JPH04204509A - 光ファイバ融着形カプラの製造方法 - 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〕 本発明は光ファイバ融着形カプラの製造方法に関する。

〔従来の技術〕

光ファイバ融着形カプラは、複数本の光フアイバ素線同
士を接触し、加熱溶融および延伸させてコア同士を近づ
け、この融着部分で光を一定の割合で結合させることに
より、光を分岐・合流させる機能を備えている。この光
ファイバ融着形カプラの用途は各種測定器や光フアイバ
通信用など多岐にわたり、光ファイバを用いる広い分野
で実用化されている。今後、特に加入者系光フアイバ通
信においても、単一波長双方向伝送を行う場合のキーデ
バイスとして光ファイバ融着形カプラの使用が期待され
ている。このため生産性が高くかつ安価なものが必要と
なり、その製造の効率化が重要な課題となっている。

従来の光ファイバ融着形カプラの製造方法について第９
図〜第１２を用いて説明する。

まず、第９図に示すように、被覆を除去した複数本の光
ファイバ１を、被覆が除去されている部分同士が接触す
るように配置する。この配置には光ファイバ１を平行に
並べる方法、光ファイバ１をねじって並べる方法、光フ
ァイバ１を交差させて並べる方法等があるが、このいず
れの方法を使用してもよい。

これらの配置方法のいずれかにより配置された光ファイ
バ１を、例えば特開昭６０−２３２５１５号広報に記載
されているような光フアイバカプラ製造装置を用いて光
ファイバ１の位置調整を行い、第１０図で示すように光
ファイバの固定用部材２により光ファイバ１を加圧・固
定する。次に、第１１図で示すように、光ファイバ１が
接触している部分３をバーナー４により光ファイバ１の
融点付近まで加熱し、溶融させる。この光ファイバ１が
溶融した状態のまま光フアイバ接触部３の両端を押えて
いる固定用部材２を光ファイバ１の軸方向に移動させ、
第１２図に示すように、光ファイバ１を延伸することに
より、光ファイバ１のクラツド径およびコア径を小さく
する。

この結果、径が小さくなったコアが近接することになり
、光ファイバ１のコアを伝搬する光の電界分布が、隣接
する光ファイバ１のコアにまで及ぶようになり、カプラ
としての光分岐・結合の機能が実現する。このようにし
て融着された光ファイバ１は、特に融着部を外力、湿気
等から保護するため、樹脂等で固着され、パッケージジ
グされる。なお、光フアイバ融着部の長さ、延伸の速度
等を調節することにより、様々な分岐比を持つ光ファイ
バ融着形カプラが製造されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、従来の光ファイバ融着形カプラは、光ファイ
バ１を加熱・融合した後の光ファイバ１の延伸を、光フ
ァイバ１を加圧固定している固定用部材２を光ファイバ
１の軸方向に移動させることにより行っている。しかし
ながら、このような延伸方法は固定用部材２による光フ
ァイバ１の押え状態がばらつき易く、光ファイバ１に不
均一な力がかかることが多い。このため、所望の融着部
の長さや融着条件を再現性良く実現することが困難であ
った。また、第１３図、第１４図に示すように、延伸時
に光ファイバ１の曲がり、ねじれが生じ易く、所望の性
能が安定して得られず、製造の歩留まりが悪いと言う問
題もあった。なお、第１３図は融着時における張力が一
定の場合を示し、第１４図は張力が異なる場合を示して
いる。

歩留まりを向上させるためには、個々のカプラに対し、
常に光を入力させモニタしながら溶融、延伸する必要が
あり、生産性が著しく低くなる。

また、光ファイバ１に均一な力がかけられる製造装置が
必要となるが、このような製造装置は高精度が要求され
るため、非常に高価なものになり、設備のメンテナンス
にも手間がかかるという問題があった。

さらに、光ファイバ１の融着を行う時の光ファイバ１の
アライメント方法としては、光ファイバ１を平行に配置
し、この平行部を融着するとか、光ファイバ１をねじっ
ておいてねじれ部を融着するとか、さらには光ファイバ
１を交差させて交差部を融着する等の方法が提案されて
いる。しかしながら、いずれの方法も光ファイバ１をむ
き出しの状態で扱い、融着作業を行わなければならない
。

