WO2024111125A1 - 光ファイバ位置調整装置及び光ファイバ位置調整方法 - Google Patents

光ファイバ位置調整装置及び光ファイバ位置調整方法 Download PDF

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卓威 植松
一貴 納戸
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和典 片山
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Abstract

光ファイバ位置調整装置（４０）は、第１光ファイバ（１０）の側面（１５）に形成された第１研磨面（１４）と第２光ファイバ（２０）の側面（２５）に形成された第２研磨面（２４）が互いに摺動可能に接触した状態で互いに重ね合わされ、第１光ファイバ（１０）を保持する第１保持部（４１）及び第２光ファイバ（２０）を保持する第２保持部（４２）と、第２光ファイバ（２０）に沿った第１方向と交差する第２方向に第２保持部（４２）を移動させる第１駆動部（５８）、及び、第２方向の反対方向から第１保持部（４１）に接触する第１ストッパ部（５９）を含む位置調整部（４５）と、第２光ファイバ（２０）に入射する試験光（８０）を生成する光源（４３）と、第２光ファイバ（２０）を通過した試験光（８０）の強度を測定する光強度測定部（４４）とを備える。

Description

光ファイバ位置調整装置及び光ファイバ位置調整方法
　本開示は、光ファイバ位置調整装置及び光ファイバ位置調整方法に関する。
　道路の拡幅工事などの種々の工事に伴う光ファイバのルート変更などにより、屋外に敷設されている光ファイバを一時的に切断することがある。しかしながら、光ファイバを切断すると通信サービスが一時的に停止してしまうため、光ファイバを切断することなく当該光ファイバの経路を分岐させる或いは他の経路と合流させる技術が求められている。非特許文献１、２は、この技術の関連文献であり、光ファイバの側面研磨法について検討している。
植松卓威、納戸一貴、飯田裕之、廣田栄伸、片山和典、"光ファイバ側面研磨を用いたインサービス光分岐に関する検討"、電子情報通信学会技術研究報告、vol. 121, no. 332, OFT 2021-61, pp. 32-35, Jan. 2022. 植松卓威、廣田栄伸、飯田裕之、海老根崇、真鍋哲也、"側面研磨法を用いた光分岐の基礎検討"、電子情報通信学会技術研究報告、vol. 119, no. 223, OFT 2019-36, pp. 23-26, Oct. 2019.
　説明の便宜上、ネットワークに既に敷設された光ファイバを現用光ファイバと称する。また、現用光ファイバに新たに接続される光ファイバを分岐ファイバと称する。現用光ファイバは、共同溝や架空線などのネットワークを構築する設備に敷設されている。敷設場所は屋内、屋外の何れでもよい。また、現用光ファイバは、ネットワークの光通信に既に使用されていてもよく、敷設された状態で使用されていなくてもよい。
　ネットワークに既に敷設された光ファイバは、十分に引き出すことが困難である。従って、現用光ファイバに対して非特許文献１の技術を適用して光ファイバ分岐を構築する場合、光ファイバ側面の研磨作業は、電柱上の高所やマンホール内の狭所などの作業空間が限られた場所で行うことが多くなる。このような場所での分岐作業は作業者の負担を増大させやすい。
　本開示は上述の事情を鑑みて成されたものであり、光ファイバの分岐又は合流作業における作業者の負担を軽減することが可能な光ファイバ位置調整装置及び光ファイバ位置調整方法の提供を目的とする。
　本開示の一態様に係る光ファイバ位置調整装置は、第１光ファイバの側面に形成された第１研磨面と第２光ファイバの側面に形成された第２研磨面が互いに摺動可能に接触した状態で互いに重ね合わされ、前記第１光ファイバを保持する第１保持部及び前記第２光ファイバを保持する第２保持部と、前記第２光ファイバに沿った第１方向と交差する第２方向に前記第２保持部を移動させる第１駆動部、及び、前記第２方向の反対方向から前記第１保持部に接触する第１ストッパ部を含む位置調整部と、前記第２光ファイバに入射する試験光を生成する光源と、前記第２光ファイバを通過した前記試験光の強度を測定する光強度測定部とを備える。
　本開示の一態様に係る光ファイバ位置調整方法は、第１研磨面を側面に有する第１光ファイバを保持する第１保持部と、第２研磨面を側面に有する第２光ファイバを保持する第２保持部とを、前記第１研磨面と前記第２研磨面が互いに摺動可能に接触した状態で重ね合わせ、前記第２光ファイバを通過した光の強度を測定しつつ、前記第２光ファイバに沿った第１方向と交差する第２方向の反対方向からのストッパとの接触によって前記第１保持部の回転と前記第２方向への移動とを規制しながら、前記第２方向に沿って、前記第２研磨面が前記第１研磨面に接近するように、前記第２保持部を移動させ、前記第２保持部の移動によって前記強度が所定値に達したとき前記第２保持部の移動を停止させることを含む。
