JP7310792B2

JP7310792B2 - 光ファイバの製造方法

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Publication number: JP7310792B2
Application number: JP2020501039A
Authority: JP
Inventors: 浩耕田; 卓高崎
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2018-02-22
Filing date: 2019-02-21
Publication date: 2023-07-19
Anticipated expiration: 2039-02-21
Also published as: EP3757634A4; US20210096299A1; JPWO2019163901A1; CN111758056B; WO2019163901A1; EP3757634A1; CN111758056A

Description

本開示は、光ファイバの製造方法および光ファイバに関する。
本出願は、２０１８年２月２２日出願の日本出願第２０１８－０３０１４６号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。

光ファイバは、ユーザからの要求に応じて、例えば、海底ケーブルのように数十ｋｍに及ぶ長尺の光ファイバが製造される。このような長尺の光ファイバは、通常、複数本の光ファイバを融着接続して形成される。この場合、接続部を保護する保護樹脂と元の被覆樹脂との界面に剥離や割れが生じないことが求められる。このような、要望を満たすものとして、例えば、特許文献１，２に開示の技術が知られている。

特開平５－８０２２６号公報特開２００４－３７７６２号公報

本開示の一態様に係る光ファイバの製造方法は、光ファイバの被覆層を部分的に除去する除去工程と、露出させたガラスファイバの端面を融着接続する接続工程と、前記被覆層の除去部分と前記ガラスファイバの露出部分を覆う保護樹脂を再被覆する再被覆工程、を有する光ファイバの製造方法であって、前記光ファイバの前記被覆層が中心側のプライマリ層と外周側のセカンダリ層からなる２層構造であり、前記除去工程がレーザ光を前記被覆層に照射して前記被覆層の端部を前記ガラスファイバの露出部分に向けて小径となるテーパ形状に加工して前記被覆層のプライマリ層まで前記被覆層を除去する工程であり、前記レーザ光はパルス幅が１５ｐｓ以上、５００ｐｓ以下であり、前記レーザ光は波長が３４０ｎｍ以上、１１００ｎｍ以下であり、前記レーザ光はパルスエネルギ密度が１０Ｊ／ｃｍ ^２以下である。

図１は、本開示によって製造される光ファイバの接続部の構成を説明するための図である。図２Ａは、光ファイバの被覆層の除去工程の一例を説明するための図である。図２Ｂは、光ファイバの被覆層の除去工程の一例を説明するための図である。図２Ｃは、光ファイバの被覆層の除去工程の一例を説明するための図である。図３Ａは、光ファイバの被覆層の除去工程の他の例を説明するための図である。図３Ｂは、光ファイバの被覆層の除去工程の他の例を説明するための図である。図３Ｃは、光ファイバの被覆層の除去工程の他の例を説明するための図である。光ファイバの被覆層の除去工程の更に他の例を説明するための図である。光ファイバの被覆層の除去工程の更に他の例を説明するための図である。図５に示す除去工程を経た光ファイバの接続部の構成を示す図である。２層構造の被覆層を有する従来の光ファイバの接続部の構成を示す図である。接続端の被覆層除去端をテーパ形状に形成した光ファイバの例を示す図である。図９Ａは、光ファイバの被覆層の除去工程の一例を説明するための図である。図９Ｂは、光ファイバの被覆層の除去工程の一例を説明するための図である。図９Ｃは、光ファイバの被覆層の除去工程の一例を説明するための図である。図１０Ａは、光ファイバの被覆層の除去工程の他の例を説明するための図である。図１０Ｂは、光ファイバの被覆層の除去工程の他の例を説明するための図である。図１０Ｃは、光ファイバの被覆層の除去工程の他の例を説明するための図である。図１１Ａは、光ファイバの被覆層の除去工程の更に他の例を説明するための図である。図１１Ｂは、光ファイバの被覆層の除去工程の更に他の例を説明するための図である。図１１Ｃは、光ファイバの被覆層の除去工程の更に他の例を説明するための図である。図１２Ａは、光ファイバの被覆層の除去工程の更に他の例を説明するための図である。図１２Ｂは、光ファイバの被覆層の除去工程の更に他の例を説明するための図である。図１２Ｃは、光ファイバの被覆層の除去工程の更に他の例を説明するための図である。

