(57)【要約】【課題】光ファイバカプラの寸法の拡大を防止することができる光ファイバカプラ製造装置を提供する。【解決手段】ファイバ保持手段が、１本の光ファイバを保持し、または複数本の光ファイバを、光ファイバのクラッド同士が接触するように保持し、保持された光ファイバを延伸させる。第１及び第２のバーナが、ファイバ保持手段に保持された光ファイバを加熱する。第２のバーナは、第１のバーナで形成される炎よりも細い炎を形成する。第１のバーナで形成された炎が、ファイバ保持手段に保持されている光ファイバを加熱する状態と、第２のバーナで形成された炎が、ファイバ保持手段に保持されている光ファイバを加熱する状態とのいずれかの状態になるように、第１のバーナ及び第２のバーナの姿勢が制御される。移動機構が、第２のバーナを、ファイバ保持手段に保持されている光ファイバの長さ方向に移動させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１本の光ファイバを保持し、または複数本の光ファイバを、光ファイバのクラッド同士が接触するように保持し、保持された光ファイバを延伸させることができるファイバ保持手段と、
前記ファイバ保持手段に保持された光ファイバを加熱するための第１のバーナと、
前記ファイバ保持手段に保持された光ファイバを加熱し、前記第１のバーナで形成される炎よりも細い炎を形成する第２のバーナと、
前記第２のバーナを、前記ファイバ保持手段に保持されている光ファイバの長さ方向に移動させる移動機構と
を有する光ファイバカプラ製造装置。
【請求項２】
さらに、前記第１のバーナで形成された炎が、前記ファイバ保持手段に保持されている光ファイバを加熱する状態と、前記第２のバーナで形成された炎が、前記ファイバ保持手段に保持されている光ファイバを加熱する状態とのいずれかの状態になるように、前記第１のバーナ及び第２のバーナの姿勢を制御するバーナ駆動機構を有する請求項１に記載の光ファイバカプラ製造装置。
【請求項３】
（ａ）バーナで炎を形成し、炎を第１の光ファイバの長さ方向に移動させながら該第１の光ファイバを加熱するとともに、加熱された部分を延伸させる工程と、
（ｂ）前記第１の光ファイバの延伸された部分の側面と、少なくとも１本の第２の光ファイバの側面とを接触させ、前記工程（ａ）で用いた炎よりも太い炎で、前記第１の光ファイバと第２の光ファイバとの接触した部分を加熱するとともに、加熱された部分を延伸させて、第１の光ファイバと第２の光ファイバとを融着させる工程と
を有する光ファイバカプラ製造方法。
【請求項４】
前記工程（ｂ）において、前記第１の光ファイバと第２の光ファイバとの接触した部分に対して、加熱するための炎を相対的に移動させることなく加熱を行う請求項３に記載の光ファイバカプラ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバカプラ製造装置及び製造方法に関し、特に１本の光ファイバを予め延伸させておき、延伸された光ファイバと他の光ファイバとを融着させる光ファイバカプラ製造装置及び製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
波長分割多重（ＷＤＭ）光通信方式において、波長依存性の小さい光ファイバカプラの開発が期待されている。非特許文献１に、２本の光ファイバのうち１本を予備延伸して細くしておき、予備延伸された光ファイバと他の光ファイバとを融着させることにより形成した波長依存性の少ない２分岐光ファイバカプラについて理論的な考察がなされている。
【０００３】
図３（Ａ）に、融着が行われる状態の２本の光ファイバの平面図を示す。光ファイバ１の一部のクラッド１Ｃが露出され、光ファイバ２の一部のクラッド２Ｃが露出されている。光ファイバ２は予備延伸されており、露出したクラッド２Ｃのうち一部が細くなっており、細い部分４がほぼ均一な太さにされている。一対のファイバクランプ５及び６が、露出したクラッド１Ｃ及び２Ｃを、両者の側面同士が接触するように保持する。クラッド２Ｃの太さの均一な部分４の両端よりも内側の点でクラッド２Ｃを固定すると、２本のクラッド１Ｃと２Ｃとの側面を接触させることができる。
