JPH01501972A - 光ファイバカツプラ - 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】 光ファイバの接続部の形成 発明の技術分野 本発明は溶融した双円錐型のテーパーを有する光ファイバの接続部の形成に関し 、特に密接して配置された光フアイバセグメントを加熱して相互に融着させる技 術に関する。本発明は、シングルモードとマルチモードのいずれの光ファイバの 接続部にも応用される。

背景技術 溶融した双円錐型テーパーの光ファイバの接続部を形成する通常の技術は、２本 以上の光ファイバの各セグメントを横並びに密接に配置し、該セグメントをこれ が軟化・融着するのに充分な温度まで加熱するステップを含む。加熱された光フ ァイバは次に長手方向に引き伸ばされ、これによってそれぞれの溶融ファイバが 双円錐型のテーパーとなり、接続部を形成する。これらのステップの典型的なも のはＡｂｅｂ６に付与された米国特許４，６１２，０２８に開示されている。

密着して配列された光フアイバセグメントの加熱を行う公知の手段には、電気抵 抗コイル、ガス用マイクロトーチの炎。

電気アーク等がある。一般的に、コイルはその加熱・冷却速度が遅過ぎて熱容量 が不足し、炎は繊細な光ファイバに重大な物理的損傷を与え易いと共に、特別な 予防処置を講じなければ、有害な汚染物を発生する傾向があると考えられている 。

例えば、Ｓｍｙｔｈに付与された米国特許４，４３９．２２１には、これらの伝 統的な加熱装置の改良が提案され、密着配列された光ファイバのセグメントは加 熱域において水晶のチューブ内に封入されている。これらの光ファイバはチュー ブ内に引き通され、その際には該チューブは光ファイバを保護する機能を果たし 、次に炎によって加熱される際には、光ファイバに熱を分配する炉としての機能 を果たすと言われている。

伸張の後は、チューブは接続部のための防護被覆スリーブとして残される。

その他の参考文献にも保護と間接加熱の両方を兼ね具えた水晶やガラス製の同様 なチューブが開示されている。成る場合には、チューブは加熱の際に接続部中に 溶は込み、構成る場合には、独立した状態で被覆スリーブとして残存する。

例えば、日立製作所のオーストラリア特許出願４６８７１／８５は、チューブを 電気炉又は酸素炎で加熱することを示唆しているが、これは炉の加熱速度が遅い ものと思われる。この文献は、環状、半円状、Ｕ字型断面の保護チューブを開示 している。

ＭｃＬａｎｄｒｉｃｈに付与された米国特許４，３７７．４０３には、シングル モードの光ファイバで形成された接続部が開示されている。この接続部は、所与 の長さにわたってクラッドを腐食し、（約２印に３〜１０回の撚りで）光ファイ バを加熱し、電気アークを使用して光ファイバを融着することによって作られて いる。この腐食され、加熱され、融着された光ファイバの周囲に鞘が設けられる 。光ファイバのクラッドの屈折率に近側した屈折率を有する流体が前記鞘内に導 入され、その端部に栓がされる。

０ｚｅｋ　ｉに付与された米国特許４，３９２．７１２によれば、一群の光ファ イバが横並びに密着した状態で配列され、急速固化性の接着剤が該光ファイバに 沿って２個所に塗られ、この接着剤を付与された光ファイバは溶融装置内に入れ られる。

この溶融装置は、楕円断面を有するニクロム線のコイルで作られた中空の円筒状 のヒータと、光フアイバ用のクランプと、ステップモータで駆動されるランナと を具えている。光ファイバは、糊付けされた二つの個所の間の光ファイバの部分 がヒータ内に置かれるように前記ヒータに通される。光ファイバは把持され、次 いでランナによって真っ直ぐになるように緊張される。

光ファイバの端部の一方は光源に接続され、他方は光電検出器に接続される。前 述の個所が相互に溶融するまで加熱が続行される。溶融は、光ファイバを通じて 伝達される光の減少として光電検出器によって計測される。この時点で、１〜２ ＋ｎ＋ｎ／秒の速度で反対方向にランナが動き始め、加熱された光フアイバ部分 を引き伸ばして双円錐型のテーパ一部を形成する。この伸張は、前記検出器によ って検出された光ファイバの出力パワーの差が０．５デシベルに減少するまで継 続される。

