JPH03138608A - 光ファイバカプラ及びその製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数本の光ファイバを、当該光ファイバの被
覆を除去した露出部において、加熱融着しながら延伸す
る、いわゆる融着延伸法で形成した光ファイバカプラ及
びその製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

光ファイバカプラは、複数本の光フアイバ間で光を分岐
・結合するデバイスであり、現在では融着延伸法がシン
グルモードファイバ用カブラの製造に最も適した方法と
されている（″最近の光ファイバカプラ技術”、オブト
ロニクス（１９８８）Ｎｏ、５、ｐ、１２５）。

ところで、光ファイバカプラにおいて最も重要な特性と
して光分岐比がある。従来、広帯域で光ファイバカプラ
の光分岐比が安定的に得られる方法として、カブラの製
造に用いる複数の光ファイバ相互間に外径差を与えるも
のが知られている。

そして、このような方法においては、第６図に示すよう
に、複数本の光ファイバＤＩ、Ｄ２の相互間の融着幅Ｗ
で分岐比の値を制御する方法が提案されている（Ｃｏｎ
ｔｒｏｌ　ｏｆ　ｐｏｗｅｒ−ｓｐＨｔｔｉｎｇｒａｔ
４ｏ　ｔｎ　ａｓｙ＋ｎｌｌ１ｅｔｒｔｃ　ｒｕｓｅａ
−ｔａｐｅｒｅｄｓｉｎｇｌｅ−ａｂｏｄｅ　ｆ’１ｂ
ｅｒ　ｃｏｕｐｌｅｒｓ　　、　Ｔ、Ａ、Ｂｌｒｋｓ　
ａｎｄＣ，Ｄ、Ｈｕｓｓｅｙ、０ＰＴＩＣ８ＬＥＴＴＥ
Ｒ８，Ｖｏｌ、１３．Ｎｏ、８．Ｐ、６８１゜１９８８
）。さらに、この融着幅Ｗの制御は、融着時の光フアイ
バ温度や融着時間を調整することで行われている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、広帯域の光ファイバカプラを、光分岐比の良
好な再現性を保持しつつ、しかも大量に生産するために
は融着幅Ｗを厳密に制御する必要がある。しかるにこの
制御を、従来のように融着時の光フアイバ温度や融着時
間で行うと、風等の外乱により融着部の温度が不均一に
なったり、複数の光ファイバを束ねてセツティングした
場合、これらファイバ相互間で接触圧力が不均一になっ
たりするため、ファイバの融着幅Ｗを常に一定に保つこ
とが困難であった。

本発明は、光ファイバの融着幅Ｗを常に一定に保ち得る
光ファイバカプラ及びその製造方法を提供することをそ
の目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的達成すべく請求項１の発明は、複数本の光ファ
イバを、光ファイバの被覆を除去した露出部において、
加熱融着しながら延伸して形成した光ファイバカプラで
あって、この複数本の光ファイバの少なくとも１本が、
クラッド層の外側に、クラッド層と同質であって当該ク
ラッド層より軟化点温度の低いジャケット層を備えてい
ることを特徴とする。

また、請求項２の発明は、少なくとも１本が、クラッド
層の外側に、クラッド層と同質であって当該クラッド層
より軟化点温度の低いジャケット層を備える複数本の光
ファイバを用い、この光ファイバの被覆を除去して露出
部を形成し、露出部において加熱融着しながら延伸する
ことを特徴とする。

〔作用〕

複数本の光ファイバの少なくとも１本が、クラッド層の
外側にクラッド層より軟化点温度の低いジャケット層を
備えていることにより、これらが加熱・融着したときに
、このジャケット層のみの軟化・変形（溶融に近い）で
光ファイバの融着が完了してしまう。かかる場合ジャケ
ット層はクラッド層と同質であるため、融着幅がジャケ
ット層を含めたものとなり、かつジャケット層の厚さに
より融着幅は一定の値より大きくならない。したがって
、ジャケット層の厚さを予め調節しておけば、自動的に
所望の融着幅を再現することができる。