［本開示が解決しようとする課題］
光ファイバは、ユーザからの要求に応じて、例えば、海底ケーブルのように数十ｋｍに及ぶ長尺の光ファイバが製造される。このような長尺の光ファイバは、通常、複数本の光ファイバを融着接続して形成される。この場合、接続部を保護する保護樹脂と元の被覆樹脂との界面に剥離や割れが生じないことが求められる。このような、要望を満たすものとして、例えば、特許文献１，２に開示の技術が知られている。

一方、光ファイバの損失増加の要因としてボビン巻時の側圧の影響があり、低損失化のためには光ファイバの被覆層を２層構造とし、中心側のプライマリ層にヤング率の低い（柔らかい）樹脂を使用する必要がある。このような２層構造の被覆層を有する光ファイバを用いた海底ケーブルでは、接続部の保護樹脂に亀裂が発生する場合がある。

図７は、２層構造の被覆層を有する従来の光ファイバの接続部の構成を示す図であり、ガラスファイバ１１と、ガラスファイバの周囲に中心側のプライマリ層１２と外周側のセカンダリ層１３からなる２層構造の被覆層を設けた光ファイバ１０どうしを接続したものである。それぞれの光ファイバ１０の端部は被覆層が除去され、露出したガラスファイバ１１どうしが融着接続部１４で融着接続される。被覆層は融着接続部１４側に向かって小径となるようにテーパ形状に除去されているが、セカンダリ層１３のみがテーパ形状に除去されてプライマリ層１２がテーパ形状に除去されていない場合を示している。融着接続部１４と被覆層の除去部全体を覆うように、保護樹脂１５がモールドされて再被覆されている。

このように、短尺ファイバどうしの端部の被覆を除去して融着接続し、接続部に保護樹脂１５を再被覆しているが、光ファイバ１０のプライマリ層１２のヤング率が低いと、スクリーニング（強度試験）した際に被覆除去端のプライマリ層１２の変形量が大きくなり、プライマリ層１２とセカンダリ層１３の境界と保護樹脂１５の接点で応力が最大となり、保護樹脂１５にひずみが生じ亀裂Ｘが発生することがある。

保護樹脂での亀裂Ｘの発生を防ぐ対策として、プライマリ層１２とセカンダリ層１３の境界と保護樹脂１５の接点の応力を分散させるために、例えば、図８に示すように、プライマリ層１２とセカンダリ層１３の接続端の被覆層除去端が、テーパ形状Ｔとなるように作成することが望ましい。すなわち、被覆層除去後のプライマリ層１２とセカンダリ層１３との境目が所定角度のテーパ形状Ｔとして形成されていることが望ましい。

しかしながら、例えば、剃刀で細い光ファイバの被覆層を切削して図８に示すようなテーパ形状とすることはスキルが必要であり、特に、プライマリ層１２が柔らかい樹脂の場合は、プライマリ層１２を上手に削ることが困難であった。また、リュータ等の回転工具で被覆層を削る場合も、柔らかいプライマリ層１２が砥石に付着し、所望の形状に削ることは難しかった。このように、従来の工具を用いて被覆層を除去する場合は、スキルの差によっても形状のばらつきが生じ、製造されたケーブルの品質が一定しないという課題があった。さらに、工具によってガラスファイバを傷つけるおそれがあった。

そこで、プライマリ層とセカンダリ層からなる２層構造の被覆層の除去部分とガラスファイバの露出部分を覆う保護樹脂での亀裂の発生を防止し、ガラスファイバを傷つけることなく品質の安定した光ファイバの製造方法を提供することを、その目的とする。

［本開示の効果］
本開示によれば、被覆層の除去部分とガラスファイバの露出部分を覆う保護樹脂での亀裂の発生を防止することができ、ガラスファイバを傷つけることなく品質の安定した光ファイバを得ることができる。

