JPH06148462A - 光ファイバカプラの製造方法 - Google Patents

光ファイバカプラの製造方法

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JPH06148462A
JPH06148462A JP32132492A JP32132492A JPH06148462A JP H06148462 A JPH06148462 A JP H06148462A JP 32132492 A JP32132492 A JP 32132492A JP 32132492 A JP32132492 A JP 32132492A JP H06148462 A JPH06148462 A JP H06148462A
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英資 笹岡
Tomoyuki Hattori
知之 服部
Hiroaki Takimoto
弘明 滝本
Hiroshi Yokota
弘 横田
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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4a〜4d,5a〜5dは、光フ
ァイバ固定具6a,6bにより延伸台8a,8b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7a,7b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
線間の隙間は、250μmとされている。この状態でガ
スバーナ3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。光ファイバ素線間の隙間が広
いから、各光ファイバ素線に対するガス流の流れが同じ
となり、各光ファイバ素線は均等に加熱され、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、外径が125μm
程度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でかつ各光ファイ
バ素線間の隙間に加熱ガス流が均等に流れる隙間となる
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
り、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、光ファイバ素
線間の隙間を250μm以上としたことを特徴とするも
のである。また、請求項3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、
光ファイバ素線間の隙間が1本おきに250μm以上で
あることを特徴とするものである。
【0007】請求項4に記載の発明においては、請求項
1乃至3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5に記載の発明においては、請求項4に記載
の光ファイバカプラの製造方法において、多心のテープ
状光ファイバが、光ファイバ素線間の隙間が250μm
以上となるように形成されたテープ状光ファイバである
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8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9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9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10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9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、125μm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5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、3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3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4に示すように、例えば、
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の光ファイバ素線間の隙間を、各光ファイ
バ素線間の隙間に加熱ガス流が均等に流れる隙間となる
ように配列して加熱するため、各光ファイバ素線の間に
均等にガス流が流れ、すべての光ファイバ素線を均等に
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。各光ファイバ素線間の隙間は、
250μm以上とすることができる。光ファイバ素線間
の間隔は、光ファイバ素線間の隙間が1本おきに、加熱
ガス流が均等に流れる隙間となるようにしてもよい。
【0012】また、本発明では、第1,2の光ファイバ
群の少なくとも一方に、多心のテープ状光ファイバを用
いることによって、配列等の作業をより容易に行うこと
が可能となる。この場合、テープ状光ファイバは、光フ
ァイバ素線の隙間が250μm以上となるよう形成され
たテープ状光ファイバを用いる方法と、通常構造のテー
プ状光ファイバを用いて、被覆除去部の周辺のみの光フ
ァイバを単心に分離して光ファイバ素線間の隙間を25
0μm以上に配列する方法が有効である。
【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、3はガスバーナ、4a〜4d,5a〜5dは光フ
ァイバ、6a,6bは光ファイバ固定治具、7a,7b
は光ファイバ素線固定治具、8a,8bは延伸台であ
