(57)【要約】【課題】多品種である光ファイバを融着接続する際に適切に接続条件を設定できる光ファイバ融着接続装置を提供する。【解決手段】光ファイバ融着接続装置１は、メモリ５及びＣＰＵ７を備える。メモリ５は、第１の記憶領域３３、第２の記憶領域３５、及び第３の記憶領域３７を備える。第１の記憶領域３３は、光ファイバの構造によりカテゴリ分類したカテゴリリスト３９などを記憶する領域である。第２の記憶領域３５は、カテゴリ組み合わせに応じた接続条件データ４３などを記憶する領域である。第３の記憶領域３７は、光ファイバの識別情報を示すファイバリスト４７などを記憶する領域である。光ファイバを接続する際には、光ファイバのカテゴリ組み合わせに応じた接続条件データ４３が読み出される。【選択図】  図１
2004198977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の光ファイバを互いに融着接続する光ファイバ融着接続装置であって、
光ファイバをその構造により複数のカテゴリに分類したカテゴリ情報、及び前記カテゴリの組み合わせに応じた接続条件を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記カテゴリ情報に基づいて、前記第１及び第２の光ファイバに適用される前記接続条件を前記記憶手段から読み出し、設定する条件設定手段と、
前記条件設定手段により設定された前記接続条件に基づいて、前記第１及び第２の光ファイバの端面同士を融着接続する接続手段と
を備えることを特徴とする光ファイバ融着接続装置。
【請求項２】
前記記憶手段が、少なくとも、階段型プロファイルを有する分散シフト光ファイバを含むカテゴリと、分割型プロファイルを有する分散シフト光ファイバを含む他のカテゴリとを記憶することを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ融着接続装置。
【請求項３】
前記記憶手段が、前記カテゴリ情報に対応づけられたプロファイル情報をさらに記憶しており、
前記第１及び第２の光ファイバに光を照射して、前記第１及び第２の光ファイバを透過した光を観察する観察手段と、
前記カテゴリ情報に基づいて、前記第１及び第２の光ファイバの前記カテゴリに対応する前記プロファイル情報を前記記憶手段から読み出すとともに、当該プロファイル情報と前記観察手段における観察結果とに基づいて、前記第１及び第２の光ファイバのコア領域情報を検出するコア検出手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ融着接続装置。
【請求項４】
前記第１及び第２の光ファイバが前記接続手段により融着接続される前に前記コア検出手段により検出された前記コア領域情報に基づいて、前記第１及び第２の光ファイバそれぞれのコア領域の位置が互いに整合するように前記第１及び第２の光ファイバそれぞれを移動する調心手段をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の光ファイバ融着接続装置。
【請求項５】
前記記憶手段が、光ファイバの識別情報と、当該光ファイバの識別情報に対応する光学特性情報とをさらに記憶しており、
前記第１及び第２の光ファイバが前記接続手段により融着接続された後に前記コア検出手段により検出された前記コア領域情報と、前記記憶手段に記憶された前記第１及び第２の光ファイバに該当する識別情報に対応する前記光学特性情報とに基づいて、前記第１及び第２の光ファイバの接続部分における光損失を推定する損失推定手段をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の光ファイバ融着接続装置。
【請求項６】
前記記憶手段が、前記カテゴリ情報に基づく前記カテゴリの組み合わせに応じた補正情報をさらに記憶しており、
前記損失推定手段が、前記補正情報に基づいて前記接続部分における光損失の推定結果を補正することを特徴とする請求項５に記載の光ファイバ融着接続装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第１の光ファイバ及び第２の光ファイバそれぞれの端面を互いに融着接続する光ファイバ融着接続装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
２本の光ファイバそれぞれの端面を互いに接続する方法として、光コネクタによる接続の他、融着による接続がある。融着接続は、２本の光ファイバそれぞれの端面を放電等により加熱して融着することで、２本の光ファイバを互いに接続するものである。
【０００３】
光ファイバをこのように融着接続する際には、接続部分における光損失が極力小さくなるような接続条件を設定する必要がある。例えば、特許文献１に開示された光ファイバの融着接続方法では、光ファイバの接続部分を撮像して得られた画像にもとづいて、２本の光ファイバを融着接続する際の接続条件を設定している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−１５０１３１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年の光ファイバは多品種化が進んでおり、光ファイバを融着接続する際の組み合わせは複雑化している。このような複雑な組み合わせに応じた接続条件を管理する有効な手段はこれまで存在しなかったため、作業者が接続条件を誤って設定する危険性があった。また、作業者が接続条件を設定できない場合があった。
【０００６】
