JP2768763B2 - ファイバ形カプラの製造方法 - Google Patents

ファイバ形カプラの製造方法

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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数本の光ファイバの一部を、加熱融着し
ながら延伸してカプラを形成する、いわゆる融着延伸法
によるファイバ形カプラの製造方法に関する。
〔従来の技術〕
ファイバ形カプラは、複数本の光ファイバ間で光を分
岐・結合するデバイスであり、現在では溶融延伸法がシ
ングルモードファイバ用カプラの製造に最も適した方法
とされている。
この融着延伸法は、一般的には、被覆を一部除去して
露出部を形成した短尺の光ファイバを複数本用意し、そ
の露出部を互いに密着させバーナ等で加熱・融着しなが
ら延伸して形成する。その際、光ファイバの両端に光源
(半導体レーザ)と光検出器(受光素子)とをそれぞれ
接続し、一方の端から入射した光源からの光を他方端の
光検出器で検出し、これをモニターしながら所定の分岐
比が得られたところで、露出部の延伸及び加熱を停止し
てカプラを形成する(特開昭63−175812号公報)。
〔発明が解決しようとする課題〕
このように従来のファイバ形カプラの製造方法では、
カプラを形成するごとに光源と光検出器或いはどちらか
一方を、対象となる光ファイバに接続する必要があり、
融着延伸工程もさることながら、この接続作業にかなり
の時間を費やしてた。
本発明は、カプラの製造工程のおける光源や光検出器
と光ファイバとの接続作業を簡略化するファイバ形カプ
ラの製造方法を提供することをその目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成すべく請求項1の発明は、複数本の光
ファイバのカプラ形成部を、融着しながら延伸してカプ
ラを形成する際に、カプラ形成部を通過する光を検出
し、これに基づいて延伸の停止を制御するファイバ形カ
プラの製造方法において、少なくとも当該1の光ファイ
バの一方の端側から所定光量の光を入射させる第1の工
程と、この光が、カプラ形成部を通過し、光ファイバの
他方の端側で反射し、再びカプラ形成部を通過してきた
ときに、この光を任意の1の光ファイバの一方の端側で
検出する第2の工程と、この検出した光量と入射光の光
量との比に基づいて延伸の停止を制御する第3の工程と
から成ることを特徴とする。
また、請求項2の発明は、複数本の光ファイバのカプ
ラ形成部を、融着しながら延伸してカプラを形成する際
に、当該カプラ形成部を通過する光を検出し、これに基
づいて延伸の停止を制御するファイバ形カプラの製造方
法において、少なくとも当該1の光ファイバの一方の端
側から所定光量の光を入射させる第1の工程と、この光
が、カプラ形成部を通過し、光ファイバの他方の端側で
反射し、再びカプラ形成部を通過してきたときに、この
光を2以上の光ファイバの一方の端側で検出する第2の
工程と、この検出した光量の相互間の比に基づいて延伸
の停止を制御する第3の工程とから成ることを特徴とす
る。
これらの場合、光ファイバに長尺のものを用い、その
一方の端側に光源と光検出器とを設けると共に、他方の
端側にカプラ形成部を設けることが好ましい。
〔作用〕
請求項1及び請求項2の如く、光ファイバの一方の端
側から光を入射させ、カプラ形成部を通過して光ファイ
バの他方の端側から反射してくる反射光を一方の端側で
検出するようにすれば、従来のように光ファイバに一方
の端側から光を入射させ、他方の端側でこれを検出する
ことなく、光ファイバの一方の端側だけで光の入射と検
出とを行うことができる。
また、この場合、光ファイバに長尺のものを用い、そ
の一方の端側に光源と光検出器とを設けると共に、他方
の端側にカプラ形成部を設ければ、最初のカプラを形成
するときに光ファイバの一方の端側に光源と光検出器と
を設けておくことにより、2個目からのカプラの製造工
程では、光源と光検出器とをその都度光ファイバに接続
することなく、他方の端側で次々にカプラを製造するこ
とができる。
〔実施例〕
先ず、第1図に基づいて、本発明の製造方法を実施す
るファイバ形カプラの製造装置について説明する。
この製造装置では、長尺に形成されたシングルモード
の光ファイバ1を2本用意し、1:1分岐比のファイバ形
のカプラ2を多数形成していゆく。
この光ファイバ1の一方の端側には、光源である半導
体レーザ3と、第1光ファイバ1aに接続される第1検出