マイクロトーチ機構はＢｒ１ｃｈｅｒｎｏに付与された米国特許４．５９１．３ ７２に開示されている。

本発明者の分析によれば、これらの従来技術は実験室用に開発されたものであっ て、大量生産に基づいて光ファイバの接続部を効率的に、再現性良く、又信頼性 高く製造するようには工夫されていない。例えば、炎による加熱の場合、温度プ ロフィルや時間的並びに空間的な安定性等の一定した炎特性を作り出すことは実 際上困難である。ガス流による光ファイバへの打撃も問題となる。アークを用い る場合には、接続部の形成のためのアークの空間的な範囲を充分に制御すること は非常に難しい。

発明の概要 本発明の目的は、必要な場合には他の仕上げ工程を経て、少なくとも現在の市場 の基準に適合し得、且つ更にこれよりも改善された溶融した双円錐型テーパーを 有する大量生産型の光フアイバ接続部を製造する技術を提供することにある。

即ち、本発明は、少なくとも２本の適宜に準備された横並びに配列された光ファ イバを、炉のスロットを通じて中空の炉内に横方向に動かして入れ、 炉を加熱して、その中の光フアイバセグメントを横並びに密着させた状態で、該 セグメント同士が相互に融着するのに充分な温度まで加熱し、 該加熱された光ファイバを炉内に保持した状態で、これを伸張して各溶融光ファ イバに双円錐型のテーパ一部を形成して接続部を形成し、 前記スロットを通じて該接続部を横方向に移動させて炉から取り出す各ステップ を含む溶融された双円錐型光ファイバ接続部の製造方法を提供する。

前記加熱は、各光フアイバセグメントに関して実質的に対称で、且つ接触してい る光ファイバの中心領域から両方向に実質的に均等であることが望ましい。

接続部は、急速な且つ制御された冷却の後に初めて炉から取り出されることが望 ましい。

本発明は、更に、 長いスロットを具えた細長い中空の炉。

少なくとも２本の横並びに密着するように適宜に準備された光ファイバを保持す る手段、 前記スロットを通じて光ファイバを横方向の移動させて前記炉内に入れたり、又 はこれから取り出したりするための手段、 炉を加熱し、その中の光フアイバセグメントを横並びに密着した状態に維持しな がら、該セグメント同士が相互に融着するのに充分な温度までこれをこれを加熱 する手段、及び該加熱された光ファイバを炉内に維持したままこれを引き伸ばし て、各溶融光ファイバに双円錐型テーパ一部を形成して接続部となす手段を具え た溶融した双円錐型テーパ一部を有する光フアイバ接続部の製造装置を提供する 。

炉は、グラファイト等の形態のカーボン等の略チューブ状をなした電気抵抗の高 いエレメントであり、これに電流が供給されると発熱するように構成されている 。この炉は、炉の前記スロットと同一平面をなし且つこれと整合する細長いスロ ットをゆうす本体内に設置されることが望ましい。

この炉は、その軸に沿って軸対称であり且つ不均一な断面をなしていることが望 ましく、この断面は連続的又は段階的に変化して、電流が流れると、炉の中空内 部に所定の温度プロフィルを与えるように構成されることが望ましい。

炉の温度プロフィルは、炉の中心領域において単一のピーク温度域を示し、前記 中心領域よりも大きい規定領域内で急激な下降勾配を示すことが好ましい。使用 時には、前記規定領域は相互に密着した光フアイバセグメントが存在する空間を 含むものである。

このアセンブリは、前記加熱ステップの際に炉の内部に不活性ガス等の気体を導 入するための手段を有することが好ましい。この炉がカーボン炉の場合、本発明 の好適例によれば、必須要件ではないが、接続部の形成に先立って、炉の内面で 熱分解を行うために空洞内部に周期的に適宜なガスを導入することが望ましい。

このようなガスとしてはメタンが好適である。ガスから炉の表面上にカーボンを 熱分解させる目的は、該表面を安定化し、これによってエレメントの老化が接続 部製造に及ぼす好ましくない影響を減らし、炉の寿命を長くすることにある。

光ファイバを保持する手段は適宜に開放可能なりランプ手段であり、光ファイバ を横方向に移動させる手段は、該クランプ手段用のステップモータ駆動のねじ機 構であることが望ましい。これらのクランプと前記伸張手段は、各光ファイバに 張力を与えるように構成され、一本又は両方の光ファイバの張力を監視するため の手段と連携していることが望ましい。

