JP2003255174A - 光ガラスファイバ接続方法 - Google Patents
光ガラスファイバ接続方法Info
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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- G02—OPTICS
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/255—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding
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Abstract
(57)【要約】
【課題】石英系光ガラスファイバとＢｉ２Ｏ３系光ガラ
スファイバの接続において接続損失を小さくする。 【解決手段】石英系光ガラスファイバとＢｉ２Ｏ３系光
ガラスファイバとを接続する方法であって、石英系光ガ
ラスファイバの接続すべき端面ＦＳの垂線と当該ファイ
バの軸がなす角度αＳを５°〜１４°、Ｂｉ２Ｏ３系光
ガラスファイバの接続すべき端面ＦＢの垂線と当該ファ
イバの軸がなす角度αＢを４°〜１０°、かつαＢ＜α
Ｓとし、端面ＦＳおよび端面ＦＢを突合せ、融着するこ
とを特徴とする光ガラスファイバ接続方法。
スファイバの接続において接続損失を小さくする。 【解決手段】石英系光ガラスファイバとＢｉ２Ｏ３系光
ガラスファイバとを接続する方法であって、石英系光ガ
ラスファイバの接続すべき端面ＦＳの垂線と当該ファイ
バの軸がなす角度αＳを５°〜１４°、Ｂｉ２Ｏ３系光
ガラスファイバの接続すべき端面ＦＢの垂線と当該ファ
イバの軸がなす角度αＢを４°〜１０°、かつαＢ＜α
Ｓとし、端面ＦＳおよび端面ＦＢを突合せ、融着するこ
とを特徴とする光ガラスファイバ接続方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は石英系光ガラスファ
イバとＢｉ２Ｏ３系光ガラスファイバとを接続する方法
に関する。
イバとＢｉ２Ｏ３系光ガラスファイバとを接続する方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信システムにおける光増幅器への応
用を目的として、コアガラスとクラッドガラスからな
り、該コアガラスが希土類元素を含有し光増幅機能を有
する希土類元素含有ガラスファイバの開発が進められて
いる。特に、前記希土類元素がＥｒであるガラスファイ
バが盛んに開発されている。
用を目的として、コアガラスとクラッドガラスからな
り、該コアガラスが希土類元素を含有し光増幅機能を有
する希土類元素含有ガラスファイバの開発が進められて
いる。特に、前記希土類元素がＥｒであるガラスファイ
バが盛んに開発されている。
【０００３】一方、将来見込まれる通信サービスの多様
化に対応するために、伝送容量の拡大を図る波長多重光
通信方式（ＷＤＭ）が提案されている。ＷＤＭにおいて
は、波長多重のチャンネル数が増加するほど伝送容量が
大きくなる。そのため、ＷＤＭで使用される１．２〜
１．７μｍの波長の光に対し広帯域で増幅可能な光増幅
媒体が求められている。前記希土類元素含有ガラスファ
イバは、たとえば上記のような用途への適用が考えられ
ている。
化に対応するために、伝送容量の拡大を図る波長多重光
通信方式（ＷＤＭ）が提案されている。ＷＤＭにおいて
は、波長多重のチャンネル数が増加するほど伝送容量が
大きくなる。そのため、ＷＤＭで使用される１．２〜
１．７μｍの波長の光に対し広帯域で増幅可能な光増幅
媒体が求められている。前記希土類元素含有ガラスファ
イバは、たとえば上記のような用途への適用が考えられ
ている。
【０００４】希土類元素含有光増幅ガラスファイバとし
て、Ｅｒ含有石英系ガラスファイバが広く知られてい
る。しかし、１．２〜１．７μｍの波長の光に対しＥｒ
含有石英系ガラスファイバで利得が得られる波長幅は狭
く、Ｃバンドでは１．５３０〜１．５６５μｍ、すなわ
ち３５ｎｍ程度、Ｌバンドでは１．５７５〜１．６０７
μｍ、すなわち３２ｎｍ程度である。
て、Ｅｒ含有石英系ガラスファイバが広く知られてい
る。しかし、１．２〜１．７μｍの波長の光に対しＥｒ
含有石英系ガラスファイバで利得が得られる波長幅は狭
く、Ｃバンドでは１．５３０〜１．５６５μｍ、すなわ