本発明はこのような問題点を鑑みてなされたものであり、多品種である光ファイバを融着接続する際に適切に接続条件を設定できる光ファイバ融着接続装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による光ファイバ融着接続装置は、第１及び第２の光ファイバを互いに融着接続する光ファイバ融着接続装置であって、光ファイバをその構造により複数のカテゴリに分類したカテゴリ情報、及びカテゴリの組み合わせに応じた接続条件を記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶されたカテゴリ情報に基づいて、第１及び第２の光ファイバに適用される接続条件を記憶手段から読み出し、設定する条件設定手段と、条件設定手段により設定された接続条件に基づいて、第１及び第２の光ファイバの端面同士を融着接続する接続手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明による光ファイバ融着接続装置では、光ファイバをその構造により複数のカテゴリに分類して記憶手段に記憶させる。そして、第１及び第２の光ファイバそれぞれのカテゴリに応じた接続条件が条件設定手段により設定され、接続手段により融着接続される。これにより、カテゴリに応じた適切な接続条件を作業者が容易に管理し、設定することができる。
【０００９】
また、光ファイバ融着接続装置は、記憶手段が、少なくとも、階段型プロファイルを有する分散シフト光ファイバを含むカテゴリと、分割型プロファイルを有する分散シフト光ファイバを含む他のカテゴリとを記憶することを特徴としてもよい。これにより、特性の差が著しいこれらの光ファイバの接続条件を作業者が容易に管理し設定することができる。
【００１０】
また、光ファイバ融着接続装置は、記憶手段が、カテゴリ情報に対応づけられたプロファイル情報をさらに記憶しており、第１及び第２の光ファイバ側面に光を照射して、第１及び第２の光ファイバを透過した光を観察する観察手段と、カテゴリ情報に基づいて、第１及び第２の光ファイバのカテゴリに対応するプロファイル情報を記憶手段から読み出すとともに、当該プロファイル情報と観察手段における観察結果とに基づいて、第１及び第２の光ファイバのコア領域情報を検出するコア検出手段とをさらに備えることを特徴としてもよい。この光ファイバ融着接続装置では、コア検出手段が、記憶手段に記憶された、第１及び第２の光ファイバのカテゴリに対応するプロファイル情報と観察手段における観察結果とを照合して観察結果が正確か否かを判断する。これにより、作業者は、多品種である光ファイバのプロファイル情報を数種類のカテゴリに応じて用意すればよく、プロファイル情報を容易に管理できる。また、カテゴリ情報と対応づけられたプロファイル情報を利用することにより、例えば第１及び第２の光ファイバのコア領域の外径や位置、軸ずれ量や角度ずれ量などのコア領域情報を正確に検出できる。
【００１１】
また、光ファイバ融着接続装置は、第１及び第２の光ファイバが接続手段により融着接続される前にコア検出手段により検出されたコア領域情報に基づいて、第１及び第２の光ファイバそれぞれのコア領域の位置が互いに整合するように第１及び第２の光ファイバそれぞれを移動する調心手段をさらに備えることを特徴としてもよい。この光ファイバ融着接続装置では、調心手段がコア領域情報に基づいて第１及び第２の光ファイバそれぞれを移動してコア領域の位置を整合させる。これにより、第１及び第２の光ファイバを融着接続する際に、互いのコア領域を整合して光損失を小さくできる。
【００１２】
また、光ファイバ融着接続装置は、記憶手段が、光ファイバの識別情報と、当該光ファイバの識別情報に対応する光学特性情報とをさらに記憶しており、第１及び第２の光ファイバが接続手段により融着接続された後にコア検出手段により検出されたコア領域情報と、記憶手段に記憶された第１及び第２の光ファイバに該当する識別情報に対応する光学特性情報とに基づいて、第１及び第２の光ファイバの接続部分における光損失を推定する損失推定手段をさらに備えることを特徴としてもよい。この光ファイバ融着接続装置では、損失推定手段が、コア検出手段により検出された正確なコア領域情報と、記憶手段に記憶された光学特性情報とに基づいて光損失を推定する。これにより、第１及び第２の光ファイバの接続部分における光損失を適切に推定することができる。
【００１３】
また、光ファイバ融着接続装置は、記憶手段が、カテゴリ情報に基づくカテゴリの組み合わせに応じた補正情報をさらに記憶しており、損失推定手段が、補正情報に基づいて接続部分における光損失の推定結果を補正することを特徴としてもよい。この光ファイバ融着接続装置では、実験等により得られた補正情報に基づいて、カテゴリ組み合わせ次第で不正確となり得る光損失の推定結果を補正する。これにより、第１及び第２の光ファイバの接続部分における光損失をさらに適切に推定することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
図１は、本発明による光ファイバ融着接続装置の実施形態を示すブロック図である。本実施形態の光ファイバ融着装置１は、第１の光ファイバ３ａと第２の光ファイバ３ｂとを放電加熱により互いに融着接続する装置である。
【００１６】
光ファイバ融着接続装置１は、記憶手段としてメモリ５を、演算処理手段としてＣＰＵ７を、それぞれ備えている。また、光ファイバ融着接続装置１は、観察手段９、電極１１、支持台１３ａ及び１３ｂ、操作手段１５、表示手段１７、並びに放電回路１９を備えている。
【００１７】
メモリ５は、データベース記憶領域３１を備えている。データベース記憶領域３１は、第１の記憶領域３３、第２の記憶領域３５、及び第３の記憶領域３７が設けられた構造となっている。第１の記憶領域３３は、カテゴリリスト３９及びプロファイル情報４１を記憶している。第２の記憶領域３５は、接続条件データ４３及び補正情報４５を記憶している。第３の記憶領域３７は、ファイバリスト４７及びＭＦＤデータ４９を記憶している。
