KR100391365B1

KR100391365B1 - 광섬유 선단부의 가공방법 및 가공된 선단부를 갖는 광섬유

Info

Publication number: KR100391365B1
Application number: KR10-2001-0011946A
Authority: KR
Inventors: 오오츠겐지; 무라카미게이지; 다이도미시게
Original assignee: 닛뽄 고쿠 덴시 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2001-03-08
Publication date: 2003-07-12
Also published as: KR20020053686A; US20030198440A1; US20040228591A1; CA2340316A1; CA2340316C; US20020081072A1; US7261827B2

Abstract

광섬유 소선(11)을 에칭액에 침지시켜 에칭에 의하여 액중에 침지된 부분을 같은 직경의 소경부로 형성함과 동시에, 에칭액이 액면으로부터 위로 표면장력에 의해 어느 높이까지 상승하여 접하는 소선부분에 소경부로부터 소선의 클래드부의 외경에 이르는 테이퍼면을 형성하고, 그 후에 테이퍼면과 소경부의 경계로부터 미소길이만큼 소경부측에 접근한 점에서 소경부(14)를 절단한다.

Description

광섬유 선단부의 가공방법 및 가공된 선단부를 갖는 광섬유{METHOD OF PROCESSING END PORTIONS OF OPTICAL FIBERS AND OPTICAL FIBERS HAVING THEIR END PORTIONS PROCESSED}

본 발명은 예를 들면 광통신 등에 이용되는 광섬유 선단부의 가공방법에 관한 것이고, 더욱 상세하게는 광섬유 끼리 상호 접속하는 경우에 적용하여 알맞는 광섬유 선단부의 가공방법 및 개량된 선단부를 갖는 광섬유에 관한 것이다.

도 19 및 도 20에 종래의 광커넥터에 장착하는 광섬유 선단의 형상을 도시한다. 도면중 10은 광섬유, 20은 이 광섬유(10)의 선단에 접착한 페룰을 나타낸다. 페룰(20)은 원통형상으로 되고, 그 축심위치에는 광섬유(10)의 광섬유 소선(11) (피복(12)에서 노출된 소선)을 끼워 통하게 하는 관통구멍(21)를 갖고, 이 관통구멍(21)에 광섬유 소선(11)을 끼워 통하게 하여 접착제(20A)로 고정된다.

종래의 광커넥터에서는 광섬유 소선(11)을 접착고정한 페룰(20)의 단면을 볼록구면상으로 연마하고, 한쌍의 페룰(20)을 분할슬리브(30)(도 21 참조)의 내부에서 맞대어 접속시킨다. 이 경우에 페룰(20)의 단면에 탄성스프링(도시하지 않음)에 의하여 가압력(押壓力)을 부여하고, 볼록구면의 꼭지점에 위치하는 광섬유 소선(11)의 코어를 탄성변형시키는 접속방법(PC접속: Physical Contact)이 채용되고 있다. 이 PC접속방법에 의하면, 각각의 광섬유 소선(11)의 코어간에 공기층이 생기는 일이 없고, 저손실로 접속하는 것이 가능하게 된다.

그러나, 현재 광커넥터의 소형화 혹은 협(狹)피치화의 요청에 의하여, 페룰(20)을 사용하는 일없이 광섬유 소선(11)을 집적 접속하는 구조의 광커넥터가 고려되고 있다.

이 구조의 광커넥터에 있어서도 저손실화의 실현을 위하여 PC접속을 행할 필요가 있다. 또, 이 구조의 광커넥터에 의한 PC접속을 행하기 위한 가압력은 광섬유 소선(11)을 축방향으로 압축변형시켜, 이 압축변형으로부터의 복원력(이하, 좌굴하중(座屈荷重)이라 칭함)을 이용함으로써 발생시키는 것이 특징으로 된다.

그런데, 광섬유 소선(11)을 압축변형시킴으로써, 발생하는 좌굴하중량은 0.2 내지 0.4N 정도이고, 광섬유 단면의 상태, 특히 도 22a에 도시하는 바와 같이 절단시에 섬유축에 대하여 직각이 아니고, 각도(θ)가 부여되었을 경우에는 도 22b에 도시하는 바와 같이 좌굴하중(TH)을 부여하였다 하더라도 이 좌굴하중(TH)에 의하여 코어부 사이가 충분한 탄성변형을 하지 않고, 도 22c에 도시하는 바와 같이 간극(G)이 발생하고, PC접속을 실현할 수 없는 경우가 있다. 따라서 안정한 광학특성을 얻는 것이 어려운 안좋은 경우가 생긴다.

이 안좋은 형편을 해소하는 하나의 방법으로서, 예를 들면 「일본 특공평 3-50246호 공보」로 개시된 기술을 이용하여, 섬유소선의 단부에 끝이 가느다란 테이퍼면을 형성하고, 이 테이퍼면의 선단을 절단하여 평탄면을 형성하고, 이 평탄면을 서로 맞댐으로써, 광섬유를 상호 광결합시키는 방법도 고려되고 있다.

이 방법에 의하면, 맞닿는 면은 테이퍼면에 의하여 조여져 있기 때문에 면적을 작게 할 수 있으므로, 절단면에 다소의 경사각이 존재하더라도 용이하게 변형되고 양호한 광결합상태를 얻을 수가 있다.

그러나 광섬유 소선(11)에 좌굴하중을 부여하고, 서로 맞대어 광학적으로 결합시키는 접속방법을 취하는 경우, 광섬유 소선(11)의 강도가 약하기 때문에 파손해 버리는 사고가 일어나기 쉬운 결점이 있다.

이 결점을 해소하기 위하여, 광섬유 소선(11)의 둘레면에 도 23에 도시하는 바와 같이, 카본 혹은 수지재 등에 의하여 코팅막(11C)을 피복하는 경향이 있다.

그러나, 이와 같이 코팅막을 피복한 광섬유 소선의 경우는 예를 들면 「일본 특공평 3-50246호 공보」에서 제안되고 있는 광섬유 단말의 정형방법에 의하여 광섬유 소선의 단부에 에칭에 의하여 테이퍼면을 형성하려고 하더라도, 광섬유 소선(11)의 클래드부(11B)의 둘레면은 코팅막(11C)으로 피복되어 있고, 코팅막(11C)으로부터 노출되어 있는 부분은 광섬유 소선(11)의 단면뿐이고, 이 단면에서 에칭이 개시되고, 중심부에 위치하는 코어부로부터 에칭이 진행하므로, 광섬유 소선(11)은 원통형상으로 에칭되고, 테이퍼면을 형성할 수 없게 된다.

