JP2003337252A - 光ファイバカプラの製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 融着延伸部のほぼ全長にわたって均一に加熱
され、融着状態を長手方向で均一にすることができる光
ファイバカプラの製造方法および製造装置を提供する。 【解決手段】 複数本の光ファイバ１を平行に並べて、
融着延伸部分２を固体壁を介して加熱する光ファイバカ
プラの製造方法であって、光ファイバ１の融着延伸部分
２と固体壁３，４との間の距離を、融着延伸部の中央部
側で大きく端部側で小さくして加熱する。また、固体壁
４は筒状にして融着延伸部分２を囲うようにして形成さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信分野で光信
号の分岐・結合または分波・合波等に用いられる光ファ
イバカプラの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光信号装置において、光増幅器の
励起合波や光信号のモニタ光の取り出し等に、光ファイ
バカプラが多用されている。この光ファイバカプラは、
単一波長の光信号を複数に分岐または一つに結合した
り、波長の異なる複数の信号を波長毎に分波または一つ
に合波するのに用いられている。

【０００３】光ファイバカプラは、一般に複数本の光フ
ァイバの保護被覆を除去し、露出されたガラスの裸ファ
イバ部分を互いに接触させて加熱融着し、この融着部分
を光軸方向に延伸して形成される。光ファイバを融着延
伸する方法としては、通常、融着された光ファイバに張
力をかけた状態で融着個所をマイクロバーナやマイクロ
トーチ等で加熱して延伸する。融着延伸部が光カプラと
して機能する部分で、融着や延伸の度合いにより分岐比
等が変わる。このため、光カプラとして良好な光学特性
を得るには、融着延伸部の加熱、引張りには高い精度が
要求される。

【０００４】融着延伸部を直接バーナやトーチで加熱す
ると、炎の揺らぎ等で光学特性がバラツキ、また、加熱
条件が変化して加工精度が安定しない。そこで、融着延
伸部の近傍に設置した固体壁を加熱し、この固体壁の輻
射熱により間接的に融着延伸部を加熱することが知られ
ている（例えば、特開平４−２４３２０６号公報参
照）。

【０００５】図３および図４は、固体壁を介して光ファ
イバの融着延伸部を加熱する従来例を示す図である。図
３は平板状の固体壁を用いた例を示す図、図４は筒状の
固体壁を用いた例を示す図で、図中、１は光ファイバ、
２は融着延伸部、３は平板状固体壁、４は筒状固体壁、
５はバーナ、６はヒータを示す。

【０００６】図３に示す製造方法は、１対の光ファイバ
１を接触状態で保持した裸ファイバ部分に沿って、平板
状固体壁３を配し、平板状固体壁３をトーチまたはバー
ナ５を用いて加熱する。加熱された平板状固体壁３の熱
は、輻射により１対の光ファイバ１を加熱溶融して融着
し、これに引張りを加えることにより融着延伸部２を形
成することができる。この製造方法によれば、バーナ５
の炎が光ファイバ１に直接当たらないため比較的安定し
た加熱ができ、バラツキを軽減することができる。

【０００７】図４に示す製造方法は、１対の光ファイバ
１を接触状態で保持した裸ファイバ部分を、筒状固体壁
４で覆い、筒状固体壁４をヒータ６で加熱するものであ
る。なお、ヒータ６の代わりに、トーチまたはバーナ５
を用いることもできる。加熱された筒状固体壁４の熱
は、輻射により１対の光ファイバ１を加熱溶融して融着
し、これに引張りを加えることにより融着延伸部２を形
成することができる。この製造方法によれば、図３と同
様にバーナ５の炎が光ファイバ１に直接当たらないため
比較的安定した加熱ができ、また、融着延伸部２の全体
を筒状固体壁４で覆っているので、バラツキをさらに軽
減することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述したように平板状
固体壁３または筒状固体壁４を介して加熱することによ
り、融着延伸部２の加熱をある程度均一化することはで
きるが、固体壁の両端側で熱が逃げやすく温度が低くな
る。このため、融着延伸部の中央部側と両端側での融着
状態が異なり、目標の特性が安定して得られないという
問題があった。この対策として固体壁を長くして温度均
一部を長くするという方法があるが、この場合、融着延
伸長が長くなり、収納ケースも長くなるという問題があ
った。

