JPH08194128A - 多心型光ファイバカプラおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 密閉構造を採用し、温度変化等の外的要因に
対して、特性の変化を抑えることができ、生産時間を短
縮できる多心型光ファイバカプラを提供する。 【構成】 ４心のテープ状光ファイバ１，２を用い、光
ファイバ心線１ａ，２ａのガラス部を露出させ、延伸ス
テージ３ａ，３ｂに固定する。ガラス部をクランプして
バーナで加熱融着させ、ついで、延伸ステージ３ａ，３
ｂを重り４ａ，４ｂにより移動させてガラス部を延伸し
て光結合部を形成する。一端に測定用光源６からの入射
光を与え、パワーメータ７ａ，７ｂで出射光をモニタ
し、所定の分岐比が得られたところで、延伸を停止す
る。補強材８を光結合部の下方からセットし、両側にエ
ネルギー線硬化型の接着剤を付け、また、補強材８の上
面に同じ接着剤を塗布する。上から蓋をかぶせて、硬化
用光源１０からエネルギー線を照射して接着剤を硬化さ
せ、光ファイバカプラを保護する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多心型光ファイバカプ
ラおよびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバカプラは、融着延伸法で製造
されるのが一般的である。融着延伸法は、複数本の光フ
ァイバの被覆の一部を除去し、ガラス部分を露出させ、
それらを捻った状態、あるいは、平行に配置した状態で
加熱融着した後、加熱しながら延伸し、分岐比等の特性
が所定の値となった時点で延伸を停止して光結合部を形
成して製造するものである。このように、融着延伸部を
有する光ファイバカプラにおいては、光結合部が裸のガ
ラスファイバであるから、この部分を外部応力等の外的
要因から保護する必要がある。

【０００３】光ファイバカプラにおける従来の補強構造
として、特開昭６３−２７１２０８号公報に記載されて
いるように、延伸部（細径溶融部）のみを宙づりの状態
にして、細径溶融部の両側の非延伸部（太径溶融部）を
ケース（治具）に接着剤によって固定する方法がある。
また、特開昭６３−２５４４０６号公報に記載されてい
るように、複数の溝を有するくし歯状の固定部を長手方
向において互いに対抗して基板上に配置し、２本の光フ
ァイバの配列方向に対して直交する方向に複数の光ファ
イバカプラを配置して接着剤によって固定するようにし
た多心光ファイバカプラの補強構造も知られている。

【０００４】このような従来の補強構造は、光結合部が
密封されていないものが多く、外界から水分の浸入を防
ぐ構造になっていないので、高湿度下、あるいは水中
で、強度劣化、伝送損失の変動を生じるという欠点があ
った。

【０００５】特開平５−２２４０６２号公報に記載され
た光ファイバカプラは、長手方向に溝を有する半円筒状
の補強材を用いて、その溝内に、光ファイバカプラを収
納して、溝の端部近傍において接着剤で固着し、補強材
の中央部を蓋によって密封する補強構造が記載されてお
り、環境変化の影響を受けにくい光ファイバカプラであ
る。

【０００６】しかしながら、光ファイバカプラを補強材
へ固定する接着剤と、補強材を密閉する蓋を固定する接
着剤としては、特に、考慮を払ったものではない。した
がって、接着剤としては、重合剤を用いた熱硬化型の接
着剤が予定されているものということができる。しか
し、これらの接着剤は、硬化までに時間がかかり、生産
量を低下させるという問題がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点に鑑みてなされたもので、密閉構造を採用し、温度
変化や機械的な外力等の外的要因に対して、特性の変化
を抑えることができるとともに、生産時間を短縮できる
多心型光ファイバカプラ、および、その製造方法を提供
することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、２つ以上の部
材を貼り合わせてなる補強材により光ファイバカプラが
密閉保護された多心型光ファイバカプラであって、前記
部材のうち少なくとも１つは特定のエネルギー線に対し
て透明な部材であり、該透明な部材および前記光ファイ
バカプラが前記エネルギー線によって硬化可能なエネル
ギー線硬化型の接着剤により固定されていることを特徴
とするものである。