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施形態を列記して説明する。
（１）本開示の実施形態の一態様に係る光ファイバの製造方法は、光ファイバの被覆層を部分的に除去する除去工程と、露出させたガラスファイバの端面を融着接続する接続工程と、前記被覆層の除去部分と前記ガラスファイバの露出部分を覆う保護樹脂を再被覆する再被覆工程、を有する光ファイバの製造方法であって、前記光ファイバの前記被覆層が中心側のプライマリ層と外周側のセカンダリ層からなる２層構造であり、前記除去工程がレーザ光を前記被覆層に照射して前記被覆層の端部を前記ガラスファイバの露出部分に向けて小径となるテーパ形状に加工して前記被覆層のプライマリ層まで前記被覆層を除去する工程であり、前記レーザ光はパルス幅が１５ｐｓ以上、５００ｐｓ以下であり、前記レーザ光は波長が３４０ｎｍ以上、１１００ｎｍ以下であり、前記レーザ光はパルスエネルギ密度が１０Ｊ／ｃｍ ^２以下である。
本実施形態によれば、レーザ加工により光ファイバの被覆層を除去しているため、非接触でガラスファイバに傷がつかず、加工のばらつきを低減することができる。そして、レーザ光はパルス幅が１５ｐｓ以上、５００ｐｓ以下であることから、被覆層を変形や、加工表面のコゲなど劣化させることなく、良好な形状と外観で除去することができる。
また、本実施形態によれば、除去した被覆層と保護被覆との重なり部分を大きくすることができる。また、被覆層を２層構造とした際に、中心側のプライマリ層と外周側のセカンダリ層との境界に応力が集中するのを防ぐことができる。
また、本実施形態によれば、被覆層を変形や、加工表面のコゲなど劣化させることなく、良好な形状と外観で除去することができる。
さらに、本実施形態によれば、レーザ光がガラスファイバに照射された場合でも、ガラスファイバの光学的ダメージを小さくすることができる。

（２）本開示の実施形態の一態様に係る光ファイバの製造方法は、上記（１）の製造方法において、前記レーザ光は光ファイバに照射されるビームの直径が１００μｍ以下である。
本実施形態のように、レーザ光のビームの直径が１００μｍ以下であれば、間隔が短い凹凸形状の加工や、ガラスファイバに照射することなく直線に近いテーパ形状を加工するなど、好ましい加工形状が容易に形成可能である。

（３）本開示の実施形態の一態様に係る光ファイバの製造方法は、上記（１）または（２）の製造方法において、前記除去工程が、前記光ファイバを前記光ファイバの軸を中心に回転させるとともに、前記光ファイバの前記ガラスファイバを避けて前記被覆層部分にのみ前記レーザを照射する工程である。
本実施形態によれば、ガラスファイバにレーザ光が照射されるのを防止しつつ、光ファイバの被覆層をテーパ形状に除去するための具体的な一方法を提供することができる。

（４）本開示の実施形態の一態様に係る光ファイバの製造方法は、上記（１）～（３）のいずれか１の製造方法において、前記除去工程が、前記光ファイバを前記光ファイバの軸を中心に回転させるとともに、所定の領域だけレーザ光を前記レーザ光の照射方向と垂直かつ前記ファイバ長手方向に対し斜めとなる方向に走査して、前記光ファイバに前記レーザを照射する工程である。
本実施形態によれば、光ファイバの被覆層をテーパ形状に除去するための具体的な一方法を提供することができる。

（５）本開示の実施形態の一態様に係る光ファイバの製造方法は、上記(１)～（４）のいずれか１の製造方法において、前記プライマリ層のヤング率が０．５ＭＰａ以下である。
本実施形態によれば、プライマリ層が柔らかい光ファイバであっても、良好な形状で被覆層の除去と接続ができるため、ボビン巻時の低損失化が可能になる。

