(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属皮膜をコートした光ファイバ心線と、容器壁に密封取付けする金属フランジとからなり、該フランジにおいて一端面から他端面へ通じる細い貫通孔を穿孔し、光ファイバ心線をフランジの貫通孔中へ挿入してロウ付けによって密封固着し、さらに光ファイバ心線の両端面を平滑に研磨し、光ファイバ心線の両端面とフランジ表面とを平滑にする光気密アダプタ。
【請求項２】
十分な厚みの金属皮膜をコートした光ファイバ心線と、容器壁に密封取付けする金属フランジとからなり、該フランジにおいて一端面から他端面へ通じる細い貫通孔を穿孔して皿座ぐりし、光ファイバ心線を挿入した後に皿座ぐり部に溶融金属を盛り上げてロウ付けして密封固着することにより、該貫通孔を完全に密封し、さらに光ファイバ心線の両端面を平滑に研磨し、光ファイバ心線の両端面とフランジ表面とを平滑にする光気密アダプタ。
【請求項３】
２個又はそれ以上の細い貫通孔をフランジに穿孔し、各貫通孔中へ光ファイバ心線を挿入して密封固着する請求項１又は２記載の光気密アダプタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、各種の計測制御や物性測定の際に用いると従来製品に比べて挿入損失が少ない光気密アダプタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
真空容器内部の計測制御や物性測定を各種のセンサによって行なうには、該センサで計測したアナログ信号をデジタル信号に変調したり又は周波数変調してから、光ファイバを介して容器外部へ伝送することが必要である。光ファイバは、計測値などを正確に伝送できるので好ましく、且つ細くて防爆性を有するうえに真空や低温における耐久性の点でも優れている。
【０００３】
光ファイバで真空容器の内部から外部へ信号を伝送するには、真空性を損わないように光気密アダプタを介して行なう。従来の光気密アダプタは、容器壁に密封取付けするフランジの中央に石英ガラス板を固着し、該ガラス板の両側に光ファイバ心線の先端部を同軸状に対向取付けするとともに、各ファイバ心線の先端に球レンズ又は集束性ロッドレンズを設置する。一方の球レンズ又は集束性ロッドレンズではマルチモード光ファイバから出る光を一旦拡散させ、この光が石英ガラス板を通過した後に、他方の球レンズ又は集束性ロッドレンズにおいて光を集束させて光ファイバに結合させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の光気密アダプタは、１対の球レンズ又は集束性ロッドレンズの設置によって、光ファイバ心線の伝送効率がかなり高いけれども、それでもかなりの挿入損失が発生する。この挿入損失を回避するには、光気密アダプタを介さずに、光ファイバ心線が直接真空容器壁を貫通できればよいのは明白であっても、光ファイバ心線はきわめて折れやすく、プラスチック被覆した程度の光ファイバ心線を直接貫通させることは不可能である。また、光ファイバ心線を補強用の金属キャピラリに挿入すれば、該ファイバ心線の外周とキャピラリ内周との間を完全に気密にできない。
【０００５】
一方、従来の光気密アダプタの挿入損失を改善するために、光ファイバ心線を光気密アダプタの貫通孔中に挿入しようとしても、前記と同様に光ファイバ心線が折れやすく、光ファイバ心線を光気密アダプタを貫通させることはできない。この光ファイバ心線を補強用の金属キャピラリに挿入できたとしても、前記と同様に該ファイバ心線とキャピラリとの間が気密にならないという問題が生じる。
【０００６】
