JPH0273312A - 光ファイバ結合器の製造方法 - 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】 多コア装置における近接離間した２つのコアの間で結合
が生ずることは公知である。結合効率はコアの間隔が小
さくなるにしたがって大きくなり、シングルモードのコ
アの場合には、結合効率はコア直径が小さくなるにした
がって大きくなる。

マルチモードとシングルモードの結合器は、複数のファ
イバを、その適切な長さにわたって並置し、これらのフ
ァイバを固定しかつコアどうしの間隔を小さくするため
クラッドをたがいに融着させることによって形成されて
いる。米国特許４４２６２１５号に述べられているよう
に、結合はファイバをそれらが融着した長さにわたって
伸長し、かつ捩ることによって増加させることができる
。

しかし、ファイバをｔ戻ることはある目的に用いる場合
には有害である。また、米国特許４４４９７８１号に開
示されているようにコア間距離を小さくするためエツチ
ングまたは研削を行うことによってクラッドの一部を取
り除くこともある。結合領域はこわれ易く、大気に露出
されているため、このような結合器は密封容器に入れな
ければならない。

これらの工程は労働集約的であるためコストがかかる。

さらに、これらの工程では、必ずしもあらかじめ定めた
望ましい結合特性と長期的な完全性を有する結合器を製
造できるとは限らない。伝ｔｌ定数を合せるため結合コ
ア部分がたがいに平行でなければならないある種のシン
グルモード結合器を製造する場合、および偏波面保持（
ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｒｅｔｅｎｔｉｏｎ）のよう
な光学的特性を有する必要があるある種のシングルモー
ド結合器を製造する場合に、上記の欠点は特に顕著にな
る。

結合器形成工程が本質的にファイバの結合を密封し、適
切に支持するようになっている場合、既に形成された結
合器は直ちに容器に入れる必要はない。しかし、上記の
結果を達成しようとする試みが行れているが、結果的に
は望ましくない光学的特性を持つ結合器が形成されてい
る。

４＆開昭６０−１４０２０８は、２本のファイバをあら
かじめ模り、それらのファイバを石英の管に挿入し、管
の直径を小さくするため管の中央部分を加熱し、延伸し
て形成された結合器が教示している。ファイバを管に密
封するため樹脂を管の両端に付着させている。この結合
器は下記の欠点を有している。

管をファイバにコラップスする工程において、ファイバ
はぴんと張って保持されず、毛細管も脱気されない。そ
のためファイバは管中で蛇行し、管をあらかじめ定めた
長さに伸長する際に、あらかじめ定めた結合を達成する
ことができない。したがって、結合損失を低くすること
が困難となる。

適切な結合を達成するよう十分な長さの接触ができるよ
うにファイバをあらかじめ涙るため、その結果できた結
合器は入力光信号の偏波面を維持できず、１ある種の用
途には適さない。

米国特許３５７９３１６号は、端部が重なり得る毛細管
中にファイバをまず挿入する方法を教示している。その
毛細管は、ファイバのクラッド材料よりも低い屈折率を
有するガラスでできている。ファイバの重なった部分の
近傍で毛細管に熱を加える。

管の直径がもとのファイバの直径に近づくまで管を延伸
させる。管の延伸された部分がもとのコアは見えなくな
るくらいに小さくなり、延伸個所の直径はもとの直径の
わずか約１／１００となる。もとのファイバのクラッド
は結合個所のコアとなる。

第、２の実施例では、光エネルギーの一方のファイバか
ら他方のファイバへの部分的な伝送が行なわれる。２本
のファイバがそれぞれ管の両端から端部を突出させてそ
の管内に挿入される。毛細管の内径は、ファイバのうち
の１本が毛細管と同じ屈折率を有するスリーブに挿入さ
れているほどの十分な大きさである。コアは見えなくな
るほど小さくなり、かつもとのクラッドが結合器のコア
になるので、スリーブは新しいコアどうしを一定の距離
だけ離間させている。このような細長い結合器は、非常
に汲いにくく、こわれやすい。さらに、このような結合
器では、もとのクラッドが細くなって見えなくなったコ
アにとって代っているので光エネルギーが失われやすい
。ファイバのコアが「見えなくなるほど小さな」サイズ
からフルサイズにテーパ状に戻る結合器の領域では、ク
ラッドからコアに送られる光エネルギーの量は十分では
ない。

上述した先行技術の様々な欠点は米国特許出願第２０４
６２０号の方法によって克服されている。この方法では
、それぞれコアとクラッドを有する少なくとも２本の適
切に加工されたガラス光ファイバが、それの両端をガラ
ス管の両端から延出させてそのガラス管の長手方向の孔
の内に配設される。

もしガラス・ファイバがコーティングをほどこされてい
る場合は、コーティングの両端の間の一部分を除去し、
ガラス・ファイバのそのコーティングされていない部分
が管の長手方向孔の内に配設される。ファイバはぴんと
張られ、管の第１と第２の端部に接着される。接着剤が
硬化した後、ファイバは張力がかかったままになる。こ
のようにして形成された構体の中央領域は加熱され、フ
ァイバの外周にコラップスされ、さらにあらかじめ定め
た外径に延伸される。管のコラップスは孔の中の気圧を
低くすることによって容易になる。

ガラス管の中央部分がコラップスすると、孔のサイズは
小さくなり、管はファイバに接し、したがって管とファ
イバがたがいに強く接触するようになる。このためこの
ようにして出来る結合器はあらかじめ定めた結合特性を
持つ可能性が増すことになる。しかし、コラップスする
管のガラスはまたファイバの間の領域にも流れ込む。も
しこの流入が強くなると、ファイバの離間を生じさせる
ことになり、それは結合に影響を与える。

さらに、機械的にコーティングをファイバから除去する
工程は、時間がかかり、かつこわれやすいコーティング
なしのファイバを汲うことが必要になる。溶剤による除
去工程は、余りにも多くのファイバ処理作業が必要とな
る。

次に発明の概要について述べる。この発明の目的は、先
行技術の欠点を克服する方法を提供することにある。別
の目的は、光学的特性があらかじめ定めた値に厳密に合
致する光結合器の製造法を提供することにある。さらに
別の目的は温度変化や機械的影響等の厳しい環境条件に
耐えることができ、隣合うファイバ間で光エネルギーの
伝送を信顛性と予測可能性をもって行う光結合器の製造
法を提供することにある。もうひとつの目的は、光ファ
イバの処理作業を余り必要としない、したがってコスト
効果の良い方法を提供することにある。

この発明のひとつの実施例は、ファイバ・オプチソク結
合器の製造法に関する。第１と第２の端部と中央領域を
有するガラス管の長手方向の孔はｎ個の平坦な面（ｎ−
３以上）で形成されている。

この孔はダイヤモンドの形状、四角形、等でありうる。

ぴんと張った状態に保持された少なくとも２本のガラス
光ファイバが長手方向孔内に配設され、かつ管の両端か
ら突出している。管の中央領域は加熱され、ファイバの
外周にコラップスされ、中央領域の少なくとも一部はそ
の外径を小さくし、ファイバ・コア間の間隔を縮少する
ため延伸される。

コラップスし、かつ延伸するために加熱する工程は、管
の中央部分をファイバの外周にコラップスするため管の
中央部分をその材料の少なくとも軟化点まで加熱し、中
実の中央領域を形成し、その後、中実の中央領域の少な
くとも一部をガラス・ファイバと管の材料の少なくとも
軟化点まで加熱し、中央領域の少なくとも一部を延伸す
ることからなりつる。

ファイバをぴんと張った状態に保持する工程は、管の第
１端から延出しているファイバの各々の一端を管から離
れたある点に保持することを含むことができる。その後
、管の第２端から延出しているファイバの残りの端部は
、ファイバに張力を加えるため引張られる。各ファイバ
の残りの端部も管から離れたある点に固定される。

ファイバがコーティングされている場合には、上記の方
法はコーティングの両端の中間にあるコーティングの一
部を各ファイバからはがしあるいは取り除き、コーティ
ングを取除いた部分のファイバ上の長さは、孔の長さよ
りも短かくすることをさらに含む。長手方向孔内のファ
イバのコーティングされていない部分は、ファイバのコ
ーティングされた部分が孔の端部領域に接することによ
って正しい位置におかれる。

