JP2023117108A - Pitch converter manufacturing device - Google Patents

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Abstract

To provide a pitch converter manufacturing device capable of manufacturing a small pitch converter.SOLUTION: A pitch converter manufacturing device according to the present disclosure comprises: a welding mechanism that heats a plurality of double-core optical fibers inserted into a jacket pipe and the jacket pipe, and welds the plurality of double-core optical fibers to the jacket pipe to generate an optical fiber preform; and a stretching mechanism that locally heats and melts the generated optical fiber preform, and stretches the molten optical fiber preform.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、小型のピッチ変換器を製造する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for manufacturing miniature pitch transducers.

複数の光ファイバをシリコン光回路に配線するためには、ＭＴコネクタピッチとシリコン光回路とのピッチ変換を行うマルチコア光ファイバを用いたピッチ変換器が必要になる。このピッチ変換器の製造工程では、光ファイバの延伸が行われる。 In order to wire a plurality of optical fibers to a silicon optical circuit, a pitch converter using a multi-core optical fiber is required for converting the MT connector pitch and the silicon optical circuit pitch. In the manufacturing process of this pitch converter, the optical fiber is drawn.

光ファイバの延伸技術として、マイクロヒータにより加熱をして光ファイバを延伸する手法が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１では、少なくとも３本以上並列状態で近接された光ファイバを、マイクロヒータで均一に加熱させて融着処理することにより、ムラのない延伸状態にする。 As an optical fiber drawing technique, a method of drawing an optical fiber by heating with a microheater is known (for example, Patent Document 1). In Patent Literature 1, at least three or more optical fibers arranged in parallel are uniformly heated by a microheater for fusion splicing, so that the fibers are stretched evenly.

しかし、特許文献１のように、マイクロヒータにより光ファイバを加熱して延伸する場合、マイクロヒータの加熱範囲より小さい範囲を局所的に加熱して延伸することは困難である。そのため、特許文献１では、延伸部が大きくなり、ピッチ変換器の小型化が難しいという問題があった。 However, when an optical fiber is heated and drawn by a microheater as in Patent Document 1, it is difficult to locally heat and draw a range smaller than the heating range of the microheater. Therefore, in Patent Document 1, there is a problem that the extended portion becomes large and it is difficult to reduce the size of the pitch converter.

特開２００５－０４３７９７JP 2005-043797

本開示は、上記の問題に鑑みてなされたもので、小型のピッチ変換器を製造可能なピッチ変換器製造装置を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above problems, and an object of the present disclosure is to provide a pitch converter manufacturing apparatus capable of manufacturing a compact pitch converter.

上記目的を達成するため、本開示では、光ファイバ母材を生成する溶着工程と、光ファイバ母材を局所的に加熱して延伸する延伸工程とを行う。 In order to achieve the above object, in the present disclosure, a welding step of producing an optical fiber preform and a drawing step of locally heating and drawing the optical fiber preform are performed.

具体的には、本開示に係るピッチ変換器製造装置は、
ジャケット管内に挿入された複数のダブルコア光ファイバ及び前記ジャケット管を加熱し、前記複数のダブルコア光ファイバを前記ジャケット管に溶着して光ファイバ母材を生成する溶着機構と、
生成された前記光ファイバ母材を局所的に加熱して溶融し、溶融した前記光ファイバ母材を延伸する延伸機構と、
を備える。 Specifically, the pitch converter manufacturing apparatus according to the present disclosure includes:
a welding mechanism that heats a plurality of double-core optical fibers inserted into a jacket tube and the jacket tube, and welds the plurality of double-core optical fibers to the jacket tube to produce an optical fiber preform;
a drawing mechanism for locally heating and melting the generated optical fiber preform and drawing the melted optical fiber preform;
Prepare.

本開示によれば、小型のピッチ変換器を製造可能なピッチ変換器製造装置を提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a pitch converter manufacturing apparatus capable of manufacturing a compact pitch converter.

実施形態１に係るピッチ変換器製造装置の概略構成を説明する図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a pitch converter manufacturing apparatus according to Embodiment 1; FIG. 実施形態１に係るジャケット管の断面及びダブルコア光ファイバの屈折率を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a cross section of a jacket tube and a refractive index of a double-core optical fiber according to Embodiment 1; 実施形態１に係る溶着工程を説明する図である。4A and 4B are diagrams for explaining a welding process according to the first embodiment; FIG. 実施形態１に係る延伸工程を説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a stretching process according to Embodiment 1; 実施形態１に係る延伸工程を説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a stretching process according to Embodiment 1; 実施形態１に係るアーク放電用電極の極性の例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of polarities of arc discharge electrodes according to Embodiment 1; 実施形態１に係る溶着工程及び延伸工程を説明する図である。4A and 4B are diagrams for explaining a welding process and a stretching process according to the first embodiment; FIG. 実施形態１に係るピッチ変換器の一例を示す図である。1 is a diagram showing an example of a pitch converter according to Embodiment 1; FIG.

