(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバーを波長１９０〜３８０ｎｍの紫外線レーザーにより切断加工し、この切断加工が、主として、前記紫外線レーザーの光子エネルギーで前記光ファイバーの構成材料の化学結合を切ることにより行われる、光ファイバーの切断方法において、
前記光ファイバー及びそれを被覆するジャケット部を第１の紫外線レーザーにより切 断加工する工程と、
この切断加工工程における切断位置とは異なる位置で前記ジャケット部のみを第２の 紫外線レーザーにより切断加工する工程と
を有することを特徴とする、光ファイバーの切断方法。
【請求項２】
光ファイバーを波長１９０〜３８０ｎｍの紫外線レーザーにより切断加工し、この切断加工が、主として、前記紫外線レーザーの光子エネルギーで前記光ファイバーの構成材料の化学結合を切ることにより行われる、光ファイバーの切断方法において、
前記光ファイバー及びそれを被覆するジャケット部を第１の紫外線レーザーにより切 断加工する間に、その切断位置とは異なる位置で前記ジャケット部のみを第２の紫外線 レーザーにより切断加工する
ことを特徴とする、光ファイバーの切断方法。
【請求項３】
少なくとも前記第２の紫外線レーザーを、前記光ファイバー及び前記ジャケット部の回りに相対的に公転移動させながら前記切断加工を行う、請求項２に記載の光ファイバーの切断方法。
【請求項４】
前記第１の紫外線レーザーとして、線状に集光させたものを用い、前記第２の紫外線レーザーとして、点状に集光させたものを用いる、請求項３に記載の光ファイバーの切断方法。
【請求項５】
プラスチック光ファイバーを切断加工する、請求項１又は２に記載の光ファイバーの切断方法。
【請求項６】
ガラス製の光ファイバーを、波長１９０〜２７０ｎｍの紫外線レーザーにより切断加工する、請求項１又は２に記載の光ファイバーの切断方法。
【請求項７】
線状に集光させた前記第１の紫外線レーザーにより前記切断加工を行う、請求項１に記載の光ファイバーの切断方法。
【請求項８】
点状に集光させた前記第１及び第２の紫外線レーザーに対し前記光ファイバーを相対的に回転させながら前記切断加工を行う、請求項１に記載の光ファイバーの切断方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック光ファイバー等の光ファイバーの切断方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のプラスチック光ファイバーの切断加工方法（切断、鏡面化及び整形処理を含む。）としては、大別して２種類の方法が使われていた。
【０００３】
１つは、例えば、特開昭５７−１８１５１０号公報に示されているように、ニッパーやナイフ等でファイバーを切断した後、加熱処理を施して、荒れた切断面を平滑にする手法である。
【０００４】
もう１つは、例えば、特開昭５９−１８９３０１号公報に示されているように、機械的に切断した端面を、ガラス製の光ファイバーの場合と同様、研磨により平滑面に仕上げる方法である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の方法では、熱により端面部が膨大化して、ファイバー径が太くなるという問題が有り、また、コアとクラッドの境界が加熱により乱れて光学特性が悪くなるという問題も有った。
【０００６】
一方、後者の方法では、良質な端面が得られるものの、工程数が多くなって、量産性に欠けるという問題が有った。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、例えば、プラスチック光ファイバーの切断加工を、光ファイバーの光学特性等を劣化させること無く、量産性良く行うことができ、しかも光ファイバーを被覆するジャケットのみを選択的に切断できる光ファイバーの切断方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決すべく、本発明の光ファイバーの切断方法では、光ファイバーを波長１９０〜３８０ｎｍの紫外線レーザーにより切断加工し、この切断加工が、主として、前記紫外線レーザーの光子エネルギーで前記光ファイバーの構成材料の化学結合を切ることにより行われる、光ファイバーの切断方法において、
