JP4976265B2 - Fusion splicing method of optical fiber - Google Patents
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Description
本発明は、長手方向に沿って形成された空孔を有する光ファイバを融着接続する光ファイバの融着接続方法に関するものである。 The present invention relates to an optical fiber fusion splicing method for splicing optical fibers having holes formed along a longitudinal direction.
長手方向に沿って形成された空孔を有する光ファイバは、コアとクラッドを有する通常構造の光ファイバでは実現できない特性を持つことから注目を浴びている。特に空孔を有する光ファイバの広帯域特性や低曲げロス特性は、通常構造の光ファイバにおける常識を覆す値を示しており、将来の光ファイバとして脚光を浴びている。空孔を有するファイバとしては、たとえば屈折率がほぼ一様な光ファイバの中心軸近傍の周囲に空孔を設け、空孔を設けない中心軸近傍の領域をコアとして光を導波するホーリーファイバと呼ばれるものや、コアとクラッドを有する通常構造の光ファイバのコアの周囲に空孔を設けたホールアシストファイバと呼ばれるもの、中心軸上にコアとなる空孔を設け、さらこの空孔の周囲に空孔を周期的に配置することにより、フォトニックバンドギャップを生成して光を導波するフォトニックバンドギャップファイバと呼ばれるものなどがある。なお、これらの空孔を有する光ファイバは微細構造ファイバとも呼ばれている(特許文献1参照)。 An optical fiber having holes formed along the longitudinal direction is attracting attention because it has characteristics that cannot be realized by an optical fiber having a core and a clad having a normal structure. In particular, the broadband characteristics and low bending loss characteristics of optical fibers having holes show values that overturn the common sense of optical fibers having a normal structure, and are attracting attention as future optical fibers. As a fiber having a hole, for example, a holey is provided around the center axis of an optical fiber having a substantially uniform refractive index, and a holey fiber that guides light using a region near the center axis without a hole as a core. And a so-called hole assist fiber with a hole around the core of an optical fiber of a normal structure having a core and a cladding, and a hole serving as a core on the central axis. There is a so-called photonic bandgap fiber that guides light by generating a photonic bandgap by periodically arranging holes. In addition, the optical fiber which has these void | holes is also called the microstructure fiber (refer patent document 1).
一方、光ファイバの接続技術のうち、高信頼性かつ低損失で光ファイバを永久的に接続する技術として融着接続がある。融着接続とは、2本の光ファイバを調心し、これらの端部を高温に晒したのちに接触させることによって、光ファイバ同士を物理的かつ光学的に接続する技術である。融着接続の際には、光ファイバはその材料であるガラスの軟化点以上の高温に晒されるため、接続箇所は平滑に接続でき、その結果低損失での接続を実現することができる。 On the other hand, fusion bonding is a technique for permanently connecting optical fibers with high reliability and low loss. The fusion splicing is a technique for physically and optically connecting optical fibers by aligning two optical fibers and bringing these ends into contact with each other after being exposed to a high temperature. At the time of fusion splicing, the optical fiber is exposed to a high temperature that is higher than the softening point of the glass, which is the material, so that the connection portion can be connected smoothly, and as a result, a connection with low loss can be realized.
上述したように、融着接続の際に光ファイバの温度はガラス軟化点温度以上に達するため、光ファイバは局所的な変形を起こす。通常構造の光ファイバの場合は局所的な変形が発生しても問題ないレベルであり、かつ通常構造の光ファイバは円筒形であるため、ガラスが軟化しても表面張力によってその形状が維持されるため、問題にはならない。 As described above, since the temperature of the optical fiber reaches or exceeds the glass softening point temperature at the time of fusion splicing, the optical fiber is locally deformed. In the case of an optical fiber with a normal structure, there is no problem even if local deformation occurs, and since the optical fiber with a normal structure is cylindrical, its shape is maintained by surface tension even when the glass is softened. Therefore, it will not be a problem.
