JPH0132482B2 - - Google Patents
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- JPH0132482B2 JPH0132482B2 JP57185997A JP18599782A JPH0132482B2 JP H0132482 B2 JPH0132482 B2 JP H0132482B2 JP 57185997 A JP57185997 A JP 57185997A JP 18599782 A JP18599782 A JP 18599782A JP H0132482 B2 JPH0132482 B2 JP H0132482B2
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- optical fiber
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/255—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding
- G02B6/2551—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding using thermal methods, e.g. fusion welding by arc discharge, laser beam, plasma torch
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光フアイバの接続方法に関する。
光フアイバの接続方法として知られている融着
接続法は、向き合う放電電極間で光フアイバ同士
を隙間をあけて向き合わせ、放電電極によるアー
ク放電により光フアイバ端部を溶融して光フアイ
バ同士を融着接続する方法である。第１図には、
融着接続する際の接続点を示してあり、１，２は
光フアイバ、３は一対の向き合う放電電極、４は
光フアイバ１，２間の微小隙間である。
接続法は、向き合う放電電極間で光フアイバ同士
を隙間をあけて向き合わせ、放電電極によるアー
ク放電により光フアイバ端部を溶融して光フアイ
バ同士を融着接続する方法である。第１図には、
融着接続する際の接続点を示してあり、１，２は
光フアイバ、３は一対の向き合う放電電極、４は
光フアイバ１，２間の微小隙間である。
ところで、光フアイバ同士の接続に際しては、
正確に軸合せ（コアの軸心合せ）をする必要があ
り、そのため、第２図に示すように、光フアイバ
１，２を軸調心型融着接続装置５にセツトし、一
方の光フアイバ１の端部に光源６を置き、他方の
光フアイバ２の端部に光パワーメータ７を設け、
光フアイバ１，２の突合せ部を通過する光量を測
定し、それが最大となるように光フアイバ１，２
の位置を軸調心型融着接続装置５により調整して
光フアイバ１，２の軸合せをしていた。このよう
な接続系において、安定に光フアイバ１，２の軸
を調心し、融着接続するためには、光源６の出力
パワーの安定性が重要であり、そのため従来より
この種の光源には、出力パワーの安定化が容易な
発光ダイオード（LED）光源が用いられていた。
ところが、LED光源を用いた場合、フアイバ１
に入射できる光のレベルは単一モード光フアイバ
で−40dBｍ程度が限界であり、そのため、高感
度な光パワーメータ（最低受光レベル−70dBｍ）
を用いても、光フアイバの伝送損失を1dB／Km
（接続損失平均0.2dB、接続点は１Kmおきに１個
所）として片端10〜15Kmの接続を行なうのが限界
であつた。
正確に軸合せ（コアの軸心合せ）をする必要があ
り、そのため、第２図に示すように、光フアイバ
１，２を軸調心型融着接続装置５にセツトし、一
方の光フアイバ１の端部に光源６を置き、他方の
光フアイバ２の端部に光パワーメータ７を設け、
光フアイバ１，２の突合せ部を通過する光量を測
定し、それが最大となるように光フアイバ１，２
の位置を軸調心型融着接続装置５により調整して
光フアイバ１，２の軸合せをしていた。このよう
