JPH063221A - 異常警告機能付き光ファイバカプラおよびその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高歩留まりで、光ファイバカプラの断線を事
前に知ることが可能な異常警告機能付き光ファイバカプ
ラおよびその製法を提供すること。 【構成】 複数本の光ファイバの一部を互いに融着、延
伸して得られた融着延伸部を有する光ファイバカプラに
おいて、上記光ファイバ３として、直径２ｒ＝２０ｍｍ
φにおける曲げ損失が１０ｄＢ／ｍ以上のものを用い、
融着延伸部４ではこの曲げ損失が低減され、融着延伸部
４以外ではこの曲げ損失がそのまま維持された構成とさ
れ、融着延伸部４以外にストレスが加わったときの光フ
ァイバカプラの過剰損失の増加を警報情報として用いる
ようにしたことを特徴とする異常警告機能付き光ファイ
バカプラ。 【効果】 ストレスに起因する光ファイバカプラの断線
を事前に知った時点で異常のある光ファイバカプラを交
換することによって、通信の中断を未然に防ぐことが可
能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光の分配、合流または波
長多重・波長分離などを行なうための融着延伸型光ファ
イバカプラ（以下、光ファイバカプラと略記する。）に
係わり、融着延伸部以外の光ファイバ部分にストレスが
加わったとき、このストレスに起因する光ファイバカプ
ラの断線を事前に警報する警報情報を発して上記ストレ
スを検知し、断線による通信の中断を未然に防止できる
ようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の光ファイバカプラの製法の例とし
ては、通常、コアとクラッドを有する光ファイバを複数
本並列し、これらの一部分をバーナ等の熱源により加熱
し、加熱部付近を中心として融着、延伸を行ない融着延
伸部を形成することにより一方の光ファイバのコア中を
伝搬する光パワを他方の光ファイバのコア中にカップリ
ングする。このようにして製造される光ファイバカプラ
は、融着延伸部の機械的強度が融着延伸部以外の光ファ
イバ部分に比べて弱いため、補強器、保持治具等に入
れ、融着延伸部以外の光ファイバ部分が補強器、保持治
具等に接着剤などで固定される。

【０００３】このような光ファイバカプラの製法におい
ては、製造工程中の僅かな曲げに起因する光ファイバカ
プラの過剰損失を低減するために、比較的小さい曲げ損
失を示す光ファイバが用いられていた。このため補強器
等との接着部分に異常が生じて光ファイバカプラにスト
レスが付加された場合、光ファイバカプラの過剰損失は
ほとんど変化しないため、ストレスが加わった状態のま
まさらに時間が経過した後に生じるおそれのある光ファ
イバカプラの断線を事前に知ることが困難であるという
問題があった。このような問題を解決するため、比較的
大きい曲げ損失を示す光ファイバを用いることも試みら
れているが、この場合光ファイバカプラの過剰損失が大
きくなり易く、製造歩留まりが低下するという欠点があ
った。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】よって、本発明におけ
る課題は、高歩留まりで、光ファイバカプラにストレス
が付加されたとき、このストレスに起因する光ファイバ
カプラの断線を事前に警報する警報情報を発して上記ス
トレスを検知することが可能な異常警告機能付き光ファ
イバカプラおよびその製法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる課題は、複数本の
光ファイバの一部を互いに融着、延伸して得られた融着
延伸部を有する光ファイバカプラにおいて、上記光ファ
イバとして、曲げ損失が大きなものを用い、融着延伸部
ではこの曲げ損失が低減され、融着延伸部以外ではこの
曲げ損失がそのまま維持された構成とされ、融着延伸部
以外にストレスが加わったときの光ファイバカプラの過
剰損失の増加を警報情報として用いるようにすることで
解決される。

【０００６】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明するが、もちろ
ん本発明の主旨および適用範囲は、これらの実施例によ
り制限されるものではない。図１は、実施例の異常警告
機能付き光ファイバカプラの概略構成図である。本実施
例の異常警告機能付き光ファイバカプラは、コア１とク
ラッド２を有する光ファイバ３、３が複数本（図では２
本）並列され、これらの一部分が融着接続部４において
一体になっている。この融着延伸部４では、一方の光フ
ァイバ３のコア１中を伝搬する光パワが他方の光ファイ
バ３のコア１中にカップリングされるようになってい
る。

