JP4213542B2 - 光ファイバの接続方法及び光ファイバの接続構造 - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバの接続方法及び光ファイバの接続構造に関するものである。

光ファイバの１種であるダブルクラッドファイバは、信号光を伝搬するだけでなく、その伝搬する信号光を増幅することができるため、ファイバレーザや光増幅器等の光学装置に広く利用されている。

図５（ａ）は、一般的なダブルクラッドファイバ２０のファイバ縦断面を示す。

このダブルクラッドファイバ２０は、ファイバ中心に設けられ、光増幅成分として希土類元素がドープされたコア１と、そのコア１を被覆するように設けられコア１より屈折率が低い第１クラッド２と、その第１クラッド２を被覆するように設けられ第１クラッド２より屈折率が低い第２クラッド３と、から構成されている。さらに、コア１、第１クラッド２及び第２クラッド３を補強するために、第２クラッド３を被覆するようにサポート部４が設けられている。

また、このダブルクラッドファイバ２０は、第１クラッド２に入射された励起光が第１クラッド２と第２クラッド３との界面で反射を繰り返しながら第２クラッド３で囲まれた領域を伝搬し、励起光がコア１を通過する際にコア１にドープされた希土類元素を最外殻電子が励起した反転分布状態にさせ、その誘導放出によってコア１を伝播する光を増幅するものである。

そして、一般に、第２クラッド３は、第１クラッド２より屈折率が低ければよいので、低屈折率の高分子材料、又は、複数の細孔を有する石英ガラスで構成されている。

例えば、特許文献１では、ダブルクラッドファイバの第２クラッドを複数の細孔を有する多孔構造とすることにより、第１クラッドと第２クラッドとの比屈折率差を大きくすることができ、ダブルクラッドファイバにおける励起光に対する開口数が向上すると記載されている。この場合、開口数は、第１クラッドの屈折率と、第２クラッドの屈折率との差に比例するものであり、両者の屈折率の差が大きいほど、大きくなり、第１クラッド内の伝搬する励起光の最大入射角度を示す数値である。従って、この開口数が大きいほど第１クラッド内に多くの励起光を入力できることになる。
特開２００２−２７７６６９号公報

ところで、光ファイバ同士を接続するには、一般的に信頼性に優れ、低損失な接続が可能な融着接続による接続方法がよく用いられている。

この融着接続は、図６に示すように一対の電極６ａ，６ｂ間で光ファイバＦ１，Ｆ２をそのファイバ端面同士が対向するように配置し、次いで、その両電極６ａ，６ｂ間で放電させることにより両ファイバ端面を加熱溶融させ、最後に、ファイバ端面同士を突き合わせる、というものである。

しかしながら、図５（ｂ）に示すようなコア１’と、そのコア１’を被覆するように設けられたクラッド２’とから構成されているシングルモードファイバ３０と、第２クラッド３が複数の細孔を有する石英ガラスで構成されているダブルクラッドファイバ２０とを接続する場合には、第２クラッド３の石英ガラス内に存在する複数の細孔によって外光が散乱してしまい、コア１を側方から視認できないため、図７に示すように、シングルモードファイバ３０のコア１’とダブルクラッドファイバ２０のコア１とがずれてしまい、コア同士を精度よく調心して接続することができないという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の細孔を有する第２クラッドを備えたダブルクラッドファイバと光ファイバとを、互いのコア同士を精度よく調心して接続することができる光ファイバの接続方法を提供することである。

本発明に係る光ファイバの接続方法は、光増幅成分がドープされたコアと、該コアを被覆するように設けられた第１クラッドと、該第１クラッドを被覆するように設けられ該コアに沿って延びる複数の細孔が形成された第２クラッドと、を有し、該第１クラッドに入射された励起光が該第１クラッドと該第２クラッドとの界面で反射を繰り返しながら該第２クラッドで囲まれた領域内を伝搬し、該励起光が該コアを通過する際に該コアの光増幅成分を活性化させるダブルクラッドファイバと、コアと、該コアを被覆するように設けられたクラッドと、を有する被接続光ファイバと、を接続する方法であって、上記ダブルクラッドファイバのファイバ端部を、そのコアがファイバ軸方向の側面から視認できるように加工するファイバ端部加工工程と、上記ファイバ端部加工工程で加工したダブルクラッドファイバのファイバ端部と、上記被接続光ファイバのファイバ端部とを、該ダブルクラッドファイバのコアの中心軸と被接続光ファイバのコアの中心軸とが略一致するように突き合わせて接続するファイバ接続工程とを備え、上記ファイバ端部の加工は、上記第１クラッドが露出するように該ファイバ端部をエッチングする加工であることを特徴とする。

