JP4051017B2 - Optical fiber submerged polishing equipment - Google Patents
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Description
本発明は光ファイバの液中研磨装置に関するものであり、光ファイバの接続に際しての光ファイバ切断周辺部の研磨・洗浄に関わる技術である。 The present invention relates to an in-liquid polishing apparatus for an optical fiber, and is a technique related to polishing and cleaning of a peripheral portion of the optical fiber cutting when the optical fiber is connected.
最近の光通信技術は、インターネットの利用者や多種多様なサービスの拡大によって益々高速、大容量通信に応える事が差し迫った問題になっている。
これらの需要に対応するために新たな光ファイバの開発がなされている。最近は、従来のコア形状を持った光ファイバに対して、光ファイバ端面に様々な穴形態を施した穴付き光ファイバが開発されている。
この穴付き光ファイバは、その特徴を生かして光関係の機器や通信機器に使用されている。
In recent optical communication technologies, it has become an urgent issue to respond to high-speed and large-capacity communication due to the expansion of Internet users and various services.
In order to meet these demands, new optical fibers have been developed. Recently, an optical fiber with a hole in which various hole forms are provided on the end face of the optical fiber has been developed with respect to an optical fiber having a conventional core shape.
This optical fiber with a hole is used for optical equipment and communication equipment by taking advantage of its characteristics.
ところで、中継系や加入者系に限らず、光ファイバを接続することによって光通信網が構成されなければ、サービスの提供を行う事ができない。そこで、光ファイバの性能の向上と並行して光ファイバ接続技術の開発が重要な課題になっている。 By the way, not only in a relay system and a subscriber system, a service cannot be provided unless an optical communication network is configured by connecting an optical fiber. Therefore, the development of optical fiber connection technology has become an important issue in parallel with the improvement of optical fiber performance.
この穴付き光ファイバは、従来の光ファイバと異なり端面に穴が多数存在しているため、その穴が光通信特性に重要な役割を果たしている。しかし、この穴付き光ファイバは端面に穴が存在しているため、従来の融着技術やコネクタ組み立て技術を応用して光ファイバの接続を実施する事はできない。 Unlike the conventional optical fiber, this holed optical fiber has a large number of holes on the end face, and the holes play an important role in optical communication characteristics. However, since this holey optical fiber has a hole in its end face, it is not possible to connect the optical fiber by applying a conventional fusing technique or connector assembling technique.
即ち、従来の融着法で光ファイバを融着すると穴が完全に塞がったり、潰れたりして光特性に様々な影響を与える。
また、コネクタを使用する場合には、研磨時の研磨材、削れた光ファイバ等の異物が穴の中に侵入してしまい、穴が数μm以下と小さいために従来の超音波洗浄では全く除去する事ができない。これらの光ファイバの接続に当たっては、異物の除去と光ファイバ端面の研磨方法を確立しなければコネクタ接続は不可能な状況である。
That is, when the optical fiber is fused by the conventional fusion method, the hole is completely blocked or crushed, and various effects are exerted on the optical characteristics.
In addition, when using a connector, foreign materials such as abrasives and scraped optical fibers during polishing enter the hole, and the hole is as small as a few μm or less. I can't do it. In connecting these optical fibers, it is impossible to connect the connectors without establishing a method for removing foreign substances and polishing the end face of the optical fiber.
ここで従来の光ファイバ接続技術を説明する。従来の光ファイバの接続技術では、図2,図3で示す様に光ファイバ心線単体での研磨を実施していない。図2は、穴無し光ファイバの研磨方法(非特許文献1:実務に役立つ光ファイバ技術200のポイント、監修 石原広司)を示した。
Here, a conventional optical fiber connection technique will be described. In the conventional optical fiber connection technology, as shown in FIG. 2 and FIG. 3, polishing with a single optical fiber core is not performed. FIG. 2 shows a method of polishing a holeless optical fiber (Non-patent Document 1: Point of
以下に、図2に示す従来技術の、その大まかな手順を示す。
(1) 図2(a)に示すように、充填窓201及び嵌合ピン穴202を有するフェルール200に、被覆を除去した光ファイバFを挿入する。
(2) 接着材充填用の充填窓201から接着材203を充填して、先端からエアー抜きして端面先端から接着材203を吸い出す。つまり接着材203を用いて、光ファイバFをフェルール200に接着・固定する。
(3) 接着材203をヒータを使用して硬化させる。
(4) 図2(b)に示すように、研磨機210を用いて、フェルール200の端面を、研磨液212を流した研磨盤211に押しつけて、ファイバ端面を研磨する。そうすると、図2(c)に示すように、端面の光ファイバFと、端面の余分な接着材203が除去される。
(5) なお、図2(d)は研磨前のコネクタプラグの状態(斜視図並びに単心の場合の端面拡大図及び多心の場合の端面拡大図)を示し、図2(e)は研磨後のコネクタプラグの状態(斜視図並びに単心の場合の端面拡大図及び多心の場合の端面拡大図)を示す。
Below, the rough procedure of the prior art shown in FIG. 2 is shown.
(1) As shown in FIG. 2A, the optical fiber F from which the coating has been removed is inserted into a
(2) The adhesive 203 is filled from the filling window 201 for filling the adhesive, and air is released from the tip, and the adhesive 203 is sucked out from the tip of the end face. That is, the optical fiber F is bonded and fixed to the
(3) The adhesive 203 is cured using a heater.
(4) As shown in FIG. 2 (b), the end face of the
(5) FIG. 2 (d) shows the state of the connector plug before polishing (a perspective view, an enlarged end surface in the case of a single core and an enlarged end surface in the case of a multi-core), and FIG. The state of the rear connector plug (a perspective view, an enlarged end surface in the case of a single core and an enlarged end surface in the case of a multi-core) is shown.
従来の研磨機で研磨する時は、図2に示してある様に、端面の接着材203を取り除くために荒研磨を行い、除去の有無を顕微鏡を覗いて確認してから本研磨を行っている。 When polishing with a conventional polishing machine, as shown in FIG. 2, perform rough polishing to remove the adhesive 203 on the end face, and perform the main polishing after confirming the presence or absence of removal with a microscope. Yes.
従来の研磨は、研磨盤211に光ファイバ端面を押し付けて研磨するため、この従来手法をそのまま用いて穴付き光ファイバの端面を研磨したとすると、穴付き光ファイバは異物等が穴内に強制的に押し込められる。この異物は、通常の超音波洗浄で取り除く事が不可能である。
The conventional polishing is performed by pressing the end face of the optical fiber against the
光ファイバ端面研磨は、フェルールと同時に行われる時に最初は大量の接着材を除去するために荒研磨を実施して、顕微鏡で完全に接着材が除去されるのを確認してから中研磨と仕上げ研磨を実施しなければならない。この荒研磨は、研磨作業時の個人差によって接着材の量が大幅に違うために、一定の研磨時間を決定する事ができない。したがって、研磨を中断しながら、研磨状態を顕微鏡で確認するため、荒研磨時間が、トータルの研磨時間の殆どを占めることになる。 When optical fiber end face polishing is performed at the same time as the ferrule, first, rough polishing is performed to remove a large amount of adhesive, and then the adhesive is completely removed with a microscope, followed by intermediate polishing and finishing. Polishing must be performed. In this rough polishing, since the amount of the adhesive varies greatly depending on individual differences during the polishing operation, a certain polishing time cannot be determined. Therefore, since the polishing state is confirmed with a microscope while polishing is interrupted, the rough polishing time occupies most of the total polishing time.
次に、図3を参照しつつ、穴付き光ファイバの研磨手順の従来例を説明する。
(1) 斜視図である図3(a)及び拡大断面図である図3(b)に示すように、被覆を除去した光ファイバFを、フェルール300またはフェルールと同形の治具に取り付ける。
(2) 図3(c)に示すように、両端フェルール付き光ファイバ、即ち、フェルール300を両端に取り付けた光ファイバFを水に付け、毛細管現象で穴内に水を取り込む。
(3) 図3(d)に示すように、フェルール300を取り付けた光ファイバFを、低温恒温槽301内に設置して、光ファイバF内の水を氷結させる。図3(e)は研磨前の光ファイバFの端面の状態を示す。なお図3(e)において、Iは氷結部である。
(4) 図3(f)に示すように、フェルール300を研磨機310の研磨盤311に押し付けて研磨をする。この場合には、−2°C以下に冷やした冷却研磨液312を使用して研磨する。
(5) 図3(g)に示すように、光ファイバFをフェルール(治具)300から取り外す。図3(h)は研磨後の端面の状態を示す。
Next, a conventional example of a polishing procedure for an optical fiber with a hole will be described with reference to FIG.
