JP2021121839A - Method for connecting optical fiber and method for manufacturing optical fiber connection body - Google Patents

Method for connecting optical fiber and method for manufacturing optical fiber connection body Download PDF

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直人 則田
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Abstract

To provide a method for connecting an optical fiber capable of suppressing the change of refractive index distribution, and a method for manufacturing an optical fiber connection body.SOLUTION: A method for connecting an optical fiber includes a fusion connection step S2 of fusing and connecting the end surfaces of a pair of optical fibers including a cladding having a diameter of 255 μm or more and 380 μm or less to each other. The fusion connection step comprises: a pre-discharge step S2a of heating the respective end surfaces by discharge toward the respective end surfaces in the state of approaching the respective end surfaces arranged to face each other and be separated or the state of separating the end surfaces by a predetermined distance and contacting the respective end surface; and a discharge step S2b of intermittently heating the respective end surfaces by intermittent discharge toward the contacted respective end surfaces.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、光ファイバの接続方法及び光ファイバ接続体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for connecting an optical fiber and a method for manufacturing an optical fiber connector.

一般的に、一対の光ファイバの接続では、それぞれの光ファイバを光学的に結合させる必要がある。このため、例えば、それぞれの光ファイバの端面を突き合わせて、それぞれの光ファイバの中心軸を同軸上に位置させた後、それぞれの光ファイバを接続させる。下記特許文献1には、それぞれの光ファイバを接続させる接続工程が記載されている。特許文献1に記載の接続工程は、以下の前放電工程及び本放電工程に分けられる。 Generally, in the connection of a pair of optical fibers, it is necessary to optically connect the respective optical fibers. Therefore, for example, the end faces of the respective optical fibers are butted against each other, the central axes of the respective optical fibers are positioned coaxially, and then the respective optical fibers are connected. The following Patent Document 1 describes a connection step for connecting each optical fiber. The connection step described in Patent Document 1 is divided into the following pre-discharge step and main discharge step.

前放電工程では、互いに対向して配置されるそれぞれの光ファイバの端面が互いに近づいている状態で、それぞれの端面に向かう放電によってそれぞれの端面を加熱する。加熱によって、それぞれの光ファイバの端面が軟化し、それぞれの端面における細かい凸凹が表面張力によって除去されて、それぞれの端面は平面に整形される。そして、それぞれの光ファイバの端面は互いにさらに近づけられ、それぞれの端面は当接されて接続される。 In the pre-discharge step, the end faces of the optical fibers arranged so as to face each other are brought close to each other, and the end faces are heated by the discharge toward the end faces. By heating, the end faces of each optical fiber are softened, fine irregularities on each end face are removed by surface tension, and each end face is shaped into a flat surface. Then, the end faces of the respective optical fibers are brought closer to each other, and the end faces are abutted and connected.

また、本放電工程では、それぞれの端面が圧接された状態で、それぞれの端面に向かう放電によってそれぞれの端面をさらに加熱する。加熱が行われる状況下で、それぞれの端面はさらに平面に整形され、接続が強化され、光ファイバ接続体が構成される。 Further, in this discharge step, each end face is further heated by the discharge toward each end face in a state where each end face is pressure-welded. Under heating conditions, each end face is further shaped into a flat surface, the connection is strengthened, and a fiber optic connector is constructed.

また、特許文献2には、光ファイバへの放電の一例が記載されている。特許文献2に記載の光ファイバの接続方法では、断面形状が非円形であるダブルクラッドファイバと断面形状が円形であるシングルモードファイバとを融着接続する前段階において、調心を容易にするためにダブルクラッドファイバの断面形状を円形にする工程でダブルクラッドファイバに放電と非放電とを交互に複数回繰り返す間欠放電が行われている。間欠放電における非放電の時間は、例えば、数十μ秒〜数百μ秒である。 Further, Patent Document 2 describes an example of discharging to an optical fiber. The optical fiber connection method described in Patent Document 2 is for facilitating alignment in a stage prior to fusion splicing of a double clad fiber having a non-circular cross section and a single mode fiber having a circular cross section. In the process of making the cross-sectional shape of the double clad fiber circular, intermittent discharge is performed on the double clad fiber by alternately repeating discharge and non-discharge a plurality of times. The non-discharge time in the intermittent discharge is, for example, several tens of μs to several hundreds of μs.

特開昭53−39143号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 53-39143 特開2011−203544号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-203544

近年の光ファイバ通信システムやファイバレーザ装置等において、太径の光ファイバが用いられることがある。通常の光ファイバのクラッドの直径が例えば125μmであるのに対して、太径の光ファイバのクラッドの直径は例えば200μm以上である。 Large-diameter optical fibers may be used in recent optical fiber communication systems, fiber laser devices, and the like. The diameter of the clad of a normal optical fiber is, for example, 125 μm, whereas the diameter of the clad of a large-diameter optical fiber is, for example, 200 μm or more.

特許文献1に記載の本放電工程がこのような太径の光ファイバの接続に用いられる場合、端面の整形及び接続の強化のために、本放電工程における加熱の時間がクラッドの直径に応じて長くなる必要がある。加熱の時間が長くなると、光ファイバ接続体周辺において光ファイバの屈折率分布が局所的に変化してしまう懸念がある。このような屈折率分布の変化は、加熱による残留応力の解放とドーパントの拡散及び昇華とを主な原因として起こる。 When the present discharge step described in Patent Document 1 is used for connecting such a large-diameter optical fiber, the heating time in the present discharge step depends on the diameter of the clad in order to shape the end face and strengthen the connection. It needs to be long. If the heating time is long, there is a concern that the refractive index distribution of the optical fiber may change locally around the optical fiber connector. Such a change in the refractive index distribution occurs mainly due to the release of residual stress by heating and the diffusion and sublimation of the dopant.

ここで、残留応力の解放について説明する。一般に、線引きされる溶融状態の光ファイバ母材の固化によって光ファイバが成形される過程において、コアの熱膨張係数とクラッドの熱膨張係数との違いからコアがクラッドから応力を受けて、応力がコアに残留する。光ファイバの接続工程において、光ファイバが放電によって加熱され光ファイバのコアが溶融すると、コアに残留した残留応力が解放される。残留応力の解放により、光ファイバを構成するガラスの密度分布が変化し、屈折率分布が変化してしまう。 Here, the release of the residual stress will be described. Generally, in the process of forming an optical fiber by solidifying the optical fiber base material in a molten state to be drawn, the core receives stress from the clad due to the difference between the coefficient of thermal expansion of the core and the coefficient of thermal expansion of the clad, and the stress is applied. Remains in the core. In the optical fiber connection process, when the optical fiber is heated by electric discharge and the core of the optical fiber is melted, the residual stress remaining in the core is released. Due to the release of residual stress, the density distribution of the glass constituting the optical fiber changes, and the refractive index distribution changes.

次に、ドーパントの拡散及び昇華について説明する。光ファイバに1種類以上のドーパントが添加される場合、光ファイバの接続工程において端面周辺が溶融する程度まで加熱されると、ドーパントは、端面周辺から光ファイバの径方向に拡散したり、端面から昇華し得る。ドーパントの拡散や昇華により、屈折率分布が変化してしまう。 Next, diffusion and sublimation of the dopant will be described. When one or more kinds of dopants are added to an optical fiber, when the periphery of the end face is heated to the extent that it melts in the optical fiber connection step, the dopant diffuses from the periphery of the end face in the radial direction of the optical fiber or from the end face. Can be sublimated. The refractive index distribution changes due to the diffusion and sublimation of the dopant.

また、特許文献2に記載の光ファイバの接続方法における間欠放電が太径の光ファイバの接続に用いられる場合、端面が整形される前及び端面における接続が強化される前に、放電による熱がコアにまで伝達されてしまい、コアが溶融する懸念がある。コアの溶融によって、ドーパントが拡散または昇華してしまい、拡散または昇華によって屈折率分布が変化してしまう懸念がある。 Further, when the intermittent discharge in the optical fiber connection method described in Patent Document 2 is used for connecting a large-diameter optical fiber, heat due to the discharge is generated before the end face is shaped and before the connection at the end face is strengthened. It is transmitted to the core, and there is a concern that the core will melt. There is a concern that the melting of the core causes the dopant to diffuse or sublimate, and the diffusion or sublimation changes the refractive index distribution.

そこで、本発明は、屈折率分布の変化を抑制できる光ファイバの接続方法及び光ファイバ接続体の製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method for connecting an optical fiber and a method for manufacturing an optical fiber connector capable of suppressing a change in the refractive index distribution.

上記課題を解決するために、本発明の光ファイバの接続方法は、直径が255μm以上380μm以下のクラッドを有する一対の光ファイバの端面を互いに融着接続させる融着接続ステップを備え、前記融着接続ステップは、互いに対向して離れて配置されるそれぞれの前記端面を近づける状態または前記端面が所定の距離離れた状態で、それぞれの前記端面に向かう放電によってそれぞれの前記端面を加熱しそれぞれの前記端面を当接させる前放電ステップと、当接したそれぞれの前記端面に向かう間欠的な放電によってそれぞれの前記端面を間欠的に加熱する本放電ステップと、を含むことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the optical fiber connecting method of the present invention includes a fusion splicing step of fusing and connecting the end faces of a pair of optical fibers having a clad having a diameter of 255 μm or more and 380 μm or less to each other. In the connection step, the end faces are heated by electric discharge toward the end faces in a state where the end faces are brought close to each other or the end faces are separated from each other by a predetermined distance, and the respective end faces are heated. It is characterized by including a pre-discharge step in which the end faces are brought into contact with each other and a main discharge step in which the end faces are intermittently heated by intermittent discharge toward the end faces that are in contact with each other.

また、本発明の光ファイバ接続体の製造方法は、上記の光ファイバの接続方法により、直径が255μm以上380μm以下のクラッドを有する一対の光ファイバの端面を互いに融着接続させる工程を備えることを特徴とする。 Further, the method for manufacturing an optical fiber connector of the present invention includes a step of fusing and connecting the end faces of a pair of optical fibers having a clad having a diameter of 255 μm or more and 380 μm or less by the above-mentioned optical fiber connection method. It is a feature.

このような光ファイバの接続方法及び光ファイバ接続体の製造方法によれば、本放電ステップにおける端面の間欠的な加熱によって、クラッドが溶融し、コアに加わる熱が最小限となり得る。熱が最小限となると、コアに残留した残留応力の解放が抑制され、光ファイバにドーパントが添加される場合においてドーパントの拡散及び昇華が抑制され得る。従って、本発明の光ファイバの接続方法及び光ファイバ接続体の製造方法では、屈折率分布の変化を抑制できる。 According to such an optical fiber connecting method and an optical fiber connecting body manufacturing method, the clad is melted by the intermittent heating of the end face in this discharge step, and the heat applied to the core can be minimized. When the heat is minimized, the release of residual stress remaining in the core can be suppressed, and the diffusion and sublimation of the dopant can be suppressed when the dopant is added to the optical fiber. Therefore, in the optical fiber connecting method and the optical fiber connecting body manufacturing method of the present invention, changes in the refractive index distribution can be suppressed.

