(57)【要約】【課題】  少なくとも一方のクラッドの外形が非円形の光ファイバ同士を端面接続する場合に、コアの軸ずれを抑制することができる光ファイバの接続方法、及び、光ファイバの接続構造を提供する。【解決手段】  一方の光ファイバ３０のクラッド３２の外形が非円形であり、他方の光ファイバ５０のクラッド５５の外形が円形である、一組の光ファイバ３０、５０を準備する準備ステップと、一方の光ファイバ３０の一端３５の近傍におけるクラッド３２の外形を非円形から円形に近づけるように成形する成形ステップと、一方の光ファイバ３０と、他方を側面観察して、一方の光ファイバ３０の一端３５の近傍におけるコア３１と、他方の光ファイバ５０の一端５５の近傍におけるコア５１とが直線状並ぶように調心する調心ステップと、一方の光ファイバ３０の一端３５と、他方の光ファイバ５０の一端５５とを突き合わせて融着する融着ステップとを備える。【選択図】    図４
2011203544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の光ファイバのクラッドの外形が非円形であり、他方の光ファイバのクラッドの外形が円形である、一組の光ファイバを準備する準備ステップと、
前記一方の光ファイバの一端の近傍における前記クラッドの外形を非円形から円形に近づけるように成形する成形ステップと、
前記一方の光ファイバの前記クラッドの外形が成形された部分と、他方の光ファイバの一端の近傍を側面観察して、前記一方の光ファイバの前記一端の近傍におけるコアと、前記他方の光ファイバの前記一端の近傍におけるコアとが直線状並ぶように調心する調心ステップと、
前記一方の光ファイバの前記一端と、前記他方の光ファイバの前記一端とを突き合わせて融着する融着ステップと、
を備えることを特徴とする光ファイバの接続方法。
【請求項２】
光ファイバのクラッドの外形が非円形である一組の光ファイバを準備する準備ステップと、
それぞれの前記光ファイバの一端の近傍におけるクラッドの外形を非円形から円形に近づけるように成形する成形ステップと、
それぞれの前記光ファイバの前記クラッドの外形が成形された部分を側面観察して、一方の光ファイバの前記一端の近傍におけるコアと、他方の光ファイバの前記一端の近傍におけるコアとが直線状並ぶように調心する調心ステップと、
それぞれの前記光ファイバの前記一端同士を突き合わせて融着する融着ステップと、
を備えることを特徴とする光ファイバの接続方法。
【請求項３】
前記成形ステップにおいて、前記クラッドの外形を前記一端から前記光ファイバの長さ方向に１００μｍ以上成形することを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバの接続方法。
【請求項４】
前記成形ステップにおける成形を放電加熱により行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光ファイバの接続方法。
【請求項５】
前記放電加熱が間欠放電により行われることを特徴とする請求項４に記載の光ファイバの接続方法。
【請求項６】
前記間欠放電における非放電時間が放電時間よりも長いことを特徴とする請求項５に記載の光ファイバの接続方法。
【請求項７】
前記非放電時間は、前記放電時間の４倍以上であることを特徴とする請求項６に記載の光ファイバの接続方法。
【請求項８】
一組の光ファイバが端面接続されている光ファイバの接続構造であって、
少なくとも一方の光ファイバのクラッドの外形が非円形であり、
前記クラッドの外形が非円形の光ファイバは、接続部の近傍におけるクラッドの外形が、他の部分における前記クラッドの外形よりも、円形に近づくように成形されていることを特徴とする光ファイバの接続構造。
【請求項９】
前記光ファイバの外形が非円形の光ファイバは、前記クラッドが接続部から光ファイバの長さ方向に１００μｍ以上成形とされていることを特徴とする請求項８に記載の光ファイバの接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバの接続方法、及び、光ファイバの接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ファイバレーザ装置は、集光性に優れ、パワー密度が高い小さなビームスポットが得られ、更に、非接触加工が可能であることから、レーザ加工分野、医療分野等、様々な分野において用いられている。ファイバレーザ装置では、クラッドに被覆されたコアに光を増幅させるための活性元素が添加された増幅用光ファイバが用いられている。しかし、この増幅用光ファイバにおいては、励起光の一部がクラッドのみを伝播して活性元素に吸収されずに、光の増幅に寄与しないスキューモードが生じることが知られている。このようなスキューモードを抑制するための技術の一つとして、増幅用光ファイバの断面におけるクラッドの外形をＤ型や多角形といった非円形にすることが知られている。
