(57)【要約】      （修正有）【課題】光ファイバに対する損傷の恐れを最小限に抑えながら光ファイバから一様に被覆除去する被覆除去システム及び方法を提供する。【解決手段】光ファイバ２２がクラッディング及びコアを備えたガラスファイバを含み、このガラスファイバは、光ファイバ２２の光学的性能には寄与しない被覆２６によって包囲されている。光ファイバ２２の端部分４０のところの被覆２６を除去することによって、端部分４０を正確に位置決めして固定できる。レーザビームを被覆２６のところに差し向けて１回又は２回以上の溶発、溶融、気化及び／又は熱分解プロセスによって被膜２６を除去する。【選択図】図２Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバの端部分をレーザで前処理する方法であって、
レーザからレーザビームを放出するステップを含み、
光ファイバの端部分から被覆の少なくとも一部分を除去するステップを含み、前記除去ステップは、
制御システムにより前記光ファイバの光軸を横切って前記レーザビームを繰り返し角度θで偏向させて少なくとも２つの組をなすレーザスキャンを形成し、そして
前記レーザビームを前記制御システムにより方向付けてレーザスキャンの少なくとも２つの組に属するそれぞれのスキャンを複数の半径方向位置のところで前記光ファイバの前記光軸と交差するよう位置決めすることによって実施され、前記複数の半径方向位置は、前記光ファイバの周囲に沿って等間隔で分布して又は実質的に等間隔で分布して配置されている、方法。
【請求項２】
前記レーザスキャンの少なくとも２つの組は、前記光ファイバの周囲に沿って入射する一様な又は実質的に一様な累積的エネルギー強度を提供する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記レーザを前記被覆の前記少なくとも一部分の除去中、前記光ファイバに対して静止状態に維持するステップを更に含む、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記レーザビームを方向付けて前記レーザスキャンの少なくとも２つの組を位置決めするステップは、前記レーザビームを少なくとも１つのレフレクタに方向付けて前記レーザビームを偏向させ、それにより前記レーザスキャンの少なくとも２つの組のうちの少なくとも１つの組に属するそれぞれのスキャンを位置決めして前記複数の半径方向位置のうちの１つ又は２つ以上のところで前記光ファイバの前記光軸と交差するようにするステップを含む、請求項１〜３のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項５】
前記光ファイバの前記端部分を劈開するステップを更に含み、前記劈開ステップは、前記レーザビームを前記制御システムにより前記光ファイバの前記光軸を横切って繰り返し角度をなして偏向させることにより前記光ファイバの前記周囲の少なくとも一部分を除去してレーザ劈開スキャンの少なくとも２つの劈開組を形成し、前記レーザビームを前記制御システムにより方向付けて前記レーザ劈開スキャンの少なくとも２つの劈開組に属するそれぞれのレーザ劈開スキャンを位置決めして前記複数の半径方向位置のところで前記光ファイバの前記光軸と交差するようにすることによって実施される、請求項１〜４のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項６】
前記レーザを前記光ファイバの前記端部分の劈開中、前記光ファイバに対して静止状態に維持するステップを更に含む、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記レーザビームを方向付けて前記レーザ劈開スキャンの少なくとも２つの劈開組を位置決めする前記ステップは、前記レーザビームを少なくとも１つのレフレクタに方向付けて前記レーザビームを偏向させ、それにより前記レーザ劈開スキャンの少なくとも２つの劈開組のうちの少なくとも１つの組に属するそれぞれのレーザ劈開スキャンを位置決めして前記複数の半径方向位置のうちの１つ又は２つ以上のところで前記光ファイバの前記光軸と交差するようにするステップを含む、請求項５又は６記載の方法。
【請求項８】
前記レーザビームを前記制御システムにより偏向させる前記ステップは、前記レーザスキャンの少なくとも２つの組のうちの１つの組を形成しながら前記レーザビームを２つの互いに異なるスポットサイズのところに偏向させるステップを含む、請求項１〜７のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項９】
前記レーザスキャンの少なくとも２つの組のうちのどの組をも完全に形成する前に前記レーザスキャンの少なくとも２つの組の各々の組の一部分を形成するステップを更に含む、請求項１〜８のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項１０】
前記制御システムにより前記レーザスキャンの少なくとも２つの組の各組に属する前記レーザスキャンを偏向するステップは、前記レーザスキャンの少なくとも２つの組の各組に属する前記レーザスキャンを前記光ファイバの前記光軸に沿ってピッチ距離だけ互いに隔てるステップを含む、請求項１〜９のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項１１】
前記角度θは、前記光ファイバの前記光軸に対して４５°から９０°までの範囲にある、請求項１〜１０のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項１２】
前記レーザビームのスポットサイズを変化させて前記レーザビームの次のパスを可能にするよう前記レーザスキャンの少なくとも２つの組を形成するステップを更に含む、請求項１〜１１のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項１３】
張力発生器により前記光ファイバの引張り強度の１パーセント〜５０パーセントの張力を前記光ファイバに加えるステップを更に含む、請求項１〜１２のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項１４】
コネクタ接続型光ファイバケーブル組立体であって、
フェルールと、
前記フェルールに結合された光ファイバとを含み、前記光ファイバは、
ポリマー被覆によって覆われた第１の長さ方向部分と、
第２の長さ方向部分とを有し、前記ポリマー被覆は、前記光ファイバの前記第２の長さ方向部分の外面の少なくとも９５パーセント上には存在せず、
前記光ファイバの前記第２の長さ方向部分に隣接して前記第１の長さ方向部分に被着された前記ポリマー被覆の微細構造は、前記ポリマー被覆の厚さが前記第２の長さ方向部分に対する近接性の関数として前記第２の長さ方向部分の方へ減少するようテーパし、
前記第２の長さ方向部分のガラスの引張り強度と前記第１の長さ方向部分のガラスの引張り強度の比は、少なくとも０．５である、コネクタ接続型光ファイバケーブル組立体。
【請求項１５】
前記光ファイバの前記第２の長さ方向部分は、前記フェルールのフェルールボア内に配置され、更に、前記光ファイバの前記第１の長さ方向部分は、前記フェルールボアに入っていない、請求項１４記載のコネクタ接続型光ファイバケーブル組立体。
【請求項１６】
第１の端部分及び第２の端部分を有するフェルールホルダを更に含み、前記フェルールは、前記フェルールホルダの前記第１の端部分内に受け入れられ、前記フェルールホルダの前記第２の端部分の周りに設けられたばねを更に含み、前記フェルールホルダが受け入れられたハウジングを更に含み、前記ばねは、前記フェルールホルダを付勢するよう前記ハウジングの壁と相互作用するよう構成されている、請求項１４又は１５記載のコネクタ接続型光ファイバケーブル組立体。
【請求項１７】
前記ハウジングの後側端部から前記フェルールホルダの前記第２の端部分まで延びる引き込み管を更に含む、請求項１６記載のコネクタ接続型光ファイバケーブル組立体。
【請求項１８】
前記第２の長さ方向部分の微細構造には、表面擦り傷がない、請求項１４〜１７のうちいずれか一に記載のコネクタ接続型光ファイバケーブル組立体。
【請求項１９】
前記第２の長さ方向部分に近接して位置する前記ポリマー被覆の前記微細構造は、前記第２の長さ方向部分から見て遠くに位置する前記ポリマー被覆に対して増加した体積の閉じ込められた泡を含む、請求項１４〜１８のうちいずれか一に記載のコネクタ接続型光ファイバケーブル組立体。
【請求項２０】
前記ポリマー被覆の球状部分は、前記第２の長さ方向部分に隣接して設けられている、請求項１４〜１９のうちいずれか一に記載のコネクタ接続型光ファイバケーブル組立体。
【請求項２１】
前記第２の長さ方向部分のガラスの引張り強度と前記第１の長さ方向部分のガラスの引張り強度の比は、少なくとも０．７である、請求項１４〜２０のうちいずれか一に記載のコネクタ接続型光ファイバケーブル組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は、一般に、光ファイバに関し、特に、例えば光ファイバへのコネクタの取り付けを可能にするための光ファイバの前処理中、ガラス光ファイバを覆っているポリマー被膜又は被覆を除去するシステムに関する。
【０００２】
〔関連出願の説明〕
本願は、２０１３年５月１０日に出願された米国特許出願第１３／８９１，６９１号（発明の名称：Apparatus and Method for Laser Coating Stripping and End Cutting of Optical Fiber）の優先権主張出願であり、この米国特許出願を参照により引用し、その記載内容全体を本明細書の一部とする。
【背景技術】
【０００３】
光ファイバの利点としては、帯域幅が極めて広いこと及び動作が低ノイズであることが挙げられる。２つの相互接続場所相互間で高い帯域幅が必要とされる場合、光ファイバコネクタを備えた光ファイバケーブルが情報をこれら相互接続場所相互間でやり取りするために使用される場合がある。光ファイバコネクタは又、保守及びアップグレードが行われる場合、光ファイバケーブルを相互接続場所に都合良く脱着するために使用される場合がある。
【０００４】
光ファイバコネクタの各々は、フェルールを含むフェール組立体を有する場合がある。フェルールは、幾つかの目的を有する。フェルールは、光ファイバを挿通状態で支持すると共に保護するフェルールボアと呼ばれる内部通路を備えている。フェルールボアは又、フェルールの端面のところに開口部を有する。この開口部は、光ファイバの端部分の光学的表面をこれが相補コネクタの別の光ファイバの端部分に軸合わせするよう配置可能な場所である。光ファイバの端部分は、光ファイバの光学的コアが互いに通信することができるよう光接続部を構成するよう正確に軸合わせされることが必要である。
