JPH0784142A - 光ファイバの融着接続方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モードフィールド径が異なる光ファイバ同士
の接続において、接続損失を確実に小さくすることが容
易にできる光ファイバの融着接続方法を提供する。 【構成】 第１の光ファイバ１の一端側７と第２の光フ
ァイバ２の一端側９を融着接続し、光ファイバ２の他端
側15にはモニタ部であるパワーメータ10を接続し、パワ
ーメータ10にはフィードバック制御部17を接続する。光
ファイバ１，２の融着接続領域５にはバーナ８を配置
し、バーナ８はバーナ制御部13を介して前記フィードバ
ック制御部17に接続する。光ファイバ１側から光ファイ
バ２へ光を通し、光ファイバ２から出射される光の光強
度をパワーメータ10で検出モニタしながら、その光強度
が予め設定してフィードバック制御部17に与えた値以上
となるまでバーナ８により光ファイバ１，２の融着瀬湯
俗領域５を加熱して光ファイバ１，２の接続端部におけ
るモードフィールドを共に拡大する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モードフィールド径が
異なる光ファイバの融着接続方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光通信の分野で、モードフィールド径
（光ファイバのコアの中心軸の光強度に対してその光強
度が１／ｅ² に減衰する領域の直径をいう）の異なる光
ファイバの融着接続が行われるようになって来ている。
モードフィールド径が異なる光ファイバ同士を結合する
ときは、例えば、図４の（ａ）に示すように、第１の光
ファイバ１の一端側７と、第１の光ファイバ１とはモー
ドフィールド径が異なる第２の光ファイバ２の一端側９
を対向配置し、アーク放電電極３ａ，３ｂの放電によ
り、同図の（ｂ）に示すように融着接続するが、そのま
ま融着接続した状態では光ファイバ１，２の接続端部に
おいて接続損失が大きくなってしまうため、出願人は、
第１の光ファイバ１と第２の光ファイバ２の融着接続領
域５を加熱して第１の光ファイバ１と第２の光ファイバ
２の接続端部におけるモードフィールド径を共に拡大す
ることにより接続損失を低減させようとする方法を提案
している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第１、
第２の光ファイバ１，２の融着接続領域５を加熱する
際、加熱時間や温度等の条件が適切でないと接続損失を
効果的に低減させることができず、従来、それらの条件
調整が適切に行われているかどうかをモードフィールド
拡大処理中に判断する手段がなかったために、条件調整
が適切に行われないこともあり、そうなると、光ファイ
バ１，２の接続損失が大きくなってしまうといった問題
があった。例えば、接続する光ファイバ１，２の種類が
違ったり、加熱温度が安定しなかったりすると、同じ時
間だけ加熱処理を行ったとしても、適切にモードフィー
ルドが拡大される場合もあるし、十分に拡大されなかっ
たり、拡大しすぎてかえって接続損失が大きくなってし
まったりといった場合もあるため、接続するときによっ
て光ファイバ１，２の接続損失にばらつきが生じ、光フ
ァイバ１，２を光通信用として用いる際の接続良品の歩
留りが悪かった。

【０００４】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的は、モードフィールド径が異
なる光ファイバ同士の接続において、接続損失を確実に
小さくすることが容易にできる光ファイバの融着接続方
法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のように構成されている。すなわち、本
発明は、第１の光ファイバの一端側と、第１の光ファイ
バとはモードフィールド径が異なる第２の光ファイバの
一端側を融着接続し、第２の光ファイバの他端側には光
強度を検出してモニタするモニタ部を設け、第１の光フ
ァイバと第２の光ファイバの融着接続後に第１の光ファ
イバ側から第２の光ファイバに光を通し、前記モニタ部
により第２の光ファイバから出射される光の光強度を検
出してモニタしながら、該光強度が予め設定した値以上
となるまで第１の光ファイバと第２の光ファイバとの融
着接続領域を加熱して、第１の光ファイバと第２の光フ
ァイバの接続端部におけるモードフィールドを共に拡大
することを特徴として構成されている。

