JPH05157933A - Method for reinforcing optical fiber coupler - Google Patents
Method for reinforcing optical fiber couplerInfo
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- JPH05157933A JPH05157933A JP32290591A JP32290591A JPH05157933A JP H05157933 A JPH05157933 A JP H05157933A JP 32290591 A JP32290591 A JP 32290591A JP 32290591 A JP32290591 A JP 32290591A JP H05157933 A JPH05157933 A JP H05157933A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は光通信分野及びセンシン
グシステム等に用いられる光ファイバカプラの補強方法
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for reinforcing an optical fiber coupler used in the field of optical communication and sensing systems.
【０００２】ファイバ型カプラは単一波長の光を分岐／
結合あるいは複数の光を分岐／合波する機能を有し、製
造方法としては融着延伸法と研磨法が知られている。前
者の方法は現在ではシングルモード用ファイバカプラの
製造に最も適した方法とされている。この融着延伸法は
複数の光ファイバを捩ったり、あるいは並行に融着する
ことにより一体化した後に、バーナー等の加熱器により
一体化した部分を加熱・溶融しながら延伸し、所定の分
岐状態が得られたところで延伸を停止して製造するもの
である。Fiber type couplers split / split light of a single wavelength.
It has a function of coupling or splitting / combining a plurality of lights, and as a manufacturing method, a fusion drawing method and a polishing method are known. The former method is currently regarded as the most suitable method for manufacturing a single mode fiber coupler. In this fusion drawing method, a plurality of optical fibers are twisted or fused in parallel to be integrated, and then the integrated portion is heated and melted by a heater such as a burner to draw a predetermined branch. When the state is obtained, the stretching is stopped to manufacture.
【０００３】このようにして形成された光ファイバカプ
ラは、外径が数十μｍ程度の裸ガラスからなる細径部
（以下光結合部と呼ぶ）を有するので、外力から保護し
安定した温度特性を具備させるために、ファイバ材料で
ある石英と同程度の線膨張係数を有する補強部材に固定
している。この固定部材としては、例えば実開昭６４−
２４３０８号公報において記載されているように板状の
部材が用いられている。又、他の補強部材の一例として
特開昭６４−６３９０７号公報において開示されている
如くパイプ状の部材が用いられている。従来の光ファイ
バカプラを補強部材に固定する接着剤としては、エポキ
シ系、ウレタン系、シアノ系等の熱硬化あるいは紫外光
や可視光等のエネルギー線によって硬化する接着剤が用
いられている。The optical fiber coupler thus formed has a small diameter portion (hereinafter referred to as an optical coupling portion) made of bare glass having an outer diameter of about several tens of μm, so that it is protected from external force and has stable temperature characteristics. In order to provide the above-mentioned material, it is fixed to a reinforcing member having a linear expansion coefficient similar to that of quartz which is a fiber material. As this fixing member, for example, the actual opening sho-64-
A plate-shaped member is used as described in Japanese Patent No. 24308. As another example of the reinforcing member, a pipe-shaped member is used as disclosed in JP-A-64-63907. As an adhesive for fixing a conventional optical fiber coupler to a reinforcing member, an epoxy-based, urethane-based, cyano-based, or other thermosetting adhesive or an adhesive curable by energy rays such as ultraviolet light or visible light is used.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】近年、光信号を用いた
通信システムやセンシングシステムが発達し、より使用
環境の厳しい用途に対応する必要が生じてきた。例えば
高温下において使用され、かつより小型化の要求であ
る。これにともないカプラの耐高温性の向上は必須のも
のとなっている。カプラの耐高温性を向上させるには、
カプラを補強部材に固定する接着剤の耐高温性を上げな
ければならない。In recent years, communication systems and sensing systems using optical signals have been developed, and it has become necessary to cope with applications where the operating environment is more severe. For example, it is used under high temperature, and there is a demand for smaller size. Along with this, it is essential to improve the high temperature resistance of the coupler. To improve the high temperature resistance of the coupler,
The high temperature resistance of the adhesive that secures the coupler to the reinforcing member must be increased.
