JP2005004129A - 光ファイバの接続方法及び光ファイバの接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】放電による融着接続において、ファイバ外径の異なる光ファイバ同士を容易に接続することができる光ファイバの接続方法を提供する。
【解決手段】ダブルクラッドファイバ２０と、ダブルクラッドファイバ２０のファイバ径より小さいファイバ径を有するマルチモードファイバ３０と、を接続する方法であって、ダブルクラッドファイバ２０のファイバ端部を、そのファイバ端部のファイバ端面におけるファイバ径がマルチモードファイバ３０のファイバ径と略同一となるようにエッチングするファイバ端部加工工程と、ダブルクラッドファイバ２０のエッチングされたファイバ端部と、マルチモードファイバ３０のファイバ端部とを突き合わせて接続するファイバ接続工程と、を備える。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバの接続方法及び光ファイバの接続構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ファイバレーザや光増幅器に用いられている光ファイバとして、近年、ダブルクラッドファイバがよく使用されている。
【０００３】
図６（ａ）は、一般的なダブルクラッドファイバ２０のファイバ縦断面を示す。
【０００４】
このダブルクラッドファイバ２０は、そのファイバ中心から、光増幅成分として希土類元素がドープされたコア１と、そのコア１を被覆するように設けられコア１より屈折率が低い第１クラッド２と、その第１クラッド２を被覆するように設けられ第１クラッド２より屈折率が低い第２クラッド３と、から構成されている。さらに、コア１、第１クラッド２及び第２クラッド３を補強するために、第２クラッド３を被覆するようにサポート部４が設けられている。
【０００５】
このダブルクラッドファイバ２０では、第１クラッド２に入射された励起光が第１クラッド２と第２クラッド３との界面で反射を繰り返しながら第２クラッド３で囲まれた領域を伝搬し、励起光がコア１を通過する際にコア１にドープされた希土類元素を最外殻電子が励起した反転分布状態にさせ、その誘導放出によってコア１を伝播する光を増幅する。
【０００６】
このダブルクラッドファイバ２０は、マルチモードファイバ等の光ファイバと接続されてファイバレーザのレーザ媒質や光増幅器を構成する。
【０００７】
このファイバレーザや光増幅器を高出力化するには、ダブルクラッドファイバ２０の第１クラッド２への励起光の入力を高めればよい。そのため、ダブルクラッドファイバ２０の第１クラッド２の外径を大きくして、第１クラッド２のファイバ横断面の断面積を大きくすることが考えられる。これに伴って、ダブルクラッドファイバ２０のファイバ径が２５０〜３００μｍ程度となり、マルチモードファイバ３０及びシングルモードファイバの標準的なファイバ径の大きさの１２５μｍと比較して、かなり大きくなることが多い。
【０００８】
ところで、光ファイバ同士を接続するには、一般的に信頼性に優れ、低損失な接続が可能な融着接続による接続方法がよく用いられている。
【０００９】
この融着接続は、図７に示すように一対の電極６ａ，６ｂ間で光ファイバＦ１，Ｆ２をそのファイバ端面同士が対向するように配置し、次いで、その両電極６ａ，６ｂ間で放電させることにより両ファイバ端面を加熱溶融させ、最後に、ファイバ端面同士を突き合わせる、というものである。
【００１０】
この融着接続において、マルチモードファイバ３０と上述のようなファイバ外径の大きいダブルクラッドファイバ２０とを接続する場合、図８に示すように、両ファイバ間でファイバ外径の大きさに差があるので、一対の電極６ａ，６ｂ間で放電を生じさせて両ファイバ端面を加熱すると、ファイバ外径の大きいダブルクラッドファイバ２０側は、ファイバ外径が大きい分だけ熱容量も大きく、両ファイバ端面に同じ熱量を与えているので、ファイバ外径の小さく熱容量の小さいマルチモードファイバ３０側が早く溶融してしまう。このため、ファイバ外径の異なる光ファイバ間では、両ファイバのファイバ端面において均一な加熱ができないので、放電による安定した融着接続を行うことは困難である。
【００１１】
そこで、特許文献１では、第１クラッドを、コアと同じ石英系の材料で形成された内層と高分子材料で形成された外層との２層構造として、その内層及び外層の屈折率を略同一に、且つ、その内層の外径を、接続する光ファイバのクラッドの外径と略同一になるように設定されたダブルクラッドファイバが開示され、これにより、接続界面を挟んで両方のファイバの熱容量がほぼ等しくなり、良好にファイバ同士を融着することができると記載されている。
