JP2000275469A - 光ファイバの融着接続方法 - Google Patents
光ファイバの融着接続方法Info
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- JP2000275469A JP2000275469A JP8505099A JP8505099A JP2000275469A JP 2000275469 A JP2000275469 A JP 2000275469A JP 8505099 A JP8505099 A JP 8505099A JP 8505099 A JP8505099 A JP 8505099A JP 2000275469 A JP2000275469 A JP 2000275469A
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- fusion splicing
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 特に、MDFの異なる異種ファイバを接続す
るとき、MFD値が分かっていると、接続損失を正確に
推定できる。しかし、作業現場等において、MDFが、
いつも分かっているとは限らない。また、融着時の加熱
によるドーパントの広がりにより、MFD値が変化する
場合もある。そこで、接続現場で、容易にMFD値を推
定できるようにする。 【解決手段】 融着機が持っているファイバ観察手段を
利用する。通常行っているコア直視法により、接続後の
光ファイバの透過画像を求めると、輝度分布曲線の中心
にピーク部分Pがある。その高さhと幅wとの比h/w
は、MFD値に対して高度の相関関係を持つ。この関係
を予め求めておく。そして、接続後、左右両ファイバに
ついて、h/w求め、それからMFD値を推定する。こ
れを接続損失値の算出に利用すると、推定損失精度が大
幅に向上する。
るとき、MFD値が分かっていると、接続損失を正確に
推定できる。しかし、作業現場等において、MDFが、
いつも分かっているとは限らない。また、融着時の加熱
によるドーパントの広がりにより、MFD値が変化する
場合もある。そこで、接続現場で、容易にMFD値を推
定できるようにする。 【解決手段】 融着機が持っているファイバ観察手段を
利用する。通常行っているコア直視法により、接続後の
光ファイバの透過画像を求めると、輝度分布曲線の中心
にピーク部分Pがある。その高さhと幅wとの比h/w
は、MFD値に対して高度の相関関係を持つ。この関係
を予め求めておく。そして、接続後、左右両ファイバに
ついて、h/w求め、それからMFD値を推定する。こ
れを接続損失値の算出に利用すると、推定損失精度が大
幅に向上する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバの融着
接続方法に関するもので、特に光ファイバのモードフィ
ールドを推定し、その推定値を利用して、より良好な接
続ができるようにしたものである。
接続方法に関するもので、特に光ファイバのモードフィ
ールドを推定し、その推定値を利用して、より良好な接
続ができるようにしたものである。
【0002】
【従来の技術】周知のとおり、光ファイバの融着接続
は、次のように行われる。 融着機に左右の光ファイバ光をセットし、調心する。 突き合わせ、放電加熱により融着接続する。 接続後に、コアの残留軸ずれ量を測定し、その値から
接続損失値を算出する。
は、次のように行われる。 融着機に左右の光ファイバ光をセットし、調心する。 突き合わせ、放電加熱により融着接続する。 接続後に、コアの残留軸ずれ量を測定し、その値から
接続損失値を算出する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】同種ファイバ接続の場
合、上記の接続損失Loの推定値算出には、次式が用
いられる。
合、上記の接続損失Loの推定値算出には、次式が用
いられる。
【数1】 ただし、wは光ファイバのMFD(モードフィールド
径)の1/2の値、dはコアの残留軸ずれ量である。この
式には、MDF値が、パラメータとして入っている。
径)の1/2の値、dはコアの残留軸ずれ量である。この
式には、MDF値が、パラメータとして入っている。
【0004】しかし、作業現場等において、接続する光
ファイバのMDFが、常に分かっているとは限らない。
誤ったMDF値で計算すると、推定損失に悪い影響が出
る。
ファイバのMDFが、常に分かっているとは限らない。
誤ったMDF値で計算すると、推定損失に悪い影響が出
る。
【0005】また、異種接続の場合、接続損失はコア軸
ずれによる損失の他に、MDFミスマッチによる損失も
発生する。異種接続時のコア軸ずれによる損失L0は次
式で表される。
ずれによる損失の他に、MDFミスマッチによる損失も
発生する。異種接続時のコア軸ずれによる損失L0は次
式で表される。
【数2】 ただし、w1,w2は、左右光ファイバのMFDの1/2
の値である。
の値である。
【0006】MFDミスマッチによる損失Lmは次式で