【００１８】
カテゴリリスト３９は、多品種の光ファイバをその構造により複数のカテゴリに分類したカテゴリ情報である。本実施形態における第１の記憶領域３３は、カテゴリリスト３９における複数のカテゴリとして、ステップ型シングルモード光ファイバ（Single Mode Fiber、以下ＳＭＦという）を含むカテゴリと、階段型プロファイルを有する分散シフト光ファイバ（Dispersion Shifted Fiber、以下ＤＳＦという）を含むカテゴリと、及び分割型プロファイルを有する実効断面積拡大型の分散シフト光ファイバ（Large Core Fiber、以下ＬＣＦという）を含むカテゴリとを記憶している。カテゴリリスト３９は、操作手段１５から作業者により入力された、光ファイバ３ａ及び３ｂに対応する識別情報Ｓ１に基づいて、光ファイバ３ａ及び３ｂをカテゴリ分類するために使用される。
【００１９】
また、プロファイル情報４１は、カテゴリリスト３９と対応づけられた、光ファイバの構造に関する情報である。プロファイル情報４１は、光ファイバの外径、コア径、屈折率差、添加物などの情報を含んでいる。また、プロファイル情報４１は、外径とコア径と屈折率差とを複合したような情報を含んでもよい。プロファイル情報４１は、カテゴリリスト３９により分類された光ファイバ３ａ及び３ｂのカテゴリに基づいて、光ファイバ３ａ及び３ｂそれぞれのファイバ構造に関する情報を得るために使用される。
【００２０】
なお、一般的な分散シフト光ファイバであるＤＳＦは、その断面構造において階段型の屈折率分布を有しており、モードフィールド径（Mode Field Diameter、以下ＭＦＤという）が８〜９μｍである。一方、実効断面積拡大型の分散シフト光ファイバであるＬＣＦは、その断面構造において分割型の屈折率分布を有しており、ＭＦＤが９〜１０μｍであり、ＤＳＦより大きい。ＤＳＦ及びＬＣＦにはこのような断面構造の違いがあるので、メモリ５の第１の記憶領域３３は、カテゴリリスト３９に含まれる複数のカテゴリとして、少なくともＤＳＦを含むカテゴリ及びＬＣＦを含むカテゴリを記憶していることが好ましい。
【００２１】
また、接続条件データ４３は、光ファイバを融着接続する際の接続条件を設定するためのデータである。接続条件データ４３は、接続される光ファイバのカテゴリの組み合わせに応じて用意される。本実施形態による光ファイバ融着接続装置１は光ファイバ同士を放電加熱により融着接続するので、接続条件データ４３は主に放電条件を含んでいる。放電条件は、光ファイバ融着接続装置１の製造時に実験等により求められる。接続条件データ４３は、光ファイバ３ａ及び３ｂそれぞれのカテゴリの組み合わせに応じて、光ファイバ３ａ及び３ｂの融着接続時に接続条件を設定するために使用される。
【００２２】
また、補正情報４５は、後述する損失推定手段２９が光ファイバ３ａ及び３ｂの接続部分３ｃにおける光損失をより正確に推定するための情報である。補正情報４５は、接続される光ファイバのカテゴリの組み合わせに応じて用意される。補正情報４５については、後述する実施例において詳細に説明する。
【００２３】
また、ファイバリスト４７は、多品種の光ファイバを例えば品番ごとに識別するための識別情報である。ファイバリスト４７は、操作手段１５から作業者により入力された、光ファイバ３ａ及び３ｂの識別情報Ｓ１に基づいて、光ファイバ３ａ及び３ｂを識別するために使用される。
【００２４】
また、ＭＦＤデータ４９は、ファイバリスト４７に対応したＭＦＤなどの光学特性情報である。ＭＦＤデータ４９は、接続される光ファイバの識別ごとに用意される。ＭＦＤデータ４９は、後述する損失推定手段２９が接続部分３ｃにおける光損失を推定する際に使用される。
【００２５】
なお、メモリ５の第１の記憶領域３３、第２の記憶領域３５、及び第３の記憶領域３７に記憶される各情報は、光ファイバ３ａ及び３ｂを接続する前に作業者があらかじめ入力して記憶させておくとよい。
【００２６】
ＣＰＵ７は、コア検出手段２１、調心制御手段２３、条件設定手段２７、及び損失推定手段２９を備えている。これらの手段は、ＣＰＵ７の内部または外部の記憶デバイスに記憶されているプログラムをＣＰＵ７が読み込み、実行することにより実現される。
【００２７】
ＣＰＵ７が備えるコア検出手段２１は、光ファイバ３ａ及び３ｂのコア領域情報を検出する手段である。ここで、コア領域情報は、コア領域の外径、位置、軸ずれ量、及び角度ずれ量などの情報を含んでいる。コア検出手段２１は、後述する観察手段９から入力する観察データＳ５に基づいて、コア領域情報を検出する。このとき、コア検出手段２１は、メモリ５の第１の記憶領域３３に記憶されているプロファイル情報４１にさらに基づいてコア領域を検出する。すなわち、プロファイル情報４１と観察データ５とを照合することにより、コア領域を正確に検出する。使用されるプロファイル情報４１は、作業者が操作手段１５から入力した光ファイバ３ａ及び３ｂの識別情報に基づいて、光ファイバ３ａ及び３ｂそれぞれのカテゴリに応じて読み出される。コア検出手段２１は、コア領域情報のうち、光ファイバ３ａ及び３ｂそれぞれのコア領域の外径及び位置を融着接続前に検出して、第１のコア領域情報Ｓ６として調心制御手段２３に送る。また、コア検出手段２１は、光ファイバ３ａ及び３ｂそれぞれのコア領域同士の互いの軸ずれ量及び角度ずれ量を融着接続後に検出して、第２のコア領域情報Ｓ７として損失推定手段２９に送る。
【００２８】