除去工程は、コーティングを燃焼させる、即ち分解、酸
化、解重合等をさせるのに十分な高さの温度に加熱する
ことを含むことができる。除去工程中にコーティングが
露呈される雰囲気は、酸化性、不活性または還元性のガ
スあるいは真空等であってもよいが、使用されるコーテ
ィング材料の種類と厚さによって決まる。炎または同し
ような熱源を管の第１端の近くの側面に向け、同熱源を
第２端へ向けて移動することによってコーティングに熱
を当てることができる。さもなければ、加熱工程はコー
ティングを取り除く部分を高温に露呈するために管を炉
に挿入することよりなることが可能である。

ファイバを管に挿入する前、コーティングの少なくとも
一部分をファイバから取除くことができる。コーティン
グが取り除かれた部分のファイバ上の長さは孔の長さよ
りも短かくする。ファイバのコーティングされた部分が
孔の端部に接し、それによってコーティングされた部分
が孔により正確な位置に置かれるように、ファイバのコ
ーティングされていない部分は長手方向孔内に配設され
る。加熱工程により、ファイバのコーティングを取り除
いた部分と孔の表面とからコーティング材料を除去する
。

中未領域を延伸した後、管は孔のコラップスされていな
い部分を加熱することができる。また管が冷えるにした
がって接着剤が孔の中に引き入れられ、ファイバのコー
ティングを取り除いた部分に付着するように接着剤を管
の孔の端部に付けることができる。

孔がｎ個の（ｎ≧３）平坦な面を有している場合には、
ｎ＋１本の光ファイバを孔の中に配設できる。０本のフ
ァイバは管に接し、１本のファイバは０本のファイバと
接して孔の中心部に配設される。

以下図面を参照して本発明の実施例につき説明する。

本発明は、それぞれコアとクラッドを有する少なくとも
２本の適切に作成されたガラス光ファイバをガラス管の
長手方向孔の中へ配設することにより光ファイバ結合器
を製造する改善された方法に関する。もしファイバがコ
ーティングされている場合、ファイバの両端の中間にあ
るコーティングの一部を取り除き、ファイバのコーティ
ングされていない部分は孔の中に配設される。ファイバ
は内部に引張り応力を加えるためぴんと張られる。

こうして形成された組立品の内部その一端に真空を加え
空気または液体洗浄溶液のような適切な流体を孔の中に
流すことによって清浄にすることができる。このように
して形成された組立品の中央領域は、ファイバの外周に
コラップスするため加熱され、あらかじめ定めた直径に
延伸される。管の中央部分のコラップス作業は管壁をへ
だてて圧力差をつくることによって能率的に行うことが
できる。この場合孔の中の圧力を低くするが、これが中
実の中央領域を形成するのを助ける。

コラップスの工程においてファイバを管の一方の端に固
定し、張力を加えるために管の第２端の開口から延出し
ているファイバを引張り、管の第２端に固定することに
よってファイバをぴんと張ることができる。ファイバを
セメント、接着剤等のような何らかの接着材料で構成さ
れてよいのりを適用することによって管の端部に固定す
ることが、できる。のりをファイバのまわりの全円周領
域よりせまい範囲に適用してよく、こうすることにより
孔とのりの間に開口部を残すことができる。

したがって管のその端部から孔への接近可能性を維持で
きる。ファイバを管の端部へ接着するこれ以外の技術は
上記米国特許出願第２０４６２０号に開示されている。

低結合損失の結合器は管をファイバヘコラップスし、−
度の加熱作業によって管の中央領域を線引するか延伸す
ることによって作られたが、これらの工程を分けて行う
方が有利である。もし管を延伸作業のために加熱する前
に冷えることが許されるならば、各工程をより良くコン
トロールして実行することができる。中実のコラップス
された中央領域の中央部分を延伸し、それによって光フ
ァイバの延伸された部分を管のマトリックス・ガラス内
に完全に密封しておくことが可能になる。

この改善された密封性は有利である。その理由は、この
密封性により結合器の光学特性を悪く変える可能性のあ
る水その他の汚染物質によってファイバの延伸された部
分が不利な影響を受けるのを防ぐことができるからであ
る。

この発明の方法において使用することが望ましい管は、
長手方向の孔１２を有する管１０（第１図）である、管
１０は以下に詳しく説明するあるいは米国特許４８２２
３９８号に開示されているように形成された毛細管より
なっていることが可能であるテーパ状の開口１４．１６
によりファイバを孔１２に楽に挿入することができる。

テーパ状開口１４．１６は接着剤によって孔が塞がれる
ことなく、接着剤をファイバに付着させるのを容易にす
る。

管１０の軟化点温度は光ファイバの軟化点温度よりも低
くなければならない。適切な管組成は１〜２５重量％の
Ｂ　ｔ　Ｏｘを添加したＳ　ｉ　０２および０．１〜約
２．５重量％の弗素を添加したＳｉＯ□である。

あらかじめ定めた光学特性を有する結合器を一貫して製
造する結合器製造工程では、ファイバを毛細管へ挿入す
るステップを含むすべてのステップ、を製造するすべて
の結合器に対して同様に行う必要がある。下記の基準を
満たすファイバ挿入ステーションを使用することは有利
である。ＷＤＭ結合器や偏波面保存結合器のようなある
種の結合装置では、ファイバを捩らず、たがいに平行に
保つことが必要である。ファイバを捩らず真直ぐに保つ
には、ファイバを保持する装置は適切に整列または心合
（アライン）されなければならない。

引続き行われる処理ステップ、特にファイバに毛細管を
コラップスするステップにおいてファイバのゆるみやた
るみをなくすため接着ステップにおいてファイバにわず
かな張力を加える手段を用意する必要がある。管のコラ
ップス・ステップ中に１本または２本のファイバにゆる
みが起きると、製造された装置が過大な損失を示すこと
になるかあるいは（と同時に）結合比に変化をきたす可
能性がある。

第２図に示した適切なファイバ挿入ステーシランは心合
されたブロック２７．３４．３６．３９．４２．４３に
より構成されている。ゴムを貼ったクランプ３０．３１
は光ファイバをブロック２７に当てて保持することがで
きる。同様なりランプ４４．４５はブロック４３と関連
して協働するものである。スプリングとフ゛ロンクに押
しつけられるこれらのクランプは、接続されているハン
ドルを押すことによってブロックから切り離される。

ブロック３４はブロック４２の溝４０．４１と心合せを
行った、たがいに離間している溝３２．３３を有してい
る。ブロック３６の表面に形成された単一の溝３５はブ
ロック３９の同様な溝３８と心合せされている０図示し
た各溝は、Ｕ字形に形成されることが可能であり、その
中の単一のもしくは複数のファイバを摺動自在に収容で
きるだけの巾を有することが可能である。

第２図のファイバ挿入ステーションの操作は下記の通り
である。第３図と第４図に示した毛細管を参照しながら
説明する。所定の長さのコーティングした光ファイバ２
本をファイバのリールから切り取る。ファイバ２２．２
４のそれぞれの端は、クランプ３０．３１によって固定
される。ファイバの全長をエチル・アルコールのような
適切な洗浄溶液にひたした、綿くずのない布によって拭
く。

毛細管ｌＯの孔は光ファイバのコーティングした部分を
受は入れるのに丁度よい大きさであることが望ましい、
その形状は下記のように丸くない形状となされるべきで
ある。コーティングしたファイバと孔とが上記のような
関係であれば、ファイバの端部が管内で捩られるのを防
ぐことができる。

第４図に示すように、ダイヤモンド、四角等のある種の
孔の断面形状は、管内でファイバを適切に心合せするの
を容易にする。孔の直径は、ファイバを通すのが困難な
ほど小さくてはならない。

時的にファイバを潤滑し、そのあと蒸発させる小量のエ
チル・アルコールを管内に注入してよい。

毛細管をファイバに被せ、第２図に示すブロック３６の
近くの位置あたりまで移動させる。ファイバをわずかに
引っ張って、いく分張力をかける。

残りの端部をクランプ４４．４５でおさえる０機械的な
コーティング除去用具を使って各ファイバの管ｌＯとブ
ロック３９の間のある個所でコーティングの一部分を取
り除く、ファイバのコーティングを除去した部分の長さ
は毛細管の孔の長さよりもわずかに短かくする。これに
よってコーティングが孔１２の両端に入り、ファイバが
孔の断面内に正しく位置することになる。ファイバのコ
ーティングの延長状態は第３図に示す通りである。

