(57)【要約】【課題】光ファイバのクラッドに樹脂が用いられていても、光ファイバの特性を劣化させることなく、溶融延伸して作製される光ファイバカプラとその製造方法を提供する。【解決手段】コア２と、コア２の周囲を覆うコア２より低屈折率の樹脂からなるクラッド３と、クラッド３の周囲を覆う被覆材４とを有する２本の光ファイバ５と、光ファイバ５それぞれのコア２を互いに溶融、延伸して得られた溶融延伸部６とを有するカプラ本体７と、カプラ本体７が直線状に固定される基板８と、基板８を内部で保持する保持体９とを備えるものである。また、光ファイバカプラ１は、被覆材４及び／又は被覆材４が除去されたクラッド３が接着剤１０で基板８に固定され、コア２における溶融延伸部６以外の部分がコア２よりも低屈折率の樹脂１１で基板８に接着されてなるものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアと、前記コアの周囲を覆う前記コアより低屈折率の樹脂からなるクラッドと、前記クラッドの周囲を覆う被覆材とを有する複数本の光ファイバと、前記光ファイバそれぞれのコアを互いに溶融、延伸して得られた溶融延伸部とを有するカプラ本体と、
前記カプラ本体が直線状に固定される基板と、
前記基板を内部で保持する保持体とを備える光ファイバカプラ。
【請求項２】
前記溶融延伸部が前記光ファイバそれぞれのコアを並行に又は撚り合わせして形成されたものである請求項１記載の光ファイバカプラ。
【請求項３】
前記被覆材及び／又は前記クラッドが接着剤で前記基板に固定され、前記コアにおける前記溶融延伸部以外の少なくとも一部が前記コアよりも低屈折率の樹脂で前記基板に接着されてなる請求項１又は２に記載の光ファイバカプラ。
【請求項４】
コアと、前記コアの周囲を覆う樹脂からなるクラッドと、前記クラッドの周囲を覆う被覆材とを有する複数本の光ファイバそれぞれにおける前記被覆材の一部を除去して前記クラッドを露出させ、さらに前記クラッドの一部を除去して前記コアを露出させる工程と、
それぞれの前記光ファイバの露出された前記コアを互いに接触させて溶融、延伸する溶  融延伸工程と、
前記溶融延伸されたそれぞれの前記光ファイバを直線状に基板に固定する固定工程とを含む光ファイバカプラの製造方法。
【請求項５】
前記溶融延伸工程において、それぞれの前記光ファイバの露出された前記コアが並行に又は撚り合わせて接触するようにして溶融、延伸されることを含む請求項４記載の光ファイバカプラの製造方法。
【請求項６】
前記固定工程において、前記被覆材及び／又は前記クラッドが接着剤で前記基板に固定され、前記コアにおける前記溶融延伸部以外の少なくとも一部が前記コアよりも低屈折率の樹脂で前記基板に接着されることを含む請求項４または５に記載の光ファイバカプラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信や光センサなどに利用される溶融延伸型の光ファイバカプラとその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光ファイバカプラは公知となっている。例えば、下記特許文献１〜３に開示されるものがある。特許文献１のものは、複数の光ファイバが束ねられ、その一部分が融着延伸されて光結合部が形成されている光ファイバカプラにおいて、該光結合部が内ケースに収納され、該内ケースの両端部と該光ファイバとの隙間が剛性物質で密封され、該内ケースが外ケースに収納され、該外ケースの両端を該光ファイバが貫通して柔軟性物質で覆っていることを特徴とする光ファイバカプラである。
特許文献２のものは、複数本の光ファイバの一部を互いに融着、延伸して得られた融着延伸部を有するカプラ本体がカプラケース内に収容され、上記カプラ本体とカプラケースとは該カプラケースの両端部近傍の接着層によって固定されてなる光ファイバカプラにおいて、上記カプラケース内に上記カプラ本体の融着延伸部の曲りを防止するための添基材が上記カプラ本体に近接して設けられ、該カプラ本体が上記添基材に固定されていることを特徴とする光ファイバカプラである。