이 때문에, 본원 발명자는 코팅막(11C)이 피복된 광섬유 소선(11)에 테이퍼면을 형성하기 위하여, 도 24에 도시하는 바와 같이 코어부(11A)를 완전히 덮고 클래드부의 절반까지 덮도록 레지스트막(13)을 피착하고, 이 레지스트막(13)을 피착한 단부를 도 25에 도시하는 바와 같이 에칭액(J)에 담그고, 에칭을 행하는 것을 시도하였다. 이 방법에 의하면, 코어부(11A)는 보호되고 선단부측에서 소경부(14)가 형성되고, 이 소경부(14)의 상단측, 즉 최종적으로 에칭액(J)의 액면위치에 테이퍼면(TP)이 형성된다. 테이퍼면(TP)이 형성된 후, 코팅막(11C)은 소경부(14)와 테이퍼면(TP)에 대향하는 부분이 절제된다.

이와 같이, 코팅막(11C)이 형성된 광섬유 소선(11)에 테이퍼면을 형성하기 위해서는 단면에 레지스트막(13)을 피착하여야 하기 때문에 이를 위한 공정이 필요하게 되고, 제조가 번거롭게 되는 결점이 생긴다. 특히, 예를 들면 테이프형상 광섬유와 같이 다수의 광섬유 소선이 일체화되어 있는 경우에 각 광섬유 소선(11)의 단부에 레지스트막(13)을 피착시키는 작업은 번거롭고, 실용에 제공할 수 없음을 알았다.

또, 「일본 특공평 3-50246호 공보」에 개시되어 있는 바와 같이, 테이퍼면을 직접 절단하는 경우에는 그 절단시 테이퍼면 때문에 절단용의 칼날이 슬라이드 축방향의 힘을 발생한다. 이 때문에 절단부분에 금 등의 결함이 발생하는 결점도 있다.

한편, 「일본 특공평 3-50246호 공보」에는 도 26에 도시하는 바와 같이 복수의 광섬유 소선(11)을 지지체(12T)에 고착하여 구성한 광섬유 어레이(10T)를 사용하여 각 광섬유 소선(11)을 에칭액(J)에 담그고, 각 광섬유 소선(11)의 단말을 원뿔형으로 정형하는 방법도 개시되어 있다.

이 공지예의 경우, 광섬유 어레이는 발광소자 어레이와 광결합하는 것이므로, 액중에 침지되는 소선의 길이는 일정하지 않더라도 장시간(30∼60분) 침지함으로써, 침지된 부분을 완전히 용해하여 각각의 광섬유의 상기 지지체로부터의 돌출길이가 일정하고, 또한 가지런한 원뿔형의 단말부를 형성하는 것이 개시되어 있다.

본원 발명자는 배열피치(PN)가 0.25mm 정도로 협피치로 소선(11)을 고착하여 구성한 테이프형상 광섬유(10T)에 본원 방법을 적용하면, 배열의 중앙을 향함에 따라 각 광섬유 소선(11)에 작용하는 에칭액(J)의 표면장력이 중첩되어, 에칭액(J)의 액면위치가 상승하는 현상이 나타나는 것을 발견하였다(도 27 참조).

이 결과, 에칭에 의하여 형성되는 테이퍼면(TP)의 축방향의 치수(길이)(L)는 광섬유 소선(11)의 배열의 내측으로 향함에 따라 도 28에 도시하는 바와 같이 L1＜L2＜L3＜L4의 순서로 차례로 길어지고, 그 위치도 어긋나버리고 마는 안좋은 경우가 생긴다. 특히 테이퍼면(TP)의 축방향의 치수(L1, L2, L3, L4)는 단선으로 에칭하였을 경우보다 길게 되는 경향이 있다.

덧붙여서, 광섬유 소선(11)의 배열피치(PN)가 0.25mm, 광섬유 소선(11)의 선직경이 0.125mm(125㎛)인 경우, 테이퍼면(TP)의 축방향의 치수(L1 내지 L4)는 0.3 내지 0.5mm 정도로 된다. 단선으로 에칭한 경우의 테이퍼면(TP)의 치수는 0.1mm 정도이기 때문에 다심의 광섬유인 경우에 형성되는 테이퍼면(TP)의 축방향의 치수(L)는 단심인 경우의 약 3 내지 5배 정도로 된다.

테이퍼면(TP)의 치수(L)가 길어지면, 테이퍼면(TP)의 선단부분의 강도가 떨어지기 때문에, 광커넥터의 접속이 반복될 때마다 테이퍼면(TP)에 피로가 생겨 내구성에 문제가 생긴다.

이와 같이, 종래의 방법, 혹은 본원 발명자가 시도한 지금까지의 방법에서는 여러가지 문제가 있고, PC접속에 적합한 광섬유 소선 및 광섬유 어레이용의 유효 또한 실용적인 선단가공방법의 확립 및 이와 같이 개량한 선단부를 갖는 PC접속에 적합한 광섬유 소선 및 광섬유 어레이의 제공이 요구되고 있었다.

본 발명의 제 1 목적은 광섬유 소선의 단부에 테이퍼면과, 이에 연결되는 소경단부를 갖고, 이 테이퍼면의 선단소경단부 끼리를 맞대어, 양호한 광결합상태를 얻는 광섬유 소선을 제공하는 것과, 선단에 소경단부를 구비한 테이퍼면을 형성하는 광섬유 선단부의 가공방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제 2 목적은 코팅되어 있는 광섬유 소선에 대해서도 간단한 공정으로 소경단부를 구비한 테이퍼면을 형성할 수 있는 광섬유 선단부의 가공방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 제 3 목적은 복수개의 광섬유 소선이 평행하게 배열된 구조의 광섬유일지라도, 각 광섬유 소선에 형성되는 테이퍼면의 축방향의 치수를 단선의 상태로 에칭한 것과 거의 동등의 치수로 짧게 하고, 내구성을 향상시킬 수 있는 광섬유 선단부의 가공방법을 제공하는데 있다.

