細(xì)徑化光纖、其制造方法及其制造裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種外徑精度高、再現(xiàn)性高的細(xì)徑化光纖、其制造方法以及其制造裝置。本發(fā)明的細(xì)徑化光纖的制造裝置（1）具備：移動(dòng)裝置（11、12），其使以規(guī)定間隔安裝的光纖（10）沿該光纖（10）的長度方向（X）往復(fù)移動(dòng)；加熱裝置（13），其在固定位置（O）對往復(fù)移動(dòng)的光纖（10）進(jìn)行加熱，移動(dòng)裝置（13）具備能夠一邊使光纖往復(fù)移動(dòng)一邊擴(kuò)大光纖（10）的安裝間隔（L1+L2）的擴(kuò)距裝置。此時(shí)，移動(dòng)裝置（11、12）具備固定光纖（10）的至少兩個(gè)安裝裝置，擴(kuò)距裝置以能夠獨(dú)立或聯(lián)動(dòng)地控制至少兩個(gè)安裝裝置的方式構(gòu)成。控制能夠改變選自固定于安裝裝置的光纖（10）的往復(fù)移動(dòng)幅度、往復(fù)移動(dòng)速度及擴(kuò)展幅度中的一個(gè)或兩個(gè)以上。
【專利說明】細(xì)徑化光纖、其制造方法及其制造裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具有高透光率的細(xì)徑化光纖、其制造方法及其制造裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著通信數(shù)據(jù)量的增大化和高速化的發(fā)展，高度信息安全技術(shù)的研究開發(fā)正在積極展開。作為信息安全技術(shù)，傳遞激光中的光子單體的量子通信受到關(guān)注。量子通信是一種使用對通常的通信用光纖局部進(jìn)行細(xì)徑化的光纖(也稱為“細(xì)徑化光纖”)，在該細(xì)徑化光纖上配置單一的原子及量子點(diǎn)，對其進(jìn)行激光激勵(lì)，將產(chǎn)生的光子導(dǎo)入光纖傳輸模式的通/[目方法。
[0003]作為對光纖進(jìn)行細(xì)徑化的技術(shù)，提出有涉及使多條光纖拉伸熔接的光纖耦合器的下述專利文獻(xiàn)I?4。例如，在專利文獻(xiàn)I提出有涉及光纖耦合器的制造方法的技術(shù)，其特征在于，具有如下工序:將除去被覆后的至少三根以上的光纖從微型加熱器的開口部插入加熱器內(nèi)，在與其開口部方向正交或大致正交的方向并列配置的光纖設(shè)定工序；在該光纖設(shè)定工序之后，使上述的微型加熱器在至少三根以上的光纖的軸心方向以規(guī)定的寬度尺寸往復(fù)移動(dòng)并進(jìn)行加熱熔接，同時(shí)將光纖在其沿軸心方向上拉伸的光纖加熱熔接工序。根據(jù)該技術(shù)，通過對至少三根以上以并列狀態(tài)鄰近的光纖用微型加熱器均勻地加熱并進(jìn)行熔接處理，能夠使其處于均一的拉伸狀態(tài)，能夠得到高精度的光纖耦合器。
[0004]另外，專利文獻(xiàn)2提出有涉及光纖耦合器的制造裝置的技術(shù)，將能夠使除去被覆后的兩根光纖的芯部接近并對其鄰近部以規(guī)定的寬度尺寸進(jìn)行加熱熔接的微型加熱器安裝于加熱器支座，其特征在于，將上述微型加熱器以能夠任意調(diào)節(jié)加熱熔接部的長度的方式安裝于加熱器支座，且以能夠沿兩根光纖的軸心方向往復(fù)移動(dòng)的方式夾裝有往復(fù)移動(dòng)裝置。根據(jù)該技術(shù)，能夠較大地設(shè)定用微型加熱器進(jìn)行加熱熔接的光纖耦合器的加熱熔接部的寬度尺寸，并且能夠設(shè)定成任意的寬度尺寸，故而能夠任意地設(shè)定足夠的強(qiáng)度和光的分支狀態(tài)。
[0005]另外，專利文獻(xiàn)3提出有涉及寬帶域光纖耦合器的制造方法的技術(shù)，該寬帶域光纖耦合器通過對一根光纖進(jìn)行加熱、預(yù)拉伸加工，將該光纖與未加工的光纖加熱、熔接拉伸而構(gòu)成，其特征在于，在預(yù)拉伸加工時(shí)，沿光纖移動(dòng)加熱器具對光纖進(jìn)行加熱，在該加熱器具到達(dá)光纖的加熱范圍的端部時(shí)，開始進(jìn)行光纖的拉伸，預(yù)拉伸成規(guī)定長度。根據(jù)該技術(shù)，能夠無空隙地以100%的熔接率使多根光纖熔接，并且能夠以高成品率高效地制造光纖耦合器。
[0006]另外，專利文獻(xiàn)4提出有涉及光纖耦合器的制造方法的技術(shù)，將多根光纖的局部加熱熔接、拉伸而形成熔接拉伸部，在該熔接拉伸部使光分支、匯合，其特征在于，在對多根光纖進(jìn)行熔接拉伸時(shí)，測量對該光纖施加的拉力，同時(shí)，一邊以使該拉力接近零的方式控制光纖的拉伸速度或拉伸速度和加熱條件，一邊進(jìn)行拉伸。根據(jù)該技術(shù)，能夠防止由于拉力的產(chǎn)生而導(dǎo)致光纖耦合器的光學(xué)特性(特別是偏振光依賴性)惡化，能夠制造高特性的光纖耦合器。[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開2005 - 43767號公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)2:日本特開2003 - 329875號公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)3:日本特開平9 - 5564號公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)4:日本特開平5 - 196834號公報(bào)
[0011]上述專利文獻(xiàn)I?4的技術(shù)涉及對多根光纖進(jìn)行拉伸熔接的光纖耦合器，難以制作像量子通信用細(xì)徑化光纖那樣地將光纖的局部細(xì)徑化到規(guī)定尺寸而成的細(xì)徑化光纖。
