(57)【要約】【課題】光ファイバに対する適正な溶け量、外径戻り量に関するデータを随時作成更新することができ、更新されたデータに基づいて、最適な軸ずれ補償を自動的に行なうことができる光ファイバ融着接続装置及び融着接続方法を提供する。【解決手段】互いに接続される光ファイバの突き合わせ部のコア及び外径を検出し、光ファイバを調心して、光ファイバを加熱融着させる。融着接続に先だって光ファイバの溶融状態を計測し、予め求められている溶融状態量と外径戻り率との関係式に基づいて、計測された溶融データから外径戻り率を算定し、次いで、コア及び外径の検出により計測された軸ずれデータと算定された外径戻り率から予測外径戻り量を算出する。そして、この予測外径戻り量により光ファイバの調心位置をずらして軸ずれ補償を行なう。【選択図】図６
2006154454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに接続される光ファイバの突き合わせ部のコア及び外径の状態を検出するコア／外径検出手段と、前記光ファイバを調心する調心手段と、前記光ファイバを加熱融着させる加熱手段を備えた光ファイバ融着接続装置であって、
前記光ファイバの溶融状態を検査し計測する溶融状態量検出手段と、
予め求められている溶融状態量と外径戻り率との関係式に基づき、前記溶融状態量検出手段で計測された溶融データから外径戻り率を算定し、前記コア／外径検出手段により計測された軸ずれデータと前記算定された外径戻り率から予測外径戻り量を算出する外径戻り量算出手段と、
前記予測外径戻り量により前記光ファイバの軸ずれ補償を行なう制御手段とを備えていることを特徴とする光ファイバ融着接続装置。
【請求項２】
前記予測外径戻り量により融着時のコア軸ずれ量を予測して、コア軸ずれ量と接続損失との関係式から予測損失値を推定する推定損失算出手段と、前記推定損失算出手段により推定された予測損失値と規定損失値とを比較して軸ずれ補償の要否を判定するずらし補償実施判定手段とを備え、前記ずらし補償実施判定手段で補償要の判定の場合に、前記光ファイバの軸ずれ補償を行なうことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ融着接続装置。
【請求項３】
前記光ファイバの溶融状態量は、光ファイバ端面を互いに押し込まずに加熱した際の光ファイバ端面の後退量とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバ融着接続装置。
【請求項４】
互いに接続される光ファイバの突き合わせ部のコア及び外径を検出し、前記光ファイバを調心して、前記光ファイバを加熱融着させる光ファイバ融着接続方法であって、
融着に先だって前記光ファイバの溶融状態を計測し、予め求められている溶融状態量と外径戻り率との関係式に基づいて、計測された溶融データから外径戻り率を算定し、次いで、前記コア及び外径の検出により計測された軸ずれデータと前記算定された外径戻り率から予測外径戻り量を算出し、
この後、前記予測外径戻り量により前記光ファイバの調心位置をずらして軸ずれ補償を行なうことを特徴とする光ファイバ融着接続方法。
【請求項５】
前記予測外径戻り量により融着時のコア軸ずれ量を予測して、コア軸ずれ量と接続損失との関係式から予測損失値を推定し、推定された予測損失値と規定損失値とを比較して軸ずれ補償の要否を判定し、軸ずれ補償要の場合に前記光ファイバの軸ずれ補償を行なうことを特徴とする請求項４に記載の光ファイバ融着接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバの接続端を突き合わせて、融着接続する光ファイバ融着接続装置及び融着接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
互いに接続される光ファイバの接続端を加熱溶融して融着する場合、通常、コア同士が一致するようにコア調心を行なってから融着させている。コアが偏心している場合、コア中心とファイバ中心とは必ずしも一致しておらず、ずれがある。このため、接続される光ファイバ同士のコア部分が一致していても、ファイバ外径部分は、ずれがある状態で接続されることになる。しかし、光ファイバが加熱され溶融状態にあるとき、表面張力によりファイバ外径部分の互いのずれが小さくなるように自己調心作用が生じる。この結果、コア調心で一致しているコア部に軸ずれが生じ、接続損失を増加させることとなる。
