光衰减器
阅读：928发布：2020-05-11
专利汇可以提供光衰减器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种可解决现有光 衰减器 的课题并使一对套圈在保持套筒内保持间隔的新型结构的光衰减器。根据本发明的光衰减器具有：保持套筒(11)；一对套圈(8a、8b)，其被 支撑 在上述保持套筒(11)内，在相互面对的基部间保持间隔。衰减光纤被固定在上述一对套圈(8a、8b)内，两端露出。此外，根据本发明的上述光衰减器具有以下结构，即：在上述保持套筒内设有开口(13)，该开口(13)从外周与该贯通孔连通，并且从上述开口(13)注入填充剂。，下面是光衰减器专利的具体信息内容。
技术领域
本发明涉及一种光衰减器，主要是在光纤通信系统领域使用的固 定型光衰减器。特别是，本发明涉及一种包括具有光衰减功能的衰减 光纤的光衰减器。
背景技术
针对通过内装衰减光纤所构成的光衰减光纤组装体，提出了各种 方案。本专利申请人也针对光衰减光纤组装体提出了特開平9-61632 号和特願平2000-194443号两份专利申请。这两份申请的主要目的是以 高精度获得特别期望的衰减量。
本发明所要解决课题的前提是参照图6对现有的典型光衰减器进 行简单说明，以便弄清问题。图6中所示的带有衰减光纤的套圈组件 可供FC、SC、MU和LCTM型光连接器的固定型光衰减器使用。套圈1 内设有中心孔2，用于容纳衰减光纤3。衰减光纤3通过被插入粘接在 该中心孔内予以固定。固定后，对光纤套圈的两个端面4、5的镜面研 磨。
在保持套筒6内设有贯通孔7，其在研磨前或研磨后支持容纳上 述带有光纤的套圈。上述保持套筒的形状可按照目的进行各种变形、 利用。在上述带有光纤的套圈的特定用途方面，凸缘部分6a并非不可 缺少。
如上所述，现有光衰减器可供各种形式的连接器使用，但是存在 涉及套圈长度的问题。现在广泛使用的标准连接器用套圈，其尺寸为： 外径d＝2.5mm，长度Lc＝10.5mm，然而对于FC、SC、MU型固定型光 衰减器用套圈，则需要使用很长的专用套圈。例如，对于FC、SC型固 定型光衰减器用套圈，需要使用构造上套圈长度为23mm的很长的专 用套圈。同样，MU型连接器用套圈的标准尺寸为：外径d＝1.25mm， 长度Lc＝7mm，然而对于光衰减器用套圈，要求使用构造上L＝15mm的 很长的专用套圈。
这些用途的套圈主要以氧化锆陶瓷为材质采用挤压成形法或模压 成形法制成。即使采用其他制造方法制成的光衰减器用套圈，也比标 准的连接器用套圈的长度长2倍以上。因此，存在难以按照高尺寸精 度稳定大量生产光衰减器用套圈的问题。结果，供应能力受到限制， 同时也担心价格昂贵。
本发明所要解决课题的前提是参照图6对现有的典型光衰减器进 行简单说明，以便弄清问题。图6中所示的带有衰减光纤的套圈组件 可供FC、SC、MU和LCTM型光连接器的固定型光衰减器使用。套圈1 内设有中心孔2，用于容纳衰减光纤3。衰减光纤3通过被插入粘接在 该中心孔内予以固定。固定后，对光纤套圈的两个端面4、5的镜面研 磨。
在保持套筒6内设有贯通孔7，其在研磨前或研磨后支持容纳上 述带有光纤的套圈。上述保持套筒的形状可按照目的进行各种变形、 利用。在上述带有光纤的套圈的特定用途方面，凸缘部分6a并非不可 缺少。
如上所述，现有光衰减器可供各种形式的连接器使用，但是存在 涉及套圈长度的问题。现在广泛使用的标准连接器用套圈，其尺寸为： 外径d＝2.5mm，长度Lc＝10.5mm，然而对于FC、SC、MU型固定型光 衰减器用套圈，则需要使用很长的专用套圈。例如，对于FC、SC型固 定型光衰减器用套圈，需要使用构造上套圈长度为23mm的很长的专 用套圈。同样，MU型连接器用套圈的标准尺寸为：外径d＝1.25mm， 长度Lc＝7mm，然而对于光衰减器用套圈，要求使用构造上L＝15mm的 很长的专用套圈。
这些用途的套圈主要以氧化锆陶瓷为材质采用挤压成形法或模压 成形法制成。即使采用其他制造方法制成的光衰减器用套圈，也比标 准的连接器用套圈的长度长2倍以上。因此，存在难以按照高尺寸精 度稳定大量生产光衰减器用套圈的问题。结果，供应能力受到限制， 同时也担心价格昂贵。
