Способ изготовления оптического соединителя, оптический соединитель и устройство вставки оптического волокна
METHOD FOR PRODUCING OPTICAL CONNECTOR, OPTICAL CONNECTOR AND OPTICAL FIBER INSERTION DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу изготовления оптического соединителя, к оптическому соединителю и к устройству вставки оптического волокна.
По настоящей заявке испрашивается приоритет на основании японской патентной заявки №2014-053583, поданной 17 марта 2014 г., и японской патентной заявки №2014-054062, поданной 17 марта 2014 г, содержание которых внесено сюда посредством ссылки во всей их полноте.
Уровень техники
Пример оптического соединителя (так называемого оптического соединителя типа, предназначенного для полевой сборки, или оптоволоконного соединителя) и т.п., пригодного для выполнения работ по сборке оптических волокон в месте выполнения соединения, содержит соединитель, имеющий вмонтированное оптическое волокно, заранее вставленное и закрепленное в наконечнике.
В этом типе оптического соединителя (оптоволоконного соединителя) конец другого оптического волокна (внешнего оптического волокна, вставляемого оптического волокна), присоединяется встык к концу оптического волокна на приемной стороне (вмонтированное оптическое волокно) посредством соединительного механизма (например, зажима), обеспечиваемого на стороне заднего конца наконечника, и эти оптические волокна, таким образом, соединяются друг с другом. Участок (соединительный участок), на котором конец вмонтированного оптического волокна и конец вставляемого оптического волокна соединяются встык друг с другом, удерживается и закрепляется соединительным механизмом, и состояние соединения между оптическими волокнами сохраняется.
Чтобы достигнуть снижения потерь при соединении, на участке соединения встык между вмонтированным оптическим волокном и вставляемым оптическим волокном может использоваться жидкий материал, согласующий показатели преломления, твердый материал, согласующий показатели преломления, или смазка на силиконовой основе (см., например, патентный документ 1).
Когда оптические волокна соединяются друг с другом, используя оптоволоконный соединитель, вставляемое оптическое волокно требуется обрезать, чтобы отрегулировать длины оптических волокон в зависимости от технических требований оптоволоконного соединителя.
При обрезании оптического волокна, в оптическом волокне под действием режущего инструмента (резака для оптического волокна) образуется начальная трещина и затем к оптическому волокну прикладывается сила, чтобы увеличить начальную трещину, чтобы таким образом получить зеркальную срезанную грань.
Пример резака для оптического волокна может содержать эксклюзивный резак для оптического волокна для высокоточного резания. Однако, поскольку эксклюзивный резак для оптического волокна стоит дорого, можно использовать дешевый резак для оптического волокна простого типа (например, резак, в котором вручную управляют режущим лезвием).
Документы предшествующего уровня техники
Патентные документы
Патентный документ 1: японская нерассмотренная патентная заявка, первая редакция №2011-33731
Сущность изобретения
Проблемы, решаемые изобретением
Вмонтированное оптическое волокно, имеющее сформированный на торцевой поверхности твердый согласующий показатели преломления материал, вставляется и закрепляется в отверстии для волокна, сформированном в наконечнике. Поэтому при изготовлении оптического соединителя, вмонтированное оптическое волокно вставлено и удерживается в отверстии для волокна. На этом этапе вставки может возникать проблема в отношении повреждения твердого согласующего показатели преломления материала. Когда соединительный механизм приводится в действия при использовании поврежденного твердого согласующего показатели преломления материала, потери соединения оптического волокна могут увеличиваться.
В резаке для оптического волокна простого типа, поскольку трудно поддерживать условия резания оптического волокна полностью постоянными, совершенно зеркальная поверхность торца не может быть получена. Например, на торцевой поверхности могут формироваться микронеровности, такие как зубчатые штрихи, или значительно выступающий участок. В этом случае, за счет микронеровностей и т.п. торцевой поверхности могут возрастать потери соединения.
В случае использования жидкого согласующего показатели преломления материала (такого как силиконовая смазка) на участке соединения между вмонтированным оптическим волокном и вставляемым оптическим волокном, можно снизить влияние неровностей и т.п. между торцевыми поверхностями и уменьшить потери соединения.
Однако в случае, когда используется жидкий согласующий показатели преломления материал, воздушные пузырьки или примеси, внедренные в жидкий согласующий показатели преломления материал, могут оказывать неблагоприятное влияние на потери соединения. Например, в начале соединения потери соединения низкие, но под действием высокотемпературной окружающей среды текучесть жидкого согласующего показатели преломления материала увеличивается. Таким образом, воздушные пузырьки или примеси попадают в воздушный зазор связанными с потоком жидкого согласующего показатели преломления материала, и за счет этого потери могут возрастать.
Изобретение было задумано с учетом этих обстоятельств и его задача состоит в обеспечении способа изготовления оптического соединителя, который включает в себя вставку оптического волокна в отверстие наконечника для волокна, не повреждая твердый согласующий показатели преломления материал, оптического соединителя и устройства вставки оптического волокна.
Кроме того, другой задачей изобретения является обеспечение способа соединения оптических волокон, способного при выполнении соединения внешнего оптического волокна встык с оптическим волокном приемной стороны, используя оптоволоконный соединитель, выполнять оптическое соединение оптических волокон с низкими потерями, даже в случае, когда на торцевой поверхности присутствуют неровности внешнего оптического волокна.
Средства решения проблем
Способ изготовления оптического соединителя в соответствии с первым вариантом изобретения содержит этапы, на которых: держат первое оптическое волокно парой элементов удержания в положении на удалении от торцевой поверхности второго конца и по их сторонам в радиальном направлении, причем первое оптическое волокно снабжают слоем твердого согласующего показатели преломления материала и слой согласующего показатели преломления материала формируется на торцевой поверхности второго конца на противоположной стороне торцевой поверхности первого конца, обращенной к торцевой поверхности наконечника; и вставляют первое оптическое волокно в отверстие для волокна в наконечнике через первый конец.
Способ изготовления оптического соединителя в соответствии с первым вариантом изобретения может дополнительно содержать этап, на котором держатель оптического волокна, который содержит пару элементов удержания и удерживает первое оптическое волокно посредством ползунка в направлении отверстия для волокна в наконечнике, скользит в направлении, отклоняющемся от осевого направления отверстия для волокна наконечника, и, таким образом, вставляют первое оптическое волокно в отверстие для волокна.
В способе изготовления оптического соединителя в соответствии с первым вариантом изобретения, первое оптическое волокно может удерживаться парой удерживающих элементов с направления, ортогонального плоскости, образованной направлением, в котором держатель оптического волокна скользит за счет движения ползунка, и осевым направлением отверстия для волокна.
В способе изготовления оптического соединителя в соответствии с первым вариантом изобретения соединительный механизм, который удерживает участок соединения встык первого оптического волокна, выступающего из задней части наконечника, и второго оптического волокна, может обеспечиваться на задней стороне наконечника, соединительный механизм может содержать: основной элемент, проходящий от наконечника к задней части; и элемент крышки, который вставляет участок соединения между основным элементом и элементом крышки, выравнивающий паз, используемый для выравнивания первого оптического волокна и второго оптического волокна, который может быть сформирован в основном элементе, когда первое оптическое волокно вставляется в отверстие для волокна, первое оптическое волокно может удерживаться держателем оптического волокна, с тем, чтобы наклоняться в осевом направлении отверстия для волокна, и когда первое оптическое волокно движется вперед, первое оптическое волокно может быть введено во входной участок отверстия для волокна, искривляясь за счет приведения первого оптического волокна в контакт с выравнивающим пазом.
В способе изготовления оптического соединителя в соответствии с первым вариантом изобретения ползунок может содержать ограничитель движения вперед, который определяет предел движения вперед держателя оптического волокна, и второй конец первого оптического волокна может быть помещен в выравнивающий паз посредством освобождения от удержания держателя оптического волокна в месте ограничения движения вперед, определяемом ограничителем движения вперед.
Способ изготовления оптического соединителя в соответствии с первым вариантом изобретения может дополнительно содержать этапы, на которых: заранее заполняют клеем отверстие для волокна; вставляют первое оптическое волокно в отверстие для волокна, формируя, таким образом, на торцевой поверхности наконечника расширенный участок, в который клей выливается из отверстия для волокна; и определяют длину первого оптического волокна, с тем, чтобы первый торец находился в расширенном участке.
В способе изготовления оптического соединителя в соответствии с первым вариантом изобретения держатель оптического волокна может содержать первую поверхность удержания и вторую поверхность удержания, которые при вставлении удерживают первое оптическое волокно, и на каждой из поверхностей, первой поверхности удержания и второй поверхности удержания, может быть сформирован углубленный участок, который является защитным пространством, в которое попадает торцевая поверхность второго конца первого оптического волокна.
В способе изготовления оптического соединителя в соответствии с первым вариантом изобретения первое оптическое волокно, у которого слой согласующего показатели преломления материала имеет толщину больше 10 мкм, может быть соединено встык со вторым оптическим волокном, подпадающим под любое из нижеследующих условий, с помощью слоя согласующего показатели преломления материала, помещенного между ними:
(1) высота выступа участка, выступающего из опорной поверхности в направлении первого оптического волокна, меньше 10 мкм и сердцевина содержится в незеркальном участке, где опорная поверхность является торцевой поверхностью, содержащей сердцевину, которая параллельна торцевой поверхности конца соединения первого оптического волокна; и
(2) высота выступа выступающего участка равна или больше 10 мкм и равна или меньше толщины слоя согласующего материала с определенными показателем преломления.
В способе изготовления оптического соединителя в соответствии с первым вариантом изобретения торцевая поверхность соединительного конца второго оптического волокна может быть обрезана упрощенным резаком для оптического волокна, который вручную выполняет привод режущего лезвия или прикладывает растягивающую силу ко второму оптическому волокну.
В способе изготовления оптического соединителя в соответствии с первым вариантом изобретения торцевая поверхность сердцевины второго оптического волокна, которая является незеркальной торцевой поверхностью, может иметь признаки неровности, сформированные, по меньшей мере, на его участке.
В способе изготовления оптического соединителя в соответствии с первым вариантом изобретения твердость Е по Шору и толщина слоя согласующего показатели преломления материала могут находиться в диапазоне, ограниченном точками (твердость Е по Шору = 30, толщина 20 мкм), (твердость Е по Шору = 85, толщина 20 мкм), (твердость Е по Шору = 85, толщина 40 мкм) и (твердость Е по Шору = 30, толщина 60 мкм).
В способе изготовления оптического соединителя в соответствии с первым вариантом изобретения в качестве первого оптического волокна может использоваться дырчатое волокно и твердость Е по Шору слоя согласующего показатели преломления материала может быть в диапазоне значений от равного или большего 45 и до равного или меньше 80.
В способе изготовления оптического соединителя в соответствии с первым вариантом изобретения слой согласующего показатели преломления материала может быть сформирован в изогнутой выпуклой форме.
В оптическом соединителе, соответствующем второму варианту изобретения, изготовленном производственным способом, соответствующем первому варианту изобретения, слой согласующего показатели преломления материала скрепляется со всей торцевой поверхностью второго конца первого оптического волокна.
Устройство вставки оптического волокна, соответствующее третьему варианту изобретения, которое вставляет первое оптическое волокно в отверстие для волокна наконечника, причем первое оптическое волокно вставляется и закрепляется в нем, первое оптическое волокно имеет первый конец, обращенный к передней поверхности наконечника, и имеет слой согласующего показатели преломления материала, сформированный на торцевой поверхности второго конца. Устройство содержит: держатель наконечника, удерживающий наконечник; держатель оптического волокна, который удерживающий второй конец первого оптического волокна в положении на расстоянии от торцевой поверхности и по обеим его сторонам в радиальном направлении, и содержит пару элементов удержания, из которых по меньшей мере один открыт или закрыт; и ползунок, скользящий по держателю оптического волокна в сторону отверстия для волокна наконечника в направлении, отклоняющемся от осевого направления отверстия для волокна в наконечнике, в котором держатель оптического волокна скользит под действием ползунка к отверстию для волокна наконечника и первое оптическое волокно вставляется в отверстие для волокна через первый конец.
В устройстве вставления оптического волокна, соответствующем третьему варианту изобретения, на каждой из таких поверхностей, как первая поверхность удержания и вторая поверхность удержания, которые являются соответствующими поверхностями удержания пары элементов удержания, может формироваться углубленный участок, образующий защитное пространство, в которое проходит торцевая поверхность второго конца первого оптического волокна.
В устройстве вставления оптического волокна, соответствующем третьему варианту изобретения ползунок может содержать ограничитель движения вперед, который определяет предел движения вперед держателя оптического волокна, и второй конец первого оптического волокна может размещаться посредством освобождения от удержания держателя оптического волокна в месте предела движения вперед, определенном ограничителем движения вперед.
Результаты изобретения
В соответствии с вышеупомянутыми аспектами изобретения, поскольку первое оптическое волокно удерживается в положении на удалении от торцевой поверхности второго конца и с обеих его сторон в радиальном направлении и вставляется в отверстие для волокна, первое оптическое волокно не контактирует со слоем согласующего показатели преломления материала, сформированным на торцевой поверхности. Поэтому, можно вставлять первое оптическое волокно в отверстие для волокна наконечника, не повреждая твердый согласующий показатели преломления материал.
В соответствии с вышеупомянутым аспектом изобретения, можно вставить слой согласующего показатели преломления материала между торцевыми поверхностями первого оптического волокна и второго оптического волокна (в частности, между торцевыми поверхностями сердцевин). Поэтому, даже в случае присутствия неровностей на торцевой поверхности второго оптического волокна, между торцевыми поверхностями (особенно, между торцевыми поверхностями сердцевин) пустота не возникает и, таким образом, можно реализовать оптическое соединение с малыми потерями.
Кроме того, поскольку слой согласующего показатели преломления материала является твердым, в отличие от случая, когда используется жидкий согласующий показатели преломления материал, не возникает тот недостаток, при котором потери после соединения оптического волокна увеличиваются из-за проникновения пузырьков воздуха или примесей, связанных с потоком согласующего показатели преломления материала в условиях высокотемпературной окружающей среды.
Кроме того, так как потери могут быть уменьшены даже в случае, когда на торцевой поверхности второго оптического волокна присутствуют неровности, можно использовать дешевый и простого типа резак для оптического волокна, что предпочтительно с точки зрения стоимости.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - вид в перспективе с пространственным разделением деталей, показывающий оптический соединитель, соответствующий первому варианту осуществления изобретения.
Фиг. 2 - вид в перспективе с пространственным разделением деталей, показывающий наконечник с зажимом, являющийся компонентом оптического соединителя, показанного на фиг. 1.
Фиг. 3 - второй конец первого оптического волокна, расположенного в основном элементе наконечника с зажимом, показанного на фиг. 2.
Фиг. 4 - увеличенный вид, показывающий второй конец первого оптического волокна, показанного на фиг. 2.
Фиг. 5 - предпочтительный диапазон физических свойств согласующего показатели преломления материала, используемого в способе изготовления, соответствующем первому варианту осуществления изобретения.
Фиг. 6 - участок соединения между первым оптическим волокном в наконечнике с зажимом, показанном на фиг. 2, и вторым оптическим волокном.
Фиг. 7А - вид в перспективе, показывающий состояние, в котором держатель оптического волокна, соответствующий первому варианту осуществления изобретения, удерживает первое оптическое волокно.
Фиг. 7В - вид спереди, показывающий участок удержания в состоянии, в котором держатель оптического волокна, соответствующий первому варианту осуществления изобретения, удерживает первое оптическое волокно.
Фиг. 8А - вид в перспективе с пространственным разделением деталей, показывающий держатель оптического волокна, показанный на фиг. 7А и 7В.
Фиг. 8В - увеличенный вид, показывающий второй элемент удержания, образующий участок удержания, на котором вид с пространственным разделением деталей представляет держатель оптического волокна, показанный на фиг. 7А и 7В.
Фиг. 9А - вид сверху, представляющий держатель оптического волокна, показанный на фиг. 7А и 7В, и состояние, в котором участок удержания открыт.
Фиг. 9В - вид сверху, представляющий держатель оптического волокна, показанный на фиг. 7А и 7В, и состояние, в котором участок удержания закрыт.
Фиг. 9С - вид сверху, представляющий держатель оптического волокна, показанный на фиг. 7А и 7В, и увеличенный вид закрытого участка удержания.
Фиг. 10 - устройство вставки оптического волокна, соответствующее первому варианту осуществления изобретения, и состояние подготовки вставки оптического волокна в отверстие для волокна.
Фиг. 11А - устройство вставки оптического волокна, соответствующее первому варианту осуществления изобретения, и состояние, в котором оптическое волокно входит в контакт с выравнивающим пазом.
Фиг. 11В - устройство вставки оптического волокна, соответствующее первому варианту осуществления изобретения, и увеличенный вид оптического волокна в состоянии контакта.
Фиг. 12А - устройство вставки оптического волокна, соответствующее первому варианту осуществления изобретения, и состояние, в котором передний конец оптического волокна приближается к входу отверстия для волокна.
Фиг. 12В - устройство вставки оптического волокна, соответствующее первому варианту осуществления изобретения, и увеличенный вид, показывающий торец оптического волокна.