　本開示によれば、光ファイバの分岐又は合流作業における作業者の負担を軽減することが可能な光ファイバ位置調整方法および光ファイバ位置調整装置を提供することができる。
図１は、本開示の実施形態に係る光ファイバ分岐の一例を示す断面図である。 図２Ａは、研磨装置の一例を示す斜視図である。 図２Ｂは、図２Ａに示す保持部の断面図である。 図３Ａは、本実施形態に係る光ファイバ位置調整装置の構成を示すブロック図である。 図３Ｂは、図３Ａに示す制御部の構成を示すブロック図である。 図３Ｃは、本実施形態に係る光ファイバ位置調整装置の構成の概略図である。 図４Ａは、第１実施形態に係る操作部の上面図である。 図４Ｂは、図４Ａに示す操作部の側面図である。 図５は、初期状態における２つの研磨面とその周辺を示す断面図である。 図６は、第１実施形態に係る光ファイバ位置調整方法の処理の一例を示すフローチャートである。 図７Ａは、第２実施形態に係る操作部の上面図である。 図７Ｂは、図７Ａに示す操作部の正面図である。 図８Ａは、第３実施形態に係る操作部の上面図である。 図８Ｂは、図８Ａに示す操作部の正面図である。
　以下、本開示の実施形態に係る光ファイバ位置調整装置および光ファイバ位置調整方法について説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
　上述の通り、説明の便宜上、ネットワークに既に敷設された光ファイバを現用光ファイバと称することがある。現用光ファイバは、共同溝や架空線などのネットワークを構築する設備に敷設されている。敷設場所は屋内、屋外の何れでもよい。現用光ファイバは、ネットワークの光通信に既に使用されていてもよく、敷設された状態で使用されていなくてもよい。また、現用光ファイバに新たに接続される光ファイバを分岐ファイバと称することがある。分岐ファイバは現用光ファイバが構築した方路（伝送路）から分岐する又は当該方路に合流する方路を構築する光ファイバである。
　また、説明の便宜上、互いに直交するＸ方向（第２方向）、Ｙ方向、Ｚ方向（第１方向）を定義する。Ｘ方向及びＺ方向は例えば水平方向であり、本実施形態に係る２つの保持部４１、４２のうちの一方に向けてその他方が接近する方向である。Ｙ方向は例えば鉛直方向であり、２つの保持部４１、４２の配列方向である。また、Ｚ方向は、２本の光ファイバ１０、２０に沿った方向（長手方向）、各保持部４１（４２）に形成されるＶ溝３４（図２Ｂ参照）の延伸方向でもある。
　まず、本開示の各実施形態に係る光ファイバ分岐１について説明する。光ファイバ分岐１は、１本の光ファイバを伝播する光を２本の光ファイバに分岐する、或いは２本の光ファイバを伝播する光を１本の光ファイバに合流させる、所謂光ファイバカプラである。図１は、光ファイバ分岐１の断面図である。図１に示すように、光ファイバ分岐１は、光ファイバ（第１光ファイバ）１０と、光ファイバ（第２光ファイバ）２０とを備えている。なお、図１に示す断面図は、光ファイバ１０の中心軸１０ａと光ファイバ２０の中心軸２０ａを含んでいる。
　光ファイバ１０は、例えば上述の現用光ファイバであり、ネットワーク（図示せず）に既に敷設されている。光ファイバ１０は、コア（第１コア）１１と、クラッド（第１クラッド）１２と、被覆（第１被覆）１３とを備えている。光ファイバ１０は、シングルモード光ファイバ又はマルチモード光ファイバである。
　光ファイバ２０は、例えば上述の分岐ファイバであり、ネットワーク（図示せず）の追加経路として光ファイバ１０に新たに接続する。光ファイバ２０は、コア（第２コア）２１と、クラッド（第２クラッド）２２と、被覆（第２被覆）２３とを備えている。光ファイバ２０も、シングルモード光ファイバ又はマルチモード光ファイバである。
　光ファイバ１０は、研磨面（第１研磨面）１４を側面１５に有する。研磨面１４は、側面１５の研磨によって形成される。この研磨加工は、例えば後述の研磨装置３０（図２Ａ及び図２Ｂ参照）によって遂行することができる。この研磨加工により、研磨面１４において被覆１３が除去され、クラッド１２の一部が残存する。ここで、研磨面１４からコア１１までのクラッド１２の厚さの最小値を、残存クラッド厚（第１残存クラッド厚）ｄｌｖと定義する（図５参照）。
　光ファイバ１０と同様に、光ファイバ２０は、研磨面（第２研磨面）２４を側面２５に有する。研磨面２４は、側面２５の研磨によって形成される。この研磨加工も、例えば後述の研磨装置３０によって遂行することができる。この研磨加工により、研磨面２４において被覆２３が除去され、クラッド２２の一部が残存する。ここで、研磨面２４からコア２１までのクラッド２２の厚さの最小値を、残存クラッド厚（第２残存クラッド厚）ｄｂｒと定義する。
　光ファイバ１０は、少なくとも研磨面１４を含む部分において曲率半径（第１曲率半径）Ｒｌｖで曲げられつつ、Ｚ方向に延伸している。研磨面１４は、曲率半径Ｒｌｖで曲げられた状態に置かれた光ファイバ１０の側面１５への研磨によって形成される。従って、光ファイバ１０が曲率半径Ｒｌｖで曲げられた状態で、研磨面１４は、光ファイバ１０の長手方向に延びる楕円状の平面を形成する。