【０００７】上記光ファイバ３としては、これのコア１
内にその長手方向の引張方向に残留歪みがあって直径２
ｒ＝２０ｍｍφにおける曲げ損失が１０ｄＢ／ｍ以上の
ものが好適に用いられ、コア１内の残留歪みが回復され
た部分は上記曲げ損失が低減され、残留歪みが回復され
ない部分は上記曲げ損失がそのまま維持される構成のも
のである。光ファイバ３のコア１内の残留歪みはアニー
ルによって回復できる程度で、３〜１０％程度とされ
る。光ファイバ３の直径２ｒ＝２０ｍｍφにおける曲げ
損失の程度としては、通常のファバハンドリングに支障
のない範囲内で、１０〜５０ｄＢ／ｍ程度とされる。コ
ア１内の残留歪みの回復後の曲げ損失の程度としては、
十分小さいことが望まれ、０．０１〜１ｄＢ／ｍ程度と
される。このような光ファイバ３の具体例としては、約
６０〜１００ｇの高張力で紡糸されたフッ素添加クラッ
ドファイバ、高シリカコアファイバ、純粋石英コアファ
イバ等が用いられる。

【０００８】このような光ファイバ３を用いた実施例の
異常警告機能付き光ファイバカプラは、融着延伸部４で
は上記曲げ損失が低減され、融着延伸部以外の光ファイ
バ部分では上記曲げ損失がそのまま維持された構成とな
っている。これは融着延伸部４となる部分の光ファイバ
３、３が融着延伸される際に受ける熱によってアニール
され、コア１内の残留歪みが回復し、加熱前に比べて曲
げ損失が低減するからである。一方、融着延伸部４以外
の光ファイバ部分は、加熱によってアニールされないの
で、コア１内には残留歪みが存在したままで、上記曲げ
損失がそのまま維持される。ここで融着延伸部４の直径
２ｒ＝２０ｍｍφにおける曲げ損失としては、０．０１
〜１ｄＢ／ｍ程度とされる。また、融着延伸部４以外の
光ファイバ部分の直径２ｒ＝２０ｍｍφにおける曲げ損
失としては、１０〜５０ｄＢ／ｍ程度とされる。

【０００９】この実施例の警告機能付き光ファイバカプ
ラは、融着延伸部４の機械的損傷を防止するため補強器
等に収容される。図２は、実施例の断線警警告機能付き
光ファイバカプラを補強器５に収容した図である。実施
例の断線警警告機能付き光ファイバカプラを補強器５に
収容するとき、融着延伸部４以外の光ファイバ部分は補
強器５に接着剤等で固着される。この際、融着延伸部４
以外の光ファイバ部分にストレスが付加されると、この
融着延伸部４以外の光ファイバ部分は直径２ｒ＝２０ｍ
ｍφにおいて曲げ損失１０ｄＢ／ｍ以上であるので、光
ファイバカプラの過剰損失が増加する。反対に、融着延
伸部４以外の光ファイバ部分にストレスが付加されない
と、光ファイバカプラの過剰損失が増加することがな
い。従って、光ファイバカプラの過剰損失の増加を、光
ファイバカプラの断線の警報情報として用いることがで
きる。

【００１０】このような光ファイバカプラの過剰損失の
増加を検知するには、例えば、図３に示すように二本の
光ファイバ３、３のうちのどちらか一方の光ファイバ３
の一端からモニタ光を入射する光源６と、モニタ光が入
射された光ファイバ３の他端から出射される出射光強度
を測定する第一の光パワーメーター７と、他方の光ファ
イバ３から出射される出射光強度を測定する第二の光パ
ワーメーター８と、上記光源６と上記第一および第二の
光パワーメーター７，８と接続され、上記光源６からの
入射光強度の測定値と、上記第一および第二の光パワー
メーター７，８の出射光強度の測定値とから過剰損失を
計算し、さらに過剰損失の増加を計算するコンピュータ
ー９と、このコンピューター９と接続され、このコンピ
ューター９から送られる信号に基づいて光ファイバカプ
ラの過剰損失の増加が所定値より大きい時にアラームが
鳴る警告器１０とから構成される異常警告システムを用
意する。

【００１１】ついで、上記コンピュータ９に異常のない
光ファイバカプラの過剰損失を記憶せておき、測定する
光ファイバカプラの二本の光ファイバ３，３のうちのど
ちらか一方の光ファイバ３の一端からモニタ光を入射す
ると、このモニタ光が入射された光ファイバ３の他端と
モニタ光を入射していない光ファイバ３とからそれぞれ
上記モニタ光が出射される。この時、このモニタ光の入
射強度と、第一および第二の光パワーメーター７，８で
測定されたモニタ光の出射光強度が上記コンピューター
９に送られ、このコンピューター９において過剰損失が
計算され、この値と予め記憶させておいた異常のない光
ファイバカプラの過剰損失と比較され、所定値より過剰
損失の増加が大きいと、警告器１０のアラームが鳴り、
光ファイバカプラの過剰損失増加を検知することができ
る。

