JP2007212841A

JP2007212841A - 光ファイバの接続方法

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Publication number: JP2007212841A
Application number: JP2006033642A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Hachiwaka; 正義八若; Tamishige Watabe; 民重渡部
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 2006-02-10
Filing date: 2006-02-10
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2026-02-10
Also published as: JP4554530B2

Abstract

【課題】細孔への屈折率整合剤の流入を防止することができるメカニカルスプライスを用いた光ファイバの接続方法を提供する。
【解決手段】コアとそれを被覆するように設けられたクラッドとを備え、クラッドにコアに沿って延びる細孔がコアを囲うように複数設けられた光ファイバと、被接続光ファイバと、を接続する方法は、光ファイバに対して細孔を封止した接続端面を形成加工する端面加工工程と、光ファイバと被接続光ファイバとをメカニカルスプライスを用いて、それらの接続端面間に液状の屈折率整合剤が介されるように接続する接続工程と、を備える。
【選択図】なし

Description

本発明は、コアとそれを被覆するように設けられたクラッドとを備え、クラッドにコアに沿って延びる細孔がコアを囲うように複数設けられた光ファイバと、被接続光ファイバと、を接続する方法に関する。

クラッドに細孔を有する光ファイバを他の光ファイバと接続する種々の方法が提案されている。

例えば、特許文献１には、コア部とクラッド部とからなる通常一般の光ファイバと、中空コア部とクラッド部とからなり、クラッド部に軸方向に延びる複数の屈折率変化部が形成された光ファイバとを接続する場合、まず、後者の光ファイバの中空コア部における前者の光ファイバとの接続側端部に、マッチングオイルを注入し、続いて、前者の光ファイバの一端側と後者の光ファイバにおけるマッチングオイルの注入側とをガラスパイプに挿入し、それらを接続することが開示されている。

特許文献２には、コネクタフェルール内に挿入、固定されるフォトニッククリスタル光ファイバの端面近傍が中実であり、研磨の際に研磨剤や研磨くずなどが端面から空孔内に浸入することがなく、また、傷やダレが生じることがなく、さらに、研磨後にゴミが付着しても端面から空孔内に浸入することがなく、清掃が容易であることが開示されている。

特許文献３には、コアの周囲に複数の空孔を有するホーリー光ファイバをフェルールに接続する光ファイバ用コネクタにおいて、ホーリー光ファイバの端面から離れた位置で空孔を閉塞したものが開示されている。
特開２００２−２３６２３４号公報特開２００３−３０７６５３号公報特開２００５−０２４８４９号公報

ところで、メカニカルスプライスを用いて一対の光ファイバを接続する場合、それらの接続端面間には信号光の反射を防止するために液状の屈折率整合剤が介される。

しかしながら、いずれか一方がクラッドに細孔を有する光ファイバであると、屈折率整合剤が細孔に流入し、その部分でクラッドの光閉じ込め効果が低くなって損失が大きくなってしまう。また、屈折率整合剤が細孔にさらに流入するとより大きな損失を招くおそれもある。

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、細孔への屈折率整合剤の流入を防止することができるメカニカルスプライスを用いた光ファイバの接続方法を提供することにある。

本発明は、コアとそれを被覆するように設けられたクラッドとを備え、該クラッドに該コアに沿って延びる細孔が該コアを囲うように複数設けられた光ファイバと、被接続光ファイバと、を接続する方法であって、
光ファイバに対して細孔を封止した接続端面を形成加工する端面加工工程と、
上記光ファイバと被接続光ファイバとをメカニカルスプライスを用いて、それらの接続端面間に液状の屈折率整合剤が介されるように接続する接続工程と、
を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、クラッドに細孔が形成された光ファイバと被接続光ファイバとをメカニカルスプライスを用いて接続する際に、接続前に細孔を封止した接続端面を形成加工するので、細孔への屈折率整合剤の流入を防止することができる。

