JPH09159859A - 光ファイバ接続部材とその製造方法及び接続方法 - Google Patents
光ファイバ接続部材とその製造方法及び接続方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】光ファイバの接続が容易に行なえる接続部材
と、接続損失の少ない接続方法を提供する。 【解決手段】光ファイバ接続部材１は、光ファイバ３２
の外径よりわずかに大きい内径の貫通孔４を有する保持
部２の両端部に、貫通孔４と連通する導入溝５を有する
導入部３０一体に形成して、貫通孔４内に光ファイバの
先端３２の挿通を容易にし、また、接続部材１を加熱す
ることにより、貫通孔４の内径を縮径して、光ファイバ
の軸合わせを自動的に行なわせ、接続損失の低減された
接続が得られるようにする。
と、接続損失の少ない接続方法を提供する。 【解決手段】光ファイバ接続部材１は、光ファイバ３２
の外径よりわずかに大きい内径の貫通孔４を有する保持
部２の両端部に、貫通孔４と連通する導入溝５を有する
導入部３０一体に形成して、貫通孔４内に光ファイバの
先端３２の挿通を容易にし、また、接続部材１を加熱す
ることにより、貫通孔４の内径を縮径して、光ファイバ
の軸合わせを自動的に行なわせ、接続損失の低減された
接続が得られるようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバの端部間を
突き合わせて光結合を形成する光ファイバ接続部材とそ
の製造方法及び光ファイバの接続方法に関する。
突き合わせて光結合を形成する光ファイバ接続部材とそ
の製造方法及び光ファイバの接続方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信網の拡充、延長にともない、光フ
ァイバの接続に関して、低損失、低コスト、高信頼性か
つ接続の容易性を満たすものが求められている。かかる
観点から、光通信網を形成する光ファイバの固定的な接
続方法としては、光ファイバの端部同志を融着する融着
接続法と光ファイバの端部同志を単に物理的に突き合わ
せ状態に保持するメカニカル接続法が中心となって開発
されてきた。
ァイバの接続に関して、低損失、低コスト、高信頼性か
つ接続の容易性を満たすものが求められている。かかる
観点から、光通信網を形成する光ファイバの固定的な接
続方法としては、光ファイバの端部同志を融着する融着
接続法と光ファイバの端部同志を単に物理的に突き合わ
せ状態に保持するメカニカル接続法が中心となって開発
されてきた。
【０００３】融着接続法は、例えば特開平２−２８１２
０７号公報に示されるように、単心又は多心の光ファイ
バの接続端面を鏡面加工し、この接続端部分を互いにＶ
溝を用いて突合わせ、顕微鏡観察と可動機構で光ファイ
バの軸合わせ行なった後、アーク放電等で加熱融着を行
なう方法が一般的に知られている。
０７号公報に示されるように、単心又は多心の光ファイ
バの接続端面を鏡面加工し、この接続端部分を互いにＶ
溝を用いて突合わせ、顕微鏡観察と可動機構で光ファイ
バの軸合わせ行なった後、アーク放電等で加熱融着を行
なう方法が一般的に知られている。
【０００４】メカニカル接続法は、例えば、特開昭６１
−２５１０９号公報、特開平２−１０３００４号公報、
に示されるように、スリーブ状の接続部材の両端からそ
の貫通孔に光ファイバの端部を挿入して突合せ、接着材
で光ファイバを物理的に固定する方法が知られている。
また多心の光ファイバについても、例えば特開昭５９−
２２８２１４号公報に示されるように、複数のガラスパ
イプ又はこれらパイプを結合一体化し、パイプ両端部に
Ｖ溝を配設し、このＶ溝を介してパイプ内に光ファイバ
を挿通し、この後にパイプを加熱溶融して光ファイバを
物理的に固定する方法が知られている。さらに、この他
にＶ溝内で光ファイバを突合せたり、または内径を高精
度で仕上げた部材内にＶ溝を介して光ファイバを挿入し
て突合せ、これを上下プレート部材等で圧着して物理的
に接続を固定する方法も知られている。
−２５１０９号公報、特開平２−１０３００４号公報、
に示されるように、スリーブ状の接続部材の両端からそ
の貫通孔に光ファイバの端部を挿入して突合せ、接着材
で光ファイバを物理的に固定する方法が知られている。
また多心の光ファイバについても、例えば特開昭５９−
２２８２１４号公報に示されるように、複数のガラスパ
イプ又はこれらパイプを結合一体化し、パイプ両端部に
Ｖ溝を配設し、このＶ溝を介してパイプ内に光ファイバ
を挿通し、この後にパイプを加熱溶融して光ファイバを
物理的に固定する方法が知られている。さらに、この他
にＶ溝内で光ファイバを突合せたり、または内径を高精
度で仕上げた部材内にＶ溝を介して光ファイバを挿入し
て突合せ、これを上下プレート部材等で圧着して物理的
に接続を固定する方法も知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら融着接続
法は、低損失で高信頼性の接続を行なうことができるが
融着接続のための融着接続機のコストが高く、また融着
接続機に光ファイバを保持させ光ファイバの軸合わせ、
接合等に高度の技術が要求され、接続に要する時間も長
くなるという問題があった。
法は、低損失で高信頼性の接続を行なうことができるが
融着接続のための融着接続機のコストが高く、また融着
接続機に光ファイバを保持させ光ファイバの軸合わせ、
接合等に高度の技術が要求され、接続に要する時間も長
くなるという問題があった。
【０００６】一方、メカニカル接続法は、光ファイバを
予め用意した接続部材に挿入又は配置して固定するとい
う簡単な技術で低コストの接続を行なうことができる
が、接続損失並びに信頼性に欠けるという問題があっ
た。メカニカル接続法でのこれらの問題は、主として、
接続を形成する光ファイバ間の軸ずれと接続の固定にあ
り、その解決方法として接続部材の光ファイバの挿通孔
を高精度に形成することである程度は改善することがで
きる。
予め用意した接続部材に挿入又は配置して固定するとい
う簡単な技術で低コストの接続を行なうことができる
が、接続損失並びに信頼性に欠けるという問題があっ
た。メカニカル接続法でのこれらの問題は、主として、
接続を形成する光ファイバ間の軸ずれと接続の固定にあ
り、その解決方法として接続部材の光ファイバの挿通孔
を高精度に形成することである程度は改善することがで
きる。
【０００７】しかし、光ファイバの外径は一般に１２５
μｍのものが用いられ、その外径より僅かに大きい挿通
孔を高精度に形成することは容易でなく、また挿通孔を
高精度に形成できたとしても、針孔より小さいこの挿通
孔に光ファイバを挿入することは容易でない。このた
め、接続部材の挿通孔の光ファイバ挿入口は光ファイバ
が入れ易いように円錐孔とするか、挿入を案内するため
のＶ溝台を必要とする。単心の光ファイバの接続に際し
ては、これらの手段を設けることで、挿入についての問
題はある程度の解消することができる。
μｍのものが用いられ、その外径より僅かに大きい挿通
孔を高精度に形成することは容易でなく、また挿通孔を
高精度に形成できたとしても、針孔より小さいこの挿通
孔に光ファイバを挿入することは容易でない。このた
め、接続部材の挿通孔の光ファイバ挿入口は光ファイバ
が入れ易いように円錐孔とするか、挿入を案内するため
のＶ溝台を必要とする。単心の光ファイバの接続に際し
ては、これらの手段を設けることで、挿入についての問
題はある程度の解消することができる。
【０００８】しかしながら、多心光ファイバの接続の場
合、特にテープ状多心光ファイバを接続する場合は、複
数の光ファイバの先端は一列に切り揃えられているため
接続部材の複数の挿通孔に同時に挿入されなければなら
ない。多心光フアイバの先端は一列に精度よく切り揃え
られていたとしても、各光ファイバの先端の間隔は、帯
電による反発作用で広げられたり、またテープ状多心光
ファイバの中には分割を容易にするために意識的に光フ
ァイバの間隔を異ならせたものもあり、一様に揃ってい
るとは限らない。したがって、多心光ファイバの接続に
際しては、接続部材の挿通孔の光ファイバ挿入口を円錐