【０００６】

【作用】上記構成の本発明において、第１の光ファイバ
側から第２の光ファイバに光が通されて、第２の光ファ
イバから出射される光の強度がモニタ部で検出されてモ
ニタされ、その光強度が予め設定した値以上となるまで
第１の光ファイバと第２の光ファイバの融着接続領域が
加熱されるため、第１の光ファイバと第２の光ファイバ
の接続端部におけるモードフィールドは共に拡大して、
モードフィールドの大きさが適切な大きさに拡大された
ところで第１、第２の光ファイバの融着接続領域の加熱
が終了される。そして、第１、第２の光ファイバのモー
ドフィールドは適切な大きさに拡大されて接続されるた
め、第１、第２の光ファイバ同士の接続損失は確実に小
さくなる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、本実施例の説明において、従来例と同一名
称部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
図１には、本発明に係る光ファイバの融着接続方法を用
いて光ファイバの接続を行う融着接続装置の第１の実施
例が、光ファイバ１，２取り付け状態で示されている。
同図において、光ファイバ１，２は、第１の光ファイバ
１の一端側７と第２の光ファイバ２の一端側９が従来例
と同様に対向配置されてアーク放電電極３ａ，３ｂによ
り融着接続され、融着接続後にバーナを備えた加熱装置
にセットされている。第１の光ファイバ１のモードフィ
ールドは、直径9.5 μｍの真円形状であり、第２の光フ
ァイバ２のモードフィールドは、長径13μｍ、短径6.2
μｍの楕円形状であり、両光ファイバ１，２のモードフ
ィールドは、寸法および形状が異なっている。

【０００８】第１の光ファイバの他端側14には、レーザ
ダイオード４が接続されており、第２の光ファイバ２の
他端側15には、モニタ部であるパワーメータ10が接続さ
れ、パワーメータ10にはフィードバック制御部17が接続
されている。第１、第２の光ファイバ１，２の融着接続
領域５にはバーナ８が配置され、バーナ８はバーナ制御
部13に接続されており、バーナ制御部13は前記フィード
バック制御部17に接続されている。

【０００９】発光装置として機能するレーザダイオード
４は、レーザ光（光信号）を発射するもので、発射され
た光が第１の光ファイバ１に入射し、第１の光ファイバ
１を通って第１の光ファイバ側から第２の光ファイバ２
に通され、第２の光ファイバ２の端側15から出射されて
パワーメータ10に入射するようになっている。

【００１０】パワーメータ10はその光信号を検出し、電
気信号に変換して出射光の光強度を時々刻々モニタし、
そのモニタ信号をフィードバック制御部17に加えるよう
になっている。フィードバック制御部17は信号比較部11
とメモリ部12を有しており、メモリ部12には、予め決め
られた光強度の設定値が入力されている。信号比較部11
はメモリ部12に入力されている設定値とパワーメータ10
から信号比較部11に加えられる光強度のモニタ信号を比
較して、第２の光ファイバ２から出射される光強度がメ
モリ部12に入力されている設定値以上になったときには
加熱を終了するように判断し、加熱終了信号（オフ信
号）をバーナ制御部13に加え、バーナ制御部13は信号比
較部11から加えられた加熱終了信号を受けてバーナ８を
止め、融着接続領域５の加熱を終了させるようになって
いる。

【００１１】本発明の光ファイバの融着接続方法により
光ファイバ１，２を接続する場合、第１、第２の光ファ
イバ１，２は融着接続後にバーナ８により加熱されて、
各光ファイバ１，２のモードフィールド径が、その融着
接続領域５において共に拡径されるが、このとき、レー
ザダイオード４からレーザ光を発射して第１の光ファイ
バ１に入射させ、第１の光ファイバ１側から第２の光フ
ァイバ２に光を通し、光ファイバ２の端側15から出射さ
れる光の光強度を測定すると、加熱後光強度は徐々に増
加して行く。

【００１２】図２には、第１、第２の光ファイバ１，２
の融着接続領域５の加熱時間と出射光の光強度（出射パ
ワー）との関係を求めた実験結果が示されている。同図
に示されるように、出射パワーは加熱時間が増えるに従
って増加し、ある一定時間以上加熱すると逆に低下して
しまう。

【００１３】このことは、加熱により、第１、第２の光
ファイバ１，２の接続端部のモードフィールドは共に拡
大していくが、拡大する割合は光ファイバ１と光ファイ
バ２のモードフィールドでは違っていて、最初のうちは
光ファイバ１，２のモードフィールドの重なり部分の面
積の割合が多くなるように拡大していき、その結果、光
ファイバ１，２の接続損失が減少し、モードフィールド
拡大状態が最適な状態、つまり、光ファイバ１，２のモ
ードフィールドの重なり部分の割合が多くなってモード
フィールド径が一致するように近づくと、光ファイバ
１，２の接続損失が最も小さくなるが、さらに、その状
態を越えて拡大すると、コアに光が閉じ込もらなくな
り、光が光ファイバ１，２の外に出てしまうことを示し
ている。

【００１４】そこで、光ファイバ１，２のモードフィー
ルド拡大状態を適切にして、接続損失が、例えば、0.2
ｄＢ以下になるようにするために、レーザダイオード４
から発射されるレーザ光が−0.3 ｄＢｍのときに、メモ
リ部12に−0.5 ｄＢｍの設定値を入力しておき、第２の
光ファイバ２から出射されてパワーメータ10により検出
された光強度が−0.5 ｄＢｍ以上になったところでバー
ナ８による加熱を終了させれば、光ファイバ１，２のモ
ードフィールドは適切な大きさに拡大され、その状態で
拡大が終了して接続されるため、光ファイバ１，２の接
続損失を0.2 ｄＢ以下の小さな値にすることができる。

