JPS63184711A - 光フアイバ融着接続方法 - 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、２本のコア径が小さいシングルモード光ファ
イバを融着、接続する場合に光ファイバ同志を精密に軸
合せしなくともこれら光ファイバを低損失の状態で、か
つ速やかに融着することができるものである。

［従来の技術］ 現在、シングルモード光ファイバ接続方法としてパワー
モニター法、コア直視法によって光ファイバ素線同志を
突き合わせて、その部分を加熱融着する融着接続法があ
る。

［発明が解決しようとする問題点］ そして従来の融着接続法による光ファイバの接続は、融
着時接合部の損失をおさえるために、これら光ファイバ
同志の光軸を精密に合わせなければならない。したがっ
て光軸合わせのための機構を特別に必要としかつこれら
光軸合わせの作業を精密に行なわねばならず、これらを
筒学でしかも低損失に行えるための改良が望まれていた
。

一方、光ファイバの融着点をテーパ形状とした接続法が
提案されており、この接続法によれば伝幡モードのスポ
ットサイズを拡大し、接続損失を低下させることができ
るようになる。

したがって、光ファイバの融着点をテーパ形状とする方
法膨孝零＃が望まれて場り、前述の融着作業における課
題とともに本発明者らの発明に至ることとなった。

したがって本発明は、上記事情に鑑みて成されたもので
あり、光ファイバの接続を、特別な機構による光軸合せ
を不要として融着作業を簡単化でることを目的としてい
る。

［問題点を解決するための手段］ したがって本発明の光ファイバ融着接続方法は、第１の
光ファイバと、第２の光ファイバとを光ファイバ保持装
置で保持し、局部加熱装置により融着接続した後、光フ
ァイバ保持装置と、前記局部加熱装置との相対位置を移
動させ融着接続点近傍にテーパを形成させる光ファイバ
融着接続方法において、 前記局部加熱装置に対して一方の光ファイバを一定速度
で相対的に移動させるとともに、蒲記一方の光ファイバ
に対して他方の光ファイバを加速度状態のち等速度状態
にし、しかる後、減速状態で移動させ、加速度状態のと
きは他方の光ファイバを加熱し、等速度状態のときは光
ファイバの融着点とその前後を加熱し、減速度状態のと
きは一方の光ファイバを加熱して前記融着接続点にテー
パを形成させることを特徴としている。

［作用］ 第１．第２の移動台６ａ、６ｂ上の光ファイバ３ａ、３
ｂを特別な機構による軸合せを行わずに融着した後、局
部加熱装置２を動作させて第１゜第２の移動台６ａ、６
ｂを同一方向にかつ一方の移動台は一定速度で移動させ
他方の移動台のみ加速１等速、減速することにより、移
動させると、第１．第２の光ファイバ３ａ、３ｂの接続
点近傍にはテーパが形成される。

本発明は、第１．第２の光ファイバ３ａ、３ｂにの接続
点近傍にテーパを形成することによりこれら第１．第２
の光ファイバ３ａ、３ｂの精密な軸合わせをせずども容
易に低損失な融着が行なえるものである。

［実施例］ 以下、図に基づいて本発明による光ファイバ融着接続方
法の実施例を説明する。

第１図は、本発明に用いる光ファイバ融着機の正面図で
ある。第１図において、光ファイバ融着機１の中央には
、光ファイバ融着用の局部加熱装置２が設けられており
、この局部加熱装置２の左右には、第１．第２の光ファ
イバ３ａ、３ｂを、同ファイバ３ａ、３ｂの軸方向にの
み微動できる程度のクランプ力でクランプするソフトク
ランプ機構４ａ、４ｂが設けられている。

また、このソフトクランプ機構の一方４ａ付近には、第
１の光ファイバ３ａを押圧固定するハードクランプ機構
５８が設けられ、ソフトクランプ機構の他方４ｂ付近に
は第２の光ファイバ３ｂを抑圧固定するハードクランプ
機構５ｂが設けられている。

