JPH01284804A - 光ファイバ融着接続装置 - Google Patents

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】 目　　　　次 概　　　要　　・　・　・　・　・　・　・　・　・　
・　・　・　　２頁産業上の利用分野　・・・・・・・
・　３頁従来の技術　・・・・・・・・・・・　４頁発
明が解決しようとする課題　・・・　７頁課題を解決す
るための手段　・・・・　９頁作　　　用　　・　・　
・　・　・　・　・　・　・　・　・　・　１０真実　
　施　　例　　・　・　・　・　・　・　・　・　・　
・　・　１０頁発明の効果　・・・・・・・・・・・１
９頁概要 一対の光ファイバを光学的及び機械的に接続するだめに
使用される光ファイバ融着接続装置に関し、 融着接続部の損失及び機械的強度等の特性の向上を目的
とし、 同軸上に支持された一対の光ファイバを一対の放電電極
間に生じるアーク放電中で当接させて融着接続するよう
にした光ファイバ融着接続装置において、放電電極を一
体の電極ホルダに対して固定し、この電極ホルダを光フ
ァイバの軸方向に平行な水平面上、及び垂直方向で移動
可能に支持して構成する。

産業上の利用分野 本発明は一対の光ファイバを光学的及び機械的に接続す
るために使用される光ファイバ融着接続装置に関する。

光ファイバを光伝送路として使用する光通信又は光伝送
の分野においては、光伝送路を長距離にわたって布設す
るために、光ファイバ同士を接続することが必要とされ
る。光ファイバ同士を接続する方法として種々の方法が
提案されており、なかでも光ファイバの端面同士を石英
の溶融温度にて融合させる融着接続方式は、接続部に接
着剤等の介在物が介在しないため、損失、安定性等の面
で有利であるとされている。融着接続を行うに際して使
用される光ファイバ融着接続装置に要求されることは、 （イ）　接続部における損失ができる限り小さいこと、 （ロ）　接続部の機械的強度が他の部分と比較して著し
く劣らないこと、 等である。

従来の技術 第１１図は従来の光ファイバ融着接続装置の一例を示す
主要部の正面図（ａ）及び側面図ら）である。

この融着接続装置は、融着接続すべき一対の光ファイバ
を対向させて支持するためのファイバ支持部１０２とこ
の対向部にアーク放電を生じさせるための放電電極を有
してなる電極支持部１０４とから構成されており、電極
支持部１０４はファイバ支持１１１０２に対して軸１０
６を介して開閉自在に取りつけられている。１０８は光
ファイバ同士の対向部等を観察するための顕微鏡であり
、電極支持部１０４に取り付けられている。

第１２図は電極支持部１０４を開いたときのファイバ支
持部１０２の平面図である。一方の光ファイバは筒状の
ファイバ溝１１０を介してファイバ支持部１０２の中央
部まで導入されており、その先端近傍はクランプ１１２
．１１４間に挟持されている。他方の光ファイバも同様
にガイド１１４を介して中央部に導入され、その先端近
傍をクランプ１１６，１．１８により挟持されている。

第１３図は電極支持部１０４の底面図である。

ストッパー１２０に挿入固定された一方の放電電極１２
２は、７字溝等の手段により電極ホルダ１２４に位置決
め固定されており、ストッパー１２６に挿入固定された
他方の放電電極１２８も同様にして電極ホルダ１３０に
固定されている。放電電極１２２．１２８の先端部は円
錐状に形成されており、このため両電極間に適当な電位
差を与えることによりアーク放電が生じるようになって
いる。そして、電極支持部１０４をファイバ支持部１０
２に対して閉じた状態にあっては、放電電極１２２．１
２８が光ファイバ同士の対向部に対向するように全体が
構成されている。なお、第１２図及び第１３図において
一点鎖線で示されているのは支持された光ファイバの軸
である。

