JPH0915441A

JPH0915441A - 光ファイバ融着スプライス方法及び装置並びに光ファイバ増幅器及び光通信システム

Info

Publication number: JPH0915441A
Application number: JP16628995A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Sumitani; 猛墨谷; Shinya Inagaki; 真也稲垣; Kazuya Sasaki; 和哉佐々木
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1995-06-30
Filing date: 1995-06-30
Publication date: 1997-01-17

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明はモードフィールド径の異なる光ファ
イバを融着する光ファイバ融着スプライス方法に関し、
スプライス損失が低くなる融着スプライス方法を実現す
ることを目的とする。【構成】コア調芯工程と、放電融着工程３２Ａと、追
加放電工程３３Ａとを有する。コア調芯工程は、二つの
工程、即ち、第１段階のコア調芯工程３１Ａ_-1と、第２
段階のコア調芯工程３１Ａ_-2を有する。第１段階のコア
調芯工程３１Ａ_-1においては、光ファイバ２０を回動さ
せて光ファイバ１０，２０のコアずれを最小とする。こ
の後、第２のコア調芯工程３１Ａ_-2を行う。この工程３
１Ａ_-2では光ファイバ１１をＸ軸方向及びＹ軸方向に動
かしてコアを一致させるよう構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ファイバスプライス方
法、光ファイバ融着装置、光ファイバ融着スプライス方
法によって融着スプライスした個所を有する光ファイバ
増幅器及び光ファイバ増幅器を備えた光通信システムに
関する。

【０００２】光通信システムは、送信器と受信器との間
が光ファイバによって連結され、且つ途中の位置に、中
継器を備えた構成である。中継器には、光ファイバ増幅
器が設けてある。ここで、光通信システムが優れた特性
を有するためには、光ファイバ増幅器の特性が良いこと
が必要である。光ファイバ増幅器が良好な特性を有する
ためには、光増幅用光ファイバと路線用光ファイバとを
融着スプライスした融着スプライス部が、スプライス損
失が小さい構造となっていることが必要とされる。

【０００３】

【従来の技術】説明の便宜上、まず、光増幅用光ファイ
バ１０と路線用光ファイバ１１とについて、図１０を参
照して説明する。光増幅用光ファイバ１０は、クラッド
１１と、希土類元素（例えばエルビウム）がドープされ
たコア１２とを有し、断面は円形である。

【０００４】光ファイバ増幅器において、コア１２は半
導体レーザによって励起され、コア１２内において、信
号光によって誘導放出が行われて、信号光が増幅され
る。光ファイバ１０のモードフィールド径ｄ₁は、４〜
５μm と小さい。光を絞り込んで、増幅効率を上げるた
めである。

【０００５】光ファイバ１０は径ｄ₂を有する。また、
光ファイバ１０は端面１３を有する。１４は、光ファイ
バ１０の軸線、１５はコア１２の軸線である。端面１３
上において、コア１２は、光ファイバ１０の軸線１４に
対して、寸法ｅ₁偏心している。

【０００６】一方、路線用光ファイバ２０は、クラッド
２１と、コア２２とを有し、断面は円形である。光ファ
イバ２０は、シングルモードファイバであり、モードフ
ィールド径ｄ₃は、６μm である。

【０００７】光ファイバ２０は、径ｄ₄を有する。ま
た、光ファイバ２０は、端面２３を有する。２４は、光
ファイバ２０の軸線、２５はコア２２の軸線である。端
面２３上において、コア２２は、光ファイバ２０の軸線
２４に対して、寸法ｅ₂偏心している。

【０００８】上記二つの光ファイバ１０と２０とを比較
するに、径ｄ₂と径ｄ₄とは等しい。即ち、ｄ₂＝ｄ₄
である。しかしながら、モードフィールド径ｄ₁とモー
ドフィールド径ｄ₃とは相違する。即ち、ｄ₁≠ｄ₃で
ある。また、偏心量ｅ₁と偏心量ｅ₂も相違する。即
ち、ｅ₁≠ｅ₂である。

【０００９】次に、上記の光増幅用光ファイバ１０と路
線用光ファイバ２０とを融着スプライスする従来の方法
について、図１１を参照して説明する。なお、この融着
スプライスは、光ファイバ増幅器を製造する複数の工程
のうちの一の工程で行われる。

【００１０】融着スプライスは、載置工程３０，コア調
芯工程３１，放電融着工程３２，及び追加放電工程３３
を経て行われる。ここで、追加放電工程３３は、モード
フィールド径ｄ₁，ｄ₃がｄ₁≠ｄ₃であることに起因
して特別に行われる工程であり、融着スプライス部のス
プライス損失を小さくするために行われる。

