JPH06331849A - 光ファイバを融合接合するための方法及び装置 - Google Patents

光ファイバを融合接合するための方法及び装置

Info

Publication number
JPH06331849A
JPH06331849A JP6092777A JP9277794A JPH06331849A JP H06331849 A JPH06331849 A JP H06331849A JP 6092777 A JP6092777 A JP 6092777A JP 9277794 A JP9277794 A JP 9277794A JP H06331849 A JPH06331849 A JP H06331849A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fiber
arc
electrode
electrodes
heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6092777A
Other languages
English (en)
Inventor
Guenther W Kammlott
ウィルヘルム カムロット グエンザー
Sandra G Kosinski
グリーンバーグ コシンスキー サンドラ
John T Krause
ゾアヴァルド クラウス ジョン
Richard S Riggs
スチーヴン リグス リチャード
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AT&T Corp
Original Assignee
American Telephone and Telegraph Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by American Telephone and Telegraph Co Inc filed Critical American Telephone and Telegraph Co Inc
Publication of JPH06331849A publication Critical patent/JPH06331849A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/255Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding
    • G02B6/2558Reinforcement of splice joint
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/255Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding
    • G02B6/2551Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding using thermal methods, e.g. fusion welding by arc discharge, laser beam, plasma torch

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】高強度接合のアーク融合光ファイバ接合手法を
提供する。 【構成】光ファイバ内のアーク融合接合の強度が電極か
らの粒子(例えば、SiO2 粒子)によって悪影響を受
けることが見出された。ある与えられたファイバ接合が
ある与えられた強度要件を満足する確率を大きく向上す
ることができるアーク融合接合の方法が開示される。こ
の方法は、ファイバ上に電極からの粒子が入射する確率
が比較的低くなるように選択された“浄化”位置におい
てアークを開始するステップ、それらの間にアークを持
つ電極とファイバとの間の相対位置を従来の“加熱”位
置に変化させるステップ、及び接合を形成するステップ
から構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光ファイバをアーク融合
接合するための方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】多くの光ファイバ用途に対しては、ある
長さの別個の二つのファイバを接合された長さを持つ単
一のファイバを形成するために接合することが必要とな
る。しばしば、これら接合はファイバの強度に匹敵する
高い強度を持つことが必要とされる。
【0003】周知のファイバ接合技術の一つに融合接合
があるが、これは自動化プロセスであり得る。一例とし
て、コンピュータ制御されたファイバ位置決め装置がフ
ァイバ端を対面するように最適のファイバ・ツウ・ファ
イバ光学伝送が達成されるまで整合する。次に電流が二
つの電極に供給され、結果としての電気アークが光ファ
イバを二つの突き当てられたファイバ端が互いに融合す
るように加熱する。一例として、例えば、D.L.Bisbee
(ビスビ)によってApplied Optics、Vol.15、N
o.3、1976年3月、ページ796−798に掲載
の論文『電気アークによるシリカファイバの接合(Spli
cing Silica Fibers with an Electric Arc )』を参照
すること。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】アーク融合によって形
成された光ファイバ接合はしばしば比較的低い強度、し
ばしばガラスの真性強度の半分以下の強度を持つことが
