JPH03211508A - 光ファイバカプラの製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、異なるクラッド外径を有する光ファイバを融
着・延伸してなる光ファイバカブラの製造方法に関する
ものである。

（従来の技術） 当社では、線引もしくはフッ酸のエツチングにより光フ
ァイバの長手方向の全体、もしくは、その一部の外径を
異ならせた光ファイバと通常の光ファイバとを組合せ、
広波長域で分岐状態がほぼ一定である、単一モード光フ
ァイバカブラを試作している。（１９８９年電子情報通
信学会秋季全国大会Ｃ−２０９、菅沼ら「広帯域シング
ルモードファイバカブラの特性」）この光ファイバカブ
ラの分岐比は、組み合わせる光ファイバの外径差と融着
の度合、融着部分の重なりを表わす融着量（第４図（Ａ
）におけるＷ）に関係することが分かっている。融着量
Ｗの量は、融着時の加熱時間、熱量によって決定される
が、最終的には、融着量Ｗを製造工程において管理でき
ることが所望の分岐状態を得るのに必要である。延伸時
の外径を制御するためには、外径の測定が行なわれる。

特に、外径の異なる２本の光ファイバを融着、延伸して
所定の分岐比の光ファイバカブラを製造する場合におい
ては、２本のファイバ外径を測定し、延伸の前後におけ
る差が一定値に達したとき延伸を停止するよう制御を行
なうことにより分岐比の制御を行なっている。

このような、延伸時における光ファイバの外径の測定に
は、従来は、第３図に示すように、顕微鏡およびＣＣＤ
カメラが用いられている。図中、１．２は２本の光ファ
イバのガラス部、３はバーナ、４はバーナ炎、５は光源
、６は集光レンズ、７はライトガイド、８は顕微鏡レン
ズ、９はＣＣＤカメラ、１０はモニタ、１１は輝度分布
測定装置、１２はパソコンである。光ファイバガラス１
の融着部は、光源５からの光を集光したライトガイド７
からの照明光で照明され、その外径（２本分）の像が顕
微鏡レンズ８で拡大されて、ＣＣＤカメラ９により撮像
され、モニタ１０の画面に表示されるとともに、輝度分
布測定装置１１およびパソコン１２によって外径の測定
が行なわれる。

このような、従来技術での問題点としては、外径測定装
置を用いても、分岐比の予想精度が充分でなく、広波長
域分岐カブラの歩留を低下させていた。その原因として
外径の測定精度の問題があることが分かった。すなわち
、２本の光ファイバ１．２が、第４図（Ｂ）に示すよう
に、光ファイバの外径を測定する際の光ファイバの配置
断面（コアとコアを結ぶ直線）が測定方向に対して直角
に配置されていれば、外径の測定誤差は小さい。

しかしながら、第４図（Ｃ）に示すようなたおれがどう
しても発生してしまう。

これらの関係を説明する。２本の光ファイバの外径をｄ
ｉ　、ｄ２とすれば、融着前に測定した外径ｄと、融着
時の外径ｄ′に対する融着ｌＷは、外径に倒れがない場
合、 ｄ＝ｄｌ　＋ｄ２ Ｗ＝ｄ−ｄ’　＝ｄｌ　＋ｄ２−ｄ’ であるのに対して、たおれがあると、そのたおれ角θの
ため、 ｄ＝　（ｄｉ　＋ｄ２　）　ＣＯ３θ Ｗ＝　（ｄｉ　＋ｄ２−ｄ’　）Ｃｅ５Ｏとなる。

この誤差のため、充分な融着量Ｗの測定精度を得ること
ができないことが分かった。

なお、測定精度としての要求値は、分岐比のばらつきを
±５％、波長１．４５μｍ程度に設定しようとすると、
おおよそ、融着量Ｗの設定値としては、±０．０５μｍ
以下の測定精度が必要となる。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもの
で、たおれ角を補正して融着量Ｗを正確に測定するとと
もに、光ファイバの外径のエツジ検出を行ない、外径の
測定精度を上げることにより、正確な制御を行なうこと
のできる光ファイバカブラ製造方法を提供することを目
的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、第１発明においては、複数本のクラッド径の
異なる光ファイバを融着延伸してなる光ファイバカブラ
の製造方法において、融着前に融着延伸する複数本の光
ファイバのそれぞれの外径を測定し、次いで、平行に接
する配置としたときの複数本の光ファイバの外径を測定
し、それらの測定値に基づいて、融着時の外径の測定の
際にたおれ角の補正を行なうことを特徴とするものであ
る。

また、第２発明においては、第１発明における光ファイ
バカブラ製造方法において、光ファイバの外径を顕微鏡
およびラインセンサを用いて測定する際に、光ファイバ
外径のエッチ部分に合焦させることを特徴とするもので
ある。

（作　用） 本発明における、融着量Ｗの測定について説明する。

２本の光ファイバを接触させる前のそれぞれの外径ｄｉ
　、　ｄ２　、接触時におけるｄを測定することにより
、 ＣＯＳθ＝ｄ／　（ｄｉ　＋ｄ２　） の関係からＣｅ２Ｏを求め、融着時におけるｄ′を測定
して、 Ｗ＝　（ｄ−ｄ’　）　ＣＯ８θ の関係を用いて、たおれ角を補正した融着量Ｗを得て、
この値Ｗが所定値になるよう融着を行なうものである。