ち３５ｎｍ程度、Ｌバンドでは１．５７５〜１．６０７
μｍ、すなわち３２ｎｍ程度である。
【０００５】この問題を解決する光増幅媒体として、特
開平１１−３１７５６１号公報には、モル％表示でＢｉ
２Ｏ３：２０〜８０モル％、Ｂ２Ｏ３：１５〜８０モル
％、ＣｅＯ２等からなるマトリクスガラスにＥｒが質量
百分率表示で０．０１〜１０％添加された光増幅ガラス
（Ｅｒ含有Ｂｉ２Ｏ３系ガラス）が開示されている。同
公報に例示されている光増幅ガラスの例１〜１０の前記
利得が得られる波長幅はいずれも１００ｎｍ以上であ
り、Ｅｒ含有石英系ガラスの２．５倍以上である。
開平１１−３１７５６１号公報には、モル％表示でＢｉ
２Ｏ３：２０〜８０モル％、Ｂ２Ｏ３：１５〜８０モル
％、ＣｅＯ２等からなるマトリクスガラスにＥｒが質量
百分率表示で０．０１〜１０％添加された光増幅ガラス
（Ｅｒ含有Ｂｉ２Ｏ３系ガラス）が開示されている。同
公報に例示されている光増幅ガラスの例１〜１０の前記
利得が得られる波長幅はいずれも１００ｎｍ以上であ
り、Ｅｒ含有石英系ガラスの２．５倍以上である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】Ｅｒ含有Ｂｉ２Ｏ３系
ガラスをコアガラスとするＢｉ２Ｏ３系光ガラスファイ
バは通常、石英系光ガラスファイバと接続して使用され
る。しかし、この接続された面における損失、すなわち
接続損失が大きい問題があった。本発明はこの問題を解
決できる光ガラスファイバ接続方法の提供を目的とす
る。
ガラスをコアガラスとするＢｉ２Ｏ３系光ガラスファイ
バは通常、石英系光ガラスファイバと接続して使用され
る。しかし、この接続された面における損失、すなわち
接続損失が大きい問題があった。本発明はこの問題を解
決できる光ガラスファイバ接続方法の提供を目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、石英系光ガラ
スファイバとＢｉ２Ｏ３系光ガラスファイバとを接続す
る方法であって、石英系光ガラスファイバの接続すべき
端面ＦＳの垂線と当該ファイバの軸がなす角度αＳを５
°〜１４°、Ｂｉ２Ｏ３系光ガラスファイバの接続すべ
き端面ＦＢの垂線と当該ファイバの軸がなす角度αＢを
４°〜１０°、かつαＢ＜αＳとし、端面ＦＳおよび端
面ＦＢを突合せ、融着することを特徴とする光ガラスフ
ァイバ接続方法を提供する。
スファイバとＢｉ２Ｏ３系光ガラスファイバとを接続す
る方法であって、石英系光ガラスファイバの接続すべき
端面ＦＳの垂線と当該ファイバの軸がなす角度αＳを５
°〜１４°、Ｂｉ２Ｏ３系光ガラスファイバの接続すべ
き端面ＦＢの垂線と当該ファイバの軸がなす角度αＢを
４°〜１０°、かつαＢ＜αＳとし、端面ＦＳおよび端
面ＦＢを突合せ、融着することを特徴とする光ガラスフ
ァイバ接続方法を提供する。
【０００８】また、（αＳ−αＢ）が１°〜４°である
前記光ガラスファイバ接続方法を提供する。また、Ｂｉ
２Ｏ３系光ガラスファイバのコアガラスがＢｉ２Ｏ３を
２０〜８０モル％含有し、かつＢ２Ｏ３およびＳｉＯ２
の少なくともいずれか一方を含有する前記光ガラスファ
イバ接続方法を提供する。また、Ｂｉ２Ｏ３系光ガラス
ファイバが質量百分率表示でＥｒを１％以下の範囲で含
有する前記光ガラスファイバ接続方法を提供する。
前記光ガラスファイバ接続方法を提供する。また、Ｂｉ
２Ｏ３系光ガラスファイバのコアガラスがＢｉ２Ｏ３を
２０〜８０モル％含有し、かつＢ２Ｏ３およびＳｉＯ２
の少なくともいずれか一方を含有する前記光ガラスファ
イバ接続方法を提供する。また、Ｂｉ２Ｏ３系光ガラス
ファイバが質量百分率表示でＥｒを１％以下の範囲で含
有する前記光ガラスファイバ接続方法を提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】前記αＳは５°〜１４°でなけれ
ばならない。５°未満では充分な反射減衰量を得ること
が困難になる。好ましくは７°以上である。１４°超で
は接続損失が大きくなる。好ましくは１２°以下であ
る。
ばならない。５°未満では充分な反射減衰量を得ること
が困難になる。好ましくは７°以上である。１４°超で
は接続損失が大きくなる。好ましくは１２°以下であ
る。
【００１０】前記αＢは４°〜１０°でなければならな
い。４°未満では充分な反射減衰量を得ることが困難に
なる。好ましくは６°以上である。１０°超では接続損
