JPH0362005A - 光ファイバ接続時の適正加熱条件検索方法 - Google Patents

光ファイバ接続時の適正加熱条件検索方法

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JPH0362005A
JPH0362005A JP1198753A JP19875389A JPH0362005A JP H0362005 A JPH0362005 A JP H0362005A JP 1198753 A JP1198753 A JP 1198753A JP 19875389 A JP19875389 A JP 19875389A JP H0362005 A JPH0362005 A JP H0362005A
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Tsutomu Watanabe
勤 渡邉
Yasuo Asano
康雄 浅野
Hideji Furuya
古家 秀司
Michito Matsumoto
松本 三千人
Nobuo Hirano
平野 信夫
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Sumitomo Electric Industries Ltd
NTT Inc
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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    • G02OPTICS
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    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/255Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding
    • G02B6/2551Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding using thermal methods, e.g. fusion welding by arc discharge, laser beam, plasma torch

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  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

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、光ファイバ同士を相互に融着接続する場合に
おいて、光ファイバの適正加熱条件を検索する方法に関
する。
〔従来の技術〕
光ファイバの融着接続は、相互に接続される光ファイバ
の端部が放電加熱により溶融されて行なわれる。
このとき、放電加熱温度が所定の適正温度範囲内にない
場合には、接続された光ファイバ相互間における接続損
失が大きくなってしまう。例えば、放電加熱温度が適正
温度範囲を超え、與常に高かった場合には、光ファイバ
の端面同士が接する前にこれに加えられる熱量により過
度の溶融を起こし、結果として、第6図に示したように
、光ファイバ1のコア2が接続部付近で変形してしまい
、接続損失が大きくなる。
従って、光ファイバの放電加熱温度を適正温度範囲内で
制御することが要求される。
放電電極相互間に流れる放電電流値と放電加熱温度との
間に所定の関係があることに着目し、放電加熱温度を制
御するための目安として、この放電電流値を計測するこ
とが知られている(例えば、昭和63年電子情報通信学
会春季全国大会資料、井出貴史氏らによるB−613r
SM多心−括融着における融着条件の最適化」と題する
論文参照)。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、放電加熱温度を制御するための目安として、放
電電極間の放電電流値を用いても、放電を繰り返すうち
に、放電電極は付着物や酸化によって劣化する。放電電
極が劣化すると、これに伴い、放電電流値が一定である
にも拘らず、放電加熱温度が上昇することが経験的に知
られている。
このため、第7図に示したように、放電を繰り返すうち
に光ファイバの接続損失が徐々に増加することとなる。
かかる事情から、放電電流を目安に放電加熱温度を制御
する場合には、放電回数の増加に伴い放電電流値を下げ
る等の調整が必要となる。ところが、このような放電電
流値の調整をするには、厳密には、電流計、パワーメー
タ等の測定機器を駆使して、放電電流値と接続損失との
関係を調べ、第8図の如きグラフを作製し、作製したグ
