JP2004347790A

JP2004347790A - 光ファイバ部品の補強方法

Info

Publication number: JP2004347790A
Application number: JP2003143555A
Authority: JP
Inventors: Kunihiko Inoue; 邦彦井上
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2003-05-21
Filing date: 2003-05-21
Publication date: 2004-12-09

Abstract

【課題】光ファイバ部品を補強器に固定する方法において、光ファイバ部品の光学特性の変化を抑制することができ、かつ、低コストで光ファイバ部品を固定することができる補強方法を提供する。
【解決手段】石英ガラスよりも低融点で、かつ、石英ガラスと線膨張率がほぼ等しい材料からなることを特徴とする光ファイバ部品の補強器１を用いて、固定部３に熱を加えて溶融させ、光ファイバ部品４の光ファイバ裸線５を固定する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石英光ファイバを用いて製造された光ファイバカプラや光ファイバグレーティング等の光ファイバ部品を補強器に固定する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光ファイバ部品は外力や環境変化の影響を受けやすいため、補強器に固定することによって光学特性の安定化を図ることが行われている。石英光ファイバを用いて製造された光ファイバ部品、例えば光ファイバカプラや光ファイバグレーティングといった部品を固定する方法として、従来は、そのような部品と線膨張率がほぼ等しい石英製の補強器にエポキシやアクリル等の有機系接着剤を用いて固定する方法がある。最近の例としては、複数本の光ファイバを溶融延伸してなる融着延伸部を有する融着延伸型光ファイバ部品を補強部材上に接着剤で固定する方法（特許文献１参照）や、ファイバグレーティングが形成された光ファイバの固定方法（特許文献２参照）がある。
【０００３】
従来の光ファイバ部品の補強方法の一例を図６及び図７に示す。この例では、光ファイバ部品として、光ファイバグレーティングを用いている。図６においては、光ファイバ１１の長手方向に間隔を介した位置に、上側に突出形成された台状の光ファイバ固定部１２が形成され、当該光ファイバ固定部１２の表面側に光ファイバ挿入溝１３が形成されている。光ファイバ１１のファイバグレーティング形成領域１５を挟む両側がそれぞれ前記光ファイバ固定部１２の光ファイバ挿入溝１３に挿入されている。そして、この例では、光ファイバ挿入溝１３の上側に蓋部１４が設けられており、当該蓋部１４と前記光ファイバ挿入溝に囲まれた領域に光ファイバ１１が接着剤１６により固定されている。図７は、上記補強方法の断面構成を示す説明図である。この図においては、光ファイバ１１は、その周囲を接着剤１６によって完全に囲まれている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２６７８７２号公報
【特許文献２】
特開２００３−４９５２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の技術のような接着剤を用いた光ファイバ部品の補強方法では、接着剤の線膨張率と、光ファイバ補強器や光ファイバ部品を構成する石英ガラスの線膨張率とが著しく異なるため、接着剤の硬化や環境温度の変化等によって接着剤が膨張したり収縮したりすることによって、光ファイバ部品にかかる張力が変化し、この張力により光ファイバ部品の表面の傷が成長し、光ファイバ部品の光学特性が変化する恐れがあるという問題がある。
【０００６】
よって、本発明の課題は、光ファイバ部品を補強器に固定する方法において、光ファイバ部品の光学特性の変化を抑制することができる補強方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる実情において、本発明者は、上述の技術における問題点を解決するために、光ファイバ部品を補強器に固定する方法において、接着剤を用いない補強方法を発明した。また、この発明によれば、光ファイバ部品の補強に接着剤を用いないため、材料費や作業時間の点から従来よりも低コストで光ファイバ部品を補強することができることを見出し、本発明を完成した。
【０００８】
即ち、本発明の第１の発明は、光ファイバ部品本体を固定する固定部を有し、少なくともこの固定部が、石英ガラスよりも低融点であり、かつ、石英ガラスと線膨張率がほぼ等しい材料からなることを特徴とする光ファイバ部品の補強器である。
【０００９】
本発明の第２の発明は、全体が、石英ガラスよりも低融点であり、かつ、石英ガラスと線膨張率がほぼ等しい材料からなることを特徴とする光ファイバ部品の補強器である。
