JP3292882B2 - 毛細チューブの軸孔に拡径されたテーパー穴を形成する方法 - Google Patents
毛細チューブの軸孔に拡径されたテーパー穴を形成する方法Info
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- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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Description
【発明の詳細な説明】 （発明の背景） 本発明は、毛細チューブの軸孔の両端に漏斗状のテー
パー穴を形成する方法に関し、特に光ファイバのための
毛細な接続チューブおよびカプラを作成する方法に関す
る。
パー穴を形成する方法に関し、特に光ファイバのための
毛細な接続チューブおよびカプラを作成する方法に関す
る。
光ファイバは、コアと、このコアよりも低い屈折率を
有してコアを取囲むクラッド層とを有している。光ファ
イバ装置は、光ファイバ間で光エネルギを接続または結
合する種々のタイプの光エネルギ伝送装置を使用してい
る。ここで用いられている「光エネルギ伝送装置」と
は、端面つき合せ方向および側面つき合せ方向に配置さ
れたファイバ間でエネルギを結合するための装置のこと
を言う。
有してコアを取囲むクラッド層とを有している。光ファ
イバ装置は、光ファイバ間で光エネルギを接続または結
合する種々のタイプの光エネルギ伝送装置を使用してい
る。ここで用いられている「光エネルギ伝送装置」と
は、端面つき合せ方向および側面つき合せ方向に配置さ
れたファイバ間でエネルギを結合するための装置のこと
を言う。
２本の光ファイバの端面つき合せ接続では、挿入損失
を最小にするためにファイバ同士の精密な心合が要求さ
れる。マルチモードファイバは、そのコア寸法が大きい
ために、コアの心合はそれ程困難ではない。しかしなが
ら、単一モードファイバでは、そのコアの直径が通常７
〜12μｍ程度であるので、コアの心合はきわめて困難で
ある。
を最小にするためにファイバ同士の精密な心合が要求さ
れる。マルチモードファイバは、そのコア寸法が大きい
ために、コアの心合はそれ程困難ではない。しかしなが
ら、単一モードファイバでは、そのコアの直径が通常７
〜12μｍ程度であるので、コアの心合はきわめて困難で
ある。
端面をつき合せた心合状態で２本のファイバを接続す
るために一般に用いられる方法では、２本のファイバの
端面同士を密接させて配置するために、通常接続フェル
ール（ferrule）のような精密な心合装置を必要とす
る。このような心合装置は、ガラス、セラミック、宝
石、金属、プラスチック等で形成された毛細チューブか
らなる。単一モードファイバの心合に適した毛細チュー
ブは、心合されるファイバよりも僅か数ミクロンしか大
きくない内径の精密な軸孔を備えたものでなければなら
ない。ある形式の心合装置においては、ファイバの端面
がフェルールの端面と同一平面をなす態様で、各ファイ
バがフェルールの軸孔内に延長しており、このような２
つのフェルールの整列によってファイバの心合状態がも
たらされている。他の形式の心合装置では、１本のファ
イバがフェルールの軸孔内に部分的に挿入され、この軸
孔内でこのファイバに接続されるべき他のファイバに接
するようになっている。フェルールの軸孔の内径が光フ
ァイバの外径よりも僅かしか大きくないので、フェルー
ルの軸孔には、ファイバの挿入を容易にするための拡径
されたテーパー穴が設けられている。
るために一般に用いられる方法では、２本のファイバの
端面同士を密接させて配置するために、通常接続フェル
ール（ferrule）のような精密な心合装置を必要とす
る。このような心合装置は、ガラス、セラミック、宝
石、金属、プラスチック等で形成された毛細チューブか
らなる。単一モードファイバの心合に適した毛細チュー
ブは、心合されるファイバよりも僅か数ミクロンしか大
きくない内径の精密な軸孔を備えたものでなければなら
ない。ある形式の心合装置においては、ファイバの端面
がフェルールの端面と同一平面をなす態様で、各ファイ
バがフェルールの軸孔内に延長しており、このような２
つのフェルールの整列によってファイバの心合状態がも
たらされている。他の形式の心合装置では、１本のファ
イバがフェルールの軸孔内に部分的に挿入され、この軸
孔内でこのファイバに接続されるべき他のファイバに接
するようになっている。フェルールの軸孔の内径が光フ
ァイバの外径よりも僅かしか大きくないので、フェルー
ルの軸孔には、ファイバの挿入を容易にするための拡径
されたテーパー穴が設けられている。
1989年２月８日付けで公開されたヨーロッパ特許出願
第0302745号明細書に開示された形式のカプラは、ファ
イバ間における光エネルギの僅かな結合に頼っている。
この形式のカプラの形成においては、その準備工程で、
ファイバを側面つき合せ関係をもって収容するのに充分
な大きさの軸孔を有するカプラチューブ内に２本または
それ以上のファイバを挿入することを必要とする。上記
チューブはファイバ上にコプラスされ、かつチューブの
中間区間は延伸されて、ファイバコアの外径およびコア
間の距離が縮小されるようになっている。準備組立て工
程中のファイバ間の緊密な適合により、続く処理工程中
でのファイバの正しい整列が保たれる。この場合も、チ
ューブの軸孔の端部におけるテーパー穴がこの形式の装
置を製造するのに役立つ。
第0302745号明細書に開示された形式のカプラは、ファ
イバ間における光エネルギの僅かな結合に頼っている。
この形式のカプラの形成においては、その準備工程で、
ファイバを側面つき合せ関係をもって収容するのに充分
な大きさの軸孔を有するカプラチューブ内に２本または
それ以上のファイバを挿入することを必要とする。上記
チューブはファイバ上にコプラスされ、かつチューブの
中間区間は延伸されて、ファイバコアの外径およびコア
間の距離が縮小されるようになっている。準備組立て工
程中のファイバ間の緊密な適合により、続く処理工程中
でのファイバの正しい整列が保たれる。この場合も、チ
ューブの軸孔の端部におけるテーパー穴がこの形式の装
置を製造するのに役立つ。
用いられる材料の種類に応じて、種々の方法がテーパ
ー穴の形成に用いられてきた。フェルール材料として特
に好適なガラスは、モールドまたは機械加工によってテ