器4a及び第2光ファイバ1bに接続される第2検出器4bと
が設けられており、他方の端側には、両光ファイバ1a、
1bの一部の被覆を除去してカプラ形成部5を構成してい
る。
半導体レーザ3は、光源用光スイッチ6を介して両光
ファイバ1a、1bに接続されており、この光源用光スイッ
チ6の切替え操作で第1光ファイバ1aと第2光ファイバ
1bとに選択的に検出光を入射できるようになっている。
第1光検出器4aは、第1光ファイバ1aの一方の端と光
源用光スイッチ6との間に設けられた第1分岐カプラ7a
と、これに接続される第1光スイッチ8a及び第1パワメ
ータ9aとから構成され、第2光検出器4bは、第2光ファ
イバ1bの一方の端と光源用光スイッチ6との間に設けら
れた第2分岐カプラ7bと、これに接続される第2光スイ
ッチ8b及び第2パワメータ9bとから構成されている。そ
して、両分岐カプラ7a、7bで半導体レーザ3からの入射
光や両光ファイバ1a、1bの他方の端からの反射光を光分
岐し、受光素子で構成した両パワメータ9a、9bに導いて
反射光の光量を検出できるようになっている。
各分岐カプラ7a、7bは、分岐比1:1のファイバ形のも
ので構成されており、両光スイッチ8a、8bを選択的に切
替えることにより、両光ファイバ1a、1bへの入射光と反
射光とをそれぞれのパワメータ9a、9bに導けるようにし
ている。
そして、両パワーメータ9a、9bからの検出信号は、延
伸制御装置10に入力されて分岐比が計算され、この値に
基づいてカプラ2の加熱源11や延伸台12,12の作動を制
御できるようになっている。
この原理を詳述するに、第2図に示すように、半導体
レーザ3から光ファイバ1の一方の端に入射する光の入
射パワー(単位:mW)をP0とし、光ファイバ1の他方の
端からフレネル反射により反射してくる光の反射パワー
をPfとし、また、分岐カプラ7で光分岐されてパワメー
タ9に導かれる入射パワーをP0′とし、分岐カプラ7で
光分岐されてパワメータ9に導かれる反射パワーをPf
とした場合に、Pf′とP0′とを測定することで、フレネ
ル反射を加味した全体の光損失は α=Pf/P0=Pf′/P0′ で求められ、P04との関係から分岐カプラ7の延伸状態
をモニタしてゆく際の基準値となる反射光量が求められ
る。
次に、第3図に基づいて反射光をモニタしながら、カ
プラ2を作って行く場合のパワメータ9a,9bの表示の変
化を考えてみる。ここで、カプラ形成部5の手前の第1
光ファイバ1a側の入射パワーをP0″とし、先方の第1光
ファイバ1a側出射パワーをP1″及び第2光ファイバ1b側
出射パワーをP2″とし、カプラ形成部5によるパワーの
減衰比を同一ファイバ間のα1と異種ファイバ間α2と
を求めると、 α=P1″/P0″ α=P2″/P0″ となる。
したがって、両光ファイバ1a、1bの他端からの反射パ
ワーをそれぞれαf1及びαf2とし、両分岐カプラ7a、7b
で分光されてそれぞれ両パワメータ9a、9bに導かれる反
射パワーPM1及びPM2は、 PM1=P0[(0.5×α×αf1×α ×0.5)+(0.5×α×αf2 ×α×0.5)] PM2=P0[(0.5×α×αf2×α ×0.5)+(0.5×α×αf1 ×α×0.5)] で表わされる。これをdB表示で表すと、 PM1=−10log10[(0.5×α× αf1×α×0.5)+(0.5× α×αf2×α×0.5)] PM2=−10log10[(0.5×α× αf2×α×0.5)+(0.5× α×αf1×α×0.5)] となる。
次に、αとαとが物理的な延伸量に相当する次式
であらわされると仮定し、その計算結果を第4図に示
す。なお、αf1=αf2=10−14/10=0.03981とした。
α=cos2(x) α=1−cos2(x) 第4図に示すように、分岐比1:1のカプラ2を製造す
る場合、カプラ2の挿入損失が3dBに達すると、PM1の値
は−20dBから−23dBに達し、PM2の値は−∽dBから−23d
Bに達する。このとき、加熱延伸を停止すれば3dBカプ
ラ、すなわち分岐比1:1のカプラ2を得ることができ
る。
なお、図中13は半導体レーザ3等の電源であり、14は
アイソレータを示す。このアイソレータ14はフレネル反
射により戻ってくる光により半導体レーザ3が不安定に
なるのを防止するためのものである。また、各光スイッ
チ6、8a、8bは、スイッチ制御装置15により制御され
る。
この製造装置を用いた製造工程を第1図及び第5図を
参照して詳細に説明する。
