JPH10274715A - 引張り応力による光ファイバ切断方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 切断された端面を常に良好な面（鏡面）とす
ることができるとともに、接続時の接続損失値を小さく
すること。 【解決手段】 引張り応力による光ファイバ切断方法に
よれば、略外径１２５μｍの光ファイバであるたとえば
石英ガラスファイバの周面の一部に、光ファイバの長さ
方向と直交する方向に微小の切込みキズを与えた後、こ
の切込みキズの両側をそれぞれ把持し、これら把持する
部分の片方もしくは両方を光ファイバに引張り応力のみ
が作用するように移動させ、光ファイバを切断する際の
張力を光ファイバ１本当たり０．２３ｋｇｆ以下とした
ので、図１に示すように、鏡面発生頻度を１００％とす
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】この発明は、光ファイバであ
るたとえば石英ガラスファイバの周面の一部に、光ファ
イバの長さ方向と直交する方向に与えた微小の切込みキ
ズの部分に対し、引張り応力を作用させて光ファイバを
切断することにより、光ファイバの切断面を良好な面
（鏡面）とする引張り応力による光ファイバ切断方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、たとえば光ファイバ同士を接
続する場合、それぞれの光ファイバの切断箇所に微小な
切込みキズを付加し、これら切込みキズを付加した部分
に曲げ応力または引張り応力を作用させて切断した後、
互いの切断された端面同士を融着接続あるいはメカニカ
ルスプライス接続によって結合させている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、曲げ応力に
よって光ファイバの切断を行う方法では、切断面に欠け
や突起部が残り、互いの切断された端面同士の接続が均
一に行われないため、融着接続あるいはメカニカルスプ
ライス接続による接合時の接続損失値が大きくなってし
まうという不具合がある。

【０００４】また、引張り応力の場合、引張り応力と引
張り速度や切断面形状との相互の関係が明確でないた
め、切断された端面を常に良好な面（鏡面）とすること
が困難となっている。

【０００５】本発明は、このような事情に対処してなさ
れたもので、切断された端面を常に良好な面（鏡面）と
することができるとともに、接合時の接続損失値を小さ
くすることができる引張り応力による光ファイバ切断方
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記載の発明は、
略外径１２５μｍの光ファイバのクラッド周面の一部
に、光ファイバの長さ方向と直交する方向に微小の切込
みキズを与えた後、この切込みキズの両側をそれぞれ把
持し、これら把持する部分の片方もしくは両方を前記光
ファイバに引張り応力のみが作用するように移動させて
前記光ファイバを切断する引張り応力による光ファイバ
切断方法において、前記切断時の張力を光ファイバ１本
当たり０．２３ｋｇｆ以下とすることを特徴とする。

【０００７】この発明では、略外径１２５μｍの光ファ
イバであるたとえば石英ガラスファイバ又は多成分ガラ
スファイバの周面の一部に、光ファイバの長さ方向と直
交する方向に微小の切込みキズを与えた後、この切込み
キズの両側をそれぞれ把持し、これら把持する部分の片
方もしくは両方を光ファイバに引張り応力のみが作用す
るように移動させて光ファイバを切断する際、その張力
を光ファイバ１本当たり０．２３ｋｇｆ以下としたもの
である。

【０００８】これにより、図１に示すように、破断強度
が０．２５ｋｇｆ以上で鏡面発生頻度が０％であり、破
断強度が０．２４０〜０．２４９ｋｇｆで鏡面発生頻度
が８％であり、破断強度が０．２３１〜０．２３９ｋｇ
ｆで鏡面発生頻度が４８％であり、破断強度が０．２３
０ｋｇｆ以下で鏡面発生頻度が１００％となるため、破
断強度が０．２３ｋｇｆ以下であれば光ファイバ切断面
の全面を鏡面とすることができる。

【０００９】請求項２記載の発明は、前記把持する部分
の移動による前記切込みキズを有する光ファイバに与え
られる伸び歪みの速度が２％／分以下とされることを特
徴とする。

【００１０】この発明では、光ファイバに付加した切込
みキズを挟んでの把持する部分の間隔をたとえば５０ｍ
ｍとしてロードセルを有する引張り試験機で引張速度を
変化させたとき、図２に示すように、引張速度の低下に
応じて平均破断強度が低下する。したがって、この場合
の伸び歪みの速度を、１（ｍｍ／分）÷５０ｍｍ×１０
０＝２％／分以下の範囲とすることで、切断強度を０．
２３ｋｇｆ以下とすることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の詳細
を図面に基づいて詳細に説明する。図１乃至図１４は、
本発明の引張り応力による光ファイバ切断方法の一実施
の形態を示すものであり、以下、〜の試験結果に基
づき順次説明する。