以下、実施形態に係る光ファイバ心線１０と被接続光ファイバ心線２０とのメカニカルスプライス３０を用いた接続について図面に基づいて詳細に説明する。

（光ファイバ心線）
図１は、光ファイバ心線１０を示す。この光ファイバ心線１０は、例えば、屋外のクロージャから各家庭内に引かれる用途に用いられるものである。

この光ファイバ心線１０は、光ファイバ１１とそれを被覆する被覆層１５とを備えている。光ファイバ心線１０は、例えば、心線径が２５０〜９００μｍである（典型的には２５０μｍ）。

光ファイバ１１は、例えば、石英やアクリル樹脂等で形成されており、ファイバ中心をなすコア１２とそれを被覆するように設けられたクラッド１３とを備えている。そして、クラッド１３には、コア１２に沿って延びる細孔１４がコア１２を囲うように複数設けられている。この光ファイバ１１は、例えば、ファイバ径が８０〜１２５μｍであり（典型的には１２５μｍ）、コア径が８〜１１μｍである。

クラッド１３に設けられた複数の細孔１４は、コア１２を囲うように一層設けられていても、また、複数層（例えば、２〜４層）設けられていてもいずれでもよい。孔数は、例えば、一層当たり４〜１２個であることが好ましく、６〜１０個であることがより好ましい。孔径は、加熱することにより細孔１４を封じたときの縮径が小さくなるという観点から、例えば、１〜５μｍであることが好ましく、２〜３μｍであることがより好ましい。また、同様の観点から、ファイバ横断面において、細孔１４の全占有部分、つまり、ファイバ横断面の断面積（細孔部分も含む。）に対する全細孔部分の占有面積は０．２〜３．０％であることが好ましく、０．２〜１．０％であることがより好ましい。

クラッド１３には細孔１４が設けられているので、光ファイバ１１が例えば純粋石英により均質に形成されていたとしても構造的にコア１２はクラッド１３よりも高屈折率である。これに加えて、コア１２にゲルマニウム等をドープしてクラッド１３よりもより高屈折率にした構成であっても、また、クラッド１３にフッ素等をドープしてコア１２よりも低屈折率にした構成であってもよい。

なお、この光ファイバ心線１０は、一般の中実の光ファイバを製造するための母材に穿孔を施したものを線引きする方法によっても、また、ロッド材とキャピラリとを束ねたものを母材としてそれを線引きする方法によっても製造することができる。

被覆層１５は、例えば、紫外線硬化型樹脂等で形成されている。

（被接続光ファイバ心線）
被接続光ファイバ心線２０は、上記光ファイバ心線１０と同一心線径のものであり、上記光ファイバ心線１０と同様にクラッドに細孔が設けられた被接続光ファイバ２１を有するものであっても、また、クラッドに細孔が設けられていない通常の中実の被接続光ファイバ２１（例えば、一般のシングルモードファイバ）を有するものであってもよい。

（メカニカルスプライス）
図２は、メカニカルスプライス３０を示す。

このメカニカルスプライス３０は、上面に長さ方向にＶ溝３１ａが形成された細長板状のＶ溝基板３１とその上面に重なるように設けられ下面が平坦面に形成された細長板状の押さえ基板３２とによりスプライス本体が構成されている。押さえ基板３２は、単一部材であっても、また、複数部材で構成されていてもいずれでもよい。Ｖ溝３１ａは、中央部分が光ファイバ１１及び被接続光ファイバ２１のファイバ径に合わせて溝幅が狭く、その両側が被覆層１５，２５を有する光ファイバ心線１０及び被接続光ファイバ心線２０に合わせて溝幅が広く形成されている。スプライス本体は、側方から断面コの字状のクランプスプリング３３が外嵌めされ、それによってＶ溝基板３１及び押さえ基板３２が相互に圧接されている。また、スプライス本体の両端面のそれぞれには、Ｖ溝３１ａに連続する外側に拡径したテーパ状のガイド穴３４が形成されている。さらに、スプライス本体の露出した側面には、スリット状のくさび挿入口３５が長さ方向に間隔をおいて複数形成されている。そして、プライス本体の内部には、例えば、シリコーン系の液状の屈折率整合剤３６（インデックスマッチングオイル）がＶ溝基板３１のＶ溝３１ａを満たすように注入されている。このメカニカルスプライス３０は、例えば、長さが４０ｍｍ、幅が４ｍｍ、高さが４ｍｍである。