しかし、空孔を有する光ファイバを融着接続しようとすると、ガラスの軟化によって空孔の形状の変形が発生してしまう。さらに、通常構造の光ファイバでは形状を維持する働きをしていた表面張力の影響によって、かえって空孔の内径が縮小してしまうという問題が発生してしまい、空孔による光閉じ込め効果が不十分となるか、または全くなくなってしまうため、閉じ込め損失が増大し、低損失な融着接続ができないという問題がある。 However, when an optical fiber having holes is fusion-spliced, the hole shape is deformed due to the softening of the glass. Furthermore, the effect of surface tension, which has been working to maintain the shape of the optical fiber with the normal structure, causes a problem that the inner diameter of the hole is reduced, and the light confinement effect by the hole is insufficient. However, there is a problem that the confinement loss increases and a low-loss fusion splice cannot be performed.
この問題を解決するため、ホーリーファイバを他の光ファイバと接続する際に、ホーリーファイバの空孔が潰れないように、放電強度および放電時間を調整して融着接続を行い、低損失での接続を実現する方法が開示されている(特許文献2参照)。 In order to solve this problem, when connecting the holey fiber to another optical fiber, the fusion strength connection is performed by adjusting the discharge intensity and discharge time so that the hole of the holey fiber is not crushed. A method for realizing the connection is disclosed (see Patent Document 2).
しかしながら、従来のように空孔が潰れないようにホーリーファイバを融着接続する方法は、放電強度および放電時間などの放電条件の煩雑な調整が必要であるという問題がある。 However, the conventional method of fusion-connecting holey fibers so that the holes are not crushed has a problem that complicated adjustment of discharge conditions such as discharge intensity and discharge time is required.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、より簡易に、空孔を有する光ファイバを低損失で融着接続できる光ファイバの融着接続方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an optical fiber fusion splicing method that can more easily fuse and connect optical fibers having holes with low loss.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光ファイバの融着接続方法は、長手方向に沿って形成された空孔を有する空孔光ファイバと、前記空孔光ファイバに接続すべき接続光ファイバとを融着接続する方法であって、前記空孔光ファイバの接続側端部において前記空孔の内径を初期の内径に対して拡径し、拡径部を形成する拡径部形成工程と、前記拡径部を形成した空孔光ファイバの前記接続側端部と、前記接続光ファイバの接続側端部とを近接させ、前記各接続側端部を加熱して融着接続する融着接続工程と、を含むことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a fusion splicing method of optical fibers according to the present invention includes a hole optical fiber having holes formed along a longitudinal direction, and the hole optical fiber. The connection optical fiber to be connected to the fusion optical fiber is fused and connected, and the inner diameter of the hole is expanded from the initial inner diameter at the connection side end of the hole optical fiber to form a diameter-expanded portion. A diameter-enlarged portion forming step, the connection-side end of the holey optical fiber in which the diameter-expanded portion is formed, and the connection-side end of the connection optical fiber are brought close to each other, and each connection-side end is heated. And a fusion splicing step for fusion splicing.
また、本発明に係る光ファイバの融着接続方法は、上記の発明において、前記拡径部形成工程は、エッチング液に前記空孔光ファイバの接続側端部を浸漬することによって、該空孔光ファイバの空孔を拡径することを特徴とする。 Further, in the fusion splicing method of an optical fiber according to the present invention, in the above invention, the expanded diameter portion forming step includes immersing the connection side end portion of the hole optical fiber in an etching solution. It is characterized by expanding the diameter of the hole of the optical fiber.
また、本発明に係る光ファイバの融着接続方法は、上記の発明において、前記空孔光ファイバの前記エッチング液に浸漬した部分の外径を測定することによって、前記拡径部の内径を推定する推定工程を含むことを特徴とする。 Further, in the fusion splicing method of optical fibers according to the present invention, in the above invention, the inner diameter of the expanded portion is estimated by measuring the outer diameter of the portion of the hole optical fiber immersed in the etching solution. Including an estimation step.
