JP2004163755A

JP2004163755A - 光ファイバの融着接続方法

Info

Publication number: JP2004163755A
Application number: JP2002331030A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Yamamoto; 和憲山本
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2002-11-14
Filing date: 2002-11-14
Publication date: 2004-06-10

Abstract

【課題】ＭＦＤ拡大とその後の融着接続とを別々の装置で行っていたので作業効率が悪かった。
【解決手段】ＭＦＤが異なる光ファイバ同士を融着接続する際に、一方の光ファイバのＭＦＤ拡大と融着接続とを一つの融着接続装置上で行う。両光ファイバのＭＦＤ差をＲ_１（μｍ）、融着接続時の加熱による一方の光ファイバの接続端面におけるコア径の拡大量をＲ_２（μｍ）とした場合、融着接続前に該一方の光ファイバの接続端面におけるＭＦＤをＲ_１−Ｒ_２（μｍ）だけ拡大する。一方の光ファイバの接続端面よりも所定長だけ他端面寄りにおけるＭＦＤが接続端面におけるそれよりも大きくなるようにＭＦＤを拡大する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モードフィールド径が異なる光ファイバ同士を低損失で接続することを可能とする光ファイバの融着接続方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光通信には各種の光ファイバが使用されている。それら光ファイバの一つに、一般的な光ファイバに比べてコアとクラッドとの屈折率差を高くすると共に、コア径を小さくした光ファイバがある。この種の光ファイバは、コアとクラッドとの屈折率差が高いためより小さな曲率半径で曲げてもコアからクラッドへの漏光量が少なく、コア径が小さいためファイバ内における光エネルギー密度が高くなるといった利点がある。
【０００３】
ところが、前記特徴を有する光ファイバをこの光ファイバとはモードフィールド径（以下、「ＭＦＤ」と記す）が異なる光ファイバに直接接続すると、接続点におけるスポットサイズが不連続となり、大きな接続損失が発生する。そこで、接続後に一方の光ファイバのＭＦＤを拡大させて前記問題を解決せんとする接続方法、一方の光ファイバのＭＦＤを拡大させてから接続することによって前記問題を解決せんとする接続方法（例えば、特許文献１参照）が開発されている。何れの接続方法においても、光ファイバの接続には融着接続の手法が採用されている。また、ＭＦＤの拡大には加熱によってドーピング剤を拡散させる手法が採用されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平４−１１８６０７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
接続後に一方の光ファイバのＭＦＤを拡大させる接続方法では、他方の光ファイバのＭＦＤも同時に拡大されてしまうので、ＭＦＤを一致させることが困難で低接続損失が得られ難い。
【０００６】
一方の光ファイバのＭＦＤを拡大させてから接続する接続方法では、両光ファイバを融着接続するための融着接続装置とは別の装置を用いて該一方の光ファイバのＭＦＤを拡大している。従って、ＭＦＤが拡大された一方の光ファイバを該装置から取り出し、これを融着接続装置にセットし直す必要がある。このため作業効率が非常に悪く、１回の接続に長時間を要する。また、装置間の移動時に作業者のミスによって光ファイバが破損したり、損傷したりする虞がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の光ファイバの融着接続方法の一つは、ＭＦＤが異なる光ファイバ同士を融着接続する光ファイバの融着接続方法であって、融着接続装置を用いて一方の光ファイバを加熱してそのＭＦＤを拡大し、その後、同融着接続装置を用いて両光ファイバの突き合された接続端面を加熱して融着接続するものである。
【０００８】
本発明の光ファイバの融着接続方法の他の一つは、融着接続される両光ファイバのＭＦＤ差をＲ_１（μｍ）、融着接続時の加熱による一方の光ファイバの接続端面におけるＭＦＤの拡大量をＲ_２（μｍ）とした場合、融着接続前に該一方の光ファイバの接続端面におけるＭＦＤをＲ_１−Ｒ_２（μｍ）だけ拡大するものである。
