開示された技法はコラプスさ
れない穴内の予め定められた領域まで接着剤をたえず延
長させるものではない。
【0008】米国特許第5013117号に開示されて
いるもののような融着された双円錐的にテ−パしたカプ
ラを作成する場合には、結合領域を形成するために2本
以上のファイバが互いに融着されそして延伸される。こ
のようにして得られたカプラはオ−バ−クラッド・チュ
−ブによって支持されておらず、非常に脆弱であるから
支持手段に付着されなければならない。例えば、カプラ
の端部が基体に接着され得る。その接着剤のうちのいく
らかがファイバの間を結合領域の方へとウイックし得
る。ファイバが互いに融着しはじめる橋絡領域に接着剤
が達すると、上述した理由により熱サイクリング時に破
壊を生ずることがありうる。橋絡領域から十分に離間し
た領域まで接着剤が延長させられ得るならば、このタイ
プのカプラを作成する方法の再現性も改善されるであろ
う。
【0009】
【本発明が解決しようとする課題】したがって、本発明
の1つの目的は機械的および熱的に堅牢なファイバ・オ
プティック・カプラを作成するための再現性のある方法
を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】このファイバ・オプティ
ック・カプラを作成する方法では、少なくとも2本の光
ファイバが並置関係で延長している中間カプラ装置が最
初に形成される。この中間カプラ装置は(a)各光ファ
イバの一部分が互いに融着される結合領域と、(b)そ
の結合領域から離間された第1および第2の個別のファ
イバ領域と、(c)それぞれ結合領域と第1および第2
のファイバ領域との間の第1及び第2の遷移領域を具備
している。任意の隣接した2本のファイバ間の融着した
接触面積はそれらの遷移領域では結合領域からの距離の
増加にともなって減少する。
【0011】1滴のエネルギ硬化性接着剤が第1の個別
のファイバ領域と基体とに適用され、その接着剤が第1
の遷移領域に向って流れるようになされる。接着剤を硬
化させるエネルギの供給源は、それからのビ−ムが第1
の遷移領域と接着剤が最初に適用された点との間の予め
定められた点においてファイバをインタ−セプト(inter
cept)し、それによって滴からビ−ムまで流れる接着剤
が硬化され、遷移領域を基体に固定させるように位置決
めされている。
【0012】1つの実施例では、中間のカプラ装置は結
合領域を通りそしてその結合領域に長手方向に隣接して
配置されたチュ−ブの穴を通って並置関係で延長した複
数本の光ファイバで構成される。それらのファイバは結
合領域で互いに融着され、その結合領域におけるファイ
バの直径はチュ−ブ内におけるファイバの直径より小さ
い。ファイバはチュ−ブ穴の結合領域とは反対側の端部
において接着剤の滴によって包囲される。
【0013】他の実施例によれば、中間のカプラ装置は
複数本の光ファイバを並置状態に支持しかつファイバの
両端部の中間の領域を加熱してそれらのファイバを互い
に融着させることによって形成される。個別のファイバ
領域が隣接した基体に接着される。
【0014】
【実施例】オ−バ−クラッド・ファイバ・オプティック
・カプラが米国特許第5011251号に開示された方
法によって形成され得る。こお明細書に記述されている
1×2カプラはM×Nカプラ(ただしM≧1かつN≧
2)の典型的なものであると考えられる。保護被覆材料
21、22が被覆された光ファイバ17および18の適
当な部分から剥離除去され(図1)、そしてそれらの光
ファイバが毛細チュ−ブ10の長手方向の穴に挿通さ
れ、被覆を除去されたファイバの部分19および20が
チュ−ブの中間領域中を延長する。チュ−ブ10はB2O3
および必要に応じてフッ素をド−プされたシリカで構成
されることが好ましい。そのチュ−ブはGeO2のようなド
−パントを添加しかつ付加的なB2O3を添加することによ