【０００９】本発明は、上述した実情に鑑みてなされた
もので、融着延伸部のほぼ全長にわたって均一に加熱さ
れ、融着状態を長手方向で均一にすることができる光フ
ァイバカプラの製造方法および製造装置の提供を課題と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による光ファイバ
カプラの製造方法は、複数本の光ファイバを平行に並べ
て、融着延伸部分を固体壁を介して加熱する光ファイバ
カプラの製造方法であって、光ファイバの融着延伸部分
と固体壁との間の距離を、融着延伸部の中央部側で大き
く端部側で小さくして加熱することを特徴とする。

【００１１】また、本発明による光ファイバカプラの製
造装置は、複数本の光ファイバを平行に並べて、融着延
伸部分を固体壁を介して加熱する光ファイバカプラの製
造装置であって、固体壁は光ファイバの融着延伸部分と
の距離が、融着延伸部の中央部側で大きく端部側で小さ
くなるように形成されていることを特徴とする。

【００１２】

【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）は平板状の固体壁を用いた例を
示す図、図１（Ｂ）は筒状の固体壁を用いた例を示す
図、図１（Ｃ）は図１（Ｂ）で用いる筒状固体壁の詳細
を示す図である。図中、７，８はファイバ加熱面、９は
スロットを示し、その他の符号は、図３に用いたのと同
じ符号を用いることにより説明を省略する。

【００１３】本発明による光ファイバカプラは、図３、
図４で説明したのと同様に、固体壁を介して光ファイバ
の融着延伸部を加熱し、加熱源や加熱条件により影響を
受けないことを基本形態とするものである。図１（Ａ）
に示す例においては、平板状固体壁３は、ファイバ加熱
面７の中央部を凹ませた形状とする。この凹み形状によ
り、平板状固体壁３と光ファイバの融着延伸部分との距
離を、中央部側で大きく端部側で小さくすることができ
る。

【００１４】平板状固体壁３を反対側の面から、例え
ば、加熱源にバーナ５を用いて均一に加熱したとき、融
着延伸部２に対して、中央部側の加熱量より両端部側の
加熱量が多くなる。しかし、両端部側は熱放散がしやす
いことから、融着延伸部の温度分布は、中央部側と端部
側がバランスして均一にすることができる。また、凹み
形状を変えることにより任意の温度分布とすることもで
きる。

【００１５】加熱された平板状固体壁３の熱は、輻射に
より１対の光ファイバ１を均一に加熱溶融して融着し、
これに引張りを加えることにより融着延伸部２を形成す
ることができる。なお、平板状固体壁３を均一に加熱す
るには、バーナ５を左右に揺動させるか、または、平板
状固体壁３の全長を加熱できる多孔形状のものを用いれ
ばよい。

【００１６】図１（Ｂ）に示す例においては、筒状固体
壁４は、ファイバ加熱面８となる内径の中央部を凹ませ
た形状とする。この凹み形状により、筒状固体壁４と光
ファイバの融着延伸部分との距離を、中央部側で大きく
端部側で小さくすることができる。また、図１（Ｃ）に
示すように筒状固体壁４には軸方向にスロット９が設け
られている。光ファイバは、このスロット９から筒状固
体壁４内に配される。

【００１７】筒状固体壁４は、例えば、グラファイトカ
ーボンで形成され、加熱源にはヒータ６が用いられる。
なお、ヒータ６に代えて図１（Ａ）で用いたのと同様に
バーナ５を用いて加熱してもよい。また、筒状固体壁４
内外に窒素ガス等の不活性ガスを導入し、不活性雰囲気
中で加熱することにより、筒状固体壁４の酸化を防止す
るようにしてもよい。

【００１８】次に、図２により本発明の実施例と比較例
について説明する。図２は、横軸に光ファイバカプラの
融着延伸部２の中央をゼロ点として長手方向の位置をと
り、縦時軸に長手方向の各位置における融着率を示した
ものである。なお、融着率は、融着延伸部２のアスペク
ト比（＝長径Ａ／短径Ｂ）で示す。融着率が高いという
ことは、アスペクト比が小さいことを意味し、融着率が
低いということは、アスペクト比が大きいことを意味す
る。

