JP2004309878A

JP2004309878A - Expanding method of mode field diameter of optical fiber and expanding device therefor

Info

Publication number: JP2004309878A
Application number: JP2003104713A
Authority: JP
Inventors: Eiichiro Yamada; 英一郎山田; Kazuto Saito; 和人斎藤; Mitsuaki Tamura; 充章田村; Keiji Ishimaru; 敬二石丸
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2003-04-09
Filing date: 2003-04-09
Publication date: 2004-11-04

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and device which reduces the effect due to bent habit of fiber cover, causes no degradation of the strength of fiber glass and is capable of efficiently performing the heating for efficiently expanding a mode field diameter (MFD) by improving a holding method of an optical fiber. <P>SOLUTION: In the expanding method of MFD, an optical fiber 1 is heated, a dopant on a core part is allowed to diffuse to a clad part side and the MFD is expanded. Therein, fiber grooves 5a, 5b on supporting stand parts 4a, 4b which are disposed on both sides of a heating source 7 are straightly formed and, thereby, the optical fiber 1 is straightly retained. When the optical fiber 1 is held and fixed by the fiber grooves 5a, 5b, the holding part of a fiber covering part 3 is heated or a fiber glass part 2 is sucked and retained and, thereby, the optical fiber 1 is retained without degrading the strength of the optical fiber 1. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバのモードフィールド径を拡大するモードフィールド径拡大方法及び拡大装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバは、通常、石英ガラスに屈折率を高めるためにＧｅ等のドーパントを添加したコア部の周りを同じく石英ガラスからなるクラッド部で囲んで形成される。光通信では一般的にシングルモード形光ファイバが用いられているが、この光ファイバの伝送上のパラメータとして、モードフィールド径（以下、ＭＦＤという）が使用されている。このＭＦＤは、数値的には光ファイバの物理的なコア径に近似していて、通常、通信波長帯では１０μｍ前後である。しかし、最近は、モード分散補償光ファイバや曲げに強い光ファイバとして、ＭＦＤがこれより小さいものが開発されている。
【０００３】
ＭＦＤが小さくなると、光ファイバの接続部における位置ずれ等による接続損失が増加し、また、互いに接続する光ファイバのＭＦＤに差があると、接続損失が増大する。この接続損失を低減するため、又は、光ファイバの接続を容易にするために、光ファイバの接続端部のＭＦＤを拡大する方法が知られている。ＭＦＤの拡大方法としては、ＭＦＤを拡大しようとする光ファイバ部分を、加熱することによりコア部に添加されたドーパントをクラッド部側に熱拡散させる方法（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ−ｄｉｆｆｕｓｅｄＥｘｐａｎｄｅｄＣｏｒｅ、以下、ＴＥＣという）が一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ＴＥＣ加熱によりＭＦＤが拡大された光ファイバ部分は、その中央部分で切断されるが、加熱中に光ファイバが曲げられたりすると切断端部が曲がり、コネクタフェルールへの挿入が困難または接続端の不整合が生じる。加熱で光ファイバが曲がらないようにするには、加熱温度を低くしたり、間接加熱を行なう必要があるがＭＦＤ拡大の加熱時間が長くなり生産性が悪い。このため、上記特許文献１では、加熱中に光ファイバが曲がらないように、光ファイバに張力を加えて真っ直ぐに伸ばした状態で加熱すると共に、加熱用のマイクロバーナを光ファイバに対して対象位置に複数配して加熱している。
【０００５】
【特許文献１】
特許第２６９３６４９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光ファイバは通常、ガラス母材から線引された際にファイバガラスを保護するため素線被覆を施して巻取られ、その後、さらに必要な被覆を施して巻取られる。このため、ファイバガラス上に施されたファイバ被覆には、巻取り等による曲げ癖が付いて内部応力が存在している。このため、特許文献１のように真っ直ぐに光ファイバを保持して加熱しても、以下のような事態が生じることがある。
【０００７】
図７はこの様子を示す図で、図８は光コネクタへの装着の様子を示す図である。図中、１は光ファイバ、２はファイバガラス部、３はファイバ被覆部、３１ａ，３１ｂはファイバ支持台、３２ａ，３２ｂは押え部材、３３はガスバーナ、３４はフェルール組立体、３５はフェルール、３６はフェルール保持体、３７はファイバ挿着孔を示す。
【０００８】
光ファイバ１は、図７（Ａ）に示すように、途中部分のファイバ被覆部３を除去し、所定長さのファイバガラス部２を露出させ、ファイバ被覆部３の端部分をファイバ支持台３１ａ，３１ｂ上に載せ、押え部材３２ａ，３２ｂにより把持固定する。この状態で、例えば、ガスバーナ３３でファイバガラス部２を１３００℃〜１８００℃位の温度でＴＥＣ加熱すると、ファイバガラス部２が軟化し、これにファイバ被覆部３の曲がり癖が影響して、ファイバガラス部２は、点線で示すように変形してくる。また、例え、光ファイバ１に張力をかけて真っ直ぐにした状態で加熱しても、ＴＥＣ加熱を終えたファイバガラス部２の中央部分を切断すると、図７（Ｂ）に示すように、その切断端部２ａが光ファイバ長手方向の軸心から偏移した状態となることがある。
【０００９】
光コネクタの端末形成で、上述のようなＴＥＣ加熱した光ファイバを用いる場合、図７（Ｂ）のような形状の光ファイバであると、光コネクタのフェルール組立体３４に装着できないことがある。図８に示すように、光コネクタのフェルール組立体３４は、通常、フェルール３５の後部にフェルール保持部材３６を取付け、フェルール３５内にファイバ挿着孔３７が設けられている。ファイバ挿着孔３７は、通常、ファイバガラス部２の外径とのクリアランスを可能な限り小さくなるような精度の高い内径Ｄで形成されている。このため、装着される光ファイバの端部２ａが曲がっていると、ファイバ挿着孔３７への挿入が困難となる。