ーパー付き端部を有する穴を形成するのが容易でない。
粒子の吹付ける方法によれば、良好なテーパー穴を得る
ことができるが、この方法の実施には比較的高価な機器
を必要とする。
ー穴の形成に用いられてきた。フェルール材料として特
に好適なガラスは、モールドまたは機械加工によってテ
ーパー付き端部を有する穴を形成するのが容易でない。
粒子の吹付ける方法によれば、良好なテーパー穴を得る
ことができるが、この方法の実施には比較的高価な機器
を必要とする。
軸孔に圧力を加えた状態で、毛細ガラスチューブに対
し距離間隔をおいて焔を向けることによって気泡を形成
し、次に各気泡の中心位置でチューブを切断することに
よっても良好な形状を有する拡径端部を有する穴を形成
することが可能であるが、この方法ではチューブの外径
が拡大されるため、用途によってはこれが欠点となる。
し距離間隔をおいて焔を向けることによって気泡を形成
し、次に各気泡の中心位置でチューブを切断することに
よっても良好な形状を有する拡径端部を有する穴を形成
することが可能であるが、この方法ではチューブの外径
が拡大されるため、用途によってはこれが欠点となる。
（発明の概要） そこで本発明は、毛細チューブの端部に拡径された穴
を形成する方法を提供することを目的とする。他の目的
は、上述した従来の方法の欠点を克服した方法を提供す
ることにある。さらに他の目的は、軸孔と拡径端部との
間に緩やかな遷移領域が存在するように、毛細チューブ
の軸孔に拡径された、かつ平滑な漏斗状の端部を形成す
る方法を提供することにある。さらに他の目的は、光フ
ァイバ継ぎ、光カプラ等の光エネルギ伝送装置を作成す
る方法を提供することにある。
を形成する方法を提供することを目的とする。他の目的
は、上述した従来の方法の欠点を克服した方法を提供す
ることにある。さらに他の目的は、軸孔と拡径端部との
間に緩やかな遷移領域が存在するように、毛細チューブ
の軸孔に拡径された、かつ平滑な漏斗状の端部を形成す
る方法を提供することにある。さらに他の目的は、光フ
ァイバ継ぎ、光カプラ等の光エネルギ伝送装置を作成す
る方法を提供することにある。
本発明は、毛細チューブを通って長手方向に延びる軸
孔の端部にテーパー穴を形成する方法に関する。気相エ
ッチャントがチューブの軸孔を通って流され、チューブ
の第１の端部において軸孔から放散される。チューブの
第１の端部は加熱され、この気相エッチャントを流す処
理と加熱処理とは、気相エッチャントがチューブと反応
して上記第１の端部における軸孔部分を拡径するのに充
分な長さの時間の間継続される。
孔の端部にテーパー穴を形成する方法に関する。気相エ
ッチャントがチューブの軸孔を通って流され、チューブ
の第１の端部において軸孔から放散される。チューブの
第１の端部は加熱され、この気相エッチャントを流す処
理と加熱処理とは、気相エッチャントがチューブと反応
して上記第１の端部における軸孔部分を拡径するのに充
分な長さの時間の間継続される。
気相エッチャントは分留してチューブ材料と反応する
活性な成分を放出する化合物となしうる。気相エッチャ
ントがチューブの中間領域を流れる間は、気相エッチャ
ントの温度は分留温度に達していないが、チューブの加
熱源にさらされた端部領域に気相エッチャントが達する
と、気相エッチャントは分留温度に達する。気相エッチ
ャントは、チューブの端部領域内でさらされる温度にお
いて分留してフッ素ラジカルを放出するフッ素含有ガス
となしうる。
活性な成分を放出する化合物となしうる。気相エッチャ
ントがチューブの中間領域を流れる間は、気相エッチャ
ントの温度は分留温度に達していないが、チューブの加
熱源にさらされた端部領域に気相エッチャントが達する
と、気相エッチャントは分留温度に達する。気相エッチ
ャントは、チューブの端部領域内でさらされる温度にお
いて分留してフッ素ラジカルを放出するフッ素含有ガス
となしうる。
チューブの第１の端部において、またはチューブの端
部領域内の第１の端部から軸線方向に離れた位置におい
て最高温度が発生するようされている。温度勾配は、チ
ューブの第１の端部において、またはチューブの端部領
域内の第１の端部から軸線方向に離れた位置において最
大拡径が得られるように設定されている。
部領域内の第１の端部から軸線方向に離れた位置におい
て最高温度が発生するようされている。温度勾配は、チ
ューブの第１の端部において、またはチューブの端部領
域内の第１の端部から軸線方向に離れた位置において最
大拡径が得られるように設定されている。
加熱処理は、チューブがその軸線のまわりで一様に熱
せられるように行なわれるのが望ましい。このような加
熱は、チューブをその軸線のまわりに回転させることに
より、あるいは熱をチューブの第１の端部に対し軸線方
向に向けることにより、あるいはリングバーナを用いる
ことによって達成される。
せられるように行なわれるのが望ましい。このような加
熱は、チューブをその軸線のまわりに回転させることに
より、あるいは熱をチューブの第１の端部に対し軸線方
向に向けることにより、あるいはリングバーナを用いる
ことによって達成される。
チューブの軸孔テーパー穴以外の部分の周囲の平滑
さ、形状および遷移領域は、光エネルギ伝送装置の製作
時の光ファイバの挿入を容易にする。一般に、上述の方
法によって作成されたチューブは、そのテーパー穴に少
なくとも１本の光ファイバが挿入され、かつ光ファイバ
とテーパー穴とに接着剤が施されてファイバがチューブ
に固定されることによって、光エネルギ伝送装置を構成
する。
さ、形状および遷移領域は、光エネルギ伝送装置の製作
時の光ファイバの挿入を容易にする。一般に、上述の方
法によって作成されたチューブは、そのテーパー穴に少
なくとも１本の光ファイバが挿入され、かつ光ファイバ
とテーパー穴とに接着剤が施されてファイバがチューブ
に固定されることによって、光エネルギ伝送装置を構成
する。
（実 施 例） 以下、図面を参照して本発明の実施例について説明す
る。
る。
第１図のチューブ10はその両端面13、14間に延びる長
手方向の軸孔12を備えている。チューブ10は、その軸線
方向に区分された３つの領域、すなわち２つの端部領域
15、15と中間領域23からなる（第２図参照）。光ファイ
バの接続および結合のために、チューブ10は、その軸孔
12の内径寸法公差が厳しく管理された精密毛細チューブ
であることが好ましい。軸孔の断面形状は、目的によっ
て円、正多角形、ダイアモンド形等となる。ピストン現
