JP4104769B2

JP4104769B2 - 光ファイバ融着接続装置

Info

Publication number: JP4104769B2
Application number: JP04781199A
Authority: JP
Inventors: 拓大谷; 健二高橋
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1999-02-25
Filing date: 1999-02-25
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2019-02-25
Also published as: US6439782B1; JP2000249864A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、接続すべき２つの光ファイバの突き合わせ部を加熱してこれら２つの光ファイバを融着接続する光ファイバ融着接続装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、光ファイバ融着接続装置では、Ｖ溝ブロックなどに接続すべき２つの光ファイバをそれぞれ配置し、軸合わせを行いながら両光ファイバの先端を突き合わせ、この突き合わせ部を放電電極間のアーク放電等によって加熱し、両光ファイバの先端が溶融してきたら、両光ファイバを押し込んで融着接続するというプロセスをとる。
【０００３】
通信ケーブル網の構築や光ファイバを使用した機器を製作する際にモードフィールド径の異なる２本の光ファイバ同士を融着接続しなければならない場合があるが、単に、光ファイバ融着接続装置を使用して、モードフィールド径の異なる２本の光ファイバ同士を融着接続すると、モードフィールド径が等しい光ファイバ同士を接続する場合に比べて、大きな接続損失が生じる。これについては、放電加熱領域を拡大すると、接続損失を低下させることができることが知られている。
【０００４】
そこで、従来より、融着接続前に、モードフィールド径の小さな光ファイバの接続端部付近を加熱し、その接続端部付近のコアのドープ剤を長手方向に緩やかに拡散させて、他方のモードフィールド径の大きな光ファイバのモードフィールド径とおおよそ一致させ、その後、通常の融着接続法により接続する、というようにしている。
【０００５】
このように加熱領域を拡大するためには、（１）加熱中に両光ファイバを一体にその長手方向に移動させる（加熱源は固定しておく）、（２）放電電極棒の間隔を２０倍以上に広げて放電領域つまり加熱領域を拡大する、（３）放電路の脇に放電偏向板を設けて放電領域を変形させ加熱領域を広げる、という手段が考えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、（２）、（３）の手段では加熱領域を広げることは可能であるが、任意に可変させることが難しかったり、安定な放電を確保できないなどの問題がある。加熱領域を任意に可変できない場合は、各種の光ファイバの接続に適用できないという問題が生じる。（１）の手段を採用する場合、移動距離を調整すれば加熱領域を任意に可変できるが、接続すべき両光ファイバを厳密に同時に移動させないと融着接続中に光ファイバ端面間に応力が加わり、接続損失を悪化させてしまう。ところが、従来の光ファイバ融着接続装置では、光ファイバをクランプしてその長さ方向（Ｚ軸方向）に移動させる機構が両光ファイバのそれぞれについて設けられていて、それぞれ独立の駆動系で駆動させられるようになっているため、これらを同時に高精度に等しく駆動することは非常に困難である。
【０００７】
この発明は、上記に鑑み、加熱接続中の両光ファイバを高精度に同時に移動させることを容易にできるようにし、これによりモードフィールド径の異なる光ファイバ同士を融着接続するような場合に加熱領域を拡大して接続損失の小さい融着接続を簡単に実現する、光ファイバ融着接続装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明による光ファイバ融着接続装置においては、加熱源と、両光ファイバをそれぞれ位置決め固定する第１、第２の光ファイバ保持器と、該第１の光ファイバ保持器が固定され光ファイバの長さ方向に移動する第１の移動ブロックと、該第１の移動ブロックが載置されるとともに、上記第２の光ファイバ保持器が固定されている、光ファイバの長さ方向に移動する第２の移動ブロックと、該第２の移動ブロックが載置される基台部とを備え、前記加熱源は該基台部に支持され、該基台部に対して前記第１の移動ブロックと前記第２の移動ブロックは駆動部として機能するマイクロメータを別々に有する構成とし、前記第１の移動ブロックを前記第２の移動ブロックに対して、光ファイバ長さ方向に相互に押し込む方向に移動させて、前記両光ファイバを相互に押し込み、この状態として、前記加熱源により該両光ファイバ同士を融着接続してから、前記第２の移動ブロックを移動させることにより、前記第１、前記第２の光ファイバ保持器によって位置決め固定された状態を保ちつつ、前記両光ファイバをその長さ方向に同時に等しく移動させ、前記加熱源による加熱領域を光ファイバ長さ方向に移動することによって、該両光ファイバ同士の融着接続における加熱領域を拡大することが特徴となっている。
【０００９】
第２の移動ブロック上には、第２の光ファイバ保持器が固定されているとともに、第１の移動ブロックが載置されている。そのため、第１の移動ブロックのみを第２の移動ブロック上で移動させれば、第２の光ファイバ保持器に保持された光ファイバに対して、第１の光ファイバ保持器で保持された光ファイバを移動させることができる。また、第２の移動ブロックを基台部に対して移動させれば、第１、第２の光ファイバ保持器が一体となって移動することになり、これら保持器によって位置決め固定された両光ファイバは厳密に同時に等しく移動することになる。つまり、第２の移動ブロックの基台部に対する移動は、融着接続させる光ファイバの端面同士を接触させた状態に保ちつつ、この接触部と加熱源との相対的な位置関係の変化をもたらす。そのため、簡単な機構で、モードフィールド径の異なるような場合に光ファイバ同士を融着接続加熱領域を拡大して接続損失の小さい融着接続を実現することができる。また、第２の移動ブロックの移動距離を調整するだけで、拡大された加熱領域を可変できるので、各種の光ファイバの融着接続に適用することが容易である。
また、上述した光ファイバ融着接続装置において、前記個別に移動させる構成は、駆動部を２つだけ有することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１において、接続しようとする２本の単心光ファイバ１０、２０の先端においてシース部１２、２２が剥離され、心線部１１、２１がむき出しにされ、かつ端面処理された状態とされている。この心線部１１、２１がそれぞれＶ溝部材１３、２３（のＶ溝）に配置されファイバクランプ１４によって固定される。また、シース部１２、２２はシースクランプ１６、２６によって固定される。こうして、２つの調心アーム１５、２５の上端に、接続しようとする２本の光ファイバ１０、２０が位置決め固定される。