본 발명은 제 1 목적을 달성하기 위하여, 축심부에 코어부를 갖고, 이 코어부의 주위에 클래드부가 원통형상으로 형성된 광섬유 소선의 단부를 에칭액속에 액면에 대하여 거의 연직한 자세로 유지하여 소정의 시간만큼 담그고, 이 액면보다도 아래에 위치하는 소선의 상기 클래드 부분을 에칭에 의하여 소경부(14)(도 1 참조)로 성형한다(당연히 코어부분은 원래대로). 이때, 에칭액이 액면으로부터 위로 표면장력에 의해 어느 높이(M)(도 1 참조)까지 상승하여 접하는 소선부분에 소경부로부터 소선의 클래드부의 외경에 이르는 테이퍼면을 형성하고, 이 테이퍼면이 형성된 시점에서 에칭을 종료하고, 그 후에 테이퍼면과 소경부의 경계로부터 미소길이(m)(도 2 참조)만큼 소경부측에 접근한 점에서 소경부(14)를 절단하여, 상기 미소의 길이(m)의 소경단부(14T)(도 2 참조)가 테이퍼면에 연속하여 남도록 하는 광섬유 선단부의 가공방법을 제공한다.

더욱이, 상기 소경단부는 상기 코어부의 직경에 비교하여 약간 큰 직경을 갖고 상기 길이(m)도 상기 소경부의 직경을 초과하지 않는 정도가 바람직하다.

본 발명은 제 2 목적을 달성하기 위하여, 축심부에 코어부를 갖고, 이 코어부의 주위에 클래드부가 원통형상으로 형성되고, 이 클래드부의 둘레면에 코팅막이 형성된 광섬유 소선에 있어서, 이 광섬유 소선의 단부로부터 어떤 거리만큼 떨어진 위치에 소정길이의 코팅막을 제거한 코팅막 제거부(A)(도 3 참조)를 형성하고, 이 광섬유 소선을 그 축심이 에칭액의 액면에 대하여 연직한 자세로 되도록 지지하여, 이 코팅막 제거부의 하부가 에칭액속에 잠기고, 상부가 에칭액의 액면보다 위에 머무르는 위치까지 액속에 담가, 에칭을 개시하고, 코팅막이 제거되어 노출한 섬유소선의 에칭액의 액중에 담겨진 부분을 에칭에 의하여 소경부로 성형함과 동시에, 표면장력으로 액면에서 어떤 높이(M)까지 상승하여 있는 에칭액이 접하고 있는 소선부분에 소경부로부터 클래드부의 외경에 이르는 테이퍼면(TP)을 형성하면, 에칭공정을 종료하고 그 후에 테이퍼면(TP)과 소경부의 경계로부터 미소길이(m)만큼 소경부측에 접근한 점에서 상기 소경부(14)를 절단하여 상기 미소의 길이(m)의 소경단부(14T)가 테이퍼면(TP)에 연속하여 남도록 하는 광섬유 선단부의 가공방법을 제공한다.

본 발명은 제 3 목적을 달성하기 위하여, 광섬유 소선과 에칭액의 액면의 접촉위치에 에칭액의 액면위치를 규제하는 액면규제수단(40)(도 6 참조)을 설치하고, 이 액면규제수단에 의하여 광섬유 소선에 형성되는 테이퍼면의 축선방향의 치수를 소정값으로 규정하는 광섬유 선단부의 가공방법을 제공한다.

본 발명은 더욱이, 액면규제수단을 광섬유 소선의 둘레면에 형성한 내에칭막으로 형성한 광섬유 선단부의 가공방법을 제공한다.

본 발명은 더욱이, 액면규제수단을 광섬유 소선에 피착한 코팅막으로 구성한 광섬유 선단부의 가공방법을 제공한다.

본 발명은 더욱이, 액면규제수단을 내에칭성을 갖는 재질로 형성된 평판과, 이 평판의 판면에 대하여 연직인 방향으로 형성되고 광섬유 소선의 외경보다 약간 큰 직경을 갖는 관통구멍으로 구성된 광섬유 선단부의 가공방법을 제공한다.

본 발명은 더욱이 에칭액에 이 에칭액보다 비중이 가벼운 액체를 혼입한 것을 사용한 광섬유 선단부의 가공방법을 제공한다.

본 발명은 더욱이, 동일한 피복재에 의하여 서로 평행하게 복수개가 유지되어 있는 테이프형상 광섬유 선단부의 가공방법을 제공한다.

본 발명은 더욱이, 단부에 테이퍼면이 형성되고, 이 테이퍼면의 선단에 소경단부(14T)가 일체로 형성된 광섬유를 제공한다.

도 1은 본 발명에 의한 광섬유 선단부의 가공방법의 일예를 설명하기 위한 단면도,

도 2는 도 1에 도시한 실시예에 의하여 얻어진 광섬유 소선(素線)의 선단부의 구조를 설명하기 위한 측면도,

도 3은 본 발명에 의한 광섬유 선단부의 가공방법의 다른 예를 설명하기 위한 단면도,

도 4는 도 3에 도시한 가공방법으로 얻어지는 광섬유 소선의 형상을 설명하기 위한 측면도,

도 5는 도 4에 도시한 광섬유 소선으로부터 미소길이(m)를 갖는 소경단부 (14T)만 남기고 소경부(小俓部)(14)를 절제(切除)한 상태를 도시하는 측면도,

