JP3798149B2

JP3798149B2 - Optical fiber bundle and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP3798149B2
Application number: JP18694298A
Authority: JP
Inventors: 克敏甲本; 義博大内; 英行細谷
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1998-06-17
Filing date: 1998-06-17
Publication date: 2006-07-19
Anticipated expiration: 2018-06-17
Also published as: JP2000009973A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、偏波保持型の光ファイババンドルに関するもので、これを利用する装置は、偏波を利用した光信号処理システムの部品として用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
キャピラリー（細管)内に、偏波保持型光ファィバをとりまとめ、少なくとも、光ファイババンドル端面においては各偏波保持型光ファイバの偏波方向が揃うように配列し、これらの偏波保持型光ファイバとキャピラリーを接着剤にて接着してなる、光ファイババンドルが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
接着剤の特性として、硬度、ヤング率の項目がある。
偏波保持光ファイバのバンドル化に使用するためには、硬度が大きくて、ヤング率が小さいものが望ましい。
その理由は、次のとおりである。
【０００４】
すなわち、硬度が小さいと、キャピラリー先端端面を研磨するときに、光ファイバ心線が振動し、光ファイバ端面に欠けが生ずる。欠けが生じると、偏波保持特性が劣化したり、亀裂が入って損失が大きくなるといった問題が発生する。
また、硬化後のヤング率が大きいと、光ファイバ心線へ不均一な応力が加わり、偏波保持特性が劣化するといった問題が発生する。
【０００５】
しかし、硬度が大きく、かつヤング率が小さい樹脂（接着剤）は、一般的にはない。硬度が大きければヤング率も大きく、ヤング率が小さければ硬度も小さいのが普通であり、これらの問題を同時に解決するのは困難である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、図１に例示するように、
キャピラリー２０の先端部（図１（ａ）（ｂ）で右端部）には、研磨時に欠けを生じない程度の硬度の大きい接着剤３０Ａを充填し、
そこ以外の後端までは、硬化後に光ファイバに対して応力歪みを与えない程度のヤング率の小さい接着剤３０Ｂを充填する。
【０００７】
また、製造時の研磨工程において、硬度大の接着剤３０Ａの充填されている部分の大部分を削り取り、製品としてのバンドルにおいて、硬度大の接着剤３０Ａの影響が、ほとんど無くなるようにする。
【０００８】
硬化後に、光ファイバに対して応力歪みを与えない程度の低ヤング率の接着剤であると、バンドル化前の各偏波保持型光ファイバの消光比と、バンドル化後のバンドル全体としての消光比が、ほぼ同じであり得る。
【０００９】
