JPH01282508A - 多心光ファイバの融着接続方法及び融着接続装置 - 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〕 この発明は、多心光ファイバの融着接続方法及び融着接
続方法に関するものである。

〔従来の技術〕

予加熱融着接続法は、光ファイバの端面の不完全性およ
び接続面の圧力のばらつきの影響を除去する接続法とし
て有用である。

第４図は、従来の予加熱融着接続方法を示すものである
。この予加熱融着接続方法は、■予備放電（加熱状態）
、■押し込み（加熱状態）の順に行われていた（電子情
報通信学会論文誌Ｃ１Ｖｏ１．Ｊ７０−Ｃ、Ｎｏ、６、
ｐｐ、８１０−８１６　１９８７年６月、特公昭６２−
４０６８２）。

以下、第４図に基づき従来の予加熱融着接続方法を説明
する。まず、接続しようとする２本の多心光ファイバ１
．２は、それぞれの端面を突き合わせた状態で光軸方向
に保持されている。その端部を加熱するために、一対の
電極３．４が光軸とほぼ直交する方向に配設されている
。電極３．４で多心光ファイバ１．２の端面を予加熱す
ると（第４図（ａ））　、端面がわずかに融ける。この
融けた光ファイバは表面張力により端面を均一に整形す
るので、端面の不完全性を除去することができる。

次に、光軸方向に加圧するため、一方の多心光ファイバ
（たとえば、多心光ファイバ２）を他方の多心光ファイ
バ（たとえば、多心光ファイバ１）へ加熱しながら、押
し込み速度Ｖ。で押し込む（第４図（ｂ））。多心光フ
ァイバ２の押し込み速度は、電極３．４の放電により多
心光ファイバ１．２の端面に供給される熱量や大気圧、
温度、光ファイバの線径、材質などに依存するものであ
り、実験的、経験的に適切なものが適用される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、実際に多心光ファイバの端部は不揃いで
あり、個々の光フアイバ間隔は区々である。そのため、
以下のような問題があった。

第５図は、多心光ファイバの端部を示すものである。テ
ープ状光ファイバのような多心光ファイバの場合には、
図で示すように完全に端面部を揃えることができないの
で、最も間隔の大きいファイバ１ｄ、２ｄが接続できる
ように押し込む必要がある。この場合には、間隔の最も
小さいファイバｌｂ、２ｂの押し込み量は、著しく増大
する。

多心光ファイバー、２はファイバホルダ（図示せず）な
どにより保持されると共にモータで駆動され、個々の光
ファイバが同時に同一速度で移動するように構成されて
いる。そのため、個々の光ファイバにおける実質的な押
し込み時間が異なる。

第６図は、間隔の大きいものと小さいものの接続タイミ
ングを示すものである。ここで、ｔ３は全放電（加熱）
時間を示し、１０は予備加熱時間、ｔ　　、ｔ　　’　
はファイバの押し込み駆動開始から１、　　１ ファイバが接触するまで（ファイバがｄｄあるいはｄ　
を移動するまで）の時間、ｔ　　、ｔ　　’　はｂ　　
　　　　　　　　　　　　２２ フアイバが接触し押し込みが実質的に開始してから終了
するまでの時間である。同一の押し込み速度であるため
、押し込み速度をｖ　１間隔が最も広い光ファイバをｄ
　１その実質的な押し込み量をｌ　１間隔が最も狭い光
ファイバをｄ　１そのｄ　　　　　　　　　　　　　　
　　　ｂ実質的な押し込み量を１．とすれば、 ｔ　−ｄ　／Ｖ　Ｓｔ１′票ｄｂ／ｖ。

ｄＯ ｔ　　　−１／Ｖ　　、ｔ２　’　　−１ｂ／Ｖ口ｄＯ で示される。ｔ　　Ｓ’ｔｔ’が長いと、ファイバの先
端が丸くなるので、コアの変形が大きくなり損失が増大
する。一方、ｔ　　１ｔｔ’が短いと、先端の短い領域
だけが軟化した状態で接触するので、変形が先端部に集
中し、コアの折れ曲がりなど変形量が大きくなり損失が
増大する。このように、従来の接続方法ではファイバ端
部の不揃いを考慮することなく、一定の押し込み速度で
多心光ファイバを押し込んでいたため、ファイバ端部の
間隔のばらつきに伴い損失が変動し、融着接続された多
心光ファイバの信頼性が悪いという欠点があった（単一
モード光ケーブルの接続、研究実用化報告第３２巻第３
号、１９８３、電子情報通信学会創立７０周年記念総合
全国大会２０９７゜１９８７）。

