JPH06148461A - 光ファイバカプラの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 均一な特性の光ファイバカプラを、複数本同
時に製造できる方法を提供する。 【構成】 光ファイバ５ａ〜５ｄ，６ａ〜６ｄは、光フ
ァイバ固定具７ａ，７ｂにより延伸台９ａ，９ｂに固定
される。被覆が除去された光ファイバ素線１ａ〜１ｄ，
２ａ〜２ｄは、光ファイバ素線固定具８ａ，８ｂにより
上下に互いに密着されるよう固定される。光ファイバ素
線の外側には、整流棒支持部材１０ａ，１０ｂにより移
動可能に支持された整流棒３ａ，３ｂが配置されてい
る。この状態でガスバーナ４を用いて光ファイバ素線を
加熱し、それぞれ融着一体化し、延伸する。整流棒を配
置したことにより、外側の光ファイバ素線１ａ，２ａ，
１ｄ，２ｄが強く加熱されることはなく、均一な融着・
延伸ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバカプラの製
造方法、特に、複数の同一特性を有する光ファイバカプ
ラを同時に製造する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
バの被覆を除去して、互いに密着した状態で加熱して融
着一体化し、さらに、加熱延伸することによって製造さ
れるものである。光ファイバ素線は、例えば、外径１２
５μｍの極細のガラス体であるため、光ファイバカプラ
の製造には、精密な精度が要求される。このため、光フ
ァイバカプラの生産性が低く、高価格となりやすかっ
た。

【０００３】生産性を向上する方法として、特開昭６３
−２０５６１５号公報や特開平１−１２０５１０号公報
に記載されているように、一度に複数本の光ファイバカ
プラを製造する方法が提案されている。

【０００４】しかしながら、複数本の光ファイバカプラ
を一括して製造する場合には、製造する個々の光ファイ
バカプラを特性が均一にすることが必要であるが、従来
の製造方法では、複数本の光ファイバカプラは、同時に
融着され、かつ、延伸されて製造されるから、その特性
を均一に、再現性良く製造することは困難であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、均一な特性の光ファイバカ
プラを、複数本同時に製造できる方法を提供することを
目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１に記
載の発明においては、光ファイバカプラの製造方法にお
いて、複数の光ファイバからなる第１の光ファイバ群に
ついて、同一の長さ方向位置で所定区間にわたって被覆
を除去して光ファイバ素線を露出させ、該露出した光フ
ァイバ素線が同一平面上で互いに平行となるように配列
して第１の光ファイバ群を形成し、第１の光ファイバ群
と同数の第２の光ファイバ群について、第１の光ファイ
バ群と同様に被覆除去および配列して第２の光ファイバ
群を形成し、第１の光ファイバ群の光ファイバ素線と該
光ファイバ素線に対応する第２の光ファイバ群の光ファ
イバ素線とをそれぞれ密着させ、列状に並んだ光ファイ
バ群の外側に棒状部材を配置した状態で、ガスバーナを
用いて第１，第２の光ファイバ群を一括加熱融着した
後、融着部分を加熱延伸して、同時に複数の光ファイバ
カプラを形成することを特徴とするものである。

【０００７】請求項２に記載の発明においては、請求項
１に記載の光ファイバカプラの製造方法において、第
１，第２の光ファイバ群の少なくとも１方が、複数の光
ファイバを保護被覆により一体に形成した多心のテープ
状光ファイバであることを特徴とするものであり、請求
項３に記載の発明においては、請求項１または２に記載
の光ファイバカプラの製造方法において、加熱延伸時に
も棒状部材を外側に配置することを特徴とするものであ
る。

【０００８】

【作用】上述したような従来の製造方法において、同時
に製造された光ファイバカプラの結合度を測定した結
果、結合度が均一でなく、それぞれの光ファイバカプラ
ごとに結合度が異なり、均一な結合度の光ファイバを製
造することは困難であった。この原因を明らかにするた
め、４心のテープ状光ファイバを用いて試作した４個の
光ファイバカプラの構造を詳細に調査した。図６は、４
心のテープ状光ファイバの一例の断面図を示したもので
あり、コア２１，クラッド２２からなる光ファイバ素線
の上に保護被覆２３が施された光ファイバの４本を平面
状に配列して、被覆層２４で被覆して偏平状に一体化し
たものである。