上記の方法によれば、ダブルクラッドファイバのファイバ端部を、ダブルクラッドファイバのコアがファイバ側方から視認できるように加工するので、ダブルクラッドファイバと被接続光ファイバとのコア同士を精度よく調心して接続することができる。また、エッチングという一般的な加工方法で、ダブルクラッドファイバのファイバ端部の第１クラッドを露出させることができる。

また、本発明に係る光ファイバの接続方法は、光増幅成分がドープされたコアと、該コアを被覆するように設けられた第１クラッドと、該第１クラッドを被覆するように設けられ該コアに沿って延びる複数の細孔が形成された第２クラッドと、を有し、該第１クラッドに入射された励起光が該第１クラッドと該第２クラッドとの界面で反射を繰り返しながら該第２クラッドで囲まれた領域内を伝搬し、該励起光が該コアを通過する際に該コアの光増幅成分を活性化させるダブルクラッドファイバと、コアと、該コアを被覆するように設けられたクラッドと、を有する被接続光ファイバと、を接続する方法であって、上記ダブルクラッドファイバのファイバ端部を、そのコアがファイバ軸方向の側面から視認できるように加工するファイバ端部加工工程と、上記ファイバ端部加工工程で加工したダブルクラッドファイバのファイバ端部と、上記被接続光ファイバのファイバ端部と、を突き合わせて接続するファイバ接続工程と、を備え、上記ダブルクラッドファイバのファイバ径は、上記被接続光ファイバのファイバ径より大きく、上記ダブルクラッドファイバのファイバ端部を、上記被接続光ファイバのファイバ径と略同一に加工するファイバ径細径化工程をさらに備え、上記ファイバ径細径化工程は、上記ファイバ端部加工工程に含まれ、上記ダブルクラッドファイバのファイバ端部の加工に併せてファイバ径を細径化し、上記ダブルクラッドファイバの第１クラッドの外径は、上記被接続光ファイバのファイバ径より小さく、上記ファイバ端部の加工は、該ファイバ端部をエッチングすると共に、該ファイバ端部を加熱することにより該ファイバ端部に残留した上記第２クラッドの複数の細孔を滅失させる加工であることを特徴とする。

上記の方法によれば、ダブルクラッドファイバのファイバ端部を、ダブルクラッドファイバのコアがファイバ側方から視認できるように加工するので、ダブルクラッドファイバと被接続光ファイバとのコア同士を精度よく調心して接続することができる。また、ファイバ径の大きいダブルクラッドファイバのファイバ端部を、被接続光ファイバのファイバ径と略同一に加工して、その加工されたダブルクラッドファイバのファイバ端部と、被接続光ファイバのファイバ端部とを突き合わせて接続するので、ファイバ径の異なるダブルクラッドファイバと被接続光ファイバとの接続界面において、ファイバ径の差がなくなることになる。これにより、ファイバ径の異なるダブルクラッドファイバと被接続光ファイバとを容易に融着接続によって接続することができる。また、ファイバ径細径化工程が、ファイバ端部加工工程に含まれ、ダブルクラッドファイバのファイバ端部の加工に併せてファイバ径を細径化するので、工程を増やすことなく、ダブルクラッドファイバのファイバ端部のファイバ径を細径化することができる。また、ダブルクラッドファイバの第１クラッドの外径が、上記被接続ファイバのファイバ径より小さいため、ダブルクラッドファイバのファイバ端部を、被接続光ファイバのファイバ径と略同一になるようにエッチングすることにより、そのファイバ端部に第２クラッドの複数の細孔が残留することになり、さらに、そのファイバ端部を、加熱することにより、ファイバ端部に残留した上記第２クラッドの複数の細孔を滅失させることができる。これにより、ダブルクラッドファイバのコアがファイバ側方から視認できる。

上記ダブルクラッドファイバのファイバ径は、上記被接続光ファイバのファイバ径より大きく、上記ダブルクラッドファイバのファイバ端部を、上記被接続光ファイバのファイバ径と略同一に加工するファイバ径細径化工程をさらに備えてもよい。

