JPH04204703A - 光ファイバカプラの製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は光ファイバカプラの製造方法の改良に関するも
のである。

［従来の技術］ 近年の光ファイバを用いた伝送技術の進展に伴い、光の
分岐や合成に使用する光ファイバ力、ブラは、光ファイ
バ通信システムやＬＡＮ　（ローカル・エリア・ネット
ワーク）及び各種Ｍ＋　測／ステムを構築する際の重要
な光学部品として需要が急増している。特に、複数本の
先ファイバが一体化するテーパ状領域を融着・延伸によ
って形成するようにした融着延伸型の光ファイバカプラ
は高信頼性を有することから非常に注「１されている。

第２図は、融着延伸型の光ファイバカプラを製造する方
法の従来例を示したものである。

第２図に示した製造方法は、２本の先ファイバを融着さ
せて、２人力２出力型の光ファイバカプラを得る場合の
ものである。

この製造方法では、まず、第２図（ａ）に示すように、
融着・延伸させるべき部位の被覆を剥いだ２本の光ファ
イバｌａ、ｌｂを用意する（図中に符号Ｓで示した部位
が、被覆を剥いだ部分である）。

そして、これらの２本の光ファイバｌａ、ｌｂによる光
ファイバ束１を、第２図（ｂ）に示すように、カプラ製
造装置Ｍにセットして、所定の手順で、光ファイバカプ
ラにする。

前記カプラ製造装置Ｍは、光ファイバ束１をその中心軸
線に沿って離間した２位置で支える一対のファイバ束保
持ステージ２ａ、２ｂと、前記光ファイバ束１を構成し
ている複数本（この場合は２本）の光ファイバｌａ、ｌ
ｂを互いに融着させるべく前記一対のステージ２ａ、２
ｂの中間位置で光ファイバ束１を加熱する加熱手段（こ
の場合は、カスバーナ）３と、前記一対のステージ２　
ａ。

２ｂの一方または双方を光ファイバ束１の中心軸線方向
に移動させることによって、一対のステージ間２ａ、２
ｂの離間距離を変えるステージ移動機構（図示時）と、
前記光ファイバ束１の一端側から一本の光ファイバに光
信号Ｃ３を入射させる光源６と、光ファイバ束１の他端
側で各光ファイバｌａ、Ｉｂから出力される光信号Ｃ，
，Ｃ，を検出する受光器７ａ、７ｂと、以上の各部の動
作を自動制御するコントローラ（図示時）とを具備して
なる。

前記カプラ製造装置Ｍ上での処理は、以下の如く進めら
れる。

まず、前記光ファイバ束１は、一体化する部位（即ち、
光ファイバｌａ、ｌｂの被覆を剥いだ部分）が一対のス
テージ２ａ、２ｂの中間にくるように、一対のステージ
２ａ、２ｂに固定する。

そして、前記加熱手段３によって加熱する一方で、前記
一対のステージ２ａ、２ｂの離間距離を徐々に広げてゆ
くことによって、光ファイバ束１の加熱部に引張力を与
えて、前記加熱部の光ファイバｌａ、ｌｂ相互を融着・
延伸せしめる。

この融着・延伸によって、２本の光ファイバ１ａ、ｌｂ
が一体化したテーパ状領域Ｔを形成するが、この融着・
延伸処理中は、前記光源６から光ファイバ１ａに光信号
ＣＩを入射させるとともに、前記受光器７ａ、７ｂによ
って光信号Ｃ，，Ｃ，をモニタさせておき、Ｃ２とＣ８
とが所定の比率（通常は、１：１の比率）になったとこ
ろで、加熱手段３による加熱を止め、同時に、ステージ
２ａ。