(1) As shown in FIG. 3A which is a perspective view and FIG. 3B which is an enlarged sectional view, the optical fiber F from which the coating has been removed is attached to the
(2) As shown in FIG. 3C, an optical fiber with a ferrule at both ends, that is, an optical fiber F with
(3) As shown in FIG.3 (d), the optical fiber F which attached the
(4) As shown in FIG. 3 (f), the
(5) As shown in FIG. 3G, the optical fiber F is removed from the ferrule (jig) 300. FIG. 3H shows the state of the end face after polishing.
以上、図2や図3に示した様に、光ファイバの研磨は、穴無し、穴有りを問わず可也の作業量がある事が判る。 As described above, as shown in FIG. 2 and FIG. 3, it can be understood that the polishing of the optical fiber has a work amount of no matter whether the hole is present or not.
光ファイバ単体の接続が可能であるならばフェルールは必要ないが、研磨に要する時間は、このフェルールを研磨するのに大部分が用いられる。そして、従来タイプは、接続時に嵌合ピンが必要であると共に、光ファイバ挿入時のクリアランスが必要であるため、光ファイバ端面同士の位置ずれが多くなる。 A ferrule is not necessary if a single optical fiber can be connected, but most of the time required for polishing is used to polish the ferrule. The conventional type requires a fitting pin at the time of connection and requires a clearance at the time of insertion of the optical fiber, so that the positional deviation between the optical fiber end faces increases.
また、従来の光ファイバ接続は、光ファイバ被覆を除去した心線をカッターでカットする。その時の端面の傾斜、凹凸、バリを除くために、光ファイバ端面をフェルールと共に研磨しているために可也の作業時間を必要としている。 Further, in the conventional optical fiber connection, the core wire from which the optical fiber coating is removed is cut with a cutter. In order to remove the inclination, unevenness, and burrs of the end face at that time, the end face of the optical fiber is polished together with the ferrule, so that a long working time is required.
本発明は、図7(a)(b)に示す、光ファイバ端面平坦切断機を用いてカットした端面を液中研磨する事を前提に考えている。ここで図7(a)(b)に示す切断機700の説明をしておく。
The present invention is based on the premise that the end face cut with an optical fiber end face flat cutting machine shown in FIGS. 7A and 7B is polished in liquid. Here, the
図7(a)(b)に示すように、切断機700のカッター基盤701上には、台座702と台座703とファイバ長合わせ板704が備えられている。カッター部705は、刃705aとカッターリード705b,705cを備えている。台座702の上面には、刃705aとカッターリード705b,705cが移動していくためのV溝702a〜702cが形成されている。
As shown in FIGS. 7A and 7B, a
この切断機700を用いて切断をする手順は、次の通りである。
(1)図7(a)に示すように、光ファイバFを、ファイバ押えシート706を用いて抑えつつ台座703、704上に載せ、先端をファイバ合わせ板704に密着させる。
(2)カッター部705を移動して、光ファイバFの上面の円周に切り込みを付ける。
(3)光ファイバFを周方向に180°回転させ、光ファイバFの先端をファイバ合わせ板704に密着させる。
(4)再び、カッター部705を移動して、光ファイバFの上面の円周に切り込みを付ける。
(5)図7(b)に示すように、台座703を移動させる。
(6)ファイバ心線fを下に押して心線fを切断する。
The procedure for cutting using this cutting
(1) As shown in FIG. 7A, the optical fiber F is placed on the
(2) The cutter unit 705 is moved to cut the circumference of the upper surface of the optical fiber F.
(3) The optical fiber F is rotated 180 ° in the circumferential direction, and the tip of the optical fiber F is brought into close contact with the
(4) The cutter unit 705 is moved again to cut the circumference of the upper surface of the optical fiber F.
(5) As shown in FIG. 7B, the
(6) Push down the fiber core f to cut the core f.
なお図8(a)〜(d)は、ファイバ端面平坦切断機700による切断をする際における、ファイバ合わせ板704の効果を示すものである。図8(a)のようにファイバFを台座に載せた後、図8(b)のようにファイバ端面をファイバ長合わせ板704に密着させて一回目の切り込みを行う。
図8(c)のように、二回目の切り込みをする場合にファイバFをファイバ長合わせ板704に密着しないと切り込み位置がずれてしまうので、図8(d)のようにファイバFをファイバ長合わせ板704に密着して切り込むと、一回目と二回目の切り込み位置が一致する。
8A to 8D show the effect of the
As shown in FIG. 8C, if the fiber F is not in close contact with the fiber
穴付き光ファイバの接続を経済的なガラススリーブを使用して行うためには、スリーブの外径が例えば260μmとこれまでにない微細な物であるために、接続治具やスリーブの入り口を広げる加工が必要である。しかし、微細な構造のために現在の所、実用化には多くの課題を解決しなければならない。そこで、光ファイバの先端の径を本発明の液中研磨方法で3μm程度研磨できれば、現在開発中の微動0.5μm以下のセット治具を使用すればガラススリーブを用いた光ファイバの接続が可能になる事を確認した。 In order to connect an optical fiber with a hole using an economical glass sleeve, the outer diameter of the sleeve is 260 μm, for example, which is an unprecedented fine object, so the connection jig and the entrance of the sleeve are widened. Processing is required. However, because of the fine structure, many problems must be solved for practical use at present. Therefore, if the diameter of the tip of the optical fiber can be polished by about 3 μm by the submerged polishing method of the present invention, it is possible to connect the optical fiber using a glass sleeve by using a setting jig of 0.5 μm or less that is currently under development. I confirmed that
そこで、以下の課題を解決する事が必要である。
(1) ガラススリーブに穴無し及び穴付き光ファイバの挿入を容易(研磨無しで挿入を確認する)にするために、光ファイバ端面近傍の側面を3μm程度研磨できる。
(2) 光ファイバ挿入治具を用いて光ファイバをガラススリーブ内で接続可能にする。
(3) 光ファイバ挿入の再現性を確保する。
(4) 接続光ファイバの安定な接続を維持する。
Therefore, it is necessary to solve the following problems.
(1) In order to facilitate the insertion of an optical fiber without a hole and a hole into a glass sleeve (confirm insertion without polishing), the side surface near the end face of the optical fiber can be polished by about 3 μm.
(2) Use an optical fiber insertion tool to connect the optical fiber within the glass sleeve.
(3) Ensure reproducibility of optical fiber insertion.
(4) Maintain a stable connection of the connecting optical fiber.
上記(1) の課題は、研磨液の粘度、液中に混ぜる研磨材の大きさや研磨材質、研磨時間さらに超音波洗浄器の性能で決定される。3μmの端面を研磨する時の最適な条件は、安全な作業性を確保して粘度2から10cStのシリコンオイルを用いて粒径3μm酸化セリウムを用いれば2分から3分程度で125μmの光ファイバ外径を3μm程度削る事が可能である。その後、粘度30000cStのシリコンオイルを用いて研磨すれば、砥粒の速度が減少して光ファイバ端面の凹凸をより小さくする事ができる。粘度の調整は、同一量の粘度10cStと60000cStを1:10混ぜ合わせれば30000cStの物を作ることができる。 The problem (1) is determined by the viscosity of the polishing liquid, the size of the abrasive mixed in the liquid, the polishing material, the polishing time, and the performance of the ultrasonic cleaner. Optimum conditions for polishing a 3 μm end face are as follows: If a 3 μm particle size cerium oxide is used with silicon oil having a viscosity of 2 to 10 cSt to ensure safe workability, the outer surface of the 125 μm optical fiber is removed in about 2 to 3 minutes. It is possible to cut the diameter by about 3 μm. Then, if it polishes using silicon oil with a viscosity of 30000 cSt, the speed | rate of an abrasive grain can reduce and the unevenness | corrugation of an optical fiber end surface can be made smaller. The viscosity can be adjusted to 30000 cSt by mixing the same amounts of viscosities of 10 cSt and 60000 cSt 1:10.