【００１２】
しかしながら、上述のような接続技術は、第２クラッドが高分子材料で形成されているようなダブルクラッドファイバにおいて適応することができるが、第２クラッドが複数の細孔を有するダブルクラッドファイバにおいては、このような接続技術を適応することができないという問題がある。
【００１３】
【特許文献１】
特開平１０−５１０５０号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、放電による融着接続において、ファイバ径の異なる光ファイバ同士を容易に接続することができる光ファイバの接続方法を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の光ファイバの接続方法は、ファイバ径の異なる一対の光ファイバを接続する方法であって、上記一対の光ファイバのうちファイバ径の大きい一方の光ファイバのファイバ端部を、そのファイバ径が他方の光ファイバのファイバ径と略同一になるように加工するファイバ端部加工工程と、上記ファイバ端部加工工程で加工した一方の光ファイバのファイバ端部と、上記他方の光ファイバのファイバ端部と、を突き合わせて接続するファイバ接続工程と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
上記の方法によれば、ファイバ径の異なる一対の光ファイバのうちファイバ径の大きい一方の光ファイバのファイバ端部を、そのファイバ径が他方の光ファイバのファイバ径と略同一になるように加工して、その加工された光ファイバのファイバ端部と、他方の光ファイバのファイバ端部とを突き合わせて接続するので、ファイバ径の異なる一対の光ファイバの接続界面において、ファイバ外径差が無くなることになる。これにより、ファイバ径の異なる一対の光ファイバ同士を容易に放電による融着接続によって接続することができる。
【００１７】
本発明の光ファイバの接続方法は、上記光ファイバが、光増幅成分がドープされたコアと、該コアを被覆するように設けられた第１クラッドと、該第１クラッドを被覆するように設けられ該コアに沿って延びる複数の細孔が形成された第２クラッドと、を備え、該第１クラッドに入射された励起光が該第１クラッドと該第２クラッドとの界面で反射を繰り返しながら該第２クラッドで囲まれた領域内を伝搬し、該励起光が該コアを通過する際に該コアの光増幅成分を活性化させ、該光増幅成分が該コアを伝搬する光を増幅するように構成されたダブルクラッドファイバであってもよい。
【００１８】
上記の方法によれば、コア内を伝搬する光を増幅することができるダブルクラッドファイバと、そのダブルクラッドファイバのファイバ径より小さいファイバ径を有する光ファイバとを、放電による融着接続によって容易に接続することができる。
【００１９】
本発明の光ファイバの接続方法は、上記一方の光ファイバであるダブルクラッドファイバの上記第１クラッドの外径が上記他方の光ファイバのコアの外径よりも小さいものであり、上記他方の光ファイバのファイバ径と略同一となるように加工された上記ダブルクラッドファイバのファイバ端部の基端側を、上記第１クラッドが露出するように加工する第１クラッド露出加工工程と、上記ダブルクラッドファイバのファイバ端部の端面側を、上記第２クラッドの複数の細孔が滅失するように加工する細孔滅失加工工程と、をさらに備えてもよい。
【００２０】
上記の方法によれば、ダブルクラッドファイバのファイバ端部の基端側を第１クラッドが露出するように加工するので、第１クラッドに入射する励起光が第２クラッドの端部で反射して外側に出射することがなくなる。また、ファイバ端部の端面側を第２クラッドの複数の細孔が滅失するように加工するので、ファイバ端部の端面側の第２クラッドが中実化しその部分に励起光を伝搬させることができる。
【００２１】
本発明の光ファイバの接続方法は、上記第２クラッドの複数の細孔をコラプスすることにより滅失させてもよい。
【００２２】
上記の方法によれば、ダブルクラッドファイバの第２クラッドの複数の細孔をコラプスすることにより滅失させるので、容易に第２クラッドの複数の細孔を滅失させることができる。
【００２３】
本発明の光ファイバの接続方法は、上記一方の光ファイバのファイバ端部の加工をエッチングにより行ってもよい。
【００２４】
上記の方法によれば、光ファイバのファイバ端部の加工をエッチングにより行うので、容易に光ファイバのファイバ端部を加工することができる。
【００２５】
