(57)【要約】【課題】  外径が小さい光ファイバをそれよりも外径の大きなシングルモード光ファイバに低損失で接続するための接続方法及び接続構造の提供。【解決手段】  外径Ａのシングルモード光ファイバ１と、外径Ａよりも小さい外径Ｂの光ファイバ２との接続方法であって、前記シングルモード光ファイバの一端部を延伸して前記外径Ｂ±２μｍ以内の外径の接続端面を形成し、該接続端面と前記光ファイバの端面とを融着接続することを特徴とする光ファイバの接続方法。【選択図】  図１
2005189813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外径Ａのシングルモード光ファイバと、外径Ａよりも小さい外径Ｂの光ファイバとの接続方法であって、前記シングルモード光ファイバの一端部を加熱延伸して前記外径Ｂ±２μｍ以内の外径の接続端面を形成し、該接続端面と前記光ファイバの端面とを融着接続することを特徴とする光ファイバの接続方法。
【請求項２】
外径Ａ、モードフィールド径ａであるシングルモード光ファイバと、外径Ａよりも小さい外径Ｂ、モードフィールド径ｂである光ファイバとの接続方法であって、前記シングルモード光ファイバの一端部を加熱延伸して前記外径Ｂ±２μｍ以内の外径の接続端面を形成し、加熱延伸したシングルモード光ファイバのモードフィールド径ａ’はａよりも小さく、ｂ＜ａ’＜ａの関係であり、該接続端面と前記光ファイバの端面とを融着接続することを特徴とする光ファイバの接続方法。
【請求項３】
外径Ａのシングルモード光ファイバと、外径Ａよりも小さい外径Ｂの光ファイバとの接続方法であって、前記シングルモード光ファイバのモードフィールド径ａと前記光ファイバのモードフィールド径ｂとの間のモードフィールド径ｃをもち、かつ外径Ａと同じ外径の中間光ファイバの一端部を加熱延伸して、前記外径Ｂ±２μｍ以内の外径の接続端面を形成し、該接続端面と前記光ファイバの端面とを融着接続するとともに、この中間光ファイバの他端と前記シングルモード光ファイバの一端とを融着接続することを特徴とする光ファイバの接続方法。
【請求項４】
外径Ａ、モードフィールド径ａであるシングルモード光ファイバと、外径Ａよりも小さい外径Ｂ、モードフィールド径ｂである光ファイバとの接続方法であって、前記シングルモード光ファイバのモードフィールド径ａと前記光ファイバのモードフィールド径ｂとの間のモードフィールド径ｃをもち、かつ外径Ａと同じ外径の中間光ファイバの一端部を加熱延伸して前記外径Ｂ±２μｍ以内の外径の接続端面を形成し、加熱延伸した中間光ファイバのモードフィールド径ｃ’はｃよりも小さく、ｂ＜ｃ’＜ｃの関係であり、該接続端面と前記光ファイバの端面とを融着接続するとともに、この中間光ファイバの他端と前記シングルモード光ファイバの一端とを融着接続することを特徴とする光ファイバの接続方法。
【請求項５】
前記シングルモード光ファイバの外径Ａが１２５±２μｍであり、前記光ファイバの外径Ｂが６０〜１１０μｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光ファイバの接続方法。
【請求項６】
前記光ファイバのモードフィールド径ｂが４〜７μｍであり、前記中間光ファイバのモードフィールド径ｃが５〜８μｍであり、かつこれらのモードフィールド径がｂ＜ｃ＜ａの関係になっていることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の光ファイバの接続方法。
【請求項７】
前記シングルモード光ファイバ又は前記中間光ファイバに形成するテーパー状の延伸部の長さが０．１〜５ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光ファイバの接続方法。
【請求項８】
外径Ａのシングルモード光ファイバと、外径Ａよりも小さい外径Ｂの光ファイバとを接続損失が１．５ｄＢ以下で接続することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の光ファイバの接続方法。
【請求項９】
