WO2012050055A1 - 光ファイバ融着接続方法 - Google Patents

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optical fiber
discharge heating
fusion splicing
optical fibers
perforated
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遠藤　壮一
修 池島
一成 服部
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Ｓｅｉオプティフロンティア株式会社
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    • G02B6/2552—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding reshaping or reforming of light guides for coupling using thermal heating, e.g. tapering, forming of a lens on light guide ends

Definitions

  • the present invention relates to a method for fusion-splicing an optical fiber having many holes in a clad by discharge heating.
  • a perforated optical fiber is an optical fiber in which a large number of fine holes are regularly or randomly arranged along the axis of the cladding surrounding the core to reduce the refractive index of the cladding and provide a refractive index difference with respect to the core. It is.
  • This perforated optical fiber can change the refractive index of the clad drastically without adding a dopant, and has a lot of holes concentrically in a part of the clad or a lot of holes in the whole clad.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of a perforated optical fiber.
  • 5A includes a core 2 and a clad 3 surrounding the core 2.
  • the clad 3 includes an inner region 3b having no holes and an intermediate region 3b having a large number of fine holes 4.
  • the outer region 3c without a hole is provided concentrically in order from the inner side.
  • FIG. 6 is a side view showing a state in which the perforated optical fibers 100a and 100b are fusion spliced.
  • the end faces 105a and 105b of the optical fiber are melted by the heat of the arc discharge by the pair of discharge electrodes 104 arranged so as to be orthogonal to the axial direction of the optical fibers 100a and 100b, and are fused to make a fusion connection.
  • FIG. 7 when the optical fiber 100 with holes is optically observed by applying illumination light from the side of the fiber, the core 101 cannot be detected as it is due to the presence of many fine holes 103. . For this reason, alignment by core alignment cannot be performed, and accurate fusion splicing cannot be performed.
  • JP 2010-509641 discloses a fusion splicing method in which a hole is crushed at the tip of an optical fiber so that the core can be detected optically from the side.
  • the end faces 105a and 105b of the optical fibers 100a and 100b are discharged and heated in a state of being separated from each other prior to abutting, and the holes 103 at the end portions of the optical fibers 100a and 100b are crushed to detect the core optically. It is in a possible state. Thereafter, the optical fibers 100a and 100b are aligned and aligned by optically identifying the cores, and the end faces 105a and 105b of the optical fibers are brought into contact with each other and fusion-bonded by discharge heating.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram for explaining the temperature profile at the tip of the optical fiber in the discharge heating performed prior to the matching.
  • the tip surfaces 105a and 105b of the perforated optical fibers 100a and 100b are discharged and heated with a distance L from the axis Y passing through the center of the pair of discharge electrodes 104.
  • the heating temperature is highest at a position passing through the axis Y, and becomes lower toward the rear of the optical fiber. Therefore, the end faces 105a and 105b of the optical fiber are exposed to the highest temperature, the surrounding corners are removed, and the optical fiber has a relatively large radius of curvature R.
  • An object of the present invention is to provide an optical fiber fusion splicing method capable of core alignment by effectively crushing a hole while suppressing deformation of the end face of the holey optical fiber.
  • a perforated optical fiber having a large number of holes in a clad is fusion spliced with another optical fiber, and (1) a rear region of the end region of the perforated optical fiber at a rear side of the end surface temperature.
  • First discharge heating is performed so that the temperature rises, and the tip region is made transparent, and (2) the core of the perforated optical fiber with the end face of the perforated optical fiber facing the end face of another optical fiber Align the cores of the other optical fibers from the side and align the perforated optical fiber with the other optical fibers so that the central axes of both cores coincide with each other.
  • optical fiber fusion splicing method in which an end face of a perforated optical fiber and an end face of another optical fiber are brought into contact with each other in a state where the end face of the optical fiber is melted by second discharge heating.
  • transparent means that the core is solidified to the extent that the core can be optically discriminated from the side surface side of the optical fiber, and means a completely solidified state. is not.
  • the first discharge heating is preferably performed in a state where the discharge electrode is positioned on the rear side from the end face of the perforated optical fiber.
  • the discharge heating time is preferably 200 to 400 milliseconds.
  • the present invention it is possible to make the tip region transparent while suppressing the deformation of the end face corner of the perforated optical fiber, and it is possible to align the core by observing the core. Fusion splicing can be realized.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a fusion splicing method for a holey optical fiber according to the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a working state of steps S1 to S5 and step S10 of FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of a perforated optical fiber.
