JP2003075676A - Fusion splicing method for optical fiber - Google Patents

Fusion splicing method for optical fiber

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JP2003075676A
JP2003075676A JP2001265326A JP2001265326A JP2003075676A JP 2003075676 A JP2003075676 A JP 2003075676A JP 2001265326 A JP2001265326 A JP 2001265326A JP 2001265326 A JP2001265326 A JP 2001265326A JP 2003075676 A JP2003075676 A JP 2003075676A
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fusion splicing
optical fiber
fusion
loss
tec
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Osamu Kakazu
修 嘉数
Tomomi Moriya
知巳 守屋
Tomoyuki Hattori
知之 服部
Motonori Nakamura
元宣 中村
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical fiber fusion splicing method for preventing a mode field diameter in a fusion splicing part from greatly expanding locally by heating of the fusion splicing and that efficiently reduces connection loss through implementation of TEC by the heat treatment. SOLUTION: In this optical fiber splicing method, two types of optical fibers 1a, 1b having a different mode field diameter are abutted on each other at the end faces for fusion splicing, and then heat treatment is performed so that the mode field diameters are coincided with each other at the connecting faces. In this case, fusion splicing is carried out using a resistance heating unit 12 while the heat treatment is performed with a burner 13.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、モードフィールド
径の異なる2種の光ファイバ同士を融着接続する光ファ
イバ融着接続方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber fusion splicing method for fusion splicing two kinds of optical fibers having different mode field diameters.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、波長多重伝送用光ファイバやラマ
ン増幅用光ファイバ等の高機能光ファイバを、通常のシ
ングルモード光ファイバと組合わせたハイブリッド光フ
ァイバの開発が進められている。この光ファイバの開発
では、光ファイバ自身の特性向上のみならず光ファイバ
同士の接続技術が重要な要素となっている。一般的に光
ファイバの損失は、小さいものでは0.15dB/km
であるが、海底光ケーブルのように長距離の布設では、
多くの光ファイバ間の接続が行なわれる。一つの光ファ
イバ接続での損失が、例えば、0.15dBであるとす
れば、1km相当分の光ファイバ損失となる。光ファイ
バ自身の損失を少なくするには、ある程度の限界もある
ことから、光ファイバの接続損失は、可能な限り低減す
ることが望まれている。
2. Description of the Related Art In recent years, development of a hybrid optical fiber in which a high-performance optical fiber such as an optical fiber for wavelength division multiplexing transmission or an optical fiber for Raman amplification is combined with an ordinary single-mode optical fiber has been advanced. In the development of this optical fiber, not only the improvement of the characteristics of the optical fiber itself but also the connection technology between the optical fibers is an important factor. Generally, the optical fiber loss is 0.15 dB / km
However, in the case of long-distance installation such as undersea optical cable,
Connections are made between many optical fibers. If the loss in one optical fiber connection is, for example, 0.15 dB, the optical fiber loss is equivalent to 1 km. Since there is a certain limit to reducing the loss of the optical fiber itself, it is desired to reduce the connection loss of the optical fiber as much as possible.

【0003】光ファイバのモードフィールド径(以下、
コア径という)が異なる前記の高機能光ファイバと、通
常のシングルモード光ファイバの接続では、アーク放電
による融着接続のみでは実用的な接続損失が得るのが難
しい。このため、融着接続部を加熱処理して、接続部の
コア径を一致させるようにテーパー状にして滑らかな形
状にする方法(Thermal Expanded Core 、以下、TEC
という)等が知られている(例えば、特許261850
0号公報参照)。
The mode field diameter of an optical fiber (hereinafter,
In the connection between the above-mentioned high-performance optical fibers having different core diameters) and a normal single-mode optical fiber, it is difficult to obtain a practical connection loss only by fusion splicing by arc discharge. For this reason, the fusion spliced portion is heat-treated to form a smooth shape by tapering so that the core diameters of the spliced portion match (Thermal Expanded Core, hereinafter referred to as TEC).
Is known (for example, Japanese Patent No. 261850).
No. 0 publication).

【0004】図5は、上述の融着接続後に加熱処理を行
なう一例を示す図である。図5(A)は、コア径の異な
る光ファイバを融着接続のため対抗配置させた状態を示
す図、図5(B)はアーク放電で融着接続させた状態を
示す図、図5(C)はマイクロトーチによる加熱処理で
TECを行なった状態を示す図である。図中、1a,1
bは光ファイバ、2はクラッド部、3a,3bはコア
部、4は融着接続部、5は放電電極、6はマイクロトー
チを示す。
FIG. 5 is a diagram showing an example of performing heat treatment after the above-described fusion splicing. FIG. 5 (A) is a diagram showing a state where optical fibers having different core diameters are opposed to each other for fusion splicing, and FIG. 5 (B) is a diagram showing a state where they are fusion spliced by arc discharge. C) is a diagram showing a state in which TEC is performed by heat treatment with a micro torch. 1a, 1 in the figure
Reference numeral b is an optical fiber, 2 is a cladding portion, 3a and 3b are core portions, 4 is a fusion splicing portion, 5 is a discharge electrode, and 6 is a micro torch.