Фиг. 13 - устройство вставки оптического волокна, соответствующее первому варианту осуществления изобретения, и состояние, в котором оптическое волокно вставлено в отверстие для волокна.
Фиг. 14А - устройство вставки оптического волокна, соответствующее первому варианту осуществления изобретения, и состояние, в котором оптическое волокно выпадает на выравнивающий паз.
Фиг. 14В - устройство вставки оптического волокна, соответствующее первому варианту осуществления изобретения, и увеличенный вид переднего конца оптического волокна.
Фиг. 14С - устройство вставки оптического волокна, соответствующее первому варианту осуществления изобретения, и увеличенный вид заднего конца оптического волокна.
Фиг. 15 - вид сбоку заднего конца вмонтированного оптического волокна, которое используется в оптическом соединителе, подходящем для применения способа соединения, соответствующего второму варианту осуществления изобретения.
Фиг. 16 - вид сбоку участка соединения между вмонтированным оптическим волокном, показанным на фиг. 15, и примером вставляемого оптического волокна.
Фиг. 17А - пример переднего торца вставляемого оптического волокна.
Фиг. 17В - поперечное сечение по лини, показанной на фиг. 17А.
Фиг. 18 - другой пример переднего торца вставляемого оптического волокна.
Фиг. 19 - другой пример переднего торца вставляемого оптического волокна.
Фиг. 20 - вид сбоку участка соединения между вмонтированным оптическим волокном, показанным на фиг. 15, и другим примером вставляемого оптического волокна.
Фиг. 21 - вид сбоку участка соединения между вмонтированным оптическим волокном и другим примером вставляемого оптического волокна.
Фиг. 22А - вид сбоку вмонтированного оптического волокна и вставляемого оптического волокна.
Фиг. 22В - вид в разрезе, показывающий участок соединения между вмонтированным оптическим волокном и вставляемым оптическим волокном, показанным на фиг. 22А.
Фиг. 23 - схема, показывая другой пример передней торцевой поверхности вставляемого оптического волокна.
Фиг. 24 - вид сбоку участка соединения между вмонтированным оптическим волокном, показанным на фиг. 15, и другим примером вставляемого оптического волокна.
Фиг. 25А - полная конфигурация оптического соединителя, подходящего для применения способа соединения, соответствующего второму варианту осуществления изобретения.
Фиг. 25В - поперечное сечение наконечника с зажимом оптического соединителя, показанного на фиг. 25А.
Фиг. 26 - вид в разрезе, показывающий зависимость между наконечником с зажимом, показанным на предыдущем чертеже, и вставляемой деталью.
Фиг. 27А - вид в разрезе, показывающий механическое сращивание, подходящее для применения способа соединения, соответствующего второму варианту осуществления изобретения.
Фиг. 27В - вид сбоку, показывающий конец оптического волокна на приемной стороне.
Фиг. 28 - предпочтительный диапазон физических свойств согласующего показателя преломления материала, который используется в способе соединения, соответствующем второму варианту осуществления изобретения.
Фиг. 29 - частичный вид в разрезе, показывающий участок соединения между вставляемым оптическим волокном, которое является дырчатым волокном, и вмонтированным оптическим волокном.
Фиг. 30 - фотография слоя согласующего показатели преломления материала в случае, когда потери на соединении увеличиваются при использовании дырчатого волокна.
Варианты осуществления изобретения
Здесь далее изобретение будет описано на основе предпочтительных вариантов осуществления со ссылкой на сопроводительные чертежи.
На каждом чертеже, используемом в последующем описании, малый масштаб каждого элемента должным образом изменяется, чтобы сделать размер, пригодным для восприятия каждого элемента.
Настоящие варианты осуществления описаны конкретно, чтобы лучше понять сущность изобретения, хотя изобретение ими не ограничивается, если не указано иное.
Первый вариант осуществления изобретения
Здесь далее способ изготовления оптического соединителя, соответствующего изобретению, и устройство, которое используется в способе изготовления, будут описаны со ссылкой на чертежи.
1
1
1
2
2
2
3
3
3
Чертежи изображают систему координат X-Y-Z, систему координат X-Y-Z, и систему координат X-Y-Z. В настоящем описании каждое направление устанавливается вдоль этих систем координат и описание этого будет приведено.
На чертежах, используемых в последующем описании, характерные участки изобретения, для удобства могут быть увеличены, чтобы признаки изобретения были более просты для понимания, и соотношение размеров и т.п. для каждого из компонентов, необязательно являются такими, как в реальности.
Оптический соединитель
1
1
На фиг. 1 представлено трехмерное изображение с пространственным разделением компонент оптического соединителя, к которому применяется изобретение. На фиг. 1 продольное направление оптоволоконного кабеля 31 установлено в направлении оси Y и его передний торец установлен в направлении +Y.
Этот оптический соединитель является оптическим соединителем, пригодным для сборки в полевых условиях, и собирается на окончании оптоволоконного кабеля 31. Этот оптический соединитель является, например, оптическим соединителем типа SC (оптическим соединителем F04, описанном в стандарте JIS С5973).
1
1
В последующем описании направление (направление +Y на фиг. 1) стороны окончания оптоволоконного кабеля 31, который должен присоединяться, может упоминаться как переднее, а противоположное направление (направление -Y) может упоминаться как заднее.
Оптический соединитель (оптический соединитель 110 с пространственным разделением), представленный в трехмерном виде с пространственным разделением элементов на фиг. 1, содержит кнопку 91 в форме муфты, штепсельную раму 92, прикрепленную к кнопке 91, наконечник 60 с зажимом, закрепленный в штепсельной раме 92, корпус 40 задней части, прикрепленный к штепсельной раме 92, и пружину 53, которая упруго смещает наконечник 60 с зажимом вперед. Кабельное окончание 31а с закрепленным элементом вставляется и собирается в задней части этого оптического соединителя. Это кабельное окончание 31а с закрепленным элементом образуется окончанием оптоволоконного кабеля 31, и элемент 32 анкерного крепления крепится к этому окончанию.
Оптоволоконный кабель 31 выполнен таким образом, что, например, второе оптическое волокно 2 (вставляемое оптическое волокно 2) вместе с линейным элементом сопротивления растяжению (не показан), обладающим гибкостью, покрыты внешней оболочкой 33, изготовленной из синтетической смолы, с тем, чтобы они были параллельны друг другу. Второе оптическое волокно 2 является, например, оптическим волокном с оболочкой, имеющим конфигурацию, в которой внешняя периферийная поверхность (боковая поверхность) оголенного оптического волокна 2а закрывается оболочкой, и может быть, например, сердцевиной оптического волокна, пучком оптических волокон и т.п.
Второе оптическое волокно 2 как-либо конкретно не ограничивается в своей конфигурации и может быть одномодовым оптическим волокном или дырчатым волокном. Дырчатое волокно является оптическим волокном, имеющим множество непрерывных отверстий в направлении распространения волны. Дырчатое волокно адаптировано и, таким образом, эффект захвата света оптическим волокном улучшается за счет отверстия, позволяя, таким образом, уменьшать потери при изгибе.
На фиг. 2 представлен вид наконечника 60А с зажимом с пространственным разделением, полученный при отделении наконечника 60 с зажимом. Наконечник 60 с зажимом содержит узел 59 наконечника, второй элемент 58 вставки, образованный элементами 66 и 67 крышки, и пружину 68 зажима.
1
Узел 59 наконечника образован наконечником 61 и основным элементом 65 (первый элемент 65 вставки), который крепится к наконечнику 61. Основной элемент 65, содержащий фланец 64, расположен в задней части наконечника 61. Основной элемент 65 сформирован таким образом, чтобы проходить от фланца 64 к задней стороне (в направлении -Y). Кроме того, наконечник 61 имеет отверстие 61а для волокна и первое оптическое волокно 1 (вмонтированное оптическое волокно 1) монтируется и крепится в этом отверстии 61а для волокна.
Первое оптическое волокно 1 является, например, оголенным оптическим волокном и имеет ту же самую конфигурацию, что и оголенное оптическое волокно 2а второго оптического волокна 2. Первое оптическое волокно 1 вставляется в отверстие 61а для волокна, которое является тонким отверстием, сформированным в наконечнике 61, концентричным с осевой линией наконечника, и крепится к наконечнику 61 посредством клеевого крепления и т.п., используя клей. На фиг. 2 отверстие 61а для волокна показано большим, чем его фактические размеры.
1
Первое оптическое волокно 1 полируется после его вставки, с тем чтобы торцевая поверхность 1d (передний торец 1d) первого конца 1с на передней стороне (сторона +Y) совпадала с передней торцевой поверхностью 61b (передним торцом 61b) наконечника 61.
Технологический этап вставки первого оптического волокна 1 в отверстие 61а для волокна будет описан позже подробно со ссылкой на фиг. 10 и т.п.
Основной элемент 65, проходящий от фланца 64 к задней части, крепится к наконечнику 61. Противоположная поверхность 65а (поверхность формирования паза), обращенная к элементам 66 и 67 крышки, формируется в этом основном элементе 65. Выравнивающий паз 69а, который используется для помещения в него второго конца 1а, который является концом задней стороны первого оптического волокна 1 при продолжении в заднем направлении отверстия 61а для волокна в наконечнике 61, и приемный паз 69b покрытого участка, проходящий в направлении назад с заднего конца выравнивающего паза 69а, формируются на противоположной поверхности 65а.
1
Первое оптическое волокно 1 располагается в выравнивающем пазу 69а и передний торец 2с второго оптического волокна 2 присоединяется встык к заднему торцу 1b (торцевая поверхность на стороне - Y), чтобы сформировать участок 57 соединения (см. фиг. 6).
Элементы 66 и 67 крышки, обращенные к противоположной поверхности 65а основного элемента 65 (первый элемент 65 вставки) формируют пару, образующую второй элемент 58 вставки. Кроме того, зажим 63 образуется вторым элементом 58 вставки и основным элементом 65, и пружиной 68 зажима, которая удерживает все вместе эти компоненты внутри.
Зажим 63 может удерживать и скреплять участок 57 соединения между первым оптическим волокном 1 и вторым оптическим волокном 2 с участком соединения, вставляемым между основным элементом 65 и элементами 66 и 67 крышки.
1
На фиг. 3 представлены задняя торцевая поверхность 1b (торец в направлении -Y) первого оптического волокна 1 и второй конец 1а, находящийся на его периферии. Кроме того, на фиг. 4 показан увеличенный вид задней торцевой поверхности 1b первого оптического волокна 1.
Слой 10 твердого согласующего показатели преломления материала формируется на заднем торце 1b первого оптического волокна 1. Слой согласующего показатели преломления материала имеет свойство хорошего согласования показателей преломления между первым и вторым оптическими волокнами 1 и 2 (степень сближения между показателем преломления слоя 10 согласующего показатели преломления материала и показателями преломления первого и второго оптических волокон 1 и 2). Показатель преломления слоя 10 согласующего показатели преломления материала может также становиться ближе к показателям преломления оптических волокон 1 и 2. Однако, с точки зрения снижения потерь при передаче, благодаря предотвращению отражения Френеля, разность между показателями преломления оптических волокон 1 и 2 предпочтительно находится в пределах ±0,1, а более предпочтительно, в пределах ±0,05. В случае, когда показатели преломления этих двух оптических волокон 1 и 2, которые соединяются друг с другом встык, отличаются друг от друга, разность между средним значением показателей преломления оптических волокон 1 и 2 и показателем преломления слоя 10 согласующего показатели преломления материала, предпочтительно находится в пределах упомянутого выше диапазона.
Предпочтительно, чтобы слой 10 согласующего показатели преломления материала мог упруго деформироваться.
Примерами материалов слоя 10 согласующего показатели преломления материала являются высокополимерные материалы, такие как группа акрилов, группа эпоксидов, группа винилов, группа силиконов, группа смол, группа уретанов, группа метакрилов, группа нейлонов, группа бифенолов, группа диолов, группа полиимидов, группа фторированных эпоксидов или группа фторированных алкилов.
1
Слой 10 согласующего показатели преломления материала может быть сформирован в форме слоя постоянной толщины, но предпочтительно формируется в форме, имеющей толщину, постепенно уменьшающуюся от центра торцевой поверхности 1b в направлении периферийной границы. Например, как показано на фиг. 3, слой 10 согласующего показатели преломления материала может иметь задний торец 10а (торцевую поверхность слоя 10 согласующего показатели преломления материала, сформированного в направлении -Y), сформированный в виде изогнутой выпуклой поверхности (например, сферической поверхности или эллиптической сферической поверхности), выступающей в заднюю сторону. Эта задняя поверхность 10а может быть полностью изогнутой выпуклой поверхностью или только часть ее может быть изогнутой выпуклой поверхностью. Задняя поверхность 10а сформирована таким образом, чтобы быть изогнутой выпуклой поверхностью, и, таким образом, сердцевина в центре переднего торца второго оптического волокна 2, который встык присоединен к первому оптическому волокну 1, надежно приходит в контакт со слоем 10 согласующего показатели преломления материала, позволяя, таким образом, значительно снизить потери на соединении.
Слой 10 согласующего показатели преломления материала может быть сформирован по всей торцевой поверхности 1b первого оптического волокна 1. Кроме того, слой 10 согласующего показатели преломления материала может быть сформирован так, чтобы он достигал не только торцевой поверхности 1b, но также и внешней периферической поверхности первого оптического волокна 1 вблизи второго конца 1а.
Слой 10 согласующего показатели преломления материала может быть сформирован, например, следующим способом.
В состоянии, в котором первое оптическое волокно 1 электрически заряжено, торцевая поверхность 1b второго конца 1а приближается к уровню жидкости жидкого согласующего показатели преломления материала и этот жидкий согласующий показатели преломления материал адсорбируется (прикрепляется) к торцевой поверхности 1b первого оптического волокна 1 и затем отверждается, чтобы сформировать слой 10 согласующего показатели преломления материала. Кроме того, торцевая поверхность 1b, прежде чем формировать слой 10 согласующего показатели преломления материала, может быть очищена, используя электрический разряд.
Слой 10 согласующего показатели преломления материала может также быть сформирован, нанося жидкий согласующий показатели преломления материал на торцевую поверхность 1b, используя другие способы, не ограничиваясь способом электрической адсорбции жидкого согласующего показатели преломления материала.
На фиг. 5 представлен график, показывающий зависимость между предпочтительной толщиной Т1 (см. фиг. 4) слоя 10 согласующего показатели преломления материала и предпочтительной твердостью Е по Шору (на основе стандарта JIS K 6253).
На фиг. 5 диапазон, показанный как области R1 и R2, является предпочтительным диапазоном в случае, когда одномодовое оптическое волокно используется в качестве второго оптического волокна 2, которое присоединяется встык к первому оптическому волокну 1. Кроме того, диапазон, показанный как область R2, является предпочтительным диапазоном в случае, когда в качестве второго оптического волокна 2 используется дырчатое волокно.
Дырчатое волокно является оптическим волокном, имеющим множество отверстий, располагающихся в направлении распространения волны. Примером дырчатого волокна (HF) является волокно, усиленное отверстиями (HAF) и т.п.
Как показано на фиг. 5, предпочтительно, чтобы твердость Е по Шору слоя 10 согласующего показатели преломления материала была равна или больше 30 и равна или меньше 85.
В случае, когда твердость Е по Шору слоя 10 согласующего показатели преломления материала чрезмерно низкая (например, в области R3), уровень 10 согласующего показатели преломления материала имеет тенденцию отслаиваться от торцевой поверхности 1b первого оптического волокна 1, но установка твердости Е по Шору равной или большей 30 позволяет предотвратить возникновение этого отслоения.
Конкретно, даже в случае, когда к слою 10 согласующего показатели преломления материала прикладывается сила за счет, например, колебаний температуры или влажности внутри выравнивающего паза 69а, можно предотвратить отслоение слоя 10 согласующего показатели преломления материала от торцевой поверхности 1b.
Кроме того, при установке твердости Е по Шору слоя 10 согласующего показатели преломления материала равной или больше 30, можно, тем самым, предотвратить деформацию, такую как образование морщин, вызывающих увеличение потерь в слое 10 согласующего показатели преломления материала.
В случае, где твердость Е по Шору слоя 10 согласующего показатели преломления материала чрезмерно высока (например, в области R4), вязкость согласующего показатели преломления материала, когда он не отвержден, становится более высокой и, таким образом, трудно наносить материал на торец 1b первого оптического волокна 1. Твердость Е по Шору устанавливается равной или меньше 85 и, таким образом, операция нанесения согласующего показатели преломления материала на торец 1b облегчается, позволяя, таким образом, точно формировать слой 10 согласующего показатели преломления материала, имеющий предварительно заданную форму (например, форму, образующую вышеупомянутую изогнутую выпуклую поверхность).
Кроме того, когда твердость Е по Шору слоя 10 согласующего показатели преломления материала устанавливается равной или меньше 85, тем самым, на концах первого и второго оптических волокон 1 и 2 может быть выполнена достаточная последующая деформация. Поэтому, даже в случае, когда к слою 10 согласующего показатели преломления материала прикладывается сила, например, за счет колебаний температуры или влажности внутри выравнивающего паза 69а, можно избежать возникновения зазора и т.п., вызывающего увеличение потерь.
Предпочтительно, чтобы толщина Т1 слоя 10 согласующего показатели преломления материала была равна или больше 20 мкм и равна или меньше 60 мкм.