ラフから放電加熱温度が適正温度範囲内におさまるよう
な放電電流値を求めざるを得ない。実際に、光ファイバ
の融着接続を行なう工事現場において、このような作業
を行なうことは困難であり、また、作業時間が長くなる
という不具合があった。
そこで、上述の事情に鑑み、本発明は、放電加熱温度が
適正温度範囲内におさまり得る適正加熱条件を、容易に
求めることができる光ファイバ接続部の適正加熱条件検
索方法を堤供することを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
上述の目的を達成するため、本発明による光ファイバ接
続時の適正加熱条件検索方法においては、互いに離間し
て設けられた一対の放電電極の相互間に光ファイバの端
面を位置決めし、この光ファイバの端部を放電加熱によ
り溶融させ、溶融前後における光ファイバ端面の位置か
らその端面が溶融により後退した距離を求め、この後退
距離に基づいて、光ファイバ端部を放電加熱したときの
光ファイバの放電加熱条件が光ファイバ融着接続時の放
電加熱条件として適しているか否かが判別されるように
なっている。
〔作用〕
このようにすることによって、光ファイバ端部の溶けぐ
あいから、光ファイバの放電加熱温度が適正温度範囲に
納まり得る適正加熱条件が求められる。
また、放電電極間に、対をなす光ファイバ端面を相互に
対向させて位置決めし、これら光ファイバ端部の溶けぐ
あいを観察することにより、対をなす先ファイバ端部の
溶けぐあいを平均化して適正加熱条件を求めることがで
きる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例について第1図〜第5図を参照し
つつ、説明する。
第1図は、本発明を実施する場合の工程を順に示してい
る。
第1図(a)に示したように、まず、光ファイバの融着
接続装置に光ファイバ1を装着する。融着接続装置には
、互いに離間して一対の放電電極3が設けられており、
放電電極3の相互間に、先ファイバ1の端部が位置決め
される。この位置決めの後、位置決めされた光ファイバ
端面の位置(初期位置)が計7111される。この計測
は、例えば、融着接続装置に設けられた図示しない顕微
鏡、CCDカメラ、画像処理装置等からなる観察手段に
よって光ファイバ1の端部が撮像され、得られたファイ
バ像の輝度分布に基づいて画像処理が行なわれることに
よってなされる。
光ファイバ1の端面の初期位置が計測された後、同図(
b)に示したように、一対の放電電極3相互間に所定時
間、放電電圧が印加され、光ファイバ1の端部が放電に
より加熱溶融される。光ファイバ1が加熱される時間は
、光ファイバ1の端部が溶融するに十分な時間が必要で
あり、かつ、光ファイバ1の端部以外に変形が生じない
ような時間であることが望ましく、例えば、0.5秒以
上5.0秒以下の範囲内から適当に選定される。
この放電加熱により、同図(c)に示したように、光フ
ァイバ1の端部は溶融し、その表面張力によって丸まり
、その端面ば後退する。そして、この後退後の光ファイ
バ1の端面位置(溶融後位置)が、溶融前の初期位置と
同様にして計測される。上述のようにして、計測された
光ファイバ1端面の初期位置と溶融後位置とに基づき、
光ファイバ1の端面が溶融して後退した距離ΔL1が求
められる。この後退距離ΔL1は、光ファイバ端部の溶
けぐあいに応じた値となり、放電加熱により光ファイバ
に与えられた熱量あるいは放電加熱温度に応じた値とな
る。それゆえ、後退距離ΔL1は、放電加熱時間が変わ
らなくても放電電流値が変化することにより変化するし
、放電電流値が変わらなくても放電電極の劣化の程度に
応じて変化する。
従って、この後退距離ΔL1を計測すれば、これに払づ
いて、光ファイバの放電加熱状態を評価することができ
る。すなわち、光ファイバの融着接続を行なって、許容
し得る程度に十分に低い接続損失が得られたときと同一
の放電加熱条件で光ファイバ端部を加熱溶融し、そのと
きの後退距離ΔL1を予め求めておく。この作業を繰り
返して行ない、求められた後退距離ΔL1のうち最大の
ものをΔL  1最小のものをΔL  とする。
wax          sin そして、光ファイバの融着接続の前に、光ファイバ端部
を上述したようにして溶融し、光ファイバ端面の後退距
離ΔL1を求め、この後退距離ΔL1が予め求められて
いる適正範囲内(ΔL1□以上ΔL  以下)に納まる
ように、放電電流値ax が相対的に調整される。例えば、ここで求められた後退
距離ΔL が、ΔL  より小さい場合にl     
ain は、熱量不足の場合であるので、放電電流値を高くし、
逆に、後退距離ΔL が、ΔL  より大l     
     wax きい場合には、熱量過多の場合であるので、放電電流値