【００１０】
本発明の第３の発明は、材料として酸化ホウ素を用いたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の光ファイバ部品の補強器である。
【００１１】
本発明の第４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載の光ファイバ部品の補強器の固定部を熱で溶融させ、光ファイバ部品を固定することを特徴とする光ファイバ部品の補強方法である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係る光ファイバ部品の補強器及び補強器への固定方法を用いた光ファイバ部品の補強構造の一例を図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）に示す。図１（ａ）は正面から見た状態を示す図であり、図１（ｂ）は上から見た状態を示す図であり、図１（ｃ）はＡ−Ｂ断面で光ファイバ部品の補強構造を切断した状態を示す図である。この例では、光ファイバ部品として光ファイバカプラを用いているが、光ファイバ部品の例としては、光ファイバカプラに限るものではない。
【００１３】
この光ファイバカプラ４は２本の光ファイバ裸線を溶融延伸してなる溶融延伸部を有する溶融延伸型光ファイバカプラであって、光ファイバ裸線５の外径は１２５μｍとされる。また、この光ファイバカプラ４に用いられる光ファイバは、補強器に接続していない部分は、外径１２５μｍの光ファイバ裸線５の周囲に、紫外線硬化型樹脂、シリコーン樹脂等からなる低ヤング率の一次被覆層が設けられ、この上に紫外線硬化型樹脂、シリコーン樹脂等からなる高ヤング率の二次被覆層か設けられてなる外径２５０μｍの光ファイバ素線６の状態で存在している。
【００１４】
この例で用いられる補強器１の一例を図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）に示す。図２（ａ）は正面から見た状態を示す図であり、図２（ｂ）は上から見た状態を示す図であり、図２（ｃ）は側面から見た状態を示す図である。この補強器１は、基板の部分２と光ファイバ部品本体を固定する固定部３からなっており、基板の部分２は長手方向の長さが３０ｍｍ、幅が３ｍｍ、厚さが２ｍｍ程度の板状のものであり、光ファイバ部品本体を固定する固定部３は長手方向の長さが５ｍｍ、幅が３ｍｍ、厚さが２ｍｍ程度の板状のものであるとされる。
この例の補強器１においては、光ファイバ部品本体を固定する固定部３をなす材料としては、石英ガラスの線膨張率０．４×１０^−６とほぼ等しい０．４〜０．７×１０^−６の線膨張率を有し、かつ、石英ガラスの融点１５００℃よりも低融点のものが用いられ、具体的には、酸化ホウ素（Ｂ_２Ｏ_３；融点約４００℃）等が用いられる。一方、基板の部分２をなす材料としては、特に限定はなく、例えば石英ガラスであってもよい。
【００１５】
この例で用いられる補強器１のもう一つの例を図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）に示す。図３（ａ）は正面から見た状態を示す図であり、図３（ｂ）は上から見た状態を示す図であり、図３（ｃ）は側面から見た状態を示す図である。この補強器１は、基板の部分２と光ファイバ部品本体を固定する固定部３からなっており、基板の部分２は長手方向の長さが３０ｍｍ、幅が３ｍｍ、厚さが２ｍｍ程度の板状のものであり、光ファイバ部品本体を固定する固定部３は長手方向の長さが５ｍｍ、幅が３ｍｍ、厚さが２ｍｍ程度の板状のものであるとされる。
この例の補強器１をなす材料としては、石英ガラスの線膨張率０．４×１０^−６とほぼ等しい０．４〜０．７×１０^−６の線膨張率を有し、かつ、石英ガラスの融点１５００℃よりも低融点のものが用いられ、具体的には、酸化ホウ素（Ｂ_２Ｏ_３；融点約４００℃）等が用いられる。
【００１６】
本発明に係る光ファイバ部品の補強器への固定方法について説明する。この例では、光ファイバ部品として図１に示される光ファイバカプラを用いているが、光ファイバ部品の例としては、光ファイバカプラに限るものではない。また、補強器は、図３に示されるものを用いている。
溶融延伸型の光ファイバカプラ４を補強器１の上方に配置させる。このとき、前記光ファイバカプラ４の延伸部両側のガラス部分が、光ファイバ部品本体を固定する固定部３の上方に位置するようにする。次に光ファイバ部品本体を固定する固定部３に熱を加えて溶融させる。加熱溶融の一例を図４（ａ）、図４（ｂ）に示す。図４（ａ）は補強器１を上から見た状態を示す図であり、図４（ｂ）は補強器１をＣ−Ｄ断面で切断した状態を示す図である。光ファイバ部品本体を固定する固定部３を加熱溶融する斜線部７の範囲としては、符号８で示される幅が１ｍｍであり、符号９で示される深さが１ｍｍとされる。加熱方法としては、炭酸ガスレーザを用いる方法がある。そして、当該斜線部７が再び硬化する前に、光ファイバカプラ４の延伸部両側のファイバが斜線部７に内包されるようにして光ファイバを光ファイバ部品本体を固定する固定部３に固定する。光ファイバカプラ４を下ろす際、ファイバ長手方向に一定の張力が保たれるようにしておく。