そして、ハードクランプ機構５ａは、第１の移動台６ａ
により、またハードクランプ機構５ｂは、第２の移動台
６ｂにより、各々第１．第２の光ファイバ３ａ、３ｂの
軸方向の双向方向に移動自在な構成となっている。この
第１．第２の移動台６ａ、６ｂは制御部７により制御さ
れている。

次にこの光ファイバ融着機１による融着動作を、以下図
面に基づいて説明する。

第２図（ａ）〜（ｆ）は、この発明の光ファイバの融着
接続方法の工程を示す工程図である。

まず、第２図（ａ）に示すように、前記第１゜第２の光
ファイバ３ａ、’３ｂは融着点である端部同志をつき合
わせて、ソフトクランプ４ａ、４ｂ及びハードクランプ
５ａ、５ｂにてクランプされている。このとき、第１．
第２の光ファイバ３ａ、３ｂの端部は、目視程度の積度
でつき合わせれば良い。そして同図に示すように、局部
加熱装置２にて第１．第２の光ファイバ３ａ、３ｂの端
部を加熱して融着する。次に第２図（ｂ）は、融着部を
移動する工程を示している。

この図に示すように、第１．第２の光ファイバ３ａ、３
ｂは一方の光ファイバ３ｂの方向へ所定距離移動させる
。尚、以下第１．第２の光ファイバ３ａ、３ｂ内の矢印
は、移動方向及び移動速度を示すベクトルを表わすもの
とする。

そして、第２図（Ｃ）〜（ｉ）には、第１の光ファイバ
３ａ、第２の光ファイバ３ｂにテーパを形成する工程が
示されている。

まず、第２図（Ｃ）に示すように、第１．第２の光ファ
イバ３ａ、３ｂを、同図（ｂ）の移動方向と逆方向（第
１の光ファイバ３ａの延材方向）に各々所定の始速度（
ｆＬ、ｆＲ）で移動を開始し、第２図（ｄ）に示すよう
に、第２の光ファイバ３ｂを一定の速度（ｆＲ）で移動
させるとともに、第１のファイバ３ａを、ある定められ
た加速度（ｆＬ＋Δ）で加速する。

続いて第２図（ｅ）に示すように、第２光のファイバ３
ｂは、同様に一定の速度（ｆＲ）を有して移動するとと
もに、第１の光ファイバ３ａは、上限の加速度（ｆ□）
移動させ、第１のテーパが長く形成され始める。

次に、第２図（ｆ’）に示すように、第１の光ファイバ
３ａと、第２のファイバ３ｂとの融着点近傍では上限の
加速度（ｆＨ＞を一定として第２図（ｇ）に示すように
これら第１．第２の光ファイバ３ａ、３ｂの融着点近傍
には最小径の同径部分が形成され始める。

続いて、第１の光ファイバ３ａを次第に減速させ（ｆ　
ｎ−Δ）゛、第２の光ファイバ３ｂを一定速度（ｆＲ）
のままにすると、第２図（ｈ）のように第２の光ファイ
バ３ｂにテーパが形成され始め、第２図（ｉ）に示すよ
うに第１の光ファイバ３ａを減速して第１．第２の光フ
ァイバ３ａ、３ｂが同一速度（ｆＬ　）＝　（ｒ＊　）
となるときテーパが完成する。

そして第３図は、前記制御部７の機能ブロック図である
。

設定手段８は、記憶手段９の記憶情報を設定するだめに
設けられ、記憶手段９には、第４図のデータ詳細図に示
す如＜ｍｅ〜ｍ４までの記憶エリアを有し、移動、テー
パ作成等の各種データが記憶されている。記憶手段９の
データは、動作手段Ｉ１１１手段１３により順次選択さ
れ、移動データ計算手段１０ａに供給され、この計算結
果は各種コマンドとしてパルス化され移動送度制御手段
１１ａに供給されて、前記第１の移動台６ａが駆動され
る。同様に移動データ計算手段１０ｂ、移動速度制御手
段ｔｔｂは、前記第２の移動台６ｂを駆動するためのも
のである。

