(57)【要約】【課題】光ファイバ素線や心線の被覆を非接触的にかつ短時間で除去できる光ファイバ被覆の除去方法および除去装置を提供する。【解決手段】レーザ発振器５から発振されるレーザビーム４を、ビームスプリッタ８によって透過ビーム６と反射ビーム７とに分岐し、透過ビーム６および反射ビーム７を光ファイバ素線１に照射し、光ファイバ素線１の被覆を昇華させて、熱的に除去する。【選択図】        図１
2004302368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザビームを光ファイバ素線または心線に照射して、被覆を除去することを特徴とする光ファイバ被覆の除去方法。
【請求項２】
複数方向からレーザビームを光ファイバ素線または心線に照射することを特徴とする請求項１記載の光ファイバ被覆の除去方法。
【請求項３】
レーザビームを拡径し、拡径されたレーザビームをライン状に集光し、レーザビーム断面の長手方向と光ファイバ素線または心線の長手方向とを一致させて、レーザビームを光ファイバ素線または心線に照射することを特徴とする請求項１または請求項２記載の光ファイバ被覆の除去方法。
【請求項４】
前記レーザビームが、炭酸ガスレーザ発振器から発振されたものであることを特徴とする請求項１ないし３いずれか一項に記載の光ファイバ被覆の除去方法。
【請求項５】
レーザビームを発振するレーザ発振器と、レーザビームを分岐する分岐手段とを具備することを特徴とする光ファイバ被覆の除去装置。
【請求項６】
さらに、レーザビームを拡径する拡径手段と、拡径されたレーザビームをライン状に集光する集光手段とを具備することを特徴とする請求項５記載の光ファイバ被覆の除去装置。
【請求項７】
前記レーザ発振器が、炭酸ガスレーザ発振器であることを特徴とする請求項５または請求項６記載の光ファイバ被覆の除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ被覆の除去方法および除去装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ型カプラ、グレーティング等のファイバ型素子を作製する際や、光ファイバを融着接続する際、光ファイバ素線または心線の長手方向の中間部や終端部の被覆を除去する必要が生じる。
従来から、光ファイバ被覆を除去する方法としては、例えば、以下のような方法が用いられてきた。
【０００３】
（ｉ）光ファイバがプライマリ層およびセカンダリ層で被覆された光ファイバ心線の長手方向の中間部被覆を除去する方法であり、切削刃を中間部被覆除去区間の一方の端部のプライマリ層内に切り込ませ、光ファイバに非接触の状態で、中間部被覆除去区間の他方の端部まで長手方向に移動させて、光ファイバを少なくとも部分的に露出させ、次に、中間部被覆除去区間を溶剤に浸漬させることで、膨潤した被覆樹脂を剥離、除去する方法（特開２００２−９０５５１号公報（特許文献１）参照）。
【０００４】
（ｉｉ）光ファイバ被覆を強酸（例えば、高温の硫酸）や有機溶剤によって除去する方法（特開平３−１８６８０６号公報（特許文献２）、特開平６−１４４８８０号公報（特許文献３）参照）。
（ｉｉｉ）ヒータ（ホットストリッパ）で光ファイバ心線の一端末部の被覆を挟み込み、被覆を加熱しながら拭き取り、除去する方法（特開２００１−２２１９２０号公報（特許文献４）参照）。
【０００５】
しかしながら、上述の方法には、以下のような問題があった。
（ｉ）の方法では、被覆をエタノール等の溶剤で膨潤させるのに時間がかかるという問題があった。
（ｉｉ）の方法では、高温の硫酸を取り扱う際に危険が伴うという問題があった。また、強酸が少しでも残留していると、残された被覆の端部が強酸で変質してその形状が維持できず、光ファイバにリコートを施す際などに不具合が生じるという問題があった。また、強酸の残留をなくすために、光ファイバ被覆を除去した後の洗浄に時間がかかるという問題があった。
（ｉｉｉ）の方法では、光ファイバ心線の中間部の被覆除去が困難であるという問題があった。
また、上述のいずれの方法も、工具、拭き取り等の接触によって光ファイバに物理的な力が加わるため、被覆除去部の光ファイバの破断張力が低下してしまうという問題があった。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−９０５５１号公報
【特許文献２】
特開平３−１８６８０６号公報
【特許文献３】
特開平６−１４４８８０号公報
【特許文献４】
特開２００１−２２１９２０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
