DE60127757T2

DE60127757T2 - Verfahren zum Verspleissen von Glasfasern

Info

Publication number: DE60127757T2
Application number: DE60127757T
Authority: DE
Inventors: Katsuhiro Yokohama-shi Ochiai; Yutaka Yokohama-shi KUROIWA; Naoki Yokohama-shi SUGIMOTO; Takeshi Yokohama-shi Hirose
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2000-05-23
Filing date: 2001-05-22
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2021-05-23
Also published as: US20010047668A1; ATE359528T1; JP2002048935A; DE60127757D1; EP1158324A1; EP1158324B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von zwei Glasfasern, die verschiedene Glasübergangspunkte aufweisen.
Für die Zwecke der Anwendung auf einen optischen Verstärker in einem optischen Kommunikationssystem wurde eine Seltenerdelement-dotierte Glasfaser entwickelt, die ein Kernglas und ein Umhüllungsglas umfasst, wobei das Kernglas ein Seltenerdelement enthält und eine optische Verstärkungsfunktion aufweist. Insbesondere wird eine Glasfaser aktiv entwickelt, bei der das Seltenerdelement Er (Erbium) ist.
Um andererseits die Diversifizierung von Kommunikationsdienstleistungen zu berücksichtigen, die in der Zukunft erwartet wird, wurde ein Wellenlängenmultiplex-Kommunikationssystem (WDM) vorgeschlagen, um die Übertragungskapazität zu erhöhen. Bei dem WDM wird die Übertragungskapazität mit zunehmender Anzahl von Wellenlängenmultiplexkanälen zunehmen. Demgemäß bestand ein Bedarf für ein optisches Verstärkungsmedium, das Licht mit einer Wellenlänge von 1,2 bis 1,7 μm, das bei dem WDM verwendet wird, in einem breiten Band verstärken kann. Es wird davon ausgegangen, dass z.B. die vorstehend genannte Seltenerdelement-dotierte Glasfaser auf die vorstehend genannte Verwendung angewandt werden kann.
Als Seltenerdelement-dotierte optische Verstärkungsglasfaser ist eine Er-dotierte Glasfaser des Quarztyps bekannt. Die Wellenlängenbreite, in der durch die Er-dotierte Glasfaser des Quarztyps eine Verstärkung erhältlich ist, ist bezüglich Licht mit einer Wellenlänge von 1,2 bis 1,7 μm jedoch gering. Sie liegt bei 1,530 bis 1,565 μm, d.h. auf einem Niveau von 35 nm, bezüglich einer C-Bande, und bei 1,575 bis 1,607 μm, d.h. auf einem Niveau von 32 nm, bezüglich einer L-Bande.
Als optisches Verstärkungsmedium zur Lösung des vorstehend genannten Problems schlägt JP-A-11-317561 ein optisches Verstärkungsglas (Er-dotiertes Glas auf Bi₂O₃-Basis) vor, das ein Matrixglas, das 20 bis 80 mol-% Bi₂O₃, 15 bis 80 mol-% B₂O₃, CeO₂ und dergleichen, angegeben als mol-%, und 0,01 bis 10 % Er, das in das Matrixglas dotiert ist, angegeben als Masseprozentsatz, enthält. Die Wellenlängenbreite, in der die vorstehend genannte Verstärkung erhältlich ist, beträgt in jedem der Beispiele 1 bis 10 des optischen Verstärkungsglases, das in der vorstehend genannten Veröffentlichung beschrieben ist, mindestens 100 nm und beträgt mindestens das 2,5-fache des Er-dotierten Glases des Quarztyps.
In dem Fall eines optischen Verstärkers, bei dem eine solche Er-dotierte Glasfaser auf Bi₂O₃-Basis als optisches Verstärkungsmedium verwendet wird, besteht ein Problem dahingehend, wie die Er-dotierte Glasfaser auf Bi₂O₃-Basis mit einer Glasfaser des Quarztyps verbunden werden soll, die verbreitet als Glasfaser für die Kommunikation verwendet wird. Insbesondere geht es darum, wie die Verbindung zwischen diesen mit einer geringen Reflexion oder einem geringen Verlust an Signallicht an der verbundenen Oberfläche (wird nachstehend als Verbindungsverlust bezeichnet) mit einer hervorragenden Dauerbeständigkeit zu realisieren ist.
Als Verfahren zum Verbinden von zwei Glasfasern ist ein Schmelzverbindungsverfahren bekannt, wie es in der 4 veranschaulicht ist. Insbesondere werden die Endoberflächen der zu verbindenden zwei Glasfasern 51 und 52 anstoßen gelassen und der Kontaktbereich 54 der Endoberflächen wird durch eine Entladung, die zwischen den Elektroden 53 und 53, die in der Nähe und an der Außenseite des Kontaktbereichs bereitgestellt sind und mittels des dazwischen angeordneten Kontaktbereichs einander gegenüber liegen, erzeugt wird, erwärmt, um die Endoberflächen der beiden Glasfasern durch Schmelzen zu verbinden. Dabei befindet sich der Kontaktbereich 54 auf einer Linie, welche die Elektroden 53 und 53, die einander gegenüber liegen, verbindet.
Der Glasübergangspunkt T_G ist jedoch zwischen der Er-dotierten Glasfaser auf Bi₂O₃-Basis und der Glasfaser des Quarztyps verschieden, und es besteht eine Tendenz dahingehend, dass es schwierig ist, die Glasfasern durch das vorstehend beschriebene Schmelzverbindungsverfahren zu verbinden. Insbesondere weist die Er-dotierte Glasfaser auf Bi₂O₃-Basis typischerweise eine T_G von höchstens 600°C auf, während die Glasfaser des Quarztyps typischerweise eine T_G von mindestens 1000°C aufweist, und wenn eine Entladung derart durchgeführt wird, dass die Endoberfläche der Glasfaser des Quarztyps einem Schmelzverbinden unterliegt, wie es in der 4 veranschaulicht ist, wird an der Endoberfläche der Erdotierten Glasfaser auf Bi₂O₃-Basis ein signifikantes plastisches Fließen oder eine signifikante Flüchtigkeit auftreten, wodurch die Endoberflächen der zwei Fasern nicht in geeigneter Weise schmelzverbunden werden können, und der Verbindungsverlust nicht niedrig gemacht werden kann.
JP-A-57 024 906 beschreibt ein Verfahren zum Verbinden von zwei Fasern, die sich bezüglich des Brechungsindex des Kerns oder bezüglich der Schmelztemperatur unterscheiden, mit einem niedrigen Verlust dadurch, dass die Faser mit dem höheren Brechungsindex des Kerns stärker erwärmt wird.
Optics Communications 174 (2000), 419–425 betrifft die Messung des Verbindungsverlusts an Verbindungen zwischen Standard-Einzelmodusfasern und Er-dotierten Fasern.
Das Dokument „40^th Electronic components & Technology Conference", 1990, Seiten 873–76, betrifft die Optimierung des Schmelzvorgangs zwischen Er-dotierten Fasern und Standard-Einzelmodusfasern mit zusammenpassender Umhüllung (MC) bezüglich des Verbindungsverlusts durch Variieren der Verschmelzungszeit.
