JPS62203104A

JPS62203104A - 光フアイバ端面間隔設定方法

Info

Publication number: JPS62203104A
Application number: JP4403986A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Kato; 康之加藤; Akihiko Ishikura; 石倉　昭彦; Mitsuru Miyauchi; 宮内　充
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1986-03-03
Filing date: 1986-03-03
Publication date: 1987-09-07

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、２本の光ファイバを接続するため、光ファイ
バの端面相互を突き合わせ固定するとき、正確に一定の
端面間隔を設定することのできる光ファイバ端面間隔設
定方法に関する。

（従来の技術）光ファイバを接続する手段として、接続すべき２本の光
ファイバの端面を溶融し、融着接続する方法が多く採用
されている。融着接続では、光ファイバ端面の切断時に
生じる不整の影響を軽減するために、融着直前に端面間
隔をあけた状態で端面を加熱し、整形する予加熱という
手段を用いている。しかしながら、端面間隔をあけた状
態であまり加熱しすぎると、溶融時の表面張力により、
光ファイバ端面が変形し接続点でのファイバコアの変形
を引き起こし、接続損失の増加をもたらす。

この予加熱時間は約０．２±０．０５秒であり、極めて
微小である。従って、加熱を開始する直前のファイバ端
面の間隔が正確に設定されていないと、光ファイバの送
り速度が常に一定であるから、予加熱時間の変動となり
、接続損失の増加として現れる。このため、これまで光
ファイバの端面間隔を設定する手段として、第６図およ
び第７図の方法が用いられてきた。

第６図は被設定光ファイバ端面間隔と同じ幅の突当板ｌ
を接続部の中央に置き、これに光ファイバ２．３を双方
向から突き当て、その後、突当板を退避させる方法であ
る。ところがこの方法では、光ファイバを突き当てる時
、把持する部分１９が接触するのは光ファイバの被覆（
ナイロンコート部１８）であるから、ナイロンコート部
１８と光ファイバとの間に設けられた柔らかい緩衝層１
７が歪を生じ、この歪が突当板の退避時に解放され、光
ファイバ端面が再び突き出てしまい、実際には２０μｍ
の目標間隔に対し、±５μｍ程度の“バラツキ”を生じ
る。

一方、第７図は光ファイバの端面部をテレビカメラ２０
の先に顕微鏡を取り付けた装置により観察し、画像処理
装置２１およびモニタ装置２２により、光ファイバ端面
間隔を測定するものである。

この方法では、光ファイバ端面の物理的な突当てを必要
としないので、正確な光ファイバの端面間隔を設定する
ことができるが、テレビカメラ、画像処理装置とも高価
であり、またこのほか顕微鏡、モニタ装置等、多数の部
品を必要とするので、光ファイバ接続装置全体を小形に
することができないという欠点がある。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は高価なテレビカメラや画像処理装置を用いるこ
となく、高精度な光ファイバ端面間隔を設定する方法を
提供することにある。

（問題点を解決するための手段）被設定光ファイバを光ファイバの長手方向の軸に対して
ほぼ直角な方向から照明する照明手段と、該光ファイバ
を間に置いて該照明手段と反対側に光ファイバ端面像を
拡大する手段を設け、該光ファイバ端面の拡大像が結像
する位置に、光の強弱を検出する微小面の光検出器を置
き、該光ファイバを移動させ、該光ファイバ端面の拡大
像が光検出器の位置をよぎる時に出る光検出器の電気的
出力の変化量を抽出することにより、光ファイバ端面の
位置を検出して光ファイバ端面間隔を設定する。

第４図は本発明の動作原理の説明図である。第４図にお
いて、まず照明装置４からの光は光ファイバ２．３の接
続部を充分照らすように、レンズ５によって集光される
。レンズ６は光ファイバの端面部をＭ倍に拡大し、光検
出器７．８の位置に光ファイバの端面像を結像する。こ
こで照明光の波長λを被設定光ファイバの端面間隔の測
定精度Ａよりも十分小さく選ぶこととする。このとき第
４図に示す測定系の精度Ａは、レンズ６の倍率Ｍと微小
面の光検出器７，８の受光径ｄで決定される。つまりＡ　＝　ｄ　／　Ｍ　　　　　　　　　　　　（１）一
方、被設定光ファイバ端面間隔Ｓは、光検出器７と光検
出器８との間隔りによって次式のように決定される。

