JP2005345701A

JP2005345701A - ファイバフューズストッパ

Info

Publication number: JP2005345701A
Application number: JP2004164456A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Asano; 健一郎浅野
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2004-06-02
Filing date: 2004-06-02
Publication date: 2005-12-15

Abstract

【課題】低コストで、光強度の適用範囲が広いファイバフューズストッパの提供。
【解決手段】被覆除去部２が設けられた光ファイバ１と、該被覆除去部の光ファイバ裸線を入れる溝を有する冷却部材３とを有し、前記被覆除去部の光ファイバ裸線を冷却部材により冷却するように構成したことを特徴とするファイバフューズストッパ。
【選択図】図１

Description

本発明は、高出力光を光導波路に導波させるシステム（光通信分野、レーザ加工分野等）において、光導波路・部品を保護するためのファイバフューズストッパに関する。

近年、光通信分野において、伝送容量の飛躍的な増大が実現されてきた。伝送容量の増大に伴い、光ファイバやデバイス内を流れる光強度も高くなり、光学接続面等に微小なゴミ等の付着によりファイバフューズが発生し、光伝送路のみならず接続されているデバイス・装置も破壊してしまうという可能性が提起されている（例えば、非特許文献１〜４参照）。

この問題を解決させる従来技術として、特許文献１に記載された技術が提案されている。特許文献１に記載された技術は、光ファイバ中の一部の領域にテーパー部を有するコア拡大部を設けてモードフィールド径（ＭＦＤ）を拡大し、光のエネルギー密度を下げることにより、ファイバフューズの進行を止めるファイバフューズ阻止用部材が提案されている。
瀬尾ら、２００３年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会、３２１頁 Seo et al., National Fiber Optics Engineers Conference, 2003 Technical Proceedings, p.22-30 前田ら、２００３年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会、３２０頁 D.P.Hand and P.St.J.Russell, OPTICS LETTERS, Vol.13, No.9, September 1988, p.767-769 特開２００２−３７２６３６号公報

しかしながら、前述した従来技術には、次のような問題点があった。
従来技術では、ファイバフューズの発生要因のうち、コア内の光エネルギーのみを減少させるが、もう一方の要因である熱の伝達は阻止できないので、ファイバフューズ阻止可能なシステム光強度に限界がある。光ファイバ自体の高強度光耐性は、１０ＧＷ／ｃｍ^２以上という報告もあり、ファイバフューズの進行を阻止するには、光エネルギー密度の低減より、熱の遮断が最も効果的である。さらに、通常シングルモード光ファイバ等の光ファイバでは、ドーパント拡散で得られるモードフィールド径の拡大は３倍程度であるため、光エネルギー密度の低下は、せいぜい９分の１程度であるため、現実的な光エネルギー密度の現象にも限界があり、適用可能範囲が狭いという問題点がある。

さらに、従来技術の構造を実現するため、光ファイバを加熱してコアを拡大する場合、かなりの高温での長時間加熱を要するので、コスト的なデメリットを有すると共に、ファイバ中間部を被覆除去することによるファイバ強度劣化と加熱による強度劣化により、通常使用状態での破断確率が高くなり、システム全体の信頼度を低下する問題がある。

本発明は前記事情に鑑みてなされ、低コストで、光強度の適用範囲が広いファイバフューズストッパの提供を目的とする。

前記目的を達成するため、本発明は、被覆除去部が設けられた光ファイバと、該被覆除去部の光ファイバ裸線を入れる溝を有する冷却部材とを有し、前記被覆除去部の光ファイバ裸線を冷却部材により冷却するように構成したことを特徴とするファイバフューズストッパを提供する。
本発明のファイバフューズストッパにおいて、前記冷却部材の溝に入れた光ファイバ裸線を接着剤で固定した構成とすることが好ましい。
本発明のファイバフューズストッパにおいて、前記光ファイバ裸線に金属被覆を設け、これを前記冷却部材の溝に入れ、半田で固定した構成とすることが好ましい。
本発明のファイバフューズストッパにおいて、前記冷却部材の溝に入れた光ファイバ裸線を低融点ガラスで固定した構成とすることが好ましい。
本発明のファイバフューズストッパにおいて、前記冷却部材の溝に入れた光ファイバ裸線を溝の上から圧することで光ファイバ裸線を冷却部材に固定した構成とするのが好ましい。
本発明のファイバフューズストッパにおいて、前記冷却部材が冷却・熱移送手段を備えた構成とすることが好ましい。
本発明のファイバフューズストッパにおいて、前記冷却部材が冷却フィンを備えた構成とすることが好ましい。

