JPS5891404A - 光フアイバ加工装置 - Google Patents

光フアイバ加工装置

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JPS5891404A
JPS5891404A JP56189542A JP18954281A JPS5891404A JP S5891404 A JPS5891404 A JP S5891404A JP 56189542 A JP56189542 A JP 56189542A JP 18954281 A JP18954281 A JP 18954281A JP S5891404 A JPS5891404 A JP S5891404A
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JP
Japan
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optical fiber
heating
photodetector
fiber
heater
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JP56189542A
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JPH0510642B2 (ja
Inventor
Shigeru Oshima
茂 大島
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/255Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding
    • G02B6/2552Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding reshaping or reforming of light guides for coupling using thermal heating, e.g. tapering, forming of a lens on light guide ends

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)
  • Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)

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パ状(−加工するC:好適な
光フアイバ加工装置1:関する。
発明の技術的背景 テーパ状C:加工された光ファイバは牛導体レーザ素子
等の光源と伝送路とじ℃の光ファイバとの結合器やモー
ドフィルタとして利用したり、或いは複数本の光ファイ
バ車の光分配器等として多く用いられる。そして、光通
信用の光囲ji!!素子として1賛な役割りを来してい
る。
さて、従来、このようなテーパ吠光ファイバを製作する
場合、一般l:光ファイバの一部を製作する場合、一般
(=光ファイバの一部を加熱して軸方向(二引延はし、
これ(=よって上記加熱部をテーバ駄じ加工している。
このようC;シて加工されるテーパ状光ファイバの光学
的特性は。
加熱温良、加熱範囲、引延し量等によって一支配される
。便って、これらの加工条件を高精度(=M御すること
が所望とする光学的特性を備えたテーパ状光ファイバを
再現性良く得る為の重責なl1題となる。
背景技術の間趙点 そこで従来、各慎の温度検出器を用いて上記加熱温良を
計−jすることが行われ工いる。例えば熱電対や放射温
度針を用いて加熱温度を針銅することが楕々提唱されて
いる。しかし、光ファイバの加熱部の体積が小さく、ま
たその熱谷重も小さいので、熱電対の挿入(:よって光
ファイバの7XI熱温度が変化すると云う不具合があり
、また元ファイバが細い為、元ファイバ自体の温良を正
確に副り難い等の欠点がある。籍(=。
石英光ファイバの場合(−は、その加工ζ二1600〜
190.0℃の加熱を行うことが必要であるか、大気中
C二おいてこのような1lbli(二耐え得る熱電対が
ない。
一方、放射温度針を用いる場合、光ファイノ(自体より
もむしろ加熱装置の加熱温度な計測してしまうと云う不
具合がある・これは、元ファイバの加熱C=通常CO,
レーデ、ガスバーナ1気体放電、無識素雰曲気でのカー
ボンヒータ尋が用いられる為、これらが発する光を前記
放射温度針が計測し℃しま、う為である0この為・温度
の計測誤差が大きく、加熱温度の制御C:壱効(二利用
することができなかった。
