JPH04360108A - 光ファイバの接続方法 - Google Patents
光ファイバの接続方法Info
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- JPH04360108A JPH04360108A JP16211891A JP16211891A JPH04360108A JP H04360108 A JPH04360108 A JP H04360108A JP 16211891 A JP16211891 A JP 16211891A JP 16211891 A JP16211891 A JP 16211891A JP H04360108 A JPH04360108 A JP H04360108A
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- optical
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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。
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、互いに異なるモード
フィールド径を有する光ファイバの接続方法に関し、特
にモードフィールド径の小さな希土類元素添加光ファイ
バを他の光ファイバに低損失で接続する方法に関するも
のである。
フィールド径を有する光ファイバの接続方法に関し、特
にモードフィールド径の小さな希土類元素添加光ファイ
バを他の光ファイバに低損失で接続する方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】ネオジム（Ｎｄ）、エルビウム（Ｅｒ）
等の希土類元素をレーザ活性物質としてコアに添加した
単一モードファイバは、光ファイバレーザや光パワーア
ンプ等をはじめとする光増幅器および光通信の分野で利
用されている。特にエルビウムを添加した光ファイバは
、石英系光ファイバにおける伝送損失が最低となる波長
と、レーザ活性物質の励起波長とが一致するために、光
信号を直接増幅することができるので有用である。この
ような希土類元素添加光ファイバを利用した光ファイバ
型光増幅器を効率良く動作させる方法としては、例えば
Ｍ． Ｎａｋａｚａｗａ， ｅｔ ａｌ．， Ｔｏｐｉ
ｃａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ ｏｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍ
ｐｌｉｆｉｅｒｓ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ａｐｐｌｉｃ
ａｔｉｏｎｓ， ＰＤ−１， （１９９０）等に記載さ
れたように、希土類元素添加光ファイバのコアとクラッ
ドとの比屈折率差を大きくし、光ファイバのモードフィ
ールド径（以下、ＭＦＤと略記する。）を小さくするこ
とが知られている。たとえば光ファイバ型光増幅器に好
適に使用されるエルビウム添加光ファイバのＭＦＤは６
μｍ以下である。
等の希土類元素をレーザ活性物質としてコアに添加した
単一モードファイバは、光ファイバレーザや光パワーア
ンプ等をはじめとする光増幅器および光通信の分野で利
用されている。特にエルビウムを添加した光ファイバは
、石英系光ファイバにおける伝送損失が最低となる波長
と、レーザ活性物質の励起波長とが一致するために、光
信号を直接増幅することができるので有用である。この
ような希土類元素添加光ファイバを利用した光ファイバ
型光増幅器を効率良く動作させる方法としては、例えば
Ｍ． Ｎａｋａｚａｗａ， ｅｔ ａｌ．， Ｔｏｐｉ
ｃａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ ｏｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍ
ｐｌｉｆｉｅｒｓ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ａｐｐｌｉｃ
ａｔｉｏｎｓ， ＰＤ−１， （１９９０）等に記載さ
れたように、希土類元素添加光ファイバのコアとクラッ
ドとの比屈折率差を大きくし、光ファイバのモードフィ
ールド径（以下、ＭＦＤと略記する。）を小さくするこ
とが知られている。たとえば光ファイバ型光増幅器に好
適に使用されるエルビウム添加光ファイバのＭＦＤは６