２ｂの移動を止めて、処理を終了する。

なお、融着・延伸処理中には、必要に応じて、加熱手段
３の位置を光ファイバ束１の中心軸線に沿って移動させ
る。

さて、光ファイバカプラの性能を表すものとして、過剰
損失（ｄＢ）と、分岐比（％）とがあり、それぞれ、次
式によって定義される。

また、偏波面保存光ファイバを用いた光ファイバカプラ
の場合には、入射された直線偏光が保持されたまま出射
される必要があり、上記の外に、クロストークが問題に
される。

クロストークは、次式に示すように、一方の偏光軸のパ
ワーＰ、と、他方の偏光軸に漏れたパワー　Ｐ　Ｙとの
比を表すもので、偏波面保存光ファイバを用いた光ファ
イバカプラの場合では、該クロストークを小さくするこ
とが要求される。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、複数本の偏波面保存光ファイバを融着・延伸
させた光ファイバカプラを得る場合、融着・延伸させる
各光ファイバは、予め、それぞれの偏光軸の向きを所定
の方向に揃えておく必要がある。

そこで、前述した従来の製造方法によってこのような光
ファイバカプラを製造する場合には、まず、前述の第２
図（ａ）に示すように融着・延伸させるべき部位の被覆
を剥いだ光ファイバ同士を密着させた状態を作り、その
後、別に用意しておいた偏光軸調整装置等を用いて密着
している光ファイバ相互の偏光軸合わせを行って、偏光
軸合わせの済んだものを前記カプラ製造装置にセットし
、て、以下、前述の処理を実行することとしていた。

ところが、中央部の被覆を除去した光ファイバは、被覆
を除去した中央部の強度が低いために、偏光軸調整装置
やカプラ製造装置のステージ２ａ。

２ｂにセットする際に捩れが発生し易く、捩れが残った
状態で融着すると、その捩れが融着部に集中し、その結
果、クロストークの劣化が生じ、歩留りが大幅に低下す
るという問題が生じていた。

第３図は、本願発明者による調査・研究によって、融着
させるべき光ファイバに残存する捩れの量（捩れ角）と
、その捩れ角を持ったまま融着処理された場合のクロス
トークの劣化量との関係を示したものである。

縦軸にクロストークの劣化＠（ｄＢ）　、横軸に捩れ角
（ｄｅｇ）を示しており、曲線ｆが与えられた捩れ角に
対するクロスｔ・−りの劣化量を示し、ている。

本願発明者による調査・研究によれば、クロストークの
劣化による歩留まりの低下を防止するには、クロストー
クの劣化量を１０ｄＢＩａ’ｌ：にすることか必要で、
そのためには、残存する捩れ角を５度以下に抑える必要
かあることか分かった。

しかし、前述した従来の製造方法による場合では、残存
する捩れ角を５度以下に押えることは、極めて困難で、
結局、クロストークの劣化による歩留まりの低下を防ぐ
ことか困難になっていた。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、カプラ製
造装置などへ光ファイバをセントする際なとに光ファイ
バに捩れが生じに＜＜、融着処理時に光ファイバに残存
する捩れ角を５度以下に押えることができ、クロストー
クの劣化による製品歩留まりの低下を防止することので
きる光ファイバカプラの製造方法を櫂供することを目的
とする。

［課題を解決するだめの手段］ 本発明に係る先ファイバカプラのＶ遣方法ては、カプラ
製造装置に装備された第１および第２のファイバ束保持
ステージによって、第１のファイバ束保持ステージに保
持された第１の尤フｒイ・・束の端面と第２のファイバ
束保持ステーンに保持された第２の光ファイバ束の端面
とを突き合わせる。

そして、互いに端面が突き合わされた光ファイバ相互は
、それぞれのファイバ束保持ステー７において各光ファ
イバ毎に装備されたファイバ回転操作部によって偏光軸
の向きを設定した後に、カプラ製造装置に装備された端
面融着手段によって突き合わされている端面同士を融着
させる。