また、前記間欠的な放電において、350m秒の放電と50m秒の非放電とが交互に繰り返し行われることが好ましい。 Further, in the intermittent discharge, it is preferable that the discharge for 350 msec and the non-discharge for 50 msec are alternately and repeatedly performed.

この場合、50m秒の非放電の時間によって、光ファイバの自然冷却時間が確保される。このため、コア21の中心への熱の伝達がさらに抑制される。熱の伝達が抑制されると、コア21に残留した残留応力の解放がさらに抑制され、光ファイバ20に添加されるドーパントの拡散及び昇華がさらに抑制され得る。従って、屈折率分布の変化がさらに抑制され得る。 In this case, the natural cooling time of the optical fiber is secured by the non-discharging time of 50 msec. Therefore, heat transfer to the center of the core 21 is further suppressed. When the heat transfer is suppressed, the release of the residual stress remaining in the core 21 can be further suppressed, and the diffusion and sublimation of the dopant added to the optical fiber 20 can be further suppressed. Therefore, changes in the refractive index distribution can be further suppressed.

また、前記クラッドの直径をDとし、1回の放電と1回の非放電とを1つのサイクルとした場合に融着接続に必要な前記サイクルの最低数をSとすると、前記サイクルの前記最低数Sは、以下の式から算出されることが好ましい。
S=0.2×D−46
Further, when the diameter of the clad is D and the minimum number of the cycles required for fusion splicing is S when one discharge and one non-discharge are one cycle, the minimum number of the cycles is assumed. The number S is preferably calculated from the following formula.
S = 0.2 × D-46

この場合、光ファイバ接続体10における融着接続は、より一層十分なものとなり得る。 In this case, the fusion splicing in the optical fiber connector 10 can be even more sufficient.

また、少なくとも一方の前記光ファイバのコアには、ドーパントとしてホウ素が添加されてもよい。 Further, boron may be added as a dopant to at least one core of the optical fiber.

以上のように、本発明によれば、屈折率分布の変化を抑制できる光ファイバの接続方法及び光ファイバ接続体の製造方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a method for connecting an optical fiber and a method for manufacturing an optical fiber connector that can suppress a change in the refractive index distribution.

本発明の実施形態にかかる光ファイバ接続体を示す図である。It is a figure which shows the optical fiber connector which concerns on embodiment of this invention. 図1に示すそれぞれの光ファイバの長手方向に垂直な断面図である。It is sectional drawing which is perpendicular to the longitudinal direction of each optical fiber shown in FIG. 光ファイバの接続方法のステップを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the step of the connection method of an optical fiber. 対向ステップの様子を示す図である。It is a figure which shows the state of the facing step. 前放電ステップの様子を示す図である。It is a figure which shows the state of the pre-discharge step. 本放電ステップの様子を示す図である。It is a figure which shows the state of this discharge step. 実施例1−10におけるクラッドの直径とサイクルの最低数との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the diameter of a clad and the minimum number of cycles in Example 1-10. 実施例11及び比較例1における、他方の光ファイバの端面からの距離と、平均比屈折率差と、基本モードの結合効率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the distance from the end face of the other optical fiber, the average specific refractive index difference, and the coupling efficiency of a basic mode in Example 11 and Comparative Example 1. 実施例12における、他方の光ファイバの長手方向において他方の光ファイバの端面から20μm及び500μmにおけるコアと第1クラッドと第2クラッドとの断面のある径方向から見た屈折率分布を示す。In Example 12, the refractive index distribution seen from a certain radial direction of the cross section of the core, the first clad, and the second clad at 20 μm and 500 μm from the end face of the other optical fiber in the longitudinal direction of the other optical fiber is shown. 図9に示すコアの中心周辺と屈折率分布との関係の拡大を示す。The expansion of the relationship between the periphery of the center of the core and the refractive index distribution shown in FIG. 9 is shown. 比較例2における、他方の光ファイバの長手方向において他方の光ファイバの端面から20μm及び500μmにおけるコアと第1クラッドと第2クラッドとの断面のある径方向から見た屈折率分布を示す。In Comparative Example 2, the refractive index distributions seen from a certain radial direction of the cross section of the core, the first clad, and the second clad at 20 μm and 500 μm from the end face of the other optical fiber in the longitudinal direction of the other optical fiber are shown. 図11に示すコアの中心周辺と屈折率分布との関係の拡大を示す。The expansion of the relationship between the periphery of the center of the core and the refractive index distribution shown in FIG. 11 is shown. 比較例3における、他方の光ファイバの長手方向において他方の光ファイバの端面から20μm及び500μmにおけるコアと第1クラッドと第2クラッドとの断面のある径方向から見た屈折率分布を示す。In Comparative Example 3, the refractive index distribution seen from a certain radial direction of the cross section of the core, the first clad, and the second clad at 20 μm and 500 μm from the end face of the other optical fiber in the longitudinal direction of the other optical fiber is shown. 図13に示すコアの中心周辺と屈折率分布との関係の拡大を示す。The expansion of the relationship between the periphery of the center of the core and the refractive index distribution shown in FIG. 13 is shown.

以下、本発明に係る光ファイバの接続方法及び光ファイバ接続体の製造方法の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。以下に例示する実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良することができる。また、本発明は、以下に例示する各実施形態における構成要素を適宜組み合わせてもよい。なお、理解の容易のため、それぞれの図において一部が誇張して記載される場合等がある。 Hereinafter, preferred embodiments of the optical fiber connecting method and the manufacturing method of the optical fiber connecting body according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiments illustrated below are for facilitating the understanding of the present invention, and are not for limiting the interpretation of the present invention. The present invention can be modified and improved without departing from the spirit of the present invention. In addition, the present invention may appropriately combine the components in each of the embodiments exemplified below. For ease of understanding, some parts may be exaggerated in each figure.

まず、本実施形態にかかる光ファイバ接続体10の構成について説明する。図1は、実施形態にかかる光ファイバ接続体10を示す図である。図1に示すように、本実施形態の光ファイバ接続体10は、複数の光ファイバ20がそれぞれの端面40において融着接続されることで構成される。図1では、一対の光ファイバ20が融着接続されている例が示されている。光ファイバ接続体10は、例えば、光ファイバ通信システムやファイバレーザ装置等に用いられるものである。なお、光ファイバ接続体10において、後述するように被覆層は端面40の周辺において剥離されるが、図1では被覆層が剥離された様子は省略されている。 First, the configuration of the optical fiber connector 10 according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram showing an optical fiber connector 10 according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the optical fiber connector 10 of the present embodiment is configured by fusing and connecting a plurality of optical fibers 20 at their respective end faces 40. FIG. 1 shows an example in which a pair of optical fibers 20 are fusion-bonded. The optical fiber connector 10 is used in, for example, an optical fiber communication system, a fiber laser device, or the like. In the optical fiber connector 10, the coating layer is peeled off around the end face 40 as described later, but the appearance of the coating layer being peeled off is omitted in FIG.

図2は、図1に示すそれぞれの光ファイバ20の長手方向に垂直な断面図である。それぞれの光ファイバ20は、互いに同じ構成とされる。ここでは、一方の光ファイバ20について説明する。光ファイバ20は、光が伝搬するコア21と、コア21の外周面を全周に渡って囲い、コア21の外周面に隙間なく密着するクラッド23と、クラッド23の外周面を全周に渡って囲い、クラッド23の外周面に隙間なく密着する被覆層27とを有する。 FIG. 2 is a cross-sectional view perpendicular to the longitudinal direction of each optical fiber 20 shown in FIG. Each optical fiber 20 has the same configuration as each other. Here, one optical fiber 20 will be described. The optical fiber 20 surrounds the core 21 through which light propagates and the outer peripheral surface of the core 21 over the entire circumference, and the clad 23 that adheres to the outer peripheral surface of the core 21 without gaps and the outer peripheral surface of the clad 23 over the entire circumference. It has a coating layer 27 that surrounds the clad 23 and adheres to the outer peripheral surface of the clad 23 without gaps.

光ファイバ20の長手方向に垂直な方向におけるコア21の断面は円形状とされ、コア21はクラッド23の中心に配置される。また、光ファイバ20の長手方向に垂直な方向におけるクラッド23の断面は円形状とされる。コア21の直径は、例えば、25μm以上36μm以下である。また、クラッド23の直径は、255μm以上380μm以下である。 The cross section of the core 21 in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the optical fiber 20 is circular, and the core 21 is arranged at the center of the clad 23. Further, the cross section of the clad 23 in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the optical fiber 20 is circular. The diameter of the core 21 is, for example, 25 μm or more and 36 μm or less. The diameter of the clad 23 is 255 μm or more and 380 μm or less.

コア21の屈折率は、クラッド23の屈折率よりも高くされる。本実施形態では、コア21はゲルマニウム(Ge)等の屈折率が高くなるドーパントが添加されたシリカガラスからなり、クラッド23は何ら添加物の無いシリカガラスからなる。なお、コア21は屈折率が高くなるドーパントが添加されたシリカガラスからなり、クラッド23はフッ素(F)、ホウ素(B)等の屈折率が低くなるドーパントが添加されたシリカガラスからなっていてもよい。または、コア21は何ら添加物の無いシリカガラスからなり、クラッド23は屈折率が低くなるドーパントが添加されたシリカガラスからなっていてもよい。被覆層27は、例えば、光硬化性の樹脂からなる。 The refractive index of the core 21 is made higher than the refractive index of the clad 23. In the present embodiment, the core 21 is made of silica glass to which a dopant having a high refractive index such as germanium (Ge) is added, and the clad 23 is made of silica glass without any additives. The core 21 is made of silica glass to which a dopant having a high refractive index is added, and the clad 23 is made of silica glass to which a dopant having a low refractive index such as fluorine (F) and boron (B) is added. May be good. Alternatively, the core 21 may be made of silica glass without any additives, and the clad 23 may be made of silica glass to which a dopant having a low refractive index is added. The coating layer 27 is made of, for example, a photocurable resin.

このような光ファイバ接続体10においては、例えば、それぞれのコア21を光がシングルモードで伝搬する。 In such an optical fiber connector 10, for example, light propagates through each core 21 in a single mode.

