JPH09105831A - 光ファイバカプラの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 融着延伸型の光ファイバカプラを製造する際
に、裸光ファイバに直接外力をかけることなく裸光ファ
イバどうしを密着できるようにして、裸光ファイバが損
傷するのを防止できるようする。 【解決手段】 中途部分で裸光ファイバ１１が露出され
た第１の光ファイバ１と、一端部で裸光ファイバ１２，
１３が露出された第２の光ファイバ２および第３の光フ
ァイバ３を用い、第１の光ファイバ１の一端側に第２の
光ファイバ２を並列させるとともに、第１の光ファイバ
１の他端側には第３の光ファイバ３を、第１の光ファイ
バ１を挟んで第２の光ファイバ２とトランス状配置とな
るように並列させた後、３本の裸光ファイバ１１，１
２，１３が並列している部分を加熱融着延伸する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は融着延伸型の光ファ
イバカプラを製造する方法に関し、特に裸光ファイバど
うしを無理なく密着させることができるようにした光フ
ァイバカプラの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】融着延伸型光ファイバカプラを製造する
場合には、通常、中途部分の被覆層を除去して裸光ファ
イバを露出させた２本の光ファイバを平行に配置し、裸
光ファイバの周面を互いに密着させて加熱融着、延伸を
行なっている。このような方法においては、加熱融着時
に裸光ファイバどうしが完全に密着されていないと融着
が確実に行なわれず、２本の裸光ファイバ間に隙間が生
じたりすることがある。そうなると次の延伸工程で十分
な光結合が得られず、光ファイバカプラの特性が悪くな
る。このように、光ファイバカプラを加熱融着、延伸に
よって作製する場合には、裸光ファイバどうしを密着さ
せる技術が重要であると言える。

【０００３】従来より、光ファイバカプラの作製時に裸
光ファイバどうしを密着させる方法としては、次のよう
な方法が行なわれている。 ２本の裸光ファイバを治具を用いて外側から互いに
寄せて密着させ、そのままの状態で融着延伸を行なう。 ２本の裸光ファイバを治具を用いて外側から互いに
寄せて密着させ、接着剤で固定した後、治具を取り外し
て融着延伸を行なう。 ２本の裸光ファイバを捩り合わせることにより密着
させ、捩り合わせた状態で融着延伸を行なう。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、の方
法では、治具が裸光ファイバに直接触れるので、裸光フ
ァイバに傷が生じる恐れがあり、光ファイバの強度を劣
化させる恐れがある。の方法では、と同様に治具と
接触することによって裸光ファイバに傷が生じる恐れが
あるが、治具が取り外された後に加熱融着、延伸が行な
われるので、この加熱によって裸光ファイバの損傷は修
復可能である。しかし、裸光ファイバの固定に接着剤が
用いられるので、この接着剤が融着延伸時の加熱によっ
て変質し、光ファイバに悪影響を与える恐れがある。ま
たの方法では、光ファイバを捩る際に裸光ファイバど
うしが接触しながら互いの位置関係を変えることによ
り、表面に傷がついて強度が劣化する恐れがある。

【０００５】このように従来の方法では、平行に配され
た裸光ファイバを密着させるために、裸光ファイバに直
接外力を加えて無理に変形させていたので、裸光ファイ
バへのダメージは避けられず信頼性の点で不満があっ
た。本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、融着延
伸型の光ファイバカプラを製造する際に、裸光ファイバ
に直接外力をかけることなく裸光ファイバどうしを密着
できるようにして、裸光ファイバが損傷するのを防止で
きるようにした光ファイバカプラの製造方法に関する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明の光ファイバカプラの製造方法は、中途部分で
裸光ファイバが露出された第１の光ファイバと、一端部
で裸光ファイバが露出された第２の光ファイバおよび第
３の光ファイバとを用い、上記第１の光ファイバの一端
側に上記第２の光ファイバを並列させるとともに、上記
第１の光ファイバの他端側には上記第３の光ファイバ
を、該第１の光ファイバおよび第２の光ファイバと同一
平面上で第１の光ファイバを挟んで第２の光ファイバと
トランス状配置となるように並列させた後、３本の裸光
ファイバが並列している部分を加熱融着延伸することを
特徴とするものである。

【０００７】前記第２の光ファイバおよび第３の光ファ
イバの一方または両方として、裸光ファイバの直径およ
び／または屈折率分布が、前記第１の光ファイバの裸光
ファイバと異なるものを用いれば、広帯域型光ファイバ
カプラが得られる。あるいは前記加熱融着延伸の前に、
前記第２の光ファイバおよび第３の光ファイバの一方ま
たは両方の露出された裸光ファイバを細径化してもよ
い。

