JPH08146245A - 光ファイバカプラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 融着延伸型光ファイバカプラ本体を補強基台
に接着剤で接着固定してなる光ファイバカプラにおい
て、接着剤の熱変形などにより光ファイバカプラの特性
が劣化するのを防止し、耐環境特性に優れた光ファイバ
カプラを提供する。 【構成】 カプラ本体１２の融着延伸部１２Ａから外方
へ延びる非融着延伸部１２Ｂの両端部を第１の接着剤１
３、１３で基台１１に接着し、その間を第２の接着剤１
４で基台１１に接着する。第１の接着剤１３として高粘
度で、広い温度範囲にわたって硬度が低く、軟化温度が
低いものを用い、第２の接着剤１４として広い温度範囲
にわたって硬度が高く、軟化温度が高いものを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、融着延伸型の光ファイ
バカプラに関し、特に耐環境特性を向上できるようにし
た光ファイバカプラに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、融着延伸型の光ファイバカプ
ラは、以下のようにして製造されている。まず光ファイ
バの中途部分で、被覆層を一部除去してクラッドを露出
させる。次いで、このような光ファイバを２本（３本以
上でもよい）並列させ、その露出されたクラッドを接触
させる。そして、接触している部分を加熱して融着さ
せ、延伸することによって光結合を発生させる。このよ
うにして作製されたカプラ本体の融着延伸部を基台に固
定した後、その基台を補強ケース内に収納する。

【０００３】このような光ファイバカプラの製造におい
て、標準的な光ファイバガラス径（クラッド径）は、１
２５μｍとかなり細いが、それでも１％の伸び歪を与え
るのに１ｋｇ近い張力をかける必要がある。光ファイバ
を融着延伸する際、その融着延伸部は、外径が数１０μ
ｍとさらに細くなり、その断面積は、標準的なファイバ
の１０分の１以下となる。そのため、得られたカプラ本
体は、僅かな力を加えるだけで非常に大きな歪が生じる
ことがある。そこで実際には、光ファイバカプラの融着
延伸部の両側の非融着延伸部を、基台に接着剤を用いて
固定することが行われている。

【０００４】図４はカプラ本体の融着延伸部を基台に固
定した状態を示したもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は
上面図である。図４において符号１は基台、２はカプラ
本体、２Ａはカプラ本体２の融着延伸部、２Ｂはカプラ
本体２の非融着延伸部、３は接着剤である。この図に示
されるように、カプラ本体２の非融着延伸部２Ｂが接着
剤３によって基台１に接着固定されている。そして、こ
こに用いられる接着剤３には、接着力が強いこと、
硬化時の変形率が小さいこと、熱膨張係数が小さいこ
と、といった性能が要求され、従来より、接着力が強い
エポキシ系接着剤が主に用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エポキ
シ系接着剤３を用いて図４に示すようにカプラ本体２の
固定を行っても、接着剤３の熱変形が、そのまま融着延
伸部２Ａに伝わって光ファイバの曲がりを生じ易く、そ
の結果、損失の増加や結合度の変化が起こるなど、光フ
ァイバカプラの特性に悪影響を及ぼすという問題があっ
た。また、接着剤３の粘度が低いと接着剤３が融着延伸
部２Ａへ流れて、光ファイバカプラの特性が劣化してし
まう。さらに接着剤３が基台１の外部へ流れ出る可能性
もあり、その場合には光ファイバカプラの外観を損ねる
ことになる。したがって、接着剤３はある程度粘度が高
いものを選択して用いなければならなかった。

【０００６】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、上記のような接着剤の物性に起因して光ファイバカ
プラの特性が劣化されるのを防止できるようにし、耐環
境特性に優れた光ファイバカプラを提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明の請求項１記載の光ファイバカプラは、融着延
伸型光ファイバカプラ本体を補強基台に固定してなる光
ファイバカプラにおいて、カプラ本体の融着延伸部から
外方へ延びる非融着延伸部の複数個所を、補強基台に接
着固定したものである。また請求項２記載の光ファイバ
カプラは、カプラ本体の融着延伸部から外方へ延びる非
融着延伸部の両端部を広い温度範囲にわたって硬度が低
い第１の接着剤で補強基台に接着固定し、かつ該両端部
の間を広い温度範囲にわたって硬度が高い第２の接着剤
で補強基台に接着固定したものである。上記第１の接着
剤は上記第２の接着剤よりも高粘度であることが好まし
い。また上記第１の接着剤の軟化温度が低く、上記第２
の接着剤の軟化温度が高いことが好ましい。

