JP3136741B2 - 光ファイバ補強方法 - Google Patents
光ファイバ補強方法Info
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Description
ファイバや光ファイバカプラ等の裸ファイバを有する光
ファイバ心線の補強方法に関するものである。
は、両方の接続端の被覆を除去して裸ファイバを露出さ
せ、これを突き合わせた状態で、レーザ光や放電等によ
って接続部を加熱融着して接続する。また、光ファイバ
カプラは、融着延伸法で製造されるのが一般的である
(「最近の光ファイバカプラ技術」、オプトエレクトロ
ニクス(1988)No.5.P.125)。この融着延伸法は、先
ず、複数本の光ファイバの被覆の一部を除去し、それら
を捻った状態、あるいは、平行に配置した状態で加熱融
着して束ね、その後、束ねた部分を加熱しながら延伸
し、分岐比等の特性が所定の値となった時点で延伸を停
止して結合部を形成して製造するものである。このよう
に、融着接続された光ファイバ心線や融着延伸部を有す
る光ファイバカプラにおいては、融着接続部や融着延伸
部が裸ファイバであるから、この部分を外部応力等の外
的要因から保護する必要がある。
として、特開昭63−271208号公報に記載されて
いるように、延伸部(細径溶融部)のみを宙づりの状態
にして、細径溶融部の両側の非延伸部(太径溶融部)を
ケース(治具)に固定する方法がある。
記載されているように、複数の溝を有するくし歯状の固
定部を長手方向において互いに対抗して基板上に配置
し、2本の光ファイバの配列方向に対して直交する方向
に複数の光ファイバカプラを配置した多心光ファイバカ
プラ補強構造も知られている。
下に述べるような問題点があった。 光ファイバ心線に熱応力が付加されにくいことを狙
って、光ファイバの材料と線膨張係数を等しくするため
に、補強部材に石英ガラス製部材を用いているが、この
材料は透明であるために、内部が見えること、ならび
に、脆いという欠点があった。 裸ファイバ部全体を接着剤で覆うことが多用されて
いるが、光ファイバの光学的特性を損なう欠点があっ
た。 補強部材と光ファイバ心線の剛性の相違から補強部
材近傍の光ファイバ心線に曲げ応力が集中されやすい欠
点があった。 光結合部が密封されていないものが多く、外界から
水分の浸入を防ぐ構造になっていないので、高温度下、
あるいは水中で、強度劣化、伝送損失の変動を生じると
いう欠点があった。 線膨張係数が光ファイバとは異なる材料の補強部材
を用いたものにおいては、外界の温度変化により、伝送
損失が変動してしまうという欠点があった。
題点に鑑みてなされたもので、密閉構造を採用し、温度
変化や機械的な外力等の外的要因に対して、特性の変化
を抑えることができる光ファイバの補強方法を提供する
ことを目的とするものである。
載の発明は、長手方向に溝を有する半円筒状の補強部材
の溝内に、中央部が裸ファイバとなった光ファイバ心線
を収納し、前記溝の端部近傍において前記光ファイバ心
線を接着剤で固着し、前記補強部材の中央部を蓋によっ
て密封する光ファイバ補強方法であって、前記半円筒状
の補強部材を光ファイバの線膨張係数と異なる線膨張係
数の材料で構成し、光ファイバに引張力を付加して前記
溝の端部近傍において接着剤で固着することを特徴とす
るものであり、請求項2に記載の発明は、請求項1に記
載の光ファイバ補強方法において、接着剤で固着された
両端を保護部材で覆うことを特徴とするものであり、請
求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の光フ
ァイバ補強方法において、半円筒状の補強部材が不透明
な材料で構成されていることを特徴とするものであり、
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれか1
項に記載の光ファイバ補強方法において、半円筒状の補
強部材の少なくとも溝底部コーナーが円弧状に形成され
ていることを特徴とするものであり、請求項5に記載の
発明は、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の光ファ
イバ補強方法において、半円筒状の補強部材を結晶化ガ
ラスとしたことを特徴とするものである。
ので、取扱い時の外傷等により破壊されにくく、少なく
とも溝底部コーナー部を円弧状にすることで、環境温度
変化による接着剤の熱応力がコーナー部に集中して、破