【０００９】また、本発明は、２ｎ本の光ファイバの被
覆を除去し、２本ずつ平行に添わせ、一括して融着延伸
してｎ組の光ファイバカプラを形成した後、補強材に固
定する多心型光ファイバカプラの製造方法において、前
記補強材もしくは蓋の少なくとも一方に特定のエネルギ
ー線に対して透明な部材を用い、前記光ファイバカプラ
を前記補強材へ固定する接着剤と、前記補強材を密閉す
る前記蓋を固定する接着剤とに、ともにエネルギー線硬
化型の接着剤を用いて、該接着剤が未硬化の状態で組立
を行ない、前記接着剤の使用部分に接着剤硬化用のエネ
ルギー線を照射し、接着剤の硬化を行なうことを特徴と
するものである。

【００１０】上記各発明において、前記透明な部材とし
て、石英を用いること、透明セラミックスを用いること
も特徴とするものであり、また、前記透明な材質とし
て、使用するエネルギー線硬化型の接着剤の硬化波長に
対する透過率が９０％以上のものを用いることも特徴と
するものである。さらに、前記接着剤は、少なくとも透
明は部材の固定部分においては着色されたものであるこ
とも特徴とするものであり、前記接着剤として、光硬化
型の接着剤を用いることも特徴とするものである。

【００１１】

【作用】本発明によれば、２つ以上の部材を貼り合わせ
てなる補強材により光ファイバカプラが保護されている
ことにより、水分の侵入等を避けることができ、環境変
化の影響を受けにくい多心型光ファイバカプラである。
さらに、接着剤としてエネルギー線硬化型の接着剤、例
えば、光硬化型の接着剤を用いることにより硬化時間を
短縮でき、生産性を向上させることができる。

【００１２】しかし、エネルギー線硬化型の接着剤、例
えば、光硬化型の接着剤を用いると、その密閉のために
エネルギー線が遮蔽され、接着剤に硬化のためのエネル
ギー線を与えることができない。本発明は、複数の部材
のうちの少なくとも１つ、あるいは、補強材とそれを密
閉する蓋の少なくとも一方を透明な部材としたことによ
り、エネルギー線硬化型の接着剤を硬化させることがで
きる。

【００１３】光ファイバカプラを補強材へ固定する接着
剤と、補強材を密閉する部材を固定する接着剤とに、と
もにエネルギー線硬化型の接着剤を用いて、接着剤が未
硬化の状態で組立を行ない、接着剤の使用部分に接着剤
硬化用のエネルギー線を照射し、接着剤の硬化を行なう
ことにより、同時に、光ファイバカプラの固定と蓋の固
定を行なうことができる。

【００１４】透明な部材として、石英を用いること、あ
るいは、透明セラミックスを用いることにより、エネル
ギー線を良好に透過させることができ、また、強度も十
分な保護ができる。さらに、透明な部材として、使用す
るエネルギー線硬化型の接着剤の硬化波長に対する透過
率が９０％以上のものを用いること、より好ましくは、
９５％以上の透過率のものを用いることにより、硬化速
度を低下させることなく、接着剤を硬化させることがで
きる。

【００１５】接着剤として、少なくとも蓋の固定部分に
用いるものを着色された接着剤とすることにより、塗布
状況を目視により確認できる。接着剤として、光硬化型
の接着剤を用いることは、エネルギー線として光が容易
に得られるためである。

【００１６】

【実施例】図１は、本発明の光ファイバカプラの製造方
法の一実施例を説明するための概略構成図である。図
中、１，２はテープ状光ファイバ、１ａ，２ａは光ファ
イバ心線、３ａ，３ｂは延伸ステージ、４ａ，４ｂは重
り、５ａ，５ｂは糸、６は測定用光源、７ａ，７ｂはパ
ワーメータ、８は補強材、９は蓋、１０は硬化用光源で
ある。