コーティングを除去した領域の長さはほぼ等しく、かっ
たがいに相接しているものとする。

濡らした綿くずのない布（リントレスクロス）を使って
、２本のファイバを管１０の左端でつかみ、力を入れて
拭く。この布を管から遠ざかるように、かつコーティン
グを除去した領域全体にわたって移動する。このステッ
プによって、コーティング除去ステップ中にできた付着
物を完全に除去し、ファイバのむき出しになった領域の
無垢の表面ができる０次にファイバを溝３５．３８に通
せばファイバは真直ぐにたがいに相接して保持される。

クランプ４４をゆるめ、ファイバ２２に再び張力をかけ
た後、クランプで固定する。ファイバ２４も同様にして
張力をかけ直す。

毛細管をブロック３９に向けて移動し、第３図に示すよ
うにむき出しの領域を覆うように位置させる。ファイバ
をテーパ状開口１６の片側へ固定するため、少量の接着
剤４７をファイバ２２．２４の片側へ付着させる。これ
によって、通路４８が残され接着剤４７とテーパ状開口
１６の残りの部分との間から長手方向孔１２に対する接
近を可能にしている。毛細管の孔の大きさによっては、
管にテーパ状開口１４．１６が設けられていなければ、
孔を塞ぐことなしにファイバを管の端部に接着すること
は困難ないしは不可能なこともある。

開口４８．５０は最後の洗浄時に孔１２を通して流体を
流すことを可能にし、管ｌＯのコラップス作業時に孔１
２がら空気を排除することを可能にする。もし接着剤が
紫外線硬化エポキシの場合には、紫外線をエポキシの最
初の一滴に当てて硬化させてから残りの端部に第２演目
を付着させる。

毛細管内のファイバは目視により内部で捩れているか検
査する。１８０’以上の捩れは肉眼で見ることができる
。またレーザ光線をクランプ４４から延出しているファ
イバ２２の端部に入射することもできる。もし捩れがな
ければ、光線がクランプ３０から延出しているファイバ
２２の端部から出る。製造される各結合器のための線引
装置に対してファイバが同じように配向でき、これによ
ってすべての結合器のプリフォームが同じ処理条件を受
けるようにするため、配向マークを管１０の上側表面に
付けることができる。

本発明の一実施によれば、管ＩＯを加熱し、ファイバ２
２．２４のまわりにコラップスし、その後あらかじめ定
めたタイプの結合を行うのに十分な距離にわたってファ
イバ・コアどうしを近付けるため管１０の中央領域を加
熱し、延伸する。

管のコラップスと延伸の工程を行うための望ましい装置
を第５図に示す、この装置の中へ結合器プリフォームを
固定するために用いられるチャック５２．５３は、コン
ピュータで制御されることが望ましいモータ制御ステー
ジ６５．６６にそれぞれ取付けられている。対称はコラ
ップスと延伸の工程では重要な要件である。デバイス損
失に悪影響をおよぼす可能性があり、ファイバのどちら
の端を入力口とするかに関係なく結合器出力性能を実質
的に均一にする特性である結合器の二方向性を悪くする
可能性のある結合器の心ずれが起るのを防ぐためチャッ
ク５２．５３を心合せしなければならない。結合器の二
方向性は、バーナを結合器プリフォームの中心にそって
位置させ、プリフォームを均一に加熱することによって
向上させることができる。対称形に設計されたリング・
バーナ５４のようなバーナは毛細管中央領域を均一に加
熱するのに適している。

熱遮へい物５５はバーナの上に位置する装置を保護する
。

第３図の結合器プリフォーム５１は配向マークをあらか
じめ定めた方向へ向けて、リング・バーナ５４の中へ挿
入される。プリフォームは引張リチャソクにクランプさ
れ、真空アタッチメント５６６１はこれらのチャックの
端に取付けられる。第３図で断面で示されている真空ア
タッチメントは半径方向へ伸びる真空ライン５７を有す
るゴム管の短かい、いく公開性のある部分で形成される
ことが可能である。細いゴム管５８の一端は、真空装置
５６のプリフォーム５１のある端とは反対の端に取付け
られている。ゴム管５８の別の一端はクランプ・ジａ　
　５９の間を通っている。上方の真空アタッチメント６
１には、同様にライン６２、管６３、クランプ・ジシー
６４が関連している。

ファイバ２２．２４はゴム管５８．６３から延出してい
る。

ジ９−５９をゴム管５８に締めつけて孔１２を洗浄する
のに十分な時間のあいだ結合器プリフォーム５１の下部
に真空を加える。この間、上方の真空ラインはクランプ
・ジ＝！−６４を開放して大気に連通される。この“空
気掃除”によってファイバ挿入工程中に孔１２にたまっ
たごみがすっかり除去される。その後、プリフォーム５
１の上方部分に真空を加えるためジ＝Ｉ−６４をゴム管
６３に締めつける。

毛細管コラッブス工程は、管の中央領域６７の温度を短
時間、通常約２５秒、その軟化温度まで上昇させるため
、リング・バーナ５４の炎で結合器プリフォームを加熱
することを含む。管にかかる圧力差によって、マトリッ
クス・ガラスはファイバ２２．２４の外周にコラップス
し、ファイバ同志をたがいに接触させる。管のマトリッ
クス・ガラスは、ファイバの周囲をかこみ、孔を埋めて
第６図と第７図に示すような中実の構造を形成する。こ
うして出来る結合器の結合領域を形成する中央領域６７
として示された部分は、空気路（ａｉｒｌｉｎｅ）　、
泡等が存在しないことが望ましい中実の領域となる。コ
ラップスされる領域の長手方向長さは炎の温度と加熱時
間、ガラス管の熱伝導度および適用する真空の程度によ
って決定される。

コラッブス工程において真空を使用することによってフ
ァイバが軟化する前に管をコラップスすることができ、
したがってファイバのひずみを防ぎ、もしくは減少させ
、再現精度を向上させる。ファイバの軟化点温度が管の
それよりも高い場合には、ファイバはその断面が丸いま
まである傾向がある。

管のコラップスされた中央領域の中央部分は、管をコラ
ップスさせた装置から結合器を取外すことなく延伸させ
ることができる。管が冷えると、炎を再度点火し、コラ
ップスした領域の中央をその材料の軟化点まで再加熱す
る。延伸工程の炎による加熱時間は、所要の結合器特性
によって決まるが、通常１０〜２０秒の間である。延伸
工程中の加熱時間が短かいと、延伸された領域はコラッ
プスされた領域よりも短かくなる。中央領域全体が延伸
されれば、ファイバの光結合領域の端部は孔に露出され
る。コラップスされた中央領域の中央部分だけを延伸す
ればファイバの結合領域が毛細管のマトリックス・ガラ
ス内に埋め込まれた状態にすることができる。コラップ
スされた管を再加熱した後、炎が消され、結合器の長さ
があらかじめ定めた量だけ伸びるまでステージ６５．６
６がたがいに反対方向へ引張る動作を行う。もし適切に
心合せを行った装置を使用し、かつ工程パラメータを慎
重にコントロールするならば、この工程で形成されるす
べての結合器は同様な光学特性が与えられる。中央領域
６７の直径は第８図の領域、６８に示されるように縮少
される。延伸された領域６８の直径は、いろいろなファ
イバのパラメータと作業のパラメータによって決定され
る。延伸された領域６日の直径の中央領域６７の延伸開
始時の直径に対する比（延伸比）は、製造される特定の
結合器の光学特性によって決定される。このような延伸
比は、ファイバ間に分離された信号の比、管とファイバ
・クラッドとの間の屈折率差、ファイバ・クラッドの外
径、ファイバ・コアの直径、信号動作波長、カントオフ
波長、許容過大損失、等の関数であることは良く知られ
ている。延伸比の望ましい範囲は、約１／２と１／２０
との間である。しかし、この範囲を越える延伸比を有す
る結合器を製造することができる。

あるタイプの結合器をつくるために毛細管が受ける延伸
量は、最初はコラップスされた結合器プリフォームのひ
とつの入力ファイバに光エネルギーを入射し、延伸中に
出力ファイバにおける出力パワーをモニタすることによ
って決定される。この目的を達成するため、ファイバの
ピッグテールのうちのひとつと光源とを心合せし、結合
器の他方の端の２本のピングテールを光検出器に接続す
る。動的出力パワーのあらかじめ定めた比を、ステージ
６５．６６にサイプル引張りを停止させる中段信号とし
て使用することができる。あらかしめ定めた結合特性を
達成するための適正な延伸距離を決めた後、本製造装置
は、このあらかじめ定めた特性を持たせる後続の結合器
の加工中に、ステージをその適正な延伸距離だけ移動さ
せるようプログラムすることができる。

