説明

光ファイバパッケージとその製造方法

光ファイバパッケージは、溶融ファイバ結合によって互いに結合される少なくとも2個の光ファイバ装置または部品(102、104、106、118、120、122、124)を含む。パッケージは、通常、2個以上の光ファイバ加速度計を含み、装置または部品の接続に必要な光ファイバの長さが短いために従来技術の光ファイバパッケージに比べて小さいサイズのものでもよい。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光ファイバパッケージおよび光ファイバパッケージの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
多くの種類の光ファイバパッケージは、1個の光ファイバ装置の出力用光ファイバが別の光ファイバ装置の入力用光ファイバに結合されるというように光学的に互いに直列に結合された複数の光ファイバ装置を含む。たとえば、PCT/英国出願第2005/000078号(国際公開第2005/068950A1号)に記載されたタイプの2個または3個の光ファイバ加速度計は、2つまたは3つの互いに直交する方向に沿った加速度成分を検出するための加速度計パッケージを形成するように反射カプラによって互いに結合されてもよい。
【0003】
このタイプのパッケージは、一般に、予め組み立てられた装置をパッケージ内に配置してから入力用および出力用光ファイバの融着接続(fusion splicing)によって個々の装置を光学的に互いに結合して製造される。他の部品(たとえば、ファイバ結合ミラー)が2つの装置間の光路に結合される必要がある場合、第1の装置の出力用光ファイバを部品の一端に結合する第1の融着接続と、第2の装置の入力用光ファイバに部品の他端を結合する第2の融着接続との2つの融着接続が必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
融着接続は、大規模で実施するには時間がかかり、複雑で、不経済である。2本のファイバは、たとえば、V字型の溝サポートに整列された後、たとえば、アークによって融着される必要がある。このような接続の費用は、仕上りパッケージのコストの大部分を占め、実用化と多数の潜在的用途における光ファイバパッケージの採用とを阻む。また、融着接続は時間が経つと信頼性が低下して仕上りパッケージにおける障害点となるおそれがある。さらに、融着接続は望ましくない光学的損失の増加を招く。そのうえ、融着接続工程では、本質的に、接続中の複数の失敗を見込むとともに融着接続装置の使用を可能にするために接合の対象となるファイバを比較的長くしなければならない。つまり、パッケージ内で光学的に隣接する装置間の接続ファイバは、一般に、これらのファイバがその機能を実行するのに必要なファイバよりもはるかに長いことになる。したがって、ファイバの余長は、仕上りパッケージ内に収容されなければならないため、パッケージサイズが不必要に大きくなる。
【課題を解決するための手段】
【0005】
前述の問題の少なくとも1つを改善することが本発明の目的である。本発明の第1の態様によると、この目的は、第1および第2の光ファイバをそれぞれ有する第1および第2の光ファイバ装置または部品を含み、第1および第2の光ファイバは溶融ファイバ(fused−fiber)結合によって結合される光ファイバパッケージによって実現される。
【0006】
本明細書では、2つのファイバの「溶融ファイバ結合」は、それぞれの長さの各ファイバを互いに接合することによる2本のファイバの結合を指し、結合後、1本のファイバで伝送される放射光の一部は放射のエバネセント結合によって他のファイバに入射してもよい。溶融ファイバ結合は、たとえば、2本のファイバを互いに巻き付けてからこれらを炎の中で引くか(すなわち、溶融テーパ結合)、もしくはこの2本のファイバを研磨してから隣同士で接着するなど、複数の方法で実現されてもよい。
【0007】
第1または第2の光ファイバ装置または部品は、温度センサ、圧力センサなど、またはファイバ内格子のような受動部品など、いかなる種類の光ファイバ装置でもよい。第1および第2のファイバは溶融結合されているため、これらのファイバは、一般に、仕上りパッケージの長さが融着接続されるとした場合に想定される長さよりも短くなる可能性がある。このため、本発明のパッケージは、従来技術におけるパッケージに比べて小さいサイズとすることができる。また、溶融ファイバ結合では融着接続よりも長い寿命の結合が得られるので、仕上りパッケージは信頼性が高い。このことは、パッケージが近づき難い環境および/または危険な環境に配置されねばならない場合に特に重要である。
