JPS6145203A

JPS6145203A - 光フアイバ融着接続装置

Info

Publication number: JPS6145203A
Application number: JP16557984A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Miyauchi; 宮内　充; Michito Matsumoto; 松本　三千人; Atsushi Ide; 井手　敦志; Atsuyuki Kubota; 窪田　敦至
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1984-08-09
Filing date: 1984-08-09
Publication date: 1986-03-05

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）本発明は各種光ファイバの融着接続を安定化するととも
に、接続部の小型化を図るだめの融着接続装置に関する
ものである。

（従来の技術）光ファイバの接続方法として、低損失性、高信頼性の観
点から融着接続が一般に用いられる。融着接続は放電、
火炎、ＣＤｚ　　レーザ等の加熱源によって接続する光
ファイバの端部を加熱溶融して接続する方法であるので
、加熱源の加熱条件、加熱分布が接続部の損失および強
度に大きく影響する。

以下、主に用いられる放電加熱による融着接続について
従来の技術の説明を行う。火炎、ＣＯ２レーザにおいて
は同様の類推が可能であるので省略する。

第８図は従来の放電加熱による融着接続方法の概念図で
あって、４．１’は電極、２は加熱領域、３．３′は接
続する光ファイバである。電極間に高電圧を加えると放
電が行われ、加熱領域２が形成され、光ファイバ３の端
部を溶融し、融着接続が完了する。

加熱領域における温度分布を規定するものは、電極間に
かける電圧、周波数、電極間隔、電極形状であり、加熱
量という観点からは放電時間で規定する。たとえば第８
図での八−Ａ′断面における温度分布は第９図に示すよ
うに、電極間の周波数が高くなる程幅が広く、最高温度
は下がる傾向になり（Ｍ、　ＴへＣ旧にＬＩＲＡ　ａｎ
ｄ　Ｎ、　　にＡＳ旧賛＾″Ｆｕｓ　ｉｏｎＭａｓｓ−
３ｐｌｉｃｅｓ　　ｆｏｒ　　ロｐｔｉｃａｌ　　Ｆｉ
ｂｅｒｓ　　Ｕｓｉｎｇ　　Ｈｉｇｈ−Ｆｒｅｑｕｅｎ
ｃｙ　　Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ”　　ＪＯＵＲＮＡＬ　　
叶　しＩＧＨＴＷ＾ｖｌ！ＴＩＩＣＨＮＯＬＯＧＹ、Ｖ
ｏｌ、　ＬＴ−２，Ｎｏ、１．　ＦＢｌ、　１９８４）
、電極間隔が広がっても、同様の傾向になることが実験
でたしかめられる。第９図において、■は電極間隔；小
、放電周波数：低の場合、■は電極間′＃４＝大、放電
周波数：高の場合を示す。

一方、中継系から加入者系まで光ファイバの適用領域の
拡大に伴い光ファイバ融着接続にたいする要求条件とし
て種々のものが生じている。たとえば複数本の光ファイ
バを同時に融着接続する際には複数の光ファイバを均一
に加熱することが必須となり、電極を２本設ける方法（
Ｍ、ＴＡＣ旧にＵＲＡ”　Ｆｕｓｉｏｎ　ａｍａｓｓ−
ｓｐｌｉｃｉｎｇ　　ｆｏｒ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｆｉｂ
ｅｒｓｕｓｉｎｇ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｄｉｓｃｈａｒ
ｇｅｓ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｗｏ　ｐａｉｒｓｏｆ　ｅ
ｌｅｃｔｒｏｄｅｓ”＾ｐｐｌｉｅｄ　０ｐｔｉｃｓ、
ｖｏｌ、　２３．　Ｎｏ、３゜Ｆｅｂ　１．１９８４）
を用いている。また、光ファイバのコア部分を軸合わせ
して融着する単一モードファイバでは、加熱領域が広い
と、ガラスファイバの表面張力によってコア部分の軸が
ずれてしまうので、電極間隔をせまくして加熱領域をせ
ばめ、放電時間を短くする方法（Ｙ、にａｔｏ他”Ａｒ
ｃ−ｆｕｓｉｏｎ　５ｐｌｉｃｅ　　ｏｆ　　Ｓｉｎｇ
ｌｅ−ｍｏｄｅ　　Ｆｉｂｅｒｓ　　Ｐａｒｔ　　１．
２　　Ａｐｐｌｉｅｄ　０ｐｔｉｃｓ、　ＶＯＩ、　２
１．　Ｎｏ、７．１１．１９８２）等の検討が進められ
てきた。