そこでこの発明は、多心光ファイバの融若接続における
接続損失の低下および信頼性の向上を目的とする。

また、上記目的を最も合理的に達成できる装置を提供す
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を達成するため、この発明は光軸方向にそれぞ
れの端部を突き合わせて配設された多心光ファイバの端
部を接続前に加熱する予加熱工程と、光軸方向に配設さ
れた多心光ファイバの少なくとも一方を所定の押し込み
速度で光軸方向に押し込む押し込み工程とを備えて構成
され、多心光ファイバを構成する個々の光ファイバの端
面間隔において所定の速度で押し込んだときの個々の損
失の平均値が最も小さくなるように押し込み速度を設定
することを特徴とする。

また、光軸方向で互いに突き合わせられた一対の多心光
ファイバの端部を融着接続する多心光ファイバの融着接
続装置において、多心光ファイバを保持するファイバ保
持手段と、保持された多心光ファイバを固定するファイ
バ固定手段と、多心光ファイバを当該光軸方向に所定の
移動速度で移動させる移動手段と、移動手段における移
動速度を制御する移動速度制御手段と、多心光ファイバ
の端部を撮し出し、光軸方向における一対のファイバ間
の間隔を検出する検出手段と、あらかじめ記憶された情
報に基づき多心光ファイバを構成する個々の光ファイバ
の端面間隔において所定の速度で押し込んだときの個々
の損失を算出しそれらの平均値が最も小さくなるように
移動速度を設定するプロセッサとを備えて構成されるこ
とを特徴とする。

〔作用〕

この発明は、以上のように構成されているので、多心光
ファイバの端部におけるコアの変形を極力小さくするこ
とができる。

また、簡単な構造で押し込み速度を自由に設定すること
ができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例に係る光ファイバの融着接続
方法及び融着接続装置を、添付図面に基づき説明する。

なお説明において、同一要素には同一符号を用い、重複
する説明は省略する。

第１図は、この発明に係る多心光ファイバの融着接続方
法を示す工程図であり、第２図は、その融着接続方法を
適用できる一実施例として多心光ファイバの融着接続装
置を示す斜視図である。

最初に、第２図に基づき多心光ファイバの融着接続装置
を説明する。多心光ファイバ１．２は、それぞれファイ
バ保持手段５．６で保持されている。このファイバ保持
手段５．６は、ファイバの光軸方向に移動できるように
、当該光軸方向にねじ軸を有するボールねじ７にその下
端部で結合されている。このボールねじ７は、融着接続
がなされる接続部の両側で、互いに反対の螺旋方向を有
するねじ溝７ａ、７ｂが形設されている。したがって、
このボールねじ７が回転すると、多心光ファイバ１．２
は互いに近づく方向（あるいは、遠ざかる方向）へ移動
する。さらに、このボールねし７は回転速度を変えるこ
とができるモータ８に接続されているので、所定の速度
でモータ８が回転することにより、多心光ファイバ１．
２は所定の押し込み速度で互いに押し込まれる。なお、
モータ８の回転速度を変化させるために、移動速度制御
手段９がモータ８と電気的に接続されている。

さらに、この移動速度制御手段９はメモリを内蔵するプ
ロセッサ１０に接続されている。

多心光ファイバ１．２は、多条Ｖ溝台１１に固定されて
いる。この多条Ｖ溝台１１は、断面凹形で構成されてお
り、上部に多条Ｖ溝、底部に四角形の穴が形成されてい
る。この多条Ｖ溝の両側には、電極３．４が配設されて
おり、多心光ファイバ１．２の端部を融着接続できるよ
うに構成されている。なお、この多条Ｖ溝の上方には光
源１２が設けられており、多心光ファイバの端部を介し
て四角形の穴に照射光を投じることができる。−方、撮
像装置１３ａと画像処理部１３ｂを含んでで構成される
検出手段１３は、この多条Ｖ溝台１１の下部に設置され
ている。撮像装置１３ａは、光源１２からの照射光を受
光できるように、上述した四角形の穴の下方向に取り付
けられており、画像処理部１３ｂへ電気的に接続されて
いる。多心光ファイバの端部を通過した透過光は、対物
レンズなどで拡大され撮像装置１３ａに結像する。

