(57)【要約】【課題】本発明は、光ファイバの中間被覆除去作業を正確かつ高効率に行うことができる光ファイバ中間被覆除去方法を提供し、また、光ファイバカプラ製造方法および装置を提供することにある。【解決手段】炭酸ガスレーザから発せられたレーザ光束Ｂを中間被覆を有する光ファイバ１，１に対して少なくとも２方向より照射し、中間被覆をガス化させて除去するとともに、クラッド部２，２を溶融させて互いに融着させる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭酸ガスレーザから発せられたレーザ光束を少なくとも２方向に分岐させ、
前記分岐されたレーザ光束を中間被覆を有する光ファイバに対して少なくとも２方向より照射し、
前記中間被覆をガス化させて、この中間被覆を光ファイバより除去することを特徴とする光ファイバ中間被覆除去方法。
【請求項２】
前記炭酸ガスレーザから発せられたレーザ光束を、少なくとも２方向に分岐させる前に、ビーム整形及びホモジナイズを行ってビーム強度分布を均一化することを特徴とする請求項１記載の光ファイバ中間被覆除去方法。
【請求項３】
前記炭酸ガスレーザから発せられたレーザ光束として、レーザ出力が１０〜１００Ｗ程度のものを用い、光ファイバに対する照射時間を１秒以下とすることを特徴とする請求項１、または、請求項２記載の光ファイバ中間被覆除去方法。
【請求項４】
複数の光ファイバのそれぞれの中間被覆の除去された部分を互いに接触させておき、
炭酸ガスレーザから発せられたレーザ光束を少なくとも２方向に分岐させ、
前記分岐されたレーザ光束を前記各光ファイバの中間被覆の除去された部分に対して少なくとも２方向より照射し、
前記各光ファイバのクラッド部を溶融させて互いに融着させ、光ファイバカプラとすることを特徴とする光ファイバカプラ製造方法。
【請求項５】
前記炭酸ガスレーザから発せられたレーザ光束を、少なくとも２方向に分岐させる前に、ビーム整形及びホモジナイズを行ってビーム強度分布を均一化することを特徴とする請求項４記載の光ファイバカプラ製造方法。
【請求項６】
前記各光ファイバを、中間被覆の除去された部分において互いに捻って接触させるとともに、両端側に延伸することを特徴とする請求項４、または、請求項５記載の光ファイバカプラ製造方法。
【請求項７】
前記各光ファイバを、中間被覆の除去された部分において押さえ冶具によって互いに接触させるとともに、両端側に延伸することを特徴とする請求項４、または、請求項５記載の光ファイバカプラ製造方法。
【請求項８】
複数の光ファイバのそれぞれの中間被覆の除去された部分を互いに接触させた状態で保持する保持部と、
炭酸ガスレーザと、
前記レーザ光束を少なくとも２方向に分岐させるビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタにより分岐されたレーザ光束を前記保持部により保持された各光ファイバの中間被覆の除去された部分に対して少なくとも２方向より照射する照射手段と、を備え、
前記各光ファイバのクラッド部を前記レーザ光束の照射により溶融させて互いに融着させ、光ファイバカプラとすることを特徴とする光ファイバカプラ製造装置。
【請求項９】
前記炭酸ガスレーザから発せられ前記ビームスプリッタに至る前のレーザ光束をビーム整形するビーム整形器と、
前記ビーム整形器を経て前記ビームスプリッタに至る前のレーザ光束をホモジナイズしてビーム強度分布を均一化するホモジナイザと、を備えたことを特徴とする請求項８記載の光ファイバカプラ製造装置。
【請求項１０】
前記保持部は、前記各光ファイバの中間被覆の除去された部分を互いに捻って接触させるとともに、両端側に延伸することを特徴とする請求項８、または、請求項９記載の光ファイバカプラ製造装置。
【請求項１１】
前記各光ファイバの中間被覆の除去された部分を互いに接触させる押さえ冶具を備えていることを特徴とする請求項８、または、請求項９記載の光ファイバカプラ製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ素線の任意の中間部における被覆を除去する光ファイバ中間被覆除去方法および複数の光ファイバのクラッド部が互いに融着された光ファイバカブラを製造するための光ファイバカプラ製造方法ならびに装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光ファイバグレーティングや光合成器、光分波器など、光ファイバ型光部品を正確かつ高効率に製造することが求められている。その場合、光ファイバの任意の中間部における被覆を剥離することが必要になる。
【０００３】
このように光ファイバの任意の中間部における被覆を剥離する従来の技術としては、特許文献１に開示された「光ファイバの被覆除去方法とその装置」と特許文献２に開示された「光ファイバ被覆除去装置および方法」がある。
【０００４】
特許文献１に開示された発明は、上刃による光ファイバ心線の被覆における剥離開始点の反対側の被覆に、切れ目を設けておく。次いで、被覆を剃刀などの上刃で削ぎ、さらにアルコールなどを含ませたクリーンペーパーで被覆を膨潤させながら残りの被覆を剥ぎ取る方法である。
【０００５】