（６）本開示の実施形態の一態様に係る光ファイバの製造方法は、上記(１)～（５）のいずれか１の製造方法において、前記除去工程の後、前記被覆層が部分的に除去された箇所から、一方側の前記光ファイバの被覆層を抜き取ることによって、前記ガラスファイバ
を露出させる露出工程を有する。
本実施形態によれば、予め光ファイバの一端側でガラスファイバの露出部を形成する必要がないため、工程の簡略化ができる。また、露出部分のガラスファイバにレーザ光が照射されたり、ガラスファイバの表面に汚れが付着するのを防止することができる。

［本開示の実施形態の詳細］
本開示に係る光ファイバの製造方法および光ファイバの具体例を、以下に図面を参照しながら説明する。なお、本開示は以下の例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。また、複数の実施形態について組み合わせが可能である限り、本開示は任意の実施形態を組み合わせたものを含む。なお、以下の説明において、異なる図面においても同じ符号を付した構成は同様のものであるとして、その説明を省略する場合がある。

図１は、本開示によって製造される光ファイバの接続部の構成を説明するための図である。本開示によって製造される光ファイバは、複数本の短尺の光ファイバ１０を融着接続して形成される。光ファイバの融着接続は、互いに接続される一対の光ファイバ１０の端部の光ファイバ１０の被覆層を除去して、ガラスファイバ１１が露出される。被覆層の除去により裸にされたガラスファイバ１１の端面どうしが突き合わされ、アーク放電等により、突き合わせ端面が融着接続部１４として接続される。

融着接続部１４とその近傍の裸のガラスファイバ１１は、傷が付きやすく機械的に弱い状態にあるため、保護樹脂１５により再被覆される。保護樹脂１５には、被覆層と同種の紫外線硬化型樹脂が用いられる。保護樹脂１５の被覆は、所定の成形用型を用いて樹脂を注入することによって形成することができる。なお、本実施形態では、光ファイバ１０の被覆層は、中心側のプライマリ層１２と外周側のセカンダリ層１３の２重構造となっている。中心側のプライマリ層１２には、光ファイバ１０の損失増加の要因となるボビン巻時またはケーブル化時の側圧の影響を受けにくくするため、ヤング率が０．５ＭＰａ以下の低い樹脂を使用し、外周側のセカンダリ層１３には、プライマリ層１２よりもヤング率の高い樹脂を用いている。また、保護樹脂１５のヤング率の大きさは、プライマリ層１２の樹脂よりも大きく、セカンダリ層１３の樹脂よりも小さい。

本実施形態においては、光ファイバ１０の端部における被覆層の被覆際は、端部側に向かって被覆径が小さくされたテーパ形状Ｔとしている。そして、保護樹脂１５は、このテーパ形状にされた被覆層の部分に被さるように成形される。この構成により、被覆層の被覆際の端面が覆われ、露出することがない。また、被覆層の被覆際がテーパ形状Ｔとされていることから、被覆際の保護樹脂１５が被さる重なり部分１６を厚くできるとともに、この部分での接着面積を増加させ、保護樹脂１５との接着力を高めることができる。また、プライマリ層１２とセカンダリ層１３の境界と保護樹脂１５の接点の応力を分散させることができる。

図１に示す光ファイバの製造方法は、２本の光ファイバ１０の被覆層をそれぞれの被覆際がテーパ形状となるように部分的に除去する除去工程と、露出させたガラスファイバ１１の端面どうしを融着接続する接続工程と、被覆層の除去部分とガラスファイバ１１の露出部分を覆う保護樹脂１５を再被覆する再被覆工程を有している。以下に、光ファイバの被覆層の除去工程について説明する。

（除去工程の例１）
図２Ａから図２Ｃは、光ファイバの被覆層の除去工程の一例を説明するための図である。まず、図２Ａで示すように、光ファイバ１０の端部の被覆層をＣ－Ｃの箇所でカットし、端部側の被覆層を引き抜いて除去することにより、端部側のガラスファイバ１１を露出させる。露出したガラスファイバ１１は、被覆層からの距離が所定の長さになるようにカットし、融着接続用の端面を形成する。なお、融着接続用の端面の形成は、後述する被覆層のテーパ面形成後に行ってもよい。

