(57)【要約】【課題】簡便な方法により、結合度の波長依存性が小さく、全長が短い波長平坦型光ファイバカプラの製造方法を提供する。【解決手段】構造パラメータが同一の２本の光ファイバ１及び２の被覆層の一部分を除去しガラス部分を露出させ、ガラス露出部分３及び４が添接するように２本の光ファイバ１及び２を固定する。バーナー５に近いガラス露出部分４を酸素水素火炎６で火炎研磨してクラッド外径を小さくし、光ファイバの構造パラメータを変化させる。この後、２本の光ファイバ１及び２の固定を開放せずに融着延伸を行い、光ファイバカプラを形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２本の光ファイバを添接させ、これらを融着延伸して光ファイバカプラを製造する方法であって、
構造パラメータが同一の２本の光ファイバの被覆層の一部分を除去しガラス部分を露出させ、前記ガラス露出部分が添接するように前記２本の光ファイバを固定し、前記２本の光ファイバのうち少なくとも１本の光ファイバのガラス露出部分を火炎研磨してクラッド外径を小さくせしめ、前記２本の光ファイバ露出部分の構造パラメータを異ならせた後に、前記２本の光ファイバの固定を開放することなく融着延伸を行うことを特徴とする光ファイバカプラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信に使用される融着延伸型光ファイバカプラの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバカプラは、光通信や光センサの分野において利用され、光の分波や合波等の機能を有する光部品であり、融着延伸型の光ファイバカプラは、その製造が比較的簡単であることから、幅広く用いられている。
【０００３】
図４は融着延伸型光ファイバカプラの製造工程の一例を示したものである。融着延伸型光ファイバカプラは、図４（ａ）に示すように、少なくとも２本の所定の長さの光ファイバ１１及び１２を用意し、図４（ｂ）に示すように、それらの長手方向中央部の被覆層を任意の手段で除去し、光ファイバのガラス部分１３及び１４を露出させる。この後、図４（ｃ）に示すように、光ファイバ１１及び１２を並列させて、露出されたガラス部分１３及び１４どうしを添接させた状態で加熱、溶融してこれらを融着させる。
【０００４】
さらに、溶融した部分に引張力をかけてこれを延伸する。これら光ファイバ１１及び１２の結合度は延伸条件によって変化するため、結合度をモニターしながら延伸を行い、所望の光学的結合が得られるよう延伸条件を決定する。このようにして形成された融着延伸部１５は機械的外力の影響を受けやすいので、これを保護ケース内に収納して光ファイバカプラとする。
【０００５】
ここで、光ファイバカプラの結合度は次のように表される。図５は融着延伸型光ファイバカプラの構成を概略的に示したものである。２本の光ファイバ１及び２を融着延伸して得られる光ファイバカプラにおいて、入力側のポートＰ１から入射された光が、出力側のポートＰ３及びＰ４に分岐されて出射される時、結合度は下記の数式（１）で示されるような、出力光パワーの和に対するポートＰ４からの出力光パワーの比により表される。
【０００６】
一般に、このような光ファイバカプラは、同一の光学的特性を有する２本の光ファイバを用いて作製される。下記の数式１で示される結合度Ｃは、図６（ａ）に示すように、延伸長の増大に伴って０％〜１００％まで増加し、その後は周期的に増減する。また、このような光ファイバカプラにおける結合度は、伝搬する光の波長によっても周期的に変化し、結合度の波長依存性は延伸量によって変化する。
【０００７】
【数１】
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【０００８】
一方、結合度の波長依存性が小さい光ファイバカプラは、伝搬定数が異なる２本の光ファイバを融着延伸して得られる。異なる構造パラメータの２本の光ファイバを融着延伸してなる光ファイバカプラは、図６（ｂ）に示すように、融着延伸が進行して延伸長が増大しても、結合度は１００％にならない。その結果、図７に示すように、結合度の波長依存性が小さい光ファイバカプラが得られる。
【０００９】