そして、さらに、端面の融着が完了した光ファイバ同士
をカプラ製造装置に装備された光ファイバ束加熱手段に
より互いに融着さゼるとともに、前記第１および第２の
ファイバ束保持ステージの離間距離を拡大することによ
り融着部を延伸して、複数本の先ファイバが一体化した
テーパ状領域を持つ融着延伸型の光ファイバカプラを得
る。

「作用」 本発明に係る光ファイバカプラのｙＢ５４方法は、まず
、カプラ製造装置に保持されて端面を突き合わせた光フ
ァイバ同士を融着させ、さらに端面の融着を済ませた光
ファイバ同士を融着・延伸させることによって先ファイ
バカプラとするもので、融着・延伸さゼるべく予め被覆
を剥いでおく先ファイバ上の部位は光ファイバの一端部
でよく、シかもその光ファイバをカプラ製造装置４こ七
ノドする場合には、被覆を剥いだ強度の低い部分は捩り
等の加わらない自由端となる。

従って、移動操作したりカプラ製造装置にセットする際
にも、光フ７・イバ上に捩れか生じにくくなり、そのた
めに、融着処理時に光ファイバに残存する捩れ角を５度
以下に押えることがｉｊＪ能になり、クロストークの劣
化による製品歩留まりの低下を防止することのできる。

また、本発明の光ファイバカプラの製造方法では、カプ
ラ製造装置にセットした光ファイバ束内のそれぞれの光
ファイバは、ファイバ回転操作部によって偏光軸の向き
を任意方向に調整することができるため、偏波面保存光
ファイバ等を使用（。

た光ファイバカプラを得る場合にも対応でき、広波長域
等種々の機能の光ファイバカプラを製造することがｉ］
能になる。

「実施例］ 第１図は、本発明に係る光ファイバカプラの製造方法の
一実施例を示したものである。

この一実施例の光ファイバカプラの製造方法は、新規に
開発したカプラ製造装置ＩＯを使用して２Ｎ本の光ファ
イバからＮ入力Ｎ出力型の光ファイバカプラを得るもの
である。

第１図は、４本の光ファイバｌｌａ、ｌｌｂ。

１２ａ、１２ｂから、２人力２出力型の光ファイバカプ
ラを得る場合を示している。

まず、一実施例で使用するカプラ製造装置１０の構成に
ついて説明した後に、一実施例の製造方法を説明する。

この一実施例で使用するカプラ製造装置１０は、２本の
光ファイバｌｌａ、Ｉｌｂからなる第１の光ファイバ束
１１を支える第１のファイバ束保持ステージ１３と、２
本の光ファイバ１２ａ、１２ｂからなる第２の光ファイ
バ束１２を支える第２のファイバ束保持ステージ１４と
、光ファイバ束を構成している光ファイバ同士を融着さ
せるべく前記第１および第２のファイバ束保持ステージ
１３．１４の中間位置で光ファイバ束１１．１２を加熱
する加熱手段（この場合は、ガスノ・−す）１６と、前
記第１および第２のファイバ束保持ステージ１３．１４
に支持された第１および第２の光ファイバ束１１．１２
間において互いに端面が突き合わされた光ファイバ同士
を融着させる端面融着手段（この場合は、放電用電極）
１７ａ、１７ｂと、前記第１および第２のステージ１３
．１４の一方または双方を光ファイバ束１１．１２の中
心軸線方向に平行移動させることによって、これらのス
テージ１３．１４間の離間距離を変えるステージ移動機
構（図示路）とを具備している。

また、図示はしていないが、前記加熱手段１６による加
熱時に該加熱手段１６をファイバ束に沿って移動させる
加熱手段移動機構と、前記光ファイバ束１１の基端側（
第１図で左端側）から−本の光ファイバに光信号ＣＩを
入射させる光源と、光ファイバ束１２の基端側（第１図
で右端側）で各光ファイバから出力される光信号Ｃ，，
Ｃ３を検出する受光器と、以上の各部の動作を自動制御
するコントローラ（図示路）とを具備してなる。