【０００５】
光ファイバは、典型的には、保護ポリマー被覆によって包囲されたガラスファイバ（例えば、クラッディング及びコア）を有し、保護ポリマー被覆は、幾つかの理由で、フェルール内に配置される前にガラスファイバから除去される。１つの理由は、ポリマー被覆が変位クリープ又は破損なく、光ファイバコネクタの使用中、経時的に受ける周期的張力に耐えるようフェルールボアに取り付けられることが必要な頑丈な機械的特性を目下備えていないことにある。別の理由は、光ファイバが被覆を除去しないでガラスファイバをフェルールボア内に正確に配置することができるのに十分な精度でポリマー被覆内に心出しされていないということにある。
【０００６】
ポリマー被覆を光ファイバの端部分から除去するのに種々の方法、即ち高温ガス被膜除去（ストリッピング又は剥ぎ取り）、機械的被覆除去、化学的被覆除去及びレーザ被覆除去が利用できる。これらの方法の全てには欠点がある。高温ガス被覆除去は、被覆を溶融させて除去するためにガス（例えば、窒素又は空気）の加熱ジェットを用いるが、相当なデブリが生じる場合が多い。高温ガス被覆除去方式は又、ポリマー被覆を不完全に蒸発させる場合があると共に／或いはファイバコアに密接して位置する熱過敏性材料をオーバーヒートさせる場合がある。
【０００７】
光ファイバの機械的被覆除去では、電線の機械的皮むき又は被覆除去に類似していると言えるように金属又はポリマーで作られた剥ぎ取りブレードの鋭利なという程度に準じるほど鋭利なエッジでガラスファイバからポリマー被覆材料を物理的に除去する。しかしながら、動作環境において必要に応じて消費材を点検して交換するのに時間のかかる手順を必要とする機械的被覆除去は、光ファイバを損傷させる場合があり、多岐にわたる消費材（例えば、剥ぎ取りブレード）が必要なので問題を生じる場合がある。光ファイバの化学的被覆除去は、光ファイバのガラス部分からポリマー被覆を溶解させるために化学薬品を用いるが、これら化学薬品は、環境を保護するための多岐にわたる手順及び作業員を保護するための安全手段を必要とする。
【０００８】
レーザ被覆除去は、気化又は溶発（アブレーション）プロセスを用いてポリマー被覆をガラス光ファイバから除去するために１本又は２本以上のレーザビームを利用する。図１に示されているように、レーザ被覆除去は、レーザ劈開に先立って被覆を光ファイバ１６のガラス部分１４から溶発させるためにレーザビーム１０を含むのが良い。レーザビーム１０は、光ファイバに直接入射しても良く又は複合レフレクタ１８により光ファイバ１６上に集束されても良い。しかしながら、従来型レーザ被覆除去技術は、例えば光ファイバを弱体化させるという問題を生じる場合があり、その結果、かかる弱体化光ファイバは、光ファイバコネクタに用いられた場合に受ける引張り応力に耐えるのが困難である。さらに、従来型レーザ技術は又、遅すぎる場合があり、それによりレーザに対する光ファイバの物理的運動が必要である。従来型レーザ被覆除去技術は又、被覆を光ファイバから十分に除去できない場合があり、したがって、不適切に除去された被覆部分が光ファイバを光ファイバコネクタのフェルール中に挿入するのを妨害する場合がある。さらに、従来型レーザ処理技術は又、広いフットプリントを有し、レーザ劈開機械と組み合わせると、費用の高くつく製造空間の広い領域を占有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
光ファイバの引張り強度を保つ被覆除去システム及び方法が要望されている。このシステム及び方法は、光ファイバに対する損傷の恐れを最小限に抑えながら被覆を光ファイバから一様に除去すべきである。このシステム及び方法は、高価な消費材又は化学薬品を必要とせず、しかも広い製造フットプリントを要しないものとする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本明細書において開示する実施形態は、光ファイバ用の被覆除去システムを含む。関連方法及びこれら方法により処理される光ファイバ並びに被覆除去システムも又開示される。光ファイバがクラッディング（クラッドともいう）及びコアを備えたガラスファイバを含み、このガラスファイバは、光ファイバの光学的性能には寄与しない保護被膜によって包囲されている。光ファイバの端部分のところの被覆を除去することによって、端部分を正確に位置決めして信頼性のある光通信を可能にするよう固定できる。レーザビームを保護被膜のところに方向付け又は差し向けて１回又は２回以上の溶発、溶融、気化及び／又は熱分解プロセスによって保護被膜を除去するのが良い。また、光ファイバをオプションとして劈開しても良い。このようにすると、光ファイバの引張り強度の少なくとも５０パーセントを保った状態で被覆を効率的に除去することができる。
【００１１】
一実施形態では、ポリマー被覆を光ファイバのガラス部分から除去する方法が開示される。この方法は、張力を張力発生器により光ファイバに加えるステップを含む。この方法は、レーザビームを光ファイバの標的被覆除去部分のところの光ファイバのポリマー被覆に方向付け又は差し向けるステップを更に含む。この方法は、張力を光ファイバに加えた状態でポリマー被覆をレーザビームにより除去して剥ぎ取り部分を作るステップを更に含む。このようにすると、光ファイバの引張り強度を被覆が除去されているときに大部分保存することができる。
【００１２】
別の実施形態では、光ファイバの端部分をレーザにより前処理する方法が開示される。この方法は、レーザからレーザビームを放出するステップを含む。この方法は、制御システムにより光ファイバの光軸を横切ってレーザビームを繰り返し角度θで偏向させて少なくとも２つの組をなすレーザスキャンを形成することによって光ファイバの端部分から被覆の少なくとも一部分を除去するステップを更に含む。この方法は又、レーザビームを制御システムにより方向付けてレーザスキャンの少なくとも２つの組に属するそれぞれのスキャンを複数の半径方向位置のところで光ファイバの光軸と交差するよう位置決めすることによって光ファイバの端部分から被覆の少なくとも一部分を除去するステップを更に含み、複数の半径方向位置は、光ファイバの周囲に沿って等間隔で分布して又は実質的に等間隔で分布して配置される。このようにすると、広い有用な製造空間を必要とする広いフットプリントを備えた複雑な多レーザシステムなしで被覆を除去することができる。
【００１３】
コネクタ接続型光ファイバ組立体も又開示される。コネクタ接続型光ファイバ組立体は、フェルールを含む。コネクタ接続型光ファイバ組立体は、フェルールに結合された光ファイバを更に含む。光ファイバは、ポリマー被覆によって覆われた第１の長さ方向部分を有する。光ファイバは、第２の長さ方向部分を更に有し、ポリマー被覆は、光ファイバの第２の長さ方向部分の外面の少なくとも９５パーセント上には存在しない。光ファイバの第２の長さ方向部分に隣接して第１の長さ方向部分に被着されたポリマー被覆の微細構造がポリマー被覆の厚さが第２の長さ方向部分に対する近接性の関数として第２の長さ方向部分の方へ減少するようテーパしている。第２の長さ方向部分のガラスの引張り強度と第１の長さ方向部分のガラスの引張り強度の比は、少なくとも０．５である。このようにすると、コネクタ接続型光ファイバケーブル組立体は、使用中、張力の繰り返しに対して高い耐性を示すことができ、それにより低い減衰量を呈することができる。
【００１４】
追加の特徴及び追加の利点が以下の詳細な説明に記載され、部分的には、かかる説明から当業者には容易に明らかであり又は以下の詳細な説明、特許請求の範囲の記載並びに添付の図面を含む本明細書によって説明する実施形態を実施することによって認識されよう。
【００１５】
上述の概要的説明及び以下の詳細な説明の両方は、実施形態を提供し、開示内容の性格及び性状を理解するための概観又は思想の枠組みを提供するようになっていることが理解されるべきである。添付の図面は、それ以上の理解を提供するために本願に含まれており、本明細書に組み込まれてその一部をなす。図面は、種々の実施形態を示しており、説明と一緒になって、開示する技術的思想の原理及び動作を説明するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】当該技術分野において知られているように放物面鏡で反射された後、光ファイバの周囲の一部分に直接入射し、周囲の第２の部分に間接的に入射するレーザビームによって光ファイバの外部被覆を窓式除去する例示の装置の光ファイバに関する軸方向図である。
【図２Ａ】被覆除去及び劈開のために本明細書において開示するレーザ前処理システムを利用して光ファイバの端部分のところにビュレットノーズ（弾丸頭部）形状を作るよう劈開された光ファイバ及び光ファイバの端部分から除去される被覆層を有する例示の光ファイバケーブルの側面図である。
【図２Ｂ】ビュレットノーズ形状を示す図２Ａの光ファイバの端部分の拡大側面図である。
【図３Ａ】レーザ前処理システム内の光ファイバの正面軸方向図であり、レーザビームによって形成される少なくとも２つの組をなすレーザスキャンを光ファイバの光軸を横切って偏向してこれらレーザスキャンを光ファイバの被覆を除去するために別々の半径方向位置のところに方向付けているときにレーザビームによって形成される少なくとも２つの組をなすレーザスキャンの例示の経路を示す図である。
【図３Ｂ−１】組をなすレーザスキャンを光ファイバの光軸を横切って偏向させているときのレーザビームの例示の軌道を示す図３Ａのレーザ前処理システム内の光ファイバの平面図である。
【図３Ｂ−２】図３Ａのレーザ前処理システム内の光ファイバの正面軸方向図であり、スポットサイズを有するレーザビームが３つの半径方向位置からそれぞれ光ファイバの光軸を横切って走査されている状態を示す図である。
【図３Ｂ−３】図３Ａのレーザ前処理システム内の光ファイバの正面軸方向図であり、スポットサイズを有するレーザビームが３つの半径方向位置からそれぞれ光ファイバの光軸を横切って走査されている状態を示す図である。
【図３Ｂ−４】図３Ａのレーザ前処理システム内の光ファイバの正面軸方向図であり、スポットサイズを有するレーザビームが３つの半径方向位置からそれぞれ光ファイバの光軸を横切って走査されている状態を示す図である。
【図３Ｃ】図３Ｂ‐１のレーザスキャンの組の各組のためのレーザビームの有効焦点距離のグラフ図である。