【００１１】（１）載置工程３０図１１（Ｂ）に示すように、端末処理された光増幅用光
ファイバ１０を、第２の支持Ｖブロック４１に載置し、
端末処理された路線用光ファイバ２０を第１の支持Ｖブ
ロック４０に載置し、端面１３，２３が近接した状態と
する。

【００１２】単に載置した状態では、コア１２とコア２
２とはずれている。例えば、図１１（Ｃ）に示すよう
に、コア１２とコア２２とは、寸法δ₁ずれており、Ｘ
軸方向に寸法ｘ₁，Ｙ軸方向に寸法ｙ₁ずれていると仮
定する。（２）コア調芯工程３１テレビジョンカメラ及びテレビジョンモニタ（共に図示
せず）によって、コア１２とコア２２とのＸ軸方向のず
れ寸法ｘ₁及びＹ軸方向のずれ寸法ｙ₁とを測定する。

【００１３】この測定結果に基づいて、第１の支持Ｖブ
ロック４０をＸ軸方向に寸法ｘ₁，Ｙ軸方向に寸法ｙ₁
動かす。これにより、図１１（Ｄ），（Ｅ）に示すよう
に、コア１２の軸線１５と、コア２２の軸線２５とが一
致した状態とされ、コア調芯が完了する。

【００１４】（３）放電融着工程３２路線用光ファイバ２０の端面２３を光増幅用光ファイバ
１０の端面１３に突き合わせる。この状態で、電極（図
示せず）間で放電を短い時間発生させる。この放電によ
って、突き合わされた部分が加熱されて、図１１
（Ｆ），（Ｇ）に示すように、コア軸線１５とコア軸線
２５とが一致した状態とされて、光増幅用光ファイバ１
０と路線用光ファイバ２０とが融着される。

【００１５】符号４５は、融着された部分を示す。この
状態では、融着された部分４５において、モードフィー
ルド径が不連続となっているため、このままでは、融着
スプライス損失は比較的大きい。そこで、次の追加放電
工程を行う。

【００１６】（４）追加放電工程３３電極間で放電を再度発生させ、既に融着されている個所
４５を再び加熱させる。この追加放電は、光増幅用光フ
ァイバ１０のコア１２のうち、融着されている個所の近
傍に、Ｇｅを拡散させ、コア１２の径を増やし（モード
フィールド径を変化させ）、理想的には、コア１２の端
部をテーパ状とし、モードフィールド径がｄ₁からｄ₃
へ連続的に変化するようにして、融着スプライス損失を
減らすために行われる。

【００１７】図１１（Ｈ），（Ｉ）は、追加放電工程３
３が完了した後の状態を示す。４６は融着スプライスさ
れた融着スプライス部である。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】コア調芯は、路線用光
ファイバ２０を専らＸ方向及びＹ方向に動かすだけで行
っている。このため、放電融着工程３２が完了した、図
１１（Ｆ），（Ｇ）に示す状態において、光増幅用光フ
ァイバの軸線１４と、路線用光ファイバの軸線２４との
ずれ寸法δ₂は、比較的大きい。このずれ寸法δ₂は、
図１１（Ｃ）中のずれ寸法δ₁に対応する。

【００１９】追加放電は、拡散のためになされるもので
あり、放熱が行われている時間は比較的長く（例えば約
１０〜３０秒）なり、クラッド１１，２１の部分も溶融
される。クラッド１１，１２の部分が溶融すると、溶融
した部分に表面張力が発生し、この表面張力によって、
光ファイバ１０，２０は、外周部の段差ε₁が減る方向
に寄せられる。

【００２０】これによって、コア調芯工程３１によっ
て、せっかく調芯されたコア軸線１５とコア軸線２５と
が再びずれてしまう（ずれ寸法δ₃）。この結果、融着
スプライス損失を十分には小さくできなかった。そこ
で、本発明は、上記課題を解決した光ファイバ融着スプ
ライス方法及び装置並びに光ファイバ増幅器及び光通信
システムを提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、異な
るモードフィールド径を有しており、夫々の端面を対向
させて配された第１の光ファイバ及び第２の光ファイバ
を相対的に回動させて、該第１の光ファイバのコアと該
第２の光ファイバのコアとのずれを上記端面を対向させ
て配した初期の状態よりも小さくする第１段階のコア調
芯工程と、該第１段階のコア調芯工程を終了した後に、
上記第１，第２の光ファイバをその端面に沿う方向に相
対的に移動させて、該第１の光ファイバのコアの軸線と
該第２の光ファイバのコアの軸線とを一致させる第２段
階のコア調芯工程と、該第２段階のコア調芯工程後に、
上記第１，第２の光ファイバを融着させる融着工程と、
上記融着工程によって融着された部分のモードフィール
ド径を変化させると共に融着スプライス部を形成するべ
く、上記融着された部分を追加加熱する追加加熱工程と
よりなる構成としたものである。

