JPS5891403A

JPS5891403A - 光フアイバ加工装置

Info

Publication number: JPS5891403A
Application number: JP56189541A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Oshima; 茂大島
Original assignee: Toshiba Corp; Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1981-11-26
Filing date: 1981-11-26
Publication date: 1983-05-31
Also published as: JPH0510641B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】発明の技術分野本発明は光ファイバをテーノ譬状に加工するに好適な実
用性の高い光フアイバ加工装置に関する。

発明の技術的背景テーノ譬状に加工された光ファイバは半導体レーデ素子
郷の光源と、光伝送路としての光ファイバとの結合器や
、モードフィルタとして、或いは複数本の光ファイバ束
の光分配器等として用いられ、光通信用の光回路素子と
して重要な役割りを果している。

さて、このようなテーノ母状光ファイバを製作する場合
、例えば従来一般に第１図に示す如き九ファイ・ぐ加工
装置が用いられている。即ち、チー・９状加工に供され
る光ファイバ１を治具２＊、２ｂに固定支持し、その中
央部を気体放電によって加熱したのち上記光ファイバ１
をその軸方向外向きに引張ることによって上記光ファイ
バ１の加熱部を引延してテーノ臂状の光ファイ／？を製
作している。上記光ファイバ１の加熱に用いられる気体
放電は、一対の対向配置された放電ｆｍＪａ、Ｊｂに電
流安定化用の抵抗４を介して高圧電源４より放電電圧を
印加し、上記放電電極Ｊ　ａ　ｒ　Ｊ　ｂ間に放電を生
起して得られる。

背景技術の問題点しかして従来、上記した構成の装置を用いて製作される
チーｔ＋状光ファイバのチー／４角は数度以上と大きな
値を有する。このチー・譬角は、チー・ぐ状光ファイバ
を用いて実現される場合その光結合度に大きく依存し、
一般的に２°以上のテーノｌ角となった場合には光結合
効率が著しく低下する。更に、第２図に示す如き２本の
光ファイ・奇を束ねて構成される光結合器に４つでは、
結合部のチー／ＩＦ角が更に大きくなる。この結果、上
記結合部の曲シ部における曲率半径が小さくなり、曲げ
による損失が増大して光結合器としての機能が十分に得
られなくなる。

そこで、光ファイバのテーノ々角を小さくする為に従来
よシ種々工夫がなされているが、放電電極Ｊａ＋Ｊｂの
電極形状を工夫したとしても加熱範囲を１〜２−程度し
か確保できなかった。

これ故、チー・臂角を１°以下に抑えたチー・母状光フ
ァイバを製作することが著しく困難であった。

発明の目的本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするとζろは、テーノ臂角の小さいチー・量状
光ファイバを再現性良く、簡易に製作することのできる
実用性の高い光フアイバ加工装置を提供するととＫある
。

発明の概要本発明は、気体放電によって光ファイバを加熱する複数
の放電電極対を上記光ファイバめ軸方向に沿って設け、
これＫよって光ファイバの広い領域に区って加熱領域を
形成するようにしたものである。特に上記複数の放電電
極対の位置関係あるいは各放電電極対の放電加熱エネル
ギーを制御して光ファイバに対する□加熱温度分布を適
正制御することにより、所望とするチー・９角のチー・
臂状光ファイバを製作できるようＫしたものである。

発明の効果従って、本発明によれば複数の放電電極対が光ファイバ
の軸方向に沿りて配置される為、光ファイバの軸方向の
広い範囲に亘って加熱領域を形成できるので、その引延
し時に光ファイバに対してなめらかで角度の小さいテー
ノ臂を簡易につけることが可能となる。しかも、加熱領
域の加熱温度分布番適正制御するととによりて、上記光
ファイバのチーΔ加工を再現性良く行い得、１°以下の
チー・々角の設定も簡易に行い得る等の絶大なる効果を
奏する。

発明の実施例以下、図面を参照して本発明の一実施例につき説明する
。

第３図（、）　、　（ｂ）は実施例装置の概略構成図で
あり、図中１１はテーノ譬状加工に供される複数本の光
ファイバからなる光ファイバ束である。この光ファイバ
束１１は、チー／臂状加工に供される領域を挾むその両
側部を治具１１ｍ、１２ｂにて支持して装置に装着され
る。これらの治具１２　ａ　ａ　１２　ｂは加熱された
光ファイノ量束１１をその軸方向に引張り力を加へ、引
延しを行う機能をも有する。

