(57)【要約】【課題】穴付き光ファイバの端面を研磨処理する際に、穴付き光ファイバの穴の中に、研磨により生じる異物が入らないようにする。【解決手段】穴付き光ファイバ１の穴２の端部に水を入れ、その状態で冷却して穴付き光ファイバ１の端部に氷９の蓋を形成し、この状態で穴付き光ファイバ１の端面を研磨し、その後穴付き光ファイバ１の穴から氷９を排出させる。【選択図】        図５
2004279516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
穴付き光ファイバの穴の端部に無定形物質を入れて前記無定形物質からなる蓋を前記穴付き光ファイバの端部に形成し、前記穴付き光ファイバの端面を研磨し、その後前記穴付き光ファイバの穴から前記無定形物質を排出させることを特徴とする穴付き光ファイバの端面処理方法。
【請求項２】
請求項１において、前記穴付き光ファイバの穴の端部に前記無定形物質を入れる前に、前記穴付き光ファイバの穴に水又はアルコールを入れて前記水又はアルコールからなる層を前記穴付き光ファイバの穴の中に形成させることを特徴とする穴付き光ファイバの端面処理方法。
【請求項３】
請求項１において、前記穴付き光ファイバの穴の端部に前記無定形物質を入れる前に、前記穴付き光ファイバの温度を上げておくことを特徴とする穴付き光ファイバの端面処理方法。
【請求項４】
請求項１乃至３において、前記無定形物質が水であることを特徴とする穴付き光ファイバの端面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、穴付き光ファイバの端面処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光ファイバは、中心部にあるコアと、その周りにあり、コアよりも屈折率が低いクラッドとからなり、このコア内を光が伝搬する。なお、この光ファイバは穴を有していなかった。
この光ファイバを利用した光ネットワークにおいて、光ファイバ同士や光ファイバと光通信機器とを光学的に接続するときに、光コネクタやレセプタクルなどが利用されている。ここで、光ファイバのコアは、非常に微細な形状を有しているので、光コネクタやレセプタクルなどを接続するときにも、光ファイバのコアを精度良く突き合わされることが要求される。そのため、光ファイバにフェルールなどを固定した後に、このフェルールの端面を研磨機（例えば、非特許文献１、および非特許文献２を参照）を用いて、研磨している。
このとき、光ファイバ屑や研磨剤屑やフェルール屑などの異物が生じ、光ファイバの端面に付着することがある。光ファイバの端面を特定の溶剤で拭き取ったり、超音波洗浄機などで洗浄したりするので、この光ファイバの端面に付着した異物は完全に除去される。そのため、この異物に起因した光コネクタの接続損失はほとんど起こらなかった。
【０００３】
現在、光ネットワークにおいて、伝送される情報通信量が増加している。したがって、高速で大容量の情報通信ができるサービスを加入者に提供するため、アクセス系の光通信設備では、従来よりも大容量の情報を通信することができる光ファイバ、例えば、低い非線形性および精密に調整された波長分散特性を有する光ファイバの開発が行われている。
【０００４】
一方、新しく開発された穴（空孔）付き光ファイバ（例えば、非特許文献３を参照）は、光ファイバの長手方向に穴を持つ構造であり、低損失および低分散および低非線形の特性を備え、今後の開発が注目されている。なお、この穴付き光ファイバの直径は１２５μｍから数百μｍであり、この穴付き光ファイバに設けられる穴の直径は数μｍから数十μｍ以下であり、非常に微細な形状である。
【０００５】
【非特許文献１】
石原廣司監修、「光ファイバ技術２００のポイント」、電気通信協会、１９９７年３月２０日、ｐ．２５８
【非特許文献２】
西村憲一、白川英俊編著、「やさしい光ファイバ通信」、電気通信協会、１９９２年１月２０日、ｐ．８１〜８２
【非特許文献３】
