JP2000292641A

JP2000292641A - 大きく異なるガラス転移点を特徴とする光ファイバーを永久的に接続する方法

Info

Publication number: JP2000292641A
Application number: JP2000078530A
Authority: JP
Inventors: Marco Braglia; マルコ・ブラグリア
Original assignee: OTC Optical Technologies Center SRL
Current assignee: OTC Optical Technologies Center SRL
Priority date: 1999-03-22
Filing date: 2000-03-21
Publication date: 2000-10-20
Also published as: IT1308824B1; CA2301469A1; ITTO990217A1; EP1039318A3; EP1039318A2

Abstract

(57)【要約】【課題】一様で時間的に安定な特性を有した接合部を
保証する接合方法を提供すること。【解決手段】低いガラス転移温度のガラスから成る第
１光ファイバー（２）と高いガラス転移温度のガラスか
ら成る第２光ファイバー（９、１０）を永久的に接合す
る方法が記載される。該方法では、前記第１及び第２光
ファイバー（２、９、１０）の向かい合う端面間、及び
前記端面に隣接したファイバー端部に接着剤を塗布す
る。次に、一様な偏光と時間的に安定な接合部を保証す
るように、重合放射の作用下に接着剤をさらす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信ネットワー
クのためのコンポーネントに関し、特に、ＧｅＯ ₂が添
加された従来型の石英ファイバーのような高い融点を特
徴とする光ファイバーを、例えば弗化物ベース若しくは
カルコゲン化物ベースのファイバー又はテルル化物ガラ
スファイバーのような低いガラス転移点のファイバーに
永久的に接合する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】大きく異なるガラス転移温度の光ファイ
バーを永久的に接合する問題は、例えば光通信ネットワ
ークにおいて信号の減衰を補償するのにますます使用さ
れるようになった光ファイバー増幅器を実現する際に生
じる。光ファイバー増幅器は、希土類イオンが添加され
た光ファイバーを利用し、特に、約１．３ミクロンを中
心とする所謂「第２伝送窓(second transmission windo
w)」内の波長にて動作する増幅器の場合にはＰｒ³⁺イオ
ンが添加された光ファイバーを、約１．５５ミクロンを
中心とする第３窓内の波長にて動作する増幅器の場合に
はＥｒ³⁺が添加されたファイバーを利用する。これら希
土類が添加された光ファイバーは、「アクティブファイ
バー」として公知である。幾つかの種類の増幅器では、
これらのファイバーは、例えばハロゲン化物（特に弗化
物）ベースのファイバー又はカルコゲン化物ベースのフ
ァイバー又は酸化テルルに基づいたテルル化物ガラスの
ファイバーのように、シリカとは異なる材料に基づいた
ガラスを使用して製造される。実際には、ハロゲン化物
ベースのガラス（弗化物ガラス）又はカルコゲン化物ベ
ースのガラスは、Ｅｒ³⁺が添加されると蛍光を示すもの
だけであり、それにより、第２窓で動作する増幅器を製
造するために使用できる。よって、伝送線として従来使
用されている石英光ファイバーの実際上ゼロの分散を特
徴とする領域が利用できる。さらに、第３窓内での使用
のためにＥｒ³⁺イオンが添加されると、弗化物ガラスは
石英ガラスより僅かに大きく平坦な増幅帯域を有するの
で、いかなる利得等化の問題も生じることなくより多い
チャンネルを伝送できる。