【０００３】
下記特許文献１には、上述のように断面におけるクラッドの外形が多角形にされた増幅用光ファイバが記載されている。この特許文献１には、クラッドの外形が多角形にされた増幅用光ファイバと他の光ファイバとを接続する場合において、接続される両方の光ファイバを側面観察しながら、それぞれの光ファイバのコア同士を突き合わせるが、増幅用光ファイバのクラッドの外形の如何によっては、コアの位置を正確に視認できないことがある旨記載されている。そして、増幅用光ファイバのクラッドの外形が略正方形であれば、側面観察によるコアの位置を正確に視認できると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２２９６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、増幅用光ファイバのクラッドの外形を略正方形にする場合であっても、増幅用光ファイバを軸中心に回転させると、クラッドの側面方向からコアに至る光の屈折に変化が生じ、側面観察でコアの位置を正確に把握することが困難という問題がある。従って、側面観察を行い、少なくとも一方のクラッドの外形が非円形の光ファイバ同士を端面接続すると、コアの軸ずれが生じ易いという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、少なくとも一方のクラッドの外形が非円形の光ファイバ同士を端面接続する場合に、コアの軸ずれを抑制することができる光ファイバの接続方法、及び、光ファイバの接続構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の光ファイバの接続方法は、一方の光ファイバのクラッドの外形が非円形であり、他方の光ファイバのクラッドの外形が円形である、一組の光ファイバを準備する準備ステップと、前記一方の光ファイバの一端の近傍における前記クラッドの外形を非円形から円形に近づけるように成形する成形ステップと、前記一方の光ファイバの前記クラッドの外形が成形された部分と、他方の光ファイバの一端の近傍を側面観察して、前記一方の光ファイバの前記一端の近傍におけるコアと、前記他方の光ファイバの前記一端の近傍におけるコアとが直線状並ぶように調心する調心ステップと、前記一方の光ファイバの前記一端と、前記他方の光ファイバの前記一端とを突き合わせて融着する融着ステップと、を備えることを特徴とするものである。
【０００８】
このような光ファイバの接続方法によれば、クラッドの外形が非円形である一方の光ファイバの一端の近傍において、クラッドの外形を円形に近づけるように成形し、その後、一組の光ファイバを側面観察により調心する。従って、側面観察するときに、光ファイバが軸中心に回転しても、クラッドの側面方向からコアに至る光の屈折に変化が生じることを抑制することができる。このため側面観察するときに、コアの軸ずれを抑制することができ、一方の光ファイバの一端と他方の光ファイバの一端とを、軸ずれが抑制された状態で接続することができる。
【０００９】
また、本発明の光ファイバの接続方法は、光ファイバのクラッドの外形が非円形である一組の光ファイバを準備する準備ステップと、それぞれの前記光ファイバの一端の近傍におけるクラッドの外形を非円形から円形に近づけるように成形する成形ステップと、それぞれの前記光ファイバの前記クラッドの外形が成形された部分を側面観察して、一方の光ファイバの前記一端の近傍におけるコアと、他方の光ファイバの前記一端の近傍におけるコアとが直線状並ぶように調心する調心ステップと、それぞれの前記光ファイバの前記一端同士を突き合わせて融着する融着ステップと、を備えることを特徴とするものである。
【００１０】
このような光ファイバの接続方法によれば、クラッドの外形が非円形である一組の光ファイバのそれぞれの一端の近傍において、クラッドの外形をそれぞれ円形に近づけるように成形し、その後、一組の光ファイバを側面観察により調心する。従って、側面観察するときに、それぞれの光ファイバが軸中心に回転しても、クラッドの側面方向からコアに至る光の屈折に変化が生じることが抑制できる。このため側面観察するときに、コアの軸ずれを抑制することができ、それぞれの光ファイバの一端同士を軸ずれを抑制して接続することができる。
【００１１】
また、上記光ファイバの接続方法における前記成形ステップにおいて、前記クラッドの外形を前記一端から前記光ファイバの長さ方向に１００μｍ以上成形することが好ましい。
【００１２】
クラッド外形を一端から光ファイバの長さ方向に１００μｍ以上成形することで、調心ステップにおいて、複数点で側面観察することが容易となる。
【００１３】
また、上記光ファイバの接続方法において、前記成形ステップにおける成形を放電加熱により行うことが好ましい。
【００１４】
