(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスまたは結晶化ガラスからなり、光コネクタ用フェルールと同等の寸法精度を有する内孔および外周面を備えた長尺の毛細管と、該毛細管の内孔のほぼ全長に亘って挿通された状態で接着剤により接着固定された光ファイバとを備えており、後に分断され、光コネクタと接続される光デバイスを構成する短尺の光ファイバ付毛細管が複数本得られる光ファイバ付予備材であって、
全長が２０ｍｍ以上であることを特徴とする光ファイバ付予備材。
【請求項２】
長尺の毛細管の全長が５００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ付予備材。
【請求項３】
長尺の毛細管が、７×１０−６／Ｋ未満の線膨張係数を有するガラスまたは結晶化ガラスからなることを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバ付予備材。
【請求項４】
長尺の毛細管が、厚さ１ｍｍで波長３５０ｎｍ〜５００ｎｍの光を５０％以上透過するガラスまたは結晶化ガラスからなり、接着剤が紫外線硬化型接着剤であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光ファイバ付予備材。
【請求項５】
長尺の毛細管が、質量百分率でＳｉＯ２  ５５〜７２％、Ａｌ２Ｏ３  １６〜３０％、Ｌｉ２Ｏ  １．５〜２．８％、ＭｇＯ  ０〜２．５％、ＴｉＯ２  １．３〜５．０％、ＺｒＯ２  ０〜４％、ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２  ２．０〜９％、Ｋ２Ｏ  ２．１〜１０％、ＺｎＯ  ０〜１０％、ＢａＯ  ０〜６％、ＣａＯ  ０〜４％、Ｂ２Ｏ３  ０〜７％、Ｎａ２Ｏ  ０〜４％、Ｐ２Ｏ５  ０〜０．９％、Ａｓ２Ｏ３  ０〜３％、Ｓｂ２Ｏ３  ０〜３％の組成を有する結晶化ガラスからなり、主結晶としてβ―スポジュメン固溶体又はβ―石英固溶体を３０〜７０体積％析出してなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光ファイバ付予備材。
【請求項６】
長尺の毛細管が、厚さ１ｍｍで波長７００ｎｍ〜２５００ｎｍの光を３０％以上透過する結晶化ガラスからなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光ファイバ付予備材。
【請求項７】
長尺の毛細管が、延伸成形法により作製されてなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光ファイバ予備材。
【請求項８】
長尺の毛細管は、その内孔の端部に光ファイバを案内するフレア部が形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の光ファイバ付予備材。
【請求項９】
長尺の毛細管の表面に圧縮応力層を生じさせて機械強度を強化してなることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の光ファイバ付予備材。
【請求項１０】
長尺の毛細管の外側形状が多角柱であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の光ファイバ付予備材。
【請求項１１】
長尺の毛細管の外側形状が円柱状であり、その長手方向に渡るフラット部または溝部が設けられてなることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の光ファイバ付予備材。
【請求項１２】