【０００３】Ｅｒ³⁺が添加されたテルル化物ガラスは、
石英ガラスと弗化物ガラスよりも十分に広い増幅帯域を
有し、加えて増幅帯域全体に亘ってより一様な特性を示
す。しかしながら、上記非石英ガラスは、石英ガラスよ
り十分に（数百℃だけ）低いガラス転移温度Ｔ_gを有す
る。実際、これらのガラスに対しＴ_gは弗化物又はテル
ル化物ガラスの場合その組成に依存して約２５０℃から
約６００℃まで変わり、一方、石英ガラスの場合Ｔ_gは
１８００℃のオーダーである。従って、増幅器のファイ
バーと伝送線のファイバーを永久的に接合するために、
接合特性の良質性と持続性を保証するスプライシング技
術を適用することが出来ず、接着による接合技術を用い
る必要がある。この技術では、接合すべき所定長のファ
イバーの端をそれぞれのガイド要素に挿入してそれらを
整列させ、接着剤（一般にエポキシ樹脂）の滴により相
互に固定する。外部の適当な放射により接着剤を重合さ
せる。整列位置は、２つの所定長のファイバーを通って
伝送される信号が最大になることにより認識する。接着
剤は、接着作業中に整列状態を容易に維持することを可
能にするような機械式コネクターを作るのに従来用いら
れている種類のものでよい。接着による接合技術及びこ
のような技術にも適用できる機械式コネクターの構造
は、例えばＦ．Ｃ．アラード(Allard)による著書「技術
者と科学者のためのファイバー光学ハンドブック」に記
載されている。特に、Ｐ．モラ(Morra) とＥ．ベゾニ(V
ezzoni) による第３章「光ファイバースプライス、コネ
クター及びカップラー」を参照のこと。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】公知技術は２つの欠点
を有する。第一は、接着剤を含む領域の総ての点を均一
に放射するのは不可能なので、外からの重合が均質でな
いことであり、第二は、外側から重合が始まることであ
る。両方の要因が、構造上の応力に寄与する。このこと
はやがては、ファイバーのコアを通過するポンプや信号
放射にも起因して樹脂の劣化現象を引き起こし得る。す
なわち、結果として接着剤の弱化及び破壊をまねき、こ
のことが構造上の応力を高め、加えてファイバーの最適
な整列条件からの逸脱を生じさせ、それにより接合部の
伝送損失を増大させる本発明により、一様で時間的に安
定な特性を有した接合部を保証する接合方法が提供され
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による方法は、接
合すべきファイバーのコアを通して伝送される放射によ
って接着剤の重合を行うことを特徴とする。一般に、こ
の放射は、外側からの重合で通常使用されるようなＵＶ
又は青い光の放射であり、適当な光源により発生させ
る。光源は、光増幅器のファイバー間を接合する場合に
は所定長又はピグテールのファイバーの一つを重合する
のに要する時間の間だけ接続される。前記ファイバーの
一つは、増幅器を動作条件下で使用する場合には、同増
幅器にポンプ放射又は増幅すべき放射を伝搬する。

【０００６】

【発明の実施の形態】さらに明確にするために、添付図
面を参照する。図１は、光増幅器のブロック図である。
図２は、本方法の実行に適した装置を示す。

【０００７】図１では、符号１が光ファイバー増幅器の
全体を示す。この増幅器は、公知のように、短い長さ
（例えば数メートル）のアクティブ光ファイバー２、す
なわち希土類が添加された光ファイバー（特に、動作が
第２又は第３伝送窓内のどちらに対して要求されている
かに依存して、Ｅｒ³⁺又はＰｒ³⁺イオンが添加された光
ファイバー）と、スルー手段とにより形成される。スル
ー手段は、増幅すべき信号と該信号の波長とは異なる波
長の少なくとも１つのポンプ信号の両方をファイバー２
に送出し、かつ、増幅された信号を抽出する。増幅すべ
き信号は、第１の従来型石英ファイバー３（すなわち酸
化ゲルマニウムが添加されたファイバー）を介して増幅
器１に送られ、増幅された信号は、第２の従来型石英フ
ァイバー４に送られる。ポンプ信号は、アクティブファ
イバー２の両端のうちの一方のみにて、増幅すべき信号
と同じ伝搬方向若しくは反対方向に入射でき（すなわち
同方向ポンピング又は反対方向ポンピング）、又はアク
ティブファイバー２の両端にて入射できる（すなわち双
方向ポンピング）。図１は、双方向ポンピングの場合を
示す。この図では、さらに所定長の光ファイバー５、６
が示される。光ファイバー５、６により、増幅器を動作
条件下で使用するために、増幅器１をポンプ信号の光源
（図示せず）と波長分割カップラー７、８に接続でき
る。波長分割カップラー７、８それぞれにより、増幅す
べき信号と同方向ポンプ信号をアクティブファイバー２
に送出でき、又は反対方向ポンプ信号をファイバー２に
送出しかつ増幅された信号を抽出できる。