一般的に放電加熱は、光ファイバを接続する融着接続装置をそのまま使用することができるので、新たに成形のための装置を用意する手間を省くことができる。
【００１５】
さらに、上記光ファイバの接続方法において、前記放電加熱が間欠放電により行われることが好ましい。
【００１６】
このように間欠放電による放電加熱を行うことにより、コアに熱を伝えづらくして、コアの温度上昇を抑えることができ、熱によるコアの変形を抑制して、クラッドの成形を行うことができる。従って、接続後において、コアを伝播する光の接続損失を抑制することができる。
【００１７】
さらに、上記光ファイバの接続方法において、前記間欠放電における非放電時間が放電時間よりも長いことがより好ましい。
【００１８】
このような間欠放電とすることにより、よりコアに熱を伝えづらくして、コアの温度上昇を抑えることができる。
【００１９】
さらに、上記光ファイバの接続方法において、前記非放電時間は、前記放電時間の４倍以上であることがさらに好ましい。
【００２０】
このような間欠放電とすることにより、さらにコアに熱を伝えづらくして、コアの温度上昇を抑えることができる。
【００２１】
また、本発明の光ファイバの接続構造は、一組の光ファイバが端面接続されている光ファイバの接続構造であって、少なくとも一方の光ファイバのクラッドの外形が非円形であり、前記クラッドの外形が非円形の光ファイバは、接続部の近傍におけるクラッドの外形が、他の部分における前記クラッドの外形よりも、円形に近づくように成形されていることを特徴とするものである。
【００２２】
このような光ファイバの接続構造により、接続部におけるコアの軸ずれが抑制でき、コアを伝播する光の接続損失を抑制することができる。また、加熱により接続した部分はガラスに加わった熱歪によりガラスの強度が低下して他の部分より破壊し易くなっていることが一般的に知られている。クラッドの外形が成形されておらず、クラッドの外形が非円径の光ファイバの場合、接続部や接続部の近傍に応力が加わったときに、接続部の近傍におけるクラッドの外周において均等に応力がかからず、一部に応力集中が起こり、その部分から光ファイバの破断が発生し易い。これに対して本発明の光ファイバの接続構造によれば、接続部の近傍におけるクラッドの外形が円形に近づくように成形されているため、接続部や接続部の近傍に応力が加わる場合においても、接続部の近傍におけるクラッドの外径が成形されていない場合に比べて、この応力を外周全体にほぼ均等に分散することができ、破断することを抑制することができる。例えば、クラッドの外形が多角形ファイバの場合、接続部に応力が加わった場合に、接続部の近傍におけるクラッドの外周面の角になっている部分に応力集中が起こるため、その部分からファイバ破断が発生し易い。これに対して本発明の光ファイバの接続構造によれば、接続部の近傍におけるクラッドの外形が円形に近づくように成形されているため、接続部の近傍において、クラッドの外周面の角の部分が無くなっている。そのため接続部に応力が加わる場合においても、接続部におけるクラッドの外形が成形されていない場合に比べて、この応力を外周全体にほぼ均等に分散することができ、破断することを抑制することができる。
【００２３】
さらに、上記光ファイバの接続構造において前記光ファイバの外形が非円形の光ファイバは、前記クラッドが接続部から光ファイバの長さ方向に１００μｍ以上成形とされていることが好ましい。
【００２４】
このような光ファイバの接続構造にすることで、よりコアの軸ずれによる光の接続損失を抑制することができる。また、先に述べた熱歪が顕著に発生する領域は放電の熱が達すう領域で通常の融着接続装置ではせいぜい接続点の近傍１００μｍ以内である。従って、１００μｍ以上の長さを成形することで、接続点の近傍１００μｍ以内では多角形や非円形の角になっている部分が無いために、接続点における応力が集中する部分が無く、接続点における破断をより抑制することができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、本発明によれば、コアの軸ずれを抑制することができる光ファイバの接続方法、及び、光ファイバの接続構造が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係る光ファイバの接続構造を備えるファイバレーザ装置を示す図である。
【図２】図１の増幅用光ファイバの長さ方向に垂直な断面における構造の様子を示す図である。
【図３】図１のデリバリファイバの長さ方向に垂直な断面における構造の様子を示す図である。
【図４】図１の増幅用光ファイバとデリバリファイバとが接続されている様子を示す図である。
【図５】図４の増幅用光ファイバとデリバリファイバとの接続方法の手順を示すフローチャートである。
【図６】剥離ステップ後の増幅用光ファイバの様子を示す図である。
