專利名稱：光纖端部加工方法及光纖端部加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)在芯部的周圍具有多個(gè)孔穴的構(gòu)造的光纖端部進(jìn)行加工的光纖端部加工方法及光纖端部加工裝置。
背景技術(shù)：
近年來，在芯部的周圍具有多個(gè)孔穴的、被稱為多孔光纖或光子晶體纖維的新型光纖引人注目，對(duì)其在通信用軟線、光器件等中的廣泛應(yīng)用進(jìn)行了研究(例如，參照非專利文獻(xiàn)1)。圖4表示代表性的多孔光纖的結(jié)構(gòu)。如圖4所示，多孔光纖1由芯部2、在芯部2 的外周形成的包層部3、以及在包層部3的芯部2的外周沿著芯部2的軸向形成的多個(gè)孔穴 4構(gòu)成。在多孔光纖1的端面，當(dāng)形成于包層部3的孔穴4開口時(shí)，水分將進(jìn)入孔穴4的內(nèi)部，或者因溫度變化而在孔穴4內(nèi)產(chǎn)生結(jié)露，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生多孔光纖1的機(jī)械強(qiáng)度的降低及光學(xué)特性的變化。另外，在使用機(jī)械絞接或MT連接器等連接部件來連接光纖之間的情況下，采用在一方的光纖的連接端面與另一方的光纖的連接端面的間隙中填充液體的折射率匹配劑來降低在連接端面的反射及損耗的方法。在將該連接方法應(yīng)用于如圖4所示的多孔光纖1的情況下，當(dāng)孔穴4在多孔光纖1的端面開口時(shí)，液體的折射率匹配劑將從連接端面流入孔穴 4的內(nèi)部。因此，擔(dān)心產(chǎn)生連接端面的折射率匹配劑液不足，從而引起大的反射及連接損耗。另外，在不使用折射率匹配劑的單芯的光連接器中，在研磨多孔光纖1的端面時(shí)， 已進(jìn)入孔穴4中的研磨劑及研磨屑，之后從孔穴來到外部而被夾在連接端面上，存在損傷光纖端面，或者產(chǎn)生空間隙而使光學(xué)特性劣化的問題。對(duì)于這類問題，現(xiàn)在已提出如下技術(shù)方案。專利文獻(xiàn)1中記載了用折射率比芯部更低的封閉材料來封閉光子晶體纖維端部的細(xì)孔(孔穴)的開口的方法。在專利文獻(xiàn)2中，作為密封光纖的中空部(孔穴)的方法，記載了如下方法加熱光纖的端面部而使包層部軟化，從而使中空部破壞而被堵上的方法，在中空部內(nèi)填充樹脂以密封中空部的方法。在專利文獻(xiàn)3中記載了通過在隔開光纖端面的位置進(jìn)行電弧放電使孔穴熔融封閉的方法?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開2004-4320號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2002-323625號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開2005-24849號(hào)公報(bào)非專利文獻(xiàn)1 長谷川，《光子晶體纖維及多孔光纖的開發(fā)動(dòng)向》，雜志月刊《光電子學(xué)》，光電子(株)發(fā)行，NO :7，pp. 203-208(2001年)。
上述專利文獻(xiàn)2記載的通過加熱來熔融具有孔穴的光纖本身以密封孔穴的方法， 因?yàn)槟芡耆乐顾冗M(jìn)入到孔穴中，因此與專利文獻(xiàn)1記載的使用由樹脂構(gòu)成的封閉材料來密封孔穴的方法比較，其優(yōu)點(diǎn)是沒有經(jīng)長時(shí)間后老化的危險(xiǎn)。但是，熔融光纖端面部的方法存在以下各種問題容易使芯的形狀變形而產(chǎn)生光損耗；當(dāng)加熱外伸的端面部時(shí)，由于處于熔融狀態(tài)的光纖周向的表面張力的不平衡而使加熱部分折彎或膨脹，難以得到所期望的形狀；因光纖端部膨脹而，難以進(jìn)入連接器用金屬環(huán)的孔等。另外，在專利文獻(xiàn)3中，將光纖端部的兩個(gè)部位分別固定在V形槽部，重要的是要提高兩個(gè)V形槽部相互之間的位置精度，盡可能抑制V形槽部間的光纖的軸向偏移及角度偏移，減小因加熱熔融引起的孔穴的封閉部的折彎。然而，即使這樣提高兩個(gè)V形槽部之間的位置精度，仍存在如下問題。光纖雖然在除去了包覆層后放置在V形槽部上，但有可能有微小的包覆層物渣殘留在光纖表面，該包覆層物渣附著在V形槽部或V形槽壓板上，使由V 形槽部進(jìn)行定位的光纖定位精度惡化，在光纖的孔穴封閉部產(chǎn)生變形、扭曲。還有，不僅包覆層物渣，浮游在空中的垃圾、清潔用的棉棍的纖維也有可能帶來壞的影響。