JPH08234044A - 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】 温度による特性の変化が極めて少ない光ファ
イバカプラを提供する。 【構成】 光ファイバカプラは、基板１５への固定は、
その被覆部と被覆除去部において接着剤１６と接着剤１
７で固定されている。接着剤１７の固定位置において
は、光結合部１４の両側において段差部が形成されてい
る。したがって、光結合部１４が張力を付与された状態
で固定されても、接着剤１７中に段差部があることによ
って、接着剤１７中で光ファイバが移動することがな
く、長期にわたって、固定状態を維持でき、特性変動を
防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２本以上の光ファイバ
を溶融延伸してなる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。に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術として、例えば、特開平５−
３４５４０号公報に示される光ファイバカプラがある。
この公報に記載された光ファイバカプラは、光結合部
は、露出ガラス部の非延伸部のみが接着剤により基板に
固定されている。

【０００３】このように、非延伸部を固定した光ファイ
バカプラは、環境温度が変化したとき、分岐比が大きく
変動する場合があった。分岐比の変動は、接着剤の樹
脂、基板、光ファイバ自体が、温度変化による熱膨張、
収縮を生じて、基板に固定した光ファイバが弛み、形状
変化を生じて、特性の変化を起こすことが知られてい
る。温度変化による特性変動を防止するため、光ファイ
バに十分大きな張力をかけて固定する方法や、接着剤樹
脂と光ファイバの密着性を上げる方法などの対策がとら
れてきたが、十分とはいえなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、温度による特性の変化が極
めて少ない光ファイバカプラ、ならびに、その製造方法
を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１に記
載の発明においては、２本以上の光ファイバを融着・延
伸して形成された光結合部の両側を基板に固定した光フ
ァイバカプラにおいて、前記光ファイバは、固定部分に
おいて段差が形成されていることを特徴とするものであ
る。

【０００６】請求項２に記載の発明においては、請求項
１に記載の光ファイバカプラにおいて、前記段差は、光
結合部の両側で光ファイバが細くされていることにより
形成されたものであることを特徴とするものである。

【０００７】請求項３に記載の発明においては、請求項
２に記載の光ファイバカプラにおいて、細くされている
部分の外径が、そうでない部分の外径の７０％以上９０
％以下であることを特徴とするものである。

【０００８】請求項４に記載の発明においては、２本以
上の光ファイバを融着・延伸して光結合部を形成し、該
光結合部の両側を基板に固定する光ファイバカプラの製
造方法において、融着・延伸を行なう前に、光結合部と
なる部分の少なくとも両側において加熱延伸して外径を
細くして段差を形成しておき、融着・延伸して光結合部
を形成した後、段差部分を基板に固定することを特徴と
するものである。

【０００９】請求項５に記載の発明においては、２本以
上の光ファイバを融着・延伸して光結合部を形成し、該
光結合部の両側を基板に固定する光ファイバカプラの製
造方法において、融着・延伸して形成された光結合部の
両側の一部分を加熱延伸して外径を細くして段差を形成
し、該段差部分を基板に固定することを特徴とするもの
である。

【００１０】請求項６に記載の発明においては、２本以
上の光ファイバを融着・延伸して光結合部を形成し、該
光結合部の両側を基板に固定する光ファイバカプラの製
造方法において、融着・延伸を行なう前に、光結合部と
なる部分の少なくとも両側においてフッ酸によってエッ
チングして外径を細くして段差を形成しておき、融着・
延伸して光結合部を形成した後、段差部分を基板に固定
することを特徴とするものである。

【００１１】請求項７に記載の発明においては、２本以
上の光ファイバを融着・延伸して光結合部を形成し、該
光結合部の両側を基板に固定する光ファイバカプラの製
造方法において、融着・延伸して形成された光結合部の
両側の一部分をフッ酸によってエッチングして段差を形
成し、該段差部分を基板に固定することを特徴とするも
のである。

【００１２】請求項８に記載の発明においては、請求項
４〜７のいずれか１項に記載の光ファイバカプラの製造
方法において、前記段差部分は、細くした部分が当初の
外径の７０％以上９０％以下となるように形成されたも
のであることを特徴とするものである。

【００１３】

【作用】本発明によれば、光結合部の両側に段差が形成
されており、この部分を基板に固定したことにより、固
定部分において段差が引っ掛かり、光ファイバが基板に
対してずれることを防止できる。したがって、当初に光
ファイバにかけた張力がいつまでも保たれ、環境温度が
変わっても光結合部の形状の変化を抑えることができ、
分岐比が一定値に保たれる。段差は光ファイバを細くす
ることによって形成することができる。段差の形状は、
必ずしも急峻である必要はなく、緩い段差であってもよ
い。