本発明は、金属皮膜をコートした光ファイバ心線を用い、該光ファイバ心線をフランジの貫通孔中へ挿入して密封固着することにより、比較的容易且つ安価に挿入損失を改善できる光気密アダプタを提供することを目的としている。本発明の他の目的は、光ファイバ心線の挿入後に貫通孔の皿座ぐり部に溶融金属を盛り上げてロウ付けすることにより、耐久性が優れ且つ空気洩れの発生しない光気密アダプタを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る光気密アダプタ１は、図１及び図２に示すように、金属皮膜２をコートした光ファイバ心線３と、容器壁に密封取付けする金属フランジ４とを備え、該光ファイバ心線は一般にマルチモードの光ファイバ５上に金属皮膜２をコートして形成する。光気密アダプタ１は、フランジ４において一端面から他端面へ通じる細い貫通孔６（図３）を穿孔し、該貫通孔の数は通常１個であるけれども、図４に例示するように２個又はそれ以上設けることも可能である。
【０００８】
光ファイバ５上にコートする金属皮膜２は、直接光ファイバ５上にコートしてもよいが、通常は光ファイバ５に無電解めっき法，真空蒸着法，スパッタリング法，イオンめっき法などでまず数μｍ以下の厚さに形成し、さらに電気めっき法で所定厚に形成すればよい。金属皮膜２の素材は、銅，ニッケル，銀，金などである。
【０００９】
フランジ４では、一般に貫通孔６を端面中央に穿孔し、該貫通孔の内径は光ファイバ心線３が挿入可能な範囲で可能な限り小さいと好ましい。貫通孔６は、図３に示すように両端部をそれぞれ皿座ぐりし、光ファイバ心線３を挿入した後に皿座ぐり部に溶融金属７を盛り上げてロウ付けする。
【００１０】
光ファイバ心線３の両端面は、フランジ４の貫通孔６中に挿入して固着した後に平滑に研磨し、これによって両端面における金属皮膜２を完全に除去する。光ファイバ心線３の平滑な両端面には、光気密アダプタ１を真空容器（図示しない）などにボルト止めした後に、光コネクタ（図示しない）などで接続すればよい。
【００１１】
【作用】
光気密アダプタ１では、フランジ４を貫通した光ファイバ心線３だけを介してデジタル信号又は周波数変調したアナログ信号を容器外部へ伝送し、この際の挿入損失が従来よりも相当に少なくなる。光ファイバ心線３は、十分な厚みの金属皮膜２をコートすることにより、貫通孔６への挿入時及び使用時に曲ったり折れたりすることがない。また、貫通孔６の皿座ぐり部には、光ファイバ心線３を挿入した後に溶融金属７を埋め込むことにより、ロウ付け金属７によって気密性が増すことになる。
【００１２】
【実施例】
次に、本発明を実施例に基づいて説明する。
実施例１
図１から明らかなように、光気密アダプタ１は外径５０ｍｍ，厚さ１０ｍｍのステンレス鋼製のフランジ４からなり、フランジ周辺に４個のボルト孔９を等間隔に設けるとともに、高圧側の端面に軸径２１ｍｍ，穴外径２５ｍｍで幅２ｍｍの環状溝１０を形成する。環状溝１０には、運動用Ｏリング（ＪＩＳ・Ｂ２４０１、Ｐ２１）１１を嵌め込んで固着する。フランジ４の端面中央において、一端面から他端面へ通じる径０.６ｍｍの細い貫通孔６を穿孔し、さらに直径１ｍｍのドリル（図示しない）を用いて貫通孔６の両端部にそれぞれ皿座ぐり部１２，１２を形成する（図３参照）。
【００１３】
一方、光ファイバ５として、コア径５０μｍ，クラッド径１２５μｍのマルチモードのＧＩ形光ファイバを用いる。光ファイバ５に無電解めっき法で下地金属を薄くコートしてから、電気めっき法によってニッケル２をめっきし、得た光ファイバ心線３の外径を５５０μｍに定める。光ファイバ心線３は１５ｍｍ程度に切断して使用する。
【００１４】