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本開示は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本開示は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present disclosure is not limited to the embodiments shown below. These implementation examples are merely illustrative, and the present disclosure can be implemented in various modified and improved forms based on the knowledge of those skilled in the art. In addition, in this specification and the drawings, constituent elements having the same reference numerals are the same as each other.

本実施形態に係るピッチ変換器製造装置の概略構成を図１に示す。本実施形態に係るピッチ変換器製造装置１０は、溶着機構３１と、延伸機構３２と、切断機構３３と、を備える。本実施形態に係るピッチ変換器製造方法は、溶着機構３１が溶着工程を行い、延伸機構３２が延伸工程を行い、切断機構３３が切断工程を行う。以下、各工程について説明する。 FIG. 1 shows a schematic configuration of a pitch converter manufacturing apparatus according to this embodiment. A pitch converter manufacturing apparatus 10 according to this embodiment includes a welding mechanism 31 , a stretching mechanism 32 , and a cutting mechanism 33 . In the pitch converter manufacturing method according to this embodiment, the welding mechanism 31 performs the welding process, the stretching mechanism 32 performs the stretching process, and the cutting mechanism 33 performs the cutting process. Each step will be described below.

（溶着工程）
溶着機構３１は、図１に示すように、ジャケット管２１内に挿入された複数のダブルコア光ファイバ２２及びジャケット管２１を加熱し、複数のダブルコア光ファイバ２２をジャケット管２１に溶着して光ファイバ母材２３を生成する。 (Welding process)
As shown in FIG. 1, the welding mechanism 31 heats the plurality of double-core optical fibers 22 inserted into the jacket tube 21 and the jacket tube 21, and welds the plurality of double-core optical fibers 22 to the jacket tube 21 to form optical fibers. A base material 23 is produced.

ここで、ダブルコア光ファイバ２２が挿入されたジャケット管２１のｚ軸に垂直な断面（ｘｙ平面）を図２（ａ）に示す。本実施形態では、図２（ａ）に示すように、ジャケット管２１の断面において、ダブルコア光ファイバ２２の断面がｘ軸方向に一列に並ぶようにジャケット管２１に４本のダブルコア光ファイバ２２を挿入する。 Here, FIG. 2A shows a cross section (xy plane) perpendicular to the z-axis of the jacket tube 21 into which the double-core optical fiber 22 is inserted. In this embodiment, as shown in FIG. 2A, four double-core optical fibers 22 are arranged in the jacket tube 21 so that the sections of the double-core optical fibers 22 are aligned in the x-axis direction in the cross section of the jacket tube 21. insert.

本開示では、各ダブルコア光ファイバ２２をジャケット管２１に溶着することで、光ファイバ母材２３を生成する。そのため、ジャケット管２１の外径は２ｍｍ以下であることが望ましい。また、ジャケット管２１のダブルコア光ファイバ２２を配置する複数の貫通孔の各内径は０．５ｍｍ以下であることが望ましい。 In the present disclosure, an optical fiber preform 23 is produced by welding each double-core optical fiber 22 to a jacket tube 21 . Therefore, it is desirable that the outer diameter of the jacket tube 21 is 2 mm or less. Moreover, it is desirable that the inner diameter of each of the plurality of through-holes in which the double-core optical fiber 22 of the jacket tube 21 is arranged is 0.5 mm or less.

ダブルコア光ファイバ２２の屈折率について図２（ｂ）に示す。ダブルコア光ファイバ２２は、屈折率ｎ１の第１のコア２２ａと、屈折率ｎ２の第２のコア２２ｂと、屈折率ｎ３のクラッド２２ｃとで構成される。第１のコア２２ａと第２のコア２２ｂとの比屈折率差は０．３３％以下であり、第２のコア２２ｂとクラッド２２ｃとの比屈折率差は１．５％以上であることが望ましい。このような比屈折率差のダブルコア光ファイバ２２を用いることにより、延伸された光ファイバ母材２３においては、第１のコア２２ａが光を閉じ込める力を失い、第２のコア２２ｂが光を閉じ込めることなる。つまり、延伸された光ファイバ母材２３内のダブルコア光ファイバ２２は、第２のコア２２ｂのシングルコアファイバとみなせる。また、第２のコア２２ｂとクラッド２２ｃの比屈折率差が１．５％以上であれば、基板端のＭＴコネクタからシリコン光回路結合用光ファイバへのピッチ変換損失を低減できる。 The refractive index of the double-core optical fiber 22 is shown in FIG. 2(b). The double-core optical fiber 22 is composed of a first core 22a with a refractive index of n1 , a second core 22b with a refractive index of n2 , and a clad 22c with a refractive index of n3 . The relative refractive index difference between the first core 22a and the second core 22b is 0.33% or less, and the relative refractive index difference between the second core 22b and the clad 22c is 1.5% or more. desirable. By using the double-core optical fiber 22 having such a relative refractive index difference, in the drawn optical fiber preform 23, the first core 22a loses the ability to confine light, and the second core 22b confines light. different. That is, the double-core optical fiber 22 in the drawn optical fiber preform 23 can be regarded as a single-core fiber of the second core 22b. Also, if the relative refractive index difference between the second core 22b and the clad 22c is 1.5% or more, the pitch conversion loss from the MT connector at the substrate end to the silicon optical circuit coupling optical fiber can be reduced.