[0012]例如，在專利文獻(xiàn)I?3的技術(shù)中，使火焰往復(fù)移動(dòng)而對光纖進(jìn)行加熱。但是，存在如下問題，這樣的火焰會發(fā)生搖晃，故而火焰加熱的部分的溫度不恒定，不能精度良好且再現(xiàn)性良好地制造外徑一致的細(xì)徑化光纖。另外，在專利文獻(xiàn)4的技術(shù)中，由于光纖和加熱裝置均不移動(dòng)，故而只是對光纖的局部進(jìn)行局部加熱、拉伸。因此，存在如下問題:不能控制光纖變細(xì)的形狀，與上述同樣地不能精度良好且再現(xiàn)性良好地制造外徑一致的細(xì)徑化光纖，同時(shí)不能降低光的透射損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明是為了解決上述課題而設(shè)立的，其目的在于提供一種外徑精度高，再現(xiàn)性高的細(xì)徑化光纖、其制造方法及其制造裝置。
[0014](I)用于解決上述課題的本發(fā)明的細(xì)徑化光纖的制造裝置具備:移動(dòng)裝置，其使以規(guī)定間隔安裝的光纖沿該光纖的長度方向往復(fù)移動(dòng)；加熱裝置，其在固定位置對所述往復(fù)移動(dòng)的光纖進(jìn)行加熱，所述移動(dòng)裝置具備能夠一邊使光纖進(jìn)行所述往復(fù)移動(dòng)一邊擴(kuò)大所述光纖的安裝間隔的擴(kuò)距裝置。
[0015]根據(jù)本方面，使以規(guī)定間隔安裝的光纖沿長度方向往復(fù)移動(dòng)的移動(dòng)裝置具備能夠擴(kuò)大光纖的安裝間隔的擴(kuò)距裝置，因此，能夠在一邊對光纖進(jìn)行加熱一邊使其往復(fù)移動(dòng)的途中，擴(kuò)大光纖的安裝間隔并進(jìn)行拉伸。另外，在固定位置對往復(fù)移動(dòng)的光纖進(jìn)行加熱，因此，不存在例如火焰搖晃等引起的溫度的不穩(wěn)定因素，能夠以恒定溫度對光纖進(jìn)行加熱。其結(jié)果是，能夠在精確地進(jìn)行溫度控制的條件下對光纖進(jìn)行拉伸，因此，能夠制造外徑精度高、再現(xiàn)性高的細(xì)徑化光纖。這樣制造的細(xì)徑化光纖能夠降低光的透射損失，提高透光率。
[0016]在本發(fā)明的細(xì)徑化光纖的制造裝置中，所述移動(dòng)裝置具備固定所述光纖的至少兩個(gè)安裝裝置，所述擴(kuò)距裝置以能夠獨(dú)立或聯(lián)動(dòng)控制所述至少兩個(gè)安裝裝置的方式構(gòu)成。
[0017]根據(jù)本方面，光纖的兩側(cè)被移動(dòng)裝置所具備的至少兩個(gè)安裝裝置固定，擴(kuò)距裝置能夠獨(dú)立或聯(lián)動(dòng)控制安裝裝置(擴(kuò)展控制)，因此，通過該控制能夠自由地進(jìn)行光纖的拉伸，能夠制造外徑精度高、再現(xiàn)性高的細(xì)徑化光纖。
[0018]在本發(fā)明的細(xì)徑化光纖的制造裝置中，所述控制能夠改變選自固定于所述安裝裝置的光纖的往復(fù)移動(dòng)幅度、往復(fù)移動(dòng)速度及擴(kuò)展幅度中的一個(gè)或兩個(gè)以上。
[0019]根據(jù)本方面，由于控制能夠改變選自固定于安裝裝置的光纖的往復(fù)移動(dòng)幅度、往復(fù)移動(dòng)速度及擴(kuò)展幅度中的一個(gè)或兩個(gè)以上，故而通過該控制能夠任意地進(jìn)行光纖的拉伸控制，能夠制造外徑精度高、再現(xiàn)性高的細(xì)徑化光纖。
[0020](2)用于解決上述課題的本發(fā)明的細(xì)徑化光纖的制造方法具備:往復(fù)移動(dòng)工序，使以規(guī)定間隔安裝的光纖沿該光纖的長度方向往復(fù)移動(dòng)；加熱工序，在固定位置對所述往復(fù)移動(dòng)的光纖進(jìn)行加熱，在一邊使所述光纖往復(fù)移動(dòng)一邊進(jìn)行的加熱中途，擴(kuò)大所述光纖的安裝間隔而將該光纖拉伸。
[0021]根據(jù)本方面，一邊使光纖往復(fù)移動(dòng)一邊在固定位置加熱該光纖，因此，不存在例如火焰搖晃等引起的溫度的不穩(wěn)定因素，能夠以恒定溫度對光纖進(jìn)行加熱。另外，在該加熱中途擴(kuò)大光纖的安裝間隔而對光纖進(jìn)行拉伸，因此，能夠制造外徑精度高、再現(xiàn)性高的細(xì)徑化光纖。這樣制造的細(xì)徑化光纖能夠降低光的透射損失，提高透光率。
[0022]在本發(fā)明的細(xì)徑化光纖的制造方法中，所述光纖的拉伸通過獨(dú)立或聯(lián)動(dòng)控制固定所述光纖的至少兩個(gè)安裝裝置來進(jìn)行。
[0023]在本發(fā)明的細(xì)徑化光纖的制造方法中，所述控制能夠改變選自固定于所述安裝裝置的光纖的往復(fù)移動(dòng)幅度、往復(fù)移動(dòng)速度及擴(kuò)展幅度中的一個(gè)或兩個(gè)以上。
[0024](3)用于解決上述課題的本發(fā)明的細(xì)徑化光纖是通過上述本發(fā)明的細(xì)徑化光纖的制造裝置或制造方法制造的無接縫光纖，其中，沿長度方向具有最小外徑為200nm以上且SOOnm以下的細(xì)徑化區(qū)域，該細(xì)徑化區(qū)域的外徑輪廓在長度方向上對稱或不對稱。
[0025]根據(jù)本方面，由于是沿長度方向具有最小外徑為200nm以上且800nm以下的細(xì)徑化區(qū)域，該細(xì)徑化區(qū)域的外徑輪廓在長度方向上被控制的對稱或不對稱的無接縫細(xì)徑化光纖，故而這樣的細(xì)徑化光纖的外徑精度高、再現(xiàn)性高。其結(jié)果是，能夠降低光的透射損失，提高透光率。
