JPH03267903A - フアイバ型カプラの補強方法 - 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加熱・融着・延伸して
なるファイバ型カプラの補強方法に関するものである。

（従来の技術） ファイバ型カプラは単一波長の光を分岐／結合、あるい
は、複数波長の光を分波／合波する機能を有するもので
あり、光導波路やセンサ用ファイバ等に用いられる。フ
ァイバ型カプラの製造方法としては、融着・延伸法と研
磨法が知られているが、シングルモード用ファイバ型カ
プラの製造には、融着延伸法が最も適した方法といわれ
ている（′”最近の光フアイバカプラ技術”、オプトエ
レクトロニクス（１９８８）、Ｎｏ、５．第１２５頁）
。

この融着・延伸法は、複数本の石英系の光ファイバを捻
った状態、あるいは、平行に配置した状態で融着するこ
とにより束ね、その後、バーナ等の加熱器で束ねた部分
を加熱・溶融しながら延伸し、所定の特性（分岐比等）
が得られた時点で延伸を停止して製造するものである。

なお、上記方法により形成された結合部を外部応力がら
保護するために、通常、ガラス、セラミック等のケース
内に収納し、接着剤で固定している。

従来の補強構造として、延伸部（細径溶融部）のみが宙
づりの状態で、細径溶融部の両側の非延伸部（大径非溶
融部）をケース（治具）に固定する方法（特開昭６３−
２７１２０８号公報）がある。

また、複数の溝を有する櫛歯状の固定部を長手方向にお
いて互いに対向して基板上に配置し、２本の光ファイバ
の配列方向に対して直行する方向に複数の光フアイバカ
プラを配置した多心光フアイバカプラ補強器が提案され
ている（特開昭６３−２５４４０６号公報）。

なお、上記補強構造において使用される接着剤としては
、ガラスやセラミックに対して接着性が良好なエポキシ
系、酢酸ビニル系、アクリレート系等の有機系接着剤や
、ガラスはんだ等の無機系接着剤が考えられるが、無機
系接着剤は硬化させるときに高温にする必要があり製造
が困難になるので、補強構造には有機系接着剤を使用す
る場合が多い。

このような補強構造において、光ファイバを直接支持す
る内部基盤としては、光ファイバと線膨張係数が等しい
石英や、はぼ同程度の線膨張係数をもつセラミックやＬ
ＣＰ等が使われているが、これらの材料は脆弱であり、
破損しやすい欠点がある。このため、核力から保護する
目的で、外部補強ケースを用い、内部補強基盤を外部補
強ケース内に固定するが、周囲の温度が変化すると、外
部補強ケースと内部補強基盤との線膨張係数が異なるた
めに生じる熱応力により、内部補強ケースに歪みが発生
し、それに支持されるファイバ型カプラに応力を与え、
伝送特性が変化してしまうという問題があった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、複数
の光ファイバを融着・延伸して形成されたファイバ型カ
プラを固定した内部補強基盤を、外部補強ケースに固定
する、ファイバ型カプラの補強方法において、周囲温度
が一４０℃〜８５０Ｃの範囲の熱応力によって生じる、
該内部補強基盤の歪みが０．１％以下となるように内部
補強基盤を外部補強ケースに固定することにより、内部
補強基盤に加えられる熱応力による歪みを、ファイバ型
カプラの伝送特性に影響を与えないようにすることを目
的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、複数の光ファイバを融着延伸して形成するフ
ァイバ型カプラを内部補強基盤へ固定し、かつ該内部補
強基盤を外部補強ケースに固定するファイバ型カプラの
補強方法において、外部補強ケースとして、周囲温度が
一４０６Ｃ〜８５℃の範囲の熱応力によって生じる、該
内部補強基盤の歪みが０．１％以下となるようにしたこ
とを特徴とするものである。

光ファイバは、石英系の光ファイバを用い、内部補強基
盤の材料として、石英、セラミック、ＬＣＰ等を用いる
ことができる。外部補強ケースの材料としては、アルミ
ニウム、アンバー合金等や、プラスチック材料である、
ポリカーボネート、シリコンゴム等を用いることができ
る。

（作　用） 複数の光ファイバを融着延伸して形成するファイバ型カ
プラを内部補強基盤へ固定し、かつ該内部補強基盤を外
部補強ケースに固定するファイバ型カプラの補強方法に
おいては、周囲温度が変化したときに、線膨張係数の違
いにより、内部補強基盤に歪みが生じる。

