光連接元件及其制造方法以及光連接元件制造用模具容器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種能夠使多芯光纖與單模光纖高效地光耦合的光連接元件及其制造方法以及光連接元件制造用模具容器。一種光連接元件，其用于將N個(gè)在低折射率的包層中具有一個(gè)高折射率的芯的單模光纖以該單模光纖的芯與多芯光纖的芯光耦合的方式連接于在低折射率的包層中具有N個(gè)(其中，N為3～14的整數(shù))高折射率的芯的上述多芯光纖，其中，該光連接元件包括：柱狀的石英玻璃構(gòu)件，其具有與上述多芯光纖接觸的第1端面和與上述單模光纖接觸的第2端面；以及N個(gè)玻璃光纖，其在該石英玻璃構(gòu)件中以從上述第1端面延伸至上述第2端面的方式進(jìn)行配置，并由高折射率的外徑恒定的圓形桿和包圍該圓形桿的外周的厚度恒定的低折射率材料構(gòu)成。
【專利說明】光連接元件及其制造方法以及光連接元件制造用模具容器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及使具有多個(gè)芯的多芯光纖與多條單模光纖光耦合的光連接元件及其制造方法以及光連接元件制造用模具容器。

【背景技術(shù)】
[0002]以往，光纖使用了在低折射率的包層內(nèi)的中心具有一個(gè)折射率較高的芯的結(jié)構(gòu)?？墒?，最近，在包層內(nèi)具有多個(gè)折射率較高的芯的、所謂多芯光纖由于能夠期待大容量的信息傳輸、高速傳輸而受到關(guān)注。另外，多芯光纖的結(jié)構(gòu)自身并不是新的。
[0003]如圖34和圖35所示，多芯光纖50是在包層51內(nèi)配置有多個(gè)高折射率的芯52 (芯徑:10^ 0左右)而構(gòu)成的。多芯光纖50在其中所具有的芯數(shù)越多，越能夠一次性傳輸大容量的信息。但是，多芯光纖50的外徑最大也只有300 ^ III左右，若考慮到芯52的直徑、以及用于防止芯52之間的干擾所需的芯間隔等，則配置在包層51內(nèi)的芯數(shù)為4個(gè)?7個(gè)，多則19個(gè)左右。
[0004]多芯光纖50內(nèi)的芯彼此的間隔設(shè)定為在芯內(nèi)傳輸?shù)墓庑盘?hào)不相互干擾的程度的40 9 III?50 4 111，與此相對(duì)應(yīng)地多芯光纖50的外徑設(shè)定為120 4 111?180 ^111(在圖34和圖35中，示出芯52的外徑為120 9 III和160 9 II1、芯52的間隔為40 4 111的例子。為了使用這樣的多芯光纖50進(jìn)行信息傳輸，在上述多芯光纖50內(nèi)的多個(gè)芯52上分別連接單模光纖53。而且，必須利用受光器經(jīng)由單模光纖53接收在多芯光纖50的各個(gè)芯52內(nèi)傳輸來的光信息，或者將來自多個(gè)光發(fā)送器的各個(gè)光信號(hào)經(jīng)由單模光纖53送入多芯光纖50的各個(gè)芯52內(nèi)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開2010-286548號(hào)公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)2:日本特開2010-286661號(hào)公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)3:日本特開2010-286718號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明要解決的問題
[0011]單模光纖53的外徑通常為125^ %芯54的直徑為10^ I因此，若為了使上述單模光纖53的芯54光稱合于位于上述多芯光纖50的截面內(nèi)的各個(gè)芯52的方式使單模光纖53配置于多芯光纖50的端面，則上述單模光纖53大部分超出該端面，在多芯光纖50的各個(gè)芯52與單模光纖53之間難以獲得良好的光耦合。
[0012]因此，提出了一種將通過蝕刻切削單模光纖53的頂端而變細(xì)為40 4 111?50 4 111左右的極細(xì)徑的光纖連接于多芯光纖50的各個(gè)芯52的方法。但是，在上述方法中，由于單模光纖53的頂端為極其細(xì)徑，因此存在處理較難、機(jī)械性較脆、用于光耦合的位置對(duì)準(zhǔn)較難這樣的很多問題。
[0013]本發(fā)明要解決的問題在于提供能夠解決上述以往的問題的多芯光纖與單模光纖之間的光連接元件及其制造方法以及光連接元件制造用模具容器。
[0014]用于解決問題的方案
[0015]為了解決上述問題而做成的本發(fā)明的光連接元件，用于將~個(gè)在低折射率的包層中具有一個(gè)高折射率的芯的單模光纖以該單模光纖的芯與多芯光纖的芯光耦合的方式連接于在低折射率的包層中具有~個(gè)(其中4為3?14的整數(shù))高折射率的芯的上述多芯光纖，其特征在于，該光連接元件包括:
[0016]柱狀的石英玻璃構(gòu)件，其具有與上述多芯光纖接觸的第1端面和與上述單模光纖接觸的第2端面；以及
[0017]玻璃光纖，其為~個(gè)，其在該石英玻璃構(gòu)件中以從上述第1端面延伸至上述第2端面的方式進(jìn)行配置，由高折射率的圓形桿和包圍該圓形桿的外周的低折射率材料構(gòu)成，
[0018]以上述第1端面上的上述玻璃光纖的間隔與上述多芯光纖的芯間隔相等、且上述第2端面上的上述玻璃光纖的間隔與將上述~個(gè)單模光纖集束時(shí)相鄰的單模光纖的芯的間隔相等的方式，在上述石英玻璃構(gòu)件中配置有上述玻璃光纖。
[0019]另外，優(yōu)選的是，上述圓形桿的外徑在玻璃光纖的整個(gè)長度上恒定，優(yōu)選的是，上述低折射率材料的厚度在玻璃光纖的整個(gè)長度上恒定。
[0020]若石英玻璃構(gòu)件的外形形狀、即光連接元件的外形設(shè)為圓形或四邊形、八邊形等多邊形，則制造較容易。另外，處理也變?nèi)菀?，多芯光纖和單模光纖之間的連接也變?nèi)菀?。另夕卜，光連接元件的外形既可以是從長度方向的一端部到另一端部為相同的大小，也可以是在長度方向兩端部設(shè)置臺(tái)階而使頂端變細(xì)、或者形成為錐形狀。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，能夠與多芯光纖、單模光纖的結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)地自由改變光連接元件的結(jié)構(gòu)，也能夠?qū)⑦B接損耗抑制得較低。
[0021]另外，優(yōu)選的是，與多芯光纖接觸這一側(cè)的端面即石英玻璃構(gòu)件第1端面的外徑與該多芯光纖的外徑相等，與將~個(gè)單模光纖集束而成的光纖束接觸這一側(cè)的端面即石英玻璃構(gòu)件的第2端面的外徑與將~個(gè)單模光纖集束而成的光纖束的整體的外徑相等。
[0022]而且，石英玻璃構(gòu)件若在第1端面上具有供多芯光纖插入的多芯光纖插入孔，貝1]能夠可靠地連接光連接元件與多芯光纖，而且，也能夠長期維持穩(wěn)定的連接。
[0023]進(jìn)而，石英玻璃構(gòu)件若在第2端面上具有供上述~個(gè)單模光纖插入的單模光纖插入孔，則能夠可靠地連接光連接元件與~個(gè)單模光纖，而且，也能夠長期維持穩(wěn)定的連接。
[0024]多芯光纖插入孔與多芯光纖之間的連接部分、或者單模光纖插入孔與單模光纖之間的連接部分均能夠利用粘接劑或熔接來牢固地加強(qiáng)。
[0025]優(yōu)選的是，本發(fā)明的光連接元件的玻璃光纖的圓形桿與低折射率材料的相對(duì)折射率差同利用該光連接元件光耦合的多芯光纖和單模光纖的各自的芯與包層之間的相對(duì)折射率差大致相等。特別優(yōu)選的是，在各條光纖的芯與包層的相對(duì)折射率差不同的情況下，玻璃光纖的圓形桿與低折射率材料的相對(duì)折射率差是多芯光纖的相對(duì)折射率差與單模光纖的相對(duì)折射率差之間的值。
[0026]另外，若上述玻璃光纖的圓形桿的外徑及其外周的低折射率材料的厚度在該玻璃光纖(光連接元件)的整個(gè)長度上恒定，則不會(huì)打亂光連接元件內(nèi)的光信號(hào)的光傳輸，因此能夠低放射損耗、低反射損耗地進(jìn)行傳輸，而且，不用改變傳輸條件就能夠從單模光纖向多芯光纖或者相反地從多芯光纖向單模光纖傳播光信號(hào)，因此更優(yōu)選。
[0027]另外，在石英玻璃構(gòu)件的外周面上設(shè)置表示上述玻璃光纖的配置的標(biāo)記為佳。通過設(shè)置標(biāo)記，對(duì)于光連接元件與多芯光纖及單模光纖，能夠一邊觀察標(biāo)記一邊進(jìn)行光連接構(gòu)件的玻璃光纖與多芯光纖及單模光纖的軸對(duì)準(zhǔn)，因此連接操作變?nèi)菀?。另外，如果也在多芯光纖和單模光纖上設(shè)置標(biāo)記，則通過對(duì)準(zhǔn)這些標(biāo)記與光連接元件的標(biāo)記，能夠更容易地進(jìn)行軸對(duì)準(zhǔn)。
[0028]本發(fā)明的光連接元件能夠通過對(duì)石英玻璃化而成的連接元件用母材沿長度方向進(jìn)行加熱、拉伸來形成。在如此形成的情況下，光連接元件的外徑通常從石英玻璃化連接元件用母材的外徑的1/8縮小到1/15。因而，考慮外徑的縮小部分來選擇石英玻璃化連接元件用母材的外徑尺寸為佳。
[0029]本發(fā)明的光連接元件的長度由利用該光連接元件連接的多芯光纖和單模光纖的芯間隔確定為佳。即，優(yōu)選的是，多芯光纖的芯間隔與單模光纖的芯間隔之差越大，光連接元件的長度就變得越長。如果增長光連接元件，則能夠使玻璃光纖的傾斜度變緩，因此與多芯光纖及單模光纖之間的連接端面(石英玻璃構(gòu)件的第1端面和第2端面)上的兩光纖的芯與玻璃光纖之間的連接角度變小，能夠減少連接損耗。
[0030]若考慮到普通的多芯光纖的芯間隔和單模光纖的芯間隔，則優(yōu)選的是，光連接元件的長度長于1000臟，能夠容許至15000臟左右。