Толщина Т1 слоя 10 согласующего показатели преломления материала является, например, толщиной центрального участка слоя 10 согласующего показатели преломления материала, и является максимальной толщиной. Случай, в котором слой 10 согласующего показатели преломления материала формируется с одинаковой толщиной, означает равномерную толщину.
В случае, когда слой 10 согласующего показатели преломления материала является чрезмерно тонким (например, в области R5), невозможно продемонстрировать действие согласующего показатели преломления материала, когда расстояние между концами первого и второго оптических волокон 1 и 2, соединенных встык, увеличивается. В случае, когда толщина установлена равной или больше 20 мкм, можно достоверно получить эффект от действия согласующего показатели преломления материала, что предпочтительно.
Кроме того, толщина устанавливается равной или больше 20 мкм, и, таким образом, на концах первого и второго оптических волокон 1 и 2, которые соединенных встык друг с другом может быть выполнена достаточная последующая деформация. Таким образом, можно избежать возникновения зазора и т.п., вызывающего увеличение потерь.
В случае, когда слой 10 согласующего показатели преломления материала чрезмерно толстый (например, в области R6), положения концов первого и второго оптических волокон 1 и 2, соединенных встык друг с другом, нестабильны и, таким образом, начальные характеристики имеют тенденцию флюктуировать.
Кроме того, стабильность положения торца оптического волокна зависит от твердости слоя 10 согласующего показатели преломления материала.
Когда прямая линия, соединяющая точку Р1 твердости Е по Шору, равную 85, с толщиной 40 мкм, и точку Р2 твердости Е по Шору, равную 30, с толщиной 60 мкм, устанавливается по прямой линии L1, положения торцов оптических волокон, описанных выше, имеют тенденцию дестабилизации в области (такой как область R1) на стороне, которая меньше по толщине, чем в области прямой линии L1, включающей прямую линию, по сравнению с областью (такой как область R7) на стороне, которая больше по толщине, чем область на прямой линии L1.
Таким образом, в области, где твердость Е по Шору слоя 10 согласующего показатели преломления материала равна или больше 30 и равна или меньше 85, ее толщина равна или больше 20 мкм и равна или меньше 60 мкм и область R7 исключается, то есть, диапазон, ограниченный точками (твердость Е по Шору 30, толщина 20 мкм), (твердость Е по Шору 85, толщина 20 мкм), (твердость Е по Шору 85, толщина 40 мкм) и (твердость Е по Шору 30, толщина 60 мкм), можно предотвратить отслоение слоя 10 согласующего показатели преломления материала и позволить точно сформировать слой 10 согласующего показатели преломления материала. Дополнительно, начальные характеристики стабилизируются и, таким образом, можно надежно поддерживать низкими потери соединения.
В случае, когда второе оптическое волокно 2 является дырчатым волокном (см. фиг. 6) в пределах области R1, и в области R2, в которых твердость Е по Шору равна или больше 45 и равна или меньше 80, можно снизить потери соединения.
Причину возможности снижения в достаточной степени потерь соединения за счет использования слоя 10 согласующего показатели преломления материала в области R2, можно рассмотреть следующим образом.
Как показано на фиг. 6, второе оптическое волокно 2, которое является дырчатым волокном, имеет сердцевину 5, расположенную в его центре поперечного сечения и имеет сформированное в нем множество отверстий 4, проходящих вдоль сердцевины 5 по периферии сердцевины 5. В случае, когда второе оптическое волокно 2 является таким дырчатым волокном, второе оптическое волокно присоединяется встык к первому оптическому волокну 1 и, таким образом, поверхность слоя 10 согласующего показатели преломления материала принимает форму, имеющую неровности, соответствующие торцевой поверхности 2с, имеющей отверстия 4. Таким образом, маловероятно, что слой 10 согласующего показатели преломления материала будет скользить в направлении его плоскости относительно торцевой поверхности 2с.
В случае, когда твердость слоя 10 согласующего показатели преломления материала чрезмерно низкая (когда твердость Е по Шору меньше 45), корректировка рассогласования осей после того, как первое оптическое волокно 1 и второе оптическое волокно 2 соединены встык друг с другом внутри выравнивающего паза 69а, может вызвать проблему, что в направлении плоскости к слою 10 согласующего показатели преломления материала за счет торца 2с второго оптического волокна 2 прикладывается большая поперечная сила, из-за чего, таким образом, возникает деформация, такая как формирование морщины, вызывающей увеличение потерь.
С другой стороны, в случае, когда твердость слоя 10 согласующего показатели преломления материала чрезмерно высока (в случае, когда твердость Е по Шору превышает 80), может возникать проблема, что во время расположения конца оптического волокна внутри выравнивающего паза 69а не сможет быть выполнена достаточная последующая деформация и возникает зазор и т.п., вызывающий увеличение потерь.
Напротив, в случае, когда используется слой 10 согласующего показатели преломления материала в области R2 (твердость Е по Шору равна или больше 45 и равна или меньше 80), на конце оптического волокна для его размещения может быть выполнена достаточная последующая деформация. Таким образом, зазор и т.п., вызывающий увеличение потерь, не возникает и деформация, такая как формирование морщины, вряд ли произойдет. Поэтому, можно снизить потери соединения.
В слое 10 согласующего показатели преломления материала твердость Е по Шору устанавливается равной или меньшей 85 и, таким образом, последующие возможности возрастают. Однако, так как твердость низкая, при приложении нагрузки с внешней стороны на поверхность этого слоя 10 согласующего показатели преломления материала, поверхность может не восстанавливаться. Поэтому, когда торцевая поверхность 2b (то есть, поверхность слоя 10 согласующего показатели преломления материала) устанавливается посредством давления и т.п., чтобы расположить первое оптическое волокно 1 в выравнивающем пазе 69а в направлении его длины, может возникнуть проблема деформации поверхности. Когда первое оптическое волокно 1 и второе оптическое волокно соединяются встык друг с другом в деформированном состоянии, возникают морщины, и, таким образом, происходит увеличение потерь соединения.
Кроме того, когда первое оптическое волокно 1, имеющее слой 10 согласующего показатели преломления материала, сформированный на нем, помещается в выравнивающий паз 69а, слой 10 согласующего показатели преломления материала может прилипать к выравнивающему пазу 69а. Когда первое оптическое волокно 1 располагается в направлении его длины в таком состоянии, первое оптическое волокно тянут в направлении участка, на котором слой 10 согласующего показатели преломления материала прилипает и, таким образом, может возникнуть проблема, что слой 10 согласующего показатели преломления материала будет отслаиваться от торцевой поверхности 1b. Сила отрыва слоя 10 согласующего показатели преломления материала связана с твердостью по Шору и, таким образом, сила отрыва может увеличиваться с увеличением твердости по Шору. Однако, в случае, когда твердость Е по Шору равна или больше 85, невозможно противодействовать этой силе отрыва и, таким образом, слой 10 согласующего показатели преломления материала отслаивается от торцевой поверхности 1b первого оптического волокна 1. Возникновение отрыва может вызывать увеличение потерь соединения.
Как описано выше, в случае, когда твердость Е по Шору слоя 10 согласующего показатели преломления материала устанавливается равной или меньше 85, помещение первого оптического волокна 1 в выравнивающий паз 69а в направлении его длины может создавать проблему отслаивания слоя 10 согласующего показатели преломления материала.
В соответствии со способом изготовления настоящего варианта осуществления, далее описанного подробно, нет необходимости помещать первое оптическое волокно 1 в выравнивающий паз 69а в направлении его длины. Поэтому, даже в случае, где такой слой 10 согласующего показатели преломления материала сформирован, можно удовлетворительным образом снизить потери соединения.
В области изготовления наконечник 60 с зажимом объединяется с кнопкой 91, вставной рамой 92, задней стороной корпуса 40 и пружиной 53 и подготавливается в области установки в качестве оптического соединителя (показанного на фиг. 1 как оптический соединитель 110 с пространственным разделением деталей).
1
В области установки кабельная концевая муфта 31а с установленным элементом вставляется и собирается с задней стороны оптического соединителя. Конкретно, сначала кабельная концевая муфта 31а с установленным элементом помещается на вспомогательном ползунке 45 для вставки, обеспечиваемом на задней стороне корпуса 40. Далее, кабельная концевая муфта 31а с установленным элементом продвигается в направлении +Y и второе оптическое волокно 2 выступающее из окончания оптического волокна 31 вводится в выравнивающий паз 69а наконечника 60 с зажимом. Таким образом, оголенное оптическое волокно 2а переднего конца оптического волокна 2 присоединяется встык к первому оптическому волокну 1.
Процедура подачи второго оптического волокна 2, выступающего из окончания оптического волокна 31 в выравнивающий паз 69а наконечника 60 с зажимом, выполняется в состоянии, когда зазор зажима 63 расширен.
Как показано на фиг. 2, зажим 63 выполнен таким образом, что первый элемент 65 вставки и второй элемент 58 вставки отжимаются пружиной 68 зажима от внешней периферии. Затем клиновидная деталь вставки (не показана) вставляется между первым элементом 65 вставки и вторым элементом 58 вставки и, таким образом, можно расширить зазор между первыми и вторым элементами 65 и 58 вставки.
На фиг. 6 показано состояние торцевых поверхностей 1b и 2с второго оптического волокна 2 и первого оптического волокна 1, которые соединяются друг с другом встык. Передняя торцевая поверхность 2с второго оптического волокна 2 соединяется встык с задним торцом 1b первого оптического волокна 1 со слоем 10 согласующего показатели преломления материала, вставляемым между ними, и формируется участок 57 соединения. Слой 10 согласующего показатели преломления материала упруго сжимается и деформируется в направлении толщины. Таким образом, слой 10 согласующего показатели преломления материала на большой площади находится в контакте с центральным участком переднего торца 2с второго оптического волокна 2 и периферия его имеет кольцеобразную форму. Таким образом, первое оптическое волокно 1 и второе оптическое волокно 2 оптически соединяются друг с другом.
Как показано на фиг. 1, кабельная концевая муфта 31а с установленным элементом помещается внутрь корпуса 40 задней стороны движением вперед. Далее, крышка 46 с анкерным креплением, обеспечиваемая в задней стороне корпуса 40, поворачивается и закрывает кабельную концевую муфту 31а с установленным элементом. Таким образом, деталь 46f крышки 46 с анкерным креплением, регулируемая отведением, приходит в контакт с задней деталью установленного элемента 32 с анкерным креплением кабельной концевой муфты 31а с установленным элементом и, таким образом, отведение кабельной концевой муфты 31а с установленным элементом может регулироваться. Кроме того, кабельная концевая муфта 31а с установленным элементом входит в контакт с выступающим участком и т.п. (не показан) внутри корпуса 40 задней стороны и, таким образом, ее движение вперед регулируется.
Таким образом, положение кабельной концевой муфты 31а с установленным элементом в переднем-заднем направлении определяется и поэтому можно поддерживать состояние соединения встык второго оптического волокна 2 с первым оптическим волокном 1 наконечника 60 с зажимом.
Затем, деталь вставки удаляется из зажима 63, в который вставлена клиновидная деталь вставки. Таким образом, зажим 63 захватывает и фиксирует соединительный участок 57 между первым оптическим волокном 1 и вторым оптическим волокном 2 с помощью упругости пружины 68 зажима. Состояние соединения встык второго оптического волокна 2 с первым оптическим волокном 1, вмонтированным в наконечник 60 с зажимом стабильно поддерживается посредством движения зажима 63.
Далее процедура сборки наконечника 60 с зажимом будет описана со ссылкой на фиг. 2.
Сначала собирается наконечник 61, содержащий фланец 64 и основной элемент 65, и изготавливается узел 59 наконечника. Кроме того, первое оптическое волокно 1 обрезается на заданную длину и слой 10 согласующего показатели преломления материала формируется на торцевой поверхности Id второго конца 1а. Затем первое оптическое волокно 1 вмонтируется и устанавливается в отверстие 61а для волокна узла 59 наконечника. Дополнительно, передний торец 61b наконечника 61 полируется, так чтобы передняя торцевая поверхность 61b наконечника 61 и передняя торцевая поверхность 1d первого оптического волокна 1 соединялись друг с другом. Затем элементы 66 и 67 крышки и пружина 68 зажима, образующие зажим 63, собираются вместе и на этом наконечник 60 с зажимом является изготовленным.
В таких производственных процессах необходимо предотвратить повреждение слоя 10 согласующего показатели преломления материала, сформированного на торцевой поверхности 1d первого оптического волокна 1. Повреждение означает, что на поверхности слоя 10 согласующего показатели преломления материала, образуется трещина, слой 10 согласующего показатели преломления материала отслаивается от задней торцевой поверхности 1b и т.п. В случае, когда повреждение формируется в слое 10 согласующего показатели преломления материала, может возникнуть проблема, что потери соединения увеличиваются на участке 57 соединения (см. фиг. 6) между первым оптическим волокном 1 и вторым оптическим волокном 2
В вышеупомянутой процедуре сборки предпочтительно использовать держатель 11 оптического волокна, показанный на фиг. 7А и 7В, чтобы предотвратить повреждение слоя 10 согласующего показатели преломления материала. Держатель 11 оптического волокна может держать первое оптическое волокно 1, чтобы защитить слой 10 согласующего показатели преломления материала.
Держатель оптического волокна
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Здесь далее держатель 11 оптического волокна будет описан со ссылкой на фиг. 7А-9С. На фиг. 7А-9С показана система координат X-Y-Z. На этих чертежах направление длины первого оптического волокна 1, удерживаемого держателем 11 оптического волокна, устанавливается в направлении оси Y, и передний его торец устанавливается в направлении +Y. Кроме того, система координат X2-Y-Z устанавливается так, чтобы плоскость 12В скольжения держателя И оптического волокна была параллельна плоскости X-Y.
Здесь далее, элементы конфигурации держателя 11 оптического волокна будут описаны, главным образом, со ссылкой на фиг. 8А, который является изображением с пространственным разделением элементов, показывающим держатель 11 оптического волокна.
Держатель 11 оптического волокна схематично образуется направляющим элементом 12, нажимным элементом 13 и участком 16 удержания оптического волокна (участок 16 удержания).
2
2
Поверхность 12В скольжения, проходящая в направлении оси Y и монтажная поверхность 12D участка удержания поверхности 12В скольжения, которая расположена на стороне +Y, формируются на верхней поверхности направляющего элемента 12. Поверхность 12В скольжения и монтажная поверхность 12D участка удержания формируются так, чтобы иметь ступенчатую разницу, с тем, чтобы монтажная поверхность 12D участка удержания была более низкой стороной.
Нажимной элемент 13 смонтирован на поверхности 12В скольжения. Кроме того, участок 16 удержания монтируется на монтажной поверхности 12D участка удержания.
2
Зубчатый участок 12Е формируется в центре торцевой поверхности направляющего элемента 12 в направлении +Y, чтобы разделить монтажную поверхность 12D участка удержания на две части.
Нижняя поверхность 12F направляющего элемента 12 является поверхностью, обращенной к ползунку 71, когда направляющий элемент 12 монтируется на ползунке 71 (см. фиг. 10 и т.п.), описанном позже.
2
Нажимной элемент 13 монтируется на поверхности 12В скольжения и выполнен с возможностью линейного перемещения (скольжения) в направлении оси Y, которое является направлением расширения поверхности 12В скольжения.
2
2
Пара направляющих 12Аа и 12Аb скольжения, выступающих вверх, формируется на обеих сторонах (сторона +Х и сторона -Х) поверхности 12В скольжения. Направляющие 12Аа и 12Аb скольжения формируются параллельно друг другу. Кроме того, направляющие 12Аа и 12Аb скольжения доходят до обеих сторон монтажной поверхности 12D участка удержания.
2
Расстояние между направляющими 12Аа и 12Аb скольжения немного больше, чем ширина (длина в направлении оси Х) элемента 13 давления. Нажимной элемент 13 может линейно двигаться вдоль направляющих 12Аа и 12Аb скольжения.
Вытянутое отверстие 12С, проходящее параллельно направляющим 12Аа и 12Аb скольжения проходит через центр поверхности 12В скольжения. Направляющий штифт 20В вставляется в это вытянутое отверстие 12С со стороны нижней поверхности 12F через направляющую втулку 20А. Направляющий штифт 20В выполнен таким образом, что его нижний конец снабжается фланцем, а верхний конец крепится к элементу 13 давления. Нажимной элемент 13 не скользит вниз с поверхности 12В скольжения благодаря направляющему штифту 20В и может двигаться линейно.
2
Нажимной элемент 13 содержит основную деталь 13А нажимного элемента и нажимную деталь 13В и формируется в L-образной форме, если смотреть на виде сверху. Основная деталь 13А нажимного элемента формируется в блочной форме и ширина ее формируется так, чтобы быть приблизительно такой же или немного меньшей, чем ширина поверхности 12В скольжения. Предпочтительно, эта основная деталь 13А нажимного элемента должна быть сформирована в форме, имеющей тенденцию линейно перемещаться в направлении оси Y, прикладывая силу пальцем рабочего и применяя силу к нажимному элементу 13.
2
2
2
Нажимная деталь 13В проходит от поверхности основной части 13А нажимного элемента на стороне +Y. Нажимная деталь 13В проходит к стороне участка 16 удержания (направление +Y) вдоль направляющей 12Аb скольжения на стороне -Х от пары направляющих 12Аа и 12Аb скольжения направляющего элемента 12.
