JP2000098171A

JP2000098171A - 光ファイバの融着接続方法

Info

Publication number: JP2000098171A
Application number: JP27166398A
Authority: JP
Inventors: Takehito Ishiguro; 壮人石黒; Noriyuki Kawanishi; 紀行川西; Junichi Suzuki; 純一鈴木; Hisanosuke Yaguchi; 尚之助矢口
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1998-09-25
Filing date: 1998-09-25
Publication date: 2000-04-07
Anticipated expiration: 2018-09-25
Also published as: JP3746619B2

Abstract

(57)【要約】【課題】モードフィールド径の異なる光ファイバ同士
を低損失に融着接続する。【解決手段】（ａ）のようにモードフィールド径の異
なる光ファイバ１０、２０とを突き合わせ、放電電極４
１、４２間のアーク放電ビーム４３により加熱し、両光
ファイバ１０、２０を矢印に示すように突き合わせ方向
に押し込んで両者の端面を融着接続した後、（ｂ）の矢
印に示すように光ファイバ１０、２０を右方に移動させ
て、放電ビーム４３による加熱領域をモードフィールド
径の小さい光ファイバ１０側にずらし、放電電極４１、
４２間での放電ビーム４３で追加の加熱を行い、モード
フィールド径の小さい光ファイバ１０においてコア部の
ドーパントを拡散してモードフィールド径を拡大し、モ
ードフィールド径の大きい光ファイバ２０のモードフィ
ールド径に近づける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、モードフィール
ド径の異なる２本の光ファイバ同士をアーク放電融着接
続機を使用して融着接続する接続方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】通信ケーブル網の構築や光ファイバを使
用した機器を製作する際にモードフィールド径の異なる
２本の光ファイバ同士を融着接続しなければならない場
合がある。その際、単に、アーク放電融着接続機を使用
して、モードフィールド径の異なる２本の光ファイバ同
士を融着接続すると、モードフィールド径が等しい光フ
ァイバ同士を接続する場合に比べて、大きな接続損失が
生じる。そこで、従来より、なるべく低損失で接続する
ための工夫がなされている。

【０００３】その第１の方法として、融着接続前に、モ
ードフィールド径の小さな光ファイバの接続端部付近を
マイクロトーチ等を用いて加熱し、その接続端部付近の
コアのドープ剤を長手方向に緩やかに拡散させて、他方
のモードフィールド径の大きな光ファイバのモードフィ
ールド径とおおよそ一致させ、その後、通常の融着接続
法により接続する、というものが知られている。この場
合、接続部において両方の光ファイバのモードフィール
ド径が概略一致するため、低接続損失が得られる。

【０００４】従来の第２の方法では、まず、両光ファイ
バの突き合わせられた接続部をアーク放電により加熱し
て融着接続を行い、つぎにその同じ箇所をアーク放電に
より、今度はより低い温度で追加加熱する（特開平５−
２１５９３１号公報参照）。この方法は、たとえばエル
ビウムドープ光ファイバなどの、コア径の細い側の光フ
ァイバのコアのドープ剤の熱による拡散速度が速い場合
に、この光ファイバを、他方のたとえば一般的な１．５
５μｍ帯シングルモード光ファイバに接続する場合など
に使用される。

【０００５】この第２の方法では、いったん融着接続さ
れた融着接続部が低い温度で適当な時間追加加熱される
ことにより、両方のコア径が近づくことを利用してい
る。図１２はこの方法で融着接続した場合の接続損失と
加熱時間の関係を示す。このような関係から、最も接続
損失が低下する時点で加熱を中止することにより、良好
な接続損失を得ることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
第１の方法では、通常の融着接続機を使用して融着接続
を行う前にモードフィールド径の小さな光ファイバの接
続端部付近を加熱するための、マイクロトーチ等の通常
の融着接続機以外の特別な装置が必要になること、およ
び作業が複雑になること、などの問題がある。つまり、
マイクロトーチ等を熱源とした別の装置が必要になると
ともに、その装置を使用した前処理工程が必要となっ
て、作業が煩雑になる。

