JPH08304630A - 光ファイバ減衰器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御された減衰量を有する光ファイバ減衰器
とその製造法を提供する。 【解決手段】 ２個の光ファイバ端部を溶融・融合する
ことにより、光ファイバ減衰器が製造される。まず、フ
ァイバ端部が大きな横方向オフセット距離を有して配置
され、そしてファイバ端部が完全に整合するまで、特に
そのコアとクラッディングが完全に整合するまで、そし
てファイバ・コアの部材がファイバ・クラッディングの
近傍の領域の中に拡散するまで、長い時間間隔にわたっ
て永久接続部分の加熱が継続される。長い加熱時間を適
切に延長することにより、良好な再現性を有する減衰器
を製造することができる。延長された加熱時間は、大き
な初期オフセット距離を用いることにより、大幅に短縮
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバの中を
伝搬する光波のパルスを制御して減衰させるために用い
られる減衰器に関する。さらに詳細にいえば、本発明は
このような減衰器を製造する方法および装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】光ファイバ減衰器は、
固定された増幅器を備えた信号中継器を備えた主として
短距離通信線路または長距離市外線路において、光信号
の出力を減少させるために用いられる。回路網の中で、
光信号の出力が検出器のダイナミック・レンジ（通常、
２５ｄＢより小さい）より大きい時にはいつでも、検出
器が飽和することがあるのでそれを避けるために、信号
の出力を減衰させて光信号のレベルを低下させることが
必要である。

【０００３】光ファイバ減衰器を設計する場合、主とし
て、３つの異なる方式が用いられる。その１つの方式は
機械的減衰器であり、それについては、Ａ．ベンナ
（Ａ．Ｂｅｎｎｅｒ）、Ｈ．Ｍ．プレスビィ（Ｈ．Ｍ．
Ｐｒｅｓｂｙ）およびＮ．アミテイ（Ｎ．Ａｍｉｔａ
ｙ）名の論文「光ファイバ・テーパを用いた低反射イン
・ライン可変減衰器（Ｌｏｗ−ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ
ｉｎ−ｌｉｎｅ ｖａｒｉａｂｌｅ ａｔｔｅｎｕａｔ
ｏｒ ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅ
ｒ ｔａｐｅｒ）」、ジャーナル・オブ・ライトウエー
ブ・テクノロジィ、第８巻、第１号、７頁〜１０頁（１
９９０年１月）を見よ。第２の方式であるレーザ・ダイ
オード減衰器については、Ｎ．カシマ（Ｎ．Ｋａｓｈｉ
ｍａ）名の論文「レーザ・ダイオードを送信機と受信機
との両方として用いた時間圧縮多重化装置のための光減
衰器に対する１つの新規な方式（Ａ ｎｅｗ ａｐｐｒ
ｏａｃｈｔｏ ａｎ ｏｐｔｉｃａｌ ａｔｔｅｎｕａ
ｔｏｒ ｆｏｒ ａ ｔｉｍｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ
ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ ｓｙｓｔｅｍ ｕｓｉｎｇａ
ｌａｓｅｒ ｄｉｏｄｅ ａｓ ｂｏｔｈ ｔｒａｎｓ
ｍｉｔｔｅｒ ａｎｄ ｒｅｃｅｉｖｅｒ）」、ジャー
ナル・オブ・ライトウエーブ・テクノロジィ、第９巻、
第８号、９８７頁〜９９０頁（１９９１年８月）を見
よ。そして第３の方式である融合減衰器については、例
えば、Ｍ．コーク（Ｍ．Ｃｏｒｋ）名の論文「受動ファ
イバ光学部品（Ｐａｓｓｉｖｅ ｆｉｂｅｒ ｏｐｔｉ
ｃ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ）」、ショート・コース・ノ
ート、ＯＦＣ’９１、サンジエゴ、６３頁（１９９１年
２月）を見よ。

【０００４】図１は、典型的な１つの機械的減衰器を示
した図である。コア３のまわりにクラッディング２を備
えた２個のファイバ端部１は、端部表面の近くで太くな
っている。端部表面から見た時、部分５において、ファ
イバ端部１はテーパ７を有する。安定化スリーブ９は、
端部表面を所定の距離に配置し、および端部を保持す
る。いくつかの変更が行われた設計がある。例えば、テ
ーパ７を有する設計または有しない設計、端部表面がフ
ァイバの縦軸方向に垂直である設計または垂直でない設
計、空隙１１の中に吸収のある部材が存在する設計また
は半反射ガラスが存在する設計、などである。機械的減
衰器の利点は、ファイバ端部の端部表面の位置を移動さ
せることにより、機械的方法で調整ができることであ
る。矢印１３を見よ。けれども、もし線路に組み込まれ
た部品として固定された減衰器が装置の中で用いられる
べきであるならば、温度が変動した時の減衰量の変動、
製造コストと維持コストが高いこと、高い反射（約１０
ｄＢ〜４０ｄＢの小さなリターン損失）は、機械的減衰
器を備えた装置を非常に不安定でかつ高価なものにす
る。

