(57)【要約】【課題】  複数本の細径の裸光ファイバの間隔を一定保持し、太径の裸光ファイバが容易かつ確実に太径の裸光ファイバ用ホルダにクランプされ、品質良好な融着接続を行う。【解決手段】  複数の細径光ファイバ素線３の被覆材を除去した各細径裸光ファイバ５の端面とこの細径裸光ファイバ５より太い太径裸光ファイバ９の端面とを融着接続する際、前記複数の細径光ファイバ素線３を光ファイバ素線用ホルダ３５でホルドすると共に各細径裸光ファイバ同士の間隔を一定に保持してクランプし、前記太径裸光ファイバ９を太径裸光ファイバ用ホルダ４９の先端に設けられた装着用穴５３にエアで吸引して装着して位置決めした状態で、前記各細径裸光ファイバ５と太径裸光ファイバ９とを自動調心した後、各細径裸光ファイバ５の端面と太径裸光ファイバ９の端面とを突き合わせて融着接続することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の細径光ファイバ素線の被覆材を除去した各細径裸光ファイバの端面とこの細径裸光ファイバより太い太径裸光ファイバの端面とを融着接続する際、前記複数の細径光ファイバ素線を光ファイバ素線用ホルダでホルドすると共に各細径裸光ファイバ同士の間隔をガイド部材で一定に保持した状態でクランプし、前記太径裸光ファイバを太径裸光ファイバ用ホルダの先端に設けられた装着用穴にエアで吸引、装着して前記太径裸光ファイバ用ホルダをクランプした状態で、前記各細径裸光ファイバと太径裸光ファイバとを自動調心した後、各細径裸光ファイバの端面と太径裸光ファイバの端面とを突き合わせて融着接続手段により融着接続することを特徴とする異径光ファイバの融着接続方法。
【請求項２】
前記融着接続手段が、ＣＯ２レーザ光による融着装置であることを特徴とする請求項１記載の異径光ファイバの融着接続方法。
【請求項３】
複数の細径光ファイバ素線の被覆材を除去した各細径裸光ファイバの端面とこの細径裸光ファイバより太い太径裸光ファイバの端面とを融着接続手段により融着接続する異径光ファイバの融着接続装置であって、Ｚ軸方向へ相対的に移動自在に相対向して設けられた第１、第２Ｚ軸スライド台と、この第１Ｚ軸スライド台上に設けられ、前記複数の細径光ファイバ素線をホルドする細径光ファイバ素線用ホルダと、前記第１Ｚ軸スライド台上に設けられ、前記各細径裸光ファイバ同士の間隔を一定に保持するガイド部材を備えたを細径裸光ファイバ用クランプ手段と、前記第２Ｚ軸スライド台上に設けられ、先端部に前記太径裸光ファイバを装着する装着用穴と、この装着用穴に連通した吸引穴とを備えた太径裸光ファイバ用ホルダと、この太径裸光ファイバ用ホルダをクランプするホルダ用クランプ手段と、前記細径裸光ファイバ、太径裸光ファイバのそれぞれの調心を行うを調心機構部と、備えてなることを特徴とする異径光ファイバの融着接続装置。
【請求項４】
前記融着接続手段が、ＣＯ２レーザ光による融着装置であることを特徴とする請求項３記載の異径光ファイバの融着接続装置。
【請求項５】
Ｚ軸方向へ移動自在に設けられた第１Ｚ軸スライド台と、この第１Ｚ軸スライド台上に設けられ、前記複数の細径光ファイバ素線をホルドする細径光ファイバ素線用ホルダと、前記第１Ｚ軸スライド台上に設けられ、前記各細径裸光ファイバ同士の間隔を一定に保持するガイド部材を備えたを細径裸光ファイバ用クランプ手段と、を備えてなることを特徴とする細径裸光ファイバ用位置決めセット装置。
【請求項６】
前記細径裸光ファイバ用クランプ手段が、上下方向に移動可能であることを特徴とする請求項５記載の細径裸光ファイバ用位置決めセット装置。
【請求項７】
Ｚ軸方向へ移動自在に設けられた第２Ｚ軸スライド台と、この第２Ｚ軸スライド台上に設けられ、先端部に前記太径裸光ファイバを装着する装着用穴と、この装着用穴に連通した吸引穴とを備えた太径裸光ファイバ用ホルダと、この太径裸光ファイバ用ホルダをクランプするホルダ用クランプ手段と、を備えてなることを特徴とする太径裸光ファイバ用位置決めセット装置。
【請求項８】
前記装着用穴の長さが、前記太径裸光ファイバの長さに対してほぼ１／２であることを特徴とする請求項７記載の太径裸光ファイバ用位置決めセット装置。
【請求項９】
