JP4959647B2 - 光ファイバ端面処理装置及び方法 - Google Patents
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また端面の研磨については、炭酸ガスレーザをコア部付近のみに照射し溶融させることが報告されている(例えば、特許文献1参照。)。
また空孔の封止に関しては、端面をアーク放電にて溶融し融着する方法や接着剤を空孔内へ注入し封止する方法やレーザ照射にて端面を溶融し融着する方法等が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
また、特許文献1の課題として、充実光ファイバのみ対象であり、空孔光ファイバへの対応は不明確であり、またコア中心部のみヘのレーザ照射であるので、光ファイバとフェルールとの接合は出来ない(充実光ファイバ対象)。
また、特許文献2の課題として、空孔の封止のみでPC研磨面の形成および光ファイバとフェルールの接合は出来ない(空孔光ファイバ対象)。
またこの発明の第1の観点は、前記回析レンズを用いて、前記フレネルレンズにより平行ビームに変換されたレーザ光をもとに、前記第2の強度より低い第3の強度を有しかつ前記第1及び第2の径と異なる第3の径を有する円環状の第3の光パワー域をさらに生成し、この第3の光パワー域を前記光ファイバ端面の前記空孔以外の部位に照射して当該部位に光ファイバ端面を平滑化するための、前記第2の円環状温度部より低温の第3の円環状温度部をさらに形成することも特徴とする。
さらにこの発明の第1の観点は、回析レンズを用いて、前記フレネルレンズにより平行ビームに変換されたレーザ光をもとに、第1の強度でかつ第1の径を有する円環状の第1の光パワー域と、第1の強度でかつ前記第1の径より大きい第2の径を有する円環状の第2の光パワー域と、前記第1の強度より低くかつ前記第1及び第2の径と異なる第3の径を有する円環状の第3の光パワー域をそれぞれ生成し、前記第1の光パワー域を前記光ファイバ端面の空孔が配置された位置に照射して当該位置に前記空孔を封止するための高温の第1の円環状温度部を形成すると共に、前記第2の光パワー域を前記光ファイバとフェルールとの界面に照射して当該光ファイバとフェルールとを接合するための高温の第2の円環状温度部を形成し、かつ前記第3の光パワー域を前記空孔以外の部位に照射して当該部位を平滑化するための、前記第1及び第2の円環状温度部より低温の第3の円環状温度部を形成することも特徴とする。
またこの発明の第2の観点は、前記輻射熱反射板を用いて、前記熱源から発生された熱をもとに、前記第2の強度より低い第3の強度を有しかつ前記第1及び第2の径と異なる第3の径を有する円環状の第3の熱パワー域をさらに生成し、この第3の熱パワー域を前記光ファイバ端面の前記空孔以外の部位に照射して、当該部位に光ファイバ端面を平滑化するための、前記第2の円環状温度部よりさらに低温の第3の円環状温度部を形成することも特徴とする。
[実施形態1]
図1は本発明の実施形態に係る光ファイバ端面処理装置を示す構成説明図である。図1において、1は光源もしくは熱源、2はレンズもしくは遮蔽板もしくは反射板、3は光ファイバ、4は反射側モニタ(反射側検出器)、5は光ファイバを通過後の透過光をモニタする透過側モニタ(透過光パワ一検出器)である。反射側モニタ4としては、光パワーをモニタする検出器、温度分布をモニタするサーモビューワー等がある。
実施例{1}では、光源として波長10.6μmのCO2レーザ(色素レーザ、自由電子レーザ等の赤外光レーザも使用可)を用い、集光デバイスとしてフレネルレンズ11,12(側面図、尚、正面図は円環状)を2枚用い、光ファイバ13としてホールアシステッドファイバ(非特許文献1のG.657B準拠)を用いた。フレネルレンズ11,12は1枚目のレンズ11で平行ビームに変換後、2枚目のレンズ12で円環状(正面図)の高パワー領域が得られ、光ファイバ13の空孔15の位置に重なるように設計されている。