観察手段９は、光ファイバ３ａ及び３ｂの側面に光を照射して、光ファイバ３ａ及び３ｂを透過した光を観察する手段である。すなわち、観察手段９はＬＥＤなどの光源と、レンズと、透過した光を受光するＣＣＤなどの撮像装置とを含んでいる。光ファイバ３ａ及び３ｂは、光源から照射された光を透過するときに、光ファイバ断面の屈折率分布に応じて光を屈折させる。このようにして透過した光を撮像装置が受光し、観察結果である観察データＳ５を生成する。観察手段９は、生成した観察データＳ５をコア検出手段２１に送る。
【００２９】
ＣＰＵ５が備える調心制御手段２３は、支持台１３ａ及び１３ｂとともに、光ファイバ３ａ及び３ｂそれぞれのコア領域が互いに整合するように光ファイバ３ａ及び３ｂそれぞれを移動する調心手段を構成する。支持台１３ａ及び１３ｂは、光ファイバ３ａ及び３ｂを支持している。また、支持台１３ａ及び１３ｂは移動可能に設けられている。調心制御手段２３は、光ファイバ３ａ及び３ｂの融着接続前に、光ファイバ３ａ及び３ｂそれぞれのコア領域の位置が互いに整合するように支持台１３ａ及び１３ｂの移動を制御するための制御信号Ｓ３及びＳ４それぞれを支持台１３ａ及び１３ｂそれぞれに送る。このとき、コア領域の位置は、融着接続前にコア検出手段２１により検出された第１のコア領域情報Ｓ６に基づいて認識される。支持台１３ａ及び１３ｂは、制御信号Ｓ３及びＳ４に従って移動し、光ファイバ３ａ及び３ｂのコア領域を整合させる。
【００３０】
ＣＰＵ７が備える条件設定手段２７は、光ファイバ３ａ及び３ｂに適用される接続条件を第２の記憶領域３５に記憶されている接続条件データ４３から読み出し、設定する手段である。条件設定手段２７は、操作手段１５から作業者により入力された光ファイバ３ａ及び３ｂの識別情報Ｓ１を認識する。そして、条件設定手段２７は、認識した識別情報が属するカテゴリを、カテゴリリスト３９に基づいて認識する。そして、条件設定手段２７は、光ファイバ３ａ及び３ｂそれぞれのカテゴリ組み合わせに応じた接続条件を接続条件データ４３から読み出して設定する。すなわち、条件設定手段２７は、読み出した接続条件に基づいて融着接続過程を制御するための接続制御信号Ｓ２を放電回路１９へ送る。
【００３１】
放電回路１９及び電極１１は、条件設定手段２７により設定された接続条件に基づいて、光ファイバ３ａ及び３ｂの端面同士を融着接続する接続手段を構成する。放電回路１９は、電極１１に放電電圧Ｖ１を印加する手段である。電極１１は２つの電極からなり、光ファイバ３ａ及び３ｂそれぞれの端面を挟んで２つの電極同士が対向するように設けられている。電極１１に放電回路１９から接続制御信号Ｓ２に基づいた放電電圧Ｖ１が印加されると、２つの電極１１の間に放電が起こり、光ファイバ３ａ及び３ｂそれぞれの端面が融着接続されて接続部分３ｃが形成される。
【００３２】
ＣＰＵ７が備える損失推定手段２９は、接続部分３ｃにおける光損失を推定する手段である。損失推定手段２９は、光ファイバ３ａ及び３ｂの融着接続後にコア検出手段２１により検出された第２のコア領域情報Ｓ７に基づいて、光損失を推定する。また、損失推定手段２９は、操作手段１５から作業者により入力された光ファイバ３ａ及び３ｂの識別情報Ｓ１を認識し、メモリ５の第３の記憶領域３７に記憶されているファイバリスト４７の中から光ファイバ３ａ及び３ｂの識別情報を選択する。そして、損失推定手段２９は、選択した識別情報に対応するＭＦＤデータ４９を読み出す。損失推定手段２９は、接続部分３ｃにおける光損失を推定する際に、ＭＦＤデータ４９を使用する。
【００３３】
損失推定手段２９は、前述のように第２のコア領域情報Ｓ７及びＭＦＤデータ４９に基づいて接続部分３ｃにおける光損失を推定する。光損失を推定する際には、例えば以下に示すＭＡＲＣＵＳＥによる理論式（１）を用いる。
【数１】
2004198977.tif 000003
この理論式（１）において、α1は光損失、ｄは軸ずれ量、ｗ1は光ファイバ３ａのスポットサイズ、ｗ2は光ファイバ３ｂのスポットサイズである。ここで、スポットサイズは、ＭＦＤを２で割って求めることができる。なお、角度ずれ量に関する項を理論式（１）の右辺に設けることにより、角度ずれ量も加味した光損失を推定することが可能である。
【００３４】
また、損失推定手段２９は、メモリ５の第２の記憶領域３５に記憶されている補正情報４５に基づいて接続部分３ｃにおける光損失の推定結果を補正する機能を備えている。損失推定手段２９は、操作手段１５から作業者により入力された光ファイバ３ａ及び３ｂの識別情報Ｓ１を認識する。そして、損失推定手段２９は、認識した識別情報が属するカテゴリを、カテゴリリスト３９に基づいて認識する。そして、損失推定手段２９は、光ファイバ３ａ及び３ｂそれぞれのカテゴリ組み合わせに応じた補正情報４５を読み出し、推定結果の補正に使用する。
【００３５】
ここで、補正情報４５の一例を説明する。次式（２）は、上記したＭＡＲＣＵＳＥによる理論式（１）により求めた光損失α1を補正するための補正式である。
【数２】
2004198977.tif 000004
この補正式（２）において、α2は補正後の光損失、Ｋは傾き係数、Ｄは加算係数である。傾き係数Ｋおよび加算係数Ｄは、カテゴリ組み合わせに応じて、ＭＡＲＣＵＳＥによる理論式（１）により求めた光損失α1と実験等により求めた実際の光損失とを比較することにより求めることができる。補正情報４５は、例えばカテゴリ組み合わせに応じた傾き係数Ｋ及び加算係数Ｄを含んでいる。なお、これらの係数については、後述する実施例において詳細に説明する。
【００３６】
損失推定手段２９は、補正後の光損失α2を光損失に関する推定情報Ｓ８として表示手段１７に送る。表示手段１７は、損失推定手段２９から入力した推定情報Ｓ８を画面に表示する。作業者は、画面に表示された推定情報Ｓ８により、接合が適切に行われたか否かを判断する。
