JP2674661B2 - 光ファイバの融着接続方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は光通信用光ファイバの融着接続技術に関し、
特に光ファイバのコア又はクラッド層に他の物質を含有
する光ファイバの融着接続方法及びそれに用いる反応容
器に関するものである。

（従来の技術及び解決しようとする課題） 接続しようとする光ファイバの端面を対向させて１対
の放電電極棒の間に配置し、電極間に発生する放電の熱
により光ファイバ端部を溶融し、互に押し込んで接続す
る融着接続方法が実用化されている。

又光ファイバの材質としては、長距離通信用には石英
系ガラスを用いたものが、低損失、広帯域の通信手段と
して用いられてきた。

しかし、近時新しい技術として、光ファイバのコアを
石英系ガラスとし、クラッド層にはフッ素添加石英ガラ
スを用いた光ファイバがさらに低損失な材質として用い
られるようになってきた。

このような光ファイバを通常の雰囲気中で融着接続す
ると、溶融した石英ガラス中のフッ素が揮散して部分的
に石英ガラスの屈折率が変化することがある。この変化
の程度が大きいと接続損失の増大をひきおこすことがあ
る。又コアを直接テレビカメラで観察しながら接続する
融着接続機では、界面が筋となって現われ、接続品質を
正しく見究めるうえで傷害となっていた。

又最近、光ファイバの外周層にハーメチックコーティ
ングと称する炭素系の薄膜を形成し、光ファイバの疲労
強度の向上をはかった光ファイバも用いられるようにな
った。この場合、通常の融着接続では薄膜層を形成する
物質と石英ガラスとが混ざり合って、融着部の強度が著
しく低下する。このため、あらかじめ薄膜層を除去し、
端部をガラスのみとした状態で接続し、その後、必要に
応じてハーメチックコーティングを回復する必要があ
る。その手段としては、融着接続機とは別の反応容器を
もつ処理装置を用いる必要があり、容易ではなかった。

（課題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、光ファイバのコ
ア又はクラッド層に他の物質を含有する光ファイバの融
着接続において、光ファイバを長さ方向に収納する管状
部Ａと、１対の放電電極棒をその内部に配置した管状部
Ｂとが一体に構成された容器を用い、上記光ファイバの
周囲は該光ファイバの含有する物質の分子の一成分とす
る反応ガス雰囲気とし、上記放電電極棒の周囲は不活性
ガスの雰囲気とした雰囲気中で放電、融着接続すること
にある。

第１図は本発明の融着接続用反応容器の斜視図であ
る。第２図（イ）は上記反応容器を閉じた状態の断面
図、同図（ロ）は（イ）図のX₁−X₁矢視図、同図（ハ）
は（イ）図のX₂−X₂断面図である。

又第３図（イ）は前記反応容器を開放した状態の断面
図、同図（ロ）は（イ）図のX₃−X₃断面図である。

図面において、（A₁）（A₂）は接続しようとする光フ
ァイバで、その被覆部を光ファイバ固定台（３）に固定
し、その端面を対向させて１対の放電電極棒（2A）（2
B）の間に配置してある。反応容器（１）は上記光ファ
イバ（A₁）（A₂）を長さ方向に収納した管状部Ａ（11）
と、１対の放電電極棒（2A）（2B）を内部に配置した管
状部Ｂ（12）とがそれぞれの内部空間を連通して一体に
形成されている。そして前記管状部Ａ（11）はその長さ
方向に２つ割構造を有し、これにより容器（１）は第３
図に示すように開放可能となる。上記２つ割構造の管状
部Ａ（11）の合せ面は直線状をなし、かつ光ファイバの
挿通孔にはシール材（４）を配置し、気密性と光ファイ
バの移動に対する潤滑性をはかっている。

前記管状部Ａ（11）には反応ガスの入口（13）と出口
（14）を設けてあり、管状部Ｂ（12）には不活性ガスの
入口（15）と出口（16）が設けてある。このような反応
容器（１）は電極付近の発熱（〜2000℃）、加熱温度
（〜800℃）及び電極の絶縁抵抗を考慮し、セラミック
スあるいはガラスで製作することが望ましい。

（作用） 次に第１図〜第３図にもとづいて、融着接続時におけ
る本発明の作用について説明する。

第３図に示すように容器（１）を開放した状態で、そ
の内部に接続すべき光ファイバ（A₁）（A₂）の端面を対
向させて配置し、容器（１）を閉じて第２図の状態にす
る。