こうして、光ファイバカプラの材料となる光ファイバの構造パラメータを設定し、設定された構造パラメータを有する光ファイバを選定することで、所望の結合度の光ファイバカプラを得ることができる。
【００１０】
従来の光ファイバカプラの製造方法では、同一の構造パラメータを有する２本の光ファイバを融着延伸し、融着部分の融着度を下げることによって、光ファイバカプラの結合度の波長依存性を緩やかにしている。（例えば、特許文献１参照。）
しかし、融着度を下げることで、融着部分の機械的強度が低下してしまう。また、所望の結合度に達するまでの光ファイバの延伸長が長くなってしまい、光ファイバカプラを小型化するためには好ましい製造方法ではない。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００１−１２４９４８号公報  （第３−４ページ、第１図）
【００１２】
また、異なる伝搬定数の２本の光ファイバを融着延伸し、結合度の波長依存性が小さい光ファイバカプラの製造方法では、結合度の最大値を１００％に満たない特定の値にして、結合度が最大となる近傍での波長平坦性を利用している。（例えば、特許文献２参照。）
【００１３】
【特許文献２】
特開平２−１７１７０５号公報  （第３ページ、第５図）
【００１４】
前記２例の他に、２本の光ファイバのうち１本を事前に延伸しておき（プリ延伸と称する）、光ファイバの構造パラメータを変化させて互いに異なる伝搬定数を有する光ファイバにした後、２本の光ファイバを融着延伸し光ファイバカプラを製造する方法がある。
【００１５】
しかし、前記プリ延伸法では、光ファイバカプラを完成するまでに２回以上の光ファイバの延伸が必要であり、作業工数が多くなる。また、光ファイバの実際の延伸長にはプリ延伸長も含まれ、光ファイバカプラを小型化することは困難である。
【００１６】
光通信においては、５０％、１０％、５％、２％、１％など多種の結合度を有する波長平坦型光ファイバカプラが必要とされる。これらの結合度の光ファイバカプラを得るために、光ファイバのコア径、比屈折率、クラッド外径などが異なる光ファイバを用意するのは困難であり、光ファイバカプラの製造コストは高くなる。
【００１７】
また、コア径やクラッド外径等の構造パラメータが異なる光ファイバを材料にして作製された光ファイバカプラは、光通信機器の部品として使用される場合には、光ファイバカプラの両端ではクラッド外径が異なる光ファイバと接続することになる。このクラッド外径が異なる光ファイバの接続は、低い接続損失が得にくく、歩留まりも悪い。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
よって、本発明の課題は、簡便な方法により、結合度の波長依存性が小さく、全長が短い波長平坦型光ファイバカプラの製造方法を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、２本の光ファイバを添接させ、これらを融着延伸して光ファイバカプラを製造する方法であって、構造パラメータが同一の２本の光ファイバの被覆層の一部分を除去しガラス部分を露出させ、前記のガラス露出部分が添接するように前記２本の光ファイバを固定し、前記２本の光ファイバのうち少なくとも１本の光ファイバのガラス露出部分を火炎研磨してクラッド外径を小さくせしめ、前記２本の光ファイバの構造パラメータを異ならせた後に、前記２本の光ファイバの固定を開放することなく融着延伸を行うことを特徴とする光ファイバカプラの製造方法である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を詳しく説明する。
図１は、本発明の光ファイバカプラ製造方法の一例を示す工程図である。図１（ａ）に示すように、同一の構造パラメータを有する２本の光ファイバ１及び２の中央部の被覆層を１０〜３０ｍｍ除去し、光ファイバ１及び２のガラス部３及び４を露出させる。この露出したガラス部３がガラス部４に対して、下方に配置した加熱源であるバーナー５と反対側に位置するように、２本の光ファイバ１及び２を添接させ、クランプ等で固定する。
【００２１】
