KR20100015952A - 접착 패키지 내에서의 광 섬유 융합 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광 섬유들을 연결하는 방법에 관한 것이다. 첫 번째 면에서 본 발명은 마주보는 섬유 끝단들을 정위치에 고정시키고 광학적으로 정렬하기 위한 방사 압력이 가해지기 적당한 통로를 가지는 페룰 장치를 사용하는 단계 및 상기 페룰 장치에 의해 고정된 상기 섬유 끝단들을 융합하는 단계에 의해 진행된다.

또 다른 면에서 본 발명은 상기 섬유들이 상기 페룰 장치의 녹는 온도보다 높은 융합 온도를 가지는 곳에서, 상기 섬유 끝단들이 만나는 곳에서의 간격을 가지면서, 마주보는 섬유 끝단들을 정위치에 고정시키고, 기계적인 조절 없이도 광학적으로 정렬시키기 위한 페룰 장치를 사용한다.

여기서, 상기 간격은 상기 융합 열이 상기 페룰 장치를 손상시키기 않도록 상기 섬유들로부터 상기 페룰 장치까지의 열 전달을 줄이기에 충분하도록 크고, 상기 융합 열이 상기 섬유 끝단들 사이의 광학적 연결 약화 및 상기 섬유 끝단들의 정렬흐트러짐을 유발하지 않도록 충분히 작다.

그 다음에 본 발명은 상기 페룰 장치에 의해 고정되는 상기 섬유 끝단들을 융합하고, 상기 섬유 끝단 안에 열을 발생하기 위한 상기 페룰 장치 위에 매우 직접적인 전달 없이도 상기 섬유 끝단들의 위에 직접 복사열을 전달한다.

Description

접착 패키지 내에서의 광 섬유 융합 방법{METHOD OF FUSING OPTICAL FIBERS WITHIN A SPLICE PACKAGE}

본 발명은 광 섬유(optical fiber)를 접착하고 융합하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 접착 패키지 및 광 섬유들의 연결을 위한 기계적 접착에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 외부 긴장과 높은 동력 손실로 부터 접착을 보호하는 것에 관한 것이다. 본 발명은 또한 광 섬유들의 접착과 융합 공정 및 이것을 접착 패키지 내에서 하는 방법에 관한 것이다.

광 섬유들은 통신 시스템에서 감지기, 의학용 장비 및 레이저 등 많은 응용분야에서 사용된다. 이러한 시스템을 만들기 위해서는, 시스템의 한 부분에서 다른 부분으로의 빛의 전달이 가능하도록 광 섬유는 연결되거나 접합되어야 한다.

가장 내구성이 있는 연결은 섬유를 함께 모아 접착 융합함으로써 만들어 진다. 유리 또는 플라스틱 섬유는 두 섬유 끝단이 함께 융합되도록 반드시 융해되어야 한다. 융합 접착(fusing splice)은 융합 접착기를 통해 이루어지는데, 융합 접착기는 두가지 형태가 있다.

가장 좋은 접합 성능을 가지는 전통적인 접착기는 섬유들 간의 전송을 최적화하기 위해서 기계적 정렬 설비를 동력화한다. 다른 하나의 형태는 미리 정렬된 홈들이 있고, 섬유의 기하학적 파라미터들에 의지하여 정렬을 한다.

통신 시스템에 사용되는 광 섬유는 매우 우수하고 잘 제어된 파라미터들 - 예를 들면 코어 직경, 이심률, 편심률 등을 가지고 있어서 미리 정렬된 융합 접착기는 매우 좋은 접합을 하지만, 융합과정중에 발생하는 미세한 정렬흐트러짐은 보상해주지 못한다. 융합열은 섬유 끝단들에 얼마간 변형을 일으켜 그러한 작은 정렬흐트러짐을 일어나게 한다.

일단 융합 접착이 되면, 섬유가 파괴될 정도의 굽힘이나 당김이 일어날 수 있는 외부의 힘들로부터 특정한 방법들이 사용되어 보호되어야 한다. 접착 부분은 원래의 섬유와 비교하여 보통은 낮은 기계적 강도를 갖게 된다. 이러한 보호는 접착 부분을 재코팅하거나, 접착 패키지안에서 캡슐화되는 것에 의해 이루어진다.