本発明の光ファイバの接続構造は、ファイバ径の異なる一対の光ファイバのファイバ端部同士が突き合わされて接続された光ファイバの接続構造であって、上記一対の光ファイバのうちファイバ径の大きい一方の光ファイバは、ファイバ端部のファイバ径が他方の光ファイバのファイバ径と略同一に形成されていることを特徴とする。
【００２６】
上記の構造によれば、接続界面において、一対の光ファイバのうちファイバ径の大きい一方の光ファイバは、ファイバ端部のファイバ径が他方の光ファイバのファイバ径と略同一に形成されているので、ファイバ径の異なる光ファイバ同士において、放電による融着接続を容易に行うことができる。
【００２７】
本発明の光ファイバの接続構造は、上記一方の光ファイバが、光増幅成分がドープされたコアと、該コアを被覆するように設けられた第１クラッドと、該第１クラッドを被覆するように設けられ該コアに沿って延びる複数の細孔が形成された第２クラッドと、を備え、該第１クラッドに入射された励起光が該第１クラッドと該第２クラッドとの界面で反射を繰り返しながら該第２クラッドで囲まれた領域内を伝搬し、該励起光が該コアを通過する際に該コアの光増幅成分を活性化させ、該光増幅成分が該コアを伝搬する光を増幅するように構成されたダブルクラッドファイバであってもよい。
【００２８】
上記の構造によれば、一対の光ファイバのうちファイバ径の大きい一方の光ファイバが、ダブルクラッドファイバであるので、接続された他方の光ファイバからの励起光がダブルクラッドファイバの第１クラッドに入射されることにより、ダブルクラッドファイバのコア内を伝搬する光を増幅することができる。
【００２９】
本発明の光ファイバの接続構造は、上記一方の光ファイバであるダブルクラッドファイバの上記第１クラッドの外径が上記他方の光ファイバのコアの外径よりも小さく、上記他方の光ファイバに接続されたファイバ端部において、第１クラッドと複数の細孔が滅失した上記第２クラッドとからなる中実部分を有し、該中実部分の外径が長さ方向に沿って連続的に変化していてもよい。
【００３０】
上記の構造によれば、他方の光ファイバに接続されたダブルクラッドファイバのファイバ端部において、第１クラッドと複数の細孔が滅失した第２クラッドとからなる中実部分が、ダブルクラッドファイバの第１クラッドの外径より大きくなっているので、より多くの励起光を第１クラッド内に入射させることができる。また、その中実部分の外径が長さ方向に沿って連続的に変化しているので、他方の光ファイバからの励起光が、ダブルクラッドファイバの第２クラッドの端部で反射することなく、第１クラッド内に効率よく入射することになる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る光ファイバの接続方法について、図面を用いて詳細に説明する。
【００３２】
本発明の実施形態では、光ファイバとして、ダブルクラッドファイバを例に説明するが、他の光ファイバについても適応することができる。
【００３３】
図７は、一般的に用いられている光ファイバ融着接続装置１０の構成を示す。
【００３４】
この光ファイバ融着接続装置１０は、接続対象である一対の光ファイバＦ１，Ｆ２のそれぞれを保持するファイバ保持部（不図示）と、そのファイバ保持部で保持された光ファイバＦ１，Ｆ２を挟むように配設された一対の電極６ａ，６ｂと、両電極６ａ，６ｂに繋がった電源７とを備えている。ファイバ保持部は、一対の光ファイバＦ１，Ｆ２の少なくとも一方をその長手方向に移動させる移動機構を備えている。一対の電極６ａ，６ｂは、それぞれが針状に形成されており、その先端同士が対向するように設けられている。この光ファイバ融着接続装置１０では、電極間隔、電極径、放電電流、放電時間等の設定が可能である。
【００３５】
次に、この光ファイバ融着接続装置１０を用いて、本発明のダブルクラッドファイバの接続方法を説明する。
【００３６】
（実施形態１）
以下に、本発明の実施形態１に係るダブルクラッドファイバの接続方法について、図２を用いて工程を追って説明する。
【００３７】
図２は、本発明のダブルクラッドファイバを接続する工程を示す。
【００３８】
＜準備工程＞
まず、ダブルクラッドファイバと、エッチング液と、ダブルクラッドファイバに接続する光ファイバとしてマルチモードファイバを準備する。
【００３９】
図１に示すように、ダブルクラッドファイバ２０は、全体が石英から構成され、ファイバ中心をなし光増幅成分がドープされたコア１と、コア１を被覆するように設けられた第１クラッド２と、第１クラッド２を被覆するように設けられた第２クラッド３と、第２クラッド３を被覆するように設けられたサポート部４と、を備えている。
【００４０】
