JPH04260007A - 光ファイバのモードフィールド径拡大装置 - Google Patents
光ファイバのモードフィールド径拡大装置Info
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- JPH04260007A JPH04260007A JP3022161A JP2216191A JPH04260007A JP H04260007 A JPH04260007 A JP H04260007A JP 3022161 A JP3022161 A JP 3022161A JP 2216191 A JP2216191 A JP 2216191A JP H04260007 A JPH04260007 A JP H04260007A
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は石英系光ファイバの低損
失接続あるいは低コスト接続を実現する光ファイバのモ
ードフィールド径拡大方法及びその装置に関するもので
ある。
失接続あるいは低コスト接続を実現する光ファイバのモ
ードフィールド径拡大方法及びその装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】一般に光ファイバの接続損失を低減させ
るため、あるいは光ファイバを簡単に接続できるように
して接続コストを下げるため、光ファイバのモードフィ
ールド径を拡大する方法が種々提案されている。
るため、あるいは光ファイバを簡単に接続できるように
して接続コストを下げるため、光ファイバのモードフィ
ールド径を拡大する方法が種々提案されている。
【０００３】その中の一つに、光ファイバを構成するコ
ア及びクラッドに例えばＧｅ，Ｆ等のドーパントを添加
し、該ドーパントを熱拡散させることによりコアの屈折
率を高くしたり、クラッドの屈折率を低くしたりする方
法がある。
ア及びクラッドに例えばＧｅ，Ｆ等のドーパントを添加
し、該ドーパントを熱拡散させることによりコアの屈折
率を高くしたり、クラッドの屈折率を低くしたりする方
法がある。
【０００４】上記ドーパントを添加する一例としてクラ
ッドにドーパントとしてＦが添加された光ファイバの例
は、Ｊ．Ｓ． Ｈａｒｐｅｒ， Ｃ．Ｐ． Ｂｏｔｈａ
ｍ ａｎｄ Ｓ． Ｈｏｒｎｕｎｇ：“Ｔａｐｅｒｓ
ｉｎ ｓｉｎｇｌｅ−ｍｏｄｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｆ
ｉｂｅｒ ｂｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｃｏｒｅ ｄ
ｉｆｆｕｓｉｏｎ ”， Ｅｌｅｃｔｒｏｎ． Ｌｅｔ
ｔ．， Ｖｏｌ． ２４， Ｎｏ． ４， ｐｐ． ２
４５−２４６（１９８８）． およびＣ．Ｐ． Ｂｏｔ
ｈａｍ ａｎｄ Ｊ．Ｓ． Ｈａｒｐｅｒ： “
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａｄｉａｂａｔｉｃ ｔａｐｅｒ
ｓ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ
ｃｏｒｅ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ”， Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎ． Ｌｅｔｔ．， Ｖｏｌ． ２５， Ｎ
ｏ． ２２， ｐｐ． １５２０−１５２２（１９８９
）．に記載されている。この方法は、光ファイバを石英
ガラス管に挿入し、石英ガラス管の外側から水素／酸素
ガスバーナーで加熱することによってモードフィールド
径拡大光ファイバを作製するもので、加熱温度は１００
０℃〜１３００℃、モードフィールド径拡大に必要な加
熱時間は数十分〜数分であり、光ファイバの加熱区間の
長さは３５ｍｍである。
ッドにドーパントとしてＦが添加された光ファイバの例
は、Ｊ．Ｓ． Ｈａｒｐｅｒ， Ｃ．Ｐ． Ｂｏｔｈａ
ｍ ａｎｄ Ｓ． Ｈｏｒｎｕｎｇ：“Ｔａｐｅｒｓ
ｉｎ ｓｉｎｇｌｅ−ｍｏｄｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｆ
ｉｂｅｒ ｂｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｃｏｒｅ ｄ
ｉｆｆｕｓｉｏｎ ”， Ｅｌｅｃｔｒｏｎ． Ｌｅｔ
ｔ．， Ｖｏｌ． ２４， Ｎｏ． ４， ｐｐ． ２
４５−２４６（１９８８）． およびＣ．Ｐ． Ｂｏｔ
ｈａｍ ａｎｄ Ｊ．Ｓ． Ｈａｒｐｅｒ： “
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａｄｉａｂａｔｉｃ ｔａｐｅｒ
ｓ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ
ｃｏｒｅ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ”， Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎ． Ｌｅｔｔ．， Ｖｏｌ． ２５， Ｎ
ｏ． ２２， ｐｐ． １５２０−１５２２（１９８９
）．に記載されている。この方法は、光ファイバを石英
ガラス管に挿入し、石英ガラス管の外側から水素／酸素
ガスバーナーで加熱することによってモードフィールド
径拡大光ファイバを作製するもので、加熱温度は１００
０℃〜１３００℃、モードフィールド径拡大に必要な加
熱時間は数十分〜数分であり、光ファイバの加熱区間の
長さは３５ｍｍである。
【０００５】一方、コアにドーパントとしてＧｅが添加
された光ファイバの一例としては、Ｓ． Ｋａｗａｋａ