内部補強基盤に生じる歪みをε１、外部補強ケースに生
じる歪みをε、とすると、△Ｔの温度変化が与えられる
と、下式が成立する。

ε１＋ε、＋１＝（α、−α、）×△Ｔ　・・・■ε、
Ｅ、Ｓ、＝ε、Ｅ。Ｓ、　　　　　−３，■ここで、 α５．α、：内部補強基盤及び外部補強ケースの線膨張
係数 Ｅ、、Ｅ、、：内部補強基盤及び外部補強ケースのヤン
グ率 Ｓ、、Ｓ、：内部補強基盤及び外部補強ケースの断面積 である。

■、■式を解くことにより、内部補強基盤に生じる歪み
が計算できる。ε１を小さくするためには、 （１）Ｅ、を小さくする。

（２）Ｓ、を大きくＳ、を小さくする。

（３）α、を小さくする。

の３点が効果的であるが、その中でも特にＥｍ＋α。を
小さくする方法が有効である。

本発明者らは、これに着目して研究を進めた結果、ε１
が、０．１％以下であれば、カプラの伝送損失の変化が
ほとんど生じないことを見い出した。特に、０．０５％
以下であると、カプラの伝送損失の変化には全く影響が
生じないといえるものであった。

そこで、本発明のファイバ型カプラは、脆弱である石英
を高弾性率を有する金属、あるいは衝撃を緩和するプラ
スチック材料からなる外部補強ケースに固定しているの
で、外力がカプラに対し生じた場合においても破損する
ことはない。

（実施例） 第１図は、本発明の一実施例を説明するためファイバ型
カプラの斜視図であり、第２図は、第１図におけるファ
イバ型カプラを固定した保護部材を示し、（Ａ）図は側
面図、（Ｂ）図は平面図である。図中、１は光ファイバ
、２は光結合部、３は内部補強基盤、４は接着剤、５は
外部補強ケースである。

光ファイバは、石英系の光ファイバであり、内部補強基
盤３の材料として、石英、セラミック、ＬＣＰ等を用い
たもので、その溝にファイバ型カプラを収納し、融着さ
れていない部分を接着剤４で固定する。それにより第２
図に示すような、ファイバ型カプラを固定した内部補強
基盤が得られる。これを、第１図に示すように、外部補
強ケース５に挿入し、接着剤で固定する。外部補強ケー
スの材料としては、内部補強基盤よりも高弾性率を有す
るアルミニウム、アンバー合金等や、プラスチック材料
である、ポリカーボネート、シリコンゴム等を用いるこ
とができる。しかしながら、上述した材料は、これらに
限られるものでなく、適宜の材料を選択することができ
る。

上述した実施例の構造について、種々の材質、断面積の
ものを試作し、測定した結果を第３図に示す。試作した
カプラは、８：２の分岐比を有するもので、シングルモ
ード光ファイバを用いてファイバ型カプラを製作したも
のである。第３図における歪みと損失変化は、常温と一
４０℃において測定した値の差である。これらの結果か
ら内部補強基盤に生じる歪みを、０．１％以下に抑える
ことで、温度変化に対し、安定した特性を発揮でき、０
．０５％以下では、損失変化の影響は全くないファイバ
型カプラを提供できることがわかる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によるファイバ
型カプラは、脆弱である内部補強基盤を高弾性率を有す
る金属、あるいは衝撃を緩和するプラスチック材料から
なる外部補強ケースに固定されているので、外力がカプ
ラに対し生じた場合においても破損することはなく、さ
らに、熱応力によって生じる内部補強基盤の歪みを、０
．１％以下にすることで、伝送特性の安定したファイバ
型カプラを得ることができ、特に、高、低温の特殊環境
において、安定した伝送特性を有するファイバ型カプラ
を提供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を説明するためファイバ型
カプラの斜視図であり、第２図は、第１図におけるファ
イバ型カプラを固定した保護部材を示し、（Ａ）図は側
面図、（Ｂ）図は平面図、第３図は、試作したファイバ
型カプラの特性の説明図である。 １・・・光ファイバ、２・・・光結合部、３・・・内部
補強基盤、４・・・接着剤、５・・・外部補強ケース。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の光ファイバを融着延伸して形成するファイバ型カ
   プラを内部補強基盤へ固定し、かつ該内部補強基盤を外
   部補強ケースに固定するファイバ型カプラの補強方法に
   おいて、外部補強ケースとして、周囲温度が−４０℃〜
   ８５℃の範囲の熱応力によって生じる、該内部補強基盤
   の歪みが０．１％以下となるようにしたことを特徴とす
   るファイバ型カプラの補強方法。