本発明のファイバフューズストッパは、光エネルギー密度の低減でなく、光ファイバを直接冷却することによりファイバフューズを阻止するため、適用可能なシステムの光強度の範囲が広い。
また、ストッパを形成する際、光ファイバに加熱等の熱履歴を与えないため、光ファイバの機械的強度劣化が少なく、信頼性が高い。
また、光ファイバを加熱して加工する等の工程が無いため、低コストで提供できる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明のファイバフューズストッパの基本構造を示す側面図であり、このファイバフューズストッパは、一部に被覆除去部２が形成された光ファイバ１と、被覆除去部２の光ファイバ裸線（以下、裸線と記す。）を入れる溝を有する冷却部材３とを有し、被覆除去部２の裸線と冷却部材３とを接触させて裸線を冷却する構成になっている。

この光ファイバ１は、光ファイバ伝送路等の光ファイバ自体であってもよいし、あるいは適当な長さの光ファイバ１を用いてファイバフューズストッパを形成し、それを光ファイバ伝送路等の光ファイバに介装してもよい。また、光ファイバ１は、単心線でも良いし、テープ心線などの多心線でもよい。
光ファイバ２に設ける被覆除去部２の長さは、ファイバフューズストッパ作製時に冷却部材３との固定作業が容易なように、冷却部材３の長さよりも若干長くすることが望ましい。ファイバフューズストッパ作製後、冷却部材３の両端側に残っている被覆除去部２は、紫外線硬化型樹脂などの樹脂で被覆してもよい。

冷却部材３は、裸線を収容する溝を有し、ファイバフューズが発生した際に、光ファイバ１を迅速に冷却できる物体であればよく、その材質としては、例えば銅、アルミニウム、ステンレス鋼、鉄、シリコンなどの金属、アルミナ、窒化アルミなどのセラミックス、熱伝導性グラファイトなどが好ましい。

このファイバフューズストッパは、光ファイバ１の被覆除去部２に直接金属などの熱伝導性の良い材料からなる冷却部材３を接しておくことにより、光ファイバ１の熱を放熱させることで温度を下げ、ファイバフューズの進行を阻止する。

図２〜図５は、本発明のファイバフューズストッパの実施例を示す断面図である。図２はＶ溝４を有する冷却部材３Ａを用いた実施例、図３は角溝６を有する冷却部材３Ｂを用いた実施例、図４は丸溝８を有する冷却部材３Ｃを用いた実施例、図５はＵ溝９を有する冷却部材３Ｄを用いた実施例である。

図２（ａ）は本発明のファイバフューズストッパの第１実施例を示す断面図である。
この第１実施例では、Ｖ溝４を有する冷却部材３ＡのＶ溝４に、光ファイバ１の被覆除去部２の裸線を入れ、接着剤で裸線を接着固定した構成になっている。この接着剤としては特に限定されないが、硬化時に熱伝導性の高い接着剤が好ましい。

光ファイバ１の裸線をＶ溝４に固定する方法は、接着剤による接着に限定されず、例えば、裸線に金属被覆を設け、これを冷却部材３ＡのＶ溝４に入れ、半田で固定する方法や、Ｖ溝４に入れた裸線を低融点ガラスで固定する方法などを用いることができる。

この第１実施例のファイバフューズストッパは、光ファイバ１の被覆除去部２を冷却部材３のＶ溝４に入れ、裸線をＶ溝４内に固定し、光ファイバ１の裸線に金属などの熱伝導性の良い材料からなる冷却部材３Ａを直接接触させた構成としたので、光ファイバ１の熱を冷却部材３Ａに放熱させることで光ファイバ１の温度を下げ、ファイバフューズの進行を阻止する。

このファイバフューズストッパは、光エネルギー密度の低減でなく、光ファイバ１を直接冷却することによりファイバフューズを阻止するため、適用可能なシステムの光強度の範囲が広い。
また、ストッパを形成する際、光ファイバ１に加熱等の熱履歴を与えないため、光ファイバ１の機械的強度劣化が少なく、信頼性が高い。
また、光ファイバ１を加熱して加工する等の工程が無いため、低コストで提供できる。