  • the perforated optical fiber 1 in the region of FIG. 5A is an example in which fine holes 4 are provided concentrically in a part of the cladding 3 of the optical fiber.
  • the perforated optical fiber 1 has a core 2 at the center, and a cladding 3 surrounding the core has an intermediate region 3b having a number of fine holes 4 outside an inner region 3a without holes, and a hole on the outer side. No outer region 3c is provided concentrically.
  • the holey optical fiber 1 ′ in the region of FIG. 5B is an example in which a core 2 is provided at the center, and a large number of fine holes 4 are provided in the entire region of the cladding 3 ′ surrounding the core.
  • the perforated optical fibers 1 and 1 ′ are, for example, single mode fibers, the outer diameter of the glass portion is a standard 125 ⁇ m, and the diameter of the core 2 is, for example, about 7 to 10 ⁇ m. Further, the outer surface of the glass portion is coated with a fiber coating not shown in the same manner as a normal optical fiber, so that the glass surface is protected and the mechanical strength is increased.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of a fusion splicing device used in the present invention, and is used for fusion splicing of the above-mentioned perforated optical fiber.
  • Both of the optical fibers 11 and 12 that are fusion-spliced to each other may be perforated optical fibers, or one of them may be a normal optical fiber having no holes.
  • both the optical fibers 11 and 12 that are fusion-bonded to each other are perforated optical fibers will be described.
  • the pair of perforated optical fibers 11 and 12 have a glass portion exposed by removing a predetermined amount of the fiber coatings 11b and 12b on the distal end side at the time of fusion splicing.
  • the end portions of the fiber coatings 11b and 12b of both optical fibers are fixed by a coating clamp 15, and the glass portion is held and fixed by a V groove 14 and a glass clamp (not shown).
  • the end faces 11a and 12a at the tip portions of both optical fibers are cut at a right angle with respect to the axis or cut at a predetermined angle to prevent reflection of signal light and are opposed to each other.
  • the position of the tip of the optical fiber and the state of the end faces 11a and 12a are determined in two directions by an image observation mechanism comprising projectors 17x and 17y and imaging cameras 16x and 16y (not shown) arranged so as to be orthogonal to each other. Observed from.
  • the pair of discharge electrodes 13 are disposed to face each other with the end faces 11a and 12a of the optical fiber sandwiched therebetween so as to be orthogonal to the axes of the perforated optical fibers 11 and 12 that are fusion-bonded to each other.
  • the fusion splicing of the optical fiber is performed by melting and butting the end faces 11a and 12a of the left and right optical fibers by the heat of arc discharge by the discharge electrode 13, but usually the connection end before the fusion splicing of the optical fibers.
  • Cleaning discharge heating also referred to as sputtering discharge heating
  • impurities such as moisture, dust, and cutting waste at the time of cutting the fiber are removed from the end surfaces 11a and 12a at the tip of the optical fiber and the vicinity thereof.
  • the cleaning discharge heating is set so that the end faces 11a and 12a of the optical fiber face each other with a predetermined gap in the fusion splicing of the optical fiber without a hole, and the center of the arc discharge by the discharge electrode 13 is the optical fiber. This is performed so as to pass through the center of the gap between the end faces 11a and 12a. Thereby, the front-end
  • cleaning discharge heating first discharge heating
  • the holes at the end portions of the optical fibers 11 and 12 that are fusion-spliced to each other are crushed by heating to be transparent. It is possible to observe the image of the core.
  • cleaning discharge heating of the tip portions of the optical fibers 11 and 12 in the present invention is performed separately for the left and right optical fibers as will be described later, and arc discharge is performed at positions behind the tip surfaces 11a and 12a of the optical fibers. This is done so that the center passes.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a method for fusion splicing of perforated optical fibers according to the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a working state of steps S1 to S5 and step S10 of FIG.
  • the pair of perforated optical fibers 11 and 12 are bonded to the fusion splicer shown in FIG. 1 while observing the state and end surface positions of the end faces 11a and 12a of the optical fibers with the projectors 17x and 17y and the imaging cameras 16x and 16y.
  • Step S1 the right optical fiber 12 is retracted, and the left optical fiber 11 is advanced to a position where the end surface 11a protrudes from the center of the discharge electrode 13 to the right by a predetermined amount (step S2).