【０００３】
この融着接続後に生じるコア軸ずれを低減するために、今までに種々の提案がなされている。例えば、特許文献１には、コア偏心量が大きい場合は、融着のための加熱電力量（放電時間、放電電流）を小さくして、コア軸ずれが大きくならないようにし、コア偏心量が小さい場合は、加熱電力量を大きくすることが開示されている。また、特許文献２には、コア調心を行なった後、融着時に表面張力でファイバ中心が変位する分を予測して、この変位分だけ予めずらしてから融着接続することが開示されている。
【特許文献１】特開昭６０−１９５５０５号公報
【特許文献２】特開昭６０−１１１２０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来の技術は、光ファイバ同士を融着接続する際に、その加熱溶融時の表面張力で双方のファイバ外径が一致するように変化する量（以下、外径戻り量という）を推定して、この外径戻り量を減じるように、加熱融着する前にコア軸間をずらしたり、又は、押し込み加熱しながら軸ずらしを行なっている。しかし、ずらし量が適正でない場合は、十分な効果を奏することができない。
【０００５】
通常、光ファイバを融着させるのに適した加熱量を設定するのに、融着接続に先だってテスト放電（気中放電加熱を用いる場合）等を行なっている。しかし、一度、テスト放電を行なった後は、以後のテスト放電は省略されることが多い。光ファイバは、そのクラッド材にフッ素等の添加物が添加されていると溶融しやすく、このため光ファイバの外径戻り量も一律ではなく、光ファイバの種類によって異なっている。また、融着接続時の周囲環境（周囲温度、風等）で、光ファイバの溶け量と加熱電力との関係は、常に一定であるとは限らない。
【０００６】
また、作業者においては、接続する光ファイバの種別や、コア偏心があるかないかを知らない場合が多い。したがって、近年のように使用される光ファイバの種類が多くなると、上述したような従来技術では、融着後の軸ずれに対して適正なずれ量を設定して接続することが難しくなっている。
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、光ファイバに対する適正な溶け量、外径戻り量に関するデータを随時作成更新することができ、更新されたデータに基づいて、最適な軸ずれ補償を自動的に行なうことができる光ファイバ融着接続装置及び融着接続方法の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による光ファイバ融着接続装置及び方法は、互いに接続される光ファイバの突き合わせ部のコア及び外径を検出し、光ファイバを調心して、光ファイバを加熱融着させる。融着接続に先だって光ファイバの溶融状態を計測し、予め求められている溶融状態量と外径戻り率との関係式に基づいて、計測された溶融データから外径戻り率を算定し、次いで、コア及び外径の検出により計測された軸ずれデータと算定された外径戻り率から予測外径戻り量を算出する。そして、この予測外径戻り量により光ファイバの調心位置をずらして軸ずれ補償を行なう。
【０００８】
また、外径戻り率から予測外径戻り量を算出した後、この予測外径戻り量により光ファイバのコア軸ずれ量を予測して、コア軸ずれ量と接続損失の関係式から予測損失値を推定し、推定された予測損失値と規定損失値とを比較して軸ずれ補償の要否を判定し、軸ずれ補償要の場合に光ファイバの軸ずれ補償を行なう。なお、光ファイバの溶融状態量は、光ファイバ端面を互いに押し込まずに加熱した際の光ファイバ端面の後退量とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光ファイバの融着接続に先だって必要に応じて随時、最適な溶融状態量とその外径戻り率をテスト放電等で算定することができる。これにより、光ファイバ種別やその外径戻り率を知らなくても、その光ファイバに対する最適な加熱パワーや外径戻り量を、容易に算出することができる。この結果、接続しようとする光ファイバのコア調心で検出された外径ずれ量を検出するだけで、予測外径戻り量を正確に算出して、軸ずれ補償を適切に行なうことができる。