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JP2005309028A - Optical fiber connector and sample observation device - Google Patents

Optical fiber connector and sample observation device Download PDF

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JP2005309028A
JP2005309028A JP2004125047A JP2004125047A JP2005309028A JP 2005309028 A JP2005309028 A JP 2005309028A JP 2004125047 A JP2004125047 A JP 2004125047A JP 2004125047 A JP2004125047 A JP 2004125047A JP 2005309028 A JP2005309028 A JP 2005309028A
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JP
Japan
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optical fiber
fiber connector
ferrule
sample observation
side optical
Prior art date
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Application number
JP2004125047A
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Japanese (ja)
Inventor
Takaaki Amakusa
貴昭 天草
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Jeol Ltd
Original Assignee
Jeol Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

【課題】本発明が解決しようとする問題点は、超高真空中等の人の手で直接作業が行えない環境において、マグネットローダ等を用いて受側光ファイバコネクタに 差込側光ファイバコネクタを接続する場合、十分な軸合わせ精度が出ないため接続することが困難であった点である。
【解決手段】光ファイバ素線の端末処理を行うフェルールと、前記フェルールに周設する差込ガイドと、前記フェルールに対して、長手方向及び軸方向に力を及ぼす弾性体と、前記弾性体を収納し、前記フェルールの移動を規制するハウジングと、を備えた光ファイバコネクタであって、少なくとも前記フェルールが軸方向に変位自在であることを特徴とする光ファイバコネクタ。
【選択図】 図1

A problem to be solved by the present invention is that an insertion-side optical fiber connector is connected to a receiving-side optical fiber connector using a magnet loader or the like in an environment where direct operation cannot be performed by a human hand such as in an ultra-high vacuum. In the case of connection, it is difficult to connect because sufficient alignment accuracy is not obtained.
A ferrule that performs terminal processing of an optical fiber, an insertion guide that is provided around the ferrule, an elastic body that exerts a force in a longitudinal direction and an axial direction on the ferrule, and the elastic body An optical fiber connector, comprising: a housing that accommodates and restricts movement of the ferrule, wherein at least the ferrule is axially displaceable.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、光ファイバの端面に取り付けられる光ファイバコネクタ及び気密中の試料を観察する試料観察装置に関するものである。   The present invention relates to an optical fiber connector attached to an end face of an optical fiber and a sample observation device for observing an airtight sample.

近年、探針を金属、半導体、絶縁体、高分子材料又は生体等の試料表面に接近させ、探針と試料表面に生ずる物理量が一定になるよう試料表面をなぞることにより原子レベルの表面形状及び物性を測定する走査形トンネル顕微鏡、原子間力顕微鏡、磁気力顕微鏡、摩擦力顕微鏡、マイクロ粘弾性顕微鏡、表面電位差顕微鏡、走査形近接場顕微鏡及びその類似装置の総称である走査形プローブ顕微鏡による観察が重要となっている。特に、光ファイバの先端を尖らせた探針を用いて、試料の光学的性質を知ることができる走査形近接場光顕微鏡が注目されている。   In recent years, by bringing the probe close to the surface of a sample such as a metal, semiconductor, insulator, polymer material or living body, and tracing the sample surface so that the physical quantity generated on the probe and the sample surface is constant, Observation with a scanning probe microscope which is a general term for scanning tunnel microscopes, atomic force microscopes, magnetic force microscopes, friction force microscopes, micro viscoelastic microscopes, surface potential difference microscopes, scanning near-field microscopes and similar devices for measuring physical properties Is important. In particular, a scanning near-field optical microscope that can know the optical properties of a sample by using a probe with a sharpened tip of an optical fiber has attracted attention.

しかし、前述した走査形近接場顕微鏡での観察は、時として超高真空環境で行われ、また、測定ユニットを冷却を行うためのクライオスタット等に移動させることがあるが、狭い装置内において光ファイバケーブルが接続された測定ユニットを移動させると、光ファイバケーブルの十分な曲げ半径がとれず破損する危険性があった。   However, the above-mentioned observation with the scanning near-field microscope is sometimes performed in an ultrahigh vacuum environment, and the measurement unit may be moved to a cryostat or the like for cooling. When the measurement unit to which the cable is connected is moved, there is a risk that the optical fiber cable will not have a sufficient bending radius and may be damaged.

