JPH01234805A - ファイバ屈曲装置にファイバを固定する方法および光タップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はファイバ屈曲装置にファイバを固定する方法と
、光タップ装置に関するもので、例えば光カプラなどに
用いられる。

〔従来の技術〕

ファイバ（本明細書中、この語は光フアイバ心線、及び
光フアイバ素線を意味するものである）は、光通信シス
テムなどの伝送路として利用されるだけでなく、温度セ
ンサや湿度センサなどとしても広く応用されている。と
ころで、これらの光信号の伝送においては、一般に光フ
ァイバを屈曲させると、その屈曲角に応じて曲げ損失が
発生し、光ファイバを介して行なわれる光信号の授受に
減衰を伴うことが知られている。一方、光ファイバの屈
曲部分では、光フアイバ中を伝搬する光が周囲の接合材
に放射されることも知られている。

そこで、最近、光ローカルエリアネットワーク（光ＬＡ
Ｎ）や光伝送路などを構成する主要な部品の一つである
光分岐結合器（以下、光カブラという。）を、光ファイ
バの屈曲によって形成する試みがなされている。このよ
うなものとしては、例えば、電子通信学会技術研究報告
０ＱＥ−８６−１０４に示されたものがある。

しかしながら上記の文献に示される技術では、光ファイ
バの屈曲角と屈曲半径とを特定する手段を用いるという
ことがなされていない。また、光ファイバを所定の屈曲
角度に合わせて屈曲し、その屈曲部分での光ファイバの
曲率半径を精度よく所定の値に設定する手段も用いられ
ていない。このため、空間において光ファイバを所定の
屈曲をもって配置する作業が困難であるだけでなく、屈
曲された光ファイバは、機械的振動などにより偏位して
しまうことがあった。

そこで、本件出願人は、上記従来の問題点を解消するこ
とのできる光フアイバ屈曲装置を特願昭６１−２９８５
４９号（未公開）に示した。この光フアイバ屈曲装置に
光ファイバを設置した状態の斜視図を第５図に、又、そ
の断面図を第６図に示す。この光フアイバ屈曲装置は２
つの基体１及び２より構成され、この基体１及び２は、
それぞれ透明な材料、例えばアクリル樹脂よりできてい
る。この２つに基体１及び２の一方の基体２には、光フ
アイバ素線４を受容するための溝３が形成されている。

そして、この溝３に光フアイバ素線４を入れ、２つの基
体１及び２で挾み込むことにより、光フアイバ素線４が
所定の屈折角を保持できるようにしている。そして、こ
のように構成された光フアイバ屈曲装置に、光ファイバ
５に光信号が矢印Ａの方向から印加されると、その光信
号の一部が屈曲部で放射される。この放射方向にレンズ
６及び受光素子７を配置することにより、光信号を受信
できる。受光素子の代わりに発光素子を配置しておくと
、光ファイバに光信号を結合することもできる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記特願昭６１−２９８５４９号に示す光フアイバ屈曲
装置では、光ファイバを所定の屈曲角と屈曲半径もって
、安定かつ簡便に光ファイバを屈曲させることができる
。しかし、第６図において、記号Ｔで示すような張力が
光ファイバ５に加わったり、温度変動が加わると、光フ
ァイバ５が所定の屈曲形状を保てなくなる恐れがあった
。これは、光フアイバ素線４が光ファイバ５（石英、フ
ッ化物ガラス等を材料とするコア、ブラッドにより構成
されているもの）とこの光ファイバを覆っているシリコ
ーンなどの被覆８とより構成され、この被覆に使用され
る樹脂が弾性変形しやすいためである。すなわち、光フ
アイバ素線４に張力Ｔが加わると光ファイバ５が被覆８
を圧迫し、その屈曲形状が変形し、所定の屈曲形状を保
てなる。又、温度変動により基体自身が熱膨張又は収縮
すると、光ファイバ５の屈曲形状を変形させることがあ
った。

この変形状態を第７図に示す。この図において、光フア
イバ素線４の被覆８が弾性変形するため、光フアイバ素
線４に張力が作用すると光ファイバ５は、同図に示す破
線の如く変形する。したがって、この光フアイバ屈曲装
置では、そこに装着されたファイバに張力等が作用した
り、温度の変動により光フアイバ屈曲装置の基体が熱膨
張すると、光ファイバの屈曲形状が変形し、光カブラと
しての結合パワー及び挿入損失の変動が生じやすかった
。