このダブルクラッドファイバ２０は、第１クラッド２に入射された励起光が第１クラッド２と第２クラッド３との界面で反射を繰り返しながら第２クラッド３で囲まれた領域内を伝搬し、その励起光がコア１を通過する際にコア１の光増幅成分を活性化させ、その光増幅成分がコア１を伝搬する光を増幅するように構成されている。
【００４１】
コア１は、光増幅成分としてエルビウム（Ｅｒ）、ネオジム（Ｎｄ）及びイッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類元素、ゲルマニウム（Ｇｅ）及びクロム（Ｃｒ）等がドープされており、第１クラッド２より屈折率が高くなっている。
【００４２】
第１クラッド２は、ファイバ横断面の外郭形状がＤ字形状になっている。ところで、第１クラッドのファイバ横断面の外郭形状をコアと同心の円形とした場合には、第２クラッドで囲まれた領域内を伝播する励起光にはコアの周りを周回してコアを通過することがないスキュー光が含まれることとなるため、コアにドープされた希土類元素を十分に反転分布状態にすることができず、コアを伝搬する光を大きく増幅することができない。そこで、このスキュー光を低減するために、第１クラッドのファイバ横断面の外郭形状が非円形状になっている。
【００４３】
第２クラッド３は、複数の細孔３ａを有しており、第１クラッド２より屈折率が低くなっている。その細孔３ａの径の大きさは１０μｍ以下である。
【００４４】
エッチング液は、ファイバ構成材料（石英）を溶解させることができる溶液であり、例えば、フッ化水素、フッ硝酸（フッ化水素及び硝酸の混合物）及びフッ化アンモニウム等の水溶液である。
【００４５】
マルチモードファイバ３０は、図６（ｂ）に示すように、全体が石英から構成され、ファイバ中心をなすコア１’と、コア１’を被覆するように設けられコア１’より屈折率が低いクラッド２’と、を備えている。このマルチモードファイバ３０は、入射された光がコア１’とクラッド２’との界面で反射を繰り返しながら、コア１’内を伝搬するように構成されている。なお、コア１’の径の大きさは、５０〜１００μｍ程度である。
【００４６】
＜ファイバ端部加工工程＞
ダブルクラッドファイバ２０のファイバ中間部を、そのファイバ外径がマルチモードファイバ３０の外径の大きさになるようにエッチング液に所定の時間、浸漬する。これにより、図２（ａ）に示すようなサポート部４、及び、第２クラッド３の表層が除去されたダブルクラッドファイバ２０ａが得られる。
【００４７】
また、図５（ａ）に示すように、ダブルクラッドファイバ２０の細孔３ａの径の大きさが、１０μｍであるので、細孔３ａ内への毛細管現象によるエッチング液の浸透速度が遅くなるので、ほぼエッチング液に浸漬している部分のみをエッチングすることができる。一方、図５（ｂ）に示すように細孔３ａの径の大きさが、例えば、３０μｍ〜５０μｍと大きい場合には、第２クラッド３の外側のサポート部４がエッチングされた段階で、浸漬している部分の近傍の細孔３ａ内にも毛細管現象によりエッチング液が浸透してしまい、所望の部分以外もエッチングされてしまうためである。
【００４８】
なお、ダブルクラッドファイバ２０のファイバ中間部のファイバ外径と、接続するマルチモードファイバ３０のファイバ外径との差が無いようにエッチングするのが望ましいが、両者のファイバ外径差が、エッチング後のファイバ径の大きい方のファイバのファイバ径の２０％以内の範囲に収まるようにエッチングすればよい。これによれば、接続部分での接続損失が少なく、且つ、強度上の問題もない接続構造をとることができる。
【００４９】
＜第１クラッド露出加工工程＞
このダブルクラッドファイバ２０ａの第２クラッド部３の露出部分を、エッチング液に所定の時間、浸漬する。これにより、図２（ｂ）に示すような第１クラッド２が露出され、その第１クラッド２の露出部の両側が露出部に行くに従って縮径したテーパー形状となったダブルクラッドファイバ２０ｂが得られる。
【００５０】
なお、エッチング液へのダブルクラッドファイバ２０及び２０ａの浸漬時間は、エッチング液の種類、サポート部４及び第２クラッド３の内外径の大きさ、第２クラッド３に対する細孔３ａの占有率等によって決まるものである。そのため、必要な浸漬時間を予め実験的に求めておくことが好ましい。
【００５１】
＜切断工程＞
このダブルクラッドファイバ２０ｂを第２クラッド３の露出部分でファイバ軸に対して垂直に切断する。これにより、図２（ｃ）に示すようなダブルクラッドファイバ２０ｃが得られる。
【００５２】
＜細孔滅失加工工程＞
このダブルクラッドファイバ２０ｃのファイバ端部を、光ファイバ融着接続装置１０を用いてコラプスして、第２クラッド３に含まれる細孔３ａを溶融滅失する。これにより、図２（ｄ）の右側に示すようなファイバ端部の第２クラッドが中実化したダブルクラッドファイバ２０ｄが得られる。
