JP2002189142A - 光ファイバ加熱装置及び光ファイバ接続方法 - Google Patents

光ファイバ加熱装置及び光ファイバ接続方法

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JP2002189142A
JP2002189142A JP2000386215A JP2000386215A JP2002189142A JP 2002189142 A JP2002189142 A JP 2002189142A JP 2000386215 A JP2000386215 A JP 2000386215A JP 2000386215 A JP2000386215 A JP 2000386215A JP 2002189142 A JP2002189142 A JP 2002189142A
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optical fiber
burner
gap
exposed
optical fibers
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JP2000386215A
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Motonori Nakamura
元宣 中村
Osamu Kakazu
修 嘉数
Tomomi Moriya
知巳 守屋
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 融着接続した光ファイバの露出部の加熱処理
に当たって、被覆と樹脂モールドとの界面の亀裂及び光
ファイバの強度劣化を無くする。 【解決手段】 端末部の被覆を除去して裸の光ファイバ
1aを露出させた2本の光ファイバ心線1の光ファイバ
1aの端面同士を突き合わせて融着接続してなる光ファ
イバの露出部を加熱する光ファイバ加熱装置であって、
光ファイバ心線1を把持し光ファイバ心線1に張力を加
える把持装置3と、光ファイバ1aの露出部に加熱用火
炎を吹付ける複数のノズル4aを光ファイバの長手方向
に平行にして配列させたバーナ4と、該バーナ4と光フ
ァイバ心線1の間に間隙を設けて配置した2つの遮熱板
7を備え、光ファイバの露出長L1と、2つの遮熱板の
間隙L3と、バーナの最外ノズル配置間隔L2との関係は
下記の式を満足させる。 L1>L3、L2+2mm>L3

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、2本の光ファイバ
の端面同士を突き合わせて融着接続した後の加熱処理に
用いる光ファイバ加熱装置とそれを用いた光ファイバ接
続方法に関する。
【0002】
【従来の技術】モードフィールド径の異なる異種の光フ
ァイバを接続したり、モードフィールド径の小さい光フ
ァイバを融着接続する場合、融着接続個所を含めてその
両側数mm程度の部分を加熱処理し、光ファイバ中のド
ーパントを拡散させることによって融着接続個所での不
連続性を緩和させて、接続部の伝送損失を小さくするこ
とが行われている。
【0003】接続される光ファイバは、通常紫外線硬化
型樹脂等の被覆を有する光ファイバ心線の形態をしてい
るため、接続に当たっては光ファイバ心線の端末部にお
いてその被覆を除去して裸の光ファイバを露出させ、2
本の光ファイバの端面同士を突き合わせて融着接続を行
う。そして融着接続が終わった光ファイバ露出部を必要
に応じて加熱処理し、しかる後光ファイバ露出部を樹脂
モールド等で覆って補強する。
【0004】光ファイバの融着接続は融着接続装置を使
用して行うので、光ファイバの露出部は2本分を合わせ
て約8mm程度の長さが必要である。また、先に説明し
た融着接続部の加熱処理は融着接続個所を含めその両側
それぞれ約4mm程度の長さにわたって加熱する必要が
ある。これらの要請から、光ファイバの露出長は2本分
を合わせて少なくとも8mm以上とする必要があるが、
一方光ファイバ露出部は樹脂モールド等によって補強し
被覆の修復を行うので、その長さはなるべく短いことが
望ましい。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、光ファイバ
露出部を余り短くすると、その両側の光ファイバは紫外
線硬化型樹脂等からなる被覆で覆われているので、そこ
に加熱処理時のバーナの火炎が当たり、被覆が焦げるこ
とがある。そして、被覆が焦げると外観が悪くなるだけ
でなく、光ファイバ露出部に補強用の樹脂モールドを施
したとき樹脂モールドと被覆との界面の接着が悪くなり