  • the discharge electrode 13 performs cleaning discharge heating (first discharge heating) on the tip of the left optical fiber 11 (step S3). By this heating, the hole at the tip of the left optical fiber 11 is crushed, and the tip region 11c becomes transparent.
  • the left optical fiber 11 that has been subjected to the cleaning discharge heating process is retracted, and the right optical fiber 12 is advanced to a position where the end face 12a protrudes from the center of the discharge electrode 13 to the left by a predetermined amount (step S4).
  • the right optical fiber 12 is cleaned and heated by the discharge electrode 13 (step S5). By this heating, the hole at the tip of the right optical fiber 12 is crushed, and the tip region 12c becomes transparent.
  • steps S2 and S4 the distance at which the end faces 11a, 12a of the optical fiber protrude from the center of the discharge electrode 13 is adjusted by the type of optical fiber, the number of holes, and the like. Further, the optical fiber to be retracted is retracted to a position where it is not affected by the cleaning discharge heating. Similarly, the discharge heating time of the cleaning discharge heating in steps S3 and S5 also varies depending on the type of optical fiber and the size and number of holes, but as will be described later, the angles of the end faces 11a and 12a of the optical fiber are not greatly deformed. It is set so that the temperature is about.
  • Step S6 After finishing the cleaning discharge heating prior to the fusion splicing, the first set state is restored, and the optical fibers 11 and 12 are roughly aligned (Step S6).
  • This rough alignment is performed by the fusion splicing apparatus shown in FIG. 1, and the approximate fusion splicing position is determined based on the outer diameter of the fiber by moving the covering clamp 15 and the V groove 14.
  • the state of the end faces 11a and 12a of the optical fiber and the position of the end face are confirmed (step S7), and if there is no abnormality, the interval between the end faces 11a and 12a of the preset optical fiber suitable for the fusion splicing of the optical fibers is adjusted. (Step S8).
  • step 9 core alignment between the left and right optical fibers is performed (step 9).
  • the tips of optically transparent optical fibers 11 and 12 are imaged by the projectors 17x and 17y and the imaging cameras 16x and 16y, and the luminance distribution of the fiber cross-section at a plurality of positions on the fiber axis is imaged.
  • the core alignment is performed by finely adjusting the positions of the covering clamp 15 and the V groove 14 so that the cores of the optical fibers 11 and 12 are aligned in a straight line.
  • step S10 the end faces 11a and 12a of the optical fiber are melted by fusion discharge heating (second discharge heating) with a predetermined discharge power and discharge time, and one end face is pressed against the other end face to be fused.
  • the incoming connection is made (step S10).
  • step S11 the tip end portion and the fused state of the transparent optical fiber are imaged by the projectors 17x and 17y and the imaging cameras 16x and 16y, and the amount of core axis deviation is measured and the whole is observed (step S11).
  • step S12 the estimated loss is calculated based on the core axis misalignment and the like and displayed
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating the temperature profile at the tip of the optical fiber in step S3 in FIG.
  • the end face 11 a of the optical fiber 11 is disposed at a position protruding by a distance D with respect to the line Y passing through the center of the discharge electrode 13. That is, the arc discharge of the cleaning discharge heating has a shape that crosses the rear position of the end face 11 a of the optical fiber 11.
  • the temperature of the end face 11a of the optical fiber 11 is lower than the temperature at the rear position where the center of the arc discharge passes.
  • the region that can be optically observed at the tip of the optical fiber is preferably about 100 ⁇ m to 200 ⁇ m from the end face of the optical fiber. Therefore, it is desirable that the distance D at which the end face 11a of the optical fiber protrudes from the center of the discharge electrode 13 by cleaning discharge heating is set to about 50 ⁇ m to 100 ⁇ m, which is a half of the distance D so as to obtain the above observation region.
  • the discharge heating time of the cleaning discharge heating it is desirable that the radius of curvature R generated by the deformation of the corners of the end faces 11a and 12a of the optical fiber is suppressed to 15 ⁇ m or less.
  • the discharge heating time is preferably 400 milliseconds or less. Further, if the discharge heating time is too short, the pores are not crushed and the transparency becomes insufficient. According to the prior art method of FIG. 8, the discharge heating time takes 500 milliseconds to 1250 milliseconds, and the radius of curvature R is about 20 ⁇ m to 25 ⁇ m.

