JPH01284805A - 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】 概要 光ファイバの融着接続方法に関し、 融着接続部の機械的強度の向上を目的とし、アーク放電
中にて一対の光ファイバを端面同士当接させて融着接続
した後、この融着接続部の両側から光ファイバに引張力
を加えながら上記融着接続部又はその近傍をアーク放電
中にて加熱して軟化させて、上記融着接続部又はその近
傍における光ファイバの曲がりを矯正するようにして構
成する。

産業上の利用分野 本発明は光ファイバの融着接続方法に関する。

光ファイバを光伝送路として使用する光通信又は光伝送
の分野においては、光伝送路を長距離にわたって布設す
るために、光フアイバ同士を接続することが必要とされ
る。光フアイバ同士を永久接続する方法のうちで最も一
般的な方法は、高温のアーク放電中にてファイバ端面同
士を突き合わせるようにした融着接続方法である。この
方法の実施に際して要求されることは、融着接続部に右
ける損失が増大しないことを前提とするならば、融着接
続部及びその近傍の機械的強度が他の部分の機械的強度
と比較して著しく劣化しないことである。

従来の技術 第８図は光ファイバの従来の融着接続方法を説明するた
めの図である。部分的に被覆９２が除去された光ファイ
バ９４と同じく被覆９６が除去された光ファイバ９８と
を同軸上で移動可能に支持し、これらの端面同士を放電
電極１００．１０２の円錐状先端間に生じるアーク放電
中にて当接させ、融着接続を行うものである。この接続
方法によれば、接続部に接着剤等の介在物が介在しない
ので、接続損失が小さく安定度が高い接続が可能である
とされている。

発明が解決しようとする課題 第９図は、従来方法において融着接続に先立つ光フアイ
バ端面の具体的な状態を示す図である。

同図（ａ）は、同軸上に支持された光ファイバ１０４゜
１０６の端面が、研磨精度の問題から、必ずしも１０６
ａで示すように当該軸に対して垂直でなく、１０４ａで
示すように同軸に対して傾斜している状態を示している
。同図（ｂ）は、光フアイバ支持機構の精度上の問題か
ら、支持された光ファイバ１０８．１１０の軸１０８ａ
、１１０ａが互いに傾斜している状態を示している。同
図（Ｃ）は、光フアイバ製造技術上の問題により一般に
コアが偏心していることから、突き合わせた光ファイバ
１１２゜１１４のコア１１２ａ、１１４ａを低損失化の
ために同軸上に配置したときに、突き合わせ部に段差が
生じている状態を示している。このため、上記各状態に
て融着接続を行うと、第１０図（ａ）に示すように、融
着接続部１１６に曲がりが生じたり、同ｒＩ！Ｊ（ｂ）
に示すように、融着接続部１１６の両側の２カ所に曲が
りが生じることがあった。

一方、融着接続に先立つ光ファイバの端面研磨に際して
は、光ファイバの端部を適当なチャック部材により支持
し、その端部をチャック部材と共にダイアモンド粉等に
より研磨するようにしているので、光ファイバの端面近
傍の側面に微小な傷が多数生じ、この傷は、第１１図に
示すように、融着接続後にも融着接続部１１６０両側に
１１８で示すような軟化しなかった部分に残留する。

最近においては、融着接続部の機械的強度が低下する原
因は残留した熱応力にあるとの考えに基づき、その対策
もなされているようではあるが、それ以前の問題として
、融着接続部及びその近傍の曲がり並びに融着接続部近
傍の表面傷が機械的強度を低下さているのが現状である
。参考までに第１２図に引張強度と曲がり角（融着接続
された光ファイバの軸同士がなす角）との関係を示す。

曲がり角の増大に伴って引張強度が著しく低下している
ものである。

本発明はこのような技術的課題に鑑みて創作されたもの
で、主として、曲がりを矯正することにより融着接続部
及びその近傍の機械的強度を向上することを目的として
いる。