したがって前記融着、移動、テーパ作成の各動作の手順
は、動作手順制御手段１３に予め設定されており、タイ
ミング制御手段１２及び記憶手段９を制御している。タ
イミング制御手段１２は、前記移動速度制御手段１１ａ
、ｌｌｂを制御しており、かつ前記局部加熱袋Ｍ２を制
御している。

第５図に示すのは、一方の移動速度制御手段１１ｍの詳
細なブロック図である。

前記移動データ計算手段１０ａの信号は、この移動速度
制御手段１１ａに人力されている。

速度り昇パルス発生部！５は、前記移動データ計口手段
１０ａからの速度上昇周期データを受取り、指定された
周期の速度上昇パルスを速度指定カウンタ１６に供給す
る。そしてこの速度上昇パルスは、速度比較部１７のス
タート信号Ｓ１が人力されている期間のみ発生させる。

速度指定カウンタ１６は、前記移動データ計算手段１０
ａから受は取った開始速度（ｆｌ）に、速度上昇パルス
発生部１５から上昇パルスが人力される毎に速度（ｆ−
０，５μｍ／５ｅｃ）をスタート信号（Ｓ２）が人力さ
れている間加算して、また、速度下降パルス発生部２５
から下降パルスが人力される毎に現在の速度から減算し
て速度（ｎデータを速度／周波数変換器２０に出力する
。

速度比較部１７は、スタート信号発生部２６から加速モ
ードが人力されている開速度指定カウンタ１６からの速
度（ｆ）データと、上限速度保持１ｓ１８からの上限速
度（ｆ２）を比較して、上限速度（ｆ２）が大きい時に
、速度上昇パルス発生Ｉ４１５に、スタートイ３号Ｓ１
を出力する。

上限速度保持部１８は、前記６動デ一タ計算手段１０ａ
からの上限速度を保持して速度比較部１７に上限速度（
Ｉ２）を出力する。

移動方向保持部１９は、移動データ計算手段１０ａから
の移動方向を保持し、ステッピングモータ駆動部２２に
移動方向を出力する。

速度／周波数変換器２０は、速度指定カウンタ１６の速
度（ｆ）データに対応した周波数（Ｉ　Ｉ２・０．５μ
ｓ／５ｅｃ）の移動パルスをスタートイ３号Ｓ２が人力
されている間だけ出力する。

出力パルス数カウンタ２１は、カウンタ内容が０の時に
ＺＥＲＯ信号を出力するカウンタであり、移動データ計
算手段１０ａから受は取った出カバルス数（Ｐｓ）から
、速度／周波数変換器２０からの移動パルスが人力され
る毎に１を減算するものである。

開始速度保持部２３は、前記移動データ計算手段１０ａ
からの開始速度（ｆｌ）を保持して速度比較部２４に開
始速度（ｆＩ）を出力する。

速度比較部２４はスタートイ５号発生部２６から減速モ
ードが人力されている開速度指定カウンタ１６からの速
度（ｆ）データと、開始速度保持部２３からの開始速度
を比較して速度（ｆ）が大きい時に速度下降パルス発生
部２５にスタート信号Ｓ３を出力する。

速度下降パルス発生部２５は前記移動データ計算手段１
０ａから速度下降周期データを受取り、指定された周期
の速度下降パルスを速度指定カウンタ１６に供給する。

そしてこの速度下降パルスは速度比較部２４のスタ−Ｈ
イ工号Ｓ３が人力されている期間のみ発生させる。

パルスカウンタ１７はカウンタ内容が０の時にＺＥＲＯ
信号を発生するカウンタであり、前記移動データ計嚢手
段１０ａから受取った高速モード移動パルス数（Ｐ）か
ら、スタート信号発生部２６から高速モードが入力され
ている開速度／周波数変換器からの移動パルスが人力さ
れる毎にｌを減算するものである。