次に、図２Ｂで示すように、円形状のレーザ光Ｂを矢印の方向に移動走査しながら光ファイバ１０の被覆層に照射し、被覆層の端部がテーパ形状となるように加工する。具体的には、傾斜角αが略６°、斜面長さβが略５００μｍの斜めの線を描くよう、直径が１００μｍ以下（例えば略２０μｍ）の円形状のレーザ光Ｂを、光ファイバ１０の上面側からスキャンさせる。ここで、レーザ光としては、パルス幅が５０ｆｓ以上５００ｐｓ以下、パルスエネルギ密度を１０Ｊ／ｃｍ^２以下で、波長３４０ｎｍ以上１１００ｎｍ以下のレーザを用いることが好ましい。レーザ光のパルス幅が５０ｆｓ以上５００ｐｓ以下であると、被覆層に熱によるダメージを与えることなく、かつ短く実用的な照射時間で加工することができる。また、レーザ光の波長が３４０ｎｍ以上１１００ｎｍであると、固体レーザやファイバレーザの基本波、または２倍波、３倍波の安定した発振により、再現性のよい加工ができる。なお、光ファイバ１０の径は略２５０μｍである。

図２Ｂに示すように、レーザ光スキャン工程として、円形状のレーザ光の被覆側の外周がテーパ形状の斜めの線をなぞるよう、レーザ光を光ファイバ１０の上面側から矢印に示す方向にスキャンさせることによって被覆層を昇華させる。これにより、光ファイバ１０の上面側の被覆層はほぼテーパ形状に除去される。

次に、図２Ｃで示すように、位置変更工程として、光ファイバ１０を矢印Ｒで示すように所定角度回転させ、光ファイバ１０のレーザ光照射面の位置を変更する。そして、再度、円形状のレーザ光Ｂを光ファイバ１０の上面側からスキャンし、光ファイバ１０の上面側の被覆層をテーパ形状に除去する。レーザ光スキャン工程と位置変更工程を所定回数繰り返すことにより、光ファイバ１０の被覆層の端部が多角錐形状となるように除去することができる。そして、光ファイバ１０の回転角度、および、レーザ光のエネルギ密度とスキャン回数を調整することによって、被覆層の端部を光ファイバの軸に対して対称な正多角錐形状とすることができる。

具体的なレーザ光としては、パルス幅１５ｐｓ、パルスエネルギ密度を１０Ｊ／ｃｍ^２以下で、波長３５５ｎｍの３倍波あるいは波長５３２ｎｍの２倍波のＹＡＧやＹＶＯ_４を用いた短波長の固体レーザを用いることができる。パルス幅の長いレーザ光を用いた場合は、被覆層の樹脂が溶けたり焦げたりするため、良好な形状に被覆層を除去することができない。また、１０Ｊ／ｃｍ^２より大きなレーザ光を用いる場合は、レーザ光がガラスファイバに照射された場合に、ガラスファイバの光学的ダメージが大きくなる。また、レーザ照射でテーパ加工を行うことにより、テーパ表面部分はポストキュアにより、照射前より樹脂の硬化が進行し、テーパ形状に加工した被覆層の表面のヤング率は、前記表面から離れた前記被覆層の同じ径方向位置の部分のヤング率より大きくなっている。

（除去工程の例２）
図３Ａから図３Ｃは、光ファイバの被覆層の除去工程の他の例を説明するための図である。本実施形態では、図３Ａに示すように、光ファイバ１０の端部の被覆層をＣ－Ｃの箇所でカットし、端部側の被覆層を引き抜いて除去することにより、端部側のガラスファイバ１１を露出させる点は、図２Ａで説明した点と同様である。

