JPH01159605A

JPH01159605A - 多心光ファイバ用加熱装置

Info

Publication number: JPH01159605A
Application number: JP31843487A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Onodera; 勤小野寺; Takeshi Yamada; 剛山田
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1987-12-16
Filing date: 1987-12-16
Publication date: 1989-06-22

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】【産業上の利用分野】

この発明は、多心光ファイバを一括融着接続するのに用
いる、大気圧放電加熱型の加熱装置に関する。

【従来の技術】

従来より、第４図に示すように、テープ状に形成された
多心光ファイバ１．２の被覆１５．２５を除去して光フ
ァイバ裸線１１〜１４と２１〜２４の端部を対向させ、
これらを挟むようにして光ファイバ軸と垂直な方向に１
対の放電電極、陽極３、陰極４を配置し、これらの電極
３．４の間で大気圧放電を起こし、その放電の熱でこれ
ら光ファイバ裸線１１〜１４．２１〜２４を一括して加
熱しながら、対向させた両側の光ファイバ裸線１１〜１
４と２１〜２４の端部を突き合わせる方向に押し込み、
これらを−括に融着接続することが行なわれている。このような多心光ファイバの一括融着接続を行なう場合
、確実で且つ低損失な接続を実現するためには、多数の
光ファイバ裸線を均一に加熱することが必要である。すなわち、不均一に加熱した場合には、第４図に示すよ
うに不具合が生じる。この図で、光ファイバ裸線１２と
２２については加熱が過不足なく行なわれ、その結果良
好な接続がなされている。これに対して加熱不足の場合には、光ファイバ裸線１１
と２１のように予加熱不足と整形加熱不足による軸ずれ
が発生し、逆に加熱過多の場合には、光ファイバ裸線１
３と２３のように予加熱時にファイバ先端が解は過ぎて
表面張力により端面位置が後退してしまい、実効的に接
続時の押し込み不足で接続部の先細りが発生したり、加
熱過多がさらに強いと光ファイバ裸線１４と２４のよう
に予加熱時の端面後退が大きすぎて接続失敗が生じる、
等々の接続不良が生じる。そして、加熱の不均一性がこのように顕著な場合でない
場合でも、シングルモード光ファイバの低損失接続には
支障をきたす、つまり、軸固定式融着接続法の場合、通
常、所定の端面間隔で光ファイバ裸線列を突き合わせた
とき各裸線対の軸ずれが小さくならないため、融着接続
後整形加熱を行なって光ファイバ裸線の表面張力効果に
よる自己外径調心作用を利用して軸ずれを小さくする方
法をとっているが、加熱が強すぎたり長すぎなりすると
、接続点においてコア変形を起こし、接続損失が増大し
てしまう。したがって、多心光ファイバの各ファイバを
すべて低損失で一括接続するという点からも、すべての
光ファイバ裸線対を一様に加熱することが不可欠である
。そこで、従来より、多心光ファイバの各裸線対を均一に
加熱するため、電極の高さをファイバ裸線列の高さより
すらしく第１図のＺ方向にずらす）、この高さオフセッ
トを調整して大気圧放電加熱を行なうことが提案されて
いる（特開昭６１−１７９０４号公報）。すなわち、こ
の提案では、この高さオフセットが小さいとファイバ裸
線列の両端のものがより加熱され、大きいとその列の中
央のものがより加熱されるので、その中間に均一加熱を
実現する最適オフセットが存在することが定性的に示さ
れている。

【発明が解決しようとする問題点】

しかしながら、実際に電極間に光ファイバ裸線の列を置
いてこれらを加熱してみると、これらを厳密に均一加熱
するには非常に大きな高さオフセットが必要であり、こ
のように高さオフセットを大きくした場合加熱の均一性
は実現できても放電路の中心からファイバ裸線列の位置
が離れるため全体に加熱不足となってしまうことが分か
った。そのため、この提案のように高さオフセットを調整して
均一加熱を実現する場合には、加熱容量の大きな放電回
路を用いてその放電エネルギーのごく一部を用いて加熱
することになる。このことは、放電回路の大型化と消費電力の増大をもた
らすのみならず、強い放電を電極間のみに起こすため電
極と他の機構部との距離を大きくとる必要があることか
ら、装置全体の大型化につながるという問題を生じる。この発明は、放電回路を必要以上に大きくせず、消費電
力も押えながら、多心光ファイバの均一加熱を実現する
、小型で実用的な多心光ファイバ用加熱装置を提供する
ことを目的とする。