前記接続端面と光ファイバの端面とを融着接続した後、該接続部を融着温度以下の温度で放電加熱するマッチング処理を行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の光ファイバの接続方法。
【請求項１０】
外径Ｂの光ファイバが分散補償光ファイバであることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の光ファイバの接続方法。
【請求項１１】
外径Ａのシングルモード光ファイバと、外径Ａよりも小さい外径Ｂの光ファイバとの接続構造であって、前記シングルモード光ファイバの一端部に先窄まりのテーパー状をなし前記外径Ｂ±２μｍ以内の外径の接続端面を有する延伸部が形成され、該接続端面と前記光ファイバの端面とが融着接続されてなることを特徴とする光ファイバの接続構造。
【請求項１２】
外径Ａ、モードフィールド径ａであるシングルモード光ファイバと、外径Ａよりも小さい外径Ｂ、モードフィールド径ｂである光ファイバとの接続構造であって、前記シングルモード光ファイバの一端部に先窄まりのテーパー状をなし前記外径Ｂ±２μｍ以内の外径の接続端面を有する延伸部が形成され、加熱延伸したシングルモード光ファイバのモードフィールド径ａ’はａよりも小さく、ｂ＜ａ’＜ａの関係であり、該接続端面と前記光ファイバの端面とが融着接続されてなることを特徴とする光ファイバの接続構造。
【請求項１３】
外径Ａのシングルモード光ファイバと、外径Ａよりも小さい外径Ｂの光ファイバとの接続構造であって、前記シングルモード光ファイバのモードフィールド径ａと、前記光ファイバのモードフィールド径ｂとの間のモードフィールド径ｃをもち、かつ外径Ａと同じ外径の中間光ファイバの一端部に先窄まりのテーパー状をなし前記外径Ｂ±２μｍ以内の外径の接続端面を有する延伸部が形成され、該接続端面と前記光ファイバの端面とが融着接続されてなることを特徴とする光ファイバの接続構造。
【請求項１４】
外径Ａ、モードフィールド径ａであるシングルモード光ファイバと、外径Ａよりも小さい外径Ｂ、モードフィールド径ｂである光ファイバとの接続構造であって、前記シングルモード光ファイバのモードフィールド径ａと、前記光ファイバのモードフィールド径ｂとの間のモードフィールド径ｃをもち、かつ外径Ａと同じ外径の中間光ファイバの一端部に先窄まりのテーパー状をなし前記外径Ｂ±２μｍ以内の外径の接続端面を有する延伸部が形成され、加熱延伸した中間光ファイバのモードフィールド径ｃ’はｃよりも小さく、ｂ＜ｃ’＜ｃの関係である該接続端面と前記光ファイバの端面とが融着接続されてなることを特徴とする光ファイバの接続構造。
【請求項１５】
前記シングルモード光ファイバの外径Ａが１２５±２μｍであり、前記光ファイバの外径Ｂが６０〜１１０μｍであることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれかに記載の光ファイバの接続構造。
【請求項１６】
前記光ファイバのモードフィールド径ｂが４〜７μｍであり、前記中間光ファイバのモードフィールド径ｃが５〜８μｍであり、かつこれらのモードフィールド径がｂ＜ｃ＜ａの関係になっていることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれかに記載の光ファイバの接続構造。
【請求項１７】
前記シングルモード光ファイバ又は前記中間光ファイバに形成するテーパー状の延伸部の長さが０．１〜５ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１１〜１６のいずれかに記載の光ファイバの接続構造。
【請求項１８】
前記接続端面と光ファイバの端面とを融着接続した後、該接続部を融着温度以下の温度で放電加熱するマッチング処理を行うことを特徴とする請求項１１〜１７のいずれかに記載の光ファイバの接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外径の小さい光ファイバとそれよりも外径の大きなシングルモード光ファイバとを低損失で接続するための光ファイバの接続方法及び接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