접착 패키지들은 접착된 부분를 열가소성 수축 슬리브(thermo-plastic shrink sleeve) 영역에 금속 막대와 평행하게 두는 것과 같은 아주 간단한 방법부터 기판에 접착 부분을 붙이고 기판을 캡슐화하는 것과 같이 더 복잡한 방법까지 다양하다.

패키징의 레벨은 높은 기계적 강도나 높은 파워의 필요와 같은 접착의 저항적 필요들에 따라 결정된다. 접착들은 연결이 영구적이거나 광 손실들이 최소화되어야 하는 때에 사용된다. 기계적 접합들 또는 커넥터(connector)들과 같은 다른 연결 기술들은 높은 손실율을 가질 수 있으나 연결이 해제될 수도 있다.

커넥터들을 위한 많은 표준들이 존재하지만, 그것들은 모두 같은 기능을 달성한다. 상기 섬유 끝단은 페룰에 삽입되어 붙여진다. 상기 커넥터는 레이저 또는 디텍터, 다른 출력 광학 또 다른 커넥터와 같은 구성요소들을 포함할 수 있는 용기에 붙여질 수 있도록 허용되는 기계적 특징들을 포함한다.

커넥터들의 목적은 상기 섬유 끝단을 다른 장치 또는 섬유에 정렬시키기 위한 것이다. 커넥터들은 상기 용기에 미끄러져 들어가야 하기 때문에, 공차(公差)에 의한 약간의 정렬흐트러짐이 항상 발생하고, 그러므로 높은 손실이 생기게 된다.

게다가, 커넥터들은 접착들 보다 부피가 크며, 연결 후 섬유 끝단들이 취급되어질 필요가 없을 때 또는 이용가능한 공간이 너무 작을 때에는 기계적 접착들이 사용되어질 수 있다.

그것들은 상기 섬유가 양쪽 끝단에 삽입되어질 수 있는 곳에 위치하는 피드-쓰루(feed-through) 통로를 가지는 실린더 형상을 종종 취한다.

상기 통로는 서로 연결되는 섬유 끝단들 각각의 앞에서 접촉되어 위치될 수 있도록 한다. 연결 및 상기 통로(passageway)에서 섬유들의 슬라이딩을 개선하기 위하여, 후자의 경우 원뿔 모양의 끝단을 가지는 형상이고, 비율 정합용 겔 또는 오일이 미리 채워진다. 커넥터들을 사용함에 있어서, 공차들 때문에, 상기 정렬은 융합 접착을 사용하는 것 만큼 좋지 못하다. 게다가, 상기 섬유는 취급되는 동안 잡아당겨지는 것을 방지하기 위하여 기계적 접착에 대한 안전이 보장되어야만 한다.

기계적인 접착들을 개선하기 위하여, 미국 특허 7,066,656 (Demissy et al. in US patent 7,066,656)에서는 극단적으로 타이트한 공차(tolerance)들을 가지는 기계적 접착들을 제작하기 위해 사용되어질 수 있는 형상 기억 합금(memory shape alloy)의 사용에 대해 설명하고 있다.

상기 기계적 접착은 1 마이크론 이하의 섬유 지름을 가지는 피드-쓰루 통로를 가지는 페룰(ferrule)이고, 상기 섬유는 실제로 상기 페룰을 통하여 피드(feed)될 수 없다. 그러나 상기 합금은 적절한 잡아당김을 적용함에 의해 인공적으로 열릴 수 있고, 이에 상기 섬유들은 삽입될 수 있다. 상기 잡아당김이 느슨해질 때, 상기 합금은 휼륭한 정렬 상태를 가진 위치하에서 상기 섬유들을 타이트하게 고정하고, 그러므로 융합 접착들과 거의 마찬가지로 우수한 연결을 제공할 수 있다.

이것들은 접착들을 개선시켰지만, 상기 섬유들이 이전의 기계적인 접착에 비해 보다 타이트하게 고정되는 방식을 사용하는 것에 의하여, 상기 섬유들이 우수한 융합 접착과 같은 당기는 힘을 달성하기 위한 접착으로부터 안전성이 보장되어야 한다는 사실로부터 여전히 고통받고 있다. 게다가, 온도 변화들 때문에 열려질 수 있는 상기 섬유들 사이의 작은 틈 또한 발생될 수 있고, 그것은 연결의 질에 영향을 미치게 되고, 이것은 접착의 장기간 성능에 대한 쟁점이다.