【００５３】
＜ファイバ接続工程＞
まず、図２（ｄ）に示すように、ダブルクラッドファイバ２０ｄのファイバ端部と、マルチモードファイバ３０のファイバ端部とを突き合わすように、光ファイバ融着接続装置１０にセットする。
【００５４】
次いで、一対の電極６ａ，６ｂ間で放電を生じさせ、その間のファイバの突き合わせ部分を加熱する。これにより、図２（ｅ）に示すように突き合わせ部分が融着しダブルクラッドファイバ２０ｃとマルチモードファイバ３０とが接続され、接続界面において、ダブルクラッドファイバ２０のファイバ外径が、マルチモードファイバ３０のファイバ外径と略同一となっている光ファイバの接続構造を有する光ファイバ接続体５０が得られる。
【００５５】
なお、この前行程の細孔滅失加工工程のコラプスは、このファイバ接続工程での加熱によって、ファイバの接続と同時に行われてもよい。
【００５６】
以上のような、ダブルクラッドファイバ２０の接続方法によれば、ダブルクラッドファイバ２０のファイバ端部がエッチングされ、接続界面において、ダブルクラッドファイバ２０とマルチモードファイバ３０とのファイバ外径差が無くなるので、ファイバ外径の異なる光ファイバ同士において、放電による融着接続を容易に行うことができる。
【００５７】
また、ダブルクラッドファイバ２０のファイバ端部の端面側は、エッチングで残留した第２クラッド３の複数の細孔が滅失され、その複数の細孔が滅失した第２クラッドに励起光を伝搬させることができる。
【００５８】
さらに、ダブルクラッドファイバ２０のファイバ端部の基端側は、第１クラッド２が露出すると共に、その第１クラッド２の露出部の両側が露出部に行くに従って縮径したテーパー形状にエッチングされるので、ファイバ端部において、第１クラッドと複数の細孔が滅失した第２クラッドとからなる中実部分が形成され、その中実部分の外径が長さ方向に沿って連続的に変化することになる。
【００５９】
これにより、その中実部分が励起光の導波路となり、ダブルクラッドファイバ２０ｄの第１クラッド２にマルチモードファイバ３０からの励起光を効率よく入射させることができる。
【００６０】
また、ダブルクラッドファイバ２０ｄのファイバ端部における第１クラッドが、中実化した第２クラッド３の分だけ、その他の任意のファイバ横断面における第１クラッド２よりも大きく形成されるので、より多くの励起光を第１クラッド２内に入射させることができる。
【００６１】
次に、具体的に行った実験について説明する。
【００６２】
本発明の実施例として、上記実施形態１と同一の方法で、ダブルクラッドファイバとマルチモードファイバとを接続した。
【００６３】
具体的には、ダブルクラッドファイバとして、細孔の径の大きさが約２μｍで、第１クラッドの外径の大きさが約１００μｍで、第２クラッドの外径の大きさが約１５０μｍで、サポート部の外径の大きさが約２５０μｍの光ファイバと、エッチング液として、５０重量％のフッ化水素水溶液と、マルチモードファイバとして、ファイバ外径が約１２５μｍの光ファイバと、を準備した。
【００６４】
まず、ダブルクラッドファイバのファイバ端部を５０重量％のフッ化水素水溶液に浸漬させ、ダブルクラッドファイバのファイバ端部（の第２クラッド）の外径を約１３０μｍとした。
【００６５】
次いで、エッチングする範囲を狭くして５０重量％のフッ化水素水溶液に浸漬させ、第１クラッドを露出させた。これにより、エッチングされた部分は、露出部の両側が露出部に行くに従って縮径したテーパー形状になった。
【００６６】
次いで、得られたダブルクラッドファイバをファイバ軸に対して垂直に切断した。
【００６７】
次いで、ダブルクラッドファイバのファイバ端部と、マルチモードファイバのファイバ端部とを突き合わせて、光ファイバ融着接続装置を用いて接続した。
【００６８】
これにより、互いにファイバ外径の異なるダブルクラッドファイバとマルチモードファイバとを、放電による融着接続によって容易に接続することができた。
【００６９】
（実施形態２）
以下に、本発明の実施形態２に係るダブルクラッドファイバ２０の接続方法について、図３を用いて工程を追って説明する。
【００７０】
図３は、本発明のダブルクラッドファイバ２０を接続する工程を示す。
【００７１】
＜準備工程＞
実施形態１のものと実質的に同じであるため、その説明を省略する。
【００７２】
＜細孔滅失加工工程＞