また、予測外径戻り量から融着後の予測損失を推定し、接続しようとする光ファイバの予測損失が所定値以下の場合は、自動的に軸ずれ補償を行なうことなく融着し、効率的な接続を実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図により本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明における光ファイバの溶け量について説明する図、図２は本発明における光ファイバの外径戻り率について説明する図、図３は光ファイバの溶け量と外径戻り率の関係を説明する図、図４は本発明が適用される軸ずれ補償方法の一例を説明する図、図５は本発明で適用可能な損失増加接続を行なう一例を説明する図である。図中、１，２は光ファイバ、１ａ，２ａは接続端、１ｂ，２ｂは外径部、１ｃ，２ｃはファイバ中心、１ｄ，２ｄはコア中心、３，４はコア部、５はコア融着部、６はファイバ融着部を示す。
【００１１】
光ファイバの融着接続時の軸ずれ補償に際して、互いに接続される光ファイバの溶融特性を知っておく必要がある。この溶融特性としては、光ファイバの溶融状態量と放電パワーとの関係、及び光ファイバの外径戻り率と放電パワーとの関係、また、光ファイバの溶融状態量と外径戻り率との関係が考えられる。これらのデータを、融着接続に先だって事前に求めておくことにより、軸ずれ補償を適切に行なうことが可能となり、所定の接続損失で融着接続を実現することができる。
【００１２】
図１は、本発明における光ファイバ溶融特性のパラメータの一例としての溶融状態量（以下、溶け量という）について説明する図である。図１（Ａ）は、第１の光ファイバ１と第２の光ファイバ２を、それぞれの接続端１ａと２ａを所定の間隔Ｗ１をあけて突き合わせた状態を示している。図１（Ｂ）は、第１と第２の光ファイバ１と２を図１（Ａ）のように突き合わせた後、接続端１ａと２ａを、例えば、放電で加熱溶融した際に、接続端１ａと２ａが溶融後退して、その間隔がＷ２に変化した状態を示している。この光ファイバの放電加熱前の接続端間隔Ｗ１と、放電加熱後の接続端間隔Ｗ２の差（Ｗ２−Ｗ１）を光ファイバの溶け量とすることができる。このときの最適な溶け量と放電パワーは、融着接続を開始する前のテスト放電で、その都度、容易に取得することができる。
【００１３】
溶け量は加熱量によって変化するが、横軸に放電パワー（放電電流）をとり、縦軸に溶け量（Ｗ２−Ｗ１）をとると、図１（Ｃ）のような関係が得られる。溶け量は、放電パワーの２次関数に近い関係にあり、光ファイバ種別によって異なるものとなる。特に、光ファイバのクラッドにフッ素を添加して屈折率を下げると溶融しやすくなることから、通常のシングルモード光ファイバや分散シフト光ファイバと比べると、溶け量は大きくなる。
【００１４】
図２は、本発明における外径戻り率について説明する図である。図２（Ａ）は、融着接続前の状態を示す図、図２（Ｂ）は融着接続後の状態を示す図である。光ファイバを融着接続する場合、通常、第１の光ファイバ１と第２の光ファイバ２のコア部３と４を一致させるコア調心を行なった後に、その接続端１ａと１ｂを加熱溶融し、相互に相手側に押し込んで融着させる。しかし、図２（Ａ）で示すように、コア部３，４は、ファイバ中心１ｃ，２ｃに対して、偏心している場合が多く、コア部３，４を一致させるとファイバ中心１ｃと２ｃの間では、ファイバ軸ずれＤ’を生じることとなる。このファイバ軸ずれＤ’は、光ファイバのガラス外径が均一（通常、１２５μｍが標準）であるから、そのまま外径のずれ量Ｄに置きかえることができる。以下、外径側のずれ量Ｄを軸ずれ量とする。
【００１５】
光ファイバ１と２の外径部１ｂと２ｂがずれた状態で、接続端１ａと２ａを溶融して互いに相手側に押し込んで突き合わせると、図２（Ｂ）に示すように、そのファイバ融着部６には、表面張力で互いに軸ずれ量Ｄが少なくなるように自己調心作用が働く。この自己調心で軸ずれ量Ｄが戻る量Ｅを、外径戻り量とすると、外径戻り率は、軸ずれ量Ｄに対する外径戻り量Ｅの割合（Ｅ／Ｄ）で表すことができる。図２（Ｂ）に示すように、外径戻り量Ｅによって、コア部３と４にも同じようにコア軸ずれＥ’が生じ、融着前は直線的に一致していたコア中心１ｄと２ｄがずれる。このコア軸ずれＥ’は、コア部３，４が接続されたコア融着部５の短い範囲内で生じるため、光ファイバのコア軸に曲がりが生じ、軸ずれ損失を生じる。