ジャケット管２１に挿入するダブルコア光ファイバ２２の本数及び配置は、本実施形態に限定されない。例えば、シリコン光回路におけるコアの配置やコネクタにおけるシングルコア光ファイバの配置に応じて、ジャケット管２１の断面において、ダブルコア光ファイバ２２の断面がｘ軸方向に４列かつｙ軸方向に２列等のｘ軸方向及びｙ軸方向にそれぞれ複数列あるように配置してもよい。 The number and arrangement of the double-core optical fibers 22 to be inserted into the jacket tube 21 are not limited to this embodiment. For example, depending on the arrangement of the cores in the silicon optical circuit and the arrangement of the single-core optical fibers in the connector, the cross-section of the jacket tube 21 has four rows of double-core optical fibers 22 in the x-axis direction and two rows in the y-axis direction. may be arranged in multiple rows in the x-axis direction and the y-axis direction.

溶着機構３１の動作の一例を図３に示す。溶着機構３１は、４極のアーク放電用電極１１－１～１１－４を備える。なお、図３では、ｙｚ平面に含まれるアーク放電用電極１１－１及び１１－２のみを記載している。図３においては、ジャケット管２１の長軸方向をｚ軸とし、ｚ軸に垂直な方向をｙ軸とする。図３に示す断面図は、ジャケット管２１に挿入されたダブルコア光ファイバ２２の断面を含むｙｚ平面である。なお、以下、ｙ軸及びｚ軸に垂直な軸をｘ軸とする。 An example of the operation of the welding mechanism 31 is shown in FIG. The welding mechanism 31 includes quadrupole arc discharge electrodes 11-1 to 11-4. Note that FIG. 3 shows only the arc discharge electrodes 11-1 and 11-2 included in the yz plane. In FIG. 3, the longitudinal direction of the jacket tube 21 is the z-axis, and the direction perpendicular to the z-axis is the y-axis. The cross-sectional view shown in FIG. 3 is the yz plane including the cross section of the double-core optical fiber 22 inserted into the jacket tube 21. As shown in FIG. Note that an axis perpendicular to the y-axis and the z-axis is hereinafter referred to as the x-axis.

アーク放電用電極１１－１及び１１－２は、ｙ軸方向に沿ってジャケット管２１の両側に配置されている。アーク放電用電極１１－３及び１１－４は、ｘ軸方向に沿ってジャケット管２１の両側に配置されている。アーク放電用電極１１－１～１１－４は、ジャケット管２１の両側からアーク放電を行うことで、ダブルコア光ファイバ２２及びジャケット管２１を加熱する。 The arc discharge electrodes 11-1 and 11-2 are arranged on both sides of the jacket tube 21 along the y-axis direction. The arc discharge electrodes 11-3 and 11-4 are arranged on both sides of the jacket tube 21 along the x-axis direction. The arc discharge electrodes 11-1 to 11-4 heat the double-core optical fiber 22 and the jacket tube 21 by performing arc discharge from both sides of the jacket tube 21. FIG.

アーク放電用電極１１－１～１１－４は、後述するアーク放電用電極１２－１～１２－４のアーク放電ＡＤと同様のアーク放電ＡＤによりジャケット管２１及びダブルコア光ファイバ２２を加熱しながらｚ軸の負方向に移動し、ダブルコア光ファイバ２２をジャケット管２１に溶着する。アーク放電用電極１１－１～１１－４の移動速度（溶着速度）は１ｍｍ／ｓｅｃ以下であることが望ましい。 The arc discharge electrodes 11-1 to 11-4 heat the jacket tube 21 and the double-core optical fiber 22 by an arc discharge AD similar to the arc discharge AD of the arc discharge electrodes 12-1 to 12-4, which will be described later. It moves in the negative direction of the axis and welds the double-core optical fiber 22 to the jacket tube 21 . It is desirable that the moving speed (welding speed) of the arc discharge electrodes 11-1 to 11-4 is 1 mm/sec or less.

