JP4628965B2

JP4628965B2 - スプライスパッケージとその製造方法

Info

Publication number: JP4628965B2
Application number: JP2006018353A
Authority: JP
Inventors: 英祐山口; 史朗香月; 次男田村; 徹高橋
Original assignee: SWCC Showa Cable Systems Co Ltd
Current assignee: SWCC Showa Cable Systems Co Ltd
Priority date: 2006-01-27
Filing date: 2006-01-27
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2026-01-27
Also published as: JP2007199430A

Description

本発明は、光ファイバ熱融着接続部の信頼性向上を図ったスプライスパッケージとその製造方法に関する。

光ファイバの熱融着接続部は、接続損失が少なくて高い信頼性を持つ。これを外力から保護するために機械的な保護を施し、接着剤などで固定し、シールをする技術が開発されている。
特開平４−３１３７０８号公報特開平７−６３９５６号公報特開２００３−９０９２８号公報特開２００３−１３９９８４号公報特開２００４−４５６６３号公報特開２００４−１２６３０５号公報

ここで、従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
高い温度と様々な振動が加わる環境にスプライスを配置する場合に、例えば、従来の熱収縮チューブを用いた機械的な保護方法では、機械的な強度が低く、十分な保護機能が得られない。例えば、Ｖ溝を持つ基板上に接着剤によって光ファイバ全体を固定する方法では、外力や機械的振動に対して十分に高い強度を示す。しかし、ヒートサイクルを加えると接着剤の熱伸縮による影響で著しく特性が低下してしまうという問題があった。
本発明は以上の課題を解決するためになされたもので、大きな温度変化と振動に耐えるスプライスパッケージを提供することを目的とする。

本発明の各実施例においては、それぞれ次のような構成により上記の課題を解決する。
〈構成１〉
光ファイバの熱融着接続部を基板上方に浮き上がらせた状態で、上記熱融着接続部近傍を樹脂コートし、当該熱融着接続部を挟んで所定の距離だけ離れた２点で、上記光ファイバを上記基板に接着材で支持固定したことを特徴とするスプライスパッケージ。

〈構成２〉
構成１記載のスプライスパッケージにおいて、上記基板には、上記熱融着接続部を含む光ファイバを収納する凹溝が設けられていることを特徴とするスプライスパッケージ。

〈構成３〉
構成１記載のスプライスパッケージにおいて、上記樹脂コートと接着材はエポキシ樹脂であることを特徴とするスプライスパッケージ。

〈構成４〉
構成１乃至３のいずれかに記載のスプライスパッケージにおいて、上記熱融着接続部を挟んで固定した一方の点から当該熱融着接続部までの距離をＡとし、他方の点から当該熱融着接続部までの距離をＢとしたとき、ＡとＢとは等しく無いことを特徴とするスプライスパッケージ。

〈構成５〉
光ファイバの熱融着接続部を基板上方に浮き上がらせて、上記熱融着接続部近傍を樹脂コートし、上記熱融着接続部に張力を加えた状態で、当該樹脂を固化することを特徴とするスプライスパッケージの製造方法。

〈構成６〉
光ファイバの熱融着接続部を基板上方に浮き上がらせた状態で、上記熱融着接続部近傍を樹脂コートし、当該熱融着接続部を挟んで所定の距離だけ離れた２点で、上記光ファイバを上記基板に接着材で支持固定し、上記熱融着接続部に張力を加えた状態で、上記接着剤を固化することを特徴とするスプライスパッケージの製造方法。

〈構成７〉
光ファイバの熱融着接続部を基板上方に浮き上がらせた状態で、上記熱融着接続部近傍を樹脂コートし、当該熱融着接続部を挟んで所定の距離だけ離れた２点で、上記光ファイバを上記基板に接着材で支持固定し、上記熱融着接続部に張力を加えた状態で、上記樹脂コートおよび上記接着剤を固化することを特徴とするスプライスパッケージの製造方法。

以下、本発明の実施の形態を実施例ごとに詳細に説明する。

図１は、本発明によるスプライスパッケージの組み立て手順説明図である。
図（ａ）において、光ファイバ心線１０は、その端部において被覆１１を除去されて、所定長の光ファイバ１２を露出させている。左右一対の光ファイバ心線１０は、互いに光ファイバ１２を突き合わせて、熱融着接続されている。図（ｂ）に示すように、熱融着接続部１３近傍には、樹脂コート１４が施される。さらに、図（ｃ）に示すように、熱融着接続部１３を挟んで左側にＡだけ離れた点と右側にＢだけ離れた点の２点に、接着剤２１を付ける。なお、この実施例では、ＡとＢを若干異なる寸法に選定した。樹脂コート１４と接着材２１にはエポキシ樹脂を使用した。