EP 0 321 947 A2 betrifft ein Verfahren zum Testen eines verbundenen Abschnitts von optischen Fasern.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Verbinden von Glasfasern bereitzustellen, um die vorstehend beschriebenen Probleme des Verbindens von zwei Glasfasern mit unterschiedlicher T_G zu lösen.
Die Lösung des vorstehend genannten technischen Problems wird durch Bereitstellen des in den Ansprüchen definierten Gegenstands gelöst.
Insbesondere wird ein Verfahren zum Verbinden von zwei Glasfasern (1, 2) bereitgestellt, umfassend das Anstoßen lassen der zu verbindenden Endoberflächen (1A, 2A) der zwei Glasfasern, so dass deren Achsen in einer Linie ausgerichtet sind, und das Erhöhen der Temperatur an den anstoßenden Endoberflächen (1A, 2A), so dass die Endoberflächen (1A, 2A) durch Schmelzen verbunden werden, um die zwei Glasfasern zu verbinden, wobei eine der zwei Glasfasern (1, 2) eine hochschmelzende Glasfaser (1) mit einem höheren Glasübergangspunkt ist und die andere eine niedrigschmelzende Glasfaser (2) mit einem niedrigeren Glasübergangspunkt ist, und das Erwärmen in einer solchen Art und Weise durchgeführt wird, dass die Temperatur an einem Bereich an der hochschmelzenden Glasfaser (1), welche von den angrenzenden Endoberflächen entfernt ist, am höchsten ist, um die Temperatur an den Endoberflächen anzuheben, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass der Bereich der höchsten Temperatur um mindestens 1 μm entfernt ist und das Verfahren ferner umfasst: das Bewegen der niedrigschmelzenden Glasfaser zu der Seite der hochschmelzenden Glasfaser oder das Bewegen der hochschmelzenden Glasfaser zu der Seite der niedrigschmelzenden Glasfaser in einem Bewegungsabstand von höchstens 50 μm während der Endoberflächenverschmelzung, wobei der Unterschied zwischen dem Glasübergangspunkt T_G der hochschmelzenden Glasfaser (1) und dem Glasübergangspunkt T₂ der niedrigschmelzenden Glasfaser (2) mindestens 400°C beträgt, wobei in einem Fall, in dem die Glasfaser eine Kern/Umhüllungs-Struktur aufweist, der Glasübergangspunkt T_G einer Glasfaser mit einer Kern/Umhüllungs-Struktur ein Glasübergangspunkt des Kernglases oder ein Glasübergangspunkt des Umhüllungsglases ist, wobei in einem Fall, in dem die Glasübergangspunkte der Kerngläser von zwei zu verbindenden Glasfasern gleich sind und die Glasübergangspunkte der Umhüllungsgläser unterschiedlich sind, T_Gs die Glasübergangspunkte der Umhüllungsgläser sind, in einem Fall, in dem die Glasübergangspunkte der Umhüllungsgläser der zwei zu verbindenden Glasfasern gleich sind und die Glasübergangspunkte der Kerngläser unterschiedlich sind, T_Gs die Glasübergangspunkte der Kerngläser sind, oder in einem Fall, in dem die Glasübergangspunkte bezüglich beider, der Kerngläser und der Umhüllungsgläser von zwei zu verbindenden Glasfasern, unterschiedlich sind, T_Gs die Glasübergangspunkte der Kerngläser sind.
Ferner wird ein Verfahren zum Verbinden von zwei Glasfasern (1, 2) bereitgestellt, umfassend das Anstoßen lassen der zu verbindenden Endoberflächen (1A, 2A) von zwei Glasfasern, so dass deren Achsen in einer Linie ausgerichtet sind, und das Erhöhen der Temperatur an den anstoßenden Endoberflächen (1A, 2A), so dass die Endoberflächen (1A, 2A) durch Schmelzen verbunden werden, um die zwei Glasfasern zu verbinden, wobei eine der zwei Glasfasern (1, 2) eine hochschmelzende Glasfaser (1) mit einem höheren Glasübergangspunkt ist und die andere eine niedrigschmelzende Glasfaser (2) mit einem niedrigeren Glasübergangspunkt ist, und das Erwärmen in einer derartigen Art und Weise durchgeführt wird, dass die Temperatur an einem Bereich an der hochschmelzenden Glasfaser (1), welche von den angrenzenden Endoberflächen entfernt ist, am höchsten ist, um die Temperatur an den Endoberflächen anzuheben, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass der Bereich der höchsten Temperatur um mindestens 1 μm entfernt ist, und wobei das Verhältnis des maximalen Durchmessers D_d an dem Endoberflächenbereich der niedrigschmelzenden Glasfaser (2), welche aufgrund der Erwärmung erweicht und deformiert wird, zu dem äußeren Durchmesser D₂ der niedrigschmelzenden Glasfaser (D_d/D₂) von 1,02 bis 1,1 beträgt (Ausführungsform 1).
Darüber hinaus wird ein Verfahren zum Verbinden von zwei Glasfasern (1, 2) bereitgestellt, umfassend das Anstoßen lassen der zu verbindenden Endoberflächen (1A, 2A) der zwei Glasfasern, so dass deren Achsen in einer Linie ausgerichtet sind, und das Erhöhen der Temperatur an den anstoßenden Endoberflächen (1A, 2A), so dass die Endoberflächen (1A, 2A) durch Schmelzen verbunden werden, um die zwei Glasfasern zu verbinden, wobei eine der zwei Glasfasern (1, 2) eine hochschmelzende Glasfaser (1) mit einem höheren Glasübergangspunkt ist und die andere eine niedrigschmelzende Glasfaser (2) mit einem niedrigeren Glasübergangspunkt ist, und das Erwärmen in einer solchen Art und Weise durchge führt wird, dass die Temperatur an einem Bereich an der hochschmelzenden Glasfaser (1), welcher von den anstoßenden Endoberflächen entfernt ist, am höchsten ist, um die Temperatur an den Endoberflächen zu erhöhen, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass der Bereich der höchsten Temperatur um mindestens 1 μm entfernt ist, und wobei das Verhältnis der Länge L_d des Endoberflächenbereichs der niedrigschmelzenden Glasfaser (2), die während der Erwärmung erweicht und deformiert wird, zu dem äußeren Durchmesser D₂ der niedrigschmelzenden Glasfaser (L_d/D₂) von 0,24 bis 0,4 beträgt (Ausführungsform 2).
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen detailliert beschrieben.
In den beigefügten Zeichnungen sind bzw. ist
die 1(a) und 1(b) Diagramme, die den Modus der Durchführung der vorliegenden Erfindung veranschaulichen,
die 2(a) und 2(b) Diagramme, die einen anderen Modus der Durchführung der vorliegenden Erfindung veranschaulichen,
die 3 eine Skizze einer Photographie eines Glasfaserverbindungsbereichs, die mit Hilfe eines Mikroskops aufgenommen worden ist, während der Bereich mit Licht von dessen Seite beleuchtet worden ist,
die 4 ein Diagramm, das ein herkömmliches Verfahren zum Verbinden von Glasfasern veranschaulicht.