（接続方法）
＜端面加工工程＞
光ファイバ心線１０の所定長さの部分の被覆層１５を剥がし、光ファイバ１１に対して細孔１４を封止した接続端面１６を形成加工する。なお、被覆層１５を剥がす部分は、光ファイバ心線１０の中間部分であっても、また、ファイバ端の部分であってもいずれでもよい。

まず、光ファイバ１１が露出した部分の所定長さを加熱することにより図３（ａ）に示すように細孔１４を封ずる。

ここで、加熱する部分の長さは、例えば、１〜１８ｍｍとすることが好ましく、５〜１０ｍｍとすることがより好ましい。

加熱方法としては、例えば、融着接続機の放電により行う方法、バーナーの炎により行う方法、フィラメントによる加熱により行う方法等が挙げられる。これらのうち、光ファイバの融着接続に用いる既存の機材を用いることができ、また、屋外の現場でも容易に行うことができるという観点から、融着接続機の放電により行うことが好ましい。

光ファイバ１１の細孔１４を封じた部分とそうでない部分とでは外径差が生じ、メカニカルスプライス３０を用いた光ファイバ１１の接続に際しては、その外径差が軸ずれの原因となりうる。従って、かかる観点からは、光ファイバ１１の細孔１４を封じた部分の縮径率は、例えば、１．６％以下であることが好ましく、０．８％以下であることがより好ましい。具体的には、光ファイバ１１の細孔１４を封じた部分とそうでない部分とでは外径差は、例えば、２μｍ以下とされることが好ましく、１μｍ以下とされることがより好ましい。ファイバ径が１２５μｍの光ファイバ１１において、その外径差が２μｍであるとすると、軸ずれは最大１μｍであり、このときの接続損失は０．２ｄＢ程度であって実用上の支障はない。

次いで、光ファイバ１１の細孔を封じた部分で切断して図３（ｂ）に示すように接続端面１６を形成する。

ここで、光ファイバ１１を切断する方法としては、例えば、ファイバカッタを用いる方法が挙げられる。

メカニカルスプライス３０を用いた光ファイバ１１の接続に際しては、光ファイバ１１は外径の大きい細孔１４を封じた部分で支持されるが、この部分の長さが短いと、光ファイバ１１に負荷される圧力が高くなり、それが軸ずれの原因となりうる。従って、かかる観点から、切断後の光ファイバ１１の細孔１４を封じた部分の長さは、例えば、接続端面１６から９ｍｍ以下となるようにすることが好ましく、５ｍｍ以下となるようにすることがより好ましい。

一方、被接続光ファイバ心線２０の心線端から所定長さの部分の被覆層２５を剥がして被接続光ファイバ２１を露出させ、クラッドに細孔が設けられたものであれば、同様に、細孔を封止した接続端面２６を形成加工する。

なお、上記の方法では、光ファイバ１１を加熱することにより細孔１４を封じ、その細孔１４を封じた部分で切断して接続端面１６を形成加工したが、特にこれに限定されるものではなく、光ファイバ１１のファイバ端から細孔１４に充填材を充填して閉塞し、端面を研磨することによって接続端面の形成加工を行ってもよい。