2
Участок 16 удержания содержит первый элемент 14 удержания, второй элемент 15 удержания, нажимную пружину 19 и фиксирующий винт 17. Участок 16 удержания монтируется на монтажной поверхности 12D участка удержания, который сформирован на стороне +Y верхней поверхности направляющего элемента 12. Первый элемент 14 удержания и второй элемент 15 удержания из участка 16 удержания формируются в форме блоков.
2
2
2
2
Первый элемент 14 удержания и второй элемент 15 удержания расположены рядом в направлении оси Х между направляющими 12Аа и 12Аb скольжения. Первый элемент 14 удержания на неподвижной стороне располагается вдоль направляющей 12Аа скольжения на стороне +Х стороне, а второй элемент 15 удержания располагается между первым элементом 14 удержания и направляющей 12Аb скольжения на стороне -Х. Зазор, в который вставляется и из которого извлекается деталь 13В давления нажимного элемента 13, формируется между вторым элементом 15 удержания и направляющей 12Аb скольжения на стороне -Х.
Первый элемент 14 удержания крепится к элементу 12 направляющей. Это крепление выполняется посредством подгонки фиксирующего винта 17 в винтовом отверстии 12Da, обеспечиваемом на поверхности 12D монтажа поверхности удержания, через второй элемент 15 удержания.
В первом элементе 14 удержания направляющий штифт 14А крепится на противоположной поверхности 14а, обращенной ко второму элементу 15 удержания и проходит в сторону второго элемента 15 удержания. Кроме того, во втором элементе 15 удержания на противоположной поверхности 15а, обращенной к первому элементу 14 удержания, обеспечивается направляющее отверстие 15b, соответствующее направляющему штифту 14А.
2
Второй элемент 15 удержания выполнен таким образом, что операции, отличные от операций в направлении оси Х, регулируются относительно первого элемента 14 удержания направляющим штифтом 14А и направляющим отверстием 15b.
Отверстие 14b для удержания пружины обеспечивается на взаимно противоположной поверхности 14а первого элемента 14 удержания и нажимная пружина 19 вставляется в него. Нажимная пружина 19 сжата и вставлена между первым элементом 14 удержания и вторым элементом 15 удержания. Нажимная пружина 19 прикладывает силу для отделения друг от друга первого элемента 14 удержания и второго элемента 15 удержания.
2
2
2
Второй элемент 15 удержания содержит первую нажимную поверхность 15е и вторую нажимную поверхность 15f на поверхности, расположенной на противоположной стороне противоположной поверхности 15а. Первая нажимная поверхность 15е формируется наклонно, чтобы стать более удаленной от первого элемента 14 удержания в направлении +Y. Кроме того, вторая нажимная поверхность 15f формируется параллельно направлению расширения (направлению +Y) части 13В давления. Нажимная деталь 13В нажимного элемента 13 входит в контакт с первой и второй нажимными поверхностями 15е и 15f и, таким образом, второй элемент 15 удержания движется в направлении +Х.
2
2
Первая поверхность 14с удержания формируется на переднем конце первого элемента 14 удержания на стороне +Y. Первая поверхность 14с удержания формируется в той же самой плоскости, что и противоположная поверхность 14а. Участок 14d, углубленный в форме паза, проходящего в направлении оси Z формируется между противоположной поверхностью 14а и первой поверхностью 14с удержания, и углубленный участок 14d разбивает на части противоположную поверхность 14а и первая поверхность 14с удержания.
2
2
2
Аналогично, поверхность 15h со сформированным V-образным пазом формируется на переднем конце второго элемента 15 удержания на стороне +Y и в той же самой плоскости, что и противоположная поверхность 15а. Поверхность 15h со сформированным V-образным пазом имеет участок 15d, углубленный в форме паза, проходящий в направлении оси Z, сформированный между противоположной поверхностью 14а и поверхностью 15h формирования V-образного паза, и разбивает на части противоположную поверхность 15а и поверхность 15h формирования V-образного паза. V-образный паз 15i, проходящий в направлении оси Y, формируется на поверхности 15h V-образного паза.
На фиг. 8В представлен увеличенный вид, показывающий V-образный паз 15i. V-образный паз 15i имеет пару вторых поверхностей 15с и 15с удержания, сформированных наклонно относительно поверхности 15h формирования V-образного паза, и формируется с поперечным сечением V-образной формы.
2
На фиг. 7А представлен вид в перспективе держателя 11 оптического волокна в состоянии, когда удерживается первое оптическое волокно 1. На фиг. 7В представлен увеличенный вид со стороны +Y держателя 11 оптического волокна, показанного на фиг. 7А.
Как показано на фиг. 7В, первая поверхность 14с удержания первого элемента 14 удержания входит в контакт с первым оптическим волокном 1. Кроме того, вторые поверхности 15с и 15с удержания второго элемента 15 удержания входят в контакт с первым оптическим волокном 1. Первая поверхность 14с удержания и вторые поверхности 15с и 15с удержания находятся в контакте по линии с первым оптическим волокном 1. Поэтому, внешняя периферия первого оптического волокна 1 удерживается тремя контактными линиями, параллельными друг другу. При таком удержании первое оптическое волокно 1 не отклоняется ни от одной из поверхностей 14с и 15с удержания и, таким образом, может удерживаться относительно держателя 11 оптического волокна без рассогласования осей.
Далее состояния открывания и закрывания участка 16 удержания держателя 11 оптического волокна и удержание первого оптического волокна 1 будут описаны со ссылкой на фиг. 9А-9С.
2
На фиг. 9А показано состояние (в дальнейшем, называемое открытым состоянием), в котором участок 16 удержания держателя 11 оптического волокна открыт. В открытом состоянии нажимной элемент 13 расположен на задней стороне (сторона участка 16 удержания, сторона -Y) поверхности 12В скольжения направляющего элемента 12. Кроме того, нажимная деталь 13В нажимного элемента 13 не входит в контакт со второй нажимной поверхностью 15f второго элемента 15 удержания, а входит в контакт с первой нажимной поверхностью 15е, или не входит в контакт ни с одной из нажимных поверхностей (первой нажимной поверхностью 15е и второй нажимной поверхностью 15f).
В открытом состоянии зазор, имеющий размер, равный или больший, чем наружный диаметр первого оптического волокна 1, формируется между первым элементом 14 удержания и вторым элементом 15 удержания. Причиной является то, что нажимная пружина 19 вставлена между первым элементом 14 удержания и вторым элементом 15 удержания и нажимная пружина 19 отделяет первый элемент 14 удержания и второй элемент 15 удержания друг от друга.
2
На фиг. 9В показано состояние (в дальнейшем называемое закрытым состоянием), когда участок 16 удержания держателя 11 оптического волокна закрыт. В закрытом состоянии нажимной элемент 13 расположен на передней стороне (стороне +Y) поверхности 12В скольжения. Кроме того, нажимная деталь 13В нажимного элемента 13 входит в контакт со второй нажимной поверхностью 15f второго элемента 15 удержания.
2
2
Рабочий может сдвинуть держатель 11 оптического волокна из открытого состояния в закрытое состояние, перемещая нажимной элемент 13 в направлении +Y на поверхности 12В скольжения. Нажимная деталь 13В нажимного элемента 13 скольжением перемещается по первой нажимной поверхности 15е и достигает второй нажимной поверхности 15f. Нажимная деталь 13В скольжением перемещается по первой нажимной поверхности 15е, которая наклонена, и второй элемент 15 удержания нажимается в направлении +Х и перемещается в сторону первого элемента 14 удержания.
При переходе из открытого состояния в закрытое состояние первый элемент 14 удержания и второй элемент 15 удержания участка 16 удержания сближаются друг с другом и первое оптическое волокно 1 может быть вставлено и удерживаться поверхностями 14с и 15с удержания (см. фиг. 7В).
На фиг. 9С показан второй конец 1а первого оптического волокна 1, который удерживается участком 16 удержания. Как показано на фиг. 9С и 7В, в закрытом состоянии зазор, соответствующий диаметру первого оптического волокна 1, формируется между противоположной поверхностью 14а первого элемента 14 удержания и противоположной поверхностью 15а второго элемента 15 удержания. Этот зазор устанавливается должным образом и, таким образом, можно удерживать первое оптическое волокно 1 с обеих его сторон в радиальном направлении, не повреждая первого оптического волокна.
Кроме того, предпочтительно, чтобы первый элемент 14 удержания и второй элемент 15 удержания изготавливались из смолы и чтобы нагрузка, прикладываемая к первому оптическому волокну 1, снижалась. Дополнительно, упругий лист, изготовленный из силиконовой резины и т.п., накладывается на первую поверхность 14 удержания и вторую поверхность 15 удержания и, таким образом, нагрузка, приложенная к первому оптическому волокну 1, может быть снижена.
2
2
2
На втором конце 1а первого оптического волокна 1 место, удаленное от задней торцевой поверхности 1b, имеющей слой 10 согласующего показатели преломления материала, сформированный на ней, образуется участком 16 удержания. Торцевая поверхность участка 16 удержания (первый элемент 14 удержания и второй элемент 15 удержания) в направлении +Y упоминается как опорная поверхность 16А. Опорная поверхность 16А является поверхностью, сформированной параллельно плоскости X-Z.
2
Как показано на фиг. 9С, участок 16 удержания захватывает первое оптическое волокно 1, с тем, чтобы расстояние от опорной поверхности 16А до задней торцевой поверхности 1b было установлено равным K. Это расстояние K больше, чем длины первой поверхности 14 удержания и поверхности 15h формирования V-образного паза в направлении оси Y.
2
Первый элемент 14 удержания и второй элемент 15 удержания имеют углубленный участок 14d и углубленный участок 15d, расположенные внутри дальше, чем опорная поверхность 16А. В закрытом состоянии углубленный участок 14d и углубленный участок 15d сближаются друг с другом, имеют прямоугольную форму, если смотреть на виде сверху, и формируют защитное пространство 18, проходящее в направлении оси Z.
2
Расстояние K от опорной поверхности 16А до задней торцевой поверхности 1b первого оптического волокна 1 делается большим, чем длины первой поверхности 14 удержания и поверхности 15h формирования V-образного паза в направлении оси Y, и, таким образом, задняя торцевая поверхность 1b первого оптического волокна 1 располагается внутри защитного пространства 18. Таким образом, слой 10 согласующего показатели преломления материала, сформированный на задней торцевой поверхности 1b, не входит в контакт с первым элементом 14 удержания и вторым элементом 15 удержания.
При таком удержании можно предотвратить повреждение слоя 10 согласующего показатели преломления материала первого оптического волокна 1.
Далее будет описана процедура резания первого оптического волокна 1 и удержания обрезанных оптических волокон, используя держатель 11 оптического волокна.
Сначала, перед резанием на торцевой поверхности 1b первого оптического волокна 1 формируется слой 10 согласующего показатели преломления материала.
Затем, второй конец 1а на стороне этой торцевой поверхности 1b удерживается участком 16 удержания держателя 11 оптического волокна. Участок 16 удержания держателя 11 оптического волокна точно удерживает поверхность задней торцевой поверхности 1b первого оптического волокна 1, так, чтобы она была установлена на вышеупомянутом расстоянии К относительно опорной поверхности 16А, и помещает заднюю торцевую поверхность 1b внутри защитного пространства 18.
Затем, как показано на фиг. 9А, первое оптическое волокно 1 обрезается и первый конец 1с формируется для установки на расстоянии Н от опорной поверхности 16А участка 16 удержания. Таким образом, первый и второй концы 1с и 1а первого оптического волокна 1 располагаются точно относительно опорной поверхности 16А и, таким образом, можно точно обрезать первое оптическое волокно 1. Кроме того, можно точно расположить первый и второй концы 1с и 1а относительно держателя 11 оптического волокна.
Процедура вставки оптического волокна
Процедура вставки первого оптического волокна 1, удерживаемого держателем 11 оптического волокна, в отверстие 61а для волокна будет описана со ссылкой на фиг. 10-14С.
3
3
3
3
3
3
3
На фиг. 10-14С показана система координат X-Y-Z. Эта система координат расположена так, чтобы продольное направление наконечника 61 было установлено в направлении оси Y и передняя торцевая поверхность 61b была установлена в сторону +Y. Кроме того, эта система координат расположена так, чтобы противоположная поверхность 65а основного элемента 65 была установлена в плоскости X-Y.
На фиг. 10 показано состояние подготовки, в котором узел 59 наконечника крепится к устройству 73 вставки оптического волокна (устройству 73 вставки).
Устройство 73 вставки оптического волокна схематично образуется зажимным приспособлением 70 для удержания наконечника, держателем 11 оптического волокна и ползунком 71, который используется для монтажа на нем держателя 11 оптического волокна. Зажимное приспособление 70 для удержания наконечника и ползунок 71 крепятся к основанию (не показано) устройства 73 вставки и между ними поддерживаются взаимные позиционные соотношения.
Зажимное приспособление 70 для удержания наконечника содержит нижнее зажимное приспособление 70А и верхнее зажимное приспособление 70В и выполнено с возможностью открывания и закрывания этих зажимных приспособлений. Нижнее зажимное приспособление 70А и верхнее зажимное приспособление 70В содержат изогнутые углубленные участки 70b и 70b вдоль наружного диаметра наконечника 61. Кроме того, на нижнем зажимном приспособлении 70А и на верхнем зажимном приспособлении 70В формируются поверхности 70а и 70а позиционирования, ортогональные к осевому направлению наконечника 61.
Удержание узла 59 наконечника, используя зажимное приспособление 70 для удержания наконечника 70, выполняется с помощью следующей процедуры.
Сначала наконечник 61 узла 59 наконечника помещается на нижнее зажимное приспособление 70А. В этом случае, противоположная поверхность 65а основного элемента 65 располагается так, чтобы быть обращенной вверх. Затем фланец 64 приводится в контакт с поверхностями 70а позиционирования. Далее, верхнее зажимное приспособление 70В располагается над наконечником 61 и крепится к нижнему зажимному приспособлению 70А. Таким образом, изогнутые углубленные участки 70b и 70b нижнего зажимного приспособления 70А и верхнего зажимного приспособления 70В удерживают внешнюю периферию наконечника 61 и, тем самым, приспособление 70 для удержания наконечника может удерживаться в состоянии конкретно определенного положения.
Ранее отверстие 61а для волокна наконечника 61, в котором выполняется вышеупомянутая процедура, заполнялось клеем, который не показан на чертеже. Первое оптическое волокно 1 крепится к отверстию 61а для волокна этим клеем. Клей не показывается в чертежах, за исключением случая, когда приводится специальное описание. Однако, на фиг. 10-14С отверстие 61а для волокна заполняется клеем.
3
3
3
3
Ползунок 71 является, например, линейным ползунком выполнен с возможностью плавного линейного перемещения в направлении стрелки А на фиг. 10. Стрелка А является направлением угла места θ относительно оси Y. То есть, ползунок 71 находится в пределах плоскости, параллельной плоскости X-Y и линейно перемещается в направлении угла места θ относительно оси Y. Ползунок 71 располагается на стороне основного элемента 65 узла 59 наконечника.
Кроме того, ползунок 71 снабжен ограничителем 74 движения вперед для направления движения (направления стрелки А) и этот ограничитель 74 движения вперед определяет предел движения вперед держателя 11 оптического волокна. Ползунок 71 контактирует (взаимодействует) с ограничителем 74 движения вперед и, таким образом, препятствует его движением вперед.
3
Держатель 11 оптического волокна прикрепляется к ползунку 71 так, чтобы нижняя поверхность 12F направляющего элемента 12, показанного на фиг. 7А, стала поверхностью его расположения. Поэтому держатель 11 оптического волокна располагается так, чтобы направление движения второго элемента 15 удержания совпадало с осью Х.
Первое оптическое волокно 1 удерживается держателем 11 оптического волокна. Как показано на фиг. 7А, первое оптическое волокно 1 конфигурировано таким образом, что сторона второго конца 1а удерживается участком 16 удержания держателя 11 оптического волокна. Кроме того, первый конец 1с проходит от опорной поверхности 16А держателя 11 оптического волокна.
Держатель 11 оптического волокна смонтирован на ползунке 71 и, таким образом, первое оптическое волокно 1 располагается так, чтобы проходить в направлении основного элемента 65 узла 59 наконечника. Выравнивающий паз 69а формируется на противоположной поверхности 65а основного элемента 65. В узле 59 наконечника и держателя 11 оптического волокна позиционная взаимозависимость между ними определяется так, чтобы направление прохождения держателя 11 оптического волокна совпадало с выравнивающим пазом 69а.
На фиг. 11А показано состояние, в котором первый конец 1с первого оптического волокна 1 приходит в контакт с выравнивающим пазом 69а. Кроме того, на фиг. 11В показан увеличенный вид, показывающий первый конец 1с, который входит в контакт с выравнивающим пазом 69а.
Когда ползунок 71 приводится в движение, держатель 11 оптического волокна постепенно приближается к узлу 59 наконечника. Соответственно, первый конец 1с первого оптического волокна 1 приближается к выравнивающему пазу 69а узла 59 наконечника и, в конечном счете, входит с ним в контакт.