また、特許文献２に開示された発明は、光部品の大規模な生産に対応するためのものであって、光ファイバに直交する方向に設置された対向する一対の除去刃で上記光ファイバを挟み、その後除去刃を上記光ファイバの長手方向に移動することによって被覆を除去するものである。
【０００６】
また、特許文献３や特許文献４に開示されているように、硫酸等の酸を用いた化学的な方法も用いられている。
【０００７】
そして、光合成器、光分波器として使用される光ファイバを用いた光ファイバカプラを製造する従来の技術としては、二本の光ファイバの側面部をコア部の近傍まで研磨して重ね合わせる「研磨法」や、特許文献５に開示された「溶融延伸法」がある。特許文献５に示された発明は、中間被覆を除去した複数本の光ファイバを並列に、または、互いに捻って接触させた状態で、加熱溶融させるとともに軸線方向に延伸するものである。一般的には、この「溶融延伸法」が用いられている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平９−４９９３１号公報
【０００９】
【特許文献２】
実開２００２−３１８３１２
【００１０】
【特許文献３】
特開平３−１８６８０６号公報
【００１１】
【特許文献４】
特開平６−１４４８８０号公報
【００１２】
【特許文献５】
特開２００３−７５６８０公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、中間被覆除去装置の利用分野は、ファクトリーユースであり、それを実現する装置は、自動製造機械の一つとして組み込まれることがある。
【００１４】
しかしながら、特許文献１に開示された発明は、主に作業者が手作業で行うようなものであり、装置に実行させるのは困難である。その理由としては、アルコールを含浸させたクリーンペーパーで被覆を剥離する作業があるためで、その際のクリーンペーパーの交換やアルコールの付与の機械化が困難で、加えて被覆を剥がす力加減も画一的な条件を見出すことが困難であるためである。
【００１５】
したがって、このような被覆除去作業においては、熟練した技術が必要であり、また、かなりの長時間を要する場合がある。このような被覆除去作業は、製造時間やコスト、人件費の増大、歩留まりの低下、信頼性の低下といった好ましくない事態を招来する。
【００１６】
一方、特許文献２に開示された発明のような方法であるならば、機械化は容易であるものの、特許文献１に開示された発明のように被覆を数個のピースに切りながら剥くのと異なり、被覆を圧壊しながら剥くため、被覆屑が細かく散乱し易い。そして、光ファイバのガイド部や除去刃の位置決め部にゴミが付着していると、正常な被覆除去ができなくなるので、被覆除去毎に作業者が清掃しなければならないという課題がある。
【００１７】
また、特許文献２に開示された発明は、装置内部に清掃機構を装備したとしても、完全なクリーニングが困難で、時々被覆屑が残って装置が停止することがある。さらに、被覆除去後のガラスファイバにも細かい被覆屑が付着するので、被覆除去後に行われるクリーニング工程で、ワイピングペーパーや超音波洗浄液の交換頻度が高くなるという課題もある。
【００１８】
さらに、これらいずれの方法においても、被覆を除去するときに、クラッド表面に傷を付けないように十分に注意する必要があり、クラッド表面に傷を付けずに被覆を除去することが困難である。
【００１９】
クラッド表面に傷が生ずると、微小な傷であっても、カプラが破断する決定的な要因となり得る。
【００２０】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、光ファイバの中間被覆除去作業を正確かつ高効率に行うことができる光ファイバ中間被覆除去方法を提供し、また、本発明に係る光ファイバ中間被覆除去方法によって中間被覆を除去された光ファイバに適用することが好適な光ファイバカプラ製造方法および装置を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、炭酸ガスレーザから発せられたレーザ光束を少なくとも２方向に分岐させ、前記分岐されたレーザ光束を中間被覆を有する光ファイバに対して少なくとも２方向より照射し、前記中間被覆をガス化させてこの中間被覆を光ファイバより除去することを要旨とする。
【００２２】
請求項２記載の発明は、上記課題を解決するため、前記炭酸ガスレーザから発せられたレーザ光束を、少なくとも２方向に分岐させる前に、ビーム整形及びホモジナイズを行ってビーム強度分布を均一化することを要旨とする。
【００２３】
請求項３記載の発明は、上記課題を解決するため、前記炭酸ガスレーザから発せられたレーザ光束としてレーザ出力が１０〜１００Ｗ程度のものを用い、光ファイバに対する照射時間を１秒以下とすることを要旨とする。
【００２４】
請求項４記載の発明は、上記課題を解決するため、複数の光ファイバのそれぞれの中間被覆の除去された部分を互いに接触させておき、炭酸ガスレーザから発せられたレーザ光束を少なくとも２方向に分岐させ、前記分岐されたレーザ光束を前記各光ファイバの中間被覆の除去された部分に対して少なくとも２方向より照射し、前記各光ファイバのクラッド部を溶融させて互いに融着させ、光ファイバカプラとすることを要旨とする。
【００２５】