この画像情報（アナログ値）は、画像処理部１３ｂによ
りＡ、／Ｄ変換される。上述したプロセッサ１０は、画
像処理部１３ｂでＡ／Ｄ変換された２値化情報に基づき
ファイバ間隔を検知し、最も接続損失が低くなるような
押し込み速度（モータ８の回転速度）を設定する。この
設定値に関する情報は、移動速度制御手段９に送られる
。モータ８は、この設定値に基づきボールねじ７を回転
させ、多心光ファイバ１．２を所定の速度で押し込む。

なお、この実施例では一つのモータ８を使用しているが
、２つのモータを使用し一方の多心光ファイバ（たとえ
ば、多心光ファイバ２）を他方の多心光ファイバに向か
って移動させてもよい。重要なことは、多心光ファイバ
の相対速度が一定に保たれる点である。

さらに、撮像装置の代わりに、顕微鏡を使用してもよい
。

次に、この発明に係る先ファイバの融着接続方法を第１
図に基づき説明する。まず、接続しようとする２本の光
ファイバ１．２は、それぞれの端面を突き合わせた状態
で光軸方向に保持されている。、その端部を加熱するた
めに、一対の電極３．４が光軸とほぼ直交する方向に配
設されている。

予加熱工程では、電極３．４で先ファイバ１．２の端部
を予加熱しく第１図（ａ））　、端面をわずかに融かす
。この融けた光ファイバが、表面張力により端部を均一
に整形するので、端面の不完全性が除去できる。

次に、光軸方向に加圧するため、一方の光ファイバ（た
とえば、光ファイバ２）を他方の光ファイバ（たとえば
、光ファイバ１）へ加熱しながら、押し込み速度ｖ１で
押し込む（同図（ｂ））。以下、Ｖｒの設定方法につい
て説明する。

第３図は、押し込み速度と接続損失との関係を示すもの
である。このように、ファイバ間の間隔により、接続損
失が最小となるような押し込み速度は区々である。そこ
で、間隔と接続損失と押し込み速度との関係をメモリで
記憶しておけば、間隔と押し込み速度が与えられること
により、接続損失が算出できる。たとえば４心の場合に
、ファイバ間の間隔がｄ　　、ｄ　　、ｄ　　、ｄ　　
であり、押し込み速度がＶ　であれば接続損失α１、α
２、■ α３、α４が算出でき、さらにこれらの平均値α。、最
大値α　　が求められる。したがって、ｎ＋ａｘ あらかじめ最大許容範囲を求めておき、接続損失が最も
小さくなるように押し込み速度を特定することができる
。この押し込み速度で多心光ファイバ２を押し込めば低
損失で安定した接続ができる。

なお、押し込み速度と接続損失との関係は、放電電流な
どの接続条件により異なるので、実験結果に基づく近似
関係をあらかじめメモリに記憶しておく。本発明の融着
接続方法は、以上の工程で終了する。

この実施例において、押し込み速度の設定は単に平均値
を下げるだけでなく、種々の制約条件下で最適値に設定
することができる。たとえば、接続損失の最大値α　　
が一定値α１以下になる条ａＸ 件の下で、α　を最小にするという複合化した制膓 約条件においても設定できる。この場合、α　を越える
ものに対して、接続損失が減少するように押し込み速度
を増減させ、すべての接続損失がα１以下となる範囲で
α１をか最小になる押し込み速度を計算すればよい。適
当な押し込み速度が存在しなければ切断されたファイバ
の不揃いが不適として再度切断をやり直すこととし、未
然に不良接続を防止することができる。

この場合の設定方法は特定のファイバの接続損失が一定
値以下になることや、実験結果から予想される接続損失
の安定度（ばらつき）に基づき範囲を定めること等が考
慮される。

