JPH01284806A - 光ファイバ表面傷の消去方法 - 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に先立つ端面研磨に際して生じた
表面層の消去に適する光フアイバ表面層の消去方法に関
し、 酸液を使用することなしに光フアイバ表面層を消去する
方法の提供を目的とし、 互いに対向して設けられた電極間に生じるアーク放電に
より光ファイバの表面層を溶融させてこの光ファイバの
表面層を消去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に先立つ端面研磨に際
して生じた表面層の消去に適する光フアイバ表面層の消
去方法に関する。

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、光フアイバ同士を光学的及び機械的に接続す
ることが必要とされる。実用的な接続方法のうち最も一
般的な方法は融着によるものであり、この場合光フアイ
バ同士が同軸上で融合・冷却させられて一体化すること
により、光学的及び機械的な接続が達成される。光フア
イバ同士の融着接続部に要求されることは、そこでの光
パワーの損失が増大しないことを前提とするならば、で
きる限り機械的な強度が高いことである。例えば引張強
度については、非接続部におけるシングルモードファイ
バの引張強度（例えば５ｋｇ）が融着接続部において例
えば１　ｋｇにまで低下しているのが現状であり、その
大幅な向上が要望されているものである。

光ファイバを融着接続する場合、切断面同士をそのまま
融着したとしても、切断面が脆性破壊面であり必ずしも
平坦でないため、融着接続部に気泡や曲がりが生じ易く
、必ずしも良好な特性を得ることができない。このため
従来は、以下に示すように端面研磨を行ってから融着接
続するようにしていた。

第４図は一般的な光フアイバ心線の断面構成を示す図で
ある。コア３１及びクラッド３２からなる光ファイバ３
３に１次被覆３４を施し、さらにこの上にナイロン等の
２次被覆３５を施して例えば直径が０゜９　ｍｍの光フ
アイバ心線としたものである。１次被覆３４は光ファイ
バ３３の紡糸直後に厚みが２〜３μｍのポリイミド樹脂
あるいは厚みが１００〜１５０μｍのＵＶコートを塗布
する等により形成されており、この構成により、融着接
続等に際して１次被覆３４を除去する場合を除いては、
光ファイバ３３の表面が傷付くおそれはほとんど無い。

上記断面構成の光フアイバ心線の端面研磨を行う場合に
は、例えば次のようにする。先ず、第５図（ａ）に示す
ように、光ファイバ３３の端面から適当長さまで２法被
ｙ！３５を除去する。次に同図ら）に示すように、チャ
ック部材４１により光ファイバ３３を露出した１次被覆
３４にて保持し、これら一体止物を回転研磨板４２上で
矢印４３方向に摺動させることによって、均一な端面研
磨を行うことができる。

第６図は端面研磨を行った光フアイバ心線の１次被覆３
４を除去した状態を示す図である。光ファイバ３３の外
周面の研磨端面近傍に複数の微細な傷５１が生じている
ものである。このような傷が生じるのは、研磨に際して
ダイアモンド等の研磨粉や研磨により生じた石英粉が光
ファイバ３３と１次被覆３４間に入り込み直接光ファイ
バ３３を傷付けるかあるいは上記粉がチャック部材４１
と１次被覆３４間に入り込み１次被覆３４を貫通して光
ファイバ３３を傷付けるためである。なお、端面研磨に
際してだけでなく、被覆を除去する作業等に際しても表
面層が生じる場合がある。このように表面層が生じた光
フアイバ同士を融着接続すると、全てではないにしても
表面層が融着接続後に残留して機械的強度の低下を招く
ので、融着接続の前あるいは後にこの表面層を消去する
方法が要望されている。最近においては、融着接続部の
引張強度の低下は熱応力によるものとの考え方があり、
その対策もなされているようではあるが、それ以前の問
題として上記表面層の消去方法の確立が切望されている
ものである。

従来の技術 光フアイバ表面層の従来の消去方法としては、光ファイ
バの表面層が生じている部分を、石英を溶解することの
できるフッ化水素中に浸漬する方法がある。光ファイバ
の表面層が溶解して表面層が鋭利でなくなり、表面層へ
の応力集中が緩和されるものである。