【０００５】これに対し、無機系の接着剤を用いること
が一つの手段として考えられるが、無機系の接着剤は硬
化に多大な時間を有し、さらに作業性も非常に悪いとい
う欠点があった。また有機系の接着剤で、耐高温性の優
れた接着剤を用いると接着剤の硬化時に硬化収縮力が光
結合部に応力を与え、カプラの伝送特性を変化させてし
まう問題点があった。On the other hand, the use of an inorganic adhesive can be considered as one means, but the inorganic adhesive has the drawback that it takes a long time to cure and the workability is very poor. It was Further, as an organic adhesive, if an adhesive having excellent high temperature resistance is used, there is a problem that the curing shrinkage force exerts a stress on the optical coupling portion when the adhesive is cured, thereby changing the transmission characteristics of the coupler. ..
【０００６】本発明は上記問題に鑑み、光結合部の応力
変化を小さくし、安定した伝送特性を有する光ファイバ
カプラの補強方法を提供することを目的とする。In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a method for reinforcing an optical fiber coupler that reduces stress change in an optical coupling portion and has stable transmission characteristics.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明に係る光ファイバカプラの補強方法の構成は、複数本
の光ファイバを融着・延伸してなる光ファイバカプラを
接着剤を介して補強部材に固定する光ファイバカプラの
補強方法において、光ファイバを固定する接着剤の硬化
を接着剤のガラス転移点以下の温度で行うことを特徴と
する。The structure of the method for reinforcing an optical fiber coupler according to the present invention which achieves the above-mentioned object, is an optical fiber coupler formed by fusing and extending a plurality of optical fibers via an adhesive. A method of reinforcing an optical fiber coupler fixed to a reinforcing member is characterized in that an adhesive for fixing an optical fiber is cured at a temperature below a glass transition point of the adhesive.
【０００８】以下本発明の内容を説明する。ここで本発
明で接着剤とは、例えばエポキシ系，ウレタン系，ウレ
タンアクリレート系，シアノ系，シアノアクリレート系
等の熱硬化性あるいは紫外線や可視光等のエネルギー線
によって硬化する有機系の接着剤をいうが、これらに限
定されるものではない。また、有機系接着剤に無機系の
充填剤が含まれていてもよく、無機系の充填剤としては
例えばシリカ，炭酸カルシウム等を用いることができ
る。The contents of the present invention will be described below. Here, the term “adhesive” as used in the present invention means, for example, an epoxy-based, urethane-based, urethane acrylate-based, cyano-based, or cyanoacrylate-based thermosetting or organic-based adhesive that is cured by energy rays such as ultraviolet rays or visible light. However, it is not limited thereto. Further, the organic adhesive may contain an inorganic filler, and as the inorganic filler, for example, silica, calcium carbonate or the like can be used.
【０００９】本発明で接着剤のガラス転移点とは、高分
子が軟化する温度を示すものをいい、例えばＴＭＡ（Th
ermal Mechanical Analyze）の変曲点、あるいは動的粘
弾性によるtan δの極大値として求めることができる。In the present invention, the glass transition point of the adhesive refers to the temperature at which the polymer softens, such as TMA (Th
ermal Mechanical Analyze) or the maximum value of tan δ due to dynamic viscoelasticity.
【００１０】本発明では接着剤のガラス転移点以下の温
度において、該接着剤を硬化させつつ、融着・延伸して
なる光ファイバを補強部材に固着するようにしている。In the present invention, at a temperature below the glass transition point of the adhesive, the optical fiber formed by fusion and stretching is fixed to the reinforcing member while curing the adhesive.