【００２２】請求項２の発明は、請求項１の第１段階の
コア調芯工程は、対向して配された上記第１の光ファイ
バのコアと上記第２の光ファイバのコアとのずれの状況
に基づいてコアのずれ量を最小とするために光ファイバ
を回動させるべき回動角度を求める回動角度求め工程
と、該回動角度求め工程によって求めた回動角度だけ上
記光ファイバを回動させる光ファイバ回動工程とよりな
る構成としたものである。

【００２３】請求項３の発明は、異なるモードフィール
ド径を有しており、夫々の端面を対向させて配された第
１の光ファイバ及び第２の光ファイバを相対的に回動さ
せて、該第１の光ファイバのコアと該第２の光ファイバ
のコアとを調芯するコア調芯工程と、該コア調芯工程後
に、上記第１，第２の光ファイバを融着させる融着工程
と、上記融着工程によって融着された部分のモードフィ
ールド径を変化させるべく、上記融着された部分を追加
加熱する追加加熱工程とよりなる構成としたものであ
る。

【００２４】請求項４の発明は、モードフィールド径の
異なる第１の光ファイバの端面と第２の光ファイバの端
面とを融着スプライスする装置であって、上記第１，第
２の光ファイバのコアずれを夫々の端面を対向させて配
した初期の状態より小さくするように、上記第１，第２
の光ファイバを相対的に回動させる手段と、該回動手段
によって、上記第１，第２の光ファイバのコアずれが最
小とされた状態で、上記第１の光ファイバのコアの軸線
と上記第２の光ファイバのコアの軸線とを一致すべく、
上記第１，第２の光ファイバを、その端面に沿う方向に
相対的に移動させる移動手段と、光ファイバを加熱する
加熱手段とよりなり、該加熱手段は、上記第１，第２の
光ファイバを融着すべく、該移動手段によって上記第１
の光ファイバのコアの軸線と上記第２の光ファイバのコ
アの軸線とが一致された状態で動作し、且つ融着された
部分のモードフィールド径を変化させるべく、融着後に
再び動作する構成としたものである。

【００２５】請求項５の発明は、請求項４の該回動手段
は、上記第１の光ファイバのコアと、上記第２の光ファ
イバのコアとのずれの状況に基づいて、コアのずれ量を
最小とするために光ファイバを回動させるべき回動角度
を求める回動角度求め手段と、該回動角度求め手段によ
って求めた回動角だけ上記光ファイバを回動させる光フ
ァイバ回動手段とよりなる構成としたものである。

【００２６】請求項６の発明は、路線用光ファイバと、
希土類元素がドープされている光増幅用光ファイバと、
該光増幅用光ファイバを励起する光源と、上記路線用光
ファイバと上記光増幅用光ファイバとの融着スプライス
部とよりなり、該融着スプライス部が、請求項１乃至請
求項３のうちいずれか一の請求項の光ファイバ融着スプ
ライス方法によって形成されたものである構成としたも
のである。

【００２７】請求項７の発明は、送信器と、受信器と、
該送信器と該受信器とを結ぶ光ファイバと、該送信器と
該受信器との間に設置される中継器とよりなり、該中継
器は、請求項６の光ファイバ増幅器を有する構成とした
ものである。

【００２８】

【作用】請求項１の発明において、第１の段階のコア調
芯工程を設けた構成は、第１，第２の光ファイバの軸線
を少しもずらさずに、第１，第２の光ファイバのコアの
ずれを小さくするように作用する。

【００２９】最初に第１の段階のコア調芯工程を行な
い、この後に第２の段階のコア調芯工程を行う構成は、
コア調芯完了状態における、第１の光ファイバの軸線と
第２の光ファイバの軸線とのずれ量を小さくするように
作用する。請求項２の発明において、回動角度求め工程
と、光ファイバ回動工程とを設けた構成は、第１段階の
コア調芯工程を自動化するように作用する。

【００３０】請求項３の発明において、コア調芯工程
は、第１の光ファイバのコアと第２の光ファイバのコア
とのずれが最小とされたときにも、第１の光ファイバの
軸線と第２の光ファイバの軸線とが少しもずれないよう
に作用する。請求項４の発明において、回動手段を設け
た構成は、第１の光ファイバの軸線と第２の光ファイバ
の軸線とを少しもずらすことなく、第１，第２の光ファ
イバのコアのずれを小さくし、よって、移動手段による
移動量が小さくなるように作用する。

【００３１】請求項５の発明において、回動角度求め手
段と光ファイバ回動手段とを設けた構成は、回動手段が
自動的に動作するように作用する。請求項６の発明にお
いて、融着スプライス部を請求項１乃至３のうちいずれ
か一の請求項の光ファイバ融着スプライス方法によって
形成する構成は、融着スプライス部のスプライス損失が
小さくなるように作用する。