【図７】成形ステップ後の増幅用光ファイバの様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係る光ファイバの接続方法、及び、光ファイバの接続構造の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明の実施形態に係る光ファイバの接続構造を備えるファイバレーザ装置を示す図である。図１に示すように、レーザ装置１は、ファイバレーザ装置であり、種光を出力する種光源１０と、励起光を出力する励起光源２０と、種光と励起光とが入力する増幅用光ファイバ（一方の光ファイバ）３０と、種光源１０及び励起光源２０と増幅用光ファイバ３０とを接続するコンバイナ４０と、増幅用光ファイバ３０に一端が接続されているデリバリファイバ（他方の光ファイバ）５０と、を主な構成として備える。
【００２９】
種光源１０は、例えば、レーザダイオードから成るレーザ光源や、ファブリペロー型やファイバリング型のファイバレーザ装置から構成されている。この種光源１０から出力される種光は、特に制限されるものではないが、例えば、波長が１０７０ｎｍのレーザ光とされる。また、種光源１０は、コア、及び、コアを被覆するクラッドから構成される種光伝播用ファイバ１５に接続されており、種光源１０から出力される種光は、種光伝播用ファイバ１５のコアを伝播する。種光伝播用ファイバ１５としては、例えば、シングルモードファイバが挙げられ、この場合、種光は種光伝播用ファイバ１５をシングルモード光として伝播する。
【００３０】
励起光源２０は、複数のレーザダイオード２１から構成され、上述のように種光の波長が１０７０ｎｍの場合、例えば、波長が９１５ｎｍの励起光を出力する。また、励起光源２０のそれぞれのレーザダイオード２１は、励起光伝播用ファイバ２２に接続されており、レーザダイオード２１から出力される励起光は、励起光伝播用ファイバ２２を伝播する。励起光伝播用ファイバ２２としては、例えば、マルチモードファイバが挙げられ、この場合、励起光は励起光伝播用ファイバ２２をマルチモード光として伝播する。
【００３１】
図２は、増幅用光ファイバ３０の長手方向に垂直な断面の構造を示す図である。図２に示すように、増幅用光ファイバ３０は、コア３１と、コア３１を被覆するクラッド３２と、クラッド３２を被覆する樹脂クラッド３３と、樹脂クラッド３３を被覆する被覆層３４とから構成される。また、増幅用光ファイバ３０の断面において、コア３１の外形は、円形とされ、クラッド３２の外形は、非円形とされている。また、樹脂クラッド３３の外形、及び、被覆層３４外形は、円形とされている。なお、本実施形態において、クラッド３２の断面における外形は７角形とされている。
【００３２】
また、クラッド３２の屈折率はコア３１の屈折率よりも低く、樹脂クラッド３３の屈折率はクラッド３２の屈折率よりもさらに低くされている。このような、コア３１を構成する材料としては、例えば、屈折率を上昇させるゲルマニウム等の元素、及び、励起光源２０から出力される励起光により励起されるイッテルビウム（Ｙｂ）等の活性元素が添加された石英が挙げられる。このような活性元素としては、希土類元素が挙げられ、希土類元素としては、上記Ｙｂの他にツリウム（Ｔｍ）、セリウム（Ｃｅ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、エルビウム（Ｅｒ）等が挙げられる。さらに活性元素として、希土類元素の他に、ビスマス（Ｂｉ）等が挙げられる。また、クラッド３２を構成する材料としては、例えば、何らドーパントが添加されていない純粋石英が挙げられる。また、樹脂クラッド３３を構成する材料としては、例えば、紫外線硬化樹脂が挙げられ、被覆層３４を構成する材料としては、例えば、樹脂クラッド３３を構成する樹脂とは異なる紫外線硬化樹脂が挙げられる。
【００３３】
コンバイナ４０は、種光伝播用ファイバ１５及びそれぞれの励起光伝播用ファイバ２２と、増幅用光ファイバ３０とを接続している。具体的には、コンバイナ４０において、種光伝播用ファイバ１５のコアが、増幅用光ファイバ３０のコア３１に端面接続されている。さらにコンバイナ４０において、それぞれの励起光伝播用ファイバ２２のコアが、クラッド３２に端面接続されている。従って、種光源１０から出力される種光は、増幅用光ファイバ３０のコア３１に入力され、励起光源２０から出力される励起光は、増幅用光ファイバ３０のクラッド３２に入力される。
【００３４】
図３は、図１のデリバリファイバ５０の長さ方向に垂直な断面の構造の様子を示す図である。図３に示すように、デリバリファイバ５０は、コア５１と、コア５１を被覆するクラッド５２と、クラッド５２を被覆する樹脂クラッド５３と、樹脂クラッド５３を被覆する被覆層５４とから構成される。また、デリバリファイバ５０の断面において、コア５１、クラッド５２、樹脂クラッド５３、被覆層５４の外形は、全て円形とされている。
【００３５】