象を防止するために、軸孔に沿ってスロットを設けても
よい。本発明の方法は、たとえ毛細チューブの軸孔がチ
ューブの長手方向の軸線上に位置していない場合であっ
ても適用可能である。
手方向の軸孔12を備えている。チューブ10は、その軸線
方向に区分された３つの領域、すなわち２つの端部領域
15、15と中間領域23からなる（第２図参照）。光ファイ
バの接続および結合のために、チューブ10は、その軸孔
12の内径寸法公差が厳しく管理された精密毛細チューブ
であることが好ましい。軸孔の断面形状は、目的によっ
て円、正多角形、ダイアモンド形等となる。ピストン現
象を防止するために、軸孔に沿ってスロットを設けても
よい。本発明の方法は、たとえ毛細チューブの軸孔がチ
ューブの長手方向の軸線上に位置していない場合であっ
ても適用可能である。
チューブ10は選択的気相エッチングによって適当にエ
ッチングされうる材料で形成されうる。チューブ10の組
成は、形成されるべきデバイスの種類によって異なる。
光ファイバの端面つき合せ接続のためにはガラスが好ま
しいが、ある種のセラミックおよびガラス・セラミック
および金属のような材料もまた使用されうる。例えばチ
ューブがガラス製である場合、純シリカのような比較的
硬いガラスまたは酸化鉛、酸化ホウ素等をドープされた
SiO2のようなより軟いガラスにより作成されうる。この
種のコネクタにとって毛細チューブの屈折率は問題でな
い。もしこのチューブが、２本またはそれ以上の光ファ
イバが軸孔内に挿入され、その後コラプスされかつ延伸
されるような形式の側面つき合せ接続形カプラを形成す
るのに用いられる場合は、チューブ10の軟化点温度は挿
入されるファイバの軟化点温度よりも低くなければなら
ない。この後者に用いるのに適したチューブの組成は、
B2O3、フッ素およびこれらの組合せをドープされたSiO2
である。B2O3およびフッ素はSiO2の軟化点温度を低下さ
せるのに加えて屈折率を減少させる作用がある。
ッチングされうる材料で形成されうる。チューブ10の組
成は、形成されるべきデバイスの種類によって異なる。
光ファイバの端面つき合せ接続のためにはガラスが好ま
しいが、ある種のセラミックおよびガラス・セラミック
および金属のような材料もまた使用されうる。例えばチ
ューブがガラス製である場合、純シリカのような比較的
硬いガラスまたは酸化鉛、酸化ホウ素等をドープされた
SiO2のようなより軟いガラスにより作成されうる。この
種のコネクタにとって毛細チューブの屈折率は問題でな
い。もしこのチューブが、２本またはそれ以上の光ファ
イバが軸孔内に挿入され、その後コラプスされかつ延伸
されるような形式の側面つき合せ接続形カプラを形成す
るのに用いられる場合は、チューブ10の軟化点温度は挿
入されるファイバの軟化点温度よりも低くなければなら
ない。この後者に用いるのに適したチューブの組成は、
B2O3、フッ素およびこれらの組合せをドープされたSiO2
である。B2O3およびフッ素はSiO2の軟化点温度を低下さ
せるのに加えて屈折率を減少させる作用がある。
チューブ10は、その端面14がバーナ17および19のよう
な加熱源に接近するように、万力のような適当な装置に
取付けられて、バーナ17および19の焔18、19がチューブ
10に向けられる。チューブ10の側面を加熱する場合、チ
ューブの軸孔の一方の側壁のみが片寄ってエッチングさ
れるのを防止するために、熱源はチューブのまわりで一
様に回転させなければならない。複数のバーナまたはリ
ングバーナを用いてもよく、またはチューブ10をその軸
線のまわりで回転させても、あるいは１つのバーナをチ
ューブのまわりで回転させても同様の効果が得られる。
もしチューブ10の一端をその軸線方向から加熱する場合
は、単一のバーナを用いることができ、その場合はバー
ナとチューブとを相対的に回転させる手段は不要にな
る。
な加熱源に接近するように、万力のような適当な装置に
取付けられて、バーナ17および19の焔18、19がチューブ
10に向けられる。チューブ10の側面を加熱する場合、チ
ューブの軸孔の一方の側壁のみが片寄ってエッチングさ
れるのを防止するために、熱源はチューブのまわりで一
様に回転させなければならない。複数のバーナまたはリ
ングバーナを用いてもよく、またはチューブ10をその軸
線のまわりで回転させても、あるいは１つのバーナをチ
ューブのまわりで回転させても同様の効果が得られる。
もしチューブ10の一端をその軸線方向から加熱する場合
は、単一のバーナを用いることができ、その場合はバー
ナとチューブとを相対的に回転させる手段は不要にな
る。
軸孔12内にエッチャントを導入するために、ガス供給
管21のような手段がチューブの端面13側に接続される。
ガス供給管21はシリコーンのような弾性プラスチック材
料で形成されうる。用いられるエッチャントの種類はチ
ューブ10を形成している材料によって異なる。フッ素含
有気相エッチャントは、光ファイバコネクタおよびカプ
ラに用いられるチューブを作成する好ましい材料である
高シリカ含有ガラスをエッチングするのに特に適してい
る。例えばSF6、NF3およびC2F6は、室温では本質的に不
活性であるフッ素含有気相エッチャントである。これら
のガスは、上記熱源によって温度が充分に上昇したとき
に分離してフッ素のラジカルをチューブの加熱部分に発
生させる。これらフッ素のラジカルは、500℃を超える
温度においてシリカベースのガラスをエッチングするの
にきわめて効果的である。チューブの温度はチューブが
変形し始める温度以上に上昇させてはならない。SF6ガ
スの理論的な分留温度は約1200℃である。このガスはエ
ッチングよりに純シリカチューブに拡大された穴を形成
するのに用いられうるが、このような高い温度ではB2O3
を含むより軟いガラスは変形する傾向がある。より軟い
ガラスに対しては、NF3のようなガスが約500℃で分留す
るので好ましい。
管21のような手段がチューブの端面13側に接続される。
ガス供給管21はシリコーンのような弾性プラスチック材
料で形成されうる。用いられるエッチャントの種類はチ
ューブ10を形成している材料によって異なる。フッ素含
有気相エッチャントは、光ファイバコネクタおよびカプ
ラに用いられるチューブを作成する好ましい材料である
高シリカ含有ガラスをエッチングするのに特に適してい
る。例えばSF6、NF3およびC2F6は、室温では本質的に不
活性であるフッ素含有気相エッチャントである。これら