【００１７】２枚のテープ状光ファイバ１，２を用いて
光ファイバカプラを製造する。この実施例では、４心の
テープ状光ファイバを用いた。この２枚のテープ状光フ
ァイバのそれぞれの光ファイバを上下から対向させて、
対向したそれぞれの光ファイバのガラス部により光結合
部を形成して光ファイバカプラが製造されるから、４心
のテープ状光ファイバを２枚用いたこの実施例では、４
つの光ファイバカプラが同時に製造される。製造に用い
る光ファイバは、４心のテープ状光ファイバに限らず、
４心以外の多心のテープ状光ファイバを用いることがで
きる。また、テープ状光ファイバに限られるものではな
く、単心の光ファイバを所要本数用いるようにしてもよ
い。対向させる光ファイバ心線は、上下に対向させるこ
とに限られず、左右に対向させるようにしてもよい。し
かし、多心のテープ状光ファイバを用いる場合には、上
下から対向させるのが通常である。

【００１８】延伸ステージ３ａ，３ｂには、糸５ａ，５
ｂが取り付けられ、滑車を経由して糸５ａ，５ｂの先端
に重り４ａ，４ｂが取り付けられている。延伸ステージ
３ａ，３ｂには、重り４ａ，４ｂの重さに応じた一定の
張力が与えられる。測定用光源６は、一方のテープ状光
ファイバ１の１つの光ファイバ心線に測定光を入射させ
る。形成された光結合部からの出射光は、パワーメータ
７ａ，７ｂによって測定され、分岐比や過剰損失を測定
することができる。補強材８と蓋９は、延伸が終了した
段階でセットされるものであり、下から補強材８を上昇
させ、補強材８の溝部に光結合部を収容して接着剤を硬
化させる。接着剤は、光硬化型の接着剤を用いる。硬化
用光源１０を照射することにより、接着剤を硬化させる
ことができる。

【００１９】製造方法について説明する。テープ状光フ
ァイバ１，２のテープ層を所定長さにわたって除去し
て、光ファイバ心線１ａ，２ａを露出させ、光ファイバ
心線１ａ，２ａのそれぞれの被覆を、所定長にわたって
除去して、ガラス部を露出させる。ガラス部を露出させ
た２本の光ファイバ心線１ａ，２ａの被覆部を延伸ステ
ージ３ａ，３ｂに固定し、図示しないクランパによりガ
ラス部をクランプして平行させた後、図示しないバーナ
で加熱融着させる。ついで、ガラス部のクランプを外
し、バーナで加熱しながら延伸ステージ３ａ，３ｂに重
り４ａ，４ｂによる張力を与えて、延伸ステージ３ａ，
３ｂを移動させて、ガラス部を延伸し、光結合部を形成
する。延伸工程においては、一方の光ファイバ心線１ａ
の一端側に測定用光源６からの光線を入射させ、他方側
からパワーメータ７ａ，７ｂで出射光をモニタし、所定
の分岐比が得られたところで、延伸を停止する。形成さ
れた光結合部を保護するために、補強材８を光結合部の
下方からセットし、光結合部を補強材８の溝部に納め
て、光結合部の両側にエネルギー線硬化型の接着剤を付
け、また、補強材８の上面に同じ接着剤を塗布する。上
から蓋をかぶせて、硬化用光源１０からエネルギー線を
照射して接着剤を硬化させ、光ファイバカプラを補強材
８と蓋９で保護することができる。