ヤング率小の接着剤３０Ｂとしては、より具体的には、硬化後のヤング率が、6MPa以下のものを用い、バンドル化後の消光比が、−40dB〜−50dBを保つことができるようにすることが望ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
［物自体］
複数本の偏波保持光ファイバ心線１０の端部において、数mm程度、被覆１２が除去され（図１（ａ））、裸ファイバ１４が、偏波軸の揃った状態で、キャピラリー２０内に、好ましくは最密状態にて挿入される。
キャピラリー２０の材質は、ホウ珪酸ガラスや石英等であり、紫外線硬化樹脂を用いる際に、紫外線を透過する材料とする。
【００１１】
キャピラリー２０の先端から、0.2〜0.3mm程度の部分に、硬度大の接着剤３０Ａが充填される。
この接着剤の硬度は、研磨時に欠けを生じない程度の大きいものとする。ヤング率については、その値は問わない。ここで、硬度大という意味は、接着剤３０Ｂよりも硬度が大きいということも含む。
【００１２】
そして、その他の部分には、ヤング率小の接着剤３０Ｂが充填される。そのヤング率は、硬化後に、光ファイバに対して応力歪みを与えない程度の小さいものトスする。硬度については、特に問わない
【００１３】
なお、図１（ｃ）は端面を模型的に示した拡大図で、１５はコア、１６はクラッド、１８は応力付与部である。
【００１４】
［製法］
偏波保持型光ファイバ心線１０の端部の被覆１２を除去する。複数本の裸ファイバ１４を、丸く束ね、端面観察により、偏波軸を一定方向に揃える。
キャピラリー２０内面の、先端の0.2〜0.3mm程度を除いた部分に、ヤング率小の接着剤３０Ｂを塗布あるいは充填する。
また裸ファイバ１４群にも、先端の0.2〜0.3mm程度を除いて、ヤング率小の接着剤３０Ｂを塗布あるいは充填して、キャピラリー２０内に挿入する。
【００１５】
それから、キャピラリー２０の先端の接着剤の入っていない部分に、先端面から、硬度大の接着剤３０Ａを塗り込むかあるいは充填する。
【００１６】
その後、偏波軸が一定方向か否かを確認し、動いていたら、接着剤３０Ａ、Ｂが硬化する前に回転させて調整する。
その後、接着剤３０Ａ、Ｂを硬化させる。
【００１７】
その後、キャピラリー２０の先端を研磨する。そのとき、硬度大の接着剤３０Ａの充填されている部分の1mm程度が残り、その他の大部分は削り取られるようにする。
【００１８】
【実施例】
従来方式による２種類（ＡとＢ）及び本発明方式による１種類、計３種類のサンプルを製作し、
端面のファイバ欠けの発生割合と、偏波保持特性を評価した。
偏波保持特性としては消光比を測定した。この値が小さい（負の方向に大きい）ほど、偏波保持特性がよい。
【００１９】
なお、本発明方式における、
・硬度大の接着剤３０Ａには、ＵＶ２１００（ダイキン工業、エポキシ系、ショ
ア硬さHs＝80、好ましくは80以上）を用い、
・ヤング率小の接着剤３０Ｂには、ＦＣ−０７０８（大日本インキ化学工業、ア
クリレート系、ヤング率＝6MPa以下）を用いた。
また、従来方式Ａでは、上記の硬度大の接着剤３０Ａの１種類のみを用い、
従来方式Ｂでは、上記のヤング率小の接着剤３０Ｂの１種類のみを用いた。
【００２０】
なお、偏波保持型光ファイバは、いわゆるパンダ型で、ガラス系の光ファイバである。
【００２１】
なお、接着剤としては、光硬化型のものが好適に用いられるかが、常温硬化型や１液型、２液型混合型であってもよい。また材質は、エポキシ系やアクリレート系を好適に用いることができる。
【００２２】
結果を下表に示す。