失が大きくなる。好ましくは８°以下である。また、
（αＳ−αＢ）は２°〜３°であることがより好まし
い。
い。４°未満では充分な反射減衰量を得ることが困難に
なる。好ましくは６°以上である。１０°超では接続損
失が大きくなる。好ましくは８°以下である。また、
（αＳ−αＢ）は２°〜３°であることがより好まし
い。
【００１１】以下、実施例を用いて本発明を説明する。
接続すべき端面の垂線と軸のなす角度が６°、該端面に
おけるコア径が４μｍ、クラッド径が１２５μｍ、クラ
ッドガラス屈折率が１．５０、開口数ＮＡが０．２、長
さが１０００ｍｍである石英系ガラスファイバＳＦと、
接続すべき端面の垂線と軸のなす角度が８.３°、該端
面におけるコア径が４μｍ、クラッド径が１２５μｍ、
長さが２００ｍｍであるＢｉ２Ｏ３系ガラスファイバＢ
Ｆを用意した。
接続すべき端面の垂線と軸のなす角度が６°、該端面に
おけるコア径が４μｍ、クラッド径が１２５μｍ、クラ
ッドガラス屈折率が１．５０、開口数ＮＡが０．２、長
さが１０００ｍｍである石英系ガラスファイバＳＦと、
接続すべき端面の垂線と軸のなす角度が８.３°、該端
面におけるコア径が４μｍ、クラッド径が１２５μｍ、
長さが２００ｍｍであるＢｉ２Ｏ３系ガラスファイバＢ
Ｆを用意した。
【００１２】Ｂｉ２Ｏ３系ガラスファイバＢＦのコアガ
ラスは、Ｂｉ2Ｏ3：４３モル％、Ａｌ2Ｏ3：３．５モル
％、ＳｉＯ2：３２モル％、Ｇａ2Ｏ3：１８モル％、Ｔ
ｅＯ2：３．５モル％からなるマトリクスガラスにＥｒ
が質量百分率表示で０．７％添加されているガラスであ
る。また、そのクラッドガラスは、Ｂｉ2Ｏ3：４３モル
％、Ａｌ2Ｏ3：７．５モル％、ＳｉＯ2：３２モル％、
Ｇａ2Ｏ3：１４モル％、ＴｅＯ2：３．５モル％からな
る。
ラスは、Ｂｉ2Ｏ3：４３モル％、Ａｌ2Ｏ3：３．５モル
％、ＳｉＯ2：３２モル％、Ｇａ2Ｏ3：１８モル％、Ｔ
ｅＯ2：３．５モル％からなるマトリクスガラスにＥｒ
が質量百分率表示で０．７％添加されているガラスであ
る。また、そのクラッドガラスは、Ｂｉ2Ｏ3：４３モル
％、Ａｌ2Ｏ3：７．５モル％、ＳｉＯ2：３２モル％、
Ｇａ2Ｏ3：１４モル％、ＴｅＯ2：３．５モル％からな
る。
【００１３】一方、フジクラ社製融着器（ＦＳＭ−４０
ＰＭ）を次のように改造した。すなわち、２個のＶ溝ブ
ロックのうちの一方のＶ溝ブロックのＶ溝がその移動方
向に対して２．３°傾いているように改造した。当該
２．３°傾いているＶ溝にＢＦをセットした。また、Ｓ
Ｆのファイバ軸とＢＦのファイバ軸は２．３°傾いてい
るので、接続端面の面合わせおよび外径調心のために、
軸が互いに傾いているファイバを認識し、外径調心が行
なえるようにソフトを改造した。
ＰＭ）を次のように改造した。すなわち、２個のＶ溝ブ
ロックのうちの一方のＶ溝ブロックのＶ溝がその移動方
向に対して２．３°傾いているように改造した。当該
２．３°傾いているＶ溝にＢＦをセットした。また、Ｓ
Ｆのファイバ軸とＢＦのファイバ軸は２．３°傾いてい
るので、接続端面の面合わせおよび外径調心のために、
軸が互いに傾いているファイバを認識し、外径調心が行
なえるようにソフトを改造した。
【００１４】この改造融着器を用いて、外径調心を行な
って前記ＳＦとＢＦの端面を突き合わせ、次の条件で融
着した。すなわち、ＳＦの、突き合わせられた端面から
２８０μｍ離れた部分が最も高温になるようにアーク放
電を発生させながらＳＦをＢＦに対して１μｍ移動させ
た。アーク放電は、放電電極先端間距離：１ｍｍ、放電
電流：１５ｍＡ、放電回数：２０回、放電時間：０．０
１秒、放電休止時間：０．０４秒、の条件で行なった。
また、放電電極としては、その先端が円錐状（高さ：
１．２ｍｍ、底辺部直径：１ｍｍ）であるタングステン
製電極を用いた。
って前記ＳＦとＢＦの端面を突き合わせ、次の条件で融
着した。すなわち、ＳＦの、突き合わせられた端面から
２８０μｍ離れた部分が最も高温になるようにアーク放
電を発生させながらＳＦをＢＦに対して１μｍ移動させ
た。アーク放電は、放電電極先端間距離：１ｍｍ、放電
電流：１５ｍＡ、放電回数：２０回、放電時間：０．０
１秒、放電休止時間：０．０４秒、の条件で行なった。
また、放電電極としては、その先端が円錐状（高さ：
１．２ｍｍ、底辺部直径：１ｍｍ）であるタングステン
製電極を用いた。
【００１５】融着された部分を目視観察したところ、顕
著な軟化流動および揮散のいずれも起っておらず、突き
