JPH07237932A - 曲がり光ファイバの製造方法、光増幅器及び光部品 - Google Patents

曲がり光ファイバの製造方法、光増幅器及び光部品

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JPH07237932A
JPH07237932A JP6029986A JP2998694A JPH07237932A JP H07237932 A JPH07237932 A JP H07237932A JP 6029986 A JP6029986 A JP 6029986A JP 2998694 A JP2998694 A JP 2998694A JP H07237932 A JPH07237932 A JP H07237932A
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JP
Japan
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optical fiber
bent
optical
bobbin
amplifier
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JP6029986A
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Shinji Sakano
伸治 坂野
Kazumasa Osono
和正 大薗
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Hitachi Cable Ltd
Hitachi Ltd
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Hitachi Cable Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/02Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
    • C03B37/025Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
    • C03B37/027Fibres composed of different sorts of glass, e.g. glass optical fibres
    • C03B37/02718Thermal treatment of the fibre during the drawing process, e.g. cooling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/075Manufacture of non-optical fibres or filaments consisting of different sorts of glass or characterised by shape, e.g. undulated fibres
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/10Non-chemical treatment
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 内部ストレスのない、小さな曲げ半径の場合
にも充分な信頼性を保つことができる曲がり光ファイバ
の製造方法。 【構成】 母材1を引っ張り加工して形成した光ファイ
バ5の曲がり加工を施したい部分を加熱炉7内で、軟化
温度にまで加熱する。軟化した光ファイバ部分10に円
筒径のボビン8を接触させ、光ファイバに引っ張り力を
加えることなく、光ファイバ5を円筒径のボビン8に巻
き付ける。この状態で冷却して曲がった光ファイバを硬
化させる。 【効果】 小さな径に曲げても、光ファイバの内部にス
トレスを生じないので、小半径曲がり光ファイバの信頼
性を高めることできる。これにより、高信頼度の小型の
光ファイバ増幅器等を構成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信用の光機器に用
いられる光ファイバの製造方法に係り、特に、曲がり半
径が小さい曲がり光ファイバの製造方法、該製造方法に
より作成された曲がり光ファイバを使用した光増幅器及
び光部品に関する。
【0002】
【従来の技術】光通信用の光機器として、例えば、光フ
ァイバ増幅器を挙げることができる。この種の光ファイ
バ増幅器は、エルビウム添加光ファイバ(EDF)に励
起用の光、例えば、1.48μmの光を入射し、ファイ
バ内のエルビウムイオンを励起し、そこに、例えば、
1.55μm帯の信号光入射して、この信号光の強度を