知られている。この欠点のために、その他の点では有効
な融合接合技術の有用性が制限される。従って、従来の
技法及び装置によって典型的に得られるよりもより高い
割合の高強度接合を提供することができるアーク融合方
法及び装置を提供することが望まれている。本発明はこ
れを実現するための方法を開示するものである。
【0005】
【実施例】本発明は、二つの光ファイバの端を単一長の
光ファイバが形成されるうに接合するための方法及び装
置に具現され、従来のアーク融合(arc fusion)方法及
び装置によって典型的に達成されるよりも高い割合のあ
る与えられた最小強度以上の接合強度を与えることがで
きる。我々は、しばしば観察される比較的高い割合の低
強度アーク融合接合が、典型的には、特に、アーク動作
の際の初期期間における電極からの粒子放出と関連する
という驚くべき発見をした。図1は電極の先端のSEM
マイクログラフであり、前のアーク融合接合動作の際に
堆積したと信じられる粒子、典型的には、SiO2 粒子
の過多状態を示す。接合中の光ファイバの一つの上に粒
子が入射すると、この粒子が応力集中体(stress conce
ntrator )として作用するために比較的低強度の接合を
与える。図2はアーク融合にて接合されたシリカファイ
バの破壊表面(fracture surface)のSEMマイクログ
ラフであり、この破壊と関連するシリカ粒子を示す。従
って、本発明の一つの目的は、電極からの粒子が光ファ
イバ上に入射する確率を少なくとも大きく低減させるた
めのアーク融合方法(及びこの方法を実現するための装
置)を提供することにある。
【0006】より詳細には、ある長さの二つの光ファイ
バの端と端との融合接合を行なうための本発明の方法
は、典型的には、各々のファイバの端をこれらの両端が
線形的に向かい合わせに実質的に整合するように位置決
めするステップ、及びこれらファイバの両端を電極間の
電気アークを介してこれら電極がファイバの両端に対す
る第一の(“加熱(heating )”)位置に置かれた状態
で加熱することから成るプロセスによって融合するステ
ップを含む。重要なことに、本発明はまた、ファイバの
両端に対する第二の(“浄化(cleaning)”)位置に電
極が置かれた状態でアークを開始するステップ、その間
にアークが存在する電極をこの浄化位置に少なくとも時
間tc の期間だけ保持するステップ、及びこれに続いて
その間にアークが存在する電極及びファイバの両端を前
記の加熱位置に置くステップを含む。アークがその間に
存在する電極と粒子放出の速度が関係し、tc は、粒子
放出の速度がアークが開始された時の粒子放出の初期速
度の50%に落ちた時の時間である。好ましくは、浄化
位置から加熱位置への変更は粒子放出速度が初期速度の
90%以下に落ちるまで行なわれない。この時間は、粒
子放出の速度がアークが点火したときに高く、その後急
速に落ちるために秒の何分の一、恐らくは、数秒という
短い時間である。
【0007】本発明はまたある長さの二つの光ファイバ
の各々の終端部分を保持するための手段、これら終端部
分を整合させるための手段、(二つ或は場合によっては
それ以上の)電極間に電気アークを維持するための手
段、前記のファイバ端及び前記の電極を第一及び第二の
相対位置に置くことを助けるための手段から構成される
融合接合装置内に具現される。ここで、第一の(“加熱
(heating )”)位置はアークが前記のファイバ端を加
熱することができるような位置に選択され、第二の
(“浄化(cleaning)”)位置は、好ましくは、その間
にアークが存在する電極から放出される粒子が実質的に
ファイバ端に到達することができないような位置に選択
される。
【0008】本発明に従う方法の有効性が図3及び4の
一例としてのデータによって図解されるが、ここで、番
号30及び40は、従来の技術による結果を示し、番号
31及び41は本発明に従って接合されたファイバに関
する結果を示す。曲線31のデータは、本発明の一つの
実現に従って、つまり、ファイバ端を互いに接近した関
係に維持するステップ、及びその間にアークが存在する
電極を浄化位置から加熱位置に移動するステップを含む
プロセスによってアーク融合接合された従来の光ファイ
バから得られた。一方、図4のデータは、本発明のもう
一つの実現、つまり、ファイバの両端を対面位置に両端
が互いにかなりの距離だけ離れるように位置するステッ
プ、アークを開始するステップ、ファイバ端を電極を移
動することなく(互いに離れた)浄化位置から(互いに
隣接する)加熱位置に移動するステップを含む方法によ
ってアーク融合接合されたファイバから得られた。
【0009】図3及び4が示すように、本発明の両方の
実施例ともに接合強度を実質的に向上させる。例えば、
それぞれ、359及び305ksi(それぞれ2.48
及び2.10GPa)の媒体強度(median strength )
から489及び530ksi(それぞれ3.37及び
3.66GPa)の媒体強度に向上させる。明らかに、
両方のケースにおいて、本発明に従って行なわれた接合
の実質的に高い割合が従来の技術に従って接合されたフ
ァイバの場合よりも任意のテストレベルにおいて(例え
ば、400ksi、つまり、2.76GPaにおいて)
合格する。さらに、本発明に従って遂行された接合の値
は従来の技術によって接合されたものよりも(変数vの
係数で表わされたとき)あまり大きなバラツキを示さな
い。図3及び4の対応するデータ間の媒体値の差異は現
時点においてはあまり重要であるとは考えられない。
【0010】図5は本発明に従う装置の一つの実施例を