以上のように、加熱源を調整することにより、加熱領域
や加熱分布を変えることはある程度可能であるが、加熱
領域を少なくするために電極間隔をせばめすぎると、加
熱温度が低くなって光ファイバが溶融しなくなったり、
一方、電極間隔を広くとりすぎると放・電しないか、ま
たは放電が不安定になって加熱温度が非常に高くなって
、光ファイバが溶融しすぎる等の現象が生じ、設定範囲
に限界が生じるという欠点があった。

（発明が解決しようとする問題点）各種の光ファイバの融着条件に合わせた加熱領域と加熱
分布を設定することにより、その接続を可能とするとこ
ろにある。

（問題点を解決するための手段）本発明は従来の加熱源の加熱条件を変えることによって
加熱領域や加熱分布を設定する方法が限界あるので、加
熱源は一定にしておき、加熱領域内に耐熱性の物質を配
置して加熱領域の形状を規定してしまうことにある。

以下図面により本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明の実施例を示し、（ａ）　　は水平断面
図、（ｂ）　　は垂直断面図、（ｃ）　　は加熱分布図
であって、１．１′は電極、３．３′は光ファイバ、４
は耐熱部材である。この構成では従来の放電加熱による
融着接続（第８図）に耐熱部材４が加えられている。こ
の状態で電極間に電圧を加えて放電させると、放電領域
は耐熱部材４によって規定され、第２図（ｃ）　の実線
に示すような加熱分布をもっことになる。第２図（Ｃ）
　　に破線で示した耐熱部材４を設けない場合の加熱分
布と比較して、狭い範囲内に効率的に加熱することが可
能であることがわかる。また、耐熱部材の寸法を変える
ことにより、放電領域の形状を変化させることができ、
加熱分布の設計が非常に容易になる。

第３図は耐熱部材に■溝を形成した本発明の実施例で、
（ａ）　　は水平断面図、（ｂ）　　は第３図（ａ）　
　の側面図である。

第２図の実施例は基本構成を示したものであるが、耐熱
部材４を電極１と一体化したり、第３図（ａ）、　（ｂ
）　　に示したように、耐熱部材に光ファイバ軸合わせ
用の■溝５を形成しておけば、軸合わせ機構との一体化
、共用化も可能であり、小型化ができる。また加熱源が
放電電極でない火炎、ＣＯ２レーザでも同様の設計が可
能である。なお４′は■溝のふたーＣ“ある。

第４図（ａ）、第４図（ｂ）　　に火炎、ＣＯｉ　　Ｌ
／−ザを用いた場合の本発明の実施例を示し、３．３′
は光ファイバ、４は耐熱部材、１０は火炎放射ノズル、
１１は燃料タンクである。また１２は０口、レーザ、１
３は集光レンズ、１４はミラーである。いずれの実施例
でも、火炎右よびＣＯｉ　　レーデの熱分布が耐熱部材
４によって規定するてことができ、放電加熱の実施例（
第２図）と同様の加熱温度分布の集中化が可能となる。

、・　　　第２図・第４図の実施例にお°゛て・耐熱部
材は１゛　　　加熱領域内に配置されるので、その領域
での温度で溶けないことが必要である。通常、光ファイ
バの融着接続時の光ファイバの温度は溶融部分で約２０
００℃である。耐熱部材は加熱領域の最高温度点に配置
されることはないので、融点は２０００℃以下のもので
も充分である。また放電加熱の場合には耐熱部材に放電
しないことが必要となるので、絶縁体である必要がある
。これらの条件を満たすものとして、セラミックス、セ
ラミックスガラス等がある。

