TW451087B - Temperature compensated member and light communication equipment using the member - Google Patents

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A7 B7 451 08 7 五、發明說明（/ ) [技術領域] 本發明為有關一種具有負的熱膨脹僳數之溫度補償用 / 構件及使用該光通信裝置者。 [技術背景] 鸣箸光通信技術的進步，使用光纖的網路也急速逐漸 被配備。在網路中，將多數不同波長之光線總括傳輸的 波長多路傳送技術已被採用。而波長濾波器耦合器、波 導路等逐漸成為重要的裝置。 在這種設備中，由溫度使其恃性變化，在屋外使用時 會招來障礙，因此要使如此設備的特性不依溫度變化而 保持於一定的技術，就需要所謂溫度補償技術。 需要溫度補償的光通信裝置中，其代表性者，有纖維 布嘟格（Bragg)光柵（以下稱FBG) 。FBG是在光纖的核心 内，以格子式持有的折射率變化部分，所諝形成光柵 (grating)的裝置，依下列式（1)的關傺，具有反射特定波 長的光線的特徵β因此，在不同魄長的光信號藉由1條 光纖來多路傳送，於波長分割多路傳透方式之光通信糸 統中成為重要的光裝置而受到重視。 λ =2ηΛ (1) 式中；L是反射波長、η是核心的有效折射率、Λ表示對 格子狀設置折射率變化的部分之格子間隔。 然而，如此之F B G中，當周圍溫度變化時，有反射波 長變動之缺失。反射波長之溫度依賴性是將（1 )式以溫度 Τ來撤分所得下列（2)表示。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 451037 A7 B7 經濟部智慧財產局員Η诮贅合作來¢1 五、發明說明（>) d>l/aT=2 {(0η/3Τ) Λ + η (0Λ/3Τ)} = 2·Λ {(3n/dT) +η (,δΛ/5Τ) /Λ}…（2) 此（2)式之右邊第2項的（δΛ/3Τ)/Λ是相當於光纖的熱 膨脹係數其値大約爲0.6 xlO _6/°C。一方面，右邊第1項 ' 是光纖核心部分的折射率之溫度依賴性，其值大約為 7.5X 1 D·6 /。(^亦即，反射波長的溫度依賴性是侬賴於 核心部分的折射率變化舆由熱膨脹的格子間隔變化之雙 方，但明白了大部‘分是起因於折射率溫度變化。 為了欲防止這種反射波長的變動之手段中，由於因應 於溫度變化的張力施加於FBG及改變格子間隔，以相抵 起因於折射率變化的分量之方法爲所知。 作爲該方法的具體例來，例如提案有將FBG固定在由 熱膨脹係數小的合金或石英玻璃等材料和熱膨脹係數大 的鋁等金屬材料組合_溫度補償用構件之方法。亦即，如. 第1圖所示，在熱膨脹係數小的因巴（商標名）棒1 〇的 ,兩端，分別安裝熱膨脹係數比較大的鋁製托架Π a、1 1 b， 使用金屬卡子12a、12b將光纖13以規定的張力拉緊狀 態固定在該等托架1 1 a、1 1 b。此時使光纖1 3的光柵部分 13a到來兩夾金屬卡子12a、12b之中間。 並依此狀態下周圍溫度上升時，托架1 1 a、1 1 b伸長， 兩金屬卡子1 2 a、1 2 b間的距離會縮短，故施加於光纖1 3 的光柵部分1 3 a的張力減少》—方面，周圍溫度降下時 托架11a、lib收縮，因兩金屬卡子12a、12b間的距離增 加，施加在光纖1 3的光柵部分1 3 a之張力增加。如此， 依溫度變化來改變施加於FBG的張力，可調整光柵部分 的格子間隔，由此可相抵反射中心波長之溫度依賴性。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------111 -— I -訂---------· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 451 087 A7 經濟部智慧財產局員工浦費合作槔炉製 B7_ 五、發明說明（> ) 然而，如此之溫度補償裝置，在機構上變成複雜，有 操作上困難之缺失。 於是作爲解消上述缺失的方法，在特表2000-5034 1 5 或特表2 00 0-503967,係如第2圖所示，掲示由預先成形 爲板狀的原玻璃體經熱處理結晶ΐ來獲得，在具|的熱膨 脹係數的玻璃陶瓷基板14上，由錘15賦予張力的狀態 以粘接劑1 7固定FBG 1 6，將此張力由玻璃陶瓷基板1 4 的膨脹、收縮來控制的方法。