発明が解決しようとする課題 しかしならが、上記従来方法は少なからず以下の欠点を
有している。

（イ）　フッ化水素は危険であり、このため安全性を確
保するための取扱が煩雑である。

（ロ）　表面層を完全に消去するためには、傷の深さよ
りも深く光ファイバの表面層を溶解する必要があり、径
の減少による強度の低下を免れない。

本発明はこのような事情に鑑みて創作されたもので、フ
ッ化水素等の酸液を使用することなしに光フアイバ表面
層を消去する方法の提供を目的としている。

課題を解決するための手段 第１図は上記課題を解決するためになされた本発明の原
理図である。

第１の方法は、互いに対向して設けられた電極１．２間
に生じるアーク放電により光ファイバ３の表面層を溶融
させてこの光ファイバ３の表面層を消去する方法である
。

第２の方法は、互いに対向して設けられた電極１．２間
に生じるアーク放電中で光ファイバ３をその軸方向４に
上記電極１，２に対して相対的に移動させることにより
上記光ファイバ３の表面層を溶融させてこの光ファイバ
３の表面層を消去する方法である。

作　　　用 本発明方法においてアーク放電を採用しているのは以下
の理由による。すなわち、アーク放電によれば光ファイ
バの溶融温度よりも充分高い温度を得ることができるか
らであり、又、アーク放電による光ファイバの加熱は気
相中と光ファイバとの界面での熱の流入によりなされる
ので、光ファイバが加熱されつつある状態にあっては光
フアイバ表面から光フアイバ中心に向けて温度が低下す
るような温度勾配が生じ、このため、適当な放電時間を
設定することにより、所望の深さで光ファイバの表面層
だけを溶融させることができるからである。光ファイバ
の表面層が溶融すると、溶融部分には表面張力が作用す
るので、表面層はほぼ完全に消去される。なお、光ファ
イバの表面層だけを溶融するようにしているのは、光フ
ァイバの中心部まで溶融すると全体が著しく変形して光
伝送路として使用することができなくなるからである。

上記第２の方法において光ファイバを電極に対して相対
的に移動させるようにしているのは、以下に示す理由に
よる。すなわち、光ファイバを電極に対して固定してい
る場合には、表面層を消去することができる範囲がアー
ク放電の空間的な大きさに制限されるが、光ファイバを
適当な移動速度で移動させることにより、光ファイバの
表面層だけを広範囲にわたり順次所望の深さで溶融させ
ることができるからである。アーク放電の空間的な大き
さによる表面層消去可能な範囲の制限を排除するために
光フアイバ長手方向に複数回アーク放電を行った場合と
本発明第２の方法とを比較すると、加熱・冷却を均一に
行うことができるという点において後者が優れている。

なお、本発明第２の方法において、光ファイバをその軸
方向に電極に対して相対的に移動させる、としているの
は、光ファイバを電極に対して移動させる場合と電極を
光ファイバに対して移動させる場合とがあるからである
。

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、光ファイバの融着接続に際して残留した表面
層を融着接続の後に消去する方法を示す工程図である。

先ず、同図（ａ）に示すように、同軸上に配置された電
極１１．１２の中心線に、被覆（１次被覆及び２次被覆
）１３が部分的に除去された光ファイバ１４の端面が位
置するように、この光ファイバ１４を電極１１．１２間
の中央部に固定保持する。そして、被覆１５が除去され
た融着接続すべき光ファイバ１６を、光ファイバ１４と
同軸上に移動可能に支持しておく。このとき、光ファイ
バ１４．１６の端面は既に研磨されているので、端面近
傍には、表面層１７．１８がファイバ長手方向に約１　
ｍｍの範囲で生じている。なお、光ファイバ１４．１６
の熱的特性（例えば溶融温度）が異なる場合には、固定
側のファイバ端面を電極１１．１２の中心線からずらし
て固定保持しておき、各ファイバに異なる熱看が投入さ
れるようにしても良い。