Ｓ　＝　Ｄ　／　Ｍ　　　　　　　　　　　　（２）こ
のように本発明では、光ファイバの端面間隔を設定する
のに、光ファイバ端面に物理的な外力を与えることなく
、また微小面の光検出器を用いることにより、光学的に
光ファイバ端面の位置を検出する。

そして前記のように拡大されて結像された光ファイバの
端面像が光検出器の位置をよぎる時に出る光検出器の電
気的出力の変化量を抽出することは、極めて簡単な装置
、例えば増幅・検波装置で行うことができるので、複雑
な画像処理装置等を必要とする従来の端面位置検出方法
と比べて低価格となり、また小形化、高信頼性を図るこ
とも可能である。

第１図は本発明の一実施例図である。第１図において、
照明装置４からの光は集光レンズ５によってほぼ平行に
光ファイバ３を照らす。光ファイバ端面はレンズ６によ
って微小面の光検出器７に拡大結像される。さらに外部
からの光によって検出器が誤動作するのを防ぐために、
照明装置４の出力光は変調器９によって断続変調され、
光検出器７からの電気的出力は、増幅・検波装置１０で
増幅され変調器９の参照信号によって位相検波されるか
、もしくは変調信号成分のみに検波される。

第１図の実施例では、照明光の波長を０．５μｍルンズ
の倍率を２００倍、光検出器の直径を３００μｍ１変調
周波数を２７０Ｈｚとし、増幅・検波装置１０にはロッ
クインアンプを用いた。

この系において、光ファイバ３を１μｍの精度で移動さ
せ、その時のロックインアンプの出力を測定した結果を
第２図（ａ）に示す。この測定では、第２図（ｂ）に示
すように、レンズ６の焦点１１を、光ファイバの長手方
向の軸中心にし、光ファイバの輪郭がくっきりと結像す
るように位置を合わせている。光ファイバの結像が光検
出器の上を移動するとき、第２図（ａ）に示すようなパ
ルス状の電気信号を生じることがわかる。従って例えば
第２図（ａ）に破線で示すように、波形変化の急な５■
の電圧のところで光ファイバの位置を検出するように装
置を設定すれば、再現性良く光ファイバの端面位置を検
出することができる。一方、このスレッシホールド電圧
（検出設定電圧）は装置の周辺環境によって、ある程度
の変動を受けるので、ここではその変動を第２図（ａ）
に示すように５Ｖ±０．１■とした。この時の光ファイ
バ端面位置のゆらぎδ×は、第２図（ａ）よりδｘ＝１
μｍであることがわかる。

さらにレンズ６の焦点位置１１を種々変えて、光ファイ
バがよぎるときの電気パルスが最も急峻となるところの
測定結果を第３図（ａ）に示す。この測定では、第３図
（ｂ）に示すように、レンズ６の焦点１１の位置はレン
ズ６に最も近い光ファイバ端面の外周の位置であり、第
２図（ａ）と同様にスレッシホールド電圧の変動を５■
±０．１■としたときの光ファイバ端面の検出誤差は、
第３図（ａ）からδＸ＝０．３　μｍと極めて高精度と
なることがわかる。

以上の実施例では光検出器が１個の装置構成を示したが
、第４図の原理でも述べたように、光検出器を２個にし
て両光ファイバの端面を同時に検出し、光ファイバ送り
を止めて、端面間隔を高精度に設定することができる。