【０００５】典型的な融合減衰器（図２および前記で引
用されたＭ．コーク（Ｍ．Ｃｏｒｋ）名の論文を見よ）
は、オフセット永久接続工程により製造することができ
る。この製造法は、発行された国際特許出願第ＷＯ−Ａ
１ ９５／２４６６５号の「光ファイバの制御された永
久接続（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｓｐｌｉｃｉｎｇｏｆ
ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒｓ）」と、対応する日本
国特許出願第５２３，４００／９５号および米国特許出
願シリアル番号第０８／４００，９６８号に開示されて
いる。この特許の内容は、参考として、本発明の中に取
り込まれている。この場合、ファイバ端部１は横方向に
のみ変位している。オフセット距離ｘは、ファイバの側
表面の間に存在する、すなわち、選定された方向から見
る時クラッディングの外側表面の間に存在する。永久接
続体が作成される時、クラッディングの外側表面は、表
面張力効果により整合しようとするであろう。このこと
により、作成された端部表面においておよび対応する永
久接続部の表面において、ファイバ・コア３の湾曲した
端部セグメント１５が生ずる。この形式の減衰器は製造
コストが非常に安く、そして減衰量の安定性と信頼性と
が非常に高く、そしてこの減衰器では反射がほとんどな
い。維持の手間は必要でない。けれども、装置を設計し
た何人かの設計者により考察されているように、ファイ
バ・クラッディングのオフセット値は完全に満足である
わけではない。この減衰器が長期間にわたって使用され
る時、特にこの永久接続体が保護スリーブを用いないで
単に再被覆される時、永久接続部の位置に機械的応力が
集中する心配がある。この応力の集中により、ファイバ
・クラッディングに好ましくないひび割れが生ずること
があり、またはファイバの接続点で破断することさえあ
る。

【０００６】英国特許出願第ＧＢ−Ａ ２ １２８ ７
６６号は、単一モード光ファイバ減衰器を開示してい
る。この出願中特許では、２個の光ファイバの端部は、
これらの端部に熱を加えることにより一緒に融合され
る。これらの端部が共に満足に融合された時、加熱はさ
らに継続される。この継続された加熱により、コア領域
がクラッディングの中に部分的に拡散する。その後、こ
のファイバが冷却され、そして減衰器が完成する。すな
わち、ファイバの中を伝搬する光は、コアのこの部分的
拡散によりファイバ・コアが明確でなくなる結果として
減衰する。非常に長い時間にわたって、加熱を延長する
ことができる。２ｄＢおよび８ｄＢの減衰器を作成する
ために、それぞれ、７０秒および１５０秒の時間が必要
であることが開示されている。

【０００７】Ｊ．Ｔ．クローズ（Ｊ．Ｔ．Ｋｒａｕｓ
ｅ）、Ｗ．Ａ．リード（Ｗ．Ａ．Ｒｅｅｄ）およびＫ．
Ｌ．ウオーカ（Ｋ．Ｌ．Ｗａｌｋｅｒ）名の論文「融合
時間、温度、および屈折率の分布の変更に関する単一モ
ード・ファイバの永久接続部の損失（Ｓｐｌｉｃｅ ｌ
ｏｓｓ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ ｍｏｄｅ ｆｉｂｅｒａ
ｓ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｆｕｓｉｏｎ ｔｉｍｅ，
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ａｎｄ ｉｎｄｅｘ ｐｒｏ
ｆｉｌｅ ａｌｔｅｒａｔｉｏｎ）」、ＩＯＯＣ−ＥＣ
ＯＣ、１９８５年、６２９頁〜６３２頁において、単一
モード・ファイバ永久接続体の損失、すなわち減衰、が
考察されている。特に、損失はファイバ・コアのオフセ
ット距離に依存する、およびコア部材の拡散に依存す
る、ことを開示している。

【０００８】ジョージ Ａ．デッカ（Ｇｅｏｒｇｒ
Ａ．Ｄｅｃｋｅｒ）名の米国特許第４，５５７，５５６
号は、光減衰器を製造する方法を開示している。この特
許では、２個の光ファイバの端部の軸が一定のオフセッ
ト距離だけ不整合の状態にあり、そして次にこれらのフ
ァイバ端部が相互に溶融される。これらのファイバ端部
が溶融されている間に、これらの端部は移動する。それ
は、表面張力の作用により、光ファイバのクラッディン
グの外側表面が整合しようとするからである。すると、
コアの軸はまた実質的に整合するようになるであろう。
同じ方法が、ドイツ国公開文書（Ｏｆｆｅｎｌｅｇｕｎ
ｇｓｓｃｈｒｉｆｔ）第ＤＥ−Ａ１ ４２３６ ８０７
号に開示されている。同様の方法は、欧州発行特許出願
第ＥＰ−Ａ２ ０ ５９４ ９９６号に開示されてい
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の１つの目的は、
光ファイバを連結する際に用いられかつ良好なエージン
グ特性を有する減衰器を得ることである。