【0005】互いに融着接続する光ファイバ1aと1b
は、クラッド部2の外径は同じであるが、コア部3aと
3bのコア径および比屈折率差が異なる。光ファイバ1
aと1bは図5(A)に示すように接続端面を対向配置
させた後、図5(B)に示すようにアーク放電により接
続端面を溶融して融着する。単に融着接続しただけで
は、融着接続部4において、光ファイバ1aのコア部3
aと光ファイバ1bのコア部3bのコア径の違いによ
り、接続が不連続となり接続損失が大きくなる。これを
改善するために、融着接続部4の近傍を燃焼ガスを用い
たマイクロトーチ6またはリングヒーターにより加熱し
てTEC処理する。この加熱は、光ファイバ1a,1b
自身は溶融しないが、コア部3a,3bに添加されてい
る屈折率を上げるドーパント剤がクラッド部側に拡散す
る温度と時間で行なわれる。
Optical fibers 1a and 1b fusion-spliced together
Have the same outer diameter as the cladding portion 2, but have different core diameters and relative refractive index differences between the core portions 3a and 3b. Optical fiber 1
As shown in FIG. 5A, the connection end faces of a and 1b are arranged to face each other, and then the connection end faces are melted and fused by arc discharge as shown in FIG. 5B. When the fusion splicing is simply performed, the core portion 3 of the optical fiber 1a is formed at the fusion splicing portion 4.
Due to the difference in core diameter between the core diameter 3a and the core diameter 3b of the optical fiber 1b, the connection becomes discontinuous and the connection loss increases. In order to improve this, the vicinity of the fusion splicing part 4 is heated by a micro torch 6 or a ring heater using combustion gas to perform TEC treatment. This heating is performed by the optical fibers 1a and 1b.
Although it does not melt itself, it is carried out at a temperature and time at which the dopant agent for increasing the refractive index, which is added to the core portions 3a and 3b, diffuses to the cladding portion side.

【0006】図5(C)の加熱により、コア径が小さく
比屈折率差の大きい光ファイバ1bのコア部3bのコア
径がテーパー状に拡大されて、光ファイバ1aのコア部
3aとの不連続状態を小さくし、接続損失を低減する。
このような異種光ファイバ間で融着接続を行なう場合
は、上述したTEC処理を行なうことで、コア径の小さ
い光ファイバを、他方の光ファイバのコア径に徐々に近
づけ、接続損失を低減できることが明らかになってい
る。また、このような加熱によるTEC処理は、同種の
光ファイバ同士の接続でも、融着接続部分のコア径を拡
大して偏心等による接続損失を低減することに有効であ
ることが知られている。
By the heating shown in FIG. 5C, the core diameter of the core portion 3b of the optical fiber 1b having a small core diameter and a large relative refractive index difference is expanded in a taper shape so that the core portion 3a of the optical fiber 1a and the core portion 3a thereof are not connected. It reduces the continuous state and reduces the connection loss.
When performing fusion splicing between such heterogeneous optical fibers, by performing the above-mentioned TEC process, the optical fiber having a small core diameter can be gradually brought closer to the core diameter of the other optical fiber, and the connection loss can be reduced. Has been revealed. Further, it is known that such TEC treatment by heating is effective for expanding the core diameter of the fusion spliced portion and reducing the splice loss due to eccentricity or the like even when splicing optical fibers of the same kind. .

【0007】しかしながら、図6に示すように、融着接
続時にアーク放電による熱で、コア部3a,3bに添加
しているドーパントが融着接続部の近辺で大きく拡散し
てコア径が部分的に拡大し、光の導波モードが消失して
大きな損失を生じさせることがある。このような場合、
TEC処理を行なってもなかなか損失が低下しないこと
がある。そこで、アーク放電の放電電流を小さくした
り、放電時間を短くするなどして、アーク放電でコア径
が局所的に拡大するのを抑制し、この後の加熱処理で接
続損失の低減を行なうことを試みてきた。しかし、これ
らの方法では、融着接続部の強度が小さくなり、実用に
資することは難しかった。
However, as shown in FIG. 6, due to heat generated by arc discharge during fusion splicing, the dopant added to the core portions 3a and 3b is largely diffused in the vicinity of the fusion splicing portion, and the core diameter is partially reduced. And the guided mode of light disappears, resulting in a large loss. In such cases,
Even if the TEC process is performed, the loss may not be easily reduced. Therefore, reduce the discharge current of the arc discharge or shorten the discharge time to suppress the local expansion of the core diameter due to the arc discharge, and reduce the connection loss in the subsequent heat treatment. I've been trying. However, with these methods, the strength of the fusion-spliced portion is reduced, and it is difficult to contribute to practical use.

