JP2947301B2 - 光ファイバ融着形カプラの製造方法およびそれを製造するために使用する器具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ファイバ融着形カプラ
に関し、特に光ファイバを固定し、加熱・溶融して延伸
させるための光ファイバ融着形カプラの製造方法および
それを製造するために使用する器具に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバ融着形カプラは、光を分岐・
合流する機能をもつ光デバイスである。光の分岐・合流
の機能は、光ファイバを通る光の電解分布が近接した光
ファイバに及ぶように、光ファイバのコア径を小さく
し、かつコア同士を近接させることにより実現される。
通常の光ファイバ融着形カプラは、複数本の光ファイバ
の素線同士をその側面が接触するように配置して、光フ
ァイバの接触部の加熱溶融と延伸を行うことで製造され
ている。この光ファイバ融着形カプラを製造する際に、
光ファイバの加熱温度、溶融部の長さ、延伸の速度など
のパラメータを制御することにより、様々な分岐比の光
ファイバ融着形カプラを得ることができる。

【０００３】光ファイバ融着形カプラの用途は各種測定
器や光ファイバ通信用等、多岐にわたり、光ファイバを
用いる広い分野で実用化されている。今後、光ファイバ
融着形カプラは、加入者系光ファイバ通信において、単
一波長双方向伝送を行う場合のキーデバイスとして大量
の使用が期待されている。加入者系光ファイバ通信シス
テムに使用する光デバイスへの重要な要求項目として、
安価であること、量産性に優れていることが上げられ
る。このため、生産性が良く、安価な光ファイバ融着形
カプラが必要となり、いかに効率よく製造するかが重要
な課題となっている。

【０００４】以下、図３を参照して、従来の光ファイバ
融着形カプラの製造方法について説明する。

【０００５】先ず、中心部分の被覆を除去した複数本の
光ファイバ８を、被覆を除去した部分同士が接触できる
ように並べて配置する（図３（ａ）参照）。

【０００６】通常、シングルモードファイバの融着は、
後に説明するように、２本の光ファイバの側面を接触さ
せたまま平行状態で延伸させる。このときの光ファイバ
の状態もカプラの特性に重要であるので、光ファイバは
確実に側面同士が接触するよう精度よく配置させる必要
がある。

【０００７】まず、被覆を除去した部分を平行に並べて
配置した複数本の光ファイバ８を、例えば、特開昭６０
−２３２５１５号公報に記載されているような、光ファ
イバカプラ製造装置にセットする。

【０００８】光ファイバカプラ製造装置には平行に配置
された光ファイバ８が確実に接触するように、光ファイ
バカプラ製造装置の固定用部材９で光ファイバ８を挟み
込んで、挟み込みの力により光ファイバ８の位置を固定
する（図３（ｂ）参照）。

【０００９】光ファイバ８の固定が確実にできたことを
確認し、光ファイバ接触部１０をバーナー１１により加
熱する（図３（ｃ）参照）。

【００１０】十分に加熱し溶融した光ファイバ接触部１
０では、隣接した光ファイバ８のクラッドが融着する。

【００１１】また、溶融した光ファイバ８は、溶融部を
両側に引っ張るだけで、簡単に延伸できるようになる。

【００１２】延伸は、両側の固定用部材９を光ファイバ
８の軸に沿って逆方向に移動させ、溶融部を引っ張るこ
とで行われる。

【００１３】延伸によって、光ファイバ接触部１０のク
ラッド径及びコア径が小さくなる（図３（ｄ）参照）。
その結果、コアが近接し、光ファイバ８のコアを伝搬す
る光の電解強度が、隣接する光ファイバ８のコアにまで
及ぶようになる。これによって、光ファイバ融着部で
は、光カプラとしての光分岐・結合の機能が実現する。

【００１４】この様にして融着された光ファイバ融着形
カプラは、通常、光デバイスとして使用するためにパッ
ケージングされる。パッケージングによって、外力、湿
度等から融着部を保護している。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】従来の光ファイバ融着
形カプラでは、安定した光カプラ特性を得るために一番
重要と考えられる光ファイバの延伸を、光ファイバを押
さえている固定用部材９を光ファイバ８の軸に沿って移
動させて行っている。