また、装置内の光ファイバ同士又は光ファイバと光部品とを光学的に接続する場合、光ファイバコネクタを用いられる場合が多いが、従来、光ファイバコネクタは直接人の手によって、或いはジグを介して行われることが前提とされていた。しかし、超高真空環境においては人の手で作業することができず、走査形近接場顕微鏡に設置されているマグネットローダでは十分な軸合わせ精度が出ないため、受側光ファイバコネクタに差込側光ファイバコネクタを接続することは困難であった。そして、超高真空下で使用できる光ファイバコネクタも存在しない。   In addition, when optical fibers in an apparatus or between optical fibers and optical components are optically connected, an optical fiber connector is often used. Conventionally, an optical fiber connector is directly used by a human hand or via a jig. It was assumed that this would be done. However, in an ultra-high vacuum environment, it is not possible to work manually, and the magnet loader installed in the scanning near-field microscope does not provide sufficient alignment accuracy. It was difficult to connect the side optical fiber connector. There is no optical fiber connector that can be used under ultra-high vacuum.

なお、従来技術としては、フェルールが傾かず、フェルール同士が面で接触して、光ファイバ同士が十分フィジカルコンタクトし、接続損失の少ない光ファイバコネクタがある(例えば、特許文献1)。   As a conventional technique, there is an optical fiber connector in which ferrules are not inclined, ferrules are in contact with each other, optical fibers are sufficiently in physical contact, and connection loss is small (for example, Patent Document 1).

特開平2002−131582JP 2002-131582

本発明が解決しようとする問題点は、超高真空中等の人の手で直接作業が行えない環境において、マグネットローダ等を用いて受側光ファイバコネクタに差込側光ファイバコネクタを接続する場合、十分な軸合わせ精度が出ないため接続することが困難であった点である。また、光ファイバコネクタを超高真空下で使用可能にするようにしたことである。   The problem to be solved by the present invention is that when the plug-in side optical fiber connector is connected to the receiving side optical fiber connector using a magnet loader or the like in an environment where the work cannot be directly performed by a human hand such as in an ultra-high vacuum. It is difficult to connect because of insufficient alignment accuracy. In addition, the optical fiber connector can be used under an ultra-high vacuum.

請求項1の発明は、光ファイバ素線の端末処理を行うフェルールと、前記フェルールに周設する差込ガイドと、前記フェルールに対して、長手方向及び軸方向に力を及ぼす弾性体と、前記弾性体を収納し、前記フェルールの移動を規制するハウジングと、を備えた光ファイバコネクタであって、少なくとも前記フェルールが軸方向に変位自在であることを特徴とする光ファイバコネクタである。   The invention of claim 1 is a ferrule that performs terminal processing of an optical fiber, an insertion guide that is provided around the ferrule, an elastic body that exerts a force in a longitudinal direction and an axial direction on the ferrule, An optical fiber connector including an elastic body and a housing for restricting movement of the ferrule, wherein at least the ferrule is axially displaceable.

請求項2の発明は、前記差込ガイドにガタを有して内接し、差込側光ファイバコネクタを誘導するスリーブと、フランジ部を有し、前記フェルールを保持するフェルール保持手段と、を備えた請求項1に記載された受側光ファイバコネクタであって、前記弾性体がテーパ型弦巻バネであり、前記テーパ型弦巻バネによって前記フェルール保持手段のフランジ部を前記ハウジング内側に押圧することを特徴とする受側光ファイバコネクタである。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a sleeve that guides the insertion-side optical fiber connector with a backlash in the insertion guide, and a ferrule holding means that has a flange portion and holds the ferrule. The receiving-side optical fiber connector according to claim 1, wherein the elastic body is a taper type coiled spring, and the taper type coiled spring presses the flange portion of the ferrule holding means toward the inside of the housing. It is the receiving side optical fiber connector characterized.

請求項3の発明は、気密に設けられた試料観察室と、前記試料観察室内に設置された第1の請求項1又は2に記載された光ファイバコネクタと、前記第1の光ファイバコネクタに対面した遠隔操作手段と、を備えた試料観察装置において、前記第1の光ファイバコネクタに前記遠隔操作手段に保持された第2の光ファイバコネクタの着脱を行うことを特徴とする試料観察装置である。   According to a third aspect of the present invention, there is provided an airtight sample observation chamber, the optical fiber connector according to the first aspect of the invention installed in the sample observation chamber, and the first optical fiber connector. A sample observation apparatus comprising: a remote operation means facing each other, wherein the second optical fiber connector held by the remote operation means is attached to and detached from the first optical fiber connector. is there.

請求項4の発明は、前記遠隔操作手段がマグネットローダであることを特徴とする請求項4に記載した試料観察装置である。   A fourth aspect of the present invention is the sample observation apparatus according to the fourth aspect, wherein the remote control means is a magnet loader.

