JP2620223B2 - 光ファイバの融着接続方法 - Google Patents

光ファイバの融着接続方法

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    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は四月線硬化樹脂の被覆層を有する光ファイバ
の融着接続方法に関する。
(従来技術) 光ファイバ心線は光信号を伝搬する光ファイバガラス
(コアとクラッド)部分と、それを保護するプラスチッ
ク又は紫外線硬化樹脂の被覆層により構成されている
が、近年、光ファイバの生産技術の進歩により紫外線硬
化樹脂を被覆した光ファイバ心線が主流をなしている。
このような紫外線硬化樹脂の被覆層を有する光ファイ
バ心線の光ファイバを接続する場合、従来の技術として
融着接続方法が用いられているが、それには次のような
二つの方法が行われている。
通常行われている方法としては、 まず、光ファイバ心線端末の先端被覆層を3〜4cmス
トリッパー又は専用被覆除去器で除去し、 除去して露出した光ファイバに付着している紫外線硬
化樹脂のカスやゴミ等を溶剤を浸したガーゼ等で拭きと
り、 光ファイバ切断器を用いて接続に必要な長さ、例えば
約15mm程度に光ファイバを切断し、 光ファイバ心線及び光ファイバをクランプして融着接
続器に装着し、光ファイバ端面の軸合せを行ない、気中
放電により光ファイバ相互を融着接続する 方法がある。
又第2の方法は、端末処理から接続まで光ファイバを
非接触で接続する方法で、 光ファイバ心線を切断器を用いて被覆の上から加傷
し、切断して鏡面な光ファイバ端面を得、 端末部を熱硫酸に浸漬して紫外線硬化樹脂を溶分解に
よって除去し、 さらに露出した光ファイバ部を溶剤に浸漬し、超音波
振動を与えて光ファイバに付着している樹脂のカスやゴ
ミを洗浄によって除去し、 光ファイバ心線の被覆部をクランプして融着接続機に
装着し、光ファイバ端面の軸合せを行ない、気中放電に
より光ファイバ相互を融着接続する。
方法である。
(解決しようとする問題点) 前述した第1の通常の方法は接続損失特性を重視した
方法であるが、端末処理をメカニカルに行なうため、端
末処理時及び融着接続時光ファイバのクランプ固定にお
いて光ファイバ部に微小なキズが発生することがあり、
これにより接続部の強度が著しく劣化し、光ファイバの
オリジナル強度の1/10程度に低下するという問題点があ
る。
又第2の非接触による接続方法は、光ファイバ部に物
が接触せず、接続部の強度は光ファイバのオリジナル強
度の1/3程度の劣化にとどまるが、端末処理時にケミカ
ル除去を行なうため、劇物や溶剤を必要とし危険性が高
く、装置も大がかりとなり、操作スキルも高度な技術を
必要とするものであり、接続作業に長時間を費やす等の
問題点がある。
(問題点を解決するための手段) 本発明は上述の問題点を解消した紫外線硬化樹脂層を
有する光ファイバの融着接続方法を提供するもので、そ
の特徴は、融着接続機の融着接続する放電融着部を開閉
可能なカバーで囲い、前記放電融着部に紫外線硬化樹脂
層を有する光ファイバを相対向させて設置した後、連続
供給により不活性ガスを前記放電融着部に充満又は流動
せしめて放電を発生させ、これにより接続端の前記樹脂
層を気化させることによって除去し、ついで、不活性ガ
スを排除した後、光フアイバを前記放電融着部から取外
すことなく引続いて気中放電によって融着接続すること
にある。
第1図は本発明の融着接続方法を具現する装置の概要
説明図である。図面において、(1)は融着接続機本
体、(2)は光ファイバ(21)上に紫外線硬化樹脂層
(22)を有する光ファイバ心線(第2図参照)、(3)
は光ファイバ心線(2)を保持するV溝台(31)及びク
ランパー(第3図参照)、(4)は放電融着部、(5)
は上記放電融着部(4)へ不活性ガスを供給する不活性
ガス吐出パイプ、(6)は上記パイプの途中に設けたガ
ス流量制御スイッチ、(7)は不活性ガスボンベであ
る。
次に第2図(イ)〜(ヘ)に示す接続フロー図に従っ
て本発明の接続方法を説明する。
まず接続すべき光ファイバ心線(2)の端末を光ファ
イバ切断器を用いて端面カツトする。
端面カットした光ファイバ心線(2)を融着接続機本
体(1)の放電融着部(4)にセットし、V溝台及びク
ランプ(3)により固定する。この際、光ファイバ心線
(2)の端面は互いに接触しない程度に相対向させ、か
つ、その端面は一対の放電電極棒(8)の中心に位置づ
ける。(第2図イ) 融着接続機本体(1)のスイッチ操作により不活性ガ
スを、ガスボンベ(7)から流量制御スイッチ(6)を
介して一定量吐出パイプ(5)により放電融着部(4)
に吹き流すと放電融着部(4)はたちまち不活性ガスが
充満する。このような不活性ガス雰囲気(11)でアーク
放電(12)を発生させる。(第2図ロ)この際融着接続
機本体(1)の放電融着部(4)を不活性ガスが逃げな
いように、開閉自在なるカバーを設けることにより、ガ
スの流量を節約できるとともに放電部の不活性ガスを、
すみやかに充満状態にすることが可能となり効果大であ
る。
このように、不活性ガス雰囲気(11)内でアーク放電
(12)を発生させた場合、 不活性ガスにより電子ビームが広がり電極(8)間で
大きな放物線状の熱分布となる。
気中放電では光ファイバの石英ガラスを溶かす温度
(約1800〜2000℃)を有するアーク放電熱も、不活性ガ
スの熱伝導率による熱散乱によって光ファイバ(21)を
溶かす熱量に至らず、紫外線硬化樹脂層(22)を気化さ
す温度条件が得られる。
不活性ガスを充満させることにより酸素を遮断するた
めアーク放電熱を紫外線硬化樹脂層(22)に与えても、
該樹脂層(22)は燃えて炭化せず気化する。
