(57)【要約】【課題】光ファイバの被覆部を除去処理した部分の強度劣化を補強し、機械強度に優れた光ファイバ被覆除去部を得る事を目的とする。【解決手段】光ファイバの被覆を除去した光ファイバの露出部に、三官能性のシロキサンを主成分とするシリコーン樹脂をコートさる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバの被覆を除去して裸線を露出させた光ファイバの露出部に、三官能性のシロキサンを主成分とするシリコーン樹脂をコートさせたことを特徴とする光ファイバ露出部の補強構造。
【請求項２】
エッチング処理により前記光ファイバ露出部の外径を小さくした後、三官能性のシロキサンを主成分とするシリコーン樹脂をコートさせたことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ露出部の補強構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバの被覆部を除去処理した光ファイバ露出部の強度を補強する構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば光ファイバ同士を接続する場合に、接続する二つの光ファイバ先端部の被覆部をそれぞれ除去した後、筒状のフェルールにそれぞれ嵌入して二つの光ファイバの先端面同士を接続することが行われている。また、光ファイバを受発光モジュールに組みこむ場合には、同様にあらかじめ光ファイバ先端部の被覆部を除去し、光ファイバを固定するためのシリコンＶ溝基板のＶ溝内にＵＶ硬化接着剤を用いて光ファイバ先端の被覆除去部を固定したり、あるいは光ファイバの被覆除去部にメッキ処理をほどこし、光ファイバ固定用部材にはんだ固定をして受発光モジュールに組みこんでいる。
【０００３】
このような光ファイバ先端部の被覆部を除去する方法としては、ストリッパーなどの機械的手段で被覆部を除去する方法がある。この方法は、あらかじめ除去したい被覆部に熱を加えて、被覆樹脂を柔らかくしたのちストリッパーで機械的に被覆部を除去する。ストリッパーには被覆を除去するための金属の刃がついており、この刃で被覆樹脂部に亀裂を入れ、引っ張る事によって所望の長さの被覆部を除去する。この時、被覆部に亀裂を入れ引っ張るための金属の刃によって、被覆を除去する過程で光ファイバの裸線部分の表面に微細な傷が発生し、強度が劣化するという問題点があった。
【０００４】
光ファイバの被覆部を除去した部分にも機械的強度が要求される場合、その問題点を解決するため、あらかじめ光ファイバの表面に金属カーボン薄膜や、あるいは有機金属ポリマをコートし、強度を向上させた特殊な光ファイバを用いていた。
【０００５】
また、機械的な手段で被覆除去時に傷を発生させてしまう事を回避するため、特許文献１では濃硫酸などの溶剤を用いて被覆部を化学的処理で分解あるいは溶解させて除去する方法が行われていた。
【特許文献１】特開平３−１８６８０６号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記光ファイバの表面にあらかじめカーボンや有機ポリマをコートしたファイバにおいても、被覆除去工程でファイバ表面の傷を完全に無くす事は難しく、被覆除去工程後の光ファイバ裸線部の強度は、被覆除去前の強度よりも弱くなってしまう。さらに、あらかじめ光ファイバの機械強度が強くなっているため、光ファイバ先端部の加工が、通常の光ファイバより加工しにくいという問題点がある。また、濃硫酸などの溶剤を用いて被覆部を化学的処理で除去する場合、溶剤で処理するため、光ファイバ被覆部の除去された境界部の形状が機械的な手段で除去した場合と比較して、きれいに仕上がらないという欠点がある。さらに溶剤で処理した後、被覆が除去された光ファイバの裸線部の表面に溶剤が残らないように洗浄をする必要があり、特別の設備と洗浄時間が必要となる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、光ファイバの被覆を除去して裸線を露出させた光ファイバの露出部に、三官能性のシロキサンを主成分とするシリコーン樹脂をコートさせたことを特徴とする光ファイバ露出部の補強構造を提供する。
【０００７】
また、エッチング処理により前記光ファイバ露出部の外径を小さくした後、三官能性のシロキサンを主成分とするシリコーン樹脂をコートさせたことを特徴とする光ファイバ露出部の補強構造を提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明による光ファイバ被覆部を除去した後の光ファイバ露出部の補強構造を示す図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は斜視図である。
【０００９】