【００１０】本発明のまた別の目的は、市販されている
自動永久接続機械により実行することができる、光ファ
イバ減衰器を製造するための簡単な方法を得ることであ
る。この製造法は再現性がよく、したがって、所定の初
期値に対し、事実上同じ値の減衰量を有する減衰器を製
造することができる。

【００１１】本発明のさらに別の目的は、従来の自動永
久接続機械に用いることが可能な種々の装置に基づい
て、光ファイバ減衰器を製造するための簡単な方法を得
ることである。

【００１２】本発明により、これらの目的を達成するこ
とができる。本発明の特徴および特性は、請求項に開示
されている。

【００１３】融合減衰器がテストされ、そしてこの融合
減衰器は多くの点で単なるオフセット減衰器よりも特性
が良好であることが分かった。

【００１４】大きな初期オフセット距離と延長された加
熱との両方を組み合わせることにより、良好な再現性を
有する減衰器を得ることができる。また、延長された加
熱時間は、延長された加熱時間だけを用いて減衰器エレ
メントを製造する場合のように長くはないことができ
る。典型的な場合、初期オフセットが存在する時、加熱
のために必要な時間は２０秒より短いことができる。例
えば、拡散のみが用いられる時、少なくとも２分の時間
間隔が必要であるのに比べて、１５秒〜２０秒の範囲で
あることができる。その時、初期オフセット距離はかな
り大きく、コア直径の数倍程度の大きさである必要があ
る。例えば、約２０〜５０コア直径の大きさである必要
がある。

【００１５】したがって全体的にいえば、ファイバを永
久接続することにより光ファイバ減衰器を製造するの
に、下記の段階が実行される。最初に、２個の光ファイ
バの端部が永久接続のために用意される。すなわち、光
ファイバ端部が切断され、それによりファイバ端部の縦
軸方向に垂直である事実上平坦な端部表面が作成され
る。永久接続のために、それらの光ファイバの縦軸が平
行でありかつ相互に隣接するように、それらの端部表面
が配置される。この段階においてまたはこの段階の前
に、ファイバ端部が相互に関してオフセット距離を有す
るように配置される。すなわち、ファイバのコアの軸お
よび／または端部のクラッディングの外側表面が、ファ
イバ端部の縦軸に垂直な方向から見た時、オフセット距
離だけオフセットしているように配置される。その後、
ファイバ端部に熱が加えられ、それにより、ファイバ端
部が相互に融合する。端部が融合した後、コア部材がク
ラッディングの中に部分的に拡散するように加熱を継続
する。ファイバ端部が相互に融合した後、ファイバ端部
に加えられる熱の強度は、前記で引用された先行技術の
国際特許に開示されているのと同じ方式に従い、融合期
間中に加えられる熱の強度よりも低下させることが好ま
しい。

【００１６】熱を加えることを継続する時間間隔の長さ
を選定する基準は、ファイバのクラッディングが実質的
に整合することに基づいて定められる。この時間間隔の
長さの選定はまた、適切な初期オフセット距離の選定と
一緒に行われる。また別の基準は、熱を加えることが延
長される時、永久接続体の減衰の変化がほとんどなくな
る程度にまで長く、熱を加えることが持続されるべきで
あるということに基づいて定められる。この場合、実際
的に用いられる大きさの減衰量を達成するために、オフ
セット距離はコア直径の数倍に選定されなければならな
い。このオフセット距離は、典型的には、１０〜５０コ
ア直径の範囲内にある。完成しそして冷却されたファイ
バ永久接続体が要求された減衰量を有するために、ファ
イバの特性と永久接続工程の温度を実質的に考えた加熱
工程とを考慮して、初期オフセット距離を前もって計算
し、そして初期オフセット距離をこの計算値に設定する
ことができる。

【００１７】光ファイバ減衰器の製造は、修正された制
御工程および画像処理工程を有する従来の自動ファイバ
永久接続装置を用いて実行することができる。この装置
は、光ファイバの２つの端部を保持し、および従来の永
久接続工程の場合のようにこれらのファイバ端部を相互
に隣接する関係に配置するために、精密な位置制御を行
うことができる従来のクラッチ装置またはクランプ装置
のような、保持および位置決め装置を有する。この保持
および位置決め装置は、前もって計算された横方向オフ
セット距離をファイバ端部にまた与えるように、修正さ
れる。溶接用電極のような加熱装置と、ファイバ端部を
加熱するための、すなわち隣接するファイバ端部を加熱
してそれらを一緒に融合するための、一定の制御装置に
より制御された高電圧電源と、が配置される。この加熱
装置はまた、ファイバ端部が融合した後、コア部材がク
ラッディングの中に部分的に拡散するように、熱を加え
ることを継続するように構成される。