スタート信号発生部２６は、前記タイミング制御手段１
２からの起動コマンドを受は取ることにより、出力パル
ス数カウンタ２１からＺＥＲＯ信号が人力されるまでス
タート信号Ｓ２を発生し、また、速度比較部１７からの
スタート信号Ｓｔと速度比較部２４からのスタート（３
号Ｓ３及びパルスカウンタ２７からのＺ　Ｅ　ＲＯ（３
号を受取、加速モード、高速モード、減速モードを制御
するものである。また、前記タイミング制御手段１２か
らリセットコマンドが入力されると、スタート信号Ｓ２
は切れるようになっている。

ステッピングモータ駆動部２２は、速度／周波数変換器
２０からの移動パルス及び移動方向保持部１９からの方
向信号により第１の移動台６ａを構成するステッピング
千−夕を駆動するものである。また、ステータスデータ
として第１の移動台６ａの動作中信号を外部に出力する
ようになっている。

そしてこの移動速度制御手段１１ａは、第１の移動台６
ａを制御するものであるが、同様の構成の移動速度制御
手段１１ｂが別に設けられており、第２の移動台６ｂを
制御するようになっている。

次に上述の構成の動作について、第６図のテーパ作成動
作のフローチャート及び第７図のテーパ作成時の各構成
部の速度特性図を用いて説明する。

まず、第１図に示す第１．第２の移動合計に第１、第２
の光ファイバ３ａ、３ｂをセットする。

次に制御部７の動作手順制御手段１３は、記憶手段９よ
りｍ−〜ｍ２の記憶情報を選択して第１゜第２の光ファ
バ３ａ、３ｂを局部加熱装置２より融着する（第２図（
ａ）に対応）。

次に、記憶情報ｍｙにより第１．第２の移動台６ａ、６
ｂが同方向に移動して第１．第２の光ファイバ３ａ、３
ｂの接続点は後記する式ので計算された値の半分だけ局
部加熱装置中心から移動させる（第２図（ｂ）に対応）
。

そして次に、第１．第２の光ファイバ３ａ。

３ｂにテーパを作成する動作へ移行する。まず第６図に
示す如く、動作手順制御手段１３は移動速度制御手段１
１ａ、ｆｌｂをリセットしく５Ｐｌ）、局部加熱装置２
を停止させ（ＳＦ３）、記憶手段のテーパ作成データｍ
ｓを選択し出力させ（ＳＦ３）、タイミング制御手段１
２に対し、第７図に示す局部加熱装置２のＴ。（予知熱
時間）、及びＴＩ　＋７２　＋７３　＋７４　　（加熱
時間）を一定に保持させる（ＳＦ３）。次に移動データ
計算手段１０ａ、１０ｂに対して計算を指示する（ＳＦ
３）。計ｐ内容としては、次式■、■、■、■に示す如
く、設定値に対して第１移動台６ａは、第７図（ａ）に
示す如く折れ線状の加速度を有して動作するようになっ
ている。