孔としたり、挿入案内ためのＶ溝台を設けたとしても容
易なことではなく、熟練と労力を要することとなる。さ
らに光ファイバ接続部材とＶ溝台は別々に形成されるた
め、光ファイバ接続部材の挿入口にＶ溝を一致させなけ
ればならず、製造上でもかなりの精度を必要としコスト
高となるものである。
合、特にテープ状多心光ファイバを接続する場合は、複
数の光ファイバの先端は一列に切り揃えられているため
接続部材の複数の挿通孔に同時に挿入されなければなら
ない。多心光フアイバの先端は一列に精度よく切り揃え
られていたとしても、各光ファイバの先端の間隔は、帯
電による反発作用で広げられたり、またテープ状多心光
ファイバの中には分割を容易にするために意識的に光フ
ァイバの間隔を異ならせたものもあり、一様に揃ってい
るとは限らない。したがって、多心光ファイバの接続に
際しては、接続部材の挿通孔の光ファイバ挿入口を円錐
孔としたり、挿入案内ためのＶ溝台を設けたとしても容
易なことではなく、熟練と労力を要することとなる。さ
らに光ファイバ接続部材とＶ溝台は別々に形成されるた
め、光ファイバ接続部材の挿入口にＶ溝を一致させなけ
ればならず、製造上でもかなりの精度を必要としコスト
高となるものである。
【０００９】また、接続部材内で光ファイバを固定する
のに、接続部材自体の溶融による融着固定、接着材によ
る固定、上下プレート等を用いた機械的な固定が想定さ
れる。接続部材自体の溶融による融着固定の場合は、接
続部材自体の溶融時の熱と流動により光ファイバの軸ず
れが生じやすく、また接着剤を用いての固定は接着剤の
硬化に時間を要することと接着剤の硬化時に光ファイバ
の軸ずれが生じやすく、上下プレート等を用いた機械的
な固定は光ファイバ側面に圧力を加えることとなるた
め、上記と同様に光ファイバに軸ずれを生じさせると共
に機械的歪みを与え、いずれの固定も接続損失を増大さ
せる一因を有している。
のに、接続部材自体の溶融による融着固定、接着材によ
る固定、上下プレート等を用いた機械的な固定が想定さ
れる。接続部材自体の溶融による融着固定の場合は、接
続部材自体の溶融時の熱と流動により光ファイバの軸ず
れが生じやすく、また接着剤を用いての固定は接着剤の
硬化に時間を要することと接着剤の硬化時に光ファイバ
の軸ずれが生じやすく、上下プレート等を用いた機械的
な固定は光ファイバ側面に圧力を加えることとなるた
め、上記と同様に光ファイバに軸ずれを生じさせると共
に機械的歪みを与え、いずれの固定も接続損失を増大さ
せる一因を有している。
【００１０】そこで本発明は、これらの問題点を解決し
うる光ファイバ接続部材の形状とその製造方法及び光フ
ァイバの接続方法を提供することを課題とする。
うる光ファイバ接続部材の形状とその製造方法及び光フ
ァイバの接続方法を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の光ファイバ接続
部材は、光ファイバの外径よりわずかに大きい内径の光
ファイバが挿通される１つ以上の貫通孔を有する棒状体
から成り、この棒状体の両端部分は、貫通孔の半部が除
去され、残る半部が貫通孔と連通する導入溝として一体
に形成され、光ファイバの接続部材への挿入案内が容易
に行なえるようにしている。
部材は、光ファイバの外径よりわずかに大きい内径の光
ファイバが挿通される１つ以上の貫通孔を有する棒状体
から成り、この棒状体の両端部分は、貫通孔の半部が除
去され、残る半部が貫通孔と連通する導入溝として一体
に形成され、光ファイバの接続部材への挿入案内が容易
に行なえるようにしている。
【００１２】また本発明の光ファイバ接続部材は、その
断面形状、貫通孔の配置、導入溝の形状と配設位置、光
ファイバの挿入位置決め等についての最適手段を具体化
し、接続作業を容易にし、かつ接続損失の増加を抑制す
るようにしている。
断面形状、貫通孔の配置、導入溝の形状と配設位置、光
ファイバの挿入位置決め等についての最適手段を具体化
し、接続作業を容易にし、かつ接続損失の増加を抑制す
るようにしている。
【００１３】また本発明の光ファイバ接続部材は、接続
に用いられる光ファイバがガラス光ファイバである場合
に、光ファイバと整合のとれた接続部材の材質を特定す
ることにより、材質面からも接続作業を容易にし、接続
損失の増加を抑制するようにしている。
に用いられる光ファイバがガラス光ファイバである場合
に、光ファイバと整合のとれた接続部材の材質を特定す
ることにより、材質面からも接続作業を容易にし、接続
損失の増加を抑制するようにしている。
【００１４】本発明の光ファイバ接続部材は、円柱状の
ガラス母材に径方向に一列に複数の下孔を形成してお
き、これを加熱延伸したものを所定の長さに切断するこ
とにより形成される。接続部材の両端部分は、研削又は
研磨することにより貫通孔の段面積の少なくとも半部を
除去して残る半部が光ファイバを接続部材の貫通孔に案
内するための導入溝となるようにし、光ファイバ接続部
材が比較的容易にかつ精度よく製造できるようにしてい
る。
ガラス母材に径方向に一列に複数の下孔を形成してお
き、これを加熱延伸したものを所定の長さに切断するこ
とにより形成される。接続部材の両端部分は、研削又は
研磨することにより貫通孔の段面積の少なくとも半部を
除去して残る半部が光ファイバを接続部材の貫通孔に案
内するための導入溝となるようにし、光ファイバ接続部
材が比較的容易にかつ精度よく製造できるようにしてい
る。
【００１５】本発明の光ファイバ接続部材を用いた光フ
ァイバの接続方法は、接続部材内に両端部分から光ファ
イバを挿入して突合せた後、接続部材を加熱して、貫通
孔の内径を縮径作用により光ファイバの調芯を自動的に
行なわせ、また光ファイバと接続部材を部分的に融着一
体化するか、又は光ファイバに押し込み力を加えた状態
で加熱することにより光ファイバの端部同志を直接融着
することにより接続を形成する。なお、接続部材を加熱
にアーク放電を用いることにより、加熱部分、加熱温度
等の制御を容易かつ正確に行なえるようにしている。
ァイバの接続方法は、接続部材内に両端部分から光ファ
イバを挿入して突合せた後、接続部材を加熱して、貫通
孔の内径を縮径作用により光ファイバの調芯を自動的に
行なわせ、また光ファイバと接続部材を部分的に融着一
体化するか、又は光ファイバに押し込み力を加えた状態
で加熱することにより光ファイバの端部同志を直接融着
することにより接続を形成する。なお、接続部材を加熱
にアーク放電を用いることにより、加熱部分、加熱温度
等の制御を容易かつ正確に行なえるようにしている。
【００１６】また前記方法によるの接続をより一層確実
にするために、貫通孔内に接着材を充填し、光ファイバ
と貫通孔の間隙が極めて小さければ接続部材を加熱する
ことなく、接着材の充填のみでも接続を形成できるよう
にしている。更に、接続部材による光ファイバの接続
後、補強処理を行なうことにより、接続部の保護と機械
的強度を高めている。
にするために、貫通孔内に接着材を充填し、光ファイバ
と貫通孔の間隙が極めて小さければ接続部材を加熱する
ことなく、接着材の充填のみでも接続を形成できるよう
にしている。更に、接続部材による光ファイバの接続
後、補強処理を行なうことにより、接続部の保護と機械
的強度を高めている。
【００１７】
（１．光フアイバ接続部材）本発明の光フアイバ接続部
材１は、図１に示すように棒状体に１以上の貫通孔４を
形成して構成される。そして、棒状体の両端部分は、貫
通孔４の略半部を除去し残りの半部を表出させて、貫通
孔４と連通する導入溝５が得られるようにした導入部３
で形成され、棒状体の中間部分は、貫通孔４内に挿通さ
れた光フアイバの端部間の突合せを保持する保持部２で
形成される。接続しようとする光フアイバは、その先端
部を導入溝５の壁面に突き当てるようにして押し進める
ことで、貫通孔４内にスムーズに挿通される。
材１は、図１に示すように棒状体に１以上の貫通孔４を
形成して構成される。そして、棒状体の両端部分は、貫
通孔４の略半部を除去し残りの半部を表出させて、貫通
孔４と連通する導入溝５が得られるようにした導入部３
で形成され、棒状体の中間部分は、貫通孔４内に挿通さ
れた光フアイバの端部間の突合せを保持する保持部２で