長谷川健美著、「ホーリーファイバーの展望」、雑誌「Ｏ  ｐｌｕｓｅＥ」、ｖｏｌ．１２３、Ｎｏ．９、２００１年９月、ｐ．１０６７〜１０７１
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この穴付き光ファイバを光ネットワーク内に敷設するとき、従来の光ファイバと同様に、穴付き光ファイバの端部にフェルールを固定した光コネクタにする必要もある。穴付き光ファイバにフェルールを固定した後に、フェルールの端面を一般の研磨機を用いて研磨すると、従来の光ファイバに固定したフェルールの端面を研磨するときと同様に異物が生じる。その結果、この異物が穴付き光ファイバの端面に付着したり、穴付き光ファイバの穴の中に入り込んだりしてしまう。
【０００７】
よって、上述した光ファイバの端面を洗浄するときと同様に、穴付き光ファイバの端面を特定の溶剤で拭き取ったり、超音波洗浄機などで洗浄したりする。しかし、穴付き光ファイバの穴の中に入り込んだ異物を除去することができず、また敷設工事現場で使用する（携行可能な）超音波洗浄機より強力な超音波洗浄機を用いても、穴付き光ファイバの穴の中に入り込んだ異物を完全に除去することができない。
そのため、穴付き光ファイバの穴の中に異物が入り込んだままとなり、この穴付き光ファイバを通常の光ファイバ又は他の穴付き光ファイバ又は光通信機器などに接続したとき、接続損失が発生する原因になる。よって、光ネットワーク内を伝搬する光の強度が減衰してしまうという問題がある。
また、穴付き光ファイバの穴の中に異物が入り込んでしまうと、穴付き光ファイバの特性をより正確に測定したり、より高性能な穴付き光ファイバを開発するために必要な特性を測定したりすることができないという問題もある。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、従来の光ファイバの端面を処理する技術をなるべく踏襲し、簡易な作業からなる穴付き光ファイバの端面処理方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決する第１の発明に係る穴付き光ファイバの端面処理方法は、穴付き光ファイバの穴の端部に無定形物質を入れて前記無定形物質からなる蓋を前記穴付き光ファイバの端部に形成し、前記穴付き光ファイバの端面を研磨し、その後前記穴付き光ファイバの穴から前記無定形物質を排出させることを特徴とする。
この発明に係る穴付き光ファイバの端面処理方法によれば、穴付き光ファイバの穴の端部に無定形物質を入れて無定形物質からなる蓋を穴付き光ファイバの端部に形成するので、穴付き光ファイバの端面を研磨したときに生じる光ファイバ屑などの異物が穴付き光ファイバの穴の中に入り込まない。
【００１０】
前述した課題を解決する第２の発明に係る穴付き光ファイバの端面処理方法は、第１の発明において、前記穴付き光ファイバの穴の端部に前記無定形物質を入れる前に、前記穴付き光ファイバの穴に水又はアルコールを入れて前記水又はアルコールからなる層を前記穴付き光ファイバの穴の中に形成させることを特徴とする。
この発明に係る穴付き光ファイバの端面処理方法によれば、穴付き光ファイバの穴の中に水又はアルコールからなる層が形成されるので、温度を上げることにより水又はアルコールの気化による体積膨脹を穴付き光ファイバから無定形物質が排出する強大な力として利用することができる。
【００１１】
前述した課題を解決する第３の発明に係る穴付き光ファイバの端面処理方法は、第１の発明において、前記穴付き光ファイバの穴の端部に前記無定形物質を入れる前に、前記穴付き光ファイバの温度を上げておくことを特徴とする。
この発明に係る穴付き光ファイバの端面処理方法によれば、穴付き光ファイバの穴の端部に前記無定形物質を入れる前に、穴付き光ファイバの温度を上げるので、常温から冷却するより大きな温度差があり、より大きな体積収縮力を得ることが出来る。
【００１２】
