JPH08262261A

JPH08262261A - 光ファイバカプラ

Info

Publication number: JPH08262261A
Application number: JP6460695A
Authority: JP
Inventors: Ryozo Yamauchi; 良三山内; Tomio Azebiru; 富夫畔蒜; Fumio Suzuki; 文生鈴木; Yasuyuki Sugawara; 康行菅原
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1995-03-23
Filing date: 1995-03-23
Publication date: 1996-10-11

Abstract

(57)【要約】【目的】低い補強張力で、振動、衝撃に対する耐久性
が高い光ファイバカプラを提供する。【構成】融着延伸部７を有するカプラ本体２の両端を
接着剤４で補強器３に固定する。融着延伸部７で融着さ
れる光ファイバ６の融着延伸部７の長さを１０〜１５ｍ
ｍの範囲内とする。カプラ本体２の両端に位置する接着
剤４を２５ｍｍ以下の間隔をあけて補強器３に固定す
る。【効果】最低共振周波数が２０００Ｈｚ以上となり、
低周波の振動に共振せず、融着延伸部が補強器に接触す
るのを防止できるので、振動や衝撃に対する機械的特性
を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光通信分野、光計測分
野等に用いられる融着延伸型の光ファイバカプラに関
し、特に、振動、衝撃に対する機械的特性に優れた光フ
ァイバカプラに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、融着延伸型光ファイバカプラは、
複数本の光ファイバを、添接、融着、延伸して融着延伸
部を形成したもので、１本の光ファイバを伝搬する光を
分岐したり、逆に複数の光ファイバ端末から入射し、伝
搬する光を合流させる部品として用いられており、光フ
ァイバを伝達媒体とする光通信や、光計測に利用されて
いる。

【０００３】この融着延伸型光ファイバカプラは、図６
に示すように、補強器３の上にカプラ本体２が接着剤４
を用いて固定される。この接着剤４は、補強器３の収容
部３Ａの出口付近の光ファイバ６を補強器３に固定する
出口用接着剤４Ａと、カプラ本体２の両端を補強器３に
固定する固定用接着剤４Ｂとからなる。この固定用接着
剤４Ｂは、光ファイバ６の被覆が残っている部分９と被
覆が残っていない非融着延伸部分８の境界に位置されて
いる。

【０００４】また、図６において符号７で示されるもの
は融着延伸部ある。この融着延伸部７の長さは、図３に
示すように光ファイバカプラの結合度に影響することが
知られている。この結合度は、例えば図４に示すように
Ｐ１から光を入射した場合、以下の式により算出され
る。結合度（％）＝｛Ｐ４の光量／(Ｐ３の光量＋Ｐ４の光
量)｝×１００そして、この結合度は光の波長や光ファイバカプラの種
類によっても異なるものとなる。

【０００５】結合度について、図３に基づいて詳しく説
明する。融着延伸部７の延伸量を増加させていくと、同
種の光ファイバの結合では、最初結合が進行しないが、
曲線（ａ）に示すようにある長さのところから正弦波状
変化を伴って結合度が変化するようになる。また、融着
延伸すべき光ファイバとして互いに異なったパラメータ
（コア径，外径，屈折率など）を有するものを用いた場
合には曲線（ｂ）に示すように結合度がある一定以上に
ならないようにすることもできる。

【０００６】図５は、種々の条件下で作製した光ファイ
バカプラの結合度と波長の関係を示すグラフである。こ
の図５において、曲線Ａは波長１．５５μｍにおいて１
０ｄＢの結合度（約１０％）を示す光ファイバカプラの
例であり、曲線Ｂは波長１．５５μｍにおいて３ｄＢ
（５０％）の結合度を示すカプラの例であり、曲線Ｃと
は、波長１．３μｍと１．５５μｍで合波分波が可能な
ＷＤＭ型カプラの例であり、曲線Ｄは波長１．２μｍな
いし１．６５μｍの広い波長範囲で結合度が７ｄＢ（約
２０％）の平坦なＷＩＣ型カプラの例である。

