JPH02195304A - 光ファイバの融着接続方法 - 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） 本発明は裸光ファイバの外周に、例えばチタン、シリコ
ンカーバイト等の炭素系の薄膜コーティング層を具え、
その上に被覆部を設けた光ファイバの融着接続方法に関
するものである。

（従来の技術） 第３図は従来の光ファイバ（２０）の説明図で、同図（
イ）は横断面図、同図（ロ）は光ファイバ（２ｏ）の端
部被覆部（２２）を除去して裸光ファイバ（２１）を露
出させた状態の側面図である。

このような光ファイバ（２０）の融着接続は、同図（＋
２）のように光ファイバ（２０）の端部被覆部（２２）
を除去して露出させた裸光ファイバ（２１）に耐着して
いるゴミ等を拭き取った後、裸光ファイバ（２１）の端
面を対向させ、光ファイバ（２０）のコア（２１’）を
画像処理により光学的に軸合せを行ない、しかる後気中
放電熱により融着接続を行なう。

光学的に軸合せを行なう方法としては、光ファイバ（２
Ｇ）の外径を合わす容易な方法もあるが、光ファイバ（
２０のコア（２１’）に偏心があった場合には第４図（
イ）に示すような接続となり、コア（２１″）を伝達さ
れる光信号は接続点で散乱し、低損失な接続が達成でき
ない。

これに対して、偏心のある光ファイバ（２０）をコア直
視型融着接続機でコア（２１’　）を調心して接続した
場合は第４図（０）に示すような接続となり、光ファイ
バ（２０）の外径は若子ずれるが、コア（２１″）は軸
が合っているため接続部の損失は極めて小さいものとな
る。

（解決しようとする課題） 近年光ファイバの伝送特性の安定及び機械的強度の長期
信頼性を高めた高品位な光ファイバが開発されている。

第５図はこのような光ファイバ（１０）の−例の横断面
図（イ）及び端部被覆部を除去した状態の側面図（０）
を示すもので、裸光ファイバ（目）の外周にチタンカー
ボン、シリコンカーバイト等の炭素系の材料による２５
０Ａ〜ｔｏｏｏム厚の薄膜コーティングＪｌ（１２）を
施し、その上にプラスチック等の被覆部（１３）を設け
たものである。

このような光ファイバ（１Ｇ）は、第３図に示す従来の
光ファイバ（２０）と異なり、裸光ファイバ（ＩＩ）の
外周に炭素系の薄膜コーティングＦＪ　（１２）を施し
たことにより、光ファイバの化学的物性変化及び機械的
強度劣化の防止に絶大なる効果があり、今後の有望な光
ファイバとして注目されている。

しかし、このような炭素系薄膜コーティング層（１２）
を設けた光ファイバ（１０）を、前述のコア直視型融着
接続機を用いて低損失に接続しようとする場合、次のよ
うな問題点がある。

■コア直視型融着接続機は、接続する裸光ファイバ（１
１）の端面をあらかじめ突合せた状態で、裸光ファイバ
（！１）の側面から光を照射し透過した光が裸光ファイ
バ（菫りとコア（Ｉｆ’）の屈折率差によって発生する
境界を第６図（イ）のように画像にとらえ、コア（１１
’）の軸調心を行なうものである。

しかし、炭素系薄膜コーティング７ｍ（１２）を施した
光ファイバ（ｉｏ）は、光ファイバに照射する光が透過
しないため、コア（１１″）外径が認識できず、第６図
（０）に示すような画像となってコア（１１’）をとら
えることが出来ず、接続機能が動作しなくなり、接続不
可能となる。

強 ■コア直視型融着接続機を用い、≠制約に外径を合せて
接続することは可能ではあるが、この方法で接続を行な
った場合でも２つの問題点がある。

その一つは、突合せた左右の光ファイバの端面が放電に
よって溶けて一体化されるとき、炭素系薄膜コーティン
グＪｉｌ（＋２）が放電熱によって炭化し、光ファイバ
の端面の溶着部分に混入して接続点の損失の増加、及び
強度劣化の原因となる。

