JPH10319250A

JPH10319250A - 光ファイバまたは光ファイバカプラの終端面の無反射処理方法および無反射処理装置

Info

Publication number: JPH10319250A
Application number: JP9127669A
Authority: JP
Inventors: Fumio Suzuki; 文生鈴木; Shigefumi Yamazaki; 成史山崎; Ryokichi Matsumoto; 亮吉松本; Ryozo Yamauchi; 良三山内
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1997-05-16
Filing date: 1997-05-16
Publication date: 1998-12-04

Abstract

(57)【要約】【課題】光ファイバカプラの不要ポートの終端面の処
理が容易な光ファイバまたは光ファイバカプラの無反射
処理方法および無反射処理装置を提供する。【解決手段】不要ポート（光ファイバ）９ｄ′の光フ
ァイバカプラ本体１０ａ側をカプラクランプ２１に固定
し、さらにこのカプラクランプ２１に設けられた刃２４
ｂによって前記不要ポート９ｄ′の中途に、この不要ポ
ート９ｄ′の軸心に対して斜めの傷を形成した後、この
不要ポート９ｄ′の切断片側を光ファイバ引取台３１に
設けられた回転クランプ３２に固定し、バネ４１、４１
の作用によって不要ポート９ｄ′に対し、その長さ方向
にそって張力Ａを加えつつ、前記回転クランプ３２を回
転させて捻回力を加えることによって、この不要ポート
９ｄ′を前記傷にそってその軸心に対して斜めに切断す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ファイバまたは光
ファイバカプラの終端面の無反射処理方法と無反射処理
装置に関するものであり、特に光ファイバカプラの不要
ポートなどを無反射処理する簡易な方法と装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】光通信や光計測の分野などで、光の分
岐、合波などを行う回路素子として光ファイバカプラが
多用されている。この光ファイバカプラは一般にＭ個の
光ファイバからなる入力ポートとＮ個の光ファイバから
なる出力ポートとが光分岐結合部で光学的に結合された
構造を有するものであって、Ｍ×Ｎ型光ファイバカプラ
と呼ばれている。

【０００３】このうち、例えば２×２型の光ファイバカ
プラは、例えば図４（ａ）〜図４（ｄ）に示す方法によ
り製造されている。すなわちまず図４（ａ）において、
被覆層２を有する２本の光ファイバ１ａ、１ｂの中間部
の被覆を剥ぎ取り、それぞれ光ファイバ裸線３ａ、３ｂ
を露出させ、この光ファイバ裸線３ａ、３ｂを並列す
る。この光ファイバ裸線３ａ，３ｂは中心部のコアと、
コアの外周部に設けられたコアよりも低屈折率のクラッ
ドからなるものである。ついで図４（ｂ）に示すよう
に、光ファイバ裸線３ａ、３ｂの少なくとも一部を接触
させ、その接触部５を酸水素炎６（または放電アークな
ど）を用いて互いに融着するとともに延伸し、図４
（ｃ）に示すように光ファイバ１ａ、１ｂ間に光学的に
結合された融着延伸部（光分岐結合部）７を形成する。
ついで図４（ｄ）に示すように、融着延伸部７を含む露
出された光ファイバ裸線３ａ、３ｂの全体を保護ケース
８に収容し、裸線部両側の被覆部で保護ケース８を固定
する。これによって、保護ケース８とこの保護ケース８
内部に収められた光ファイバ裸線３ａ，３ｂ全体を光フ
ァイバカプラ本体１０ａとし、その両端からのびる光フ
ァイバ１ａの被覆部をポート９ａ、９ｂとし、光ファイ
バ１ｂの被覆部をポート９ｃ、９ｄとする２×２型光フ
ァイバカプラ１０が得られる。