のガスは、上記熱源によって温度が充分に上昇したとき
に分離してフッ素のラジカルをチューブの加熱部分に発
生させる。これらフッ素のラジカルは、500℃を超える
温度においてシリカベースのガラスをエッチングするの
にきわめて効果的である。チューブの温度はチューブが
変形し始める温度以上に上昇させてはならない。SF6ガ
スの理論的な分留温度は約1200℃である。このガスはエ
ッチングよりに純シリカチューブに拡大された穴を形成
するのに用いられうるが、このような高い温度ではB2O3
を含むより軟いガラスは変形する傾向がある。より軟い
ガラスに対しては、NF3のようなガスが約500℃で分留す
るので好ましい。
上記加熱源の位置と温度とは、熱が加えられるチュー
ブ10の端部が所定の温度勾配をもって加熱されるように
定められる。平面24で区画されるチューブ領域（第２図
参照）は、ガスがフッ素ラジカルを分留し始める温度Tf
に加熱される。温度Tfはガスの種類によって異なる。チ
ューブの温度は平面24から端面14に向うにつれて上昇す
る。軸孔12内に流されるガス22の温度は、ガスが平面24
に達するまではTfまで高められていない。平面24では僅
かのパーセンテージのフッ素ラジカルしか分留されない
ので、平面24における気相エッチャントによるエッチン
グ量は僅かである。平面24と端面14との間ではガスの温
度が高くなるので、より多くのパーセンテージのフッ素
ラジカルが気相エッチャントから分留され、これらラジ
カルは高い温度においてよりよく反応するので、第３図
に示すように、エッチング量は平面24を離れるに従い増
大する。
ブ10の端部が所定の温度勾配をもって加熱されるように
定められる。平面24で区画されるチューブ領域（第２図
参照）は、ガスがフッ素ラジカルを分留し始める温度Tf
に加熱される。温度Tfはガスの種類によって異なる。チ
ューブの温度は平面24から端面14に向うにつれて上昇す
る。軸孔12内に流されるガス22の温度は、ガスが平面24
に達するまではTfまで高められていない。平面24では僅
かのパーセンテージのフッ素ラジカルしか分留されない
ので、平面24における気相エッチャントによるエッチン
グ量は僅かである。平面24と端面14との間ではガスの温
度が高くなるので、より多くのパーセンテージのフッ素
ラジカルが気相エッチャントから分留され、これらラジ
カルは高い温度においてよりよく反応するので、第３図
に示すように、エッチング量は平面24を離れるに従い増
大する。
エッチングによる軸孔12の端部の拡径は、所望の最大
内径寸法が得られるまで継続される。もし端面14におい
てチューブ温度が最高となるのであれば、連続して拡が
るテーパー領域25が形成される。すなわち、第３図に示
されるように、軸孔12とテーパー領域25との間になだら
かな遷移領域26が形成される。
内径寸法が得られるまで継続される。もし端面14におい
てチューブ温度が最高となるのであれば、連続して拡が
るテーパー領域25が形成される。すなわち、第３図に示
されるように、軸孔12とテーパー領域25との間になだら
かな遷移領域26が形成される。
工程上の種類のパラメータを変えることにより、所定
の深さに達するまでの時間が変り、テーパー領域25の形
状も変わる。これらパラメータは、（ａ）チューブ10の
軸線に対するバーナおよび焔の指向角度、（ｂ）チュー
ブ10と熱源との距離、（ｃ）加熱源の温度、（ｄ）用い
られるエッチャントの種類（濃度と分留温度）（ｅ）エ
ッチャントの流量等である。
の深さに達するまでの時間が変り、テーパー領域25の形
状も変わる。これらパラメータは、（ａ）チューブ10の
軸線に対するバーナおよび焔の指向角度、（ｂ）チュー
ブ10と熱源との距離、（ｃ）加熱源の温度、（ｄ）用い
られるエッチャントの種類（濃度と分留温度）（ｅ）エ
ッチャントの流量等である。
端面14から離れた平面28（第４図参照）において温度
が最高になるようにすれば、球状に拡大された穴27を形
成することができ、この穴27の平面28における内径は端
面14におけるよりも大きくなる。この形状の利点は接着
剤の保持に約立つことであり、したがって光ファイバを
チューブ10に固定するのに効果的である。
が最高になるようにすれば、球状に拡大された穴27を形
成することができ、この穴27の平面28における内径は端
面14におけるよりも大きくなる。この形状の利点は接着
剤の保持に約立つことであり、したがって光ファイバを
チューブ10に固定するのに効果的である。
本発明によるテーパー穴の形成方法は容易かつ安価な
方法であるから、大量生産のために容易に自働化され
る。この方法はチューブの外径を変形させることがな
い。またチューブ端面に残存する環状部分14′の径方向
の幅ｗ（第３図参照）は、完成されたチューブが適切な
強度を有するのを保証するのに充分な程度に管理されう
る。もし上記幅ｗが著しく狭くなって、テーパー穴の端
部が尖鋭な面で終端されるようになった場合は、チュー
ブが弱くなることは明らかである。
方法であるから、大量生産のために容易に自働化され
る。この方法はチューブの外径を変形させることがな
い。またチューブ端面に残存する環状部分14′の径方向
の幅ｗ（第３図参照）は、完成されたチューブが適切な
強度を有するのを保証するのに充分な程度に管理されう
る。もし上記幅ｗが著しく狭くなって、テーパー穴の端
部が尖鋭な面で終端されるようになった場合は、チュー
ブが弱くなることは明らかである。
第５図および第６図は、複数の毛細チューブにテーパ
ー穴を同時に形成するのに用いられる装置を示す。マニ
ホールド30は主ガス供給孔31と複数の分岐孔32とを備え
ている。各分岐孔32は、マニホールド30の面から上方に
突出する金属チューブ33を嵌着するように拡径された部
分を有する。各金属チューブ33上にはプラスチックチュ
ーブ34が設けられ、このプラスチックチューブ34上にカ
ラー35がＯリング36によって固定されている。これらの
部材33〜36は毛細チューブ保持機構37を形成している。
ー穴を同時に形成するのに用いられる装置を示す。マニ
ホールド30は主ガス供給孔31と複数の分岐孔32とを備え
ている。各分岐孔32は、マニホールド30の面から上方に
突出する金属チューブ33を嵌着するように拡径された部
分を有する。各金属チューブ33上にはプラスチックチュ
ーブ34が設けられ、このプラスチックチューブ34上にカ
ラー35がＯリング36によって固定されている。これらの