その他の粘度を決定するためには、ブレンドチャートを用いて調合すれば簡単に粘度を調整する事ができる。シリコンオイルは、温度変化にも粘度が安定しているためにブレンドによって粘度調整をするが、鉱物油、植物油は温度によって粘度を調整する事が容易である。そのため、温度の上げ下げで粘度の調整が比較的簡単な植物油(椿油、ゴマ油、菜種油)等を用いれば超音波洗浄器に内蔵したヒーターで粘度を調整する事が可能である。 In order to determine other viscosities, the viscosity can be easily adjusted by blending using a blend chart. Since the viscosity of silicone oil is stable with changes in temperature, the viscosity is adjusted by blending. However, the viscosity of mineral oil and vegetable oil can be easily adjusted by temperature. Therefore, the viscosity can be adjusted with a heater built in the ultrasonic cleaner if vegetable oil (steamed oil, sesame oil, rapeseed oil), etc., whose viscosity is relatively easy to adjust by raising and lowering the temperature, is used.
上記(2) の課題は、上記(1) の課題が解決すれば、光ファイバ研磨の良し悪しでなく主に治具の性能上の問題である。 The above problem (2) is mainly a problem in the performance of the jig, if the above problem (1) is solved, not the quality of optical fiber polishing.
上記(1) の課題も、治具に起因する事が大きいが、光ファイバ端面近傍の径を3μm程度削る際に中心を軸にして均一に削ることが必要である。均一にする事によってスリーブに対する光ファイバ端面の方向性が無くなるために容易に挿入する事が可能になる。 The above problem (1) is also largely caused by the jig, but when the diameter near the end face of the optical fiber is cut by about 3 μm, it is necessary to cut it uniformly around the center. By making it uniform, the direction of the end face of the optical fiber with respect to the sleeve is eliminated, so that it can be easily inserted.
図6−1〜図6−4には、均一に研磨するために超音波洗浄器の依存性を無くする方法と手順を示してある。なお、図6−1〜図6−4に示す方法・手順の詳細は後述する。 FIGS. 6A to 6D show a method and a procedure for eliminating the dependency of the ultrasonic cleaner for uniform polishing. Details of the methods and procedures shown in FIGS. 6-1 to 6-4 will be described later.
超音波洗浄器の振動源は、底面にあり音波は上方向に発せられるので、例えば音波速度は、1500m/秒で周波数が35kHzとすると、音波が表面で零になるので表面からλ/4が出力最大になり、その点を基準に距離λ/2毎に最大が繰り返すと考えられる。
波長λは、
λ=V/f=1500×100(cm)/35000=4.29cm
となり、液面が零となりλ/4が最大となるから、液面下約1cmの所が最大になる。
The vibration source of the ultrasonic cleaner is on the bottom surface and the sound wave is emitted upward. For example, if the sound velocity is 1500 m / sec and the frequency is 35 kHz, the sound wave becomes zero on the surface, so λ / 4 is It is considered that the output becomes the maximum, and the maximum repeats every distance λ / 2 with reference to that point.
The wavelength λ is
λ = V / f = 1500 × 100 (cm) /35000=4.29 cm
Thus, the liquid level becomes zero and λ / 4 becomes the maximum, so that the place at about 1 cm below the liquid level becomes the maximum.
図4−1の様に、光ファイバの端面が液面から1cmの所にあるようにすると、端面から上下に距離に反比例して研磨力が弱まるので、光ファイバは端面での研磨量が最大でありテーパー状に研磨される。テーパー状に研磨された光ファイバはスリーブへの挿入が容易になる。なお、図4−1に示す方法の詳細は後述する。 As shown in Fig. 4-1, when the end face of the optical fiber is located at 1 cm from the liquid surface, the polishing force is weakened in inverse proportion to the distance from the end face up and down, so the optical fiber has the maximum polishing amount at the end face. It is polished in a tapered shape. The optical fiber polished in a tapered shape can be easily inserted into the sleeve. Details of the method shown in FIG. 4A will be described later.
そして、光ファイバの両端から押し込む力が同一の場合は、端面同士の密着性が増加してPC効果が期待できる。 And when the force pushed from the both ends of an optical fiber is the same, the adhesiveness of end surfaces increases and it can anticipate PC effect.
結局、上記課題を解決する本発明の構成は、液体に粉末状の砥粒を混ぜてなる研磨液を超音波振動させる超音波洗浄器(607)と、
先端が前記研磨液に浸漬する光ファイバを上下方向に伸ばした状態で支持しつつ、前記光ファイバをスイング移動させるファイバスイング部(650)を有し、
前記ファイバスイング部(650)は、
回転軸(651)と、
前記回転軸(651)の下部に固定されて、前記光ファイバを支持するファイバ高さ維持板(605)と、
前記回転軸(651)に環装されて上下方向にスライド移動可能なスリーブ状をなすと共に、上周面と下周面にそれぞれ切欠きが形成されている回転方向切り替え受け部(652)と、
前記回転方向切り替え受け部(652)の周面に形成された回転方向切り替え金具(653)と、
前記回転方向切り替え受け部(652)の周面に形成された左右回転受け歯車(654)と、
前記回転軸(651)に固定してあり、前記回転方向切り替え受け部(652)が上方にスライド移動すると上周面側の前記切欠きに係合する回転切り替え突起(655)と、
前記回転軸(651)に固定してあり、前記回転方向切り替え受け部(652)が下方にスライド移動すると下周面側の前記切欠きに係合する回転切り替え突起(656)と、
前記回転方向切り替え受け部(652)が上方にスライド移動して上周面側の前記切欠きが前記回転切り替え突起(655)に係合したときに、前記左右回転受け歯車(654)に噛合する左回転歯車(657)と、
前記回転方向切り替え受け部(652)が下方にスライド移動して下周面側の前記切欠きが前記回転切り替え突起(656)に係合したときに、前記左右回転受け歯車(654)に噛合する右回転歯車(658)と、
半円部分が厚板部分となっており残りの半円部分が薄板部分となっている円板状をなすと共に、上面が前記回転方向切り替え金具(653)の下面に接触しており、回転していって前記厚板部分が前記回転方向切り替え金具(653)の下面に接することにより、回転方向切り替え受け部(652)を上方にスライド移動させて上周面側の前記切欠きを前記回転切り替え突起(655)に係合させ、回転していって前記薄板部分が前記回転方向切り替え金具(653)の下面に接することにより、回転方向切り替え受け部(652)を下方にスライド移動させて下周面側の前記切欠きを前記回転切り替え突起(656)に係合させる回転切り替え円盤(660)と、
前記右回転歯車(658)には右回転力を伝達し、前記左回転歯車(657)には左回転力を伝達する動力源部(661,662)と、
を有することを特徴とする。
After all, the configuration of the present invention that solves the above problems includes an ultrasonic cleaner (607) that ultrasonically vibrates a polishing liquid obtained by mixing powdery abrasive grains in a liquid ,
A fiber swing portion (650) for swinging the optical fiber while supporting the optical fiber whose tip is immersed in the polishing liquid in a vertically extended state;
The fiber swing part (650) is
A rotating shaft (651);
A fiber height maintaining plate (605) fixed to a lower portion of the rotating shaft (651) and supporting the optical fiber;
A rotation direction switching receiving portion (652) that is mounted on the rotation shaft (651) and has a sleeve shape that is slidable in the vertical direction, and has a notch formed in the upper peripheral surface and the lower peripheral surface;
A rotation direction switching fitting (653) formed on the peripheral surface of the rotation direction switching receiving portion (652);
A left-right rotation receiving gear (654) formed on the peripheral surface of the rotation direction switching receiving portion (652);
A rotation switching protrusion (655) which is fixed to the rotation shaft (651) and engages with the notch on the upper peripheral surface side when the rotation direction switching receiving portion (652) slides upward;
A rotation switching protrusion (656) that is fixed to the rotation shaft (651) and engages with the notch on the lower peripheral surface side when the rotation direction switching receiving portion (652) slides downward;
When the rotation direction switching receiving portion (652) slides upward and the notch on the upper peripheral surface side engages with the rotation switching projection (655), it meshes with the left and right rotation receiving gear (654). A left rotating gear (657);
When the rotation direction switching receiving portion (652) slides downward and the notch on the lower peripheral surface side engages with the rotation switching projection (656), it meshes with the left and right rotation receiving gear (654). A right rotating gear (658);
The semi-circular portion is a thick plate portion and the remaining semi-circular portion is a thin plate portion. The upper surface is in contact with the lower surface of the rotation direction switching fitting (653) and rotates. Then, when the thick plate portion is in contact with the lower surface of the rotation direction switching fitting (653), the rotation direction switching receiving portion (652) is slid upward to change the rotation of the notch on the upper peripheral surface side. The thin plate portion is engaged with the protrusion (655) and is rotated so that the thin plate portion comes into contact with the lower surface of the rotation direction switching fitting (653). A rotation switching disk (660) for engaging the notch on the surface side with the rotation switching protrusion (656);
A power source part (661, 662) for transmitting a right rotational force to the right rotational gear (658) and a left rotational force for the left rotational gear (657);
It is characterized by having.