【０００７】ところで、この融着延伸型光ファイバカプ
ラは、融着延伸部７が光ファイバ６の被覆の厚みだけ補
強器３から離れた状態にある。このため、融着延伸部７
が補強器３から浮いた状態となり、光ファイバカプラが
安定使用できることを保証する必要がある。なかでも外
部からの振動および衝撃に対して、融着延伸部７が補強
器３に接触しないようにすることは、機械的信頼性の観
点から重要と考えられている。これらの安全性の目安と
しては、最低共振周波数が２０００Ｈｚ以上であること
が挙げられている。そこで、カプラ本体が弦楽器の弦の
ように挙動すると考えて、カプラ本体の両端を数１０ｇ
〜２０ｇ程度の張力で引っ張って補強器に固定すること
により、光ファイバカプラの最低共振周波数を２０００
Ｈｚ以上に高めることが提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな補強張力の印加にあっては、補強張力を大きくする
方が光ファイバカプラの最低共振周波数を高められるこ
とから、ともすればその張力が過大になりやすく、過度
の補強張力は光ファイバカプラに機械的歪を与え、その
寿命を縮めることがある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以上の点から、本発明者
等は、過大な張力を光ファイバカプラにかけることな
く、その最低共振周波数を高める手段を得るべく、種々
の光ファイバカプラを作製し、その最低共振周波数を測
定する実験を行った結果、図１に示す結果を得て、この
発明に至ったものである。

【００１０】図１は、融着延伸部の長さ、補強張力、引
留間隔（図６における固定用接着剤４Ｂ，４Ｂ間の距離
を言う。）を種々に変化させた光ファイバカプラを作製
し、これらの最低共振周波数を測定した結果を示すグラ
フであり、横軸に融着延伸部の長さ（ｍｍ）、縦軸に最
低共振周波数（Ｈｚ）をとって表したものである。

【００１１】このグラフから明らかなように、融着延伸
部の長さが１０〜１５ｍｍで、引留間隔が２５ｍｍ以下
の範囲にある光ファイバカプラにあっては、補強張力に
依存することなく、最低共振周波数が２０００Ｈｚ以上
であることがわかる。このことは、従来のように光ファ
イバカプラを弦楽器の弦のように考えるのはその構造に
おいては必ずしも適切ではなく、図２に示すように、固
定部Ｌ，Ｌから延びた１対の太いガラス柱Ｍ，Ｍを１本
の細いガラス糸Ｎで結んだような梁のモデルとして考え
るべきであることを示している。

【００１２】

【作用】融着延伸部の長さおよび引留間隔を所定の範囲
内とすることによって、補強張力に依存しないで最低共
振周波数を２０００Ｈｚ以上にすることができるので、
過大な張力をかける必要がなく長寿命の光ファイバカプ
ラが得られる。

【００１３】

【実施例】次に、本発明の光ファイバカプラの一実施例
を説明する。この光ファイバカプラは、図６に示すよう
に、カプラ本体２と、補強器３とからなる。カプラ本体
２は、複数本の光ファイバ６、６を並列に接触させ、接
触部を加熱しながら融着し、延伸させることによって製
造したもので、融着延伸部７と非融着延伸部８とからな
る。また、融着延伸部７は延伸されるため、非融着延伸
部８よりも細径となっている。

【００１４】補強器３は、カプラ本体２を収容する外形
角柱状の収容部３Ａと、この収容部３Ａの開口部を覆う
板状の蓋部３Ｂとからなり、これらを接着剤やレーザー
溶接などにより接合して製造される。なお、収容部３Ａ
を、角柱状に形成したが、円筒状に形成してもよい。補
強器３の材質としては、カプラ本体２を保護するため、
耐振、耐熱、防水性に優れたものが好ましく、特に、光
ファイバ６、６との相性から、石英ガラス、熱膨張係数
の低い金属等が好ましい。

【００１５】収容部３Ａには、カプラ本体２を収容する
溝状の凹部３Ｃが該収容部３Ａの長手方向に形成されて
いる。この凹部３Ｃは、カプラ本体２を収容するとき
に、外力の影響を最も少なくするため、カプラ本体２の
中心が補強器３の中心に位置する大きさに形成されてい
る。なお、この収容部３Ａの凹部３Ｃの形状を、断面四
角形に形成したが、断面半円形に形成してもよい。

【００１６】カプラ本体２は、補強器３に接着剤４によ
り固定されている。この接着剤４は、補強器３の凹部３
Ｃ内の隙間に充填されており、出口用接着剤４Ａ、４Ａ
と、固定用接着剤４Ｂ、４Ｂとからなる。接着剤４は、
光ファイバ６、６が石英ガラスからなるため、光学的な
透明性が要求されており、エポキシ系、アクリレート系
やシリコーンゴム系のものが好ましい。

