(57)【要約】【課題】  結合度の制御を容易かつ再現性よく行うことが可能で、製造効率が高く、歩留まりの向上に寄与する光ファイバカプラの製造方法を提供する。【解決手段】  光ファイバカプラの製造方法において、光ファイバ１の入射ポートＰ１に入射する光の強度と、光ファイバ１、２の出射ポートＰ３、Ｐ４から出射する光の強度とから光ファイバカプラの結合度αを算出し、この算出結果に応じて、加熱源１０と融着部５との距離を、光ファイバ１、２の長手方向と垂直な方向に変動させながら融着部５を延伸させて、光ファイバカプラの結合度を制御する。光ファイバカプラの結合度の制御を、結合度αと、あらかじめ作成した理想結合度曲線βとを比較して行う。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝搬定数の異なる２本の光ファイバを添接させ、両者が接している部分を、加熱源を用いて加熱することにより、融着して融着部を形成するとともに、該融着部を延伸させて融着延伸部を形成する光ファイバカプラの製造方法において、
前記光ファイバのいずれか一方の入射ポートに入射する光の強度と、前記光ファイバの両方の出射ポートから出射する光の強度とから光ファイバカプラの結合度を算出し、この算出結果に応じて、前記加熱源と前記融着部との距離を、前記光ファイバの長手方向と垂直な方向に変動させながら前記融着部を延伸し、前記光ファイバカプラの結合度を制御することを特徴とする光ファイバカプラの製造方法。
【請求項２】
前記光ファイバカプラの結合度の制御は、前記算出結果により得られた結合度αと、あらかじめ作成した理想結合度曲線βとを比較して行うことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバカプラの製造方法。
【請求項３】
前記αが前記βより大きい場合は、前記加熱源を前記融着部に近付けるように制御することを特徴とする請求項２に記載の光ファイバカプラの製造方法。
【請求項４】
前記αが前記βより小さい場合は、前記加熱源を前記融着部から遠ざけるように制御することを特徴とする請求項２に記載の光ファイバカプラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバカプラの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバカプラは、光ファイバ内を伝送する光を分波、あるいは合波する機能を有する光部品であり、光通信、光機器、光ファイバセンサなどに適用されている。中でも、複数の光ファイバを融着延伸してなる融着延伸型の光ファイバカプラは、その製造が比較的容易であることから、幅広く用いられている。
【０００３】
一般に、融着延伸型の光ファイバカプラは、次のようにして製造される。
まず、図６に示すように、少なくとも２本の光ファイバ１１、１２を用意する。
次いで、図７に示すように、それぞれの光ファイバ１１、１２の長手方向中央部の被覆層を除去して、裸線部１３、１４を露出させる。
【０００４】
次いで、２本の光ファイバ１１、１２を並列に、かつ裸線部１３、１４同士を添接させた状態で固定する。
次いで、図８に示すように、裸線部１３、１４が接している部分の中央部をガスバーナーや電気ヒータなどの加熱源２０を用いて加熱することにより、裸線部１３、１４同士を融着させて、融着部１５を形成する。
【０００５】
さらに、融着部１５を加熱しながら、この融着部１５を長手方向に引張って延伸させて、融着延伸部を形成し、図９に示すような融着延伸部１６を有する光ファイバカプラを得る。このように融着部１５を延伸するにしたがって、融着延伸部１６では光結合が発生する。
【０００６】
この光ファイバカプラの製造方法において、融着部１５の延伸条件によって、光ファイバ１１、１２の結合度が変化するため、結合度を測定しながら融着部１５を延伸させ、所望の結合度が得られたところで融着部１５の延伸を停止する。
【０００７】
なお、この光ファイバカプラの製造方法では、加熱源２０と、裸線部１３、１４および融着部１５との距離はほぼ一定に保たれている。
【０００８】
このようにして形成された融着延伸部１６は、機械的外力の影響を受け易い。したがって、光ファイバカプラは、通常、融着延伸部１６を保護容器に収納した状態で用いられている。