〔実施例〕

第１図及び第２図を参照して、本発明の一実施例に係る
光ファイバカプラについて説明する。

この光ファイバカプラ１は、大径の第１光フアイバ２と
細径の第２光フアイバ３とを用い、両光ファイバ２．３
を、当該光ファイバ２，３の被覆を除去した露出部４．
４において加熱融着しながら延伸する、いわゆる融着延
伸法により形成したものである（第２図及び第４図参照
）。第１光フアイバ２は、中心部分に位置するコア２ａ
とその外側のクラッド層２ｂと更にその外側のジャケッ
ト層２Ｃとの３層で構成されており、第２光フアイバ３
は、通常の光ファイバと同様で中心部分に位置するコア
３ａとその外側のクラッド層３ｂとの２層で構成されて
いる。露出部４．４において両光ファイバ２．３は、互
いにそのクラッド層２ｂ、３ｂにおいて所定の融着幅Ｗ
をもって融着されており、更にその融着部分４ａの周囲
は第１光フアイバ２のジャケット層２Ｃが溶融変形して
第２光フアイバ３を第１光フアイバ２側に強固に融着・
固定している。

第１光フアイバ２及び第２光フアイバ３の各コア２ａ、
３ａ及び各クラッド層２ｂ、２ｂ、そして第１光フアイ
バ２のジャケット層２ｃには、例えば、同質の石英ガラ
スが用いられているが、その特徴は、ジャケット層２ｃ
がクラッド層２ｂより軟化点温度の低い石英ガラスで構
成されていることである。すなわち、コア２ａｓ　３ａ
ｓクラッド層２ｂ、３ｂ及びジャケット層２Ｃの石英ガ
ラスの構成は、（Ｇ　ｅ　ＯＳ　ｉＯ２ガラス、Ｓｉ０
　ガラス、ＳｉＯ−Ｆガラス）、（Ｇ　ｅ　Ｏ２２ 一５ｉＯガラス、　　Ｓ　１０２ガラス、　　Ｓ　ｔ　
０２ｐｏ　　ガラス）、（ＧｅＯ２−８ｉＯ２ガラス。

５ ＳｉＯガラス、Ｐ　　Ｏ５１０２Ｆガラ２　　　　　　
　　　２　　５ ス）、（Ａ　１　０　　　Ｓ　ｉＯ２ガラス、　　Ｓ　
１０２３ ガラス、ＳｉＯ−Ｆガラス）及び（ＴｉＯ２ＳｉＯガラ
ス、ＳｉＯガラ孔　５ｉ０２−Ｆ２ ガラス）等の組合わせが好ましいこととなる。

次に、第３図及び第４図に基づいて、この先ファイバカ
プラ１を製造する製造装置５について説明する。

この製造装置５は機台６上に設けた微動ステージ７．７
を介して一対のクランパ８．８を対向させており、これ
に一部の被覆を除去して露出部４．４を形成した第１光
フアイバ２と第２光フアイバ３とを固定するようになっ
ている。露出部４．４は、両クランパ８．８間に位置す
るように固定され、その直下には、熱源であるバーナ９
が配設されている。そして、両露出部４．４はバーナ９
により加熱され、続いて両微動ステージ７．７の反対方
向への微小移動により延伸され、光ファイバカプラ１が
形成される。またバーナ９は、往復動装置１０により光
軸方向に両露出部４．４の加熱領域間を往復動可能に構
成されており、往復動回数、すなわちトラバース回数に
より加熱時間を制御される。

この製造工程（融着延伸法）を第５図を参照して詳細に
説明する。

ステップ５０１では、両光ファイバ２．３の被覆を一部
除去して露出部４．４を形成すると共に、この露出部４
．４を密着させて、クランパ８に取付ける。この場合、
露出部４．４を互いに捩じり合わせてもよい。

ステップ５０２では、密着させた露出部４．４をバーナ
９を往復動装置１０により往復動させながら加熱融着す
ると共に、クランパ８を光軸方向に互いに逆方向に微小
移動させて延伸を行う。なお、延伸の際の加熱は、ジャ
ケット層２Ｃは軟化（溶融）・変形するがクラッド層２
ｂ、３ｂは軟化・変形しない程度の低温で行われる。

ステップ５０３では、上記延伸の過程において、光ファ
イバ２．３の一端から入射された光を他端で測定するこ
とにより、光分岐比をモニタしておく　。

ステップ５０４では、上記モニタにより所定の分岐比が
確認されたところで、露出部４の延伸及び加熱を停止さ
せる。このようにして光ファイバカプラ１が形成される
。

ステップ５０５では、光ファイバカプラ１を保護部材（
図示せず）に固定する。

このようなすれば、融着時にジャケット層２Ｃのみを軟
化（溶融）・変形させることができ、この融着部分４ａ
で両光ファイバ２．３を融着することができる。また、
クラッド層２ｂとジャケット層２Ｃが石英ガラスという
同一の材質であるため、融着幅Ｗはジャケット層２ｃに
よる融着部分４ａで左右される。すなわち、融着幅Ｗは
ジャケット層２Ｃの厚さで決定される一定の幅量上には
ならない。したがって、最大融着幅が所望の融着幅Ｗに
なるようにジャケット層２Ｃの厚みを予め定めておけば
、所望の融着幅Ｗを容易に再現することができ、光分岐
比の再現性を大幅に向上させることかできる。

