JP2001318262A - 光ファイバ素子製造方法および光ファイバ素子 - Google Patents
光ファイバ素子製造方法および光ファイバ素子Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 鋼線による補強によらずに融着接続部の機械
的強度を確保することができる光ファイバ素子の製造方
法を提供する。 【解決手段】 融着接続すべき2本の光ファイバ10,
20を用意し(図1(a))、光ファイバ10,20そ
れぞれの端部の樹脂12,22の被覆を除去してガラス
ファイバ11,21を露出させ(図1(b))、ガラス
ファイバ11,21の軸合わせを行い(図1(c))、
ガラスファイバ11,21の各端面を加熱して融着し融
着接続部Aを形成する融着工程を行う(図1(d))。
その後に、800℃以上1500℃以下の第1の温度で
融着接続部A周辺を加熱処理して、融着接続部A周辺に
おいてガラスファイバ11,21に添加されている添加
物を拡散させる添加物拡散工程を行う(図1(e))。
更にその後に、500℃以上1500℃以下の温度で融
着接続部A周辺を加熱処理して熱歪みを除去する熱歪み
除去工程を行う(図1(f))。
的強度を確保することができる光ファイバ素子の製造方
法を提供する。 【解決手段】 融着接続すべき2本の光ファイバ10,
20を用意し(図1(a))、光ファイバ10,20そ
れぞれの端部の樹脂12,22の被覆を除去してガラス
ファイバ11,21を露出させ(図1(b))、ガラス
ファイバ11,21の軸合わせを行い(図1(c))、
ガラスファイバ11,21の各端面を加熱して融着し融
着接続部Aを形成する融着工程を行う(図1(d))。
その後に、800℃以上1500℃以下の第1の温度で
融着接続部A周辺を加熱処理して、融着接続部A周辺に
おいてガラスファイバ11,21に添加されている添加
物を拡散させる添加物拡散工程を行う(図1(e))。
更にその後に、500℃以上1500℃以下の温度で融
着接続部A周辺を加熱処理して熱歪みを除去する熱歪み
除去工程を行う(図1(f))。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、2本の光ファイバ
が融着接続された融着接続部を有する光ファイバ素子、
および、その製造方法に関するものである。
が融着接続された融着接続部を有する光ファイバ素子、
および、その製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】2本の光ファイバを縦続接続する方法と
してコネクタ接続と融着接続とがある。このうち、融着
接続は、2本の光ファイバを軸合わせし各端面を加熱し
て融着するものであり、接続損失が小さいという利点を
有している。また、モードフィールド径が互いに異なる
2本の光ファイバを融着接続した場合には、このモード
フィールド径の相違に因り接続損失が大きくなるもの
の、融着接続後に更に所定の温度で加熱して添加物(例
えばGeやFなど)を拡散させることで、モードフィー
ルド径の相違を小さくして、接続損失を小さくすること
ができる。しかし、その一方で、光ファイバの他の部分
と比較して融着接続部の機械的強度が低くなるという問
題点があった。そこで、従来では、融着接続部を有する
光ファイバ素子において、融着接続部の強度を補強する
為に、融着接続部に鋼線を沿わせて、これら全体を樹脂
で被覆することが行われている。
してコネクタ接続と融着接続とがある。このうち、融着
接続は、2本の光ファイバを軸合わせし各端面を加熱し
て融着するものであり、接続損失が小さいという利点を
有している。また、モードフィールド径が互いに異なる
2本の光ファイバを融着接続した場合には、このモード
フィールド径の相違に因り接続損失が大きくなるもの
の、融着接続後に更に所定の温度で加熱して添加物(例
えばGeやFなど)を拡散させることで、モードフィー
ルド径の相違を小さくして、接続損失を小さくすること
ができる。しかし、その一方で、光ファイバの他の部分
と比較して融着接続部の機械的強度が低くなるという問
題点があった。そこで、従来では、融着接続部を有する
光ファイバ素子において、融着接続部の強度を補強する
為に、融着接続部に鋼線を沿わせて、これら全体を樹脂
で被覆することが行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような鋼線を用いた融着接続部の補強方法は以下のよう
な問題点を有している。すなわち、光ファイバの他の部
分と比較すると、融着接続部を含む補強部(鋼線が添え
られている部分)の外径は太くなる。そして、鋼線が添
えられた補強部の外径が太くなると、この補強部を含み
縦続接続された2本の光ファイバをケーブル化すると
き、ボビンに巻いてモジュール化するとき或いはその他
の実装をするときに、この補強部の周辺の光ファイバに
応力が加わって、その結果、光ファイバの破断の危険性
が高くなったり、或いは、光ファイバを伝搬する光の損
失が大きくなったりする。また、この補強部を含む2本
の光ファイバをボビンに巻くときに、この補強部を曲げ
ることが困難である。このように、融着接続部を有する
光ファイバ素子は、実装形態または用途によっては、鋼
線による融着接続部の補強が好ましくない場合がある。
ような鋼線を用いた融着接続部の補強方法は以下のよう
な問題点を有している。すなわち、光ファイバの他の部
分と比較すると、融着接続部を含む補強部(鋼線が添え
られている部分)の外径は太くなる。そして、鋼線が添
えられた補強部の外径が太くなると、この補強部を含み
縦続接続された2本の光ファイバをケーブル化すると
き、ボビンに巻いてモジュール化するとき或いはその他
の実装をするときに、この補強部の周辺の光ファイバに
応力が加わって、その結果、光ファイバの破断の危険性
が高くなったり、或いは、光ファイバを伝搬する光の損
失が大きくなったりする。また、この補強部を含む2本
の光ファイバをボビンに巻くときに、この補強部を曲げ
ることが困難である。このように、融着接続部を有する
光ファイバ素子は、実装形態または用途によっては、鋼
線による融着接続部の補強が好ましくない場合がある。
【0004】本発明は、上記問題点を解消する為になさ
れたものであり、鋼線による補強によらずに融着接続部
の機械的強度が確保された光ファイバ素子、および、こ
の光ファイバ素子の製造方法を提供することを目的とす
る。
れたものであり、鋼線による補強によらずに融着接続部
の機械的強度が確保された光ファイバ素子、および、こ
の光ファイバ素子の製造方法を提供することを目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光ファイバ
素子製造方法は、2本の光ファイバの各端面が融着接続
された融着接続部を有する光ファイバ素子の製造方法で
あって、(1) 2本の光ファイバの各端面を加熱して融着
し融着接続部を形成する融着工程と、(2) 800℃以上
1500℃以下の第1の温度で融着接続部およびその周
辺を加熱処理して、融着接続部およびその周辺において
2本の光ファイバに添加されている添加物を拡散させる
添加物拡散工程と、(3) 添加物拡散工程の後に、500
℃以上1200℃以下であって第1の温度より低い第2
の温度で融着接続部およびその周辺を加熱処理して熱歪
みを除去する熱歪み除去工程と、を備えることを特徴と
する。
素子製造方法は、2本の光ファイバの各端面が融着接続
された融着接続部を有する光ファイバ素子の製造方法で
あって、(1) 2本の光ファイバの各端面を加熱して融着
し融着接続部を形成する融着工程と、(2) 800℃以上
1500℃以下の第1の温度で融着接続部およびその周
辺を加熱処理して、融着接続部およびその周辺において
2本の光ファイバに添加されている添加物を拡散させる
添加物拡散工程と、(3) 添加物拡散工程の後に、500
℃以上1200℃以下であって第1の温度より低い第2