【０００４】
一対のファイバクランプ５及び６で固定された位置よりも内側の部分３をバーナで加熱し、クラッド１Ｃと２Ｃとを融着させる。
【０００５】
【非特許文献１】
Ｋ．  ＯＫＡＭＯＴＯ，  Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ  Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｌｉｇｈｔ  Ｃｏｕｐｌｉｎｇ  Ｐｈｅｎｏｍｅｎａ  ｉｎ  Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−Ｆｌａｔｔｅｎｅｄ  Ｃｏｕｐｌｅｒｓ，  ”Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”，  Ｖｏｌ．８  Ｎｏ．５，  Ｍａｙ  １９９０，  ｐ．６７８−６８３
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
光ファイバの予備延伸及び融着時に、液化石油ガス（ＬＰＧ）バーナや水素バーナ等が使用される。ＬＰＧバーナの先端を太くするとバックファイヤが生ずるため、先端の太さは１ｍｍ程度にされる。このため、ＬＰＧバーナで形成される炎の太さは高々４ｍｍ程度である。炎が細いため、光ファイバの融着時に長い領域を均一に加熱するために、光ファイバの長さ方向に炎を往復移動させなければならない。
【０００７】
炎を往復移動させると、炎の折り返し点（加熱部分の両端）において加熱が過剰になり、光ファイバが局所的に細くなってしまう場合がある。局所的に細い部分が発生すると、そこから光信号が漏れ、損失が大きくなる。
【０００８】
水素バーナを用いると、太さ１２ｍｍ程度の炎を形成することができる。炎の太さが１２ｍｍ程度であれば、炎を移動させることなく光ファイバの融着を行うことができる。ところが、融着時と同様に、水素バーナを固定して予備延伸を行う方法では、細くなった均一な部分を長くすることができない。
【０００９】
図３（Ｂ）に、水素バーナを固定して予備延伸を行った光ファイバ２のクラッド２Ｃと、予備延伸を行っていない光ファイバ１のクラッド１Ｃとを、ファイバクランプ５及び６で保持した状態の平面図を示す。均一な細い部分４が短いため、ファイバクランプ５及び６は、細い部分４の両端よりも外側でクラッド２Ｃを保持することになる。このため、クラッド１Ｃと２Ｃとの間に隙間ができてしまい、両者が接触しない。この状態で加熱を行っても、クラッド１Ｃと２Ｃとを融着させることはできない。
【００１０】
図３（Ｃ）に示すように、炎１１を形成した水素バーナ１０を光ファイバ２のクラッド２Ｃに沿って往復移動させることにより、太さの均一な部分を長くすることができる。太さの均一な部分の長さは、水素バーナ１０の往復移動の振幅ｄ１とほぼ等しくなる。
【００１１】
太さの均一な部分の両端よりも外側の一部が炎に晒される。予備延伸前に、炎に晒される部分の被覆膜を除去しておかなければならない。水素バーナ１０の炎１１の太さをｄ２とすると、被覆膜の剥き代の長さは、片方でｄ２／２になる。剥き代の長さは両側でｄ２になる。炎の太さｄ２が１０ｍｍであれば、合計で１０ｍｍ以上の剥き代を確保しなければならない。この剥き代のために、光ファイバカプラの寸法が大きくなってしまう。
【００１２】
本発明の目的は、光ファイバカプラの寸法の拡大を防止することができる光ファイバカプラ製造装置及び製造方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点によると、１本の光ファイバを保持し、または複数本の光ファイバを、光ファイバのクラッド同士が接触するように保持し、保持された光ファイバを延伸させることができるファイバ保持手段と、前記ファイバ保持手段に保持された光ファイバを加熱するための第１のバーナと、前記ファイバ保持手段に保持された光ファイバを加熱し、前記第１のバーナで形成される炎よりも細い炎を形成する第２のバーナと、前記第２のバーナを、前記ファイバ保持手段に保持されている光ファイバの長さ方向に移動させる移動機構とを有する光ファイバカプラ製造装置が提供される。
