JP2999069B2 - 光ファイバカプラの製法 - Google Patents

光ファイバカプラの製法

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  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光通信分野、光計測分野
等に用いられる、信頼性の高い融着延伸型の光ファイバ
カプラおよびその製法に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の光ファイバカプラは、複数本の
光ファイバの一部を互いに融着、延伸して融着延伸部を
形成してなるもので、いずれかの光ファイバに入射した
光を分岐したり、複数の光ファイバ端末に入射した光を
合流させて、他のファイバ端末から取り出す役割を果た
すもので、また、異なった波長の光を合波したり、分波
したりするのに用いられる光部品であり、光ファイバを
伝送媒体とする光通信や、光計測に利用されているもの
である。
【0003】現在用いられている光通信用光ファイバ
は、ほとんどがガラス製であり、その中でも、石英ガラ
スを主成分とする光ファイバが大部分を占めている。そ
して、その機械的強度の維持や、伝送特性の維持を目的
として、その表面に樹脂などの被覆を施すことが一般的
である。
【0004】このような光ファイバカプラを製造する場
合は、図3に示すように光ファイバ素線1の樹脂被覆の
一部を除去して光ファイバ裸線2の表面が露出した被覆
除去部3を形成した後、これら光ファイバ素線をほぼ平
行に沿わせ、被覆除去部3を例えば酸水素火炎等で加熱
しながら融着、延伸して、融着延伸部4を形成してい
る。融着延伸作業において、図4に示すように、火炎7
によって加熱される融着延伸領域8は高温加熱により表
面はファイヤポリッシュされ、極めて滑らかで清浄な状
態となるが、融着延伸領域8に隣接する非加熱領域9,
9では十分な加熱が行なわれず、融着延伸中にゴミ等が
光ファイバ裸線2の表面に付着した場合などは機械的強
度の低下を引き起こすという欠点があった。また、この
非加熱領域9,9には融着延伸領域8の加熱の際に蒸発
した石英ガラス微粒子が再付着して微小な傷が光ファイ
バ裸線2の表面に形成され、光ファイバカプラの静的ス
トレスに対する強度を高めることが困難となる不都合が
あった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑みてなされたもので、融着延伸作業の際にゴミ等や
融着延伸領域から蒸発したガラスが光ファイバ裸線の表
面に直接付着することを防止して、機械的強度の向上お
よび静的ストレスに対する強度の向上が可能な光ファイ
バカプラおよびその製法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の光ファイ
バカプラの製法は、光ファイバ裸線の外周上に樹脂被覆
を施してなる光ファイバ素線の前記樹脂被覆の一部を除
去して光ファイバ裸線の表面が露出した被覆除去部を形
成する第1の工程と、 前記被覆除去部に火炎による直接
加熱によって酸化除去可能かまたは酸化性の雰囲気下で
輻射熱によって加熱することにより除去可能なコーティ
ング層を形成する第2の工程と、前記第1の工程および
第2の工程を経て得られた複数本の光ファイバ素線の前
記被覆除去部を接触させ、火炎による加熱、あるいは酸
化性雰囲気下の輻射熱加熱によって長さ方向の一部分を
それぞれ融着させるとともにこの融着部分を光ファイバ
素線の長さ方向に延伸して融着延伸部を形成する第3の
工程とを備えてなることを特徴としている。
【0007】上記光ファイバカプラの製法において、 使
用される光ファイバ裸線の材質は主として石英ガラスが
用いられ、コーティング材は、カーボン膜が用いられ
【0008】
【作用】本発明に係る光ファイバカプラの製法において
は、融着延伸作業の際、融着延伸領域に形成されている
コーティング層はこの作業の際の加熱によって容易に焼
失し、従来と同様の融着延伸作業を行なうことができ
る。ここで焼失する部分は強く加熱される部分のみであ
るので、融着延伸領域に隣接する非加熱領域の光ファイ
バ裸線の表面にはコーティング層が形成されたままの状
態が保持される。従って、融着延伸作業の際にゴミ等や
融着延伸領域から蒸発したガラスが非加熱領域に付着し
ても、この非加熱領域にはコーティング層が施されてい
るので、光ファイバ裸線の表面に直接付着せず光ファイ
バ裸線の表面に傷がつくことを防止できる。
【0009】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図1は、本発明において用いられる光ファ
イバ素線11の例を示すものである。この光ファイバ素
線11は、光ファイバ裸線12の外周上に紫外線硬化型
樹脂などからなる樹脂被覆14が形成されてなるものが
好適に用いられる。光ファイバ裸線12には、樹脂被覆
14以外のコーティング層は設けられていない。
【0010】 このような光ファイバ素線11を用いて光
ファイバカプラを製造するには、まず光ファイバ素線1
1を複数本用意し、樹脂被覆14の一部を除去して光フ
ァイバ裸線12の表面が露出した被覆除去部3を形成す
る。樹脂被覆14の除去は、その除去部分をジクロルメ