このため、光通信用として通常使用されている石英ファ
イバのような脆性の高い光ファイバを使う場合、その作
業性が非常に悪いと言う問題があった。

光ファイバ１の融着工程においても、むき出しの光ファ
イバ１をそのまま加熱溶融するため、光ファイバ１が溶
融状態になった時、自重により下方へ変形し易く、その
結果、所望の性能が得られにくいという問題があった。

これを解決するために、溶融後、光ファイバ１が自重に
より変形する前に、すばやく延伸する必要があり、溶融
温度と延伸のタイミングおよび延伸スピードの間に微妙
なバランスが必要とされる。このため、これらの条件を
同時に制御できる延伸の設備が必要となっていた。

製造された光ファイバ融着形カプラを光部品として使用
するためには、融着された光ファイバ１をパッケージン
グする必要がある。従来のパッケージングは、光ファイ
バ１をガラスパイプに通すとか、あるいは樹脂等で固め
る等の処理を施していた。しかしながら、これらの方法
は作業性が悪い上、樹脂の硬化時の収縮等による力や、
その他の外力が働き易く、特性も安定しない等の欠点を
有していた。また、パッケージング作業を行うときには
、外径が細（なり、通常の光ファイバよりも更に弱くな
った光フアイバ融着部をむき出しの状態で扱わなければ
ならず、その際の光フアイバ破損による不良が多く発生
していた。

本発明は上述した問題に鑑みなされたもので、前記光フ
ァイバの融着時、パッケージング時の作業性を改善する
ことにより、・生産性を高め、しかも安定した特性を有
する信頼性の高い光ファイバ融着形カプラの製造方法を
提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

請求項１の発明は、複数本の光ファイバの側面を互いに
接触して配置し、光ファイバの接触部の中心付近を加熱
溶融して延伸することにより光ファイバの融着を行う光
ファイバ融着形カプラにおいて、融着しようとする光フ
ァイバの接触部の両端を溶融性の基板に固定し、光ファ
イバの接触部を加熱溶融すると共に前記基板を加熱、延
伸することにより光ファイバの加熱溶融した接触部を延
伸させて作製するようにしたものである。

請求項２の発明は、基板の表面に光ファイバの外径より
僅かに大きな幅を有するガイド溝を設け、このガイド溝
内に光ファイバの側面を互いに接触させた状態で嵌合す
るようにしたものである。

請求項３の発明は、基板をガラスで作製した構成とした
ものである。

〔作用〕

請求項１の発明のように、光ファイバを固定している基
板ごと引っ張るようにしたことにより、光ファイバの固
定点を起点にして全ての光ファイバに同じように張力を
付与することができる。このため、従来のように光ファ
イバに付加する張力が不均一となり、光ファイバの曲が
り、ねじれか発生ずるというようなことがなく、安定し
た光ファイバの延伸を行うことができる。また、基板の
上に光ファイバを配置して加熱溶融するため、光ファイ
バが溶融したときにも基板に支えられており、自重によ
る光ファイバの変形が起こらなくなる。この結果、良好
な特性の光ファイバ融着形カプラを安定して製造するこ
とができる。さらに、融着が完了したときには既に基板
に光ファイバが固定されているため、その基板をそのま
ま融着後にパッケージとして使用でき、あらためて光部
品としてのパッケージング作業をする必要が無くなる。

請求項２の発明のように、基板に、光フアイバガイド用
の溝を設けることにより、光ファイバのアライメントが
簡易に行えるようになり、作業性が良くなる。また、ガ
イド溝に光ファイバを嵌め込むだけで、常に融着する光
ファイバの位置関係が決定されるため、所望の分岐比を
得るための融着部の長さや接触の度合等の再現性が高め
られ、融着時にモニタすることなく再現性の良い光ファ
イバ融着形カプラの製造を行うことができる。