請求項５記載の発明は、上記課題を解決するため、前記炭酸ガスレーザから発せられたレーザ光束を、少なくとも２方向に分岐させる前に、ビーム整形及びホモジナイズを行ってビーム強度分布を均一化することを要旨とする。
【００２６】
請求項６記載の発明は、上記課題を解決するため、前記各光ファイバを、中間被覆の除去された部分において互いに捻って接触させるとともに、両端側に延伸することを要旨とする。
【００２７】
請求項７記載の発明は、上記課題を解決するため、前記各光ファイバを、中間被覆の除去された部分において押さえ冶具によって互いに接触させるとともに、両端側に延伸することを要旨とする。
【００２８】
請求項８記載の発明は、上記課題を解決するため、複数の光ファイバのそれぞれの中間被覆の除去された部分を互いに接触させた状態で保持する保持部と、炭酸ガスレーザと、前記レーザ光束を少なくとも２方向に分岐させるビームスプリッタと、前記ビームスプリッタにより分岐されたレーザ光束を前記保持部により保持された各光ファイバの中間被覆の除去された部分に対して少なくとも２方向より照射する照射手段と、を備え、前記各光ファイバのクラッド部を前記レーザ光束の照射により溶融させて互いに融着させ、光ファイバカプラとすることを要旨とする。
【００２９】
請求項９記載の発明は、上記課題を解決するため、前記炭酸ガスレーザから発せられ前記ビームスプリッタに至る前のレーザ光束をビーム整形するビーム整形器と、前記ビーム整形器を経て前記ビームスプリッタに至る前のレーザ光束をホモジナイズしてビーム強度分布を均一化するホモジナイザと、を備えたことを要旨とする。
【００３０】
請求項１０記載の発明は、上記課題を解決するため、前記保持部は、前記各光ファイバの中間被覆の除去された部分を互いに捻って接触させるとともに、両端側に延伸することを要旨とする。
【００３１】
請求項１１記載の発明は、上記課題を解決するため、前記各光ファイバの中間被覆の除去された部分を互いに接触させる押さえ冶具を備えていることを要旨とする。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００３３】
（光ファイバ中間被覆除去方法の第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態における光ファイバ中間被覆除去方法における中間被覆を除去する前の光ファイバの側面図、図２は、図１の光ファイバ中間被覆除去方法において中間被覆が除去された後の光ファイバを示す側面図である。
【００３４】
なお、本発明に係る光ファイバ中間被覆除去方法は、光ファイバ型光部品を製造するために光ファイバの任意の中間部における被覆（中間被覆）を除去する方法である。また、以下に説明する各実施の形態に適用される光ファイバ１は、図２に示すように軸心からクラッド部２と、このクラッド部２の外周側に被覆された被覆３とが同心状に形成されている。また、光ファイバの被覆３は、例えば、特願平８−１５８６４３号（特開平１０−１０３７９号公報）に開示されているように、ウレタンアクリレート系、エポキシアクリレート系、ポリブタジェンアクリレート系、シリコーンアクリレート系、ポリエステルアクリレート系などの紫外線硬化型樹脂により形成されている。
【００３５】
まず、図１に示すように、二本の光ファイバ１，１の光ファイバカプラとして形成する部分を、互いに捻って絡めることによって接触させる。このように光ファイバカプラとして形成する部分の長さは、例えば、２０ｍｍ乃至２５ｍｍ程度である。
【００３６】
また、このとき、各光ファイバ１，１に対しては、図１中矢印Ｔで示すように軸線方向に一定の張力をかけておく。このように張力をかけた状態で、光ファイバカプラとして形成する部分、すなわち、二本の光ファイバ１，１が互いに捻られている部分に、炭酸ガスレーザから発せられた適度なビーム形状をしたレーザ光束を照射する。このレーザ光束は、図１中矢印Ｂで示すように、各光ファイバ１，１に対して、少なくとも２方向から照射することが望ましい。
【００３７】
このようにレーザ光束を照射することにより、中間被覆３ａをガス化（昇華）させ、図２に示すように、この中間被覆３ａをクラッド部２から除去する。このように中間被覆３ａが除去された領域においては、各光ファイバ１，１の二本のクラッド部２，２は、捻られて互いに接触した状態となる。
【００３８】
光ファイバに照射するレーザ光束は、ビームエキスパンダやシリンドリカルレンズ等で構成されたビーム整形器を用いて、図１中Ｌで示すように、例えば長円形などの所望のビーム形状としておくことが望ましい。この長円形は、長径を光ファイバカプラとして形成する部分の長さである例えば２０ｍｍ乃至２５ｍｍ程度とし、短径を各光ファイバ１，１の太さよりもやや長い程度とすることが望ましい。
【００３９】
また、炭酸ガスレーザから発せられてビーム形状を整形されたレーザ光束は、ビーム強度がガウス分布となっているので、ホモジナイザを用いてビーム強度分布を均一にしておくことが望ましい。レーザ光束のビーム強度分布を均一にすることにより、中間被覆３ａを除去する範囲を正確に規定することができる。
【００４０】
また、このように中間被覆３ａを除去するための炭酸ガスレーザとしては、例えば、「Ｃｏｈｅｒｅｎｔ−ＤＥＯＳ」製「ＧＥＭ−１００Ａ」のように、最大出力１００Ｗ程度の連続発振を行う炭酸ガスレーザ発振器を備えるものを用いる。そして、レーザ出力を１０〜１００Ｗ程度とし、０．５秒乃至１秒程度の所定時間に亘って照射する。