また、光フアイバ素線を光フアイバ屈曲装置に敷設する
際、溝が均一に形成されているため、光フアイバ素線を
位置決めするのが難しかった。

本発明は上記問題点を解決し、光カブラの結合パワー及
び挿入損失が変動しないファイバ固定方法と、ファイバ
を位置決めして固定した光タップ装置とを提供すること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の光ファイバを固定する方法は、基体と、この基
体に形成され、ファイバを所定の屈曲形状に拘止する溝
を有する光フアイバ屈曲装置にファイバを固定する方法
であって、前記屈曲するファイバの一部分の被覆を剥離
し、光ファイバを露出させる工程と；前記剥離されたフ
ァイバを、前記露出した光ファイバが屈曲部の所定の位
置にくるように前記溝に押し込む工程と；前記溝と押し
込まれた光ファイバとの間に樹脂などの透光性固定材を
注入し固定する工程とを含むことを特徴とする。

更に本発明の光タップ装置は、基体と、この基体に形成
され、光ファイバを所定の屈曲半径をもって屈曲させる
拘持手段としての溝を備え、被覆が除去された光ファイ
バが透光性の固定材により上記の溝に固定されているこ
とを特徴とする。

〔作用〕

本発明の光フアイバ固定方法では、光フアイバ素線や光
フアイバ心線などのファイバから、その被覆を剥離する
ことにより光ファイバを露出させ、その露出した光ファ
イバをエポキシ樹脂などの透光性の固定材を用いて固定
することにより、光ファイバの屈曲形状の変形を防ぐ。

又、本発明の光タップ装置は、ファイバが受容される溝
の形状を変化させることにより、そこに固定されるファ
イバの位置決めを容易にし、かつ、確実に固定できるよ
うにしている。

〔実施例〕

以下、添付図面の第１図乃至第４図を参照して本発明の
詳細な説明する。なお、以下の図面の説明において、同
一要素には同一符号を付し、その説明の重複をさけてい
る。

第１図に本発明に従う光フアイバ屈曲装置の分解斜視図
を示す。この図において、光ファイバを屈曲して固定し
た光タップ装置は、下面が凸曲面に仕上げられた上側基
体２と、この上側基体２と協働して光フアイバ素線４お
よび光ファイバ５を挾み込むように、上面が凹曲面に仕
上げられた下側基体１とより構成される。下側基体１及
び上側基体２はアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）を材料として
成型されたものである。その上側基体２にはファイバ４
を拘持する手段として、溝３が形成されている。この溝
３は光ファイバ５の光入射側での直線部分Ｘと、光出射
側での直線部分Ｙと、両立線部分を所定の屈曲角θおよ
び屈曲半径Ｒをもって接なぐ屈曲部分Ｚとから構成され
ている。

溝３の断面はＵ字形に形成され、その溝幅は内部に敷設
される光フアイバ素線４の外形寸法よりも約１０μｍ程
度大きい。また、溝３は光フアイバ素線４をその内部に
埋設できるだけの深さに形成されている。溝３の底面は
溝幅の１／２を半径とする曲面に形成されている。しか
し、その溝の屈曲部の一部Ｗは、その深さが浅く、かつ
、その幅が小さくなっている。そしてこの浅くなってい
る部分の幅及び深さは、光フアイバ素線４から被覆を除
去した光ファイバ５を、その内部に埋設できるような大
きさになっている。そして、この浅くなっている部分の
溝３の底面は、溝幅の１／２を半径とする曲面に形成さ
れ、コアとクラッドからなる光ファイバ５を確実に保持
できるような形状となっている。

次に、上記実施例の光フアイバ屈曲装置にファイバを固
定す、る方法について説明する。

まず光フアイバ素線４の被覆の一部を有機溶剤にて溶解
剥離し、光ファイバ５を露出させる。この光ファイバ５
を露出させる部分は、先に説明した溝３のうち浅くなっ
ている部分に埋設される部分である。次に、ファイバ４
の拘持手段である溝３には、露出した光ファイバ５が浅
くなった溝３の部分Ｗに合致するように、光フアイバ素
線４を溝底に沿って敷設する。このため、光ファイバ５
は所定の屈曲角と屈曲半径をもって屈曲されることにな
る。溝３は光フアイバ素線４及び露出した光ファイバ５
を、その底部に充分な深さをもって収容するので、光フ
ァイバ５は所定の形状に精度よく屈曲されたまま拘束さ
れ、屈曲形状が維持される。