り屈折率を調節することによってより柔らかくなされ得
る。漏斗部12および13は端面14および15に穴1
1の入口を形成する。
【0015】チュ−ブ10はリング・バ−ナ34(図
6)に挿入され、そしてモ−タによって制御されるステ
−ジ45および46に取り付けられた延伸用チャックに
クランプされる。被覆ファイバ17はそれの被覆を除去
された部分がチュ−ブの端面15の下方に位置するまで
穴11に挿入される。被覆ファイバ18の被覆を除去さ
れた部分が被覆ファイバ17の被覆を除去された部分に
隣接して保持され、そして両方とも被覆の端部領域が漏
斗部13内に位置づけられるまでチュ−ブ端部14に向
って移動され、それによってファイバの被覆を除去され
た部分が端面14および15の中間に位置決めされる。
ファイバ18の端部はチュ−ブ10の中間領域27と端
部14の間に位置決めされる。これらのファイバは真空
アタッチメント41および41’に挿通され、そしてこ
れらの真空アタッチメントはプリフォ−ム31の端部に
シ−ルされる。典型的な真空アタッチメントが米国特許
第5017206号に開示されている。真空がライン4
2を通じてチュ−ブ41に供給される。所定の長さの細
いゴムチュ−ブ43の一端部が真空アタッチメントのプ
リフォ−ム31とは反対側の端部に付着され、そのチュ
−ブの他の端部はクランプ手段(図示せず)内に延長す
る。上方の真空アタッチメント41’も同様にライン4
2’、チュ−ブ43’およびチュ−ブ・クランプ手段と
関連される。ファイバの被覆された部分はチュ−ブ43
および43’から延長する。チュ−ブ43および43’
をその中を延長したファイバにクランプするために、空
気圧がクランプ手段内で上昇されかつ矢印44、44’
で示されているようにチュ−ブ43および43’に送ら
れると、穴11がライン42および42’を通じて脱気
される。
【0016】プリフォ−ム31が脱気されると、リング
バ−ナ34がチュ−ブ10を加熱し、中間領域27を光
ファイバに対してコラプスさせる(図2)。その後で、
中間領域27の少なくとも中央部分が加熱され、そして
ステ−ジ45および46がプリフォ−ム31を反対方向
に引張ってそれを延伸させ、そして延伸された領域24
を有する中間カプラ装置25を形成する(図3)。穴1
1のコラプスされていない端部と漏斗部とよりなる空洞
23が中間カプラ装置25の各端部に存在する。カプラ
の端部から延長した光ファイバのピグテ−ルの引張り強
度を大きくするために各漏斗部に一滴の接着剤を配置す
ることが従来から行なわれている。チュ−ブが漏斗部を
有していない場合には、その接着剤の滴はチュ−ブの端
部に配置されるであろう。空洞23の穴11の部分の直
径が小さいため、接着剤は最初は漏斗部13の底16よ
り深くは延長しない。接着剤を穴の中に流入さえるため
の種々の技法が開示されている。
【0017】図4および5に示された技法に従って、接
着剤は光ファイバに隣接した穴の壁を下方に「ウイッ
ク」(wick)する態様で適用される。シリンジに接着剤が
満たされ、そしてそれのアプリケ−タ・ニ−ドル48が
漏斗部13に挿入される。漏斗部内に延長したファイバ
の裸の領域を覆うのに十分な量の接着剤が漏斗部内に注
入される。接着剤は漏斗部の底16まで延長するのが好
ましい。
【0018】接着剤が漏斗部内に注入された後直ちに硬
化されなければ、その接着剤が光ファイバに隣接した漏
斗部および穴の壁を下方に「ウイック」(wick)する。
「ウイック」(wick)というのは、各ファイバと穴の隣接
表面との間の毛管作用によって接着剤が流動して、穴1
1を形成しているチュ−ブ壁にファイバを固定する細長
いビ−ドを形成する(図5参照)。接着剤ビ−ド53は
外部的および内部的に発生される負荷をファイバからチ
ュ−ブに伝達する。接着剤は漏斗部の底16から穴1
1’内に少なくとも3mmだけウイックしなければならな