請求項5の発明は、前記試料観察装置が探針と試料との間に作用する物理量を検出する走査形プローブ顕微鏡であることを特徴とする請求項3又は4に記載した試料観察装置である。   The invention according to claim 5 is the sample observation apparatus according to claim 3 or 4, wherein the sample observation apparatus is a scanning probe microscope that detects a physical quantity acting between a probe and a sample. .

本発明により、フェルール保持部材及びその付属部分が弾性体により支持されているためフェルール保持部材等が軸方向に所定量移動し、受側光ファイバコネクタと差込側光ファイバコネクタの軸の不一致を吸収し、容易に接続することができる。   According to the present invention, since the ferrule holding member and the attached portion thereof are supported by the elastic body, the ferrule holding member and the like are moved by a predetermined amount in the axial direction, and the receiving side optical fiber connector and the insertion side optical fiber connector are mismatched in axis. Absorb and can be easily connected.

以下、発明を実施するための最良の形態により、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail according to the best mode for carrying out the invention.

本発明の構成を図1を用いて説明する。図1は受側光ファイバコネクタの断面図である。ハウジング6内には、光ファイバケーブル1の端末処理を行うフェルール2を保持するフェルール保持部材4及びバネ7が収納されている。フェルール2は光ファイバ1を支持する円筒棒状の部品で、光ファイバ単体では細く折れ易いため、光ファイバをフェルール中心に接着固定し、フェルール同士をお互いに突き合わせることにより光ファイバを精度良く接続する。フェルール2接続面には面取りが成され、光ファイバ1が現れている。光ファイバケーブル1はテフロン(登録商標)等のベーク、超高真空(以下「UHV」という)及び液体ヘリウム温度環境でも使用することができる材料で被覆されている。また、フェルール保持部材4はバネ7によりハウジング6内面に押止されている。バネ7はテーパ型弦巻バネである。バネ7は、板バネや、ゴム等の弾性体でもよい。バネ7の形状は、筒状でもよいが、テーパ状であるとより有効である。フェルール保持部材4上面には、スリーブ保持部材5が設置され、ハウジング6の開口部より突起し、フェルール保持部材4のフランジ部で係止している。スリーブ保持部材5内側にはスリーブ3が機械的にガタを有して収納されている。図12はスリーブ3の正面断面図及び側面図である。スリーブ3は後述する図2における差込側フェルール9とミクロンオーダのはめ合い精度を有している。ハウジング6、フェルール保持部材5、フェルール2及びスリーブ3はセラミックやジルコニウム等の固く、高温に加熱してもガス等を出さない材料で構成されている。これにより、ベーク、UHV、液体ヘリウム温度環境で使用することができる。スリーブ保持部材5の内径はスリーブ3外形より多少大きめに製作されている。スリーブ保持部材5上面にはツメが設けられているため、スリーブ3は多少ガタを有した状態で保持される。スリーブ3はフェルール2に固定されている。   The configuration of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a sectional view of a receiving side optical fiber connector. In the housing 6, a ferrule holding member 4 and a spring 7 for holding a ferrule 2 that performs terminal processing of the optical fiber cable 1 are housed. The ferrule 2 is a cylindrical rod-shaped part that supports the optical fiber 1 and is easily broken and thin. The optical fiber is bonded and fixed to the center of the ferrule, and the ferrules are brought into contact with each other to connect the optical fibers with high precision. . The ferrule 2 connecting surface is chamfered and the optical fiber 1 appears. The optical fiber cable 1 is coated with a material that can be used even in a bake such as Teflon (registered trademark), an ultra-high vacuum (hereinafter referred to as “UHV”), and a liquid helium temperature environment. Further, the ferrule holding member 4 is held against the inner surface of the housing 6 by a spring 7. The spring 7 is a tapered chord spring. The spring 7 may be a leaf spring or an elastic body such as rubber. The shape of the spring 7 may be cylindrical, but it is more effective when it is tapered. A sleeve holding member 5 is installed on the upper surface of the ferrule holding member 4, protrudes from an opening of the housing 6, and is locked by a flange portion of the ferrule holding member 4. The sleeve 3 is accommodated inside the sleeve holding member 5 with mechanical backlash. FIG. 12 is a front sectional view and a side view of the sleeve 3. The sleeve 3 has a fitting accuracy of micron order with the insertion side ferrule 9 in FIG. The housing 6, the ferrule holding member 5, the ferrule 2 and the sleeve 3 are made of a hard material such as ceramic or zirconium that does not emit gas even when heated to a high temperature. Thereby, it can be used in a bake, UHV, or liquid helium temperature environment. The inner diameter of the sleeve holding member 5 is made slightly larger than the outer shape of the sleeve 3. Since the upper surface of the sleeve holding member 5 is provided with a claw, the sleeve 3 is held with a slight backlash. The sleeve 3 is fixed to the ferrule 2.