クラッド５２の屈折率はコア５１の屈折率よりも低く、樹脂クラッド５３の屈折率はクラッド５２の屈折率よりもさらに低くされている。このような、コア５１を構成する材料としては、例えば、屈折率を上昇させるゲルマニウム等の元素が添加された石英が挙げられ、クラッド５２を構成する材料としては、例えば、何らドーパントが添加されていない純粋石英が挙げられる。また、樹脂クラッド５３を構成する材料としては、例えば、紫外線硬化樹脂が挙げられ、被覆層５４を構成する材料としては、例えば、樹脂クラッド５３を構成する樹脂とは異なる紫外線硬化樹脂が挙げられる。
【００３６】
図４は、図１の増幅用光ファイバ３０とデリバリファイバ５０が接続されている様子を示す図である。図４に示すように、増幅用光ファイバ３０の一端３５と、デリバリファイバ５０の一端５５とが、接続部６０で端面接続されている。具体的には、増幅用光ファイバ３０の樹脂クラッド３３及び被覆層３４が、一端３５から所定の長さ剥離されている。そして、この増幅用光ファイバ３０の一端３５の近傍においては、増幅用光ファイバ３０の長さ方向に垂直な断面におけるクラッド３２の外形が、端部３５から長さＬにわたって略円形に成形されている。また、デリバリファイバ５０の樹脂クラッド５３及び被覆層５４が、一端５５から所定の長さ剥離されている。そして、増幅用光ファイバ３０の一端３５の近傍におけるコア３１と、デリバリファイバ５０の一端５５の近傍におけるコア５１とが直線状に並べられた状態で、増幅用光ファイバ３０の一端３５とデリバリファイバ５０の一端５５とが端面接続されている。
【００３７】
なお、増幅用光ファイバ３０のクラッド３２の外形が略円形に成形されている長さＬは、１００μｍ以上であることが、コア３１とコア５１との軸ずれが生じることを抑制する観点から好ましい。
【００３８】
次に図４の増幅用光ファイバ３０とデリバリファイバ５０との接続方法について説明する。
【００３９】
図５は、図４の増幅用光ファイバ３０とデリバリファイバ５０との接続方法の手順を示すフローチャートである。図５に示すように、増幅用光ファイバ３０とデリバリファイバ５０との接続方法は、増幅用光ファイバ３０及びデリバリファイバ５０を準備する準備ステップＳ１と、増幅用光ファイバ３０の一端３５から所定の長さ、及び、デリバリファイバ５０の一端５５から所定の長さにおける樹脂クラッド３３、５３及び被覆層３４、５４を剥離する剥離ステップＳ２と、増幅用光ファイバ３０の一端３５の近傍におけるクラッド３２の外形を円形に近づけるように成形する成形ステップＳ３と、側面観察により増幅用光ファイバ３０の一端３５の近傍におけるコア３１と、デリバリファイバ５０の一端５５の近傍におけるコア５１とが直線状並ぶように調心する調心ステップＳ４と、増幅用光ファイバ３０の一端３５と、デリバリファイバ５０の一端５５とを突き合わせて融着する融着ステップＳ５とを備える。
【００４０】
（準備ステップＳ１）
まず、増幅用光ファイバ３０及びデリバリファイバ５０を準備する。こうして、一方の光ファイバのクラッドの外形が非円形であり、他方の光ファイバのクラッドの外形が円形である、一組の光ファイバが準備される。
【００４１】
（剥離ステップＳ２）
次に、準備した増幅用光ファイバ３０の樹脂クラッド３３及び被覆層３４を一端３５から所定の長さ剥離して、クラッド３２を露出させる。このとき、クラッド３３が露出されている部分が、図４に示すクラッド３２の外形が成形される長さＬよりも長い距離となるように剥離する。こうして、図６に示すように増幅用光ファイバ３０は、一端３５から所定の長さクラッド３２が露出された状態となる。同様に、デリバリファイバ５０の樹脂クラッド５３及び被覆層５４を一端５５から所定の長さ剥離して、クラッド５２を露出させる。
【００４２】
（成形ステップＳ３）
次に、増幅用光ファイバ３０の一端３５の近傍において、増幅用光ファイバ３０の長さ方向に垂直な断面におけるクラッド３２の外形が円形に近づくように、クラッド３２を成形する。なお、本実施形態においては、クラッド３２の外形が略円形となるまで成形している。この成形は、放電、火炎バーナー、レーザ等による加熱成形や、薬品によるエッチング成形や、研磨による機械的成形等を用いることができる。
【００４３】
加熱成形をする場合は、加熱によって溶融したクラッド３２の表面張力により、クラッド３２の断面における外形を円形に近づけるように成形する。放電加熱による加熱成形を行う場合においては、間欠放電により加熱することが好ましい。間欠放電であれば、増幅用光ファイバ３０のコア３１に熱を伝えづらくすることができ、熱によるコア３１の変形を抑制して、クラッド３２の成形を行うことができる。従って、接続後において、コア３１を伝播する光の接続損失を抑制することができる。さらに、間欠放電による加熱でクラッド３２を成形する場合には、非放電時間が放電時間よりも長いことが、よりコアに熱を伝えづらくすることができるため、より好ましい。またさらに、間欠放電における非放電時間は、放電時間の４倍以上であることが、さらにコアに熱を伝えづらくすることができるため、さらに好ましい。また、火炎バーナーによる加熱成形を行う場合においては、例えば、酸水素バーナーを用いることができる。また、レーザによる加熱成形を行う場合においては、例えば、ＣＯ２レーザを用いることができる。