その２は、従来の技術で述べたように、裸光ファイバ（
１１）の外周径の円に対しコア（１１″）を位置づけ、
即ち、偏心の問題があり、仮りに外径が合ったからとい
って低損失な接続は保証できない。

（課題を解決するための手段） 本発明は裸光ファイバの外周に炭素系の薄膜コーティン
グ層を具えた光ファイバの融着接続方法において、上述
の問題点を解消した光ファイバの融着接続方法を提供す
るもので、その特徴は、接続する光ファイバ端末の被覆
部を除去して露出させた炭素系薄膜コーティング層の先
端部を５００〜ｔｏｏｏ℃の熱を瞬間的に与えてコーテ
ィング層を熱分解により除去し、露出した裸光ファイバ
の端面同志を突合せ軸調心を行なった後気中放電熱によ
り融着接続することにある。

（作用） 前述の問題点を解決するための手段として、■炭素系の
薄膜コーティング層をも透過する光源があるか、 ■上記薄膜コーチ４フフ層を裸光ファイバに損傷を与え
ることなく除去できるか、 について検討を行なった。

その結果、上記■については、紫外光〜赤外光までの波
長によるコーティングした光ファイバの透過率は、２０
０λ〜１０００人において２０％〜１％であり、光ファ
イバのコアを認識することは不可能であることがわかっ
た。

又上記■については、通常の光ファイバの接続方法にお
ける端末処理を行なった後、薄膜コーティング層の表面
を、アルコール、アセトン、ジクロルメタン等の溶剤を
浸した布で強くこすり、拭きとったが、コーティング層
は除去できなかった。さらに、溶剤の中に長時間浸漬し
、かつ超音波振動を与えても薄膜コーティング層は除去
できなかった。

上述の検討結果から、機械的及び化学的には薄膜コーテ
ィング層の除去が不可能であることがわかった。しかし
、さらに検討を重ねた結果、炭素系薄膜コーティング層
が熱処理によって形成されていることにヒントを得、熱
を与えて除去することを見出した。

裸光ファイバの表面に施した炭素系薄膜コーティング層
を、熱によって除去する方法として、コーテイング材が
熱分解する温度範囲及び時間、加熱方法について検討し
た結果、融着機に用いている放電電源を利用し、アーク
放電の放電時間及び放電パワーを制御し、一定の熱量を
薄膜コーティング層の端部に照射することにより熱分解
させ除去することに成功した。

（実施例） 以下第１図及び第２図に基づいて、本発明の融着接続方
法を具体的に説明する。

第１図は本発明における炭素系薄膜コーティング層の除
去方法の具体例の説明図、第２図（イ）〜（ネ）は本発
明の融着接続方法の手順の説明図である。

■光ファイバ（１０）の端末の被覆部（１３）を除去し
、薄膜コーティングＭ　（１２）を露出させる。露出長
さは端面をカットし、約１０冒■とする。

このような光ファイバ（１０）の被覆部（１３）を、第
１図のように光ファイバホルダー（２）にセットする。

この時、光ファイバの先端は相対向する１対の電極棒（
３ａＨ３ｂ）の中央に位置させる。

■次に放電制御装置（［１）の放電スイッチ（［ｆａ）
を入れ、放電電源（５）より放電電極（３ａ）Ｈｂ）に
電圧をかけアーク放電（４）を発生させ、放電熱により
薄膜コーティング層（＋２）の先端に５００〜１０００
℃の熱を与え、上記薄膜コーティング層（１２）の先端
部を熱分解し、除去する。

放電電極（３ａ）（３ｂ）に流れる放電電流は、コーテ
イング材の材質及びコーティング厚さによって若干異な
るため、放電制御装置（６）の電流調整ボリウム（６ｂ
）と放電時間設定スイッチ（６Ｃ）で調整する。本実施
例では、放電電流値は１３〜１５ｍＡ、放電時間０．２
秒で、シリコンカーバイト及びチタンカーボンの薄膜コ
ーティング層（１２）はきれいに除去できた。