また、図2を用いて差込側光ファイバコネクタの構造を説明する。光ファイバ8の端面処理であるフェルール9はフェルール保持部材10により保持されている。光ファイバ8ケーブルはテフロン(登録商標)等の材料で被覆されている。フェルール保持部材5、フェルール2及びスリーブ3はセラミックやジルコニウム等の固く、高温に加熱してもガス等をださない材料で構成されている。   Moreover, the structure of the insertion side optical fiber connector is demonstrated using FIG. A ferrule 9 that is an end face treatment of the optical fiber 8 is held by a ferrule holding member 10. The optical fiber 8 cable is covered with a material such as Teflon (registered trademark). The ferrule holding member 5, the ferrule 2 and the sleeve 3 are made of a hard material such as ceramic or zirconium which does not emit gas or the like even when heated to a high temperature.

以上、本発明の構成の各部について説明したが、次に動作について説明する。図4は差込側光ファイバコネクタ14と受側光ファイバコネクタ13を接続する前の図である。光ファーバー1、8を接続する場合、ミクロンオーダでその中心を合わせなければならないが、試料観察室外からマグネットローダ等の遠隔操作機器を用いてミクロンオーダの軸合わせを行うことは難しい。図4においても、±1mm程度軸がズレている。差込側光ファイバコネクタ14を受側光ファイバコネクタ13に移動させると、受側光ファイバコネクタ13のスリーブ保持部材5及びスリーブ3の先端に形成されているテーパ面と差込側光ファイバコネクタ14先端に形成されているテーパ面が係合する。これにより、フェルール保持部材4、フェルール2、光ファイバ1等の互いに固定されている部材が軸方向左に平行に移動する力が加わる。フェルール保持部材4等はバネ7で支持されているため、差込側光ファイバコネクタ14が入るに従い、フェルール保持部材4等が左へ移動して軸のズレを吸収する。光ファーバー1、8を接続する場合、ミクロンオーダでその中心を合わせなければならないが、その端末処理であるフェルール2、9はミクロンオーダで製作されており、ミクロンオーダのはめ合精度を有するスリーブによりフェルール2、9の外形同士の位置合わせを行うことにより、結果として光ファイバーの軸もミクロンオーダで合う。   As above, each part of the configuration of the present invention has been described. Next, the operation will be described. FIG. 4 is a view before the insertion side optical fiber connector 14 and the receiving side optical fiber connector 13 are connected. When the optical fibers 1 and 8 are connected, their centers must be aligned in the micron order, but it is difficult to perform micron-order axis alignment from the outside of the sample observation room using a remote control device such as a magnet loader. Also in FIG. 4, the axis is shifted by about ± 1 mm. When the insertion-side optical fiber connector 14 is moved to the reception-side optical fiber connector 13, the tapered surface formed at the tips of the sleeve holding member 5 and the sleeve 3 of the reception-side optical fiber connector 13 and the insertion-side optical fiber connector 14. The tapered surface formed at the tip engages. Thereby, the force which the members fixed mutually, such as the ferrule holding member 4, the ferrule 2, and the optical fiber 1, move in parallel to the left of an axial direction is added. Since the ferrule holding member 4 and the like are supported by the spring 7, as the insertion-side optical fiber connector 14 is inserted, the ferrule holding member 4 and the like move to the left to absorb shaft misalignment. When optical fibers 1 and 8 are connected, their centers must be aligned with micron order, but the ferrules 2 and 9 which are the terminal treatments are manufactured with micron order, and have sleeves with micron order fitting accuracy. By aligning the outer shapes of the ferrules 2 and 9, as a result, the axes of the optical fibers are aligned on the micron order.

図5は差込側光ファイバコネクタ14に受側光ファイバコネクタ13が接続した後の断面図である。ハウジング6中心と光ファイバ1、8がズレている。このように、バネ7を有する受側光ファイバコネクタ13を用いることにより、バネ7の変形を利用して、±1mm程度の軸のズレを吸収することができる。受側光ファイバコネクタ13及び差込側光ファイバコネクタ14のフェルール2、9同士はスリーブ3で保持され、ミクロンオーダの精度で軸が合っている。また、受側のフェルール2は3N前後の力で押され、光ファイバ1、8同士は十分にフィジカルコンタクトしている。   FIG. 5 is a cross-sectional view after the receiving side optical fiber connector 13 is connected to the insertion side optical fiber connector 14. The center of the housing 6 and the optical fibers 1 and 8 are misaligned. Thus, by using the receiving side optical fiber connector 13 having the spring 7, it is possible to absorb the shaft misalignment of about ± 1 mm by utilizing the deformation of the spring 7. The ferrules 2 and 9 of the receiving side optical fiber connector 13 and the insertion side optical fiber connector 14 are held by the sleeve 3, and the axes are aligned with an accuracy of micron order. Further, the receiving-side ferrule 2 is pushed with a force of about 3N, and the optical fibers 1 and 8 are sufficiently in physical contact.