[0031]考慮利用本發(fā)明的光連接元件連接例如芯間隔為40 4 111的多芯光纖(芯徑10 00)與芯間隔為125^111的單模光纖(芯徑時(shí)的光連接元件用母材中的玻璃光纖在最差的情況下以軸傾斜的狀態(tài)進(jìn)行連接，其傾斜角度的最差值在光連接元件用母材的長度為30臟的情況下，玻璃光纖的傾斜度為約1.6度，在光連接元件用母材的長度為50臟的情況下，玻璃光纖的傾斜度為約0.97度，能夠減小由傾斜造成的連接損耗。
[0032]與此相對(duì)，本發(fā)明的光連接元件由于是對(duì)光連接元件用母材進(jìn)行加熱、拉伸(拉伸到例如100倍的長度)，因此在為上述光連接元件用母材的長度的情況下，光連接元件的長度成為3000臟、5000臟，此時(shí)的玻璃光纖的軸的傾斜度分別減小到0.16度、0.1度。這樣，在玻璃光纖的軸的傾斜度較小的情況下，光連接元件與多芯光纖及單模光纖之間的連接損耗在理論上滿足每1部位? 0.01(18、? 0.005(18，變得非常小。
[0033]因而，該母材的長度為30111111?50111111左右為佳。想要進(jìn)一步減少連接損耗的情況下，將母材的長度設(shè)為約150臟、并將通過拉伸獲得的光連接元件的長度設(shè)為約15000臟為佳。
[0034]據(jù)此，優(yōu)選的是，光連接元件的長度至少為1000111111?15000111111的長度。
[0035]另外，本發(fā)明的光連接元件在石英玻璃構(gòu)件的第1端面和第2端面上利用粘接劑連接有或者熔接連接有多芯光纖和單模光纖，從而能夠使多芯光纖與單模光纖光耦合。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)長期穩(wěn)定的可靠性較高的連接。
[0036]本發(fā)明的光連接元件的制造方法的特征在于，在金屬制的模具容器內(nèi)配置有~個(gè)桿的狀態(tài)下向金屬制的模具容器內(nèi)注入含有硬化性樹脂和硬化劑的5102玻璃原料溶液，在通過上述硬化性樹脂與上述硬化劑的反應(yīng)而產(chǎn)生自硬化反應(yīng)并使上述3102玻璃原料溶液固化之后，使上述桿脫離、干燥并脫脂而獲得具有~個(gè)空穴的多孔質(zhì)的玻璃連接元件用母材，之后向該多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材內(nèi)的各個(gè)空穴內(nèi)插入由高折射率的圓形桿和包圍該圓形桿的外周的低折射率材料構(gòu)成的玻璃光纖并進(jìn)行燒結(jié)而獲得石英玻璃化而成的連接元件用母材，通過對(duì)該石英玻璃化連接元件用母材沿長度方向進(jìn)行加熱、拉伸來制造光連接元件。
[0037]配置在模具容器內(nèi)的桿可以是金屬制、塑料制、玻璃制中的任一種。另外，也可以使用由與向多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材的空穴內(nèi)插入的玻璃光纖相同的材料構(gòu)成的桿。
[0038]本發(fā)明的另一技術(shù)方案的光連接元件的制造方法的特征在于，在金屬制的模具容器內(nèi)配置有~個(gè)由高折射率的圓形桿和包圍該圓形桿的外周的低折射率材料構(gòu)成的玻璃光纖的狀態(tài)下向金屬制的模具容器內(nèi)注入含有硬化性樹脂和硬化劑的3102玻璃原料溶液，在通過上述硬化性樹脂與上述硬化劑的反應(yīng)而產(chǎn)生自硬化反應(yīng)并使上述3102玻璃原料溶液固化之后，使上述模具容器脫離、干燥并脫脂而獲得具有~個(gè)上述玻璃光纖的多孔質(zhì)的玻璃連接元件用母材，之后對(duì)該多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材進(jìn)行燒結(jié)而獲得石英玻璃化而成的連接元件用母材，通過對(duì)該石英玻璃化而成的連接元件用母材沿長度方向進(jìn)行加熱、拉伸來制造光連接元件。
[0039]另外，在上述制造方法中，也可以在作為桿配置于模具容器內(nèi)的玻璃光纖的外周或者向多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材的空穴內(nèi)插入的玻璃光纖的外周設(shè)有塑料的包覆材料。通過設(shè)置包覆材料，從而玻璃光纖的表面變光滑，因此在使3102玻璃原料溶液固化之后使玻璃光纖脫離的操作、向空穴內(nèi)插入玻璃光纖的操作變?nèi)菀住Ｓ捎谒芰现频陌膊牧显趯?duì)多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材進(jìn)行燒結(jié)的階段蒸發(fā)、氣化并消失，因此在作為最終產(chǎn)品的光連接元件中未含有塑料制的包覆材料。在此，上述包覆材料能夠由聚酰亞胺、尼龍等形成，其厚度優(yōu)選為5 9 III?100 9 III左右。這是因?yàn)?，若比該厚度厚，則玻璃光纖彼此有可能接觸。
[0040]在上述制造方法中，優(yōu)選的是，以上述石英玻璃化連接元件用母材的與單模光纖接觸的端面?zhèn)鹊膱A形桿的直徑、該圓形桿的間隔成為上述單模光纖的芯徑、芯間隔的8倍?15倍的大小、并且與多芯光纖接觸的端面?zhèn)鹊膱A形桿的直徑、該圓形桿的間隔成為上述多芯光纖的芯徑、芯間隔的8倍?15倍的大小的方式選擇桿的外徑、硬化性樹脂的種類以及硬化劑的種類。
[0041]另外，優(yōu)選的是，上述玻璃光纖的圓形桿的外徑(即，玻璃光纖的芯徑)從多芯光纖的芯的外徑的8倍?15倍的大小或單模光纖的芯的外徑的8倍?15倍的大小中選擇。
[0042]而且，優(yōu)選的是，上述石英玻璃化連接元件用母材的、相當(dāng)于光連接元件的與單模光纖接觸的端面這一側(cè)的外徑從將~個(gè)該單模光纖集束而成的光纖束的的最大徑的8倍?15倍的大小中選擇，優(yōu)選的是，相當(dāng)于光連接元件的與多芯光纖接觸的端面這一側(cè)的外徑從該多芯光纖的外徑的8倍?15倍的大小中選擇。
[0043]另外，優(yōu)選的是，上述多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材考慮到由燒結(jié)引起的收縮而將其大小設(shè)為上述石英玻璃化而成的連接元件用母材的1.2倍?1.25倍的大小。
[0044]本發(fā)明的另一技術(shù)方案是一種模具容器，其使用在上述光連接元件的制造方法中，其特征在于，該模具容器包括兩個(gè)對(duì)開型容器和堵塞該對(duì)開型容器的兩端的開口的第1蓋與第2蓋，上述第1蓋與第2蓋具有供桿或玻璃光纖通過的直線狀的孔。
[0045]在上述光連接元件制造用模具容器中，優(yōu)選的是，將兩個(gè)對(duì)開型容器對(duì)合而成的形狀為圓筒形或者方筒形，但是該形狀能夠與光連接元件的截面形狀相對(duì)應(yīng)地適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行選擇。
[0046]另外，本發(fā)明的另一其他技術(shù)方案的光連接元件的制造方法是統(tǒng)一制造多個(gè)光連接元件的方法。即，是如下方法:當(dāng)將在上述制造方法中獲得的多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材的一個(gè)端面設(shè)為八、將另一個(gè)端面設(shè)為8時(shí)，重復(fù)將另一個(gè)母材的8端面串聯(lián)連結(jié)于該連接元件用母材的8端面、接著進(jìn)一步將另一個(gè)母材的八端面串聯(lián)連結(jié)于該母材的八端面這樣的工序而串聯(lián)連結(jié)多個(gè)多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材，在向該連結(jié)后的多個(gè)多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材內(nèi)的空穴內(nèi)插入了玻璃光纖之后，進(jìn)行燒結(jié)而獲得石英玻璃化連接元件用母材，對(duì)該石英玻璃化連接元件用母材沿長度方向進(jìn)行加熱、拉伸來制造多個(gè)光連接元件。
[0047]另外，本發(fā)明的另一其他技術(shù)方案的光連接元件的制造方法是如下方法:當(dāng)將多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材的一個(gè)端面設(shè)為八、將另一個(gè)端面設(shè)為8時(shí)，重復(fù)將另一個(gè)母材的8端面串聯(lián)連結(jié)于該連接元件用母材的8端面、接著進(jìn)一步將另一個(gè)母材的八端面串聯(lián)連結(jié)于該母材的八端面這樣的工序而串聯(lián)連結(jié)多個(gè)多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材，在對(duì)該連結(jié)后的多個(gè)多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材進(jìn)行燒結(jié)而獲得石英玻璃化連接元件用母材之后，向該石英玻璃化連接元件用母材的空穴內(nèi)插入玻璃光纖，之后沿長度方向進(jìn)行加熱、拉伸來制造多個(gè)光連接元件。
[0048]根據(jù)上述制造方法，能夠大量制造多個(gè)光連接元件。另外，所連結(jié)的光連接元件的數(shù)量為5個(gè)以上，能夠達(dá)到50個(gè)左右。在該情況下，只要在多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材的端面?zhèn)刃纬捎谐蔀闃?biāo)記的槽、刻紋，則便于切分成多個(gè)光連接元件。
[0049]作為許多個(gè)連接元件用母材制造用模具，是如下設(shè)置的許多個(gè)連接元件用母材制造用模具:在模具容器內(nèi)的一個(gè)端面?zhèn)仍O(shè)置多芯光纖連接用結(jié)構(gòu)的金屬配件，隨著其延長，隔開間隔地設(shè)置兩張將單模光纖集束而成的結(jié)構(gòu)的開有孔的較薄的塑料制的隔離件、進(jìn)一步隨著其延長，隔開間隔地設(shè)置兩張多芯光纖連接用的開有孔的較薄的塑料制的隔離件，接著隨著其延長，再隔開間隔地設(shè)置兩張將單模光纖集束而成的結(jié)構(gòu)的開有孔的較薄的塑料制的隔離件，依次不斷重復(fù)上述內(nèi)容，然后在金屬配件的相反端面?zhèn)仍O(shè)置多芯光纖連接用結(jié)構(gòu)的金屬配件。通過使用該模具，能夠制造許多個(gè)光連接元件用母材。