[0026]在本發(fā)明的細(xì)徑化光纖中，所述細(xì)徑化區(qū)域的外徑輪廓具有一個(gè)或兩個(gè)以上的長度方向的外徑變化率變小的拐點(diǎn)區(qū)域。此時(shí)，優(yōu)選該拐點(diǎn)區(qū)域在20 μ m以上且30 μ m以下的范圍內(nèi)。
[0027]根據(jù)本方面，細(xì)徑化區(qū)域的外徑輪廓具有一個(gè)或兩個(gè)以上的長度方向的外徑變化率變小的拐點(diǎn)區(qū)域，特別是，該拐點(diǎn)區(qū)域在20 μ m以上且30 μ m以下的范圍內(nèi)。其結(jié)果是，特別優(yōu)選適用于例如通信波長為800nm?1600nm左右的光纖。
[0028](4)用于解決上述課題的本發(fā)明的細(xì)徑化光纖模塊至少具備上述本發(fā)明的細(xì)徑化光纖、將該細(xì)徑化光纖收納于內(nèi)部的框體。
[0029]根據(jù)該發(fā)明，能夠作為量子通信等的光纖模塊使用。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的細(xì)徑化光纖的制造裝置，能夠在一邊對光纖進(jìn)行加熱一邊使光纖往復(fù)移動(dòng)的中途，擴(kuò)大光纖的安裝間隔并進(jìn)行拉伸，另外，不存在例如火焰搖晃等引起的溫度的不穩(wěn)定因素，能夠以恒定溫度對光纖進(jìn)行加熱。其結(jié)果是，能夠在高精度地進(jìn)行溫度控制的條件下對光纖進(jìn)行拉伸，因此，能夠制造外徑精度高、再現(xiàn)性高的細(xì)徑化光纖。這樣制造的細(xì)徑化光纖能夠降低光的透射損失，提高透光率。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的細(xì)徑化光纖的制造方法，不存在例如火焰搖晃等引起的溫度的不穩(wěn)定因素，能夠以恒定溫度對光纖進(jìn)行加熱，另外，能夠制造外徑精度高、再現(xiàn)性高的細(xì)徑化光纖，因此，這樣制造的細(xì)徑化光纖能夠降低光的透射損失，提高透光率。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的細(xì)徑化光纖及細(xì)徑化光纖模塊，由于是沿長度方向具有最小外徑為200nm以上且SOOnm以下的細(xì)徑化區(qū)域，該細(xì)徑化區(qū)域的外徑輪廓在長度方向上可控制地對稱或不對稱的無接縫細(xì)徑化光纖，這樣的細(xì)徑化光纖的外徑精度高、再現(xiàn)性高。其結(jié)果是，能夠降低光的透射損失，提高透光率。
【專利附圖】

【附圖說明】[0033]圖1是本發(fā)明的細(xì)徑化光纖的制造原理的說明圖；
[0034]圖2是表示本發(fā)明的細(xì)徑化光纖的制造裝置的一例的示意性平面圖；
[0035]圖3是圖2所示的細(xì)徑化光纖的制造裝置的示意性側(cè)視圖；
[0036]圖4 (A)是細(xì)徑化前的光纖的示意圖，(B)是細(xì)徑化后的細(xì)徑化光纖的示意圖；
[0037]圖5是表示得到的多根細(xì)徑化光纖的最小外徑分布的圖表；
[0038]圖6是表示本發(fā)明的細(xì)徑化光纖的外形輪廓的一例的圖表；
[0039]圖7是表示本發(fā)明的細(xì)徑化光纖的外形輪廓的另一例的圖表；
[0040]圖8 (A)是表示本發(fā)明的光纖模塊的一例的示意性平面圖，(B)是表示本發(fā)明的光纖模塊的一例的主視圖；
[0041]圖9是表示本發(fā)明的光纖模塊的另一例的示意性立體圖；
[0042]圖10是本發(fā)明的細(xì)徑化光纖的透射損失的測定系統(tǒng)。
[0043]標(biāo)記說明
[0044]1:細(xì)徑化光纖的制造裝置
[0045]10:光纖
[0046]10’:細(xì)徑化光纖
[0047]11:第一移動(dòng)裝置
[0048]12:第二移動(dòng)裝置
[0049]13:加熱裝置
[0050]13a:前端噴嘴
[0051]13b:火焰(焰炬)
[0052]13c:氣體導(dǎo)入部
[0053]14:加熱裝置的移動(dòng)載物臺
[0054]14a:上下驅(qū)動(dòng)裝置
[0055]14b:前后驅(qū)動(dòng)裝置
[0056]15:第一驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)
[0057]16:第二驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)
[0058]17:安裝裝置(第一夾持件)
[0059]18:安裝裝置(第二夾持件)
[0060]19、20:線性導(dǎo)向件
[0061]21、22:固定夾具(磁體)
[0062]23:第一載物臺
[0063]24:第二載物臺
[0064]25a、25b:V 型槽
[0065]51:光纖模塊
[0066]52、53:光纖連接器
[0067]54:框體(箱形框體)
[0068]55,56:連接端子盒
[0069]57:光纖固定板
[0070]58:光纖固定板的中間挖空部[0071]61:光纖模塊
[0072]62:半個(gè)石英部件
[0073]63:框體(管形框體)
[0074]64、65:粘接劑
[0075]71:單模光纖
[0076]72,73:光連接器
[0077]74:光源
[0078]75:光功率計(jì)
[0079]A:左移動(dòng)
[0080]B:右移動(dòng)
[0081]L1:從基準(zhǔn)點(diǎn)到第一夾持件的距離
[0082]L2:從基準(zhǔn)點(diǎn)到第二夾持件的距離
[0083]O:基準(zhǔn)點(diǎn)(中心點(diǎn))
[0084]P:第一夾持位置
[0085]Q:第二夾持位置
[0086]S:細(xì)徑化區(qū)域
[0087]T:拐點(diǎn)區(qū)域