【００１６】
外径戻り率は加熱量によって変化する。横軸に放電パワー（放電電流）をとり、外径戻り率（＝Ｅ／Ｄ）をとると、図２（Ｃ）のような関係が得られる。外径戻り率は、放電パワーに対して比例関係にあり、大きい放電パワーで融着すると外径戻り率が、大きくなりコア軸もどりも大きくなるが、光ファイバ種別によって異なるものとなる。特に、光ファイバのクラッドにフッ素を添加して屈折率を下げると溶融しやすくなることから、通常のシングルモード光ファイバや分散シフト光ファイバと比べると、同じ放電パワーでも外径戻り率は大きくなる。
【００１７】
図３は、光ファイバの溶け量と外径戻り率との関係を示した図で、前述の図１（Ｃ）と図２（Ｃ）の溶融データから求めることができる。図３からは、光ファイバ種別による差はあまりなく、外径戻り率をＲｂ、溶け率をＭｂ、係数をＫとすると、例えば、Ｒｂ＝１−ｅｘｐ（−Ｋ×Ｍｂ）で表すことができる。また、Ｒｂ＝Ｋ×Ｍｂ１／２のように近似式を適用してもよい。この関係式により、最適の溶け量を決定することで、外径戻り率を推定することができ、さらに光ファイバの軸ずれ量Ｄを検出することで外径戻り量Ｅを推定することができる。なお、最適な溶け量は、光ファイバ種別によって異なるので、テスト放電等の際に最適な放電パワーを検出して設定する。
【００１８】
図４は、本発明が適用される軸ずれ補償方法の一例を説明する図で、図４（Ａ）に示すように、互いに融着接続しようとする第１の光ファイバ１と第２の光ファイバ２の接続端１ａと２ａを、所定の間隙を介して向き合わせる。光ファイバ１と２は、それぞれのコア部３と４に対してコア調心を行なってコア中心を一致させる。コア部３と４には偏心があって、ファイバ中心１ｃと２ｃは一致せず、光ファイバ１と２は、ファイバ軸ずれＤ’があり、その外径部１ｂと２ｂにおいて軸ずれ量Ｄが生じているものとする。
【００１９】
図１〜図３で説明したように、接続しようとする光ファイバの最適な溶け量とその外径戻り率が設定されているとする。この設定から最適の溶け量における外径戻り量Ｅ（軸ずれ量Ｄ×外径戻り率）が推定される。次いで、図４（Ｂ）に示すように、外径戻り量Ｅに対する軸ずれ量をずらし量として、図４（Ａ）のコア調心でコア中心１ｄと２ｄが一致している状態から、コア軸ずらしＦ’を行なう。すなわち、このコア軸ずらしＦ’に相当する外径での外径ずらし量Ｆとすると、これをコア調心で生じる軸ずれ量Ｄにプラスし、全体の軸ずれ量を（Ｄ＋Ｆ）とする。
【００２０】
次いで、接続端１ａ，２ａの近傍を最適な放電パワーで加熱溶融するとともに、接続端１ａと２ａを互いに相手側に押し込んで突き合わせる。このとき、図４（Ｃ）に示すように、ファイバ融着部６は、表面張力による自己調心作用が働き、全体の軸ずれ量（Ｄ＋Ｆ）から外径戻り量（Ｅ＋Ｇ）分が戻る。なお、外径戻り量Ｅは、図２で説明した意図的なずらしを行なわないときの軸ずれ量Ｄに対する戻り量であり、外径戻り量Ｇは意図的なずらし量Ｆに対する戻り量である。ここで、Ｅ＝Ｇとすることにより、図２（Ｂ）におけるコア軸ずれＥ’がキャンセルされ、融着接続後において、コア部３と４のコア融着部５は、曲がりのない直線状に戻って、軸ずれによる損失が生じないようになる。
【００２１】
図５は、本発明が適用される損失増加接続（アッテネータ接続）を行なう一例について説明する図である。このアッテネータ接続は、互いに融着接続される第１の光ファイバ１と第２の光ファイバ２と、その融着接続部に所定の損失増加が生じるようにして、光信号を意図的に減衰させるものである。したがって、光ファイバのコア偏心が無く、通常の融着接続で軸ずれがない場合であっても、意図的にコア軸ずらしを行ない、融着接続部に軸ずれを形成して、所定の損失増加が生じるようにすることになる。
【００２２】
先ず、図５（Ａ）で図４（Ａ）の場合と同様に、アッテネータ接続しようとする第１の光ファイバ１と第２の光ファイバ２の接続端１ａと２ａを、所定の間隙を介して向き合わせる。光ファイバ１と２は、それぞれのコア部３と４に対してコア調心を行なってコア中心を一致させる。コア部３と４には偏心があって、ファイバ中心１ｃと２ｃは一致せず、光ファイバ１と２は、ファイバ軸ずれＤ’があり、その外径部１ｂと２ｂにおいて軸ずれ量Ｄが生じているものとする。