前述した課題を解決する第４の発明は、第１乃至第３の発明のいずれかに係る穴付き光ファイバの端面処理方法において、前記無定形物質が水であることを特徴とする。
この発明に係る穴付き光ファイバの端面処理方法によれば、無定形物質が水であるので、取り扱い性が良い。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に係る穴付き光ファイバの端面処理方法に関する実施の形態を以下に説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係る端面処理方法に適用する穴付き光ファイバと光コネクタの概略図である。図２は、本発明に係る端面処理方法の一実施形態の一工程を示す斜視図である。図３は、本発明に係る端面処理方法の一実施形態の一工程を示す斜視図である。図４は、本発明に係る端面処理方法の一実施形態の一工程の平面図である。図５は、本発明に係る端面処理方法の一実施形態の一工程における穴付き光ファイバの断面図である。図６は、本発明に係る端面処理方法の一実施形態の一工程の斜視図である。図７は、穴付き光ファイバの端部の拡大図である。
【００１５】
穴付き光ファイバ１の端面処理方法は、大きく分けて次の３つの作業からなる。つまり、穴付き光ファイバ１の前処理作業、穴付き光ファイバ１の端面の研磨作業、穴付き光ファイバ１の後処理作業である。
なお、ここでは、図１に示すように、両端にフェルールからなる光コネクタ３を設けた穴付き光ファイバ１を用いて説明する。
【００１６】
最初に、穴付き光ファイバ１の前処理作業において、図２に示すように、水５を張ったビーカー６に穴付き光ファイバ１の両端、つまり光コネクタ３を入れる。このとき、ビーカー６に張った水５の量は、光コネクタ３が十分に浸かる程度である。その後、穴付き光ファイバ１の中央付近を冷却して、穴２（図５参照）の中にある気体を収縮させ、穴２に水５を入れる（吸引させる）。
また、穴付き光ファイバ１の穴２に水５を入れる方法として、毛細管現象を利用して穴付き光ファイバ１の穴２に水５を入れても良いし、穴付き光ファイバ１の端面毎に水５を入れても良い。
ある程度の量の水５を穴付き光ファイバ１の穴２の中に入れ、ビーカー６から穴付き光ファイバ１を取り出す。ただし、穴付き光ファイバ１の穴２から水５が漏れ出さないように、つまり、穴付き光ファイバ１を温めて、穴２の中の圧力が常圧より高くならないように、穴付き光ファイバ１の取り扱いに注意する。
【００１７】
なお、水５を張ったビーカー６に穴付き光ファイバ１の両端を入れる前に、穴付き光ファイバ１を高温恒温槽に保管して、加熱しても良い。穴付き光ファイバ１を加熱することにより、穴２の中にある気体の温度が上昇する。よって、穴付き光ファイバ１の温度を上げた状態から冷却するときに得られる穴２の中にある気体の体積収縮力が、常温の穴付き光ファイバ１を冷却するときに得られる穴２の中にある気体の体積収縮力よりも大きくなるので、穴付き光ファイバ１の穴２の中に水５を容易に入れることができる。さらに、後述の穴付き光ファイバ１の後処理作業において、穴付き光ファイバ１の穴２の中にある水を冷却してなる氷を容易に排出させることもできる。
【００１８】
その後、図３に示すように、穴付き光ファイバ１を低温恒温槽７に入れ冷却して、穴付き光ファイバ１の穴２の中にある水を氷結させることにより、図５に示すように、穴付き光ファイバ１の穴２の両端部に氷９からなる蓋が形成される。なお、低温恒温槽７の代わりに固体二酸化炭素で冷やしたアルコールや液体窒素などを用いて、穴付き光ファイバ１を冷却することにより、穴付き光ファイバ１の穴２の中にある水を氷結させても良い。
【００１９】
続いて、穴付き光ファイバ１の端面の研磨作業において、穴付き光ファイバ１の一方の端面を低温恒温槽７から取り出し、この端面を研磨する。このとき、穴付き光ファイバ１のもう一方の端面は、低温恒温槽７内にある。研磨により光ファイバ屑および研磨剤屑およびフェルール屑などの異物が生じるが、穴付き光ファイバ１の穴２の端部には氷の蓋があるので、異物は穴２に入り込まない。穴付き光ファイバ１のもう一方の端面も、低温恒温槽７から取り出し、その端面を同様に研磨する。