【００２０】図２は、補強材の３つの実施例の斜視図で
ある。いずれも、４心のテープ状光ファイバを２枚用い
て作成した４つの光ファイバカプラを保護するためのも
のである。図中、８は補強材、８ａは溝部、８ｂは外側
凸部、８ｃは内側凸部である。図２（Ａ）に示す補強材
８は、４本の溝部８ａが形成されている。したがって、
２本の外側凸部８ｂの内側には、３本の内側凸部８ｃが
形成されている。外側凸部８ｂの幅と内側凸部８ｃの幅
とは同じでもよいが、水分の侵入を防止する観点から
は、外側凸部８ｂの幅は、大きい方が望ましい。補強材
８に蓋を接着する際に、外側凸部８ｂの幅が大きけれ
ば、外部に対する接着面積が大きくなるからである。ま
た、内側凸部８ｃの幅は、溝部８ａの幅と光ファイバカ
プラの間隔とを考慮して決定するのがよい。各溝８ａの
それぞれに、１つずつの光ファイバカプラが収容され
る。

【００２１】図２（Ｂ）に示す補強材８は、溝部８ａが
２本である。図２（Ａ）の溝部８ａよりも幅が広く形成
されており、１本の溝に２つずつの光ファイバカプラが
収容される。

【００２２】図２（Ｃ）に示す補強材８は、溝部８ａが
１本である。図２（Ｂ）の溝部８ａよりもさらに幅が広
く形成されており、１本の溝に４つの光ファイバカプラ
が収容される。

【００２３】蓋９および補強材８の材質は、強度が要求
されるとともに、熱膨張係数が光ファイバのガラス部と
同程度のものが用いられる。例えば、石英やガラスセラ
ミックスなどを用いることができる。どちらか一方につ
いては、紫外線等のエネルギー線に対しての透過性は問
題としない。したがって、ガラスセラミックスを用いる
場合には、白色のガラスセラミックスを用いてもよい
が、補強材と蓋が同じ材質であれば、熱膨張係数が等し
く、温度変化に対して、補強材が曲がることがなく、光
ファイバカプラに与える歪みをきわめて小さいものにす
ることができる。この場合、エネルギー線硬化型接着剤
を利用する観点から、ともに透明な材質を用いるのが望
ましい。

【００２４】図３は、図１で説明した実施例における補
強材に光ファイバカプラを収容した状態の断面図であ
る。図中、１ａ，１ｂは光ファイバ心線、８は補強材、
９は蓋、１１は接着剤、１２は光結合部である。補強材
８は、図２で説明したものである。光結合部１２は補強
材８の溝部に収容され、その両側のガラス部から被覆部
にかけて接着剤１１により固定されている。補強材８の
上面には、蓋９が接着されている。接着剤１１は、紫外
線硬化型のものが用いられ、光結合部１２の固定部分の
接着剤と蓋を接着する部分の接着剤は、紫外線硬化型の
接着剤を用いている。接着剤の硬化波長に対する光透過
率は９０％以上のものが望ましく、より好ましくは、９
５％以上の光透過率のものを用いるのがよい。

【００２５】接着剤１１として着色したものを用いるこ
とができる。補強材８と蓋９との接着部分に、接着剤が
適当に塗布されているかどうか、あるいは、蓋９を補強
材８に乗せた段階での接着状況や、接着剤の硬化後の接
着状況などが、拡大鏡や顕微鏡等を用いた目視による検
査によって容易の行なえるようになる。

【００２６】図４は、他の実施例における補強材に光フ
ァイバカプラを収容した状態の断面図である。図中、図
３と同様な部分には同じ符号を付して説明を省略する。
この実施例では、蓋８の長さが、補強材８の長さより短
く、したがって、補強材８の両端部近傍における接着剤
１１は露出している。

【００２７】上述した実施例の具体例について説明す
る。第１の具体例は、図３の実施例に相当するものであ
る。コアとクラッドの屈折率差が０．３％、コア径８μ
ｍ、クラッド径１２５μｍの１．３μｍ帯シングルモー
ド光ファイバに、２層の保護膜を施した光ファイバ素線
の４心をテープ層で一括被覆した４心テープ状光ファイ
バを２枚用いた。テープ層の一部を除去し、さらに、保
護膜の一部分を除去して、露出したガラス部を平行に重
ね、この部分で両方のテープ状光ファイバの対応する心
線同士のガラス部の融着延伸を行ない、図３に示すよう
な４心型光ファイバテープカプラを作成した。