发明内容
本发明的目的是提供一种可解决上述现有光衰减器课题的新型结 构的光衰减器。
本发明的更详细目的是提供这样一种光衰减器，即：通过使用具 有较短轴的并能够以稳定方式大批量生产的套圈，从而降低制造成本。
为实现上述目的，根据本发明的光衰减器由下列部件构成：
保持套筒；
一对套圈，其被插入固定在上述保持套筒内，套圈的基部相互面 对并保持规定间隔，以及
衰减光纤，其被插入固定在上述一对套圈内，两端露出，且其具 有光衰减功能，其长度可调节；
软质树脂被填充在上述套圈基部之间的空间内。
在光衰减器中，软质树脂被填充在上述套圈基部相互面对的空间 内。
在光衰减器中，所述软质树脂是采用橡胶或凝胶体制成的弹性体。
在光衰减器中，所述软质树脂是含有光吸收剂的填充剂。
此外，假定上述光衰减器的全长为L、上述一边的套圈的长度为 L1，另一边的套圈的长度为L2，则在这三者之间，L＞L1+L2的关系成 立。必要时，可更改L-(L1+L2)的值。
附图说明
图1是用于对根据本发明的光衰减器的实施状态进行说明的截面 图。
图2是用于对根据本发明的光衰减器的第1比较例进行说明的局 部截面图。
图3是用于对根据本发明的光衰减器的实施例进行说明的局部截 面图。
图4是用于对与上述实施例进行比较的第2比较例进行说明的截 面图。
图5是用于对上述实施例以及比较例的特性进行比较说明的图 表。
图6是示出现有典型光衰减器的截面图。
本发明的更详细目的是提供这样一种光衰减器，即：通过使用具 有较短轴的并能够以稳定方式大批量生产的套圈，从而降低制造成本。
为实现上述目的，根据本发明的光衰减器由下列部件构成：
保持套筒；
一对套圈，其被插入固定在上述保持套筒内，套圈的基部相互面 对并保持规定间隔，以及
衰减光纤，其被插入固定在上述一对套圈内，两端露出，且其具 有光衰减功能，其长度可调节；
软质树脂被填充在上述套圈基部之间的空间内。
在光衰减器中，软质树脂被填充在上述套圈基部相互面对的空间 内。
在光衰减器中，所述软质树脂是采用橡胶或凝胶体制成的弹性体。
在光衰减器中，所述软质树脂是含有光吸收剂的填充剂。
此外，假定上述光衰减器的全长为L、上述一边的套圈的长度为 L1，另一边的套圈的长度为L2，则在这三者之间，L＞L1+L2的关系成 立。必要时，可更改L-(L1+L2)的值。
附图说明
图1是用于对根据本发明的光衰减器的实施状态进行说明的截面 图。
图2是用于对根据本发明的光衰减器的第1比较例进行说明的局 部截面图。
图3是用于对根据本发明的光衰减器的实施例进行说明的局部截 面图。
图4是用于对与上述实施例进行比较的第2比较例进行说明的截 面图。
图5是用于对上述实施例以及比较例的特性进行比较说明的图 表。
图6是示出现有典型光衰减器的截面图。
具体实施方式
以下将参照附图等，对本发明的光衰减器的实施状态进行更详细 地说明。图1是用于对根据本发明的光衰减器的实施状态进行说明的 截面图。套圈8a和8b是同一形状的套圈，并且在中心分别设有孔10a、 10b。该套圈可采用轴长为Lc的现有连接器用套圈。
如果使用这样一对套圈，假定组装体全长为L，则需要使L＞2Lc 的关系成立。保持套筒11具有中心贯通孔11a，用于精确容纳上述连 接器用套圈8a、8b的外径部分。保持套筒11在纵向的中部还设有开 口13，可把软质树脂等填充到中央部分。此外，在下述实施例2的情 况下，如果该开口13只是用作粘接剂注入，则根据情况无需该开口13。
接下来将对组装步骤进行简单说明。
第一，将2个连接器用套圈8a、8b设置在上述保持套筒11内并 应予以支撑，将各套圈的端面14a、14b设置在外侧，将与端面14a和 14b的基部插入固定在上述保持套筒11的贯通孔11a内。此外，在该 实施状态中，应使各套圈的端面14a、14b与具有预定长度的衰减光纤 9的端面一致。第二，将粘接剂填充到连接器用套圈8a、8b的中心孔 10a、10b内，并插入、粘接、固定衰减光纤9。
