JPS60111205A - フアイバ融着接続方法 - Google Patents

フアイバ融着接続方法

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JPS60111205A
JPS60111205A JP21889183A JP21889183A JPS60111205A JP S60111205 A JPS60111205 A JP S60111205A JP 21889183 A JP21889183 A JP 21889183A JP 21889183 A JP21889183 A JP 21889183A JP S60111205 A JPS60111205 A JP S60111205A
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fiber
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fibers
connection
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JP21889183A
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修 河田
Koichi Hoshino
星野 光一
Yoshiaki Miyajima
宮島 義昭
Masatoshi Onishi
大西 正敏
Hiroshi Ishihara
石原 浩志
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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
    • G02B6/2555Alignment or adjustment devices for aligning prior to splicing
    • 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
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    • G02B6/2551Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding using thermal methods, e.g. fusion welding by arc discharge, laser beam, plasma torch

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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】 本発明は低損失にして高強度なファイバの融着接続方法
に関するものである。
ファイバ相互を接続する方法として、従来融着接読方法
が用いられでいる。融着するための熱源には、対向する
電極間に高電圧をかけて起こさせた放電や、ガスバーナ
による火災、その他高出力レーザ等が用いられて^る。
一方、コア径の小さいファイバ(光ファイバ)1例えば
単一モードファイバの接続にあたっては、その損失を低
減する几めに接続される2本のファイバのコアの中心間
のずれ(軸ずれ量)を最小にする必要がある。
そのため、従来は融着接続の前段階でファイバ相互のコ
ア軸を一致させるコアの軸合せを行うとともに、融着過
程においてコアの軸ずれができるだけ起こらないような
加熱条件を選定するようにして^る。このような従来の
融着接続方法を第1図を参照して説明する。
接続すべきファイバの片方1を固定台3に固定し、他の
ファイバ2ft同図に示すχe 7 e Zの各方向に
微動可能な固定台4に固定し、これらファイバ1,2を
相互に突合わせる。そして、接続前段階としてコアの軸
合せを行うために、光源5からの出力光をファイバ2か
らファイバ1に入射させ、ファイバ1および2を透過し
て受光器6に到達する光のパワをモニタし、とのパワが
最大となるように固定台4をχ#yの2方向に動かして
調整する。この後、放l!電極7.8間に高電圧を印加
して放電を起こさせ、仁の熱によシファイバII2の端
面を溶融し、固定台4を2方向にわずかに移動させ、適
当量コアづバ2をファイバ1に押し込んで接続を完了す
る。ここでは、放電を用いて融着する方法を例に説明し
たが、先に述べたようにガスバーナの火災で加熱する方
法なども同じ目的で用いられている。
このような融N接続をおこなう場合、もし、ファイバに
コア偏心があるとコアは相互に一致していてもファイバ
の中心は一致していない。第2図(a)はこの2うな接
続前における2本のファイバのコア中心とファイバ中心
の断面内の位置関係を示すものである。コア中心11.
12は調心によって完全に一致している。しかし、ファ
イバのコア偏心がそれぞれd工、d2 であると、ファ
イバの中心13.14は必ずしも一致しない。この状態
で融着を行うと、溶融しているファイバ端間に表面張力
が作用し、ファイバの中心を一致させるような移動がお
こる。移動方向はファイバ中心13゜14を結ぶ方向で
、軸の移動量りは一般にファイバ中心間の初期距離d1
2に比例し、D=kd□2で与えられる。kは放It 
(llt着)時の温度や放電(融着)の時間で決まるも
ので、はぼ一定の直である。このような融着時のファイ