Die Glasfaser in der vorliegenden Erfindung kann eine Glasfaser sein, die eine Kern/Umhüllungs-Struktur aufweist, oder sie kann eine Glasfaser sein, die keine Kern/Umhüllungs-Struktur aufweist. Nachstehend wird das Verbinden von Glasfasern mit einer Kern/Umhüllungs-Struktur erläutert.
In der vorliegenden Erfindung ist der Glasübergangspunkt T_G einer Glasfaser mit einer Kern/Umhüllungs-Struktur ein Glasübergangspunkt des Kernglases oder ein Glasübergangspunkt des Umhüllungsglases.
In einem Fall, bei dem die Glasübergangspunkte der Kerngläser von zwei Glasfasern, die verbunden werden sollen, gleich sind, und die Glasübergangspunkte der Umhüllungsgläser verschieden sind, sind die T_Gs die Glasübergangspunkte der Umhüllungsgläser.
In einem Fall, bei dem die Glasübergangspunkte der Umhüllungsgläser von zwei Glasfasern, die verbunden werden sollen, gleich sind, und die Glasübergangspunkte der Kerngläser verschieden sind, sind die T_Gs die Glasübergangspunkte der Kerngläser.
In einem Fall, bei dem die Glasübergangspunkte sowohl bezüglich der Kerngläser als auch bezüglich der Umhüllungsgläser von zwei Glasfasern, die verbunden werden sollen, verschieden sind, sind die T_Gs die Glasübergangspunkte der Kerngläser.
Ein typischer T_G-Wert beträgt 1000 bis 1200°C bezüglich einer Glasfaser des Quarztyps (SF) und 300 bis 600°C, typischer 360 bis 600°C, bezüglich einer Glasfaser auf Bi₂O₃-Basis (BF).
Der Unterschied zwischen dem Glasübergangspunkt T₁ der hochschmelzenden Glasfaser und dem Glasübergangspunkt T₂ der niedrigschmelzenden Glasfaser beträgt typischerweise mindestens 400°C, typischer mindestens 500°C.
Nachstehend werden der Kerndurchmesser d₁ und der Umhüllungsdurchmesser (Außendurchmesser) D₁ der hochschmelzenden Glasfaser und der Kerndurchmesser d₂ und der Umhüllungsdurchmesser (Außendurchmesser) D₂ der niedrigschmelzenden Glasfaser erläutert. Dabei sind d₁, D₁, d₂ und D₂ Werte an den zu verbindenden Endoberflächen der Glasfasern.
Jeder von d₁ und d₂ beträgt typischerweise 1 bis 20 μm. In dem Fall der Verwendung von BF als niedrigschmelzende Glasfaser beträgt d₂ typischerweise 1 bis 15 μm. In einem Fall, bei dem Licht von der Seite der hochschmelzenden Glasfaser zur Seite der niedrigschmelzenden Glasfaser übertragen wird, ist es bevorzugt, dass (d₁ – d₂) ≥ –5 μm beträgt. In einem Fall, bei dem Licht von der Seite der niedrigschmelzenden Glasfaser zur Seite der hochschmelzenden Glasfaser übertragen wird, ist es bevorzugt, dass (d₂ – d₁) ≥ –5 μm beträgt.
(d₁ – d₂) beträgt besonders bevorzugt –5 bis +5 μm. Außerhalb dieses Bereichs besteht die Befürchtung, dass die Richtung der Lichtübertragung beschränkt werden muss.
Jeder von D₁ und D₂ beträgt typischerweise 40 bis 200 μm. In einem Fall, bei dem die Fasern in einem optischen Kommunikationssystem verwendet werden, beträgt jeder von D₁ und D₂ typischerweise 120 bis 130 μm. Ferner beträgt (D₁ – D₂) vorzugsweise –3 bis +3 μm.
In einem Fall, bei dem die vorliegende Erfindung auf die Verbindung von Glasfasern angewandt wird, die für ein WDM verwendet werden sollen, werden diese Glasfasern üblicherweise in einem Einzelmodus verwendet, der Modusfelddurchmesser jeder der hochschmelzenden Glasfaser und der niedrigschmelzenden Glasfaser liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 1 bis 20 μm und der Unterschied zwischen diesen liegt vorzugsweise bei höchstens 1 μm. Der Unterschied beträgt mehr bevorzugt 0.
Ferner beträgt die Teilreflexionsindexdifferenz Δn₁ = [n_1CR – n_1CL]/2n_1CR, und zwar berechnet aus dem Kernglas-Brechungsindex n_1CR und dem Umhüllungsglas-Brechungsindex n_1CL (n_1CL beträgt typischerweise 1,5 ± 0,1), der hochschmelzenden Glasfaser vorzugsweise 0,2 bis 4 %, mehr bevorzugt 0,5 bis 1,8 %. Die Teilbrechungsindexdifferenz Δn₂ = [n_2CR – n_2CL]/2n_2CR, und zwar berechnet aus dem Kernglas-Brechungsindex n_2CR und dem Umhüllungsglas-Brechungsindex n_2CL (n_2CR beträgt typischerweise 2,04 ± 0,1), der niedrigschmelzenden Glasfaser beträgt vorzugsweise höchstens 3 %, mehr bevorzugt höchstens 1 %, besonders bevorzugt höchstens 0,5 % und vorzugsweise mindestens 0,1 %, mehr bevorzugt mindestens 0,3 %.
Ferner beträgt in dem vorstehend beschriebenen Fall jede der numerischen Apertur der hochschmelzenden Glasfaser NA₁ = [n_1CR ² – n_1CL ²]^0,5 und der numerischen Apertur der niedrigschmelzenden Glasfaser NA₂ = [n_2CR ² – n_2CL ²]^0,5 vorzugsweise 0,10 bis 0,42, mehr bevorzugt 0,15 bis 0,29.
In einem Fall, bei dem (NA₁ – NA₂) –0,05 bis +0,05 beträgt, beträgt (d₁ – d₂) vorzugsweise –1,5 bis +1,5 μm, und in einem Fall, bei dem (NA₁ – NA₂) –0,01 bis +0,01 beträgt, beträgt (d₁ – d₂) vorzugsweise –0,3 bis +0,3 μm.
Nachstehend wird die Ausführungsform A der vorliegenden Erfindung, die in den 1(a) und 1(b) veranschaulicht ist, unter Bezugnahme auf ein Beispiel beschrieben, bei dem eine Entladung, die zwischen einander gegenüber liegenden Elektroden erzeugt wird, zum Erwärmen verwendet wird.
In den 1(a) und 1(b) bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine hochschmelzende Glasfaser, das Bezugszeichen 2 eine niedrigschmelzende Glasfaser, die Bezugszeichen 1A und 2A Endoberflächen der hochschmelzenden Glasfaser 1 bzw. der niedrigschmelzenden Glasfaser 2, die aneinander anstoßen, und das Bezugszeichen 3 eine Elektrode zum Entladen und Erwärmen. Die 1(a) ist eine Vorderansicht und die 1(b) ist eine Seitenansicht.