【００４４】
また、エッチング成形や機械的成形をする場合は、クラッド３２の断面における外形の頂点をエッチングしたり研磨等することにより、クラッド３２の断面における外形を円形に近づけるように成形する。薬品によるエッチング成形を行う場合においては、例えば、フッ酸（ＨＦ）を用いてエッチングすることができる。機械的成形を行う場合においては、例えば、ガラス研磨剤を用いて研磨することができる。
【００４５】
こうして、図７に示ように増幅用光ファイバ３０は、一端３５の近傍において、クラッド３２の断面の外形が略円形に成形された状態となる。
【００４６】
なお、クラッド３２の断面における外形を成形する長さＬは、増幅用光ファイバ３０の一端３５から１００μｍ以上とすることが好ましい。このような長さとすることで、調心ステップＳ４において、増幅用光ファイバ３０のコア３１とデリバリファイバ５０のコア５１とが一直線上に並ぶように調心し易くなる。
【００４７】
（調心ステップＳ４）
次に、増幅用光ファイバ３０の一端３５と、デリバリファイバ５０の一端５５とを、向かい合わせにして、増幅用光ファイバ３０の一端３５の近傍におけるコア３１と、デリバリファイバ５０の一端５５の近傍におけるコア５１とが直線状並ぶように調心する。このとき増幅用光ファイバ３０のコア３１及びデリバリファイバ５０のコア５１を側面観察して調心する。なお、増幅用光ファイバ３０の側面観察においては、クラッド３２の外形が成形されている部分で観察を行う。また、側面観察においては、複数点観察を行うことが好ましい。このとき、クラッド３２の外形が成形された長さＬが、増幅用光ファイバ３０の一端３５から１００μｍ以上とされている場合、複数点の観察が容易となるため好ましく、上述のように増幅用光ファイバ３０のコア３１とデリバリファイバ５０のコア５１とが一直線上に並ぶように調心し易くなる。
【００４８】
（融着ステップＳ５）
次に、上述のように増幅用光ファイバ３０の一端３５とデリバリファイバ５０の一端５５とを突き合わせて融着し、端面接続する。融着においては、放電による融着、火炎バーナーによる融着、レーザによる融着等を行うことができる。放電加熱による融着を行う場合においては、連続放電、間欠放電により融着することができる。また、火炎バーナーによる融着を行う場合においては、例えば、酸水素バーナーを用いることができる。また、レーザによる加熱成形を行う場合においては、例えば、ＣＯ２レーザを用いることができる。こうして、増幅用光ファイバ３０の一端３５とデリバリファイバ５０の一端５５とを端面接続することで、増幅用光ファイバ３０とデリバリファイバ５０とは、図４に示すように接続される。
【００４９】
以上、本実施形態の光ファイバの接続方法によれば、クラッド３２の外形が非円形である増幅用光ファイバ３０の一端３５の近傍において、クラッド３２の外形を円形に近づけるように成形し、その後、増幅用光ファイバ３０とデリバリファイバ５０を側面観察により調心する。従って、側面観察するときに、増幅用光ファイバ３０が軸中心に回転しても、クラッド３２の側面方向からコアに至る光の屈折に変化が生じることが抑制できる。このため、側面観察するときにコア３１とコア５１との軸ずれを抑制することができ、増幅用光ファイバ３０の一端３５とデリバリファイバの一端５５とを、軸ずれが抑制された状態で接続することができる。
【００５０】
また、本実施形態の光ファイバの接続構造によれば、接続部におけるコア３１とコア５１との軸ずれが抑制できるので、コア３１からコア５１に伝播する光の接続損失を抑制することができる。また、接続部におけるクラッド３２の外形が円形に近づくように成形されているため、接続部に応力が加わる場合においても、この応力を分散することができ、接続部における増幅用光ファイバ３０とデリバリファイバ５０との破断を抑制することができる。
【００５１】
以上、本発明について、実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５２】
例えば、上記実施形態においては、一方の光ファイバとしての増幅用光ファイバ３０の一端３５の近傍において、クラッド３２の断面における外形が略円形となるまで、クラッド３２を成形したが、本発明はこれに限らず、クラッド３２の断面における外形が円形に近づくように成形すれば良い。この場合においても、クラッド３２を成形しない場合と比べて、調心ステップＳ４において、増幅用光ファイバ３０のコア３１とデリバリファイバ５０のコア５１とのコアの軸ずれを抑制することができる。
【００５３】
また、上記実施形態では、増幅用光ファイバ３０のクラッド３２の長さ方向に垂直な断面における外形が７角形の場合について説明したが、クラッド３２の外径は、他の多角形でも良く、或いは、Ｄ型や楕円形等の非円形の形状であっても良い。