以上の実施例に右いて、耐熱部材が作る加熱領域は一定
としたが、耐熱部材を移動させて、加熱時間内に加熱領
域を変化させ、加熱分布と加熱温度を変える実施例を第
５図に示す。第５図（ａ）　　に示すように、耐熱部材
が作る加熱領域が広い場合（Ａ）　　と、加熱領域が狭
い場合（Ｂ）で、加熱領域および加熱温度分布を第５図
（ｂ）　　に示すように変えることが可能であり、（Ｂ
）　　の場合に光ファイバの融着加熱、（八）　　の場
合に融着後の熱歪の解消、強度の向上を図るための整形
加熱というように、加熱源を変化させることなく最適な
融着接続ができる。

第６図は光ファイバ心線を接続する際の実施例の水平断
面図であって、光ファイバ３に被１１６を施した光ファ
イバ心１１７の接続に際しては、被覆を加熱領域に入れ
ると、被覆がナイロン等ででき゛ているので、燃焼する
恐れがある。これを耐熱部材４で保護することにより、
被覆除去際８を加熱領域に近くもってくることができ、
接続部の小型化が可能となる。

以上述べた実施例の融着接続方法は、従来の融着接続装
置の電極部分や軸合わせ部分を改良するだけで容易に実
現可能であり、本発明の融着接続装置は上記実施例と同
様の効果を生じる。

第１図（ａ）　　は本発明のｍ着接続装置の一実施例の
構成を示す平面図であり、第１図（ｂ）、　（ｃ）、　
（ｄ）は第１図（ａ）　　のそれぞれ八−へ′、ローＢ
’、Ｃ−Ｃ’における断面図あって、１．１′は電極、
３．３′は光ファイバ、４は耐熱部材、１５．１５’は
光ファイバ心線ガイド部、１６．１６・′は■溝、１７
．１７’は電極固定部、１８は光ファイバ心線クランプ
、１９は光ファイバクランプ、２０．２１はクランプレ
バ−１２２は耐熱部材レバーで、２０．２１．２２は連
動させることも可能である。この装置を用いて光ファイ
バ心線を融着するには、従来の工法通り、光ファイバ心
線の被覆の除去、光ファイバ心線の切断を行い、光ファ
イバ心ａ７を光ファイバ心線ガイド部１５・に、被覆を
除去した光ファイバ３を■溝上にセットして、クランプ
レバ−２０，２１を降下して、光ファイバ心線と光ファ
イバを保持するとともに、■溝１６を用いて光ファイバ
の軸合わせを完了する。次に光ファイバ３．３′の先端
を電極軸上の位置で突き合わせる。耐熱部材４の上部を
レバー２２を用いて降下させ、放電領域を規定し、後は
電極間に電圧をかけて光ファイバを溶融して接続゛する
。耐熱部材レバー２２はクランプレバ−２０，２１と連
動させてもよいし、第３図の実施例に示したように、耐
熱部材４に■溝を形成させて共有させることも可能であ
る。さらに、第６図の実施例に示したように光ファイバ
３０部分が短い場合には、光ファイバ心線７の被覆の一
部を耐熱部材４に収容する構成、等、所要条件に合わせ
て各種の構成および機能を加えることができる。

第７図（ａ）　　には本発明による効果を確認する目的
で行った実験結果を示す。第７図（ｂ）　　は電極と耐
熱部材の位置関係を示、す。電極間隔２．６ｍｍ、電極
径１、Ｏｍｍφ、放電電流１７ｍＡ、放電周波数２００
ｋＨｚとし、電極をはさむ形で耐熱部材（ガラスセラミ
ックス）を間隔１ｍＩＩ＋で配置して、放電時の温度分
布（放電部の輝度）を測定した。

第７図（ａ）　　において、Ｉが耐熱部材をつけた場合
、■が耐熱部材をつけない場合の値をそれぞれ示してい
る。図から明らかなように、■は耐熱部材で規定された
空間に放電の熱が集中し、熱分布が高く、しかも電極軸
上で平坦化されている。

逆に言うと同一の温度とするためには、Ｉの場合には放
電エネルギーを少なくしてもよいことになり、放電用電
源の小型化、さらに装置の小型化が可能である。また電
極中央ｇＢ（Ｘ＝ＩＪ　ｍｍ）　で温度を同一になるよ
うに■を換算したものを■′に示す。Ｉ、ｎ’の比較か
ら明らかなように温度分布は■の方が中央部で平坦であ
り、光ファイバの位置設定の許容度を増大し、多数本の
光ファイバを同時に接続する際に安定した接続が可能と
なる。