損を防止することができる。また、補強部材の溝の端部
近傍において前記光ファイバ心線を接着剤で固着し、光
学的に重要な裸ファイバ部が接着剤に接触することを避
けることが可能であり、光ファイバの光学的特性を損な
わないようにできる。さらに、補強部材の中央部を蓋に
よって密封することにより、環境の影響を受けにくいも
のとすることができる。
イバの線膨張係数と異なる線膨張係数の材料で構成し、
光ファイバに引張力を付加することによって、温度変化
に対して、光ファイバの弛みを防止できる。接着剤で固
着された両端を保護部材で覆うことによって、より強度
を上げることができる。半円筒状の補強部材を不透明な
材料で構成することにより、内部を見えなくすることが
でき、裸ファイバ部に外光が侵入することはない。半円
筒状の補強部材として結晶化ガラスを用いると、熱膨張
係数の小さい補強部材を構成することができる。
(A)図は斜視図、(B)図は断面図である。図中、1
は光ファイバ心線、1aは裸ファイバ部、1bは被覆
部、2は補強部材、3は蓋体、4は接着剤である。補強
部材2は、断面がほぼ半円形状であり、長手方向に沿っ
て溝が形成されている。この実施例では、溝の断面形状
も外形とほぼ同じ半円形状である。この溝内に光ファイ
バ心線1が収納され、両端部近傍において、接着剤4で
固定されている。(B)図から分かるように、接着剤4
は、裸ファイバ部1aの一部をも取り囲むようにされて
いるが、被覆部1bを超えないように接着剤を配置して
もよい。接着剤4は、自身の表面張力によって、溝の長
手方向の中央部には流れ込まない。したがって、裸ファ
イバ部1aの中央部は、溝の内面や蓋体3に接触するこ
とはない。溝内に光ファイバ心線1を位置決めするため
に、補強部材2および光ファイバ心線1を適当な支持手
段により支持した状態で、接着剤を注入するのがよい。
剤4の部分にかけて蓋体3が固定される。蓋体3の固定
は、接着剤を用いることができる。光ファイバ心線を固
定する接着剤4が固化しない状態で蓋体3をかぶせて、
接着剤4によって蓋体3を固定するようにしてもよい。
蓋体3によって、裸ファイバ部1aは密封され、水分や
湿度の侵入を防止できる。
蓋体3も同様である。セラミックや遮光性のガラス等を
用いることができる。この実施例では、不透明な結晶性
ガラスを用いた。結晶性ガラスは、特殊組成のガラスを
再加熱してガラス中に微細結晶を析出させたものであ
る。結晶性ガラスは透明なものと白色不透明なものとが
あり、日本電気硝子株式会社製のネオセラム(登録商
標)N−11は、後者に属し、熱膨張係数は、−50℃
〜0℃で−0.15、0℃〜50℃で0.15であり、
石英ガラスが、−50℃〜0℃で0.30、0℃〜50
℃で0.48であることと比較して、小さい値である。
はなく、(A)図の上方に3’として図示したように、
断面が円弧状のものでもよく、また、他の形状でもよ
い。補強部材により補強される光ファイバの一例を図2
に示す。図中、1aは裸ファイバ部、1bは被覆部、5
は接続点、6はカプラ部である。(A)図は、1本ずつ
の光ファイバ心線を接続点5で一括融着接続したもので
ある。(B)図は、テープ心線の場合である。被覆部1
bには複数本の光ファイバが被覆されている。被覆の一
部を除去して両側より各裸ファイバを突き合わせて融着
接続したものである。(C)図は、2×2の光ファイバ
カプラである。裸ファイバ部1bを融着延伸してカプラ
部6が形成されている。(D)図は、テープ心線を用い
て裸ファイバ部を融着延伸したものであり、n×nの光
ファイバカプラである。これらの光ファイバのガラス部
が、図1で説明した補強部材の中央部に納められるよう
にして補強される。補強される光ファイバ心線は、上述
したものに限られるものではないが、上述した光ファイ
バ心線に適用しても有効である。
部材の接着部における断面を図示したものである。光フ
ァイバ心線1が補強部材2に収納され、接着剤4で固定
されている。光ファイバ心線1は、(A)図では縦に一
列に、(B)図では横に一列に並べられているが、これ
はテープ心線でも、あるいは、単線の光ファイバ心線を
並べたものでもよい。また、(C)図は、縦横に並べら
れているが、テープ心線を並列させても、単線を並べた
ものであってもよい。
に角部がない形状がよい。図4(A)は、長方形の形状
で、溝の底部の隅を円弧状にしたものである。図4
(B)は、底部を半円状にしたものである。溝の底部に
角部が存在すると、高温になった場合には、図5(A)
