(57)【要約】【課題】ＤＣＦを低張力で巻取った後に、コイルボビンを回転させた場合に、ＤＣＦの巻始端ファイバ部分での弛みや蛇行が生じない波長分散補償器の製造方法の提供を目的とする。【解決手段】サプライボビン２に巻かれた分散補償光ファイバ１をコイルボビン８に巻き替えて波長分散補償器を製造する方法で、分散補償光ファイバ１をコイルボビン８に巻き替える際の巻取張力を１０ｇ重未満に制御して巻取った後に、コイルボビン８と共に巻取られたコイル巻きファイバ１０を回転させる工程を備え、該工程では、コイル巻きファイバ１０の巻始端ファイバ部分１０ａがコイルボビンの鍔部８ｂの巻始端ファイバ引出し部８ｃないしその近傍で固定されない解放状態とされている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サプライボビンに巻かれた分散補償光ファイバをコイルボビンに巻き替えて波長分散補償器を製造する方法であって、
前記分散補償光ファイバを前記コイルボビンに巻き替える際の巻取張力を１０ｇ重未満に制御して巻取った後に、前記コイルボビンと共に巻取られたコイル巻きファイバを巻取り方向と反対の方向に回転させる工程を備え、
前記工程では、前記コイル巻きファイバの巻始端ファイバ部分が前記コイルボビンの鍔部の巻始端ファイバ引出し孔ないしはその近傍で固定されない解放状態とされていることを特徴とする波長分散補償器を製造する方法。
【請求項２】
前記巻始端ファイバ部分が前記コイルボビンの鍔部の外側に設けられた補助巻取部に巻かれていることを特徴とする請求項１に記載の波長分散補償器を製造する方法。
【請求項３】
前記コイル巻きファイバの巻始端ファイバ部分は、束状とされていることを特徴とする請求項１または２に記載の波長分散補償器を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長分散補償光ファイバをコイルボビンに巻取って製造する波長分散補償器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光伝送システムでは、１３００ｎｍ付近にゼロ分散波長を有するシングルモード光ファイバが使用されるが、この光ファイバは伝送損失が１５５０ｎｍ付近で最も小さくなる。このため、この波長帯を用いて長距離光伝送を行うために、１５５０ｎｍ付近の波長分散を相殺してゼロにする波長分散補償器が開発されている。この波長分散補償器は、１５５０ｎｍで負の分散を有する分散補償光ファイバ（ＤＣＦ：Dispersion Compensating Fiber、以下ＤＣＦと表記）を、光伝送距離の長さに応じて、所定の長さをコイル状に巻いて伝送路中に接続して用いられる。
【０００３】
波長分散補償器としては、種々のものが提案されている。例えば、特許文献１には、コイル胴（コイルボビン）にＤＣＦを巻取ってコイル巻きファイバとした後、コイル巻きファイバの歪みを実質的に解放した状態でケース内に収納することが開示されている。なお、コイル巻きファイバの歪みを解放する形態としては、コイル胴にＤＣＦを巻付けた後、胴部の径を縮小したり、コイル胴を外して束状にし、コイルの巻き崩れを防ぐために数箇所を樹脂で固定するようにしている。また、ＤＣＦを４０ｇ重以下の巻取張力で巻取ることにより、コイル胴から巻取ったコイルの抜き取りを容易にしている。
【０００４】
また、特許文献２には、ＤＣＦを巻取るリール（コイルボビン）について開示され、リールの一方の鍔部にＤＣＦコイルの巻始め部分を収納する余長収納部と、リール胴部と余長収納部が連通する開口部を設けることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１２３３４２号公報
【特許文献２】特開２００４−５３７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示のように、ＤＣＦをコイルボビンに巻取る際に、低張力で巻取ることにより伝送損失を低下させることができる。また、ＤＣＦコイルには特許文献２に開示のようなコイルボビンが用いられる。すなわち、ＤＣＦコイルは、その巻始端ファイバ部分をボビンの一方の鍔部に設けた開口部を通して、所定の長さが引出し固定された状態で胴部に巻取られる。ＤＣＦコイルの巻取では、所定の分散値となるように巻取るが、通常、巻取工程では多少多目にＤＣＦを巻取っておき、巻取り後に所定の分散値となるようにＤＣＦを繰り出して切断する方法が用いられる。
