JP4901941B2 - Optical fiber processing apparatus and optical fiber processing method - Google Patents

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  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Description

本発明は、クラッドに軸方向に延びる空孔を有する光ファイバの空孔を封止する光ファイバ処理装置及び光ファイバ処理方法に関する。   The present invention relates to an optical fiber processing apparatus and an optical fiber processing method for sealing a hole of an optical fiber having a hole extending in an axial direction in a clad.

コアを囲むクラッド部に空孔を有する光ファイバは、曲げに対する損失が少ない「低曲げ損失光ファイバ」として知られている。両端にコネクタをつけたパッチコードや光部品のピグテール、光部品間の接続ファイバ等へ適用すると、許容曲げ半径を小さくできるため、光部品を含むモジュールの小型化や曲げ半径を気にせずに電気コード並みに使用できるなど、実用的な観点から応用が期待されている。   An optical fiber having a hole in the cladding portion surrounding the core is known as a “low bending loss optical fiber” with little loss to bending. When applied to patch cords with connectors at both ends, pigtails of optical components, connecting fibers between optical components, etc., the allowable bending radius can be reduced, so the module containing optical components can be reduced in size and without worrying about the bending radius. It is expected to be applied from a practical point of view, such as being usable as a code.

低曲げ損失光ファイバは、端部の空孔を封止しないまま使用すると特性が安定しないことや、空孔に水分が入り石英ガラスの劣化を引き起こす可能性がある。このことから、低曲げ損失光ファイバを使用する際には空孔を封止する必要がある。   If the low bending loss optical fiber is used without sealing the vacancies at the ends, the characteristics may not be stable, and moisture may enter the vacancies and cause deterioration of the quartz glass. For this reason, when using a low bending loss optical fiber, it is necessary to seal the holes.

これまでに空孔の封止方法が提案されている。例えば、低曲げ損失光ファイバのファイバ端面に他の光ファイバを融着接続して封止する第一の方法、及び空孔に硬化性の樹脂を詰めて封止する第二の方法が知られている。しかし、第一の方法は、融着に伴う加工時の手間が増加すること、融着部の外径が大きくなること及び融着による接続損失が発生することが課題であった。また、第二の方法は、封止材の管理、封止材が空孔に進入する長さの管理、その後の硬化工程など工程管理が困難であり、封止処理の時間が長いなど実用上の課題があった。また、封止材の材料によっては、ガラスに比較して野外等の高温多湿等の厳しい環境下における耐環境性にも課題があった。   So far, hole sealing methods have been proposed. For example, a first method in which another optical fiber is fused and sealed to the fiber end face of a low bending loss optical fiber, and a second method in which a hole is filled with a curable resin and sealed are known. ing. However, the first method has a problem in that the time and labor required for processing accompanying the fusion increase, the outer diameter of the fusion part increases, and the connection loss due to the fusion occurs. In addition, the second method is difficult to manage the process such as the management of the sealing material, the length of the sealing material entering the pores, and the subsequent curing process, and the sealing process takes a long time. There was a problem. In addition, depending on the material of the sealing material, there has been a problem in environmental resistance under severe environments such as high temperature and high humidity such as outdoors compared to glass.

一方、加熱により光ファイバのクラッド部を溶融して空孔を潰して封止する第三の方法が第一の方法及び第二の方法の課題を解決する封止方法として知られている。第三の方法として、例えば、フォトニッククリスタルファイバの端部を加熱することで空孔の断面積を減少させ、フォトニッククリスタルファイバの外径を小さくすることが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。また、中空部を設けたファイバの端部を減圧しながらクラッド部を加熱し軟化させ、空孔を封止する技術も示されている（例えば、特許文献２を参照。）。さらに、他の光ファイバとの接続前に空孔を熱封止しコアを直視しやすくして融着性を向上する技術が示されている（例えば、特許文献３を参照。）。第三の方法は加熱封止とも呼ばれる。   On the other hand, a third method of melting the clad portion of the optical fiber by heating to crush the holes and sealing is known as a sealing method for solving the problems of the first method and the second method. As a third method, for example, it is known to reduce the outer diameter of the photonic crystal fiber by reducing the cross-sectional area of the holes by heating the end of the photonic crystal fiber (for example, Patent Documents). 1). In addition, a technique for heating and softening the clad portion while reducing the pressure of the end portion of the fiber provided with the hollow portion and sealing the air holes is also disclosed (see, for example, Patent Document 2). Furthermore, a technique for improving the fusing property by heat-sealing the holes before connecting to another optical fiber to facilitate direct viewing of the core has been disclosed (see, for example, Patent Document 3). The third method is also called heat sealing.

特表２００２−５３７５７４号公報JP 2002-537574 A 特許３８７０７１３号公報Japanese Patent No. 3870713 特許４２５２２３８号公報Japanese Patent No. 4252238

例えば、光ファイバをコネクタに適用する場合、光ファイバの外径をフェルールの内径とほぼ同じ大きさに調整する。このように、加熱封止した光ファイバをコネクタのような光部品に適用するためには加熱封止部の長さや外径を調整する必要がある。また、加熱封止した光ファイバの光部品と他の光ファイバとの接続損失を低減するためには加熱封止部の外径の精度を高くする必要やコアの偏心を抑える必要がある。   For example, when an optical fiber is applied to a connector, the outer diameter of the optical fiber is adjusted to be approximately the same as the inner diameter of the ferrule. Thus, in order to apply the heat-sealed optical fiber to an optical component such as a connector, it is necessary to adjust the length and outer diameter of the heat-sealed portion. Further, in order to reduce the connection loss between the optical component of the heat-sealed optical fiber and another optical fiber, it is necessary to increase the accuracy of the outer diameter of the heat-sealed portion and to suppress the eccentricity of the core.