しかして、上記光ファイ・青束１１の加熱領域には、光
ファイバ束１１の軸方向に沿って複数の放電電極対が配
置されている。これらの放電電極対（ここでは６対）１
ｓ＊、ｘｓｂ　〜ｚｓｔは、対を為す放電電極を前記光
７７４２束１ノを挾む位置に対向して設けられるもので
あって、各放電電極対１３ｍ、１３ｂ〜１３１間の配設
間隔ａおよび対を為す電極の対向間隔すは装置仕様に応
じて定められている。例えば複数の放電電極対１３ｍ、
１３ｂ〜１３１の配−置間隔１は、その両端部が広く、
中央部が狭く設定されている。即ち、放電電極対１３＆
、１３ｍ問および放電電極対１３・、１３ｔ間が間隔ａ
１に、また放電電極対Ｉ　Ｊ　ｂ　ｅ　Ｉ　Ｊ　ｅ　ｅ
　１３　ｄ　、１３０間がそれぞれ間隔ａｍ　（ｍｓ　
＜＊＊　　）に設定されている。また各放電電極対１３
　ａ　ｒ　１３　ｂ〜１３１の電極対向間隔すは、両端
が狭く、中央部が広く設定されている。即ち、放電電極
対１３ｍ、１３１の電極対向間隔がｂｌに、また放電電
極対１３　ｂ　ｔ　１３　Ｃａ　Ｊ　３　ｄ　、１３　
ｆの電極対向間隔がｂｓ　（ｂｓ　＞ｂｓ　　）にそれ
ぞれ設定されている。また各放電電極Ｉ　Ｊ　＊、１３
ｂ〜ＪＪｆは第３図伽）に示すように光ファイバ束１１
の軸方向と直角表方向に距離Ｃだけずらして設けられて
お沙、これによって放電電極間の放電路中に光ファイ・
童束１１が直接介在されないようになっている。但し、
この距離ｅｔｉ放電電極対１３ａ、１３ｂ〜１３１の気
体放電によって光ファイバ束１１が十分加熱される程度
に設定されることは云うまでもない。

さて、このように配列された放電電極対１３１゜１３ｂ
〜１３１には、それぞれ抵抗１４ａ。

１４ｂ〜１４ｔ、１５ｍ、１５ｂ〜１５１が接続されて
いる。そしてこれらの抵抗１４１．〜１４ｆ、１５ｈ〜
１５１を介した前記放電電極対１３ｍ、１３ｂ〜１３１
の各端子は、１つおきに共通に接続され、２つの群が形
成されている。これらの２つの群のうち、放電電極対１
３ａ。

１３ａ、１３・が属する第１の群はダイオード７６　ａ
　＊　１６　ｂを介して電流方向を図中右廻りに制限し
て放電電流安定化用の抵抗１１を介したのち高圧交流電
源１１１に接続されている。また対電電極対１３ｂ、１
３ｄ、１３ｔが属する第２の群はダイオード１６ｅ、１
６４を介して電流方向を図中左廻りに制限して、上記抵
抗１７を介して高圧交流電源１８に接続されている。高
圧交流電源１８は、各電極対１３ａ。

１３ｂ〜１３１に放電を生起させるべく例えば３０００
Ｖ以上の交流高電圧を発生するものである。そしてこの
交流高電圧は、例えば正の半波時にはダイオード１６＊
、１６ｂを介して第１の群を形成する放電電極対１３　
ａ　＊　Ｊ　ｊ　ａ　ｇ１３・に印加され、また負の半
波時にはダイオード１６ｃ、１６６を介して第２の群を
形成する放電電極対１３ｂ、１３ａｅ１３ｔに印加され
るようになっている。従って、これらの放電電極対１３
　ａ　ｅ　ｉ　３　ｂ　〜Ｊ　３　ｆは、交流電圧のサ
イクルに同期して第１および第２の群毎に交互に電圧供
給を受けて気体放電を行うことになる。

かくしてこのように構成された装置によれば、各放電電
極対１３ｈ、１３ｂ〜１３１の気体放電によって光ファ
イバ束１１を加熱する温度分布は第４図中破線の如く示
され、総合的には実線で示す如く広い範囲に亘って広が
った加熱温度分布となる。故に、このように広い範囲に
亘って加熱された光ファイ／青束１１を引延ばすことに
より、上記加熱領域が全体的に引延ばされるので、こと
にテーノ９角の小さいなめら力・なテーノや形状を得る
ことが可能となる。つまり、光ファイバ束１１の軸方向
に沿りて設けられた橡数の放電電極対１３ｍ、１３ｂ〜
Ｊｊｆ４Ｃよる気体放電加熱が相乗して光７７４１４束
１１に広い範囲に亘りて加熱領域を形成することが可能
となる。故に、引張シカによってこの広い範囲の加熱領
域が全体的に引延ばされるので所望とする小さいテーノ
臂角のテーノ膏形状を光ファイ・ぐ束に形成することが
容易に可、能となる。