タンなどの有機溶剤に浸漬し、膨潤させたのち、不織紙
を用いて取り除くことで行われる。
【0011】 ついで、被覆除去部3にコーティング層を
形成する。このコーティング層は、火炎による直接加熱
によって酸化除去可能かまたは酸化性の雰囲気下で例え
ば空気中などにおいて赤外線、レーザ光などの輻射熱に
よって加熱することにより除去可能なもので、例えば、
カーボン膜が挙げられる。コーティング層の厚さとして
は、500〜1000オングストローム程度とされる。
500オングストローム未満であると非加熱領域9,9
を保護する効果が十分得られず、また、1000オング
ストロームを超えると融着延伸領域8を加熱しても除去
されずに残留するコーティング層が存在し、融着延伸作
業が円滑に行なえなくなる恐れがあるためである。
【0012】 このようなコーティング層の形成は、CV
D法によりカーボン膜を形成する方法によって簡単に行
なわれる。CVD法によりカーボン膜を形成する場合、
図2に示すような装置が好適に用いられる。この装置
は、炭酸ガスレーザ発振器25と、反応容器29から概
略構成されている。炭酸ガスレーザ発振器25より放射
された炭酸ガスレーザ光26は、反射鏡27に入射して
ここで方向が変えられ、続いて集光レンズ28にて集光
されてビームとなり反応容器29に照射される。反応容
器29にはレーザビーム透過用の窓29cが設けられて
いる。また反応容器29には、被覆除去部3にに不活性
ガスおよびカーボン含有原料ガスを供給するガス供給管
30、および排気管31が設けられている。
【0013】 このような装置を用いて光ファイバ素線1
1の被覆除去部3にカーボン膜を形成するには、まず光
ファイバ素線11をこれの被覆除去部3が窓29cの下
方に位置するように、反応容器29を貫通して配する。
ついで、ガス供給管30よりN2などの不活性ガスを供
給するとともに、排気管31から排気を行い、反応容器
29内の空気を追い出す。続いて、ガス供給管30から
カーボン含有原料ガスをバブリング方式により供給し、
被覆除去部3に噴射する。このような状態で、炭酸ガス
レーザ光26を用いて被覆除去部3を加熱する。つい
で、レーザ光26の照射による熱が被覆除去部3の表面
の全域に渡るように、反応容器29ごと光ファイバ素線
11の長手方向にトラバースさせると、被覆除去部3の
表面で熱CVDが行われ、ここにカーボン膜を形成する
ことができる。
【0014】 ついで、被覆除去部3にコーティング層が
形成された光ファイバ素線11の複数本をほぼ平行に沿
わせ、被覆除去部3を接触させ、火炎7による加熱、あ
るいは酸化性雰囲気下の輻射熱加熱によって長さ方向の
一部分をそれぞれ融着させるとともにこの融着部分を光
ファイバ素線11の長さ方向に延伸して、融着延伸部4
を形成する。この時、融着延伸領域8のコーティング層
は、火炎7による直接加熱によって酸化除去可能かまた
は酸化性の雰囲気下で輻射熱によって加熱することによ
り除去可能なものからなるので、融着延伸時の加熱の際
に簡単に除去することができる。一方、融着延伸領域8
の両側に隣接する非加熱領域9,9は加熱されないた
め、コーティング層は除去されず、そのまま残ることに
なる。そのため、ゴミ等や融着延伸領域8から蒸発する
石英ガラス微粒子は非加熱領域9,9上に付着しても、
光ファイバ裸線12の表面には直接触れないので、光フ
ァイバ裸線12の表面は初期の状態に保たれる。ここ
で、融着延伸作業に先立って、融着延伸領域8のコーテ
ィング層のみを火炎で加熱したり、あるいは空気もしく
は酸素富化空気中でレーザ光などを照射して加熱して除
去してもよい。
【0015】 実施例の光ファイバカプラの製法において
、融着延伸作業の際、融着延伸領域8に形成されてい
るコーティング層はこの作業の際の加熱によって容易に
焼失するので、従来と同様の融着延伸作業を行なうこと
ができ、また、焼失する部分は強く加熱される部分のみ
であるので、融着延伸領域に隣接する非加熱領域9,9
の光ファイバ裸線の表面にはコーティング層が形成され
たままの状態が保持される。
【0016】 従って、融着延伸作業の際にゴミ等や融着
延伸領域8から蒸発したガラスが非加熱領域9,9に付
着しても、この非加熱領域9,9にはコーティング層が
施されているので、光ファイバ裸線12の表面に直接付
着せず光ファイバ裸線12の表面に傷がつくことを防止
でき、光ファイバカプラの機械的強度の向上および静的
ストレスに対する強度の向上が可能となる。
【0017】 また、光ファイバ素線として、光ファイバ
裸線の外周にカーボンコート層を形成してなるカーボン
コート光ファイバに樹脂被覆を施したものを用いること
も考えられるが、この場合には、リードファイバ部分
(被覆除去部以外の部分)にも高価なカーボンコート光
ファイバを使用することとなり、コスト高になってしま
う。本発明では、必要な部分(被覆除去部)のみにコー
ティング層を形成するため、低コストの光ファイバカプ
ラを提供することが可能となる。
【0018】 次に実施例、比較例を示して本発明を具体
的に説明する。 (実施例) まず、図1と同様で、長さ10mの光ファイバ素線11
の2本を用意し、その中央部を25mmに渡りジクロル
メタン中に浸漬し、この部分の樹脂被覆14を膨潤させ