【０００９】
光ファイバカプラの結合度は、次のように表される。
図９に示す光ファイバカプラにおいて、入射ポートＰ１から入射された光が、出射ポートＰ３および出射ポートＰ４に分岐されて出射されるとき、結合度は下記の式（１）で表される。
下記の式（１）において、Ｐ３は出射ポートＰ３から出射される光の強度、Ｐ４は出射ポートＰ４から出射される光の強度を表している。
【００１０】
【数１】
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【００１１】
同一の光学特性を有する２本の光ファイバを用いて作製した場合、光ファイバカプラの結合度は、図１０の曲線（ａ）に示すように、融着延伸部の延伸長の増大に伴って一旦、０から１００％にまで増加し、その後、周期的に増減する。
【００１２】
これに対し、特許文献１には、伝搬定数の異なる２本の光ファイバを融着延伸させてなり、結合度の波長依存性が小さい光ファイバカプラが開示されている。このような光ファイバカプラにおいては、図１０の曲線（ｂ）に示すように、融着延伸部の延伸長が増大しても結合度が１００％にはならない。このような光ファイバカプラでは、結合度の最大値近傍における波長平坦性を利用することにより、結合度の波長依存性を小さくすることができる。
【００１３】
光ファイバ通信においては、５０％、１０％、５％、２％、１％など、種々の結合度を有する波長平坦型の光ファイバカプラが必要とされている。そこで、光ファイバカプラを構成する２本の光ファイバの伝搬定数を適宜設定することにより、所望の結合度を有する光ファイバカプラを得る方法が用いられている。具体的には、２本の光ファイバにおける伝搬定数の差を変化させることによって、所望の結合度を有する光ファイバカプラを実現することができる。
【００１４】
この２本の光ファイバの伝搬定数差が異なる場合、可燃性ガスの流量、加熱源と光ファイバとの距離などの延伸条件を変えないで光ファイバカプラを作製しても、結合度の最大値は延伸ごとにばらつきを生じ、歩留まりが悪くなる。
【００１５】
この結合度のばらつきは、光ファイバを融着するとともに、延伸する前に、光ファイバを固定する際に生じる光ファイバと加熱源との距離のばらつきや、加熱源に供給される可燃性ガスの流量のばらつきなどに起因していると考えられる。
【００１６】
特許文献２では、光ファイバカプラの結合度のばらつきを抑えるために、光ファイバの融着部の延伸を一時中断し、結合度を確認した後、加熱源へ供給する可燃性ガスの流量を変化させる方法が提案されている。しかしながら、途中で融着部の延伸を中断するため、延伸時間が長くなり、作業効率が悪くなるという問題がある。
【特許文献１】特開平２−１７１７０５号公報
【特許文献２】特開平５−１５０１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、結合度の制御を容易かつ再現性よく行うことが可能で、製造効率が高く、歩留まりの向上に寄与する光ファイバカプラの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、上記課題を解決するために、伝搬定数の異なる２本の光ファイバを添接させ、両者が接している部分を、加熱源を用いて加熱することにより、融着して融着部を形成するとともに、該融着部を延伸させて融着延伸部を形成する光ファイバカプラの製造方法において、前記光ファイバのいずれか一方の入射ポートに入射する光の強度と、前記光ファイバの両方の出射ポートから出射する光の強度とから光ファイバカプラの結合度を算出し、この算出結果に応じて、前記加熱源と前記融着部との距離を、前記光ファイバの長手方向と垂直な方向に変動させながら前記融着部を延伸し、前記光ファイバカプラの結合度を制御する光ファイバカプラの製造方法を提供する。
【００１９】
上記光ファイバカプラの製造方法において、前記光ファイバカプラの結合度の制御は、前記算出結果により得られた結合度αと、あらかじめ作成した理想結合度曲線βとを比較して行うことが好ましい。
【００２０】
上記光ファイバカプラの製造方法において、前記αが前記βより大きい場合は、前記加熱源を前記融着部に近付けるように制御することが好ましい。
【００２１】
