JPS60237407A - 光フアイバ融着接続法における光フアイバ端面相互のマツチング液接続方法 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は光フアイバ融着接続法における１つの工程、す
なわちマツチング液を介して光ファイバ端面相互を光学
的に接続する工程において、これを有効に実施するため
の方法に関する。

光ファイバを長手方向に融着接続するとき、接続すべき
１対の光ファイバ端からそれぞれ被覆を適当長さ除去し
、かつ、これら被覆除去部を切り揃えて、光フアイバ端
部をつくり、その後、両光ファイバ端面を互いに対向さ
せ、さらに両光ファイバ端面を相互に突き合わせて上記
１対の光ファイバを放電加熱（またはレーザ加熱）によ
り融着接続している。

上記のようにして光ファイバを接続するとき、両光ファ
イバの端面間隔を適切に設定してからこれら光フアイバ
端部への融着熱供与を開始し、これによる加熱状態を一
定時間保持しつつ光フアイバ端面相互の突合わせを行な
っているが、この際の端面間隔設定前、両光ファイバの
コア相互を一致させる調心工程すなわち軸合わせ工程が
とられており、この軸合わせ工程は低損失の光フアイバ
接続部を確保するのに重要とされている。

一般的な調心手段としては、所定の端面間隔で対向して
いる両光ファイバにわたって光パルスを通し、この通光
状態においていずれか一方または両方の光フアイバ端部
を水平方向または垂直方向などへ変位させるといった方
法がとられており、かつ、受光側光ファイバにおける受
光パワーが最大値となったとき、上記端部操作によりコ
ア相互が一致したとみなしている。

この際の調心、すなわち軸合わせ時、送光側光ファイバ
から受光側光ファイバへと効率よく光伝送されることに
より充分な検出出力（受光パワー）が得られ、以下の工
程において源レベルとすべき受光パワーの最大値（軸合
わせ状態での受光パワー）も正確を期す。

したがって近時提案されている手段、すなわち両光ファ
イバ端面間にコアと同等の屈折率をもつマツチング液を
介在させ、該マツチング液を介してコア相互を光学的に
接続する手段は上述の技術的事項を満足させる点で有効
であるといえる。

ところで、上記光フアイバ端面相互をマツチング液によ
り光学的に接続するときの端面間隔、つまり当該端面相
互にわたってマツチング液を橋かけ状態とし、調心する
ときの間隔は、通常１０μｍ程度であるが、その調心間
隔を設定する際の光フアイバ端部移動量の誤差（±４μ
ｍ程度）、マツチング液塗布量の誤差などによりマツチ
ング液の良好な橋かけ状態が得がたくなり、これに起因
して正確な源レベルが設定できず、低損失の光フアイバ
接続が実現できないといったことが発生している。

（発明の目的） 本発明は上記の問題点に鑑み１、マツチング液を介して
光フアイバ端面相互を光学的に接続するとき、数段階に
わたる判定手段により当該接続状態を判定して源レベル
の正確な設定、ひいては低損失の光フアイバ接続が行な
えることを目的としている。

（発明の構成） 本発明は対をなす光ファイバの端面を互いに対向させ、
これら端面相互をマツチング液により光学的に接続して
当該光フアイバ相互の軸合わせを行ない、その後、対を
なす光ファイバの端面を互いに突き合わせてこれら光フ
ァイバを長手方向に融着接続する方法において、端面間
隔をおいて互いに対向している上記光ファイバのうち、
少なくとも一方の光ファイバの端面にマツチング液を塗
布し、その後、対をなす上記光ファイバの端部をこれら
の軸線方向に沿う突き合わせ方向へ相対移動させること
により、これら光ファイバにわたる通光状態において受
光側光ファイバの受光パワーが所定レベルとなるよう、
マツチング液を介して光フアイバ端面相これにより上記
受光パワーが変更レベルとなるよう、マツチング液を介
して光フアイバ端面相互を接続し、さらに上記変更レベ
ルの受光パワーが検出できないときは、上記光フアイバ
端部をこれらの突き合わせ方向へ相対移動させて光ファ
イバ端面相互を接触させるとともに同状態での受光パワ
ーを検出してこれを基準値とし、その後、上記光フアイ
バ端部をその軸線方向に移動させ、これにより当該移動
による受光パワーが上記基準値に対して所定値となるよ
う、マツチング液を介して光フアイバ端面相互を接続す
ることを特徴としている。