の温度で融着接続部およびその周辺を加熱処理して熱歪
みを除去する熱歪み除去工程と、を備えることを特徴と
する。
【0006】この光ファイバ素子製造方法によれば、融
着工程において、2本の光ファイバの各端面が加熱され
て融着され融着接続部が形成され、その後の添加物拡散
工程において、800℃以上1500℃以下の第1の温
度で融着接続部およびその周辺が加熱処理されて、融着
接続部およびその周辺において2本の光ファイバに添加
されている添加物が拡散する。そして、更にその後の熱
歪み除去工程において、500℃以上1200℃以下で
あって第1の温度より低い第2の温度で融着接続部およ
びその周辺が加熱処理されて熱歪みが除去され、その
後、冷却される。
着工程において、2本の光ファイバの各端面が加熱され
て融着され融着接続部が形成され、その後の添加物拡散
工程において、800℃以上1500℃以下の第1の温
度で融着接続部およびその周辺が加熱処理されて、融着
接続部およびその周辺において2本の光ファイバに添加
されている添加物が拡散する。そして、更にその後の熱
歪み除去工程において、500℃以上1200℃以下で
あって第1の温度より低い第2の温度で融着接続部およ
びその周辺が加熱処理されて熱歪みが除去され、その
後、冷却される。
【0007】モードフィールド径が互いに異なる2本の
光ファイバを融着接続する場合であっても、添加物拡散
工程の際に第1の温度で加熱処理して添加物を拡散させ
ることで、モードフィールド径の相違を小さくして、接
続損失を小さくすることができる。また、融着工程およ
び添加物拡散工程の際に融着接続部およびその周辺に熱
歪みが生じるが、500℃以上1200℃以下であって
第1の温度より低い第2の温度での熱歪み除去工程の際
に、この熱歪みが除去されるので、光ファイバ素子の融
着接続部およびその周辺の機械的強度が確保される。ま
た、その後の冷却の際にも熱歪みが除去されたままであ
り、光ファイバ素子の融着接続部およびその周辺の機械
的強度が充分に確保される。なお、冷却速度は4000
℃/秒以下であるのが好適である。
光ファイバを融着接続する場合であっても、添加物拡散
工程の際に第1の温度で加熱処理して添加物を拡散させ
ることで、モードフィールド径の相違を小さくして、接
続損失を小さくすることができる。また、融着工程およ
び添加物拡散工程の際に融着接続部およびその周辺に熱
歪みが生じるが、500℃以上1200℃以下であって
第1の温度より低い第2の温度での熱歪み除去工程の際
に、この熱歪みが除去されるので、光ファイバ素子の融
着接続部およびその周辺の機械的強度が確保される。ま
た、その後の冷却の際にも熱歪みが除去されたままであ
り、光ファイバ素子の融着接続部およびその周辺の機械
的強度が充分に確保される。なお、冷却速度は4000
℃/秒以下であるのが好適である。
【0008】また、本発明に係る光ファイバ素子製造方
法では、熱歪み除去工程において、アーク放電により、
可燃性ガスおよび酸素ガスをバーナに供給して生成した
火炎により、または、ヒータにより、融着接続部および
その周辺を加熱処理することを特徴とする。これら何れ
の場合にも、熱歪み工程において、適切な温度で光ファ
イバ素子の融着接続部およびその周辺が加熱処理され、
融着工程の際に生じた熱歪みが除去される。アーク放電
により加熱する場合には、融着接続装置をそのまま用い
ることができるので好適である。バーナにより加熱する
場合には、光ファイバ素子の融着接続部およびその周辺
を分布加熱することができ、また、加熱装置の小型化が
可能であるので好適である。また、ヒータにより加熱す
る場合には、光ファイバ素子の融着接続部およびその周
辺を分布加熱することができ、また、加熱雰囲気がクリ
ーンであるので好適である。
法では、熱歪み除去工程において、アーク放電により、
可燃性ガスおよび酸素ガスをバーナに供給して生成した
火炎により、または、ヒータにより、融着接続部および
その周辺を加熱処理することを特徴とする。これら何れ
の場合にも、熱歪み工程において、適切な温度で光ファ
イバ素子の融着接続部およびその周辺が加熱処理され、
融着工程の際に生じた熱歪みが除去される。アーク放電
により加熱する場合には、融着接続装置をそのまま用い
ることができるので好適である。バーナにより加熱する
場合には、光ファイバ素子の融着接続部およびその周辺
を分布加熱することができ、また、加熱装置の小型化が
可能であるので好適である。また、ヒータにより加熱す
る場合には、光ファイバ素子の融着接続部およびその周
辺を分布加熱することができ、また、加熱雰囲気がクリ
ーンであるので好適である。
【0009】また、本発明に係る光ファイバ素子製造方
法では、熱歪み除去工程において2本の光ファイバの長
手方向に相対的に加熱源を移動させながら融着接続部お
よびその周辺を加熱処理することを特徴とする。この場
合には、添加物拡散工程の際に加熱された範囲の熱歪み
を熱歪み除去工程で除去することができる。
法では、熱歪み除去工程において2本の光ファイバの長
手方向に相対的に加熱源を移動させながら融着接続部お
よびその周辺を加熱処理することを特徴とする。この場
合には、添加物拡散工程の際に加熱された範囲の熱歪み
を熱歪み除去工程で除去することができる。
【0010】また、本発明に係る光ファイバ素子製造方
法では、熱歪み除去工程において2本の光ファイバの長
手方向の温度勾配が500℃/mm以下であることを特
徴とする。この場合には、温度勾配が小さいことから、
熱歪みが充分に除去される。
法では、熱歪み除去工程において2本の光ファイバの長
手方向の温度勾配が500℃/mm以下であることを特
徴とする。この場合には、温度勾配が小さいことから、
熱歪みが充分に除去される。
【0011】本発明に係る光ファイバ素子は、上記の本
発明に係る光ファイバ素子製造方法により製造されたこ
とを特徴とする。この光ファイバ素子は、融着工程の際
に生じた熱歪みが熱歪み除去工程の際に除去されている
ので、鋼線による補強によらずに融着接続部およびその
周辺の機械的強度が充分に確保されたものである。ま
た、モードフィールド径が互いに異なる2本の光ファイ
バを融着接続したものであっても、添加物拡散工程の際
に第1の温度で加熱処理されて添加物が拡散しているの
で、モードフィールド径の相違が小さく、接続損失が小
さい。
発明に係る光ファイバ素子製造方法により製造されたこ
とを特徴とする。この光ファイバ素子は、融着工程の際
に生じた熱歪みが熱歪み除去工程の際に除去されている
ので、鋼線による補強によらずに融着接続部およびその
周辺の機械的強度が充分に確保されたものである。ま
た、モードフィールド径が互いに異なる2本の光ファイ
バを融着接続したものであっても、添加物拡散工程の際
に第1の温度で加熱処理されて添加物が拡散しているの
で、モードフィールド径の相違が小さく、接続損失が小
さい。
【0012】なお、ここで言う光ファイバ素子とは、2
本以上の光ファイバが融着接続されて融着接続部を有す
るものであって、敷設される光ファイバ伝送路(例え
ば、分散補償光ファイバ+シングルモード光ファイ
バ)、ボビンに巻かれたモジュール(例えば、分散補償
光ファイバ+シングルモード光ファイバ、光増幅用のE
r元素添加光ファイバ+シングルモード光ファイバ)、
その他の形態のものを含む。
本以上の光ファイバが融着接続されて融着接続部を有す
るものであって、敷設される光ファイバ伝送路(例え
ば、分散補償光ファイバ+シングルモード光ファイ
バ)、ボビンに巻かれたモジュール(例えば、分散補償
光ファイバ+シングルモード光ファイバ、光増幅用のE
r元素添加光ファイバ+シングルモード光ファイバ)、
その他の形態のものを含む。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明にお
いて同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を