欲相抵反射中心波長的溫 度依賴性，以如上述，需要以溫度上升時往FBG收縮的 方向，溫度下降時往伸長方向施加應力。基板材料如具 負.的熱膨脹係數時，可由單一構件產生該種應力。在特 表2 00 0-503415或特表2000-503967,是依據該作用效果所 發明者。尙，第2圖中，16a是表示光柵部分。 特表2000-503415或特表2000-503967所揭示的方法， 有由單一構件可進行溫度補償在機構上簡單，容易操作 的優點，但有大大地使用的玻璃陶瓷構件之熱膨脹的滯 後現象之問題。所謂熱膨脹的滯後現象，是指由溫度變 化使材料膨脹、收靖之際，指其升溫過程之膨脹與降溫 過程之行跡變成不一致的現象。 又在特表2000-503415或特表2000-503967，揭示以減 低玻璃陶瓷構件的熱膨脹滯後現象爲目的在400〜80(TC 的溫度進行熱循環處理，使內部構造穩定化的方法。可 是，以這種方法所減低的滯後現象，對於溫濕度的環境 變化仍不穩定’欲維持其初期之値困難。又，這樣地熱 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁> .裝 ----訂·---- f. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 461 08*7 A7 ____________ B7 五、發明說明（4 ) 處理會使製造過程複雜，故亦有增高成本之缺失。 因此，本發明的目的，是提供一種溫度補償用構件的熱 膨脹之滯後現象小且對環境穩定性高，可廉價製造者。 本發明的另一目的，是提供一種採用如該種溫度補償 用構件的光通信裝置。 [發明之揭示] 本發明人等’爲了達成上述目的進行種種之實驗結果， 發現予限制構成溫度補償用構件的多晶體之結晶構造時 可減低熱膨脹之滯後現象，而且可獲得優於環境穩定性 之溫度補償用構件，以致提案本發明。 依本發明的一樣態，可獲得一種溫度補償用構件，其 特徵保由万-石英固溶體及/5-鋰霞石固溶體中之一方爲 主結晶多晶體所成，於X線衍射測定給予主峰的結晶面 之面間隔小於3 . 52 )(埃），具有負的熱膨脹係數。 上述多結晶體也可由粉末之燒結體所成。 上述溫度補償用構件，在-40〜，100°C溫度範圍的熱膨脹 係數，可在-2 5~-120\1〇-77°(：亦可以。 依本發明的另一樣態，可獲一種光通信裝置，其特徵 爲包含上述溫度補償用構件_，與固定在該溫度補償用構 件之一面具正的熱膨脹係數之光零件。 在上述溫度補償用構件之另一面採用具低彈性的粘接 劑粘接的補強構件者亦可以。 上述補強構件係具有穿通孔的柱狀體，上述溫度補償 用構件亦可配置在該補強構件之穿通孔。 本紙張尺·度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------f裝— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂： 經濟部智慧財產局員工消費合作狂印製 A7 B7 五、發明說明（Γ〉 上述光零件由粘接劑固定在上述溫度補償用構件，上 述粘接劑，是由有機聚合物所成，在硬化前25 t的粘接 劑粘度爲2500~100000MPa· S(毫帕斯卡秒），且硬化收縮 率也可於5 以下。 尙’所謂面間隔，指構成多結晶體的結晶中之種種每 一結晶面間之間隔，在本發明係於x線衍射給予主峰値 結晶面爲對象。 ^ [實施本發明的最佳形態] 有關本發明實施形態之溫度補償用構件，由^ ·石英固 溶體及石-鋰霞石固溶體中之一方爲主結晶的多晶體所 成'在X線衍射測定。給予主峰値的結晶面之面間隔小 於3·52 i，具有負的熱膨脹係數。 第3圖，表示多晶體的結晶面之面間隔，與滯後現象 的相關關係者。由此因可理解，面間隔越小滯後現象也 會愈小。面間隔成3 · 5 2 J以上時，作爲溫度補償用構件的 滯後現象之減低效果仍然不充分 > 同時由溫度或濕度等 環境因素的滯後現象之變化率變大，難於獲得穩定待 性之裝置。 又多結晶體之結晶面的面間隔越小，滯後現象也變 小。可是，欲使面間隔變小，則析出異種結晶，使熱膨 脹係數往正的方向移動，或熱膨脹的直線性劣化。