(57)【要約】【課題】溶融延伸部分が断線しないように保護されているとともに伝送損失の低い光ファイバカプラを提供する。【解決手段】２本の光ファイバ２ａ，２ｂを溶融延伸し融着させて、ケース３に納める。溶融延伸していない部分と保護被覆を有する光ファイバ心線１ａ，１ｂの部分を接着剤６でケース３に固定し、溶融延伸された部分９を収納したケース３の溝８の中にはフッ素樹脂７を注入して溶融延伸された部分９を埋没させる。【選択図】　　図１
2004117443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の光ファイバと、該光ファイバを納めるケースとを備え、該複数本の光ファイバは溶融延伸され互いに融着されている光ファイバカプラであって、
上記光ファイバは、溶融延伸された部分以外のうち少なくとも一部を接着剤により上記ケースに固定されており、
上記溶融延伸された部分が納められている上記ケース内の部分には、屈折率が１．４００以下のフッ素樹脂が該溶融延伸された部分を埋没させるように満たされていることを特徴とする光ファイバカプラ。
【請求項２】
請求項１において、
フッ素樹脂は固体であって、光ファイバの溶融延伸された部分をケースに固定していることを特徴とする光ファイバカプラ。
【請求項３】
複数本の光ファイバと、該光ファイバを納めるケースとを備え、該複数本の光ファイバは溶融延伸され互いに融着されている光ファイバカプラであって、
上記光ファイバは、溶融延伸された部分以外のうち少なくとも一部を接着剤により上記ケースに固定されており、
上記溶融延伸された部分が納められている上記ケース内の部分には、屈折率が上記光ファイバの屈折率よりも低い物質が該溶融延伸された部分を埋没させるように満たされていることを特徴とする光ファイバカプラ。
【請求項４】
請求項３において、
溶融延伸された部分が納められているケース内の部分には、屈折率が１．４００以下の物質が該溶融延伸された部分を埋没させるように満たされていることを特徴とする光ファイバカプラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数本の光ファイバと、該光ファイバを納めるケースとを備え、該複数本の光ファイバは溶融延伸され互いに融着されている光ファイバカプラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバを用いた光通信システムでは、光を分岐、結合あるいは分波、合波する必要があるが、このために光カプラが用いられる。光カプラには様々な種類があるが、光ファイバを加工して得られる光ファイバカプラは、伝送用の光ファイバとの結合性に優れ通過光の損失が低いため、光通信の多くの分野で使用されている。
【０００３】
このような光ファイバカプラは、図２に示すように、複数（この場合は２本）の光ファイバ２ａ，２ｂを平行に沿わせ、その一部分を溶融延伸および融着させて作製される。光ファイバ心線１ａ，１ｂには樹脂による保護被覆が設けられているので、溶融延伸を行う前にその部分の保護被覆を除去する。そして、剥き出しになった光ファイバ２ａ，２ｂ同士を束ねて接触させ、マイクロトーチ等で加熱して溶融延伸および融着を行う。このときの融着結合の度合いによって通過する光の分岐比が変わってくる。溶融延伸および融着された光ファイバ２ａ，２ｂは、石英等で作られたケース３に収められて、ケース３と光ファイバ２ａ，２ｂ（光ファイバ心線１ａ，１ｂ部分および保護被覆を除去した部分の一部）とが接着剤６により接着固定される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２５０８３７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記溶融延伸された部分９はケース３内で空気中に宙づりの状態となっており、振動や衝撃などが加わると、保護被覆を除去した光ファイバ２ａ，２ｂが接着剤６から突き出た部分近傍に大きな曲げモーメントがかかって断線する場合があった。また、融着延伸された部分４の径は数十μｍであるため、振動や衝撃などにより融着延伸部分４が、折れて断線してしまうおそれがある。このように断線してしまうと、この光ファイバカプラ２０を組み込んだ機器は作動しなくなり、これが通信機器であると通信が不可能になって、この場合の経済的な損失は非常に大きなものとなる。