另外，由于V 形槽部本身的精度、V形槽壓板的不完全性，加熱熔融時(shí)也在光纖的孔穴封閉部產(chǎn)生一些變形、扭曲，不能避免光纖產(chǎn)生損耗的波動(dòng)。此外，作為密封多孔光纖的孔穴的方法，還考慮了將一般的光纖與多孔光纖的連接端面熔敷連接的方法。但是，該方法容易產(chǎn)生熔敷連接部的軸向偏移、角度偏移及膨脹。 多孔光纖向金屬環(huán)的安裝因這樣的軸向偏移、角度偏移及膨脹而很難進(jìn)行，在進(jìn)行該安裝作業(yè)時(shí)容易損傷多孔光纖的表面等，在作業(yè)性及可靠性方面存在問題。另外，與上述專利文獻(xiàn)3記載的對(duì)V形槽部之間的光纖進(jìn)行加熱的方法比較，多孔光纖與光纖的熔敷連接部分容易產(chǎn)生過大的損耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能大幅度地降低損耗伴隨著光纖的定位不完全性而增加的光纖端部加工方法和光纖端部加工裝置。本發(fā)明的第一方案的光纖端部加工方法，用于對(duì)具有芯部、包圍上述芯部的外周的包層部、以及在上述包層部內(nèi)的上述芯部的周圍沿著上述芯部的軸向形成的多個(gè)孔穴的光纖的端部進(jìn)行加工，該方法具備以下工序固定上述光纖的兩個(gè)部位的光纖固定工序； 第一加熱工序，在上述光纖固定工序后，對(duì)上述被固定的兩個(gè)部位的固定部之間的上述光纖的其前端側(cè)的部位進(jìn)行加熱，從而使上述前端側(cè)加熱部位的光纖熔融；第二加熱工序， 在上述第一加熱工序后，在固定了上述光纖兩個(gè)部位的原來狀態(tài)下，對(duì)遠(yuǎn)離上述前端側(cè)加熱部位的上述固定部之間的上述光纖基端側(cè)的部位進(jìn)行加熱，從而消滅上述光纖的上述孔穴；以及在上述第二加熱工序后，除去上述前端側(cè)加熱部位的除去工序。本發(fā)明的第二方案的光纖端部加工方法，用于對(duì)具有芯部、包圍上述芯部的外周的包層部、以及在上述包層部內(nèi)的上述芯部的周圍沿著上述芯部的軸向形成的多個(gè)孔穴的光纖的端部進(jìn)行加工，該方法具備以下工序光纖固定工序，在使上述光纖與支撐用光纖各自的端面相對(duì)的狀態(tài)下將它們固定；第一加熱工序，在上述光纖固定工序后，對(duì)上述光纖與上述支撐用光纖進(jìn)行加熱，從而使上述光纖與上述支撐用光纖熔敷連接；第二加熱工序，在上述第一加熱工序后，在固定了上述光纖與上述支撐用光纖的原來狀態(tài)下，對(duì)遠(yuǎn)離上述熔
5敷連接部位、且位于從上述光纖的固定部位到上述熔敷連接部位之間的上述光纖的部位進(jìn)行加熱，從而消滅上述光纖的上述孔穴；以及除去工序，在上述第二加熱工序后，除去上述熔敷連接部位。本發(fā)明的第三方案是在第一或第二方案記載的光纖端部加工方法中，上述第二加熱工序通過使上述光纖的加熱位置移動(dòng)，從而擴(kuò)大上述孔穴的消滅區(qū)域的長度。本發(fā)明的第四方案是在第一 第三方案的任何一項(xiàng)記載的光纖端部加工方法中， 在上述第二加熱工序時(shí)，通過將上述光纖向縮短其長度方向擠壓，從而減小乃至防止上述孔穴的消滅區(qū)域的縮徑。本發(fā)明的第五方案是在將已利用第一 第四方案的任何一項(xiàng)記載的光纖端部加工方法加工的上述光纖的端部插入金屬環(huán)內(nèi)并粘接固定后，對(duì)上述金屬環(huán)端面進(jìn)行研磨， 使上述光纖的端部的上述孔穴的消滅區(qū)域位于研磨后的上述金屬環(huán)端面。本發(fā)明的第六方案的光纖端部加工裝置是用于實(shí)施第一、第三或第四方案記載的光纖端部加工方法的光纖端部加工裝置，該光纖端部加工裝置具有固定上述光纖的兩個(gè)部位的光纖固定裝置，加熱上述光纖的加熱裝置，以及控制機(jī)構(gòu)，其用于控制利用上述加熱裝置對(duì)被上述光纖固定裝置固定的兩個(gè)部位的上述固定部之間的上述光纖的不同部位進(jìn)行加熱的加熱動(dòng)作。本發(fā)明的第七方案的光纖端部加工裝置是用于實(shí)施第二、第三或第四方案記載的光纖端部加工方法的光纖端部加工裝置，該光纖端部加工裝置具有分別固定上述光纖及上述支撐用光纖的光纖固定裝置，對(duì)上述光纖及上述支撐用光纖進(jìn)行加熱的加熱裝置，以及控制機(jī)構(gòu)，其用于控制利用上述加熱裝置對(duì)被上述光纖固定裝置固定的上述光纖及上述支撐用光纖的不同部位進(jìn)行加熱的加熱動(dòng)作。本發(fā)明的效果如下。根據(jù)本發(fā)明，能夠得到能大幅度地降低損耗隨著光纖的定位不完全性而增加、且可靠性高的的光纖端部加工方法和光纖端部加工裝置。


圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的光纖端部加工方法的加工工序的工序圖。圖2是說明本發(fā)明的第一實(shí)施方式的光纖端部加工方法的加工原理的說明圖。圖3是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的光纖端部加工方法的加工工序的工序圖。圖4是表示在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中所使用的多孔光纖的結(jié)構(gòu)的圖，圖4(a)為縱剖視圖，圖4(b)為橫剖視圖。圖5是表示在用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的光纖端部加工方法制成的多孔光纖的端部安裝了金屬環(huán)的多孔光纖端部的縱剖視圖。圖中1-多孔光纖(光纖)，2-芯部，3-包層部，4-孔穴，5-芯線包覆層，6_多孔光纖芯線，7-支撐用光纖，8-芯線包覆層，IO-V形槽零件，Il-V形槽，12-V形槽部(固定部)，13-間隙部，14-V形槽壓板，15-放電電極，16-等離子放電區(qū)域，20-芯線支架，21-芯線支架主體， 22-芯線擋塊，23-芯線夾，24-金屬環(huán)，25-光纖環(huán)引導(dǎo)孔，26-金屬環(huán)端面，A-第一加熱熔融區(qū)域，B-第二加熱熔融區(qū)域，C-切割位置，D-連接加熱熔融區(qū)域，E-光纖加熱熔融區(qū)域。
具體實(shí)施例方式以下，說明本發(fā)明的光纖端部加工方法及光纖端部加工裝置的一個(gè)實(shí)施方式。第一實(shí)施方式圖4表示的是在第一實(shí)施方式的光纖端部加工方法中所使用的多孔光纖的結(jié)構(gòu)的圖，圖4(a)為縱剖視圖，圖4(b)為橫剖視圖。圖4所示的多孔光纖1由芯部2、形成于芯部2的外周的包層部3、以及以包圍芯部2的外周的方式沿芯部2的軸向形成在包層部3 內(nèi)的多個(gè)孔穴4構(gòu)成。在本實(shí)施方式的多孔光纖1中，六個(gè)孔穴形成在以芯部2為中心的正六邊形的頂點(diǎn)的位置。另外，本實(shí)施方式的多孔光纖1由石英系的材料構(gòu)成，在芯部2中添加了例如鍺(Ge)，從而使芯部2的折射率比包層部3的折射率更高。多孔光纖1的外周部通常由紫外線硬化樹脂等樹脂的包覆層予以保護(hù)，在與連接器等進(jìn)行連接時(shí)，對(duì)剝離了包覆層的裸線狀態(tài)的多孔光纖1進(jìn)行連接。另外，本發(fā)明的光纖只要是在芯部的周圍具有沿芯部的軸向形成的多個(gè)孔穴的結(jié)構(gòu)的光纖即可，多孔光纖、光子晶體光纖就是這類光纖。圖4的孔穴結(jié)構(gòu)的光纖(多孔光纖)雖然芯部的折射率比包層部的折射率更高，但本發(fā)明的光纖可以是芯部和包層部由相同的材料構(gòu)成，在芯部的周圍具有按照規(guī)則正確地排列的結(jié)構(gòu)的包層部的光纖。這種結(jié)構(gòu)的光纖通常多被稱為光子晶體光纖，許多(通常為數(shù)十個(gè))孔穴排列在蜂窩晶格等中，形成光子晶體結(jié)構(gòu)乃至光子能帶隙。圖1(a) 圖1(f)表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的光纖端部加工方法的各工序的圖，是從上方觀察使用了光纖端部加工裝置的光纖端部加工的俯視圖。圖1 (a)表示用于固定多孔光纖1的端部的V形槽零件。在V形槽零件10的兩端部具有帶有放置多孔光纖1的V形槽11的作為固定部的V形槽部12。在V形槽部12、12 之間形成用于進(jìn)行多孔光纖1的加熱作業(yè)的間隙部(空隙部)13。這種結(jié)構(gòu)的V形槽零件 10與市場(chǎng)上銷售的光纖熔敷連接機(jī)所使用的、在中央具有空隙的進(jìn)行了精密一體加工的V 形槽零件是相同的。V形槽零件10兩端的V形槽11、11以相互沒有位置偏移的方式進(jìn)行了精密加工，在分別將光纖放置在兩側(cè)的V形槽11、11上固定時(shí)，使兩條光纖的軸一致。另外，在最近的熔敷連接機(jī)上具有還能連接多芯帶狀芯線的形成了多條V形槽的V形槽零件， 而且可以使用這種多條的V形槽零件。多孔光纖與其它光纖同樣，以包覆了樹脂包覆層的狀態(tài)使用，但在光纖彼此間連接或者與光學(xué)零部件連接時(shí)，需要除去包覆層。在封閉、密封多孔光纖1的孔穴4時(shí)，也要首先將多孔光纖1做成除去了多孔光纖芯線6的芯線包覆層5的裸線狀態(tài)，然后如圖1(b) 所示，將多孔光纖1的端部的兩個(gè)部位跨過間隙部13而設(shè)置在兩側(cè)的V形槽11、11上。另外，多孔光纖芯線6也要不移動(dòng)地固定在支撐臺(tái)上，但省略了圖示。