JPH07509073A - 光ファイバ用接続装置 - 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】 光フアイバ用接続装置 この発明は、光フアイバ用の接続装置に関する。

光ファイバをｂｆｆ報搬送媒体として使うとき、これらのファイバを互いに接合 すること、並びにこれらのファイバを光送信および光受信ユニットに接続するこ ともしばしは必要である。

この発明は、異なる種類のファイバを相互に接続するための装置に関する。それ て、この創意に富んだ接続装置は、プラスチソクファイハとガラスファイ／＜の 両方を接合するために使うことかてきる。

本質的に接続装置は均質のシリンダから成り、その軸線に沿って伸びる貫通穴を 仔するものとして、この技術分野では知られている。このシリンダの両端に、こ のシリンダ軸線に関して対称てあって、この貫通穴に通じる漏斗形のくほみが設 けられている。この接続装置は、非透明材料から作る。

この既知の装置を使用するとき、それぞれのファイバの端をこの漏斗形のくほみ に挿入し、それからこの貫通穴へ案内して、この装置の中て互いにぶつかるよう にする。

この既知のファイバ接続装置は、製造か高価であり、いくつかの無視てきない欠 点て悩まされている。一つの欠点は、この貫通穴の直径に関して十分な精度を得 ることか困難なことである。この穴の直径は、ファイバの端かｍｔ述の方法で、 即ちファイバコアか十分に重なった状態で互いにぶつかるためには、約１ミクロ ン以下の公差で正確でなけれはならない。他の欠点は、この接続装置かただ一つ の接合だけしか意図していないことである。更に、重大な欠点は、このファイバ 接続装置の中のフフイハの端の位置を見または調へることかできないことである 。

本発明はこ第１らの欠点を、除去するものてあり高精度で製造か比較的安いファ イバ接続装置を提供することである。

従−て、この発明は、両端か漏斗形をした通路を含み、二の通路にその両端から 光ファイバを挿入して、これらのファイバかこの通路内で互いに当接することを 意図した光フアイバ接続装置に関し、この接続装置が一つ以上のＶ形断面の溝か 食刻されている平坦面を存する第１シリコン部と、透明ガラス材料で作られ且つ この第」部の溝付き面にのしかかって三角形断面のチャンネルを形成する平坦な 側面を有する第２部とを含み、該チャンネルの内接円の直径がこの光ファイバの 外径よりわずかだけ大きいことを特徴とする。

さて、この発明を、その例示である実施例を参照し、添付の図面も参照して更に 詳しく説明する。その図面で、 −第１図は、創意に富んだ接続装置の縦断面図であり。

−第２図は、接続装置の一部の透視図でありニー　π３図は、第１図による接続 装置の一部の上から見た図であり。

−第４図は、接続装置の一部とアダプタの側面図であり。

−第５図は、第４図の接続装置とアダプタを上から図示し。

−第６図は、結合ユニットとして機能する接続装置の実施例を図示し。

−第７図は、この接続装置を含む完全な結合ユニットを模式的に図示し：そして −　第８図は、所謂リボンの一端を図示する。

第１図は、両端３，４か漏斗形をした通路２を含む光フアイバ接続装置ｌを示し 、そこでは光ファイバ５．６をこの通路の中でぶつかるように、矢印で示すよう に、この通路の両端から挿入するようにされている。

この発明によれは、この接続装置は、一つ以上のＶ形断面の溝８か食刻されてい る平坦面を存する第１シリコン部７を含む。この接続装置は、また透明ガラス材 料で作った第２部分９も含む。この第２部分９は、三角形断面のチャンネルを作 るように、第１部分７の溝イすき面１１に重ねるようにした平坦な側面１０を存 する。このチャンネルの内接円は、直径かこの光ファイバの外径よりわずかたけ 大きいものとする。

この接続装置の対向する端３，４て各Ｖ形溝８は、！￥１および第３図に示すよ うに、漏斗形の部分を作るように、深く広い部分１２を有する。第３図は、黒く 太い線で、これらの■形溝８間に延びる平坦な突条１３を示す。