【0008】また、融着接続をアーク放電で行なう代わ
りに、リボン状のフィラメントヒーターによって行なう
ことも知られている(特許3073520号公報参
照)。このフィラメントヒーターは、オープンループ形
状でループ開口部から光ファイバの取り外しを行なうよ
うに形成されている。フィラメントヒーターを用いて融
着接続することにより、融解温度の調整が容易であると
され、また、接続作業中に生じる可能性のある表面損傷
などを取り除く融解後熱処理を行なうことについても開
示されている。しかし、単にフィラメントヒーターで光
ファイバの融着接続を行なうということを開示するのみ
で、コア径が異なる異種光ファイバ間の融着接続につい
ての可否、その後のTEC処理と損失増加問題について
は未解明のままである。
It is also known that the fusion splicing is performed by a ribbon-shaped filament heater instead of the arc discharge (see Japanese Patent No. 3073520). This filament heater has an open loop shape and is formed to remove the optical fiber from the loop opening. It is said that the fusion temperature can be easily adjusted by fusion-splicing using a filament heater, and it is also disclosed that heat treatment after fusion is performed to remove surface damage and the like that may occur during the connection work. There is. However, it is merely disclosed that the fusion splicing of the optical fibers is performed by the filament heater, and whether or not the fusion splicing between the different kinds of optical fibers having different core diameters and the subsequent TEC treatment and the problem of increasing the loss are unclear. It remains.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、融着接続時の加熱により、
モードフィールド径が局所的に大きく拡大せず、加熱処
理によるTEC実施で接続損失を効率よく低減できる光
ファイバ融着接続方法を提供することを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and by heating at the time of fusion splicing,
An object of the present invention is to provide an optical fiber fusion splicing method capable of efficiently reducing splice loss by performing TEC by heat treatment without locally greatly increasing the mode field diameter.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の光ファイバ融着
接続方法は、モードフィールド径の異なる2種の光ファ
イバ同士の端面を突き合わせて融着接続した後、接続面
のモードフィールド径を一致させるように加熱処理する
光ファイバ融着接続方法であって、融着接続を抵抗加熱
ヒーターを用いて行ない、加熱処理をバーナーを用いて
行なうことを特徴とする。
According to the optical fiber fusion splicing method of the present invention, the end faces of two types of optical fibers having different mode field diameters are butted against each other for fusion splicing, and then the mode field diameters of the splicing surfaces are matched. The optical fiber fusion splicing method is performed by heat treatment so that the fusion splicing is performed by using a resistance heater and the heat treatment is performed by using a burner.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図1により本発明の実施の形態を
説明する。図1(A)は融着接続を行なうモードフィー
ルド径の異なる一対の光ファイバを示す図、図1(B)
は融着接続の工程図、図1(C)は工程図に対応させた
作業内容の概略を示す図である。図中、1a,1bは光
ファイバ、2はガラスファイバ部(クラッド部)、3
a,3bはコア部、4は融着接続部、7はファイバ被
覆、8a,8bは保持クランプ、9は加傷刃、11は融
着クランプ、12は抵抗加熱ヒーター、13はバーナ
ー、14は保護部材を示す。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 (A) is a diagram showing a pair of optical fibers having different mode field diameters for performing fusion splicing, and FIG. 1 (B).
Is a process drawing of fusion splicing, and FIG. 1C is a diagram showing an outline of work contents corresponding to the process drawing. In the figure, 1a and 1b are optical fibers, 2 is a glass fiber part (clad part), 3
a and 3b are core parts, 4 is a fusion splicing part, 7 is a fiber coating, 8a and 8b are holding clamps, 9 is a scratching blade, 11 is a fusion bonding clamp, 12 is a resistance heating heater, 13 is a burner, 14 is a A protection member is shown.

【0012】本発明の融着接続方法は、例えば、図1
(A)で示すようなモードフィールド径(以下、コア径
という)の異なる1対の光ファイバ1aと1bを融着接
続するのに適用される。1対の光ファイバ1aと1b
は、従来技術の項で説明したようにクラッド部2の外径
は同じであるがコア部3a,3bのコア径が異なる。フ
ァイバ被覆7は、同じ外径のものであってもよく、異な
る外径であってもよい。以下に、光ファイバ1aと1b
の融着接続方法を、図1(B)の工程図と図1(C)の
作業概略図により説明する。
The fusion splicing method of the present invention is shown in FIG.
It is applied to fusion splice a pair of optical fibers 1a and 1b having different mode field diameters (hereinafter referred to as core diameters) as shown in (A). A pair of optical fibers 1a and 1b
As described in the section of the prior art, the clad portion 2 has the same outer diameter, but the core portions 3a and 3b have different core diameters. The fiber coatings 7 may have the same outer diameter or different outer diameters. Below, the optical fibers 1a and 1b
The fusion splicing method will be described with reference to the process diagram of FIG. 1 (B) and the work schematic diagram of FIG. 1 (C).