また、本発明に係る光ファイバの融着接続方法は、上記の発明において、前記拡径部形成工程は、前記空孔光ファイバの空孔内の気圧を高めた状態で、該空孔光ファイバの一部を加熱軟化して前記空孔の内径が拡径した拡径領域を形成する拡径領域形成工程と、前記拡径領域を形成した空孔光ファイバを、前記長手方向に垂直であって該拡径領域を横断する面で切断する切断工程と、を含むことを特徴とする。 Further, the fusion splicing method of the optical fiber according to the present invention is the hole optical fiber according to the above invention, wherein the enlarged diameter portion forming step is performed in a state where the air pressure in the hole of the hole optical fiber is increased. A diameter-enlarged region forming step of softening a part of the hole to form an expanded region where the inner diameter of the hole is expanded, and a hole optical fiber formed with the expanded region are perpendicular to the longitudinal direction. And a cutting step of cutting along a plane crossing the enlarged diameter region.
本発明によれば、空孔光ファイバの接続側端部において空孔の内径を初期の内径に対して拡径して拡径部を形成し、接続側端部を加熱して融着接続するので、より簡易に、空孔を有する2つの光ファイバを低損失で融着接続できるという効果を奏する。 According to the present invention, the inner diameter of the hole is expanded from the initial inner diameter at the connection side end of the hole optical fiber to form the expanded diameter portion, and the connection side end is heated to be fusion-bonded. Therefore, there is an effect that the two optical fibers having holes can be fused and connected with low loss more easily.
以下に、図面を参照して本発明に係る光ファイバの融着接続方法の実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments of an optical fiber fusion splicing method according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る融着接続方法によって融着接続する光ファイバを長手方向に垂直な面で切断した模式的断面図である。また、図2は、図1に示す光ファイバを長手方向に沿って切断した模式的断面図である。図1、2に示すように、この空孔光ファイバ1は、中心に位置するコア部1aと、コア部1aの外周に位置し、コア部1aの周囲において長手方向に沿って形成された複数の空孔1cを有するクラッド部1bとを備える、いわゆるホーリーファイバの構造を有するものである。なお、符号1dは光ファイバ1の接続側端部であり、接続側端部1dにおいて空孔光ファイバ1を他の光ファイバと接続する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an optical fiber that is fusion spliced by the fusion splicing method according to
この空孔光ファイバ1のコア部1aおよびクラッド部1bは、屈折率を変化させるドーパントを含んでいない純シリカガラスからなるが、同一のガラス材料からなるものであれば特に限定されない。また、たとえば、コア部1aの直径は約10μmであり、クラッド部1bの外径は約125μmである。また、空孔1cは、コア部1aの周囲に三角格子状に形成されている。この空孔光ファイバ1は、空孔1cの内径をd、空孔1c同士の中心間距離、すなわち三角格子の格子定数をΛとすると、Λは10μmであり、d/Λは0.50であって、たとえばカットオフ波長を1000nm以下とした広帯域伝送の可能性を持ちつつ、1.55μm帯の有効コア断面積を110μm2以上にすることが可能であり、広帯域低非線形光伝送路用の光ファイバとして好適に利用できる特性を有する。
The
つぎに、本実施の形態1に係る光ファイバの融着接続方法について説明する。図3〜6は、本実施の形態1に係る光ファイバの融着接続方法について説明する説明図である。はじめに、空孔光ファイバ1の接続側端部1dにおいて空孔1cの内径を初期の内径に対して拡径し、拡径部1caを形成する。この拡径部1caの形成は、空孔光ファイバ1の接続側端部1dをフッ酸などのエッチング液に浸漬し、空孔1cの内壁をエッチングすることによって行う。
Next, an optical fiber fusion splicing method according to the first embodiment will be described. 3-6 is explanatory drawing explaining the fusion splicing method of the optical fiber which concerns on this
つぎに、図4に示すように、空孔光ファイバ1と接続すべき接続光ファイバとして、空孔光ファイバ1と同様の構造を有する空孔光ファイバ2を準備する。すなわち、この空孔光ファイバ2は、中心に位置するコア部2aと、コア部2aの外周に位置し、コア部2aの周囲において長手方向に沿って形成された複数の空孔2cを有するクラッド部2bとを備え、さらに接続側端部2dに拡径部2caを形成したものである。そして、光ファイバ融着接続器(古河電気工業製 Fitel S175)を用いて、この空孔光ファイバ1と2を、接続側端部1dと2dとを対向させ、近接するように配置する。