【００３２】請求項７の発明において、中継器が請求項
６の光ファイバ増幅器を備えた構成とした構成は、中継
器の性能を向上させるように作用する。

【００３３】

【実施例】

〔本発明の光ファイバ融着方法及び装置の第１実施例〕
図１は光ファイバ融着スプライス装置５０を示す。光フ
ァイバ融着スプライス装置５０は、図２に併せて示すよ
うに、相対向して配してある第１の支持ブロック４０及
び第２の支持ブロック４１と、第１の支持ブロック４０
をＸ，Ｙ方向に精密に微小移動させるＸＹ方向移動機構
５１と、第２の支持ブロック４１をＸＹ方向に微小移動
させるＸＹ方向移動機構５２と、第１の支持ブロック４
０に対して第２の支持ブロック４１とは反対側の部位に
設けてある光ファイバ回動機構５３と、一対の電極５
４，５５と、放電回路部５６と、テレビジョンカメラ５
７と、ミラー５８と、照明用ライト５９と、テレビジョ
ンモニタ６０と、操作パネル部６１とを有する。

【００３４】ＸＹ方向移動機構５１，５２は、圧電素子
を駆動源とする構成である。光ファイバ回動機構５３
は、図２に示すように、光ファイバをクランプするクラ
ンパ５３_-1を有し、フレーム５３_-2に回動可能に支持さ
れている回転軸部５３ _-4と、フレーム５３_-2に取り付け
てあるエンコーダ付きのモータ５３_-5と、ベルト５３_-6
とよりなる。

【００３５】モータ５３_-5が駆動されると、ベルト５３
_-6を介して回転軸部５３_-4が回動され、クランプ部５３
_-1が回動される。図３に示すように、ミラー５８は４５
度傾斜している。照明用ライト５９は、ミラー５８の前
方に位置している。

【００３６】テレビジョンカメラ５７は、真上を向いて
ミラー５８の下方に位置しており、位置Ｐｘ又は位置Ｐ
ｙに移動される。テレビジョンカメラ５７は、照明用ラ
イト５９から出射して光ファイバを透過した光を受光し
て、光ファイバ２０，１０を撮像する。テレビジョンカ
メラ５７で撮られた像は、テレビジョンモニタ６０に写
し出される。

【００３７】テレビジョンカメラ５７が位置Ｐｘに位置
するときには、テレビジョンモニタ６０には、縦方向が
Ｘ方向である画面６５が表示される。また、テレビジョ
ンカメラ５７が位置Ｐｙに位置するときには、テレビジ
ョンモニタ６０には縦方向がＹ方向である画像６６が表
示される。

【００３８】次に、上記構成になる光ファイバ融着スプ
ライス装置５０を使用して、図９の光増幅用光ファイバ
１０と路線用光ファイバ２０とを融着するときの動作を
説明する。図４中、図１０に示す構成部分と同一部分に
は同一符号を付す。

【００３９】融着スプライスは、載置工程３０Ａ，第１
段階のコア調芯工程３１Ａ_-1，第２段階のコア調芯工程
３１Ａ_-2，放電融着工程３２Ａ，及び追加放電工程３３
Ａを経て行われる。（１）載置工程３０Ａ路線用光ファイバ１１を、図２に示すように、クランパ
部５３_-1によってクランプした以外は、図１０の載置工
程３０と同様に行う。

【００４０】本発明の特長を明らかにするために、コア
１２とコア２２とは、図１１（Ｂ），（Ｃ）と同程度に
ずれていると仮定する。（２）第１段階のコア調芯工程３１Ａ_-1 操作パネル部６１の所定の釦を操作して、テレビジョン
カメラ５７及びテレビジョンモニタ６０によって、コア
１２をコア２２とのずれδ₁の程度を求める。

【００４１】次いで、操作パネル部６１の別の所定の釦
を操作し、モータ５３_-5を始動させる。モータ５３_-5が
始動することによって、回転軸５３_-4及びクランパ５３
_-1が回動し、路線用光ファイバ１１が、第１の支持Ｖブ
ロック４０に支持された状態のまま回動される。

【００４２】第１段階のコア調芯工程３１Ａ_-1は、以下
の〜の操作によって行われる。モータ５３_-5を少し回転させて停止させる。テレビジョンカメラ５７及びテレビジョンモニタ６
０とにより、コア１２とコア２２とのずれを求める。

【００４３】コア同士のずれ量を前回の測定値と比
較する。コア同士のずれ量＜前回の測定値、であるときには
更に上記の操作を行う。コア同士のずれ量＞前回の測定値、となったとき
に、必要に応じてモータ５３_-5を少し逆転させる。

