JPH06308354A - Package structural body of optical fiber - Google Patents

Package structural body of optical fiber

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JPH06308354A
JPH06308354A JP15000492A JP15000492A JPH06308354A JP H06308354 A JPH06308354 A JP H06308354A JP 15000492 A JP15000492 A JP 15000492A JP 15000492 A JP15000492 A JP 15000492A JP H06308354 A JPH06308354 A JP H06308354A
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JP
Japan
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fiber
silica
silica substrate
substrate
fibers
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Application number
JP15000492A
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Japanese (ja)
Inventor
Ookurei Kenisu
オークレイ ケニス
Kuraiyan Karamu
クライヤン カラム
Fuitsutsujierarudo Karariin
フィッツジェラルド カラリーン
Hatsusee Konresu
ハッセー コンレス
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Sumitomo Cement Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Cement Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide the package structural body of an optical fiber which is capable of keeping the elongation and contraction of a silica coupler/base body apart from the elongation and contraction of an adhesive and is more surely enhanced in long-term stability and reliability. CONSTITUTION:Te fiber 3 is arranged so as to come into contact in parallel with the silica base body 7 on both cases of fusing of the fiber 3 in a transverse direction and fusing of the fiber 3 in the silica base body 7. The stress and strain in the fiber 3 are relieved and removed by heating and annealing before fusing. The fiber is directly fused and fixed near both ends of the silica base body, by which the package structural body having the extremely stabilized coupling property is obtd.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも単一ファイ
バーのスプライスから成る光ファイバーのパッケージ構
造体に関する。特に、ファイバー装置がシリカ基体に実
際に融着固定され、それにより、究極的安定化を有する
結合性を持つ、少なくとも1次的なパッケージ構造とそ
の組み立ての光ファイバーのためのパッケージ構造体に
関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an optical fiber packaging structure comprising at least a single fiber splice. In particular, it relates to a packaging structure for an optical fiber of at least a primary packaging structure and its assembly, in which the fiber device is actually fusion-bonded to a silica substrate, so that it has a bond with ultimate stabilization.

【0002】[0002]

【従来の技術】光ファイバーのカップリング方法は、着
脱が不可能な永久カップリング(スプライス)と、着脱
が可能なコネクタカップリングとに大別される。永久カ
ップリングは、いったんカップリングしたら再び分離す
る必要のない場合に使用され、融着カップリングと接着
カップリングが現在実用されている。いずれのカップリ
ング方法でも、低カップリング損失、カップリング部の
長期安定性、低コスト及びカップリング作業の簡便さと
短い作業時間が求められており、且つ、それらが重要な
キイとなる。
2. Description of the Related Art Optical fiber coupling methods are roughly classified into permanent couplings (splices) that are not removable and connector couplings that are removable. Permanent coupling is used when it is not necessary to separate it once it has been coupled, and fusion and adhesive couplings are currently in practice. In any of the coupling methods, low coupling loss, long-term stability of the coupling portion, low cost, simplicity of coupling work, and short working time are required, and they are important keys.

【0003】また、単一モードの融着テイパー化カップ
ラーの信頼性は、ファイバー装置のパッケージ方法に依
存する。テイパー化されたカップリング領域は、空気中
に(或いはシリコン・ゴムのような低い屈折率カプセル
物中に)なければならないが、例えば、熱応力等により
伸び或いは縮みしてはならない、そうでないと、カップ
リング比率が変動する。融着テイパー化カップラーのパ
ッケージは、通常2段階方法である。1次的パッケージ
は、シリカ基体(管或いはロッド)であり、それに対し
て、ファイバー・リードがそれに接着剤で固定されてい
るものであり、従って、基体の熱膨張は、シリカ・ファ
イバー・カップラーに合致している。カップラーを保持
する他に、良好な1次的パッケージは、カップリング領
域を安定化し、温度及び振動の影響がないようにする。
然し乍ら、カップラーの長い期間の信頼性は、温度安定
性及び化学的耐性は、1次的パッケージでのシリカ基体
へのファイバー・リードを保持する接着剤の特性に依存
している。2次的パッケージはファイバー装置へ凸凹性
を与え、一般的に、ステンレス鋼管或いはインジェクシ
ョン鋳造プラスチック等により成り、そして、更に、接
着剤で付けた1次的シリカ基体に適用するものである。
Also, the reliability of a single mode fused taper coupler depends on the method of packaging the fiber device. The tapered coupling region must be in air (or in a low refractive index encapsulant such as silicone rubber), but must not expand or contract due to, for example, thermal stress, or otherwise. , The coupling ratio fluctuates. Packaging of fused taper couplers is usually a two step process. The primary package is a silica substrate (tube or rod), to which the fiber leads are adhesively secured, so that the thermal expansion of the substrate is due to the silica fiber coupler. It matches. Besides retaining the coupler, a good primary package stabilizes the coupling area and is immune to temperature and vibration effects.
However, the long term reliability of the coupler, temperature stability and chemical resistance depend on the properties of the adhesive holding the fiber lead to the silica substrate in the primary package. The secondary package imparts ruggedness to the fiber device, typically made of stainless steel tubing or injection cast plastic, etc., and is further applied to an adhesive-bonded primary silica substrate.

