JP2007322749A - 異種ファイバ融着接続部の補強構造 - Google Patents

異種ファイバ融着接続部の補強構造 Download PDF

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Abstract

【課題】光通信などで行う非石英系ファイバと石英系ファイバの融着接続においては、簡易で接続部の強度の高い接続方法が存在しない。
【解決手段】非石英系ファイバと石英系ファイバの先端被膜を除去して融着により接続する方法において、ファイバ融着接続部および被覆除去部に金属製スリーブを被せ、樹脂をスリーブ内部へ吸引することによって充填し、硬化させることを特徴とする光ファイバ接続部の補強方法。樹脂が、熱硬化型エポキシ樹脂である、スリーブが、熱線膨張係数２×10-5cm/℃以下の金属材料で形成されている、などの特徴も有す。
【選択図】 図１

Description

本発明は非石英系ファイバと石英系ファイバ接続部の補強方法に関する。
光通信の分野などでは、非石英系ファイバと石英系ファイバを接続する必要がある場合がある。多くの場合、この接続は両ファイバを融かして接続する、所謂融着接続が行われる。しかし、融着接続による接続部は被覆が除去されているため機械的に非常に脆く、このままでは実用に耐えられない。このため、光ファイバ接続部は、接続部補強材などにより補強処置が施される。
従来技術では、この接続部補強材には熱収縮チューブ内部に、ホットメルト接着剤からなる内部チューブ、機械的強度を維持するための金属棒が収納されているものが用いられている。
このような従来の補強材は高温域において、内部のホットメルト接着剤が軟化し、光ファイバが曲げられて、マイクロベンドや光軸ズレなどが発生し、損失増となる問題があった。
この問題を解決する手段として、融着接続部を剛性のあるスリーブで覆って、可撓性のある接着剤で固定する補強方法が提案されている（特許文献１参照）。
また、石英からなる補強材表面に形成したＶ溝に、融着接続部を収納して、エポキシ系耐熱性樹脂で固定する補強方法が提案されている（特許文献２参照）。
融着接続部に熱収縮チューブを被せ、このチューブと融着接続部との間に抗引張性繊維を混入させた熱硬化型又は紫外線硬化型樹脂を充填し、補強する方法が提案されている（特許文献３参照）。
特開２００３−３１５５９６号公報 特開平７−２０９５４２号公報 特開平８−３２７８４９号公報
前述した例えば特開２００３−３１５５９６号公報に記載の方法は、可撓性のある樹脂を使用するため、スリーブ外のファイバに曲げなどを加えた際に融着接続点へ負荷が加わる可能性がある。
また、特開平７−２０９５４２号公報に記載の方法はではＶ溝へ樹脂を塗布しているため、高温域において樹脂がＶ溝の開放方向へ熱膨張するため、接続部が破損する恐れがある。
さらに、特開平８−３２７８４９号公報に記載の方法では、チューブが収縮する際に融着接続部へ負荷が加わり破損する恐れがある。またＵＶ硬化樹脂は硬化収縮率が１％程度であり、熱硬化型樹脂に比べて大きい。このため、樹脂硬化時に融着接続部が破損する恐れがある。
このように、非石英系ファイバと石英系ファイバの融着接続においては、特に接続部の強度などで、ユーザー仕様を必ずしも満足しているものではない。
本発明は、非石英系ファイバと石英系ファイバの先端被膜を除去して融着により接続する方法において、ファイバ融着接続部および被覆除去部に金属製スリーブを被せ、樹脂をスリーブ内部へ吸引することによって充填し、硬化させることを特徴とする光ファイバ接続部の補強方法である。
また、上記樹脂が、熱硬化型エポキシ樹脂であることを特徴とする上記の光ファイバ接続部の補強方法である。
また、上記スリーブが、熱線膨張係数２×10-5cm/℃以下の金属材料で形成されていることを特徴とする上記の光ファイバ接続部の補強方法である。
さらに、上記スリーブは、外径０．５mm以下であることを特徴とする、上記の光ファイバ接続部の補強方法である。
本発明によれば、非石英系ファイバと石英系ファイバの先端被膜を除去して融着により接続する方法において、伝送損失の増加がなく、且つファイバ曲げなどの外部負荷に対して、十分な強度を有する補強構造を提供することができる。
本発明は、非石英系ファイバと石英系ファイバの先端被膜を除去して融着により接続する方法において、ファイバ融着接続部および被覆除去部に金属製スリーブを被せ、樹脂をスリーブ内部へ吸引することによって充填し、硬化させることを特徴とする光ファイバ接続部の補強方法である。
金属製スリーブの内部へ吸引により隙間なく充填しているため、樹脂が熱膨張した場合でも、ファイバ外周から中心方向へ均一に応力が加わるので、融着接続部にかかる応力を抑制できるため、破損する恐れがない。
ここで使用する樹脂は、硬化後の硬度がＪＩＳ Ｋ７３１１で規定されるJIS D 硬度が９０以上であることがより望ましい。エポキシ樹脂などでは、この硬度を実現できる。
また、上記樹脂が、熱硬化型エポキシ樹脂であることを特徴とする上記の光ファイバ接続部の補強方法である。
熱硬化型エポキシ樹脂は、ＵＶ硬化樹脂に比較して硬化収縮率が小さいため、樹脂硬化時に融着接続部が破損する恐れがない。特に、硬化収縮率が０．３％以下であれば、破損を防ぐ硬化が大きいため、より望ましい。
さらに、使用時の温度による破損を防ぐために、熱線膨張係数５×10-5cm/℃以下、ガラス転移温度100℃以上であるとより望ましい。