接著，如圖1(c)所示，將多孔光纖1以準(zhǔn)確容納在兩側(cè)的V形槽11、11中的方式用V形槽壓板14壓住并固定。當(dāng)使V形槽11、11之間的間隙部13的多孔光纖1進(jìn)行加熱熔融時(shí)，處于熔融狀態(tài)的多孔光纖1因表面張力而要收縮，因而為了對(duì)抗這種收縮需要用V 形槽壓板14可靠地固定多孔光纖1。接著，通過放電對(duì)V形槽11、11之間的光纖1進(jìn)行加熱而使其熔融。放電加熱通過例如在間隙部13配置一對(duì)放電電極15、15來進(jìn)行。在放電電極15、15之間形成等離子放電區(qū)域16，從而等離子放電區(qū)域16的多孔光纖1被加熱。在放電電極15、15上只要連接與市場(chǎng)銷售的熔敷連接機(jī)同等的放電電路即可。如圖1(d)所示，第一次放電加熱首先加熱被V形槽壓板14固定的、V形槽11、11 之間的多孔光纖1的前端側(cè)的部位，該加熱部位的多孔光纖1熔融而處于可變形的狀態(tài)。這時(shí)，如果從多孔光纖芯線6除去的芯線包覆層5等垃圾附著在V形槽11或V形槽壓板14上，則以出現(xiàn)軸向偏移、角度偏移的狀態(tài)將多孔光纖1把持在光纖1兩側(cè)的V形槽部12、12之間，在多孔光纖1內(nèi)會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力(另外，有時(shí)還會(huì)因V形槽部12的V形槽11 本身的精度、V形槽壓板14的不完全性而產(chǎn)生軸向偏移、角度偏移)。因此，由多孔光纖1 的放電加熱而形成的加熱熔融部為緩和非熔融部的應(yīng)力而變形。在進(jìn)行充分的加熱并緩和應(yīng)力之后，停止放電。下面，使用圖2的加工原理的說明圖進(jìn)一步說明該加熱熔融部的變形。圖2是示意地表示假設(shè)在將光纖把持在光纖兩側(cè)的V形槽部12、12中存在軸向偏移的情況。圖2(a) 表示實(shí)施了上述的第一次放電加熱后的狀態(tài)。在多孔光纖1的前端側(cè)的加熱部位即第一加熱熔融區(qū)域A產(chǎn)生了變形。第一加熱熔融區(qū)域A因放電加熱熔融了的結(jié)果，該部分產(chǎn)生了與軸向偏移相應(yīng)的變形，以軸向偏移了的狀態(tài)來緩和所把持的多孔光纖1內(nèi)的應(yīng)力。因此， 放電一結(jié)束，V形槽部12、12之間的多孔光纖1整體上的應(yīng)力得到緩和。由于該應(yīng)力的緩和，與第一加熱熔融區(qū)域A相比靠基端側(cè)的(圖2中的右側(cè))的多孔光纖1處于筆直而沒有應(yīng)力的狀態(tài)。接著，如圖1 (e)所示，使放電電極15偏移到右側(cè)(多孔光纖1的基端側(cè))，進(jìn)行再次放電。在該第二次放電中，以位于V形槽11、11之間、且第一加熱熔融區(qū)域A不再次熔融的方式，對(duì)遠(yuǎn)離第一加熱熔融區(qū)域A的多孔光纖1的基端側(cè)的部位進(jìn)行加熱。在被加熱而熔融的多孔光纖1中，內(nèi)部的孔穴4因已熔融的玻璃的表面張力而自然地變小并消滅。由此，形成本來作為目的的消滅了孔穴的封閉部、密封部。在第一次的加熱部位即第一加熱熔融區(qū)域A，光纖的固定狀態(tài)因多孔光纖1的固定部間的軸向偏移等而惡化的場(chǎng)合，其變形增大，且光通過時(shí)產(chǎn)生大的損耗。另一方面，在第二次的加熱部位即第二加熱熔融區(qū)域B，由于多孔光纖1筆直而沒有產(chǎn)生應(yīng)力，因而即使加熱熔融，除了多孔光纖1的孔穴4消滅而多孔光纖1直徑縮小之外，幾乎不會(huì)產(chǎn)生彎曲等變形。圖2(b)表示的是實(shí)施了第二次放電加熱后的狀態(tài)。由于是在對(duì)多孔光纖1中沒有應(yīng)力作用的狀態(tài)下熔融，因而，在多孔光纖1中也只有表面張力作用，第二加熱熔融區(qū)域 B只有伴隨空穴4的消滅而外徑變小的變形。因此，能夠保持多孔光纖1的芯部2的筆直性，在光傳輸時(shí)的第二加熱熔融區(qū)域B中的光損耗的增加有限。此外，通過在光纖端部加工裝置中設(shè)置控制放電加熱動(dòng)作的控制機(jī)構(gòu)，從而利用放電電極15、15對(duì)用V形槽零件10固定的兩處V形槽11、11間的多孔光纖1的不同部位進(jìn)行加熱，并在控制機(jī)構(gòu)中設(shè)置控制連續(xù)地進(jìn)行上述兩次放電加熱動(dòng)作的動(dòng)作程序，從而就能自動(dòng)地實(shí)施放電加熱。隨后，如圖1(f)所示，為了除去已變形的第一加熱熔融區(qū)域A而在比第一加熱熔融區(qū)域A靠右側(cè)(多孔光纖1的基端側(cè))，例如在位于第一加熱熔融區(qū)域A與第二加熱熔融區(qū)域B之間的切割位置C切斷多孔光纖1。