次に、同図ら）に示すように、電極１１．１２間に適当
な電位差を与えてアーク放電を生じさせ、光ファイバ１
６を矢印方向に移動してその研磨端面を光ファイバ１４
の研諮端面に当接させて融着接続を行う。同図（Ｃ）は
融着接続後の状態を示しており、融着接続部１９におい
ては光フアイバ表面も溶融温度以上の温度に加熱される
ので、その部分の表面層が消去されているものである。

このとき、光ファイバの溶融温度以上の温度に加熱され
る範囲はファイバ長手方向に約ｌ　ｍｍであるので、融
着接続部１９の両側にそれぞれ約０．５市の長さで表面
層１７°、１８′が残留する。

同図（６）は残留した表面層１８′を消去するときの状
態を示す図である。電極１１．１２の先端が表面層１８
°に対向するように、電極１１．１２’をファイバ長手
方向に移動するかあるいは光ファイバを電極１１．１２
に対して同方向に移動してから表面層１８°　に対して
アーク放電を行い、光ファイバ１６の表面層だけを溶融
させてこの表面層を消去するものである。この場合、ア
ーク放電により溶融する範囲は表面層１８′の長さより
も長いので、−回の放電をもって表面層１８″を消去す
ることができる。なお、表面層１７′についてもこれと
同様にして消去することができる。

放電時間及び放電電流等の放電条件の設定に関しては、
一般に光ファイバの端面研磨により生じる表面層の深さ
が約数μｍの深さであることに鑑み、その程度の深さで
表面層を溶融させることができるものであれば良い。

第３図は本発明の他の実施例図であり、アーク放電をフ
ァイバ長手方向に走査する方法が示されている。電極１
１．１２を固定しておき光ファイバを矢印方向に移動さ
せるかあるいは光ファイバを固定しておき電極１１．１
２を矢印と反対の方向に移動させることにより、表面層
１７’、１８′を順次連続的に消去するものである。こ
の方法によれば、表面層が広範囲に残留していたとして
も、アーク放電の走査範囲を拡大することにより容易に
対処することができる。又、複数回アーク放電を行うと
きのように加熱・冷却が不均一なものとならないので、
残留歪み等が発生して機械的強度が低下するおそれがな
い。なお、放電電流及び移動速度等の放電条件は、前実
施例と同様に光ファイバの表面層だけが溶融するように
設定することができる。

以上の説明では表面層の消去を光ファイバの融着接続の
後に行っているが、第２図及び第３図に示される表面層
の消去方法を融着接続の前に行うことも当然可能である
。

なお、光ファイバの材質である石英等の融点が一般に明
確でないことに鑑み、本願明細書中「溶融」という場合
には「軟化」を含むものとする。

発明の効果 以上詳述したように、本発明によれば、酸液を使用する
ことなしに光フアイバ表面層を消去する方法を提供する
ことが可能になるという効果を奏する。また、光フアイ
バ表面層を消去することにより、光ファイバの融着接続
部の機械的強度が向上するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、 第２図は本発明の実施例を示す融着接続及び表面層の消
去の工程図、 第３図は本発明の他の実施例を説明するための図、 第４図は一般的な光フアイバ心線の断面図、第５図は光
ファイバの融着接続に先立つ端面研磨を説明するための
図、 第６図は端面研磨により生じた光ファイバの表面層を説
明するための図である。 １．２．１１．１２・・・電極、 ３．１４．１６・・・光ファイバ、 １７、ＩＴｏ、１８．１８°・・・表面層。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに対向して設けられた電極（１，２）間に生
   じるアーク放電により、光ファイバ（３）の表面層を溶
   融させてこの光ファイバ（３）の表面層を消去する方法
   。
2. （２）互いに対向して設けられた電極（１，２）間に生
   じるアーク放電中で光ファイバ（３）をその軸方向（４
   ）に上記電極（１，２）に対して相対的に移動させるこ
   とにより、上記光ファイバ（３）の表面層を溶融させて
   この光ファイバ（３）の表面層を消去する方法。