JPS63187206A

JPS63187206A - 多心光ファイバテープ心線の融着接続方法

Info

Publication number: JPS63187206A
Application number: JP1871787A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Ishikura; 石倉　昭彦; Yasuyuki Kato; 康之加藤; Toshio Oyanagi; 大柳　敏男; Mitsuru Miyauchi; 宮内　充
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1987-01-30
Filing date: 1987-01-30
Publication date: 1988-08-02
Anticipated expiration: 2011-03-04
Also published as: JPH0820576B2

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）本発明は多心光ファイバテープ心線の融着接続方法およ
びその装置に関するもきである。

（従来の技術）光ファイバの接続では、光ファイバの端面を溶融し、融
着接続する方法が多く用いられている。

しかしながら、多心光ファイバテープ心線の融着接続に
おいては、ファイバ端面同士を突き合わせた際に、第４
図に示すような端面間隔の不揃いが生じ、すべてのファ
イバを融着できるような融着条件を設定するという点で
非常に問題であった。

第４図はｎ心光ファイバテープのファイバ素線を相互に
突き合わせた場合を示しており、Ｆ＋、Ｆｚ。

−−−−−＋Ｆ’ｎ　、Ｆ　Ｉ”　＋　　７”　＋−−
−−Ｉ　Ｆ６′はそれぞれｎ心テープファイバのファイ
バ素線、Ｄ　Ｉ　＋Ｄ　ｔ＋−−−−−＋　Ｄ　１１は
それぞれの端面間隔を表わしている。

第５図は、多心光ファイバ端末処理固定治具を用いて、
１０心光ファイバの突き合わせ実験を行った結果を示し
ている。横軸り、は、各々のファイバの端面間隔Ｄｉか
ら最小端面間隔Ｄ　ｔ＊　ｔ　ｎを引いた値であり、Ｄ、−Ｄｉ−Ｄ、ｉ。（１≦ｉ≦１０）　　　（８）（
８）　　となる。総データ数は２５０対である。

この結果より、ファイバ端末処理固定治具を用いても平
均で１１μｍ、最大５０μｍの端面間隔の不揃いが生じ
ることがわかる。

またＤｌの確率密度関数は、次式のように近似できる。

Ｐ（Ｄ、）＝０．０２５（Ｄａ＋１）ｅｘｐ　［（Ｄ、
＋１）／６．４］　（９）このような端面間隔のばらつ
きに対処するために、従来、第６図に示す手順で多心フ
ァイバの融着接続を行ってきた。

まず、端面が不揃いの光ファイバ１同士をソフトクラン
プ２で押えた後に〔第６図（ａ）〕、突き当て板３に光
ファイバＩ同士を突き当てて〔第６図（ｂ））、端面の
不揃いを強制的に整えた後に、ハードクランプ４で光フ
ァイバ１同士を固定して〔第６図（Ｃ）〕、放電融着を
行う〔第６図（ｄ）〕。

しかしながら、この方法では突き当て板３にファイバを
突き当てる際にファイバ端面を傷つけることが多く、融
着時に気泡が入り易くなるという欠点があった。またこ
のような危険を避けるために、端面間隔の不揃いを修正
しないで融着する方法が用いられている。しかしながら
先に述べたように端面間隔にばらつきがあるので、適性
な押し込みを行うことが難しい。

第７図は単心光ファイバの融着接続実験を行い、融着時
のファイバ押込量Ｓに対する接続損失αｓの関係を示し
たものである。ここでのファイバ押込量Ｓとは、光ファ
イバの両端面が接触した後にファイバが押し込まれる量
である。

第７図より平均接続損失汀は式（１０）のように定式化
できる。

ａｓ　−１，２３Ｘ１０−’Ｓ＋０．０１６　　（ｄＢ
）　　　　（１０）この結果より、平均接続損失石はフ
ァイバ押込ｌｓに比例して増大していくことがわかる。

第８図は、第５図に示す端面間隔のばらつきが生じた場
合に、式（９）を用いて、１０心光ファイバを融着した
場合のファイバ押込量Ｓ。に対する平均接続損失１１−
および接続失敗率Ｒ２を計算した結果を示す。

ここでＳ。は端面間隔が最も小さいファイバ対に対する
押込量である。

従って各心線に対するファイバ押込量Ｓｉは、対向する
ｎ心光ファイバ対同士のそれぞれのファイバ前進量の和
をＦとして、Ｓ、＝Ｓ、−Ｄ、＝Ｓ、−（Ｄｉ−Ｄ、ｉ、）＝Ｆ−Ｄ
ｉ　（７）となる。。