【００４４】コア１２とコア２２とが図４（Ｃ）に示す
態様でずれている場合には、路線用光ファイバ２０を約
１８０度回動させる。これにより、光ファイバ１０と２
０とは、図４（Ｄ），（Ｅ）に示す状態となり、コア１
２とコア２２のずれ寸法が当初の寸法δ₁より大幅に減
って、最小の寸法δ₄とされ、第１のコア調芯工程が完
了する。

【００４５】即ち、第１段階のコア調芯工程３１Ａ
_-1は、路線用光ファイバ２０を光増幅用光ファイバ１０
に対して適宜回動させ、コア１２とコア２２とのずれ寸
法を最小とすることにより完了する。第１のコア調芯工
程３１Ａ_-1が完了した段階では、図４（Ｄ），（Ｅ）に
示すように、光ファイバ１０の軸線１４と光ファイバ２
０の軸線２４とは載置工程３０Ａ完了時と同じく、一致
した状態を保ち、コア１２の軸線１５とコア２２の軸線
２５とのずれが、載置工程３０Ａ完了時に比べて、大幅
に小さくなっている。

【００４６】（３）第２段階のコア調芯工程３１Ａ_-2 この工程３１Ａ_-2は、図１１（Ａ）中のコア調芯工程３
１と同様に行う。即ち、テレビジョンカメラ５７及びテ
レビジョンモニタ６０とによって、コア１２とコア２２
とのＸ軸方向のずれ寸法ｘ₂及びＹ軸方向のずれ寸法ｙ
₂とを測定する。ここで、ｘ₂＜ｘ₁，ｙ₂＜ｙ₁とな
っている。

【００４７】この測定結果に基づいて、操作者は、操作
パネル部６１の別の所定の釦を押す。この操作によっ
て、ＸＹ方向移動機構５１が駆動され、第１の支持Ｖブ
ロック４０がＸ軸方向に寸法ｘ₂，Ｙ軸方向に寸法ｙ₂
移動する。即ち、第１の支持Ｖブロック４０は、ここに
支持されている路線用光ファイバ２０の端面２３に沿う
方向に移動する。

【００４８】第１の支持Ｖブロック４０と共に路線用光
ファイバ２０が移動し、図４（Ｆ），（Ｇ）に示すよう
に、コア１２の軸線１５とコア２２の軸線２５とが一致
した状態とされる。これにより、第２段階のコア調芯工
程３１Ａ_-2が完了する。

【００４９】（４）放電融着工程３２Ａこの工程３２Ａは、図１１（Ａ）中の放電融着工程３２
と同様に行う。即ち、路線用光ファイバ２０の端面２３
を光増幅用光ファイバ１０の端面１３に突き合わせる。
所定の釦を操作し、電極５４，５５間で放電を短い時間
発生させる。

【００５０】この放電によって、突き合わされた部分が
加熱されて、図４（Ｈ），（Ｉ）に示すように、コア軸
線１５とコア軸線２５とが一致した状態とされて、光増
幅用光ファイバ１０と路線用光ファイバ２０とが融着さ
れる。符号７０は融着された部分を示す。

【００５１】なお、光増幅用光ファイバ１０の軸線１４
と路線用光ファイバ２０の軸線２４はずれているけれど
も、そのずれ量δ₅は、図１１（Ｇ）中のずれ量δ₂に
比べて、相当に小さい。（５）追加放電工程３３Ａこの工程３３Ａは、図１１（Ａ）中の追加放電工程３３
と同様に行う。

【００５２】即ち、操作者が所定の釦を押すことによ
り、電極５４，５５間で放電を再度発生させ、既に融着
されている個所７０を再び加熱する。追加放電によっ
て、図４（Ｊ）に示すように、コア１２の端部がテーパ
状に拡がって、モードフィールド径ｄ₁が増える方向に
変化され、テーパ部１２_-1が形成され、融着スプライス
部７１が形成される。

【００５３】この追加放電工程３３Ａは、追加放電→融
着スプライス部７１のスプライス損失測定→追加放電→
融着スプライス部７１のスプライス損失測定…の手順
で、スプライス損失が最小となるまで、追加放電を繰り
返して行う。ここで、追加放電が繰り返されることによ
って、クラッド１１，２１の部分も溶融され、溶融した
部分に表面張力が発生する。

【００５４】この表面張力によって、光ファイバ１０，
２０，外周部の段差７２が減る方向に寄せられ、コア軸
線１５とコア軸線２５とがずれてしまう。しかし、上記
の段差ε₂は、図１１（Ｆ）中の段差ε₁に比べて格段
に小さいため、コア軸線１５とコア軸線２５とのずれ量
δ₆は図１１（Ｈ）中のずれ寸法δ₃に比べて格段に小
さい。

【００５５】このため、コア軸線１５とコア軸線２５の
ずれによるスプライス損失への影響の程度は、従来に比
べて相当に小さい。この結果、従来に比べて、スプライ
ス損失が小さい融着スプライス部７１が形成される。