【００１５】このようにして、実際に、光ファイバ１，
２の接続損失が0.2 ｄＢ以下となるように設定値を決め
て、その設定値をメモリ部12に入力し、光ファイバ１，
２に光を通しながら、光ファイバ２から出射される光の
強度が設定値以上となったところまで、光ファイバ１，
２の融着接続領域５を加熱して光ファイバ１，２の接続
端部のモードフィールドを共に拡大したところ、光ファ
イバ１，２を接続損失が0.20ｄＢという小さい値で接続
することができた。また、同様にして、別の光ファイバ
１，２の接続を行う際にも、光ファイバ１，２の接続損
失が0.2 ｄＢ以下になるように設定値を決めてメモリ部
12に入力し、光ファイバ１，２に光を通しながら光ファ
イバ２から出射される光の強度が設定値以上となったと
ころまで加熱してモードフィールドの拡大を行ったとこ
ろ、９回中９回とも接続損失が0.20ｄＢという小さい値
で接続することができた。

【００１６】本実施例によれば、第１の光ファイバ１と
第２の光ファイバ２の融着接続後に、第１の光ファイバ
１側から第２の光ファイバ２に光を通し、第２の光ファ
イバ２から出射される光の強度をパワーメータ10により
検出してモニタしながら、光強度が予め設定した値以上
となるまで、第１の光ファイバ１と第２の光ファイバ２
との融着接続領域５を加熱して、第１の光ファイバ１と
第２の光ファイバ２の接続端部におけるモードフィール
ドを共に拡大させるため、モードフィールドは適切に拡
大された状態で接続され、光強度が予め設定した値以上
となるような接続損失が確実に小さい接続を容易に行う
ことができる。

【００１７】すなわち、第２の光ファイバ２から出射さ
れる出射光の光強度を時々刻々モニタし、その光強度が
予め設定した値以上となるまでバーナ８により加熱され
るため、接続される光ファイバ１，２の種類が違った
り、バーナ８の温度が安定しなかったりしても、第１、
第２の光ファイバ１，２の融着接続部におけるモードフ
ィールドは共に適切な大きさに拡大され、その状態で加
熱が終了されるため、確実に接続損失の小さい接続とな
る。

【００１８】図３には、本発明の光ファイバの融着接続
方法を用いて光ファイバの接続を行う融着接続装置の第
２の実施例が光ファイバ１，２取り付け状態で示されて
いる。第２の実施例が第１の実施例と違う主要な点は、
光ファイバ１，２の融着接続領域５を加熱する加熱系を
アーク放電電極３ａ，３ｂとしたことである。アーク放
電電極３ａ，３ｂは放電制御部20に接続されており、放
電制御部20は第１の実施例と同様にフィードバック制御
部17に接続されている。

【００１９】第２の実施例では、第１、第２の光ファイ
バ１，２をアーク放電電極３ａ，３ｂにより融着接続し
た後、第１の実施例と同様にして、第１の光ファイバ１
側から第２の光ファイバ２に光を通して、第２の光ファ
イバ２から出射される光の強度を測定しながら、その光
強度が予め設定した値以上となるまでアーク放電電極３
ａ，３ｂにより第１、第２の光ファイバ１，２の接続領
域５を加熱して、第１、第２の光ファイバ１，２の接続
端部におけるモードフィールド拡大を行う。

【００２０】第２の実施例は第１の実施例と同様の効果
を奏し、さらに、第２の実施例では、アーク放電電極３
ａ，３ｂにより第１の光ファイバ１と第２の光ファイバ
２を融着接続後、連続して加熱し、モードフィールドの
拡大を行うことができるため、光ファイバ１，２を移動
させることはなく、より効果的に接続を行うことができ
る。実際に、接続損失が0.6 ｄＢ以下となるように設定
値を決めて、その設定値をメモリ部12に入力し、光ファ
イバ１，２の融着接続を10回行ったところ、10回中10回
とも接続損失は0.60ｄＢで接続することができた。

【００２１】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記
実施例では、光ファイバ１，２の融着接続領域５の加熱
をバーナ８やアーク放電電極３ａ，３ｂにより行った
が、加熱系は特に限定されることはなく、バーナ８やア
ーク放電電極３ａ，３ｂ以外の他の加熱系により加熱を
行ってもよい。

【００２２】また、上記実施例では、バーナ８やアーク
放電電極３ａ，３ｂによる加熱のみでモードフィールド
拡大を行ったが、加熱しながら光ファイバ１，２の少く
とも一方側を延伸方向に移動させて融着接続領域５の溶
融延伸し、モードフィールド拡大を行っても構わない。