上述のように、不活性ガス雰囲気(11)内で紫外線硬
化樹脂層(22)を有する光ファイバ心線(2)にアーク
放電を与えると、端末の先端約2mm程度が紫外線硬化樹
脂層(22)を除去した裸光ファイバ(21)となる。(第
2図ハ) 放電融着部(4)に流している不活性ガスを遮断し、
放電融着部(4)に充満している不活性ガスを排除す
る。この際、不活性ガスは比重が異なるため、ガス流量
制御スイッチ(6)を切ることにより数秒で自然に排除
される。
光ファイバの相対向した端面の軸合せの確認を行なっ
たのち気中放電(23)を行なう。気中放電によるアーク
放電の形状は電極(8)間でビーム形状となり、裸の光
ファイバ(21)部の端面付近のみ熱せられる。
この時、光ファイバ心線(2)を固定しているV溝台
及びクランパー(3)は光ファイバ心線(2)と一体に
矢印の方向に移動し、相対向した光ファイバ(21)の端
面は接触すると共にアーク放電熱によって端面付近が溶
融し融着接続がなされる。(第2図ニ) 上記手順により光ファイバは接続され(第2図ホ)、
接続部(23)が得られる。(第2図ヘ) (実施例) 第1図に示す融着接続装置を用い光ファイバの融着接
続を実施した。第3図は実施例の説明図で、同図(イ)
は側面図、同図(ロ)は(イ)図のX−X矢視図、同図
(ハ)は上面図である。
図面において、(31)は光ファイバ心線(2)を位置
決めするV溝台、(32)は上記光ファイバ心線(2)を
固定するクランパー、(14)は上記V溝台(31)及びク
ランパー(32)を載置し、X−Y−Z方向に移動調整す
る微動ステージ(15)はそのベースで、それぞれの動き
はモーター駆動による。
上述のような放電融着部の下部に内径3mmφの不活性
ガス吐出パイプ(5)を設置し、ガス流量制御スイッチ
(6)及び減圧弁を介して不活性ガスボンベ(7)に接
続し、第2図に示す上述の手順に従って融着接続を実施
した。
放電融着部に不活性ガスを均一に充満させる条件とし
て(密閉できないため常にガスを流す方法で実施)、パ
イプ(5)より吐出するガスの流量は300〜360cc/minが
最適であり、光ファイバ心線(2)の紫外線硬化樹脂層
を除去するための放電時間は約3秒を必要とし、ガスを
流す時間は5秒で充分である。従って1回の接続に必要
なガス量は約30ccである。
本実施例に用いた不活性ガスは窒素、アルゴン、ヘリ
ウムの3種類であり、その評価は第1表の通りである。
又得られた接続部の強度を従来のそれと比較した結果
は第2表の通りである。
(発明の効果) 上述したように本発明の融着接続方法によれば、従来
光ファイバの接続作業で最も高いスキルと時間を要した
光ファイバ心線端末のメカニカル又はケミカルな被覆除
去作業が不要となり、接続技術が簡易化され、接続作業
時間が従来の1/3に短縮でき、しかも接続作業が非接触
法であるため接続部の光ファイバ強度の信頼性が高い等
の利点を有する。
又従来の機械的あるいは化学的に行なっていた光ファ
イバ心線端末の被覆除去において、接続余長が約4cm以
上必要であり、接続長が30mmと大きくなったが、本発明
の方法では接続長(第2図へのl)は5〜10mm程度に短
くすることが出来、従って接続部の補強長さも従来の1/
3程度と短くなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の融着接続方法を具現する装置の概要説
明図、第2図(イ)〜(ヘ)は本発明の接続方法の手順
を示す説明図である。 第3図は実施例の説明図で、同図(イ)は側面図、同図
(ロ)は(イ)図のX−X矢視図、同図(ハ)は上面図
である。 1……融着接続機本体、2……光ファイバ心線、21……
光ファイバ、22……紫外線硬化樹脂層、3……V溝及び
クランプ、4……放電融着部、5……不活性ガス吐出パ
イプ、6……ガス流量制御スイッチ、7……不活性ガス
ボンベ、8……放電電極棒、11……不活性ガス雰囲気、
12……不活性ガス雰囲気での放電形状、13……気中放電
のアーク放電形状。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柿井 俊昭 横浜市戸塚区田谷町1番地 住友電気工 業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 鈴木 修三 横浜市戸塚区田谷町1番地 住友電気工 業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 浅野 康雄 横浜市戸塚区田谷町1番地 住友電気工 業株式会社横浜製作所内 (56)参考文献 特開 昭59−23310(JP,A) 特開 昭54−1048(JP,A) 特開 昭60−232513(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】融着接続機の融着接続する放電融着部を開
    閉可能なカバーで囲い、前記放電融着部に紫外線硬化樹
    脂層を有する光ファイバを相対向させて設置した後、連
    続供給により不活性ガスを前記放電融着部に充満又は流
    動せしめて放電を発生させ、これにより接続端の前記樹
    脂層を気化させることによって除去し、ついで、不活性
    ガスを排除した後、光ファイバを前記放電融着部から取
    外すことなく引続いて記中放電によって融着接続を行な
    うことを特徴とする光ファイバの融着接続方法。
  2. 【請求項2】不活性ガスがヘリウムであることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項の記載の光ファイバの融着接
    続方法。
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