光フアイバセグメントは、公知のように、相互に加熱されることによって前述の 密着した状態にされることが最も望ましい。個々のセグメントは、加熱の際、初 めは緊張下にあることが望ましい。

前述の方法を行うために、光ファイバは保護コーティングを剥がされ、クラッド を腐食され、且つきれいに磨かれて準備される。

光フアイバセグメントの溶融の際に生じる垂れ下がりを最小にし、光ファイバが 炉の内面やこれの隣接物の表面に接触することを防ぐために、光ファイバは初め はゆっくりと引っ張られ、次に双円錐型テーパ一部を形成するために速い速度で 伸張される。

この二段階伸張は、他の接続部形成方法にも応用可能であり、本発明は更に、 光ファイバの各セグメントを相互に密着させた状態で、セグメント同士が融着す るのに充分な温度まで加熱し、融着した状態で光ファイバを遅い初期速度で伸張 し、その後、加熱光ファイバを速い速度で伸張して、溶融光ファイバのそれぞれ に双円錐型テーパ一部を形成して接続部を形成する各ステップを含む溶融した双 円錐型テーパ一部を有する光ファイバの接続部の製造方法をも提供するものであ る。

初期伸張段階における炉の温度も第２段階の温度と異なっている。

接続部のカップリングファクタ（ｃｏｕｐｌｉｎｇｆａｃｔｏｒ）を連続的に監 視して、例えば１〜５％の範囲の値の所定のカップリングファクタの観察に呼応 して伸張速度を変化させるか、又は溶融工程の開始から所定の時間経過後に伸張 速度を変化させることが望ましい。

本発明は、更に、 光ファイバのセグメントを横並びに密着させた状態で、該セグメント同士が融着 するのに充分な温度まで加熱する手段、該光ファイバを伸張する手段、及び 前記伸張手段を制御して、光ファイバを溶融させた状態で遅い初期速度で伸張し 、その後、加熱光ファイバを速い速度で伸張して溶融ファイバのそれぞれに双円 錐型テーパ一部を形成して接続部を形成する手段を具えている溶融した双円錐型 テーパ一部を有する光ファイバの接続部の製造装置をも提供するものである。

この二段階伸張はＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　５ｔａｎｄａｒｄ　Ｅｌｅｃｔ ｒｉｃ　Ｃａｒｐｏｒａｔｉｏｎのオーストラリア特許出願３５６５０／８４に 開示されている伸張プロフィルとは対照的なものであり、該出願のそれは、最初 に速い伸張速度を適用して双円錐型コアの形成を開始してこれを維持し、次に少 なくとも一ステップだけ遅い速度に落として最終的な接続パラメータの良好な制 御を行うようにされている。同じような伸張プロフィルは前述のＢｒ１ｃｈｅｎ ｏに付与された米国特許４．５９２．３７２にも開示されている。

図面の簡単な説明 本発明は、添付の図面を参照して更に詳細に説明されよう。

第１図は本発明の装置の模式的な平面図、第２図は第１図の２−２線に沿う断面 図であって、ヒータアセンブリを示し、 第３図は第２図の３−３線に沿う断面図で、炉の詳細を示し、 第４図は炉の軸方向の拡大断面図、 第５図はヒータアセンブリの炉部材の中空内部の温度プロフィルの数例を示し、 第６図は光ファイバの把持、緊張、伸張のためのユニー／　）の平面図、 第７図は第６図のユニットの側面図、 第８図は光ファイバを把持しこれを互いの周囲に撚り合わせるためのユニットの ギアリングの斜視図、第９図は第８図にしめずギアリングを含むユニットの軸方 向断面図、 第１０図は第１図の装置用のコンピュータ制御機構の側面図、 第１１図は、マルチモードの接続部の製造に利用された場合における前記方法の 種々のパラメータの時間変化を描いたグラフである。

発明を実施するための最適モード 図示された装置１０は、細長い中空の筒状の炭素製の炉１２を具えたヒータアセ ンブリ１１　（第２図、第３図、第４図）、各スライドガイド１５．１７上に設 けられたねじ１９゜２１によって炉１２の軸に垂直に直線的に可動なりランプユ ニット１４．１６、ねじ１９．２１を作動させるステップモ−タ１８．２０、光 フアイバ伸張ユニット２２．２４、光ファイバの張力を測定するための装置２３ 、及び前記把持ユニット１４と連携するクランプ回転装置１４を具えている。

