采用塑料光纤的传送装置制造方法及图纸

一种采用塑料光纤的传输装置，是在具有以ＰＭＭＡ为主成分的纤芯所构成的塑料光纤和发出在该塑料光纤中传输的光的半导体发光元件的采用塑料光纤的传输装置中，其特征是： 作为所述半导体发光元件，采用发出波长为６３０～６８０ｎｍ范围的光的装置，同时设置 由对所述半导体发光元件加热的加热装置、检测该半导体发光元件的温度的温度检测装置、根据该温度检测装置输出的温度检测信号控制驱动所述加热装置让所述半导体发光元件的温度设定成比所处环境中想定的最高温度要低的给定目标值上的控制电路所构成的温度调节机构。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在光通信系统等中利用的采用塑料光纤的传送装置。另一方面，虽然铺设作业比较容易进行的大直径的塑料光纤也已经开发出来，但由于在制造上的问题，主要是突变型的结构，不能远距离传送高速率的信号。即，当在突变型光纤中输入光脉冲时，长距离传输后，在出射端出现光脉冲波形崩溃而被扩宽的现象。为此，如果传送连续的脉冲，在时间轴上前后脉冲重叠，即使0输入的情况下在光纤的出射端处成为没有完全消光的状态。换言之，传送短脉冲宽度的信号列之后，信号的0、1的判定变得困难，不适合在大容量的光通信中使用(参见「塑料光纤的基础和实际」小池康博、宫田清藏监修，株式会社ェヌ·ティ·ェス出版，pp.84-87(2000))为此，为了消除上述问题，提出了具有大直径的并且传送后也不会扩宽脉冲宽度的渐变(分布折射率)型的光纤的方案，并且期待能实用化，但是已经表明，在这种光纤中存在以下问题。采用氟化物的塑料光纤(商品名为ルキナ，旭硝子株式会社制造)已经被实用化，由于氟化物的原材料比较昂贵，使得低成本化困难，并且增大芯径后会增加氟化物的量，更进一步提高了成本，因而不能有效利用以低成本、大直径纤芯、并且铺设作业容易为特长的塑料光纤的优点。另一方面，作为价廉、容易将纤芯大直径化的材料，已知有聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，可以考虑以此作为主要的纤芯材料制作渐变型光纤。但是，在以PMMA为主要成分的纤芯的光纤中，传输损耗低的波长区域如图6(从文献“POF-polymer optical fibers for data communication″Springer-Verlag(200)中引用)所示，只是在极有限的范围内(520nm、570nm、650nm的附近)存在。其中，可以高速调制的半导体激光器或者LED可以作成的波长区域目前只能在650nm附近的区域。在其它更短波长区域中，虽然也已经开始研究采用II-VI族化合物半导体的激光器，但还没有能够获得具有实用可靠性的程度。在650nm附近的低损耗波长区域中，在630nm～680nm的区域可以获得300dB/km以下的低损耗特性，特别是在640nm～660nm的区域可以获得200dB/km以下的更低损耗特性。在采用这狭窄区域之外的例如比660nm稍微长一些的波长的光时，传输损耗由于对于不同波长会有很大的变化，如果光源的波长变化，则传送装置的特性发生变化。虽然也可以采用新的材料改善这样分散大的传输特性，但光纤的成本和采用通常的PMMA的情况相比有提高。另一方面，发出上述650nm附近波长的光，获得通信所需要的1mW程度的光量，然后，作为从400MHz到1GHz以上为止的可高速调制的光源，在DVD等中采用的端面发光型半导体激光器，在高温下的振荡稳定性、可靠性也最好。但是，这种半导体激光器和塑料光纤组合在光传输中使用时，作为法布里-佩洛共振器型激光器的问题，存在振荡波长会随温度漂移的问题。其本质是由于半导体的能隙具有温度依赖性所引起，振荡波长的变化由下式表示。式1ΔλoΔTj=-1.24Eg2·dEgdTj]]>式中，λo表示振荡波长，Tj表示半导体激光器的接合温度，Eg表示能隙。在650nm带的半导体激光器中实际波长的温度依赖性为0.2nm/deg。因此，如果环境温度上升100℃，振荡波长则向长波长侧移动20nm。