도 6은 본 발명의 또 다른 가공방법을 설명하기 위한 단면도,

도 7은 도 6에 도시한 가공방법에 의하여 얻어지는 광섬유 소선의 형상을 설명하기 위한 측면도,

도 8은 도 7에 도시한 광섬유 소선에서 소경부를 절제한 상태를 설명하기 위한 측면도,

도 9는 도 6에 도시한 광섬유 선단부의 가공방법의 요부의 동작을 설명하기 위한 확대단면도,

도 10은 본 발명의 또 다른 가공방법을 설명하기 위한 단면도,

도 11은 도 10에 도시한 가공방법에 의하여 얻어지는 광섬유 소선의 형상을 설명하기 위한 측면도,

도 12는 본 발명의 또 다른 가공방법을 설명하기 위한 도 13에 도시한 액면규제수단의 선 12-12 절단면을 포함하는 에칭장치의 단면도,

도 13은 도 12의 실시예에 사용한 액면규제수단의 구조를 설명하기 위한 사시도,

도 14는 도 12에 도시한 가공방법으로 얻어지는 광섬유 소선의 형상을 설명하기 위한 측면도,

도 15는 도 12에 도시한 가공방법의 변형예를 설명하기 위한 에칭장치 단면도,

도 16은 도 10에 도시한 가공방법의 변형실시예를 설명하기 위한 에칭 단면도,

도 17은 도 12에 도시한 가공방법의 변형실시예를 설명하기 위한 에칭 단면도,

도 18은 본 발명의 또 다른 변형실시예를 설명하기 위한 단면도,

도 19는 종래 공지의 기술을 설명하기 위한 사시도,

도 20은 도 19에 도시한 페룰의 부분을 상세히 설명하기 위한 단면도,

도 21은 도 19에 도시한 페룰을 결합시킨 상태를 설명하기 위한 단면도,

도 22a, 도 22b, 도 22c는 도 19 내지 도 21에 도시한 종래기술의 결점을 설명하기 위한 도면,

도 23은 코팅막을 구비한 광섬유 소선의 구조를 설명하기 위한 정면도,

도 24는 본원 발명자가 시도한 코팅막이 피착된 광섬유 소선에 테이퍼면을 형성하는 경우에 행하는 전처리기술을 설명하기 위한 측면도,

도 25는 도 24에서 설명한 전처리를 실시한 광섬유 소선을 사용하여 본원 발명자가 시도한, 에칭처리기술을 설명하기 위한 단면도,

도 26은 종래 공지의 테이프형상 광섬유의 구조를 설명하기 위한 측면도,

도 27은 도 26에 도시한 테이프형상 광섬유에 테이퍼면을 형성하기 위한 에칭처리를 실시하고 있는 상태를 설명하기 위한 단면도,

도 28은 도 27에 도시한 에칭공정에서 얻어지는 테이프형상으로 집합된 광섬유의 광섬유 소선의 형상을 설명하기 위한 측면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

10: 광섬유 10T: 테이프형상 광섬유

11: 광섬유 소선 11A: 코어부

11B: 클래드부 11C: 코팅막

11C-1: 잔류코팅막(제 1 잔류코팅막)

11C-2: 제 2 잔류코팅막

12: 피복 12T: 지지체

14: 소경부 14T: 소경단부

40: 액면규제수단 41: 미세구멍

42: 평판 A: 제 1 코팅막제거부

B: 제 2 코팅막제거부 J: 에칭액

K: 에칭액보다 비중이 가벼운 액체

TP: 테이퍼면

이하, 본원 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다. 더욱이, 각 도면에 있어서, 동일 참조숫자 및 문자는 동일물을 나타내는 것으로 한다.

(제 1 실시예)

도 1에 본 발명에 의한 광섬유 선단부의 가공방법의 일 실시예를 도시한다. 도 1에 도시하는 예에서는 코팅막(11C)이 클래드부(11B)(도 23 참조)의 외주에 피복되어 있지 않는 광섬유 소선(11)에 테이퍼면(TP)를 형성하는 경우를 나타낸다. 이 경우에는 피복(12)에서 노출시킨 광섬유 소선(11)을 예를 들면 플루오르산과 같은 에칭액(J)에 침지시킨다(클래드부(11B)가 직접 에칭액에 접한다).

광섬유 소선(11)의 삽입길이(액면에서 아래로 들어가는 길이)는 광섬유 소선(11)의 직경과 비교하여 충분히 길고, 예를 들면 직경이 0.125mm인 경우, 약 100배로 취하면 12.5mm 정도로 한다.

더욱이, 이 경우의 광섬유 소선은 직경이 0.05mm(＝50㎛) 보다 약간 작은 정도의 코어부를 갖는 것으로 하고 이하 설명한다.

광섬유 소선(11)은 에칭액(J)의 액면에 대하여 적당한 유지수단(도시하지 않음)에 의하여 연직한 자세로 유지되어 에칭액(J)속에 침지된다. 광섬유 소선(11)의 에칭액(J)의 액면과 접촉하는 부분의 둘레면에는 에칭액(J)의 표면장력에 의하여 에칭액(J)이 테이퍼형상으로 거리(M)에 걸쳐서 솟아올라 피착한다. 이 테이퍼형상으로 피착한 에칭액에 의하여 거리(M)의 소선부분이 테이퍼형상으로 에칭되어 테이퍼면(TP)이 형성된다.

테이퍼면(TP)의 하측의 소선부분(도면에서 하방, 액의 내부에 담겨진 부분)에는 광섬유 소선(11)의 형상을 그대로 가늘게 한 소경부(14)가 형성된다. 따라서 테이퍼면(TP)은 소경부(14)의 직경에서 클래드부(11B)의 외경에 이르는 직경의 차가 서서히 부여되어, 테이퍼면이 형성된다.

소경부(14)의 직경이 목표로 하는, 예를 들면 50㎛(이는 코어부의 직경보다도 약간 큰 길이로 한다)에 도달한 시점(에칭개시로부터의 시간으로 정한다)에서 에칭을 종료한다.

「일본 특공평 3-50246호 공보」의 기술에서는 소경부가 완전히 에칭에 의하여 제거되기까지 에칭을 계속하는 것 밖에는 개시되어 있지 않고, 본원 발명과 같이 이 에칭 공정을 도중에 종료하는 것이 일체 개시되어 있지 않다. 본원은 이와 같은 에칭시간을 특정한 시기에 종료하는 것으로 한 것이 특별한 착안점이고, 상기 공지예와의 상위점이다.

그후, 소경부(14)를 절단한다. 이 절단시, 본 발명에서는 테이퍼면(TP)과 소경부(14)의 경계위치로부터 약간의 길이(m)만큼 소경부측에 접근한 점을 절단한다.

이 길이(m)는 소경부(14)의 직경과 같은 길이나 그 이하로 하고, 바람직하게는 테이퍼면(TP)과 소경부의 경계위치로부터 20∼30㎛ 정도 소경부측을 절단한다. 이로서, 소경단부(14T)가 테이퍼면에 일체로 형성된다(도 2 참조).