　光ファイバ２０は、少なくとも研磨面２４を含む部分において曲率半径（第２曲率半径）Ｒｂｒで曲げられつつ、Ｚ方向に延伸している。研磨面２４は、曲率半径Ｒｂｒで曲げられた状態に置かれた光ファイバ２０の側面２５への研磨によって形成される。従って、光ファイバ２０が曲率半径Ｒｂｒで曲げられた状態で、研磨面２４は、光ファイバ２０の長手方向に延びる楕円状の平面を形成する。
　なお、研磨面１４と研磨面２４の間には、屈折率整合剤（図示せず）が介在している。屈折率整合剤は粘性を持つ液状でもよく、変形可能な固形状でもよい。屈折率整合剤の屈折率は、クラッド１２及びクラッド２２の各屈折率よりも小さい。これにより挿入損失の増加が抑制される。
　研磨面１４と研磨面２４は屈折率整合剤（図示せず）を介して互いに接触する。従って、コア１１とコア２１は、コア間隔ｄ（図５参照）を置いて互いに位置することになる。コア間隔ｄは、コア１１とコア２１の間隔であり、その最小値は、クラッド１２の残存クラッド厚ｄｌｖと、クラッド２２の残存クラッド厚ｄｂｒと、屈折率整合剤（図示せず）の厚さの総和である。
　コア間隔ｄを十分に小さくすることにより、コア１１とコア２１の間のエバネッセント結合が得られる。即ち、コア１１とコア２１は光学的に結合し、光ファイバ分岐１の機能である光の合波又は分波が可能となる。なお、コア１１とコア２１の間の結合効率はコア間隔ｄに依存する。また、１００％の結合効率が得られるコア間隔ｄは光の波長に依存する。例えば、光の波長が１２６０ｎｍのとき、１００％の結合効率が得られるコア間隔ｄは２．６μｍ以下である。
　次に、研磨面１４（２４）の形成方法について説明する。図２Ａは、研磨面１４（２４）の形成に用いる研磨装置３０の一例を示す斜視図である。図２Ｂは、図２Ａに示す保持部３２の断面図である。図２Ａに示すように、研磨装置３０は、研磨台３１と、保持部３２とを備える。以下、研磨面１４の形成を例に挙げて説明する。
　研磨台３１は平坦な上面３１ａを有し、この上面３１ａには研磨シート３３が載置される。保持部３２は第１方向に延伸する直方体の形状を有する。保持部３２は、研磨台３１の上面３１ａに対向する平面３２ａを有し、この平面３２ａには、半径Ｒで湾曲したＶ溝３４が形成されている。半径Ｒは、曲率半径Ｒｌｖよりも僅かに小さい。なお、研磨台３１及び保持部３２の材質は、例えば光学的に透明なガラスである。
　図２Ａに示すように、Ｖ溝３４は、平面３２ａからの深さが平面３２ａの中央付近で最も浅くなるように形成されている。また、図２Ｂに示すように、このＶ溝３４の最小深さは、クラッド１２が残存クラッド厚ｄｌｖを有することができる値に設定される。
　研磨装置３０を用いた光ファイバ１０の研磨加工は、光ファイバ１０に光ファイバ２０を接続する現場で行われる。まず、研磨前の準備工程として、光ファイバ１０からの漏洩光を測定する状態を準備する。具体的には、光ファイバ１０にレーザ光（便宜上、伝播光と称する）が伝播している状態で光ファイバ１０に曲げを付与し、曲げられた部分から漏洩するレーザ光（便宜上、漏洩光と称する）の強度を光強度計（図示せず）によって測定する。
　上述の通り、光ファイバ１０は現用光ファイバである。従って、光ファイバ１０を伝播する光は、そのネットワークを伝播する通信光８１又は所定の光源を用いて導入された疑似的な通信光である。何れの場合も、通信に影響を与えない程度の損失が生じる曲げを光ファイバ１０に付与し、曲げられた部分からの漏洩光の強度測定を、研磨が終了するまで行う。
　次に、保持部３２のＶ溝３４内に接着剤３５（図５参照）を充填し、Ｖ溝３４内に光ファイバ１０を固定する。接着剤３５が硬化し、光ファイバ１０がＶ溝３４に固定されると、光ファイバ１０の側面１５の一部が保持部３２の平面３２ａから露出する（図２Ｂ参照）。
　次に、側面１５の一部が保持部３２の平面３２ａから露出した状態で、保持部３２の平面３２ａを、研磨台３１に載置した研磨シート３３に対向させる。その後、保持部３２の平面３２ａから露出した光ファイバ１０の側面１５を研磨シート３３に押し当てて研磨する。
　側面１５の研磨は、保持部３２より下流側で曲げを付与した部分から漏洩する通信光８１の強度を監視しながら行われる。研磨が進むと、研磨面がコア１１に近づき（即ち残存クラッド厚ｄｌｖが減少し）、測定中の漏洩光の強度が徐々に減少する。そして、漏洩光の強度が所定の値に達したときに研磨を終了し、漏洩光を監視するために付与されていた曲げを解放する。これら一連の工程により研磨面１４の形成が完了する。
　残存クラッド厚ｄｂｒを有する光ファイバ２０の研磨面２４も、上述した工程と同様の工程を経て形成される。但し、研磨面２４は、曲率半径Ｒｂｒよりも僅かに小さい半径Ｒを持つＶ溝３４が形成された保持部３２を用いて形成される。研磨面２４は、工場等の遠隔地で予め形成されてもよい。この場合、現場での加工よりも精密な加工が可能となる。
（第１実施形態）
　本開示の第１実施形態に係る光ファイバ位置調整装置４０について説明する。説明の便宜上、光ファイバ位置調整装置４０を単に位置調整装置４０と称する。