部材33〜36は毛細チューブ保持機構37を形成している。
ガラス毛細チューブ38は、金属チューブ33上に着座す
るまで各カラー35を通じて各プラスチックチューブ34内
に挿入される。かくして各ガラスチューブ38の上端面39
は、可動リボンバーナ41から所定の間隔を保って配置さ
れる。Ｏリング36は、気相エッチャントがガラス毛細チ
ューブ38の外周面から洩れないようにガラス毛細チュー
ブ38をプラスチックチューブ34に対してシールする。
るまで各カラー35を通じて各プラスチックチューブ34内
に挿入される。かくして各ガラスチューブ38の上端面39
は、可動リボンバーナ41から所定の間隔を保って配置さ
れる。Ｏリング36は、気相エッチャントがガラス毛細チ
ューブ38の外周面から洩れないようにガラス毛細チュー
ブ38をプラスチックチューブ34に対してシールする。
工程が自働化されている場合、ガス供給孔31への気相
エッチャントの供給およびバーナ41に対する酸素の供給
は電気的に制御されるバルブによって制御される。バー
ナ41のガラスチューブ38の上方位置とガラスチューブ38
から離れた後退位置との間の移動は電気的手段によって
制御されうる。動作のシーケンスは下記のとおりであ
る。すなわち、まずバーナ41が点火される。気相エッチ
ャントの供給が開始され、バーナ41は第６図の矢印43で
示す方向に移動してガラスチューブ38の直上方の位置を
占める。焔42がガラスチューブ38の軸線方向から向けら
れるため、ガラスチューブ38の端部領域は、その上端面
39で最高温度になるような温度勾配をもって加熱され
る。所定時間経過後、バーナ41は後退し、エッチングが
停止される。上記所定時間は、温度と気相エッチャント
の種類および量とによって所望のテーパー穴が形成され
るように設定される。
エッチャントの供給およびバーナ41に対する酸素の供給
は電気的に制御されるバルブによって制御される。バー
ナ41のガラスチューブ38の上方位置とガラスチューブ38
から離れた後退位置との間の移動は電気的手段によって
制御されうる。動作のシーケンスは下記のとおりであ
る。すなわち、まずバーナ41が点火される。気相エッチ
ャントの供給が開始され、バーナ41は第６図の矢印43で
示す方向に移動してガラスチューブ38の直上方の位置を
占める。焔42がガラスチューブ38の軸線方向から向けら
れるため、ガラスチューブ38の端部領域は、その上端面
39で最高温度になるような温度勾配をもって加熱され
る。所定時間経過後、バーナ41は後退し、エッチングが
停止される。上記所定時間は、温度と気相エッチャント
の種類および量とによって所望のテーパー穴が形成され
るように設定される。
第７図に示されているのは、ファイバが軸孔45の両端
に挿入されるときに余分な接着剤がそこから流出する放
射方向の孔46を備えた接続チューブ44である。軸孔45内
に気相エッチャントを矢印22の方向に流し、かつ同時
に、チューブ44の両端を加熱することによって、軸孔45
の両端にテーパー穴を同時に形成することができる。
に挿入されるときに余分な接着剤がそこから流出する放
射方向の孔46を備えた接続チューブ44である。軸孔45内
に気相エッチャントを矢印22の方向に流し、かつ同時
に、チューブ44の両端を加熱することによって、軸孔45
の両端にテーパー穴を同時に形成することができる。
第８図に示されている方法によって、テーパー穴を備
えた複数のチューブを作成することができる。気相エッ
チャント22は、長い毛細チューブ48の一端から供給され
る。チューブ48は長さ方向に間隔をおいた複数の箇所が
それぞれバーナ52によって加熱される。チューブ48の各
加熱領域がエッチングされて空洞50が形成される。空洞
50を形成する気相エッチャントが所定の一定の濃度に保
たれるために、一時に１つの領域のみを加熱するのが好
ましい。テーパー穴51はチューブ48の一端に上述のよう
に形成される。空洞50間の距離は完成されるチューブの
長さに等しくとられる。すべての空洞50が形成された
後、チューブ48には各空洞50の中央の位置で目印がつけ
られ、次にそこから切断されて個々のチューブが形成さ
れる。加熱領域の中央が最高温度になるようにチューブ
に沿った温度勾配を制御することによって、第３図のテ
ーパー穴26と同様の各テーパー穴が形成される。
えた複数のチューブを作成することができる。気相エッ
チャント22は、長い毛細チューブ48の一端から供給され
る。チューブ48は長さ方向に間隔をおいた複数の箇所が
それぞれバーナ52によって加熱される。チューブ48の各
加熱領域がエッチングされて空洞50が形成される。空洞
50を形成する気相エッチャントが所定の一定の濃度に保
たれるために、一時に１つの領域のみを加熱するのが好
ましい。テーパー穴51はチューブ48の一端に上述のよう
に形成される。空洞50間の距離は完成されるチューブの
長さに等しくとられる。すべての空洞50が形成された
後、チューブ48には各空洞50の中央の位置で目印がつけ
られ、次にそこから切断されて個々のチューブが形成さ
れる。加熱領域の中央が最高温度になるようにチューブ
に沿った温度勾配を制御することによって、第３図のテ
ーパー穴26と同様の各テーパー穴が形成される。
反応生成物はチューブ48の残りの部分に流れ、各空洞
50の下流側に粉状の残滓を残留させる。この残滓は薄い
HF溶液のような適当な洗浄剤をチューブ内に流すことに
よって除去しうる。この洗浄工程は、チューブ48の切断
の前または後で行ないうる。
50の下流側に粉状の残滓を残留させる。この残滓は薄い
HF溶液のような適当な洗浄剤をチューブ内に流すことに
よって除去しうる。この洗浄工程は、チューブ48の切断
の前または後で行ないうる。
第５図の装置は12本の毛細チューブの軸孔の端部を同
時に拡径するのに用いられた。各チューブ38は、融合さ
れかつ延伸される125μｍの外径を有する２本の光ファ
イバを側面つき合せ形式で収容するのに適している。装
置は12個のチューブ保持機構37が取付けられたマニホー
ルド30によって構成された。各チューブ保持機構37はス
テンレススチールチューブ33、ポリエチレンチューブ3
4、ポリエチレンカラー35およびＯリング36よりなる。
酸素とCH4とがそれぞれ2.07リットル／分および0.56リ
ットル／分の流量をもってリボンバーナ41に供給された
12本のチューブ38のためにマニホールド30のガス供給孔