[0088]W:往復(fù)移動(dòng)幅度
[0089]Wl:A方向的移動(dòng)幅度
[0090]W2:B方向的移動(dòng)幅度
[0091]AW:擴(kuò)距幅度(擴(kuò)大的寬幅)
[0092]X:光纖的長度方向
【具體實(shí)施方式】
[0093]以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的細(xì)徑化光纖、其制造方法及其制造裝置。本發(fā)明不限于以下實(shí)施方式，能夠在其宗旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變形并實(shí)施。
[0094][細(xì)徑化光纖的制造裝置及制造方法]
[0095]如圖1?圖3所示，本發(fā)明的細(xì)徑化光纖10’的制造裝置I具備:移動(dòng)裝置11、12，其使以規(guī)定間隔(L1+L2)安裝的光纖10沿該光纖10的長度方向X往復(fù)移動(dòng)(A方向、B方向)；加熱裝置13，其在固定位置O對往復(fù)移動(dòng)的光纖10進(jìn)行加熱。而且，其特征在于，移動(dòng)裝置11、12具備擴(kuò)距裝置，其能夠一邊使光纖往復(fù)移動(dòng)一邊擴(kuò)大光纖10的安裝間隔(L1+L2)。
[0096]在這樣的制造裝置I中，使安裝的光纖10沿長度方向X往復(fù)移動(dòng)的移動(dòng)裝置11、12具備能夠擴(kuò)大光纖10的安裝間隔(L1+L2)的擴(kuò)距裝置，因此，能夠在一邊對光纖10進(jìn)行加熱一邊使光纖往復(fù)移動(dòng)的中途，擴(kuò)大光纖10的安裝間隔(L1+L2)并進(jìn)行拉伸。另外，由于在固定位置O對往復(fù)移動(dòng)的光纖10進(jìn)行加熱，故而不存在例如火焰13b搖晃等引起的溫度的不穩(wěn)定因素，能夠以恒定溫度對光纖10進(jìn)行加熱。其結(jié)果，能夠在精確地進(jìn)行溫度控制的條件下對光纖10進(jìn)行拉伸，因此，能夠制造外徑精度高且再現(xiàn)性高的細(xì)徑化光纖10’。這樣制造的細(xì)徑化光纖10’能夠降低光的透射損失，提高透光率。[0097]以下，詳細(xì)說明各構(gòu)成。
[0098]< 光纖 >
[0099]作為通過該制造裝置I進(jìn)行拉伸而加工成細(xì)徑化光纖10’的原材料，準(zhǔn)備光纖10。準(zhǔn)備的光纖10采用用玻璃被覆傳輸光的芯線而成的玻璃光纖。其中，優(yōu)選采用用石英覆蓋的石英光纖。除石英光纖以外的玻璃光纖所使用的玻璃為多組分，而石英光纖使用超高純度的石英玻璃，與玻璃光纖相比，透光性好，能夠長距離準(zhǔn)確地傳送光信息。
[0100]光纖10可以是單模光纖，也可以是多模光纖。另外，光纖10還可以是聚合物覆蓋的光纖。作為覆蓋光纖10的聚合物，可以舉出:氟樹脂、硅酮樹脂、聚酰亞胺樹脂等各種樹月旨。光纖10的外徑?jīng)]有特別限定，但是，例如，用于量子通信等的情況下，優(yōu)選在200nm以上且SOOnm以下的范圍內(nèi)。另外，采用聚合物覆蓋的光纖10的情況下，將用于進(jìn)行拉伸的加熱部分的聚合物去除而進(jìn)行適用。
[0101]準(zhǔn)備的光纖10安裝于移動(dòng)裝置11、12。而且，通過本發(fā)明的制造裝置I及制造方法，拉伸加工成具有最小外徑在例如200nm以上且800nm以下的范圍內(nèi)的細(xì)小區(qū)域的細(xì)徑化光纖10，。
[0102]<移動(dòng)裝置>
[0103]如圖1及圖2所示，移動(dòng)裝置11、12是用于使以規(guī)定間隔(L1+L2)安裝的光纖10沿該光纖10的長度方向X往復(fù)移動(dòng)(A方向、B方向)的裝置。該移動(dòng)裝置11、12具備固定光纖10的至少兩個(gè)安裝裝置17、18，還具備用于使該安裝裝置17、18沿長度方向X呈直線狀往復(fù)移動(dòng)的線性導(dǎo)向件19、20。
[0104](安裝裝置)
[0105]安裝裝置17、18是固定光纖10的固定裝置。圖1及圖2所示的兩個(gè)安裝裝置17、18也分別稱為“第一夾持件17”、“第二夾持件18”。另外，“至少兩個(gè)安裝裝置17、18”是指只要在光纖10的長度方向X的一側(cè)(第一移動(dòng)裝置11側(cè))和另一側(cè)(第二移動(dòng)裝置12偵Ij)分別各設(shè)有一個(gè)安裝裝置17、18即可，可以如圖2所示，在每一側(cè)設(shè)有兩個(gè)以上安裝裝置(17、17、18、18)。具體而言，在圖2的例子中，在通過第一移動(dòng)裝置11往復(fù)移動(dòng)的第一載物臺23的表面和通過第二移動(dòng)裝置12往復(fù)移動(dòng)的第二載物臺24的表面分別設(shè)有用于安裝光纖10的V型槽25a (參照圖3)，光纖10被設(shè)置于各載物臺23、24的V型槽25a、25a引導(dǎo)，通過從上方夾入的固定夾具21、22固定于載物臺23、24。
[0106]在圖2的例子中，安裝裝置17、18由具有磁性的鐵系載物臺23、24、及對該載物臺23,24進(jìn)行磁化的固定夾具21、22構(gòu)成。載物臺23、24優(yōu)選對磁體進(jìn)行磁化的鐵等強(qiáng)磁性材料，固定夾具21、22優(yōu)選為磁體。磁體沒有特別限定，但是選擇適合固定光纖10的磁體，例如，能夠從鐵素體磁體等通用磁體或釤鈷磁體或釹磁體等稀土類磁體等中選擇。優(yōu)選該固定夾具21、22也設(shè)有與載物臺23、24上設(shè)置的V型槽25a、25a對應(yīng)的V型槽25b、25b。
[0107](線性導(dǎo)向件)