ｍｉ， Ｋ． Ｓｈｉｒａｉｓｈｉ ａｎｄ Ｙ． Ａ
ｉｚａｗａ：“Ａ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｒｅａｌｉｚ
ｅ ｆｉｂｅｒ− ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｏｐｔｉ
ｃａｌ ｄｅｖｉｃｅｓ”， Ｔｅｃｈ． Ｄｉｇｅｓ
ｔ ＯＥＣ’８８， ｐｐ． １７２−１７３（１９８
８）． およびＫ． Ｓｈｉｒａｉｓｈｉ ａｎｄ Ｓ
． Ｋａｗａｋａｍｉ： “Ｂｅａｍ ｅｘｐａｎｄｉ
ｎｇ ｆｉｂｅｒ ｆｏｒ ｅｍｂｅｄｄｉｎｇ
ｏｐｔｉｃａｌ ｄｅｖｉｃｅｓ ”， Ｔｅｃｈ．
Ｄｉｇｅｓｔ ＩＯＯＣ’８９， ｐｐ． ５８−５
９（１９８９）．に記載されている。こちらは光ファイ
バを石英ガラス管に挿入したのち、ＳｉＣ電気炉を用い
て１２００℃〜１４００℃の温度で加熱している。この
方法はＦに比べてＧｅの拡散係数が小さいため、モード
フィールド径拡大に必要な加熱時間は３０時間〜５時間
と長く、また光ファイバの加熱区間の長さは約２００ｍ
ｍである。
された光ファイバの一例としては、Ｓ． Ｋａｗａｋａ
ｍｉ， Ｋ． Ｓｈｉｒａｉｓｈｉ ａｎｄ Ｙ． Ａ
ｉｚａｗａ：“Ａ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｒｅａｌｉｚ
ｅ ｆｉｂｅｒ− ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｏｐｔｉ
ｃａｌ ｄｅｖｉｃｅｓ”， Ｔｅｃｈ． Ｄｉｇｅｓ
ｔ ＯＥＣ’８８， ｐｐ． １７２−１７３（１９８
８）． およびＫ． Ｓｈｉｒａｉｓｈｉ ａｎｄ Ｓ
． Ｋａｗａｋａｍｉ： “Ｂｅａｍ ｅｘｐａｎｄｉ
ｎｇ ｆｉｂｅｒ ｆｏｒ ｅｍｂｅｄｄｉｎｇ
ｏｐｔｉｃａｌ ｄｅｖｉｃｅｓ ”， Ｔｅｃｈ．
Ｄｉｇｅｓｔ ＩＯＯＣ’８９， ｐｐ． ５８−５
９（１９８９）．に記載されている。こちらは光ファイ
バを石英ガラス管に挿入したのち、ＳｉＣ電気炉を用い
て１２００℃〜１４００℃の温度で加熱している。この
方法はＦに比べてＧｅの拡散係数が小さいため、モード
フィールド径拡大に必要な加熱時間は３０時間〜５時間
と長く、また光ファイバの加熱区間の長さは約２００ｍ
ｍである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前述した
従来技術におけるモードフィールド径拡大に必要な最短
加熱時間は、Ｆ添加光ファイバの場合には数分と短いが
、Ｇｅ添加光ファイバの場合には５時間と長く、製造コ
ストの面から実用化は難しいという問題がある。
従来技術におけるモードフィールド径拡大に必要な最短
加熱時間は、Ｆ添加光ファイバの場合には数分と短いが
、Ｇｅ添加光ファイバの場合には５時間と長く、製造コ
ストの面から実用化は難しいという問題がある。
【０００７】一方、加熱温度を高くすればモードフィー
ルド径拡大時間を短くできるが、１６００℃以上の高温
加熱が可能な電気炉としてカーボン炉や誘導加熱炉を用
いる場合、操作に手間がかかるためモードフィールド径
拡大光ファイバの低コスト作製には適していない。また
水素／酸素やプロパン／酸素等のガスバーナーは簡便な
高温加熱手段であるが、従来技術では炎の圧力によって
光ファイバが曲がらないように石英ガラス管の外側から
間接加熱を行う必要があり、そのため光ファイバの加熱
温度はそれほど高くならない。
ルド径拡大時間を短くできるが、１６００℃以上の高温
加熱が可能な電気炉としてカーボン炉や誘導加熱炉を用
いる場合、操作に手間がかかるためモードフィールド径
拡大光ファイバの低コスト作製には適していない。また
水素／酸素やプロパン／酸素等のガスバーナーは簡便な
高温加熱手段であるが、従来技術では炎の圧力によって
光ファイバが曲がらないように石英ガラス管の外側から
間接加熱を行う必要があり、そのため光ファイバの加熱
温度はそれほど高くならない。
【０００８】つぎに従来技術における光ファイバ最短加
熱区間長は、ガスバーナーによる間接加熱の場合では３
５ｍｍである。一般に光ファイバ接続あるいは光素子／
光ファイバ結合の際に光ファイバを固定するために用い
る光コネクタ用フェルールの長さは１０ｍｍであるため
、従来技術で作製したコア拡大光ファイバを用いると光
ファイバ接続部の寸法が長くなるという欠点がある。
熱区間長は、ガスバーナーによる間接加熱の場合では３
５ｍｍである。一般に光ファイバ接続あるいは光素子／
光ファイバ結合の際に光ファイバを固定するために用い
る光コネクタ用フェルールの長さは１０ｍｍであるため
、従来技術で作製したコア拡大光ファイバを用いると光
ファイバ接続部の寸法が長くなるという欠点がある。
【０００９】本発明は以上述べた問題点に鑑み、モード
フィールド径の拡大した光ファイバを短時間で作製でき
、しかも光ファイバの加熱区間長を短くできる光ファイ
バのモードフィールド径拡大方法及びその装置を提供す
ることを目的とする。
フィールド径の拡大した光ファイバを短時間で作製でき
、しかも光ファイバの加熱区間長を短くできる光ファイ
バのモードフィールド径拡大方法及びその装置を提供す
ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明に係る光ファイバのモードフィールド径拡大方法は、
コアとクラッドとからなる石英系光ファイバのモードフ
ィールド径を拡大したい部分の被覆を除去し、次いで、
該光ファイバを真っ直ぐに伸ばした状態で固定した後、
上記被覆除去部分を該光ファイバが変形することなく直
接加熱し、コア又はクラッドに添加されたドーパントを
熱拡散させて光ファイバのモードフィールド径を拡大さ
せることを特徴とする。
明に係る光ファイバのモードフィールド径拡大方法は、