因此， 由裝置的用途或特性需適當的選擇面間隔。在此，面間 隔的理想値是3.491~3.519兑’更理想的値是3_495〜 3 ·5 1 2λ。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4规格（210 X 297公t ) n i— n ϋ n n t— ^ I I n <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -5 ,ά. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 451 〇δ 7 Α7 Β7 i、發明說明（t > 如1 997年信學總大C-3-46所示，以具負的熱膨脹係數 的材料作爲此種之基板來使用時，溫度域很強地出現反 射中心波長之溫度依賴性，有時不能獲得充分的溫度補 償功能。此係起因於基板材料熱膨脹之直線性不良。 因此，對連結試料之熱膨脹曲線兩端的直線（假想直 線），在實測曲線之偏差成爲最大的溫度，將假想直線與 實測曲線之試料長之差，除以試驗前的試料長度値限制 在60PPm以下爲理想。由此，熱膨脹之直線性成爲優越 者，故在任何之溫度域都可獲得充分溫度補償功能。 作爲改變多結晶體之結晶面之面間隔方法，有各種之 方法，例如予以調整多結晶體之組成，或在製作多結晶 體後•，亦可採用離子交換處理方法。 適合於縮小多結晶體結晶面之面間隔的組成範圍，係 以重量 ％ 爲 S i 0 2 4 5 ~ 6 0 %、A 12 0 3 2 0 ~ 4 5 %、L i 2 〇 7 ~ 1 2 %、 Ti〇2 〇~4°/。' Zr〇2 0〜4%。並在此組成範圍內，使各成分 之含有量成限制在所希望之値，即可使面間隔在3 . 5 2 I以 下。又除上述成分以外，也可再將MgO或P2 05等其他成 分添加到1 0重量％。 將原料熔融後，由將冷卻固化的玻璃予再加熱來結晶 化，在製作多結晶體時.，爲了保持玻璃熔融性或良好地 成形性，有時面間隔的調整會變成困難。相對地，如由 繞結原料粉末來製作多結晶體時，並不至於受到玻璃的 熔融性或成形性限制，可由燒結前的原料粉末種類或比 率來調整。而且，不僅是板狀，在於複雜的形狀，也可 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------—裝 i (請先閱讀背面之項再填寫本頁) 訂* ·

-Q 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 451087 B7_ 五、發明說明（7 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 由壓機成形、鑄造成形、擠出成形等方法，容易以低成 本來成形。因而，由以原料粉末來燒結以製作多結晶體 爲理想。尙，作爲此.原料粉末，可使用非晶質玻璃粉末、 結晶析出性玻璃粉末、部分結晶化玻璃粉末，由溶膠一 凝膠法製作的玻璃粉末，再者，除此之外也可添加溶膠 成凝膠。 又，此過度補償用構件，於-40〜100°C之溫度範圍的熱 膨脹係數以-25~-120xICT7/°C爲理想（而更理想爲-50〜 -90xl(T7/°C )。再者，由於使原料粉末燒結來製作多結晶 體時，與成形伺時因在規定地方可容易形成槽或穿通 孔，故於製作光通信裝置上也成爲大大的優點。例如， FBG ·的光纖是用黏接劑（例如玻璃釉或環氧樹脂）粘接 固定在溫度補償用構件，可是在溫度補償用構件的規定 處形成有槽或穿通孔時，於黏接加.工之際，在組裝上易 於自動化，可降低製造成本。尙，槽或穿通孔並不只限 定於1處，也可形成多數處。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 並由將上述槽或穿通孔的直徑接近於裝置的直徑，可 減少黏接劑的使用量，以薄的黏接劑層就可加以固定。 當黏接劑層變薄時，減低黏接劑和裝置及溫度補償用構 件間之由熱膨脹引起的應力。因而，可在遍及槽或穿通 孔的全長上黏接、固定，且，可防止溫度補償用構件在 固定時長度收縮時亦可設防止裝置之撓曲。 —般於將FBG等的光纖狀裝置固定溫度補償用構件 時，欲使裝置在溫度補償用構件的固定時由長度收縮之 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 4 51 0 8 7 A7 經 濟 部 智 財 產 局 作 社 印 製 B7 五、發明說明（f ) 際不致於撓曲，預先需要賦予裝置張力。