JPH06250041A - 光ファイバ型カプラの製造方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】光学的特性に優れ、とくに過剰損失の小さな光
ファイバ型カプラを再現性よく工業的に製造する製造方
法、および製造装置を提供する。 【構成】複数本の光ファイバ１および２が平行に整列さ
れた部分３の前後を、光ファイバ１および２の方向に可
動な２つのクランプ４および５で把持して平行を維持さ
せる。この平行に整列された部分３を定位置に固定され
たアーク放電６ａ・６ｂの加熱範囲に位置させて２つの
クランプ４および５を同一方向に移動させ、その移動方
向の前側クランプ４を後側クランプ５よりも速い移動速
度v₁にして光ファイバ１および２に張力を与え、平行に
整列させた部分３を加熱融着すると同時に延伸して結合
部を形成することで、光ファイバ型カプラが製造され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光結合、光分岐や合分
波の機能を有する光ファイバ型カプラの製造方法、およ
びその製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバ型カプラは光通信システムの
なかに組み込まれるデバイスであり、光信号を互いに結
合または分岐させたり、あるいは波長の異なる光信号を
合波、分波させるものである。光ファイバ型カプラの構
造は、例えば図２に示すように、２本の光ファイバ１お
よび２が結合部３０で結合している。一方の光ファイバ
１（または２）から入射した光が結合部３０を通ること
により他方の光ファイバ２（または１）に分岐したり、
光ファイバ１および２に入射した光が結合部３０を通る
ことにより合波したりする。結合される光ファイバは２
本に限らず、さらに多い本数の場合もある。光ファイバ
型カプラの光学的特性、とくに過剰損失は結合部３０の
形状に大きく左右される。

【０００３】このような光ファイバ型カプラの製造方法
には、側面を研磨した複数本の光ファイバを研磨面に沿
って互いに接合させて結合部を形成する研磨法と、複数
本の光ファイバを融着延伸させて結合部を形成する融着
延伸法が知られている。

【０００４】融着延伸法は、保護被覆の一部を除去した
光ファイバの複数本を平行に並べ、その前後２カ所を移
動可能な台の上にクランプで支持し、２つの移動台の間
に配置した加熱手段を用いて光ファイバを加熱する。こ
のとき２つの移動台をそれぞれ左右に移動することによ
り延伸して光結合部を形成する方法である。

【０００５】従来、加熱手段として水素あるいは可燃性
ガスを燃料とするマイクロバーナが一般に用いられてい
る。前記のように光ファイバ型カプラの光学的特性は結
合部の形状に影響し、良好な光学的特性の結合部を得る
ための加熱には高い精度の温度安定性が要求される。ま
た結合部の外径の変化が急激であると光学特性が劣化す
るので、光ファイバを広い範囲にわたり加熱する必要が
ある。光ファイバを広範囲に加熱する手段として、特開
平2-118606号公報には複数本のマイクロバーナを光ファ
イバの軸方向に配列させる構成が示されている。このよ
うにマイクロバーナを使用する構成は火炎の揺らぎがで
やすい。また微少流量の燃料ガス、助燃性ガスを高精度
で制御して温度を安定させることが困難である。

【０００６】このようにマイクロバーナを使用するとい
くつかの困難な問題があるため、特開平3-158803号公報
にはアーク放電により加熱する構成が開示されている。
同公報の記載によれば、アーク放電による加熱範囲が狭
いため、融着延伸させる光ファイバに沿ってアーク放電
電極を移動させるようにしている。一般的には、ガス燃
焼の加熱でガス流量を調整して温度を制御するより、電
気的加熱で電力量を調整して温度を制御する方がはるか
に安定に制御できるといわれている。しかしせっかく電
気的加熱であるアーク放電を採用しても、このようにア
ーク放電電極を移動させると、アーク放電による加熱範
囲が次々に移動して常に新しい範囲を加熱してゆくた
め、温度制御が安定しないことになってしまう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】光ファイバ型カプラの
製造方法およびその製造装置に採用された従来の加熱手
段、加熱方法には、上記したようないくつかの問題点が
あった。そのため、規定どおりの形状の結合部で、光学
的特性に優れ、過剰損失のない光ファイバ型カプラが得
られにくかった。

