JPH03211511A - 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、複数本の光ファイバを当該光ファイバの被覆
を除去した露出部において加熱融着しながら延伸してカ
プラを形成する、いわゆる融着延伸法によるファイバ形
カプラの製造方法に関するものである。

（従来の技術） ファイバ形カプラは、複数本の光フアイバ間で光を分岐
結合するデバイスであるが、現在では、複数本の光ファ
イバを融着延伸する製造方法が、シングルモード光ファ
イバ用カプラの製造に適した方法とされている（「最近
の光ファイバカプラ技術」、オブトロニクス（１９８８
）、Ｎｏ、５゜Ｐ１２５）。

ところで、光ファイバカプラの用途のうちでも重要なも
のに光通信線路の分岐がある。光通信線路では、一つの
線路で複数の波長（例えば１，３０μｍと１．５５μｍ
）の光を伝送する可能性があるため、光ファイバカプラ
に対しても、例えば１．３０μｍと１．５５μｍを含む
ような広い波長域で、一定した分岐特性を有することが
望まれている。このような分岐に用いられる光ファイバ
カプラは、マルチモードのものが一般的である。

しかし、電子通信情報学会春季全国大会（１９８９年）
予稿集、第４−４２７頁、森下「波長選択性溶融形光カ
ップラ用光ファイバの設計」にみられるように、特定の
波長で合波、分波する光カプラも検討されつつある。上
記論文では、用いる光ファイバのコア径およびコアとク
ラッドの屈折率差を変えて、１．５３μｍと０．８３μ
ｍの光を合分波するものである。つまり、波長が比較的
離れている単一モードの光ファイバを用い、光フアイバ
中を伝搬する光の分布が大きく異なることを利用して、
長い波長においてクラッドモードで光の結合を発生させ
、広帯域カプラを得るものである。

通信用の光ファイバのクラツド径は、１２５μｍが普通
である。したがって、上述したように、クラツド径の異
なるファイバを用いて製造されたカプラを用いた場合、
カプラにおける光ファイバと通信用の光ファイバとのク
ラツド径に差が生じ、両者の接続が困難となる問題があ
った。

この問題を解決する方法として、同一径の光ファイバを
用意し、一部の光ファイバの被覆除去部をあらかじめ加
熱延伸してクラツド径を小さくし、加熱延伸していない
光ファイバと共に、融着、加熱、延伸することによって
、実質的にクラツド径の異なる光ファイバよりなる光フ
ァイバカプラを製造する方法もある。しかし、この方法
では、クラット径の小さい光ファイバを得るために延伸
した部分の形状が、テーバ形状となりやすく、このため
、カプラ製造過程における光フアイバ同士を融着する際
に、光フアイバ間に隙間が生じ易く、十分な融着ができ
ないという問題がある。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、同径の光ファイバを用いて通信用の光ファイ
バとの接続上の問題点を解決するとともに、テーパ一部
におけるクラツド径を精度よく異ならせて、製造工程に
おける融着延伸上の問題点をも解決することを目的とし
てなされたものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、複数本の光ファイバを、加熱融着しながら延
伸してカプラを形成する光ファイバカプラの製造方法に
おいて、複数本の光ファイバの内、少なくとも１本以上
を、弗硝酸水溶液を用いてクラッド外径を小さくした光
ファイバを用いることを特徴とするものである。

弗硝酸水溶液として、水に対して弗酸５〜３０％、硝酸
０．５〜１０％の濃度のものを用いることができる。

また、光ファイバとして、被覆を有するものを用い、被
覆の一部を除去して、弗硝酸水溶液によりエツチングす
るようにしてもよい。

（作　用） 本発明においては、光ファイバの被覆除去部を弗硝酸水
溶液につけて、エツチングを行なうため、エツチング部
のみが径を小さくされ、両端は、通常の光ファイバと同
一径であり、カプラとファイバの接続性が良好である。

エツチングによる外径の減少は、全長を均一にでき、エ
ツチング部が均一径となるから、ファイバ同士を密着さ
せたとき、隙間が生じず、融着−体化が可能である。ま
た、仕上がり径は、エツチング時間で制御できるので、
制御性がよく、常に一定したカプラの特性を得ることが
できる。

光ファイバとして、被覆部を有するものを用いて、被覆
を除去した部分のみをエツチングする場合は、被覆除去
部のみエツチングされるので、エツチング部を正確に規
制することができる。