【００１１】ここで、ガラス転移点以下で接着剤を硬化
させる本発明による作用を説明する。接着剤の硬化歪の
発生要因はガラス転移点以上で硬化が進んだ場合、ガラ
ス転移点以下になった時の体積収縮に起因する。すなわ
ちガラス転移点以上では、高分子鎖の自由体積が大きい
ため高分子の占める全体の体積も大きくなっている。し
かしながら硬化後に冷却され、ガラス転移点以下になる
と、自由体積が減少するため歪が生じる。よって、ガラ
ス転移点以下で硬化することで、硬化前後の自由体積の
増加分を小さくし硬化後の歪を小さくする事が可能とな
る。The operation of the present invention for curing the adhesive below the glass transition point will be described below. The cause of the curing strain of the adhesive is due to volume shrinkage when the curing progresses above the glass transition point and below the glass transition point. That is, above the glass transition point, the free volume of the polymer chain is large, and the total volume occupied by the polymer is also large. However, when the glass is cooled to a temperature below the glass transition point after hardening, the free volume decreases, and thus strain occurs. Therefore, by hardening below the glass transition point, it is possible to reduce the increase in free volume before and after hardening and to reduce the strain after hardening.
【００１２】また、光ファイバカプラの製造時間を短縮
するため、紫外光や可視光等のエネルギー線硬化型接着
剤を用いることが好ましい。エネルギー線硬化型接着剤
のうち例えば紫外線硬化型接着剤を用いるときには、硬
化時に反応熱のため温度が上昇するが、例えばＮ2 ガス
等の不活性ガスを表面に流すことで冷却することが有効
である。また、不活性ガスを流すことは、冷却効果以外
にも接着剤表面の効果阻害を防ぐことにも効果を有す
る。Further, in order to shorten the manufacturing time of the optical fiber coupler, it is preferable to use an energy ray-curable adhesive such as ultraviolet light or visible light. When using, for example, an ultraviolet ray curable adhesive among energy ray curable adhesives, the temperature rises due to reaction heat during curing, but cooling by flowing an inert gas such as N 2 gas on the surface is effective. Is. In addition to the cooling effect, the flow of the inert gas has an effect of preventing the inhibition of the effect of the adhesive surface.
【００１３】次に本発明の光ファイバカプラの製造方法
について説明する。図１は製造例の一例を示すものであ
り、図中１１，１２は延伸ステージ、１３は光ファイバ
クランパ、１４はマイクロトーチ、１５は補強部材支持
ステージ、１６は光源、１７，１８はパワーメーター、
１９は紫外線光源、２０はライトガイド、２１はＮ2 パ
ージガス噴出孔を各々図示している。Next, a method of manufacturing the optical fiber coupler of the present invention will be described. FIG. 1 shows an example of a manufacturing example. In the figure, 11 and 12 are stretching stages, 13 is an optical fiber clamper, 14 is a micro torch, 15 is a reinforcing member supporting stage, 16 is a light source, and 17 and 18 are power meters. ,
Reference numeral 19 is an ultraviolet light source, 20 is a light guide, and 21 is an N 2 purge gas ejection hole.
【００１４】本発明の光ファイバカプラの製造工程とし
ては、まず光ファイバの被覆が除去され露出したガラス
部を光ファイバクランパ１３により固定し、ガラス部を
マイクロトーチ１４により加熱・融着を行う。その後光
ファイバクランパ１３を外し、融着された光ファイバに
張力をかけた状態で融着箇所を加熱・延伸する。このと
き光源１６、パワーメーター１７，１８によりカプラの
光分岐状態をモニタしながら加熱延伸を行い、所定の分
岐状態になったところで延伸を停止する。次に補強部材
支持ステージ１５を移動させ補強部材を所定の位置にセ
ットし、接着剤の塗布を行なった後に、ライトガイド２
０を接着剤塗布部分の上方に移動させ所定時間だけ光を
照射し接着剤を硬化させる。In the manufacturing process of the optical fiber coupler of the present invention, first, the glass portion exposed by removing the coating of the optical fiber is fixed by the optical fiber clamper 13, and the glass portion is heated and fused by the micro torch 14. After that, the optical fiber clamper 13 is removed, and the fused portion is heated and stretched while tension is applied to the fused optical fiber. At this time, heat drawing is performed while monitoring the optical branching state of the coupler by the light source 16 and the power meters 17 and 18, and the drawing is stopped when the predetermined branching state is reached. Next, the reinforcing member supporting stage 15 is moved to set the reinforcing member at a predetermined position, and after applying an adhesive, the light guide 2
0 is moved above the adhesive-applied portion and light is irradiated for a predetermined time to cure the adhesive.
