(57)【要約】【課題】  ホーリーファイバを他の光ファイバと接続した場合に接続損失が小さく、かつ、簡潔容易に接続できる光ファイバ接続方法、光ファイバ接続構造および融着接続機を提供する。【解決手段】  ホーリーファイバと他の光ファイバを接続する光ファイバ接続方法であって、ホーリーファイバの端面から離れた位置で孔埋めを行う孔埋め工程と、当該ホーリーファイバを、孔埋めされた箇所で切断して孔のない接続用面Ｌを表出させる切断工程と、前記接続用面Ｌと他の光ファイバの先端とを接続する接続工程とを有することを特徴とする光ファイバ接続方法。【選択図】  図１
2008164935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホーリーファイバと他の光ファイバを接続する光ファイバ接続方法であって、
ホーリーファイバの端面から離れた位置で孔埋めを行う孔埋め工程と、
当該ホーリーファイバを、孔埋めされた箇所で切断して孔のない接続用面を表出させる切断工程と、
前記接続用面と他の光ファイバの先端とを接続する接続工程とを有することを特徴とする光ファイバ接続方法。
【請求項２】
前記接続工程は、融着接続による接続であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ接続方法。
【請求項３】
前記接続工程は、コネクタを用いた接続であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ接続方法。
【請求項４】
前記他の光ファイバが、接続用面を有するホーリーファイバであることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ接続方法。
【請求項５】
ホーリーファイバと他の光ファイバを接続した光ファイバ接続構造であって、
前記ホーリーファイバは、孔埋めを行って切断した孔のない接続用面を有し、当該接続用面と他の光ファイバの先端とが接続されてなることを特徴とする光ファイバ接続構造。
【請求項６】
請求項５記載の光ファイバ接続構造を形成するための融着接続機であって、
光ファイバを保持する保持手段と、孔埋め用兼放電融着用の放電端子と、光ファイバを切断して接続用面を表出させる切断手段と、前記光ファイバと放電端子または切断手段とを位置合わせできる位置合わせ手段を有することを特徴とする融着接続機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホーリーファイバとシングルモード光ファイバ（以下、ＳＭＦとも称する）等他の光ファイバとを低損失で接続する光ファイバ接続方法、光ファイバ接続構造および融着接続機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光伝送に用いる光ファイバには、屈折率を違えて形成されたコア部とクラッド部とで構成されたシングルモード光ファイバ等が用いられている。
近年、伝送効率の向上や取り扱い性の改良のため、クラッド部、あるいはコア部およびクラッド部に、配列された複数の孔を有するホーリーファイバ（以下、ＨＦとも称する）が検討されている。
ホーリーファイバでは、空孔の大きさ、数、間隔などを工夫することで、「極めて広い波長域での単一モードの動作」、「曲げ損失の大幅低減」、「高い偏波保持特性の実現」など、従来の光ファイバでは実現しえなかった数々の光学特性を実現できる。
一方、ホーリーファイバには、他の光ファイバとの接続時に、接続損失の増加、反射減衰量の増加が起こりやすいという問題点がある。
【０００３】
図１３および図１４を用いて、従来のホーリーファイバの接続技術を説明する。
図１３は従来の接続方法を示す側面図であって、（ａ）は接続前の図、（ｂ）は突き合わせた状態の図、（ｃ）は融着接続した図である。図１４はホーリーファイバの先端の正面図である。
１０はＳＭＦ、１１はコア部、１２はクラッド部、２０はＨＦ、２１はコア部、２２はクラッド部、２３は孔部、Ｂは気泡、Ｅは放電融着用の放電端子である。
まず図１３（ａ）に示すように、接続するＨＦ２０とＳＭＦ１０とを向き合わせて配置する。なお、ＨＦ２０を正面から見ると、図１４に示すように、コア部２１を取り囲むようにしてクラッド部２２中に孔部２３を有している。
次に図１３（ｂ）に示すように、ＨＦ２０のコア部２１とＳＭＦ１０のコア部１１を位置合わせして突き合わせて、端子Ｅより放電して融着接続させる。