先ず半導体レーザ3をONする(ステップ501)。続い
て光源用スイッチ6を第1光ファイバ1aに連なる側(0
→1)に接続(ステップ502)すると共に、第1光スイ
ッチ8aを入射光を導く側(0→2)に接続して第1分岐
カプラ7aからの入射光の分岐光を第1パワメータ9aに導
く(ステップ503)。そして、この分岐光を第1パワメ
ータ9aで検出する(ステップ504)。続いて第1光ファ
イバ1aの他方の端から反射してくる反射光を捕らえるべ
く第1光スイッチ8aを反射光を導く側に切替え(0→
1)、第1分岐カプラ7aから反射光の分岐光を第1パワ
メータ9aに導く(ステップ505)。そして、この分岐光
を第1パワメータ9aで検出する(ステップ506)。以上
の操作から延伸制御装置10において第1光ファイバ1aの
反射光量が測定される。
次に、光源用スイッチ6を第1光ファイバ1a側から第
2光ファイバ1b側に切替える(0→2)(ステップ50
7)と共に、第2光スイッチ8bを入射光を導く側(0→
2)に接続して第2分岐カプラ7bからの入射光の分岐光
を第2パワメータ9bに導く(ステップ508)。そして、
この分岐光を第2パワメータ9bで検出する(ステップ50
9)。続いて第2光ファイバ1bの他方の端から反射して
くる反射光を捕らえるべく第2光スイッチ8bを反射光を
導く側に切替え(0→1)、第2分岐カプラ7bから反射
光の分岐光を第2パワメータ9bに導く(ステップ51
0)。そして、この分岐光を第2パワメータ9bで検出す
る(ステップ511)。以上の操作から延伸制御装置10に
おいて第2光ファイバ1bの反射光量が測定される。
この段階で、延伸制御装置11で第1光ファイバ1aの反
射光量と第2光ファイバ1bの反射光量からそれぞれαf1
とαf2とが計算される(ステップ512)。
このように基準となる値が計算された後、カプラ形成
部5の溶着延伸工程に移る。先ず、光ファイバの一部の
被覆が除去されたカプラ形成部5が作られる(ステップ
513)。このカプラ形成部5を両側で一対の延伸台12、1
2に固定する(ステップ514)。続いて光源用光スイッチ
6を第1光ファイバ側1aに切替える(0→1)(ステッ
プ515)。この状態で加熱装置11によりカプラ形成部5
を加熱し、この部分を融着し(ステップ516)、更に延
伸する(ステップ517)。この延伸に際し、PM1とPM2
が計算され(ステップ518)、分岐比1:1のカプラ2を形
成すべくPM1=PM2となった(ステップ519)ところでこ
の延伸及び加熱を停止させる(ステップ520)。このよ
うにして形成されたカプラ2は最後に石英のケース等の
保護部材(図示せず)にモールド或いは接着する(ステ
ップ521)。
以上の工程を随時繰返すことにより、2本の長尺の光
ファイバ1a、1bから多数のカプラ2が形成される。この
場合、半導体レーザ3と第1及び第2光検出器4a、4bと
は、1個目のカプラ2を製作するときに、それぞれ第1
及び第2光ファイバ1a、1bに接続しておけば、2個目以
降のカプラ2の製作からは接続作業を省略できる。
なお、延伸停止を制御するために検出する反射光等の
検出方法として、本実施例を含め数種の基本的なバリエ
ーションが考えられる。それを第6図(a)及び(b)
に基づいて説明する。
第6図(a)に示す如く、2本の光ファイバ1,1の入
射光を、反射光を及びとした場合、最低限と
、と、及びとを検出すれば所定の分岐比を決
定できる。
第6図(b)に示す如く、3本の光ファイバ1,1,1の
入射光を、反射光を,及びとした場合、最低限
と、と、と、と、と及びとを
検出すれば所定の分岐比を決定できる。もちろんと
とを検出し比較するのが好ましいことは言うまでもな
い。また、これ以上の本数を用いたものでは、上記に準
ずればよい。
ところで、この一連の装置のうち半導体レーザ3と第
1及び第2光検出器4a、4bから光ファイバ1のカプラ形
成部5の手前までは、第7図に示すように、計測装置16
として一体に構成されている。
この計測装置16は、本体17の両側にスリップリング18
と2連のボビン19とを有し、本体17内に半導体レーザ3
と両パワメータ9a、9bと各種スイッチ6、8a、8b等が収
容され、スリップリング18には、電源コード20、光スイ
ッチ信号コード21及び両パワメータ9a、9bからの信号コ
ード22が巻回されている。また、ボビン19には、それぞ
れ第1光ファイバ1aと第2光ファイバ1bとが巻回されて
いる。
以上のように、具体的に構成したファイバ形カプラの
製造装置を用いて、10本の分岐比1:1のカプラ2を製作
