JPS636508A - シングルモード光ファイバ融着装置 - 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】 ［＆楽土の利用分野］ 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
つ速やかに融刀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τ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ｊＩ！ｉ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
れらを簡弔でしかも低損失に行えるための改良が望まれ
ていた。

−方、光ファイバの融看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帳モードのスポ
ントサイズを拡大し、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
法及び装置が望まれており、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ちので
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き、接続損失を低下さ
せるべく光ファイバ融着点にテーパを形成する光ファイ
バ融着装置を提供す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装置は、各々の光フ
ァイバ保持装置に、それぞれ所定の速度又は所定の加速
度を有する速度で光ファイバ保持装置を移動させるため
の駆動装置と、制御装置を有し。

局部加熱装置に対し、所定の速度又は所定の加速度を有
する速度で光ファイバの加熱部分を移動□ させながら、光ファイバ保持装二間に所定の速度差又は
加速度差を生じ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を同一方向に所定の速度差（加速度差）を有して移動
させると、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。

本発明は、第１．第２の光ファイバ３ａ、３ｂに、第１
、第２の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とも容
易に低損失な融着が行なえるものである。

［実施例］ 以下１図に基づいて本発明による光ファイバ融Ｒ装置の
実施例を説明する。

第１図は１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袋２１２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
５ａ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、ｆｆＪｌ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、３
ｂの軸方向の双両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ｇａ部７により
制御されている。

次にこの光ファイバ１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、第１の発明の光ファイバの融
着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５
ａ、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、目視程度の精度で
つき合わせれば良い、そして同図に示すように１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０次に第２図（ｂ）は、融着部にく
びれを作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を相対方向に同一速度で引っ張りながら１局部加熱袋
２！１２により融着点を加熱すると、この融着点には、
くびれが形成される。しかし。

場合によってはこの工程を省略することもある。

尚、以下節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）〜（ｆ）には、第１の光ファイバ
３ａに第１の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、同一方向（第２の光ファイバ３ｂの
延材方向）に各々所定の始速度で移動を開始し、第２図
（ｄ）に示すように、第１の光ファイバ３ａを一定の加
速度を有する速度で移動させるとともに、第２のファイ
バ３ｂを、第１の光ファイバ３ａの加速度より大きな加
速度を有しである定められた上限速度（ｆＬ）まで瞬間
に加速する。

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

最後に、第２図（ｆ）に示すように、第１の光ファイバ
３ａが、第２のファイバ３ｂと同一の上限速度に達した
ときにこれら第１、第２の光ファイバ３ａ、３ｂの移動
を停止し、局部加熱装近２を停止させると、第１のファ
イバ３ａには十分な長さの第１のテーパが形成されるこ
とになる。

ここまでの過程において、第１、第２の光ファイｚ＜３
ａ、３ｂの一方であるｉｆの光ファイバ３ａに１１のテ
ーパが作成される。したがって同様に第２の光ファイバ
３ｂに第２のテーパを形成するには、第２図（Ｃ）〜（
ｆ）と方向が逆な動作を行なえば良く詳細な説明は省略
する。

第２図（ｇ）は、このようにくびれの作成及び第１．第
２の光ファイバ３ａ、３ｂいずれにも第１、第２のテー
パが形成された最終的な段階を示したものである。

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ために
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＜ｍｏｘｍｔまでの記憶エリアを有し、くびれ、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、動作手段制御手段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１
１ａ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ｌＯｂ、移動速度制御手段
１１ｂ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、くびれ、テーパ作成の各動作の手
順は、動作手＋１ｆｆｉ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Ｚ２を制御している。

第５図に示すのは、−方の移動速度制御手段１１ａの詳
細なブロック図である。

前記移動データ計′Ｂｆ−段１０ａの信号は、この移動
速度制御手段１１ａに入力されている。

速度上昇パルス発生部１５は、前記移動データ計算手段
１０ａからの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３１が入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（ｆＬＬ）に、速度上昇パル
ス発生部１５から上昇パルスが入力される毎に速度（ｆ
・０．５　ｇ　ｍ／５ｅａ）をスタート信号が入力され
ている間加算して、速度（ｆ）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、速度指定カウンタ１６からの速度（
ｆ）データと、上限速度保持部１８からの上限速度（ｆ
ｌ）を比較して、上限速度（ｆｌ）が大きい時に、速度
上昇パルス発生部１５に、スタート信号Ｓ１を出力する
。

上限速度保持部１８は、前記移動データ計算手段１０ａ
からの上限速度を保持して速度比較部１７に上限速度（
ｆｌ）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（ｌ　Ｈ２＝０．５　
ａ　ｍ／ｓｅｃ’）の移動パルスをスタート信号Ｓ２が
入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Ｏ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から受は取った出力パルス数（Ｐｓ）から
、速度／周波数変換器２０からの移動パルスが入力され
る毎にｌを減算するものである。

スタート信号発生部２４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信号が入力されるまでス
タート信号Ｓ２を発生するものである。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ｖ！Ａ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
ングモータ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の移動台上に第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　ｏ　””　ｍ　２の記憶情報を選択して第１、第
２の光コアバ３ａ、３ｂを局部加熱！ｅ置２より触性す
る（第２図（ａ）に対応）、　次に、記憶情ｌ１１１ｍ
　３により第１、第２の移動台６ａ、６ｂが相対方向に
移動して第１．第２の光ファイバ３ａ、３ｂにくびれが
作成される（第２図（ｂ）に対応）。