【０００８】

【発明の実施の形態】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製造方法の一実施例
を示すもので、裸光ファイバを密着させた状態を示した
概略構成図である。符号１は第１の光ファイバ、２は第
２の光ファイバ、３は第３の光ファイバをそれぞれ示
す。まず第１ないし第３の光ファイバ１，２，３をそれ
ぞれ用意する。第１の光ファイバ１は、中央部分で裸光
ファイバ１１が露出され、その両側に被覆部２１を有す
るものであり、好ましくは光ファイバ素線の中途部分の
被覆層を除去して裸光ファイバ１１を露出させて得られ
る。露出させる裸光ファイバ１１の長さ（ａ）は、光フ
ァイバカプラの製造に必要な長さに適宜設定されるが、
本発明においては１０〜２０ｍｍ程度に好ましく設定す
ることができる。

【０００９】第２の光ファイバ２および第３の光ファイ
バ３は、一端部で裸光ファイバ１２（１３）が露出さ
れ、それ以外の部分に被覆部２２（２３）を有するもの
である。好ましくは、光ファイバ素線の一端部の被覆層
を除去して裸光ファイバ１２（１３）を露出させること
によって得られる。第２の裸光ファイバ１２および第３
の裸光ファイバ１３の長さ（ｂ）は、第１の裸光ファイ
バ１１の長さをａとするとき、ａ／２より長く、ａより
短いことが必要である。望ましくは、第１の光ファイバ
１の両端部に第２の光ファイバ２と第３の光ファイバを
それぞれ並列させたときに、第２の裸光ファイバ１２お
よび第３の裸光ファイバ１３の先端が、第１の裸光ファ
イバ１１の中央から離れた位置にあり、融着延伸後の光
ファイバカプラにおいて、これら裸光ファイバ１２，１
３の先端がカプラ中央の光結合が支配的に起こっている
部分から離れていることが望ましい。また第２の裸光フ
ァイバ１２および第３の裸光ファイバ１３の先端を、化
学的エッチング等によりテーパ状に加工するのが好まし
く、このようにすれば加熱融着後の裸光ファイバ１に対
する裸光ファイバ２および裸光ファイバ３の接合面での
連続性が向上する。

【００１０】ところで２×２光ファイバカプラでは、隣
合った２つの導波路間の伝搬定数が異なっていると波長
無依存型の広帯域光ファイバカプラが得られることが知
られている。本発明においても、第２の光ファイバ２お
よび／または第３の光ファイバ３として、第１の光ファ
イバ１と裸光ファイバの直径および／または屈折率分布
が異なる光ファイバを用いれば、広帯域光ファイバカプ
ラが得られる。あるいは、第２の光ファイバ２および第
３の光ファイバ３として、第１の光ファイバと同種の光
ファイバを用い、融着延伸を行なう前に、第２の光ファ
イバ２および／または第３の光ファイバ３に対して、露
出された裸光ファイバ１２（１３）を細くする加工を行
なうことによっても、広帯域光ファイバカプラが得られ
る。ここで、露出された裸光ファイバ１２（１３）を細
くする加工方法としては、裸光ファイバ１２（１３）を
化学的にエッチングする方法や、１本の光ファイバ素線
の中途部分の被覆層を除去して裸光ファイバ１２（１
３）を露出させ、露出された裸光ファイバ１２（１３）
を加熱延伸により細径化した後切断する方法がある。

【００１１】次に、図１に示すように第１の光ファイバ
１の両端側に第２の光ファイバ２および第３の光ファイ
バ３をそれぞれ並列させる。すなわち、第１の光ファイ
バ１の一端側に上記第２の光ファイバ２を並列させると
ともに、第１の光ファイバ１の他端側には、第１の光フ
ァイバ１および第２の光ファイバ２と同一平面上であっ
て第１の光ファイバ１を挟んで第２の光ファイバ２とト
ランス状配置となるように第３の光ファイバ３を並列さ
せる。ここで、本発明においてトランス状配置とは、第
１の光ファイバ１の両端部で、第２の光ファイバ２と第
３の光ファイバの位置が第１の光ファイバ１に対して左
右または上下（すなわち光ファイバ直径方向）で逆にな
っていることをいう。このように第１ないし第３の光フ
ァイバ１，２，３をそれぞれ配置させることにより、隣
接する第１の裸光ファイバ１１と第２の裸光ファイバ１
２との周面どうし、および第１の裸光ファイバ１１と第
３の裸光ファイバ１３との周面どうしが、特に外力を加
えなくても密着した状態となる。