光デバイスが光固定減衰器であり、光ファイバが所定の光減衰率を有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の光ファイバ付予備材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光デバイスの製造に用いられる光ファイバ付予備材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光通信網の急速な発達により、高性能かつ安価な光デバイスが大量に必要となっている。特に、光ファイバを内蔵したプラグ型の光デバイスやレセプタクル型の光デバイスには、精密な毛細管に光ファイバを挿入して接着剤で固着した円柱状の光デバイス部材が使用される。
【０００３】
従来、光ファイバを内蔵した光デバイス、例えば、光固定減衰器を作製する場合、図３に示すように、所定の光信号減衰率を有する光ファイバ１がセラミック製毛細管２の内孔２ａに挿入されて接着剤４で固着され、両端面２ｂ、２ｃが凸球面に加工された光固定減衰器用の光デバイス部材５が知られている。また、光信号を発光または受光する光デバイスには、図４に示すような、光ファイバ１が毛細管３の内孔３ａに接着剤４で固着され、一端３ｂが凸球面に加工されており、斜めに研磨された他端３ｃ側に半導体レーザ等の発光素子が接続される光デバイス部材６などが知られている。
【０００４】
図３に示すような、光ファイバ１を固定した円柱状の光デバイス部材５は、光コネクタのプラグと同等の寸法精度を有しており、レセプタクル７や割スリーブ等の精密位置合わせ機能を有する部材を備えた光固定減衰器のハウジング８内に組み込まれる。そのハウジング８内の凸球面加工された光デバイス部材５の端面に、破線で示すような、同じく凸球面加工された光コネクタ９のプラグ端面が突き合わされ、接続端面の反射光を抑えたＰＣ（物理接触の略称）接続が行われ、光信号の高速伝送を可能とする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図３、４に示すような光デバイス部材５、６の組立は、光ファイバ１よりも僅かに大きい内径の内孔２ａに接着剤４を注入した後、光ファイバ１を挿入しながら接着剤４を内孔２ａと光ファイバ１の間隙に気泡等が生じないように均一に充填するという困難な作業が要求される。そのため、熟練した労力が必要となり、さらに組み立て能力は人数に比例するのでコスト高になるという問題がある。
【０００６】
また、光デバイス部材５、６にセラミック製の毛細管を用いてその内孔に石英系の光ファイバ１を固着した場合、光ファイバ１の線膨張係数は５×１０-7／Ｋであるのに対して、セラミック製の毛細管の線膨張係数は１．１×１０-5／Ｋと約二桁大きく、温度変化により端面２ｂ、２ｃ、３ｂ、３ｃに位置する光ファイバ１の端面に突き出し引込み現象が起こる。この現象に伴って光ファイバ１と接続される他の光学部品とを伝搬する光信号の強度や位相が変化し、光信号の接続品位が低下するという問題点がある。
【０００７】
また、光デバイス部材５、６にセラミックス製の毛細管を用いた場合、光コネクタとＰＣ接続して使用するために端面を研磨する際、セラミック製の毛細管の研磨速度が石英ガラスからなる光ファイバ１の研磨速度に比べ遅いので、高価なダイヤモンドフィルムの使用や特殊な砥粒等を含む取り扱いが高度な技術蓄積を要するスラリーの使用が必要である。
【０００８】
また、セラミックス製の毛細管は、１０００ｎｍ以上の光を殆ど透過しないので、１０００ｎｍ以上の赤外線領域にあるレーザー光線等を利用して光ファイバを挿入固着した光デバイス部材５、６の欠陥検査をすることが不可能である。
【０００９】
さらに、セラミック製の毛細管は、光硬化型の接着剤が一般に硬化する波長が３５０ｎｍ〜５００ｎｍの光を殆ど透過させない。そのため、紫外線から青色の可視光線に感度を有する光硬化型の接着剤を使用することができないという問題点もある。