　図３Ａは、本実施形態に係る位置調整装置４０の構成の一例を示すブロック図である。図３Ｂは、図３Ａに示す制御部５０の構成を示すブロック図である。図３Ｃは、位置調整装置４０の構成の概略図である。図４Ａは、位置調整装置４０の上面図である。図４Ｂは、図４Ａに示す位置調整装置４０の側面図である。なお、図４Ａ及び図４Ｂは、後述する光ファイバ位置調整方法の処理を実行する初期状態の保持部４１と保持部４２の配置を示している。
　図３Ａに示すように、位置調整装置４０は、保持部（第１保持部）４１と、保持部（第２保持部）４２と、光源４３と、光強度測定部４４と、位置調整部４５とを備える。また、図３Ｃに示すように、保持部４１は、光ファイバ１０を保持した上述の保持部３２がそのまま流用される。同様に、保持部４２は、光ファイバ２０を保持した上述の保持部３２がそのまま流用される。即ち、保持部４１は、曲率半径Ｒｌｖよりも僅かに小さい半径Ｒを持つＶ溝３４が形成された保持部３２であり、保持部４２は、曲率半径Ｒｂｒよりも僅かに小さい半径Ｒを持つＶ溝３４が形成された保持部３２である。
　保持部４１は、上述の研磨加工が終了した光ファイバ１０を保持する。即ち、保持部４１は、研磨面１４が平面４１ａ上に露出した光ファイバ１０を保持する。平面４１ａはＸＺ平面に平行である。同様に、保持部４２は、研磨面２４が平面４２ａ上に露出した光ファイバ１０を保持する。平面４２ａもＸＺ平面に平行である。保持部４１と保持部４２は、研磨面１４と研磨面２４が互いに摺動可能に接触した状態で、対応する光ファイバを保持している。換言すれば、保持部４１と保持部４２は、それぞれの平面４１ａ、４２ａ（即ち、研磨面１４と研磨面２４）が互いに摺動可能に接触した状態でＹ方向に重なり合わされる。
　光源４３は周知の構成を有するレーザ光源であり、光ファイバ２０に入射する試験光８０を生成する。試験光８０は、光ファイバ２０の両端のうちの何れに入射してもよい。例えば、光ファイバ１０が現用光ファイバである場合、光源４３は、光ファイバ分岐１を挟んで、光ファイバ１０に接続する通信事業者側の光回線終端装置(ONU: Optical Network Unit)と反対側に位置する光ファイバ２０（即ち、分岐ファイバ）の端部に接続する。なお、図３Ａにおいて点線で示すように、光源４３は制御部５０によって制御されてもよい。
　加入者側の光回線終端装置が、光源４３として利用されてもよい。加入者側の光回線終端装置は通常、屋内に設置され、商用電源からの電力供給を受けて動作している。この光回線終端装置を光源４３として使用した場合、専用の光源を別途用意する必要が無い。つまり、位置調整装置４０を小型化できる。
　光強度測定部４４は所謂光強度計であり、光ファイバ２０を通過した試験光８０を受ける受光部４６を含む。光強度測定部４４は、受光部４６が受けた試験光８０の強度を測定（算出）し、その測定結果を制御部５０に出力する。
　図３Ａに示すように、位置調整部４５は、操作部４８Ａと、操作部４８Ａを制御する制御部５０とを含む。位置調整部４５は、試験光８０の強度が所定の目標値Ｐｒｆに達するまで、保持部４１（即ち、研磨面１４）と保持部４２（即ち、研磨面２４）のうちの一方を、その他方に対して相対的に移動させる。ここで、所定の目標値Ｐｒｆとは、光ファイバ分岐１に設定された光分岐率が得られたときに、光強度測定部４４によって測定された試験光８０の強度であり、後述する制御部５０のストレージ５３に予め記憶されている。
　図３Ｂに示すように、制御部５０は、例えば汎用コンピュータである。制御部５０としてのコンピュータは、ＣＰＵ(Central Processing Unit、プロセッサ)５１と、メモリ５２と、ストレージ５３(HDD: Hard Disk Drive, SSD: Solid State Drive)と、通信部５４と、入力部５５と、出力部５６とを備える。メモリ５２及びストレージ５３は記憶装置である。このコンピュータにおいて、ＣＰＵ５１がメモリ５２上にロードされた所定のプログラムを実行することにより、試験光８０の強度測定、操作部４８Ａの制御などの位置調整装置４０の諸機能が実現される。
　なお、制御部５０によって実行されるプログラムは、ＵＳＢ (Universal Serial Bus)メモリ、ＣＤ (Compact Disc)、ＤＶＤ (Digital Versatile Disc)などのコンピュータ読取り可能な記録媒体に記憶されていてもよく、ネットワークを介して制御部５０に配信されてもよい。コンピュータ読取り可能な記録媒体は、例えば非一時的な(non-transitory)記録媒体である。
　操作部４８Ａは、保持部４１又は保持部４２の位置を操作する。以下、位置調整部４５の操作対象が保持部４２である場合を例に挙げて説明する。図４Ａに示すように、操作部４８Ａは、ガイド部５７と、第１駆動部としてのリニアアクチュエータ５８と、ストッパ（第１ストッパ部）５９とを備える。
　ガイド部５７は、保持部４２をＺ方向と交差する方向に移動可能に保持すると共に、保持部４２のＺ方向への移動とＹ方向周りの回転を規制する。Ｚ方向と交差する方向とは、例えばＸ方向（第２方向）である。ガイド部５７は、ステージ６０（図４Ｂ参照）に形成され、Ｘ方向に沿って延伸するガイド溝６１を有する。ガイド溝６１の幅はＺ方向に沿った保持部４２の幅に略等しい。或いは、ガイド部５７は、ステージ６０に設けられ、Ｘ方向に延伸する一対の側壁でもよい。この場合も、一対の側壁の間隔は、保持部４２の幅に略等しい。