【０００６】
溶融延伸された部分の断線を防止するためには、この部分を保護すればよいが、溶融延伸部分を樹脂等に埋め込んで保護しようとしたときに、一般の保護に用いられる樹脂は光ファイバの素材である石英よりも屈折率が高いので、伝送される光が保護樹脂の方に洩れだして伝送損失が増大してしまう。これは、融着延伸された部分は径が小さくなっていて、その断面全体で光の伝送が行われているからである。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、溶融延伸部分が断線しないように保護されているとともに伝送損失の低い光ファイバカプラを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、溶融延伸部分を光ファイバよりも低屈折率の樹脂の中に埋め込んで保護した。
【０００９】
具体的には、請求項１に係る発明は、複数本の光ファイバと、該光ファイバを納めるケースとを備え、該複数本の光ファイバは溶融延伸され互いに融着されている光ファイバカプラを対象とする。
【００１０】
そして、上記光ファイバは、溶融延伸された部分以外のうち少なくとも一部を接着剤により上記ケースに固定されており、上記溶融延伸された部分が納められている上記ケース内の部分には、屈折率が１．４００以下のフッ素樹脂が該溶融延伸された部分を埋没させるように満たされているものとする。
【００１１】
ここでフッ素樹脂とは、高分子の炭素骨格にフッ素原子が結合しているものであり、例えばＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＰＣＴＦＥ、ＦＥＰ等や、含フッ素モノマーと他のモノマーとの共重合体などを挙げることができる。なお、フッ素を含んでいると樹脂の屈折率は低くなる。
【００１２】
請求項１の構成であれば、溶融延伸された部分が収納されたケース内の空間に屈折率の低いフッ素樹脂が満たされていて、このフッ素樹脂が溶融延伸された部分を埋没させて保護をするので、光ファイバカプラに振動や衝撃が加わっても溶融延伸された部分が折れることはない。そして、伝送光の損失もほとんど生じない。また、フッ素樹脂は耐水性に優れ、非透湿性なので、石英が剥き出しとなっている溶融延伸された部分に水分が到達して溶融延伸された部分をもろくさせるという事態は生じない。ここで、フッ素樹脂の屈折率が１．３８８以下であると、フッ素樹脂による伝送光の損失が実質的に０となるので好ましい。
【００１３】
次に、請求項２に係る発明は、請求項１において、フッ素樹脂は固体であって、光ファイバの溶融延伸された部分をケースに固定しているものとする。
【００１４】
請求項２の構成であれば、溶融延伸された部分がケースに固定されているので、振動や衝撃が加えられても確実に保護される。
【００１５】
次に、請求項３に係る発明は、複数本の光ファイバと、該光ファイバを納めるケースとを備え、該複数本の光ファイバは溶融延伸され互いに融着されている光ファイバカプラを対象とする。
【００１６】
そして、上記光ファイバは、溶融延伸された部分以外のうち少なくとの一部を接着剤により上記ケースに固定されており、上記溶融延伸された部分が納められている上記ケース内の部分には、屈折率が上記光ファイバの屈折率よりも低い物質が該溶融延伸された部分を埋没させるように満たされているものとする。
【００１７】
請求項３の構成であれば、溶融延伸された部分が振動や衝撃から保護され、伝送光の損失もほとんど生じない。
【００１８】
次に、請求項４に係る発明は、請求項３において、溶融延伸された部分が納められているケース内の部分には、屈折率が１．４００以下の物質が該溶融延伸された部分を埋没させるように満たされているものとする。
【００１９】
請求項４の構成であれば、伝送光の損失がほとんどなく、かつ溶融延伸された部分が振動や衝撃によっては折れないように保護されている光ファイバカプラとすることができる。ここで、溶融延伸された部分を埋没させる物質の屈折率が１．３８８以下であると、この物質による伝送光の損失が実質的に０になるので好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は、本実施形態に係る光ファイバカプラ１０を模式的に示した図である。この光ファイバカプラ１０は、２本の光ファイバ心線１ａ，１ｂとケース３とを備えている。ケース３内に納められた光ファイバ心線１ａ，１ｂの一部は、保護被覆を除去されて光ファイバ２ａ，２ｂとなっている。なお、これら光ファイバ２ａ，２ｂは石英からなるシングルモードファイバである。