コアとクラッドとからなる石英系光ファイバのモードフ
ィールド径を拡大したい部分の被覆を除去し、次いで、
該光ファイバを真っ直ぐに伸ばした状態で固定した後、
上記被覆除去部分を該光ファイバが変形することなく直
接加熱し、コア又はクラッドに添加されたドーパントを
熱拡散させて光ファイバのモードフィールド径を拡大さ
せることを特徴とする。
【００１１】また、一方の光ファイバのモードフィール
ド径拡大装置の構成は、コアとクラッドとからなる石英
系光ファイバを局所的に加熱し、上記コア及びクラッド
のいずれかに添加されているドーパントを熱拡散させて
光ファイバのモードフィールド径を拡大させる光ファイ
バのモードフィールド径の拡大装置において、モードフ
ィールド径を拡大したい区間の被覆が除去された光ファ
イバに張力を印加して該光ファイバを真っ直ぐに伸ばし
てなる張力印加手段と、この真っ直ぐに伸ばされた光フ
ァイバを真っ直ぐに伸ばした状態で固定してなる光ファ
イバ固定手段と、上記光ファイバの被覆除去部のモード
フィールド径を拡大させる部分を光ファイバが変形する
ことなく直接加熱してなる光ファイバ加熱手段とを具備
することを特徴とする。
ド径拡大装置の構成は、コアとクラッドとからなる石英
系光ファイバを局所的に加熱し、上記コア及びクラッド
のいずれかに添加されているドーパントを熱拡散させて
光ファイバのモードフィールド径を拡大させる光ファイ
バのモードフィールド径の拡大装置において、モードフ
ィールド径を拡大したい区間の被覆が除去された光ファ
イバに張力を印加して該光ファイバを真っ直ぐに伸ばし
てなる張力印加手段と、この真っ直ぐに伸ばされた光フ
ァイバを真っ直ぐに伸ばした状態で固定してなる光ファ
イバ固定手段と、上記光ファイバの被覆除去部のモード
フィールド径を拡大させる部分を光ファイバが変形する
ことなく直接加熱してなる光ファイバ加熱手段とを具備
することを特徴とする。
【００１２】
【作用】上記構成において、石英系光ファイバのモード
フィールド径を拡大したい部分の被覆を除去した後、該
光ファイバの少なくとも該被覆除去部を真っ直ぐに伸ば
した状態で固定し、マイクロバーナーの炎の圧力が相殺
されるよう調節しながら被覆除去部を加熱中に該光ファ
イバが伸びたり曲がったりしないように加熱し、コア又
はクラッドに添加されているドーパントを熱拡散によっ
て拡散させ、該光ファイバのモードフィールド径の拡大
をする。
フィールド径を拡大したい部分の被覆を除去した後、該
光ファイバの少なくとも該被覆除去部を真っ直ぐに伸ば
した状態で固定し、マイクロバーナーの炎の圧力が相殺
されるよう調節しながら被覆除去部を加熱中に該光ファ
イバが伸びたり曲がったりしないように加熱し、コア又
はクラッドに添加されているドーパントを熱拡散によっ
て拡散させ、該光ファイバのモードフィールド径の拡大
をする。
【００１３】
【実施例】以下本発明の好適な実施例を図面を参照して
説明する。
説明する。
【００１４】実施例１
図１は第一の実施例に係る光ファイバのモードフィール
ド径の拡大装置、図２はその平面図を示す。これらの図
面に示すように、基台１１にはモードフィールド径を拡
大したい区間の被覆を除去した光ファイバ１２を固定す
る光ファイバ固定台１３ａ〜１３ｃが同一軸上に配設さ
れていると共に、これらの光ファイバ固定台１３ａ〜１
３ｃと同一軸上に光ファイバ１２を固定しつつ軸方向に
移動自在な可動式光ファイバ固定台１４が移動自在に設
けられている。
ド径の拡大装置、図２はその平面図を示す。これらの図
面に示すように、基台１１にはモードフィールド径を拡
大したい区間の被覆を除去した光ファイバ１２を固定す
る光ファイバ固定台１３ａ〜１３ｃが同一軸上に配設さ
れていると共に、これらの光ファイバ固定台１３ａ〜１
３ｃと同一軸上に光ファイバ１２を固定しつつ軸方向に
移動自在な可動式光ファイバ固定台１４が移動自在に設
けられている。
【００１５】この可動式光ファイバ固定台１４には、ワ
イヤ１５を介して分銅１６が接続されており、滑車１７
によって鉛直方向へ該分銅１６を垂らすことによって、
一端を光ファイバ固定台１３ａに固定した光ファイバ１
２に張力を印加し、真っ直ぐに伸ばすようにしている。
イヤ１５を介して分銅１６が接続されており、滑車１７
によって鉛直方向へ該分銅１６を垂らすことによって、
一端を光ファイバ固定台１３ａに固定した光ファイバ１
２に張力を印加し、真っ直ぐに伸ばすようにしている。
【００１６】その後、この真っ直ぐに伸ばされた状態の
光ファイバ１２を光ファイバ固定台１３ｂ，１３ｃに固
定することによって、光ファイバ１２に張力をかけて水
平一直線上に緊張するようにしている。
光ファイバ１２を光ファイバ固定台１３ｂ，１３ｃに固
定することによって、光ファイバ１２に張力をかけて水
平一直線上に緊張するようにしている。
【００１７】また、一方、光ファイバ１２の被覆除去部
１２ａのモードフィールド径を拡大したい部分には、同
一寸法のマイクロバーナ１８Ａ，１８Ｂが光ファイバ１
２の固定軸方向と直交する方向で且つ該光ファイバ１２
を介して等距離間隔を有して対向するよう配設されてい
る。上記マイクロバーナはその口径が１ｍｍ以下のもの
が好ましく、本実施例においては口径０．３ｍｍのもの
を使用した。
１２ａのモードフィールド径を拡大したい部分には、同
一寸法のマイクロバーナ１８Ａ，１８Ｂが光ファイバ１
２の固定軸方向と直交する方向で且つ該光ファイバ１２
を介して等距離間隔を有して対向するよう配設されてい
る。上記マイクロバーナはその口径が１ｍｍ以下のもの
が好ましく、本実施例においては口径０．３ｍｍのもの
を使用した。
【００１８】このマイクロバーナ１８Ａ，１８Ｂには、
プロパンガスボンベ（尚、プロパンガスの代わりに水素
ガスを用いてもよい）１９及び酸素ボンベ２０からのガ