【００４１】
このような所定の条件のレーザ光束を照射することにより、光ファイバのクラッド部に傷損を与えることなく、中間被覆３ａのみを効率的に除去することができる。また、中間被覆３ａは、炭化することなくガス化して飛散するので、クラッド部２の表面から中間被覆３ａの残滓を取り除くような後処理は不要である。
【００４２】
（光ファイバ中間被覆除去方法の第２の実施の形態）
図３は、本実施の形態における光ファイバ中間被覆除去方法における中間被覆を除去する前の光ファイバの側面図、図４は、図３の光ファイバ中間被覆除去方法において中間被覆が除去された後の光ファイバを示す側面図である。
【００４３】
まず、図３に示すように、二本の光ファイバ１，１の光ファイバカプラとして形成する部分を、互いに並列させて接触させる。このように光ファイバカプラとして形成する部分の長さは、例えば、２０ｍｍ乃至２５ｍｍ程度である。
【００４４】
このとき、光ファイバ１，１の光ファイバカプラとして形成する部分の両端側の部分を両側より、押さえ冶具１１によって押さえ、各光ファイバ１，１を保持するようにするとよい。
【００４５】
また、このとき、各光ファイバ１，１に対しては、図３中矢印Ｔで示すように軸線方向に一定の張力をかけておく。このように張力をかけた状態で、光ファイバカプラとして形成する部分、すなわち、二本の光ファイバ１，１が互いに並列されている部分に、炭酸ガスレーザから発せられた適度なビーム形状をしたレーザ光束を照射する。このレーザ光束は、図３中矢印Ｂで示すように、各光ファイバ１，１に対して、少なくとも２方向から照射することが望ましい。
【００４６】
このようにレーザ光束を照射することにより、中間被覆３ａをガス化（昇華）させ、図４に示すように、この中間被覆３ａをクラッド部２から除去する。このように中間被覆３ａが除去された領域においては、各光ファイバ１，１の二本のクラッド部２，２は、押さえ冶具１１によって保持されていることにより互いに接触した状態となる。
【００４７】
光ファイバに照射するレーザ光束は、前述の第１の実施の形態と同様に、ビームエキスパンダやシリンドリカルレンズ等で構成されたビーム整形器を用いて、図３中Ｌで示すように、例えば長円形などの所望のビーム形状としておくことが望ましい。この長円形は、長径を光ファイバカプラとして形成する部分の長さである例えば２０ｍｍ乃至２５ｍｍ程度とし、短径を各光ファイバ１，１の太さよりもやや長い程度とすることが望ましい。
【００４８】
また、炭酸ガスレーザから発せられてビーム形状を整形されたレーザ光束は、ビーム強度がガウス分布となっているので、ホモジナイザを用いてビーム強度分布を均一にしておくことが望ましい。レーザ光束のビーム強度分布を均一にすることにより、中間被覆３ａを除去する範囲を正確に規定することができる。
【００４９】
また、このように中間被覆３ａを除去するための炭酸ガスレーザとしては、前述の第１の実施の形態におけるものと同様のものを用いることができる。
【００５０】
この実施の形態においても、前述の第１の実施の形態と同様に、光ファイバのクラッド部に傷損を与えずに中間被覆３ａのみを効率的に除去することができ、また、中間被覆３ａを炭化させることなくガス化して飛散させるので、クラッド部２の表面から中間被覆３ａの残滓を取り除くような後処理は不要である。
【００５１】
（光ファイバカプラ製造方法の第１の実施の形態）
本発明に係る光ファイバカプラ製造方法は、任意の中間部における中間被覆が除去された複数の光ファイバのクラッド部を互いに融着させて、光ファイバ型光部品である光ファイバカプラを製造する方法である。
【００５２】
この実施の形態における光ファイバカプラ製造方法においては、前述のように中間被覆３ａが除去され、図２に示すように、各光ファイバ１，１の二本のクラッド部２，２が捻られて互いに接触した例えば２０ｍｍ乃至２５ｍｍ程度の領域に対して、炭酸ガスレーザから発せられた適度なビーム形状をしたレーザ光束を照射する。このレーザ光束は、図２中矢印Ｂで示すように、各光ファイバ１，１のクラッド部２，２に対して、少なくとも２方向から照射することが望ましい。また、このとき、各光ファイバ１，１に対しては、図２中矢印Ｔで示すように軸線方向に一定の張力をかけておく。
【００５３】
また、このようにクラッド部２，２に対してレーザ光束を照射しているとき、これらクラッド部２，２を軸線方向に延伸させる。このように延伸させる距離としては、製造する光ファイバカプラが「ＷＤＭカプラ」である場合には、約１０ｍｍ、「タップカプラ」である場合には、約５ｍｍ、「３ｄＢカプラ」である場合には、約５ｍｍである。
【００５４】
このようにレーザ光束を照射してクラッド部２，２を溶融させ、互いに融着させることにより、光ファイバカプラが形成される。
【００５５】
光ファイバに照射するレーザ光束は、ビームエキスパンダやシリンドリカルレンズ等で構成されたビーム整形器を用いて、例えば長円形などの所望のビーム形状としておくことが望ましい。この長円形は、長径を光ファイバカプラとして形成する部分の長さである例えば２０ｍｍ乃至２５ｍｍ程度とし、短径を各光ファイバ１，１の太さよりもやや長い程度とすることが望ましい。