【０００９】
本発明の光ファイバの融着接続方法の他の一つは、融着接続前のＭＦＤ拡大工程において、該光ファイバの接続端面よりも所定長だけ他端面寄りにおけるＭＦＤが接続端面におけるそれよりも大きくなるようにＭＦＤを拡大するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
本発明の光ファイバの融着接続方法の一実施例を詳細に説明する。これから説明する融着接続方法は、融着接続装置を用いて一般的なＭＦＤを有する光ファイバと、これに比べてＭＦＤの小さな光ファイバとを接続するための方法である。尚、以下の本明細書中では、一般的なＭＦＤを有する光ファイバを「光ファイバ」、これに比べてＭＦＤの小さな光ファイバを「細径光ファイバ」と表記してこれらを区別し、両者を特に区別しない場合は「ファイバ」と表記する。
【００１１】
まず、接続される２本のファイバを融着接続装置にセットする。ここで、融着接続装置は、図１に示すように、同一直線上に間隔を空けて設けられた２つのＶ溝２ａ、２ｂを備えており、一方のファイバ３ａの被覆４が除去された端部５ａを一方のＶ溝２ａに、他方のファイバ３ｂの被覆４が除去された端部５ｂを他方のＶ溝２ｂにセットすると、両ファイバ３ａ、３ｂが軸合わせされると共に、互いの接続端面６ａ、６ｂが対向する（図２（ａ）参照）。
【００１２】
次に、図２（ｂ）に示すように、夫々のファイバ３ａ、３ｂを軸方向前方へ移動させて前記端部５ａ、５ｂを所定位置（観察位置）まで移動させる。ここで、融着接続装置は、セットされた２本のファイバ３ａ、３ｂを夫々独立して軸方向前後（図中の矢印ａ−ｂ方向）に移動させるための駆動機構を備えており（図示しない）、この機構を作動させて各ファイバ３ａ、３ｂを夫々軸方向前方へ移動させる。
【００１３】
夫々のファイバ３ａ、３ｂの端部５ａ、５ｂが観察位置に配置されたら、それら端部５ａ、５ｂを観察し、２本のファイバ３ａ、３ｂのうち、何れが光ファイバ又は細径光ファイバであるかを判別する。ここで、融着接続装置は、観察位置に配置されたファイバ３ａ、３ｂの端部５ａ、５ｂを撮影可能な１つ以上のＣＣＤカメラと、そのＣＣＤカメラの撮影画像を処理する画像処理部と、画像処理部によって処理された画像を表示するモニタとからなる観察機構を備えており、作業者はモニタに表示された両ファイバ３ａ、３ｂのコアを観察して光ファイバ及び細径光ファイバを判別する。ここでは、ファイバ３ａが細径光ファイバ、ファイバ３ｂが光ファイバと判別されたと仮定する。
【００１４】
次に、図２（ｃ）に示すように、光ファイバ３ｂをその軸方向後方（図中の矢印ａ方向）へ所定距離だけ後退させると共に、細径光ファイバ３ａを所定距離だけその軸方向前方（図中の矢印ａ方向）へ所定距離だけ前進させる。具体的には、細径光ファイバ３ａをその端部５ａが放電電極７間に生じる放電によって所定温度まで加熱される位置まで前進させると共に（放電電極７に接近させる）、光ファイバ３ｂをその端部５ｂが前記放電による影響を受けない位置まで後退させる（放電電極７から遠ざける）。
【００１５】
図２（ｄ）に示すように、対向する放電電極７間に放電を生じさせ、その放電熱によって細径光ファイバ３ａの端部５ａを所定温度で所定時間（例えば、１〜１０００ｍｓｅｃ）だけ加熱する。かかる加熱によって細径光ファイバ３ａに添加されているドーピング剤（例えば、ゲルマニウム）が拡散し、ＭＦＤが拡大する。
【００１６】
放電が終了したら前記観察機構によって細径光ファイバ３ａのコアのコア径を観察し、所定のＭＦＤが得られているか否かを確認する。ここで、ＭＦＤの拡大が不十分であれば加熱及び観察をさらに１回以上行って、最終的に所定のＭＦＤまで拡大する。具体的には、図３（ａ）に示すように、光ファイバ３ｂのＭＦＤをＲ_３（μｍ）、拡大前の細径光ファイバ３ａのＭＦＤをＲ_４（μｍ）、両者のＭＦＤ差（Ｒ_３−Ｒ_４）をＲ_１（μｍ）、後の融着接続時の加熱による細径光ファイバ３ａの接続端面６ａにおけるＭＦＤの拡大量をＲ_２（μｍ）とした場合、図３（ｂ）に示すように、細径光ファイバ３ａの接続端面６ａにおけるＭＦＤをＲ_１−Ｒ_２だけ拡大してＲ’_４（μｍ）とする。また、接続端面６ａよりも若干他端面寄りの最太部におけるＭＦＤをＲ_５（μｍ）とした場合、Ｒ’_４＜Ｒ_５＜Ｒ_３となるように拡大させる。