な接続系において、安定に光フアイバ１，２の軸
を調心し、融着接続するためには、光源６の出力
パワーの安定性が重要であり、そのため従来より
この種の光源には、出力パワーの安定化が容易な
発光ダイオード（LED）光源が用いられていた。
ところが、LED光源を用いた場合、フアイバ１
に入射できる光のレベルは単一モード光フアイバ
で−40dBｍ程度が限界であり、そのため、高感
度な光パワーメータ（最低受光レベル−70dBｍ）
を用いても、光フアイバの伝送損失を1dB／Km
（接続損失平均0.2dB、接続点は１Kmおきに１個
所）として片端10〜15Kmの接続を行なうのが限界
であつた。
従つて、長尺の光フアイバ例えば片端20Km以上
の接続を行なうためには、入射光量の大きいレー
ザダイオード（LD）等を光源として用いる必要
がある。しかし、このLD光源を用いた場合、数
分間程度の短期安定度ならば±0.02dB以下の安
定度を十分達成可能であるが、第２図に示すよう
な接続系においては接続点の光フアイバ１，２の
端面９，１０からの反射光により出力パワーが不
安定になる現象が生じる。この現象は、第３図に
示すように、接続点に導波されて来た光８が光フ
アイバ１，２の端面９，１０で多重反射し、その
反射光１１が再びLD光源の発振部にフイードバ
ツクし、不規則な発振を誘起することによつて生
じる。従つて、特に調心時に光フアイバ１，２の
端面間隔４がわずかでも変動すると、反身光、透
過光の位相が変化し、反射光、透過光の大きなパ
ワー変化を引き起こしてしまう。従来のこのよう
な接続系では、受光パワーの変動幅が±1dBにも
達することが実験的に確認されている。このよう
に変動幅が大きくなると、当然光フアイバ同士の
正確な軸合せができなくなつてしまう。
の接続を行なうためには、入射光量の大きいレー
ザダイオード（LD）等を光源として用いる必要
がある。しかし、このLD光源を用いた場合、数
分間程度の短期安定度ならば±0.02dB以下の安
定度を十分達成可能であるが、第２図に示すよう
な接続系においては接続点の光フアイバ１，２の
端面９，１０からの反射光により出力パワーが不
安定になる現象が生じる。この現象は、第３図に
示すように、接続点に導波されて来た光８が光フ
アイバ１，２の端面９，１０で多重反射し、その
反射光１１が再びLD光源の発振部にフイードバ
ツクし、不規則な発振を誘起することによつて生
じる。従つて、特に調心時に光フアイバ１，２の
端面間隔４がわずかでも変動すると、反身光、透
過光の位相が変化し、反射光、透過光の大きなパ
ワー変化を引き起こしてしまう。従来のこのよう
な接続系では、受光パワーの変動幅が±1dBにも
達することが実験的に確認されている。このよう
に変動幅が大きくなると、当然光フアイバ同士の
正確な軸合せができなくなつてしまう。
本発明は、光フアイバ同士を向き合わせ、光フ
アイバ間に光を通してその透過光量により軸合せ
をして融着接続するに際し、光フアイバの接続す
べき端面における光の反射を減じて光フアイバ同
士の軸合せを精度を向上させ、もつて大出力光源
を使用しての長尺光フアイバの接続を可能とする
ことを目的とする。
アイバ間に光を通してその透過光量により軸合せ
をして融着接続するに際し、光フアイバの接続す
べき端面における光の反射を減じて光フアイバ同
士の軸合せを精度を向上させ、もつて大出力光源
を使用しての長尺光フアイバの接続を可能とする
ことを目的とする。
上記目的を達成するための本発明の要旨は、二
本の光フアイバを対向させ、対向する光フアイバ
端面間に当該光フアイバ端面での光の反射を減じ
且つ加熱によつて燃焼または蒸発する液体を付着
し、これら光フアイバ間に光を通してその透過光
量により光フアイバ同士の軸合せをし、その状態
で光フアイバ端部を加熱溶融して光フアイバ同士
を融着接続することを特徴とする光フアイバの接
続方法に存する。
本の光フアイバを対向させ、対向する光フアイバ
端面間に当該光フアイバ端面での光の反射を減じ
且つ加熱によつて燃焼または蒸発する液体を付着
し、これら光フアイバ間に光を通してその透過光
量により光フアイバ同士の軸合せをし、その状態