第三，把软质填充剂16从保持套筒11的注入用开口13注入到套 圈8b、8b相互面对的基部间。虽然对上述软质填充剂没有特别限定， 但最好是选用橡胶这样的弹性材料。诸如此类的填充用橡胶有下列几 种：硅橡胶、丁二烯橡胶、异丙烯橡胶、氯丁二烯橡胶、异戊二烯橡 胶、丙烯酸酯丁二烯橡胶和丁基橡胶。而且，除此之外，还可使用由 Shin-Etsu化学有限株式会社生产的如KE1051(A，B)，KE1052(A，B) 等硅凝胶体。上述橡胶填充剂的伸长率一般在100～800％的范围内，对 于该实施状态，使用210％的硅橡胶。
最后，对各套圈8a和8b的外端面14a、14b进行镜面研磨。然后， 通过把该带有衰减光纤的套圈组件组装到未示出的外壳部件内，完成 对固定型光衰减器的组装。
通过填充上述由橡胶或凝胶体制成的软质填充剂16，即使在受到 机械冲击时，也能吸收该机械冲击，而且衰减光纤9不会受损，因而 可使光衰减器耐用、性能优良。此外，在光学特性方面，由于填充诸 如橡胶等折射率高的软质树脂，即使在衰减器的套圈8a和8b与其他 套圈耦合时形成的耦合光中的一部分沿着包层传播这种模式发生变换 的情况下，通过漫射模式也可将其放散、去除，因而可防止噪声等的 发生。而且，在使上述填充剂含有诸如碳等光吸收物质的情况下，可 更有效地吸收来自包层的放射光，并可使该放射光被去除。
以下参照附图，对根据本发明的第1比较例、实施例、第2比较 例的制造工艺进行说明。
第1比较例
图2是示出根据本发明的第1实施例的局部截面图。该实施例在 由保持套筒11的内壁面以及套圈8a、8b的基部端面15a、15b所限定 的空间P内不填充填充剂。而且，该实施例在保持套筒11内不设置注 入用开口13。
[包含套圈和保持套筒的组装体的制造工艺]
准备一对套圈(套圈8a、8b，直径2mm，长度10mm，采用氧化锆 制成)和保持套筒(带有凸缘11b的保持套筒11)。从保持套筒的一端压 入套筒的基部侧，随后，在保持套筒的另一面的一端也同样压入套圈。 然后，制造由套圈和保持套筒构成的全长为L(＝23mm)的组装体。
[衰减光纤的准备]
去除涂层，准备长30mm的衰减用光纤。
[粘接剂的填充工艺]
在上述氧化锆套圈8a、8b的端面14a、14b内分别放入少量热固 性粘接剂。之后，加热氧化锆套圈8a、8b，使粘接剂的粘度下降，通 过表面张力的作用，向中心孔10a、10b内填充粘接剂。
[衰减用光纤的插入工艺]
为使衰减用光纤的两端从氧化锆套圈8a、8b的端面14a和14b分 别露出3～4mm，从氧化锆套圈8a的端面14a插入衰减用光纤。
[粘接剂固化工艺]
在100℃时加热上述套圈30分钟，使粘接剂固化。
[端面研磨和组装工艺]
在研磨氧化锆套圈8a、8b的端面之后，装入未示出的外壳内，衰 减器便完成组装。
实施例
图3是示出根据本发明的第2实施例的局部截面图。该实施例在 由保持套筒11的内壁面以及套圈8a、8b的基部端面15a、15b所限定 的空间内填充有填充剂。基部端面15a、15b的距离与上述实施例一样 为3mm。
从[套圈和保持套筒的准备工艺]到[粘接剂固化工艺]，与上述第1 实施例相同。在[粘接剂固化工艺]与[端面研磨和组装工艺]之间补充下 列工艺。
[弹性材料等的填充固化工艺]
从保持套筒内设置的注入用开口13，使用分配器注入热固性硅橡 胶0.02ml。之后，在120℃时加热60分钟进行固化。
第2比较例
图4是示出比较例的截面图。该比较例将接触套圈8a、8b的基部 端面15a、15b。由于各构成部件以及必要工艺都与上述说明的实施例 没有不同，因而省略说明。
针对根据上述实施例和比较例的产品各20个，以Telcordia规格(旧 Bellcore规格)GR-910-CORE为标准进行各种特性评价。对于评价结果， 假定在受检的20个产品中，全部满足特性为○，有1～2个未满足特性 为△，有3个以上未满足特性为×。这些结果以汇总形式显示在图5中。 从这些结果中可以得知，对于套圈基部8a和8b间没有间隙的第2比 较例，在机械特性试验中，跌落试验20个全不合格。而且，振动试验 也有2个不合格，判定不能在通常状态下使用。