半导体激光器在生产时绝对波长的分散也会有±5nm左右，和上述漂移合在一起则会有30nm的范围，在具有图6所示的传输特性的塑料光纤中存在增大损耗的可能性，例如限定了使用距离。这时，虽然采用在干线系的光通信中采用的珀耳贴元件，通过加热、冷却让温度保持恒定，可以解决上述问题，但这时，由于珀耳贴元件昂贵，引起传输装置的成本增高。本专利技术正是针对上述情况的专利技术，其目的在于提供一种在将可形成大直径纤芯的塑料光纤和出射光波长具有温度依赖性的半导体发光元件组合构成的传输装置中，在不会大幅度引起成本增高的情况下可以实现低损耗的稳定传输特性。又，作为上述半导体发光元件，更优选采用发出波长为640～660nm范围的光的装置。又，该半导体发光元件，希望采用端面发光型半导体激光器。又，从另一观点出发，也优选采用端面发光型半导体激光器或者面发光型LED。另一方面，作为上述塑料光纤，希望采用分布折射率型的光纤。在本专利技术的采用塑料光纤的传输装置中，在具有以PMMA为主成分的纤芯构成的塑料光纤中，通过采用可以获得约300dB/km以下的低损耗特性的发出波长为630～680nm范围的光的半导体发光元件，可以将传输损耗抑制在低范围内。特别是，当采用发出波长为640～660nm范围的光的半导体发光元件时，由于可以获得更加低的约200dB/km以下的低损耗特性，所以更加优选。又，在本专利技术的采用塑料光纤的传输装置中，由于采用上述的加热装置、温度检测装置、控制电路构成的温度调节机构，将半导体发光元件的温度设定在给定的目标值上，可以将半导体发光元件发出的光的波长变动抑制在狭窄的范围，防止光波长跳到获得塑料光纤的低损耗特性的区域之外，可以始终实现低损耗的稳定传输特性。为此，依据本专利技术，可以高速、大容量光通信的距离被大幅度延长。然后上述温度调节机构，由于不采用具有冷却作用的珀耳贴元件等昂贵的元件，利用加热装置将半导体发光元件的温度设定在给定的目标值上，所以，本专利技术的采用塑料光纤的传输装置，在不会大幅度引起成本增高的情况下可以实现稳定的传输特性。此外，上述温度调节机构，由于具有设定成比所处环境中想定的最高温度要低的给定目标值上和利用加热装置将半导体发光元件的温度设定成该最高温度或者更高的目标值上相比较，可以简化温度调节机构，抑制装置成本增高的效果更加显著。进一步，不用担心在高温下会加速光源的劣化、或者降低模块部件的可靠性的情况。此外，在本专利技术的采用塑料光纤的传输装置中，通过上述那样设定温度调节的目标值，环境温度进一步上升时，当然可以不对半导体发光元件进行温度调节。即使这样，通过采用发光波长范围限定在上述范围的半导体发光元件，可以确保实用上足够的低损耗特性。关于这一点，在后述的实施方案中用具体的数值进行详细说明。图2表示采用依据本专利技术第2实施方案的塑料光纤的传输装置的侧视图。图3表示图2的传输装置的一部分的俯视图。图4表示图2的传输装置的一部分的主视图。图5表示采用图2的传输装置的双向光通信系统的概略图。图6表示在本专利技术中使用的PMMA塑料光纤的传输损耗特性曲线图。图7表示可以适用本专利技术的传输装置的数字洗印系统的概略方框图。图8表示上述数字洗印系统的外观图。图9表示上述数字洗印系统中线CCD扫描器的光学系的概略构成图。附图说明图10表示上述线CCD扫描器的电气系的概略构成方框图。图11表示上述数字洗印系统中图像处理部的概略构成方框图。图12表示上述数字洗印系统中激光印像机部以及处理部的电气系的概略构成方框图。图中1-基板、2-壳体、3-塑料光纤、3a-纤芯、4-热敏电阻器、5-端面发光型半导体激光器、6-球透镜、7-电加热器、8-温度控制电路、9-激光、10-信号发送子模块、11-端面发光型半导体激光器芯片、12-PMMA塑料光纤、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：早川利郎，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：