【０００７】また、従来の第２の方法は、上記のような
特別の装置を必要としないものの、アーク放電によって
追加加熱するので、接続損失をそれほど低下させること
ができないという問題がある。つまり、アーク放電によ
る加熱の場合、加熱領域が光ファイバ長さ方向に狭いた
め、コアドーパントの拡散領域が狭く、モードフィール
ド径のテーパ状拡大部の、そのテーパ長が短くなって、
低接続損失化できない。さらに、コア径の太い側の光フ
ァイバの方が、そのコアのドープ剤の熱による拡散速度
が速い場合には、両光ファイバのコア径の格差を広げる
ことになり、逆効果となって接続損失を増加させてしま
う問題もある。つまり、図１３（ａ）のようにコア部１
１が細径な光ファイバ１０とコア部２１が太径な光ファ
イバ２０とを融着接続した後、その融着接続部近辺を均
等に加熱すると、同（ｂ）のように、細径のコア部１１
が拡散するばかりでなく太径のコア部２１も拡散して、
コア部１１、２１の径の格差がかえって広がる。

【０００８】この発明は、上記に鑑み、特別の装置の必
要性や作業の煩雑さを招くことなく、モードフィールド
径の異なる光ファイバ同士を低損失に融着接続できる方
法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明による光ファイバの融着接続方法において
は、互いに接続すべきモードフィールド径の小さい第１
の光ファイバとモードフィールド径の大きい第２の光フ
ァイバのそれぞれ端面同士を突き合わせ、この突き合わ
せ部を放電加熱して融着接続し、その後、放電加熱位置
を第１の光ファイバ側へずらして加熱量の少ない追加の
放電加熱を行って第１の光ファイバのコアのドーパント
を拡散させ、第１の光ファイバのモードフィールド径の
みを長手方向に緩やかに拡大することが特徴となってい
る。

【００１０】追加の放電加熱は、加熱位置をモードフィ
ールド径の小さい第１の光ファイバ側へずらした上で行
うので、この第１の光ファイバのみのコアのドーパント
を拡散させることができ、この第１の光ファイバのモー
ドフィールド径のみを長手方向に緩やかに拡大すること
ができる。そのため、モードフィールド径の大きな第２
の光ファイバとの接続部においてモードフィールド径の
小さな第１の光ファイバのモードフィールド径がテーパ
状に拡大し、かつそのテーパ長を長くすることができる
ので、テーパ長が短いことによる損失増加を抑え、低接
続損失で接続することができるようになる。

【００１１】この追加の放電加熱時に、第１の光ファイ
バ側の複数位置で放電加熱を行うとともに、融着接続部
から離れるほど放電加熱量を小さくすることもできる。

【００１２】また、追加放電加熱時の加熱位置を第１の
光ファイバ側に移動させるには、融着接続された第１、
第２の光ファイバを放電電極に対して相対的に移動させ
ることによってもよい。

【００１３】さらに、追加放電加熱時の加熱位置を第１
の光ファイバ側に移動させるには、偏向電極により放電
ビームを偏向させることにより実現することもできる。

【００１４】また、互いに接続すべきモードフィールド
径の小さい第１の光ファイバとモードフィールド径の大
きい第２の光ファイバのそれぞれ端面同士を突き合わ
せ、この突き合わせ部近辺の光ファイバ長さ方向に広い
範囲を放電加熱し、第１の光ファイバのコアのドーパン
トを光ファイバ長さ方向に広い範囲で拡散させて第１の
光ファイバのモードフィールド径をテーパ状に拡大さ
せ、かつそのテーパ長が長くなるようにして、上記の両
光ファイバを融着接続することを特徴としてもよい。

【００１５】ここで、第１、第２の光ファイバのそれぞ
れの端面同士を突き合わせ、この突き合わせ部近辺の光
ファイバ長さ方向に広い範囲を放電加熱し、上記の両光
ファイバを融着接続する際、その放電加熱領域を光ファ
イバ長さ方向に拡大するには、放電電極間隔を光ファイ
バ径の２０倍を超えるほどに広げるようにすればよい。