Als erstes werden die hochschmelzende Glasfaser 1 und die niedrigschmelzende Glasfaser 2 so anstoßen gelassen, dass deren Achsen in einer Linie ausgerichtet sind. In einem Fall, bei dem die vorliegende Erfindung auf einen optischen Verstärker in dem optischen Kommunikationssystem oder dergleichen angewandt wird, bedeutet „die Achsen sind in einer Linie ausgerichtet" typischerweise, dass der Positionsunterschied der Achse des Kerns zwischen der hochschmelzenden Glasfaser 1 und der niedrigschmelzenden Glasfaser 2 höchstens 1 μm, typischer höchstens 0,5 μm beträgt.
Die Endoberflächen der hochschmelzenden Glasfaser 1 und der niedrigschmelzenden Glasfaser 2, die anstoßen gelassen werden sollen, sind vorzugsweise flach, wodurch die gesamten Endoberflächen der hochschmelzenden Glasfaser 1 und der niedrigschmelzenden Glasfaser 2 miteinander in Kontakt stehen. Die 1(a) und 1(b) veranschaulichen einen Fall, bei dem der Winkel, der durch die vorstehend genannten Endoberflächen mit den Achsen der Glasfasern gebildet wird, 90° beträgt, jedoch ist der Winkel α in der vorliegenden Erfindung nicht auf 90° beschränkt, und vorzugsweise beträgt α weniger als 90°. Wenn er 90° beträgt, neigt die Reflexion von Licht, die aufgrund des Unterschieds des Brechungsindex zwischen der hochschmelzenden Glasfaser 1 und der niedrigschmelzenden Glasfaser 2 erzeugt wird, dazu, an der schmelzverbundenen Fläche, die durch Schmelzverbinden der Endoberfläche 1A und der Endoberfläche 2A gebildet worden ist, signifikant zu sein, und Licht, das zurückkehrt, wird folglich zunehmen. Das zurückgekehrte Licht kann eine Laseroszillation destabilisieren oder es kann ein unnötiges Signal (Störsignal) erhöhen, wenn die Glasfasern, die erfindungsgemäß verbunden worden sind, auf eine Laservorrichtung angewandt werden. Der Winkel α beträgt mehr bevorzugt höchstens 87°. Ferner beträgt α vorzugsweise mindestens 60°. Wenn er weniger als 60° beträgt, neigt die Verarbeitung der Endoberfläche dazu, schwierig zu sein, und es besteht die Befürchtung, dass die Flachheit auf der Endoberfläche abnehmen könnte. Der Winkel α beträgt vorzugsweise mindestens 75°, mehr bevorzugt mindestens 80°.
Dann werden die hochschmelzende Glasfaser 1 und die niedrigschmelzende Glasfaser 2, die anstoßen, so eingestellt, dass der Abstand x zwischen der anstoßenden Endoberfläche 1A und dem Punkt, an dem sich die hochschmelzende Glasfaser 1 mit einer Linie schneidet, welche die Spitzen Y und Y der Elektroden 3 und 3 für die Entladung und das Erwärmen verbindet, d.h. dem Punkt C, an dem sich die Linie XX und das Segment YY in der 1(a) schneiden, mindestens 1 μm beträgt. Dabei veranschaulicht die 1(a) einen Fall, bei dem die Achse der hochschmelzenden Glasfaser 1 und der Linie XX in einer Linie ausgerichtet sind, die Achse sich auf dem Segment YY befindet, das die Elektroden 3 und 3 für die Entladung und das Erwärmen verbindet, die Achse und das Segment YY in einem rechten Winkel vorliegen, und der Punkt C der Mittelpunkt des Segments YY ist.
Ferner veranschaulichen die 1(a) und 1(b), wie es vorstehend beschrieben worden ist, einen Fall, bei dem α 90° ist, und in einem Fall, bei dem α nicht 90° ist, ist das vorstehend genannte X der Abstand zwischen dem Punkt C und dem „Mittelpunkt der Endoberfläche 1A", d.h. „der Schnittpunkt der Endoberfläche 1A und der Linie XX".
Dann wird zwischen den Elektroden 3 und 3 für die Entladung und das Erwärmen eine Spannung angelegt, um die Glasfasern derart zu erwärmen, dass die Temperatur an einem Abschnitt auf der hochschmelzenden Glasfaser 1, der um mindestens 1 μm von der anstoßenden Endoberfläche 1A entfernt ist, am höchsten ist. „Die Temperatur ist am höchsten" bedeutet, „die Temperatur ist in der axialen Richtung am höchsten" und der Abschnitt auf der Achse in der 1(a), bei dem „die Temperatur am höchsten ist", ist der Punkt C. Wenn der Abstand zwischen dem Punkt C, bei dem die Temperatur am höchsten ist, und der anstoßenden Endoberfläche 1A weniger als 1 μm beträgt, d.h. x < 1 μm, kann an der Endoberfläche der niedrigschmelzenden Glasfaser ein signifikantes plastisches Fließen oder eine signifikante Flüchtigkeit auftreten, wodurch die anstoßenden Endoberflächen nicht in geeigneter Weise schmelzverbunden werden können und der Verbindungsverlust dazu neigt, signifikant zu sein. x beträgt vorzugsweise mindestens 10 μm, mehr bevorzugt mindestens 100 μm, besonders bevorzugt mindestens 150 μm. Ferner beträgt x typischerweise höchstens 5 mm, typischer höchstens 1 mm.
Wie es vorstehend beschrieben worden ist, ist die Temperatur an dem Punkt C, der sich an dem Mittelabschnitt des Entladungsbereichs befindet, am höchsten, wohingegen sich die anstoßende Endoberfläche 2A der niedrigschmelzenden Glasfaser an dem nicht-Mittelabschnitt des Entladungsbereichs befindet, der eine Entladungsenergiedichte aufweist, die niedriger ist als diejenige des Mittelabschnitts des Entladungsbereichs, da x ≥ 1 μm, und die Temperatur ist niedriger als die Temperatur am Punkt C, und als Ergebnis wird an der Endoberfläche 2A kein signifikantes plastisches Fließen oder eine signifikante Flüchtigkeit auftreten, und die anstoßende Endoberfläche 1A und die anstoßende Endoberfläche 2A können schmelzverbunden werden.
Während des Endoberflächenschmelzverbindens wird die niedrigschmelzende Glasfaser in die Richtung der Seite der hochschmelzenden Glasfaser bewegt oder die hochschmelzende Glasfaser wird in die Richtung der Seite der niedrigschmelzenden Glasfaser bewegt, und zwar durch Einstellen der Kraft, die auf die anstoßenden Endoberflächen ausgeübt wird, so dass das Endoberflächenschmelzverbinden zweckmäßiger durchgeführt wird. Diese Bewegung y beträgt höchstens 50 μm. Wenn sie 50 μm übersteigt, neigt die Deformation der Endoberflächen, die schmelzverbunden werden sollen, dazu, signifikant zu sein, wodurch die Endoberflächen nicht in geeigneter Weise schmelzverbunden werden können, und der Verbindungsverlust kann signifikant sein. Die Bewegung beträgt vorzugsweise höchstens 10 μm, besonders bevorzugt höchstens 3 μm, insbesondere höchstens 2 μm.