課題を解決するための手段 第１図は本発明の原理図である。

先ず、同図（ａ）に示すように、アーク放電中にて一対
の光ファイバ１．２を端面同士当接させて融着接続する
。

次に、同図（ｂ）に示すように、この融着接続部３の両
側から光ファイバ１．２に引張力を加えながら上記融着
接続部３又はその近傍をアーク放電中にて加熱して軟化
させて、上記融着接続部３又はその近傍における光ファ
イバ１．２の曲がりを矯正する。

なお、同図ら）に示す光ファイバの曲がりの形状は模式
的なものであり、必ずしも光ファイバがこのような形状
になることを示しているものではない。

作　　　用 本発明方法によれば、光ファイバに引張力を加えた状態
で曲がりが生じた部分を軟化させているので、引張力の
作用により曲がりが生じている部分が塑性変形し、曲が
りが矯正される。融着接続部又はその近傍の加熱にアー
ク放電を用いているのは次のような理由による。すなわ
ち、曲がりが生じた部分を加熱しすぎて極端に軟化する
と引張力との関係でこの部分の径が著しく減少するし、
加熱が不足して軟化が不十分であると塑性変形が不完全
になり良好な矯正を行うことができないので、適切な熱
量の投入がなされることが要求されるものであるが、ア
ーク放電によれば放電時間等の放電条件により最適な投
入熱量を再現性よく設定することができるからである。

例えばバーナーによる加熱では、曲がりが生じている部
分への投入熱量の設定が極めて困難であることが明らか
である。

実　　施　　例 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明の実施に使用することのできる光フアイ
バ融着接続装置の正面図（ａ）及びその側面図ら）であ
る。この融着接続装置は、融着接続すべき一対の光ファ
イバを対向させて支持するためのファイバ支持部１２と
、上記光ファイバの対向部にアーク放電を生じさせるた
めの放電電極を有してなる電極支持部１４とから構成さ
れて右り、電極支持部１４はファイバ支持部１２に対し
て軸１６を介して開閉自在に取り付けられている。１８
は支持された光ファイバの一方を介して融着接続後に引
張力を与えるための引張力印加手段、２０は支持された
放電電極を同図（ａ）の紙面に垂直なｙ軸方向に移動さ
せるためのｙ軸マイクロメータ、２２は同放電電極を図
中左右方向のＸ軸方向に移動させるためのＸ軸マイクロ
メータ、２４は光フアイバ同士の対向部等を観察するた
めの顕微鏡である。

第３図は電極支持部１４を開いたときのファイバ支持部
１２の平面図である。一方の光ファイバは筒状のガイド
２８を介してファイバ支持部１２の中央部まで導入され
ており、その先端近傍は台座３０及びクランパ３２間に
挟持されている。他方の光ファイバも同様にガイド３４
を介して中央部に導入され、その先端近傍は台座３６及
びクランパ３８により挟持されている。

第４図は顕微鏡２４を取り外したときの電極支持部１４
の主要部の平面図である。４２は本体フレーム４０に対
してｙ軸方向に移動可能なｙ釉テーブルであり、その位
置決めはｙ軸マイクロメータ２０によってなされる。４
６はｙ軸テーブル４２に対してＸ軸方向に移動可能なＸ
軸テーブルであり、その位置決めはＸ軸マイクロメータ
２２によってなされる。５０．５２はＸ軸テーブル４６
に対して固定された放電電極、５４は顕微鏡２４を装着
することのできる孔５６が形成されている顕微鏡載置部
である。放電電極５０．５２の先端部は円錐状に形成さ
れており、このため両電極間に適当な電位差を与えるこ
とによりアーク放電が生じるようになっている。そして
、電極支持部１４をファイバ支持部１２に対して閉じた
状態にあっては、放電電極５０．５２が光フアイバ同士
の対向部に対向するように全体が構成されている。

