JP2005345516A

JP2005345516A - 光ファイバカプラの製造方法

Info

Publication number: JP2005345516A
Application number: JP2004161717A
Authority: JP
Inventors: Senju Sakatani; 千寿阪谷
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2004-05-31
Filing date: 2004-05-31
Publication date: 2005-12-15

Abstract

【課題】種々の光ファイバカプラに対応可能である低ＰＤＬカプラの製造方法の提供。
【解決手段】複数本の光ファイバを添接させ、光ファイバ同士が接している部分を、加熱融着して融着部５を形成するとともに、該融着部を延伸して融着延伸部を形成する光ファイバカプラの製造方法において、融着部断面における最大径Ｄに対する中央の最小径Ｃの比率であるＣ／Ｄ値が１０％〜１５％の範囲内であり、長さ１０〜１５ｍｍの範囲内の融着部を形成した後、その融着部の一部を加熱しながら延伸して融着延伸部を形成することを特徴とする光ファイバカプラの製造方法。
【選択図】図７

Description

本発明は、光通信分野において用いられる融着延伸型光ファイバカプラに関し、特に、偏波依存損失（以下、ＰＤＬと記す。）の小さい光ファイバカプラの製造方法に関する。

光ファイバカプラは、光通信の分野などで光の分波、合波などの機能を有する光部品であり、光通信分野で使用されている。なかでも、複数の光ファイバを融着延伸してなる融着延伸型の光ファイバカプラは、その製造が比較的容易であることから、幅広く用いられている。

一般に融着延伸型の光ファイバカプラは、次のようにして製造される。図１に示すように少なくとも２本の所定長さの光ファイバ１１，１２を用意する。次いで、図２に示すようにそれらの長手方向中央部の被覆層を任意の手段で除去して裸線部１３，１４を露出させる。この後、図３に示すように、光ファイバ１１，１２を並列させて、露出された裸線部１３，１４同士を添接させた状態に固定する。次いで図３に示すように、裸線部１３，１４が接している部分の中央部をガスバーナーなどの加熱源２０を用いて加熱することにより、裸線部１３，１４同士を融着させて、融着部１５を形成する。さらに、融着部１５を加熱しながら、この融着部１５を長手方向に引張力をかけて延伸し、融着延伸部を形成して光ファイバカプラを得る。

融着部１５は延伸するにしたがって光結合が発生する。これら光ファイバ１１，１２の結合度は、延伸条件によって変化するため、結合度を測定しながら延伸を行い、所望の結合度が得られたところで延伸を停止する。このようにして形成された融着延伸部は、機械的外力の影響を受けやすいので、通常はこれを保護ケース内に収納して光ファイバカプラとする。

光ファイバ通信においては、光ファイバカプラを光通信機器に組み込む際、偏波による変動の少ない低ＰＤＬ特性を有する光ファイバカプラが必要とされている。低ＰＤＬカプラを製造するためには、特許文献１に記載されているように、融着部を緩やかに形成することが提案されている。
特開平１０−２０１４５号公報

しかしながら、前記特許文献１に開示されたように融着延伸部を緩やかに形成すると、カプラ長が長くなってしまい、カプラの小型化には不適である。また特許文献１では、２本のファイバを融着延伸する際の加熱範囲を１０，０００μｍ〜１５，０００μｍにするとよい旨の記載があるが、この条件は種々の光ファイバカプラに対応できないという問題がある。
また、加熱源の熱量を多くし、２本の光ファイバの融着度合を上げることでもＰＤＬを低減させることが可能であるが、その場合、図４（ａ）のように結合度の波長特性が急峻になってしまい、広い波長域で使用するカプラには対応できない。