【図３Ｄ】光ファイバの周囲に沿って入射する４つのパスに関する図３Ｂ‐１の３つの組をなすレーザスキャンに関するレーザビームのエネルギー強度のグラフ図であり、１回のパスごとの変化しているエネルギー強度及びパスの各々についての光ファイバの周囲に沿う一様な又は実質的に一様なエネルギー強度を示す図である。
【図３Ｅ】被覆除去中における引張り強度の百分率として光ファイバの保持されるパーセント引張り強度と光ファイバに加えられる張力の関係を表す図である。
【図４Ａ】図３Ａ及び図３Ｂ‐１のレーザスキャンの組を半径方向位置から光ファイバの光軸を横切って偏向させることによって光ファイバの端部分を前処理するレーザ前処理システムの略図である。
【図４Ｂ】図４Ａのレーザ前処理システムの多機能固定具の左側面図である。
【図４Ｃ】図４Ａのレーザ前処理システムの多機能固定具の平面図である。
【図４Ｄ】図４Ａのレーザ前処理システムの多機能固定具の正面図である。
【図４Ｅ】図４Ａのレーザ前処理システムの多機能固定具の背面図である。
【図４Ｆ】図４Ａのレーザ前処理システムの多機能固定具の上から見た斜視図である。
【図５】光ファイバの被覆が図４Ａのレーザ前処理システムにより除去された光ファイバの引張り強度データのワイブル分布図であり、従来型高温ガス及び機械的被覆除去プロセスを用いて光ファイバの被覆が除去されたこれら光ファイバからの引張り強度データと比較した場合の引張り強度に関する利点を示す図である。
【図６】被覆の大部分が例示の光ファイバのガラス部分から除去された状態の例示の光ファイバの側面図である。
【図７】当該技術分野において知られているように機械的被覆除去プロセスを用いて被覆が例示の光ファイバのガラス部分から部分的に除去された状態の例示の光ファイバの側面図である。
【図８】図４Ａのレーザ前処理システムを用いて被覆が端部分から除去された状態の例示の光ファイバの側面図であり、光ファイバの物理的特性を示す図である。
【図９Ａ】図３Ａのレーザ前処理システム内の光ファイバの正面軸方向図であり、光ファイバを劈開するために用いられるレーザ劈開スキャンの少なくとも２つの劈開組を示す図である。
【図９Ｂ】図９Ａのレーザ前処理システム内の光ファイバの平面図であり、光ファイバを劈開するためのレーザビームの例示の軌道を示す図である。
【図１０Ａ】十分には劈開されていない光ファイバの側面図であり、劈開中、張力下にある光ファイバを劈開するのに通常十分であるエネルギー暴露量が張力下にない光ファイバを劈開するには不十分なことがある場合を示す図である。
【図１０Ｂ】光ファイバの端部分の側面図であり、張力が加えられておらず、パスの回数を単に増やすことによって光ファイバの端部分が非対称に形成される場合を示す図である。
【図１１Ａ】図４Ｂの多機能固定具の異なる実施形態のうちの１つの左側面図であり、モータと力計器の組み合わせとしての張力発生器の実施形態を示す図である。
【図１１Ｂ】図４Ｂの多機能固定具の異なる実施形態の別の１つの左側面図であり、トルクモータとしての張力発生器の実施形態を示す図である。
【図１１Ｃ】図４Ｂの多機能固定具の異なる実施形態の別の１つの左側面図であり、空気圧シリンダ実施形態を示す図である。
【図１１Ｄ】図４Ｂの多機能固定具の異なる実施形態の別の１つの左側面図であり、おもり・プーリシステムとしての張力発生器の実施形態を示す図である。
【図１１Ｅ】図４Ｂの多機能固定具の異なる実施形態の別の１つの左側面図であり、おもり・レバーアームシステムとしての張力発生器の互いに異なる実施形態を示す図である。
【図１２】例示の光ファイバコネクタサブアセンブル（「コネクタ」）の斜視図である。
【図１３】図１２のコネクタの分解組み立て側面図である。
【図１４】例示のコネクタ接続型光ファイバケーブル組立体を形成する図２Ａの光ファイバケーブル及び図１２のコネクタの断面側面図であり、光ファイバケーブルの光ファイバがコネクタのフェルールに結合されている状態を示す図である。
【図１５】光ファイバの端部分をレーザ前処理する例示の方法の流れ図である。
【図１６Ａ】図４Ａのレーザ前処理システムの別の実施形態である変形例としてのレーザ前処理システム内の光ファイバの正面軸方向図であり、レーザビームによって形成される少なくとも２つの組をなすレーザスキャンを光ファイバの光軸を横切って偏向してこれらレーザスキャンを光ファイバの被覆を除去するために別々の半径方向位置のところに方向付けているときにレーザビームによって形成される少なくとも２つの組をなすレーザスキャンの例示の経路を示す図である。
【図１６Ｂ】図１６Ａのレーザ前処理システム内の光ファイバの平面図であり、レーザビームの例示の軌道を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、実施形態を詳細に参照し、これら実施形態の例が添付の図面に示されており、添付の図面には、全てではないが幾つかの特徴が示されている。確かに、本明細書において開示する実施形態は、多種多様な形態で具体化できるので、本発明は、本明細書に記載した実施形態に限定されるものとは解されてはならず、これとは異なり、これら実施形態は、この開示内容が該当する法的要件を満足させるよう提供されている。可能な場合にはいつでも、同一の参照符号は、同一のコンポーネント又は部分を示すために用いられる。
【００１８】
本明細書において開示する実施形態は、光ファイバ用の被覆除去システムを含む。関連方法及びこれら方法により処理される光ファイバ並びに被覆除去システムも又開示される。光ファイバがクラッディング（クラッドともいう）及びコアを備えたガラスファイバを含み、このガラスファイバは、光ファイバの光学的性能には寄与しない保護被膜によって包囲されている。光ファイバの端部分のところの被覆を除去することによって、端部分を正確に位置決めして信頼性のある光通信を可能にするよう固定できる。レーザビームを保護被膜のところに方向付け又は差し向けて１回又は２回以上の溶発、溶融、気化及び／又は熱分解プロセスによって保護被膜を除去するのが良い。また、光ファイバをオプションとして劈開しても良い。このようにすると、光ファイバの引張り強度の少なくとも５０パーセントを保った状態で被覆を効率的に除去することができる。
【００１９】
ポリマー被覆のレーザ被覆除去に関し、従来型レーザ被覆除去技術は、光ファイバのガラス部分の引張り強度を減少させる場合のあることが判明した。例えば、光ファイバのガラス部分は、１０．６ミクロンの波長で動作する連続波又はパルスレーザによるポリマー被覆の除去後、その引張り強度の５０パーセント以上失う場合がある。本出願人は、かかる従来型レーザ被覆除去技術中におけるガラスによるレーザ出力の吸収が光ファイバのガラス部分を損傷させ、したがって弱体化させると確信している。被覆を除去するために光ファイバの周囲に沿って等間隔で分布して配置された互いに異なる半径方向から光ファイバの光軸を横切ってレーザビームを走査することと組み合わせて、レーザ被覆除去中に張力を光ファイバに加えることによって、ポリマー被覆を除去した後、光ファイバの引張り強度を大部分保つことができるという知見を得た。さらに、種々の半径方向位置から光ファイバに入射するレーザスキャンにより光ファイバを照射することにより、光ファイバの周囲に沿って一様な又は実質的に一様なエネルギー強度を生じさせることができるということが判明した。一様な又は実質的に一様なエネルギー強度は、もしそのように構成していなければ光ファイバの周囲周りの非一様な熱吸収によって生じる熱応力を最小限に抑えると共に更に光ファイバの引張り強度を良好に保持するのに役立ち得る。この方式により、ユーザは、レーザビームのスポットサイズ及びレーザ出力を制御して光ファイバの被覆がレーザエネルギーの大部分を吸収するようにさせ、それによりシリカ（ガラス）によって吸収されるレーザエネルギーを最小限に抑えながら除去するエネルギー密度を得ることができる。このように、レーザ被覆除去ファイバの高引張り強度が達成できる。さらに、被覆除去プロセス中、張力を光ファイバに加えることによって、光ファイバの平均引張り強度を一段と高める一方で、引張り強度のばらつきを減少させることができるという知見を得た。
【００２０】
光ファイバを被覆除去すると共に劈開する種々の方式の概要を説明する前に、先ず最初にレーザシステムにより被覆除去されて劈開される光ファイバについて説明する。変形実施形態を説明する前に、次に、これら種々の方式を具体化するためのレーザ前処理システムについて詳細に説明する。このやり方と一致して、図２Ａ及び図２Ｂは、光ファイバ２２を有する例示の光ファイバケーブル２０を示す側面図及び拡大側面図である。例示の実施形態によれば、光ファイバ２２は、電磁放射線（例えば、光）の伝送による高速データ通信を可能にするよう構成されたガラス光ファイバである。幾つかのかかる実施形態では、光ファイバ２２は、ガラスコア及びガラスクラッディングを含むガラス部分２４を有するゲルマニウムドープシリカガラスファイバである。光ファイバ２２は、シングルモード又はマルチモードファイバであるのが良く、又、標準型ファイバ又は曲げ不敏感性ファイバ（例えば、ニューヨーク州コーニング所在のコーニング・インコーポレイテッド（CORNING INCORPORATED）から市販されているCLEARCURVE（登録商標）ファイバ又は別の光ファイバ）であるのが良い。
【００２１】
例示の実施形態によれば、光ファイバ２２は、ガラス部分２４の外部に位置する被膜又は被覆２６を有する。幾つかの実施形態では、被覆２６は、ポリマー、例えばアクリル樹脂、ＵＶ硬化ウレタンアクリレート複合材、２０層ポリマー被覆又は他の被覆で作られている。被覆２６は、ガラス部分２４に機械的に結合（例えば、接着）されるのが良く、それにより、光ファイバ２２のクラディングと直接的な接触状態にあるのが良い。例示の実施形態によれば、ガラス部分２４そのものの直径Ｄ1は、約１２５ミクロンであり、被覆２６付きの光ファイバ２２の直径Ｄ2は、約２５０ミクロンである。被覆２６は、第１の長さ方向部分２８に沿って設けられるのが良く、この被覆は、光ファイバ２２のカラーコードに対応した色素を含むのが良く又はこれによって更に覆われるのが良い。光ファイバケーブル２０の光ファイバ２２は、第２の長さ方向部分３０を含むのが良く、この第２の長さ方向部分では、被覆２６は、ガラス部分２４の外面３２の少なくとも９０パーセント上には存在していない。光ファイバ２２の端部分４０がビュレットノーズ形状４２を有するのが良い。ビュレットノーズ形状４２は、光軸Ａ1と直交した断面を有するのが良く、かかる断面は、光軸Ａ1回りに同心であり又は実質的に同心であり、端部分４３まで光軸Ａ1に沿ってテーパしている。このようにすると、第２の長さ方向部分３０は、フェルール３６のフェルールボア３４を通って容易に挿入されてフェルール３６に対して正確に配置されるよう利用でき、それにより図１２に関するこの開示内容の終わりの近くで説明するように光接続が確立される。注目されるように、ビュレットノーズ形状４２は、光接続を確立することができる前に最終の形状、例えば扁平な形状に処理されるのが良い。