前記光ファイバー及びそれを被覆するジャケット部を第１の紫外線レーザーにより切 断加工する工程と、
この切断加工工程における切断位置とは異なる位置で前記ジャケット部のみを第２の 紫外線レーザーにより切断加工する工程と
を有することを特徴とする。
また、本発明の別の光ファイバーの切断方法では、光ファイバーを波長１９０〜３８０ｎｍの紫外線レーザーにより切断加工し、この切断加工が、主として、前記紫外線レーザーの光子エネルギーで前記光ファイバーの構成材料の化学結合を切ることにより行われる、光ファイバーの切断方法において、
前記光ファイバー及びそれを被覆するジャケット部を第１の紫外線レーザーにより切 断加工する間に、その切断位置とは異なる位置で前記ジャケット部のみを第２の紫外線 レーザーにより切断加工する
ことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を好ましい実施の形態に従い説明する。
【００１０】
〔第１の参考例〕
図１（ａ）に、本発明の第１の参考例による、例えば、プラスチック光ファイバーの切断方法を概略的に示す。
【００１１】
この第１の参考例では、図示の如く、例えば、紫外線レーザー源３からの紫外線レーザーを、コリメーターレンズ４及びシリンドリカルレンズ５により、図の紙面に垂直な方向に延びる線状に集光させ、その線状のレーザー光Ｌ1により、プラスチック光ファイバー１を切断加工する。なお、２は、プラスチック光ファイバー１を被覆して保護する、例えば、ポリエチレン等からなるジャケットである。
【００１２】
紫外線レーザーは、その波長が短いために、光子エネルギーが高く、プラスチック光ファイバーを構成する高分子の化学結合を直接切断する、所謂、レーザーアブレーションによる加工が可能である。このレーザーアブレーションによる加工では、通常の炭酸ガスレーザー（波長が約１０．６μｍと長く、光子エネルギーは低い。）やＹＡＧレーザー（波長約１．０６μｍ）を用いた加工に比べ、熱による影響が殆ど無い高精度で平滑な切断面が得られる。
【００１３】
即ち、プラスチック光ファイバーは、一般に、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタアクリレート）やＰＣ（ポリカーボネート）等で構成され、これらの高分子の主鎖中にはＣ−Ｏ結合やＣ−Ｃ結合が有る。Ｃ−Ｏ結合の結合エネルギーは、約７６ｋcal ／mol 、Ｃ−Ｃ結合の結合エネルギーは、約８４ｋcal ／mol であり、例えば、波長０．３μｍの紫外線レーザーであれば、その光子エネルギーは約９５ｋcal ／mol に相当するので、これらの結合を切ることができる。
【００１４】
そこで、上述した高分子中の、少なくともＣ−Ｏ結合を切る必要性から、使用するレーザー光の波長は、３８０ｎｍ以下であることが要求される。一方、レーザー光の波長が１９０ｎｍより短いと、酸素による吸収が有って、空気中での使用が難しくなるという問題が生じる。即ち、好適に使用できる紫外線レーザーの波長は、１９０〜３８０ｎｍの範囲となる。なお、高分子中で最も多いＣ−Ｃ結合を確実に切ることを考えると、レーザー光の波長は、３４０ｎｍ以下であるのがより好ましい。
【００１５】
使用可能な紫外線レーザーの例としては、
ＡｒＦエキシマレーザー                      波長約１９３ｎｍ
ＫｒＦエキシマレーザー                      波長約２４８ｎｍ
ＸｅＣｌエキシマレーザー                    波長約３０８ｎｍ
ＸｅＦエキシマレーザー                      波長約３５１ｎｍ
等が挙げられる。
【００１６】
また、
Ａｒレーザー＋ＳＨＧ（第２高調波発生器）    波長約２５７ｎｍ
ＹＡＧレーザー＋５ＨＧ（第５高調波発生器）  波長約２１３ｎｍ
ＹＡＧレーザー＋ＦＨＧ（第４高調波発生器）  波長約２６６ｎｍ
ＹＡＧレーザー＋ＴＨＧ（第３高調波発生器）  波長約３５５ｎｍ