【００５６】なお、融着スプライス部７１についてみる
に、テーパ部１２_-1は、長さａが0.5 mm以下の部分に形
成される。また、融着スプライス部７１の融着スプライ
ス損失は、0.2 dB以下である。なお、上記実施例は、第
１段階のコア調芯工程３１Ａ_-1において、コア１２とコ
ア２２とのずれを最小となるまで調整する構成としてあ
る。しかし、本発明はこれに限るものではなく、上記第
１段階のコア調芯工程３１Ａ_-1においては、コア１２と
コア２２とのずれ量を、光ファイバ１０，２０をその端
面１３，２３とを対向させて載置することによって載置
工程３０Ａを完了した段階における、コア１２とコア２
２とのずれ量、即ち初期状態のずれ量より小さくする場
合も包含するものである。

【００５７】また、例えば、偏心量ｅ₁とｅ₂が等しい
場合には、上記第２の段階のコア調芯工程３１Ａ_-2は必
要でなくなる。本発明は、この場合、即ち第１段階のコ
ア調芯工程３１Ａ_-1に続いて、放電融着工程３２Ａに移
る場合も包含するものである。

【００５８】また、本発明は、光増幅用光ファイバ１０
を路線用光ファイバ２０との融着スプライスに限るもの
ではなく、これ以外の光ファイバ同士の接続、即ちモー
ドフィールド径の異なる光ファイバ同士の接続にも適用
できる。また、光増幅用光ファイバ１０及び路線用光フ
ァイバ２０のうち、一方が、請求項１乃至５項中の第１
の光ファイバを構成し、他方が第２の光ファイバを構成
する。

【００５９】〔本発明の光ファイバ融着方法及び装置の
第２実施例〕図５は光ファイバ融着スプライス装置５０
Ａを示す。この装置５０Ａは、マイクロコンピュータ８
０を内蔵した以外は、図１の光ファイバ融着スプライス
装置５０と同じである。

【００６０】マイクロコンピュータ８０は、第１段階の
コア調芯工程３１Ａ_-1を自動化するために設けてある。
上記の工程３１Ａ_-1において、マイクロコンピュータ８
０は、図６に示すように動作する。

【００６１】ステップＳ₁において、原点Ｏ（ファイバ
軸線）から、各ファイバのコア中心座標を（ｘ₁，
ｙ₁）（ｘ₂，ｙ₂）を求める（図７（Ａ），（Ｂ）参
照）。ステップＳ₂において、測定した（ｘ₁，ｙ₁）
（ｘ₂，ｙ₂）に基づいて、ずれ寸法δ₁を最小とする
ために、光ファイバ２０を回動させる角度θを算出す
る。

【００６２】算出は、次の二段階で行う。（１）基準線ＯＡからの角度θ₁，θ₂を求める（図７
（Ｃ）参照）。

【００６３】

【数１】

【００６４】（２）（１）より光ファイバ２０を回転さ
せる角度θ_Rを求める。｜θ₁−θ₂｜≦πのとき、時
計回りに光ファイバ２０を角度θ_R回転させる。また、
｜θ₁−θ₂｜＞πのときは反時計回りに角度θ_R回転
させる。

【００６５】

【数２】

【００６６】最後のステップＳ₃において、モータ駆動
回路８１に指令を出力する。モータ駆動回路８１は、こ
の指令を受けて、モータ５３_-5を、光ファイバ２０が角
度θ_R回動しきるまで駆動させる。モータ５３_-5が停止
した段階で、第１段階のコア調芯工程３１Ａ_-5が完了す
る。

【００６７】本実施例によれば、第１段階のコア調芯工
程３１Ａ_-1が自動的に行われるため、光ファイバの融着
スプライスを、前記実施例の方法に比べて、より簡単に
且つ短い時間で行うことが出来る。ここで、ステップＳ
１，Ｓ２，Ｓ３が、請求項２の回動角度求め工程を構成
する。

【００６８】ステップＳ４が、請求項２の光ファイバ回
動工程を構成する。また、マイクロコンピュータ８０が
請求項５の回動角度求め手段を構成する。光ファイバ回
動機構５３及びモータ駆動回路８１が、請求項５の光フ
ァイバ回動手段を構成する。

【００６９】〔本発明の光ファイバ増幅器の一実施例〕
図８に示すように、光ファイバ増幅器１００は、光入力
端子１０１，前段モジュール１０２，励起用光源として
のの半導体レーザ１０３，路線用光ファイバ２０_-1，エ
ルビウムがドープされている光増幅用光ファイバ１０，
路線用光ファイバ２０_-2，光アイソレータ１０４，光出
力端子１０５を有する。