しかし、特許文献１から３には、加熱封止部の長さ、加熱封止による光ファイバの外径の変化量、コアの外径に対する偏心について言及されていない。すなわち、従来の技術で加熱封止された光ファイバには、光部品へ適用する場合、接続損失の低減、及び実用上利用が困難という課題があった。   However, Patent Documents 1 to 3 do not mention the length of the heat sealing portion, the amount of change in the outer diameter of the optical fiber due to heat sealing, and the eccentricity with respect to the outer diameter of the core. That is, the optical fiber heat-sealed by the conventional technique has problems that it is difficult to reduce the connection loss and to be practically used when applied to an optical component.

前記課題を解決するために、本発明は、接続損失が少なく、実用上利用が容易である端部を加熱封止した光ファイバを生成できる光ファイバ処理装置及び光ファイバ処理方法を提供することを目的とする。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides an optical fiber processing apparatus and an optical fiber processing method capable of generating an optical fiber with a heat-sealed end portion that has low connection loss and is practically easy to use. Objective.

上記目的を達成するために、本発明は、光ファイバの軸方向に可動な２つの保持部で光ファイバを保持し、加熱封止する際に一方の保持部で光ファイバを可動自在とするか、２つの保持部の間隔を調整することとした。   In order to achieve the above-mentioned object, according to the present invention, an optical fiber is held by two holding portions that are movable in the axial direction of the optical fiber, and when the optical fiber is heated and sealed, the optical fiber can be moved freely by one holding portion. The interval between the two holding parts was adjusted.

具体的には、本発明に係る一の光ファイバ処理装置は、クラッドに軸方向に延びる空孔を有する光ファイバを、前記光ファイバの軸方向に可動自在に２つの保持部で保持する光ファイバ保持手段と、前記光ファイバ保持手段の前記保持部間の前記光ファイバを加熱する加熱手段と、を備える。   Specifically, an optical fiber processing apparatus according to the present invention includes an optical fiber that holds an optical fiber having a hole extending in an axial direction in a clad by two holding portions so as to be movable in the axial direction of the optical fiber. Holding means, and heating means for heating the optical fiber between the holding portions of the optical fiber holding means.

具体的には、本発明に係る光ファイバ処理装置は、クラッドに軸方向に延びる空孔を有する光ファイバを、少なくとも一方が前記光ファイバの軸方向に可動な２つの保持部で保持する光ファイバ保持手段と、前記光ファイバ保持手段の前記保持部間の前記光ファイバを加熱する加熱手段と、前記加熱手段で前記光ファイバを加熱しているときに、前記保持部間の前記光ファイバの長さが短くなるように少なくとも一方の前記保持部を制御する制御手段と、を備える。   Specifically, an optical fiber processing apparatus according to the present invention is an optical fiber that holds an optical fiber having a hole extending in the axial direction in a clad by two holding portions, at least one of which is movable in the axial direction of the optical fiber. A holding unit; a heating unit that heats the optical fiber between the holding units of the optical fiber holding unit; and a length of the optical fiber between the holding units when the optical fiber is heated by the heating unit. Control means for controlling at least one of the holding portions so as to shorten the length.

本発明に係る光ファイバ処理方法は、クラッドに軸方向に延びる空孔を有する光ファイバを２箇所で保持する光ファイバ保持手順と、前記光ファイバ保持手順で保持された２箇所間の前記光ファイバを加熱する加熱手順と、前記加熱手順で前記光ファイバを加熱しているときに、前記光ファイバが軸方向へ可動自在となるようにしておく、又は、前記２箇所間の前記光ファイバの長さが短くなるように制御する制御手順と、を行う。   The optical fiber processing method according to the present invention includes an optical fiber holding procedure for holding an optical fiber having a hole extending in the axial direction in a clad at two locations, and the optical fiber between the two locations held by the optical fiber holding procedure. A heating procedure for heating the optical fiber, and when the optical fiber is heated by the heating procedure, the optical fiber is movable in the axial direction, or the length of the optical fiber between the two locations And a control procedure for performing control so as to shorten the length.

２箇所で固定された光ファイバの空孔を最小限の熱量で加熱封止すると、封止部分の光ファイバの外径は、溶融したクラッド材に表面張力が働かないため、ほぼ封止された空孔の体積の総量に対応する光ファイバ外径の減少が生じる。一方、２箇所のうち一方を固定せずに光ファイバを加熱した場合、溶融したクラッド材が表面張力で収縮するため、加熱した部分の光ファイバの外径は大きくなる。また、光ファイバを２箇所で固定しておき、クラッド材の溶融中に２箇所間の距離を短くすると光ファイバの外径は大きくなる。   When the optical fiber holes fixed at two locations are heat sealed with a minimum amount of heat, the outer diameter of the optical fiber at the sealed portion is almost sealed because the surface tension does not act on the molten clad material. A decrease in the outer diameter of the optical fiber corresponding to the total volume of the holes occurs. On the other hand, when the optical fiber is heated without fixing one of the two locations, the melted clad material contracts due to surface tension, so the outer diameter of the heated portion of the optical fiber increases. If the optical fiber is fixed at two locations and the distance between the two locations is shortened during melting of the clad material, the outer diameter of the optical fiber increases.

この性質を利用し、クラッド材の溶融中に保持部間の距離を調整すること、又は一方の保持部において光ファイバを可動自在とすることで封止部分の光ファイバの外径を調整することができる。また、加熱手段の位置を移動させる、又は加熱部の幅を調整することで加熱封止部の長さも調整することができる。さらに、加熱封止後、加熱封止部を切断することで端部に加熱封止部を有する光ファイバを得ることができる。   Using this property, the outer diameter of the sealed optical fiber can be adjusted by adjusting the distance between the holding parts while melting the clad material, or by making the optical fiber movable in one holding part. Can do. Moreover, the length of the heat sealing part can also be adjusted by moving the position of the heating means or adjusting the width of the heating part. Furthermore, after heat sealing, an optical fiber having a heat sealing portion at the end can be obtained by cutting the heat sealing portion.