亀裂が生じることがある。また、被覆の焦げによって光
ファイバのガラスの劣化が進み被覆際の光ファイバの強
度が小さくなることがある。
【0006】本発明は、光ファイバ露出部の長さを出来
るだけ短くし、かつ被覆にはバーナの火炎が当たらない
ようにして被覆の焦げを無くし、被覆と樹脂モールドと
の界面の亀裂及び光ファイバの強度劣化を無くすること
が出来る光ファイバの加熱装置及びそれを使った光ファ
イバの接続方法を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の光ファイバ加熱
装置は、端末部の被覆を除去して裸の光ファイバを露出
させた2本の光ファイバ心線の該光ファイバの端面同士
を突き合わせて融着接続してなる光ファイバの露出部を
加熱する光ファイバ加熱装置であって、光ファイバ心線
を把持し光ファイバ心線に張力を加える把持装置と、光
ファイバ露出部に加熱用火炎を吹付ける複数のノズルが
前記光ファイバ心線の長手方向に平行に配列されたバー
ナと、該バーナと光ファイバ心線との間に光ファイバ心
線と平行にして間隙を設けて配置した2つの遮熱板を備
え、光ファイバの露出長L1と、2つの遮熱板の間隙L3
と、バーナの最外ノズル配置間隔L2との関係は下記の
式を満足し、前記バーナのノズル配置の中央位置と前記
2つの遮熱板の間隙の中央位置とは前記光ファイバ露出
部の中央位置を通り光ファイバに対して垂直な線上に位
置するように配置したものである。 L1>L3、L2+2mm>L3
【0008】また、本発明の光ファイバの接続方法は、
2本の光ファイバ心線の端末部の被覆をそれぞれ除去し
て裸の光ファイバを露出させ、該2本の光ファイバ心線
の該光ファイバの端面同士を突き合わせて融着接続し、
上記の光ファイバ加熱装置を使って、バーナの火炎によ
って光ファイバ露出部を加熱処理するものである。
【0009】
【発明の実施の形態】図1(A)は、本発明の光ファイ
バ加熱装置を使って光ファイバ露出部の加熱処理を行う
ところを示す正面図であって、図1(B)はそれに使用
するバーナをノズル先端側から見た平面図である。図1
において、1は光ファイバ心線、1aは光ファイバ、2
は融着接続個所、3は把持装置、4はバーナ、4aはノ
ズル、5はバーナステージ、6はガス供給装置、7は遮
熱板、L1は光ファイバ露出長、L2は最外ノズル配置間
隔、L3は2つの遮熱板の間隙である。
【0010】まず、2本の光ファイバ心線1の端末部に
おいて、被覆を除去して裸の光ファイバ1aを露出さ
せ、2本の光ファイバ1aの端面同士を突き合わせて図
示しない融着接続装置でもって融着接続を行う。そして
その後、モードフィールド径の異なる異種の光ファイバ
を接続する場合、またはモードフィールド径の小さい光
ファイバを融着接続する場合、またはその他必要な場合
には、図1に示す加熱装置でもって光ファイバ露出部の
加熱処理を行う。
【0011】加熱処理に当たっては、融着接続の終わっ
た光ファイバ心線1の両側の被覆部分を把持装置3で把
持して把持装置3によって光ファイバ心線1に張力を加
える。この張力は光ファイバ心線1の光ファイバ1a露
出部が弛まないように真直を保つように加えるものであ
って、光ファイバを延伸させない程度の大きさの値とす
る。例えば、直径125μmの石英系光ファイバの場
合、200mN程度の張力が適当である。
【0012】2つの遮熱板7は、把持装置3で把持した
光ファイバ心線1と平行にして配置する。また、2つの
遮熱板7の間隙L3は、光ファイバ心線1の光ファイバ1
aの露出長L1よりも小さくする。L1−L3=0.5m
m程度となるようにL3を決めれば、光ファイバ1aの
露出長L1をあまり長くせず、2つの遮熱板7を間隙L3
を加熱処理に必要な最小限の長さとすることが出来る。
また、2つの遮熱板7の間隙の中央位置は、光ファイバ
1aの露出部の中央位置を通り光ファイバに対して垂直
な線上に位置するように配置する。また、遮熱板7と光
ファイバ心線1との距離は、0.5mm〜1.0mm程
度とすることによって、光ファイバ心線には高温になっ
た遮熱板の温度が影響せず、かつ遮熱板によって光ファ
イバ心線の被覆部分をバーナの火炎から確実に遮熱する
ことが出来る。また、接続対象となる光ファイバの種類
によっては、遮熱板7の間隙を変えることもあるので、
遮熱板7は間隙を可変出来るような装置とすることが好
ましい。
【0013】遮熱板7には、火炎が当たっても酸化反応
等の化学反応を起こしたり、溶解等の物理変化を起こし
たりしない材質のものであれば使用することが出来る。
例えば、アルミナ、ジルコニア等からなる板、またはそ
れらに火炎による変質を起こさない材料、例えば金、プ