次に、上記実施例に係る光ファイバカプラ１の実験結果
を説明する。

この実験では、ＶＡＤ法により製造したＧｅＯ−Ｓ　ｉ
Ｏ２ガラス製のコア２ａ（コア径９μｍ　）　、Ｓ　ｉ
Ｏ２ガラス製のクラッド層２ｂ（クラツド径１２０μｍ
）及び５ｉＯ２−Ｆガラス製のジャケット層２ｃ（ジャ
ケット径１２５μｍ）から成る第１光フアイバ２と、Ｇ
　ｅ　Ｏ２Ｓ　ｉ０２ガラス製のコア３ａ（コア径９μ
ｍ）及びＳｉＯ２ガラス・製のクラッド層３ｂ（クラツ
ド径１１６μｍ）からなる第２光フアイバ３とを用い、
光ファイバカプラ１を試作した。その際、加熱融着はプ
ロパン１５ｃｃ／分・酸素３０ｃｃ／分を燃焼ガスとす
るバーナ９を用い、トラバース長を１０ｍｍ、）ラバー
ススピードを５ｍｍ／ｓ、）ラバース回数は１２０回と
した。また、延伸は露出部４．４の外径が３０μｍにな
るまで行った。

なお、両光ファイバ２．３のコア２ａｑ　３ａとクラッ
ド層２ｂ、３ｂの比屈折率差は０．３％、クラッド層２
ｂ、とジャケット層２Ｃの比屈折率差は０．６％であっ
た。このような条件下で２０本の光ファイバカプラ１を
試作した。

そして、各光ファイバカプラ１の光分岐比を測定した結
果、全てのカブラ１において光分岐比−６０±３％の安
定した値が得られた。

一方、比較のためジャケット層２Ｃの無い第１光フアイ
バ２を用いて上記と同様の２０本の光ファイバカプラ１
を試作し光分岐比の測定を行った。

この場合、ＶＡＤ法により製造したＧ　ｅ　Ｏ２Ｓ　ｉ
Ｏ２ガラス製のコア２ａ（コア径９μｍ）及びＳ　Ｉ　
Ｏ２ガラス製のクラッド層２ｂ（クラツド径１２５μｍ
）から成る第１光−ファイバ２と、ＧｅＯ−５ｉｎ２ガ
ラス製のコア３ａ（コア径９μｍ）及びＳ　ｉＯ２ガラ
ス製のクラッド層３ｂ（クラツド径１１６μｍ）からな
る第２光フアイバ３とを用いた。なお、両光ファイバ２
．３のコア２ａｓ３ｇとクラッド層２ｂ、３ｂの比屈折
率差はいずれも０．３％であった。

この結果、光分岐比−７０±２０％と大きくばらついた
。

このように、本実施例の安定性が確認できた。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、光ファイバの融着幅を容
易に制御することができ、広い波長帯域に亘って所望と
する光分岐比の再現性を向上し得る効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る光ファイバカプラの断
面図、第２図は光ファイバカプラの製造工程を示す断面
図、第３図は光ファイバカプラの製造装置の概要を示す
斜視図、第４図は露出部回りの拡大側面図、第５図はフ
ァイバ形カブラの製造工程を示すフロー図、第６図は従
来の光ファイバカプラの断面図である。 １・・・光ファイバカプラ、２・・・第１光フアイバ、
３・・・第２光フアイバ、２ａ、３ａ・・・コア、２ｂ
、３ｂ・・・クラッド層、２Ｃ・・・ジャケット層、４
・・・露出部、４ａ・・・融着部分。 叉旋ｆ１９禰威 ！１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数本の光ファイバを、当該光ファイバの被覆を除
   去した露出部において、加熱融着しながら延伸して形成
   した光ファイバカプラにおいて、当該複数本の光ファイ
   バの少なくとも１本が、クラッド層の外側に、当該クラ
   ッド層と同質であって当該クラッド層より軟化点温度の
   低いジャケット層を備えていることを特徴とする光ファ
   イバカプラ。 ２、少なくとも１本が、クラッド層の外側に、当該クラ
   ッド層と同質であって当該クラッド層より軟化点温度の
   低いジャケット層を備える複数本の光ファイバを用い、 当該光ファイバの被覆を除去して露出部を形成し、当該
   露出部において加熱融着しながら延伸することを特徴と
   する光ファイバカプラの製造方法。