【0013】先ず、S1工程で、光ファイバ1a,1b
の先端部分のファイバ被覆7を、端面カットの余裕を含
めた所定長さで除去し、ガラスファイバ部2(クラッド
部)を露出させる。このファイバ被覆除去には、通常の
被覆除去器を用いて行なうことができる。
First, in step S1, the optical fibers 1a and 1b are
The fiber coating 7 on the tip portion of is removed by a predetermined length including a margin for cutting the end face to expose the glass fiber portion 2 (clad portion). This fiber coating removal can be performed using a conventional coating removal device.

【0014】次いで、S2工程で融着接続するのに適切
な接続端面を得るために、光ファイバ1a,1bの端面
カットを行なう。光ファイバの端面カットは、例えば、
図1(C)で示すように、カットする両側を保持クラン
プ8a,8bで保持し、光ファイバに張力を付与した状
態で、加傷刃9で加傷してカットする方法がある。光フ
ァイバ1a,1bの端面カットに際しては、露出された
ガラスファイバ部2の表面に傷をつけないことと、カッ
ト面を光ファイバ軸に対して垂直になるようにカットさ
れることが必要である。
Then, in order to obtain a connection end face suitable for fusion splicing in the step S2, the end faces of the optical fibers 1a and 1b are cut. The end face cut of the optical fiber is, for example,
As shown in FIG. 1C, there is a method in which both sides to be cut are held by holding clamps 8a and 8b, and a tension is applied to the optical fiber, and the optical fiber is scratched and cut by a scratching blade 9. When cutting the end faces of the optical fibers 1a and 1b, it is necessary that the exposed surface of the glass fiber portion 2 is not scratched and that the cut surface is cut so as to be perpendicular to the optical fiber axis. .

【0015】露出されたガラスファイバ部2の表面に傷
がつくと、傷がつけられた部分に応力集中が生じ、破断
されやすくなる。このため、カット後に破棄される側の
ガラスファイバ部2の先端は、保持クランプ8bで直接
保持してもよいが、反対側の部分は、クランプで傷がつ
けられないようにファイバ被覆7の部分を保持クランプ
8aで保持するのが好ましい。なお、光ファイバ端面の
カットで、加傷刃による加傷部分を押圧枕で押してカッ
トする方法もあるが、この場合も、ファイバ被覆部分を
クランプして行なうのが好ましい。
When the exposed surface of the glass fiber portion 2 is scratched, stress is concentrated on the scratched portion and the glass fiber portion 2 is easily broken. Therefore, the tip of the glass fiber part 2 on the side to be discarded after cutting may be directly held by the holding clamp 8b, but the part on the opposite side is the part of the fiber coating 7 so as not to be scratched by the clamp. Is preferably held by a holding clamp 8a. There is also a method of cutting the end portion of the optical fiber by pressing a damaged portion with a damaged blade with a pressing pillow, but in this case also, it is preferable to clamp the fiber coating portion.

【0016】光ファイバ1a,1bのカット面が光ファ
イバ軸の垂直面に対して傾斜していると、融着接続時で
の伝送損失が大きくなり、後にTEC処理を行なっても
損失の改善が十分図ることができない。光ファイバ1
a,1bのカット面の傾斜角と接続損失の関係を、後述
する図4に示す。なお、カット面の傾斜角は、1°未満
でカットされているのが好ましい。
If the cut surfaces of the optical fibers 1a and 1b are inclined with respect to the plane perpendicular to the optical fiber axis, the transmission loss at the time of fusion splicing becomes large, and the loss is improved even if the TEC treatment is performed later. I can't plan enough. Optical fiber 1
The relationship between the inclination angle of the cut surfaces of a and 1b and the connection loss is shown in FIG. 4 described later. In addition, it is preferable that the cut surface has an inclination angle of less than 1 °.