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
の目的とするところは、光フアイバ自体の加熱温度を簡
易(:且つ正確に検出し′C上記加熱温度の制御を行い
、所望とする光学的特性のテーパ状光ファイバな再現性
良く製作することのできる実用性の高い覚ファイバ加工
装mを徒供することC二ある。
発明の概要 本発明は光ファイバの加熱C二よって光ファイバの内部
6二生じる熱放射光を、該光ファイバの熾憔に”(検出
し、゛その検出結果を用いて上記元ファイバの加熱を制
御するようベニした光フアイバ加工#cmを簀旨とする
ものである。
発明の効果 従って本発明(二よれば光フアイバ自体の加熱1に灼応
した熱放射光を検出するので、加熱#ctIItが発す
る光等4=左右されることなく、また元ファイバの大き
さ等(:左右されることなく正確(二、しかも簡易ば光
フアイバ自体の加熱温良を検出してその温度制御を付う
ことが可能となる。これ故、加熱温度を適正設足して所
望とする光字的特性を儂えたテーパ状光ファイバを再現
性良く製作することができ、製作歩留りの向上を図り優
る等の効果を奏し、実用的利点が絶大である。
発明の実施例 以下、−面を参照して本発明の一宥施IpH(二つき説
明する。
謝1図は実施例装置の概略構成図であり1図中1はテー
パ加工感=供される党ファイバであるOこの光ファイバ
1は、テーパ加工すべき所望懺域を加熱器2(:配置し
、その両11部を治^Sa。
3bに支持して設けられる。これらの治AJa。
3bは光ファイバ1の軸方向に外1111(=向って移
動制御、つまり引張り制御され、上記元ファイバ1の加
熱部を引延はすものである。
しかして、光ファイバ1の−m * t=は、そのl1
lill向(二対間して光検出器4が設けられており、
光フアイバ1中な伝播した光は光検出器4にて受光され
、電気信号(−変換されている0そして、この光検出器
4の出力は、所定の通過帯域%注、例えは10Hz以下
の成分を4通過させ、且つ増幅する増幅器5を介して前
記加熱器2の駆動制御回路6ζ二与えられている。この
駆動制御回路6は、繭紀光検出器4の検出出力が所定値
に一定化するべく加熱器2による光ファイバ10カロ熱
温度を制御するものである。つまり、加熱器2の加熱型
な制御している。この加熱制御は1例えば前記加熱器2
がCO,レーザ加熱な行うものである場合、CO,レー
ザ発振光の出力を制御し、またガスバーナー加熱の場合
C二はガス流量な制卸して行われる。史l:は加熱器2
が気体放電形のものであるときには放電電流を、また電
気ヒータ加熱の場合1=はヒータ電流看しくは駆動電圧
な制御するべく電動制御1i111E路6が構成される
また、光ファイバJ H設けられたクラッドモード味去
器7は、前記光ファイバ1の加熱部から光検出器4(=
伝播する光のクラッドモードを除去するもので、例えは
元ファイバ1のクラッド層に略等しい屈折率を有する液
体をクラッド層表面に接触させること等によって実現さ
れる。
しかして、このよう(=構成された装fC=おいて、加
熱器2により光ファイバ1を加熱すると、その加熱憤域
ζ二熱放射光が生じ、光フアイバ1中を伝播する。即ち
%第2図(二元ファイバ1の断面m造を機成的(二示す
よう(二、光ファイバ1は、その中心部のコア1−と、
このコア1aの局面のクラッド層1bとにより構成され
る。この光ファイバ1の領域すを加熱した場合、その加
熱温pttニルじて光ファイバ1内部のコアIa(:熱
放射光が生じる。そして、点P、から発セられた熱放射
光の成る成分1*−1t は、光ファイバ1の導波モー
ドとなってその軸方向(二伝播する。但し、同じ点Pl
から発せられた熱放射光であってもsly・I/、なる
成分は導波モードとはなり得す、クラッド層1bを通し
て外部へ脱げてしまう。尚、光ファイバ1の外部の点P
!から光フアイバ1中(=進入する光j、も導波モード
となり得ないことは云うまでもない。
そこで今、光ファイバ1の導波モードとなる熱放射光z
、 * 1Mの光電力をり、l、、とした場合、光ファ
イバ1のコア径を1.その開口数をNAとしたとき、元
ファイバ1のamで優られる光電力L1は次のようにな
る。
L、= c@Jeb11a  (NA)  @P(T)
但し、上式中F(T)は温度に関する関数であって、m
[Tの4乗(=はぼ比例する0また@炭質化による熱放
射光のスペクトル変化と、光フアイバ1リスベクトル吸
収等の間係から正確にはIl+  からすれたものとな
る。然し乍ら1本装置によるム1lIL制餌を行う場合
(−は、光電力L1と諷tXTとν)l均1の対応かと