ダブルクラッドファイバ２０のファイバ端部を、コラプスして第２クラッド３に含まれる細孔３ａを溶融滅失する。さらに、ファイバ端面をファイバ軸に対して垂直に切断する。これにより、図３（ａ）に示すようなファイバ端部の第２クラッドが中実化したダブルクラッドファイバ２０ａ’が得られる。また、この場合、エッチングする前にダブルクラッドファイバ２０のファイバ端面を切断するので、エッチング後にファイバ端面を切断する場合よりも確実に、ダブルクラッドファイバ２０のファイバ端面を切断することができる。
【００７３】
＜ファイバ端部加工工程＞
このダブルクラッドファイバ２０ａ’のファイバ端部を、そのファイバ外径がマルチモードファイバ３０の外径の大きさになるようにエッチング液に所定の時間、浸漬する。これにより、図３（ｂ）に示すようなサポート部及び第２クラッド３の表層が除去されたダブルクラッドファイバ２０ｂ’が得られる。
【００７４】
なお、ダブルクラッドファイバ２０のファイバ端部のファイバ外径と、接続するマルチモードファイバ３０のファイバ外径との差が無いようにエッチングするのが望ましいが、両者のファイバ外径差が、エッチング後のファイバ径の大きい方のファイバのファイバ径の２０％以内の範囲に収まるようにエッチングすればよい。これによれば、接続部分での接続損失が少なく、且つ、強度上の問題もない接続構造をとることができる。
【００７５】
＜第１クラッド露出加工工程＞
このダブルクラッドファイバ２０ｂ’のファイバ端部の基端側を、エッチング液に所定の時間、浸漬する。これにより、図３（ｃ）に示すような第１クラッド２が露出され、その露出部の両側が露出部に行くに従って縮径したテーパー形状となったダブルクラッドファイバ２０ｃ’が得られる。
【００７６】
＜ファイバ接続工程＞
図３（ｄ）に示すように、ダブルクラッドファイバ２０ｃ’のファイバ端部と、マルチモードファイバ３０のファイバ端部とを突き合わすように、光ファイバ融着接続装置１０にセットしてファイバ同士を接続することにより、図３（ｅ）に示すような光ファイバ接続体５０が得られるが、その方法は、実質的に実施形態１と同様であり、その説明を省略する。
【００７７】
以上のような、ダブルクラッドファイバ２０の接続方法によれば、ダブルクラッドファイバ２０のファイバ端部がエッチングされ、接続界面において、ダブルクラッドファイバ２０とマルチモードファイバ３０とのファイバ外径差が無くなるので、ファイバ外径の異なる光ファイバ同士において、放電による融着接続が容易に行うことができる。
【００７８】
本実施形態による効果については、実質的に実施形態１と同様であり、その説明を省略する。
【００７９】
次に、具体的に行った実験について説明する。
【００８０】
本発明の実施例として、上記実施形態２と同一の方法で、ダブルクラッドファイバとマルチモードファイバとを接続した。
【００８１】
具体的には、ダブルクラッドファイバとして、細孔の径の大きさが約２μｍで、第１クラッドの外径の大きさが約１００μｍで、第２クラッドの外径の大きさが約１５０μｍで、サポート部の外径の大きさが約２５０μｍの光ファイバと、エッチング液として、５０重量％のフッ化水素水溶液と、マルチモードファイバとして、ファイバ外径が約１２５μｍの光ファイバと、を準備した。
【００８２】
まず、ダブルクラッドファイバのファイバ端部をコラプスして、第２クラッド内の細孔を滅失した。
【００８３】
次いで、ダブルクラッドファイバのファイバ端部を５０重量％のフッ化水素水溶液に浸漬させ、第２クラッドの外径を約１３０μｍとした。
【００８４】
次いで、エッチングする範囲を狭くして５０重量％のフッ化水素水溶液に浸漬させ、第２クラッドの端を露出させた。これにより、エッチング部分は、第２クラッドの端に行くに従って両方向から縮径したテーパー状になった。
【００８５】
次いで、ダブルクラッドファイバのファイバ端部と、マルチモードファイバのファイバ端部とを突き合わせて、光ファイバ融着接続装置を用いて接続した。
【００８６】
これにより、互いにファイバ外径の異なるダブルクラッドファイバとマルチモードファイバとを、放電による融着接続によって容易に接続することができた。
【００８７】
（実施形態３）
以下に、本発明の実施形態３に係るダブルクラッドファイバ２０の接続方法について、図４を用いて工程を追って説明する。
【００８８】
図４は、本発明のダブルクラッドファイバ２０を接続する工程を示す。
【００８９】
＜準備工程＞
ダブルクラッドファイバに接続する光ファイバとして、マルチモードファイバの代わりにシングルモードファイバを準備する。
【００９０】