Next, as shown in FIG. 4, a hole
つぎに、図5に示すように、空孔光ファイバ1と2の接続側端部1dと2dとを突き合わせながら、その接続点Cにアーク電極棒Eからアーク放電A1を放出し、接続側端部1dと2dとを加熱し、空孔光ファイバ1と2とを融着接続する。このときの放電強度および放電時間は、光空孔ファイバ1と2とが十分な機械的強度で接続されるとともに、拡径部1ca、2caが初期の内径、すなわち空孔1cまたは2cとほぼ同じ内径まで縮径するように設定する。たとえば、空孔光ファイバ1と2は、標準のシングルモード光ファイバと同じ外径を有するので、標準のシングルモード光ファイバを融着接続する放電条件とすることで、十分な機械的強度で融着接続ができる。
Next, as shown in FIG. 5, the arc discharge A1 is emitted from the arc electrode rod E to the connection point C while the connection side ends 1d and 2d of the hole
その結果、図6に示すように、空孔光ファイバ1と2は、接続点Cにおいて融着接続される。一方、拡径部1ca、2caは初期の内径とほぼ同じ内径まで縮径しているため、この接続点Cの近傍において空孔の変形や縮径による閉じ込め損失の増大は発生しないため、低損失での融着接続ができる。
As a result, as shown in FIG. 6, the hole
なお、拡径部1ca、2caをどの程度の内径で形成するか、および端面からどの程度の長さで形成するかについては、たとえば以下のように決定する。はじめに、空孔光ファイバ1、2と同一構造の空孔光ファイバを、接続点の機械的強度が十分に確保できるような放電条件で融着接続する予備実験を行なう。その後、接続点において空孔がどの程度の長さにわたってどの程度縮径されたかを測定し、その縮径した量を補うだけの内径の拡径部1ca、2caを、縮径した長さにわたって形成すればよい。
Note that the inner diameter of the enlarged diameter portions 1ca and 2ca and the length of the enlarged portions 1ca and 2ca formed from the end face are determined as follows, for example. First, a preliminary experiment is performed in which a hole optical fiber having the same structure as that of the hole
また、拡径部1ca、2caの形成をエッチングにより実施する場合、予め空孔光ファイバ1のガラス材料に対するエッチング液のエッチングレートを調べておき、このエッチングレートに基づいて、空孔光ファイバ1のエッチング液への浸漬時間を適宜調整する。これによって、所望の拡径量を容易に実現することができる。なお、空孔光ファイバ1をエッチング液に浸漬した場合は、空孔1cが拡径するだけでなく、空孔光ファイバ1自体が同じエッチングレートでエッチングされるので、空孔光ファイバ1の外径が空孔1cの拡径と同じ量だけ縮径する。したがって、空孔1cがどの程度拡径したかを確認したい場合には、空孔光ファイバ1の外径を測定し、その縮径量から空孔1cの拡径量を算出したほうが、空孔1cの内径を直接測定するよりも容易である。
When the formation of the enlarged diameter portions 1ca and 2ca is performed by etching, the etching rate of the etching liquid with respect to the glass material of the hole
以下、本発明の実施例、比較例によって本発明をより具体的に説明する。図1に示すような構造を有し、空孔の内径dが5.0μm、空孔間距離Λが10μmの空孔光ファイバを2本準備した。つぎに、市販の融着接続器を準備し、これらの空孔光ファイバを、標準のシングルモード光ファイバと同じ放電条件である放電強度60mA、放電時間1.5秒で融着接続したところ、接続損失は1.0dBであった。この接続部を切断して空孔の内径を顕微鏡で確認したところ、融着前では5.0μmであった内径が4.0μmと2割程度縮径していた。また、縮径は、1mmの長さ(1本の光ファイバにつき0.5mm)にわたって発生していた。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. Two hole optical fibers having a structure as shown in FIG. 1 and having an inner diameter d of 5.0 μm and an inter-hole distance Λ of 10 μm were prepared. Next, a commercially available fusion splicer was prepared, and these holey optical fibers were fusion spliced at a discharge intensity of 60 mA and a discharge time of 1.5 seconds, which are the same discharge conditions as a standard single mode optical fiber. The connection loss was 1.0 dB. When this connection part was cut and the inner diameter of the hole was confirmed with a microscope, the inner diameter, which was 5.0 μm before the fusion, was reduced to about 4.0% and about 20%. Further, the diameter reduction occurred over a length of 1 mm (0.5 mm per optical fiber).