本発明は前記事情に鑑みてなされ、種々の光ファイバカプラに対応可能である低ＰＤＬカプラを製造する方法の提供を目的とする。

前記目的を達成するため、本発明は、複数本の光ファイバを添接させ、光ファイバ同士が接している部分を、加熱融着して融着部を形成するとともに、該融着部を延伸して融着延伸部を形成する光ファイバカプラの製造方法において、融着部断面における最大径Ｄに対する中央の最小径Ｃの比率であるＣ／Ｄ値が１０％〜１５％の範囲内であり、長さ５〜１０ｍｍの範囲内の融着部を形成した後、その融着部の一部を加熱しながら延伸して融着延伸部を形成することを特徴とする光ファイバカプラの製造方法を提供する。
本発明の製造方法において、それぞれ伝搬定数の異なる２本の光ファイバを用い、波長平坦型光ファイバカプラを製造することが好ましい。

本発明によれば、断面における最大径Ｄに対する中央の最小径Ｃの比率であるＣ／Ｄ値が１０％〜１５％の範囲内であり、長さ５〜１０ｍｍの範囲内の融着部を形成した後、その融着部の一部を加熱しながら延伸して融着延伸部を形成することによって、低ＰＤＬ特性を有する光ファイバカプラを簡単に製造することができる。
またこの製造方法は、種々の結合度、結合度波長特性を有する光ファイバカプラに対応可能である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図５，６は本発明による光ファイバカプラの製造方法の一実施形態を示す概略図である。本実施形態において光ファイバカプラを製造するには、まず２本の光ファイバ１，２を用意し、光ファイバ１，２の長手方向中央部の被覆層を任意の手段で除去し、裸線部３，４を露出させる。

この光ファイバ１，２としては、光通信分野などで使用されている各種の光ファイバを用いることができ、例えば、石英系シングルモード光ファイバ、マルチモード光ファイバなどが挙げられる。２本の光ファイバ１，２は、コア径、クラッド外径、比屈折率差及び伝搬定数などの各パラメータが同じものを組み合わせても良いし、異なるものを組み合わせてもよい。

この製造方法を用いて、伝搬定数が同じ光ファイバ１，２を用いることで、ＷＤＭカプラのような１００％結合を有する光ファイバカプラを得ることができる。また伝搬定数の異なる２本の光ファイバ１，２を使用し、その２本の光ファイバ１，２の伝搬定数差を変化させることにより、種々結合度の波長平坦型・低ＰＤＬ光ファイバカプラを得ることができる。

次いで、２本の光ファイバ１，２を並列に、かつ裸線部３，４同士を添接させた状態で光ファイバカプラ製造装置を構成するクランプ部に固定する。ここで用いられる光ファイバカプラ製造装置は、例えば光ファイバ１，２を長手方向に引っ張る駆動装置付きステージとガスバーナ等の加熱源１０などを有するものである。

次いで、図５に示すように、裸線部３，４同士が接触している中央部を、この中央部近傍に配置された加熱源１０を用いて加熱することにより、裸線部３，４同士を融着させる。このとき、加熱源１０を光ファイバ１，２の長手方向に沿って移動させるなどして、加熱領域を広くとり、図７に示すように、２本の光ファイバの裸線部３，４同士を融着させる。

この融着部５の形成において、図７に示す融着部断面における最大径Ｄに対する中央の最小径Ｃ（それぞれの光ファイバ間のくびれた位置の径）の比率であるＣ／Ｄ値が１０％〜１５％の範囲内、長さ５〜１０ｍｍの範囲内にある融着部５を形成する。

このＣ／Ｄ値が前記範囲未満であると、２本の裸線部３，４の融着度合が不十分であり、低ＰＤＬ特性を有する光ファイバカプラを製造できない可能性がある。一方、Ｃ／Ｄ値が前記範囲を超えると、２本の裸線部３，４の融着度合が過剰となり、図４（ａ）に示すように結合度の波長特性が急峻になって、広い波長域で使用するカプラには対応できない。