等の高調波レーザーを使用することもできる。
【００１７】
この第１の参考例のように、レーザー光を線状に集光させて用いると、例えば、径約１ｍｍのプラスチック光ファイバーの場合、１ｍｍ以上の長さの線状に集光させたレーザー光を用いることにより、レーザー光や光ファイバーを動かすこと無く、殆ど瞬時に切断加工を行うことができる。
【００１８】
〔第２の参考例〕
図１（ｂ）に、本発明の第２の参考例によるプラスチック光ファイバーの切断方法を概略的に示す。
【００１９】
この第２の参考例では、図示の如く、例えば、上述した第１の参考例と同様の紫外線レーザー源３からの紫外線レーザーを、コリメーターレンズ４、６により点（スポット）状に集光させ、そのスポット状のレーザー光Ｌ2を用いて、プラスチック光ファイバー１を切断加工する。
【００２０】
この第２の参考例では、例えば、図の矢印Ａで示すように、レーザー光Ｌ2を直線状に移動させるか、或いは、図の矢印Ｂで示すように、プラスチック光ファイバー１を回転させながら、切断加工を行う。レーザー光Ｌ2を直線状に移動させる手段としては、例えば、ガルバノミラー、ポリゴンミラー、ＡＯＤ（音響光学偏向器）等が有る。
【００２１】
なお、レーザー光Ｌ2 を直線状に移動させる代わりに、プラスチック光ファイバー１の方、或いは、レーザー光Ｌ2 とプラスチック光ファイバー１の両方を（但し、両方の場合は、互いに逆方向に）直線状に移動させるようにしても良い。また、プラスチック光ファイバー１を回転させる場合も、その代わりに、或いは、それと同時に（但し、同時の場合は、互いに逆回転で）、レーザー光Ｌ2 の方を、プラスチック光ファイバー１の回りに公転移動させるようにしても良い。
【００２２】
この第２の参考例によっても、上述した第１の参考例と同様、熱による影響が殆ど無い高精度で平滑な切断面を有する切断加工を行うことができる。
【００２３】
〔第１の実施の形態〕
図２に、本発明の第１の実施の形態によるプラスチック光ファイバーの切断方法を概略的に示す。
【００２４】
この第１の実施の形態では、図示の如く、プラスチック光ファイバー１を被覆するジャケット２も紫外線レーザーにより切断する。即ち、一般に、ジャケット２もポリエチレン等の合成樹脂で構成されるので、そのＣ−Ｃ結合を切ることにより、プラスチック光ファイバー１を切断加工するのと同じ紫外線レーザーで非熱的に切断することができる。
【００２５】
そこで、この第１の実施の形態では、まず、図２（ａ）に示すように、上述した第２の参考例と同様、スポット状に集光させたレーザー光Ｌ2を用い、ジャケット２で被覆された状態のプラスチック光ファイバー１を回転させながら、ジャケット２とプラスチック光ファイバー１を一度に切断加工する。
【００２６】
次に、図２（ｂ）に示すように、レーザー光Ｌ2 又はプラスチック光ファイバー１の側を移動させて、レーザー光Ｌ2 の照射位置を変え、そのレーザー光Ｌ2 により、図２（ａ）の工程における切断位置とは別の位置で、ジャケット２のみを切断する。即ち、ジャケット２とプラスチック光ファイバー１を回転させながら切断を行い、ジャケット２のみが切断された時点でレーザー光Ｌ2 の照射を止める。
【００２７】
この第１の実施の形態では、ジャケット２で被覆されたプラスチック光ファイバー１の切断加工と、例えば、コネクタ等に接続するために光ファイバーの端面を剥き出すべく行うジャケット２のみの切断工程とを、例えば、同一の装置内で連続的に行うことができる。
【００２８】
なお、この第１の実施の形態における図２（ａ）の工程は、上述した第１の参考例と同様に、線状に収束させたレーザー光Ｌ1を用い、ジャケット２及びプラスチック光ファイバー１を回転させずに行っても良い。
【００２９】
〔第２の実施の形態〕
図３に、本発明の第２の実施の形態によるプラスチック光ファイバーの切断方法を概略的に示す。
【００３０】
この第２の実施の形態では、図示の如く、紫外線レーザー源３からの紫外線レーザーを、例えば、ビームスプリッター７及び反射ミラー８で、２つの光路に分け、ジャケット２を含めたプラスチック光ファイバー１の切断加工と、ジャケット２のみの切断加工とを同時に行う。