【００１４】
この製造装置で、下記の製造方法を実施することができる。
【００１５】
本発明の他の観点によると、（ａ）バーナで炎を形成し、炎を第１の光ファイバの長さ方向に移動させながら該第１の光ファイバを加熱するとともに、加熱された部分を延伸させる工程と、（ｂ）前記第１の光ファイバの延伸された部分の側面と、少なくとも１本の第２の光ファイバの側面とを接触させ、前記工程（ａ）で用いた炎よりも太い炎で、前記第１の光ファイバと第２の光ファイバとの接触した部分を加熱するとともに、加熱された部分を延伸させて、第１の光ファイバと第２の光ファイバとを融着させる工程とを有する光ファイバカプラ製造方法が提供される。
【００１６】
予備延伸時に細い炎を長さ方向に移動させるため、加熱する部分の両端に設けるべき被覆の剥き代を短くすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１（Ａ）及び（Ｂ）に実施例による光ファイバカプラ製造装置の主要部の平面図を示す。図１（Ａ）は、１本の光ファイバ３５の予備延伸を行う状態を示し、図１（Ｂ）は、２本の光ファイバ３５及び３８を融着させる状態を示す。
【００１８】
図１（Ａ）に示すように、予備延伸される光ファイバ３５の一部の被覆膜が剥離されており、クラッド３５Ｃが露出している。ファイバクランプ３０及び３１が、露出したクラッド３５Ｃの両端よりもやや内側において、光ファイバ３５を支持している。
【００１９】
支持部材２４が、リニアガイド２５により、ファイバクランプ３０及び３１で保持された光ファイバ３５の長さ方向と平行な方向に移動可能に支持されている。支持部材２４に、アーム２２及び２３が取り付けられている。アーム２２及び２３は、光ファイバ３５の長さ方向に平行な旋回軸を中心として旋回することができる。アーム２２及び２３の先端に、それぞれＬＰＧバーナ２０及び水素バーナ２１が保持されている。
【００２０】
支持部材２４をリニアガイド２５に沿って移動させることにより、ＬＰＧバーナ２０及び水素バーナ２１のいずれか一方を、ファイバクランプ３０と３１との間に配置させることができる。図１（Ａ）は、ＬＰＧバーナ２０がファイバクランプ３０と３１との間に配置されている状態を表している。
【００２１】
図１（Ａ）に示すように、アーム２２を下ろすと、ＬＰＧバーナ２０の先端が、ファイバクランプ３０及び３１に固定されたクラッド３５Ｃのやや上方に配置される。
【００２２】
図２（Ａ）に、図１（Ａ）の状態におけるＬＰＧバーナ２０の先端近傍の断面図を示す。ＬＰＧバーナ２０の先端がクラッド３５Ｃの側面に対向している。ＬＰＧバーナ２０の先端から吹き出された炎２６によりクラッド３５Ｃが加熱される。炎２６の太さは約４ｍｍである。
【００２３】
図１（Ａ）に示した支持部材２４をリニアガイド２５に沿って往復移動させることにより、クラッド３５Ｃの所望の長さ部分を加熱することができる。露出したクラッド３５Ｃを加熱しながら、光ファイバ３５の予備延伸が行われる。炎２６の太さが約４ｍｍであるため、クラッド３５Ｃの細くされた均一な太さの部分の両側に確保すべき被服膜の剥き代の各々の長さは、２ｍｍ程度でよい。
【００２４】
図１（Ｂ）に示すように、予備延伸された光ファイバ３５と、予備延伸されていない光ファイバ３８とを、光ファイバ３５の細くされたクラッド３５Ｃと、光ファイバ３８の露出されたクラッド３８Ｃとの側面同士が接触するように、ファイバクランプ３０及び３１で保持する。
【００２５】
このとき、ファイバクランプ３０と３１とは、図１（Ａ）に示した工程で、クラッド３５Ｃが引き伸ばされて均一な太さにされた部分に接触する。ファイバクランプ３０と３１との間隔は、図１（Ａ）に示した予備延伸時におけるファイバクランプ３０と３１との間隔よりも狭くなる。ファイバクランプ３０及び３１が、クラッド３５Ｃの太さの均一な部分に接触するため、クラッド３５Ｃと３８Ｃとの側面同士を容易に接触させることができる。