【００１８】このようにして作成された光減衰器は、２
個の光ファイバの端部の融合された、または溶接され
た、永久接続部により構成されるであろう。ここで、永
久接続部の表面の近傍または隣接する領域の中で、ファ
イバの端部分のファイバ・コアの部材が、ファイバ端部
のクラッディングの中の隣接する領域に部分的に拡散す
る。この拡散は、延長された余分の加熱によって起こ
る。さらに、ファイバ端部の大きな初期オフセット状態
からファイバ端部が整合することにより、ファイバ端部
におけるコアは、すなわちファイバ端部におけるそれら
の残りの部分は、永久接続部領域の中で強く湾曲し、そ
してこれらのコアはファイバ永久接続部の外側表面に終
端する、またはファイバ永久接続部の外側表面にまで延
長されるであろう。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明を１つの実施例について説
明する。この実施例は１つの例であって、下記の説明
は、本発明の範囲がこの実施例に限定されることを意味
するものではない。

【００２０】融合減衰器を製造するにはいくつかの方法
がある。２個の隣接するファイバ端部のグラッディング
のオフセット距離が最初に設定される。そして次に、電
気アークが開始され、そして約２０秒間の非常に長い時
間間隔の間電気アークが継続するという工程の状況が、
図３ａ〜図３ｃのグラフに示されている。この融合工程
は、事実上、前記で引用された先行技術の国際特許出願
に開示されている。この工程では、ファイバ端部の適切
な溶融・融合、すなわち適切な溶接、の期間中に用いら
れるアーク電流よりも、延長された時間間隔の間のアー
ク電流がいくらか小さい。図３ａは、標準型の単一モー
ド光ファイバの２個の端部を永久接続するために用いら
れる工程における電流を、時間の関数として示したグラ
フである。最初の短い時間間隔１７の期間中、塵を除去
するために、小さな電流によりファイバ端部が事前溶融
される。次に、いくらか長い時間間隔１９の間に、適切
な溶融・融合工程が実行される。この時間間隔１９の期
間中、電気アークに大きな電流、典型的には約１３ｍＡ
〜１５ｍＡの電流、が流れる。次に、長い時間間隔２１
の間、小さな溶接用電流が用いられる。この小さな溶接
用電流は、融合工程の期間中に用いられる電流よりも１
ｍＡ〜２ｍＡの程度小さい電流であるのが典型的な場合
である。この工程の期間中、ファイバ端部が持続的に観
察され、そしてグラッディングのオフセット値の減少が
持続的に監視される。

【００２１】図４ａ〜図４ｆは、永久接続工程と延長さ
れた加熱工程との期間中に撮影された写真である。図４
ａは、適切な融合工程が開始された時刻における、すな
わち時間間隔１７と時間間隔１９との間の時刻におけ
る、ファイバ端部の写真である。図４ｂは、図４ａの写
真の０．１秒後に撮影された、融合工程期間中のファイ
バ端部の写真である。図４ｃおよび図４ｄは、時間間隔
２１の延長された加熱期間中のファイバ永久接続部を撮
影した２枚の写真である。最初の写真図４ｃは融合工程
の開始の０．７秒後の時刻に撮影された写真であり、そ
して図４ｄは融合工程の開始の１．５秒後の時刻に撮影
された写真である。図４ｅの写真は融合工程の開始の２
０．０秒後に撮影された写真である。最後の図４ｆの写
真は、融合工程および加熱工程の後、ファイバ永久接続
部が冷却した後のファイバ永久接続部の写真である。

【００２２】図４ａ〜図４ｅの写真のそれぞれは、ファ
イバ端部の側方でかつ相互に垂直な２つの方向から撮影
された、ファイバ端部／ファイバ永久接続部の写真であ
る。クラッディングにオフセットが存在している。この
オフセットは１つの方向からの写真、すなわち上方から
の写真、でのみ見ることができる。このことは、下方か
らの観察でもクラッディングのオフセットを観察するこ
とができることを意味する。図４ｂにおいて、表面張力
により、ファイバ端部のクラッディングの自由端部が丸
みを帯び、そしてまた永久接続部の近傍のコアは小さく
湾曲していることが示されている。オフセットの大きさ
はなお非常に大きい。図４ｃおよび図４ｄの写真では、
これらの効果が増強されており、そしてクラッディング
のオフセットは減少している。図４ｅでは、オフセット
は全くなく、そしてファイバの永久接続部にコアが大き
く湾曲した領域が存在している。最後に、図４ｆにおい
てこの効果がまた示されているが、この写真ではコアが
全く見えないことに注目されたい。写真に写っている薄
い中心線はレンズ効果によるものである。ファイバが円
柱の形状を有しているので、円柱レンズとして作用する
からである。