で光フアイバ端部を加熱溶融して光フアイバ同士
を融着接続することを特徴とする光フアイバの接
続方法に存する。
次に、本発明に係る光フアイバ接続方法を実施
例に基づき詳細に説明する。
例に基づき詳細に説明する。
第４図ａ，ｂ，ｃには光源としてLD光源を使
用した場合の光フアイバの接続方法の一実施例を
示す。
用した場合の光フアイバの接続方法の一実施例を
示す。
第４図ａに示すように、二本の光フアイバ１，
２は、放電電極３間において、隙間をあけて対向
させられる。対向された光フアイバ端面９，１０
間には、当該光フアイバ端面９，１０での反射を
軽減する作用をなし且つ加熱されると燃焼または
蒸発してしまう性質の液体（以後、マツチング液
と呼ぶ）１２が付着される。マツチング液１２
は、光フアイバ端面９，１０での反射を軽減する
ものであるので、光フアイバ１，２の屈折率に近
い屈折率を有する液体が使われる。光源の光パワ
ーの変動は、光フアイバ端面９，１０からの反射
光パワーの大きさに依存する。反射光パワーは反
射係数η＝（n1−n2）2／（n1＋n2）2に比例する。
ただし、n1は光フアイバの群屈折率、n2はマツチ
ング液１２の屈折率である。パワー変動が光フア
イバ同士の軸調心に影響しない±0.02dB以下と
なる反射係数ηの範囲はη≦1.3×10-3となるこ
とが実験的に求められている。従つて、パワー変
動を±0.02dB以下にするためには、マツチング
液１２の屈折率n2を1.36≦n2≦1.57とする必要が
ある。なお、±0.02dBのパワー変動は、LD光源
の短期安定度と同じであり、又光フアイバのコア
の軸調心において支障とならない限界値でもあ
る。又、本実施例において、LD光源の波長は
1.55μｍ、光フアイバ内入射パワーは−8dBｍで
あり、使用した光フアイバ１，２は、電送損失が
1.55μｍ帯で0.4dB1Km、カツトオフ波長が1.14μｍ
のものである。
２は、放電電極３間において、隙間をあけて対向
させられる。対向された光フアイバ端面９，１０
間には、当該光フアイバ端面９，１０での反射を
軽減する作用をなし且つ加熱されると燃焼または
蒸発してしまう性質の液体（以後、マツチング液
と呼ぶ）１２が付着される。マツチング液１２
は、光フアイバ端面９，１０での反射を軽減する
ものであるので、光フアイバ１，２の屈折率に近
い屈折率を有する液体が使われる。光源の光パワ
ーの変動は、光フアイバ端面９，１０からの反射
光パワーの大きさに依存する。反射光パワーは反
射係数η＝（n1−n2）2／（n1＋n2）2に比例する。
ただし、n1は光フアイバの群屈折率、n2はマツチ
ング液１２の屈折率である。パワー変動が光フア
イバ同士の軸調心に影響しない±0.02dB以下と
なる反射係数ηの範囲はη≦1.3×10-3となるこ
とが実験的に求められている。従つて、パワー変
動を±0.02dB以下にするためには、マツチング
液１２の屈折率n2を1.36≦n2≦1.57とする必要が
ある。なお、±0.02dBのパワー変動は、LD光源
の短期安定度と同じであり、又光フアイバのコア
の軸調心において支障とならない限界値でもあ
る。又、本実施例において、LD光源の波長は
1.55μｍ、光フアイバ内入射パワーは−8dBｍで
あり、使用した光フアイバ１，２は、電送損失が
1.55μｍ帯で0.4dB1Km、カツトオフ波長が1.14μｍ
のものである。
第４図ａに示す状態で、光フアイバ１の端部の
LD光源からの光の光フアイバ端面９，１０間に
おける透過光量を光フアイバ２端部の光パワーメ
ータで測定して光フアイバ１，２の軸合せを行な
う。
LD光源からの光の光フアイバ端面９，１０間に
おける透過光量を光フアイバ２端部の光パワーメ
ータで測定して光フアイバ１，２の軸合せを行な
う。
光フアイバ１，２の軸合せが終了したら、放電
電極３によるアーク放電により光フアイバ１，２
端部を加熱溶融して融着接続するが、このとき前
記マツチング液１２が放電により固形状に残留
し、光フアイバ１，２に付着することになれば、
伝送特性上並びに機械特性上不都合が生じる。そ
こで、マツチング液１２を光フアイバ１，２端部