よって、本発明の目的は、光ファイバ素線や心線の被覆を非接触的にかつ短時間で除去できる光ファイバ被覆の除去方法および除去装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の光ファイバ被覆の除去方法は、レーザビームを光ファイバ素線または心線に照射して、被覆を除去することを特徴とする。
また、本発明の光ファイバ被覆の除去方法においては、複数方向からレーザビームを光ファイバ素線または心線に照射することが望ましい。
また、本発明の光ファイバ被覆の除去方法においては、レーザビームを拡径し、拡径されたレーザビームをライン状に集光し、レーザビーム断面の長手方向と光ファイバ素線または心線の長手方向とを一致させて、レーザビームを光ファイバ素線または心線に照射することが望ましい。
また、前記レーザビームは、炭酸ガスレーザ発振器から発振されたものであることが望ましい。
【０００９】
また、本発明の光ファイバ被覆の除去装置は、レーザビームを発振するレーザ発振器と、レーザビームを分岐する分岐手段とを具備することを特徴とするものである。
また、本発明の光ファイバ被覆の除去装置は、さらに、レーザビームを拡径する拡径手段と、拡径されたレーザビームをライン状に集光する集光手段とを具備することが望ましい。
また、前記レーザ発振器は、炭酸ガスレーザ発振器であることが望ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳しく説明する。
図１は、本発明の光ファイバ被覆の除去装置の一例を示す概略構成図である。この除去装置は、光ファイバ素線１を保持、固定する固定用治具２，３と、レーザビーム４を発振するレーザ発振器５と、レーザビーム４を透過ビーム６と反射ビーム７とに分岐するビームスプリッタ８（分岐手段）と、透過ビーム６を光ファイバ素線１に向けて反射する全反射ミラー９と、反射ビーム７を光ファイバ素線１に向けて反射する全反射ミラー１０と、光ファイバ素線１を通過したレーザビームを吸収する吸収板１１，１２とを具備して概略構成されるものである。
【００１１】
光ファイバ素線１は、光ファイバに紫外線硬化型樹脂の被覆（光ファイバ被覆）を施したものである。
レーザ発振器５は、紫外線硬化型樹脂の被覆を昇華、除去できるレーザビームを発振できるものであればよく、特に限定はされない。レーザ発振器５としては、紫外線硬化型樹脂に効率よく吸収されて熱となる赤外線レーザビームを発振できるものが好ましく、炭酸ガスレーザ発振器が好適に用いられる。
【００１２】
この除去装置を用いた光ファイバ被覆の除去方法について、以下に説明する。
光ファイバ素線１の被覆を除去したい部分（中間部）が２本のレーザビームの交差箇所に位置するように、光ファイバ素線１を固定用治具２，３で保持、固定する。
レーザ発振器５から発振されるレーザビーム４は、ビームスプリッタ８によって透過ビーム６と反射ビーム７とに分岐される。透過ビーム６および反射ビーム７は、それぞれ全反射ミラー９，１０によって光ファイバ素線１に向けて反射される。
【００１３】
反射されたレーザビームは、それぞれ光ファイバ素線１に、光ファイバ素線１に対する入射角θで照射される。このとき、光ファイバ素線１の被覆は、レーザビームを吸収して熱を発生し、一瞬にして昇華する。すなわち、被覆は熱的に除去される。
光ファイバ素線１を通過したレーザビームは、それぞれ吸収板１１，１２に吸収される。
【００１４】
レーザ発振器５のレーザ出力は、特に限定はされず、光ファイバの石英ガラスを溶融させることなく、被覆の紫外線硬化型樹脂を昇華させる程度に調整すればよい。また、ビームの照射時間も、特に限定はされず、光ファイバの石英ガラスを溶融させることなく、被覆の紫外線硬化型樹脂を昇華させる程度であればよい。
【００１５】
入射角θは、９０゜以外の角度であることが好ましい。光ファイバ素線１の長手方向に直交する方向からビームを照射すると、光ファイバ素線１を通過したレーザビームが、それぞれ全反射ミラー９，１０で反射されてレーザ発振器５に戻ってしまう。入射角θは、好ましくは、０゜＜θ＜９０゜、９０゜＜θ＜１８０゜の範囲である。
【００１６】
以上説明した光ファイバ被覆の除去方法にあっては、レーザビームを光ファイバ素線１に照射して、被覆を昇華、除去しているので、非接触的に被覆を除去でき、被覆除去部の光ファイバの破断張力の低下がない。また、レーザビームを光ファイバ素線１に照射して、被覆を昇華、除去しているので、短時間で被覆を除去できる。光ファイバの石英ガラスの融点は、被覆の紫外線硬化型樹脂の融点よりもはるかに高いので、被覆が昇華、除去されても、光ファイバは全く溶融することはない。
【００１７】