吸収できるズレは、スリーブ保持部材5及びスリーブ3開口部のテーパ面及びバネ7のストロークによるため、大きなズレが予測される場合は、テーパ面及びバネ7のストロークを大きくする。   The displacement that can be absorbed is due to the taper surface of the sleeve holding member 5 and the opening of the sleeve 3 and the stroke of the spring 7. Therefore, when a large displacement is predicted, the stroke of the taper surface and the spring 7 is increased.

また装着後、加熱又は冷却を行うと、温度差による熱伸縮で軸のズレが生じる場合があるが、同様にバネ7により吸収することができる。スリーブ3はフェルール2、9以外に固定されていないため、フェルール2、9同士の接続面の温度変化による相対的な熱伸縮は極めて小さく、光ファイバ1、8の軸精度をミクロンオーダで維持できる。フェルール2とスリーブ3を同種の材料でそろえると、なお高い軸精度が維持できる。   Further, when heating or cooling is performed after mounting, the shaft may be displaced due to thermal expansion / contraction due to a temperature difference, but it can be similarly absorbed by the spring 7. Since the sleeve 3 is not fixed to anything other than the ferrules 2 and 9, the relative thermal expansion and contraction due to the temperature change of the connecting surfaces of the ferrules 2 and 9 is extremely small, and the axial accuracy of the optical fibers 1 and 8 can be maintained on the order of microns. . If the ferrule 2 and the sleeve 3 are made of the same kind of material, high axial accuracy can be maintained.

差込側光ファイバコネクタ14を外した場合、受側光ファイバコネクタ13のフェルール保持部材4等ははバネ7の復元力によって差込む前の位置に戻る。   When the insertion-side optical fiber connector 14 is removed, the ferrule holding member 4 and the like of the reception-side optical fiber connector 13 returns to the position before insertion by the restoring force of the spring 7.

図6、7は光ファイバ1、8の軸の傾斜角度がズレた場合である。この場合も、上記図4、5同様にバネ7により、ズレを吸収することができる。   6 and 7 show cases where the tilt angles of the axes of the optical fibers 1 and 8 are shifted. Also in this case, the deviation can be absorbed by the spring 7 as in FIGS.

本発明の構成を図を用いて説明する。図10は本発明による光ファイバコネクタを用いた試料観察装置の外観図である。テーブル35はダンパ36を介して設置されており、テーブル35上面には試料観察室15が設置されている。試料観察室15は気密が保持されており、真空継手23を介してマグネットローダ24が接続されている。マグネットローダ24の替わりにモータ等で駆動する方式の遠隔操作機器でもよい。また、試料観察室15には複数の真空継手23が設置されており、オプション等の機器を接続できるよう構成されている。さらに、試料観察室15には配管39を介して真空ポンプ37及びガスボンベ取付ターミナル38が設置されている。   The configuration of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is an external view of a sample observation apparatus using the optical fiber connector according to the present invention. The table 35 is installed via a damper 36, and the sample observation chamber 15 is installed on the upper surface of the table 35. The sample observation chamber 15 is kept airtight, and a magnet loader 24 is connected via a vacuum joint 23. Instead of the magnet loader 24, it may be a remote operation device driven by a motor or the like. In addition, a plurality of vacuum joints 23 are installed in the sample observation chamber 15 and are configured so that devices such as options can be connected. Further, a vacuum pump 37 and a gas cylinder attachment terminal 38 are installed in the sample observation chamber 15 via a pipe 39.

図8は、図10における試料観察室15の断面模式図である。試料観察室15に設置された真空継手23には、ローダケース25が気密に接続されている。ローダケース25外周には外側マグネット26及び27が移動自在に取り付けられており、ローダケース25内部には内側マグネット28及び29が移動自在に取り付けられている。外側グネット26は内側マグネット28と、外側マグネット27は内側マグネット29とお互いに磁力により引き合っている。   FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the sample observation chamber 15 in FIG. A loader case 25 is airtightly connected to the vacuum joint 23 installed in the sample observation chamber 15. Outer magnets 26 and 27 are movably attached to the outer periphery of the loader case 25, and inner magnets 28 and 29 are movably attached inside the loader case 25. The outer gnet 26 is attracted to the inner magnet 28 and the outer magnet 27 is attracted to the inner magnet 29 by magnetic force.