この発明の一つの非常にｔＪｆましい実施例によれは、この接続装置のｎｒｒ述 の第１部分は、結晶方向［１００］を有する結晶シリコンから成る。実際に、こ の接続装置の第１部分は、結晶方向［１００］をもち、厚さ５２５ミクロン、直 径１０゜１６ｃｍ（４″）の結晶シリコン板、即ち標準シリコンシートから都合 よく作られる。

この＃Ｉ料を選択することにより、溝８を、従来の写真平版マスクを開いて湿式 食刻することか可能となる。すなわちこれらの溝は、編部を突条１３に対応させ たマスクで食刻する。次に、例えば水酸化カリウム（ＫＯＨ）で、異方性湿式食 刻プロセスを実施する。すなわちノートを食刻して結晶面［１１１］を得る。こ の食刻プロセスは、これらの面か出会ったところで止まり、この板の上面と５４ ゜７°の角度をなす平坦な側面をもつＶ形溝か作られる。この食刻プロセスは、 マスクの外側では続けられ、漏斗形部分！２を形成する。

上述の方法は、溝８の１法および位置に関して非常に高い精度か得られる。

他の好ましい実施例によれば、この接続装置の第２部分９は、珪酸ガラス、好ま しくは硼珪酸ガラスから成る。硼酸ガラスは、一般にノリコンと同じ線膨張係数 を有するのて好ましい。このガラスは、厚さ約０．５ミリであるのか好ましい。

食刻プロセスの終了後、接続装置の第２部分９の平坦な下面をその第１部分７の 上に置く。次にこれらの部分７．９を、好ましくは陽極接着プロセスにより、互 いに接合する。接着は、電圧、例えば５ｏｏｖの電圧を、第」図で垂直に、約４ ５０°Ｃの温度で加えることによって達成することができる。

陽極接着の利へは、接着剤を使う必要かないことである。接着剤を使うと、接着 剤が溝に入る危険かある。更に、接着剤接合箇所の厚さを決めることか困難かも 知れない。これは、溝の断面かうまくできないことを意味する。

このようにして、溝８は、ファイバか挿入される二等辺三角形の形の断面をもつ 。

当然、この虜の中にファイバを置く場合の精度は、ファイバの外径かこの溝の内 接円直径よりどれだけ小さいかに依る。理想的には、このファイバの外径か内接 円の直径と一致する。しかし、このファイバを虜の中に挿入可能にするために、 ファイバと溝の間にある程度の隙間かなけれはならない。

光伝導性コアを含むガラスファイバの外径は、典型的には１２５ミクロンである 。この光伝導性コアは、典型的には直径５ミクロンである。二つのファイバの端 か、第１図に示すように、この接続装置の中て当接し、これらのコアを互いに対 向させる。これらのコアは、互いに対して半径方向に１ミクロンを超えて変位す べきてない。

、一つの好ましい実施例によれば、この接続装置が光伝導性コアを含む光ファイ バを互いに接合しようとする場合において、この接続装置の溝の内接円の径かフ ァイバの外径に対してコア直径のせいぜい２５％、好ましくは該コア直径のせい ぜい１０％たけ大きくするように構成される。

接合を行うとき、所謂屈折率整合液１４を、このファイバを接続装置に挿入する 前にファイバの一端または両端につけることによって、この通路の中に導入する 。この屈折率整合液は、このコア材料と同じ屈折率をもつ液体である。この屈折 率整合液は、例えは、油てもよい。当業者は、用いるファイバ材料に従って適当 な液体を選択することができる。この液体は、このファイバ接合箇所での遷移損 失を低く維持し、またこの接続装置へのファイバの挿入を容易にできる潤滑効果 も有する。

これらのファイバを意図した方法でこの接続装置に挿入した後に、接着剤１５を 該装置の両端に付けてファイバを固定する。ＴＩ図示した実施例では、各接続装 置には多数の溝８かある。しかし、この接続装置は、ただ一つの単一溝だけを含 むように構成することができることは理解されよう。この装置がもっと多数の溝 を含むとき、適当な溝間隔は２５０ミクロンである。