【００１０】
また、光デバイス５では、光コネクタと接続される側は光コネクタ用のアダプタに挿入されることになるが、このアダプタの中にジルコニア製の割りスリーブが組み込まれている場合、通常のガラス製の光デバイス５を挿入したときに、光デバイス５のガラス表面が傷つき、強度を著しく低下させてしまう恐れがある。
【００１１】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みて考案されたもので、十分な機械的強度及び耐摩耗性、光ファイバに近い熱膨張係数、光ファイバに近い研磨特性、赤外線の透過性を持ち、延伸成形方法を利用して安価に製造することができる長尺の毛細管を用いて、光ファイバを安定して正確に保持することが可能であり、信頼性の高い光デバイスを効率よく作製可能な光ファイバ付予備材を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光ファイバ付予備材は、ガラスまたは結晶化ガラスからなり、光コネクタ用フェルールと同等の寸法精度を有する内孔および外周面を備えた長尺の毛細管と、該毛細管の内孔のほぼ全長に亘って挿通された状態で接着剤により接着固定された光ファイバとを備えており、後に分断され、光コネクタと接続される光デバイスを構成する短尺の光ファイバ付毛細管が複数本得られる光ファイバ付予備材であって、全長が２０ｍｍ以上であることを特徴とするので、光コネクタと容易に突き合わせ接続が可能な光デバイスを効率よく作製することができる。
【００１３】
本発明で、光コネクタと接続される光デバイスを構成する短尺の光ファイバ付毛細管が複数本得られるとは、具体的には、光ファイバ付予備材の長尺の毛細管は、ガラスまたは結晶化ガラスからなり、例えば、光コネクタ用の円柱状フェルールと同等の寸法精度を有する内孔および外周面を備えており、この毛細管の内孔のほぼ全長に亘って接着固定された光ファイバとを備えている。この光ファイバ付の長尺の毛細管は、短尺の光ファイバ付毛細管から作製される略円柱状の光デバイス部材の複数倍以上の全長を有するものである。短尺の光ファイバ付毛細管としては、単一の長さのものを複数本でもよく、数種の長さのものを複数本でもよい。
【００１４】
ここで、光コネクタ用の円柱状フェルールと同等の寸法精度の内孔および外周面を備えるとは、同じ断面寸法を有するもの同士を真直度の優れた筒の内部で突き合わせ接続が可能であることを意味すると共に、円錐状の表面で勘合させて位置あわせするバイコニカル型等の特殊形状を有する光コネクタを除くことを意味している。また、毛細管の内孔のほぼ全長に亘って光ファイバが接着固定されているのは、後に加工されて除去される毛細管の先端部にまで光ファイバが固定されている必要がなく、あるいは後に加工されて除去されるので光ファイバが端面から多少突き出していても支障がないからである。
【００１５】
また、光ファイバ付予備材は、全長が２０ｍｍ以上であれば、全長１０ｍｍ未満の光ファイバ付毛細管から作製される光デバイス部材が複数本得られる。また、毛細管の全長が５００ｍｍ以下であれば接着剤を内孔に容易かつ均一に充填可能で既存の加熱炉で均一に熱処理ができるので好ましい。
【００１６】
また、光ファイバ付予備材の長尺の毛細管が、７×１０-6／Ｋ未満の線膨張係数を有するガラスまたは結晶化ガラスからなるものであると、気温等の温度変化にともなって保持した石英系の光ファイバと他の光学部品とを伝搬する光信号の強度や位相、さらには偏波状態の変化が生じることがなく、光信号の高い接続品位を保つことが可能となる。
【００１７】