ここで端面間隔が最大であるファイバ対のファイバ押込
量Ｓ。′は式（７）′　のように表わすことができる。

Ｓ、’　＝　　Ｆ−Ｄ、、、　　　　　　　　　（７）
’ただしＤ　ＩＩ＠Ｘはｎ心光ファイバ対の最大の端面
間隔である。

従って、もしＳ０′くＯとなる場合には、ファイバ対の
端面同士が接触しなかったことを示し、そのテープ心線
の接続は失敗したことになる。

第８図の結果より、１０光ファイバ心テープ心線の接続
失敗率を５％以下にするためには、Ｓ。

〉５０μｍとしなければならず、単心線ファイバの融着
接続に比べて、ｄＢ値で２〜３倍の損失増を招く欠点が
あることがわかる。またこの場合、失敗率５％、平均接
続損失は０．０６　ｄＢとなる。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は、多心光ファイバテープ心線を融着接続する際
に、接続損失が少なく、かつ接続失敗率の少ない多心光
ファイバテープ心線の融着接続方法およびその装置を提
供することにある。

（問題点を解決するための手段）本発明は、多心光ファイバテープ心線を融着接続する際
に、端面間隔の設定を画像処理技術を用いて自動的に行
い、かつすべてのファイバ心線対についての端面間隔の
測定を行い、その結果より、平均接続損失を最小とする
ファイバ押込量および光ファイバの引き戻し量を、演算
により一意的に決定する。

すなわち多心光ファイバテープ心線の融着接続方法にお
いて、固定Ｖ溝上で対向したテープ心線のｎ心光ファイ
バ対の端面間隔Ｄ　Ｉ＋　Ｄ２＋−−−−＋Ｄ、と、こ
の中の最大端面間隔ＤＩＩＩＩＩＩＸ、最小端面間隔Ｄ
　ｅａ　ｔ　ｎをそれぞれ測定し、その後それぞれの光
ファイバ端面を溶かしながら、同時に前進させ接合する
時、端面間隔がＤ　１１ａＸである光ファイバ対の端面
同士が接合した後にさらに押し込まれるファイバ押込量
をＳｏ’　として、対向するｎ心光ファイバ対同士のそ
れぞれのファイバの前進量の和Ｆを、Ｆ＝Ｄ、、つ＋　Ｓ　、”　　　　　　　　（１）とし
、前記端面接合の後、接続部を加熱した状態で、演算に
よって定まる光ファイバの引き戻し量だけ前記ｎ心光フ
ァイバを引き戻し、融着を終了する。

従って、端面間隔の分布がどのような状態でも一定の押
し込みしか行わず、ファイバの引き戻しは行わない従来
の方法に比べ、場合場合に応じて、最適の押し込みおよ
び引き戻しを行うという点で・従来の方法と基本的に異
なる。

第１図は本発明におけるｎ心光ファイバ１を突き合わせ
る際の装置の構成を示しており、６は照明用ランプ、７
は電極棒、８は対物レンズ、９は撮像素子（ＣＣＤ素子
）、１０はＣＣＤ素子９の上に結んだｎ心光ファイバ１
の拡大影像、１１はｎ心■溝、１２はファイバ被覆であ
る。

まず、ｎ心光ファイバ１の端面間隔の設定は、次のよう
に行う。ｎ心光ファイバ１を切断して、融着機にセット
し、左右から送り込む。その際にｎ心光ファイバ１の拡
大影像１０は、対物レンズ８を介してＣＣＤ素子９の上
に結ぶ。その影像１０は、ちょうど第４図に示すような
形となる。

ｎ心光ファイバ１を互いに近づくように移動させながら
、その影像１０のデータを、ＣＣＤ素子９に接続したＣ
ＰＵにより処理し、それぞれのファイバ対の端面間隔り
、〜Ｄ７を測定する。Ｄ＋〜Ｄ、、を測定しながら、ど
れか１対のファイバの端面間隔り、（１≦ｉ≦ｎ）が、
特定の値ａｔＩＩＩｌ（例えば１０μｍ）に達した時に
、ｎ心光ファイバ１の送り込みをやめる。この時のり、
〜Ｄ、のうちで最大値Ｄ□。および最小値Ｄ　ｓ　ｉ　
ｎを検出し、これをもとに光ファイバテープ心線のファ
イバ押込量Ｓ０をＳｏ　＝　Ｄ、、、−Ｄ、ｉ、　　　　　　　　（１１
）と決定する。ｉ番目の心線対の押込量ＳｉはＳ、＝　
Ｄ、、、−Ｄ□　　　　　　　　（７）−となる。この
結果、すべての心線対についてＳｉ≧０となり、失敗率
は零となるが、このままでは、全体としてみると、必要
以上の押し込みがなされているファイバ心線が多くなり
、接続点での歪が大きくなり、平均の接続損失が大きく
なってしまう。そこで、このような歪を除去するために
、光ファイバテープ心線を融着するに際して押し込みに
引き続き、ファイバ心線を引き戻す作業を行い、接続損
失の低減をはかる。