上記の方法によれば、ファイバ径の大きいダブルクラッドファイバのファイバ端部を、被接続光ファイバのファイバ径と略同一に加工して、その加工されたダブルクラッドファイバのファイバ端部と、被接続光ファイバのファイバ端部とを突き合わせて接続するので、ファイバ径の異なるダブルクラッドファイバと被接続光ファイバとの接続界面において、ファイバ径の差がなくなることになる。これにより、ファイバ径の異なるダブルクラッドファイバと被接続光ファイバとを容易に融着接続によって接続することができる。

上記ファイバ径細径化工程は、上記ファイバ端部加工工程に含まれ、上記ダブルクラッドファイバのファイバ端部の加工に併せてファイバ径を細径化してもよい。

上記の方法によれば、ファイバ径細径化工程が、ファイバ端部加工工程に含まれ、ダブルクラッドファイバのファイバ端部の加工に併せてファイバ径を細径化するので、工程を増やすことなく、ダブルクラッドファイバのファイバ端部のファイバ径を細径化することができる。

また、本発明に係る光ファイバの接続構造は、光増幅成分がドープされたコアと、該コアを被覆するように設けられた第１クラッドと、該第１クラッドを被覆するように設けられ該コアに沿って延びる複数の細孔が形成された第２クラッドと、を備え、該第１クラッドに入射された励起光が該第１クラッドと該第２クラッドとの界面で反射を繰り返しながら該第２クラッドで囲まれた領域内を伝搬し、該励起光が該コアを通過する際に該コアの光増幅成分を活性化させるダブルクラッドファイバと、コアと、該コアを被覆するように設けられたクラッドと、を備える被接続光ファイバとのファイバ端部同士が突き合わされて接続された光ファイバの接続構造であって、上記ダブルクラッドファイバのファイバ端部のコアがファイバ軸方向の側面から視認できるように該ファイバ端部の第２クラッドがエッチングされて上記第１クラッドが露出していると共に、該コアの中心軸と、上記被接続光ファイバのコアの中心軸とが、略一致していることを特徴とする。

上記の構成によれば、接続界面において、ダブルクラッドファイバのコアの中心軸と被接続光ファイバのコアの中心軸が略一致しているので、ダブルクラッドファイバと被接続光ファイバとを接続損失を少なく、接続することができる。

上記ダブルクラッドファイバのファイバ端部のコアの径が接続界面側に行くに従って縮径していてもよい。

上記の構成によれば、ダブルクラッドファイバのコアの径が、接続界面側に行くに従って縮径しているので、被接続光ファイバのコアの径と略一致する位置で接続することにより、ダブルクラッドファイバと、ダブルクラッドファイバのコアの径より径が小さいコアを有する被接続光ファイバとを接続することができる。これにより、ダブルクラッドファイバを入射側に、被接続光ファイバを出射側に、それぞれ配置した場合、コア内の信号光を漏らすことなく伝搬することができる。

接続界面において、上記ダブルクラッドファイバのファイバ径と、上記被接続光ファイバのファイバ径とが、略同一に形成されていてもよい。

上記の構成によれば、接続界面において、ダブルクラッドファイバのファイバ径と、被接続光ファイバのファイバ径とが略同一に形成されているので、ファイバ径の異なるダブルクラッドファイバと被接続光ファイバとを容易に融着接続によって接続することができる。

以上説明したように、本発明によれば、ダブルクラッドファイバのファイバ端部を、ダブルクラッドファイバのコアがファイバ側方から視認できるように加工するので、互いのコア同士を精度よく調心して接続することができる。

以下、本発明の実施形態に係る光ファイバの接続方法について、図面を用いて詳細に説明する。

《発明の実施形態１》
以下に、本発明の実施形態１に係るダブルクラッドファイバの接続方法について、図２を用いて工程を追って説明する。

図２は、本発明の実施形態１に係るダブルクラッドファイバを接続する各工程を示す。

＜準備工程＞
まず、ダブルクラッドファイバと、エッチング液と、被接続光ファイバとしてシングルモードファイバと、光ファイバ融着接続装置と、を準備する。

図１は、本発明の実施形態に係るダブルクラッドファイバ２０を示しており、（ａ）は、その斜視図であり、（ｂ）は、そのファイバ縦断面の模式図である。

このダブルクラッドファイバ２０は、全体が石英から構成され、ファイバ中心をなし光増幅成分がドープされたコア１と、コア１を被覆するように設けられた第１クラッド２と、第１クラッド２を被覆するように設けられた第２クラッド３と、第２クラッド３を被覆するように設けられたサポート部４と、を備えている。