【０００４】ＭとＮとが３以上で同数の入／出力ポート
を有する光ファイバカプラを製造するには、上述のよう
に２本の光ファイバ１ａ、１ｂの代わりに（Ｍ＝Ｎ≧
３）本の光ファイバを用い、それぞれに形成した光ファ
イバ裸線を互いに接触させ、その接触部を１本の融着延
伸部が形成されるように融着延伸すればよい。ＭとＮと
が異なる数の入／出力ポートを有する光ファイバが必要
な場合は、ＭとＮのいずれか大きいほうに等しい本数の
光ファイバを用いて入／出力ポートが同数の光ファイバ
カプラを製造し、入／出力ポートとしてその内から必要
数のポートを用いればよい。ただし、一般には不要とな
ったポートからの反射光が反射ノイズとなって光伝送に
悪影響をおよぼすので、この不要ポートの終端面には無
反射処理が施される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述の不要ポートなど
の光ファイバの終端面の無反射処理の一例として、不要
ポートの終端面を傾斜させて研磨する方法がある。例え
ば光ファイバ１ｂの被覆部のポート９ｄを不要ポート
９′とする場合、図５に示すようにその終端面１１を軸
心に対する傾斜角βが８度以上、好ましくは約８度とな
るように傾斜させて研磨して、図６に示すような１×２
型光ファイバカプラ１０Ａとする。図中符号３０２ｂは
コア、３０３ｂはクラッドである。このように傾斜角β
を適切に設定することによって、光ファイバ１ｂの特に
コア３０２ｂ中を伝搬する光Ｌが終端面１１にて反射さ
れ、この反射光は、コア３０２ｂとクラッド３０３ｂと
の境界面に対して臨界角以上の光となってコア３０２ｂ
の外にもれてしまう。このため、前記反射光が光ファイ
バ１ｂ中を逆進することを防ぐことができる。しかし光
ファイバ１ｂは細くかつ折れ易いものであるから、この
ような研磨を行うには、一般に金属あるはセラミックス
からなる管状のフェルールと呼ばれる保持部材（図示せ
ず）中に光ファイバ１ｂの終端部を固定し、このフェル
ールとともに終端面１１を研磨する。この方法は、この
ように特別な消耗部材を必要とし、その固定と研磨に煩
雑な手間と時間を要し、また精密な研磨装置が必要とな
る。

【０００６】本発明は前記課題を解決するためになされ
たものであり光ファイバカプラの不要ポートの終端面の
処理が容易な光ファイバまたは光ファイバカプラの無反
射処理方法および無反射処理装置を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の第１の発明においては、光ファイバに、該
光ファイバの軸心に対して斜めの傷を形成し、該光ファ
イバの該傷の形成位置を含む部分に、該光ファイバの長
さ方向にそって張力を加えつつ、捻回力を加えることに
よって該光ファイバを、前記傷にそって、その軸心に対
して斜めに切断することを特徴とする光ファイバまたは
光ファイバカプラの終端面の無反射処理方法を提案す
る。また第２の発明においては、光ファイバの切断位置
に、該光ファイバの軸心に対して斜めに傷を形成する傷
形成手段と、前記傷の形成位置を含む部分に前記光ファ
イバの長さ方向にそって張力を加える張力供与手段と、
該光ファイバを、該光ファイバの軸心を中心とする方向
に回転させることによって前記傷の形成位置に捻回力を
加える回転手段を有することを特徴とする光ファイバま
たは光ファイバカプラの終端面の無反射処理処理装置を
提案する。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１〜３は本発明の光ファイバカ
プラの終端面の無反射処理方法の一例を示したものであ
る。すなわち図４（ａ）〜（ｄ）に示した方法によって
製造された２×２型光ファイバカプラを用い、不要ポー
ト（光ファイバ）の終端面を無反射処理し、図５、６に
示すような１×２型光ファイバカプラを製造する例を示
したものである。以下、図１〜６を利用して説明する。
図１は本発明の無反射処理装置の一例を上部から見た状
態を示した平面図である。図２は、図１に示した無反射
処理装置に設けられた刃によって不要ポートに傷をつけ
る際の操作の要部を示した説明図である。図３は図１に
示した無反射処理装置に設けられた回転クランプの回転
によって不要ポートを回転させて切断する際の操作の要
部を示した説明図であって、図１中破線Ｂ−Ｂ′にそっ
て切断した断面図である。図１〜３には図中にＸ方向、
Ｙ方向、Ｚ方向を示して各図における方向が明確になる
ようにしている。