【００１６】しかし、固定用部材９による光ファイバ固
定では、押さえの状態がばらつき、延伸時に光ファイバ
８に不均一な力がかかり易い。延伸中の光ファイバ８に
不均一な力がかかると、光ファイバ融着部に曲がり、ね
じれが生じる結果となる（図４参照）。

【００１７】このように、従来の光ファイバ融着形カプ
ラは、光ファイバの延伸時に光ファイバ融着部の曲が
り、ねじれが生じて、所望の性能が得られないことが多
く、製造の歩留まりが悪いという問題がある。

【００１８】所望の分岐比を歩留まり良く得るために
は、常に融着・延伸工程を安定させる必要がある。しか
し、従来の光ファイバ融着形カプラでは、固定用部材９
による光ファイバ８の固定が不完全であり、融着部の接
触状態が安定していない。

【００１９】そのため、安定した分岐比が得られず、個
々のカプラによって延伸量を調整しなくてはならない。
延伸量の調整は、延伸する際に、常に光を入力させモニ
ターしながら適正な分岐比になったところで、延伸を止
めるという方法により行っている。

【００２０】しかし、分岐比をモニターするためには、
一方から光ファイバに光を入射し、他方から光を出射し
て光パワーメーターに入力しなくてはならず、光ファイ
バ端をカットするなどの端末処理を必要とする。端末処
理には、精密な作業が要求され、作業スキルと多大な工
数が必要となる。そのため、生産性が著しく低くなり、
量産ができないという問題がある。

【００２１】また、光ファイバをできるだけ均一な力で
まっすぐに延伸するためには、高精度の製造装置が必要
となる。しかし、この様な高精度の製造装置は非常に高
価なものになり、設備のメンテナンスにも手間がかかる
という問題がある。

【００２２】製造された光ファイバ融着形カプラを光部
品として使用するためには、融着された光ファイバをパ
ッケージングする必要がある。

【００２３】従来のパッケージングは、融着された光フ
ァイバを融着装置から外し、光ファイバ融着部をガラス
パイプに通す、或いは樹脂等で固めるなどの処理を施し
ている。

【００２４】しかし、これらの方法は、外径が細くな
り、通常の光ファイバよりも更に弱くなった光ファイバ
融着部をむき出しの状態で扱わなければならないため、
作業性が悪く、パッケージング作業中に光ファイバ破損
による不良が多く発生している。

【００２５】本発明の目的は、光ファイバの延伸を安定
させ、融着時、パッケージング時の作業性を改善した光
ファイバ融着形カプラの製造方法を提供することにあ
る。

【００２６】本発明の他の目的は、生産性が高く、安定
な特性を持つ、高信頼性の光ファイバ融着形カプラを提
供することにある。

【００２７】

【課題を解決するための手段】本発明の光ファイバ融着
形カプラは、高精度の製造装置を必要とせず、簡易に光
ファイバの融着、延伸ができる構造を有している。特
に、延伸を安定させるため、光ファイバを固定する一対
の固定部材に整列穴を設け、整列穴に一対の整列棒を挿
入する構造をとっている。この構造により、光ファイバ
融着部に不均一な力をかけることなく延伸ができる。

【００２８】安定した延伸のための製造順序として、ま
ず、複数本の光ファイバを接触させ、接触した部分の両
端を整列棒により連結した固定部材の表面に固定し、光
ファイバ接触部を加熱する。光ファイバが加熱溶融した
ら、固定部材を互いに逆方向に引っ張り、光ファイバの
延伸を行う。光ファイバを固定している固定部材を引っ
張ることにより、光ファイバの固定点を起点にして全て
の光ファイバに同じように張力を付与することができ、
かつ光ファイバの延伸を確実にまっすぐにできる。

【００２９】延伸工程では、従来のように高精度の製造
装置を使用しなくても、光ファイバに付加する張力を均
一にできる。そのため光ファイバの曲がり、ねじれが発
生することなく、安定した光ファイバの延伸を行うこと
ができる。この結果、良好な特性の光ファイバ融着形カ
プラを安定して製造することができる。

【００３０】光ファイバを固定する固定部材には、光フ
ァイバの配置が容易に行えるように、光ファイバガイド
用の溝を設けておいてもよい。光ファイバガイド用の溝
を設けることにより、光ファイバのアライメントが簡易
に行えるようになり、作業性が良くなる。