【００１２】破断強度と鏡面発生頻度の関係 図１は、光ファイバの破断強度と鏡面発生頻度の関係を
示すものである。同図は、略外径１２５μｍのたとえば
石英ガラス光ファイバに、ほぼ一定の深さの微小な切込
みキズを光ファイバの長さ方向と直交する方向に付加
し、０．５ｍｍ／分の条件で引張り応力を加え、破断強
度と鏡面の発生頻度との関係を調べた結果を示すもので
ある。また、試験本数は４００本である。

【００１３】但し、ここでいう鏡面とは、光ファイバの
切断面をマイケルソン干渉顕微鏡で観察したとき、切込
みキズを除く他の面全てに干渉縞が観察される面をい
う。

【００１４】そして、同図に示すように、破断強度が
０．２５ｋｇｆ以上で鏡面発生頻度が０％、破断強度が
０．２４０〜０．２４９ｋｇｆで鏡面発生頻度が８％、
破断強度が０．２３１〜０．２３９ｋｇｆで鏡面発生頻
度が４８％、破断強度が０．２３０ｋｇｆ以下で鏡面発
生頻度が１００％となった。

【００１５】これにより、破断強度が０．２３ｋｇｆ以
下であれば光ファイバ切断面の全面が鏡面になることが
解る。

【００１６】引張り速度と破断強度との関係 図２及び図３は、平均破断強度の引張り速度特性と、標
準偏差の引張り速度特性とを示すものである。

【００１７】すなわち、略外径１２５μｍの石英ガラス
光ファイバに切込みキズを付加し、この切込みキズを挟
んでの把持する部分の間隔を５０ｍｍとしてロードセル
を有する引張り試験機で引張速度を変化させ、破断した
ときの破断速度の測定結果を示すものである。ここで、
切込みキズの深さはほぼ一定とするとともに、引張り速
度を０．１，０．５，５．０，１０．０ｍｍ／分の４条
件としている。

【００１８】そして、図２より明らかな通り、引張速度
の低下に応じて平均破断強度が低下することが解った。
また、図３に示すように、破断強度の標準偏差も引張速
度の低下とともに低下することが解った。

【００１９】これにより、引張り応力切断方法による切
断強度を０．２３ｋｇｆ以下とするには、切込みキズを
挟んでの把持する部分の間隔を５０ｍｍとしたときの伸
び歪みの速度を、１（ｍｍ／分）÷５０ｍｍ×１００＝
２％／分以下の範囲とすることが解る。

【００２０】引張り速度と切断面角度・切断面形状の
関係 図４は、略外径１２５μｍの石英ガラス光ファイバの表
面に切込みキズを付加し、この切込みキズを挟んでの把
持する部分の間隔を１２ｍｍとしてロードセルを有する
引張り試験機で引張速度を変化させ、切断された石英ガ
ラス光ファイバの切断角及び切断面形状をマイケルソン
干渉顕微鏡で観察した結果を示すものである。ここで、
切込みキズの深さはほぼ一定とするとともに、引張速度
を０．５，５．０，１０．０ｍｍ／分の３条件としてい
る。

【００２１】そして、同図から明らかな通り、引張速度
を小さくすることにより、切断角度を小さくできること
が解る。

【００２２】引張り応力切断法と曲げ応力切断法の比
較 図５は、切断法の違いによる切断面パターンの発生頻度
を示すものであり、一般の石英ガラス光ファイバ切断に
用いられている曲げ応力切断法と本実施の形態での引張
り応力切断法との切断面形状の比較結果である。

【００２３】また、同図の左の欄は、光ファイバ１の切
断面のパターンを示すものであり、NORMALは図６に示す
パターン、SCORE は図７に示すパターン、LIP-ROLLOFF
は図８及び図９に示すパターン、CHIPは図１０に示すパ
ターン、SPAIRAL は図１１に示すパターン、STEPは図１
２に示すパターン、HACKLE-MIST は図１３に示すパター
ン、SHATTERED は図１４に示すパターンである。