つぎに、上記実験に基づき、60本の空孔光ファイバを準備した。なお、60本の空孔光ファイバの空孔の内径の平均は4.99μmであり、標準偏差は0.11μmであった。この中から任意に選択した30本の空孔光ファイバを実施例1に係る空孔光ファイバとして、これらの端部における空孔の拡径を行った。具体的には、シリカガラスのエッチングレートが0.2mm/hである50%フッ酸液に空孔光ファイバの端部を端面から0.5mmの深さまで20秒間浸漬し、端面から0.5mmまでの空孔の内径を初期の内径よりも約2割大きい6.25μm程度になるようにエッチング処理を行い、その後純水で洗浄した。エッチング処理した空孔光ファイバの端部における空孔の内径を測定したところ、その平均値は6.25μmであり、標準偏差は0.15μmであった。つぎに、これらの空孔光ファイバ同士を融着接続した。すると、15箇所の接続点の接続損失は平均が0.2dB、標準偏差が0.1dBと、安定して十分に低損失な値となった。なお、これらの空孔光ファイバについて、接続部を切断して空孔の内径を顕微鏡で確認したところ、内径の平均は4.8μm、標準偏差は0.4μmであり、初期の内径とほぼ同じ値となっていた。 Next, 60 hole optical fibers were prepared based on the above experiment. The average of the inner diameters of the 60 hole optical fibers was 4.99 μm, and the standard deviation was 0.11 μm. Thirty hole optical fibers arbitrarily selected from these were used as hole optical fibers according to Example 1, and the diameter of the holes at these ends was increased. Specifically, the end portion of the hole optical fiber is immersed in a 50% hydrofluoric acid solution having a silica glass etching rate of 0.2 mm / h for 20 seconds to a depth of 0.5 mm from the end surface, and 0.5 mm from the end surface. Etching was performed so that the inner diameter of the holes until the end was about 6.25 μm, which was about 20% larger than the initial inner diameter, and then washed with pure water. When the inner diameter of the holes at the end of the etched hole optical fiber was measured, the average value was 6.25 μm and the standard deviation was 0.15 μm. Next, these hole optical fibers were fused and connected. Then, the connection loss at the 15 connection points was an average of 0.2 dB, and the standard deviation was 0.1 dB, which was a stable and sufficiently low loss value. Regarding these hole optical fibers, when the connecting portion was cut and the inner diameter of the holes was confirmed with a microscope, the average inner diameter was 4.8 μm and the standard deviation was 0.4 μm, which is almost the same as the initial inner diameter. It was value.
一方、残りの30本の空孔光ファイバを比較例1に係る空孔光ファイバとして、上記と同じ放電条件で融着接続を行ったところ、15箇所の接続点の接続損失は平均が1.6dB、標準偏差が0.6dBとなり、接続損失は値が大きいとともに、ばらつきも大きかった。なお、これらの空孔光ファイバについて、接続部を切断して空孔の内径を顕微鏡で確認したところ、内径の平均は3.9μm、標準偏差は0.3μmであり、初期の内径よりも縮径していた。なお、接続損失が最大であった空孔光ファイバの接続部においては、空孔径は3.4μmまで縮小していた。 On the other hand, when the remaining 30 hole optical fibers were used as hole optical fibers according to Comparative Example 1 and fusion splicing was performed under the same discharge conditions as described above, the average connection loss at 15 connection points was 1. The standard deviation was 6 dB and the standard deviation was 0.6 dB, and the connection loss had a large value and a large variation. Regarding these hole optical fibers, when the connecting portion was cut and the inner diameter of the holes was confirmed with a microscope, the average inner diameter was 3.9 μm and the standard deviation was 0.3 μm, which was smaller than the initial inner diameter. It was diameter. Note that the hole diameter was reduced to 3.4 μm at the connection portion of the hole optical fiber having the largest connection loss.