また、このダブルクラッドファイバ２０は、第１クラッド２に入射された励起光が第１クラッド２と第２クラッド３との界面で反射を繰り返しながら第２クラッド３で囲まれた領域内を伝搬し、その励起光がコア１を通過する際にコア１の光増幅成分を活性化させ、その光増幅成分がコア１を伝搬する光を増幅するように構成されたものである。

コア１は、光増幅成分としてエルビウム（Ｅｒ）、ネオジム（Ｎｄ）及びイッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類元素、ゲルマニウム（Ｇｅ）及びクロム（Ｃｒ）等がドープされており、第１クラッド２より屈折率が高くなっている。

第１クラッド２は、ファイバ横断面の外郭形状がＤ字形状になっている。なお、Ｄ字形状としているのは以下の理由による。第１クラッドのファイバ横断面の外郭形状をコアと同心の円形とした場合には、第２クラッドで囲まれた領域内を伝播する励起光にはコアの周りを周回してコアを通過することがないスキュー光が含まれることとなるため、コアにドープされた希土類元素を十分に反転分布状態にすることができず、コアを伝搬する光を大きく増幅することができない。そこで、このスキュー光を低減するために、第１クラッドのファイバ横断面の外郭形状が非円形状になっている。

第１クラッド２の外径は、後述するシングルモードファイバ３０のファイバ径以上になっている。なお、ダブルクラッドファイバ２０の第１クラッド２の外径がシングルモードファイバ３０のファイバ径以上になっているとは、本実施形態のように、第１クラッド２の外郭形状がＤ字形状と非円形状の場合には、ダブルクラッドファイバ２０のファイバ中心軸とシングルモードファイバ３０のファイバ中心軸とを互いに合わせた状態で、ダブルクラッドファイバ２０の第１クラッド２の外郭形状に、シングルモードファイバ３０の外郭形状が包含されているということである。

第２クラッド３は、複数の細孔３ａを有しており、その屈折率（実効屈折率）は、複数の細孔３ａ内の空気の屈折率と、その細孔３ａ以外の部分の石英の屈折率とが複合したものとなり、第１クラッド２の屈折率（石英の屈折率）より低くなっている。その細孔３ａの径の大きさは１０μｍ以下程度である。

エッチング液は、ファイバ構成材料（石英）を溶解させることができる溶液であり、例えば、フッ化水素、フッ硝酸（フッ化水素及び硝酸の混合物）及びフッ化アンモニウム等の水溶液である。

シングルモードファイバ３０は、図５（ｂ）に示すように、全体が石英から構成され、ファイバ中心をなすコア１’と、コア１’を被覆するように設けられコア１’より屈折率が低いクラッド２’と、を備えている。このシングルモードファイバ３０は、入射された光がコア１’とクラッド２’との界面で反射を繰り返しながら、コア１’内を伝搬するように構成されたものである。

図６は、一般的に用いられている光ファイバ融着接続装置１０の構成を示す。

この光ファイバ融着接続装置１０は、接続対象である一対の光ファイバＦ１，Ｆ２のそれぞれを保持するファイバ保持部（不図示）と、そのファイバ保持部で保持された光ファイバＦ１，Ｆ２を挟むように配設された一対の電極６ａ，６ｂと、両電極６ａ，６ｂに繋がった電源７とを備えている。ファイバ保持部は、一対の光ファイバＦ１，Ｆ２の少なくとも一方をその長手方向に移動させる移動機構を備えている。一対の電極６ａ，６ｂは、それぞれが針状に形成されており、その先端同士が対向するように設けられている。この光ファイバ融着接続装置１０では、電極間隔、電極径、放電電流、放電時間等の設定が可能である。

＜ファイバ端部加工工程（ファイバ径細径化工程）＞
ダブルクラッドファイバ２０のファイバ中間部を、エッチング液に浸漬して、所定の時間静置した後、エッチング液より取り出して、そのファイバ径がシングルモードファイバ３０のファイバ径の大きさにする。これにより、図２（ａ）に示すようなサポート部４、及び、第２クラッド３が部分的に除去され、第１クラッド２が露出したダブルクラッドファイバ２０ａが得られる。

なお、ダブルクラッドファイバ２０のファイバ中間部のファイバ径と、接続するシングルモードファイバ３０のファイバ径との差が無いようにエッチングするのが望ましいが、両者のファイバ径差が、エッチング後のファイバ径の大きい方のファイバのファイバ径の２０％以内の範囲に収まるようにエッチングすればよい。これによれば、接続部分での接続損失が少なく、且つ、強度上の問題もない接続構造をとることができる。