内側マグネット28にはパイプ31が固定されており、パイプ31の他端にはクランパベース32が固定されている。一方、内側マグネット29にはシャフト30が固定されており、シャフト30はパイプ31の内側を通って、クランパレバー33と図示しないリンク部を介して接続されている。クランパレバー33及び図示しないリンク部は、マジックハンドのように構成されている。クランパベース32とクランパレバー33間に、差込側光ファイバコネクタ14が着脱自在に挟まれている。   A pipe 31 is fixed to the inner magnet 28, and a clamper base 32 is fixed to the other end of the pipe 31. On the other hand, a shaft 30 is fixed to the inner magnet 29, and the shaft 30 passes through the inside of the pipe 31 and is connected to a clamper lever 33 via a link portion (not shown). The clamper lever 33 and a link portion (not shown) are configured like a magic hand. The insertion-side optical fiber connector 14 is detachably sandwiched between the clamper base 32 and the clamper lever 33.

一方、試料観察室15内部は移動自在に走査形プロローブ顕微鏡セル22(以下、「SPMセル」という)が収容されている。SPMセル22には図示しない別のマグネットローダが設置されており、試料観察室15外部よりの操作で試料観察室15内を自在に移動させるよう構成されている。   On the other hand, the inside of the sample observation chamber 15 accommodates a scanning prolobe microscope cell 22 (hereinafter referred to as “SPM cell”) in a movable manner. Another magnet loader (not shown) is installed in the SPM cell 22 and is configured to freely move in the sample observation chamber 15 by an operation from the outside of the sample observation chamber 15.

SPMセル22内部の上部にはスキャナベース19が設置されており、スキャナベース19下面にはスキャナ18が設置されている。スキャナ18はピエゾ素子で構成されており、図示しない電源により電圧を印加することにより、ナノレベルで自由端が3次元方向に変位する。スキャナ18の自由端には走査形近接場顕微鏡用探針16が設置されている。走査形近接場顕微鏡用探針16の代わりに、光干渉型AFMのカンチレバーでもよい。また、SPMセル22側面には受側光ファイバコネクタ13が設置されている。受側光ファイバコネクタ13の構造は実施例1における図1と同様である。受側光ファイバコネクタ13に接続されている光ファイバ20は探針16に接続されている。また、SPMセル22底面には試料ステージ21が設置されており、試料ステージ21上面には試料17が着脱自在に置載されている。   A scanner base 19 is installed in the upper part of the SPM cell 22, and a scanner 18 is installed on the lower surface of the scanner base 19. The scanner 18 is composed of a piezo element, and when a voltage is applied by a power source (not shown), the free end is displaced in a three-dimensional direction at the nano level. At the free end of the scanner 18, a scanning near-field microscope probe 16 is installed. Instead of the scanning near-field microscope probe 16, an optical interference AFM cantilever may be used. A receiving side optical fiber connector 13 is installed on the side surface of the SPM cell 22. The structure of the receiving side optical fiber connector 13 is the same as that of FIG. The optical fiber 20 connected to the receiving side optical fiber connector 13 is connected to the probe 16. A sample stage 21 is installed on the bottom surface of the SPM cell 22, and a sample 17 is detachably mounted on the top surface of the sample stage 21.

以上、実施例2における各部の構成について説明したが、次に動作について説明する。外側マグネット26及び27は間隔を空けて配置されているが、左側に間隔を維持したままに並行移動すると、ローダケース25を介して磁気により引き付けられている内部マグネット28、29も間隔を維持したまま移動し、内部マグネット28に固定されているシャフト30及びハンド部34も左方向に移動する。つまり、差込側光ファイバコネクタ29がクランパレバー33に挟まれたまま左方向に移動する。さらに外側マグネット26、27の間隔を維持したまま左に移動させて、受側光ファイバコネクタ13に差込側光ファイバコネクタ14を接続させる。   The configuration of each unit in the second embodiment has been described above. Next, the operation will be described. The outer magnets 26 and 27 are arranged with a space therebetween. However, if the outer magnets 26 and 27 are moved in parallel on the left side while maintaining the space, the internal magnets 28 and 29 attracted by the magnet via the loader case 25 also maintain the space. The shaft 30 and the hand part 34 fixed to the internal magnet 28 also move leftward. That is, the insertion-side optical fiber connector 29 moves leftward while being sandwiched by the clamper lever 33. Further, the insertion side optical fiber connector 14 is connected to the receiving side optical fiber connector 13 by moving to the left while maintaining the distance between the outer magnets 26 and 27.