[0108]線性導(dǎo)向件19、20是用于沿光纖10的長度方向X使安裝裝置17、18往復(fù)移動(dòng)的導(dǎo)向件，是用于使該安裝裝置17、18實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)移動(dòng)的裝置。該線性導(dǎo)向件沒有特別限定，可以任意使用軌道式直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向件、滾珠絲杠等。
[0109](往復(fù)移動(dòng))
[0110]如圖1及圖2所示，A方向和B方向的往復(fù)移動(dòng)通過能夠分別獨(dú)立控制的第一移動(dòng)裝置11和第二移動(dòng)裝置12進(jìn)行。第一移動(dòng)裝置11具備第一驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)15、安裝裝置17及線性導(dǎo)向件19，第二移動(dòng)裝置12具備第二驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)16、安裝裝置18及線性導(dǎo)向件
20。第一驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)15和第二驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)16可以如圖1所示地配置在同一虛擬軸上，也可以如圖2所示地配置在不同的虛擬軸(兩軸)上。第一驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)15和第二驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)16使用能夠獨(dú)立進(jìn)行程序控制的電動(dòng)機(jī)，例如，優(yōu)選使用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等。
[0111]第一移動(dòng)裝置11進(jìn)行的光纖10的A方向和B方向的往復(fù)移動(dòng)與第二移動(dòng)裝置12進(jìn)行的光纖10的A方向和B方向的往復(fù)移動(dòng)同步。即，光纖10朝A方向的移動(dòng)由第一移動(dòng)裝置11和第二移動(dòng)裝置12同時(shí)進(jìn)行，光纖10朝B方向的移動(dòng)也由第一移動(dòng)裝置11和第二移動(dòng)裝置12同時(shí)進(jìn)行。
[0112]朝A方向的移動(dòng)速度和朝B方向的移動(dòng)速度可以為相同速度，也可以為不同速度。相同速度的情況和不同速度的情況均通過第一移動(dòng)裝置11和第二移動(dòng)裝置12分別變得相同。通常，設(shè)定為“相同速度”。使朝A方向的移動(dòng)和朝B方向的移動(dòng)相同的情況下，最終拉伸得到的細(xì)徑化光纖10’左右對稱。另一方面，使朝A方向的移動(dòng)和朝B方向的移動(dòng)不同的情況是以只使用細(xì)徑化部的單側(cè)為目的的情況，最終拉伸得到的細(xì)徑化光纖10’顯示出左右不對稱的特征形狀。移動(dòng)速度通常在Imm/秒以上且30mm/秒以下的范圍內(nèi)任意設(shè)定。通過將移動(dòng)速度設(shè)為該范圍內(nèi)，從而能夠更容易地制造最小外徑的偏差小且再現(xiàn)性高的細(xì)徑化光纖10’。
[0113]在以上述范圍內(nèi)的移動(dòng)速度中較慢的速度(例如Imm/秒以上且IOmm/秒以下)移動(dòng)的情況下，具有如下特征:能夠減小熱源，具體而言微型焰炬(火焰13b)的大小，容易任意得到外徑輪廓的形狀。另一方面，在以較快的速度(例如超過IOmm/秒且30mm/以下)移動(dòng)的情況下，具有如下特征:能夠提高下述的擴(kuò)距速度，但是從增大熱量的必要性來看需要增大微型焰炬(火焰13b)，得到的外徑輪廓的形狀受到制約。通常，通過使其以較慢的速度移動(dòng)，從而進(jìn)一步減小最小外徑的偏差，進(jìn)一步提聞再現(xiàn)性。
[0114]移動(dòng)速度只要在上述范圍內(nèi)，則可以在工作中保持恒定速度，也可以在工作中任意地變化。在工作中變化的情況下，例如，可以在初始階段以較慢的速度移動(dòng)，從某一時(shí)刻以較快的速度移動(dòng)，也可以在初始階段以較快的速度移動(dòng)，從某一時(shí)刻以較慢的速度移動(dòng)。這樣的移動(dòng)速度在工作中的變化有時(shí)在使一個(gè)來回的時(shí)間恒定的情況下進(jìn)行。特別是，通過最初慢速，在增大往復(fù)移動(dòng)幅度的時(shí)刻加速，從而改變細(xì)徑化光纖10’的外徑輪廓，從而能夠提高細(xì)徑化光纖10’的透光率。
[0115](擴(kuò)距裝置)
[0116]移動(dòng)裝置11、12具備擴(kuò)距裝置。擴(kuò)距裝置以能夠獨(dú)立或聯(lián)動(dòng)控制至少兩個(gè)安裝裝置17、18，擴(kuò)大安裝間隔(L1+L2)，對光纖10進(jìn)行拉伸的方式構(gòu)成。具體而言，通過對第一驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)15和第二驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)16進(jìn)行程序控制來進(jìn)行。在本發(fā)明的裝置I中，光纖10的長度方向X的兩側(cè)通過移動(dòng)裝置11、12所具備的至少兩個(gè)安裝裝置17、18固定有光纖10，擴(kuò)距裝置獨(dú)立或聯(lián)動(dòng)控制該安裝裝置17、18。