　リニアアクチュエータ５８は、例えば、モータとマイクロメータヘッドによって構成され、制御部５０によって制御される。リニアアクチュエータ５８の駆動軸５８ａはＸ方向に伸長し、ガイド溝６１内に載置された保持部４２をＸ方向に移動させる。
　ストッパ５９は、Ｙ方向から見て、保持部４１及び保持部４２を挟んでリニアアクチュエータ５８と反対側に設けられ、Ｘ方向（第２方向）の反対方向から保持部４１に接触する。ストッパ５９は、Ｙ方向及びＺ方向に延伸する壁部６２と、壁部６２からＸ方向の反対方向に延伸する複数のピン６３とを含む。
　図４Ａに示すように、複数のピン６３は、Ｚ方向において保持部４１と接触可能な範囲においてＺ方向に間隔を置いて設けられる。また、図４Ｂに示すように、複数のピン６３は、Ｙ方向において保持部４１と同じ高さに位置する。つまり、複数のピン６３は壁部６２から保持部４１に向けて延伸している。ピン６３の数は２つ以上である。但し、図４Ａに示すように、Ｙ方向から見て、複数のピン６３は、リニアアクチュエータ５８の駆動軸５８ａの中心軸５８ｂに沿った両側に位置するように設けられる。
　リニアアクチュエータ５８によって、保持部４２がＸ方向に移動すると、保持部４２上に載置された保持部４１もＸ方向に移動する。保持部４２が更にＸ方向に移動すると、保持部４１が複数のピン６３に接触し、保持部４１の更なる移動が規制される。また、上述の通り、ピン６３は駆動軸５８ａの中心軸５８ｂの両側に設けられている。従って、複数のピン６３との各接触点を中心とした複数のモーメントは略相殺され、保持部４１のＹ方向周りの回転も規制される。
　次に、位置調整装置４０による光ファイバ位置調整方法について説明する。図５は、初期状態における研磨面１４及び研磨面２４とその周辺を示す断面図である。図６は、本実施形態に係る光ファイバ位置調整方法の処理の一例を示すフローチャートである。
　以下、位置調整部４５の操作対象が保持部４２である場合を例に挙げて説明する。図４Ｂに示すように、初期状態として、ガイド部５７には保持部４２が載置され、保持部４２には保持部４１が載置される。保持部４１と保持部４２は、研磨面１４と研磨面２４が互いに摺動可能に接触した状態で、重なり合わされる（ステップＳ１）。なお、保持部４１の平面４１ａ又は保持部４２平面４２ａに、屈折率整合剤（図示せず）が予め塗布されている。
　保持部４１と保持部４２を載置する際、図４Ｂに示すように、保持部４２は保持部４１よりもリニアアクチュエータ５８に近接して配置される。従って、図５に示すように、研磨面２４は研磨面１４よりもリニアアクチュエータ５８に近接する。なお、非特許文献２で述べている通り、研磨面同士がＺ方向に数ｍｍずれても光分岐率への影響が小さい。そのため、略同形である保持部４２に保持部４１を載置する際には、保持部４１と保持部４２の中央同士を合わせるなどの操作を行えばよい。
　次に、光源４３によって予め設定された強度Ｐｉｎをもつ試験光８０を生成し、光強度測定部４４を用いて光ファイバ２０を通過した試験光８０の強度を測定する（図３Ｃ参照）。光強度測定部４４は、受光部４６に入射した試験光８０の強度Ｐｔｈを制御部５０に出力する。なお、光分岐率を評価する場合、１－（Ｐｔｈ／Ｐｉｎ）で表される数式を用いた結果から推定することができる。光強度測定部４４による試験光８０の強度測定は、保持部４２の移動によって試験光８０の強度が所定の目標値に達するまで継続する。なお、測定が行われている間、光ファイバ１０には通信光８１（図３Ｃ参照）が伝播していてもよく、伝播していなくてもよい。つまり、本実施形態に係る光ファイバ位置調整方法は、光ファイバ１０を用いた光通信と干渉しない。
　次に、制御部５０はリニアアクチュエータ５８を操作し、保持部４２をＸ方向に移動させる（ステップＳ２）。即ち、研磨面２４が研磨面１４に接近するように、保持部４２を移動させる。保持部４２が移動すると、保持部４２に載置された保持部４１も移動しようする。しかしながら、保持部４１はストッパ５９のピン６３に接触し、Ｘ方向への更なる移動が規制される。このとき、保持部４１はＺ方向に沿った複数の箇所でピン６３に接触する。従って、保持部４１のＹ方向周りの回転も併せて規制される。即ち、保持部４２が移動している間、保持部４１は静止している。
　研磨面２４は研磨面１４に接近する間、制御部５０は、試験光８０強度Ｐｔｈを光強度測定部４４から取得し、強度Ｐｔｈと所定の目標値Ｐｒｆを比較する（ステップＳ３）。研磨面２４は研磨面１４に接近すると、コア間隔ｄは減少する。従って、光分岐率は増加する。つまり、保持部４２がＸ方向に移動している間、試験光の強度Ｐｔｈは徐々に減少する。
　強度Ｐｔｈが、測定誤差を考慮しても目標値Ｐｒｆより大きい場合（ステップＳ３においてＮＯ）、制御部５０は、所望の光分岐率が得られないと判断し、リニアアクチュエータ５８による保持部４２の移動を継続する。一方、強度Ｐｔｈが目標値Ｐｒｆに等しい場合（ステップＳ３においてＹＥＳ）、制御部５０は、所望の光分岐率が得られた判断し、保持部４２の移動を停止する。