また、２方向からレーザビームを光ファイバ素線１に照射しているので、光ファイバ素線１の表面にまんべんなくレーザビームを照射でき、確実に被覆を除去できる。すなわち、一方向のみからレーザビームを照射した場合では、レーザビームが照射される側とは反対側の被覆にレーザビームが十分に照射できず、完全に被覆を除去できないおそれがある。
【００１８】
また、以上説明した光ファイバ被覆の除去装置にあっては、レーザビーム４を発振するレーザ発振器５と、レーザビーム４を分岐するビームスプリッタ８（分岐手段）とを具備しているので、２方向からレーザビームを光ファイバ素線１に照射して、非接触的にかつ短時間で、被覆を確実に除去できる。
【００１９】
図２は、本発明の光ファイバ被覆の除去装置の他の例を示す概略構成図である。この除去装置は、光ファイバ素線１を保持、固定する固定用治具２，３と、レーザビーム４を発振するレーザ発振器５と、レーザビーム４の径を拡大（拡径）するビームエキスパンダ１３（拡径手段）と、拡径されたレーザビーム４を透過ビーム６と反射ビーム７とに分岐するビームスプリッタ８（分岐手段）と、透過ビーム６を、ライン状に集光して光ファイバ素線１に向けて反射するシリンドリカルミラー１４（集光手段）と、反射ビーム７を、ライン状に集光して光ファイバ素線１に向けて反射するシリンドリカルミラー１５（集光手段）と、光ファイバ素線１を通過したレーザビームを吸収する吸収板１１，１２とを具備して概略構成されるものである。
【００２０】
ビームエキスパンダ１３としては、集光レンズ、負の拡散レンズなどを用いることができる。
シリンドリカルミラー１４，１５は、ライン状に集光されたビーム断面の長手方向と光ファイバ素線１の長手方向とが一致するように配置されている。
【００２１】
この除去装置を用いた光ファイバ被覆の除去方法について、以下に説明する。
光ファイバ素線１の被覆を除去したい部分が２本のレーザビームの交差箇所に位置するように、光ファイバ素線１の両端を固定用治具２，３で保持、固定する。
レーザ発振器５から発振されるレーザビーム４は、ビームエキスパンダ１３によって拡径される。拡径されたレーザビーム４は、ビームスプリッタ８によって透過ビーム６と反射ビーム７とに分岐される。透過ビーム６および反射ビーム７は、それぞれシリンドリカルミラー１４，１５によって、レーザビーム断面の長手方向と光ファイバ素線１の長手方向とが一致するようにライン状に集光され、光ファイバ素線１に向けて反射される。
【００２２】
反射されたレーザビームは、それぞれレーザビーム断面の長手方向と光ファイバ素線１の長手方向とが一致した状態で光ファイバ素線１に、光ファイバ素線１に対する入射角θで照射される。このとき、光ファイバ素線１の被覆は、レーザビームを吸収して熱を発生し、一瞬にして昇華する。すなわち、被覆は熱的に除去される。
光ファイバ素線１を通過したレーザビームは、それぞれ吸収板１１，１２に吸収される。
【００２３】
以上説明した光ファイバ被覆の除去方法にあっては、レーザビームを拡径し、拡径されたレーザビームをライン状に集光し、レーザビーム断面の長手方向と光ファイバ素線１の長手方向とを一致させて、レーザビームを光ファイバ素線１に照射しているので、広い範囲の被覆を除去できる。
また、以上説明した光ファイバ被覆の除去装置にあっては、レーザビーム４を拡径するビームエキスパンダ１３（拡径手段）と、拡径されたレーザビーム４をライン状に集光するシリンドリカルミラー１４，１５（集光手段）とを具備しているので、広い範囲の被覆を除去できる。
【００２４】
なお、本発明における集光手段は、図示例のシリンドリカルミラーに限定はされず、集光手段としては、シリンドリカルレンズ等を用いることができる。
また、本発明におけるレーザビームの照射方向は、図示例の２方向に限定はされず、１方向であってもよいし、３方向以上であってもよい。
また、図３に示すように、光ファイバ素線１の一端末部がフリーとなるように光ファイバ素線１を１箇所で固定すれば、一端末部の被覆の除去が可能となる。
【００２５】
上記実施形態の光ファイバ被覆の除去方法および除去装置は、光ファイバ素線の被覆除去に適用されているが、本発明の光ファイバ被覆の除去方法および除去装置は、光ファイバ素線にさらに被覆を施した光ファイバ心線、光ファイバテープ心線にも適用可能である。
【００２６】
【実施例】
以下、実施例を示す。
［実施例１］
図１に示す除去装置を用いて光ファイバ素線の被覆の除去を行った。
光ファイバ素線１としては、光ファイバの外径が１２５μｍとなるように線引きし、紫外線硬化型樹脂のプライマリ層の外径が１９０μｍ、紫外線硬化型樹脂のセカンダリ層の外径が２５０μｍとなるように被覆を施したシングルモード光ファイバ素線を用いた。
【００２７】