図に示すように光ファイバ１の被覆２がストリッパーで除去され、光ファイバ露出部１１が被覆無しの状態で露出している。光ファイバ露出部１１には、ストリッパーで被覆を除去する工程で光ファイバ１表面に微細な傷３が生じている。傷３の大きさは、ミクロンオーダーの大きさのものから、更に小さくナノオーダーのものまで様々であるが、その大小に関わらず傷が光ファイバ１表面に存在した場合、光ファイバ１に機械的な応力が加わった場合に破断する起点となって、通常の光ファイバ１が有する破断強度より小さな力で破断してしまう。通常光ファイバ１を引っ張った場合の光ファイバ１の破断強度は数十Ｎであるのに対し、被覆２を除去した部分の破断強度は、最悪十分の一以下にまで低下してしまう。
【００１０】
本発明では光ファイバ１表面に発生した傷３を補強するために、傷３の部位に三官能性のシロキサンからなるシリコーン樹脂４をコートしてある。本発明で用いた三官能性のシロキサンからなるシリコーン樹脂は、二官能性のシロキサンからなるシリコーン樹脂に比べ、シロキサン分子同士の重合が密であり、結合力が強くなる。二官能性のシロキサンからなるシリコーン樹脂を以下の化１に、三官能性のシロキサンから成るシリコーン樹脂を以下の化２で示す。
【００１１】
【化１】
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【００１２】
【化２】
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【００１３】
化１の二官能性のシロキサンからなるシリコーン樹脂は鎖状高分子であるので、二官能性のシロキサンからはガラス転移転の低いシリコーン樹脂が生成される。これに対し、化２の三官能性のシロキサンからなるシリコーン樹脂は、分子鎖同士が三次元網目構造を有する空間網目状高分子となり、シロキサン分子鎖間の結合が強化され、三官能性のシロキサンからは高硬度のシリコーン樹脂が生成される。このため、光ファイバ表面に生じた傷の内部に三官能性樹脂が充填個化された部位において、傷の成長を抑制させる効果が強く、応力が加わった場合にも破壊耐性を強める事が出来る。
【００１４】
また、三官能性シロキサンからなるシリコーン樹脂は、緻密な分子構造により撥水性を持ち、良好な耐水性、耐湿性を示す。
【００１５】
即ち、従来の二官能性のシロキサンからなるシリコーン樹脂は、分子構造が緻密でないので透湿性が大きい。透湿性のある樹脂の場合、外部雰囲気からの水分が樹脂表面から内部へと浸透し光ファイバ露出部１１のガラス表面にある傷３に達してしまう。一般にガラス表面に形成されている傷に対して、水分は傷の成長を促進させてしまい、ガラスの機械強度を著しく低下させてしまう傾向にある。このため光ファイバ露出部１１に二官能性のシロキサンからなるシリコーン樹脂をコーティングしても、傷３の部分に水分が到達し、傷３が成長してしまい耐湿性に対する強度的な補強が十分に出来ない。
【００１６】
これに対して本発明では三官能性のシロキサン樹脂からなるシリコーン樹脂を光ファイバ露出部１１の傷３にコートするため、コート部分の透湿性が低く、結果として湿度に対しても強度的に優れた光ファイバ露出部１１を得る事ができる。
【００１７】
光ファイバ露出部１１があるような形状の光ファイバは、通常レーザモジュールに組みこむために、光ファイバ露出部１１に更にAu／SnをメッキしてLDモジュールの固定用冶具に半田固定されたり、あるいはそのまま熱硬化接着剤を用いてLDモジュールの固定用冶具に固定されたりする。また、別の使用形態としては、光ファイバ露出部１１の外径にほぼ等しい内径を持つ金属やセラミックからなる円筒フェルールの穴に光ファイバ露出部１１を挿入し、その後、熱硬化型の接着剤を充填し加熱硬化させ、光ファイバ同士の接続用部品に用いられる。このようなレーザモジュールへの固定や円筒フェルールへの挿入固定の工程において、光ファイバ露出部１１は高温下に曝される。従って、耐熱性の低いシリコーン樹脂で光ファイバ露出部１１を補強した場合、傷３にコートされた樹脂がレーザモジュールや円筒フェルールへの固定時に熱により劣化する恐れがあるが、本発明の接着剤で用いる三官能性のシロキサンからなるシリコーン樹脂は、シロキサン分子同士の結合力が強いため高温下においても樹脂の劣化は生じ難く、耐熱性のある光ファイバ露出部１１を得る事が出きる。
【００１８】
三官能性シロキサンからなるシリコーン樹脂４の選択に際しては、その屈折率は、光ファイバ１のクラッド部１２と同じ程度もしくは、それより高いことが望ましい。これは三官能性シロキサンからなるシリコーン樹脂４部に外部から光が入射した場合、樹脂４の方が光ファイバクラッド部１２よりも屈折率が低いと光ファイバに光が伝わり易くなりノイズ光となって光ファイバ中を伝播してしまう可能性が有るためである。
【００１９】
このように、光ファイバ露出部１１を三官能性のシロキサンからなるシリコーン樹脂で補強した事により、機械強度にすぐれ、耐湿性、耐熱性にも優れた光ファイバ露出部１１を得る事が出きる。
【００２０】
図２は、本発明の第２実施形態を示す図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は斜視図である。被覆が除去された光ファイバ露出部１１を補強する場合、光ファイバ露出部１１に生じている傷３の部位のみに三官能性シロキサン４を補強する必要も無く、光ファイバ露出部１１の側面全体にコートして補強しても良い。この場合、傷３以外の光ファイバ表面部位にも水分の侵入を防ぐ効果が期待できるため、光ファイバ露出部１１の耐湿性を向上させる事が出来る。