しかし、図１３（ｃ）に示すように、放電の際に孔部２３が潰れることが多く、その空気をＳＭＦ１０側へ逃がすことができないので、接続面に気泡Ｂが発生してしまうことがあった。
この気泡Ｂがコア部２１にまで入り込むと、接続損失の増加、反射減衰量の増加が大きくなってしまっていた。
この問題点を解決するために、ＨＦ２０端面の孔部２３を所定の樹脂等により封止する方法などが提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１２６７２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この方法は、接続に際して樹脂を高精度に取り扱う必要があり、コストや手間がかかってしまうことがあった。
【０００６】
本発明は、以上のような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とする処は、ホーリーファイバを他の光ファイバと接続した場合に接続損失が小さく、かつ、簡潔容易に接続できる光ファイバ接続方法、光ファイバ接続構造および融着接続機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、下記の技術的構成により、上記課題を解決できたものである。
【０００８】
（１）ホーリーファイバと他の光ファイバを接続する光ファイバ接続方法であって、ホーリーファイバの端面から離れた位置で孔埋めを行う孔埋め工程と、当該ホーリーファイバを、孔埋めされた箇所で切断して孔のない接続用面を表出させる切断工程と、前記接続用面と他の光ファイバの先端とを接続する接続工程とを有することを特徴とする光ファイバ接続方法。
（２）前記接続工程は、融着接続による接続であることを特徴とする前記（１）記載の光ファイバ接続方法。
（３）前記接続工程は、コネクタを用いた接続であることを特徴とする前記（１）記載の光ファイバ接続方法。
（４）前記他の光ファイバが、接続用面を有するホーリーファイバであることを特徴とする前記（１）記載の光ファイバ接続方法。
（５）ホーリーファイバと他の光ファイバを接続した光ファイバ接続構造であって、前記ホーリーファイバは、孔埋めを行って切断した孔のない接続用面を有し、当該接続用面と他の光ファイバの先端とが接続されてなることを特徴とする光ファイバ接続構造。
（６）前記（５）記載の光ファイバ接続構造を形成するための融着接続機であって、光ファイバを保持する保持手段と、孔埋め用兼放電融着用の放電端子と、光ファイバを切断して接続用面を表出させる切断手段と、前記光ファイバと放電端子または切断手段とを位置合わせできる位置合わせ手段を有することを特徴とする融着接続機。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ホーリーファイバを他の光ファイバと接続した場合に接続損失が小さく、かつ、簡潔容易に接続できる光ファイバ接続方法、光ファイバ接続構造および融着接続機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
（光ファイバ接続方法）
図１は本発明の光ファイバ接続方法を示す側面図である。
１０はＳＭＦ、１１はコア部、１２はクラッド部、２０はＨＦ、２０ａは孔埋め切断したＨＦ、２１はコア部、２２はクラッド部、２３は孔部、Ｃはカッターなどの切断手段、Ｅは孔埋め用兼放電融着用の放電端子、Ｌは接続用面である。
まず、図１（ａ）に示すように、接続されるＨＦ２０とＳＭＦ１０とを向かい合うように配置する。
次に、図１（ｂ）に示すように、ＨＦ２０の端面でない一部に放電端子Ｅによる放電を行い、孔埋めを行う。このとき孔部２３が塞がれ、クラッド部２２が陥没する。
このとき、端面から離れた位置で放電を行うことで、孔部２３内の空気を全て両側へ逃がすことにより端面近傍にて空気を取り込んで気泡を生じることがないので、コア部２１へ影響を与えることがない。
そして、図１（ｃ）に示すように、ＨＦ２０の孔埋めをした位置と切断手段Ｃとを位置合わせして、切断手段ＣによりＨＦ２０を切断することで、孔部２３のない接続用面Ｌを表出させる。
なお、ＨＦ２０の孔部２３のない接続用面Ｌを表出させた後にＳＭＦ１０を向かい合うように配置してもよい。
上記のように、放電融着用の放電端子Ｅを用いてから切断することで、特別な装置等を用いる必要がなく、簡潔容易に接続用面Ｌを形成できる。