【００２２】
引き続き図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、例示の実施形態によれば、光ファイバ２２は、バッファ４４、例えばバッファチューブ（例えば、ポリエチレン、ポリウレタン）によって更に包囲されている。光ファイバ２２は、タイトバッファー型のものであるのが良く、バッファ４４は、光ファイバ２２に直接取り付けられている。他の実施形態では、光ファイバ２２は、ルースチューブバッファ型であり、この場合、かかる光ファイバ２２のうちの１本又は２本以上は、４４を通ってルーズに貫通し、抗張力部材、止水グリース、止水ヤーン、給水パウダ及び／又は他のコンポーネントと共にバッファ４４内に設けられるのが良い。
【００２３】
例示の実施形態によれば、光ファイバ２２及びバッファ４４は、光ファイバケーブル２０のジャケット４６によって包囲されている。ジャケット４６は、ポリマー材料（例えば、ポリエチレン）から成るのが良く、このジャケットをバッファ４４及び光ファイバ２２の周りに押し出すのが良く、それによりジャケット４６の内部に対するバリヤが形成される。幾つかの実施形態では、抗張力部材が光ファイバケーブル２０に引張り強度を提供すると共に／或いは他の理由で、例えば光ファイバケーブル２０に関して曲げ方向優先度をもたらすためにジャケット４６内に埋め込まれ又はこれによって包囲されている。ジャケット４６は、断面が丸形、長円形又は他の形状のものであって良く、このジャケットは、光ファイバ２２のうちの１本又は２本以上及びバッファ４４のうちの１本又は２本以上、例えば各々が１２本の光ファイバを収容した６本のバッファチューブを収容するのが良く、この場合、バッファチューブは、スチールワイヤ又はガラス繊維強化プラスチックの中央抗張力部材の周りに撚られている。他の実施形態では、光ファイバ２２は、バッファ４４及び／又はジャケット４６によって包囲されないのが良い場合がある。
【００２４】
光ファイバ２２の端部分４０のところの被覆２６を除去するため、第２の長さ方向部分３０内に位置した被覆２６は、光ファイバ２２の引張り強度を保持するための一方式として光ファイバ２２の周囲に沿う一様な又は実質的に一様なレーザエネルギー強度で溶発され、溶融され、気化されると共に／或いは熱分解されることによって除去される。図３Ａ及び図３Ｂ‐１は、それぞれ、レーザ前処理システム４８内の光ファイバの正面軸方向図及び平面図であり、レーザスキャン５４（ｌ）〜５８（ｑ）の３つの組５２（１）〜５２（３）が光ファイバ２２の被覆２６を除去するために複数の半径方向ａ（１）〜ａ（３）から光ファイバ２２の直径Ｄ2又はより一般的に言えば「幅」を横切って偏向されているときにレーザビーム６０によって形成されるレーザスキャン５４（ｌ）〜５４（ｎ），５６（ｌ）〜５６（ｐ），５８（ｌ）〜５８（ｑ）の少なくとも２つの組５２（１）〜５２（３）の例示の経路５０を示している。半径方向位置ａ（１）〜ａ（３）は、光ファイバ２２の周囲に沿って等間隔で分布され又は実質的に等間隔で分布されている。本明細書で用いられる「実質的に等間隔で分布され」という表現は、半径方向位置ａ（１）〜ａ（３）の各々が１５°以内の等間隔で分布して配置されることを意味している。注目されるように、２つ又は３つ以上の半径方向位置が可能であり、図３Ａに示された実施形態では、半径方向位置ａ（１）〜ａ（３）の個数は、３であるのが良く、これら半径方向位置は、光ファイバ２２の周囲に沿って等間隔で分布され又は実質的に等間隔で分布されて配置されるよう１２０°プラスマイナス１５°だけ隔てられている。このようにすると、第２の長さ方向部分３０を横切って被覆２６を効率的に除去するよう一様な又は実質的に一様な累積的エネルギー強度を組５２（１）〜５２（３）によって光ファイバ２２の周囲に沿って累積的にもたらすことができる。
【００２５】
具体的に説明すると、少なくとも２つの組５２（１）〜５２（３）のうちの組５２（１）が光ファイバ２２に方向付けられ、組５２（１）は、第１の半径方向位置ａ（１）のところで光ファイバ２２の光軸Ａ1と交差する。組５２（１）をレーザスキャン５４（ｌ）〜５４（ｎ）のうちの１つ又は２つ以上で光ファイバ２２の光軸Ａ1を横切って偏向させて光ファイバ２２の周囲から被覆２６の層の一部分６２（１）を除去する。
【００２６】
さらに、少なくとも２つの組５２（１）〜５２（３）のうちの組５２（２），５２（３）を少なくとも１つのレフレクタ又は反射器６４（１），６４（２）に方向付けてこれを光ファイバ２２の方へ反射させ、この場合、組５２（２），５２（３）は、それぞれ、対応の残りの半径方向位置ａ（２），ａ（３）のところで光ファイバ２２の光軸Ａ1と交差する。組５２（２），５２（３）をレーザスキャン５６（ｌ）〜５６（ｐ），５８（ｌ）〜５８（ｑ）のうちの１つ又は２つ以上で光ファイバ２２の光軸Ａ1を横切って偏向させて光ファイバ２２の周囲から被覆２６の部分６２（２），６２（３）を除去する。このようにすると、一様な又は実質的に一様な累積的エネルギー分布状態を光ファイバ２２の周囲に沿って提供することができる。
【００２７】
レーザスキャン５４（ｌ）〜５８（ｑ）の配置を最適化するには多くの手法が存在する。レーザスキャン５４（ｌ）〜５８（ｑ）を光軸Ａ1に対して４５°〜９０°の角度θ（シータ）をつけるのが良い。角度θ（シータ）は、好ましくは、第１の長さ方向部分２８と第２の長さ方向部分３０（図２Ａ）との間に一様な移行部を提供するよう９０°の角度をなして差し向けられているが、これよりも小さな値の角度θを用いても被覆除去を素早く行うよう光ファイバ２２上におけるレーザスキャン５４（ｌ）〜５８（ｑ）の各々の滞留時間を最大にすることができる。組５２（１）、組５２（２）又は組５２（３）のいずれかの中における隣り合うレーザスキャンであってもこれらを光軸Ａ1に沿ってピッチ距離Ｌ1だけ隔てるのが良い。このようにすると、被覆２６を光軸Ａ1の方向に沿って光ファイバ２２から徐々に除去することができ、ついには、第２の長さ方向部分３０の長さＬ2分が完了する。ピッチ距離Ｌ1は、例えば、２５ミクロン〜１５０ミクロンであるのが良く、好ましくは、５０ミクロンである。しかしながら、ピッチ距離Ｌ1は、レーザスポットサイズＤS（図３Ｂ‐２〜図３Ｂ‐４）、レーザ出力、出力密度、出力分布状態、波長及び他の要因に応じて様々であって良い。注目されるように、組５２（１）〜５２（３）は、次々と終えられても良く又は組５２（１）〜５２（３）を部分的に順次終えて組５２（１）〜組５２（３）がほぼ同時に完了するようにしても良い。さらに、長さＬ2は、例えば、１２０ミリメートルであるのが良い。長さＬ2は、意図した用途向きの光ファイバ２２の要件に応じて１２０ミリメートルよりも長く又は短く設定可能である。
【００２８】
図３Ｂ‐２〜図３Ｂ‐４は、図３Ａのレーザ前処理システム４８内の光ファイバ２２の正面軸方向図であり、それぞれ、半径方向位置ａ（１）〜ａ（３）から光ファイバ２２の光軸Ａ1を横切って走査されているスポットサイズＤSを備えたレーザビーム６０を示している。レーザスキャン５４（ｌ）〜５４（ｎ），５６（ｌ）〜５６（ｐ），５８（ｌ）〜５８（ｑ）の各々の一部分２・ｚは、光ファイバ２２の直径Ｄ2と少なくともほぼ同じ幅のものであるのが良く、その結果、レーザビーム６０の中心線ＣLは、光ファイバ２２の直径Ｄ2又は幅を横切って延びるようになっている。このようにすると、レーザビーム６０の一様な強度が半径方向位置ａ（１）〜ａ（３）の各々から光ファイバ２２に入射することができる。注目されるように、レーザビーム６０からの入射エネルギーは、光ファイバ２２によって吸収され、これによって反射され又はこれを透過するレーザエネルギーを含む。
【００２９】
図３Ｃは、図４Ｂのレーザスキャン５４（ｌ）〜５８（ｑ）の少なくとも３つの組５２（１）〜５２（３）の各々に関するレーザビーム６０の有効焦点距離のチャート又はグラフ図６６である。有効焦点距離は、スポットサイズＤSを定め、このスポットサイズは、光ファイバ２２に入射するレーザビーム６０のスポットサイズＤSの直径の二乗に反比例するエネルギー強度を変化させるよう組５２（１）〜５２（３）の各々に関してレーザビーム６０について変更可能である。スポットサイズＤSとレーザ出力の両方は、被覆２６を除去するためのエネルギー強度を提供すると共にガラス部分２４（図２Ａ）によって吸収されるレーザエネルギーを最小限に抑えるように調節可能である。一実施例では、組５２（１）は、１８０ミリメートル有効焦点距離を利用するのが良く、組５２（２），５２（３）は、２００ミリメートル有効焦点距離を使用するのが良い。具体的に説明すると、組５２（１）に関するレーザビーム６０の有効焦点距離は、好ましくは、レーザビーム６０の源の近くに位置する光ファイバ２２を補償するよう組５２（２）〜５２（３）に関する有効焦点距離よりも短いのが良い。それにより、半径方向位置ａ（１）〜ａ（３）から光ファイバ２２に入射する組５２（１）〜５２（３）から同じ有効スポットサイズＤSを得ることができる。それにより、図３Ｄのチャート６８に示されているように０°から３６０°まで周囲に沿って実質的に一様な又は一様なエネルギー強度分布６７（１）を得ることができ、この場合、本明細書において説明するように、エネルギー分布は、最大エネルギー強度から光ファイバ２２の周囲全体にわたり２０パーセント未満変化する場合がある。
【００３０】
レーザスキャン５４（ｌ）〜５８（ｑ）の組５２（１）〜５２（３）をレーザビーム６０の単一の「パス」で一度だけ形成することができ又はレーザビーム６０が光ファイバ２２上のレーザスキャン５４（ｌ）〜５８（ｑ）を再トレースすることができる場合１回又は２回以上の「その後のパス」で再び形成することができる。一実施形態では、周囲全体にわたる平均入射エネルギー強度は、第１の又は最初のパス中、エネルギー強度分布６７（１）について１平方センチメートル当たり５．５キロワットで始まり、第２のパス中、エネルギー強度分布６７（２）について１平方センチメートル当たり３．９キロワットまで減少し、第３のパス中、エネルギー強度分布６７（３）について１平方センチメートル当たり２．２キロワットまで減少し、そして、第４のパス中、エネルギー強度分布６７（４）について１平方センチメートル当たり０．６キロワットまで減少する。このようにすると、被覆２６を完全に除去するために高いエネルギーに光ファイバ２２をさらすことが必要な被覆２６の残留部分の形成を回避することによって被覆２６をより効率的に除去することができる。