形成される。接続しようとする光フアイバは、その先端
部を導入溝５の壁面に突き当てるようにして押し進める
ことで、貫通孔４内にスムーズに挿通される。
【００１８】貫通孔４の内径は、接続しようとする光フ
アイバの外径より僅かに大きく、光フアイバの外径と貫
通孔４の内径の差が小さいほど突合せられる光ファイバ
間の軸心の一致度が高く、接続形成後の接続損失を少な
くすることができる。しかし、光フアイバの外径と貫通
孔の内径の差があまりに小さいと、貫通孔への光フアイ
バの挿通に支障をきたし、突合せが不完全となる等でか
えって接続損失を増大させるので、その差には自ずと限
界があり、その限界値は光フアイバ並びに接続部材の製
造上の誤差等を考慮してにより定められる。
アイバの外径より僅かに大きく、光フアイバの外径と貫
通孔４の内径の差が小さいほど突合せられる光ファイバ
間の軸心の一致度が高く、接続形成後の接続損失を少な
くすることができる。しかし、光フアイバの外径と貫通
孔の内径の差があまりに小さいと、貫通孔への光フアイ
バの挿通に支障をきたし、突合せが不完全となる等でか
えって接続損失を増大させるので、その差には自ずと限
界があり、その限界値は光フアイバ並びに接続部材の製
造上の誤差等を考慮してにより定められる。
【００１９】接続部材１の保持部２は、図２に示すよう
に横断面を円形になるように形成するのが製造上から望
ましい。また貫通孔４は、導入溝５を形成する場合に、
図１で示すように接続部材１の両端部分を半円柱形に切
除すれば容易に形成できるという点で、径方向に一列に
並ぶように形成するのが望ましい。しかし、図２（Ａ）
のように貫通孔４を横一列のみ形成する場合、その製造
の延伸過程において、貫通孔の列方向を短径、貫通孔の
列方向と直交する方向を長径とする楕円となりやすい。
そこで図２（Ｂ）又は図２（Ｃ）に示すように貫通孔４
の列方向と直交する方向にも、バランスのためのダミー
貫通孔４’を設けることにより、保持部２の円形断面を
確保することができる。
に横断面を円形になるように形成するのが製造上から望
ましい。また貫通孔４は、導入溝５を形成する場合に、
図１で示すように接続部材１の両端部分を半円柱形に切
除すれば容易に形成できるという点で、径方向に一列に
並ぶように形成するのが望ましい。しかし、図２（Ａ）
のように貫通孔４を横一列のみ形成する場合、その製造
の延伸過程において、貫通孔の列方向を短径、貫通孔の
列方向と直交する方向を長径とする楕円となりやすい。
そこで図２（Ｂ）又は図２（Ｃ）に示すように貫通孔４
の列方向と直交する方向にも、バランスのためのダミー
貫通孔４’を設けることにより、保持部２の円形断面を
確保することができる。
【００２０】しかしながら、保持部２の横断面が円形で
ある必要はなく、貫通孔４の精度、間隔等が確保できれ
ば、保持部２の横断面は楕円であってもよく、また方形
であってもよいことは、本発明の課題から明らかであ
る。
ある必要はなく、貫通孔４の精度、間隔等が確保できれ
ば、保持部２の横断面は楕円であってもよく、また方形
であってもよいことは、本発明の課題から明らかであ
る。
【００２１】貫通孔４は、単心の光フアイバの接続のみ
を対象とする場合は、接続部材の中心に１つ形成すれば
よいが、多心光フアイバ等の接続のために複数の貫通孔
を必要とする場合は、接続部材１の横断面の中央に一列
に並べて軸方向に平行に形成するのが望ましい。これ
は、特にテープ状多心光フアイバ接続の場合、光フアイ
バ端部の先端が切揃えられ、かつ一列に並べた配列で複
数の貫通孔４に同時に挿入する必要があり、作業性の点
からも望まれるからである。
を対象とする場合は、接続部材の中心に１つ形成すれば
よいが、多心光フアイバ等の接続のために複数の貫通孔
を必要とする場合は、接続部材１の横断面の中央に一列
に並べて軸方向に平行に形成するのが望ましい。これ
は、特にテープ状多心光フアイバ接続の場合、光フアイ
バ端部の先端が切揃えられ、かつ一列に並べた配列で複
数の貫通孔４に同時に挿入する必要があり、作業性の点
からも望まれるからである。
【００２２】導入溝５は、図３に示すように、貫通孔の
横断面の中心１５よりΔｔだけ多く除去して形成するの
が望ましい。これは、図の点線部分で示す除去部分が貫
通孔の横断面の半分以下であると、導入溝５への光ファ
イバ１６の端部が入らず浮いた状態となるため、貫通孔
４へのスムーズな挿通案内ができなくなる場合もあり、
除去部分は少なくとも貫通孔の横断面の半分以上とする
ことで、導入部としての光ファイバの挿通案内機能を確
保することができる。
横断面の中心１５よりΔｔだけ多く除去して形成するの
が望ましい。これは、図の点線部分で示す除去部分が貫
通孔の横断面の半分以下であると、導入溝５への光ファ
イバ１６の端部が入らず浮いた状態となるため、貫通孔
４へのスムーズな挿通案内ができなくなる場合もあり、
除去部分は少なくとも貫通孔の横断面の半分以上とする
ことで、導入部としての光ファイバの挿通案内機能を確
保することができる。
【００２３】導入溝５が表出される開口面７は、図４
（Ａ）で示すように接続部材の両端部分で同一の側に形
成されるのが望ましい。これは、導入部３を形成する製
造上の容易性、光ファイバの貫通孔４への挿通のし易さ
と接続の固定を行なう作業性の点からも好ましい形態で
ある。
（Ａ）で示すように接続部材の両端部分で同一の側に形
成されるのが望ましい。これは、導入部３を形成する製
造上の容易性、光ファイバの貫通孔４への挿通のし易さ
と接続の固定を行なう作業性の点からも好ましい形態で
ある。
【００２４】保持部２の外面には、図４（Ｂ）で示すよ
うに、例えば貫通孔４の列に並ぶように位置決め用溝６
が形成され、後述するように、この位置決め用溝を利用
して融着接続機等の接続作業装置に接続部材を所定の位
置に把持固定し、接続作業を行ない易くしている。
うに、例えば貫通孔４の列に並ぶように位置決め用溝６
が形成され、後述するように、この位置決め用溝を利用
して融着接続機等の接続作業装置に接続部材を所定の位
置に把持固定し、接続作業を行ない易くしている。
【００２５】保持部２の貫通孔４の中間部には、図５に
示すように、挿通される光ファイバの外径より小さい細
径部８を形成し、光ファイバの先端をこの細径部８によ
って停止させ突合わせの位置が設定されるように構成す
ることができる。突合わせの位置が略一定に設定される
ことにより、接続作業の均一化を図ることができ、接続
損失のバラツキを少なくするとともに接続形成に対する
信頼性を高めることができる。なお、細径部８を介して
光ファイバを突合わせた場合、突合わせ部分にギャップ
ができるが、このギャップ部分にマッチングオイルを注
入することで接続損失の低減を図ることができる。
示すように、挿通される光ファイバの外径より小さい細
径部８を形成し、光ファイバの先端をこの細径部８によ
って停止させ突合わせの位置が設定されるように構成す
ることができる。突合わせの位置が略一定に設定される
ことにより、接続作業の均一化を図ることができ、接続
損失のバラツキを少なくするとともに接続形成に対する
信頼性を高めることができる。なお、細径部８を介して
光ファイバを突合わせた場合、突合わせ部分にギャップ
ができるが、このギャップ部分にマッチングオイルを注
入することで接続損失の低減を図ることができる。
【００２６】細径部８は、図５（Ａ）に示すように貫通
孔４の中間部を部分的に加熱溶融して形成する方法、ま
た同図の（Ｂ）に示すように加熱部を延伸する方法で形
成することができる。
孔４の中間部を部分的に加熱溶融して形成する方法、ま
た同図の（Ｂ）に示すように加熱部を延伸する方法で形
成することができる。
【００２７】また、細径部８を形成する代わりに、図６
に示すように貫通孔４の中間部に小さな光ファイバと同
質の透明な球状体９を挿着した構成とすることもでき
る。ガラス光ファイバの場合はガラス球が用いられ、そ
の挿着には一方の挿入口から位置決め用の棒を差込み、
反対の挿入口からガラス球を入れ図５のような部分加熱
で固定保持する方法等が考えられる。
に示すように貫通孔４の中間部に小さな光ファイバと同
質の透明な球状体９を挿着した構成とすることもでき