従って、本発明は、接続損失が少なく、実用上利用が容易である端部を加熱封止した光ファイバを生成できる光ファイバ処理装置及び光ファイバ処理方法を提供することができる。   Therefore, the present invention can provide an optical fiber processing apparatus and an optical fiber processing method capable of generating an optical fiber having a heat-sealed end portion that has low connection loss and is practically easy to use.

本発明に係る光ファイバ処理装置の前記制御手段は、前記加熱手段が加熱する部分の前記光ファイバの外径と他の部分の前記光ファイバの外径とが等しくなるように２つの前記保持部の間隔を制御することができる。   The control means of the optical fiber processing apparatus according to the present invention includes two holding portions so that an outer diameter of the optical fiber in a portion heated by the heating means is equal to an outer diameter of the optical fiber in another portion. The interval can be controlled.

本発明に係る光ファイバ処理方法の前記制御手順は、前記加熱手順で加熱する部分の前記光ファイバの外径と他の部分の前記光ファイバの外径とが等しくなるように前記２箇所の間隔を制御することを特徴とする。   The control procedure of the optical fiber processing method according to the present invention is such that the outer diameter of the optical fiber in the part heated by the heating procedure is equal to the outer diameter of the optical fiber in the other part. It is characterized by controlling.

本発明に係る光ファイバ処理装置の前記光ファイバ保持手段の前記保持部間の前記光ファイバを切断する切断手段をさらに備えることを特徴する。   The optical fiber processing apparatus according to the present invention further comprises a cutting means for cutting the optical fiber between the holding portions of the optical fiber holding means.

本発明に係る光ファイバ処理方法の前記加熱手順の後、前記光ファイバ保持手順で保持する２箇所間の前記光ファイバを切断する切断手順をさらに行うことを特徴する。   After the heating procedure of the optical fiber processing method according to the present invention, a cutting procedure for cutting the optical fiber between two places held by the optical fiber holding procedure is further performed.

光ファイバの空孔を封止した後に光ファイバの封止部分を切断することで、保持部は封止作業中に加熱部分の両側の光ファイバを保持できるため、封止作業や光ファイバの外径調整を容易に行うことができる。   By cutting the sealed portion of the optical fiber after sealing the optical fiber holes, the holding unit can hold the optical fibers on both sides of the heated portion during the sealing operation. Diameter adjustment can be easily performed.

本発明に係る光ファイバ処理装置の前記光ファイバ保持手段は、前記光ファイバの軸方向が重力方向となるように前記光ファイバを保持することを特徴とする。   The optical fiber holding means of the optical fiber processing apparatus according to the present invention is characterized in that the optical fiber is held so that an axial direction of the optical fiber is a gravity direction.

本発明に係る光ファイバ処理方法の前記光ファイバの軸方向が重力方向となるように前記光ファイバが保持されることを特徴とする。   In the optical fiber processing method according to the present invention, the optical fiber is held so that an axial direction of the optical fiber is a gravitational direction.

本光ファイバ処理装置及び本光ファイバ処理方法は、クラッド材の溶融中に光ファイバのコアが偏心することを防止できる。本光ファイバ処理装置及び本光ファイバ処理方法で作成された光ファイバは、他の光ファイバのコア部の位置ずれが少ないため、他の光ファイバとの接続において接続損失を少なくすることができる。   The present optical fiber processing apparatus and the present optical fiber processing method can prevent the core of the optical fiber from being decentered during melting of the clad material. Since the optical fiber created by the present optical fiber processing apparatus and the present optical fiber processing method has little misalignment of the core portion of the other optical fiber, the connection loss can be reduced in connection with the other optical fiber.

本発明は、接続損失が少なく、実用上利用が容易である端部を加熱封止した光ファイバを生成できる光ファイバ処理装置及び光ファイバ処理方法を提供することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide an optical fiber processing apparatus and an optical fiber processing method capable of generating an optical fiber with a heat-sealed end portion that has low connection loss and is practically easy to use.

空孔を持つ光ファイバの軸方向に垂直な断面を説明する図である。It is a figure explaining the cross section perpendicular | vertical to the axial direction of the optical fiber with a void | hole. 光ファイバを放電加熱し、空孔を封止する工程を説明する図である。It is a figure explaining the process of discharging and heating an optical fiber and sealing a hole. 空孔を封止した光ファイバの軸方向に平行な断面を説明する図である。It is a figure explaining the cross section parallel to the axial direction of the optical fiber which sealed the hole. 加熱封止を行った光ファイバを説明する図である。It is a figure explaining the optical fiber which performed heat sealing. 加熱封止を行った光ファイバを８本並列する光ファイバテープを説明する図である。It is a figure explaining the optical fiber tape which parallels the eight optical fibers which performed heat sealing. 空孔を封止した光ファイバの外径変動の例を説明するグラフである。It is a graph explaining the example of the outer-diameter fluctuation | variation of the optical fiber which sealed the hole. 放電強度による光ファイバの外径変動を説明するグラフである。It is a graph explaining the outer-diameter fluctuation | variation of the optical fiber by discharge intensity. 放電時間による光ファイバの外径変動を説明するグラフである。It is a graph explaining the outer diameter fluctuation | variation of the optical fiber by discharge time. 光ファイバの外径を調整する光ファイバ処理装置を説明する図である。It is a figure explaining the optical fiber processing apparatus which adjusts the outer diameter of an optical fiber. 空孔径と空孔数に対する加熱封止部の光ファイバの外径の変化量をまとめたグラフである。It is the graph which put together the variation | change_quantity of the outer diameter of the optical fiber of the heat sealing part with respect to a hole diameter and the number of holes. コネクタやファイバアレイで軸ずれによる他の光ファイバとの接続損失を説明するグラフである。It is a graph explaining the connection loss with the other optical fiber by an axis shift by a connector or a fiber array. 切断手段を備える光ファイバ処理装置を説明する図である。It is a figure explaining an optical fiber processing apparatus provided with a cutting means. 光ファイバを実装したコネクタを説明する図である。It is a figure explaining the connector which mounted the optical fiber. 光ファイバテープの光ファイバを実装したファイバアレイを説明する図である。It is a figure explaining the fiber array which mounted the optical fiber of an optical fiber tape. 加熱封止で加熱封止部が曲がった光ファイバを説明する図である。（ａ）は光ファイバの軸と垂直な方向からの図である。（ｂ）は光ファイバの軸方向からの図である。It is a figure explaining the optical fiber which the heat sealing part bent by heat sealing. (A) is a figure from the direction perpendicular | vertical to the axis | shaft of an optical fiber. (B) is a figure from the axial direction of an optical fiber. 加熱封止時の加熱封止部の曲がりを防止する光ファイバ処理装置を説明する図である。It is a figure explaining the optical fiber processing apparatus which prevents the bending of the heat sealing part at the time of heat sealing.