【００２８】この光ファイバカプラを、白色のガラスセ
ラミックス製の補強材にセットし、溝部の両端部近傍で
各光ファイバの非延伸部分に、紫外線硬化型接着剤を塗
布し、さらに、接着面に紫外線硬化型接着剤を薄く塗布
した透明セラミックス製の蓋を貼り合わせた後、補強材
全体に硬化用光源である紫外線が当たるようにして、紫
外線を照射し、接着剤を硬化させ、４心テープカプラを
得た。

【００２９】第２の具体例は、図４の実施例に相当する
ものである。コアとクラッドの屈折率差が０．３％、コ
ア径８μｍ、クラッド径１２５μｍの１．３μｍ帯シン
グルモード光ファイバに、２層の保護膜を施した光ファ
イバ素線の４心をテープ層で一括被覆した４心テープ状
光ファイバを２枚用いた。テープ層の一部を除去し、さ
らに、保護膜の一部分を除去して、露出したガラス部を
平行に重ね、この部分で両方のテープ状光ファイバの対
応する心線同士のガラス部の融着延伸を行ない、４心型
光ファイバテープカプラを作成した。

【００３０】この光ファイバカプラを、石英製の補強材
にセットし、接着面に紫外線硬化型接着剤を薄く塗布し
た、補強材の全長より少し短い、石英製の蓋を貼り合わ
せた後、補強材両端の溝部で各光ファイバの非延伸部分
に紫外線硬化型接着剤を塗布し、補強材全体に硬化用紫
外線が当たるように紫外線を照射して、接着剤を硬化さ
せ、図４に示すような４心型光ファイバテープカプラを
得た。

【００３１】比較例について説明する。第１の比較例
は、上記と同様の多心型光ファイバカプラを作成し、白
色のガラスセラミックス製の補強材にセットし、溝部の
両端で、各光ファイバの非延伸部分に紫外線硬化型接着
剤を塗布し、紫外線を照射して硬化固定した後、白色の
ガラスセラミックス製の蓋を熱硬化型接着剤によつて貼
り付けた。白色のガラスセラミックスが、不透明である
から、蓋および補強材とも不透明材料で構成されている
ことになる。蓋を固定した後、固定状況を検査したとこ
ろ、ケース上面にカプラ固定用接着剤が残留し、凹凸と
なっていたため、補強材と蓋との間に隙間ができてしま
った。

【００３２】第２の比較例は、上記と同様の多心型光フ
ァイバカプラを作成し、比較例１と同様の方法で、補強
材に固定し、白色のガラスセラミックス製の蓋の貼り付
けに紫外線硬化型接着剤を使用した。硬化用の紫外線が
接着剤に充分に届かず、未硬化となってしまった。

【００３３】第１および第２の実施例と、第１および第
２の比較例について、製造にかかる所要時間と製造後の
ケースの密閉性を観察した。実施例のものは、観察によ
る密閉性は十分であったが、第１の比較例は、図５に示
すように、隙間１３が観察された。その後、温度６０
℃、相対湿度９５％の環境条件下に１００時間放置し
て、その前後での伝送損失の変化を測定した。測定結果
を図６に示す。実施例のものは、製造時間が短く、しか
も、伝送損失の変化が小さいことが分かる。

【００３４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、蓋の接着が良好で、充分な密閉性が得られ、
温度変化や湿度変化あるいは機械的な外力等の外的要因
に対して、特性の変化を抑えることができる。また、生
産時間を短縮できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ファイバカプラの製造方法の一実施
例を説明するための概略構成図である。