樹脂を吸引によってスリーブ内に隙間なく充填するために、樹脂の粘度は200Pa・s以下であることがより望ましい。
また、上記スリーブが、熱線膨張係数２×10-5cm/℃以下の金属材料で形成されていることを特徴とする上記の光ファイバ接続部の補強方法である。
樹脂の加熱硬化時及び使用時に、スリーブと樹脂の間に隙間が出来て破損原因になることを防ぐために、スリーブの熱膨張係数はこの値以下であることが望ましい。
また、上記スリーブは、外径０．５mm以下であることが望ましい。スリーブ外径がこの値よりも大きいと、ファイバを曲げることが難しくなり、使用が制限される。
図１により本発明に係る光ファイバの補強方法の実施例を説明する。図１(A)は融着接続部を補強する前の状態を示す図である。非石英系光ファイバ心線１、石英系光ファイバ心線２、非石英系光ファイバの被覆部３、石英系光ファイバの被覆部４、被覆除去部５、融着接続部６、スリーブ７からなる。
非石英系光ファイバ心線１と石英系光ファイバ心線２はそれぞれガラス裸ファイバの外面に樹脂で被覆し、非石英系光ファイバ被覆部３、石英系光ファイバ４を形成したものである。非石英系光ファイバ心線１と石英系光ファイバ心線２を融着接続する場合、それぞれの接続端のファイバ被覆部３，４を除去して裸ファイバを露出させ、裸ファイバ端面をカットして、所定長さの被覆除去部５を形成する。露出された裸ファイバは、接続端を融着接続器に載置して先端を突き合わせ、放電加熱等により融着して接続する。
スリーブ７は図１(A)に示すように、融着接続する前に石英系光ファイバ心線２に挿通させておく。そして、図１(B)に示すように少なくともファイバ融着部６を覆うように、被覆除去部５に金属製スリーブ７を被せ、片端へ熱硬化型エポキシ樹脂８を塗布し、図１(C)に示すように金属製スリーブ７の熱硬化型エポキシ樹脂８を塗布した端面と反対側から吸引して、図１(D)に示すように金属製スリーブ７内部へ熱硬化型エポキシ樹脂８を充填する。続いて金属製スリーブ７を加熱してエポキシ系耐熱性樹脂８を硬化させ固定する。
また、上記のスリーブ７は被覆除去部５の両側のファイバ被覆部３，４に２〜５mm程度の重なりを有する長さで形成し、内径が光ファイバ心線１，２の外形より多少大きい０．３〜０．５mm程度、外径が０．５mm以下で形成するのが好ましい。
以下、実施例により説明する。
光ファイバ心線外径が２５０μmの非石英系ファイバ心線と石英系ファイバ心線の接続端のファイバ被覆部を除去して裸ファイバを露出させ、融着接続した際に被覆除去部の長さが６mmになるように、裸ファイバ端面をカットした。そして、ファイバを融着接続器に載置して端面を突き合わせ、放電加熱等により融着して接続した。
この際、内径０．４４mm、外形０．５mm、長さ１０mmの金属(SUS)製スリーブを融着接続する前に石英系光ファイバ心線に挿通させておいた。
被覆除去部に金属製スリーブを被せ、片端へ熱硬化型エポキシ樹脂（スリーボンド(株)製TB2217）を塗布し、金属製スリーブの熱硬化型エポキシ樹脂を塗布した端面と反対側から吸引して、金属製スリーブ内部へ熱硬化型エポキシ樹脂を充填した。続いて200℃で1分間金属製スリーブを加熱して熱硬化型エポキシ樹脂を硬化させ固定した。
このようにして得られた補強構造のサンプル１１個を、ファイバ曲げ半径１５ｍｍで、高温試験(８５℃，1000hr.)と、Bellcore規格(GR-1312-CORE)の温度サイクル試験(−４０℃〜７０℃，100サイクル)を行った。その結果全てのサンプルで、1300nmの光での挿入損失変化量は±0.2dB以下であった。
本発明は、光通信分野における通信システムはもちろん、評価・測定など光伝送の応用分野、医療における検査装置にも利用できるものである
融着接続部の補強方法を説明する図である。
符号の説明
１ 非石英系光ファイバ心線
２ 石英系ファイバ心線
３ 非石英系光ファイバ被覆部
４ 石英系光ファイバ被覆部
５ 被覆除去部
６ 融着接続点
７ スリーブ
８ 熱硬化型エポキシ樹脂

Claims (5)

  1. 非石英系ファイバと石英系ファイバの先端被膜を除去して融着により接続する方法において、ファイバ融着接続部および被覆除去部に金属製スリーブを被せ、樹脂をスリーブ内部へ吸引することによって充填し、硬化させることを特徴とする光ファイバ接続部の補強方法。
  2. 上記樹脂が、熱硬化型エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項1記載の光ファイバ接続部の補強方法。
  3. 上記スリーブが、熱線膨張係数２×10-5cm/℃以下の金属材料で形成されていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の光ファイバ接続部の補強方法。
  4. 上記スリーブは、外径０．５mm以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光ファイバ接続部の補強方法。
  5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の方法によって作成された、光ファイバ接続構造または光ファイバ接続部材。
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