米国特許第４３９２７１２号および第４１２６６４３号
、英国特許出１１ＧＢ　２１８３８６６Ａ号、国際およ
び出願公報ＷＯ８４１０４８２２号に開示されているよ
うに光学装置の製造工程をコントロールする出力信号を
モニタするのが普通のやり方である。さらに、このよう
なモニタとコントロールの機能を自動的に行うフィード
バック・システムにコンピュータがしばしば使用される
。これらの機能を行うため適切にプログラムされたＰＤ
ＰＩＩ−７３マイクロコンピユータを利用することがで
きる。ある特定タイプの結合器の加工に使用されたタイ
ミング・シーケンスを、コンピュータが運転時に呼び出
す別の複数命令ファイルに入力することができる。その
特定の結合器の製造において必要なコラップスと延伸の
工程は、結合器を再現性よく製造するため各結合器プリ
フォームに対してコンピュータを用いて連続して実行す
ることができる。結合器の再現性を確実にするためコン
ピュータがコントロールできる製造工程パラメータは加
熱時間と加熱温度、各種ガスの流量、各ステージが結合
器プリフォームを引張ったり、延伸したりする速度であ
る。再現性は、ステージ６５．６６の分解能の関数とい
うこともできる。

真空ラインは製造された結合器から外される。

接着剤の所要量４７．４９は毛細管の両端に付着される
と、毛細管作用によって少なくともそれらの一部が長手
方向の孔に流入する。これによって、結合器が密封され
、それらの引張り強さが向上する。こうして出来た組立
品は、光ファイバ２２内の信号を光ファイバ２４に接続
し、またこの逆方向にも接続するよう機能する第８図の
光ファイバ結合器を有する。結合器は延伸装置から取外
される。もし剛性を増したいときには、パッケージ化す
ることができる。

結合器に接着剤を付着させる望ましい方法が第８図に示
されている。ここでＨは結合器における孔１２の開口し
た部分の中央領域に隣接する部分を部分的に加熱する炎
の場所を示している０例えば、ペンシル型炎は結合器の
この部分に向けることができる。接着剤５６は、熱Ｈを
加える前に、結合器に付着させることが望ましい。孔の
中の空気は加熱されるにしたがい膨張し、孔の外へ出る
。

このことが起ったことは液体接着剤中にひとつ以上の泡
が現われたことによって知ることができる。

炎を離すと、残った空気が冷えるにつれて、接着剤は孔
の中へ引き込まれる。やがて接着剤は硬化する。接着剤
がファイバのむき出しになった部分に広がるので、ファ
イバのピッグテールの引張り強さは向上す為、接着剤適
用方法は、もし局部的熱源Ｈを管に当てた後熱源を離し
、このあと接着剤を適用するという順序で行うとその効
果は劣る。

上述の実施例によれば、個々のステップをよりよくコン
トロールして行うため延伸作業の前に管を冷やしてよい
。こうすれば中実のコラップスされた中央領域の中央部
分を延伸することができ、したがって光ファイバの延伸
された部分が管のマトリックス・ガラス内に完全に埋め
込まれたままになる。このすぐれた密閉性は存利である
。すなわち結合器の光学特性を悪化させる水やその他の
汚染物質によってファイバの延伸された部分が悪影響を
受けることを防げるからである。

管をファイバの外周にコラップスするステップと、管の
中央領域を延伸あるいは延伸するステップをひとつの加
熱作業中に行う別の実施例によっても低損失結合器がつ
くられている。この改良実施例では、ファイバを毛細管
の中へ挿入し、孔へ接近するための開口が残るようにフ
ァイバをぴんと張って管の両端へ接着する。この組立品
をガラス加工旋盤に取付け、管材料の軟化点まで中央領
域の小さな部分に炎を当て、加熱された個所を延伸する
。この実施例の延伸量は、管のコラップスと中央領域の
延伸を分けて行う実施例におけるよりも多い。ＭＳ後に
、孔の開口を閉じるため結合器の両端へ接着剤を付ける
。

この実施例の欠点は、密閉性が低いことと製品の再現性
が劣ること、すなわちあらかじめ定めた長さに延伸して
も必ずしも所要の結合特性が得られないことである。し
かし、この実施例は他の方法よりもすぐれたいくつかの
利点もある。この方法は真空を必要とせず、独立した管
コラップス工程をなくしたので簡単である。低損失結合
器がこの方法でつくられている。１３００ｎｍ当り０．
０５ｄＢという低い結合器損失が測定されている。

ファイバ外周への毛細管コラソプスエ稈、あるいは管と
ファイバの組合せ品（コラッブス工程が独立して行われ
ない場合）の延伸工程中にファイバに張力を加えられる
ためファイバを毛細管に接着する必要がある。別の実施
例では、上述したように第２図の装置が使用され、さら
に第９図に示した分割リング・バーナ７０ａ、７０ｂが
使用される。ファイバは管に通され、コーティングを除
去し、清浄にし、ファイバのむき出しになった部分は管
の中心に心合せされる。これらの初期工程において、リ
ング・バーナの片側７０ａはもう一方の片側７０ｂから
遠ざけられ、ベース６９は管ｌＯに対して離れて置かれ
る。第２図を参照して説明したように、ファイバに張力
を加えた後、管１０はブロック３６と３９の間で心合せ
され、真空チャック７１．７２が管の端部に取付けられ
る。

真空チャック７１．７２はａとｂの部分に分割され、フ
ァイバをその中に通しながら端部に取付けられる。バー
ナの部材７０ｂが管の中央領域の中心の脇へ来るまでバ
ーナ・ベース６９は軌道７４上を走行する。バーナの部
材７０ａは部材７０ｂに接続される。バーナ７０は上述
したようにコラップスする管の中央領域を加熱する。残
る結合器形成工程は第９図に示す装置、もしくは先に述
べた別の装置において行うことができる。

管の孔の形状は、ファイバをたがいに接触させ、全く捩
りが起きないように保持するために極めて重要な要素で
ある。孔の断面は丸くない方が望ましい。断面が丸くな
ければ、ファイバ・コーティングに孔の内周の１個所以
上において接触することによってファイバの位置を孔の
内壁に対して拘束することができるからである。すなわ
ち、このような孔では、ファイバは限られた数の位置し
かとれない、ファイバのコーティングされた領域が孔の
両端に置かれると、ファイバはその最初の位置から回転
することができない。この点を第１０図を参照して説明
すると、それぞれコーティング７８．７９を有するファ
イバ７６．７７は孔８０内に配設されている。孔の形状
に関係なく、孔の大きさはコーティング材料が孔の内表
面にこすれて付着することなくコーティングされたファ
イバがやっと入る大きさよりも大きくてはならない。

大きすぎると孔は曲り損失および／またはファイバの（
戻れを起すことが分っている。孔の大きさはコーティン
グの直径と使用するファイバの数によって決定される。

このようにはまり具合の場合には孔の内側にある各コー
テッド・ファイバは最も多い接触点で孔の内壁に接触す
る０例えば、コ−ティング７８．７９は孔８０にそれぞ
れａ点とｂ点で接している。１ファイバ当り１接点では
矢印８１で示すようにコーテッド・ファイバがランダム
に回転するのを防ぐには不十分であり、ファイバのコー
ティングを除去した部分はいく分捩れる可能性がある０
例えば第１０図のようにコーティングが孔の内壁に接し
ている場合、ガラス・ファイバそのものは、最初は管を
コラップスする領域ではたがいに離れており、管の壁が
ファイバの外周にコラップスし、ファイバをたがいに近
付けはじめるまでは離間したままになっている。

この他の孔の断面は第１１−１３図に示しである。これ
らの図では、第１０図におけると同様な要素はダソシを
付した参照番号で表わされている。

第１１図の楕円形の孔８３は、コーテッド・ファイバの
配向を制限する利点がある。しかし楕円形の孔を使用す
ることから起り得る問題は、管のコラッブス工程におい
てファイバの裸の部分７６′７７′の間でガラスの方向
が狂うことである。すなわち、管の孔の壁がファイバ７
６′、７７′の外周ヘコラップスする間、管のガラスが
これらのファイバの間の隙間の少なくとも一部に流れ込
む（矢印８４）可能性がある。この傾向は丸い断面の孔
におけるよりも楕円の断面の孔において著しい、すなわ
ち、矢印８４が接している楕円の孔の壁はファイバ間の
領域に接近しているからである。