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4a〜4dおよび第2の
光ファイバ5a〜5dは、光ファイバ固定具6a,6b
により、それぞれが平行で間隔をおいた状態で延伸台8
a,8b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7a,7bにより互いに密着され
るよう固定されている。光ファイバ素線1a〜1d,2
a〜2dのそれぞれの隙間は、上述したように、各光フ
ァイバ素線間の隙間に加熱ガス流が均等に流れる隙間と
なるように固定されている。
【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、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,6a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、光ファイバ素線間の隙間に加
熱ガス流が均等に流れる隙間となるようなスペーサ部1
4をおいて形成されている。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125
μmであり、光ファイバ素線間の隙間を250μmとす
るには、溝部13の幅は125μm、溝部と溝部の間の
スペーサ部14の幅は250μm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】図3は、光ファイバ固定具の一例の概略の
構成を示す正面図である。図中、16は本体部材、17
は押圧部材、18は溝部、19はスペーサ部、20は軸
である。なお、溝部18に収納される光ファイバ4a〜
4d,5a〜5dは断面を図示した。本体部材16にお
ける溝部18は、その中心線が、光ファイバ素線固定具
の溝部の中心線と一致するような間隔となるようなスペ
ーサ部19をおいて形成されている。上述した、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であり、光ファイバ素線間の隙間が25
0μmである場合には、溝部18の幅は250μm、溝
部と溝部の間のスペーサ部19の幅は125μmとされ
る。光ファイバ素線固定具と同様に、溝部18の形成
は、本体部材16に切削してもよく、あるいは、本体部
材16の上面を平面状にし、スペーサ部19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18に光
ファイバ2本を収納した状態で、押圧部材17を軸20
を中心として回動させて、光ファイバを上から押さえつ
けるようにして、固定する。
【0018】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4a〜4d,5a〜5d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。光ファイバ素線1a〜1d,2a〜2d
の隙間は250μmとした。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−2
c,1d−2dについて、結合度を1.3μm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。
【0019】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。
【0020】第2の実施例では、図1の製造装置によ
り、光ファイバとして、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
プ状光ファイバに用いられた光ファイバ心線は、1.3
μm帯通信用光ファイバである。図7は、この実施例に
用いた4心のテープ状光ファイバの断面図である。コア
21とクラッド22からなる光ファイバ素線の外径は1
25μmであり、その上に保護被覆23が施された光フ
ァイバ心線の外径は250μmである。光ファイバ心線
は375μm間隔で平面状に配列されて、被覆層24で
被覆して偏平状に一体化されたものである。したがっ
て、被覆層間の隙間は125μm、クラッド間の隙間は
250μmである。
【0021】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4本の光ファイバ素線1a〜
1dを、10%フッ酸溶液を用いて外径115μm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〜2d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6a,6bで固定し、上下の光ファイバ
素線を光ファイバ固定具7a,7bを用いて密着固定し
た。ただし、光ファイバ固定具6a、6bは、図6に示
すテープ状光ファイバ用の構造のものにに交換した。図
6において、9a,9bはテープ状光ファイバ、16は
本体部材、17は押圧部材、20は軸である。この光フ
ァイバ固定具による押圧方法は、図3で説明したと同様
である。
【0022】一体化した光ファイバ素線1a〜1d,2
a〜2dを、ガスバーナ3を用いて加熱融着した後、延
伸台8aを左方向に、また延伸台8bを右方向に移動さ
せて加熱延伸を行った。この際光ファイバ4aの一端に
波長1.31μmのLD光源を、光ファイバ4bの一端
に波長1.55μmのLD光源を接続し、光ファイバ5
a,5b,6a,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4aの出射光強度)/(光ファイバ4aの
出射光強度+光ファイバ5aの出射光強度) と、 (光ファイバ4bの出射光強度)/(光ファイバ4bの
出射光強度+光ファイバ5b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4本の光ファイバカプラ1a−2
a,1b−2b,1c−2c,1d−2d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、