【０００７】
しかし、ＤＣＦを低張力でコイルボビンに巻取った後、コイルボビンを回転させると、コイルに巻かれたコイル巻きファイバはコイルボビンの回転に追従できず、コイルボビンの回転から多少遅れるように回転する。これは、ＤＣＦファイバが低張力で巻取られているため、ボビン胴部との摩擦力が小さく、スリップしやすくなっていることによる。このため、巻始端ファイバ部分がコイルボビンの開口部ないしその近傍で固定されていると、この固定箇所でファイバが固定されているため、回転方向によってはファイバが緩んだり引張られたりする。特にファイバが緩む場合は、その発生した余長分がコイル巻きファイバの最下層部で蛇行するなどファイバに急激な曲げが発生し、伝送損失増加などの問題が生じる。
【０００８】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、ＤＣＦを低張力で巻取った後に、コイルボビンを巻取り方向と反対の方向に回転させた場合に、ＤＣＦの巻始端ファイバ部分での弛みや蛇行が生じない波長分散補償器の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による波長分散補償器の製造方法は、サプライボビンに巻かれた分散補償光ファイバをコイルボビンに巻き替えて波長分散補償器を製造する方法で、分散補償光ファイバをコイルボビンに巻き替える際の巻取張力を１０ｇ重未満に制御して巻取った後に、コイルボビンと共に巻取られたコイル巻きファイバを巻取り方向と反対の方向に回転させる工程を備え、該工程では、コイル巻きファイバの巻始端ファイバ部分がコイルボビンの鍔部の巻始端ファイバ引出し孔ないしはその近傍で固定されない解放状態とされていることを特徴とする。
なお，前記のコイル巻きファイバの巻始端ファイバ部分がコイルボビンの鍔部の外側に設けられた補助巻取部に巻かれているか、または、束状とされている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、分散補償光ファイバを低張力で巻取った後、コイルボビンを巻取り方向と反対の方向に回転させる工程を含む場合でも、巻取られたコイル巻きファイバの巻始端ファイバ部分に弛みや蛇行が生じず、また、低張力による巻取りで伝送損失の増加の少ない波長分散補償器の製造を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明における分散補償光ファイバの巻取りの概略を説明する図である。
【図２】本発明における巻始端ファイバ部分の処理について説明する図である。
【図３】本発明の波長分散補償器の製造方法の概略を示すフロー図である。
【図４】波長分散補償器の概略を示す図である。
【図５】常温（２５℃）での分散補償光ファイバの設定巻取張力における、波長と伝送損失との関係を示す図である。
【図６】常温（２５℃）と低温（−１０℃）での分散補償光ファイバの設定巻取張力における、波長と損失変化量との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図により本発明の実施の形態を説明する。図１において、１は分散補償光ファイバ（ＤＣＦ）、２はサプライボビン、３はガイドローラ、４はダンサローラ、５はＡＣサーボモータ、６は張力計、７は制御回路、８はコイルボビン、８ｂは鍔部、８ｃは巻始端ファイバ引出し孔、１０はコイル巻きファイバ、１０ａは巻始端ファイバ部分、１０ｂは巻終端ファイバ部分、１１ａ，１１ｂは仮止めテープを示す。
【００１３】
波長分散補償器のＤＣＦコイルは、例えば、図１（Ａ）示すようなコイル巻き装置を用いて形成される。このコイル巻き装置において、サプライボビン２から繰り出されたＤＣＦ１は、複数のガイドローラ３とダンサローラ４を経てコイルボビン８に巻き取られる。ダンサローラ４は、ＡＣサーボモータ５によりその回転トルクが制御され、コイルボビン８でのＤＣＦ１の巻取張力を後述する所定値になるように制御する。なお、ＤＣＦ１の巻取張力は、複数のガイドローラ３のうちの１つに設けられた張力計６により検出され、制御回路７にフィードバックされる。