【００３１】また、ガイド溝に光ファイバを嵌め込むだ
けで、常に融着する光ファイバの位置関係が決定される
ため、所望の分岐比を得るための融着部の長さや接触状
態などの再現性が高められ、融着時にモニターすること
なく、再現性の良い光ファイバ融着形カプラの製造を行
うことが出来る。ガイド溝を設けた固定部材はモールド
工法により簡易に製造できる。

【００３２】また、融着が完了した後、整列棒と固定部
材の位置を固定すれば、そのままパッケージの一部とし
て使用でき、光ファイバが剥き出しのまま扱わなくては
ならいパッケージング作業をする必要が無くなる。この
ため、パッケージング作業中に光ファイバを破損してし
まうことがなくなる。

【００３３】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００３４】図１に本発明の一実施例による光ファイバ
融着形カプラを示し、図２（ａ）〜（ｃ）に図１の実施
例の製造手順を示す。

【００３５】以下、図１及び図２（ａ）〜（ｃ）を参照
して、本実施例の光ファイバ融着形カプラの製造方法に
ついて説明する。

【００３６】まず、一対の固定部材１を図１及び図２
（ａ）のように配置し、固定部材１の整列穴３に整列棒
４を挿入して固定部材１を連結する。

【００３７】連結した固定部材１の表面に設けられたガ
イド溝２に、被覆を除去した光ファイバ５を配置する
（図２（ｂ）参照）。

【００３８】ガイド溝２は光ファイバ５の外径より僅か
に大きな幅を有しており、光ファイバ５はガイド溝２に
嵌め込むことにより確実に平行な状態で接触させること
ができる。

【００３９】ガイド溝２は予め金型を用意し、モールド
工法により作製しても良いし、エンドミルにより機械加
工してもよい。また、微小エンドミルにより機械加工し
てもよい。

【００４０】光ファイバ５が配置できたら、光ファイバ
接触部６の両端を固定部材１に接着剤等で固定する。固
定は、光ファイバ５を延伸する時に光ファイバ固定部７
が動かない程度で、充分な固定強度となるように行う。

【００４１】固定強度の目安としは、従来固定用部材に
より行っていた光ファイバの加圧・固定の強度と同程度
でよい。但し、ここで注意すべき点は、光ファイバ５を
完全に張った状態で固定しなくてはならない事である。
光ファイバ５を完全に張った状態でないと、融着時に光
ファイバ５に不均一な力がかかり易くなり、光ファイバ
５の曲がり、ねじれが発生してしまう虞がある。

【００４２】ガイド溝２への光ファイバ５の配置ができ
たら、次に光ファイバ５の加熱溶融を行う。バーナー
（図示せず）により光ファイバ接触部６を光ファイバ５
の融点付近まで加熱し、光ファイバ５を溶融させる。光
ファイバ接触部６が溶融したら、固定部材１を保持し、
固定部材１を両側へ引っ張って延伸する（図２（ｃ）参
照）。

【００４３】このような延伸方法は、従来のように光フ
ァイバ自身を保持して延伸するのと異なり、全ての光フ
ァイバを等しい力で延伸することができる。また、整列
棒４により固定部材１の移動方向が予め決定されてお
り、常にまっすぐに延伸できる。安定した延伸ができる
ため、非常に安定した光カプラ特性が得られ、分岐比を
モニターしなくても、歩留まり良く製造することができ
る。

【００４４】また、本発明によって製造された光ファイ
バ融着形カプラでは、光ファイバ５の融着後、固定部材
１と整列棒４とを固定すれば、そのままパッケージの一
部となるため、パッケージング時に光ファイバ５を剥き
出しのまま扱わなくてもよい。

【００４５】パッケージングは必要最低限として、光フ
ァイバ５と固定部材１の外周を覆う程度で良い。従っ
て、パッケージング作業も従来と比較して格段に効率が
良くなる。光ファイバ５の融着部に外力が働き特性が安
定しにくい、剥き出しの光ファイバを扱うため作業性が
良くない、パッケージング作業中に光ファイバを破損す
るなどの問題を解消することができる。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の光ファイバ
融着形カプラの製造方法では、固定部材と整列棒とによ
って光ファイバ延伸を行うため、高価な製造装置が不要
であり、簡易に延伸作業を行うことが出来る。このよう
な効果を得るための構成も、簡単に高精度加工の出来る
形状でしかもそのまま光ファイバ融着形カプラの一部と
して使用する固定部材と整列棒を使用するだけである。