簡略的に示す。融合スプライサ50はファイバ保持手段
520及び521(例えば、周知の真空チャック)、
(例えば、周知のサーボ制御微調位置決め手段から構成
される)ファイバ整合手段530及び531、及び 電
極550と551の間にアークを維持するための(適当
な電源54から構成される)手段を含む。図5はまた光
ファイバ510及び511、制御ユニット54、及びア
ーク56も示す。一例として、Z−方向はファイバ軸に
平行であり、X−Z平面は“水平”平面であり、Y方向
はX−Z平面に垂直であり、位置決め手段530はファ
イバ510の位置をY及びZ方向に調節することがで
き、位置決め手段531はファイバ511の位置をX及
びZ方向に調節することができる。
【0011】当業者においては、図5は機能要素の簡略
的な図解であり、様々な(必要であるが従来の)パーツ
が示されてないことを理解できるものである。例えば、
図5に示される全てのパーツは典型的には単一のユニッ
トに統合され、搭載手段及びハウジング手段を提供する
ことが必要である。実際、本発明による装置は、従来の
技術による装置(例えば、Ericsson 905 Fusion Splice
r )と、本発明を遂行することを可能にする(例えば、
ソフトウエア内に具現される)追加の機能を含むことを
除いて類似するであろうと考えられる。
【0012】修正された905 Fusion Splicer (融合
スプライサ)上においては、この方法は以下のように実
施される。つまり、被覆材の剥離、ファイバの洗浄及び
クリービングといった従来の準備ステップの後に、ファ
イバが装置内に搭載され、両端が殆ど接触するように位
置され、ファイバがX及びY方向に光学的に整合され
た。次に、各ファイバが電極から離れるようにZ方向に
約2mm移動され、結果としてファイバ端に4mmの間
隔が与えられた。これは、この一例としての実施例にお
ける“浄化”位置である。浄化位置が達成された後に、
アークが開始(例えば、6mA電流)及び維持された。
アークが開始されて少し後に(例えば、3秒の後に)フ
ァイバが両端がちょうど接触するようにZ方向に移動さ
れた。これが従来の加熱位置である。電流が10.5m
Aに増加され、ファイバのZ方向への移動が(約15μ
mだけ)継続され、融合が起こるように電流が(約1
6.3mAに)増加され、ファイバのZ方向の移動(約
6μm)が継続された。こうしてこのプロセスは完結す
るが、電流が切られ、接合の光学損失が測定された。こ
れに続いて、従来のステップ、例えば、接合領域のアニ
ーリング及び再コーティングが行なわれた。
【0013】それぞれ浄化位置及び加熱位置における電
極とファイバとの間の幾何学的関係は設計の選択の問題
であり、当業者においては、上に説明のもの以外の多く
の異なる実現を考案できることは明らかである。これら
の全ての実施例が、それらが電極からのファイバ上への
粒子入射の確率が実質的に低減される(例えば、少なく
とも50%、好ましくは、90%低減される)という条
件が満たされるという前提の下に本発明に属するものと
見なされる。我々は、粒子放出の速度は典型的にはアー
ク開始の瞬間が最も高く、典型的にはその後急速に落ち
ることを強調したとい思う。粒子放出の速度は、少なく
とも原理上は、簡単に、例えば、堆積速度を監視するこ
とによって決定することができる。
【0014】考えられる実現の一例として、電極(典型
的にはタングステン)を浄化位置及び加熱位置に移動す
るための手段を含む装置を挙げることができる。これ
は、電極ホルダを(サーボ制御或は手動の)位置決め手
段に接続することによって簡単に実現することができ
る。一例として、これら電極がY方向に5mm或はそれ
以上移動される。ハイブリッド的な実現(例えば、電極
並びにファイバの移動を含む実現)も考えられる。考え
られる実現のさらにもう一つの例として、アークの開始
時及びその後のしばらくの間、電極とファイバとの間に
物理的な障壁を提供し、電極或はファイバのいずれの移
動も行なわない装置を挙げることもできる。このような
障壁としては、シリカ製の一つ或は複数のスリーブが考
えられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】電極端の一例としてのSEM(走査電子顕微
鏡)マイクログラフを示す図面に代わる写真である。
【図2】粒子と関連するファイバ破壊表面の一部分のS
EMマイクログラフを示す図面に代わる写真である。
【図3】 本発明に従って、及び従来の技術に従って接
合されたファイバの一例としての強度データを示す。
【図4】 本発明に従って、及び従来の技術に従って接
合されたファイバの一例としての強度データを示す。
【図5】本発明に従う一例としての装置を簡略的に示
す。
【符号の説明】
550、551 電極 520、521 ファイバ保持手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 グエンザー ウィルヘルム カムロット アメリカ合衆国 07060 ニュージャーシ ィ,ウォッチュング,マウンテン ドライ ヴ 15 (72)発明者 サンドラ グリーンバーグ コシンスキー アメリカ合衆国 07974 ニュージャーシ ィ,マレイ ヒル,プリンストン ドライ ヴ 79 (72)発明者 ジョン ゾアヴァルド クラウス アメリカ合衆国 07974 ニュージャーシ ィ,ニュープロヴィデンス,エヴァーグリ ーン アヴェニュー 4 (72)発明者 リチャード スチーヴン リグス アメリカ合衆国 08876 ニュージャーシ ィ,サマーヴィル,セダー グローヴ ロ ード 143