本発明は、光ファイバ端面を一度に同条件及び異なった条件で多数個を研磨する事が可能であり、多数の接続を要する光ファイバ接続作業は、効果的に安価で簡単に実施する事ができる。 In the present invention, it is possible to polish a large number of optical fiber end faces at the same time and under different conditions at the same time, and an optical fiber connection operation that requires a large number of connections can be effectively and inexpensively performed. it can.
穴付き光ファイバを従来の研磨方法で実施すると穴内に異物が侵入して除去が困難であるが、本発明を使用すれば異物の侵入もなく簡単に研磨できる。また、光ファイバ端面のバリの除去に最適であり、そして先端を細く研磨できるために微細なガラススリーブを用いたスプライスコネクタ接続において効果的に光ファイバ端面同士を密着させる事ができPC接続が期待できる。 When the optical fiber with a hole is implemented by a conventional polishing method, foreign matter enters the hole and is difficult to remove, but if the present invention is used, it can be easily polished without foreign matter entering. In addition, it is ideal for removing burrs from the end face of optical fibers, and because the tip can be polished finely, it is possible to effectively bring the end faces of optical fibers together in splice connector connection using a fine glass sleeve, and PC connection is expected. it can.
各種穴付き光ファイバの開発研究時の光ファイバ研磨は、端面傾斜が少ないカッターを用いれば、現在大きな問題と成っているSMF(Single Mode Fiber)とPCF(Optical Crystal Fiber)の接続時のフレネル反射を最小限に押さえる事も可能である。 Optical fiber polishing during the development and research of various types of optical fibers with holes makes Fresnel reflection at the time of connection between SMF (Single Mode Fiber) and PCF (Optical Crystal Fiber), which is currently a major problem if a cutter with little end face inclination is used. Can be minimized.
本発明は、穴付き光ファイバの接続の端面研磨時に生ずる異物の浸入を無くし、より簡単で経済的な研磨を実現させるために、カット時の端面傾斜や異物の発生を最小限にした光ファイバ端面に仕上げたPCF(Optical Crystal Fiber)に用いる事で効果を最大限に発揮する様に開発された。 The present invention eliminates the intrusion of foreign matter that occurs during the polishing of the end face of a holed optical fiber connection, and realizes simpler and more economical polishing, and the optical fiber that minimizes the occurrence of end face inclination and foreign matter during cutting. It was developed to maximize the effect by using it for PCF (Optical Crystal Fiber) finished on the end face.
また、この研磨方法で研磨した光ファイバは、ガラススリーブを使用する事で、PC接合(Physical Contact)だけでなく、超小型のフェルールでのスプライス接続が可能になる。 In addition, the optical fiber polished by this polishing method can use not only PC bonding (Physical Contact) but also splice connection with an ultra-small ferrule by using a glass sleeve.
本発明の特徴は、光ファイバの性質、超音波洗浄器の性能や設定条件、研磨量が決定すれば、その条件に合わせて研磨時間、研磨方法を決定して同時に多数個の穴付き穴無し光ファイバを問わず研磨する事が可能である。特に、注目されるのが穴付き光ファイバの研磨時に穴内に浸入する異物がなく、端面が円周に沿ってテーパ状に研磨できてガラススリーブへの挿入が容易になり、作業効率の向上が期待される事である。 The feature of the present invention is that if the properties of the optical fiber, the performance and setting conditions of the ultrasonic cleaner, and the polishing amount are determined, the polishing time and the polishing method are determined according to the conditions, and there are no holes with many holes at the same time. Polishing is possible regardless of optical fiber. Of particular note is that there is no foreign matter that enters the hole when polishing the optical fiber with a hole, and the end surface can be polished in a tapered shape along the circumference, facilitating insertion into the glass sleeve, improving work efficiency. It is expected.
従来の研磨は、研磨盤に光ファイバ端面を押し付けて研磨するため、穴付き光ファイバは異物等が穴内に強制的に押し込められる。この異物は、通常の超音波洗浄で取り除く事が不可能である。図2に示す様に従来の光ファイバ端面の研磨は、研磨前に端面上に接着材を多量に付着させている事が判る。 In the conventional polishing, the end face of the optical fiber is pressed against the polishing disk to polish, so that foreign matter or the like is forcibly pushed into the hole. This foreign matter cannot be removed by ordinary ultrasonic cleaning. As shown in FIG. 2, in the conventional polishing of the end face of the optical fiber, it can be seen that a large amount of adhesive is adhered on the end face before polishing.
光ファイバ端面研磨は、フェルールと同時に行われる時に最初は大量の接着材を除去するために荒研磨を実施して、顕微鏡で完全に接着材が除去されるのを確認してから中研磨と仕上げ研磨を実施しなければならない。 When optical fiber end face polishing is performed at the same time as the ferrule, first, rough polishing is performed to remove a large amount of adhesive, and then the adhesive is completely removed with a microscope, then intermediate polishing and finishing are performed. Polishing must be performed.
この荒研磨は、研磨作業時の個人差によって接着材の量が大幅に違うために、一定の研磨時間を決定する事ができない。研磨を中断しながら顕微鏡で確認するためにトータルの研磨時間の殆どを占めることになる。 In this rough polishing, since the amount of the adhesive varies greatly depending on individual differences during the polishing operation, a certain polishing time cannot be determined. It takes most of the total polishing time to check with a microscope while polishing is interrupted.
本発明は、従来技術とは異なり、光ファイバ端面に接着材が存在しないため、研磨時間を一定の時間に決定する事が可能であり、同一条件で数十個単位の研磨を行い、研磨状態の確認作業は1個のみ行えば十分である。 Unlike the prior art, since the present invention does not have an adhesive on the end face of the optical fiber, it is possible to determine the polishing time to be a fixed time. It is sufficient to perform only one confirmation operation.
無論、1個の研磨作業でも余分なフェルールの研磨が無いために研磨時間が少ないが、多数個同時に行う事ができるために1個当たりの研磨時間は桁違いに少なくなる。 Of course, the polishing time is short because there is no polishing of extra ferrules even in one polishing operation. However, since a large number of polishing can be performed simultaneously, the polishing time per piece is remarkably reduced.
次に、光ファイバ液中研磨の原理を超音波洗浄器、研磨材の材質及び形状が一定として以下に述べる。ここで、研磨材の入った液体を研磨液と定義する。 Next, the principle of polishing in the optical fiber liquid will be described below assuming that the material and shape of the ultrasonic cleaner and the abrasive are constant. Here, a liquid containing an abrasive is defined as a polishing liquid.
