JPH04295809A - 広帯域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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光通信などにおいて用
いられる光パワーを分岐したり結合したりするための光
ファイバカプラの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバカプラは、複数本の光ファイ
バを互いに数回撚り合わせ、撚り合わせた部分を加熱し
、延伸してテーパー形状部分を形成したものである。 低損失であり、温度安定性が良好であり、機械的にも強
くでき、製造も容易であるから、光ファイバ通信網を構
築するのに適している。しかしながら、このような光フ
ァイバカプラは、分岐比が波長依存性を有している。例
えば、１．３μｍの波長で５０％になるように製造され
た光ファイバカプラは、１．５５μｍでは、８０％以上
の分岐比をとり、その値も、延伸状態の影響を受けるか
ら、個々の光ファイバカプラにより異なり、複数の波長
に用いる場合や、高帯域のカプラとしては適したもので
はない。

【０００３】光ファイバカプラに広帯域性を与えるため
に、複数の光ファイバよりなるカプラの一部の光ファイ
バの伝搬定数を他の光ファイバの伝搬定数と異ならせた
光ファイバカプラが提案されている。

【０００４】公表特許昭６３−５０１５２７号公報に記
載された光ファイバカプラは、例えば、２×２ポートの
カプラの場合に、与えられた波長で測定した伝搬定数が
結合領域においてわずかに異なる２本の光ファイバを溶
融することにより製造されるものである。伝搬定数の差
は、異なる直径の２本の光ファイバを用いる方法、異な
るプロファイルの光ファイバを用いる方法、あるいは、
２本の同等な光ファイバの一方を他方以上に細い形状と
することにより実現している。これら２本の光ファイバ
を撚り合わせて溶融し、延伸することにより高帯域の光
ファイバカプラを製造する。

【０００５】しかしながら、異なる直径の光ファイバを
用いる方法は、光ファイバを用意する上で問題があるば
かりでなく、カプラと伝送路の光ファイバとの接続にも
問題を有している。また、２本の光ファイバを撚り合わ
せるため、特性を揃えることが困難であり、信頼性の劣
化と損失の非再現性の問題がある。同じ直径の光ファイ
バを用いる方法は、伝送路の光ファイバとの接続の問題
はないが、撚り合わせることによる問題が解決できない
。

【０００６】図２は、上述した同じ直径の光ファイバを
用いる光ファイバカプラの製造方法の説明図である。 （Ａ）図に示すように、１本の光ファイバの一部を酸水
素炎などのトーチで加熱しながら光軸方向に延伸して、
テーパー状に直径を細くした部分ｎを設けた光ファイバ
１を作製する。この延伸過程を予備延伸と呼ぶことにす
る。

【０００７】この予備延伸した光ファイバ１を、同じ直
径の未延伸の光ファイバとともに溶融延伸するのである
が、延伸したテーパー部分ｎが非延伸部分より細くなっ
ているから、（Ｂ）図に示すように、光ファイバ２と平
行密接させても、テーパー部分については、２本の光フ
ァイバの間に隙間ｇができてしまう。これをそのまま２
本とも加熱して、延伸すると、光ファイバ１にも延伸力
がかかっているため、テーパー部分ｎが光ファイバ２側
に容易に接触することができず、テーパー部分ｎがカプ
ラを形成できる溶融延伸部が形成できない。また、たと
え接着できたとしても、常に均一な融着部が形成できる
保証はないから、再現性のよい光ファイバカプラを作製
することはできない。

【０００８】そこで、従来は、テーパー部分ｎについて
、未延伸の光ファイバ２に密接させるために、（Ｃ）図
に示すように、予備延伸した光ファイバ１を、未延伸の
光ファイバ２に、半周ないし数周にわたって緩やかな角
度で巻き付けてから、熔融延伸するようにしていたので
ある。

【０００９】このような従来の方法では、予備延伸した
光ファイバ１を撚回するときの撚回形状、撚回長、押圧
力などが変動しやすく、その後の熔融延伸工程によって
も、損失にばらつきが生じやすく、再現性にかけ、また
、撚回するとき光ファイバにかかる応力が信頼性を劣化
させ、製造上の問題になっていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点を解決するためになされたもので、予備延伸した光
ファイバを、未延伸の光ファイバに撚回することなく、
延伸して光ファイバカプラを製造できるようにした、広
帯域光ファイバカプラの製造方法を実現することを目的
とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、広帯域光ファ
イバカプラの製造方法において、第１の光ファイバを加
熱して予備延伸し、第２の光ファイバと並行させ、第１
の光ファイバの非延伸部分を含み予備延伸部を第２の光
ファイバに加熱融着させた後、延伸することを特徴とす
るものである。

【００１２】第１の光ファイバ及び／又は第２の光ファ
イバは、複数本であることを含むものである。

【００１３】

【作用】２×２ポートの光ファイバカプラの場合につい
て説明する。加熱して予備延伸した第１の光ファイバと
、未延伸の第２の光ファイバとを並行させ、第１の光フ
ァイバの未延伸部分の少なくとも延伸部近傍の部分は、
第２の光ファイバに密着させる。このとき、両光ファイ
バには、張力を与えずに、あるいは、延伸に至らない小
さな張力を与え、第１の光ファイバの未延伸部を含み、
予備延伸部を加熱する。加熱は、加熱源を融着領域で往
復移動させることにより行なわれる。非延伸部の密着し
ている部分がまず最初に溶融し、融着部が形成できる。 加熱につれて、融着部が予備延伸部に広がり、延伸によ
り開いていた隙間部分も第２の光ファイバに溶融されて
、予備延伸部の全てが第２の光ファイバに融着される。 融着部が予備延伸部にまで広がる理由は、加熱により軟
化して溶融したガラス部の融着部が、表面張力により隣
接する非融着部に順次進行してゆくためと考えられ、結
局加熱部全域にわたり融着が行なわれる。