【００２４】ここで、引張り応力切断法の切断条件は上
記の〜と同様とし、引張り速度は０．５ｍｍ／分と
している。

【００２５】そして、図５から明らかな通り、一般の石
英ガラス光ファイバ切断に用いられている曲げ応力切断
法においては、LIP-ROLLOFF およびCHIPにおける切断面
パターンの発生頻度が１２％と２０％であるため接続に
適さないが、本実施の形態での引張り応力切断法を用い
ることにより、これらLIP-ROLLOFF およびCHIPの切断面
パターンが５％と１％にそれぞれ減少するため接続に適
することが解る。

【００２６】以上のように、本実施の形態の引張り応力
による光ファイバ切断方法では、引張り応力と引張り速
度、切込みのキズの深さ、切断面の角度、切断面の形状
の相互の因果関係を明らかとしたので、次の（１）〜
（４）に示す作用効果が得られる。

【００２７】（１）切断強度が０．２３ｋｇｆ以下であ
る場合、切込みキズを除いて切断面全体を鏡面状態とす
ることができる。 （２）切断強度が０．２３ｋｇｆ以下で切断されるには
光ファイバの把持する部分の間隔をたとえば５０ｍｍと
したときの伸び歪みの速度わ、１（ｍｍ／分）÷５０ｍ
ｍ×１００＝２％／分以下の範囲とすることが好まし
い。 （３）切断角を小さくするには引張り速度を小さくする
ことが有効である。 （４）引張り応力切断法は、一般の曲げ応力切断法に比
べLIP-ROLLOFFおよびCHIPの切断面パターンの発生頻度
を下げるに有効である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の引張り応
力による光ファイバ切断方法によれば、略外径１２５μ
ｍの光ファイバであるたとえば石英ガラスファイバ又は
多成分ガラスファイバの周面の一部に、光ファイバの長
さ方向と直交する方向に微小の切込みキズを与えた後、
この切込みキズの両側をそれぞれ把持し、これら把持す
る部分の片方もしくは両方を光ファイバに引張り応力の
みが作用するように移動させて光ファイバを切断する
際、その張力を光ファイバ１本当たり０．２３ｋｇｆ以
下としたので、図１に示すように、鏡面発生頻度を１０
０％とすることができ、接合時の接続損失値を小さくす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の引張り応力による光ファイバ切断方法
の一実施の形態に係る光ファイバの破断強度と鏡面発生
頻度の関係を示す図である。

【図２】本発明の引張り応力による光ファイバ切断方法
の一実施の形態に係る平均破断強度の引張り速度特性を
示す図である。

【図３】本発明の引張り応力による光ファイバ切断方法
の一実施の形態に係る標準偏差の引張り速度特性を示す
図である。

【図４】本発明の引張り応力による光ファイバ切断方法
の一実施の形態に係る平均切断角の引張り速度特性を示
す図である。

【図５】本発明の引張り応力による光ファイバ切断方法
と一般の石英ガラス光ファイバ切断に用いられている曲
げ応力切断法との比較結果を示す図である。

【図６】図５の比較結果におけるNORMALの状態を示す図
である。

【図７】図５の比較結果におけるSCORE の状態を示す図
である。

【図８】図５の比較結果におけるLIP の状態を示す図で
ある。

【図９】図５の比較結果におけるROLLOFF の状態を示す
図である。

【図１０】図５の比較結果におけるCHIPの状態を示す図
である。

【図１１】図５の比較結果におけるSPAIRAL の状態を示
す図である。

【図１２】図５の比較結果におけるSTEPの状態を示す図
である。

【図１３】図５の比較結果におけるHACKLE-MIST の状態
を示す図である。

【図１４】図５の比較結果におけるSHATTERED の状態を
示す図である。

【符号の説明】

１ 光ファイバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 明遠 埼玉県春日部市大沼２−71−４ (72)発明者 小林 誠 静岡県富士市厚原2011−36

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略外径１２５μｍの光ファイバのクラッ
   ド周面の一部に、光ファイバの長さ方向と直交する方向
   に微小の切込みキズを与えた後、この切込みキズの両側
   をそれぞれ把持し、これら把持する部分の片方もしくは
   両方を前記光ファイバに引張り応力のみが作用するよう
   に移動させて前記光ファイバを切断する引張り応力によ
   る光ファイバ切断方法において、 前記切断時の張力を光ファイバ１本当たり０．２３ｋｇ
   ｆ以下とすることを特徴とする引張り応力による光ファ
   イバ切断方法。
2. 【請求項２】 前記把持する部分の移動による前記切込
   みキズを有する光ファイバに与えられる伸び歪みの速度
   が２％／分以下とされることを特徴とする請求項１記載
   の引張り応力による光ファイバ切断方法。