特許文献３のものは、高屈折率のコアを低屈折率のクラッドで覆い、該クラッドの回りを１次被覆と２次被覆で覆った２本の光ファイバを備え、これら２本の光ファイバの各クラッドを接合すると共に、この接合部の外側に位置する前記２次被覆を保持体に固定した光カプラにおいて、前記１次被覆と２次被覆との間に空隙を形成し、前記２次被覆をこの空隙内で変化させて前記保持体に機械的に固定したことを特徴とする光カプラである。
【特許文献１】特開平６−１３８３３９号公報
【特許文献２】特開平８−５０２１７号公報
【特許文献３】特開平１１−２３８８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１〜３の光ファイバカプラにおいて、例えば、光ファイバのクラッドに樹脂が用いられていて、これを溶融延伸した場合には、不完全燃焼した樹脂が不純物となって光ファイバの特性を劣化させる場合がある。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、光ファイバのクラッドに樹脂が用いられていても、光ファイバの特性を劣化させることなく、溶融延伸して作製される光ファイバカプラとその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００５】
本発明の光ファイバカプラは、コアと、前記コアの周囲を覆う前記コアより低屈折率の樹脂からなるクラッドと、前記クラッドの周囲を覆う被覆材とを有する複数本の光ファイバと、前記光ファイバそれぞれのコアを互いに接触させ溶融、延伸して得られた溶融延伸部とを有するカプラ本体と、前記カプラ本体が直線状に固定される基板と、前記基板を内部で保持する保持体とを備えるものである。
上記構成により、光ファイバのクラッドに樹脂が用いられていても、クラッドを溶融せずにコアのみを溶融するため、不純物が発生することがないので、光ファイバの特性を劣化させることのない光ファイバカプラを提供できる。
【０００６】
本発明の光ファイバカプラは、前記溶融延伸部が前記光ファイバそれぞれのコアを並行にして形成されたものであることが好ましい。
上記構成により、光ファイバに歪みがかからないので、光ファイバが破断しにくく、しかも被覆除去長さを抑えることができるので、全体として短い長さの光ファイバカプラを提供できる。
【０００７】
本発明の光ファイバカプラは、前記被覆材及び／又は前記クラッドが接着剤で前記基板に固定され、前記コアにおける前記溶融延伸部以外の少なくとも一部が前記コアよりも低屈折率の樹脂で前記基板に接着されてなることが好ましい。
上記構成により、コアからの光の過剰損失が発生せず、しかも確実に溶融延伸後の光ファイバを基板に接着固定することができる。
【０００８】
本発明の光ファイバカプラの製造方法は、コアと、前記コアの周囲を覆う樹脂からなるクラッドと、前記クラッドの周囲を覆う被覆材とを有する複数本の光ファイバそれぞれにおける前記被覆材の一部を除去して前記クラッドを露出させ、さらに前記クラッドの一部を除去して前記コアを露出させる工程と、それぞれの前記光ファイバの露出された前記コアを互いに接触させて溶融、延伸する溶融延伸工程と、前記溶融延伸されたそれぞれの前記光ファイバを直線状に基板に固定する固定工程とを含むものである。
上記構成により、光ファイバのクラッドに樹脂が用いられていても、クラッドを溶融せずにコアのみを溶融するため、不純物が発生することがないので、光ファイバの光学特性や機械特性を劣化させることのない光ファイバカプラを提供できる。
【０００９】
本発明の光ファイバカプラの製造方法は、前記溶融延伸工程において、それぞれの前記光ファイバの露出された前記コアが並行に接触するようにして溶融、延伸されることを含むことが好ましい。
上記構成により、光ファイバに歪みがかからないので、光ファイバが破断しにくく、しかも保持体の長さを抑えた光ファイバカプラを提供できる。
【００１０】
本発明の光ファイバカプラの製造方法は、前記固定工程において、前記被覆材及び／又は前記クラッドが接着剤で前記基板に固定され、前記コアにおける前記溶融延伸部以外の少なくとも一部が前記コアよりも低屈折率の樹脂で前記基板に接着されることを含むことが好ましい。