また、光ファイバ付予備材の長尺の毛細管が、厚さ１ｍｍで波長３５０ｎｍ〜５００ｎｍの光を５０％以上透過するガラスまたは結晶化ガラスからなり、接着剤が紫外線硬化型接着剤であると、短時間で光ファイバの固着が可能となり、アッセンブリコストを低減することができる。しかし、毛細管の波長３５０ｎｍ〜５００ｎｍの光透過率が５０％未満であると、接着剤の硬化に長時間を要するので、熱硬化型接着剤に対してメリットとが殆どなくなる。
【００１８】
また、本発明の光ファイバ付予備材に用いる長尺の毛細管が、質量百分率でＳｉＯ２  ５５〜７２％、Ａｌ２Ｏ３  １６〜３０％、Ｌｉ２Ｏ  １．５〜２．８％、ＭｇＯ  ０〜２．５％、ＴｉＯ２  １．３〜５．０％、ＺｒＯ２  ０〜４％、ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２  ２．０〜９％、Ｋ２Ｏ  ２．１〜１０％、ＺｎＯ  ０〜１０％、ＢａＯ  ０〜６％、ＣａＯ  ０〜４％、Ｂ２Ｏ３  ０〜７％、Ｎａ２Ｏ  ０〜４％、Ｐ２Ｏ５  ０〜０．９％、Ａｓ２Ｏ３  ０〜３％、Ｓｂ２Ｏ３  ０〜３％の組成を有する結晶化ガラスからなり、主結晶としてβ―スポジュメン固溶体又はβ―石英固溶体を３０〜７０体積％析出してなることを特徴とする。
【００１９】
長尺の毛細管に用いる上記結晶化ガラスのＳｉＯ2はガラスの主たる構成成分であると共に結晶成分でもあり、その含有量は５５〜７２％、好ましくは６２〜６８．５％である。ＳｉＯ2が５５％よりも少ないと均一な構造の結晶化ガラスが得られず、７２％よりも多いと結晶化ガラスの軟化点が高くなるとともにガラス溶融時の溶融性が悪くなって不均一状態となるため、部分的に失透し易くなって延伸成形性が著しく低下する。
【００２０】
Ａｌ2Ｏ3も結晶構成成分であり、その含有量は１６〜３０％、好ましくは１７〜２４％である。Ａｌ2Ｏ3が１６％より少ないと結晶が粗大化する。このため延伸成形時の伸びが低下し、また結晶が表面に突き出して失透物の発生要因となる。一方、３０％より多くなると延伸成形時に失透が発生しやすくなる。
【００２１】
Ｌｉ2Ｏは結晶の構成成分として必須の成分であり、その含有量は１．５〜２．８％、好ましくは１．８〜２．５％である。Ｌｉ2Ｏが１．５％よりも少ないと均一な結晶化ガラスが得難く、２．８％より多くなると結晶性が強くなり過ぎる。このため析出結晶量が多過ぎてガラス相の割合が不充分になり軟化し難くなったり、延伸成形の過程で結晶化が進行し易く失透性も強くなる。
【００２２】
Ｋ2Ｏは結晶性を制御するための必須成分で、ガラス相の割合と軟化点に重要な影響を及ぼすものであり、その含有量は２．１〜１０％、好ましくは２．５〜７％である。Ｋ2Ｏが２．１％未満であると結晶性が強くなりすぎてガラス相の割合が不充分になったり、延伸成形時に結晶化が進行し易くなる。また結晶化ガラスの軟化点が高くなる。一方、１０％を越えると結晶化ガラスとなり難くなる。
【００２３】
ＴｉＯ2は結晶化の際に核形成剤として作用する成分であり、その含有量は１．３〜５％、好ましくは１．５〜４．５％である。ＴｉＯ2が１．３％より少ないと結晶が粗大化して延伸成形が困難になり、５％より多いと異種結晶が多量に析出して所望の特性が得られなくなる。
【００２４】
ＺｒＯ2はＴｉＯ2と同様に核形成剤として作用する成分であり、その含有量は０〜４％、好ましくは０．５〜３％である。ＺｒＯ2が４％より多いとガラスの溶融が困難になるとともに、ガラスの失透性が強くなる。
【００２５】
また、ＴｉＯ2とＺｒＯ2の合量は２〜９％、好ましくは３〜６％である。両者の合量が２％よりも少ないと緻密な結晶が得難くなり、９％を越えるとガラスが不均一になり易い。
【００２６】
ＺｎＯは結晶化ガラスの軟化点を低下させる成分であり、その含有量は１〜１０％、好ましくは２〜６％である。ＺｎＯが１％より少ないと結晶化ガラスの軟化点が高くなり易く、１０％より多いと結晶相の安定性が低下する。
【００２７】