る。ガラス光ファイバの場合はガラス球が用いられ、そ
の挿着には一方の挿入口から位置決め用の棒を差込み、
反対の挿入口からガラス球を入れ図５のような部分加熱
で固定保持する方法等が考えられる。
【００２８】図７には、保持部２の中央に貫通孔４に達
するスリット１０を入れた構成のものを示す。このスリ
ット１０には種々の機能を持たせることができ、例え
ば、光ファイバの突合わせラインとして利用できるこ
と、貫通孔４に光ファイバをスムーズに挿通させるため
の空気抜き孔して利用できること、マッチングオイルの
注入孔として利用できること、貫通孔に光ファイバの接
続を固定する接着剤の注入口として利用できること等が
考えられる。
するスリット１０を入れた構成のものを示す。このスリ
ット１０には種々の機能を持たせることができ、例え
ば、光ファイバの突合わせラインとして利用できるこ
と、貫通孔４に光ファイバをスムーズに挿通させるため
の空気抜き孔して利用できること、マッチングオイルの
注入孔として利用できること、貫通孔に光ファイバの接
続を固定する接着剤の注入口として利用できること等が
考えられる。
【００２９】また、スリット１０には光ファイバと同質
の透明板１１を挿入することで、図５又は６で示したと
同様な光ファイバの突合部の位置決めを行なうことがで
き、単にスリットと透明板の挿入のみであり、図５又６
で示す構成と比べて簡単に形成することができる。そし
て、更に透明板１１としてその表面に反射防止膜を施し
たものを用いることにより、光結合での反射を防止し接
続損失の低減を図ることができる。
の透明板１１を挿入することで、図５又は６で示したと
同様な光ファイバの突合部の位置決めを行なうことがで
き、単にスリットと透明板の挿入のみであり、図５又６
で示す構成と比べて簡単に形成することができる。そし
て、更に透明板１１としてその表面に反射防止膜を施し
たものを用いることにより、光結合での反射を防止し接
続損失の低減を図ることができる。
【００３０】光通信に用いられる光ファイバとしては、
プラスチック光ファイバとガラス光ファイバが用いられ
るが、ガラス光ファイバ用の接続部材としては、光ファ
イバと結合一体化されるということから、光ファイバと
同質のＳｉＯ2 を主成分とする石英ガラスで形成するの
が良い。また使用状態での温度変化による熱膨張の相違
に起因する物理的な歪みで、結合が剥離するというよう
な問題が生じないように、また温度安定性の点からも接
続する光ファイバの熱膨張係数と略近い熱膨張係数を有
する石英ガラスで形成するのが望ましい。石英ガラスへ
の添加物による熱膨張係数の変化を図８に示すが、光フ
ァイバの熱膨張係数の±０．５×１０-6の範囲に抑える
のが好ましい。
プラスチック光ファイバとガラス光ファイバが用いられ
るが、ガラス光ファイバ用の接続部材としては、光ファ
イバと結合一体化されるということから、光ファイバと
同質のＳｉＯ2 を主成分とする石英ガラスで形成するの
が良い。また使用状態での温度変化による熱膨張の相違
に起因する物理的な歪みで、結合が剥離するというよう
な問題が生じないように、また温度安定性の点からも接
続する光ファイバの熱膨張係数と略近い熱膨張係数を有
する石英ガラスで形成するのが望ましい。石英ガラスへ
の添加物による熱膨張係数の変化を図８に示すが、光フ
ァイバの熱膨張係数の±０．５×１０-6の範囲に抑える
のが好ましい。
【００３１】光ファイバの接続に際して、貫通孔内に光
ファイバを突合わせ状態にして接続部材を加熱すると、
接続部材の軟化で貫通孔の内径が収縮する作用が生じ、
接続を形成する光ファイバ間の調芯が自動的に行なわ
れ、光結合を良好に形成することができる。この接続部
材を加熱して接続を行なう場合、接続部材が加熱軟化さ
れる前に光ファイバが軟化変形するのを回避するため
に、接続部材としては光ファイバの軟化温度と等しい
か、好ましくはやや低い軟化温度を有する石英ガラスで
形成するのが良い。
ファイバを突合わせ状態にして接続部材を加熱すると、
接続部材の軟化で貫通孔の内径が収縮する作用が生じ、
接続を形成する光ファイバ間の調芯が自動的に行なわ
れ、光結合を良好に形成することができる。この接続部
材を加熱して接続を行なう場合、接続部材が加熱軟化さ
れる前に光ファイバが軟化変形するのを回避するため
に、接続部材としては光ファイバの軟化温度と等しい
か、好ましくはやや低い軟化温度を有する石英ガラスで
形成するのが良い。
【００３２】ガラス光ファイバがシングルモード型のフ
ァイバである場合は、コア部分に比べて圧倒的に多いク
ラッド部分の石英ガラスとの比較で接続部材の熱膨張係
数及び軟化温度を設定するが、コア径の大きいマルチモ
ード型のファイバ或いはクラッドにドーパントを添加し
たファイバである場合は、熱膨張係数及び軟化温度もそ
れぞれの構成によって変わってくる。
ァイバである場合は、コア部分に比べて圧倒的に多いク
ラッド部分の石英ガラスとの比較で接続部材の熱膨張係
数及び軟化温度を設定するが、コア径の大きいマルチモ
ード型のファイバ或いはクラッドにドーパントを添加し
たファイバである場合は、熱膨張係数及び軟化温度もそ
れぞれの構成によって変わってくる。
【００３３】石英ガラスからなる接続部材の軟化温度
は、弗素、塩素、水酸基（ＯＨ基）、２酸化チタンの添
加によって低くすることができる。この他、石英ガラス
の軟化温度を下げる成分として、ＧｅＯ2、Ｐ2Ｏ5、Ｂ2
Ｏ3 等もあるが、ガラス母材の形成時に均一に添加する
ことが難しく、組成歪みが発生しやすい。このため貫通
孔形成のための孔開け加工が難しくなる。
は、弗素、塩素、水酸基（ＯＨ基）、２酸化チタンの添
加によって低くすることができる。この他、石英ガラス
の軟化温度を下げる成分として、ＧｅＯ2、Ｐ2Ｏ5、Ｂ2
Ｏ3 等もあるが、ガラス母材の形成時に均一に添加する
ことが難しく、組成歪みが発生しやすい。このため貫通
孔形成のための孔開け加工が難しくなる。
【００３４】石英ガラスの軟化温度は、「温度−粘度」
特性との関係から求められる。図８（Ａ）は、前記の添
加物を含まない石英ガラス（Ｓｉ０2）とこの石英ガラ
スに２酸化チタン０．５ｗｔ％，塩素２ｗｔ％，弗素２
ｗｔ％，水酸基２ｗｔ％をそれぞれ個別に添加したとき
の「温度−粘度」特性を示し、軟化が始まる軟化点（軟
化粘度）の温度（軟化温度）が求められる。そして石英
ガラスの粘度は、同図（Ｂ）に示すように添加物の添加
量を増やすことによって下げることができる。接続部材
としての軟化温度の下限値は特に限定されるものではな
いが、接続部材のガラス粘度がガラス光ファイバと比べ
てあまり差があるのは好ましくなく、１３００℃位とす
るのが望ましい。
特性との関係から求められる。図８（Ａ）は、前記の添
加物を含まない石英ガラス（Ｓｉ０2）とこの石英ガラ
スに２酸化チタン０．５ｗｔ％，塩素２ｗｔ％，弗素２
ｗｔ％，水酸基２ｗｔ％をそれぞれ個別に添加したとき
の「温度−粘度」特性を示し、軟化が始まる軟化点（軟
化粘度）の温度（軟化温度）が求められる。そして石英
ガラスの粘度は、同図（Ｂ）に示すように添加物の添加
量を増やすことによって下げることができる。接続部材
としての軟化温度の下限値は特に限定されるものではな
いが、接続部材のガラス粘度がガラス光ファイバと比べ
てあまり差があるのは好ましくなく、１３００℃位とす
るのが望ましい。
【００３５】また、石英ガラスに弗素、水酸基を添加し
た場合、光の屈折率が低下する。このようなガラスで形
成された接続部材を用いると、一旦光ファイバの外に放
射された光が接続部材から再度ファイバコア内に入射し
て信号光の品質を低下させることがある。これを回避す
るには、接続部材の屈折率が光ファイバより大きいこと
が望ましい。この点で、塩素、水酸基の添加は、石英ガ
ラスの屈折率を０．０５〜０．１％程度上昇させること
ができる。したがって、これらの添加物を組み合わせて
複数添加することにより、最適値を得るようにしても良
い。
た場合、光の屈折率が低下する。このようなガラスで形
成された接続部材を用いると、一旦光ファイバの外に放
射された光が接続部材から再度ファイバコア内に入射し
て信号光の品質を低下させることがある。これを回避す