＜切断工程＞
ダブルクラッドファイバ２０ａを第１クラッド２の露出部分でファイバ軸に対して垂直に切断する。これにより、図２（ｂ）に示すようなダブルクラッドファイバ２０ｂが得られる。

＜接続工程＞
まず、図２（ｃ）に示すように、ダブルクラッドファイバ２０ｂとシングルモードファイバ３０とを光ファイバ融着接続装置１０にセットして、両者のファイバ端部を突き合わすと共に、ファイバ側方から両者のコア１及び１’の位置を確認して、ダブルクラッドファイバ２０ｂのコア１の中心軸とシングルモードファイバのコア１’の中心軸とを略一致させる。

次いで、一対の電極６ａ，６ｂ間で放電を生じさせ、その間のファイバの突き合わせ部分を加熱する。これにより、図２（ｄ）に示すように突き合わせ部分が融着しダブルクラッドファイバ２０ｂとシングルモードファイバ３０とが接続され、接続界面において、ダブルクラッドファイバ２０のファイバ径が、シングルモードファイバ３０のファイバ径と略同一となっている光ファイバの接続構造を有する光ファイバ接続体５０が得られる。

以上のような、ダブルクラッドファイバ２０の接続方法によれば、ダブルクラッドファイバ２０のファイバ端部において、複数の細孔３ａを有する第２クラッド３が除去され第１クラッド２が露出しているので、ファイバ側方からコア１を視認することができ、互いのコア１及び１’を精度よく調心して接続することができる。

また、接続界面において、ダブルクラッドファイバ２０のファイバ径と、シングルモードファイバ３０のファイバ径とが略同一に形成されているので、ファイバ径の異なるダブルクラッドファイバ２０とシングルモードファイバ３０とを容易に融着接続によって容易に接続することができる。なお、ファイバ径が大きく異なる光ファイバ同士を接続する場合には、ファイバ径の小さい方の光ファイバ（本実施形態では、シングルモードファイバ３０）に曲がり、歪み、外径の細り等が生じてしまい、融着接続によって接続することが困難である。

さらに、接続界面において、ダブルクラッドファイバ２０のコア１の中心軸とシングルモードファイバ３０のコア１’の中心軸が略一致しているので、ダブルクラッドファイバ２０とシングルモードファイバ３０とを接続損失を少なく、接続することができる。

また、ダブルクラッドファイバ２０の第１クラッド２の外径が、シングルモードファイバ３０のファイバ径以上なので、ダブルクラッドファイバ２０のファイバ端部の第１クラッドの露出加工と、ファイバ径の細径化加工とが、エッチングにより同時に行うことができ、工程を増やすことなく、ダブルクラッドファイバ２０のファイバ端部のファイバ径を細径化することができる。

《発明の実施形態２》
以下に、本発明の実施形態２に係るダブルクラッドファイバの接続方法について、図３を用いて工程を追って説明する。

図３は、本発明の実施形態２に係るダブルクラッドファイバを接続する各工程を示す。

＜準備工程＞
ダブルクラッドファイバ２０のファイバ径が、シングルモードファイバ３０のファイバ径より大きく、且つ、ダブルクラッドファイバ２０の第１クラッド２の外径が、シングルモードファイバ３０のファイバ径より小さくなっていること以外は、実施形態１と実質的に同じであるため、その説明を省略する。なお、ダブルクラッドファイバ２０の第１クラッド２の外径がシングルモードファイバ３０のファイバ径より小さくなっているとは、本実施形態のように、第１クラッド２の外郭形状がＤ字形状と非円形状の場合には、ダブルクラッドファイバ２０のファイバ中心軸とシングルモードファイバ３０のファイバ中心軸とを互いに合わせた状態で、ダブルクラッドファイバ２０の第１クラッド２の外郭形状が、シングルモードファイバの外角形状に包含されているということである。
＜ファイバ端部加工工程（ファイバ径細径化工程）＞
ダブルクラッドファイバ２０のファイバ中間部を、エッチング液に浸漬して、所定の時間静置した後、エッチング液より取り出して、そのファイバ径がシングルモードファイバ３０のファイバ径の大きさにする。これにより、図３（ａ）に示すようなサポート部４、及び、第２クラッド３の上層が部分的に除去され、第２クラッド３が露出したダブルクラッドファイバ２０ａ’が得られる。