切断した光ファイバ心線３をフランジ４の貫通孔６中に挿入した後に、該フランジを加熱して約２６０℃まで昇温させる。昇温した時点で、錫鉛はんだとフラックスによって光ファイバ心線３を固定し、さらに両皿座ぐり部１２，１２に錫鉛はんだ７を盛り上げる。ついでフランジ４を常温に冷却してから、光ファイバ心線３の両端面を研磨し、光ファイバ心線３の両端面とフランジ表面とを平滑にする。
【００１５】
得た光気密アダプタ１の挿入損失を測定するために、光軸を合わせながらレセプタクル（図示しない）を光ファイバ心線３に片端ずつ取り付けた後に、該光ファイバ心線の両端面をそれぞれＦＣコネクタ付き光ファイバに接続する。この態様で挿入損失を測定すると１.４ｄＢの結果を得、従来の光気密アダプタの挿入損失約３ｄＢよりも相当に優れている。また、光気密アダプタ１の気密性を常法によって測定すると、リーク量が１×１０-6ａｔｍ・ｃｃ／ｓｅｃ以下にすぎない。
【００１６】
実施例２
図４から明らかなように、光気密アダプタ１５は外径７５ｍｍ，厚さ１２ｍｍのステンレス鋼製のフランジ１６からなり、フランジ周辺に４個のボルト孔１７を等間隔に設けるとともに、高圧側の端面に軸径３４ｍｍ，穴外径４０ｍｍで幅３ｍｍの環状溝１８を形成する。環状溝１８には、運動用Ｏリング（ＪＩＳ・Ｂ２４０１、Ｐ３４）１９を嵌め込んで固着する。フランジ１６の端面において、中心点から６ｍｍ離れた点対称位置に一端面から他端面へ通じる径０.６ｍｍの細い貫通孔２０，２０を穿孔し、さらに直径１ｍｍのドリル（図示しない）を用いて各貫通孔２０の両端部にそれぞれ皿座ぐり部（図示しない）を形成する。
【００１７】
実施例１で用いた光ファイバ心線３を適宜の長さに切断し、フランジ１６の貫通孔２０，２０中にそれぞれ挿入した後に、実施例１と同様に処理して光気密アダプタ１５を得る。得た光気密アダプタ１５の挿入損失及びリーク量ともに実施例１と同様であり、従来の光気密アダプタの挿入損失よりも優れている。
【００２１】
【発明の効果】
本発明に係る光気密アダプタは、フランジを貫通した光ファイバ心線だけを介して信号を容器外部へ伝送し、石英ガラス板及び対向取付けした球レンズ又は集束性ロッドレンズを介していないので挿入損失が従来よりも相当に少なくなる。本発明の光気密アダプタを用いると、金属皮膜をコートした光ファイバ心線だけで真空容器の内部から外部へ直接伝送することになる。
【００２２】
本発明の光気密アダプタでは、光ファイバ心線の貫通孔を皿座ぐりしてロウ付け金属を盛り上げることにより、該アダプタの気密性が増して貫通孔からの空気洩れは殆ど発生しない。この光気密アダプタは、貫通孔の皿座ぐり部に盛り上げるロウ付け金属を適宜に選択すれば、光ファイバ心線が高温域において不安定になるようなことも発生しない。
【００２３】
本発明の光気密アダプタで用いる光ファイバ心線は、光ファイバを十分な厚みの金属皮膜で覆っているので耐久性及び耐屈曲性も優れ、貫通孔への挿入時及び使用時に曲ったり折れたりしない。この光ファイバ心線は、貫通孔への挿入部分の金属皮膜が特に厚くて十分な耐熱性と機械強度を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光気密アダプタを示す平面図である。
【図２】本発明で用いる光ファイバ心線を示す拡大縦断面図である。
【図３】図１の光気密アダプタの要部を拡大して示す縦断面図である。
【図４】光気密アダプタの変形例を示す側面図である。
【符号の説明】
１  光気密アダプタ
２  金属皮膜
３  光ファイバ心線
４  金属フランジ
５  光ファイバ
６  貫通孔
７  ロウ付け金属
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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