るには、接続部材の屈折率が光ファイバより大きいこと
が望ましい。この点で、塩素、水酸基の添加は、石英ガ
ラスの屈折率を０．０５〜０．１％程度上昇させること
ができる。したがって、これらの添加物を組み合わせて
複数添加することにより、最適値を得るようにしても良
い。
【００３６】以上の熱膨張係数、軟化温度また屈折率の
観点から、ガラス光ファイバの接続部材としては、水酸
基が０．５ｗｔ％以下、弗素が２ｗｔ％以下、塩素が
３．５ｗｔ％以下、２酸化チタンが８ｗｔ％以下の範囲
で単独に又はこれらを複数添加された石英ガラスで形成
するのが好ましい。
観点から、ガラス光ファイバの接続部材としては、水酸
基が０．５ｗｔ％以下、弗素が２ｗｔ％以下、塩素が
３．５ｗｔ％以下、２酸化チタンが８ｗｔ％以下の範囲
で単独に又はこれらを複数添加された石英ガラスで形成
するのが好ましい。
【００３７】（２．光ファイバ接続部材の製造方法）ガ
ラス光ファィバの接続に用いる石英ガラス系の接続部材
の製造方法について図１０〜１３により説明する。先
ず、ＳｉＯ2 を主成分とするガラス母材をＶＡＤ法、Ｏ
ＶＤ法、直接法、ゾルゲル法等の各種方法によって作成
する。
ラス光ファィバの接続に用いる石英ガラス系の接続部材
の製造方法について図１０〜１３により説明する。先
ず、ＳｉＯ2 を主成分とするガラス母材をＶＡＤ法、Ｏ
ＶＤ法、直接法、ゾルゲル法等の各種方法によって作成
する。
【００３８】石英ガラスへの添加物の添加は、２酸化チ
タンであれば火炎加水分解の原料ガスであるＳｉＣｌ4
にＴｉＣｌ4 を混合することで可能となる。弗素の添加
の場合は、ＳＦ6 ，ＣＦ4 ，ＳｉＦ4 等の化合物ガスを
用い、塩素の添加の場合は、Ｃｌ2 ，ＣＣｌ4 ，ＳｉＣ
ｌ4 等のガスを用いる。水酸基の導入は、直接法におい
て酸水素火炎中で透明ガラスを生成することにより７０
０〜１０００ｐｐｍの導入が可能であり、またススガラ
ス体を透明ガラス化する際に水蒸気を含む雰囲気に曝す
等の方法もある。
タンであれば火炎加水分解の原料ガスであるＳｉＣｌ4
にＴｉＣｌ4 を混合することで可能となる。弗素の添加
の場合は、ＳＦ6 ，ＣＦ4 ，ＳｉＦ4 等の化合物ガスを
用い、塩素の添加の場合は、Ｃｌ2 ，ＣＣｌ4 ，ＳｉＣ
ｌ4 等のガスを用いる。水酸基の導入は、直接法におい
て酸水素火炎中で透明ガラスを生成することにより７０
０〜１０００ｐｐｍの導入が可能であり、またススガラ
ス体を透明ガラス化する際に水蒸気を含む雰囲気に曝す
等の方法もある。
【００３９】次に、図１０に示すようにガラス母材は延
伸あるいは研削されて、所望の径を有する円柱状のガラ
スブロック４０に形成される。そして、このガラスブロ
ック１０には、貫通孔となる複数の下孔４１〜４４がブ
ロック中心に対して対称となるように設けられる。な
お、下孔が１つで良い場合はブロック中心に設ければ良
い。この下孔は超音波加工等の方法で設けることができ
る。この後、ガラスブロック４０は、その一端に延伸用
のダミー部材が融接されて加熱延伸され、所望の内径を
持つ貫通孔を有するガラス線状体４６とされた後、これ
を所定の長さに切断されてガラス棒状体とされる。
伸あるいは研削されて、所望の径を有する円柱状のガラ
スブロック４０に形成される。そして、このガラスブロ
ック１０には、貫通孔となる複数の下孔４１〜４４がブ
ロック中心に対して対称となるように設けられる。な
お、下孔が１つで良い場合はブロック中心に設ければ良
い。この下孔は超音波加工等の方法で設けることができ
る。この後、ガラスブロック４０は、その一端に延伸用
のダミー部材が融接されて加熱延伸され、所望の内径を
持つ貫通孔を有するガラス線状体４６とされた後、これ
を所定の長さに切断されてガラス棒状体とされる。
【００４０】ガラスブロック４０に複数の下孔４１〜４
４が設けられていて、ガラスブロック延伸のための加熱
手段としてガラスブロック外周を囲むような電気抵抗加
熱炉５０を熱源に用いた場合、外周に近い方の下孔４
１，４４が内側の下孔４２，４３より強く加熱されるた
め径が縮みやすく、外周に近い方の貫通孔は中心に近い
貫通孔より仕上がり内径が大きくなり、結合損失にも多
少のバラツキが生じる。これを改善するには、図１１に
示すようにガラスブロック４０の外周側に形成する下孔
４１，４４の内径を内側に形成する下孔４２，４３の内
径より大きく形成しておく。
４が設けられていて、ガラスブロック延伸のための加熱
手段としてガラスブロック外周を囲むような電気抵抗加
熱炉５０を熱源に用いた場合、外周に近い方の下孔４
１，４４が内側の下孔４２，４３より強く加熱されるた
め径が縮みやすく、外周に近い方の貫通孔は中心に近い
貫通孔より仕上がり内径が大きくなり、結合損失にも多
少のバラツキが生じる。これを改善するには、図１１に
示すようにガラスブロック４０の外周側に形成する下孔
４１，４４の内径を内側に形成する下孔４２，４３の内
径より大きく形成しておく。
【００４１】ガラスブロック４０の一端に延伸用のダミ
ー部材を直接融接して加熱延伸すると、延伸外径が所望
の太さになるまでに多量の廃却部が生じる。これは延伸
に際して、ガラスブロック外径が細径化して行くのに円
錐形の形状変化を経なければならないからである。そこ
で、多量の廃却部を生ぜずに安定した延伸が速やかに行
なわれるためには、ガラスブロック４０の延伸開始端を
予め円錐状４５に加工しておくことが望ましい。この加
工は、機械研削による方法やブロックの延伸端を別の加
熱手段等で予め溶融して引伸ばしておいても良い。ま
た、下孔の加工はガラスブロックの延伸端を予め円錐状
４５に形成する前後のいずれでも良いが、円錐状に形成
後の方が外周に近い下孔の縮径を少なくすることができ
る。
ー部材を直接融接して加熱延伸すると、延伸外径が所望
の太さになるまでに多量の廃却部が生じる。これは延伸
に際して、ガラスブロック外径が細径化して行くのに円
錐形の形状変化を経なければならないからである。そこ
で、多量の廃却部を生ぜずに安定した延伸が速やかに行
なわれるためには、ガラスブロック４０の延伸開始端を
予め円錐状４５に加工しておくことが望ましい。この加
工は、機械研削による方法やブロックの延伸端を別の加
熱手段等で予め溶融して引伸ばしておいても良い。ま
た、下孔の加工はガラスブロックの延伸端を予め円錐状
４５に形成する前後のいずれでも良いが、円錐状に形成
後の方が外周に近い下孔の縮径を少なくすることができ
る。
【００４２】図１２と１３に、外径５０ｍｍのガラスブ
ロックを外径１．２８ｍｍのガラス線状体が得られるよ
う加熱延伸したときの貫通孔の内径変化の状況を示す。
図１２は、ガラスブロックの延伸開始端を円錐状に加工
することなく加熱延伸した場合を示し、延伸開始後、３
０ｍ位まで延伸すると内側の貫通孔４２′，４３′が所
定の内径が得られるようになるのが、外側の貫通孔４
１′，４４′は２３０ｍ位まで延伸した後でないと延伸
が定常状態に達せず、所定の内径が得られず無駄が非常
に多い。
ロックを外径１．２８ｍｍのガラス線状体が得られるよ
う加熱延伸したときの貫通孔の内径変化の状況を示す。
図１２は、ガラスブロックの延伸開始端を円錐状に加工
することなく加熱延伸した場合を示し、延伸開始後、３
０ｍ位まで延伸すると内側の貫通孔４２′，４３′が所
定の内径が得られるようになるのが、外側の貫通孔４
１′，４４′は２３０ｍ位まで延伸した後でないと延伸
が定常状態に達せず、所定の内径が得られず無駄が非常
に多い。
【００４３】図１３は、ガラスブロックの延伸開始端を
予め円錐角６０度位で円錐状に加工して、加熱延伸した
場合を示し、延伸開始後、内側の貫通孔４２′，４３′
が所定の内径が得られるの図１２の場合と同じである
が、外側の貫通孔４１′，４４′は８０ｍ位まで延伸す
れば所定の内径が得られ、無駄な延伸量も少ない。
予め円錐角６０度位で円錐状に加工して、加熱延伸した
場合を示し、延伸開始後、内側の貫通孔４２′，４３′
が所定の内径が得られるの図１２の場合と同じである
が、外側の貫通孔４１′，４４′は８０ｍ位まで延伸す
れば所定の内径が得られ、無駄な延伸量も少ない。
【００４４】加熱延伸されたガラス線状体４６は、図１
４で示すように所定の長さに切断されてガラス棒状体１