【００５６】
また、炭酸ガスレーザから発せられてビーム形状を整形されたレーザ光束は、ビーム強度がガウス分布となっているので、ホモジナイザを用いてビーム強度分布を均一にしておくことが望ましい。レーザ光束のビーム強度分布を均一にすることにより、融着されるクラッド部２，２の範囲を正確に規定することができる。
【００５７】
また、このようにクラッド部２，２を融着させるための炭酸ガスレーザとしては、例えば、「Ｃｏｈｅｒｅｎｔ−ＤＥＯＳ」製「ＧＥＭ−１００Ａ」のように、最大出力１００Ｗ程度の連続発振を行う炭酸ガスレーザ発振器を備えるものを用いることができる。そして、前述した中間被覆３ａを除去する場合よりもレーザ出力を高くし、クラッド部２，２が溶融する程度の十分な時間に亘って照射する。
【００５８】
このような光ファイバカプラの製造方法は、前述した光ファイバの中間被覆の除去の工程と同一の炭酸ガスレーザを用いて、レーザ出力および照射時間を変更するのみで行うことができる。また、中間被覆の除去の工程においてクラッド部２の表面から中間被覆３ａの残滓を取り除く後処理が不要であるため、この中間被覆の除去の工程に連続した工程として光ファイバカプラの製造を行うことができる。したがって、これら中間被覆の除去の工程と、光ファイバカプラの製造工程とは、同一の装置において連続した工程として行うことができ、自動化が可能である。
【００５９】
（光ファイバカプラ製造方法の第２の実施の形態）
本発明に係る光ファイバカプラ製造方法は、任意の中間部における中間被覆が除去された複数の光ファイバのクラッド部を互いに融着させて、光ファイバ型光部品である光ファイバカプラを製造する方法である。
【００６０】
この実施の形態における光ファイバカプラ製造方法においては、前述のように中間被覆３ａが除去され、図４に示すように、各光ファイバ１，１の二本のクラッド部２，２が押さえ冶具１１によって互いに接触させられた例えば２０ｍｍ乃至２５ｍｍ程度の領域に対して、炭酸ガスレーザから発せられた適度なビーム形状をしたレーザ光束を照射する。
【００６１】
押さえ冶具１１は、光ファイバ１，１の光ファイバカプラとして形成する部分の両端側の部分を両側より押さえつけて保持するように構成されている。レーザ光束は、図４中矢印Ｂで示すように、各光ファイバ１，１のクラッド部２，２に対して、少なくとも２方向から照射することが望ましい。また、このとき、各光ファイバ１，１に対しては、図４中矢印Ｔで示すように軸線方向に一定の張力をかけておく。
【００６２】
また、このようにクラッド部２，２に対してレーザ光束を照射しているとき、これらクラッド部２，２を軸線方向に延伸させる。このように延伸させる距離としては、製造する光ファイバカプラが「ＷＤＭカプラ」である場合には、約１０ｍｍ、「タップカプラ」である場合には、約５ｍｍ、「３ｄＢカプラ」である場合には、約５ｍｍである。
【００６３】
このようにレーザ光束を照射してクラッド部２，２を溶融させ、互いに融着させることにより、光ファイバカプラが形成される。
【００６４】
光ファイバに照射するレーザ光束は、前述の第１の実施に、ビームエキスパンダやシリンドリカルレンズ等で構成されたビーム整形器を用いて、例えば長円形などの所望のビーム形状としておくことが望ましい。この長円形は、長径を光ファイバカプラとして形成する部分の長さである例えば２０ｍｍ乃至２５ｍｍ程度とし、短径を各光ファイバ１，１の太さよりもやや長い程度とすることが望ましい。
【００６５】
また、炭酸ガスレーザから発せられてビーム形状を整形されたレーザ光束は、ビーム強度がガウス分布となっているので、ホモジナイザを用いてビーム強度分布を均一にしておくことが望ましい。レーザ光束のビーム強度分布を均一にすることにより、融着されるクラッド部２，２の範囲を正確に規定することができる。
【００６６】
また、このようにクラッド部２，２を融着させるための炭酸ガスレーザとしては、前述の第１の実施におけると同様のものを用いることができる。この実施の形態においても、中間被覆の除去の工程と、同一の装置において連続した工程として行うことができ、自動化が可能である。
【００６７】
（光ファイバカプラ製造装置の第１の実施の形態）
次に、本発明に係る光ファイバカプラ製造装置の第１の実施の形態について説明する。
【００６８】
図５は、本実施の形態における光ファイバカプラ製造装置の構成を示す平面図である。
【００６９】
この実施の形態における光ファイバカプラ製造装置は、図５に示すように、炭酸ガスレーザ４を備えている。この炭酸ガスレーザ４は、レーザ発振器を有して構成され、レーザ光束を出射する。このレーザ発振器は、例えば、最大出力が１００Ｗ程度のものであり、連続発振を行うものである。このようなレーザ発振器としては、例えば、「Ｃｏｈｅｒｅｎｔ−ＤＥＯＳ」製の「ＧＥＭ−１００Ａ」などがある。
【００７０】
この炭酸ガスレーザ４から発せられたレーザ光束は、ビームエキスパンダやシリンドリカルレンズ等で構成されたビーム整形器５に入射される。炭酸ガスレーザ４から発せられたレーザ光束のビーム形状は、直径が１．８ｍｍ程度の略々円形となっている。そして、ビーム整形器５は、入射されたレーザ光束のビーム形状を、光ファイバの中間被覆の除去及び光ファイバカプラの製造に適したビーム形状、例えば、長径が２０ｍｍ乃至２５ｍｍ程度の長円形に変化させる。