増幅するものである。そして、この光ファイバ増幅器に
使用される増幅用の光ファイバは、通常数十mの長さが
必要であり、光ファイバ増幅器は、この数十mの光ファ
イバをボビンに巻いて実装して構成される。
【0003】そして、通常、前記ボビンの径、すなわ
ち、光ファイバの曲げ径は、光ファイバの許容曲げ直径
が信頼性の点から制限されて、60mm程度必要であ
り、大きなものであった。このため、光ファイバ増幅器
は、従来、小型化することが困難であった。
【0004】光ファイバ増幅器の小型化を図った従来技
術として、例えば、電子情報通信学会技術報告OCS9
3−21に記載された技術が知られている。この従来技
術は、光ファイバにカーボンコートを施すことにより、
光ファイバの許容曲げ半径を小さくするというものであ
り、31mmの巻直径を持つ光ファイバによる光ファイ
バ増幅器を実現している。この従来技術は、光ファイバ
のモードフィールド径(MFD)が6.1μmと大き
く、巻径が曲げロスにより制限されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】一般に、光ファイバの
モードフィールド径をさらに小さくすると、曲げロスを
考慮しても、巻径をさらに小さくすることができ、例え
ば、モードフィールド径を4μmにすると、曲げロスに
よる限定径を10mmとすることができる。
【0006】しかし、前記従来技術は、光ファイバの曲
げ径を30mmよりもさらに小さな径にしようとする
と、カーボンコートを施すことにより、光ファイバの表
面を補強しても、光ファイバ内のストレスが非常に高く
なるため光ファイバの信頼性を充分に保証することがで
きなくなるという問題点を有している。
【0007】本発明の目的は、前記従来技術の問題点を
解決し、内部ストレスのない、小さな曲げ半径の場合に
も充分な信頼性を保つことができる曲がり光ファイバの
製造方法を提供することにあり、また、該製造方法によ
り作成された曲がり光ファイバを使用した光増幅器及び
光部品を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によれば前記目的
は、光ファイバを形成するとき、母材を高温で溶融して
引っ張り出す線引きを行い、表面張力により細径化さ
せ、円形のコア、クラッドを有する光ファイバを形成し
た後、この光ファイバをその軟化点まで加熱し、光ファ
イバに引っ張り力を加えることなく、希望する所定の径
を有する円筒状のボビン等に巻き付け、この巻き付けた
状態で光ファイバの温度を下げ、曲がった光ファイバを
硬化させることにより達成される。
【0009】また、前記目的は、前記手段により小径の
コイル状の曲がり光ファイバを作成し、この曲がり光フ
ァイバを光増幅器に使用することにより、さらに、光部
品の光ファイバの一部を前記手段により曲げ加工するこ
とにより達成される。
【0010】
【作用】光ファイバを高温で軟化させて、希望する所定
の径を有する円筒状のボビン等に巻き付けることによ
り、形状変化による内部ストレスを生じさせることな
く、光ファイバの形状を変えることができる。この場
合、引っ張り力を加えると、光ファイバが細径化されて
しまうため、引っ張り力を加えずに曲げる必要がある。
そして、曲げた状態を保ちながら光ファイバの温度を下
げることにより、内部ストレスのない状態で光ファイバ
の形状を固定することができる。
【0011】これにより、内部のストレスがない細径に
巻いた曲がり光ファイバを形成することができ、このよ
うに形成された光ファイバを用いることにより、光ファ
イバ増幅器を小型に、かつ、高信頼度に作成することが
できる。
【0012】また、例えば、光ファイバを融着した光カ
プラのように光ファイバからなる光部品についても、光
ファイバの一部を前述と同様に軟化温度まで高めて、引
っ張り力を加えずに曲げ、温度を下げて硬化させること
により作成することができ、信頼性の向上、小型化を図
ることができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明による曲がり光ファイバの製造
方法の実施例を図面により詳細に説明する。
【0014】図1は本発明の第1の実施例による曲がり
ファイバの製造方法を説明する図である。図1におい
て、1は光ファイバ母材、2、6はヒータ、3は加熱
炉、4は引っ張り用ローラ、5は光ファイバ、7は局所
加熱用炉、8はボビン、9はボビンの枠固定用スペー
サ、10は光ファイバの被曲げ部である。
【0015】図1に示す本発明の第1の実施例は、光フ
ァイバ増幅用のエルビウム添加光ファイバを細径にコイ
ル状に巻き付け、細径のコイル状に形成された光ファイ
バを製造する例である。
【0016】図1において、光コア部にエルビウムを添
加して形成されたガラス部材による光ファイバ母材1
は、加熱炉3内のヒータ2で温度1900℃〜2000