また、エツチングに用いる弗硝酸水溶液については、弗
酸濃度が高すぎると、エツチング表面が凹凸となる。凹
凸になるとファイバ間に隙間ができるため、融着を完全
に行なうことが困難で、融着できたとしても、気泡が生
じ、過剰損失の増加等、カプラの特性劣化の原因となる
。エツチング部の表面の凹凸については、硝酸を添加す
ることで改善の効果があることが確認でき、弗酸の濃度
を５〜３０％、硝酸を０．５〜１０％（重量比）とする
ことにより望ましい結果が得られた。

（実施例） 弗酸濃度１５％、硝酸濃度５％の弗硝酸水溶液を用いて
、クラツド径１２５μｍの光ファイバのエツチングを行
なった。エツチングに先だって、光ファイバの長手方向
に１５ｍｍにわたって被覆を除去してガラス部を露出さ
せておいて、８５分間エツチングし、径を小さくした光
ファイバを、２ｍｍ間隔ごとにクラツド径を測定した。

この結果を第２図に示す。図中、長手方向の径変動は、
平均値に対して±０．１μｍ以下であり、均一にエツチ
ングできていることがわかる。次に、２０本の光ファイ
バを用いて、エツチング時間と外径の関係を調べたのが
第３図である。エツチング時間に対してほぼ直線的に外
径が減少しており、エツチング時間により外径を容易に
制御できることが分かる。また、エツチング径のばらつ
きは、第４図に図示するように、±０．２μｍ以下であ
り、エツチング径の再現性も良いことが確認できた。

この方法で得られた、外径１１６μｍのファイバとエツ
チングなしの１２５μｍのファイバを用いて融着延伸法
により光ファイバカプラを試作した。

第１図は、本発明の一実施例の光ファイバカプラ製造方
法に用いられる光ファイバカプラの製造装置の一例の斜
視図である。図中、１は機台、２は延伸ステージ、３は
クランパ、４はバーナ、５は往復動装置である。機台１
上に設けられた延伸ステージ２．２を介して一対のクラ
ンパ３．３が対向されており、これに被覆の一部を除去
して露出部形成した光ファイバ、上述したようにエツチ
ングにより外径を減少させた光ファイバとを固定する。

露出部Ｆａは、両クランパ３．３間に位置するように固
定され、その直下には、熱源であるバーナ４が配設され
ている。露出部Ｆａは、バーナ４により加熱され、クラ
ンパ３，３が延伸ステージ２．２により反対方向へ微小
移動され、光ファイバを延伸してカプラが形成される。

バーナ４は、往復動装置５により光ファイバの光軸方向
に露出部Ｆａの加熱領域間を往復動するように構成され
ていて、往復動回数、すなわち、トラバース回数により
加熱時間が決定される。

融着熱源にはプロパン／酸素炎（プロパン＝１３．０ｃ
ｃ／分　酸素＝２６．０ｃｃ／分）を用いた。このとき
バーナは、約６ｍｍ長の間を、３ｍｍ／秒の速度で１０
０回往復した。

その後、プロパン／酸素を弱くしながら、ファイバ両端
に約２ｇの張力をかけ、延伸し、光ファイバカプラを得
た。得られたカプラの分岐特性を第５図に示す。波長１
，２〜１．６μｍの間で、はぼ一定した分岐比が得られ
ていることがわかる。

さらに、上記方法で２０本の光ファイバを製造したとこ
ろ、λ＝１．３０μｍの分岐比の分散値はσ、、−１　
ｏ、７ｄＢであり、再現性よく、広帯域分岐カプラが得
られることを確認した。

（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、良好
な特性を有する広帯域分岐カプラを再現性よく製造でき
る効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の一実施例の光ファイバカプラ製造方
法に用いられる光ファイバカプラの製造装置の一例の斜
視図、第２図は、ファイバ長手方向のエツチング径の径
変動を示す線図、第３図。 第４図は、エツチング時間とエツチング量の関係を示す
線図、第５図は、本発明の製造方法により得られたカプ
ラの分岐特性の一例を示す線図である。 １・・・機台、２・・・延伸ステージ、３・・・クラン
パ、４・・・バーナ、５・・・往復動装置。 菓１図 鼠５図 波長［μｍＪ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数本の光ファイバを、加熱融着しながら延伸してカプ
   ラを形成する光ファイバカプラの製造方法において、複
   数本の光ファイバの内、少なくとも１本以上を、弗硝酸
   水溶液を用いてクラッド外径を小さくした光ファイバを
   用いることを特徴とする光ファイバカプラの製造方法。