【0008】
パッケージは、第1の光ファイバまたは第2の光ファイバのいずれかに溶融ファイバ結合によって結合される第3の光ファイバを有する第3の光ファイバ装置または部品をさらに含んでもよい。ある1つの装置/部品を2つの他の装置/部品に結合させる必要があるパッケージでは、従来技術のパッケージに比べてパッケージサイズをさらに小さくして信頼性を高めることができる。
【0009】
第1および第2の装置はそれぞれ第1および第2の光ファイバ加速度計であってもよく、第3の装置はファイバ結合反射器であってもよく、第1および第2のファイバはそれぞれ第1の加速度計の出力用光ファイバおよび第2の加速度計の入力用光ファイバであり、パッケージは第1の加速度計の入力用光ファイバに結合された第2のファイバ結合反射器の溶融ファイバと第2の加速度計の出力用光ファイバに結合された第3のファイバ結合反射器の溶融ファイバとをさらに含む。このパッケージは2個の光ファイバ加速度計を有する光ファイバ加速度計パッケージを提供する。
【0010】
3個の光ファイバ加速度計を有する加速度計パッケージを提供するために、第3のファイバ結合反射器は第2と第3の加速度計の間の光路に結合され、第4のファイバ結合反射器は第3の加速度計の出力用光ファイバに溶融ファイバ結合されるように、パッケージは第2の加速度計の出力用光ファイバに結合された入力用光ファイバの溶融ファイバを有する第3の光ファイバ加速度計をさらに含んでもよい。あるいは、第3の加速度計の出力用光ファイバは、その反射端を形成するために劈開され(または、劈開されてから露出端が銀めっきされ)てもよい。
【0011】
光ファイバ加速度計は、互いにほぼ直交する方向に沿ってパッケージの加速度成分を検出するように向けられることが好ましい。
【0012】
ファイバ結合反射器は、各々が劈開された端部、または劈開されて銀めっきされた端部を有する1本のファイバを含んでもよい。
【0013】
本発明の第1の態様によると、第1および第2の光ファイバそれぞれを有する第1および第2の光ファイバ装置または部品を含み、第1および第2のファイバは溶融ファイバ結合によって結合される光ファイバパッケージが提供される。このパッケージは、第1の光ファイバによって第1の装置/部品に光学的に直接結合される第3の光ファイバ装置/部品をさらに含んでもよい。このパッケージは、第1および第3の装置/部品への光学的接続にファイバの結合が不要であるという長所を提供する。これは、第1および第3の装置とこれらを接続する光ファイバとを形成するために、1本の光ファイバを使って第1および第3の装置を一緒に組み立てることによって実現されてもよい。
【0014】
第1および第3の装置はそれぞれ第1および第2の光ファイバ加速度計であってもよく、第2の装置はファイバ結合反射器であってもよく、パッケージは第1の加速度計の入力用光ファイバに結合された第2のファイバ結合反射器の溶融ファイバ、および第2の加速度計の出力用光ファイバに結合された第3のファイバ結合反射器の溶融ファイバをさらに含んでもよい。第1および第2の加速度計は、1本の光ファイバを用いて形成されてもよい。
【0015】
3個の光ファイバ加速度計を有する加速度計パッケージを提供するために、第3の光ファイバ加速度計は第2の加速度計の出力用光ファイバ光学的に直接接続されてもよく、第4のファイバ結合反射器は第3の加速度計の出力用光ファイバに溶融ファイバ結合されてもよい。たとえば、3個の光ファイバ加速度計は、1本の光ファイバで形成されてもよい。第4のファイバ結合反射器を備える代わりに、第3の加速度計の出力用光ファイバはその反射端を形成するために劈開され(または、劈開されてから露出端が銀めっきされ)てもよい。
【0016】
光ファイバ加速度計は、互いにほぼ直交する方向に沿ってパッケージの加速度成分を検出するように向けられることが好ましい。
【0017】
ファイバ結合反射器は、各々が劈開された端部、または劈開されて銀めっきされた端部を有する1本のファイバを含んでもよい。
【0018】
本発明の第2の態様は、
(i)第1および第2の光ファイバをそれぞれ有する第1および第2の光ファイバ装置または部品を受け入れるステップと、
(ii)第1および第2のファイバを溶融ファイバ結合によって結合するステップと、
を含む光ファイバパッケージの組立方法を提供する。
【0019】
この方法は、
(i)第1、第2、および第3の光ファイバ加速度計を1本の光ファイバから形成するステップと、
(ii)溶融ファイバによって第1のファイバ結合反射器を第1および第2の加速度計の間のファイバに結合するステップと、
(iii)溶融ファイバによって第2のファイバ結合反射器を第2および第3の加速度計の間のファイバに結合するステップと、