合わされた端面は良好に融合されていた。
著な軟化流動および揮散のいずれも起っておらず、突き
合わされた端面は良好に融合されていた。
【００１６】このようにして接続されたガラスファイバ
の伝播損失を測定したところ、１．５６μｍの波長の光
に対しては０．２ｄＢ、１．３１μｍの波長の光に対し
ては０．３ｄＢ、０．９８μｍの波長の光に対しては
０．４ｄＢであった。なお、０．９８μｍの波長の光
は、１．２〜１．７μｍの波長の光の増幅に用いられる
励起光として典型的な光の一つである。０．９〜１．７
μｍの波長の光に対する伝播損失は０．５ｄＢ以下であ
ることが好ましいが、前記接続されたガラスファイバは
これを満足している。
の伝播損失を測定したところ、１．５６μｍの波長の光
に対しては０．２ｄＢ、１．３１μｍの波長の光に対し
ては０．３ｄＢ、０．９８μｍの波長の光に対しては
０．４ｄＢであった。なお、０．９８μｍの波長の光
は、１．２〜１．７μｍの波長の光の増幅に用いられる
励起光として典型的な光の一つである。０．９〜１．７
μｍの波長の光に対する伝播損失は０．５ｄＢ以下であ
ることが好ましいが、前記接続されたガラスファイバは
これを満足している。
【００１７】また、前記接続されたガラスファイバの光
反射減衰量を、ＢＦ側から１．３１μｍの波長の光を入
射して測定したところ５３ｄＢであった。これは光増幅
器を安定して動作させるのに充分な反射減衰量である。
ここで、反射減衰量とは入射した光のパワーとその光が
反射して戻ってきたパワーの比である。なお、反射は主
に接続面で起こっていると考えられる。
反射減衰量を、ＢＦ側から１．３１μｍの波長の光を入
射して測定したところ５３ｄＢであった。これは光増幅
器を安定して動作させるのに充分な反射減衰量である。
ここで、反射減衰量とは入射した光のパワーとその光が
反射して戻ってきたパワーの比である。なお、反射は主
に接続面で起こっていると考えられる。
【００１８】前記融着は主に手動で行なうものであった
が、より自動化を進めるものとして次のようなものが考
えられる。すなわち、融着器外部に波長１．３μｍのＬ
ＥＤ光源と波長１．３μｍでの感度が高いセンサとを、
接続すべき端面間距離が好ましくは０．５〜５μｍの範
囲にまで近接させたＳＦおよびＢＦがＬＥＤ光源とセン
サとの間に置かれるようにセットし、前記ＳＦとＢＦの
近接部分を透過してきた前記ＬＥＤ光源からの光を前記
センサでモニタし、その光量が最も大きくなるように自
動調心する。なお、前記端面間距離が５μｍ超では調心
が正確に行なわれないおそれがある。典型的には１μｍ
である。
が、より自動化を進めるものとして次のようなものが考
えられる。すなわち、融着器外部に波長１．３μｍのＬ
ＥＤ光源と波長１．３μｍでの感度が高いセンサとを、
接続すべき端面間距離が好ましくは０．５〜５μｍの範
囲にまで近接させたＳＦおよびＢＦがＬＥＤ光源とセン
サとの間に置かれるようにセットし、前記ＳＦとＢＦの
近接部分を透過してきた前記ＬＥＤ光源からの光を前記
センサでモニタし、その光量が最も大きくなるように自
動調心する。なお、前記端面間距離が５μｍ超では調心
が正確に行なわれないおそれがある。典型的には１μｍ
である。
【００１９】融着に際しては、自動調心後いったん前記
端面間距離を１０μｍ以上、典型的には３０μｍとし、
その後ＳＦをＢＦに対して３１μｍ移動させてもよい、
すなわち実質的に１μｍ移動させてもよい。
端面間距離を１０μｍ以上、典型的には３０μｍとし、
その後ＳＦをＢＦに対して３１μｍ移動させてもよい、
すなわち実質的に１μｍ移動させてもよい。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、石英系光ガラスファイ
バとＢｉ２Ｏ３系光ガラスファイバが接続された光ガラ
スファイバであって、接続損失が小さいものが得られ
る。また、反射減衰量が大きなものを得ることも可能で
ある。
バとＢｉ２Ｏ３系光ガラスファイバが接続された光ガラ
スファイバであって、接続損失が小さいものが得られ
る。また、反射減衰量が大きなものを得ることも可能で
ある。
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2H036 LA03 MA12
2H050 AB09X AB18X AC71
4G062 AA06 BB01 CC10 DA05 DB03