(1) 図7(a)(b)の光ファイバ端面平坦切断原理図で示す様なカッターを用いて端面を平坦に切断する。図8には、端面平坦切断図と解説を示す。
(2) 図4−1に示す様に、光ファイバFを研磨材の混入した研磨液402の容器401に入れる。
研磨液402の粘度の差によって研磨される光ファイバ端面の凹凸が異なる。
粘度を数万cSt(センチストロークス:動粘度)に変えると端面に衝突する砥粒の速度が遅くなり研磨面円周の研磨量を小さくする事が可能である。
(3) この容器401を超音波洗浄器407の容器404に入れてスイッチをオンする。
(4) 容器401内の研磨材が超音波振動して光ファイバ端面に衝突して光ファイバFを削る。
以上が平坦な光ファイバ端面切断と光ファイバ端面及び端面側面研磨の手順の概略である。
(1) The end face is cut flat using a cutter as shown in the optical fiber end face flat cutting principle diagram of FIGS. FIG. 8 shows an end face flat cut-out view and an explanation.
(2) As shown in FIG. 4A, the optical fiber F is put into a
The unevenness of the end face of the optical fiber to be polished varies depending on the difference in viscosity of the polishing
When the viscosity is changed to several tens of thousands cSt (centimeter strokes: kinematic viscosity), the speed of the abrasive grains that collide with the end surface is reduced, and the polishing amount on the circumference of the polishing surface can be reduced.
(3) Put this
(4) The abrasive in the
The above is the outline of procedures for cutting the end face of the flat optical fiber and polishing the end face of the optical fiber and the end face.
従来の光ファイバに関する研磨技術は図2、図3に示す様に光ファイバ単体でなくコネクタに接着した状態のために研磨量は殆どが光ファイバ以外のフェルールである。 As shown in FIGS. 2 and 3, the conventional polishing technique related to optical fiber is not a single optical fiber but is bonded to a connector, so that the polishing amount is mostly a ferrule other than the optical fiber.
また、光ファイバ接続時の接続損失を決定するのが、研磨される端面の傾斜精度、嵌合ピン精度、嵌合ピン穴のクリアランスに依存している。 Further, determining the connection loss at the time of optical fiber connection depends on the inclination accuracy of the polished end face, the fitting pin accuracy, and the clearance of the fitting pin hole.
穴付き光ファイバは現在研究段階であり、多くの接続技術の新たな開発がなされなければならない。そこで、この発明を利用して研磨技術の実用化、さらなる光ファイバ開発と接続技術開発に応用される。 Holey optical fibers are currently in the research stage and many new connection technologies must be developed. Therefore, the present invention is applied to practical use of polishing technology, further optical fiber development and connection technology development.
超音波洗浄器の出力や性能が同じでも砥粒の材質,形状、大きさ、研磨液の粘度によって同一量の研磨に時間差や研磨面の凹凸差が生ずる。 Even if the output and performance of the ultrasonic cleaner are the same, the time difference and the unevenness of the polished surface are caused by the same amount of polishing depending on the material, shape and size of the abrasive grains and the viscosity of the polishing liquid.
この差を利用して、一台の超音波洗浄器で一度に粗研磨、中研磨、仕上げ、鏡面研磨を数百個単位の光ファイバの研磨が可能である。 By utilizing this difference, it is possible to polish hundreds of optical fibers at one time with a single ultrasonic cleaner such as rough polishing, medium polishing, finishing and mirror polishing.
特にこの研磨方法は、光ファイバカット時に生じた端面の数μmのバリ、突起等の局部的な研磨に適しており、図2に示す様な従来の研磨方法では大部分が不要な部分を大量に研磨して研磨時間と無駄な異物を発生させるが、液中研磨は正に必要な個所しか研磨しないために切断時に光ファイバ端面円周上に発生するバリを短時間で研磨する事が可能である。 In particular, this polishing method is suitable for local polishing such as burrs and protrusions of several μm on the end face generated when cutting an optical fiber, and a large amount of portions that are unnecessary in the conventional polishing method as shown in FIG. However, since only the necessary parts are polished in the liquid, it is possible to polish the burr generated on the circumference of the end face of the optical fiber in a short time. It is.
この研磨方法は、図1−1,図1−2の様に一台の超音波洗浄器で砥粒サイズと材質、形状、粘度、砥粒量を調整する事で、研磨量、研磨の状態(粗さ)を選択する事が可能である。 In this polishing method, as shown in FIGS. 1-1 and 1-2, by adjusting the abrasive grain size, material, shape, viscosity, and abrasive grain quantity with a single ultrasonic cleaner, the polishing quantity and the state of polishing are adjusted. (Roughness) can be selected.
そして、図5−1の様に超音波洗浄器の器内に小分けの容器501a〜501cを配置して、研磨液を変えて置けばその研磨液中の砥粒サイズに応じた端面状態に同時に研磨する事が可能である。
And if
液中研磨は、穴付き光ファイバ内には、異物の浸入が確認されていないが、研磨後は、研磨した光ファイバ端面、側面に異物の付着が残留して居る場合があるので、エタノール(比重:0.789/cm3at20℃)の様な光ファイバ(比重:2.2/cm3at20℃)との比重差がより大きい有機溶剤で洗浄する事が必要である。比重1の蒸留水を用いて超音波洗浄すると異物が液中に存在すると、光ファイバ端面を傷付ける事がある。そのため、比重の小さな液体を使用する事で、光ファイバから除去される光ファイバや異物が下方に素早く沈み光ファイバへの傷や凹凸を防ぐ事ができる。 In the submerged polishing, foreign matter has not been confirmed to enter the holed optical fiber. However, after polishing, foreign matter may remain on the end and side surfaces of the polished optical fiber. specific gravity: 0.789 / cm 3 at20 ℃) of such optical fibers (specific gravity: 2.2 / cm 3 specific gravity difference between the aT 20 ° C.) is necessary to wash with greater organic solvent. When ultrasonic cleaning is performed using distilled water having a specific gravity of 1, if the foreign matter is present in the liquid, the end face of the optical fiber may be damaged. For this reason, by using a liquid having a small specific gravity, the optical fiber or foreign matter removed from the optical fiber can quickly sink downward to prevent scratches or irregularities on the optical fiber.
本発明の最大の利用効果は、光ファイバ心線を僅か外形300μmにも満たないスリーブを用いて容易にPC接続を可能にする事である。 The greatest use effect of the present invention is to enable easy PC connection by using a sleeve whose optical fiber core wire is less than 300 μm in outer diameter.
光ファイバ接続時にスリーブ内に容易に挿入するには、次の2つの方法が考えられる。
(1) ガラススリーブを両端が広くテーパー状にする。
(2) 光ファイバ端面を細くして光ファイバ自体をテーパー状にする。
The following two methods are conceivable for easy insertion into the sleeve when an optical fiber is connected.
(1) Make the glass sleeve tapered at both ends widely.
(2) The optical fiber itself is tapered by narrowing the end face of the optical fiber.
本発明では、既に出願しているガラスフェルールに挿入する事を前提に(2) の光ファイバ液中研磨を考案した。 In the present invention, the optical fiber submerged polishing (2) has been devised on the assumption that it is inserted into a glass ferrule that has already been filed.
本発明は、図4−4に示す様に一台の超音波洗浄器の洗浄器に異なる研磨砥粒を液体に混入させた複数の容器を用いて同時に砥粒に合った研磨端面を得る事が可能である。
また、研磨時の液体の粘度を変える事で同一時間内の研磨量、研磨面の粗さを調整する事も可能である。
As shown in FIG. 4-4, the present invention uses a plurality of containers in which different abrasive grains are mixed in a liquid in a cleaning device of one ultrasonic cleaner, and simultaneously obtains a polishing end face that matches the abrasive grains. Is possible.
It is also possible to adjust the polishing amount within the same time and the roughness of the polished surface by changing the viscosity of the liquid during polishing.
本発明の光ファイバの液中研磨方法に係る参考例1を、図1を参照しつつ説明する。
まず図1−1に示すように、砥粒サイズの異なる砥粒a,b,cを用意しておき、この砥粒a,b,cの中から、対象とする光ファイバの研磨に適した砥粒100を選択し、選択した砥粒100を容器101内に入れる。
Reference Example 1 relating to the optical fiber submerged polishing method of the present invention will be described with reference to FIG.