スが各々配管２１，２２を介して供給されている。尚、
これら２種類のガスの供給は各々ガス流量制御器２３，
２４が配管２１，２２中に介装されており、一定量のガ
スを常に安定して供給するようにしている。
プロパンガスボンベ（尚、プロパンガスの代わりに水素
ガスを用いてもよい）１９及び酸素ボンベ２０からのガ
スが各々配管２１，２２を介して供給されている。尚、
これら２種類のガスの供給は各々ガス流量制御器２３，
２４が配管２１，２２中に介装されており、一定量のガ
スを常に安定して供給するようにしている。
【００１９】また、上記マイクロバーナ１８Ａ，１８Ｂ
には光ファイバ１２の固定軸方向と平行する方向及び直
交する方向に走査する図示しないバーナ走査機構が設け
られており、光ファイバ１２に対して対称な位置を保っ
たまま光ファイバ１２の固定方向と平行方向あるいは直
交する方向に走査されるようになっている。
には光ファイバ１２の固定軸方向と平行する方向及び直
交する方向に走査する図示しないバーナ走査機構が設け
られており、光ファイバ１２に対して対称な位置を保っ
たまま光ファイバ１２の固定方向と平行方向あるいは直
交する方向に走査されるようになっている。
【００２０】上記構成の装置を用いて光ファイバ１２の
モードフィールド径の拡大を図る手順を次に説明する。
モードフィールド径の拡大を図る手順を次に説明する。
【００２１】本実施例の装置を用いてコア拡大光ファイ
バを作製するには、先ず、モードフィールド径の拡大し
たい区間の近傍の被覆を除去した光ファイバ１２の両端
を固定台１３ａと可動式固定台１４に固定し、分銅１６
の力で可動式固定台１４を図中左方向へ動かして光ファ
イバ１２を真っ直ぐに伸ばす。さらに被覆除去部１２ａ
の近傍を固定台１３ｂと１３ｃとで固定したのち、被覆
除去部１２ａをマイクロバーナ１８Ａ，１８Ｂで加熱し
、光ファイバ１２中の添加剤を熱拡散させてモードフィ
ールド径を拡大する。
バを作製するには、先ず、モードフィールド径の拡大し
たい区間の近傍の被覆を除去した光ファイバ１２の両端
を固定台１３ａと可動式固定台１４に固定し、分銅１６
の力で可動式固定台１４を図中左方向へ動かして光ファ
イバ１２を真っ直ぐに伸ばす。さらに被覆除去部１２ａ
の近傍を固定台１３ｂと１３ｃとで固定したのち、被覆
除去部１２ａをマイクロバーナ１８Ａ，１８Ｂで加熱し
、光ファイバ１２中の添加剤を熱拡散させてモードフィ
ールド径を拡大する。
【００２２】この第一の実施例装置には加熱中の光ファ
イバの変形を防ぐため、以下の工夫がなされている。■
分銅１６の重さが光ファイバ１本あたり１０ｇ〜３
０ｇである。本実施例では１０ｇとした。■ 固定台
１３ｂと１３ｃの間隔Ｄが１００ｍｍ以下である。本実
施例ではＤ＝３０ｍｍとした。■ マイクロバーナ１
８Ａ，１８Ｂのガス流量が等しく、光ファイバ１２に加
わる炎の圧力が相殺されている。そのために配管２１，
２２中には４台のガス流量制御器２２，２２，２３，２
３が設けられている。■ その他に図１と図２の説明
のところで述べたように、４台の光ファイバ固定台１３
ａ〜１３ｃ及び１４が一直線上に配置され、また同一寸
法の２本のマイクロバーナ１８Ａ，１８Ｂが光ファイバ
１２に対して対称に配置されている。上記の工夫により
光ファイバ１２を変形させずに本実施例では１７００℃
まで加熱できるようになった。
イバの変形を防ぐため、以下の工夫がなされている。■
分銅１６の重さが光ファイバ１本あたり１０ｇ〜３
０ｇである。本実施例では１０ｇとした。■ 固定台
１３ｂと１３ｃの間隔Ｄが１００ｍｍ以下である。本実
施例ではＤ＝３０ｍｍとした。■ マイクロバーナ１
８Ａ，１８Ｂのガス流量が等しく、光ファイバ１２に加
わる炎の圧力が相殺されている。そのために配管２１，
２２中には４台のガス流量制御器２２，２２，２３，２
３が設けられている。■ その他に図１と図２の説明
のところで述べたように、４台の光ファイバ固定台１３
ａ〜１３ｃ及び１４が一直線上に配置され、また同一寸
法の２本のマイクロバーナ１８Ａ，１８Ｂが光ファイバ
１２に対して対称に配置されている。上記の工夫により
光ファイバ１２を変形させずに本実施例では１７００℃
まで加熱できるようになった。
【００２３】本実施例の装置を用いてドーパントとして
Ｇｅを添加したＧｅ添加光ファイバＡとＢを１７００℃
で加熱したときのモードフィールド径拡大の様子を図４
に示す。本実施例においては２本の比屈折率差Δの異な
るＧｅ添加光ファイバ１２Ａ（Δ＝０．３％），１２Ｂ
（Δ＝２．３％）を用いて実施した。その結果、５分〜
１０分の加熱で光ファイバのモードフィールド径が初期
の５μｍ〜１０μｍから２０μｍ以上に拡大することを
確認した。また光ファイバの比屈折率差Δが高い光ファ
イバ１２Ｂほどモードフィールド径の拡大速度が速いこ
とも判った。なお加熱温度のモニターは光ファイバと平
行に張った白金ロジウム熱電対を用いて行った。
Ｇｅを添加したＧｅ添加光ファイバＡとＢを１７００℃
で加熱したときのモードフィールド径拡大の様子を図４
に示す。本実施例においては２本の比屈折率差Δの異な
るＧｅ添加光ファイバ１２Ａ（Δ＝０．３％），１２Ｂ
（Δ＝２．３％）を用いて実施した。その結果、５分〜
１０分の加熱で光ファイバのモードフィールド径が初期
の５μｍ〜１０μｍから２０μｍ以上に拡大することを
確認した。また光ファイバの比屈折率差Δが高い光ファ
イバ１２Ｂほどモードフィールド径の拡大速度が速いこ
とも判った。なお加熱温度のモニターは光ファイバと平
行に張った白金ロジウム熱電対を用いて行った。
【００２４】次に、ドーパントとしてＦを添加したＦ添
加光ファイバ１２Ｃ（△＝０．３％）を第一の実施例装
置を用いて加熱したときのモードフィールド径拡大の様
子を図６に示す。前述したＧｅ添加光ファイバのような