【００１６】また、偏向電極により放電ビームを偏向さ
せることによって、放電加熱領域を光ファイバ長さ方向
に拡大するようにしてもよい。

【００１７】さらに、放電加熱中に光ファイバを移動さ
せることにより放電加熱領域を光ファイバ長さ方向に拡
大することもできる。

【００１８】

【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態に
ついて図面を参照しながら詳細に説明する。まず、図１
の（ａ）に示すように、モードフィールド径の小さい第
１の光ファイバ１０と、モードフィールド径の大きい第
２の光ファイバ２０とを、それらの先端においてシース
（保護膜）１３、２３を剥離した状態で突き合わせ、放
電電極（棒）４１、４２に高電圧を印加してアーク放電
を起こす。この放電電極４１、４２の間にアーク放電に
よる放電ビーム４３が形成され、その熱で両光ファイバ
１０、２０の突き合わせ端部が加熱されて溶融されてく
る。その時、これらの光ファイバ１０、２０を矢印に示
すように突き合わせ方向に押し込んで両者の端面を融着
接続する。

【００１９】その後、図１の（ｂ）の矢印に示すよう
に、この２つの光ファイバ１０、２０を右方に移動させ
る。すると、放電ビーム４３による加熱領域が融着接続
部から左方つまりモードフィールド径の小さい第１の光
ファイバ１０側にずれる。このようにずらした状態で放
電電極４１、４２間でアーク放電を起こして加熱する。
これにより、モードフィールド径の小さい第１の光ファ
イバ１０のみにおいてコア部のドーパントを拡散してモ
ードフィールド径をテーパ状に緩やかに拡大し、そのテ
ーパ長を長くしながら第２の光ファイバ２０のモードフ
ィールド径に近づけることができる。

【００２０】すなわち、単に融着接続した状態では、図
２の（ａ）のように両光ファイバ１０、２０のコア部１
１、２１の直径に段差がある状態で接合している。追加
加熱時には、図２の（ｂ）に示すように、この融着接続
位置３０よりも光ファイバ１０側にずらした位置３１を
加熱中心として加熱する。そのため、この位置３１を中
心にして加熱されることになって、モードフィールド径
の小さな光ファイバ１０のコア部１１のドーパントがそ
の周囲のクラッド部１２に拡散してきて、モードフィー
ルド径の大きな光ファイバ２０のコア部２１の直径と近
くなる。また、モードフィールド径はテーパ状に緩やか
に拡大し、そのテーパ長が長くなる。

【００２１】このように、モードフィールド径の小さい
第１の光ファイバ１０とモードフィールド径の大きい第
２の光ファイバ２０とを融着接続する場合に、光ファイ
バ１０のモードフィールド径のみを融着接続部付近でテ
ーパ状に緩やかに拡大することができて、両光ファイバ
１０、２０のモードフィールド径を近づけてそれらの間
に段差が生じることを解消することができる。そして光
ファイバ１０のモードフィールド径が長いテーパ長で緩
やかに拡大していくため、接続損失が少ない融着接続を
行うことができる。そして、この場合、第２の光ファイ
バのコア部２１のドーパントの拡散速度が速い場合で
も、加熱中心は位置３１であって、第２の光ファイバ２
０はそれほど加熱されず、コア部２１のドーパントの拡
散が進むことはなく、この第２の光ファイバ２０でモー
ドフィールド径が拡大されないため、モードフィールド
径の大きい側の第２の光ファイバ２０がどのような種類
の光ファイバでもよくなり、適用可能な光ファイバの種
類が限定されることがなくなる。

【００２２】なお、追加放電加熱の加熱中心位置および
追加放電回数（放電加熱時間と考えてもよい）には、接
続損失を最も小さくするための最適値がそれぞれ存在し
ている。つまり、追加放電位置を、融着接続位置３０か
ら少しずつ離して上記のようにして追加放電加熱を行っ
たとき、その融着接続部を通して一方の光ファイバ（１
０または２０）から他方の光ファイバ（２０または１
０）へ伝送される光パワー（通過パワー）を測定したと
ころ、図３の（ａ）のような結果が得られた。これか
ら、追加の放電加熱位置が融着接続位置３０に近過ぎる
場合、光ファイバ２０側も加熱してしまうことになるた
め、光ファイバ２０のコア部２１のドーパントを拡散し
てしまって、接続損失を小さくすることができない。逆
に、追加の放電加熱位置が融着接続位置３０から遠過ぎ
る場合には、光ファイバ１０のコア部１１のドーパント
が拡散される位置が融着接続位置３０から離れるので、
融着接続位置３０ではあまり拡散されずに、この位置で
はモードフィールド径が小さいままにとどまることにな
って、光ファイバ２０のモードフィールド径との差が大
きいままとなってしまって、接続損失を小さくできな
い。