[0050]發(fā)明的效果
[0051]根據(jù)本發(fā)明的光連接元件，在石英玻璃構(gòu)件的第1端面上4個(gè)玻璃光纖隔開與多芯光纖的芯相同的間隔設(shè)置，在第2端面上，X個(gè)玻璃光纖隔開與將X個(gè)單模光纖集束時(shí)相鄰的單模光纖的芯相同的間隔設(shè)置，因此通過多芯光纖的端面與該石英玻璃構(gòu)件的第1端面連接，集束為一體的~個(gè)單模光纖的端面與石英玻璃構(gòu)件的第2端面連接，能夠容易地使兩光纖光I禹合。
[0052]而且，只要使上述玻璃光纖的圓形桿與低折射率材料的相對(duì)折射率差，同上述多芯光纖的芯與包層的相對(duì)折射率差、以及上述單模光纖的芯與包層的相對(duì)折射率差大致相等，就能夠幾乎不產(chǎn)生連接損耗地連接光連接元件與多芯光纖、以及光連接元件與單模光纖，而且也不會(huì)產(chǎn)生來自連接端面的反射光。另外，只要預(yù)先使上述玻璃光纖、多芯光纖、單模光纖的各自的芯徑相等，就能夠以極低的損耗來進(jìn)行連接。而且光連接元件中的玻璃光纖的芯徑、低折射率材料的厚度在拉伸后也保持恒定，因此能夠不改變光信號(hào)的傳輸條件地進(jìn)行傳輸。
[0053]另外，為了抑制來自連接端面的反射損耗，期望多芯光纖的芯與包層的相對(duì)折射率差、以及單模光纖的芯與包層的相對(duì)折射率差同玻璃光纖的圓形桿與低折射率材料的相對(duì)折射率差相等，但是只要各個(gè)芯徑相等，就能夠通過在連接端面上涂敷折射率匹配用的匹配油來減少上述反射損耗。
[0054]而且，只要使光連接元件的石英玻璃構(gòu)件的第1端面上的外徑與多芯光纖的外徑相等，使第2端面上的外徑與集束成一體的~個(gè)單模光纖整體的外徑相等，就能夠更容易地進(jìn)行光連接元件與多芯光纖及~個(gè)單模光纖之間的連接。另外，當(dāng)在光連接元件與多芯光纖及單模光纖之間的連接完成之后利用塑料管或金屬管包覆與兩光纖之間連接的連接部進(jìn)行保護(hù)時(shí)，若如上所述外徑相同，則能夠容易地并且以穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)來進(jìn)行保護(hù)。另外，上述連接部分能夠利用粘接劑或通過熔接來牢固地進(jìn)行加強(qiáng)。
[0055]另外，在本發(fā)明的光連接元件的制造方法中，在金屬制的模具容器內(nèi)以配置有~個(gè)桿的狀態(tài)下向金屬制的模具容器內(nèi)注入含有硬化性樹脂和硬化劑的5102玻璃原料溶液，在通過上述硬化性樹脂與上述硬化劑的反應(yīng)而產(chǎn)生自硬化反應(yīng)并使上述3102玻璃原料溶液固化之后，使上述桿脫離、干燥并脫脂而獲得具有~個(gè)空穴的多孔質(zhì)的玻璃連接元件用母材，之后向該多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材內(nèi)的各個(gè)空穴內(nèi)插入由高折射率的圓形桿和包圍該圓形桿的外周的低折射率材料構(gòu)成的玻璃光纖并進(jìn)行燒結(jié)而獲得石英玻璃化后的連接元件用母材，對(duì)該石英玻璃化連接元件用母材沿長度方向進(jìn)行加熱、拉伸來制造光連接元件，因此即使多芯光纖的~個(gè)芯的間隔與~個(gè)集束起來的單模光纖的芯的間隔相差較大，也能夠通過對(duì)該石英玻璃化而成的連接元件用母材沿長度方向進(jìn)行加熱拉伸來容易且再現(xiàn)性較好地制造能夠使兩光纖耦合的光連接元件。另外，由于石英玻璃化連接元件用母材的加熱、拉伸所花費(fèi)的時(shí)間充其量為1分鐘左右，因此能夠在短時(shí)間內(nèi)大量地進(jìn)行制造。
[0056]另外，若將石英玻璃化連接元件用母材的拉伸時(shí)的拉伸率設(shè)為？，則通過該母材拉伸而獲得的光連接元件的玻璃光纖的外徑成為縮小到該母材中的玻璃光纖的外徑的1/？的大小。因而，通過將拉伸時(shí)的縮小率？設(shè)定為適當(dāng)?shù)闹?，能夠使多芯光纖的芯、單模光纖的芯與光連接元件的玻璃光纖的尺寸偏差極小，能夠?qū)崿F(xiàn)連接損耗較低的光連接元件。向石英玻璃化連接元件用母材的空穴內(nèi)插入的玻璃光纖的長度可以是任意的，也可以自該母材的兩端伸出。若玻璃光纖如此自兩端伸出，則便于一邊牽拉該玻璃光纖的兩端一邊使石英玻璃化連接元件用母材拉伸。另外，自兩端伸出的玻璃光纖在拉伸后被切斷，將多芯光纖、單模光纖連接于光連接元件。
[0057]而且，在本發(fā)明的另一技術(shù)方案的光連接元件的制造方法中，在金屬制的模具容器內(nèi)配置有~個(gè)由高折射率的圓形桿和包圍該圓形桿的外周的低折射率材料構(gòu)成的玻璃光纖的狀態(tài)下向金屬制的模具容器內(nèi)注入含有硬化性樹脂和硬化劑的3102玻璃原料溶液，在通過上述硬化性樹脂與上述硬化劑的反應(yīng)而產(chǎn)生自硬化反應(yīng)并使上述3102玻璃原料溶液固化之后，使上述模具容器脫離、干燥并脫脂而獲得具有~個(gè)上述玻璃光纖的多孔質(zhì)的玻璃連接元件用母材，之后對(duì)該多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材進(jìn)行燒結(jié)而獲得石英玻璃化而成的連接元件用母材，通過對(duì)該石英玻璃化的連接元件用母材沿長度方向進(jìn)行加熱、拉伸來制造光連接元件，因此能夠以更簡(jiǎn)單的工序來完成光連接元件。另外，由于在該制造方法中沒有在模具容器內(nèi)配置玻璃光纖、并向空穴內(nèi)插入玻璃光纖的工序，因此光纖的表面被汚染或劃傷的情況較少。而且，由于不用擔(dān)心玻璃光纖與石英玻璃構(gòu)件之間的界面變粗糙，因此能夠提供低散射損耗的連接元件。另外，在對(duì)多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材進(jìn)行燒結(jié)時(shí)，在玻璃光纖自該母材的兩端伸出的情況下，利用保護(hù)構(gòu)件預(yù)先進(jìn)行保護(hù)以使得該玻璃光纖不會(huì)因熱量而變形，或者預(yù)先切斷自兩端伸出的玻璃光纖為佳。另外，在該方法中，自石英玻璃化連接元件用母材的兩端伸出的玻璃光纖的長度也可以是任意的，而且，自兩端伸出的玻璃光纖能夠在加熱、拉伸時(shí)進(jìn)行利用。另外，石英玻璃構(gòu)件的空穴內(nèi)的石英玻璃光纖在燒結(jié)時(shí)熔接，并粘著于石英玻璃構(gòu)件。
[0058]在上述制造方法中，若以使石英玻璃化連接元件用母材的與單模光纖接觸的端面?zhèn)鹊目昭ㄖ睆?、空穴間隔成為上述單模光纖的芯徑、芯間隔的8倍?15倍的大小、并且使與多芯光纖接觸的端面?zhèn)鹊目昭ㄖ睆?、空穴間隔成為上述多芯光纖的芯徑、芯間隔的8倍?15倍的大小的方式選擇桿的外徑、硬化性樹脂的種類以及硬化劑的種類，則作為向多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材的~個(gè)空穴內(nèi)插入的玻璃光纖，能夠使用芯徑為80 9 III?150 9 III的市場(chǎng)上銷售的石英光纖，處理變?nèi)菀住Ａ硗?，期望的是，該石英光纖的相對(duì)折射率差與多芯光纖的相對(duì)折射率差相等，具體地在該芯材料中使用添加了 6602的3102材料、在包層中使用3102或添加了？的3102為佳。而且如上所述，也可以設(shè)有包覆材料。另外，作為上述石英光纖，也可以在芯中使用3102材料、在包層中使用添加了 ？的3102。在該情況下，上述石英光纖的相對(duì)折射率差稍微小于多芯光纖的相對(duì)折射率差，但是即使這樣也是能夠容許的。而且，該石英光纖使用極化面保持光纖(例如，熊貓保偏光纖(日文夕' 7 7 4?))的大口徑的光纖(芯徑50 4111左右、包層的外徑800 9 III?1000 4111左右、在包層內(nèi)具有直徑100^ ?。?！左右的應(yīng)力施加部的光纖。)，只要作為對(duì)其進(jìn)行加熱、拉伸而通?？s小后的、極化面保持光纖(芯徑5 4 111、包層的外徑80 4 111?100 4 111左右、包層內(nèi)的應(yīng)力施加部外徑10^111左右)進(jìn)行使用，就能夠提供更耐極化波動(dòng)的光連接元件。
[0059]在上述制造方法中，若將玻璃光纖的芯徑設(shè)為多芯光纖的芯的外徑的8倍?15倍的大小、或單模光纖的芯的外徑的8倍?15倍的大小，則能夠使用芯徑為80 ^ 0?150 4 0的市場(chǎng)上銷售的石英光纖作為玻璃光纖。
[0060]另外，若將石英玻璃化連接元件用母材的、相當(dāng)于光連接元件的與單模光纖接觸的端面這一側(cè)的外徑設(shè)為將~個(gè)該單模光纖集束而成的光纖束的最大徑的8倍?15倍的大小、將相當(dāng)于光連接元件的與多芯光纖接觸的端面這一側(cè)的外徑設(shè)為該多芯光纖的外徑的8倍?15倍的大小，則石英玻璃化連接元件用母材的處理變?nèi)菀?，易于進(jìn)行加工。
[0061]而且，若考慮到由燒結(jié)引起的收縮而將多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材的大小設(shè)為上述石英玻璃化而成的連接元件用母材的1.2倍?1.25倍的大小，則能夠?qū)⑼ㄟ^多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材的燒結(jié)而獲得的石英玻璃化連接元件用母材設(shè)為適當(dāng)?shù)拇笮?。另外，為了將多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材的燒結(jié)時(shí)的收縮率抑制為18% ((100 - 82) % )左右，以及為了抑制燒結(jié)時(shí)的裂紋、裂縫產(chǎn)生，使用如下玻璃原料溶液為佳:該玻璃原料溶液含有將粒徑為2^！11以下(優(yōu)選為1^ III以下)的二氧化硅粉末加入到分散劑(四甲基氫氧化銨溶液)與蒸餾水的混合液中而得到的液體和硬化性樹脂。硬化性樹脂能夠使用被稱作06！1%012X512的液體樹脂。作為玻璃原料溶液的硬化劑，優(yōu)選三亞乙基四胺。為了獲得上述收縮率而特別優(yōu)選的上述材料的調(diào)配量(重量％ )為二氧化硅粉末87%、蒸餾水21.2%、分散劑2.7 %、硬化性樹脂10.1%。這樣，通過壓倒性地增多二氧化硅粉末的調(diào)配量，能夠降低收縮率，能夠消除裂紋、裂縫。而且，能夠減少⑶基、0?基等雜質(zhì)的量，能夠獲得低損耗的連接元件。