前述の第１および第２の光ファイバ束保持ステージ１３
．１４は、図示のように、保持する光ファイバ束の中心
軸線に沿って離間して配置されている。

そして、それぞれのステージ１３．１４には、光ファイ
バ束を一括して固定する一括固定部Ｘと、光ファイバ束
を構成している一本の光ファイバ毎に配備されて対応す
る光ファイバをその中心軸線回りに回転操作するファイ
バ回転操作部Ｙとを装備している。

前述の各ステージ１３．１４において、−括固定部Ｘは
加熱手段１６寄りに配置され、ファイバ回転操作部Ｙは
、−括固定部Ｘよりも加熱手段１６から離れた位置に配
置されている。

前記−括固定部Ｘは、前記一実施例では、二つのブロッ
クＸ、、Ｘ、で光ファイバ束を締め付けることによって
光ファイバ束を固定するものであるが、光ファイバ束を
固定するための締め付は力は調節可能で、締め付は力を
緩めた場合には、光ファイバ束を構成している１本１本
の光ファイバの回転を許容することができるように構成
されている。

なお、一実施例のように、−括固定部ＸがブロックＸ、
、Ｘ、で光ファイバ束を挟み付ける構造である場合には
、例えば、どちらか一方あるいは双方のブロックに光フ
ァイバ束の外郭形状に沿った溝を形成しておくことが考
えられる。このような構造とすると、挟み付けた際に光
ファイバ束内で各光ファイバが移動することを防止する
ことができ、光ファイバ束の位置決め・固定がより高精
度になることによって、光ファイバ相互の融着・延伸処
理を一層安定した状況下で行える。

一方、前記ファイバ回転操作部Ｙは、ベルト等によって
先ファイバが締結固定されたステージＹ１を、公知の回
転駆動機構により固定している光ファイバの中心軸線回
りに回転させることによって、固定している光ファイバ
に任意の回転量を与えることを可能にしたもので、固定
した光ファイバが偏波面保存光ファイバ等である場合に
、その偏光軸の向きを調節するのに利用される。

次に、以上の如きカプラ製造製置１０を使用した一実施
例の光ファイバカプラの製造方法を説明する。

この一実施例の製造方法では、第１の光ファイバ束１１
を構成する光ファイバ１ｔａ、１１ｂおよび第２の光フ
ァイバ束１２を構成する光ファイバ１２ａ、１２ｂは、
いずれも、楕円コア型偏波面保存光ファイバであるとす
る。

また、カプラ製造装置１０にセットする第１および第２
の光ファイバ束１１．１２は、予め、それぞれの光ファ
イバ束の先端部側において、構成している各光ファイバ
の被覆を剥いだ状態にしておく。

また、被覆を剥いだ各光ファイバの端面ば、各光ファイ
バの中心軸線に対し５て直交する平坦面としておく。

そして、まず、第１図に示したように、それぞれの先フ
ァイバ束１１．１２の被覆を剥いだ側が向き合うように
、第１の光ファイバ束１１は第１のファイバ束保持ステ
ージ１３に、第２の光ファイバ束１２は第２のファイバ
束保持ステー７１４に、セットする。

この場合に、各光ファイバ束は、被覆のある部分を一括
同定部Ｘで緩く押さえた状態にするとともに、各光ファ
イバ束の構成要素となっている先ファイバの１本１本を
前記ファイバ回転操作部）”で保持した状態と」る。ま
た、第１の光ファイバ束１１を構成している光ファイバ
ｌｌａ、ｌｌｂの端面と、第２の光ファイバ束１２を構
成している光ファイバ１２ａ、１２ｂの端面とは、互い
に突き合わせた状態にする。

次いて、それぞれの光ファイバを前記ファイバ回転操作
部Ｙによって回転操作して、互いに端面を突き合わせた
光ファイバ同上の偏光軸の向きを揃えるとともに、並走
する先ファイバ相互間における偏光軸の関係を設定する
。