【００２３】
本発明方式によると、端面のファイバ欠けはゼロとなる。また、消光比が-35dB〜-50dBという値は、バンドル化する前の偏波保持型光ファイバ単体の値とほぼ同じで、バンドル化による偏波保持特性劣化の生じていないことが分かる。
【００２４】
【発明の効果】
端面のファイバ欠けがなく、偏波保持特性の劣化がないファイババンドルを作製できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の説明図で、（ａ）は側面から見た研磨前の状態、（ｂ）は同じく研磨後の状態、（ｃ）は端面を拡大してみた状態を示す。
【符号の説明】
１０偏波保持型光ファイバ心線
１２被覆
１４裸ファイバ
１５コア
１６クラッド
１８応力付与部
２０キャピラリー
３０Ａ硬度大の接着剤
３０Ｂヤング率小の接着剤[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a polarization maintaining optical fiber bundle, and an apparatus using the bundle is used as a component of an optical signal processing system using polarization.
[0002]
[Prior art]
The polarization maintaining optical fibers are collected in a capillary (capillary tube), and are arranged so that the polarization directions of the polarization maintaining optical fibers are aligned at least at the end face of the optical fiber bundle. These polarization maintaining optical fibers An optical fiber bundle has been proposed in which a capillary is bonded with an adhesive.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The characteristics of the adhesive include items of hardness and Young's modulus.
In order to be used for bundling polarization maintaining optical fibers, it is desirable that the hardness is large and the Young's modulus is small.
The reason is as follows.
[0004]
That is, when the hardness is small, the optical fiber core wire vibrates when the capillary tip end face is polished, and the end face of the optical fiber is chipped. When the chipping occurs, there arises a problem that the polarization maintaining characteristic is deteriorated or a crack is generated to increase the loss.
In addition, when the Young's modulus after curing is large, a problem arises in that non-uniform stress is applied to the optical fiber and the polarization maintaining characteristics deteriorate.
[0005]
However, there is generally no resin (adhesive) having high hardness and low Young's modulus. When the hardness is large, the Young's modulus is large, and when the Young's modulus is small, the hardness is usually small, and it is difficult to solve these problems simultaneously.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As illustrated in FIG. 1, the present invention according to claim 1
The tip of the capillary 20 (the right end in FIGS. 1 (a) and 1 (b)) is filled with an adhesive 30A having a hardness that does not cause chipping during polishing,
To the rear end other than that, an adhesive 30B having a small Young's modulus that does not give stress strain to the optical fiber after curing is filled.
[0007]
Further, in the polishing process at the time of manufacture, most of the portion filled with the adhesive 30A having high hardness is scraped off so that the influence of the adhesive 30A having high hardness is almost eliminated in the bundle as a product.
[0008]
If the adhesive has a low Young's modulus that does not cause stress distortion to the optical fiber after curing, the extinction ratio of each polarization maintaining optical fiber before bundling and the extinction of the entire bundle after bundling The ratio can be approximately the same.
[0009]
More specifically, as the adhesive 30B having a low Young's modulus, one having a Young's modulus after curing of 6 MPa or less is used so that the extinction ratio after bundling can be kept between -40 dB and -50 dB. It is desirable to do.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[Thing itself]
At the end of the plurality of polarization-maintaining optical fibers 10, the coating 12 is removed by several millimeters (FIG. 1A), and the bare fiber 14 is aligned in the capillary 20 with the polarization axes aligned. Preferably, it is inserted in a close-packed state.
The material of the capillary 20 is borosilicate glass, quartz, or the like, and is a material that transmits ultraviolet rays when an ultraviolet curable resin is used.
[0011]
From the tip of the capillary 20, a portion having a hardness of about 0.2 to 0.3 mm is filled with the adhesive 30 </ b> A having a high hardness.
The hardness of the adhesive is large enough not to cause chipping during polishing. The value of Young's modulus does not matter. Here, the meaning of high hardness includes that the hardness is higher than that of the adhesive 30B.
[0012]
The other parts are filled with an adhesive 30B having a low Young's modulus. The Young's modulus is so small that it does not give stress strain to the optical fiber after curing. The hardness is not particularly limited. [0013]
FIG. 1C is an enlarged view schematically showing the end face, in which 15 is a core, 16 is a cladding, and 18 is a stress applying portion.
[0014]
[Production method]
The coating 12 at the end of the polarization maintaining optical fiber 10 is removed. A plurality of bare fibers 14 are bundled in a circle, and the polarization axis is aligned in a certain direction by end face observation.
An adhesive 30B having a low Young's modulus is applied or filled into the inner surface of the capillary 20 except for about 0.2 to 0.3 mm at the tip.
Also, the bare fiber 14 group is coated or filled with an adhesive 30B having a low Young's modulus except for about 0.2 to 0.3 mm at the tip, and inserted into the capillary 20.
[0015]
Then, the hardened adhesive 30A is applied or filled into the portion of the capillary 20 where the adhesive is not contained from the front end surface.
[0016]
Thereafter, it is confirmed whether or not the polarization axis is in a certain direction, and if it moves, it is rotated and adjusted before the