前記吸引穴の径が、前記太径裸光ファイバの径に対してほぼ３／４であることを特徴とする請求項７または８記載の太径裸光ファイバ用位置決めセット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数本の細径裸光ファイバの端面と太径裸光ファイバの端面とを融着接続せしめる異径光ファイバの融着接続方法およびその装置並びに細径、太径裸光ファイバ用位置決めセット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光機能素子の端面に光ファイバ端面をレーザ光により融着接続させる方法としては、例えば図６に示されているように、径の異なる２つの光ファイバとしての太径裸光ファイバ１０１と細径裸光ファイバ１０３とを接続する際に、この太径裸光ファイバ１０１と細径裸光ファイバ１０３の外周面に段差が生じないように端面同士を突合わせて配置することを条件とし、この突合せ部分に対して平行にレーザ光１０５を集光レンズ１０７を介して照射することで両者の外周面を同時に融着接続するものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−３４６５１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、最近になって、１本の太径裸光ファイバ１０１の端面の中心部に複数本例えば２本の細径裸光ファイバ素線の被覆材を除去した細径裸裸光ファイバ１０３の端面をレーザ光で融着接続させる方法が開発されてきている。この融着接続させる方法においては、２本の細径裸光ファイバ素線の被覆材を除去した細径裸裸光ファイバ１０３をそれぞれ従来から知られているクランプ台のＶ溝に入れてクランプ蓋で蓋をして位置決めセットすると、どうしても細径裸光ファイバ１０３間の間隔を常に一定に保つことができず不安定な状態になる恐れがあった。
【０００４】
また、太径裸光ファイバ１０１の長さが長ければ従来から知られているクランプ機構でクランプすることができるが、長さが短いと従来のクランプ機構でクランプすることが難しく位置決めセットができず困っているのが現状である。
【０００５】
この発明は上述の課題を解決するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記発明が解決しようとする課題を達成するために、この発明の異径光ファイバの融着接続方法は、複数の細径光ファイバ素線の被覆材を除去した各細径裸光ファイバの端面とこの細径裸光ファイバより太い太径裸光ファイバの端面とを融着接続する際、前記複数の細径光ファイバ素線を光ファイバ素線用ホルダでホルドすると共に各細径裸光ファイバ同士の間隔をガイド部材で一定に保持した状態でクランプし、前記太径裸光ファイバを太径裸光ファイバ用ホルダの先端に設けられた装着用穴にエアで吸引、装着して前記太径裸光ファイバ用ホルダをクランプした状態で、前記各細径裸光ファイバと太径裸光ファイバとを自動調心した後、各細径裸光ファイバの端面と太径裸光ファイバの端面とを突き合わせて融着接続手段により融着接続することを特徴とするものである。
【０００７】
この発明の異径光ファイバの融着接続方法は、前記異径光ファイバの融着接続方法において、前記融着接続手段が、ＣＯ２レーザ光による融着装置であることが好ましい。
【０００８】
この発明の異径光ファイバの融着接続装置は、複数の細径光ファイバ素線の被覆材を除去した各細径裸光ファイバの端面とこの細径裸光ファイバより太い太径裸光ファイバの端面とを融着接続手段により融着接続する異径光ファイバの融着接続装置であって、Ｚ軸方向へ相対的に移動自在に相対向して設けられた第１、第２Ｚ軸スライド台と、この第１Ｚ軸スライド台上に設けられ、前記複数の細径光ファイバ素線をホルドする細径光ファイバ素線用ホルダと、前記第１Ｚ軸スライド台上に設けられ、前記各細径裸光ファイバ同士の間隔を一定に保持するガイド部材を備えたを細径裸光ファイバ用クランプ手段と、前記第２Ｚ軸スライド台上に設けられ、先端部に前記太径裸光ファイバを装着する装着用穴と、この装着用穴に連通した吸引穴とを備えた太径裸光ファイバ用ホルダと、この太径裸光ファイバ用ホルダをクランプするホルダ用クランプ手段と、前記細径裸光ファイバ、太径裸光ファイバのそれぞれの調心を行うを調心機構部と、備えてなることを特徴とするものである。
【０００９】
この発明の異径光ファイバの融着接続装置は、前記異径光ファイバの融着接続装置において、前記融着接続手段が、ＣＯ２レーザ光による融着装置であることが好ましい。
【００１０】