偏光軸合わせは、直線偏光を入射させて行−〕でも良い
し、コアを直視する方法でも良いし、これを組合わせて
行っても良い。

第４図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、設定する偏光軸の向
きの組合せを具体的に示したものである。

第４図＜ａ＞は光ファイバ束を構成する２本の光ファイ
バのコアの長軸をいずれも縦方向に向けた場合を示し、
第４図（ｂ）は２本の光ファイバのコアの長軸をいずれ
も横方向に向けた場合を示し、第４図（Ｃ）は２本の光
ファイバの内の一方ではコアの長軸を縦に向けて他方で
はコアの長袖を横に向けた場合を示している。なお、こ
の一実施例では、第４図（ａ）のように偏光軸合わせを
行う。

次いで、偏光軸の向きの設定が完了したら、各ステージ
１３．１４上の一括固定部Ｘによる締め付けを強めて、
各光ファイバ束１１．１２をしっかりと固定した状態に
する。そして、端面が突き合わされている光ファイバ同
士（例えば、光ファイバｌｌａと、光ファイバ１２ａ）
は、前記端面融着手段１７ａ、１７ｂによって端面同士
を融着させる。

そして、突き合わされている端面の融着処理が全ての光
ファイバについて完了したら、束を構成している光ファ
イバ相互を前記光ファイバ束加熱手段１６により互いに
融６さぜるとともに、前記第１および第２のファイバ束
保持ステージ１３゜１４の離間距離を拡大することによ
り融着部を延伸して、複数本の光ファイバが一体化した
テーパ状領域を持つ融着延伸型の光ファイバカプラとす
る。

以上の説明したように、一実施例の光ファイバカプラの
製造方法では、融着・延伸させるべく予め被覆を剥いで
おく光ファイバ上の部位は、光ファイバの一端部でよく
、しかもその先ファイバをカプラ製造装置にセットする
場合には、被覆を剥いだ強度の低い部分は捩り等の加わ
らない自由端となる。

従って、移動操作したりカプラ製造装置にセットする際
にも、先ファイバ上に捩れが生じにくくなり、そのため
に、融着処理時に光ファイバに残存する捩れ角を５度以
下に押えることが可能になり、クロストークの劣化によ
る製品歩留まりの低下を防止することのできる。

また、前記・実施例の先ファイバカプラの製造方法では
、カプラ製造装置にセットした光ファイバ束内のそれぞ
れの光ファイバは、ファイバ回転操作部によって偏光軸
の向きを任意方向に調整することができるため、偏波面
保存光ファイバ等を使用した光ファイバカプラを得る場
合にも対応でき、広波長域等種々の機能の光ファイバカ
プラを製造することが可能になる。

なお、前記一実施例では、使用する光ファイバを楕円コ
ア型偏波面保存光ファイバとしたが、入射した偏光を保
持できる光ファイバであれば楕円ジャケット型、ＰＡＮ
ＤＡ型、サイドビット型等、どの様な構造の偏波面保存
光ファイバでも良いことは言うまでもない。

また、突き合わされた光ファイバの端面同士を融着接続
する場合、多心−括接続ても良いし、−本づつ接続して
も問題ない。また、融着接続時に次工程の隣り合ったコ
アイノ・同志を融着する作用を設けても良い。

また、使用する光ファイバは偏波面保存光ファイバに限
定するものではない。即ち、／ングルモード光ファイバ
やマルチモード光ファイノ＼あるいはその他の光ファイ
バでも本発明を利用する価値がある。