た。ついで、この膨潤させた部分をピンセットにて取り
除き、光ファイバ裸線12の表面が露出した被覆除去部
3を形成した。この後、これら光ファイバ素線11をそ
れぞれ図2に示すような装置に配し、被覆除去部3に厚
さ500オングストロームのカーボン膜を形成した。最
後に、これら光ファイバ素線11をほぼ平行に沿わせ、
カーボン膜が形成された被覆除去部3を接触させ、火炎
7によって長さ方向の一部分をそれぞれ融着させるとと
もにこの融着部分を光ファイバ素線11の長さ方向に延
伸して融着延伸部4を形成して、光ファイバカプラを得
た。そして、静的ストレスを過大にかけるため、得られ
た光ファイバカプラを200gの張力で引張った状態で
補強器上に固定、補強した。このような光ファイバカプ
ラを20本作成し、6時間/サイクルで−40℃〜80
℃のヒートサイクル試験を行なったところ、1500時
間経過しても破断は全く生じなかった。このことから、
実施例の光ファイバカプラは静的ストレスに対する強度
が大幅に向上していることが判った。
【0019】 (比較例) 光ファイバ素線11の被覆除去部3にカーボン膜を形成
しない以外は、実施例と同様にして20本の光ファイバ
カプラを作成し、同様にヒートサイクル試験を行なった
ところ48時間以内に半数以上の光ファイバカプラに破
断が生じた。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る光フ
ァイバカプラの製法においては、融着延伸作業の際、融
着延伸領域に形成されているコーティング層はこの作業
の際の加熱によって容易に焼失するので、従来と同様の
融着延伸作業を行なうことができ、また、焼失する部分
は強く加熱される部分のみであるので、融着延伸領域に
隣接する非加熱領域の光ファイバ裸線の表面にはコーテ
ィング層が形成されたままの状態が保持される。
【0021】 従って、融着延伸作業の際にゴミ等や融着
延伸領域から蒸発したガラスが非加熱領域に付着して
も、この非加熱領域にはコーティング層が施されている
ので、光ファイバ裸線の表面に直接付着せず光ファイバ
裸線の表面に傷がつくことを防止でき、光ファイバカプ
ラの機械的強度の向上や静的ストレスに対する強度が大
幅に向上し、光ファイバカプラの信頼度が高まる。ま
た、このような光ファイバカプラを伝送路線中に使用し
た場合、長期にわたって通信システムの信頼性を高く保
つことができる。さらに、光ファイバカプラのリードフ
ァイバ部分(被覆除去部以外の部分)は、樹脂被覆が形
成されたままであり通常の光ファイバ素線表面となって
いるため、ハンドリングが容易である。また、コーティ
ング層を全長にわたって形成したカーボンコート光ファ
イバを用いるのではなく、必要な部分(被覆除去部)の
みにコーティング層を形成するため、低コストの光ファ
イバカプラを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る光ファイバカプラの製法に用い
られる光ファイバ素線の一例を示す横断面図である。
【図2】 被覆除去部にカーボン膜を形成するための装
置の一例を示す概略構成図である。
【図3】 従来の光ファイバカプラの一例を示す側面図
である。
【図4】 従来の光ファイバカプラの製法の一例を示す
説明図である。
【符号の説明】
3…被覆除去部、4…融着延伸部、7・・・火炎、8・・・融
着延伸領域、9・・・非加熱領域、11…光ファイバ素
線、12…光ファイバ裸線、14…樹脂被覆
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−171407(JP,A) 特開 平6−18742(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 6/28

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光ファイバ裸線の外周上に樹脂被覆を施
    してなる光ファイバ素線の、前記樹脂被覆の一部を除去
    して光ファイバ裸線の表面が露出した被覆除去部を形成
    する第1の工程と、 前記被覆除去部に、 火炎による直接加熱によって酸化除
    去可能かまたは酸化性の雰囲気下で輻射熱によって加熱
    することにより除去可能なコーティング層を形成する第
    2の工程と、 前記第1の工程および第2の工程を経て得られた複数本
    の光ファイバ素線の前記被覆除去部を 接触させ、火炎に
    よる加熱、あるいは酸化性雰囲気下の輻射熱加熱によっ
    て長さ方向の一部分をそれぞれ融着させるとともにこの
    融着部分を光ファイバ素線の長さ方向に延伸して融着延
    伸部を形成する第3の工程とを備えてなることを特徴と
    する光ファイバカプラの製法。
  2. 【請求項2】 コーティング材がカーボン膜であること
    を特徴とする請求項2記載の光ファイバカプラの製法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2999066B2 (ja) * 1992-07-01 2000-01-17 株式会社フジクラ 光ファイバカプラおよびその製法

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