JPH05341150A - 光ファイバの融着接続方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ファイバを低損失で融着接続する方法及び
装置に関する。 【構成】 光ファイバ１の端面を突合わせ、端面近傍を
アーク放電によって加熱して融着接続する方法におい
て、接続部１―１のコア及びクラツドの形状を顕微鏡付
カメラ５によって観測し、モードフィールド径が所定の
大きさに拡大するまで追加加熱する方法と装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバを低損失で
融着接続する方法及び装置に関する。

【０００２】

【従釆の技術】光ファイバの融着接続において、接続損
失を低減させる従来の方法を図３に示す。光ファイバ１
の端面を突合わせ、放電電極２によって融着接続した
後、光源１１とパワーメータ１２によって接続点１―１
の接続損失を測定する。このとき、測定値が所定の値以
上の場合は追加加熱して接続損失の改善を行っていた
（特開昭６０―２３７４０８）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の方法は、追加放
電を行うか否かの判定を接続された光ファイバ１，１の
両端に光源１１とパワーメータ１２を接続し、接続損失
の測定結果から行うため、適用する範囲に限界があっ
た。また、接続損失の発生原因が、ファイバ端面の接触
不良か、コア軸の不一致か、あるいはコア外径の差によ
るものなのか解らないので追加加熱しても改善されると
は限らなかった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、これらの問題
点を解消するための光ファイバの融着接続方法及び装置
に関し、その特徴とするところは、光ファイバの端面を
突合わせ、端面近傍をアーク放電によって加熱して融着
接続する方法において、接続部のコア及びクラッドの形
状を観測し、モードフィールド径が所定の大きさに拡大
するまで追加加熱する方法である。

【０００５】ここで、接続された光ファイバのうち、モ
ードフィールド径の小さい方の光ファイバの接続部近傍
を追加加熱すると効果的である。

【０００６】また、融着接続部のモードフィールド径を
最も大きくし、該接続部から光ファイバ長軸方向に離れ
るに従って徐々にモードフィールド径が縮小するように
追加加熱するとよい。

【０００７】具体的には、接続された光ファイバの一方
がモードフィールド径の小さい光増幅用ファイバ、他方
が比較的モードフィールド径の大きい光伝送用ファイバ
に適用される。

【０００８】さらに、少なくとも光ファイバ保持ステー
ジ、放電電極保持ステージ及び融着接続部の観測装置と
を備え、観測装置は融着部近傍のコア及びクラッドの形
状を識別可能に取付けられ、光ファイバ保持ステージ及
び放電電極保持ステージの両方またはいずれか一方が光
ファイバ軸方向に移動可能に取付けられ、放電加熱位置
をファイバ長軸方向の任意の場所に設定できる融着接続
装置である。

【０００９】

【作用】光ファイバを所定の条件で加熱するとコアの中
のドーパントがクラツドに拡散し、実質的にモードフィ
ールド径が拡大し、接続部の損失が減少することが知ら
れている（１９９０年、電子情報通信学会：ＯＱＥ８９
―１３５）。ところで、融着接続における接続損失は種
々の原因によって発生する。本発明はこれらの原因を判
断するために、接続部の状態を観測すること、次いで所
定の位置を追加加熱するものである。

【００１０】図１は本発明の光ファイバの融着接続方法
及び装置に係わる一実施例の説明図であり、光ファイバ
１，１はその端面１―１において放電電極棒２，２によ
って融着接続され、接続部１―１の近傍を照明４と顕微
鏡付カメラ５からなる観測装置によってコア及びクラツ
ドの形状を認識し、画像処理装置６によって接続状態及
び寸法等を判定する。ここで、光ファイバ１，１及び接
続部１―１に照明光があたるとコア、クラッドは夫々屈
折率及び構造の相違に従ってカメラ６には明暗となって
現われる。

【００１１】図２は、本発明の光ファイバの融着接続装
置に係わる他の実施例の説明図であり、図１の構成に光
ファイバを保持するステージ９及び放電電極棒を保持し
たステージ８のいずれかまたは両方を光ファイバ１，１
の軸方向に移動可能に取付けた装置である。接続部１―
１近傍の状態がカメラ５によって観測され、その結果い
ずれかの光ファイバのモードフィールド径が小さいとの
情報が画像処理装置６から制御装置７′へ送られた場
合、制御装置は稼働装置１０または１０′に位置の変更
を、放電装置３に追加加熱するよう命令する。また、モ
ードフィールド径は、等しいが若干の軸ずれが生じた場
合は、接続部１―１を追加加熱し、両方のモードフィー
ルド径を大きくすることによって相対的にエラーの比率
を小さくすることができる。端面の融着が不十分で接触
が完全でない場合も、接続部１―１を追加加熱すること
によって接続損失を改善することができる。即ち、接続
状態を観測し、夫々の状況に応じて必要な位置を追加加
熱するものである。