この創意に富んだ光フアイバ接続装置は、三つの決定的利点を存する。第１に、 この装置は、溝の寸法および位置に関して極めて正確である。第２に、且つ非常 に重要なことに、ファイバ端をガラスを通して見ることかできる。接続が、肉眼 で行え、光学的補助装置を使う必要かない。また、ファイバの位置を容易に確認 できる。第３に、この創意に富んだ光フアイバ接続装置は、安く作ることかでき る。例えば、約１００個の接続装置のシリコン部分を厚さＩＯ，ｌ６ｃｍの一枚 のシリコン板から同時に作ることかできる。

従って、この発明は、既知の技術に比へて有意義な利点を提供する。

一つの好ましい実施例によれば、ファイバの挿入か、第４および第５図に示すア ダプタ１６によって容易になり、そのアダプタは、三角形チャンネルか開いてい るこの接続装置の端３．４に、少なくともファイバを該装置に挿入するときに、 当接させるものである。このアダプタ１６は、接続装置ｌの三角形チャンネル８ のそれぞれに対するＶ形の溝１７を含む。このＶ形アダプタ溝１７は、この接続 装置を離れて外方に拡かり且つ深くなっている。

このアダプタ１７は、プラスチック材料て作ってもよい。このアダプタ１６は、 この接続装置Ｉをアダプタ１６に対してより容易に位置付けてきるようにするた めに、この接続装置と接続する凹所１８を備えてしよい。このアダプタ溝か接続 装置を離れて外方に拡がっているので、ファイバ６をこのアダプタの溝の中に容 易に置くことかできる。次にこのファイバを接続装置の方へ押すと、このファイ バは、アダプタ１６によって実際の接続装置の中へ案内される。

図に示すように、接続装置から外方に湾曲する。参照番号１９は、溝１７の底を 指し、湾曲した通路を伸びるように図示されている。

この構成の主たる理由、且つ重要な理由は、このファイバが湾曲した通路の中を 動くので、ファイバの先端は、この接続装置の溝８の底に押し付けられるだろう ということである。これは、ファイバの外面と三角形溝の壁との間に隙間がある ときに、このファイバか溝の底に配置されるだろうということを意味する。ファ イバをこの接続装置にその他端からこのアダプタを用いて挿入すると、このファ イバは、この接続装置の溝の底に正しく配置される。このようにして、二つのフ ァイバは、ファイバの外径か内接円の直径に対してファイバコアの直径以上に小 さくても、互いに対して適切に配置されるだろう。前述した湾曲した溝と共にア ダプタＩ６を使うとき、このファイバを接続装置に挿入してからファイバを然る べき位置に固定するために接着剤１５を付ける。

この発明は、単一ファイバを接合するためにも、二つ以上のファイバを接合する ためにも適用することかできる。従って、接続装置に含まれる溝の数は、この装 置の実際の用途に依るだろう。

所謂ファイバリボンも接続することかできる。ファイバリボン３０は、多数の相 互に平行なファイバ３１を含むリボンである。各ファイバは、クラッド層３２に 埋め込まれている。これらのファイバは、プラスチック外被３３によって支持さ れている。第８図参照。

第８図は、リボンの一端を図示し、このプラスチック外被の一部を剥き、クラッ ト層の一部をはぎ取って示す。

溝８の間の距離か、リボン３０のファイバ間の距離かに対応して、２５０ミクロ ンであるとき、このリボンの端を、少なくともこのリボンのファイバと同じ数た け溝のある接続装置に導入することによって、全てのファイバを一度に且つ同時 に接合することかできる。

上記では、接続装置をただファイバの恒久的な接続に使用するものとして参照し て説明してきた。しかし、一つの好ましい実施例によれば、この接続装置は、結 合ユニット２０．２１の形をとってもよい。第６および第７図参照。それによれ ば、一つ以上のファイバ２２を接続装置１にその片側２３から挿入して、該装置 に対して固定し、接続装置の他の側２４ては、ファイバ２５を該装置に挿入して 受けるようになっている。