第５図は本発明の原理に基づ（光ファイバ端面設定機構
を光ファイバの接続装置に組み込んだ場合の構成を示す
斜視図であって、接続すべき光ファイバ２．３は■溝１
３によって固定される。接続点は放電電極１２によって
放電加熱融着される。照明装置４は接続部の上部に設け
られることにより、接続部観察用顕微鏡１６の照明と兼
ねることもできる。接続装置の下部は装置全体の制御基
板等が入るので、光ファイバ端面の拡大用レンズ６は反
射板１４を装備することにより、光路を自由に設定する
ことができる。そして投影面１５上には、微小面の光検
出器を取り付ける。なお第５図のレンズ６は１個のレン
ズで表しているが、一般には複数個のレンズで構成され
、倍率、投影面までの距離も任意に設定できる。

（発明の効果）以上説明したように、本発明の光ファイバ端面間隔設定
方法では、光ファイバの端面間隔を１μｍ以下の精度で
設定できるほか、従来の光学的な画像処理による端面位
置検出方法と異なり、光検出器の電気的出力の変化量を
極めて簡単な装置で抽出することができ、また簡単な制
御で光ファイバの端面送りを止めて、光ファイバ端面間
隔を設定できるので、装置が低価格となり、小形化も可
能で、信頼性も高い等大きな利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例図、第２図（ａ）は光ファイバの移動距離とロックインアン
プの出力の関係の一例を示す図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）の測定時における光ファイ
バとレンズの位置関係を示す図、第３図（ａ）は光ファイバの移動距離とロックインアン
プの出力の関係の他の例を示す図、第３図（ｂ）は第３
図（ａ）の測定時における光ファイバとレンズの位置関
係を示す図、第４図は本発明の動作原理の説明図、第５図は本発明の他の実施例の構成を示す斜視図、第６図は従来の突当板による光ファイバ端面間隔設計方
法の説明図、第７図は従来のテレビカメラを用いた画像処理による光
ファイバ端面間隔設定方法の説明図である。 ■・・・突当板　　　　　２，３・・・光ファイバ４・
・・照明装置　　　　５・・・レンズ７、訃・・光検出
器　　９・・・変調器１０・・・増幅・検波装置１１・・・レンズの焦点１２・・・放電電極　　　　１３・・・■溝１４・・・
反射板　　　　　１５・・・投影面１６・・・接続部観
察用顕微鏡１７・・・緩衝層　　　　　１８・・・ナイロンコート
部１９・・・光ファイバ被覆把持部２０・・・テレビカメラ２１・・・画像処理装置　　２２・・・モニタ装置特許
出願人　　日本電信電話株式会社第２図（ａ）フフイｔＣの＃＃ＩＮ雌χ（、メを一ン（ｂ）第３図（ａ）０　　　　　５　　　　　ｆｏ　　　　　１５　　　　
２０　　　　２５７フイ／での刺Ｉ防ａＩ陣χ　（メ［
つ（ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】１、被設定光ファイバを光ファイバの長手方向の軸に対
してほぼ直角な方向から照明する照明手段と、該光ファ
イバを間に置いて該照明手段と反対側に光ファイバ端面
像を拡大する手段を設け、該光ファイバ端面の拡大像が
結像する位置に、光の強弱を検出する微小面の光検出器
を置き、該光ファイバを移動させ、該光ファイバ端面の
拡大像が光検出器の位置をよこぎる時に出る光検出器の
電気的出力の変化量を抽出することにより、光ファイバ
端面の位置を検出して、端面間隔を設定することを特徴
とする光ファイバ端面間隔設定方法。２、光ファイバ端面像を拡大する手段の焦点位置を該拡
大する手段に最も近い光ファイバ端面の外周の位置に合
わせたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光
ファイバ端面間隔設定方法。３、拡大する手段の倍率をＭ、被設定光ファイバの端面
間隔をＳとし、微小面の２個の光検出器を、光ファイバ
端面の拡大像が結像する面に、距離Ｄ＝ＭＳなる間隔を
置いて設置したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
または第２項記載の光ファイバ端面間隔設定方法。４、照明手段の出力光を変調し、微小面の光検出器から
の電気的出力の変調信号の変調成分を、増幅・検波装置
により抽出することを特徴とする特許請求の範囲第１項
または第２項または第３項記載の光ファイバ端面間隔設
定方法。