相對地，依本 發明，因不必要預先賦予張力，以更簡便的過程製造具 有溫度補償功能之光學裝置。尤其在溫度補償用構件形 成精密的穿通孔，在其孔中插入裝置時，溫度補償用構 件不僅持有作爲裝置的定位零件之功能，及將具有溫度 補償功能裝置連於光纖或其他裝置之際，也可當作連接 零件之功能。 , 其次，參照第4圖及第5圖說明關於本發明實施形態 之光通信裝置。 上述溫度補償用構件，主要是於熱膨脹舉動時含有具 各向異性的結晶，例如点-石英固溶體等。因此，在熱膨 脹舉·動具各向異性的結晶之一的結晶軸呈現非常大的負 熱膨脹係數，亦即，最大-120x1 (T7/°C的負的熱膨脹係 數。在結晶的熱膨脹舉動的各向異性，因會使結晶粒界 產生微細的空隙，故機械性強度容易降低，因而，在光 通信裝置的組裝或放置光通信裝置時，從外部加予大的 應力時就有缺失。 第4圖的光通信裝置，包含具有負的熱膨脹係數之板 狀溫度補償用構件1 8。在溫度補償用構件1 8的一面，例 如下面或側面用具有低彈性的黏接劑1 9來黏接補強構件 2 〇。在溫度補償用構件1 8的另一面例如上面，以具有正 熱膨脹係數的光零件之光纖2 I，在其光栅部2 1 a之兩側 由黏接劑22黏接。 該光通倍裝置，偽機械性強度高，於組裝或設置時极 #夕卜部加予大的應力時也不成為問題。又由溫度變化ft? -10- 本紙張尺度適用中囤國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ----訂，---- 45108 7 A7 B7 五、發明說明（9 ) 溫度補償用構件1 8的伸縮不易受到妨礙。 -----I-----「Y -裝·-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在此，使用具有低彈性黏接劑1 9 ,僳由溫度變化的溫 度補償用構件1 8的伸縮，以熱膨脹像數比溫度補償用構 件1 8大的補強構件2 0使其不易受到妨礙。當黏接劑1 9含 有@条樹脂時，黏接劑1 9容易變成低彈性，至為理想。 補強構件2 0的膨脹傜數在-4 0〜1 D 0 °C之範圍範圍，如為 2 Ο Ο X 1 (Γ7 / °C以下時/則由溫度變化溫度補償用構件1 8 之伸縮，至為理想。而作為補強構件2Q,只要是金屬、 玻璃、陶瓷等比溫度補償用構件1 9的機械性強度大者， 並無待別的限定。尤以不鏽銅、印巴（商標）合金、結晶化 玻璃等，均優於化學性耐久性，補強構件20的表面不會 劣化，在黏接劑1 9與補強構件2 0的界面亦不易剝離， 至為理想。再者，印巴（商標）合金或結晶化玻璃，偽熱膨 脹葆數小5溫度變化不容易妨礙溫度補償用構件1 8的伸 縮，至為理想。 經濟部智慧財產局員Η消費合作杜印製 在第5 _的光通信裝置，補強構件2Q形成為具穿通孔 2〇a之柱狀體，固定光纖21的溫度補償用構件18被插入 穿通孔Ha.,由黏接劑1 9黏接在穿通孔2 0 a的內面。亦 即，補強構件2 0構成包圍溫度補儅用構件1 8及先纖2 1 般具有水平的軸心之圚筒狀。在此所謂柱狀體，傜指剖 面的外周部具有大致多角形或圓形形狀者。 依該光通信裝置，不僅可提高機械強度，亦有補強構 件2 0可完成防止光纖2 1之受到污染，或自外力之倮護的 任務。 -1 1 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 451087 A7 ^_B7__ 五、發明說明（π ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者，在補強構件20的大致上部，形成與穿通孔20a 平行的開縫亦可以。又，也可將補強構件20的大致上部 一部分切斷，將所切斷的部分作爲可關閉穿通孔2 0 a的 蓋使用。在此情形時，以不必切斷光纖21的一部分，可 於穿過於穿通孔之狀態固定於溫度補償用構件1 8，優於 作業性。 如將補強構件2 0的穿通孔2 0 a之兩端部用蓋（未圖示） 覆蓋的氣密構造，對於防止污染或從水之浸入的保護來 看《至爲理想。 