【００２３】
次いで、図５（Ｂ）に示すように、図４で説明した融着接続後の損失をキャンセルするための意図的な外径ずらし量Ｆに、積極的に損失を付与するための意図的な外径ずらし量αを、プラス又はマイナスするように加えて意図的なずらし量とする。この結果、外径部１ｂ，２ｂでの全体の意図的な外径ずらし量は、（Ｆ±α）となり、コア中心１ｄ，２ｄでのコア軸ずらしは、（Ｆ’±α’）となる。この意図的な外径ずらし量（Ｆ±α）を、コア調心で生じる本来の軸ずれ量Ｄにプラスすると、融着接続前の全体の軸ずれ量は（Ｄ＋Ｆ±α）となる。
【００２４】
ここで、損失を付与するための意図的な外径ずらし量αをプラス方向に行なうと、融着接続後は、図５（Ｃ）に示すようになる。すなわち、融着接続前の全体の軸ずれ量を（Ｄ＋Ｆ＋α）とすると、軸ずれ量Ｄに対する外径戻り量Ｅ、外径ずらし量Ｆに対する外径戻り量Ｇ、外径ずらし量αに対する外径戻り量βの合計の（Ｅ＋Ｇ＋β）が、全体の外径戻り量となる。ここで、Ｅ＝Ｇとすると、図４で説明したように、コア調心による軸ずれ量Ｄの外径戻りＥは、意図的な外径ずらし量Ｆによる外径戻り量Ｇでキャンセルされる。この結果、外径ずらし量＋αに対する外径戻り量＋βにより、コア中心１ｄと２ｄ間にコア軸ずれ＋β’を起こさせ、これにより所定の損失増加を生じさせることができる。
【００２５】
損失を付与するための意図的な外径ずらし量αをマイナス方向に行なうと、融着接続後は、図５（Ｄ）に示すようになる。すなわち、融着接続前の全体の軸ずれ量を（Ｄ＋Ｆ−α）とすると、軸ずれ量Ｄに対する外径戻り量Ｅ、外径ずらし量Ｆに対する外径戻り量Ｇ、外径ずらし量αに対する外径戻り量βの合計の（Ｅ＋Ｇ−β）が、全体の外径戻り量となる。図５（Ｃ）の場合と同様にＥ＝Ｇとすると、外径ずらし量−αに対する外径戻り量−βにより、コア中心１ｄと２ｄ間にコア軸ずれ−β’を起こさせ、これにより所定の損失増加を生じさせることができる。
【００２６】
図６は本発明による光ファイバ融着接続装置の実施形態の概略を説明するブロック図、図７はその光ファイバ融着接続方法を説明するフロー図である。図中、２１は調心手段、２２は加熱手段、２３は溶融状態量検出手段、２４はコア／外径検出手段、２５は外径戻り率関係式、２６は外径戻り量算出手段、２７は演算・制御装置を示す。
【００２７】
本発明による光ファイバ融着接続装置は、図６に示すように、互いに接続される光ファイバの突き合わせ部のコア及びファイバ外径を検出するコア／外径検出手段２４、光ファイバのコア調心又は外径調心を行なうための調心手段２１、光ファイバの突き合わせ部を融着させる加熱手段２２を有している。なお、加熱手段２２にはガスバーナ、レーザ、放電加熱等の種々の方法があるが、本発明では放電加熱を用いる例で説明する。これらの手段は、光ファイバ融着接続装置の基本構成として一般的なもので、液晶モニタ等で画像を観察しながら自動又は手動で作動される。
【００２８】
本発明においては、上記の基本構成に加えて、光ファイバの溶融状態を検査し計測する溶融状態量検出手段２３を備えている。光ファイバの溶融状態量は、例えば、図１で説明したような、放電加熱前の光ファイバの接続端間隔Ｗ１と、放電加熱後の接続端間隔Ｗ２の差（Ｗ２−Ｗ１）で示すことができる。すなわち、光ファイバの溶融状態量（以下、溶け量という）として、光ファイバが加熱溶融で後退する後退量で表すことができる。この光ファイバの溶け量の計測は、融着接続開始に先だって行なうテスト放電を利用して計測することができる。
【００２９】
テスト放電で計測された放電パワーと溶け量の関係は、図１で説明したように光ファイバの種類によって、或いは、作業環境によって異なる。したがって、光ファイバの溶け量検出は、光ファイバの種別を変えたり、また、作業環境が変わるような場合には、融着接続開始に先だってその都度実施することが望ましい。溶け量の計測後は、同じ種類の光ファイバの接続で、同じ接続環境下であれば、以後の計測は省略することができる。しかし、テスト放電を行なう必要がある場合は、常に溶け量検出も行ない、溶融データとして再取得するのが好ましい。
【００３０】