[0117]該控制以能夠改變選自固定于安裝裝置17、18的光纖10的往復(fù)移動(dòng)幅度、往復(fù)移動(dòng)速度及擴(kuò)展幅度中的一個(gè)或兩個(gè)以上的方式構(gòu)成。另外，也可以以在擴(kuò)展速度的基礎(chǔ)上，能夠改變選自光纖10的往復(fù)移動(dòng)幅度、往復(fù)移動(dòng)速度、擴(kuò)展幅度及擴(kuò)展速度中的一個(gè)或兩個(gè)以上的方式構(gòu)成。通過這樣的控制，能夠自由地進(jìn)行光纖10的拉伸。[0118]如圖1所示，光纖10的拉伸如下進(jìn)行:一邊使光纖10以一定的往復(fù)移動(dòng)幅度W往復(fù)移動(dòng)，一邊在不移動(dòng)的固定的位置(稱為“固定位置0”，在本申請中，以該固定位置為中心向A方向和B方向移動(dòng)，因此，有時(shí)也稱為“基準(zhǔn)點(diǎn)0”)將焰炬13b照向光纖10進(jìn)行加熱，一邊在該固定位置0進(jìn)行加熱，一邊擴(kuò)大(W+AW)往復(fù)移動(dòng)幅度W。該往復(fù)移動(dòng)幅度W的擴(kuò)大(W+AW)是進(jìn)行光纖10的拉伸所必須的工序，在對光纖10進(jìn)行加熱使其軟化到能夠拉伸的程度的時(shí)刻進(jìn)行。
[0119]往復(fù)移動(dòng)幅度(W)是使光纖10往復(fù)移動(dòng)的幅度，用從往復(fù)移動(dòng)的基準(zhǔn)點(diǎn)0向A方向移動(dòng)的距離Wl和向B方向移動(dòng)的距離W2之和W (W1+W2)表示。往復(fù)移動(dòng)幅度W規(guī)定焰炬13b加熱光纖10的長度，影響細(xì)徑化的細(xì)徑化區(qū)域S的長度。往復(fù)移動(dòng)幅度W長的情況下，由焰炬13b加熱的光纖10的區(qū)域變長，通過控制擴(kuò)距條件(擴(kuò)距幅度、擴(kuò)距速度)，能夠得到細(xì)徑化區(qū)域S長的細(xì)徑化光纖10’。另一方面，往復(fù)移動(dòng)幅度W短的情況下，由焰炬13b加熱的光纖10的區(qū)域變短，通過控制擴(kuò)距條件(擴(kuò)距幅度、擴(kuò)距速度)，能夠得到細(xì)徑化區(qū)域S短的細(xì)徑化光纖10’。
[0120]由于最終得到的細(xì)徑化光纖10’的用途不同，往復(fù)移動(dòng)幅度W也不同，例如，在用于下述量子通信等的例子中，優(yōu)選5mm以上且20mm以下程度，在該范圍內(nèi)能夠?qū)饫w10進(jìn)行細(xì)徑化。
[0121]另外，若使往復(fù)移動(dòng)幅度W經(jīng)時(shí)變化，則能夠任意設(shè)計(jì)細(xì)徑化區(qū)域S的外徑輪廓。例如，如下述實(shí)驗(yàn)例所示，通過在各步驟中改變往復(fù)移動(dòng)幅度W，能夠改變焰炬13b加熱的細(xì)徑化區(qū)域S，其結(jié)果是，能夠任意制作使細(xì)徑化區(qū)域S的外徑平緩變化的部分及較劇烈變化的部分等。特別是，如下述第二實(shí)驗(yàn)例所示，在細(xì)徑化區(qū)域S的外徑輪廓具有長度方向X的外徑變化率變小的拐點(diǎn)區(qū)域T (參照圖7)的情況下，能夠通過在該拐點(diǎn)區(qū)域T的前后改變往復(fù)移動(dòng)幅度W和擴(kuò)展幅度來實(shí)現(xiàn)。另外，往復(fù)移動(dòng)速度如上述移動(dòng)速度欄所說明，用單位時(shí)間的往復(fù)移動(dòng)幅度W表示。
[0122]在本發(fā)明中，在任意時(shí)刻擴(kuò)展(擴(kuò)大)往復(fù)移動(dòng)幅度W，進(jìn)行光纖10的細(xì)徑化。進(jìn)行細(xì)徑化的細(xì)徑化區(qū)域S是使光纖10往復(fù)移動(dòng)用焰炬13b加熱的部分。焰炬13b加熱的部分軟化，在該階段擴(kuò)展往復(fù)移動(dòng)幅度W，從而進(jìn)行細(xì)徑化。例如，如下述實(shí)驗(yàn)例所示，也可以進(jìn)行步驟I?4及步驟I?5所示的逐步擴(kuò)展。逐步擴(kuò)展能夠任意地設(shè)計(jì)細(xì)徑化區(qū)域S的外徑輪廓。
[0123]擴(kuò)展幅度(AW)的范圍根據(jù)想要得到的細(xì)徑化區(qū)域S的外徑輪廓任意設(shè)計(jì)。例如，可以一邊最初以較短的往復(fù)移動(dòng)幅度W往復(fù)移動(dòng)，一邊用焰炬13b加熱使光纖10軟化,在發(fā)生軟化的時(shí)刻擴(kuò)大往復(fù)移動(dòng)幅度W，由此增大細(xì)徑化區(qū)域S。然后，通過根據(jù)想要得到的外徑輪廓，在例如再次減小焰炬13b加熱的往復(fù)移動(dòng)幅度W后擴(kuò)大，也能夠只對細(xì)徑化區(qū)域S中央的局部進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)徑化。這樣，通過任意改變往復(fù)移動(dòng)幅度W、往復(fù)移動(dòng)速度、擴(kuò)展幅度、擴(kuò)展速度等，能夠制造具有想要得到的徑輪廓的細(xì)徑化光纖10’。
[0124]擴(kuò)展幅度A W是向A方向擴(kuò)展的幅度(AWl)與向B方向擴(kuò)展的幅度(A W2)之和。AWl與AW2可以相等，也可以不相等，還可以只擴(kuò)展其中的一方，不擴(kuò)展另一方。若使AWl與A W2相等,則能夠左右對稱,若使其不相等,則能夠左右不對稱。這樣的擴(kuò)展幅度A W、各方向的擴(kuò)展幅度(AWl和AW2)可以根據(jù)想要得到的細(xì)徑化區(qū)域S的外徑輪廓任意地設(shè)定。[0125]往復(fù)移動(dòng)幅度W的擴(kuò)展時(shí)刻優(yōu)選在焰炬13b加熱的光纖10發(fā)生軟化時(shí)進(jìn)行。光纖10的種類、直徑、往復(fù)移動(dòng)幅度、往復(fù)移動(dòng)速度等及焰炬13b的大小、強(qiáng)度、加熱位置、力口熱量、加熱時(shí)間等不同，該時(shí)刻也不同，因此，不能一概而言，但是能夠根據(jù)事先的條件設(shè)定進(jìn)行判斷。