℃まで加熱される。これにより、母材1が軟化するの
で、この軟化した母材1は、例えば、ローラ4により直
線状に引っ張って細径化する線引き処理により光増幅器
用光ファイバ5に形成される。
【0017】この場合、素線をローラ4に直接接触させ
て引っ張ると、光ファイバ5の強度が劣化するので、線
引き後、光ファイバを一旦樹脂等により保護するとよ
い。この引っ張りにより、光ファイバ5を、1.55μ
mの波長の光に対する光ファイバのモードフィールド径
が4μmとなるように形成する。
【0018】次に、前述により形成された光ファイバ5
を、局所加熱用炉7内でそのヒータ6により、軟化温度
1500℃〜1600℃にまで加熱する。なお、前述の
引っ張りの工程で光ファイバに保護膜を付けた場合、こ
の工程に入る前に保護樹脂を溶融媒体等で溶融して除去
しておく。
【0019】次に、軟化温度に加熱された光ファイバの
被曲げ部10を、例えば、直径が20mmのアルミナ製
の円筒形のボビン8に接触させる。このとき、アルミナ
製のボビン8は、予め光ファイバ5の軟化温度程度まで
加熱しておく。また、アルミナ製のボビン8は、円筒形
の一部に隙間が設けられており、光ファイバの被曲げ部
10を巻きつけるとき、前述の隙間にスペ−サ9を挟み
込み、ピン等により局所加熱用炉7内に仮固定される。
【0020】次に、局所加熱用炉7で軟化した光ファイ
バ5に引っぱり力を加えないようにして、ボビン8を回
転させながら移動させて、光ファイバの被曲げ部10を
ボビン8に巻き付けていく。そして、光ファイバの被曲
げ部10をボビン8に必要な長さまで巻いた後、ヒータ
6の加熱を停止させ、あるいは、光ファイバを巻き付け
たボビン8を外部に取り出して、全体の温度を下げる。
【0021】ボビン8に巻き付けられたまま温度が下げ
られた光ファイバは、ファイバの周囲にシリコン樹脂等
の保護膜が掛けられる。この状態で、ボビン8からスペ
ーサ9を取り除き、アルミナ製のボビン8を分解する。
【0022】これにより、20mmの直径に巻かれたコ
イル状の形状を持つ光増幅器用の光ファイバが形成でき
たことになる。この光増幅器用の光ファイバは、別の例
えばAl製等のボビンにはめられて使用される。
【0023】前述した本発明の第1の実施例によれば、
内部のストレスがない細径に巻いた高信頼度の曲がり光
ファイバを形成することができ、このように形成された
光ファイバを用いることにより、光ファイバ増幅器を小
型に、かつ、高信頼度に作成することができる。
【0024】前述した本発明の第1の実施例は、アルミ
ナ製のボビン8の直径を20mmとし、20mmの直径
を有するコイル状の曲がり光ファイバを作成するとして
説明したが、アルミナ製のボビン8の直径を10mmと
すれば、10mmの巻き直径を有する曲がり光ファイバ
を形成することができる。
【0025】次に、光カプラ、光複合モジュールを構成
する光ファイバに対する本発明の適用について説明す
る。光カプラ、光複合モジュールは、光ファイバ増幅器
の構成において、例えば、1.48μmの励起光と1.
55μmの被増幅光とを合波する光部品である。
【0026】図2は本発明の第2の実施例による曲がり
光ファイバの製造方法を説明する図であり、この本発明
の第2の実施例は、光カプラの出力ポート光ファイバを
細径に曲げる例である。図2において、11、12は入
力ポート光ファイバ、13は合波用カプラ結合部、1
4、15は出力ポート光ファイバであり、他の符号は図
1の場合と同一である。
【0027】図示光カプラの例は、波長が1.48μm
の励起光を入力する入力ポート光ファイバ11と、波長
が1.55μm信号光を入力する入力ポート光ファイバ
12と、合波用カプラ結合部13と、出力ポート光ファ
イバ14と、合波出力ポート光ファイバ15とにより構
成される波長多重用光カプラである。
【0028】一般に、カプラ等の光部品の光ファイバ
は、UV硬化樹脂で被覆され、あるいは、さらにナイロ
ンジャケットで被覆されている。そして、図示例では、
合波出力ポート光ファイバ15に曲げ加工を施すものと
している。
【0029】従って、まず、曲げ加工を施したい光ファ
イバである合波出力ポート光ファイバ15から、前述の
ような被覆を除去する。そして、直線状に延ばした、剥
き出しの光ファイバ15を、局所加熱用炉7内に導入し
てそのヒータ6により局部的に加熱して軟化させる。
【0030】局所加熱用炉7のヒータ6で軟化させた光
ファイバの曲げ加工を施したい箇所にアルミナ製のボビ
ン8を当てて、光ファイバにに引っ張り力を加えないよ
うにして、例えば、半径10mmで180°曲げる加工
を行う。これを冷却することにより、内部にストレスの
ない曲がり光ファイバを形成する。その後、曲げ加工を
行った剥き出しになっている光ファイバに、UV硬化樹
脂等の保護用の樹脂を塗布する。
【0031】前述した本発明の第2の実施例によれば、