【００７１】
このビーム整形器５を経たレーザ光束は、光束断面における光強度分布がガウス分布となっている。このレーザ光束は、ホモジナイザ６に入射される。このホモジナイザ６は、入射されたレーザ光束の断面強度分布を均一にして出射する。
【００７２】
ホモジナイザ６を経たレーザ光束は、ビームスプリッタ７に入射される。このビームスプリッタ７としては、平板状のいわゆるハーフミラーやキューブ状のプリズム内に傾斜した半透過膜を有するビームスプリッタプリズム等を用いることができる。この実施の形態においては、ビームスプリッタ７として、直径１インチ、コバ厚（レンズの端の厚さ）０．１２２インチのセレン化亜鉛レンズを用いている。このビームスプリッタ７に入射したレーザ光束は、このビームスプリッタ７を透過するレーザ光束と、このビームスプリッタ７において反射されるレーザ光束とに分岐される。
【００７３】
ビームスプリッタ７を透過した第１のレーザ光束は、第１の反射ミラー８ａによって反射され、光ファイバ１，１が設置される加工位置Ａに入射する。そして、この加工位置Ａを通過した第１のレーザ光束は、第１の吸収板９ａに入射してこの第１の吸収板９ａに吸収される。
【００７４】
一方、ビームスプリッタ７において反射された第２のレーザ光束は、第２の反射ミラー８ｂによって反射され、光ファイバ１，１が設置される加工位置Ａに第１のレーザ光束とは異なる方向から入射する。そして、この加工位置Ａを通過した第２のレーザ光束は、第２の吸収板９ｂに入射してこの第２の吸収板９ｂに吸収される。
【００７５】
これら第１及び第２のレーザ光束は、この実施の形態においては、光ファイバ１，１が設置される加工位置Ａに対して、図５中矢印Ｂで示すように、互いに対向するように反対側より入射するとともに、同一直線上ではなく、互いに傾斜した状態で入射される。すなわち、これら第１及び第２のレーザ光束の光路は、同一平面上にあり、互いに１００°乃至１６０°程度の角度をなして加工位置Ａに入射する。
【００７６】
なお、この実施の形態においては、第１及び第２の反射ミラー８ａ，８ｂとしては、直径１インチ、厚さ０．１２インチのシリコン製ミラーを用いている。また、この実施の形態において、吸収板９ａ，９ｂとしては、表面がアルマイト処理された平板を用いている。
【００７７】
この光ファイバカプラ製造装置における加工の対象となる光ファイバ１，１は、光カプラとして形成される部分の両端部分を一対のホルダ１０ａ，１０ｂによって保持される。これら光ファイバ１，１は、互いに束ねられた状態で各ホルダ１０ａ，１０ｂに保持され、これらホルダ１０ａ，１０ｂの間となる部分をレーザ光束が入射される加工位置Ａに位置させる。また、これら光ファイバ１，１は、加工位置Ａに位置された部分が、互いに捻られて絡められた状態とされて保持される。
【００７８】
さらに、各ホルダ１０ａ，１０ｂは、図５中矢印Ｔで示すように、それぞれが加工位置Ａから離間する方向に付勢されており、保持した光ファイバ１，１に対して所定の張力をかけるようになっている。互いに捻られて絡められた状態の光ファイバ１，１に対して軸心に沿って両端側方向に加えられた張力は、光ファイバ１，１の捻られた部分においては、これら光ファイバ１，１を互いに接触させる力として作用する。したがって、各光ファイバ１，１は、加工位置Ａにおいて、互いに良好に平行に接触する。
【００７９】
このように光ファイバ１，１を保持した状態において、炭酸ガスレーザ４によりレーザ光束を出射させ、このレーザ光束を加工位置Ａの光ファイバ１，１に照射する。このとき、レーザ出力は１０〜１００Ｗ程度とし、０．５秒乃至１秒程度の所定時間に亘って照射する。
【００８０】
このように所定の条件のレーザ光束を照射することにより、光ファイバのクラッド部に傷損を与えることなく、各光ファイバ１，１の中間被覆のみを効率的に除去することができる。また、中間被覆は、炭化することなくガス化して飛散するので、クラッド部の表面から中間被覆の残滓を取り除くような後処理は不要である。
【００８１】
引き続いて、中間被覆を除去する場合よりもレーザ出力を高くし、光ファイバ１，１のクラッド部が溶融する程度の十分な時間に亘って、この光ファイバ１，１にレーザ光束を照射する。このときも、各光ファイバ１，１に対しては、各ホルダ１０ａ，１０ｂにより張力をかけたままにしておく。
【００８２】
また、このようにクラッド部２，２に対してレーザ光束を照射しているとき、これらクラッド部２，２を軸線方向に延伸させる。このように延伸させる距離としては、製造する光ファイバカプラが「ＷＤＭカプラ」である場合には、約１０ｍｍ、「タップカプラ」である場合には、約５ｍｍ、「３ｄＢカプラ」である場合には、約５ｍｍである。
【００８３】
そして、このレーザ光束の照射によりクラッド部２，２を溶融させ、互いに融着させることにより、光ファイバカプラが形成される。
【００８４】
（光ファイバカプラ製造装置の第２の実施の形態）
次に、本発明に係る光ファイバカプラ製造装置の第２の実施の形態について説明する。
【００８５】
図６は、本実施の形態における光ファイバカプラ製造装置の構成を示す平面図である。
【００８６】
