JPH0659152A - 光ファイバカプラおよびその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 融着延伸作業の際にゴミ等や融着延伸領域か
ら蒸発したガラスが光ファイバ裸線の表面に直接付着す
ることを防止して、機械的強度の向上および静的ストレ
スに対する強度の向上を可能とする。 【構成】 融着延伸部４付近の被覆除去部３には火炎に
よる直接加熱によって除去可能か、あるいは酸化性の雰
囲気下で輻射熱によって加熱することにより除去可能な
コーティング層が形成されていることを特徴とする光フ
ァイバカプラ。 【効果】 伝送路線中に使用した場合、長期にわたって
通信システムの信頼性を高く保つことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光通信分野、光計測分野
等に用いられる、信頼性の高い融着延伸型の光ファイバ
カプラおよびその製法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の光ファイバカプラは、複数本の
光ファイバの一部を互いに融着、延伸して融着延伸部を
形成してなるもので、いずれかの光ファイバに入射した
光を分岐したり、複数の光ファイバ端末に入射した光を
合流させて、他のファイバ端末から取り出す役割を果た
すもので、また、異なった波長の光を合波したり、分波
したりするのに用いられる光部品であり、光ファイバを
伝送媒体とする光通信や、光計測に利用されているもの
である。

【０００３】現在用いられている光通信用光ファイバ
は、ほとんどがガラス製であり、その中でも、石英ガラ
スを主成分とする光ファイバが大部分を占めている。そ
して、その機械的強度の維持や、伝送特性の維持を目的
として、その表面に樹脂などの被覆を施すことが一般的
である。

【０００４】このような光ファイバカプラを製造する場
合は、図３に示すように光ファイバ素線１の樹脂被覆の
一部を除去して光ファイバ裸線２の表面が露出した被覆
除去部３を形成した後、これら光ファイバ素線をほぼ平
行に沿わせ、被覆除去部３を例えば酸水素火炎等で加熱
しながら融着、延伸して、融着延伸部４を形成してい
る。融着延伸作業において、図４に示すように、火炎７
によって加熱される融着延伸領域８は高温加熱により表
面はファイヤポリッシュされ、極めて滑らかで清浄な状
態となるが、融着延伸領域８に隣接する非加熱領域９，
９では十分な加熱が行なわれず、融着延伸中にゴミ等が
光ファイバ裸線２の表面に付着した場合などは機械的強
度の低下を引き起こすという欠点があった。また、この
非加熱領域９，９には融着延伸領域８の加熱の際に蒸発
した石英ガラス微粒子が再付着して微小な傷が光ファイ
バ裸線２の表面に形成され、光ファイバカプラの静的ス
トレスに対する強度を高めることが困難となる不都合が
あった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑みてなされたもので、融着延伸作業の際にゴミ等や
融着延伸領域から蒸発したガラスが光ファイバ裸線の表
面に直接付着することを防止して、機械的強度の向上お
よび静的ストレスに対する強度の向上が可能な光ファイ
バカプラおよびその製法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の光ファイ
バカプラは、融着延伸部付近の被覆除去部には火炎によ
る直接加熱によって除去可能か、あるいは酸化性の雰囲
気下で輻射熱によって加熱することにより除去可能なコ
ーティング層が形成されていることを特徴とするもので
ある。

【０００７】請求項３記載の光ファイバカプラの製法
は、複数本の光ファイバ素線の樹脂被覆の一部を除去し
て光ファイバ裸線の表面が露出した被覆除去部を形成し
た後、この被覆除去部に火炎による直接加熱によって酸
化除去可能かまたは酸化性の雰囲気下で輻射熱によって
加熱することにより除去可能なコーティング層を形成
し、ついでこれら被覆除去部を接触させ、火炎による加
熱、あるいは酸化性雰囲気下の輻射熱加熱によって長さ
方向の一部分をそれぞれ融着させるとともにこの融着部
分を光ファイバ素線の長さ方向に延伸して融着延伸部を
形成することを特徴としている。

【０００８】上記光ファイバカプラおよびその製法にお
いて、使用される光ファイバ裸線の材質は主として石英
ガラスが用いられ、コーティング材は、カーボン膜、ア
ルミニウム膜が用いられる。