の予加熱時に燃焼するかまたは蒸発するものとし
てあるのである。第４図ｂには光フアイバ１，２
端部の予加熱時にマツチング液１２が完全燃焼ま
たは蒸発した状態を示す。
電極３によるアーク放電により光フアイバ１，２
端部を加熱溶融して融着接続するが、このとき前
記マツチング液１２が放電により固形状に残留
し、光フアイバ１，２に付着することになれば、
伝送特性上並びに機械特性上不都合が生じる。そ
こで、マツチング液１２を光フアイバ１，２端部
の予加熱時に燃焼するかまたは蒸発するものとし
てあるのである。第４図ｂには光フアイバ１，２
端部の予加熱時にマツチング液１２が完全燃焼ま
たは蒸発した状態を示す。
その後連続的に加熱して両光フアイバ１，２を
突き合わせることにより第４図ｃに示す如く光フ
アイバ１，２の融着接続がなされる。
突き合わせることにより第４図ｃに示す如く光フ
アイバ１，２の融着接続がなされる。
マツチング液の具体的なものとしては、グリセ
リン（CH2OHCH（OH）CH2OH）が使用可能で
あることが見い出されている。従来、Ｖ溝を使つ
ての光フアイバ接続等に用いられていたグリセリ
ンと水の混合液は融着時には炭素粒子が光フアイ
バ中または接続点に残留し、低損失な接続が不可
能であつた。そのため、純粋なグリセリンか、グ
リセリンに屈折率と粘性を低下させ且つ燃焼性を
向上させるためにエチルアルコール（C2H5OH）
を混合したものが使われる。これらを使うと、接
続点等に炭素粒子が全く残留しないことが実験的
に証明されている。第５図にはグリセリンとエチ
ルアルコールとの混合液の屈折率を示す。図中、
縦軸が屈折率ｎで、横軸はグリセリン中のエチル
アルコールの含有率γである。この図からわかる
ようにエチルアルコールの含有率γを変えること
によつて、混合液の屈折率ｎを1.36ｎ1.4725
の範囲で変えることができる。
リン（CH2OHCH（OH）CH2OH）が使用可能で
あることが見い出されている。従来、Ｖ溝を使つ
ての光フアイバ接続等に用いられていたグリセリ
ンと水の混合液は融着時には炭素粒子が光フアイ
バ中または接続点に残留し、低損失な接続が不可
能であつた。そのため、純粋なグリセリンか、グ
リセリンに屈折率と粘性を低下させ且つ燃焼性を
向上させるためにエチルアルコール（C2H5OH）
を混合したものが使われる。これらを使うと、接
続点等に炭素粒子が全く残留しないことが実験的
に証明されている。第５図にはグリセリンとエチ
ルアルコールとの混合液の屈折率を示す。図中、
縦軸が屈折率ｎで、横軸はグリセリン中のエチル
アルコールの含有率γである。この図からわかる
ようにエチルアルコールの含有率γを変えること
によつて、混合液の屈折率ｎを1.36ｎ1.4725
の範囲で変えることができる。
ところで、実際のフアイバの接続において、切
断された光フアイバの端面の角度はまちまちであ
り、軸心に対し垂直に切断されることはまれであ
る。第６図に示すように接続すべき光フアイバ
１，２の端面９，１０に傾きがあり、端面９，１
０境界で屈折率に相違があると、光フアイバ１か
ら出射した光は屈折して光フアイバ２に入射し、
その入射光量（透過光量）が最大となるように光
フアイバ１，２を位置調整すると、実際には軸心
がずれた位置で調心されたことになつてしまう。
このような光フアイバ端面９，１０の傾きの影響
をなくすには、第６図ｂに示すように、端面９，
１０に付着するマツチング液１２を導波光の群屈
折率に一致させれば、端面９，１０間での光路が
直線状となり、正確な光フアイバ軸の調心が可能
となる。一例として、光フアイバの材料として石
英（屈折率：1.4585）を用い、且つコアの比屈折
率差Δを0.1％＜Δ＜1.2％にとる通常の光フアイ
バの導波光の群屈折率にマツチング液の屈折率を
一致させるには、マツチング液として前述の混合
液を用いた場合、第５図に示してあるように、エ
チルアルコールの含有率γを12％以下にしてその
屈折率ｎが1.4585ｎ1.473となるようにすれ
ばよい。なお、コアの比屈折率差Δ＝12％のとき
の屈折率はｎ＝1.473であり、この値は、前記混