【００１０】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、光ファイバの把持方法を改善することにより、ファイバ被覆の曲げ癖による影響を低減すると共に、ファイバガラスの強度低下がなく、効率的にＭＦＤ拡大のための加熱が行なえる光ファイバのモードフィールド径拡大方法と拡大装置を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明による光ファイバのモードフィールド径拡大方法は、光ファイバを加熱してコア部のドーパントをクラッド部側に拡散させてモードフィールド径を拡大する光ファイバのモードフィールド径拡大方法であって、加熱源の両側に配置される支持台部のファイバ溝を真直に形成し、これにより光ファイバを真直に保持する。また、光ファイバをファイバ溝で把持固定するに際して、ファイバ被覆部の把持部を加熱又はファイバガラス部を吸引保持する等で、光ファイバの強度を低下させることなく保持する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１により、本発明の第１の実施形態を説明する。図１（Ａ）はファイバ支持台を説明する図、図１（Ｂ）はファイバ被覆部を保持して加熱する状態を説明する図、図１（Ｃ）は他の例を説明する図である。図中、１は光ファイバ、２はファイバガラス部、３はファイバ被覆部、４はファイバ支持台、４ａ，４ｂは支持台部、５ａ，５ｂはファイバ溝、６は溝加工具、７はガスバーナ、８ａ，８ｂはファイバ被覆押え部材、１３ａ，１３ｂは加熱体、１４は加熱電源を示す。
【００１３】
本発明において対象とするモードフィールド径（以下、ＭＦＤという）拡大の光ファイバとしては、例えば、光ファイバの中間部分のファイバ被覆部を除去し、露出されたファイバガラス部のＴＥＣ加熱して中央部を切断し、切断端面に拡大されたＭＦＤ面を表出させる光ファイバがある。また、ＭＦＤの異なる２種の光ファイバを融着接続した後、融着接続部をＴＥＣ加熱してＭＦＤの違いを整合させる光ファイバ等も含むものである。さらに、本発明の光ファイバのＭＦＤ拡大は、以下に単心の光ファイバの例で説明するが、多心の光ファイバについても適用することができるものである。
【００１４】
光ファイバ１は、途中部分のファイバ被覆部３を剥ぎ取ってファイバガラス部２を露出させ、ファイバ支持台４に支持させ、ガスバーナ７によりファイバガラス部２の所定部分を加熱する。加熱された光ファイバ１のコア部分に添加されたドーパントをクラッド部側に熱拡散させ、ＭＦＤを拡大する。ファイバ支持台４は、加熱源となるガスバーナ７の両側に配置される支持台部４ａ，４ｂを、例えば、連結部４ｃで一体的にした凹字状に形成される。
【００１５】
両側の支持台部４ａ，４ｂの上面には、光ファイバ１を収納保持するファイバ溝５ａ，５ｂが設けられる。ファイバ溝５ａと５ｂは、溝加工具６により一直線になるように形成される。なお、同一の溝加工具６で同時に形成すれば真直性が具現でき都合がよい。光ファイバ１の両側の支持台部４ａと４ｂを一体的に形成し、ファイバ溝５ａと５ｂを同時加工で直線状に形成する構成は、融着接続装置においては、互いに接続される光ファイバの軸心を一致させる必要があるので用いられることがある。しかし、光ファイバの途中部分をＴＥＣのために加熱する場合は、光ファイバは元々連続していて軸合わせを必要としていないことから、支持台部４ａと４ｂは別個に作製され、加熱源を挟んで適当な間隔で配置されていた。
【００１６】
本発明においては、図１（Ａ）に示されるように、両側の支持台部４ａと４ｂとを形成し、その上面に、例えば、Ｖ溝状又はＵ溝状のファイバ溝５ａと５ｂとが一直線になるように溝加工具６により形成する。なお、図１においては、ファイバ被覆部３が収納される深さの溝断面を有するように形成され、ファイバ溝５ａと５ｂは横方向と上下方向で、ほぼ真直となるように形成される。なお、支持台部４ａ，４ｂは、必ずしも同一部材形成されるわけではなく、別部材として作製したものを組合わせてもよい。組合わせた後に、ファイバ溝５ａ，５ｂを同時加工することでも真直性を得ることができる。次いで、図１（Ｂ）に示すように、ファイバ被覆部３を部分的に剥ぎ取った光ファイバ１のファイバ被覆部３の端部分をファイバ溝５ａと５ｂに収納し、張力をかけて弛みが無いように真っ直ぐにした状態で、ファイバ被覆押え部材８ａ，８ｂで光ファイバ１を把持固定する。
【００１７】
この後、ガスバーナ７をファイバガラス部２の所定位置に移動させ、ガスの火炎で所定時間加熱する。このとき、ガスバーナ７は、必要に応じてファイバ軸方向又はファイバ軸と直交する方向に揺動させて、所定範囲を加熱することができる。この加熱により、光ファイバ１のファイバガラス部２は、図７（Ａ）に示したような曲がりが生じることがある。しかし、光ファイバ１を上述したように精度のよく真直性を保持して支持することにより、この曲がりの発生を軽減することが可能となる。ただ、ファイバ被覆部３の被覆厚さが大きい場合、ファイバ被覆材の曲げ癖の影響で多少曲がりが生じる場合がある。
【００１８】
図１（Ｃ）はファイバ被覆部３には、光ファイバを束状に保持することにより曲げ癖が残っていることが多い。この曲げ癖の影響を軽減する例を示すもので、支持台部４ａと４ｂの近傍に加熱体１３ａ，１３ｂを取付け、加熱電源１４により加熱するようにする。加熱体１３ａ，１３ｂにより、光ファイバ１を把持しているファイバ被覆部３が加熱され、ファイバ被覆の曲げ癖を緩和させることができる。この結果、加熱されたファイバガラス部２に、ファイバ被覆の曲げ癖による曲がりが生じるのを軽減することができる。
【００１９】
図２は、本発明の第２の実施の形態を説明する図で、図２（Ａ）はファイバ支持台を説明する図、図２（Ｂ）はファイバガラス部を保持して加熱する状態を説明する図、図２（Ｃ）は他の例を説明する図である。図中、９ａ，９ｂはファイバガラス押え部材、１０ａ，１０ｂはファイバ被覆把持台部、１１ａ，１１ｂはファイバガラス保持台部、１２ａ，１２ｂは吸引孔を示し、その他の符号は、図１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。
【００２０】
図２に示す第２の実施形態は、図１の例と同様にファイバ支持台４は、ガスバーナ７の両側に配置される支持台部４ａ，４ｂを、例えば、連結部４ｃで一体的にした凹字状に形成される。両側の支持台部４ａ，４ｂの上面には、光ファイバのファイバ被覆部３を把持するファイバ被覆把持台部１０ａ，１０ｂとファイバガラス部２を保持するファイバガラス保持台部１１ａ，１１ｂが形成される。ファイバガラス保持台部１１ａと１１ｂには、図１（Ａ）で説明したのと同様に、ファイバ溝５ａ，５ｂが、溝加工具６で一直線になるように形成される。
【００２１】
図２（Ｂ）に示すように、ファイバ被覆部３を部分的に剥ぎ取った光ファイバ１のファイバガラス部２の端部分をファイバ溝５ａと５ｂに収納し、ファイバ被覆部３をファイバ被覆把持台部１０ａ，１０ｂに載せる。次いで、光ファイバ１に張力をかけて弛みが無いように真っ直ぐにした状態で、ファイバ被覆押え部材８ａ，８ｂでファイバ被覆部３を把持固定し、ファイバガラス押え部材９ａ，９ｂによりファイバガラス部２をファイバ溝５ａ，５ｂから浮き上がらない程度の押圧力で抑えて保持する。なお、本発明において、「把持」とは光ファイバが軸方向に移動しない程度に固定される状態を意味し、「保持」とは光ファイバが軸方向に容易に移動可能に固定される状態を意味するものとする。
【００２２】
