(57)【要約】【課題】クラッド外径１２５μｍの光ファイバから構成されても小型化できる上に、製造効率が高く、十分な強度を有する光ファイバカプラおよびその製造方法を提供する。【解決手段】本発明の光ファイバカプラの製造方法は、光ファイバ１１のクラッドを火炎研磨法により細径化する細径化工程と、細径化工程にてクラッドが細径化された光ファイバ１１を少なくとも２本融着延伸する融着延伸工程とを有する。本発明の光ファイバカプラは、上述した製造方法で製造されたものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバのクラッドを火炎研磨法により細径化する細径化工程と、細径化工程にてクラッドが細径化された光ファイバを少なくとも２本融着延伸する融着延伸工程とを有することを特徴とする光ファイバカプラの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光ファイバカプラの製造方法で製造された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、光通信に用いられる融着延伸型光ファイバカプラおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信では、光の分波・合波などを行うのに光ファイバカプラが広く使用されている。図６に、光ファイバカプラの一例を示す。この光ファイバカプラ４０は融着延伸型のものであり、２本の光ファイバ４１，４１の一部同士が融着しているとともに延伸された融着延伸部４２が形成されている。この融着延伸型光ファイバカプラでは、融着延伸部４２において光のしみ出しが起こり、そのしみ出した光が隣接する光ファイバ４１に入射することで光を結合する。
【０００３】
このような融着延伸型光ファイバカプラの製造では、まず、２本の光ファイバの被覆を除去してクラッドを剥き出しにし、その２本の光ファイバのクラッド同士を接触させる。そして、その接触部分を加熱融着しながら延伸して融着延伸部を形成して光ファイバカプラを得る。
ところで、近年、このような光ファイバカプラなどの光通信部品が小型化されてきている。しかしながら、クラッド外径１２５μｍの光ファイバ同士を接触させ、融着延伸して光ファイバカプラを製造した場合、光学特性および機械特性は良好であるものの、所望の結合度に達するまでの延伸長が比較的長くなるため、小型化への対応が難しかった。
【０００４】
そこで、クラッド外径１２５μｍの光ファイバの裸線部分をフッ酸でエッチングして細径化し、その細径化した光ファイバを融着延伸して光ファイバカプラを製造する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このように、細径化した光ファイバを用いれば、コア間距離が短くなる。
図７に、コア間距離と一定の結合度に達するまでの規格化延伸長との関係を示す。図７に示すように、コア間距離が短ければ、延伸長の短尺化が可能になる。したがって、クラッド外径が小さく、コア間距離が短い２本の光ファイバから光ファイバカプラを作製すれば、所望の結合度を得るための延伸長を短くできるので、小型化できる。
なお、コア間距離とは、図８に示すように、融着延伸部４２における光ファイバのコア４３，４３の中心同士の距離Ｌのことである。また、規格化延伸長とは、一定の結合度に達するときの各延伸長を、その結合度に達するクラッド外径１２５μｍの２本の光ファイバの延伸長で除した値である。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−２８９２４７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、クラッド外径が小さい光ファイバから構成される光ファイバカプラを光通信機器に組み入れる場合には、その光ファイバカプラと通常のクラッド外径１２５μｍの光ファイバとを接続しなければならない。前記距離Ｌを短くする方法として、クラッド外径８０μｍの光ファイバを使うとすると、このクラッド外径８０μｍの光ファイバで作製された光ファイバカプラにおいては、クラッド外径８０μｍの光ファイバとクラッド外径１２５μｍの光ファイバとを低接続損失で接続するには、高度な技術を必要としており、歩留まりが低かった。このようなことから、クラッド外径１２５μｍの光ファイバから構成された光ファイバカプラの小型化が求められている。
【０００７】