ラチナ、タングステン等をコーティングしたものは遮熱
板7の材料とすることが出来る。また、ステンレス鋼、
ニッケル等の耐熱性が上記のものよりも少し劣る材質の
ものであっても、表面に金、プラチナ等のコーティング
を施し、内部を空洞にしてそこに冷却水を流す等して遮
熱板の温度上昇を抑制すれば、遮熱板として使用が可能
である。
【0014】また、遮熱板7に対して光ファイバ心線1
を配置した側の反対側には光ファイバ心線1とノズル噴
出面の配列方向とが平行になるようにしてバーナ4を配
置する。バーナ4は必要に応じてバーナステージ5に取
付ける。また、バーナ4のノズル配列の中央位置は、光
ファイバ露出部の中央位置及び2つの遮熱板の間隙の中
央位置を通る光ファイバに対して垂直な線上に合わせ
る。また、バーナ4と遮熱板7との間隙は2mm〜3m
m程度とする。バーナ4と遮熱板7との間隙が大きいと
供給ガスの使用量が増加し、その間隙があまり小さいと
ノズルと光ファイバとの間隔が小さくなり、火炎による
光ファイバの加熱温度が上がらない。
【0015】またバーナ4としては、火炎を噴出するノ
ズルが光ファイバの長手方向に一列又は2列に並んだも
のを使用することが出来る。図1の場合は、5つのノズ
ルが等間隔で一列に並んだものである。また、最外ノズ
ルの間隔L2は、L2+2mm>L3を満足するようにす
る。なお、最外ノズル間隔とは、長手方向の最も外側に
ある2つのノズルのそれぞれの中心間の間隔である。
【0016】ガス供給装置6から可燃性ガスと助燃ガス
の混合ガスをバーナ4に供給してノズル4aから火炎を
噴出させる。この時、噴出する火炎の幅は通常最外ノズ
ルの間隔L2よりも大きくなり、約L2+2mm以上にな
る。また、L2+2mm>L3に設定されているので、バ
ーナ4の火炎の幅は遮熱板7の間隙L3よりも大きくな
る。図2(A)は火炎の状態を示す図であって、図2
(B)は火炎の温度分布を示す図である。図2(A)に
示す通り、遮熱板7がない場合は破線で示す火炎8’の
位置までノズル4aから噴出する火炎は拡がるが、遮熱
板7の配置によって火炎の両端の部分はそれぞれ遮熱板
7に遮られて、実線で示す火炎8の部分のみが光ファイ
バ側に達する。
【0017】そして、図2(B)に示す温度分布の両端
の部分を除く火炎の中央の比較的温度が均一な部分のみ
が遮熱板7の間を通って光ファイバ1aの露出部に到達
し、光ファイバ1aを加熱する。この場合、遮熱板7の
間隙L3は光ファイバ1aの露出長L1よりも小さく設定
されているので、火炎8は光ファイバ心線1の被覆部分
には直接当たることはない。従って、加熱処理によって
被覆に焦げが生じることはない。また、可燃性ガスとし
ては、プロパン、ブタン、エタン等のガスを使用するこ
とが出来る。また、助燃ガスには酸素を使用する。
【0018】
【実施例】光ファイバ露出長、遮熱板の間隙、バーナの
最外ノズル間隔を、種々変えて融着接続後の加熱処理及
び樹脂によるモールド補強を行ったところ、表1に示す
結果が得られた。これによると、L1>L3、L2+2m
m>L3を満足する場合は、被覆補強部の外観も良好で
亀裂を生じることもなく、また光ファイバの引張り強度
も27N以上で特に問題はないが、上記範囲を外れた場
合には、補強部の外観が悪くなったり、亀裂が生じたり
して、光ファイバの引張り強度も小さく劣化したものが
見られる。
【0019】
【表1】
【0020】また、モードフィールド径が5μmの分散
補償光ファイバとモードフィールド径が9.3mmのシ
ングルモード型光ファイバとを融着接続し、光ファイバ
露出長L1=8mm、バーナの最外ノズル間隔L2=6m
m、遮蔽板の間隙L3=7.5mm(L1>L3、L2+2
mm>L3を満足している)とした加熱装置を使って、
光ファイバ露出部を加熱処理し、その後光ファイバ露出
部に樹脂モールドによって被覆補強部を形成した。な
お、加熱処理はプロパン20cc/分、酸素30cc/
分の混合ガスの燃焼火炎を5分間噴き付けて行った。接
続部の伝送損失は過熱処理前には波長1.55μmにて
1.0dBであったものが、加熱処理及び樹脂モールド
形成後は波長1.55μmにて0.15dBと低下して
いるのが確認された。また、被覆の外観も異常がなく被
覆と樹脂モールド間の亀裂も生じていなかった。また、
接続部の引張り強度の劣化も見られなかった。
【0021】
【発明の効果】本発明の光ファイバ加熱装置は、融着接
続してなる光ファイバの露出部を加熱する光ファイバ加
熱装置であって、光ファイバ心線を把持し光ファイバ心
線に張力を加える把持装置と、光ファイバ露出部に加熱
用火炎を吹付けるノズルを光ファイバの長手方向に配列