【００１１】
これら２つの調心アーム１５、２５は、それぞれ移動ブロック１７、２７上に固定されている。移動ブロック１７は、移動ブロック２７上でベアリング等によって図の左右方向（光ファイバ長さ方向；Ｚ軸方向）に自在にスライド移動できるようにされており、マイクロメータ１８によってその移動が制御される。
【００１２】
また、移動ブロック２７は、フレーム（図２の３０を参照）の基台部３１上で、ベアリング等によって光ファイバ長さ方向である図の左右方向に自在にスライド移動できるようにされており、マイクロメータ２８によってその移動が制御される。
【００１３】
図２は図１のＡ−Ａ線矢視断面を模式的に示すもので、この図では紙面に直角な方向がＺ軸方向、上下方向がＹ軸方向、左右方向がＸ軸方向である（なお、図１では、左右方向がＺ軸方向、上下方向がＹ軸方向、紙面に直角な方向がＸ軸方向となっている）。この図に示すように、調心アーム１５は、この例では、Ｚ方向から見ると「く」字形になっており、その先端にＶ溝部材１３がはめ込まれ、基端は移動ブロック１７に取り付けられている。なお、シースクランプ１６については省略している。
【００１４】
フレーム３０の上部にはベース板３２が取り付けられており、このベース板３２に２つの電極棒３３が、Ｖ溝を中心に対向配置されている。つまり、この２つの電極棒３３からなる加熱源はフレーム３０を介して基台部３１に支持されており、さらに基台部３１に対して第１の移動ブロック１７と第２の移動ブロック２７は個別に移動する構成をなしている。ゆえに、前記個別に移動させる構成は、駆動部を２つだけ有することにより、その数より多い３つの移動、すなわち第１の光ファイバ保持器の移動、第２の光ファイバ保持器の移動および加熱源の移動、をそれぞれ可能とするものである。レンズ３４は、ＴＶカメラ（図示しない）の対物レンズであり、このＴＶカメラによってＶ溝に配置された光ファイバの調心状態をモニターする。昇降ミラー３５は、それに反射した光ファイバ先端像をレンズ３４に導くことにより、光ファイバ先端を他の方向から観察できるようにするためのものであり、観察が終了した後は昇降して待避できるようになっている。
【００１５】
この図２には他方側の調心アーム２５は現れていないが、同様に構成することができる。また、Ｘ軸方向およびＹ軸方向での調心のための移動機構については省略しているが、適宜構成可能である。
【００１６】
このような光ファイバ融着接続装置において、調心アーム１５は、移動ブロック２７上でＺ軸方向に移動可能であり、この方向で移動させられることにより、他方の調心アーム２５上で位置決め固定された光ファイバ２０に対して、光ファイバ長さ方向に相互に押し込む方向あるいは離れる方向に移動させられる。移動ブロック２７をＺ軸方向に移動させると、その上に固定された調心アーム２５およびそれに保持された光ファイバ２０がＺ軸方向に移動することはもちろんであるが、その上の移動ブロック１７も移動ブロック２７とともに一体となって移動するので、調心アーム１５に保持された光ファイバ１０がＺ方向に移動する。
【００１７】
すなわち、調心アーム１５、２５が移動ブロック２７と一緒に動くため、これら調心アーム１５、２５に保持されている光ファイバ１０、２０もまた一体となって移動することとなり、光ファイバ１０、２０の間に引っ張りまたは押圧方向の張力が働くことはない。つまり、２つの電極棒３３間で放電を行い、加熱している間に、移動ブロック２７を移動させれば、光ファイバ１０、２０になんらの応力もかけずに、放電による加熱領域を光ファイバ長さ方向に移動させることができる。
【００１８】
その結果、モードフィールド径の異なる光ファイバ１０、２０を融着接続するような場合に加熱領域を拡大して接続損失の小さい融着接続を実現することができる。また、移動ブロック２７の移動距離を調整するだけで、拡大された加熱領域を可変できるので、各種の光ファイバの融着接続に適用することが容易である。さらに、このことを実現する機構として、単に一方の移動ブロック１７を他方の移動ブロック２７上で移動させるという構成を採用しているため、構成的にきわめて簡単なものとなっている。
【００１９】
なお、上の説明はこの発明の一つの実施形態に関するものであり、具体的な構成や形状などは説明したものに限定される趣旨ではなく、種々に変更可能であることは言うまでもないことであろう。
【００２０】
たとえば、この実施形態では、ファイバクランプ１４、２４（Ｖ溝部材１３、２３）とシースクランプ１６、２６とがそれぞれの調心アーム１５、２５に搭載されて一体となって移動するよう構成されているが、Ｖ溝部材は両光ファイバ１０、２０に共通とし、シースクランプのみＺ軸方向に移動させるタイプの光ファイバ融着接続装置にも適用可能である。この場合、Ｖ溝部材およびＸ・Ｙ軸移動機構は移動ブロックに載せられてＺ軸方向に移動させられることはない。
【００２１】
また、単心光ファイバの融着接続装置だけでなく、多心光ファイバの融着接続装置としても構成できる。この場合は、上で述べた、Ｖ溝部材を両光ファイバに共通とし、Ｖ溝部材およびＸ・Ｙ軸移動機構は移動ブロックに載せられてＺ軸方向に移動させられることはなく、シースクランプのみＺ軸方向に移動させるタイプの光ファイバ融着接続装置となる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の光ファイバ融着接続装置によれば、きわめて簡単な機構によって、融着接続部になんらの応力もかけることなしに、加熱領域を任意に拡大することができ、モードフィールド径の異なる光ファイバ同士を融着接続するような場合に加熱領域を拡大して接続損失の小さい融着接続を実現することができるとともに、加熱領域を容易に可変できるので、各種の光ファイバの融着接続に適用することができる。
また、本発明に係る光ファイバ融着接続装置の個別に移動させる構成は、３つの移動を２つの駆動部で成し遂げることから、移動に要する機構部の削減をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示す正面からの模式図。
【図２】図１をＡ−Ａ線で断面し矢視方向に見た模式図。
【符号の説明】
１０、２０相互に融着接続すべき単心光ファイバ
１１、２１光ファイバの心線部
１２、２２光ファイバのシース部
１３、２３Ｖ溝部材
１４、２４ファイバクランプ
１５、２５調心アーム
１６、２６シースクランプ
１７、２７Ｚ軸方向の移動ブロック
１８、２８マイクロメータ
３０フレーム
３１フレームの基台部
３２ベース板
３３電極棒
３４監視用ＴＶカメラの対物レンズ
３５昇降ミラー

