JPS60237409A - 光フアイバ融着接続法における光フアイバ端面間隔設定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は光フアイバ相互を融着接続する際に重要なゼロ
間隔の設定、すなわち接続すべき光ファイバの端面間隔
を０に設定するための方法に関する。

（従来技術） 光フアイバ相互を融着接続する際の主要な工程は光フア
イバ端部の軸合わせ、光フアイバ端面間隔の設定、光フ
アイバ端部の突き合わせ移動、光フアイバ端部への放電
熱供与などであり、他は上記工程に付随した工程である
。

光ファイバの融着接続が全自動化へと移行しつつある現
状においてもその大要は変わらず、第１図イ〜トに示す
工程がとられる。

以下これについて説明すると、それぞれ外周に被覆層を
有する光ファイバ１Ａ１１Ｂはその端部２Ａ、２Ｂにお
いて被覆層が除去されて裸状となり、これら端部２Ａ１
２Ｂが適当なカッティング手段により切り揃えられる。

こうして前処理された光フアイバ端部２Ａ。

２Ｂは、軸合台のＶ溝内に嵌めこまれ、これら端部２Ａ
、２Ｂと連続する光ファイバ１Ａ、ＩＢの被覆部が既知
のスリップ式ホルダを介してクランプされる。

これにより光フアイバ端部２Ａ、２Ｂは一直線状に並び
、その端面３Ａ、３Ｂが互いに対向する。

第１図イは上記において光ファイバ１Ａ、１Ｂの第１次
端面間隔Ｇ１が設定される状態を略示したものであり、
この際、光フアイバ端部２Ａ。

２Ｂはスリップ式ホルダを介して間隔設定板４の方向へ
移動され、その端面３Ａ、３Ｂが間隔設定板４０両面と
衝突することにより％　０．５　ｔｍ程度の第１次端面
間隔Ｇ１が設定される。

つぎに光ファイバ端面３Ａ、３Ｂ間から間隔設定板４が
退去し、その後、第１図口のごとく光フアイバ端部２Ａ
、２Ｂがこれらの突き合わせ方向へ所定量だけ移動され
、これにより１０μｍ程度の第２次端面間隔Ｇ２が設定
される。

第２端面間隔設定後は、第１図ハのように両光ファイバ
端部２Ａ％　２Ｂの軸合わせ（コア相互を一致させる）
が行なわれるのであり、この軸合わせ手段は通常、光フ
アイバ端部２Ａ１２Ｂを水平方向、垂直方向などへ微動
調整することにより行なわれ、この際、光ファイバＩＡ
、ＩＢにわたって光信号が通されるのであり、その受光
側でのモニタにより最大受光パワーか確認できたとき、
コア相互は一致したとみなせる。

上記によりコア相互が一致した後は、第１図工のごと（
一方の光フアイバ端部２Ａが他方の光フアイバ端部２Ｂ
に向けて移動され、かつ、光フアイバ端面３Ａ、３Ｂ相
互が突き合わされることにより端面間隔は−たんＯとな
る。

その後、一方の光フアイバ端部２Ｂが他方の光フアイバ
端部２Ｂから離れる方向へ所定量だけ移動され、これに
より１０μｍ程度の第３次端面間隔Ｇ３が設定される。

この第３次端面間隔Ｇ３は放電を開始するのに適した間
隔であり、この時点において公知の放電装置、すなわち
１対の放電電極５Ｍ、５Ｎを主体にした放電が第１図へ
のごとく開始され、これと同時に一方の光フアイバ端部
２Ａが他方の光フアイバ端部２Ｂに向けて再移動され、
かくて光フアイバ端部２Ａ１２Ｂはこの際の放電熱（放
電時間１秒程度）と突き合わせ移動（移動量〉１０μｍ
　）とにより相互に融着され、第１図トのごとく接続作
業が完了する。

ｉお、最近の提案例では第１図イル口の間において光フ
アイバ端面３Ａ、３Ｂのいずれか一方または両方に光学
的なカンプリング特性のあるマツチング液（グリセリン
をアルコールで溶解したもの）を塗布し、第１図／・に
おける軸合わせのとき、第２図イのごとくそのマツチン
グ液６より両光ファイバ端面３Ａ、３Ｂを光学的に結合
して軸合わせ時の受光パワー感度よく検出できるように
している。