２とされる。ガラス棒状体１２の両端部分の導入部３
は、貫通孔４の略中心を横切るように、研削あるいは研
磨して略半円柱の研削部分１４を削除して形成される。
この結果、貫通孔４の略半部が除去され残る半部が、研
削されない中央部分の光ファイバ保持部２の貫通孔４と
連通する半円溝として残る。この半円溝は光ファイバの
端部を貫通孔４に挿通案内する導入溝５される。
４で示すように所定の長さに切断されてガラス棒状体１
２とされる。ガラス棒状体１２の両端部分の導入部３
は、貫通孔４の略中心を横切るように、研削あるいは研
磨して略半円柱の研削部分１４を削除して形成される。
この結果、貫通孔４の略半部が除去され残る半部が、研
削されない中央部分の光ファイバ保持部２の貫通孔４と
連通する半円溝として残る。この半円溝は光ファイバの
端部を貫通孔４に挿通案内する導入溝５される。
【００４５】また、図１５で示すように、ガラス棒状体
１２は貫通孔４の略中心を横切るように２分割されて半
円柱状部材１３とされる。２分割された一方の半円柱状
部材１３は短く切断され、他方の半円柱状部材１３の中
央部分に適当な手段により接合して一体化される。この
結果、図１４で示したと同様な、両端部分に光ファイバ
の端部を貫通孔４に挿通案内する導入溝５を設けた導入
部３を有し、中央部分に光ファイバ保持部２を有する接
続部材１が得られる。
１２は貫通孔４の略中心を横切るように２分割されて半
円柱状部材１３とされる。２分割された一方の半円柱状
部材１３は短く切断され、他方の半円柱状部材１３の中
央部分に適当な手段により接合して一体化される。この
結果、図１４で示したと同様な、両端部分に光ファイバ
の端部を貫通孔４に挿通案内する導入溝５を設けた導入
部３を有し、中央部分に光ファイバ保持部２を有する接
続部材１が得られる。
【００４６】具体的な実施例について説明すると、接続
部材の母材としてＶＡＤ法により弗素を０．６ｗｔ％含
有させた石英のガラスブロック４０を形成した。このガ
ラスブロックを外径５０ｍｍの円柱体に加工し、図１１
に示すような配列で１０ｍｍの孔間隔で下孔４１〜４４
をあけた。ブロックの中心に近い下孔４２，４３の孔径
を５ｍｍとし、外側の下孔４１，４４の孔径を６ｍｍと
した。ガラスブロック４０の一端をブロック端面から５
０ｍｍのところまでを円錐状に加工し、電気抵抗加熱炉
を用いて外径１．２８ｍｍのガラス線状体に延伸した。
この結果、貫通孔の孔間隔が２５５μｍ、内側の貫通孔
の孔径が１２７μｍ、外側の貫通孔の孔径が１２８μｍ
のガラス棒状体が得られた。
部材の母材としてＶＡＤ法により弗素を０．６ｗｔ％含
有させた石英のガラスブロック４０を形成した。このガ
ラスブロックを外径５０ｍｍの円柱体に加工し、図１１
に示すような配列で１０ｍｍの孔間隔で下孔４１〜４４
をあけた。ブロックの中心に近い下孔４２，４３の孔径
を５ｍｍとし、外側の下孔４１，４４の孔径を６ｍｍと
した。ガラスブロック４０の一端をブロック端面から５
０ｍｍのところまでを円錐状に加工し、電気抵抗加熱炉
を用いて外径１．２８ｍｍのガラス線状体に延伸した。
この結果、貫通孔の孔間隔が２５５μｍ、内側の貫通孔
の孔径が１２７μｍ、外側の貫通孔の孔径が１２８μｍ
のガラス棒状体が得られた。
【００４７】このガラス棒状体に図１４で示す方法で、
両端部分を研削により削除した本発明の光ファイバ接続
部材を得た。この光ファイバ接続部材にテープ状の４心
のシングルモードガラス光ファイバを挿通して突合せ、
後述する光ファイバに押し込み力を加えた状態で突合わ
せ位置をアーク放電を用いて加熱して接続を形成した。
この接続による光損失は０．１５ｄＢ、反射減衰量は５
５ｄＢ以上であり、完全な光結合が形成されていること
が確認できた。また、この接続製品の−４０〜＋８５℃
の温度幅での損失変動量は０．０２ｄＢ以下で、きわめ
て良好な特性を示した。
両端部分を研削により削除した本発明の光ファイバ接続
部材を得た。この光ファイバ接続部材にテープ状の４心
のシングルモードガラス光ファイバを挿通して突合せ、
後述する光ファイバに押し込み力を加えた状態で突合わ
せ位置をアーク放電を用いて加熱して接続を形成した。
この接続による光損失は０．１５ｄＢ、反射減衰量は５
５ｄＢ以上であり、完全な光結合が形成されていること
が確認できた。また、この接続製品の−４０〜＋８５℃
の温度幅での損失変動量は０．０２ｄＢ以下で、きわめ
て良好な特性を示した。
【００４８】（３．光ファイバの接続方法）本発明の接
続部材を用いた光ファイバの接続方法について、図１６
〜１９により説明する。図１６は、接続部材１に４心の
ガラス光ファイバ３２を一列に配列したテープ光ファイ
バ心線３０を挿通する状態を示す。
続部材を用いた光ファイバの接続方法について、図１６
〜１９により説明する。図１６は、接続部材１に４心の
ガラス光ファイバ３２を一列に配列したテープ光ファイ
バ心線３０を挿通する状態を示す。
【００４９】先ず、テープ状の光ファイバ心線３０は、
接続端部の被覆３１を所定長さだけ除去して、裸の光フ
ァイバ３２が露出され、その先端３３は一列に揃えて切
断されると共に鏡面に加工される。光ファイバ心線３０
の端部処理がなされた後、光ファイバの先端３３は、多
少傾斜する状態で導入部３の導入溝５に入れられ、その
まま溝内を滑るように推し進められ、導入溝５と一体に
形成されている保持部２の貫通孔４に挿通される。貫通
孔４内に挿通された光ファイバの先端３３は、保持部２
の中央で反対側から同じようにして挿通された光ファイ
バの先端と突合わされる。また、貫通孔４内に光ファイ
バの突合わせの位置決め用の部材が設けられている場合
は、該部材に光ファイバの先端３３が当たって挿通が自
動的に停止される。
接続端部の被覆３１を所定長さだけ除去して、裸の光フ
ァイバ３２が露出され、その先端３３は一列に揃えて切
断されると共に鏡面に加工される。光ファイバ心線３０
の端部処理がなされた後、光ファイバの先端３３は、多
少傾斜する状態で導入部３の導入溝５に入れられ、その
まま溝内を滑るように推し進められ、導入溝５と一体に
形成されている保持部２の貫通孔４に挿通される。貫通
孔４内に挿通された光ファイバの先端３３は、保持部２
の中央で反対側から同じようにして挿通された光ファイ
バの先端と突合わされる。また、貫通孔４内に光ファイ
バの突合わせの位置決め用の部材が設けられている場合
は、該部材に光ファイバの先端３３が当たって挿通が自
動的に停止される。
【００５０】接続部材１に光ファイバ３２が挿通された
後、図１７に示すように、接続部材１は、その側面から
光ファイバの突合わせ近傍をアーク放電等の加熱手段に
より加熱される。この加熱により、接続部材はその加熱
過程で一旦膨張するが、その後、軟化温度に近づくと貫
通孔４の内径は収縮するため、貫通孔内に挿通されてい
る光ファイバの調芯が自動的に行なわれ、良好な光結合
状態が得られる。また、この時、貫通孔４の内壁の一部
が部分的に光ファイバと融着し、結合が固定される。
後、図１７に示すように、接続部材１は、その側面から
光ファイバの突合わせ近傍をアーク放電等の加熱手段に
より加熱される。この加熱により、接続部材はその加熱
過程で一旦膨張するが、その後、軟化温度に近づくと貫
通孔４の内径は収縮するため、貫通孔内に挿通されてい
る光ファイバの調芯が自動的に行なわれ、良好な光結合
状態が得られる。また、この時、貫通孔４の内壁の一部
が部分的に光ファイバと融着し、結合が固定される。
【００５１】また、接続部材１に挿通された光ファイバ
の先端が接するように突合わせ、光ファイバに押し込み
力を加えた状態で放電加熱すると、接続部材が光ファイ
バと融着する前に、光ファイバの先端部３３が互いに融
着し、融着接続を形成することができる。これは、光フ
ァイバ自体が貫通孔内で浮いた状態にあると共に接続部
材の体積の数十分の一と僅かな量であるため、その熱容
量の差に起因するものと推定される。
の先端が接するように突合わせ、光ファイバに押し込み
力を加えた状態で放電加熱すると、接続部材が光ファイ
バと融着する前に、光ファイバの先端部３３が互いに融
着し、融着接続を形成することができる。これは、光フ
ァイバ自体が貫通孔内で浮いた状態にあると共に接続部