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. In the present specification and drawings, the same reference numerals denote the same components.

図１は、空孔１２を持つ光ファイバ３０１の軸方向に垂直な断面を説明する図である。光ファイバ３０１は、コア１１の周りのクラッド１３に空孔１２を有する。光ファイバ３０１の空孔１２の数に制限はなく、また空孔１２の径方向の列数も一列でも複数列でもよい。   FIG. 1 is a view for explaining a cross section perpendicular to the axial direction of an optical fiber 301 having a hole 12. The optical fiber 301 has holes 12 in the cladding 13 around the core 11. There is no limit to the number of holes 12 in the optical fiber 301, and the number of rows in the radial direction of the holes 12 may be one or more.

図２は、光ファイバ３０１を放電加熱し、空孔１２を封止する加熱封止の工程を説明する図である。光ファイバ３０１を放電加熱することでクラッド１３が溶融し、空孔１２が潰れる。加熱封止するための熱源は当該部位に集中してクラッド１３を溶融できるものであればよく、抵抗加熱、誘電加熱、レーザ加熱などが挙げられる。   FIG. 2 is a diagram for explaining a heat sealing process for discharging and heating the optical fiber 301 to seal the holes 12. When the optical fiber 301 is heated by discharge, the clad 13 is melted and the holes 12 are crushed. Any heat source for heat sealing may be used as long as it can concentrate on the portion and melt the clad 13, and examples thereof include resistance heating, dielectric heating, and laser heating.

図３は、空孔１２を加熱封止した光ファイバ３０１の軸方向に平行な断面を説明する図である。加熱封止部１４のように、加熱によりクラッド１３が溶融し、空孔１２が埋められることで封止される。   FIG. 3 is a diagram illustrating a cross section parallel to the axial direction of the optical fiber 301 in which the air holes 12 are heat-sealed. Like the heat sealing portion 14, the cladding 13 is melted by heating and sealed by filling the holes 12.

図４は、加熱封止を行った光ファイバ３０１を説明する図である。光ファイバ３０１を加熱封止するには光ファイバ３０１の素線の被覆をはがし、被覆除去部５１の中央付近を集中して加熱する。図５は、加熱封止を行った光ファイバ３０１を８本並列する光ファイバテープを説明する図である。光ファイバテープの各光ファイバ３０１について長手方向に略同じ位置を同時に放電加熱すれば、加熱封止部１４がいずれの光ファイバ３０１とも同一である光ファイバテープを実現できる。なお、被覆除去が不十分な場合でも、加熱により被覆を溶かすことで加熱封止することができ、さらに、被覆除去なしに加熱封止することも可能であり、製造性の一層の向上を図ることができる。   FIG. 4 is a diagram illustrating the optical fiber 301 that has been heat-sealed. In order to heat seal the optical fiber 301, the coating of the strands of the optical fiber 301 is removed, and the vicinity of the center of the coating removing unit 51 is concentrated and heated. FIG. 5 is a diagram for explaining an optical fiber tape in which eight optical fibers 301 subjected to heat sealing are arranged in parallel. If each optical fiber 301 of the optical fiber tape is simultaneously subjected to discharge heating at substantially the same position in the longitudinal direction, an optical fiber tape in which the heat sealing portion 14 is the same as any optical fiber 301 can be realized. Even if the coating removal is insufficient, it is possible to heat seal by melting the coating by heating, and it is also possible to heat seal without removing the coating, thereby further improving the productivity. be able to.

図６は、加熱封止部１４の光ファイバ３０１の外径変動の例を説明するグラフである。加熱条件４１は加熱封止部１４の光ファイバ３０１の外径が減少する条件であり、加熱条件４２は加熱封止部１４の光ファイバ３０１の外径が増加する条件である。図６の加熱条件４１のように、溶融時にクラッド１３の表面張力を働かせないことで加熱封止部分１４の光ファイバ３０１の外径を非加熱部１５の光ファイバ３０１の外径に対し細くすることができる。一方、図６の加熱条件４２のように、溶融時にクラッド１３の表面張力を働かせることで加熱封止部分１４の光ファイバ３０１の外径を非加熱部１５の光ファイバ３０１の外径に対し太くすることができる。   FIG. 6 is a graph for explaining an example of the outer diameter variation of the optical fiber 301 of the heat sealing portion 14. The heating condition 41 is a condition in which the outer diameter of the optical fiber 301 of the heat sealing part 14 decreases, and the heating condition 42 is a condition in which the outer diameter of the optical fiber 301 of the heat sealing part 14 increases. As shown in the heating condition 41 in FIG. 6, the outer diameter of the optical fiber 301 in the heat sealing portion 14 is made thinner than the outer diameter of the optical fiber 301 in the non-heating portion 15 by not applying the surface tension of the clad 13 during melting. be able to. On the other hand, as shown in the heating condition 42 in FIG. 6, the outer diameter of the optical fiber 301 of the heat sealing portion 14 is made thicker than the outer diameter of the optical fiber 301 of the non-heating portion 15 by exerting the surface tension of the clad 13 during melting. can do.