第１４図は従来装置の動作並びにそのときの光ファイバ
と放電電極との位置関係を説明するための図である。先
ず放電を開始する前に、光ファイバ１３２をその先端が
放電電極１２２．１２８の中心線の延長線上であって各
円錐頂点間の中央に位置するように支持しておく。そし
て、放電を開始すると共に、他方の光ファイバ１３４を
その先端が光ファイバ１３２の先端と同軸上で当接する
ように移動させる。これにより、光ファイバ１３２．１
３４はアーク放電中で溶融軟化しつつ当接するので融着
接続がなされる。

発明が解決しようとする課題 上記従来の光ファイバ融着接続装置においては、同種の
光ファイバ同士を接続する場合にはそれぞれほぼ均等に
加熱されるので問題が生じないが、熱的な特性、例えば
溶融軟化温度が異なる光ファイバ同士を接続する場合に
は、光ファイバと放電電極の位置関係が常に一定である
ために融着部におけるそれぞれの光ファイバの溶融軟化
状態が異なるものとなり、損失及び機械強度等の特性が
同種の光ファイバ同士を接続した場合の特性と比較して
劣るという問題があった。

そこで本発明は、熱的な特性が異なる光ファイバ同士を
融着接続したときの融着接続部における損失及び機械的
強度等の特性の向上を第１の目的としている。

ところで、光ファイバと放電電極は、ファイバ支持部１
０２及び電極支持部１０４　（第１１図）の開閉機構を
介してそれぞれ相互に位置決めがなされているので、長
期間にわたる装置の使用により例えば垂直方向の相対的
な位置関係がずれてくることがある。また、放電電極を
交換する等に際しても上記ずれが生じることがある。こ
のような場合従来は、第１５図（ａ）に示すように、放
電電極１２８及び光ファイバ１３４の先端部近傍を顕微
鏡１０８により同図（ｂ）に示すような像を直接観察し
て、放電電極の像１２８°及び光ファイバの像１３４°
の双方が顕微鏡１０８の同一焦点距離において明瞭に観
察されるように垂直方向の位置決めを行っていた。しか
し、この方法であると位置調整に個人差が生じ、垂直方
向の高さ調整を必ずしも正確に行うことができないとい
う問題があった。放電電極と光ファイバの垂直方向の高
さが異なると、アーク放電が光ファイバの径方向に不均
一に照射され、光ファイバをその径方向に対して均一に
加熱することが困難になり、損失及び機械的強度等の特
性が劣化する。

そこで本発明は、放電電極と光ファイバの垂直方向の高
さの正確な調整を可能にし、融着接続部における損失及
び機械強度等の特性が劣化することの防止を第２の目的
としている。

課題を解決するための手段 同軸上に支持された一対の光ファイバを一対の放電電極
間に生じるアーク放電中で当接させて融着接続するよう
にした光ファイバ融着接続装置において、放電電極を一
体の電極ホルダに対して固定し、この電極ホルダを光フ
ァイバの軸方向に平行な水平面上、及び垂直方向で移動
可能に支持したことを特徴とする光ファイバ融着接続装
置により上記第１の目的が達成される。

また、同軸上に支持された一対の光ファイバを一対の放
電電極間に生じるアーク放電中で当接させて融着接続す
るようにした光ファイバ融着接続装置において、上記一
対の光ファイバ及び上記−対の放電電極のうち少なくと
も一方の光ファイバ及び放電電極の像を、光ファイバ及
び放電電極の軸を含む平面上で反射する反射鏡を設け、
その反射像により光ファイバ及び放電電極の垂直方向の
相対的位置関係を観察可能に構成したことを特徴とする
光ファイバ融着接続装置により、上記第２の目的が達成
される。

作　　　用 電極ホルダを光ファイバの軸方向に平行な水平面上、及
び垂直方向で移動可能に支持することにより、融着接続
すべき光ファイバの熱的な特性が異なる場合でも、これ
らの光ファイバの融着接続に際しての溶融軟化状態が均
等なものとなるように、放電電極と光ファイバの相対的
な位置関係を調整することができる。

また、光ファイバ及び放電電極の儂を、これらの軸を含
む平面上で反射する反射鏡を設けているので、焦点距離
の差を用いた像の明瞭さによることなしに、光ファイバ
及び放電電極の垂直方向の相対的位置関係を直接観察す
ることができ、正確な位置調整が可能となる。