クランブユニッ）１４．１６は、それぞれ溝３１を具えたプラテン３０を有し、 該溝３０は、装置の使用時に一対の光ファイバ８．９がクランプユニット１４． １６の間に０．５〜１．０ｍｍの初期間隔を以て把持される際に、これらを受け 入れて位置決めする機能を有する。光ファイバは押しつけられて回動可能なパッ ドプレート３３によって把持される。クランプユニット１４は駆動機構２６によ って回転せしめられ、光ファイバを相互の周囲に例えば１回巻きつけて加熱する 。従って、クランプ１４．１６及び駆動機構２６は光ファイバを横並びに密着さ せた状態で保持する手段を構成する。駆動機構２６は、個々の光ファイバに撚り を与えることなしに相互の周囲に光ファイバを巻きつけるように設計されている 。これについては後で詳述する。

クランプユニット１４．１６を炉１２の軸に平行に互いに離れる方向に均等に移 動させて、双円錐型接続部を形成するステップにおいて光ファイバを伸張するた めに、伸張ユニット２２．２４が設けられている。この伸張ユニットは、装置の 作動時に、クランプユニット１４．１６と関連しているストレーンゲージのブリ ッジ等の張力監視装置２３と連携して、光ファイバに張力を付与するように構成 されている。

第２図と第３図には、ヒータアセンブリ１１が詳細に図示されている。該アセン ブリは４つの主たる部分からなるハウジング４０を具えている。これらの主たる 部分とは、グラファイトフェルト製の環状断熱コア４４、一対の環状電極４６゜ ４７、及び外側取付はリング４８である。リング４８はコア４４の周囲に延在し 、両者は電極４６．４７に間に挾まれて、アセンブリのための安定した台座とな るような形状をなしている（第２図）。このアセンブリは、電極をリング４８に 固定するための複数のねじ４５によって維持され、該電極は全体的に相互にそし てコアとリングに対して、適宜な絶縁プレートと隔壁４３によって、又ねじ４５ の周囲の絶縁スリーブ４３ａによって、電気的に絶縁されている。

ハウジング４０はその中心に炉１２を収容する空洞４２を有している。電極４６ ．４７の孔は内向きに傾斜し、炉を軸対称の位置に固定する導電性の銅製くさび ４９と補完的な形状をなしている。くさび４９は押し込まれ、ねじ４９ｂによっ て保持された端部プレート４９ａによって電極に取付けられる。くさび４９は加 熱の際に炉の熱膨張を許容する。

均質な固体からなるチューブ状のカーボン炉１２は、冷媒供給用導管の外套６２ を経て適宜な電力供給手段６０から供給される電流によって加熱される。電流は 、一方の電極４６を介して関連するくさび４９．炉１２．他方のくさび４９及び 電極４７へと流れる。

炉１２の軸は、いわゆる煙突効果によって粒子などの汚染物質が光ファイバに付 着しないように、垂直方向よりも図示のように水平に設置されることが望ましい 。

炉１２の中空状の内部空洞１３は軸対称をなす円形断面を有し、両クランプユニ ットの間の空間に対して、互いに整合している一平面状のスロワ）５０．　５１ ．　５２　（第２図）によって横方向に開放されている。これらのスロットはそ れぞれ炉１２．絶縁コア４４．外側取付はリング４８に設けられている。更に、 空洞１３は端部が開放され、端部プレート４９ａの孔と整合し、これによってヒ ータアセンブリを見通せる明瞭な軸方向の線が形成されている。

炉１２は、実質的に軸対称であると共に、中心点に関して長手方向にも対称とな るような内部空洞１２内の温度プロフィルを持っている。特にこの場合、拡大端 を有する段部５４とウェスト５６によって分離された中央張り出し部５５によっ て炉の外側は双円錐型に傾斜しく第４図参照）、このために中空内部の温度プロ フィルは炉の中心領域に単一のピークを有する温度域を示し、該中心領域よりも 大きい規定領域内での温度の下降勾配は急激となっている。このような長手方向 の温度プロフィルの数例が第５図に示されている。他の炉の形状によっても、こ の一般型の温度プロフィルを得ることが可能であるが、図示のものが特に効果的 である。段部５４間の距離は１０〜２０Ｍ１例えば１５ｍｍが好ましい。空洞１ ３の直径は４〜８ｍｕｎ、例えば（３ｍｍが好ましい。張り出し部５５によって 頂部が平坦なプロフィルが保証され、これによってテーパ一部とウェストの長さ 方向での接続部の断面積の好ましくない変動を少なくすることができると共に、 ウェスト５６０両側へ炉の孔を塞ぐ孔の開いたグラファイト製のプラグ６５を設 置することによって勾配の急激な下降を助長することができる。