3
Как показано на фиг. 11В, наконечник 61 расположен в промежутке 62 на передней стороне (направление +Y) выравнивающего паза 69а. Этот промежуток 62 обеспечивается с целью предотвращения переполнения клеем, когда первое оптическое волокно 1 вставляется в отверстие 61а для волокна, чтобы клей не приставал к окружающей среде и экономился.
3
Первый конец 1с первого оптического волокна 1 входит в контакт с положением (положением на стороне -Y) на выравнивающем пазе 69а и далее проходит внутрь на расстояние J после промежутка 62. То есть, первое оптическое волокно 1 не вставляется непосредственно в отверстие 61а для волокна. Первое оптическое волокно временно входит в контакт с выравнивающим пазом 69а и вводится в отверстие 61а для волокна, искривляя его направление введения.
3
3
Так как выравнивающий паз 69а является пазом, проходящим в направлении оси Y, возможно защитить первое оптическое волокно 1 от сотрясений в горизонтальном направлении (направлении оси Х), приводя первое оптическое волокно в контакт с верхним участком выравнивающего паза 69а. Поэтому можно препятствовать приложению перегрузки к первому оптическому волокну 1 из-за отклонения первого конца 1с первого оптического волокна 1 от отверстия 61а для волокна.
На фиг. 12А показано состояние непосредственно перед тем, как первый конец 1с первого оптического волокна 1 достигнет отверстия 61а для волокна. Кроме того, на фиг. 12В показан увеличенный вид первого конца 1с непосредственно перед тем, как первый конец достигнет отверстия 61а для волокна.
3
Конический участок 61с, имеющий форму воронки, у которой внутренний диаметр входного отверстия 61а для волокна расширен, формируется на стороне задней части 61d (сторона -Y) отверстия 61а для волокна. Коническая деталь 61с выполняет функцию вставки первого конца 1с первого оптического волокна 1 в отверстие 61а для волокна и сглаживания вставки первого оптического волокна в отверстие 61а для волокна.
Первое оптическое волокно 1 искривляется на выравнивающем пазу 69а при дальнейшем продвижении вперед ползунка 71 в направлении стрелки А из состояния (состояния, показанного на фиг. 11А и 11В) контакта с выравнивающим пазом 69а и первый конец 1с обращен передним торцом 1d к стороне отверстия 61а для волокна. Таким образом, первый конец 1с может надежно войти в контакт с коническим участком 61с и плавно вводиться в отверстие 61а для волокна.
На фиг. 13 показано состояние, в котором первое оптическое волокно 1 вставляется во внутреннюю деталь отверстия 61а для волокна.
Первое оптическое волокно 1 вставляется во внутреннюю деталь отверстия 61а для волокна дальнейшим продвижением вперед ползунка 71 в направлении стрелки А из состояния (состояния, показанного на фиг. 12А и 12В) контакта с конической деталью 61с. Когда ползунок 71 движется вперед до заданного положения с ограничителем 74 движения вперед, ползунок входит в контакт с этим ограничителем 74 движения вперед и, таким образом, не в состоянии продвинуться дальше. Ограничитель 74 движения вперед попадает в должное положение, чтобы поместить первое оптическое волокно 1 на соответствующую глубину вставки.
На фиг. 14А показано состояние, в котором участок 16 удержания держателя 11 оптического волокна освобожден.
После того, как ползунок 71 входит в контакт с ограничителем 74 движения вперед, участок 16 удержания устанавливается в открытое состояние, удаляя нажимной элемент 13 из держателя 11 оптического волокна и отделяя второй элемент 15 удержания от первого элемента 14 удержания (см. фиг. 9А). Таким образом, второй конец 1а первого оптического волокна 1 выпадает из участка 16 удержания и, таким образом, может располагаться на выравнивающем пазу 69а. Держатель 11 оптического волокна освобождается в положении предела движения вперед, определяемом ограничителем 74 движения вперед, позволяя, тем самым, второму концу 1а (задней части) первого оптического волокна 1 помещаться в выравнивающем пазу 69а.
Положение, в котором второй конец 1а выпадает, может устанавливаться положением ограничителя 74 движения вперед ползунка 71. Ограничитель 74 движения вперед расположен соответствующим образом и поэтому нет необходимости регулировать положение торцевой поверхности 1b второго конца 1а после выпадения второго конца 1а.
На предшествующем уровне техники после того, как первое оптическое волокно 1 вставлено в отверстие 61а для волокна, позиционирование торцевой поверхности 1b второго конца 1а, помещенного в выравнивающем пазу 69а, является выполненным.
Пример способа позиционирования содержит способ предварительного обрезания длины первого оптического волокна 1 и захватывание первого оптического волокна 1, выступающего из передней торцевой поверхности 61b наконечника 61. Однако, в этом способе оставалась проблема, что слой 10 согласующего показатели преломления материала, сформированный на торцевой поверхности 1b, тянет верхнюю поверхность выравнивающего паза 69а и отслаивается от торцевой поверхности 1b.
Кроме того, пример другого способа позиционирования содержит способ помещения второго конца 1а первого оптического волокна 1 сзади относительно целевого положения и продвижения вперед первого оптического волокна 1, нажимая на торцевую поверхность 1b. В этом способе была проблема, что поскольку к торцевой поверхности 1b прикладывается сила, возникает трещина в слое 10 согласующего показатели преломления материала, сформированном на торцевой поверхности 1b. Дополнительно, существует та же самая проблема, что и в способе позиционирования, в котором слой 10 согласующего показатели преломления материала тянет верхнюю поверхность выравнивающего паза 69а.
В способе изготовления, соответствующем настоящему варианту осуществления, позиционирование завершается в момент времени, когда удержание на участке 16 удержания держателем 11 оптического волокна прекращается и второй конец 1а первого оптического волокна 1 выпадает. Поэтому нет необходимости выполнять позиционирование, при котором происходит повреждение слоя 10 согласующего показатели преломления материала.
3
3
Ниже будет описано состояние второго конца 1а первого оптического волокна 1, в котором участок 16 удержания открывается и освобождается от удержания. Держатель 11 оптического волокна расположен так, что направление возможного движения (см. фиг. 9А и 9В) второго элемента 15 удержания совпадает с осью Х. Когда нажимной элемент 13 держателя И оптического волокна приводится в действие и участок 16 удержания открывается, второй элемент 15 удержания движется в направлении оси Х. Поэтому второй конец 1а, который удерживается, выпадает естественным образом и располагается на выравнивающем пазу 69а, как показано на фиг. 14С. То есть, даже когда участок 16 удержания открывается и второй конец 1а выпадает, слой 10 согласующего показатели преломления материала, сформированный на торцевой поверхности 1b второго конца 1а не контактирует с участком 16 удержания.
Таким образом, возможность освобождения удержания в состоянии, в котором слой 10 согласующего показатели преломления материала не контактирует с участком 16 удержания, основана на следующих двух конфигурациях.
Сначала, как показано на фиг. 9С, торцевая поверхность 1b второго конца 1а располагается в защитном пространстве 18 участка 16 удержания. Поскольку защитное пространство 18 формируется так, чтобы содержать траекторию, по которой выпадает торец 1b, слой 10 согласующего показатели преломления материала не контактирует с участком 16 удержания во время выпадения.
Далее, первый элемент 14 удержания и второй элемент 15 удержания участка 16 удержания удерживаются с направления, ортогонального к плоскости, образуемой осью первого оптического волокна 1 и осью отверстия 61а для волокна. Когда удержание освобождается в конфигурации, в которой удержание выполняется в таком направлении, второй конец 1а первого оптического волокна 1 выпадает естественным образом. Поэтому процедура скольжения второго конца 1а по поверхности удержания и т.п. не требуется и участок 16 удержания не контактирует со слоем 10 согласующего показатели преломления материала.
На фиг. 14В представлен вид в поперечном разрезе, показывающий состояние передней торцевой поверхности 61b наконечника 61 после того, как вставлено первое оптическое волокно 1. Когда первое оптическое волокно 1 вставляется в отверстие 61а для волокна с задней стороны 61b наконечника 61 в сторону переднего конца 61b, клей 3, заполняющий отверстие 61а для волокна переливается из переднего конца отверстия 61а для волокна и на передней торцевой поверхности 61b формируется расширенный участок 3А клея 3. Участок, выступающий из первого конца 1с первого оптического волокна 1 и передняя торцевая поверхность 6b наконечника 61, содержится в этом расширенном участке 3А.
Глубина вставки первого оптического волокна 1 в отверстие 61а для волокна может устанавливаться положением ограничителя 74 движения вперед, который входит в контакт с ползунком 71 и регулирует перемещение вперед (см. фиг. 13). Кроме того, первое оптическое волокно 1 отрезается от опорной поверхности 16А участка 16 удержания до длины, соответствующей расстоянию Н (см. фиг. 9В). Положение ограничителя 74 движения вперед и длина первого оптического волокна 1 точно устанавливаются и, таким образом, первое оптическое волокно 1 может быть вставлено так, что передняя торцевая поверхность 61b первого оптического волокна 1 содержится в расширенной части 3А.
После того, как клей 3 отверждается, передний торец 61b наконечника 61 полируется. Этим процессом полировки удаляется расширенный участок 3А клея 3 и поверхность переднего торца 61b первого оптического волокна 1 полируется и выравнивается с передним торцом 61b наконечника 61.
При этом процессе полировки используется обволакивающая пленка, использующая алмазную крошку и т.п. в качестве полирующих частиц. В случае, когда передний торец 61b первого оптического волокна 1 выступает из расширенного участка 3А, может возникнуть проблема, что первое оптическое волокно 1, которое выступает, разрушает обволакивающую пленку. Поэтому, прежде чем использовать обволакивающую пленку, необходимо выполнить процесс отрезания первого оптического волокна 1, которое выступает, или предварительную полировку, используя наждачную бумагу и т.п. Эти процессы могут быть пропущены, если заставить передний торец 61b находиться внутри расширенного участка 3А.
Другие процедуры вставки
Как описано выше, первое оптическое волокно 1 может быть вставляться вручную в отверстие 61а для волокна, используя инструмент держателя, такой как пинцет, за исключением того, что первое оптическое волокно 1 вставляется в отверстие 61а для волокна, используя устройство 73 вставки оптического волокна, содержащее держатель 11 оптического волокна.
Инструмент держателя не ограничивается пинцетом и может быть выполнен таким образом, что первая поверхность удержания и вторая поверхность удержания для удержания второго конца 1а первого оптического волокна 1 по обеим его сторонам в радиальном направлении выполняют открывание и закрывание. Первая поверхность удержания и вторая поверхность удержания могут быть обработаны в форме, соответствующей удержанию первого оптического волокна 1. Кроме того, на первую поверхность удержания и на вторую поверхность удержания накладывается упругий лист и, таким образом, нагрузка, приложенная к первому оптическому волокну 1, может быть уменьшена.
Здесь далее будет описана процедура физической вставки первого оптического волокна 1 в отверстие 61а для волокна.
Сначала узел 59 наконечника с клеем, заполняющим отверстие 61а для волокна, заранее крепится к зажимающему приспособлению для крепления наконечника 70 (см. фиг. 10 и т.п.). Далее, на переднем торце 61b наконечника 61 устанавливается контактная стенка. Эта контактная стенка обеспечивается, чтобы установить глубину вставки первого оптического волокна 1, приводя стенку в контакт с первым концом 1с первого оптического волокна 1, вставляемого в отверстие 61а для волокна.
Затем первое оптическое волокно 1, которое заранее обрезано до заданной длины и имеет слой 10 согласующего показатели преломления материала, сформированный на торцевой поверхности 1b второго конца 1а, удерживается инструментом держателя. В этом случае инструмент держателя занимает положение на удалении от торцевой поверхности 1b и заставляет первую поверхность удержания и вторую поверхность удержания не входить в контакт со слоем 10 согласующего показатели преломления материала.
Затем первое оптическое волокно 1, удерживаемое инструментом держателя, вставляется в отверстие 61а для волокна со стороны первого конца 1с. В этом случае первый конец 1с вставляется в то время, когда первый конец входит в контакт с коническим участком 61с, сформированным на задней части 61d отверстия 61а для волокна. Таким образом, первое оптическое волокно 1 может быть плавно введено в отверстие 61а для волокна.
Как описано выше, передний торец 61b наконечника 61 снабжен контактной стенкой. Когда первое оптическое волокно 1 полностью вставляется в отверстие 61а для волокна, первый конец 1с первого оптического волокна 1 входит в контакт с контактной стенкой и, таким образом, дальнейшее вставление выполнить невозможно.
После того, как первый конец 1с входит в контакт с контактной стенкой, удержание первого оптического волокна 1, используя инструмент держателя, прекращается. Таким образом, второй конец 1а первого оптического волокна 1 выпадает и, таким образом, может быть помещен на выравнивающий паз 69а.
Поскольку положение, в котором второй конец 1а выпадает, определяется уникальным образом контактом контактной стенки с первым концом 1с, нет необходимости регулировать положение торцевой поверхности 1b второго конца 1а после выпадания второго конца 1а.
Таким способом первое оптическое волокно 1 может быть вручную вставлено в отверстие 61а для волокна, не используя устройство 73 вставки оптического волокна.
Второй вариант осуществления
Во втором варианте осуществления те же самые элементы, которые используются в первом варианте осуществления, обозначаются теми же самыми ссылочными позициями и знаками и, таким образом, их описание не приводится или упрощается.
На фиг. 25А и 25В показаны оптический соединитель 220, используемый в способе соединения оптических волокон в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения.
Как показано на фиг. 25А, оптический соединитель 220 является оптическим соединителем типа, пригодного для полевой сборки, и собирается для подключения к окончанию оптоволоконного кабеля 221.
Кабель оптического волокна 221 выполнен таким образом, что, например, оптическое волокно 222 (второе оптическое волокно, внешнее оптическое волокно) и линейный элемент натяжения (не показан) все вместе покрываются внешней оболочкой 323. Оптическое волокно 222 является, например, оптическим волокном с оболочкой, имеющим конфигурацию, в которой оголенное оптическое волокно 222а покрывается оболочкой и может являться примером оптоволоконной сердцевины, оптоволоконной пряди и т.п.
Оптический соединитель 220 является оптоволоконным соединителем, содержащим первый корпус 211, имеющий форму втулки, наконечник 212 с зажимом, обеспечиваемым внутри первого корпуса 211, и второй корпус 213, обеспечиваемый на задней стороне первого корпуса 211.
Пример оптического соединителя 220, пригодный для использования, содержит одножильный оптический соединитель, такой как оптический соединитель типа SC (оптический соединитель типа F04, определенный в JIS С5973; SC: оптоволоконный соединитель с одножильным соединением), или оптический соединитель типа MU (оптический соединитель типа F14, определенный в JIS С 5973; MU: миниатюрный оптоволоконный соединитель).
В последующем описании направление к присоединенной торцевой поверхности 201b наконечника 201 может упоминаться как передняя сторона (направление к переднему концу), а его противоположное направление может упоминаться как заднее.
Как показано на фиг. 25В, наконечник 212 с зажимом выполнен таким образом, что зажим 214 (соединительный механизм) собирается на задней стороне наконечника 201, в который оптическое волокно 202 (вмонтированное оптическое волокно 202, первое оптическое волокно, оптическое волокно приемной стороны) вставляется и закрепляется.
Зажим 214 захватывает и закрепляет выступающий участок 202а задней стороны, вмонтированного оптического волокна 202 и передний конец оптического волокна 222 и сохраняет состояние соединения встык между оптическими волокнами 202 и 222.
Зажим 214 содержит основной элемент 215 (расширяющийся участок 215 задней стороны) (элемент с основной стороны), проходящий от наконечника 201 к задней стороне и элементам 216 и 217 крышки (элемент со стороны оболочки) и пружину 218 зажима, которая удерживает все вместе эти элементы во внутренней части.
Зажим 214 может удерживать и скреплять выступающий участок 202а вмонтированного оптического волокна 202 и передний конец оптического волокна 222 с этими компонентами, вставляемыми между основным элементом 215 и элементами 216 и 217 крышки.
Оптическое волокно 222, которое соединено встык с задним концом вмонтированного оптического волокна 202 наконечника 212 с зажимом, также упоминается как вставляемое оптическое волокно 222.
Вмонтированное оптическое волокно 202 вставляется в отверстие 201а волокна, которое является тонким отверстием, пронизывающим наконечник 201 концентрически с его осевой линией, и крепится к наконечнику 201 липким креплением и т.п., используя клей. Торцевая поверхность переднего конца вмонтированного оптического волокна 202 выступает в сторону присоединенной торцевой поверхности 201b переднего конца наконечника 201. Вмонтированное оптическое волокно 202 является, например, оголенным оптическим волокном.
Выравнивающий паз 219а, который используется для расположения выступающего участка задней стороны 202а вмонтированного оптического волокна 202 на заднем расширении отверстия 201а волокна наконечника 201 и покрытого оболочкой приемного паза 219b проходящего назад от заднего конца выравнивающего паза 219а, формируется на противоположной поверхности (поверхность, противоположная элементам 216 и 217 крышки) детали 215, проходящей в заднюю сторону.