上記構成により、コアからの光の過剰損失が発生せず、しかも確実に溶融延伸後の光ファイバを基板に接着固定できる光ファイバカプラを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施形態を説明する。図１（ａ）は本発明の実施形態に係る光ファイバカプラの断面図、図１（ｂ）は（ａ）の（ｂ）−（ｂ）矢視断面図である。
【００１２】
本発明の実施形態に係る光ファイバカプラ１は、コア２と、コア２の周囲を覆うコア２より低屈折率の樹脂からなるクラッド３と、クラッド３の周囲を覆う被覆材４とを有する２本の光ファイバ５と、光ファイバ５それぞれのコア２を互いに溶融、延伸して得られた溶融延伸部６とを有するカプラ本体７と、カプラ本体７が直線状に固定される基板８と、基板８を内部で保持する保持体９とを備えるものである。また、光ファイバカプラ１は、被覆材４及び／又は被覆材４が除去されたクラッド３が接着剤１０で基板８に固定され、コア２における溶融延伸部６以外の部分がコア２よりも低屈折率の樹脂１１で基板８に接着されてなるものである。
なお、溶融延伸部６にできるだけ接近させて固定するのが好ましいが、被覆材４又は被覆材４が除去されたクラッド３のみが接着剤１０で基板８に固定されるものであってもよい。また、溶融延伸部６にできるだけ接近させて固定するのが好ましいが、例えば、被覆材４のみが接着剤１０で基板８に固定される場合には、樹脂１１でクラッド３を基板８に固定してもよい。
【００１３】
コア２は、石英ガラス又は多成分ガラス等からなるものが用いられる。
【００１４】
クラッド３は、コア２より低屈折率の樹脂であり、例えば、フッ素系アクリレート樹脂やシリコン樹脂等からなる。
【００１５】
被覆材４は、コア２及びクラッド３を保護するためのものであり、例えば、ポリアミド、ポリエステルエラストマー、エチレン−テトラフルオロエチレン／４フッ化エチレン−エチレン供重合等からなる。
【００１６】
接着剤１０は、例えば、エポキシ系接着剤やアクリレート系接着剤等が用いられる。
【００１７】
また、樹脂１１は、コア２より低屈折率の樹脂であり、例えば、フッ素系アクリレート樹脂やシリコン樹脂等が用いられる。
【００１８】
保持体９は、内部に基板８を保持するための管であって、その一端と他端とがシール材１２で塞がれており、コア２、クラッド３、溶融延伸部６及び基板８を保護するものである。
【００１９】
次に、光ファイバカプラ１の製造方法について説明する。
まず、図２に示すように、光ファイバ５の被覆材４の一部を除去してクラッド３を露出させ、さらにクラッド３の一部を除去して、コア２を露出させる。この光ファイバ５を２本作製する。
【００２０】
次に、２本の光ファイバ５の露出されたコア２を接触させて溶融、延伸する。具体的には、図３（ａ）に示すように、２本の光ファイバ５の露出されたコア２を互いに並行に接触させた状態で、クランプ部１３で２本の光ファイバを固定し、また、コア２を並行接触させる。その上で、溶融したい図３（ａ）におけるコア２の中央部分付近をトーチ等の加熱手段１６で加熱しながら、均等な力が露出しているコア２の両端にかかるように左右のクランプ部１３を両延伸方向に移動させてコア２中央付近を延伸する。
なお、溶融延伸後、図３（ｂ）に示すように、溶融延伸部６の両端付近に樹脂１１でコア２同士を補強接着してもよい。クラッド３同士もエポキシ系樹脂等で補強接着してもよい。
【００２１】
次に、カプラ本体７を直線状に基板８に固定する。具体的には、まず、図４（ａ）に示すカプラ本体７及び基板８の上視図及び側面図のように、被覆材４及びクラッド３を接着剤１０で基板８に固定する。
そして、図４（ｂ）に示すカプラ本体７及び基板８の上視図及び側面図のように、コア２における溶融延伸部６以外の部分をコア２よりも低屈折率の樹脂１１で基板８に接着する。
なお、上記の接着剤１０と樹脂１１との接着順序は、逆であってもよい。
【００２２】
また、被覆材４又は被覆材４が除去されたクラッド３のみが接着剤１０で基板８に固定されるものであってもよい。また、例えば、被覆材４のみが接着剤１０で基板８に固定される場合には、樹脂１１でクラッド３のみを基板８に固定してもよい。また、図５のように、コア２同士及びクラッド３同士の間を樹脂１１で埋めるように基板８に接着固定するものであってもよい。
【００２３】