【０００９】図中符号２１はカプラクランプであって、
このカプラクランプ２１は下側カプラクランプ２１ａと
上側カプラクランプ２１ｂとからならなるふたつ割体で
ある。すなわち下側カプラクランプ２１ａと上側カプラ
クランプ２１ｂとは、これらを閉じあわせることによっ
て一体化される対称構造となっている。また、上側カプ
ラクランプ２１ｂは、さらにカプラ本体側部材２１１ｂ
とポート側部材２１２ｂとに二分割されており、これら
のカプラ本体側部材２１１ｂとポート側部材２１２ｂ
は、それぞれ別々に前記下側カプラクランプ２１ａと閉
じあわせることができるようになっている。下側カプラ
クランプ２１ａの上側カプラクランプ２１ｂとの対峙面
には、２×２型光ファイバカプラ１０の光ファイバカプ
ラ本体１０ａを収めるためのカプラ本体収容溝２２ａ
と、このカプラ本体収容溝２２ａからのびる不要ポート
９ｄ′を収めるための不要ポート収容溝２３ａと、使用
ポート９ｂ′を収めるための使用ポート収容溝２３ａ′
が設けられている。

【００１０】上側カプラクランプ２１ｂには、カプラ本
体収容溝２２ｂ、不要ポート収容溝２３ｂ、使用ポート
収容溝２３ｂ′が設けられている。これらはそれぞれ下
側カプラクランプ２１ａの構成と同様のもので、下側カ
プラクランプ２１ａの構成に対して対称に形成されてい
るものである。

【００１１】さらにこの上側カプラクランプ２１ｂに設
けられた不要ポート収容溝２３ｂの中途部分には、この
不要ポート収容溝２３ｂを斜めに横断するように板状の
刃２４ｂが埋め込まれている。この刃２４ｂの刃先２４
ｃは不要ポート収容溝２３ｂの開口部方向に配されてい
る。この刃２４ｂは不要ポート収容溝２３ｂ内に収めら
れる不要ポート９ｄ′に、上方向からその軸心に対して
斜めに傷を入れるために設けられているものである。こ
の刃２４ｂの角度は、図５に示す、得ようとする不要ポ
ート９ｄ′の終端面１１の傾斜角βと等しくなるように
設定されている。傾斜角βは８度以上、好ましくは約８
度（実質的には７．５〜８．５度）とされる。また、刃
２４ｂは、カプラ本体収容溝２２ｂに収められる光ファ
イバカプラ本体１０ａの保護ケース８の端縁から切断後
の不要ポート９ｄ′の先端までの長さｆが、５〜１５ｍ
ｍ程度になる位置に設けられている。

【００１２】また、下側カプラクランプ２１ａの図中Ｘ
方向（不要ポート９ｄ′の長さ方向）外部には、間隔を
おいて不要ポート引取台（引取台）３１が設けられてい
る。この引取台３１は、切り放される不要ポート９ｄ′
の切断片側を固定するものである。この引取台３１の中
央部には、断面半円状の第１部材３２ａと第２部材３２
ｂとからなる円柱状の回転クランプ３２が設けられてい
る。前記第１部材３２ａと第２部材３２ｂとの接合面は
長方形状で、その中央部には図中Ｘ方向にそってそれぞ
れ溝３２ｃ，３２ｄが設けられている。不要ポート９
ｄ′の切断片側は、その長さ方向にそって溝３２ｃに収
められ、さらに第１部材３２ａと第２部材３２ｂとを一
体化することによって、これらの溝３２ｃ，３２ｄによ
ってはさみこまれて固定されるようになっている。また
回転クランプ３２は、その側面に接触して設けられてい
る駆動ギア３３ａの回転によって、その底面の円周方向
に回転するようになっている。この駆動ギア３３ａはモ
ータ３３ｂに接続されており、このモータ３３ｂの回転
によって連動して回転するようになっている。