第２図は単心線を融着した際の押込量Ｓ、引き戻し量り
を変化させて、接続損失αｓを測定した結果である。こ
れよりファイバ心線を引き戻すことにより、接続部の歪
を減少させ、αｓを減少させる効果があることがわがり
、Ｌの最適値は実験結果より、はぼＳと同じにすればよ
いことがわかる。

また融着終了後の接続損失α５と、Ｓ、Ｌの関係を、Ｃ
２，Ｃｇ、Ｃｈ、Ｃｉ、Ｃｃ、Ｃ４を定数とし、あらか
じめ実験的に式（５）”　、式（１２）より式（５）の
ように求めることができる。

αｓｃｓ、　Ｌ）＝Ｇ−（Ｓ）Ｌ”＋Ｇｂ（Ｓ）Ｌ＋Ｇ
ｃ（Ｓ）　　　（５）従って今、端面間隔間隔がり、〜
Ｄ７であるようなｎ心の光ファイバ対の接続を行う場合
を考えると、ｎ心光ファイバ心線の接続損失の和は、式
（５）　、　（１２）を用いて、次のように表わすこと
ができる。

これより平均接続損失ｔ−を最小にできるようなしを決
定すればよい。弐（３）′において、平均接続損失ｉ；
を最小にするしの値は、式（３）′をして微分すること
により求まり次のようになる。

これらの結果より、ｎ心光ファイバ心線を融着する際の
ファイバ押込量Ｓ。と引き戻し量の最適値Ｌ０として式
（１１）と弐（６）の結果を用いれば、平均接続損失を
最小にできることになる。

第３図は、１０心光ファイバテープ心線を接続する場合
において、その端面間隔Ｄ１のばらつきが第５図に示す
ようになる場合における接続損失の累積確率を本発明を
用いた場合（１）と、従来の方法を用いた場合（ｎ）に
ついて、計算機シミュレーションした結果である。

これより本発明の方法を用いた場合の方が、従来の方法
を用いた場合に比べて、低損失な接続を実現できる確率
がはるかに太き（、効果のあることがわかり、かつ失敗
率は零にすることができる。

（発明の効果）以上説明したように、本発明では、多心光ファイバテー
プ心線の融着接続に際して、ファイバ心線の突き合わせ
を画像処理技術を用いて行い、さらに各々のファイバ心
線対の端面間隔をすべて測定し、その結果により融着時
のファイバ押込量および引き戻し量を演算により、一意
的に決定するので、接続に失敗する確率が零で、かつフ
ァイバを最適量°だけ引き戻すことにより、従来の方法
に比べて接続損失を小さくできるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する場合の端面間隔突き合わせ法
の原理図、第２図は引き戻し量に対する接続損失の関係を示す図、第３図は従来の方法および本発明の方法を用いた場合に
おける接続損失の累積確率を示す図、第４図はｎ心光フ
ァイバ対を突き合わせた様子を示す図、第５図ば１０心光ファイバ対を突き合わせた場合の端面
間隔Ｄ１の度数分布を示す図、第６図（ａ）、　（ｂ）
、　（ｃ）、　（ｄ）は従来用いられてきた多心ファイ
バ心線の融着接続手順を示す図、第７図は光ファイバ心
線を融着接続した際のファイバ押込量と接続損失の関係
を示す図、第８図は第５図に示す端面間隔度数分布が生
じた場合のファイバ押込量に対する平均接続損失および
接続失敗率の関係を示す図である。Ｆ１〜Ｆ、、Ｆ、′〜Ｆｏ′　・・・光ファイバ素線り
、−Ｄ、・・・光ファイバ端面間隔 ■・・・ｎ心光ファイバ　　２・・・ソフトクランプ３
・・・突き当て板　　　　４・・・ハードクランプ５・
・・アーク放電　　　　６・・・照明用ランプ７・・・
電極棒　　　　　　８・・・対物レンズ９・・・撮像素
子（ＣＣＤ素子）１０・・・多心光ファイバの拡大影像１１・・・ｎ心Ｖ溝　　　　１２・・・多心ファイバ被
覆特許出願人　　日本電信電話株式会社代理人弁理士　　　杉　　村　　暁　　秀同　　弁理士
　　　　杉　　村　　興　　　作第１図６・−照日月用ランフ０７−・−電ネ艙捧ｅ・−・犬寸千勿レンズ１２−・・番ン心ファイ１でイ）罠ｎ（第２図引き戻゛Ｌ量　ム　（ｐｍ）第３図接続を妹べ、（ｄＢ）第４図第５図鳩面間隔Ｄａ第７図７アイｌマオ甲分ソ量　Ｓ　（μｍ）第８図