この後、ガスバーナ７をファイバガラス部２の所定位置に移動させ、ガスの火炎で所定時間加熱する。光ファイバ１は、上述したように精度よく真直性を保持した状態で加熱される。また、ファイバガラス部２は、その両側をファイバガラス保持台部１１ａ，１１ｂのファイバ溝５ａ，５ｂにファイバガラス押え部材９ａ，９ｂで直接押えられる。このため、図７（Ａ）で示したようなファイバ被覆の曲げ癖による影響を受けないので、ファイバガラス部２に曲がりを生じないようにすることができる。しかし、ファイバガラス部２を直接押えるため、押圧力を小さくしても、その表面部分に傷が生じやすく強度が低下する恐れがある。
【００２３】
図２（Ｃ）は、ファイバガラス部２の直接指示による強度の低下を軽減する例を示すもので、ファイバガラス保持台部１１ａ，１１ｂに形成されるファイバ溝５ａ，５ｂの底部に吸引孔１２ａ，１２ｂを設ける。ファイバ溝５ａ，５ｂに収納されたファイバガラス部２を、吸引孔１２ａ，１２ｂで吸引させることにより、押え部材９ａ，９ｂを用いることなくファイバ溝５ａ，５ｂに保持させることが可能となる。これにより、ファイバガラス部２は、物理的な接触による押圧を受けない状態で保持させることができるので、ファイバガラス部２を直接保持する状態であるが強度低下を軽減することができる。
【００２４】
図１（Ａ）及び図２（Ａ）に示す、加熱源の両側に配置された光ファイバ１を支持する支持台部４ａ，４ｂは、ガスバーナ７の加熱を受けて熱膨張するとともに、光ファイバ１からの熱を放散する冷却体となる。支持台部４ａ，４ｂが熱膨張するとファイバ溝５ａ，５ｂの寸法変化が生じ、ファイバ支持の精度が低下する。このため、線膨張係数はあまり大きいのは好ましくなく、１．２×１０^−７℃以下であるのが望ましい。また、支持台部４ａ，４ｂを介して、光ファイバ１から熱が逃げたりガスバーナ７の熱が放散されるのは、ＴＥＣ加熱の効率を低下させるので好ましくない。このため、この支持台部４ａ，４ｂの熱伝導率が大きいのは好ましくなく、０．２ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃以下であることが望ましい。
【００２５】
図２のファイバガラス部２を保持する実施形態において、ファイバガラス部２と直接接触するファイバ溝５ａ，５ｂの面粗度は２．０μｍ以下が望ましい。また、ファイバガラス押え部材９ａ，９ｂは、ファイバガラス部２に接する面は面取りして角部で傷をつけないようにするとともに、面精度を２．０μｍ以下とするのが望ましい。さらに、あまり強く押えると、傷が付きやすいので、押え部材９ａ，９ｂの光ファイバ１心当たりに対する荷重が３〜１０ｇの範囲で押圧保持するのが好ましい。
【００２６】
図３は、図１又は図２においてＴＥＣ加熱を実施した後、ＴＥＣ部分の中央を切断した際に、切断端部２ａの曲がり発生状態を説明する図である。曲がりの発生形状は、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示すように、加熱温度及びファイバ被覆の曲げ癖によって種々の形状となり、特定することが難しい。本発明においては、曲がりの許容範囲を設定するパラメータとして、非加熱部の長手方向軸心Ｘと光ファイバ切断端部中心との距離（ｈ）と、軸心Ｘに対する加熱部の軸心Ｙの角度αの最大値αｍａｘとしたときの曲がり傾き（ｔａｎαｍａｘ）とを用いた。なお、このパラメータで、（ｈ）が０．２ｍｍ以下、（ｔａｎαｍａｘ）が０．０５以下であれば、十分実用に耐えることができる。
【００２７】
図３に示すような曲がり量が、把持形態によってどのように変わるかを調べるために試験した試験例１〜５を、以下に示す。
１．ファイバ被覆外径；０．２５ｍｍファイバの把持形態；図１（Ｂ）
ｈ＝０．０５ｍｍ α＝０．０２
２．ファイバ被覆外径；０．９ｍｍファイバの把持形態；図１（Ｂ）
ｈ＝０．１１ｍｍｔａｎαｍａｘ＝０．０４
３．ファイバ被覆外径；０．９ｍｍファイバの把持形態；図２（Ｂ）
ｈ＝０．０２ｍｍｔａｎαｍａｘ＝０．０１
４．ファイバ被覆外径；０．９ｍｍファイバの把持形態；図２（Ｃ）
ｈ＝０．０７ｍｍｔａｎαｍａｘ＝０．０２
５．８心テープ心線を使用（ファイバ被覆厚さ０．３ｍｍ）
ファイバの把持形態；図１（Ｂ）
ｈ＝０．０４ｍｍｔａｎαｍａｘ＝０．０１
【００２８】
上記の結果、試験例１と５から、ファイバ被覆外径が０．２５ｍｍ、及び８心テープ心線のようにファイバ被覆厚さが小さい場合は、ファイバ被覆部３を把持して加熱しても曲がり量を軽減することが可能であった。試験例２からは、ファイバ被覆外径が０．９ｍｍの場合、ファイバ被覆が厚くなることから、曲がり量が大きくなるが実用範囲内であった。試験例３と４から、ファイバガラス部２を保持すると、曲がり量の大きかったファイバ被覆外径が０．９ｍｍの試験例２と比べて、曲がり量をかなり小さくすることができた。また、試験例４から、ファイバガラス部を保持する場合で、押え部材を用いずに吸引保持するような場合でも、試験例２の場合と比べてかなりの効果があることが確かめられた。
【００２９】
次に図４〜図６により、本発明によるＴＥＣ加熱のための光ファイバ把持の具体例とその把持フローについて説明する。図中、１９は支持台ステージ、２０はファイバ外側クランプ、２０ａはクランプステージ、２２はベースステージ、２３はスライダ、２４はスライド溝、２５は滑車、２６は錘、２７はエアボンベ、２８はエアバルブ、２９は配管、３０はスライダ制御装置を示す。その他の符号は、図１〜図２で用いたのと同じ符号を使用することにより説明を省略する。
【００３０】
図４に示す具体例は、図１（Ｂ）に示したファイバ被覆部３を把持して加熱する構成と把持フローを示す図である。図４（Ａ）において、ＴＥＣ加熱装置は、光ファイバ１を支持する凹状に形成されたファイバ支持台４の両側の支持台部４ａ，４ｂ上面に、図１（Ａ）で説明したように、ファイバ溝５ａ，５ｂが同時加工により精度よく形成されている。ファイバ支持台４は、支持台ステージ１９上に位置調整及び交換が可能なように配設され、さらにベースステージ２２に設置される。ベースステージ２２には、ファイバ支持台４の両端部側にエア等によって駆動されるスライダ２３が配置される。
【００３１】
スライダ２３のスライド溝２４に沿って、クランプステージ２０ａが移動可能とされ、ファイバ外側クランプ２０が共に移動される。クランプステージ２０ａは、滑車２５と錘２６により外方向に引張り力が付与されると共に、スライダ２３上でエア圧力により移動制御されるようになっている。制御用のエアは、エアボンベ２７からエアバルブ２８、配管２９を経て供給され、エア供給の制御は、スライダ制御装置３０でエアバルブ２８を制御して行なわれる。
【００３２】
ガスバーナ７は、光ファイバ１のファイバガラス部２の上方に配して、下向きに加熱するようにしてもよく、ファイバガラス部２の下方に配して、上向きで加熱するようにしてもよい。また、ガスバーナ７は、必要に応じてファイバガラス部に沿って揺動させる機構（図示せず）とし、所望の領域を加熱する構成とすることもでききる。なお、ガスバーナ７の他に、放電やヒータによる加熱手段を使用することもできる。
【００３３】
光ファイバ１の把持方法を図４（Ｂ）のフロー図で説明すると、先ず、ステップＳａ−１、Ｓａ−２で、スライダ２３を解放して、スライダ位置をリセットし、初期位置にする。次に、ステップＳａ−３で、スライダを一旦固定しファイバ外側クランプ２０の移動を停止させる。この状態でステップＳａ−４に進み、光ファイバ１のファイバ被覆部３の除去端を支持台部４ａ，４ｂ上に形成されている同時加工のファイバ溝に収納し、左右のファイバ外側クランプ２０でファイバ被覆部３の両側をクランプする。
【００３４】
次いで、次のステップＳａ−５でスライダ２３を解放し、クランプステージ２０ａをフリー状態とする。これにより、クランプステージ２０ａは滑車２５を経て垂下している錘２６により、移動可能状態とされ、ファイバ外側クランプ２０間の光ファイバ部分は、両側の錘２６により引っ張られて張力が付与され、弛みがないようにピンと直線状に張られた状態となる。この光ファイバ１が直線状に張られた状態で、ファイバ被覆部３をファイバ被覆押え部材８ａ，８ｂで押えて、光ファイバ１を把持する。光ファイバ１をファイバ支持台４上に把持したら、次のステップＳａ−７でスライダ２３を固定し、光ファイバ１を固定しているファイバ外側クランプ２０の移動を停止させる。以上の如く、セットが終了したら、ガスバーナ７によるＴＥＣ加熱が開始される。