【０００９】調査の結果、これらの素線で形成された光
ファイバカプラでは、図７に示すように融着量が大きく
変動していることが明らかになった。図７は、４心のテ
ープ状光ファイバの光ファイバ素線を外側から順に横軸
に取り、それぞれの光ファイバ素線同士の融着量を縦軸
にとったものである。融着量は、図８に示すように、２
本の素線の融着部分の幅Ｗであらわした。融着量の変動
は、図７に示すように、内側の素線に比べて、外側の素
線の融着量が大きくなっている。融着量は、加熱中の光
ファイバ素線の温度に大きく依存することから、この結
果から、光ファイバ素線が均等に加熱されていないと考
えられる。さらに、この点について詳細に調査した結
果、光ファイバ素線の加熱時のガス流に問題があること
が判明した。すなわち、テープ状光ファイバの保護被覆
を除去して光ファイバ素線の間隔は、例えば、１２５μ
ｍ程度と非常に狭いために、加熱時のガス流が光ファイ
バ素線間に十分流れ込まず、すべての光ファイバ素線を
均等に加熱できないと考えられる。

【００１０】加熱状況を図４で説明する。図中、１ａ，
１ｂ，１ｃ，１ｄは一方のテープ状光ファイバの光ファ
イバ素線、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは他方のテープ状光
ファイバの光ファイバ素線、４はガスバーナである。対
応するそれぞれの光ファイバ素線１ａと２ａ，１ｂと２
ｂ，１ｃと２ｃ，１ｄと２ｄとを密着させて、ガスバー
ナ４で加熱して融着させる。加熱時のガス流は、光ファ
イバ素線間には十分流れ込まず、外側に大きく流れる。
したがって、ガス流は、両端の光ファイバ素線のみを強
く加熱することになり、内側の光ファイバ素線より外側
の光ファイバ素線の加熱温度が高くなり、外側の光ファ
イバ素線の融着量が大きくなる。この現象は、テープ状
光ファイバを使用した場合に限られることではない。単
心の光ファイバを密着させて配列する場合においても、
光ファイバ素線の間隔は、同様に１２５μｍ程度であ
り、したがって、同様の現象が生じてしまう。

【００１１】本発明では、図３に示すように、第１の光
ファイバ素線１ａ〜１ｄと第２の光ファイバ素線２ａ〜
２ｄの両外側に、棒状部材３ａ，３ｂを配置して加熱し
ている。このように棒状部材（以下、「整流棒」とい
う。）３ａ，３ｂを配置することによって、端部に位置
する光ファイバ素線１ａ，１ｄと２ａ，２ｄの周りのガ
ス流が弱められ、複数本の光ファイバ素線を均一に加熱
することが可能となり、同一特性の光ファイバカプラを
得ることができる。

【００１２】また、この整流棒は、融着時だけでなく、
延伸時にも用いることができ、光ファイバの温度を均一
に保った状態で延伸を行なうことができる。

【００１３】

【実施例】図１は、本発明の光ファイバカプラの製造方
法の一実施例に用いられる光ファイバカプラ製造装置の
概略構成図で、図１（Ａ）は側面図、図１（Ｂ）は平面
図である。図中、１ａ〜１ｄ，２ａ〜２ｄは光ファイバ
素線、３ａ，３ｂは整流棒、４はガスバーナ、５ａ〜５
ｄ，６ａ〜６ｄは光ファイバ、７ａ，７ｂは光ファイバ
固定治具、８ａ，８ｂは光ファイバ素線固定治具、９
ａ，９ｂは延伸台、１０ａ，１０ｂは整流棒支持部材で
ある。なお、光ファイバ素線２ａ〜２ｄは、光ファイバ
素線１ａ〜１ｄの下にあり、図１（Ｂ）では図示されて
いない。

【００１４】第１の光ファイバ５ａ〜５ｄおよび第２の
光ファイバ６ａ〜６ｄは、光ファイバ固定具７ａ，７ｂ
によりそれぞれが平行に密着した状態で延伸台９ａ，９
ｂに固定される。また、第１の光ファイバの被覆が除去
された光ファイバ素線１ａ〜１ｄと第２の光ファイバの
被覆が除去された光ファイバ素線２ａ〜２ｄは、光ファ
イバ素線固定具８ａ，８ｂにより互いに密着されるよう
固定されている。また、光ファイバ素線１ａ〜１ｄ，２
ａ〜２ｄの外側には、整流棒支持部材１０ａ，１０ｂに
より移動可能に支持された整流棒３ａ，３ｂが所定の位
置に配置されている。