放電加熱の加熱条件で光ファイバの外径が変動することをさらに詳細に説明する。図７は、放電強度による光ファイバの外径変動を説明するグラフである。加熱条件７２は加熱条件７１に対して放電強度を１．５倍にしたものである。加熱条件７３は加熱条件７１に対して放電時間を２倍にしたものである。図８は、放電時間による光ファイバの外径変動を説明するグラフである。加熱条件８２は加熱条件８１に対して放電時間を５／３倍にしたものである。加熱条件８３は加熱条件８１に対して放電時間を１０／３倍にしたものである。放電強度や放電時間等の加熱条件を調整することで、光ファイバの外径の変動量を1μｍ以内とすることができる。   The fact that the outer diameter of the optical fiber varies depending on the heating conditions of the discharge heating will be described in more detail. FIG. 7 is a graph illustrating the outer diameter variation of the optical fiber due to the discharge intensity. The heating condition 72 is a discharge intensity 1.5 times that of the heating condition 71. The heating condition 73 is obtained by doubling the discharge time with respect to the heating condition 71. FIG. 8 is a graph for explaining fluctuations in the outer diameter of the optical fiber depending on the discharge time. The heating condition 82 is a discharge time 5/3 times that of the heating condition 81. The heating condition 83 is a discharge time 10/3 times that of the heating condition 81. By adjusting the heating conditions such as discharge intensity and discharge time, the fluctuation amount of the outer diameter of the optical fiber can be made within 1 μm.

さらに、クラッド溶融時にクラッドの溶融部分の長さを調整することで光ファイバ３０１の外径を調整することができる。図９は、光ファイバ３０１の外径を調整する光ファイバ処理装置４０１を説明する図である。光ファイバ処理装置４０１は、クラッドに軸方向に延びる空孔を有する光ファイバ３０１を、少なくとも一方が光ファイバ３０１の軸方向に可動な２つの保持部１２２で保持する光ファイバ保持手段１２１と、光ファイバ保持手段１２１の保持部１２２間の光ファイバ３０１を加熱する加熱手段１２４と、加熱手段１２４で光ファイバ３０１を加熱しているときに、光ファイバ３０１が軸方向へ可動できるように一方の保持部１２２を制御する、又は、保持部１２２間の光ファイバ３０１の長さが短くなるように少なくとも一方の保持部１２２を制御する制御手段（不図示）と、を備える。   Furthermore, the outer diameter of the optical fiber 301 can be adjusted by adjusting the length of the melted portion of the clad when the clad is melted. FIG. 9 is a diagram illustrating an optical fiber processing device 401 that adjusts the outer diameter of the optical fiber 301. The optical fiber processing apparatus 401 includes an optical fiber holding unit 121 that holds an optical fiber 301 having a hole extending in the axial direction in a clad with two holding parts 122 that are movable in the axial direction of the optical fiber 301, and an optical fiber The heating means 124 for heating the optical fiber 301 between the holding portions 122 of the fiber holding means 121, and one holding so that the optical fiber 301 can move in the axial direction when the optical fiber 301 is heated by the heating means 124. A control unit (not shown) that controls the unit 122 or controls at least one holding unit 122 so that the length of the optical fiber 301 between the holding units 122 is shortened.

光ファイバ処理装置４０１は、クラッドに軸方向に延びる空孔を有する光ファイバ３０１を２箇所で保持する光ファイバ保持手順と、光ファイバ保持手順で保持された２箇所間の光ファイバ３０１を加熱する加熱手順と、加熱手順で光ファイバ３０１を加熱しているときに、前記２箇所のうち一方について光ファイバ３０１が軸方向へ可動できるようにしておく、又は、前記２箇所間の光ファイバ３０１の長さが短くなるように制御する制御手順と、を行う光ファイバ処理方法で光ファイバ３０１を処理する。   The optical fiber processing apparatus 401 heats the optical fiber 301 between the two positions held by the optical fiber holding procedure for holding the optical fiber 301 having the holes extending in the axial direction in the clad at two places, and the optical fiber holding procedure. When heating the optical fiber 301 by the heating procedure, the optical fiber 301 can be moved in the axial direction at one of the two locations, or the optical fiber 301 between the two locations can be moved. The optical fiber 301 is processed by an optical fiber processing method that performs a control procedure for controlling the length to be short.

制御手段が保持部１２２に加熱封止部１４の両端の光ファイバ３０１を固定させ、加熱手段１２４に最小限の熱量で加熱封止部１４を加熱させた場合、加熱封止部１４の光ファイバ３０１の外径は、溶融したクラッドの表面張力が働かずにほぼ封止された空孔の体積の総量に相当する分だけ減少する。例えば、３μｍ径の空孔を１０個有する光ファイバ３０１の場合、加熱封止部１４の両端の光ファイバ３０１を保持部１２２で固定して加熱すると、光ファイバ３０１の外径は１２４．８μｍから１２４．４μｍとなった。この外径変動の差分はほぼ空孔１０個分の体積に相当する。図１０は、空孔径と空孔数に対する加熱封止部１４の光ファイバ３０１の外径の変化量をまとめたグラフである。光ファイバ３０１の空孔径と空孔数を知ることで、光ファイバ３０１の加熱封止時における外径の変化量を知ることができる。   When the control unit fixes the optical fibers 301 at both ends of the heat sealing unit 14 to the holding unit 122 and causes the heating unit 124 to heat the heat sealing unit 14 with a minimum amount of heat, the optical fiber of the heat sealing unit 14 is used. The outer diameter of 301 is reduced by an amount corresponding to the total volume of the substantially sealed holes without the surface tension of the molten clad acting. For example, in the case of the optical fiber 301 having ten holes having a diameter of 3 μm, when the optical fibers 301 at both ends of the heat sealing part 14 are fixed by the holding part 122 and heated, the outer diameter of the optical fiber 301 is from 124.8 μm. It became 124.4 micrometers. The difference in the outer diameter fluctuation is substantially equivalent to the volume of 10 holes. FIG. 10 is a graph summarizing the amount of change in the outer diameter of the optical fiber 301 of the heat sealing portion 14 with respect to the hole diameter and the number of holes. By knowing the hole diameter and the number of holes of the optical fiber 301, it is possible to know the amount of change in the outer diameter when the optical fiber 301 is heated and sealed.