【0004】また、カップリングすべき光ファイバー端
面同志をアーク放電熱で融着させカップリングする融着
方法は、低い損失で、長期の信頼性に優れたカップリン
グが確実にできるため、現在カップリング方法として、
最も多く使用されているが、これは、融着前の光ファイ
バー端面の切断状態に対して行ない、即ち、端面の平滑
性、欠け、突起などがないことを必要としてい、低い損
失を安定して得るためである。
Further, the fusion method in which the end faces of the optical fibers to be coupled are fused by arc discharge heat, and the coupling can be ensured with low loss and long-term reliability. As a way
Most commonly used, this is done for the cutting state of the optical fiber end face before fusion, that is, it requires smoothness, chipping, protrusions, etc. of the end face and stable low loss. To get it.

【0005】また、一般的に、組み立てた後に安定化
し、保護する必要があるファイバー装置では、その装置
自体の感度について変化する安定化構造を有する。最も
安定な配置は、ファイバーを同じ材料の基体に付着する
ものである。例えば、SiO2ガラスファイバーについ
ては、シリカ・ガラス基体を用い、熱膨張率を合致させ
る。然し乍ら、最近、ファイバーをシリカ基体にエポキ
シ接着剤で接着させることが行なわれる。エポキシ結合
は、特定の温度範囲にわたり、また、他の環境条件で、
安定にできるものである。然し乍ら、現在まで、エポキ
シ接着剤のような接着剤でシリカ基体にファイバーを固
定するものである。エポキシ接着剤は、ある程度の温度
範囲或いは他の環境条件で安定にできるが、常に、条件
範囲には限界があり、エポキシ樹脂での集積化は、光フ
ァイバーと基体に対して比較的に困難である。
Also, fiber devices which generally require stabilization and protection after assembly have a stabilizing structure that varies with respect to the sensitivity of the device itself. The most stable arrangement is one in which the fibers are attached to a substrate of the same material. For example, for SiO 2 glass fibers, a silica glass substrate is used to match the coefficient of thermal expansion. However, recently, fibers have been bonded to silica substrates with epoxy adhesives. Epoxy bonds can be bonded over specific temperature ranges and under other environmental conditions.
It can be stable. However, to date, fibers have been fixed to silica substrates with adhesives such as epoxy adhesives. Epoxy adhesives can be stable to some temperature range or other environmental conditions, but always have a limited range of conditions and integration with epoxy resin is relatively difficult for optical fibers and substrates. .

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、前
記のような、従来のファイバー装置のパッケージ構造体
の欠点を解消し、従来の接着剤を用いた市販のカップラ
ーと競争できる程度の性能を有するファイバー・カップ
ラーを提供することを目的とする。また、本発明は、シ
リカ・カップラー/基体の伸びと縮みを、接着剤の伸
び、縮みから離しておくことができる光ファイバーのパ
ッケージ構造体を提供することを目的とする。また、本
発明は、長期間の安定性と信頼性を、接着剤によるパッ
ケージよりも、より確実に高めた光ファイバーのパッケ
ージ構造体を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention overcomes the above-mentioned drawbacks of conventional fiber device packaging structures and is competitive in performance with conventional adhesive-based commercial couplers. It aims at providing the fiber coupler which has. It is another object of the present invention to provide an optical fiber packaging structure capable of keeping the silica coupler / substrate elongation and contraction away from the adhesive elongation and contraction. It is another object of the present invention to provide an optical fiber package structure that has long-term stability and reliability enhanced more reliably than the adhesive package.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の技術的
な課題の解決のために、少なくとも単一ファイバーのス
プライスから成る光ファイバー装置のためのパッケージ
構造体において、該ファイバーを横方向で融着する場合
及び該ファイバーをシリカ基体中で融着する場合の両方
において、該ファイバーを、該シリカ基体に平行に接触
するように配置せしめ、そして、融着する前に、該ファ
イバーの中の応力、歪みを加熱アニ−ルすることによ
り、解放、除去し、該ファイバーは、該シリカ基体の両
端部付近で直接に融着固定され、また、該シリカ基体
が、該ファイバーの大きさと同じオーダーである場合、
ファイバーとシリカ基体は、加熱アニ−ル処理と融着処
理は同時にでき、また、該シリカ基体が大き過ぎる場
合、該シリカ基体は加熱シンクとして働き、応力除去が
行なわれ難くなり、長い加熱炉の中に、該ファイバーと
該シリカ基体の配置したものを入れて、加熱アニ−ル処
理で応力除去処理をし、該シリカ基体が直接に該ファイ
バーに融着固定され、シリカ成分で該シリカ基体と実際
に融着固定されており、それにより、究極的安定化の結
合性を有することを特徴とするパッケ−ジ構造体を提供
する。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above technical problem, the present invention provides a package structure for an optical fiber device comprising a splice of at least a single fiber, the fiber being laterally fused. The fiber is placed in parallel contact with the silica substrate, both when fused and when the fiber is fused in a silica substrate, and the stress in the fiber prior to fusing , The strain is released and removed by heating annealing, the fiber is directly fused and fixed near both ends of the silica substrate, and the silica substrate is in the same order as the size of the fiber. If there is
The fiber and the silica substrate can be subjected to the heating anneal treatment and the fusion treatment at the same time. Further, when the silica substrate is too large, the silica substrate acts as a heating sink, which makes it difficult to remove stress, resulting in long heating furnace The fiber and the silica substrate arranged therein are put therein and subjected to stress relief treatment by heating anneal treatment, the silica substrate is directly fused and fixed to the fiber, and the silica component is bonded to the silica substrate by a silica component. The package structure is characterized in that it is actually fusion-bonded and thereby has ultimate stability binding properties.