請求項３の発明のように、基板をガラスで作製すること
により、この基板が熱により軟化し容易に変形可能とな
る。したがって、基板の両端を保持し、両側へ引っ張れ
ば簡単に延ばすことができる。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図〜第５図は本発明による光ファイバ融着形カプラ
の製造工程を示す斜視図である。まず、第１図に示すよ
うに、被覆を除去した複数本（本実施例では２本）の光
ファイバ１０を抵融点ガラス製の基板１１上に並設し、
被覆が除去されている部分（光フアイバ接触部１２）が
接触するように配置する。この配置の方法は、例えば光
ファイバ１０が平行になるように配置するかまたは、光
ファイバ１０が交差するように配置する等の方法を採用
しており、確実に光ファイバ１０同士が接触するように
しておけばよい。

ここで、基板１１には、第６図で示すように、長さ５ｍ
ｍの光フアイバ接触部１３ａを有するガイド溝１３をフ
ォトリングラフィによりパターニングし、これをエツチ
ングすることにより設けた。

なお、このガイド溝１３は予め全形を用意し、モールド
工法により作製しても良いし、また、微小エンドミルに
より機械加工してもよい。

光ファイバ１０が配置できたら、第２図で示すように、
光フアイバ接触部１２の両端（光フアイバ固定部１４）
を基板１１に固定する。こ２の固定は、光ファイバ１０
を延伸する時に光フアイバ固定部１４が動かないよう、
充分な固定強度となるように行う。この固定には低融点
ガラスのボッティングを用いた。固定強度の目安として
は、従来、固定用部材により行っていた光ファイバの加
圧・固定の時と同程度でよい。ただし、ここで注意すべ
き点は、光ファイバ１０を完全に張った状態で固定しな
くてはならないことである。光ファイバ１０が完全に張
った状態でないと、融着時に光ファイバ１０に不均一な
力がかかり易くなり、光ファイバ１０の曲がり、ねじれ
が発生してしまうおそれがある。

基板１１上への光ファイバ１０の配置ができたら、次に
光ファイバ１０の加熱溶融を行う。すなわち、第３図に
示すように、第２図の状態のまま、バーナー１５により
光フアイバ接触部１２を光ファイバ１０の融点付近まで
加熱し、光ファイバ１０を溶融させる（光フアイバ溶融
部１６）。このとき、光ファイバ１０を固定している基
板１１もバーナー１５の熱により同時に加熱される。基
板１１は、例えばガラスのような、熱により軟化し容易
に変形可能になる材料のものを使用している。したがっ
て、光ファイバ１０と共に加熱された基板１１は容易に
変形可能な状態になっているため、第４図に示すように
、基板１１の両端を保持し、両側（矢印六方向）へ引っ
張れば簡単に延ばすことができる。なお、基板１１は、
加熱の熱が延伸部分１７に伝わり易くするため、第７図
に示すように、加熱部にくびれ部１８を設け、細くした
形状としておくとよい。

本実施例によれば、基板１１を延ばすときに同時に光フ
ァイバ１０を延伸することになるが、従来のように光フ
アイバ自身を保持して延伸するのと異なり、全ての光フ
ァイバ１０を等しい力で延伸することができる。また、
基板１１により光ファイバ１０を保持しているため、溶
融時に光ファイバ１０の自重により光フアイバ溶融部１
６が変形することがなく、安定した延伸を行うことがで
きる。さらに、不均一な外力をかけることなく光ファイ
バ１０の延伸を行うため、非常に安定した特性の光ファ
イバ融着形カプラを製造することができ、製造時の歩留
まりを大幅に向上することができる。

第８図は、モニタせずに一定の融着条件で本カプラ製造
工法によりカプラを作製したときの特性分布を示す。１
００個作製したが、同図かられかるように３ｄｂカプラ
を作製した場合、はぼ９５％以上の歩留まりで安定した
特性を再現よく得られていることがわかる。