溶着機構３１は、溶着度を上げるための機構としてハンドルチューブ１３を備えていてもよい。図３に示すように、ハンドルチューブ１３をジャケット管２１にかぶせ、ハンドルチューブ１３内を減圧する。これにより、ジャケット管２１とダブルコア光ファイバ２２との間に空気層が残らないため、低損失のピッチ変換器又はマルチコア光ファイバが実現可能となる。 The welding mechanism 31 may include the handle tube 13 as a mechanism for increasing the degree of welding. As shown in FIG. 3, the jacket tube 21 is covered with the handle tube 13, and the pressure inside the handle tube 13 is reduced. Since no air layer remains between the jacket tube 21 and the double-core optical fiber 22, a low-loss pitch converter or multi-core optical fiber can be realized.

（延伸工程）
延伸機構３２は、図１に示すように、生成された光ファイバ母材２３を局所的に加熱して溶融し、溶融した光ファイバ母材２３を延伸する。光ファイバ母材２３の断面図を図４に示す。図４に示す断面図は、光ファイバ母材２３に挿入されたダブルコア光ファイバ２２の断面を含むｙｚ平面である。本実施形態に係る延伸機構３２は、４極のアーク放電用電極１２－１～１２－４を備える。なお、図４では、ｙｚ平面に含まれるアーク放電用電極１２－１及び１２－２のみを記載している。 (Stretching process)
As shown in FIG. 1, the drawing mechanism 32 locally heats and melts the produced optical fiber preform 23 and draws the melted optical fiber preform 23 . A cross-sectional view of the optical fiber preform 23 is shown in FIG. The cross-sectional view shown in FIG. 4 is the yz plane including the cross-section of the double-core optical fiber 22 inserted into the optical fiber preform 23 . The stretching mechanism 32 according to this embodiment includes quadrupole arc discharge electrodes 12-1 to 12-4. Note that FIG. 4 shows only the arc discharge electrodes 12-1 and 12-2 included in the yz plane.

アーク放電用電極１２－１～１２－４は、光ファイバ母材２３の長軸方向に垂直な同一面上に配置されている。例えば、アーク放電用電極１２－１及び１２－２は、ｙ軸方向に沿って、光ファイバ母材２３の延伸部２４の両側に配置されている。アーク放電用電極１２－３及び１２－４は、ｘ軸方向に沿って、光ファイバ母材２３の延伸部２４の両側に配置されている。図４に示すように、アーク放電用電極１２－１～１２－４がアーク放電を行うことで、光ファイバ母材２３を局所的に加熱する。 The arc discharge electrodes 12-1 to 12-4 are arranged on the same plane perpendicular to the longitudinal direction of the optical fiber preform . For example, the arc discharge electrodes 12-1 and 12-2 are arranged on both sides of the extending portion 24 of the optical fiber preform 23 along the y-axis direction. The arc discharge electrodes 12-3 and 12-4 are arranged on both sides of the extending portion 24 of the optical fiber preform 23 along the x-axis direction. As shown in FIG. 4, the arc discharge electrodes 12-1 to 12-4 perform arc discharge to locally heat the optical fiber preform 23. As shown in FIG.

延伸機構３２の動作の一例を図５に示す。延伸機構３２は、対向する電極同士又は隣り合う電極同士のアーク放電ＡＤを熱源として、光ファイバ母材２３の延伸部２４を加熱する。例えば、対向するアーク放電用電極１２－１及び１２－２の間で放電させるか、或いは対向するアーク放電用電極１２－３及び１２－４の間で放電させる。また、隣り合う放電用電極１２－１及び１２－３の間で放電させるか、或いは隣り合う放電用電極１２－４及び１２－２の間で放電させるか、或いは隣り合う放電用電極１２－２及び１２－３の間で放電させるか、或いは隣り合う放電用電極１２－３及び１２－１の間で放電させる。 An example of the operation of the stretching mechanism 32 is shown in FIG. The stretching mechanism 32 heats the stretching portion 24 of the optical fiber preform 23 by using the arc discharge AD between the electrodes facing each other or between the electrodes adjacent to each other as a heat source. For example, discharge is caused between opposing arc discharge electrodes 12-1 and 12-2, or between opposing arc discharge electrodes 12-3 and 12-4. Also, discharge is caused between the adjacent discharge electrodes 12-1 and 12-3, or between the adjacent discharge electrodes 12-4 and 12-2, or between the adjacent discharge electrodes 12-2. and 12-3, or between adjacent discharge electrodes 12-3 and 12-1.

アーク放電用電極１２－１～１２－４の直径Ｄは３ｍｍ以下であることが望ましい。これにより、延伸部２４を長くすることなく、光ファイバ母材２３を延伸することができる。 It is desirable that the diameter D of the arc discharge electrodes 12-1 to 12-4 is 3 mm or less. Thereby, the optical fiber preform 23 can be drawn without lengthening the drawing portion 24 .