【００３５】
ステップＳａ−５からＳａ−７の間で、ファイバ被覆押え部材８ａ，８ｂにより光ファイバ１が把持され固定されるまでは、張力が付与され光ファイバ１に弛みが生じないようにする。そして、光ファイバ１が把持され固定された後は、加熱中に張力が追加されないようにスライダ２３の動作を停止させ、光ファイバ１が熱で伸長しないようにする。
【００３６】
図５に示す具体例は、光ファイバ１の一方を内側のファイバ被覆押え部材８ａ（又は８ｂ）で把持固定し、一方のファイバ外側クランプ２０を使用しない場合の例を示すものである。例えば、左側のスライダ２３、ファイバ外側クランプ２０を使用しないだけで、装置の構成自体は図４（Ａ）に示したものと同じである。したがって、この具体例では、例えば、ＴＥＣ加熱した部分を中央で切断した際に、切断された一方は、両端のＭＦＤが異なる短尺の光ファイバが得られ、作業労力を軽減することができる。
【００３７】
図５（Ｂ）のフロー図により、この場合の光ファイバ１の把持方法を説明する。先ず、ステップＳｂ−１、Ｓｂ−２で、スライダ２３を解放して、スライダ位置をリセットし、初期位置に戻して、ステップＳｂ−３でスライダ２３を一旦固定し、ファイバ外側クランプ２０の移動を停止させる点は、図４の場合と同様である。次のステップＳｂ−４において、光ファイバ１のファイバ被覆部３の除去端を支持台部４ａ，４ｂ上に形成されているファイバ溝に収納し、短くカットされている左側のファイバ被覆部３をファイバ被覆押え部材８ａで把持固定する。
【００３８】
次いで、ステップＳｂ−５で右側のファイバ外側クランプ２０でファイバ被覆部３をクランプする。この後、ステップＳｂ−６でスライダ２３の固定を解放し、クランプステージ２０ａの移動をフリー状態とする。これにより、ファイバ外側クランプ２０は滑車２５を経て垂下している錘２６により、右方向に引っ張られて移動される。これにより、左側のファイバ被覆押え部材８ａと右側のファイバ外側クランプ２０間の光ファイバ部分は、張力が付与されて弛みがない様にピンと直線状に張られた状態となる。光ファイバ１が直線状に張られた状態で、次のステップＳｂ−７において右側のファイバ被覆押え部材８ｂでファイバ被覆部３を押え、光ファイバ１を把持固定する。この後、ステップＳｂ−８でスライダ２３を固定し、加熱中に張力が追加されないようにする。
【００３９】
図６に示す具体例は、図２（Ｂ）に示したファイバガラス部２を直接保持して加熱する構成と把持フローを示す図である。図６（Ａ）において、ＴＥＣ加熱装置は、光ファイバ１を支持する凹状に形成されたファイバ支持台４の両側の支持台部４ａ，４ｂ上面に、図２（Ａ）で説明したように、ファイバ溝が同時加工により精度よく形成されている。このファイバ支持台４は、図４の例と同様に支持台ステージ１９上に位置調整及び交換が可能なように配設され、さらにベースステージ２２に設置される。ベースステージ２２には、ファイバ支持台４の両端部側にエア等によって駆動されるスライダ２３が配置される。
【００４０】
図６（Ｂ）のフロー図により、この場合の光ファイバ１の把持方法を説明する。先ず、ステップＳｃ−１、Ｓｃ−２で、スライダ２３を解放して、スライダ位置をリセットし、初期位置に戻して、ステップＳｃ−３でスライダ２３を一旦固定し、ファイバ外側クランプ２０の移動を停止させる点は、図４の場合と同様である。次のステップＳｃ−４において、光ファイバ１のファイバ被覆部３の除去端を支持台部４ａ，４ｂ上に形成されている同時加工のファイバ溝に収納し、左右のファイバ外側クランプ２０でファイバ被覆部３の両側をクランプする。
【００４１】
次いで、次のステップＳａ−５でスライダ２３を解放し、クランプステージ２０ａをフリー状態とする。これにより、クランプステージ２０ａは滑車２５を経て垂下している錘２６により、移動可能状態とされ、ファイバ外側クランプ２０間の光ファイバ部分は、両側の錘２６により引っ張られて張力が付与され、弛みがないようにピンと直線状に張られた状態となる。
【００４２】
次に、ステップＳｃ−６及びＳｃ−７で、左側のファイバ被覆押え部材８ａでファイバ被覆部３を把持し、ファイバガラス押え部材９ａでファイバガラス部２を保持する。次いで、ステップＳｃ−８及びＳｃ−９で、右側のファイバガラス押え部材９ｂでファイバガラス部２を保持し、ファイバ被覆押え部材８ｂでファイバ被覆部３を把持する。なお、ステップＳｃ−６及びＳｃ−７で右側の把持固定を先に行ない、ステップＳｃ−８及びＳｃ−９で左側の把持固定を行なうようにしてもよい。光ファイバ１を支持台４上に把持したら、次のステップＳｃ−１０でスライダ２３の動作を固定し、加熱中に張力が追加されないように、光ファイバ１をクランプしているファイバ外側クランプ２０の移動を停止させる。以上の如く、セットが終了したら、ガスバーナ７によるＴＥＣ加熱が開始される。
【００４３】
なお、図４から図６に示した具体例で、解りやすく説明するために「右側」と「左側」という表現を用いて説明したが、左右対称の構成であるので、右と左を入れ換えても同じ動作、機能を備えていることは明らかである。したがって、右側と左側の動作フローが入れ替わってもよい。
また、何れの例でもファイバ被覆の除去端が、支持台部の端部に一致して把持されるのが望ましい。これにより、少なくともファイバ被覆部が支持台部からはみ出ないようにすると、曲がり発生を少なくすることができる。
【００４４】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、光ファイバの把持方法を改善することにより、ファイバ被覆の曲げ癖による影響を低減すると共に、ファイバガラス部の強度を低下させずに効率的にＭＦＤ拡大のための加熱を行なうことができる。これにより、光コネクタ等のＭＦＤ拡大端末の形成を容易とし、高品質で生産性に優れたＭＦＤ拡大光部品の作製を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第１の実施形態を説明する図である。
【図２】本発明による第２の実施形態を説明する図である。
【図３】本発明における光ファイバ切断端部の曲がり状態を説明する図である。
【図４】本発明の具体例を説明する図である。
【図５】本発明の他の具体例を説明する図である。
【図６】本発明の他の具体例を説明する図である。
【図７】従来技術の課題を説明する図である。
【図８】従来技術の課題を説明する他の図である。
【符号の説明】
１…光ファイバ、２…ファイバガラス部、２ａ…切断端部、３…ファイバ被覆部、４…ファイバ支持台、４ａ，４ｂ…支持台部、４ｃ…連結部、５ａ，５ｂ…ファイバ溝、６…溝加工具、７…ガスバーナ、８ａ，８ｂ…ファイバ被覆押え部材、９ａ，９ｂ…押さえ部材、１０ａ，１０ｂ…ファイバ被覆把持台部、１１ａ，１１ｂ…ファイバガラス保持台部、１２ａ，１２ｂ…吸引孔、１３ａ，１３ｂ…加熱体、１４…加熱電源、１９…支持台ステージ、２０…ファイバ外側クランプ、２０ａ…クランプステージ、２２…ベースステージ、２３…スライダ、２４…スライド溝、２５…滑車、２６…錘、２７…エアボンベ、２８…エアバルブ、２９…配管、３０…スライダ制御装置。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a mode field diameter enlarging method and an apparatus for enlarging a mode field diameter of an optical fiber.