На фиг. 15 показаны задний конец 202b вмонтированного оптического волокна 202 и его периферия. Задний конец 202b является концом (соединительным концом), расположенным на противоположной стороне конца (переднего конца) наконечника 201 на стороне присоединенной торцевой поверхности 201b. Предпочтительно, торцевая поверхность 202b1 (задняя торцевая поверхность, соединительная торцевая поверхность) заднего конца 202b должна быть приблизительно плоской и быть перпендикулярна оптической оси.
Предпочтительно, торцевая поверхность 202b1 является зеркальной поверхностью. Предпочтительно, максимальная высота Rz (JIS В 0601 (2001)) торцевой поверхности 202b1 должна быть, например, меньше 1 мкм.
Твердый слой 210 согласующего показатели преломления материала формируется на торцевой поверхности 202b1 вмонтированного оптического волокна 202. Слой 210 согласующего показатели преломления материала формируется так, чтобы быть вставляемым между торцевой поверхностью 202b1 вмонтированного оптического волокна 202 и торцевой поверхностью 222b1 (передней торцевой поверхностью) (см. фиг. 16) вставляемого оптического волокна 222.
Слой 210 согласующего показатели преломления материала обладает свойством согласования по показателю преломления. Свойство согласования по показателю преломления относится к степени близости между показателем преломления слоя 210 согласующего показатели преломления материала и показателем преломления оптического волокна 202 и 222. Показатель преломления слоя 210 согласующего показатели преломления материала может приближаться к показателям преломления оптических волокон 202 и 222. Однако, с точки зрения снижения потерь передачи за счет предотвращения отражения Френеля, разность между показателями преломления оптических волокон 202 и 222 предпочтительно находится в пределах ±0,1 а более предпочтительно, в пределах ±0,05. В случае, когда показатели преломления этих двух оптических волокон 202 и 222, соединенных встык друг с другом, отличаются друг от друга, разность между средним значением показателей преломления этих двух оптических волокон 202 и 222 и показателем преломления слоя 210 согласующего показатели преломления материала предпочтительно находится в пределах вышеупомянутого диапазона.
Примерами материалов для слоя 210 согласующего показатели преломления материала являются высокополимерные материалы, такие как группа акрилов, группа эпоксидов, группа винилов, группа силиконов, группа смол, группа уретанов, группа метакрилов, группа нейлонов, группа бифенолов, группа диолов, группа полиимидов, группа фторированных эпоксидов или группа фторированных алкилов.
Слой 210 согласующего показатели преломления материала может быть сформирован в виде слоя, имеющего постоянную толщину, но, предпочтительно, формируется в виде слоя, имеющего толщину, постепенно уменьшающуюся от центра торцевой поверхности 202b1 к краю периферии.
Например, задняя торцевая поверхность 210а (внешняя поверхность) слоя 210 согласующего показатели преломления материала может быть сформирована так, чтобы изогнутая выпуклая поверхность выступала назад (направление соединения). Изогнутая выпуклая поверхность является, например, сферической поверхностью, эллиптической сферической поверхностью и т.п. Вся задняя торцевая поверхность 210а может быть изогнутой выпуклой поверхностью или только ее участок может быть изогнутой выпуклой поверхностью.
Задняя поверхность 210а формируется таким образом, чтобы быть изогнутой выпуклой поверхностью и, таким образом, центральная деталь торцевой поверхности 222b1 становится самой толстой. Поэтому торцевая поверхность 223а сердцевины 223, расположенной в центре торцевой поверхности 222b1, надежно входит в контакт со слоем 210 согласующего показатели преломления материала, позволяя, таким образом, значительно уменьшить потери соединения.
Слой 210 согласующего показатели преломления материала предпочтительно формируется так, чтобы охватить, по меньшей мере, торцевую поверхность 203а сердцевины 203 в торцевой поверхности 202b1 и, более предпочтительно, формируется по всей торцевой поверхности 202b1. Слой 210 согласующего показатели преломления материала в показанном примере сформирован по всей торцевой поверхности 202b1.
Слой 210 согласующего показатели преломления материала может быть сформирован так, чтобы доходить не только до торцевой поверхности 202b1, но также и до внешней периферийной поверхности вмонтированного оптического волокна 202 на периферии заднего конца 202b.
Слой 210 согласующего показатели преломления материала 210 может быть упруго деформирован. Слой 210 согласующего показатели преломления материала является мягким слоем оптических волокон 202 и 222, обладающим меньшей твердостью, чем оголенное оптическое волокно. Когда вставляемое оптическое волокно 222 присоединяется встык к вмонтированному оптическому волокну 202, слой согласующего показатели преломления материала может облегчить силу толкания в стыке.
Как показано на фиг. 28, предпочтительно, чтобы твердость Е по Шору (основываясь на JIS K 6253) слоя 210 согласующего показатели преломления материала была равна или больше 30 и равна или меньше 85.
В случае, когда твердость Е по Шору слоя 210 согласующего показатели преломления материала чрезмерно низкая (например, в области R3), слой 210 согласующего показатели преломления материала имеет тенденцию отслоения от торцевой поверхности 202b1 вмонтированного оптического волокна 202, но установка твердости Е по Шору равной или больше 30 позволяет, таким образом, препятствовать возникновению этого отслоения.
Конкретно, даже в случае, когда к слою 210 согласующего показатели преломления материала прикладывается большая сила, например, из-за расположения концов оптических волокон 202 и 222 или колебаний температуры или влажности внутри выравнивающего паза 219а, можно предотвратить отслоение слоя 210 согласующего показатели преломления материала от торцевой поверхности 202b1.
Кроме того, твердость Е по Шору слоя 210 согласующего показатели преломления материала устанавливается равной или больше 30 и, таким образом, можно предотвратить такую деформацию, как возникновение формирования морщин, вызывающих увеличение потерь в слое 210 согласующего показатели преломления материала.
В случае, когда твердость Е по Шору слоя 210 согласующего показатели преломления материала чрезмерно высока (например, в области R4), вязкость согласующего показатели преломления материала, когда он не отвержден, становится более высокой и, таким образом, трудно прикрепить вмонтированное оптическое волокно 202 к торцевой поверхности 202b1. Однако, твердость Е по Шору устанавливается равной или меньше 85 и тогда операция крепления согласующего показатели преломления материала к торцевой поверхности 202b1 облегчается, позволяя, таким образом, позволяя точно сформировать слой 210 согласующего показатели преломления материала, имеющий заданную форму (например, форму, образующую вышеупомянутую изогнутую выпуклую поверхность).
Кроме того, твердость Е по Шору слоя 210 согласующего показатели преломления материала устанавливается равной или меньше 85 и, таким образом, на концах оптического волокна 202 и 222 может быть выполнена достаточная последующая деформация. Поэтому, даже в случае, когда к слою 210 согласующего показатели преломления материала 210 прикладывается большая сила, например, из-за расположения концов оптических волокон 202 и 222 или колебаний температуры или влажности внутри выравнивающего паза 219а, можно избежать возникновения зазора и т.п., вызывающего увеличение потерь.
Предпочтительно, чтобы толщина (например, толщина Т1, показанная на фиг. 15) слоя 210 согласующего показатели преломления материала была больше 10 мкм. В частности, предпочтительно, чтобы толщина была равна или больше 20 мкм и равна или меньше 60 мкм.
Толщина слоя 210 согласующего показатели преломления материала равна, например, толщине сердцевины 203 в центре торцевой поверхности 203а и является размером вмонтированного оптического волокна 202 в направлении оптической оси. Толщина Т1, показанная на фиг. 15, является толщиной центрального участка слоя 210 согласующего показатели преломления материала и является максимальной толщиной.
Как показано на фиг. 28, в случае, когда слой 210 согласующего показатели преломления материала чрезмерно тонкий (например, в области R5), невозможно продемонстрировать его действие в качестве согласующего показатели преломления материала, когда расстояние между оптическими волокнами 202 и 222 увеличивается. Однако, в случае, когда толщина устанавливается равной или больше 20 мкм, можно надежно получить предпочтительный эффект от использования согласующего показатели преломления материала.
Кроме того, толщина устанавливается равной или больше 20 мкм и, таким образом, на концах оптических волокон 202 и 222 возможна достаточная последующая деформация. Таким образом, можно избежать возникновения зазора и т.п., вызывающего увеличение потерь.
В случае, когда слой 210 согласующего показатели преломления материала чрезмерно толстый (например, в области R6), положения концов оптических волокон 202 и 222 неустойчивы и, таким образом, начальные характеристики имеют тенденцию флюктуировать.
Кроме того, на стабильность положения конца оптического волокна оказывает влияние твердость слоя 210 согласующего показатели преломления материала.
Когда прямая линия, связывающая точку Р1 с твердостью Е по Шору 85 и толщиной 40 мкм и точку Р2 с твердостью Е по Шору 30 и толщиной 60 мкм, будет установлена на прямую линию L1 (твердость Е по Шору =-2,75 * при толщине слоя согласующего материала +195), конечные положения оптических волокон, описанные выше, вряд ли будут нестабильны в области (такой как область R1) на стороне, которая меньше по толщине, чем для прямой линии L1, включая прямую линию, по сравнению с областью (такой как область R7) на стороне, которая является более толстой, чем для прямой линии L1.
Таким образом, в области (область R1), в которой твердость Е по Шору слоя 210 согласующего показатели преломления материала равна или больше 30 и равна или меньше 85, толщина слоя равна или больше 20 мкм и равна или меньше 60 мкм, и исключая область R7, то есть, диапазон (трапецеидальный диапазон на фиг. 28), определяемый точками (твердость Е по Шору 30, толщина 20 мкм), (твердость Е по Шору 85, толщина 20 мкм), (твердость Е по Шору 85, толщина 40 мкм) и (твердость Е по Шору 30, толщина 60 мкм), можно предотвратить отслоение слоя 210 согласующего показатели преломления материала и точно сформировать слой 210 согласующего показатели преломления материала. Дополнительно, начальные характеристики стабилизируются и, таким образом, можно достоверно поддерживать потери соединения низкими.
В случае, когда вставляемое оптическое волокно 222 является дырчатым волокном (см. фиг. 29) внутри области R1, и в области R2, в которой твердость Е по Шору равна или больше 45 и равна или меньше 80, можно уменьшить потери соединения.
Дырчатое волокно является оптическим волокном, имеющим множество отверстий, непрерывно расположенных в направлении распространения волны. Примером дырчатого волокна (HF) является волокно, усиленное отверстиями (HAF) и т.п.
Причина возможности значительного уменьшения потерь соединения за счет использования слоя 210 согласующего показатели преломления материала в области R2 может быть рассмотрена следующим образом.
Как показано на фиг. 29, дырчатое волокно 250 содержит сердцевину 271 и участок 252 оболочки, окружающий ее по периферии, и имеет множество отверстий 253, сформированных внутри участка 252 оболочки.
На фиг. 30 представлена фотография, показывающая слой 210 согласующего показатели преломления материала, в случае, когда потери соединения увеличиваются, используя твердый согласующий показатели преломления материал в дырчатом волокне 250. Поверхность слоя 210 согласующего показатели преломления материала не является плоской и за счет неровностей формируется ступенчатый участок 210d. Если рассматривать его с точки зрения формы, то ступенчатый участок 210d имеет возможность формироваться за счет возникновения морщинистой деформации поверхности слоя 210 согласующего показатели преломления материала, возникающей под действием силы, приложенной к слою 210 согласующего показатели преломления материала оптическими волокнами 202 и 222.
Из этого можно сделать следующее предположение.
В случае, когда вставляемое оптическое волокно 222 является дырчатым волокном 250, поверхность слоя согласующего показатели преломления материала имеет форму, обладающую неровностями в зависимости от торцевой поверхности 222b1, имеющей отверстия 253, за счет соединения встык с вмонтированным оптическим волокном 202. Таким образом, маловероятно, что слой 210 согласующего показатели преломления материала будет перемещаться за счет скольжения в направлении плоскости относительно торцевой поверхности 222b1.
В случае, когда твердость слоя 210 согласующего показатели преломления материала чрезмерно низкая, деталь 231 вставки в этом состоянии удаляется. Когда оптического волокна 202 и 222 помещаются в выравнивающий паз 219а, благодаря упругости пружины 218 зажима, к слою 210 согласующего показатели преломления материала торцевой поверхностью 222b1 вставляемого оптического волокна 222 в направлении плоскости прикладывается большая поперечная сила и, таким образом, может возникнуть проблема появления деформации, такой как формирование морщин, вызывающих увеличение потерь.
С другой стороны, в случае, когда твердость слоя 210 согласующего показатели преломления материала чрезмерно высокая, может возникнуть проблема, что достаточная остаточная деформация во время помещения конца оптического волокна внутрь выравнивающего паза 219а не сможет быть получена и что возникает зазор и т.п., вызывающий увеличение потерь.
Напротив, в случае, когда слой 210 согласующего показатели преломления материала используется в области R2 (твердость Е по Шору равна или больше 45 и равна или меньше 80), может быть получена достаточная остаточная деформация при расположении конца оптического волокна. Таким образом, зазор и т.п., вызывающий увеличение потерь, не возникает и деформация, такая как формирование морщин, вряд ли произойдет. Поэтому можно уменьшить потери соединения.
Слой 210 согласующего показатели преломления материала может быть сформирован, например, следующим способом.
В состоянии, в котором вмонтированное оптическое волокно 202 электрически заряжено, торцевая поверхность 202b1 заднего конца 202b приближается к уровню жидкости жидкого согласующего показатели преломления материала и этот жидкий согласующий показатели преломления материал адсорбируется (прикрепляется) к торцевой поверхности 202b1 вмонтированного оптического волокна 202 и затем отверждается, чтобы сформировать слой 210 согласующего показатели преломления материала.
Кроме того, торцевая поверхность 202b1 может быть очищена, используя электрический заряд, прежде чем формировать слой 210 согласующего показатели преломления материала.
Слой 210 согласующего показатели преломления материала может также быть сформирован, нанося жидкий согласующий показатели материал на торцевую поверхность 202b1, используя другие способы, не ограничиваясь способом электрического адсорбции жидкого согласующего показатели преломления материала.
Как показано на фиг. 26, участок 351 вставки инструмента 350 сращивания может вставляться между деталью 215, проходящей в заднюю сторону и элементами 216 и 217 крышки, и выниматься оттуда.
Как показано на фиг. 25А, второй корпус 213 может быть выполнен с возможностью анкерного крепления окончания оптоволоконного кабеля 221.
Далее будет подробно описан второй вариант осуществления способа соединения оптических волокон, используя оптический соединитель 220.
Резание оптического волокна
Сначала обрезается вставляемое оптическое волокно 222.
Обрезание оптического волокна 222 является процессом регулировки длины вывода оптического волокна 222 до длины, определенной согласно техническим требованиям к оптическому соединителю 220, и формирования торцевой поверхности 222b1, являющейся зеркальной поверхностью (см. фиг. 16).
При обрезании оптического волокна 222 в оптическом волокне 222 режущим лезвием формируется начальная трещина, и затем вставляемое оптическое волокно 222 обрезается расщеплением, прикладывая растягивающую силу к вставленному оптическому волокну 222, чтобы увеличить эту начальную трещину.
В качестве режущего инструмента (резака для оптического волокна) для оптического волокна может использоваться простой инструмент.
Примером резака простого типа для оптического волокна является резак для ручного управления режущим лезвием или приложения растягивающей силы к вставленному оптическому волокну 222.
Конкретным примером резака простого типа для оптического волокна является, например, резак для оптического волокна, снабженный участком удержания, который держит оптическое волокно, парой рычагов, выступающих из него, и участками удержания, обеспечиваемыми на передних концах рычагов (см., например, японскую нерассмотренную патентную заявку, первая редакция, №2012-226252, японскую патентную заявку №2013-141144 (японская нерассмотренная патентная заявка, первая редакция, №2014-211608)).
Резак для оптического волокна обеспечивает резание оптического волокна вручную, формируя начальную трещину в оптическом волокне с помощью режущего лезвия, и прикладывая к оптическому волокну растягивающую силу, так чтобы оператор управлял участком удержания, используя палец, и вставлял оптическое волокно.
В резаке оптического волокна, представленном здесь для примера, может быть принят способ создания растягивающей силы, чтобы действовать, растягивая оптическое волокно в направлении длины, но может быть принят способ создания растягивающей силы, которая действует, прикладываясь к оптическому волокну в направлении изгиба.
В резаке простого типа для оптического волокна трудно поддерживать условия резания совершенно постоянными. В частности, трудно точно регулировать глубину начальной трещины, формируемой в оптическом волокне, и растягивающую силу, прикладываемую к оптическому волокну.
Причина трудности регулировки глубины начальной трещины с точки зрения конструкции устройства состоит в трудности поддержания постоянными скорости движения, положения резания и т.п. режущего лезвия. Например, в случае, когда режущее лезвие приводится в движение вручную, трудно точно установить условия скорости движения, положения резания и т.п. режущего лезвия.
Причина трудности регулировки растягивающей силы состоит в том, что положение удержания оптического волокна имеет тенденцию флюктуировать и с точки зрения конструкции устройства трудно поддерживать постоянной силу, приложенную к оптическому волокну. Например, в случае, когда приложение растягивающей силы выполняется вручную, трудно регулировать растягивающую силу с высокой точностью.
В случае, когда глубина начальной трещины, например, недостаточна (в случае, когда трещина имеет малую глубину), разлом (формирование трещины) имеет тенденцию прогрессировать быстрее, чем рост начальной трещины, и, таким образом, можно предположить, что на поверхности резания будет иметься тенденция формирования неровностей (например, зубчатых штрихов (описанных позже)).