本実施形態では、図２Ａから図２Ｃで説明した除去工程に類似しており、光ファイバ１０の端部の被覆層のみに斜めにレーザ光Ｂが当たるように、例えば上面側から見て、ファイバガラスを避けて円形状のレーザ光Ｂを光ファイバ１０に照射しているが、図３Ｂに示すように、光ファイバ１０の被覆層の形状が凹凸形状Ｂ１となるように、レーザ光の照射位置を設定している。これにより、光ファイバ１０の回転によって、光ファイバ１０の端部のテーパ形状に加工された被覆層には、円周上に伸びた凹凸が形成される（図３Ｃにテーパ形状Ｔ’で示す）。このため、ガラスファイバ１１を融着接続した後、保護樹脂を再被覆する際に、被覆層と保護樹脂との接着面積が増加するため、融着接続された光ファイバの強度や、被覆層と保護樹脂の接着強度を増すことができる。

（除去工程の例３）
図４は、光ファイバの被覆層の除去工程の更に他の例を説明するための図である。本実施形態では、除去工程の例１、２のように、光ファイバ１０の端部の被覆層をＣ－Ｃの箇所でカットし、端部側の被覆層を引き抜いて除去することにより、端部側のガラスファイバ１１を露出させる工程を必要としていない。本実施形態では、上記の除去工程の例１、２のいずれかの方法によって、全体が被覆層で覆われた光ファイバ１０の端部付近の被覆層を部分的に除去する。これによって、図４に示すＣ－Ｃの箇所の被覆層が除去され、ガラスファイバ１１が露出した状態になる。また、光ファイバ１０のＣ－Ｃの箇所から反端部側の箇所Ａ２の被覆層にはテーパ形状Ｔが形成される。

そして、光ファイバ１０の端部側に残った箇所Ａ１の被覆層を反端部側の箇所Ａ２から引き抜くことによって、融着接続されるガラスファイバ１１の露出部分を得ることができる。これにより、予め光ファイバの一端側でガラスファイバの露出部を形成する必要がないため、工程の簡略化ができる。また、被覆層の除去工程においてガラスファイバ１１の露出部分がないため、光ファイバ１０のハンドリングが容易にでき、ガラスファイバ１１にレーザ光が照射されるのを防止することができる。

（除去工程の例４）
図５は、光ファイバの被覆層の除去工程の更に他の例を説明するための図である。本実施形態では、光ファイバ１０のＣ－Ｃの箇所から反端部側の箇所Ａ２の被覆層に形成されたテーパ形状Ｔは、セカンダリ層側端部Ｔｂでセカンダリ層１３の外周まで達していない。これにより、図６に示すように、保護樹脂１５の両端部１５ｂが十分な厚みを持つため、ファイバ曲げによりＴｂ部が破損、剥離し脱落するのを防止することができる。

また、図５に示すように、テーパ形状ＴのＣ－Ｃとの交点Ｔａは、プライマリ層１２に達しているが、ガラスファイバ１１に達しておらず、プライマリ層１２の全てまたは一部が残されている。これにより、レーザ光Ｂの照射位置がファイバ側にずれてガラスファイバ１１に照射されるのを防止することができる。なおこの場合でも、プライマリ層１２のヤング率は低いため、箇所Ａ１の被覆層を反端部側の箇所Ａ２から引き抜くとプライマリ層１２はＣ－Ｃの近傍で切断され、Ａ１部分のガラスファイバ１１を露出させることができる。

なお、本開示は光ファイバに照射するレーザ光のビーム直径が１００μｍ以下の円形状である構成に限定されない。以下、具体的な例について説明する。

（除去工程の例５）
図９Ａから図９Ｃは、光ファイバの被覆層の除去工程の一例を説明するための図である。まず、図９Ａで示すように、光ファイバ１０の端部の被覆層をＣ－Ｃの箇所でカットし、端部側の被覆層を引き抜いて除去することにより、端部側のガラスファイバ１１を露出させる。露出したガラスファイバ１１は、被覆層からの距離が所定の長さになるようにカットし、融着接続用の端面を形成する。なお、融着接続用の端面の形成は、後述する被覆層のテーパ面形成後に行ってもよい。