バ軸の移動の結果、第2図缶)に示すようにファイバ中
心間が近接し1例えばファイバ中心13は13′に、そ
れに対応してコア中心11は11′に移る。その結果。
融着接続後はコア中心11′および12間にDの軸ずれ
が発生し、接続損失を劣化させることになる。
このような表面張力の影響を低減する(k値を下げる)
ために放電時間を短くしたシ放電時温度を下げるように
パワーを低減すると、接続強度が低下しID溶融が不十
分となシ、端面間に気泡が混入し、逆に接続損失が増大
したシして問題となる。そのため1強度をある程度満足
し、かつ、安定した接続が行われるような範囲でしか放
電時間。
放電パワを低減することができず、偏心率が2〜3チ程
度のファイバの接続になると表面張力の影響を避けるこ
とが困難で、低損失な接続損失を得ることが難しかった
特に、高強度な接続を行いたい場合は融着時間を長くす
る必要があり1表面張力の影響を下げることは非常に困
難であった。
本発明は、このような表面張力の影響によって接続後に
袖ずれが残ることを除去するために、El心段階でコア
の偏心状態やファイバの中心間距離を観察し1表面張力
によって移動する軸ずれ量の分だけ予めコア相互にずれ
を与えて調心し、融着時の軸ずれを利用してコアを一致
させ、接続後には軸ずれが残留せず低損失な接続ができ
るようにしたことを特徴とし、その目的とするところは
コアの軸ずれが残留しないファイバ融5iI接続方法を
提供することにある。以下1本発明を図面に示す実施例
に基づいて詳細に説明する。
本発明を実施するためには、接続しようとしているファ
イバ間のコアの状態、ファイバ中心の距離ζ方向をめな
ければならない、第3図はそのようなファイバ中のコア
を観察しながら調心し。
接続を行う融着装置の一例を示すものである。
水平方向(χ軸方向)のファイバの状態は、光源21で
ファイバ1,2をその真下から照らし。
その像を顕微鏡23で観察する。一方重直方向(y軸方
向)のファイバの状態は、光源22でファイバ1.2を
その真横から照らし、ミラー24を介してその像を顕微
鏡23で観察する。
ファイバ1.2は第1図と同様、固定台3と。
χe 7 m zそれぞれの軸に微動可能な固定台4に
それぞれ固定しておく。
第4図(a) 、 (b)は観察される像を示す図であ
シ、同図(a)は水平方向の像、同図ら)は垂直方向の
像を示す図である。これらの図に示すように像はファイ
バ訝面部とコアの中心部が暗くなっている。したがって
これらの像から各ファイバの中心位置31.32,33
.34およびコアの中心位置35.36,37.38が
められる。実際には。
ファイバクラッドのレンズ効果によりコアの観察位置3
5〜38が実際と異なっており、これを補正しなければ
真の位置はめられないが、ここでは説明を簡単にするた
め、35〜3Bを真のコア位置とする。まず、関心の際
には水平方向につiでコア中心35.36を一致させる
よう≦固定台4をχ軸方向に移動する。次いで垂直方向
についてコア中心37.38を一致させるようy軸方向
に移動する。
この結果、第5図(a) 、 (b)に示すように水平
、垂直方向ともコア軸は一致する。第5図(&)は水平
方向の像、第5図(b)は垂直方向の像を示している。
従来はこれで調心を完了して接続を行うわけであるが、
この状態では第5図(a) 、 (b)に示すよりに。
ファイバ中心位置がそれぞれ31’ 、32’ 。
33’、34’で示すようになル、それぞれコアの中心
に対してdlz * d2z * dly * d2y
 のずれがある。これをファイバの断面内の位置関係で
みると丁度第2図−)と同じになり、ファイバ中心間に
はd12なるずれが存在する。この状態で接続すると融
着の温度や時間によって決まる表面張力による軸の移動
D(=kd1□)が発生し、接続損失の劣化がおこる。
第6図はコア観察によってコアを一致させてから融着接
続した時の融着の前後での損失の分布の一例を比較した
もので、用iたファイバの偏心率は約31である。コア
の観察自体に誤差があるため融着前にもわずかに軸ずれ
が存在しているが。
融着過程の軸ずれによってさらに損失が劣化しているこ
とがわかる。また、第7図はその時のファイバ中心の位
置の変化からめたkの直を示したものであシ、ばらつき
はあるが、はぼ0.2〜0.3にある。
そこで本発明ではコアを一致させた状態ですぐ融層をせ
ずその時のファイバ中心位置のずれにファイバ中心が互
いに離れるように固定台4を2軸、y軸方向に移動させ
て一方のファイバ中心を44から45の位置に、コア中
心を41からこの状態で融着を行うと表面張力の効果に
よってファイバ中心45”−43間で移動が起こるが。
12 その時の移動量はl ×にであシ1丁度、後でずらした
分の軸ずれを打消す。そのため、融着接続後のファイバ
中心位置は丹び45から44へ、またコア中心位置は4
2から41へ移ってコア軸は完全に一致して接続される
ことになル、その結果、軸ずれ損失の少い、低損失接続
が可能となる。
実際には%RC)値は第7図のように完全に一定値では
ないため、コアの中心の移動先も41の回シにばらつく
ことになる力ζ何れにしても軸ずれ損失の少ない低損失
接続が可能となる。
なお、紀の値は先に示した例の場合は、tlぼその中心
値0.28にすればよいが、この値は前に説明したよう
に融着の際の条件、温度や時間に依存するもので、装置
によってそれぞれ異なると思われ、装置毎に予め−くつ