【００１５】この時にライトガイド２０の横に取り付け
られたＮ2 パージガス噴出孔２１より窒素ガスを流し、
冷却と同時に接着剤表面の酸素を除去する。また、補強
部材支持ステージ１５に冷却機構を具備させておく事で
より一層の冷却効果を達成できる。ここでいうところの
補強部材とは、線膨張係数が光ファイバと同程度である
ことが必要であり、例えば石英、ＬＣＰ、ＦＲＰ、イン
バー合金等が用いられる。At this time, nitrogen gas is made to flow from the N 2 purge gas injection hole 21 attached to the side of the light guide 20,
Simultaneously with cooling, oxygen on the adhesive surface is removed. Further, a further cooling effect can be achieved by providing the reinforcing member support stage 15 with a cooling mechanism. The reinforcing member here is required to have a coefficient of linear expansion similar to that of the optical fiber, and for example, quartz, LCP, FRP, Invar alloy or the like is used.
【００１６】[0016]
【実施例】以下、本発明の好適な一実施例を説明する。
コアとクラッドの屈折率差ガ０．３％、コア系８μｍ、
クラッド径１２５μｍの１．３μｍ帯シングルモードフ
ァイバを用いて、１．３μｍでの分岐比が５０％となる
カプラを前述の製造方法に従い試作した。接着剤は、ウ
レタンアクリレート系紫外線硬化型接着剤（ガラス転移
点約１２０℃）を用いた。紫外線照射時、Ｎ2 ガスによ
る補強部材の冷却を行ない、補強部材の温度を６０℃以
下に保ちつつ、硬化を行なった。接着剤硬化前後での挿
入損失の変化は０．０２ｄＢと測定誤差範囲内であっ
た。EXAMPLE A preferred example of the present invention will be described below.
0.3% difference in refractive index between core and clad, core type 8 μm,
Using a 1.3 μm band single mode fiber with a cladding diameter of 125 μm, a coupler having a branching ratio of 50% at 1.3 μm was prototyped according to the above-described manufacturing method. As the adhesive, a urethane acrylate-based ultraviolet curable adhesive (glass transition point: about 120 ° C.) was used. At the time of ultraviolet irradiation, the reinforcing member was cooled with N 2 gas and cured while keeping the temperature of the reinforcing member at 60 ° C. or lower. The change in insertion loss before and after curing the adhesive was 0.02 dB, which was within the measurement error range.
【００１７】このカプラを、１００℃にて伝送特性を測
定したところ、１．３μｍにおいて室温との差が０．０
２ｄＢと測定誤差範囲内であった。When the transmission characteristics of this coupler were measured at 100 ° C., the difference from room temperature at 1.3 μm was 0.0.
It was within the measurement error range of 2 dB.
【００１８】これに対し、冷却を一切行なわずに、同じ
接着剤を用いてカプラを試作したところ、接着剤硬化前
後で１．３μｍで０．３２ｄＢの劣化が認められた。On the other hand, when a coupler was prototyped using the same adhesive without any cooling, a deterioration of 0.32 dB was observed at 1.3 μm before and after the adhesive was cured.