次に、図９Ｂで示すように、三角形状のレーザ光Ｂを光ファイバ１０の被覆層に照射し、被覆層の端部がテーパ形状となるように加工する。具体的には、頂角αが略３０°、高さ略５００μｍの三角形状のレーザ光Ｂを、光ファイバ１０の上面側から径方向にスキャンさせる。三角形状はレーザ光の光源と光ファイバとの間に、三角形状の開口を有するマスクを配置することで得ることができる。なお、光ファイバ１０の径は略２５０μｍである。

図９Ｂに示すように、レーザ光スキャン工程として、三角形状のレーザ光の底辺を光ファイバ１０の被覆層の端部とほぼ一致させ、頂点は光ファイバの端面とは反対側に位置させた状態で、所定回数、レーザ光を光ファイバ１０の上面側から矢印Ｓに示す径方向にスキャンさせることによって被覆層を昇華させる。光ファイバ１０のレーザ光照射面は、三角形状の底辺部分ではレーザ光の照射量が多くなるため昇華によって除去される樹脂が多く、頂点部分ではレーザ光の照射量が少ないため昇華によって除去される樹脂は少なくなる。これにより、光ファイバ１０の上面側の被覆層はほぼテーパ形状に除去される。

次に、図９Ｃで示すように、位置変更工程として、光ファイバ１０を矢印Ｒで示すように所定角度回転させ、光ファイバ１０のレーザ光照射面の位置を変更する。そして、再度、三角形状のレーザ光Ｂを光ファイバ１０の上面側からスキャンし、光ファイバ１０の上面側の被覆層をテーパ形状に除去する。レーザ光スキャン工程と位置変更工程を所定回数繰り返すことにより、光ファイバ１０の被覆層の端部が多角錐形状となるように除去することができる。そして、光ファイバ１０の回転角度、および、レーザ光のエネルギ密度とスキャン回数を調整することによって、被覆層の端部を光ファイバの軸に対して対称な正多角錐形状とすることができる。

（除去工程の例６）
図１０Ａから図１０Ｃは、光ファイバの被覆層の除去工程の他の例を説明するための図である。本実施形態では、図１０Ａに示すように、光ファイバ１０の端部の被覆層をＣ－Ｃの箇所でカットし、端部側の被覆層を引き抜いて除去することにより、端部側のガラスファイバ１１を露出させる点は、図９Ａで説明した点と同様である。

次に、図１０Ｂに示すように、光ファイバ１０の端部の被覆層のみに斜めにレーザ光Ｂが当たるように、例えば上面側から見て、ファイバガラスを避けて矩形状のレーザ光Ｂまたは三角形状のレーザ光と光ファイバ１０とを位置決めする。そして、図１０Ｃに示すように、光ファイバ１０を回転させながらレーザ光Ｂを照射する。これによって、レーザ光Ｂが照射された部分の被覆層の樹脂が昇華除去され、被覆層端部の形状は円錐状のテーパ形状となる。ここで、レーザ光の種類やエネルギ密度に関しては、図９Ａから図９Ｃで説明した除去工程の例５と同様のレーザ光を用いることができる。

（除去工程の例７）
図１１Ａから図１１Ｃは、光ファイバの被覆層の除去工程の更に他の例を説明するための図である。本実施形態では、図１１Ａに示すように、光ファイバ１０の端部の被覆層をＣ－Ｃの箇所でカットし、端部側の被覆層を引き抜いて除去することにより、端部側のガラスファイバ１１を露出させる点は、図９Ａで説明した点と同様である。

次に、図１１Ｂに示すように、光ファイバ１０を回転させながら、三角形状のレーザ光Ｂの底辺を光ファイバ１０の被覆層の端部とほぼ一致させ、頂点を光ファイバの端面とは反対側に位置させた状態で、レーザ光Ｂを上面側から照射する。光ビームの形状と種類、エネルギ密度は、図９Ａから図９Ｃで示した除去工程の例５のレーザ光Ｂと同様である。光ファイバ１０のレーザ光照射面は、三角形状の底辺部分ではレーザ光の照射量が多くなるため昇華によって除去される樹脂が多く、頂点部分ではレーザ光の照射量が少ないため昇華によって除去される樹脂は少なくなる。光ファイバ１０を回転させながら、レーザ光Ｂを照射するため、光ファイバ１０の被覆層の端部はほぼ円錐状のテーパ形状に除去される。