次に、光ファイバ20を融着接続させる光ファイバ20の接続方法及び光ファイバ20の接続方法により光ファイバ20を融着接続させて光ファイバ接続体10を製造する製造方法について説明する。図3は、光ファイバ20の接続方法のステップ及び光ファイバ接続体10の製造方法の工程を示すフローチャートである。図3に示すように、光ファイバ20の接続方法は、対向ステップS1と、融着接続ステップS2とを主なステップとして備える。また、光ファイバ接続体10を製造する製造方法は、図3に示す光ファイバ20の接続方法によって直径が255μm以上380μm以下のクラッド23を有する一対の光ファイバ20の端面40を互いに融着接続させる工程を備える。 Next, a manufacturing method for manufacturing the optical fiber connector 10 by fusion-connecting the optical fibers 20 by the connection method of the optical fiber 20 for fusion-connecting the optical fibers 20 and the connection method for the optical fiber 20 will be described. FIG. 3 is a flowchart showing a step of a method of connecting the optical fiber 20 and a process of a method of manufacturing the optical fiber connector 10. As shown in FIG. 3, the connection method of the optical fiber 20 includes a facing step S1 and a fusion splicing step S2 as main steps. Further, in the manufacturing method for manufacturing the optical fiber connector 10, the end faces 40 of the pair of optical fibers 20 having a clad 23 having a diameter of 255 μm or more and 380 μm or less are fused and connected to each other by the connection method of the optical fiber 20 shown in FIG. Have a process.

<対向ステップS1>
図4は、本ステップS1の様子を示す図である。本ステップS1は、それぞれの光ファイバ20の端面40を互いに対向して離して配置するステップである。本ステップS1では、まず、図1に示すそれぞれの光ファイバ20を図示しない融着接続装置にセットする。なお、それぞれの光ファイバ20が融着接続装置にセットされる前に、それぞれの光ファイバ20の端面40周辺の被覆層27は、剥離されている。従って、図4では被覆層27が記載されていない。光ファイバ20の長手方向における剥離される領域の長さは、例えば、端面40から10mmとされる。融着接続装置は、例えば、温度25度及び湿度40%の環境下に配置される。
<Opposite step S1>
FIG. 4 is a diagram showing the state of this step S1. This step S1 is a step in which the end faces 40 of the respective optical fibers 20 are arranged so as to face each other and are separated from each other. In this step S1, first, each optical fiber 20 shown in FIG. 1 is set in a fusion splicer (not shown). Before each optical fiber 20 is set in the fusion splicer, the coating layer 27 around the end face 40 of each optical fiber 20 is peeled off. Therefore, the coating layer 27 is not shown in FIG. The length of the region to be peeled off in the longitudinal direction of the optical fiber 20 is, for example, 10 mm from the end face 40. The fusion splicer is arranged in an environment of, for example, a temperature of 25 degrees and a humidity of 40%.

融着接続装置において、それぞれの光ファイバ20が水平に配置され、それぞれの光ファイバ20の端面40が互いに対向して離れて配置され、それぞれの光ファイバ20の中心軸Cが同軸上に位置する状態で、それぞれの光ファイバ20はセットされる。光ファイバ20の中心軸Cを合わせるには、例えば、それぞれの光ファイバ20の側面を観察して、それぞれの光ファイバ20のクラッド23の外周面が面一となるようにすれば良い。 In the fusion splicer, each optical fiber 20 is arranged horizontally, the end faces 40 of each optical fiber 20 are arranged so as to face each other, and the central axis C of each optical fiber 20 is coaxially located. In this state, each optical fiber 20 is set. In order to align the central axes C of the optical fibers 20, for example, the side surfaces of the respective optical fibers 20 may be observed so that the outer peripheral surfaces of the clad 23 of the respective optical fibers 20 are flush with each other.

本実施形態では、融着接続装置は、光ファイバ20の端面40を加熱する一対の放電電極50を備える。本ステップS1では、一対の放電電極50のそれぞれの先端を結ぶ直線SLがそれぞれの光ファイバ20の端面40の間に位置するように、それぞれの光ファイバ20はセットされることが好ましい。 In this embodiment, the fusion splicer includes a pair of discharge electrodes 50 that heat the end face 40 of the optical fiber 20. In this step S1, each optical fiber 20 is preferably set so that the straight line SL connecting the tips of the pair of discharge electrodes 50 is located between the end faces 40 of the respective optical fibers 20.

こうして、それぞれの光ファイバ20の端面40は、互いに対向して離れて配置される。 In this way, the end faces 40 of each optical fiber 20 are arranged so as to face each other and are separated from each other.

<融着接続ステップS2>
本ステップS2は、対向ステップS1において互いに対向して離れて配置される光ファイバ20の端面40を融着接続させるステップである。本ステップS2は、前放電ステップS2aと、本放電ステップS2bとを含む。
<Fusion connection step S2>
This step S2 is a step in which the end faces 40 of the optical fibers 20 arranged so as to face each other and separated from each other in the facing step S1 are fused and connected. This step S2 includes a pre-discharge step S2a and a main discharge step S2b.

<前放電ステップS2a>
図5は、本ステップS2aの様子を示す図である。本ステップS2aは、互いに対向して離れて配置されるそれぞれの端面40を近づける状態または端面40が所定の距離離れた状態で、それぞれの端面40に向かう放電によってそれぞれの端面40を加熱しそれぞれの端面40を当接させるステップである。
<Pre-discharge step S2a>
FIG. 5 is a diagram showing the state of this step S2a. In this step S2a, the end faces 40 are heated by electric discharge toward the end faces 40 in a state where the end faces 40 arranged so as to face each other and are separated from each other are brought close to each other or the end faces 40 are separated by a predetermined distance. This is a step of bringing the end faces 40 into contact with each other.

具体的には、互いに対向して離れて配置されるそれぞれの端面40が近づくように一方の光ファイバ20を他方の光ファイバ20に近づける状態で、融着接続装置の放電電極50を上下方向に繰り返し揺動運動するように振動させる。この放電電極50の振動により、放電電極50の先端同士を結ぶ直線SLが、それぞれの光ファイバ20の中心軸Cに垂直な面を描いて移動する。そして、放電電極50の先端が上下方向に往復運動している状態で、一対の放電電極50間に高電圧をかけて放電を行う。このとき、光ファイバ20の中心軸Cに垂直な方向から見た場合、移動する直線SLによって形成される面が端面40全体を覆うように、放電電極50が互いに同期して揺動運動をすることが好ましい。このように放電電極50が揺動運動することにより、移動する直線SLによって形成される面が端面40を覆わない場合と比べて、端面40における加熱ムラが抑制される。 Specifically, in a state where one optical fiber 20 is brought close to the other optical fiber 20 so that the end faces 40 arranged so as to face each other and are separated from each other are brought close to each other, the discharge electrode 50 of the fusion splicer is moved in the vertical direction. Vibrate so that it repeatedly swings. Due to the vibration of the discharge electrode 50, the straight line SL connecting the tips of the discharge electrodes 50 moves in a plane perpendicular to the central axis C of each optical fiber 20. Then, while the tip of the discharge electrode 50 is reciprocating in the vertical direction, a high voltage is applied between the pair of discharge electrodes 50 to perform discharge. At this time, when viewed from a direction perpendicular to the central axis C of the optical fiber 20, the discharge electrodes 50 swing in synchronization with each other so that the surface formed by the moving straight line SL covers the entire end surface 40. Is preferable. By swinging the discharge electrode 50 in this way, uneven heating on the end face 40 is suppressed as compared with the case where the surface formed by the moving straight line SL does not cover the end face 40.

放電電極50からそれぞれの端面40に向かう放電によるエネルギーが熱に変換されると、互いに対向して離れて配置されるそれぞれの光ファイバ20の端面40は加熱されて軟化する。このとき、まず、端面40の外周縁は軟化して表面張力によって丸みを帯びると共に、軟化したそれぞれの端面40における細かい凸凹が除去されて端面40は平面に整形される。そして、それぞれの光ファイバ20の端面40が互いにさらに近づき、それぞれの端面40は当接して融着接続される。 When the energy generated by the discharge from the discharge electrode 50 toward each end face 40 is converted into heat, the end faces 40 of the respective optical fibers 20 arranged opposite to each other and separated from each other are heated and softened. At this time, first, the outer peripheral edge of the end face 40 is softened and rounded by surface tension, and fine irregularities on each softened end face 40 are removed to form the end face 40 into a flat surface. Then, the end faces 40 of each optical fiber 20 come closer to each other, and the end faces 40 come into contact with each other and are fused and connected.

本ステップS2aでは、それぞれの光ファイバ20の端面40の一部分は融着し、端面40の他の部分は融着しない。例えば、融点が低いそれぞれの光ファイバ20のコア21は融着するが、融点が高いそれぞれの光ファイバ20のクラッド23は局所的に溶融するため、それぞれのクラッド23は局所的に融着することがある。従って、それぞれの端面40における接続強度は弱く、端面40におけるクラッド23に応力が集中すると、光ファイバ20は折れ易い。 In this step S2a, a part of the end face 40 of each optical fiber 20 is fused, and the other part of the end face 40 is not fused. For example, the core 21 of each optical fiber 20 having a low melting point is fused, but the clad 23 of each optical fiber 20 having a high melting point is locally melted, so that each clad 23 is locally fused. There is. Therefore, the connection strength at each end face 40 is weak, and when stress is concentrated on the clad 23 at the end face 40, the optical fiber 20 is easily broken.

こうして、それぞれの光ファイバ20の端面40は、整形されて当接して融着接続される。 In this way, the end faces 40 of each optical fiber 20 are shaped, abutted, and fused and connected.

<本放電ステップS2b>
図6は、本ステップS2bの様子を示す図である。本ステップS2bは、当接したそれぞれの端面40に向かう間欠的な放電によってそれぞれの端面40を間欠的に加熱するステップである。
<Main discharge step S2b>
FIG. 6 is a diagram showing the state of this step S2b. This step S2b is a step of intermittently heating each end face 40 by an intermittent discharge toward each end face 40 that has come into contact with each other.

具体的には、本ステップS2aにおいて当接したそれぞれの端面40が圧接された状態で、本ステップS2aと同様にそれぞれの放電電極50を振動させながら、放電電極50からそれぞれの端面40に向かう間欠的な放電を行う。間欠的な放電により、それぞれの端面40は間欠的に加熱されて軟化し、クラッド23の外周縁の丸みは軟化と圧接とによって解消され、それぞれの端面40はさらに平面に整形される。また、それぞれのクラッド23は熱によってさらに溶融し融着する。そして、それぞれの光ファイバ20が融着接続されたところで、放電を止める。 Specifically, in a state where the end faces 40 that are in contact with each other in the step S2a are pressure-contacted, the discharge electrodes 50 are vibrated in the same manner as in the step S2a, and the discharge electrodes 50 are intermittently directed toward the end faces 40. Discharge. By the intermittent discharge, each end face 40 is intermittently heated and softened, the roundness of the outer peripheral edge of the clad 23 is eliminated by softening and pressure welding, and each end face 40 is further shaped into a flat surface. Further, each clad 23 is further melted and fused by heat. Then, when the respective optical fibers 20 are fused and connected, the discharge is stopped.