【００１２】

【実施例】図２の装置を用いて光ファイバを融着接続し
た場合の実施例について説明する。 （実施例１） 接続した光ファイバは、モードフィール
ド径が９μｍ、クラッド径が１２５μｍに紫外線硬化型
樹脂を被覆したものであり、クラッドとの屈折率差が
０．３％となるまでコアにゲルマニウムをドープしたＳ
Ｍファイバである。この光ファイバを融着接続したとこ
ろ接続損失は０．１ｄＢであった。次いで、接続点１―
１にアーク放電によって１分間追加加熱したところ、接
続近傍のモードフィールド径は１０μｍまで拡大し、接
続損失は０．０５ｄＢまで改善された。上記の追加加熱
源として融着接続用のアーク放電を適用したが、この他
にＣＯ₂レーザ等も適用できる。

【００１３】（実施例２） 光ファイバ増幅器に用いら
れる一つの例としてモードフィルド径４μｍ、屈折率差
２％の光増幅用エルビウム添加光ファイバと、モードフ
ィールド径８μｍ、屈折率差１％の光伝送用分散シフト
ファイバとを従来の方法で融着接続したところ接続損失
は０．４ｄＢであった。次いで、接続部１―１の近傍の
エルビウム添加ファイバに対して位置をずらしながら５
回追加加熱したところ、最大８μｍのテーパ型にモード
フィールド径が拡大され接続損失は０．１ｄＢまで改善
した。この結果、光ファイバ増幅器の性能を示す雑音指
数も従来の５．０ｄＢから４．７ｄＢに改善された。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、融着後
の接続状態を観測し、その状態に応じて必要な位置を追
加加熱するので効率よく接続損失の改善をすることがで
きる。特に、モードフィールド径の小さな分散シフトフ
ァイバ、高ＮＡファイバ、光ファイバ増幅器等の接続に
適用すると効果的である。また、接続状態を観測するこ
とによって接続の良否判断ができるので、ケーブル工事
の接続に適している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ファイバの融着接続方法及び装置に
係わる一実施例の説明図である。

【図２】本発明の光ファイバの融着接続装置に係わる他
の実施例の説明図である。

【図３】従来の光ファイバの融着接続方法に係わる説明
図である。

【符号の説明】

１：光ファイバ １−１：接続部 ２：放電電極棒 ３，３′：放電処理装置 ４：照明 ５：顕微鏡付カメラ ６：画像処理装置 ７，７′：制御装置 ８：電極棒保持ステージ ９：ファイバ保持ステージ １０，１０′：移動装置 １１：光源 １２：パワーメータ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバの端面を突合わせ、端面近傍
   をアーク放電によって加熱して融着接続する方法におい
   て、接続部のコア及びクラッドの形状を観測し、モード
   フィールド径が所定の大きさに拡大するまで追加加熱す
   ることを特徴とする光ファイバの融着接続方法。
2. 【請求項２】 接続された光ファイバのうち、モードフ
   ィールド径の小さい方の光ファイバの接続部近傍を追加
   加熱することを特徴とする請求項１記載の光ファイバの
   融着接続方法。
3. 【請求項３】 融着接続部のモードフィールド径を最も
   大きくし、該接続部から光ファイバ長軸方向に離れるに
   従って徐々にモードフィールド径が縮小するように追加
   加熱することを特徴とする請求項１又は２記載の光ファ
   イバの融着接続方法。
4. 【請求項４】 接続された光ファイバの一方がモードフ
   ィールド径の小さい光増幅用ファイバ、他方が比較的モ
   ードフィールド径の大きい光伝送用ファイバであること
   を特徴とする請求項２又は３記載の光ファイバの融着接
   続方法。
5. 【請求項５】 少なくとも光ファイバ保持ステージ、放
   電電極保持ステージ及び融着接続部の観測装置とを備
   え、観測装置は融着部近傍のコア及びクラッドの形状を
   識別可能に取付けられ、光ファイバ保持ステージ及び放
   電電極保持ステージの両方またはいずれか一方が光ファ
   イバ軸方向に移動可能に取付けられ、放電加熱位置をフ
   ァイバ長軸方向の任意の場所に設定できることを特徴と
   する融着接続装置。