【０００８】

【作用】本発明の光ファイバカプラによれば、カプラ本
体の融着延伸部から外方へ延びる非融着延伸部と基台と
の接着部分を複数個所に分けることによって、非融着延
伸部全体を接着していた従来の方法に比べて、接着剤の
熱膨張、収縮によって融着延伸部が受ける影響が小さく
なる。また接着剤の使用量も少なくて済む。

【０００９】また非融着延伸部の両端部を第１の接着剤
で補強基台に接着し、該両端部の間を第２の接着剤で補
強基台に接着し、第１の接着剤として広い温度範囲で硬
度が低いもの、第２の接着剤として広い温度範囲で硬度
が高いものを用いることによって、非融着延伸部は広い
温度範囲にわたって第２の接着剤によって基台に確実に
固定されるとともに、第２の接着剤の熱変形によって融
着延伸部の光ファイバが変形するのが、硬度の低い第１
の接着剤によって抑制される。また、第１の接着剤とし
て高粘度のものを用いることによって、接着剤が融着延
伸部や基台の外部へ流れ出る恐れがなくなり、光学特性
および外観が良好な光ファイバカプラが得られる。この
場合、第１の接着剤が堤防の役目を果たすため、上記第
２の接着剤として低粘度のものを用いることができる。
さらに、第１の接着剤として軟化温度が低いもの、第２
の接着剤として軟化温度が高いものを用いると、高温環
境下において、非融着延伸部は第２の接着剤によって基
台に確実に固定されるとともに、第１の接着剤は軟化し
た状態となるので、第２の接着剤の熱変形により融着延
伸部の光ファイバが変形するのを、第１の接着剤が抑制
する効果がある。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を詳しく説明する。図１は本発
明の光ファイバカプラの第１の実施例を示したものであ
り、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図である。図中符号
１２はカプラ本体である。カプラ本体１２は、光ファイ
バ１２ａを複数本互いに接触した状態で並列させ、図示
しない加熱装置で加熱して局部的に融着させて製造した
ものであり、光学的に互いに連続する融着延伸部１２Ａ
と非融着延伸部１２Ｂとを有している。光ファイバ１２
ａは、例えば酸化ゲルマニウム等のドーパントを添加し
た石英からなる高屈折率のコア部と、その周囲の、石英
からなる低屈折率のクラッド部とを備えたもので、シン
グルモードファイバ、あるいはマルチモードファイバが
用いられる。また非融着延伸部１２Ｂの基台１１端部に
近い一端側において、光ファイバ１２ａの外周には、紫
外線硬化型樹脂等からなる被覆層１２ｂが設けられてい
る。

【００１１】本実施例において、カプラ本体１２の融着
延伸部１２Ａの両側に非融着延伸部１２Ｂが形成されて
おり、それぞれの非融着延伸部１２Ｂはその両端（非融
着延伸部１２Ｂの基台１１端部に近い側と融着延伸部１
２Ａに近い側）の２個所において、接着剤１３、１３に
よって基台１１に接着固定されている。ここで用いられ
る接着剤１３は、融着延伸部１２および基台１１の外側
へ流れ出ることがないように、ある程度、高粘度のもの
がよい。例えば粘度が３０，０００〜６０，０００ｃｐ
ｓ程度のエポキシ系接着剤が好ましく用いられる。本実
施例によれば、非融着延伸部１２Ｂと基台との接着を２
個所に分けることによって、接着剤１３、１３の熱膨
張、収縮によって融着延伸部１２Ａが受ける影響を低減
させることができる。また接着剤１３の使用量も少なく
て済む。