[0002]
[Prior art]
An optical fiber is usually formed by surrounding a core portion obtained by adding a dopant such as Ge to quartz glass to increase a refractive index with a clad portion also made of quartz glass. Generally, a single mode optical fiber is used in optical communication, and a mode field diameter (hereinafter, referred to as an MFD) is used as a parameter for transmission of the optical fiber. This MFD is numerically close to the physical core diameter of the optical fiber, and is usually around 10 μm in the communication wavelength band. However, recently, as a mode dispersion compensating optical fiber or a bending-resistant optical fiber, one having an MFD smaller than this has been developed.
[0003]
When the MFD is small, the connection loss due to a positional shift or the like in the connection portion of the optical fiber increases, and when there is a difference in the MFD between the optical fibers connected to each other, the connection loss increases. In order to reduce the connection loss or facilitate the connection of the optical fiber, there is known a method of enlarging the MFD at the connection end of the optical fiber. As a method of expanding the MFD, a method of thermally diffusing the dopant added to the core portion to the cladding portion side by heating the optical fiber portion in which the MFD is to be expanded (Thermally-diffused Expanded Core, hereinafter referred to as TEC). Is common (for example, see Patent Document 1).
[0004]
The optical fiber portion whose MFD has been enlarged by TEC heating is cut at the central portion. However, if the optical fiber is bent during heating, the cut end bends, making it difficult to insert into the connector ferrule or difficult to connect the connection end. Matching occurs. In order to prevent the optical fiber from being bent by heating, it is necessary to lower the heating temperature or perform indirect heating, but the heating time for expanding the MFD becomes longer, and the productivity is poor. For this reason, in Patent Document 1, in order to prevent the optical fiber from bending during heating, the optical fiber is heated in a state where the optical fiber is stretched straight by applying tension, and the micro burner for heating is placed at the target position with respect to the optical fiber. And heating it.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2693649
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the optical fiber is usually wound with a wire coating to protect the fiber glass when it is drawn from the glass preform, and then wound with a further required coating. For this reason, the fiber coating provided on the fiber glass has a bending habit due to winding or the like and has internal stress. Therefore, even if the optical fiber is held and heated straight as in Patent Document 1, the following situation may occur.
[0007]
FIG. 7 is a view showing this state, and FIG. 8 is a view showing the state of attachment to the optical connector. In the figure, 1 is an optical fiber, 2 is a fiber glass part, 3 is a fiber coating part, 31a and 31b are fiber support stands, 32a and 32b are holding members, 33 is a gas burner, 34 is a ferrule assembly, 35 is a ferrule, 36 Denotes a ferrule holder, and 37 denotes a fiber insertion hole.
[0008]
As shown in FIG. 7A, the optical fiber 1 removes the fiber coating portion 3 in the middle part, exposes the fiber glass portion 2 of a predetermined length, and connects the end portion of the fiber coating portion 3 to the fiber support base 31a. , 31b, and is gripped and fixed by holding members 32a, 32b. In this state, for example, when the fiber glass portion 2 is TEC-heated by the gas burner 33 at a temperature of about 1300 ° C. to 1800 ° C., the fiber glass portion 2 is softened, and the fiber habit of the fiber coating portion 3 influences the fiber glass portion 2 so that the fiber The glass part 2 is deformed as shown by a dotted line. Further, even if the optical fiber 1 is heated in a state where the optical fiber 1 is tensioned and straightened, when the central portion of the fiber glass portion 2 after the TEC heating is cut, as shown in FIG. The end 2a may be deviated from the longitudinal axis of the optical fiber.
[0009]
In the case where an optical fiber heated by TEC as described above is used for forming the terminal of the optical connector, if the optical fiber has a shape as shown in FIG. 7B, the optical fiber may not be attached to the ferrule assembly 34 of the optical connector. As shown in FIG. 8, the ferrule assembly 34 of the optical connector usually has a ferrule holding member 36 attached to a rear portion of the ferrule 35, and a fiber insertion hole 37 is provided in the ferrule 35. The fiber insertion hole 37 is usually formed with a highly accurate inner diameter D such that the clearance from the outer diameter of the fiber glass part 2 is as small as possible. Therefore, if the end 2a of the optical fiber to be mounted is bent, it becomes difficult to insert the optical fiber into the fiber insertion hole 37.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and by improving the method of gripping an optical fiber, the influence of the bending habit of the fiber coating is reduced, and the strength of the fiber glass is not reduced, and the MFD is efficiently performed. An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for enlarging a mode field diameter of an optical fiber capable of performing heating for enlarging.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The method for expanding the mode field diameter of an optical fiber according to the present invention is a method for expanding the mode field diameter of an optical fiber, in which the optical fiber is heated to diffuse the dopant of the core portion toward the cladding portion to increase the mode field diameter. The fiber grooves of the support pedestals located on both sides of the source are formed straight, thereby holding the optical fiber straight. Further, when the optical fiber is gripped and fixed by the fiber groove, the strength of the optical fiber is held without lowering the strength by heating the holding part of the fiber coating part or sucking and holding the fiber glass part.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Referring to FIG. 1, a first embodiment of the present invention will be described. 1A is a diagram illustrating a fiber support base, FIG. 1B is a diagram illustrating a state in which a fiber coating portion is held and heated, and FIG. 1C is a diagram illustrating another example. . In the figure, 1 is an optical fiber, 2 is a fiber glass part, 3 is a fiber coating part, 4 is a fiber support base, 4a and 4b are support base parts, 5a and 5b are fiber grooves, 6 is a groove processing tool, and 7 is a gas burner. , 8a and 8b are fiber coating pressing members, 13a and 13b are heating elements, and 14 is a heating power supply.
[0013]
As an optical fiber having a mode field diameter (hereinafter, referred to as MFD) enlarged in the present invention, for example, a fiber coating portion in an intermediate portion of the optical fiber is removed, and TEC heating of an exposed fiber glass portion is performed by TEC heating. There is an optical fiber that cuts the MFD and exposes an enlarged MFD surface on the cut end face. Further, after fusion-splicing two types of optical fibers having different MFDs, the fusion-spliced portion includes an optical fiber for matching the difference in the MFD by TEC heating. Furthermore, although the MFD expansion of the optical fiber of the present invention will be described below with reference to a single-core optical fiber, the present invention can be applied to a multi-core optical fiber.