【0017】次のS3工程では、光ファイバ1a,1b
を融着機(例えば、Vytran社FFS2000)に
それぞれセットする。通常、光ファイバ1a,1bのガ
ラスファイバ部2をV溝クランプ台に載せ、ファイバ被
覆部分を別にクランプするが、ガラスファイバ部2の露
出長さを短くした高強度接続では、ファイバ被覆7の部
分を、V溝台を用いた融着クランプ11で直接クランプ
してセットする。次いで、S4工程で光ファイバ1aと
1bの位置合わせを行なう。この位置合わせは、光ファ
イバのガラスファイバ部2の外径およびコア部3a,3
bを顕微鏡カメラ(図示せず)で行ない、また、端面間
隔を調整する。さらに、次のS5工程で光ファイバ1
a,1bの端面を顕微鏡カメラで観察し、傾斜角、端面
の欠けやバリ、埃の付着の有無等を検査する。
In the next step S3, the optical fibers 1a and 1b are
Are set in a fusion machine (for example, FFS2000 manufactured by Vytran). Normally, the glass fiber portion 2 of the optical fibers 1a and 1b is placed on the V-groove clamp base and the fiber coating portion is separately clamped. However, in the high-strength connection in which the exposed length of the glass fiber portion 2 is shortened, the portion of the fiber coating 7 is provided. Are directly clamped and set by the fusion-bonding clamp 11 using a V groove base. Then, in step S4, the optical fibers 1a and 1b are aligned. This alignment is performed by the outer diameter of the glass fiber portion 2 of the optical fiber and the core portions 3a, 3
b is performed with a microscope camera (not shown), and the end face spacing is adjusted. Further, in the next step S5, the optical fiber 1
The end faces of a and 1b are observed with a microscope camera, and the inclination angle, chipping or burrs on the end faces, and the presence or absence of dust adhesion are inspected.

【0018】次のS6工程で、融着接続を行なう。本発
明では、この融着接続を抵抗加熱ヒーターを用いて行な
う。図2は、抵抗加熱ヒーターによる融着接続の一例を
示す図で、図2(A)は斜視図、図2(B)は抵抗加熱
ヒーターの電流−電圧特性図である。図中、12は抵抗
加熱ヒーター、15はヒーター電源、16は電力調整装
置を示す。抵抗加熱ヒーター12は、タングステン、モ
リブテン、タンタル等の電気抵抗材料で形成することが
できる。抵抗加熱ヒーター12の形状は、リボン抵抗線
材をループの一部を開口して、この開口から光ファイバ
を挿脱できるように、U字状に形成するのが望ましい。
In the next step S6, fusion splicing is performed. In the present invention, this fusion splicing is performed using a resistance heater. 2A and 2B are views showing an example of fusion splicing by a resistance heater, FIG. 2A is a perspective view, and FIG. 2B is a current-voltage characteristic diagram of the resistance heater. In the figure, 12 is a resistance heating heater, 15 is a heater power source, and 16 is a power adjusting device. The resistance heater 12 can be formed of an electric resistance material such as tungsten, molybdenum, or tantalum. The shape of the resistance heater 12 is preferably U-shaped so that the ribbon resistance wire can be opened at a part of the loop and the optical fiber can be inserted and removed through the opening.

【0019】抵抗加熱ヒーター12は、具体的には、厚
さ0.05mm、幅0.6mmのタングステン抵抗線材
を、半径0.4mmの円弧と深さ1.0mmでU字状部
12aを形成する。この抵抗加熱ヒーター12の電圧−
電流特性は、図2(B)に示すように非直線性を示し、
ヒーター電源15に接続された電力調整装置16で、加
熱量が調整される。ヒーター電力は20Wで、5秒程度
の加熱して溶融したガラス端面同士を互いに相手方に押
込むことで融着接続させることができる。なお、抵抗加
熱ヒーター12は、加熱量の調整が容易で管理がしやす
いことに加えて、気圧、湿度等の外囲気に左右されにく
いため、安定した精度の高い融着接続を行なうことがで
きる。
Specifically, the resistance heater 12 is made of a tungsten resistance wire having a thickness of 0.05 mm and a width of 0.6 mm, and a U-shaped portion 12a having an arc of a radius of 0.4 mm and a depth of 1.0 mm. To do. Voltage of this resistance heater 12-
The current characteristics show non-linearity as shown in FIG.
A heating amount is adjusted by an electric power adjusting device 16 connected to the heater power supply 15. The electric power of the heater is 20 W, and the glass end faces melted by heating for about 5 seconds can be fusion-bonded by pushing the glass end faces to each other. The resistance heater 12 can easily adjust the heating amount and can be easily managed. In addition, the resistance heater 12 is not easily affected by the ambient air such as atmospheric pressure and humidity, so that stable and highly accurate fusion splicing can be performed. .