ファイバ間の領域への管のガラスが流入すると製造され
た結合器において結合されるパワーが減少する。ファイ
バ間の領域へのこのガラスの流れの程度は結合器によっ
℃異るので、再現性が悪くなる。すなわち、結合器の中
央領域をある量だけ延伸すると、それが必ずしもある決
まった量の結合が行われるとは限らないのである。

平坦な壁と対称形の断面を有する孔は、良好に孔を閉塞
することができ、管のコラップスされた顛域内でファイ
バ同志の接触を良くすることができる。ここで平坦な壁
といっているのは、事実上平坦であるが、高温加工によ
って生じるたるみによって完全な平坦から差が生じるこ
とである。管の、コラッブス工程中、この明細書で述べ
ている平坦な壁面を有する孔は、たがいに接する前にフ
ァイバをたがいに近づける０次に、ガラスがファイバ同
志の間ではなくファイバの周囲に流れる。これによって
、コラップス領域のあらかじめ定めた長さにわたってた
がいに接した状態を保つ、ファイバは結合領域において
実質上直線に保たれる。

このことは、ファイバが結合する光信号の偏光を維持す
るのを助ける。

第１２図に示したように、ファイバ・コーティング７８
′、７９′を四角の孔の内側に配置することができ、か
つ点線９０．９１で示したように直交して配置すること
もできる。ファイバを孔に通した時、注意を払って管の
両端のファイバ・クラッドを孔９２に対して同じ方向に
向くようにすることができる。

２本のコーテッド・ファイバを、第１３図のダイヤモン
ドの形状の孔９３を使用することによって容易に適正な
向きに配置することができる。この場合は図示した配置
に対してファイバを直交して配置する空間は与えられて
いない、したがってこれは２本のファイバを有する結合
器には望ましい形である。

３本以上のファイバを使用する場合には、孔の断面はす
べての角が等しい多角形が望ましい。例えば第１２図の
孔９２の形状は、４本または５本のファイバの場合に使
用することができる。４本の場合、コーティングの部分
の直径は第１２図に描かれたものよりも小さくする必要
があり、各月に１本のコーテッド・ファイバが配置され
る。５本の場合、各月に１本、中心に１本が配置される
。

３本のファイバ（第１４図）または４本のファイバ（第
１５図）を有する結合器をつくるには３角の穴を使用す
るのが最も良い、第１４図の場合は、１本のコーテッド
・ファイバが孔９５の各頂点に配置される。第１５図は
、孔９８の３つの頂点に各１本のコーテッド・ファイバ
９６が配置され、中心にコーテッド・ファイバ９７が配
置されている様子を示す。

５角形の孔（図示せず）↓よ、５本ないし６本のファイ
バの配置に好適であろう、その他の正多角形の断面を有
する孔はこの他のファイバを正確に配列するのに使用で
きよう。

″星形結合器”は、まずコーテッド・ファイバを各頂点
に配した多角形の孔を有する毛細管を用意し、さらに１
本のコーテッド・ファイバを中心に配置することによっ
て形成できる（第１５図に示した如く）。本実施例では
孔はｎの平坦な面（ｎ≧３）を有し、ｎ＋１本の光ファ
イバを孔の中に配置する。すなわち０本のファイバが孔
の壁面に接し、もう１本が０本のファイバに接しながら
孔の中心に配置される。このような結合器の機能は、中
央のファイバとその他の各々のファイバとの間において
同量のパワーの接続を行うことである。このような光分
布を行うには、中央のファイバを他のファイバに対して
対称的に配置する必要がある。第１５図はそのような対
称的なファイバの配置を示す。孔の断面が正多角形なの
で、コーテッド・ファイバ９６はコーテッド・ファイバ
９７のまわり等間隔で配置されている。管の中央領域が
フ′アイバの外周にコラップスした後、ファイバはコラ
ノブス工程中引張り応力がかかっているため外側のファ
イバは、中央のファイバのまわりに等間隔で配置されて
いる。

管のコラップスは、まず比較的薄いファイバ・コーティ
ングを用意し、それに対応する小さい断面寸法の孔を有
する毛細管を使用することによって容易化することがで
きる。たとえば、ファイバには使用現場で保護するには
薄すぎるが、結合器製造工程でファイバを一時的に取扱
うのに十分な厚さのコーティングをほどこすことができ
る。この厚さはコーティング材料によって決まるが、最
小３μｍにすることができる。結合器がつくられた後、
延出しているピングテールにデイツプ・コーティング等
の適切な技術を用いて、さらに別なコーティング材料を
適用することは可能である。

上述の実施例では、ファイバを管の両端に接着する前に
、ファイバ・コーティングが除去される。

別の実施例では、ファイバが孔の中に入っている間に各
ファイバのその個所からコーティングの少なべとも一部
を除去する。コーティングが燃焼するのに十分な高さで
あるが、管が軟化するほどは高くはない適切な温度まで
加熱してコーティングを除去することができる。この実
施例を実際に適用する場合、第２図の装置でファイバの
コーティングの除去は行わず、全体にコーティングがあ
るままのファイバに張力をかけて保持し、管の両端に接
着する。第５図の装置は、コーティングの加熱に使用す
ることができる。ファイバ上のコーティング材料を除去
する長さを精密にコントロールするためバーナの炎を毛
細管の十分に短かい長手方向領域に対して半径方向に内
部に向けて当てる場合、リング・バーナ５４を使用する
ことができる。バーナへの流れは適切な温度を得るため
に調節する。

管１０とコーテッド・ファイバからなる複合体をファイ
バ挿入ステーションから取外し、真空アタッチメント５
６を有する真空排気装置に垂直に取付けられる。使用す
る特定のコーティング除去方法によっては、この時管に
真空アタッチメントを取付ける必要がない場合もある。

エチル・アルコールのような液体洗浄溶液をテーパ状開
口１４に注入し、真空ライン５７を通して吸い出すこと
ができる。コーテッド・ファイバを注意深く取扱えばこ
の洗浄を行わないことも可能である。

最初にバーナを真空アタッチメント５６から離して管の
頂部に位置させる可動ステージ（図示せず）上に取付け
ることができる。バーナ５４は点火後、下方に移動し、
管を横にたどって行く、バーナ５４の細い炎は最初は管
ＩＯの表面の真空アタッチメント５６から離れた個所に
向けられる。

次にバーナは真空アタッチメントに向けて移動する。コ
ーテッド・ファイバの孔１２の両端から内に向って長手
方向にある部分は、コーティング分解温度よりも高いが
管１０の軟化点温度よりも低い温度まで加熱される。炎
にすぐ近くにあるコーティング材料は燃焼するか分解し
、それによって第３図に示すように所要の長さのコーテ
ィング材料が除去される０反応が酸化の場合には、酸素
が管１０の上端に入って行く空気によって供給される１
反応生成物が管の下端で真空アタッチメントによって排
出される。その他のガスは空気に追加して、あるいは空
気に代って管ＩＯの開口端から流入させることができる
。ヘリウム・アルゴン等の不活性ガスは酸素含有量を減
らすため空気と共に流入させることができる。もし必要
ならば、酸素と不活性ガスのような希釈ガスだけを使用
することができる。管１０に流入する雰囲気の組成をコ
ントロールすることにより、燃え尽し雰囲気を酸化性、
還元性または不活性とすることができる。

管は燃え尽し工程中に管１０の上端を塞ぎまたは第５図
の追加真空手段６１〜６４を使用することにより真空排
気することができる。燃え尽し雰囲気と温度のような工
程パラメータを変化させることにより、燃え尽し速度を
コントロールできる。

