JPH07104140A - 光ファイバカプラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ファイバの局部的な曲がりに伴う曲げ損失
を抑制し、長期使用に対して高い信頼性を持つ光ファイ
バカプラを提供する。 【構成】 融着延伸部６と、前記融着延伸部から伸びる
リードを有し、前記リードが、クラッド露出部と被覆材
残留部４とから構成された光ファイバカプラ１であっ
て、前記リードが分岐したリード分岐点７の近傍がなす
曲線の延長線上に、クラッド露出部と被覆材残留部４と
の境界近傍のリードを配置した状態を保持して、リード
を保護ケース２に固定するか、あるいは前記リードの被
覆材残留部４のクラッド露出部側の被覆材を、クラッド
露出部に向かって順次薄くして、これを保護ケース２に
固定する。 【効果】 光ファイバの長さを短くし、かつ、光学特性
に優れ、長期の使用に対して高い信頼性を保つことがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光通信分野、光計測分
野などに用いられる、光学特性に優れた融着延伸型の光
ファイバカプラに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、融着延伸型の光ファイバカプラ
は、複数本の光ファイバを例えば、添接、融着、延伸し
て、融着延伸部を形成したもので、１本の光ファイバを
伝搬する光を分岐したり、逆に複数の光ファイバ端末か
ら入射し、伝搬する光を合流させる部品として用いられ
ており、光ファイバを伝達媒体とする光通信や光計測に
利用されている。

【０００３】この、融着延伸型の光ファイバカプラは、
図５に示すように、保護ケース２と呼ばれる基材の上
に、カプラ本体が接着剤８を用いて固定され、収容され
た構造となっている。前記カプラ本体は、融着延伸部６
と非融着延伸部からなり、さらに非融着延伸部は、クラ
ッド露出部と被覆材残留部４とから構成されている。前
記保護ケース２は、石英ガラスやセラミックス製のもの
が多く、筒状の外形をなしている。

【０００４】前記光ファイバカプラの製造方法として
は、以下のようなものがある。まず、複数本の光ファイ
バ３ａ、３ｂを用意し、この被覆材を一部除去し、クラ
ッド露出部を形成させた後、互いのクラッド露出部を添
接させ、この添接部分を酸水素炎などで加熱しながら、
融着、延伸させて、融着延伸部６を形成する。

【０００５】ついで、カプラ本体の融着延伸部６を、保
護ケース２に収め、保護ケース２の両端部と、カプラ本
体のクラッド露出部と被覆材残留部４の境界とを含む非
融着延伸部で、接着剤８によって固定する。

【０００６】ところが、従来の製造方法では、２本の光
ファイバ３ａ、３ｂを並列させたとき、被覆材の厚みに
よって、互いのクラッド露出部が、必然的に離間するこ
とになる。よって、融着延伸部６を形成する際に、クラ
ッド露出部の間隔を縮小するため、クラッド露出部の両
端部近傍に挟圧をかけるが、このため、挟圧をかけた位
置から、被覆材残留部４までの部分に局部的な曲がりが
生じていた。以下、この曲がりが生じた部分をリード分
岐部５、曲がりの起点をリード分岐点７とする。

【０００７】このような局部的な曲がりは光学歪の原因
となり、曲げ損失が増加し、さらには長期に渡って曲が
った状態が続くと、このリード分岐部５の外周には引張
力が、内周には押圧力が経時的にかかるため、光ファイ
バカプラの破断確率が高くなる可能性が強くなる。とこ
ろで、曲がりの程度を示す指標として、曲率半径が知ら
れている。この曲率半径が大きいほど破断確率は低くな
り、逆に曲率半径が小さいほど破断確率が高くなるとさ
れている。光ファイバカプラを長期使用に耐えうるだけ
の破断確率に抑えるには、光ファイバカプラの作製に用
いられる通信用シングルモード光ファイバの場合、前記
リード分岐部５の曲率半径を約３０ｍｍ以上にすること
が好ましいとされてきた。