また放電領域を耐熱部材で規定したので、電極の表面の
汚れ等に伴う放電路の乱れをなくすことができ、接続の
安定化に連ながる。

（発明の効果）以上説明したように、本発明の光ファイバ融着接続装置
は、耐熱部材を加熱領域に配置することにより、加熱領
域、加熱分布の設計が容易になり、複数本の光ファイバ
接続の際の均一加熱分布の形成、単一モードファイバの
接続に際しての光ファイバ接続部の局所的な加熱、等、
各種光ファイバ接続方法に対して、最適条件で安定に接
続を行うことができる利点がある。

また加熱領域を耐熱部材で囲う構成となるので、融着接
続時にふける風等の外部環境によって加熱分布が乱れる
こ・となく、安定した加熱が可能となる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　　は本発明の融着接続装置の一実施例の
構成を示す平面図、第１図（ｂ）、（ｃ）、　（ｄ）　
　は第１図（ａ）　　（７）ツレ（’しＡ−Ａ　’、　
Ｂ−８’、　Ｃ−Ｃ’　ｌ、：オケる断面図、第２図（ａ）　　は本発明による融着接続の一実施例の
水平断面図、第２図（ｂ）　　は第２図（ａ）　の垂直
断面図、第２図（ｃ）　　は第２図（ａ）　　の加熱分
布図、第３図（ａ）　　は耐熱部材に■溝を形成した本
発明による融着接続の一実施例の水平断面図、第３図（
ｂ）　　は第３図（ａ）　の側面図、第４図（ａ）　　
は火炎加熱を用いた本発明による融着接続の一実施例図
、第４図（ｂ）　　はレーザ加熱を（用いた本発明によ
る融着接続の一実施例図、第５図（ａ）　　は耐熱部材
を移動させる本発明の実施例の耐熱部材の位置を示す図
、第５図（ｂ）　　は第５図（ａ）　　に対応する加熱
分布図、第６図は本発明による光ファイバ心線の被覆の
一部を耐熱部材に収容した実施例の水平断面図、第７図
（ａ）　　は本発明の効果をｆ＊認する目的で行った実
験結果を示す図、第７図（ｂ）　　は電極と耐熱材の位
置関係を示す図、第８図は従来の放電加熱を用いた融着接続の概念図、第９図は第８図に右ける加熱分布図である。ｌ・・・電極　　　　　　　２・・・加熱領域３．３′
・・・光ファイバ　　４・・・耐熱部材５・・・■溝　
　　　　　　６・・・被覆７・・・光ファイバ心線８・・・光ファイバ心線の被覆除去際１５・・・光ファイバ心線ガイド１Ｇ・・・Ｖ？４　　　　　　　１７．１７’・・・電
極固定部１８・・・光ファイバ心線クランプ１９・・・光ファイバクランプ２０．２１’・・・クランプレバ− ２２・・・耐熱部材レバー。第１図（ａ）２２−一一白丁（＋１ツリシレ／（− 第２図！ｔ７２イｌぐの軸り向第３図第４図第５図第６図

Claims

【特許請求の範囲】１、接続しようとする光ファイバ端部を軸合わせし微小
間隔をおいて、または接触させて把持する１対の把持部
と、接続部を加熱して融着接続する加熱手段からなる光
ファイバ融着接続装置において、加熱手段による加熱領
域内に加熱領域の最高到達温度よりも融点が高い物質か
らなる耐熱部材を設け、加熱領域の制限を可能としたこ
とを特徴とする光ファイバ融着接続装置。２、耐熱部材が接続しようとする光ファイバをガイドす
るＶ溝を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の光ファイバ融着接続装置。３、耐熱部材が接続しようとする光ファイバの心線被覆
を収容する構造を有することを特徴とする特許請求の範
囲第１項または第２項に記載の光ファイバ融着接続装置
。４、加熱手段が１対の放電電極と該電極に放電を起こさ
せるための電源部からなり、耐熱部材が絶縁体より形成
されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項、第
２項、第３項のいずれかに記載の光ファイド融着接続装
置。５、耐熱部材が加熱時に移動可能となる機構を有するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項、第３項
、第４項のいずれかに記載の光ファイバ融着接続装置。