First, as shown in FIG. 1-1, abrasive grains a, b, and c having different abrasive grain sizes are prepared, and suitable for polishing a target optical fiber from the abrasive grains a, b, and c. The abrasive grain 100 is selected, and the selected abrasive grain 100 is placed in the
図1−2に示すように、容器101内に液体(例えば水等)を入れて研磨液102とする。この場合、液体の粘度を適宜に調整してもよい。そして水103が入った容器104内に、研磨液102が入った容器101を設置する。
As shown in FIG. 1B, a liquid (for example, water) is put in the
図1−3に示すように、容器104に対して高さ位置が固定されている鉄製のファイバ高さ維持板105と、マグネットシート106とで、光ファイバFを挟んで支持し、ファイバ心線fの先端が研磨液102内に浸漬するように、光ファイバF(ファイバ心線f)の高さ位置を調整する。
As shown in FIG. 1C, an optical fiber F is supported by an iron fiber height maintaining plate 105 whose height position is fixed with respect to the
図1−4に示すように、研磨液102に対する光ファイバF(ファイバ心線f)の高さ位置を維持しつつ、容器101が入った容器104を、超音波洗浄器107の上に載せる。そして超音波洗浄器107を作動させ、研磨液102を超音波振動させる。超音波振動をさせる時間は、タイマー108により任意に設定する。
このように研磨液102を超音波振動させることにより、超音波振動する研磨液102がファイバ心線fの端面と側面を研磨する。
1-4, the
By thus ultrasonically vibrating the polishing
研磨量は、砥粒100の性状(材質,大きさ,形状,濃度)や、研磨時間(超音波振動をする時間)や、研磨液102の粘度や、超音波洗浄器107が発生する超音波振動強度を調整することにより、調整することができる。
また、超音波振動によりファイバ心線fを研磨している最中に、光ファイバF(ファイバ心線f)を、絶えず半回転を繰り返しながら移動するようにしても良い。このようにすると、研磨量が均一化し、研磨剤の振動依存性による偏りを無くすことができる。
The amount of polishing is the properties (material, size, shape, concentration) of the abrasive grains 100, the polishing time (time for ultrasonic vibration), the viscosity of the polishing
Further, while the fiber core wire f is being polished by ultrasonic vibration, the optical fiber F (fiber core wire f) may be moved while continuously repeating half rotation. In this way, the polishing amount can be made uniform, and deviation due to the vibration dependence of the abrasive can be eliminated.
ファイバ心線fの研磨が完了したら光ファイバFと共に容器104を超音波洗浄器107から取り外し、エタノール110が入った容器111を超音波洗浄器107の上に載せる。そして、研磨が完了した光ファイバFの先端であるファイバ心線fを、エタノール110中に浸漬し、超音波洗浄器107を作動させる。
これにより、ファイバ心線fに付着していた異物を完全に取り除き、下方に沈めることができる。このようにすることにより、研磨した端面に新たな傷や凹凸を生じさせることがなくなる。
When the polishing of the fiber core wire f is completed, the
Thereby, the foreign material adhering to the fiber core wire f can be completely removed and sunk downward. By doing so, new scratches and irregularities are not generated on the polished end face.
本発明の光ファイバの液中研磨方法に係る参考例2を、図4を参照しつつ説明する。
参考例2では、図4−4に示すように、超音波洗浄器407に載せられると共に、水403が入った容器404内に、複数(本例では3個)の容器401a,401b,401cが設置されている。各容器401a,401b,401cには、性状の異なる研磨液402a,402b,402cが入れられている。具体的には、各研磨液402a,402b,402cには同種類の砥粒が同量だけ入っているが、各研磨液の粘度が異なっており、研磨液402aの粘度は小で、研磨液402bの粘度は中で、研磨液402cの粘度は大になっている。したがって、研磨液402aは粗研磨に適し、研磨液402bは中研磨に適し、研磨液402cは仕上げ研磨に適する。
Reference Example 2 relating to the submerged optical fiber polishing method of the present invention will be described with reference to FIG.
In Reference Example 2, as shown in FIG. 4-4, a plurality (three in this example) of
そして、図4−1に示すように、研磨液402が入った容器401内に、それぞれ光ファイバFのファイバ心線fが浸漬される。なお、図4−1では、容器の符号401a〜401cを符号401で代表して示しており、研磨液の符号402a〜402cの符号を符号402で代表して示している。
Then, as shown in FIG. 4A, the fiber cores f of the optical fibers F are immersed in the
複数の光ファイバFは、図4−1及び図4−2に示すように、ファイバ固定部405により一括して固定支持されている。このファイバ固定部405は、多数のファイバセットV溝405aが形成された固定板405bと、ファイバ押えシート405cとで構成されており、光ファイバFをファイバセットV溝405aに納めて、ファイバ押えシート405cで押さえ込むことにより、光ファイバFを固定支持するようになっている。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the plurality of optical fibers F are fixed and supported collectively by a fiber fixing portion 405. The fiber fixing portion 405 includes a fixing plate 405b in which a large number of fiber set
図4−1及び図4−3に示すように、複数の光ファイバFを固定するファイバ固定部405は、高さ調整部406により高さが調整できるようになっている。即ち、高さ調整ツマミ406aを緩めた状態で、ファイバ固定部405の高さ位置を調整して各光ファイバFの先端が研磨液402の中に浸漬される状態になったところで、高さ調整ツマミ406aを絞め込むと、この絞め込んだ位置でファイバ固定部405の高さ位置が固定されるようになっている。このように高さ位置調整ができるため、複数の光ファイバFを一括して、研磨液402中の最適な深さにまで浸漬することができる。
As shown in FIGS. 4A and 4C, the height of the fiber fixing unit 405 that fixes the plurality of optical fibers F can be adjusted by the height adjusting unit 406. That is, when the height adjustment knob 406a is loosened, the height position of the fiber fixing portion 405 is adjusted, and when the tip of each optical fiber F is immersed in the polishing
この参考例2による研磨方法は、既に、研磨条件を決定して同一条件で多数個を研磨するのに適しており、その研磨手順は次の通りである。
(1) 図4−1で示す様に、高さ調整部406にて、光ファイバF(ファイバ心線f)が研磨液402中に没する長さを決定する。
(2) 各光ファイバFを、図4−2に示す様にファイバセット溝405aにセットする。
(3) 図4−3に示すようにセットして、超音波洗浄器407の洗浄時間を決めて動作スイッチをオンする。
(4) 研磨時間が来て研磨終了する。
(5) 研磨が終了したら、エタノール等の入った器に交換して、研磨済みの光ファイバFをエタノール等により超音波洗浄する。
The polishing method according to Reference Example 2 is already suitable for determining a polishing condition and polishing a large number of pieces under the same condition. The polishing procedure is as follows.
(1) As shown in FIG. 4A, the height adjusting unit 406 determines the length of the optical fiber F (fiber core wire f) immersed in the polishing
(2) Set each optical fiber F in the
(3) Set as shown in FIG. 4-3, determine the cleaning time of the
(4) The polishing is finished when the polishing time has come.
(5) When the polishing is completed, replace the vessel with ethanol or the like, and ultrasonically clean the polished optical fiber F with ethanol or the like.