を低くする。このようにして、後退距離ΔL が適正範
囲内(ΔL 0以上ΔL  以下)1        
          1111+          
1aXに納まるように放電電流値が相対的に調整される
ΔL 、及びΔL  は、次のようにして求め+111
n            IuaXられる。まず、光
ファイバ端部を加熱溶融してΔL を求める。そして、
この後退距離ΔL1が得られたときの光ファイバの放電
加熱条件を固定し、これと同一の放電加熱条件下(加熱
0開は具なっていてもよい)で、先ファイバ同士のFi
A着接続を行ない、その接続部の接続損失を計alll
する。この後退距離ΔL1と接続損失の計測を、放電電
流値を変えて繰り返し行ない、後退距離ΔL1と接続損
失との関係を、第2図に示したグラフとして予め求めて
おく。そして、このグラフから接続損失が許容できる程
度に十分に低くなる範囲の後退距離ΔL を求め、求め
られた後退距離ΔL1のうち、最大の後退距離をΔL 
 とし、最少のものIuaX をΔL 、 とする。なお、ΔL  及びΔL1n巾+
 n                       
 maxは、融着接続装置のCPU、ROM、RAM等
からなる中央制御部に記憶される。これにより、光ファ
イバの融着接続前に求められた後退距離ΔL が、ΔL
 、より小さい場合には、「放電1     m+n 弱い」と融着接続装置の表示部に表示し、後退距離ΔL
 がΔL  より大きい場合には、「放電l     
   max 強い」と表示し、後退距離ΔL1が適正範囲内(ΔL 
 以上ΔL  以下)に納まっている場l1in   
  aax 合には、「放電OKJと表示することができるようにな
っている。
なお、上述の実施例においては、一対の放電電極3に対
して一方の側に、光ファイバ1の端部が位置決めされ、
この光ファイバ端面の後退距離から放電加熱状態の適否
を判断しているが、第3図に示したように、一対の族7
Ii電極3に対して両側に、対をなす光ファイバ1の端
部を互いに向かい合わせて放電電極3相互間に位置決め
し、放電加熱を行なって、これらの後退距離に基づいて
放電加熱状態の適否を判断することもできる。この場合
には、光ファイバの端部が放電電極3から離れ過ぎない
ように、対をなす先ファイバの端面相互間隔は100μ
In以下とされ、放電加熱前における一対の光ファイバ
端面の相互間隔(初期間隔)Loが計7IP+される(
第3図(a))と共に、放電加熱後の間隔(溶融後間隔
)Ltが計測され(第3図(b))、計31された初期
間隔と溶融後間隔とに址づき、対をなす光ファイバの端
面がそれぞれ後退した距離の和としてΔL(−L  −
Lo)が求められる。
そして、この後退距離の和ΔLと接続損失との関係につ
いて、第2図に示したグラフと同様のグラフを作製し、
接続損失が許容し得る範囲となる後辺距離の和ΔLの範
囲(ΔL  以上ΔLffiaxin 以下)を求め、この範囲内に、後退距離の和ΔLが納ま
るように放電電流値を相対的に調整することによって、
放電電流値を求めずとも、接続損失の低い適正な放電加
熱条件が求められる。
ところで、放電電極3に対して一方の側に、光ファイバ
1の端部を位置決めする場合には、放電電流値等の放電
加熱条件が変らなくとも、一対の放電電極3の先端を相
互に結ぶ仮想線から光ファイバ1の端面位置までの距離
(位置決め位置)が変ると、光ファイバ端部の溶けぐあ
いが変化する。
従って、この距離が一定となるように正確に位置決めす
る必要がある。もし、正確な位置決めができない場合に
は、適正加熱条件の検索精度が低下する。また、放電電
極3の劣化によって放電火花が飛ぶ位置が変ることもあ
り、放電電極3の劣化に伴い、適正加熱条件の検索精度
が低下することがある。これに対し、対をなす先ファイ
バ端部を放電電極3の両側に位置決めした場合には、放
電電極3に対する先ファイバ1の相対的な位置決め精度
が、光ファイバ1を放電電極3の一方側に位置決めする
場合に比べ低くても、対をなす光ファイバの端面相互の
相対的位置決めが正確になされていれば、対をなす光フ
ァイバ端部の溶けぐあい双方が考慮されるので、対をな
す光ファイバ端部の溶けぐあいを平均化したと同様とな
り、検索精度の低下を抑制できる。なお、対をなす光フ
ァイバ端面相互間の相対的位置決めは、CCDカメラに
よりその双方を認識できるので、高い精度で位置決めが
可能である。
第4図に、対をなす光ファイバの端部を、その端面相互
間が10μmとなるように位置決めし、放電電流値を一
定とし、放電時間を3.0秒として、先ファイバ端部を
放電加熱した場合における放電回数と端面間隔の広がり
(後退距離の和ΔL)との関係をグラフとして示す。こ
のグラフから、放電電流値が一定となっていても、放電