合液におけるグリセリン中のエチルアルコール含
有率γ＝０％としたときのマツチング液の屈折率
に等しい。
断された光フアイバの端面の角度はまちまちであ
り、軸心に対し垂直に切断されることはまれであ
る。第６図に示すように接続すべき光フアイバ
１，２の端面９，１０に傾きがあり、端面９，１
０境界で屈折率に相違があると、光フアイバ１か
ら出射した光は屈折して光フアイバ２に入射し、
その入射光量（透過光量）が最大となるように光
フアイバ１，２を位置調整すると、実際には軸心
がずれた位置で調心されたことになつてしまう。
このような光フアイバ端面９，１０の傾きの影響
をなくすには、第６図ｂに示すように、端面９，
１０に付着するマツチング液１２を導波光の群屈
折率に一致させれば、端面９，１０間での光路が
直線状となり、正確な光フアイバ軸の調心が可能
となる。一例として、光フアイバの材料として石
英（屈折率：1.4585）を用い、且つコアの比屈折
率差Δを0.1％＜Δ＜1.2％にとる通常の光フアイ
バの導波光の群屈折率にマツチング液の屈折率を
一致させるには、マツチング液として前述の混合
液を用いた場合、第５図に示してあるように、エ
チルアルコールの含有率γを12％以下にしてその
屈折率ｎが1.4585ｎ1.473となるようにすれ
ばよい。なお、コアの比屈折率差Δ＝12％のとき
の屈折率はｎ＝1.473であり、この値は、前記混
合液におけるグリセリン中のエチルアルコール含
有率γ＝０％としたときのマツチング液の屈折率
に等しい。
以上、実施例に基づき詳細に説明したように、
本発明による光フアイバの接続方法によれば、光
フアイバ同士を融着接続するにあたり、二本の光
フアイバの端面を突き合わせ、これらの間に光を
通して透過光量により軸合せをする際、光フアイ
バ端面間に液体を付着して当該光フアイバ端面で
の光の反射を軽減し、この部分での光の変動が小
さくなるようにしたので、軸合せ精度が向上する
と共に軸合せの光源としてレーザーダイオード等
の大出力のものを使用することが可能となり、そ
れによつて光源からの光ケーブル長が長尺例えば
20〜50Kmに至る線路の接続が可能となる。又、前
記液体は光フアイバ接続時の予加熱により燃焼ま
たは蒸発するものとするので、接続後の光フアイ
バに悪影響を及ぼすこともない。なお、LD光源
等の大出力光源の使用が可能となるので、一の
LD光源からの光出力を分岐して多心の光ケーブ
ルに一括して入射することにより、従来複数の
LED光源で賄つていたところを一台のLD光源で
置き換えることができ、接続作業の経済化が達成
できる。
本発明による光フアイバの接続方法によれば、光
フアイバ同士を融着接続するにあたり、二本の光
フアイバの端面を突き合わせ、これらの間に光を
通して透過光量により軸合せをする際、光フアイ
バ端面間に液体を付着して当該光フアイバ端面で
の光の反射を軽減し、この部分での光の変動が小
さくなるようにしたので、軸合せ精度が向上する
と共に軸合せの光源としてレーザーダイオード等
の大出力のものを使用することが可能となり、そ
れによつて光源からの光ケーブル長が長尺例えば
20〜50Kmに至る線路の接続が可能となる。又、前
記液体は光フアイバ接続時の予加熱により燃焼ま
たは蒸発するものとするので、接続後の光フアイ
バに悪影響を及ぼすこともない。なお、LD光源
等の大出力光源の使用が可能となるので、一の
LD光源からの光出力を分岐して多心の光ケーブ
ルに一括して入射することにより、従来複数の
LED光源で賄つていたところを一台のLD光源で
置き換えることができ、接続作業の経済化が達成
できる。
第１図は従来の光フアイバ接続方法を示す説明
図、第２図は従来の光フアイバ系を示す系統図、
第３図は光フアイバ端面間における光の多重反射
の説明図、第４図ａ，ｂ，ｃは本発明に係る光フ
アイバ接続方法の一実施例の説明図、第５図はグ
リセリンとエチルアルコールとの混合液における
エチルアルコールの混合率と屈折率との関係を示
すグラフ、第６図ａは光フアイバ端面が傾いてい
る場合の光の進路を示す説明図、第６図ｂは本発
明の実施例の説明図である。 図面中、１，２は光フアイバ、３は放電電極、