上記光ファイバカプラの製造方法において、前記αが前記βより小さい場合は、前記加熱源を前記融着部から遠ざけるように制御することが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の光ファイバカプラの製造方法によれば、光ファイバカプラの最大結合度の制御を容易にかつ再現性よく行うことができるため、最終的に所望の最大結合度を有する光ファイバカプラを製造することが可能となり、製造歩留まりの向上を達成することができる。したがって、効率良く、大量に光ファイバカプラを製造することができる。
【００２３】
また、本発明の光ファイバカプラの製造方法によれば、光ファイバカプラの結合度の算出結果により得られた結合度αと、あらかじめ作成した理想結合度曲線βとを比較して、加熱源と光ファイバの融着部との距離を変動させ、融着部の加熱領域を変動させながら、融着部を延伸するから、光ファイバの融着延伸部の延伸長に関しても再現性よく作製できる。そのため、融着延伸部を保護するための保護容器の構造（形状、大きさなど）を決定しやすいという利点もある。
【００２４】
また、本発明の光ファイバカプラの製造方法によれば、所望の結合度に応じて、あらかじめ理想結合度曲線を作成しておき、この理想結合度曲線に合わせて、光ファイバの融着部の加熱領域を変動させながら、融着部を延伸して光ファイバカプラを製造すれば、種々の結合度の波長平坦型光ファイバカプラを容易に製造することが可能である。
【００２５】
さらに、本発明の光ファイバカプラの製造方法によれば、融着部を延伸しながら融着部の加熱領域を変動させるから、延伸時間が短くなり、製造効率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を実施した光ファイバカプラの製造方法について、図面を参照して説明する。
図１〜図３は、本発明に係る光ファイバカプラの製造方法の一実施形態を示す概略図である。
【００２７】
光ファイバカプラを製造するには、まず、２本の光ファイバ１、２を用意し、光ファイバ１、２の長手方向におけるほぼ中央部の被覆層を任意の手段で除去して、裸線部３、４を露出させる。
【００２８】
次いで、２本の光ファイバ１、２を並列に、かつ裸線部３、４同士を添接させた状態で、図示略の光ファイバカプラ製造装置を構成するクランプ部に固定する。このクランプ部には、長手方向と垂直な断面がＶ字状、矩形状の溝からなる光ファイバ収納溝が設けられている。
ここで用いられる光ファイバカプラ製造装置は、例えば光ファイバ１、２を、長手方向に引張る駆動装置付ステージを有するものである。
【００２９】
次いで、裸線部３、４同士が接した状態を維持するように、２本の光ファイバ１、２を、両者の被覆層が接した状態で、接着剤や紐などによって固定する。
【００３０】
次いで、図１に示すように、裸線部３、４同士が接している部分の中央部を、この中央部近傍に配置され、ガスバーナー、電気ヒータなどからなる加熱源１０を用いて加熱することにより、裸線部３、４同士を融着させて、融着部５を形成する。
【００３１】
次いで、図２に示すように、融着部５を加熱しながら、この融着部５を長手方向両側、かつ、光ファイバ１、２の両端部が離間する方向に（図２中の矢印方向に）引張って延伸させて、融着延伸部を形成し、図３に示すような融着延伸部６を有する光ファイバカプラを得る。このように融着部５を延伸するにしたがって、融着延伸部６では光結合が発生する。
【００３２】
さらに、融着延伸部６を、保護容器に収納して、光ファイバカプラは実用に供される。
【００３３】
この実施形態では、融着部５を延伸させて融着延伸部６を形成する際に、光ファイバ１の入射ポートＰ１から入射した光の強度と、光ファイバ１の出射ポートＰ３および光ファイバ２の出射ポートＰ４から出射した光の強度から結合度（以下、「結合度α」と言うこともある。）を算出し、この算出結果に応じて、加熱源１０と融着部５との距離を変動させながら融着部５を延伸させて、光ファイバカプラの結合度を制御する。具体的には、加熱源１０を、融着部５すなわち光ファイバ１、２の長手方向と垂直な方向に往復移動させながら融着部５を延伸させる。
【００３４】
光ファイバカプラにおける結合度の測定は、以下のようにして行われる。