この場合、マグネットローダ24は機械的なガタがあるため、受側光ファイバコネクタ13と差込側光ファイバコネクタの光軸は平行に±1mm程度ズレる場合や、光軸の角度がズレる場合がある。しかし、受側光ファイバコネクタ13はバネを有しているため、実施例1と同様に光軸のズレを吸収することができる。   In this case, since the magnet loader 24 has mechanical backlash, the optical axes of the receiving side optical fiber connector 13 and the insertion side optical fiber connector may be shifted by about ± 1 mm in parallel, or the angle of the optical axis may be shifted. . However, since the receiving side optical fiber connector 13 has a spring, it can absorb the deviation of the optical axis as in the first embodiment.

接続後、外側マグネット26を動かさず、外側マグネット27のみを左側に動かすと、内側マグネット29及びシャフト30が連動して動き、マジックハンドのようにクランパレバー33開くため、差込側光ファイバコネクタ14を開放する(図9)。   After the connection, when the outer magnet 27 is moved to the left without moving the outer magnet 26, the inner magnet 29 and the shaft 30 move in conjunction with each other, and the clamper lever 33 opens like a magic hand. Is opened (FIG. 9).

そして、外側マグネット26、27を同時に右側の待機位置に移動させる。SPMセル22に光ファイバが接続され、測定可能な状態になる。   Then, the outer magnets 26 and 27 are simultaneously moved to the right standby position. An optical fiber is connected to the SPM cell 22, and measurement is possible.

SPMセル22を、例えば冷却するための図示しないクライオスタットに移動させて測定したい場合は、同様な作業を繰り返し、差込側光ファイバコネクタ14をはずして、SPMセル22を図示しない測定位置まで移動させる。光ファイバを接続したまま、SPMセル22を移動させると、光ファイバが許容曲げ半径以下に曲げられ、また、光ファイバに許容張力以上の力がかかり、光ファイバを破損する可能性があるからである。移動した後は、図示しない測定ポジションにおける図示しない別のマグネットローダを用いて図示しない別の差込光ファイバコネクタを同様に接続して測定を行う。   When it is desired to move the SPM cell 22 to a cryostat (not shown) for cooling, for example, the same operation is repeated, the insertion side optical fiber connector 14 is removed, and the SPM cell 22 is moved to a measurement position (not shown). . If the SPM cell 22 is moved while the optical fiber is connected, the optical fiber is bent below the allowable bending radius, and more force than the allowable tension is applied to the optical fiber, which may damage the optical fiber. is there. After the movement, measurement is performed by similarly connecting another plug-in optical fiber connector (not shown) using another magnet loader (not shown) at a measurement position (not shown).

本発明による受側光ファイバコネクタの断面図である。It is sectional drawing of the receiving side optical fiber connector by this invention. 本発明による差込側光ファイバコネクタの断面図である。It is sectional drawing of the insertion side optical fiber connector by this invention. 本発明による光ファイバコネクタが接続した後の断面図である(軸が合っている場合)。It is sectional drawing after the optical fiber connector by this invention has connected (when the axis is correct). 本発明による光ファイバコネクタを接続する時の断面図である(軸が平行にズレている場合)。It is sectional drawing when connecting the optical fiber connector by this invention (when the axis | shaft has shifted | deviated in parallel). 図4において接続した後の断面図である。It is sectional drawing after connecting in FIG. 本発明による光ファイバコネクタを接続する時の断面図である(軸の傾斜角度がズレている場合)。It is sectional drawing when connecting the optical fiber connector by this invention (when the inclination angle of a shaft has shifted | deviated). 図6において接続した後の断面図である。It is sectional drawing after connecting in FIG. 本発明による光ファイバコネクタを備えた試料観察装置の断面図である。It is sectional drawing of the sample observation apparatus provided with the optical fiber connector by this invention. 図8において光ファイバコネクタを接続させた後の試料観察装置の断面図である。It is sectional drawing of the sample observation apparatus after connecting the optical fiber connector in FIG. 本発明による光ファイバコネクタを備えた試料観察装置の外観図である。It is an external view of the sample observation apparatus provided with the optical fiber connector by this invention. フェルールの断面図及び側面図である。It is sectional drawing and a side view of a ferrule. スリーブ断面図及び側面図である。It is sectional drawing and a side view of a sleeve. 従来技術における光ファイバコネクタを接続した図である。It is the figure which connected the optical fiber connector in a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1 光ファイバ
2 フェルール
3 スリーブ
4 フェルール保持部材
5 スリーブ保持部材
6 ハウジング
7 テーパ型バネ
8 光ファイバ
9 フェルール
10 フェルール保持部材
11 受側光ファイバコネクタ取付部
12 差込側光ファイバコネクタ取付部
13 受側光ファイバコネクタ
14 差込側光ファイバコネクタ
15 試料観察室
16 探針
17 試料
18 スキャナ
19 スキャナベース
20 光ファイバ
21 試料ステージ
22 SPMセル
23 真空継手
24 マグネットローダ
25 ローダケース
26 外側マグネット
27 外側マグネット
28 内側マグネット
29 内側マグネット
30 シャフト
31 パイプ
32 クランパベース
33 クランパレバー
34 ハンド部
35 テーブル
36 ダンパ
37 真空ポンプ
38 ガスボンベ取付ターミナル
39 配管
40 のぞき窓
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical fiber 2 Ferrule 3 Sleeve 4 Ferrule holding member 5 Sleeve holding member 6 Housing 7 Tapered spring 8 Optical fiber 9 Ferrule 10 Ferrule holding member 11 Receiving side optical fiber connector attaching part 12 Plug-in side optical fiber connector attaching part 13 Receiving side Optical fiber connector 14 Insertion side optical fiber connector 15 Sample observation room 16 Probe 17 Sample 18 Scanner 19 Scanner base 20 Optical fiber 21 Sample stage 22 SPM cell 23 Vacuum joint 24 Magnet loader 25 Loader case 26 Outer magnet 27 Outer magnet 28 Inside Magnet 29 Inner magnet 30 Shaft 31 Pipe 32 Clamper base 33 Clamper lever 34 Hand part 35 Table 36 Damper 37 Vacuum pump 38 Gas cylinder mounter Naru 39 pipe 40 viewing window