μｍ以下である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記希土類元素添加光
ファイバは光増幅器において増幅媒体として使用される
ものであるので、励起光や信号光の入射および増幅光の
出射には、通常の光ファイバが使用される。希土類元素
添加光ファイバと通常の光ファイバとの接続には、融着
接続が広く用いられている。一般に、光ファイバの融着
接続の接続損失は、接続すべき光ファイバ間のコア軸の
一致に依存しており、接続すべき光ファイバのコアが偏
心なく互いに接続されることが要求される。
ファイバは光増幅器において増幅媒体として使用される
ものであるので、励起光や信号光の入射および増幅光の
出射には、通常の光ファイバが使用される。希土類元素
添加光ファイバと通常の光ファイバとの接続には、融着
接続が広く用いられている。一般に、光ファイバの融着
接続の接続損失は、接続すべき光ファイバ間のコア軸の
一致に依存しており、接続すべき光ファイバのコアが偏
心なく互いに接続されることが要求される。
【０００４】ところが、一般に用いられる光ファイバの
ＭＦＤは８〜１０μｍ程度であるのに対して、希土類元
素添加光ファイバのＭＦＤは、上記のように光増幅機能
の高効率化を目的として非常に小さく設計されている。 よって、これら２つの光ファイバの接続部で大きなＭＦ
Ｄ差が生じる。このようにＦＭＤ差の大きな光ファイバ
を従来の融着方法で互いに接続すると、ＭＦＤ差が伝送
損失増加の原因となるという不都合があった。
ＭＦＤは８〜１０μｍ程度であるのに対して、希土類元
素添加光ファイバのＭＦＤは、上記のように光増幅機能
の高効率化を目的として非常に小さく設計されている。 よって、これら２つの光ファイバの接続部で大きなＭＦ
Ｄ差が生じる。このようにＦＭＤ差の大きな光ファイバ
を従来の融着方法で互いに接続すると、ＭＦＤ差が伝送
損失増加の原因となるという不都合があった。
【０００５】この発明は上記課題を解決するためになさ
れたものであって、ＭＦＤ差が大きな光ファイバを低伝
送損失で接続する方法を提供することを目的としている
。
れたものであって、ＭＦＤ差が大きな光ファイバを低伝
送損失で接続する方法を提供することを目的としている
。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の光ファイバの
接続方法は、コアと、コアよりも低い軟化温度を有する
クラッドとからなる第１の光ファイバを、第１の光ファ
イバとは異なるモードフィールド径を有する第２の光フ
ァイバに接続する方法であって、第１の光ファイバと第
２の光ファイバとを融着した後に、第１の光ファイバの
クラッドの軟化温度以上、第１の光ファイバのコアの軟
化温度以下の温度に該融着部を加熱し、ついで応力を付
与しつつ該融着部を冷却することを解決手段とした。
接続方法は、コアと、コアよりも低い軟化温度を有する
クラッドとからなる第１の光ファイバを、第１の光ファ
イバとは異なるモードフィールド径を有する第２の光フ
ァイバに接続する方法であって、第１の光ファイバと第
２の光ファイバとを融着した後に、第１の光ファイバの
クラッドの軟化温度以上、第１の光ファイバのコアの軟
化温度以下の温度に該融着部を加熱し、ついで応力を付
与しつつ該融着部を冷却することを解決手段とした。
【０００７】
【作用】第１の光ファイバと第２の光ファイバとの融着
部を、第１の光ファイバのクラッドの軟化温度以上、第
１の光ファイバのコアの軟化温度以下の温度で加熱する
と、第１の光ファイバのクラッドのみが軟化する。この
軟化したクラッドに応力を付与しつつ冷却すると、第１
の光ファイバのコアに応力残留部が形成される。残留応
力によりコアの屈折率は低下するので、第１の光ファイ
バのＭＦＤが拡大する。
部を、第１の光ファイバのクラッドの軟化温度以上、第
１の光ファイバのコアの軟化温度以下の温度で加熱する
と、第１の光ファイバのクラッドのみが軟化する。この
軟化したクラッドに応力を付与しつつ冷却すると、第１
の光ファイバのコアに応力残留部が形成される。残留応
力によりコアの屈折率は低下するので、第１の光ファイ
バのＭＦＤが拡大する。
【０００８】以下、この発明を工程順に詳細に説明する
。石英製のコアと、このコアの軟化温度よりも低い軟化
温度を有するクラッドとからなる第１の光ファイバを用
意する。この第１の光ファイバのコアには、その使用目
的に応じてネオジム、エルビウム等の希土類元素を添加
しても良い。この第１の光ファイバのコアとクラッドと
の軟化温度を異ならしめるためには、コアに高粘度の石
英を使用するとともに、このコアよりも低い軟化温度を
有する低粘度の石英を使用するすることができる。さら