また、本発明においては、予め求められている溶け量と外径戻り率の関係式に基づき、上記の溶融データから、外径戻り率を算定する外径戻り量算出手段２６に入力され記憶される。溶け量と外径戻り率の関係式については、図３で説明したように、外径戻り率をＲｂ、溶け率をＭｂ、係数をＫとすると、Ｒｂ＝１−ｅｘｐ（−Ｋ×Ｍｂ）で表すことができ、また、Ｒｂ＝Ｋ×Ｍｂ１／２の近似式を適用してもよい。この外径戻り率の関係式２５を外径戻り量算出手段２６に記憶させておくことで、溶融データで光ファイバの溶け量Ｍｂが入力される毎に、新たな外径戻り率Ｒｂを算定し設定することができる。
【００３１】
上記の関係式は、図３で説明したように、光ファイバ種別が異なっても大きく変化することはない。したがって、融着接続時とは別に計測し設定したものを用いることができる。しかし、テスト放電時に、溶け量Ｍｂの計測に加えて、図２で説明したような軸ずれ量Ｄ、軸戻り量Ｅの計測を行ない、別途、新しい関係式を求め記憶させておいてもよい。これらの計測データの蓄積でより精度の高いものとすることもできる。溶け量等に関する溶融データは、融着接続作業の度に適宜更新し、常に適正な外径戻り率を算定し、正確な外径戻り量を算出できるようにする。
【００３２】
上述のように、光ファイバの外径戻り率Ｒｂが算出設定された後は、これと同種の光ファイバの融着に際しては、光ファイバの溶け量、外径戻り率の算定は省略することができる。互いに接続しようとする光ファイバが融着接続装置にセットされ、その軸ずれデータがコア／外径検出手段２４で計測されると、加熱溶融に先だって外径戻り量算出手段２６に入力される。この軸ずれデータを、例えば、外径軸ずれ量Ｄとすると、図２で示した「外径戻り率Ｒｂ＝（外径戻り量Ｅ／外径軸ずれ量Ｄ）」から、予測外径戻り量を算出することができる。
【００３３】
上述の予測外径戻り量は、演算・制御装置２７に入力され、融着後の軸ずれ補償を実施するのに必要な軸戻り補償量（意図的なずらし量）が、演算され決定される。決定されたずらし量は、図４で説明したように、コア調心により生じた本来の軸ずれ量にプラスするように調心手段２１を追加駆動し、コア中心又は外径位置を調整する。この後、演算・制御装置２７により加熱手段２２で、予め設定された放電パワーで所定の溶け量となるように加熱制御されて、融着が実施される。
【００３４】
図７は、上述した融着接続装置を用いた融着接続方法を説明するフロー図で、融着接続開始に先だって、テスト放電等を利用して、光ファイバの溶融状態量が計測される。先ず、ステップＳ１で、接続しようとする光ファイバと同種のテスト用の光ファイバを融着接続装置に保持させ、接続端を互いに向き合わせモニタ画面等に表示できるようにする。次いで、ステップＳ２で光ファイバの端面検査を行ない、接続端のカット状態、塵埃等の付着等の良否を判定し、不適ならやり直し、適正ならステップＳ３に進み調心を行なう。この調心は、光ファイバ外径を一致させる外径調心で行なわれ、また、向き合わせた光ファイバ間の間隔を所定値に調整する。
【００３５】
次いで、ステップＳ４で光ファイバを加熱溶融する。ここでは、単に加熱するだけで光ファイバへの押し込みは行なわない。次のステップＳ５で加熱溶融による光ファイバ接続端の溶融状態を観察し、溶け状態、後退量等を計測する。ステップＳ６で溶け量が不足であったり、溶け過ぎたりしている場合は、ステップＳ７で加熱パワーを変更してやり直し、何回か繰り返し行なうことで、加熱パワーの適正値を求める。次いで、ステップＳ８で、光ファイバ接続端の適正な溶け量、加熱パワー等の溶融状態量を記憶させ、融着接続に備える。
【００３６】
次いで、ステップＳ９から本番の融着接続が開始される。なお、光ファイバの種別や接続環境が変わらない限り、ステップＳ１〜ステップＳ８は省略することができ、ステップＳ９から融着接続を開始することができる。ステップＳ９では、接続しようとする光ファイバを融着接続装置に保持させ、ステップＳ１と同様に接続端を互いに向き合わせモニタ画面等に表示できるようにする。次いで、ステップＳ１０でステップＳ２と同様な端面検査を行ない、接続端のカット状態、塵埃等の付着等の良否を判定し、不適ならやり直し、適ならステップＳ１１に進み調心を行なう。ステップＳ１１の調心は、コアを一致させるコア調心である。
【００３７】