【００１５】この状態でガスバーナ４を用いて光ファイ
バ素線１ａ〜１ｄ，２ａ〜２ｄを加熱し、それぞれ１ａ
と２ａ，１ｂと２ｂ，１ｃと２ｃ，１ｄと２ｄとを融着
一体化する。この後、整流棒３ａ，３ｂを取り外した状
態で、ガスバーナ４を用いて一体化した光ファイバ素線
１ａ〜１ｄ，２ａ〜２ｄを加熱し、延伸台９ａを左方向
に、また延伸台９ｂを右方向に移動させて延伸を行な
う。この際、光ファイバ５ａの一端に図示しないレーザ
ダイオード（ＬＤ）光源を、また、光ファイバ５ａ，６
ａの逆側にはパワーメータを接続し、出力光をモニタす
る。光ファイバ５ａおよび６ａから出射される光の強度
が等しくなったところで延伸を停止し、４本の光ファイ
バカプラを同時に製造できる。

【００１６】図２は、光ファイバ素線固定具の一例の概
略の構成を示す正面図である。図中、１１は本体部材、
１２は押圧部材、１３は溝部、１４はスペーサ部、１５
は軸である。なお、溝部１３に収納される光ファイバ素
線１ａ〜１ｄ，２ａ〜２ｄは断面を図示した。本体部材
１１における溝部１３は、光ファイバの保護被覆が接す
る間隔に形成されており、したがって、図１で説明した
ように、光ファイバ固定具７ａまたは７ｂにおいて光フ
ァイバ５ａ〜５ｄの保護被覆が接するよう固定された状
態において、光ファイバ素線固定具８ａまたは８ｂにお
いて、光ファイバ素線は、平行状態に固定される。例え
ば、光ファイバ保護被覆の外径が２５０μｍ、光ファイ
バ素線の直径が１２５μｍであれば、溝部１３の幅は１
２５μｍ、溝部と溝部の間のスペーサ部１４の幅は１２
５μｍとされる。溝部１３の形成は、本体部材１１に切
削してもよく、あるいは、本体部材１１の上面を平面状
にし、スペーサ部をピアノ線を埋め込むようにして形成
してもよい。各溝部１３に光ファイバ素線２本を収納し
た状態で、押圧部材１２を軸１５を中心として回動させ
て、光ファイバ素線を上から押さえつけるようにして、
固定する。

【００１７】この実施例では、整流棒３ａ，３ｂとし
て、円形の石英ガラス棒を用いた。しかし、整流棒の材
料と形状は、これに限られるものではない。清流棒の材
料としては、例えば、石英ガラスのほか、アルミナやジ
ルコニウム等のセラミック材料等、適宜の材料が使用可
能である。断面形状は、円形には限られないが、整流効
果を安定に得るためには、ガス流が安定しやすいよう整
流棒の断面が曲線で構成されていることが望ましい。

【００１８】また、上述した実施例では、融着時のみに
整流棒を用いて、延伸時にはこれを取り外したが、延伸
時においても、この整流棒３ａ，３ｂを配置した状態で
加熱するようにしてもよい。延伸の際にも、より均一な
加熱が行なわれ、得られる光ファイバカプラの特性を一
層均一にすることができる。

【００１９】上述した図１の光ファイバカプラ製造装置
を用いて、光ファイバカプラを製造した第１の実施例を
説明する。光ファイバ５ａ〜５ｄ，６ａ〜６ｄには、
１．３μｍ帯通信用のシングルモード（ＳＭ）の光ファ
イバを用いた。整流棒は、直径１．２ｍｍφの石英ガラ
ス棒を用いて、外側の光ファイバから０．８ｍｍの位置
に配置した。融着後の延伸工程において、分岐比をモニ
タする光源には、波長が１．３１μｍのＬＤ光源を用い
て、上述したように、出射される光の強度が等しくなっ
た時に延伸を停止した。得られた４本の光ファイバカプ
ラ１ａ−２ａ，１ｂ−２ｂ，１ｃ−２ｃ，１ｄ−２ｄに
ついて、結合度を１．３１μｍの波長で測定したとこ
ろ、いずれの光ファイバカプラも、結合度は５０±２％
であり均一な特性を有している光ファイバカプラが製造
できた。

【００２０】光ファイバとしては、単心の光ファイバに
限られるものではない。光ファイバ１ａ〜１ｄ，２ａ〜
２ｄの一方もしくは双方に、テープ状光ファイバを用い
ることができる。