なお図4−1〜図4−4に示す例では、容器404内に、研磨液402を入れた容器401(401a〜401b)が入っているが、専用の洗浄器として同一条件で多数の光ファイバを研磨する時は、容器401(401a〜401b)を用いずに、容器404内に直接、研磨液402を入れて研磨すると効果的である。
In the example shown in FIGS. 4-1 to 4-4, a container 401 (401a to 401b) containing a polishing
参考例3では、図5−1に示すように、水503が入れられた容器504を超音波洗浄器507に載せ、この容器504内に容器501a,501b,501cを設置している。そして、容器501aにはサイズの大きい砥粒を含む研磨液502aが入れられ、容器501bにはサイズが中の砥粒を含む研磨液502bが入れられ、容器501cにはサイズが小の砥粒を含む研磨液502bが入れられている。各研磨液502a,502b,502cの液の粘度は同一であるが、上述したように砥粒の粒サイズを異ならせている。したがって、研磨液502aは粗研磨に適し、研磨液502bは中研磨に適し、研磨液502cは仕上げ研磨に適する。
In Reference Example 3, as shown in FIG. 5A, a container 504 containing water 503 is placed on an ultrasonic cleaner 507, and the
(1) そして、高さ調整部で各光ファイバF(ファイバ心線f)が研磨液502a〜502c中に没する長さを決定する。
(2) 各研磨液502a〜502c中に没する光ファイバFをセットする。
(3) 超音波洗浄器507の洗浄時間を決めて動作スイッチを入れる。
(4) 研磨時間が来て研磨終了する。
(5) 図5−3に示すように、エタノール510で光ファイバF(ファイバ心線f)に付いた研磨材を超音波洗浄する。
(1) Then, the height adjusting unit determines the length of each optical fiber F (fiber core wire f) immersed in the polishing
(2) Set the optical fiber F immersed in each of the polishing
(3) Determine the cleaning time of the ultrasonic cleaner 507 and turn on the operation switch.
(4) The polishing is finished when the polishing time has come.
(5) As shown in FIG. 5-3, the abrasive attached to the optical fiber F (fiber core f) is ultrasonically cleaned with ethanol 510.
図5−2には、研磨液の違いによる端面状態を示した。図5−2(a)は研磨前の光ファイバFの状態を示し、図5−2(b)は砥粒サイズ大の砥粒を含む研磨液502aで荒研磨した状態を示し、図5−2(c)は砥粒サイズ中の砥粒を含む研磨液502bで中研磨した状態を示し、図5−2(d)は砥粒サイズ小の砥粒を含む研磨液502cで仕上げ研磨した状態を示す。 FIG. 5-2 shows the end face state due to the difference in polishing liquid. FIG. 5-2 (a) shows the state of the optical fiber F before polishing, FIG. 5-2 (b) shows the state of rough polishing with a polishing liquid 502a containing abrasive grains having a large abrasive grain size, and FIG. 2 (c) shows a state in which polishing is performed with a polishing liquid 502b containing abrasive grains having an abrasive grain size, and FIG. 5-2 (d) shows a state in which final polishing is performed with a polishing liquid 502c containing abrasive grains having a smaller abrasive grain size. Indicates.
したがって例えば、光ファイバFを、最初は研磨液502aを用いて超音波研磨し、次に研磨液502bを用いて超音波研磨し、最後に研磨液502cを用いて超音波研磨すれば、順次、荒研磨、中研磨、仕上げ研磨をすることができる。 Therefore, for example, if the optical fiber F is first ultrasonically polished using the polishing liquid 502a, then ultrasonically polished using the polishing liquid 502b, and finally ultrasonically polished using the polishing liquid 502c, Rough polishing, medium polishing, and finish polishing can be performed.
次に、超音波洗浄器の位置依存性を解消して光ファイバの端面とその側面を均一に研磨する実施例1の装置及び方法を図6を参照して説明する。 Next, a description will be given of an apparatus and a method of Example 1 in which the position dependency of the ultrasonic cleaner is eliminated and the end face and the side face of the optical fiber are uniformly polished with reference to FIG.
超音波に限らず、機器の動作特性には、対称性が必要な場合に片寄りが生ずる事がある。超音波洗浄器の振動に偏りが生ずると光ファイバ研磨量にも片寄りが起こる可能性が大きくなる。そのために、図6−1に示す様な光ファイバが180度毎に逆戻りする機構(ファイバスイング部650)を設けて、偏りを防ぐ対策を施した。 In addition to ultrasonic waves, the operating characteristics of equipment may be offset when symmetry is required. If the vibration of the ultrasonic cleaner is biased, there is a high possibility that the optical fiber polishing amount will be shifted. For this purpose, a mechanism (fiber swing part 650) for returning the optical fiber every 180 degrees as shown in FIG.
ここで図6−2〜図6−4を参照してファイバスイング部650の構造・動作を説明する。 Here, the structure and operation of the fiber swing portion 650 will be described with reference to FIGS.
図6−2に示すように、回転軸651の下部にはファイバ高さ維持板605が固定されている。この回転軸651には、スリーブ状の回転方向切り替え受け部652が、上下方向にスライド移動可能に環装されている。この回転方向切り替え受け部652の周面には、回転方向切り替え金具653と左右回転受け歯車654が形成されている。また回転方向切り替え受け部652には、上周面側と下周面側に切欠きが形成されている。そして、回転方向切り替え受け部652が上方にスライド移動すると、上側の切欠きが、回転軸651に固定してある回転切り替え突起655に係合し、回転方向切り替え受け部652が下方にスライド移動すると、下側の切欠きが、回転軸651に固定してある回転切り替え突起656に係合するようになっている。
As shown in FIG. 6B, a fiber height maintaining plate 605 is fixed to the lower part of the
回転方向切り替え受け部652が上方にスライド移動して、上側の切欠きが、回転軸651に固定してある回転切り替え突起655に係合しすると、回転軸651と回転方向切り替え受け部652との間で回転力が伝わる状態になると共に、左回転歯車657と左右回転受け歯車654とが噛合する(図6−3(a)参照)。
When the rotation direction switching receiving
回転方向切り替え受け部652が下方にスライド移動して、下側の切欠きが、回転軸651に固定してある回転切り替え突起656に係合しすると、回転軸651と回転方向切り替え受け部652との間で回転力が伝わる状態になると共に、右回転歯車658と左右回転受け歯車654とが噛合する(図6−3(b)参照)。
When the rotation direction switching receiving
右回転歯車658には、円盤回転軸659を介して回転切り替え円盤660が連結されている。この回転切り替え円盤660は、図6−3(c)(d)に示すように、中心線よりも左半分(半円部分)が厚板となっており、右半分(半円部分)が薄板となっている。そして回転切り替え円盤660の上面が、回転方向切り替え金具653の下面に接触している。
A
図6−4に示すように、右回転歯車658には、ゼンマイまたはモータの駆動力を得て回転する動力源歯車661から回転力が伝達され、左回転歯車657には回転転換歯車662を介して動力源歯車661から回転力が伝達されるようになっている。
As shown in FIG. 6-4, the rotational force is transmitted to the right
図6−3(a)(c)に示すように、回転していった回転切り替え円盤660の左半分の厚板部分が回転方向切り替え金具653に接すると、回転方向切り替え受け部652が上方にスライドして、左回転歯車657と左右回転受け歯車654とが噛合する。このため、左回転歯車657の回転力が、左右回転受け歯車654,上側の回転切り替え突起655を介して、回転軸651に伝わり、回転軸651が左回転する。
As shown in FIGS. 6-3 (a) and 6 (c), when the thick plate portion of the left half of the
図6−3(b)(d)に示すように、回転していった回転切り替え円盤660の右半分の薄板部分が回転方向切り替え金具653に接すると、回転方向切り替え受け部652が下方にスライドして、右回転歯車658と左右回転受け歯車654とが噛合する。このため、右回転歯車658の回転力が、左右回転受け歯車654,下側の回転切り替え突起656を介して、回転軸651に伝わり、回転軸651が右回転する。
As shown in FIGS. 6-3 (b) and 6 (d), when the thin plate portion on the right half of the
このようにして、回転軸651が、180°右回転したら、次は回転軸651が180°左回転するという正逆回転を連続して続ける。
When the
図6−1〜図6−4に示す装置を用いて光ファイバの液中研磨をする手順は次の通りである。
(1) ファイバ高さ維持板605の高さを、高さ調整部(図4−1参照)で光ファイバFが研磨液602中に没する長さを決定する。
(2) 各研磨液602中に没する光ファイバFを中心からずらしてセットする。即ち、図6−2に示すように、光ファイバFをマグネットシート606と鉄製のファイバ高さ維持板605により挟んで光ファイバFを支持するが、このとき光ファイバFの位置を回転軸651の回転中心からずらしてセットする。このように、光ファイバFを回転軸651の回転中心からずらす事で位置依存性を効果的に防ぐ事ができる。
(3) 超音波洗浄器607の洗浄時間を決めて動作スイッチを入れる。
(4) 光ファイバ研磨片寄り補正をするため、ファイバスイング部650を動作させる。このため、光ファイバFは絶えず半回転を繰り返しながら移動していく(180度毎にスイングを繰り返しながら回転方向が変わりつつ移動していく)。
(5) 研磨時間が来て研磨終了する。
(6) 研磨済みの光ファイバFを、エタノール入りの器に浸漬して超音波洗浄する。
The procedure for polishing an optical fiber in liquid using the apparatus shown in FIGS. 6-1 to 6-4 is as follows.