В случае, где растягивающая сила является, например, чрезмерной, разрыв (формирование трещины) имеет тенденцию прогрессировать быстрее, чем рост начальной трещины, и, таким образом, можно предположить, что на поверхности резания имеется тенденция формирования неровностей.
В случае, когда используется резак простого типа для оптического волокна, трудно точно регулировать глубину начальной трещины, растягивающую силу, прикладываемую к оптическому волокну, и т.п., и, таким образом, полностью зеркальная поверхность резания не может быть получена.
Торцевая поверхность внешнего оптического волокна, которая является целью способа соединения, соответствующего изобретению, подпадает под любой из следующих двух случаев.
Случай 1: высота выступа выступающего участка, возвышающаяся над опорной поверхностью, меньше 10 мкм и сердцевина содержится в незеркальном участке.
Случай 2: высота выступа выступающего участка равна или больше 10 мкм и равна или меньше толщины слоя согласующего показатели преломления материала.
Зеркальной поверхностью является, например, поверхность, для которой максимальная высота Rz (по JIS В 0601 (2001)) меньше 1 мкм. Коэффициент пропускания света (коэффициент пропускания света, используемый в оптическом соединителе 220) на торцевой поверхности 223а сердцевины 223, которая является зеркальной поверхностью, например, равен или больше 95% (предпочтительно, равен или больше 99%), и коэффициент пропускания света для торцевой поверхности 223а сердцевины 223, которая является "незеркальной поверхностью", равен, например, значению из этого диапазона.
Здесь далее каждый случай будет описан.
Случай 1
Случай 1 является случаем, когда высота выступа выступающего участка на торцевой поверхности (поверхность резания) вставляемого оптического волокна меньше 10 мкм и сердцевина содержится в незеркальном участке.
Микронеровности, такие как, например, зубчатые штрихи, могут формироваться на торцевой поверхности 222b1 вставляемого оптического волокна 222. Зубчатые штрихи являются полосками неровностей, которые формируются по ходу направления движения резака для оптического волокна и формируются с параллельным развитием множества разрывных формаций, например, когда к оптическому волокну во время резания оптического волокна прикладывается большая сила (такая как растягивающая сила).
На фиг. 17А и 17В показан первый пример случая 1. На фиг. 17А представлен вид в плане, показывающий торцевую поверхность 222b1 вставляемого оптического волокна 222 (222А) в этом примере. На фиг. 17В схематично представлено поперечное сечение зубчатых штрихов 225 и схематично показано поперечное сечение по линии I-I на фиг. 17А.
В этом примере торцевая поверхность 222b1 является плоскостью, перпендикулярной к оптической оси вставляемого оптического волокна 222, и является приблизительно плоской поверхностью (см. фиг. 16). Приблизительно плоская поверхность означает, например, поверхность, не имеющую никаких участков (с высотой выступа, равной или больше 10 мкм) (см. фиг. 20), выступающих из поверхности (основной поверхности), в том числе, содержащей торцевую поверхность 223а сердцевины 223. Максимальная высота Rz (по JIS В 0601 (2001)) "приблизительно плоской поверхности" может быть определена, как меньше 10 мкм.
Как показано на фиг. 17А, торцевая поверхность 222b1 в этом примере имеет область 226 зеркальной поверхности, содержащую начальную точку 228 начальной трещины, и область 227 зубчатых штрихов (незеркальный участок), которая является областью, расположенной вне области 226 зеркальной поверхности. Область 227 зубчатых штрихов является областью, имеющей один или множество зубчатых штрихов 225.
Как показано на фиг. 17В, зубчатые штрихи 225 являются микронеровностями, сформированными на торцевой поверхности 222b1. Высота H1 выступающего участка зубчатых штрихов 225 может быть, например, равной или больше 1 мкм и меньше 10 мкм.
Высота H1 может быть максимальной разницей высот неровностей в пределах заданной области в области 227 зубчатых штрихов.
Максимальная высота Rz (по JIS В 0601 (2001)) для термина "неровности (микронеровности)", как он используется здесь, может быть определена как находящаяся в определенном диапазоне (равном или больше 1 мкм и меньше 10 мкм).
Термин "высота", как он используется здесь, относится к направлению, перпендикулярному торцевой поверхности 222b1, то есть, к размеру в направлении оптической оси.
Как показано на фиг. 17А, зубчатые штрихи 225 формируются, например, так, что проходят от внутреннего края 227а области 227 зубчатых штрихов к внешнему краю 227b (внешнему периферийному краю торцевой поверхности 222b1). Зубчатые штрихи 225 в этом примере сформированы в радиальной форме, используя начальную точку 228 начальной трещины или ее периферию в качестве напряженной точки.
В этом примере торцевая поверхность 223а сердцевины 223 (223А) выполнена таким образом, что во всей ее полноте содержится в области 227 зубчатых штрихов и, таким образом, является "незеркальной поверхностью".
Торцевая поверхность 222b1, показанная на фиг. 17А, не имеет никакого выступающего участка с высотой выступа 10 мкм или больше и, таким образом, подпадает под определение "высота выступа выступающего участка меньше 10 мкм". Выступающий участок относится к участку, выступающему над опорной поверхностью в сторону вмонтированного оптического волокна 202. Опорная поверхность относится к поверхности (например, к поверхности, содержащей центр торцевой поверхности сердцевины), параллельной торцевой поверхности конца соединения оптического волокна приемной стороны и содержит сердцевину внешнего оптического волокна.
Как показано на фиг. 16, в этом примере, поскольку торцевая поверхность 202b1 является поверхностью, перпендикулярной к оптической оси вмонтированного оптического волокна 202, и торцевая поверхность 222b1 является поверхностью, перпендикулярной к оптической оси вставляемого оптического волокна 222, торцевая поверхность 222b1 параллельна торцевой поверхности 202b1. Кроме того, торцевая поверхность 222b1 содержит торцевую поверхность 223а сердцевины 223 (конкретно, содержит центр 223а1 сердцевины 223). Таким образом, торцевая поверхность 222b1 является опорной поверхностью 224 (224А) во вставленном оптическом волокне 222.
Торцевая поверхность 222b1 является приблизительно плоской поверхностью и не имеет никакого выступающего участка с высотой 10 мкм или больше, выступающего над опорной поверхностью 224 (224А).
На фиг. 18 показан второй пример случая 1. Во вставленном оптическом волокне 222 (222В) в этом примере, не присутствует область 226 зеркальной поверхности и вся торцевая поверхность 222b1 служит областью 227 зубчатых штрихов. Торцевая поверхность 223а сердцевины 223 (223В) входит в область 227 зубчатых штрихов и, таким образом, является "незеркальной поверхностью".
Аналогично случаю, показанному на фиг. 17А и 17В, торцевая поверхность 222b1 не имеет никакого выступающего участка с высотой 10 мкм или больше, выступающего над опорной поверхностью 224 (224А).
На фиг. 19 показан третий пример случая 1. Во вставленном оптическом волокне 222 (222С) в этом примере участок области торцевой поверхности 223а сердцевины 223 располагается в области 227 зубчатых штрихов. Поэтому торцевая поверхность 223а сердцевины 223 (223С) является незеркальной поверхностью и сердцевина 223 может рассматриваться как содержащаяся в незеркальном участке.
Аналогично случаю, показанному на фиг. 17А и 17В, торцевая поверхность 222b1 не имеет никакого выступающего участка с высотой 10 мкм или больше, выступающего над опорной поверхностью 224 (224А).
В примерах, показанных на фиг. 17А-19, область 226 зеркальной поверхности является областью, имеющей приблизительно дугообразный периферийный край 226b с центром в начальной точке 228 начальной трещины или ее периферии. Расстояние от начальной точки 228 до периферийного края 226b (расстояние до торцевой поверхности 222b1 в радиальном направлении) упоминается как зеркальный радиус R.
2
Сообщалось, что существует зависимость, представленная в выражении (1) и в таблице 1, между прочностью на разрыв α (г/мм) оптического волокна 222 и зеркальным радиусом R (см. "Mechanical Strength and Reliability of Optical Fiber", автор Masahiro Sato, Fujikura Technical Journal, Fujikura Co., Ltd., март 1983, №65, стр. 1-8).
Основываясь на выражении (1) и на таблице 1, по мере того как прочность на разрыв становится больше, отношение областей для области 226 зеркальной поверхности становится меньше, а отношение областей для области 227 зубчатых штрихов становится больше.
Микронеровности, сформированные на торцевой поверхности 222b1 (передняя поверхность) вставляемого оптического волокна 222, не ограничиваются зубчатыми штрихами. Например, существуют реберные штрихи (например, линии Волнера или линии Арреста) и т.п.
Даже в случае микронеровностей, отличных от зубчатых штрихов, аналогично зубчатым штрихам, высота (или максимальная высота Rz) выступающего участка может быть, например, равной или больше 1 мкм и меньше 10 мкм.
Как показано на фиг. 16, предпочтительно, чтобы расстояние D1 (здесь далее упоминается как междусердцевинное расстояние D1) между торцевой поверхностью 203а сердцевины 203 вмонтированного оптического волокна 202 и торцевой поверхностью 223а сердцевины 223 вставляемого оптического волокна 222 было равным или меньше толщины Т1 слоя 210 согласующего показатели преломления материала (толщины сердцевины 203 на торцевой поверхности 203а) (см. фиг. 15). Предпочтительно, чтобы междусердцевинное расстояние D1 было равным или меньше 20 мкм.
Междусердцевинное расстояние D1 устанавливается в этом диапазоне и, таким образом, слой 210 согласующего показатели преломления материала приходит в контакт с торцевой поверхностью 223а сердцевины 223 вставляемого оптического волокна 222, позволяя, тем самым, надежно достигать эффекта согласования по показателю преломления.
Междусердцевинное расстояние является, например, расстоянием между центрами торцевых поверхностей сердцевин двух оптических волокон.
Случай 2
Далее будет описан случай 2.
Случай 2 является случаем, в котором торцевая поверхность (поверхность резания) вставляемого оптического волокна имеет выступающий участок и высота его выступа равна или больше 10 мкм и равна или меньше толщины слоя согласующего показатели преломления материала.
На фиг. 20 показан первый пример случая 2. В примере, показанном на фиг. 20, основной участок 229а, имеющий основную поверхность 229а1, и выступающий участок 229b, выступающий над основной поверхностью 229а1 в направлении переднего конца, формируются на торцевой поверхности 222b2 (передней торцевой поверхности) вставляемого оптического волокна 222 (222D).
Основная поверхность 229а1 является приблизительно плоской поверхностью, перпендикулярной оптической оси вставляемого оптического волокна 222, и содержит торцевую поверхность 223а сердцевины 223. В этом примере основная поверхность 229а1 больше по площади, чем торцевая поверхность 229b1 выступающего участка 229b.
Выступающий участок 229b имеет приблизительно плоскую торцевую поверхность 229b1 выступающего участка, наклоненную относительно основной поверхности 229а1. Торцевая поверхность 229b1 выступающего участка наклонена в направлении, в котором высота увеличивается по мере того, как торцевая поверхность удаляется от сердцевины 223.
Поскольку торцевая поверхность 202b1 является поверхностью, перпендикулярной оптической оси вмонтированного оптического волокна 202, и основная поверхность 229а1 является поверхностью, перпендикулярной оптической оси вставляемого оптического волокна 222, основная поверхность 229а1 параллельна торцевой поверхности 202b1. Кроме того, основная поверхность 229а1 содержит центр 223a1 торцевой поверхности 223а сердцевины 223.
Таким образом, основная поверхность 229а1 является опорной поверхностью 224 (224В) во вставленном оптическом волокне 222.
Выступающий участок 229b сформирован так, чтобы выступать из основной поверхности 229а1 (из опорной поверхности 224 (224В)) в направлении торцевой поверхности 202b1.
Высота Н2 выступа выступающего участка 229b является высотой над основной поверхностью 229а1 и является размером вставляемого оптического волокна 222 в направлении оптической оси. Высота Н2 также упоминается как высота выступающего участка 229b, отсчитываемая от торцевой поверхности 223а (например, центра 223а1) сердцевины 223.
Высота Н2 выступающего участка 229b устанавливается равной или больше 10 мкм и толщины Т1 слоя 210 согласующего показатели преломления материала (толщины сердцевины 203 на торцевой поверхности 203а). Высота Н2 выступающего участка 229b, например, равна или больше 10 мкм и равна или меньше 20 мкм.
Высота Н2 устанавливается в этом диапазоне и, таким образом, слой 210 согласующего показатели преломления материала, надежно приходит в контакт с торцевой поверхностью 223а сердцевины 223 вставляемого оптического волокна 222, позволяя, тем самым, получить эффект согласования по показателю преломления.
В этом примере торцевая поверхность 223а сердцевины 223 может быть зеркальной поверхностью, и может быть незеркальной поверхностью.
В примере, показанном на фиг. 20, основная поверхность 229а1 является поверхностью, имеющей максимальную площадь в пределах торцевой поверхности 222b2, но основная поверхность 229а1 может не быть поверхностью, имеющей максимальную площадь.
Кроме того, торцевая поверхность 222b2, показанная на фиг. 20, образуется основной поверхностью 229а1 и торцевой поверхностью 229b1 выступающего участка, но торцевая поверхность (поверхность резания) вставляемого оптического волокна может содержать поверхности, отличные от основной поверхности и торцевой поверхности выступающего участка.
Например, торцевая поверхность вставляемого оптического волокна может содержать основной участок, имеющий основную поверхность, выступающий участок, выступающий из основной поверхности в направлении переднего конца, и углубленный участок, имеющий вогнутую форму относительно основной поверхности. В этом случае, торцевая поверхность вставляемого оптического волокна образуется основной поверхностью, торцевой поверхностью выступающего участка и торцевой поверхностью углубленного участка.
Предпочтительно, чтобы расстояние D2 (здесь и далее называемое междусердцевинным расстоянием D2) между торцевой поверхностью 203 а сердцевины 203 вмонтированного оптического волокна 202 и торцевой поверхностью 223а сердцевины 223 вставляемого оптического волокна 222 было равно или меньше толщины Т1 (толщины сердцевины 203 на торцевой поверхности 203а) слоя 210 согласующего показатели преломления материала. Предпочтительно, чтобы междусердцевинное расстояние D2 быть равно или меньше 20 мкм.
Основная поверхность 229а1, показанная на фиг. 20, является поверхностью, перпендикулярной оптической оси вставляемого оптического волокна 222, но основная поверхность может быть наклонена относительно вертикальной поверхности.
На фиг. 21 показан второй пример случая 2 и показан пример, в котором основная поверхность является наклонной поверхностью.
Торцевая поверхность 202b2 вмонтированного оптического волокна 202 является приблизительно плоской поверхностью, наклоненной относительно поверхности, перпендикулярной к оптической оси вмонтированного оптического волокна 202.
Основной участок 230а, имеющий основную поверхность 230а1, и выступающий участок 230b, выступающий над основной поверхностью 230а1 в направлении переднего конца, формируются на торцевой поверхности 222b3 вставляемого оптического волокна 222 (222Е).
Основная поверхность 230а1 является приблизительно плоской поверхностью, наклоненной относительно плоскости, перпендикулярной оптической оси вставляемого оптического волокна 222, и содержит торцевую поверхность 223а сердцевины 223. Выступающий участок 230b имеет приблизительно плоскую торцевую поверхность 230b1 выступающего участка, наклоненную относительно основной поверхности 230а1.
Основная поверхность 230а1 вставляемого оптического волокна 222 является наклонной поверхностью, параллельной торцевой поверхности 202b2 вмонтированного оптического волокна 202, и содержит центр 223a1 торцевой поверхности 223а сердцевины 223.
Таким образом, основная поверхность 230а1 является опорной поверхностью 224 (224С) во вставленном оптическом волокне 222.
Выступающий участок 230b формируется таким образом, чтобы выступать из основной поверхности 230а1 (опорной поверхности 224 (224С)) в направлении торцевой поверхности 202b2.
Высота Н3 выступа выступающего участка 230b является высотой над основной поверхностью 230а1 и является размером, отсчитываемым от направления оптической оси. Высота Н3 устанавливается равной или больше 10 мкм и равной или меньше толщины Т2 (толщины сердцевины 203 на торцевой поверхности 203а) слоя 210 согласующего показатели преломления материала. Предпочтительно, высота Н3 выступающего участка 230b равна или больше 10 мкм и равна или меньше 20 мкм.
Толщина Т2 слоя 210 согласующего показатели преломления материала является размером вмонтированного оптического волокна 202, отсчитываемым в направлении оптической оси.
Предпочтительно, чтобы расстояние D3 (здесь далее называемое междусердцевинным расстоянием D3) между торцевой поверхностью 203а сердцевины 203 вмонтированного оптического волокна 202 и торцевой поверхностью 223а сердцевины 223 вставляемого оптического волокна 222 было равно или меньше толщины Т2 (толщины сердцевины 223 на торцевой поверхности 223а) слоя 210 согласующего показатели преломления материала. Предпочтительно, чтобы междусердцевинное расстояние D3 быть равно или меньше 20 мкм.