また、第１図ハにおける両光ファイバＩＡ％１Ｂの軸合
わせにより、前述の最大受光パワーが検出できるが、そ
の後の工程である第１図工において両光ファイバ端面３
Ａ、３Ｂを相互に接触させたとき、すなわち第２図口の
ととく両光ファイバ２Ａ、２Ｂ相互にわたる直線状態を
保持しながらこれらの端面３Ａ、３Ｂを接触させたとき
（接触圧は０とみなす）、この時点の受光パワーは両光
ファイバＩＡ％ＩＢのコア相互が直接接触することによ
り、前記軸合わせ時の最大受光パワーよりも上回る。

したがって当該受光パワーのピークを検出することによ
り、光フアイバ端面３Ａ、３Ｂの間隔がＯとなったこと
がわかるが、上記ピークはその受光パワーが増加傾向か
ら減少傾向へと変化したときに検出できるのであり、そ
れゆえ、受光パワーが減少傾向を示す状態を一時的にと
らねばならない。

すなわち、端面間隔〉０（第２図イの状態）、端面間隔
−〇（第２図口の状態）、端面間隔〈０（第２図ハの状
態）の操作を介して受光パワーを増加傾向、ピーク、減
少傾向へと変移させるのであり、この際、第２図／１の
端面間隔〈０では端面３Ａ１３Ｂが強く接触するととも
に光フアイバ端部２Ａ、２Ｂ相互が曲がり状態となるの
で、これにともなう損失により受光パワーが減少する。

その後は第２図ハの状態から第２図口の端面間隔−〇へ
もどすべく、光フアイバ端部２Ａ、２Ｂを所定量だけ反
突合方向へ相対移動させる。

ところで、上述した端面間隔＝０を確認する手段として
、従来、顕微鏡観察によるものがあったが、この方法に
よるときは、端面間が顕微鏡により拡大されるとしても
、分解能の低い肉眼で端面間隔を識別することになるの
でバラツキが生じ、殊にマツチング液を光フアイバ端面
に塗布している場合、このようなバランキ傾向が増す。

一方、前記のごとく受光パワーをモニタしながら端面間
隔−０を設定する方法も考えられるが、この場合も受光
パワー測定時に誤差がともない、また、受光パワーのピ
ークを検出したとしても、実際に端面間隔が０であるが
否かについての確認が必要であり、これらの点を含めた
技術的配慮が必要となる。

なお、当然のこととして、端面間隔−０が正確に設定で
きないときは、放電時の第３次端面間隔Ｇ３にも狂いが
生じ、低損失の光フアイバ接続が期待できなくなる。

（発明の目的） 本発明は上記の問題点に鑑み、光フアイバ融着接続時に
おける端面間隔−０の設定が正確に行なえ、当該設定操
作の自動化がはかれる方法を提供しようとするものであ
る。

（発明の構成） 本発明は、対をなす光ファイバの端部を互いに対向させ
た後、これら光フアイバ端部の軸合わせ、光フアイバ端
面間隔の設定、光フアイバ端部の突き合わせ移動、光フ
アイバ端部への放電熱供与など、所要の工程によりその
対をなす光フアイバ端部を相互に融着接続する方法にお
いて、上記対をなす光ファイバにわたって光を通し、当
該通光状態においてこれら光ファイバの端部をその突合
方向へ相対移動させるとともに受光側光ファイバにおけ
る測定により最大受光ハワーが減少傾向となるのを検出
し、かつ、該検出時点で該光フアイバ端部の突合移動を
停止し、これにより上記光ファイバの端面相互を接触状
態とした後は、受光パワーを検出している状態において
これら光フアイバ端部を反突合方向へ相対移動させる操
作と、これら光フアイバ端部を軸ずれ方向へ相対移動さ
せる操作とを、任意の順序で少なくとも１回ずつ以上行
ない、これにより光フアイバ相互の端面間隔がＯとなる
状態、および光フアイバ端部相互の軸ずれ状態をそれぞ
れつくり、その後、これら光フアイバ端部を相互に軸合
わせすることを特徴としている。

（実施例） 以下、本発明方法の実施例につき、図面を参照して説明
する。

本発明が前提としている光フアイバ融着接続法の具体例
は前記第１図イ〜トの工程で述べた通りであり、したが
ってこれら全工程にわたる内容は前掲の記載にゆすり、
必要な工程のみ抽出して説明する。

本発明において光フアイバ端面３Ａ、３Ｂの端面間隔を
０に設定するのは、第１図ハの軸合わせ工程までを終え
た後、すなわち第１Ｎ；の時点であり、この際の工程を
実施するとき、あらかじめ光ファイバＩＡ、ＩＢに備え
られた測定手段により受光パワーを測定する。