Das Schmelzverbinden wird durch zweckmäßiges Einstellen z.B. des Abstands x (≥ 1 μm), des Abstands L₁ zwischen den Spitzen Y und Y der Elektroden 3 und 3 für die Entladung und das Erwärmen, des Entladestroms I, der Entladezeit t, der Anzahl der Entladungen n, der Entladungsunterbrechungszeit t' und der Bewegung y durchgeführt.
Die 2(a) und 2(b) sind Diagramme, die eine weitere Ausführungsform B der vorliegenden Erfindung veranschaulichen, und die 2(a) ist eine Vorderansicht und die 2(b) ist eine Seitenansicht. In dieser Ausführungsform schneidet sich die Achse der hochschmelzenden Glasfaser 1 nicht mit dem Segment YY, das die Spitzen Y und Y der Elektroden 3 und 3 für die Entladung und das Erwärmen verbindet. Die anderen Bedingungen sind mit denjenigen der Ausführungsform A identisch, wie sie in den 1(a) und 1(b) veranschaulicht ist. Dabei ist in der 2(a) die Darstellung der Linie XX, des Abstands x und des Punkts C, an dem die Temperatur auf der hochschmelzenden Glasfaser 1 am höchsten ist, wie es in der 1(a) veranschaulicht ist, weggelassen.
In der Ausführungsform A wird die hochschmelzende Glasfaser 1 an dem Mittelabschnitt des Entladungsbereichs, bei dem davon ausgegangen wird, dass er die höchste Entladungsenergiedichte aufweist, erwärmt, wohingegen in der Ausführungsform B die hochschmelzende Glasfaser 1 an dem nicht-Mittelabschnitt in dem Entladungsbereich, bei dem davon ausgegangen wird, dass er eine niedrigere Entladungsenergiedichte aufweist, erwärmt.
In der Ausführungsform B kann der Abstand L₂ (> 0 mm) zwischen der Linie YY', die senkrecht zur Achse der hochschmelzenden Glasfaser 1 von der Spitze Y einer Elektrode 3 für die Entladung und das Erwärmen und der Spitze Y der anderen Elektrode 3 für die Entladung und das Erwärmen gezeichnet ist, eingestellt werden.
Ferner beträgt in der Ausführungsform B der Abstand z (> 0 mm) zwischen dem Punkt C', an dem die Temperatur auf dem Mittelabschnitt des Entladungsbereichs und der Linie YY' am höchsten ist, vorzugsweise mindestens 1 μm.
In der Ausführungsform B ist die Anzahl der Parameter zur Optimierung des Schmelzverbindens höher als in der Ausführungsform A und es wird davon ausgegangen, dass das Schmelzverbinden zweckmäßiger ausgeführt werden kann. In der Ausführungsform B neigt das Erwärmen jedoch verglichen mit der Ausführungsform A dazu, uneinheitlich zu sein, und es kann schwierig sein, das Schmelzverbinden zu optimieren.
Bevorzugte Bereiche der vorstehend genannten Parameter in der Ausführungsform A oder der Ausführungsform B zur Optimierung des Schmelzverbindens in einem Fall, bei dem die T_G der hochschmelzenden Glasfaser 1000 bis 1200°C und die T_G der niedrigschmelzenden Glasfaser 300 bis 600°C betragen, wird nachstehend beschrieben.
Der Abstand L₁ beträgt vorzugsweise 0,5 bis 20 mm.
Der Entladestrom I beträgt vorzugsweise 1 bis 100 mA.
Die Anzahl der Entladungen n beträgt vorzugsweise höchstens 1000, mehr bevorzugt höchstens 100.
Die Entladezeit t bei einer Entladung beträgt vorzugsweise 0,001 bis 1 Sekunde, mehr bevorzugt 0,001 bis 0,1 Sekunden, besonders bevorzugt 0,01 bis 0,1 Sekunden.
In einem Fall, bei dem n ≥ 2, beträgt die Entladungsunterbrechungszeit t' vorzugsweise 0,001 bis 1 Sekunde, mehr bevorzugt 0,001 bis 0,5 Sekunden, besonders bevorzugt 0,01 bis 0,1 Sekunden.
Die Bewegung y beträgt vorzugsweise höchstens 3 μm, mehr bevorzugt höchstens 2 μm.
In einem Fall, bei dem der Abstand L₁ 0,5 bis 0,7 mm beträgt, beträgt der Abstand x vorzugsweise mindestens 5 μm, mehr bevorzugt mindestens 10 μm. Ferner beträgt der Abstand vorzugsweise höchstens 700 μm. Wenn der Abstand 700 μm übersteigt, neigt die Temperatur an der anstoßenden Endoberfläche der hochschmelzenden Glasfaser oder der niedrigschmelzenden Glasfaser dazu, zu niedrig zu sein, und die anstoßenden Endoberflächen können gegebenenfalls nicht schmelzverbunden werden. Der Abstand beträgt mehr bevorzugt höchstens 300 μm, besonders bevorzugt höchstens 250 μm.
In einem Fall, bei dem L₁ 0,7 mm übersteigt und höchstens 20 mm beträgt, beträgt der Abstand x vorzugsweise mindestens 100 μm. Wenn der Abstand weniger als 100 μm beträgt, kann an der Endoberfläche der niedrigschmelzenden Glasfaser ein signifikantes plastisches Fließen oder eine signifikante Flüchtigkeit auftreten. Der Abstand beträgt mehr bevorzugt mindestens 200 μm, besonders bevorzugt mindestens 250 μm. Ferner beträgt x vorzugsweise höchstens 700 μm. Wenn x 700 μm übersteigt, neigt die Temperatur an der anstoßenden Endoberfläche der hochschmelzenden Glasfaser oder der niedrigschmelzenden Glasfaser dazu, zu niedrig zu sein, und die anstoßenden Endoberflächen können gegebenenfalls nicht schmelzverbunden werden. Der Abstand beträgt mehr bevorzugt höchstens 500 μm, besonders bevorzugt höchstens 400 μm und insbesondere höchstens 300 μm.
In der Ausführungsform A ist es besonders bevorzugt, dass der Abstand L₁ zwischen den Spitzen der Elektroden 0,5 bis 2 mm, der Entladestrom I 10 bis 30 mA, das Produkt nt der Anzahl der Entladungen n und der Entladezeit t bei einer Entladung 0,1 bis 0,2 Sekunden und y 1 bis 3 μm beträgt.
In der Ausführungsform B beträgt der Abstand L₂ vorzugsweise mindestens 0,001 mm und höchstens 1 mm.
Nachstehend werden die wesentlichen Merkmale bezüglich der Deformation des Verbindungsbereichs der verbundenen Glasfasern in den Ausführungsformen 1 und 2 unter Bezugnahme auf die 3 erläutert.