【００３１】
注目されるように、図３Ｄに示された実施形態では、パス６７（１）〜６７（３）のそれぞれのその後のパス６７（２）〜６７（４）は、低いエネルギー強度を有する。他の実施形態では、被覆２６を除去するためにパス６７（１）〜６７（４）のうちの１つ又は２つ以上を利用することができ又は５回以上のパス６７（ｌ）〜６７（ｚ）を利用することができる。加うるに、任意のその後のパスは、高い、引く又はほぼ同じレベルの入射エネルギー強度を先のパスとして光ファイバ２２に送り出すことができる。
光ファイバ２２に入射するレーザビーム６０のスポットサイズＤSの調節は、光ファイバ２２の周囲周りに一様な又は実質的に一様なエネルギー強度を保証する上での一要因である。一実施形態では、レーザビーム６０は、ガウス強度分布を有し、このレーザビームを光ファイバ２２を横切って一定速度でスイープする。この実施形態では、光ファイバ２２に入射するエネルギーは、レーザビーム６０の中心が光ファイバ２２上に位置したときに最大であろう。光ファイバ２２に入射するエネルギーは、減少し、それによりレーザビームが光ファイバ２２の中心からますます遠ざかって位置するにつれて変化する。光ファイバ２２の直径に対するスポットサイズＤSは、光ファイバ２２の周囲に沿うエネルギー入射の減少百分率を決定する。例えば、光ファイバ２２の直径の２倍以下であるスポットサイズＤSの値に関し、入射エネルギーは、約５０パーセントまで減少する。光ファイバ２２の直径Ｄ2の少なくとも２倍のスポットサイズＤSの値に関し、入射エネルギーは同様に、４０パーセント未満減少する場合がある。スポットサイズＤSが光ファイバ２２の直径の少なくとも２．７倍であるとき、エネルギー強度分布は、光ファイバ２２の周囲全体にわたり２０パーセント未満変化する場合がある。したがって、２５０ミクロンの直径を有する光ファイバ２２の場合、少なくとも６７５ミクロンのスポットサイズＤSは、光ファイバ２２の周囲全体にわたり２０パーセント未満変化する場合のあるエネルギー強度分布を提供することができる。被覆除去と保持される引張り強度に関する要件を満たす限り、光ファイバ２２の直径の２．７倍未満のスポットサイズＤSを被覆２６の除去のために利用することができる。
【００３２】
注目されるように、本明細書で用いる光ファイバ２２に入射するレーザビーム６０の「スポットサイズＤS」は、レーザビーム６０がガウス強度分布を有するかどうかで決まる。非ガウス強度分布を有するレーザビーム６０の場合、スポットサイズＤSは、半値全幅（ＦＷＨＭ）測定法に基づいており、この場合、レーザビーム６０の幅（又は直径）は、レーザビーム６０の周長（又は円周長さ）に基づいて計算され、この場合、強度は、最大強度の５０パーセントである。ガウス強度分布を有するレーザビーム６０の場合、スポットサイズＤSは、１／ｅ2測定法に基づいており、この場合、レーザビーム６０の円周長さが測定され、この場合、エネルギー強度は、レーザビーム６０の最大強度の１３．５パーセント（１／ｅ2に基づき、ｅ＝２．７１８３である）である。
【００３３】
被覆２６を組５２（１）〜５２（３）を完了させた後に、被覆２６を光ファイバ２２の第２の長さ方向部分３０から完全には除去できない場合、組５２（１）〜５２（３）をその後の「パス」で光ファイバ２２上で再び偏向させるのが良い。レーザビーム６０のスポットサイズＤSを増大させると、光ファイバ２２に入射するエネルギー強度を低下させることができ、それにより第２の長さ方向部分３０内に残っている被覆２６の量を減少させる一方で、光ファイバ２２に損傷を与え、それにより引張り強度を低下させるエネルギーを減少させることができる。
【００３４】
第２の長さ方向部分３０のところの光ファイバ２２の引張り強度を高める追加の一手法は、被覆２６を除去しながら張力ＦT（図３Ｂ‐１）を光ファイバ２２に加えることである。図３Ｅは、被覆２６の除去中における光ファイバ２２の引張り強度の保持パーセントと光ファイバ２２に加えられる引張り強度の加えられるパーセント引張り強度との関係を表すチャート７０である。８４１ｋｐｓｉメジアン引張り強度及び被覆２６の６２．５ミクロン厚さを含む２５０ミクロン直径を有する複数本の光ファイバ２２についてデータが図３Ｅに関して図３Ｅのデータが提供された。図３Ｅのチャート７０は、水平線と交差したボックスを含む。各ボックスは、統計学的分散の尺度である引張り強度の四分位数間範囲を定める。統計学的分散の上側四分位数（２５パーセント）の一部である観察されるそれぞれの最大引張り強度測定値は、ボックスの各々上方で生じる。統計学的分散の下四分位数（２５パーセント）の一部である観察されるそれぞれの最小引張り強度測定値は、ボックスの各々下で生じる。ボックスは、引張り強度測定値の「中間５０パーセント」を含み、水平線は、観察される平均引張り強度測定値を定める。例えば、被覆２６の除去中、張力ＦTが光ファイバ２２に加えられなかった場合、平均でこれらの引張り強度の少なくとも５５パーセントが保持された。引張り強度のうちの６．２５パーセント分が張力ＦTとして加えられた場合、この他の引張り条件下で試験された光ファイバは、平均でこれらの引張り強度のうちの少なくとも６８パーセントを保持しており、これは、張力を加えない状況と比較して技術的向上結果を示している。
【００３５】
保持される引張り強度における技術的改良の理由は、複雑である。光ファイバ２２に入射するレーザ照射により、光ファイバ２２中に迅速な加熱及び冷却サイクルが導入され、迅速な加熱及び冷却サイクルに起因した光ファイバ２２の結果としての大きな一時的温度変化が応力波を発生させ、かかる応力波は、光ファイバ２２を通って伝搬する。光ファイバ２２を被覆２６の除去中、張力ＦT下に置くことによって、光ファイバ２２の大きな一時的温度変化により生じる熱応力が効果的に逃がされ、それにより光ファイバ２２の引張り強度の低下分の少なくとも何割かが回避される。図３Ｅのチャート７０は、張力ＦTの値を引張り強度の最高２５パーセントまで追加することにより、平均保持引張り強度が少なくとも７８パーセントにすることができるということを示している。被覆除去中に光ファイバ２２に加えられる張力ＦTの最適値は、被覆除去されている光ファイバ２２の形式に従って様々な場合があるが、損傷を回避するためには引張り強度の５０パーセント未満であるのが良いことが考えられる。この上限と一致して、被覆２６の除去中、光ファイバ２２の引張り強度の１パーセントから５０パーセントまでの範囲で張力ＦTを光ファイバ２２に加えるのが良い。このようにすると、図３Ｅに示されているように被覆除去中に張力ＦTが加えられた状態で光ファイバ２２の少なくとも７５パーセントからの引張り強度データによって立証されるように被覆２６の除去後、光ファイバ２２の引張り強度の少なくとも５０パーセント分を保持することができる。
【００３６】
光ファイバから被覆を除去する種々の方式の概要を説明した。次に、変形実施形態を説明する前に、これら種々の方式を実施するためのレーザ前処理システム４８の具体的内容について詳細に説明する。この点に関し、図４Ａは、光ファイバ２２の端部分４０を前処理し又は前処理する例示のレーザ前処理システム４８の略図である。レーザ前処理システム４８は、被覆２６を除去すると共に光ファイバ２２を劈開することができ、他方、光ファイバ２２の引張り強度を維持する。レーザ前処理システム４８は、レーザ７４、制御システム７６及び多機能固定具７８を含む。これらの各々の詳細を次に説明する。
【００３７】
レーザ７４は、被覆２６を除去するために波長λでレーザビーム６０を放出し、また、このレーザを用いると、光ファイバ２２を劈開することができる。波長λは、１５７ナノメートルから１０．６ミクロンまでの範囲にあるのが良く、好ましくは、波長λは、９．３ミクロンである。レーザ７４は、例えば、９．３ミクロンの波長λを有するレーザビーム６０を放出する二酸化炭素レーザ７４ｚであるのが良い。一実施形態では、レーザ７４は、カリフォルニア州サンタクララ所在のコヒーレント・インコーポレイテッド（Coherent Incorporated）により製造されたDiamond（商標）Ｃ‐２０Ａレーザであるのが良い。好ましい実施形態では、レーザは、少なくとも１０ワットで例えば少なくとも４０マイクロ秒のパルス化持続時間でレーザ出力を放出する二酸化炭素レーザ７４ｚであるのが良い。
【００３８】
制御システム７６は、レーザビーム６０を光ファイバ２２に直接差し向け又はレーザビーム６０が少なくとも１つのレフレクタ６４（１），６４（２）によって反射された後に光ファイバ２２にレーザビーム６０を間接的に差し向ける。制御システム７６は又、レーザスキャン５４（ｌ）〜５８（ｑ）の組５２（１）〜５２（３）によりレーザビーム６０を光ファイバ２２の光軸Ａ1を横切って偏向させる（図３Ｂ‐１）。制御システム７６は、レーザビーム６０の配置場所及びスポットサイズＤSの正確な制御のためにレーザビーム６０をＸ、Ｙ及びＺ方向に方向付けると共に偏向させることができる。
【００３９】
制御システム７６は、レーザ７４と組み合わせた状態で一緒になって、一体形レーザ・スキャンヘッド８０を構成することができる。一実施形態では、スキャンヘッド８０は、ニュージャージ州エルムウッドパーク所在のケイエンス・アメリカ（Keyence America）社によって製造されたML-Z9500 Series Laser Markerから成るのが良い。
スキャンヘッド８０は、レーザ７４を光ファイバ２２に対して静止状態に維持しながらレーザビーム６０を動かす多くの特徴を有するのが良い。スキャンヘッド８０は、レーザビーム６０の有効焦点距離及びかくして光ファイバ２２上におけるレーザビーム６０のスポットサイズＤSを変化させるための光並進装置と組み合わせて１つ又は２つ以上の光学レンズを有するｚスキャナ８０を有するのが良い。スキャンヘッド８０は、レーザビーム６０を方向付けると共に偏向させるためにｘスキャナ８４及びｙスキャナ８６を含む検流計スキャナ８１を更に有するのが良い。ｘスキャナ及びｙスキャナ８６は、例えば、レーザビーム６０をかなり高い最高速度で走査することができる少なくとも１つの鏡を有するのが良く、かかる最大速度は、一実施形態では、１秒当たり１２メートルであるのが良い。このようにすると、レーザビーム６０をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に同時に制御することができる。変形例として、レーザ７４及び／又は光ファイバ２２を物理的に動かして同一速度で光ファイバ２２を横切るレーザビーム６０の等価な相対的スキャン運動を得ることが可能であるが、これは非効率的であり且つ非実用的であると言える。
【００４０】