【０００９】

【作用】本発明に係る光ファイバカプラおよびその製法
においては、融着延伸作業の際、融着延伸領域に形成さ
れているコーティング層はこの作業の際の加熱によって
容易に焼失し、従来と同様の融着延伸作業を行なうこと
ができる。ここで焼失する部分は強く加熱される部分の
みであるので、融着延伸領域に隣接する非加熱領域の光
ファイバ裸線の表面にはコーティング層が形成されたま
まの状態が保持される。従って、融着延伸作業の際にゴ
ミ等や融着延伸領域から蒸発したガラスが非加熱領域に
付着しても、この非加熱領域にはコーティング層が施さ
れているので、光ファイバ裸線の表面に直接付着せず光
ファイバ裸線の表面に傷がつくことを防止できる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は、本発明において用いられる光ファ
イバ素線１１の例を示すものである。この光ファイバ素
線１１は、光ファイバ裸線１２の外周に紫外線硬化型樹
脂などからなる樹脂被覆１４が形成されてなるものが好
適に用いられる。光ファイバ裸線１２には、樹脂被覆１
４以外のコーティング層は設けられていない。

【００１１】このような光ファイバ素線１１を用いて光
ファイバカプラを製造するには、まず光ファイバ素線１
１を複数本用意し、樹脂被覆１４の一部を除去して光フ
ァイバ裸線１２の表面が露出した被覆除去部３を形成す
る。樹脂被覆１４の除去は、その除去部分をジクロルメ
タンなどの有機溶剤に浸漬し、膨潤させたのち、不織紙
を用いて取り除くことで行われる。

【００１２】ついで、被覆除去部３にコーティング層を
形成する。このコーティング層は、火炎による直接加熱
によって酸化除去可能かまたは酸化性の雰囲気下で例え
ば空気中などにおいて赤外線、レーザ光などの輻射熱に
よって加熱することにより除去可能なもので、例えば、
カーボン膜、あるいはアルミニウム膜が挙げられる。コ
ーティング層の厚さとしては、５００〜１０００オング
ストローム程度とされる。５００オングストローム未満
であると非加熱領域９，９を保護する効果が十分得られ
ず、また、１０００オングストロームを超えると融着延
伸領域８を加熱しても除去されずに残留するコーティン
グ層が存在し、融着延伸作業が円滑に行なえなくなる恐
れがあるためである。

【００１３】このようなコーティング層の形成は、ＣＶ
Ｄ法によりカーボン膜を形成する方法や蒸着法などによ
ってアルミニウム膜を形成する方法によって簡単に行な
われる。ＣＶＤ法によりカーボン膜を形成する場合、図
２に示すような装置が好適に用いられる。この装置は、
炭酸ガスレーザ発振器２５と、反応容器２９から概略構
成されている。炭酸ガスレーザ発振器２５より放射され
た炭酸ガスレーザ光２６は、反射鏡２７に入射してここ
で方向が変えられ、続いて集光レンズ２８にて集光され
てビームとなり反応容器２９に照射される。反応容器２
９にはレーザビーム透過用の窓２９ｃが設けられてい
る。また反応容器２９には、被覆除去部３にに不活性ガ
スおよびカーボン含有原料ガスを供給するガス供給管３
０、および排気管３１が設けられている。

【００１４】このような装置を用いて光ファイバ素線１
１の被覆除去部３にカーボン膜を形成するには、まず光
ファイバ素線１１をこれの被覆除去部３が窓２９ｃの下
方に位置するように、反応容器２９を貫通して配する。
ついで、ガス供給管３０よりＮ₂などの不活性ガスを供
給するとともに、排気管３１から排気を行い、反応容器
２９内の空気を追い出す。続いて、ガス供給管３０から
カーボン含有原料ガスをバブリング方式により供給し、
被覆除去部３に噴射する。このような状態で、炭酸ガス
レーザ光２６を用いて被覆除去部３を加熱する。つい
で、レーザ光２６の照射による熱が被覆除去部３の表面
の全域に渡るように、反応容器２９ごと光ファイバ素線
１１の長手方向にトラバースさせると、被覆除去部３の
表面で熱ＣＶＤが行われ、ここにカーボン膜を形成する
ことができる。