[0014]
The optical fiber 1 is stripped of the fiber coating portion 3 in the middle to expose the fiber glass portion 2, is supported by the fiber support 4, and heats a predetermined portion of the fiber glass portion 2 by the gas burner 7. The dopant added to the core portion of the heated optical fiber 1 is thermally diffused toward the cladding side to enlarge the MFD. The fiber support 4 is formed in a concave shape in which the support 4a and 4b arranged on both sides of the gas burner 7 serving as a heating source are integrated by a connecting portion 4c, for example.
[0015]
Fiber grooves 5a and 5b for housing and holding the optical fiber 1 are provided on the upper surfaces of the support bases 4a and 4b on both sides. The fiber grooves 5a and 5b are formed by the groove processing tool 6 so as to be aligned. In addition, it is convenient to form the straightness simultaneously by forming the same groove processing tool 6 at the same time. In the fusion splicing device, the support bases 4a and 4b on both sides of the optical fiber 1 are integrally formed and the fiber grooves 5a and 5b are formed linearly by simultaneous processing. It is sometimes used because the axes need to be aligned. However, when heating the middle part of the optical fiber for TEC, since the optical fiber is originally continuous and does not need to be aligned, the support bases 4a and 4b are separately manufactured and sandwich the heating source. At appropriate intervals.
[0016]
In the present invention, as shown in FIG. 1 (A), support bases 4a and 4b on both sides are formed, and V-shaped or U-shaped fiber grooves 5a and 5b are formed on the upper surfaces thereof. It is formed by the groove processing tool 6 so as to be aligned. In FIG. 1, the fiber coating 3 is formed so as to have a groove cross section of a depth to be accommodated, and the fiber grooves 5a and 5b are formed so as to be substantially straight in the horizontal and vertical directions. Note that the support bases 4a and 4b are not necessarily formed of the same member, and may be formed as separate members. Straightness can also be obtained by simultaneously processing the fiber grooves 5a and 5b after the combination. Next, as shown in FIG. 1 (B), the end portions of the fiber coating portion 3 of the optical fiber 1 from which the fiber coating portion 3 has been partially peeled are housed in the fiber grooves 5a and 5b, and the slack is applied by applying tension. The optical fiber 1 is gripped and fixed by the fiber coating pressing members 8a and 8b in a state where the optical fiber 1 is straightened so as not to exist.
[0017]
Thereafter, the gas burner 7 is moved to a predetermined position of the fiber glass section 2 and heated by a gas flame for a predetermined time. At this time, the gas burner 7 can be swung in a fiber axis direction or a direction orthogonal to the fiber axis as necessary, to heat a predetermined range. This heating may cause the fiber glass portion 2 of the optical fiber 1 to bend as shown in FIG. However, by supporting the optical fiber 1 with high accuracy and maintaining straightness as described above, it is possible to reduce the occurrence of this bending. However, when the coating thickness of the fiber coating portion 3 is large, the fiber coating material may bend slightly due to the bending habit.
[0018]
In FIG. 1C, the fiber coating 3 often retains a bending habit by holding the optical fibers in a bundle. This is an example in which the influence of the bending habit is reduced. Heaters 13a and 13b are mounted near the support bases 4a and 4b, and are heated by a heating power supply 14. By the heating elements 13a and 13b, the fiber coating portion 3 holding the optical fiber 1 is heated, and the bending habit of the fiber coating can be reduced. As a result, bending of the heated fiber glass portion 2 due to the bending habit of the fiber coating can be reduced.
[0019]
FIG. 2 is a view for explaining a second embodiment of the present invention. FIG. 2 (A) is a view for explaining a fiber support, and FIG. 2 (B) is a state in which a fiber glass portion is held and heated. FIG. 2C is a diagram for explaining another example. In the drawing, 9a and 9b are fiber glass pressing members, 10a and 10b are fiber coating holding parts, 11a and 11b are fiber glass holding parts, 12a and 12b are suction holes, and other reference numerals are used in FIG. The description is omitted by using the same reference numerals.
[0020]
In the second embodiment shown in FIG. 2, as in the example of FIG. 1, in the fiber support 4, the support 4a and 4b arranged on both sides of the gas burner 7 are integrated by, for example, a connecting portion 4c. It is formed in a concave shape. On the upper surfaces of the support portions 4a and 4b on both sides, fiber coating holding portions 10a and 10b for holding the fiber coating portion 3 of the optical fiber and fiber glass holding portions 11a and 11b for holding the fiber glass portion 2 are formed. You. Fiber grooves 5a and 5b are formed in the fiber glass holding portions 11a and 11b so as to be aligned with the groove processing tool 6, as described with reference to FIG.
[0021]
As shown in FIG. 2B, the end portions of the fiber glass portion 2 of the optical fiber 1 from which the fiber coating portion 3 has been partially peeled are housed in the fiber grooves 5a and 5b, and the fiber coating portion 3 is gripped with the fiber coating. Place on the bases 10a and 10b. Next, in a state where the optical fiber 1 is tensioned and straightened so as not to be loosened, the fiber coating portion 3 is gripped and fixed by the fiber coating pressing members 8a and 8b, and the fiber glass portion 2 is held by the fiber glass pressing members 9a and 9b. Is held down with a pressing force of such a degree that it does not rise from the fiber grooves 5a and 5b. In the present invention, “gripping” means a state in which the optical fiber is fixed so as not to move in the axial direction, and “holding” means a state in which the optical fiber is fixed so as to be easily movable in the axial direction. Shall mean.
[0022]
Thereafter, the gas burner 7 is moved to a predetermined position of the fiber glass section 2 and heated by a gas flame for a predetermined time. The optical fiber 1 is heated while maintaining straightness with high precision as described above. The fiber glass portion 2 is pressed directly on both sides thereof into the fiber grooves 5a and 5b of the fiber glass holding portions 11a and 11b by the fiber glass pressing members 9a and 9b. For this reason, since there is no influence from the bending habit of the fiber coating as shown in FIG. 7A, it is possible to prevent the fiber glass portion 2 from bending. However, since the fiber glass portion 2 is directly pressed, even if the pressing force is reduced, the surface of the fiber glass portion 2 is likely to be damaged, and the strength may be reduced.
[0023]
FIG. 2C shows an example in which a decrease in the strength of the fiber glass portion 2 due to a direct instruction is reduced, and the suction holes 12a are formed in the bottoms of the fiber grooves 5a and 5b formed in the fiber glass holding portions 11a and 11b. , 12b. By sucking the fiber glass portion 2 housed in the fiber grooves 5a, 5b by the suction holes 12a, 12b, it becomes possible to hold the fiber glass portions 5 in the fiber grooves 5a, 5b without using the holding members 9a, 9b. Accordingly, the fiber glass portion 2 can be held in a state where it is not pressed by physical contact, and thus the strength of the fiber glass portion 2 can be reduced although the fiber glass portion 2 is directly held.
[0024]
1A and 2A, the support bases 4a and 4b supporting the optical fibers 1 arranged on both sides of the heating source receive heat from the gas burner 7 and thermally expand. It becomes a cooling body that dissipates heat from 1. When the support bases 4a and 4b thermally expand, the dimensional changes of the fiber grooves 5a and 5b occur, and the accuracy of fiber support is reduced. For this reason, it is not preferable that the linear expansion coefficient is too large. ^-7 It is desirable that the temperature be lower than or equal to ° C. Further, it is not preferable that the heat is released from the optical fiber 1 or the heat of the gas burner 7 is dissipated through the support bases 4a and 4b because the efficiency of TEC heating is reduced. For this reason, it is not preferable that the thermal conductivity of the support bases 4a and 4b is large, and it is preferable that the thermal conductivity be 0.2 cal / cm · sec · ° C. or less.