なお、ビデオアナライザを用いて、実施例1に係る空孔光ファイバのエッチング処理前と後との外径を確認したところ、その平均は、処理前は125.0μmであり、処理後は123.8μmであった。また、外径の標準偏差は処理前後のいずれも0.2μmであった。すなわち、エッチング処理によって、空孔光ファイバの外径は約1.2μmだけ縮径しており、これは空孔の拡径量とほぼ同値であった。したがって、空孔の拡径工程において、空孔の拡径量を確認したい場合には、空孔光ファイバの外径を測定し、その縮径量を算出すればよいことが確認された。 When the outer diameters of the hole optical fiber according to Example 1 before and after the etching process were confirmed using a video analyzer, the average was 125.0 μm before the process and 123. It was 8 μm. The standard deviation of the outer diameter was 0.2 μm before and after the treatment. That is, the outer diameter of the hole optical fiber was reduced by about 1.2 μm by the etching process, which was almost the same value as the diameter of the hole. Accordingly, it was confirmed that in the step of expanding the hole, when it is desired to check the amount of hole expansion, the outer diameter of the hole optical fiber is measured and the amount of diameter reduction is calculated.
つぎに、実施例2〜5として、エッチング処理に用いるフッ酸液の濃度および浸漬時間を変更した以外は実施例1と同様の方法を用いて各実施例において各30本の空孔光ファイバを融着接続した。用いたフッ酸の濃度は、実施例2〜5のそれぞれにおいて5%、10%、15%、20%のものであり、各濃度における浸漬時間は、それぞれ200秒、100秒、67秒、50秒とした。その結果、実施例2〜5に係る空孔光ファイバのいずれも、拡径した空孔の内径の平均は6.26μmとなったものの、その標準偏差は、濃度5〜15%の実施例2〜4は0.12μmであり、濃度20%の実施例5は0.14μmであった。さらに、融着接続した場合の接続損失の平均は、実施例2〜4は0.1dBであり、実施例5は0.2dBであった。したがって、フッ酸濃度が15%以下であれば、空孔の拡径量のばらつきが小さく、接続損失も小さいことが確認された。なお、この原因としては、フッ酸濃度が高い場合、エッチング処理からその後純水で洗浄するまでの時間にエッチングが進む等、エッチング量の制御性が低くなるためと考えられる。 Next, as Examples 2 to 5, each of the 30 hole optical fibers in each example was used in the same manner as in Example 1 except that the concentration of the hydrofluoric acid solution used for the etching treatment and the immersion time were changed. Fusion spliced. The concentration of hydrofluoric acid used was 5%, 10%, 15%, and 20% in each of Examples 2 to 5, and the immersion time at each concentration was 200 seconds, 100 seconds, 67 seconds, and 50%, respectively. Seconds. As a result, in each of the hole optical fibers according to Examples 2 to 5, the average inner diameter of the expanded holes was 6.26 μm, but the standard deviation was Example 2 having a concentration of 5 to 15%. -4 was 0.12 μm, and Example 5 having a concentration of 20% was 0.14 μm. Furthermore, the average connection loss in the case of fusion splicing was 0.1 dB in Examples 2 to 4, and 0.2 dB in Example 5. Therefore, it was confirmed that when the hydrofluoric acid concentration was 15% or less, the variation in the diameter expansion of the holes was small and the connection loss was small. The reason for this is thought to be that when the concentration of hydrofluoric acid is high, the controllability of the etching amount is lowered, for example, the etching proceeds in the time from the etching process to the subsequent cleaning with pure water.