본 발명의 목적은 섬유들이 함께 굽혀지고 융합되는 동안에 상기 섬유들 사이에 빛의 전달을 허용하기 위하여 섬유 끝단을 정렬하는 기계적인 접착을 사용하기 위한 것이다.

본 발명의 목적은 내구성있는 기계적인 접착을 위하여 이러한 결점들을 극복하는데 있다. 본 발명에서, 상기 기계적인 접착은 상기 섬유들을 정렬하기 위해 사용되어지나, 상기 섬유들은 상기 기계적인 접착에 의해 단독으로 지지되어지도록 남겨지는 것 대신에 함께 융합되어진다.

이것은 상기 섬유들이 융합되어지는 온도로 상기 기계적 접착을 가열하는 것에 의해 달성된다. 이것은 플루오라이드 (fluoride) 또는 칼코게나이드 (chalcogenide) 유리 섬유 및 플라스틱 섬유들과 같이 녹는점이 낮은 섬유들에서는 쉽게 이루어진다.

실리카(silica) 섬유의 경우, 녹는점이 페룰 물질의 녹는점 보다 대체적으로 높으며, 열이 상기 페룰에 안좋은 영향을 미치지 않으면서 기계적으로 정렬된 섬유 끝단들에 전달되어여야 할 필요가 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 홀(hole)은 마이크로 단위로 제작되고, 상기 섬유들이 상기 페룰의 중간에 접합되는 곳에 위치한 피드-쓰루 통로(feed-through passageway)에 수직이다.

이것은 CO₂ 레이저와 같은 열원을 사용하여 두 섬유 끝단들을 융합하는 과정을 가능하게 한다.

상기 홀은 상기 섬유 끝단 융합 과정 동안에 발생된 열이 상기 퓨렐에 손상을 가하지 않기 위하여 충분히 커야 한다.

상기 기계적 접착은 그 자리에 그대로 남겨질 수도 있고 접착 보호 패키지와 같이 제공되어질 수도 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 기계적 접착은 정렬흐트러짐을 최소화하기 위해 매우 작은 공차(公差)를 가지는 통로를 가지는 페룰(ferrlue)이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 페룰은 상기 통로를 확장하는 것에 의해 기계적으로 열려질 수 있고, 상기 섬유들이 주입될 때 상기 섬유들 위에서 닫히며, 빛의 전달을 최적화하는 정확한 위치에 상기 섬유들을 고정한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 페룰을 금속 페룰일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 페룰은 구리 또는 열을 전도하는 구리 기반의 형상 기억 합금에 의해 만들어질 수 있다.

상기 섬유들은 녹는점에서의 정렬흐트러짐이 작도록 하기 위하여, 상기 페룰 물질이 작은 열 팽창 계수를 가지는 경우 및 상기 섬유들이 상기 페룰 물질의 녹는점보다 낮은 경우 상기 페룰을 가열하는 것에 의해 함께 융합될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 페룰은 상기 섬유 끝단으로의 접근을 제공하기 위해 상기 통로를 가로지르는 접근 홀(access hole)을 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 섬유들은 상기 접근 홀을 통하여 주입되는 투명한 액체 접착 물질을 사용하여 접착될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 섬유 끝단들은 상기 접근 홀을 통과하는 집중된 열원의 공급에 의해 융합될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 페룰 안의 접근 홀을 통과하여 제공되는 섬유 융합 열원은 CO₂ 레이저와 같은 레이저일 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 접착은 상기 융합 온도보다 낮은 온도에서 상기 접착 영역을 가열하는 것에 의해 어닐링(annealing)될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 접근 홀은, 심지어 상기 섬유들이 상기 페룰보다 높은 녹는점을 가지는 경우에도, 상기 융합 과정 동안 상기 섬유들을 통하여 전도되고 상기 섬유들 위에 발생되는 열에 의해 상기 페룰이 손상되지 않도록 충분히 클 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 융합열이 상기 페룰 물질을 녹이지 않으며 상기 페룰 안으로 전도되는 동안 상기 홀이 가능한 작을 수 있게 하기 위하여 상기 페룰 물질은 매우 높은 열전도성을 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 기계적 접착은 접착 보호 패키지로서 이용되거나 부가적인 기계적 강도를 제공하기 위하여 융합 후에도 그자리에 머무를 수 있다.