０１回の放電で薄膜コーティング層（＋２）を除去でき
る長さは０．３〜０．４１であるため、１回放電後、光
ファイバホルダー（２）を０．３〜０．４ｍｓ程度矢印
の方向に移動させ、放電を行なう。これを数回繰り返え
す。この時の光ファイバ（１０）の移動量は第２図（イ
）の１□となり、同図（ロ）に示すように、薄膜コーテ
ィング層（＋２）の先端部２−１が除去されて、裸光フ
ァイバ（ｘｌ）が露出する。

■上述のように、先端部の薄膜コーティング層（１２）
を除去して露出された裸光ファイバ（１１）部を第２図
（ハ）のようにコア直視型融着接続機にセットし、左右
の裸光ファイバ（ｘｌ）の端面を突合せた状態で調心（
Ｘ及びＹ方向に移動さす）する。

この際、裸光ファイバ（１１）部は薄膜コーティング層
（１２）が除去されているので、光が透過し、＋２の間
隔において、コア（ＩＩ”）の外径及び水平を認ｍ検知
ラインとして計測し、コア（１１’　）の軸合せを行な
う。

■軸合せが完了した時点で同図（ニ）のように左右の裸
光ファイバ（１１）の端面を接触させ、放？！！　（４
）の熱によって裸光ファイバ（１１）を融着接続する。

この裸光ファイバ（＋１）を溶かす放電熱は１８００〜
２０００℃を必要とするが、この時の熱量が薄膜コーテ
ィング層（１２）を熱変化させないための距離が１ａで
あり、約４■■を必要とする。

［Ｆ］以上の方法でコア調心を行って融着接続した接続
部は同図（ネ）に示す通りである。

上記接続部の中心的４１■は裸光ファイバ（１１）のみ
の状態となっているが、この後接続部は接続補強スリー
ブを用いて補強されるので、なんら問題はない。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の融着接続方法によれば、
光ファイバの炭素系薄膜コーティング層の先端部を熱分
解により除去することにより、コア直視型融着接続機を
用いてコア調心が可能となり、低損失な接続が実現でき
る。

又本発明の方法によれば、融着接続時に接続部に炭素系
コーテイング材が混入することがないので、低損失かつ
高強度な光ファイバの融着接続部が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における炭素系薄膜コーティング層の除
去方法の具体例の説明図である。 第２図（イ）〜（ネ）は本発明の融着接続方法の手順の
説明図である。 第３図は従来の光ファイバの説明図で、同図（イ）は横
断面図、同図（ロ）は端末の被覆部を除去し裸光ファイ
バを露出した状態の側面図である。 第４図（イ）及び（０）はいずれも光学的軸調心の説明
図である。 第５図は本発明の対象とする光ファイバの説明図で、同
図（イ）は横断面図、同図（０）は端部薄膜コーティン
グ層を露出した状態の側面図である。 第６図（イ）及び（ＣＩ）はコア直視型融着接続機によ
るコア軸調心の説明図である。 １・・・ベース台、２・・・光ファイバホルダー、３ａ
１３ｂ・・・放電電極、４・・・アーク放電、５・・・
放電電源、６・・・放電電源制御装置、 １Ｇ・・・光ファイバ、！！・・・裸光ファイバ、１１
′・・・コア、１２・・・炭素系薄膜コーティング層、
１３・・・被覆部。 算　ｌ　口 算２　図 １茅　２　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）裸光ファイバの外周に炭素系薄膜コーティング層
   を具えその上に被覆部を設けた光ファイバの融着接続方
   法において、接続する光ファイバ端末の被覆部を除去し
   て露出させた上記炭素系薄膜コーティング層の先端部を
   ５００〜１０００℃の熱を瞬間的に与えてコーティング
   層を熱分解により除去し、露出した裸光ファイバの端面
   同志を突合せ軸調心を行なった後気中放電熱により融着
   接続することを特徴とする光ファイバの融着接続方法。
2. （２）前記露出させた炭素系薄膜コーティング層の先端
   部を一対のアーク放電電極間に設置し、気中放電により
   薄膜コーティング層先端部に５００〜１０００℃の温度
   を与えて先端約２ｍｍを熱分解により除去することを特
   徴とする請求項（１）記載の光ファイバの融着接続方法
   。