当該測定手段としては既知の透過法、後方散乱法など、
いずれの手段を採用してもよい。

測定手段の具体的１例を第３図により略述すると、発信
側となる光ファイバ１Ａの入射端側にはＬＥＤ安定化光
源またはＬＤ安定化光源など、適当な光源７を接続し、
受信側となる光ファイバ１Ｂの出射端側にはＰＤまたは
ＡＰＤなど、汎用光電力計とか、高感度光電力計などに
よる光検出器８を接続する。

さらに光検出器８による測定値が制御器９を介して光フ
アイバ用の送り機構１０、軸合わせ機構１１などへ入力
されるよう、これら各者８．９．１０．１１を相互に接
続する。

本発明における端面間隔−０の設定時、既述の測定手段
は光源７から光ファイバＩ　Ａ　ｓ　Ｉ　Ｂ　＝光検出
器８へと光信号（光パルス）を送り、該光検出器８によ
り受光パワーを検出する。

つぎに端面間隔を０とする際の操作について説明する。

第１図ハ、第２図イのごとく光フアイバ端部２Ａ、２Ｂ
の軸合わせを行なったとき、当該軸合わせによる最大受
光パワーは第４図のＰ、となる。

その後、一方の光フアイバ端部２Ａを他方の光フアイバ
端部２Ｂに向けて移動させると、受光パワーが漸増し、
かつ、第２図ハのごとく光フアイバ端面３Ａ、３Ｂの間
隔が０となったとき、受光パワーは第４図のＰ２で示す
ごとくピークとなる。

なおも光ファグバ端部２Ａを上記の方向へ移動させると
、第２図ハのごとき押しこみ過剰により受光パワーが第
４図のＰ３にレベルダウンする。

このように受光パワーの増加傾向、減少傾向にわたる光
フアイバ端部２Ａ、２Ｂの突き合わせを行なうことによ
り、受光パワーのピークＰ２、すなわち端面間隔−〇が
わかる。

ついで光フアイバ端部２Ａをインチングにより前記とは
反対の方向すなわち反突合方向へ移動させると、受光パ
ワーが再度漸増していき、端面間隔がＯとなった時点で
受光パワーは第４図ｐ、　（＝　ｐｔ　）のごとくピー
クとなり、したがってこの時点で光フアイバ端部２Ａの
移動を止める。

このＰ４を検出したとき、見かけ上は第２図ハの状態か
ら同図口の状態にもどっているといえる。

その後、いずれか一方の光フアイバ端部、例えば３Ｂを
軸ずれ方向（光フアイバ軸線と直交する方向）へ微小移
動させる。

ここで測定誤差以上の受光パワー変化がないとき、光フ
アイバ端面３Ａ、３Ｂがまだ強く接触しているのであり
、正確に端面間隔が０になっていないといえる。

換言すると、上記のごとき接触状態であることにより、
光フアイバ端部２Ａ、２Ｂが軸ずれすることな（連動し
、それゆえ、受光パワーが変化しなかったといえる。

一方、光フアイバ端面３Ａ、３Ｂが接触圧はぼ０の状態
で接触しているとき、つまり端面間隔＝００精度が高い
とき、上記軸ずれ移動により光フアイバ端部２Ａ、２Ｂ
相互が軸ずれし、受光パワーが第４図Ｐ５のごとくレベ
ルダウンする。

したがって受光パワーＰ４を検出した後は、既述の軸ず
れ操作により受光パワーＰ６があられれるか否かを検じ
、受光パワーに変化がないときハ、上記Ｐ５が生じるま
で、光ファイバ端８２Ａの反突合方向へのステップ移動
を行なう。

かくて受光パワーＰ５の生じた後は、軸ずれ状態を修正
すべく、軸ずれ操作した方向とは反対の方向へ光フアイ
バ端部２Ｂを移動するのであり、これにより第４図Ｐ６
　（＝　Ｐ＊＝　Ｐ４）が得られたとき、光フアイバ端
部２Ａ、２Ｂは軸合わせ状態に復帰し、端面間隔は前記
の操作を経ていることにより正確なＯの状態を呈す。

なお、上記において光フアイバ端部３Ａ、３Ｂを突合方
向、反突合方向へ、さらには軸ずれ方向、軸合わせ方向
などへ相対移動させるとき、その端部を所定方向へ微小
距離ずつステップ移動させるのがよく、こうすることに
より各操作の制御性が増す。