【０００８】ところが、被覆径が２５０μｍの光ファイ
バの場合、リード分岐部５の曲率半径を約３０ｍｍにす
るためには、リード分岐部５の長さは約５ｍｍとする必
要がある。すると、カプラ本体全体に対して、左右合わ
せたリード分岐部５の長さは１０ｍｍとなり、光ファイ
バカプラを小型化する際の問題になっていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらの事
情に鑑みてなされたものであって、光学特性に優れ、リ
ード分岐部の長さを長くすることなく、保護ケース内に
生じたリードの曲がりの曲率半径を大きくする光ファイ
バカプラを提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】かかる目的は、複数本の
光ファイバを融着、延伸してなる融着延伸部と、前記融
着延伸部から伸びるリードを有し、前記リードがクラッ
ド露出部と被覆材残留部とから構成された光ファイバカ
プラであって、前記リードが分岐したリード分岐点の近
傍がなす曲線の延長線上に、クラッド露出部と被覆材残
留部との境界近傍のリードを配置した状態を保持して、
リードを保護ケースに固定するか、あるいは、前記リー
ドの被覆材残留部のクラッド露出部側の被覆材を、クラ
ッド露出部に向かって順次薄くして、リードを保護ケー
スに固定することで解決できる。

【００１１】

【作用】本発明の光ファイバカプラは、リード分岐部の
長さを長くすることなく、保護ケース内に生じたリード
の曲がりの曲率半径を大きくすることができる。

【００１２】

【実施例】次に、本発明を図面を参照して詳しく説明す
る。図１は本発明の光ファイバカプラ１の一例を示すも
のである。前記光ファイバカプラ１は、概略、融着延伸
型のカプラ本体が、保護ケース２に接着剤８で固定さ
れ、収容された構造となっている。前記カプラ本体は、
融着延伸部６と非融着延伸部からなり、さらに非融着延
伸部は、クラッド露出部と、被覆材残留部４とから構成
されている。また、前記クラッド露出部には、曲がりが
生じたリード分岐部５が存在している。前記リード分岐
部５は、クラッド露出部に挟圧をかけた位置から被覆材
残留部４までの部分で、リード分岐点７から緩やかな曲
線を描きながら、順次離間している。さらに、被覆材残
留部４のクラッド露出部側の基端部は前記リード分岐点
７の近傍がなす曲線の延長線上に存在している。

【００１３】また、前記保護ケース２は、収容部と蓋部
とからなり、これらを接着剤やレーザー溶接などにより
接合して構成され、筒状の外形をなしている。この保護
ケース２の主材料としては、カプラ本体の融着延伸部６
を保護することが目的であることから、耐震、耐熱、防
水性に優れたものが好ましく、特に光ファイバとの相性
から、石英ガラスや熱膨張率の低いセラミックス、合成
樹脂、インバー合金などが使用されている。

【００１４】前記カプラ本体と保護ケース２は、クラッ
ド露出部と被覆材残留部４との境界を含む非融着延伸部
と、保護ケース２の両端までの部分で固定されている。
この固定部には、前記リード分岐部５や被覆材残留部４
のクラッド露出部側の基端部が含まれており、それぞれ
曲がりが加えられた状態で固定されている。よって、被
覆材残留部４の保護ケース２両端部近傍には、隙間が形
成されている。

【００１５】ついで、本発明の光ファイバカプラ１の製
造方法を説明する。まず、２本の光ファイバ３ａ、３ｂ
を用意し、その一部の被覆材を除去し、クラッド露出部
を形成する。ついで、前記光ファイバ３ａ、３ｂを、ク
ラッド露出部が平行になり、かつ被覆材残留部４が接す
るように並列させる。このとき、互いのクラッド露出部
は被覆材の厚みによって離間しているので、この間隔を
縮小するため、前記クラッド露出部の両端部近傍に挟圧
をかけ、クラッド露出部を添接させる。ついで、前記添
接部分の中央部を酸水素炎などで加熱しながら、融着、
延伸させて、融着延伸部６を形成する。この融着延伸部
６は、延伸によって細径となっているので、外部からの
影響を受け易い。よってこれを保護するため、前記融着
延伸部６を保護ケース２に収容する。

【００１６】ついで、カプラ本体と保護ケース２とを、
接着剤８で固定させる。ところで、前記、２本の光ファ
イバ３ａ、３ｂを並列させた際、被覆材の厚みによっ
て、リード分岐部５には、曲がりが生じている。そこ
で、クラッド露出部と被覆材残留部４との境界近傍のリ
ードを、リード分岐部点７の近傍がなす曲線の延長線上
に重ね、この状態を保持して、カプラ本体と保護ケース
２とを固定させる。

【００１７】固定部は、保護ケース２の両端からクラッ
ド露出部と被覆材残留部４の境界を含む非融着延伸部の
範囲で、リード分岐部５と、曲がりを与えた被覆材残留
部４が含まれるように固定する。また、接着剤８の種類
は、光ファイバ３ａ、３ｂの主成分が石英ガラスである
ことから、低い線膨張率が要求され、また硬化収縮率が
小さいものが望ましい。よって、この条件を満たすエポ
キシ系やアクリル系などの樹脂が好ましい。