31に流されるNF3の総流量は0.03リットル／分であっ
た。
時に拡径するのに用いられた。各チューブ38は、融合さ
れかつ延伸される125μｍの外径を有する２本の光ファ
イバを側面つき合せ形式で収容するのに適している。装
置は12個のチューブ保持機構37が取付けられたマニホー
ルド30によって構成された。各チューブ保持機構37はス
テンレススチールチューブ33、ポリエチレンチューブ3
4、ポリエチレンカラー35およびＯリング36よりなる。
酸素とCH4とがそれぞれ2.07リットル／分および0.56リ
ットル／分の流量をもってリボンバーナ41に供給された
12本のチューブ38のためにマニホールド30のガス供給孔
31に流されるNF3の総流量は0.03リットル／分であっ
た。
チューブ38は下記のような寸法を有する。すなわち、
外径2.8mm、円形の断面形状を有する軸孔の内径275μ
ｍ、長さ3.8cmであった。チューブ38の組成は約６重量
％のB2O3と１〜２重量％のフッ素をドープされたシリカ
よりなる。これらチューブ38は12個のチューブ保持機構
37のそれぞれに１本ずつ取付けられた。ステンレススチ
ールチューブ33の一端にチューブ38が接触させられた状
態で、各チューブ38の上端39とバーナ41との距離は0.75
cmであった。NF3がチューブ38に流されている状態で、
バーナ41がチューブ38の軸線の直上方に位置するように
駆動された。１分後にバーナ41は後退させられた。
外径2.8mm、円形の断面形状を有する軸孔の内径275μ
ｍ、長さ3.8cmであった。チューブ38の組成は約６重量
％のB2O3と１〜２重量％のフッ素をドープされたシリカ
よりなる。これらチューブ38は12個のチューブ保持機構
37のそれぞれに１本ずつ取付けられた。ステンレススチ
ールチューブ33の一端にチューブ38が接触させられた状
態で、各チューブ38の上端39とバーナ41との距離は0.75
cmであった。NF3がチューブ38に流されている状態で、
バーナ41がチューブ38の軸線の直上方に位置するように
駆動された。１分後にバーナ41は後退させられた。
チューブ38は冷された後に上下を反転され、上記と同
様の工程が反復された。12本のチューブ38の各端に形成
された拡径されたテーパー穴の形状は第３図のとおりで
ある。各テーパー穴の深さは約1.5mm〜2mmであった。チ
ューブ端における各テーパー穴の内径は約1.5mmであっ
た。
様の工程が反復された。12本のチューブ38の各端に形成
された拡径されたテーパー穴の形状は第３図のとおりで
ある。各テーパー穴の深さは約1.5mm〜2mmであった。チ
ューブ端における各テーパー穴の内径は約1.5mmであっ
た。
本発明の方法によって形成されたチューブは、外径12
5μｍの通常のシングルモード光ファイバ54.56（第９図
参照）を端面つき合せ形式で接続するのに用いることが
できる。米国特許第4750926号公報に開示されているよ
うに、シリカチューブが長手方向に沿う突起を備えた円
筒状カーボン部材上にコラプスされる。上記カーボン部
材は焼き切りによってシリカチューブから除去され、こ
のシリカチューブは次に延伸されてその外径を縮少され
る。したがって、このようにして得られたチューブはそ
の軸孔に沿って延びるスロットを備えている。もし必要
であれば、チューブの外周面上にガラス微粒子をデポジ
ットさせることによって、チューブの外径が増大され、
次にこの合成物を熱してガラス微粒子を焼結させる。得
られたチューブは2.5mmの外径と、内径127μの軸孔とを
備えている。チューブは2.54cm間隔で目印がつけられ、
各目印ラインの位置で切断されて個々のチューブ72が形
成された。チューブ72は、本発明の方法によって形成さ
れたテーパー穴68、70を両端に備えている。
5μｍの通常のシングルモード光ファイバ54.56（第９図
参照）を端面つき合せ形式で接続するのに用いることが
できる。米国特許第4750926号公報に開示されているよ
うに、シリカチューブが長手方向に沿う突起を備えた円
筒状カーボン部材上にコラプスされる。上記カーボン部
材は焼き切りによってシリカチューブから除去され、こ
のシリカチューブは次に延伸されてその外径を縮少され
る。したがって、このようにして得られたチューブはそ
の軸孔に沿って延びるスロットを備えている。もし必要
であれば、チューブの外周面上にガラス微粒子をデポジ
ットさせることによって、チューブの外径が増大され、
次にこの合成物を熱してガラス微粒子を焼結させる。得
られたチューブは2.5mmの外径と、内径127μの軸孔とを
備えている。チューブは2.54cm間隔で目印がつけられ、
各目印ラインの位置で切断されて個々のチューブ72が形
成された。チューブ72は、本発明の方法によって形成さ
れたテーパー穴68、70を両端に備えている。
ファイバ54、56は通常のように保護コーティング58、
60でそれぞれ被覆されている。ファイバ54、56の端部の
コーティングが皮むき工具を用いて約38mmの長さに除去
され、かつコーティング物質が残存しないように洗浄さ
れる。ファイバの裸の端部は直角に切断されて約12mmの
長さにされる。小量の接着剤が接続チューブ72の一端に
施され、この接着剤は毛細管現象によってチューブ全長
に亘って流れる。ファイバ54の裸の端部がテーパー穴68
内に挿入され、続いてこの端部がチューブ72の両端面7
4、76の中間に達するようにチューブ72の軸孔に挿入さ
れる。テーパー穴の平滑な内面はファイバの挿入を容易
にする。ファイバ56の裸の端部はテーパー穴70内に挿入
され、かつこの端部がファイバ54の端面62に密接するよ
うにチューブ72の軸孔内に挿入される。このような位置
関係によって、ファイバ54、56の保護コーティング58、
60はそれぞれテーパー穴68、70内に入りこんでいる。次
に大量の接着剤64、66がテーパー穴68、70内にそれぞれ
施され、被覆されたファイバを接続チューブ72に固定
し、かつ両ファイバの端面を互いに密接状態に保持して
いる。
60でそれぞれ被覆されている。ファイバ54、56の端部の
コーティングが皮むき工具を用いて約38mmの長さに除去
され、かつコーティング物質が残存しないように洗浄さ
れる。ファイバの裸の端部は直角に切断されて約12mmの
長さにされる。小量の接着剤が接続チューブ72の一端に
施され、この接着剤は毛細管現象によってチューブ全長