本ステップS2bにおける間欠的な放電では、例えば、放電電流を24mAとされ、1回の放電時間を350m秒とされ、放電が停止している時間である1回の非放電時間を50m秒とされており、350m秒の放電と50m秒の非放電とが交互に繰り返し行われる。ここで、クラッド23の直径をDとし、1回の放電と1回の非放電とを1つのサイクルとした場合に融着接続に必要なサイクルの最低数をSとする。そして、サイクルの最低数Sは、以下の式から算出される。
S=0.2×D−46
In the intermittent discharge in this step S2b, for example, the discharge current is set to 24 mA, one discharge time is set to 350 msec, and one non-discharge time, which is the time when discharge is stopped, is set to 50 msec. The discharge for 350 msec and the non-discharge for 50 msec are alternately and repeatedly performed. Here, let D be the diameter of the clad 23, and let S be the minimum number of cycles required for fusion splicing when one discharge and one non-discharge are one cycle. Then, the minimum number S of the cycle is calculated from the following formula.
S = 0.2 × D-46

例えば、温度25度及び湿度40%の環境下に配置される融着接続装置において、放電電流を24mAとされ、放電時間を350m秒とされ非放電時間を50m秒とされるサイクルを1サイクルとし、間欠的な放電がサイクルの最低数S以上行われる。 For example, in a fusion splicer arranged in an environment of a temperature of 25 degrees and a humidity of 40%, one cycle is a cycle in which the discharge current is 24 mA, the discharge time is 350 msec, and the non-discharge time is 50 msec. , Intermittent discharge is performed at least a few seconds S of the cycle.

上記した本ステップS2bが行われると、光ファイバ20の長手方向において、端面40から400μm以内の領域における平均比屈折率差の変化は0.002%以下となる。平均比屈折率差とは、径方向におけるコア21の平均屈折率と径方向におけるクラッド23の平均屈折率との差と、コア21の平均屈折率との比である。 When the above-mentioned step S2b is performed, the change in the average specific refractive index difference in the region within 400 μm from the end face 40 becomes 0.002% or less in the longitudinal direction of the optical fiber 20. The average specific refractive index difference is the ratio between the average refractive index of the core 21 in the radial direction and the average refractive index of the clad 23 in the radial direction and the average refractive index of the core 21.

なお、前放電ステップS2aから本放電ステップS2bまでそれぞれの光ファイバ20の端面40を連続して加熱しなくても良いが、連続して加熱したほうが好ましい。連続して加熱することで、端面40が軟化した状態を維持することができる。 It is not necessary to continuously heat the end face 40 of each optical fiber 20 from the pre-discharge step S2a to the main discharge step S2b, but it is preferable to continuously heat the end face 40. By continuously heating, the end face 40 can be maintained in a softened state.

こうして、それぞれの光ファイバ20が融着接続され、それぞれの光ファイバ20のそれぞれのコア21同士が光学的に結合され、図1に示す光ファイバ接続体10が製造される。このように製造された光ファイバ接続体10において、それぞれの端面40における接続強度は強くなり、端面40におけるクラッド23に応力が集中しても、光ファイバ20は折れ難くなる。また、サイクルの最低数Sによって、光ファイバ接続体10における融着接続は、十分となる。 In this way, the respective optical fibers 20 are fused and connected, and the respective cores 21 of the respective optical fibers 20 are optically coupled to each other to manufacture the optical fiber connector 10 shown in FIG. In the optical fiber connection body 10 manufactured in this way, the connection strength at each end face 40 becomes strong, and even if stress is concentrated on the clad 23 at the end face 40, the optical fiber 20 is hard to break. Further, the minimum number S of cycles makes the fusion splicing in the optical fiber connector 10 sufficient.

以上のように、本実施形態の光ファイバ20の接続方法は、直径が255μm以上380μm以下のクラッド23を有する一対の光ファイバ20の端面40を互いに融着接続させる融着接続ステップS2を備える。融着接続ステップS2は、互いに対向して離れて配置されるそれぞれの端面40を近づける状態または端面40が所定の距離離れた状態で、それぞれの端面40に向かう放電によってそれぞれの端面40を加熱しそれぞれの端面40を当接させる前放電ステップS2aと、当接したそれぞれの端面40に向かう間欠的な放電によってそれぞれの端面40を間欠的に加熱する本放電ステップS2bと、を含む。 As described above, the connection method of the optical fiber 20 of the present embodiment includes the fusion connection step S2 in which the end faces 40 of the pair of optical fibers 20 having the clad 23 having a diameter of 255 μm or more and 380 μm or less are fusion-bonded to each other. In the fusion splicing connection step S2, each end face 40 is heated by electric discharge toward each end face 40 in a state where the end faces 40 arranged so as to face each other are brought close to each other or the end faces 40 are separated by a predetermined distance. It includes a pre-discharge step S2a in which each end face 40 is brought into contact with each other, and a main discharge step S2b in which each end face 40 is intermittently heated by intermittent discharge toward each of the contacted end faces 40.

また、本実施形態の光ファイバ接続体10の製造方法は、上記の光ファイバ20の接続方法により、直径が255μm以上380μm以下のクラッド23を有する一対の光ファイバ20の端面40を互いに融着接続させる工程を備える。 Further, in the method for manufacturing the optical fiber connector 10 of the present embodiment, the end faces 40 of a pair of optical fibers 20 having a clad 23 having a diameter of 255 μm or more and 380 μm or less are fused and connected to each other by the above-mentioned connection method of the optical fiber 20. Provide a step to make it.

このような光ファイバ20の接続方法及び光ファイバ接続体10の製造方法によれば、本放電ステップS2bにおける端面40の間欠的な加熱によって、クラッド23が溶融し、コア21に加わる熱が最小限となり得る。熱が最小限となると、コア21に残留した残留応力の解放が抑制され、光ファイバ20にドーパントが添加される場合において光ファイバ20に添加されるドーパントの拡散及び昇華が抑制され得る。従って、本実施形態の光ファイバ20の接続方法及び光ファイバ接続体10の製造方法では、屈折率分布の変化を抑制できる。 According to the method of connecting the optical fiber 20 and the method of manufacturing the optical fiber connector 10, the clad 23 is melted by the intermittent heating of the end face 40 in the present discharge step S2b, and the heat applied to the core 21 is minimized. Can be. When the heat is minimized, the release of the residual stress remaining in the core 21 can be suppressed, and when the dopant is added to the optical fiber 20, the diffusion and sublimation of the dopant added to the optical fiber 20 can be suppressed. Therefore, in the method of connecting the optical fiber 20 and the method of manufacturing the optical fiber connector 10 of the present embodiment, the change in the refractive index distribution can be suppressed.

また、コア21を伝搬するそれぞれの光の基本モードは、屈折率分布の変化の抑制によって、光ファイバ20の長手方向において重なりやすくなる。従って、基本モードから高次モードへの励振が抑制され得る。また、太径の光ファイバ20の融着接続において、放電の時間がクラッド23の直径に応じて長くなっても、端面40の間欠的な加熱によって光ファイバ20の自然冷却時間が確保される。このため、クラッド23が溶融し、コア21に加わる熱が抑制され、屈折率分布の変化が抑制され、基本モードから高次モードへの励振が抑制され得る。 Further, the basic modes of the light propagating in the core 21 are likely to overlap in the longitudinal direction of the optical fiber 20 by suppressing the change in the refractive index distribution. Therefore, the excitation from the basic mode to the higher-order mode can be suppressed. Further, in the fusion splicing of the large-diameter optical fiber 20, even if the discharge time becomes longer according to the diameter of the clad 23, the natural cooling time of the optical fiber 20 is secured by the intermittent heating of the end face 40. Therefore, the clad 23 is melted, the heat applied to the core 21 is suppressed, the change in the refractive index distribution is suppressed, and the excitation from the basic mode to the higher-order mode can be suppressed.

また、端面40の間欠的な加熱によって、自然冷却時間が確保されるために、放電時間を維持したまま、放電の電流の値を小さくすることが不要となり、端面40の整形及び端面40における融着接続の強化が十分となり得る。また、例えば、光がクラッド23を伝搬する場合、上記した融着接続の十分な強化によって、接続界面での光の散乱が抑制され、光の損失の発生が抑制され得る。また、融着接続の強化が十分であるため、光ファイバ接続体10の機械的強度の低下が抑制され、光ファイバ20は折れ難くなり得る。 Further, since the natural cooling time is secured by the intermittent heating of the end face 40, it is not necessary to reduce the value of the discharge current while maintaining the discharge time, and the end face 40 is shaped and melted at the end face 40. Strengthening of incoming connection can be sufficient. Further, for example, when light propagates through the clad 23, the scattering of light at the connection interface can be suppressed and the occurrence of light loss can be suppressed by sufficiently strengthening the fusion splicing described above. Further, since the fusion splicing is sufficiently strengthened, the decrease in the mechanical strength of the optical fiber connector 10 is suppressed, and the optical fiber 20 may be hard to break.

また、本実施形態の光ファイバ20の接続方法及び光ファイバ接続体10の製造方法では、間欠的な放電において、350m秒の放電と50m秒の非放電とが交互に繰り返し行われる。 Further, in the method of connecting the optical fiber 20 and the method of manufacturing the optical fiber connector 10 of the present embodiment, in the intermittent discharge, discharge for 350 msec and non-discharge for 50 msec are alternately and repeatedly performed.

従って、50m秒の非放電の時間によって、光ファイバ20の自然冷却時間が確保される。このため、コア21の中心への熱の伝達がさらに抑制される。熱の伝達が抑制されると、コア21に残留した残留応力の解放がさらに抑制され、光ファイバ20に添加されるドーパントの拡散及び昇華がさらに抑制され得る。従って、屈折率分布の変化がさらに抑制され得る。 Therefore, the natural cooling time of the optical fiber 20 is secured by the non-discharging time of 50 msec. Therefore, heat transfer to the center of the core 21 is further suppressed. When the heat transfer is suppressed, the release of the residual stress remaining in the core 21 can be further suppressed, and the diffusion and sublimation of the dopant added to the optical fiber 20 can be further suppressed. Therefore, changes in the refractive index distribution can be further suppressed.

また、本実施形態の光ファイバ20の接続方法及び光ファイバ接続体10の製造方法では、クラッド23の直径をDとし、1回の放電と1回の非放電とを1つのサイクルとした場合に融着接続に必要なサイクルの最低数をSとすると、サイクルの最低数Sは、以下の式から算出される。
S=0.2×D−46
Further, in the method of connecting the optical fiber 20 and the method of manufacturing the optical fiber connector 10 of the present embodiment, when the diameter of the clad 23 is D and one discharge and one non-discharge are one cycle. Assuming that the minimum number of cycles required for fusion splicing is S, the minimum number of cycles S is calculated from the following equation.
S = 0.2 × D-46

従って、クラッド23の直径Dに対して、サイクルが最低数S以上であれば、光ファイバ接続体10における融着接続は、十分となり得る。 Therefore, if the cycle is at least several S or more with respect to the diameter D of the clad 23, the fusion splicing in the optical fiber connector 10 can be sufficient.