(iv)溶融ファイバによって第3のファイバ結合反射器を第1の加速度計の入力でファイバに結合するステップと、
(v)溶融ファイバによって第4のファイバ結合反射器を第3の加速度計の出力でファイバに結合するステップと、
を含み、したがって加速度計パッケージを形成してもよい。
【0020】
2本のファイバを結合するステップは、溶融テーパ結合によって、すなわちファイバの1本を他方のファイバの一本に巻き付けてファイバが重なる領域を加熱することによって結合された領域を形成するように行われてもよい。結合された領域は、それ自体が包装されることが好ましい。
【0021】
本発明の実施形態は単なる例として添付図面を参照して以下に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0022】
図1は、従来技術の光ファイバ加速度計パッケージの組立段階を示す。光ファイバのコイルを有するタイプの3個の光ファイバ加速度計52、54、56がサポートクレードル64の中に配置される。加速度計のコイルそれぞれの軸58、60、62は、互いにほぼ垂直である。予め組み立てられた4個の反射カプラ76、78、80、82は、各々が図2に示されるような構造を有し、図3に示されるような各加速度計52、54、56の入力および出力用光ファイバに接続される。これは、70などの7箇所の融着接続によって実現される。各反射カプラを隣接する加速度計に接続するファイバの実質的な余長については、融着接続の多くの失敗を考慮するとともに融着接続装置を使用できるようにする必要がある。
【0023】
図4に示されるように、この場合、反射カプラ76、78、80、82および接続ファイバは、仕上り加速度計パッケージ50を形成する際にクレードル内に収容される。
【0024】
図5を参照すると、三成分加速度計は、仮の支持棒101に装着される3つの中空円筒形の巻型103、105、107の各々に1本の光ファイバ116を巻いて形成される。この後、ファイバが巻かれた巻型は、加速度計を接続してそれぞれの検出コイルを形成する1本のファイバ116を有する3つの各光ファイバ加速度計102、104、106を生成するように仕上げられる。あるいは、この巻型は、完成された加速度計を生成するように仕上げられる前に、支持棒101から取り外されてもよい。加速度計102、104、106の適当な実施例の構成は、PCT/英国出願第2005/000078号(国際公開第2005/068950A1号)に記載されている。
【0025】
図6を参照すると、個々の加速度計は、これらの軸が互いにほぼ垂直になるようにサポートクレードル114内に固定状態に装着される。こうして、仕上りパッケージは3つの互いにほぼ垂直な方向に沿ったパッケージの加速度成分を検出することができる。
【0026】
図7を参照すると、4個のファイバ結合反射器118、120、122、124は、この場合、これらの端部の近くでファイバ116に結合され、これらの部分で溶融ファイバ結合によって光学的に隣接した加速度計を接続している。これを実現するために、ファイバ結合反射器のファイバの部分は、結合されるべきファイバ116の部分に巻かれるか、さもなければファイバ116の部分に隣接して設置され、たとえば、炎で加熱される。各ファイバ結合反射器は、たとえば、ファイバの端部が注意深く劈開されて、可能であればさらに端部を銀めっきして形成されてもよい。
【0027】
ファイバ結合反射器118、120、122、124、およびこれらが付着されるファイバ116の部分は、この場合、個々に包装されてクレードル114内に収容されるサブパッケージ126、128、130、132を形成し、図8に示されるように本発明のほぼ仕上った光ファイバ加速度計パッケージ100を形成する。
【0028】
図7に示される向きのファイバ結合反射器118、120、122、124の結合では、ファイバ116の端部116Aが仕上り光ファイバ加速度計パッケージ100の入力端と定義される。
【0029】
図9から図11は、本発明の第2の実施例の光ファイバ加速度計パッケージの製造段階を示す。
【0030】
図9を参照すると、3個の光ファイバ加速度計202、204、206は、これらの検出軸が互いにほぼ垂直な(図示せず)状態でサポートクレードル(図示せず)内に配置される。図10に示されるように、隣接する加速度計の入力および出力用光ファイバは、201と203において溶融ファイバ結合によって結合される。
【0031】