【0008】[0008]

【作用】本発明のパッケージ構造体においては、”光フ
ァイバー或いは光ファイバー装置”は、単一ファイバ
ー、単一ファイバー中のテイパー、研磨されエッチング
されたファイバー、多重ファイバーをスプライス(重ね
継ぎ:継ぎ手)中で互いに融着させ、そして、ファイバ
ーを融着させ、互いに、テイパーにした等のファイバー
構造をよりなるものである。また、異なる組合わせよる
なるものも含む。一般的に、従来、溶融テイパー化され
たカップラーは、2つの入力ファイバーと2つの出力フ
ァイバーからなり、そのネックされたカッリング領域で
は、2つの裸のファイバーが互いに融着され、引き伸ば
され、接着剤をファイバーと基体との間にパッケージす
ることにより、このカップラーを1次的な補強手段で安
定化し、即ち、裸のファイバーとそのカップリング領域
は、そのテイパー化されたファイバーの表面が、汚染さ
れないように、構成されている。
In the package structure of the present invention, "optical fiber or optical fiber device" means a single fiber, a taper in a single fiber, a polished and etched fiber, or a multi-fiber in a splice. It is comprised of a fiber structure, such as fused to each other and the fibers fused to each other into a taper. It also includes those made up of different combinations. Conventionally, a melt-tapered coupler consists of two input fibers and two output fibers, in the necked cutting region of which two bare fibers are fused together, stretched and glued together. By packaging the fiber between the fiber and the substrate, the coupler is stabilized by a primary reinforcing means, ie the bare fiber and its coupling area are not contaminated on the surface of the taperized fiber. As configured.

【0009】本発明の方法のおいては、1次的パッケー
ジ方法は、ファイバー・リードが、シリカ基体上に溶着
するものである。これは、接着剤を無くし、ファイバー
装置のカップリング比率の過剰損失或いは変動を顕著に
増加させることなく、達成することができる。従って、
1次的パッケージ体は、すべてシリカであり、カップラ
ーの長期間の安定性及び信頼性が確保され、全シリカ・
パッケージ体は、全シリカ・ファイバーと同程度永続す
るものである。2次的パッケージも同じ様に適用するこ
とができる。
In the method of the present invention, the primary packaging method is to deposit the fiber leads onto the silica substrate. This can be accomplished without adhesive and without significantly increasing excess loss or variability in the coupling ratio of the fiber device. Therefore,
The primary package is made entirely of silica, ensuring long-term stability and reliability of the coupler.
The package is as durable as all-silica fiber. Secondary packages can be applied as well.

【0010】一般的に、4−ポートの融着され、テイパ
ーのあるカップラーを、ファイバー装置の最も精密な例
として、また、ファイバー装置パッケージ構造の最も洗
練された例として、本発明を説明し、また、融着ファイ
バーー基体の方法をも説明する。溶融テイパーされたカ
ップラーは、図1のaに示すように、2つの入力ファイ
バーと2つの出力ファイバーからなる。図示の細くされ
たカッリング領域4では、2つの裸のファイバーが互い
に融着され、引き伸ばされたものである。このカップラ
ーを1次的な補強手段で安定化することが必要であり、
即ち、裸のファイバーとカップリング領域は、そのテイ
パーされたファイバーの表面が、汚染されないように、
構成される。典型的には、これは、図1のbに示される
ように、達成され、即ち、カップラーは、融着処理を裸
の及びコーティングされたファイバーの部分に適用する
ことにより、シリカ基管或いはロッドに積層され、一
方、テイパー部分には避けられる。即ち、一般的に、テ
イパー部分は、シリカ或いは基体とのいずれにも接触し
ないで、そのままにされる。このパッケージ構造の安定
性は、低い屈折率の材料(即ち、シリカよりも屈折率の
低いもの)をテイパー部分に加えることにより高めるこ
とができる。1次的な補強手段中にカップラーを安定保
持して、図1のcに示すように、2次的なパッケージ構
造を取ることもできる。
In general, the present invention has been described with a 4-port fused, tapered taper as the most precise example of a fiber device and as the most sophisticated example of a fiber device packaging structure. Also, the method of fused fiber substrate is described. The melt-tapered coupler consists of two input fibers and two output fibers, as shown in Figure 1a. In the narrowed colling region 4 shown, two bare fibers are fused and stretched together. It is necessary to stabilize this coupler with primary reinforcement means,
That is, the bare fiber and the coupling area are such that the surface of the tapped fiber is not contaminated,
Composed. Typically, this is accomplished as shown in Figure 1b, i.e. the coupler applies a fusion treatment to the bare and coated fiber sections to form a silica based tube or rod. On the one hand, while avoiding on the taper part. That is, generally, the taper portion is left in contact with neither the silica nor the substrate. The stability of this packaging structure can be enhanced by adding a low index material (ie, one with a lower index than silica) to the taper portion. It is also possible to hold the coupler in a stable manner in the primary reinforcing means and take a secondary package structure as shown in FIG.

【0011】他のファイバー装置の1次的な補強は、組
み立てが非常に簡単にできる。例えば、図2のaは、シ
リカブロック中の溝中に保持したファイバーを模式的に
示すものである。そこでは、ファイバー及びブロックを
図示のように研磨するものである。研磨されたファイバ
ーを有するこのようなブロックは、研磨されたカップリ
ング部分の基礎を成し、また、多くの次第に細くなるフ
ァイバー装置を形成する。図2のbは、ファイバー突き
当てカップリングパッケージ体を模式的に示すものであ
る。2つのファイバーを配置し、シリカ・グラス板上に
接着せしめた。図2のcは、ファイバー融着カップリン
グの補強構造体の例を示す。シリカ棒の反対にある鉄鋼
棒は、加熱シュリンク管とともに、補強構造体として用
いられる。
The primary reinforcement of other fiber devices is very simple to assemble. For example, FIG. 2a schematically shows a fiber held in a groove in a silica block. There, the fibers and blocks are polished as shown. Such a block with polished fibers forms the basis of the polished coupling portion and also forms many tapering fiber devices. FIG. 2B schematically shows a fiber butting coupling package body. Two fibers were placed and glued onto a silica glass plate. FIG. 2c shows an example of a reinforcing structure for a fiber fusion coupling. The steel rod, opposite the silica rod, is used as a reinforcing structure, along with a heated shrink tube.