材の体積の数十分の一と僅かな量であるため、その熱容
量の差に起因するものと推定される。
【００５２】本実施例では、加熱手段として加熱量の制
御と加熱位置の設定が正確に行なえるという点で有効な
アーク放電加熱を用いたが、抵抗加熱、誘電加熱、トー
チ等の他の加熱手段を用いることも可能である。
御と加熱位置の設定が正確に行なえるという点で有効な
アーク放電加熱を用いたが、抵抗加熱、誘電加熱、トー
チ等の他の加熱手段を用いることも可能である。
【００５３】また、本発明の光ファイバ接続部材で、そ
の貫通孔４の内径が光ファイバ３２の外径に対して極め
て精度よく（＋０．５〜２μｍ）で形成されていれば、
前記の加熱を行なう必要はなく、接着材３４による固着
を行なうこともでき、この場合、接続部材１の導入部３
の導入溝５が形成されている平坦面を利用して接着材３
４を塗布するだけで良く、その作業性は極めて良い。
の貫通孔４の内径が光ファイバ３２の外径に対して極め
て精度よく（＋０．５〜２μｍ）で形成されていれば、
前記の加熱を行なう必要はなく、接着材３４による固着
を行なうこともでき、この場合、接続部材１の導入部３
の導入溝５が形成されている平坦面を利用して接着材３
４を塗布するだけで良く、その作業性は極めて良い。
【００５４】さらに、接続部材を加熱して光ファイバ間
の接続の固定が得られた場合でも、その接続がより確実
とされるためには前記接着材３４が付加的に用いられ
る。また、この他に光ファイバの先端近くを除く後方部
分に予め接着材が塗布されてから、光ファイバを接続部
材内に挿通させても良く、あるいは光ファイバが接続部
材内に挿通接続された後に、比較的粘度の低い接着材を
貫通孔内に流し込むようにしても良い。なお、光ファイ
バの突合わせ部分にギャップが生じるような構成に於い
ては、光ファイバの先端３３にマッチングオイルを付与
した状態で接続部材に挿通するか、又は予め貫通孔内に
マッチングオイルを充填しておくのが良い。
の接続の固定が得られた場合でも、その接続がより確実
とされるためには前記接着材３４が付加的に用いられ
る。また、この他に光ファイバの先端近くを除く後方部
分に予め接着材が塗布されてから、光ファイバを接続部
材内に挿通させても良く、あるいは光ファイバが接続部
材内に挿通接続された後に、比較的粘度の低い接着材を
貫通孔内に流し込むようにしても良い。なお、光ファイ
バの突合わせ部分にギャップが生じるような構成に於い
ては、光ファイバの先端３３にマッチングオイルを付与
した状態で接続部材に挿通するか、又は予め貫通孔内に
マッチングオイルを充填しておくのが良い。
【００５５】アーク放電による加熱手段は、図１８に示
すような融着接続に用いられるような融着接続機を利用
することができる。しかし、通常用いられる融着接続機
と比べて調心機能を備えた高精度である必要はなく、安
価で簡易なもので十分である。この融着接続機は、接続
部材１を載置する台２４と固定用ブロック２３から成る
把持機構２６、アーク放電を生じさせる放電電極１７及
び照明装置２７を備えている。
すような融着接続に用いられるような融着接続機を利用
することができる。しかし、通常用いられる融着接続機
と比べて調心機能を備えた高精度である必要はなく、安
価で簡易なもので十分である。この融着接続機は、接続
部材１を載置する台２４と固定用ブロック２３から成る
把持機構２６、アーク放電を生じさせる放電電極１７及
び照明装置２７を備えている。
【００５６】接続部材１は、台２４に形成されたＶ溝２
５で位置決めされて載置され、固定用ブロック２３によ
って把持固定される。接続部材１は光ファイバを予め挿
通させた状態で載置しても良く、接続部材１が載置され
た後に光ファイバを挿通させるようにしても良い。この
後、照明装置２７を用いて図示されない観察機構を用い
て光ファイバの突合わせ状態等を確認し、放電電極１７
の位置設定を行なった後にアーク放電により接続部材を
加熱する。なお、放電電極１７は２組設けて光ファイバ
の突合わせ部の両側を加熱するようにしても良い。
５で位置決めされて載置され、固定用ブロック２３によ
って把持固定される。接続部材１は光ファイバを予め挿
通させた状態で載置しても良く、接続部材１が載置され
た後に光ファイバを挿通させるようにしても良い。この
後、照明装置２７を用いて図示されない観察機構を用い
て光ファイバの突合わせ状態等を確認し、放電電極１７
の位置設定を行なった後にアーク放電により接続部材を
加熱する。なお、放電電極１７は２組設けて光ファイバ
の突合わせ部の両側を加熱するようにしても良い。
【００５７】以上各種の方法で、接続部材１を用いて光
ファイバの接続を形成した後、図１９で示すように補強
部材２２により接続部の補強処理が行なわれる。補強部
材２２はチューブ等の熱溶融性部材１９と、剛体棒から
なる骨材２０及びこれらを収納する熱収縮性のチューブ
２１とから構成されている。チューブの熱溶融性部材１
９と熱収縮性のチューブ２１は、光ファイバの接続前に
予め光ファイバ心線３０上に通しておき、光ファイバの
接続後に接続部材１上に移動させる。加熱により、熱溶
融性部材１９は溶融されて接続部材１と骨材２０とが一
体化されると共に熱収縮性のチューブ２１は加熱収縮さ
れて接続部の補強が行なわれる。
ファイバの接続を形成した後、図１９で示すように補強
部材２２により接続部の補強処理が行なわれる。補強部
材２２はチューブ等の熱溶融性部材１９と、剛体棒から
なる骨材２０及びこれらを収納する熱収縮性のチューブ
２１とから構成されている。チューブの熱溶融性部材１
９と熱収縮性のチューブ２１は、光ファイバの接続前に
予め光ファイバ心線３０上に通しておき、光ファイバの
接続後に接続部材１上に移動させる。加熱により、熱溶
融性部材１９は溶融されて接続部材１と骨材２０とが一
体化されると共に熱収縮性のチューブ２１は加熱収縮さ
れて接続部の補強が行なわれる。
【００５８】なお、前述の光ファイバ接続部材の導入溝
５に関しての構成については、接続分離が可能な着脱タ
イプの光コネクタへ光ファイバを挿入固定する構成にも
適用できるものである。
５に関しての構成については、接続分離が可能な着脱タ
イプの光コネクタへ光ファイバを挿入固定する構成にも
適用できるものである。
【００５９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による光フ
ァイバ接続部材は、保持部の両側に貫通孔と一体に導入
溝が形成されているため、光ファイバはその先端を導入
溝に沿って押し込むだけで貫通孔に容易に挿通でき、作
業性が極めて向上し、接続に要する時間が短縮できる。
また、本発明による光ファイバ接続部材は、下孔を形成
した円柱状のガラスブロックを加熱延伸し、所定の長さ
に切断するだけで、貫通孔を精度の良く容易に形成で
き、さらにこれを研削あるいは研磨にするだけで、導入
溝を貫通孔と一体になるように形成できる。さらに、本
発明による光ファイバ接続部材は、接続に際してアーク
放電等による加熱を行なうことにより、光ファイバ間の
軸合わせを行なう必要がなく、かつ融着による接続の固
定も行なわれ、信頼性の高い接続を形成できる。
ァイバ接続部材は、保持部の両側に貫通孔と一体に導入
溝が形成されているため、光ファイバはその先端を導入
溝に沿って押し込むだけで貫通孔に容易に挿通でき、作
業性が極めて向上し、接続に要する時間が短縮できる。
また、本発明による光ファイバ接続部材は、下孔を形成
した円柱状のガラスブロックを加熱延伸し、所定の長さ
に切断するだけで、貫通孔を精度の良く容易に形成で
き、さらにこれを研削あるいは研磨にするだけで、導入
溝を貫通孔と一体になるように形成できる。さらに、本
発明による光ファイバ接続部材は、接続に際してアーク
放電等による加熱を行なうことにより、光ファイバ間の
軸合わせを行なう必要がなく、かつ融着による接続の固
定も行なわれ、信頼性の高い接続を形成できる。
【図１】本発明の光ファイバ接続部材の構成を示す図で
ある。
ある。
【図２】本発明の光ファイバ接続部材の保持部の構成を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図３】本発明の光ファイバ接続部材の導入部の構成を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図４】本発明の光ファイバ接続部材の形状の一部を説