さらに、制御システム７６は、光ファイバ２２のところに平坦なイメージフィールドを提供するよう走査レンズ８８を更に含むのが良く、その結果、レーザビーム６０の有効焦点距離は、第２の長さ方向部分３０の長さＬ2にわたって一定のままであることが可能である。一実施形態では、走査レンズ８８は、ｆθレンズ８９から成るのが良いが、変形例として、走査レンズ８８は、例えば、フラットフィールドレンズ又はテレセントリックｆθレンズから成っていても良い。このようにすると、レーザ７４及び光ファイバ２２は、制御システム７６がレーザビーム６０を方向付けると共に偏向させて被覆２６を光ファイバ２２から除去すると共に／或いは光ファイバ２２を劈開しているときに静止状態のままであることが可能である。
【００４１】
引き続き図４Ａを参照すると共に図３Ｂ‐１に戻ってこれらを参照すると、レーザ前処理システム４８の多機能固定具７８は、レーザビーム６０のレーザスキャン５６（ｌ）〜５８（ｑ）の組５２（２），５２（３）を反射させる少なくとも１つのレフレクタ６４（１），６４（２）を有する。組５２（２），５２（３）は、対応の半径方向位置ａ（２），ａ（３）のところで光ファイバ２２の光軸Ａ1と交差する。このようにすると、一様な又は実質的に一様なエネルギー強度を光ファイバ２２を横切って達成することができ、それにより被覆２６を一様に且つ効果的に除去し、それにより光ファイバ２２を損傷させる機会を最小限に抑えることができる。
【００４２】
多機能固定具７８は、張力発生器９０を更に有し、この張力発生器は、被覆２６の除去中、張力ＦTを光ファイバ２２に加えると共に更にレーザビーム６０によるオプションとしての劈開中、張力ＦTを加えることができる。図４Ｂ〜図４Ｆは、レーザ前処理システム４８の多機能固定具７８の左側面図、平面図、正面図、背面図及び上から見た斜視図であり、張力発生器９０を示している。多機能固定具７８は、光ファイバ２２をレフレクタ６４（１），６４（２）の一方の側に保持する静止光ファイバホルダ９２Ａ及びレフレクタ６４（１），６４（２）の反対側に設けられた可動光ファイバホルダ９２Ｂを有する。光ファイバ２２は、それぞれ固定装置９４Ａ，９４Ｂ、例えば、クランプ力ＦC（１），ＦC（２）を光ファイバ２２に加えるクランプによって静止光ファイバホルダ９２Ａ及び可動光ファイバホルダ９２Ｂに取り外し可能に固定されている。少なくとも１つの可動光ファイバホルダ９２Ｂは、光ファイバ２２の光軸Ａ1の方向に機械的コンポーネント、例えば少なくとも１つの案内ロッド９８Ａ，９８Ｂに沿って並進することができる。したがって、例えば少なくとも１つのばね９６Ａ，９６Ｂを備えた張力発生器９０を調節して力ＦTを可動光ファイバホルダ９２Ｂに加わると、張力ＦTが可動光ファイバホルダ９２Ｂを介して光ファイバ２２に加えられる。注目されるように、少なくとも１つのばね９６Ａ，９６Ｂは、可動光ファイバホルダ９２Ｂとレフレクタ６４（１），６４（２）との間に配置されるのが良い。
【００４３】
図５は、図３Ａに示されたレーザ前処理システム４８のレーザスキャン５４（ｌ）〜５８（ｑ）の組５２（１）〜５２（３）を用いて被覆２６が除去されている光ファイバ２２の引張り強度データ１００のワイブル累積分布関数プロット９９であり、０．５ポンド（＝０．２２６８ｋｇ）（引張り強度の３．１パーセント）の張力ＦｔTが張力発生器９０により加えられている。ワイブル累積分布関数プロット９９は又、被覆が除去されなかった初期の光ファイバの引張り強度データ１０２及び別の従来方法を用いて被覆２６が除去された光ファイバに関する引張り強度データを示している。具体的に説明すると、ワイブル累積分布関数プロット９９は、従来通り機械的に被覆除去された光ファイバに関する引張り強度データ１０４及び従来通り高温被覆除去された光ファイバに関する引張り強度データ１０６を提供している。具体的に説明すると、ワイブル累積分布関数プロット９９中のデータは、本明細書において開示する方法が引張り強度データ１０６，１０４においてそれぞれ表された高温ガス被覆除去プロセス及び機械的被覆除去プロセスを用いて処理された光ファイバの平均引張り強度よりも高い引張り強度データ１００によって示されている７００ｋｐｓｉを超える平均引張り強度を有する光ファイバを製造することを示している。
【００４４】
引張り強度が提供されたからには、レーザ前処理システム４８によって被覆除去された光ファイバ２２の実際の画像の形態の物理的データは、部分的に除去された被覆２６を示している。いま図６及び図８を参照すると、光ファイバ２２がポリマー被覆２６（図８）によって覆われた被覆部分及びポリマー被覆２６が本質的には存在していない（例えば、除去され、完全に除去され、本質的にガラスから成っている）ガラス部分２４（図６及び図８）を有する。例えば、光ファイバのガラス部分２４の外面の少なくとも９５％は、ポリマー被覆によって覆われていない（例えば、ガラス部分２４の少なくとも９９％、少なくとも９９．９％は、ポリマー被覆２６によって覆われていない）。
【００４５】
ガラス部分２４の近くに位置するポリマー被覆２６の微細構造は、光ファイバ２２を処理した被覆除去技術の標識を有するのが良い。幾つかの実施形態では、ガラス部分２４の近くに位置するポリマー被覆２６は、ポリマー被覆の厚さがガラス部分２４への近接性の関数として光ファイバ２２のガラス部分２４に向かって減少するよう角度ａ（例えば、一定の角度、漸増する角度、漸減する角度、平均角度、例えば図８を参照されたい）をなすテーパ部１０８を有する。ポリマー被覆２６は、ポリマー被覆２６によって完全に覆われた光ファイバ２２の部分からテーパ部１０８までの丸形移行部１０９を有する。また、幾つかの実施形態では、ポリマー被覆２６の球状部分１１１がガラス部分２４に隣接して設けられるのが良い。球状部分１１１は、ポリマー被覆２６が除去されたガラス部分２４から一段と遠ざかって位置するポリマー被覆２６の直径Ｄ2よりも大きな直径ＤBを有するのが良い。
【００４６】
図８のテーパ部１０８及び移行部は、当該技術分野において知られているように図７に示されたポリマー被覆２６ｚとガラス部分２４ｚとの間の光ファイバ２２ｚについて示された移行部とコントラストをなしており、これは、機械的被覆除去の結果として生じる微細構造に対応していると言える。さらに、図８に示されているように、ガラス部分２４の光ファイバ２２の微細構造は、機械的被覆除去中、鋭利なエッジによって生じる場合のある表面削り落とし部２３を備えておらず、ガラス部分２４の近くに位置するポリマー被覆２６の微細構造は、ガラス部分２４から更に遠ざかって位置するポリマー被覆２６に対して増大した容積の取り込み気泡１１０（例えば、テーパ部１０８内で２０倍に拡大すると見える）を有する。
【００４７】
レーザ前処理システム４８による光ファイバ２２からの被覆２６の除去について説明し、これを別の被覆除去方法と比較した以上、次に、レーザ前処理システム４８によるオプションとしての光ファイバ２２の劈開の詳細が提供される。図９Ａ及び図９Ｂは、それぞれ、レーザ前処理システム４８内の光ファイバの正面軸方向図及び平面図である。レーザ劈開スキャン１１４（１）〜１１４（３）の少なくとも３つのレーザ劈開組１１２（１）〜１１２（３）の軌道は、レーザスキャン５４（ｌ）〜５８（ｑ）の３つの組５２（１）〜５２（３）とほぼ同じであると言って良く、したがって、分かりやすくすると共に簡潔にするために相違点についてのみ詳細に説明する。レーザ劈開組１１２（１）〜１１２（３）は、組５２（１）〜５２（３）としてレーザビーム６０を利用するのが良い。相違点は、ピッチ距離Ｌ1がゼロであるのが良く、それによりレーザスキャン５４（ｌ）〜５４（ｎ）をレーザ劈開スキャン１１４（１）に組み合わされており、レーザスキャン５６（ｌ）〜５６（ｐ）は、レーザ劈開スキャン１１４（２）に組み合わされており、レーザスキャン５６（ｌ）〜５６（ｐ）がレーザ劈開スキャン１１４（３）に組み合わせられているということにある。レーザ劈開組１１２（１）〜１１２（３）は、被覆２６に代えて、光ファイバ２２を溶発させ、溶融させ、気化すると共に／或いは熱分解し、それにより光ファイバ２２を劈開する。
【００４８】
また、注目されるように、実際には、レーザビーム６０のスポットサイズＤSを被覆２６を除去するときに用いられたスポットサイズから減少させるのが良く、それにより高い強度が提供されて劈開時間が最小限に抑えられる。例えば、劈開中におけるスポットサイズＤSは、１００ミクロン〜５００ミクロンであるのが良く、好ましくは、１４０ミクロンである。小さなスポットサイズＤSと組み合わせて劈開中にレーザ７４の出力も又増大させると、レーザビーム６０の高い密度を提供して劈開時間を最小限に抑えることができる。このようにすると、レーザ前処理システム４８は、被覆２６を光ファイバ２２から除去したときに用いられたのと同一の多機能固定具７８により光ファイバ２２を劈開するために使用できる。
【００４９】
張力ＦTを加えることは、ビレットノーズ形状４２（図２Ｂ）を形成するための劈開時に重要であり、それにより、光ファイバ２２をフェルール３６（図１２）中に比較的容易に挿入させ、それにより光接続を確立するよう利用できる。ビュレットノーズ形状４２は、張力ＦTを或る所定のしきい値を下回った状態で、例えば、光ファイバ２２の引張り強度の９．３パーセント未満の状態で加えたときに形成する傾向がある。
【００５０】
劈開プロセス中に張力ＦTを加えることは又、光ファイバ２２を劈開するのに必要なレーザエネルギーの量を減少させる。図１０Ａは、不完全に劈開された光ファイバ２２の側面図であり、その代わりに、ネック１１６が形成されている。図１０Ａは、通常、０．５ポンド（引張り強度の３．１パーセント）の張力ＦT下で光ファイバ２２を劈開するのに十分であるエネルギー暴露が張力ＦTを加えない場合に光ファイバ２２を劈開するのに不十分である場合を示している。劈開スキャン１１４（１）〜１１４（３）の追加のパスの形態の追加のレーザエネルギーが図１０Ａの光ファイバ２２に入射した場合、劈開は、ネック１１６を壊すことによって完了するが、端部分４０は、光ファイバコネクタのフェルール中に挿入するのが困難な場合のある非標準型の端部分１１８（図１０Ｂ）を形成する恐れが多分にある。要約すると、張力ＦTを加えることにより、光ファイバ２２を劈開するのに必要なレーザエネルギーを減少させることができ、しかも光ファイバ２２の端部分４０のところのビュレットノーズ形状４２（図２Ｂ）の形成を容易にすることができる。
【００５１】
被覆２６を除去すると共に光ファイバ２２を劈開するためのレーザ前処理システム４８についての詳細を説明する。多機能固定具７８の張力発生器９０の変形実施形態をそれぞれ、図１１Ａ〜図１１Ｅの多機能固定具７８Ａ〜７８Ｅに対して説明する。この点に関し、多機能固定具７８Ａ〜７８Ｅは、多機能固定具７８とほぼ同じであると言え、したがって、分かりやすくすると共に簡潔にするために相違点についてのみ説明する。