【００１３】前記引取台３１と下側カプラクランプ２１
ａとは２本のスライド棒４０，４０によって接続されて
おり、これらのスライド棒４０，４０をスライドさせて
引取台３１を移動させることができるようになってい
る。またスライド棒４０，４０の周囲にはバネ４１，４
１が設けられている。このバネ４１，４１は図中Ｘ方向
において引取台３１を付勢し、下側カプラクランプ２１
ａから引取台３１に向かって張力Ａを発生させるもので
ある。さらに下側カプラクランプ２１ａには、引取台３
１側に突出し、スライド棒４０よりも短い棒状のストッ
パー４２が設けられている。つまり、スライド棒４０，
４０をスライドさせて引取台３１を下側カプラクランプ
２１ａ側に引き寄せてストッパー４２に接触させて止め
ることによって、この引取台３１を所定の引張力（張力
Ａ）が加わる位置に位置決めすることができるようにな
っている。

【００１４】以下、不要ポート９ｄ′の切断方法（不要
ポート９ｄ′の終端面の処理方法）を、操作を追って説
明する。まず、図４（ａ）〜（ｄ）に示す手順で２×２
型光ファイバカプラ１０を製造する。このとき光ファイ
バ１ａ，１ｂは、光ファイバ裸線３ａ，３ｂの周囲に被
覆層２が形成されてなるもので、具体的には例えば以下
のようなものを用いる。前記光ファイバ裸線３ａ，３ｂ
はゲルマニウムを添加した石英ガラス製のコアと、その
外周に形成された石英ガラスからなる前記コアより低屈
折率のクラッドからなり、クラッド径（外径）は１２５
μｍである。また、被覆層２は紫外線硬化型樹脂からな
り、被覆層２を含めた光ファイバ１ａ，１ｂの外径は２
５０μｍである。

【００１５】ついで、図１〜図３に示す無反射処理装置
において、下側カプラクランプ２１ａと、上側カプラク
ランプ２１ｂ（カプラ本体側部材２１１ｂとポート側部
材２１２ｂ）を開いた状態とし、下側カプラクランプ２
１ａに設けられたカプラ本体収容溝２２ａ、不要ポート
収容溝２３ａ、使用ポート収容溝２３ａ′に、それぞれ
光ファイバカプラ本体１０ａとこれからのびる不要ポー
ト９ｄ′と使用ポート９ｂ′を収める。

【００１６】ついで、上側カプラクランプ２１ｂを閉じ
て下側カプラクランプ２１ａと一体化させる。すると、
図２に示すように不要ポート９ｄ′の上から刃２４ｂが
被覆層２を貫通し、その刃先２４ｃが光ファイバ裸線３
ｂのクラッド表面３１ｂに至り、クラッド表面３１ｂの
上に傷がつく。

【００１７】この後、上側カプラクランプ２１ｂのカプ
ラ本体側部材２１１ｂはそのままで、ポート側部材２１
２ｂのみを開いてもとの位置にもどす。すると、ポート
側部材２１２ｂに設けられている刃２４ｂは不要ポート
９ｄ′から離れるので、これ以降の操作において前記刃
２４ｂにより、必要以上に不要ポート９ｄ′が傷つくこ
とを防ぐことができる。一方、引取台３１を、スライド
棒４０，４０をスライドさせて移動させ、ストッパー４
２に押しつける。そして、図３に示すように回転クラン
プ３２の第２部材３２ｂを開いて第１部材３２ａの中心
部の溝３２ｃに不要ポート９ｄ′の切断片側を収めた
後、前記第２部材３２ｂをとじて不要ポート９ｄ′の切
断片側を固定する。この後ストッパー４２から引取台３
１を解放すると、バネ４１，４１の作用によって下側カ
プラクランプ２１ａから光ファイバ引取台（引取台）３
１にむかって約数百ｇｆの張力Ａが加わる。

【００１８】ついで、モータ３３ｂを駆動させ、これに
連動する駆動ギア３３ａを所定角度だけ回転させると、
回転クランプ３２が不要ポート９ｄ′の切断片側ととも
に回転する。このとき光ファイバカプラ本体１０ａと、
この光ファイバカプラ本体１０ａに近接する部分の不要
ポート９ｄ′は、下側カプラクランプ２１ａと、上側カ
プラクランプ２１ｂのカプラ本体側部材２１１ｂとによ
ってはさまれて固定されているので、前記回転の結果、
前記張力Ａとともに、前記傷の形成位置に捻回力が加わ
る。この回転操作を前記不要ポート９ｄ′に３〜６回転
程度加えると、前記傷の形成位置において不要ポート９
ｄ′がこの傷にそって斜めに破断し、図６に示すような
１×２型光ファイバカプラ１０Ａを得ることができる。