【００２１】
図３は本発明の光ファイバ露出部の第３実施形態を説明する図である。第２の実施形態のように、光ファイバ露出部１１に対し、全体的に三官能性シロキサン４を被覆する場合、被覆後の全体の外径がもともとの光ファイバ１の外径より極端に大きくなってしまうことがあり、光ファイバ露出部１１をコネクタのフェルールに挿入する時に標準的なフェルールの内径より大きく挿入出来ない場合が生じる。そのため、あらかじめ被覆を除去した光ファイバ露出部１１の外径をエッチング等の手段で小さくしておき、その後、三官能性シロキサン４を光ファイバ露出部１１の全体に被覆し、被覆後の外径がもともとの光ファイバ外径とほぼ等しくなるようにした。
【００２２】
更に、あらかじめ露出部をエッチングして光ファイバ表面の微小な傷を完全に除去しても良い。
【００２３】
これらにより、強度を得ながら製造を簡単にすることができるだけでなく、光ファイバ１表面に存在する傷の数は少なくなり、エッチングにより除去しきれない大きな傷もその深さを浅くした傷３０としたり、完全に除去する事が出来るため、エッチング後にコートする事により、光ファイバの露出部の機械強度をさらに向上させる効果が有る。
【００２４】
【実施例】
本発明の図１に示した光ファイバ露出部の補強構造により補強を実施した。
【００２５】
光ファイバ露出部の外径１２５ミクロン、被覆部外径２５０ミクロンのシングルモード光ファイバ素線の被覆部を先端から約３０ｍｍメカニカルストリッパーにて除去し、除去後の光ファイバ露出部を、エタノールで拭いてクリーニングを行った後、光ファイバ露出部１１の先端部の長さを正確に出すためファイバカッターで１５ｍｍの長さになるように切断した。
【００２６】
そのように準備した光ファイバを三官能性シロキサンを主成分とするポリアルキルシロキサン溶液中に浸漬させた。溶液に対し、光ファイバ露出部を鉛直上方から、先端から徐々に浸していき、ファイバ先端から約１４ｍｍの位置まで浸漬させた後、再び徐々に引き上げた。ポリアルキルシロキサン溶液の粘性は８ｃｐｓであった。三官能性のシロキサン溶液は、粘性が高いと、光ファイバ露出部の側面全体に厚く被覆されてしまい易く、全体の外径が大きくなりがちなので、出来るだけ粘度が低い２０ｃｐｓ以下としている。
【００２７】
その後、ポリアルキルシロキサンの溶液から引き上げた光ファイバを鉛直方向に立てたまま、先端を払拭紙に接触させ、余分なポリアルキルシロキサン溶液を払拭紙に吸い取らせた。その後、８０度で５時間加熱し硬化させた。このようにして補強した光ファイバの破断強度を高温高湿環境下（湿度９０％、温度７５℃）に１６８時間投入した後測定したところ、補強処理をしない光ファイバ露出部の破断強度が最低値２．５Ｎであったのに対し、上記補強処理を行った光ファイバの破談強度は最低値が４．９Ｎと強度を向上させる事ができた。
【００２８】
また、光ファイバ露出部外径１２５ミクロンのシングルモード光ファイバ素線の被覆部を前述と同様に除去し、光ファイバ露出部１１の先端部の長さが１５ｍｍの試料を、５％のフッ酸にてエッチングをおこなった。光ファイバ露出部１１の外径はエッチング前の外径が１２４．９ミクロンであったものがエッチング処理後には１２４．４ミクロンとなった。この光ファイバ露出部に前述の実施例と同様にポリアルキルシロキサン溶液に浸漬させた後、先端を払拭紙に接触させる作業をおこなわずに、加熱硬化させた。この時のポリシロキサン溶液の粘度は２０ｐｃｓであった。硬化後の光ファイバ露出部１１の外径は１２４．８ミクロンであった。このようにして補強した光ファイバの破断強度を高温高湿環境下（湿度９０％、温度７５℃）に１６８時間投入した後測定したところ、光ファイバの破断強度は最低値が１０．８Ｎと強度を向上させる事ができた。
【００２９】
【発明の効果】
上述のように本発明による補強構造によれば、光ファイバの被覆を除去して裸線を露出させた光ファイバの露出部に、三官能性のシロキサンからなるシリコーン樹脂をコートさせたことにより、耐湿性に優れ、高温下においても光ファイバの被覆部を除去処理した部分の強度を確実に向上させる事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ファイバ露出部の補強構造を説明する図であり、同（ａ）は縦断面図、また同（ｂ）は斜視図である。
【図２】本発明の第２の光ファイバ露出部の補強構造を示す図であり、同（ａ）は縦断面図、また同（ｂ）は斜視図である。
【図３】本発明の第３の実施形態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１、１１、１２：光ファイバ
２：被覆
３：傷
４：三官能性シロキサンからなるシリコーン樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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