　保持部４２の移動を停止した後、上述の光分岐率を維持したまま、保持部４１と保持部４２を接合する。例えば、保持部４１の側面と保持部４２の側面に接着剤または紫外線硬化樹脂を塗布して硬化させる。これにより、両者の相対移動が規制され、互いに固定される。なお、接着剤や紫外線硬化樹脂は、保持部４１と保持部４２の間に塗布してもよい。何れの場合も、保持部４１と保持部４２によって保持された光ファイバ分岐１（図１参照）が完成する。光ファイバ分岐１の完成後、互いに接合した保持部４１と保持部４２を残した状態で、位置調整装置４０は回収される。
　このように、本実施形態に係る光ファイバ位置調整方法によれば、光ファイバ分岐１を製造する際に、保持部４１に対して保持部４２をＸ方向に移動するだけで、相互の位置合わせを終了させることができる。保持部４２に必要な移動方向は１つであるため、光ファイバ位置調整装置を簡便な構成で構築することができる。従って、光ファイバ位置調整装置は小型化且つ軽量化し、その操作も簡便なものとなる。つまり、光ファイバの分岐又は合流作業における作業者の負担を軽減することができる。
　光ファイバ１０が現用光ファイバである場合、光ファイバ１０の研磨加工は光ファイバの分岐又は合流作業の現場で行われる一方、分岐ファイバである光ファイバ２０の研磨加工は予め工場等の遠隔地で行うことができる。つまり、作業現場における光ファイバ２０の研磨加工を省略できるので、作業者の負担を更に軽減することができる。
（第２実施形態）
　本開示の第２実施形態に係る光ファイバ位置調整装置４０について説明する。後述の通り、本実施形態に係る光ファイバ位置調整装置４０は、第１実施形態に係る操作部４８ＡにＺ方向の移動機構を付加することで構成できる。従って、第２実施形態の構成のうち、第１実施形態の構成と重複する構成については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
　図７Ａは、第２実施形態に係る操作部４８Ｂの上面図である。図７Ｂは、図７Ａに示す操作部４８Ｂの正面図である。これらの図に示すように、操作部４８Ｂは、操作部４８Ａの構成に加えて、第２駆動部としてのリニアアクチュエータ６５を備える。
　リニアアクチュエータ５８と同じく、リニアアクチュエータ６５も、例えば、モータとマイクロメータヘッドによって構成され、制御部５０によって制御される。但し、リニアアクチュエータ５８がＹ方向において保持部４２と同じ高さに設置されるのに対して、リニアアクチュエータ６５はＹ方向において保持部４１と同じ高さに設置される。従って、リニアアクチュエータ６５の駆動軸６５ａはＺ方向に伸長し、保持部４２上に載置された保持部４１をＺ方向に移動させる。
　光ファイバ分岐１における光分岐率の変化は、Ｘ方向に沿ったコア１１とコア２１の相対的な軸ずれ、及びＺ方向に沿ったコア１１とコア２１の相対的な軸ずれの何れにおいても発生する。但し、非特許文献２に示されている通り、光分岐率の変化は、Ｚ方向に沿った相対的な軸ずれよりも、Ｘ方向に沿った相対的な軸ずれに大きく依存している。即ち、光分岐率は、Ｚ方向に沿った軸ずれよりも、Ｘ方向に沿って軸ずれの方が急激に変化する。従って、操作部４８Ａの移動分解能次第ではあるが、Ｘ方向に沿った保持部４２の位置調整だけでは、光分岐率の微調整が困難な場合が考えられる。
　そこで、Ｚ方向に沿った軸ずれによる光分岐率の変化が緩慢な点に着目し、本実施形態では、リニアアクチュエータ５８による保持部４２の位置調整を粗調整、リニアアクチュエータ６５による保持部４１の位置調整を微調整として捉え、これらの調整を併用する。例えば、リニアアクチュエータ５８を用いて、図６のステップＳ１～Ｓ３に示すＸ方向に沿った保持部４２の位置調整を行い、強度Ｐｔｈを目標値Ｐｒｆに近付ける。その後、強度Ｐｔｈが目標値Ｐｒｆに達するまでリニアアクチュエータ６５を用いてＺ方向に沿った保持部４１の位置調整を行う。具体的には次の処理を実行する。
　まず、リニアアクチュエータ５８によって保持部４２の位置調整を行う。この場合、図６に示すステップＳ１～Ｓ３の処理を実行する。即ち、制御部５０はリニアアクチュエータ５８を操作して、保持部４２をＸ方向に移動させつつ、試験光８０の強度Ｐｔｈを監視する。但し、ステップＳ３では強度Ｐｔｈを目標値Ｐｒｆに近付けるだけの処理に留める。
　次に、リニアアクチュエータ６５によって保持部４１の位置調整を行う。このとき、保持部４１は、保持部４２のＸ方向への移動によって、ストッパ５９の複数のピン６３に既に接触し、Ｘ方向への更なる移動とＹ方向周りの回転が規制されている。
　制御部５０は、リニアアクチュエータ６５を操作して、保持部４１をＺ方向に移動させつつ、試験光８０の強度Ｐｔｈを監視する。保持部４１がＺ方向に移動しても、保持部４２はガイド部５７に保持されているため、保持部４１だけがＺ方向に移動する。
　保持部４２が保持部４１に対してＺ方向に移動するため、強度Ｐｔｈは緩やかに減少する。そして、強度Ｐｔｈが目標値Ｐｒｆに達したとき、制御部５０はリニアアクチュエータ６５の操作を停止し、位置調整を終了する。その後、第１実施形態と同じく、保持部４１と保持部４２を接合させ、位置調整装置４０を回収する。