い。この距離は引張り力のほとんどをファイバからチュ
−ブ穴の壁に伝達するのに十分である。ウイッキング工
程は隣接したファイバ間に接着剤の流れを生じ、ビ−ド
54を形成しうる。ウイッキング時間はカプラ・チュ−
ブの温度、接着剤の粘度およびコラプスされていない穴
の深さのようなパラメ−タに依存する。
【0019】従前には、穴に沿った最小の所要距離を延
長するためにウイッキング作用によって流動する接着剤
に対して十分な時間を経過することが許容されていた。
ウイキングのために必要とされる予め定められた期間の
終りに、接着剤は紫外線あるいは熱等によって硬化さ
れ、そしてカプラ本体がチャックから釈放された。
【0020】しかし、割当てられた時間は、接着剤ビ−
ドの1つ以上が時々橋絡領域29および30(図2B)
まで延長するのに十分なだけ長くでもよく、その場合に
は、それらの接着剤ビ−ドはカプラの機械的な熱特性に
悪影響を及ぼしうる。あらういは、接着剤粘度のような
あるパラメ−タは接着剤が上記の割当てられた時間のあ
いだに接着剤が穴の中に十分遠くウイックしないように
なされてもよい。
【0021】本発明によれば、紫外線光源35のような
エネルギ−源が中間カプラ装置25に隣接して取り付け
らえる(図3)。図4において、紫外線光ビ−ムのエッ
ジが破線36’で表わされており、ビ−ムはその破線の
右側に延長している。接着剤ビ−ドがそのビ−ムに到達
すると、硬化処理が開始され、そしてビ−ドは粘度およ
び硬化エネルギ−強度を含む種々の処理条件に依存して
数ミリメ−トル以内で流動を停止する。硬化ビ−ム源が
中間カプラ装置25を支持する装置と整列された支持ブ
ラケットに取り付けられた場合には、接着剤は中間カプ
ラ装置25の端部から予め定められた距離である穴部分
11’の領域まで延長するようになされ得る。接着剤の
深さは正確に制御され得るので、カプラ作成方法の再現
性が向上する。紫外線光がチュ−ブ10の端部に照射さ
れ、そして接着剤の残部が硬化される。
【0022】この接着剤適用工程はチュ−ブの他方の端
部に対して繰返される。カプラがチャック32および3
3から除去された後で、接着剤のすべてが完全に硬化さ
れるようにするために、接着された領域が付加的な紫外
線エネルギ−に露呈され得る。
【0023】他の実施例が図7および8に示されてお
り、この実施例でも、紫外線光ビ−ムのエッジが破線3
5’で示されている。中空フィラメント56には保護被
覆57が設けられているので、取扱を容易になし得る。
被覆された中空フィラメントはそれを脱気されたチュ−
ブの端部に挿入しかつ接着剤59との接合部をシ−ルS
ることによって真空源に連結される。このフィラメント
を空洞23’内に所望の深さだけ延長させ得るのに十分
な長さにわたって被覆57がフィラメント56の端部か
ら除去される。フィラメント56の先端部が紫外線光ビ
−ム内に延長すRが、ファイバの橋絡領域内には延長し
てはならない。なぜなら、その領域でアイバと接触する
と橋絡領域が切断されてファイバが弱化されおそれがあ
るからである。適切なフィラメント挿入距離を得るため
の簡単な技法が図6に示されている。フィラメント57
の端部はチャック33のようなある予め定められた点に
位置決めされ、そしてその端部から遠いフィラメントの
部分がクランプ49によって固定される。フィラメント
の端部が穴11’に挿入されると、それは所望の深さま
で延長する。
【0024】接着剤の滴52’が漏斗部13’内に配置
されると、フィラメント56によって与えられる低い圧
力が、接着剤をそれがビ−ム35’によって照射されて
硬化される空洞内の深さまで引張る。空洞23’内のフ
ァイバ19’および20’野部分は、ビ−ムが位置決め
される所定の深さまで接着剤に完全に浸漬される。中空
のフィラメント56がスナップ・オフ(snapped off)さ
れ、そしてそれの露呈した端部に接着剤の滴が配置され