省略する。
の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明にお
いて同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を
省略する。
【0014】先ず、本発明を想到するに到った経緯につ
いて説明する。本願発明者は、融着接続部を有する光フ
ァイバ素子において光ファイバの他の部分と比較して融
着接続部の機械的強度が低くなる原因を究明した結果、
融着の際や添加物拡散の際に2本の光ファイバの各端面
およびその極く近傍のみを局部的に高温で加熱すること
により生じた熱歪みが原因であることを見出した。すな
わち、ガラスが充分に軟化する温度まで各光ファイバの
ガラス端面を加熱して融着する際に融着接続部に熱歪み
が生じ、或いは、添加物が充分に拡散する温度まで加熱
する際に融着接続部に熱歪みが生じて、その後に各光フ
ァイバが冷却される際に熱歪みが残留する。この融着接
続部に残留した熱歪みは干渉顕微鏡等を用いて観察する
ことができる。融着接続部に熱歪みが残留したままであ
ると、後工程の際に融着接続部が破断して、光ファイバ
素子の製造歩留まりが悪くなる。本発明は、上記のよう
な知見に基づいてなされたものであり、融着後に融着接
続部およびその周辺を適切な温度で加熱処理することに
より熱歪みを除去して、光ファイバ素子の融着接続部の
機械的強度を確保するものである。
いて説明する。本願発明者は、融着接続部を有する光フ
ァイバ素子において光ファイバの他の部分と比較して融
着接続部の機械的強度が低くなる原因を究明した結果、
融着の際や添加物拡散の際に2本の光ファイバの各端面
およびその極く近傍のみを局部的に高温で加熱すること
により生じた熱歪みが原因であることを見出した。すな
わち、ガラスが充分に軟化する温度まで各光ファイバの
ガラス端面を加熱して融着する際に融着接続部に熱歪み
が生じ、或いは、添加物が充分に拡散する温度まで加熱
する際に融着接続部に熱歪みが生じて、その後に各光フ
ァイバが冷却される際に熱歪みが残留する。この融着接
続部に残留した熱歪みは干渉顕微鏡等を用いて観察する
ことができる。融着接続部に熱歪みが残留したままであ
ると、後工程の際に融着接続部が破断して、光ファイバ
素子の製造歩留まりが悪くなる。本発明は、上記のよう
な知見に基づいてなされたものであり、融着後に融着接
続部およびその周辺を適切な温度で加熱処理することに
より熱歪みを除去して、光ファイバ素子の融着接続部の
機械的強度を確保するものである。
【0015】次に、本実施形態に係る光ファイバ素子製
造方法の工程を説明する。図1は、本実施形態に係る光
ファイバ素子製造方法を説明する工程図である。初め
に、互いに融着接続すべき2本の光ファイバ10および
20を用意する(図1(a))。光ファイバ10,20
は、石英ガラスをベースとするガラスファイバ11,2
1の周囲を樹脂12,22で被覆したものである。そし
て、光ファイバ10,20それぞれの端部の樹脂12,
22の被覆を除去して、端部のガラスファイバ11,2
1を露出させる(図1(b))。樹脂12,22の被覆
の除去は、例えば、熱濃硫酸を用いて化学的に行い、そ
の後、水またはアセトンを用いて硫酸を洗い流す。そし
て、端部のガラスファイバ11,21をファイバカッタ
ーで切断して、これら端部が被覆除去された光ファイバ
10,20を融着接続装置のファイバホルダ30,40
により保持し、ガラスファイバ11,21の軸合わせを
行う(図1(c))。
造方法の工程を説明する。図1は、本実施形態に係る光
ファイバ素子製造方法を説明する工程図である。初め
に、互いに融着接続すべき2本の光ファイバ10および
20を用意する(図1(a))。光ファイバ10,20
は、石英ガラスをベースとするガラスファイバ11,2
1の周囲を樹脂12,22で被覆したものである。そし
て、光ファイバ10,20それぞれの端部の樹脂12,
22の被覆を除去して、端部のガラスファイバ11,2
1を露出させる(図1(b))。樹脂12,22の被覆
の除去は、例えば、熱濃硫酸を用いて化学的に行い、そ
の後、水またはアセトンを用いて硫酸を洗い流す。そし
て、端部のガラスファイバ11,21をファイバカッタ
ーで切断して、これら端部が被覆除去された光ファイバ
10,20を融着接続装置のファイバホルダ30,40
により保持し、ガラスファイバ11,21の軸合わせを
行う(図1(c))。
【0016】軸合わせの後に、ガラスファイバ11,2
1の各端面を加熱して融着し融着接続部Aを形成する融
着工程を行う(図1(d))。具体的には、ガラスファ
イバ11,21の各端面を予加熱して整形し、ガラスフ
ァイバ11,21の各端面を互いに押し込んで接続し、
融着接続部Aの周辺を整形加熱する。
1の各端面を加熱して融着し融着接続部Aを形成する融
着工程を行う(図1(d))。具体的には、ガラスファ
イバ11,21の各端面を予加熱して整形し、ガラスフ
ァイバ11,21の各端面を互いに押し込んで接続し、
融着接続部Aの周辺を整形加熱する。
【0017】融着工程の後に、800℃以上1500℃
以下の第1の温度で融着接続部Aおよびその周辺を加熱
処理して融着接続部Aおよびその周辺においてガラスフ
ァイバ11,21に添加されている添加物を拡散させる
添加物拡散工程を行う(図1(e))。この添加物拡散
工程の際の加熱温度範囲800℃〜1500℃は、ガラ
スファイバ11,21の軟化温度以下であり、且つ、ガ
ラスファイバ11,21に添加されている添加物を拡散
させるのに充分な温度である。また、添加物拡散工程の
際の加熱時間は2分程度以上10分程度以下であるのが
好適である。加熱温度が高いほど、加熱時間は短くてよ
い。この添加物拡散工程における加熱処理により、添加
物を拡散させることで、モードフィールド径の相違を小
さくして、接続損失を小さくすることができる。
以下の第1の温度で融着接続部Aおよびその周辺を加熱
処理して融着接続部Aおよびその周辺においてガラスフ
ァイバ11,21に添加されている添加物を拡散させる
添加物拡散工程を行う(図1(e))。この添加物拡散
工程の際の加熱温度範囲800℃〜1500℃は、ガラ
スファイバ11,21の軟化温度以下であり、且つ、ガ
ラスファイバ11,21に添加されている添加物を拡散
させるのに充分な温度である。また、添加物拡散工程の
際の加熱時間は2分程度以上10分程度以下であるのが
好適である。加熱温度が高いほど、加熱時間は短くてよ
い。この添加物拡散工程における加熱処理により、添加
物を拡散させることで、モードフィールド径の相違を小
さくして、接続損失を小さくすることができる。
【0018】添加物拡散工程の後に、500℃以上12
00℃以下であって第1の温度より低い第2の温度で融
着接続部Aおよびその周辺を加熱処理して熱歪みを除去
する熱歪み除去工程を行う(図1(f))。この熱歪み
除去工程の際の加熱温度範囲500℃〜1200℃は、
ガラスファイバ11,21の軟化温度以下であり、且
つ、熱歪みを除去するのに充分な温度である。また、熱
歪み除去工程の際の加熱時間は、添加物拡散工程の際の
加熱時間より短く、数秒〜数十秒程度の短時間で充分で
ある。この熱歪み除去工程における加熱処理により、融
着工程または添加物拡散工程の際に生じた融着接続部A
周辺の熱歪みが除去され、融着接続部A周辺の機械的強
度が回復する。なお、図1(e)および(f)それぞれ
では、ガラスファイバ11,21におけるモードフィー
ルド径の長手方向の変化の様子が破線で模式的に示され
ている。
00℃以下であって第1の温度より低い第2の温度で融
着接続部Aおよびその周辺を加熱処理して熱歪みを除去
する熱歪み除去工程を行う(図1(f))。この熱歪み
除去工程の際の加熱温度範囲500℃〜1200℃は、
ガラスファイバ11,21の軟化温度以下であり、且
つ、熱歪みを除去するのに充分な温度である。また、熱