【００１８】このようにして製造された光ファイバカプ
ラ１では、リード分岐点７近傍がなす曲線の延長線上
に、クラッド露出部と被覆材残留部４との境界近傍のリ
ードを重ねることにより、リード分岐部５の長さを短く
して、保護ケース２内に生じたリードの曲がりの曲率半
径を同等にすることができるので、曲がりに伴う光学歪
が抑制され、光ファイバカプラ１への長期使用への信頼
性が保たれる。

【００１９】また、図２に示すものは、本発明の光ファ
イバカプラ１の他の例を示すもので、先の例と異なり、
被覆材残留部４は接した状態となっている。この例で
は、曲率半径を大きくするため、順次被覆径を小さくし
ている。このため、クラッド露出部側の被覆材を熱によ
る軟化、物理的な除去、薬品などによる化学的な除去な
どの方法によって薄くする。

【００２０】前記被覆材は、図３に示すように、クラッ
ド露出部が近づくにしたがって薄くなるように調整され
ているため、２本の光ファイバ３ｃ、３ｄを、クラッド
露出部が平行になり、かつ被覆材残留部４が接するよう
に並列させた際に、被覆材の厚みによって必然的におこ
るクラッド露出部の間隔が、従来のものよりも小さくな
っており、クラッド露出部の両端部近傍に挟圧をかけて
も、曲がりの程度は小さく、曲率半径は大きくなる。

【００２１】また、図４に示すように、第一の例と第２
の例を併用し、被覆材残留部４のクラッド露出部側の被
覆材を、クラッド露出部に向かって順次薄くした光ファ
イバ３ｃ、３ｄを用いて融着延伸型のカプラ本体を製造
し、さらに、リード分岐点７の近傍がなす曲線の延長線
上に、クラッド露出部と被覆材残留部４との境界近傍の
リードを重ねたカプラ本体を、保護ケース２に固定させ
るものなどであってもよい。

【００２２】（実施例１）以下、具体例を示し、本発明
の効果を明らかにする。まず、コア径８μｍ、クラッド
径１２５μｍ、被覆径２５０μｍの光ファイバ３ａ、３
ｂを２本用意し、それぞれの被覆材の一部を除去した。
ついで、前記光ファイバ３ａ、３ｂをクラッド露出部が
平行に、かつ被覆材残留部４が接するように並列した
後、クラッド露出部の両端からそれぞれ約２ｍｍ中央部
よりのクラッド露出部に狭圧をかけ、クラッド露出部を
添接した。ついで、クラッド露出部の中央部を酸水素炎
にて加熱し、さらに融着、延伸して、カプラ本体を製造
した。

【００２３】次に、前記カプラ本体を保護ケース２に収
容し、リード分岐点７の近傍がなす曲線の延長線上に、
クラッド露出部と被覆材残留部４との境界近傍のリード
を重ねた。前記リードの範囲は、保護ケース２に収まる
範囲のリードであって、長さにして、４〜６ｍｍが好ま
しい。ついで、前記保護ケース２の隙間に接着剤８を充
填し、カプラ本体と、保護ケース２を固定した。

【００２４】また、前記接着剤８にはエポキシ樹脂を使
用し、固定部はリード分岐部５を含み、保護ケース２の
両端までの範囲で、リード分岐部５およびクラッド露出
部側の被覆材残留部４に曲がりを加えた状態を保持して
固定した。また、保護ケース２は、縦３５ｍｍ、横２ｍ
ｍ、高さ２ｍｍの大きさで、ガラス製のものを使用し
た。この例での光ファイバカプラ１のリード分岐部５の
長さは２ｍｍであり、曲率半径は３２ｍｍであった。

【００２５】（実施例２）実施例１と同様、被覆材の一
部が除去された光ファイバ３ｃ、３ｄを２本用意した。
ついで、さらにクラッド露出部側の被覆材残留部４の基
端部の被覆材が、クラッド露出部に近づくに従って薄く
なるように、１．５ｍｍに渡って、被覆材の厚さが６
２．５〜２０μｍになるように、熱圧着によって薄くし
た。

【００２６】ついで、前記光ファイバ３ｃ、３ｄをクラ
ッド露出部が平行に、かつ被覆材残留部４が接するよう
に並列した後、クラッド露出部の両端からそれぞれ約
１．５ｍｍ中央部よりのクラッド露出部に挟圧をかけ、
クラッド露出部を添接した。ついで、クラッド露出部の
中央部を酸水素炎にて加熱し、さらに融着、延伸して、
カプラ本体を製造した。