温度（１７００℃）では加熱温度が高すぎるので、マイ
クロバーナ１８Ａ，１８Ｂの距離とガス流量を調節して
１３００℃で加熱した。モードフィールド径を初期の１
０μｍから２０μｍ以上に拡大するために必要な加熱時
間は約７分である。この値は、従来の技術のところで紹
介した、水素／酸素ガスバーナーによる間接加熱のとき
のデータとほぼ一致する。
加光ファイバ１２Ｃ（△＝０．３％）を第一の実施例装
置を用いて加熱したときのモードフィールド径拡大の様
子を図６に示す。前述したＧｅ添加光ファイバのような
温度（１７００℃）では加熱温度が高すぎるので、マイ
クロバーナ１８Ａ，１８Ｂの距離とガス流量を調節して
１３００℃で加熱した。モードフィールド径を初期の１
０μｍから２０μｍ以上に拡大するために必要な加熱時
間は約７分である。この値は、従来の技術のところで紹
介した、水素／酸素ガスバーナーによる間接加熱のとき
のデータとほぼ一致する。
【００２５】つぎに本実施例の装置で作製したモードフ
ィールド径の拡大光ファイバの長さ方向におけるモード
フィールド径の分布を図５に示す。モードフィールド径
の拡大区間の長さはマイクロバーナ１８Ａ，１８Ｂを固
定して加熱した場合には５ｍｍであり、マイクロバーナ
１８Ａ，１８Ｂを光ファイバ１２と平行に走査しながら
加熱する場合には加熱区間長ｄを任意に長くできること
が判る。尚、図５中実線はバーナを固定した場合のモー
ドフィールド径の分布を示し、点線はバーナを固定点を
中心に図２中左右に１．５ｍｍづつ走査した場合のモー
ドフィールド径の分布を示した。
ィールド径の拡大光ファイバの長さ方向におけるモード
フィールド径の分布を図５に示す。モードフィールド径
の拡大区間の長さはマイクロバーナ１８Ａ，１８Ｂを固
定して加熱した場合には５ｍｍであり、マイクロバーナ
１８Ａ，１８Ｂを光ファイバ１２と平行に走査しながら
加熱する場合には加熱区間長ｄを任意に長くできること
が判る。尚、図５中実線はバーナを固定した場合のモー
ドフィールド径の分布を示し、点線はバーナを固定点を
中心に図２中左右に１．５ｍｍづつ走査した場合のモー
ドフィールド径の分布を示した。
【００２６】図４と図５の結果から明らかなように、本
発明のモードフィールド径の拡大光ファイバ作製装置を
用いることによってＧｅ添加光ファイバのモードフィー
ルド径の拡大時間を従来の数十分の１に短縮でき、また
加熱区間長ｄとして最短５ｍｍを実現できる（図３参照
）。以上の結果より加熱区間長ｄは５〜１０ｍｍとする
のが、光ファイバのモードフィールド径をなめらかに拡
大することができるので好ましい。
発明のモードフィールド径の拡大光ファイバ作製装置を
用いることによってＧｅ添加光ファイバのモードフィー
ルド径の拡大時間を従来の数十分の１に短縮でき、また
加熱区間長ｄとして最短５ｍｍを実現できる（図３参照
）。以上の結果より加熱区間長ｄは５〜１０ｍｍとする
のが、光ファイバのモードフィールド径をなめらかに拡
大することができるので好ましい。
【００２７】実施例２
図７は本発明のモードフィールド径の拡大光ファイバ作
製装置の第二の実施例の光ファイバ加熱手段だけを光フ
ァイバの固定方向と平行な方向から見た図である。尚、
他の構成は第一の実施例と同様なのでその説明は省略す
る。同図中、１２は光ファイバ、２８Ａ，２８Ｂ，２８
Ｃ，２８Ｄは同一寸法のマイクロバーナである。この４
本のマイクロバーナ（口径：０．３ｍｍ）２８Ａ〜２８
Ｄは光ファイバ１２の固定方向と直交する面内の等距離
に点対称に配置されており、光ファイバ１２に対して対
称な位置を保ったまま光ファイバ１２の固定方向と平行
方向あるいは直角方向に走査することができる。
製装置の第二の実施例の光ファイバ加熱手段だけを光フ
ァイバの固定方向と平行な方向から見た図である。尚、
他の構成は第一の実施例と同様なのでその説明は省略す
る。同図中、１２は光ファイバ、２８Ａ，２８Ｂ，２８
Ｃ，２８Ｄは同一寸法のマイクロバーナである。この４
本のマイクロバーナ（口径：０．３ｍｍ）２８Ａ〜２８
Ｄは光ファイバ１２の固定方向と直交する面内の等距離
に点対称に配置されており、光ファイバ１２に対して対
称な位置を保ったまま光ファイバ１２の固定方向と平行
方向あるいは直角方向に走査することができる。
【００２８】図２に示す本発明のモードフィールド径拡
大光ファイバ作製装置の第一の実施例の中の２本のマイ
クロバーナ１８Ａ，１８Ｂの代わりに図７の４本のマイ
クロバーナ２８Ａ〜２８Ｄを用い、４本のマイクロバー
ナ２８Ａ〜２８Ｄの炎の圧力が相殺されるようにガス流
量を制御することによって、光ファイバ１２を変形させ
ずに加熱できる最高温度は１８００℃に達した。
大光ファイバ作製装置の第一の実施例の中の２本のマイ
クロバーナ１８Ａ，１８Ｂの代わりに図７の４本のマイ
クロバーナ２８Ａ〜２８Ｄを用い、４本のマイクロバー
ナ２８Ａ〜２８Ｄの炎の圧力が相殺されるようにガス流
量を制御することによって、光ファイバ１２を変形させ
ずに加熱できる最高温度は１８００℃に達した。
【００２９】モードフィールド径が異なるＧｅ添加光フ
ァイバ１２Ｄ（モードフィールド径４．５μｍ；Δ１．
８％），１２Ｅ（モードフィールド径７．８μｍ；Δ０
．８％）を融着接続したのち、第二の実施例装置を用い
て融着接続部を加熱したときの接続損失の変化を図８に
示す。同図に示すように、モードフィールド径が異なる
ために１ｄＢ以上あった損失が、数分の加熱で０．１ｄ
Ｂ以下に低減することが判る。これは加熱によって融着
接続部の２本のＧｅ添加光ファイバ１２Ｄ，１２Ｅのモ
ードフィールド径が拡大し、その差が小さくなったため
である。図８の結果から明らかなように、本発明のモー
ドフィールド径拡大光ファイバ作製装置は融着接続後の
光ファイバにも使用でき、数分という短時間加熱で接続
損失を大幅に低減することができる。