アセンブリ１１は炉１２内の光ファイバの温度を検出するための温度計１１０（ 第２図）を設置するための孔６６を有すると共に、加熱・伸張の際に窒素等の不 活性ガスを空洞４２や炉の内部空洞１３に導入するためのダクト６８とポート６ ９をも具えている。このガスはグラファイト製の炉を最適状態で作動させるのに 必要なものであり、前述のように炉の内面を熱分解するために周期的にメタン等 のガスと交換されてもよい。電極４６．４７は符号７０で示される内部冷媒用チ ューブを具え、冷媒は導管６２を経て循環する。

第６図と第７図にはクランプユニット１６の詳細が示されている。溝３１ａ、３ １ｂを具えた一対のプラテン３０゜３０゛　が、一対のステンレス製のプレート ３４によって各取付はブロック３２．３２°に固定されている。プレート３４は 平板３５とねじ３５ａによって保持されている。プレート３４は垂直面内にあり 、前述のストレーンゲージ２３を担持している。プラテン３０の動きは、ブロッ ク３２に設けられた止め金１３０．１３１とプラテンに設けられた耳１３２との 係合によって限定される。

３３’、３３″の下側に設置され、これらが両方の光ファイバと２本の光ファイ バのそれぞれを把持するように構成されている。プレート３３．３３’　、３３ ”は、マグネット３７によって各光ファイバに対して保持されている。溝３１ａ 。

３１ｂはＶ字型をなし、光ファイバの断面の約半分をプラテン表面の上方に残す ような寸法を有している。

ブロック３２．３２°は共通のバックプレート３８上に取付けられ、光ファイバ の方向に沿って平行にスライド可能である。これらのスライド運動は、フィンガ ノブ３９０回転によって行われ、これによって各光ファイバが個々に緊張せしめ られたり、張力を調整されたりする。バックプレート３８は、ねじ７４上を光フ ァイバに平行に、且つねじ２１上を光ファイバに垂直に均等に移動し得るキャリ ッジ７２の一部をなしている。ねじ７４はモータ７６によって駆動され、これら の各部品は伸張ユニットを構成する。

第８図と第９図は、回転駆動機構２６の詳細を示している。

環状ハウジング８０は、同じ直径を有するリング状の前部内歯歯車８４と後部平 歯車８６用の軸受８２．８３を有する。

一対の遊星歯車８８．８９が、歯車８６の孔９１に軸受９０によって支持され、 リング状歯車８４と噛み合っている。歯車８４．８６はボールレース９２によっ て相対的に支持されている。遊星歯車８８．８９は軸方向の孔９４を有し、これ を通じて各光ファイバ８．９が引き通されて該遊星歯車の前方でチャック９６に よって把持されている。スリップクラッチ９８が後方に設けられている。

平歯車８６は前に突き畠したロッド１００にも取付けられ、該ロッドはその他端 にクランププラテン３０・・・−を担持している。歯車８４．８６のそれぞれは 、独自のステップモータ（図示しない）によって独立して駆動され、該ステップ モータはコンピュータ制御され、歯車８６が回転して光フアイバ同士を相互の周 囲に加熱する際に、遊星歯車がリング歯車８４によって駆動されて個々の光ファ イバに加えられる総合トルクを精密に打ち消し、それぞれの光ファイバには実質 的な撚りが残らないようになっている。勿論、必要に応じて、光ファイバに０で ない撚りがかかるようにこの機構を調整することも可能である。

この装置を使用して光ファイバの双円錐型溶融接続部を形成する場合、ゲルマニ ウムをドーピングされた特定長さのマルチモードのシリカファイバ等の一対の光 ファイバ８，９は、先ず、各セグメントのコーティングを剥がされてその表面ク ラッドを露出せしめられる。このクラッドはぶつ化水素酸の浴に浸漬する等の公 知の技術によって、これらのセグメントの全体または一部のクラッドの厚さを減 らすようにすることが好ましい。光ファイバはそれからメタノール浴やスポンジ によって磨かれ、第１図に示されたようにクランプユニット１４．１６によって 前述のバランスのとれた張力下にスロット５２の前方にこれと整合してしっかり と保持され、駆動機構２６によってクランプ１４を回転させることによって（１ 回又はそれ以上の撚り数、例えば４回程度）相互に加熱され、互いに横並びに密 着した状態にされる。クランプユニット１６は各光ファイバを所望の張力で正確 に取りつける機能を有する。