に亘って流れる。ファイバ54の裸の端部がテーパー穴68
内に挿入され、続いてこの端部がチューブ72の両端面7
4、76の中間に達するようにチューブ72の軸孔に挿入さ
れる。テーパー穴の平滑な内面はファイバの挿入を容易
にする。ファイバ56の裸の端部はテーパー穴70内に挿入
され、かつこの端部がファイバ54の端面62に密接するよ
うにチューブ72の軸孔内に挿入される。このような位置
関係によって、ファイバ54、56の保護コーティング58、
60はそれぞれテーパー穴68、70内に入りこんでいる。次
に大量の接着剤64、66がテーパー穴68、70内にそれぞれ
施され、被覆されたファイバを接続チューブ72に固定
し、かつ両ファイバの端面を互いに密接状態に保持して
いる。
第１図は拡径されたテーパー穴を毛細チューブに形成す
る装置の断面図、第２図はエッチャント分留温度平面が
示された毛細チューブの断面図、第３図は本発明の方法
によって形成されたテーパー面を示す毛細チューブの部
分的断面図、第４図はテーパー面の変形を示す毛細チュ
ーブの部分的断面図、第５図は複数本の毛細チューブに
テーパー穴を同時に形成するための装置の部分的断面
図、第６図は第５図に示された装置の動作説明に供する
第５図の６−６線に沿った部分的断面図、第７図は本発
明を適用しうる毛細チューブの変形を示す断面図、第８
図は本発明の他の実施例を示す断面図、第９図は一対の
ファイバが本発明の方法によって形成された接続チュー
ブによって接続された状態を示す断面図である。 10、38、44、48……毛細チューブ 12、45……軸孔 17、19、41、52……バーナ 30……マニホールド、31……ガス供給孔 32……分岐孔、33……金属チューブ 34……プラスチックチューブ 35……カラー、36……Ｏリング 37……チュープ保持機構 54、56……ファイバ 72……接続チューブ
る装置の断面図、第２図はエッチャント分留温度平面が
示された毛細チューブの断面図、第３図は本発明の方法
によって形成されたテーパー面を示す毛細チューブの部
分的断面図、第４図はテーパー面の変形を示す毛細チュ
ーブの部分的断面図、第５図は複数本の毛細チューブに
テーパー穴を同時に形成するための装置の部分的断面
図、第６図は第５図に示された装置の動作説明に供する
第５図の６−６線に沿った部分的断面図、第７図は本発
明を適用しうる毛細チューブの変形を示す断面図、第８
図は本発明の他の実施例を示す断面図、第９図は一対の
ファイバが本発明の方法によって形成された接続チュー
ブによって接続された状態を示す断面図である。 10、38、44、48……毛細チューブ 12、45……軸孔 17、19、41、52……バーナ 30……マニホールド、31……ガス供給孔 32……分岐孔、33……金属チューブ 34……プラスチックチューブ 35……カラー、36……Ｏリング 37……チュープ保持機構 54、56……ファイバ 72……接続チューブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−185453（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−114849（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−35429（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−99806（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−61505（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C03C 25/06 G02B 6/255 C03C 15/00
Claims (17)
- 【請求項１】軸孔を具備し、この軸孔がそれに挿入され
た２本の光ファイバのコアを心合させる大きさの直径を
有しているガラス毛管チューブを準備し、 反応度が温度の関数である気相エッチャントを前記毛管
チューブの軸孔内に流し、 前記毛管チューブの１つの領域を加熱して前記領域に長
さ方向の温度勾配を生じさせ、前記気相エッチャントを
前記毛管チューブと反応させかつ前記軸孔の少なくとも
一部分を前記領域と共に拡径させるのに十分な時間のあ
いだ、前記気相エッチャントを流す工程と前記加熱工程
を継続し、この場合、前記軸孔の最大拡径が、前記領域
の最高温度にさらされた部分で生じるようにすることを
特徴とする、毛細チューブの軸孔に拡径されたテーパー
孔を形成する方法。 - 【請求項２】上記気相エッチャントを流す処理が、ある
分留温度において分留して、チューブ材料と反応する活
性成分を放出する気相化合物を流すことを含む請求項１
記載の方法。 - 【請求項３】上記チューブが第１の端部と、中間領域
と、上記第１の端部と上記中間領域との間の端部領域と
を備え、上記気相エッチャントは上記端部領域に達する
のに先立って上記中間領域を通って流れ、上記加熱処理
は、上記気相エッチャントが上記端部領域を通って流れ
るときに上記気相エッチャントが分留するのに充分な高
い温度に上記端部領域を加熱することを含み、上記中間
領域の温度は上記気相エッチャントの分留温度よりも低
くされ、上記端部領域は、上記チューブの上記第１の端
部近傍部分が最高温度に加熱されるような温度勾配をも
って加熱される請求項２記載の方法。 - 【請求項４】上記最高温度は上記チューブの上記第１の
端部において生じる請求項３記載の方法。 - 【請求項５】上記最高温度により、上記端部領域内にお
ける上記チューブの上記第１の端部から軸線方向に離れ
た位置において生じる請求項３記載の方法。 - 【請求項６】上記最高温度により、上記テーパー穴の最
大の拡径が上記チューブの上記第１の端部において生じ
る請求項３記載の方法。 - 【請求項７】上記最高温度により、上記テーパー穴の最
大の拡径が上記端部領域内における上記チューブの上記
第１の端部から軸線方向に離れた位置において生じる請
求項３記載の方法。 - 【請求項８】上記気相エッチャントを流す処理が上記チ
ューブの非加熱部分の周囲温度では分留を生じないフッ
素含有気相エッチャントを流すことを含み、上記気相エ
ッチャントは、上記チューブの加熱された部分がさらさ
れる温度において分留し、かつフッ素ラジカルを放出す
る請求項２記載の方法。 - 【請求項９】上記加熱処理が、上記チューブをその軸線
