增强结构的制作方法

本发明涉及用于对光纤的熔接点进行增强的增强结构。

背景技术：

广泛使用有具备端面彼此熔接的多个光纤的光纤激光器和其他光纤光学系统。在这种光纤光学系统中，多数设置有用于增强熔接点的增强结构。

作为用于增强光纤的熔接点的增强结构，最具代表性的是以热收缩管将光纤与抗张力体集束的结构。仅仅通过热收缩管将光纤与抗张力体集束，就能够简易地增强光纤的熔接点。作为公开这种增强结构的文献，例如可举出专利文献1～2。

专利文献1：日本公开专利公报“日本实开昭63-188606号公报(1988年12月2日)”

专利文献2：日本公开专利公报“日本特开平8-248256号公报(1996年9月27日)”

然而，在专利文献1所记载的增强结构中，在热收缩管的内部从光纤漏出的光将热收缩管加热。因此，存在热收缩管可能劣化这一问题点。

技术实现要素：

本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于实现一种以热收缩管将光纤与抗张力体集束的简易的增强结构，并且降低热收缩管劣化的可能性的增强结构。

为了解决上述课题，本发明所涉及的增强结构是一种用于增强光纤的熔接点的增强结构，其特征在于，具备抗张力体、将上述光纤与上述抗张力体集束的热收缩管、以及与上述抗张力体热接触的散热体，上述抗张力体具有与上述光纤的侧面对置的平坦的表面。

根据本发明，能够实现简易地增强光纤的增强结构，并且降低热收缩管劣化的可能性的增强结构。

附图说明

图1表示本发明的第1实施方式所涉及的增强结构。图1的(a)是该增强结构的俯视图，图1的(b)是该增强结构的右视图，图1的(c)是该增强结构的主视图。

图2表示图1的增强结构。图2的(a)是该增强结构的邻接区间的剖视图(a-a向视剖视图)，图2的(b)是该增强结构的覆层去除区间的剖视图(b-b向视剖视图)。

图3表示比较例所涉及的增强结构。图3的(a)是该增强结构的邻接区间的剖视图，图3的(b)是该增强结构的覆层去除区间的剖视图。

图4表示图1的增强结构的制造方法。图4的(a)～(c)分别是制造中的该增强结构的邻接区间的剖视图。

图5表示本发明的第2实施方式所涉及的增强结构。图5的(a)是该增强结构的俯视图，图5的(b)是该增强结构的右视图，图5的(c)是该增强结构的主视图。

图6表示图5的增强结构。图6的(a)是该增强结构的邻接区间的剖视图(a-a向视剖视图)，图6的(b)是该增强结构的覆层去除区间的剖视图(b-b向视剖视图)。

图7表示本发明的第3实施方式所涉及的增强结构。图7的(a)是该增强结构的俯视图，图7的(b)是该增强结构的右视图，图7的(c)是该增强结构的主视图。

图8表示图7的增强结构。图8的(a)是该增强结构的邻接区间的剖视图(a-a向视剖视图)，图8的(b)是该增强结构的覆层去除区间的剖视图(b-b向视剖视图)。

具体实施方式

[第1实施方式]

(增强结构的结构)

参照图1～2对本发明的第1实施方式所涉及的增强结构1的结构进行说明。在图1中，图1的(a)是增强结构1的俯视图，图1的(b)是增强结构1的右视图，图1的(c)是增强结构1的主视图。在图2中，图2的(a)是增强结构1的a-a向视剖视图，图2的(b)是增强结构1的b-b向视剖视图。

增强结构1是用于对2个光纤11～12的熔接点p进行增强的结构体，由抗张力体13、2个腿部14a～14b、散热体15、热收缩管16、以及低折射率树脂17构成。

光纤11由玻璃制的裸线部11a、和对裸线部11a的侧面进行覆盖的树脂性的覆层部11b构成，覆层部11b在包括熔接点p的区间(以下，记载为“覆层去除区间”)i1a中被去除。同样地，光纤12由玻璃制的裸线部12a、和对裸线部12a的侧面进行覆盖的树脂性的覆层部12b构成，覆层部12b在包括熔接点p的区间(以下，记载为“覆层去除区间”)i2a中被去除。