[0126]加熱在固定位置O進(jìn)行。作為這樣的加熱裝置13，例如可使用具備導(dǎo)入氫氣和氧氣的混合氣體的氣體導(dǎo)入部13c、及用于點(diǎn)燃從該氣體導(dǎo)入部13c導(dǎo)入的氣體而生成焰炬13b的前端噴嘴13a的裝置。該加熱裝置13可以使用點(diǎn)燃從噴嘴13a的前端噴出的混合氣體而生成焰炬(火焰)13b的裝置。該焰炬13b的加熱如上述所述地受光纖10的種類、直徑、往復(fù)移動(dòng)幅度、往復(fù)移動(dòng)速度等控制。具體而言，控制焰炬13b的大小、強(qiáng)度、加熱位置、加熱量、加熱時(shí)間等進(jìn)行加熱。通過一邊在固定位置O進(jìn)行這樣的加熱，一邊使光纖10以該固定位置O為中心向A方向和B方向往復(fù)移動(dòng)，能夠制造在細(xì)徑化區(qū)域S具有任意的外徑輪廓的細(xì)徑化光纖10’。
[0127]如上所述，在本發(fā)明的制造裝置I中，使以規(guī)定間隔(L1+L2)安裝的光纖10沿長度方向X (A方向和B方向)往復(fù)移動(dòng)的移動(dòng)裝置11、12具備能夠擴(kuò)大光纖10的安裝間隔(L1+L2)的擴(kuò)距裝置，因此，能夠在一邊對光纖10進(jìn)行加熱一邊使光纖10往復(fù)移動(dòng)的途中，擴(kuò)大光纖10的安裝間隔(L1+L2)并進(jìn)行拉伸。另外，在固定位置O對往復(fù)移動(dòng)的光纖10進(jìn)行加熱，因此，不存在例如火焰13b搖晃等引起的溫度的不穩(wěn)定因素，能夠以恒定溫度對光纖10進(jìn)行加熱。其結(jié)果是，能夠在精確地進(jìn)行溫度控制的條件下對光纖10進(jìn)行拉伸，因此，能夠制造外徑精度高、再現(xiàn)性高的細(xì)徑化光纖10’。這樣制造的細(xì)徑化光纖10’能夠降低光的透射損失，提高透光率。
[0128]特別是在現(xiàn)有光耦合器的制造例中，在對光纖10進(jìn)行加熱、熔化、拉伸的情況下，使加熱源沿光纖的長度方向往復(fù)移動(dòng)。加熱源的往復(fù)移動(dòng)導(dǎo)致火焰搖晃，不能使加熱部分的溫度保持恒定，拉伸得到的光纖的外徑的再現(xiàn)性差。但是，在本發(fā)明中，不會發(fā)生火焰13b搖晃，因此，能夠消除這樣的外徑的再現(xiàn)性降低的問題。在本發(fā)明中，利用不發(fā)生搖晃的固定火焰，進(jìn)而如上所述地控制光纖10的往復(fù)移動(dòng)，因此，不會發(fā)生局部變細(xì)的情況，還能夠控制溫度分布，因此，能夠制造期望的外徑輪廓的細(xì)徑化光纖10’。
[0129]<制造例>
[0130]以下，說明使用本發(fā)明的細(xì)徑化光纖的制造裝置制造細(xì)徑化光纖的例子。
[0131]細(xì)徑化光纖10’具備:往復(fù)移動(dòng)工序，使以規(guī)定間隔(L1+L2)安裝的光纖10沿該光纖10的長度方向X (A方向和B方向)往復(fù)移動(dòng)；加熱工序，在固定位置O對往復(fù)移動(dòng)的光纖10進(jìn)行加熱。而且，在一邊使光纖10往復(fù)移動(dòng)一邊進(jìn)行的加熱途中，擴(kuò)大光纖10的安裝間隔(L1+L2)，對光纖10進(jìn)行拉伸。經(jīng)過這樣的工序，一邊使光纖10往復(fù)移動(dòng)，一邊在固定位置O對該光纖10進(jìn)行加熱，因此，不存在例如火焰13b搖晃等引起的溫度的不穩(wěn)定因素，能夠以恒定溫度對光纖10進(jìn)行加熱。另外，在該加熱途中，擴(kuò)大光纖10的安裝間隔(L1+L2)，對光纖10進(jìn)行拉伸，因此，能夠制造外徑精度高且再現(xiàn)性高的細(xì)徑化光纖。這樣制造的細(xì)徑化光纖10’能夠降低光的透射損失，提高透光率。
[0132](第一實(shí)驗(yàn)例)
[0133]參照圖1?圖3說明第一實(shí)驗(yàn)例。(I)首先，將光纖10通過安裝裝置17、18固定于第一載物臺23和第二載物臺24。(2)將作為加熱裝置的焰炬13b靠近使光纖10往復(fù)移動(dòng)的基準(zhǔn)點(diǎn)(中心點(diǎn))0，對光纖10進(jìn)行加熱。此時(shí)，焰炬13b在前端具備外徑為0.8mm的噴嘴13a，在該噴嘴13a產(chǎn)生使從氣體導(dǎo)入部13c導(dǎo)入的氫氣和氧氣的混合氣體燃燒的火焰13b。
[0134](3)光纖10的往復(fù)移動(dòng)輪廓如表1所示。(i)在步驟I中，在將往復(fù)移動(dòng)幅度W(W1、W2)設(shè)為4mm (W1:A方向上為4mm，W2:B方向上為4mm)，將往復(fù)移動(dòng)速度設(shè)為3mm/秒的條件下使光纖10以基準(zhǔn)點(diǎn)0為中心沿光纖10的長度方向X的A方向和B方向往復(fù)移動(dòng)。此時(shí)的往復(fù)移動(dòng)通過控制第一驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)15和第二驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)16來進(jìn)行。(ii)在步驟2中，光纖10的加熱部分軟化時(shí)，保持上述的往復(fù)移動(dòng)幅度W和往復(fù)移動(dòng)速度不變，以Imm/秒的速度擴(kuò)大第一載物臺23和第二載物臺24距離基準(zhǔn)點(diǎn)0的距離L1、L2。