【００２３】さらに、上記実施例では、バーナ制御部1
3、あるいは放電制御部20とパワーメータ10との間にフ
ィードバック制御部17を設け、パワーメータ10で検出さ
れる光強度が予めフィードバック制御部17のメモリ部12
に入力してある設定値以上となったところで、バーナ制
御部13や放電制御部20により、バーナ８やアーク放電電
極３ａ，３ｂにより加熱を終了させたが、フィードバッ
ク制御部17は必ずしも設けるとは限らず、パワーメータ
10のモニタを人が観察し、光強度が設定した値以上とな
ったところで、手動によりバーナ８等を止めて加熱を終
了させても構わない。

【００２４】さらに、上記実施例では、レーザダイオー
ド４により光ファイバ１，２に光を発射して光ファイバ
１，２に光を通したが、レーザダイオード４以外の他の
発光装置を用いて光を発射し、その光を光ファイバ１，
２に通しても構わない。

【００２５】さらに、上記実施例では、接続損失が0.2
ｄＢ以下あるいは0.6 ｄＢ以下となるようにメモリ部12
に入力する設定値を決めたが、入力する設定値は特に限
定されるものではなく、光ファイバ１，２の仕様等にあ
わせて適宜設定すればよい。また、上記実施例では、光
ファイバ２から出射される光の強度のみを測定したが、
発光装置から発射する光の強度を検出し、光ファイバ２
から出射される光の強度を、発光装置から発射する光の
強度から差し引いた値をモニタするモニタ部を設け、モ
ニタ部にモニタされる値が予め設定した接続損失値以下
になるまで、光ファイバ１，２の融着接続領域５の加熱
を行っても構わない。

【００２６】さらに、上記実施例では、第１の光ファイ
バ１のモードフィールドが真円で第２の光ファイバ２の
モードフィールドが楕円の光ファイバとしたが、その逆
に、第１の光ファイバ１のモードフィールドが楕円で第
２の光ファイバ２のモードフィールドが真円でも構わ
ず、光ファイバ１，２のモードフィールドの両方が楕円
でも、両方とも真円でも構わない。また、第１の光ファ
イバ１と第２の光ファイバ２のモードフィールド径の大
きさも特に限定されることはなく、様々な異径のモード
フィールドを有する光ファイバ１，２同士の融着接続に
本発明を適用させることができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、第１の光ファイバ側か
ら第２の光ファイバに光を通し、モニタ部により第２の
光ファイバから出射される光の光強度を検出してモニタ
しながら、光強度が予め設定した値以上となるまで第１
の光ファイバと第２の光ファイバとの融着接続領域を加
熱して、第１の光ファイバと第２の光ファイバの接続端
部におけるモードフィールドを共に拡大するため、第
１、第２の光ファイバのモードフィールドは共に適切な
状態に拡大され、接続損失が確実に小さい接続が容易に
可能となる。したがって、接続される光ファイバ１，２
の種類が違ったり、加熱系の加熱温度が安定しなかった
としても、常に、予め設定した値以上の光強度となるよ
うな接続損失の小さい接続が行われ、本発明の光ファイ
バの融着接続方法により光ファイバを接続すれば、接続
した光ファイバを光通信用として用いる際等にも常に信
頼できる接続となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光ファイバの融着接続方法により
光ファイバを接続する融着接続装置の第１の実施例を光
ファイバ１，２取り付け状態で示す構成図である。

【図２】第１、第２の光ファイバの融着接続領域の加熱
時間とパワーメータ10で検出モニタされる出射パワーの
関係の一例を示すグラフである。

【図３】本発明に係る光ファイバの融着接続方法により
光ファイバを接続する融着接続装置の第２の実施例を光
ファイバ１，２の取り付け状態で示す構成図である。

【図４】光ファイバの融着接続工程の一例を示す説明図
である。

【符号の説明】

１ 第１の光ファイバ ２ 第２の光ファイバ ３ａ，３ｂ 放電電極 ５ 融着接続領域 ８ バーナ 10 パワーメータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の光ファイバの一端側と、第１の光
   ファイバとはモードフィールド径が異なる第２の光ファ
   イバの一端側を融着接続し、第２の光ファイバの他端側
   には光強度を検出してモニタするモニタ部を設け、第１
   の光ファイバと第２の光ファイバの融着接続後に第１の
   光ファイバ側から第２の光ファイバに光を通し、前記モ
   ニタ部により第２の光ファイバから出射される光の光強
   度を検出してモニタしながら、該光強度が予め設定した
   値以上となるまで第１の光ファイバと第２の光ファイバ
   との融着接続領域を加熱して、第１の光ファイバと第２
   の光ファイバの接続端部におけるモードフィールドを共
   に拡大することを特徴とした光ファイバの融着接続方
   法。