【００１７】
図２（ｅ）に示すように、細径光ファイバ３ａのＭＦＤが所定径まで拡大されたら、光ファイバ３ｂ及び細径光ファイバ３ａを前記観察位置に戻し、前記観察機構で観察しながら両者の適切な位置合わせを行う。
【００１８】
図２（ｆ）に示すように、細径光ファイバ３ａ及び光ファイバ３ｂを互いに軸方向前方へ移動させて、接続端面６ａ、６ｂ同士を突き合わせる。その後、放電電極７間に放電を生じさせ、その放電熱によって突き合された両端面６ａ、６ｂを溶融させて融着させる。この時の加熱によって、細径光ファイバ３ａのＭＦＤがさらに拡大され、最終的に図４に示すように、細径光ファイバ３ａと光ファイバ３ｂの接続端面６ａ、６ｂにおけるＭＦＤがほぼ一致した状態で接続される。また、細径光ファイバ３ａのＭＦＤは、接続端面６ａにおけるそれが最も大きく、そこから他端面側に向けて次第に小さくなって本来のＭＦＤに戻るテーパー状となる。
【００１９】
前記ＭＦＤの拡大工程では、細径ファイバ３ａではなく、光ファイバ３ｂのＭＦＤを拡大することもできる。
【００２０】
（他の実施形態）
ファイバのＭＦＤを拡大させる工程においては、該ファイバをその軸方向前後に移動させることによって放電電極との距離を調整し、これによって加熱温度を調整することができる。また、接続作業完了後に必要に応じてスクリーニングを実施することもできる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の光ファイバの融着接続方法によれば、ＭＦＤが異なるファイバ同士を融着接続する際に次のような効果が得られる。
（１）一方のファイバのＭＦＤを拡大してから両ファイバを融着接続するので、他方のファイバのＭＦＤが同時に拡大されてしまう不都合がなく、両ファイバの接続個所におけるＭＦＤを容易且つ確実に一致させることができる。
（２）一方のファイバのＭＦＤ拡大と、それに続く融着接続とが一つの融着接続装置上で行われるので、融着接続装置の他にＭＦＤを拡大するための装置を別途用意する必要がない。また、ＭＦＤが拡大されたファイバを融着接続装置に載せかえる手間が省かれるので、作業効率が向上する。
（３）融着接続前におけるＭＦＤの拡大量を融着接続時における拡大量を考慮した拡大量としてあるので、融着接続完了時に両ファイバの接続個所におけるＭＦＤを確実に一致させることができる。
（４）総じて、ＭＦＤが異なるファイバ同士を従来よりも低損失で接続可能であり、作業時間も従来より短縮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ファイバの融着接続方法を実施可能な融着接続装置の一部を示す斜視図。
【図２】（ａ）〜（ｆ）は本発明の光ファイバの融着接続方法の工程を示す説明図。
【図３】（ａ）は光ファイバ及びコア径拡大前の細径光ファイバの端部を示す説明図、（ｂ）は光ファイバ及びコア径拡大後の細径光ファイバの端部を示す説明図。
【図４】融着接続完了後の光ファイバ及び細径光ファイバの端部を示す説明図。
【符号の説明】
２ａ、２ｂ融着接続装置が備えるＶ溝
３ａファイバ（細径光ファイバ）
３ｂファイバ（光ファイバ）
４被覆
５ａ細径光ファイバの端部
５ｂ光ファイバの端部
６ａ細径光ファイバの端面
６ｂ光ファイバの端面
７放電電極

Claims

モードフィールド径が異なる光ファイバ同士を融着接続する光ファイバの融着接続方法であって、融着接続装置を用いて一方の光ファイバを加熱してそのモードフィールド径を拡大し、その後、同融着接続装置を用いて両光ファイバの突き合された接続端面を加熱して融着接続することを特徴とする光ファイバの融着接続方法。
融着接続される両光ファイバのモードフィールド径差をＲ_１（μｍ）、融着接続時の加熱による一方の光ファイバの接続端面におけるモードフィールド径の拡大量をＲ_２（μｍ）とした場合、融着接続前に該一方の光ファイバの接続端面におけるモードフィールド径をＲ_１−Ｒ_２（μｍ）だけ拡大することを特徴とする請求項１記載の光ファイバの融着接続方法。
融着接続前のモードフィールド径拡大工程において、該光ファイバの接続端面よりも所定長だけ他端面寄りにおけるモードフィールド径が接続端面におけるそれよりも大きくなるようにモードフィールド径を拡大することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の光ファイバの融着接続方法。