【００１２】実施例の異常警告機能付き光ファイバカプ
ラは、光ファイバとして、直径２ｒ＝２０ｍｍφにおけ
る曲げ損失が１０ｄＢ／ｍ以上のものを用い、融着延伸
部４ではこの曲げ損失が低減され、融着延伸部４以外で
はこの曲げ損失がそのまま維持された構成とされ、融着
延伸部以外にストレスが加わったときの光ファイバカプ
ラの過剰損失の増加を警報情報として用いるので、上記
ストレスを検知することができ、このストレスに起因す
る光ファイバカプラの断線を事前に知ることができる。
従って、この時点で異常のある光ファイバカプラを交換
することによって、通信の中断を未然に防ぐことが可能
となる。また、実施例の異常警告機能付き光ファイバカ
プラは、融着延伸部４では曲げ損失が低減しているの
で、通常は光ファイバカプラの過剰損失が小さく、不良
品になりにくい。

【００１３】つぎに、実施例の異常警告機能付き光ファ
イバカプラの製法の一例を図１を用いて説明する。ま
ず、コアとなる部分の軟化点温度がクラッドとなる部分
のそれよりも高い光ファイバ母材を６０〜１００ｇ程度
の高張力で溶融紡糸して、コア１内にその長手方向の引
張方向に残留歪みが直径２ｒ＝２０ｍｍφにおける曲げ
損失が１０ｄＢ／ｍ以上の光ファイバ３を作製する。

【００１４】ついで、この光ファイバ３を複数本（図で
は２本）を用意し、これらの一部分をバーナ等の熱源に
より加熱し、この加熱部付近を中心として互いに融着、
延伸して融着延伸部４を形成する。このとき融着延伸部
４は、融着延伸される際の加熱によってアニールされ、
融着延伸部４のコア１内の残留歪みが回復し、加熱前に
上記曲げ損失が低減する。一方、融着延伸部４以外の光
ファイバ部分は、加熱によってアニールされないので、
融着延伸部４以外の光ファイバ部分のコア１内には残留
歪みが存在したままで、上記曲げ損失がそのまま維持さ
れる。

【００１５】このような異常警告機能付き光ファイバカ
プラの製法では、融着延伸部４のコア１内は残留歪みが
回復するため曲げ損失が低減し、このため光ファイバカ
プラの過剰損失を小さく抑えることができ、高歩留まり
となる。また、融着延伸部４以外の光ファイバ部分のコ
ア１内は残留歪みが存在したままで上記曲げ損失がその
まま維持され、光ファイバカプラの製造時に生じる微小
な曲げに対しても過剰損失が増加するので光ファイバカ
プラの断線を事前に知ることが可能な異常警告機能付き
光ファイバカプラを製造することができる。

【００１６】（実施例）まず、比屈折率差が０．４０
％、コアクラッド比が１４．７倍の純粋石英／フッ素添
加クラッドファイバ用母材を用意した。ついで、これを
線速１００ｍ／ｍｉｎ、張力８０ｇで紡糸し、光ファイ
バカプラ製造用のコア１とクラッド２を有する光ファイ
バ３を得た。この光ファイバ３は、カットオフ波長が
１．２５μｍ、モードフィールド径が１０．１μｍ、曲
げ損失が１４ｄＢ／ｍ（直径２ｒ＝２０ｍｍφ、一様曲
げ）であった。ついで、この光ファイバ３を２本用意
し、並列し、これらの一部を互いに融着、延伸して融着
延伸部４を形成して１．５５μｍ用３ｄＢ光ファイバカ
プラを作製したところ、平均の過剰損失は０．１５ｄＢ
であった。そして、この光ファイバカプラの融着延伸部
４以外の光ファイバ部分と補強器５との間に熱歪みの大
きな接着剤を塗布し、固定した。ついで、−４０℃の低
温試験を行ない、意図的に融着延伸部４以外の光ファイ
バ部分にストレスを加えたところ、過剰損失は０．３ｄ
Ｂまで増加し、光ファイバカプラにストレスが付加され
たことが検出できた。