また、融着部５の長さが前記範囲未満であると、製造される光ファイバカプラのＰＤＬが高くなってしまい、偏波による変動の少ない低ＰＤＬ特性を有する光ファイバカプラを製造できない可能性がある。一方、融着部５の長さが前記範囲を超えると、光ファイバカプラの全長が長くなってしまい、カプラ小型化の目的を達成できなくなる。

次いで、図６に示すように、加熱源１０を固定し、融着領域内を加熱しながら、融着部５を図６の矢印方向に引っ張って延伸を行い、融着延伸部で光結合を発生させ、光ファイバカプラを得る。この融着延伸部の形成において、これら光ファイバ１，２の結合度は、延伸条件によって変化するため、結合度を測定しながら延伸を行い、所望の結合度が得られたところで延伸を停止する。このようにして形成された融着延伸部は、機械的外力の影響を受けやすいので、通常はこれを保護ケース内に収納して光ファイバカプラとする。

このように、融着時にある程度広い領域で２本の光ファイバ１，２を融着させ、その後、延伸時の加熱領域を、融着時の融着領域より小さくすることによって、低ＰＤＬ特性を得ることができる。また、この延伸時の熱量を変化させることによって、用途によって種々の結合度、また種々の結合度波長特性をもつ低ＰＤＬ特性を有する光ファイバカプラを作製することが可能である。例えば、延伸時の熱量を下げることにより、図４（ｂ）のように広い波長域で使用できる波長平坦型・低ＰＤＬ光ファイバカプラを得ることができる。

この方法で製造した光ファイバカプラの断面を見ると、融着部５のうち、延伸されていない領域においても２本のファイバ１，２の裸線部３，４が図７のように融着されているのが観察できる。

外径１２５μｍの光ファイバとあらかじめ外径１１０μｍ程度まで延伸した伝搬定数の異なる２本の光ファイバを用いて、結合度１％の波長平坦型光ファイバカプラを作製した。
まず融着部断面における最大径Ｄに対する中央の最小径Ｃの比率であるＣ／Ｄ値が１０％以上である領域が８ｍｍ程度である融着部を形成し、その後その融着部の一部５ｍｍ程度の部分を加熱しながら延伸を行い、融着延伸部を形成し、結合度の最大点を１５５０ｎｍにもち、結合度最大値が１％である光ファイバカプラを得た。
次にこの光ファイバカプラのＰＤＬ値を測定したところ、入射光が図８のＰ１、出射光がＰ３の場合も、入射光がＰ１、出射光がＰ４の場合もいずれもＰＤＬ値は０．０５ｄＢ以下の低い特性をもつことが確認された。

融着延伸型光ファイバカプラの一般的な製造方法を説明する図であり、２本の光ファイバを示す正面図である。中央の被覆を除去した２本の光ファイバの裸線部を並べた状態を示す斜視図である。２本の裸線部同士を加熱融着して融着部を形成した状態を示す斜視図である。光ファイバカプラの製造方法の違いによって結合度の波長特性が変化することを例示するグラフである。本発明に係る光ファイバカプラの製造方法の実施形態を説明する図であり、融着部を形成する工程を示す正面図である。融着部を加熱しつつ延伸する工程を示す正面図である。融着部の断面図である。実施例で作製した光ファイバカプラの入射−出射ポートを示す構成図である。

符号の説明

１，２…光ファイバ、３，４…裸線部、５…融着部。

Claims

複数本の光ファイバを添接させ、光ファイバ同士が接している部分を、加熱融着して融着部を形成するとともに、該融着部を延伸して融着延伸部を形成する光ファイバカプラの製造方法において、融着部断面における最大径Ｄに対する中央の最小径Ｃの比率であるＣ／Ｄ値が１０％〜１５％の範囲内であり、長さ５〜１０ｍｍの範囲内の融着部を形成した後、その融着部の一部を加熱しながら延伸して融着延伸部を形成することを特徴とする光ファイバカプラの製造方法。
それぞれ伝搬定数の異なる２本の光ファイバを用い、波長平坦型光ファイバカプラを製造す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。