【００７０】前段モジュール１０２内には、光アイソレ
ータ１０６及び光合分波器１０７が組込まれている。光
増幅用光ファイバ１０は、半導体レーザ１０３よりのレ
ーザによって励起された状態にある。

【００７１】光信号は、光増幅用光ファイバ１０を通過
する過程で増幅される。路線用光ファイバ２０_-1と光増
幅用光ファイバ１０とは、上記の方法によって形成され
た融着スプライス部７１_-1によって接続されている。ま
た光増幅用光ファイバ１０と路線用光ファイバ２０
_-2も、上記の方法によって形成された融着スプライス部
７１_-2によって、接続されている。

【００７２】光ファイバ増幅器１００は、融着スプライ
ス部７１_-1，７１_-2の信号光波長におけるスプライス損
失が、0.3 dB以下であり、雑音レベルが低く、且つ利得
が高い良好な特性を有する。〔本発明の光通信システムの一実施例〕図９に示すよう
に、光通信システム１１０は、光源１１１を有する送信
器１１２と、光検出器１１３を有する受信器１１４との
間が、所々に設置してある。中継器１１５，１１６を介
して、路線用光ファイバ２０によって接続されている構
成を有する。

【００７３】各中継器１１５，１１６内には、図７に示
す光ファイバ増幅器１００が組込まれている。光ファイ
バ増幅器１００は良好な特性を有するため、光通信シス
テム１１０は、良好な通信特性を有する。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、まず第１の段階のコア調芯工程を行うことによ
って、第１の光ファイバの軸線と第２の光ファイバの軸
線とを少しもずらさずに、第１の光ファイバのコアと第
２の光ファイバのコアとのずれを初期の状態より小さく
し、この後に、第２の段階のコア調整工程を行って、コ
アを調芯させる構成であるため、コアを調芯完了状態に
おいて、第１の光ファイバの軸線と第２の光ファイバの
軸線とのずれ量を効果的に小さくすることが出来る。よ
って、追加加熱工程における表面張力の作用による第
１，第２の光ファイバのずれを小さく出来、この結果、
スプライス損失が従来に比べて小さい融着スプライス部
を形成できる。

【００７５】請求項２の発明によれば、第１段階のコア
調芯工程が自動的に行われるようにすることが出来る。
これによって、光ファイバの融着スプライスをより簡単
に且つ短い時間で行うことが出来る。請求項３の発明に
よれば、追加加熱工程において第１，第２の光ファイバ
が少しもずれないようにすることが出来る。よって、ス
プライス損失が小さい融着スプライス部を形成出来る。

【００７６】請求項４の発明によれば、請求項１の発明
とによる効果と同じ効果を得ることが出来る。請求項５
の発明によれば、請求項２の発明による効果と同じ効果
を得ることが出来る。

【００７７】請求項６の発明によれば、融着スプライス
部のスプライス損失が小さいため、従来に比べて、低雑
音及び高利得である光ファイバ増幅器を実現出来る。請
求項７の発明によれば、中継器の特性が良好であるた
め、従来に比べて良好な通信特性を有する通信システム
を実現出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例になる光ファイバ融着スプ
ライス装置を示す図である。