に示すように、接着剤4が膨張し、低温になった場合に
は、図5(B)に示すように、接着剤4が収縮し、いず
れの場合も、半円筒状の部材の溝の底部の角部近傍に応
力が集中し、破壊しやすくなるという問題があるが、図
4(A)または(B)に示すように、角部がない場合に
は、温度変化に対する強度の低下を防止できる。
部材との熱膨張係数が相違した場合の問題については、
説明していないが、補強部材に収納された光ファイバ
が、裸ファイバ部で曲がったり、弛んだりすると、光学
的特性が損なわれ、損失が増加する。
ついて考察する。補強部材の線膨張係数が光ファイバ心
線の線膨張係数より大きい場合は、温度上昇により光フ
ァイバには引っ張られる方向の変位が加わり、温度低下
により光ファイバは弛む方向となる。この場合は、使用
状態において予想される低温付近で光ファイバ心線が弛
まないような引張力が与えられるよう補強部材に接着し
ておけば、低温状態での裸ファイバ部の弛みを防止でき
る。また、逆に、補強部材の線膨張係数が光ファイバ心
線の線膨張係数より小さい場合は、温度低下により光フ
ァイバには引っ張られる方向の変位が加わり、温度上昇
により光ファイバは弛む方向となる。このような場合
は、使用状態において予想される高温付近で光ファイバ
心線が弛まないような引張力が加えられるように補強部
材に接着しておけばよい。
(登録商標)N−11を用いた場合は、この線膨張係数
が、石英の線膨張係数より小さいから、上述のように、
温度上昇により光ファイバ心線は弛む傾向となる。した
がって、高温状態において光ファイバ心線が弛まないよ
うな引張りを付加した状態で接着剤で固定しておけばよ
い。
施例を説明するための斜視図である。これらの実施例で
は、補強部材2の両側から、ブーツ状の保護部材7をか
ぶせたものである。保護部材7は、光ファイバ心線1側
では、光ファイバ心線1が挿入できる嵌合孔を有し、補
強部材2の中央側では、蓋体3を含めて嵌挿できる嵌合
孔を有している。図6の保護部材7は、上部が平面状で
あり、下部が半円状に構成されている。図1で説明した
平板状の蓋体3を用いた場合に適している。また、図7
の保護部材7は、円形に構成されている。図1で説明し
た円弧状の蓋体3’を用いた場合に適している。これら
の実施例では、図に示すように、保護護部材7は補強部
材2の中央部において、離れているが、両側からの保護
部材7が接触して補強部材2および蓋3を覆うような長
さとしてもよい。保護部材7は、あらかじめ成形された
ものがよく、保護部材7を用いることにより、補強部材
全体の強度が向上できる。
図である。この実施例では、補強部材2における接着部
を、例えば、シリコンゴム等の不定形の保護部材8を充
填して、覆ったものである。保護部材8が蓋体の端部に
まで及んでいるから、密封性を向上できる。
によれば、曲げや弛みに敏感な裸ファイバ部を有する光
ファイバ心線を、外的要因から安定して保護できるとい
う効果がある。
説明図である。
る。
明図である。
の斜視図である。
の斜視図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 長手方向に溝を有する半円筒状の補強部
材の溝内に、中央部が裸ファイバとなった光ファイバ心
線を収納し、前記溝の端部近傍において前記光ファイバ
心線を接着剤で固着し、前記補強部材の中央部を蓋によ
って密封する光ファイバ補強方法であって、前記半円筒
状の補強部材を光ファイバの線膨張係数と異なる線膨張
係数の材料で構成し、光ファイバに引張力を付加して前
記溝の端部近傍において接着剤で固着することを特徴と
する光ファイバ補強方法。 - 【請求項2】 接着剤で固着された両端を保護部材で覆
うことを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ補強方
法。 - 【請求項3】 半円筒状の補強部材が不透明な材料で構
成されていることを特徴とする請求項1または2に記載
の光ファイバ補強方法。 - 【請求項4】 半円筒状の補強部材の少なくとも溝底部
コーナーが円弧状に形成されていることを特徴とする請
求項1乃至3のいずれか1項に記載の光ファイバ補強方
法。 - 【請求項5】 半円筒状の補強部材を結晶化ガラスとし
たことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記
載の光ファイバ補強方法。
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