[0062]另外，由于本發(fā)明的光連接元件制造用模具容器由兩個(gè)對(duì)開型容器構(gòu)成，因此能夠以高尺寸精度制造各種形狀、結(jié)構(gòu)的連接元件。另外，若在對(duì)開型容器的第I蓋和第2蓋上設(shè)置供桿或玻璃光纖通過的直線狀的孔，則能夠減少光連接元件與多芯光纖的芯及單模光纖的芯之間的連接部處的軸斷裂，能夠容易地以低損耗將它們連接。在該情況下，上述直線狀的孔的長度優(yōu)選為5mm以上、30mm左右。
[0063]作為許多個(gè)光連接元件用母材制造用模具，是如下設(shè)置的許多個(gè)連接元件用母材制造用模具:在模具容器內(nèi)的一個(gè)端面?zhèn)仍O(shè)置多芯光纖連接用結(jié)構(gòu)的金屬配件，隨著其延長，隔開間隔地設(shè)置兩張將單模光纖集束而成的結(jié)構(gòu)的開有孔的較薄的塑料制的隔離件，進(jìn)一步隨著其延長，隔開間隔地設(shè)置兩張多芯光纖連接用的開有孔的較薄的塑料制的隔離件，接著隨著其延長，再隔開間隔地設(shè)置兩張將單模光纖集束而成的結(jié)構(gòu)的開有孔的較薄的塑料制的隔離件，依次不斷重復(fù)上述內(nèi)容，然后在金屬配件的相反端面?zhèn)仍O(shè)置多芯光纖連接用結(jié)構(gòu)的金屬配件。通過使用該模具，能夠制造許多個(gè)光連接元件用母材，能夠?qū)崿F(xiàn)光連接元件的低成本化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0064]圖1是本發(fā)明的光連接元件的制造方法的流程圖。
[0065]圖2是表示在制造本發(fā)明的第I實(shí)施例的光連接元件時(shí)使用的模具容器的圖。
[0066]圖3是表示使用圖2的模具容器獲得的多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材的圖。
[0067]圖4是表不向空穴內(nèi)插入有玻璃光纖的多孔質(zhì)玻璃連接兀件用母材的圖。
[0068]圖5是表示玻璃光纖的結(jié)構(gòu)的圖。
[0069]圖6是以高溫對(duì)圖4所示的多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材進(jìn)行燒結(jié)并透明玻璃化而成的石英玻璃連接元件用母材的圖。
[0070]圖7是對(duì)圖6的石英玻璃連接元件用母材進(jìn)行加熱、拉伸而獲得的、外徑縮小到1/10后的光連接元件的圖。
[0071]圖8是表示在光連接元件上連接了多芯光纖與單模光纖后的狀態(tài)的圖。
[0072]圖9是表示本發(fā)明的第2實(shí)施例的光連接元件制造用模具容器的圖。
[0073]圖10是表示多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材的圖。
[0074]圖11是表示本發(fā)明的第3實(shí)施例的光連接元件制造用模具容器的圖。
[0075]圖12是表示本發(fā)明的第4實(shí)施例的多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材的圖。
[0076]圖13是表示以高溫對(duì)圖12的多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材進(jìn)行燒結(jié)并透明玻璃化而成的石英玻璃連接元件用母材的圖。
[0077]圖14是表示對(duì)圖13的石英玻璃連接元件用母材進(jìn)行加熱、拉伸而獲得的光連接元件的圖。
[0078]圖15是表示本發(fā)明的第5實(shí)施例的石英玻璃連接元件用母材的圖。
[0079]圖16是表示向空穴內(nèi)插入有石英光纖的石英玻璃連接元件用母材的圖。
[0080]圖17是對(duì)石英玻璃連接元件用母材進(jìn)行加熱、拉伸而獲得的光連接元件的圖。
[0081]圖18是表示在光連接元件上連接有光纖的例子的圖。
[0082]圖19是表示本發(fā)明的第6實(shí)施例的光連接元件的圖。
[0083]圖20是表示在光連接元件上連接有多芯光纖和單模光纖的狀態(tài)的圖。
[0084]圖21是表示本發(fā)明的第7實(shí)施例的石英玻璃連接元件用母材的圖。
[0085]圖22是表示外形為四邊形的石英玻璃連接元件用母材的圖。
[0086]圖23是表示外形為八邊形的石英玻璃連接元件用母材的圖。
[0087]圖24是表示在石英玻璃連接元件用母材的上表面與下表面附加有刻紋部的例子的圖。
[0088]圖25是表示對(duì)刻紋部加上了識(shí)別用的顏色的例子的圖。
[0089]圖26是表示在石英玻璃連接元件用母材的外周面的6個(gè)部位設(shè)置了刻紋部的例子的圖。
[0090]圖27是用于利用熱源使透明玻璃化而成的石英玻璃連接元件用母材拉伸.縮小的小型車床裝置的圖。
[0091]圖28是使用圖27的裝置獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
[0092]圖29是用于通過電弧放電對(duì)透明玻璃化而成的石英玻璃連接元件用母材進(jìn)行加熱而使其拉伸.縮小的另一裝置的圖。
[0093]圖30是表示本發(fā)明的第8實(shí)施例的多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材的圖。
[0094]圖31是表示本發(fā)明的第9實(shí)施例的石英玻璃連接元件用母材的圖。
[0095]圖32是表示使石英玻璃連接元件用母材拉伸的樣子的圖。
[0096]圖33是一起表示本發(fā)明的變形例的多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材與模具的圖。
[0097]圖34是用于說明現(xiàn)有技術(shù)的圖，是多芯光纖與單模光纖的主視圖(a)、(c)以及剖視圖(b)、⑷。
[0098]圖35是用于說明現(xiàn)有技術(shù)的圖，是另一多芯光纖與單模光纖的主視圖(a)、(C)以及剖視圖(b)、⑷。

【具體實(shí)施方式】
[0099]本發(fā)明的光連接用元件是用于使N個(gè)單模光纖的芯光耦合于具有N個(gè)芯的多芯光纖的光連接元件。在圖1中示出了本發(fā)明的光連接元件的制造順序的一例。
[0100]在圖1所示的順序中，最初，在對(duì)開型的帶蓋的金屬容器內(nèi)隔開預(yù)定間隔地設(shè)置大口徑的石英玻璃光纖、或者與其相當(dāng)?shù)慕饘倩蛩芰系臈U的一部分。之后，在另一個(gè)對(duì)開型的帶蓋的金屬容器內(nèi)隔開預(yù)定間隔地設(shè)置剩余的大口徑的石英玻璃光纖、或者與其相當(dāng)?shù)慕饘倩蛩芰系臈U。然后，將一個(gè)金屬容器覆蓋在另一個(gè)金屬容器上而形成為圓筒狀金屬容器。由此，成為在圓筒狀金屬容器的內(nèi)部以預(yù)定間隔配置有上述大口徑石英玻璃光纖、或者與其相當(dāng)?shù)臈U的狀態(tài)。
[0101]接下來，向圓筒狀金屬容器內(nèi)注入含有硬化性樹脂和硬化劑的S12玻璃原料溶液并通過硬化性樹脂與硬化劑的反應(yīng)而產(chǎn)生自硬化反應(yīng)來使其固化。
[0102]接著，使上述金屬容器、或者金屬容器和石英光纖、或者金屬或塑料的桿脫離之后，使其干燥、脫脂而獲得多孔質(zhì)的玻璃連接元件用母材。
[0103]之后，利用高溫電爐對(duì)多孔質(zhì)的玻璃連接元件用母材、或者在多個(gè)空穴內(nèi)插入有大口徑玻璃光纖的玻璃連接元件用母材進(jìn)行燒結(jié)，形成為石英玻璃化而成的連接元件用母材。
[0104]之后，對(duì)上述石英玻璃化而成的連接元件用母材沿長度方向進(jìn)行加熱拉伸而獲得用于連接多芯光纖與單模光纖的連接元件。
[0105]以下，說明本發(fā)明的具體的實(shí)施例。
[0106]【實(shí)施例1】
[0107]參照?qǐng)D2?圖9說明本發(fā)明的第I實(shí)施例的光連接元件。
[0108]圖2表示在制造本實(shí)施例1的光連接元件時(shí)使用的模具容器。金屬容器I由組合了半圓筒狀的兩個(gè)對(duì)開容器I 一 I與對(duì)開容器I 一 2而成的、圓筒狀的容器構(gòu)成。金屬容器I的兩端成為被上蓋4與下蓋5密閉的結(jié)構(gòu)。上蓋4與下蓋5構(gòu)成為比金屬容器I的側(cè)壁厚的板厚F，在該上蓋4與下蓋5中形成有用于以期望間隔配置石英玻璃光纖用金屬桿的直線狀的多個(gè)孔。該板厚F的長度優(yōu)選為Icm?5cm的長度。長度越長，越能夠減小容器內(nèi)的桿的傾斜角度，如后所述，能夠?qū)崿F(xiàn)低損耗的連接元件。
[0109]在如上所述的金屬容器I內(nèi)配置多個(gè)金屬桿3，例如設(shè)想連接具有7個(gè)芯且芯間隔40 μ m的多芯光纖而配置7個(gè)金屬桿3。在該實(shí)施例中，考慮到后述的燒結(jié)時(shí)的收縮率T:18%而使用了外徑為134 μ m的金屬桿3。另外,對(duì)于金屬桿3的配置,在金屬容器I的一側(cè)(圖2的(b)偵彳)設(shè)為設(shè)想了多芯光纖的芯和芯間隔的配置，在另一側(cè)(該圖的(C)偵彳)設(shè)為設(shè)想了將7條單模光纖集束后的狀態(tài)的配置。另外，為了能夠維持這種配置，金屬桿3的兩端固定于設(shè)置在金屬容器I的后方的固定部(未圖示。)。