図（ｄ）に示すように、基板１６には、熱融着接続部１３を含む光ファイバ１２を収納する凹溝１７が設けられている。基板１６はセラミックスからなる。この凹溝１７にも、接着剤２１を塗布しておく。この状態で、図の（ｃ）に示した光ファイバ１２を凹溝１７に収納する。その後、光ファイバ１２と熱融着接続部１３を基板１６の上方に浮き上がらせ、熱融着接続部１３矢印の方向に張力を加えた状態で、樹脂コート１４と接着剤２１とを固化する。樹脂コート１４が固化するまで、例えば、１００グラム程度の張力を加え続ける。こうして、光ファイバ１２を基板１６に支持固定する。張力を加えて固化処理を実行することにより、熱融着接続部１３の接続不良を検出して排除できる。

図２は、スプライスパッケージの保護処理手順説明図である。
図（ａ）に示した光ファイバ１２や基板１６を保護するために、図（ｂ）に示したスリーブ２５を使用する。スリーブ２５は、ステンレスからなる。スリーブ２５に光ファイバ１２の熱融着接続部と基板１６を収納した後、図（ｃ）に示した封止材２６を用いて封止する。この封止材２６はエポキシ樹脂からなる。こうして、図（ｄ）に示したようなスプライスパッケージが完成する。図（ｄ）はスプライスパッケージのＸ−Ｘ線に沿う縦断面図である。図（ｅ）はスプライスパッケージのＹ−Ｙ線に沿う縦断面図である。固定材２７は、エポキシ樹脂等の接着剤からなる。

図３（ａ）は本発明のスプライスパッケージの熱融着接続部近傍の拡大縦断面図、（ｂ）は従来のスプライスパッケージの、熱融着接続部近傍の拡大縦断面図である。
図（ｂ）に示すように、従来のスプライスパッケージ３０は、熱融着接続部１３を含む光ファイバ１２全体をエポキシ樹脂等の接着剤でモールドし、図示しない基板の凹溝に固定していた。一方、本発明では、熱融着接続部１３の近傍のみを樹脂コート１４で包囲して保護している。接着剤は、このほかに既に説明したとおり、熱融着接続部１３を挟んだ両側の２点にのみ施されている。本発明のスプライスパッケージは、光ファイバ１２全体が接着剤等により拘束されていないので、ヒートサイクルを加えても、接着剤の熱伸縮による応力が光ファイバ１２に伝わることがない。従って、高温環境で特性の劣化がきわめて少ないという特徴がある。以下の実証試験によって、完成後のスプライスパッケージの効果を確認した。

［ヒートサイクル試験］
図４は、ヒートサイクル試験のための温度変化を示すグラフである。
太さ１２５μｍの石英ガラス光ファイバを熱融着接続して、全長が５０ｍｍの、セラミックス基板の幅と深さが２ｍｍの凹溝に収容した。完成後のスプライスパッケージを実験装置に収容して、一定のヒートサイクルを加える。環境温度を、図のように、室温からプラス８５度まで上昇させて一定時間待機し、再びマイナス４０度まで冷却する。これを２０回繰り返す。比較例として、溝全体に接着剤を塗布し、ここに光ファイバを埋設したものを使用した。

図５は、試験装置のブロック図である。
図のように、試験試料１（スプライスパッケージ）の光ファイバ３１の端部をサーキュレータ３２に接続する。サーキュレータ３２の他端には、広帯域光源３３とスペクトルアナライザ３４が接続されている。スペクトルアナライザ３４の他端はパーソナルコンピュータ５に接続されている。この装置では、広帯域光源３３からサーキュレータ３２を通じて試験試料１に試験用光信号を送信する。試験試料１の内部で光ファイバに歪みが生じていると、その部分で、光信号が反射する。その反射信号を、サーキュレータ３２を通じてスペクトルアナライザ３４で受信する。この結果がパーソナルコンピュータ５に入力されて解析処理される。