る。接着剤の残部が上述のようにして硬化される。
【0025】さらに他の実施例では、図7の穴を脱気す
る技法によって接着剤が予め定められた全体の距離以下
だけ穴内に引き込まれ、そして接着剤が紫外線光ビ−ム
にウイックするようにするのに十分な期間が経過されう
る。ウイッキングの前に穴に部分的に充満することは、
ウイッキング処理に先立って接着剤を穴の中に配置し、
それによってウイッキング時間を短縮しかつ適切なウイ
ッキング作用が生ずるようにする。中空フィラメントが
スナップ・オフ(snapped off)されかつ接着され、接着
剤の残部が硬化される。
【0026】本発明の方法は米国特許第5013117
号に開示された形式の溶融された双円錐滴にテ−パした
カプラに対しても使用できる。図9に示されているよう
に、被覆75および76が被覆光ファイバ77および7
8の端部の中間の部分からそれぞれ剥離除去される。フ
ァイバの裸にされた部分73および74が接触され、、
それらの接触した部分が加熱されて平行に融着され、そ
してそれらのファイバが光学軸に沿って延伸される。カ
プラ71がアプリケ−タ・ニ−ドル82からそのカプラ
の各端部に一滴の接着剤81を適用することによって基
体に接着される。滴81がファイバ73および74(図
10)と被覆75および76の少なくとも一部分を覆
う。時間の経過に伴って、接着剤のビ−ド84、85お
よび86がファイバと基体の間でウイックする(図1
1)。ファイバが橋絡領域88によって連結されたテ−
パ領域(図11)または橋絡領域に隣接したテ−パ領域
に接着剤がウイックすれば、それによって結合比が変化
し、潜在的に過剰損失を増大させ、そして破断の問題を
生ずるおそれがある。接着剤が融着された領域79の方
てとファイバに沿って遠くまでウイッキングしすぎるの
を防止するために、ウイッキング接着剤を上述のように
して硬化させるためにファイバに対して紫外線光ビ−ム
84が照射される。このようにして接着剤はビ−ム84
のエッジによって決定された所定の領域までしか延長し
ない。
【0027】下記の実施例に従って1×2ファイバ・オ
プティック・カプラが作成された。ガラスチュ−ブ10
の寸法は、長さが3.8cm、外径が2.6mm、そして穴の直径
が265μmであった。漏斗部12および13のそれぞれ
は、チュ−ブの端部を均一に加熱しながらチュ−ブに気
相エッチャントNF3を流すことによって形成された。漏
斗部12および13は深さが約1.71mmで、それらの最大
直径は約1.81mmであった。被覆ファイバ17および18
はそれぞれ250μm直径ウレタン・アクリレ−ト被覆(ure
thane acrylate coatings)21および22を有する直径
125μmの単一モ−ド光ファイバ19および20で構成さ
れた。長さ1.5mの被覆ファイバ18の端部から被覆の6c
m長の部分が除去された。ファイバ18の端部にはファ
イバの裸にされた領域の中央に炎を照射することによっ
て反射防止終端が形成され、一方、ファイバ17の端部
は引張られそして切断されてテ−パ端部が形成された。
ファイバ20の先端部はガラスを後退させて丸みを有す
る端面を形成させるためにバ−ナ炎で加熱された。この
ようにして得られた裸の端部領域は約3.2cmの長さであ
った。3メ−トル長の被覆ファイバ17の中央領域から
約3.2cmの被覆が剥離除去された。
【0028】チュ−ブ10は図6の装置に挿入され、そ
してファイバが上述のようにチュ−ブ10に挿入され
た。真空アタッチメント41および41’がプリフォ−
ム31の端部に装着され、そして7-12インチ(18-56cm)
水銀の真空がそれらの真空アタッチメントに連結され
た。リングバ−ナ34が点火され、そしてそれの炎がチ
ュ−ブ10を加熱して、チュ−ブ中間領域27をファイ
バに対してコラプスさせた。チュ−ブが冷却した後で、
コラプスされた領域の中央を加熱するためにバ−ナが再