この発明の細径裸光ファイバ用位置決めセット装置は、Ｚ軸方向へ移動自在に設けられた第１Ｚ軸スライド台と、この第１Ｚ軸スライド台上に設けられ、前記複数の細径光ファイバ素線をホルドする細径光ファイバ素線用ホルダと、前記第１Ｚ軸スライド台上に設けられ、この細径裸光ファイバ用調心機構部上に設けられ、前記各細径裸光ファイバ同士の間隔を一定に保持するガイド部材を備えたを細径裸光ファイバ用クランプ手段と、を備えてなることを特徴とするものである。
【００１１】
この発明の細径裸光ファイバ用位置決めセット装置は、前記細径裸光ファイバ用位置決めセット装置において、前記細径裸光ファイバ用クランプ手段が、上下方向に移動可能であることが好ましい。
【００１２】
この発明の太径裸光ファイバ用位置決めセット装置は、Ｚ軸方向へ移動自在に設けられた第２Ｚ軸スライド台と、この第２Ｚ軸スライド台上に設けられ、先端部に前記太径裸光ファイバを装着する装着用穴と、この装着用穴に連通した吸引穴とを備えた太径裸光ファイバ用ホルダと、この太径裸光ファイバ用ホルダをクランプするホルダ用クランプ手段と、を備えてなることを特徴とするものである。
【００１３】
この発明の太径裸光ファイバ用位置決めセット装置は、前記太径裸光ファイバ用位置決めセット装置において、前記装着用穴の長さが、前記太径裸光ファイバの長さに対してほぼ１／２であることが好ましい。
【００１４】
この発明の太径裸光ファイバ用位置決めセット装置は、前記太径裸光ファイバ用位置決めセット装置において、前記吸引穴の径が、前記太径裸光ファイバの径に対してほぼ３／４であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
以上のごとき課題を解決するための手段の説明から理解されるように、この発明によれば、複数本の細径の裸光ファイバの間隔を一定保持することができ、しかも、吸引穴からのエア吸引により、太径の裸光ファイバを装着穴に容易かつ確実に太径の裸光ファイバ用ホルダにクランプすることができる。その結果、品質良好な融着接続を行うことができる。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図５を参照するに、異径光ファイバの融着接続装置１は、複数例えば２本の０．２５ｍｍの径からなる細径光ファイバ素線３、この細径光ファイバ素線３の外周に被覆された被覆材を除去した例えば１２５μｍの径からなる細径裸光ファイバ５を位置決めセットする細径裸光ファイバ用位置決めセット装置７と例えば４００μｍの径からなる太径裸光ファイバ９（レンズともいう）を位置決めセットする太径裸光ファイバ用位置決めセット装置１１を備えている。また、前記細径光ファイバ素線３の外周に被覆された被覆材を除去した細径裸光ファイバ５の端面と前記太径裸光ファイバ９の端面とを融着接続させるためにＣＯ２レ−ザ光を出力するＣＯ２レ−ザ光発振器１３が図５において例えば右上方の位置に備えられている。そして、このＣＯ２レ−ザ光発振器１３から出力されたＣＯ２レ−ザ光はスプリッタ（ハーフミラー）１５で反射された後、レーザ加工ヘッド１７を構成している全反射ミラー１９で反射されると共に集光レンズ２１を経て１本の細径裸光ファイバ１１の端面と前記太径裸光ファイバ７の端面とが融着接続される。また、ＣＯ２レ−ザ光はスプリッタ（ハーフミラー）１５で透過された後、全反射ミラー２３で反射され、さらに、レーザ加工ヘッド２５を構成している全反射ミラー２７で反射されると共に集光レンズ２９を経て他の１本の細径裸光ファイバ５の端面と前記太径裸光ファイバ９の端面とが融着接続されることになる。なお、図示省略しているが、細径裸光ファイバ５の端面と前記太径裸光ファイバ９の端面との上下の下方位置には融着接続状態を観察するための例えばＣＣＤカメラからなる撮像手段が設けられている。
【００１８】