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Abstract

光ファイバの端面の角の変形を低減し、孔あき光ファイバの先端部の孔を効果的に透明化して、コア調心を可能とした光ファイバ融着接続方法を提供する。クラッドに軸に沿って多数の孔を有する孔あき光ファイバ１１，１２を他の光ファイバと放電加熱により融着接続する光ファイバ融着接続方法であって、孔あき光ファイバ１１の端面１１ａの温度より後方側の温度が高くなるように第１の放電加熱を行い、孔あき光ファイバ１１の先端領域１１ｃを透明化してコア調心を行い、その後、第２の放電加熱により融着接続する。前記の第１の放電加熱は、放電電極を孔あき光ファイバの端面より、後方側に位置させた状態で行う。なお、第１の放電加熱は、放電加熱時間が２００～４００ミリ秒であることが好ましい。

Description

光ファイバ融着接続方法
　本発明は、クラッドに多数の孔を有する光ファイバを放電加熱により融着接続する方法に関する。
　孔あき光ファイバは、コアを囲うクラッドに多数の微細な孔を規則的あるいはランダムにその軸に沿って配置して、クラッドの屈折率を減少させコアに対して屈折率差をつけた光ファイバである。この孔あき光ファイバは、ドーパントを添加することなくドラスティックにクラッドの屈折率を変えることができ、クラッドの一部に同心状に多数の孔を有するもの、クラッドの全体に多数の孔を有するもの等、種々の形態がある。図５は、孔あき光ファイバの例を示す断面図である。図５（Ａ）領域の孔あき光ファイバ１は、コア２とコア２を囲むクラッド３とを含み、クラッド３には、孔のない内側領域３ａ、多数の微細な孔４を有する中間領域３ｂ、孔のない外側領域３ｃが内側から順に同心状に設けられている。
　図６は、孔あき光ファイバ１００ａ、１００ｂを融着接続する様子を示す側面図である。光ファイバ１００ａ，１００ｂの軸方向と直交するように配した一対の放電電極１０４によるアーク放電の熱により、光ファイバの端面１０５ａと１０５ｂを溶融し、突き合わせて融着接続が行われる。しかし、図７に示すように、孔あき光ファイバ１００は、ファイバ側面から照明光を当てて光学的に観察する場合、多数の微細な孔１０３の存在によってそのままではコア１０１を検知することができない。このため、コア調心による位置合わせを行うことができず、精度のよい融着接続ができない。
　特表２０１０－５０９６４１号公報は、光ファイバの先端部分において孔をつぶして、側方からコアを光学的に検出できるようにした融着接続方法を記載している。この方法では、光ファイバ１００ａ，１００ｂの先端面１０５ａと１０５ｂを突き合わせに先立って互いに離した状態で放電加熱して、光ファイバ１００ａ，１００ｂの先端部分の孔１０３をつぶし、コアを光学的に検知可能な状態にしている。この後、コアを光学的に識別することで光ファイバ１００ａ，１００ｂをコア調心して位置合わせし、互いの光ファイバの端面１０５ａと１０５ｂを突き合わせて放電加熱により融着接続している。
　図８は、突き合わせに先立って行われる放電加熱における光ファイバ先端の温度プロファイルを説明する概念図である。一対の放電電極１０４の中心を通る軸線Ｙに対して、孔あき光ファイバ１００ａ，１００ｂの先端面１０５ａと１０５ｂは距離Ｌだけ離間した状態で放電加熱される。加熱温度は、軸線Ｙを通る位置が最も高温で光ファイバの後方に向かって低温となる。したがって、光ファイバとしては、先端面１０５ａ，１０５ｂの部分が最も高温にさらされて周囲の角がとれて、比較的に大きな曲率半径Ｒを有する形状となる。先端面１０５ａ，１０５ｂの角の曲率半径Ｒが大きくなると、軸ずれや接続部の細りにより融着接続の融着面積が少なくなり、接続不良や接続損失の増加が生じやすくなる。一方、曲率半径Ｒが大きくならないように放電加熱量を少なくすると、光ファイバの孔のつぶれが不十分となってコア位置の検出ができず、コア調心を行うことが困難となる。
　本発明の目的は、孔あき光ファイバの端面の角の変形を抑えた状態で、孔を効果的につぶして、コア調心を可能とした光ファイバ融着接続方法を提供することである。