抗张力体13是具有平坦的表面的部件，抗张力体13至少在覆层去除区间i1a、i2a以其平坦的表面与光纤11～12的侧面对置的方式配置。在本实施方式中，在覆层去除区间i1a、i2a、和与覆层去除区间i1a、i2a邻接的邻接区间i1b、i2b，将板状的部件以其上表面与光纤11～12的侧面对置的方式进行配置，将板状的部件用作抗张力体13。抗张力体13的上表面的宽度大于光纤11～12的直径。此外，对于抗张力体13的材料而言，是弹性模量较高(至少高于裸线部11a～12a的弹性模量)、并且导热系数较高的材料即可。例如，铜、铜钼、或者其他金属是抗张力体13的优选材料的一个例子。

在抗张力体13的下表面前端设置有腿部14a，在抗张力体13的下表面后端设置有腿部14b。抗张力体13经由这2个腿部14a～14b而与后述的散热体15热接触。腿部14a～14b可以是接合于抗张力体13的、与抗张力体13分体的部件，也可以是与抗张力体13一体成型的、与抗张力体13一体的部件。在本实施方式中，将高度大于热收缩管16的厚度的长方体状的部件分别与抗张力体13的下表面前端以及下表面后端接合，从而将这些部件用作腿部14a～14b。此外，对于腿部14a～14b的材料而言，是具有与抗张力体13相同程度的导热性的材料即可。例如，铜、铜钼、或者其他金属是腿部14a～14b的优选材料的一个例子。

散热体15是用于使从抗张力体13经由腿部14a～14b传导的热散逸至外部的结构。在本实施方式中，将公知的水冷板用作散热体15。也可以替代水冷板而将公知的气冷板用作散热体15。

热收缩管16是将光纤11～12与抗张力体13集束的管状的部件。对于热收缩管16的材料而言，是具有热收缩性的材料即可。ptef(四氟乙烯)和其他氟树脂、或者pe(聚乙烯)和其他烯烃树脂是热收缩管16的优选材料的一个例子。因为抗张力体13的宽度大于光纤11～12的直径，所以收缩后的热收缩管16的剖面的外形如图1的(c)以及图2的(a)、(b)所示成为山形。

如图2的(a)所示，在邻接区间i1b、i2b中，热收缩管16的内侧面与抗张力体13的下表面、侧面、以及光纤11～12的侧面(覆层部11b的外侧面)上部紧贴。而且，在光纤11～12的左右，形成被光纤11～12的侧面、抗张力体13的上表面、以及热收缩管16的内侧面围成的2个小间隙。另一方面，如图2的(b)所示，在覆层去除区间i1a、i2a中，热收缩管16的内侧面与抗张力体13的下表面以及侧面紧贴。而且，在光纤11～12的周围，形成被抗张力体13的上表面、以及热收缩管16的内侧面围成的1个大间隙。在这些间隙填充有折射率低于光纤11～12的包层(裸线部11a～12a的最外壳结构)的低折射率树脂17。对于低折射率树脂17的材料而言，是折射率低于光纤11～12的包层、且在热收缩管16收缩的温度下软化、在常温下固化的热塑性树脂即可。例如，乙烯乙酸乙烯酯(eva)是低折射率树脂17的优选材料的一个例子。

如以上那样，在增强结构1中，采用利用热收缩管16将光纤11～12与抗张力体13集束的结构。因此，能够简易地增强光纤11～12。

另外，在增强结构1中，采用如下结构：使抗张力体13的上表面与光纤11～12的侧面对置，并且经由腿部14a～14b使抗张力体13与散热体15热接触。因此，即使在热收缩管16内从光纤11～12的侧面漏出有光，该光的大部分也在抗张力体13转换为热，并且该热的大部分经由散热体15而散逸。因此，能够降低热收缩管16被从光纤11～12的侧面漏出的光加热导致热收缩管16劣化的可能性。