レーザ発振器５としては、最大出力が２５ＷのＣＷ（連続発振）炭酸ガスレーザ発振器（Ｃｏｈｅｒｅｎｔ−ＤＥＯＳ製、ＬＣ−２５）を用いた。レーザ出力は１０Ｗとした。ビームスプリッタ８としては、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た。全反射ミラー９，１０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た。吸収板１１，１２としては、表面がアルマイト処理されたものを用いた。また、光ファイバ素線１に対するレーザービームの入射角θは、７０゜とした。
【００２８】
固定用治具２，３に固定された光ファイバ素線１に、２方向からレーザービームを１秒間照射した。このときの被覆除去長は４ｍｍであった。
被覆除去後の光ファイバ素線１について、被覆除去部の光ファイバの破断張力を測定した。測定本数は２０本とした。
測定結果を図４に示す。図４において、横軸は破断張力、縦軸は累積破断確率（ある破断張力以下で破断する確率）である。
光ファイバ素線１の被覆除去部の平均破断張力は、光ファイバ自体の破断張力の９８．７％であり、大きく低下することはなかった。
【００２９】
［実施例２］
図２に示す除去装置を用いて実施例１と同じ光ファイバ素線の被覆の除去を行った。
レーザ発振器５のレーザ出力は１５Ｗとした。ビームエキスパンダ１３としては、直径０．５インチのゲルマニウム製平凹レンズを用いた。シリンドリカルミラー１４，１５としては、シリコン製のものを用いた。また、光ファイバ素線１に対するレーザービームの入射角θは、７０゜とした。
【００３０】
固定用治具２，３に固定された光ファイバ素線１に、２方向からレーザービームを１秒間照射した。このときの被覆除去長は１０ｍｍであった。
被覆除去後の光ファイバ素線１について、被覆除去部の光ファイバの破断張力を測定した。測定本数は２０本とした。
測定結果を図４に示す。光ファイバ素線１の被覆除去部の平均破断張力は、光ファイバ自体の破断張力の９７．８％であり、大きく低下することはなかった。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光ファイバ被覆の除去方法は、レーザビームを光ファイバ素線または心線に照射して、被覆を除去する方法であるので、光ファイバ素線や心線の被覆を非接触的にかつ短時間で除去できる。
また、本発明の光ファイバ被覆の除去方法において、複数方向からレーザビームを光ファイバ素線または心線に照射するようにすれば、光ファイバ素線や心線の被覆を確実に除去できる。
【００３２】
また、本発明の光ファイバ被覆の除去方法において、レーザビームを拡径し、拡径されたレーザビームをライン状に集光し、レーザビーム断面の長手方向と光ファイバ素線または心線の長手方向とを一致させて、レーザビームを光ファイバ素線または心線に照射するようにすれば、一度の照射で広い範囲の被覆を除去できる。
また、前記レーザビームが、炭酸ガスレーザ発振器から発振されたものであれば、より短時間で、より確実に被覆を除去できる。
【００３３】
また、本発明の光ファイバ被覆の除去装置は、レーザビームを発振するレーザ発振器と、レーザビームを分岐する分岐手段とを具備するものであるので、光ファイバ素線や心線の被覆を非接触的にかつ短時間で、確実に除去できる。
また、本発明の光ファイバ被覆の除去装置が、さらに、レーザビームを拡径する拡径手段と、拡径されたレーザビームをライン状に集光する集光手段を具備するものであれば、一度の照射で広い範囲の被覆を除去できる。
また、前記レーザ発振器が、炭酸ガスレーザ発振器であれば、より短時間で、より確実に被覆を除去できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ファイバ被覆の除去装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の光ファイバ被覆の除去装置の他の例を示す概略構成図である。
【図３】本発明の光ファイバ被覆の除去装置の他の例を示す概略構成図である。
【図４】実施例における破断張力の測定結果を示す対数グラフであり、横軸は破断張力、縦軸は累積破断確率である。
【符号の説明】
１…光ファイバ素線、４…レーザビーム、５…レーザ発振器、６…透過ビーム、７…反射ビーム、８…ビームスプリッタ（分岐手段）、１３…ビームエキスパンダ（拡径手段）、１４…シリンドリカルミラー（集光手段）、１５…シリンドリカルミラー（集光手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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