（除去工程の例８）
図１２Ａから図１２Ｃは、光ファイバの被覆層の除去工程の更に他の例を説明するための図である。本実施形態では、図１２Ａに示すように、光ファイバ１０の端部の被覆層をＣ－Ｃの箇所でカットし、端部側の被覆層を引き抜いて除去することにより、端部側のガラスファイバ１１を露出させる点は、図９Ａで説明した点と同様である。

本実施形態では、図１０Ａから図１０Ｃで説明した除去工程に類似しており、光ファイバ１０の端部の被覆層のみに斜めにレーザ光Ｂが当たるように、例えば上面側から見て、ファイバガラスを避けて矩形状のレーザ光Ｂを光ファイバ１０に照射しているが、光ファイバ１０の被覆層に当たる部分のレーザ光Ｂの形状が凹凸形状Ｂ１となるように、レーザ光のマスク形状を設定している。これにより、光ファイバ１０の回転によって、光ファイバ１０の端部のテーパ形状に加工された被覆層には、円周上に伸びた凹凸が形成される。このため、ガラスファイバ１１を融着接続した後、保護樹脂を再被覆する際に、被覆層と保護樹脂との接着面積が増加するため、融着接続された光ファイバの強度を増すことができる。

以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示の光ファイバの製造方法において、光ファイバ１０の樹脂層は２層構造を有するものに限られず、１層あるいは３層以上の樹脂層からなるものについても適用可能である。

１０…光ファイバ、１１…ガラスファイバ、１２…プライマリ層、１３…セカンダリ層、１４…融着接続部、１５…保護樹脂、１５ｂ…両端部、１６…重なり部分。

Claims

光ファイバの被覆層を部分的に除去する除去工程と、露出させたガラスファイバの端面を融着接続する接続工程と、前記被覆層の除去部分と前記ガラスファイバの露出部分を覆う保護樹脂を再被覆する再被覆工程、を有する光ファイバの製造方法であって、
前記光ファイバの前記被覆層が中心側のプライマリ層と外周側のセカンダリ層からなる２層構造であり、
前記除去工程がレーザ光を前記被覆層に照射して前記被覆層の端部を前記ガラスファイバの露出部分に向けて小径となるテーパ形状に加工して前記被覆層のプライマリ層まで前記被覆層を除去する工程であり、
前記レーザ光はパルス幅が１５ｐｓ以上、５００ｐｓ以下であり、
前記レーザ光は波長が３４０ｎｍ以上、１１００ｎｍ以下であり、
前記レーザ光はパルスエネルギ密度が１０Ｊ／ｃｍ ^２以下である、光ファイバの製造方法。
前記レーザ光は光ファイバに照射されるビームの直径が１００μｍ以下である請求項１に記載の光ファイバの製造方法。
前記除去工程が、前記光ファイバを前記光ファイバの軸を中心に回転させるとともに、前記光ファイバの前記ガラスファイバを避けて前記被覆層部分にのみ前記レーザを照射する工程である、請求項１または請求項２に記載の光ファイバの製造方法。
前記除去工程が、前記光ファイバを前記光ファイバの軸を中心に回転させるとともに、所定の領域だけレーザ光を前記レーザ光の照射方向と垂直かつ前記ファイバ長手方向に対し斜めとなる方向に走査して、前記光ファイバに前記レーザを照射する工程である、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光ファイバの製造方法。
前記プライマリ層のヤング率が０．５ＭＰａ以下である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光ファイバの製造方法。
前記除去工程の後、前記被覆層が部分的に除去された箇所から、一方側の前記光ファイバの被覆層を抜き取ることによって、前記ガラスファイバを露出させる露出工程を有する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の光ファイバの製造方法。