【０００８】カップラー７、８は、一端にてファイバー
３、６に接続しもう一端にてアクティブファイバー２に
接続するために、従来型の光ファイバー終端を備える。
アクティブファイバー２に接続するための終端を符号
９、１０で示す。上述したように、アクティブファイバ
ー２と終端の石英光ファイバー９、１０間、すなわちガ
ラス転移温度が数百℃異なるファイバー間で永久的な接
合が要求されるときはいつでも接着が必要とされる。図
中、そのようにして得られる接合部を符号１１、１２で
示す。このような接着作業のために、本発明では、接合
すべきファイバーの端面に接着剤を数滴付着させた後、
所定長のファイバー３、５（接続１１のため）又はファ
イバー４、６（接続１２のため）の一つのコアにＵＶ放
射を送る。一般に、このＵＶ放射は、適当な光源１３、
１４で発生させる。これらの光源１３、１４を関連のフ
ァイバー、すなわちこの実施例ではファイバー５、６に
一時的に接続する。ポンプ用のファイバー又は信号用の
ファイバーのどちらを使用しても違いはない。このた
め、光源１３、１４を破線でも示し、これらもファイバ
ー３、４に接続している。図示されているような双方向
ポンピングを行う増幅器の場合、光源１３、１４を同時
に作動することにより、同時に接続１１、１２を行うこ
ともできる。

【０００９】重合時間と加えるパワーは、用いる樹脂に
依存する。例えば、商品名LUXTRACLCR 200 として市販
されている樹脂の場合、重合時間は数十秒から数分まで
変わり得る。ファイバーのコアを伝搬する重合放射が接
着剤の滴に到達し、関連ファイバーのコアに面する最も
内側の領域から重合を開始させる。これらの条件下で、
まずファイバーコアの領域が固定され、次いで重合変化
が小さくる。それにより、起こりうる構造上の応力が低
減する。いずれにしても、これらの応力はファイバーの
クラッディングの外側表面に沿って発生する。この外側
表面は、運転中は直接照射されないので、ファイバーを
伝搬する放射により劣化することが少ない。よって、接
合は時間的に安定し、増幅器は、ファイバー間の整列の
ずれに起因した損失の増大を生じない。

【００１０】本発明による方法を使用するのに適した装
置を図２に示す。接合すべきファイバーの端（例えば図
１のファイバー２と９）を、それぞれのコネクター・フ
ェルール１６、１８の軸穴１５、１７に挿入する。フェ
ルール１６、１８では、コネクター技術で通常行われ上
記ハンドブックに詳細に記載されているように、例えば
接着剤（図示せず）によりファイバーを固定する。フェ
ルールの面端は、ファイバーの端どうしが実質的に接触
できるような形状を有する。フェルール１６、１８は、
例えばマイクロ・マニピュレーター（図示せず）と連係
させる。マイクロ・マニピュレーターにより、フェルー
ルの上部に示されているガウス座標系で示されるよう
に、３次元空間においてそれらの位置の制御が可能にな
り、これらのファイバーを正しく整列できる。典型的な
例として、図ではこのような整列を検出するために放射
を与えることが仮定されている。この放射は、後には重
合にも使用できる。適当な光学系１９により放射を集
め、測定システム２１に接続された検出器２０に送る。
測定システム２１は、フェルール１６、１８の位置調整
中に受け取った信号パワーを分析できる。検出器が受け
た最大パワー（よってファイバーの最適な整列位置）に
対応するフェルールの位置を検出すると、２つのフェル
ール間の隙間に接着剤２２を与え、偏光放射の光源１３
を必要な時間だけ作動させる。明らかに、この構成によ
り、フェルール１６、１８は接合部１１、１２（図１）
には必要不可欠な部分となり、適当な支持台、例えばこ
こに記載した典型的実施例のような増幅器１のセットを
取り付ける支持台に適切に固定しなければならない。