本明細書中では、「燃え尽し」　「燃え尽す」等の表現
は分解、解重合、酸化等によってファイバの一部を除去
する工程を指す。

この後者の実施例で使用する場合、保護コーティング２
３．２５は、製造工程中にファイバが摩耗するのを防ぐ
能力のような通常の特性を有していなければならない。

コーティングはクリーンに（残留物を残さずに）燃え尽
すことが望ましい。

大部分の通常の光ファイバ・コーティング材料を使用す
ることができる。分解するときに１０〜４０％のシリカ
残留物を残すシリコンは例外的に使用できる。十分な時
間と十分に高い温度が与えられれば、大部分の有機物は
クリーンに燃え尽す、しかし、コーティング材料は、光
学的な欠陥となる種（ｓｅｅｄｓ）となり得る炭素残留
物を形成することなく低温でＣｏ、Ｃｏｗならびに水を
形成するように反応することが望ましい。もし炭素が形
成されても、孔の中の雰囲気を絶えず変化させることに
より炭素粒を排出してしまうことができる。しかし、炭
素残留物をつくらないコーティング材料を選んで、製造
上で起る可能性のある問題をなくすことが望ましい０通
常有毒なｇｆＩ産物をつくるコーティング材料の使用を
避ける。さらに、コーティング材料は微量金属（材料合
成時に使用されたかも知れない）を残すものではならな
い。たとえば、ウレタン・アクリレートを合成する際、
ジブチル錫ラウレートが触媒として使用される。使用す
る量は少な（でも、残留重金属原子は、管コラッブス工
程中に種を形成する可能性がある。

望ましい種類の化合物は特に高い温度、長い燃え尽し時
間、あるいは純粋な酸雰囲気を使用することなしに分解
するものである。望ましい材料のいくつかの例をあげれ
ば、ポリアミド・イミドであるＴｏｒｌｏｎ（商標）、
炭酸ポリアルキレンであるＱＰＡＣ−４０（商標）、ポ
リメチル・メタクリレートのようなポリメタクリレート
およびポリビニル・ブチラールである。

コーテッド・ファイバが加熱されなければならない温度
は、どんなコーティング材料を使用したかによって決ま
る。たとえば、α−メチル・スチレンの急速な分解は６
０℃で起るが、高温ポリイミドのあるものは４５０〜６
５０℃の範囲内の温度で分解する。一般に、上記の望ま
しい材料は２４０〜５００℃の範囲の温度で急速に燃え
尽す。

ただし例外としては、Ｔｏｒｌｏｎ（商標）は約６００
℃で燃焼を開始する。コーテッド・ファイバは、管を流
れるガスによって冷やすことができる。したがって、炎
の温度はコーティング分解温度よりもいく分高くなけれ
ばならない。

雰囲気を真空にすると、解重合メカニズムによって分解
するポリメチル・メタクリレートまたはＱＰＡＣ−４０
のようなコーティング材料の燃え尽しを加速することが
できる。

還元性雰囲気は、ＱＰＡＣ−４０（商標）のような厚い
膜の材料に適切なことがある。このような材料の空気中
での分解は、非常に早く進行するので、燃え尽しを行っ
ている部分に隣接しているコーティングの部分が被害を
受ける場合がある。すなわちふくれやピンホールができ
る場合がある。

もし不活性または還元性の雰囲気を使用すれば、気化は
ゆるやかで、コントロールしながら進行させることがで
きる。

コーティングを管１０の中で除去する実施例は、結合器
が多くのファイバを有している場合特に有利である。他
の各種の方法ではコーティングは個別に除去することが
必要であって、コーティングを除去した領域は管の孔の
中で心合せを行わなければならなかった。現在説明中の
実施例においては、コーティングはすべてのファイバか
ら同時に除去され、すべてのファイバのコーティングを
除去した領域はもとから心合せされている。

上記の実施例では、コーティング燃え尽し工程はコラッ
プス・延伸ステージジン中で行われると説明されている
が、燃え尽し工程はコラップス・ステージジンとは別の
ステージジンで行うこともできる。

コーティング・燃え尽しか終ると、ファイバの裸の部分
の長さは、毛細管の孔の長さよりもわずかに短かくなっ
ている。したがってコーティングは孔の両端に伸びてお
り、それによって孔の断面内にファイバが適正な位置に
置かれる。このようにして、この実施例では第４図に示
したものと同様な中間製品が形成される。管のコラップ
スと延伸は上述したようにこのあと行われる。

上記の管コラップスと線引きの変更態様を以下上述へる
。中央領域６７は通常のシングル・フレーム・バーナに
よって加熱できる。この場合、均一な加熱を行うため管
を炎に対して回転させなければならない、もしコラップ
スと延伸の作業は、同じ装置の中で行う場合、管１０は
延伸作業のため加熱する前に冷えさせることが望ましい
、これら２つの工程を一時的に切り離せば工程コントロ
ールをより良く行うことができるため、再現性が良くな
る。バーナは管コラソブス工程または（および）延伸工
程が行われている間、中央領域６７をたどって走行させ
てよい、しかし、バーナはこれらの工程の間管に対して
静止していることが望ましい。管コラッブス工程中に、
真空源を管の一端に取付けることができる。この場合、
バーナは、管の真空排気を行っている端部に向けて管を
たどって走行させなければならない、プリフォームの中
央領域を線引きする工程ではステージ６５はステージ６
６と同じ方向へ向いながらもステージ６６と異った速度
で移動させることができる。さらに、管のコラップスま
たは（および）線引きを行っている間、管１０は縦およ
び横を含むいずれの方向へ位置させてもよい。

下記の実施例用のガラス毛細管は、多孔質の円筒状プリ
フォームを形成するためガラス粒状材料をマンドレルに
付着させることによって形成することができる。適切な
粒状材料の組成ひとつが、８重量パーセントのＢ　ｔ　
Ｏｆｆを添加したＳＩＯ，である、マンドレルを取外し
た後、多孔性プリフォームは溶融固化され、乾燥されて
筒状のガラス体が作られる。このガラス体を加熱して、
再び線引きを行いその直径を小さくする。こうして出来
た管を適切な形状の断面の炭素マンドレル上に収縮させ
る。そのマンドレルを米国特許４７５０９２６号の開示
された内容にしたがって燃焼させる。その結果できた管
を線引きして、孔の断面寸法を小さくする。

その管の一端を空気圧源に接続する。管を回しながら、
一定の間を置いて炎を管に当てる。管内の空気圧によっ
て、管の炎で軟化した各々の個所にひとつずつ泡が形成
される。管のそれぞれの泡の中央に刻み目を入れ、その
刻み目のところで切断し、両端にテーパ状の開口を有す
る毛細管をつくる。適切な毛細管の外径は２．８〜３．
０ｍｍであり、適切な長さは約４．１（至）。

尖−立一桝一土 シングル・モード３ｄＢ結合器は下記の方法で形成する
ことができる。第２図と第５図の装置と第３図と第４図
の結合器プリフォームを参照しつつ説明する。コーテッ
ド・シングル・モード光ファイバのピース長２メートル
のもの２本を、コーティング直径１６０μｍを有する直
径１２５μｍのファイバの巻取りリールから切り取る。

ファイバの端部をクランプ３０．３１で固定する。エチ
ル・アルコールで湿らせた綿くずのない布で拭く。

この実施例では、各辺が約３１０μｍの長さのダイヤモ
ンドの形をした毛細管１０を使用する。

ダイヤモンドの形をした孔の最小断面寸法は、第４図に
示したように光ファイバのコーティングされた部分を受
入れるに丁度よい大きさである。少量のエチル・アルコ
ールを毛細管に注入し、次にフ、アイバにこの管を通し
、第２図に示した位置あたりまで移動させる。ファイバ
をいく分引張って、その他端をクランプで固定する。コ
ーティングを約３．２ａｓ　（１，２５インチ）の長さ
だけ管ＩＯとブロック３９の間ではがして除去する。フ
ァイバの裸になった部分の長さは、毛細管の長さよりも
わずかに短かい、エチル・アルコールで湿らせた綿くず
のない布でファイバを拭き、コーティング除去工程で付
着した物質を除去する。ファイバを溝３５．３８に通し
、クランプ４４．４５で再び張力を与え、ぴんと張る。

管１０を第３図に示すように、コーティングを除去した
領域において心合せされる。ファイバはＤｙｍａｘ３０
４　Ｕ　Ｖ硬化接着剤を使用して上述したように管の両
端に取付ける。少１ｉ４７の接着剤を通路４８．５０を
残すようにして管の両端で、ファイバの片側に注意深く
付着させる。管の両端の接着剤にそれぞれ３０秒ずつ紫
外線を照射する。

結合器プリフォームから延出しているファイバ・ビング
チイルは色分けされている。この時、毛細管内のファイ
バは捩れがあるか目視でチエツクされる。ＨｅＮｅレー
ザ光線は、ファイバ２２のクランプ４４から突出してい
る端部に入射される。そのファイバの他端から光が放射
されれば、部分的な捩れがないことを示している。管１
０の上部表面に配合マークが付けられている。