【００２７】ついで、前記カプラ本体を保護ケース２に
収容し、前記保護ケース２の隙間に接着剤８を充填し、
カプラ本体と、保護ケース２を固定した。また、接着剤
８の種類や固定部の位置、保護ケース２の種類、大きさ
は実施例１と同様のものにした。この例での光ファイバ
カプラ１のリード分岐部５の長さは１．５ｍｍであり、
曲率半径は１００ｍｍであった。また、光学特性を調べ
るため挿入損失を調べてみたところ０．１ｄＢで以下で
あった。

【００２８】（従来例）従来の製造方法で製造された、
光ファイバカプラのリード分岐部５の長さは５ｍｍであ
り、曲率半径は３３ｍｍであった。

【００２９】ここで、実施例１および実施例２の結果
を、従来例の結果と比べながら説明する。まず、実施例
１では従来例に比べ、リード分岐部５の長さが３ｍｍ短
くなったにもかかわらず、同等の曲率半径が得られた。
リード分岐部５の長さは融着延伸部の前後でそれぞれ３
ｍｍずつ短くできたので、従来例に比べて、リード分岐
部５の曲率半径が同等でカプラの長さは６ｍｍ短くする
ことができた。つまり、従来例と同等の信頼性を保ちな
がら小型化が達成されたことになる。

【００３０】一方、実施例２では従来例に比べ、リード
分岐部５の長さが３．５ｍｍ短くなったにもかかわら
ず、約３倍の曲率半径が得られた。リード分岐部５の長
さは融着延伸部の前後で、それぞれ３．５ｍｍずつ短く
できたので、従来例に比べてリード分岐部５の曲率半径
が約３倍になったにもかかわらずカプラの長さは７ｍｍ
短くすることができた。つまり、従来例を越える信頼性
を保ちながら小型化が達成されたことになる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ファイ
バカプラは、複数本の光ファイバを融着、延伸してなる
融着延伸部と、前記融着延伸部から伸びるリードを有
し、前記リードがクラッド露出部と被覆材残留部とから
構成された光ファイバカプラであって、前記リードが分
岐したリード分岐点の近傍がなす曲線の延長線上に、ク
ラッド露出部と被覆材残留部との境界近傍のリードを配
置した状態を保持して、リードを保護ケースに固定した
か、あるいは、前記リードの被覆材残留部のクラッド露
出部側の被覆材を、クラッド露出部に向かって順次薄く
して、リードを保護ケースに固定したものであるので、
リード分岐部の長さを短くしてもなお、保護ケース内に
生じたリードの曲がりの曲率半径を同等以上にすること
ができるため、曲がりに伴う光学歪が発生しにくく、長
期使用にあって、従来の場合と同等以上の信頼性の高い
光ファイバカプラを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の光ファイバカプラの一実施例を示す
概略構成図である。

【図２】 本発明の光ファイバカプラの一実施例を示す
概略構成図である。

【図３】 本発明の光ファイバカプラで用いられた光フ
ァイバの一実施例を示す概略構成図である。

【図４】 本発明の光ファイバカプラの一実施例を示す
概略構成図である。

【図５】 従来の光ファイバカプラの一実施例を示す概
略構成図である。

【符号の説明】

１…光ファイバカプラ、２…保護ケース、３ａ・３ｂ・
３ｃ・３ｄ…光ファイバ、５…リード分岐部、６…融着
延伸部、７…リード分岐点

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本の光ファイバを融着、延伸してな
   る融着延伸部と、前記融着延伸部から伸びるリードを有
   し、前記リードがクラッド露出部と被覆材残留部とから
   構成された光ファイバカプラであって、 前記リードが分岐したリード分岐点の近傍がなす曲線の
   延長線上に、クラッド露出部と被覆材残留部との境界近
   傍のリードを配置した状態を保持して、リードを保護ケ
   ースに固定したことを特徴とする光ファイバカプラ。
2. 【請求項２】 複数本の光ファイバを融着、延伸してな
   る融着延伸部と、前記融着延伸部から伸びるリードを有
   し、前記リードがクラッド露出部と被覆材残留部とから
   構成された光ファイバカプラであって、 前記リードの被覆材残留部のクラッド露出部側の被覆材
   を、クラッド露出部に向かって順次薄くして、リードを
   保護ケースに固定したことを特徴とする光ファイバカプ
   ラ。