【図２】補強材の実施例の斜視図である。

【図３】図１で説明した実施例における補強材に光ファ
イバカプラを収容した状態の断面図である。

【図４】他の実施例における補強材に光ファイバカプラ
を収容した状態の断面図である。

【図５】比較例の観察結果の説明図である。

【図６】実験による測定結果の説明図である。

【符号の説明】

１，２…テープ状光ファイバ、１ａ，２ａ…光ファイバ
心線、３ａ，３ｂ…延伸ステージ、４ａ，４ｂ…重り、
５ａ，５ｂ…糸、６…測定用光源、７ａ，７ｂ…パワー
メータ、８…補強材、８ａ…溝部、８ｂ…外側凸部、８
ｃ…内側凸部、９…蓋、１０…硬化用光源、１１…接着
剤、１２…光結合部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石黒 洋一 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 守屋 知巳 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２つ以上の部材を貼り合わせてなる補強
   材により光ファイバカプラが保護された多心型光ファイ
   バカプラであって、前記部材のうち少なくとも１つは特
   定のエネルギー線に対して透明な部材であり、該透明な
   部材および前記光ファイバカプラが前記エネルギー線に
   よって硬化可能なエネルギー線硬化型の接着剤により固
   定されていることを特徴とする多心型光ファイバカプ
   ラ。
2. 【請求項２】 前記透明な部材として、石英を用いるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の多心型光ファイバカプ
   ラ。
3. 【請求項３】 前記透明な部材として、透明セラミック
   スを用いることを特徴とする請求項１に記載の多心型光
   ファイバカプラ。
4. 【請求項４】 前記透明な部材として、使用するエネル
   ギー線硬化型の接着剤の硬化用エネルギー線波長に対す
   る透過率が９０％以上のものを用いることを特徴とする
   請求項１ないし３のいずれか１項に記載の多心型光ファ
   イバカプラ。
5. 【請求項５】 前記接着剤は、少なくとも透明な部材の
   固定部分においては着色されたものであることを特徴と
   する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の多心型光
   ファイバカプラ。
6. 【請求項６】 前記接着剤として、光硬化型の接着剤を
   用いることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１
   項に記載の多心型光ファイバカプラ。
7. 【請求項７】 ２ｎ本の光ファイバの被覆を除去し、２
   本ずつ平行に添わせ、一括して融着延伸してｎ組の光フ
   ァイバカプラを形成した後、補強材に固定する多心型光
   ファイバカプラの製造方法において、前記補強材もしく
   は蓋の少なくとも一方に特定のエネルギー線に対して透
   明な部材を用い、前記光ファイバカプラを前記補強材へ
   固定する接着剤と、前記補強材を密閉する前記蓋を固定
   する接着剤とに、ともにエネルギー線硬化型の接着剤を
   用いて、該接着剤が未硬化の状態で組立を行ない、前記
   接着剤の使用部分に接着剤硬化用のエネルギー線を照射
   し、接着剤の硬化を行なうことを特徴とする多心型光フ
   ァイバカプラの製造方法。
8. 【請求項８】 前記透明な部材として、石英を用いるこ
   とを特徴とする請求項７に記載の多心型光ファイバカプ
   ラの製造方法。
9. 【請求項９】 前記透明な部材として、透明セラミック
   スを用いることを特徴とする請求項７に記載の多心型光
   ファイバカプラの製造方法。
10. 【請求項１０】 前記透明な部材として、使用するエネ
    ルギー線硬化型の接着剤の硬化エネルギー線に対する透
    過率が９０％以上のものを用いたことを特徴とする請求
    項８または９のいずれか１項に記載の多心型光ファイバ
    カプラの製造方法。
11. 【請求項１１】 前記接着剤は、少なくとも前記補強材
    と蓋との固定部分においては着色されたものであること
    を特徴とする請求項７ないし１０のいずれか１項に記載
    の多心型光ファイバカプラの製造方法。
12. 【請求項１２】 前記接着剤として、光硬化型の接着剤
    を用いることを特徴とする請求項７ないし１１のいずれ
    か１項に記載の多心型光ファイバカプラの製造方法。