【００１９】[0019]
【発明の効果】以上実施例と共に説明したように、本発
明によればガラス転移点以下の温度で接着剤を用いて光
ファイバカプラを補強部材へ固定するため接着剤の硬化
歪による光結合部の応力変化を小さくすることができ、
安定した伝送特性が得られる。このため、高弾性率を有
する接着剤を用いても安定して光ファイバカプラの製造
ができる。As described above with reference to the embodiments, according to the present invention, since the optical fiber coupler is fixed to the reinforcing member with the adhesive at the temperature below the glass transition point, the optical coupling portion due to the curing strain of the adhesive is used. Can reduce the stress change of
Stable transmission characteristics can be obtained. Therefore, the optical fiber coupler can be stably manufactured even if an adhesive having a high elastic modulus is used.
【図１】光ファイバカプラの製造概略図である。FIG. 1 is a schematic view of manufacturing an optical fiber coupler.
１１ 全長収納用リール １２，２５ 光ファイバカプラ １３ 固定具 １４ 光ファイバ １１，１２ 延伸ステージ １３ 光ファイバクランパ １４ マイクロトーチ １５ 補強部材支持ステージ １６ 光源 １７，１８ パワーメータ １９ 紫外線光源 ２０ ライトガイド ２１ Ｎ2 パージガス噴出孔11 Full length storage reel 12,25 Optical fiber coupler 13 Fixing device 14 Optical fiber 11,12 Stretching stage 13 Optical fiber clamper 14 Micro torch 15 Reinforcing member supporting stage 16 Light source 17,18 Power meter 19 Ultraviolet light source 20 Light guide 21 N 2 Purge gas ejection hole
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 滝本 弘明 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiroaki Takimoto 1 Taya-cho, Sakae-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Sumitomo Electric Industries, Ltd. Yokohama Works
Claims (4)
る光ファイバカプラを接着剤を介して補強部材に固定す
る光ファイバカプラの補強方法において、光ファイバを
固定する接着剤の硬化を接着剤のガラス転移点以下の温
度で行うことを特徴とする光ファイバカプラの補強方
法。1. A method of reinforcing an optical fiber coupler, which comprises fixing an optical fiber coupler formed by fusing and extending a plurality of optical fibers to a reinforcing member via an adhesive, and curing the adhesive for fixing the optical fiber. A method for reinforcing an optical fiber coupler, which is performed at a temperature below the glass transition point of the adhesive.
方法において、上記接着剤はエネルギー線によって硬化
してなることを特徴とする光ファイバカプラの補強方
法。2. The method for reinforcing an optical fiber coupler according to claim 1, wherein the adhesive is cured by energy rays.
ラの補強方法において、上記接着剤を硬化する際に不活
性ガスを流しつつ硬化させることを特徴とする光ファイ
バカプラの補強方法。3. The method of reinforcing an optical fiber coupler according to claim 1, wherein the adhesive is cured while flowing an inert gas when the adhesive is cured.
補強方法において、補強部材を冷却しながら接着剤を硬
化してなることを特徴とする光ファイバカプラの補強方
法。4. The method of reinforcing an optical fiber coupler according to claim 1, wherein the adhesive is cured while cooling the reinforcing member.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32290591A JPH05157933A (en) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | Method for reinforcing optical fiber coupler |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32290591A JPH05157933A (en) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | Method for reinforcing optical fiber coupler |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05157933A true JPH05157933A (en) | 1993-06-25 |
Family
ID=18148935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32290591A Pending JPH05157933A (en) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | Method for reinforcing optical fiber coupler |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05157933A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6322884B1 (en) * | 1999-02-09 | 2001-11-27 | Elop Electrio-Optics Industries Ltd. | Method bonding an optical element within an enclosure |
-
1991
- 1991-12-06 JP JP32290591A patent/JPH05157933A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6322884B1 (en) * | 1999-02-09 | 2001-11-27 | Elop Electrio-Optics Industries Ltd. | Method bonding an optical element within an enclosure |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
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