また、第２の移動台６ｂは第７図（ｂ）に示す如く定速
度で動作するようになっている。

■６．−りえ（寥Ｚ／ｌ傳ヤ創＆／イダト←・　千ｄ丁
、＋ＴＬ　＋　Ｔ）　）したがって、移動速度ｊ−制御
手段１１ａの速度上昇パルス発生部１５には、式■で計
ｐされた周期（ｔ、’）が、速度指定カウンタ１６と開
始速度保持部２３には、記憶手段９の記憶情報ｍ４中の
第１の移動台６ａの開始速度（ｆ　Ｌ）が、上限速度保
持部！８には、記憶手段９の記憶端＠ｍ４の第１の移動
台６ａの最終速度（ｆ、、）が、出力パルス数カウンタ
２１には、式■で計算された移動量（ｔ　ＬＬ）に相当
するパルス数が、パルスカウンタ２７には記憶手段９の
記憶情報ｍ４中の第１の移動台６ａの上限速度（ｆｏ　
）と高速度移動時間（Ｔ２）から計算される移動距離に
相当するパルス数が設定されている。また、移動速度制
御手段１１ｂの速度指定カウンタ１６．開始速度保持部
２３、）ｚ限速度保持部１８には、記憶手段９の記憶情
報ｍ４中の第２の移動台６ｂの開始速度（ｆＲ）か、出
力パルス数カウンタ２１とパルスカウンタ２７には式■
で計算された移動場（Ｌｌ＋　＞に相当するパルス数が
設定されている。

そして設定データがセットされると（ＳＦ３）、動作手
順制御手段１３は、タイミング制御手段１２に対してタ
イミング発生動作を開始させる（ＳＦ７）。つまり、タ
イミング制御手段１２は、局部加熱装置２を動作させ（
第７図■に対応）、予知熱時間（Ｔ、）後に移動速度制
御手段１１ａ、及びｔｔｂのスタート信号発生部２４に
対して起動コマンドを出力する。

そして第１の移動台６ａは、記憶手段９の記憶情報ｍ４
中の第１の移動台の開始速度（ｆＬ）で移動し始め、ま
た第２の移動台６ｂも同様に記憶情報ｍ４中の第２の移
動台の開始速度（ｆＲ）で移動し始め（第２図（Ｃ）及
び第７図■に対応）このとき、第１の移動台６ａ、６ｂ
は第７図（ａ）に示す如く加速度差を有している。そし
てこのとき第１の光ファイバ３ａは、局部加熱装置２に
より加熱されてやわらかくなっているのでテーパが形成
され始める。

そして、第１の移動台６ａは、第７図（ａ）に示す如く
直線状の速度増加を有して移動をつづけ、第２の移動台
６ｂは、第７図（ｂ）に示す如く定速度（ｆＲ）で移動
する。これにより、第２図（ｄ）に示すように第１の光
ファイバ３ａには、第１のテーパが形成されることにな
る。

そして、第１の移動台６ａは、第７図（ａ）に示す如く
記憶情報手段９の記憶情報ｍ４中の第１の移動台６ａの
加速時間（Ｔ１）後に記憶情報９のｍ４中の第１の移動
台６ａの上限速度（ｆｏ）に到達しく第７図Ｏ及び第２
図（ｅ）に対応）、記憶手段９の記憶情報ｍ４中の第１
の移動台６ａの高速度移動時間（Ｔ２）だけ上限速度（
ｆｏ）で移動する（第７図■と第２図（ｆ）、（ｇ）に
対応）。

これにより、第１．第２の光ファイバ３ａ。

３ｂの融着点及びその前後に第１のテーパの最小径と同
径部分が形成されるので、前記融着動作時の局部加熱装
置中心からの融着接続点のズレ及び第１．第２の移動台
６ａ、６ｂのバックラッシュが補正され、融着接続点は
テーパ最小径部分内におさまる。

さらに、第１の移動台６ａは第７図（ａ）に示す如く、
直線状の速度減速を有して移動をつづけ（第２図（ｈ）
に対応）、第２の光ファイバ３ｂに第１のテーパと向い
合った第２テーパを形成する。

やがて、第１の移動台６ａは第７図（ａ）に示す如く、
記憶手段９の記憶情１ｍ４中の第１の移動台の減速時間
（Ｔ３）後に記憶情報手段９の記憶情報ｍ４中の＄１の
移動台６ａの開始速度（ｆＬ　）に遠しく第７図の■及
び第２図の（ｉ）に対応）第１．第２の移動台６ａ、６
ｂの速度差は０になりテーパーは形成されなくなる。ま
た、移動速度制御手段１１ａ、ｌｌｂは、それぞれの出
力パルス数カウンタ２１が０になるので停止する第７図
Ｅ及び第２図（ｇ）に対応（ＳＦ３）。