なお、この実施例における押し込み工程の後に、放置工
程と引き戻し工程を追加してもよい。放置工程では、押
し込まれた状態で放電を中断し、しばらく放置しておく
。

その後、再び放電を開始し、光ファイバの引き戻し工程
がなされる。引き戻し工程では、一方の光ファイバ（た
とえば、光ファイバ２）を光軸方向に沿って、他方の光
ファイバ（たとえば、光ファイバ１）から離れる方向へ
加熱しながら引き戻す。この引き戻し工程により、押し
込み工程で増加した接続損失が緩和される。

なお、上述した放置工程は加熱状態ではない（放電が停
止されている）が、押し込み工程から引き戻し工程まで
を連続で加熱してもよい。光ファイバが均一に加熱され
ると共に軟化領域を十分広くできるので、接続損失を一
層低くすることができる。

この場合、加圧工程終了時点から引き戻し工程が開始す
るまでの間隔（放置工程の時間）は、少なくとも４秒以
上の間隔を設けることが望ましい。

４秒以上の間隔を設けることにより、ファイバ接続部に
おける溶融、軟化状態を安定させることができ、コアの
表面張力による調心が十分なされる。

なお、この実施例では押し込み速度を接続損失が最も低
くなるように設定しているが、同様な処理を引き戻し工
程における引き戻し速度に適用してもよい。この場合に
は、実質的に押し込まれた量がそれぞれ異なるので、引
き戻し速度が接続１ｉ失に微妙な影響を与える。そこで
、個々の押し込み量に対して、全体の接続損失が最も小
さくなるような引き戻し速度を特定する。この速度で引
き戻せば、さらに接続損失が小さくなる。

〔発明の効果〕

この発明は、以上説明したように構成されているので、
接続損失の低い光ファイバを安定して得ることができる
。

さらに、軟化、溶融状態が安定したまま引き戻されるこ
とから、接続された光ファイバの破断強度を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例に係る多心光ファイバの
融着接続方法を説明するための工程図、第２図は、この
発明の一実施例に係る多心光ファイバの融着接続方法を
示す斜視図、第３図は、押し込み速度と接続損失との関
係を示す図、第４図は、従来の光ファイバの融着接続方
法を説明するための工程図、第５図は、多心光ファイバ
の端部を示す図、第６図は、接続タイミングを示す図で
ある。 １．２・・・光ファイバ ３．４・・・電極 ５．６・・・ファイバ保持手段 ７・・・ボールねじ ８・・・モータ ９・・・移動速度制御手段 特許出願人　　住友電気工業株式会社 同　　　　日本電信電話株式会社 代理人弁理士　　　長浴用　　芳　　樹間　　　　　　
　　　山　　　　１）　　　行　　　　−第１図 押し込み速度と接続損失 第３図 第４図 第５図 淑蕃六但９翼填嘔１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光軸方向にそれぞれの端部を突き合わせて配設され
   た多心光ファイバの端部を接続前に加熱する予加熱工程
   と、 光軸方向に配設された前記多心光ファイバの少なくとも
   一方を所定の押し込み速度で光軸方向に押し込む押し込
   み工程とを備えて構成され、前記多心光ファイバを構成
   する個々の光ファイバの端面間隔において所定の速度で
   押し込んだときの個々の損失の平均値が最も小さくなる
   ように前記押し込み速度を設定することを特徴とする多
   心光ファイバの融着接続方法。 ２、光軸方向で互いに突き合わせられた一対の多心光フ
   ァイバの端部を融着接続する多心光ファイバの融着接続
   装置において、 前記多心光ファイバを保持するファイバ保持手段と、 保持された前記多心光ファイバを固定するファイバ固定
   手段と、 前記多心光ファイバを当該光軸方向に所定の移動速度で
   移動させる移動手段と、 前記移動手段における移動速度を制御する移動速度制御
   手段と、 前記多心光ファイバの端部を撮し出し、光軸方向におけ
   る一対のファイバ間の間隔を検出する検出手段と、 あらかじめ記憶された情報に基づき、前記多心光ファイ
   バを構成する個々の光ファイバの端面間隔において所定
   の速度で押し込んだときの個々の損失を算出し、それら
   の平均値が最も小さくなるように前記移動速度を設定す
   るプロセッサとを備えて構成されることを特徴とする多
   心光ファイバの融着接続装置。