前記細径裸光ファイバ用位置決めセット装置７および太径裸光ファイバ用位置決めセット装置１１について図１を用いてさらに詳細に説明する。図１において、ベッド３１上には前記細径裸光ファイバ用位置決めセット装置７および太径裸光ファイバ用位置決めセット装置１１が相対向して設けられている。前記細径裸光ファイバ用位置決めセット装置７としてはベッド３１上にＺ軸方向（図１において左右方向）へ移動自在な第１Ｚ軸スライド台３３が設けられている。この第１Ｚ軸スライド台３３はすでに公知の図示省略の駆動手段によりＺ軸方向（図１において左右方向）へ移動される。この第１Ｚ軸スライド台３３上には前記２本の細径光ファイバ素線３をホルドする細径光ファイバ素線用ホルダ３５が設けられている。また、前記第１Ｚ軸スライド台３３上における前部（図１において右部）には細径裸光ファイバ用調心機構部３７が設けられており、この細径裸光ファイバ用調心機構部３７上には前記細径光ファイバ素線３の外周に被覆された被覆材を除去した細径裸光ファイバ５をクランプするための細径裸光ファイバ用クランプ手段のうちのクランプ台３９が設けられている。このクランプ台３９上には各細径裸光ファイバ５同士の間隔を一定に保持するガイド部材としての２本のガイドピン４１が設けられていると共に各細径裸光ファイバ５をクランプするクランパ４３が開閉自在に設けられている。前記細径裸光ファイバ用調心機構部３７はすでに公知であるが、Ｚ軸方向に対して左斜めに４５度傾いたＹ軸方向へ図示省略の駆動手段により移動自在に設けられている。
【００１９】
前記太径裸光ファイバ用位置決めセット装置１１としては前記ベッド３１上にＺ軸方向（図１において左右方向）へ移動自在な第２Ｚ軸スライド台４５が記設けられている。この第２Ｚ軸スライド台４５はすでに公知の図示省略の駆動手段によりＺ軸方向（図１において左右方向）へ移動される。第２Ｚ軸スライド台４５上における前部（図１において左部）には太径裸光ファイバ用調心機構部４７が設けられており、この太径裸光ファイバ用調心機構部４７上には太径裸光ファイバ用ホルダ４９をクランプするためのホルダ用クランプ手段のうちのクランプ台５１が設けられている。前記太径裸光ファイバ用ホルダ４９の先端部には前記太径裸光ファイバ９を装着する装着用穴５３と、この装着用穴５３に連通した吸引穴５５とが備えられている。そして、太径裸光ファイバ用ホルダ４９をクランプする太径裸光ファイバ用クランパ５７が開閉自在に設けられている。前記太径裸光ファイバ用調心機構部４７はすでに公知であるが、Ｚ軸方向に対して右斜めに４５度傾いたＸ軸方向へ図示省略の駆動手段により移動自在に設けられている。
【００２０】
上記構成により、第１Ｚ軸スライド台３３と第２Ｚ軸スライド台４５とが互いにＺ軸方向へ移動されると共に細径裸光ファイバ用調心機構部３７がＹ軸方向へ移動され、また、太径裸光ファイバ用調心機構部４７がＸ軸方向へ移動されることによって、２本の細径裸光ファイバ１１の端面と太径裸光ファイバ７の端面とが自動調心される。そして、２本の細径裸光ファイバ５の端面と太径裸光ファイバ９の端面とが自動調心された状態で、前記ＣＯ２レ−ザ光発振器１３から出力されたＣＯ２レ−ザ光がそれぞれスプリッタ１５、全反射ミラー１９、集光レンズ２１およびスプリッタ１５、全反射ミラー２３、全反射ミラー２７、集光レンズ２９から照射されることで、２本の細径裸光ファイバ５の端面と太径裸光ファイバ９の端面との融着接続を均一でかつ容易に行うことができる。
【００２１】
前記細径裸光ファイバ５の端面と太径裸光ファイバ９の端面とをＣＯ２レ−ザ光発振器１３を用いて融着接続する例で説明しているが、アーク放電による融着接続であっても構わない。
【００２２】
前記細径裸光ファイバ用位置決めセット装置７における２本の細径光ファイバ素線３、細径裸光ファイバ５と、前記太径裸光ファイバ用位置決めセット装置１１における太径裸光ファイバ９との位置決め状態をさらに詳しく説明すると、図２において、２本の例えば０．２５ｍｍからなる細径光ファイバ素線３は隣接した状態で細径光ファイバ素線用ホルダ３５によりホルドされる。そして、図３を併せて参照するに、細径光ファイバ素線３の外周に被覆された被覆材を除去した例えば１２５μｍの径からなる各細径裸光ファイバ５の中心間の距離Ｄ１は、０．２５ｍｍであるため、このままの状態でクランプ台３９の２つのＶ溝５９に一定の間隔Ｄ２例えば１０〜２０μｍに保持してクランプすることが難しい。そのため、図１におけるＶ溝５９の左側のクランプ台３９上に前記ガイドピン４１を２本設けることにより、一定の間隔Ｄ２例えば１０〜２０μｍに保持できるようにしたものである。この間隔Ｄ２を保持するために、前記クランプ台３９上に前記Ｖ溝５９の先端部（図２において右端部）にピンを立設してＶ溝５９の高さを低くして各細径裸光ファイバ５をＶ溝５９から外れないようにしてもよい。
【００２３】
したがって、各細径光ファイバ素線３からの各細径裸光ファイバ５は図１に示すごとく徐々に近接されてガイドピン４１により一定の間隔Ｄ２例えば１０〜２０μｍに保持できるようにクランプされることになる。