【００１５】ついで、被覆除去部３にコーティング層が
形成された光ファイバ素線１１の複数本をほぼ平行に沿
わせ、被覆除去部３を接触させ、火炎７による加熱、あ
るいは酸化性雰囲気下の輻射熱加熱によって長さ方向の
一部分をそれぞれ融着させるとともにこの融着部分を光
ファイバ素線１１の長さ方向に延伸して、融着延伸部４
を形成する。この時、融着延伸領域８のコーティング層
は、火炎７による直接加熱によって酸化除去可能かまた
は酸化性の雰囲気下で輻射熱によって加熱することによ
り除去可能なものからなるので、融着延伸時の加熱の際
に簡単に除去することができる。一方、融着延伸領域８
の両側に隣接する非加熱領域９，９は加熱されないた
め、コーティング層は除去されず、そのまま残ることに
なる。そのため、ゴミ等や融着延伸領域８から蒸発する
石英ガラス微粒子は非加熱領域９，９上に付着しても、
光ファイバ裸線１２の表面には直接触れないので、光フ
ァイバ裸線１２の表面は初期の状態に保たれる。ここ
で、融着延伸作業に先立って、融着延伸領域８のコーテ
ィング層のみを火炎で加熱したり、あるいは空気もしく
は酸素富化空気中でレーザ光などを照射して加熱して除
去してもよい。

【００１６】実施例の光ファイバカプラおよびその製法
においては、融着延伸作業の際、融着延伸領域８に形成
されているコーティング層はこの作業の際の加熱によっ
て容易に焼失するので、従来と同様の融着延伸作業を行
なうことができ、また、焼失する部分は強く加熱される
部分のみであるので、融着延伸領域に隣接する非加熱領
域９，９の光ファイバ裸線の表面にはコーティング層が
形成されたままの状態が保持される。

【００１７】従って、融着延伸作業の際にゴミ等や融着
延伸領域８から蒸発したガラスが非加熱領域９，９に付
着しても、この非加熱領域９，９にはコーティング層が
施されているので、光ファイバ裸線１２の表面に直接付
着せず光ファイバ裸線１２の表面に傷がつくことを防止
でき、光ファイバカプラの機械的強度の向上および静的
ストレスに対する強度の向上が可能となる。

【００１８】また、光ファイバ素線として、光ファイバ
裸線の外周にカーボンコート層を形成してなるカーボン
コート光ファイバに樹脂被覆を施したものを用いること
も考えられるが、この場合には、リードファイバ部分
（被覆除去部以外の部分）にも高価なカーボンコート光
ファイバを使用することとなり、コスト高になってしま
う。本発明では、必要な部分（被覆除去部）のみにコー
ティング層を形成するため、低コストの光ファイバカプ
ラを提供することが可能となる。

【００１９】次に実施例、比較例を示して本発明を具体
的に説明する。 （実施例）まず、図１と同様で、長さ１０ｍの光ファイ
バ素線１１の２本を用意し、その中央部を２５ｍｍに渡
りジクロルメタン中に浸漬し、この部分の樹脂被覆１４
を膨潤させた。ついで、この膨潤させた部分をピンセッ
トにて取り除き、光ファイバ裸線１２の表面が露出した
被覆除去部３を形成した。この後、これら光ファイバ素
線１１をそれぞれ図２に示すような装置に配し、被覆除
去部３に厚さ５００オングストロームのカーボン膜を形
成した。最後に、これら光ファイバ素線１１をほぼ平行
に沿わせ、カーボン膜が形成された被覆除去部３を接触
させ、火炎７によって長さ方向の一部分をそれぞれ融着
させるとともにこの融着部分を光ファイバ素線１１の長
さ方向に延伸して融着延伸部４を形成して、光ファイバ
カプラを得た。そして、静的ストレスを過大にかけるた
め、得られた光ファイバカプラを２００ｇの張力で引張
った状態で補強器上に固定、補強した。このような光フ
ァイバカプラを２０本作成し、６時間／サイクルで−４
０℃〜８０℃のヒートサイクル試験を行なったところ、
１５００時間経過しても破断は全く生じなかった。この
ことから、実施例の光ファイバカプラは静的ストレスに
対する強度が大幅に向上していることが判った。