【００２３】追加放電回数（追加放電加熱時間）も同様
であり、放電回数（加熱時間）を変えて追加放電加熱を
行い、光の通過パワーを測定してみたところ、図３の
（ｂ）のような結果を得た。これから放電回数（加熱時
間）が少なくても、多くても通過パワーは小さく（接続
損失は大きく）なり、最適値が存在することが分かる。
すなわち、加熱時間が少なすぎれば光ファイバ１０にお
けるモードフィールド径の拡大が不十分となり、多すぎ
れば拡大されすぎて、逆に損失が増える。

【００２４】実際には、追加の放電加熱についての、こ
れらの放電位置、および放電回数（加熱時間）は、光フ
ァイバ１０のコア部１１のドーパントとしてどのような
材料を用いているかなど、光ファイバ１０の種類ごとに
異なるため、実験によって最適値を求めていくほかな
い。

【００２５】つぎに、第２の実施形態について説明する
と、ここでは、追加の放電加熱位置を少しずつずらしな
がら、複数の加熱位置において追加の放電加熱を行う。
つまり、第１の実施形態と同様に、図１の（ａ）のよう
にモードフィールド径の小さい第１の光ファイバ１０と
モードフィールド径の大きい第２の光ファイバ２０と
を、放電電極４１、４２間のアーク放電ビーム４３によ
って加熱することにより融着接続した後、図１の（ｂ）
に示すように光ファイバ１０、２０を右方に移動させて
放電ビーム４３の位置を融着接続部より光ファイバ１０
側へとずらして追加の放電加熱を行う際に、その加熱位
置を一個所とするのではなく、少しずつずらして複数箇
所で加熱する。

【００２６】その結果、図２の（ｃ）に示すように、光
ファイバ１０の融着接続位置３０に近い、複数（ここで
は３つ）の位置３１、３２、３３で加熱して、その３つ
の位置３１、３２、３３でコア部１１のドーパントを拡
散させることができる。これは、アーク放電による加熱
領域が実際上非常に狭いことから来る不都合を解消した
ものである。加熱領域が狭くても、複数箇所で加熱する
ことにより、モードフィールド径をテーパ状にスムーズ
に拡大することができて接続損失をさらに減少させるこ
とが可能である。

【００２７】さらに、その加熱位置３１、３２、３３に
おいて、融着接続位置３０から離れるほど、放電エネル
ギーを小さくしたり放電時間を少なくしたりして加熱量
を少なくしていけば、モードフィールド径をテーパ状に
スムーズに拡大することができて接続損失を一層減少さ
せることが可能である。すなわち、モードフィールド径
をテーパ状に拡大していく場合に、そのテーパ部の長さ
が長いほど接続損失を減少させることができるが、これ
を実現することが可能になる。

【００２８】第３の実施の形態では、上記のように複数
箇所で追加の放電加熱を行うのではなく、放電加熱位置
をずらしながら、連続的に追加の放電加熱を行い、かつ
徐々に放電加熱量を減少させていく。すなわち、第１の
実施形態と同様に、図１の（ａ）のようにモードフィー
ルド径の小さい第１の光ファイバ１０とモードフィール
ド径の大きい第２の光ファイバ２０とを、放電電極４
１、４２間のアーク放電ビーム４３によって加熱するこ
とにより融着接続した後、図１の（ｂ）に示すように光
ファイバ１０、２０を右方に移動させて放電ビーム４３
の位置を融着接続部より光ファイバ１０側へとずらしい
きながら、その移動中に、連続的に追加の放電加熱を行
い、その移動にしたがって放電による加熱量を徐々に減
少させていく。

【００２９】すなわち、図２の（ｄ）に示すように、融
着接続位置３０に近い位置３１から遠い位置３４まで
の、加熱量を減少させながらの追加の連続的放電加熱を
行う。これにより、光ファイバ１０のコア部１１のドー
パントの拡散度を徐々に減らすことができて、光ファイ
バ１０のモードフィールド径を融着接続位置３０に向け
てよりゆるやかなテーパ状に拡大することができる。そ
の結果、モードフィールド径の異なる２つの光ファイバ
１０、２０の融着接続部を、より低損失にすることがで
きる。