この接続装置のファイバを恒久的に挿入する側は、プラスチックホルダ３０にモ ールドしてもよい；第６図参照。

この接続装置ｌは、従来の結合ユニット、例えば電気導線を互いに接続するため に使用する種類の結合ユニッ１−（第７図参照）のめす部２６に包含してもよく 、該めす部は、この結合ユニットのおす部２９のフック２８と共同するフック２ ７を備える。この場合、おす部２９は、この接続装置の溝の間隔に相当する距離 だけ離間したファイバ２５を支持している。

この結合ユニットは、このおす部とめす部か該両部を組み合わせる前に、従って ファイバ２５をこの接続装置Ｉの中に導く前に、このおす部をめす部に対して正 しい位置に持ってくる機能をする従来の案内（図示せず）を含むように構成する のか好ましい。一つの実施例によれば、この結合ユニットは、このめす部とおす 部を互いに押して相互に分離できる種類のものである。

この種の結合ユニットに関しては、おす部２９を備える前述のリボン３０とする と有利である。

前述のごとく、この発明が、序文で述へた欠点を克服し、非常に有利な接続装置 を提供することは明白である。

本発明をその異なる例示的実施例を参照して説明した。しかし、この発明は、寸 法と慣造上の詳細に関して変えることかできることは理解されよう。

従って、以下の請求の範囲内で修正や変更ができるのであるから、この発明は、 前述のその実施例に限定されるとは考えるへきでない。

平成６年１１月２１日 請求の範囲 ！　両端か漏斗形をした通路を含み、この通路にその両端から光コアイノくを挿 入して、これらのファイバがこの通路内で互いに当接するようにした光フアイバ 接続装置にして、この接続装置（１）か一つ以上のＶ字形断面の溝か食刻されに した平坦な側面を有する第２部（９）とを含む光フアイバー接続装置において、 前記食刻時前記Ｖ字形断面の溝（８）を前記接続装置（１）の両端（３，４）で より深く広く食刻して漏斗状の部分（１２）を形成し、前記第２部分（９）は、 透明ガラスＮＰ製のものてあり、さらに該第２部分（９）の−側は平面であり、 前記第１シリコン部（７）の溝形成面に重ねられ陽極接合され前記三角形断面の チャンネルか形成され、該チャンネルの内接円の直径か前記光ファイ／＜（５， ６）の外径よりわずかだけ大きいことを特徴とする装置。

２、　請求項１に記載する装置において、前記接続装置（１）か光伝導コアを存 する光ファイバを相互に接続する場合において、該内接円の径か、該コアイノく （５，６）の外径に対して前記ファイバーコアの直径のせいぜい２５％だけ、好 ましくはせいぜい１０％たけ大きいことを特徴とする装置。

３、　請求項１または請求項２に記載する装置において、前記Ｖ字形断面溝（８ ）は、二つ以」二の平行に並ぶ溝であり、食刻て形成されることを特徴とする装 置。

４　請求項１．　２または３に記載する装置において、前記第１シリコン部（７ ）か結晶方向［＋００］を有する結晶シリコンから成ること、およびこの第２部 （９）か珪酸ガラス、好ましくは硼珪酸ガラスから成ることを特徴とする装置。

５　請求項１．　２．　３または４に記載する装置において、この接続装置（１ ）か、前記三角形断面チャンネルの開いている両端（３，４）に前記ファイ／＜ 　（５゜６）を挿入するときに当接させるようにしたアダプタ（１６）を含み、 および該アダプタ（１６）か該接続装置の三角形断面チャンネルのそれぞれに対 するＶ字形の溝（１７）を含み、該Ｖ形溝（■７）は、この接続装置（１）がら 遠ざかる方向に拡がり且つ深くなっていることを特徴とする装置。