상기 페룰은 상기 페룰의 출구에서 상기 섬유들이 구부러지는 것을 막기위하여 보호용 슬리브(protective sleeve)에 의해 커버(cover)될 수 있다.

기계적 섬유 광학 접착들은 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같은 페룰들(ferrules) 또는 V-홈들이다. 도 1a에는 기계적인 동작에 의해 개폐될 수 있는 원통형 섬유 수용 통로가 도시되어 있다.

V-홈들을 사용한 정렬은 매우 정교할 수 있고, 코어 직경, 클래딩(cladding) 직경, 코어 이심률, 코어 편심률과 같은 섬유 공차 때문에 엄격하게는 오류가 남게 된다.

상기 섬유들의 현재 퀄리티는 V-홈에서의 수동적인 정렬에 의해 매우 훌륭한 전도(0.1 dB 광학 손실보다 좋은)를 만들게 된다.

적은 비용의 접착 장비, 예를 들어 기계화된 정렬이 없는 장비는 융합 전에 상기 섬유 끝단들을 미리 정렬시키기 위한 V-홈을 사용한다.

그러나, 상기 장비들을 사용한 융합의 퀄리티는 기계화된 정렬 장비를 사용하는 것보다 낮다. 왜냐하면, 하나가 아닌 두개의 미리 정렬된 V-홈을 반드시 사용해야 하고, 그 것들은 전형적으로 1 cm 이상 떨어져야 하기 때문이다. 이에 따라 정렬흐트러짐 오류가 발생할 수 있다. 게다가, 상기 섬유들은 기계적인 클램프들(clamps)을 가지고 V-홈에 고정되어야만 하고, 그 것들을 고정하기 위하여 상기 섬유들 위에 압력을 가해야만 한다. 이러한 압력은 대칭이 아니고, 상기 섬유들에 일정한 뒤틀림을 야기할 수 있으며, 융합하는 동안 정렬에 영향을 미칠 수 있다.

상기 융합 자체는 표면 장력 때문에 접착 영역 위에 일정한 힘을 생성할 수 있다. 상기 접착 영역으로부터 고정이 떨어져 나가는 상기 섬유들은 정렬흐트러짐이 발생할 수 있다.

상기 섬유들의 측면 위치는 V-홈에 의해 고정되고, 접착 손실은 단지 융합 시간을 증가시키는 것에 의해 줄어들 수 있다. 그러나, 전반적으로 V-홈 기계들을 사용하는 접착은 기계화된 정렬 기계들을 사용하는 것에 비해 나쁘다.

기계적인 접착들에 있어서의 문제는 소형화, V-홈 안에 섬유를 고정하기 위해 요구되는 섬유 클램프와 주로 관계된 것 및 상기 섬유들을 그 장소에 유지하기 위해 반드시 가해져야 하는 압력이다.

기계적인 접착들이 페룰들을 사용할 때, 클램핑의 문제는 단지 상기 페룰 안의 상기 섬유들을 유지하기 위해 발생한다. 이것은 일반적으로 상기 페룰들 안의 상기 섬유들 위에 뒤틀림 문제들을 발생한다. 여기서 상기 문제는 간단하게는 수 마이크론(전형적으로는 5 ㎛)의 공차들이 상기 페룰 안의 상기 섬유들의 주입이 가능하도록 요구된다는 점에서 상기 섬유들의 약간의 정렬흐트러짐을 발생한다.

상기 정렬 문제 뿐만 아니라 상기 섬유들의 클램핑을 처리하기 위해서, US patent 7,066,656에서는 상기 섬유들이 주입될 수 있도록 상기 홀이 열려지고 정렬 공차 문제들 없이 제자리에 상기 섬유들을 고정시키기 위해 닫혀질 수 있는 홀이 있는 페룰을 도시하고 있다.

섬유들을 고정시키는 이러한 페룰은 도 2에 도시되어 있다. 그러나, 정렬 오류 없이도, 상기 기계적인 접착은 일반적으로 갈라져 있는 상기 섬유 끝단들의 질에 민감하다. 상기 갈라짐들의 불완전성은 결합의 질에 영향을 미치는 공기-간격을 발생시킨다. 게다가, 상기 섬유들이 세로방향으로 당겨지면, 그것들은 기계적인 접착 안쪽으로 미끄어져 들어갈 수 있고, 이에 따라 공기-간격이 발생하게 된다.