次に、図１（ｄ）に示すように、孔埋めして切断したＨＦ２０ａとＳＭＦ１０とを突き合わせ、接続用面ＬとＳＭＦ１０の先端とを接触させる。
そして、図１（ｅ）に示すように、接触部分と放電端子Ｅとを位置合わせして、放電端子Ｅによる放電を行い、接続用面ＬとＳＭＦ１０の先端とを融着接続させる。
以上により、図１（ｆ）に示すように、ＨＦ２０ａとＳＭＦ１０とを接続することができる。
【００１１】
なお、融着接続に代えてメカニカルスプライスやコネクタを用いて接続してもよい。
例えば、接続用面Ｌに研磨処理を施し、ＳＣコネクタに取り付けることでＨＦのＳＣコネクタの完成となる。さらに、ＳＭＦの先端に研磨処理を施し、ＳＣコネクタに取り付けることでＳＭＦのＳＣコネクタを作製できる。これらを組み合わせて接続することでコネクタによる接続ができる。
なお、コネクタはＳＣコネクタに限定されず、ＦＣコネクタ、ＭＵコネクタ等を用いてもよい。
いずれの接続方法を用いる場合でも、接続用面Ｌを表出させて接続することで接続損失を低く抑えることができる。ただし、もっとも好ましいのは接続損失が低い融着接続である。
【００１２】
（光ファイバ接続構造）
本発明の光ファイバ接続構造は、ホーリーファイバと他の光ファイバとが接続されてなる。
図１（ｆ）に示されるのは、本発明の光ファイバ接続構造である。
ＨＦ２０ａは、孔埋めを行って切断した孔のない接続用面Ｌ（図１（ｃ）のＬに相当）を有し、当該接続用面Ｌと他の光ファイバであるＳＭＦ１０の先端とが接続されてなる。
なお、接続の仕方は融着接続でもよいし、メカニカルスプライスやコネクタを用いて接続してもよいが、もっとも好ましいのは接続損失が低い融着接続である。
【００１３】
本発明のＨＦ２０には、空孔アシスト型ファイバおよびフォトニック結晶型ファイバのいずれも用いることができる。また、孔部２３の形状や配置等も限定されない。
そして、他の光ファイバはＳＭＦ１０に限らず、接続用面Ｌを有したＨＦ、ＧＩファイバやＳＩファイバ等、汎用のマルチモードファイバを用いることができる。
また、ＨＦとしては、ＳＭＦ製造用母材と同質の母材に所定個数及び所定位置に孔を穿設し、製造されるホーリーファイバを用いることが好ましい。
【００１４】
（融着接続機）
次に、図２を用いて本発明の融着接続機について説明する。
図２は本発明の融着接続機を示す概念図であって、（ａ）は保持手段が移動可能な融着接続機、（ｂ）は切断手段および放電手段が移動可能な融着接続機である。
ＨはＨＦ２０等の光ファイバを保持する保持手段、Ｐは光ファイバと放電端子または切断手段とを位置合わせできる位置合わせ手段である。
保持手段Ｈとしては通常使われる光ファイバホルダーなどを用いることができ、位置合わせ手段Ｐとしては、例えば通常使われる電動ステージ、手動ステージなどを用いることができる。
図２（ａ）に示すように、切断手段Ｃおよび放電端子Ｅを固定しておき、それに対してＨＦ２０を保持した保持手段Ｈを位置合わせ手段Ｐにより移動させて、ＨＦ２０を切断手段Ｃおよび放電端子Ｅに対応した適切な位置に位置合わせして、放電および切断をするように構成することができる。
また、図２（ｂ）に示すように、ＨＦ２０を保持した保持手段Ｈを固定しておき、それに対して切断手段Ｃおよび放電端子Ｅを位置合わせ手段Ｐにより移動させて、切断手段Ｃおよび放電端子ＥをＨＦ２０に対応した適切な位置に位置合わせして、放電および切断をするように構成することもできる。
なお、本融着接続機は、ＳＭＦ、ＧＩファイバやＳＩファイバ、汎用のマルチモードファイバ等のＨＦ以外の光ファイバの融着接続にも用いることができる。
【実施例】
【００１５】
まず、接続箇所がない状態で接続損失０の標準状態を示すために基準実験を行った。
［基準実験］
図３は基準実験の回路図である。
１は光パワーメータ（ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ社製、商品名：ＯＰＴＩＣＡＬ  ＭＵＬＴＩ  ＰＯＷＥＲ  ＭＥＴＥＲ  「Ｑ８２２１」）、ＦはＦＣコネクタである。
なお、光パワーメータ１は、センサーユニットとして「Ｑ８２２０８」、１．５５μｍＬＤユニットとして「Ｑ８１２１２」を用いた。
ＳＭＦ１０として両端にＦＣコネクタを有するＳＭＦ（住友電工社製、ＦＣコネクタ付光ファイバ２５０μｍ心線、１ｍ）を用いた。
ＳＭＦ１０の両端のＦＣコネクタを、それぞれ光パワーメータ１の入射用端子および出射用端子に接続した。
この状態で波長１５５０ｎｍの光を一方のＦＣコネクタより入射させ、他方のＦＣコネクタより出射された光パワーを測定し、基準値とした。