にコアあるいはクラッドの一方、もしくは両方に石英の
軟化温度を変化させるドーパントを添加しても良い。 なお、コアとクラッドとの軟化温度の差異は、第１の光
ファイバの接続部分でのみ存在すれば良く、第１の光フ
ァイバの全長にわたって形成する必要はない。
。石英製のコアと、このコアの軟化温度よりも低い軟化
温度を有するクラッドとからなる第１の光ファイバを用
意する。この第１の光ファイバのコアには、その使用目
的に応じてネオジム、エルビウム等の希土類元素を添加
しても良い。この第１の光ファイバのコアとクラッドと
の軟化温度を異ならしめるためには、コアに高粘度の石
英を使用するとともに、このコアよりも低い軟化温度を
有する低粘度の石英を使用するすることができる。さら
にコアあるいはクラッドの一方、もしくは両方に石英の
軟化温度を変化させるドーパントを添加しても良い。 なお、コアとクラッドとの軟化温度の差異は、第１の光
ファイバの接続部分でのみ存在すれば良く、第１の光フ
ァイバの全長にわたって形成する必要はない。
【０００９】つぎに上記第１の光ファイバと第２の光フ
ァイバとの軸を一致させた後、接続部を第１の光ファイ
バのコアの軟化温度以上に加熱して第１の光ファイバと
第２の光ファイバとを互いに融着する。この軸合わせ工
程と融着工程とは、汎用の光ファイバ融着方法を利用す
ることができる。このようにして互いに融着接続された
第１の光ファイバと第２の光ファイバとの融着部の近傍
を、第１の光ファイバのクラッドの軟化温度以上、第１
の光ファイバのコアの軟化温度以下に加熱する。この加
熱によって第１の光ファイバのクラッドの融着部のみを
軟化させことができる。
ァイバとの軸を一致させた後、接続部を第１の光ファイ
バのコアの軟化温度以上に加熱して第１の光ファイバと
第２の光ファイバとを互いに融着する。この軸合わせ工
程と融着工程とは、汎用の光ファイバ融着方法を利用す
ることができる。このようにして互いに融着接続された
第１の光ファイバと第２の光ファイバとの融着部の近傍
を、第１の光ファイバのクラッドの軟化温度以上、第１
の光ファイバのコアの軟化温度以下に加熱する。この加
熱によって第１の光ファイバのクラッドの融着部のみを
軟化させことができる。
【００１０】ついで軟化した第１の光ファイバに応力を
付与しつつ冷却する。この第１の光ファイバへの応力付
与方法は特に限定されるものではないが、たとえば光フ
ァイバの長手方向に沿って、張力を付与する方法等を好
適に使用することができる。この応力付与は第１の光フ
ァイバのクラッドが完全に固化するまで連続して付与す
ることが好ましい。このように応力を付与しつつ第１の
光ファイバのクラッドを冷却、固化することによって、
第１の光ファイバのコアに応力残留部を形成することが
できる。
付与しつつ冷却する。この第１の光ファイバへの応力付
与方法は特に限定されるものではないが、たとえば光フ
ァイバの長手方向に沿って、張力を付与する方法等を好
適に使用することができる。この応力付与は第１の光フ
ァイバのクラッドが完全に固化するまで連続して付与す
ることが好ましい。このように応力を付与しつつ第１の
光ファイバのクラッドを冷却、固化することによって、
第１の光ファイバのコアに応力残留部を形成することが
できる。
【００１１】光ファイバのコアの残留応力が光ファイバ
の特性に及ぼす影響に関しては、例えばＲ． Ｙａｍａ
ｕｃｈｉ， ｅｔ， ａｌ．， ＯＦＣ’８９， ＴＨ
Ｉ３， （１９８９）等に記載されており、応力残留部
の屈折率が低下することが知られている。よって、応力
残留部を形成することによって、第１の光ファイバの融
着部のコアの屈折率が低下し、その結果、第１の光ファ
イバのＭＦＤが拡大されることとなる。一方、第２の光
ファイバにはこの応力残留部が形成されることがないの
で、この工程によって第２の光ファイバはなんら影響を
受けることがない。よって、この冷却工程を経ることに
よって、第１の光ファイバと第２の光ファイバとのＭＦ
Ｄ差を減少させることができる。この結果、ＭＦＤを起
因とする融着部の伝送損失の増加を防止することができ
る。
の特性に及ぼす影響に関しては、例えばＲ． Ｙａｍａ
ｕｃｈｉ， ｅｔ， ａｌ．， ＯＦＣ’８９， ＴＨ
Ｉ３， （１９８９）等に記載されており、応力残留部
の屈折率が低下することが知られている。よって、応力
残留部を形成することによって、第１の光ファイバの融
着部のコアの屈折率が低下し、その結果、第１の光ファ
イバのＭＦＤが拡大されることとなる。一方、第２の光
ファイバにはこの応力残留部が形成されることがないの
で、この工程によって第２の光ファイバはなんら影響を