【図２】図１の光ファイバ融着スプライス装置の一部を
拡大して示す図である。

【図３】テレビジョンカメラ、照明用ライト、及びミラ
ーの位置関係を示す図である。

【図４】本発明の光ファイバ融着スプライス方法を説明
するための図である。

【図５】本発明の第２実施例になる光ファイバ融着スプ
ライス装置を示す図である。

【図６】図５中マイクロコンピュータの動作の一部を示
すフローチャートである。

【図７】図６の動作を説明する図である。

【図８】本発明の一実施例の光ファイバ増幅器を示す図
である。

【図９】本発明の一実施例の光通信システムを示す図で
ある。

【図１０】融着スプライスすべき光増幅用光ファイバと
路線用光ファイバとを対向させて示す図である。

【図１１】従来の光ファイバ融着スプライス方法を説明
するための図である。

【符号の説明】

１０光増幅用光ファイバ１１クラッド１２コア１２_-1 テーパ部１３端面１４光増幅用光ファイバの軸線１５コアの軸線２０路線用光ファイバ２１クラッド２２コア２３端面２４路線用光ファイバの軸線２５コアの軸線３０Ａ載置工程３１Ａ_-1 第１段階のコア調芯工程３１Ａ_-2 第２段階のコア調芯工程３２Ａ放電融着工程３３Ａ追加放電工程４０第１の支持Ｖブロック４１第２の支持Ｖブロック５０光ファイバ融着スプライス装置５１，５２ＸＹ方向移動機構５３光ファイバ回動機構５３_-1 クランプ５３_-2 フレーム５３_-4 回転軸５３_-5 モータ５３_-6 ベルト５４，５５電極５６放電回路部５７テレビジョンカメラ５８ミラー５９照明用ライト６０テレビジョンモニタ６１操作パネル部６５，６６画面７０融着された部分７１融着スプライス部８０マイクロコンピュータ８１モータ駆動回路１００光ファイバ増幅器１０１光入力端子部１０２前段モジュール１０３励起用半導体レーザ１０４光アイソレータ１０５光出力端子１０６光アイソレータ１１０光通信システム１１１光源１１２送信器１１３光検出器１１４受信器１１５中継器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐々木和哉神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】異なるモードフィールド径を有してお
り、夫々の端面を対向させて配された第１の光ファイバ
及び第２の光ファイバを相対的に回動させて、該第１の
光ファイバのコアと該第２の光ファイバのコアとのずれ
を上記端面を対向させて配した初期の状態よりも小さく
する第１段階のコア調芯工程と、該第１段階のコア調芯工程を終了した後に、上記第１，
第２の光ファイバをその端面に沿う方向に相対的に移動
させて、該第１の光ファイバのコアの軸線と該第２の光
ファイバのコアの軸線とを一致させる第２段階のコア調
芯工程と、該第２段階のコア調芯工程後に、上記第１，第２の光フ
ァイバを融着させる融着工程と、上記融着工程によって融着された部分のモードフィール
ド径を変化させると共に融着スプライス部を形成するべ
く、上記融着された部分を追加加熱する追加加熱工程と
よりなる構成としたことを特徴とする光ファイバ融着ス
プライス方法。
【請求項２】請求項１の第１段階のコア調芯工程は、対向して配された上記第１の光ファイバのコアと上記第
２の光ファイバのコアとのずれの状況に基づいて、コア
のずれ量を最小とするために光ファイバを回動させるべ
き回動角度を求める回動角度求め工程と、該回動角度求め工程によって求めた回動角度だけ上記光
ファイバを回動させる光ファイバ回動工程とよりなる構
成としたことを特徴とする光ファイバ融着スプライス方
法。
【請求項３】異なるモードフィールド径を有してお
り、夫々の端面を対向させて配された第１の光ファイバ
及び第２の光ファイバを相対的に回動させて、該第１の
光ファイバのコアと該第２の光ファイバのコアとを調芯
するコア調芯工程と、該コア調芯工程後に、上記第１，第２の光ファイバを融
着させる融着工程と、上記融着工程によって融着された部分のモードフィール
ド径を変化させるべく、上記融着された部分を追加加熱
する追加加熱工程とよりなる構成としたことを特徴とす
る光ファイバ融着スプライス方法。
【請求項４】モードフィールド径の異なる第１の光フ
ァイバの端面と第２の光ファイバの端面とを融着スプラ
イスする装置であって、上記第１，第２の光ファイバのコアずれを夫々の端面を
対向させて配した初期の状態より小さくするように、上
記第１，第２の光ファイバを相対的に回動させる手段
と、該回動手段によって、上記第１，第２の光ファイバのコ
アずれが最小とされた状態で、上記第１の光ファイバの
コアの軸線と上記第２の光ファイバのコアの軸線とを一
致すべく、上記第１，第２の光ファイバを、その端面に
沿う方向に相対的に移動させる移動手段と、光ファイバを加熱する加熱手段とよりなり、該加熱手段は、上記第１，第２の光ファイバを融着すべ
く、該移動手段によって上記第１の光ファイバのコアの
軸線と上記第２の光ファイバのコアの軸線とが一致され
た状態で動作し、且つ融着された部分のモードフィール
ド径を変化させるべく、融着後に再び動作する構成とし
たことを特徴とする光ファイバ融着スプライス装置。
【請求項５】請求項４の該回動手段は、上記１の光ファイバのコアと、上記第２の光ファイバの
コアとのずれの状況に基づいて、コアのずれ量を最小と
するために光ファイバを回動させるべき回動角度を求め
る回動角度求め手段と、該回動角度求め手段によって求めた回動角だけ上記光フ
ァイバを回動させる光ファイバ回動手段とよりなる構成
としたことを特徴とする光ファイバ融着スプライス装
置。
【請求項６】路線用光ファイバと、希土類元素がドープされている光増幅用光ファイバと、該光増幅用光ファイバを励起する光源と、上記路線用光ファイバと上記光増幅用光ファイバとの融
着スプライス部とよりなり、該融着スプライス部が、請求項１乃至請求項３のうちい
ずれか一の請求項の光ファイバ融着スプライス方法によ
って形成されたものである構成としたことを特徴とする
光ファイバ増幅器。
【請求項７】送信器と、受信器と、該送信器と該受信器とを結ぶ光ファイバと、該送信器と該受信器との間に設置される中継器とよりな
り、該中継器は、請求項６の光ファイバ増幅器を有する構成
としたことを特徴とする光通信システム。