上記構成の融着接続装置を用いて融着接続を行う場合に
ついて第５図により説明する。台座３０及びクランパ３
２により被覆５８を介して支持された光ファイバ６０と
台座３６及びクランパ３８により被覆６２を介して支持
された光ファイバ６４は、同軸上で移動可能に対峙して
おり、放電電極５０．５２間に生じるアーク放電中でこ
れらの端面同士を突き合わせることにより、融着接続が
なされる。なお、同図においては、図の明瞭さを確保す
るために、放電電極５０．５２の軸が実際の位置から光
ファイバの軸に対して９０”回転した位置にあるものと
して図示されている（第６図についても同様）。このよ
うに形成された融着接続部又はその近傍には、第９図で
説明した理由により或いは光フアイバ同士を両側から押
し着けていることにより、曲がりが生じる。この曲がり
の矯正方法を第６図により説明する。先ず、一方の光フ
ァイバ６０の台座３０及びクランパ３２による支持はそ
のままの状態にしておき、他方の光ファイバ６４につい
てクランパ３８を解除し、この光ファイバ６４の融着接
続部とは反対の側を引張力印加手段１８に接続しておく
。引張力印加手段１８は、例えば滑車６８と重り７０と
から構成されており、これにより融着接続部６６及びそ
の近傍に両側から引張力を加えることができるようにな
っている。そして、放電電極５０．５２をＸ軸方向で曲
がりが生じている部分に移動させてアーク放電を行い、
これを必要箇所について複数回繰り返すことにより、融
着接続部及びその近傍に生じた全ての曲がりを矯正する
ことができる。この場合、アーク放電の照射を受けた部
分が軟化しすぎると、その部分の径が減少して接続損失
が増大するので、このような不都合が生じないように放
電時間等の放電条件及び印加する引張力を設定すること
が望ましい。

本実施例では一定荷重を与えて一定の引張力を得るよう
にしているが、光フアイバ自身の弾性を利用して、一方
の光ファイバを延ばす方向に変位させておくことによっ
ても良い。又、放電電極を光ファイバの軸方向（Ｘ軸方
向）に等速度で移動させながら曲がりの矯正を行っても
良い。こうすれば、融着接続部近傍の表面層は全範囲に
わたって軟化するので、曲がりが矯正されるだけでなく
、表面傷をほぼ完全に消去することが可能になる。

第７図は放電電極の先端部の形状の変形例を示す図であ
る。同図（ａ）に示すように、放電電極の先端部７４に
その軸と垂直な平坦面７２を形成するか、或いは同図ら
）に示すように、先端部８０に平坦面７６を形成し、さ
らにこの平坦面７６に円錐状の窪み７８を形成したもの
である。このような先端形状の放電電極を用いると、ア
ーク放電のポイントが不規則に移動するので、アーク放
電の空間的な範囲が拡大され、複数箇所の曲がりを矯正
するための複数回のアーク放電又はアーク放電の操作が
不要になる。

発明の効果 以上詳述したように、本発明によれば、融着接続部又は
その近傍における光ファイバの曲がりを矯正して機械的
強度を向上させることが可能になるという効果を奏する
。又、曲がりを矯正された部分については表面傷も消去
されるので、融着接続部及びその近傍の機械的強度の向
上に寄与するところが大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、 第２図乃至第４図は本発明の実施に使用することのでき
る光フアイバ融着接続装置を示す図、第５図は同装置を
用いて融着接続を行うときの説明図、 第６図は同装置を用いて曲がりを矯正するときの説明図
、 第７図は放電電極の先端部の形状の変形例を示す図、 第８図は従来技術を説明するための図、第９図乃至第１
２図は従来技術の問題点を説明するための図である。 １．２．６０．６４・・・光ファイバ、１８・・・引張
力印加手段、 ５０．５２・・・放電電極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 アーク放電中にて一対の光ファイバ（１，２）を端面同
   士当接させて融着接続した後、 この融着接続部（３）の両側から光ファイバ（１，２）
   に引張力を加えながら上記融着接続部（３）又はその近
   傍をアーク放電中にて加熱して軟化させて、上記融着接
   続部（３）又はその近傍における光ファイバ（１，２）
   の曲がりを矯正するようにしたことを特徴とする光ファ
   イバの融着接続方法。