歪み除去工程の際の加熱時間は、添加物拡散工程の際の
加熱時間より短く、数秒〜数十秒程度の短時間で充分で
ある。この熱歪み除去工程における加熱処理により、融
着工程または添加物拡散工程の際に生じた融着接続部A
周辺の熱歪みが除去され、融着接続部A周辺の機械的強
度が回復する。なお、図1(e)および(f)それぞれ
では、ガラスファイバ11,21におけるモードフィー
ルド径の長手方向の変化の様子が破線で模式的に示され
ている。
【0019】また、この熱歪み除去工程では、ガラスフ
ァイバ11,21の長手方向に相対的に加熱源を移動さ
せながら融着接続部およびその周辺を加熱処理するのが
好適であり、このようにすることで、添加物拡散工程の
際に加熱された範囲の熱歪みを熱歪み除去工程で除去す
ることができる。すなわち、モードフィールド径の長手
方向の変化に因る放射損失を低減するために、モードフ
ィールド径の長手方向の変化を緩やかにする必要があ
り、また、添加物拡散工程の際の第1の温度が比較的高
いことから、添加物拡散工程の際に加熱される範囲(す
なわち、熱歪みが生じる範囲)が比較的広い(例えば1
0mm〜15mm程度)。これに対して、熱歪み除去工
程の際の第2の温度が比較的低いことから、加熱源を固
定していたのでは、熱歪み除去工程の際に加熱される範
囲が比較的狭い(例えば5mm〜10mm程度)。そこ
で、熱歪み除去工程において2本の光ファイバの長手方
向に相対的に加熱源を移動させながら融着接続部および
その周辺を加熱処理するのが好適である。また、熱歪み
除去工程において2本の光ファイバの長手方向の温度勾
配が500℃/mm以下であるのが好適であり、このよ
うに温度勾配を小さくすることで、熱歪みが充分に除去
される。
ァイバ11,21の長手方向に相対的に加熱源を移動さ
せながら融着接続部およびその周辺を加熱処理するのが
好適であり、このようにすることで、添加物拡散工程の
際に加熱された範囲の熱歪みを熱歪み除去工程で除去す
ることができる。すなわち、モードフィールド径の長手
方向の変化に因る放射損失を低減するために、モードフ
ィールド径の長手方向の変化を緩やかにする必要があ
り、また、添加物拡散工程の際の第1の温度が比較的高
いことから、添加物拡散工程の際に加熱される範囲(す
なわち、熱歪みが生じる範囲)が比較的広い(例えば1
0mm〜15mm程度)。これに対して、熱歪み除去工
程の際の第2の温度が比較的低いことから、加熱源を固
定していたのでは、熱歪み除去工程の際に加熱される範
囲が比較的狭い(例えば5mm〜10mm程度)。そこ
で、熱歪み除去工程において2本の光ファイバの長手方
向に相対的に加熱源を移動させながら融着接続部および
その周辺を加熱処理するのが好適である。また、熱歪み
除去工程において2本の光ファイバの長手方向の温度勾
配が500℃/mm以下であるのが好適であり、このよ
うに温度勾配を小さくすることで、熱歪みが充分に除去
される。
【0020】そして、この熱歪み除去工程の後に融着接
続部Aおよびその周辺を冷却する。この冷却の際の冷却
速度は4000℃/分以下であるのが好適である。冷却
の後に、露出していたガラスファイバ11,21を樹脂
52で再被覆する(図1(g))。この樹脂52による
被覆の外径は、光ファイバ10,20の樹脂12,22
による被覆の外径と略等しい。その後、融着接続部Aを
含む光ファイバ10,20をボビンに巻く等の所定の実
装を行って、光ファイバ素子1を製造する。このように
して製造された光ファイバ素子1は、融着工程の際に生
じた熱歪みが熱歪み除去工程の際に除去されているの
で、鋼線による補強によらずに融着接続部Aおよびその
周辺の機械的強度が充分に確保されたものとなる。ま
た、モードフィールド径が互いに異なる2本の光ファイ
バを融着接続したものであっても、添加物拡散工程の際
に第1の温度で加熱処理されて添加物が拡散しているの
で、モードフィールド径の相違が小さく、接続損失が小
さい。
続部Aおよびその周辺を冷却する。この冷却の際の冷却
速度は4000℃/分以下であるのが好適である。冷却
の後に、露出していたガラスファイバ11,21を樹脂
52で再被覆する(図1(g))。この樹脂52による
被覆の外径は、光ファイバ10,20の樹脂12,22
による被覆の外径と略等しい。その後、融着接続部Aを
含む光ファイバ10,20をボビンに巻く等の所定の実
装を行って、光ファイバ素子1を製造する。このように
して製造された光ファイバ素子1は、融着工程の際に生
じた熱歪みが熱歪み除去工程の際に除去されているの
で、鋼線による補強によらずに融着接続部Aおよびその
周辺の機械的強度が充分に確保されたものとなる。ま
た、モードフィールド径が互いに異なる2本の光ファイ
バを融着接続したものであっても、添加物拡散工程の際
に第1の温度で加熱処理されて添加物が拡散しているの
で、モードフィールド径の相違が小さく、接続損失が小
さい。
【0021】図2は、本実施形態に係る光ファイバ素子
製造方法における熱歪み除去工程を行う装置の構成図で
ある。この図に示すように、融着接続部Aおよびその周
辺を加熱する為の加熱源60、および、融着接続部Aお
よびその周辺の温度を測定する為の放射温度計70が、
融着接続部Aの近くに設けられている。融着接続部Aお
よびその周辺の温度を放射温度計70により測定し、こ
の放射温度計70により測定される温度が適切な値とな
るよう、加熱源60による融着接続部Aおよびその周辺
の加熱を制御する。
製造方法における熱歪み除去工程を行う装置の構成図で
ある。この図に示すように、融着接続部Aおよびその周
辺を加熱する為の加熱源60、および、融着接続部Aお
よびその周辺の温度を測定する為の放射温度計70が、
融着接続部Aの近くに設けられている。融着接続部Aお
よびその周辺の温度を放射温度計70により測定し、こ
の放射温度計70により測定される温度が適切な値とな
るよう、加熱源60による融着接続部Aおよびその周辺
の加熱を制御する。
【0022】加熱源60は、アーク放電のための電極、
バーナまたはヒータ(電気ヒータやセラミックヒータ
等)であり、ガラスファイバ11,21の長手方向に往
復移動が可能である。バーナによる加熱の際には、可燃
性ガス(例えばプロパンガス等の炭化水素ガス)および
酸素ガスをバーナに供給して火炎を生成し、この火炎に
より融着接続部Aおよびその周辺を加熱処理する。加熱
源60としてアーク放電を用いる場合には、融着接続装
置をそのまま用いることができるので好適である。加熱
源60としてバーナを用いる場合には、融着接続部Aお
よびその周辺を分布加熱することができ、また、加熱装
置の小型化が可能であるので好適である。また、加熱源
60としてヒータを用いる場合には、融着接続部Aおよ
びその周辺を分布加熱することができ、また、加熱雰囲
気がクリーンであるので好適である。
バーナまたはヒータ(電気ヒータやセラミックヒータ
等)であり、ガラスファイバ11,21の長手方向に往
復移動が可能である。バーナによる加熱の際には、可燃
性ガス(例えばプロパンガス等の炭化水素ガス)および
酸素ガスをバーナに供給して火炎を生成し、この火炎に
より融着接続部Aおよびその周辺を加熱処理する。加熱
源60としてアーク放電を用いる場合には、融着接続装
置をそのまま用いることができるので好適である。加熱
源60としてバーナを用いる場合には、融着接続部Aお
よびその周辺を分布加熱することができ、また、加熱装
置の小型化が可能であるので好適である。また、加熱源
60としてヒータを用いる場合には、融着接続部Aおよ
びその周辺を分布加熱することができ、また、加熱雰囲
気がクリーンであるので好適である。
【0023】放射温度計70は、2次元赤外放射温度計
と拡大レンズとを組み合わせたものであり、この拡大レ
ンズを介して2次元赤外放射温度計により融着接続部A
およびその周辺の温度分布を測定する。また、測定対象
であるガラスファイバ11,21の形状および材質を考
慮して放射率を0.5に設定する。熱歪み除去工程で