（実施例） 以下、本発明の実施例につき、図面を参照して説明する
。

第１図イ〜ホは本発明方法の概要を工程順に示したもの
であり、これらの図においてＩＡ。

１Ｂは対をなす光ファイバ、２Ａ、２Ｂは該各党ファイ
バＩＡ％ＩＢの端部、３Ａ％３Ｂはその端面である。

４は上記光ファイバＩＡ、ＩＢの端面３Ａ１３Ｂにマツ
チング液を塗布するための塗布器でありこの塗布器４は
端面間隔の設定具（突き当て板をも兼ね、その先端部に
は薄板状の小突起６が形成されている。

６は光ファイバＩＡ、ＩＢのコアとほぼ同等の屈折率を
有するマツチング液であり、これは１例としてグリセリ
ンをアルコールで溶解したものからなる。

本発明において第１図の各工程を実施するとき、それぞ
れ外周に被覆層を有する上記光ファイバＩＡ、ＩＢはそ
の端部２Ａ、２Ｂにおいて被覆層が除去されて裸状とな
り、これら端部２Ａ、２Ｂが適当なカッティング手段に
より切り揃えられる。

こうして処理された光フアイバ端部２　Ａ、　２　Ｂは
、軸合台のＶ溝内に嵌めこまれ、これら端部２Ａ、２Ｂ
と連続する光ファイバ１Ａ、１Ｂの被覆部が既知のスリ
ップ式ホルダを介してクランプされる。

第１図イは光ファイバ１Ａ、１Ｂの所定部が上記のごと
くセットされた状態を示したものであり、これにより光
フアイバ端部２Ａ、２Ｂは一直線状に並び、その端面３
Ａ、３Ｂが互いに対向する。

一方、塗布器４はその先端の小突起５が光ファイバ端面
３Ａ、３Ｂ間に位置するよう、所定位置まで進出してお
り、その小突起６の一方面にはマツチング液６が塗布さ
れている。

第１図口は光フアイバ端部２Ａ、２Ｂが塗布器４の小突
起５に向けて移動され、これにより光フアイバ端面３　
Ａ　％　３　Ｂがその小突起５の両面と衝当した状態を
示し、第１図ハは当該衝当後、塗布器４の小突起５が端
面３Ａ、３Ｂ間から退去した状態を示す。

このように、第１図口、・・の工程を経ることにより、
光フアイバ端面３Ａ％　３Ｂは小突起５の厚みにより定
まる端面間隔となり、かつ、その一方の端面３Ｂには適
量のマツチング液６が塗布される。

第１図二は前記塗布器４の退去と同時に一方の光フアイ
バ端部２Ａが他方の光フアイバ端部２Ｂに向けてステッ
プ送りされ、光フアイバ端面３Ａが光フアイバ端面３Ｂ
側のマツチング液６と接触する手前で当該端部移動が停
止された状態を示す。

第１図ホはマツチング液６により光ファイバ端面３Ａ、
３Ｂ間が橋かけされた状態、すなわち光学的に接続され
た状態を示し、この状態を得るとき、つぎに述べるステ
ップ移動手段と光学的な検出手段とが採用される。

まず、ステップ移動手段は光フアイバ被覆部のクランプ
台を光フアイバ軸線方向に沿って１ステツプずつ前進（
突き合わせ方向）あるいは後退（反突き合わせ方向）さ
せるものであり、これには第２図のごとく、正逆回転自
在なパルスモータと精密な伝動撚溝とによる駆動系７が
一方の光ファイバ１Ａのクランプ台８側に備えられる。

開定手段は前記工程を実施するとき、あらかじめ光ファ
イバＩＡ１１Ｂに備えつけられ、当該測定手段としては
既知の透過法、後方散乱法など、適当なものが採用され
る。

当該測定手段の具体的１例を第２図により略述すると、
発信側となる光ファイバ１Ａの入射端側にはＬＥＤ安定
化光源またはＬＤ安定化光源など、適当な光源９が接続
され、受信側となる光ファイバ１Ｂの出射端側にはＰＤ
、ＡＰＤなど、汎用光電力計とか、高感度光電力計など
による光検出器１ｏが接続される。

さらに前述した駆動系７のステップ移動回数、光検出器
１ｏの測定値等が制御器１１へ入力されるよう、これら
両者７．１０がその制御器１１と接続される。

本発明においてマツチング液６により光フアイバ端面３
Ａ、３Ｂ相互を光学的に接続するとき、駆動系７により
、一方の光フアイバ端部２Ａをその他方の端部２Ｂへ向
けて微小量ずつステップ移動させるのであり、さらにこ
の際、光源９から光ファイバ１Ａ、１Ｂ１光検出器１ｏ
へと光信号（光パルス）を送り、該光検出器１゜により
受光パワーを検出しながら、光ファイノく端面３Ａ、３
Ｂ相互がマツチング液６により光学的に接続されたか否
かを判定する。