ところで、上記実施例に示される構成の場合には問題は
ないが、複数の放電電極対１３１゜１３ｂ〜１３１を単
に光ファイ／４束１１の軸方向に沿りて配列して、これ
らを個々に駆動した場合、隣接する放電電極対間で気体
放電が生じる虞れがある。例えば放電電極対１　ｊ　ｂ
　＊　１３　ｃ間の図中上伸電極と下側電極との間で放
電が生じる虞れがある。このような正規の放電路でない
位置に放電が生じた場合、その放電のみならず全体に亘
って放電が不安定化する。そして、このときには光ファ
イバ束１１に与える加熱温腑の分布も変化し、結果とし
て所望とする温度分布が形成されず、また光ファイバ束
１１の加工形状も変化する。このことは、光ファイバ束
１１のチー・ぐ状加工の再現性が悪いことを意味する。

この点、上述したような本装置の構成によれば区分され
た第１および第２の群によって放電電極対１３＊、１３
ｂ〜１３１がその配置位置上交互に作動するので、隣接
する放電電極対間で放電路が形成されることがない。つ
まり放電路が各放電電極対１３ｈ、１３ｂ〜１３１毎に
個々に正［２〈形成されるととＫなる。従って所望とす
る光ファイバ束１１の加熱温度分布を確実に得ることが
できる。しかも各放電電極対Ｉ　Ｊ　ｍ　＋　１３　ｂ
　〜Ｉ　Ｊ　ｆは交互に放電方向を異にするので、これ
によっても上記した隣接電極間の誤りた放電路形成が効
果的に阻止される。

尚、放電駆動の制御をサイリスタ勢のスイッチ制御素子
を用いて行うことも勿論可能であるが、電源１８が交流
であることから、実施例に示されるようにダイオード１
６ｈ＊１６ｂｅ１６ｃ。

１６ｄを用いてスイッチング制御した方が装置構成を簡
易に実現できる。また、上記のように隣接する電極対１
３＊、１３ｂ〜Ｊｊｆ間で交互に放電を行わしめるので
、つまり隣接する電極対を同時に駆動しないので、各放
電電極対Ｚ　３　ａ　ｔ　１３　ｂ〜ＸＳｔの放電路が
それぞれ安定化し、光ファイバ束１１に形成する加熱温
度分布の再現性が極めて棗好になる。

一方、光フアイバ束１１１１Ｃ形成される加熱温度分布
は、各放電電極対ＪＪａ、Ｊ３ｂ〜１３１が与える加熱
温度が相乗したものとなる。従って、これらの各放電電
極対Ｉ　Ｊ　ａ　ｓ　１３　ｂ〜１３１が光ファイバ東
１１？ＩＣ与える加熱温度を個々に制御すれば総合的な
加熱温度分布の特性を可変設定することが可能となる。

この可変設定の要素は、各放電電極対１３＊、１３ｂ〜
１３１の位置的な関係、および各放電電極対１３＊、１
３ｂ〜１３−ｆが与える放電エネルギーである。

従って今、複数の放電電極対１３ｍ、１３ｂ〜１３１の
うち、その両側に位置する放電電極対１３＊、１３１は
外側に逃げる熱がある為、中央部の放電電極対１３ｂ〜
１３・に比して光ファイバ束１１に与える熱効率゛が悪
くなる。−従って、放電電極対１３ｈ、１３ｆの電極対
向間隔すを中央部のそれより狭くする等すれば、上記熱
効率を均一化して一様分布の温度特性を形成することが
り能となる。

また￥−・９状に加工される光ファイバ束１１の中央部
は所論〈びれ部となり、その熱容量が小さくなることか
ら、加熱温度の小さなり、デルによっても大きな影譬を
受は易い。これ故、放電電極対１３＊、１３ｂ〜Ｊｊｆ
のうち中央部のもの程、その配置間隔１を狭くすれば上
記リップルを軽減することが可能となる。尚、電極対向
間隔すは１〜３■の範囲で、また電極対配置間隔ａは０
．５〜１．５ｍの程度でそれぞれ調整するようにすれば
よい。