再者，於各個第4圖及第5圖，如將光纖21的光柵部 分2 1 a或與溫度補償用構件1 8的黏接部以外，預先以被 覆材•料（未圖示）被覆時，係於組裝光通信設備之際， 在溫度補償用構件18或補強構件20的稜邊部分光纖2] 不輕易刮傷，不易破斷，至爲理想。 又，黏接劑22如由有機聚合物所成時，其係比起玻璃 或金屬的黏接劑在短時間且低溫下可黏接，至爲理想。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 又在黏接劑22之硬化前25 °C的粘度爲2500-100000 MPa· S時，黏接劑22對溫度補償用構件18的潤濕性變 成適當，其黏接不會脫落或/及鬆懈。在黏接劑22之硬 化前25°C的粘度低於2500MPa · S時，對溫度補償用構 件1 8的潤濕性太過於好，黏接劑22不能保持於光纖2 1 的整個周圍，光纖2 1與黏接劑22間的黏接強度降低。 在硬化前25°C的黏接劑22之粘度高於1 〇〇〇〇〇MPa _ S 時，對溫度補償用構件1 8的潤濕性變不良化，黏接劑22 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4规格（210 X 297公釐） A7 451087 ____B7___ 五、發明說明（〃） 與溫度補償用構件1 8間的黏接強度變低。 再者，作爲黏接劑22，硬化收縮率以5 %以下爲理想， 並依此在硬化時施加予光纖21之光柵部分21a的強力幾 乎不增加。 尙，在硬化前25 °C的黏接劑22之粘度，可由聚合物的 種類、分子量及濃度、塡料的種類或量、溶劑的量等來 調整。又，黏接劑22的硬化收縮率，可由增大硬化時的 聚合物之聚合度、塡料的添加及增量、溶劑的減量等來 降低。尤以環氧樹脂本身的硬化收縮率小，對降低黏接 劑的硬化收縮率效果大至爲理想。 又，塗布黏接劑22的溫度補償用構件18部分之表面 粗糙度（Ra)在5从m以下時，黏接劑22對溫度補償用構 件1 8之潤濕性變好.，因黏接不會脫落及鬆懈至爲理想。 又，黏接劑22對於溫度補償用構件1 8之潤濕性可由 接觸角來評價，接觸角在20°~80°時，其黏接不會脫落 或鬆懈，不易招致溫度補償功能的喪失或劣化。 再者，黏接劑22以紫外線硬化樹脂爲理想。紫外線硬 化樹脂可在短時‘間且低溫下容易黏接，而在紫外線硬化 後，再以不劣化光零件的特性的溫度予熱處理時，雖然 硬化時間會稍加長，但增加了黏接強度。 又上述的光通信裝置|係使用熱膨脹的滯後現象小， 且滯後現象對環境變化亦穩定性高的溫度補償用構件， 具備穩定的溫度補償特性，機械性強度亦高。 尙，在上所述作爲光零件表示使用光纖爲例，但使用 1 3 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I n 1 I I I n H ϋ J .. ~/^n I · i I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂_ 經濟部智慧財產扃員工湞費合作社印製 451087 A7 B7 L V-*· UF L 7 1 五、發明說明（ο ) 其他種類的光零件情形亦同樣可實施。 以下對本發明溫度補償用構件依據各式各樣的實驗例 及比較例詳細說明。加以表1表示本發明的實驗例（試 料No. 1〜6 )及比較例（試料Νο.7 )者。 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

451087 A7 _B7 五、發明說明（〇) 表1 比較例 卜 44.5 43.0 12.5 β -Es.s 3.534 00 ^ § 實施例 46.2 40.9 9.1 1.9 1 1.9 - 1 β -Es.s 丨 3.515 in oo in ^>o VI 58.0 31.0 ' 7.7 1 0.8 L4 03 0.8 β -Qs.s | 3.493 VD (N 卜卜 寸 57.1 30.4 8.1 U 1.6 0.3 1.4 i3-Qs.s 1 3.496 寸 cn OO 00 50.7 36.8 11.1 0-4 1 0.5 0.1 0A /3-Qs.s 3.519 Os 卜 ON tn Ό ΓΊ 55.2 33.0 9.3 1 0.8 1.0 0.2 0.5 . /5-Qs.s 3.501 OO <S <N 56.7 31.6 1 8.6 1.0 1.2 0.2 0.7 —_____.1 