【００３７】
上記した実施形態に係る光ファイバ融着接続装置１の動作について説明する。図２は、メモリ５内部のデータ構造を示す図である。まず、図２を参照して、メモリ５における情報管理について説明する。すなわち、作業者は、メモリ５の情報を管理し、不足している情報を記憶させる。作業者は、まず光ファイバ３ａ及び３ｂそれぞれのカテゴリを第１の記憶領域３３に記憶されているカテゴリリスト３９から探す。該当するカテゴリがカテゴリリスト３９になければ、新たに登録するとともに、当該カテゴリに応じたプロファイル情報４１を第１の記憶領域３３に記憶させる。こうして、第１の記憶領域３３にはカテゴリリスト３９と、カテゴリリスト３９に含まれるカテゴリの数と同数のプロファイル情報４１が記憶される。
【００３８】
次に、作業者は、光ファイバ３ａ及び３ｂそれぞれの識別情報を第３の記憶領域３７に記憶されているファイバリスト４７から探す。該当する識別情報がファイバリスト４７になければ、新たに登録するとともに、当該識別に応じたＭＦＤデータ４９を第３の記憶領域３７に記憶させる。こうして、第３の記憶領域３７にはファイバリスト４７と、ファイバリスト４７に含まれる識別情報の数と同数のＭＦＤデータ４９が記憶される。
【００３９】
続いて、作業者は、光ファイバを接続する際に、光ファイバ３ａ及び３ｂの識別情報をファイバリスト４７の中から選択する。また、作業者は、光ファイバ３ａ及び３ｂそれぞれのカテゴリ組み合わせに応じた接続条件データ４３及び補正情報４５を第２の記憶領域３５から探す。該当する接続条件データ４３及び補正情報４５がなければ、新たに作成し、記憶させる。なお、この段階で、光ファイバ３ａ及び３ｂそれぞれの識別情報、カテゴリ、及び互いの接続条件を含む接続条件リスト５１を作成してもよい。
【００４０】
以上のようにして、作業者はメモリ５に記憶される情報を管理する。続いて、光ファイバ３ａ及び３ｂを接続する際の光ファイバ融着接続装置１の動作を以下に説明する。
【００４１】
まず、作業者は、光ファイバ３ａ及び３ｂそれぞれを支持台１３ａ及び１３ｂそれぞれに固定する。そして、作業者は、操作手段１５を用いて光ファイバ３ａ及び３ｂそれぞれの識別情報Ｓ１を入力する。
【００４２】
次に、観察手段９が光ファイバ３ａ及び３ｂそれぞれを観察した観察データＳ５をコア検出手段２１に送る。コア検出手段２１は、メモリ５の第１の記憶領域３３からプロファイル情報４１を読み出す。コア検出手段２１は、観察データＳ５及びプロファイル情報４１に基づいて、コア領域の位置や外径などを検出する。コア検出手段２１は、コア領域の位置や外径などの情報を第１のコア領域情報Ｓ６として調心制御手段２３に送る。
【００４３】
調心制御手段２３は第１のコア領域情報Ｓ６に基づいて、光ファイバ３ａ及び３ｂのコア領域が整合されるように支持台１３ａ及び１３ｂを移動させるための制御信号Ｓ３及びＳ４それぞれを生成し、支持台１３ａ及び１３ｂそれぞれに送る。支持台１３ａ及び１３ｂそれぞれは、制御信号Ｓ３及びＳ４それぞれに従って移動する。こうして、光ファイバ３ａ及び３ｂのコア領域の位置が互いに整合される。
【００４４】
続いて、条件設定手段２７がメモリ５の第２の記憶領域３５から接続条件データ４３を読み出す。条件設定手段２７は、接続条件データ４３に基づいて放電条件などの接続条件を設定し、設定した接続条件に基づいて融着接続過程を制御するための接続制御信号Ｓ２を放電回路１９へ送る。放電回路１９は接続制御信号Ｓ２に基づいた放電電圧Ｖ１を２つの電極１１の間に印加する。そして、２つの電極１１の間に放電が起こり、光ファイバ３ａ及び３ｂそれぞれの端面が融着接続されて接続部分３ｃが形成される。
【００４５】
続いて、観察手段９が光ファイバ３ａ及び３ｂそれぞれの接続部分３ｃ付近を観察した観察データＳ５をコア検出手段２１に送る。コア検出手段２１は、メモリ５の第１の記憶領域からプロファイル情報４１を読み出す。コア検出手段２１は、観察データＳ５及びプロファイル情報４１に基づいて、コア領域の軸ずれ量や角度ずれ量などを検出する。コア検出手段２１は、コア領域の軸ずれ量や角度ずれ量などの情報を第２のコア領域情報Ｓ７として損失推定手段２９に送る。
【００４６】
損失推定手段２９は、メモリ５の第３の記憶領域３７からＭＦＤデータ４９を読み出す。損失推定手段２９は、第２のコア領域情報Ｓ７及びＭＦＤデータ４９に基づいて、光損失を推定する。さらに、損失推定手段２９は、メモリ５の第２の記憶領域３５に記憶されている補正情報４５を読み出す。損失推定手段２９は、補正情報４５に基づいて光損失の推定結果を補正し、補正後の光損失推定結果を推定情報Ｓ８として表示手段１７に送る。推定情報Ｓ８は、表示手段１７の画面に表示される。
【００４７】
本実施形態による光ファイバ融着接続装置１は、以上に説明した構成及び動作により光ファイバ３ａ及び３ｂを融着接続するとともに、接続部分３ｃの光損失を推定する。
【００４８】
本実施形態による光ファイバ融着接続装置１は、以下に説明する効果を得る。すなわち、光ファイバ融着接続装置１においては、光ファイバをその構造により複数のカテゴリに分類してメモリ５の第１の記憶領域３３に記憶させる。そして、光ファイバ３ａ及び３ｂそれぞれのカテゴリに応じた接続条件が条件設定手段２７により設定され、放電手段１９及び電極１１を有する接続手段により融着接続される。光ファイバは、その構造が似ていれば融着接続時の特性においても似た傾向を示すので、光ファイバをその構造によりカテゴリ分類し、カテゴリ組み合わせに応じて接続条件を設定することにより光ファイバを好適に融着接続できる。
【００４９】