【００２４】
前記太径裸光ファイバ９は太径裸光ファイバ用ホルダ４９の先端部に設けられた装着用穴５３に装着する際には、装着用穴５３に連通した吸引穴５５内にエアを吸引した状態で、太径裸光ファイバ９を例えばピンセットによりつかんで装着用穴５３に装着し太径裸光ファイバ９からピンセットを外すことで太径裸光ファイバ９は位置決め用穴５３に装着されてセットされる。
【００２５】
例えば太径裸光ファイバ９の径Ｄ３が４００μｍで、長さＬ１が１．７ｍｍの場合には、装着用穴５３の径Ｄ４が例えば４１０μｍ程度がよく、また、装着用穴５３の深さＬ２は０．９ｍｍ程度がよい。すなわち、装着用穴５３の径Ｄ４は太径裸光ファイバ９の径Ｄ３よりやや大きめに、装着用穴５３の深さＬ２は太径裸光ファイバ９の長さＬ１の約１／２程度が好ましい。また、吸引穴５５の径Ｄ５は、例えば太径裸光ファイバ９の径Ｄ３が４００μｍのとき３００μｍ程度で、太径裸光ファイバ９の径Ｄ３の３／４程度が好ましいものである。
【００２６】
したがって、複数本の細径裸光ファイバ５の間隔を一定保持し、太径裸光ファイバ９を容易かつ確実に太径裸光ファイバ用ホルダ４９にクランプすることができ、品質良好な融着接続を行うことができる。  
前記クランパ４３は、図４に示されているように、細径裸光ファイバ用調心機構部３７の図４において右側に取り付けられた支持部材６１の上部に設けられている支持ピン６３を支点として回動自在に設けられている。そして、クランパ４３が２点鎖線の位置から実線の位置に回動されることで、クランパ４３に設けられたクランプ部４３Ｋによりクランプ台３９のＶ溝５９に位置決めされた細径裸光ファイバ５がクランプされる。前記支持部材６１内には図示省略の駆動手段によりピン６５が上下動自在に設けられている。このピン６５の上下動により、クランパ４３が支持ピン６３を支点として上下動される。その結果、クランプ部４３Ｋによりクランプ台３９のＶ溝５９に位置決めされた細径裸光ファイバ５がクランプされたり、アンクランプされることで、２本の細径裸光ファイバ５がねじれていたり、絡まっていたりしているのをほどき、その後、クランプ部４３Ｋによりクランプ台３９のＶ溝５９に細径裸光ファイバ５が位置決めされて確実にクランプすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】異径光ファイバの融着接続装置において細径裸光ファイバ用位置決めセット装置における２本の細径光ファイバ素線、細径裸光ファイバと、前記太径裸光ファイバ用位置決めセット装置における太径裸光ファイバとの位置決め状態を示した正面図である。
【図２】図１における平面図である。
【図３】図２おけるIII−III線に沿った断面図である。
【図４】細径裸光ファイバをクランプするクランパの側面図である。
【図５】この発明の異径光ファイバの融着接続装置の平面略図である。
【図６】従来の異径光ファイバの融着接続状態を示した図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  異径光ファイバの融着接続装置
３  細径光ファイバ素線
５  細径裸光ファイバ
７  細径裸光ファイバ用位置決めセット装置
９  太径裸光ファイバ
１１  太径裸光ファイバ用位置決めセット装置
１３  ＣＯ２レーザ発振器
１５  スプリッタ（ハーフミラー）
１７  レーザ加工ヘッド
１９  全反射ミラー
２１  集光レンズ
２３  全反射ミラー
２５  レーザ加工ヘッド
２７  全反射ミラー
２９  集光レンズ
３１  ベッド
３３  第１Ｚ軸スライド台
３５  細径光ファイバ素線用ホルダ
３７  調心機構部
３９  クランプ台（クランプ手段）
４１  位置決めピン（位置決め部材）
４３  クランパ
４５  第２Ｚ軸スライド台
４７  調心機構部
４９  太径光ファイバ用ホルダ
５１  クランプ台
５３  位置決め用穴
５５  吸引穴
５７  太径光ファイバ用クランパ
５９  Ｖ溝
６１  支持部材
６３  支持ピン
６５  ピン
【図１】
2005283901.tif 000003
【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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