光部品に使用される光ファイバでは小型化のために、光ファイバの外径を小さくすることが行われている。たとえば、光伝送路の波長分散を補償するために、分散補償光ファイバモジュールを光伝送路内に挿入することが行われている。
分散補償光ファイバモジュールは、より小さいサイズでより多くの分散を補償できるものが望まれている。分散補償ファイバモジュールを小型化するためには、使用する光ファイバの体積を減らすことが最も有効である。使用する光ファイバの体積を小さくするためには、分散補償光ファイバの単位長さ当たりの絶対値を大きくし、使用する光ファイバ条長を短くするか、分散補償光ファイバのファイバ外径を小さくして、光ファイバの体積を小さくする方法がある。分散補償光ファイバモジュールの両端は、他の機器との接続性を考えてシングルモード光ファイバが接続されている。光ファイバの外径を小さくした場合には、シングルモード光ファイバと接続する際に外径の異なる光ファイバ同士を接続するための接続方法が必要になる。外径の小さい光ファイバとしては、分散補償ファイバ、エルビウムドープファイバ、ファイバカプラ用光ファイバ、偏波保持光ファイバなどが挙げられる。またシングルモードファイバとしては、１．３ミクロン帯ゼロ分散シングルモードファイバ、分散シフトファイバ、ノンゼロ分散シフトファイバなどが挙げられる。
【０００３】
外径の異なる光ファイバ同士を融着接続する場合、通常の融着接続を行うと次のようになる。図１及び図２は、従来方法により外径の異なるシングルモード光ファイバ１とそれよりも小径の分散補償光ファイバ２とを接続する場合を示す図である。図１はこれらの光ファイバ１，２の端面を軸合わせした状態を示し、このシングルモード光ファイバ１はコア３とクラッド４とからなり、その外径Ａは、例えば１２５μｍ±２μｍ程度である。一方、分散補償光ファイバ２はコア５とクラッド６とからなり、その外径Ｂは、例えば６０〜１１０μｍの範囲である。これらを接続する場合、融着接続機に外径の小さい分散補償光ファイバ２とそれより大径のシングルモード光ファイバ１とを、それぞれのコア中心７ａ，７ｂが一致するように調心してセットし、それぞれの端面を突き合わせた状態で放電加熱を行い、図２に示すように、それぞれの光ファイバ１，２の端面同士が融解した状態で押し込んで融着接続部８を形成し、接続を行う。外径の異なる光ファイバ１，２を加熱する場合、放電による各光ファイバ１，２への熱量に差が生じてしまい、外径の小さい分散補償光ファイバ２の方が先に溶解して変形してしまい、過剰な熱拡散や光ファイバの軸ずれなどが生じ、図２に示すように融着接続部８が乱れた状態で接続されることになり、接続損失が増大してしまう。
【０００４】
また、分散補償光ファイバのようにコア近傍でのゲルマニウム、フッ素ドープが多い光ファイバでは、放電による熱で熱拡散が進み、急激なプロファイルの変化により、損失が増加してしまう。分散補償光ファイバでは、シングルモード光ファイバと比べてモードフィールドが小さく、またフィールド分布がガウス型ではないため、シングルモード光ファイバ１との接続損失が高くなり易い。加えて、外径の小さい分散補償光ファイバとそれより大径の通常のシングルモード光ファイバとの接続では、前述した通りの原因によって接続損失が高くなってしまう。そのため、外径の小さい分散補償光ファイバを通常の外径のシングルモード光ファイバと接続する場合は、接続強度が確保できる程度の少ない熱量で接続する必要がある。
外径の異なる光ファイバ同士を接続するための従来技術として、例えば、特許文献１，２に記載の方法が提案されている。
【特許文献１】特開２０００−２７５４６８号公報
【特許文献２】特開平１０−２０６６５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１には、外径の異なる光ファイバ同士を接続する方法として、外径の大きい光ファイバのクラッド外周部を研削加工することにより、クラッド外径の小さい光ファイバの外径と一致させ、これらを接続する方法が開示されている。しかし、この方法は、外径の大きな光ファイバの端部のクラッド外周部を精密に研削加工する必要があるために、高度な研削技術が必要になり、研削による作業時間の延長、製造コストの上昇をまねいてしまう問題がある。