は、この放射温度計70により測定される温度分布が融
着接続部Aまたはこの極近傍で最大温度となるように加
熱源60を配置し又は長手方向に移動させ、また、この
最大温度を熱歪み除去工程の際の加熱温度とする。
と拡大レンズとを組み合わせたものであり、この拡大レ
ンズを介して2次元赤外放射温度計により融着接続部A
およびその周辺の温度分布を測定する。また、測定対象
であるガラスファイバ11,21の形状および材質を考
慮して放射率を0.5に設定する。熱歪み除去工程で
は、この放射温度計70により測定される温度分布が融
着接続部Aまたはこの極近傍で最大温度となるように加
熱源60を配置し又は長手方向に移動させ、また、この
最大温度を熱歪み除去工程の際の加熱温度とする。
【0024】次に、本実施形態に係る光ファイバ素子製
造方法の具体的な実施例について説明する。以下の実施
例1〜5では、波長1.55μmで正の波長分散を有す
る石英ガラス系のシングルモード光ファイバ(モードフ
ィールド径10μm)を光ファイバ10として用い、波
長1.55μmで負の波長分散を有する石英ガラス系の
分散補償光ファイバ(モードフィールド径5μm)を光
ファイバ20として用いた。
造方法の具体的な実施例について説明する。以下の実施
例1〜5では、波長1.55μmで正の波長分散を有す
る石英ガラス系のシングルモード光ファイバ(モードフ
ィールド径10μm)を光ファイバ10として用い、波
長1.55μmで負の波長分散を有する石英ガラス系の
分散補償光ファイバ(モードフィールド径5μm)を光
ファイバ20として用いた。
【0025】第1実施例では、添加物拡散工程および熱
歪み除去工程それぞれにおいてアーク放電を用いた。具
体的には、融着接続装置を用いてアーク放電によりガラ
スファイバ11,21の各端面を互いに融着接続し、そ
の後の添加物拡散工程および熱歪み除去工程の際にも、
この融着接続装置をそのまま用いた。添加物拡散工程で
は、アーク放電電流値を15mAとして加熱温度を13
00℃とし、加熱時間10秒と放置時間60秒とからな
るサイクルを20回繰り返した。熱歪み除去工程では、
アーク放電電流値を10mAとして加熱温度を800℃
とし、加熱時間を10秒間とした。また、熱歪み除去工
程では、融着接続部を中心にして長手方向にアーク放電
電極を移動させながら、融着接続部およびその周辺を加
熱して熱歪みを除去した。このようにして融着接続部を
有する20本の光ファイバ素子を製造した。20本の光
ファイバ素子の平均の接続損失が0.12dBであり、
平均の破断強度が29.4N(3.0kg)であって、
良好な結果が得られた。なお、熱歪み除去工程を行わな
かったこと以外は同様にして融着接続部を有する20本
の光ファイバ素子を製造したところ、平均の接続損失が
0.11dBであり、平均の破断強度が16.66N
(1.7kg)であった。このように熱歪み除去工程を
行うことにより破断強度が改善されることが確認され
た。
歪み除去工程それぞれにおいてアーク放電を用いた。具
体的には、融着接続装置を用いてアーク放電によりガラ
スファイバ11,21の各端面を互いに融着接続し、そ
の後の添加物拡散工程および熱歪み除去工程の際にも、
この融着接続装置をそのまま用いた。添加物拡散工程で
は、アーク放電電流値を15mAとして加熱温度を13
00℃とし、加熱時間10秒と放置時間60秒とからな
るサイクルを20回繰り返した。熱歪み除去工程では、
アーク放電電流値を10mAとして加熱温度を800℃
とし、加熱時間を10秒間とした。また、熱歪み除去工
程では、融着接続部を中心にして長手方向にアーク放電
電極を移動させながら、融着接続部およびその周辺を加
熱して熱歪みを除去した。このようにして融着接続部を
有する20本の光ファイバ素子を製造した。20本の光
ファイバ素子の平均の接続損失が0.12dBであり、
平均の破断強度が29.4N(3.0kg)であって、
良好な結果が得られた。なお、熱歪み除去工程を行わな
かったこと以外は同様にして融着接続部を有する20本
の光ファイバ素子を製造したところ、平均の接続損失が
0.11dBであり、平均の破断強度が16.66N
(1.7kg)であった。このように熱歪み除去工程を
行うことにより破断強度が改善されることが確認され
た。
【0026】第2実施例では、添加物拡散工程および熱
歪み除去工程それぞれにおいて小型バーナを用いた。具
体的には、融着接続装置を用いてアーク放電によりガラ
スファイバ11,21の各端面を互いに融着接続し、そ
の後の添加物拡散工程および熱歪み除去工程の際には、
他の加熱装置においてバーナを用いて融着接続部および
その周辺を加熱した。バーナにはプロパンガスおよび酸
素ガスを供給した。添加物拡散工程では、プロパンガス
供給量を30cc/分とし酸素ガス供給量を55cc/
分として加熱温度を1100℃とし、加熱時間20秒と
放置時間5秒とからなるサイクルを10回繰り返した。
熱歪み除去工程では、プロパンガス供給量を20cc/
分とし酸素ガス供給量を30cc/分として加熱温度を
800℃とし、加熱時間を20秒間とした。また、熱歪
み除去工程では、融着接続部を中心にして長手方向にバ
ーナを移動させながら、融着接続部およびその周辺を加
熱して熱歪みを除去した。このようにして融着接続部を
有する20本の光ファイバ素子を製造した。20本の光
ファイバ素子の平均の接続損失が0.12dBであり、
平均の破断強度が29.4N(3.0kg)であって、
良好な結果が得られた。なお、熱歪み除去工程を行わな
かったこと以外は同様にして融着接続部を有する20本
の光ファイバ素子を製造したところ、平均の接続損失が
0.12dBであり、平均の破断強度が17.64N
(1.8kg)であった。このように熱歪み除去工程を
行うことにより破断強度が改善されることが確認され
た。
歪み除去工程それぞれにおいて小型バーナを用いた。具
体的には、融着接続装置を用いてアーク放電によりガラ
スファイバ11,21の各端面を互いに融着接続し、そ
の後の添加物拡散工程および熱歪み除去工程の際には、
他の加熱装置においてバーナを用いて融着接続部および
その周辺を加熱した。バーナにはプロパンガスおよび酸
素ガスを供給した。添加物拡散工程では、プロパンガス
供給量を30cc/分とし酸素ガス供給量を55cc/
分として加熱温度を1100℃とし、加熱時間20秒と
放置時間5秒とからなるサイクルを10回繰り返した。
熱歪み除去工程では、プロパンガス供給量を20cc/
分とし酸素ガス供給量を30cc/分として加熱温度を
800℃とし、加熱時間を20秒間とした。また、熱歪
み除去工程では、融着接続部を中心にして長手方向にバ
ーナを移動させながら、融着接続部およびその周辺を加
熱して熱歪みを除去した。このようにして融着接続部を
有する20本の光ファイバ素子を製造した。20本の光
ファイバ素子の平均の接続損失が0.12dBであり、
平均の破断強度が29.4N(3.0kg)であって、
良好な結果が得られた。なお、熱歪み除去工程を行わな
かったこと以外は同様にして融着接続部を有する20本
の光ファイバ素子を製造したところ、平均の接続損失が
0.12dBであり、平均の破断強度が17.64N
(1.8kg)であった。このように熱歪み除去工程を
行うことにより破断強度が改善されることが確認され
た。
【0027】第3実施例では、添加物拡散工程および熱
歪み除去工程それぞれにおいて電気ヒータを用いた。具
体的には、融着接続装置を用いてアーク放電によりガラ
スファイバ11,21の各端面を互いに融着接続し、そ
の後の添加物拡散工程および熱歪み除去工程の際には、
他の加熱装置において電気ヒータを用いて融着接続部お
よびその周辺を加熱した。このとき、電気ヒータの電極
部をArガスでパージした。添加物拡散工程では、電気
ヒータに供給する電流の値を3Aとして加熱温度を11
00℃とし、加熱時間を10分とした。熱歪み除去工程
では、電気ヒータに供給する電流の値を1.5Aとして