実施例{2}では、光源として波長10.6μmのCO2レーザを用い、集光デバイスとして小型の凹レンズ21((a)は側面図、(b)は正面図)を6枚用い、光ファイバ22としてホールアシステッドファイバ(G.657B準拠)を用いた。
実施例{3}では、光源として波長10.6μmのCO2レーザを用い、集光デバイスとしてフレネルレンズ31(側面図、尚、正面図は円環状)と回折レンズ32(側面図、尚、正面図は円環状)をそれぞれ1枚用い、光ファイバ33としてホールアシステッドファイバ(G.657B準拠)を用いた。1枚目のフレネルレンズ31で平行ビームに変換後、2枚目の回折レンズ32で円環状の高パワー領域が得られ、光ファイバ33の空孔35の位置に重なるように設計されている。
実施例{4}では、光源として波長10.6μmのCO2レーザを用い、集光デバイスとしてフレネルレンズ41(側面図、尚、正面図は円環状)を1枚用い、光ファイバ42としてホールアシステッドファイバ(G.657B準拠)を用いた。
実施例{5}では、光源として波長10.6μmのCO2レーザを用い、集光デバイスとしてフレネルレンズ51(側面図、尚、正面図は円環状)と回折レンズ52(側面図、尚、正面図は円環状)をそれぞれ1枚用い、光ファイバ53としてホールアシステッドファイバ(G.657B準拠)を用いた。
実施例{6}では、光源として波長10.6μmのCO2レーザを用い、集光デバイスとしてフレネルレンズ61(側面図、尚、正面図は円環状)と回折レンズ62(側面図、尚、正面図は円環状)をそれぞれ1枚用い、光ファイバ63としてホールアシステッドファイバ(G.657B準拠)を用いた。光ファイバ63はフェルール67内に挿入された状態である。フェルール67としてはジルコニア、プラスチック、結晶化ガラス、石英ガラス等があるが、温度的親和性のためには石英ガラス系のフェルールが望ましい。
実施例{7}では熱源としてニクロム線ヒータ(モリブテン、タングステン、カーボンヒータ等も使用可)を用い、集熱デバイスとして熱遮蔽板71(側面図、尚、正面図は円環状)を用い、光ファイバ72としてホールアシステッドファイバ(G.657B準拠)を用いた。熱遮蔽板71は、円環状に穴部が開いており(中央の遮蔽板の固定のため細いブリッジ等を設置)指向性を高くするため長尺の導入部を備えている。
実施例{8}では熱源としてカーボンヒータを用い、集熱デバイスとして熱遮蔽板81((a)は側面図、(b)は正面図)を用い、光ファイバ83としてホーリファイバを用いた。熱遮蔽板81は、光ファイバ83の空孔84部と一致するように、円環状に複数の穴部82が設置されており、各穴部82は指向性を高くするため長尺の導入部を備えている。
実施例{9}では熱源としてカーボンヒータを用い、集熱デバイスとして輻射熱反射板91(側面図、尚、正面図は円環状)を用い、光ファイバ92としてホーリファイバを用いた。輻射熱反射板91は、円環状に2重に穴部が開いており(輻射熱反射板91の固定のため細いブリッジ等を設置)指向性と反射効率を高くするため長尺かつテーパ状の導入部を備えている。
尚、実施例{1}〜{9}では、空孔ファイバの空孔数が6穴であったがその他の空孔数であっても同様の結果が得られることは言うまでもない。さらに空孔ファイバでない充実型光ファイバであっても同様の特性が得られる。
図5は本発明の実施形態に係る光ファイバ端面処理装置の使用例を示す構成説明図である。図5において、101は光ファイバ端面処理装置、102は光源もしくは熱源、103はレンズもしくは熱遮蔽板もしくは反射板、104はレンズ、105は光ファイバ、106はフェルール、107は空孔、108はコア、109は高温部、110は高温部、111は外縁部に行くに従い高温となる温度分布部である。
Claims (10)
- レーザ光源を用い、コアと外縁部との間に空孔が配置された光ファイバの端面を溶融させることにより当該光ファイバの端面処理を行う光ファイバ端面処理装置において、
前記レーザ光源から出力されたレーザ光を平行ビームに変換するフレネルレンズと、