例えばシングルモード光ファイバカプラを考えた場合、
分岐比の波長依存性を少なくするため、使用するそれぞ
れの光ファイバの力・メトオフ波長、比屈折率差、コア
やクラッドの寸法を変えたり、同一光ファイバでも１本
をあらかじめ延伸したり、エツチングしたりする方法が
知られているが、本発明によれば、突き合わせる光コア
イノ＜を全で異なるもの（第１図の例では４本とも異な
る構造／ｚＨラメータの光ファイバ）にすることもてき
、また、極端な例ではシングルモードファイバとマルチ
モードファイバを接続してカプラを製造することも可能
になる。そして、従来のものより容易に分岐比の波長依
存性をなくすこともてきるほか、特殊な機能を有する光
ファイバカプラの製造も可能になる。

また、光ファイバ束を一括して固定する一括固定部Ｘの
構造は、ブロックで挟みつける一実施例のものに限定す
るものではなく、例えば、エアチャック式のもの、また
は光ファイバ束にベルトを巻き付ける形式のものなど、
公知の種々の締結機構を利用することができる。

また、本発明で使用する光ファイバ束における光ファイ
バの構成本数は、前記一実施例における２本の場合に限
定するものではなく、３本以上であっても同様の作用効
果が得られる。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明に係る光ファイ
バカプラの製造方法では、融着・延伸させるべく予め被
覆を剥いでおく光ファイバ上の部位は光ファイバの一端
部でよく、しかもその光ファイバをカプラ製造装置にセ
ットする場合には、被覆を剥いだ強度の低い部分は捩り
等の加わらない自由端となる。

従って、移動操作したりカプラ製造装置にセ・メトする
際にも、先ファイバ上に捩れが生じにくくなり、そのた
めに、融着処理時に光ファイバに残存する捩れ角を５度
以下に押えることが可能になり、クロストークの劣化に
よる製品歩留まりの低下を防止することのできる。

また、本発明の光ファイバカプラの製造方法では、カプ
ラ製造装置にセットした光ファイバ束内のそれぞれの光
ファイバは、ファイバ回転操作部によって偏光軸の向き
を任意方向に調整することができるため、偏波面保存光
ファイバ等を使用した光ファイバカプラを得る場合にも
対応でき、広波長域等種々の機能の光ファイバカプラを
製造することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光ファイバカプラの製造方法の一
実施例の説明図、第２図は光ファイバカプラの製造方法
の従来例の説明図、第３図は偏波面保存光ファイバにお
ける捩り角とクロストーク劣化量との相関を示す説明図
、第４図は前記一実施例によって形成する光ファイバカ
プラにおける偏光軸方向の組み合わせを示す断面図であ
る。 １０・・・・・カプラ製造装置、ｌｌａ、ｌｌｂ、１２
ａ、１．２ｂ　　・・・光ファイバ、１１．１２・・−
・光ファイバ束、１３．１４・　・ファイバ束保持ステ
ージ、１６・・・・バーナ、１７ａ、１７ｂ・・・・・
端面融着手段、Ｔ・・・・テーパ状領域、Ｘ・−・・・
−括固定部、Ｙ・・・・・ファイバ回転操作部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 カプラ製造装置に装備された第１および第２のファイバ
   束保持ステージによって、第１のファイバ束保持ステー
   ジに保持された第１の光ファイバ束の端面と第２のファ
   イバ束保持ステージに保持された第２の光ファイバ束の
   端面とを突き合わせ、互いに端面が突き合わされた光フ
   ァイバ相互は、それぞれのファイバ束保持ステージにお
   いて各光ファイバ毎に装備されたファイバ回転操作部に
   よって偏光軸の向きを設定した後に、カプラ製造装置に
   装備された端面融着手段によって突き合わされている端
   面同士を融着させ、 さらに、端面の融着が完了した光ファイバ同士をカプラ
   製造装置に装備された光ファイバ束加熱手段により互い
   に融着させるとともに、前記第１および第２のファイバ
   束保持ステージの離間距離を拡大することにより融着部
   を延伸して、複数本の光ファイバが一体化したテーパ状
   領域を持つ融着延伸型の光ファイバカプラを得ることを
   特徴とした光ファイバカプラの製造方法。