また特許文献１は、外径の大きい光ファイバのクラッド外周部を研削加工することにより、外径の小さい光ファイバと一致させて、接続する方法だが、コア部分は変化しないため、モードフィールドの差による接続損失を小さくすることはできない。
【０００６】
特許文献２には外径の小さい光ファイバの接続方法として、外径の小さい光ファイバと外径の大きい光ファイバの中間の外径の連結用光ファイバを用いて接続し、段階的に縮径することによって、接続の際の軸合わせを容易にして接続を行う方法が開示されている。しかし、この方法では外径の異なる光ファイバを接続しており、やはり接続損失は高くなってしまう。
【０００７】
本発明は前記事情に鑑みてなされ、外径が小さい光ファイバをそれよりも外径の大きなシングルモード光ファイバに低損失で接続するための接続方法及び接続構造の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明は、外径Ａのシングルモード光ファイバと、外径Ａよりも小さい外径Ｂの光ファイバとの接続方法であって、前記シングルモード光ファイバの一端部を加熱延伸して前記外径Ｂ±２μｍ以内の外径の接続端面を形成し、該接続端面と前記光ファイバの端面とを融着接続することを特徴とする光ファイバの接続方法を提供する。
【０００９】
また本発明は、外径Ａ、モードフィールド径ａであるシングルモード光ファイバと、外径Ａよりも小さい外径Ｂ、モードフィールド径ｂである光ファイバとの接続方法であって、前記シングルモード光ファイバの一端部を加熱延伸して前記外径Ｂ±２μｍ以内の外径の接続端面を形成し、加熱延伸したシングルモード光ファイバのモードフィールド径ａ’はａよりも小さく、ｂ＜ａ’＜ａの関係であり、該接続端面と前記光ファイバの端面とを融着接続することを特徴とする光ファイバの接続方法を提供する。
【００１０】
また本発明は、外径Ａのシングルモード光ファイバと、外径Ａよりも小さい外径Ｂの光ファイバとの接続方法であって、前記シングルモード光ファイバのモードフィールド径ａと前記光ファイバのモードフィールド径ｂとの間のモードフィールド径ｃをもち、かつ外径Ａと同じ外径の中間光ファイバの一端部を加熱延伸して、前記外径Ｂ±２μｍ以内の外径の接続端面を形成し、該接続端面と前記光ファイバの端面とを融着接続するとともに、この中間光ファイバの他端と前記シングルモード光ファイバの一端とを融着接続することを特徴とする光ファイバの接続方法を提供する。
【００１１】
また本発明は、外径Ａ、モードフィールド径ａであるシングルモード光ファイバと、外径Ａよりも小さい外径Ｂ、モードフィールド径ｂである光ファイバとの接続方法であって、前記シングルモード光ファイバのモードフィールド径ａと前記光ファイバのモードフィールド径ｂとの間のモードフィールド径ｃをもち、かつ外径Ａと同じ外径の中間光ファイバの一端部を加熱延伸して前記外径Ｂ±２μｍ以内の外径の接続端面を形成し、加熱延伸した中間光ファイバのモードフィールド径ｃ’はｃよりも小さく、ｂ＜ｃ’＜ｃの関係であり、該接続端面と前記光ファイバの端面とを融着接続するとともに、この中間光ファイバの他端と前記シングルモード光ファイバの一端とを融着接続することを特徴とする光ファイバの接続方法を提供する。
【００１２】
本発明の光ファイバの接続方法において、前記シングルモード光ファイバの外径Ａが１２５±２μｍであり、前記光ファイバの外径Ｂが６０〜１１０μｍであることが好ましい。
【００１３】
本発明の光ファイバの接続方法において、前記光ファイバのモードフィールド径ｂが４〜７μｍであり、前記中間光ファイバのモードフィールド径ｃが５〜８μｍであり、かつこれらのモードフィールド径がｂ＜ｃ＜ａの関係になっていることが好ましい。
【００１４】
本発明の光ファイバの接続方法において、前記シングルモード光ファイバ又は前記中間光ファイバに形成するテーパー状の延伸部の長さが０．１〜５ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００１５】