【0012】本発明の光ファイバーのパッケ−ジ方法
は、ある条件下で、ファイバーが、透過率損失を与えな
いで、相当な横方向の変形を受け得ることを利用する。
従って、シリカファイバーを、透過損失を生じることな
く、ファイバー装置のパッケージ体の中で、シリカ基体
と融着させめることが、適当である。この融着は、接着
剤を標準的パッケージ体中でファイバーと基体の間に導
入するときの材料のミスマッチ(不一致)を解消するも
のである。ファイバーを横方向で融着する場合及びファ
イバーをシリカ基体に融着する場合の両方において、満
たさなければならない主な条件は、ファイバーを、融着
段階の前に、その中の応力、歪みを解放、除去しなけれ
ばならないことである。
The optical fiber packaging method of the present invention takes advantage of the fact that under certain conditions, the fiber can undergo considerable lateral deformation without causing transmission loss.
Therefore, it is appropriate to fuse the silica fiber with the silica substrate in the package of the fiber device without causing transmission loss. This fusion eliminates material mismatches when the adhesive is introduced between the fiber and substrate in standard packaging. The main condition that must be met, both when fusing the fiber laterally and when fusing the fiber to the silica substrate, is to release the stress and strain therein before the fusing step. , It must be removed.

【0013】ファイバーを、他のファイバー或いは基体
に融着しなければならない場合(例えば、シリカ構造体
は通常ファイバーより大きいものである)、そのファイ
バーは、融着領域の両方の側に堅固に固定させなければ
ならない。このような固定は、確かに、ファイバー中
に、2つの固定具の間の領域で、ストレスを与える。一
般的に局部的な方法である融着(約1mmのオーダーで
行なわれる)の前に、この応力を、2つの固定具の間の
ファイバー長(典型的には、約1cm)にわたり、除去
することが重要である。この応力除去は、ファイバー
を、長い加熱源中に入れることにより達成され、約1c
m長の火炎(例えば、酸素ーブタン)を用いた長い加熱
源を用いた。融着加熱源が、上記のように局部的でない
場合、応力除去と融着の両方の役目を一度にすることが
でき、透過率損失を生じないものにできる。
If the fiber must be fused to another fiber or substrate (eg, the silica structure is usually larger than the fiber), the fiber is firmly anchored on both sides of the fused region. I have to let you. Such a fixation does indeed stress the fiber in the region between the two fixtures. This stress is relieved over the fiber length between the two fixtures (typically about 1 cm) prior to fusion, which is generally a local method (which is done on the order of about 1 mm). This is very important. This stress relief is achieved by placing the fiber in a long heating source, about 1 c
A long heating source with an m-long flame (eg oxygen-butane) was used. When the fusion heat source is not localized as described above, it is possible to perform both the role of stress relief and the role of fusion at one time without causing a transmittance loss.

【0014】ファイバーを他のファイバー或いはシリカ
基体に融着せしめる場合、融着点では密接させなければ
ならない。シリカ基体が、ファイバーの大きさと同じオ
ーダーである場合、ファイバーとシリカ基体は、ストレ
ス除去処理の前に、平行に接触するように配置さしめる
ことができる。然し乍ら、基体が大き過ぎる場合、加熱
シンクとして働き、応力除去がファイバー中で行なわれ
なくなる。従って、大きなシリカ基体では、ファイバー
中の応力を除去し、それから、シリカ基体をファイバー
に密接し、ファイバーの固定条件を妨害しないことが必
要である。ファイバー装置を製造するときに、シリカ基
体をファイバーに密接せしめることは、常に可能ではな
い。従って、この場合、大きくても小さくても、ファイ
バー装置を製造した後に、ファイバーの固定条件を妨害
しないで、基体管の中に、ファイバーを導入することが
必要である。
When fusing a fiber to another fiber or silica substrate, it must be in intimate contact at the fusing point. If the silica substrate is of the same order of magnitude as the fiber, the fiber and silica substrate can be placed in parallel contact prior to the stress relief treatment. However, if the substrate is too large, it will act as a heating sink and stress relief will not take place in the fiber. Therefore, for large silica substrates, it is necessary to relieve the stress in the fiber and then bring the silica substrate into intimate contact with the fiber and not interfere with the fixing conditions of the fiber. It is not always possible to have a silica substrate in intimate contact with the fiber when manufacturing a fiber device. Therefore, in this case, it is necessary to introduce the fiber into the substrate tube after manufacturing the fiber device, whether large or small, without disturbing the fixing conditions of the fiber.