jS-Qs.s i 3.498 1 cc o ^ C4 試料No‘ Si02 Al2〇3 L'iOz Ti〇2 Zr02. | MgO P2〇S |結晶種類 面間隔G) I 熱膨脹係數 (χΙ〇·7/°〇 滯後 初期 高溫高濕後(ppm) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂· -15- __________________________ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） 451 08 7 A7 ____ _B7___ 五、發明說明（k ) 在表1中，No. 1~5及N 0.7的各試料是以如下製作者。 首先調合原料成燒結後的多結晶體之組成爲表中的組成 (重量％)。其後，將該原料放進金屬模由20MPa之壓力 作壓機成形，製作寬4_、厚3_.、長40咖之角柱 形狀之成形體（壓粉體）。接著，將該等成形體在空氣中 以I 3 5 0°C燒結1 5小時，其後，由冷卻至常溫，作爲冷-石英固溶體的多結晶體。 又，No.6的試料係將原料調合成在結晶化後的多結晶 體之組成分成爲表中的組成（重量％ )後，以1 5 0 0 t熔 融7小時，並由急冷卻作成玻璃，接著，以1 3 5 0°C加熱 1 5小時予結晶化》作成折出点·鋰霞石固熔體的多結晶體 者。， 尙’該等多結晶體的原料，可從各種之礦物或化合物 中適當選擇。又，表中的；S-Qs‘s是表示彡-石英固溶體， 召-Es_ s是表示鋰霞石固溶體。 由表1即可明白，No.1〜6的各試料都是由石-石英固溶 體或召-鋰霞石固溶體所成，具-26〜-95 xl (T7/t：的負熱_膨 脹係數’面間隔都小於3 . 5 2】，故初期滯後現象小，再以 高溫高濕後的滯後現象也小’適合於作爲溫度補償用構 件者。又各試料都熱膨脹之直線性爲6〇ppra以下。 一方面，N 〇 _ 7試料，面間隔是大爲3 . 5 3 4又，所以初期 的滯後現象高溫高濕試驗後的滯後現象之變化大，而且 熱膨脹的直線性比6 Oppm大’不適合於作爲溫度補償用 構件。 -16- 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---!!_、Jf 裝 i I • ·\· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) _ —訂-------- 451 08 7 ^ &Ki ί tv rj>( . - j ·: A7 B7 i、發明說明（π ) 第6圖，表示Ν〇·2試料的熱膨脹曲線之圖表，第7圖 表示使用由該Νο·2試料所成溫度補償用構件之FBG的反 射中心波長之溫度依賴性的圖表》從第6圖Ν 〇. 2之試料 呈現良好的熱膨脹之直線性時，從第7圖可知有溫度補 償的FBG反射中心波長的溫度依賴性，比無溫度補償時 小的多，而且在那一溫度範圍都是一定《 又，在Νο.2試料（4x40x2mm)的下面，用矽系樹脂所 成黏接劑黏接不鏽鋼板（4 X 4 Ο X 1 mm)的光通信設備，係破 壞荷重爲9kg 'f機械性強度高，反射中心波長的溫度依 賴性也小。 相對地，由補強構件未補償的No. 2試料所成的光通信 設備_，其破壞荷重爲1.5 kg ‘ f，機械性強度低。 又，採用25°C的粘度爲4000MPa . S，硬化收縮率爲 0.2%的環氧系樹脂所成黏接劑，將FBG黏接在由Νο.2 試料所成溫度補償用構件上面的光通信設備，由於係可 於低溫黏接而不會損及FBG的特性，且，因黏接劑對溫 度補償用構件潤濕性良好，故不會脫落或鬆懈。又，由 於硬化收縮率低，不會使施加在光纖的張力增加而喪失 溫度補償功能或劣化等。 尙，表I中的結晶種類，與賦予主峰値的結晶面之面 間隔，由X線衍射求出|熱膨脹係數與滯後現象，係用 膨脹計來測定。熱膨脹係數，在-4〇〜I〇〇°c溫度範圍予測 定，滯後現象，在-40〜1 00°C溫度範圍以1 °c /分鐘的速度 將試料反複加熱冷卻時，測定在3 0 °C的加熱時與冷卻時 17· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） 丨丨！ I— —裝 i I ί諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