以上、本発明について、上記実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Although the present invention has been described above by taking the above-described embodiment as an example, the present invention is not limited thereto.

例えば、少なくとも一方の光ファイバ20のコア21には、ドーパントとしてホウ素が添加されてもよい。 For example, boron may be added as a dopant to the core 21 of at least one optical fiber 20.

また、光ファイバ20がコアに励起光により励起状態とされる活性元素が添加される増幅用光ファイバであっても、屈折率分布の変化が抑制されるため、屈折率分布の変化による増幅用光ファイバの品質の低下が抑制され得る。 Further, even if the optical fiber 20 is an amplification optical fiber in which an active element that is excited by excitation light is added to the core, the change in the refractive index distribution is suppressed, so that the optical fiber 20 is used for amplification due to the change in the refractive index distribution. Deterioration of the quality of the optical fiber can be suppressed.

また、間欠的な放電において、1回の放電時間を350m秒とされ、放電が停止している時間である1回の非放電時間を50m秒とされているが、これに限定される必要はない。例えば、上述した間欠的な放電において、1回の放電時間が1回の非放電時間よりも長い時間であってもよい。この場合、1回の放電時間が1回の非放電時間以下の時間の場合と比べると、光ファイバ20の自然冷却時間を許容可能な範囲で低減しやすくなり得る。したがって、一対の光ファイバの融着接続をより迅速に行うことが可能となり得る。 Further, in the intermittent discharge, one discharge time is set to 350 msec, and one non-discharge time, which is the time when the discharge is stopped, is set to 50 msec, but it is not necessary to be limited to this. No. For example, in the above-mentioned intermittent discharge, one discharge time may be longer than one non-discharge time. In this case, the natural cooling time of the optical fiber 20 can be easily reduced within an acceptable range as compared with the case where one discharge time is less than or equal to one non-discharge time. Therefore, it may be possible to perform fusion splicing of a pair of optical fibers more quickly.

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものでは無い。 Hereinafter, the content of the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

(実施例1)
本実施例では、実施形態に示す光ファイバ20の接続方法によって、光ファイバ20を融着接続した。
(Example 1)
In this embodiment, the optical fibers 20 are fused and connected by the method of connecting the optical fibers 20 shown in the embodiment.

まず、本実施例では、一対の光ファイバ20を準備した。準備したそれぞれの光ファイバ20は、コア21が屈折率を上げるアルミニウム(Al)、イッテルビウム(Yb)、ホウ素(B)及びリン(P)が添加されたガラスからなり、クラッド23が何らドーパントが添加されていないガラスからなり、また、被覆層27が、光硬化性の樹脂からなるものであった。 First, in this embodiment, a pair of optical fibers 20 were prepared. Each of the prepared optical fibers 20 is made of glass to which the core 21 is added with aluminum (Al), ytterbium (Yb), boron (B) and phosphorus (P) whose refractive index is increased, and the clad 23 is added with any dopant. It was made of uncoated glass, and the coating layer 27 was made of a photocurable resin.

本実施例では、コア21の直径は25μmであり、クラッド23の直径は255μmであった。 In this example, the diameter of the core 21 was 25 μm and the diameter of the clad 23 was 255 μm.

次に、準備したそれぞれの光ファイバ20を、実施形態と同様に融着接続装置にセットした。なお、それぞれの光ファイバ20が融着接続装置にセットされる前に、一方の光ファイバ20の被覆層27と、他方の光ファイバ20の被覆層27とを剥離した。光ファイバ20の長手方向における剥離される領域の長さを、端面40から10mmとした。融着接続装置は、株式会社フジクラ製のFSM−100P+であった。融着接続装置は、温度25度及び湿度40%の環境下に配置された。本放電ステップS2bにおける間欠的な放電では、放電電流を24mAとし、1回の放電時間を350m秒とし、1回の非放電時間を50m秒とした。ここで、1回の放電と1回の非放電とを1つのサイクルとした。 Next, each of the prepared optical fibers 20 was set in the fusion splicer in the same manner as in the embodiment. Before each optical fiber 20 was set in the fusion splicer, the coating layer 27 of one optical fiber 20 and the coating layer 27 of the other optical fiber 20 were peeled off. The length of the region to be peeled off in the longitudinal direction of the optical fiber 20 was set to 10 mm from the end face 40. The fusion splicer was FSM-100P + manufactured by Fujikura Co., Ltd. The fusion splicer was placed in an environment with a temperature of 25 ° C. and a humidity of 40%. In the intermittent discharge in the present discharge step S2b, the discharge current was set to 24 mA, one discharge time was set to 350 msec, and one non-discharge time was set to 50 msec. Here, one discharge and one non-discharge are regarded as one cycle.

本実施例では、サイクル数を4回として、光ファイバ20を融着接続した。 In this embodiment, the optical fibers 20 are fused and connected with the number of cycles being four.

(実施例2)
本実施例では、サイクル数を5回としたこと以外は、実施例1の光ファイバ20を用いて実施例1と同様にして光ファイバ20を融着接続した。
(Example 2)
In this example, the optical fibers 20 were fused and connected in the same manner as in Example 1 using the optical fibers 20 of Example 1 except that the number of cycles was set to 5.

(実施例3)
本実施例では、実施例1とは異なる一対の光ファイバ20を準備した。
(Example 3)
In this embodiment, a pair of optical fibers 20 different from those in the first embodiment were prepared.

本実施例の準備したそれぞれの光ファイバ20は、コア21が、コア21の中心側に屈折率を上げるアルミニウム(Al)、イッテルビウム(Yb)、ホウ素(B)及びリン(P)が添加され、コア21の外周縁側にゲルマニウム(Ge)が添加されたガラスからなり、クラッド23が、何らドーパントが添加されていないガラスからなり、また、被覆層27が、光硬化性の樹脂からなるものであった。 In each of the optical fibers 20 prepared in this embodiment, the core 21 is added with aluminum (Al), ytterbium (Yb), boron (B) and phosphorus (P), which increase the refractive index, to the center side of the core 21. The core 21 is made of glass to which germanium (Ge) is added to the outer peripheral edge side, the clad 23 is made of glass to which no dopant is added, and the coating layer 27 is made of a photocurable resin. rice field.

本実施例では、コア21の直径は28μmであり、第1クラッドの直径は280μmであった。 In this example, the diameter of the core 21 was 28 μm, and the diameter of the first clad was 280 μm.

本実施例では、サイクル数を5回として、実施例1と同様にして光ファイバ20を融着接続した。 In this embodiment, the number of cycles is set to 5, and the optical fibers 20 are fused and connected in the same manner as in Example 1.

(実施例4)
本実施例では、サイクル数を9回としたこと以外は、実施例3の光ファイバ20を用いて実施例1と同様にして光ファイバ20を融着接続した。
(Example 4)
In this example, the optical fibers 20 were fused and connected in the same manner as in Example 1 using the optical fibers 20 of Example 3 except that the number of cycles was set to 9.

(実施例5)
本実施例では、サイクル数を10回としたこと以外は、実施例3の光ファイバ20を用いて実施例1と同様にして光ファイバ20を融着接続した。
(Example 5)
In this example, the optical fibers 20 were fused and connected in the same manner as in Example 1 using the optical fibers 20 of Example 3 except that the number of cycles was set to 10.

(実施例6)
本実施例では、サイクル数を15回としたこと以外は、実施例3の光ファイバ20を用いて実施例1と同様にして光ファイバ20を融着接続した。
(Example 6)
In this embodiment, the optical fibers 20 are fused and connected in the same manner as in Example 1 using the optical fibers 20 of Example 3 except that the number of cycles is 15 times.

(実施例7)
本実施例では、実施例1とは異なる一対の光ファイバ20を準備した。
(Example 7)
In this embodiment, a pair of optical fibers 20 different from those in the first embodiment were prepared.

本実施例の準備したそれぞれの光ファイバ20は、コア21が、コア21の中心側に屈折率を上げるアルミニウム(Al)、イッテルビウム(Yb)、ホウ素(B)及びリン(P)が添加され、コア21の外周縁側にゲルマニウム(Ge)が添加されたガラスからなり、クラッド23が、何らドーパントが添加されていないガラスからなり、また、被覆層27が、光硬化性の樹脂からなるものであった。 In each of the optical fibers 20 prepared in this embodiment, the core 21 is added with aluminum (Al), ytterbium (Yb), boron (B) and phosphorus (P), which increase the refractive index, to the center side of the core 21. The core 21 is made of glass to which germanium (Ge) is added to the outer peripheral edge side, the clad 23 is made of glass to which no dopant is added, and the coating layer 27 is made of a photocurable resin. rice field.

本実施例では、コア21の直径は36μmであり、第1クラッドの直径は380μmであった。 In this example, the diameter of the core 21 was 36 μm, and the diameter of the first clad was 380 μm.

本実施例では、サイクル数を10回として、実施例1と同様にして光ファイバ20を融着接続した。 In this embodiment, the number of cycles is set to 10 and the optical fibers 20 are fused and connected in the same manner as in Example 1.

(実施例8)
本実施例では、サイクル数を20回としたこと以外は、実施例7の光ファイバ20を用いて実施例1と同様にして光ファイバ20を融着接続した。
(Example 8)
In this embodiment, the optical fibers 20 are fused and connected in the same manner as in Example 1 using the optical fibers 20 of Example 7 except that the number of cycles is 20 times.

(実施例9)
本実施例では、サイクル数を25回としたこと以外は、実施例7の光ファイバ20を用いて実施例1と同様にして光ファイバ20を融着接続した。
(Example 9)
In this embodiment, the optical fibers 20 are fused and connected in the same manner as in Example 1 using the optical fibers 20 of Example 7 except that the number of cycles is 25.

(実施例10)
本実施例では、サイクル数を30回としたこと以外は、実施例7の光ファイバ20を用いて実施例1と同様にして光ファイバ20を融着接続した。
(Example 10)
In this embodiment, the optical fibers 20 are fused and connected in the same manner as in Example 1 using the optical fibers 20 of Example 7 except that the number of cycles is 30.