該擴(kuò)展進(jìn)行到距離為Ll+2mm和L2+2mm，即作為擴(kuò)距幅度A W，共擴(kuò)大4mm ( A W= A Wl+A W2)。即，A方向和B方向的擴(kuò)展幅度AW1、AW2分別為2mm。此時(shí)的擴(kuò)展也通過控制第一驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)15和第二驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)16來進(jìn)行。(iii)在步驟3中，在將往復(fù)移動(dòng)幅度W擴(kuò)大到12mm(ffl:A方向上為12mm，W2:B方向上為12mm)，往復(fù)移動(dòng)速度也提高到5mm/秒，再以Imm/秒的擴(kuò)距速度擴(kuò)大到擴(kuò)距幅度AW為24mm (Ll+12mm和L2+12mm，AWl= AW2=12mm)的條件下，使光纖10以基準(zhǔn)點(diǎn)0為中心沿光纖10的長度方向X往復(fù)移動(dòng)。(iv)在步驟4中，在將往復(fù)移動(dòng)幅度W縮小到2mm (W1:A方向上為2mm，W2:B方向上為2mm)，往復(fù)移動(dòng)速度也下降到3mm/秒，再以Imm/秒的擴(kuò)距速度擴(kuò)大到擴(kuò)距幅度AW為46mm (Ll+23mm和L2+23mm,Affl=AW2=23mm)的條件下，使光纖10以基準(zhǔn)點(diǎn)0為中心沿光纖10的長度方向X往復(fù)移動(dòng)。(V)在步驟5中，在將往復(fù)移動(dòng)幅度W擴(kuò)大到4mm (W1:A方向上為4mm，W2:B方向上為4mm),往復(fù)移動(dòng)速度也提高到4mm/秒,再以Imm/秒的擴(kuò)距速度擴(kuò)大到擴(kuò)距幅度AW為60mm(Ll+30mm和L2+30mm，A Wl= A W2=30mm)的條件下，使光纖10以基準(zhǔn)點(diǎn)0為中心沿光纖10的長度方向X往復(fù)移動(dòng)。另外，在該實(shí)驗(yàn)例中，按照步驟I~4依次進(jìn)行，另外，將LI和L2設(shè)為20mm。
[0135]【表1】
【權(quán)利要求】
1.一種細(xì)徑化光纖的制造裝置，其特征在于，具備: 移動(dòng)裝置，其使以規(guī)定間隔安裝的光纖沿該光纖的長度方向往復(fù)移動(dòng)； 加熱裝置，其在固定位置對所述往復(fù)移動(dòng)的光纖進(jìn)行加熱， 所述移動(dòng)裝置具備能夠一邊使光纖進(jìn)行所述往復(fù)移動(dòng)一邊擴(kuò)大所述光纖的安裝間隔的擴(kuò)距裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的細(xì)徑化光纖的制造裝置，其中，所述移動(dòng)裝置具備固定所述光纖的至少兩個(gè)安裝裝置，所述擴(kuò)距裝置以能夠獨(dú)立或聯(lián)動(dòng)控制所述至少兩個(gè)安裝裝置的方式構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求2所述的細(xì)徑化光纖的制造裝置，其中，所述控制能夠改變選自固定于所述安裝裝置的光纖的往復(fù)移動(dòng)幅度、往復(fù)移動(dòng)速度及擴(kuò)展幅度中的一個(gè)或兩個(gè)以上。
4.一種細(xì)徑化光纖的制造方法，其特征在于，具備: 往復(fù)移動(dòng)工序，使以規(guī)定間隔安裝的光纖沿該光纖的長度方向往復(fù)移動(dòng)； 加熱工序，在固定位置對所述往復(fù)移動(dòng)的光纖進(jìn)行加熱， 在一邊使所述光纖往復(fù)移動(dòng)一邊進(jìn)行的加熱中途，擴(kuò)大所述光纖的安裝間隔而將該光纖拉伸。
5.如權(quán)利要求4所述的細(xì)徑化光纖的制造方法，其中，所述光纖的拉伸通過獨(dú)立或聯(lián)動(dòng)控制固定所述光纖的至少兩個(gè)安裝裝置來進(jìn)行。
6.如權(quán)利要求5所述的細(xì)徑化光纖的制造方法，其中，所述控制能夠改變選自固定于所述安裝裝置的光纖的往復(fù)移動(dòng)幅度、往復(fù)移動(dòng)速度及擴(kuò)展幅度中的一個(gè)或兩個(gè)以上。
7.一種細(xì)徑化光纖，是通過權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的細(xì)徑化光纖的制造裝置或權(quán)利要求4?6中任一項(xiàng)所述的細(xì)徑化光纖的制造方法制造的無接縫光纖，其特征在于，沿長度方向具有最小外徑為200nm以上且SOOnm以下的細(xì)徑化區(qū)域，該細(xì)徑化區(qū)域的外徑輪廓在長度方向上對稱或不對稱。
8.如權(quán)利要求7所述的細(xì)徑化光纖，其中，所述細(xì)徑化區(qū)域的外徑輪廓具有一個(gè)或兩個(gè)以上的長度方向的外徑變化率變小的拐點(diǎn)區(qū)域。
9.一種細(xì)徑化光纖模塊，其特征在于，至少具備權(quán)利要求7或8所述的細(xì)徑化光纖、將該細(xì)徑化光纖收納于內(nèi)部的框體。
【文檔編號】G02B6/02GK103597385SQ201380001509
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年5月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月27日
【發(fā)明者】飯?zhí)镄愕? 長田留美子, 白鳥秀昭 申請人:株式會社石原產(chǎn)業(yè)