延伸機構３２は、送出機構（不図示）をさらに備えてもよい。送出機構は、光ファイバ母材２３を送り方向（ｚ軸の正方向）に送り出す。図４のＶｉｎは、送出機構が光ファイバ母材２３を送り出す送り速度である。送り速度Ｖｉｎは、０．２ｍｍ／ｓｅｃ以下が望ましい。 Stretching mechanism 32 may further comprise a delivery mechanism (not shown). The delivery mechanism delivers the optical fiber preform 23 in the delivery direction (positive direction of the z-axis). V in in FIG. 4 is the feeding speed at which the feeding mechanism feeds the optical fiber preform 23 . The feed speed Vin is desirably 0.2 mm/sec or less.

延伸機構３２は、アーク放電用電極１２－１～１２－４のアーク放電ＡＤで加熱された光ファイバ母材２３を延伸方向（ｚ軸の正方向）に延伸する。図５に示す延伸方向と送り方向は同じ方向である。図４のＶｏｕｔは、延伸機構３２が光ファイバ母材２３を延伸する延伸速度である。延伸速度Ｖｏｕｔは、送り速度Ｖｉｎに比べて速い。延伸速度Ｖｏｕｔは、１５ｍｍ／ｓｅｃ以下が望ましい。延伸機構３２は、光ファイバ母材２３を所望の直径に延伸することができる。 The stretching mechanism 32 stretches the optical fiber preform 23 heated by the arc discharge AD of the arc discharge electrodes 12-1 to 12-4 in the stretching direction (positive direction of the z-axis). The stretching direction and feeding direction shown in FIG. 5 are the same direction. V out in FIG. 4 is the drawing speed at which the drawing mechanism 32 draws the optical fiber preform 23 . The drawing speed V out is faster than the feed speed Vin . The drawing speed V out is desirably 15 mm/sec or less. The drawing mechanism 32 can draw the optical fiber preform 23 to a desired diameter.

アーク放電用電極１２－１～１２－４のそれぞれの極性の例を図６に示す。本実施形態に係るピッチ変換器製造装置は、アーク放電用電極１２－１～１２－４のそれぞれを図６（ａ）から（ｄ）のいずれかに示す極性にすることで、対向する電極同士又は隣り合う電極同士でアーク放電ＡＤを発生させる。そして、本実施形態に係るピッチ変換器製造装置は、発生したアーク放電ＡＤを延伸部２４に照射することにより、延伸部２４を加熱する。 FIG. 6 shows examples of polarities of the arc discharge electrodes 12-1 to 12-4. In the pitch converter manufacturing apparatus according to the present embodiment, each of the arc discharge electrodes 12-1 to 12-4 is set to one of the polarities shown in FIGS. Alternatively, an arc discharge AD is generated between adjacent electrodes. The pitch converter manufacturing apparatus according to the present embodiment heats the extending portion 24 by irradiating the extending portion 24 with the generated arc discharge AD.

また、本実施形態に係るピッチ変換器製造装置は、アーク放電用電極１２－１～１２－４のそれぞれの極性を、例えば、一定時間ごとに、図６（ａ）～（ｄ）に示す極性に順々に変化させることでアーク放電ＡＤの照射箇所を光ファイバ母材２３の周方向に沿って変えることができる。これにより、光ファイバ母材２３の延伸部２４を周方向に均等に加熱することができる。なお、アーク放電用電極１２－１～１２－４によるアーク放電ＡＤは直流でも交流でも可能である。具体的には、アーク放電用電極１２－１～１２－４への印可電圧は、約８００Ｖでグロー放電が起こり、次ぎにアーク放電ＡＤが起こる約３００Ｖに落ち着く。 Further, the pitch converter manufacturing apparatus according to the present embodiment changes the polarities of the arc discharge electrodes 12-1 to 12-4, for example, at regular intervals to the polarities shown in FIGS. , the irradiation point of the arc discharge AD can be changed along the circumferential direction of the optical fiber preform 23 . Thereby, the extending portion 24 of the optical fiber preform 23 can be uniformly heated in the circumferential direction. The arc discharge AD by the arc discharge electrodes 12-1 to 12-4 can be direct current or alternating current. Specifically, the applied voltage to the arc discharge electrodes 12-1 to 12-4 is about 800 V, where glow discharge occurs, and then settles down to about 300 V where arc discharge AD occurs.

本実施形態に係るピッチ変換器製造装置１０では、溶着工程を行って光ファイバ母材２３を完成させてから延伸工程を行う２段階構成も可能である。また、溶着工程と延伸工程を同時に行う事も可能である。溶着工程と延伸工程を同時に行う場合について図７を用いて説明する。 In the pitch converter manufacturing apparatus 10 according to the present embodiment, a two-stage configuration is also possible in which the welding process is performed to complete the optical fiber preform 23 and then the drawing process is performed. It is also possible to perform the welding process and the stretching process at the same time. A case where the welding process and the stretching process are performed simultaneously will be described with reference to FIG.