前記フレネルレンズにより平行ビームに変換されたレーザ光をもとに、第1の強度でかつ第1の径を有する円環状の第1の光パワー域と、前記第1の強度より低い第2の強度を有しかつ前記第1の径より大きい第2の径を有する円環状の第2の光パワー域をそれぞれ生成し、前記第1の光パワー域を前記光ファイバ端面の空孔が配置された位置に照射して当該位置に前記空孔を封止するための高温の第1の円環状温度部を形成すると共に、前記第2の光パワー域を前記光ファイバ端面の外縁部に照射して当該外縁部に当該外縁部を研磨するための、前記第1の円環状温度部より低温の第2の円環状温度部を形成する回析レンズと
を具備することを特徴とする光ファイバ端面処理装置。 - 前記回析レンズは、前記フレネルレンズにより平行ビームに変換されたレーザ光をもとに、前記第2の強度より低い第3の強度を有しかつ前記第1及び第2の径と異なる第3の径を有する円環状の第3の光パワー域をさらに生成し、この第3の光パワー域を前記光ファイバ端面の前記空孔以外の部位に照射して、当該部位に光ファイバ端面を平滑化するための、前記第2の円環状温度部よりさらに低温の第3の円環状温度部を形成することを特徴とする請求項1記載の光ファイバ端面処理装置。
- レーザ光源を用い、コアと外縁部との間に空孔が配置された光ファイバをフェルール内に挿入した状態でその端面を溶融させることにより、当該光ファイバの端面処理を行う光ファイバ端面処理装置において、
前記レーザ光源から出力されたレーザ光を平行ビームに変換するフレネルレンズと、
前記フレネルレンズにより平行ビームに変換されたレーザ光をもとに、第1の強度でかつ第1の径を有する円環状の第1の光パワー域と、第1の強度でかつ前記第1の径より大きい第2の径を有する円環状の第2の光パワー域と、前記第1の強度より低くかつ前記第1及び第2の径と異なる第3の径を有する円環状の第3の光パワー域をそれぞれ生成し、前記第1の光パワー域を前記光ファイバ端面の空孔が配置された位置に照射して当該位置に前記空孔を封止するための高温の第1の円環状温度部を形成すると共に、前記第2の光パワー域を前記光ファイバとフェルールとの界面に照射して当該光ファイバとフェルールとを接合するための高温の第2の円環状温度部を形成し、かつ前記第3の光パワー域を前記空孔以外の部位に照射して当該部位を平滑化するための、前記第1及び第2の円環状温度部より低温の第3の円環状温度部を形成する回析レンズと
を具備することを特徴とする光ファイバ端面処理装置。 - 熱源を用い、コアと外縁部との間に空孔が配置された光ファイバの端面を溶融させることにより当該光ファイバの端面処理を行う光ファイバ端面処理装置において、
径の異なる複数の円環状の穴を備えた輻射熱反射板を具備し、
前記輻射熱反射板は、前記熱源から発生された熱をもとに、第1の強度でかつ第1の径を有する円環状の第1の熱パワー域と、前記第1の強度より低い第2の強度を有しかつ前記第1の径より大きい第2の径を有する円環状の第2の熱パワー域をそれぞれ生成し、前記第1の熱パワー域を前記光ファイバ端面の空孔が配置された位置に照射して当該位置に前記空孔を封止するための高温の第1の円環状温度部を形成すると共に、前記第2の熱パワー域を前記光ファイバ端面の外縁部に照射して当該外縁部に当該外縁部を研磨するための、前記第1の円環状温度部より低温の第2の円環状温度部を形成することを特徴とする光ファイバ端面処理装置。 - 前記輻射熱反射板は、前記熱源から発生された熱をもとに、前記第2の強度より低い第3の強度を有しかつ前記第1及び第2の径と異なる第3の径を有する円環状の第3の熱パワー域をさらに生成し、この第3の熱パワー域を前記光ファイバ端面の前記空孔以外の部位に照射して、当該部位に光ファイバ端面を平滑化するための、前記第2の円環状温度部よりさらに低温の第3の円環状温度部を形成することを特徴とする請求項4記載の光ファイバ端面処理装置。
- レーザ光源を用い、コアと外縁部との間に空孔が配置された光ファイバの端面を溶融させることにより当該光ファイバの端面処理を行う光ファイバ端面処理方法において、