【００１９】図２において、実施例として示したデータ
は、図１（Ｂ）に示した製造方法で作製した光ファイバ
カプラの場合である。また、比較例１として示したデー
タは、従来例の図３に示した製造方法で、比較例２とし
て示したデータは、従来例の図４に示した製造方法で作
製した光ファイバカプラの場合である。光ファイバカプ
ラは、いずれの場合も２本のシングルモード光ファイバ
の途中被覆を除去し、露出されたガラスの裸ファイバ部
分を互いに接触させて、それぞれの製造方法で融着延伸
した。

【００２０】実施例および比較例２の筒状固体壁４に
は、グラファイトカーボン製のスロットを入れた円筒状
のものを用いた。実施例の円筒状固体壁は、長さ３０ｍ
ｍ、外径３.０ｍｍ、内径を両端最小径２.０ｍｍで中央
最大径２.６ｍｍとしたものを用いた。比較例２の円筒
状固体壁４は、長さ３０ｍｍ、外径３ｍｍ、内径２.０
ｍｍで均一としたものを用いた。その加熱源にはセラミ
ックヒータを使用し、ヒータ温度は１５５０℃とした。
また、ヒータ、筒状固体壁、光ファイバの周囲に窒素ガ
スをパージし、窒素ガス雰囲気下で融着延伸を行なっ
た。比較例１はカーボン製の平板状固体壁を用い、加熱
源にバーナを用いた。

【００２１】以上の各製造方法で作製した光ファイバカ
プラは、それぞれ所定位置で切断し、端面研磨してアス
ペクト比を計測して融着状態の評価を行なった。この結
果、図２に示されるように、比較例２は比較例１に比べ
て、アスペクト比は長手方向でかなり安定している。し
かし、比較例２においても、熱放散の影響で円筒状固体
壁の端部側で次第に温度が下がり、アスペクト比が次第
に高くなる傾向を示している。

【００２２】実施例の場合は、比較例２に対し、端部側
のアスペクト比は同程度であるが、中央部側のアスペク
ト比が高くなり、全体としては、ほぼ均一のアスペクト
比が得られている。すなわち、融着延伸部の融着率が、
所定範囲で均一化され安定したものとすることができ
る。以上の評価結果から、固体壁の長手方向の厚み分布
を変え、光ファイバとの加熱距離を変化させることによ
り、長手方向の融着率を容易に調整することができる。
また、平板状固体壁で加熱する場合より、筒状固体壁を
用いる方が、融着率を安定したものとすることができ
る。

【００２３】

【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、固体壁端部からの熱放散があっても融着延伸
部における温度分布を容易に調整することができる。こ
れにより、融着延伸部のほぼ全長にわたって均一な温度
で加熱することができ、融着状態を均一で安定したもの
とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光ファイバカプラの加熱方法の概
略を示す図である。

【図２】融着延伸部のアスペクト比を示す図である。

【図３】従来の加熱方法の概略を示す図である。

【図４】従来の他の加熱方法の概略を示す図である。

【符号の説明】

１…光ファイバ、２…融着延伸部、３…平板状固体壁、
４…筒状固体壁、５…バーナ、６…ヒータ、７，８…フ
ァイバ加熱面、９…スロット。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平井 茂 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 中山 実 埼玉県行田市埼玉4125 トヨクニ電線株式 会社埼玉工場内 (72)発明者 島崎 善昭 埼玉県行田市埼玉4125 トヨクニ電線株式 会社埼玉工場内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本の光ファイバを平行に並べて、融
   着延伸部分を固体壁を介して加熱する光ファイバカプラ
   の製造方法であって、前記光ファイバの融着延伸部分と
   前記固体壁との間の距離を、融着延伸部の中央部側で大
   きく端部側で小さくして加熱することを特徴とする光フ
   ァイバカプラの製造方法。
2. 【請求項２】 前記固体壁は、筒状に形成されているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の光ファイバカプラの製
   造方法。
3. 【請求項３】 複数本の光ファイバを平行に並べて、融
   着延伸部分を固体壁を介して加熱する光ファイバカプラ
   の製造装置であって、前記固体壁は前記光ファイバの融
   着延伸部分との距離が、融着延伸部の中央部側で大きく
   端部側で小さくなるように形成されていることを特徴と
   する光ファイバカプラの製造装置。
4. 【請求項４】 前記固体壁は、筒状に形成されているこ
   とを特徴とする請求項３に記載の光ファイバカプラの製
   造装置。