上記構成により、本実施形態によれば、光ファイバのクラッドに樹脂が用いられていても、クラッドを溶融せずにコアのみを溶融するため、不純物が発生することがないので、光ファイバの特性を劣化させることのない光ファイバカプラを提供できる。
また、溶融延伸部がコアを並行接触させて形成されたものであれば、光ファイバに歪みがかからないので、光ファイバが破断しにくく、しかも被覆除去長さを抑えることができ、全体として短い長さの光ファイバカプラを提供できる。
さらに、コアからの光の過剰損失が発生せず、しかも確実に溶融延伸後の光ファイバを基板に接着固定することができる。
【００２４】
なお、上記実施形態では、光ファイバが２本用いられている光ファイバカプラについて説明したが、３本以上の光ファイバについても上記実施形態と同様の光ファイバカプラを提供できる。
【実施例】
【００２５】
次に、本発明に係る光ファイバカプラの実施例について説明する。本実施例では、本発明に係る光ファイバカプラを作製し、下記に示す試験を行った。
まず、本発明に係る光ファイバカプラの作製について説明する。光ファイバカプラの作製には、石英ガラスのコアと、このコアを被覆し、フッ素系アクリレート樹脂のクラッドと、このクラッドを被覆し、エチレン−テトラフルオロエチレン／４フッ化エチレン−エチレン供重合の被覆材とからなる光ファイバを用いた。
この光ファイバ２本の溶融延伸部となる部分の被覆材を除去してクラッドを露呈させ、このクラッドの長さ方向中央部分を除去してコアを露呈させる。次に、２本のコア同士を並行接触させ、トーチで加熱しながら溶融延伸して溶融延伸部を作製した。このようにして作製されたものの被覆材部分をエポキシ樹脂で基板に接着固定し、さらにフッ素系アクリレート樹脂で溶融延伸部以外のコア及びクラッドの部分を基板に接着固定（図１と同様）し、これらを金属管の中に収めて光ファイバカプラを作製した。
【００２６】
次に、上記のようにして作製した光ファイバカプラの試験について説明する。試験は、ヒートサイクル、高温高湿放置、耐振動性、耐衝撃性、静荷重試験について行った。具体的には、ヒートサイクル試験は、−２０〜８０℃の環境で２００サイクル行った。高温高湿放置試験は、６０℃、９０％ＲＨと８５℃、８５％ＲＨの２種類について行った。耐振動性試験は、１０〜５５Ｈｚ、１．５ｍｍｐ−ｐで行った。耐衝撃性試験は、５０Ｇを３方向からかけて行った。静荷重試験は、光ファイバカプラの両側の光ファイバ２本のうちのそれぞれ１本を静荷重試験機のマンドレルに保持し、光ファイバの長さ方向に３ｋｇの荷重を２０秒間かけて行った。
【００２７】
上記各試験後、上記のようにして作製した光ファイバカプラの挿入損失を各試験前後で測定した。上記各試験を行ったどの光ファイバカプラも試験前後の挿入損失変動量は０．５ｄＢ以下となった。これにより、本発明に係る光ファイバカプラの機械的、光学的信頼性が高いことがわかる。
【００２８】
なお、本発明は、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で設計変更できるものであり、上記実施形態や実施例に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態に係る光ファイバカプラの断面図、（ｂ）は（ａ）の（ｂ）−（ｂ）矢視断面図である。
【図２】コアの一部及びクラッドの一部が露出している光ファイバを示す図である。
【図３】並行に接触させた２本の光ファイバの溶融延伸工程を示す図である。
【図４】カプラ本体を基板に固定する工程を示す図である。
【図５】図１に示す光ファイバカプラの変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１    光ファイバカプラ
２    コア
３    クラッド
４    被覆材
５    光ファイバ
６    溶融延伸部
７    カプラ本体
８    基板
９    保持体
１０  接着剤
１１  樹脂
１２  シール材
１３  クランプ
１４  コア並行接触用ピン
１５  小クランプ
１６  加熱手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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