Die 3 ist eine Skizze einer Photographie des Verbindungsbereichs der verbundenen Glasfasern, die mit einem Mikroskop aufgenommen worden ist, während der Bereich mit Licht von dessen Seite beleuchtet worden ist. Das Bezugszeichen 1 bezeichnet eine hochschmelzende Glasfaser, das Bezugszeichen 2 bezeichnet eine niedrigschmelzende Glasfaser, A bezeichnet eine schmelzverbundene Fläche, die durch Schmelzverbinden der Endoberfläche der hochschmelzenden Glasfaser 1 und der Endoberfläche der niedrigschmelzenden Glasfaser 2 gebildet worden ist, D₁ bezeichnet den Umhüllungsdurchmesser der hochschmelzenden Glasfaser 1 und D₂ bezeichnet den Umhüllungsdurchmesser der niedrigschmelzenden Glasfaser 2.
Die Bereiche S1 und S2 sind Bereiche, die im Vergleich zu einem anderen Bereich hell sind. Dabei wird davon ausgegangen, dass die Bereiche S1 und S2 aufgrund von Sammeleffekten der hochschmelzenden Glasfaser 1 bzw. der niedrigschmelzenden Glasfaser 2 hell sind.
Andererseits gehört der Bereich, der zwischen S1 und S2 angeordnet ist, zu dem Endoberflächenbereich, der einhergehend mit dem Schmelzverbinden der Endoberflächen deformiert wird (nachstehend als deformierter Bereich bezeichnet). In dem deformierten Bereich wird kein Sammeleffekt erhalten, wodurch dieser Bereich verglichen mit den Bereichen S1 und S2 dunkler ist.
In der Ausführungsform 1 beträgt das Verhältnis des maximalen Durchmessers D_d an dem deformierten Bereich zu dem Umhüllungsdurchmesser D₂ der niedrigschmelzenden Glasfaser 2, d.h. D_d/D₂, 1,02 bis 1,1. Wenn dieses Verhältnis weniger als 1,02 beträgt, neigt die Festigkeit an dem Verbindungsbereich dazu, niedrig zu sein, und es besteht die Befürchtung, dass die Festigkeit selbst dann ein Problem ist, wenn ein Verstärkungsmaterial an dem Verbindungsbereich angebracht ist. Das Verhältnis beträgt vorzugsweise mindestens 1,04. Wenn es 1,1 übersteigt, kann der Verbindungsverlust signifikant sein. Das Verhältnis beträgt höchstens 1,08.
In der Ausführungsform 2 beträgt das Verhältnis der Länge L_d des deformierten Bereichs zu dem Umhüllungsdurchmesser D₂ der niedrigschmelzenden Glasfaser 2, d.h. L_d/D₂, 0,24 bis 0,40. Wenn dieses Verhältnis weniger als 0,24 beträgt, neigt die Festigkeit an dem Verbindungsbereich dazu, niedrig zu sein, und es besteht die Befürchtung, dass die Festigkeit selbst dann ein Problem ist, wenn ein Verstärkungsmaterial an dem Verbindungsbereich angebracht ist. Das Verhältnis beträgt vorzugsweise mindestens 0,26, mehr bevorzugt mindestens 0,28. Wenn es 0,4 übersteigt, kann der Verbindungsverlust signifikant sein. Das Verhältnis beträgt vorzugsweise höchstens 0,36, mehr bevorzugt höchstens 0,34.
Auch in der Ausführungsform 1 beträgt L_d/D₂ wie in der Ausführungsform 2 vorzugsweise 0,24 bis 0,4.
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend bezüglich eines Beispiels beschrieben, bei dem zum Erwärmen eine Entladung genutzt wird, die zwischen einander gegenüber liegenden Elektroden erzeugt wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt und ein anderes Erwärmungsverfahren kann eingesetzt werden. Beispielsweise können ein Erwärmen durch einen Laser, ein Erwärmen durch einen Wasserstoffbrenner oder ein Erwärmen durch eine elektrische Heizeinrichtung genannt werden.
Als die Glasfaser mit einer T_G von 1000 bis 1200°C kann z.B. SF genannt werden und als die Glasfaser mit einer T_G von 300 bis 600°C kann z.B. BF genannt werden.
Der SiO₂-Gehalt von SF beträgt vorzugsweise mindestens 90 mol-%.
Der Bi₂O₃-Gehalt von BF beträgt vorzugsweise 20 bis 80 mol-%. Als von Bi₂O₃ verschiedene Komponente in BF kann z.B. B₂O₃, Al₂O₃, SiO₂, Ga₂O₃, TeO₂, CeO₂, Er₂O₃, Tm₂O₃ oder Yb₂O₃ genannt werden.
Um einer BF eine optische Verstärkungsfunktion zu verleihen, ist es bevorzugt, dass die BF Er oder Tm enthält.
In einem Fall der Verwendung einer BF, die ER als die optische Verstärkungsglasfaser enthält, ist das Kernglas vorzugsweise ein Glas, das ein Matrixglas mit einem Bi₂O₃-Gehalt von 20 bis 80 mol-% und Er umfasst, das in das Matrixglas in einer Menge von 0,01 bis 10 %, angegeben als Masseprozent, dotiert ist. Das Matrixglas enthält vorzugsweise eines von B₂O₃ und SiO₂.
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Beispiele detaillierter beschrieben. Es sollte jedoch beachtet werden, dass die vorliegende Erfindung keinesfalls auf solche spezifischen Beispiele beschränkt ist.
Beispiel 1 (Referenzbeispiel)
Eine Glasfaser des Quarztyps SF1 (SiO₂-Gehalt 97 mol-%), die eine T_G von 1010°C, eine zu verbindende Endoberfläche, die flach ist und einen rechten Winkel mit der Achse bildet, einen Kerndurchmesser von 3,6 μm und einen Umhüllungsdurchmesser von 125 μm an der Endoberfläche, einen Brechungsindex des Umhüllungsglases von 1,50, eine NA von 0,2 und eine Länge von 1000 mm aufweist, und eine Glasfaser auf Bi₂O₃-Basis BF1, die eine T_G von 470°C, eine zu verbindende Endoberfläche, die flach ist und einen rechten Winkel mit der Achse bildet, einen Kerndurchmesser von 3,6 μm und einen Umhüllungsdurchmesser von 125 μm an der Endoberfläche, einen Brechungsindex des Kernglases von 2,04, eine NA von 0,2 und eine Länge von 200 mm aufweist, wurden hergestellt (α = 90°).
Das Kernglas der vorstehend genannten BF1 war ein Glas, das ein Matrixglas, das aus 43 mol-% Bi₂O₃, 3,5 mol-% Al₂O₃, 32 mol-% SiO₂, 18 mol-% Ga₂O₃ und 3,5 mol-% TeO₂ be stand, und Er umfasst, das in das Matrixglas in einer Menge von 0,7 %, angegeben als Masseprozent, dotiert ist. Ferner bestand das Umhüllungsglas der vorstehend genannten BF1 aus 43 mol-% Bi₂O₃, 7,5 mol-% Al₂O₃, 32 mol-% SiO₂, 14 mol-% Ga₂O₃ und 3,5 mol-% TeO₂.