이러한 영구적인 접착을 만들기 위해서, 당김 힘을 증가시키기 위해서, 그리고 불완전하게 갈라진 각도들에 의한 공기 간격들을 제거하기 위하여, 상기 섬유들은 상기 페룰 안에 고정되는 동안에 융합된다.

상기 융합 과정은 상기 접착이 온도 변화를 만나거나 상기 섬유들이 당겨지는 경우에 정렬이 흐트러지지 않도록 하기 위해 상기 공기 간격들을 막게 된고 상기 접착을 응고시키게 된다.

상기 섬유들이 합성수지이고 유리의 녹는점 보다 낮다면, 상기 섬유의 녹는점까지 상기 페룰을 가열하는 것에 의해 이것이 가능하다.

그러나, 이것은 상기 섬유가 실리카 섬유이고 US patent 7,066,656 처럼 상기 페룰이 구리 합금으로 만들어진 경우에는 효과가 없다.

도 3에는 상기 접착점에서 상기 페룰 통로를 교차하기 위한 접근 홀을 기계적으로 만드는 것에 의해 상기 페룰을 개조하기 위한 본 발명의 일실시예를 도시하였다. 이러한 접근 홀은 도 4에 도시된 바와 같이 CO₂ 레이저와 같은 점열원을 가지고 섬유를 가열하기 위해 사용될 수 있다. 이것은 상기 페룰을 직접 가열되지 않고 단지 상기 섬유를 가열하는 장점이 있고, 녹아내림을 방지할 수 있는 장점이 있다.

단지 상기 CO₂ 레이저로부터 반사되고 산란된 빛이 상기 페룰을 조사한다. 이것은 단지 상기 열의 몇 퍼센트만을 나타낸다.

상기 섬유는 상기 섬유를 통하여 주로 세로 방향 전도를 통하는 것 뿐만 아니라 상기 공기를 통한 전도 및 복사열에 의해 상기 페룰을 가열하게 된다.

이러한 열의 세로 방향 전도 및 상기 페룰의 손상 발생을 막기 위하여, 상기 접근 홀은 상기 섬유 직경의 두 배 이상 크게 만들어질 수 있다.

게다가, 상기 페룰이 구리 또는 구리 합금들과 같은 높은 열전도 물질로 만들어지는 경우, 그것들의 녹는점까지 상기 섬유 끝단들을 가열하기 위해 더 많은 시간이 필요할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 섬유 끝단들은 융합 동안 상기 섬유의 어떠한 움직임도 방지하고, 전형적으로 1 cm 이상 떨어진 상기 섬유들을 고정하는 융합 접착기(fusion splicer)를 사용하고, 일어날 수 있는 어떠한 정렬흐트러짐도 제한하는 융합된 영역에 근접한 곳에서 고정된다. 어떠한 공기 간격도 채워질 수 있고 그러므로 빛의 전달은 개선된다. 이것은 기계화된 정렬을 가지는 기계들에서 얻어지는 퀄리티와 동일한 퀄리티의 접착을 얻을 수 있게 한다.

다시 말해서, 기계화된 정렬 시스템 대신에 페룰을 사용하는 것에 의해 야기될 수 있는 미리 융합된 최적의 섬유 끝단 정렬으로부터의 편향은 융합 동안 발생하는 정렬흐트러짐을 줄이기 위한 상기 융합 영역에 보다 가까운 상기 섬유 끝단들을 고정하는 것에 의해 평균값으로 쉽게 보상된다.

높은 융합 온도를 가지는 것 등과 실리카 섬유들의 경우, 복사되는 빔에 의한 열의 전달이 요구되는 열이 상기 페룰 또는 기계적인 접착에 나쁜 영향을 미치는 일 없이 상기 섬유 끝단에 직접적으로 전달되도록 한다.

게다가, 상기 섬유 끝단들이 융합될 때, 상기 융합으로 둘러싸인 영역은 상기 융합 동안 강한 온도 증감에 의해 유발되는 스트레스들을 제거하기 위해 보다 낮은 온도로 가열될 수 있다. 실리카 섬유에 있어서, 이러한 어닐링은 600 ℃에서 700℃ 사이에서 이루어지고, 이는 구리 페룰의 녹는점 보다 낮은 온도이다. 상기 어닐링된 영역은 상기 접근 홀에 의해 노출되는 상기 섬유들의 전체 영역을 커버할 수 있다. 이러한 과정은 상기 접착 영역의 기계적인 강성을 증가시킨다.