なお、ダブルクラッドファイバ２０のファイバ中間部のファイバ径と、接続するシングルモードファイバ３０のファイバ径との差が無いようにエッチングするのが望ましいが、両者のファイバ径差が、エッチング後のファイバ径の大きい方のファイバのファイバ径の２０％以内の範囲に収まるようにエッチングすればよい。これによれば、接続部分での接続損失が少なく、且つ、強度上の問題もない接続構造をとることができる。

＜切断工程＞
ダブルクラッドファイバ２０ａ’を第２クラッド３の露出部分でファイバ軸に対して垂直に切断する。これにより、図３（ｂ）に示すようなダブルクラッドファイバ２０ｂ’が得られる。

＜細孔滅失加工工程＞
ダブルクラッドファイバ２０ｂ’のファイバ端部を、光ファイバ融着接続装置１０等によって加熱して、第２クラッド３に含まれる複数の細孔３ａを溶融滅失する。これにより、図３（ｃ）に示すようなファイバ端部の先端の第２クラッド３が中実化したダブルクラッドファイバ２０ｃ’が得られる。

＜接続工程＞
まず、図３（ｄ）に示すように、ダブルクラッドファイバ２０ｃ’とシングルモードファイバ３０とを光ファイバ融着接続装置１０にセットして、両者のファイバ端部を突き合わすと共に、ファイバ側方から両者のコア１及び１’の位置を確認して、ダブルクラッドファイバ２０ｃ’のコア１の中心軸とシングルモードファイバのコア１’の中心軸とを略一致させる。

次いで、一対の電極６ａ，６ｂ間で放電を生じさせ、その間のファイバの突き合わせ部分を加熱する。これにより、図２（ｅ）に示すように突き合わせ部分が融着しダブルクラッドファイバ２０ｃ’とシングルモードファイバ３０とが接続され、接続界面において、ダブルクラッドファイバ２０ｃ’のファイバ径が、シングルモードファイバ３０のファイバ径と略同一となっている光ファイバの接続構造を有する光ファイバ接続体５０が得られる。

以上のような、ダブルクラッドファイバ２０の接続方法によれば、ダブルクラッドファイバ２０の第１クラッド２の外径が、シングルモードファイバ３０のファイバ径より小さいため、ダブルクラッドファイバ２０のファイバ端部を、シングルモードファイバ３０のファイバ径と略同一になるようにエッチングすることにより、そのファイバ端部に第２クラッド２の複数の細孔３ａが残留することになるが、さらに、ダブルクラッドファイバ２０のファイバ端部を加熱することにより、残留した複数の細孔３ａが滅失され、複数の細孔３ａによる外光の散乱が無くなる。これにより、ダブルクラッドファイバ２０のファイバ側方からコア１を視認することができ、互いのコア１及び１’を精度よく調心して接続することができる。

その他の効果については、実施形態１と同様であり、その説明を省略する。

《発明の参考例》
以下に、本発明の参考例に係るダブルクラッドファイバの接続方法について、図４を用いて工程を追って説明する。

図４は、本発明の参考例に係るダブルクラッドファイバを接続する各工程を示す。

＜準備工程＞
ダブルクラッドファイバ２０のファイバ径が、シングルモードファイバ３０のファイバ径より大きく、且つ、ダブルクラッドファイバ２０のコア１の径が、シングルモードファイバ３０のコアの径より大きくなっている点及びエッチング液を使用しない点の他は、実施形態１と実質的に同じであるため、その説明を省略する。

＜ファイバ端部加工工程＞
ダブルクラッドファイバ２０のファイバ中間部を、加熱及び延伸して、そのファイバ径がシングルモードファイバ３０のファイバ径の大きさにする。これにより、図４（ａ）に示すように、ファイバ中間部において、第２クラッド３に含まれる複数の細孔３ａが滅失して、サポート部４、第２クラッド３及び第１クラッド２が一体化したダブルクラッドファイバ２０ａ’’が得られる。

なお、ダブルクラッドファイバ２０のファイバ中間部のファイバ径と、接続するシングルモードファイバ３０のファイバ径との差が無いように加熱及び延伸するのが望ましいが、両者のファイバ径差が、加熱及び延伸後のファイバ径の大きい方のファイバのファイバ径の２０％以内の範囲に収まるように加熱及び延伸すればよい。これによれば、接続部分での接続損失が少なく、且つ、強度上の問題もない接続構造をとることができる。