【問題点を解決するための手段】

この発明による多心光ファイバ用加熱装置は、被覆が剥
離されて１つの平面上に配列された複数本の光ファイバ
をその配列方向に挟むよう対向配置された１対の大気圧
放電用電極と、これらの電極をそれぞれ少なくとも上記
の複数本の並べられた光ファイバがなす平面に直角な方
向及び電極間方向に移動可能に支持する電極支持装置と
からなる。

【作　　用】

本発明者らの実験結果によれば、被覆が剥離された複数
本の光ファイバを１つの平面上に配列し、これらを挟む
よう１対の大気圧放電用電極を上記の配列方向に対向配
置して放電加熱する場合、これらの電極の光ファイバ配
列平面に対して直角な方向での位置ずれ（高さオフセッ
ト）のみならず、光ファイバ配列平面上の電極間の中心
位置と配列光ファイバの配列方向中心位置とのずれ（水
平オフセット）を調整してみると、高さオフセットを大
きくせずにこれら複数の光ファイバを均一に加熱できる
最適水平オフセットが存在することが分かった。すなわち、複数の光ファイバの全体が加熱不足にならな
いように高さオフセットを小さくした場合、複数の光フ
ァイバの列の両端の光ファイバが中央部の光ファイバに
比べて強く加熱されてしまうが、この条件下でできる限
り均一に加熱するには、たとえば４心の場合、各光ファ
イバの加熱量を端からｈｌ、ｈ２．ｈ３．ｈ４としたと
き、ｈｌ＝ｈ４＞ｈ２＝ｈ３とし、５心の場合各光ファイバの加熱量を端からｈｌ、
ｈ２．ｈ３．ｈ４．ｈ５としたとき、ｈｌ＝ｈ５＞ｈ２
＝ｈ４＞ｈ３とすることができればよい。そこで、各電極を支持装置により支持させて、少なくと
も上記の光ファイバ配列平面に直角な方向及び電極間方
向に、これら電極を独立に移動させるようにすれば、上
記の最適高さオフセットと最適水平オフセットとを実現
でき、これによって複数のファイバの均一な加熱が可能
となる。