特許文献１に記載の発明は、クラッド外径１２５μｍの光ファイバから構成された光ファイバカプラを小型化しようとするものであって、クラッド外径１２５μｍの２本の光ファイバの被覆を剥ぎ取った部分をあらかじめフッ酸によるエッチングや砥粒による機械的研磨などによってクラッド外径を細径化し、その光ファイバ同士を融着延伸して光ファイバカプラを製造する方法である。
しかしながら、特許文献１に記載の製造方法では、光ファイバカプラを小型化できるものの、融着延伸前のフッ酸によるエッチングはエッチング装置という特別な装置を要する上に、エッチング装置から融着延伸装置への移送の際の取り扱いに特に慎重さが要求されるために製造効率が低下した。また、フッ酸によるエッチングにより細径化されたクラッド部分は表面が粗いので、得られる光ファイバカプラは強度が不十分になることがあった。また、砥粒による機械的研磨においても、クラッド表面に傷が入ってしまって光ファイバカプラの強度を低下させることがあった。
【０００８】
また、特許文献１には、融着延伸前にプリ延伸を行って光ファイバをあらかじめ細径化する方法についても記載されているが、プリ延伸の延伸長も最終的な延伸長に含まれるので、小型化を達成できなかった。
【０００９】
本発明は、前記事情を鑑みてなされたものであり、クラッド外径１２５μｍの光ファイバから構成されても小型化できる上に、製造効率が高く、十分な強度を有する光ファイバカプラおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の光ファイバカプラの製造方法は、光ファイバのクラッドを火炎研磨法により細径化する細径化工程と、細径化工程にてクラッドが細径化された光ファイバを少なくとも２本融着延伸する融着延伸工程とを有することを特徴とする。
本発明の光ファイバカプラは、上述した光ファイバカプラの製造方法で製造されたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の光ファイバカプラおよびその製造方法の一実施形態例について図面を参照して説明する。
この光ファイバカプラの製造方法では、まず、図１（ａ）に示すように、クラッド外径１２５μｍの２本の光ファイバ１１，１１の中間部分の被覆を剥ぎ取り、その２本の光ファイバ１１，１１を並列させ、光ファイバの被覆を剥ぎ取った部分１２（以下、裸線部１２ということがある）の両側に位置する被覆部１３，１３をクランプ１４，１４により挟持する。
【００１２】
次いで、細径化工程において、裸線部１２にて露出した光ファイバのクラッドを火炎研磨法により細径化する。ここで、火炎研磨法とは、酸水素火炎の熱で加熱するとともに加熱された部分を酸素および水素のガス圧で吹き飛ばして研磨する方法のことである。この細径化工程では、図１（ｂ）に示すように、吹き出し口２１の口径が２ｍｍのトーチ２２から発生させた酸水素火炎２３により光ファイバ１１、１１の裸線部１２，１２を加熱し、高温になったクラッドをガス圧により吹き飛ばす。このような火炎研磨を約５０秒間継続して、図２に示すように、クラッド外径１２５μｍの光ファイバを約８０μｍにまで削る。
【００１３】
次いで、融着延伸工程において、上記２本の光ファイバの裸線部の細径化された部分同士を接触させる。そして、図３に示すように、酸水素火炎２３で接触部１５を加熱するとともに、２本の光ファイバ１１，１１を両側に引っ張って融着延伸する。このようにして、融着延伸部を形成させて、図６に示すような、光ファイバカプラ４０を得る。
【００１４】
この製造方法において、光ファイバの表面をより滑らかに研磨できることから、火炎研磨法で細径化する際の水素ガス流量は１００〜５００ｃｍ３ ／分、酸素ガス流量は１０〜２５０ｃｍ３ ／分であることが好ましい。
さらに、火炎研磨法で細径化する際には、光ファイバを１７００℃以上で加熱することが好ましい。
【００１５】
また、融着延伸工程においては、高品質で効率的になることから、２本の光ファイバを１６００〜１７００℃に加熱しながら、１０〜１００ｍｍ／分の速度で引っ張ることが好ましい。
また、融着延伸工程での酸水素火炎の水素ガス流量は５０〜２５０ｃｍ３ ／分、酸素ガス流量は０〜１００ｃｍ３ ／分であることが好ましい。
【００１６】
以上説明した光ファイバカプラの製造方法では、融着延伸前にクラッド外径１２５μｍの２本の光ファイバの裸線部を火炎研磨し、さらに火炎研磨の際の加熱によりコアが拡散するので、クラッド外径を容易に細径化でき、２本の光ファイバのコア間距離を短くできる。その結果、図４に示すように、所望の結合度になる延伸長を短くすることができる。例えば、図４において、結合度１００％では、火炎研磨して細径化したものは火炎研磨しなかったものより延伸長が約４ｍｍ程短くなっている。