この後、加熱源のバーナー５に流した水素及び酸素の混合ガスに点火して形成した酸素水素火炎６で、上方のガラス部３及び下方のガラス部４を加熱する。加熱されたガラスは、その表面が気化し、気化したガラス成分は酸素水素火炎のガス圧で吹き飛ばされることにより、ガラス部３及び４のクラッド部分が削られる。これを火炎研磨と称する。
【００２２】
下方のガラス部４は、酸素水素火炎に近いため、上方のガラス部３よりも高温に熱せられるために、ガラス部３よりも多く削られる。図２は、火炎研磨する光ファイバのガラス露出部周辺の概念図である。また、図３は、図２での光ファイバ１の下方に位置する光ファイバ２の被覆が除去されたガラス部４のクラッド外径ｄと、被覆除去端からの距離Ｌの関係の一例を示すものである。火炎研磨により、クラッド外径が１２５μｍの光ファイバは、クラッド外径が９０μｍまで削られていることがわかる。
【００２３】
この火炎研磨により、下方に位置した光ファイバ２のガラス部４のクラッド外径は小さくなり、光ファイバ２の構造パラメータは、上方に位置する光ファイバ１の構造パラメータとは異なるものとなる。したがって、２本の光ファイバ１及び２は互いに異なる伝搬定数を有する光ファイバとなる。
【００２４】
火炎研磨の後、図１（ｂ）に示すように、２本の光ファイバ１及び２の被覆層を除去したガラス部３及び４を酸素水素火炎６で加熱しながら、光ファイバ１及び２の加熱部分の両側を、加熱部分に対して離れる方向の引張力をかけて融着延伸する。こうして形成した融着延伸部を保護ケースに収納して、光ファイバカプラを形成する。
【００２５】
こうして形成した光ファイバカプラは、伝搬定数が異なる２本の光ファイバから形成したものであり、所望の結合度において波長依存性の小さい光ファイバカプラである。火炎研磨の加熱条件により、光ファイバカプラの結合度を変えることも可能である。
【００２６】
【実施例】
上記の製造方法により制作された光ファイバカプラに、１．２５〜１．５５μｍの光を入射し、出射光の強度を測定して結合度を求めた。その結果、上記の製造方法により得た光ファイバカプラは、図７に示す構造パラメータが異なる２本の光ファイバを融着延伸して得た光ファイバカプラと同等の結合度の波長依存性の小さな光ファイバカプラが形成されていることを確認した。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光ファイバカプラの製造方法によれば、２回以上の延伸を必要とするプリ延伸法とは異なり、１回の融着延伸で波長平坦型光ファイバカプラが得られ、光ファイバのガラス露出部分の延伸作業時間を短縮するとともに、延伸作業を単純化でき、光ファイバカプラの製造工程で大幅に工数を削減できる。
また、延伸作業の回数を減らすことは、作業中に光ファイバを傷つける要因を減らし、光ファイバカプラの製造歩留まりを向上させる。
【００２８】
また、酸素水素火炎による火炎研磨により、光ファイバのガラス露出部分が高温に熱せられるため、融着延伸前に２本の光ファイバのガラス露出部分の光ファイバのコアの間隔が小さくなることで、所望の光ファイバカプラの結合度を得るための、光ファイバのガラス露出部分の延伸長を短くすることができる。したがって、光ファイバカプラの全長を短くでき、小型化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ファイバカプラの製造方法の一例を示す工程図である。
【図２】火炎研磨する光ファイバのガラス露出部周辺の概念図である。
【図３】火炎研磨によるクラッド外径の減少を示すグラフである。
【図４】従来の融着延伸型光ファイバカプラの製造工程の一例を示す図である。
【図５】融着延伸型光ファイバカプラの構成を示す概念図である。
【図６】従来の融着延伸法によって製造される光ファイバカプラの、延伸長と結合度の一例を示すグラフである。
【図７】従来の光ファイバカプラの結合度の波長依存性の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
１，２・・・・光ファイバ、３、４・・・・ガラス露出部、５・・・・バーナー、６・・・・酸素水素火炎
【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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