実　　施　　例 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例を示す電極支持部の平面図であ
り、この電極支持部は従来のファイバ支持部と共に使用
することができるものである。説明の便宜上、同図中横
方向をＸ軸方向、縦方向をｙ軸方向、同図紙面に垂直な
方向を２軸方向とする。２は本体フレームであり、図示
しないファイバ支持部に対して軸４を中心として開閉自
在に構成されている。６は本体フレーム２に対してｙ軸
方向に移動可能なｙ軸テーブルであり、その位置決めは
ｙ軸マイクロメータ８の可動軸１０によってなされる。

１２はｙ軸テーブル６に対してＸ軸方向に移動可能なＸ
軸テーブルであり、その位置決めはＸ軸マイクロメータ
１４の可動軸１６によってなされる。１８．２０はＸ軸
テーブル１２に対して固定された放電電極である。２２
は本体フレーム２と一体的に設けられた顕微鏡載置部で
あり、この顕微鏡載置部２２の概略中央部には後述する
構成の顕微鏡を挿入するための長円形状の孔２４が形成
されている。孔２４を長円形状に形成しているのは、そ
の一方の縁２４ａ側に顕微鏡を配置したときに放電電極
１８．２０の対向位置、すなわち図示しない光ファイバ
の対向位置を観察し、顕微鏡を他方の縁２４ｂ側に配置
したときに後述の反射像を観察することができるように
するためである。２６は顕微鏡載置部２２に挿入された
反射鏡保持具であり、この反射鏡保持具２６はその挿入
方向に移動可能な反射鏡２８を有している。

第２図は第１図における■−■線に沿った断面図、第３
図はＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図であり、これらの
図を用いてさらに詳細な構成を説明する。

ｙ軸テーブル６はそれに固定されたテーバブロック３０
と共にレール部材３２を摺動自在に挟持しており、この
レール部材３２はプレート３４及びブロック３６．３８
を介して本体フレーム２に固定されている。ｙ軸テーブ
ル６とブロック３６間には、それ自身が伸びる方向に付
勢する付勢部材４０が設けられており、したがって、ｙ
軸マイクロメータの可動軸１０の押し込み位置を調整す
ることで、ｙ軸テーブル６のｙ軸方向の位置調整を行う
ことができるようになっている。

Ｘ釉テーブル１２にはレール部材４２が固定されており
、このレール部材４２は、ｙ軸テーブル６とそれに固定
されたテーパブロック４４とにより摺動自在に挟持され
ている。また、Ｘ軸テーブル１２とｙ軸テーブル６間に
は、それ自身が縮む方向に付勢する付勢部材４６が設け
られている。

したがって、Ｘ軸マイクロメータの可動軸１６の押し込
み位置を調整することによって、Ｘ軸テーブル１２のＸ
軸方向の位置調整を行うことができるようになっている
。

４８は本体フレーム２の軸４と反対の側に設けられた２
軸調整機構であり、そこに螺合するネジ部材５０の先端
の位置を調整することにより、２軸調整を行うことがで
きるようになっている。すなわち、本体フレーム２に形
成された貫通孔５２を介してネジ部材５０の先端を図示
しないファイバ支持部の本体フレームに当接させておく
ことにより、本体フレーム２が閉じている状態における
その回動角度を微小範囲で調整することができ、実質的
に直線的なｚ軸方向の位置調整が可能になるものである
。

反射鏡保持具２６は、例えばプレパラートガラスに裏面
側から金属膜を蒸着してなる反射鏡２８を支持棒５４に
貼着し、この支持棒５４をシリンダ５６に挿入してその
端部をつまみ５８に固定して構成されている。シリンダ
５６の内部にはそれ自身が伸びる方向に付勢する付勢部
材６２が設けられており、その付勢力はピン６０を介し
て支持棒５４を本体フレーム２の外側に押し出す方向に
作用している。したがって、必要に応じてつまみ５８を
押し込むことにより、後述する反射像を得ることができ
る。このように必要なときにだけ反射鏡２８を押し込む
ようにしているのは、放電時に反射鏡２８が不要であり
むしろ邪魔になるからである。