【００２０】
続いて、穴付き光ファイバ１の後処理作業において、作業時の温度が低い場合は、図４に示すように、穴付き光ファイバ１をホットプレート８などのヒータの上に置き、加熱する。加熱により、穴付き光ファイバ１の穴２の中にある氷の表面が溶け出し、穴２の内表面と氷との摩擦係数が低下する。さらに、穴付き光ファイバ１の穴２の中にある気体の温度が上昇し、この気体が膨脹する。その結果、穴付き光ファイバ１の穴２から氷が排出される。このとき、穴付き光ファイバ１の端面に付着した光ファイバ屑などの異物も氷と一緒に排出される。
一方、穴付き光ファイバ１の両端の周辺に付着した異物は、従来の洗浄方法と同様に、特定の溶剤で拭き取られたり、超音波洗浄機などで洗浄されたりすることにより取り除かれる。
【００２１】
なお、穴付き光ファイバ１の端面を研磨したときに生じる異物の大きさは１ｍｍ以下で、線状のものがある。つまり、異物の直径が穴付き光ファイバ１の穴２の直径よりも小さく、最大でも異物の軸長が１ｍｍ以下である。例えば、この異物が穴付き光ファイバ１の穴２の中に入ってしまっても、穴付き光ファイバ１の穴２に各々１０ｍｍ程度の水を入れ、冷却して氷結させておけば、穴付き光ファイバ１を加熱したときに、異物に比べて氷が大きいので、氷と共に異物も排出される。
【００２２】
また、穴付き光ファイバ１を加熱したとき、図６に示すように、穴２から排出される氷９の量が穴２毎に異なることがある。このときも、異物１０は上述した通り１ｍｍ以下と小さいので、穴付き光ファイバ１の穴２から少しでも外に出されれば、異物１０を容易に取り除くことができる。なお、図６に示すように、穴２毎に氷９の排出量が異なり、一つの穴２から氷９が排出されても、加熱されることにより他の穴２の中の気体は膨脹する。これは、図５に示すように、穴付き光ファイバ１の穴２は、一つ一つが独立しているためである。
また、穴付き光ファイバ１の穴２の中に水が残ることがある。このとき、穴付き光ファイバ１をしばらくそのままの状態で放置したり、ホットプレート８などでしばらく加熱したりすることにより、水が蒸気になり穴付き光ファイバ１の外に排出される。
【００２３】
よって、穴付き光ファイバ１の端面処理により生じる異物１０を容易に除去することができる。さらに、専用の工具などを必要としないので、経済的である。
【００２４】
本実施の形態では、無定形物質として水を用いて説明したが、水の代わりに、温度変化および光の照射および薬品の滴下などにより液体から固体に、および固体から液体若しくは気体に状態変化したり、その上、常温で粘性があり、水などに溶解したりする無定形物質であれば良く、例えば、ゴムおよび熱可塑性プラスチックおよびパラフィンおよび水飴などを用いても良い。また、穴付き光ファイバ１の後処理作業において、穴付き光ファイバ１を加熱しても、これらの無定形物質を穴２から取り除けないときは、超音波洗浄機で洗浄する。穴付き光ファイバ１の両端を超音波洗浄機の洗浄液に浸けた状態で、穴付き光ファイバ１の温度を低くすれば、穴２の中が低圧になり、穴２の中に洗浄液が入り込むので、穴２からこれらの無定形物質を完全に取り除くことが出来る。
【００２５】
本実施の形態では、穴付き光ファイバ１の穴２の中にある気体の熱膨脹、つまり、空気の熱膨脹を利用して、穴付き光ファイバ１の穴２の中の氷を排出させる方法を説明したが、穴付き光ファイバ１の前処理作業を行う前に、つまり、水５を張ったビーカー６に穴付き光ファイバ１の両端を入れる前に、穴付き光ファイバ１の穴２の中に水またはエタノールを入れても良い。
【００２６】