明する図である。
明する図である。
【図５】本発明の光ファイバ接続部材の保持部に、細径
部を設けた実施例を示す断面図である。
部を設けた実施例を示す断面図である。
【図６】本発明の光ファイバ接続部材の保持部に、球状
体を入れた実施例を示す断面図である。
体を入れた実施例を示す断面図である。
【図７】本発明の光ファイバ接続部材の保持部に、スリ
ットを設けた場合の実施例を示す図である。
ットを設けた場合の実施例を示す図である。
【図８】石英ガラスに添加物を加えた場合の熱膨張係数
の変化を示す図である。
の変化を示す図である。
【図９】石英ガラスに添加物を加えた場合の粘度の変化
（Ａ）と軟化温度の変化（Ｂ）を示す図である。
（Ａ）と軟化温度の変化（Ｂ）を示す図である。
【図１０】本発明の光ファイバ接続部材の製造方法を説
明する図である。
明する図である。
【図１１】本発明の製造方法でガラスブロックに下孔形
成の実施例を示す図である。
成の実施例を示す図である。
【図１２】本発明の製造方法で、ガラスブロックの延伸
による延伸長と貫通孔の関係を示す図である。
による延伸長と貫通孔の関係を示す図である。
【図１３】本発明の製造方法で、ガラスブロックの延伸
方法を改善したときの延伸長と貫通孔の関係を示す図で
ある。
方法を改善したときの延伸長と貫通孔の関係を示す図で
ある。
【図１４】本発明の製造方法で、導入溝の形成方法の実
施例を説明する図である。
施例を説明する図である。
【図１５】本発明の製造方法で、導入溝の形成方法の他
の実施例を説明する図である。
の実施例を説明する図である。
【図１６】本発明の光ファイバ接続部材を用いの接続方
法を説明する図である。
法を説明する図である。
【図１７】本発明の接続方法で、接続部材を加熱する方
法を説明する図である。
法を説明する図である。
【図１８】本発明の接続方法で、接続部材の加熱を融着
接続機を用いて行なう例を示す図である。
接続機を用いて行なう例を示す図である。
【図１９】本発明の接続方法で、補強処理を行なう方法
を説明する図である。
を説明する図である。
１：光ファイバ接続部材 ２：保持部 ３：導入部 ４：貫通孔 ５：導入溝 ６：位置決め用の溝 ７：開口面 ８：細径部 ９：球状体 １０：スリット １１：透明板 １２：ガラス棒状体 １９：熱溶融部材 ２０：骨材 ２１：熱収縮チューブ ２２：補強部材 ３０：テープ状光ファイバ心線 ３２：光ファイバ ３４：接着材 ４０：円柱状ガラスブロック ４１，４２，４３，４４：下孔 ４５：円錐状部 ４６：ガラス線状体 ５０：加熱炉
Claims (24)
- 【請求項１】１対以上の光ファイバの端部を突き合わせ
て光結合を形成する光ファイバの接続部材であって、 前記光ファイバが挿通し得る一つ以上の貫通孔を設けた
棒状体から成り、この棒状体の両端部分は前記貫通孔の
横断面の少なくとも半部が除去され残る半部が前記光フ
ァイバの端部を前期貫通孔に案内する導入溝とされた導
入部で形成され、中間部分は前期貫通孔に挿通された前
記光ファイバを保持する保持部で形成されていることを
特徴とする光ファイバ接続部材。 - 【請求項２】保持部の横断面が円形であることを特徴と
する請求項１に記載の光ファイバ接続部材。 - 【請求項３】貫通孔が保持部の横断面の中心に対して、
対称の位置に設けられていることを特徴とする請求項１
に記載の光ファイバ接続部材。 - 【請求項４】導入部の導入溝の横断面積が貫通孔の横断
面積の１／２以下であることを特徴とする請求項１に記
載の光ファイバ接続部材。 - 【請求項５】導入部の導入溝が棒状体の両端部分で同一
の側に形成されていることを特徴とする請求項１に記載
の光ファイバ接続部材。 - 【請求項６】保持部の外面に軸方向に沿って、位置決め
用の溝を設けたことを特徴とする請求項１に記載の光フ
ァイバ接続部材。 - 【請求項７】貫通孔の中間部に光ファイバの外径より小
さい細径部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の
光ファイバ接続部材。 - 【請求項８】貫通孔の中間部に光ファイバと同質の球状
体を装着したことを特徴とする請求項１に記載の光ファ
イバ接続部材。 - 【請求項９】貫通孔の中間部に貫通孔を横切るスリット
を設けたことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ
の接続部材。 - 【請求項１０】スリットに光ファイバと同質の透明板を
挿入したことを特徴とする請求項９に記載の光ファイバ
の接続部材。 - 【請求項１１】スリットに挿入した光ファイバと同質の
透明板に反射防止膜が施されているをことを特徴とする
請求項１０に記載の光ファイバ接続部材。 - 【請求項１２】接続部材は、接続するガラス光ファイバ
と熱膨張係数が略等しく、かつＳｉＯ2 を主成分とする
石英ガラスから成ることを特徴とする請求項１に記載の
光ファイバ接続部材。 - 【請求項１３】石英ガラスからなる接続部材の軟化温度
が接続するガラス光ファイバの軟化温度より低いことを
特徴とする請求項１２に記載の光ファイバ接続部材。 - 【請求項１４】石英ガラスからなる接続部材の軟化温度
の低減に、水酸基、弗素、塩素又はチタンの少なくとも
１種を含有させることを特徴とする請求項１３に記載の
光ファイバ接続部材。 - 【請求項１５】円柱状ガラスブロックに径方向に一列に
並ぶ複数の断面円形の下孔を軸方向に形成する工程と、
前記円柱状ガラスブロックの一方の端部を延伸開始端と
して加熱延伸して小径のガラス線状体する工程と、前記
小径のガラス線状体を所定の長さに切断してガラス棒状
体とする工程とからなることを特徴とする光ファイバ接
続部材の製造方法。 - 【請求項１６】円柱状ガラスブロックの複数の断面円形
の下孔は、下孔の位置が外周に近いほど内径を大きく形
成することを特徴とする請求項１５に記載の光ファイバ
接続部材の製造方法。 - 【請求項１７】円柱状ガラスブロックの延伸開始端を円
錐状に加工する工程を含むことを特徴とする請求項１５
又は請求項１６に記載の光ファイバ接続部材の製造方
法。 - 【請求項１８】請求項１５乃至請求項１７に記載の光フ
ァイバ接続部材の製造方法で得られたガラス棒状体の両
端部分を研削あるいは研磨して、複数の貫通孔の横断面
の少なくとも半部を除去し、残りの半部が光ファイバの
導入溝となるように加工することを特徴とする光ファイ
バ接続部材の製造方法。 - 【請求項１９】請求項１に記載の光ファイバ接続部材
に、その両端部分から接続すべき１対以上の光フアイバ
を挿入して突合せ、前記接続部材を加熱することによ
り、前記光フアイバと前記接続部材を部分的に融着一体
化することを特徴とする光ファイバの接続方法。 - 【請求項２０】請求項１に記載の光ファイバ接続部材
に、その両端部分から接続すべき１対以上の光フアイバ
を挿入して突合せ、前記光ファイバに押し込み力を与え
た状態で前記接続部材を加熱することにより、前記光フ
ァイバの端部同志を直接融着することを特徴とする光フ
ァイバの接続方法。 - 【請求項２１】接続部材の加熱をアーク放電で行なうこ
とを特徴とする請求項１９又は請求項２０に記載の光フ
ァイバの接続方法。 - 【請求項２２】請求項１に記載の光ファイバ接続部材
に、その両端部分から接続すべき１対以上の光フアイバ
を挿入して突合せ、接続部材の導入部で接着剤により固
定することを特徴とする光ファイバの接続方法。 - 【請求項２３】請求項１９乃至請求項２２のいずれか１
項に記載の光ファイバの接続方法において、貫通孔に接
着剤を充填することを特徴とする光ファイバの接続方
法。 - 【請求項２４】請求項１９乃至請求項２３のいずれか１
項に記載の光ファイバの接続方法で接続した後、熱溶融
性の部材と剛体の棒からなる骨材及びこれらの外周に設
けられた熱収縮チューブにより補強処理を行なうことを
特徴とする光ファイバの接続方法。
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