れれば十分なことかり、k’(r)の胸叙形が必すしも
明らかg二なってなくても艮い。また上式中Cは、比例
定数を示し、δは光ファイバの形式C二よって定まる定
数である。元ファイバー1が8Ifiの場合−6=はδ
=1゜01型の場合C二はJ=l/2として与えられる
このよう6二、光ファイバ1の端面C二伝播される光電
力Li 1が光ファイバ1の加熱温度Tに関与した11
として与えられ−るので、上記光電カム、を光検出器4
にて検出すれは、外乱要因のない光ファイバ1自体の加
熱ii度を正確に検出することが口J能となる。そして
、この検出結果C二従って加熱器2による元ファイバJ
の加熱を制御すれは、元ファイバ1の加熱温度を所望温
度C二正確菟二制餌することDs可能となる◇尚バクラ
ッドモード除去器1によって光ファイバ1を伝播するク
ラッドモード党を更に効果的(二除去すること(=よっ
て、加熱温度の検出精度の向上を図り得る。また検出出
力の1QHz以下の成分のみを利用してIL11c制御
することC1よって迷光等の外乱簀因を除去して、また
加熱制御の応答特性を調整すれば、より喪いi!曳制−
を竹い侮る。つまり、加熱器2による加熱の応答、つま
り温度変化は一般C二数IQm式以上の遅れが生じる。
従って、このような応答%性を考慮して、検出出力の高
周波成分を除去し℃制御データとして利用すること(二
より、加熱特性Cニルじた効果的な温度制御が可能とな
る。
以上のようC二元ファイバ1の加熱温度を制御して元フ
ァイバ1(=引張りを与えること(:より、上記光ファ
イバ1の加熱部が所望とするテーバ角度で引延ばされ、
ここ(:所望とする光学的特性を備えたテーパ状光ファ
イバが製作されることになる。
尚、元ファイバ1のコア径や開口数等の元フアイパ仕様
が異なる場合(=は、増幅器5の利得をl14贅して光
電力Llと加熱温度Tとの囲体をl111整すればよい
。また2本以上の元ファイノ5をj[l二してテーバ加
工する場合には、少なくとも1本の元ファイバの熱放射
光を検出するよう(:すれはよい。資するI:本発明は
、その要旨を逸脱しない軛曲で抽々変形して夾施するこ
とができる。
以上評述したようC=本発tjl’j(二よれば、光フ
ァイバの熱放射光の端部(=伝播された光電力を検出し
て上記元ファイバの加熱温度を制御するので、非蕃C二
正確なii度副制御り舵となる。つまり、几ファイバの
熱放射光(:よって光フアイバ自体の加熱温度を検出す
ること(=なるので、上記加熱−反の効果的な温度制両
が可能となる・従って、tmwとする光学的特性を備え
たテーパ状光ファイバを再現性良く製作することができ
、要用的利点が多大である等の効果を奏する。
4、図面の間車な収用 !141図は本発明の一実施例itMを示す概略構成図
1第2図は光ファイバの熱放射光の伝播モード鵞示す図
である。
1・・・光ファイバ、2・・・加熱器、3a、3b・・
・治具、4・・・光検出器、5・・・増幅器、6・・・
駆動制御回路、7・・・タラクドモード除去器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (13光ファイバーの一部を加熱する光フアイバ加熱器
    と、この一部加熱された光ファイバを軸方向(二引地ば
    して上記加熱部をテーパ状C二形成する手段と、前記元
    ファイバの加熱によって圧しる熱放射光を前記光ファイ
    バの端部より検出する光検出器と、この光検出器が検出
    する熱放射光のレベルを所定の値(ニ一定住制御する助
    紀元ファイバ加熱器の駆動制御(ロ)路とを具備したこ
    とを41H1kとする元ファイバ加工装置。 (2)光検出器は光ファイバを伝播するクラッドモー1
    元を除去した熱放射光を検出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8 (3)光検出器は、光ファイバの端面i二対向して般け
    られる光検出器本体と、この光検出器本体と元ファイバ
    加熱部との関1=&けられたクランドそ−ド除去器とか
    らなるものである特許請求の範囲第2項記載の光フアイ
    バ加工装置0 (4)電動制御回路は、光検出器が検出した熱放射光の
    xoHx以下の成分を用いて光フアイバ加熱器を制御す
    るものである特許請求の範曲脂1項記載の光ファイバ加
    工装置。
JP56189542A 1981-11-26 1981-11-26 光フアイバ加工装置 Granted JPS5891404A (ja)

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