[0025]
In the embodiment holding the fiber glass part 2 of FIG. 2, the surface roughness of the fiber grooves 5a and 5b that directly contact the fiber glass part 2 is desirably 2.0 μm or less. In addition, it is desirable that the surfaces of the fiber glass pressing members 9a and 9b that are in contact with the fiber glass portion 2 are chamfered so as not to be damaged at the corners, and the surface accuracy is 2.0 μm or less. Further, if the pressing member is pressed too hard, it is easy to be damaged. Therefore, it is preferable to press and hold the pressing members 9a and 9b in a range of 3 to 10 g per one optical fiber.
[0026]
FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which the cut end 2a bends when the center of the TEC portion is cut after performing the TEC heating in FIG. 1 or FIG. As shown in FIGS. 3 (A) to 3 (C), the shape in which the bend occurs becomes various shapes depending on the heating temperature and the bending habit of the fiber coating, and it is difficult to specify the shape. In the present invention, as the parameters for setting the allowable range of the bending, the distance (h) between the longitudinal axis X of the non-heating portion and the center of the optical fiber cutting end and the axis Y of the heating portion with respect to the axis X are set. The bending inclination (tan αmax) when the maximum value αmax of the angle α was used. In addition, if (h) is 0.2 mm or less and (tanαmax) is 0.05 or less with these parameters, it can sufficiently withstand practical use.
[0027]
Test examples 1 to 5 tested to examine how the bending amount shown in FIG. 3 changes depending on the gripping form are shown below.
1. Fiber coating outer diameter; 0.25 mm Fiber gripping form; FIG. 1 (B)
h = 0.05mm α = 0.02
2. Fiber coating outer diameter; 0.9mm Fiber gripping form; Fig. 1 (B)
h = 0.11 mm tanαmax = 0.04
3. Fiber coating outer diameter; 0.9mm Fiber gripping form; Fig. 2 (B)
h = 0.02 mm tanαmax = 0.01
4. Fiber coating outer diameter: 0.9mm Fiber holding form; Fig. 2 (C)
h = 0.07 mm tanαmax = 0.02
Use 5.8-core tape (fiber coating thickness 0.3mm)
Fiber holding form; FIG. 1 (B)
h = 0.04mm tanαmax = 0.01
[0028]
As a result, from Test Examples 1 and 5, when the outer diameter of the fiber coating is 0.25 mm and the thickness of the fiber coating is small as in the case of an 8-core tape, even if the fiber coating portion 3 is gripped and heated. It was possible to reduce the amount of bending. From Test Example 2, when the outer diameter of the fiber coating was 0.9 mm, the fiber coating became thicker, and the amount of bending was larger, but within the practical range. From Test Examples 3 and 4, when the fiber glass part 2 was held, the amount of bending could be considerably reduced as compared with Test Example 2 in which the fiber coating outer diameter was 0.9 mm, which was large in bending amount. Further, from Test Example 4, it was confirmed that even when the fiber glass portion was held and suction holding was performed without using the pressing member, there was a considerable effect as compared with the case of Test Example 2.
[0029]
Next, a specific example of the optical fiber gripping for TEC heating according to the present invention and a gripping flow will be described with reference to FIGS. In the figure, 19 is a support stage, 20 is a fiber outer clamp, 20a is a clamp stage, 22 is a base stage, 23 is a slider, 24 is a slide groove, 25 is a pulley, 26 is a weight, 27 is an air cylinder, 28 is an air valve, 29 is a pipe, and 30 is a slider control device. The other reference numerals are the same as those used in FIGS.
[0030]
The specific example illustrated in FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration for holding and heating the fiber coating unit 3 illustrated in FIG. 1B and a holding flow. 4A, the TEC heating device is provided on the upper surfaces of the support portions 4a and 4b on both sides of the concave fiber support 4 supporting the optical fiber 1 as described with reference to FIG. The fiber grooves 5a and 5b are formed with high precision by simultaneous processing. The fiber support 4 is disposed on the support stage 19 so that the position can be adjusted and exchanged, and further installed on the base stage 22. On the base stage 22, sliders 23 driven by air or the like are arranged on both ends of the fiber support 4.
[0031]
The clamp stage 20a is movable along the slide groove 24 of the slider 23, and the fiber outer clamp 20 is moved together. The pulling force is applied to the clamp stage 20 a outward by the pulley 25 and the weight 26, and the movement of the clamp stage 20 a is controlled on the slider 23 by air pressure. The control air is supplied from an air cylinder 27 via an air valve 28 and a pipe 29, and the air supply is controlled by controlling the air valve 28 by a slider control device 30.
[0032]
The gas burner 7 may be disposed above the fiber glass portion 2 of the optical fiber 1 and heat downward. Alternatively, the gas burner 7 may be disposed below the fiber glass portion 2 and heat upward. Further, the gas burner 7 may be a mechanism (not shown) that swings along the fiber glass portion as necessary, and may be configured to heat a desired region. Note that, in addition to the gas burner 7, a heating unit using discharge or a heater may be used.
[0033]
The method of gripping the optical fiber 1 will be described with reference to the flowchart of FIG. 4B. First, in steps Sa-1 and Sa-2, the slider 23 is released, and the slider position is reset to the initial position. Next, in step Sa-3, the slider is once fixed and the movement of the fiber outer clamp 20 is stopped. In this state, the process proceeds to step Sa-4, where the removed end of the fiber coating portion 3 of the optical fiber 1 is housed in the simultaneously processed fiber groove formed on the support bases 4a and 4b, and the left and right fiber outer clamps 20 are used. Both sides of the fiber coating 3 are clamped.
[0034]
Next, in the next step Sa-5, the slider 23 is released, and the clamp stage 20a is set in a free state. As a result, the clamp stage 20a is made movable by the weight 26 hanging down through the pulley 25, and the optical fiber portion between the fiber outer clamps 20 is pulled by the weights 26 on both sides and tension is applied, and the slack is loosened. It is in a state of being stretched linearly with the pin so that there is no pin. In a state where the optical fiber 1 is stretched linearly, the fiber coating portion 3 is pressed by the fiber coating pressing members 8a and 8b, and the optical fiber 1 is gripped. After the optical fiber 1 is gripped on the fiber support 4, the slider 23 is fixed in the next step Sa-7, and the movement of the fiber outer clamp 20 fixing the optical fiber 1 is stopped. As described above, when the setting is completed, the TEC heating by the gas burner 7 is started.
[0035]
Between steps Sa-5 and Sa-7, tension is applied to prevent the optical fiber 1 from being slackened until the optical fiber 1 is gripped and fixed by the fiber coating holding members 8a and 8b. After the optical fiber 1 is gripped and fixed, the operation of the slider 23 is stopped so that tension is not added during heating, so that the optical fiber 1 does not expand due to heat.
[0036]
The specific example shown in FIG. 5 shows an example in which one of the optical fibers 1 is gripped and fixed by the inner fiber coating holding member 8a (or 8b) and the other fiber outer clamp 20 is not used. For example, the configuration of the device itself is the same as that shown in FIG. 4A, except that the left slider 23 and the fiber outer clamp 20 are not used. Therefore, in this specific example, for example, when a TEC-heated portion is cut at the center, a short optical fiber having different MFDs at both ends can be obtained, and the working labor can be reduced.