Claims (5)

光ファイバ素線の端末処理を行うフェルールと、
前記フェルールに周設する差込ガイドと、
前記フェルールに対して、長手方向及び軸方向に力を及ぼす弾性体と、
前記弾性体を収納し、前記フェルールの移動を規制するハウジングと、を備えた光ファイバコネクタであって、
少なくとも前記フェルールが軸方向に変位自在であることを特徴とする光ファイバコネクタ。
A ferrule for terminal processing of an optical fiber,
An insertion guide provided around the ferrule;
An elastic body that exerts a force in the longitudinal direction and the axial direction on the ferrule;
A housing that houses the elastic body and restricts movement of the ferrule, and an optical fiber connector comprising:
An optical fiber connector, wherein at least the ferrule is axially displaceable.
前記差込ガイドにガタを有して内接し、差込側光ファイバコネクタを誘導するスリーブと、
フランジ部を有し、前記フェルールを保持するフェルール保持手段と、を備えた請求項1に記載された受側光ファイバコネクタであって、
前記弾性体がテーパ型弦巻バネであり、
前記テーパ型弦巻バネによって前記フェルール保持手段のフランジ部を前記ハウジング内側に押圧することを特徴とする受側光ファイバコネクタ。
A sleeve for guiding the insertion side optical fiber connector, inscribed in the insertion guide with play,
A receiving-side optical fiber connector according to claim 1, comprising a ferrule holding means that has a flange portion and holds the ferrule.
The elastic body is a taper type string spring,
A receiving-side optical fiber connector, wherein a flange portion of the ferrule holding means is pressed toward the inside of the housing by the taper type coiled spring.
気密に設けられた試料観察室と、
前記試料観察室内に設置された第1の請求項1又は2に記載された光ファイバコネクタと、
前記第1の光ファイバコネクタに対面した遠隔操作手段と、を備えた試料観察装置において、
前記第1の光ファイバコネクタに前記遠隔操作手段に保持された第2の光ファイバコネクタの着脱を行うことを特徴とする試料観察装置。
An airtight sample observation room,
The optical fiber connector according to claim 1 or 2 installed in the sample observation chamber;
In a sample observation device comprising a remote control means facing the first optical fiber connector,
A sample observation apparatus, wherein the second optical fiber connector held by the remote control means is attached to and detached from the first optical fiber connector.
前記遠隔操作手段がマグネットローダであることを特徴とする請求項4に記載した試料観察装置。   The sample observation apparatus according to claim 4, wherein the remote control means is a magnet loader. 前記試料観察装置が探針と試料との間に作用する物理量を検出する走査形プローブ顕微鏡であることを特徴とする請求項3又は4に記載した試料観察装置。   5. The sample observation apparatus according to claim 3, wherein the sample observation apparatus is a scanning probe microscope that detects a physical quantity acting between a probe and a sample.
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