【００１９】この１×２型光ファイバカプラ１０Ａにお
いては、図５に示すように、不要ポート９ｄ′の終端面
１１の軸心に対する傾斜角βは８度以上、好ましくは約
８度（実質的には７．５〜８．５度）となっている。し
たがってこの１×２型光ファイバカプラ１０Ａは、光学
回路中に挿入して使用するとき、不要ポート９ｃからの
反転反射が実質的に防止されて、反射ノイズのない光フ
ァイバカプラとなっている。

【００２０】上述の不要ポート９ｄ′の終端面の無反射
処理方法は、その軸心に対して斜めに傷を入れた不要ポ
ート９ｄ′に、その長さ方向にそって張力Ａを加えつつ
前記傷の形成位置に捻回力を加えることによって、前記
斜めの傷にそって不要ポート９ｄ′を破断するものであ
る。すなわち最初に傷を形成する際に、その傾斜角度
を、図５に示す所望の傾斜角βと等しく設定すること
で、簡単に好ましい８度以上の傾斜角βを有する不要ポ
ート９ｄ′の終端面１１を得ることができ、反転光量が
著しく減少された１×２型光ファイバカプラ１０Ａが得
られるまた、上述のような専用工具（無反射処理装置）
を用いることによって、熟練を必要とせず、簡便な操作
で確実に好ましい８度以上の傾斜角βを有する不要ポー
ト９ｄ′の終端面１１を得ることができ、製造効率と製
造歩留まりを向上させることができる。

【００２１】

【実施例】上述のように、図４（ａ）〜（ｄ）に示した
方法によって製造した２×２型光ファイバカプラ１０を
用い、図１〜３に示す方法によって図５、図６に示すよ
うな１×２型光ファイバカプラ１０Ａを製造した。この
とき光ファイバ裸線３ａ，３ｂは、ゲルマニウムを添加
した石英ガラス製のコアと、石英ガラスからなる前記コ
アより低屈折率のクラッドからなるもので、クラッド径
（外径）は１２５μｍであった。また、被覆層２は紫外
線硬化型樹脂からなり、被覆層２を含めた光ファイバ１
ａ，１ｂの外径は２５０μｍであった。また刃２４ｂは
傾斜角βが約８度になるように設置した。この１×２型
光ファイバカプラ１０Ａは、使用波長が１．３μｍと
１．５５μｍの広帯域型の３ｄＢカプラとした。出力ポ
ートとするポート９ａ，９ｃの一方のポート９ａを光源
（図示せず）に接続し、他方ポート９ｃを光パワーメー
タ（図示せず）に接続した。使用ポート９ｂ′の端面
は、反射が生じないように光学的マッチング液に浸し
た。ポート９ａを通る光源からの光強度をＰ₃とし、不
要ポート９ｄ′を通って光パワーメータに達する光強度
をＰ₄とするとき、次式により反射減衰量（ｄＢ）を求
めた。このとき測定波長は１．５５μｍとした。反射減衰量＝−１０ｌｏｇ（Ｐ₄／Ｐ₃）（ｄＢ）上式において反射減衰量は、不要ポート９ｄ′の終端面
１１における反転光量の程度を表している。この反射減
衰量は５０ｄＢ以上であれば実用的に問題ない。結果を
表１に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】表１より、製造した試料番号１〜１０の１
×２型光ファイバカプラ全てにおいて、実用的に十分な
反射減衰量が得られたことが明らかである。

【００２４】上述の例は１×２型の光ファイバカプラに
関するものであるが、本発明はこれに限定されるもので
はなく他のＭ×Ｎ型光ファイバカプラについても同様に
適用できることはいうまでもない。また、この例におい
ては、上側カプラクランプに刃が設けられた装置を用い
て、上から不要ポートの中途部分に傷をつけたが、下か
ら傾斜角βをなすように傷をつけるようにしてもよい。
この場合は下側カプラクランプに刃が設けられている装
置を用いる。さらに、光ファイバカプラのみでなく、一
般に光ファイバの終端面を無反射処したい場合には如何
なる光学機器、光学回路中においても適用できる。