【００５２】
図１１Ａは、力計器１２２と組み合わせたモータ１２０を含む張力発生器９０Ａを有する多機能固定具７８Ａを示している。一実施形態では、モータ１２０は、力ＦTを可動光ファイバホルダ９２Ｂに加える電気モータであるのが良い。可動光ファイバホルダ９２Ｂは、光ファイバ２２に取り外し可能に固定され、それにより、力ＦTは、被覆２６の除去及び光ファイバ２２の劈開中、光ファイバ２２に加えられる張力ＦTになる。上述すると共に図３Ｅに示されているように、光ファイバ２２の引張り強度を張力ＦTがレーザ前処理システム４８により被覆２６の除去中に光ファイバ２２に加えられるときに増大させるのが良い。このようにすると、多機能固定具７８Ａを用いることによって光ファイバ２２の引張り強度を向上させることができる。
【００５３】
図１１Ｂは、力ＦTを可動光ファイバホルダ９２Ｂに加えるトルクモータ１２４を含む張力発生器９０Ｂを有する多機能固定具７８Ｂを示している。可動光ファイバホルダ９２Ｂは、光ファイバ２２に取り外し可能に固定され、それにより、力ＦTは、被覆２６の除去及び光ファイバ２２の劈開中、光ファイバ２２に加えられる張力ＦTになる。上述すると共に図３Ｅに示されているように、光ファイバ２２の平均引張り強度を張力ＦTがレーザ前処理システム４８により被覆２６の除去中に光ファイバ２２に加えられるときに増大させるのが良い。このようにすると、多機能固定具７８Ｂを用いることによって光ファイバ２２の引張り強度を向上させることができる。
【００５４】
図１１Ｃは、空気シリンダ１２９内の入力空気圧力１２８によって動力供給されるピストン１２６を含む張力発生器９０Ｃを有する多機能固定具７８Ｃを示している。入力空気圧力１２８は、ピストン１２６を介して力ＦTを可動光ファイバホルダ９２Ｂに加える。可動光ファイバホルダ９２Ｂは、光ファイバ２２に取り外し可能に固定され、それにより、力ＦTは、被覆２６の除去及び光ファイバ２２の劈開中、光ファイバ２２に加えられる張力ＦTになる。上述すると共に図３Ｅに示されているように、光ファイバ２２の平均引張り強度を張力ＦTがレーザ前処理システム４８により被覆２６の除去中に光ファイバ２２に加えられるときに増大させるのが良い。このようにすると、多機能固定具７８Ｃを用いることによって光ファイバ２２の引張り強度を向上させることができる。
【００５５】
図１１Ｄは、可動光ファイバホルダ９２Ｂに取り付けられたワイヤ１３４を備えたプーリ１３２から吊り下げられた重量ＦTの塊状体１３０を含む張力発生器９０Ｄを有する多機能固定具７８Ｄを示している。塊状体１３０は、ワイヤ１３４を介して力ＦTを可動光ファイバホルダ９２Ｂに加える。可動光ファイバホルダ９２Ｂは、光ファイバ２２に取り外し可能に固定され、それにより、力ＦTは、被覆２６の除去及び光ファイバ２２の劈開中、光ファイバ２２に加えられる張力ＦTになる。上述すると共に図３Ｅに示されているように、光ファイバ２２の平均引張り強度を張力ＦTがレーザ前処理システム４８により被覆２６の除去中に光ファイバ２２に加えられるときに増大させるのが良い。このようにすると、多機能固定具７８Ｄを用いることによって光ファイバ２２の引張り強度を向上させることができる。
【００５６】
図１１Ｅは、第１のワイヤ１３８を備えたレバーアーム１３６から吊り下げられた重量ＦTの塊状体１３０を含む張力発生器９０Ｅを有する多機能固定具７８Ｅを示している。第２のワイヤ１４０が第１のワイヤ１３８と反対側でレバーアーム１３６に連結されている。第２のワイヤ１２０は、可動光ファイバホルダ９２Ｂに取り付けられている。塊状体１３０は、第１のワイヤ１３８を介して力ＦTをレバーアーム１３６に加え、この力は、第２のワイヤ１４０により可動光ファイバホルダ９２Ｂに伝えられる。可動光ファイバホルダ９２Ｂは、光ファイバ２２に取り外し可能に固定され、それにより、力ＦTは、被覆２６の除去及び光ファイバ２２の劈開中、光ファイバ２２に加えられる張力ＦTになる。上述すると共に図３Ｅに示されているように、光ファイバ２２の平均引張り強度を張力ＦTがレーザ前処理システム４８により被覆２６の除去中に光ファイバ２２に加えられるときに増大させるのが良い。このようにすると、多機能固定具７８Ｅを用いることによって光ファイバ２２の引張り強度を向上させることができる。
【００５７】
レーザ前処理システム４８を端部分４０が被覆除去されると共に劈開された光ファイバ２２と一緒に上述した。いま、光ファイバ２２は、光ファイバ接続を確立することができるよう光ファイバ２２を正確に配置するよういつでもフェルール３６内に取り付け可能な状態にある。フェルール３６を含む例示の光ファイバコネクタサブアセンブリ１４４（以下、「コネクタ１４４」という）が図１２及び図１３に示されており、光ファイバ２２及びコネクタ１４４を含む例示のコネクタ接続型光ファイバ組立体１４２が図１４に示されている。コネクタ１４４は、ＳＣ型コネクタの形態で示されているが、本発明は、種々のコネクタ設計例を含むプロセス及びコネクタ接続型光ファイバ組立体に利用できる。これは、例えば、ＳＴ、ＬＣ、ＦＣ、ＭＵ、ＭＴ及びＭＴＰ型コネクタを含む。
【００５８】
図１２及び図１３に示されているように、コネクタ１４４は、嵌合端１４６及び挿入端１４８を備えたフェルール３６と、互いに反対側の第１の端部分１５２と第２の端部分１５４を備えたフェルールホルダ１５０と、ハウジング１５６とを有している。フェルール３６の挿入端１４８は、嵌合端１４６がフェルールホルダ１５０の外側に位置したままの状態でフェルールホルダ１５０の第１の端部分１５２内に受け入れられる。フェルールホルダ１５０の第２の端部分１５４は、ハウジング１５６内に受け入れられる。ばね１５８が第２の端部分１５４周りに設けられるのが良く、このばねは、フェルールホルダ１５０（及びフェルール３６）を付勢するようハウジング１５６の壁と相互作用するよう構成されている。加うるに、引き込み管１６０がフェルールボア３４中への光ファイバ２２の挿入の案内を助けるようハウジング１５６の後側端部１６２からフェルールホルダ１５０の第２の端部分１５４内まで延びるのが良い。外側シュラウド１６４が組み立て状態のフェルール３６とフェルールホルダ１５０とハウジング１５６に被せて配置され、全体的形態は、フェルール３６の嵌合端１４６が嵌合部品（例えば、別の光ファイバコネクタ（図示せず））に接触するよう構成された端面１６６を提供するようなものである。
【００５９】
図１４は、コネクタ接続型光ファイバケーブル組立体１４２を形成するようフェルール３６のフェルールボア３４を通って挿入された光ファイバ２２を示している。挿入は、光ファイバ２２の端部分４０のところのビュレットノーズ形状４２によって比較的容易に実施でき、このビュレットノーズ形状は、光ファイバ２２をコネクタ１４４の内面を通って正確に案内する。この実施形態では、光ファイバ２２の第１の長さ方向部分２８は、被覆除去されておらず、被覆２６は、光ファイバ２２をフェルールボア３４まで保護するが、フェルールボア３４には入らない。注目されるように、第２の長さ方向部分３０から被覆２６が除去されており、この第２の長さ方向部分３０は、フェルールボア３４中に挿入されている。このように、被覆２６の機械的性質は、フェルール３６と第２の長さ方向部分３０及びガラス部分２４との間のインターフェースを邪魔することはない。加うるに、ガラス部分２４は、端部分４０のところのビュレットノーズ形状４２を例えば機械的研削によって最終の光学的形状までいったん処理すると、光接続を容易に確立することができるようフェルール３６に対して容易に配置できる。
【００６０】
レーザ前処理システム４８及びコネクタ接続型光ファイバケーブル組立体１４２を上述したように導入したからには、光ファイバ２２の端部分４０をレーザ前処理する例示のプロセス又は方法１７０について以下に説明し、この場合、レーザスキャンをこれらが複数の半径方向ａ（１）〜ａ（ｎ）のところで光ファイバ２２の光軸Ａ1と交差するよう位置決めして被覆２６を効率的に除去する一方で、光ファイバ２２の引張り強度を保持する。
【００６１】
この点に関し、図１５は、光ファイバ２２の端部分４０をレーザ前処理するために採用可能な例示のプロセス１７０を示す流れ図である。この流れ図は、例示のプロセス１７０を説明するためのブロック１７２Ａ〜１７２Ｆを含む。オプションとしてのブロックは、便宜的に参照できるよう波線で示されている。上述の用語及び参照符号は、説明の連続性、分かりやすくすると共に簡潔にするために以下の関連説明において利用される。
【００６２】
図４Ａに戻ってこれを参照すると、張力発生器９０により光ファイバ２２の引張り強度の１パーセント〜５０パーセントの張力ＦTを光ファイバ２２に加えるのが良い（図１５のブロック１７２Ａ）。図４Ａは又、レーザ７４を光ファイバ２２に対して静止状態に維持することができるということを示している（図１５のブロック１７２Ｂ）。レーザ７４は、被覆２６の少なくとも一部分２７の除去中、静止状態に維持されるのが良い。このようにすると、被覆２６の一部分２７の除去のために光ファイバ２２を前処理することができる。
【００６３】
図４Ａは、レーザビーム６０をレーザ７４から放出するステップを更に示している（図１３のブロック１７２Ｃ）。図４Ａは又、レーザビーム６０を制御システム７６によりＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に同時に制御できることを示している（図１５のブロック１７２Ｄ）。制御システム７６は、検流計スキャナ８１を含むのが良い。このようにすると、被覆２６の部分２７の除去のためにレーザビーム６０を前処理することができる。
【００６４】
図３Ａ〜図３Ｂ‐４は、光ファイバ２２の端部分４０からの被覆２６の少なくとも一部分２７の除去ステップを示している（図１５のブロック１７２Ｅ）。レーザビーム６０を制御システム７６により光ファイバ２２の光軸Ａ1を横切って繰り返し角度θ（シータ）をなして偏向させてレーザスキャン５４（ｌ）〜５８（ｑ）の少なくとも２つの組５２（１）〜５２（３）を形成する。レーザビーム６０を種々の有効焦点距離（図３Ｃ）又は関連のスポットサイズＤSで偏向させることができ、他方、レーザスキャン５４（ｌ）〜５８（ｑ）の組５２（１）〜５２（３）のうちの少なくとも１つを形成する。さらに、制御システム７６は、光ファイバ２２の光軸Ａ1に沿ってピッチ距離Ｌ1（図３Ｂ‐１）だけレーザスキャン５４（ｌ）〜５８（ｑ）の少なくとも２つの組５２（１）〜５２（３）の各組に属するレーザスキャン５４（ｌ）〜５８（ｑ）を隔てるのが良い。ピッチ距離Ｌ1は、２５ミクロン〜１５０ミクロンであるのが良い。角度θ（シータ）は、光ファイバ２２の光軸Ａ1に対して４°から９０°までの範囲にあるのが良い。