[0110]之后，向上述金屬容器I內(nèi)注入含有硬化性樹脂的石英玻璃溶液與硬化劑的混合液2，在通過自硬化反應(yīng)而固化之后使該金屬容器I與金屬桿3脫離。之后使該固化體干燥，從而獲得圖3所示的多孔質(zhì)的玻璃連接元件用母材8。在本實(shí)施例中，作為石英玻璃溶液，使用了將粒徑為2 μ m以下(優(yōu)選為I μ m以下)的二氧化硅粉末加入到分散劑(四甲基氫氧化銨溶液)與蒸餾水的混合液中而得到的溶液。硬化性樹脂使用了作為液體樹脂的Denacol EX512 (Nagase ChemteX株式會(huì)社)。另外，作為硬化劑使用了三亞乙基四胺。而且為了獲得上述收縮率T:18%，將石英玻璃溶液與硬化劑的材料的調(diào)配量(重量％ )設(shè)為了二氧化硅粉末87%、蒸餾水21.2%、分散劑2.7%、硬化性樹脂10.1%。通過使用上述石英玻璃溶液，能夠獲得S12系的多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材8。
[0111]在此，金屬容器I內(nèi)的長度L較長時(shí)，能夠以舒緩的傾斜配置金屬桿3，故而優(yōu)選，但是若過長，則玻璃連接元件變長，因此優(yōu)選為1mm?150mm的范圍。若將上述長度L設(shè)為例如10_，則配置在容器I內(nèi)的金屬桿3的傾斜角度Θ成為約5.9度，能夠在容器I內(nèi)帶有些許傾斜地配置金屬桿3。另外，若將上述長度L設(shè)為30mm，則配置在容器I內(nèi)的金屬桿3的傾斜角度Θ成為約1.98度，能夠在容器I內(nèi)帶有極其少許的傾斜地配置金屬桿3。
[0112]而且，通過將金屬容器I的上蓋和下蓋的厚度F設(shè)為5mm以上、50mm左右，能夠減少軸的傾斜地連接多芯光纖和單模光纖。
[0113]接著，使用圖3說明使用上述金屬容器I而獲得的多孔質(zhì)的玻璃連接元件用母材8的結(jié)構(gòu)。圖3的(a)表示多孔質(zhì)的玻璃連接元件用母材8的俯視圖，(b)表示(a)的A —A端面圖，(c)表示B — B端面圖。在S12系的多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材8的內(nèi)部設(shè)有7個(gè)空穴9。此時(shí)，在左側(cè)的端面6上，以將芯為7個(gè)的多芯光纖放大到10倍時(shí)設(shè)想的芯間隔設(shè)置有空穴9。另一方面，在右側(cè)的端面7上，以將7條外徑為125 μ m的單模光纖集束而成的光纖束放大到10倍時(shí)設(shè)想的芯間隔設(shè)置有空穴9。
[0114]另外，上述多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材8設(shè)計(jì)為設(shè)想了通過燒結(jié)而收縮為燒結(jié)前的約82% (收縮率為18%)的情況下的尺寸。另外，上述多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材8的長度是考慮到以與該母材8的截面一致地縮小到1/10的方式拉伸的情況而設(shè)計(jì)的。
[0115]若將多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材8的燒結(jié)時(shí)的收縮率設(shè)為T，將后述的拉伸時(shí)的縮小率設(shè)為l/p，則該母材8的端面的外徑成為多芯光纖的外徑或?qū)⒍鄺l單模光纖集束時(shí)的外徑的P/(1- T)倍。另外，在將多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材8的長度設(shè)為30mm?150mm并拉伸到100倍的情況下，所制造的連接元件的長度處于3000_?15000_的范圍內(nèi)。
[0116]另外,在連接將7條外徑為125 μ m的單模光纖集束而成為外徑為375 μ m的光纖束的情況下，多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材8的端面7的外徑尺寸成為375 μ m的10/0.82倍的約4573μπι。左側(cè)的端面6的外徑也以相同的方法進(jìn)行設(shè)定。另外，將多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材8的其他部分的尺寸表示在圖3中。
[0117]如圖4所示，向圖3所示的多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材8的空穴9內(nèi)插入直徑110 μ m的石英光纖10。如圖5所不,該石英光纖10由中心的芯11 (外徑:80 μ m?100 μ m)和覆蓋其外周的薄膜(包層)12構(gòu)成。芯11的材料使用S12、或者在S12中添加了至少一種用于提高折射率的添加物(例如，GeO2, P205、T12等)而成的材料。另外，薄膜12使用添加有F的S12 (厚度:10μπι?30μπι)。
[0118]另外，也可以是，使用在S12中添加了至少一種用于提高折射率的添加物(例如，6602、匕05、1102等)而成的材料作為芯11(外徑:100μπι?ΙΙΟμπι)，其外周的薄膜12使用未添加F的Si02。也可以在石英光纖的外周設(shè)有塑料的包覆材料。另外，石英光纖10也可以自連接元件用母材8的一個(gè)端面或兩個(gè)端較長地伸出。自連接元件用母材8的兩端伸出的石英光纖10能夠用于在對(duì)該母材8加熱、拉伸時(shí)牽拉石英光纖10。自連接元件用母材8的兩端伸出的石英光纖10在拉伸后被切斷。
[0119]在空穴9內(nèi)插入有石英光纖10的多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材8在高溫下進(jìn)行燒結(jié)并透明玻璃化，從而成為圖6所示的石英玻璃連接元件用母材13。石英玻璃連接元件用母材13的尺寸通過多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材8的高溫?zé)Y(jié)而成為該母材8收縮到高溫?zé)Y(jié)前的約82% (收縮率為18%)。另外，通過高溫?zé)Y(jié)，石英光纖10熔接于透明玻璃化而成的石英玻璃連接元件用母材13的空穴內(nèi)。另外，通過高溫?zé)Y(jié)而收縮的結(jié)果是，石英玻璃連接元件用母材13的左側(cè)的端面6上的石英光纖10的間隔成為400 μ m，右側(cè)的端面7上的石英光纖10的間隔成為1250μπι。另外，石英玻璃連接元件用母材13的外徑成為3750 μ m。即使在石英玻璃連接元件用母材13中，也可以自其兩端較長地伸出有石英光纖10。伸出的石英光纖10能夠用于在對(duì)母材13加熱、拉伸時(shí)牽拉兩端的石英光纖10。拉伸后切斷自石英玻璃連接元件用母材13的兩端伸出的石英光纖10。
[0120]圖7中示出了對(duì)圖6所示的石英玻璃連接元件用母材13進(jìn)行加熱、拉伸而獲得的光連接元件15。如上所述，使石英玻璃連接元件用母材13拉伸后的結(jié)果是，光連接元件15的外徑、芯間隔成為石英玻璃連接元件用母材13的外徑、芯間隔的1/10的尺寸。另外，在石英玻璃連接元件用母材13的長度為30_時(shí)，若對(duì)該母材13進(jìn)行加熱、拉伸而將外徑縮小到1/10，則光連接元件15的長度成為300_。在此，石英玻璃光纖的芯徑、包覆材料的厚度被加熱、拉伸而成為1/10，在光連接元件的長度方向上縮小為恒定的值，但是由于該芯徑、包覆材料的厚度是恒定的，因此能夠維持光信號(hào)的傳輸條件(在單模的傳輸條件下幾乎沒有模式變化、光放射的狀態(tài))。像以往那樣，在通過化學(xué)蝕刻使單模光纖的外徑變細(xì)至40 μ m左右的情況下，包層的厚度朝向頂端呈錐形狀變薄且光信號(hào)的傳輸條件發(fā)生變化，但是在本發(fā)明中卻沒有這種情況。
[0121]圖8中示出了在圖7所示的光連接元件15上連接了多芯光纖和單模光纖后的狀態(tài)。在圖8中，在光連接元件15的左側(cè)的端面上連接有7個(gè)芯的多芯光纖16，在右側(cè)的端面上以將7條單模光纖集束了的狀態(tài)連接有單模光纖。這樣，通過使用本實(shí)施例的光連接元件15，以高耦合效率分別向多芯光纖中的7個(gè)芯連接單模光纖的芯。S卩，在多芯光纖的各個(gè)芯中，能夠使來自各個(gè)單模光纖的芯的光信號(hào)在芯徑、包覆材料的厚度均勻的石英玻璃光纖內(nèi)傳輸，之后能夠高效地向多芯光纖的芯內(nèi)傳輸。在此，只要上述石英光纖使用極化面保存光纖，就能夠?qū)崿F(xiàn)極化保持，因此能夠進(jìn)一步提供一種即使相對(duì)于極化狀態(tài)的波動(dòng)也為低損耗的光連接元件。
[0122]【實(shí)施例2】
[0123]圖9和圖10表示本發(fā)明的第2實(shí)施例。該實(shí)施例不同于第I實(shí)施例的點(diǎn)在于，在取代多條金屬桿3而將石英光纖10配置在金屬容器I內(nèi)的預(yù)定的位置而制造出多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材。
[0124]圖10表示以高溫對(duì)使用圖9所示的金屬容器I而獲得的多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材進(jìn)行燒結(jié)而透明玻璃化而成的石英玻璃連接元件用母材13。圖10的(a)表示石英玻璃連接元件用母材13的俯視圖，該圖的(b)表示(a)的A —A端面圖，(c)表示B —B端面圖。另外，雖然省略了詳細(xì)的說明，但是在該實(shí)施例中，石英玻璃連接元件用母材13以在拉伸后所獲得的光連接元件的外徑與多芯光纖的外徑相等的方式設(shè)定了A — A端面上的外徑、石英光纖10的直徑、間隔。另外，石英玻璃連接元件用母材13的B — B端面上的外徑、石英光纖10的直徑、間隔設(shè)定為與將7條單模光纖集束時(shí)的外徑、芯徑、芯間隔相等。
[0125]【實(shí)施例3】