ＭｇＯは結晶化ガラスの軟化点を低下させるとともに結晶を構成する成分であり、その含有量は０〜２．５％、好ましくは０〜２％である。ＭｇＯが２．５％より多いと結晶性が強くなり過ぎると共に、熱膨張係数が大きくなり過ぎる。
【００２８】
ＣａＯは結晶化ガラスの軟化点を低下させる成分であり、その含有量は０〜４％、好ましくは０〜２％である。ＣａＯが４％より多いと異種結晶が多量に析出する。
【００２９】
ＢａＯも結晶化ガラスの軟化点を低下させる成分であり、その含有量は０〜６％、好ましくは０〜３％である。ＢａＯが６％より多いと異種結晶が多量に析出する。
【００３０】
Ｂ2Ｏ3も結晶化ガラスの軟化点を低下させる成分であり、その含有量は０〜７％、好ましくは０〜４％である。Ｂ2Ｏ3が７％より多いと異種結晶が多量に析出する。
【００３１】
Ｎａ2Ｏはガラスの溶融を促進させる成分であり、その含有量は０〜４％、好ましくは０〜２％である。Ｎａ2Ｏが４％より多いと異種結晶が多量に析出する。
【００３２】
Ｐ2Ｏ5は結晶を細かくする作用を有し、その含有量は０〜０．９％、好ましくは０〜０．７％である。Ｐ2Ｏ3が０．９％より多くなると失透性が強くなる。
【００３３】
Ａｓ2Ｏ3及びＳｂ2Ｏ3は清澄剤としてそれぞれ３％まで、好ましくはそれぞれ１．５％まで含有させることができる。
【００３４】
なおこれ以外にも、合量で５％をこえない範囲でＳｎＯ2、ＰｂＯ、Ｂｉ2Ｏ3等を加えることもできる。
【００３５】
上記組成を有する結晶化ガラスは、主結晶としてβ−石英固溶体又はβ−スポジュメン固溶体を析出してなる低膨張結晶化ガラスである。なお析出結晶はこれら２種に限られるものではなく、所望の特性を損なわなければガーナイト等の異種結晶が析出していても差し支えない。
【００３６】
このような組成からなる結晶化ガラスを長尺の毛細管に用いると、延伸成形技術を用いて連続的に毛細管を製造することが可能となるので、光ファイバ付予備材を構成する長尺の毛細管を延伸成形により高精度かつ大量に得ることができる。
【００３７】
また、このような結晶化ガラスからなる長尺の毛細管は、表面に析出した結晶の効果で、光コネクタとして使用した場合でも十分な耐磨耗性を持ち、ジルコニア割りスリーブ付きアダプタに繰り返し挿抜しても、材料特性、光学特性はなんら変化しない。光デバイス５のような形態で使用した場合でも同様である。
【００３８】
また、この結晶化ガラスからなる長尺の毛細管は、ジルコニア等のセラミックスと比べ、研磨速度が光ファイバと近く、高価なダイヤモンド研磨フィルムや特殊なスラリーを用いた研磨方法を採用しなくて済むので研磨コストが削減できる。
【００３９】
また、この結晶化ガラスは、厚さ１ｍｍで７００ｎｍ〜２５００ｎｍの光を３０％以上透過するので、赤外線カメラや赤外線レーザ光等を利用して光ファイバを挿入した光ファイバ付予備材の欠陥を検査をすることができる。特に１３００ｎｍ以上の光は、６０％以上透過する。通常光通信用で使用されるレーザの波長は主に１３１０ｎｍと１５５０ｎｍである。
【００４０】
また、光ファイバ付予備材は、毛細管の内孔の端部に光ファイバを案内するフレア部が形成されていれば、長尺の毛細管の内孔のほぼ全長に亘って長尺の光ファイバを接着剤と共に容易に挿入し、かつ安定した光ファイバの接着固定が可能となる。
【００４１】