加熱温度を600℃とし、加熱時間を1分間とした。ま
た、熱歪み除去工程では、融着接続部を中心にして長手
方向に電気ヒータを移動させながら、融着接続部および
その周辺を加熱して熱歪みを除去した。このようにして
融着接続部を有する20本の光ファイバ素子を製造し
た。20本の光ファイバ素子の平均の接続損失が0.1
3dBであり、平均の破断強度が27.44N(2.8
kg)であって、良好な結果が得られた。なお、熱歪み
除去工程を行わなかったこと以外は同様にして融着接続
部を有する20本の光ファイバ素子を製造したところ、
平均の接続損失が0.13dBであり、平均の破断強度
が16.66N(1.7kg)であった。このように熱
歪み除去工程を行うことにより破断強度が改善されるこ
とが確認された。
歪み除去工程それぞれにおいて電気ヒータを用いた。具
体的には、融着接続装置を用いてアーク放電によりガラ
スファイバ11,21の各端面を互いに融着接続し、そ
の後の添加物拡散工程および熱歪み除去工程の際には、
他の加熱装置において電気ヒータを用いて融着接続部お
よびその周辺を加熱した。このとき、電気ヒータの電極
部をArガスでパージした。添加物拡散工程では、電気
ヒータに供給する電流の値を3Aとして加熱温度を11
00℃とし、加熱時間を10分とした。熱歪み除去工程
では、電気ヒータに供給する電流の値を1.5Aとして
加熱温度を600℃とし、加熱時間を1分間とした。ま
た、熱歪み除去工程では、融着接続部を中心にして長手
方向に電気ヒータを移動させながら、融着接続部および
その周辺を加熱して熱歪みを除去した。このようにして
融着接続部を有する20本の光ファイバ素子を製造し
た。20本の光ファイバ素子の平均の接続損失が0.1
3dBであり、平均の破断強度が27.44N(2.8
kg)であって、良好な結果が得られた。なお、熱歪み
除去工程を行わなかったこと以外は同様にして融着接続
部を有する20本の光ファイバ素子を製造したところ、
平均の接続損失が0.13dBであり、平均の破断強度
が16.66N(1.7kg)であった。このように熱
歪み除去工程を行うことにより破断強度が改善されるこ
とが確認された。
【0028】第4実施例では、添加物拡散工程および熱
歪み除去工程それぞれにおいて小型バーナを用いた。具
体的には、融着接続装置を用いてアーク放電によりガラ
スファイバ11,21の各端面を互いに融着接続し、そ
の後の添加物拡散工程および熱歪み除去工程の際には、
他の加熱装置においてバーナを用いて融着接続部および
その周辺を加熱した。バーナにはプロパンガスおよび酸
素ガスを供給した。添加物拡散工程の際の加熱時間を3
00秒とし、熱歪み除去工程の際の加熱時間を15秒と
した。そして、添加物拡散工程の各温度条件および熱歪
み除去工程の各温度条件で、融着接続部を有する20本
の光ファイバ素子を製造し、20本の光ファイバ素子そ
れぞれについて引っ張り破断試験を行い、50%の10
本の光ファイバ素子が破断する強度である50%破断強
度を求めた。図3は、添加物拡散工程の際の各加熱温度
について、熱歪み除去工程の際の加熱温度と50%破断
強度との関係を示すグラフである。このグラフから判る
ように、添加物拡散工程の際の加熱温度が800℃以上
1500℃以下の範囲であって、熱歪み除去工程の際の
加熱温度が500℃以上1200℃以下の範囲であれ
ば、50%破断強度が19.6N(2.0kg)以上で
あり、光ファイバ素子の融着接続部の機械的強度を充分
に確保することができた。また、添加物拡散工程の際の
加熱温度が700℃以上1600℃以下の範囲であっ
て、熱歪み除去工程の際の加熱温度が100℃以上14
00℃以下の範囲において、接続損失が0.15dB以
下であることが確認された。なお、加熱源としてアーク
放電、バーナおよびヒータの何れを用いた場合であって
も同様の結果が得られた。
歪み除去工程それぞれにおいて小型バーナを用いた。具
体的には、融着接続装置を用いてアーク放電によりガラ
スファイバ11,21の各端面を互いに融着接続し、そ
の後の添加物拡散工程および熱歪み除去工程の際には、
他の加熱装置においてバーナを用いて融着接続部および
その周辺を加熱した。バーナにはプロパンガスおよび酸
素ガスを供給した。添加物拡散工程の際の加熱時間を3
00秒とし、熱歪み除去工程の際の加熱時間を15秒と
した。そして、添加物拡散工程の各温度条件および熱歪
み除去工程の各温度条件で、融着接続部を有する20本
の光ファイバ素子を製造し、20本の光ファイバ素子そ
れぞれについて引っ張り破断試験を行い、50%の10
本の光ファイバ素子が破断する強度である50%破断強
度を求めた。図3は、添加物拡散工程の際の各加熱温度
について、熱歪み除去工程の際の加熱温度と50%破断
強度との関係を示すグラフである。このグラフから判る
ように、添加物拡散工程の際の加熱温度が800℃以上
1500℃以下の範囲であって、熱歪み除去工程の際の
加熱温度が500℃以上1200℃以下の範囲であれ
ば、50%破断強度が19.6N(2.0kg)以上で
あり、光ファイバ素子の融着接続部の機械的強度を充分
に確保することができた。また、添加物拡散工程の際の
加熱温度が700℃以上1600℃以下の範囲であっ
て、熱歪み除去工程の際の加熱温度が100℃以上14
00℃以下の範囲において、接続損失が0.15dB以
下であることが確認された。なお、加熱源としてアーク
放電、バーナおよびヒータの何れを用いた場合であって
も同様の結果が得られた。
【0029】第5実施例では、添加物拡散工程および熱
歪み除去工程それぞれにおいて小型バーナを用いた。こ
の実施例では、添加物拡散工程の際の加熱温度を900
℃とし、加熱時間を400秒とした。また、熱歪み除去
工程の際の加熱時間を20秒とした。熱歪み除去工程の
際のガラスファイバ11,21の長手方向の温度勾配を
種々変更して、各温度勾配において、融着接続部を有す
る20本の光ファイバ素子を製造した。そして、20本
の光ファイバ素子それぞれについて引っ張り破断試験を
行った。図4は、熱歪み除去工程の際の温度勾配と50
%破断強度との関係を示すグラフである。このグラフか
ら判るように、温度勾配が500℃/mm以下の範囲で
あれば50%破断強度が19.6N(2.0kg)以上
であり、温度勾配が300℃/mm以下の範囲であれば
50%破断強度が24.5N(2.5kg)以上であ
り、温度勾配が200℃/mm以下の範囲であれば50
%破断強度が29.4N(3.0kg)以上であって、
温度勾配が小さいほど、光ファイバ素子の融着接続部の
機械的強度を充分に確保することができた。また、全て
の温度勾配条件で接続損失が0.15dB以下であるこ
とが確認された。なお、加熱源としてアーク放電、バー
ナおよびヒータの何れを用いた場合であっても同様の結
果が得られた。
歪み除去工程それぞれにおいて小型バーナを用いた。こ
の実施例では、添加物拡散工程の際の加熱温度を900
℃とし、加熱時間を400秒とした。また、熱歪み除去
工程の際の加熱時間を20秒とした。熱歪み除去工程の
際のガラスファイバ11,21の長手方向の温度勾配を
種々変更して、各温度勾配において、融着接続部を有す
る20本の光ファイバ素子を製造した。そして、20本
の光ファイバ素子それぞれについて引っ張り破断試験を
行った。図4は、熱歪み除去工程の際の温度勾配と50
%破断強度との関係を示すグラフである。このグラフか
ら判るように、温度勾配が500℃/mm以下の範囲で
あれば50%破断強度が19.6N(2.0kg)以上
であり、温度勾配が300℃/mm以下の範囲であれば
50%破断強度が24.5N(2.5kg)以上であ
り、温度勾配が200℃/mm以下の範囲であれば50
%破断強度が29.4N(3.0kg)以上であって、
温度勾配が小さいほど、光ファイバ素子の融着接続部の
機械的強度を充分に確保することができた。また、全て
の温度勾配条件で接続損失が0.15dB以下であるこ
とが確認された。なお、加熱源としてアーク放電、バー