[0126]圖11表示在制造本發(fā)明的實(shí)施例的連接元件用母材時(shí)使用的金屬容器I。在該實(shí)施例中，金屬容器I的上蓋4和下蓋5的形狀不同于第I實(shí)施例的上蓋4和下蓋5的形狀。即，在金屬容器I的上蓋4和下蓋5的內(nèi)表面上形成有臺(tái)階部4 -1和臺(tái)階部5 - 1，內(nèi)徑尺寸小于金屬容器I的其他部分的內(nèi)徑尺寸。因此，使用上述金屬容器I而獲得的多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材的兩端部的外徑尺寸小于其他部分的外徑尺寸。因此，在拉伸對(duì)多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材進(jìn)行燒結(jié)而獲得的石英玻璃連接元件用母材時(shí)，易于抓住其兩端，拉伸變?nèi)菀住Ａ硗?，金屬容器I的上蓋4和下蓋5的內(nèi)表面的形狀能夠設(shè)為圓形狀、矩形狀、多邊形狀、錐形狀等各種形狀。
[0127]【實(shí)施例4】
[0128]圖12表示本發(fā)明的第4實(shí)施例的多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材。該多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材8的左端部的外徑尺寸與右端部的外徑尺寸不同。即，多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材8的左端部為了連接具有7個(gè)芯的外徑為160 μ m的多芯光纖而構(gòu)成為小徑的圓形結(jié)構(gòu)8 -1，右端部為了連接將7條外徑為125 μ m的單模光纖集束而成的光纖束而構(gòu)成為大徑的圓形結(jié)構(gòu)8 — 3。而且,連結(jié)左端部的圓形結(jié)構(gòu)8 — I與右端部的圓形結(jié)構(gòu)8 — 3的中間部分構(gòu)成為錐形狀的圓形結(jié)構(gòu)8 - 2。
[0129]圖13中示出了向圖12所示的多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材8的空穴9內(nèi)插入石英光纖10、并以高溫進(jìn)行燒結(jié)而透明玻璃化而成的石英玻璃連接元件用母材13的結(jié)構(gòu)。
[0130]圖14中示出了對(duì)圖13所示的石英玻璃連接元件用母材13進(jìn)行加熱、拉伸而獲得的光連接兀件15的結(jié)構(gòu)。該光連接兀件15的外徑、石英光纖10的直徑、石英光纖10的間隔縮小為石英玻璃連接元件用母材13的這些尺寸的1/10。光連接元件的長度能夠從1000mm?1 5000mm的范圍中選擇。
[0131]【實(shí)施例5】
[0132]圖15中示出了本發(fā)明的第5實(shí)施例的石英玻璃連接元件用母材13的結(jié)構(gòu)。在該實(shí)施例中，以在使石英玻璃連接元件用母材13拉伸時(shí)A — A端面的外徑與多芯光纖的外徑相等、而且石英光纖10的直徑、間隔與多芯光纖的芯徑、芯間隔相等的方式制造。另外，設(shè)計(jì)成B — B端面的外徑與將7條125 μ m的單模光纖集束而成的光纖束的外徑、各條單模光纖的芯徑(ΙΟμπι)、芯間隔(125μπι)相等。而且，在B— B端面上形成有用于插入單模光纖的7個(gè)孔。利用這種結(jié)構(gòu)，能夠使7條單模光纖與光連接元件高精度地光耦合。
[0133]圖16中示出了向空穴9內(nèi)插入有直徑110 μ m的石英光纖10而成的石英玻璃連接元件用母材13。將對(duì)該石英玻璃連接元件用母材13進(jìn)行加熱、拉伸而獲得的光連接元件15表示在圖17中。
[0134]該光連接元件15的外徑縮小為上述石英玻璃連接元件用母材13的外徑的1/10。如圖18所示，在光連接元件15的左側(cè)的端面6上連接有7個(gè)芯的多芯光纖。另外，在光連接元件15的右側(cè)的端面7上形成有7個(gè)孔，在這些孔內(nèi)插入有外徑為125μπι的7條單模光纖。由此，在光連接元件15的右側(cè)的端面7上以高耦合效率連接有7條集束后的狀態(tài)的單模光纖。
[0135]【實(shí)施例6】
[0136]圖19和圖20表示本發(fā)明的第6實(shí)施例的光連接元件15的結(jié)構(gòu)。該光連接元件15是與上述第I?5實(shí)施例相同地通過對(duì)透明玻璃化而成的石英玻璃連接元件用母材進(jìn)行加熱、拉伸而獲得的。該光連接元件15從左側(cè)的端面6到右側(cè)的端面7具有相同的外徑尺寸。在左側(cè)的端面6上設(shè)有用于插入7個(gè)芯的多芯光纖16(相同的芯徑、相同的芯間隔)的孔20，通過將多芯光纖16插入該孔內(nèi)，能夠以高耦合效率將多芯光纖16與光連接元件15連接。另外，在右側(cè)的端面7上設(shè)有用于將外徑為125 μ m的單模光纖17以7條集束的狀態(tài)進(jìn)行插入的孔19，通過將7條進(jìn)行了集束的單模光纖插入該孔19內(nèi)，能夠以高耦合效率連接單模光纖17與光連接元件15。
[0137]【實(shí)施例7】
[0138]圖21表示本發(fā)明的第7實(shí)施例的石英玻璃連接元件用母材的結(jié)構(gòu)。
[0139]該石英玻璃連接元件用母材13是為了制造用于將芯數(shù)為9個(gè)的多芯光纖與9條單模光纖光連接的光連接元件而使用的母材。在石英玻璃連接元件用母材13的內(nèi)部形成有9個(gè)空穴9，在各個(gè)空穴9內(nèi)插入有石英光纖10。
[0140]另外，在圖21所示的石英玻璃連接元件用母材13中，在左側(cè)的端面6上連接有多芯光纖，在右側(cè)的端面7上連接有9條單模光纖。因此，石英玻璃連接元件用母材13的左端部成為小徑部13a，該小徑部13a的外徑與多芯光纖的外徑大致相同、且小于其他部分的外徑。
[0141]〔變形例〕
[0142]另外，在上述實(shí)施例中，說明了截面外形為圓形狀的連接用元件的母材，但是本發(fā)明也能夠應(yīng)用于如圖22所示的截面外形為四邊形的石英玻璃連接元件用母材13、如圖23所示的截面外形為八邊形的石英玻璃連接元件用母材13。
[0143]圖24所示的石英玻璃連接元件用母材13的截面外形呈圓形，但在其上表面與下表面上設(shè)有刻紋部23。該刻紋部23成為連接多芯光纖和單模光纖時(shí)的連接用元件的上下方向的標(biāo)記。
[0144]刻紋部23可以僅是對(duì)石英玻璃連接元件用母材13的外周面進(jìn)行切削，但是在進(jìn)行切削后，如圖25所示，只要涂敷識(shí)別用的顏色，就成為連接多芯光纖和單模光纖時(shí)的更清楚的標(biāo)記。另外，刻紋部23也可以設(shè)置于截面外形為矩形狀、八邊形狀的連接元件用母材。
[0145]圖26表示在截面外形為圓形的石英玻璃連接元件用母材13的圓周部的6個(gè)部位設(shè)置了刻紋部23的例子。各個(gè)刻紋部23設(shè)置在與插入到母材13內(nèi)的石英光纖10對(duì)應(yīng)的位置。這樣，與石英光纖10 —對(duì)一地設(shè)置的刻紋部23成為連接多芯光纖和單模光纖時(shí)的更清楚的標(biāo)記。
[0146]另外，在拉伸在圓周部具有刻紋部23的石英玻璃連接元件用母材13而獲得的連接用元件中，在該圓周部的6個(gè)部位設(shè)有與該刻紋部23對(duì)應(yīng)的刻紋部。這些刻紋部成為連接多芯光纖和單模光纖時(shí)的更清楚的標(biāo)記。
[0147]圖27表示用于使透明玻璃化而成的石英玻璃連接元件用母材13拉伸的小型車床裝置。使用該裝置制造光連接元件的順序如下所述。首先，利用配置于車床兩側(cè)的卡盤27 -1與卡盤27 - 2抓住連接元件用母材13的兩端，自右端依次利用熱源(乙炔氣體燃燒器)26對(duì)該連接元件用母材13進(jìn)行加熱，同時(shí)使卡盤27 - 2沿箭頭29所示的方向以恒定的拉伸速度Vi進(jìn)行移動(dòng)。而且，與此同時(shí)使熱源26沿箭頭28所示的方向以恒定的速度Va(lmm/sec)進(jìn)行移動(dòng)。由此，石英玻璃連接元件用母材13被拉伸,獲得光連接元件15。
[0148]另外，在上述裝置中，將熱源26和卡盤27 — 1、27 — 2排列配置在橫向(水平方向)上，但是也可以配置在縱向上。另外，也可以使用利用了電弧放電、高頻放電的熱源，而且，也可以同時(shí)使用多種熱源。另外，在石英玻璃光纖自連接元件用母材的兩端伸出時(shí)，也可以一邊牽拉該石英玻璃光纖一邊使其拉伸。
[0149]圖28是表示使用圖27的裝置而使石英玻璃連接元件用母材13沿徑向(在圖27中為箭頭30所示的方向)以30rpm進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、同時(shí)進(jìn)行加熱?拉伸時(shí)的拉伸速度與拉伸比的關(guān)系的圖表。圖28的圖表的橫軸表示連接元件用母材13的拉伸速度Vi，縱軸表示連接元件用母材的拉伸比。另外，黑圓點(diǎn)標(biāo)記是母材13的直徑為2.5mm且使用乙炔氣體燃燒器26的頂端部的內(nèi)徑為0.5mm的裝置得到的結(jié)果，四邊形標(biāo)記是母材13的直徑為5_且使用乙炔氣體燃燒器26的頂端部的內(nèi)徑為Imm的裝置得到的結(jié)果。
[0150]可知任意情況均能夠以通過提高拉伸速度而使母材13的拉伸比成為期望的0.1、即1/10的方式拉伸。另外，圖28的圖表是在加熱、拉伸時(shí)使母材13沿徑向以30rpm進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的，但是即使以20rpm旋轉(zhuǎn)也能夠獲得良好的結(jié)果。另一方面，若以50rpm進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，則在拉伸后獲得的光連接元件的形狀產(chǎn)生紊亂。
[0151]圖29表示對(duì)石英玻璃連接元件用母材進(jìn)行加熱.拉伸的另一裝置。該裝置是用于利用電弧放電31對(duì)母材進(jìn)行加熱拉伸的裝置。
[0152]【實(shí)施例8】