図11を参照すると、ファイバ結合反射器218、220、222は、加速度計202、204、206のファイバの第1端部216、217、219にそれぞれ溶融ファイバ結合によって結合される。ファイバ結合反射器224は、加速度計226のファイバの第2端部221にやはり溶融ファイバ結合によって結合される。この後、ファイバ結合反射器218、220、222、224、およびファイバのそれぞれ隣接して結合された部分は、包装されて加速度計パッケージ内に収容されるサブパッケージ226、228、230、232を形成する。
【0032】
ファイバ結合ミラー218、220、222、224の向きは、ファイバ216を仕上り加速度計パッケージの入力用光ファイバと定義される。
【0033】
図12から図14は、本発明の第3の実施例の光ファイバ加速度計パッケージの製造段階を示す。個々の光ファイバ加速度計302、304、306は、これらの軸が互いにほぼ垂直な状態でサポートクレードル(図示せず)内に固定状態に装着される(図12)。図13に示されるように、各加速度計302、304、306の光ファイバの一端は、劈開されて(可能であればさらに銀めっきされて)反射器320、322、324を形成する。図14を参照すると、隣接する加速度計は、この場合、溶融ファイバ結合によって結合され、ファイバ結合反射器318はさらに加速度計302のファイバの自由端に溶融ファイバ結合によって結合される。ファイバ316は仕上り加速度計パッケージの入力用光ファイバである。この後、ファイバおよび隣接する反射器の結合された領域、およびさらに反射器324は、サブパッケージ326、328、330、332の中に形成され、仕上り光ファイバ加速度計パッケージに収容される。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】従来技術の光ファイバ加速度計パッケージの製造段階を示す。
【図2】従来技術の光ファイバ加速度計パッケージの製造段階を示す。
【図3】従来技術の光ファイバ加速度計パッケージの製造段階を示す。
【図4】従来技術の光ファイバ加速度計パッケージの製造段階を示す。
【図5】本発明の第1の実施例の光ファイバ加速度計パッケージの製造段階を示す。
【図6】本発明の第1の実施例の光ファイバ加速度計パッケージの製造段階を示す。
【図7】本発明の第1の実施例の光ファイバ加速度計パッケージの製造段階を示す。
【図8】本発明の第1の実施例の光ファイバ加速度計パッケージの製造段階を示す。
【図9】本発明の第2の実施例の光ファイバ加速度計パッケージの製造段階を示す。
【図10】本発明の第2の実施例の光ファイバ加速度計パッケージの製造段階を示す。
【図11】本発明の第2の実施例の光ファイバ加速度計パッケージの製造段階を示す。
【図12】本発明の第3の実施例の光ファイバ加速度計パッケージの製造段階を示す。
【図13】本発明の第3の実施例の光ファイバ加速度計パッケージの製造段階を示す。
【図14】本発明の第3の実施例の光ファイバ加速度計パッケージの製造段階を示す。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
2個以上の光ファイバ加速度計を含むパッケージであって、前記加速度計は該加速度計の間を延びる1本または複数本の光ファイバ接続部を有するアレイで接続され、前記接続部の少なくとも1本は溶融ファイバ結合を含む、パッケージ。
【請求項2】
前記接続部が前記アレイを通して延びる1本の連続ファイバの一部を形成し、1個または複数個の反射器が溶融ファイバ結合によって前記連続ファイバの接続部に結合されている、請求項1に記載のパッケージ。
【請求項3】
各加速度計が少なくとも1つの露出端を有する光ファイバを含み、前記接続部の少なくとも1つは接続された2個の加速度計の前記露出端を結合する溶融ファイバによって形成される、請求項1に記載のパッケージ。
【請求項4】
隣接する加速度計の出力端が反射器を形成するために劈開される、請求項3に記載のパッケージ。
【請求項5】
第1および第2の光ファイバをそれぞれ有する第1および第2の光ファイバ装置または部品を含み、前記第1および第2の光ファイバは溶融ファイバ結合によって結合される、光ファイバパッケージ。
【請求項6】
第3の光ファイバを有する第3の光ファイバ装置または部品をさらに含み、かつ前記第3の光ファイバは前記第1の光ファイバまたは前記第2の光ファイバのいずれかに溶融ファイバ結合によって結合される、請求項5に記載のパッケージ。
【請求項7】
前記第1および第2の装置がそれぞれ第1および第2の光ファイバ加速度計であり、前記第3の装置はファイバ結合反射器であり、前記第1および第2のファイバはそれぞれ前記第1の加速度計の出力用光ファイバと前記第2の加速度計の入力用光ファイバであり、前記パッケージは前記第1の加速度計の入力用光ファイバに溶融ファイバ結合された第2のファイバ結合反射器と、前記第2の加速度計の出力用光ファイバに溶融ファイバ結合された第3のファイバ結合反射器をさらに含む、請求項6に記載のパッケージ。