【００１２】これらの密着状態は、光ファイバ長さ方向
の一方と他方とで、裸光ファイバ１１，１２，１３の被
覆部２１，２１，２２，２３の相対位置を、第１ないし
第３の光ファイバ１，２，３が配置されている面内で光
ファイバ直径方向（図中矢印で示す）にずらすことによ
って、あるいは第２の裸光ファイバ１２および第３の裸
光ファイバ１３の長さを変えることによって変化する。
例えば図２（ａ）に示すように、第２の光ファイバ２の
中心軸の延長線上に第３の光ファイバ３が位置する配置
とすれば、密着が一層容易になる。また図２（ｂ）に示
すように、第２の裸光ファイバ１２および第３の裸光フ
ァイバ１３の長さを長くすれば、密着している部分が大
きくなる。

【００１３】このようにして第１ないし第３の光ファイ
バ１，２，３をそれぞれ密着させた状態で、３本の裸光
ファイバ１１，１２，１３が密着している部分を、加熱
融着する。この加熱手段としては、酸素・水素バーナを
好適に用いることができるほか、その他のガスバーナー
あるいは電気放電装置を適宜使用することもできる。ま
た本実施例においては、３本の裸光ファイバ１１，１
２，１３が配置されている面に対して垂直方向から加熱
することが好ましい。続いて３本の裸光ファイバ１１，
１２，１３の融着が確認されたならば、加熱を弱め、融
着部分がガラス溶融点以上の温度で軟化している状態を
維持しつつ、徐々に張力をかけて融着部分を延伸する。
この延伸の際には、光源からの光を光ファイバカプラの
一端側から入射させ、他端側から出射される光をパワー
メータで測定することによって光結合度をモニターす
る。そして、目標の光結合度が得られたら延伸を停止す
る。この後、好ましくは融着延伸部分をガラス保護管内
に接着剤を用いて固定し、光ファイバカプラ製品とす
る。

【００１４】なお、例えば上述したように、裸光ファイ
バ１１，１２，１３の密着を、光ファイバ長さ方向の一
方と他方とで、被覆部２１，２１，２２，２３の相対位
置をずらして行なった場合には、加熱融着工程におい
て、融着がある程度進んだ時点で被覆部２１，２１，２
２，２３の相対位置をずらした状態から徐々に戻し、第
２の光ファイバ２の中心軸の延長線上には第１の光ファ
イバ１が位置し、第３の光ファイバ２の中心軸の延長線
上には第１の光ファイバ１が位置するように移動させ
る。

【００１５】このような方法で光ファイバカプラを作製
すれば、治具を用いたり、捩りを加えたりせずに並列し
ている光ファイバの裸光ファイバどうしを密着させるこ
とができるので、裸光ファイバに損傷を与えることがな
い。また従来は図４に示すように、平行に配された裸光
ファイバ３０，３０を治具３５を用いて互いに寄せて密
着させていたので、各裸光ファイバ３０，３０の変形の
度合い（曲げの曲率）が比較的大きくなっていた。この
ため裸光ファイバ３０の始端３１から治具３５で押える
位置３２までの距離（図中Ｌで示す）、すなわち光結合
に寄与しない部分の長さをある程度長く設けなければな
らなかった。これに対して本発明の方法では、１本の裸
光ファイバ１１に対して、２本の裸光ファイバ１２，１
３をトランス状に配置して両端側からそれぞれ密着させ
るので、各裸光ファイバ１１，１２，１３の変形の度合
い（曲げの曲率）は比較的小さくて済む。したがって、
従来の光ファイバカプラに比べて光結合に寄与しない部
分の長さを短くすることが可能であり、光ファイバカプ
ラの小型化のを実現する上で有利である。また、本発明
の方法においては、第２の裸光ファイバ１２および第３
の裸光ファイバ１３の先端部分は、加熱融着延伸工程に
おいて加熱されるので、これらの先端部分が第１の裸光
ファイバ１１に接触した際に、第１の裸光ファイバ１１
に傷が発生したとしても、熱変形により修復されて問題
とならない。