　以上の操作において、保持部４２は、研磨面１４が研磨面２４よりもリニアアクチュエータ６５に近接するように、予め保持部４１に載置されている。従って、リニアアクチュエータ６５の操作によって保持部４１をＺ方向に移動させた場合、研磨面１４は研磨面２４に接近するようにＺ方向に沿って移動する。リニアアクチュエータ６５を操作する前、リニアアクチュエータ５８の操作による保持部４２のＸ方向への移動によって、保持部４１は既にストッパ５９の複数のピン６３に摺動可能に接触し、Ｘ方向に沿った移動及びＹ方向周りの回転が既に規制されている。
　以上の一連の操作を行うことによって、リニアアクチュエータ５８、６５の移動分解能が比較的大きくても、強度Ｐｔｈを高精度に目標値Ｐｒｆに合わせることができる。即ち、所望の光分岐率を得るまでの高精度な調整が可能となる。
（第３実施形態）
　本開示の第３実施形態に係る光ファイバ位置調整装置４０について説明する。後述の通り、本実施形態に係る光ファイバ位置調整装置４０は、第１実施形態に係る操作部４８Ａにおけるガイド部５７を２軸ステージに置換し、第１実施形態におけるリニアアクチュエータ５８と、第２実施形態におけるリニアアクチュエータ６５とを当該二軸ステージの駆動に用いることで構成できる。従って、第３実施形態の構成のうち、第１及び第２実施形態の構成と重複する構成については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
　図８Ａは、第３実施形態に係る操作部４８Ｃの上面図である。図８Ｂは、図８Ａに示す操作部４８Ｂの正面図である。これらの図に示すように、操作部４８Ｃは、操作部４８Ａにおけるガイド部５７の代わりに、二軸ステージ（ＸＹステージ）７０を備える。また、操作部４８Ｃは、操作対象を二軸ステージ（ＸＹステージ）に変えたリニアアクチュエータ５８、６５を備える。第３実施形態におけるリニアアクチュエータ５８、６５の操作方向は、第２実施形態に同アクチュエータの操作方向と同一である。
　二軸ステージ７０は、Ｘ方向にスライド自在に設けられた第１ステージ７１と、Ｚ方向にスライド自在に設けられた第２ステージ７２とを備える。第１ステージ７１は第２ステージ７２の上方に位置し、リニアアクチュエータ５８によってＸ方向に操作される。第２ステージ７２は第１ステージ７１の下方に位置し、リニアアクチュエータ６５によってＺ方向に操作される。
　第１ステージ７１の上面７１ａはＸＺ平面と平行である。この上面７１ａには、保持部４１又は保持部４２が載置される。例えば、図８Ｂに示すように、保持部４２が第１ステージ７１に載置される。なお、上面７１ａに対する保持部４２のスリップを防止するため、保持部４２は、比較的弱い接着力をもつ接着剤等で上面７１ａに一時的に固定されていてもよい。
　操作部４８Ｃは、ストッパ（第１ストッパ部）５９に加え、ストッパ（第２ストッパ部）６６を備える。ストッパ６６は、Ｙ方向から見て、保持部４１及び保持部４２を挟んでリニアアクチュエータ６５と反対側に設けられ、Ｚ方向（第１方向）の反対方向から保持部４１に接触する。ストッパ６６は、Ｘ方向及びＹ方向に延伸する壁部６７と、壁部６７からＺ方向の反対方向に延伸する少なくとも１つピン６８とを含む。ストッパ６６が複数のピン６８を含む場合、複数のピン６８はＸ方向に間隔を置いて配列する。
　図８Ａに示すように、ピン６８は、Ｘ方向において保持部４１と接触可能な位置に設けられる。また、図８Ｂに示すように、ピン６８は、Ｙ方向において保持部４１と同じ高さに位置する。つまり、ピン６８は壁部６７から保持部４１に向けて延伸している。
　本実施形態における保持部４１と保持部４２の相対的な位置調整は、第２実施形態における位置調整と同様である。即ち、本実施形態では、リニアアクチュエータ５８による保持部４２の位置調整を粗調整として捉える。但し、リニアアクチュエータ６５による位置調整の対象は、保持部４１ではなく保持部４２である。本実施形態では、リニアアクチュエータ６５による保持部４２の位置調整を微調整として捉える。そして、これら粗調整及び微調整を併用する。
　まず、リニアアクチュエータ５８によって保持部４２の位置調整を行う。この場合、図６に示すステップＳ１～Ｓ３の処理を実行する。即ち、制御部５０はリニアアクチュエータ５８を操作して、二軸ステージ７０の第１ステージ７１をＸ方向に移動させつつ、試験光８０の強度Ｐｔｈを監視する。但し、第２実施形態と同じく、ステップＳ３では強度Ｐｔｈを目標値Ｐｒｆに近付けるだけの処理に留める。
　次に、リニアアクチュエータ６５によって保持部４２の位置調整を行う。このとき、保持部４１は、第１ステージ７１のＸ方向への移動によって、ストッパ５９の複数のピン６３に既に接触し、Ｘ方向への更なる移動とＹ方向周りの回転が規制されている。
　制御部５０は、リニアアクチュエータ６５を操作して、二軸ステージ７０の第２ステージ７２をＺ方向に移動させつつ、試験光８０の強度Ｐｔｈを監視する。第２ステージ７２がＺ方向に移動すると、第２ステージ７２と共に第１ステージ７１もＺ方向に移動する。そして図８Ａ及び図８Ｂに示すように、保持部４１は、ストッパ６６のピン６８に接触する。これにより、保持部４１のＺ方向への更なる移動が規制され、保持部４２だけがＺ方向に移動する。