【請求項8】
前記第3のファイバ結合反射器が前記第2および第3の加速度計の間の光路に溶融ファイバ結合され、第4のファイバ結合反射器は前記第3の加速度計の出力用光ファイバに結合されるように、前記第2の加速度計の前記出力用光ファイバに溶融ファイバ結合された入力用光ファイバを有する第3の光ファイバ加速度計をさらに含む、請求項7に記載のパッケージ。
【請求項9】
前記加速度計が互いにほぼ直交する方向に沿って前記パッケージの加速度成分を検出するように向けられる、請求項7または8に記載のパッケージ。
【請求項10】
各ファイバ結合反射器が前記光ファイバ内で放射光を反射させるために劈開された端部を有する光ファイバを含む、請求項7から9のいずれか一項に記載のパッケージ。
【請求項11】
前記第1の装置または部品に前記第1の光ファイバによって光学的に直接接続された第3の光ファイバ装置または部品をさらに含む、請求項5に記載のパッケージ。
【請求項12】
前記第1および第3の装置が第1および第2の光ファイバ加速度計であり、前記第2の装置はファイバ結合反射器であり、前記パッケージは前記第1の加速度計の入力用光ファイバに溶融ファイバ結合された第2のファイバ結合反射器と、前記第2の加速度計の出力用光ファイバに溶融ファイバ結合された第3のファイバ結合反射器とをさらに含む、請求項11に記載のパッケージ。
【請求項13】
前記第2の加速度計の出力用光ファイバに光学的に接続された第3の光ファイバ加速度計と、前記第3の加速度計の出力用光ファイバに溶融ファイバ結合された第4のファイバ結合反射器とをさらに含む、請求項12に記載のパッケージ。
【請求項14】
前記加速度計が互いにほぼ直交する方向に沿って前記パッケージの加速度成分を検出するように向けられる、請求項12または13に記載のパッケージ。
【請求項15】
各ファイバ結合反射器が前記光ファイバ内で放射光を反射させるために劈開された端部を有する光ファイバを含む、請求項12から14のいずれか一項に記載のパッケージ。
【請求項16】
実質的に前述され、かつ図8に示される、光ファイバパッケージ。
【請求項17】
アレイで接続された2個以上の加速度計を含むパッケージの形成方法であって、接続された加速度計の間で延びる光ファイバ接続部で溶融ファイバ結合することを含む、形成方法。
【請求項18】
光ファイバパッケージの組立方法であって、
(i)第1および第2の光ファイバをそれぞれ有する第1および第2の光ファイバ装置または部品を受け入れるステップと、
(ii)それぞれの長さの前記第1および第2のファイバを溶融ファイバ結合によって結合するステップと、
を含む、組立方法。
【請求項19】
(i)第1、第2、および第3の個々の光ファイバ加速度計を1本のファイバから形成するステップと、
(ii)溶融ファイバによって第1のファイバ結合反射器を前記第1および第2の加速度計の間の前記ファイバに結合するステップと、
(iii)溶融ファイバによって第2のファイバ結合反射器を前記第2および第3の加速度計の間の前記ファイバに結合するステップと、
(iv)溶融ファイバによって第3のファイバ結合反射器を前記第1の加速度計の入力で前記ファイバに結合するステップと、
(v)溶融ファイバによって第4のファイバ結合反射器を前記第3の加速度計の出力で前記ファイバに結合するステップと、
を含む、請求項18に記載の方法。
【請求項20】
2本のファイバが、結合された領域を形成するために、ファイバの1本を他方のファイバの一本に巻き付けてファイバが重なる領域を加熱するステップによって溶融結合される、請求項18または19に記載の方法。
【請求項21】
前記ファイバの前記結合された領域を包装するステップをさらに含む、請求項20に記載の方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【公表番号】特表2009−511972(P2009−511972A)
【公表日】平成21年3月19日(2009.3.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−535080(P2008−535080)
【出願日】平成18年10月3日(2006.10.3)
【国際出願番号】PCT/GB2006/003668
【国際公開番号】WO2007/042761
【国際公開日】平成19年4月19日(2007.4.19)
【出願人】(501352882)キネテイツク・リミテツド (93)
【Fターム(参考)】