上記のように、一方の光フアイバ端部２Ａを他方の光フ
アイバ端部２Ｂへ向けてステップ前進させると、端面３
Ａ、３Ｂの間隔が狭まることにより受光パワーは第３図
イのごとく増加していき、端面３Ａが端面３Ｂ側のマツ
チング液６と接触する直前では、その受光／（ワーがＰ
ｌとなる。

さらにステップ前進させると、端面３Ａ、３Ｂ相互がマ
ツチング液６により橋かけ状態となり、この橋かけ状態
となった瞬間では、半球形状をＭｌ、ていた端面３Ｂ側
のマツチング液６が端面３Ａとの接触に際して変形をき
たし、一時的な光散乱が生じるので受光パワーは第３図
イのＰ２にレベルダウンする。

その後のステップ前進では、端面３Ａ、３Ｂ間のマツチ
ング液６が安定形状（軸形状）に収束するので受光パワ
ーは第３図イのＰ、にレベルアップする。

本発明での第１次の判定では、第３図イにおけるＰｓと
Ｐｌとの差、すなわちＰｓ　Ｐｌが０．３ｄＢ以上とな
ったとき、光フアイバ端面３Ａ、３Ｂ相互がマツチング
液６により光学的に接続されたとして当該マツチング液
接続を完了する。

つぎに上記の判定ができないとき、第３図口のごとく、
Ｐｓ　Ｐｒが０．２ｄＢ以上を満足させるか否かのレベ
ル変更を行ない、この状態において光フアイバ端部２Ａ
を既定回数だけステップ前進させることにより、Ｐ３　
ＰＩが０．２ｄＢ以上となる状態を検索する。

この第２次の判定において上記設定値を満足させる状態
が検出できたとき、その位置に合致させるべ（光フアイ
バ端部２Ａをステップ後退させるとともに駆動系バック
ラッシュに対処すべき補正移動をも行ない、これにより
所定のマツチング液接続を完了する。

さらに第１次、第２次の判定ができないときは、光フア
イバ端面３Ａ、３Ｂが互いに接触された状態を検出する
のであり、この際のステップ前進時、端面３Ａ、３Ｂが
接触する瞬間、第３図ハのごとく受光パワーがＰ４にレ
ベルダウンし、その後、該受光パワーは同図／１のＰｓ
に安定する。

上記端面３Ａ、３Ｂ相互の接触状態を検出した後は、第
３次の判定によりＰ　ａ−Ｐ　ｓが０．０５ｄＢ以上と
なるようなＰｓを検索するのであり、例えばＭ回のステ
ップ前進により受光パワーＰ、を検出し得るものである
とき１（Ｍ−１）回、光フアイバ端部２Ａをステップ前
進させて上記設定値を満足させる状態を検出するのであ
り、かくて所定の状態が検出できたときは、その位置に
合致させるべく光フアイバ端部２Ａをステップ後退させ
、さらに前記と同じバンクラッシュ補正移動も行ない、
これにより所定のマツチング液接続を完了する。

なお、上記においては、一方の光フアイバ端面３Ｂにの
み、マツチング液６を塗布する例を述べたが、両方の光
フアイバ端面３Ａ、ｓＢにマツチング液６を塗布して既
述の方法を実施するときは、塗布器４の小突起５両面に
マツチング液６を塗布して第１図イ〜ホの工程を行なえ
ばよい。