【００２３】図３ｂのグラフには、この永久接続体の損
失の測定値が時間の関数として示されている。永久接続
体の損失とは、永久接続体の減衰量と同じものである。
図３ｃのグラフには、２個のファイバ端部のクラッディ
ングについて得られたオフセット値が時間の関数として
示されている。

【００２４】前記で引用された国際特許に開示されてい
るように、先行技術によるオフセット減衰器は、溶融・
融合のすぐ後に行われる時間間隔Ａの中で得られる。こ
の時間間隔Ａは図３ａの時間間隔１９の後にあり、そし
て時間間隔Ａでは、アーク電流は大きなアーク融合電流
よりもわずかに小さい。この時間間隔Ａでは、加熱時間
が長いと、永久接続体の減衰量は小さくなる。また、ク
ラッディングのオフセット値は、この時間間隔の少なく
とも最初の部分において、時間の事実上１次関数として
減少する。この時間領域における加熱された永久接続部
の写真が、図４ｃおよび図４ｄに示されている。これら
の写真では、１つの垂直方向から観察した時、クラッデ
ィングのオフセットがまだかなり存在しており、そして
ファイバ・コアは相互に湾曲している。

【００２５】もし永久接続部の加熱が強力に持続される
ならば、永久接続部の減衰量が増大する時間間隔が存在
するであろう。それは、ファイバのクラッディングの整
合がますます進む時、ファイバ・コアがさらに変形する
ことによるものであろう。次に、再び規則通りの時間間
隔がある。この時間間隔では、加熱時間が継続される
時、減衰量はかなり順調に減少する。この時間間隔の領
域では、ファイバ・コアはますます規則通りに変形する
ことを仮定することができる。ここではまた、クラッデ
ィングのオフセット量は小さく、そしてゼロの近くにま
で減少する。

【００２６】次に、もし強力な加熱がさらに長い間行わ
れるならば、クラッディングのオフセット量はほぼゼロ
になり、そして大きくは変わらないようになるであろ
う。測定された減衰量は非常に規則正しくそして１次関
数に従って減少する。ここで、減衰を有する永久接続体
を作成するのに適切である時間間隔Ｃを定めることがで
きる。この時間間隔では、ファイバ・コアの変形が存在
し、そしてまたファイバ・コアの添加不純物部材がまわ
りのクラッディング部材の中にますます拡散し、そして
減衰すなわち損失が、時間に対して非常に精確に１次関
数に従って減少する。

【００２７】異なる領域Ａ、ＢおよびＣを比較する時、
次のことが分かる。 （１） 損失、すなわち減衰量、が変化する速度は、す
なわち図３ｂの曲線の傾斜は、領域Ｃにおいて最低であ
る。したがって、減衰器を作成しそして領域Ｃの中で加
熱を停止する時、より良い制御とより安定な減衰器とを
達成することができる。 （２） 領域Ｃにおける減衰量は、他の領域よりも低
い。したがって、完成したファイバ永久接続体で、すな
わち完成した減衰器で、同じ最終の減衰量を得るため
に、他の領域ＡおよびＢで減衰器を作成しかつ強化され
た加熱を停止する時よりも、初期のオフセット値は大き
くなければならない。 （３） 領域Ｃにおけるクラッディングのオフセット値
は、ほぼゼロである。したがって、クラッディングの不
連続から生ずる機械的応力の集中は、永久接続点には存
在しない。 （４） 長い加熱時間の期間中、領域Ｃにおいて、コア
の添加不純物がクラッディングの中に拡散する。この拡
散とコアの変形との組み合わせが、この領域の中のファ
イバ永久接続体の減衰量を支配する。 （５） 減衰器を作成しそして領域Ｃで加熱の停止を行
う時に減衰量が良好に再現できるために、すなわち再現
性のある減衰量を得るために、加熱温度は十分に制御さ
れなければならない。それは、拡散の大きさは加熱温度
によって大きく変化するからである。前記で引用された
国際特許出願に開示されているように、リアルタイム電
流制御技術を用い、変形と拡散との両方を行った減衰器
を作成することができる。この形式の減衰器は下記の特
徴を有する。 １． クラッディングの中にオフセット状態または不連
続状態が見られない。特に、その外側側面の形状にオフ
セットまたは不連続が見られない。 ２． このファイバ永久接続部を通って伝搬する信号の
反射はほとんどなく、反射損失＞７２ｄＢである。 ３． 環境温度が異なっても減衰量に変化はない。 ４． 永久接続された減衰器を製造する時、減衰量に比
較的小さな変動がある。この変動の標準偏差は０．２ｄ
Ｂ以下である。 ５． 製造コストが安い。その製造コストは、通常のフ
ァイバ永久接続体の製造コストと同じである。 ６． 保護スリーブと再被覆との両方を用いることに対
し適応できる。