受けることがない。よって、この冷却工程を経ることに
よって、第１の光ファイバと第２の光ファイバとのＭＦ
Ｄ差を減少させることができる。この結果、ＭＦＤを起
因とする融着部の伝送損失の増加を防止することができ
る。
【００１２】
（実施例）公知の方法によって、エルビウムを添加して
なる石英ロッドを用意した。このコアロッドの外周上に
、コアとの比屈折率差がΔ＝０．７％となるように、フ
ッ素ドープ石英からなるクラッドを形成した。このクラ
ッド形成の際に、上記ロッドを線引きした後に得られる
光ファイバのＭＦＤが最小値となるように、クラッドの
形成厚さを調整した。この後、このロッドを線引きして
、コア径が５．３μｍ、ＭＦＤが７．０６μｍ、カット
オフ波長が１．１４μｍの第１の光ファイバを得た。一
方、第２の光ファイバとして、純粋石英クラッドを有し
、ＭＦＤが１０μｍの光ファイバを用意した。
なる石英ロッドを用意した。このコアロッドの外周上に
、コアとの比屈折率差がΔ＝０．７％となるように、フ
ッ素ドープ石英からなるクラッドを形成した。このクラ
ッド形成の際に、上記ロッドを線引きした後に得られる
光ファイバのＭＦＤが最小値となるように、クラッドの
形成厚さを調整した。この後、このロッドを線引きして
、コア径が５．３μｍ、ＭＦＤが７．０６μｍ、カット
オフ波長が１．１４μｍの第１の光ファイバを得た。一
方、第２の光ファイバとして、純粋石英クラッドを有し
、ＭＦＤが１０μｍの光ファイバを用意した。
【００１３】ついで上記第１の光ファイバと第２の光フ
ァイバとを加熱融着した。ついでこの接続された光ファ
イバの両端から１５ｇの引張り応力を付与した状態で、
純粋石英が軟化しない温度範囲で融着部を１０秒間加熱
し、冷却してエルビウムが添加されたコア内に応力を残
留させた状態で融着部を固化した。
ァイバとを加熱融着した。ついでこの接続された光ファ
イバの両端から１５ｇの引張り応力を付与した状態で、
純粋石英が軟化しない温度範囲で融着部を１０秒間加熱
し、冷却してエルビウムが添加されたコア内に応力を残
留させた状態で融着部を固化した。
【００１４】このようにして接続された第１の光ファイ
バと第２の光ファイバとの接続損失を調べたところ、０
．３ｄＢと非常に小さいことが判明した。この結果、本
願発明の接続方法によれば、エルビウム添加光ファイバ
のコアの屈折率が低下し、そのＭＦＤは拡大されたこと
が確認できた。また第１の光ファイバに付与した歪、す
なわち１５ｇの引張り応力から、コアの屈折率は０．７
％から０．４３％に低下していると推定され、さらにこ
の屈折率の変化からＭＦＤは７．０６μｍから９．９５
μｍに増加していると推定された。
バと第２の光ファイバとの接続損失を調べたところ、０
．３ｄＢと非常に小さいことが判明した。この結果、本
願発明の接続方法によれば、エルビウム添加光ファイバ
のコアの屈折率が低下し、そのＭＦＤは拡大されたこと
が確認できた。また第１の光ファイバに付与した歪、す
なわち１５ｇの引張り応力から、コアの屈折率は０．７
％から０．４３％に低下していると推定され、さらにこ
の屈折率の変化からＭＦＤは７．０６μｍから９．９５
μｍに増加していると推定された。
【００１５】さらに、このようにして接続された光ファ
イバを用いてエルビウム添加光ファイバ増幅器を構成し
、その出力変換効率を測定したところ、５５％と高い値
が得られた。
イバを用いてエルビウム添加光ファイバ増幅器を構成し
、その出力変換効率を測定したところ、５５％と高い値
が得られた。
【００１６】（比較例）実施例で用いたと全く同様の第
１の光ファイバと第２の光ファイバとを用意した。これ
らの光ファイバを、通常の融着接続法によって接続した
。すなわち第１の光ファイバと第２の光ファイバとを融
着する際に、なんら応力を付与せずに、固化させて融着
部に応力残留部を形成せずに接続した。この融着接続部
の接続損失を調べたところ、１ｄＢと非常に大きなもの
であった。さらにこのようにして接続された光ファイバ
を用いてエルビウム添加光ファイバ増幅器を構成し、そ
の出力変換効率を測定したところ、４０％と低い値しか
得られなかった。
１の光ファイバと第２の光ファイバとを用意した。これ
らの光ファイバを、通常の融着接続法によって接続した
。すなわち第１の光ファイバと第２の光ファイバとを融
着する際に、なんら応力を付与せずに、固化させて融着
部に応力残留部を形成せずに接続した。この融着接続部
の接続損失を調べたところ、１ｄＢと非常に大きなもの
であった。さらにこのようにして接続された光ファイバ
を用いてエルビウム添加光ファイバ増幅器を構成し、そ
の出力変換効率を測定したところ、４０％と低い値しか