結合器プリフォームは、リング・バーナ５４の中を通さ
れる。配向マークを作業者の方へ向けて、プリフォーム
の両端がチャック５２．５３に固定される。真空アタッ
チメント５６．６１が第５図に示すようにプリフォーム
の両端に取付けられる。

プリフォームの上端を大気に通じさせたまま、結合器プ
リフォーム５１の下方部分に真空を加えるためジａ　　
５９をゴム管５８にクランプする。この′空気掃除”は
約３０秒行う。次にジ＝ａ−６４をゴム管６３にクラン
プし、プリフォーム５１の上方部分に圧力を水銀柱約５
３Ｃ１１（２１インチ）に安定させる真空を加える。

リング・バーナを約２５秒間燃焼させ、管の中央領域の
温度を硼珪酸ガラスの軟化温度まで上昇させる。これに
よって、管の約０．６ｃｍの長さの部分にわたって管を
ファイバの外周ヘコラップスさせる。結合器プリフォー
ムが約３０秒冷えさせた後、炎を再点火し、コラップス
した領域を約１６秒間再加熱する。ステージ６５．６６
がたがいに反対方向に移動し、結合器の長さを約１．１
ｃｍ伸ばす、ＰＤＰＩ　１−７３のようなマイクロコン
ピュータのコントロールによって管コラップスと延伸を
行うのが有利である。

結合器が冷えた後、真空ラインを結合器から外し、接着
剤を一滴ずつ毛細管の両端へ付着させる。

管の孔の閉じていない部分が延びている端部を加熱して
空気を追い出すと、管が冷える時に、接着剤が孔の両端
に引き込まれる。接着剤を３０秒間紫外線に当てた後、
結合器を線引き装置から取外す。

この工程により作られる典型的な製品は、１３００ｎｍ
のようなあらかじめ定めた波長で使用される３ｄＢ結合
器である。過剰なデバイス損失の中間値は約０．３ｄＢ
、測定された最低損失は０．０１ｄＢであった。

犬−」し」生−１ 本実施例では、実施例１に詳細に述べた点は省略した。

本実施例用のガラス管は四角な断面の炭素マンドレルに
ガラス管を収縮させて形成する。次にマンドレルを燃え
尽させる。こうして出来た管は、四角な孔の断面寸法を
１辺が約３１０μｍになるまで縮少するため締引きされ
る。上述したように、テーパ状開口を孔の両端に形成す
る。

２ｍの長さのコーテッド・シングルモード光ファイバ２
本を約１７５μｍのコーティング直径を有する直径１２
５μｍのファイバの巻取りリールから切り取る。これら
のファイバの端部をクランプ３０．３１で固定し、その
表面を拭（。ファイバの他の端部を管に通す、ダイヤモ
ンド形の孔の最小の断面寸法は、光ファイバのコーティ
ングされた部分を受入れるのに丁度よい大きさである。

ファイバをいく分引張って残りの端部をクランプで固定
する０次にファイバを溝３５．３８に入れ、り、ランプ
４４．４５によって張力を与え、強く張管１０はブロッ
ク３９．３６の間で心合せされ、コーテッド・ファイバ
を上述したようにＵ■硬化性接着剤を用いて管の両端に
取付ける。この隙孔への通路を残しておくよう注意する
。接着剤が硬化した後、実施例の１で述べたように、模
れがないかファイバをチエツクする。配合マークを管１
０の上に向ける。

このようにして出来た組立品を、管が垂直方向にしっか
りと保持されるように■溝のあるブラケットに入れる１
毛細管の上端を大気に通じさせておきながら、水銀柱３
０．５ｃｍ＋（１２インチ）の真空を管の下方部分に加
える。炎の先端を（ｆｏｃｕｓｅｄｆｌａｍｅ）管の開
口端から約９．５ｍｍ（３／８インチ）のところへ当て
る。炎を調節してファイバ・コーティングが赤熱する熱
さであるが、管１０を軟化させたり、失透を生じさせた
りしない熱さにする。

ホット・スポット（炎が集中する個所）よりも前でコー
ティングが燃焼するように炎を管に走らせる。ホット・
スポットは十分にゆっくりした速度で移動し、燃焼して
いるコーティングのある領域に炎を当てないようにする
。どちらかと言えば、燃焼したコーティングのオレンジ
色の光がおさまった領域にホット・スポットを前進させ
るようにする。この条件はファイバ上のコーティングが
完全に燃え尽してしまったことを示している。コーティ
ングは、管の下端２０から約９．５１ｍ（３／８インチ
）のところまで燃焼させる０次に炎を管から遠ざける。

このようにして出来た結合器プリフォームを第５図の装
置へ取付け、ここで上述の空気掃除、管コラップスおよ
び延伸の各作業が行われる。さらに接着剤を管の両端に
付着させる。