另外，在增强结构1中，采用将折射率低于光纤11～12的包层的低折射率树脂17填充至热收缩管16内的结构。因此，能够抑制在热收缩管16内从光纤11～12的侧面漏出光。由此，能够更加降低热收缩管16被从光纤11～12的侧面漏出的光加热导致热收缩管16劣化的可能性。

另外，在增强结构1中，将剖面为长方形的板状部件用作抗张力体13。因此，与将剖面为圆形的棒状部件用作抗张力体13的情况相比，能够减小从光纤11～12的侧面漏出的光中射入至热收缩管16的光的比例。由此，能够更加降低热收缩管16被从光纤11～12的侧面漏出的光加热导致热收缩管16劣化的可能性。

为了确认该情况，考虑图3所示的比较例。图3的(a)是比较例所涉及的增强结构的邻接区间的剖视图，图3的(b)是比较例所涉及的增强结构的覆层去除区间的剖视图。在比较例所涉及的增强结构中，将剖面为圆形的棒状部件用作抗张力体。

如图2的(b)所示，在本实施方式所涉及的增强结构1中，在上方±约120°的方向上漏出的光射入至热收缩管16。与此相对地，如图3的(b)所示，在比较例所涉及的增强结构中，在上方±约135°的方向上漏出的光射入至热收缩管。即，本实施方式所涉及的增强结构1与比较例所涉及的增强结构相比，从光纤11～12漏出的光中射入至热收缩管16的光的比例变少。此外，在比较例所涉及的增强结构中，若增大抗张力体(剖面为圆形的棒状部件)的直径，则也能够使从光纤11～12漏出的光中射入至热收缩管16的光的比例减少至与本实施方式所涉及的增强结构1相同的程度。然而，在该情况下，比较例所涉及的增强结构的厚度与本实施方式所涉及的增强结构1的厚度相比，大幅度地增大。即，本实施方式所涉及的增强结构1不徒劳地增加增强结构1的厚度，就能够减小从光纤11～12的侧面漏出的光中射入至热收缩管16的光的比例。

(增强结构的制造方法)

参照图4对增强结构1的制造方法进行说明。图4的(a)～(c)是邻接区间i1b、i2b的增强结构1的剖视图。

增强结构1例如能够通过依次实施下述的工序来进行制造。

插通工序：首先，将光纤11插通至树脂管17，并将树脂管17与抗张力体13一起插通至热收缩管16。这里，树脂管17是由热塑性树脂构成的管状的部件，成为低折射率树脂17的母材。

熔接工序：接下来，将光纤12的端面熔接至光纤11的端面。

滑动工序：接下来，在覆层去除区间i1a、i2a与邻接区间i1b、i2b中，以使抗张力体13的上表面与光纤11～12的侧面对置的方式，使抗张力体13、树脂管17、以及热收缩管16滑动。图4的(a)表示实施了本工序之后的、邻接区间i1a中的增强结构1的剖面。

加热工序：接下来，对热收缩管16以及树脂管17进行加热。由此，热收缩管16收缩，树脂管17软化。其结果是，在邻接区间i1b、i2b中，热收缩管16的内侧面与抗张力体13的下表面、侧面、以及光纤11～12的侧面(覆层部11b的外侧面)上部紧贴。而且，在光纤11～12的左右产生的2个小间隙，作为低折射率树脂17而填充有软化了的树脂管17。另外，在覆层去除区间i1a、i2a中，热收缩管16的内侧面与抗张力体13的下表面以及侧面紧贴。而且，在光纤11～12的周围形成的1个大间隙，作为低折射率树脂17而填充有软化了的树脂管17。图4的(b)表示实施了本工序后的、邻接区间i1a中的增强结构1的剖面。

冷却工序：接下来，对热收缩管16以及低折射率树脂17进行冷却(例如，自然冷却)。由此，低折射率树脂17固化。

接合工序：最后，将腿部14a～14b的上表面接合至抗张力体13的下表面，并且将腿部14a～14b的下表面接合至散热体15的上表面。由此，确立抗张力体13与散热体15的热接触。图4的(c)表示实施了本工序后的、邻接区间i1a的增强结构1的剖面。