次に、露出した光ファイバ５と浅く形成された溝３との
間には、透光性の固定材として例えばエポキシ樹脂が充
填される。これにより、光ファイバ５は溝３に堅く保持
される。ここでエポキシ樹脂を使用するのは、この樹脂
が光フアイバ素線の被覆として使用されるシリコーン系
の樹脂に比較して、硬度が十分大きいためである。従っ
て、この光フアイバ屈曲装置に固定されたファイバ及び
光ファイバに外部張力が働いたり、温度変動による基体
の熱膨張が生じても、エポキシ樹脂により固定された光
ファイバの屈曲形状は変化しにくい。

この光フアイバ屈曲装置を光カブラとして使用する時、
結合パワーや挿入損失が変動しにくい。又、光ファイバ
のクラッドの屈折率より高い屈折率を有するエポキシ樹
脂を使用することによって、光カプラとしての挿入損失
値として、従来の光カブラ装置と同程度の値が得られた
。この様なエポキシ樹脂としては、スタイキャスト１２
６６　（商品名）が知られている。この様なエポキシ樹
脂の代わりに、光ファイバのクラッドより屈折率の小さ
い樹脂を固定剤として用いると、光フアイバ内のクラッ
ド部を伝搬するクラッドモードが増大し、その結果挿入
損失が増大し好ましくない。

次に、第２図には上記実施例の断面及びその使用形態を
示す。この図において、光信号が光ファイバ５に矢印Ｂ
で示す方向に印加されたと仮定する。その時には、光フ
ァイバ５が露出しかつ屈曲している部分Ｗから、その光
信号の一部が放射される。そして、その放射された光信
号は、光ファイバ５を覆っているエポキシ樹脂、下側基
体２を貫通してレンズ６に到達する。レンズ６に到達し
た光信号はレンズ６により集束され、受光素子７に捕ら
えられる。ここで、受光素子７の代わりに発光素子を設
置すれば、矢印Ｃに示す方向の光信号に発光素子より発
した光信号を結合させることもできる。

この様な使用形態で、本件発明者は次のような測定を行
なった。すなわち本発明の光フアイバ固定方法を用いて
光フアイバ素線を光フアイバ屈曲装置に装着して光カブ
ラを構成し、この温度を周期的に変化させて、その光結
合パワーを測定した。

又、第６図に示す特願昭６１−２９８５４９号の光フア
イバ屈曲装置によって得られる光タップ装置についても
、同様な実験を実施した。その結果を第３図に示す。第
３（ａ）図は従来の場合を示し、第３（ｂ）図は本発明
の実施例の場合を示す。

この比較からも判るように、本発明の光フアイバ固定方
法を採用した場合では、従来の例と比較して、十分に安
定した光結合特性を得ることができた。

本発明は上記実施例に限定されるものでなく、種々の変
形例が考えられ得る。

具体的には、上記実施例において、溝３は断面がＵ字状
として説明したが、それに限られるものではない。例え
ばＶ字状とすることも可能であり、この場合には光ファ
イバ５を７字状溝の底面に沿って敷設しやすくなる。さ
らに、溝の断面形状を底面近傍で多少拡げたものとし、
その上部溝壁部分で若干狭めたものとすることにより、
光フアイバ素線４が溝３から離脱することを防止するこ
ともできる。また、溝３に光フアイバ素線４を敷設した
のち、樹脂等によって溝３の開口部分を封止することも
できる。

上記実施例の説明では、上側基体２に溝３を形成すると
して説明したが、それに限らず、下側基体１に溝を形成
してもよく、また下側基体１および上側基体２の両方に
溝を形成してもよい。

また、基体の材料はアクリル樹脂（Ｐ　Ｍ　Ｍ　Ａ　）
に限られず、他の高分子材料、例えばポリスチレン樹脂
、ポリ炭酸エステル樹脂、エポキシ樹脂などの有機材料
とすることもできる。また、石英ガラスや他のガラス材
料、あるいはサファイアなどの透光性無機材料によるこ
ともできる。さらに、基体の外形形状は矩形のものに限
られず、円盤、円柱形状等のいかなるものであってもよ
い。

更に、光ファイバを溝に固定するめの透光性の固定材は
樹脂に限らず、強度や屈折率などの条件を満たせばリン
ガラス、ボロンガラス等の低融点ガラスなどであっても
よい。また、固定材の屈折率は光ファイバのクラッドよ
り高いことが望ましく、強度は光フアイバ素線の被覆よ
り高いことが望ましいが、低屈折率あるいは低強度であ
っても本発明は適用できる。