次いでステップモータ１ｇ、２０が作動してねじ１９゜２１を回転させ、これに よってクランプ１４．１６がガイド１５．１７に沿って矢印５８の方向に等速度 で動かされ、スロワ）５２，５１．５０を経て光ファイバを炉の空洞１３の中心 に向けて移動させる。この位置は第１図に一点鎖線で示され、光フアイバセグメ ントの中心は炉の空洞の長手方向の温度プロフィルの中心に一致していることが 望ましい。そして電力供給源６０が作動して、初期張力をかけられクラッドを腐 食され且つ相互に接触した光ファイバのセグメントを、軟化してセグメント同士 が相互に融着するのに充分な温度まで、約１国の溶融長さにわたって加熱する。

必要な温度は１６００℃以上である。

伸張ユニツ）２２．２４はこの溶融ステップの際に作動せしめられ、光ファイバ を互いに反対方向に比較的低速、例えば１〜４胴／分の速度で引張り、光ファイ バが炉の空洞１３の内面その他の隣接物に接触しないように、垂れ下がりを最小 にする。ストレーンゲージ２３は、適切な光ファイバの張力を維持するように使 用される。

この工程において、光は一方の光ファイバの一端から伝達され、各光ファイバの 他端において検出される。次いで、カップリングファクタや過剰なパワー損失等 を連続的に検出することも可能である。カップリングファクタが約２％に達する ことが観察された場合、融着が完全に行われたものと考えられ、伸張速度は実質 的に７又は８閤／分まで増加せしめられる。この操作は、溶融光ファイバを双円 錐型テーパー状に形成するのに効果がある。所望のカップリングファクタを得る ために、加熱と伸張は制御されつつ停止される。典型的には、接続部の巾はクラ ッドを剥がされた元の光ファイバの直径８０〜９０μｍに対して３０μｍ広くな る。急速伸張の際は、炉の温度を低下させることが望ましい。こうして得られた 双円錐型テーパーを有する接続部は公知の技術によって包装及び／又は被覆され 、腐食性の環境に耐えられるようにされると共に、丈夫に且つ衝撃耐性を持つよ うにされる。

第１０図は、光ファイバが所定の位置にクランプされた後、自動的に上述の全ス テップを実行するためのコンピュータ制御による機構のブロックダイアダラムを 示す。コンピュータに課せられた役割は、本発明の特徴とする異なった加熱段階 を適用することにある。

第１１図は、クラッドを腐食して準備されたマルチモードの光ファイバから、前 述の方法で接続部を作る場合に、工程の後の方の段階を示したものである。所望 のカップリングファクタは５０％であったが、実際には４０％の値が得られた。

カーブＡ、Ｂは、最高温度（カーブＣ）に到達する直前の任意の時点から観察さ れた上述の光ファイバの端部からの光パワーの出力を示す。カーブＤは伸張速度 であり、カーブＥは接続部において観測されたパワー損失である。

このグラフは、又、本発明の利点を明らかにするのに役立つ。溶融のための加熱 の開始からこれの中止までの全時間は、約６ｚ分に過ぎず、カップリングファク タの変動は小さく、観測されたパワー損失は非常に低い０．０５デシベルである 。

本発明の技術によれば、作業員は挿入損失、カップリングファクタの許容限界１ 反射係数、指向性等が所与の基準に合致した標準接続部を再現性良く製造するこ とができることが判る。通常、これらのパラメータを最小にすることが望ましい が、例えば波長の変化に関して特別な特性を有する複雑な接続部を製造すること が望まれる場合も存在する。本発明方法並びに装置はこのような性能を得るよう に制御することが可能でする。

本発明者等が知る限りにおいて、現在入手可能な市販の最良のマルチモードの接 続部でも、０．３デシベルのオーダーの挿入損失を示し、又、５０％のカップリ ングファクタに対して±５％の許容限界を示す。市販されている最良のシングル モードの接続部は、約０．１デシベルの損失を示す。本発明の方法は、マルチモ ードの場合には約０．１デシベルの損失と±２％オーダーのカップリングファク タ許容限界を再現性良く得ることか可能である。