이 절단위치를 취함으로써 광섬유 소선(11)에 대하여 결함을 발생시키는 일없이 절단할 수가 있다.

즉, 가령 테이퍼면(TP)의 부분을 절단하려고 한 경우에는 테이퍼면에 의하여 칼날이 미끄러지고, 또 정한 위치를 절단하기 어렵게 되는 것과, 절단하는 칼날에는 테이퍼면에서 축선방향으로 미끄러지는 힘이 발생한 상태에서 절단하므로, 이 축선방향으로 작용하는 힘에 의하여 절단면에 불균일함이 발생하거나, 금 등의 결함이 발생할 염려가 있다.

덧붙여서, 「일본 특공평 3-50246호 공보」의 기술에서는 각 광섬유는 광소자와의 결합이 목적이므로, 원뿔형의 선단을 구비하고 있고, 선단의 절단은 아크방전을 사용하는 것이 기재되어 있고, 절단칼날을 사용할 수 없는 것이 명백하다.

이에 대하여, 본 발명에서는 소경부(14)를 선택하여 절단하기 때문에, 절단시에 칼날에 축방향의 힘이 발생하는 일은 없다. 따라서 안정하게 절단할 수가 있고, 절단부분에 결함이 발생하는 비율을 저감할 수가 있다.

(제 2 실시예)

도 3은 코팅막이 클래드부를 피복하고 있는 광섬유 소선(11)에 테이퍼면(TP)을 형성하는 경우를 나타낸다.

이 경우에는, 광섬유 소선(11)의 단부로부터 떨어진 임의의 위치에 코팅막 제거부(A)를 형성한다. 코팅막(11C)은 일반적으로 카본 혹은 수지재 등에 의하여 형성된다. 이들의 코팅막(11C)은 예를 들면 레이저빔 조사장치에 의하여 레이저빔을 조사하여 제거할 수가 있다. 코팅막 제거부(A)의 길이는 임의로 선정하면 좋고, 목표로서는 형성되는 테이퍼면(TP)의 축방향의 길이보다 길면 된다. 본 발명의 특징은 코팅막 제거부(A)의 하측에 잔류코팅막(11C-1)을 남긴 점이다. 이잔류코팅막(11C-1)이 존재함으로서, 이 잔류코팅막(11C-1)이 존재하는 부분에서는 코팅막 제거부(A)측과 단부측으로부터 에칭이 진행한다.

단부측으로부터는 축심부분에서 통상으로 에칭이 진행하지만, 코팅막 제거부(A)로부터는 클래드층이 가늘게 되는 방향의 에칭이 진행한다. 클래드층이 가늘게 되는 방향의 에칭에 잔류코팅막(11C-1)속을 하향으로 진행하여, 단면측에서 상향으로 진행하여 오는 상기 통형상의 에칭과 만나면, 잔류코팅막(11C-1)은 광섬유 소선(11)으로부터 잘라버려지고, 에칭액(J)에 침하한다. 단면측에서 개시된 에칭은 광섬유 소선(11)을 원통형상으로 형성하는 에칭이지만, 코팅막 제거부(A)측으로부터 진행하는 에칭과 만나면, 단면측에 형성된 원통부분은 얇기 때문에 급격히 소멸하여, 하단면은 거의 평탄면으로 된다.

따라서, 도 24에서 설명한 레지스트막(13)을 피착하지 않더라도, 광섬유 소선(11)의 단면은 최종적으로는 평탄면으로 되어, 도 1의 경우와 동일한 소경부(14)가 형성된다. 또 소경부(14)의 상부에는 에칭액(J)의 표면장력에 의하여 솟아오른 에칭액에 의하여, 도 4에 도시하는 바와 같이 테이퍼면(TP)이 형성된다. 소경부(14)의 직경이 소정의 직경으로 되는 시간을 계측하고 에칭을 종료한다. 에칭의 종료후에 소경부(14)를 미소길이(m)만큼 남기고 절단함으로써, 도 5에 도시하는 미소단부(14T)를 가진 테이퍼면(TP)이 형성된 광섬유(10)를 얻을 수가 있다.

(제 3 실시예)

도 6 내지 도 9는 테이퍼면(TP)을 형성하는 위치를 정확히 규정할 수 있는 실시예을 도시한다. 이 실시예에서는 코팅막 제거부에 에칭액(J)의 액면위치를 규정하기 위한 액면규제수단(40)을 설치한 점을 특징으로 하는 것이다.

도 6에 도시하는 실시예에서는 이 액면규제수단(40)을 잔류코팅막에 의하여 구성한 경우를 나타낸다.

즉, 도 3에 도시한 코팅막 제거부(A)를 제 1 코팅막 제거부(A)라 칭하고, 잔류코팅막(11-C)을 제 1 잔류코팅막이라 칭하는 것으로 할 때, 이 제 1 코팅막 제거부(A)의 광섬유 소선(11)의 단면측과는 반대측에 제 2 코팅막 제거부(B)를 길이(Mo)만큼 설치하고, 이들 제 1 코팅막 제거부(A)와 제 2 코팅막 제거부(B)의 사이에 액면규제수단(40)으로서 작용하는 제 2 잔류코팅막을 길이(M')만큼 설치한 구성으로 하고, 이 액면규제수단(40)의 하단에 에칭액(J)의 액면을 접촉시킨 자세로 에칭을 개시한다(도 9 참조).

액면규제수단(40)은 적어도 광섬유 소선(11)의 둘레면을 둘러쌓아서 약간이라도 클래드층(11B)의 면에서 돌출하고 있는 부분을 갖는 것이 요구된다. 이 돌출부분에 의하여 에칭액(J)은 표면장력에 의하여 솟아오르는 양이 규제된다. 이 상태에서 에칭이 개시되면 에칭액(J)에 침지되어 있는 부분은 미세하게 되는 방향으로 에칭되어 소경부(14)를 형성하기까지 에칭은 계속된다. 동시에, 액면규제수단(40)을 구성하는 코팅막(11C-2)과 클래드층(11B)의 표면 사이에도 에칭이 통형상으로 상방으로 진행한다. 이 에칭액의 침투시간의 차이에 의하여 제 2 테이퍼면(TP')이 형성된다.