【００５４】
また、上記実施形態においては、一方の光ファイバとしての増幅用光ファイバ３０のクラッド３２の外形が非円形とされ、他方の光ファイバとしてのデリバリファイバ５０のクラッド５２の外形が円形とされたが、本発明はこれに限らず、デリバリファイバ５０のクラッド５２の外形が非円形とされて、クラッドの外形が非円形の一組の光ファイバの接続構造や接続方法にも適用することができる。この場合においては、準備ステップＳ１において、それぞれクラッドの外形が非円形の増幅用光ファイバ３０及びデリバリファイバ５０を準備する。次に、剥離ステップＳ２において、増幅用光ファイバ３０の一端３５及びデリバリファイバ５０の一端５５からそれぞれ所定の長さ樹脂クラッド３３、５３及び被覆層３４、５４を剥離する。そして、成形ステップＳ３において、上記実施形態と同様に増幅用光ファイバ３０のクラッド３２を成形すると共に、デリバリファイバ５０の一端５５の近傍におけるクラッド５２の外形が円形に近づくようにクラッド５２を成形する。クラッド５２の成形は、増幅用光ファイバ３０の一端３５の近傍におけるクラッド３２の成形と同様に行えば良い。また、調心ステップＳ４において、増幅用光ファイバ３０の観察を上記実施形態と同様に行い、デリバリファイバ５０の側面観察を行う際、クラッド５２の外形が成形されている部分で観察を行う。従って、デリバリファイバ５０においても、クラッド５２の断面における外形を成形する長さが、デリバリファイバ５０の一端５５から１００μｍ以上とされていれば、複数点の観察が容易となるため好ましく、増幅用光ファイバ３０のコア３１とデリバリファイバ５０のコア５１とが一直線上に並ぶように調心し易くなる。次に、上記実施形態と同様にして、融着ステップＳ５を行う。
【００５５】
また例えば、上記実施形態においては、一方の光ファイバとしての増幅用光ファイバ３０と、他方の光ファイバとしてのデリバリファイバ５０との接続構造や接続方法について説明したが、本発明はこれに限らず、一方の光ファイバ、及び、他方の光ファイバとして、他の種類の光ファイバを用いて、それぞれの光ファイバ同士を接続する場合の接続構造や接続方法にも適用することができる。
【００５６】
なお、準備ステップＳ１において、準備された光ファイバの一端付近において、既に樹脂クラッド及び被覆層が剥離されている場合には、剥離ステップＳ２は不要である。
【実施例】
【００５７】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものでは無い。
【００５８】
（実施例１）
コアと、コアを被覆するクラッドと、クラッドを被覆する樹脂クラッドと、樹脂クラッドを被覆する被覆層とを有するダブルクラッドファイバ、及び、コアと、コアを被覆するクラッドと、クラッドを被覆する被覆層を有するシングルモードファイバを準備した。このダブルクラッドファイバは、コアの直径が７μｍであり、ファイバの長さ方向に垂直な断面におけるクラッドの外形が７角形で、クラッドの外径の平均が１２０μｍのものとした。また、シングルモードファイバは、コアの直径が８μｍであり、ファイバの長さ方向に垂直な断面におけるクラッドの外形が円形であり、クラッドの外径が１２５μｍのものとした。
【００５９】
次にダブルクラッドファイバの一端から１０ｍｍまで樹脂クラッド及び被覆層を剥離した。また、シングルモードファイバの一端から、１０ｍｍまで被覆層を剥離した。
【００６０】
次にダブルクラッドファイバとシングルモードファイバと融着接続装置に配置した。融着接続装置は、株式会社フジクラ製のＦＭＳ-４０Ｆを用いた。
【００６１】
次にダブルクラッドファイバの一端において、放電電流で１２ｍＡで、放電時間が５０μ秒の放電加熱を行った。そして、一端放電を停止し、ダブルクラッドファイバを放電電極に対して１００μｍ動かして、さらに、ダブルクラッドファイバの一端から長さ方向に１００μｍ内側において同じパワーで同じ放電時間の放電加熱を行った。こうして、ダブルクラッドファイバのクラッドの外形が一端から１００μｍにわたり７角形から円形に近づくように成形した。
【００６２】
次にダブルクラッドファイバにおけるクラッドが成形された部分、及び、シングルモードファイバの被覆層が剥離された部分を側面観察して調心した。そして、ダブルクラッドファイバの一端とシングルモードファイバの一端とを突き合わせて融着した。
【００６３】
（実施例２〜５）
次にダブルクラッドファイバの一端における放電加熱と、一端から長さ方向に１００μｍ内側における放電加熱を表１の放電時間としたこと以外は、実施例１と同様にして、ダブルクラッドファイバとシングルモードファイバとを接続した。
【００６４】
（比較例１）  ダブルクラッドファイバの放電加熱による成形を行わないこと以外は、実施例１と同様にして、ダブルクラッドファイバとシングルモードファイバとを接続した。