Claims

【特許請求の範囲】１、ｎを正の整数とし、ｎ本の光ファイバ素線を一括被
覆した接続すべき一組のテープ心線の被覆を除去し、前
記被覆除去部のｎ本の光ファイバ素線を一括切断し、そ
の後に前記切断された一組のｎ心光ファイバテープ心線
を固定Ｖ溝上でそれぞれ対向させ、電極の放電により、
一括融着接続する多心光ファイバテープ心線の融着接続
方法において、固定Ｖ溝上で対向したテープ心線のｎ心光ファイバ対の端面間隔Ｄ＿１，Ｄ＿２，・・・、Ｄ＿ｎ
と、この中の最大端面間隔Ｄ＿ｍ＿ａ＿ｘ、最小端面間
隔Ｄ＿ｍ＿ｉ＿ｎをそれぞれ測定し、その後それぞれの
光ファイバ端面を溶かしながら、同時に前進させ接合す
る時、端面間隔がＤ＿ｍ＿ａ＿ｘである光ファイバ対の
端面同士が接合した後にさらに押し込まれるファイバ押
込み量をＳｏ′として、対向するｎ心光ファイバ対同士
のそれぞれのファイバの前進量の和Ｆを、Ｆ＝Ｄ＿ｍ＿ａ＿ｘ＋Ｓｏ′（１）とし、前記端面接合の後、接続部を加熱した状態で、演
算によって定まる光ファイバの引き戻し量だけ前記ｎ心
光ファイバを引き戻し、融着を終了することを特徴とす
る多心光ファイバテープ心線の融着接続方法。２、ファイバ押込量をＳとし、前記ファイバを押し込み
終了した後の光ファイバの引き戻し量をＬとしたとき、
融着終了後の接続損失αｓとの関係をあらかじめ実験的
に式（２）のように求めておき、 α＿ｓ＝Ｈ（Ｓ，Ｌ）（２）式（２）より推定されるｎ心光ファイバの接続損失の和 Σ＾ｎ＿ｉ＿＝＿１α＿ｓ＿ｉ（Ｓ＿ｉ，Ｌ）＝Σ＾ｎ
＿ｉ＿＝＿１　Ｈ（Ｓ＿ｉ，Ｌ）（３）が最小となるＬ
の条件ｄ／（ｄＬ）Σ＾ｎ＿ｉ＿＝＿１α＿ｓ＿ｉ（Ｓ＿ｉ，
Ｌ）＝０（４）から、前記引き戻し量の最適値Ｌ＿ｏを
求め、接続の度に前記引き戻し量をＬ＿ｏに定めること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の多心光ファイ
バテープ心線の融着接続方法。３、融着終了後の接続損失α＿ｓとＳ，Ｌの関係を、Ｃ
＿ｆ、Ｃ＿ｇ、Ｃ＿ｈ、Ｃ＿ｉ、Ｃ＿ｃ、Ｃ＿ｄを定数
とし、あらかじめ実験的に式（５）′より式（５）のよ
うに求めておき、 α＿ｓ（Ｓ，Ｌ）＝Ｇ＿ａ（Ｓ）Ｌ＾２＋Ｇ＿ｂ（Ｓ）
Ｌ＋Ｇ＿ｃ（Ｓ）（５）Ｇ＿ａ（Ｓ）＝Ｃ＿ｆＳ＋Ｃ＿
ｇＧ＿ｂ（Ｓ）＝Ｃ＿ｈＳ＋Ｃ＿ｉＧ＿ｃ（Ｓ）＝Ｃ＿ｃＳ＋Ｃ＿ｄ｝（５）′平均の接続
損失を最小にする光ファイバの引き戻す量Ｌ＿ｏを、接
続の度に式（７）を用いて式（６）を計算することによ
ってＬ＿ｏ＝［−Σ＾ｎ＿ｉ＿＝＿１Ｇ＿ｂ（Ｓ＿ｉ）］／
［２Σ＾ｎ＿ｉ＿＝＿１Ｇ＿ａ（Ｓ＿ｉ）］Ｓ＿ｉ＝Ｆ
−Ｄ＿ｉ（７）定めることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の多
心光ファイバテープ心線の融着接続方法。４、対向した一組のテープ心線のｎ心光ファイバ対の接
続部を照明する手段と、前記照明手段と反対側に前記接
続部を拡大する手段と、前記照明手段と反対側に前記接
続部を拡大する手段と、前記拡大手段によって拡大され
た接続部が結像する位置に撮像手段を置き、前記撮像手
段からの前記接続部の映像信号を画像処理によってｎ心
光ファイバ対の端面間隔Ｄ＿１，Ｄ＿２，・・・，Ｄ＿
ｎを測定する手段と、ｎ心光ファイバ対を軸合わせ固定
する手段と、前記接続部を加熱溶融し、押し込み接合す
る手段と、前記接合後、前記ｎ心光ファイバを引き戻す
手段を有することを特徴とする多心光ファイバテープ心
線の融着接続装置。