(57)【要約】本発明は先進的なセラミック材料の製造技術、光通信技術領域に関し、特にイットリウム、セリウムなど希土類元素が複合的にドーピングされた酸化ジルコニア基材料セラミックフェルールに関する。前記セラミックフェルールは、イットリウム、セリウムなど希土類元素がドーピングされた酸化ジルコニア基材料である。前記イットリウム、セリウムなど希土類元素がドーピングされた酸化ジルコニア基材料のセラミックフェルールは、酸化ジルコニア材料の相変化に対する抵抗性を増強し、構造が精密で、製品の安全性を効率的に向上し、接続品質が高く、抗港老化性能が優れ、環境に対する適応性が強いなどの顕著な特徴を有する。前記フェルールを用いる現場組立て式光ファイバー可動連結器は、光ファイバーの同軸接続を実現し、更に、プラスチック製品に比べて優れる光沢度を実現することができ、かつプラスチック材質では接続時に削られやすい問題点を克服し、抗老化性能が優れ、光ファイバーの接続された後の挿入損失が少なく、反射損失(return loss)が高くなり、接続品質が優れている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックフェルールにおいて、前記セラミックフェルールは、希土類元素がドーピングされた酸化ジルコニア基材料であり、前記希土類元素はランタン系元素、イットリウムおよびスカンジウム中の1種または複数種であることを特徴とするセラミックフェルール。
【請求項２】
前記セラミックフェルールは、イットリウム、セリウム希土類元素が複合的にドーピングされた酸化ジルコニア基材料であることを特徴とする請求項１に記載のセラミックフェルール。
【請求項３】
前記イットリウム、セリウム希土類元素が複合的にドーピングされた酸化ジルコニア基材料は、(Ce1-x-yYyZrx)O2+m(wt%)Al2O3から構成され、式中、x=0.30〜0.97mol、y=0.05〜0.80mol、m=0〜10wt%であることを特徴とする請求項２に記載のセラミックフェルール。
【請求項４】
前記Al2O3の添加量は、イットリウム、セリウムが複合的にドーピングされた酸化ジルコニアの総重量を基準にすることを特徴とする請求項３に記載のセラミックフェルール。
【請求項５】
前記イットリウム、セリウム希土類元素が複合的にドーピングされた酸化ジルコニア基材におけるアルミニウム元素の導入に必要な物質はAl2O3以外のアルミニウム塩を更に含むことを特徴とする請求項２に記載のセラミックフェルール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はセラミック材料の製造に用いる先進技術の領域に関すると同時に、光通信技術領域にも関し、特にイットリウム、セリウムなどの希土類元素が複合的にドーピングされた酸化ジルコニア基材料によるセラミックフェルールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光通信産業の発展と中国の国家政策の推進により、中国のFTTH(Fiber To The Home)は、最初の試験工程から現在の大規模化部署まで高速に発展している。"最後の1キロメートル"で光ファイバーを接続するための解決方法は様々で、光ファイバー埋設型現場組立て光ファイバー可動連結器、直通型現場組立て光ファイバー可動連結器、溶接型連結器などがある。光ファイバー埋設型現場組立て光ファイバー可動連結器は、操作が簡単で、施工速度が速くて、操作環境に対して特別に要求せず、電源の施工が不要で、工具が簡単で、携帯しやすいなどの多くの利点を有し、光ファイバーが一般の個人宅へ直接引き込まれる"最後の1キロメートル"の解決方法で、非常に大きい比率を占めている。
【０００３】
現在、大部分の光ファイバー埋設型現場組立て光ファイバー可動連結器における光ファイバー接点はプラスチック製V字型溝内に設置されている。しかし、プラスチック材料は長時間使用に伴って老化して変化され、または悪劣環境で材料性能が変化するため、接続損失が大きく、または接続が失効になる場合もある。更に、プラスチック製V字型溝の精度も光ファイバーのミクロンレベルの接続要求を満たすことができない。このような製品は1〜2年間使用することで、その失効率が非常に高くなっている。
【０００４】
前記欠点を改善するため、従来の技術では光ファイバー接点をセラミックフェルールの内孔内に設置し、セラミックフェルールの高精度の内孔を用いて光ファイバーの同軸接続を実現している。しかし、現在のセラミックフェルール材料は、通常の場合、単一のイットリウムがドーピングされた酸化ジルコニア基材料であり、該材料は使用時間が立つに伴って、その自身の構造に変化(四方相（tetragonal）から単斜相（monoclinic）に変換)が発生している。その相構造の変化により、結晶粒も太く、かつ大きく変化し、表面の光沢度が悪化し、従って、光ファイバーが内孔内に順調に引き込まれず、または接続される光ファイバーが横方向に偏向することで、引き込み損失が大きく、または失効される可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は従来技術の欠点を解決するため、イットリウム、セリウムなどの希土類元素が複合的にドーピングされた酸化ジルコニア基材料によるセラミックフェルールを提供し、酸化ジルコニア材料の相変化に対する抵抗性を増強し、製品の安全性を効率的に向上させることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明は下記のような技術手段を採択する。
セラミックフェルールにおいて、前記セラミックフェルールは希土類元素がドーピングされた酸化ジルコニア基材料であり、前記希土類元素はランタンゲ元素、イットリウムおよびスカンジウムの中の1種または複数種である。ランタン系元素はランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテシウムである。
【０００７】