【0020】融着接続が行なわれた後、次のS7工程
で、バーナー13によるTEC処理を行なう。このTE
C処理は、図3に示すように、光ファイバ1a,1bを
融着クランプ11で保持したまま、バーナー加熱ステー
ジに移して行なわれる。バーナー13の燃焼ガスとして
は、酸水素ガスでは火炎が強すぎ、プロパンガスと酸素
ガスを用いるのが好ましい。加熱温度は、プロパンガス
の流量を変えることにより容易に調整することができ、
また、酸素流量を変えても調整することができる。
After the fusion splicing is performed, the TEC process by the burner 13 is performed in the next step S7. This TE
As shown in FIG. 3, the C treatment is carried out by moving the optical fibers 1a and 1b to the burner heating stage while holding them by the fusion clamp 11. As the combustion gas of the burner 13, oxyhydrogen gas produces a too strong flame, and it is preferable to use propane gas and oxygen gas. The heating temperature can be easily adjusted by changing the flow rate of propane gas,
It can also be adjusted by changing the oxygen flow rate.

【0021】このTEC処理は、光ファイバ1a,1b
の種別によって多少異なるが、光ファイバが軟化して変
形を生じない温度(大体1300℃以下)で、コア部の
ドーパントがクラッド部に拡散する温度(大体500℃
以上)の範囲で、3分〜10分程度の時間をかけて行な
われる。また、TEC処理の加熱で、必要に応じて光フ
ァイバの融着接続部4の近傍の加熱範囲を軸方向に沿っ
て、調整することができる。加熱位置の調整には、光フ
ァイバ側を動かしてもよく、バーナー側を動かしてもよ
い。
This TEC processing is performed by the optical fibers 1a and 1b.
The temperature at which the optical fiber softens and does not deform (about 1300 ° C. or less), and the temperature at which the dopant in the core part diffuses into the clad part (about 500 ° C.).
In the above range, it takes about 3 to 10 minutes. Moreover, the heating range in the vicinity of the fusion splicing part 4 of the optical fiber can be adjusted along the axial direction by heating in the TEC treatment, if necessary. The heating position may be adjusted by moving the optical fiber side or the burner side.

【0022】TEC処理した後、S8工程で接続部の検
査を行なう。検査内容としては接続部の太りまたは細り
の外観検査、ダストおよび気泡の混入、コア部の傾き、
軸ずれ等がある。この後、S9工程で、融着接続部4に
引張り張力をかけてスクリーニングを行なう。スクリー
ニングに合格した後は、S10工程で、光ファイバ1
a,1bを融着クランプ11から外し、ファイバ被覆と
同様な樹脂でリコートして保護する。また、保護チュー
ブ等の保護部材14を用いて、融着接続部4を保護する
こともできる。
After the TEC treatment, the connection portion is inspected in step S8. The inspection contents include thick or thin appearance inspection of the connection part, dust and air bubble mixture, core part inclination,
There is misalignment. Thereafter, in step S9, a tensile force is applied to the fusion splicing part 4 to perform screening. After passing the screening, in step S10, the optical fiber 1
The a and 1b are removed from the fusion clamp 11 and recoated with a resin similar to the fiber coating for protection. Further, the fusion splicing part 4 can be protected by using a protection member 14 such as a protection tube.

【0023】図4は、光ファイバ1a,1bのカット面
の傾斜角θと融着接続後およびTEC処理後の損失の関
係を示すものである。図4(A)は傾斜角θを示す図、
図4(B)は損失データを示す図である。融着接続する
一対の光ファイバは、コア径の差が2μm以上あるもの
を使用した。光ファイバを切断するカッターとして、精
度の異なるNo.1〜3の3種を用い、各カッター毎に
20サンプルについて傾斜角θを測定し、その平均端面
角度と標準偏差を求めておいた。損失測定に対しては、
サンプル毎の傾斜角θの測定は行なわず、カッターN
o.(平均傾斜角は予め求めてある)で融着後損失とT
EC実施後の損失を測定した。接続損失の測定は、図1
の融着接続方法で、抵抗加熱ヒーター12による融着接
続後とバーナー13によるTEC実施後にそれぞれ行な
い、その平均値を求めた。なお、TECの加熱時間は、
いずれも200秒で行った。
FIG. 4 shows the relationship between the inclination angle θ of the cut surfaces of the optical fibers 1a and 1b and the loss after fusion splicing and TEC treatment. FIG. 4A is a diagram showing the inclination angle θ,
FIG. 4B is a diagram showing loss data. The pair of optical fibers to be fusion-spliced had a core diameter difference of 2 μm or more. As a cutter for cutting an optical fiber, a No. The inclination angle θ was measured for 20 samples for each cutter using 3 types of 1 to 3, and the average end face angle and the standard deviation were obtained. For loss measurement,
The inclination angle θ is not measured for each sample, and the cutter N
o. (The average tilt angle has been obtained in advance) and the loss after fusion and T
The loss after EC was measured. Figure 1 shows the connection loss measurement.
The fusion splicing method was performed after the fusion splicing by the resistance heater 12 and after the TEC was performed by the burner 13, and the average value was obtained. The heating time of TEC is
All were performed in 200 seconds.