【００２２】
上記ケース３は石英よりなっており、光ファイバ２ａ，２ｂと熱膨張係数が略同じである。そして、ケース３は溝８を有しており、その溝８の中に光ファイバ２ａ，２ｂが納められている。図は、溝８を上から見たものである。
【００２３】
上記２本の光ファイバ２ａ，２ｂは、隣接して平行に置かれており、溶融延伸されて徐々に細くなっているテーパー部５と、両方が融着されている融着部４とを備えている。このテーパー部５と融着部４とが溶融延伸された部分９である。図１では模式的に描かれているため、溶融延伸された部分９が短く現されているが、実際はもっと長い。つまり、溶融延伸により急激に細くすると切れてしまうので、テーパー部５を図に示されているよりも長くしている。
【００２４】
このようにケース３内に収納された光ファイバ心線１ａ，１ｂは、ケース３の両端部で接着剤６により固定されている。このとき、保護被覆を除去して剥き出しにされた光ファイバ２ａ，２ｂの溶融延伸されていない部分も一部、同様に接着剤６により固定されている。このとき、光ファイバ心線１ａ，１ｂおよび光ファイバ２ａ，２ｂの接着剤６により固定される部分は、接着剤６の中に埋め込まれて固定されている。
【００２５】
そして、光ファイバ２ａ，２ｂの上記溶融延伸された部分９は、ケース３の溝８の中に納められていて、その溝８の両端は接着剤６により堰き止められているので、溶融延伸された部分９は溝８と接着剤６とで形成された窪みの中に収納されていることになる。この窪み、即ち溶融延伸された部分９が納められた部分（空間）にフッ素樹脂７が配置されている。このフッ素樹脂７は、最初は低粘度の液体であって、液体の状態でケース３の溝８内に注入された後に紫外線を照射されて硬化し、最終的に固体となっている。そして、光ファイバ２ａ，２ｂの溶融延伸された部分９はこのフッ素樹脂７の中に埋没されていて、ケース３に固定されている。
【００２６】
上記フッ素樹脂７は、屈折率が１．４００以下、好ましくは１．３８８以下であり、光ファイバ２ａ，２ｂの素材である石英の屈折率１．４４〜１．４６よりも十分に低い屈折率を有している。またフッ素樹脂７は一般に未硬化の液状であるときは粘度が低いので、ケース３の溝８内に注入されたときに溶融延伸された部分９に大きな曲げモーメントを与えることはない。従って、溶融延伸された部分９が液状のフッ素樹脂７注入時に折れてしまうことはない。さらに、耐水性に優れ透湿性が非常に劣っているので、埋没された光ファイバ溶融延伸部分９にまで外部の水が到達することを確実に防ぐ。即ち、水分による溶融延伸された部分９の脆化を防止する。
【００２７】
なお、溶融延伸された部分９をフッ素樹脂７の中に埋没させることにより、この光ファイバカプラ１０の分岐比が変わってくる。例えば、埋没させる前の分岐比が９９：１であるとき、フッ素樹脂７に埋没させると分岐比が９７：３と変化してしまう。この分岐比の変化は、フッ素樹脂７の種類によって一義的に決まってくるので、分岐比９７：３の光ファイバカプラ１０が必要なときは、例えば分岐比９９：１となるように光ファイバ２ａ，２ｂを溶融延伸および融着させた後、予め実験により分岐比を９７：３とすることが確認された所定のフッ素樹脂７を注入すればよい。
【００２８】
本実施形態の光ファイバカプラ１０の製造方法は以下の通りである。
【００２９】
フッ素樹脂７を注入する直前の状態までは、公知の方法で作製すればよい。例えば、２本の光ファイバ心線１ａ，１ｂの保護被覆を一部除去し、その除去した部分を束ねてバーナーにより加熱しながら溶融延伸および融着を行う。このとき、光ファイバ心線１ａ，１ｂを測定装置に繋いで分岐比を測定しながら溶融延伸および融着を行う。そして、所望の分岐比になったら溶融延伸および融着をやめる。それから、溶融延伸および融着を行った光ファイバ心線１ａ，１ｂを石英のケース３内に入れて、溶融延伸された部分９以外の部分を接着剤６により接着固定する。
【００３０】
それから、紫外線硬化型の液状のフッ素樹脂７を溶融延伸された部分を納めたケース３内の空間に注入し、溶融延伸された部分９を埋没させる。そして、紫外線を照射してフッ素樹脂７を硬化させる。さらにケース３に熱収縮チューブを被せて加熱して光ファイバカプラ１０が完成する。