させたバーナと、該バーナと光ファイバ心線の間に間隙
を設けて配置した2つの遮熱板を備え、光ファイバの露
出長L1と、2つの遮熱板の間隙L3と、バーナの最外ノ
ズル配置間隔L2との関係をL1>L3、L2+2mm>L
3を満足するように配置したものであるので、融着接続
後の光ファイバの加熱を均一に行い、かつ光ファイバの
露出長を短くしても被覆に焦げを生じさせないようにし
て、被覆と被覆補強部との界面の亀裂を無くし、接続部
の光ファイバ強度を劣化を防止することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)は、本発明の光ファイバ加熱装置を使っ
て光ファイバ露出部の加熱処理を行うところを示す正面
図であって、(B)はそれに使用するバーナをノズル先
端側から見た平面図である。
【図2】(A)は遮熱板の有無による火炎の拡がりを説
明する正面図、(B)は火炎温度の分布図である。
【符号の説明】
1:光ファイバ心線 1a:光ファイバ 2:融着接続個所 3:把持装置 4:バーナ 4a:ノズル 5:バーナステージ 6:ガス供給装置 7:遮熱板 8:遮熱板を配置した時の火炎 8’:遮熱板を配置しない時の火炎 L1は光ファイバ露出長 L2は最外ノズル配置間隔 L3は2つの遮熱板の間隙
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 守屋 知巳 神奈川県横浜市栄区田谷町1番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 Fターム(参考) 2H036 KA01 KA02 MA12 MA15

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 端末部の被覆を除去して裸の光ファイバ
    を露出させた2本の光ファイバ心線の該光ファイバの端
    面同士を突き合わせて融着接続してなる光ファイバの露
    出部を加熱する光ファイバ加熱装置において、光ファイ
    バ心線を把持し光ファイバ心線に張力を加える把持装置
    と、光ファイバ露出部に加熱用火炎を吹付ける複数のノ
    ズルが前記光ファイバ心線の長手方向に平行に配列され
    たバーナと、該バーナと光ファイバ心線との間に光ファ
    イバ心線と平行にして間隙を設けて配置した2つの遮熱
    板を備え、光ファイバの露出長L1と、2つの遮熱板の
    間隙L3と、バーナの最外ノズル配置間隔L2との関係は
    下記の式を満足し、前記バーナのノズル配置の中央位置
    と前記2つの遮熱板の間隙の中央位置とは前記光ファイ
    バ露出部の中央位置を通り光ファイバに対して垂直な線
    上に位置するように配置したことを特徴とする光ファイ
    バ加熱装置。 L1>L3、L2+2mm>L3
  2. 【請求項2】 2本の光ファイバ心線の端末部の被覆を
    それぞれ除去して裸の光ファイバを露出させ、該2本の
    光ファイバ心線の該光ファイバの端面同士を突き合わせ
    て融着接続し、光ファイバの露出部の両側にある光ファ
    イバ心線の被覆部分を把持して張力を加えながら、光フ
    ァイバ心線の長手方向に平行に配列された複数のノズル
    を有するバーナと前記光ファイバ心線との間に、光ファ
    イバ心線と平行にして間隙を設けて2つの遮熱板を配置
    し、光ファイバの露出長L1と、2つの遮熱板の間隙L3
    と、バーナの最外ノズル配置間隔L2との関係は下記の
    式を満足するようにし、かつ前記バーナのノズル配置の
    中央位置と前記2つの遮熱板の間隙の中央位置とは前記
    光ファイバの露出部の中央位置を通り光ファイバに対し
    て垂直な線上に位置するように配置して、前記バーナの
    火炎によって前記光ファイバ露出部を加熱処理すること
    を特徴とする光ファイバ接続方法。 L1>L3、L2+2mm>L3
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103235365A (zh) * 2013-03-22 2013-08-07 清华大学 一种光纤双向火头控制系统
CN107228363A (zh) * 2017-06-09 2017-10-03 广东省智能机器人研究院 一种用于光纤熔融的热源面积可调节的火头装置
CN112748495A (zh) * 2021-02-03 2021-05-04 厦门大学 一种制备低损耗高强度锥形光纤的装置和方法

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