【００２１】第２の実施例では、光ファイバとして、８
心のテープ状光ファイバを用いて８本の光ファイバカプ
ラを一括して製作した。したがって、図１における光フ
ァイバ５ａ〜５ｄ，６ａ〜６ｄは、テープ状光ファイバ
の光ファイバ心線５ａ〜５ｈ，６ａ〜６ｈであらわさ
れ、光ファイバ素線１ａ〜１ｄ，２ａ〜２ｄは、１ａ〜
１ｈ，２ａ〜２ｈであらわされる。テープ状光ファイバ
に用いられた光ファイバ心線は、１．３μｍ帯通信用光
ファイバである。また、第１のテープ状光ファイバは、
被覆を除去した後、外径１２５μｍの８本の光ファイバ
素線１ａ〜１ｈを、１０％フッ酸溶液を用いて外径１１
５μｍにエッチングして、外径を細くした。第２のテー
プ状光ファイバの光ファイバ素線２ａ〜２ｈは、被覆を
除去したままであり、エッチング処理は行なわない。こ
の第１のテープ状光ファイバと第２のテープ状光ファイ
バとを、光ファイバ固定具７ａ，７ｂで固定し、上下の
光ファイバ素線を光ファイバ固定具８ａ，８ｂを用いて
密着固定した。この状態で、整流棒３ａのみをセット
し、ガスバーナ４で３０秒加熱し、さらに、整流棒３ｂ
のみをセットした状態で３０秒加熱し融着一体化した。

【００２２】次に、整流棒３ａ，３ｂを配置した状態
で、一体化した光ファイバ素線１ａ〜１ｈ，２ａ〜２ｈ
を、ガスバーナ４を用いて加熱しながら、延伸台９ａを
左方向に、また延伸台９ｂを右方向に移動させて延伸を
行った。この際光ファイバ５ａの一端に波長１．３１μ
ｍのＬＤ光源を、光ファイバ５ｂの一端に波長１．５５
μｍのＬＤ光源を接続し、光ファイバ５ａ，５ｂ，６
ａ，６ｂの逆端のそれぞれにパワーメータを接続した。
パワーメータの出力を測定しながら、 （光ファイバ５ａの出射光強度）／（光ファイバ５ａの
出射光強度＋光ファイバ６ａの出射光強度） と、 （光ファイバ５ｂの出射光強度）／（光ファイバ５ｂの
出射光強度＋光ファイバ６ｂの出射光強度） とが等しくなった時点で延伸を停止した。

【００２３】得られた８本の光ファイバカプラ１ａ−２
ａ，１ｂ−２ｂ，１ｃ−２ｃ，１ｄ−２ｄ，１ｅ−２
ｅ，１ｆ−２ｆ，１ｇ−２ｇ，１ｈ−２ｈについて結合
度を測定した。いずれの光ファイバカプラに対しても、
波長が１．３１μｍの結合度は５０±２％、１．５５μ
ｍの結合度も５０±２％であり、いずれの波長において
も均一な特性を示すことが確認できた。

【００２４】第２の実施例で製作した光ファイバカプラ
は、波長が１．３１μｍと、１．５５μｍで等しい結合
度を有する広帯域光ファイバカプラである。従来この種
の光ファイバカプラの延伸では、複数波長の光を同時に
モニタしながら延伸するために、１本の光ファイバに合
分波器を用いて複数の光源および受光器を接続する必要
があった。これに対して、本発明の製造方法では、同時
に同じ特性の光ファイバカプラが製造できるため、複数
の光ファイバに１つずつ光源、受光器を取り付けること
で、合分波器を用いずに複数波長の特性をモニタできる
というメリットがある。

【００２５】また、第２の実施例では、光ファイバカプ
ラの結合度を広帯域化する手段として、一方の光ファイ
バ素線をエッチングにより細径としたが、一般的に知ら
れる他の手法、例えば、素線径の異なる光ファイバを用
いる方法、一方の光ファイバ群をあらかじめ延伸してお
く方法、コア径の異なる光ファイバを用いる方法、コア
屈折率の異なる光ファイバを用いる方法等も、適用する
ことができる。