【実　施　例】

第１図において、多心光ファイバ１．２の被覆が剥離さ
れて光ファイバ裸線１１〜１４と２１〜２４とが対面さ
せられている。ここで、説明の便宜上これら光ファイバ
裸線１１〜１４と２１〜２４とがなす平面をＸ−Ｙ面と
し、これに直角な方向をＺ方向とする。そして、光ファ
イバ裸ｔｉｌｌ〜１４．２１〜２４の軸方向をＸ方向、
配列方向をＹ方向とし、対面する光ファイバ裸線１１〜
１４の端面列と、光ファイバ裸線２１〜２４の端面列と
の間の中央点を原点０とする。放電電極である陽極３と陰極４は、これら光ファイバ裸
線１１〜１４．２１〜２４を挟むようにＹ軸に平行に配
置される。電極支持装置３１．４１は、これら陽極３、
陰極４の位置を、少なくともＹ方向及びＺ方向に（望ま
しくはＸ方向にも）それぞれ独立に移動できるよう、こ
れら陽極３と陰極４とを支持している。ＴＶカメラ５が
多心光ファイバ１．２の光ファイバ裸線１１〜１４．２
１〜２４の画像を捉え、この画像がら制御装置６が心数
を数え、それに応じて電極支持装置３１．４１を制御し
、陽極３及び陰極４のＺ方向位置及びＹ方向位置を最適
なものに定める。こうして電極３．４の、光ファイバ裸線列に対する高さ
方向オフセットｈと水平方向オフセットが定められる。この水平方向オフセットは、電極３．４の間隔の中心点
（Ｙ方向中心点）と光ファイバ裸線１１〜１４．２１〜
２４の配列方向つまりＹ方向の中心点との間のＹ方向の
ずれ量であるが、ここではｄ十、ｄ−を用いる。このｄ
＋は端の光ファイバ裸線１４．２４の位置から陽極３ま
でのＹ方向距離を、ｄ−は端の光ファイバ裸線１１．２
１の位置から陰極４までのＹ方向距離をそれぞれ表わす
、そして、陽極３と陰極４との間に図示しない放電回路
により放電電圧が印加され、これらの間に放電が生じて
、その熱で光ファイバ裸線１１〜１４．２１〜２４の端
部が加熱され、溶融した時点でこれらの端部が突き合わ
せられる方向に押し込まれて融着接続がなされる。水平方向オフセットｄ＋、ｄ−はつぎのように定められ
る。まず、次のような実験を行なった。多心光ファイバ２を取り除き、多心光ファイバ１のみと
し、光ファイバ裸線１１〜１４の端面がＹ軸上に位置す
るようこれらの長さを揃えて固定する。陽極３、陰極４
はＹ−Ｚ面上に位置させ、電極間距離を３．０鴫、高さ
オフセットｈを０．３５ｍｍとする。そして放電周波数
１２０ＫＨｚ、放電電流１９ｍＡで１０秒間放電させる
。すると、その熱で光ファイバ裸線１１〜１４の先端が
加熱されて溶融し、第２図に示すように表面張力によっ
て丸くなって先端位置が後退する。この後退距離は加熱
量に対応すると考えられるので、加熱前の先端位置（第
２図点線で示す）を記憶しておき、加熱後丸くなった先
端形状を観察して後退距離ｄ１〜ｄ４を測定する。これ
は顕微鏡などによって観察してもよいが、ここではＴＶ
カメラ５により先端形状の画像を撮像し、図示しないモ
ニタ上に表わされた画像によって観察した。電極間距離
を上記のように３．０ｍｍに保ちながら、水平方向オフ
セットｄ＋、ｄ−のみを０．５ｍｍ間隔で変化させてそ
の各々につき放電加熱を行ない後退距離ｄ１〜ｄ４を測
定する。ここで、加熱の不均一性を示す指標として両端
の光ファイバ裸線１１と１４との後退量の差ｄｉ−ｄ４
を用いることとし、これがｄ＋、ｄ−を変えたときにど
のように変化したかを求めた。その結果は第３図に示す
通りである。この第３図で、縦軸はモニタ上での端面位置の後退距離
の差ｄｌ−ｄ４を、横軸は電極位置の水平方向オフセッ
ト量であり、光ファイバ裸線１１〜１４の配列方向中心
点が電極３．４間の距離の中心点に一致するときをＯと
し、プラス側が光ファイバ裸線１１〜１４が陽極３に近
づく方向であり、マイナス側が陰極４に近づく方向とし
である。この第３図から、ｄｉ−ｄ４＝ｏとなって加熱
の均一性が最もよいのは、光ファイバ裸線１１〜１４の
配列中心が電極３．４間の距離の中心点よりも陽極３側
に０．１ｍｍだけ近いときであることが分かる。また、高さオフセット０．３０ｍｍ、電極間隔２．′３
鴫として放電周波数２０ＫＨｚ、放電電流１９ｍＡで、
同様の実験を行なったが、この場合も、ｄｌ−ｄ４＝ｏ
となるのは、光ファイバ裸線１１〜１４の配列中心が電
極３．４間の距離の中心点よりも陽［３側にＯ，１ｗｕ
ｎだけ近いときであることが分かった。このような実験から大気圧放電によって多数の光ファイ
バ裸線を均一に加熱するには、光ファイバ裸線の数、放
電周波数、放電回路の電流容量等により、電極位置に関
する、高さオフセット、電極間距離、水平方向オフセッ
トのＺ方向及びＹ方向で最適位置が存在することが分か
る。そこで、これらの条件に応じてあらかじめこの最適
位置を測定しておき、これを制御装置６に記憶させてお
いて、多心光ファイバ１．２を把持台（図示しない）に
セットしたときその裸線数をＴＶ右カメラあるいはライ
ンセンサ等）５で検出するようにすれば、自動的に陽極
３と陰極４とを最適位置に移動させることができる。

【発明の効果】

この発明の多心光ファイバ用加熱装置によれば、放電回
路を大きくしたり消費電力を大きくすることなく、多心
光ファイバを均一に加熱することができる。そのため、
この発明による多心光ファイバ用加熱装置は、小型で実
用的なものとなる。また、均一加熱を実現するための電
極位置調整も短時間で行なうことができ、とりわけシン
グルモード多心光ファイバの各心線の低損失接続に貢献
するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の模式図、第２図は加熱に
よる光ファイバ先端の変形を示す模式図、第３図は実験
結果を表わすグラフ、第４図は接続状態を示す模式図で
ある。１．２・・・多心光ファイバ、１１〜１４．２１〜２４
・・・光ファイバ裸線、１５．２５・・・被覆、３・・
・陽極、４・・・陰極、３１，４１・・・電極支持装置
、５・・・ＴＶ右カメラ６・・・制御装置。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被覆が剥離されて１つの平面上に配列された複数
本の光ファイバをその配列方向に挟むよう対向配置され
た１対の大気圧放電用電極と、これらの電極をそれぞれ
少なくとも上記の複数本の並べられた光ファイバがなす
平面に直角な方向及び電極間方向に移動可能に支持する
電極支持装置とからなる多心光ファイバ用加熱装置。
（２）上記の電極支持装置は、あらかじめ記憶された最
適位置に上記の電極をそれぞれ自動的に位置させること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の多心光ファイ
バ用加熱装置。