【００１６】尚、上記の説明では、単心の光ファイバを
３本用いて２×２光ファイバカプラを作製する方法を例
として挙げたが、第１ないし第３の光ファイバとして、
多心のテープ心線を用いても、同様にして多心テープ型
の光ファイバカプラを作製することが可能である。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例を図３（ａ）
〜（ｃ）を用いて説明する。 （実施例１）伝搬定数が同じ光ファイバ３本を用いて２
×２光ファイバカプラを作製した。まず１．３μｍ帯通
信用のシングルモード光ファイバを用意し、長さ方向ほ
ぼ中央部の被覆層を約１８ｍｍにわたって除去し、第１
の光ファイバ１とした。また、これと同じ光ファイバの
ロットから得られた２本の光ファイバを用意し、それぞ
れの端部の被覆層を約１０ｍｍにわたって除去し、さら
に先端を化学的エッチングによりテーパ状に加工して、
第２の光ファイバ２および第３の光ファイバ３とした。

【００１８】これら３本の光ファイバ１，２，３を図３
（ａ）に示すように配置して、第１の光ファイバ１の光
ファイバ１に、第２の光ファイバ２および第３の光ファ
イバ３をそれぞれ密着させた。すなわち、第１の光ファ
イバ１の一端側に第２の光ファイバ２を並列させるとと
もに、第１の光ファイバ１の他端側には、第１の光ファ
イバ１および第２の光ファイバ２と同一平面上であって
第１の光ファイバ１を挟んで第２の光ファイバ２と左右
反対側に第３の光ファイバ３を並列させた。また、裸光
ファイバ１１，１２，１３の両側の被覆部２１，２１，
２２，２３の相対位置を、第１ないし第３の光ファイバ
１，２，３が配置されている面内で光ファイバ直径方向
にずらして、第２の光ファイバ２の中心軸の延長線上に
第３の光ファイバ３が位置する配置とすることによっ
て、各裸光ファイバの密着をより確実に行なうことがで
きた。

【００１９】次に、このような密着状態で、３本の裸光
ファイバ１１，１２，１３が密着している中央部付近を
酸水素バーナーで加熱して、これら裸光ファイバ１１，
１２，１３を融着させた。このとき、図３（ｂ）に示す
ように、第２の光ファイバ２の端部、およびこれと隣接
している第１の光ファイバ１の一端部から光源光を入射
させ、第１の光ファイバ１の他端部および第３の光ファ
イバ３の端部から出射される光を光パワーメータでモニ
ターした。本実施例において第１の光ファイバ１には波
長１．３μｍの光を、第２の光ファイバ１には波長１．
５５μｍの光を入射させた。そして融着がある程度進ん
だ状態で、裸光ファイバ１１，１２，１３の両側の被覆
部２１，２１，２２，２３の相対位置をずらした状態か
ら徐々に戻して、第２の光ファイバ２の中心軸の延長線
上に第１の光ファイバ１が位置し、第３の光ファイバ２
の中心軸の延長線上には第１の光ファイバ１が位置する
ように移動させた。このときの波長１．３μｍの光の過
剰損失は約０．５ｄＢであった。

【００２０】続いて図３（ｃ）に示すように、３本の裸
光ファイバ１１，１２，１３の融着が確認されたならば
加熱を弱め、融着部分がガラス溶融点以上の温度で軟化
している状態を維持しつつ、徐々に張力をかけて融着部
分を延伸した。延伸長を徐々に増大させたとき、約５ｍ
ｍ延伸したところで波長１．５５μｍの光が第２の光フ
ァイバ２から第３の光ファイバ３に結合し始め、少し遅
れて波長１．３μｍの光が第１の光ファイバ１から第３
の光ファイバ３に結合し始めた。光の結合が始ったとき
には、波長１．３μｍの光の過剰損失が約０．８μｍに
まで上昇したが、延伸が進むにしたがって過剰損失は減
少し、約０．２ｄＢまで改善された。延伸長が１２ｍｍ
になったところで１．５５μｍの光の第１の光ファイバ
に対する結合度が約５０％になったので、加熱を止めて
延伸を停止した。さらに融着延伸部分をガラス保護管内
に接着剤を用いて固定し、光ファイバカプラ製品を得
た。

【００２１】（実施例２）伝搬定数が異なる光ファイバ
を用いて２×２波長無依存型光ファイバカプラを作製し
た。まず１．３μｍ帯通信用のシングルモード光ファイ
バを用意し、長さ方向ほぼ中央部の被覆層を約１８ｍｍ
にわたって除去し、第１の光ファイバ１とした。また、
これと同じ光ファイバのロットから得られた光ファイバ
を１本用意し、ほぼ中央部の被覆層を約１８ｍｍにわた
って除去した。この光ファイバを光ファイバカプラ作製
用の融着延伸装置にセットし、被覆層を除去した部分の
中央部を加熱しながら延伸した。延伸長が約５ｍｍに達
したところで加熱を止めて光ファイバを融着延伸装置か
ら取り外した。そして露出されている裸光ファイバのほ
ぼ中央を切断して、２つに分割して得られたそれぞれの
光ファイバを第２の光ファイバ２および第３の光ファイ
バ３とした。