【００３１】
即ち、ジャケット２とプラスチック光ファイバー１の切断加工には、コリメーターレンズ４及びシリンドリカルレンズ５により線状に集光させたレーザー光Ｌ1 を用い、ジャケット２のみの切断加工には、コリメーターレンズ４、６によりスポット状に集光させたレーザー光Ｌ2 を用いて、図示の如く、ジャケット２及びプラスチック光ファイバー１を回転させながら、夫々の切断加工を行う。すると、線状のレーザー光Ｌ1 による切断の方が、点状のレーザー光Ｌ2 による切断よりも速く進行するので、点状のレーザー光Ｌ2 によりジャケット２のみが切断された時に、線状のレーザー光Ｌ1 によるジャケット２とプラスチック光ファイバー１の切断加工が終了しているようにすることができる。
【００３２】
なお、例えば、点状のレーザー光Ｌ2 によるジャケット２のみの切断加工の方が早く終了するような場合には、適当な光シャッターを設けて、そのレーザー光Ｌ2 の照射を停止するようにしても良い。また、線状のレーザー光Ｌ1 によるジャケット２とプラスチック光ファイバー１の切断加工が、点状のレーザー光Ｌ2 によるジャケット２のみの切断加工よりもかなり早く終了するような場合には、やはり適当な光シャッターにより、その線状のレーザー光Ｌ1 の照射を停止するようにしても良い。
【００３３】
なお、図示の例では、１つの紫外線レーザー源３からの紫外線レーザーを２つに分けて用いているが、レーザー光Ｌ1 、Ｌ2 に、夫々別の紫外線レーザー源を用いて、使用するレーザー光の波長や照射エネルギー等を夫々適宜に制御するようにしても良い。
【００３４】
この第２の実施の形態では、ジャケット２で被覆されたプラスチック光ファイバー１の切断加工と、例えば、コネクタ等に接続するために光ファイバーの端面を剥き出すべく行うジャケット２のみの切断工程とを同時に行うことができるので、そのトータルの切断加工時間を短縮することができて、量産性が更に向上する。
【００３５】
なお、以上に説明した各例は、いずれもプラスチック光ファイバーを切断加工する場合であるが、ガラス製の光ファイバーの場合も、同様の構成により切断加工することが可能である。即ち、Ｓｉ−Ｏの結合エネルギーは約１０６ｋcal／molなので、２７０ｎｍ以下の波長の紫外線レーザーを用いれば、ガラス製の光ファイバーでも、レーザーアブレーションにより非熱的に切断加工することが可能である。
【００３６】
【発明の効果】
本発明においては、プラスチック光ファイバー等の光ファイバーを波長１９０〜３８０ｎｍの紫外線レーザーにより切断加工するので、高精度で平滑な切断面を得ることができ、研磨や加熱処理といった後工程が不要になる。また、切断面をそのまま種々の目的に使用することができるため、その切断位置決めを高精度に行うことにより、光ファイバーの寸法精度が向上する。更に、ジャケット部と光ファイバーとを同時切断し、また、ジャケット部のみを切断しているので、ジャケット部で被覆された光ファイバーの切断加工と、例えば、コネクタ等に接続するために光ファイバーの端面を剥き出すべく行うジャケット部のみの切断工程とを連続的若しくは同時に行え、そのトータルの切断加工を容易若しくは短時間に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１及び第２の参考例による光ファイバーの切断加工方法を示す概略図である。
【図２】  本発明の第１の実施の形態による光ファイバーの切断加工方法を示す概略図である。
【図３】  本発明の第２の実施の形態による光ファイバーの切断加工方法を示す概略図である。
【符号の説明】
１…プラスチック光ファイバー、２…ジャケット、３…紫外線レーザー源、４、６…コリメーターレンズ、５…シリンドリカルレンズ、７…ビームスプリッター、８…反射ミラー、Ｌ1 …線状に集光されたレーザー光、Ｌ2 …スポット状に集光されたレーザー光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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