[0153]圖30表示在制造本發(fā)明的光連接元件時(shí)使用的連接元件用母材的例子。具體地說，該連接元件用母材32是串聯(lián)連接多個(gè)圖3所示的多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材8而使長度增加并作為一個(gè)母材進(jìn)行使用的母材。具體地說，連接元件用母材32是通過重復(fù)如下操作而形成的:在將多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材8的一個(gè)端面(圖3中的左端面)設(shè)為Ajf另一個(gè)端面(圖3中的右端面)設(shè)為B時(shí)，在第I個(gè)多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材8的端面B上以使多個(gè)空穴彼此對(duì)齊的方式連結(jié)第2個(gè)多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材8的端面B，在該第2個(gè)多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材8的端面A上以使多個(gè)空穴彼此對(duì)齊的方式連結(jié)第3個(gè)多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材8的端面A。
[0154]另外，只要串聯(lián)配置多個(gè)多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材并以自兩端進(jìn)行按壓的方式預(yù)先使它們固定，則在燒結(jié)時(shí)各個(gè)連接元件用母材就相互熔接并連結(jié)。另外，也可以利用氫氧燃燒器對(duì)預(yù)先串聯(lián)連結(jié)連接元件用母材而成的部分進(jìn)行加熱并熔接?；蛘?，也可以向耐熱性的中空管(玻璃碳管、氧化鋁管、石英玻璃管等)內(nèi)依次插入多個(gè)多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材，并通過將該耐熱性中空管放入高溫電爐內(nèi)并進(jìn)行加熱來將中空管內(nèi)的母材彼此熔接。
[0155]在上述連接元件用母材32中，石英光纖10既可以在連結(jié)多個(gè)多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材之前插入母材的各個(gè)空穴內(nèi)，也可以在連結(jié)而形成為連接元件用母材32之后進(jìn)行插入。在該情況下，若使用外周利用塑料包覆的石英光纖10，則也能夠容易地插入到連接元件用母材32的空穴內(nèi)。
[0156]如此形成的連接元件用母材32通過燒結(jié)而成為石英玻璃化而成的連接元件用母材。若對(duì)其沿長度方向進(jìn)行加熱、拉伸，則能夠以多個(gè)連接元件相連的狀態(tài)獲得多個(gè)連接元件，因此之后通過切斷為各個(gè)連接元件而能夠一次性獲得多個(gè)連接元件。另外，在加熱、拉伸工序之后，只有與光纖的拔絲相同地連續(xù)設(shè)置在拉伸后的光連接元件的外周包覆塑料材料的工序并制造串聯(lián)連接的光連接元件，就能夠大量地制造利用包覆材料加強(qiáng)了的元件。
[0157]【實(shí)施例9】
[0158]圖31表示在制造本發(fā)明的光連接元件時(shí)使用的石英玻璃連接元件用母材33的實(shí)施例。在該實(shí)施例中，對(duì)實(shí)施例8所示的連接元件用母材32進(jìn)行燒結(jié)而形成為石英玻璃化而成的連接元件用母材，在向該空穴內(nèi)插入了石英玻璃光纖之后沿長度方向進(jìn)行加熱、拉伸，從而能夠獲得多個(gè)連接元件相連的狀態(tài)的連接元件。在該實(shí)施例中，也通過將多個(gè)連接元件相連的狀態(tài)的連接元件切斷為各個(gè)連接元件而能夠一次性獲得多個(gè)連接元件。
[0159]圖32表示利用高溫電爐(溫度1850°C?2000°C的范圍)34對(duì)實(shí)施例7或?qū)嵤├?所示的石英玻璃連接元件用母材33進(jìn)行加熱拉伸而獲得多個(gè)連接元件相連的狀態(tài)的連接元件(用附圖標(biāo)記35表示)的情形。另外，進(jìn)行加熱、拉伸的裝置也可以使用圖29的玻璃車床裝置?；蛘咭部梢砸贿吚昧⑹絽^(qū)熔法局部進(jìn)行加熱、燒結(jié)，一邊進(jìn)行拉伸而制造光連接元件。在該情況下，也是在所獲得的光連接元件的外周涂敷包覆材料為佳。
[0160]另外，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施例。
[0161]在利用模具制造多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材的情況下，在實(shí)施例中制造了一個(gè)母材，但是也可以以連結(jié)的狀態(tài)制造許多個(gè)(4個(gè)以上、50個(gè)左右)連接元件用母材。S卩，如圖33所示，也可以是，在模具容器36內(nèi)的一個(gè)端面?zhèn)仍O(shè)置多芯光纖連接用結(jié)構(gòu)的金屬配件37、隨著其延長，隔開間隔地設(shè)置兩張將單模光纖集束而成的結(jié)構(gòu)的開有孔的較薄的塑料制的隔離件38 - 1、進(jìn)一步隨著其延長，隔開間隔地設(shè)置兩張多芯光纖連接用的開有孔的較薄的塑料制的隔離件38 - 2、接著隨著其延長，再隔開間隔地設(shè)置兩張將單模光纖集束而成的結(jié)構(gòu)的開有孔的較薄的塑料制的隔離件38 - 1，依次不斷重復(fù)上述內(nèi)容，然后在金屬配件37的相反端面?zhèn)仍O(shè)置多芯光纖連接用結(jié)構(gòu)的模具39，從而形成許多個(gè)連接元件用木材制造用模具。
[0162]在此使用開有孔的較薄的塑料制的隔離件，是由于在光連接元件用母材燒結(jié)的階段中上述塑料制的隔離件燒毀并蒸發(fā)消失，因此非常便利。該隔離件的厚度只要是即使向孔中插入玻璃光纖也不會(huì)變形的程度的厚度即可，而且反之若過厚，則在燒結(jié)的階段燒毀的材料難以蒸發(fā)并排出到外部，因此只要為0.5mm?3mm左右即可。
[0163]另外，上述隔離件的間隔優(yōu)選為1mm?50mm的范圍。若該間隔較窄，則各個(gè)光連接元件的間隔變窄，因此較寬時(shí)易于帶有富余地切出各個(gè)光連接元件。材質(zhì)可使用能夠以高尺寸精度進(jìn)行加工的丙烯酸制、聚苯乙烯制、聚酯制等的材質(zhì)。而且，光連接元件的制造方法為:在該模具容器內(nèi)配置有N個(gè)由高折射率的圓形桿和包圍該圓形桿的外周的低折射率材料構(gòu)成的玻璃光纖的狀態(tài)下向該模具內(nèi)注入含有硬化性樹脂和硬化劑的S12玻璃原料溶液，在通過上述硬化性樹脂與上述硬化劑的反應(yīng)而產(chǎn)生自硬化反應(yīng)并使上述S12玻璃原料溶液固化之后，使上述模具容器脫離、干燥并脫脂而形成為具有N個(gè)上述玻璃光纖的多孔質(zhì)的玻璃連接元件用母材，之后對(duì)該許多個(gè)多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材進(jìn)行燒結(jié)而獲得石英玻璃化后的連接元件用母材，通過對(duì)該石英玻璃化后的連接元件用母材沿長度方向進(jìn)行加熱、拉伸來制造光連接元件。而且，插入玻璃光纖而制造的許多個(gè)光連接元件用母材與光纖的拔絲相同地，通過設(shè)置一邊以恒定速度插入高溫電爐內(nèi)一邊對(duì)上述熔融的母材的頂端進(jìn)行拉伸、并且在拉伸后的光連接元件的外周包覆塑料材料的工序而能夠獲得許多個(gè)光連接元件相連的元件，只要將其切斷為各個(gè)光連接元件即可。只要如此設(shè)置，就能夠大量地制造光連接元件。
[0164]使用在模具容器內(nèi)的一個(gè)端面?zhèn)冗B結(jié)有多芯光纖連接用結(jié)構(gòu)的金屬配件的連結(jié)型連接元件用母材制造用模具來制造連接元件用母材。然后對(duì)利用該方法制造的連接元件用母材進(jìn)行加熱、拉伸，在獲得許多光連接元件相連結(jié)的光連接元件之后，切分為各個(gè)光連接元件。只要如此進(jìn)行，就能夠大量地制造光連接元件。
[0165]另外，玻璃光纖既可以在制造連結(jié)狀態(tài)的連接元件用母材時(shí)預(yù)先進(jìn)行插入，也可以在固化后進(jìn)行插入。另外，即使在該制造方法中，也可以在玻璃光纖的外周形成有聚合物材料的包覆材料。在該情況下，上述聚合物包覆材料也在燒結(jié)時(shí)燒毀并消失。
[0166]多芯光纖的芯數(shù)、芯徑、芯間隔、外徑并不限定于上述實(shí)施例。即，也可以是，芯數(shù)為2個(gè)?19個(gè)左右，芯徑為5μπι?20μπι的范圍，芯間隔為20 μ m左右?70 μ m左右，夕卜徑為100 μ m?300 μ m左右。
[0167]作為多芯光纖的結(jié)構(gòu)，存在有在芯與芯之間設(shè)置了低折射率層、空穴或空隙的結(jié)構(gòu)，但是在這樣的多芯光纖中，也能夠應(yīng)用本發(fā)明的光連接元件。
[0168]另外，在已知的是模場(chǎng)直徑而不是多芯光纖、單模光纖、石英玻璃光纖的芯徑、相對(duì)折射率差的情況下，也可以以與多芯光纖的模場(chǎng)直徑相匹配的方式設(shè)定石英玻璃光纖的模場(chǎng)直徑。
[0169]單模光纖的芯徑也可以為3 μ m?20 μ m。另外，芯間隔也可以為60 μ m?125 μ m。而且，其外徑也可以通過化學(xué)蝕刻而蝕刻至80 μ m左右。另外，在取代單模光纖而使用極化面保存光纖的情況下，玻璃光纖只要使用極化面保存光纖即可。
[0170]附圖標(biāo)記說明
[0171]I…金屬容器；2…混合液；3…金屬桿；4…上蓋；5…下蓋；8…多孔質(zhì)玻璃連接兀件用母材；10…石英光纖；11…芯；13…石英玻璃連接兀件用母材；15…光連接兀件；16...多芯光纖；17…單模光纖；26…熱源(乙炔氣體燃燒器)。
【權(quán)利要求】