第一加熱熔融區(qū)域A與第二加熱熔融區(qū)域B都消滅了孔穴的結(jié)果，外徑稍微變小，由于對(duì)外部光線的反射狀態(tài)變化，因能以目視進(jìn)行確認(rèn)而容易特定切割位置C。在安裝于連接器的金屬環(huán)上的情況下，將放電位置定為，從多孔光纖芯線6的芯線包覆層5到第二加熱熔融區(qū)域B的長度達(dá)到規(guī)定值。之所以要除去變形的第一加熱熔融區(qū)域A，是因?yàn)楫?dāng)存在已變形的第一加熱熔融區(qū)域A時(shí)，無法將多孔光纖1插入到金屬環(huán)內(nèi)的光纖引導(dǎo)孔中。圖5表示的是將金屬環(huán)M安裝在多孔光纖1的端部的光纖端部加工方法的一個(gè)實(shí)施方式。在將端部具有第二加熱熔融區(qū)域B的、上述端面加工后的多孔光纖1插入到金屬環(huán)M的光纖引導(dǎo)孔25中并粘接固定后，對(duì)金屬環(huán)的端面進(jìn)行研磨。使多孔光纖1的端部的消滅了孔穴4的孔穴消滅區(qū)域即第二加熱熔融區(qū)域B位于研磨后的金屬環(huán)端面沈上。 此外，圖5的金屬環(huán)M雖然還具有保持多孔光纖芯線6的部分，但省略了圖示。在機(jī)械絞接或者內(nèi)置機(jī)械絞接的現(xiàn)場(chǎng)安裝連接器中，優(yōu)選將多孔光纖1的第二加熱熔融區(qū)域B作為連接端面，因而在應(yīng)用于機(jī)械絞接或者內(nèi)置機(jī)械絞接的現(xiàn)場(chǎng)安裝連接器的場(chǎng)合，以在孔穴4消失了的第二加熱熔融區(qū)域B進(jìn)行切割為宜。然而，在第一加熱熔融區(qū)域A與第二加熱熔融區(qū)域B之間進(jìn)行切割，即使孔穴4殘留在多孔光纖1的連接端面，也沒有特別的壞處。在匹配劑為液體的情況下，雖然有可能因封閉在孔穴4內(nèi)的空氣在高溫時(shí)逸出到連接面而帶來壞的影響，但作為連接的前處理，只要在多孔光纖1的端面加入匹配劑，周熱風(fēng)進(jìn)行加熱來排除孔穴4內(nèi)的空氣等，就能防止這些問題。此外，在上述實(shí)施方式的圖1(e)所示的第二次放電加熱中，也可以通過將上述多孔光纖1向縮短其長度方向擠壓(壓縮)，從而減小乃至防止上述因表面張力引起的孔穴的消滅而產(chǎn)生的第二加熱熔融區(qū)域B的縮徑。具體地說，例如，在多孔光纖1的前端側(cè)的V形槽部12中，為了使多孔光纖1的前端能在V形槽11中沿軸向滑動(dòng)，有效的方法是預(yù)先將基端側(cè)的V形槽壓板14充分地壓緊，并將前端側(cè)的V形槽壓板14壓得較松。并且，利用另外設(shè)置的微動(dòng)機(jī)構(gòu)使多孔光纖1的前端部分向右方稍微移動(dòng)，就可以減小乃至防止第二加熱熔融區(qū)域B的縮徑。該微動(dòng)機(jī)構(gòu)是能使光纖在V形槽-V形槽間沒有軸向偏移地滑動(dòng)的機(jī)構(gòu)，是在市場(chǎng)銷售的多芯光纖用的熔敷裝置的全部，非調(diào)心型單芯光纖熔敷裝置的幾乎全部中所采用的機(jī)構(gòu)。另外，在上述實(shí)施方式中，希望第一加熱熔融區(qū)域A與第二加熱熔融區(qū)域B不重合。這是因?yàn)?，第一加熱熔融區(qū)域A在某個(gè)長度范圍內(nèi)就會(huì)變形，因此若處于第二加熱熔融區(qū)域B的一部分與之重合狀態(tài)，在第二次熔融時(shí)，第一加熱熔融區(qū)域A的變形多少會(huì)波及到第二加熱熔融區(qū)域B。另外，對(duì)于代替改變放電電極15的位置的方法，既可以在各個(gè)位置配置獨(dú)立的放電電極，也可以通過切換電源來使其依次放電。另外，在使用通常的熔敷連接機(jī)來進(jìn)行放電加熱的場(chǎng)合，能夠封閉、密封孔穴4的長度為0.5mm左右。有時(shí)加長該封閉部的長度與提高連接作業(yè)的成品率相關(guān)聯(lián)。為了使其加長，在上述實(shí)施方式中，例如只要在第二次放電時(shí)，一邊持續(xù)地放電，一邊使放電電極15 向圖1(e)的右方(多孔光纖1的基端側(cè)方向)移動(dòng)即可?；蛘?，也可以從與第一加熱熔融區(qū)域A的距離留有余量的位置開始第二次放電加熱，一邊持續(xù)地放電，一邊使放電電極15 向左方(多孔光纖1的前端側(cè)方向)移動(dòng)?；蛘撸部梢允狗烹婋姌O15在規(guī)定的范圍內(nèi)往復(fù)移動(dòng)，逐漸使孔穴4消滅。另外，若一邊使放電電極移動(dòng)一邊也持續(xù)地進(jìn)行放電加熱，在此過程中使放電變?nèi)醵皇蛊淙廴?