에칭이 액면규제수단(40)의 상단에 도달하면, 에칭액(J)을 액면규제수단(40)과 클래드층의 사이에 형성된 통형상의 간극을 통하여 상부로 빨아올려지고, 또한표면장력에 의하여 액면규제수단의 상단에서 높이(M)의 위치까지 상승하여 에칭을 진행한다. 액면규제수단(40)과 클래드부의 외주를 통하여 빨아올려지는 에칭액에 의하여 액면규제수단(40)의 상부측에 길이(M)의 테이퍼면(TP)이 형성된다.

더욱이, 상기 제 2 테이퍼면(TP')의 기울기는 상기 테이퍼면(TP)의 기울기에 비교하여 적으므로 이 TP'가 형성된 부분은 소경부로 간주할 수가 있다. 이 테이퍼면(TP)의 하단위치는 액면규제수단(40)의 축심방향의 치수(M')(다만, 모세관현상에 의하여 에칭액을 빨아올리는 범위내)에 의하여 임의로 설정할 수가 있다. 또, 테이퍼면(TP)의 축방향의 치수는 액면규제수단(40)의 상부로 솟아오르는 에칭액의 높이(M)에 의하여 결정된다. 액면규제수단(40)의 상부로 솟아오르는 에칭액의 높이(M)는 에칭액의 표면장력에 의하여 결정되고, 이들의 조건에서 액면규제수단(40)의 상단위치가 에칭액(J)의 액면에 거의 대응하는 위치로 된다. 따라서, 액면규제수단(40)의 상단에서 일정한 거리(M)(도 7 및 도 9 참조)위치에 테이퍼면(TP)의 시단이 형성된다. 더욱이, 도 8은 도 7의 상태에서 소경부(14)를 절단한 상태를 나타낸다. 따라서 이 실시예에 의하면, 미리 테이퍼면의 형성위치가 정해져 있는 경우에 적용할 수가 있다.

더욱이, 액면규제수단(40)은 제 2 테이퍼면이 형성된 단계에서 이 제 2 테이퍼면에서 유리하여 에칭액의 표면장력에 의하여 이 에칭액의 액면상에 뜨는 것이 확인되었다. 이는 극히 특이한 현상이고, 이로서 특별히 이 액면규제수단(40)을 액면상에 유지하는 수단을 필요로 하지 않는 것이 특징이다. 다만, 적당한 유지수단을 별도로 사용할 수도 있으므로 그와 같은 실시태양도 이 실시예의 변형으로 된다.

(제 4 실시예)

도 10은 도 6에 도시한 액면규제수단(40)의 응용예를 도시한다. 이 예에서는 복수개의 광섬유 소선(11)이 협피치(예를 들면 0.25mm 간격)로 지지체(12T)에 지지된 테이프형상 광섬유(10T)의 각 소선(11)에 테이퍼면을 형성하는 경우에, 도 27 및 도 28에서 설명한 표면장력의 겹침에 의하여 발생하는 테이퍼면(TP)의 시단의 위치어긋남 및 테이퍼면의 축방향의 치수(L)가 단선인 경우의 수배로 길어져 버리는 현상을 해소할 수 있는 가공방법을 나타낸다.

이 실시예에서도 지지체(12T)로부터 노출시킨 광섬유소선(11)의 각각에 제 1 코팅막 제거부(A)와 제 2 코팅막 제거부(B)를 설치한다. 제 1 코팅막 제거부(A)와 제 2 코팅막 제거부(B)의 사이에 제 2 잔류코팅막(11C-2)으로 형성된 액면규제수단(40)을 설치한다. 이 액면규제수단(40)의 형성위치 및 액면규제수단(40)의 축방향의 치수를 일치시켜 형성한다. 이 때문에, 제 1 코팅막 제거부(A)와 제 2 코팅막 제거부(B)를 형성하는 경우에는 예를 들면 레이저광을 조사하여 코팅막을 제거하는 장치를 이용하여, 코팅막의 제거위치를 정확히 규정하면 좋다.

제 1 코팅막 제거부(A)와 제 2 코팅막 제거부(B)를 형성한 상태에서, 각 광섬유 소선(11)을 에칭액(J)의 액면에 대하여 연직한 자세를 유지하여, 그 선단측을 에칭액(J)속에 침지한다. 이 때, 에칭액(J)의 액면을 액면규제수단(40)의 하단에 접촉시켜, 에칭액(J)의 솟아오름량을 제한한다. 이 솟아오름량의 제한에 의하여 광섬유 소선(11)의 위치에 관계없이 표면장력에 의해 솟아오르는 에칭액(J)의 높이는 액면규제수단(40)의 위치에 규제되어 일정한 높이로 가지런히 된다.

따라서, 에칭에 의하여 성형되는 테이퍼면(TP)의 위치는 도 11에 도시하는 바와 같이 일정위치로 가지런하게 된다. 또, 테이퍼면(TP)의 축방향의 치수(L)도 일정한 값으로 가지런히 된다. 게다가, 각 광섬유 소선(11)의 상호 표면장력의 겹침이 해소되고, 각 액면규제수단(40)의 상부에 솟아오르는 에칭액(J)의 높이(M)(도 9 참조)에 의하여, 테이퍼면(TP)의 축방향의 길이(L)가 정해지기 때문에, 단선의 상태에서 형성되는 테이퍼면의 길이에 거의 같은 상태로 형성할 수가 있다.

따라서, 이 실시예에서 설명한 가공방법을 채용함으로써 다심의 광섬유일지라도, 선단에 형성되는 테이퍼면의 치수를 짧게 할 수 있고, 이로서 강도가 강한 테이퍼가 붙은 다심 광섬유(10T)를 얻을 수가 있다.

더욱이, 제 1 잔류코팅막(11C-1)은 소경부(14)가 형성되었을 때에는 액중에 낙하해 있기 때문에, 원위치를 점선으로 표시하였다.

또, 제 2 잔류코팅막은 적당한 지지수단으로 유지한다(도시하지 않는다).