このようにして各放電電極対１３ｈ、＃３ｂ〜１３１の
位置関係を調整するととＫよって、光ファイバＩＩＫ所
望とする加熱温度分布を与えて加熱することが可能とな
る。

一方、このような位置関係のみならず、各放電電極対１
３　ｍ　＋　１３　ｂ〜１３ｆの放電エネルギーを変え
て温度分布を調整することも°可能である。これには、
前記放電電極対１３　ａ　、　Ｉ　Ｊｂ〜１３１にそれ
ぞれ接続された抵抗１４＊、１４ｂ〜１４ｔ、　１５＊
ｅｌｓｂ〜Ｊ５ｆの値を調整して放電電流を変え、放電
エネルギー、即ち加熱エネルギーを変えるようにすれば
よい。例えば抵抗１４　ｍ　、　１４　ｆ、　１５　ｍ
　、　１５　ｆの抵抗値を低くして両端の加熱温度エネ
ルギーを高くすればよい。尚、各放電電極対の放電電圧
を個個に可変するよう圧して温度分布を設定するようＫ
することもできる。また、前配位置的要素と併用して温
度分布の制御を行うことも勿論可能である。

以上のように本装置によれば、光ファイバ束１１に与え
る温度の分布特性を仕様に応じて簡易に且つ任意に設定
できるので、所望とする仕一様で光ファイバ束１１のテ
ーパ形状加工を行うことができる。例えば、２本の光フ
ァイバを組合せてなる前記第２図に示す形状の光結合器
を製作する場合、従来装置によって製作されたものはチ
ー・９角が１１°、損失が１１　ｄＢもあったのに比Ｌ
７て、本装置による場合、テーパ角０８°、損失Ｌ４ｄ
Ｂのものを容易に得ることができる。

しかもその再現性は極めて良好である。つまりテーパ角
を小さくして損失の低減を図った実用性の＾い光回路素
子を簡易に製作することが可能となり、その利点は極め
て大きい。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例
えば、放電電極対の数は仕様に応じて定めればよい。１
本の光ファイバをテーノ４状に加工する場合には２〜６
対程度の放電電極対を用いればよく、また多くの光ファ
イバを束ねて分配器を形成する場合には４〜１２対程度
の放電電極対を用いればよい。また複数本の光ファイバ
を束ねる場合には第５図に示すように光ファイバ束に対
して放電電極対を上下２段に配置するよう圧すればよい
。更ＫＷ施例では交流型のものにつき説明したが、直流
型のものであっても良いことは云うまでもない。費する
に本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実
施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の一例を示す構成図、第２図は光回路
素子の一例を示す斜視図、第３図（ａ）。（ｂ）は本発明の一実施例装置を示す概略構成図、。第４図は温度分布を示す図、第５図は２段構成した放電
電極対と光ファイバ束との関係を示す図である。１１・・・光ファイノぐ束、Ｊｊａ、ｆｊｂ・・・治具
、１３＊、１３ｂ　〜１３１−・・放電電極対、１４＆
１１４ｂ〜１４ｆ１１５ａ＃１５ｂ〜１５ｆ・・・抵抗
、１６　ａ　＊　１６　ｂ〜１６ｒｌ・・・ダイオード
、１７・・・抵抗、１８・・・交流高圧電源。出鵬人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第１図第３図（ｂ）“ 第４図＾第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　　チーツタ状加工に供される光ファイツクの軸
方向に沿って対向配置された複数の放電電極対と、これ
らの放電電極対にそれぞれ気体放電を行わしめて前記光
ファイバを加熱する電圧を上記各放’ａｔ極対に供給す
る電源とを具備したことを特徴とする光フアイバ加工装
置。
（２）複数の放電電極対は、その両端部に位置する放１
１極対の対向間隔を、中央部に位置する放電電極対の対
向間隔よりも狭くしたものでめる特許請求の範囲第１項
記載の光フアイバ加工装置。
（３）電源は、両端部に位置する電、極対に他の電極対
より大きい放電電流を供”給するものである特許請求の
範囲第１項記載の光フアイバ加工装置。
（４）電源は、両端部に位置する電極対に他の電極対よ
り長い時間気体放電を行わしめる電圧供給の制御を行う
ものである特許請求の範囲第１項記載の光フアイバ加工
装置。
（５）　　複数の電極対は、その配置間隔を両端部にお
いて狭く、中央部において広くしたものである特許請求
の範囲第１項記載の光フアイバ加工装置。
（６）電源は、複数の放電電極対を隣接する放電電極間
で交互に気体放電を行わしめる放電制御を行うものであ
る特許請求の範囲第１項記載の光フアイバ加工装置。