まず、入射ポートＰ１に光源を接続し、出射ポートＰ３および出射ポートＰ４のそれぞれに光パワーメータを接続する。次いで、あらかじめ強度の分かっている光を光源から入射ポートＰ１に入射して、光ファイバカプラ内を伝搬して、出射ポートＰ３および出射ポートＰ４から出射した光の強度を、それぞれパワーメータで測定する。
【００３５】
次いで、出射ポートＰ３および出射ポートＰ４から出射した光の強度の測定結果に基づいて、上記の式（１）を用いて、光ファイバカプラの結合度を算出する。
【００３６】
本発明にあっては、あらかじめ、従来の融着延伸型の光ファイバカプラの製造方法によって、加熱源を固定した状態で２本の光ファイバの融着部を延伸させて光ファイバカプラを作製する際に、融着部の延伸を開始してから終了するまでにおける融着延伸部の延伸長に対する光ファイバカプラの結合度を算出する。この算出結果から、融着延伸部の延伸長と結合度との関係を示す曲線を作成し、最終的に所望の結合度を有する光ファイバカプラを作製できた場合に、この曲線を理想結合度曲線βとする。
【００３７】
そして、この実施形態では、融着部５を延伸させながら、光ファイバカプラの結合度αを算出し、この算出結果が上記の理想結合度曲線βからずれた場合、加熱源１０と融着部５との距離を光ファイバ１、２の長手方向と垂直な方向に変動させて、融着部５における加熱領域を変化させる。これにより、光ファイバカプラの結合度の進行度合を制御することができる。ここで、加熱領域が広いと結合度の進行は遅くなり、最終的に結合度は低くなる。一方、加熱領域が狭いと結合度の進行は速くなり、最終的に結合度は高くなる。
【００３８】
したがって、延伸中の光ファイバカプラの結合度αを算出しながら、この算出結果が上記の理想結合度曲線βからずれた場合、加熱源１０と融着部５との距離を光ファイバ１、２の長手方向と垂直な方向に変動させ、すなわち、加熱源１０を、光ファイバ１、２の長手方向と垂直な方向に適切に移動させ、適切な位置に配することによって、結合度αと理想結合度曲線βとのずれを少なくすることができる。その結果、所望の結合度を有する光ファイバカプラを作製することができる。
【００３９】
ここで、加熱源１０を、光ファイバ１、２の長手方向と垂直な方向に適切に移動させる場合、移動させる量（加熱源１０の移動量）をΔｈとすると、Δｈは下記の式（２）で表される。下記の式（２）において、ΔＣＲは、ある延伸長における結合度と、その延伸長における理想結合度曲線上の結合度との差を表している。
【００４０】
【数２】
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【００４１】
ここで、図４は、この実施形態において、結合度が５％の光ファイバカプラを作製した場合における融着延伸部の延伸長と結合度との関係を示すグラフである。図４において、二点鎖線は理想結合度曲線を表している。
【００４２】
この実施形態において、融着部５を延伸させながら、光ファイバカプラの結合度を算出し、ある延伸長における結合度αが、その延伸長における理想結合度曲線βよりも高い場合（図４の曲線（ａ）上の点）、加熱源１０を融着部５に近付け、加熱領域を広くして結合度の進行を遅くする。一方、ある延伸長における結合度αが、その延伸長における理想結合度曲線βよりも低い場合（図４の曲線（ｂ）上の点）、加熱源１０を融着部５から遠ざけて、加熱領域を狭くして結合度の進行を速くする。
【００４３】
ここで、図５は、光ファイバカプラの製造における加熱源と光ファイバの融着部との距離と、結合度との関係を示すグラフである。図５から、加熱源と融着部との距離を変動させることにより、光ファイバの結合度が変化することが分かる。
【００４４】
このように、融着部５の延伸中に、加熱源１０と融着部５との距離を変動させることにより、ある延伸長における結合度αと、その延伸長における理想結合度曲線βとのずれは小さくなっていく。
【００４５】
この実施形態の光ファイバカプラの製造方法によれば、最大結合度の制御を容易かつ再現性よく行うことができる。ここで、例えば、最終的な光ファイバカプラの結合度が２％となるように、光ファイバカプラを製造した場合の歩留まりを表１に示す。ここでは、加熱源と融着部との距離を変動させた場合（制御あり）と、加熱源と融着部との距離を変動させずに一定とした場合（制御なし）とにおいて、光ファイバカプラをそれぞれ５０個製造し、最終的な結合度が２％±０．５％であれば合格とした。