ナおよびヒータの何れを用いた場合であっても同様の結
果が得られた。
【0030】以上のように、本実施形態に係る光ファイ
バ素子製造方法によれば、融着工程において、ガラスフ
ァイバ11,21の各端面が加熱されて融着され融着接
続部が形成され、その後の添加物拡散工程において、8
00℃以上1500℃以下の第1の温度で融着接続部お
よびその周辺が加熱処理されて、融着接続部およびその
周辺においてガラスファイバ11,21に添加されてい
る添加物が拡散する。そして、更にその後の熱歪み除去
工程において、500℃以上1200℃以下であって第
1の温度より低い第2の温度で融着接続部およびその周
辺が加熱処理されて熱歪みが除去される。
バ素子製造方法によれば、融着工程において、ガラスフ
ァイバ11,21の各端面が加熱されて融着され融着接
続部が形成され、その後の添加物拡散工程において、8
00℃以上1500℃以下の第1の温度で融着接続部お
よびその周辺が加熱処理されて、融着接続部およびその
周辺においてガラスファイバ11,21に添加されてい
る添加物が拡散する。そして、更にその後の熱歪み除去
工程において、500℃以上1200℃以下であって第
1の温度より低い第2の温度で融着接続部およびその周
辺が加熱処理されて熱歪みが除去される。
【0031】したがって、モードフィールド径が互いに
異なるガラスファイバ11,21を融着接続する場合で
あっても、添加物拡散工程の際に第1の温度で加熱処理
して添加物を拡散させることで、モードフィールド径の
相違を小さくして、接続損失を小さくすることができ
る。また、融着工程および添加物拡散工程の際に融着接
続部およびその周辺に熱歪みが生じるが、500℃以上
1200℃以下であって第1の温度より低い第2の温度
での熱歪み除去工程の際に、この熱歪みが除去されるの
で、光ファイバ素子の融着接続部およびその周辺の機械
的強度が確保される。実施例によれば、この熱歪み除去
工程により、光ファイバ素子の平均破断強度が24.5
N(2.5kg)以上であった。
異なるガラスファイバ11,21を融着接続する場合で
あっても、添加物拡散工程の際に第1の温度で加熱処理
して添加物を拡散させることで、モードフィールド径の
相違を小さくして、接続損失を小さくすることができ
る。また、融着工程および添加物拡散工程の際に融着接
続部およびその周辺に熱歪みが生じるが、500℃以上
1200℃以下であって第1の温度より低い第2の温度
での熱歪み除去工程の際に、この熱歪みが除去されるの
で、光ファイバ素子の融着接続部およびその周辺の機械
的強度が確保される。実施例によれば、この熱歪み除去
工程により、光ファイバ素子の平均破断強度が24.5
N(2.5kg)以上であった。
【0032】
【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり、本発明に
係る光ファイバ素子製造方法によれば、融着工程におい
て、2本の光ファイバの各端面が加熱されて融着され融
着接続部が形成され、その後の添加物拡散工程におい
て、800℃以上1500℃以下の第1の温度で融着接
続部およびその周辺が加熱処理されて、融着接続部およ
びその周辺において2本の光ファイバに添加されている
添加物が拡散する。そして、更にその後の熱歪み除去工
程において、500℃以上1200℃以下であって第1
の温度より低い第2の温度で融着接続部およびその周辺
が加熱処理されて熱歪みが除去され、その後、冷却され
る。したがって、モードフィールド径が互いに異なる2
本の光ファイバを融着接続する場合であっても、添加物
拡散工程の際に第1の温度で加熱処理して添加物を拡散
させることで、モードフィールド径の相違を小さくし
て、接続損失を小さくすることができる。また、融着工
程および添加物拡散工程の際に融着接続部およびその周
辺に熱歪みが生じるが、500℃以上1200℃以下で
あって第1の温度より低い第2の温度での熱歪み除去工
程の際に、この熱歪みが除去されるので、光ファイバ素
子の融着接続部およびその周辺の機械的強度が確保され
る。また、その後の冷却の際にも熱歪みが除去されたま
まであり、光ファイバ素子の融着接続部およびその周辺
の機械的強度が充分に確保される。
係る光ファイバ素子製造方法によれば、融着工程におい
て、2本の光ファイバの各端面が加熱されて融着され融
着接続部が形成され、その後の添加物拡散工程におい
て、800℃以上1500℃以下の第1の温度で融着接
続部およびその周辺が加熱処理されて、融着接続部およ
びその周辺において2本の光ファイバに添加されている
添加物が拡散する。そして、更にその後の熱歪み除去工
程において、500℃以上1200℃以下であって第1
の温度より低い第2の温度で融着接続部およびその周辺
が加熱処理されて熱歪みが除去され、その後、冷却され
る。したがって、モードフィールド径が互いに異なる2
本の光ファイバを融着接続する場合であっても、添加物
拡散工程の際に第1の温度で加熱処理して添加物を拡散
させることで、モードフィールド径の相違を小さくし
て、接続損失を小さくすることができる。また、融着工
程および添加物拡散工程の際に融着接続部およびその周
辺に熱歪みが生じるが、500℃以上1200℃以下で
あって第1の温度より低い第2の温度での熱歪み除去工
程の際に、この熱歪みが除去されるので、光ファイバ素
子の融着接続部およびその周辺の機械的強度が確保され
る。また、その後の冷却の際にも熱歪みが除去されたま
まであり、光ファイバ素子の融着接続部およびその周辺
の機械的強度が充分に確保される。
【0033】このように、本発明に係る光ファイバ素子
製造方法により製造された光ファイバ素子は、鋼線によ
る補強によらずに融着接続部の機械的強度が確保され
る。したがって、光ファイバの他の部分と比較して融着
接続部の外径が太くなることがないので、この融着接続
部を含む2本の光ファイバをケーブル化するとき、ボビ
ンに巻いてモジュール化するとき或いはその他の実装を
するときに、この融着接続部の周辺の光ファイバに加わ
る応力が低減される。さらに、光ファイバの破断の危険
性が低減され、光ファイバを伝搬する光の損失の増大が
抑制される。また、この融着接続部を含む2本の光ファ
イバをボビンに巻くときに、この融着接続部を曲げるこ
とが容易である。また、モードフィールド径が互いに異
なる2本の光ファイバを融着接続したものであっても、
添加物拡散工程の際に第1の温度で加熱処理されて添加
物が拡散しているので、モードフィールド径の相違が小
さく、接続損失が小さい。
製造方法により製造された光ファイバ素子は、鋼線によ
る補強によらずに融着接続部の機械的強度が確保され
る。したがって、光ファイバの他の部分と比較して融着
接続部の外径が太くなることがないので、この融着接続
部を含む2本の光ファイバをケーブル化するとき、ボビ
ンに巻いてモジュール化するとき或いはその他の実装を
するときに、この融着接続部の周辺の光ファイバに加わ
る応力が低減される。さらに、光ファイバの破断の危険
性が低減され、光ファイバを伝搬する光の損失の増大が
抑制される。また、この融着接続部を含む2本の光ファ
イバをボビンに巻くときに、この融着接続部を曲げるこ
とが容易である。また、モードフィールド径が互いに異
なる2本の光ファイバを融着接続したものであっても、
添加物拡散工程の際に第1の温度で加熱処理されて添加
物が拡散しているので、モードフィールド径の相違が小
さく、接続損失が小さい。
【図1】本実施形態に係る光ファイバ素子製造方法を説
明する工程図である。
明する工程図である。
【図2】本実施形態に係る光ファイバ素子製造方法にお
ける熱歪み除去工程を行う装置の構成図である。
ける熱歪み除去工程を行う装置の構成図である。
【図3】添加物拡散工程の際の各加熱温度について、熱
歪み除去工程の際の加熱温度と50%破断強度との関係
を示すグラフである。
歪み除去工程の際の加熱温度と50%破断強度との関係