また、制御手段が保持部１２２の一方に光ファイバ３０１を固定させずに可動自在とし、加熱手段１２４に加熱封止部１４を加熱させた場合、溶融したクラッドが表面張力で収縮し、加熱封止部１４の光ファイバ３０１の外径は大きくなる。一方、制御手段が保持部１２２に加熱封止部１４の両端の光ファイバ３０１を固定させ、クラッド溶融時に保持部１２２の間を狭くするように保持部１２２の一方を動かした場合、加熱封止部１４の光ファイバ３０１の外径は大きくなる。このため、制御手段は、加熱手段１２４が加熱する加熱封止部１４の光ファイバ３０１の外径と非加熱部１５の光ファイバ３０１の外径とが等しくなるように２つの保持部１２２の間隔を制御することができる。   In addition, when the control unit is movable without fixing the optical fiber 301 to one of the holding units 122 and the heating unit 124 is heated by the heating unit 124, the melted clad contracts due to surface tension, and heat sealing is performed. The outer diameter of the optical fiber 301 of the stopper 14 is increased. On the other hand, when the control means fixes the optical fibers 301 at both ends of the heat sealing portion 14 to the holding portion 122 and moves one of the holding portions 122 so as to narrow the space between the holding portions 122 when the clad melts, The outer diameter of the optical fiber 301 of the portion 14 is increased. For this reason, the control means sets the distance between the two holding parts 122 so that the outer diameter of the optical fiber 301 of the heating sealing part 14 heated by the heating means 124 is equal to the outer diameter of the optical fiber 301 of the non-heating part 15. Can be controlled.

このように、制御手段は、加熱封止部１４の光ファイバ３０１の外径を後述するコネクタやファイバアレイに実装できる大きさとなるように保持部１２２を制御することができる。なお、光ファイバ外径は製造誤差があるため、光ファイバ３０１の外径が太い場合、加熱封止しながら細くすることで、フェルールへの挿入を容易にできる。   As described above, the control unit can control the holding unit 122 so that the outer diameter of the optical fiber 301 of the heat sealing unit 14 is large enough to be mounted on a connector or a fiber array described later. In addition, since there is a manufacturing error in the outer diameter of the optical fiber, when the outer diameter of the optical fiber 301 is large, the optical fiber 301 can be easily inserted into the ferrule by being thinned while being heat-sealed.

次に、加熱封止部１４の光ファイバの外径が実装の可否だけでなく、接続損失にも影響することを説明する。図１１は、コネクタやファイバアレイで軸ずれによる他の光ファイバとの接続損失を説明するグラフである。接続損失は次式で計算できる。
（数式１）
損失量（ｄＢ）＝−１０ｌｏｇ（−ｄ２／（Ｗ／２）２）
ここで、ｄは軸ずれ量（μｍ）、Ｗはモードフィールド径（ＭＦＤ）（μｍ）である。
実用上許容される接続損失は０．２ｄＢ以下であり、図１１から軸ずれは１μｍ以下とすることが望ましい。このため、制御部は、加熱封止部１４の光ファイバ３０１の外径の変動が、非加熱部１５の光ファイバ３０１の外径に対して最大で１μｍとなるように保持部１２２を制御する。 Next, it will be described that the outer diameter of the optical fiber of the heat sealing portion 14 affects not only the mounting possibility but also the connection loss. FIG. 11 is a graph for explaining a connection loss with another optical fiber due to an axis deviation in a connector or a fiber array. The splice loss can be calculated by the following formula.
(Formula 1)
Loss amount (dB) =-10 log (-d 2 / (W / 2) 2 )
Here, d is the amount of axial deviation (μm), and W is the mode field diameter (MFD) (μm).
The practically allowable connection loss is 0.2 dB or less, and it is desirable that the axis deviation is 1 μm or less from FIG. For this reason, the control unit controls the holding unit 122 so that the fluctuation of the outer diameter of the optical fiber 301 of the heat sealing unit 14 is 1 μm at maximum with respect to the outer diameter of the optical fiber 301 of the non-heating unit 15. .

加熱手段１２４は、光ファイバ３０１の軸方向に可動である。放電位置を移動することで加熱封止部の長さを調整することができる。また、加熱手段１２４は、放電する幅を広げてもよい。放電する幅を調整することで加熱封止部１４の長さを調整することができる。一方、加熱手段１２４は固定で光ファイバ３０１を軸方向に移動させても加熱封止部１４の長さを調整することができる。加熱封止部１４の長さは後述のようにフェルールやＶ溝基板への実装から決定される。   The heating means 124 is movable in the axial direction of the optical fiber 301. The length of the heat sealing part can be adjusted by moving the discharge position. Further, the heating means 124 may widen the discharge width. The length of the heat sealing portion 14 can be adjusted by adjusting the discharge width. On the other hand, the heating means 124 can be fixed and the length of the heat sealing portion 14 can be adjusted even when the optical fiber 301 is moved in the axial direction. The length of the heat sealing portion 14 is determined from mounting on a ferrule or a V-groove substrate as will be described later.