【００４７】また、光ファイバの延伸は、光ファイバを
固定した固定部材を両側へ引っ張ることにより行う。固
定部材は整列棒により直線的にしか動かないようになっ
ている。このため、延伸時に光ファイバに曲がり、ねじ
れ等の力がかかることが無く、安定した延伸ができる。
さらには、光ファイバを固定する固定部材に光ファイバ
ガイド用のガイド溝を設けておくことにより、光ファイ
バのアライメントが簡易かつ確実に行えるため、製造に
かかる時間を短縮できるという効果がある。

【００４８】また、脆性の高い光ファイバを基板の溝で
囲んで保護しながら融着作業を行うため、作業性が良
く、かつ安全性が高くしかも高信頼度なカプラを提供で
きるという効果がある。そのため、再現性のよい光ファ
イバ融着形カプラを製造することができ、製造時の歩留
まりを大幅に向上できる。

【００４９】光ファイバの融着が完了したら、整列棒と
固定部材を固定するだけで光ファイバ融着形カプラのパ
ッケージングを構成できる。このため、従来のような、
特に、脆性の高い光ファイバ融着部が剥き出しになった
状態のまま扱わなければならないパッケージング作業を
必要としない。このため、作業性が向上し、またパッケ
ージングの際の光ファイバ破損等の不良が皆無となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による光ファイバ融着形カプ
ラを製造するために使用される装置を示す斜視図であ
る。

【図２】図１の装置を使用した光ファイバ融着形カプラ
の製造順序を示した正面図である。

【図３】従来の光ファイバ融着形カプラの製造工程を示
す斜視図である。

【図４】従来の製造方法により製造された光ファイバ融
着形カプラの光ファイバ融着部の状態を示す正面図であ
る。

【符号の説明】

１ 固定部材 ２ ガイド溝 ３ 整列穴 ４ 整列棒 ５ 光ファイバ ６ 光ファイバ接触部 ７ 光ファイバ固定部 ８ 光ファイバ ９ 固定用部材 １０ 光ファイバ接触部 １１ バーナー

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本の光ファイバの側面を互いに接触
   して配置し、前記光ファイバの接触部の中心付近を加熱
   溶融して延伸することにより前記光ファイバの融着を行
   う光ファイバ融着形カプラの製造方法において、前記光
   ファイバ融着形カプラは、前記光ファイバと一対の固定
   部材と一対の整列棒とから構成されており、前記一対の
   固定部材の互いに対向する側面には前記整列棒よりも僅
   かに大きな内径をもつ貫通穴がそれぞれ２つ設けられて
   おり、前記一対の整列棒を前記一対の固定部材の貫通穴
   にそれぞれ挿入する工程と、前記一対の固定部材の他の
   側面に、互いに接触させた前記光ファイバを固定する工
   程と、前記光ファイバの接触部の中心付近を加熱溶融し
   ながら前記一対の固定部材を引き離すことで延伸を行う
   工程と、を有することを特徴とする光ファイバ融着形カ
   プラの製造方法。
2. 【請求項２】 前記固定部材の表面には前記光ファイバ
   の外径より僅かに大きな幅を有するガイド溝が設けられ
   ており、前記固定工程が、前記光ファイバを前記ガイド
   溝に嵌め込み固定することを特徴とする請求項１に記載
   の光ファイバ融着形カプラの製造方法。
3. 【請求項３】 前記固定部材がモールドにより成形され
   ていることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ融
   着形カプラの製造方法。
4. 【請求項４】 複数本の光ファイバの側面を互いに接触
   して配置し、前記光ファイバの接触部の中心付近を加熱
   溶融して延伸することにより前記光ファイバの融着を行
   う光ファイバ融着形カプラを製造するために使用される
   器具に於いて、一対の固定部材と一対の整列棒とを有
   し、前記一対の固定部材の互いに対向する側面には前記
   整列棒よりも僅かに大きな内径をもつ貫通穴がそれぞれ
   ２つ設けられており、前記固定部材の表面には前記光フ
   ァイバの外径より僅かに大きな幅を有するガイド溝が設
   けられていることを特徴とする光ファイバ融着形カプラ
   を製造するために使用する器具。