【００３０】つぎにこれらの実施形態で融着接続した光
ファイバ１０、２０を移動させる具体的な機構について
説明する。融着接続機は、具体的には、図４に示すよう
に、接続すべき２つの光ファイバ１０、２０を固定する
Ｖ溝ブロック５２とシースクランプ５３とを備える。シ
ースクランプ５３、５３により、光ファイバ１０、２０
のそれぞれのシース１３、２３をクランプし、Ｖ溝ブロ
ック５２、５２により光ファイバ（心線）１０、２０を
位置決めする。これらの一対のＶ溝ブロック５２とシー
スクランプ５３は、それぞれ移動ブロック５１、５１上
に搭載され、この移動ブロック５１、５１は、モーター
５４の回転を直線運動に変換するマイクロメータ５５な
どの運動伝達機構により矢印で示すように、光ファイバ
１０、２０の軸方向に相互に近づきまたは離れるように
移動させられる。これらモーター５４、５４等はベース
５６上に固定される。アーク放電用の電極はこの図では
省略されているが、光ファイバ１０、２０の突き合わせ
部付近で、前後（紙面に垂直な方向）に配置される。

【００３１】光ファイバ１０、２０を融着接続した後、
追加の放電加熱を行う際には、２つのモーター５４、５
４を電気制御でシンクロさせて回転させ、これにより、
２つの移動ブロック５１、５１を、図の右方向に、正確
に、等距離・等速度で移動させる。こうして、融着接続
した部分をそのままに保って両方の光ファイバ１０、２
０を、固定された放電電極に対してずらすことができ
る。

【００３２】また、図５に示すように、モーター５４、
５４等を固定するベース自体を移動させるよう構成する
こともできる。すなわち、ベース５６の上に移動ベース
５７を設け、その上にモーター５４、５４等を固定す
る。そして、モーター５８およびマイクロメータ５９等
の運動伝達機構によってこの移動ベース５７をベース５
６上で矢印で示すように移動させる。

【００３３】この図５の構成では、２つのモーター５
４、５４を同時に回転させ光ファイバ１０、２０が近づ
く方向にこれらの光ファイバ１０、２０を移動させて融
着接続した後、これらのモーター５４、５４は停止させ
てその状態を保つようにし、モーター５８のみを駆動し
て移動ベース５７を移動させて放電電極（図では省略）
に対する光ファイバ１０、２０の軸方向移動を行い、追
加の放電加熱を行うことになる。

【００３４】さらに、図示はしないが、光ファイバ１
０、２０は固定したままで、放電電極の方を移動させる
よう構成することも可能である。すなわち、放電電極棒
を保持する保持機構を図５の移動ベース５７のような移
動ベースに取り付けて、融着接続後に放電電極を光ファ
イバ１０、２０の軸方向に移動させて、追加の放電加熱
を行うよう構成するのである。

【００３５】第４の実施形態について説明する。この実
施形態では、まず図６の（ａ）に示すように、第１の実
施形態と同様に、モードフィールド径の小さい第１の光
ファイバ１０とモードフィールド径の大きい第２の光フ
ァイバ２０とを、放電電極４１、４２間のアーク放電ビ
ーム４３によって加熱することにより融着接続した後、
追加の放電加熱を行うが、その際に、図６の（ｂ）に示
すように偏向電極６０を挿入して放電ビーム４３を、光
ファイバ１０側へと偏向させる。これによって放電加熱
位置を、融着接続位置から光ファイバ１０側へとずら
す。

【００３６】偏向電極６０は、たとえば図７のように、
アルミナ等のセラミックの絶縁基板６１の片面に導電体
層６２を設けたものからなる。この導電体層６２は、メ
ッキまたは蒸着などにより形成することができる。そし
て、溝６３を有する形状に形成されている。この溝６３
は、光ファイバ１０（２０）を挿入するためのものであ
る。すなわち、不要時には待避させておいて、必要とな
ったときにこの偏向電極６０を矢印に示すように移動さ
せて溝６３内に光ファイバ１０（２０）が入るようにす
ることで、光ファイバ１０（２０）の周囲に偏向電極６
０を位置させる。