また、光ファイバ融着接続装置１は、カテゴリリスト３９を記憶する第１の記憶領域３３を備えることにより、接続しようとする光ファイバのカテゴリを容易に管理することができる。さらに、光ファイバ融着接続装置１は、接続条件データ４３を記憶する第２の記憶領域３５を備えることにより、カテゴリに応じた適切な接続条件を作業者が容易に管理し、設定することができる。また、光ファイバ融着接続装置１は、作業者が識別できない光ファイバであっても、そのカテゴリがわかっていれば適切な接続条件を設定することが可能である。
【００５０】
また、光ファイバ融着接続装置１において、メモリ５の第１の記憶領域３３は、カテゴリリスト３９に含まれる複数のカテゴリとして、ＤＳＦを含むカテゴリ及びＬＣＦを含むカテゴリを記憶している。これにより、特性の差が著しいこれらの光ファイバの接続条件を作業者が容易に管理し、設定することができる。
【００５１】
また、光ファイバ融着接続装置１においては、光ファイバの構造に関するプロファイル情報４１がカテゴリリスト３９と対応づけられている。これにより、作業者は多品種である光ファイバのプロファイル情報４１を数種類のカテゴリに応じて用意すればよく、プロファイル情報４１を容易に管理できる。
【００５２】
ここで、コア調心型の光ファイバ融着接続装置においては、コア領域情報を正確に検出することが重要である。しかし、例えばＬＣＦは中心のコア領域の両側に高屈折率部分を有するため、これが観察データＳ５に現れる。このような高屈折率部分は中心のコア領域と紛らわしく、コア領域情報の検出を誤る可能性がある。これに対し、予め光ファイバのカテゴリと当該カテゴリのプロファイル情報とがわかっていれば、コア領域のおよその構造がわかるので、観察データＳ５においてコア領域を探す範囲を限定できる。本光ファイバ融着接続装置では、コア検出手段２１が、メモリ５の第１の領域３３に記憶された、光ファイバ３ａ及び３ｂのカテゴリに対応するプロファイル情報４１と観察手段９における観察データＳ５とを照合して観察結果が正確か否かを判断する。このように、カテゴリリスト３９と対応づけられたプロファイル情報４１を利用することにより、光ファイバ３ａ及び３ｂのコア領域の外径、位置、軸ずれ量、角度ずれ量といったコア領域情報を正確に検出できる。
【００５３】
また、光ファイバ融着接続装置１においては、調心手段が、コア検出手段２１からのコア領域情報のうちコア領域の位置及び外径などに関する第１のコア領域情報Ｓ６に基づいて、光ファイバ３ａ及び３ｂのコア領域同士を整合させている。これにより、光ファイバ３ａ及び３ｂを融着接続する際に、互いのコア領域を整合して接続部分３ｃにおける光損失を小さくできる。また、コア検出手段２１が生成したコア領域情報は正確なので、調心手段も正確にコア領域を整合することができる。
【００５４】
また、光ファイバ融着接続装置１において、損失推定手段２９は、コア検出手段２１からの第２のコア領域情報Ｓ７に基づいて、接続部分３ｃにおける光損失を推定している。コア検出手段２１によって正確に検出された第２のコア領域情報Ｓ７に基づいて光損失を推定することによって、損失推定手段２９は接続部分３ｃにおける光損失を適切に推定することができる。さらに、損失推定手段２９は、ＭＦＤデータ４９にさらに基づいて接続部分３ｃにおける光損失を推定している。予めメモリ５の第３の記憶領域３７に記憶されているＭＦＤデータ４９を使用することにより、損失推定手段２９は接続部分３ｃにおける光損失をさらに適切に推定することができる。
【００５５】
また、光ファイバ融着接続装置１は、メモリ５の第２の領域３５が、カテゴリリスト３９におけるカテゴリの組み合わせに応じた補正情報４５をさらに記憶している。そして、損失推定手段２９が、カテゴリ組み合わせ次第で不正確となり得る接続部分３ｃにおける光損失の推定結果を補正情報４５に基づいて補正している。これにより、接続部分３ｃにおける光損失をさらに適切に推定することができる。なお、カテゴリ組み合わせに応じた推定結果の補正について、後述する実施例において詳細に説明する。
【００５６】
また、光ファイバ融着接続装置１は、メモリ５が第１の記憶領域３３、第２の記憶領域３５、及び第３の記憶領域３７を備えている。そして、第１の記憶領域３３にはカテゴリリスト３９及びプロファイル情報４１が記憶されている。第２の記憶領域３５には接続条件データ４３及び補正情報４５が記憶されており、第３の記憶領域３７にはファイバリスト４７及びＭＦＤデータ４９が記憶されている。このように、（１）カテゴリに基づく情報、（２）カテゴリ組み合わせに基づく情報、（３）光ファイバの識別に基づく情報をそれぞれ階層別にメモリ５に記憶させることにより、作業者にとって情報の管理が容易になる。
【００５７】
ここで、図３（ａ）及び（ｂ）、並びに図４（ａ）及び（ｂ）は、各カテゴリの光ファイバ断面の屈折率分布を示す図である。以下に説明する内容は、メモリ５の第１の記憶領域３３に記憶されるプロファイル情報４１が含む光ファイバに関する情報の一例である。
【００５８】
図３（ａ）は、ＳＭＦの断面における屈折率分布を示している。図中のａ１はコア領域Ａ１の外径、ａ２は光ファイバの外径を示している。また、ｂ１はコア領域Ａ１とクラッド領域Ａ２との屈折率差を示している。図３（ａ）に示されるとおり、ＳＭＦはステップ型の屈折率分布を有している。また、図３（ｂ）は、ＤＳＦの断面における屈折率分布を示している。ＤＳＦは、階段状の屈折率分布、すなわちコア領域として中心部分の第１のコア領域Ａ３と、第１のコア領域Ａ３の周囲に第１のコア領域Ａ３よりも屈折率が小さい第２のコア領域Ａ４とを有している。図中のａ３は第１のコア領域Ａ３の外径を、ａ４は第２のコア領域Ａ４の外径を、ａ５は光ファイバの外径を、それぞれ示している。また、ｂ２は第２のコア領域Ａ４とクラッド領域Ａ５との屈折率差を、ｂ３は第１のコア領域Ａ３と第２のコア領域Ａとの屈折率差を、それぞれ示している。