この実施の形態における光ファイバカプラ製造装置は、図６に示すように、前述の第１の実施の形態におけると同様に、炭酸ガスレーザ４を備えている。この炭酸ガスレーザ４から発せられたレーザ光束は、ビームエキスパンダやシリンドリカルレンズ等で構成されたビーム整形器５及びホモジナイザ６を経て、光ファイバの中間被覆の除去及び光ファイバカプラの製造に適したビーム形状、例えば、長径が２０ｍｍ乃至２５ｍｍ程度の長円形となされるとともに、断面強度分布を均一となされる。
【００８７】
ホモジナイザ６を経たレーザ光束は、前述の第１の実施の形態におけると同様のビームスプリッタ７に入射され、第１のレーザ光束及び第２のレーザ光束に分岐される。ビームスプリッタ７を透過した第１のレーザ光束は、第１の反射ミラー８ａによって反射され、光ファイバ１，１が設置される加工位置Ａに入射する。そして、この加工位置Ａを通過した第１のレーザ光束は、第１の吸収板９ａに入射してこの第１の吸収板９ａに吸収される。ビームスプリッタ７において反射された第２のレーザ光束は、第２の反射ミラー８ｂによって反射され、光ファイバ１，１が設置される加工位置Ａに第１のレーザ光束とは異なる方向から入射する。そして、この加工位置Ａを通過した第２のレーザ光束は、第２の吸収板９ｂに入射してこの第２の吸収板９ｂに吸収される。
【００８８】
これら第１及び第２のレーザ光束は、この実施の形態においては、光ファイバ１，１が設置される加工位置Ａに対して、図６中矢印Ｂで示すように、互いに対向するように反対側より入射するとともに、同一直線上ではなく、互いに傾斜した状態で入射される。すなわち、これら第１及び第２のレーザ光束の光路は、同一平面上にあり、互いに１００°乃至１６０°程度の角度をなして加工位置Ａに入射する。
【００８９】
この光ファイバカプラ製造装置における加工の対象となる光ファイバ１，１は、光カプラとして形成される部分の両端部分を一対のホルダ１０ａ，１０ｂによって保持される。これら光ファイバ１，１は、互いに並列された状態で各ホルダ１０ａ，１０ｂに保持され、これらホルダ１０ａ，１０ｂの間となる部分をレーザ光束が入射される加工位置Ａに位置させる。また、これら光ファイバ１，１は、加工位置Ａに位置された部分が、押さえ冶具１１によって互いに接触させられる。この押さえ冶具１１は、光ファイバ１，１の光ファイバカプラとして形成する部分の両端側の部分を両側より押さえつけて保持するように構成されている。
【００９０】
さらに、各ホルダ１０ａ，１０ｂは、図６中矢印Ｔで示すように、それぞれが加工位置Ａから離間する方向に付勢されており、保持した光ファイバ１，１に対して所定の張力をかけるようになっている。
【００９１】
このように光ファイバ１，１を保持した状態において、炭酸ガスレーザ４によりレーザ光束を出射させ、このレーザ光束を加工位置Ａの光ファイバ１，１に照射する。このとき、レーザ出力は１０〜１００Ｗ程度とし、０．５秒乃至１秒程度の所定時間に亘って照射する。
【００９２】
このように所定の条件のレーザ光束を照射することにより、光ファイバのクラッド部に傷損を与えることなく、各光ファイバ１，１の中間被覆のみを効率的に除去することができる。また、中間被覆は、炭化することなくガス化して飛散するので、クラッド部の表面から中間被覆の残滓を取り除くような後処理は不要である。
【００９３】
引き続いて、中間被覆を除去する場合よりもレーザ出力を高くし、光ファイバ１，１のクラッド部が溶融する程度の十分な時間に亘って、この光ファイバ１，１にレーザ光束を照射する。このときも、各光ファイバ１，１に対しては、各ホルダ１０ａ，１０ｂにより張力をかけたままにしておく。
【００９４】
また、このようにクラッド部２，２に対してレーザ光束を照射しているとき、これらクラッド部２，２を軸線方向に延伸させる。このように延伸させる距離としては、製造する光ファイバカプラが「ＷＤＭカプラ」である場合には、約１０ｍｍ、「タップカプラ」である場合には、約５ｍｍ、「３ｄＢカプラ」である場合には、約５ｍｍである。
【００９５】
そして、このレーザ光束の照射によりクラッド部２，２を溶融させ、互いに融着させることにより、光ファイバカプラが形成される。
【００９６】
なお、本発明は前記各実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能である。例えば、光ファイバカプラを構成する光ファイバの本数は、前述の実施の形態に示したように２本に限定されることなく、３本以上の複数本であってもよい。また、使用する炭酸ガスレーザの出力および照射時間は、加工する光ファイバの本数や用いる光ファイバの被覆の厚さなどに応じて、適切な値に設定するべきである。
【００９７】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明によれば、炭酸ガスレーザから発せられたレーザ光束を少なくとも２方向に分岐させ、前記分岐されたレーザ光束を中間被覆を有する光ファイバに対して少なくとも２方向より照射し、前記中間被覆をガス化させてこの中間被覆を光ファイバより除去するので、被覆を潰しながら剥くことがないため、被覆屑の飛散がなく、装置内の清掃の頻度を少なくすることができ、連続作業が可能となる。また、被覆屑がガラス部表面へ再付着することもないので、次工程であるファイバクリーニング工程の手間をなくすことができる。さらに、薬品を使うこともないので、自動加工装置を用いることができ、自動化が可能となる。