【００６５】
被覆２６の少なくとも一部分２７の除去に関して引き続き図３Ａ〜図３Ｂ‐４を参照すると、レーザビーム６０を制御システム７６により方向付けてレーザスキャン５４（ｌ）〜５８（ｑ）の組５２（１）〜５２（３）に属するそれぞれのスキャンを位置決めしてこれらが半径方向位置ａ（１）〜ａ（３）のところで光ファイバ２２の光軸Ａ1と交差するようにする。半径方向位置ａ（１）〜ａ（３）は、光ファイバ２２の周囲に沿って等間隔で分布され又は実質的に等間隔で分布されている。レーザビーム６０を少なくとも１つのレフレクタ６４（１），６４（２）に方向付けてレーザビーム６０を偏向させ、それによりレーザスキャン５４（ｌ）〜５８（ｑ）の組５２（１）〜５２（３）のうちの少なくとも１つの組に属するそれぞれのスキャンを位置決めしてこれらが半径方向位置ａ（１）〜ａ（３）のうちの１つ又は２つ以上のところで光ファイバ２２の光軸Ａ1と交差するようにするのが良い。レーザスキャン５４（ｌ）〜５８（ｑ）の組５２（１）〜５２（３）を形成するためにレーザビーム６０の互いに異なるパス７６（ｌ）〜７６（ｚ）が存在するのが良く、レーザビーム６０のスポットサイズＤSを変えて光ファイバ２２に入射するエネルギー強度を変化させる一手法としてレーザビーム６０の次のパスが得られるようレーザスキャン５４（ｌ）〜５８（ｑ）の組５２（１）〜５２（３）を形成するのが良い。このようにすると、レーザスキャン５４（ｌ）〜５８（ｑ）の組５２（１）〜５２（３）は、被覆２６を効率的に除去しながら光ファイバ２２の周囲周りに入射する一様な又は実質的に一様な累積的エネルギー強度を提供することができる。
【００６６】
図９Ａ及び図９Ｂは、光ファイバ２２の端部分４０を劈開するステップ（図１５のブロック１７２Ｆ）をオプションとして更に含むのが良いプロセス又は方法１７０を示している。劈開は、レーザビーム６０を制御システム７６により光ファイバ２２の光軸Ａ1を横切って繰り返し角度θ（シータ）をなして偏向させてレーザ劈開スキャン１１４（１）〜１１４（３）のレーザ劈開組１１２（１）〜１１２（３）を形成することによって光ファイバ２２の周囲の少なくとも一部分２９を除去して実施される。劈開は又、レーザビーム６０を制御システム７６により方向付けてレーザ劈開スキャン１１４（１）〜１１４（３）の少なくとも２つのレーザ劈開組１１２（１）〜１１２（３）に属するそれぞれのレーザ劈開スキャンを位置決めしてこれらが半径方向位置ａ（１）〜ａ（３）のところで光ファイバ２２の光軸Ａ1と交差するようにするステップを更に含む。レーザ７４を光ファイバ２２の端部分４０の劈開中、光ファイバ２２に対して静止状態に維持するのが良い。このようにすると、レーザ前処理システム４８の複雑さを軽減することができる。
【００６７】
さらに、レーザビーム６０を少なくとも１つのレフレクタ６４（１），６４（２）に方向付けるのが良く、その目的は、レーザビーム６０を偏向させてレーザ劈開スキャン１１４（１）〜１１４（３）の少なくとも２つのレーザ劈開組１１２（１）〜１１２（３）のうちの少なくとも１つの組に属するそれぞれのレーザ劈開スキャンを位置決めし、これらが半径方向位置ａ（１）〜ａ（３）のうちの１つ又は２つ以上のところで光ファイバ２２の光軸Ａ1と交差するようにすることにある。劈開中、張力ＦTを光ファイバ２２に加えるのが良い。劈開中に加えられる張力ＦTは、光ファイバ２２の引張り強度の１パーセント〜５０パーセントであるのが良い。このようにすると、レーザビーム６０を光ファイバ２２の端部分４０のところで劈開することができ、そしてビュレットノーズ形状４２を端部分４０のところに形成してフェルール３６を通って光ファイバ２２を容易に挿入することができるようにすることができる。
【００６８】
光ファイバ２２の端部分４０をレーザ前処理するために採用できる例示の方法１７０を導入したからには、レーザ前処理システム４８の別の実施形態について説明する。図１６Ａは、図４Ａのレーザ前処理システム４８の別の実施形態である別のレーザ前処理システム４８（２）内の光ファイバ２２の正面軸方向図であり、レーザビーム６０により形成されるレーザスキャン５４（ｌ）〜５４（ｎ），５６′（ｌ）〜５６′（ｐ）の２つの組５２（１），５２′（２）を含む例示の経路５０′を示している。図１６Ｂは、図１６Ａのレーザ前処理システム４８（２）内の光ファイバ２２の平面図であり、レーザビーム６０の例示の軌道を示している。レーザ前処理システム４８（２）は、レーザ前処理システム４８とほぼ同じであり、したがって、分かりやすくすると共に簡潔にするために相違点についてのみ説明する。
【００６９】
レーザ前処理システム４８（２）は、レーザスキャン５４（ｌ）〜５４（ｎ），５６′（ｌ）〜５６′（ｐ）の組５２（１），５２′（２）を形成するよう光ファイバ２２の光軸Ａ1を横切って繰り返し角度θ（シータ）をなしてレーザビーム６０を偏向させるよう構成されている。レーザビーム６０は、レーザスキャン５４（ｌ）〜５４（ｎ），５６′（ｌ）〜５６′（Ｐ）の組５２（１），５２′（２）に属するそれぞれのスキャンを位置決めしてこれらが半径方向位置ａ（１），ａ′（２）のところで光ファイバ２２の光軸Ａ1と交差するよう方向付けられる。半径方向位置ａ（１），ａ′（２）は、光ファイバ２２の周囲に沿って１８０°の等しい間隔を置いて分布され又は実質的に等しい間隔を置いて分布されている。このようにすると、被覆２６を光ファイバ２２から除去すると共に／或いは劈開することができる。
【００７０】
注目されるように、レーザスキャン５６′（ｌ）〜５６′（ｐ）を含む組５２′（２）を少なくとも１つのレフレクタ６４′（１），６４′（２）に方向付けてレーザビーム６０を偏向させ、それによりレーザスキャン５６′（ｌ）〜５６′（ｐ）をこれらが半径方向位置ａ′（２）のところで光ファイバ２２の光軸Ａ1と交差するよう位置決めする。このようにすると、半径方向位置ａ（１），ａ′（２）を光ファイバ２２の周囲に沿って分布して配置することができる。
【００７１】
本明細書で用いられている「光ファイバケーブル」及び／又は「光ファイバ」という用語は、全ての形式のシングルモード及びマルチモード導波路を含み、かかる導波路としては、アップコード付き、非被覆、被覆、色分け、バッファ付き、リボン付きのものであるのが良く且つ／或いはケーブル内の他の組織化又は保護構造体、例えば１本又は２本以上の管、抗張力体（抗張力部材）、ジャケット等を有する１本又は２本以上の光ファイバが挙げられる。本明細書において開示する光ファイバは、シングルモード及びマルチモード光ファイバであるのが良い。同様に、適当な光ファイバの他の形式としては、曲げ不敏感性光ファイバ又は光信号を伝送するための媒体の任意他の手段が挙げられる。曲げ不敏感性又は曲げ抵抗性光ファイバの非限定的な例は、コーニング・インコーポレイテッド（Corning Incorporated）から市販されているClear Curve（登録商標）マルチモード又はシングルモードファイバである。これら形式の適当な光ファイバは、例えば、米国特許出願公開第２００８／０１６６０９４号明細書及び同第２００９／０１６９１６３号明細書に開示されており、これらの米国特許出願公開を参照により引用し、これらの開示内容全体を本明細書の一部とする。
【００７２】
本明細書において説明した実施形態の多くの改造例及び他の変形例は、かかる実施形態が関連していて、上記説明及び添付の図面中において与えられた教示の利益を受ける同業者には想到されよう。例えば、被覆２６をレーザ前処理システムにより、光ファイバ２２の端部分４０とは異なり光ファイバ２２の中間分岐点から除去することができる。
【００７３】
したがって、実施形態は、開示した特定の実施形態には限定されず、改造例及び他の実施形態は、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の範囲に含まれるものであることは理解されるべきである。実施形態は、これらが特許請求の範囲に記載された本発明の範囲及びその均等範囲に属する限り、本発明の改造例及び変形例を包含するものである。特定の用語を本明細書において採用したが、特定の用語は、本発明を限定する目的ではなく、一般的且つ説明的な意味で用いられているに過ぎない。
【符号の説明】
【００７４】
１０  レーザビーム
１２，２６  被覆（被膜）
１４  ガラス部分
１６，２２  光ファイバ
１８  レフレクタ
２０  光ファイバケーブル
２４  ガラス部分
２８  第１の長さ方向部分
３０  第２の長さ方向部分
３４  フェルールボア
３６  フェルール
４０  端部分
４２  ビュレットノーズ形状
４４  バッファ
４６  ジャケット
４８  レーザ前処理システム
５２（１）〜５２（３）  レーザスキャン組
５４（ｌ）〜５８（ｑ）  レーザスキャン
７４  レーザ
７６  制御システム
７８  多機能固定具
８０  一体形レーザ・スキャンヘッド
１４４  コネクタ
１４６  嵌合端
１４８  挿入端
１５０  フェルールホルダ
１５６  ハウジング
【図１】
2014238576.tif 000003
【図２Ａ】
2014238576.tif 000004
【図２Ｂ】
2014238576.tif 000005
【図３Ａ】
2014238576.tif 000006
【図３Ｂ−１】
2014238576.tif 000007
【図３Ｂ−２】
2014238576.tif 000008
【図３Ｂ−３】
2014238576.tif 000009
【図３Ｂ−４】
2014238576.tif 000010
【図３Ｃ】
2014238576.tif 000011
【図３Ｄ】
2014238576.tif 000012
【図３Ｅ】
2014238576.tif 000013
【図４Ａ】
2014238576.tif 000014
【図４Ｂ】
2014238576.tif 000015
【図４Ｃ】
2014238576.tif 000016
【図４Ｄ】
2014238576.tif 000017
【図４Ｅ】
2014238576.tif 000018
【図４Ｆ】
2014238576.tif 000019
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１１Ｅ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【外国語明細書】
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