また、光検出器８による前記Ｐ１〜Ｐ６の受光パワーな
ど、これら聞定値を制御器９へ入力し、さらに該制御器
９から所定の制御信号を送り機構１０．軸合わせ機構１
１へ入力することにより、端面間隔−〇の設定が自動的
に行なえるようになる。

つぎに端面間隔−０を自動設定する際のプμグラミング
につき、第５図を参照して説明する。

第５図の１１番、１３番では、Ｐは読みとった受光パワ
ーのうち最大のものを表わしく以下同じ）、Ｎｅｗは最
新の受光パワーを表わしく以下同じ）、ざらにＯｌｄは
Ｎｅｗよりも１つ前の受光パワーを表わすとともにＰｏ
ｗｅｒ（）はｚ＝Ｐｏｗｅｒ（）において新しい受光パ
ワーを読みこんでその値を工に代入することを表わす（
以下同じ）。

１２番のＺＦは光フアイバ端部を突合力へ１ステツプず
つ移動させることを意味する。

２１番のｍａｘ　（Ｐ　＋　Ｎｅｗ　）はＰとＮｅｗの
うち、値の大きいものを表わす。

３１番のＺＲは光フアイバ端部を反突合方向へ１ステツ
プずつ移動させることを意味する。

４２番のＸは光フアイバ端部を軸ずれ方向へ１０ステツ
プ移動させることを意味する。

第５図において、１１番のＰが前記第４図の受光パワー
Ｐ１であるとき、つぎの測定値が入力されるまでＰ−Ｐ
ＩにてＮｅｗを保持するが、１２番のＺＦが開始される
と、そのステップ移動にともない受光パワーが増加する
ので、１３番に示すとと＜Ｏｔｄは常に新しいＮｅｗに
置き換えられ、当該ステップ移動は第４図のＰｚ、Ｐｓ
が検出されるまで行なわれる。

２１番では順次変化する測定値のうち、値の大きいもの
をピンクアップするので、上記ステップ移動時における
受光パワーのピーク、すなわち第４図のＰｓを読みとる
こととなる。

２２番では、２１番で読みこんだＰ、をＮｅｗとし、こ
のＮｅｗがＰ−０，０５ｄＢ（Ｐは測定誤差を確認する
ための基準値）と比較演算し、Ｎｅｗ　＜Ｐ−０，０５
ｄＢを満足サセナイトキハ測定誤差が大きいとしてＮδ
の指令を出し、ＺＦを再度行なわせる。

２２番においてＮｅｗ＜Ｐ　Ｏ，０５ｄＢを満足させた
ときはＹＥＳが出る。

このＹＥＳの指令を受けた３１番では、ＺＲによる１ス
テツプ移動を行ない、３２番では該ステップ移動により
増加した受光パワーをＮｅｗとする。

さらに３３番では３２番のＮｅｗが受光パワーのピーク
（許容誤差ｏ、ｏ２ｄＢ）であるか否か、すなわちＮｅ
ｗが第４図Ｐ４の許容誤差の範囲内にあるか否かをＮｅ
ｗ≧Ｐ−０，０２ｄＢにより比較演算し、Ｎδのときは
Ｐ４を検出するまでＺＲを繰り返し、ＹＥＳのときはそ
の指命を４１番へ入力する。

４１番では上記３３番でＹＥＳが出たときのＮｅｗを受
け、さらに４２番では４１番にＮｅｗが入ったことによ
り、Ｘすなわち軸ずれ方向の移動を行なう。

ここで４２番のステップ移動により端面間隔が０となっ
ているとき、光フアイバ端部相互は軸ずれを起こすが、
これを確認するため、つぎの５１番においてＺＲを行な
う。

５１番で１ステツプ移動を行なったときの受光パワーす
なわち測定値は５２番へＮｅｗとして入り、さらに５３
番ではそのＮｅｗと０１ｄ（受光パワーのピーク）との
差が測定誤差（０，０２ｄＢ）以上であるか否かを比較
演算する。

この５３番においてＮ６のときは５１番が繰り返され、
ＹＥＳのときは第４図のＰ６があったとして、すなわち
端面間隔が０であるとして、６１番への微調心（軸合わ
せ）へ指命を送る。

これに基づき６１番では光フアイバ端部相互の軸合わせ
を行ない、第４図のＰ６を検出した時点で、すなわち光
ファイバＩＡ、ＩＢのコア相互が一致した時点で軸合わ
せを完了する。