【００９８】
請求項２記載の本発明によれば、前記炭酸ガスレーザから発せられたレーザ光束を、少なくとも２方向に分岐させる前に、ビーム整形及びホモジナイズを行ってビーム強度分布を均一化するので、レーザ光束のエネルギーを効率よく利用できるとともに、中間被覆を除去する範囲を正確に規定することができる。
【００９９】
請求項３記載の本発明によれば、前記炭酸ガスレーザから発せられたレーザ光束としてレーザ出力が１０〜１００Ｗ程度のものを用い、光ファイバに対する照射時間を１秒以下とするので、光ファイバのクラッド部に損傷を与えることなく、中間被覆のみを効率的に除去することができる。
【０１００】
請求項４記載の本発明によれば、複数の光ファイバのそれぞれの中間被覆の除去された部分を互いに接触させておき、炭酸ガスレーザから発せられたレーザ光束を少なくとも２方向に分岐させ、前記分岐されたレーザ光束を前記各光ファイバの中間被覆の除去された部分に対して少なくとも２方向より照射し、前記各光ファイバのクラッド部を溶融させて互いに融着させ、光ファイバカプラとするので、容易かつ迅速に光ファイバカプラを製造することができ、自動化も可能となる。
【０１０１】
請求項５記載の本発明によれば、前記炭酸ガスレーザから発せられたレーザ光束を、少なくとも２方向に分岐させる前に、ビーム整形及びホモジナイズを行ってビーム強度分布を均一化するので、レーザ光束のエネルギーを効率よく利用できるとともに、光ファイバのクラッド部を融着する範囲を正確に規定することができる。
【０１０２】
請求項６記載の本発明によれば、前記各光ファイバを、中間被覆の除去された部分において互いに捻って接触させるとともに、両端側に延伸するので、各光ファイバのクラッド部を互いに接触させるための操作を行うことなく、各光ファイバのクラッド部を互いに確実に接触させることができる。
【０１０３】
請求項７記載の本発明によれば、前記各光ファイバを、中間被覆の除去された部分において押さえ冶具によって互いに接触させるとともに、両端側に延伸するので、各光ファイバのクラッド部を互いに確実に接触させることができる。
【０１０４】
請求項８記載の本発明によれば、複数の光ファイバのそれぞれの中間被覆の除去された部分を互いに接触させた状態で保持する保持部と、炭酸ガスレーザと、前記レーザ光束を少なくとも２方向に分岐させるビームスプリッタと、前記ビームスプリッタにより分岐されたレーザ光束を前記保持部により保持された各光ファイバの中間被覆の除去された部分に対して少なくとも２方向より照射する照射手段と、を備え、前記各光ファイバのクラッド部を前記レーザ光束の照射により溶融させて互いに融着させ、光ファイバカプラとするので、容易かつ迅速に光ファイバカプラを製造することができ、自動化も可能となる。
【０１０５】
請求項９記載の本発明によれば、前記炭酸ガスレーザから発せられ前記ビームスプリッタに至る前のレーザ光束をビーム整形するビーム整形器と、前記ビーム整形器を経て前記ビームスプリッタに至る前のレーザ光束をホモジナイズしてビーム強度分布を均一化するホモジナイザと、を備えたので、レーザ光束のエネルギーを効率よく利用できるとともに、光ファイバのクラッド部を融着する範囲を正確に規定することができる。
【０１０６】
請求項１０記載の本発明によれば、前記保持部は、前記各光ファイバの中間被覆の除去された部分を互いに捻って接触させるとともに、両端側に延伸するので、各光ファイバのクラッド部を互いに接触させるための機構を用いることなく、各光ファイバのクラッド部を互いに確実に接触させることができる。
【０１０７】
請求項１１記載の本発明によれば、前記各光ファイバの中間被覆の除去された部分を互いに接触させる押さえ冶具を備えているので、各光ファイバのクラッド部を互いに確実に接触させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光ファイバ中間被覆除去方法の第１の実施の形態における中間被覆を除去する前の光ファイバの側面図である。
【図２】図１の光ファイバ中間被覆除去方法において中間被覆が除去された後の光ファイバを示す側面図である。
【図３】本発明に係る光ファイバ中間被覆除去方法の第２の実施の形態における中間被覆を除去する前の光ファイバの側面図である。
【図４】図３の光ファイバ中間被覆除去方法において中間被覆が除去された後の光ファイバを示す側面図である。
【図５】本発明に係る光ファイバカプラ製造装置の第１の実施の形態における構成を示す平面図である。
【図６】本発明に係る光ファイバカプラ製造装置の第２の実施の形態における構成を示す平面図である。
【符号の説明】
１  光ファイバ
２  クラッド部
３  被覆
３ａ  中間被覆
４  炭酸ガスレーザ
５  ビーム整形器
６  ホモジナイザ
７  ビームスプリッタ
８ａ  第１の反射ミラー
８ｂ  第２の反射ミラー
９ａ  第１の吸収板
９ｂ  第２の吸収板
１０ａ，１０ｂ  一対のホルダ
１１  押さえ冶具
【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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