回数が増加するにつれ、後退距離の和ΔLが増加し、放
電回数が所定回数n。を越えた場合に、ΔLが接続損失
の許容し得る適正範囲(ΔL 0以上11n ΔL  以下)を越えることが判明した。放電量ax 数が所定回数n。を越えた場合の接続損失とその発生度
数との関係を第5図に示す。同図(a)は放電電流値i
を一定(i−io)としたまま融着接続を行なった場合
を示し、同図(b)はΔLが適正範囲(ΔL  以上Δ
L  以下)内に納まl1in         a+
ax るように放電電流値iを11に下げて融着接続を行なっ
た場合を示している。この結果からも明らかなように、
ΔLが適正範囲内に納まるように放電電流fUiを;X
J整することによって、良好な接続時性が得られた。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明による光ファイバ接続時の
適1E加熱条件検索方法によれは、光ファイバ端部の溶
けぐあいに基づいて、放電電流を…対向に調整すること
などにより、光ファイバの適正加熱条件を容易に求める
ことができる。従ってN放電電流値を求める必要もない
し放電電極の劣化を考慮する必要もないので、野外等で
の先ファイバの接続作業においても容易に適正加熱条件
が求められる。殊に、標高が高い地域における光ファイ
バの融着接続作業では、気圧の低下に1↑う放電電極相
互間の電気抵抗の低下により、放電加熱温度が低下する
が、この場合にも、容易に適正加熱条件を求めることが
できる。
また、光ファイバの溶けぐあいから、適正加熱条件を求
めているので、作業対象たる先ファイバの種類が変って
、その溶融温度が変った場合にも、先ファイバの適正加
熱条件を容易に求めることができる。
更に、放電電極間に、!I4をなす光ファイバ端面を相
互に対向させて位置決めし、これら光ファイバ端部の溶
けぐあいを観察することにより、対をなす先ファイバ端
部の溶けぐあいを平均化したと同様となり、先ファイバ
の位置決め誤差による適正加熱条件の検索誤差が抑制さ
れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示した図、第2図は後退距離
と接続損失の関係を示したグラフ、第3図は第1図に示
した実施例と異なる本発明の実施例を示した図、第4図
は放電回数と後追距離の和との関係を示したグラフ、第
5図は接続損失の分布を示したグラフ、第6図は光ファ
イバの接続不良例を示した図、第7図は放電回数と接続
損失の関係を示したグラフ、第8図は放電電流と接続損
失の関係を示したグラフである。 1・・・光ファイバ、2・・・コア、3・・・放電電極

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、互いに離間して設けられた一対の放電電極の相互間
    に光ファイバの端面が位置決めされ、位置決めされた光
    ファイバ端面の初期位置が計測される工程と、 前記一対の放電電極相互間に放電電圧が印加され、前記
    光ファイバの端部が加熱溶融される加熱工程と、 前記光ファイバ端面の溶融後位置が計測される工程と、 前記初期位置及び前記溶融後位置に基づき、前記光ファ
    イバ端面が前記初期位置から後退した距離が求められ、
    この後退距離に基づき、前記加熱工程における光ファイ
    バの放電加熱条件が光ファイバ融着接続時の放電加熱条
    件として適しているか否かが判別される工程とを備えて
    いることを特徴とする光ファイバ接続時の適正加熱条件
    検索方法。 2、互いに離間して設けられた一対の放電電極の相互間
    に、対をなす光ファイバの端面が互いに対向して位置決
    めされ、位置決めされた光ファイバ端面相互間の初期間
    隔が計測される工程と、前記一対の放電電極相互間に放
    電電圧が印加され、前記光ファイバの端部が加熱溶融さ
    れる加熱工程と、 前記光ファイバ端面相互間の溶融後間隔が計測される工
    程と、 前記初期間隔及び前記溶融後間隔に基づき、前記光ファ
    イバ端面がそれぞれ溶融して後退した距離の和が求めら
    れ、この後退距離の和に基づき、前記加熱工程における
    光ファイバの放電加熱条件が光ファイバ融着接続時の放
    電加熱条件として適しているか否かを判別する工程とを
    備えていることを特徴とする光ファイバ接続時の適正加
    熱条件検索方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH01169331A (ja) * 1987-12-16 1989-07-04 Fujikura Ltd 光ファイバの加熱測定法

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