好ましく、前記希土類元素がイットリウム、セリウムであり、即ち、前記セラミックフェルールはイットリウム、セリウム希土類元素が複合的にドーピングされた酸化ジルコニア基材である。
【０００８】
好ましく、前記イットリウム、セリウム希土類元素が複合的にドーピングされた酸化ジルコニア基材は(Ce1-x-yYyZrx)O2+m(wt%)Al2O3から構成され、式中、x=0.30〜0.97mol、y=0.05〜0.80mol、m=0〜10wt%である。
【０００９】
更に、前記Al2O3の添加量はイットリウム、セリウムが複合的にドーピングされた酸化ジルコニアの総質量を基準にする。
また、前記イットリウム、セリウム希土類元素が複合的にドーピングされた酸化ジルコニア基材におけるアルミニウム元素の導入はAl2O3以外のアルミニウム塩を更に含むことも可能である。
【発明の効果】
【００１０】
従来の技術に比べて、本発明は下記のような効果を有する。
本発明のイットリウム、セリウムなど希土類元素が複合的にドーピングされた酸化ジルコニア基材料によるセラミックフェルールは、酸化ジルコニア材料の相変化に対する抵抗性を高め、構造が精密で、製品の安全性を効率的に向上させることができ、接続品質が高く、抗老化性能が優れ、環境に対する適応性が強いなどの顕著な効果を有する。
【００１１】
本発明の前記フェルールを用いる現場組立て式光ファイバー可動連結器における光ファイバー接点は、連結器セラミックフェルールの高精密の内孔内に設置されているため、光ファイバーの同軸接続を実現し、更に、プラスチック製品に比べて優れる光沢度を実現し、かつプラスチック材質による製品は接続されるときには容易に削られる問題点を克服し、環境に対する適応性が強く、抗老化性能が優れ、光ファイバーの接続された後の挿入損失が少なく、反射損失(return loss)が高く、接続品質が優れている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図1は、イットリウム、セリウムなど希土類元素が複合的にドーピングされた酸化ジルコニア基材料により製造された現場組立て式光ファイバー可動連結器セラミックフェルールの老化処理を行う前のSEM写真である。
【図２】図2は、イットリウム、セリウムなど希土類元素が複合的にドーピングされた酸化ジルコニア基材料により製造された現場組立て式光ファイバー可動連結器セラミックフェルールの老化処理を行った後のSEM写真である。
【図３】図3は、単一のイットリウムがドーピングされた酸化ジルコニア基材料により製造された現場組立て式光ファイバー可動連結器セラミックフェルールの老化処理を行う前のSEM写真である。
【図４】図4は、単一のイットリウムがドーピングされた酸化ジルコニア基材料により製造された現場組立て式光ファイバー可動連結器セラミックフェルールの老化処理を行った後のSEM写真である。
【図５】図5は、現場組立て式光ファイバー可動連結器がセラミックフェルールの内孔内で光ファイバーの接続を実現する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
下記では、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。
図1から図5は、本発明のセラミックフェルールの実施例を示し、前記セラミックフェルールは希土類元素がドーピングされた酸化ジルコニア基材料であり、希土類元素はランタンゲ元素、イットリウム及びスカンジウム中の1種または複数種である。本実施例において、セラミックフェルールは、イットリウム、セリウム希土類元素が複合的にドーピングされた酸化ジルコニア基材であり、イットリウム、セリウム希土類元素が複合的にドーピングされた酸化ジルコニア基材は、(Ce1-x-yYyZrx)O2+m(wt%)Al2O3から構成され、式中、x=0.30〜0.97mol、y=0.05〜0.80mol、m=0〜10wt%で、Al2O3の添加量はイットリウム、セリウムが複合的にドーピングされた酸化ジルコニアの総質量を基準にする。
【００１４】
前記セラミックフェルールを用いる現場組立て式光ファイバー可動連結器はセラミックフェルール1を含み、前記セラミックフェルール1は希土類元素がドーピングされた酸化ジルコニア基材料であり、希土類元素は、ランタンゲ元素、イットリウム及びスカンジウム中の1種または複数種である。セラミックフェルール１内には、埋設された光ファイバー2を配置する内孔が設けられ、内孔内には光ファイバー接点3が設置されている。本実施例において、セラミックフェルール1はイットリウム、セリウム希土類元素が複合的にドーピングされた酸化ジルコニア基材である。
【００１５】
図5において、1がセラミックフェルール、2が埋設された光ファイバー、3が光ファイバー接点、4が接続される光ファイバーを示している。
【００１６】
図1から4に示されている写真から明らかに分かるように、老化処理を行う前では、イットリウム、セリウムなど希土類元素が複合的にドーピングされた酸化ジルコニア基材料により製造される現場組立て式光ファイバー可動連結器セラミックフェルール、または単一のイットリウムがドーピングされた酸化ジルコニア基材料により製造される現場組立て式光ファイバー可動連結器セラミックフェルールにおいて、同じく結晶粒が精密で、かつ大きさが均一のマイクロ構造を有することがわかる。
しかし、老化処理を行った後では、単一のイットリウムがドーピングされた酸化ジルコニア基材料により製造される現場組立て式光ファイバー可動連結器セラミックフェルールは、マイクロ構造が顕著に変化し、一部領域での結晶粒のサイズが大きくかつ粗化され、更にクラックが生じることもあるが、イットリウム、セリウムなど希土類元素が複合的にドーピングされた酸化ジルコニア基材料により製造される現場組立て式光ファイバー可動連結器セラミックフェルールは、マイクロ構造が老化処理を行う前の状態をほぼ維持していることがわかる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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