ァイバ１２Ｄ（モードフィールド径４．５μｍ；Δ１．
８％），１２Ｅ（モードフィールド径７．８μｍ；Δ０
．８％）を融着接続したのち、第二の実施例装置を用い
て融着接続部を加熱したときの接続損失の変化を図８に
示す。同図に示すように、モードフィールド径が異なる
ために１ｄＢ以上あった損失が、数分の加熱で０．１ｄ
Ｂ以下に低減することが判る。これは加熱によって融着
接続部の２本のＧｅ添加光ファイバ１２Ｄ，１２Ｅのモ
ードフィールド径が拡大し、その差が小さくなったため
である。図８の結果から明らかなように、本発明のモー
ドフィールド径拡大光ファイバ作製装置は融着接続後の
光ファイバにも使用でき、数分という短時間加熱で接続
損失を大幅に低減することができる。
【００３０】実施例３
図９は本発明のモードフィールド径の拡大光ファイバ作
製装置の第三の実施例の光ファイバ加熱手段だけを光フ
ァイバの固定方向と平行な方向から見た図である。尚、
その他の構成は第一の実施例装置と同様なのでその説明
は省略する。同図中２２Ａ〜２２Ｌは一平面上に平行に
並べて固定されている１２本の光ファイバ、３８Ａ〜３
８Ｃ，３９Ａ〜３９Ｃは同一寸法（口径３ｍｍ）のマイ
クロバーナである。マイクロバーナ３８Ａ〜Ｃと３９Ａ
〜Ｃは光ファイバ２２の固定平面の両側の等距離に対向
して配置され、かつ光ファイバ２２の固定方向と直角方
向に並べられている。またマイクロバーナ３８Ａ〜Ｃと
３９Ａ〜Ｃは光ファイバ２２の固定平面に対して対称な
位置を保ったまま光ファイバ２２の固定方向と平行方向
あるいは直角方向に走査することができる。
製装置の第三の実施例の光ファイバ加熱手段だけを光フ
ァイバの固定方向と平行な方向から見た図である。尚、
その他の構成は第一の実施例装置と同様なのでその説明
は省略する。同図中２２Ａ〜２２Ｌは一平面上に平行に
並べて固定されている１２本の光ファイバ、３８Ａ〜３
８Ｃ，３９Ａ〜３９Ｃは同一寸法（口径３ｍｍ）のマイ
クロバーナである。マイクロバーナ３８Ａ〜Ｃと３９Ａ
〜Ｃは光ファイバ２２の固定平面の両側の等距離に対向
して配置され、かつ光ファイバ２２の固定方向と直角方
向に並べられている。またマイクロバーナ３８Ａ〜Ｃと
３９Ａ〜Ｃは光ファイバ２２の固定平面に対して対称な
位置を保ったまま光ファイバ２２の固定方向と平行方向
あるいは直角方向に走査することができる。
【００３１】図２に示す本発明のモードフィールド径拡
大光ファイバ作製装置の第一の実施例の中の対向する１
対のマイクロバーナ１８Ａ，１８Ｂの代わりに図９の対
向する複数対のマイクロバーナ３８Ａ〜３８Ｃ，３９Ａ
〜３９Ｃを用いることによって、モードフィールド径拡
大光ファイバを同時に多数本作製することができる。
大光ファイバ作製装置の第一の実施例の中の対向する１
対のマイクロバーナ１８Ａ，１８Ｂの代わりに図９の対
向する複数対のマイクロバーナ３８Ａ〜３８Ｃ，３９Ａ
〜３９Ｃを用いることによって、モードフィールド径拡
大光ファイバを同時に多数本作製することができる。
【００３２】
【発明の効果】以上実施例と共に詳細に説明したように
、本発明によればモードフィールド径の拡大光ファイバ
を簡易に且つ実用的なコストで作製できるようになるの
で、光ファイバ接続や光部品モジュールの作製コストが
大幅に低減し、よって経済的な光加入者系システムを実
現できるという効果を奏する。
、本発明によればモードフィールド径の拡大光ファイバ
を簡易に且つ実用的なコストで作製できるようになるの
で、光ファイバ接続や光部品モジュールの作製コストが
大幅に低減し、よって経済的な光加入者系システムを実
現できるという効果を奏する。
【図１】本発明の第一の実施例に係る光ファイバのモー
ドフィールド径拡大装置の正面図である。
ドフィールド径拡大装置の正面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図２の要部拡大図である。
【図４】第一の実施例装置を用いてＧｅ添加光ファイバ
を加熱したときのモードフィールド径拡大の様子を示す
グラフである。
を加熱したときのモードフィールド径拡大の様子を示す
グラフである。
【図５】第一の実施例装置で作製したＧｅ添加光ファイ
バの長さ方向におけるモードフィールド径の分布を示す
グラフである。
バの長さ方向におけるモードフィールド径の分布を示す
グラフである。
【図６】第一の実施例装置を用いてＦ添加光ファイバを
加熱したときのモードフィールド径拡大の様子を示すグ
ラフである。
加熱したときのモードフィールド径拡大の様子を示すグ
ラフである。
【図７】本発明の第二の実施例に係る光ファイバのモー
ドフィールド径拡大装置の光ファイバ加熱手段だけを光
ファイバの固定方向と平行な方向からみた概略図である
。
ドフィールド径拡大装置の光ファイバ加熱手段だけを光
ファイバの固定方向と平行な方向からみた概略図である
。
【図８】モードフィールド径が異なる光ファイバを融着
接続したのち、第二の実施例装置を用いて融着接続部を
加熱したときの接続損失の変化を示すグラフである。
接続したのち、第二の実施例装置を用いて融着接続部を
加熱したときの接続損失の変化を示すグラフである。
【図９】本発明の第三の実施例に係る光ファイバのモー
ドフィールド径拡大装置の光ファイバ加熱手段だけを光
ファイバの固定方向と平行な方向からみた概略図である
。
ドフィールド径拡大装置の光ファイバ加熱手段だけを光
ファイバの固定方向と平行な方向からみた概略図である
。
１１ 基台
１２，２２ 光ファイバ
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｄ，１２Ｅ Ｇｅ添加光ファイ
バ１２Ｃ Ｆ添加光ファイバ １３ａ〜１３ｃ 光ファイバ固定台 １４ 可動式光ファイバ固定台 １５ ワイヤ １６ 分銅 １７ 滑車 １８Ａ，１８Ｂ，２８Ａ〜２８Ｄ，３８Ａ〜３８Ｃ，３