光ファイバ処理装置４０１は、光ファイバ保持手段１２１の保持部１２２間の光ファイバ３０１を切断する切断手段１２５をさらに備える。図１２は、切断手段１２５を備える光ファイバ処理装置４０１を説明する図である。光ファイバ処理装置４０１は、加熱手順の後、光ファイバ保持手順で保持する２箇所間の光ファイバ３０１を切断する切断手順をさらに行う。   The optical fiber processing apparatus 401 further includes a cutting unit 125 that cuts the optical fiber 301 between the holding units 122 of the optical fiber holding unit 121. FIG. 12 is a diagram for explaining an optical fiber processing apparatus 401 including the cutting means 125. After the heating procedure, the optical fiber processing apparatus 401 further performs a cutting procedure for cutting the optical fiber 301 between two places held by the optical fiber holding procedure.

光ファイバ処理装置４０１は、加熱手順で光ファイバ３０１に加熱封止部１４を形成した後、加熱手段１２４を退避させ、切断手段１２５を保持部１２２間に配置し切断手順を行う。切断手段１２５は、例えば、高速カッター１２６である。切断手段１２５は光ファイバ３０１の加熱封止部１４を切断する。切断手順を行うことで、光ファイバ３０１は空孔が封止された端面を持つことになる。   The optical fiber processing apparatus 401 forms the heat sealing part 14 in the optical fiber 301 by the heating procedure, and then retracts the heating means 124 and arranges the cutting means 125 between the holding parts 122 to perform the cutting procedure. The cutting means 125 is, for example, a high speed cutter 126. The cutting means 125 cuts the heat sealing part 14 of the optical fiber 301. By performing the cutting procedure, the optical fiber 301 has an end face in which holes are sealed.

図１３は、光ファイバ３０１を実装したコネクタ５０１を説明する図である。空孔を封止した光ファイバ３０１をコネクタ５０１に適用するために、加熱封止部１４が確実にフェルール９１の先端面Ｔにあることが要求される。加熱封止部１４が先端面Ｔにあることで、フェルール研磨時に光ファイバ３０１の空孔に研磨物が入り、光ファイバ３０１の先端に汚れが発生することを防止できる。光ファイバテープをＭＴコネクタ等の多芯コネクタに適用した場合も同様である。   FIG. 13 is a diagram illustrating a connector 501 in which the optical fiber 301 is mounted. In order to apply the optical fiber 301 in which the holes are sealed to the connector 501, the heat sealing portion 14 is required to be surely on the tip surface T of the ferrule 91. Since the heat sealing portion 14 is on the distal end surface T, it is possible to prevent the polishing material from entering the pores of the optical fiber 301 during the ferrule polishing and causing the front end of the optical fiber 301 to become dirty. The same applies when the optical fiber tape is applied to a multi-core connector such as an MT connector.

図１４は、光ファイバテープの光ファイバを実装したファイバアレイ５０２を説明する図である。図１３と同様に、空孔を封止した光ファイバ３０１のファイバテープをファイバアレイ５０２に適用するために、全ての光ファイバ３０１の加熱封止部１４が確実にＶ溝基板１０１の先端面Ｔにあることが要求される。端面研磨時に空孔に研磨材が入り、光ファイバ３０１の先端汚れが発生することを防止できる。   FIG. 14 is a diagram for explaining a fiber array 502 on which optical fibers of an optical fiber tape are mounted. Similarly to FIG. 13, in order to apply the fiber tape of the optical fiber 301 in which the holes are sealed to the fiber array 502, the heating sealing portion 14 of all the optical fibers 301 is surely connected to the tip surface T of the V-groove substrate 101. It is required to be in It is possible to prevent the polishing material from entering the holes during end face polishing and causing the tip of the optical fiber 301 to become dirty.

このため、光ファイバ処理装置４０１の切断手段１２５が光ファイバ３０１の加熱封止部１４を切断したときに、素線部５２の端部Ａから加熱封止部１４の切断面Ｂまでの長さがフェルール９１又はＶ溝基板１０１の実装時の長さとなる必要がある。具体的には、光ファイバ処理装置４０１は、切断面Ｂとなる位置を含む範囲の光ファイバ３０１を加熱封止し、切断面Ｂの位置を切断する。   For this reason, when the cutting means 125 of the optical fiber processing apparatus 401 cuts the heat sealing portion 14 of the optical fiber 301, the length from the end A of the strand portion 52 to the cut surface B of the heat sealing portion 14. Needs to be the length when the ferrule 91 or the V-groove substrate 101 is mounted. Specifically, the optical fiber processing apparatus 401 heat seals the optical fiber 301 in a range including the position to be the cut surface B, and cuts the position of the cut surface B.

切断手段１２５で光ファイバ３０１を切断した後の加熱封止部１４の長さは以下の範囲であることが望ましい。通常、素線部５２の端部Ａから加熱封止部１４の切断面Ｂまでの長さの許容値は約０．５ｍｍ以上であるため、加熱封止部１４の長さは少なくとも０．５ｍｍ以上が必要であり、望ましくは１ｍｍ以上である。また、通常ＳＣフェルール、ＭＵフェルール、Ｖ溝基板などの被覆除去部はそれぞれ約９ｍｍ、６ｍｍ、５ｍｍである。加熱封止部１４の長さは、なるべく短くする観点から５ｍｍ以下とする。   The length of the heat sealing part 14 after the optical fiber 301 is cut by the cutting means 125 is preferably in the following range. Usually, since the allowable value of the length from the end A of the wire portion 52 to the cut surface B of the heat sealing portion 14 is about 0.5 mm or more, the length of the heat sealing portion 14 is at least 0.5 mm. The above is necessary, and it is preferably 1 mm or more. Further, the coating removal portions such as the normal SC ferrule, MU ferrule, and V-groove substrate are about 9 mm, 6 mm, and 5 mm, respectively. The length of the heat sealing part 14 shall be 5 mm or less from a viewpoint of shortening as much as possible.