また、光ファイバ付予備材に用いるガラスまたは結晶化ガラスからなる長尺の毛細管が、その表面に圧縮応力層を生じさせて機械強度を強化してなるものであると、機械加工により多少のキズ等を有するものであっても、激しい熱ショックがかかった際や取り扱い時に外力がかかった際にも破損が起こらず、欠けることもなく、容易に取り扱うことが可能となる。また、光ファイバ付予備材を用いて作製した光デバイスのジルコニア割りスリーブ付きアダプタへの繰り返し挿抜性を向上させることができる。イオン交換処理により毛細管の表面に圧縮応力層を生じさる場合、使用する毛細管としては、Ｌｉ、Ｎａ等のアルカリ元素のイオンを含有するガラスまたは結晶化ガラスであれば使用可能であり、ガラスとしては比較的靱性の高いホウ珪酸ガラスやリチウム−アルミナ−シリケイト系の結晶化ガラス等が適している。また、アルカリイオンを適度に含有するガラスまたは結晶化ガラスからなる毛細管は、ガラスのドロー技術を用いて延伸成形により製造することができるので、製造コストを低減することができる。
【００４２】
また、毛細管形状が多角柱であれば、その１辺を基準に斜め研磨することで、アセンブリ時に斜めに研磨した方向を容易に確認することができるので、アセンブリが容易になる。多角柱形状の成形は延伸成形のプリフォームをあらかじめ多角形状に加工し、その形を保ったまま成形することもできるし、円柱状の毛細管を延伸成形後に加工しても良い。
【００４３】
毛細管外郭の円周の一部を長手方向に渡ってフラットにすり取るか、あるいは円周の一部に溝加工が長手方向に渡り施した場合でも上記の多角形状の時と同様効果がある。また、延伸成形、後加工のいずれによっても作製できる。
【００４４】
さらに、光ファイバ付予備材は、光デバイスが光固定減衰器であり、光ファイバが所定の光減衰率を有するものであれば、光固定減衰器を従来よりも効率よく作製可能となる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る光ファイバ付予備材の一例を示す説明図であって、各図において、１はコア部に金属元素がドープされて単位長さ当たり所定の光減衰率を有する光ファイバを、４は接着剤を、１１はガラスまたは結晶化ガラスからなる毛細管をそれぞれ示しており、前出の図３、４と同一部分には同一符号を付してそれぞれ示している。
【００４６】
本発明の光ファイバ付予備材は、図１に示すように、呼び直径Ｄが１．２５ｍｍの略円柱状のＭＵ型またはＬＣ型光コネクタ用フェルールと同等の寸法精度の内孔１１ａおよび外周面１１ｂを備え、全長Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４等の光デバイス部材の複数倍以上である、例えば、２５０ｍｍの全長Ｌを有する毛細管１１と、その毛細管１１の内孔１１ａに所定の光減衰率を有する光ファイバ１が挿通された状態でエポキシ系の接着剤４により接着固定されているものである。
【００４７】
まず、本発明の光ファイバ付予備材に、例えば、表１に示す組成を持つ結晶化ガラス製のプリフォームを準備する。続いて、プリフォームを軟化点以上の温度に加熱しながら延伸成形し、長尺の毛細管を連続的に成形し、必要に応じて切断し毛細管１１を得る。
【００４８】
【表１】
0004356103.tif 000002
【００４９】
本発明の光ファイバ付予備材に使用される毛細管１１としては、前記の組成を持つ結晶化ガラスからなり、イオン交換処理が施されて表面に圧縮応力層が形成されている。毛細管１１の外径は１．２４９ｍｍ±０．５μｍの寸法で高い真円度を有しており、図１に示すように、内孔１１ａは、石英系光ファイバの直径１２５μｍに対して１２６μｍ＋１／−０μｍになっており、かつ同心度が１μｍ以内であり、端面１１ｃでは光ファイバ１の露出面を正確に位置決めして保持できるようになっている。毛細管１１の端面１１ｄには、光ファイバ１を案内して挿入を容易にする略円錐形状のフレア部１１ｅが形成されている。
【００５０】
本発明の他の光ファイバ付予備材に使用される毛細管１１としては、Ｎａ2Ｏを約５質量％含有し、膨張係数が５×１０-6／Ｋ、ビッカース硬度が６８０ｋｇ／ｍｍ2、厚さ１ｍｍで波長３５０ｎｍ〜５００ｎｍの光を８０％以上透過するホウ珪酸ガラスからなり、イオン交換処理が施されて表面に圧縮応力層が形成されている。