し、分岐比のばらつきを測定した。この場合、光ファイ
バ1には1.3μmの帯通信用のシングルモード光ファイ
バを用い、光スイッチ6、8a、8bには再現性が±0.02dB
以下のプリズム方式のものを用いた。
そして以下のような測定結果を得た。
この計測結果によれば、分岐比のばらつきの標準偏差
は2.31%であり、従来の製造方法に比べややばらつきが
大きいものの実用上問題となるものではなかった。ま
た、製作時間は、従来の方法による場合(1個当たり約
40分)に比して、1個当たり15分の時間短縮を図ること
ができた。
なお、本発明では、入射光及び反射光の光分岐に3dB
カプラを用いたが、光分岐を行なえるものであれば、こ
れに限定されるものではない。
〔発明の効果〕
以上のように請求項1の発明によれば、光ファイバの
一方の端側だけで検出光の入射と検出とを行うことがで
きるため、光ファイバの一方の側に光源と光検出器とを
設けることでカプラの延伸状態をモニタすることができ
ると共に、光源と光検出器とを組合わせた状態で光ファ
イバの一方の端側に接続することができ、接続作業の効
率化を図ることができる。
また、請求項1の発明によれば、2個目からのカプラ
の製造工程では、光源や光検出器とをその都度光ファイ
バに接続する必要がなく、他方の端側で次々にカプラを
製造することができ、接続作業を省略できて、製造時間
の短縮化を達成し得る効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施したファイバ形カプラの製造装置
の概要を示す斜視図、第2図及び第3図は本発明の製造
方法の原理を説明する説明図、第4図はパワメータで検
出されるカプラの挿入損失を現した理論線図、第5図は
ファイバ形カプラの製造工程を示すフロー図、第6図は
検出方法のバリエーションを説明する図、第7図は本実
施例の製造装置の一部を成す計測装置の側面図である。 1……光ファイバ、1a……第1光ファイバ、1b……第2
光ファイバ、2……カプラ、3……半導体レーザ、4a…
…第1検出器、4b……第2検出器、5……カプラ形成
部、7a……第1分岐カプラ、7b……第2分岐カプラ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 有本 和彦 東京都大田区大森西7丁目6番31号 住 電オプコム株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02B 6/28

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数本の光ファイバのカプラ形成部を、融
    着しながら延伸してカプラを形成する際に、当該カプラ
    形成部を通過する光を検出し、これに基づいて延伸の停
    止を制御するファイバ形カプラの製造方法において、 少なくとも当該1の光ファイバの一方の端側から所定光
    量の光を入射させる第1の工程と、 この光が、当該カプラ形成部を通過し、当該光ファイバ
    の他方の端側で反射し、再び当該カプラ形成部を通過し
    てきたときに、この光を任意の1の光ファイバの一方の
    端側で検出する第2の工程と、 この検出した光量と入射光の光量との比に基づいて延伸
    の停止を制御する第3の工程とから成ることを特徴とす
    るファイバ形カプラの製造方法。
  2. 【請求項2】複数本の光ファイバのカプラ形成部を、融
    着しながら延伸してカプラを形成する際に、当該カプラ
    形成部を通過する光を検出し、これに基づいて延伸の停
    止を制御するファイバ形カプラの製造方法において、 少なくとも当該1の光ファイバの一方の端側から所定光
    量の光を入射させる第1の工程と、 この光が、当該カプラ形成部を通過し、当該光ファイバ
    の他方の端側で反射し、再び当該カプラ形成部を通過し
    てきたときに、この光を2以上の当該光ファイバの一方
    の端側で検出する第2の工程と、 この検出した光量の相互間の比に基づいて延伸の停止を
    制御する第3の工程とから成ることを特徴とするファイ
    バ形カプラの製造方法。
  3. 【請求項3】前記光ファイバに長尺のものを用い、その
    一方の端側に光源と光検出器とを設けると共に、他方の
    端側にカプラ形成部を設けたことを特徴とする請求項1
    又は2記載のファイバ形カプラの製造方法。
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