そして、図１３および図１４に示すように加熱封止部１４がフェルール９１の先端面ＴあるいはＶ溝基板１０１の先端面Ｔにあるように実装し、フェルール９１あるいはＶ溝基板１０１と共に加熱封止部１４を研磨する。   Then, as shown in FIGS. 13 and 14, the heat sealing portion 14 is mounted so as to be on the front end surface T of the ferrule 91 or the front end surface T of the V groove substrate 101, and heat sealed together with the ferrule 91 or V groove substrate 101. The part 14 is polished.

さらに、軸ずれと同様に加熱封止によるコア部の曲がりも減少させる必要がある。図１５は、加熱封止で加熱封止部１４が曲がった光ファイバ３０１を説明する図である。（ａ）は光ファイバ３０１の軸と垂直な方向からの図である。（ｂ）は光ファイバ３０１の軸方向（加熱封止部１４側）からの図である。これは図１５に示すように、非加熱部１５の光ファイバ３０１に対して、加熱封止部１４が曲がり、加熱封止部１４のコア偏心として考えることができる。偏心量の許容値は通常０．４μｍである。   Further, it is necessary to reduce the bending of the core portion due to heat sealing as well as the shaft misalignment. FIG. 15 is a diagram illustrating the optical fiber 301 in which the heat sealing portion 14 is bent by heat sealing. (A) is a figure from the direction perpendicular | vertical to the axis | shaft of the optical fiber 301. FIG. (B) is a figure from the axial direction (the heat sealing part 14 side) of the optical fiber 301. FIG. As shown in FIG. 15, the heat sealing portion 14 is bent with respect to the optical fiber 301 of the non-heating portion 15, and can be considered as the core eccentricity of the heat sealing portion 14. The allowable value of the eccentricity is usually 0.4 μm.

加熱封止時の加熱封止部１４の曲がりは主に溶融したクラッドが重力により変形することにより発生する。図１６は、加熱封止時の加熱封止部１４の曲がりを防止する光ファイバ処理装置４０２を説明する図である。光ファイバ処理装置４０２と図９の光ファイバ処理装置４０１との違いは、光ファイバ保持手段１２１が、光ファイバ３０１の軸方向が重力方向となるように光ファイバ３０１を保持していることである。このように光ファイバ３０１の軸方向を重力方向とすることで溶融したクラッドが重力により変形することを防止できる。   The bending of the heat sealing portion 14 at the time of heat sealing mainly occurs when the molten clad is deformed by gravity. FIG. 16 is a diagram illustrating an optical fiber processing device 402 that prevents the heat sealing portion 14 from bending during heat sealing. The difference between the optical fiber processing device 402 and the optical fiber processing device 401 in FIG. 9 is that the optical fiber holding means 121 holds the optical fiber 301 so that the axial direction of the optical fiber 301 is the gravitational direction. . Thus, by making the axial direction of the optical fiber 301 the gravity direction, it is possible to prevent the molten clad from being deformed by gravity.

１１：コア
１２：空孔
１３：クラッド
１４：加熱封止部
１５：非加熱部
２１：電極
４１、４２、７１〜７３、８１〜８３：加熱条件
５１：被覆除去部
５２：素線部
９１：フェルール
１００：放電
１０１：Ｖ溝基板
１２１：光ファイバ保持手段
１２２：保持部
１２４：加熱手段
１２５：切断手段
１２６：高速カッター
３０１：光ファイバ
４０１、４０２：光ファイバ処理装置
５０１：コネクタ
５０２：ファイバアレイ 11: Core 12: Hole 13: Cladding 14: Heat sealing part 15: Non-heating part 21: Electrodes 41, 42, 71 to 73, 81 to 83: Heating condition 51: Cover removal part 52: Wire part 91: Ferrule 100: Discharge 101: V groove substrate 121: Optical fiber holding means 122: Holding part 124: Heating means 125: Cutting means 126: High speed cutter 301: Optical fiber 401, 402: Optical fiber processing device 501: Connector 502: Fiber array

Claims (3)

クラッドに軸方向に延びる空孔を有する光ファイバを、前記光ファイバの軸方向に可動自在に２つの保持部で保持する光ファイバ保持手段と、
前記光ファイバ保持手段の前記保持部間の前記光ファイバを加熱する加熱手段と、
を備える光ファイバ処理装置。 An optical fiber holding means for holding an optical fiber having a hole extending in the axial direction in the clad with two holding parts movably in the axial direction of the optical fiber;
Heating means for heating the optical fiber between the holding portions of the optical fiber holding means;
An optical fiber processing apparatus. クラッドに軸方向に延びる空孔を有する光ファイバを、前記光ファイバの軸方向に可動自在に２つの保持部で保持する光ファイバ保持手段と、An optical fiber holding means for holding an optical fiber having a hole extending in the axial direction in the clad with two holding parts movably in the axial direction of the optical fiber;
前記光ファイバ保持手段の前記保持部間の前記光ファイバを加熱する加熱手段と、  Heating means for heating the optical fiber between the holding portions of the optical fiber holding means;
を備え、With
前記光ファイバ保持手段は、前記２つの保持部の一方が固定され、他方が可動自在であることを特徴とする光ファイバ処理装置。  The optical fiber holding device is characterized in that one of the two holding portions is fixed and the other is movable. 前記光ファイバ保持手段は、前記光ファイバの軸方向が重力方向となるように前記光ファイバを保持することを特徴とする請求項２に記載の光ファイバ処理装置。 The optical fiber processing device according to claim 2 , wherein the optical fiber holding unit holds the optical fiber so that an axial direction of the optical fiber is a gravitational direction.
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