度点火された。炎が消され、そしてネックダウン領域2
4(図3)を形成するためにステ−ジ45および46が
作動された。カプラが冷却した後で、真空ラインが除去
された。空洞に接着剤が適用されている間、カプラはチ
ャック内にとどまった。
【0029】クランプ44および44’が可撓性の真空
ホ−ス43および43’から釈放され、そしてホ−ス4
2および42’に窒素が供給された。チュ−ブ43およ
び43’中を流れる窒素によって生ずる乱流がこれらの
チュ−ブからのファイバの釈放を改善した。窒素パ−ジ
が完了すると、真空アタッチメント41および41’が
除去された。
【0030】約30cmの80μm中空シリカ・フィラメント
56が設けられた。このフィラメントはウレタン・アク
リレ−トよりなる外径200μmの被覆を有していた。被覆
フィラメントの一端部がチュ−ブ58の一端部内に接着
され、それの他方の端部は真空源に連結されるようにな
されていた。約2.5cmの被覆が中空フィラメントの他方
の端部から剥離除去された。フィラメント56が端面1
5から7-8mmだけ突出するまで穴部分11’に挿入され
た。
【0031】米国コネチカット州ニュ−・ミルフォ−ド
所在のエレクトロニック・マテリアルズ・インコ−ポレ
イテッドで製造されているエレクトロライト紫外線硬化
エポキシ樹脂コ−ド番号2500UVがシリンジに充填され
た。アプリケ−タ・ニ−ドルがカプラプリフォ−ムの下
方の漏斗部13に挿入され、そしてそのニ−ドルが注意
深く操作されて漏斗部の底部領域に入れられた。漏斗部
に充満しかつ裸のファイバを覆うのに十分な量のエポキ
シがその漏斗部に注入された。漏斗部の外に突出する接
着剤の量を最少限に抑えるようになされた。
【0032】ダイマックスPC3紫外線光源の円筒状の出
力ワンド35が図6の装置のチャック33における環状
凹部47内に配置された。ビ−ムがオンされると、それ
がプリフォ−ム31を照射し、端面15から6-8mm以内
まで広がった。中空フィラメント56はその紫外線ビ−
ム内に約1-2mmだけ突入した。
【0033】空洞34’がその後で中空フィラメントを
通じて脱気され、それによってエポキシを穴部分11’
内に引き込む。エポキシが紫外線ビ−ムに到達すると、
それによって硬化され、流れを停止する。フィラメント
56がスナップ・オフ(snaped off)され、そしてそれの
露呈した端部にエポキシの滴が適用された。凹部47か
ら紫外線光源が除去され、そしてチャック33と真空ア
タッチメント41との間のプリフォ−ム31の部分に紫
外線ビ−ムが照射され、そのエポキシをさらに硬化させ
た。
【0034】ワンド35がチャック32の凹部47’ま
で移動され、そしてプリフォ−ム31の上端部において
エポキシ適用および硬化工程が反復された。カプラがチ
ャックから除去された。エポキシの完全な初期化を確保
するために、カプラが白色のバックグランド上に配置さ
れ、そして最低15分のあいだボンドワンド紫外線硬化ワ
ンドからの紫外線光に露光された。
【0035】上記1×2カプラの長期使用時に故障を生
ずるおそれのある予測された応力に基づいて、プリフォ
−ム31の端部から3〜8mmの領域までエポキシが広がる
べきであることが決定された。この方法で作成されたフ
ァイバ・オプティック・カプラの97%において、接着剤
の端部はこの領域の外側から0.1mm以上は離れていなか
った。このようなカプラは優れた機械的な熱性能を呈示
し、かつこのカプラのファイバ・ピグテ−ルは高い引張
り強度を呈示する。
【図面の簡単な説明】
【図1】光ファイバをその中に挿入した後における毛細
チュ−ブの断面図である。
【図2】ファイバのまわりでガラスチュ−ブをコラプス
させて中実の中間領域を形成する状態を示す部分的な断
面図である。
【図2A】図2の線2a−2aに沿ってみた横断面図で
ある。
【図2B】図2の線2b−2bに沿ってみた横断面図で
ある。