次いで、ステップＳ１２で外径軸ずれ量を検出する。光ファイバのコア部に偏心があると、コア調心でコア中心を一致させるとファイバ中心にずれが生じ、ファイバ外径がずれるので、この外径のずれを軸ずれ量として検出する。この外径軸ずれ量は軸ずれデータとして、図６で説明したように外径戻り量算出手段に入力される。外径戻り量算出手段には、既にステップＳ１〜ステップＳ８で記憶された溶融データと予め求められた溶け量と外径戻り率の関係式が入力されている。ステップＳ１３で、溶融データと外径戻り率の関係式から、光ファイバの外径戻り率が算定され、軸ずれデータから融着接続された後の外径戻り量が予測算出される。
【００３８】
次のステップＳ１４において、予測外径戻り量は、演算・制御装置により軸戻り補償量（意図的なずらし量）として決定され、ステップＳ１５で光ファイバが融着接続される直前に、調心手段を用いて軸ずらしが実施される。次いで、ステップＳ１６で光ファイバの接続端を加熱溶融させ、光ファイバを互いに相手側に押し込むことにより融着される。このとき光ファイバの表面張力による外径戻りで、図４で説明したように、融着後においてはコア軸ずれが無い状態で融着される。また、図５で説明したように、意図的に損失増加を行なうように軸ずらしを行なった場合は、融着後においてはコア軸に所定の軸ずれを起こさせるように融着される。
【００３９】
融着接続の後は、ステップＳ１７で接続部の状態を検査し、異常が無ければステップＳ１８で融着部のコア部の軸ずれ等を計測して、接続損失を推定する。なお、接続損失の算出には光ファイバの両端に光パワーメータを直接接続して計測してもよい。
【００４０】
図８は本発明による光ファイバ融着接続装置の他の実施形態の概略を説明するブロック図、図９はその光ファイバ融着接続方法を説明するフロー図である。図中、２８は推定損失算出手段、２９はメモリ、３０はずらし補償実施判定手段を示し、その他の符号は図６で用いたのと同じ符号を用いることにより説明を省略する。また、溶融状態量検出手段２３からの溶融データを外径戻り量算出手段２６に入力して光ファイバの外径戻り率を算出設定し、コア／外径検出手段２４によりこれから接続しようとする光ファイバの軸ずれデータが外径戻り量算出手段２６で予測外径戻り量を算出し、演算・制御装置２７に入力するまでの構成は図６と同様であるので、これらに関する説明は省略する。
【００４１】
この実施形態においては、外径戻り量算出手段２６で算出された予測外径戻り量から、コア軸ずれ量を予測して損失を推定する推定損失算出手段２８を備えている。図２で光ファイバのコアに軸ずれがあると損失が生じることを説明したが、予測したコア軸ずれ量から損失を推定するのに、例えば、マルクローゼの理論式を用いることができる。この理論式は、推定損失をＬ、コア軸ずれ量をＴ、ファイバのスポットサイズをＷとすると、Ｌ＝４.３４（Ｔ２／Ｗ２）で表されることが知られている。このような関係式を用いて、軸ずれ発生による予測損失値を推定損失算出手段２８で算出する。
【００４２】
算出された予測損失値は、ずらし補償実施判定手段３０に入力され、予めメモリ２９に記憶され設定されている規定損失値と比較される。この規定損失値としては、例えば、接続される光ファイバがステップインデックス型（ＳＩ）のシングルモード光ファイバである場合は０.０３ｄＢ、分散シフト光ファイバである場合は０.０５ｄＢ、というように、光ファイバ種別毎に、任意に設定することができる。
【００４３】
ずらし補償実施判定手段３０では、予測損失値が規定損失値と比べて小さければ、軸ずらしによる軸ずれ補償を実施しないという判定を出すことができる。この軸ずれ補償不要の判定に基づいて、演算・制御装置２７に軸ずらしをしないという指示を出し、調心手段２１に対して軸ずらし操作を行なうことなく、加熱手段２２を作動させて直ちに融着させる。
【００４４】
予測損失値が規定損失値と比べて大きければ、軸ずらしによる軸ずれ補償を実施するという判定を出すことができる。このずれ補償要の判定に基づいて、演算・制御装置２７に軸ずらしをするという指示を出す。演算・制御装置２７は、図６の場合と同様に予測外径戻り量に基づいて軸戻り補償量（意図的ずらし量）を決定し、調心手段２１を駆動して軸ずらしを実施する。次いで、加熱手段２２により予め設定された放電パワーで所定の溶け量となるように加熱し、融着が実施される。