図７において、ダブルコア光ファイバ２２が挿入されたジャケット管２１に沿ってｚ軸の負方向にアーク放電用電極１１－１～１１－４を移動させながらダブルコア光ファイバ２２をジャケット管２１に溶着する。そして、溶着工程が完了する前に、ダブルコア光ファイバ２２がジャケット管２１に溶着されて光ファイバ母材２３となっている部分については、延伸工程を行う。そうすると、ダブルコア光ファイバ２２がジャケット管２１に溶着されていない部分については溶着工程を行い、それと同時に、光ファイバ母材２３となっている部分については延伸工程を行うことになる。この際、ジャケット管２１は、送り速度Ｖｉｎでｚ軸の正方向に送り出されるので、アーク放電用電極１１－１～１１－４の移動速度は、送り速度Ｖｉｎに合わせて調整する必要がある。 In FIG. 7, the double-core optical fiber 22 is welded to the jacket tube 21 while moving the arc discharge electrodes 11-1 to 11-4 in the negative direction of the z-axis along the jacket tube 21 into which the double-core optical fiber 22 is inserted. . Before the welding process is completed, the portion where the double-core optical fiber 22 is welded to the jacket tube 21 to form the optical fiber preform 23 is subjected to the drawing process. Then, the portion where the double-core optical fiber 22 is not welded to the jacket tube 21 is subjected to the welding step, and at the same time, the portion which is the optical fiber preform 23 is subjected to the drawing step. At this time, since the jacket tube 21 is fed in the positive direction of the z-axis at the feed speed Vin , it is necessary to adjust the moving speed of the arc discharge electrodes 11-1 to 11-4 in accordance with the feed speed Vin . be.

（切断工程）
本実施形態に係るピッチ変換器製造装置１０は、図１に示すように、光ファイバ母材２３をカットする切断機構３３を備えてもよい。切断機構３３が延伸工程後に図１のカット位置ＣＰ１及びＣＰ２で光ファイバ母材２３をカットすることによってピッチ変換器３０を製造することができる。なお、延伸された光ファイバ母材２３の長さによっては、図１の位置ＣＰ２で切断しなくてもよい。また、切断機構３３が延伸工程後に図１のカット位置ＣＰ２で光ファイバ母材２３を切断することにより複数のダブルコア光ファイバ２２で構成されるマルチコア光ファイバの製造を行うことも可能である。切断工程において、切断機構３３としてアーク放電用電極１１－１～１１－４又はアーク放電用電極１２－１～１２－４を用いてアーク放電ＡＤによりカットすると、時間の短縮になり、生産性を大幅に向上させることができる。 (Cutting process)
The pitch converter manufacturing apparatus 10 according to this embodiment may include a cutting mechanism 33 for cutting the optical fiber preform 23, as shown in FIG. The pitch converter 30 can be manufactured by the cutting mechanism 33 cutting the optical fiber preform 23 at the cutting positions CP1 and CP2 in FIG. 1 after the drawing process. Depending on the length of the drawn optical fiber preform 23, it may not be cut at the position CP2 in FIG. It is also possible to manufacture a multi-core optical fiber composed of a plurality of double-core optical fibers 22 by cutting the optical fiber preform 23 at the cutting position CP2 in FIG. 1 by the cutting mechanism 33 after the drawing process. In the cutting process, cutting by arc discharge AD using the arc discharge electrodes 11-1 to 11-4 or the arc discharge electrodes 12-1 to 12-4 as the cutting mechanism 33 shortens the time and improves productivity. can be greatly improved.

本開示のピッチ変換器３０では、ダブルコア光ファイバ２２を用いることより、ピッチ変換による光接続損失を低減することができる。また、前述したように、ジャケット管２１の外径が２ｍｍ以下、ダブルコア光ファイバ２２を配置する複数の貫通孔の各内径が０．５ｍｍ以下、アーク放電電極１１－１～１１－４の直径が３ｍｍ以下、溶着機構３１での溶着速度が１ｍｍ／ｓｅｃ以下とすれば、溶着機構３１におけるアーク放電ＡＤの炎が安定的となり、外径精度が高い光ファイバ母材２３を得る事ができる。 In the pitch converter 30 of the present disclosure, optical connection loss due to pitch conversion can be reduced by using the double-core optical fiber 22 . Further, as described above, the outer diameter of the jacket tube 21 is 2 mm or less, the inner diameter of each of the plurality of through holes in which the double-core optical fiber 22 is arranged is 0.5 mm or less, and the arc discharge electrodes 11-1 to 11-4 have a diameter of 0.5 mm or less. If the welding speed in the welding mechanism 31 is 3 mm or less and the welding speed in the welding mechanism 31 is 1 mm/sec or less, the flame of the arc discharge AD in the welding mechanism 31 becomes stable, and the optical fiber preform 23 with high outer diameter accuracy can be obtained.