[0037]
The method of gripping the optical fiber 1 in this case will be described with reference to the flowchart of FIG. First, in steps Sb-1 and Sb-2, the slider 23 is released, the slider position is reset, and the slider 23 is returned to the initial position. In step Sb-3, the slider 23 is temporarily fixed, and the movement of the fiber outer clamp 20 is performed. The point of stopping is the same as in the case of FIG. In the next step Sb-4, the removed end of the fiber coating portion 3 of the optical fiber 1 is housed in a fiber groove formed on the support bases 4a and 4b, and the left cut fiber coating portion 3 is cut. It is gripped and fixed by the fiber coating pressing member 8a.
[0038]
Next, in step Sb-5, the fiber coating portion 3 is clamped by the right fiber outer clamp 20. Thereafter, in step Sb-6, the fixing of the slider 23 is released, and the movement of the clamp stage 20a is set to a free state. As a result, the fiber outer clamp 20 is pulled rightward by the weight 26 hanging down through the pulley 25 and moved. As a result, the optical fiber portion between the left fiber coating holding member 8a and the right fiber outer clamp 20 is in a state of being stretched linearly with the pin so that tension is applied and there is no slack. In a state where the optical fiber 1 is stretched linearly, in the next step Sb-7, the fiber coating portion 3 is pressed by the right fiber coating pressing member 8b, and the optical fiber 1 is gripped and fixed. Thereafter, in step Sb-8, the slider 23 is fixed so that tension is not added during heating.
[0039]
The specific example shown in FIG. 6 is a diagram showing a configuration for directly holding and heating the fiber glass part 2 shown in FIG. In FIG. 6A, the TEC heating device is provided on the upper surfaces of the support portions 4a and 4b on both sides of the fiber support 4 formed in a concave shape for supporting the optical fiber 1 as described with reference to FIG. Fiber grooves are accurately formed by simultaneous processing. The fiber support 4 is disposed on a support stage 19 so that the position can be adjusted and replaced, as in the example of FIG. On the base stage 22, sliders 23 driven by air or the like are arranged on both ends of the fiber support 4.
[0040]
The method of gripping the optical fiber 1 in this case will be described with reference to the flowchart of FIG. First, in steps Sc-1 and Sc-2, the slider 23 is released, the slider position is reset, and the slider 23 is returned to the initial position. In step Sc-3, the slider 23 is temporarily fixed, and the fiber outer clamp 20 is moved. The point of stopping is the same as in the case of FIG. In the next step Sc-4, the removed end of the fiber coating portion 3 of the optical fiber 1 is housed in the simultaneously processed fiber groove formed on the support bases 4a and 4b, and the fiber coating is performed by the left and right fiber outer clamps 20. Clamp both sides of part 3.
[0041]
Next, in the next step Sa-5, the slider 23 is released, and the clamp stage 20a is set in a free state. As a result, the clamp stage 20a is made movable by the weight 26 hanging down through the pulley 25, and the optical fiber portion between the fiber outer clamps 20 is pulled by the weights 26 on both sides and tension is applied, and the slack is loosened. It is in a state of being stretched linearly with the pin so that there is no pin.
[0042]
Next, in steps Sc-6 and Sc-7, the fiber coating portion 3 is gripped by the fiber coating pressing member 8a on the left side, and the fiber glass portion 2 is held by the fiber glass pressing member 9a. Next, in steps Sc-8 and Sc-9, the fiber glass part 2 is held by the right fiber glass pressing member 9b, and the fiber coating part 3 is gripped by the fiber coating pressing member 8b. It should be noted that the right gripping and fixing may be performed first in steps Sc-6 and Sc-7, and the left gripping and fixing may be performed in steps Sc-8 and Sc-9. After the optical fiber 1 is gripped on the support 4, the operation of the slider 23 is fixed in the next step Sc- 10, and the fiber outer clamp 20 clamping the optical fiber 1 is fixed so that tension is not added during heating. Stop moving. As described above, when the setting is completed, the TEC heating by the gas burner 7 is started.
[0043]
In the specific examples shown in FIGS. 4 to 6, the terms “right side” and “left side” have been used for easy understanding, but since the configuration is symmetrical, the right and left sides are interchanged. It is obvious that the device has the same operation and function. Therefore, the right and left operation flows may be switched.
In any case, it is desirable that the removed end of the fiber coating is gripped in conformity with the end of the support base. Accordingly, when at least the fiber coating portion does not protrude from the support base portion, the occurrence of bending can be reduced.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by improving the method of gripping the optical fiber, the influence of the bending habit of the fiber coating is reduced, and the MFD can be efficiently expanded without reducing the strength of the fiber glass portion. For heating. Accordingly, it is possible to easily form an MFD enlarged terminal such as an optical connector and to manufacture an MFD enlarged optical component having high quality and excellent productivity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a first embodiment according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a second embodiment according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a bent state of an optical fiber cut end in the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a specific example of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating another specific example of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating another specific example of the present invention.
FIG. 7 is a diagram for explaining a problem of the related art.
FIG. 8 is another diagram for explaining the problem of the related art.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical fiber, 2 ... Fiber glass part, 2a ... Cut end part, 3 ... Fiber coating part, 4 ... Fiber support base, 4a, 4b ... Support base part, 4c ... Connection part, 5a, 5b ... Fiber groove, 6 ... Groove processing tool, 7 ... Gas burner, 8a, 8b ... Fiber coating holding member, 9a, 9b ... Holding member, 10a, 10b ... Fiber coating holding base, 11a, 11b ... Fiber glass holding base, 12a, 12b ... Suction Holes, 13a, 13b: heating element, 14: heating power supply, 19: support stage, 20: fiber outer clamp, 20a: clamp stage, 22: base stage, 23: slider, 24: slide groove, 25: pulley, 26 ... weight, 27 ... air cylinder, 28 ... air valve, 29 ... pipe, 30 ... slider control device.

Claims

A method for expanding a mode field diameter of an optical fiber, in which an optical fiber is heated to diffuse a dopant of a core part toward a clad part side to expand a mode field diameter, wherein a fiber groove of a support part arranged on both sides of a heating source is provided. And heating the optical fiber while holding the optical fiber straight in the fiber groove.

2. The method of claim 1, wherein the fiber groove holds a fiber coating.

3. The method according to claim 2, wherein the grip portion of the fiber coating is heated.

The method according to claim 1, wherein the fiber glass portion is held by the fiber groove.

The method according to claim 4, wherein a suction hole is provided in the fiber groove, and the fiber glass portion is held by suction.

When cut at the center of the mode field diameter enlarged portion of the optical fiber, the distance h between the longitudinal axis of the non-heated portion and the center of the cut end of the optical fiber is 0.2 mm or less, the non-heated portion When the maximum value of the angle α of the axis of the heating section with respect to the axis of the axis is αmax, the bending inclination (tanαmax) is 0.05 or less. The method for expanding the mode field diameter of the optical fiber described in the above.

An optical fiber mode-field-diameter enlargement device that heats an optical fiber to diffuse a dopant in a core portion toward a cladding portion to increase a mode field diameter, wherein a fiber support supporting the optical fiber sandwiches a heating source. Wherein the support bases disposed on both sides are integrally formed, and the fiber groove on the support base is formed straight.

The optical fiber mode field diameter enlarging device according to claim 7, wherein a fiber coating portion is gripped by the fiber groove.

The apparatus according to claim 7, wherein a fiber glass portion is held by the fiber groove.