【００５９】
図４（ａ）は、ＬＣＦの断面における屈折率分布を示している。ＬＣＦは、分割型の屈折率分布、すなわち高屈折率部分が分割されて中心コア領域Ａ６と、中心コア領域Ａ６の周囲に低屈折率部分であるディップ領域Ａ７をはさんで設けられたリングコア領域Ａ８とを有している。図中のａ６は中心コア領域Ａ６の外径を、ａ７はディップ領域Ａ７の外径を、ａ８はリングコア領域Ａ８の外径を、ａ９は光ファイバの外径を、それぞれ示している。また、ｂ４はリングコア領域Ａ８とクラッド領域Ａ９との屈折率差を、ｂ５は中心コア領域Ａ６とディップ領域Ａ７との屈折率差を、それぞれ示している。また、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示されたＬＣＦの変形例である。図４（ｂ）に示されたＬＣＦでは、ディップ領域Ａ７の屈折率がクラッド領域Ａ９の屈折率よりも小さくなっている。図中のｂ６はリングコア領域Ａ８とディップ領域Ａ７との屈折率差を示している。
【００６０】
メモリ５の第１の記憶領域３３に記憶されるプロファイル情報４１は、コア領域の外径に関する情報として例えば以上に説明したａ１〜ａ９のような情報を含むとよい。また、プロファイル情報４１は、光ファイバの屈折率差に関する情報として、例えばｂ１〜ｂ６のような情報を含むとよい。
【００６１】
また、図５（ａ）及び（ｂ）は、コア検出手段２１におけるコア検出方法の一例を説明するための図である。図５（ａ）は、ＬＣＦの軸に垂直な方向の断面に関する観察データＳ５の一例を示す輝度波形である。図５（ａ）では、縦軸に輝度、横軸にＬＣＦの径方向の位置が示されている。図５（ａ）に示された輝度波形Ｂ１を参照すると、ＬＣＦの観察データＳ５には中心コア領域、リングコア領域などの高屈折率部分が複数存在する集光明部Ｃが現れる。このような観察データＳ５からコア領域情報を正確に検出するために、コア検出手段２１において、図５（ａ）に示された輝度波形を微分した微分波形を求めるとよい。このような微分波形の一例を、図５（ｂ）に示す。図５（ｂ）において、微分波形Ｂ２が０となる回数を求めることにより、コア領域近傍の高屈折率部分の数を知ることができる。また、複数の高屈折率部分が存在しても、コア領域はその屈折率の高さにより微分波形中において際立っているので、微分波形Ｂ２の最大値Ｄ１、最小値Ｄ２の径方向位置を求めることによりコア領域情報を得ることができる。なお、コア領域が偏心している場合も同様にコア領域情報を得ることができる。
【００６２】
しかし、輝度波形Ｂ１及び微分波形Ｂ２においてコア領域が際立っておらず、コア領域を明瞭に判別できない場合もあり得る。このような場合には、光ファイバの構造に関するプロファイル情報４１を参照することにより正確にコア領域を判別できる。すなわち、得られたコア領域情報が、光ファイバのカテゴリに応じたプロファイル情報４１から予測されるコア領域情報とは大きく異なる場合、得られたコア領域情報は誤ったものであると判断される。そして、適正な径方向位置において再度検出される。あるいは、最初から適正な径方向位置にあるコア領域候補を優先して判定してもよい。以上のようにコア領域情報を検出することによって、コア領域情報を正確に検出することができる。
【００６３】
次に、本発明による光ファイバ融着接続装置の損失推定に関わる実施例を説明する。
【００６４】
図６〜図１２は、本発明による光ファイバ融着接続装置の実施例を示す図である。本実施例では、光ファイバ（ＳＭＦ、ＤＳＦ、ＬＣＦ）を用意し、上記したＭＡＲＣＵＳＥによる理論式（１）から算出された光損失の推定値と、実際に測定された光損失とを比較することによって得られた、補正情報の一例を示す。
【００６５】
図６は、本実施例において使用した光ファイバの識別、カテゴリ、及びＭＦＤを示す図表である。図６に示されるとおり、本実施例では識別の異なる７種類の光ファイバを用い、識別情報はそれぞれＳＭＦ１〜３、ＤＳＦ１及び２、ＬＣＦ１及び２とした。ＳＭＦ１〜３のカテゴリはステップ型の断面屈折率分布を有するＳＭＦであり、ＭＦＤはそれぞれ１０．０μｍ、１０．２μｍ、１０．０μｍである。ＤＳＦ１及び２のカテゴリは階段型の断面屈折率分布を有するＤＳＦであり、ＭＦＤはそれぞれ８．７μｍ、８．４μｍである。ＬＣＦ１及び２のカテゴリは分割型の断面屈折率分布を有するＬＣＦであり、ＭＦＤはそれぞれ９．５μｍ、９．４μｍである。
【００６６】
図７〜図１２は、光損失の推定値（理論計算ロス）を横軸に、光損失の実測値（実測ロス）を縦軸にとり、光ファイバの組み合わせ毎にプロットしたグラフである。光損失の推定値と実測値とが略等しい場合には、傾きが１の直線付近にプロットされる。
【００６７】
図７は、ＳＭＦ１〜３の６通りの組み合わせ（同じ識別の光ファイバ同士の組み合わせを含む）のそれぞれにおいて光損失の推定値及び実測値に基づいてプロットしたグラフである。このグラフでは、傾きが１の直線Ｅ付近にプロットされているので、光損失の推定値と実測値とがほぼ等しいことがわかる。
【００６８】
図８は、ＤＳＦ１及び２の３通りの組み合わせ（同じ識別の光ファイバ同士の組み合わせを含む）のそれぞれにおいて光損失の推定値及び実測値に基づいてプロットしたグラフである。このグラフでは、プロットされた点が傾き２の直線Ｆ１に近似されるので、光損失の実測値は推定値のほぼ２倍であることがわかる。また、プロットされた点は傾き１．５の直線Ｆ２と傾き２．５の直線Ｆ３との間にほぼ収まっている。
【００６９】
図９は、ＬＣＦ１及び２の３通りの組み合わせ（同じ識別の光ファイバ同士の組み合わせを含む）のそれぞれにおいて光損失の推定値及び実測値に基づいてプロットしたグラフである。このグラフでは、プロットされた点が傾き３の直線Ｆ４に近似されるので、光損失の実測値は推定値のほぼ３倍であることがわかる。また、プロットされた点は傾き２．５の直線Ｆ５と傾き３．５の直線Ｆ６との間にほぼ収まっている。