【図2C】図2の線2c−2cに沿ってみた横断面図で
ある。
【図3】延伸された後でのファイバ・オプティック・カ
プラの部分的な断面図である。
【図4】接着剤が漏斗部内に注入された後における図3
のカプラの端部領域を示す断面図である。
【図5】接着剤が光ファイバをウイックした後においけ
る図4の線5−5に沿ってみた横断面図である。
【図6】毛細チュ−ブをコラプスさせ、それの中間領域
を延伸し、そして必要に応じて接着剤適用工程時にそれ
を支持する装置を示す概略図である。
【図7】接着剤適用技法の修正例を示すカプラの端部領
域の断面図である。
【図8】図7の線8−8に沿ってみた部分的な横断面図
である。
【図9】保護部材に固定された双円錐的にテ−パしたカ
プラを示す平面図である。
【図10】図9の線10−10に沿ってみた横断面図で
ある。
【図11】図9の線11−11に沿ってみた横断面図で
ある。
【図12】図9の線12−12に沿ってみた横断面図で
ある。
【符号の説明】
10 チュ−ブ 11 穴 14、15 端面 12、13 漏斗部 17、18 光ファイバ 25 中間カプラ装置 27 チュ−ブ中間領域 31 プリフォ−ム 32、33 チャック 35 紫外線光源 41、41’ 真空アタッチメント 53 接着剤ビ−ド 59 接着剤 75、76 被覆75 77、78 被覆光ファイバ 81 接着剤 84、85、86 ビ−ド

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ファイバ・オプティック・カプラの作成
    方法において、 少なくとも2本の光ファイバが並置状態で延長してお
    り、前記光ファイバのそれぞれの一部分が互いに融着さ
    れた結合領域と、この結合領域から離間された第1およ
    び第2の個別ファイバ領域であってこれらの個別領域で
    は前記ファイバが融着されていない前記第1および第2
    の個別ファイバ領域と、前記結合領域と前記第1および
    第2の個別ファイバ領域との間の第1および第2の遷移
    領域を具備しており、任意の2本の隣接したファイバ間
    の融着した接触面積が前記遷移領域では前記結合領域か
    らの距離の増大に伴って減少するようになされている中
    間カプラ装置を形成し、 前記第1の個別ファイバ領域と基体とにエネルギ−硬化
    性接着剤の滴を、この接着剤が前記遷移領域に向って流
    れるようにして適用し、 前記エネルギ−の発生源を、それからのビ−ムが前記第
    1の遷移領域と前記接着剤の初期適用の点との間の予め
    定められた点において前記ファイバを横切るように位置
    決めし、それによって前記滴から前記ビ−ムまで流れる
    接着剤が硬化されて流れを停止するようにし、 前記接着剤の滴の残部を硬化させ、それによって前記第
    1の遷移領域が前記基体に固着されるようにすることよ
    りなるファイバ・オプティック・カプラの作成方法。
  2. 【請求項2】 前記形成する工程が連続して延長する複
    数本の光ファイバで構成された中間カプラ装置を形成す
    ることよりなり、前記ファイバが結合領域を通りかつ前
    記結合領域に長手方向に隣接して配置されたチュ−ブの
    穴部分を通って延長し、前記ファイバは前記結合領域で
    互いに融着され、前記結合領域における前記ファイバの
    直径は前記チュ−ブ内における前記ファイバの直径より
    小さくなされる請求項1の方法。
  3. 【請求項3】 前記適用する工程は前記チュ−ブ穴の前
    記結合領域とは反対側の端部において前記ファイバを接
    着剤の滴で包囲し、前記穴の小さい直径が前記穴を前記
    接着剤で充満するのを禁止し、前記ファイバのうちの少
    なくとも1本と前記穴の隣接した壁との間の毛管作用に
    よって前記接着剤を流動させることよりなる請求項2の