＜接続工程＞
光ファイバ心線１０と被接続光ファイバ心線２０とをメカニカルスプライス３０を用いて接続する。

まず、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、くさび挿入口３５にくさび４０を挿入してＶ溝基板３１と押さえ基板３２との間の隙間を形成し、一方のガイド穴３４に光ファイバ心線１０を端部である光ファイバ１１から挿入すると共に、他方のガイド穴３４に被接続光ファイバ心線２０を端部である被接続光ファイバ２１から挿入する。

そして、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、接続端面１６，２６同士がほぼ当接する程度に光ファイバ心線１０及び被接続光ファイバ心線２０を挿入した後にくさび４０を外す。このとき、端部である光ファイバ１１及び被接続光ファイバのそれぞれは、スプライス本体の中央部分で、Ｖ溝基板３１のＶ溝３１ａの両溝壁面と押さえ基板３２の下面との三点で支持固定される。また、光ファイバ１１と被接続光ファイバ２１とは、図６に示すように、接続端面１６，２６間に液状の屈折率整合剤３６が介されるように接続された状態となる。なお、スプライス本体の中央部分の両側のそれぞれでは、光ファイバ心線１０、或いは、被接続光ファイバ心線２０がＶ溝基板３１のＶ溝３１ａの両溝壁面と押さえ基板３２の下面との三点で支持固定される。

以上のような接続方法によれば、クラッド１３に細孔１４が形成された光ファイバ心線１０と被接続光ファイバ心線２０とをメカニカルスプライス３０を用いて接続するのに際し、接続前に光ファイバ心線１０の光ファイバ１１に対して細孔１４を封止した接続端面１６を形成加工するので、細孔１４への屈折率整合剤３６の流入を防止することができる。

本発明は、コアとそれを被覆するように設けられたクラッドとを備え、クラッドにコアに沿って延びる細孔がコアを囲うように複数設けられた光ファイバと、被接続光ファイバと、を接続する方法について有用である。

光ファイバ心線の斜視図である。メカニカルスプライスの斜視図である。光ファイバの端面加工方法を示す説明図である。光ファイバ心線と被接続光ファイバ心線との接続方法を示す説明図である。光ファイバ心線と被接続光ファイバ心線との接続方法を示す説明図である。光ファイバ心線と被接続光ファイバ心線との接続状態を示す図である。

符号の説明

１１光ファイバ
１２コア
１３クラッド
１４細孔
１６，２６接続端面
２１被接続光ファイバ
３０メカニカルスプライス
３６屈折率整合剤

Claims

コアとそれを被覆するように設けられたクラッドとを備え、該クラッドに該コアに沿って延びる細孔が該コアを囲うように複数設けられた光ファイバと、被接続光ファイバと、を接続する方法であって、
光ファイバに対して細孔を封止した接続端面を形成加工する端面加工工程と、
上記光ファイバと被接続光ファイバとをメカニカルスプライスを用いて、それらの接続端面間に液状の屈折率整合剤が介されるように接続する接続工程と、
を備えたことを特徴とする光ファイバの接続方法。
請求項１に記載された光ファイバの接続方法において、
上記端面加工工程は、上記光ファイバの所定長さの部分を加熱することにより細孔を封ずるステップと、該光ファイバの細孔を封じた部分で切断して接続端面を形成するステップと、を有することを特徴とする光ファイバの接続方法。
請求項２に記載された光ファイバの接続方法において、
上記光ファイバの複数の細孔のそれぞれの孔径が３μｍ以下であることを特徴とする光ファイバの接続方法。
請求項３に記載された光ファイバの接続方法において、
上記光ファイバは、横断面における上記複数の細孔の占有部分が３％以下であることを特徴とする光ファイバの接続方法。
請求項２に記載された光ファイバの接続方法において、
上記光ファイバの細孔が封じられている長さが接続端面から９ｍｍ以下であることを特徴とする光ファイバの接続方法。
請求項２に記載された光ファイバの接続方法において、
上記光ファイバの接続端部の加熱を、融着接続機の放電により行うことを特徴とする光ファイバの接続方法。