此外，这里，对在实施了插通工序之后实施熔接工序的方法进行了例示，但增强结构1的制造方法并不限定于此。即，即使是在实施了熔接工序之后实施插通工序的方法，也能够制造增强结构1。另外，在收缩前的热收缩管16的内径足够大、从而能使接合有腿部14a～14b的抗张力体13插通至热收缩管16的情况下，也可以在插通工序之前实施将腿部14a～14b的上表面接合至抗张力体13的下表面的工序。

[第2实施方式]

参照图5～6对本发明的第2实施方式所涉及的增强结构2的结构进行说明。在图5中，图5的(a)是增强结构2的俯视图，图5的(b)是增强结构2的右视图，图5的(c)是增强结构2的主视图。在图6中，图6的(a)是增强结构2的a-a向视剖视图，图6的(b)是增强结构2的b-b向视剖视图。

本实施方式所涉及的增强结构2是用于对2个光纤21～22的熔接点p进行增强的结构体，并与第1实施方式所涉及的增强结构1同样地由抗张力体23、3个腿部24a～24c、散热体25、热收缩管26、以及低折射率树脂27构成。

本实施方式所涉及的增强结构2具备的抗张力体23、2个腿部24a～24b、散热体25、热收缩管26、以及低折射率树脂27分别与第1实施方式所涉及的增强结构1具备的抗张力体13、2个腿部14a～14b、散热体15、热收缩管16、以及低折射率树脂17对应。

本实施方式所涉及的增强结构2与第1实施方式所涉及的增强结构1不同点在于：(1)在抗张力体23的下表面中央设置有腿部24c，(2)形成有用于使腿部24c贯通至热收缩管26的切口26a。抗张力体23经由3个腿部24a～24c与散热体25热接触。

在光纤21～22传播的光特别是在熔接点p的附近容易漏出。因此，抗张力体23中的发热量在与熔接点p重叠的中央部相对较大、在两端部相对较小。在上述的结构中，除了发热量相对较小的抗张力体23的两端部之外，还使发热量相对较大的抗张力体23的中央部与散热体25热接触。因此，能使在抗张力体23产生的热比第1实施方式所涉及的增强结构1高效地散逸至外部。

[第3实施方式]

参照图7～8对本发明的第3实施方式所涉及的增强结构3的结构进行说明。在图7中，图7的(a)是增强结构3的俯视图，图7的(b)是增强结构3的右视图，图7的(c)是增强结构3的主视图。在图8中，图8的(a)是增强结构3的a-a向视剖视图，图8的(b)是增强结构3的b-b向视剖视图。

本实施方式所涉及的增强结构3是用于对2个光纤31～32的熔接点p进行增强的结构体，并与第1实施方式所涉及的增强结构1同样地由抗张力体33、2个腿部34a～34b、散热体35、热收缩管36、以及低折射率树脂37构成。

本实施方式所涉及的增强结构3具备的抗张力体33、2个腿部34a～34b、散热体35、热收缩管36、以及低折射率树脂37分别与第1实施方式所涉及的增强结构1具备的抗张力体13、2个腿部14a～14b、散热体15、热收缩管16、以及低折射率树脂17对应。

本实施方式所涉及的增强结构3与第1实施方式所涉及的增强结构1不同之处在于：(1)在覆层去除区间ia1、ia2外，形成有用于收容光纤31～32的u字槽33a～33b，(2)在覆层去除区间i1a、i2a内，光纤31～32与抗张力体33的上表面接触。

根据上述的结构，在覆层去除区间i1a、i2a内光纤31～32接近抗张力体33的上表面，因此能够减少从光纤31～32的侧面漏出的光中射入至热收缩管36的光的比例。由此，能够降低热收缩管36被从光纤31～32的侧面漏出的光加热导致热收缩管36劣化的可能性。另外，根据上述的结构，在覆层去除区间i1a、i2a内光纤31～32与抗张力体33的上表面接触，因此能够防止光纤31～32在上下方向上弯曲。由此，能够抑制由于光纤31～32弯曲而产生的损失增加。

(总结)