与之相比，对于在套圈基部8a和8b间设有间隙并且在间隙部分 内未填充有填充剂的第1比较例，在机械特性的跌落试验中，按照 Telcordia规格有2个不合格。而且判定在通常状态下使用大体没有问 题。另外，在填充有填充剂的实施例中，全部满足规格，并且判定可 获得与使用一个套圈的现有光衰减器的同等的特性。
如以上详细说明，由于本发明的光衰减器使用比所用衰减光纤短 的两个套圈，能够在2个套圈的相对部分内设置间隙，同时在该间隙 部分内填充比较软质的树脂，因此，即使在机械特性方面，也可获得 具有与使用长尺寸的1个套圈同等或大致同等程度的机械特性的光衰 减器组装体。而且，由于填充在套圈基部间的树脂具有比光纤包层的 折射率高的折射率，因而衰减器的套圈与其他套圈耦合时所形成的耦 合光有一部分通过包层传播，即使在出现形成噪声原因的包层模式的 情况下，也可通过漫射模式将其放散。此外，如果向填充剂内填充诸 如碳这样的光吸收剂，则会比包层模式更有效地吸收和去除放射光。
此外，通过对上述套圈的基部端面间的距离(其间的衰减光纤的长 度)进行调节，可对衰减量进行细微调整，并可以高精度获得期望的必 要衰减量。因此，由于根据本发明的光衰减器可采用光学特性优良且 品质令人高度信赖的较短的套圈制成，因而即使是以往大量生产有困 难的光衰减套圈，目前也可容易地大量生产。而且，在上述实施例和 比较例中示出了使上述基部端面间的距离为3mm的例子，但该距离的 略微变动不会对性能产生显著影响。
如果使用这样一对套圈，假定组装体全长为L，则需要使L＞2Lc 的关系成立。保持套筒11具有中心贯通孔11a，用于精确容纳上述连 接器用套圈8a、8b的外径部分。保持套筒11在纵向的中部还设有开 口13，可把软质树脂等填充到中央部分。此外，在下述实施例2的情 况下，如果该开口13只是用作粘接剂注入，则根据情况无需该开口13。
接下来将对组装步骤进行简单说明。
第一，将2个连接器用套圈8a、8b设置在上述保持套筒11内并 应予以支撑，将各套圈的端面14a、14b设置在外侧，将与端面14a和 14b的基部插入固定在上述保持套筒11的贯通孔11a内。此外，在该 实施状态中，应使各套圈的端面14a、14b与具有预定长度的衰减光纤 9的端面一致。第二，将粘接剂填充到连接器用套圈8a、8b的中心孔 10a、10b内，并插入、粘接、固定衰减光纤9。
第三，把软质填充剂16从保持套筒11的注入用开口13注入到套 圈8b、8b相互面对的基部间。虽然对上述软质填充剂没有特别限定， 但最好是选用橡胶这样的弹性材料。诸如此类的填充用橡胶有下列几 种：硅橡胶、丁二烯橡胶、异丙烯橡胶、氯丁二烯橡胶、异戊二烯橡 胶、丙烯酸酯丁二烯橡胶和丁基橡胶。而且，除此之外，还可使用由 Shin-Etsu化学有限株式会社生产的如KE1051(A，B)，KE1052(A，B) 等硅凝胶体。上述橡胶填充剂的伸长率一般在100～800％的范围内，对 于该实施状态，使用210％的硅橡胶。
最后，对各套圈8a和8b的外端面14a、14b进行镜面研磨。然后， 通过把该带有衰减光纤的套圈组件组装到未示出的外壳部件内，完成 对固定型光衰减器的组装。
通过填充上述由橡胶或凝胶体制成的软质填充剂16，即使在受到 机械冲击时，也能吸收该机械冲击，而且衰减光纤9不会受损，因而 可使光衰减器耐用、性能优良。此外，在光学特性方面，由于填充诸 如橡胶等折射率高的软质树脂，即使在衰减器的套圈8a和8b与其他 套圈耦合时形成的耦合光中的一部分沿着包层传播这种模式发生变换 的情况下，通过漫射模式也可将其放散、去除，因而可防止噪声等的 发生。而且，在使上述填充剂含有诸如碳等光吸收物质的情况下，可 更有效地吸收来自包层的放射光，并可使该放射光被去除。
以下参照附图，对根据本发明的第1比较例、实施例、第2比较 例的制造工艺进行说明。
第1比较例
图2是示出根据本发明的第1实施例的局部截面图。该实施例在 由保持套筒11的内壁面以及套圈8a、8b的基部端面15a、15b所限定 的空间P内不填充填充剂。而且，该实施例在保持套筒11内不设置注 入用开口13。