(実施の形態2)
上記実施の形態1では、拡径部1caの形成は、空孔光ファイバ1の接続側端部1dをフッ酸などのエッチング液に浸漬し、空孔1cの内壁をエッチングすることによって行ったが、本発明はこれに限られない。以下、拡径部の形成方法が異なる本発明の実施の形態2に係る光ファイバの融着接続方法について説明する。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the enlarged diameter portion 1ca is formed by immersing the
図7、8は、本実施の形態2に係る光ファイバの融着接続方法について説明する説明図である。図7に示すように、本実施の形態2においては、はじめに、図1に示す光ファイバ1と同様のコア部3a、クラッド部3b、空孔3cを備え、同様の構造を有する空孔光ファイバ3を準備し、接続光ファイバと接続する側の端部を加熱して空孔3cを封止し、封止部3eを形成する。つぎに、市販の光ファイバ融着接続器を用いて、封止部3eの近傍の位置にアーク電極棒Eからアーク放電A2を放出して加熱する。すると、封止部3eが加熱部分の近傍に存在するため、空孔3c内の空気が膨張し、内部の気圧が高い状態になるとともに、加熱した部分のガラスの粘度が下がって軟化するので、空孔3cが拡径し、拡径領域3cbが形成される。その後、空孔光ファイバ3を、長手方向に垂直であって拡径領域3cbを横断する面Lで切断することによって、図8に示すように、接続側端部3dにおいて拡径部3caが形成された空孔光ファイバ3が形成される。なお、拡径部3caの内径や端面からの長さについては、実施の形態1の場合と同様に予備実験を行って決定できる。
7 and 8 are explanatory diagrams for explaining the fusion splicing method of optical fibers according to the second embodiment. As shown in FIG. 7, in the second embodiment, a hole optical fiber having a
その後、空孔光ファイバ3と同様の方法または実施の形態1の方法で拡径部を形成した空孔光ファイバを準備し、この空孔光ファイバと空孔光ファイバ3とを実施の形態1の方法で融着接続する。その結果、実施の形態1と同様に、空孔光ファイバの接続部において空孔の変形による閉じ込め損失の増大は発生しないため、低損失での融着接続ができる。
Thereafter, a hole optical fiber having a diameter-expanded portion formed by the same method as that of the hole
つぎに、本発明の実施例6として、実施例1と同様の空孔光ファイバを50本準備し、各空孔光ファイバの端部を市販の融着接続器で加熱して封止し、さらに封止部から5mm離れた部分を加熱し、加熱時間を調整してその部分の空孔の内径が6.25μm程度になるように拡径した。つぎに、空孔の拡径領域を長手方向に垂直な面に沿って、拡径部の長さが0.5mm程度になるような位置で切断した。切断した空孔光ファイバの端部における空孔の内径を測定したところ、その平均値は目標の6.25μmであったが、標準偏差は0.5μmとやや大きかった。 Next, as Example 6 of the present invention, 50 hole optical fibers similar to Example 1 were prepared, and the end of each hole optical fiber was heated and sealed with a commercially available fusion splicer, Furthermore, the part 5 mm away from the sealing part was heated, the heating time was adjusted, and the diameter was expanded so that the inner diameter of the hole in that part was about 6.25 μm. Next, the expanded diameter region of the hole was cut along the plane perpendicular to the longitudinal direction at a position where the length of the expanded diameter portion was about 0.5 mm. When the inner diameter of the holes at the end of the cut hole optical fiber was measured, the average value was 6.25 μm, which was the target, but the standard deviation was slightly large, 0.5 μm.
つぎに、空孔を拡径した50本の空孔光ファイバのうち、実施例1の場合と同様に空孔の内径の平均値が6.25μm、標準偏差が0.15μmになるように18本の空孔光ファイバを選別した。選別した18本の空孔光ファイバ同士を、実施例1と同様に標準のシングルモード光ファイバと同様の放電条件で接続したところ、接続損失は平均が0.2dB、標準偏差が0.1dBと、実施例1と同様に安定して十分に低損失な値となった。なお、選別しなかった空孔光ファイバ同士も同様の融着条件で接続したところ、その接続損失は、選別したものも含めた全体の平均が0.5dB、標準偏差が0.3dBであり、安定して十分に低損失な値となった。 Next, among the 50 hole optical fibers whose holes are expanded, the average value of the inner diameters of the holes is 6.25 μm and the standard deviation is 0.15 μm as in the case of Example 1. One hole optical fiber was selected. The 18 hole optical fibers thus selected were connected to each other under the same discharge conditions as the standard single mode optical fiber as in Example 1. As a result, the average connection loss was 0.2 dB and the standard deviation was 0.1 dB. As in Example 1, the value was stable and sufficiently low loss. In addition, when the hole optical fibers that were not selected were connected to each other under the same fusion conditions, the connection loss was 0.5 dB as a whole, including the selected one, and the standard deviation was 0.3 dB. The value was stable and sufficiently low loss.