表される。
表される。
【数3】 全体の損失は、上記LoとこのLmとの和になる。以上に
より、正しい推定値を得るためには、接続するファイバ
のMFD値を正しく認識する必要があ
より、正しい推定値を得るためには、接続するファイバ
のMFD値を正しく認識する必要があ
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、 左右の光ファイバを突き合わせ、融着接続し、その
後、接続損失推定値の算出を行う、光ファイバの融着接
続方法において、 融着接続後の光ファイバの透過画像を求め、 その輝度分布曲線からモードフィールド径の値を推定
し、 当該推定値を利用して、前記接続損失値の算出を行う
こと、を特徴とする。
後、接続損失推定値の算出を行う、光ファイバの融着接
続方法において、 融着接続後の光ファイバの透過画像を求め、 その輝度分布曲線からモードフィールド径の値を推定
し、 当該推定値を利用して、前記接続損失値の算出を行う
こと、を特徴とする。
【0008】また、請求項2の発明は、上記請求項1の
の部分の、モードフィールド径値の推定を、輝度分布
曲線の中心にあるピーク部分の、高さhと幅wとの比h
/wに基づいて行うこと、を特徴とする。
の部分の、モードフィールド径値の推定を、輝度分布
曲線の中心にあるピーク部分の、高さhと幅wとの比h
/wに基づいて行うこと、を特徴とする。
【0009】h/wからMFD値推定できる根拠は、次
の段落に述べる。
の段落に述べる。
【0010】[h/wとモードフィールド径の関係]通
常、融着機に装備されている観察装置により、周知のコ
ア直視方法(側面観測法)で、通常のシングルモード光
ファイバ(SMF)を、側面から観察した場合、ファイ
バ長手方向と垂直な方向の輝度分布は、図1(a)のよ
うになる。これは、MFDが約10μmのSMFの輝度分
布である。この輝度分布の中心にあるピーク部分Pが、
コア位置を示している。
常、融着機に装備されている観察装置により、周知のコ
ア直視方法(側面観測法)で、通常のシングルモード光
ファイバ(SMF)を、側面から観察した場合、ファイ
バ長手方向と垂直な方向の輝度分布は、図1(a)のよ
うになる。これは、MFDが約10μmのSMFの輝度分
布である。この輝度分布の中心にあるピーク部分Pが、
コア位置を示している。
【0011】また、図1(b)は、MFD値が約5μm程
度と小さい光ファイバ(例えばEDF(エルビュームド
ープファイバ))の例である。この種の光ファイバで
は、コア部のGeドーピング量が多く、コア部の屈折率
が通常より高い。そのため、図1(a)の通常のSMF
と比べると、ピーク部分Pの幅wが狭く、かつ高さhが
高くなっている。
度と小さい光ファイバ(例えばEDF(エルビュームド
ープファイバ))の例である。この種の光ファイバで
は、コア部のGeドーピング量が多く、コア部の屈折率
が通常より高い。そのため、図1(a)の通常のSMF
と比べると、ピーク部分Pの幅wが狭く、かつ高さhが
高くなっている。
【0012】図2に、h/wとMFDとの関係の一例を
示した。これから、事前に実際のMDFの値が既知の種
々の光ファイバについてh/wを測定して、図2のよう
なデータベースを作成しておけば、h/wからMFD値
を推定できることが分かる。
示した。これから、事前に実際のMDFの値が既知の種
々の光ファイバについてh/wを測定して、図2のよう
なデータベースを作成しておけば、h/wからMFD値
を推定できることが分かる。
【0013】ただし、h/wは、観察する光学系の特性
により、微細に変化する場合がある。よって、その光学
系ごとに図2の関係を求めておく必要がある。
により、微細に変化する場合がある。よって、その光学
系ごとに図2の関係を求めておく必要がある。
【0014】このMFD推定値を、上記、式の計算
に利用すれば、より正確なコア軸ずれによる損失が得ら
れる。
に利用すれば、より正確なコア軸ずれによる損失が得ら
れる。
【0015】また、MFDの異なる光ファイバの接続
に、上記MFD推定値を用いて上記式を計算すれば、
ミスマッチによる損失も得ることができる。
に、上記MFD推定値を用いて上記式を計算すれば、
ミスマッチによる損失も得ることができる。
【0016】さらに、融着後の光ファイバについて、M
FD推定値を求めることにより、融着時の加熱に基づく
MFDの拡散に対応した、MFDミスマッチ損失を求め
ることもできる。
FD推定値を求めることにより、融着時の加熱に基づく
MFDの拡散に対応した、MFDミスマッチ損失を求め
ることもできる。
【0017】請求項3の発明は、 モードフィールド径の異なる左右の光ファイバを突き
合わせ、融着接続し、その後、主として、モードフィー
ルド径の小さい光ファイバ側を加熱し、モードフィール
ド径を広げて、左右光ファイバのモードフィールド径の
マッチングを図る、光ファイバの融着接続方法におい
て、 融着接続後の光ファイバの透過画像を求め、その輝度
分布曲線からモードフィールド径の値を推定し、 当該推定値を利用して、前記加熱を行った光ファイバ