尚、タイミング制御手段１３は、加熱時間（Ｔ４）経過
後、局部加熱袋ｒｉ２の動作を停止させる（ＳＦ３及び
第７図［Ｆ］に対応）。

そして、最終的には、第２図（ｉ）に示す如く、第１．
第２の光ファイバ３ａ、３ｂには第１、第２のテーパが
形成されることになる。

尚、テーパ形成時以外の動作は、記憶情報ｍ。

〜ｍ３で行なっているが、それぞれのデータ構成はテー
パ形成時（ｍ４）と同じであり加熱時間を０にすること
等によって各動作を実現させている。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明による光ファイバ融着装置に
よれば、第１．第２の光ファイバの接続点近傍にテーパ
を形成するようにしたので、従来必要とされた第１．第
２の光ファイバ同志の精密な光軸合わせを不要にするこ
とができるとともに、こ、れにより融着作業を能率良く
、高速にがっ低損失で行うことができものである。

しかも第１．第２の光ファイバを融着接続した後は５両
光ファイバを同一・方向に移動させながらテーパを形成
するようにしたのでテーパ作成の一重部が簡単である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の光ファイバ融着方法に用いられるフ
ァイバ融着器を示す図、第２図（ａ）〜（ｇ）は１本発
明による光ファイバの融着工程を示す図、第３図は、同
装置の制御部を示す機能ブロック図、第４図は、制御部
の記憶手段の記憶情報を示す図、第５図は、制御部の移
動速度制御手段を示す機能ブロック図、第６図は、同装
置のテーパ作成時における動作を示すフローチャー゛　
　ト、第７図は、同装置の各構成部の動作を示す速度一
時間特性グラフである。 １・−光ファイバ融着器、２−局部加熱装置、３ａ−第
１の光ファイバ、３ｂ−第２の光ファイバ、６ａ−第１
の移動台、６ｂ−第２の移動台。 特許出願人　　アンリツ株式会社 代理人　弁理士　　　西　　村　　教　　光第１図 第２図 ｒ”＋−２ 第３図 第４図 第６図 第７図 （ａ）劃／）ｌＬＩｆｔｈ舒に 手　　続　　補　　正　　書（方式） ％式％ ２、発明の名称 光ファイバ融着接続方法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 名称　　（０５７）アンリツ株式会社 ４、代理人　〒１０５ 住所　　東京都港区虎ノ門１丁目１９番１４号５、補正
命令の日付　　昭和６３年　２月　３日（発送日　昭和
６３年　２月２３日） ６、補正の対象 明細書の「４、図面の簡単な説明」の欄７、補正の内容 第２１頁２〜３行目に「第２図（ａ）〜（ｇ）は、」と
あるを「第２図（ａ）〜（ｉ）は、」と補正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 第１の光ファイバと、第２の光ファイバとを光ファイバ
   保持装置で保持し、局部加熱装置により融着接続した後
   、光ファイバ保持装置と、前記局部加熱装置との相対位
   置を移動させ融着接続点近傍にテーパを形成させる光フ
   ァイバ融着接続方法において、 前記局部加熱装置に対して一方の光ファイバを一定速度
   で相対的に移動させるとともに、前記一方の光ファイバ
   に対して他方の光ファイバを加速度状態のち等速度状態
   にし、しかる後、減速状態で移動させ、加速度状態のと
   きは他方の光ファイバを加熱し、等速度状態のときは光
   ファイバの融着点とその前後を加熱し、減速度状態のと
   きは一方の光ファイバを加熱して前記融着接続点にテー
   パを形成させることを特徴とする光ファイバ融着接続方
   法。