なお、本発明の場合、第４図のＰｓを検出した後、同図
のＰ４を検出すべき光フアイバ端部の移動（反突合方向
）を省略することがあり、この場合は軸ずれ方向のステ
ップ移動と反突合方向のステップ移動とを交互に行ない
、これを必要な回数だけ繰り返して前記Ｐ３、Ｐ４等を
検出するようになる。

これを第５図で例えると、同図の３１番〜３３番を省略
し、５１番〜５３番のステップ移動が先行、４１番、４
２番のステップ移動が後続するような、しかもこれら両
ステップ移動を必要回数だけ繰り返すようなプログラミ
ングを組むようになる。

第５図で述べた数値はすべて変更可能である。

（効果） 以上説明した通り、本発明方法によるときは、光フアイ
バ相互にわたる通光状態において所定の各操作を行なう
ようにしており、まず、対をなす光ファイバの端面相互
を接触状態にするとき、最大受光レベルが減少傾向を示
すまで光フアイバ端部の突合移動を行なうから、端面間
隔＝００基準とすべき受光パワーのピークが正確に把握
できるようになり、その後、端面間隔−〇を設定すると
き、光フアイバ端部を反突合方向へ相対移動させるだけ
でなく、軸ずれ方向の相対移動をも行なうので、端面間
隔−〇が確実かつ精度よ（設定でき、あとは軸合わせ操
作のみで足りるようになる。

したがって光フアイバ相互を融着接続する際の端面間隔
〉０の設定も精度よく行なえるようになり、ひいては低
損失の光フアイバ融着接続が実現できるようになる。

また、上記各操作時の受光パワーの測定値を所定の制御
系へ入力することにより、端面間隔＝０を設定する際の
自動化も簡易にはかれる。

【図面の簡単な説明】

第１図イ〜トは本発明方法が前提としている光フアイバ
融着接続法の工程説明図、第２図イ〜ハは端面間隔−０
を設定する際の主要工程を拡大した説明図、第３図は本
発明方法における測定手段の略示図、第４図は本発明方
法における受光パワーの測定値を示した説明図、第５図
は本発明方法を自動化する際のプログラミングをｔ＋ｂ
わしだフローチャートである。 ＩＡ％ＩＢ・・・・・光ファイノく ２Ａ、２Ｂ・・・・・光ファイノくの端部３Ａ、３Ｂ・
・・・・光ファイ／くの端面６拳・・・・マツチング液 ７・・・・・光　源 ８・・・・・光検出器 特許出願人 代理人　弁理士　斎藤　義雄。 ：、’　；　１　（（７ （イ）　（ロ）　（ハ）　に） ン〃 （才）　（へ）（ト） 第　２　図 （イ）　（ロ）　Ｑ＼） 第　３　図 碩キＵフー　第　４　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）対をなす光ファイバの端部を互いに対向させた後
   、これら光フアイバ端部の軸合わせ、光フアイバ端面間
   隔の設定、光フアイバ端部の突き合わせ移動、光フアイ
   バ端部への放電熱供与など、所要の工程によりその対を
   なす光フアイバ端部を相互に融着接続する方法において
   、上記対をなす光ファイバにわたって光を通し、当該通
   光状態においてこれら光ファイバの端部をその突合方向
   へ相対移動させるとともに受光側光ファイバにおける測
   定により最大受光パワーが減少傾向となるのを検出し、
   かつ、該検出時点で該光フアイバ端部の突合移動を停止
   し、これにより上記光ファイバの端面相互を接触状態と
   した後は、受光パワーを検出している状：態においてこ
   れら光フアイバ端部を反突合方向へ相対移動させる操作
   と、これら光フアイバ端部を軸ずれ方向へ相対移動させ
   る操作とを、任意の順序で少なくとも１回ずつ以上行な
   い、これにより光フアイバ相互の端面間隔がＯとなる状
   態、および光フアイバ端部相互の軸ずれ状態をそれぞれ
   つくり、その後、これら光フアイバ端部を相互に軸合わ
   せする光フアイバ融着接続法における光フアイバ端面間
   隔設定方法。
2. （２）対をなす光ファイバの端部をその突合方向へ相対
   移動させるとき、これら光ファイバの端面にマツチング
   液を塗布する特許請求の範囲第１項記載の光フアイバ融
   着接続法における光フアイバ端面間隔設定方法。