_J -si· 丨451 08 7 A7 _ B7_五、發明說明（j) 的試料長之差，將此除以試驗前的試料長度求出〇又高 .溫高濕試驗後的滯後現象，在7 (TC 8 5 3! R Η之環境下放 照 按 是 重 荷 壞 破 〇 值 之 後 時 50测 置來

R 法 方 的 縮 公收 德化 爾硬 β 參 〇 克定 魯測 布下 ( ) t秒 =f1E / 度{1 粘 4 型4S ΗΒ度 用速 使勖 /1- ΠΒΛ 條滑。 ,、定 度 Ρ 測 粘25法 的在杯 劑，重 接 }比 黏.製用 司率 且 ， 小作 都製 象本 現成 後低 滯可 之且 脹而 膨 ， 熱高 ，性 件定 構穩 用象 償現 補後 度滯 溫化 一 變 任境 逑環 上於 對 設 佶 通 光 等 體 導 波 ' 器 合 0 X G Β F° 為件 作構 於用 用償 合補 適度 很溫 而之 因備 明 說 單 簡 之 式 圖 第圖 視 正 置 裝 之 新 變 的 長 波 射 反 G Β F 對 止 防 往 以 示 表 圖 玻 數 條 脹 膨 熱 之 負 具 面 表 在 定 固 β 0 FBif 將視 示斜 表板 圖基 2 瓷 第陶 谪 相 之 象 現 後 滯 與 隔 間 面 的 面 晶 結 之 體 晶 Ο 多表 示圖 表線 圖曲 3Φ 第闢 關 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 _ I n L----訂----- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖要 視置 斜裝 置信 裝通 信光 通的 光態 之形 態施 形實 施 2 實第 1 明 第發 明本 發關 本有 關示 有表 。 圖圔圔 4 5 視 第第斜 部 第第件 ‘構 用 〇 償 表補 圖度 線温 。 曲成表 脹所圔 膨料性 熱試賴 之之依 2 料 .度 試No溫 2 I - . 例之 No施長 的實波 例由 施用 實採 示 示 表表 圖圖

G B 心 中 射 反 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 45108 7 _B7 五、發明說明（I Ο 符號說明 18…溫度補償用構件 1 9…黏接劑 20…補強構件 20a…穿通孔 2 1…光纖 2 1 a…光柵部 22…黏接劑 -----------裝 ....ί\ (請先闓讀背面之注意事項再填寫本頁)

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rtr 3i h -- I -19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐）

Claims (1)

1. 經濟部智慧財產局員工消費合阼味申纪 A8 451087 § f、申請專利範圍 1. 一種溫度補償用構件，其特徵爲 由泠-石英固溶體及Θ -鋰霞石固溶體中之一方為主結· 晶的多結晶體所成， 在X線衍射測定賦予主峰値結晶面之面間隔，小於 3.52 j，並具負的熱膨脹係數。 2 ,如申請專利範圍第1項之溫度補償用構件，其中該多 結晶體，係由粉末之燒結體所成。 3 .如申請專利範圍第1或2項之溫度補償用構件，其中 在-4 0~ 100t溫度範圍的熱膨脹係數爲-2 5〜-120x10-7/ 〇C。 4. 一種光通信裝置，其特徵爲包含： 申請專利範圍第1 ~3項中任一項記載之溫度補償用 構件；以及 t t 具有固定在該溫度補償用構件一面的JE之熱膨脹像數的 光零件。 5. 如申請專利範圍第4項之光通信裝置，其中在該溫度 補償用構件之另一面，包含採用具低彈性的黏接劑，所 黏接的補強構件。 6. 如申請專利範圍第5項之光通信裝置，其中該補強構 件係具穿通孔之柱狀體，該溫度補償用構件係配置在該 補強構件之穿通孔。 7. Λ如申請專利範圍第4項之光通信裝置，其中該光零件 由黏接劑固定在溫度補償用構件·該黏接劑由有機聚合 物所成，在硬化前25 °C的黏接劑黏度爲2500〜 lOOOOOMPa S，且硬化收縮率在5%以下者。 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注§項再填寫本頁) 裝 1IIJI 訂-----.*,