また更に、第４図に示すように溝を形成してもよい。こ
の例では、平板状の基体２の上面に屈曲した溝３が形成
されており、この溝３の屈曲部分Ｗの溝幅および深さは
、被覆が除去された光ファイバ５に応じて小さくなって
いる。なお、この光フアイバ素線４および光ファイバ５
の溝３への固定は、前述の実施例と同様に透光性の固定
材によりなされる。

更にまた、本発明は光フアイバ素線を用いたものだけで
なく、光フアイバ素線に更に外側被覆を形成した光フア
イバ心線を用いるものにも適用できる。そしてこの場合
には、２重あるいはそれ以上の被覆を除去して光ファイ
バを露出させ、これを屈曲部分に樹脂などで固定するこ
とになる。

〔発明の効果〕

本発明のファイバを固定する方法では、光フアイバ素線
などのファイバの被覆を剥離し、露出した光ファイバを
エポキシ樹脂等で屈曲装置の溝に固定しているので、光
ファイバの屈曲形状が、そこに作用する張力及び温度変
動等によって変化しにくい。そのため、この方法でファ
イバを屈曲装置に固定すると、光結合パワー及び結合損
失の変動が少なくなる。

また、更に、露出した光ファイバを受容する溝の大きさ
をファイバを受容する溝に比較して小さくすることによ
り、位置決めを容易にし、更に、その小さくした溝に、
露出した光ファイバを敷設し、エポキシ樹脂等で固定す
ることにより、ファイバ及び光ファイバに張力等が作用
した場合でも、光ファイバの屈曲形状が変化しないよう
にできる。

本発明の方法及びこれを用いた光タップ装置は、光ファ
イバを介して行なわれる光信号処理に応用すると効果的
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う光フアイバ固定方法で光屈曲装置
に固定した状態を示す図、第２図は第１図に示す光タッ
プ装置の断面図、第３図は本発明と従来の方法との比較
説明図、第４図は本発明に従う実施例の変形例資示す図
、第５図は従来の光屈曲装置及び光フアイバ固定方法を
説明する図、第６図は第５図に示す装置の機能説明図、
第７図は従来例の場合の光ファイバの屈曲形状の変形状
態を示す図である。 １・・・下側基体、２・・・上側基体、３・・・溝、４
・・・ファイバ、５・・・光ファイバ、６・・・レンズ
、７・・・受光素子、８・・・被覆。 第１図 ノ 実施例の断面図 第２図 温度サイクル回数　　　　　　　　温度サイクル回数（
ａ）　　　　　　　　　　　　　　　　（ｂ）結合パワ
ーの変動の比較 実施例の斜視図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基体と、この基体に形成され、ファイバを所定の屈
   曲形状に拘止する溝を有するファイバ屈曲装置にファイ
   バを固定する方法であって、前記屈曲されるファイバの
   一部分の被覆を剥離し、光ファイバを露出させる工程と
   ； 前記被覆が剥離されたファイバを、前記露出された光フ
   ァイバが所定の位置にくるように前記溝に押し込む工程
   と； 前記溝と押し込まれた光ファイバとの間に透光性の固定
   材を注入し固定する工程とを含むファイバ固定方法。 ２、前記溝が、前記基体の平面に均一の深さをもって屈
   曲して形成された溝である請求項１記載のファイバ固定
   方法。 ３、前記溝が、前記基体の曲面に形成された溝である請
   求項１記載のファイバ固定方法。 ４、前記溝の一部が細くなっており、その部分に前記露
   出した光ファイバが固定されることを特徴とする請求項
   ２又は３記載のファイバ固定方法。 ５、前記透光性の固定材がエポキシ系の樹脂であって、
   その屈折率が光ファイバのクラッドの屈折率より大きい
   請求項１、２、３又は４記載のファイバ固定方法。 ６、基体と、この基体に形成され、ファイバを所定の屈
   曲半径をもって屈曲させる拘持手段としての溝とを備え
   、この溝には被覆が除去された光ファイバが透光性の固
   定材により固定されていることを特徴とする光タップ装
   置。 ７、前記溝の一部の幅及び深さがそこに装着されるファ
   イバの外径より小さく、かつ光ファイバの外径より大き
   いことを特徴とする請求項６記載の光タップ装置。