第４図は放電電極の保持機構の斜視図である。

一方の放電電極１８を載置することのできるＶ溝６６が
形成されたＶ溝ブロック６４は、図示しない絶縁体スペ
ーサを介して概略コの字型形状の電極ホルダ６８に固定
されており、他方の放電電極２０を載置することのでき
るＶ溝７２が形成されたＶ溝ブロック７０は、同様にし
て電極ホルダ６８に固定されている。放電電極１８．２
０は同軸上で対向していることが要求されるので、それ
ぞれが載置されるＶ溝６６．７２は、■溝ブロックの母
材を電極ホルダ６８に取り付けた後に同一工程で形成す
ると良い。このようにＶ溝ブロック６４．７０及び電極
ホルダ６８を一体化すると共に、高精度なＶ溝を形成し
ておくことで、電極交換等に際して電極同士の位置関係
の再現性が向上する。

また、−旦放電電掻を取り付けておけば、この−体止物
を着脱可能にＸ軸テーブル１２に装着することができる
ので、作業性が向上する。放電電極２０をＶ溝７２上の
適当な位置で固定するためには、■溝ブロック７０のＶ
溝７２側から押当て部材８０により放電電極２０を押し
付けるようにすれば良い。な右、放電電極先端間の離間
距離の調整については、例えば第５図に示されるような
、所定幅の突起８２ａを有する位置決め治具８２を用い
て、放電電極１８．２０間に上記突起８２ａを挟持させ
た状態で放電電極の固定を行うようにすれば良い。第４
図において７４．７６で示されるのは、放電電極１８．
２０に必要な電位差を与えるためのケーブルである。

第６図は顕微鏡載置部に載置することのできる顕微鏡の
正面図（ａ）及びその上面図ら）である。この顕微鏡８
４は、接眼レンズ鏡筒８６、プリズム鏡筒８８、焦点調
整リング９０及び対物レンズ鏡筒９２から構成されてい
る。顕微鏡８４を第１図に示される顕微鏡載置台２２に
装着する場合には、対物レンズ鏡筒９２を孔２４に挿入
するようにすれば良い。

第７図は、放電電極２０、融着接続すべき一方の光ファ
イバ９４及び反射鏡２８の相対的な位置関係並びにこれ
らと顕微鏡８４の相対的な位置関係を説明するための図
である。同図（ａ）は反射鏡２８を押し込んだ状態を顕
微鏡８４の側から見た平面図である。放電電極２０及び
光ファイバ９４の軸は互いに直交しており、反射鏡の支
持棒５４の当該平面への投影軸とこれらのなす角度は４
５゜である。同図Ｑ：ｌ）は同図（ａ）における（ｂ）
方向矢視図である。顕微鏡８４は、通常位置（第１図に
おいて顕微鏡が孔２４の一方の縁２４ａ側にあるときの
位置）にて放電電極２０及び光ファイバ９４の先端部近
傍を直接観察するために用いることができ、８４′で示
される位置（顕微鏡８４が孔２４の一方の！２４ｂ側に
あるときの位置）にて反射鏡２８を介して放電電極２０
及び光ファイバ９４を水平方向から観察するために用い
ることができる。

ここで、前者の観察方法は従来の焦点距離を用いた方法
に対応しており、正確なｚ軸方向の位置調整を行うこと
が困難なものであるが、本発明の構成により可能となる
後者の観察方法によれば、焦点距離によらず放電電極２
０及び光ファイバ９４のＺ軸方向の相対的な位置関係を
直接観察することができるので、正確な位置決め調整が
可能になる。第８図は、放電電極２０と光ファイバ９４
のＺ軸方向の位置が一致しているときの観察像の例を示
すものである。放電電極の像２０°あるいは光ファイバ
の像９４′が他方に対して図中矢印方向にずれている場
合には、第３図に示される２軸調整機構４８により放電
電極の２軸方向の位置を調整して、図示のような像とな
るようにすることができる。