　保持部４２が保持部４１に対してＺ方向に移動するため、強度Ｐｔｈは緩やかに減少する。そして、強度Ｐｔｈが目標値Ｐｒｆに達したとき、制御部５０はリニアアクチュエータ６５の操作を停止し、位置調整を終了する。その後、第１実施形態と同じく、保持部４１と保持部４２を接合させ、位置調整装置４０を回収する。
　このように、第３実施形態においても、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。即ち、リニアアクチュエータ５８、６５の移動分解能が比較的大きくても、強度Ｐｔｈを高精度に目標値Ｐｒｆに合わせることができ、所望の光分岐率を得るまでの高精度な調整が可能となる。
　各実施形態に係るリニアアクチュエータ５８（６５）は、制御部５０によって制御されなくともよい。この場合、リニアアクチュエータ５８（６５）はモータを備えず、マイクロメータヘッド等の機械要素は作業者によって手動で操作される。作業者は、光強度測定部４４によって測定された試験光８０の強度をモニタ等の表示装置（図示せず）で監視しつつ、マイクロメータヘッドを手動で操作する。リニアアクチュエータ５８（６５）の自動制御を行うための構成を省略できるので、位置調整装置４０の更なる小型化と製造コストの削減が期待できる。
　なお、本開示は上述の実施形態に限定されず、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含む。
１　光ファイバ分岐（光ファイバカプラ）
１０　光ファイバ（第１光ファイバ）
１１　コア（第１コア）
１２　クラッド（第１クラッド）
１３　被覆（第１被覆）
１４　研磨面（第１研磨面）
１５　側面
２０　光ファイバ（第２光ファイバ）
２０　光ファイバ
２１　コア（第２コア）
２２　クラッド（第２クラッド）
２３　被覆（第２被覆）
２４　研磨面（第２研磨面）
２５　側面
３０　研磨装置
３２　保持部
４０　光ファイバ位置調整装置
４１　保持部（第１保持部）
４２　保持部（第２保持部）
４３　光源
４４　光強度測定部
４５　位置調整部
４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃ　操作部
５０　制御部
５７　ガイド部
５８　リニアアクチュエータ
５９　ストッパ（第１ストッパ部）
６０　ステージ
６１　ガイド溝
６２　壁部
６３　ピン
６５　リニアアクチュエータ
６６　ストッパ（第２ストッパ部）
６７　壁部
６８　ピン
７０　二軸ステージ（ＸＹステージ）
７１　第１ステージ
７２　第２ステージ
８０　試験光
８１　通信光

Claims (5)

  1. 　第１光ファイバの側面に形成された第１研磨面と第２光ファイバの側面に形成された第２研磨面が互いに摺動可能に接触した状態で互いに重ね合わされ、前記第１光ファイバを保持する第１保持部及び前記第２光ファイバを保持する第２保持部と、
    　前記第２光ファイバに沿った第１方向と交差する第２方向に前記第２保持部を移動させる第１駆動部、及び、前記第２方向の反対方向から前記第１保持部に接触する第１ストッパ部を含む位置調整部と、
    　前記第２光ファイバに入射する試験光を生成する光源と、
    　前記第２光ファイバを通過した前記試験光の強度を測定する光強度測定部と
    を備える光ファイバ位置調整装置。
  2. 前記位置調整部は、
    　前記第１方向に前記第１保持部を移動させる第２駆動部
    を更に含む請求項１記載の光ファイバ位置調整装置。
  3. 前記位置調整部は、
    　前記第１方向に前記第２保持部を移動させる第２駆動部と、
    　前記第１方向と反対方向から前記第１保持部に接触する第２ストッパ部と
    を更に含む請求項１記載の光ファイバ位置調整装置。
  4. 　第１研磨面を側面に有する第１光ファイバを保持する第１保持部と、第２研磨面を側面に有する第２光ファイバを保持する第２保持部とを、前記第１研磨面と前記第２研磨面が互いに摺動可能に接触した状態で重ね合わせ、
    　前記第２光ファイバを通過した光の強度を測定しつつ、前記第２光ファイバに沿った第１方向と交差する第２方向の反対方向からのストッパとの接触によって前記第１保持部の回転と前記第２方向への移動とを規制しながら、前記第２方向に沿って、前記第２研磨面が前記第１研磨面に接近するように、前記第２保持部を移動させ、
    　前記第２保持部の移動によって前記強度が所定値に達したとき前記第２保持部の移動を停止させる
    光ファイバ位置調整方法。
  5. 　前記第１光ファイバはネットワークに既に敷設された光ファイバであり、
    　前記第２光ファイバは前記第１光ファイバが構築した光の方路から分岐する又は当該方路に合流する方路を構築する光ファイバである
    請求項４に記載の光ファイバ位置調整方法。
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