【００１４】
ＤＣＦコイルは、ＤＣＦ１がコイルボビン８上に巻取られたときにファイバ同士が互いに接触して、側圧やマイクロベンドに起因する損失が生じやすい。このため、本発明においては、コイルボビン８への巻取張力を通常（２０ｇ重以上）より低い張力で巻取るようにしている。例えば、１０ｇ重未満で巻取るのが好ましい。
【００１５】
図５は、常温（２５℃）で測定したＤＣＦコイルの設定巻取張力における波長と伝送損失（以下、単に損失という）との関係を示し、図６は低温（−１０℃）で測定したＤＣＦコイルの設定巻取張力における、波長と常温（２５℃）での損失との差分（損失変化量）を示したものである。なお、設定巻取張力とは、ファイバをコイルボビンに巻き取る際に設定する巻取張力を示し、実際の巻取張力は、この設定巻取張力の値を中心に変動しながら、コイルボビンに巻き取られる。
【００１６】
図５は、ＤＣＦ用の光ファイバ（２重クラッドファイバ）をコイル巻きしたときの損失特性で、ファイバの巻ピッチが０.７ｍｍで、ファイバの設定巻取張力が５ｇ重、１０ｇ重、３０ｇ重で巻いたときの波長と損失の関係を測定したデータである。
この図５によれば、巻取張力を低張力とすることにより損失が少なくなることが分かる。なお、損失は、Ｃバンドの波長域での巻取張力による差はあまりないが、Ｌバンドの波長域から長波長側になるにしたがって巻取張力の違いによる損失の大きさに差が生じる。
【００１７】
また、図６は、上述した図５の測定に用いたＤＣＦ用の光ファイバ（２重クラッドファイバ）をコイル巻きしたものを、低温（−１０℃）状態に保持したときの波長と損失の関係を測定したデータである。なお、損失は常温（２５℃）での損失との差分（損失変化量）で示してある。
【００１８】
この図６によれば、低温状態では、Ｃバンド域から長波長側になるにしたがって、何れの巻取張力でも損失変化量は増加するが、設定巻取張力が５ｇ重と１０ｇ重の低張力では、その損失増加の割合にそれほどの差異はなく、増加割合もあまり大きくはない。しかし、設定巻取張力が３０ｇ重と大きくなると、低張力で巻取るものと比べて長波長側での損失増加の割合が大きくなる。
したがって、上述した図５，６の測定データによれば、巻取張力は低いほど損失及び低温状態としたときの損失変化量が小さく、特に１０ｇ重以下で巻取られていることが好ましいと言える。
【００１９】
上述のようにして巻取られたコイル巻きファイバは、予め所定の分散値を越えるように長めに巻取られているので、コイル巻きファイバの巻取り後に巻取り方向と反対の方向に回転させて、コイル巻きファイバの巻戻しを行い、分散値が所定値になるように調整する。また、この分散値の調整後に、巻取られたコイル巻きファイバの表面に接着性を有する樹脂を付与するなどして、コイル巻きファイバの巻き崩れを防止することができる。この場合も、コイル巻きファイバと共にコイル巻きファイバを巻取りと反対方向に回転させて、樹脂を塗布することがある。
【００２０】
ＤＣＦ１のコイルボビン８への巻取りに際しては、図１（Ｂ）に示すように、その巻始端ファイバ部分１０ａは、コイルボビン８の鍔部８ｂの一方に設けた巻始端ファイバ引出し孔８ｃを通して、鍔部の外側に引出されて分散値の測定や光コネクタへの接続用に供せられる。この鍔部８ｂの外側に引出された巻始端ファイバ部分１０ａは、巻始端ファイバ引出し孔８ｃないしその近傍に、仮止めテープ１１ａ等により固定され、巻取り中に移動しないようにされる。また、巻始端ファイバ部分１０ａが長い場合は束状にして、巻始端ファイバ引出し孔８ｃから離れた位置で仮止めテープ１１ｂ等に固定し、前記の仮止めテープ１１ａと合わせて２箇所以上で固定するようにしてもよい。
【００２１】