【００２６】
支持部材２４をリニアガイド２５に沿って移動させ、水素バーナ２１を、ファイバクランプ３０と３１との間に配置する。アーム２３を下ろし、水素バーナ２１の先端が、ファイバクランプ３０及び３１で保持されたクラッド３５Ｃ及び３８Ｃの相互に接触した部分に対向する。
【００２７】
図２（Ｂ）に、水素バーナ２１の断面図を示す。水素バーナ２１の先端に、下端が開放され、上端が閉塞された円柱状の空洞２１ｂが画定されている。空洞２１ｂの直径は約１２ｍｍである。空洞２１ｂの上面に水素ガス流路２１ａが開口している。水素ガス流路２１ａから空洞２１ｂ内に水素ガスが供給され、空洞２１ｂの下端から下方に炎２７が吹き出す。炎２７の直径は約１２ｍｍになる。クラッド３５Ｃ及び３８Ｃは炎２７の内部を通過する。
【００２８】
図１（Ｂ）に戻って説明を続ける。水素バーナ２１の位置を移動させることなく、光ファイバ３５及び３８を延伸させる。これにより、クラッド３５Ｃと３８Ｃとを融着させることができる。水素バーナ２１を移動させないため、往復移動させた場合に生ずる折り返し位置の過度の加熱が生じない。このため、クラッドが局所的に細くなることを防止でき、損失の増大を防止することができる。
【００２９】
予備延伸時に、細い炎を形成するバーナを往復移動させながらクラッドを加熱するため、太い炎を形成するバーナを往復移動させる場合に比べて、光ファイバの被覆の剥き代を短くすることができる。これにより、光ファイバカプラの小型化を図ることが可能になる。
【００３０】
上記実施例では、１本の光ファイバの予備延伸時にＬＰＧバーナを用い、２本の光ファイバの融着時に水素バーナを用いたが、その他のバーナを用いてもよい。このとき、融着時に使用されるバーナで形成される炎が、予備延伸時に使用されるバーナで形成される炎よりも太い場合に、第１の実施例の効果と同様の効果が期待される。予備延伸時には、太さ３〜６ｍｍの炎を形成するバーナを用いることが好ましく、融着時には、太さ７〜１５ｍｍの炎を形成するバーナを用いることが好ましい。
【００３１】
また、上記実施例では、２本の光ファイバを融着させて２分岐の光ファイバカプラを作製したが、３本以上の光ファイバを用いて多分岐の光ファイバカプラを作製する場合にも、上記実施例による方法を適用することが可能である。３本以上の光ファイバを融着させる場合には、例えば細い炎のバーナを用い、バーナを往復移動させながら、１本の光ファイバを予備延伸しておく。予備延伸された光ファイバと、２本以上の予備延伸されていない光ファイバとを、太い炎のバーナを用い、バーナを固定して融着させる。予備延伸されていない複数の光ファイバは、予備延伸されている光ファイバの周囲にほぼ等間隔に配置することが好ましい。
【００３２】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光ファイバの予備延伸時に、融着時に用いる炎よりも細い炎を用い、その炎を往復移動させるため、加熱される部分の両端に必要となる被覆膜の剥き代を短くすることができる。これにより、光ファイバカプラの小型化を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例による光ファイバカプラ製造装置の平面図である。
【図２】ＬＰＧバーナ及び水素バーナの先端近傍の断面図である。
【図３】２本の光ファイバの融着すべき部分の平面図、及び予備延伸工程におけるバーナの往復移動の様子を示す図である。
【符号の説明】
１、２  光ファイバ
１Ｃ、２Ｃ  クラッド
３  加熱部分
４  太さの均一な部分
５、６  ファイバクランプ
１０  水素バーナ
１１  炎
２０  ＬＰＧバーナ
２１  水素バーナ
２２、２３  アーム
２４  支持部材
２５  リニアガイド
２６、２７  炎
３０、３１  ファイバクランプ
３５、３８  光ファイバ
３５Ｃ、３８Ｃ  クラッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004347946.tif 000005