【００５１】
上記の光ファイバ付予備材を使用して、例えば、光固定減衰器を作製する場合、図２に示すように、全長２５０ｍｍの光ファイバ付予備材を切断して、例えば、光ファイバ１を透過する波長１．３１μｍの光信号が１０ｄＢ減衰する全長Ｌ１が約２０ｍｍの１２本の光ファイバ付毛細管１２に分断する。その後、両端面１２ａ、１２ｂに所定形状の面取り１２ｃを施した後、凸球面に研磨加工することにより、光デバイス部材１３を作製する。作製された光デバイス部材１３は、割スリーブやレセプタクル等の精密位置合わせ機能を有する部材備えたハウジング内に組み込まれて光固定減衰器となる。
【００５２】
次に、光ファイバ付予備材を作製する場合の一例を説明する。
【００５３】
毛細管１１を作製する場合、まず、前記表１中のいずれかの組成を有する結晶化ガラスからなり、中心に孔を有するプリフォームを作製する。次に、プリフォームを延伸成形装置に取り付けて、成形炉によって加熱し所定の断面寸法・形状に制御しながら内孔を有する長尺毛細管に延伸形成する。成形した毛細管の組成の例を表１に示した。延伸形成の後、長さ約２５０ｍｍに切断する。
【００５４】
次に、イオン交換により強化する場合、約２５０ｍｍの毛細管をイオン交換浴槽内の約４００°Ｃに保持されたＫＮＯ3の溶融塩中に約１０時間浸漬する。その後、洗浄によりＫＮＯ3を除去し、機械強度として３点曲げによる抗折強度が未処理のものに比べて２倍以上に増加した毛細管を得る。
【００５５】
次に、ダイヤモンド砥粒を焼結した先端の角度が約９０°のツールを高速回転させ、毛細管の端面から内孔１１ａを中心に切削加工することにより、略円錐形状のフレア部１１ｅを形成して図１に示すような毛細管１１を作製する。
【００５６】
または、あらかじめフレア加工を施した短尺の同じ外内径を持つ毛細管を、長尺毛細管の端部に割りスリーブなどを用い正確に同軸に接合させて、フレア部１１ｅを形成させても良い。
【００５７】
まず、２５０ｍｍの毛細管１１の内孔１１ａに予め接着剤４を毛管現象または真空吸引装置または加圧注入装置を利用して充填した後、フレア部１１ｅから被覆が除去された光ファイバ１を挿入する。この際、光ファイバ１を挿入しながら接着剤４を内孔１１ａと光ファイバ１の間隙に気泡等が生じないように均一に充填する。その後、接着剤４を硬化させて光ファイバ１を毛細管１１に固着する。
【００５８】
また、接着剤４が熱硬化性の場合は、所定の温度スケジュールにプログラムされた加熱オーブンに入れて毛細管１１内の接着剤４を硬化させる。
【００５９】
次に、ファイバを固着した毛細管１１に波長１０００ｎｍの光を照射し、光の透過率を調べて光ファイバ挿入後の欠陥検査を行う。この検査では光ファイバ１と毛細管１１の内孔１１ａの間隙における気泡の有無等を容易に調べることができる。
【００６０】
このような結晶化ガラス製の毛細管１１はセラミックス製のものと比較して、研磨性が光ファイバ１に近く、アルミナ、酸化クロム、酸化鉄など安価な研磨フィルムを使用して端面を研磨することができる。高価なダイヤモンド研磨フィルムや、取り扱いにくいスラリーを必要としない。光ファイバ１を固着した毛細管１１を切断した後、両端面を粗研磨にアルミナ研磨フィルム、球面形成研磨に酸化クロム研磨フィルム、仕上げ研磨に酸化鉄研磨フィルムを使用して研磨し、低反射な研磨端面を得ることができる。
【００６１】
また、この結晶化ガラス製の毛細管１１は、表面に析出した結晶の効果で、光コネクタとして使用した場合でも十分な耐磨耗性を持ち、ジルコニア割りスリーブ付きアダプタに繰り返し５００回挿抜しても、材料特性、光学特性はなんら変化しない。光デバイス５のような形態で使用した場合でも同様である。ちなみにガラス製の場合では１０回程度の挿抜で傷がつき材料強度、光学特性ともに劣化する。