【００１４】このようにすることにより、実質的に外部
から応力を加えることなしに、無理なく両光ファイバを
溶融させることができるので、特性のばらつきの外部要
因を最少限に抑えることができる。

【００１５】融着後、カプラ部を形成する領域を加熱延
伸することにより、所望の特性の光ファイバカプラを作
製することができる。

【００１６】

【実施例】図１は、本発明の広帯域光ファイバカプラの
製造方法の一実施例の説明図である。図中、１は第１の
光ファイバ、２は第２の光ファイバ、３は加熱源である
。加熱源３は、酸水素炎のトーチを用いた。

【００１７】まず、（Ａ）図に示すように、第１の光フ
ァイバ１を加熱源３により加熱領域としてＬ１　の長さ
にわたって加熱しながら延伸力を加えて、予備延伸する
。 （Ｂ）図は、予備延伸が完了した状態を示し、加熱領域
の長さＬ１　は、延伸されてＬ２　となる。この実施例
では、加熱領域Ｌ１　の長さは、１５００μｍであり、
これを両側に１４５μｍ／秒の延伸速度で、約２秒間延
伸することにより、予備延伸部の長さＬ２　は、約２０
００μｍとなった。

【００１８】（Ｃ）図は、熔着工程である。予備延伸さ
れた光ファイバ１と、未延伸の光ファイバ２を並列させ
、密接させる。予備延伸された光ファイバ１の未延伸部
は、光ファイバ２に密着させるが、光ファイバ１の予備
延伸部は、光ファイバ２に必ずしも密着しない。ここで
、予備延伸部を中心にして、Ｌ３　の長さにわたって加
熱する。このとき、２本の光ファイバには、実質的には
張力を加えない。加熱部３は、Ｌ３　の長さを往復移動
させるが、この実施例では、Ｌ３　を４５００μｍとし
て、２５００μｍ／秒の速度で、約１０秒間の間、加熱
部３を往復移動させた。それにより、光ファイバ１，２
は、未延伸部分から溶融して融着し、融着領域が徐々に
広がり、（Ｄ）図に示すように、×印に示すＬ３　の長
さにわたる領域が融着された。なお、図は、加熱部３と
２本の光ファイバとの位置関係を示すものではなく、２
本の光ファイバ１，２の配置に応じて、適当な方向から
加熱すればよい。

【００１９】ついで、融着部を加熱しながら、延伸力を
与えて延伸する。延伸工程においては、一方の光ファイ
バの一端から、一定波長の光パワーを入力し、その光フ
ァイバの他端および他方の光ファイバの他端側に接続し
た光検出器により、分岐比をモニターしながら延伸する
。そして、分岐比が所定の値、例えば、５０％の分岐比
となった時点において、延伸を停止し、（Ｅ）図に示す
ように伝搬定数の相違する２つのテーパー部よりなる光
ファイバカプラ部が作製できる。Ｌ４　は、延伸されて
形成されたテーパー部の長さである。これを適当な保護
部材に固定して、光ファイバカプラを製造することがで
きる。

【００２０】上述した説明においては、予備延伸部の長
さＬ２　に対する加熱延伸領域の長さＬ３　との関係に
ついて、 Ｌ２　＝２０００μｍ Ｌ３　＝４５００μｍ としたから、Ｌ２　に対してＬ３　が十分に大きい長さ
である。しかし、加熱領域部は、予備延伸した光ファイ
バの未延伸部から溶融されることが必要であるから、Ｌ
２　とＬ３　がほぼ同じであってもよい。いずれにして
も、Ｌ２　＜Ｌ３　 の関係を満たすことが条件である。

【００２１】なお、帯域特性については、予備延伸工程
にも依存するから、予備延伸工程における延伸量を調整
する必要がある。設計により、予備延伸量を決定するこ
ともできるが、一端から光パワーを導入し、他端からの
出力光をモニターしながら予備延伸をしてもよい。入出
力端を交互に切り替えながら測定してもよく、いずれに
しても、実験的に確認した損失量に基づいて、予備延伸
時の損失量を測定しながら予備延伸量を定めるようにす
ることもできる。

【００２２】上述した光ファイバとしては、シングルモ
ード光ファイバを用いることを前提としたが、これに限
るものでない。また、第１及び／又は第２の光ファイバ
としては、１本に限られるものではなく、２本以上であ
ってもよい。その場合は、融着工程において、１本また
は所定の本数づつ順次に融着すればよく、全ての光ファ
イバを一度に融着させる必要はない。加熱方法も、トー
チ炎に限らず、レーザなど、適宜の加熱源を用いること
ができる。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、予備延伸した第１の光ファイバを、未延伸の
第２の光ファイバに撚り合わせることなく延伸できるの
で、信頼性が高く、特性の再現性の良い、広帯域光ファ
イバカプラを製造することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の広帯域光ファイバカプラの製造方法の
一実施例の説明図である。

【図２】広帯域光ファイバカプラの従来の製造方法の一
例の説明図である。

【符号の説明】

１　　第１の光ファイバ ２　　第２の光ファイバ ３　　加熱源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　第１の光ファイバを加熱して予備延伸
   し、第２の光ファイバと並行させ、第１の光ファイバの
   非延伸部分を含み予備延伸部を第２の光ファイバに加熱
   融着させた後、延伸することを特徴とする広帯域光ファ
   イバカプラの製造方法。