【００４６】
【表１】
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【００４７】
表１から、加熱源と融着部との距離を変動させながら、光ファイバカプラの製造を行うことにより、最終的な結合度を所望の範囲内とすることができるため、歩留まりが向上することが確認された。
【００４８】
このように、この実施形態の光ファイバカプラの製造方法によれば、光ファイバカプラの最大結合度の制御を容易にかつ再現性よく行うことができるため、最終的に所望の最大結合度を有する光ファイバカプラを製造することが可能となり、製造歩留まりの向上を達成することができる。したがって、効率良く、大量に光ファイバカプラを製造することができる。
【００４９】
また、あらかじめ作成した理想結合度曲線βに合わせて、加熱源と光ファイバの融着部との距離を変動させ、融着部の加熱領域を変動させながら、融着部を延伸させるから、光ファイバの融着延伸部の延伸長に関しても再現性よく作製できる。そのため、融着延伸部を保護するための保護容器の構造（形状、大きさなど）を決定しやすいという利点もある。
【００５０】
また、所望の結合度に応じて、あらかじめ理想結合度曲線βを作成しておき、この理想結合度曲線βに合わせて、光ファイバの融着部の加熱領域を変動させながら、融着部を延伸させて光ファイバカプラを製造すれば、種々の結合度の波長平坦型光ファイバカプラを容易に製造することが可能である。
【００５１】
さらに、従来の光ファイバカプラの製造方法においては、光ファイバの融着部の延伸を一時中断して結合度を確認した後、加熱源へ供給する可燃性ガスの流量を変化させることにより、融着部の加熱領域を変動させているから、延伸時間が長くなり、製造効率が悪い。一方、本発明にあっては、融着部を延伸しながら融着部の加熱領域を変動させているから、延伸時間が短くなり、製造効率が向上する。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の光ファイバカプラの製造方法は、波長平坦型光ファイバカプラだけでなく、同種ファイバを用いるＷＤＭカプラの延伸長制御にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る光ファイバカプラの製造方法の一実施形態を示す概略図である。
【図２】本発明に係る光ファイバカプラの製造方法の一実施形態を示す概略図である。
【図３】本発明に係る光ファイバカプラの製造方法の一実施形態を示す概略図である。
【図４】本発明に係る光ファイバカプラの製造方法の一実施形態において、結合度が５％の光ファイバカプラを作製する場合における融着延伸部の延伸長と結合度との関係を示すグラフである。
【図５】本発明に係る光ファイバカプラの製造方法の一実施形態において、加熱源と光ファイバの融着部との距離と、結合度との関係を示すグラフである。
【図６】従来の融着延伸型の光ファイバカプラの製造方法を示す概略図である。
【図７】従来の融着延伸型の光ファイバカプラの製造方法を示す概略図である。
【図８】従来の融着延伸型の光ファイバカプラの製造方法を示す概略図である。
【図９】従来の融着延伸型の光ファイバカプラの製造方法で製造された光ファイバカプラを示す概略図である。
【図１０】従来の融着延伸型の光ファイバカプラの製造方法において、光ファイバカプラの結合度と、光ファイバカプラの融着延伸部の延伸長との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５４】
１，２・・・光ファイバ、３，４・・・裸線部、５・・・融着部、６・・・融着延伸部、１０・・・加熱源。
【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】
2005202119.tif 000012
【図８】
2005202119.tif 000013
【図９】
2005202119.tif 000014
【図１０】
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