次に、エッチの検出方法について説明する。

第５図は、顕微鏡及びラインセンサ（カメラ）で測定し
た融着部分とその輝度分布Ｓを示すものである。第５図
（Ａ）は、カメラを光ファイバの円筒部に合焦した場合
であり、融着された２本の光ファイバの一部の拡大図と
、その輝度分布Ｓを示す。その手前の周面に最も高い輝
度が得られる。

これに対して、同図（Ｂ）に示すように光ファイバのエ
ッチ部分に合焦した場合であり、エツジ部分に輝度の高
い部分が生じる。

輝度出力Ｓと走査方向（光軸と直角方向）ｙの微分係数
（ｄｓ／ｄｙ）は、（Ａ）（Ｂ）で異なり、光ファイバ
のエッヂの判定に大きく差が生じる。エッチ部分にフォ
ーカシングした（Ｂ）の像では、（ｄｓ／ｄｙ）は極め
て大きくなっている。

つまり、エッチ部分にフォーカシングを行なうことで、
光ファイバのエッチ検出をより正確に判断でき、外径を
精度よく測定できる。これらを組み合わせることにより
、さらに正確な融着量Ｗの測定が可能となる。

（実施例） 第１図は、本発明の光ファイバカブラの製造方法に適用
される光ファイバ外径測定装置の一例の概略図である。

第３図と同様な部分には同じ符号を付して説明を省略す
る。第１図においては、測定系において２本の光ファイ
バ１，２が融着前であり、且つ、光ファイバを接し配置
する前に組み合わせる光ファイバの各光ファイバの外径
を測定する場合を示している。ここで、２本の光ファイ
バの外径ｄｉ　、ｄ２が得られる。

次に、第２図に示すように、２本の光ファイバを接する
よう配置した外径ｄを測定し、これらの値から、 ＣＯＳθ＝ｄ／　（ｄｉ　＋ｄ２　） の関係式に基づいてＣｅ２Ｏを算出する。

そして、融着時重要となる融着ｊｉＷを下記の式により
算出する。

Ｗ＝　　（ｄ−ｄ’　　）Ｃｅ３Ｏ ここでｄ′は、融着時の光ファイバ外径である。

そして所定のＷとなった際に融着を停止し、定の張力を
付加し、延伸する。延伸工程では、予め光ファイバに接
続された光源およびパワメータにより分岐状態を測定し
ながら、所定の分岐比が得られた時点で延伸を停止する
。

本発明の効果を確認するために１．３μｍ用単−モード
光ファイバをフッ酸によりエツチングし、１２５μｍ±
０．３μｍの光ファイバと１２０±０．４μｍの光ファ
イバを組合せ、広波長域分岐カブラの試作を行ない、光
ファイバのだおれ角の補正を行なう本発明の光ファイバ
カブラ製造方法と、補正を行なわない従来の光ファイバ
カブラの製造方法との比較を行なった。結果を第６図に
示す。第６図（Ａ）は、評価のパラメータとして用いた
Ｐ２　ｍａｘの説明を行なうための図である。

Ｐ２　ｍａｘは、カブラの挿入損失のうちのＰ２−ＰＯ
の値が最小値を示す値とした。第６図（Ｂ）は、本発明
の製造装置によりたおれ角ＣＯ３θの補正を行なった（
△）と補正を行なわなかった（・）の値を示している。

図より明らかなように、ＷとＰ２　ｍａｘとの間には相
関がある。（・）の相関係数は０．６９．（△）の相関
係数は０．８２であり、（△）の方がよりＰ２　ｍａｘ
との相関が高いことが判った。また、Ｗが４．５μｍを
越えると、Ｐ２　ｍａｘとＷの関係はやや飽和傾向にな
っている。これは、外径差とＷとのとの本質的関係と考
えられる。

加熱に用いたガスは、プロパンガスと酸素であり、延伸
の張力３ｇ一定として行なった。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、光フ
ァイバのたおれ角θの影響を除くことが可能となり、光
ファイバのクラッド径の異なる光ファイバを組合せて融
着延伸する広波長域分岐カブラの製造方法として、きわ
めて有効であり、広波長分岐カブラの分岐比の制御を効
率よく行なうことができ、歩留の向上を図ることができ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の光ファイバカブラの製造方法に適用
される光ファイバ外径測定装置の一例の概略図、第２図
は、光ファイバを接した状態の説明図、第３図は、従来
装置の概略図、第４図は、光ファイバの融着状態の説明
図、第５図は、光ファイバの外径の測定状態の説明図、
第６図は、試作した光ファイバカブラの測定結果のグラ
フである。 １．２・・・光ファイバのガラス部、３・・・バーナ、
５・・・光源、７・・・ライトガイド、８・・・顕微鏡
レンズ、９・・・ＣＣＤカメラ、１０・・・モニタ、１
１・・・輝度分布測定装置、１２・・・パソコン。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数本のクラッド径の異なる光ファイバを融着延
   伸してなる光ファイバカプラの製造方法において、融着
   前に融着延伸する複数本の光ファイバのそれぞれの外径
   を測定し、次いで、平行に接する配置としたときの複数
   本の光ファイバの外径を測定し、それらの測定値に基づ
   いて、融着時の外径の測定の際にたおれ角の補正を行な
   うことを特徴とする光ファイバカプラの製造方法。
2. （２）光ファイバの外径を顕微鏡およびラインセンサを
   用いて測定する際に、光ファイバ外径のエッヂ部分に合
   焦させることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ
   カプラ製造方法。