【０００８】本発明はこれらの問題点を解消し、光学的
特性に優れ、とくに過剰損失の小さな光ファイバ型カプ
ラを再現性よく工業的に製造する製造方法、および製造
装置を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めになされた本発明の光ファイバ型カプラの製造方法
を、実施例に対応する図１により説明する。本発明の光
ファイバ型カプラの製造方法は、同図に示すように、複
数本の光ファイバ１および２が平行に整列された部分３
の前後を、光ファイバ１および２の方向に可動な２つの
クランプ４および５で把持して平行を維持させ、この平
行に整列された部分３を定位置に固定されたアーク放電
６ａ・６ｂの加熱範囲に位置させて２つのクランプ４お
よび５を同一方向に移動させ、その移動方向の前側クラ
ンプ４を後側クランプ５よりも速い移動速度v₁にして光
ファイバ１および２に張力を与え、平行に整列させた部
分３を加熱融着するとともに延伸して結合部30（図２参
照）を形成する。

【００１０】前側クランプ４の移動速度v₁は後側クラン
プ５の移動速度v₂の１．２〜５．０倍であることが好ま
しい。また前記の目的を達成するためになされた本発明
の光ファイバ型カプラの製造装置は、実施例に対応する
図１に示すように、平行に整列された複数本の光ファイ
バ１および２の前後を把持する２つの可動クランプ４お
よび５と、２つの可動クランプ４および５を異なった速
度で光ファイバ１および２の方向に移動させる駆動手段
１０・１１・１２・１３と、２つの可動クランプ４およ
び５の中間に加熱範囲をもつアーク放電装置６ａ・６ｂ
とを有している。

【００１１】

【作用】複数本の光ファイバ１および２は平行に整列さ
れ、クランプ４および５で把持されて平行を維持する。
この平行に整列された部分３がアーク放電６ａ・６ｂの
加熱範囲に位置する。アーク放電６ａ・６ｂで加熱しな
がら駆動手段１０・１１・１２・１３を駆動すると、２
つのクランプ４および５を同一方向に移動するので、平
行に整列された部分３が加熱される位置は移動する。前
側クランプ４の移動速度v₁は後側クランプ５の移動速度
v₂よりも速いため、前側クランプ４より後側クランプ５
が遅れて、光ファイバ１および２に張力がかかる。平行
に整列された部分３は、定速で移動しながら加熱されて
いくので、狭い範囲が溶融するのではなく、移動した範
囲が溶融し、融着すると同時に延伸して結合部３０が形
成される。このとき平行に整列された部分３が加熱され
る範囲は移動するが、アーク放電６ａ・６ｂは定位置に
固定されているので、その加熱範囲も定範囲になるた
め、温度は変動しにくい。安定した均一な温度で加熱さ
れることになり、一定な形状の結合部３０が得られるこ
とになる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図１は本
発明の光ファイバ型カプラの製造方法を実施するための
製造装置の斜視図である。装置は、基台１４の上に組み
上げられる。基台１４には中央にステージ案内溝１５が
形成され、上面の端部にモータ１０が設置されている。
ステージ案内溝15には送りネジ棒１２・１３が回転自在
に配置されている。送りネジ棒１２・１３はつながった
１本の棒であり、ネジの捻り方向は同じであるが、略中
央でネジのピッチを変えてある。送りネジ棒１２のピッ
チは、送りネジ棒１３のピッチより長くなっている。送
りネジ棒１２・１３は歯車列１１によりモータ１０に連
結している。

【００１３】第１移動ステージ１７の下側には摺動突起
１７ａ、第２移動ステージ１８の下側には摺動突起１８
ａが取り付けられており、摺動突起17ａおよび摺動突起
18ａがともに基台１４のステージ案内溝１５に摺動可能
に嵌っている。摺動突起17ａには送りネジ棒１２のピッ
チと合ったメネジが設けられ、摺動突起１８ａには送り
ネジ棒１３のピッチと合ったメネジが設けられ、夫々螺
合している。第１移動ステージ１７の上側には平行に整
列された光ファイバ１および２を挟んで保持できるクラ
ンプ４、第２移動ステージ１８の上側には同じく光ファ
イバ１および２を挟んで保持できるクランプ５が取り付
けられている。

【００１４】さらに基台１４の中央上方には、光ファイ
バ１および２の平行に整列された部分３を挟むようにア
ーク放電装置のアーク電極６ａおよび６ｂが固設され
る。この他、基台１４の近くには光ファイバ２に連結す
る半導体レーザ２１と、光ファイバ１に連結する光量測
定装置２２を設けてある。

【００１５】上記の製造装置で、光ファイバ１および２
を平行に整列させ、平行部分３の前後をクランプ４およ
び５で把持する。すると平行部分３がアーク電極６ａ・
６ｂの加熱範囲に位置する。光ファイバ２には半導体レ
ーザ２１を連結し、光ファイバ１に光量測定装置２２を
連結し、夫々動作させておき、光量測定装置２２を監視
しながら以下を実施する。