光部品の光ファイバ部の必要な箇所を、その内部にスト
レスを持たせることなく、所望の曲がり形状に加工する
ことができる。
【0032】前述した本発明の第1、第2の実施例は、
光ファイバを軟化させるために、加熱用炉を用いるとし
て説明したが、本発明は、バーナーのような加熱方式を
使用して光ファイバを軟化させて加工することもでき
る。また、本発明の第1、第2の実施例は、光ファイバ
の曲げ加工を行い、希望する曲げ径を得るため、ボビン
を用いるとして説明したが、本発明は、光ファイバを自
由空間内で曲げるようにしてもよい。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、小
径の曲がり光ファイバを、内部ストレスを持たせること
なく形成することができ、信頼性の高い光ファイバを作
成することができる。これにより、小型の光ファイバ増
幅器等の光関連機器を高信頼に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例による曲がり光ファイバ
の製造方法を説明する図である。
【図2】本発明の第2の実施例による曲がり光ファイバ
の製造方法を説明する図である。
【符号の説明】
1 光ファイバ母材 2、6 ヒータ 3 加熱炉 4 引っ張り用ローラ 5 光ファイバ 7 局所加熱用炉 8 ボビン 9 ボビンの枠固定用スペーサ 10 光ファイバの被曲げ部 11、12 入力ポート光ファイバ 13 合波用カプラ結合部 14 出力ポート光ファイバ 15 合波出力ポート光ファイバ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 曲がり光ファイバの製造方法において、
    母材を線引きして光ファイバを形成した後、この光ファ
    イバを軟化するまで加熱し、この軟化した状態の光ファ
    イバを該光ファイバに引っ張り力を加えることなく曲げ
    加工し、曲がった状態のまま光ファイバを冷却すること
    を特徴とする曲がり光ファイバの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記曲げ加工は、所定の径を有するボビ
    ンに光ファイバを所定量巻き付けることにより行われる
    ことを特徴とする請求項1記載の曲がり光ファイバの製
    造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の曲がり光ファイ
    バの製造方法により、小径のコイル状に製造された曲が
    り光ファイバを用いて構成されたことを特徴とする光増
    幅器。
  4. 【請求項4】 請求項1または2記載の曲がり光ファイ
    バの製造方法により、光ファイバを有する光部品の光フ
    ァイバの一部が曲げ加工されたことを特徴とする光部
    品。
JP6029986A 1994-02-28 1994-02-28 曲がり光ファイバの製造方法、光増幅器及び光部品 Pending JPH07237932A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006045443A1 (en) * 2004-10-20 2006-05-04 Heraeus Tenevo Gmbh Method for producing a quartz glass component for a laser and laser component
WO2011121086A1 (fr) * 2010-04-01 2011-10-06 Universite De Rennes 1 Capteur à ondes infrarouges évanescentes à fibre de chalcogénure et son procédé de fabrication

Cited By (3)

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WO2006045443A1 (en) * 2004-10-20 2006-05-04 Heraeus Tenevo Gmbh Method for producing a quartz glass component for a laser and laser component
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FR2958403A1 (fr) * 2010-04-01 2011-10-07 Univ Rennes Capteur a ondes infrarouges evanescentes et son procede de fabrication

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