【００１７】（比較例）まず、比屈折率差が０．４０
％、コアクラッド比が１４．７倍の純粋石英／フッ素添
加クラッドファイバ用母材を用意した。ついで、これを
線速１００ｍ／ｍｉｎ、張力２５ｇで紡糸し、光ファイ
バカプラ製造用のコア１とクラッド２を有する光ファイ
バ３を得た。この光ファイバ３は、カットオフ波長が
１．３５μｍ、モードフィールド径が９．６μｍ、曲げ
損失が１．１ｄＢ／ｍ（直径２ｒ＝２０ｍｍφ、一様曲
げ）であった。ついで、この光ファイバ３を２本用意
し、並列し、これらの一部を互いに融着、延伸して融着
延伸部４を形成して１．５５μｍ用３ｄＢ光ファイバカ
プラを作製したところ、平均の過剰損失は０．１５ｄＢ
であった。そして、この光ファイバカプラの融着延伸部
４以外の光ファイバ部分と補強器５との間に熱歪みの大
きな接着剤を塗布し、固定した。ついで、−４０℃の低
温試験を行ない、意図的に光ファイバカプラの融着延伸
部４以外の光ファイバ部分にストレスを加えたが、曲げ
損失が十分に小さいため過剰損失は増加せず、光ファイ
バカプラにストレスが付加されたことを検出できなかっ
た。

【００１８】意図的に光ファイバカプラの融着延伸部４
以外の光ファイバ部分にストレスを加えた結果から明ら
かなように、比較例の光ファイバカプラにおいてはスト
レスを検知できず光ファイバカプラの断線を事前に知る
ことができない。これに比べて、実施例の光ファイバカ
プラでは、光ファイバの過剰損失が増加するのでストレ
スを検知することができ、光ファイバカプラの断線を事
前に知ることが可能であることが判る。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の異常警告
機能付き光ファイバカプラは、光ファイバとして、曲げ
損失が大きなものを用い、融着延伸部ではこの曲げ損失
が低減され、融着延伸部以外ではこの曲げ損失がそのま
ま維持された構成とされ、融着延伸部以外にストレスが
加わったときの光ファイバカプラの過剰損失の増加を警
報情報として用いるので、上記ストレスを検知すること
ができ、上記ストレスに起因する光ファイバカプラの断
線を事前に知ることができる。従って、この時点で異常
のある光ファイバカプラを交換することによって、通信
の中断を未然に防ぐことが可能となる。また、融着延伸
部では上記曲げ損失が低減しているので、通常は光ファ
イバカプラの過剰損失が小さく、不良品になりにくい。

【００２０】本発明の異常警告機能付き光ファイバカプ
ラの製法は、コアとなる部分の軟化点温度がクラッドと
なる部分のそれよりも高い光ファイバ母材を高張力で溶
融紡糸して、曲げ損失が大きな光ファイバを得、つい
で、この光ファイバを複数本を用意し、これらの一部を
互いに融着、延伸して融着延伸部を形成して光ファイバ
カプラを製造するので、融着延伸部は上記曲げ損失が低
減されるので、このため光ファイバカプラの過剰損失を
小さく抑えることができ、高歩留まりとなる。また、融
着延伸部以外の光ファイバ部分は、上記曲げ損失がその
まま維持されるので光ファイバカプラ製造時に生じる微
小な曲げに対しても過剰損失が増加し光ファイバカプラ
の断線を事前に知ることが可能な異常警告機能付き光フ
ァイバカプラを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例の異常警告機能付き光ファイバカプラ
の概略構成図である。

【図２】 実施例の異常警告機能付き光ファイバカプラ
を補強器に収容した図である。

【図３】 実施例の異常警告機能付き光ファイバカプラ
の過剰損失の増加を検知する異常警告システムの例を示
した概略構成図である。

【符号の説明】

１・・・コア、２・・・クラッド、３・・・光ファイバ、４・・・融
着延伸部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川上 登 千葉県佐倉市六崎1440番地 藤倉電線株式 会社佐倉工場内 (72)発明者 山内 良三 千葉県佐倉市六崎1440番地 藤倉電線株式 会社佐倉工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本の光ファイバの一部を互いに融
   着、延伸して得られた融着延伸部を有する光ファイバカ
   プラにおいて、 上記光ファイバとして、曲げ損失が大きなものを用い、
   融着延伸部ではこの曲げ損失が低減され、融着延伸部以
   外ではこの曲げ損失がそのまま維持された構成とされ、
   融着延伸部以外にストレスが加わったときの光ファイバ
   カプラの過剰損失の増加を警報情報として用いるように
   したことを特徴とする異常警告機能付き光ファイバカプ
   ラ。
2. 【請求項２】 直径２０ｍｍφにおける曲げ損失が１０
   ｄＢ／ｍ以上である光ファイバを用いたことを特徴とす
   る請求項１記載の異常警告機能付き光ファイバカプラ。
3. 【請求項３】 コアとなる部分の軟化点温度がクラッド
   となる部分のそれよりも高い光ファイバ母材を高張力で
   溶融紡糸して、曲げ損失が大きな光ファイバを得、つい
   で、この光ファイバを複数本を用意し、これらの一部を
   互いに融着、延伸して融着延伸部を形成して光ファイバ
   カプラを製造することを特徴とする異常警告機能付き光
   ファイバカプラの製法。