したがって、上記製造方法で得られた光ファイバカプラは、クラッド外径１２５μｍの光ファイバが用いられているにもかかわらず、小型化できる。
【００１７】
また、細径化工程において、火炎研磨された裸線部分は、エッチング法や機械的研磨法とは異なり、熱により溶融されているため、表面が滑らかになっている。そのため、十分な強度を有する光ファイバカプラを作製できる。
さらに、火炎研磨での火炎は、融着延伸工程で利用される酸水素火炎と同一のものでよいので、細径化工程と融着延伸工程とは同一の装置にて実施することができる。したがって、光ファイバカプラの製造は簡便であり、かつ、移送によって傷つけることがなく、特に慎重さが要求される作業を省略できるので、製造効率が高い。
【００１８】
この光ファイバカプラは、種々の光通信システムに組み込むことができる。図５に、この光ファイバカプラを光通信システムの一部品として用いた例を示す。この光通信システム３０は、入射光が入射されるクラッド外径１２５μｍの光ファイバ３１ａ、フォトダイオード３２ａ、第１のアイソレータ３３ａが接続された第１の光ファイバカプラ３４ａと、第１のアイソレータ３３ａ、レーザダイオード３５、エルビウム添加光ファイバ増幅器３６が接続された第２の光ファイバカプラ３４ｂと、エルビウム添加光ファイバ増幅器３６に接続された第２のアイソレータ３３ｂと、出射光が出射するクラッド外径１２５μｍの光ファイバ３１ｂ、フォトダイオード３２ｂが接続された第３の光ファイバカプラ３４ｃとを有して構成されたものである。この光通信システム３０では、第１の光ファイバカプラおよび第３の光ファイバカプラに上述した実施形態例で作製された光ファイバカプラが使用されているので、この光通信システムも小型化されている。また、クラッド外径１２５μｍの光ファイバを細径化したものであり、クラッド外径８０μｍの光ファイバをクラッド外径１２５μｍの光ファイバを接続することはないので、接続損失を抑えることができる。
【００１９】
なお、本発明は、上述した実施形態例に限定されない。上述した実施形態例では、細径化工程において、クラッド外径を８０μｍにしたが、クラッド外径１２５μｍの光ファイバを細径化するのであれば細径化後の径は特に制限はない。
また、上述した実施形態例では、火炎研磨の時間が約５０秒間であったが、クラッド外径を８０μｍにするには、火炎研磨の時間が１０〜１００秒であることが好ましい。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、クラッド外径１２５μｍの光ファイバから構成されているにもかかわらず、小型化された光ファイバカプラを作製できる。また、細径化工程と融着延伸工程とを同じ装置で実施できるので、製造効率が高い。さらに、火炎研磨法で細径化するので、クラッドの表面が滑らかであり、得られる光ファイバカプラは十分な強度を有している。
また、本発明の光ファイバカプラは、小型化されているので、光通信システムの小型化に対応できる。また、クラッド外径１２５μｍの光ファイバと容易かつ低損失に接続できる。
【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実施形態例における一工程を示す斜視図である。
【図２】本発明の光ファイバカプラの一実施形態例におけるクラッド外径を示すグラフである。
【図３】本発明の光ファイバカプラの製造方法の一実施形態例における一工程を示す斜視図である。
【図４】光ファイバの延伸長と結合度との関係を示すグラフである。
【図５】光通信システムの一例を模式的に示す図である。
【図６】光ファイバカプラの一例を示す上面図である。
【図７】光ファイバカプラにおけるコア間距離と一定の結合度に達する延伸長との関係を示すグラフである。
【図８】光ファイバカプラの融着延伸部の断面図である。
【符号の説明】
１１・・・光ファイバ、４０・・・光ファイバカプラ
【図１】
2004309637.tif 000003
【図２】
2004309637.tif 000004
【図３】
2004309637.tif 000005
【図４】
2004309637.tif 000006
【図５】
2004309637.tif 000007
【図６】
2004309637.tif 000008
【図７】
2004309637.tif 000009
【図８】
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