【００２６】第３の実施例は、整流棒として、光ファイ
バ素線と同様の形状のガラス棒を用いた。光ファイバと
しては、４心のテープ状光ファイバを用いて、４本の光
ファイバカプラを一括して製作した。テープ状光ファイ
バにおける光ファイバ心線は、カットオフが０．７５μ
ｍのＳＭ光ファイバである。図５は、図２で説明したも
のと同様な光ファイバ素線固定具の一例の概略の構成を
示す正面図である。図中、図２と同様な部分には同じ符
号を付して説明を省略する。１６ａ，１６ｂ，１７ａ，
１７ｂは整流棒であり、光ファイバ素線１ａ〜１ｄ，２
ａ〜２ｄと同様に、断面を図示してある。すなわち、第
１のテープ状光ファイバの光ファイバ素線１ａ〜１ｄの
両側に、整流棒として外径１２５μｍの石英ガラス棒１
６ａ，１６ｂを配置し、また、第２のテープ状光ファイ
バの光ファイバ素線２ａ〜２ｄの両側にも、整流棒とし
て外径１２５μｍの石英ガラス棒１７ａ，１７ｂを配置
した。整流棒１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂは、光フ
ァイバ素線固定具の溝部１３に固定される。図１でみれ
ば、整流棒は、光ファイバ素線固定具８ａ，８ｂにより
固定される。

【００２７】この状態で、図１で説明したように、ガス
バーナ４を用いて光ファイバ素線１ａ〜１ｄ，２ａ〜２
ｄを加熱し、融着・延伸を行った。光ファイバ５ａの一
端には、波長０．８５μｍのＬＤ光源を、そして、光フ
ァイバ５ａ，６ａの逆端には、受光器を接続してあり、
光ファイバ５ａおよび６ａからの出射光強度が等しくな
ったときに延伸を停止した。得られた４本の光ファイバ
カプラの結合度は、いずれも５０±２％の範囲であり、
均一な特性が確認できた。

【００２８】この実施例では、整流棒として光ファイバ
と同様の構造のガラス棒を用いて、これらのガラス棒も
光ファイバと同様に融着・延伸しているものである。こ
の実施例では、光ファイバそのものを、整流棒に用いる
ことも可能である。

【００２９】

【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、１回の融着・延伸で複数の同一特性の光ファ
イバカプラを製造することが可能となる。これにより光
ファイバカプラの生産性を飛躍的に向上できるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ファイバカプラの製造方法の一実施
例に用いられる光ファイバカプラ製造装置の概略構成図
である。

【図２】光ファイバ素線固定具の一例の概略を示す正面
図である。

【図３】本発明の実施例における整流棒の配置を示す説
明図である。

【図４】従来の製造方法における加熱状況の説明図であ
る。

【図５】本発明の実施例に用いられる光ファイバ素線固
定具の概略を示す正面図である。

【図６】４心のテープ状光ファイバの一例の断面図であ
る。

【図７】従来の融着方法による融着量を示す説明図であ
る。

【図８】融着量の説明図である。

【符号の説明】

１ａ〜１ｄ，２ａ〜２ｄ 光ファイバ素線 ３ａ，３ｂ 整流棒 ４ ガスバーナ ５ａ〜５ｄ，６ａ〜６ｄ 光ファイバ ７ａ，７ｂ 光ファイバ固定治具 ８ａ，８ｂ 光ファイバ素線固定治具 ９ａ，９ｂ 延伸台 １０ａ，１０ｂ 整流棒支持部材 １１ 本体部材 １２ 押圧部材 １３ 溝部 １４ スペーサ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松下 研一 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 横田 弘 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の光ファイバからなる第１の光ファ
   イバ群について、同一の長さ方向位置で所定区間にわた
   って被覆を除去して光ファイバ素線を露出させ、該露出
   した光ファイバ素線が同一平面上で互いに平行となるよ
   うに配列して第１の光ファイバ群を形成し、第１の光フ
   ァイバ群と同数の第２の光ファイバ群について、第１の
   光ファイバ群と同様に被覆除去および配列して第２の光
   ファイバ群を形成し、第１の光ファイバ群の光ファイバ
   素線と該光ファイバ素線に対応する第２の光ファイバ群
   の光ファイバ素線とをそれぞれ密着させ、列状に並んだ
   光ファイバ群の外側に棒状部材を配置した状態で、ガス
   バーナを用いて第１，第２の光ファイバ群を一括加熱融
   着した後、融着部分を加熱延伸して、同時に複数の光フ
   ァイバカプラを形成することを特徴とする光ファイバカ
   プラの製造方法。
2. 【請求項２】 第１，第２の光ファイバ群の少なくとも
   １方が、複数の光ファイバを保護被覆により一体に形成
   した多心のテープ状光ファイバであることを特徴とする
   請求項１に記載の光ファイバカプラの製造方法。
3. 【請求項３】 加熱延伸時にも棒状部材を外側に配置す
   ることを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイ
   バカプラの製造方法。