【００３７】放電ビーム４３は、電子ビームであって負
に帯電しているため、導電体層６２をプラスにバイアス
することによって、放電ビーム４３を偏向電極６０側へ
引き寄せることができる。このとき導電体層６２と放電
電極との間に放電が生じないようにする必要がある。そ
のため、導電体層６２側の面と反対側の面が放電ビーム
４３に対面するようにして、絶縁を図っている。

【００３８】この偏向電極６０の進退機構は種々に形成
できる。たとえば、図８のように、一対のＶ溝ブロック
５２・シースクランプ５３（および図示しないが放電電
極棒）を覆って保護する風防７０に、この偏向電極６０
を上下方向（図の矢印方向）にスライド可能に取り付け
て、追加の放電加熱時に下降させるようにする。

【００３９】さらに、図９に示すように、風防７０に取
り付けた偏向電極６０を横方向にもスライドできるよう
にして、光ファイバ１０、２０の軸方向の任意の位置に
偏向電極６０を移動させるようにしてもよい。また、図
で示すことはしないが、スライド型の機構のほか、回転
型の機構（偏向電極６０の基板６１を回転可能に軸止す
る機構）を用いて偏向電極６０を進退させるようにして
もよい。

【００４０】追加の放電加熱時にこのような偏向電極６
０を用いて放電ビーム４３を図６の（ｂ）に示すように
偏向させることにより、加熱位置を融着接続位置から光
ファイバ１０側へとずらすことができるため、たとえば
図２の（ｂ）のように、融着接続位置３０から光ファイ
バ１０側へとずれた位置３１を中心にコア部１１のドー
パントを拡散してモードフィールド径を拡大することが
できる。

【００４１】また、偏向電極６０の位置をずらして放電
ビーム４３の偏向度合いを変化させながら複数回放電加
熱を行えば、図２の（ｃ）のように複数の箇所３１、３
２、３３を中心にしてコア部１１のドーパントを拡散す
ることができ、しかもその際に放電エネルギーや放電時
間を調整して融着接続位置３０から離れるほど加熱量を
少なくすれば、比較的長いテーパ状となるように、徐々
にモードフィールド径を拡大することができる。

【００４２】さらに、偏向電極６０の位置をずらして放
電ビーム４３の偏向度合いを変化させながら連続的に放
電加熱を行い、その際に融着接続位置３０から離れるほ
ど加熱量を少なくすれば、図２の（ｄ）のように位置３
１から位置３４までの比較的長い距離において徐々に拡
散度を小さくしながら、コア部１１のドーパントを拡散
することができる。こうして、光ファイバ１０における
モードフィールド径を、融着接続位置３０に向けてテー
パ状に徐々に拡大させることができる。

【００４３】なお、放電ビーム４３の偏向度合いを変化
させて加熱位置を種々に変えるには、上記のように偏向
電極６０そのものの位置をずらすほか、偏向電極６０
（導電体層６２）に加えるバイアス電圧を調整すること
でも可能である。

【００４４】つぎに第５の実施形態について説明する。
この実施形態では、まず図１０の（ａ）に示すように、
第１の実施形態と同様に、モードフィールド径の小さい
第１の光ファイバ１０とモードフィールド径の大きい第
２の光ファイバ２０とを突き合わせ、放電電極（棒）４
１、４２に高電圧を印加してアーク放電を起こし、放電
電極４１、４２間のアーク放電ビーム４３によって加熱
する。そして、それら光ファイバ１０、２０の突き合わ
せ端部が溶融したとき、図１０の（ｂ）の矢印に示すよ
うに光ファイバ１０、２０を突き合わせ方向に押し込ん
で両者の端面を融着接続する。このような融着接続のた
めの放電加熱の際に、放電電極４１、４２の間の間隔を
光ファイバ（心線）１０、２０の外径の２０倍を超える
ような広い間隔としておく。すなわち、通常であれば、
融着接続時の放電電極４１、４２の間の間隔は光ファイ
バ（心線）１０、２０の外径の１２〜１３倍程度が普通
であるが、これを上記のような広い間隔に広げておく。
これによって融着接続時の放電ビーム４３を拡大させ
て、加熱領域を光ファイバ１０、２０の長さ方向に拡大
する。