図２（ｂ）は本発明のファイバフューズストッパの第２実施例を示す断面図である。
この第２実施例のファイバフューズストッパは、裸線押圧用の蓋５を有する冷却部材３Ａを用い、冷却部材３ＡのＶ溝４に光ファイバ１の被覆除去部２の裸線を入れ、蓋５を閉じて裸線をＶ溝４の上から押圧し、裸線を冷却部材３Ａに固定した構成になっている。

この第２実施例のファイバフューズストッパは、前記第１実施例のファイバフューズストッパと同様の作用効果を得ることができ、さらに、蓋付きの冷却部材３Ａを用いて光ファイバ１の裸線を固定するので、一度取り付けた冷却部材３Ａを取り外すことが可能となり、光ファイバ伝送路の切換などに伴うファイバフューズストッパの取り替えができるようになる。

図２（ｃ）は本発明のファイバフューズストッパの第３実施例を示す断面図である。
この第３実施例のファイバフューズストッパは、Ｖ溝４を有する冷却部材３Ａを２つ用い、これらの冷却部材３Ａ，３ＡをそれぞれのＶ溝４に光ファイバ１の被覆除去部２の裸線を挟んで接合した構成になっている。
この第３実施例のファイバフューズストッパは、前記第１実施例のファイバフューズストッパと同様の作用効果を得ることができ、さらに、２つの冷却部材３Ａ，３Ａを備えていることで、光ファイバ１に対する冷却能力を高めることができる。

図３（ａ）は本発明のファイバフューズストッパの第４実施例を示す断面図である。
この第４実施例のファイバフューズストッパは、角溝６を有する冷却部材３Ｂの角溝６に、光ファイバ１の被覆除去部２の裸線を入れ、接着剤で裸線を接着固定した構成になっている。この接着剤としては特に限定されないが、硬化時に熱伝導性の高い接着剤が好ましい。光ファイバ１の裸線を角溝６に固定する方法は、接着剤による接着に限定されず、例えば、裸線に金属被覆を設け、これを冷却部材３Ｂの角溝６に入れ、半田で固定する方法や、角溝６に入れた裸線を低融点ガラスで固定する方法などを用いることができる。
この第４実施例のファイバフューズストッパは、前記第１実施例と同様の効果を得ることができる。

図３（ｂ）は本発明のファイバフューズストッパの第５実施例を示す断面図である。
この第５実施例のファイバフューズストッパは、裸線押圧用の蓋７を有する冷却部材３Ｂを用い、冷却部材３Ｂの角溝６に光ファイバ１の被覆除去部２の裸線を入れ、蓋７を閉じて裸線を角溝６の上から押圧し、裸線を冷却部材３Ｂに固定した構成になっている。
この第５実施例のファイバフューズストッパは、前記第１実施例のファイバフューズストッパと同様の作用効果を得ることができ、さらに、蓋７付きの冷却部材３Ｂを用いて光ファイバ１の裸線を固定するので、一度取り付けた冷却部材３Ｂを取り外すことが可能となり、光ファイバ伝送路の切換などに伴うファイバフューズストッパの取り替えができるようになる。

図４（ａ）は本発明のファイバフューズストッパの第６実施例を示す断面図である。
この第６実施例のファイバフューズストッパは、丸溝８を有する断面半円形をなす冷却部材３Ｃの丸溝８に、光ファイバ１の被覆除去部２の裸線を入れ、接着剤で裸線を接着固定した構成になっている。この接着剤としては特に限定されないが、硬化時に熱伝導性の高い接着剤が好ましい。光ファイバ１の裸線を丸溝８に固定する方法は、接着剤による接着に限定されず、例えば、裸線に金属被覆を設け、これを冷却部材３Ｂの丸溝８に入れ、半田で固定する方法や、丸溝８に入れた裸線を低融点ガラスで固定する方法などを用いることができる。
この第６実施例のファイバフューズストッパは、前記第１実施例と同様の効果を得ることができる。