    方法。
  4. 【請求項4】 前記中間カプラ装置が前記チュ−ブ穴の
    前記結合領域とは反対側の端部における漏斗部を具備し
    ており、前記ファイバを接着剤で包囲する工程が、前記
    漏斗部に接着剤を適用することよりなる請求項3の方
    法。
  5. 【請求項5】 前記漏斗部に接着剤を適用する工程に先
    立って、中空フィラメントを前記漏斗部を通って前記コ
    ラプスされていない穴部分に挿入する工程をさらに具備
    し、前記フィラメントを脱気させて前記接着剤を前記コ
    ラプスされていない穴部分内に引き込み、前記接着剤を
    それが前記ビ−ムに到達するまで毛管作用によって前記
    穴部分内により深く流入させるのに十分な時間を経過さ
    せる工程をさらに具備する請求項4の方法。
  6. 【請求項6】 前記漏斗部に接着剤を適用する工程に先
    立って、中空フィラメントを前記漏斗部を通って前記コ
    ラプスされていない穴部分に挿入し、前記フィラメント
    が前記ビ−ム内に延長し、そして前記接着剤が前記ビ−
    ムに到達するまで前記接着剤を前記コラプスされていな
    い穴部分内に引き込むために前記フィラメントを脱気す
    る工程をさらに具備した請求項1の方法。
  7. 【請求項7】 前記中間カプラ装置が前記チュ−ブ穴の
    前記結合領域とは反対側の端部における漏斗部を具備し
    ており、前記ファイバを接着剤で包囲する工程が、前記
    漏斗部に接着剤を適用することよりなる請求項6の方
    法。
  8. 【請求項8】 前記形成する工程が連続して延長する複
    数本の光ファイバで構成された中間カプラ装置を形成す
    ることよりなり、前記ファイバが結合領域を通りかつ前
    記結合領域に長手方向に隣接して配置されたチュ−ブの
    穴部分を通って延長し、前記ファイバは前記結合領域で
    互いに融着され、前記結合領域における前記ファイバの
    直径が前記チュ−ブ内における前記ファイバの直径より
    小さくなされる請求項1の方法。
  9. 【請求項9】 前記形成する工程が、第1および第2の
    端面を有するマトリクスガラスの細長い体部分と、中間
    領域およびそれぞれこの中間領域から前記前記第1およ
    び第2の端面まで延長した第1および第2の対向端部領
    域と、前記中間領域を通って延長した複数本の光ファイ
    バを具備し、前記中間領域からそれぞれ前記第1および
    第2の端部領域内に長手方向に延長したコラプスされて
    いない長手方向の穴の第1および第2の部分と、前記第
    1および第2の穴部分を前記第1および第2の端部分に
    それぞれ連結する第1および第2の漏斗部で構成されて
    おり、前記光ファイバは前記中間領域と一緒に互いに融
    着され、前記中間領域の中央部分の直径とこの中央部分
    における前記ファイバの直径が前記端部分におけるそれ
    らの直径より小さくなされており、前記ファイバのうち
    の少なくとも1本は前記第1の穴部分および前記第1の
    漏斗部を通りそして前記第1の端面から延長しており、
    前記ファイバのうちの少なくとも他の1本は前記第2の
    穴部分および前記第2の漏斗部を通りそして前記第2の
    端面から延長している中間カプラ装置を形成することよ
    りなり、かつ前記適用する工程が前記第1の漏斗部に接
    着剤を適用することよりなる請求項1の方法。
  10. 【請求項10】 前記形成する工程が、 ガラスチュ−ブを準備し、このガラスチュ−ブは第1お
    よび第2の端面と、中間領域およびこの中間領域から前
    記第1および第2の端面までそれぞれ延長した第1およ
    び第2の対向端部領域と、このチュ−ブ内に延長した長