炉を利用する本発明方法は、接続部の断面にわたっての制御を通じて、シングル モードの接続部の分極感度を良好に制御することができる。本発明によれば、加 熱を制御することによって接続部の溶融を制御し、分極感度を最小にしたり、所 望のレベルにしたりすることができる。マルチモードの接続部においては、炉に よる溶融領域の精密な制御が入力信号に対する好ましからざる非対称挙動を少な くしたり、又は好ましい非対称挙動を得るのに役立つ。

炉や光ファイバが加熱される速度が数百塵（摂氏）までであることに注目すべき である。このことは従来の製造方法に対する重要な改善点である。

本発明方法と装置は、光ファイバの接続部を製造するための非常に簡単な、信頼 性の高い、そして効率的な仕組みを提供する。その上、この仕組みは大量生産技 術として容易に改変可能である。

ＲＧ、４ 温度（！＃型ススケール℃ ル（内容に変更なし） 最大に対重る％ 手続補正書（方式） 平成１年４月こ日 特許庁長官　吉　１）文　毅　殿 １、事件の表示 ＰＣＴ／ＡＵ８７１０Ｏ３７４ ２、発明の名称 光ファイバの接続部の形成 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名称　ザ　コモンウェルス　オブ オーストラリア ４、代理人 住所　〒１０５東京都港区虎ノ門−丁目８番１０号５、補正命令の日付 平成１年３月７日（発送日） ６、補正の対象 （１）　特許法第１８４条の５第１項の規定による書面の「特許出願人の代表者 」の欄 （２）委任状 （３）図面の翻訳文 ７、補正の内容 （１）　（２）　別紙の通り （３）図面の翻訳文の浄書（内容に変更なし）８、添付書類の目録 （１）　訂正した特許法第１８４条の５第１項の規定による書面　１通 （２）委任状及びその翻訳文　各１通 （３）　図面の翻訳文の浄書　１通 国際調査報告 Ｇ！！　２１３６５９２　ＥＳ　５２０４５３　ＥＳ　８４０２９４８　ｎ　２ ５２４１５４刈ル１２０／８３　Ｎｏ　８３０８０９　話　８３０１７０５人υ 　６９１４６／８７　ＥＰ　２３４３２６　Ｊ’　６２２５３１０５匍　８７０ ５１１８　コ　２３５９９２　ＧＢ　８６０３６７２０Ｓ　４４３９２２１　Ｑ 　１１１８６２１