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ある長さの二つの光ファイバの端と端を
    融合接合するための方法であって、この方法が: a)前記のある長さの二つの光ファイバの各々の端をこ
    れらのファイバ端が線形的に対向するような形で実質的
    に整合されるように位置決めするステップ;及び b)前記のファイバ端を電極をファイバ端に対して第一
    の(“加熱”)位置において電極間の電気アークによっ
    てファイバ端を加熱することから成るプロセスによって
    融合するステップを含み;この方法がさらに c)ステップb)の前に前記のファイバ端に対して電極
    を第二の(“浄化”)位置において前記のアークを開始
    するステップ、その間にアークを持つ前記の電極を少な
    くとも時間tc だけ浄化位置に保持するステップ、その
    後ファイバ端とその間にアークを持つ電極を前記の加熱
    位置に移動するステップを含み;それらの間にアークを
    持つ電極がアークが開始された時の粒子放出の初期速度
    を含む粒子放出の速度と関連し、tc がその時点におい
    て粒子放出の速度が粒子放出の初期速度の50%である
    時間であり、前記の浄化位置がファイバ上に入射する電
    極からの粒子が少なくとも50%低減される確率となる
    ように位置に選択されることを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】 前記の浄化位置がアークをそれらの間に
    持つ前記の電極から放出される粒子が実質的に前記のフ
    ァイバ端上に堆積しないように選択されることを特徴と
    する請求項1の方法。
  3. 【請求項3】 アークをそれらの間に持つ前記の電極が
    ファイバに向かって浄化位置から加熱位置に移動される
    ことを特徴とする請求項1の方法。
  4. 【請求項4】 前記のファイバ端がアークをそれらの間
    に持つ前記の電極に向かって浄化位置から加熱位置に移
    動されることを特徴とする請求項1の方法。
  5. 【請求項5】 ステップc)が遮蔽手段を電極と整合さ
    れたファイバ端との間に位置するステップを含むことを
    特徴とする請求項1の方法。
  6. 【請求項6】 前記光ファイバの各々がコアを含み、ス
    テップa)が前記のコアを整合するステップを含むこと
    を特徴とする請求項1の方法。
  7. 【請求項7】 光ファイバ接合装置であって、この装置
    が: a)ある長さの二つの光ファイバの各々の終端部分を保
    持するための第一の手段; b)ファイバの終端を線形的に対向するように整合する
    ための第二の手段; c)二つ或はそれ以上の電極、及び前記の電極の間に電
    気アークを維持するための第三の手段;及び d)前記の整合されたファイバ端と前記の電極を第一の
    相対的な位置(“加熱”位置)及び第二の相対的な位置
    (“浄化”位置)に移動することを助けるための第四の
    手段を含み、前記の浄化位置がそれらの間にアークを持
    つ電極から放射される粒子が実質的にファイバ端に到達
    しないように選択され、前記の加熱位置がファイバがア
    ークによって加熱されるように選択され、前記の第四の
    手段がそれらの間にアークを持つ前記の電極を浄化位置
    から加熱位置に移動させるための手段を含むことを特徴
    とする装置。
JP6092777A 1993-05-03 1994-05-02 光ファイバを融合接合するための方法及び装置 Pending JPH06331849A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US5697193A 1993-05-03 1993-05-03
US056971 1993-05-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06331849A true JPH06331849A (ja) 1994-12-02