本发明所涉及的增强结构是一种用于增强光纤的熔接点的增强结构，其特征在于，具备抗张力体、将上述光纤与上述抗张力体集束的热收缩管、以及与上述抗张力体热接触的散热体，上述抗张力体具有与上述光纤的侧面对置的平坦的表面。

根据上述的结构，上述光纤与上述抗张力体被上述热收缩管集束，因此能够简易地增强上述光纤。另外，上述抗张力体具有与上述光纤的侧面对置的平坦的表面，并且与上述散热体热接触，因此即使在上述热收缩管内从上述光纤的侧面漏出有光，该光的大部分也在上述抗张力体转换为热，并且该热的大部分经由上述散热体而散逸。因此，能够减少上述光纤被从上述光纤的侧面漏出的光加热导致上述光纤劣化的可能性。

在本发明所涉及的增强结构中，优选在上述热收缩管内填充有折射率低于上述光纤的包层的低折射率树脂。

根据上述的结构，折射率低于上述光纤的包层的低折射率树脂填充于上述热收缩管内，因此能够抑制在上述热收缩管内从上述光纤的侧面漏出光。由此，能够更加减少上述光纤被从上述光纤的侧面漏出的光加热导致上述光纤劣化的可能性。

在本发明所涉及的增强结构中，优选上述抗张力体为板状的部件，其具有与上述光纤的侧面对置的上表面。

根据上述的结构，不徒劳地增加该增强结构的厚度，就能够减小从上述光纤的侧面漏出的光中射入至上述热收缩管的光的比例。由此，能够更加减少上述热收缩管被从上述光纤的侧面漏出的光加热导致上述热收缩管劣化的可能性。

在本发明所涉及的增强结构中，优选上述抗张力体的上述平坦的表面的宽度大于上述光纤的直径。

根据上述的结构，能够更加减小从上述光纤的侧面漏出的光中射入至上述热收缩管的光的比例。由此，能够更加减少上述热收缩管被从上述光纤的侧面漏出的光加热导致上述热收缩管劣化的可能性。

在本发明所涉及的增强结构中，优选在上述热收缩管形成有切口，上述抗张力体经由设置于与上述熔接点对置的区域的下表面并将上述切口贯通的腿部而与上述散热体热接触。

根据上述的结构，能够使上述抗张力体中与上述熔接点对置的区域、即上述抗张力体中发热量相对较大的区域经由上述腿部而与上述散热体热接触。由此，能够使在上述抗张力体产生的热更高效地散逸。

在本发明所涉及的增强结构中，优选在上述抗张力体的上表面，以在覆层去除区间之内上述光纤的侧面与上述抗张力体的上表面接触的方式，在覆层去除区间之外形成用于收容上述光纤的槽。

根据上述的结构，在上述覆层去除区间之内上述光纤接近上述抗张力体的上表面，因此能够减少从上述光纤的侧面漏出的光中射入至上述热收缩管的光的比例。由此，能够降低上述热收缩管被从上述光纤的侧面漏出的光加热导致上述热收缩管劣化的可能性。另外，根据上述的结构，在上述覆层去除区间之内上述光纤与上述抗张力体的上表面接触，因此能够防止上述光纤在上下方向上弯曲。由此，能够抑制由于上述光纤弯曲而产生的损失增加。

在本发明所涉及的增强结构中，优选上述散热体为水冷板。

根据上述的结构，能够使在上述抗张力体产生的热更高效地散逸。

〔附注事项〕

本发明并不限定于上述的各实施方式(实施例)，而能在权利要求所示出的范围进行各种变更，将不同的实施方式中分别公开的技术手段适当地组合而得到的实施方式也包括于本发明的技术范围。

附图标记说明：

11、12、21、22、31、32…光纤；11a、12a、21a、22a、31a、32a…裸线部；11b、12b、21b、22b、31b、32b…覆层部；13、23、33…抗张力体；33a、33b…u字槽；14a、14b、24a、24b、24c、34a、34b…腿部；15、25、35…散热体；16、26、36…热收缩管；26a…切口；17、27、37…低折射率树脂；p…熔接点。