を示すグラフである。
【図4】熱歪み除去工程の際の温度勾配と50%破断強
度との関係を示すグラフである。
度との関係を示すグラフである。
1…光ファイバ素子、10…光ファイバ、11…ガラス
ファイバ、12…樹脂、20…光ファイバ、21…ガラ
スファイバ、22…樹脂、30,40…ファイバホル
ダ、52…樹脂、60…加熱源、70…放射温度計、A
…融着接続部。
ファイバ、12…樹脂、20…光ファイバ、21…ガラ
スファイバ、22…樹脂、30,40…ファイバホル
ダ、52…樹脂、60…加熱源、70…放射温度計、A
…融着接続部。
Claims (7)
- 【請求項1】 2本の光ファイバの各端面が融着接続さ
れた融着接続部を有する光ファイバ素子の製造方法であ
って、 前記2本の光ファイバの各端面を加熱して融着し融着接
続部を形成する融着工程と、 800℃以上1500℃以下の第1の温度で前記融着接
続部およびその周辺を加熱処理して、前記融着接続部お
よびその周辺において前記2本の光ファイバに添加され
ている添加物を拡散させる添加物拡散工程と、 前記添加物拡散工程の後に、500℃以上1200℃以
下であって前記第1の温度より低い第2の温度で前記融
着接続部およびその周辺を加熱処理して熱歪みを除去す
る熱歪み除去工程と、 を備えることを特徴とする光ファイバ素子製造方法。 - 【請求項2】 前記熱歪み除去工程においてアーク放電
により前記融着接続部およびその周辺を加熱処理するこ
とを特徴とする請求項1記載の光ファイバ素子製造方
法。 - 【請求項3】 前記熱歪み除去工程において可燃性ガス
および酸素ガスをバーナに供給して生成した火炎により
前記融着接続部およびその周辺を加熱処理することを特
徴とする請求項1記載の光ファイバ素子製造方法。 - 【請求項4】 前記熱歪み除去工程においてヒータによ
り前記融着接続部およびその周辺を加熱処理することを
特徴とする請求項1記載の光ファイバ素子製造方法。 - 【請求項5】 前記熱歪み除去工程において前記2本の
光ファイバの長手方向に相対的に加熱源を移動させなが
ら前記融着接続部およびその周辺を加熱処理することを
特徴とする請求項1記載の光ファイバ素子製造方法。 - 【請求項6】 前記熱歪み除去工程において前記2本の
光ファイバの長手方向の温度勾配が500℃/mm以下
であることを特徴とする請求項1記載の光ファイバ素子
製造方法。 - 【請求項7】 請求項1記載の光ファイバ素子製造方法
により製造されたことを特徴とする光ファイバ素子。
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JP2000136271A JP2001318262A (ja) | 2000-05-09 | 2000-05-09 | 光ファイバ素子製造方法および光ファイバ素子 |
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Family Applications (1)
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Country | Link |
---|---|
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EP (1) | EP1154296A3 (ja) |
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WO2002079830A1 (fr) * | 2001-03-29 | 2002-10-10 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Procede servant a connecter des fibres optiques de types differents |
AU782604B2 (en) * | 2001-05-22 | 2005-08-11 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for fusion splicing optical fibers and apparatus for heating spliced part by arc |
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JP2003057481A (ja) * | 2001-06-06 | 2003-02-26 | Fujikura Ltd | 光ファイバ融着接続機および光ファイバ融着接続法 |
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US20040071414A1 (en) * | 2002-10-15 | 2004-04-15 | Fitel Interconnectivity Corp. | System, controller and method for fusion splicing at least one pair of optical fibers |
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US20240209731A1 (en) * | 2022-12-26 | 2024-06-27 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Nested Splice Tubes for Integrating Spoolable Gauges with Downhole Cables |
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---|---|---|---|---|
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DE3638861A1 (de) * | 1986-11-14 | 1988-05-19 | Siemens Ag | Verfahren zur herstellung einer unloesbaren verbindung bei lichtleitfasern |
GB8810286D0 (en) * | 1988-04-29 | 1988-06-02 | British Telecomm | Connecting optical waveguides |
US4954152A (en) * | 1988-12-19 | 1990-09-04 | Hughes Aircraft Company | High strength optical fiber splice |
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US6220060B1 (en) * | 1999-04-08 | 2001-04-24 | Lucent Technologies Inc. | Optical fiber manufacture |
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-
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- 2001-05-01 US US09/845,495 patent/US6550985B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-05-04 AU AU43729/01A patent/AU775675B2/en not_active Ceased
- 2001-05-08 EP EP01111104A patent/EP1154296A3/en not_active Withdrawn
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