【００１４】光ファイバの融着・延伸を行なう前に、光
結合部となる部分の少なくとも両側において加熱延伸し
て外径を細くして段差を形成しておき、融着・延伸して
光結合部を形成することによって、光結合部の両側に段
差を形成することができる。したがって、融着・延伸を
行なう前に、光結合部を形成する部分を含めて、加熱延
伸を行なって、細径部を形成し、細径部において、融着
・延伸を行なって光結合部を形成できる。また、融着・
延伸して形成された光結合部の両側の一部分を加熱延伸
して外径を細くすることによって段差を形成することが
できる。

【００１５】細径部は、フッ酸を用いたエッチングによ
っても形成することができる。すなわち、融着・延伸を
行なう前に、光結合部となる部分の少なくとも両側にお
いてフッ酸によってエッチングすることにより外径を細
くして段差を形成しておき、融着・延伸して光結合部を
形成することができる。したがって、融着・延伸を行な
う前に、光結合部を形成する部分を含めて、フッ酸でエ
ッチングを行なうことにより、細径部を形成することが
でき、細径部において、融着・延伸を行なって光結合部
を形成できる。また、融着・延伸して形成された光結合
部の両側の一部分をフッ酸によってエッチングすること
により段差を形成することができる。細径部分の形成
は、固定のための十分な効果を得るためには、当初の外
径の９０％以下であることが望ましく、また、伝送特性
に影響を与えないために、当初の外径の７０％以上がよ
い。

【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光ファイバカプラ製造装
置の概略構成図である。図中、１，２は光ファイバ、３
ａ，３ｂは延伸ステージ、４ａ，４ｂは重り、５ａ，５
ｂは糸、６ａ，６ｂはクランパ、７は測定用光源、８
ａ，８ｂはパワーメータ、９はトーチである。２本の光
ファイバは、延伸ステージ３ａ，３ｂに取り付けられ
る。延伸ステージ３ａ，３ｂには、糸５ａ，５ｂが取り
付けられ、滑車を経由して糸５ａ，５ｂの先端に重り４
ａ，４ｂが取り付けられており、延伸ステージ３ａ，３
ｂには、重り４ａ，４ｂの重さに応じた一定の張力が与
えられる。クランパ６ａ，６ｂは、光ファイバ素線１，
２のガラス部をクランプして、密着させるためのもので
ある。測定用光源７は、一方の光ファイバ１，２のうち
の一方に測定光を入射させる。延伸中において光結合部
からの出射光は、パワーメータ８ａ，８ｂ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。トー
チ９は、光ファイバ素線１ａ，２ａに沿って往復移動し
ながら光ファイバを加熱することができるものであり、
一般に、水素，プロパン，アセチレン等の可燃性ガスと
酸素との混合気体を燃焼させるものであるが、これに限
られるものではなく、抵抗炉，セラミックヒータ、赤外
線ヒータ等の熱源を用いることもできる。

【００１７】製造方法について説明する。光ファイバ
１，２の被覆を所定長さにわたって除去して、ガラス部
を露出させ、融着・延伸を行なって、光結合部を形成す
るが、この実施例では、融着・延伸の前に、光ファイバ
１，２のガラス部に段部を形成しておく。段部の形成
は、光ファイバカプラ製造装置を利用することができ
る。すなわち、被覆の一部を除去した光ファイバ１，２
を、延伸ステージ３ａ，３ｂに横に並べて取り付け、重
り４ａ，４ｂによる張力を与えて、トーチ９で所定長さ
範囲を加熱しながら、延伸ステージ３ａ，３ｂ移動させ
る。これにより、光ファイバ１，２のガラス部は所定長
さ範囲にわたって加熱延伸され、延伸されない部分と延
伸された細径部との境界付近に段差が形成される。この
実施例では、所定長さの延伸部分は、均一に延伸され
る。延伸量は、直径が７０〜９０％程度に細くなるよう
にするのがよい。

【００１８】ついで、光結合部を形成する。クランパ６
ａ，６ｂで細径部において光結合部を形成する部分の両
側の適当な位置をクランプして、ガラス部を接触させ、
トーチ９で加熱して所定範囲を融着させる。ついで、ガ
ラス部のクランパ６ａ，６ｂを外し、トーチ９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１の一端側に測定用光源
７からの光線を入射させ、他方側からパワーメータ８
ａ，８ｂ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。