　目的を達成するため、クラッドに多数の孔を有する孔あき光ファイバを他の光ファイバと融着接続する方法であって、（１）孔あき光ファイバの先端領域において端面の温度より後方側の温度が高くなるように第1の放電加熱を行って先端領域を透明化し、（２）孔あき光ファイバの端面と他の光ファイバの端面とを対向させた状態で孔あき光ファイバのコアと他の光ファイバのコアとを側面から観察し双方のコアの中心軸が一致するように孔あき光ファイバと他の光ファイバとを調心し、（３）孔あき光ファイバの端面と他の光ファイバの端面とを第２の放電加熱により溶融させた状態で孔あき光ファイバの端面と他の光ファイバの端面とを突き合わせる光ファイバ融着接続方法が提供される。ここで、本発明において「透明化する」とは、光ファイバの側面側からコアが光学的に識別可能な程度に孔を中実化することであり、完全な中実化状態を意味するものではない。
　第１の放電加熱は、放電電極を孔あき光ファイバの端面より後方側に位置させた状態で行うのが好適である。また、第１の放電加熱は、放電加熱時間が２００～４００ミリ秒であるのが好適である。
　本発明によれば、孔あき光ファイバの端面の角の変形を抑えた状態で先端領域を透明化することができ、コアを観察して調心することが可能となり、高品質で低損失の融着接続を実現することができる。
本発明で使用される融着接続装置の一例を示す概念図である。
本発明による孔あき光ファイバの融着接続方法を示す流れ図である。
図２のステップＳ１～ステップＳ５およびステップＳ１０の作業状態を示す図である。
図２のステップＳ３における光ファイバ先端の温度プロファイルを説明する概念図である。
孔あき光ファイバの例を示す断面図である。
従来技術における孔あき光ファイバを融着接続する様子を示す側面図である。
従来技術における孔あき光ファイバの先端部の側面図である。
突き合わせに先立って行われる放電加熱における光ファイバ先端の温度プロファイルを説明する概念図である。
　本発明の実施形態が、以下において、図面を参照して説明される。図面は、説明を目的とし、発明の範囲を限定しようとするものではない。図面において、説明の重複を避けるため、同じ符号は同一部分を示す。図面中の寸法の比率は、必ずしも正確ではない。
　図５は、孔あき光ファイバの例を示す断面図である。図５（Ａ）領域の孔あき光ファイバ１は、光ファイバのクラッド３の一部に微細な孔４を同心状に設けた例である。孔あき光ファイバ１は、中央にコア２を有し、このコアを囲むクラッド３には、孔のない内側領域３ａの外側に多数の微細な孔４を有する中間領域３ｂ、その外側に孔のない外側領域３ｃが同心状に設けられている。また、図５（Ｂ）領域の孔あき光ファイバ１’は、中央にコア２を有し、このコアを囲むクラッド３’の全領域に多数の微細な孔４を設けた例である。
　孔あき光ファイバ１，１’は、例えば、シングルモードファイバであり、ガラス部分の外径は標準的な１２５μｍであり、コア２の径は、例えば、７～１０μｍ程度である。また、ガラス部分の外面には、通常の光ファイバと同様に図示されていないファイバ被覆が施され、ガラス表面が保護され機械的強度が高められている。
　図１は、本発明で使用される融着接続装置の一例を示す概念図であり、上述の孔あき光ファイバの融着接続に使用される。互いに融着接続される光ファイバ１１と１２は、双方が孔あき光ファイバであってもよく、いずれか一方が孔のない通常の光ファイバであってもよい。以下の説明では、互いに融着接続される光ファイバ１１と１２の双方が、孔あき光ファイバである例で説明する。
　一対の孔あき光ファイバ１１と１２は、融着接続に際して、先端部側のファイバ被覆１１ｂ，１２ｂを所定量除去してガラス部分が露出される。双方の光ファイバのファイバ被覆１１ｂ，１２ｂの端部分が被覆クランプ１５で固定され、ガラス部分がＶ溝１４および図示されていないガラスクランプで保持固定される。双方の光ファイバの先端部の端面１１ａと１２ａは、軸に対して直角にカットするかまたは信号光の反射防止のために所定の角度でカットして対向配置される。また、光ファイバの先端部の位置および端面１１ａ，１２ａの状態は、互いに直交するように配された投光器１７ｘ、１７ｙと撮像カメラ１６ｘ、１６ｙ（図示されず）からなる画像観察機構により、２方向から観察される。