기계적인 정렬 및 CO₂ 레이저 열원 또는 상기 섬유 물질에 의해 흡수되는 다른 레이저 파장을 위한 페룰을 사용하는 융합 접착 기계를 만드는 것은 가능하다.

표준 섬유들에서, 정렬 최적화 절차가 존재하지 않기 때문에 상기 접착은 상기 섬유를 통한 전송을 측정하지 않고 만들어진다. 상기 접근 홀은 가열을 위해서 뿐만 아니라 현미경, 가시선 또는 적외선 카메라를 가지고 상기 융합 절차를 관찰하기 위해 또는 갈라짐 품질이 우수한지 아닌자 결정하기 위해 또는 융합 동안 상기 접착의 퀄리티에 영향을 미칠 버블(bubble)들이나 다른 결점들이 발생하는 경우에 사용될 수 있다.

융합이 끝날 때, 상기 페룰은 부서짐이 유발될 수 있는 상기 접착 영역의 어떠한 구부러짐도 방지하는 접착 보호 패키지로서 즉시 행동하고, 게다가 마찰력에 대한 강한 수직방향 저항을 부여하고, 그리고 당김힘을 증가시킨다.

상기 페룰은 그다음 상기 페룰의 위에 가열하여 끼워질 수 있는 열가소성물에 의해 캡슐화된다. 이것은 상기 접근 홀을 커버하고, 상기 페룰을 빠져나가는 상기 섬유에 약간의 강성을 부여한다. 이것은 또한 실리콘 또는 신축성 있는 에폭시와 함께 상기 페룰을 빠져나가는 상기 섬유들을 붙이는 것에 의해 달성된다.

대신에, 상기 페룰은 도 5에 도시된 바와 같이 상기 섬유 재킷(fiber jacket)을 고정하기 위해 만들어질 수 있다.

상기 빠져나가는 섬유들은 합성수지 재킷(plastic jacket)에 의해 또는 본딩(boding)되는 것에 의해 다시 강화될 수 있다.

만약, 합성수지 재킷이 사용되지 않는 다면, 상기 접근 홀은 상기 접착 영역을 보호하기 위하여 접합물(solder) 또는 본딩 물질 또는 아크릴레이트(acrylate)의 떨어뜨림에 의해 봉해질 수 있다.

도 1a는 기계적인 접착을 위한 섬유 끝단들을 포함하는 원통형 채널을 가지는 페룰 내에 기계적으로 연결되는 섬유 끝단들의 투시도이다.

도 1b는 V자 홈에 기계적으로 연결된 섬유 끝단들의 사시도이다.

도 2는 상기 섬유 끝단들이 채널 안으로 이동되도록 강제적으로 열려진 첫번째 형상 및 광학적으로 정렬된 섬유 끝단들의 중심을 맞추거나 고정하기 위한 방사 힘(radial force)를 가지는 섬유 끝단들을 잡기 위해 확 닫기위해 풀려진 두번째 형상을 취할 수 있도록 적응된 형상 기억 합금 페룰과 기계적으로 결합된 섬유 끝단들의 투시도이다.

도 3은 레이저 복사열이 융합이 일어나기 위한 섬유 끝단들에 의해 흡수되거나 통과되도록 하기 위한 중심 복사 접근 홀을 가지는 도 2의 개조된 페룰과, 상기 페룰을 녹는점 이상으로 가열하지 않고도 섬유 끝단들을 융합 온도에 도달시키기 위해 적당한 크기의 간격을 제공하는 홀을 도시한 투시도이다.

도 4는 도 3에 도시된 페룰의 중심 복사 접근 홀(central radial access hole)을 통과하기 위해 조사된 레이저 빔을 도시한 개략도이다.

도 5는 각 섬유 끝단의 섬유 재킷(fiber jacket)을 고정하기 위해 적응된 도 3에 도시된 페룰과 비슷한 페룰의 세로방향 개략도이다.