＜切断工程＞
ダブルクラッドファイバ２０ａ’を第２クラッド３の露出部分でファイバ軸に対して垂直に切断する。これにより、図４（ｂ）に示すようなダブルクラッドファイバ２０ｂ’’が得られる。

＜接続工程＞
まず、図４（ｃ）に示すように、ダブルクラッドファイバ２０ｂ’’とシングルモードファイバ３０とを光ファイバ融着接続装置１０にセットして、両者のファイバ端部を突き合わすと共に、ファイバ側方から両者のコア１及び１’の位置を確認して、ダブルクラッドファイバ２０ｂ’’のコア１の中心軸とシングルモードファイバのコア１’の中心軸とを略一致させる。

次いで、一対の電極６ａ，６ｂ間で放電を生じさせ、その間のファイバの突き合わせ部分を加熱する。これにより、図４（ｄ）に示すように突き合わせ部分が融着しダブルクラッドファイバ２０ｂ’’とシングルモードファイバ３０とが接続され、接続界面において、ダブルクラッドファイバ２０ｂ’’のファイバ径が、シングルモードファイバ３０のファイバ径と略同一となっている光ファイバの接続構造を有する光ファイバ接続体５０が得られる。

以上のような、ダブルクラッドファイバ２０の接続方法によれば、ダブルクラッドファイバ２０のファイバ端部を加熱及び延伸することにより、ファイバ径がシングルモードファイバ３０のファイバ外径と略同一にされると共に、第２クラッド３内の複数の細孔３ａが滅失され、複数の細孔３ａによる外光の散乱が無くなることになる。これにより、ファイバ側方からダブルクラッドファイバ２０のコア１を視認することができ、互いのコア１及び１’を精度よく調心して接続することができる。

また、接続界面において、ダブルクラッドファイバ２０のコアの径が、接続界面側に行くに従って縮径しているので、シングルモードファイバ３０のコア１の径と略一致する位置で接続することにより、ダブルクラッドファイバ２０と、ダブルクラッドファイバ２０のコア１の径より径が小さいコア１’を有するシングルモードファイバ３０とを接続することができる。これにより、ダブルクラッドファイバ２０を入射側に、シングルモードファイバ３０を出射側に、それぞれ配置した場合、コア１内の信号光を漏らすことなくコア１’に伝搬することができる。

その他の効果については、実施形態１と同様であり、その説明を省略する。

以上説明したように、本発明は、ファイバレーザ及び光増幅器について有用である。

本発明の実施形態に係るダブルクラッドファイバ２０を示しており、（ａ）は、その斜視図であり、（ｂ）は、そのファイバ縦断面の模式図である。 本発明の実施形態１に係るダブルクラッドファイバ２０を接続する各工程を示す模式図である。 本発明の実施形態２に係るダブルクラッドファイバ２０を接続する各工程を示す模式図である。 本発明の参考例に係るダブルクラッドファイバ２０を接続する各工程を示す模式図である。 従来の光ファイバのファイバ縦断面を示しており、（ａ）は、ダブルクラッドファイバ２０の模式図であり、（ｂ）は、シングルモードファイバ３０の模式図である。 一般的に用いられている光ファイバ融着接続装置１０の模式図である。 従来のダブルクラッドファイバ２０とシングルモードファイバ３０との接続部を示す模式図である。

符号の説明

１，１’ コア
２ 第１クラッド
２’ クラッド
３ 第２クラッド
３ａ 細孔
４ サポート部
６ａ，６ｂ 電極
７ 電源
１０ 光ファイバ融着接続装置
２０ ダブルクラッドファイバ
３０ シングルモードファイバ
５０ 光ファイバ接続体

Claims (7)