のモードフィールド径の値を推定し、 左右光ファイバのモードフィールド径のマッチングが
図られた時点で、前記融着接続後の加熱を停止するこ
と、を特徴とする。
合わせ、融着接続し、その後、主として、モードフィー
ルド径の小さい光ファイバ側を加熱し、モードフィール
ド径を広げて、左右光ファイバのモードフィールド径の
マッチングを図る、光ファイバの融着接続方法におい
て、 融着接続後の光ファイバの透過画像を求め、その輝度
分布曲線からモードフィールド径の値を推定し、 当該推定値を利用して、前記加熱を行った光ファイバ
のモードフィールド径の値を推定し、 左右光ファイバのモードフィールド径のマッチングが
図られた時点で、前記融着接続後の加熱を停止するこ
と、を特徴とする。
【0018】また、請求項4の発明は、上記請求項3の
記載の中のを、特に下記のように、すなわち、 「融着接続後の光ファイバの透過画像を求め、その輝
度分布曲線の中心にあるピーク部分の、高さhと幅wと
の比h/wからモードフィールド径の値を推定するこ
と、」 を特徴とする。
記載の中のを、特に下記のように、すなわち、 「融着接続後の光ファイバの透過画像を求め、その輝
度分布曲線の中心にあるピーク部分の、高さhと幅wと
の比h/wからモードフィールド径の値を推定するこ
と、」 を特徴とする。
【0019】上記のことを理解する一助として、技術的
背景を述べる。次の技術が発表されている(特開平10
−300970号公報参照)。図3で、10は通常のS
MF、20は例えばEDFで、そのMFD部22は、S
MF10のMFD部12より遙かに狭い(MFD部2
2,12は実際は見えないが、説明上示した)。 左右ファイバ10,20を調心し(図4(a))、 突き合わせ(b)、 電極30間の放電により融着接続する(c)。 このままでは、MFDのミスマッチがあるので、主と
して、EDF20の端部をヒータ32により加熱する
(d)。加熱によりドーパントが拡散し、MFDが広が
る。その結果、左右ファイバ10,20のMFDのマッ
チングが期待されることになる。
背景を述べる。次の技術が発表されている(特開平10
−300970号公報参照)。図3で、10は通常のS
MF、20は例えばEDFで、そのMFD部22は、S
MF10のMFD部12より遙かに狭い(MFD部2
2,12は実際は見えないが、説明上示した)。 左右ファイバ10,20を調心し(図4(a))、 突き合わせ(b)、 電極30間の放電により融着接続する(c)。 このままでは、MFDのミスマッチがあるので、主と
して、EDF20の端部をヒータ32により加熱する
(d)。加熱によりドーパントが拡散し、MFDが広が
る。その結果、左右ファイバ10,20のMFDのマッ
チングが期待されることになる。
【0020】請求項3本発明の場合は、これに上記の
[光ファイバの透過画像の輝度分布曲線とモードフィー
ルド径の関係]を利用して、左右の光ファイバの接続端
(すなわち、図3においてA−A並びにB−B)の輝度
曲線分布を測定して、接続端のMDFを測定することに
より、最良の接続損失が得られるようにしたものであ
る。
[光ファイバの透過画像の輝度分布曲線とモードフィー
ルド径の関係]を利用して、左右の光ファイバの接続端
(すなわち、図3においてA−A並びにB−B)の輝度
曲線分布を測定して、接続端のMDFを測定することに
より、最良の接続損失が得られるようにしたものであ
る。
【0021】なお、ヒータ32の代わりに、電極30に
よる放電も用いることができる。
よる放電も用いることができる。
【0022】請求項5の発明は、 左右の光ファイバを突き合わせ、放電により融着接続
する、光ファイバの融着接続方法において、 光ファイバの透過画像を求め、その輝度分布曲線から
モードフィールドを推定し、 この推定値に基づいて、最適放電条件を定めて融着接
続すること、を特徴とする。
する、光ファイバの融着接続方法において、 光ファイバの透過画像を求め、その輝度分布曲線から
モードフィールドを推定し、 この推定値に基づいて、最適放電条件を定めて融着接
続すること、を特徴とする。
【0023】
【発明の実施の形態】EDFと通常のSMFとの接続に
おいて、請求項1、2の本発明を用いて算出した接続損
失と、実際の接続損失との関係を、図4に示した。図4
において、実際の接続損失と推定値との間には充分な相
関関係があり、接続損失が高い場合は推定値も高く、低
い場合は低くなっているので、接続の良否判定を行うの
に充分に実用性を有することが分かる。
おいて、請求項1、2の本発明を用いて算出した接続損
失と、実際の接続損失との関係を、図4に示した。図4
において、実際の接続損失と推定値との間には充分な相
関関係があり、接続損失が高い場合は推定値も高く、低
い場合は低くなっているので、接続の良否判定を行うの
に充分に実用性を有することが分かる。
【0024】また、SMFとEDFとの接続に際して、
放電の2秒間隔ごとに、左右の光ファイバにつき、h/
wとMFD値を測定した。その状態を図5に示す。22秒
後において、左右光ファイバのh/w(すなわち、MF