Claims (14)

1. 마주보는 섬유 끝단들을 정위치를 고정하고 광학적으로 정렬하기 위한 방사 압력이 가해지도록 통로를 가지는 페룰 장치를 사용하는 단계; 및

   상기 페룰 장치에 의해 고정된 상기 섬유 끝단들을 융합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 섬유들을 연결하는 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 융합하는 단계는 상기 섬유 끝단들을 가열하기 위해 상기 섬유 끝단들 위에 직접적으로 전달되는 복사열에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 광 섬유들을 연결하는 방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 섬유 끝단들은 상기 섬유 끝단 직경과 대략 동일한 상기 섬유 끝단들의 말단으로부터의 거리에서 상기 페룰 장치에 의해 각각 고정되는 것을 특징으로 하는 광 섬유들을 연결하는 방법.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 융합하는 단계는 레이저를 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 광 섬유들을 연결하는 방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 레이저는 CO₂ 레이저인 것을 특징으로 하는 광 섬유들을 연결하는 방법.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 페룰 장치는 형상 기억 합금 물질에 의해 만들어지고,

   상기 페룰 장치를 사용하는 단계는 상기 통로를 확장하는 과정, 상기 통로에 상기 섬유 끝단들을 삽입하는 과정, 상기 형상 기억 합금 물질이 상기 섬유 끝단들 위에 붕괴되도록 유발하는 과정, 그리고 상기 방사 압력을 가하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 섬유들을 연결하는 방법.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 페룰 장치는 상기 섬유들의 융합의 검사 및/또는 상기 섬유 끝단들 위의 복사열 전송이 허용되는 융합 영역에 적어도 하나의 방사 홀을 가지는 것을 특징으로 하는 광 섬유들을 연결하는 방법.
8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

   섬유 커넥터 패키징의 일부를 형성하는 상기 페룰 장치는 상기 섬유 끝단들의 융합 접착을 유발하는 것을 지지하기 위해 기계적 보강재로서 사용되는 것을 특징으로 하는 광 섬유들을 연결하는 방법.
9. 섬유 끝단들이 만나는 곳에서 간격을 가지면서, 마주보는 섬유 끝단들을 정위치에 고정시키고, 기계적인 조절 없이도 광학적으로 정렬시키기 위한 페룰 장치를 사용하는 단계;

   상기 섬유들이 상기 페룰 장치의 녹는 온도 보다 높은 융합 온도를 가지도록 하는 단계;

   상기 융합 열이 상기 페룰 장치를 손상시키지 않도록 상기 섬유들로부터 상기 페룰 장치까지의 열 전달을 줄이기에 충분하도록 상기 간격을 크게 하고,

   상기 융합 열이 상기 섬유 끝단들 사이의 광학적 연결 약화 및 상기 섬유 끝단들의 정렬흐트러짐을 유발하지 않도록 상기 간격을 충분히 작게 하는 단계; 및

   상기 페룰 장치에 의해 고정되는 상기 섬유 끝단들을 융합하고, 상기 섬유 끝단 안에 열을 발생하기 위해 상기 페룰 장치 위에 매우 직접적인 전달 없이도 상기 섬유 끝단들 위에 직접 복사열을 전달하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 섬유들을 연결하는 방법.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 페룰 장치의 녹는 온도보다 낮은 온도에서 상기 섬유들을 어닐링하기 위하여 상기 섬유 끝단들 위에 복사열을 전달하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 섬유들을 연결하는 방법.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 페룰 장치는 구리로 만들어진 것을 특징으로 하는 광 섬유들을 연결하는 방법.
12. 제 9항 내지 제11항 중 한 항에 있어서,

    상기 복사열은 CO₂ 레이저 사용에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 광 섬 유들을 연결하는 방법.
13. 마주보는 섬유 끝단들을 정위치에 고정시키고, 광학적으로 정렬시키기 위한 페룰 장치를 사용하는 단계;

    상기 페룰 장치에 의해 고정되는 상기 섬유 끝단들을 융합하는 단계; 및

    상기 섬유 커넥터 패키징의 일부를 형성하는 상기 페룰 장치를 상기 섬유 끝단들의 융합 접착이 유발되는 것을 지지하기 위해 기계적 보강재로서 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 섬유들을 연결하는 방법.
14. 마주보는 섬유 끝단들을 정위치에 고정하고 광학적으로 정렬하기 위한 페룰 장치를 사용하는 단계;

    상기 페룰 장치에 의해 고정되는 상기 섬유 끝단을 융합하는 단계; 및

    상기 페룰 장치의 녹는 온도보다 낮은 온도에서 상기 섬유들을 어닐링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 섬유들을 연결하는 방법.

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