【００２５】

【発明の効果】本発明の光ファイバまたは光ファイバカ
プラの終端面の無反射処理方法および無反射処理装置
は、その軸心に対して斜めに傷を入れた光ファイバに、
その長さ方向にそって張力を加えつつ前記傷の形成位置
に捻回力を加えることによって、この傷にそって光ファ
イバを破断するものである。すなわち傷を形成する際
に、その傾斜角度を、所望の光ファイバ終端面の傾斜角
と等しく設定することで、簡単に好ましい傾斜角を有す
る光ファイバの終端面を得ることができ、反転反射が著
しく減少された光ファイバまたは光ファイバカプラが得
られるまた、本発明の専用工具（無反射処理装置）を用
いることによって、熟練を必要とせず、簡便な操作で再
現性よく、確実に光ファイバカプラまたは光ファイバの
終端面の処理を行うことができ、製造効率と製造歩留ま
りが向上する。したがって、製造効率と歩留まりが向上
し、この方法で製造したＭ×Ｎ型（１≦Ｍ，１≦Ｎ，Ｍ
≠Ｎ）の光ファイバカプラは実質的に反射ノイズがな
い、しかもコンパクトで安価な光ファイバカプラとな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の無反射処理装置の一例を示す平面図
である。

【図２】図１に示した無反射処理装置において、不要
ポートに傷を形成するときの状態を示す平面図である。

【図３】図１に示した無反射処理装置において、不要
ポートを回転させるときの動きを示すもので、図１中破
線Ｂ−Ｂ′で切断した断面図である。

【図４】（ａ）〜（ｄ）の順に２×２型光ファイバカ
プラの製法の一例を示す平面図である。

【図５】無反射処理された光ファイバにおける終端面
の一例を示す軸心にそう断面図である。

【図６】図４（ｄ）に示した２×２型光ファイバのポ
ート（光ファイバ）の１本を無反射処理して得られた１
×２型光ファイバカプラの構造を示す平面図である。

【符号の説明】

９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ…ポート（光ファイバ）、９
ｂ′…使用ポート（光ファイバ）、９ｄ′…不要ポート
（光ファイバ）、１０…２×２型光ファイバカプラ、１
０Ａ…１×２型光ファイバカプラ、１０ａ…光ファイバ
カプラ本体、２１…カプラクランプ、２１ａ…下側カプ
ラクランプ、２１ｂ…上側カプラクランプ、２１１ｂ…
カプラ本体側部材、２１２ｂ…ポート側部材、２２ａ…
カプラ本体収容溝、２２ｂ…カプラ本体収容溝、２３ａ
…不要ポート収容溝、２３ｂ…不要ポート収容溝、２４
ｂ…刃（傷形成手段）、３１…不要ポート引取台（引取
台）、３２…回転クランプ（回転手段）、４１…バネ
（張力供与手段）、４２…ストッパー、Ａ…張力

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山内良三千葉県佐倉市六崎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】光ファイバに、該光ファイバの軸心に対
して斜めの傷を形成し、該光ファイバの該傷の形成位置を含む部分に、該光ファ
イバの長さ方向にそって張力を加えつつ、捻回力を加え
ることによって該光ファイバを、前記傷にそって、その
軸心に対して斜めに切断することを特徴とする光ファイ
バまたは光ファイバカプラの終端面の無反射処理方法。
【請求項２】光ファイバの切断位置に、該光ファイバ
の軸心に対して斜めに傷を形成する傷形成手段と、前記傷の形成位置を含む部分に前記光ファイバの長さ方
向にそって張力を加える張力供与手段と、該光ファイバを、該光ファイバの軸心を中心とする方向
に回転させることによって前記傷の形成位置に捻回力を
加える回転手段を有することを特徴とする光ファイバま
たは光ファイバカプラの終端面の無反射処理処理装置。