９Ａ〜３９Ｃ マイクロバーナ １９ プロパンガスボンベ ２０ 酸素ボンベ ２１，２２ 配管 ２３，２４ ガス流量制御器
バ１２Ｃ Ｆ添加光ファイバ １３ａ〜１３ｃ 光ファイバ固定台 １４ 可動式光ファイバ固定台 １５ ワイヤ １６ 分銅 １７ 滑車 １８Ａ，１８Ｂ，２８Ａ〜２８Ｄ，３８Ａ〜３８Ｃ，３
９Ａ〜３９Ｃ マイクロバーナ １９ プロパンガスボンベ ２０ 酸素ボンベ ２１，２２ 配管 ２３，２４ ガス流量制御器
Claims (6)
- 【請求項１】 コアとクラッドとからなる石英系光フ
ァイバのモードフィールド径を拡大したい部分の被覆を
除去し、次いで、該光ファイバを真っ直ぐに伸ばした状
態で固定した後、上記被覆除去部分を該光ファイバが変
形することなく直接加熱し、コア又はクラッドに添加さ
れたドーパントを熱拡散させて光ファイバのモードフィ
ールド径を拡大させることを特徴とする光ファイバのモ
ードフィールド径拡大方法。 - 【請求項２】 コアとクラッドとからなる石英系光フ
ァイバを局所的に加熱し、上記コア及びクラッドのいず
れかに添加されているドーパントを熱拡散させて光ファ
イバのモードフィールド径を拡大させる光ファイバのモ
ードフィールド径拡大装置において、モードフィールド
径を拡大したい区間の被覆が除去された光ファイバに張
力を印加して該光ファイバを真っ直ぐに伸ばしてなる張
力印加手段と、この真っ直ぐに伸ばされた光ファイバを
真っ直ぐに伸ばした状態で固定してなる光ファイバ固定
手段と、上記光ファイバの被覆除去部のモードフィール
ド径を拡大させる部分を光ファイバが変形することなく
直接加熱してなる光ファイバ加熱手段とを具備すること
を特徴とする光ファイバのモードフィールド径拡大装置
。 - 【請求項３】 請求項２記載の光ファイバのモードフ
ィールド径拡大装置において、光ファイバ加熱手段が、
光ファイバの固定軸方向と直交する方向に該光ファイバ
を介して等距離に対向して配設された同一寸法の二本の
マイクロバーナと、この２本のマイクロバーナに対して
等しい流量のガスを供給するガス流量制御手段と、上記
２本のマイクロバーナを光ファイバに対して対称な位置
に保った状態で光ファイバの固定軸方向と平行方向ある
いは固定軸方向と直交する方向に走査するバーナ走査機
構とを具備してなることを特徴とする光ファイバのモー
ドフィールド径拡大装置。 - 【請求項４】 請求項２記載の光ファイバのモードフ
ィールド径拡大装置において、光ファイバ加熱手段が、
光ファイバの固定軸方向と直交する面内の等距離に点対
称に配置された同一寸法の偶数本のマイクロバーナと、
偶数本のマイクロバーナに等しい流量のガスを供給する
ガス流量制御手段と、この偶数本のマイクロバーナを光
ファイバに対して点対称な位置に保ったまま光ファイバ
の固定軸方向と平行方向あるいは固定軸方向と直交する
方向に走査するバーナ走査機構とを具備してなることを
特徴とする光ファイバのモードフィールド径拡大装置。 - 【請求項５】 請求項２記載の光ファイバのモードフ
ィールド径拡大装置において、光ファイバ加熱手段が、
同一平面上に平行に並べて固定された複数本の光ファイ
バの固定平面の両側の等距離に対向して配設され、且つ
光ファイバの固定軸方向と直交する方向に並べられてい
る同一寸法の複数組のマイクロバーナと、複数組のマイ
クロバーナに等しい流量のガスを供給するガス流量制御
手段と、複数組のマイクロバーナを光ファイバ固定平面
に対して対称な位置に保ったまま光ファイバの固定軸方
向と平行方向あるいは固定軸方向と直交する方向に走査
するバーナ走査機構とを具備してなることを特徴とする
光ファイバのモードフィールド径拡大装置。 - 【請求項６】 請求項２〜５記載の光ファイバのモー
ドフィールド径拡大装置において、光ファイバを加熱す
る加熱温度が１５００℃〜１８００℃であることを特徴
とする光ファイバのモードフィールド径拡大装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3022161A JP2693649B2 (ja) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | 光ファイバのモードフィールド径拡大装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3022161A JP2693649B2 (ja) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | 光ファイバのモードフィールド径拡大装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04260007A true JPH04260007A (ja) | 1992-09-16 |
| JP2693649B2 JP2693649B2 (ja) | 1997-12-24 |
Family
ID=12075103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3022161A Expired - Lifetime JP2693649B2 (ja) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | 光ファイバのモードフィールド径拡大装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2693649B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002277672A (ja) * | 2001-03-13 | 2002-09-25 | Viveen Ltd | 光ファイバー結合体 |