[包含套圈和保持套筒的组装体的制造工艺]
准备一对套圈(套圈8a、8b，直径2mm，长度10mm，采用氧化锆 制成)和保持套筒(带有凸缘11b的保持套筒11)。从保持套筒的一端压 入套筒的基部侧，随后，在保持套筒的另一面的一端也同样压入套圈。 然后，制造由套圈和保持套筒构成的全长为L(＝23mm)的组装体。
[衰减光纤的准备]
去除涂层，准备长30mm的衰减用光纤。
[粘接剂的填充工艺]
在上述氧化锆套圈8a、8b的端面14a、14b内分别放入少量热固 性粘接剂。之后，加热氧化锆套圈8a、8b，使粘接剂的粘度下降，通 过表面张力的作用，向中心孔10a、10b内填充粘接剂。
[衰减用光纤的插入工艺]
为使衰减用光纤的两端从氧化锆套圈8a、8b的端面14a和14b分 别露出3～4mm，从氧化锆套圈8a的端面14a插入衰减用光纤。
[粘接剂固化工艺]
在100℃时加热上述套圈30分钟，使粘接剂固化。
[端面研磨和组装工艺]
在研磨氧化锆套圈8a、8b的端面之后，装入未示出的外壳内，衰 减器便完成组装。
实施例
图3是示出根据本发明的第2实施例的局部截面图。该实施例在 由保持套筒11的内壁面以及套圈8a、8b的基部端面15a、15b所限定 的空间内填充有填充剂。基部端面15a、15b的距离与上述实施例一样 为3mm。
从[套圈和保持套筒的准备工艺]到[粘接剂固化工艺]，与上述第1 实施例相同。在[粘接剂固化工艺]与[端面研磨和组装工艺]之间补充下 列工艺。
[弹性材料等的填充固化工艺]
从保持套筒内设置的注入用开口13，使用分配器注入热固性硅橡 胶0.02ml。之后，在120℃时加热60分钟进行固化。
第2比较例
图4是示出比较例的截面图。该比较例将接触套圈8a、8b的基部 端面15a、15b。由于各构成部件以及必要工艺都与上述说明的实施例 没有不同，因而省略说明。
针对根据上述实施例和比较例的产品各20个，以Telcordia规格(旧 Bellcore规格)GR-910-CORE为标准进行各种特性评价。对于评价结果， 假定在受检的20个产品中，全部满足特性为○，有1～2个未满足特性 为△，有3个以上未满足特性为×。这些结果以汇总形式显示在图5中。 从这些结果中可以得知，对于套圈基部8a和8b间没有间隙的第2比 较例，在机械特性试验中，跌落试验20个全不合格。而且，振动试验 也有2个不合格，判定不能在通常状态下使用。
与之相比，对于在套圈基部8a和8b间设有间隙并且在间隙部分 内未填充有填充剂的第1比较例，在机械特性的跌落试验中，按照 Telcordia规格有2个不合格。而且判定在通常状态下使用大体没有问 题。另外，在填充有填充剂的实施例中，全部满足规格，并且判定可 获得与使用一个套圈的现有光衰减器的同等的特性。
如以上详细说明，由于本发明的光衰减器使用比所用衰减光纤短 的两个套圈，能够在2个套圈的相对部分内设置间隙，同时在该间隙 部分内填充比较软质的树脂，因此，即使在机械特性方面，也可获得 具有与使用长尺寸的1个套圈同等或大致同等程度的机械特性的光衰 减器组装体。而且，由于填充在套圈基部间的树脂具有比光纤包层的 折射率高的折射率，因而衰减器的套圈与其他套圈耦合时所形成的耦 合光有一部分通过包层传播，即使在出现形成噪声原因的包层模式的 情况下，也可通过漫射模式将其放散。此外，如果向填充剂内填充诸 如碳这样的光吸收剂，则会比包层模式更有效地吸收和去除放射光。
此外，通过对上述套圈的基部端面间的距离(其间的衰减光纤的长 度)进行调节，可对衰减量进行细微调整，并可以高精度获得期望的必 要衰减量。因此，由于根据本发明的光衰减器可采用光学特性优良且 品质令人高度信赖的较短的套圈制成，因而即使是以往大量生产有困 难的光衰减套圈，目前也可容易地大量生产。而且，在上述实施例和 比较例中示出了使上述基部端面间的距离为3mm的例子，但该距离的 略微变动不会对性能产生显著影响。
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