４は光フアイバ端面間の隙間、５は軸調心型融着
接続装置、６は光源、７は光パワーメータ、９，
１０は光フアイバ端面、１２は液体である。
図、第２図は従来の光フアイバ系を示す系統図、
第３図は光フアイバ端面間における光の多重反射
の説明図、第４図ａ，ｂ，ｃは本発明に係る光フ
アイバ接続方法の一実施例の説明図、第５図はグ
リセリンとエチルアルコールとの混合液における
エチルアルコールの混合率と屈折率との関係を示
すグラフ、第６図ａは光フアイバ端面が傾いてい
る場合の光の進路を示す説明図、第６図ｂは本発
明の実施例の説明図である。 図面中、１，２は光フアイバ、３は放電電極、
４は光フアイバ端面間の隙間、５は軸調心型融着
接続装置、６は光源、７は光パワーメータ、９，
１０は光フアイバ端面、１２は液体である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 二本の光フアイバを対向させ、対向する光フ
アイバ端面間に当該光フアイバ端面での光の反射
を減じ且つ加熱によつて燃焼または蒸発する液体
を付着し、これら光フアイバ間に光を通してその
透過光量により光フアイバ同士の軸合せをし、そ
の状態で光フアイバ端部を加熱溶融して光フアイ
バ同士を融着接続することを特徴とする光フアイ
バの接続方法。 ２ 前記液体として屈折率が1.36以上、1.56以下
のものを使用することを特徴とする特許請求の範
囲第１項に記載の光フアイバの接続方法。 ３ 前記液体としてグリセリンまたはグリセリン
とエチルアルコールとの混合液を用いることを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光フアイ
バの接続方法。 ４ 前記混合液におけるエチルアルコールの含有
量を12％以下にすることを特徴とする特許請求の
範囲第３項に記載の光フアイバの接続方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18599782A JPS5975215A (ja) | 1982-10-25 | 1982-10-25 | 光フアイバの接続方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18599782A JPS5975215A (ja) | 1982-10-25 | 1982-10-25 | 光フアイバの接続方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5975215A JPS5975215A (ja) | 1984-04-27 |
| JPH0132482B2 true JPH0132482B2 (ja) | 1989-07-04 |
Family
ID=16180558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18599782A Granted JPS5975215A (ja) | 1982-10-25 | 1982-10-25 | 光フアイバの接続方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5975215A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2624774B2 (ja) * | 1988-05-25 | 1997-06-25 | 株式会社日立製作所 | 光フアイバの融着接続装置 |
| JP5138172B2 (ja) * | 2005-06-30 | 2013-02-06 | 株式会社トプコン | 光部品およびその製造方法 |
-
1982
- 1982-10-25 JP JP18599782A patent/JPS5975215A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5975215A (ja) | 1984-04-27 |
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