【００６５】
次に、実施例１〜５、及び、比較例１におけるダブルクラッドファイバのコアからシングルモードファイバのコアに信号光を伝播させた。このときの信号光の波長は１０７０μｍとした。このときダブルクラッドファイバとシングルモードファイバとの接続部における信号光の接続損失は、表１に示す値となった。
【表１】
2011203544.tif 000003
【００６６】
表１に示す通り、比較例１に比べて、実施例１〜５は、接続損失が少ない結果となった。これは、ダブルクラッドファイバのクラッドを円形に近づけるように成形した結果、ダブルクラッドファイバとシングルモードファイバとの調心において、それぞれの光ファイバのコアの軸ずれが抑制され、ダブルクラッドファイバとシングルモードファイバとが、軸ずれが抑制された状態で接続されたためと考えられる。そして、実施例２、３、４は、接続損失が１ｄＢより小さくなっており、クラッドの外径がより円形に近く成形されたと考えられる。従って、クラッドの外形が７角形で、クラッドの外径の平均が１２０μｍの光ファイバについては、放電時間が１００〜３００ｍ秒であることが、より好ましいことが分かった。
【００６７】
（実施例６〜１０）
ダブルクラッドファイバの一端における放電、及び、一端から長さ方向に１００μｍ内側における放電を間欠放電にして、放電時間及び非放電時間を表２に示す時間とし、放電時間と非放電時間との比率を表２に示す比率として、放電の繰り返しを１０回としたこと以外は、実施例１と同様にして、ダブルクラッドファイバとシングルモードファイバとを接続した。
【００６８】
次に、実施例６〜１０におけるダブルクラッドファイバのコアからシングルモードファイバのコアに信号光を伝播させた。このときの信号光の波長は１０７０μｍとした。このときダブルクラッドファイバとシングルモードファイバとの接続部における信号光の接続損失は、表２に示す値となった。
【表２】
2011203544.tif 000004
【００６９】
（実施例１１〜１５）
クラッドの外形が７角形であり、クラッドの外径の平均が４００μｍであるダブルクラッドファイバを用いて、ダブルクラッドファイバの一端における放電、及び、一端から長さ方向に１００μｍ内側における放電を間欠放電にして、放電時間及び非放電時間を表３に示す時間とし、放電時間と非放電時間との比率を表３に示す比率として、放電の繰り返しを１０回としたこと以外は、実施例１と同様にして、ダブルクラッドファイバとシングルモードファイバとを接続した。
【００７０】
次に、実施例１１〜１５におけるダブルクラッドファイバのコアからシングルモードファイバのコアに信号光を伝播させた。このときの信号光の波長は１０７０μｍとした。このときダブルクラッドファイバとシングルモードファイバとの接続部における信号光の接続損失は、表３に示す値となった。
【表３】
2011203544.tif 000005
【００７１】
表２、表３に示す結果より、実施例８、９、１０、及び、実施例１３、１４、１５は、接続損失が１ｄＢより小さくなり、特に実施例９、１０及び実施例１４、１５は、接続損失が０．２ｄＢより小さくなった。従って、間欠放電において、非放電時間が放電時間の４倍以上であれば、クラッドの外形を成形する光ファイバのクラッドの外径に関わらず、ダブルクラッドファイバとシングルモードファイバとの軸ずれが、より抑制された状態で接続されるため良好であると考えられ、非放電時間が放電時間の６倍以上であれば、ダブルクラッドファイバとシングルモードファイバとの軸ずれが、更に抑制された状態で接続されるため更に良好であると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明によれば、コアの軸ずれを抑制することができる光ファイバの接続方法、及び、光ファイバの接続構造が提供される。
【符号の説明】
【００７３】
１・・・レーザ装置
１０・・・種光源
１５・・・種光伝播用ファイバ
２０・・・励起光源
２１・・・レーザダイオード
２２・・・励起光伝播用ファイバ
３０・・・増幅用光ファイバ
３１・・・コア
３２・・・クラッド
３３・・・樹脂クラッド
３４・・・被覆層
４０・・・コンバイナ
５０・・・デリバリファイバ
５１・・・コア
５２・・・クラッド
５３・・・樹脂クラッド
５４・・・被覆層
６０・・・接続部
Ｓ１・・・準備ステップ
Ｓ２・・・剥離ステップ
Ｓ３・・・成形ステップ
Ｓ４・・・調心ステップ
Ｓ５・・・融着ステップ
【図１】
2011203544.tif 000006
【図２】
2011203544.tif 000007
【図３】
2011203544.tif 000008
【図４】
2011203544.tif 000009
【図５】
2011203544.tif 000010
【図６】
2011203544.tif 000011
【図７】
2011203544.tif 000012