１０ｇ重以下の低張力でコイル巻きファイバ１０の巻取り後に、上記のように、巻始端ファイバ部分１０ａを巻始端ファイバ引出し孔８ｃないしその近傍で固定した状態で、分散値を調整するためにコイルボビン８と共にコイル巻きファイバ１０を巻取りと反対方向に回転させてファイバを繰り出すと、コイル巻きファイバ１０は、コイルボビン８の回転に対してスリップし、コイルボビン８の回転から多少遅れるように回転し、回転量に差が生じる。このため、この仮止めテープ１１ａで固定された部分から内側のファイバ部分に弛みや蛇行を生じ、急激なファイバの曲げによる伝送損失の増加などが発生する。
【００２２】
本発明においては、このため、図１（Ｃ）に示すように、巻始端ファイバ部分１０ａを鍔部８ｂの巻始端ファイバ引出し孔８ｃないしその近傍で固定している仮止めテープ１１ａを外し、巻始端ファイバ引出し孔８ｃを通るファイバ部分の移動が拘束されず自由に移動できる解放状態にする。なお、巻始端ファイバ引出し孔８ｃから離れた位置では、巻始端ファイバ引出し孔８ｃでのファイバ移動が自由に移動できる状態であれば、束状にされている巻始端ファイバ部分１０ａを仮止めテープ１１ｂで固定するようにしてもよい。なお、コイルボビン８が回転軸等で軸支されている場合、束状にされている巻始端ファイバ部分は、仮止めテープ１１ｂで固定せず、回転軸上でフリー回転するような状態で支持するようにしてもよい。
【００２３】
図２は、上述したＤＣＦの巻取り処理の他の例を説明する図である。図中、８ａは胴部、９は補助巻取部、９ａは補助巻取部の巻胴部、９ｂは突壁部を示す。その他の符号は、図１の説明に用いた符号を用いることにより説明を省略する。
【００２４】
コイルボビン８は、図２に示すように、胴部８ａの両側に鍔部８ｂを設けてなり、また、一方の鍔部８ｂの内径部側に巻始端ファイバ部分１０ａを引出す巻始端ファイバ引出し孔８ｃが設けられている。胴部８ａは、熱膨張係数の小さなプラスチックで形成されることが望ましい。鍔部８ｂはアルミニウムなどの軽量金属で形成される。コイルボビン８のサイズは、一例として、胴部８ａの直径が１２０ｍｍ、鍔部８ｂの直径が２００ｍｍ、胴幅（鍔部８ｂ間の幅）が３０ｍｍ程度である。なお、このコイルボビンには、例えば、長さ１０ｋｍ程度のＤＣＦが巻付けられている。
【００２５】
巻始端ファイバ引出し孔８ｃが設けられた一方の鍔部８ｂには、コイル巻きファイバ１０の巻始端ファイバ部分１０ａを巻取るための補助巻取部９が一体または分離可能に設けられる。補助巻取部９は、補助巻取部の巻胴部９ａと突壁部９ｂからなり、コイル巻きファイバ１０の巻取りに先立って、巻始端ファイバ引出し孔８ｃから引出された巻始端ファイバ部分１０ａのファイバが数ターン〜十数ターン巻付けられる。巻始端ファイバ部分１０ａは、図１（Ｂ）で説明したように、巻始端ファイバ引出し孔８ｃないしその近傍で仮止めテープ１１ａで固定し、また、巻始端ファイバ引出し孔８ｃから離れた位置で自由端部分が仮止めテープ１１ｂで固定することができる。
【００２６】
コイルボビン８にコイル巻きファイバ１０が巻取られた後、分散値調整のため巻取り方向と反対の繰り出し方向に回転させる場合、あるいは、コイル巻きファイバ１０の巻き崩れ防止のため、コイルボビン８と共にコイル巻きファイバ１０を巻取り方向と反対の方向に回転させて、コイル表面に樹脂材を塗布する場合、図２（Ａ）に示すように、巻始端ファイバ引出し孔８ｃないしその近傍の仮止めテープ１１ａを外す。この結果、図１（Ｂ），（Ｃ）で説明したのと同様に、コイルボビン８とコイル巻きファイバ１０の回転量の差によりボビン内の巻始端ファイバ部分で生じるファイバの弛み分は、巻始端ファイバ引出し孔８ｃから自由に鍔部８ｂの外に繰り出すことができる。
【００２７】
図２（Ｂ）は、補助巻取部９を取り外し可能としたもので、コイル巻きファイバ１０の巻取り後は、コイルボビン８から分離してボビンサイズを小さく抑えることができる。補助巻取部の巻胴部９ａに巻かれていた巻始端ファイバ部分１０ａは、束状にされてテープなどで止めておく。この束状にされた状態は、図１（Ｃ）で説明したのと同様な状態となり、巻始端ファイバ引出し孔８ｃないしその近傍の仮止めテープを外して、巻始端ファイバ引出し孔８ｃを通るファイバ部分の移動が拘束されず自由に移動できる解放状態にする。また、巻始端ファイバ引出し孔８ｃから離れた位置で、束状にされた巻始端ファイバ部分１０ａを仮止めテープ１１ｂで固定するようにしてもよい。
【００２８】