，則在實(shí)質(zhì)上與上述兩次放電加熱相同。另外，也可以做成以不移動(dòng)放電電極15而擴(kuò)展等離子放電區(qū)域16的方式進(jìn)行加熱。為此，有效的方法是加大一對(duì)放電電極15、15間的間隔，或者使放電電極15相對(duì)于圖 1的紙面向垂直方向偏移。在向離垂直方向偏移的情況下，由于形成用一對(duì)放電電極15、15 從多孔光纖1的一側(cè)進(jìn)行加熱，因而在另一側(cè)也配置一對(duì)放電電極，用兩對(duì)放電電極從多孔光纖1的兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行加熱也具有穩(wěn)定的效果。另外，關(guān)于使用兩對(duì)放電電極的熔敷連接技術(shù)記載在美國光學(xué)會(huì)(0SA:The Optical Society of America)出版的非專利文獻(xiàn)2中。并且，此前的說明雖假定為單芯光纖的加工進(jìn)行了說明，但對(duì)于將多芯的多孔光纖做成帶狀的帶狀芯線，僅僅通過增加V形槽的條數(shù)也完全能夠用相同的方法實(shí)施。這時(shí)，雖然需要對(duì)全部多孔光纖進(jìn)行均勻的加熱， 但這是在熔敷連接機(jī)上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了的公知技術(shù)。對(duì)于帶狀芯線，使用兩對(duì)放電電極的方法記載在非專利文獻(xiàn)2，使用一對(duì)放電電極的方法記載在非專利文獻(xiàn)3中。非專利文獻(xiàn) 2 :M. Tachikura :“Fusion mass-splicing for optical fibers using electric discharges between two pairs of electrodes，，，Applied Optics, Vol. 23，No. 3，pp. 492-498，(Feb. 1984)非專利文獻(xiàn) 3 :Μ· Tachikura and N. Kashima "Fusion mass-splices for optical fibers using high-frequency discharges，，，IEEE/0SA Journal of Lightwave Technology, Vol. LT-2，No. 1，pp. 25-31，(Feb. 1984)第二實(shí)施方式在本發(fā)明的第二實(shí)施方式中，除了多孔光纖之外，還使用支撐用光纖來進(jìn)行多孔光纖端部加工。圖3(a) 圖3(e)表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的光纖端部加工方法的各工序，是從上方觀察使用了光纖端部加工裝置的光纖端部加工的俯視圖。首先，如圖3(a)所示，將作為加工對(duì)象的多孔光纖1和石英系的支撐用光纖7安裝在光纖端部加工裝置上。在本實(shí)施方式中，作為光纖端部加工裝置使用市場(chǎng)銷售的帶調(diào)心功能的熔敷連接機(jī)。支撐用光纖7在除去了端部的芯線包覆層8之后，安裝在熔敷連接機(jī)上。支撐用光纖7使用于在對(duì)多孔光纖1進(jìn)行熔敷連接后的、在對(duì)多孔光纖1進(jìn)行加熱熔融時(shí)的機(jī)械支撐，因而對(duì)其光學(xué)特性沒有特別要求。因此，支撐用光纖7既可以是無論哪種光纖，也可以是例如無芯的石英玻璃棒(石英玻璃線)。熔敷連接機(jī)雖然也有將芯線包覆部直接安裝在微動(dòng)臺(tái)上的方式，但在此以將其安裝在熔敷連接機(jī)的芯線支架20上之后，再安裝于微動(dòng)臺(tái)上的方式為前提進(jìn)行說明。將多孔光纖1的芯線包覆層5部分和支撐用光纖7的芯線包覆層8部分分別安裝在芯線支架20 上。在芯線支架20的芯線支架主體21上，形成有芯線擋塊22，通過使芯線包覆層5、8部分的包覆端與芯線擋塊22接觸，從而對(duì)包覆端進(jìn)行定位。標(biāo)號(hào)23是用于將芯線包覆層5、8 推壓到芯線支架20上的芯線夾。如圖3(a)所示，在將兩條光纖1、7剛安裝在芯線支架20 上之后的狀態(tài)下，兩條光纖1、7的軸相互之間有很大的偏移。于是，首先，作為將軸對(duì)準(zhǔn)的事前處理，依據(jù)攝像機(jī)的圖像數(shù)據(jù)而使兩條光纖1、7的端面接近。圖3(b)表示的是隨后的將軸對(duì)準(zhǔn)的狀態(tài)。以光纖1、7的外形為基準(zhǔn)，依據(jù)攝像機(jī)的圖像數(shù)據(jù)自動(dòng)地進(jìn)行調(diào)心。