【００３１】
これまで説明してきたように、本実施形態の光ファイバカプラ１０は、光ファイバ２ａ，２ｂの溶融延伸された部分９を低屈折率のフッ素樹脂７に埋没させているので、衝撃や振動が加わっても断線するおそれがなく、伝送光の損失増大も生じない。フッ素樹脂７は耐水性に優れ、透湿性に劣るので、外部の水分が溶融延伸された部分９に到達することがなく、水分による脆化を防止することができる。また、フッ素樹脂７は固体であって、光ファイバ２ａ，２ｂの溶融延伸された部分９をケース３に固定しているので、溶融延伸された部分９を、断線しないよう衝撃や振動からより確実に保護している。
【００３２】
本実施形態は一つの例であって、本発明は本実施形態に限定されない。ケース３の形状や素材は光ファイバ２ａ，２ｂを保護し、カプラ特性に悪影響を与えなければどのようなものでも構わない。接着剤６も、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂など光ファイバ２ａ，２ｂとケース３とを確実に接着固定できればどのようなものでも構わない。フッ素樹脂７を満たした後、溝８の上に蓋をしても構わないし、光ファイバカプラ１０全体を鞘で覆っても構わない。溶融延伸された部分９を埋没させる物質はフッ素樹脂７に限定されず、所定の屈折率以下の物質であればよい。また、フッ素樹脂７は、紫外線硬化型に限定されず熱硬化型であっても構わない。さらに、硬化させないで液状のまま溶融延伸された部分９を埋没させておいても構わない。また、フッ素樹脂７には他のハロゲン原子（例えば塩素）や官能基が結合していても構わない。
【００３３】
【実施例】
（実施例）
ヒータ型光ファイバカプラ製造装置ＦＣＩ−０２０１（ＮＴＴ−ＡＴ社製）に、シングルモードファイバ（光ファイバ）ＳＳ９Ａ１Ｕ（三菱電線工業株式会社製）２本をセットして、分岐比が９９：１になるように溶融延伸および融着を行った。それから、石英製のケースに溶融延伸および融着を行った光ファイバを収納し、図２に示すようにエポキシ系光硬化樹脂を接着剤として用いて光ファイバをケースに接着固定した。さらに、図１に示すように、溶融延伸された部分を収納したケースの溝に紫外線硬化型フッ素樹脂（オプスター（登録商標）、屈折率１．３８５）を満たして、紫外線を照射して硬化させた。この後分岐比を測定したら、９７：３であった。
【００３４】
（比較例１）
フッ素樹脂として屈折率１．４０２のものを用い、実施例と同様にして光ファイバカプラを作製した。伝送損失が非常に大きいため、分岐比は、測定不可能であった。
【００３５】
（比較例２）
実施例と同じようにして、光ファイバを溶融延伸および融着を行った後ケースに納めて接着剤で固定して光ファイバカプラとした。なお、実施例とは違って、フッ素樹脂で溶融延伸された部分を埋没させることは行わなかった。
【００３６】
以上の３種類の光ファイバカプラの過剰損（伝送損失）を測定したところ、実施例のものが０．０５ｄＢ以下、比較例１のものが２０ｄＢ以上、比較例２のものが０．０５ｄＢ以下であった。
【００３７】
また、これら３種類の光ファイバカプラをそれぞれ１００個作製し、テルコーディアＧＲ−１２１１−ＣＯＲＥ規格で定められた振動試験を行った。比較例２のものでは、１００個中２個が断線した。実施例および比較例１のものでは、断線したものはなかった。
【００３８】
実施例の光ファイバカプラは、比較例１および２に比べて、過剰損（伝送損失）および耐振動性能ともに優れた結果を示した。
【００３９】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に述べる効果を奏する。
【００４０】
光ファイバの溶融延伸された部分が低屈折率のフッ素樹脂の中に埋没されているから、振動や衝撃による光ファイバの断線が防がれ、伝送損失も低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る光ファイバカプラの模式図である。
【図２】従来の光ファイバカプラの模式図である。
【符号の説明】
２ａ，２ｂ　　　光ファイバ
３　　　　　　　ケース
６　　　　　　　接着剤
７　　　　　　　フッ素樹脂（屈折率が低い物質）
９　　　　　　　溶融延伸された部分
１０，２０　　　光ファイバカプラ
【図１】
2004117443.tif 000003
【図２】
2004117443.tif 000004