Claims

加熱源と、両光ファイバをそれぞれ位置決め固定する第１、第２の光ファイバ保持器と、該第１の光ファイバ保持器が固定され光ファイバの長さ方向に移動する第１の移動ブロックと、該第１の移動ブロックが載置されるとともに、上記第２の光ファイバ保持器が固定されている、光ファイバの長さ方向に移動する第２の移動ブロックと、該第２の移動ブロックが載置される基台部とを備え、前記加熱源は該基台部に支持され、該基台部に対して前記第１の移動ブロックと前記第２の移動ブロックは駆動部として機能するマイクロメータを別々に有する構成とし、
前記第１の移動ブロックを前記第２の移動ブロックに対して、光ファイバ長さ方向に相互に押し込む方向に移動させて、前記両光ファイバを相互に押し込み、この状態として、前記加熱源により該両光ファイバ同士を融着接続してから、
前記第２の移動ブロックを移動させることにより、前記第１、前記第２の光ファイバ保持器によって位置決め固定された状態を保ちつつ、前記両光ファイバをその長さ方向に同時に等しく移動させ、前記加熱源による加熱領域を光ファイバ長さ方向に移動することによって、該両光ファイバ同士の融着接続における加熱領域を拡大することを特徴とする光ファイバ融着接続装置。