複雑なモニタ系を構成する必要がないというメリットが
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の実施例では、カットオフが0.75
μm、素線径125μm、被覆径250μmのSM光フ
ァイバをテープ化した4心のテープ状光ファイバを使用
して図1の製造装置により、光ファイバカプラを製造し
た。この実施例では、テープ状光ファイバは通常のテー
プ状光ファイバ構造であるため、被覆除去部分での光フ
ァイバ素線間隔を250μmとなるように広げる必要が
ある。そこで被覆除去部の前後のテープ状光ファイバ
を、単心の光ファイバに分離してから、光ファイバ固定
具6a,6bと光ファイバ素線固定具7a、7bを用い
て配列し、融着、延伸を実施した。光ファイバ固定具
は、図3で説明したものと同様であり、光ファイバ素線
固定具は、図2で説明したものと同様である。
【0027】延伸の際には、光ファイバ4aの一端に波
長0.85μmのLD光源を、光ファイバ4a,5aの
逆端に光パワーメータを接続し、出射光強度をモニタし
ながら延伸を行い、光ファイバ4a,5aからの出射光
強度が等しくなった時点で延伸を終了した。得られた光
ファイバカプラについて、波長0.85μmでの結合度
を測定した結果、いずれの光ファイバカプラにおいて
も、結合度は50±2%であり、均一な特性を有するこ
とを確認した。
【0028】第4の実施例では、図1の製造装置によ
り、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。テー
プ状光ファイバに用いられた光ファイバ心線は、1.3
μm帯通信用光ファイバである。この実施例では、通常
構造のテープ状光ファイバを用いたため、被覆除去部の
前後のテープ状光ファイバを、単心の光ファイバに分離
してから、光ファイバ固定具6a,6bと光ファイバ素
線固定具7a,7bを用いて配列した。
【0029】この実施例に用いた8心のテープ状光ファ
イバの光ファイバ素線の外径は125μmであり、その
上に保護被覆が施された光ファイバ心線の外径は250
μmである。光ファイバの配列は、光ファイバ素線が1
本おきに250μm以上の間隔、例えば、500μmと
なるように配列した。
【0030】図9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、図10は、光ファイバ固定具の
一例の概略の構成を示す正面図である。図中、図2,図
3と対応する部分には同じ符号を付して説明を省略す
る。光ファイバ2本ずつの光ファイバは被覆が接する状
態で固定されているから、それらの光ファイバ素線の隙
間は、125μmである。2本ずつの間の光ファイバ
は、中心間距離において、625μm、被覆間の隙間で
いえば375μmとなるように固定されており、したが
って、この間の光ファイバ素線間の隙間は、500μm
である。
【0031】この状態で、融着、延伸を行った。延伸工
程において、光ファイバ4aの一端に波長1.55μm
のLD光源を接続し、光ファイバ4a,5aの逆端にパ
ワーメータを接続して、出射光強度をモニタしながら延
伸を行ない、光ファイバ4a,5aの出射光強度が等し
くなった時点で延伸を終了した。得られた8本の光ファ
イバカプラについて、波長1.55μmでの結合度を測
定した結果、いずれの光ファイバカプラにおいても、結
合度は50±2%であり、均一な特性が得られることを
確認した。
【0032】
【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】光ファイバ固定具の一例の概略を示す正面図で
ある。
【図4】本発明の実施例における加熱状況の説明図であ
る。
【図5】従来の製造方法における加熱状況の説明図であ
る。
【図6】本発明の実施例に用いられる光ファイバ固定具
の概略を示す正面図である。
【図7】〜
【図8】本発明に用いられるテープ状光ファイバの一例
の断面図である。
【図9】本発明の第4の実施例に用いられる光ファイバ
素線固定具の一例の概略を示す正面図である。
【図10】本発明の第4の実施例に用いられる光ファイ
バ固定具の一例の概略を示す正面図である。
【図11】従来の融着方法による融着量を示す説明図で
ある。
【図12】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 3 ガスバーナ 4a〜4d,5a〜5d 光ファイバ 6a,6b 光ファイバ固定治具 7a,7b 光ファイバ素線固定治具 8a,8b 延伸台 9a,9b テープ状光ファイバ 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 滝本 弘明 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 (5)

    【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でかつ各
    光ファイバ素線間の隙間に加熱ガス流が均等に流れる隙
    間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】 光ファイバ素線間の隙間が250μm以
    上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】 光ファイバ素線間の隙間が1本おきに2
    50μm以上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。
  4. 【請求項4】 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乃至3に記載の光ファイバカプラの製造方法。
  5. 【請求項5】 多心のテープ状光ファイバが、光ファイ
    バ素線間の隙間が250μm以上となるように形成され
    たテープ状光ファイバであることを特徴とする請求項4
    に記載の光ファイバカプラの製造方法。
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