【００１９】この状態で、図示しない補強基板を光結合
部の下に位置させ、段差部分を含むように接着剤で固定
する。接着剤としては、ウレタンアクリレート系，エポ
キシ系，シアノアクリレート系等の紫外線硬化型あるい
は熱硬化型の接着剤が、硬化時間を短縮できる点で有利
であるが、他の接着剤を用いることもできることはいう
までもない。補強基板には、適当なカバー部材を用いる
ことができる。

【００２０】図２は、本発明の光ファイバカプラの一実
施例における固定状態の説明図である。図中、１１は光
ファイバ、１２は非延伸部、１３は延伸部、１４は光結
合部、１５は基板、１６，１７は接着剤である。非延伸
部１２は、光ファイバ１１の被覆を除去したままの部分
であり、ガラス部である。延伸部１３は、上述したよう
に、融着・延伸工程に先立って形成された細径部であ
る。非延伸部と延伸部の境界付近には段差部が形成され
ている。基板１５は、石英やセラミックスなど、光ファ
イバと同等の線膨張係数を有する材質のものが好まし
い。

【００２１】基板１５への固定は、被覆部を固定する接
着剤１６と被覆除去部を固定する接着剤１７とにより行
なわれる。接着剤１７の固定位置は、段差部を含む部分
で行なわれる。光結合部１４が張力を付与された状態で
固定されても、接着剤１７中に段差部があることによっ
て、接着剤１７中で光ファイバが移動することがなく、
長期にわたって、固定状態を維持でき、特性変動を防止
できる。

【００２２】図３は、段差部の形成方法の実施例の説明
図である。図中、２１，２３は元のままのガラス部、２
２は細径部、２４は光結合部である。

【００２３】図３（Ａ）は、上述した実施例で説明した
ように、融着・延伸を行なう前に所定長さ範囲にわたっ
て、細径部２２を形成したものである。細径部の形成
は、上述した加熱延伸に限られるものではなく、フッ酸
を用いたエッチングによって細径部を形成してもよい。
元のままのガラス部２１と細径部２２の境界付近に段差
が形成されるが、図では急峻な段差として図示したが、
必ずしもこのような急峻な段差が形成されるものではな
い。また、段差は急峻である必要はなく、緩い段差でも
充分な効果を得ることができる。この実施例では、細径
部に光結合部が形成される。

【００２４】図３（Ｂ）は、光結合部が形成される部分
の外側の一部分に細径部２２を形成したものである。細
径部２２は、図３（Ａ）と同様に、加熱延伸、フッ酸に
よるエッチングによって形成することができる。しか
し、フッ酸によるエッチングで細径部を形成する方法
は、図３（Ａ）で説明した実施例のが、工程上簡単であ
る。この実施例でも、細径部２２は融着・延伸を行なう
前に形成され、２つの細径部２２の間の元のままのガラ
ス部２３に光結合部が形成される。

【００２５】図３（Ｃ）は、光結合部２４を形成した
後、細径部２２を形成した実施例である。光結合部２２
の両側に細径部２２を形成する。形成方法は、加熱延
伸、フッ酸によるエッチングのいずれでもよいが、加熱
延伸による方法が工程上は同じ設備でできるから有利で
ある。

【００２６】なお、図３（Ｂ），図３（Ｃ）で説明した
ように、一部分に細径部を形成して段差を形成する場合
には、全周にわたって細径部による凹部を形成すること
なく、周囲の一部に凹部を形成して段差を形成するよう
にしてもよい。

【００２７】具体例について説明する。外径１２５μｍ
の２本のシングルモードファイバの中間の被覆を６ｃｍ
にわたって剥がし、図１で説明したような光ファイバカ
プラの製造装置の延伸ステージに並べて固定した。トー
チを０．５ｍｍ／ｓで移動させながら２本の光ファイバ
を加熱し、同時に延伸ステージも外方向に０．５５ｍｍ
／ｓで移動させ光ファイバを延伸した。光ファイバは２
本とも５ｃｍの長さにわたり、外径が１１０μｍになっ
た。この光ファイバの中央部分を上述したように加熱融
着した後、融着延伸して光結合部を作り、これを２０ｇ
の張力を加えた状態で、光結合部の外縁を紫外線硬化樹
脂で基板に固定し光ファイバカプラを製造した。このよ
うにして製造した光ファイバカプラに本線、支線の出力
をモニタしつつ、環境温度を−４０℃から７５℃の範囲
で、変化させた。出力の変動は、０．０５ｄＢ以下と非
常に変化が少なかった。