　一対の放電電極１３は、互いに融着接続される孔あき光ファイバ１１と１２の軸と直交するように、光ファイバの端面１１ａ，１２ａを挟んで対向配置される。光ファイバの融着接続は、放電電極１３によるアーク放電の熱により、左右の光ファイバの端面１１ａと１２ａを溶融し、突き合わせて行われるが、通常、光ファイバを融着接続する前に接続端となる先端部を光ファイバが溶融しない程度のクリーニング放電加熱（スパッタリング放電加熱ともいう）が行われる。このクリーニング放電加熱により、光ファイバの先端部の端面１１ａ，１２ａおよびその近傍の水分、ごみ、ファイバ切断時の切削屑等の不純物の除去が行われる。
　クリーニング放電加熱は、通常の孔のない光ファイバの融着接続においては、光ファイバの端面１１ａと１２ａ間が所定の間隙で対向するようにセットし、放電電極１３によるアーク放電の中心が光ファイバの端面１１ａと１２ａ間の間隙の中心を通るように行われる。これにより、双方の光ファイバ１１，１２の先端部が同時に加熱され、クリーニングされる。
　本発明においては、後述するように、クリーニング放電加熱（第１の放電加熱）を行うに際して、互いに融着接続される光ファイバ１１，１２の先端部の孔を加熱によりつぶして透明化し、光ファイバのコアの画像観察を可能とする。また、本発明における光ファイバ１１，１２の先端部のクリーニング放電加熱は、後述するように左右の光ファイバで個別に行い、かつ、光ファイバの先端面１１ａと１２ａより後方の位置をアーク放電の中心が通るようにして行われる。
　次に、本発明による孔あき光ファイバの融着接続方法を説明する。図２は、本発明による孔あき光ファイバの融着接続方法を示す流れ図である。図３は、図２のステップＳ１～ステップＳ５およびステップＳ１０の作業状態を示す図である。
　まず、投光器１７ｘ、１７ｙと撮像カメラ１６ｘ、１６ｙにより光ファイバの端面１１ａ，１２ａの状態、端面位置を観察しつつ、一対の孔あき光ファイバ１１，１２が、図１に示した融着接続装置にセットされる（ステップＳ１）。次いで、右の光ファイバ１２を後退させ、左の光ファイバ１１を端面１１ａが放電電極１３の中心から右側に所定量だけ突き出す位置まで前進させる（ステップＳ２）。この状態で、放電電極１３により左の光ファイバ１１の先端部をクリーニング放電加熱（第１の放電加熱）する（ステップＳ３）。この加熱により、左の光ファイバ１１の先端部の孔がつぶされ、先端領域１１ｃが透明化された状態となる。
　続いて、クリーニング放電加熱の処理を終えた左の光ファイバ１１を後退させ、右の光ファイバ１２を端面１２ａが放電電極１３の中心から左側に所定量だけ突き出す位置まで前進させる（ステップＳ４）。この状態で、放電電極１３により右の光ファイバ１２をクリーニング放電加熱する（ステップＳ５）。この加熱により、右の光ファイバ１２の先端部の孔がつぶされ、先端領域１２ｃが透明化された状態となる。
　なお、ステップＳ２とＳ４において、光ファイバの端面１１ａ，１２ａが放電電極１３の中心から突き出す距離は、光ファイバの種類や孔の数等のより調整される。また、後退させる光ファイバは、クリーニング放電加熱の影響を受けない位置まで後退させる。ステップＳ３とＳ５のクリーニング放電加熱の放電加熱時間も同様に、光ファイバの種別、孔の大きさや数によっても異なるが、後述するように、光ファイバの端面１１ａ，１２ａの角が大きく変形はしない程度の温度となるように設定される。
　ステップＳ１～Ｓ５で、融着接続に先立つクリーニング放電加熱を終えた後、最初のセット状態に戻し、光ファイバ１１，１２の粗調心を行う（ステップＳ６）。この粗調心は、図１の融着接続装置で、被覆クランプ１５およびＶ溝１４を移動させてファイバ外径を基準にしておおよその融着接続位置が定められる。光ファイバの端面１１ａ，１２ａの状態、端面位置を確認し（ステップＳ７）、特に異常がなければ、光ファイバの融着接続に適した予め設定された光ファイバの端面１１ａと１２ａの間隔が調整される（ステップＳ８）。