【００４５】
このずらし補償実施判定手段３０を備えることにより、例えば、推定された予測損失値が小さく、軸ずれ補償を行なわなくても損失が規定値を十分クリアできる場合には、必要以上に損失増加を抑制するという無駄を無くし、接続作業の効率化を図ることができる。しかし、予測損失値が大きければ、軸ずれ補償量の軸ずらしを自動的に行ない、融着接続後の損失増加が生じないようにすることができる。
【００４６】
図９は、上述した融着接続装置を用いた融着接続方法を説明する図で、ステップＳ１〜ステップＳ１３までは、図７に示した例と同じであるので、その説明を省略する。ステップＳ１３で算出された予測外径戻り量により、ステップＳ２０でコア軸ずれ量が予測される。次いで、ステップＳ２１でコア軸ずれ量と接続損失の関係式から予測損失値が算出推定される。算出された予測損失値は、ステップＳ２２で予め設定されている規定損失値と比較して軸ずれ補償の実施の要否が判定される。
【００４７】
軸ずれ補償が不要と判定されれば、ステップＳ２５に進み、光ファイバの接続端を加熱溶融させ、互いに相手側に押し込むことにより融着される。軸ずれ補償が要と判定されれば、ステップＳ２３に進みステップＳ１３で算出されている予測外径戻り量により軸戻り補償量（意図的なずらし量）が決定される。次いで、ステップＳ２４で光ファイバが融着接続される直前に、調心手段を用いて軸ずらしが実施される。この後、ステップＳ２５に進み光ファイバの接続端を加熱溶融させ、互いに相手側に押し込むことにより融着される。
【００４８】
このとき光ファイバの表面張力による外径戻りで、図４で説明したように、融着後においてはコア軸に軸ずれのない状態で融着される。また、図５で説明したように、意図的に損失増加を行なうように軸ずらしを行なった場合は、融着後においてはコア軸に所定の軸ずれが生じるように融着される。融着接続の後は、ステップＳ２６で接続部の状態を検査し、異常が無ければステップＳ２７で融着部のコア軸ずれ等を計測して、接続損失を推定する。なお、光ファイバの両端に光パワーメータを直接接続して、接続損失を計測してもよい。
【００４９】
なお、所定の軸ずれ補償を行なうのに、軸ずらし量を目標値より多少多く与え、光ファイバの加熱を複数回に分けて行なうようにしてもよい。すなわち、光ファイバの加熱溶融を１回の加熱で一気に行なわず、放電パワーを調整しながら、複数回の放電で徐々に行ない、軸ずれを少しずつ行なうことで目標値に近づけ、軸ずれ量が目標値に達した時点で加熱を停止する。これにより、融着接続後の軸ずれ量の精度を高めることができる。ずらし量が不足しているような場合には、追加加熱で修正することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】光ファイバの溶け量について説明する図である。
【図２】光ファイバ融着接続の外径戻り率について説明する図である。
【図３】光ファイバの溶け量と外径戻り率との関係を示した図である。
【図４】本発明が適用される軸ずれ補償方法の一例を説明する図である。
【図５】本発明が適用される損失増加接続の一例を説明する図である。
【図６】本発明による光ファイバ融着接続装置の実施形態を説明するブロック図である。
【図７】本発明による光ファイバ融着接続方法の実施形態を説明するフロー図である。
【図８】本発明による光ファイバ融着接続装置の他の実施形態を説明するブロック図である。
【図９】本発明による光ファイバ融着接続方法の他の実施形態を説明するフロー図である。
【符号の説明】
【００５１】
１，２…光ファイバ、１ａ，２ａ…接続端、１ｂ，２ｂ…外径部、１ｃ，２ｃ…ファイバ中心、１ｄ，２ｄ…コア中心、３，４…コア部、５…コア融着部、６…ファイバ融着部、２１…調心手段、２２…加熱手段、２３…溶融状態量検出手段、２４…コア／外径検出手段、２５…外径戻り率関係式、２６…外径戻り量算出手段、２７…演算・制御装置、２８…推定損失算出手段、２９…メモリ、３０…ずらし補償実施判定手段。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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