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. １．長いスロットを具えた細長い中空の炉、少なくとも２本の横並びに密着する ように適宜に準備された光ファイバを保持する手段、 前記スロットを通じて光ファイバを横方向の移動させて前記炉内に入れたり、又 はこれから取り出したりするための手段、 炉を加熱し、その中の光ファイバセグメントを横並びに密着した状態に維持しな がら、該セグメント同士が相互に融着するのに充分な温度までこれをこれを加熱 する手段、及び該加熱された光ファイバを炉内に維持したままこれを引き伸ばし て、各溶融光ファイバに双円錐型テーパー部を形成して接続部となす手段を具え た溶融した双円錐型テーパー部を有する光ファイバ接続部の製造装置。
2. ２．炉は、略チューブ状をなした電気抵抗の高いエレメントであり、これに電流 が供給されると発熱するように構成されている請求項１に記載の装置。
3. ３．前記炉の材料はカーボンである請求項２に記載の装置。
4. ４．前記炉は前記スロットと同一平面をなし且つこれと整合する細長いスロツト を有する本体内に設置される請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
5. ５．前記炉は前記本体の孔の内部に一対の導電性円錐くさびによって保持され、 該くさびは炉の各端部と相互に電気的に絶縁された環状電極との間に把持され、 該電極を通じて電流が前記炉へ及び炉から流れる請求項４に記載の装置。
6. ６．前記炉は、その軸に沿って軸対称であるが不均一な断面をなし、この断面は 連続的又は段階的に変化して、電流が流れると、炉の中空内部に所定の温度ブロ ィルを与えるように構成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
7. ７．前記炉は軸方向に両側にある各セグメントよりも小さい断面積の中央セグメ ントを有し、これによって炉の温度プロフィルは、炉の中心領域において単一の ピーク温度域を示し、前記中心領域よりも大きい規定領域内で急激な下降勾配を 示す請求項６に記載の装置。
8. ８．更に、前記加熱ステップの際に炉の内部に不活性ガス等の気体を導入するた めの手段を有する請求項５又は７に記載の装置。
9. ９．光ファイバを保持する前記手段は適宜に開放可能なクランプ手段であり、光 ファイバを横方向に移動させる手段は、該クランプ手段用のステップモータ駆動 のねじ機構である請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
10. １０．前記クランプと前記伸張手段は、各光ファイバに張力を与えるように構成 され、一方又は両方の光ファイバの張力を監視するための手段と連携している請 求項９に記載の装置。
11. １１．前記クランプ手段と伸張手段が、前記ねじ駆動機構によって横移動可能で あると共に加熱された光ファイバを伸張するように構成されたいるキャリッジア センブリに搭載されている請求項８又は１０に記載の装置。
12. １２．前記クランプ手段が、各光ファイバを位置決めするための溝を有するブラ テンと、光ファイバを押しつけるように回動可能でマグネットによってその位置 に保持される１枚以上のブレートからなっている請求項９〜１１のいずれか１項 に記載の装置。
13. １３．更に、光ファイバを相互に撚り合わせて密着させるための手段を具えてい る請求項１〜１２のいずれか１項に記載の装置。
14. １４．前記加撚手段が、光ファイバを収容する孔を具えた一対の遊星歯車と、こ れに連携する駆動機構とを具え、該駆動機構は遊星歯車を回転させて、個々の光 ファイバを加撚することなしに光ファイバを相互に撚り合わせるように構成され ている請求項１３に記載の装置。
15. １５．少なくとも２本の適宜に準備された横並びに配列された光ファイバを、炉 のスロットを通じて中空の炉内に横方向に動かして入れ、 炉を加熱して、その中の光ファイバセグメントを横並びに密着させた状態で、該 セグメント同士が相互に融着するのに充分な温度まで加熱し、 該加熱された光ファイバを炉内に保持した状態で、これを伸張して各溶融光ファ イバに双円錐型のテーパー部を形成して接続部を形成し、 前記スロットを通じて該接続部を横方向に移動させて炉から取り出す各ステップ を含む溶融された双円錐型光ファイバ接続部の製造方法。
16. １６．前記加熱が、各光ファイバのセグメントに関して実質的に軸対称であり、 そして接触している光ファイバの中央領域から両方向に向かって実質的に均等に 行われる請求項１５に記載の方法。
17. １７．前記接続部が、急速な且つ制御された冷却の後に、初めて炉から取り出さ れる請求項１５又は１６に記載の方法。
18. １８．前記加熱が、炉の中央領域に単一のピーク温度域を示し、該中央領域より も大きい規定領域内で温度が急激な下降勾配を示す炉の温度プロフィルによって 行われる請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の方法。
19. １９．前記光ファイバセグメントが、相互の加撚によって横並びに密着した状態 になされる請求項１５〜１８のいずれか１項に記載の方法。
20. ２０．前記光ファイバセグメント同士が融着した状態で、光ファイバが遅い初期 速度で伸張され、次いでこれよりも速い速度で伸張されて双円錐型のテパー部が 形成される請求項１５〜１９のいずれか１項に記載の方法。
21. ２１．光ファイバセグメントを横並びに密着させた状態で該セグメント同士が融 着するのに充分な温度まで加熱し、溶融状態を維持したまま、遅い初期速度で光 ファイバを伸張し、 その後、加熱された光ファイバを速い速度で伸張して、各溶融光ファイバに双円 錐型のテーパー部を形成し、以て接続部を形成する各ステップを含む溶融された 双円錐型テーパー部を有する光ファイバの接続部の製造方法。
22. ２２．接続部のカッブリングファクタが連続的に監視され、伸張速度が所定のカ ッブリングファクタの観察に呼応して変えられる請求項２１に記載の方法。
23. ２３．光ファイバの各セグメントを横並びに密着させた状態で、該セグメント同 士が融着するのに充分な温度まで加熱する手段、 該光ファイバを伸張する手段、及び 前記伸張手段を制御して光ファイバを溶融状態に維持したまま遅い初期速度で伸 張し、その後、加熱された光ファイバを速い速度で伸張して各溶融光ファイバに 双円錐型テーパー部を形成し、以て接続部を形成する手段とを具えている溶融さ れた双円錐型光ファイバ接続部の製造装置。
24. ２４．中空炉とそのスロットが実質的に水平方向に延在している請求項１〜１４ のいずれか１項に記載の装置。