Die zu verbindenden Endoberflächen der zwei Glasfasern wurden anstoßen gelassen und die Endoberflächen wurden unter den folgenden Bedingungen der Entladung zwischen Elektroden gemäß der Ausführungsform A schmelzverbunden. Insbesondere betrugen x: 280 μm, L₁: 1,0 mm, I: 15 mA, n: 20 Mal, t: 0,01 Sekunden, t': 0,04 Sekunden und y: 1 μm. Als Elektroden für die Entladung wurden Wolframelektroden mit einem Durchmesser von 1 mm an der Basis des konischen Abschnitts an der Spitze und einer Höhe von 1,2 mm an dem konischen Abschnitt eingesetzt.
Die verbundene Fläche wurde visuell untersucht, wobei kein signifikantes plastisches Fließen oder keine signifikante Flüchtigkeit gefunden wurde, und die anstoßenden Endoberflächen wurden gut schmelzverbunden.
Der Übertragungsverlust der verbundenen Glasfasern wurde gemessen und betrug 0,5 dB bezüglich Licht mit einer Wellenlänge von 1,56 μm, 1,0 dB bezüglich Licht mit einer Wellenlänge von 1,31 μm und 1,5 dB bezüglich Licht mit einer Wellenlänge von 0,98 μm. Der Übertragungsverlust bezüglich Licht mit einer Wellenlänge von 0,9 bis 1,7 μm beträgt vorzugsweise höchstens 1,5 dB. Dabei ist das Licht mit einer Wellenlänge von 0,98 μm eines von typischen Wellenlängen als das Anregungslicht, das zur Verstärkung von Licht mit einer Wellenlänge von 1,2 bis 1,7 μm verwendet wird.
Beispiel 2 (Referenzbeispiel)
Die Endoberflächen von SF1 und BF1 wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 schmelzverbunden, jedoch betrug α 83°. Die verbundene Fläche wurde visuell untersucht, wobei kein signifikantes plastisches Fließen oder keine signifikante Flüchtigkeit gefunden wurde, und die anstoßenden Endoberflächen wurden gut schmelzverbunden.
Beispiel 3 (Referenzbeispiel)
Eine SF1, die eine T_G von 1010°C, eine zu verbindende Endoberfläche, die flach ist und einen rechten Winkel mit der Achse bildet, einen Kerndurchmesser von 6 μm und einen Umhüllungsdurchmesser von 125 μm an der Endoberfläche und eine Länge von 1000 mm auf weist, und eine BF1, die eine T_G von 470°C, eine zu verbindende Endoberfläche, die flach ist und einen rechten Winkel mit der Achse bildet, einen Kerndurchmesser von 4 μm und einen Umhüllungsdurchmesser von 125 μm an der Endoberfläche und eine Länge von 200 mm aufweist, wurden hergestellt (α = 90°).
Die zu verbindenden Endoberflächen der zwei Glasfasern wurden anstoßen gelassen und die Endoberflächen wurden unter den folgenden Bedingungen der Entladung zwischen Elektroden gemäß der Ausführungsform B schmelzverbunden. Insbesondere betrugen x: 30 μm, L₁: 0,5 mm, L₂: 0,25 mm, I: 15 mA, n: 2 Mal, t: 0,01 Sekunden, t': 0,5 Sekunden und y: 1 μm. Die verbundene Fläche wurde visuell untersucht, wobei kein signifikantes plastisches Fließen oder keine signifikante Flüchtigkeit gefunden wurde, und die anstoßenden Endoberflächen wurden gut schmelzverbunden.
Beispiel 4
Eine Glasfaser des Quarztyps SF1 und eine Glasfaser des Bi₂O₃-Typs BF1 wurden hergestellt und die zu verbindenden Endoberflächen der zwei Glasfasern wurden so anstoßen gelassen, dass die Achsen der zwei Glasfasern in einer Linie ausgerichtet waren, und die Endoberflächen wurden unter den folgenden Bedingungen der Entladung zwischen Elektroden gemäß der Ausführungsform A schmelzverbunden. Insbesondere betrugen x: 280 μm, L₁: 1,0 mm, I: 20 mA, n: 13 Mal, t: 0,01 Sekunden, t': 0,03 Sekunden und y: 3 μm. Als Elektroden für die Entladung wurden Wolframelektroden mit einem Durchmesser von 1 mm an der Basis des konischen Abschnitts an der Spitze und einer Höhe von 1,2 mm an dem konischen Abschnitt eingesetzt.
Der Verbindungsbereich der so verbundenen zwei Glasfasern wurde mit einem Mikroskop photographiert, während der Bereich mit Licht von dessen Seite beleuchtet wurde, und der maximale Durchmesser D_d und die Länge L_d an dem deformierten Bereich wurden gemessen. D_d betrug 133,8 μm und L_d betrug 41,3 μm. Da D₂ 125 μm betrug, beträgt D_d/D₂ 1,07 und L_d/D₂ beträgt 0,33.
Der Verbindungsverlust der verbundenen Glasfasern wurde bezüglich Licht mit einer Wellenlänge von 1,55 μm gemessen und betrug 0,3 dB. Dabei beträgt der Verbindungsverlust vorzugsweise höchstens 1 dB, mehr bevorzugt höchstens 0,5 dB.
Ferner wurde die Festigkeit der verbundenen Glasfasern gemessen und die Festigkeit betrug 0,8 GPa. Dabei beträgt die Festigkeit vorzugsweise mindestens 0,08 GPa, mehr bevorzugt mindestens 0,16 GPa. Wenn sie weniger als 0,08 GPa beträgt, kann selbst dann keine praxistaugliche Festigkeit erhalten werden, wenn ein Verstärkungsmaterial an dem Verbindungsbereich angebracht wird.
Erfindungsgemäß können Endoberflächen von zwei Glasfasern mit unterschiedlichen Glasübergangspunkten gut schmelzverbunden werden und die zwei Glasfasern können gut verbunden werden. Wenn die verbundenen Glasfasern als Glasfaser für eine Kommunikation verwendet werden, kann der Verbindungsverlust klein gemacht werden und die Dauerbeständigkeit an dem Verbindungsbereich ist hoch.
Ein optischer Verstärker mit darin einbezogenen Glasfasern, wobei die Glasfasern durch Verbinden einer Glasfaser des Quarztyps und einer Glasfaser des Bi₂O₃-Typs, bei der Er in den Kern dotiert ist, der eine optische Verstärkungsfunktion ausübt, mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung erhalten worden sind, kann für ein herkömmliches optisches Kommunikationssystem, bei dem eine Glasfaser des Quarztyps eingesetzt wird, vielfältig verwendet werden, da die Verbindung der Glasfaser des Quarztyps und der Glasfaser des Quarztyps für eine Kommunikation leicht durchgeführt werden kann.