のまわりで一様に加熱することを含む請求項１記載の方
法。 - 【請求項１０】上記加熱処理が、上記チューブをその軸
線のまわりで回転させることを含む請求項９記載の方
法。 - 【請求項１１】軸孔を備えた毛細チューブの第１の端部
において気相エッチャントを上記軸孔から放散させる態
様で、上記気相エッチャントを上記軸孔を通じて流し、 上記チューブの第１の端部を加熱し、上記気相エッチャ
ントが上記チューブに反応して上記第１の端部における
上記軸孔の部分を拡径するのに充分な長さの時間の間、
上記気相エッチャントを流す処理と上記加熱処理とを継
続することを特徴とする毛細チューブの軸孔の第１の端
部に拡径されたテーパー穴を形成する方法。 - 【請求項１２】上記気相エッチャントを流す処理が、あ
る分留温度において分留して、チューブ材料と反応する
活性成分を放出する気相化合物を流すことを含む請求項
11記載の方法。 - 【請求項１３】上記気相エッチャントを流す処理が、上
記チューブの非加熱部分の周囲温度では分留を生じない
フッ素含有気相エッチャントを流すことを含み、上記気
相エッチャントは、上記チューブの上記第１の端部が位
置する上記チューブの端部領域内でこの気相エッチャン
トがさらされる温度において分留し、かつフッ素ラジカ
ルを放出する請求項12記載の方法。 - 【請求項１４】上記加熱処理が、上記チューブの上記第
１の端部に向って軸線方向に熱を当てることを含む請求
項11記載の方法。 - 【請求項１５】中間領域とこの中間領域から毛細チュー
ブの第１および第２の端部に向って延びる第１および第
２の端部領域を備えたチューブを用意し、 気相エッチャントを上記チューブの上記中間領域から少
なくとも上記チューブの上記第１の端部に向って流しか
つ上記第１の端部から放散させる態様で、上記気相エッ
チャントを上記チューブの軸孔を通じて流し、 上記第１の端部領域を通って流れる上記気相エッチャン
トの一部が少なくとも上記気相エッチャントの分留温度
よりも高い温度にさらされるように、かつ上記中間領域
を通って流れる上記気相エッチャントの一部は上記分留
温度に加熱されないように、上記第１の端部領域を加熱
し、 上記第１の端部領域内における上記軸孔の部分が拡径さ
れるのに充分な長さの時間の間、上記気相エッチャント
を流す処理と上記加熱処理とを継続することを特徴とす
る毛細チューブの軸孔の一端にテーパー穴を形成する方
法。 - 【請求項１６】互いに反対側にある第１および第２の端
部と長手方向に延びる軸孔とを備え、かつ温度の上昇に
伴って反応速度が増大する気相エッチャントと反応する
材料によって形成された毛細チューブを用意し、 上記エッチャントを、上記チューブの上記第１の端部か
ら放散させる態様で、上記軸孔を通じて流し、 上記チューブの上記第１の端部を加熱し、上記エッチャ
ントが流れる上記軸孔の部分を拡径するのに充分な長さ
の時間の間、上記エッチャントを流す処理と上記加熱処
理とを継続して、上記チューブの上記第１の端部に拡径
されたテーパー穴を形成することを特徴とする毛細チュ
ーブの軸孔の端部にテーパー穴を形成する方法。 - 【請求項１７】互いに反対側にある第１および第２の端
部と長手方向に延びる軸孔とを備えたチューブを用意
し、 上記チューブの上記第１の端部における上記軸孔から上
記気相エッチャントが放散する態様で上記気相エッチャ
ントを上記軸孔を通じて流し、 上記チューブの上記第１の端部を加熱し、上記気相エッ
チャントが上記チューブと反応して上記第１の端部にお
ける上記軸孔の部分を拡径するのに充分な長さの時間の
間、上記気相エッチャントを流す処理と上記加熱処理と
を継続して、上記チューブの上記第１の端部に拡径され
たテーパー穴を形成し、 上記テーパー穴に少なくとも１本の光ファイバを挿入
し、 上記光ファイバと上記テーパー穴とに接着剤を施して上
記ファイバを上記チューブに固定することを特徴とする
光エネルギー伝送装置の作成方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/422,236 US5152816A (en) | 1989-10-16 | 1989-10-16 | Method of enlarging end of capillary tube bore |
| US422,236 | 1989-10-16 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03146445A JPH03146445A (ja) | 1991-06-21 |
| JP3292882B2 true JP3292882B2 (ja) | 2002-06-17 |
Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP27351890A Expired - Fee Related JP3292882B2 (ja) | 1989-10-16 | 1990-10-15 | 毛細チューブの軸孔に拡径されたテーパー穴を形成する方法 |
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| US (1) | US5152816A (ja) |
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| JP (1) | JP3292882B2 (ja) |
| KR (1) | KR0162091B1 (ja) |
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| CA (1) | CA2006345C (ja) |
| DE (1) | DE69029454T2 (ja) |
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| EP0634651B1 (en) * | 1993-07-12 | 1998-09-16 | Hewlett-Packard GmbH | A method of producing a capillary, a capillary for an electrophoresis device and an electrophoresis device including such a capillary |
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