かの朕続を行い、その時のファイバ中心の移動を第7図
と同様に測定して決定しておくことが望ましい。
このように表面張力によって移動する軸ずれ量を予め与
えて調心すれば1表面張力の影響がかな夛大きいような
融着条件1例えば融着時間を長くしたような場合でも接
続後のコア軸を一致させることができ、融着時間を短く
した時のような不安定な接続が行われた夛1強度が低下
するといった弊害をおこさず低損失な接続が可能となる
なお、:1アの観察方法につiては、ここでは顕微鏡に
よる目視観察を例に説明してきたが、実際にはファイバ
の中心のずれ量の検出や、またそれに応じたコアの軸ず
れの与え方については正確さが必要である。これ杜、第
9図に示すように顕微鏡に菅カメラのような撮像装置5
・1とlk像信号からコアの中心、ファイバ中心を検出
し、接続すべ1!2本のファイバ間のそれらの相対位置
関係をめる画像処理装置52.およびその結果をもとに
固定台4の移動を制御する制御装置53を設けることに
よって容易に実現でき、また、これによって自動的に調
心を完了させ、融着接続を行うことも可能である。
また、ファイバの観察についても第3図のような光源と
顕微鏡の設置による方法以外にも、コア中心、およびフ
ァイバ中心の識別が可能である方法であればその何れで
あってもかまわないことはいうまでもない。
以上説明したように本発明によれば、接続すべきファイ
バのコア中心位置およびファイバ中心位置を検出できる
装置を用いてコアの調心を行った上、さらに、融着時の
表面張力によって生ずる軸ずれを予め相互のコアに与え
ておくので、融着接続によって完全なコア軸の合わせを
行うことができ、コア偏心の大きなファイバであっても
十分融着時間を長くするような融着条件を採用すること
ができ、低損失でかつ高強度な接続が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の光パワモニタ法を用いた調心と融着接続
の方法を説明する説明図、第2図は従来の調心方法でコ
ア軸合せを行った時の融着接続時の軸ずれのa切回、第
3図は本発明の接続方法を実施するコア観察形の融着装
置の一例を示す概略構成図、第4図(a) 、 (b)
、第5図(a) 、 (b)は観察されたファイバ像の
コア中心、ファイバ中心位置を示す図、第6図は融着時
の表面張力に起因して生じた軸ずれによるファイバの炉
失劣化の一例を示す図、第7図はファイバ融着時の表面
張力による軸移動係数にの分布例を示す図、第8図は本
発明による調心方法を行った時、コア、ファイバ中心の
相互関係を示す説明図、第9図は第3図の自動化を具現
する装置の概略構成図である。 1j2・・・・・・7フイハ、3 、4・・・・・・固
定台、7.8・・・・・・放電電極、21.22・旧・
・照明用光源、23・・・・・・顕微鏡、31〜34.
31’〜34’−旧・・ファイバ中心線、35〜38・
・・・・・コア中心線、41゜42・・・・・・コア中
心、43,44.45・・・・・・ファイバ中心、51
・・・・・・撮像装置、52・・・・・・画像処理装置
、53・・・・・・固定台制御装置。 第8図 y 1−に 第2図 (Qン 3 第2図 (bン II’ 第4図 (0) (bン 第5図 (a) (bン 第6図 キ員欠 第7図 第1頁の続き O発明者石原 浩志 茨城県那珂郡東海村大字白方字白根16旙地 日本電信
電話公社茨城電気通信研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 接続対象の2本のファイバをそのファイバ端におい1直
    線状匡つき合わせて相互のコア中心を一致させ、この状
    態でのファイバ中心のずれを検出し、;庚出したずれ量
    から融着接続過程におけるファイバ相互の変位を予測し
    、変位分を補償するように予測した変位分だけあらかじ
    めコア中心をすらせブヒ後、熱源を用いてファイバ端相
    互を溶融接続することを特徴とするファイバ融着接続方
    法。
JP21889183A 1983-11-21 1983-11-21 フアイバ融着接続方法 Granted JPS60111205A (ja)

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JP21889183A JPS60111205A (ja) 1983-11-21 1983-11-21 フアイバ融着接続方法

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JP21889183A JPS60111205A (ja) 1983-11-21 1983-11-21 フアイバ融着接続方法

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JPH0361926B2 JPH0361926B2 (ja) 1991-09-24

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Cited By (4)

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JPS60195504A (ja) * 1984-03-17 1985-10-04 Fujikura Ltd 単一モ−ドフアイバの融着接続装置
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