| JP2002350669A (ja) * | 2001-05-25 | 2002-12-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光ファイバの接続方法、及び光ファイバ素子 |
| US6789960B2 (en) | 2001-07-06 | 2004-09-14 | Corning Incorporated | Method of connecting optical fibers, an optical fiber therefor, and an optical fiber span therefrom |
| AU777348B2 (en) * | 2000-10-20 | 2004-10-14 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fiber device and method of making the same |
| JP2005164090A (ja) * | 2003-12-01 | 2005-06-23 | Nikko Materials Co Ltd | 板状発熱体を備えた薄型高温電気炉 |
| US7110648B2 (en) | 2004-08-27 | 2006-09-19 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Analog optical transmission system |
| US7142771B2 (en) * | 2002-03-12 | 2006-11-28 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of and apparatus for expanding mode field diameter of optical fiber |
| US8490435B2 (en) | 2010-09-29 | 2013-07-23 | Hitachi Cable, Ltd. | Optical fiber end processing method and optical fiber end processing apparatus |
| US11714242B2 (en) | 2021-05-26 | 2023-08-01 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fiber array and optical fiber connection structure |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02266307A (ja) * | 1989-04-07 | 1990-10-31 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光導波体のスポットサイズの局所変換部形成方法 |
-
1991
- 1991-02-15 JP JP3022161A patent/JP2693649B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02266307A (ja) * | 1989-04-07 | 1990-10-31 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光導波体のスポットサイズの局所変換部形成方法 |
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| AU777348B2 (en) * | 2000-10-20 | 2004-10-14 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fiber device and method of making the same |
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| JP2005164090A (ja) * | 2003-12-01 | 2005-06-23 | Nikko Materials Co Ltd | 板状発熱体を備えた薄型高温電気炉 |
| JP4563022B2 (ja) * | 2003-12-01 | 2010-10-13 | 日鉱金属株式会社 | 板状発熱体からなる薄型高温電気加熱炉 |
| US7110648B2 (en) | 2004-08-27 | 2006-09-19 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Analog optical transmission system |
| US8490435B2 (en) | 2010-09-29 | 2013-07-23 | Hitachi Cable, Ltd. | Optical fiber end processing method and optical fiber end processing apparatus |
| US11714242B2 (en) | 2021-05-26 | 2023-08-01 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fiber array and optical fiber connection structure |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2693649B2 (ja) | 1997-12-24 |
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