シングルモードファイバ４０は、図６（ｃ）に示すように、全体が石英から構成され、ファイバ中心をなすコア１’’と、コア１’’を被覆するように設けられコア１’’より屈折率が低いクラッド２’’と、を備えている。このシングルモードファイバ４０は、入射された光がコア１’’とクラッド２’’との界面で反射を繰り返しながら、コア１’’内を伝搬するように構成されている。このシングルモードファイバ４０では、コア１’’の径の大きさが１０μｍ以下であり、マルチモードファイバ３０のコア１’の径と比較して小さいので、コア１’’内を伝搬する光がほとんど分散することなく、単一モードの光が伝搬されることになる。
【００９１】
＜ファイバ端部加工工程＞
ダブルクラッドファイバ２０のファイバ中間部を、そのファイバ外径がシングルモードファイバ４０の外径の大きさになるようにエッチング液に所定の時間、浸漬する。これにより、図４（ａ）に示すようなサポート部及び第２クラッド３の表層が除去されたダブルクラッドファイバ２０ａ’’が得られる。なお、ダブルクラッドファイバ２０ａ’’は、実施形態１に記載のダブルクラッドファイバ２０ａと実質的に同じである。
【００９２】
なお、ダブルクラッドファイバ２０のファイバ中間部のファイバ外径と、接続するシングルモードファイバ４０のファイバ外径との差が無いようにエッチングするのが望ましいが、両者のファイバ外径差が、エッチング後のファイバ径の大きい方のファイバのファイバ径の２０％以内の範囲に収まるようにエッチングすればよい。これによれば、接続部分での接続損失が少なく、且つ、強度上の問題もない接続構造をとることができる。
【００９３】
＜切断工程＞
このダブルクラッドファイバ２０ａ’’の第２クラッド３の露出部分をファイバ軸に対して垂直に切断する。これにより、図４（ｂ）に示すようなダブルクラッドファイバ２０ｃが得られる。
【００９４】
＜ファイバ接続工程＞
図４（ｃ）に示すように、ダブルクラッドファイバ２０ｂ’’のファイバ端部と、シングルモードファイバ４０のファイバ端部とを突き合わすように、光ファイバ融着接続装置１０にセットしてファイバ同士を接続することにより、図４（ｄ）に示すような光ファイバ接続体５０が得られるが、その方法は、実質的に実施形態１及び２と同様であり、その説明を省略する。
【００９５】
以上のような、ダブルクラッドファイバ２０の接続方法によれば、ダブルクラッドファイバ２０のファイバ端部がエッチングされ、接続界面において、ダブルクラッドファイバ２０とシングルモードファイバ４０とのファイバ外径差が無くなるので、放電による融着接続を容易に行うことができる。
【００９６】
次に、具体的に行った実験について説明する。
【００９７】
本発明の実施例として、上記実施形態３と同一の方法で、ダブルクラッドファイバとシングルモードファイバとを接続した。
【００９８】
具体的には、ダブルクラッドファイバとして、細孔の径の大きさが約２μｍで、第１クラッドの外径の大きさが約１００μｍで、第２クラッドの外径の大きさが約１５０μｍで、サポート部の外径の大きさが約２５０μｍの光ファイバと、エッチング液として、５０重量％のフッ化水素水溶液と、シングルモードファイバとして、ファイバ外径が約１２５μｍの光ファイバと、を準備した。
【００９９】
まず、ダブルクラッドファイバのファイバ端部を５０重量％のフッ化水素水溶液に浸漬させ、第２クラッドの外径を約１３０μｍとした。
【０１００】
次いで、得られたダブルクラッドファイバのエッチングされた部分をファイバ軸に対して垂直に切断した。
【０１０１】
次いで、ダブルクラッドファイバのファイバ端部と、シングルモードファイバのファイバ端部とを突き合わせて、光ファイバ融着接続装置を用いて接続した。
【０１０２】
これにより、互いにファイバ外径の異なるダブルクラッドファイバと、シングルモードファイバと、を放電による融着接続によって容易に接続することができた。
【０１０３】
【発明の効果】
ファイバ外径の異なる光ファイバ同士の接続界面において、ファイバ外径差が無くなるので、放電による融着接続によって光ファイバ同士を容易に接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るダブルクラッドファイバ２０の斜視図である。
【図２】本発明の実施形態１に係るダブルクラッドファイバ２０を接続する各工程を示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態２に係るダブルクラッドファイバ２０を接続する各工程を示す模式図である。
【図４】本発明の実施形態３に係るダブルクラッドファイバ２０を接続する各工程を示す模式図である。
【図５】従来のダブルクラッドファイバ２０のファイバ横断面の模式図である。