【0015】次に、本発明を具体的に実施例により説明
するが、本発明はそれらによって限定されるものではな
い。
Next, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

【0016】[0016]

【実施例1】カップラーのシリカ管基体への溶着 :外径2mmで壁厚
260μmのシリカ毛細管(管基体)を基体として用い
た。カップラーを製造した後、その毛細管にカップラー
を通し、それを、カップラー基体中でその重量で横た
え、カップリング領域の各側で非テイパー化ファイバー
・リードの最小4mmに及んだ。その毛細管の重量によ
り、非テイパー化ファイバー・リードと密着せしめられ
たが、カップラーをピンと張った状態に保持することに
より、テイパー領域が、必要な空気中で担持することが
維持された。
Example 1 Welding of coupler on silica tube substrate : A silica capillary tube (tube substrate) having an outer diameter of 2 mm and a wall thickness of 260 μm was used as a substrate. After the coupler was manufactured, the capillary was passed through the coupler, which was laid at its weight in the coupler substrate, spanning a minimum of 4 mm of untapered fiber leads on each side of the coupling area. The weight of the capillaries allowed them to come into intimate contact with the non-tapered fiber leads, but by holding the coupler taut the taper region was maintained in the required air.

【0017】ファイバー・リードは、電気アークを用い
て毛細管の内壁に溶着された。電極は、ファイバー/毛
細管を横切って配置され、ファイバーに沿って4mm未
満伸びてアーク放電された。そのアークは、毛細管の端
から2mmの距離適用された、そして、最大の熱から裸
ファイバーを保護するものである。アークは、毛細管上
で徐々に低減され、カップラー・リードに接触している
部分のみが加熱されるようにした。これにより、ファイ
バー及び基体の比熱容量とマッチされた。そして、これ
により、良好な融着が確保された。
The fiber leads were welded to the inner wall of the capillary using an electric arc. Electrodes were placed across the fiber / capillary and arced extending less than 4 mm along the fiber. The arc is applied a distance of 2 mm from the end of the capillary and protects the bare fiber from maximum heat. The arc was gradually reduced on the capillary tube so that only the portion in contact with the coupler reed was heated. This matched the specific heat capacity of the fiber and substrate. And, by this, good fusion was secured.

【0018】顕微鏡下でも、融着をアーク適用中及びそ
の後に続ける場合に観察することが困難であった。透過
率損失の増加がほとんどなく、融着を続けることが可能
であったが、透過率損失の測定に頼ることが必要である
と分かり、継続融着が都合良く提示することができる。
0.01dBの損失増加を、満足な融着の提示として用
いた。アークを除いた後、カップリング比率が初期値か
ら変化しなかったことが分かった。
Even under a microscope, it was difficult to observe fusion during and after the application of the arc. Although it was possible to continue fusion bonding with little increase in transmittance loss, it was found necessary to rely on measurement of transmittance loss, and continuous fusion can be conveniently presented.
A loss increase of 0.01 dB was used as an indication of satisfactory fusion. After removing the arc, it was found that the coupling ratio did not change from the initial value.

【0019】以下、図面により具体的に説明する。図1
は、本発明にカップラーされるべきファイバー装置を示
す概略図である。即ち、非テイパー化ファイバーを作成
する例を説明する。図1のaは、本発明により結合され
るべきファイバーの構造を示した。即ち、光ファイバー
1は、径125μmで、中心部の細くされたカップリン
グ領域4とその両側の裸にされたファイバー部分5と更
に被覆されたファイバー部分3からなる。そして、ファ
イバー1は、2つの配置されたファイバー保持器の間に
保持され、例えば、300μm径のファイバー装置3或
いは1は、ファイバーとして、直線の溝中に置くことに
より、平行に接触するように、配置される。従来技術に
おいては、該保持器の間に組立てたものを、応力除去フ
レーム(図2b参照)中に入れる。即ち、光ファイバー
1は、図2のaに示すように、同じ配置溝中に、ファイ
バーとして、ファイバー保持器を妨害しないように、置
くことことにより、パッケ−ジ構造体を作成するもので
あった。これに対して、本発明では、非常に薄い壁で、
スロット化されたシリカ細管を、応力除去ファイバーの
頂点に保持することができ、ファイバー保持器の間に、
できるだけ長く、該細管の長さを保持することができ
る。
A detailed description will be given below with reference to the drawings. Figure 1
1 is a schematic diagram showing a fiber device to be coupled to the present invention. That is, an example of producing a non-tapered fiber will be described. FIG. 1a shows the structure of the fibers to be bonded according to the invention. That is, the optical fiber 1 has a diameter of 125 .mu.m and comprises a central coupling region 4, a bare fiber portion 5 on both sides thereof, and a further coated fiber portion 3. Then, the fiber 1 is held between two arranged fiber holders, and for example, the fiber device 3 or 1 having a diameter of 300 μm is placed as a fiber in a straight groove so that the fibers are in parallel contact with each other. Is placed. In the prior art, the assembly between the retainers is placed in a stress relief frame (see Figure 2b). That is, as shown in FIG. 2A, the optical fiber 1 is a fiber which is placed in the same arrangement groove as a fiber so as not to interfere with the fiber holder, thereby forming a package structure. . On the other hand, in the present invention, with a very thin wall,
The slotted silica capillaries can be held at the top of the stress relief fiber, between the fiber retainers,
The length of the capillary can be maintained as long as possible.