1.一種光連接元件，其用于將N個(gè)在低折射率的包層中具有一個(gè)高折射率的芯的單模光纖以該單模光纖的芯與多芯光纖的芯光耦合的方式連接于在低折射率的包層中具有N個(gè)高折射率的芯的上述多芯光纖，其中，N為3?14的整數(shù)，其特征在于，該光連接元件包括: 柱狀的石英玻璃構(gòu)件，其具有與上述多芯光纖接觸的第I端面和與上述單模光纖接觸的第2端面；以及 玻璃光纖，其為N個(gè)，其在該石英玻璃構(gòu)件中以從上述第I端面延伸至上述第2端面的方式進(jìn)行配置，并由高折射率且外徑恒定的圓形桿和包圍該圓形桿的外周的厚度恒定的低折射率材料構(gòu)成； 以上述第I端面上的上述玻璃光纖的間隔與上述多芯光纖的芯的間隔相等、且上述第2端面上的上述玻璃光纖的間隔與將上述N個(gè)單模光纖集束起來時(shí)相鄰的單模光纖的芯的間隔相等的方式在上述石英玻璃構(gòu)件中配置有上述玻璃光纖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光連接元件，其特征在于， 上述石英玻璃構(gòu)件在上述第I端面上具有供上述多芯光纖插入的多芯光纖插入孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光連接元件，其特征在于， 上述石英玻璃構(gòu)件在上述第2端面上具有供上述N個(gè)單模光纖插入的單模光纖插入孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光連接元件，其特征在于， 上述玻璃光纖的圓形桿與低折射率材料的相對(duì)折射率差同上述多芯光纖的芯與包層之間的相對(duì)折射率差、上述單模光纖的芯與包層之間的相對(duì)折射率差相等，或者上述玻璃光纖的圓形桿與低折射率材料的相對(duì)折射率差是上述多芯光纖的芯與包層之間的相對(duì)折射率差和上述單模光纖的芯與包層之間的相對(duì)折射率差之間的值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光連接元件，其特征在于， 在上述石英玻璃構(gòu)件的外周面上設(shè)有表示上述玻璃光纖的配置的標(biāo)記。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光連接元件，其特征在于， 該光連接元件是通過對(duì)石英玻璃化而成的連接元件用母材沿長度方向進(jìn)行加熱、拉伸以使其外徑從1/8縮小到1/15而形成的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光連接元件，其特征在于， 光連接元件的長度至少為100mm?15000mm的長度。
8.—種光連接元件的制造方法，其中， 在金屬制的模具容器內(nèi)配置有N個(gè)桿的狀態(tài)下向該金屬制的模具容器內(nèi)注入含有硬化性樹脂和硬化劑的S12玻璃原料溶液，在通過上述硬化性樹脂與上述硬化劑的反應(yīng)而產(chǎn)生自硬化反應(yīng)并使上述S12玻璃原料溶液固化之后，使上述桿脫離，進(jìn)行干燥并脫脂而獲得具有N個(gè)空穴的多孔質(zhì)的玻璃連接元件用母材，之后向該多孔質(zhì)玻璃連接元件用母材內(nèi)的各個(gè)空穴內(nèi)插入由高折射率的圓形桿和包圍該圓形桿的外周的低折射率材料構(gòu)成的玻璃光纖并進(jìn)行燒結(jié)，從而獲得石英玻璃化而成的連接元件用母材，通過對(duì)該石英玻璃化而成的連接元件用母材沿長度方向進(jìn)行加熱、拉伸來制造光連接元件。
9.一種光連接元件的制造方法，其中， 在金屬制的模具容器內(nèi)配置有N個(gè)由高折射率的圓形桿和包圍該圓形桿的外周的低折射率材料構(gòu)成的玻璃光纖的狀態(tài)下向該金屬制的模具容器內(nèi)注入含有硬化性樹脂和硬化劑的S12玻璃原料溶液，在通過上述硬化性樹脂與上述硬化劑的反應(yīng)而產(chǎn)生自硬化反應(yīng)并使上述S12玻璃原料溶液固化之后，使上述模具容器脫離，進(jìn)行干燥并脫脂，從而獲得具有N個(gè)上述玻璃光纖的多孔質(zhì)的玻璃連接元件用母材，之后對(duì)該多孔質(zhì)的玻璃連接元件用母材進(jìn)行燒結(jié)，從而獲得石英玻璃化而成的連接元件用母材，通過對(duì)該石英玻璃化而成的連接元件用母材沿長度方向進(jìn)行加熱、拉伸來制造光連接元件。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的光連接元件的制造方法，其特征在于， 以使上述石英玻璃化而成的連接元件用母材的與單模光纖接觸的端面?zhèn)鹊纳鲜鰣A形桿的直徑、該圓形桿的間隔成為上述單模光纖的芯徑、芯間隔的8倍?15倍的大小、并且以使與多芯光纖接觸的端面?zhèn)鹊纳鲜鰣A形桿的直徑、該圓形桿的間隔成為上述多芯光纖的芯徑、芯間隔的8倍?15倍的大小的方式選擇桿的外徑、硬化性樹脂的種類以及硬化劑的種類。
11.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的光連接元件的制造方法，其特征在于， 上述玻璃光纖的外徑從多芯光纖的芯的8倍?15倍的大小中選擇。
12.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的光連接元件的制造方法，其特征在于， 上述石英玻璃化而成的連接元件用母材的、相當(dāng)于光連接元件的與單模光纖接觸的端面這一側(cè)的外徑從將N個(gè)該單模光纖集束而成的光纖束的最大徑的8倍?15倍的大小中選擇。
13.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的光連接元件的制造方法，其特征在于， 上述石英玻璃化而成的連接元件用母材的、相當(dāng)于光連接元件的與多芯光纖接觸的端面這一側(cè)的外徑從該多芯光纖的外徑的8倍?15倍的大小中選擇。
14.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的光連接元件的制造方法，其特征在于， 上述多孔質(zhì)的玻璃連接元件用母材的外徑大小是上述石英玻璃化而成的連接元件用母材的外徑大小的1.2倍?1.25倍。
15.—種光連接元件，其中， 該光連接元件能夠利用權(quán)利要求8至14中任一項(xiàng)所述的制造方法來獲得。
16.一種光連接元件制造用模具容器，其使用在權(quán)利要求8至14中任一項(xiàng)所述的制造方法中，其特征在于， 該光連接元件制造用模具容器包括兩個(gè)對(duì)開型容器和堵塞該對(duì)開型容器的兩端的開口的第I蓋與第2蓋，上述第I蓋與第2蓋具有供桿或玻璃光纖通過的直線狀的孔。
17.—種光連接元件的制造方法，其中， 在金屬制的模具容器內(nèi)配置有N個(gè)桿的狀態(tài)下向金屬制的模具容器內(nèi)注入含有硬化性樹脂和硬化劑的S12玻璃原料溶液，在通過上述硬化性樹脂與上述硬化劑的反應(yīng)而產(chǎn)生自硬化反應(yīng)并使上述S12玻璃原料溶液固化之后，使上述桿脫離，進(jìn)行干燥并脫脂而獲得具有N個(gè)空穴的多孔質(zhì)的玻璃連接元件用母材，多次進(jìn)行以上工序，將所獲得的多個(gè)上述多孔質(zhì)的玻璃連接元件用母材以依次連結(jié)一個(gè)端部彼此、另一個(gè)端部彼此的方式進(jìn)行串聯(lián)連結(jié)，之后，向串聯(lián)連結(jié)起來的多個(gè)多孔質(zhì)的玻璃連接元件用母材的空穴內(nèi)插入由高折射率的圓形桿和包圍該圓形桿的外周的低折射率材料構(gòu)成的玻璃光纖，進(jìn)行燒結(jié)而獲得石英玻璃化而成的連接元件用母材，通過在對(duì)該石英玻璃化而成的連接元件用母材沿長度方向進(jìn)行加熱、拉伸之后切分為多個(gè)，從而制造光連接元件。
18.—種光連接元件的制造方法，其中， 在金屬制的模具容器內(nèi)配置有N個(gè)桿的狀態(tài)下向金屬制的模具容器內(nèi)注入含有硬化性樹脂和硬化劑的S12玻璃原料溶液，在通過上述硬化性樹脂與上述硬化劑的反應(yīng)而產(chǎn)生自硬化反應(yīng)并使上述S12玻璃原料溶液固化之后，使上述桿脫離，進(jìn)行干燥并脫脂而獲得具有N個(gè)空穴的多孔質(zhì)的玻璃連接元件用母材，多次進(jìn)行以上工序，并將所獲得的多個(gè)上述多孔質(zhì)的玻璃連接元件用母材以依次連結(jié)一個(gè)端部彼此、另一個(gè)端部彼此的方式進(jìn)行串聯(lián)連結(jié)，之后，對(duì)串聯(lián)連結(jié)起來的多個(gè)多孔質(zhì)的玻璃連接元件用母材進(jìn)行燒結(jié)而獲得石英玻璃化而成的連接元件用母材，通過在向該石英玻璃化而成的連接元件用母材的空穴內(nèi)插入由高折射率的圓形桿和包圍該圓形桿的外周的低折射率材料構(gòu)成的玻璃光纖并進(jìn)行加熱、拉伸之后切分為多個(gè)，從而制造光連接元件。
19.一種光連接元件的制造方法，其中， 在內(nèi)部空間被具有N個(gè)空穴的塑料制的隔離件分隔為多個(gè)室的金屬制的模具容器的各個(gè)室內(nèi)，在穿過該隔離件的各個(gè)空穴內(nèi)分別配置有N條由高折射率的圓形桿和包圍該圓形桿的外周的低折射率材料構(gòu)成的玻璃光纖的狀態(tài)下向該容器內(nèi)注入含有硬化性樹脂和硬化劑的S12玻璃原料溶液，在通過上述硬化性樹脂與上述硬化劑的反應(yīng)而產(chǎn)生自硬化反應(yīng)并使上述S12玻璃原料溶液固化之后，使該金屬容器脫離，進(jìn)行干燥并脫脂而獲得具有N個(gè)玻璃光纖的多個(gè)多孔質(zhì)的玻璃連接元件用母材相連結(jié)的母材，對(duì)該多孔質(zhì)的玻璃連接元件用母材進(jìn)行燒結(jié)而獲得石英玻璃化而成的多個(gè)連接元件用母材相連結(jié)的母材，通過在對(duì)該石英玻璃化而成的連接元件用母材沿長度方向進(jìn)行加熱、拉伸之后切分為多個(gè)，從而制造光連接元件。
【文檔編號(hào)】C03B37/012GK104422988SQ201410412491
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月20日
【發(fā)明者】井本克之 申請(qǐng)人:湖北工業(yè)株式會(huì)社