adhesives

30A and 30B are cured.
Thereafter, the

adhesives

30A and 30B are cured.
[0017]
Thereafter, the tip of the capillary 20 is polished. At that time, about 1 mm of the portion filled with the adhesive 30A having a high hardness remains, and the remaining portion is scraped off.
[0018]
【Example】
Two types (A and B) according to the conventional method and one type according to the method of the present invention, a total of three types of samples,
The rate of occurrence of fiber chipping on the end face and polarization maintaining characteristics were evaluated.
The extinction ratio was measured as the polarization maintaining characteristic. The smaller this value (larger in the negative direction), the better the polarization maintaining characteristic.
[0019]
In the method of the present invention,
-UV2100 (Daikin Industries, epoxy system, Shore hardness Hs = 80, preferably 80 or more) is used for the adhesive 30A having a high hardness.
-FC-0708 (Dainippon Ink and Chemicals, acrylate, Young's modulus = 6 MPa or less) was used for the adhesive 30B having a small Young's modulus.
Further, in the conventional method A, only one type of the above-mentioned high hardness adhesive 30A is used,
In the conventional method B, only one type of the adhesive 30B having a small Young's modulus is used.
[0020]
The polarization maintaining optical fiber is a so-called panda type and is a glass-based optical fiber.
[0021]
As the adhesive, a photo-curing type is preferably used, or a room temperature curing type, a one-component type, or a two-component mixed type may be used. Moreover, an epoxy type and an acrylate type can be used suitably for a material.
[0022]
The results are shown in the table below.

[0023]
According to the system of the present invention, the fiber chip at the end face is zero. In addition, the value of the extinction ratio of −35 dB to −50 dB is almost the same as the value of the polarization maintaining optical fiber alone before bundling, and it can be seen that there is no deterioration in polarization maintaining characteristics due to bundling.
[0024]
【The invention's effect】
It is possible to produce a fiber bundle having no fiber chipping at the end face and no deterioration in polarization maintaining characteristics.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory diagram of the present invention, where (a) shows a state before polishing as viewed from the side, (b) shows a state after polishing, and (c) shows a state where an end face is enlarged.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Polarization maintaining type optical fiber core wire 12 Covering 14 Bare fiber 15 Core 16 Clad 18 Stress applying part 20 Capillary 30A Hardness adhesive 30B Adhesive with small Young's modulus

Claims

The polarization-maintaining optical fibers are gathered in the capillaries, and are arranged so that the polarization directions of the respective polarization-maintaining optical fibers are aligned at least at the end face of the optical fiber bundle, and these polarization-maintaining optical fibers and capillaries are arranged In an optical fiber bundle formed by bonding with an adhesive,
Using two adhesive 30B hardness sized adhesive 30A and the Young's modulus is small as the adhesive, the tip portion of the capillary, a Shore hardness Yes filled with 80 or more adhesives 30A, other An optical fiber bundle characterized in that the portion is filled with an adhesive 30B having a Young's modulus of 6 MPa or less .

Optical fiber bundle according to claim 1, wherein the extinction ratio after bundling is an -40dB~-50dB.

The optical fiber bundle according to claim 1 or 2 , wherein the capillary is made of a material capable of transmitting ultraviolet rays.

The optical fiber bundle according to any one of claims 1 to 3 , wherein the capillary is made of borosilicate glass or quartz.

The optical fiber bundle according to any one of claims 1 to 4 , wherein the adhesive is an epoxy-based or acrylate-based photo-curable adhesive.

The polarization-maintaining optical fiber, the optical fiber bundle according to any one of claims 1 to 5, characterized in that those having a stress applying section.

The polarization-maintaining optical fibers are gathered in the capillaries, and are arranged so that the polarization directions of the respective polarization-maintaining optical fibers are aligned at least at the end face of the optical fiber bundle, and these polarization-maintaining optical fibers and capillaries are arranged In the method of manufacturing an optical fiber bundle, which is bonded with an adhesive and then the tip of the capillary is polished.
In the polishing step, the tip of the capillary is filled with an adhesive 30A having a Shore hardness of 80 or more after curing , and the other portion is filled with an adhesive 30B having a Young's modulus after curing of 6 MPa or less . A method for producing an optical fiber bundle, characterized in that most of the portion filled with the hard adhesive 30A is scraped off.