【００７０】
図１０は、ＤＳＦ１及び２とＳＭＦ１〜３との６通りの組み合わせのそれぞれにおいて光損失の推定値及び実測値に基づいてプロットしたグラフである。このグラフでは、傾きが１の直線Ｅ付近にプロットされているので、光損失の推定値と実測値とがほぼ等しいことがわかる。ただし、プロットされた点は、直線Ｅと直線Ｅを実測値方向に０．０５ｄＢ移動した直線Ｆ７との間に多く集まっている。
【００７１】
図１１は、ＬＣＦ１及び２とＳＭＦ１〜３との６通りの組み合わせのそれぞれにおいて光損失の推定値及び実測値に基づいてプロットしたグラフである。このグラフでは、傾きが１であり、実測値方向の切片が０．２ｄＢである直線Ｆ８付近にプロットされている。また、プロットされた点は、傾きが１であり実測値方向の切片が０．１８ｄＢの直線Ｆ９と、傾きが１であり実測値方向の切片が０．２５ｄＢの直線Ｆ１０との間に多く集まっている。
【００７２】
図１２は、ＬＣＦ１及び２とＤＳＦ１及び２との４通りの組み合わせのそれぞれにおいて光損失の推定値及び実測値に基づいてプロットしたグラフである。このグラフでは、傾きが１．３であり、実測値方向の切片が０．１ｄＢである直線Ｆ１１付近にプロットされている。また、プロットされた点は、傾きが１．２であり実測値方向の切片が０．０７ｄＢの直線Ｆ１２と、傾きが２であり実測値方向の切片が０．１２ｄＢの直線Ｆ１３との間に多く集まっている。
【００７３】
図１３は、本実施例により得られた補正情報を示す図表である。ＳＭＦ、ＤＳＦ、及びＬＣＦそれぞれのカテゴリ組み合わせは、図１３に示されるように６パターンの組み合わせが存在する。これらのパターンについては、既に図７〜図１２に基づいて説明した。そして、上記した実施形態における数式（２）の傾き係数Ｋ及び加算係数Ｄは、直線Ｆ１〜Ｆ１３に基づいて図１３のように設定するとよい。なお、図１３において括弧内の数値は、好適な範囲を示している。
【００７４】
従来より、ＭＡＲＣＵＳＥによる理論式（１）などにより光損失を推定することは行われてきた。しかしながら、発明者は、このような理論式により求められた光損失の推定値と実際の光損失とが合致しないケースが存在し、それは光ファイバのカテゴリ組み合わせに関係があることを見出した。そして、本実施例において、上記したようにカテゴリ組み合わせに応じた傾き係数Ｋや加算係数Ｄといった補正情報を求め、光損失の推定値を好適に補正して正確な推定情報を得ることができた。
【００７５】
本発明による光ファイバ融着接続装置は、上記した実施形態及び実施例に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記した実施形態ではメモリ５に記憶される情報を作業者が入力しているが、光ファイバ融着接続装置の製造時に予め記憶させておいてもよい。
【００７６】
また、カテゴリ情報に含まれる光ファイバのカテゴリはＳＭＦ、ＤＳＦ、及びＬＣＦに限るものではない。例えば、今後新たに開発されたプロファイル構造を有する光ファイバを、新たなカテゴリとして登録することも可能である。
【００７７】
【発明の効果】
本発明による光ファイバ融着接続装置は、光ファイバをその構造によりカテゴリ分類し、カテゴリ組み合わせに応じて接続条件を設定することにより、多品種である光ファイバを融着接続する際に適切に接続条件を設定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光ファイバ融着接続装置の実施形態を示すブロック図である。
【図２】実施形態における、メモリ内部のデータ構造を示す図である。
【図３】各カテゴリの光ファイバ断面の屈折率分布を示す図である。
【図４】各カテゴリの光ファイバ断面の屈折率分布を示す図である。
【図５】コア検出手段におけるコア検出方法の一例を説明するための図である。
【図６】実施例において使用した光ファイバの識別、カテゴリ、及びＭＦＤを示す図表である。
【図７】カテゴリ組み合わせのそれぞれにおいて光損失の推定値及び実測値に基づいてプロットしたグラフである。
【図８】カテゴリ組み合わせのそれぞれにおいて光損失の推定値及び実測値に基づいてプロットしたグラフである。
【図９】カテゴリ組み合わせのそれぞれにおいて光損失の推定値及び実測値に基づいてプロットしたグラフである。
【図１０】カテゴリ組み合わせのそれぞれにおいて光損失の推定値及び実測値に基づいてプロットしたグラフである。
【図１１】カテゴリ組み合わせのそれぞれにおいて光損失の推定値及び実測値に基づいてプロットしたグラフである。
【図１２】カテゴリ組み合わせのそれぞれにおいて光損失の推定値及び実測値に基づいてプロットしたグラフである。
【図１３】実施例により得られた補正情報を示す図表である。
【符号の説明】
１…光ファイバ融着接続装置、３ａ…第１の光ファイバ、３ｂ…第２の光ファイバ、５…メモリ、７…ＣＰＵ、９…観察手段、１１…電極、１３ａ、１３ｂ…支持台、１５…操作手段、１７…表示手段、１９…放電回路、２１…コア検出手段、２３…調心制御手段、２７…条件設定手段、２９…損失推定手段、３１…データベース領域、３３…第１の記憶領域、３５…第２の記憶領域、３７…第３の記憶領域、３９…カテゴリリスト、４１…プロファイル情報、４３…接続条件データ、４５…補正情報、４７…ファイバリスト、４９…ＭＦＤデータ。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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