本実施例では、上記ｚ軸方向の調整の他に、放電電極の
ｘ、ｙ軸方向の調整を可能としているので、以下に示す
ようなオフセットが可能である。

すなわち、第９図に示すように、融着接続すべき光ファ
イバ９４．９６のうち一方の端部、例えば光ファイバ９
６の端部に対して放電電極１８．２０の軸を光ファイバ
９６０本体側に適当な距ｆｉｄずらしてオフセットする
ことがことができるので、熱的な特性が異なる光ファイ
バ同士を融着接続するような場合にも良好な特性（損失
及び機械的強度等）を得ることができる。なお、同図は
光ファイバ９４の溶融軟化点が光ファイバ９６の溶融軟
化点と比較して低い場合についてのものであり、このと
き固定側の光ファイバ９６が受ける熱量は押し付は側の
光ファイバ９４が受ける熱量よりも多くなるので、良好
な融着接続部が形成されるものである。

第１０図は、熱的な特性が異なる光ファイバ同士を融着
接続したときの損失とオフセット量の関係の一例を示す
グラフである。同グラフから明らかなように、光ファイ
バの熱的な特性に応じて最小損失、すなわち最良な特性
を得ることのできるオフセット量が判明するので、これ
に応じて上記オフセット量ｄを設定するようにすれば良
い。

発明の効果 以上詳述したように、本発明によれば、放電電極を融着
接続すべき光ファイバに対して移動可能に構成したので
、熱的な特性が異なる光ファイバ同士についても最適な
放電状態を得ることができる。また、放電電極と光ファ
イバの２軸方向の位置関係を直接観察することができる
ように構成したので、光ファイバの径方向に対して均一
に加熱することが可能になる。

このように本発明によれば、融着接続部にふける損失及
び機械的強度等の特性が向上するという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す光ファイバ融着接続装置
の電極支持部の平面図、 第２図は第１図におけるｆｆ−ＩＩ線に沿った断面図、 第３図は第１図におけるＩＩ［−ＩＩＩ線に沿った断面
図、 第４図は放電電極の保持構造を示す斜視図、第５図は位
置決め治具の斜視図、 第６図は顕微鏡の正面図（ａ）及びその平面図ら）、第
７図は放電電極、光ファイバ及び反射鏡の相対的位置関
係並びにこれらと顕微鏡との相対的位置関係を説明する
ための図、 第８図は反射鏡を介して観察される像の一例を示す図、 第９図は放電電極のオフセットを説明するための図、 第１０図は熱的な特性が異なる光ファイバ同士を融着接
続したときの損失とオフセット量との関係の一例を示す
グラフ、 第１１図乃至第１５図は従来技術を説明するための図で
ある。 ２・・・本体フレーム、　　６・・・’！　軸ｆ　−プ
ル、１２・・・Ｘ釉テーブル、１８．２０・・・放電電
極、２６・・・反射鏡保持具、２８・・・反射鏡、４８
・・・ｚ＠調整機構、８４・・・顕微鏡。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）同軸上に支持された一対の光ファイバを一対の放
   電電極間に生じるアーク放電中で当接させて融着接続す
   るようにした光ファイバ融着接続装置において、 放電電極（１８，２０）を一体の電極ホルダ（６８）に
   対して固定し、 この電極ホルダ（６８）を光ファイバの軸方向に平行な
   水平面上、及び垂直方向で移動可能に支持したことを特
   徴とする光ファイバ融着接続装置。
2. （２）同軸上に支持された一対の光ファイバを一対の放
   電電極間に生じるアーク放電中で当接させて融着接続す
   るようにした光ファイバ融着接続装置において、 上記一対の光ファイバ及び上記一対の放電電極のうち少
   なくとも一方の光ファイバ及び放電電極の像を、光ファ
   イバ及び放電電極の軸を含む平面上で反射する反射鏡（
   ２８）を設け、その反射像により光ファイバ及び放電電
   極の垂直方向の相対的位置関係を観察可能に構成したこ
   とを特徴とする光ファイバ融着接続装置。