【００２８】図５は、図３ｂの領域Ｃにおいて加熱が停
止された場合のオフセット・ファイバの断面図である。
この図を見ると分かるように、ファイバ・コア３は、フ
ァイバ端部において強く湾曲し、ファイバ端部の縦軸に
ほぼ垂直な方向に端部にまで達している。そして永久接
続されたファイバのほぼまたは事実上外側表面にまで達
している。この湾曲した領域においてまた、コア３から
の添加不純物部材が、矢印で示されているように、取り
囲んでいるクラッディング２の領域の中に拡散する。

【００２９】変形および拡散された減衰器を作成するた
めの２組の典型的な融合パラメータが、表１に示されて
いる。

【００３０】

【表１】

【００３１】２個の異なる種類のファイバの組み合わせ
を有する変形および拡散された減衰器に対する、すなわ
ち、加熱時間が時間間隔Ｃ（図３ｂを見よ）の中の適切
な時間まで延長されて作成された永久接続体に対する測
定された結果が、図６および図７に示されている。図６
は、ＡＴ＆Ｔにより製造された「ＤＳＦ」型の光ファイ
バで永久接続部の両側が作成された２０個の変形および
拡散された減衰器に対して測定された減衰量の値を、要
求された減衰量１ｄＢ、２ｄＢ、３ｄＢおよび４ｄＢの
関数として示したグラフである。図７は、ＡＴ＆Ｔによ
り製造された「ＤＳＦ」型の光ファイバをダウ・コーニ
ングにより製造された「ＤＳＦ」型の光ファイバに永久
接続することにより作成された２０個の変形および拡散
された減衰器に対して測定された減衰量の値を、要求さ
れた減衰量１ｄＢ、２ｄＢ、３ｄＢおよび４ｄＢの関数
として示したグラフである。

【００３２】表２は、作成された減衰器で得られた結果
の表である。この表の前半の結果は、前記で引用された
国際特許出願に記載されているオフセット法により得ら
れた結果であり、そして後半の結果は、加熱が図３ｃの
時間領域Ｃにまで延長された場合の変形および拡散法に
より得られた結果である。

【００３３】表２は、作成された減衰器に対しオフセッ
ト法と変形および拡散法との間の比較を示している。

【００３４】

【表２】

【００３５】長い加熱時間間隔を用いる時、すなわち変
形および拡散された減衰器の場合、減衰器の測定された
減衰量は目標値とはかなり異なり、そしてオフセットの
みでありそして加熱が図３ｂの領域Ａで停止された永久
接続体に比べて、この種の減衰器に対する標準偏差（Ｓ
ＴＤ）は非常に小さいことが分かる。最初に述べた方法
は、より類似のまたはより一定値の減衰量を有する減衰
器を与える。

【００３６】変形された減衰器の波長依存特性が、０ｄ
Ｂから５ｄＢまでの範囲の異なる減衰量を有する１９個
の永久接続体に対して測定された。それぞれの永久接続
体に対し、２種類の波長を用いて測定が行われた。得ら
れた波長依存特性は、図８および図９のグラフに示され
ている。２種類の波長（１３１０ｎｍ／１５５０ｎｍ）
に対する減衰量の比は、減衰量が３ｄＢよりも大きい
時、約１．１である。

【００３７】光ファイバを永久接続するのに用いられる
自動画像処理および位置決め装置により、前記で説明さ
れた方法が利点をもって実行される。この自動画像処理
および位置決め装置の光学部品の概要図が図１０に示さ
れ、そしてその機械部品および電子部品の概要図が図１
１に示されている。

【００３８】図１０の概要図に示されている光学装置に
おいて、２個の光源２５が配置されている。この２個の
光源２５は、２個のファイバ１、１′の間の永久接続位
置を、相互に垂直でかつファイバ端部の縦軸方向にも垂
直な２つの方向から照射する。光源２５からの光は、レ
ンズ２７により集光されそして平行光線にされる。レン
ズ２７を通った光は反射部品２９により垂直に進路が変
えられ、そしてビームスプリッタ３１に入射する。すな
わち、ビームスプリッタ３１は、この場合、逆に作用す
る部品として用いられている。ビームスプリッタ３１
は、垂直方向から入射する２個の光線を１個の光線に集
め、そして同じＴＶカメラまたはＣＣＤカメラ３３に入
射させる。ＴＶカメラまたはＣＣＤカメラ３３のカメラ
領域またはカメラ表面には、感光部品が備えられてい
る。ＴＶカメラ３３で発生したビデオ信号は、画像処理
装置３５に送られる。画像処理装置３５により、モニタ
部品または表示部品３７において画像を表示することが
できる。この場合、ファイバ端部の間の永久接続位置を
２つの垂直な方向から観察した画像を、相互に重なるよ
うにして表示するであろう。図４ａ〜図４ｅを参照され
たい。