(제 5 실시예)

도 12 및 도 13은 액면규제수단(40)의 다른 실시예를 도시한다. 이 실시예에서는, 광섬유 소선(11)의 직경보다 약간 큰 직경의 가는 구멍(41)을 갖는 평판(42)에 의하여 액면규제수단(40)을 구성한 경우를 나타낸다. 평판(42)은 에칭액(J)에 대하여 내에칭성을 갖는 예를 들면 아크릴수지에 의하여 구성할 수가 있다. 가는 구멍(41)은 광섬유 소선(11)의 직경보다 약간 큰 직경을 갖고, 이 직경의 차이에의하여 가는 구멍(41)의 둘레면과 광섬유 소선(11)의 둘레면의 사이에 형성되는 간극을 통하여 에칭액(J)이 모세관현상에 의하여 평판(42)의 상면측으로 빨아올려지는 것을 조건으로 한다.

평판(42)과 가는 구멍(41)에 의하여 구성되는 액면규제수단(40)에 의하거나 복수의 광섬유소선(11)이 협피치로 배열되어 있더라도, 상호 작용하는 표면장력의 중첩은 해소된다. 따라서, 각 광섬유 소선(11)에 형성되는 테이퍼면(TP)의 위치는 액면규제수단(40)의 상면의 위치로 결정되기 때문에, 도 14에 도시하는 바와 같이 일정위치로 가지런하게 된다. 또 테이퍼면(TP)의 축방향의 치수(L)도, 각 광섬유 소선(11)의 둘레로 빨아올려지는 에칭액(J)의 솟아오름의 높이(M)에 의하여 결정되기 때문에, 일정한 치수로 가지런하게 되고, 게다가 단선으로 테이퍼면(TP)을 형성한 경우와 동등의 치수 0.1mm 정도로 억제되어 강도가 강한 테이퍼면(TP)을 얻을 수가 있다. 더욱이, 도 14에서는 소경부(14)를 남기고 있는 상태를 도시하고 있지만, 이후 도 5 및 도 8 등에 도시하는 바와 같이, 테이퍼면(TP)의 하부에 소경단부(14T)를 약간 남기고 소경부(14)는 절제된다.

또, 이 실시예에서는 액면규제수단(40)으로서 가는 구멍(41)을 갖는 평판(42)을 사용하기 때문에, 광섬유소선(11)은 코팅막(11C)을 반드시 필요로 하지 않는다. 그러나 도 15에 도시하는 바와 같이 코팅막(11C)이 형성된 광섬유 소선에 대해서도 평판(42)에 의하여 구성한 액면규제수단(40)을 사용할 수도 있다. 이 경우에는, 코팅막 제거부(A)는 1군데 있으면 된다.

(제 6 실시예)

도 16 및 도 17은 도 10 및 도 12에 도시한 실시예의 변형실시예를 나타낸다. 도 16 및 도 17에 도시하는 실시예에서는 에칭액(J)에 이 에칭액(J)보다 비중이 가벼운 액체(K)를 혼입하고, 에칭액(J)의 액면상에 이 액체(K)를 뜨게 한 실시예를 나타낸다. 액체(K)는 예를 들면 에칭액이 플루오르산인 경우 오일을 사용할 수가 있다. 액체(K)가 에칭액(J)의 액면상에 떠있으므로, 표면장력에 의하여 광섬유 소선(11)의 주면을 따라 솟아오른 에칭액이 예를 들면 진동 등에 의하여 그 형상이 변형해 버리는 것을 저지할 수가 있다.

즉, 도 10 또는 도 12에 도시한 실시예와 같이, 표면장력에 의하여 광섬유 소선(11)의 둘레면을 따라 솟아오른 에칭액(J)에 진동이 부여되었다고 하면 그 광섬유 소선(11)의 둘레면에 피착하고 있는 에칭액의 형상이 변형할 염려가 있다. 가령 에칭액(J)의 피착형상이 변형하였다고 할 때, 테이퍼면(TP)의 형상도 변형되어 형성되므로, 제조상의 이익율이 나빠지는 결점이 생긴다. 따라서, 이 결점을 일소하기 위하여 에칭액(J) 위에, 이 에칭액(J)보다 비중이 가벼운 액체(K)를 뜨게 함으로써, 진동 혹은 풍압 등에 의하여 에칭액(J)의 솟아오름의 형상이 변형하는 현상을 회피할 수 있고, 이로서 이익율의 향상을 달성할 수 있는 이점이 얻어진다.

도 18은 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한다. 이 실시형태에서는 코팅막(11C)이 존재하지 않는 광섬유 소선(11)에 내에칭성막을 피착형성하고, 이 내에칭성막에 의하여 액면규제수단(40)을 구성한 경우를 나타낸다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 광섬유 소선(11)의 선단에 테이퍼면(TP)을 형성하고 그 테이퍼면의 선단에 형성되는 동일직경을 갖는 소경부(14)를 미소길이(m)만큼 소경단부(14T)가 남도록 절단하는 가공방법을 취함으로써, 이 절단부분에 있어서 금 등의 결함이 발생하는 비율을 저하시킬 수가 있다. 이 점에서 이익율이 좋은 제조를 행할 수가 있다.

이와 같이 형성된 2개의 광섬유의 소경단부(14T) 끼리를 맞부딪치게 하여, 좌굴하중을 부여함으로서 미소면적 끼리가 접합하기 때문에, 그 절단면에 다소의 경사각이 존재하더라도, 압접(壓接)에 의하여 그 경사면은 용이하게 변형되고 양호한 접합상태로 결합시킬 수가 있다.

더욱이, 본 발명에서는 코팅막(11C)을 갖는 광섬유 소선에 대하여 선단측에 코팅막을 남긴 상태에서 코팅막 제거부(A)를 설치하고, 이 코팅막 제거부(A)를 에칭액의 액면에 접한 자세로 에칭을 개시하는 가공방법을 채택하기 때문에 광섬유 소선(11)의 선단에 코어부를 보호하기 위한 레지스트막(13)을 피착(도 24 참조)하지 않더라도, 액면하에 가라앉은 광섬유 소선의 부분을 소경부로 성형함과 동시에, 테이퍼면(TP)을 형성할 수가 있다.

이 결과, 코팅막(11C)에 의하여 보강되고 내구성이 높은 광섬유 소선에 대해서도 간단한 방법으로 테이퍼면(TP)을 형성할 수 있는 이점이 얻어진다.

더욱이, 본 발명에서는 광섬유와 에칭액의 액면의 접촉위치에 에칭액의 액면위치를 규정하는 액면규제수단(40)을 사용하는 가공법을 제공하였다.