Claims

Verfahren zum Verbinden von zwei Glasfasern (1, 2), umfassend das Anstoßen lassen der zu verbindenden Endoberflächen (1A, 2A) der zwei Glasfasern, so daß deren Achsen in einer Linie ausgerichtet sind, und das Erhöhen der Temperatur an den anstoßenden Endoberflächen (1A, 2A), so daß die Endoberflächen (1A, 2A) durch Schmelzen verbunden werden, um die zwei Glasfasern zu verbinden, wobei eine der zwei Glasfasern (1, 2) eine hochschmelzende Glasfaser (1) mit einem höheren Glasübergangspunkt ist und die andere eine niedrigschmelzende Glasfaser (2) mit einem niedrigeren Glasübergangspunkt ist, und das Erwärmen in einer solchen Art und Weise durchgeführt wird, daß die Temperatur an einem Bereich an der hochschmelzenden Glasfaser (1), welche von den angrenzenden Endoberflächen entfernt ist, am höchsten ist, um die Temperatur an den Endoberflächen anzuheben, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß der Bereich der höchsten Temperatur um mindestens 1 μm entfernt ist und das Verfahren ferner umfaßt: das Bewegen der niedrigschmelzenden Glasfaser zu der Seite der hochschmelzenden Glasfaser oder das Bewegen der hochschmelzenden Glasfaser zu der Seite der niedrigschmelzenden Glasfaser in einem Bewegungsabstand von höchstens 50 μm während der Endoberflächenverschmelzung, wobei der Unterschied zwischen dem Glasübergangspunkt T_G der hochschmelzenden Glasfaser (1) und dem Glasübergangspunkt T₂ der niedrigschmelzenden Glasfaser (2) mindestens 400°C beträgt, wobei in einem Fall, in dem die Glasfaser eine Kern/Umhüllungs-Struktur aufweist, der Glasübergangspunkt T_G einer Glasfaser mit einer Kern/Umhüllungs-Struktur ein Glasübergangspunkt des Kernglases oder ein Glasübergangspunkt des Umhüllungsglases ist, wobei in einem Fall, in dem die Glasübergangspunkte der Kerngläser von zwei zu verbindenden Glasfasern gleich sind und die Glasübergangspunkte der Umhüllungsgläser unterschiedlich sind, T_Gs die Glasübergangspunkte der Umhüllungsgläser sind, in einem Fall, in dem die Glasübergangspunkte der Umhüllungsgläser der zwei zu verbindenden Glasfasern gleich sind und die Glasübergangspunkte der Kerngläser unterschiedlich sind, T_Gs die Glasübergangspunkte der Kerngläser sind, oder in einem Fall, in dem die Glasübergangspunkte bezüglich beider, der Kerngläser und der Umhüllungsgläser von zwei zu verbindenden Glasfasern, unterschiedlich sind, T_Gs die Glasübergangspunkte der Kerngläser sind.
Verfahren zum Verbinden von zwei Glasfasern (1, 2), umfassend das Anstoßen lassen der zu verbindenden Endoberflächen (1A, 2A) von zwei Glasfasern, so daß deren Achsen in einer Linie ausgerichtet sind, und das Erhöhen der Temperatur an den anstoßenden Endoberflächen (1A, 2A), so daß die Endoberflächen (1A, 2A) durch Schmelzen verbunden werden, um die zwei Glasfasern zu verbinden, wobei eine der zwei Glasfasern (1, 2) eine hochschmelzende Glasfaser (1) mit einem höheren Glasübergangspunkt ist und die andere eine niedrigschmelzende Glasfaser (2) mit einem niedrigeren Glasübergangspunkt ist, und das Erwärmen in einer derartigen Art und Weise durchgeführt wird, daß die Temperatur an einem Bereich an der hochschmelzenden Glasfaser (1), welche von den angrenzenden Endoberflächen entfernt ist, am höchsten ist, um die Temperatur an den Endoberflächen anzuheben, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß der Bereich der höchsten Temperatur um mindestens 1 μm entfernt ist, und wobei das Verhältnis des maximalen Durchmessers D_d an dem Endoberflächenbereich der niedrigschmelzenden Glasfaser (2), welche aufgrund der Erwärmung erweicht und deformiert wird, zu dem äußeren Durchmesser D₂ der niedrigschmelzenden Glasfaser (D_d/D₂) von 1,02 bis 1,1 beträgt.
Verfahren zum Verbinden von zwei Glasfasern (1, 2), umfassend das Anstoßen lassen der zu verbindenden Endoberflächen (1A, 2A) der zwei Glasfasern, so daß deren Achsen in einer Linie ausgerichtet sind, und das Erhöhen der Temperatur an den anstoßenden Endoberflächen (1A, 2A), so daß die Endoberflächen (1A, 2A) durch Schmelzen verbunden werden, um die zwei Glasfasern zu verbinden, wobei eine der zwei Glasfasern (1, 2) eine hochschmelzende Glasfaser (1) mit einem höheren Glasübergangspunkt ist und die andere eine niedrigschmelzende Glasfaser (2) mit einem niedrigeren Glasübergangspunkt ist, und das Erwärmen in einer solchen Art und Weise durchgeführt wird, daß die Temperatur an einem Bereich an der hochschmelzenden Glasfaser (1 ), welcher von den anstoßenden Endoberflächen entfernt ist, am höchsten ist, um die Temperatur an den Endoberflächen zu erhöhen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß der Bereich der höchsten Temperatur um mindestens 1 μm entfernt ist, und wobei das Verhältnis der Länge L_d des Endoberflächenbereichs der niedrigschmelzenden Glasfaser (2), die während der Erwärmung erweicht und deformiert wird, zu dem äußeren Durchmesser D₂ der niedrigschmelzenden Glasfaser (L_d/D₂) von 0,24 bis 0,4 beträgt.
Verfahren zum Verbinden von Glasfasern nach Anspruch 3, wobei das Verhältnis des maximalen Durchmessers D_d an dem Endoberflächenbereich der niedrigschmelzenden Glasfaser (2), der während der Erwärmung erweicht und deformiert wird, zu dem äußeren Durchmesser D₂ der niedrigschmelzenden Glasfaser (D_d/D₂) von 1,02 bis 1,1 beträgt.
Verfahren zum Verbinden von Glasfasern nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Erwärmen in einer solchen Art und Weise durchgeführt wird, daß die Temperatur an einem Bereich an der hochschmelzenden Glasfaser (2), welche um mindestens 100 μm von der Endoberfläche entfernt ist, am höchsten ist.
Verfahren zum Verbinden von Glasfasern nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei beide der zu verbindenden zwei Glasfasern (1, 2) Glasfasern mit einer Kern/Umhüllungs-Struktur sind.
Verfahren zum Verbinden von Glasfasern nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei der Unterschied zwischen dem Glasübergangspunkt T_G der hochschmelzenden Glasfaser (1) und dem Glasübergangspunkt T₂ der niedrigschmelzenden Glasfaser (2) mindestens 400°C beträgt.
Verfahren zum Verbinden von Glasfasern nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei T_G von 1000 bis 1200°C beträgt.
Verfahren zum Verbinden von Glasfasern nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei T₂ von 300 bis 600°C beträgt.