また、本実施例の光ファイバ融着形カプラでは、第４図
に示すように、光ファイバ１０の融着が完了した時点で
、既に光ファイバ１０が基板１１上に固定されている。

このため、従来のように光ファイバがむき出しの状態の
まま、カプラのパッケージに光ファイバを樹脂で硬める
等の作業をする必要がなく、第５図に示すように、その
まま外周を覆う程度のパッケージ１９を施すだけで、光
ファイバ融着形カプラを光部品とすることができる。し
たがって従来のような効率が悪く、外力が働き易いため
特性が安定しにくい等の問題点を持つパッケージング作
業が省略できる。

〔発明の効果〕

以上のように請求項１の発明の光ファイバ融着形カプラ
の製造方法によれば、光ファイバを加熱溶融する際に同
時に光ファイバを固定している基板を加熱し、基板が加
熱されて塑性変形を起こし易くなった状態で基板を光フ
ァイバの軸方向に引っ張ることにより、曲がり、ねじれ
のない安定した延伸を行うことができるという効果があ
る。

また、光ファイバが加熱溶融した状態でも基板により光
ファイバを支えているため、自重により光ファイが変形
することなく延伸作業を行うことができる。このため再
現性のよい光ファイバ融着形カプラの製造が実現でき、
製造時の歩留まりを大幅に向上できる。

また、光ファイバの融着が完了したら、基板をそのまま
パッケージの一部として使用できるため、従来のような
、特に脆性の高い光フアイバ融着部がむき出しの状態の
まま行うパッケージング作業を必要としない。

さらに、このような効果を生じるための特別な設備も必
要とせず、通常の延伸装置およびパッケージとしてその
まま利用可能な基板を使用するだけで、効果的な製造を
行うことができるという効果を有する。

一方、請求項２の発明のように、光ファイバを固定する
基板に光フアイバガイド用の溝を設けておくことにより
、光ファイバのアライメントが簡易に行えるため、製造
にかかる時間を短縮できるという効果がある。また、脆
性の高い光ファイバを基板の溝で囲んで保護しながら融
着作業を行うため、作業性がよく、かつ安全性が高く、
しかも高信頼なカプラを実現できるという効果を有する
。

さらに、請求項３の発明のように、基板をガラスで作製
すれば、この基板が熱により軟化し容易に変形可能とな
る。したがって、基板の両端を保持し、両側へ引っ張れ
ば簡単に延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図はそれぞれ本実施例による光ファイバ融
着形カプラの製造工程を示す斜視図、第６図、第７図は
それぞれ基板の他の実施例を示す斜視図、第８図は本発
明の製造方法により製造した光ファイバ融着形カプラの
特性分布を示す図、第９図〜第１２図はそれぞれ従来の
製造工程を示す斜視図、第１３図および第１４図は従来
の方法により製造したときの光ファイバ融着形カプラの
光フアイバ融着部の状態を示す正面図である。 １０・・・・・・光ファイバ、１１・・・・・・基板、
１２・・・・・・光フアイバ接触部、 １３・・・・・・ガイド溝、 １４・・・・・・光フアイバ固定部、 １６・・・・・・光フアイバ溶融部、 １７・・・・・・延伸部分、１９・・・・・・パッケー
ジ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数本の光ファイバの側面を互いに接触して配置し
   、光ファイバの接触部の中心付近を加熱溶融して延伸す
   ることにより光ファイバの融着を行う光ファイバ融着形
   カプラにおいて、融着しょうとする光ファイバの接触部
   の両端を溶融性の基板に固定し、前記光ファイバの接触
   部を加熱溶融すると共に前記基板を加熱、延伸すること
   により前記光ファイバの加熱溶融した接触部を延伸させ
   て作製することを特徴とする光ファイバ融着形カプラの
   製造方法。 ２、前記基板の表面に光ファイバの外径より僅かに大き
   な幅を有するガイド溝を設け、このガイド溝内に光ファ
   イバの側面を互いに接触させた状態で嵌合融着するよう
   にしたことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ融着
   形カプラの製造方法。 ３、前記基板はガラスで作製されていることを特徴とす
   る請求項１記載の光ファイバ融着形カプラの製造方法。