図６は、試験試料に入力する光信号の状態を示すグラフである。図７は、試験試料から反射した光信号の状態を示すグラフである。
図６のグラフの横軸は入力試験信号の波長、縦軸はその入力信号強度を示す。図７の縦軸は試験試料からの反射信号強度を示す。図６のようなパターンの光信号をスプライスパッケージの一端から入力し、上記のヒートサイクル試験をする。光ファイバに全く歪が無いときは、光ファイバの終端で反射して、歪みのない反射信号が出力される。しかし、接着剤により外力が加わって歪が発生すると、歪みのある部分で不規則な反射が発生する。図７の破線の反射波は従来品で高温時に大きな歪みが加わったときのものである。これが、伝送特性の著しい劣化につながる。実線の反射波は、本発明のスプライスパッケージによるものである。
［振動試験］

光ファイバを、溝上で所定間隔離れた２点で支持した場合には、その光ファイバに加えられた張力とヤング率等のパラメータに従って、所定の固有振動数を持つ。即ち、２点で支持された弦と同様の機械特性を示す。スプライスパッケージを外部から加わる振動の影響を受けないように保護するには、支持された光ファイバの固有振動数が、外部から侵入して基板に伝わる振動の固有周波数と異なるようにするとよい。予め使用条件は明確になっているから、この使用条件に併せてその支持間隔を設定するとよい。また、熱融着接続部の左右で共振点をずらすように、図１（ｃ）の説明のように、左右の支持間隔を異ならせることの効果がある。

本発明によるスプライスパッケージの組み立て手順説明図である。スプライスパッケージの保護処理手順説明図である。（ａ）は本発明のスプライスパッケージの熱融着接続部近傍の拡大縦断面図、（ｂ）は従来のスプライスパッケージの、熱融着接続部近傍の拡大縦断面図である。ヒートサイクル試験のための温度変化を示すグラフである。試験装置のブロック図である。試験試料に入力する光信号の状態を示すグラフである。試験試料から反射した光信号の状態を示すグラフである。

符号の説明

１０光ファイバ心線
１１被覆
１２光ファイバ
１３熱融着接続部
１４樹脂コート
１６基板
１７凹溝
２１接着剤
２５スリーブ
２６封止材
２７固定材

Claims

一対の光ファイバ心線１０が互いに光ファイバ１２を突き合わせて熱融着接続されており、
基板１６に設けられた凹溝１７の内部に塗布された接着剤２１により、前記光ファイバ１２の熱融着接続部１３を挟み、この熱融着接続部１３から一方にＡだけ離れた点と他方にＢだけ離れた点の２点で、前記熱融着接続部１３と前記光ファイバ１２を支持し、前記熱融着接続部１３の一方と他方とで前記光ファイバ１２の共振点をずらすように、前記ＡとＢを異なる寸法に選定し、
前記熱融着接続部１３の近傍のみを樹脂コート１４で包囲して保護し、
前記２点のみで前記光ファイバ１２を前記基板１６に前記接着剤２１により固定し、前記２点に挟まれた前記熱融着接続部１３と前記光ファイバ１２とを接着剤により前記基板１６に拘束しないで、
前記熱融着接続部１３を前記基板１６の上方に浮き上がらせて支持したことを特徴とするスプライスパッケージ。
一対の光ファイバ心線１０を、互いに光ファイバ１２を突き合わせて熱融着接続し、
基板１６に設けられた凹溝１７の内部の、前記光ファイバ１２の熱融着接続部１３を挟み、この熱融着接続部１３から一方にＡだけ離れた点と、他方にＢだけ離れた点の２点に、接着剤２１を塗布し、前記ＡとＢとは前記光ファイバ１２の共振点をずらすように異なる寸法に選定し、
前記熱融着接続部１３の近傍のみを樹脂コート１４で包囲して保護し、
前記光ファイバ１２と熱融着接続部１３を基板１６の上方に浮き上がらせて、前記熱融着接続部１３の光ファイバに張力を加えた状態で、前記樹脂コート１４と接着剤２１とを固化し、
前記２点のみで、前記光ファイバ１２を前記基板１６に前記接着剤２１により固定し、前記２点に挟まれた前記熱融着接続部１３と前記光ファイバ１２とを接着剤により前記基板１６に拘束しないで、
前記接着剤２１を塗布した２点間で、前記熱融着接続部１３と前記光ファイバ１２を支持することを特徴とするスプライスパッケージの製造方法。