D値)が一致したところで、放電を終了した。このとき
の接続損失値は 0.02dB であり、大変良好であった。
放電の2秒間隔ごとに、左右の光ファイバにつき、h/
wとMFD値を測定した。その状態を図5に示す。22秒
後において、左右光ファイバのh/w(すなわち、MF
D値)が一致したところで、放電を終了した。このとき
の接続損失値は 0.02dB であり、大変良好であった。
【0025】このように、MFD値を求めることなく、
左右光ファイバの前記h/wの値が等しくなった時点を
もってモードフィールド径のマッチングが図られたもの
として、融着接続後の加熱を停止するようにしてもよ
い。
左右光ファイバの前記h/wの値が等しくなった時点を
もってモードフィールド径のマッチングが図られたもの
として、融着接続後の加熱を停止するようにしてもよ
い。
【0026】また、あらかじめMFD値が10μmの通
常のSMFと、MFD値が5μm、7μm、9μm、10
μmの各光ファイバとの融着接続について、それぞれの
最適放電条件(放電電流値、放電時間)を、融着機に記
憶させておいた。そして、MDF値が10μmの通常のS
MFとMDF値が未知の光ファイバとの接続において、
上記請求項5の記載のように、推定したMFD値に基づ
い記憶させておいた最適放電条件にて接続を行い、良好
な結果を得た。
常のSMFと、MFD値が5μm、7μm、9μm、10
μmの各光ファイバとの融着接続について、それぞれの
最適放電条件(放電電流値、放電時間)を、融着機に記
憶させておいた。そして、MDF値が10μmの通常のS
MFとMDF値が未知の光ファイバとの接続において、
上記請求項5の記載のように、推定したMFD値に基づ
い記憶させておいた最適放電条件にて接続を行い、良好
な結果を得た。
【0027】この場合は、光ファイバ種類ごとに、モー
ドフィールド径の違いに基づく最適の放電条件を、それ
ぞれ融着接続機に記憶させておき、MDF値不明の光フ
ァイバの接続に際して、融着接続前の光ファイバの透過
画像を求め、その輝度分布曲線の中心にあるピーク部分
の、高さhと幅wとの比h/wからモードフィールド径
の値を推定し、この推定値に基づいて、当該ファイバに
合った前記最適放電条件で融着接続したものである。
ドフィールド径の違いに基づく最適の放電条件を、それ
ぞれ融着接続機に記憶させておき、MDF値不明の光フ
ァイバの接続に際して、融着接続前の光ファイバの透過
画像を求め、その輝度分布曲線の中心にあるピーク部分
の、高さhと幅wとの比h/wからモードフィールド径
の値を推定し、この推定値に基づいて、当該ファイバに
合った前記最適放電条件で融着接続したものである。
【0028】なお、以上の実施形態においては、光ファ
イバの透過画像の輝度分布曲線の高さhと幅wとの比h
/wからMFD値を推定したのであるが、装置の光学系
の特性によっては、h/wの代わりに、高さh又は幅w
の値をそのまま用いても、同様にMDF値を推定するこ
ともできる。
イバの透過画像の輝度分布曲線の高さhと幅wとの比h
/wからMFD値を推定したのであるが、装置の光学系
の特性によっては、h/wの代わりに、高さh又は幅w
の値をそのまま用いても、同様にMDF値を推定するこ
ともできる。
【0029】更には、輝度分布曲線全体から光線追跡法
等により、光ファイバのコアの屈折率分布を逆算して、
これからMDF値を推定することもできる。
等により、光ファイバのコアの屈折率分布を逆算して、
これからMDF値を推定することもできる。
【0030】
【発明の効果】請求項1、2の発明の場合は、 観測したMFD値をコア軸ずれ損失推定の際に利用す
ることにより、推定損失精度を向上させることができ
る。 また、異種ファイバの接続において、MFDミスマッ
チによる接続損失推定を行うことができ、推定損失精度
を向上させることができる。
ることにより、推定損失精度を向上させることができ
る。 また、異種ファイバの接続において、MFDミスマッ
チによる接続損失推定を行うことができ、推定損失精度
を向上させることができる。
【0031】請求項3、4の発明の場合は、異種ファイ
バ接続の際、MFDミスマッチによる損失が最小になる
まで、放電・MFD観察を自動的に繰り返すことによ
り、接続損失の低減を図ることができる。
バ接続の際、MFDミスマッチによる損失が最小になる
まで、放電・MFD観察を自動的に繰り返すことによ
り、接続損失の低減を図ることができる。
【0032】請求項5の発明の場合は、接続するファイ
バのMDF値を特定し、それに合わせた最適放電条件を
設定することにより、低損失を得ることができる。
バのMDF値を特定し、それに合わせた最適放電条件を
設定することにより、低損失を得ることができる。
【図1】コア直視法によって得る光ファイバ輝度分布図
で、(a)は通常のSMF、(b)はEDFの場合であ
る。
で、(a)は通常のSMF、(b)はEDFの場合であ
る。
【図2】h/wとMFD値との関係を示すグラフ。
【図3】SMFとEDFとの接続における、本発明に基
づく損失の計算値と実際の接続損失との関係を示すグラ
フ。