【0020】従って、図1のaに示すように、被覆され
たファイバー3を裸にしたファイバー部分5をまん中に
置き、そのまん中に結合するため細くされた接合領域4
を作成し、そのような接合領域4を、両側のシリカ基体
管7の端部に直接に融着接合し、固めて、保持する。そ
の端部付近の断面は、図1のbの右側の図と似ている
が、実際に融着されたシリカ管基体とファイバーとの結
合の構造は、図3の顕微鏡写真に示されるようなカップ
リング構造であり、一次的カップラーパッケージ体とな
る。更に、2次的安定化構造として、従来の技術では図
1のcに示す構造と似た構造でなり、更に、その外側に
柔軟性接着剤8で、アウターステンレス鋼/プラスチッ
ク・パッケージ材9で固定することができる従って、そ
の断面は、図1のcの右側に示す断面図のようになる。
Accordingly, as shown in FIG. 1a, a bare fiber portion 5 of the coated fiber 3 is placed in the middle and a thinned joining area 4 for bonding in the middle.
Then, such a joint region 4 is directly fusion-bonded to the ends of the silica base tube 7 on both sides, solidified, and held. The cross section near the end is similar to the drawing on the right side of FIG. 1b, but the structure of the bond between the fused silica tube substrate and the fiber is as shown in the micrograph of FIG. It has a coupling structure and becomes a primary coupler package. Further, as a secondary stabilizing structure, in the conventional technique, a structure similar to the structure shown in FIG. 1c is formed. It can be fixed, so that its cross section looks like the cross section shown on the right side of FIG. 1c.

【0021】ファイバーとシリカ基体は、そのスパンの
両端で(或いは、全スパンにわたり)、保持器間に、互
いに融着される。そして、保持器とアーク電極の間に十
分隔離させ、アークを妨害しないようにする。電気アー
ク、非常の熱いガス・トーチ及びCO2 レーザによるこ
のような融着を示す。ファイバー装置の形では、テイパ
ー化されていないファイバーは、ファイバー保持器間に
ピンと張られている間に、スプライス、研磨ファイバー
或いは融着カップラーとすることができる。
The fiber and silica substrate are fused together at the ends of the span (or over the entire span) between the cages. Then, the cage is sufficiently isolated from the arc electrode so that the arc is not disturbed. We show such fusion with an electric arc, a very hot gas torch and a CO 2 laser. In the form of a fiber device, the non-tapered fibers can be splices, abrasive fibers or fusion couplers while being tensioned between fiber retainers.

【0022】[0022]

【実施例2】継続融着でのカップラー製造の他の例 :カップラー・リ
ードの継続融着をシリカ毛細管に取り付けるカップラー
の製造方法の1つの変更方法があった。テイパー化の前
に、2つのファイバーを通常よりはるかに長い個所にわ
たり予備溶融した。これにより、応力除去と同時に、フ
ァイバーが毛細管に融着すべき個所で、既に互いに融着
され、毛細管が2つのファイバー組立体にどのようにあ
ろうとも、少しの融着で両ファイバー・リードの安定性
を確保するようにできた。図3は、カップラー・リード
と毛細管の間に融着点の1つの劈開横断面を示す顕微鏡
写真である。前記のように予備溶融する利点を示すもの
である。
Example 2 Another example of making a coupler by continuous fusion: There was one modification of the method of making a coupler in which continuous fusion of coupler leads was attached to a silica capillary. Prior to tapering, the two fibers were pre-melted over much longer than usual. This allows the fibers to be fused together at the point where the fibers should be fused to the capillaries at the same time as the stress relief, with a small amount of fusing between the two fiber leads, no matter what the capillaries are in the two fiber assemblies. I was able to ensure stability. FIG. 3 is a photomicrograph showing a cleaved cross section of one fusion point between the coupler reed and the capillary. It shows the advantage of pre-melting as described above.

【0023】1次的パッケージの安定性:従来のパッケ
ージでは、接着剤を、図1のa及びbに示すように、被
覆及び裸のファイバーリードの両部分4、3を被覆する
ように適用する。被覆されたファイバー部分3のみが、
1次的パッケージから高くなっており、一般的に言っ
て、そのため、カップラーは、カップラー製造具から容
易に取り外すことができ、ファイバーの破損の恐れなし
で、図1のcに示すような2次的パッケージのために用
意することができる。これに対して、本発明の方法で
は、ファイバーを一旦毛細管に融着すると、ファイバー
の融着点は、ガラス或いはシリカの融着であるために、
少しの曲げ或いはねじれでも破損しがちである。そのた
めに、1次的パッケージは、製造具から直ぐに外すこと
ができない。然し乍ら、ファイバー・リードから融着点
を放すハト目として役立つように、毛細管の各端部に接
着剤ビーズを適用することにより、1次的パッケージ
が、製造具から容易に取り外しが可能にできる。透過率
の損失及びカップリング比率は、カップラーの取り外し
工程で変わることはない。
Primary Package Stability : In conventional packages, an adhesive is applied to cover both the coated and bare fiber lead portions 4, 3 as shown in FIGS. 1 a and b. . Only the coated fiber part 3
Elevated from the primary package, and generally speaking, the coupler can be easily removed from the coupler manufacturing tool, without the risk of fiber breakage, and the secondary as shown in Figure 1c. Can be prepared for a targeted package. On the other hand, in the method of the present invention, once the fiber is fused to the capillary, the fusion point of the fiber is fusion of glass or silica,
Even a slight bend or twist tends to break. Therefore, the primary package cannot be immediately removed from the production tool. However, the primary package can be easily removable from the manufacturing tool by applying adhesive beads to each end of the capillary tube to serve as eyelets that release the fusing point from the fiber leads. The loss of transmission and the coupling ratio do not change during the coupler removal process.