得られなかった。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の光ファ
イバの接続方法は、互いに異なるＭＦＤを有する光ファ
イバを融着接続するにあたって、応力を付与した状態で
融着部を固化させることによって、接続部に応力残留部
を形成し、これによって一方の光ファイバのＭＦＤ径を
拡大するものであるので、互いにＭＦＤの異なる光ファ
イバを低伝送損失で接続することができる。
イバの接続方法は、互いに異なるＭＦＤを有する光ファ
イバを融着接続するにあたって、応力を付与した状態で
融着部を固化させることによって、接続部に応力残留部
を形成し、これによって一方の光ファイバのＭＦＤ径を
拡大するものであるので、互いにＭＦＤの異なる光ファ
イバを低伝送損失で接続することができる。
Claims (2)
- 【請求項１】 コアと、コアよりも低い軟化温度を有
するクラッドとからなる第１の光ファイバを、第１の光
ファイバとは異なるモードフィールド径を有する第２の
光ファイバに接続する方法であって、第１の光ファイバ
と第２の光ファイバとを融着した後に、第１の光ファイ
バのクラッドの軟化温度以上、第１の光ファイバのコア
の軟化温度以下の温度に該融着部を加熱し、ついで応力
を付与しつつ該融着部を冷却することを特徴とする光フ
ァイバの接続方法。 - 【請求項２】 第１の光ファイバが、コアに希土類元
素を添加してなる希土類元素添加光ファイバであること
を特徴とする光ファイバの接続方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16211891A JP2618544B2 (ja) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | 光ファイバの接続方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16211891A JP2618544B2 (ja) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | 光ファイバの接続方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04360108A true JPH04360108A (ja) | 1992-12-14 |
| JP2618544B2 JP2618544B2 (ja) | 1997-06-11 |
Family
ID=15748386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16211891A Expired - Lifetime JP2618544B2 (ja) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | 光ファイバの接続方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2618544B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6860119B2 (en) | 2001-06-12 | 2005-03-01 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Optical fiber splicing method |
| CN102354024A (zh) * | 2011-07-05 | 2012-02-15 | 华南理工大学 | 一种光纤熔接方法 |
-
1991
- 1991-06-06 JP JP16211891A patent/JP2618544B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6860119B2 (en) | 2001-06-12 | 2005-03-01 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Optical fiber splicing method |
| CN102354024A (zh) * | 2011-07-05 | 2012-02-15 | 华南理工大学 | 一种光纤熔接方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2618544B2 (ja) | 1997-06-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970128 |