【００２８】

【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、光結合部の両側に段差を形成したものを、段
差部分において基板に固定するので、固定された光ファ
イバが基板に対して長期にわたって移動することなく固
定され、常に張力がかかった状態を維持できるので、光
結合部が温度による形状変化を起こさなくなるため、温
度特性に優れた光ファイバカプラとなるという効果があ
る。

【００２９】段差部の形成に際して、光ファイバの融着
・延伸を行なう前に、光結合部となる部分の少なくとも
両側において加熱延伸して外径を細くして段差を形成し
ておき、融着・延伸して光結合部を形成することによっ
て、光結合部の両側に段差を形成することができ、ある
いは、融着・延伸して形成された光結合部の両側の一部
分を加熱延伸して外径を細くすることによって段差を形
成することによって、同じ製造設備で、段差の形成と光
結合部の形成ができる。

【００３０】また、段差部の形成を、融着・延伸を行な
う前に、光結合部となる部分の少なくとも両側において
フッ酸によってエッチングすることにより外径を細くし
て段差を形成しておき、融着・延伸して光結合部を形成
することができ、あるいは、融着・延伸して形成された
光結合部の両側の一部分をフッ酸によってエッチングす
ることにより段差を形成することができ、これによって
形成した段差により、基板への強固な固定が可能とな
る。

【００３１】細径部分の形成は、当初の外径の９０％以
下、７０％以上とすることにより、固定のための十分な
効果が得られ、また、伝送特性に影響を与えない。

【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光ファイバカプラ製造装置の概略構
成図である。

【図２】本発明の光ファイバカプラの一実施例における
固定状態の説明図である。

【図３】段差部の形成方法の実施例の説明図である。

【符号の説明】

１，２…光ファイバ、３ａ，３ｂ…延伸ステージ、４
ａ，４ｂ…重り、５ａ，５ｂ…糸、６ａ，６ｂ…クラン
パ、７…測定用光源、８ａ，８ｂ…パワーメータ、９…
トーチ、１１…光ファイバ、１２…非延伸部、１３…延
伸部、１４…光結合部、１５…基板、１６，１７…接着
剤、２１．２３…元のままのガラス部、２２…細径部、
２４…光結合部。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２本以上の光ファイバを融着・延伸して
   形成された光結合部の両側を基板に固定した光ファイバ
   カプラにおいて、前記光ファイバは、固定部分において
   段差が形成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】 前記段差は、光結合部の両側で光ファイ
   バが細くされていることにより形成されたものであるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の光ファイバカプラ。
3. 【請求項３】 細くされている部分の外径が、そうでな
   い部分の外径の７０％以上９０％以下であることを特徴
   とする請求項２に記載の光ファイバカプラ。
4. 【請求項４】 ２本以上の光ファイバを融着・延伸して
   光結合部を形成し、該光結合部の両側を基板に固定する
   光ファイバカプラの製造方法において、融着・延伸を行
   なう前に、光結合部となる部分の少なくとも両側におい
   て加熱延伸して外径を細くして段差を形成しておき、融
   着・延伸して光結合部を形成した後、段差部分を基板に
   固定することを特徴とする光ファイバカプラの製造方
   法。
5. 【請求項５】 ２本以上の光ファイバを融着・延伸して
   光結合部を形成し、該光結合部の両側を基板に固定する
   光ファイバカプラの製造方法において、融着・延伸して
   形成された光結合部の両側の一部分を加熱延伸して外径
   を細くして段差を形成し、該段差部分を基板に固定する
   ことを特徴とする光ファイバカプラの製造方法。
6. 【請求項６】 ２本以上の光ファイバを融着・延伸して
   光結合部を形成し、該光結合部の両側を基板に固定する
   光ファイバカプラの製造方法において、融着・延伸を行
   なう前に、光結合部となる部分の少なくとも両側におい
   てフッ酸によってエッチングして外径を細くして段差を
   形成しておき、融着・延伸して光結合部を形成した後、
   段差部分を基板に固定することを特徴とする光ファイバ
   カプラの製造方法。
7. 【請求項７】 ２本以上の光ファイバを融着・延伸して
   光結合部を形成し、該光結合部の両側を基板に固定する
   光ファイバカプラの製造方法において、融着・延伸して
   形成された光結合部の両側の一部分をフッ酸によってエ
   ッチングして段差を形成し、該段差部分を基板に固定す
   ることを特徴とする光ファイバカプラの製造方法。
8. 【請求項８】 前記段差部分は、細くした部分が当初の
   外径の７０％以上９０％以下となるように形成されたも
   のであることを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項
   に記載の光ファイバカプラの製造方法。