上記のように融着接続した光ファイバ20について、光ファイバ接続体10からの光の漏洩を目視によって観察した。この際、光ファイバ20に可視光を伝搬させ、光ファイバ接続体10からの可視光の散乱を融着接続装置に配置されるCCDカメラを通じて目視によって確認した。散乱を確認した場合、光ファイバ接続体10における融着接続が不十分であったと判断し、散乱が確認できないほど小さい場合、光ファイバ接続体10における融着接続が十分であったと判断した。表1は、実施例1−10における、クラッド23の直径、サイクル数、及び散乱の確認結果を示す。

Figure 2021121839
With respect to the optical fiber 20 fused and connected as described above, the leakage of light from the optical fiber connector 10 was visually observed. At this time, visible light was propagated to the optical fiber 20, and the scattering of visible light from the optical fiber connector 10 was visually confirmed through a CCD camera arranged in the fusion splicer. When scattering was confirmed, it was determined that the fusion splicing in the optical fiber connector 10 was insufficient, and when the scattering was too small to be confirmed, it was determined that the fusion splicing in the optical fiber connector 10 was sufficient. Table 1 shows the confirmation results of the diameter of the clad 23, the number of cycles, and scattering in Examples 1-10.
Figure 2021121839

表1の丸は確認結果として散乱が確認できないほど小さいことを示し、表1の三角は確認結果として散乱を確認したことを示す。表1に示すように、実施例2,5,6,10において、光ファイバ接続体10における融着接続が十分であったと判断した。 The circles in Table 1 indicate that the scattering is too small to be confirmed as a confirmation result, and the triangles in Table 1 indicate that the scattering is confirmed as a confirmation result. As shown in Table 1, in Examples 2, 5, 6 and 10, it was determined that the fusion splicing in the optical fiber connector 10 was sufficient.

表2は、表1から、クラッド23の直径と、当該クラッド23の直径に対して光ファイバ接続体10における融着接続が十分であったと判断した場合のサイクルの最低数とを抽出した結果を示す。クラッド23の直径に対して、最低数以上であれば、光ファイバ接続体10における融着接続が十分であったと判断した。

Figure 2021121839
Table 2 shows the results of extracting from Table 1 the diameter of the clad 23 and the minimum number of cycles when it is determined that the fusion splicing in the optical fiber connector 10 is sufficient for the diameter of the clad 23. show. It was determined that the fusion splicing in the optical fiber connector 10 was sufficient if the number was at least the minimum number with respect to the diameter of the clad 23.
Figure 2021121839

図7は、表2におけるクラッド23の直径とサイクルの最低数との関係を示す図である。図7に示すように、サイクルの最低数はクラッド23の直径に対して線形性を有しているという結果が得られた。 FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the diameter of the clad 23 and the minimum number of cycles in Table 2. As shown in FIG. 7, it was obtained that the minimum number of cycles had linearity with respect to the diameter of the clad 23.

ここで、クラッド23の直径をDとし、1回の放電と1回の非放電とを1つのサイクルとした場合に屈折率分布の変化の抑制に必要なサイクルの最低数をSとすると、サイクルの最低数Sは、以下の式から算出されるという結果が得られた。
S=0.2×D−46
Here, assuming that the diameter of the clad 23 is D and the minimum number of cycles required to suppress the change in the refractive index distribution is S when one discharge and one non-discharge are one cycle, the cycle is cycled. The result was obtained that the minimum number S of was calculated from the following formula.
S = 0.2 × D-46

従って、クラッド23の直径Dに対して、サイクルが最低数S以上であれば、光ファイバ接続体10における融着接続は、より一層十分なものとなり得る。 Therefore, if the cycle is at least several S or more with respect to the diameter D of the clad 23, the fusion splicing in the optical fiber connector 10 can be even more sufficient.

(実施例11)
まず、本実施例では、実施形態の一対の光ファイバ20とは異なる一対の光ファイバを準備した。
(Example 11)
First, in this embodiment, a pair of optical fibers different from the pair of optical fibers 20 of the embodiment are prepared.

本実施例では、準備した一方の光ファイバは、ダブルクラッドファイバであった。この光ファイバは、コアと、コアの外周面を全周に渡って囲い、コアの外周面に隙間なく密着する第1クラッドと、第1クラッドの外周面を全周に渡って囲い、第1クラッドの外周面に隙間なく密着する第2クラッドと、第2クラッドの外周面を全周に渡って囲い、第2クラッドの外周面に隙間なく密着する被覆層とを有する。 In this example, one of the prepared optical fibers was a double clad fiber. This optical fiber surrounds the core and the outer peripheral surface of the core over the entire circumference, and surrounds the first clad and the outer peripheral surface of the first clad that are in close contact with the outer peripheral surface of the core over the entire circumference. It has a second clad that adheres to the outer peripheral surface of the clad without gaps, and a coating layer that surrounds the outer peripheral surface of the second clad over the entire circumference and adheres to the outer peripheral surface of the second clad without gaps.

コアは、屈折率を上げるゲルマニウム(Ge)が添加されたシリカガラスからなるものであった。第1クラッドは、何らドーパントが添加されていないシリカガラスからなるものであった。第2クラッドは、第1クラッドより屈折率の低い樹脂からなるものであった。被覆層は、第2クラッドを構成する樹脂とは異なる樹脂からなるものであった。 The core consisted of silica glass to which germanium (Ge), which increases the refractive index, was added. The first clad was made of silica glass to which no dopant was added. The second clad was made of a resin having a lower refractive index than the first clad. The coating layer was made of a resin different from the resin constituting the second clad.

本実施例の一方の光ファイバにおいて、コアと第1クラッドとの比屈折率差は、0.115%であった。また、コアの直径は28μmであり、第1クラッドの直径は280μmであった。 In one of the optical fibers of this example, the difference in the specific refractive index between the core and the first clad was 0.115%. The diameter of the core was 28 μm, and the diameter of the first clad was 280 μm.

本実施例では、準備した他方の光ファイバは、トリプルクラッドファイバであった。この光ファイバは、コアと、コアの外周面を全周に渡って囲い、コアの外周面に隙間なく密着する第1クラッドと、第1クラッドの外周面を全周に渡って囲い、第1クラッドの外周面に隙間なく密着する第2クラッドと、第2クラッドの外周面を全周に渡って囲い、第2クラッドの外周面に隙間なく密着する第3クラッドと、第3クラッドの外周面を全周に渡って囲い、第3クラッドの外周面に隙間なく密着する被覆層とを有する。 In this example, the other optical fiber prepared was a triple clad fiber. This optical fiber surrounds the core and the outer peripheral surface of the core over the entire circumference, and surrounds the first clad and the outer peripheral surface of the first clad that are in close contact with the outer peripheral surface of the core over the entire circumference. The second clad that adheres tightly to the outer peripheral surface of the clad, the third clad that surrounds the outer peripheral surface of the second clad over the entire circumference and closely adheres to the outer peripheral surface of the second clad, and the outer peripheral surface of the third clad. Has a coating layer that closely adheres to the outer peripheral surface of the third clad without a gap.

コアは、屈折率を上げるホウ素(B)及びゲルマニウム(Ge)等のドーパントが添加されたシリカガラスからなるものであった。第1クラッドは、何らドーパントが添加されていないシリカガラスからなるものであった。第2クラッドは、屈折率を低下させるフッ素(F)が添加されたガラスからなるものであった。第3クラッドは、第2クラッドより屈折率の低い樹脂からなるものであった。被覆層は、第3クラッドを構成する樹脂とは異なる樹脂からなるものであった。 The core consisted of silica glass to which dopants such as boron (B) and germanium (Ge), which increase the refractive index, were added. The first clad was made of silica glass to which no dopant was added. The second clad was made of glass to which fluorine (F), which lowers the refractive index, was added. The third clad was made of a resin having a lower refractive index than the second clad. The coating layer was made of a resin different from the resin constituting the third clad.

本実施例の他方の光ファイバにおいて、コアと第1クラッドとの比屈折率差は、0.130%であった。また、コアの直径は28μmであり、第1クラッドの直径は280μmであった。 In the other optical fiber of this example, the difference in the specific refractive index between the core and the first clad was 0.130%. The diameter of the core was 28 μm, and the diameter of the first clad was 280 μm.

次に、本実施例の準備したそれぞれの光ファイバを、実施形態と同様に融着接続装置にセットした。なお、それぞれの光ファイバが融着接続装置にセットされる前に、一方の光ファイバの第2クラッド及び被覆層と、他方の光ファイバの第3クラッド及び被覆層とを剥離した。光ファイバの長手方向における剥離される領域の長さを、端面から10mmとした。本実施例の本放電ステップS2bにおいて、一方の光ファイバの一端に対して、本放電ステップS2bにおける間欠的な放電では、放電電流を24mAとし、1回の放電時間を350m秒とし、1回の非放電時間を50m秒とした。ここで、1回の放電と1回の非放電とを1つのサイクルとした場合に、サイクル数を10回とした。本実施例では、上記のように光ファイバ接続体10における光の漏洩によって観察した。 Next, each of the optical fibers prepared in this embodiment was set in the fusion splicer in the same manner as in the embodiment. Before each optical fiber was set in the fusion splicer, the second clad and coating layer of one optical fiber and the third clad and coating layer of the other optical fiber were peeled off. The length of the peeled region in the longitudinal direction of the optical fiber was set to 10 mm from the end face. In the present discharge step S2b of this embodiment, in the intermittent discharge in the present discharge step S2b with respect to one end of one optical fiber, the discharge current is set to 24 mA, one discharge time is set to 350 msec, and one time. The non-discharge time was set to 50 msec. Here, when one discharge and one non-discharge are regarded as one cycle, the number of cycles is set to 10. In this example, it was observed by the leakage of light in the optical fiber connector 10 as described above.

屈折率分布の変化が抑制されたと確認された後、他方の光ファイバの端面における屈折率分布を他方の光ファイバの長手方向において測定し、平均比屈折率差を計測した。また、屈折率分布から推定される基本モードの電解分布の重なり積分から、基本モードの結合効率も計算した。重なり積分は、他方の光ファイバの電解分布と、一方の光ファイバの端面における電解分布とによって計算された。 After confirming that the change in the refractive index distribution was suppressed, the refractive index distribution at the end face of the other optical fiber was measured in the longitudinal direction of the other optical fiber, and the average specific refractive index difference was measured. The coupling efficiency of the basic mode was also calculated from the overlap integral of the electrolytic distribution of the basic mode estimated from the refractive index distribution. The overlap integral was calculated by the electrolytic distribution of the other optical fiber and the electrolytic distribution at the end face of one optical fiber.

図8に、本実施例における、他方の光ファイバの長手方向における他方の光ファイバの端面からの距離と、平均比屈折率差と、基本モードの結合効率との関係を示す。図8の左側の縦軸は平均比屈折率差(%)を示し、図8の右側の縦軸は基本モードの結合効率を示し、図8の横軸は端面からの距離(μm)を示す。 FIG. 8 shows the relationship between the distance from the end face of the other optical fiber in the longitudinal direction of the other optical fiber, the difference in the average refractive index, and the coupling efficiency of the basic mode in this embodiment. The vertical axis on the left side of FIG. 8 shows the average refractive index difference (%), the vertical axis on the right side of FIG. 8 shows the coupling efficiency of the basic mode, and the horizontal axis of FIG. 8 shows the distance (μm) from the end face. ..