【００１２】図２は、本発明の光ファイバカプラの第２
の実施例を示したものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）
は上面図である。本実施例では、非融着延伸部１２Ｂの
両端が第１の接着剤１３、１３によって基台１１に接着
されるとともに、これら第１の接着剤１３、１３の間が
第２の接着剤１４によって基台１１に接着されている。
本実施例において、カプラ本体１２を補強基台１１に接
着固定する際には、好ましくは、まず、第１の接着剤１
３を用いて非融着延伸部１２Ｂの両端を局所的に基台１
１に接着する。ついで第１の接着剤１３を硬化させた後
に、両方の第１の接着剤１３、１３の間の部分に、第２
の接着剤１４を塗布してこの部分を基台１１に接着す
る。ここで、第１の接着剤１３として広い温度範囲で硬
度が低いもの、第２の接着剤として広い温度範囲で硬度
が高く、軟化温度が１００℃付近のものが好ましく用い
られる。この場合は、環境温度が低温から１００℃程度
までの広い範囲に渡って、第２の接着剤１４によって非
融着延伸部１２Ｂは基台１１に確実に固定される。そし
て高温環境下であっても第１の接着剤１３自身は硬度が
低いので融着延伸部１２に対して悪影響はなく、また第
２の接着剤１４に熱変形が生じても、この第２の接着剤
１４と融着延伸部１２Ａとの間には硬度が低い第１の接
着剤１３が介在しているので、融着延伸部１２Ａにおけ
る光ファイバの曲がりが抑制される。

【００１３】また、第１の接着剤１３は上記第１の実施
例と同様に、高粘度のものがよい。そして前述の如く第
１の接着剤１３、１３の硬化後に、第２の接着剤１４を
塗布する場合には、すでに第１の接着剤１３、１３が両
側に設けられており、これらが堤防の役割を果たすの
で、第２の接着剤１４として硬化前の粘度が低いものを
用いることができる。よって、第２の接着剤１４の選択
の幅が広がり、例えば粘度が４，０００ｃｐｓ程度のエ
ポキシ系接着剤を用いることができる。

【００１４】さらに、図２に示した例において、第１の
接着剤１３として軟化温度が室温付近のもの、第２の接
着剤１４として軟化温度が１００℃付近のものが好適に
用いられる。この場合は、環境温度が低温から１００℃
程度までの広い範囲に渡って、第２の接着剤１４によっ
て非融着延伸部１２Ｂは基台１１に確実に固定される。
そして高温環境下において第２の接着剤１４に熱変形が
生じても、第２の接着剤１４と融着延伸部１２Ａとの間
には軟化した第１の接着剤１３が介在しているので、融
着延伸部１２Ａにおける光ファイバの曲がりが抑制され
る。

【００１５】尚、本発明において、非融着延伸部１２Ｂ
の両端は必ずしも同種の接着剤を用いなくてもよく、上
述の特性を有するものであれば、非融着延伸部１２Ｂの
一端と他端とを異なる接着剤を用いて接着することも可
能である。

【００１６】次に、具体的実施例を示して、本発明の効
果を明らかにする。 （実施例１）周知の融着延伸型光ファイバの製法によ
り、カプラ本体１２を作製した。光ファイバは、被覆径
が２４５μｍ、クラッド径が１２４．８μｍのシングル
モード光ファイバを用いた。カプラ本体１２の光学特性
は、波長１．３１μｍにおける光の結合度が５０％のシ
ングルモード光ファイバカプラとした。このカプラ本体
１２を、下記表１に示した特性を有する第１のエポキシ
系接着剤１３、および第２のエポキシ系接着剤１４を用
い、次のようにして基台１１に接着固定して、図２に示
した構造の光ファイバカプラを作製した。ここで基台１
１としては、長さ５０ｍｍ、幅２．５ｍｍ、厚さ１ｍｍ
の石英ガラス基板を用いた。まず、カプラ本体１２を基
台１１上にセットして、第１の接着剤１３を、非融着延
伸部１２Ｂの両端に塗布し、硬化させた。続いて、第１
の接着剤１３、１３の間に第２の接着剤１４を塗布し、
硬化させた。

【００１７】（比較例１）比較例として、下記表１に示
した特性を有するエポキシ系接着剤を用いてカプラ本体
２を基台１に接着して、図４に示す従来の構造の光ファ
イバカプラを作製した。ここで用いたカプラ本体および
基台は上記実施例１と同様とした。