    手方向の穴と、この穴から前記第1および第2の端面ま
    でそれぞれ延長した第1および第2の漏斗部を有してお
    り、 前記長手方向の穴の中に少なくとも2本のガラス光ファ
    イバを配置し、これらの光ファイバはそれぞれコアおよ
    びクラッドを有しており、前記ファイバのそれぞれの少
    なくとも一部分が前記チュ−ブの前記端部の少なくとも
    1つから延長し、前記チュ−ブから延長した前記ファイ
    バの部分が保護被覆を有しており、 前記チュ−ブを加熱して前記チュ−ブを前記ファイバに
    対してコラプスさせ、コラプスされない穴の第1および
    第2の部分が前記中間領域からそれぞれ前記第1および
    第2の端部領域を通り、それぞれ前記第1および第2の
    漏斗部まで長手方向に延長するようにし、 前記中間領域の少なくとも一部分を延伸して、前記中間
    領域の中央部分の直径とその中央部分における前記ファ
    イバの直径が前記端部領域におけるそれらの直径より小
    さくなるようにすることよりなり、 かつ前記適用する工程が前記第1の漏斗部に接着剤を適
    用することよりなる請求項1の方法。
  11. 【請求項11】 前記形成する工程は、第1および第2
    の端面を有するマトリクスガラスの細長い体部分と、中
    間領域およびそれぞれこの中間領域から前記前記第1お
    よび第2の端面まで延長した第1および第2の対向端部
    領域と、前記中間領域を通って延長した複数本の光ファ
    イバを具備し、前記中間領域からそれぞれ前記第1およ
    び第2の端部領域内に長手方向に延長したコラプスされ
    ていない長手方向の穴の第1および第2の部分と、前記
    第1および第2の穴部分を前記第1および第2の端部分
    にそれぞれ連結する第1および第2の漏斗部で構成され
    ており、前記光ファイバは前記中間領域と一緒に互いに
    融着され、前記中間領域の中央部分の直径とこの中央部
    分における前記ファイバの直径が前記端部分におけるそ
    れらの直径より小さくなされており、前記ファイバのう
    ちの少なくとも1本は前記第1の穴部分および前記第1
    の漏斗部を通りそして前記第1の端面から延長してお
    り、前記ファイバのうちの少なくとも他の1本は前記第
    2の穴部分および前記第2の漏斗部を通りそして前記第
    2の端面から延長している中間カプラ装置を形成し、 前記コラプスされていない穴部分を脱気することよりな
    り、 前記適用する工程が前記第1の漏斗部に接着剤を適用す
    ることよりなる請求項1の方法。
  12. 【請求項12】 前記形成する工程が、複数本の光ファ
    イバを並置状態に支持し、前記ファイバの端部の中間の
    領域を加熱してそれらのファイバを互いに融着させるこ
    とよりなる請求項1の方法。
  13. 【請求項13】 前記位置決めする工程が、前記エネル
    ギ−源を、それからのビ−ムが前記中間カプラ装置の予
    め定められた領域に当るように位置決めされたブラケッ
    トに配置することよりなる請求項1の方法。
  14. 【請求項14】 前記形成する工程が、前記中間カプラ
    装置を支持する第1および第2のチャックを具備し、こ
    れらのチャックは前記エネルギ−源からのビ−ムが前記
    中間カプラ装置の予め定められた領域に当る態様で前記
    エネルギ−源を受入れる形状となされている装置で行な
    われる請求項1の方法。
  15. 【請求項15】 前記エネルギ−源が円筒状の形状をな
    しており、かつ前記チャックが前記エネルギ−源を受入
    れる環状の凹部を有している請求項4の方法。
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