そして次に、第１の光ファイバ３ａ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１１ａ、ｌｌｂをリセ−，
トしく５ＰＩ）、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ｍ４を選択し出力させ（
ＳＦ３）。

タイミング制御手段１２に対し、第７図に示す局部加熱
装置２の１＋（子細熱時間）及びｔ２　（加熱時間）を
−定に保持させる（ＳＦ３）、次に移動データ計算手段
１０ａ、ｊｏｂに対して計算を指示する（ＳＦ３）、計
算内容としては１次式■。

■、■、■に示す如く、設定値に対して第１．第２の移
動台６ａ、６ｂが各々、第７図（ｂ）。

（Ｃ）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。

したがって、移動速度制御手段１１ａの速度上昇パルス
発生部１５には、式■で計算された周期（ｔ＋、）が、
速度指定カウンタ１６には、記憶手段９の記憶情報ｍ５
中の第１の移動台６ａの開始速度（ｆＬＬ）が、上限速
度保持部１８には、記憶手段９の記憶情報ｍ５の最終速
度（ｆＬ）が、出力パルス数カウンタ２１には１式■で
計算された移動量ＣＦＬＬ）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の速度上昇
パルス発生部１５には、式■で計算された周期（ｔＲ）
が、速度指定カウンタ１６には、記憶手段９の記憶情報
ｍＳ中の第２の移動台６ｂの開始速度（ｆｗ　）が、上
限速度保持部１８には、記憶手段９の記憶情報ｍ５の最
終速度（ｆＬ）が、出力パルス数カウンタ２１には式■
で計算された移動量（？ＬＩＪ）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（Ｓｒ６）、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（Ｓｒ７）、つまり、タ
イミング制御手段工２は１局部加熱装置２を動作させ（
第７図Ｏにｌ対応）、手放熱時間（ｔｌ）後に移動速度
制御手段１１ａ、及びｌｌｂ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ｆｆｉ
　ｍ　ｓ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ｍ５中
の第２の移動台の開始速度（ｆｕｎ）で移動し始める（
第２図（Ｃ）及び第７図＠に対応）、このとき、第１、
第２の移動台６ａ、６ｂは第７図（ｄ）に示す如く若干
の速度差（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第１のテーパが形成され始
める。尚、第１．第２の光ファイバ３ａ、３ｂの触性点
は、記憶手段９の記憶情報ｍ４により予め、第２図（ｃ
）の如く局部加熱？ｔ２ｔ２に対して微かながら移動方
向の後方に位置するようになっている。

そして、ｆｆ１ｌの移動台６ａは、：ｆＳ７図（ｂ）に
示す如く直線状の定加速度を有して移動をつづけ、第２
の移動台６ｂは、第７図（Ｃ）に示す如く■位置で一気
に最高速度（ｆし）に到達する。

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。

ざらにｇＩＪｌの光ファイバ３ａの第１のテーパは、第
２図（ｅ）及び第７図・■位とにより長く形成され、最
終的には、第２［Ｑ　（ｆ）の形状となる。このとき、
第７図の■位置に示すように、第１の移動台６ａも最高
速度（ｆＬ）に到達し、第１、第２の移動台５ａ、６ｂ
の速度差はＯ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Ｏになるので停止する（Ｓｒ８
）、尚、タイミング制御子段１３は、加熱時間（ｔ２）
経過後、局部加熱装置２の動作を停止させる（Ｓｒ９及
び第７Ｖｌ■に対応）。

次に動作手順制御手段１３は、第２の光ファイバ３ｂに
第２のテーパを形成するために、記憶手段９の記憶情報
ｍ＠、ｍ？にて同様の動作を行う、このとき、第１、第
２の光ファイバ３ａ、３ｂの移動方向は、第１のテーパ
作成時と逆方向になるとともに、第７図（ｂ）、（Ｃ）
の速度特性も入れ替えた形となる。

そして、最終的には、第２図（ｇ）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ｙ＋ａ〜ｍｔ
、″ｒｎζ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（司５）と同じであり加熱時間をＯ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触性方法及
び装置によれば、第１、第２の光ファイバに第１、第２
の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、高速にかつ低損失で行うことができものである
。

又、本装置は記憶情報を変更することにより触性以外の
ファイバー加工にも使用出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の光ファイバ融着装置を示す図、第２
図（ａ）〜（ｇ）は、同装置による光ファイバの融着工
程を示す図、第３図は、同？ｔ２１の制御部を示す機能
ブロック図、第４図は、ｉ’ｌ／Ｉ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、間装２の各構成部の動作を示
す速度−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。 第１図 第２図 （ａ）　　　　　　　　　　　（ｄ） （ｂ）（ｅ） レ 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 局部加熱装置と、局部加熱装置をはさんで両側に光ファ
   イバ保持装置を有する光ファイバ融着装置において、 各々の光ファイバ保持装置に、それぞれ所定の速度又は
   所定の加速度を有する速度で光ファイバ保持装置を移動
   させるための駆動装置と、制御装置を有し、 局部加熱装置に対し、所定の速度又は所定の加速度を有
   する速度で光ファイバの加熱部分を移動させながら、光
   ファイバ保持装置間に所定の速度差又は加速度差を生じ
   させることを特徴とした光ファイバ融着装置。