【００１１】上記記載したことは非制限的な例として単
に与えられており、本発明の範囲から離れることなく変
形や修正が可能なことは明らかである。特に、光ファイ
バー増幅器に関して本発明を説明してきたが、ガラス転
移温度が大きく異なるファイバーを永久的に接合する必
要があるものならば本発明を適用できることは明らかで
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】光増幅器のブロック図である。

【図２】本方法を実行するのに適した装置を示す。

【符号の説明】

１光ファイバー増幅器２第１光ファイバー３、４、５、６光ファイバー７、８光カップラー９、１０第２光ファイバー１１、１２接合部１３、１４光源１５、１７軸穴１６、１８フェルール１９光学系２０検出器２１測定システム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】低いガラス転移温度のガラスから成る第
１光ファイバー（２）と高いガラス転移温度のガラスか
ら成る第２光ファイバー（９、１０）を永久的に接合す
る方法であって、前記第１及び第２光ファイバー（２、
９、１０）の向かい合う端面間、及び前記端面に隣接し
たファイバー端部に接着剤を塗布し、重合放射の作用下
に前記接着剤をさらす上記方法において、前記重合放射が、前記第１及び第２光ファイバー（２、
９、１０）のコアを通って伝搬する放射であり、それに
より、前記第１及び第２光ファイバー（２、９、１０）
のコアに隣接した接着剤の内部領域から重合を開始させ
ることを特徴とする上記方法。
【請求項２】前記第１光ファイバー（２）が非石英ベ
ースのガラスから成るアクティブ光ファイバーであり、
前記第２光ファイバー（９、１０）が石英光ファイバー
であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】前記アクティブ光ファイバー（２）が、
ハロゲン化物ベースの光ファイバー、カルコゲン化物ベ
ースの光ファイバー、酸化テルルベースのガラス光ファ
イバーから選択されることを特徴とする請求項２記載の
方法。
【請求項４】前記第１光ファイバー（２）と第２光フ
ァイバー（９、１０）が、それぞれ光ファイバー増幅器
（１）のアクティブファイバーと光ファイバー終端であ
り、該光ファイバー終端は、ポンプ信号と増幅すべき信
号を光増幅器（１）に送る光カップラー（７）又は前記
光増幅器（１）から増幅された信号を抽出する際にポン
プ信号を光増幅器（１）に送る光カップラー（８）に接
続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか
一項に記載の方法。
【請求項５】前記重合放射を別の光ファイバー（３〜
６）に接続された光源（１３、１４）により発生させ、
前記別の光ファイバー（３〜６）は、増幅すべき信号若
しくはポンプ信号を前記カップラー（７、８）に伝搬
し、又は前記増幅器（１）の出力にて増幅された信号を
伝搬することを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】前記光増幅器（１）が、一対のカップラ
ー（７、８）を介して双方向にポンピングする増幅器
（１）であり、各々のカップラーは、所定長の前記光フ
ァイバー（９、１０）に接続され、前記重合放射を一対の光源（１３、１４）により発生さ
せ、各々の光源は、前記所定長の前記第２光ファイバー
（９、１０）の一つに夫々のカップラー（７、８）を介
して前記放射を送ることができることを特徴とする請求
項４又は５に記載の方法。