【００３９】図１１は、自動方式のファイバ永久接続装
置の概要図である。このファイバ永久接続装置は、保持
器３９を備えている。保持器３９の中にファイバ端部が
保持され、そして位置決めおよび永久接続工程の期間
中、ファイバ端部を保持する。保持器３９は、ファイバ
の縦軸方向に平行な方向と、この方向に垂直な２つの方
向、すなわち、光源２５からの照射方向に垂直な２つの
方向との、３つの垂直な直角座標軸方向に移動可能であ
る。したがって、保持器３９は、制御電動機４１によ
り、適切な機械案内装置（図示されていない）に沿って
動作する。電極４３、電動機４１、およびランプ２５へ
の導線は、それぞれ、電子回路モジュール４５および駆
動器回路３７、４９、および５１に接続される。ＴＶカ
メラ３３からの導線が、電子回路モジュール４５の中の
ビデオ・インタフェース５３に接続される。ビデオ・イ
ンタフェース５３からの適切な画像信号が、画像処理お
よび画像解析装置３５に送られる。図１０と比較せよ。
種々の処理工程段階が、制御回路５５により制御され
る、例えば、適切なマイクロプロセッサの形式の制御回
路により制御される。制御回路５５は前記の処理工程段
階を実行する。制御回路５５は、電動機４１を適切な変
位方向に作動することにより、ファイバ端部の相対的な
変位を制御し、そして得られた画像の解析と、相互に垂
直な２つの方向に観察されるオフセット値の決定とを開
始するために、画像処理および画像解析装置３５に信号
を送る。さらに、電極４３に電圧を供給することによ
り、およびこの大きな永久接続電流がどのような時間間
隔にわたって送られるべきかを供給することにより、お
よびまた小さな永久接続電流すなわち小さな電極電流を
送ることによりファイバ端部の外側表面の間のオフセッ
ト距離の制御された監視を得るために制御された電流を
供給することにより、制御回路５５は、光源２５の作動
と、融合電流が開始されるべき時刻とを制御する。

【図面の簡単な説明】

【図１】先行技術による機械的減衰器の１つの典型的な
構造体の概要図。

【図２】クラッディングとコアのオフセットを有する先
行技術による溶融減衰器の概要図。

【図３】オフセットを有する永久接続体の製造とその特
性を示したグラフであって、ａは融合時間の間の電気ア
ーク電流を時間の関数として示したグラフ、ｂは減衰量
を時間の関数として示したグラフ、ｃはオフセット値を
時間の関数として示したグラフ。

【図４】変形および拡散された減衰器を作成する融合工
程の期間中に撮影されたファイバ端部の写真であって、
ａは図３の時間間隔１７と時間間隔１９との間の時刻に
おけるファイバ端部の写真、ｂはａの写真の０．１秒後
に撮影された写真、ｃは時間間隔２１の延長された加熱
期間中に撮影された写真であって融合工程の開始から
０．７秒後に撮影された写真、ｄは同じ加熱期間中の融
合工程の開始から１．５秒後に撮影された写真、ｅは開
始から２０．０秒後に撮影された写真、ｆは融合されそ
して加熱の後ファイバ永久接続体が冷却された時のファ
イバ永久接続部の写真。