なお、上記実施の形態、実施例では、空孔内部の気圧を高めるために空孔光ファイバの端部を封止したが、空孔光ファイバの端面から空孔にガスを注入して加圧してもよい。また、光ファイバの加熱は融着接続器を用いたが、ヒータやトーチを用いてもよい。 In the above embodiments and examples, the end of the hole optical fiber is sealed in order to increase the pressure inside the hole, but gas is injected from the end face of the hole optical fiber into the hole and pressurized. May be. Further, although the fusion splicer is used for heating the optical fiber, a heater or a torch may be used.
また、上記実施の形態、実施例では、空孔光ファイバとして、ホーリーファイバ同士を融着接続したが、本発明は、他の空孔を有する同種または異種の光ファイバを融着接続する場合にも適用できる。また、本発明は、空孔光ファイバと、接続光ファイバとしての通常構造の光ファイバとを融着接続する場合にも適用できる。 Further, in the above-described embodiments and examples, holey optical fibers are fused and connected as holey fibers. However, the present invention is applicable to the case where the same type or different types of optical fibers having other holes are fused and connected. Is also applicable. The present invention can also be applied to a case where a hole optical fiber and an optical fiber having a normal structure as a connection optical fiber are fusion-connected.
1〜3 空孔光ファイバ
1a〜3a コア部
1b〜3b クラッド部
1c〜3c 空孔
1ca〜3ca 拡径部
1d〜3d 接続側端部
3cb 拡径領域
3e 封止部
A1、A2 アーク放電
C 接続点
E アーク電極棒
L 面
1 to 3 Hole
Claims (4)
前記空孔光ファイバの接続側端部において前記空孔の内径を初期の内径に対して拡径し、拡径部を形成する拡径部形成工程と、
前記拡径部を形成した空孔光ファイバの前記接続側端部と、前記接続光ファイバの接続側端部とを近接させ、前記各接続側端部を加熱して融着接続する融着接続工程と、
を含むことを特徴とする光ファイバの融着接続方法。 A method of fusion splicing a hole optical fiber having holes formed along a longitudinal direction and a connection optical fiber to be connected to the hole optical fiber,
A diameter-enlarged portion forming step of expanding the inner diameter of the hole with respect to the initial inner diameter at the connection side end of the hole optical fiber, and forming an expanded diameter portion;
A fusion splicing in which the connection-side end of the hole optical fiber in which the diameter-expanded portion is formed and the connection-side end of the connection optical fiber are brought close to each other and the connection-side ends are heated and fusion-bonded. Process,
An optical fiber fusion splicing method comprising:
前記空孔光ファイバの空孔内の気圧を高めた状態で、該空孔光ファイバの一部を加熱軟化して前記空孔の内径が拡径した拡径領域を形成する拡径領域形成工程と、
前記拡径領域を形成した空孔光ファイバを、前記長手方向に垂直であって該拡径領域を横断する面で切断する切断工程と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の光ファイバの融着接続方法。 The expanded diameter portion forming step includes
A diameter-enlarged region forming step of forming a diameter-enlarged region in which the inner diameter of the hole is increased by heating and softening a part of the hole-shaped optical fiber in a state where the pressure in the hole of the hole-shaped optical fiber is increased When,
A cutting step of cutting the holey optical fiber in which the diameter-enlarged region is formed, at a plane perpendicular to the longitudinal direction and crossing the diameter-enlarged region;
The method for fusion splicing optical fibers according to claim 1, comprising:
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