　次いで、左右の光ファイバ間のコア調心が行われる（ステップ９）。このコア調心は、光学的に透明化された光ファイバ１１，１２の先端部を、投光器１７ｘ、１７ｙと撮像カメラ１６ｘ、１６ｙにより撮像し、ファイバ軸の複数個所におけるファイバ断面の輝度分布を画像処理してコア位置およびコアの傾きを検出する。そして、光ファイバ１１，１２のコアが一直線上に並ぶように、被覆クランプ１５およびＶ溝１４等の位置を微調整してコア調心を行う。
　この後、所定の放電パワーと放電時間により光ファイバの端面１１ａ，１２ａを融着放電加熱（第２の放電加熱）して溶融し、一方の端面を他方の端面に押し付けて突き合わせることにより融着接続する（ステップＳ１０）。次いで、透明化された光ファイバの先端部および融着状態を投光器１７ｘ、１７ｙと撮像カメラ１６ｘ、１６ｙにより撮像し、コア軸ずれ量の計測と全体の観察を行う（ステップＳ１１）。そして、コア軸ずれ等をもとに推定ロスを算出し、これを表示する（ステップＳ１２）。
　図４は、図２のステップＳ３における光ファイバ先端の温度プロファイルを説明する概念図である。クリーニング放電加熱する際に、光ファイバ１１の端面１１ａは放電電極１３の中心を通るラインＹに対して距離Ｄだけ突き出た位置に配置される。すなわち、クリーニング放電加熱のアーク放電は、光ファイバ１１の端面１１ａの後方位置を横切る形となる。この結果、光ファイバ１１の端面１１ａの温度は、アーク放電の中心が通る後方位置の温度より低い温度となる。そして、光ファイバの端面温度を、孔あき光ファイバの孔をつぶすことが可能な温度となるように設定することで、端面１１ａの角の変形を最小にして、曲率半径Ｒを小さく保つことが可能となる。
　なお、光ファイバの先端部で光学的に観察することが可能な領域、すなわち透明化される先端領域１１ｃは、光ファイバの端面から１００μｍ～２００μｍ程度あることが好ましい。したがって、クリーニング放電加熱で、光ファイバの端面１１ａが放電電極１３の中心から突き出す距離Ｄは、上記の観察領域が得られるように、その１／２の５０μｍ～１００μｍ位で設定するのが望ましい。
　また、クリーニング放電加熱の放電加熱時間は、光ファイバの端面１１ａ，１２ａの角の変形による生じる曲率半径Ｒは、１５μｍ以下に抑えられることが望ましい。このためには、放電加熱時間は４００ミリ秒以下とするのが好ましい。また、あまり、放電加熱時間が少ないと孔のつぶれが少なく透明化が不十分となるので、２００ミリ秒以上とするのが好ましい。なお、図８の従来技術の方法によれば、放電加熱時間は５００ミリ秒～１２５０ミリ秒を要し、曲率半径Ｒは２０μｍ～２５μ程度となる。
特表２０１０－５０９６４１号公報

Claims (3)

  1. 　クラッドに多数の孔を有する孔あき光ファイバを他の光ファイバと融着接続する方法であって、
    　孔あき光ファイバの先端領域において端面の温度より後方側の温度が高くなるように第1の放電加熱を行って前記先端領域を透明化し、
    　前記孔あき光ファイバの端面と他の光ファイバの端面とを対向させた状態で、前記孔あき光ファイバのコアと前記他の光ファイバのコアとを側面から観察し、双方のコアの中心軸が一致するように前記孔あき光ファイバと前記他の光ファイバとを調心し、
    　前記孔あき光ファイバの端面と前記他の光ファイバの端面とを第２の放電加熱により溶融させた状態で、前記孔あき光ファイバの端面と前記他の光ファイバの端面とを突き合わせる
    光ファイバ融着接続方法。
  2. 　前記第１の放電加熱は、放電電極を前記孔あき光ファイバの端面より後方側に位置させた状態で行う
    請求項１に記載の光ファイバ融着接続方法。
  3. 　前記第１の放電加熱は、放電加熱時間が２００～４００ミリ秒である
    請求項２に記載の光ファイバ融着接続方法。
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