【0025】そのような1次的パッケージを有するカッ
プラーを、7時間にわたりー32℃から+70℃での温
度サイクル試験に掛けた。透過率損失及びカップリング
比率は、この期間モニターした。その結果を、図4の
a、bに示す。図4のa、b各々の測定結果は、図4の
cに示す温度サイクルプロファイルによった。室温での
値に対して、ー32℃での透過率損失は、0.01dB
低減し、+72℃では、0.01dB増加した。同様
に、カップラー比率、室温でのその比較値は、ー32℃
で0.2%低減し、+72℃で0.2%増加していた。
The coupler with such a primary package was subjected to a temperature cycle test at -32 ° C to + 70 ° C for 7 hours. Transmission loss and coupling ratio were monitored during this period. The results are shown in a and b of FIG. The measurement results of each of a and b of FIG. 4 were based on the temperature cycle profile shown in c of FIG. The transmittance loss at -32 ° C is 0.01 dB compared to the room temperature value.
It decreased and increased by 0.01 dB at + 72 ° C. Similarly, the coupler ratio and its comparative value at room temperature are -32 ° C.
It decreased by 0.2% at + 72 ° C and increased by 0.2% at + 72 ° C.

【0026】次に、テイパー化されたファイバーの作成
方法を示す。テイパー化されたファイバーは、作成され
た後に、適用すべき基体を必要とする。自動的にテイパ
ー化することは、テイパー化ファイバー中の応力の除去
が必要である。次の基体融着処理は、実施例1に示すも
のと同様であるが、基体に対する融着は、テイパー化さ
れていないファイバー領域のみに限定される。図2のa
は、従来方法で、ファイバーを、接着剤11で、シリカ
・ブロック13の中に、固定して、ファイバーの接合す
べき領域を、研磨したもの12を示す。図2のbも、従
来の光ファイバーのパッケージ構造体であり、シリカ基
体14中に、接合のために、裸にされたファイバー11
を接着剤13でパッケージした様子を示す斜視図であ
る。
Next, a method for producing a tapered fiber will be described. Tapered fibers require a substrate to be applied after being made. Automatic taperization requires the removal of stress in the taperized fiber. The subsequent substrate fusion treatment is similar to that shown in Example 1, but the fusion to the substrate is limited to only the non-tapered fiber region. 2a
Shows a conventional method 12 in which the fibers are fixed with an adhesive 11 in a silica block 13 and the areas to be joined of the fibers are polished. FIG. 2b also shows a conventional optical fiber packaging structure, in which a fiber 11 is stripped in a silica substrate 14 for bonding.
FIG. 7 is a perspective view showing a state in which is packaged with an adhesive 13.

【0027】更に、図2のcは、本発明の光ファイバー
のためのパッケージ構造体を用いて、鋼ロッド17を外
被構造として、その中に、熱収縮熱可塑性樹脂16でパ
ッケージした、構造体の中に、シリカ基体18の中に設
けた裸のファイバー5を融着接合する接合部分構造を示
すものである。即ち、融着接合部15で結合された裸の
ファイバー5を有するパッケ−ジ体が、熱収縮性熱プラ
スチック16を介して鉄鋼ロッド17中に固定されてい
るものである。これは、4ポート・カップラーを、薄い
壁でスロット化された細管に対して融着することを示
し、図3に示される写真の断面のような電気アークで為
される。カップラー或いはその損失について特別の特性
が、妨害されないものである。
Further, FIG. 2c shows a structure in which a steel rod 17 is used as a jacket structure and is packaged with a heat-shrinkable thermoplastic resin 16 using the package structure for an optical fiber of the present invention. 9 shows a joint structure for fusion bonding the bare fiber 5 provided in the silica substrate 18. That is, the package body having the bare fibers 5 joined by the fusion spliced portion 15 is fixed in the steel rod 17 via the heat shrinkable thermoplastic 16. This shows fusing a 4-port coupler to a thin-walled slotted capillary, which is done with an electric arc like the cross section of the photograph shown in FIG. A special characteristic of the coupler or its loss is that it is not disturbed.

【0028】以上の方法で製造したパッケ−ジ・カップ
ラーは、温度サイクル試験での結果は、接着剤を用いた
市販のカップラーと競争できる程度であることを示して
いる。これは、溶融テイパー化カップラーのパッケージ
に対して行なわれた多くの研究では驚くべきことであ
る。然し乍ら、本発明の溶融パッケージは、シリカ・カ
ップラー/基体の伸びと縮みを、接着剤の伸び、縮みか
ら離しておくことを可能にし、従って、勿論、長期間の
安定性と信頼性を、接着剤によるパッケージよりも、よ
り確実にしたものである。従って、シリカ基体に対する
ファイバー・リードの融着は、他の多くのファイバー装
置の安定化にも適用できることは明らかである。
The package coupler manufactured by the above method shows that the result of the temperature cycle test is comparable to the commercially available coupler using the adhesive. This is surprising in many studies conducted on packages of melt-tapered couplers. However, the fused package of the present invention allows the elongation and contraction of the silica coupler / substrate to be kept away from the elongation and contraction of the adhesive, thus, of course, providing long term stability and reliability. It is more secure than the drug package. Thus, it is clear that fusing fiber leads to silica substrates can be applied to the stabilization of many other fiber devices.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のファイバ
ー装置により、次のような顕著な技術的効果が得られ
た。第1に、従来の接着剤を用いた市販のカップラーと
競争できる程度の性能を有するファイバー・カップラー
を提供した。第2に、従って、シリカ・カップラー/基
体の伸びと縮みを、接着剤の伸び、縮みから離しておく
ことができる光ファイバーのパッケージ構造体を提供し
た。第3に、長期間の安定性と信頼性を、接着剤による
パッケージよりも、より確実に高めた光ファイバーのパ
ッケージ構造体である。
As described above, the fiber device of the present invention has the following remarkable technical effects. First, it provided a fiber coupler with performance comparable to that of conventional adhesive-based commercial couplers. Secondly, there has thus been provided an optical fiber packaging structure in which the elongation and contraction of the silica coupler / substrate can be kept away from the elongation and contraction of the adhesive. Thirdly, it is an optical fiber package structure that has improved long-term stability and reliability more reliably than an adhesive package.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】従来の光ファイバーのための安定化パッケージ
にために行なわれる融着テイパー化部分のカップリング
器、パッケージの様子及び2次的カップリング・パッケ
ージ体を示す説明図
FIG. 1 is an explanatory view showing a coupling device of a fusion taper portion, a state of a package and a secondary coupling package body, which is performed for a conventional stabilizing package for an optical fiber.