【００４５】また、第６の実施形態では、最初に図１１
の（ａ）に示すようにして、最初に述べた第１の実施形
態と同様に、モードフィールド径の小さい第１の光ファ
イバ１０とモードフィールド径の大きい第２の光ファイ
バ２０とを突き合わせ、放電電極（棒）４１、４２に高
電圧を印加してアーク放電を起こし、放電電極４１、４
２間のアーク放電ビーム４３によって加熱する。そし
て、それら光ファイバ１０、２０の突き合わせ端部が溶
融したとき、図１１の（ｂ）の矢印に示すように光ファ
イバ１０、２０を突き合わせ方向に押し込んで両者の端
面を融着接続する。このような融着接続のための放電加
熱の際に、２つの偏向電極６０、６０で放電ビーム４３
を挟むようにして、これらの偏向電極６０、６０のそれ
ぞれに放電ビーム４３を引き寄せて、放電ビーム４３を
光ファイバ１０、２０の長さ方向に拡大させる。こうし
て、融着接続時の加熱領域を光ファイバ１０、２０の長
さ方向に拡大する。

【００４６】この偏向電極６０、６０は図７に示したよ
うなものを用いることができる。２つの偏向電極６０、
６０は、絶縁基板６１側が互いに対面し、その間に放電
ビーム４３を挟むようにして配置される。

【００４７】これらの第５、第６の実施形態では、放電
ビーム４３が光ファイバ１０、２０上で拡大しており、
加熱領域が光ファイバ１０、２０の長さ方向に拡大して
いる。そして、放電ビーム４３による温度分布は、その
中心部で高く、周囲に向かうにしたがって低くなるとい
うようなものとなる。そのため、加熱温度が光ファイバ
１０、２０が溶融するほどに高くなるのは、両光ファイ
バ１０、２０の突き合わせ端部のみとなり、その突き合
わせ端部から離れれば離れるほど温度は低くなる。

【００４８】その結果、光ファイバ１０、２０のコア部
１１、２１のドーパントの拡散度は、融着接続位置３０
（図２）で大きく、その位置３０から離れるほど小さく
なる。通常、コア径の細い側の光ファイバ１０はたとえ
ばエルビウムドープ光ファイバなどのコア部１１のドー
パントの熱による拡散速度が速い光ファイバであり、コ
ア径の太い側の光ファイバ２０はたとえば一般的な１．
５５μｍ帯シングルモード光ファイバであってコア部２
１のドーパントの熱による拡散速度が遅い光ファイバで
あることが多い。したがって、異なるモードフィールド
径の光ファイバを接続する通常の場合には、図２の
（ｄ）に示すように、コア径の細い側の光ファイバ１０
のみにおいてコア部１１を、融着接続位置３０からかな
り離れた位置３４より、融着接続位置３０まで緩やかに
テーパ状に拡大させ、光ファイバ２０のモードフィール
ド径に近づけることができる。

【００４９】このように、コア径の細い側の光ファイバ
１０のみにおいてコア部１１を緩やかにテーパ状に拡大
させ、そのテーパ長を長くすることができるので、光フ
ァイバ１０、２０を低接続損失で融着接続することがで
きる。しかも、単に、放電電極４１、４２の間隔を大き
くしたり、あるいは偏向電極６０、６０を挿入するだけ
であり、その他は通常の融着接続法と同じであるため、
非常に簡便であり、操作が容易であるばかりでなく、装
置の構成も簡単になる。

【００５０】また、図１の（ｂ）のように、光ファイバ
１０、２０をその長さ方向に移動させ、あるいは放電電
極４１、４２を光ファイバ１０、２０に対しその長さ方
向に移動させ、その移動中に融着接続のための放電加熱
を行うことによって、融着接続のための加熱領域を光フ
ァイバ１０、２０の長さ方向に拡大させて、融着接続位
置近辺の広い範囲で加熱し、突き合わせ端部のみ溶融さ
せ、それ以外の部分でコア部のドーパントを拡散させる
ようにしてもよい。

【００５１】なお、上記はこの発明の実施の形態を説明
するものであり、具体的な構造などは、この発明の趣旨
を逸脱しない範囲で種々に変更可能であることはもちろ
んである。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の光ファ
イバの融着接続方法によれば、モードフィールド径の異
なる２つの光ファイバ同士を、低接続損失で融着接続す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態を示す模式図。