이 액면규제수단(40)을 설치함으로써, 테이퍼면(TP)의 개시점을 결정할 수가 있다. 이 결과로서, 예를 들면 미리 테이퍼면을 형성해야 할 위치가 결정되어 있는경우 적용하기에 바람직하다.

더욱이, 이 액면규제수단(40)을 설치한 구성에 의하면, 에칭액의 표면장력에 의하여 광섬유 소선의 둘레면으로 기어오르는 에칭액의 높이를 제한할 수가 있다. 이 결과, 특히 다심형의 광섬유에 적용함으로써, 복수개의 광섬유 소선(11)이 일체로 지지체(12T)에 지지되고, 광섬유 소선의 피치가 좁은 경우에도 에칭액의 표면장력이 중첩함으로써 광섬유 소선(11)의 위치에 따라 형성되는 테이퍼면의 길이가 길어져 버리는 현상을 회피할 수가 있다. 이 결과, 다심의 광섬유(10T)일지라도 각 광섬유 소선(11)에 강도가 강한 테이퍼면을 형성할 수 있는 이점이 얻어지고, 그 효과는 실용에 제공하여 매우 크다. 또, 단선의 광섬유 소선(11)을 한번에 가공처리하는 경우에도 각 광섬유 소선에 대하여 액면규제수단(40)을 설치함으로써, 복수개의 광섬유 소선(11)의 상호간에 발생하는 표면장력의 중첩을 해소할 수 있는 효과도 얻어진다.

Claims

축심부에 코어부를 갖고, 이 코어부의 주위에 클래드부가 원통형상으로 형성된 광섬유 소선의 단부를 에칭액속에 이 에칭액의 액면에 대하여 거의 연직한 자세로 유지하여 담그고, 액중에 담근 부분을 에칭에 의하여 소경부로 성형함과 동시에, 에칭액이 액면으로부터 위로 표면장력에 의해 어느 높이까지 상승하여 접하는 소선부분에 상기 소경부로부터 상기 클래드부의 외경에 이르는 테이퍼면을 형성하고, 이 테이퍼면이 형성된 시점에서 에칭을 종료하고, 그 후에 상기 테이퍼면과 소경부의 경계로부터 미소길이만큼 소경부측으로 접근한 점에서 상기 소경부를 절단하여, 상기 미소길이의 소경단부가 테이퍼면에 연속하여 남도록 한 것을 특징으로 하는 광섬유 선단부의 가공방법.
축심부에 코어부를 갖고, 이 코어부의 주위에 클래드부가 원통형상으로 형성되고, 이 클래드부의 둘레면에 코팅막이 형성된 광섬유 소선에 있어서, 이 광섬유 소선의 단부로부터 어떤 거리만큼 떨어진 위치에 상기 코팅막을 제거한 코팅막 제거부를 형성하고, 이 광섬유 소선을 그 축심이 상기 에칭액의 액면에 대하여 연직한 자세로 되도록 지지하여, 이 코팅막 제거부의 상부가 에칭액의 액면보다 위에 머무르는 위치까지 액속에 담가 에칭을 개시하고, 코팅막이 제거되어 노출된 섬유소선의 상기 에칭액의 액속에 담겨진 부분을 에칭에 의하여 소경부로 성형함과 동시에, 표면장력에 의해 액면으로부터 어느 높이까지 상승하여 있는 에칭액이 접하고 있는 소선부분에 소경부로부터 클래드부의 외경에 이르는 테이퍼면을 형성하면 에칭공정을 종료하고, 그 후에 테이퍼면과 소경부의 경계로부터 미소길이만큼 소경부측에 접근한 점에서 상기 소경부를 절단하여 상기 미소길이의 소경단부가 테이퍼면에 연속하여 남도록 한 것을 특징으로 하는 광섬유 선단부의 가공방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 광섬유 소선과 에칭액의 액면의 접촉위치에 에칭액의 액면위치를 규제하는 액면규제수단을 설치하고, 이 액면규제수단에 의하여 상기 광섬유 소선에 형성되는 테이퍼면의 축선방향의 치수를 소정치로 규정한 것을 특징으로 하는 광섬유선단부의 가공방법.
제 3 항에 있어서, 상기 액면규제수단을 광섬유 소선의 둘레면에 형성한 내에칭막으로 형성한 것을 특징으로 하는 광섬유 선단부의 가공방법.
제 3 항에 있어서, 상기 액면규제수단을 광섬유 소선에 피착한 코팅막으로 구성한 것을 특징으로 하는 광섬유 선단부의 가공방법.
제 3 항에 있어서, 상기 액면규제수단을 내에칭성을 갖는 재질로 형성된 평판과, 이 평판의 판면에 대하여 연직인 방향으로 형성되고 상기 광섬유 소선의 외경보다 약간 큰 직경을 갖는 관통구멍으로 구성한 것을 특징으로 하는 광섬유 선단부의 가공방법.
제 1 항, 제 2 항, 제 4 항, 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 에칭액에 이 에칭액보다 비중이 가벼운 액체를 혼입한 것을 특징으로 하는 광섬유 선단부의 가공방법.
제 1 항, 제 2 항, 제 4 항, 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 광섬유 소선은 동일한 피복재에 의하여 서로 평행하게 복수개가 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 광섬유 선단부의 가공방법.
광섬유 소선의 단부에 끝이 가는(先細) 테이퍼면이 형성되고, 더욱이 이 테이퍼면의 선단에 이 테이퍼면의 선단과 동일 직경의 소경단부(14T)가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 광섬유.
제 9 항에 있어서, 상기 소경단부의 직경이 상기 광섬유 소선의 코어부의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 광섬유.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 소경단부는 그 직경과 같거나 그 이하의 길이를 갖도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광섬유.
제 3 항에 있어서, 상기 에칭액에 이 에칭액보다 비중이 가벼운 액체를 혼입한 것을 특징으로 하는 광섬유 선단부의 가공방법.
제 3 항에 있어서, 상기 광섬유 소선은 동일한 피복재에 의하여 서로 평행하게 복수개가 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 광섬유 선단부의 가공방법.
제 7 항에 있어서, 상기 광섬유 소선은 동일한 피복재에 의하여 서로 평행하게 복수개가 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 광섬유 선단부의 가공방법.