本実施形態に係るピッチ変換器製造装置１０によって製造されたピッチ変換器３０の一例を図８に示す。本実施形態に係るピッチ変換器製造装置１０では、光ファイバ母材２３を局所的に加熱することが可能な延伸機構３２を用いる。これにより、延伸部２４を短くすることができる。その結果、ピッチ変換器３０は、テーパ長ＴＬが短くなり、小型となる。 An example of the pitch converter 30 manufactured by the pitch converter manufacturing apparatus 10 according to this embodiment is shown in FIG. The pitch converter manufacturing apparatus 10 according to this embodiment uses a stretching mechanism 32 capable of locally heating the optical fiber preform 23 . Thereby, the extension part 24 can be shortened. As a result, the pitch converter 30 has a short taper length TL and is compact.

また、本実施形態に係るピッチ変換器製造装置１０は、溶着工程及び延伸工程を連続して、又は同時に行うことで、ピッチ変換器の製造効率及び歩留まりを向上することができる。 In addition, the pitch converter manufacturing apparatus 10 according to the present embodiment can improve the manufacturing efficiency and yield of pitch converters by performing the welding process and the stretching process continuously or simultaneously.

（実施例１）
実施形態１に係るピッチ変換器製造装置１０の実施例を説明する。図２（ａ）及び（ｂ）に示すダブルコア光ファイバ２２は、第１コア２２ａの屈折率がｎ１でコア径が９μｍ、第２コア２２ｂの屈折率がｎ２でコア径が２４μｍ、クラッド２２ｃの屈折率がｎ３、外径が８２μｍとする。 (Example 1)
An example of the pitch converter manufacturing apparatus 10 according to the first embodiment will be described. In the double-core optical fiber 22 shown in FIGS. 2A and 2B, the first core 22a has a refractive index of n1 and a core diameter of 9 μm, the second core 22b has a refractive index of n2 and a core diameter of 24 μm, and the cladding 22c has a refractive index of n3 and an outer diameter of 82 μm.

第１コア２２ａと第２コア２２ｂの比屈折率差は、基板外からのＳＭＦ（シングルモードファイバ）と相性が良い（ｎ１―ｎ２）／ｎ１＝０．２８％とする。第２コア２２ｂとクラッド２２ｃの比屈折率差は、光ファイバ母材２３を延伸する際に放射損失が生じないように、（ｎ２―ｎ３）／ｎ２＝１．５％とする。 The relative refractive index difference between the first core 22a and the second core 22b is (n 1 - n 2 )/n 1 =0.28%, which is compatible with SMF (single mode fiber) from outside the substrate. The relative refractive index difference between the second core 22b and the clad 22c is set to (n 2 -n 3 )/n 2 =1.5% so that radiation loss does not occur when the optical fiber preform 23 is drawn.

ジャケット管２１は石英ガラスであり、外径ΦBが１ｍｍであり、４個の貫通孔の内径が９２μｍでピッチ間隔１２５μｍで並んでいる。図３に示すように、４個の貫通孔にダブルコア光ファイバ２２が挿入されたジャケット管２１の外側からアーク放電用電極１１－１～１１－４のアーク放電ＡＤでジャケット管２１を１５００℃以上で加熱しながら、ｚ軸の負方向にアーク放電用電極１１－１～１１－４を移動する。その際、ダブルコア光ファイバ２２とジャケット管２１が密着するように、ジャケット管２１にハンドルチューブ１３を取り付けて１気圧（１０１３．２５ヘクトパスカル）以下でジャケット管２１とダブルコア光ファイバ２２の隙間を減圧して溶着する。 The jacket tube 21 is made of quartz glass, has an outer diameter Φ B of 1 mm, and has four through holes with an inner diameter of 92 μm and arranged at a pitch of 125 μm. As shown in FIG. 3, the jacket tube 21 is heated to 1500° C. or higher by arc discharge AD from the arc discharge electrodes 11-1 to 11-4 from the outside of the jacket tube 21 having the double-core optical fibers 22 inserted into the four through-holes. , the arc discharge electrodes 11-1 to 11-4 are moved in the negative direction of the z-axis. At this time, the handle tube 13 is attached to the jacket tube 21 so that the double-core optical fiber 22 and the jacket tube 21 are in close contact with each other, and the gap between the jacket tube 21 and the double-core optical fiber 22 is reduced to 1 atmospheric pressure (1013.25 hectopascals) or less. welding.

溶着後、図４に示すように光ファイバ母材２３をアーク放電用電極１２－１～１２－４により１５００℃以上で加熱して延伸する。延伸速度Ｖｏｕｔは１０ｍｍ／ｓｅｃ、光ファイバ母材２３の送り速度Ｖｉｎは０．１５ｍｍ／ｓｅｃであった。 After the welding, as shown in FIG. 4, the optical fiber preform 23 is heated to 1500° C. or higher by the arc discharge electrodes 12-1 to 12-4 and stretched. The drawing speed V out was 10 mm/sec, and the feed speed Vin of the optical fiber preform 23 was 0.15 mm/sec.