1. 光増幅成分がドープされたコアと、該コアを被覆するように設けられた第１クラッドと、該第１クラッドを被覆するように設けられ該コアに沿って延びる複数の細孔が形成された第２クラッドと、を有し、該第１クラッドに入射された励起光が該第１クラッドと該第２クラッドとの界面で反射を繰り返しながら該第２クラッドで囲まれた領域内を伝搬し、該励起光が該コアを通過する際に該コアの光増幅成分を活性化させるダブルクラッドファイバと、
   コアと、該コアを被覆するように設けられたクラッドと、を有する被接続光ファイバと、を接続する方法であって、
   上記ダブルクラッドファイバのファイバ端部を、そのコアがファイバ軸方向の側面から視認できるように加工するファイバ端部加工工程と、
   上記ファイバ端部加工工程で加工したダブルクラッドファイバのファイバ端部と、上記被接続光ファイバのファイバ端部とを、該ダブルクラッドファイバのコアの中心軸と被接続光ファイバのコアの中心軸とが略一致するように突き合わせて接続するファイバ接続工程とを備え、
   上記ファイバ端部の加工は、上記第１クラッドが露出するように該ファイバ端部をエッチングする加工であることを特徴とする光ファイバの接続方法。
2. 光増幅成分がドープされたコアと、該コアを被覆するように設けられた第１クラッドと、該第１クラッドを被覆するように設けられ該コアに沿って延びる複数の細孔が形成された第２クラッドと、を有し、該第１クラッドに入射された励起光が該第１クラッドと該第２クラッドとの界面で反射を繰り返しながら該第２クラッドで囲まれた領域内を伝搬し、該励起光が該コアを通過する際に該コアの光増幅成分を活性化させるダブルクラッドファイバと、
   コアと、該コアを被覆するように設けられたクラッドと、を有する被接続光ファイバと、を接続する方法であって、
   上記ダブルクラッドファイバのファイバ端部を、そのコアがファイバ軸方向の側面から視認できるように加工するファイバ端部加工工程と、
   上記ファイバ端部加工工程で加工したダブルクラッドファイバのファイバ端部と、上記被接続光ファイバのファイバ端部と、を突き合わせて接続するファイバ接続工程と、
   を備え、
   上記ダブルクラッドファイバのファイバ径は、上記被接続光ファイバのファイバ径より大きく、
   上記ダブルクラッドファイバのファイバ端部を、上記被接続光ファイバのファイバ径と略同一に加工するファイバ径細径化工程をさらに備え、
   上記ファイバ径細径化工程は、上記ファイバ端部加工工程に含まれ、上記ダブルクラッドファイバのファイバ端部の加工に併せてファイバ径を細径化し、
   上記ダブルクラッドファイバの第１クラッドの外径は、上記被接続光ファイバのファイバ径より小さく、
   上記ファイバ端部の加工は、該ファイバ端部をエッチングすると共に、該ファイバ端部を加熱することにより該ファイバ端部に残留した上記第２クラッドの複数の細孔を滅失させる加工であることを特徴とする光ファイバの接続方法。
3. 請求項１に記載された光ファイバの接続方法において、
   上記ダブルクラッドファイバのファイバ径は、上記被接続光ファイバのファイバ径より大きく、
   上記ダブルクラッドファイバのファイバ端部を、上記被接続光ファイバのファイバ径と略同一に加工するファイバ径細径化工程をさらに備えることを特徴とする光ファイバの接続方法。
4. 請求項３に記載された光ファイバの接続方法において、
   上記ファイバ径細径化工程は、上記ファイバ端部加工工程に含まれ、上記ダブルクラッドファイバのファイバ端部の加工に併せてファイバ径を細径化することを特徴とする光ファイバの接続方法。
5. 光増幅成分がドープされたコアと、該コアを被覆するように設けられた第１クラッドと、該第１クラッドを被覆するように設けられ該コアに沿って延びる複数の細孔が形成された第２クラッドと、を備え、該第１クラッドに入射された励起光が該第１クラッドと該第２クラッドとの界面で反射を繰り返しながら該第２クラッドで囲まれた領域内を伝搬し、該励起光が該コアを通過する際に該コアの光増幅成分を活性化させるダブルクラッドファイバと、
   コアと、該コアを被覆するように設けられたクラッドと、を備える被接続光ファイバとのファイバ端部同士が突き合わされて接続された光ファイバの接続構造であって、
   上記ダブルクラッドファイバのファイバ端部のコアがファイバ軸方向の側面から視認できるように該ファイバ端部の第２クラッドがエッチングされて上記第１クラッドが露出していると共に、該コアの中心軸と、上記被接続光ファイバのコアの中心軸とが、略一致していることを特徴とする光ファイバの接続構造。
6. 請求項５に記載された光ファイバの接続構造において、
   上記ダブルクラッドファイバのファイバ端部のコアの径が接続界面側に行くに従って縮径していることを特徴とする光ファイバの接続構造。
7. 請求項５又は６に記載された光ファイバの接続構造において、
   接続界面において、上記ダブルクラッドファイバのファイバ径と、上記被接続光ファイバのファイバ径とが、略同一に形成されていることを特徴とする光ファイバの接続構造。

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