光ファイバ（A₁）（A₂）がフッ素を含有するものであ
る時には、反応ガス入口（13）よりフッ素ガスを容器
（１）内に流し込み光ファイバ（A₁）（A₂）の周囲をフ
ッ素ガスの雰囲気とする。このフッ素ガスは反応ガス出
口（14）より外部へ流出するが、融着接続作業中、上記
ガスを流し続けることにより光ファイバ（A₁）（A₂）の
周囲はフッ素ガスの雰囲気が保持される。

一方、管状部Ｂの不活性ガス入口（15）より窒素、ヘ
リウム、アルゴン等の不活性ガスを流し続けることによ
り、放電電極棒（2A）（2B）の周囲は不活性ガスの雰囲
気となり、これが保持される。これにより、電極棒は反
応ガスにより侵されることがなくなる。

このような状態において放電電極棒（2A）（2B）に電
圧を印加し、放電を開始することにより、光ファイバ
（A₁）（A₂）は放電熱によって溶融し、互に押し込むこ
とによって融着接続がなされる。

又光ファイバがその外周層に炭素系の薄膜層を有する
ハーメチック光ファイバの場合には、光ファイバの端末
部の上記薄膜層を除去した後、第２図のように容器
（１）内にセットし、反応ガス入口（13）より例えば炭
化水素ガス等を流し続け、上述同様に融着接続する。

第４図は本発明の反応容器の他の具体例の説明図で、
同図（イ）は断面図、同図（ロ）は（イ）図のX₄−X₄矢
視図、同図（ハ）は（イ）図のX₅−X₅断面図である。

本具体例においては、管状部Ａ（11）の内部に管状隔
壁（17）を設けたものである。管状隔壁（17）には反応
ガスの入口（13）及び出口（14）を設けてあり、上記入
口（13）より反応ガスを流し込んで管状隔壁（17）内の
空間部（C₁）を反応ガス雰囲気とする。又管状部Ｂ（1
2）には不活性ガスの入口（15A）（15B）を設け、管状
部Ａ（11）には不活性ガスの出口（16A）（16B）を設け
てあり、上記入口（15A）（15B）より不活性ガスを流し
込んで管状部Ｂ（12）及び管状部Ａ（11）と感情隔壁
（17）のなす空間部（C₂）を不活性ガスの雰囲気とす
る。

（実施例） 第１図の反応容器を用い、コア径φ10μｍ、クラッド
径φ125μｍ、コア材質SiO₂、クラッド材質SiO₂90重量
％、F10重量％の光ファイバを、SiF₄雰囲気中で20回接
続し、平均接続損失0.1dBの融着接続部を得た。

この際、反応容器にはSiO₂を用い、管状部Ａ内径
（ｄ）をφ4mmとした。又放電電極間隔は1mmとし、電極
周囲はArガスの雰囲気とした。

（発明の効果） 上述したように、本発明によれば光ファイバの石英ガ
ラスに、放電融着で揮散し易い成分を含有していても、
同種のガス雰囲気中で融着接続することによって成分の
揮発を防止し、接続部の光学的品質の劣化を防止し、低
損失な接続が実現できる。

この際、電極棒の周囲に不活性ガスを充満させること
で、電極と反応ガスを隔離し、電極の劣化を防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光ファイバの融着接続用反応容器の具
体例の斜視図である。 第２図（イ）は第１図の容器の閉じた状態の断面図、同
図（ロ）は（イ）図のX₁−X₁の矢視図、同図（ハ）は
（イ）図のX₂−X₂断面図である。 第３図（イ）は第１図の容器の開放状態の斜視図、同図
（ロ）は（イ）図のX₃−X₃矢視図である。 第４図（イ）は本発明容器の他の具体例の断面図、同図
（ロ）は（イ）図のX₄−X₄矢視図、同図（ハ）は（イ）
図のX₅−X₅断面図である。 A₁、A₂……光ファイバ、１……反応容器、11……管状部
Ａ、12……管状部Ｂ、13……反応ガス入口、14……反応
ガス出口、15……不活性ガス入口、16……不活性ガス出
口、17……管状隔壁、2A、2B……放電電極棒、３……光
ファイバ固定台、４……シール材。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ファイバのコア又はクラッド層に他の物
   質を含有する光ファイバの融着接続方法において、光フ
   ァイバを長さ方向に収納する管状部Ａと、１対の放電電
   極棒をその内部に配置した管状部Ｂとが一体に構成され
   た容器を用い、上記光ファイバの周囲は該光ファイバの
   含有する物質の分子を一成分とする反応ガス雰囲気と
   し、上記放電電極棒の周囲は不活性ガスの雰囲気とした
   雰囲気中で放電、融着接続を行うことを特徴とする光フ
   ァイバの融着接続方法。