【００１６】
［実施例１］
図４は実施例１の接続構造における接続損失を測定するための回路図である。
１０′は一端にＦＣコネクタを有するＳＭＦ（住友電工社製、ＦＣコネクタ付光ファイバ２５０μｍ心線、３．５ｍ）、２０ｗは両端を孔埋め切断したＨＦ、Ｙは融着接続部である。
ＨＦとして、ＳＭＦ（住友電工社製、光ファイバ２５０μｍ心線、１．６ｍ）のコア部周辺のクラッド部に６個の孔を穿設したホーリーファイバを用いた。
ＨＦの一端から０．０５ｍの位置で孔埋め工程および切断工程を行い、接続用面を表出させてＳＭＦ１０′と融着接続させ、本発明の接続構造を形成した。
他端についても同様にしてもう１本のＳＭＦ１０′と融着接続させた。
なお、これによりＨＦ２０ｗは１．５ｍとなった。
融着接続には、融着接続機（古河電工社製、商品名：多心ファイバ融着接続機Ｓ１９９Ｍ１２）を分解して、光ファイバに対して自在に位置合わせして任意の箇所に放電、切断できるように、位置合わせ手段および切断手段を追加して構成した融着接続機を用いた。
そして、ＳＭＦ１０′のＦＣコネクタを、それぞれ光パワーメータ１の入射用端子および出射用端子に接続した。
この状態で波長１５５０ｎｍの光を一方のＦＣコネクタより入射させ、他方のＦＣコネクタより出射された光パワーを測定し、基準値との差異を実施例１の接続損失とした。
【００１７】
［実施例２］
図５は実施例２の接続構造における接続損失を測定するための回路図である。
ＳはＳＣコネクタ（住友電工社製、商品名：クイックＳＣコネクタ「Ｑ−ＳＣ＜ＳＭ＞−Ａ」）である。
融着接続に代えて、メカニカルスプライス方式のＳＣコネクタ接続を用いたことを除き、実施例１と同様にして実施例２による本発明の接続構造を形成し、その接続損失を測定した。
【００１８】
［実施例３］
図６は実施例３の接続構造における接続損失を測定するための回路図である。
２０ｗ′は長さが０．７５ｍであることを除きＨＦ２０ｗと同一であり、両端を孔埋め切断したＨＦである。
ＨＦ２０ｗに代えて、ＨＦ２０ｗ′２本を融着接続した光ファイバ（１．５ｍ）を用いたことを除き、実施例１と同様にして実施例３による本発明の接続構造を形成し、その接続損失を測定した。
【００１９】
[実施例４]
図７は実施例４の接続構造における接続損失を測定するための回路図である。
Ｓ′はＨＦに装着されたＳＣコネクタであり、ＳＣコネクタ端面は研磨機（ＳＥＩＫＯＨ  ＧＩＫＥＮ社製、商品名：ＳＦＰ−５２０  ＦＩＢＥＲ  ＰＯＬＩＳＨＥＲ）によりＰＣ（Physical Contact）研磨した。
ＨＦ２０ｗに代えて、ＨＦ２０ｗ′２本をＰＣ研磨ＳＣコネクタ接続した光ファイバ（１．５ｍ）を用いたことを除き、実施例１と同様にして実施例４による本発明の接続構造を形成し、その接続損失を測定した。
【００２０】
［比較例１］
図８は比較例１の接続構造における接続損失を測定するための回路図である。
１０′′はＳＭＦ（住友電工社製、光ファイバ２５０μｍ心線、１．５ｍ）である。
ＨＦ２０ｗに代えて、ＳＭＦ１０′′を用いたことを除き、実施例１と同様にしてホーリーファイバのない比較例１による比較用の接続構造を形成し、その接続損失を測定した。
【００２１】
［比較例２］
図９は比較例２の接続構造における接続損失を測定するための回路図である。
Ｙｂは気泡が発生した融着接続部である。
ＨＦに対して孔埋め工程および切断工程を行わず、ＨＦ２０をそのままＳＭＦ１０′と融着接続したことを除き、実施例１と同様にして比較例２による比較用の接続構造を形成し、その接続損失を測定した。
【００２２】
［比較例３］
図１０は比較例３の接続構造における接続損失を測定するための回路図である。
ＨＦ２０ｗに代えて、ＳＭＦ１０′′（住友電工社製、光ファイバ２５０μｍ心線、１．５ｍ）を用いたことを除き、実施例２と同様にしてホーリーファイバのない比較例３による比較用の接続構造を形成し、その接続損失を測定した。
【００２３】
［比較例４］
図１１は比較例４の接続構造における接続損失を測定するための回路図である。
αはＳＭＦ１０′と接する一端、βは他端である。
２０ｓは一端を孔埋め切断したＨＦである。すなわち、ＳＭＦ１０′と接する一端αのみを孔埋め切断して、他端βは孔埋め切断していない。なお、それを除いてはＨＦ２０ｗ′と同一である。
ＨＦ２０ｗ′に代えて、ＨＦ２０ｓを用いたことを除き、実施例３と同様にして比較例４による比較用の接続構造を形成し、その接続損失を測定した。