在圖3中，使安裝于右側(cè)的芯線支架20上的多孔光纖1相對(duì)于紙面沿紙面的上下方向平行地水平微動(dòng)，使安裝于左側(cè)的芯線支架20上的支撐用光纖7 相對(duì)于紙面沿垂直方向垂直地微動(dòng)而進(jìn)行調(diào)心。然后，如圖3(c)所示，使多孔光纖1與支撐用光纖7熔敷連接。在熔敷連接時(shí)，與第一實(shí)施方式同樣，使用例如一對(duì)放電電極15，在形成于放電電極15、15間的等離子放電區(qū)域16，加熱熔融多孔光纖1與支撐用光纖7。由于加熱熔融的熔敷連接部的光學(xué)性能不成為問題，因而不需要在熔敷連接時(shí)的細(xì)微調(diào)整。直到因連接加熱導(dǎo)致的光纖熔融部的流動(dòng)結(jié)束，可以持續(xù)地進(jìn)行放電。在通常的熔敷連接條件下以數(shù)秒鐘為宜。當(dāng)在多孔光纖1 支撐用光纖7之間存在軸向偏移或角度偏移時(shí)，在熔敷連接部位的連接加熱熔融區(qū)域D產(chǎn)生變形。此外，由于熔敷連接機(jī)的調(diào)心功能的精度高，因而若使熔敷連接條件最佳化雖能降低連接損耗，但是無法消除從芯線支架20安裝時(shí)所產(chǎn)生的兩條光纖1、7間的角度偏移。因該角度偏移引起的連接加熱熔融區(qū)域D的變形成為例如在將光纖插入到連接器金屬環(huán)內(nèi)的光纖引導(dǎo)孔中時(shí)的障礙。在本實(shí)施方式中，該連接加熱熔融區(qū)域D的變形是不將熔敷連接部即連接加熱熔融區(qū)域D用作孔穴密封部(孔穴封閉部)的最大理由。接著，如圖3(d)所示，在多孔光纖1的基端側(cè)方向(圖3中的右側(cè)方向)，使放電電極15向遠(yuǎn)離連接加熱熔融區(qū)域D的多孔光纖1的部位移動(dòng)，以使連接加熱熔融區(qū)域D不再次熔融的方式進(jìn)行放電加熱，消滅多孔光纖1的孔穴4。由此，在多孔光纖1中，在多孔光纖1的固定部位(在圖3中位于右側(cè)的芯線支架20)與熔敷連接部即連接加熱熔融區(qū)域 D之間形成了作為目的的孔穴消滅區(qū)域即光纖加熱熔融區(qū)域E。在該第二次放電加熱時(shí)，優(yōu)選使安裝有多孔光纖1的芯線支架20向支撐用光纖7側(cè)(圖3的左側(cè))稍微移動(dòng)，從而減小乃至防止光纖加熱熔融區(qū)域E的縮徑然后，如圖3(e)所示，為了除去熔敷連接部即連接加熱熔融區(qū)域D，可以在預(yù)定的切割位置C切割多孔光纖1。即，可以在連接加熱熔融區(qū)域D與光纖加熱熔融區(qū)域E之間， 或者在光纖加熱熔融區(qū)域E進(jìn)行切割。上述實(shí)施方式的放電電極15的移動(dòng)動(dòng)作可以在市場(chǎng)上銷售的帶調(diào)心功能的熔敷連接機(jī)上進(jìn)行。帶調(diào)心功能的熔敷連接機(jī)具有例如被稱為掃描放電的功能，使用該功能可以在熔敷連接后使放電電極15往復(fù)移動(dòng)進(jìn)行加熱處理。另外，在熔敷連接機(jī)上自動(dòng)地實(shí)施本實(shí)施方式的放電加熱動(dòng)作可以通過稍微變更熔敷連接機(jī)的動(dòng)作程序來進(jìn)行。在第二次多孔光纖1的放電加熱時(shí)，通過一邊使放電電極15偏移一邊進(jìn)行加熱來擴(kuò)大消滅孔穴區(qū)域同樣也能很容易地通過變更動(dòng)作程序來實(shí)現(xiàn)。另外，由于芯線包覆層5的芯線包覆端的位置信息因在芯線支架20上設(shè)有芯線擋塊22在熔敷連接機(jī)上是已知的，因而能夠正確地控制從芯線包覆端到光纖加熱熔融區(qū)域E的中央的長度。另外在市場(chǎng)上銷售的光纖切割機(jī)中， 因?yàn)槟軌蛟趯⑿揪€安裝在熔敷連接機(jī)的芯線支架上的狀態(tài)下進(jìn)行切割操作，因此能夠得到高精度的切割位置。此外，在上述第一、第二實(shí)施方式的說明中，雖然敘述了在光纖加熱中使用放電的情況，但除了放電而外，還能夠?qū)⒗糜谌鄯筮B接的二氧化碳激光器、碳加熱器作為熱源來使用。另外，本發(fā)明的光纖端部加工方法由于能將具有孔穴的光纖的孔穴密封用來保持高可靠性的同時(shí)，抑制損耗的增加，因而不僅能利用于單芯光纖，還能利用于多芯的連接器安裝及絞接連接，能夠?qū)窈缶哂锌籽ǖ亩嗫坠饫w、光子晶體光纖等的廣泛應(yīng)用做出貢獻(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種光纖端部加工方法，用于對(duì)具有芯部、包圍上述芯部的外周的包層部、以及在上述包層部內(nèi)的上述芯部的周圍沿著上述芯部的軸向形成的多個(gè)孔穴的光纖的端部進(jìn)行加工，其特征在于，具備以下工序固定上述光纖的兩個(gè)部位的光纖固定工序；第一加熱工序，在上述光纖固定工序后，對(duì)上述被固定的兩個(gè)部位的固定部之間的上述光纖的其前端側(cè)的部位進(jìn)行加熱，從而使上述前端側(cè)加熱部位的光纖熔融；第二加熱工序，在上述第一加熱工序后，在固定了上述光纖兩個(gè)部位的原來狀態(tài)下，對(duì)遠(yuǎn)離上述前端側(cè)加熱部位的上述固定部之間的上述光纖基端側(cè)的部位進(jìn)行加熱，從而消滅上述光纖的上述孔穴；以及在上述第二加熱工序后，除去上述前端側(cè)加熱部位的除去工序。