Даже в этом примере, торцевая поверхность 223а сердцевины 223 может быть зеркальной поверхностью и может быть незеркальной поверхностью.
На фиг. 22А и 22В показан третий пример случая 2. На фиг. 22А показаны формы вставляемого оптического волокна 222 и вмонтированного оптического волокна 202, а на фиг. 22В показан вид в разрезе участка соединения между вставляемым оптическим волокном 222 и вмонтированным оптическим волокном 202.
Аналогично второму примеру, показанному на фиг. 21, торцевая поверхность 202b2 вмонтированного оптического волокна 202 является приблизительно плоской поверхностью, наклоненной относительно поверхности, перпендикулярной оптической оси вмонтированного оптического волокна 202. Торцевая поверхность 222b4 вставляемого оптического волокна 222 (222F) также является приблизительно плоской поверхностью, наклоненной относительно поверхности, перпендикулярной оптической оси вставляемого оптического волокна 222. Углы уклона торцевой поверхности 202b2 и торцевой поверхности 222b4 являются одинаковыми.
Как показано на фиг. 22А, в этом примере, так как направления основной линии 202 с торцевой поверхности 202b2 и основной линии 222 с торцевой поверхности 222b4 отличаются друг от друга, направления наклона торцевой поверхности 202b2 и торцевой поверхности 222b4 не совпадают друг с другом. Основная линия относится, например, к линии, проходящей через передний конец и центр наклонной торцевой поверхности.
Как показано на фиг. 22В, поверхность, которая параллельна торцевой поверхности 202b2 и содержит центр 223a1 торцевой поверхности 223а сердцевины 223, устанавливается на опорной поверхности 224 (224D).
Торцевая поверхность 222b4 вставляемого оптического волокна 222 (222F) является приблизительно плоской поверхностью, но участок торцевой поверхности выступает ближе к стороне вмонтированного оптического волокна 202, чем опорная плоскость 224 (224D), благодаря несовпадению между направлениями наклона, описанными выше.
На фиг. 22В участок, расположенный дальше вниз, чем торцевая поверхность 223а сердцевины 223, является выступающим участком 231b, выступающим над опорной поверхностью 224 (224D) в сторону торцевой поверхности 202b2.
Высота Н4 выступа выступающего участка 231b является высотой над опорной поверхностью 224 (224D), и является размером вставляемого оптического волокна 222 в направлении оптической оси. Высота Н4 устанавливается равной или большей, чем 10 мкм, и равной или меньшей, чем толщина Т2 слоя 210 согласующего показатели преломления материала. Предпочтительно, чтобы высота Н4 выступающего участка 231b была равна или больше 10 мкм и равна или меньше 20 мкм.
Предпочтительно, чтобы расстояние D4 (здесь далее называемое междусердцевинным расстоянием D4) между торцевой поверхностью 203а сердцевины 203 вмонтированного оптического волокна 202 и торцевой поверхностью 223а сердцевины 223 вставляемого оптического волокна 222 было равно или меньше толщины Т2 (толщины сердцевины 223 на торцевой поверхности 223а) слоя 210 согласующего показатели преломления материала. Предпочтительно, чтобы междусердцевинное расстояние D4 быть равно или меньше 20 мкм.
Предпочтительно что межосновное расстояние D4 быть равным или меньше чем 20 мкм.
Соединение встык оптических волокон
Как показано на фиг. 25В, вставляемое оптическое волокно 222. выступающее из окончания оптоволоконного кабеля 221, поданного к выравнивающему пазу 219а наконечника 212 с помощью зажима, и оголенное оптическое волокно 222а на переднем конце вставляемого оптического волокна 222 соединяются встык с задним концом вмонтированного оптического волокна 202.
Как показано на фиг. 26, когда деталь 231 вставки удаляется из зажима 214 наконечника 212 с зажимом, оголенное оптическое волокно 222а на переднем конце вставляемого оптического волокна 222 удерживается и закрепляется между деталью 215, проходящей к задней стороне, и элементами 216 и 217 крышки за счет упругости пружины 218 зажима.
Таким образом, можно устойчиво поддерживать состояние соединения встык вставляемого оптического волокна 222 с вмонтированным оптическим волокном 202 наконечника 212 с зажимом.
В случае 1 (см. фиг. 17А-19), как показано на фиг. 16, торцевая поверхность 222b1 (передняя торцевая поверхность) переднего конца 222Ъ (конца для соединения) вставляемого оптического волокна 222 соединяется встык с торцевой поверхностью 202b1 (задней торцевой поверхностью) заднего конца 202b вмонтированного оптического волокна 202 через слой 210 согласующего показатели преломления материала, и оптическое волокно 202 и оптическое волокно 222 оптически соединяются друг с другом.
Слой 210 согласующего показатели преломления материала сжимается и упруго деформируется в направлении толщины и задняя поверхность 210а входит в контакт с торцевой поверхностью 222b1 на центральном участке 210b.
Задняя поверхность 210а слоя согласующего показатели преломления материала в сжатом и деформированном состоянии может быть выполнена в форме, имеющей, например, круглый центральный участок 210b, входящий в контакт с торцевой поверхностью 222b1 и круглый (кольцевой) периферийный участок 210с, образующий изогнутую выпуклую поверхность на ее периферии.
В показанном примере центральный участок 210b слоя 210 согласующего показатели преломления материала входит в контакт с участком, содержащим торцевую поверхность 223а сердцевины 223.
В случае 1 (см. фиг. 17А-19) микронеровности, такие как зубчатые штрихи 225, формируются на торцевой поверхности 223а сердцевины 223 вставляемого оптического волокна 222, но на торцевой поверхности 202b1 вмонтированного оптического волокна 202 обеспечивается слой 210 согласующего показатели преломления материала и поэтому слой 210 согласующего показатели преломления материала может быть вставлен между торцевыми поверхностями 202b1 и 222b1 вмонтированного оптического волокна 202 и вставляемого оптического волокна 222 (в частности, между торцевыми поверхностями 203а и 223а сердцевин 203 и 223).
Поэтому, даже в случае, когда на торцевой поверхности 222b1 присутствуют неровности, слой 210 согласующего показатели преломления материала формируется по форме вдоль торцевой поверхности и, таким образом, между торцевыми поверхностями 202b1 и 222b1 (особенно, между торцевыми поверхностями 203а и 223а), не возникает пустот, позволяя, таким образом, реализовать оптическое соединение с малыми потерями.
Кроме того, так как слой 210 согласующего показатели преломления материала является твердым, в отличие от случая, когда используется жидкий согласующий показатели преломления материал, не возникает недостаток, при котором после соединения оптических волокон потери увеличиваются за счет проникновения пузырьков воздуха или примесей, связанных с потоком согласующего показатели преломления материала в высокотемпературной среде.
Кроме того, поскольку потери могут снижаться даже в случае, когда на торцевой поверхности вставляемого оптического волокна 222 присутствуют неровности, можно использовать дешевый и простого типа резак для оптического волокна, предпочтительный по стоимости.
В случае 2 (см. фиг. 20-22В), выступающие участки 229b, 230b и 231b формируются на торцевых поверхностях 222b2-222b4 вставляемого оптического волокна 222, но слой 210 согласующего показатели преломления материала обеспечивается на торцевой поверхности 202b1 вмонтированного оптического волокна 202 и, таким образом, слой 210 согласующего показатели преломления материала может быть вставлен между торцевыми поверхностями вмонтированного оптического волокна 202 и вставляемого оптического волокна 222 (в частности, между торцевыми поверхностями 203а и 223а сердцевин 203 и 223).
Поэтому между торцевыми поверхностями 202b1 и 222b2 пустоты не возникают и, таким образом, можно реализовать оптическое соединение с малыми потерями.
Кроме того, так как слой 210 согласующего показатели преломления материала является твердым, в отличие от случая, когда используется жидкий согласующий показатели преломления материал, не возникает недостаток, при котором после соединения оптических волокон потери увеличиваются из-за проникновения воздушных пузырьков или примесей, связанных с потоком согласующего показатели преломления материала в высокотемпературной среде.
На фиг. 23 и 24 показан случай, выходящий за пределы задачи способа соединения, соответствующего изобретению.
На фиг. 23 показан первый пример случая, выходящего за пределы задачи изобретения. Во вставленном оптическом волокне 222 (222G) в этом примере область 226 зеркальной поверхности шире, чем в случае на фиг. 17А и 17В, и вся торцевая поверхность 223а сердцевины 223 (223-ий) расположена в пределах области 226 зеркальной поверхности.
Так как торцевая поверхность 223а сердцевины 223 (223D) является зеркальной поверхностью, торцевая поверхность 222b1 в этом примере не подпадает под случай 1.
Кроме того, торцевая поверхность 222b1 является приблизительно плоской поверхностью, не имеет никакого выступающего участка с высотой 10 мкм или больше и, таким образом, также не подпадает под случай 2.
Таким образом, торцевая поверхность 222b1 вставляемого оптического волокна 222 в этом примере выходит за пределы задачи способа соединения, соответствующего изобретению.
На фиг. 24 показан второй пример случая выхода за пределы задачи. В этом примере основной участок 232а, имеющий основную поверхность 232а1 (опорная поверхность 224 (224Е)), и выступающий участок 232b, выступающий над основной поверхностью 232а1, формируются на торцевой поверхности 222b5 вставляемого оптического волокна 222 (222Н). Выступающий участок 232b имеет торцевую поверхность 232b1 выступающего участка, наклоненную относительно основной поверхности 232а1.
Высота выступа Н5 выступающего участка 232b относительно основной поверхности 232а1 (опорной поверхности 224 (224Е) больше, чем толщина Т1 слоя 210 согласующего показатели преломления материала.
Данный пример содержит как случай, в котором торцевая поверхность 223а сердцевины 223 является зеркальным поверхностью, так и случай, в котором ее торцевая поверхность является незеркальной поверхностью.
Поскольку высота Н5 выступа выступающего участка 232b относительно основной поверхности 232а1 превышает толщину Т1 слоя 210 согласующего показатели преломления материала, этот пример не подпадает ни под случай 1, ни случай 2.
Таким образом, торцевая поверхность 222b5 вставляемого оптического волокна 222 показанная на фиг. 24, выходит за пределы задачи способа соединения, соответствующего изобретению.
Как показано на фиг. 24, так как выступающий участок 232b торцевой поверхности 222b5 в этом примере формируется таким образом, чтобы быть высоким, выступающий участок 232b входит в контакт с торцевой поверхностью 202b1 вмонтированного оптического волокна 202. Поскольку высота Н5 выступающего участка 232b больше, чем толщина Т1 слоя 210 согласующего показатели преломления материала, слой 210 согласующего показатели преломления материала не достигает торцевой поверхности 223а сердцевины 223 и, таким образом, эффект согласования по показателю преломления не достигается.
Как показано на фиг. 27А и 27В, способ соединения, соответствующий изобретению, может также применяться к механическому сращиванию (соединитель оптического волокна), не ограничиваясь оптическим соединителем.
Здесь далее описывается конструкция механического сращивания 240 и затем будет описан способ соединения оптических волокон, используя это механическое сращивание. Общие участки относительно тех, которые используются в вышеупомянутом способе соединения оптического соединителя 220, обозначаются теми же самыми ссылочными позициями и знаками и, таким образом, их описание не приводится.
Как показано на фиг. 27А, механическое сращивание 240 содержит основной элемент 241 (элемент с основной стороны), элемент 242 (242а, 242b, 242с) крышки (элемент со стороны оболочки) и пружину 243 зажима для соединения вместе всех этих элементов.
Механическое сращивание 240 можно вставлять и удерживать оптическое волокно 244 приемной стороны и вставлять оптическое волокно 222 между основным элементом 241 и элементом 242 крышки.
Как показано на фиг. 27В, аналогично вмонтированному оптическому волокну 202, показанному на фиг. 15, оптического волокна 244 приемной стороны имеет слой 210 твердого согласующего показатели преломления материала, сформированный на торцевой поверхности 244b1 переднего конца 244b выходящего оголенного оптического волокна 244а. Ссылочная позиция 245 указывает сердцевину, а ссылочная позиция 245а указывает торцевую поверхность сердцевины 245.
Вставка оптического волокна приемной стороны
Оптическое волокно 244 приемной стороны вставляется между основным элементом 241 и элементом 242 крышки со стороны одного конца механического сращивания 240. Таким образом, оптическое волокно 244 приемной стороны вставляется в механическое сращивание 240.
Срезание вставляемого оптического волокна
После того, как режущим лезвием сформирована начальная трещина в оптическом волокне 222, к вставленному оптическому волокну 222 прикладывается сила в направлении растяжения, чтобы увеличить эту начальную трещину и, таким образом, вставляемое оптическое волокно 222 отрезается с помощью раскалывания.
В качестве режущего инструмента (режущего инструмента для оптического волокна) для оптического волокна может использоваться вышеупомянутый резак простого типа.
Затем вставляемое оптическое волокно 222 подается между основным элементом 241 и элементом 242 крышки со стороны другого конца механического сращивания 240 и передний конец 222b оголенного оптического волокна 222а присоединяется встык к торцевой поверхности 244b1 переднего конца 244b (конца для соединения) оптического волокна 244 приемной стороны.
При механическом сращивании 240 задачей становится случай, когда поверхность разреза (передняя торцевая поверхность) вставляемого оптического волокна 222 подпадает под любой из случаев, случай 1 или случай 2, описанных выше.
В случае, когда торцевая поверхность 222b1 вставляемого оптического волокна 222 подпадает под случай 1 (см. фиг. 17А-19), микронеровности, такие как зубчатые штрихи 225, формируются на торцевой поверхности 223а сердцевины 223 вставляемого оптического волокна 222, но слой 210 согласующего показатели преломления материала формируется в виде, соответствующем торцевой поверхности. Поэтому между торцевыми поверхностями 244b1 и 222b1 (в частности, между торцевыми поверхностями 245а и 223а) не возникает пустот и, таким образом, можно реализовать оптическое соединение с малыми потерями.
В случае 2 (см. фиг. 20-22В) выступающие участки 229b, 230b и 231b формируются на торцевой поверхности 222b2-222b4 вставляемого оптического волокна 222, но на торцевой поверхности 202b1 вмонтированного оптического волокна 202 обеспечивается слой 210 согласующего показатели преломления материала и, таким образом, слой 210 согласующего показатели преломления материала может быть вставлен между торцевыми поверхностями 244b1 и 222b1 (в частности, между торцевыми поверхностями 245а и 223а).
Поэтому между торцевыми поверхностями 244b1 и 222b2 не возникают пустоты и, таким образом, можно реализовать оптическое соединение с малыми потерями.
Хотя выше были описаны и проиллюстрированы предпочтительные варианты осуществления изобретения, эти варианты осуществления являются просто примерами изобретения и следует понимать, что варианты осуществления нельзя рассматривать как ограничение изобретения. Добавления, исключения, замены и другие изменения могут быть сделаны, не отступая от сущности или объема изобретения. Поэтому изобретение не должно истолковываться как ограниченное приведенным выше описанием и ограничивается только объемом приложенной формулы изобретения.
Описание ссылочных позиций
1: первое оптическое волокно (вмонтированное оптическое волокно),
1а: второй конец,
1b, 202b1, 222b1, 222b2, 223а: торцевая поверхность,
1с: первый конец,
1d: торцевая поверхность (передняя торцевая поверхность),
2: второе оптическое волокно (вставляемое оптическое волокно),
2а: оголенное оптическое волокно,
2с: торцевая поверхность (передняя торцевая поверхность),
3: клей,
3А: расширенный участок,
10, 210: слой согласующего показатели преломления материала,
11: держатель оптического волокна,
12: направляющий элемент,
12В: скользящая поверхность,
12F: нижняя поверхность,
13: нажимной элемент,
13В: нажимная деталь,
14: первый элемент удержания,
14с: первая поверхность удержания,
14d, 15d: углубленный участок,
15: второй элемент удержания,
15с: вторая поверхность удержания,
15е, 15f: нажимная поверхность,
15h: поверхность формирования V-образного паза,
15i: V-образный паз,
16А, 224: опорная поверхность,
16: участок удержания оптического волокна (участок удержания),
18: защитное пространство,
31: оптоволоконный кабель,
57: участок соединения,
58: второй элемент вставки,
59: узел наконечника,
60: наконечник с зажимом,
61: наконечник,
61а: отверстие для волокна,
61b: передняя торцевая поверхность (передний конец),
61d: задний конец,
63: зажим,
65: основной элемент (первый элемент вставки),
69а: выравнивающий паз,
70: приспособление удержания наконечника,
71: ползунок,
73: устройство вставки оптического волокна (устройство вставки),
74: ограничитель движения вперед,
110: оптический соединитель с пространственным разделением,
202: вмонтированное оптическое волокно (оптическое волокно с приемной стороны),
202b: задний конец (конец соединения),
220: оптический соединитель (оптоволоконный соединитель),
222: вставляемое оптическое волокно (внешнее оптическое волокно),
222b: передний конец (конец соединения),
223: сердцевина,
223а1: центр,
227: область зубчатых штрихов (незеркальный участок),
229b, 230b, 231b: выступающий участок,
240: механическое сращивание (оптоволоконный соединитель),
244: оптическое волокно приемной стороны,
244b: передний конец (конец соединения),
244b1: торцевая поверхность,
Н, K: расстояние,
θ: угол места