【図２】融着接続部近辺での両光ファイバの縦断面を示
す模式図。

【図３】追加放電加熱位置と追加放電回数に対する融着
接続部の通過光パワー特性を示すグラフ。

【図４】光ファイバを移動させる具体的な構造を示す模
式図。

【図５】光ファイバを移動させる他の具体的な構造を示
す模式図。

【図６】他の実施形態を示す模式図。

【図７】偏向電極を具体的に示す模式図。

【図８】偏向電極の保持機構の具体例を示す模式図。

【図９】偏向電極の保持機構の別の具体例を示す模式
図。

【図１０】別の実施形態を示す模式図。

【図１１】さらに別の実施形態を示す模式図。

【図１２】従来例における追加放電時間に対する接続損
失特性を示すグラフ。

【図１３】従来例での融着接続部近辺の両光ファイバの
縦断面を示す模式図。

【符号の説明】

１０モードフィールド径の小さい光ファイ
バ１１細径のコア部１２、２２クラッド部１３、２３シース２０モードフィールド径の大きい光ファイ
バ２１太径のコア部３０融着接続位置３１〜３４追加の放電加熱中心４１、４２放電電極４３アーク放電ビーム５１移動ブロック５２Ｖ溝ブロック５３シースクランプ５４、５８モーター５５、５９マイクロメータ５６ベース５７移動ベース６０偏向電極６１絶縁基板６２導電体層６３光ファイバ挿入用溝７０風防

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木純一千葉県佐倉市六崎1440番地株式会社フジクラ佐倉工場内 (72)発明者矢口尚之助千葉県佐倉市六崎1440番地株式会社フジクラ佐倉工場内Ｆターム(参考） 2H036 MA12 MA17 NA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに接続すべきモードフィールド径の
小さい第１の光ファイバとモードフィールド径の大きい
第２の光ファイバのそれぞれ端面同士を突き合わせ、こ
の突き合わせ部を放電加熱して融着接続し、その後、放
電加熱位置を第１の光ファイバ側へずらして加熱量の少
ない追加の放電加熱を行って第１の光ファイバのコアの
ドーパントを拡散させ、第１の光ファイバのモードフィ
ールド径のみを長手方向に緩やかに拡大することを特徴
とする光ファイバの融着接続方法。
【請求項２】追加の放電加熱時に、第１の光ファイバ
側の複数位置で放電加熱を行うとともに、融着接続部か
ら離れるほど放電加熱量を小さくすることを特徴とする
請求項１記載の光ファイバの融着接続方法。
【請求項３】融着接続された第１、第２の光ファイバ
を放電電極に対して相対的に移動させることによって、
追加放電加熱時の加熱位置を第１の光ファイバ側に移動
させることを特徴とする請求項１記載の光ファイバの融
着接続方法。
【請求項４】偏向電極により放電ビームを偏向させる
ことによって追加放電加熱時の加熱位置を第１の光ファ
イバ側に移動させることを特徴とする請求項１記載の光
ファイバの融着接続方法。
【請求項５】互いに接続すべきモードフィールド径の
小さい第１の光ファイバとモードフィールド径の大きい
第２の光ファイバのそれぞれ端面同士を突き合わせ、こ
の突き合わせ部近辺の光ファイバ長さ方向に広い範囲を
放電加熱し、第１の光ファイバのコアのドーパントを光
ファイバ長さ方向に広い範囲で拡散させて第１の光ファ
イバのモードフィールド径をテーパ状に拡大させ、かつ
そのテーパ長が長くなるようにして、上記の両光ファイ
バを融着接続することを特徴とする光ファイバの融着接
続方法。
【請求項６】放電電極間隔を光ファイバ径の２０倍を
超えるほどに広げて放電加熱領域を光ファイバ長さ方向
に拡大することを特徴とする請求項５記載の光ファイバ
の融着接続方法。
【請求項７】放電加熱のための放電ビームを偏向電極
により偏向させることによって放電加熱領域を光ファイ
バ長さ方向に拡大することを特徴とする請求項５記載の
光ファイバの融着接続方法。
【請求項８】放電加熱中に両光ファイバを移動させる
ことにより放電加熱領域を光ファイバ長さ方向に拡大す
ることを特徴とする請求項５記載の光ファイバの融着接
続方法。