【0024】この結果、図4(B)に示すように、カッ
ターNo.1(平均傾斜角θ=1.28°)の場合、融
着接続後の損失が0.75〜0.9dBで、TEC実施
後は0.1dBであった。カッターNo.2,3(平均
傾斜角θ=0.29°,0.49°)の場合は、いずれ
も融着接続後の損失が0.7〜0.8dBで、TEC実
施後は0.08dBで、カッターNo.1と比べて融着
接続後損失、TEC実施後損失のいずれも低減した。ま
た、損失の標準偏差も小さくなっている。これは、カッ
ト面の傾斜角θが小さくなり、ばらつきも小さくなって
いるため、角度不整による放射損失が減少したものと考
えられる。これらの結果から、カット面の傾斜角θは1
°未満にカットされているのが好ましい。
As a result, as shown in FIG. In the case of 1 (average tilt angle θ = 1.28 °), the loss after fusion splicing was 0.75 to 0.9 dB, and after performing TEC was 0.1 dB. Cutter No. In the case of 2 and 3 (average inclination angle θ = 0.29 °, 0.49 °), the loss after fusion splicing was 0.7 to 0.8 dB, and after TEC was 0.08 dB, Cutter No. Compared to No. 1, both the loss after fusion splicing and the loss after performing TEC were reduced. Also, the standard deviation of the loss is small. This is considered to be because the inclination angle θ of the cut surface is small and the variation is small, so that the radiation loss due to the angular irregularity is reduced. From these results, the inclination angle θ of the cut surface is 1
It is preferably cut to less than °.

【0025】なお、この他、比較のためにカッターN
o.1でカットした光ファイバを、従来のアーク放電で
融着接続してみた。融着接続後の損失は1.10〜1.
14dBであった。この後、バーナーで同じようにTE
Cを実施し、TEC時間は倍の400秒行った。しか
し、TEC実施後の損失は0.12dBで、TEC時間
を多くして実施したが、抵抗加熱ヒーターで融着接続し
た場合と比べて損失を低減させることができなかった。
In addition to this, for comparison, a cutter N is used.
o. The optical fiber cut in 1 was fusion spliced by conventional arc discharge. The loss after fusion splicing is 1.10 to 1.
It was 14 dB. After this, do the same with the burner TE
C was performed, and the TEC time was doubled for 400 seconds. However, the loss after the TEC was 0.12 dB, and the TEC time was increased, but the loss could not be reduced as compared with the case of fusion splicing with a resistance heater.

【0026】これは、アーク放電による融着接続では、
接続端面部分を局所的に加熱するため、コア径の拡大に
よる変化が急で、長さ方向の変化率が大きいと考えられ
る。バーナー加熱によるTEC実施で、コア径の変化率
自体は緩和されるが時間が多くかかり、接続損失を低減
するのにも限界がある。一方、抵抗加熱ヒーターによる
融着接続では、アーク放電による融着接続比べて比較的
広い範囲をゆっくり加熱するために、コア部の曲がりを
抑えることができ、また、長さ方向のコア径の変化率も
小さいと考えられる。この結果、バーナーによるTEC
処理において、コア径の変化率を軽減しやすく加熱時間
も短くすることができると考えられる。
This is because in the fusion splicing by arc discharge,
Since the connection end face portion is locally heated, it is considered that the change due to the expansion of the core diameter is rapid and the change rate in the length direction is large. When TEC is performed by burner heating, the rate of change of the core diameter itself is alleviated, but it takes a lot of time, and there is a limit in reducing connection loss. On the other hand, in fusion splicing using a resistance heater, since a relatively wide range is heated more slowly than fusion splicing using arc discharge, bending of the core part can be suppressed, and the change in core diameter in the longitudinal direction can be suppressed. The rate is also considered small. As a result, TEC by burner
In the treatment, it is considered that the rate of change in core diameter can be easily reduced and the heating time can be shortened.

【0027】以上、本発明について、コア径が異なる異
種の光ファイバ間の融着接続について説明したが、コア
径が同じな同種の光ファイバ間の接続においても、コア
部の偏心等で接続損失が大きい場合に、TEC処理を行
なうのに適用することができる。また、TEC処理にバ
ーナーを用いたが、抵抗加熱ヒーターの加熱量を小さく
して、融着接続に引続いてTEC処理を行なうこともで
きる。
Although the present invention has been described above with respect to fusion splicing between optical fibers of different types having different core diameters, splicing loss due to eccentricity of the core portion, etc. even when splicing between optical fibers of the same type having the same core diameter. It can be applied to perform the TEC process when is large. Further, although the burner is used for the TEC treatment, the heating amount of the resistance heater can be reduced to perform the TEC treatment subsequent to the fusion splicing.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、融着接続時の接続部における局所的なドーパ
ントの拡散を緩和して、異種光ファイバのモードフィー
ルド径がスムーズに一致するようにTEC処理すること
ができる。この結果、短時間での加熱処理で接続損失の
低減を図ることが可能となる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the local diffusion of the dopant in the splicing portion at the time of fusion splicing is relaxed, and the mode field diameters of different optical fibers are smoothly matched. The TEC process can be performed as described above. As a result, it is possible to reduce the connection loss by heat treatment in a short time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の形態を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an embodiment of the present invention.