【００２０】（比較例）光ファイバ素線１１の被覆除去
部３にカーボン膜を形成しない以外は、実施例と同様に
して２０本の光ファイバカプラを作成し、同様にヒート
サイクル試験を行なったところ４８時間以内に半数以上
の光ファイバカプラに破断が生じた。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るファ
イバカプラおよびその製法においては、融着延伸作業の
際、融着延伸領域に形成されているコーティング層はこ
の作業の際の加熱によって容易に焼失するので、従来と
同様の融着延伸作業を行なうことができ、また、焼失す
る部分は強く加熱される部分のみであるので、融着延伸
領域に隣接する非加熱領域の光ファイバ裸線の表面には
コーティング層が形成されたままの状態が保持される。

【００２２】従って、融着延伸作業の際にゴミ等や融着
延伸領域から蒸発したガラスが非加熱領域に付着して
も、この非加熱領域にはコーティング層が施されている
ので、光ファイバ裸線の表面に直接付着せず光ファイバ
裸線の表面に傷がつくことを防止でき、光ファイバカプ
ラの機械的強度の向上や静的ストレスに対する強度が大
幅に向上し、光ファイバカプラの信頼度が高まる。ま
た、このような光ファイバカプラを伝送路線中に使用し
た場合、長期にわたって通信システムの信頼性を高く保
つことができる。さらに、光ファイバカプラのリードフ
ァイバ部分（被覆除去部以外の部分）は、樹脂被覆が形
成されたままであり通常の光ファイバ素線表面となって
いるため、ハンドリングが容易である。また、コーティ
ング層を全長にわたって形成したカーボンコート光ファ
イバを用いるのではなく、必要な部分（被覆除去部）の
みにコーティング層を形成するため、低コストの光ファ
イバカプラを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る光ファイバカプラに用いられる
光ファイバ素線の一例を示す横断面図である。

【図２】 被覆除去部にカーボン膜を形成するための装
置の一例を示す概略構成図である。

【図３】 従来の光ファイバカプラの一例を示す側面図
である。

【図４】 従来の光ファイバカプラの製法の一例を示す
説明図である。

【符号の説明】

３…被覆除去部、４…融着延伸部、７・・・火炎、８・・・融
着延伸領域、９・・・非加熱領域、１１…光ファイバ素
線、１２…光ファイバ裸線、１４…樹脂被覆

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本の光ファイバ素線の樹脂被覆の一
   部を除去して光ファイバ裸線の表面が露出した被覆除去
   部を形成し、これら被覆除去部を接触させ、互いに融
   着、延伸して融着延伸部を形成してなる光ファイバカプ
   ラにおいて、上記融着延伸部付近の被覆除去部には火炎
   による直接加熱によって除去可能か、あるいは酸化性の
   雰囲気下で輻射熱によって加熱することにより除去可能
   なコーティング層が形成されていることを特徴とする光
   ファイバカプラ。
2. 【請求項２】 コーティング材がカーボン膜、あるいは
   アルミニウム膜であることを特徴とする請求項１記載の
   光ファイバカプラ。
3. 【請求項３】 複数本の光ファイバ素線の樹脂被覆の一
   部を除去して光ファイバ裸線の表面が露出した被覆除去
   部を形成した後、この被覆除去部に火炎による直接加熱
   によって酸化除去可能かまたは酸化性の雰囲気下で輻射
   熱によって加熱することにより除去可能なコーティング
   層を形成し、ついでこれら被覆除去部を接触させ、火炎
   による加熱、あるいは酸化性雰囲気下の輻射熱加熱によ
   って長さ方向の一部分をそれぞれ融着させるとともにこ
   の融着部分を光ファイバ素線の長さ方向に延伸して融着
   延伸部を形成することを特徴とする光ファイバカプラの
   製法。
4. 【請求項４】 コーティング材がカーボン膜、あるいは
   アルミニウム膜であることを特徴とする請求項３記載の
   光ファイバカプラの製法。