2.一種光纖端部加工方法，用于對(duì)具有芯部、包圍上述芯部的外周的包層部、以及在上述包層部內(nèi)的上述芯部的周圍沿著上述芯部的軸向形成的多個(gè)孔穴的光纖的端部進(jìn)行加工，其特征在于，具備以下工序光纖固定工序，在使上述光纖與支撐用光纖各自的端面相對(duì)的狀態(tài)下將它們固定；第一加熱工序，在上述光纖固定工序后，對(duì)上述光纖與上述支撐用光纖進(jìn)行加熱，從而使上述光纖與上述支撐用光纖熔敷連接；第二加熱工序，在上述第一加熱工序后，在固定了上述光纖與上述支撐用光纖的原來狀態(tài)下，對(duì)遠(yuǎn)離上述熔敷連接部位、且位于從上述光纖的固定部位到上述熔敷連接部位之間的上述光纖的部位進(jìn)行加熱，從而消滅上述光纖的上述孔穴；以及除去工序，在上述第二加熱工序后，除去上述熔敷連接部位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光纖端部加工方法，其特征在于，上述第二加熱工序通過使上述光纖的加熱位置移動(dòng)，從而擴(kuò)大上述孔穴的消滅區(qū)域的長度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的光纖端部加工方法，其特征在于，在上述第二加熱工序時(shí)，通過將上述光纖向縮短其長度方向擠壓，從而減小乃至防止上述孔穴的消滅區(qū)域的縮徑。
5.一種光纖端部加工方法，其特征在于，在將已利用權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的光纖端部加工方法加工的上述光纖的端部插入金屬環(huán)內(nèi)并粘接固定后，對(duì)上述金屬環(huán)端面進(jìn)行研磨，使上述光纖的端部的上述孔穴的消滅區(qū)域位于研磨后的上述金屬環(huán)端面。
6.一種光纖端部加工裝置，用于實(shí)施上述權(quán)利要求1、3或4所述的光纖端部加工方法， 其特征在于，該光纖端部加工裝置具有固定上述光纖的兩個(gè)部位的光纖固定裝置，加熱上述光纖的加熱裝置，以及控制機(jī)構(gòu)，其用于控制利用上述加熱裝置對(duì)被上述光纖固定裝置固定的兩個(gè)部位的上述固定部之間的上述光纖的不同部位進(jìn)行加熱的加熱動(dòng)作。
7.一種光纖端部加工裝置，用于實(shí)施上述權(quán)利要求2、3或4所述的光纖端部加工方法，其特征在于，該光纖端部加工裝置具有分別固定上述光纖及上述支撐用光纖的光纖固定裝置， 對(duì)上述光纖及上述支撐用光纖進(jìn)行加熱的加熱裝置，以及控制機(jī)構(gòu)，其用于控制利用上述加熱裝置對(duì)被上述光纖固定裝置固定的上述光纖及上述支撐用光纖的不同部位進(jìn)行加熱的加熱動(dòng)作。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種能大幅度地降低伴隨著光纖定位的不完全性的損耗增加的光纖端部加工方法和光纖端部加工裝置。本發(fā)明的光纖端部加工方法具備以下工序固定上述光纖的兩個(gè)部位的光纖固定工序；第一加熱工序，在上述光纖固定工序后，對(duì)上述被固定的兩個(gè)部位的固定部之間的上述光纖的其前端側(cè)的部位進(jìn)行加熱，從而使上述前端側(cè)加熱部位的光纖熔融；第二加熱工序，在上述第一加熱工序后，在固定了上述光纖兩個(gè)部位的原來狀態(tài)下，對(duì)遠(yuǎn)離上述前端側(cè)加熱部位的上述固定部之間的上述光纖基端側(cè)的部位進(jìn)行加熱，從而消滅上述光纖的上述孔穴；以及在上述第二加熱工序后，除去上述前端側(cè)加熱部位的除去工序。
文檔編號(hào)G02B6/255GK102436032SQ20111027128
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月29日
發(fā)明者平本嘉之, 立藏正男 申請(qǐng)人:日立電線株式會(huì)社