実施例２による結合器プリフォームは、下記の特（衣を
有している。製造された結合器の一端の第１の光ファイ
バ・ピッグティルに１３００ｎｍの波長の光を入力する
と、第１のファイバの第２端で人力された光のある量の
光エネルギーが検出される。入力された光の一部が第２
のファイバ・ピッグティルの第２＠で検出されたことは
、このデバイスが光結合器として機能することを示して
いる。この結合器の過剰損失は１ｄＢであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の目的に適したガラス管の断面図、第２
図はファイバを管に挿入するための装置の略図、第３図
は管の孔に接近する方法を示す断面図、第４図は第３図
の線４−４についての断面図、第５図は管をコラップス
し、管の中央領域を線引きするための装置の略図、第６
図は中実の中央領域を形成するためファイバの外周にガ
ラス管をコラップスした状態を示す断面図、第７図は第
６図の線７−７についての中実の中央領域の断面図、第
８図は本発明のファイバ結合器の線引きして両端を密封
した後の断面図、第９図は管がコラップスされている間
にファイバを保持する装置の略図、第１０図と第１１図
は管フラップス工程中に悪影響を及ぼす可能性のある孔
の断面形状を示す図、第１２〜１５図は本発明による孔
断面形状を示す図、第１０〜１５図は毛細管の第３図の
線Ａ−Ａの近くの領域における断面図である。 図面において、１０は管、１２は長手方向の孔、１４と
１６はテーパ状開口、２２と２４はファイバ、３０と４
４と４５はクランプ、４７と４９は接着剤、５１は結合
器プリフォーム、５２と５３はチャック、５６と６１は
真空アタッチメント、５９と６４はクランプ・ジョー、
６７は中央領域、６８は延伸された領域である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光ファイバ結合器の製造法において、 たがいに反対の位置にある第１および第２の端部と、中
   央の領域と、ガラス管の第１端から第２端まで延長して
   おり、ｎ個の（ただしｎの値は少なくとも３）平坦な面
   で形成され、上記ガラス管の長手方向軸を通る平面に対
   して対称をなす断面形状を有する長手方向の孔とを有す
   るガラス管を用意し、 上記長手方向の孔の中に、それぞれコアとクラッドを有
   し、上記ガラス管の両端から延出した少なくとも２本の
   ガラス光ファイバを配設し、上記ファイバを、内部にテ
   ンションが生じるように、ぴんと張って保持し、 上記のファイバを含む上記ガラス管の上記中央部分をコ
   ラップスさせるため上記ガラス管の中央領域を加熱し、 上記中央領域の少なくとも一部を線引きすることよりな
   る光ファイバ結合器の製造方法。２、上記の加熱工程は
   、上記ファイバの回りの上記ガラス管の中央部分をコラ
   ップスするため、上記ガラス管の中央部分をその材料の
   少なくとも軟化点まで加熱し、それによって中実の中央
   領域を形成し、その後上記中実の中央領域の少なくとも
   一部を上記ガラス・ファイバと上記ガラス管のそれぞれ
   の材料の少なくとも軟化点まで加熱し、上記中央領域の
   少なくとも一部を線引きすることよりなる請求項１の方
   法。 ３、上記のファイバをぴんと張って保持する工程は、上
   記ガラス管の第１端から延出する上記ファイバの各々の
   一端を固定し、上記ファイバにテンションを加えるため
   、上記ガラス管の第２端から延出する上記ファイバの残
   りの端部を引張り、上記ファイバの上記残りの端部を固
   定することよりなる請求項１の方法。 ４、上記のガラス・ファイバがコーティングを施されて
   おり、かつ上記の製造法が、各ファイバからその両端の
   間にあるコーティングの一部を取り除き、この場合、コ
   ーティングが取り除かれた部分の上記ファイバ上の長さ
   は、上記孔の長さよりも短かくし、かつ上記ファイバの
   コーティングされている部分は上記孔の両端部領域に接
   触することにより正確に位置決めされるように、上記フ
   ァイバのコーティングされていない部分を上記長手方向
   孔内に配設させることをさらに含む請求項１の方法。 ５、ガラス管を用意する上記の工程は、管の両端から上
   記長手方向孔に接近できるようにするため、上記端部内
   にテーパ状に大きくなった開口を有する管を用意するこ
   とよりなり、さらに上記ファイバをぴんと張って保持す
   る工程は、これらのファイバを上記管の上記の第１の端
   部に固定するため上記ファイバに接着剤を適用し、上記
   長手方向の孔の中にある上記光ファイバに引張り応力を
   加え、上記ファイバを上記管の上記第２端部に固定する
   ため、上記ファイバに接着剤を適用することからなり、
   この場合上記接着剤は、上記孔が塞がれてしまわないよ
   うに、上記ファイバのあるサイドだけに適用され、上記
   テーパ状の開口は、上記長手方向孔への接近を不可能に
   することなしに、上記ファイバを上記端部へ接着するこ
   とを容易にする請求項１の方法。 ６、さらに上記管の上記孔のコラップスされていない部
   分を加熱し、上記管が冷えるにつれて、上記接着剤が上
   記孔に入り、上記ファイバのコーティングを除去した部
   分に付着されるように上記管の孔の両端に接着剤を適用
   することを含む請求項５の方法。 ７、少なくとも２本のガラス光ファイバを配設する上記
   の工程は、上記孔内にｎ＋１本の光ファイバを配設し、
   そのうちのｎ本を上記孔に接して配設し、残りの１本を
   、これらｎ本のファイバに接しつつ上記孔の中心に配設
   することからなる請求項１の方法。 ８、管を用意する上記の工程は、上記孔がダイヤモンド
   の形の断面である管を用意することからなる請求項１の
   方法。 ９、管を用意する上記の工程は、上記孔の断面形状が通
   常の多面体である管を用意することからなる請求項１の
   方法。 １０、管を用意する上記の工程は、上記孔が四角の断面
   を持つ管を用意することからなる請求項９の方法。 １１、上記ガラス・ファイバはコーティングされており
   、かつファイバを上記孔内に配設する工程は、上記孔内
   に全体がコーティングされたファイバを配設することか
   らなる請求項１の方法；この方法は中央領域を加熱する
   工程以前は、上記ファイバの上記孔内に位置している部
   分から、その部分の上にほどこされたコーティングの少
   なくとも一部を取り除く工程を含んでいる。 １２、ファイバ結合器を製造する方法において、たがい
   に反対の位置にある第１および第２の端部と、中央の領
   域と、ガラス管の第１端から第２端まで延長している長
   手方向孔とを有するガラス管を用意し、 上記長手方向の孔の中に、それぞれコアとクラッドを持
   ち上記管の両端から延出している少なくとも２本のガラ
   ス光ファイバを配設し、 内部にテンションを加えるため上記ファイバをぴんと張
   って保持し、 上記ファイバを包む上記管の中央部分をコラップスさせ
   るため上記管の中央領域を加熱し、上記孔の端部を開口
   したままにして、上記中央領域の少なくとも一部を延伸
   し、 上記管の上記孔のコラップスされていない部分を加熱し
   、 上記管が冷えるにつれて、上記接着剤が上記孔に入り、
   上記ファイバに適用されるように上記管の孔の両端に接
   着剤を適用することからなるファイバ結合器の製造方法
   。 １３、ファイバ結合器の製造法において、 たがいに反対の位置にある第１および第２の端部と、中
   央の領域と、ガラス管の第１端から第２端まで延長して
   いる長手方向孔とを有するガラス管を用意し、 それぞれコアとクラッドを有する少なくとも２本のガラ
   ス光ファイバを用意し、 上記ファイバを上記管の孔に通し、これらのファイバを
   上記管の両端から延出させ、 上記管の第１端から延出する上記ファイバの各々の一端
   を固定し、 上記ファイバにテンションを加えるため上記管の第２端
   から延出する上記ファイバの残りの端部を引張り、 上記ファイバの上記の残りの端部を固定し、上記ファイ
   バを包む上記管の上記中央部分をコラップスさせるため
   上記管の中央部分を加熱し、上記中央領域の少なくとも
   一部を線引きすることからなるファイバ結合器の製造方
   法。 １４、ファイバ結合器の製造方法において、たがいに反
   対の位置にある第１および第２の端部と、中央領域と、
   ガラス管の第１端から第２端まで延長している長手方向
   の孔を有するガラス管を用意し、 それぞれコアと、クラッドと、保護コーティングを有し
   、少なくとも各々の一端が上記管の各端から延出してい
   る少なくとも２本のガラス光ファイバを上記の長手方向
   の孔の中に配設し、 次に上記ファイバの上記孔内に位置する部分から、上記
   ファイバにほどこされたコーティングの少なくとも一部
   を取り除き、 続いて上記管の中央領域を上記ファイバ上にコラップス
   し、 上記中央領域の少なくとも一部を線引きすることよりな
   るファイバ結合器の製造方法。 １５、上記の除去工程は、上記コーティングにおける上
   記孔の両端に隣接する部分を除いて、上記ファイバの各
   々の上記孔の中に入っている部分からコーティングを取
   り除くことよりなる請求項１４の方法。 １６、上記の除去工程は、上記コーティングを分解させ
   るのに十分な高さの温度まで上記コーティングを加熱す
   ることを含む請求項１５の方法。 １７、上記加熱工程は、熱源を上記管の上記第１端の近
   くの側面に向け、熱源を上記管の上記第２端に向けて移
   動することよりなる請求項１６の方法。 １８、上記の加熱工程は、上記管を炉に挿入し、上記管
   の上記コーティングを取り除く部分を上記の十分に高い
   温度に露呈することよりなる請求項１６の方法。 １９、上記の除去工程は、コーティングが上記管内に少
   しも残らないように、上記孔からガス状成分だけを生じ
   させることよりなる請求項１６の方法。 ２０、上記の除去工程は、還元性雰囲気、真空または酸
   素を含有する雰囲気内で行うことよりなる請求項１６の
   方法。 ２１、上記の除去工程は、上記コーティングを解重合さ
   せるのに十分な高さの温度に加熱することよりなる請求
   項１５の方法。 ２２、上記の線引き工程は、上記ファイバを包む上記チ
   ューブの中央部分をコラップスするため、上記管の中央
   部分をその材料の少なくとも軟化点まで加熱し、それに
   よって中実の中央領域を形成し、続いて上記中央領域の
   少なくとも一部を上記ガラス・ファイバと上記管の材料
   の軟化点まで加熱し、上記中央領域の少なくとも一部を
   線引きすることよりなる請求項１４の方法。 ２３、ファイバ結合器を製造する方法において、たがい
   に反対の位置にある第１と第２の端部と、中央の領域と
   、ガラス管の第１端から第２端まで延長している長手方
   向孔を有するガラス管を用意し、 それぞれコアと、クラッドと、保護コーティングを有し
   、上記管の上記両端から延出する少なくとも２本のガラ
   ス光ファイバを上記長手方向の孔に配設し、 上記ファイバの上記孔の両端を除き、各々の上記ファイ
   バの上記孔の中に入った部分からすべてのコーティング
   材料を取り除くため上記管の少なくとも中央領域を加熱
   し、 上記ファイバを包む上記中央領域の上記中央部分をコラ
   ップスするため上記管の中央領域を加熱し、 上記中央領域の中央部分の少なくとも一部分を線引きす
   ることよりなるファイバ結合器の製造方法。 ２４、請求項２３の方法において、上記配設工程の前に
   、この方法はそれぞれのファイバから、その両端の中間
   のコーティングの一部を取り除く工程と、この場合コー
   ティングを取り除いた部分の上記ファイバ上の各々の長
   さは上記孔の長さよりも短かくし、上記ファイバのコー
   ティングされた部分は上記孔のそれぞれ両端部に接触す
   ることによって正確に位置決めされるように、上記ファ
   イバのコーティングされていない部分を上記長手方向孔
   内に配設させ、上記ファイバのコーティングを除去した
   領域と上記孔の表面とから上記コーティングを取り除く
   ため加熱することからなる請求項２３の方法。 ２５、上記配設工程の前に、上記コーティング材料が前
   記光ファイバの全長にわたって延長する請求項２３の方
   法。