上述したように、コイルボビン８上にコイル巻きファイバ１０の巻取りが終了した後、コイルボビンと共にコイル巻きファイバを巻取り方向と反対の方向に回転させる場合には、鍔部８ｂの巻始端ファイバ引出し孔８ｃないしその近傍で固定を解放し、巻始端ファイバ引出し孔８ｃの外にボビン内のファイバが自由に繰り出せる状態とする。これにより、巻始端ファイバ部分のファイバが、コイルボビン内で弛みや蛇行を生じ、急激なファイバの曲げにより伝送損失の増加などが生じたりするのを防ぐことができる。
【００２９】
図３は本発明における波長分散補償器の製造フローの概略を示す。ステップ（１）では、図１（Ａ）で説明した巻取り装置で、コイルボビンにコイル巻きファイバが巻取られる。このコイル巻きファイバの巻取りでは、予め設定された長さより若干余裕をもたせてＤＣＦが巻取られる。次いで、ステップ（２）で、コイル巻きファイバの巻取りが終了したら、巻取り装置から外され、分散値の測定が行われる。予め所定の分散値を越えるように長めに巻取られているので、次のステップ（３）で、図１（Ｃ）および図２（Ａ），（Ｂ）等の方法で、コイルボビンと共にコイル巻きファイバを巻取り方向と反対の方向に回転させて、コイル巻きファイバを繰り出し、分散値が所定値になるように調整する。分散値が所定の値にならなければ、ステップ（３）の巻取り長調整を再度行い、ステップ（２）と（３）を繰り返す。
【００３０】
次いで、ステップ（４）に進んで、樹脂供給手段等を用いて、例えば、コイル巻きファイバのファイバ表面の全周に樹脂を塗布して巻き崩れを防止するようにしてもよい。樹脂の塗布は、コイル表面に刷毛、ロールやヘラ等による塗布、あるいは、スプレイ等による吹き付けにより行い、両側の鍔部に接着するようにして塗布するのが好ましい。また、この樹脂の塗布を行うに際し、コイルボビンと共にコイル巻きファイバを巻取り方向と反対の方向に回転させる場合は、上述の図１（Ｃ）および図２（Ａ），（Ｂ）の方法を用いて、巻始端ファイバ部分のファイバがコイルボビン内で弛みや蛇行するのを防ぐようにするのが好ましい。
【００３１】
なお、上述した樹脂を塗布した段階で、常温（２５℃）での損失測定を行った。この結果、巻始端ファイバ部分を鍔部の巻始端ファイバ引出し孔で固定したままの場合は、試料数（３）の測定で、何れも０.０１ｄＢ／ｋｍ以上の損失増加があった。また、目視でも巻始端ファイバ部分に急激な曲げが生じているのが観察された。これに対し、巻始端ファイバ部分を鍔部の巻始端ファイバ引出し孔での固定から解放した場合は、試料数（５）の測定で、何れも損失増加は見られなかった。また、目視の結果でも、特に異常は見られなかった。なお、目視での観察は、測定したコイル巻きファイバを繰り出し、巻かれているファイバの最下層の状態を観察することにより行った。
【００３２】
上述のようにして製造されたファイバコイルを筐体内に収納し、ファイバリードや光コネクタを接続することで、波長分散補償器とされる。
図４は、上記の波長分散補償器を示し、図中、１３はＤＣＦコイル、１４は筐体、１５はファイバリード、１６は光コネクタ、１７は波長分散補償器を示す。
本発明の製造方法により巻取り製造されたＤＣＦコイル１３には、その巻始端ファイバ部分および巻終端ファイバ部分にファイバリード１５を介するか、または、直接に光コネクタ１６を接続し、筐体１４内に収納されて波長分散補償器１７とされる。
【符号の説明】
【００３３】
１…分散補償光ファイバ（ＤＣＦ）、２…サプライボビン、３…ガイドローラ、４…ダンサローラ、５…ＡＣサーボモータ、６…張力計、７…制御回路、８…コイルボビン、８ａ…胴部、８ｂ…鍔部、８ｃ…巻始端ファイバ引出し孔、９…補助巻取部、９ａ…補助巻取部の巻胴部、９ｂ…突壁部、１０…コイル巻きファイバ、１０ａ…巻始端ファイバ部分、１０ｂ…巻終端ファイバ部分、１１ａ，１１ｂ…仮止めテープ、１３…ＤＣＦコイル、１４…筐体、１５…ファイバリード、１６…光コネクタ、１７…波長分散補償器。
【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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