フレネルレンズを用いて、前記レーザ光源から出力されたレーザ光を平行ビームに変換し、
回析レンズを用いて、前記フレネルレンズにより平行ビームに変換されたレーザ光をもとに、第1の強度でかつ第1の径を有する円環状の第1の光パワー域と、前記第1の強度より低い第2の強度を有しかつ前記第1の径より大きい第2の径を有する円環状の第2の光パワー域をそれぞれ生成し、前記第1の光パワー域を前記光ファイバ端面の空孔が配置された位置に照射して当該位置に前記空孔を封止するための高温の第1の円環状温度部を形成すると共に、前記第2の光パワー域を前記光ファイバ端面の外縁部に照射して当該外縁部に当該外縁部を研磨するための、前記第1の円環状温度部より低温の第2の円環状温度部を形成することを特徴とする光ファイバ端面処理方法。 - 前記回析レンズを用いて、前記フレネルレンズにより平行ビームに変換されたレーザ光をもとに、前記第2の強度より低い第3の強度を有しかつ前記第1及び第2の径と異なる第3の径を有する円環状の第3の光パワー域をさらに生成し、この第3の光パワー域を前記光ファイバ端面の前記空孔以外の部位に照射して当該部位に光ファイバ端面を平滑化するための、前記第2の円環状温度部より低温の第3の円環状温度部をさらに形成することを特徴とする請求項6記載の光ファイバ端面処理方法。
- レーザ光源を用い、コアと外縁部との間に空孔が配置された光ファイバをフェルール内に挿入した状態でその端面を溶融させることにより、当該光ファイバの端面処理を行う光ファイバ端面処理方法において、
フレネルレンズを用いて、前記レーザ光源から出力されたレーザ光を平行ビームに変換し、
回析レンズを用いて、前記フレネルレンズにより平行ビームに変換されたレーザ光をもとに、第1の強度でかつ第1の径を有する円環状の第1の光パワー域と、第1の強度でかつ前記第1の径より大きい第2の径を有する円環状の第2の光パワー域と、前記第1の強度より低くかつ前記第1及び第2の径と異なる第3の径を有する円環状の第3の光パワー域をそれぞれ生成し、前記第1の光パワー域を前記光ファイバ端面の空孔が配置された位置に照射して当該位置に前記空孔を封止するための高温の第1の円環状温度部を形成すると共に、前記第2の光パワー域を前記光ファイバとフェルールとの界面に照射して当該光ファイバとフェルールとを接合するための高温の第2の円環状温度部を形成し、かつ前記第3の光パワー域を前記空孔以外の部位に照射して当該部位を平滑化するための、前記第1及び第2の円環状温度部より低温の第3の円環状温度部を形成する
ことを特徴とする光ファイバ端面処理方法。 - 熱源を用い、コアと外縁部との間に空孔が配置された光ファイバの端面を溶融させることにより当該光ファイバの端面処理を行う光ファイバ端面処理方法において、
径の異なる複数の円環状の穴を備えた輻射熱反射板を用い、前記熱源から発生された熱をもとに、第1の強度でかつ第1の径を有する円環状の第1の熱パワー域と、前記第1の強度より低い第2の強度を有しかつ前記第1の径より大きい第2の径を有する円環状の第2の熱パワー域をそれぞれ生成し、前記第1の熱パワー域を前記光ファイバ端面の空孔が配置された位置に照射して当該位置に前記空孔を封止するための高温の第1の円環状温度部を形成すると共に、前記第2の熱パワー域を前記光ファイバ端面の外縁部に照射して当該外縁部に当該外縁部を研磨するための、前記第1の温度部より低温の第2の円環状温度部を形成することを特徴とする光ファイバ端面処理方法。 - 前記輻射熱反射板を用いて、前記熱源から発生された熱をもとに、前記第2の強度より低い第3の強度を有しかつ前記第1及び第2の径と異なる第3の径を有する円環状の第3の熱パワー域をさらに生成し、この第3の熱パワー域を前記光ファイバ端面の前記空孔以外の部位に照射して、当該部位に光ファイバ端面を平滑化するための前記第2の円環状温度部よりさらに低温の第3の円環状温度部を形成することを特徴とする請求項9記載の光ファイバ端面処理方法。
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