【００１７】光ファイバ６としては、振動等の機械的特
性がほぼ同じである１００〜２００μｍのクラッド径の
ものが用いられている。そして、融着延伸部７は、１０
〜１５ｍｍの範囲の長さに形成されている。固定用接着
剤４Ｂ、４Ｂは、光ファイバカプラの最低共振周波数を
２０００Ｈｚ以上とするために、カプラ本体２の両端に
位置する補強器３に、２５ｍｍ以下の間隔をあけ、かつ
補強張力を１５ｇ以下、好ましくは１０ｇ以下で固定さ
れている。

【００１８】このような光ファイバカプラによれば、融
着延伸部の長さが上記の範囲内のときに、固定用接着剤
４Ｂ、４Ｂを２５ｍｍ以下の間隔をあけて補強器３に固
定したので、光ファイバカプラの最低共振周波数が２０
００Ｈｚ以上となり、これより低い周波数のときにカプ
ラ本体２は共振せず、融着延伸部７が補強器３に接触す
るのが防止される。このため、振動、衝撃に対する特性
を向上でき、光ファイバカプラの安全性を向上させるこ
とができる。

【００１９】（具体例１）コア径約１０μｍ、クラッド
径１２５μｍ、外径２５０μｍの光ファイバ素線２本を
用い、融着延伸法により、融着延伸部７の最小外径が２
７μｍ、融着延伸部７の長さが約１２ｍｍのカプラ本体
２を製造する。

【００２０】このカプラ本体２を収容部３Ａの凹部３Ｃ
内に張力３．５ｇかけて収容し、この凹部３Ｃ内とカプ
ラ本体２との隙間に、出口用接着剤４Ａと固定用接着４
Ｂとを充填し、カプラ本体２を補強器３に固定した。こ
のときに、固定用接着剤４Ｂ、４Ｂを、２５ｍｍの間隔
をあけて配する。また、これら接着剤４として、ヤング
率が約３００kg/mm²の変性アクリレート系接着剤を用い
た。

【００２１】次に、カプラ本体２を補強器３に収容した
光ファイバカプラを振動試験器に取り付け、この振動試
験器により光ファイバカプラを振動させ、振動周波数を
変化させることにより、光ファイバカプラの共振周波数
を測定した。この結果、約２１００Ｈｚの振動周波数に
おいて、初めて鋭い共振波形が観測された。また、その
補強張力が上述のように３．５ｇと低目に設定してある
ので、カプラ本体２に対する機械的歪の影響もわずかで
ある。

【００２２】（具体例２）融着延伸部７の最小外径が２
７μｍ、その長さが約１２ｍｍ、補強張力５ｇ、固定用
接着剤４Ｂ，４Ｂ間の間隔を２０ｍｍとする以外は具体
例１と同様にして光ファイバカプラを得た。このカプラ
は、約３５００Ｈｚの周波数において初めて鋭い共振波
形が観測された。また、補強張力は５ｇと小さいので、
長寿命となる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
融着延伸部の長さが１０〜１５ｍｍの範囲内とし、カプ
ラ本体の両端に位置する接着剤を２５ｍｍ以下の間隔を
あけて補強器に固定したので、光ファイバカプラの最低
共振周波数が２０００Ｈｚ以上となり、これより低い周
波数のときにカプラ本体は共振せず、融着延伸部が補強
器に接触することが防止される。このため、振動、衝撃
に対する特性を向上でき、光ファイバカプラの安全性を
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光ファイバカプラの構造とその最低共振周波
数との関係を示す図である。

【図２】光ファイバカプラを梁のモデルとしてとらえ
たときの説明図である。

【図３】光ファイバカプラにおける融着延伸部の長さ
と結合度との関係を示す図である。

【図４】光ファイバカプラの結合度を説明するための
図である。

【図５】光ファイバカプラの波長と結合度との関係を
示す説明図である。

【図６】光ファイバカプラの構成を説明するための図
である。

【符号の説明】

２…カプラ本体、３…補強器、４Ｂ…固定用接着剤、６
…光ファイバ、７…融着延伸部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者菅原康行千葉県佐倉市六崎1440番地株式会社フジクラ佐倉工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数本の光ファイバを添接、融着、延伸
してなる融着延伸部を有するカプラ本体の両端が補強器
に接着剤で固定される光ファイバカプラであって、前記
融着延伸部の長さが１０〜１５ｍｍの範囲内とされ、カ
プラ本体の両端に位置する接着剤が、２５ｍｍ以下の間
隔をあけて補強器に固定されてなることを特徴とする光
ファイバカプラ。