DC01 DD01 DE01 DF01 EA01
EA10 EB01 EC01 ED01 EE01
EF01 EG01 FA01 FA10 FB01
FC01 FD01 FE01 FF01 FG01
FH01 FJ01 FK01 FL01 GA04
GA05 GA06 GA07 GB01 GC01
GD03 GE01 HH01 HH03 HH05
HH06 HH07 HH09 HH11 HH13
HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03
JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03
KK05 KK06 KK07 KK10 MM04
NN19
Claims (4)
- 【請求項１】石英系光ガラスファイバとＢｉ２Ｏ３系光
ガラスファイバとを接続する方法であって、石英系光ガ
ラスファイバの接続すべき端面ＦＳの垂線と当該ファイ
バの軸がなす角度αＳを５°〜１４°、Ｂｉ２Ｏ３系光
ガラスファイバの接続すべき端面ＦＢの垂線と当該ファ
イバの軸がなす角度αＢを４°〜１０°、かつαＢ＜α
Ｓとし、端面ＦＳおよび端面ＦＢを突合せ、融着するこ
とを特徴とする光ガラスファイバ接続方法。 - 【請求項２】（αＳ−αＢ）が１°〜４°である請求項
１に記載の光ガラスファイバ接続方法。 - 【請求項３】Ｂｉ２Ｏ３系光ガラスファイバのコアガラ
スがＢｉ２Ｏ３を２０〜８０モル％含有し、かつＢ２Ｏ
３およびＳｉＯ２の少なくともいずれか一方を含有する
請求項１または２に記載の光ガラスファイバ接続方法。 - 【請求項４】Ｂｉ２Ｏ３系光ガラスファイバがＥｒを質
量百分率表示で１％以下の範囲で含有する請求項１、２
または３に記載の光ガラスファイバ接続方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002060592A JP2003255174A (ja) | 2002-03-06 | 2002-03-06 | 光ガラスファイバ接続方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002060592A JP2003255174A (ja) | 2002-03-06 | 2002-03-06 | 光ガラスファイバ接続方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003255174A true JP2003255174A (ja) | 2003-09-10 |
Family
ID=28669895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002060592A Pending JP2003255174A (ja) | 2002-03-06 | 2002-03-06 | 光ガラスファイバ接続方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003255174A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018021869A (ja) * | 2016-08-05 | 2018-02-08 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバ評価方法及び光ファイバ評価装置 |
-
2002
- 2002-03-06 JP JP2002060592A patent/JP2003255174A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018021869A (ja) * | 2016-08-05 | 2018-02-08 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバ評価方法及び光ファイバ評価装置 |
| CN109416438A (zh) * | 2016-08-05 | 2019-03-01 | 住友电气工业株式会社 | 光纤评价方法和光纤评价装置 |
| CN109416438B (zh) * | 2016-08-05 | 2020-10-09 | 住友电气工业株式会社 | 光纤评价方法和光纤评价装置 |
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