以上の工程により延伸された光ファイバ母材２３は、外径ΦSが１２５μｍ、ダブルコア光ファイバ２２の第１コア径が１．１μｍ、第２コア径が３μｍ、コア間ピッチが１６μｍであった。 The optical fiber preform 23 drawn by the above steps had an outer diameter Φ S of 125 μm, a first core diameter of the double-core optical fiber 22 of 1.1 μm, a second core diameter of 3 μm, and a pitch between cores of 16 μm. .

延伸後、光ファイバ母材２３を図１のカット位置ＣＰ１でカットして図８のピッチ変換器３０を製造した。本実施例で製造したピッチ変換器３０の寸法を測定したところ、図８に示すテーパ長ＴＬが１ｍｍ、光ファイバ長ＯＬが４００ｍｍ得られた。 After drawing, the optical fiber preform 23 was cut at the cutting position CP1 in FIG. 1 to manufacture the pitch converter 30 in FIG. When the dimensions of the pitch converter 30 manufactured in this example were measured, the taper length TL shown in FIG. 8 was 1 mm and the optical fiber length OL was 400 mm.

上記実施形態では、光ファイバ母材２３を水平方向に延伸する構造の装置を例に説明したが鉛直方向に延伸する装置であってもよい。また、延伸機構３２は、光ファイバ母材２３を局所的に加熱可能な熱源であればよく、アーク放電用電極に限定されない。 In the above embodiment, an apparatus having a structure for stretching the optical fiber preform 23 in the horizontal direction has been described as an example, but an apparatus for stretching the optical fiber preform 23 in the vertical direction may also be used. Moreover, the stretching mechanism 32 may be any heat source capable of locally heating the optical fiber preform 23, and is not limited to an arc discharge electrode.

本開示に係るピッチ変換器製造装置は、光通信産業に適用することができる。 A pitch converter manufacturing apparatus according to the present disclosure can be applied to the optical communication industry.

１０：ピッチ変換器製造装置
１１、１２：アーク放電用電極
１３：ハンドルチューブ
２１：ジャケット管
２２：ダブルコア光ファイバ
２３：光ファイバ母材
３０：ピッチ変換器
３１：溶着機構
３２：延伸機構
３３：切断機構 10: Pitch converter manufacturing apparatus 11, 12: Arc discharge electrode 13: Handle tube 21: Jacket tube 22: Double core optical fiber 23: Optical fiber preform 30: Pitch converter 31: Welding mechanism 32: Stretching mechanism 33: Cutting mechanism

Claims (3)

ジャケット管内に挿入された複数のダブルコア光ファイバ及び前記ジャケット管を加熱し、前記複数のダブルコア光ファイバを前記ジャケット管に溶着して光ファイバ母材を生成する溶着機構と、
生成された前記光ファイバ母材を局所的に加熱して溶融し、溶融した前記光ファイバ母材を延伸する延伸機構と、
を備えるピッチ変換器製造装置。 a welding mechanism that heats a plurality of double-core optical fibers inserted into a jacket tube and the jacket tube, and welds the plurality of double-core optical fibers to the jacket tube to produce an optical fiber preform;
a drawing mechanism for locally heating and melting the generated optical fiber preform and drawing the melted optical fiber preform;
A pitch converter manufacturing apparatus comprising: 前記延伸機構は、前記光ファイバ母材の長軸方向に垂直な第１の方向に沿って両側から前記光ファイバ母材の局所部分を挟むように配置された第１の電極対と、前記長軸方向及び前記第１の方向のそれぞれに垂直な第２の方向に沿って両側から前記局所部分を挟むように配置された第２の電極対と、を備え、
前記第１の電極対及び前記第２の電極対のうちの対向する電極同士又は隣り合う電極同士のアーク放電で前記光ファイバ母材を加熱して溶融する
ことを特徴とする請求項１に記載のピッチ変換器製造装置。 The stretching mechanism includes a pair of first electrodes arranged to sandwich a local portion of the optical fiber preform from both sides along a first direction perpendicular to the longitudinal direction of the optical fiber preform; a second electrode pair arranged to sandwich the local portion from both sides along a second direction perpendicular to each of the axial direction and the first direction;
2. The optical fiber base material according to claim 1, wherein the optical fiber preform is heated and melted by arc discharge between opposing electrodes or adjacent electrodes of the first electrode pair and the second electrode pair. pitch converter manufacturing equipment. 前記延伸機構は、前記第１の電極対及び前記第２の電極対の各電極の極性を一定時間毎に変化させる
ことを特徴とする請求項２に記載のピッチ変換器製造装置。 3. The pitch converter manufacturing apparatus according to claim 2, wherein the stretching mechanism changes the polarity of each electrode of the first electrode pair and the second electrode pair at regular time intervals.
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