融着接続ステップS2において、光ファイバが放電によって溶融すると、コアに残留した残留応力が解放される。本実施例では、図8にて実線で示すように、端面からの距離が0μmから400μmにおける範囲において、残留応力の解放によって平均比屈折率差が減少するという結果が得られた。また、図8にて破線で示すように、端面からの距離が50μm以上400μm以下の範囲において、添加されたドーパントの拡散及び昇華による平均比屈折率差の変化が抑制されたと考えられる。また、光の結合効率の低下が抑制されたという結果が得られた。 In the fusion splicing step S2, when the optical fiber is melted by electric discharge, the residual stress remaining in the core is released. In this example, as shown by the solid line in FIG. 8, the result was obtained that the average specific refractive index difference was reduced by releasing the residual stress in the range of the distance from the end face in the range of 0 μm to 400 μm. Further, as shown by the broken line in FIG. 8, it is considered that the change in the average specific refractive index difference due to the diffusion and sublimation of the added dopant was suppressed in the range of the distance from the end face of 50 μm or more and 400 μm or less. In addition, the result was that the decrease in light binding efficiency was suppressed.

(比較例1)
本比較例では、実施例11と同じ一対の光ファイバを準備した。
(Comparative Example 1)
In this comparative example, the same pair of optical fibers as in Example 11 was prepared.

本比較例のそれぞれの光ファイバを、実施例11と同様に融着接続装置にセットした。本比較例では、実施例11に示す本放電ステップS2bの条件とは異なる条件で本放電ステップS2bが行われた。本比較例の本放電ステップS2bにおいて、一方の光ファイバの一端に対して、本放電ステップS2bにおける放電では、放電電流を24mAとし、1回の放電時間を1750m秒とした。本比較例の本放電ステップS2bでは、1回の放電時間を350m秒とし、1回の放電を1つのサイクルとした場合に、サイクル数を連続して5回としたものであり、非放電は行われない。本比較例では、上記のように光ファイバ接続体10における光の漏洩によって観察した。 Each optical fiber of this comparative example was set in a fusion splicer in the same manner as in Example 11. In this comparative example, the main discharge step S2b was performed under conditions different from the conditions of the main discharge step S2b shown in Example 11. In the present discharge step S2b of this comparative example, the discharge current was set to 24 mA and the one discharge time was set to 1750 msec in the discharge in the present discharge step S2b with respect to one end of one optical fiber. In the present discharge step S2b of this comparative example, when one discharge time is 350 msec and one discharge is one cycle, the number of cycles is continuously set to five, and the non-discharge is Not done. In this comparative example, it was observed by the leakage of light in the optical fiber connector 10 as described above.

屈折率分布の変化が抑制されたと確認された後、実施例11と同様に、平均比屈折率差及び基本モードの結合効率を計算した。 After confirming that the change in the refractive index distribution was suppressed, the average specific refractive index difference and the coupling efficiency of the basic mode were calculated in the same manner as in Example 11.

図8に、本比較例における、他方の光ファイバの長手方向における他方の光ファイバの端面からの距離と、平均比屈折率差と、基本モードの結合効率との関係を示す。 FIG. 8 shows the relationship between the distance from the end face of the other optical fiber in the longitudinal direction of the other optical fiber, the difference in the average refractive index, and the coupling efficiency in the basic mode in this comparative example.

実施例11とは異なり、端面からの距離が400μmから0μmの範囲に向かって残留応力の解放によって平均比屈折率差が上昇し、当該距離が400μmである領域における平均比屈折率差と当該距離が0μmである領域における平均比屈折率差との差は0.002%以上であるという結果が得られた。また、図8にて一点鎖線で示すように、端面からの距離が50μm以上500μm以下の範囲において、添加されたドーパントの拡散及び昇華による平均比屈折率差の変化が発生すると考えられる。また、光の結合効率が低下しているという結果が得られた。 Unlike the eleventh embodiment, the average refractive index difference increases due to the release of the residual stress toward the distance from the end face in the range of 400 μm to 0 μm, and the average specific refractive index difference and the distance in the region where the distance is 400 μm. The result was obtained that the difference from the average specific refractive index difference in the region where was 0 μm was 0.002% or more. Further, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 8, it is considered that a change in the average specific refractive index difference occurs due to diffusion and sublimation of the added dopant in the range of 50 μm or more and 500 μm or less from the end face. In addition, the result was that the light binding efficiency was reduced.

(実施例12)
まず、本実施例では、実施形態の一対の光ファイバ20とは異なる一対の光ファイバを準備した。
(Example 12)
First, in this embodiment, a pair of optical fibers different from the pair of optical fibers 20 of the embodiment are prepared.

本実施例では、一方の光ファイバの構成は、実施例11の光ファイバの構成と同一である。 In this embodiment, the configuration of one optical fiber is the same as the configuration of the optical fiber of Example 11.

本実施例の一方の光ファイバにおいて、コアと第1クラッドとの比屈折率差は、0.115%であった。また、コアの直径は28μmであり、第1クラッドの直径は280μmであった。 In one of the optical fibers of this example, the difference in the specific refractive index between the core and the first clad was 0.115%. The diameter of the core was 28 μm, and the diameter of the first clad was 280 μm.

本実施例では、他方の光ファイバは、ダブルクラッドファイバである。この光ファイバは、コアと、コアの外周面を全周に渡って囲い、コアの外周面に隙間なく密着する第1クラッドと、第1クラッドの外周面を全周に渡って囲い、第1クラッドの外周面に隙間なく密着する第2クラッドと、第2クラッドの外周面を全周に渡って囲い、第2クラッドの外周面に隙間なく密着する被覆層とを有する。 In this embodiment, the other optical fiber is a double clad fiber. This optical fiber surrounds the core and the outer peripheral surface of the core over the entire circumference, and surrounds the first clad and the outer peripheral surface of the first clad that are in close contact with the outer peripheral surface of the core over the entire circumference. It has a second clad that adheres to the outer peripheral surface of the clad without gaps, and a coating layer that surrounds the outer peripheral surface of the second clad over the entire circumference and adheres to the outer peripheral surface of the second clad without gaps.

コアは、コアの中心側に屈折率を上げるアルミニウム(Al)、イッテルビウム(Yb)、ホウ素(B)及びリン(P)が添加され、コアの外周縁側にゲルマニウム(Ge)が添加されたシリカガラスからなるものであった。第1クラッドは、何らドーパントが添加されていないガラスからなるものであった。第2クラッドは、第1クラッドより屈折率の低い樹脂からなるものであった。被覆層は、第3クラッドを構成する樹脂とは異なる樹脂からなるものであった。 The core is a silica glass in which aluminum (Al), ytterbium (Yb), boron (B) and phosphorus (P), which increase the refractive index, are added to the central side of the core, and germanium (Ge) is added to the outer peripheral edge side of the core. It consisted of. The first clad was made of glass to which no dopant was added. The second clad was made of a resin having a lower refractive index than the first clad. The coating layer was made of a resin different from the resin constituting the third clad.

本実施例では、他方の光ファイバにおいて、コアと第1クラッドとの比屈折率差は、0.125%であった。また、コアの直径は28μmであり、第1クラッドの直径は280μmであった。 In this example, in the other optical fiber, the difference in the specific refractive index between the core and the first clad was 0.125%. The diameter of the core was 28 μm, and the diameter of the first clad was 280 μm.

次に、本実施例の準備したそれぞれの光ファイバを、実施形態と同様に融着接続装置にセットした。なお、それぞれの光ファイバが融着接続装置にセットされる前に、一方の光ファイバの第2クラッド及び被覆層と、他方の光ファイバの第2クラッド及び被覆層とを剥離した。光ファイバの長手方向における剥離される領域の長さを、端面から10mmとした。本実施例では、一方の光ファイバの一端に対して、本放電ステップS2bにおける間欠的な放電では、放電電流を24mAとし、1回の放電時間を350m秒とし、1回の非放電時間を50m秒とした。ここで、1回の放電と1回の非放電とを1つのサイクルとした場合に、サイクル数を10回とした。本実施例では、上記のように光ファイバ接続体10における光の漏洩によって観察した。 Next, each of the optical fibers prepared in this embodiment was set in the fusion splicer in the same manner as in the embodiment. Before each optical fiber was set in the fusion splicer, the second clad and coating layer of one optical fiber and the second clad and coating layer of the other optical fiber were peeled off. The length of the peeled region in the longitudinal direction of the optical fiber was set to 10 mm from the end face. In this embodiment, for one end of one optical fiber, in the intermittent discharge in the present discharge step S2b, the discharge current is 24 mA, one discharge time is 350 msec, and one non-discharge time is 50 m. It was set to seconds. Here, when one discharge and one non-discharge are regarded as one cycle, the number of cycles is set to 10. In this example, it was observed by the leakage of light in the optical fiber connector 10 as described above.

屈折率分布の変化が抑制されたと確認された後、他方の光ファイバの端面における屈折率分布を他方の光ファイバの長手方向において測定し、平均比屈折率差を計測した。 After confirming that the change in the refractive index distribution was suppressed, the refractive index distribution at the end face of the other optical fiber was measured in the longitudinal direction of the other optical fiber, and the average specific refractive index difference was measured.

図9に、他方の光ファイバの長手方向において他方の光ファイバの端面から20μm及び500μmにおけるコアと第1クラッドと第2クラッドとの断面のある径方向から見た屈折率分布を示す。図9の縦軸は比屈折率差(%)を示し、図9の横軸はコアの径方向におけるコアの中心からの距離(μm)を示す。図10に、図9に示すコアの中心周辺におけるグラフの拡大図を示す。図9及び図10に示す実線は、端面から500μmにおける屈折率の分布を示す。図9及び図10に示す破線は、端面から20μmにおける屈折率の分布を示す。図10から、実線で示す屈折率分布は破線で示す屈折率分布と概ね一致しているという結果が得られた。 FIG. 9 shows the refractive index distribution seen from the radial direction of the cross section of the core, the first clad, and the second clad at 20 μm and 500 μm from the end face of the other optical fiber in the longitudinal direction of the other optical fiber. The vertical axis of FIG. 9 shows the specific refractive index difference (%), and the horizontal axis of FIG. 9 shows the distance (μm) from the center of the core in the radial direction of the core. FIG. 10 shows an enlarged view of the graph around the center of the core shown in FIG. The solid lines shown in FIGS. 9 and 10 show the distribution of the refractive index at 500 μm from the end face. The broken lines shown in FIGS. 9 and 10 show the distribution of the refractive index at 20 μm from the end face. From FIG. 10, it was obtained that the refractive index distribution shown by the solid line was almost the same as the refractive index distribution shown by the broken line.