【００１６】アーク電極６ａ・６ｂに図示しない電源装
置から電圧を印加すると、アーク放電が発生し、光ファ
イバ１および２の平行部分３が加熱される。このときモ
ータ１０を回転させると、回転が歯車列１１により伝え
られ、送りネジ棒１２・１３が回転する。ネジ棒１２お
よび１３の回転でこれと螺合している第１移動ステージ
１７および第２移動ステージ１８がステージ案内溝１５
に沿って摺動する。第１移動ステージ１７および第２移
動ステージ１８は、ネジ棒１２および１３のネジの捻り
方向は同じであるから同一方向に進行するが、進行速度
は異なる。送りネジ棒１２のピッチは、送りネジ棒１３
のピッチより長くなっているため、第１移動ステージ１
７の移動速度v₁は第２移動ステージ１８の移動速度v₂よ
り速くなる。第１移動ステージ１７と一緒に移動するク
ランプ４は、第２移動ステージ18と一緒に移動するクラ
ンプ５より速いので、光ファイバ１および２に張力がか
かる。このとき平行部分３は、定速で移動しながら加熱
されてゆくので、移動した範囲が溶融し、融着すると同
時に延伸して結合部３０（図２参照）が形成されてゆ
く。

【００１７】融着延伸が進むにつれて光ファイバ１から
光ファイバ２へ分岐する光量が変化する。同様に光ファ
イバ２から光ファイバ１へ分岐する光量が変化する。こ
れは、半導体レーザ２１から入射したレーザー光が光フ
ァイバ２を通って光ファイバ１へ分岐し、光ファイバ１
から出射する光量を光量測定装置２２で測定することに
より知ることができる。光量測定装置２２で観察される
分岐光量が所望の値になったときに、モータ１０の回転
を停止させ、アーク電極６ａ・６ｂへの印加電圧を遮断
して加熱停止することにより、融着延伸が止まる。この
ようにして製造された光ファイバ型カプラは、所期の分
岐比（結合比）になる。

【００１８】第１移動ステージ１７および第２移動ステ
ージ１８の移動速度と移動時間を調節することで延伸長
すなわち結合部３０の長さを制御することができる。ま
た、第１移動ステージ１７の移動速度と第２移動ステー
ジ１８の移動速度との比を調整することで延伸径すなわ
ち結合部３０の径を制御することができる。上記の実施
例の製造装置では、１つのモータ１０にネジピッチの異
なる送りネジ棒１２および１３を連結して、第１移動ス
テージ１７および第２移動ステージ１８の移動速度を変
えているが、第１移動ステージ１７および第２移動ステ
ージ１８を夫々独立のモータに連結し、夫々独立の制御
により第１移動ステージ１７および第２移動ステージ１
８の移動速度を変えるようにしてもよい。

【００１９】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明の光
ファイバ型カプラの製造方法および製造装置では、固定
されたアーク放電により加熱することで、光ファイバが
安定した温度で所定の範囲を均一に加熱され、光結合部
の外径変化を緩やかにすることができる。そのため光学
的特性に優れ、とくに過剰損失の小さな光ファイバ型カ
プラを再現性よく工業的に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用する光ファイバ型カプラの製造装
置の実施例の斜視図である。

【図２】光ファイバ型カプラの外観拡大図である。

【符号の説明】

１・２は光ファイバ、３は光ファイバの平行部分、４・
５はクランプ、６ａ・６ｂはアーク電極、１０はモー
タ、１１は歯車列、１２・１３は送りネジ棒、14は基
台、１５はステージ案内溝、１７は第１移動ステージ、
１８は第２移動ステージ、１７ａ・１８ｂは摺動突起、
２１は半導体レーザ、２２は光量測定装置、３０は結合
部である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本の光ファイバが平行に整列された
   部分の前後を、光ファイバ方向に可動な２つのクランプ
   で把持して平行を維持させ、この平行に整列された部分
   を定位置に固定されたアーク放電の加熱範囲に位置させ
   て２つのクランプを同一方向に移動させ、その移動方向
   の前側クランプを後側クランプよりも速い移動速度にし
   て光ファイバに張力を与え、平行に整列させた部分を加
   熱融着するとともに延伸して結合部を形成することを特
   徴とする光ファイバ型カプラの製造方法。
2. 【請求項２】 該前側クランプの移動速度が、該後側ク
   ランプの移動速度の１．２〜５．０倍である請求項１に
   記載の光ファイバカプラの製造方法。
3. 【請求項３】 平行に整列された複数本の光ファイバの
   前後を把持する２つの可動クランプと、該２つの可動ク
   ランプを異なった速度で光ファイバ方向に移動させる駆
   動手段と、該２つの可動クランプの中間に加熱範囲をも
   つアーク放電装置とを有することを特徴とする光ファイ
   バ型カプラの製造装置。