つぎに上記方法を自動化して実施する際のプログラミン
グにつき、第４図を参照して説明する。

第４図に記載されている文字、記号はつぎの意味をあら
れす。

Ｎｅｗ　：最新の受光パワー。

Ｏｔｄ　：Ｎｅ’ｖよりも１つ前の受光パワー。

Ｐｏｗｅｒ（）：ｚ＝Ｐｏｗｅｒ（）において新しい受
光パワーを読みこみ、 その値をＸに代入する。

Ｐｗｒ［φ〕　：ＰＷｒはＰｏ、ｗｅｒ　の略、φはゼ
ロ。

Ｎ、：第１次の判定におけるステップ単位。

Ｍ　：既定のステップ回数。

ＺＦニステップ前進。

Ｎ２：第２次の判定におけるステップ単位。

ｚＲニステップ後退 ｄｌ：バックラッシュ補正量。

Ｎ３：第３次の判定におけるステップ単位Ｏｄ２：バッ
クラッシュ補正量。

第４図において、■系統では第１図工の状態とした後の
ステップ前進が行なわれ、第３図イで述べた事項が下記
のごと〈実施される。

■系統において、１１番では第１図工における受光パワ
ーをＮｅｗとしており、ステップ前進が開始されていな
いのでＰｗｒ（φ）＝Ｎｅｗを保持する。

１２番でのＮ１−１は以下の操作、処理等が１ステツプ
ごとに行なわれることを指示する。

１３番でのＮ１は、はじめ１であり、Ｍは例えば５のご
とく設定されているから、Ｎ＋５ＭがＹｅｓとなって１
４番のＺＦが実行される。

１５番ではＺＦにより光フアイバ端部２Ａが１ステツプ
前進されたときの受光パワーをＮｅｗとし、１６番では
そのＮｅｗがＮｅｗ）ＯＬｄ＋９．３ｄＢを満足するか
否か、すなわち第３図イで述べた事項を満足するか否か
が比較演算され、これを満足させるときはＹｅｓにより
所定の作業を完了する。

１６番においてＮＯのときは、１７番のＮ１＝　ＮＩ＋
　１によりさらに一１ステップ加算され、この指令が１
３番に入ることにより１４番から１６番までが再度実行
されるとともに１６番でのＹｅｓが出ないかぎり、これ
らが繰り返えされるが、１７番でのＮ＋＝Ｎ＋＋ｉは１
ステツプ加算されるとと、Ｎ＋＝　１　＋１　（２回目
）、ＮＩ＝２＋１（３回目）、・；・・・Ｎ＋＝　５　
＋１　（６回目）のごとくステップ回数が増し、したが
って前記Ｍが５であったとすると、６回目のステップ前
進を実行しようとしても、１３番でのＭが５、Ｎ１が６
となることによりＮ１≦Ｍが満足されず、Ｎｏが出る。

■系統の１３番においてＮＯが出たとき、■系統すなわ
ち第３図口で述べた事項が実施される。

この■系統では、前記と同じくＭ回のステップ前進（ス
テップはＮ２．）において２４番を満足させるか否かが
実行され、これを検出したときは２４番においてＹｅｓ
　となり、２６番の操作が行なわれる。

すなわち２６番において、Ｍを５とし、２回目のステッ
プ前進（Ｎ２＝２）により２４番を満足させたとすると
、（Ｍ　Ｎｚ）−（５２）＝３ステップ後退させればよ
いことになり、したがってステップ後退を実行する２６
番では、Ｚ　Ｒ’（Ｍ　Ｎ２　）＋ｄ、により光フアイ
バ端部２Ａを３ステツプ後退させ、さらに駆動系のバッ
クラソンユ補正量ｄ１をも後退させて所定の作業を完了
する。

■系統におけるＭ回のステップ前進によっても２４番を
満足させることができないとき、■系統により、第３図
ハで述べた事項が実行される。

■系統での３１番において、Ｎｅｗ＝ＰｗｒＣＭ）は、
Ｍ回のステップ前進（ステップはＮ３）により端面３Ａ
、３Ｂ相互が接触したときの受光パワーをＮ　ｅ　ｗと
している。

３２番のＮ３＝Ｍ−１は以下の操作、飯算がＭを基準と
するステップ後退により行なわれることを指示する。

３３番でのＮ３は、前記３２番でのＭが５であるとする
と４になり、これがＮ３≧φを満足させることによりＹ
ｅｓとなる。

３４番では上記による受光パワーをＮｅｗとし、３５番
ではそのＮｅｗがＮｅｗ　＞Ｏｌｄ　十０．０５ｄＢを
満足させるか否か、すなわち第３図ハで述べた事項を満
足させるか否かが比較演算され、これを満足しないＮｏ
のときは、３６査のｌ’Ｊｓ　＝　Ｎ３１により１ステ
ツプ減算され、この指令が３３番に入ることにより、３
４番、３５番が再度実行される。

ここで３２番のＭが５であるとすると、１回目の３３番
ではＮ３−４となるが、１回目以降の・操作において３
５番が連続的にＮｏを出したとすると、３６番でＮ３が
１ステツプずつ減じられることにより、Ｎｓ＝　３　（
２回目）、Ｎ３＝　２　（３回目）・・・・・Ｎｚ−−
１（６回目）のようになり、したがって６回目のときは
３３番でのＮ３≧φがＮＯとなってＥｒｒ処理される。