(1) The height of the fiber height maintaining plate 605 is determined by the height adjusting unit (see FIG. 4A) so that the optical fiber F is immersed in the polishing liquid 602.
(2) The optical fiber F submerged in each polishing liquid 602 is set shifted from the center. That is, as shown in FIG. 6B, the optical fiber F is supported by sandwiching the optical fiber F between the magnet sheet 606 and the iron fiber height maintaining plate 605. At this time, the position of the optical fiber F is set to the
(3) Determine the cleaning time of the ultrasonic cleaner 607 and turn on the operation switch.
(4) The fiber swing unit 650 is operated to correct the optical fiber polishing deviation. For this reason, the optical fiber F moves while repeating half rotation continuously (moving while changing the rotation direction while repeating the swing every 180 degrees).
(5) The polishing is finished when the polishing time has come.
(6) The polished optical fiber F is immersed in an ethanol-containing vessel and ultrasonically cleaned.
本発明は、穴無し光ファイバや穴付き光ファイバの端面や周面を良好に研磨するのに利用することができる。このように良好な研磨ができるため、光ファイバを安価なガラススリーブ内にて接続することが可能となる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used to satisfactorily polish end faces and peripheral surfaces of holeless optical fibers and holed optical fibers. Since good polishing can be performed in this manner, the optical fiber can be connected in an inexpensive glass sleeve.
100,400,600 砥粒
101,401,501,601 容器
102,402,502,602 研磨液
103,403,503,603 水
104,404,504,604 容器
105 ファイバ高さ維持板
106 マグネットシート
107,407,507,607 超音波洗浄器
108,508 タイマー
200,300 フェルール
201 充填窓
202 嵌合ピン穴
203 接着剤
210,310 研磨機
211,311 研磨盤
212,312 研磨液
301 低温恒温槽
405 ファイバ固定部
406 高さ調整部
650 ファイバスイング部
700 切断機
701 カッター基盤
702 台座
703 台座
704 ファイバ長合わせ板
100,400,600 abrasive
101,401,501,601 Container
102,402,502,602 Polishing liquid
103,403,503,603 water
104,404,504,604 container
105 Fiber height maintenance plate
106 Magnetic sheet
107,407,507,607 Ultrasonic cleaner
108,508 timer
200,300 ferrule
201 Filling window
202 Mating pin hole
203 Adhesive
210,310 Polishing machine
211,311 Polishing machine
212,312 Polishing liquid
301 Low temperature bath
405 Fiber fixing part
406 Height adjustment part
650 Fiber swing part
700 cutting machine
701 Cutter base
702 pedestal
703 pedestal
704 Fiber length matching plate
Claims (1)
先端が前記研磨液に浸漬する光ファイバを上下方向に伸ばした状態で支持しつつ、前記光ファイバをスイング移動させるファイバスイング部(650)を有し、
前記ファイバスイング部(650)は、
回転軸(651)と、
前記回転軸(651)の下部に固定されて、前記光ファイバを支持するファイバ高さ維持板(605)と、
前記回転軸(651)に環装されて上下方向にスライド移動可能なスリーブ状をなすと共に、上周面と下周面にそれぞれ切欠きが形成されている回転方向切り替え受け部(652)と、
前記回転方向切り替え受け部(652)の周面に形成された回転方向切り替え金具(653)と、
前記回転方向切り替え受け部(652)の周面に形成された左右回転受け歯車(654)と、
前記回転軸(651)に固定してあり、前記回転方向切り替え受け部(652)が上方にスライド移動すると上周面側の前記切欠きに係合する回転切り替え突起(655)と、
前記回転軸(651)に固定してあり、前記回転方向切り替え受け部(652)が下方にスライド移動すると下周面側の前記切欠きに係合する回転切り替え突起(656)と、
前記回転方向切り替え受け部(652)が上方にスライド移動して上周面側の前記切欠きが前記回転切り替え突起(655)に係合したときに、前記左右回転受け歯車(654)に噛合する左回転歯車(657)と、
前記回転方向切り替え受け部(652)が下方にスライド移動して下周面側の前記切欠きが前記回転切り替え突起(656)に係合したときに、前記左右回転受け歯車(654)に噛合する右回転歯車(658)と、
半円部分が厚板部分となっており残りの半円部分が薄板部分となっている円板状をなすと共に、上面が前記回転方向切り替え金具(653)の下面に接触しており、回転していって前記厚板部分が前記回転方向切り替え金具(653)の下面に接することにより、回転方向切り替え受け部(652)を上方にスライド移動させて上周面側の前記切欠きを前記回転切り替え突起(655)に係合させ、回転していって前記薄板部分が前記回転方向切り替え金具(653)の下面に接することにより、回転方向切り替え受け部(652)を下方にスライド移動させて下周面側の前記切欠きを前記回転切り替え突起(656)に係合させる回転切り替え円盤(660)と、
前記右回転歯車(658)には右回転力を伝達し、前記左回転歯車(657)には左回転力を伝達する動力源部(661,662)と、
を有することを特徴とする光ファイバの液中研磨装置。 An ultrasonic cleaner (607) for ultrasonically vibrating a polishing liquid obtained by mixing powdery abrasive grains in a liquid ;
A fiber swing portion (650) for swinging the optical fiber while supporting the optical fiber whose tip is immersed in the polishing liquid in a vertically extended state;
The fiber swing part (650) is
A rotating shaft (651);
A fiber height maintaining plate (605) fixed to a lower portion of the rotating shaft (651) and supporting the optical fiber;
A rotation direction switching receiving portion (652) that is mounted on the rotation shaft (651) and has a sleeve shape that is slidable in the vertical direction, and has a notch formed in the upper peripheral surface and the lower peripheral surface;
A rotation direction switching fitting (653) formed on the peripheral surface of the rotation direction switching receiving portion (652);
A left-right rotation receiving gear (654) formed on the peripheral surface of the rotation direction switching receiving portion (652);
A rotation switching protrusion (655) which is fixed to the rotation shaft (651) and engages with the notch on the upper peripheral surface side when the rotation direction switching receiving portion (652) slides upward;
A rotation switching protrusion (656) that is fixed to the rotation shaft (651) and engages with the notch on the lower peripheral surface side when the rotation direction switching receiving portion (652) slides downward;
When the rotation direction switching receiving portion (652) slides upward and the notch on the upper peripheral surface side engages with the rotation switching projection (655), it meshes with the left and right rotation receiving gear (654). A left rotating gear (657);
When the rotation direction switching receiving portion (652) slides downward and the notch on the lower peripheral surface side engages with the rotation switching projection (656), it meshes with the left and right rotation receiving gear (654). A right rotating gear (658);
The semi-circular portion is a thick plate portion and the remaining semi-circular portion is a thin plate portion. The upper surface is in contact with the lower surface of the rotation direction switching fitting (653) and rotates. Then, when the thick plate portion is in contact with the lower surface of the rotation direction switching fitting (653), the rotation direction switching receiving portion (652) is slid upward to change the rotation of the notch on the upper peripheral surface side. The thin plate portion is engaged with the protrusion (655) and is rotated so that the thin plate portion comes into contact with the lower surface of the rotation direction switching fitting (653). A rotation switching disk (660) for engaging the notch on the surface side with the rotation switching protrusion (656);
A power source portion (661, 662) for transmitting a right rotational force to the right rotational gear (658) and a left rotational force for the left rotational gear (657);
An optical fiber submerged polishing apparatus characterized by comprising:
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