づく損失の計算値と実際の接続損失との関係を示すグラ
フ。
【図4】SMFとEDFとの接続の説明図。
【図5】SMFとEDFとの接続における、h/w及び
MFD値と放電時間との関係を示すグラフ。
MFD値と放電時間との関係を示すグラフ。
10 SMF 12,22 MFD部 20 EDF 30 電極 32 ヒータ P ピーク部
Claims (5)
- 【請求項1】 左右の光ファイバを突き合わせ、融着接
続し、その後、接続損失推定値の算出を行う、光ファイ
バの融着接続方法において、融着接続後の光ファイバの
透過画像を求め、その輝度分布曲線から左右光ファイバ
のモードフィールド径の値を推定し、当該推定値を利用
して、前記接続損失値の算出を行うことを特徴とする、
光ファイバの融着接続方法。 - 【請求項2】 左右光ファイバのモードフィールド径の
値を、輝度分布曲線の中心にあるピーク部分の高さhと
幅wとの比h/wから推定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。 - 【請求項3】 モードフィールド径の異なる左右の光フ
ァイバを突き合わせ、融着接続し、その後、主として、
モードフィールド径の小さい光ファイバ側を加熱し、モ
ードフィールド径を広げて、左右光ファイバのモードフ
ィールド径のマッチングを図る、光ファイバの融着接続
方法において、融着接続後の光ファイバの透過画像を求
め、その輝度分布曲線から左右光ファイバのモードフィ
ールド径の値を推定し、当該推定値を利用して、前記融
着接続の加熱を制御することを特徴とする、光ファイバ
の融着接続方法。 - 【請求項4】 左右光ファイバのモードフィールド径の
値を、輝度分布曲線の中心にあるピーク部分の高さhと
幅wとの比h/wから推定することを特徴とする、請求
項3記載の光ファイバの融着接続方法。 - 【請求項5】 左右の光ファイバを突き合わせ、放電に
より融着接続する、光ファイバの融着接続方法におい
て、光ファイバの透過画像を求め、その輝度分布曲線か
らモードフィールド径を推定し、この推定値に基づい
て、最適放電条件を定めて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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8505099A JP2000275469A (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | 光ファイバの融着接続方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8505099A JP2000275469A (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | 光ファイバの融着接続方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000275469A true JP2000275469A (ja) | 2000-10-06 |
Family
ID=13847850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8505099A Pending JP2000275469A (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | 光ファイバの融着接続方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000275469A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6799903B2 (en) | 2001-06-06 | 2004-10-05 | Fujikura Ltd. | Fusion splicer and fusion splicing method for optical fibers |
| JP2015072466A (ja) * | 2013-09-04 | 2015-04-16 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバ伝送路 |
| CN105259613A (zh) * | 2015-08-14 | 2016-01-20 | 昂纳信息技术(深圳)有限公司 | 多模光纤和单模光纤的烧结方法 |
| US10054742B2 (en) | 2015-01-23 | 2018-08-21 | Sei Optifrontier Co., Ltd. | Optical fiber fusion splicer and optical fiber fusion splicing method |
-
1999
- 1999-03-29 JP JP8505099A patent/JP2000275469A/ja active Pending
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