Family

ID=22007708

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6092777A Pending JPH06331849A (ja) 1993-05-03 1994-05-02 光ファイバを融合接合するための方法及び装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5414788A (ja)
EP (1) EP0623831B1 (ja)
JP (1) JPH06331849A (ja)
DE (1) DE69416714T2 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE502879C2 (sv) * 1994-06-16 1996-02-12 Ericsson Telefon Ab L M Sätt och anordning för att skarva ihop ändar på optiska fibrer
US5659578A (en) * 1994-11-23 1997-08-19 At&T Wireless Services, Inc. High rate Reed-Solomon concatenated trellis coded 16 star QAM system for transmission of data over cellular mobile radio
US6889356B1 (en) 1994-11-23 2005-05-03 Cingular Wireless Ii, Llc Cyclic trellis coded modulation
US5675590A (en) * 1994-11-23 1997-10-07 At&T Wireless Services, Inc. Cyclic trellis coded modulation
US6428218B1 (en) * 1998-03-27 2002-08-06 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for splicing optical conductors
US6275627B1 (en) 1998-09-25 2001-08-14 Corning Incorporated Optical fiber having an expanded mode field diameter and method of expanding the mode field diameter of an optical fiber
AU782604B2 (en) * 2001-05-22 2005-08-11 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method for fusion splicing optical fibers and apparatus for heating spliced part by arc
JP3520273B2 (ja) * 2001-06-27 2004-04-19 株式会社フジクラ 光ファイバ融着接続機および該接続機における放電ビーム判定法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4049414A (en) * 1975-07-28 1977-09-20 Corning Glass Works Method and apparatus for splicing optical fibers
JPS6017085B2 (ja) * 1980-10-15 1985-05-01 日本電信電話公社 光フアイバの融着接続法
US4713105A (en) * 1984-01-24 1987-12-15 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Method for glass fiber splicing by flame fusion
JPS6261010A (ja) * 1985-09-12 1987-03-17 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> 光ファイバの融着接続方法
JPS6299704A (ja) * 1985-10-28 1987-05-09 Furukawa Electric Co Ltd:The 光フアイバ融着接続法における光フアイバ素線の端末処理方法
CA1245431A (en) * 1986-02-13 1988-11-29 Helmut H. Lukas Fusion apparatus for joining two monomode optical fibers
US4689065A (en) * 1986-02-14 1987-08-25 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Optical waveguide glass fiber flame processing
US4958905A (en) * 1989-06-19 1990-09-25 Tynes Arthur R Method and apparatus for forming high strength splices in optical fibers
JPH03113403A (ja) * 1989-09-27 1991-05-14 Hitachi Cable Ltd 光ファイバの高強度接続方法
GB9106981D0 (en) * 1991-04-03 1991-05-22 Bicc Plc Optical fibre splicing
JPH0823222B2 (ja) * 1993-04-15 1996-03-06 ジャパン スチールス インターナショナル株式会社 移動式荷取り構台

Also Published As

Publication number Publication date
EP0623831A1 (en) 1994-11-09
EP0623831B1 (en) 1999-03-03
DE69416714T2 (de) 1999-11-11
DE69416714D1 (de) 1999-04-08
US5414788A (en) 1995-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0401324B1 (en) High strength optical fiber splice
US5487125A (en) Method and apparatus for fusion splicing optical fibers
US5533158A (en) Electrostatic bonding of optical fibers to substrates
US4039309A (en) Method and apparatus for breaking optical fibers
JP3073520B2 (ja) 光ファイバーの高強度接続方法及び接続装置
JPH04318503A (ja) 光ファイバの加工方法
KR900000286B1 (ko) 광 화이버의 융착 접속방법
US4902323A (en) Method of making fiber optic coupler
JPH06331849A (ja) 光ファイバを融合接合するための方法及び装置
JPH0579965B2 (ja)
JPH04315107A (ja) 光ファイバの接続方法
JPS6114609A (ja) 金属被覆フアイバに裸のフアイバテーパーを作る方法
EP4066031A1 (en) Methods for laser bonding optical elements to substrates and optical assemblies fabricated by the same
JPS6214606A (ja) 光ファイバ融着接続方法
JP2001166175A (ja) 光ファイバ融着接続方法
JP4080309B2 (ja) 光ファイバの融着接続方法
JPS6129806A (ja) 光フアイバの接続方法
JPH01284806A (ja) 光ファイバ表面傷の消去方法
JPH06281837A (ja) 光ファイバーの接続方法及びそれによるカップラ−
JP2620223B2 (ja) 光ファイバの融着接続方法
JPH02251916A (ja) 石英系光導波回路と光ファイバの接続方法
JPS63183407A (ja) 光フアイバの端末固定構造
JPS58211723A (ja) 光フアイバの高強度接続方法
JPH06258549A (ja) 光ファイバと光学素子との接続方法
JPS5924815A (ja) 光フアイバの融着接続方法

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20020610