【００１７】
本発明に係る光ファイバ部品の補強器及び補強器への固定方法を用いた光ファイバ部品の補強構造のもう一つの例を図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）に示す。図５（ａ）は正面から見た状態を示す図であり、図５（ｂ）は上から見た状態を示す図であり、図５（ｃ）は補強器のＥ−Ｆ断面で光ファイバ部品の補強構造を切断した状態を示す図である。この例では、光ファイバ部品として光ファイバカプラを用いている。この例は、図３に示される補強器１を２つ光ファイバカプラ４に対して対になるように上下に配置させ、各々の補強器について、前記固定方法で説明した図４に示される斜線部７の部分を加熱溶融し、光ファイバカプラ４を挟み込むようにして、２つの補強器で固定したものである。
【００１８】
本発明に係る光ファイバ部品の補強器及び補強器への固定方法を用いることによって、光ファイバカプラ以外の光ファイバ部品、例えば、光ファイバグレーティングも同様の方法で補強することができる。
【００１９】
本発明に係る光ファイバ部品の補強器は、その材質が酸化ホウ素（Ｂ_２Ｏ_３）等であって、その融点が石英ガラスの融点１５００℃よりも低く、その線膨張率が石英ガラスの線膨張率とほぼ等しい。そのため、この補強器の一部を加熱溶融し、光ファイバ部品を溶融部に内包させるようにして固定させることにより、光ファイバ部品の張力変化を抑制し、光ファイバ部品の表面の傷の成長を抑制し、光ファイバ部品の光学特性の変化を抑制させることができる。また、本発明に係る光ファイバ部品の補強器への固定方法においては、接着剤を用いないため、材料費や作業時間の点から従来よりも低コストで光ファイバ部品を補強することができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光ファイバ部品の補強器への固定において、光ファイバ部品の光学特性の変化を抑制させることができる。また、本発明によれば、光ファイバ部品の補強器への固定において、接着剤を用いないため、材料費や作業時間の点から従来よりも低コストで光ファイバ部品を補強することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ファイバ部品の補強構造の一例を示す模式図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は補強器のＡ−Ｂ断面で光ファイバ部品の補強構造を切断した状態を示す断面図である。
【図２】本発明の光ファイバ部品の補強器の一例を示す模式図であって、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。
【図３】本発明の光ファイバ部品の補強器のもう一つの例を示す模式図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。
【図４】本発明の光ファイバ部品の補強器の加熱溶融の一例を示す模式図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）はＣ−Ｄ断面で補強器を切断した状態を示す断面図である。
【図５】本発明の光ファイバ部品の補強構造のもう一つの例を示す模式図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は補強器のＥ−Ｆ断面で光ファイバ部品の補強構造を切断した状態を示す断面図である。
【図６】従来の光ファイバ部品の補強方法の一例を示す説明図である。
【図７】図６に示す従来の光ファイバ部品の補強方法の断面構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１・・・光ファイバ部品の補強器、２・・・基板の部分、３・・・光ファイバ部品本体を固定する固定部

Claims

光ファイバ部品本体を固定する固定部を有し、少なくともこの固定部が、石英ガラスよりも低融点であり、かつ、石英ガラスと線膨張率がほぼ等しい材料からなることを特徴とする光ファイバ部品の補強器。
全体が、石英ガラスよりも低融点であり、かつ、石英ガラスと線膨張率がほぼ等しい材料からなることを特徴とする光ファイバ部品の補強器。
材料として酸化ホウ素を用いたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の光ファイバ部品の補強器。
請求項１〜３のいずれか１項記載の光ファイバ部品の補強器の固定部を熱で溶融させ、光ファイバ部品を固定することを特徴とする光ファイバ部品の補強方法。