具体的には、穴付き光ファイバ１の一方の端面に水を入れ氷結して密閉し、穴付き光ファイバ１のもう一方の端面を水若しくはエタノールを張ったビーカーに入れる。その後、穴付き光ファイバ１を冷却して、穴付き光ファイバ１の穴２の中にある気体を収縮させ、水若しくはエタノールを穴付き光ファイバ１の穴２の中に入れる。ある程度の量の水若しくはエタノールを穴付き光ファイバ１の穴２の中に入れた後、ビーカーからこの端面を取り出し、さらに穴付き光ファイバ１を冷却し、この端面に空気を入れ、穴付き光ファイバ１の両端に空気からなる層を形成させる。
よって、穴付き光ファイバ１の端面の研磨作業時には、穴付き光ファイバ１の端面から氷、空気、水若しくはエタノール、空気、氷からなる５層が形成される。
【００２７】
この方法によれば、穴付き光ファイバ１の後処理作業において、穴付き光ファイバ１を加熱したとき、穴付き光ファイバ１の穴２の中にある水若しくはエタノールの気化による体積膨脹率が空気の体積膨脹率より大きいので、穴付き光ファイバ１の穴２から異物１０を含む氷９を容易に排出させることができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上、発明の実施の形態と共に具体的に説明したように、本発明に係る穴付き光ファイバの端面処理方法によれば、穴付き光ファイバの端面を研磨したときに生じる異物は、穴付き光ファイバの穴の端部に固体の無定形物質からなる蓋があるので、穴の中に入り込まない。また、穴付き光ファイバを加熱することにより、穴付き光ファイバの穴の中にある気体若しくは水若しくはエタノールからなる層が熱膨脹するので、穴付き光ファイバの穴の中から無定形物質と共に、穴付き光ファイバの端面に付着した異物も排出させることができる。また、穴付き光ファイバの穴の端部に無定形物質を入れる前に、穴付き光ファイバの温度を上げておくことにより、この穴付き光ファイバを冷却したときに得られる気体の体積収縮力が、常温の穴付き光ファイバを冷却したときに得られる気体の体積収縮力より大きいので、穴付き光ファイバの穴の端部に無定形物質を容易に入れることができる。
よって、従来の光ファイバの端面処理の作業に簡単な作業を追加するだけで、特別な機器を用いたり、特別な作業をしたりせず、穴付き光ファイバの端面処理を行うことができるので、端面処理の作業自体が簡易であると共に経済的である。
また、無定形物質として水を用いることにより、容易に入手することができるので経済的である。
【００２９】
また、穴付き光ファイバの端面を処理するときに生じる光ファイバ屑などの異物が穴付き光ファイバの穴の中に入り込まないので、穴付き光ファイバの特性をより正確に測定したり、より高性能な穴付き光ファイバを開発するために必要な特性を測定したりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る端面処理法法に適用する穴付き光ファイバと光コネクタの概略図である。
【図２】本発明に係る端面処理方法の一実施形態の一工程を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る端面処理方法の一実施形態の一工程を示す斜視図である。
【図４】本発明に係る端面処理方法の一実施形態の一工程の平面図である。
【図５】本発明に係る端面処理方法の一実施形態の一工程における穴付き光ファイバの断面図である。
【図６】本発明に係る端面処理方法の一実施形態の一工程の斜視図である。
【図７】穴付き光ファイバの端部の拡大図である。
【符号の説明】
１        穴付き光ファイバ
２        穴
３        光コネクタ
５        水
６        ビーカー
７        低温恒温槽
８        ホットプレート
９        氷
１０      異物
【図１】
2004279516.tif 000003
【図２】
2004279516.tif 000004
【図３】
2004279516.tif 000005
【図４】
2004279516.tif 000006
【図５】
2004279516.tif 000007
【図６】
2004279516.tif 000008
【図７】
2004279516.tif 000009