【００１８】

【００１９】（耐環境特性の試験）上記実施例１および
比較例１で得られた光ファイバカプラを、温度変化槽内
に収容し、環境温度を変化させた時に、ポート１からポ
ート４（図３（ａ）参照）への挿入損失の変化を測定し
た。その結果を図３（ｂ）に示す。図３（ｂ）のグラフ
において、実施例１は実線で、比較例１は破線で示し
た。図３（ｂ）の結果より、環境温度を−４５〜８５℃
に変化させたとき、比較例１の光ファイバカプラの挿入
損失の変化量は最大０．１７ｄＢであったのに対して、
実施例１の光ファイバカプラの挿入損失の変化量は最大
で０．０４ｄＢであり、広い温度範囲で安定した特性が
維持されることが認められた。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、カ
プラ本体の融着延伸部から外方へ延びる非融着延伸部と
基台との接着部分を複数個所に分けることによって、非
融着延伸部全体を接着していた従来の方法に比べて、接
着剤の熱膨張、収縮によって融着延伸部が受ける影響を
低減させることができる。また接着剤の使用量も少なく
て済む。

【００２１】また本発明によれば、カプラ本体の非融着
延伸部の両端を広い温度範囲で硬度が低い第１の接着剤
で基台に接着固定し、その間を広い温度範囲で硬度が高
い第２の接着剤で接着固定することによって、非融着延
伸部は広い温度範囲にわたって第２の接着剤によって基
台に確実に固定されるとともに、第２の接着剤の両側は
広い温度範囲で硬度が低い第１の接着剤で基台に接着さ
れているので、第２の接着剤の熱変形によって融着延伸
部の光ファイバが変形するのを第１の接着剤によって抑
制することができる。また、非融着延伸部の両端部を高
粘度の第１の接着剤で基台に接着させ、その間を低粘度
の第２の接着剤で接着させることによって、接着剤が融
着延伸部や基台の外部へ流れ出る恐れがなくなり、光学
特性および外観が良好な光ファイバカプラが得られる。
この場合、第１の接着剤が堤防の役目を果たすため、上
記第２の接着剤として低粘度のものを用いることができ
る。

【００２２】さらに、非融着延伸部の両端を軟化温度が
低い第１の接着剤で基台に接着固定し、その間を軟化温
度が高い第２の接着剤で接着固定することによって、高
温環境下において、非融着延伸部は第２の接着剤によっ
て基台に確実に固定されるとともに、第１の接着剤は軟
化した状態となるので、この第１の接着剤の熱変形によ
る融着延伸部への悪影響がないだけでなく、第２の接着
剤の熱変形により融着延伸部の光ファイバが変形するの
を、第１の接着剤によって抑制することができる。した
がって、本発明によれば耐環境性に優れ、広い環境温度
範囲において、十分に安定した特性を維持できる光ファ
イバカプラが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の光ファイバカプラの一実施例を示す
もので、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図である。

【図２】 本発明の光ファイバカプラの他の実施例を示
すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図である。

【図３】 本発明の実施例による光ファイバカプラの耐
環境特性試験を示すもので、（ａ）は入射ポートおよび
出射ポートの説明図、（ｂ）は測定結果を示すグラフで
ある。

【図４】 従来の光ファイバカプラの例を示すもので、
（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図である。

【符号の説明】

１１……基台、１２……カプラ本体、１３……第１の接
着剤、１４……第２の接着剤、１２Ａ……融着延伸部、
１２Ｂ……非融着延伸部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 融着延伸型光ファイバカプラ本体を補強
   基台に固定してなる光ファイバカプラにおいて、 上記カプラ本体の融着延伸部から外方へ延びる非融着延
   伸部の複数個所が、補強基台に接着固定されていること
   を特徴とする光ファイバカプラ。
2. 【請求項２】 融着延伸型光ファイバカプラ本体を補強
   基台に固定してなる光ファイバカプラにおいて、 上記カプラ本体の融着延伸部から外方へ延びる非融着延
   伸部の両端部が広い温度範囲にわたって硬度が低い第１
   の接着剤で補強基台に接着固定され、かつ該両端部の間
   が広い温度範囲にわたって硬度が高い第２の接着剤で補
   強基台に接着固定されていることを特徴とする光ファイ
   バカプラ。
3. 【請求項３】 上記第１の接着剤が上記第２の接着剤よ
   りも高粘度であることを特徴とする請求項２記載の光フ
   ァイバカプラ
4. 【請求項４】 上記第１の接着剤の軟化温度が低く、上
   記第２の接着剤の軟化温度が高いことを特徴とする請求
   項２または３のいずれかに記載の光ファイバカプラ。