【図６】従来の光ファイバのファイバ縦断面の模式図であり、（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ、ダブルクラッドファイバ２０、マルチモードファイバ３０及びシングルモードファイバ４０のファイバ縦断面の模式図である。
【図７】一般的に用いられている光ファイバ融着接続装置１０の構成図である。
【図８】従来のダブルクラッドファイバ２０とマルチモードファイバ３０との接続部を示す模式図である。
【符号の説明】
１，１’，１’’ コア
２ 第１クラッド
２’，２’’ クラッド
３ 第２クラッド
３ａ 細孔
４ サポート部
６ａ，６ｂ 電極
７ 電源
１０ 光ファイバ融着接続装置
２０ ダブルクラッドファイバ
３０ マルチモードファイバ
４０ シングルモードファイバ
５０ 光ファイバ接続体

Claims (8)

1. ファイバ径の異なる一対の光ファイバを接続する方法であって、
   上記一対の光ファイバのうちファイバ径の大きい一方の光ファイバのファイバ端部を、そのファイバ径が他方の光ファイバのファイバ径と略同一になるように加工するファイバ端部加工工程と、
   上記ファイバ端部加工工程で加工した一方の光ファイバのファイバ端部と、上記他方の光ファイバのファイバ端部と、を突き合わせて接続するファイバ接続工程と、
   を備えることを特徴とする光ファイバの接続方法。
2. 請求項１に記載された光ファイバの接続方法において、
   上記一方の光ファイバが、光増幅成分がドープされたコアと、該コアを被覆するように設けられた第１クラッドと、該第１クラッドを被覆するように設けられ該コアに沿って延びる複数の細孔が形成された第２クラッドと、を備え、該第１クラッドに入射された励起光が該第１クラッドと該第２クラッドとの界面で反射を繰り返しながら該第２クラッドで囲まれた領域内を伝搬し、該励起光が該コアを通過する際に該コアの光増幅成分を活性化させ、該光増幅成分が該コアを伝搬する光を増幅するように構成されたダブルクラッドファイバであることを特徴とする光ファイバの接続方法。
3. 請求項２に記載された光ファイバの接続方法において、
   上記一方の光ファイバであるダブルクラッドファイバは、上記第１クラッドの外径が上記他方の光ファイバのコアの外径よりも小さいものであり、
   上記他方の光ファイバのファイバ径と略同一となるように加工された上記ダブルクラッドファイバのファイバ端部の基端側を、上記第１クラッドが露出するように加工する第１クラッド露出加工工程と、
   上記ダブルクラッドファイバのファイバ端部の端面側を、上記第２クラッドの複数の細孔が滅失するように加工する細孔滅失加工工程と、
   をさらに備えることを特徴とする光ファイバの接続方法。
4. 請求項３に記載された光ファイバの接続方法において、
   上記第２クラッドの複数の細孔をコラプスすることにより滅失させることを特徴とする光ファイバの接続方法。
5. 請求項１に記載された光ファイバの接続方法において、
   上記一方の光ファイバのファイバ端部の加工をエッチングにより行うことを特徴とする光ファイバの接続方法。
6. ファイバ径の異なる一対の光ファイバのファイバ端部同士が突き合わされて接続された光ファイバの接続構造であって、
   上記一対の光ファイバのうちファイバ径の大きい一方の光ファイバは、ファイバ端部のファイバ径が他方の光ファイバのファイバ径と略同一に形成されていることを特徴とする光ファイバの接続構造。
7. 請求項６に記載された光ファイバの接続構造において、
   上記一方の光ファイバが、光増幅成分がドープされたコアと、該コアを被覆するように設けられた第１クラッドと、該第１クラッドを被覆するように設けられ該コアに沿って延びる複数の細孔が形成された第２クラッドと、を備え、該第１クラッドに入射された励起光が該第１クラッドと該第２クラッドとの界面で反射を繰り返しながら該第２クラッドで囲まれた領域内を伝搬し、該励起光が該コアを通過する際に該コアの光増幅成分を活性化させ、該光増幅成分が該コアを伝搬する光を増幅するように構成されたダブルクラッドファイバであることを特徴とする光ファイバの接続構造。
8. 請求項７に記載された光ファイバの接続構造において、
   上記一方の光ファイバであるダブルクラッドファイバは、上記第１クラッドの外径が上記他方の光ファイバのコアの外径よりも小さく、上記他方の光ファイバに接続されたファイバ端部において、第１クラッドと複数の細孔が滅失した上記第２クラッドとからなる中実部分を有し、該中実部分の外径が長さ方向に沿って連続的に変化していることを特徴とする光ファイバの接続構造。

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