【図５】変形および拡散された減衰器の断面概要図。

【図６】両側に「ＡＴ＆Ｔ ＤＳＦ」ファイバを有する
永久接続体で作成された２０個の変形および拡散された
減衰器に対して測定された減衰量のグラフ。

【図７】「コーニング ＤＳＦ」ファイバに「ＡＴ＆Ｔ
ＤＳＦ」ファイバを接続して作成された２０個の変形
および拡散された減衰器に対して測定された減衰量のグ
ラフ。

【図８】「コーニング ＤＳＦ」ファイバに「ＡＴ＆Ｔ
ＤＳＦ」ファイバを接続して作成された変形された減
衰器に対し、２個の異なる波長で測定された減衰量のグ
ラフ。

【図９】２個の異なる波長で測定された減衰量の比のグ
ラフ。

【図１０】自動ファイバ永久接続装置の光路の概要図。

【図１１】自動ファイバ永久接続装置の機械部品および
電子部品の概要図。

【符号の説明】

２ クラッディング ３ コア ２３ コア部材が拡散している領域 ３９ 保持および位置決め装置 ４３ 加熱装置

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２個の光ファイバ端部を相互に隣接する
   関係に配置する段階と、前記２個の光ファイバ端部を相
   互に一緒に融合するために前記隣接する端部に熱を加え
   る段階と、コア部材をクラッディングの中に部分的に拡
   散させるために前記端部が融合された後熱を加える前記
   段階を持続する段階とを有し、そして前記ファイバ端部
   を隣接する関係に前記配置する段階の前および／または
   隣接するファイバ端部に前記熱を加える段階の前に、前
   記ファイバ端部がオフセット距離だけ横方向にオフセッ
   トして配置し、特に前記ファイバ端部の前記コアの軸お
   よび／または前記ファイバ端部のクラッディングの外側
   表面が横方向にオフセットして配置することを特徴とす
   る、光ファイバ減衰器を作成する方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の方法において、前記フ
   ァイバ端部を一緒に融合した後、前記ファイバ端部に加
   えられる熱が融合工程の期間中に加えられる熱よりも少
   ないことを特徴とする、前記方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の方法において、前記フ
   ァイバ端部のクラッディングが事実上整合するような長
   い時間間隔の間熱が加えられ、特に前記ファイバおよび
   ／または前記クラッディングの外側表面が事実上整合す
   るような長い時間間隔の間熱が加えられることを特徴と
   する、前記方法。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の方法において、前記オ
   フセット距離がコア直径の数倍に選定される、特に１０
   〜５０コア直径の範囲に選定されることを特徴とする、
   前記方法。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の方法において、完成し
   そして冷却された永久接続体が要求された減衰量を有す
   るように、前記オフセット距離が計算されそして設定さ
   れることを特徴とする、前記方法。
6. 【請求項６】 請求項１に記載の方法において、熱を加
   える前記段階が延長される時、前記永久接続部の減衰量
   がほとんど変化しないような長い期間にわたって熱を加
   える前記段階が継続されることを特徴とする、前記方
   法。
7. 【請求項７】 ２個の光ファイバ端部を保持し、かつフ
   ァイバ端部の表面を相互に隣接する関係に配置するため
   の、保持および位置決め装置と、 ファイバの隣接する前記端部を一緒に溶融させるために
   隣接する前記端部に熱を加えるための加熱装置と、 前記端部が溶融した後、コア部材がクラッディングの中
   に部分的に拡散するように熱を加える段階を継続するよ
   うに前記加熱装置が構成されること、とを有しかつ前記
   ファイバ端部を隣接する関係に配置する前および／また
   は隣接する前記ファイバ端部に熱を加える段階の前に、
   前記ファイバ端部の前記コアの軸および／または前記フ
   ァイバ端部クラッディングの表面が一定のオフセット距
   離だけオフセットして配置されるように、前記保持およ
   び位置決め装置が前記ファイバ端部の横方向へのオフセ
   ット配置を実行するように構成されることを特徴とす
   る、光ファイバ減衰器を作成するための装置。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の装置において、前記フ
   ァイバ端部が一緒に融合された後、前記ファイバ端部に
   加えられる熱を小さくするように前記加熱装置が構成さ
   れることを特徴とする、前記装置。
9. 【請求項９】 請求項７に記載の装置において、前記フ
   ァイバ端部の前記クラッディングが事実上整合するよう
   な長い時間間隔の間、前記ファイバ端部が配置されてい
   る領域に熱を加えるように前記加熱装置が構成されるこ
   とを特徴とする、前記装置。
10. 【請求項１０】 請求項７に記載の装置において、初期
    オフセット距離をコア直径の数倍に設定するように、特
    に１０〜５０コア直径の範囲に設定するように前記保持
    および位置決め装置が構成されることを特徴とする、前
    記装置。
11. 【請求項１１】 請求項７に記載の装置において、完成
    しそして冷却されたファイバ永久接続体が要求された減
    衰量を有するように、前記保持および位置決め装置によ
    って用いられる前記設定初期オフセット距離が計算され
    ることを特徴とする、前記装置。
12. 【請求項１２】 請求項７に記載の装置において、熱を
    加える前記段階が延長される時、前記永久接続部の減衰
    量がほとんど変化しないような長い期間にわたって熱を
    加えることを継続するように前記加熱装置が構成される
    ことを特徴とする、前記装置。
13. 【請求項１３】 ２個の光ファイバ端部が融合または溶
    接された永久接続体と、前記ファイバの前記端部の中の
    ファイバ・コアの部材が前記ファイバ端部のクラッディ
    ングの近傍の領域の中に少なくとも部分的に拡散してお
    り、かつ前記ファイバ端部の前記コアが前記永久接続部
    の領域において非常に強く湾曲して前記コアが前記永久
    接続部の外側表面に事実上達しているまたは前記外側表
    面にまで事実上延長されていることを特徴とする、前記
    装置。