【図2】抵抗加熱ヒーターによる融着接続を説明する図
である。
FIG. 2 is a diagram illustrating fusion splicing using a resistance heater.

【図3】バーナー加熱によるTEC処理を説明する図で
ある。
FIG. 3 is a diagram illustrating TEC processing by burner heating.

【図4】光ファイバの接続端面の傾斜角と接続損失の関
係のデータを示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing data on a relationship between a tilt angle of a connection end face of an optical fiber and a connection loss.

【図5】従来の融着接続方法を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a conventional fusion splicing method.

【図6】従来のアーク放電による融着接続時の問題点を
説明する図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining a problem at the time of conventional fusion splicing by arc discharge.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a,1b…光ファイバ、2…ガラスファイバ部(クラ
ッド部)、3a,3b…コア部、4…融着接続部、5…
放電電極、6…マイクロトーチ、7…ファイバ被覆、8
a,8b…保持クランプ、9…加傷刃、11…融着クラ
ンプ、12…抵抗加熱ヒーター、13…バーナー、14
…保護部材。
1a, 1b ... Optical fiber, 2 ... Glass fiber part (cladding part), 3a, 3b ... Core part, 4 ... Fusion splicing part, 5 ...
Discharge electrode, 6 ... Micro torch, 7 ... Fiber coating, 8
a, 8b ... Holding clamp, 9 ... Scratch blade, 11 ... Fusion clamp, 12 ... Resistance heating heater, 13 ... Burner, 14
… Protective material.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 服部 知之 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 (72)発明者 中村 元宣 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 MA12 MA13 MA17    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Tomoyuki Hattori             Sumitomoden 1 Taya-cho, Sakae-ku, Yokohama-shi, Kanagawa             Ki Industry Co., Ltd. Yokohama Works (72) Inventor Motonobu Nakamura             Sumitomoden 1 Taya-cho, Sakae-ku, Yokohama-shi, Kanagawa             Ki Industry Co., Ltd. Yokohama Works F-term (reference) 2H036 MA12 MA13 MA17

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 モードフィールド径の異なる2種の光フ
ァイバ同士の端面を突き合わせて融着接続した後、接続
部のモードフィールド径を一致させるように加熱処理す
る光ファイバ融着接続方法であって、前記融着接続を抵
抗加熱ヒーターを用いて行ない、前記加熱処理をバーナ
ーを用いて行なうことを特徴とする光ファイバ融着接続
方法。
1. An optical fiber fusion splicing method in which end faces of two types of optical fibers having different mode field diameters are butted against each other and fusion-spliced, and then heat treatment is performed so as to match the mode field diameters of the spliced portions. An optical fiber fusion splicing method, wherein the fusion splicing is performed using a resistance heater and the heat treatment is performed using a burner.
【請求項2】 前記抵抗加熱ヒーターは、リボン抵抗線
材をU字状に屈曲して形成されていることを特徴とする
請求項1に記載の光ファイバ融着接続方法。
2. The optical fiber fusion splicing method according to claim 1, wherein the resistance heating heater is formed by bending a ribbon resistance wire into a U-shape.
【請求項3】 前記抵抗加熱ヒーターは、タングステン
で形成されていることを特徴とする請求項2に記載の光
ファイバ融着接続方法。
3. The optical fiber fusion splicing method according to claim 2, wherein the resistance heater is made of tungsten.
【請求項4】 前記光ファイバの端面の傾斜角は1°以
下であることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ
融着接続方法。
4. The optical fiber fusion splicing method according to claim 1, wherein the inclination angle of the end face of the optical fiber is 1 ° or less.
【請求項5】 前記融着接続は、光ファイバの被覆部を
クランプして行なうことを特徴とする請求項1〜4のい
ずれか1項に記載の光ファイバ融着接続方法。
5. The optical fiber fusion splicing method according to claim 1, wherein the fusion splicing is performed by clamping a coating portion of the optical fiber.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8490435B2 (en) 2010-09-29 2013-07-23 Hitachi Cable, Ltd. Optical fiber end processing method and optical fiber end processing apparatus
CN108333685A (en) * 2018-02-24 2018-07-27 长飞光纤光缆股份有限公司 A kind of welding process of single mode optical fiber and multimode fibre

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