一方、３５査において、例えばＮ、＝２によりＹｅｓが
出たとすると、３７番ではＺＲ（Ｍ−Ｎｓ　）　＋　ｄ
２においてＭを５、Ｎ３を２とするステップ後退、さら
にｄ２をバックラッシュ補正量とするステップ後退を実
行して所定の作業を完了する。

なお、上記説明事項で述べた数値はすべて変更可能であ
り、任意に設定できる。

また、上記における受光パワー、ステップ前進、ステッ
プ後退等はこれらの信号を第２図の制御器１１へ入力し
て電気的、電子的に記憶演算処理することができ、これ
に基づいて第２図の駆動系７を第４図のように自動的に
制御することができる。

さらに上記のようにして光フアイバ端面３Ａ。

３Ｂをマツチング液６により光学的に接続した後は、同
状態における軸合わせ（調心）が行なわれるとともに調
心状態での源レベルが設定され、以下既知の端面間隔−
〇１放電開始用の端面間隔が設定され、放電開始、光フ
アイバ端部の突き合わせ移動が行なわれて光フアイバ相
互が接続される。

（効果） 以上説明した通り、本発明方法はマツチング液を介して
光フアイバ端面相互を光学的に接続するとき、光フアイ
バ相互にわたる通光状態において所定レベルの受光パワ
ー、変更レベルの受光パワー、端面接触状態での受光パ
ワーなど、これらのいずれかを検出して上記接続状態を
つくるから、当初における光フアイバ端面間隔、マツチ
ング液の塗布量、光フアイバ端部の移動量等にバラツキ
があっても、これらバラツキに影響されない適正なマツ
チング液接続を実現することができ、したがってその後
の軸合わせ工程における源レベルが正確に設定でき、こ
れに基づいて低損失の光フアイバ接続も行なえるように
なる。

もちろん、マツチング液を介して光フアイバ相互を光学
的に接続する際の自動化も簡易にはかれ、光フアイバ融
着接続の全自動化にも貢献できる。

【図面の簡単な説明】

第１図イ〜ホは本発明方法の概要を示す説明図、第２図
は本発明方法における測定手段の略示図、第３図イ、口
、ノ・は本発明方法における受光パワーの測定状況を示
す説明図、第４図は本発明方法を自動化する際のプログ
ラミングをあられしたフローチャートである。 ＩＡ、ＩＢ＠・・・・光ファイバ ２Ａ、２Ｂ・・・・・光ファイバの端部３Ａ、３Ｂ・・
・・・光ファイバの端面４・−・・・マツチング液の塗
布器 ６・・・・・塗布器の小突起 ６・−響・・マツチング液 ７・・・・・駆動系 ９・・・・・光　源 １ｏ・・・・・光検出器 特許出願人 代理人　弁理士　斎藤義諧・

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 対をなす光ファイバの端面を互いに対向させ、これら端
   面相互をマツチング液により光学的に接続して当該光フ
   アイバ相互の軸合°ゎせを行ない、その後、対をなす光
   ファイバの端面を互いに突き合わせてこれら光ファイバ
   を長手方向に融着接続する方法において、端面間隔をお
   いて互いに対向している上記光ファイバのうチ、少な（
   とも一方の光ファイバの端面にマツチング液を塗布し、
   その後、対をなす上記光ファイバの端部をこれらの軸線
   方向に沿う突き合わせ方向へ相対移動させることにより
   、これら光ファイバにわたる逆巻状態において受光側光
   ファイバの受光パワーが所定レベルとなるよう、マツチ
   ング液を介して光フアイバ端面相互を接続し、上記所定
   レベルの受光パワーが検出できないときはそのレベルを
   変更して上記光フアイバ端部をこれらの軸線方向へ再移
   動させ、これにより上記受光パワーが変更レベルとなる
   よう、マツチング液を介して光フアイバ端面相互を接続
   し、さらに上記変更レベルの受光パワーが検出できない
   ときは、上記光フアイバ端部をこれらの突き合わせ方向
   へ相対移動させて光フアイバ端面相互を接触させるとと
   もに同状態での受光パワーを検出してこれを基準値とし
   、その後、上記光フアイバ端部をその軸線方向に移動さ
   せ、これにより当該移動による受光パワーが上記基準値
   に対して所定値となるよう、マツチング液を介して光フ
   アイバ端面相互を接続する光フアイバ融着接続法におけ
   る光フアイバ端面相互のマツチング液接続方法。