【００２２】これら３本の光ファイバ１，２，３を上記
実施例１と同様に配置して、第１の裸光ファイバ１１
に、第２の裸光ファイバ１２および第３の裸光ファイバ
１３をそれぞれ密着させた。そして３本の裸光ファイバ
１１，１２，１３を加熱融着し、さらに延伸した。第２
の光ファイバ２から入射した１．５５μｍの光の第１の
光ファイバに対する結合度が約５０％になったところで
延伸を停止した。さらに融着延伸部分をガラス保護管内
に接着剤を用いて固定し、光ファイバカプラ製品を得
た。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の光ファイバ
カプラの製造方法は、中途部分で裸光ファイバが露出さ
れた第１の光ファイバと、一端部で裸光ファイバが露出
された第２の光ファイバおよび第３の光ファイバとを用
い、上記第１の光ファイバの一端側に上記第２の光ファ
イバを並列させるとともに、上記第１の光ファイバの他
端側には上記第３の光ファイバを、該第１の光ファイバ
および第２の光ファイバと同一平面上で第１の光ファイ
バを挟んで第２の光ファイバとトランス状配置となるよ
うに並列させた後、３本の裸光ファイバが並列している
部分を加熱融着延伸することを特徴とするものである。

【００２４】したがって、裸光ファイバに直接外力をか
けることなく裸光ファイバどうしを密着させることがで
きるので、裸光ファイバが外力等によって損傷するのを
防止することができる。したがって、強度や信頼性に優
れた光ファイバカプラが得られる。また、１本の裸光フ
ァイバに対して、２本の裸光ファイバをトランス状に配
置して両端側からそれぞれ密着させるので、各裸光ファ
イバの変形の度合い（曲げの曲率）が比較的小さくて済
む。したがって、従来の光ファイバカプラに比べて光結
合に寄与しない部分の長さを短くすることが可能であ
り、光ファイバカプラの小型化のを実現する上で有利で
ある。

【００２５】また第２の光ファイバおよび第３の光ファ
イバの一方または両方として、裸光ファイバの直径およ
び／または屈折率分布が、第１の光ファイバの裸光ファ
イバと異なるものを用いれば、広帯域型光ファイバカプ
ラが得られる。あるいは加熱融着延伸の前に、第２の光
ファイバおよび第３の光ファイバの一方または両方の露
出された裸光ファイバを細径化することによっても、広
帯域型光ファイバカプラを好適に製造することができ
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
施例を示す概略構成図である。

【図２】 本発明に係る裸光ファイバの密着状態の例を
示す説明図である。

【図３】 本発明の光ファイバカプラの製造方法の一実
施例を工程順に示す概略構成図である。

【図４】 従来の光ファイバカプラの製造方法の例を示
す説明図である。

【符号の説明】

１…第１の光ファイバ、２…第２の光ファイバ、３…第
３の光ファイバ、１１…第１の裸光ファイバ、１２…第
２の裸光ファイバ、１３…第３の裸光ファイバ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 亮吉 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 (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中途部分で裸光ファイバが露出された第
   １の光ファイバと、一端部で裸光ファイバが露出された
   第２の光ファイバおよび第３の光ファイバとを用い、 上記第１の光ファイバの一端側に上記第２の光ファイバ
   を並列させるとともに、上記第１の光ファイバの他端側
   には上記第３の光ファイバを、該第１の光ファイバおよ
   び第２の光ファイバと同一平面上で第１の光ファイバを
   挟んで第２の光ファイバとトランス状配置となるように
   並列させた後、 ３本の裸光ファイバが並列している部分を加熱融着延伸
   することを特徴とする光ファイバカプラの製造方法。
2. 【請求項２】 前記第２の光ファイバおよび第３の光フ
   ァイバの一方または両方として、裸光ファイバの直径お
   よび／または屈折率分布が、前記第１の光ファイバの裸
   光ファイバと異なるものを用いることを特徴とする請求
   項１記載の光ファイバカプラの製造方法。
3. 【請求項３】 前記加熱融着延伸の前に、前記第２の光
   ファイバおよび第３の光ファイバの一方または両方の露
   出された裸光ファイバを細径化する工程を有することを
   特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の光ファ
   イバカプラの製造方法。