図４（ｂ）は本発明のファイバフューズストッパの第７実施例を示す断面図である。
この第７実施例のファイバフューズストッパは、丸溝８を有する断面半円形をなす冷却部材３Ｃを２つ用い、これらの冷却部材３Ｃ，３Ｃをそれぞれの丸溝８に光ファイバ１の被覆除去部２の裸線を挟んで接合した構成になっている。
この第７実施例のファイバフューズストッパは、前記第１実施例のファイバフューズストッパと同様の作用効果を得ることができ、さらに、２つの冷却部材３Ｃ，３Ｃを備えていることで、光ファイバ１に対する冷却能力を高めることができる。

図５（ａ）は本発明のファイバフューズストッパの第８実施例を示す断面図である。
この第８実施例のファイバフューズストッパは、Ｕ溝９を有する冷却部材３ＤのＵ溝９に、光ファイバ１の被覆除去部２の裸線を入れ、接着剤で裸線を接着固定した構成になっている。この接着剤としては特に限定されないが、硬化時に熱伝導性の高い接着剤が好ましい。光ファイバ１の裸線をＵ溝９に固定する方法は、接着剤による接着に限定されず、例えば、裸線に金属被覆を設け、これを冷却部材３ＤのＵ溝９に入れ、半田で固定する方法や、Ｕ溝９に入れた裸線を低融点ガラスで固定する方法などを用いることができる。
この第８実施例のファイバフューズストッパは、前記第１実施例と同様の効果を得ることができる。

図５（ｂ）は本発明のファイバフューズストッパの第９実施例を示す断面図である。
この第９実施例のファイバフューズストッパは、裸線押圧用の蓋１０を有する冷却部材３Ｄを用い、冷却部材３ＤのＵ溝９に光ファイバ１の被覆除去部２の裸線を入れ、蓋１０を閉じて裸線をＵ溝９の上から押圧し、裸線を冷却部材３Ｄに固定した構成になっている。この第９実施例のファイバフューズストッパは、前記第１実施例のファイバフューズストッパと同様の作用効果を得ることができ、さらに、蓋９付きの冷却部材３Ｄを用いて光ファイバ１の裸線を固定するので、一度取り付けた冷却部材３Ｄを取り外すことが可能となり、光ファイバ伝送路の切換などに伴うファイバフューズストッパの取り替えができるようになる。

なお、前述した各実施例は単なる例示に過ぎず、本発明のファイバフューズストッパは、前記各例示にのみ限定されるものではない。
例えば、本発明のファイバフューズストッパにおいて、冷却部材にヒートパイプなどの冷却・熱移送手段を備え、冷却効率を高めた構成とすることもできる。
また、本発明のファイバフューズストッパにおいて、冷却部材に冷却フィンを備え、冷却効率を高めた構成とすることもできる。

本発明のファイバフューズストッパの基本構造を示す側面図である。本発明のファイバフューズストッパの実施例を示す断面図である。本発明のファイバフューズストッパの別な実施例を示す断面図である。本発明のファイバフューズストッパの更に別な実施例を示す断面図である。本発明のファイバフューズストッパの更に別な実施例を示す断面図である。

符号の説明

１…光ファイバ、２…被覆除去部、３、３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ…冷却部材、４…Ｖ溝、５，７，１０…蓋、６…角溝、８…丸溝、９…Ｕ溝。

Claims

被覆除去部が設けられた光ファイバと、該被覆除去部の光ファイバ裸線を入れる溝を有する冷却部材とを有し、前記被覆除去部の光ファイバ裸線を冷却部材により冷却するように構成したことを特徴とするファイバフューズストッパ。
前記冷却部材の溝に入れた光ファイバ裸線を接着剤で固定したことを特徴とする請求項１に記載のファイバフューズストッパ。
前記光ファイバ裸線に金属被覆を設け、これを前記冷却部材の溝に入れ、半田で固定したことを特徴とする請求項１に記載のファイバフューズストッパ。
前記冷却部材の溝に入れた光ファイバ裸線を低融点ガラスで固定したことを特徴とする請求項１に記載のファイバフューズストッパ。
前記冷却部材の溝に入れた光ファイバ裸線を溝の上から圧することで光ファイバ裸線を冷却部材に固定したことを特徴とする請求項１に記載のファイバフューズストッパ。
前記冷却部材が冷却・熱移送手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載のファイバフューズストッパ。
前記冷却部材が冷却フィンを備えていることを特徴とする請求項１に記載のファイバフューズストッパ。