なお、ＨＦ２０ｓ同士の融着接続部Ｙｂには気泡が発生していた。
【００２４】
[比較例５]
図１２は比較例５の接続構造における接続損失を測定するための回路図ある。
ＨＦ２０ｗ′に代えて、ＨＦ２０ｓを用いたことを除き、実施例４と同様にして比較例５による比較用の接続構造を形成し、その接続損失を測定した。
【００２５】
基準実験、実施例および比較例の主な条件を表１に示す。
【００２６】
【表１】
2008164935.tif 000003
【００２７】
＜接続損失＞
実施例および比較例について、図４〜図１２の回路図にしたがって接続損失を測定した。なお、実用上必要な接続損失は０．５ｄＢ以下である。
＜曲げ特性＞
曲げ特性は、上記接続損失を測定した後、真ん中の光ファイバ（両端をＦＣコネクタ付きＳＭＦと接続した光ファイバ）の一部をΦ１０ｍｍのループ状に屈曲させて屈曲状態での接続損失を測定し、上記接続損失と比べて１．０ｄＢ以上増加した場合を×とし、増加が１．０ｄＢ未満であったものを○とした。
測定の結果を表２に示す。
【００２８】
【表２】
2008164935.tif 000004
【００２９】
（評価結果）
実施例１〜４では、接続損失が０．５ｄＢ未満であり、かつ、曲げ特性も優れており実用上問題ない。
これに対し、比較例１、３では、接続損失は十分低いが曲げ特性は不十分で実用上問題があった。
また、比較例２、４、５では、曲げ特性は十分であるが接続損失が０．５ｄＢ以上と高く実用上問題があった。
以上のように本発明によれば、簡単な処理を行うことで、ホーリーファイバを他の光ファイバと接続した場合に接続損失が小さく、かつ、簡潔容易に接続できる光ファイバ接続方法、光ファイバ接続構造および融着接続機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の光ファイバ接続方法を示す側面図
【図２】本発明の融着接続機を示す概念図であって、（ａ）は保持手段が移動可能な融着接続機、（ｂ）は切断手段および放電手段が移動可能な融着接続機
【図３】基準実験の回路図
【図４】実施例１の接続構造における接続損失を測定するための回路図
【図５】実施例２の接続構造における接続損失を測定するための回路図
【図６】実施例３の接続構造における接続損失を測定するための回路図
【図７】実施例４の接続構造における接続損失を測定するための回路図
【図８】比較例１の接続構造における接続損失を測定するための回路図
【図９】比較例２の接続構造における接続損失を測定するための回路図
【図１０】比較例３の接続構造における接続損失を測定するための回路図
【図１１】比較例４の接続構造における接続損失を測定するための回路図
【図１２】比較例５の接続構造における接続損失を測定するための回路図
【図１３】従来の接続方法を示す側面図であって、（ａ）は接続前の図、（ｂ）は突き合わせた状態の図、（ｃ）は融着接続した図
【図１４】ホーリーファイバの先端の正面図
【００３１】
１  光パワーメータ
１０、１０′、１０′′  ＳＭＦ
１１  コア部
１２  クラッド部
２０  ＨＦ
２０ａ  孔埋め切断したＨＦ
２０ｓ  一端を孔埋め切断したＨＦ
２０ｗ、２０ｗ′  両端を孔埋め切断したＨＦ
２１  コア部
２２  クラッド部
２３  孔部
Ｂ  気泡
Ｃ  切断手段
Ｅ  放電端子
Ｆ  ＦＣコネクタ
Ｈ  保持手段
Ｌ  接続用面
Ｐ  位置合わせ手段
Ｓ  メカニカルスプライス方式のＳＣコネクタ
Ｓ′  ＰＣ研磨ＳＣコネクタ
Ｙ  融着接続部
Ｙｂ  気泡が発生した融着接続部
【図１】
2008164935.tif 000005
【図２】
2008164935.tif 000006
【図３】
2008164935.tif 000007
【図４】
2008164935.tif 000008
【図５】
2008164935.tif 000009
【図６】
2008164935.tif 000010
【図７】
2008164935.tif 000011
【図８】
2008164935.tif 000012
【図９】
2008164935.tif 000013
【図１０】
2008164935.tif 000014
【図１１】
2008164935.tif 000015
【図１２】
2008164935.tif 000016
【図１３】
2008164935.tif 000017
【図１４】
2008164935.tif 000018