(比較例2)
本比較例では、実施例12と同じ一対の光ファイバを準備した。
(Comparative Example 2)
In this comparative example, the same pair of optical fibers as in Example 12 was prepared.

本比較例のそれぞれの光ファイバを、実施例12と同様に融着接続装置にセットした。本比較例では、実施例12に示す本放電ステップS2bの条件とは異なる条件で本放電ステップS2bが行われた。本比較例の本放電ステップS2bにおいて、一方の光ファイバの一端に対して、本放電ステップS2bにおける放電では、放電電流を24mAとし、1回の放電時間を1750m秒とした。本比較例の本放電ステップS2bでは、1回の放電時間を350m秒とし、1回の放電を1つのサイクルとした場合に、サイクル数を連続して5回としたものであり、非放電は行われない。本比較例では、上記のように光ファイバ接続体10における光の漏洩によって観察した。 Each optical fiber of this comparative example was set in a fusion splicer in the same manner as in Example 12. In this comparative example, the main discharge step S2b was performed under conditions different from the conditions of the main discharge step S2b shown in Example 12. In the present discharge step S2b of this comparative example, the discharge current was set to 24 mA and the one discharge time was set to 1750 msec in the discharge in the present discharge step S2b with respect to one end of one optical fiber. In the present discharge step S2b of this comparative example, when one discharge time is 350 msec and one discharge is one cycle, the number of cycles is continuously set to five, and the non-discharge is Not done. In this comparative example, it was observed by the leakage of light in the optical fiber connector 10 as described above.

屈折率分布の変化が抑制されたと確認された後、実施例12と同様に、平均比屈折率差を計算した。 After confirming that the change in the refractive index distribution was suppressed, the average specific refractive index difference was calculated in the same manner as in Example 12.

図11に、他方の光ファイバの長手方向において他方の光ファイバの端面から20μm及び500μmにおけるコアと第1クラッドと第2クラッドとの断面のある径方向から見た屈折率分布を示す。図11の縦軸は比屈折率差(%)を示し、図11の横軸はコアの径方向におけるコアの中心からの距離(μm)を示す。図12に、図11に示すコアの中心周辺におけるグラフの拡大図を示す。図11及び図12に示す実線は、端面から500μmにおける屈折率の分布を示す。図11及び図12に示す破線は、端面から20μmにおける屈折率の分布を示す。本比較例を実施例12と比較すると、コアの中心周辺における光ファイバの比屈折率差の上昇が顕著であるという結果が得られた。特に、図12に破線で示す屈折率分布を図10に破線で示す屈折率分布と比較すると、比屈折率差の上昇は顕著であるという結果が得られた。 FIG. 11 shows the refractive index distribution seen from the radial direction of the cross section of the core, the first clad, and the second clad at 20 μm and 500 μm from the end face of the other optical fiber in the longitudinal direction of the other optical fiber. The vertical axis of FIG. 11 shows the specific refractive index difference (%), and the horizontal axis of FIG. 11 shows the distance (μm) from the center of the core in the radial direction of the core. FIG. 12 shows an enlarged view of the graph around the center of the core shown in FIG. The solid lines shown in FIGS. 11 and 12 show the distribution of the refractive index at 500 μm from the end face. The broken lines shown in FIGS. 11 and 12 show the distribution of the refractive index at 20 μm from the end face. Comparing this comparative example with that of Example 12, it was obtained that the increase in the specific refractive index difference of the optical fiber around the center of the core was remarkable. In particular, when the refractive index distribution shown by the broken line in FIG. 12 was compared with the refractive index distribution shown by the broken line in FIG. 10, the result was obtained that the increase in the specific refractive index difference was remarkable.

(比較例3)
本比較例では、実施例12と同じ一対の光ファイバを準備した。
(Comparative Example 3)
In this comparative example, the same pair of optical fibers as in Example 12 was prepared.

本比較例のそれぞれの光ファイバを、実施例12と同様に融着接続装置にセットした。本比較例では、実施例12示す本放電ステップS2bの条件とは異なる条件で本放電ステップS2bが行われた。本比較例の本放電ステップS2bにおいて、一方の光ファイバの一端に対して、本放電ステップS2bにおける放電では、放電電流を24mAとし、1回の放電時間を350m秒とし、1回の非放電時間を20m秒とした。ここで、1回の放電と1回の非放電とを1つのサイクルとした場合に、サイクル数を10回とした。本比較例では、上記のように光ファイバ接続体10における光の漏洩によって観察した。 Each optical fiber of this comparative example was set in a fusion splicer in the same manner as in Example 12. In this comparative example, the main discharge step S2b was performed under conditions different from the conditions of the main discharge step S2b shown in Example 12. In the main discharge step S2b of the present comparative example, the discharge current is 24 mA, one discharge time is 350 msec, and one non-discharge time in the discharge in the present discharge step S2b with respect to one end of one optical fiber. Was set to 20 msec. Here, when one discharge and one non-discharge are regarded as one cycle, the number of cycles is set to 10. In this comparative example, it was observed by the leakage of light in the optical fiber connector 10 as described above.

図13に、他方の光ファイバの長手方向において他方の光ファイバの端面から20μm及び500μmにおけるコアと第1クラッドと第2クラッドとの断面のある径方向から見た屈折率分布を示す。図13の縦軸は比屈折率差(%)を示し、図13の横軸はコアの径方向におけるコアの中心からの距離(μm)を示す。図14に、図13に示すコアの中心周辺におけるグラフの拡大図を示す。図13及び図14に示す実線は、端面から500μmにおける屈折率の分布を示す。図13及び図14に示す破線は、端面から20μmにおける屈折率の分布を示す。本比較例を実施例12と比較して、コアの中心周辺における光ファイバの比屈折率差の上昇が顕著であるという結果が得られた。特に、図14に破線で示す屈折率分布を図10に破線で示す屈折率分布と比較すると、比屈折率差の上昇は顕著であるという結果が得られた。 FIG. 13 shows the refractive index distribution seen from the radial direction of the cross section of the core, the first clad, and the second clad at 20 μm and 500 μm from the end face of the other optical fiber in the longitudinal direction of the other optical fiber. The vertical axis of FIG. 13 shows the specific refractive index difference (%), and the horizontal axis of FIG. 13 shows the distance (μm) from the center of the core in the radial direction of the core. FIG. 14 shows an enlarged view of the graph around the center of the core shown in FIG. The solid lines shown in FIGS. 13 and 14 show the distribution of the refractive index at 500 μm from the end face. The broken lines shown in FIGS. 13 and 14 show the distribution of the refractive index at 20 μm from the end face. As compared with Example 12, the result was obtained that the difference in the specific refractive index of the optical fiber around the center of the core was remarkably increased. In particular, when the refractive index distribution shown by the broken line in FIG. 14 was compared with the refractive index distribution shown by the broken line in FIG. 10, the result was obtained that the increase in the specific refractive index difference was remarkable.

このように、実施例12を比較例2,3と比較すると、コアの中心周辺における比屈折率差の上昇は抑制されるという結果が得られた。 As described above, when Example 12 was compared with Comparative Examples 2 and 3, it was obtained that the increase in the difference in the refractive index around the center of the core was suppressed.

従って、本発明における光ファイバ20の接続方法及び光ファイバ接続体10の製造方法によれば、屈折率分布の変化を抑制され得ることが示された。 Therefore, it was shown that the change in the refractive index distribution can be suppressed by the method for connecting the optical fiber 20 and the method for manufacturing the optical fiber connector 10 in the present invention.

本発明によれば、光ファイバの接続方法及び光ファイバ接続体の製造方法が提供され、光ファイバ等の分野で利用することが期待される。 According to the present invention, a method for connecting an optical fiber and a method for manufacturing an optical fiber connector are provided, and are expected to be used in the field of optical fiber and the like.

10・・・光ファイバ接続体
20・・・光ファイバ
21・・・コア
23・・・クラッド
27・・・被覆層
40・・・端面
10 ... Optical fiber connector 20 ... Optical fiber 21 ... Core 23 ... Clad 27 ... Coating layer 40 ... End face

Claims (5)

直径が255μm以上380μm以下のクラッドを有する一対の光ファイバの端面を互いに融着接続させる融着接続ステップを備え、
前記融着接続ステップは、
互いに対向して離れて配置されるそれぞれの前記端面を近づける状態または前記端面が所定の距離離れた状態で、それぞれの前記端面に向かう放電によってそれぞれの前記端面を加熱しそれぞれの前記端面を当接させる前放電ステップと、
当接したそれぞれの前記端面に向かう間欠的な放電によってそれぞれの前記端面を間欠的に加熱する本放電ステップと、
を含むことを特徴とする光ファイバの接続方法。
It is provided with a fusion splicing step for fusing and connecting the end faces of a pair of optical fibers having a clad having a diameter of 255 μm or more and 380 μm or less.
The fusion splicing step
In a state where the end faces are arranged so as to face each other and are separated from each other, or in a state where the end faces are separated by a predetermined distance, the end faces are heated by electric discharge toward the end faces and the end faces are brought into contact with each other. Pre-discharge step and
The main discharge step of intermittently heating each end face by an intermittent discharge toward each of the contacted end faces,
A method for connecting an optical fiber, which comprises.
前記間欠的な放電において、350m秒の放電と50m秒の非放電とが交互に繰り返し行われる
ことを特徴とする請求項1に記載の光ファイバの接続方法。
The method for connecting an optical fiber according to claim 1, wherein in the intermittent discharge, discharge for 350 msec and non-discharge for 50 msec are alternately and repeatedly performed.
前記クラッドの直径をDとし、1回の放電と1回の非放電とを1つのサイクルとした場合に融着接続に必要な前記サイクルの最低数をSとすると、前記サイクルの前記最低数Sは、以下の式から算出される
S=0.2×D−46
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光ファイバの接続方法。
When the diameter of the clad is D and the minimum number of the cycles required for fusion splicing is S when one discharge and one non-discharge are one cycle, the minimum number S of the cycle is assumed. Is calculated from the following formula S = 0.2 × D-46
The method for connecting an optical fiber according to claim 1 or 2, wherein the optical fiber is connected.
少なくとも一方の前記光ファイバのコアには、ドーパントとしてホウ素が添加されている
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の光ファイバの接続方法。
The method for connecting an optical fiber according to any one of claims 1 to 3, wherein boron is added as a dopant to at least one core of the optical fiber.
請求項1から4のいずれか1項に記載の光ファイバの接続方法により、直径が255μm以上380μm以下のクラッドを有する一対の光ファイバの端面を互いに融着接続させる工程を備える
ことを特徴とする光ファイバ接続体の製造方法。
The optical fiber connecting method according to any one of claims 1 to 4 comprises a step of fusing and connecting the end faces of a pair of optical fibers having a clad having a diameter of 255 μm or more and 380 μm or less. A method for manufacturing an optical fiber connector.
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