【００６２】
なお、上記実施の形態では、光ファイバ付予備材の毛細管は直管であるが、予め光デバイス部材が作製可能な所定の長さピッチで外周に環状Ｖ溝を設けておいてもよく、その状態で圧縮応力層を形成することにより強化したものを使用してもよい。また、光ファイバ付予備材の直径は、１．２５ｍｍ以外の２．５ｍｍ等でもよい。
【００６３】
光ファイバ１を固着する際、厚さ１ｍｍで波長３５０ｎｍ〜５００ｎｍの光を８０％以上透過するホウ珪酸ガラスからなる毛細管１１であると、紫外線から青色の可視光線の光に対して感度を有する光硬化型の接着剤４が使用できるので、３５０ｎｍの紫外光を当てることにより数十秒という短時間で光ファイバ１の固着が可能である。
【００６４】
また、長尺の毛細管１１の外側形状が四角形、六角形等の多角柱である光ファイバ付予備材であれば、毛細管形状が多角柱その１辺を基準に斜め研磨することで、アセンブリ時に斜めに研磨した方向を容易に確認することができるので、アセンブリが容易になる。多角柱形状の成形は延伸成形のプリフォームをあらかじめ多角形状に加工し、その形を保ったまま成形することもできるし、延伸成形後の円柱状の毛細管を多角柱に加工してもよい。
【００６５】
さらに、長尺の毛細管１１の外側形状が円柱状であり、その長手方向に渡るフラット部または溝部が設けられている光ファイバ付予備材であれば、毛細管１１外周の一部を長手方向に渡ってフラットにすり取るか、または外周の一部に溝加工を施した場合、上記多角形状の時と同様の効果がある。また、延伸成形、後加工のいずれによっても作製することができる。
【００６６】
【発明の効果】
本発明の光ファイバ付予備材は、以上のように機能性を有する光ファイバ等を光コネクタと突き合わせ接続可能な位置に正確かつ安定して位置決めすることが可能であり、容易に取り扱うことができ、光ファイバを用いた信頼性の高い光デバイスの作製を効率よく行うことができる実用上優れた効果を奏するものである。
【００６７】
本発明の光ファイバ付予備材は、この上記組成を有する結晶化ガラスからなり、延伸成形技術を用いて連続的に毛細管を製造することが可能なので、十分な機械的強度及び耐摩耗性、光ファイバに近い熱膨張係数、光ファイバに近い研磨特性、赤外線の透過性を有し、光コネクタと接続される光デバイスを構成する短尺の光ファイバ付毛細管を安価に製造することができる。
【００６８】
また、本発明の光ファイバ付予備材は、この結晶化ガラスは厚さ１ｍｍで７００ｎｍ〜２５００ｎｍの光を３０％以上透過するので赤外線カメラや赤外線レーザ等を利用してファイバ挿入後の欠陥検査をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ファイバ付予備材の断面図。
【図２】本発明の光ファイバ付予備材を用いて光固定減衰器を作製する際の説明図であり、（Ａ）は光ファイバ付予備材から所定長さに切断された光ファイバ付毛細管の説明図、（Ｂ）は端面を面取り加工された光ファイバ付毛細管の説明図、（Ｃ）は光デバイス部材の説明図。
【図３】光固定減衰器に使用される光デバイス部材の説明図であって、（Ａ）は光デバイス部材の説明図、（Ｂ）は光デバイス部材を組み込んだ光固定減衰器の端面の図、（Ｃ）は（Ｂ）のＹ−Ｙ断面図。
【図４】他の光デバイス部材の説明図。
【符号の説明】
１  光ファイバ
２、３、１１  毛細管
２ａ、３ａ、１１ａ  内孔
４  接着剤
５、６、１３  光デバイス部材
１１ｂ  外周面
１１ｃ、１１ｄ  端面
１１ｅ  フレア部
１２  光ファイバ付毛細管
【図１】
0004356103.tif 000003
【図２】
0004356103.tif 000004
【図３】
0004356103.tif 000005
【図４】
0004356103.tif 000006