６、　請求項５に記載する装置において、該アダプタ（１６）の溝（１７）がそ れぞれのＶ字形７１（＋７）の底を通って延びる対称面内で湾曲していることを 特徴とする装置。

７　請求項１から請求項６のいずれか一つに記載する装置において、この接続装 置か結合ユニットを形成し、その片側（２３）で一つ以上のファイバ（２２）を 挿入して該接続装置に対して固定し、該接続装置の池の側（２４）はファイバ（ ２５）を受けるようになっている装置。

８、　請求項１から請求項７のいずれか一つに記載する装置において、該第１シ リコン部か厚さ５２５ミクロンのシリコン板であること、および該第２部が厚さ 約０．５ミリのガラス板であることを特徴とする装置。

９、　請求項Ｉから請求項８のいずれか一つに記載する装置において、前記溝（ ８）の相互間隔か２５０ミクロンであることを特徴とする特許

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．両端が漏斗形をした通路を含み、この通路にその両端から光ファイバを挿入 して、これらのファイバがこの通路内で互いに当接するようになった光ファイバ 接続装置において、この接続装置（１）が一つ以上のＶ形断面の溝が食刻されて いる平坦面を有する第１シリコン部（７）と；透明ガラス材料て作られ且つこの 第１部（７）の溝付き面にと重ねられフ三角形断面のチヤンネルを形成すること を意図した平坦な側面を有する第２部（９）とを含み、該チャンネルの内接円の 直径がこの光ファイバ（５，６）の外径よりわずかだけ大きいことを特徴とする 装置。 ２．請求項１に記載する装置において、前記接続装置（１）が光伝導コアを有す る光ファイバを相互に接続する場合において、該内接円の径が該ファイバ（５， ６）の外径に対して前記ファイバコアの直径のせいぜい２５％だけ、好ましくは せいぜい１０％だけ大きいことを特徴とする装置。 ３．請求項１または請求項２に記載する装置において、該Ｖ形溝（８）の各各が 、この接続装置（１）の両端（３，４）で深く且つ広くなった部分を有して、該 各装置端（３，４）で漏斗形部分（１２）を形成することを特徴とする装置。 ４．請求項１，２または３に記載する装置において、この接続装置（１）の二つ の部分（７、８）が陽極結合によって互いに接合されていることを特徴とする装 置。 ５．請求項１，２，３，または４に記載する装置において、前記第１シリコン部 （７）が結晶方向［１００］を有する結晶シリコンから成ること；およびこの第 ２部（９）が珪酸ガラス、好ましくは硼珪酸ガラスから成ることを特徴とする装 置。 ６．請求項１，２，３，４または５に記載する装置において、この接続装置（１ ）が、前記三角形断面チャンネルの開いている両端（３，４）に、前記ファイバ （５．６）を挿入するときに当接させるようにしたアダプタ（１６）を含み、お よび該アダプタ（１６）が該接続装置の三角形断面チャンネルのそれぞれに対す るＶ形の溝（１７）を含み、該Ｖ形溝（１７）は、この接続装置（１）から遠ざ かる方向に拡がり且つ深くなっていることを特徴とする装置。 ７．請求項６に記載する装置において、該アダプタ（１６）の溝（１７）がそれ ぞれのＶ形溝（１７）の底を通って延びる対称面内で湾曲していることを特徴と する装置。 ８．請求項１から請求項７のいずれか一つに記載する装置において、この接続装 置が結合ユニットを形成し、その片側（２３）から一つ以上のファイバ（２２） を該接続装置に挿入して該接続装置に対して固定し、この接続装置の他の側（２ ４）はファイバ（２５）を受けるようになっている装置。 ９．請求項１から請求項８のいずれか一つに記載する装置において、該第１シリ コン部が厚さ５２５ミクロンのシリコン板であること：および該第２部が厚さ約 ０．５ミリのガラス板であることを特徴とする装置。 １０．請求項１から請求項９のいずれか一つに記載する装置において、これらの 溝（８）の相互間隔が２５０ミクロンであることを特徴とする装置。