【図2】本発明の光ファイバーのためのパッケージ構造
体に用いるガラスブロック、従来の突き当りカップリン
グ・パッケージ体及び本発明の融着カップリング・パッ
ケージ体の収縮の構造を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view showing a contraction structure of a glass block used in a package structure for an optical fiber of the present invention, a conventional abutment coupling package body and a fusion-bonding coupling package body of the present invention.

【図3】本発明で製造したカップラーにおいて、カップ
ラー・リードと毛細管の間に融着点の1つの劈開横断面
の粒子構造を顕微鏡写真である。
FIG. 3 is a photomicrograph of the particle structure of a cleaved cross section of one of fusion points between the coupler lead and the capillary in the coupler manufactured according to the present invention.

【図4】本発明で製造したカップラーを、温度サイクル
試験で得た結果性能を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the performance obtained as a result of a temperature cycle test of the coupler manufactured according to the present invention.

【符号の説明】 1 光ファイバー装置 3 被覆されたファイバー部分 4 細くされたファイバー部分 5、11 裸のファイバー部分 7 シリカ基体管 8 柔軟性接着剤 9 アウター・ステンレス鋼外被構
造体 12 スプライス(継手) 13 接着剤 14 シリカ・ブロック 15 融着接合部分 16 熱収縮性熱可塑性樹脂 18 シリカ基体
[Explanation of symbols] 1 optical fiber device 3 coated fiber part 4 thinned fiber part 5, 11 bare fiber part 7 silica substrate tube 8 flexible adhesive 9 outer stainless steel jacket structure 12 splice (joint) 13 Adhesive 14 Silica Block 15 Fusion Bonding Part 16 Heat Shrinkable Thermoplastic Resin 18 Silica Substrate

フロントページの続き (72)発明者 カラム クライヤン アイルランド国、リメリック、プラッセイ テクノロジカル パーク、ユニバシティ オブ リメリック、ライトウェーブ テ クノロジイ リサーチ センター内(番地 なし) (72)発明者 カラリーン フィッツジェラルド アイルランド国、リメリック、プラッセイ テクノロジカル パーク、ユニバシティ オブ リメリック、ライトウェーブ テ クノロジイ リサーチ センター内(番地 なし) (72)発明者 コンレス ハッセー アイルランド国、リメリック、プラッセイ テクノロジカル パーク、ユニバシティ オブ リメリック、ライトウェーブ テ クノロジイ リサーチ センター内(番地 なし)Front Page Continuation (72) Inventor Karam Crayan Ireland, Limerick, Prassey Technological Park, University of Limerick, Lightwave Technologie Research Center (No Address) (72) Inventor Karalene Fitzgerald Ireland, Limerick, Ireland Prashay Technological Park, University of Limerick, Lightwave Technological Research Center (no address) (72) Inventor Conres Hassey, Limerick, Prassey Technological Park, University of Limerick, Lightwave Technological Research Center (No address)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも単一ファイバーのスプライス
から成る光ファイバー装置のためのパッケージ構造体に
おいて、 該ファイバーを横方向で融着する場合及び該ファイバー
をシリカ基体中で融着する場合の両方において、該ファ
イバーを、該シリカ基体に平行に接触するように配置せ
しめ、そして、融着する前に、該ファイバーの中の応
力、歪みを加熱アニ−ルすることにより、解放、除去
し、該ファイバーは、該シリカ基体の両端部付近で直接
に融着固定され、また、該シリカ基体が、該ファイバー
の大きさと同じオーダーである場合、ファイバーとシリ
カ基体は、加熱アニ−ル処理と融着処理は同時にでき、
また、該シリカ基体が大き過ぎる場合、該シリカ基体は
加熱シンクとして働き、応力除去が行なわれ難くなり、
長い加熱炉の中に、該ファイバーと該シリカ基体の配置
したものを入れて、加熱アニ−ル処理で応力除去処理を
し、該シリカ基体が直接に該ファイバーに融着固定さ
れ、シリカ成分で該シリカ基体と実際に融着固定されて
おり、それにより、究極的安定化の結合性を有すること
を特徴とするパッケ−ジ構造体。
1. A packaging structure for an optical fiber device comprising at least a single fiber splice, both when laterally fusing the fibers and when fusing the fibers in a silica substrate. The fibers are placed in parallel contact with the silica substrate, and prior to fusing, the stresses and strains in the fibers are released by heat anneal to remove them. When the silica substrate is directly fused and fixed in the vicinity of both ends, and the silica substrate has the same size as the size of the fiber, the fiber and the silica substrate are subjected to the heating annealing treatment and the fusion treatment at the same time. You can
Further, when the silica substrate is too large, the silica substrate acts as a heating sink, making it difficult to remove stress,
The fiber and the silica substrate are placed in a long heating furnace and subjected to stress relief treatment by a heating anneal treatment, the silica substrate is directly fused and fixed to the fiber, and a silica component is added. A package structure characterized in that it is actually fused and fixed to the silica substrate, and thereby has ultimate stability binding property.
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