本発明の光ファイバの接続方法において、外径Ａのシングルモード光ファイバと、外径Ａよりも小さい外径Ｂの光ファイバとを接続損失が１．５ｄＢ以下で接続することが好ましい。
【００１６】
本発明の光ファイバの接続方法において、前記接続端面と光ファイバの端面とを融着接続した後、該接続部を融着温度以下の温度で放電加熱するマッチング処理を行うことが好ましい。
【００１７】
本発明の光ファイバの接続方法において、外径Ｂの光ファイバが分散補償光ファイバであることが好ましい。
【００１８】
また本発明は、外径Ａのシングルモード光ファイバと、外径Ａよりも小さい外径Ｂの光ファイバとの接続構造であって、前記シングルモード光ファイバの一端部に先窄まりのテーパー状をなし前記外径Ｂ±２μｍ以内の外径の接続端面を有する延伸部が形成され、該接続端面と前記光ファイバの端面とが融着接続されてなることを特徴とする光ファイバの接続構造を提供する。
【００１９】
また本発明は、外径Ａ、モードフィールド径ａであるシングルモード光ファイバと、外径Ａよりも小さい外径Ｂ、モードフィールド径ｂである光ファイバとの接続構造であって、前記シングルモード光ファイバの一端部に先窄まりのテーパー状をなし前記外径Ｂ±２μｍ以内の外径の接続端面を有する延伸部が形成され、加熱延伸したシングルモード光ファイバのモードフィールド径ａ’はａよりも小さく、ｂ＜ａ’＜ａの関係であり、該接続端面と前記光ファイバの端面とが融着接続されてなることを特徴とする光ファイバの接続構造を提供する。
【００２０】
また本発明は、外径Ａのシングルモード光ファイバと、外径Ａよりも小さい外径Ｂの光ファイバとの接続構造であって、前記シングルモード光ファイバのモードフィールド径ａと、前記光ファイバのモードフィールド径ｂとの間のモードフィールド径ｃをもち、かつ外径Ａと同じ外径の中間光ファイバの一端部に先窄まりのテーパー状をなし前記外径Ｂ±２μｍ以内の外径の接続端面を有する延伸部が形成され、該接続端面と前記光ファイバの端面とが融着接続されてなることを特徴とする光ファイバの接続構造を提供する。
【００２１】
また本発明は、外径Ａ、モードフィールド径ａであるシングルモード光ファイバと、外径Ａよりも小さい外径Ｂ、モードフィールド径ｂである光ファイバとの接続構造であって、前記シングルモード光ファイバのモードフィールド径ａと、前記光ファイバのモードフィールド径ｂとの間のモードフィールド径ｃをもち、かつ外径Ａと同じ外径の中間光ファイバの一端部に先窄まりのテーパー状をなし前記外径Ｂ±２μｍ以内の外径の接続端面を有する延伸部が形成され、加熱延伸した中間光ファイバのモードフィールド径ｃ’はｃよりも小さく、ｂ＜ｃ’＜ｃの関係である該接続端面と前記光ファイバの端面とが融着接続されてなることを特徴とする光ファイバの接続構造を提供する。
【００２２】
本発明の光ファイバの接続構造において、前記シングルモード光ファイバの外径Ａが１２５±２μｍであり、前記光ファイバの外径Ｂが６０〜１１０μｍであることが好ましい。
【００２３】
本発明の光ファイバの接続構造において、前記光ファイバのモードフィールド径ｂが４〜７μｍであり、前記中間光ファイバのモードフィールド径ｃが５〜８μｍであり、かつこれらのモードフィールド径がｂ＜ｃ＜ａの関係になっていることが好ましい。
【００２４】
本発明の光ファイバの接続構造において、前記シングルモード光ファイバ又は前記中間光ファイバに形成するテーパー状の延伸部の長さが０．１〜５ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００２５】
本発明の光ファイバの接続構造において、前記接続端面と光ファイバの端面とを融着接続した後、該接続部を融着温度以下の温度で放電加熱するマッチング処理を行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、外径Ａのシングルモード光ファイバと、外径Ａよりも小さい外径Ｂの光ファイバとを接続する場合に、シングルモード光ファイバの一端部を延伸して外径Ｂ±２μｍ以内の外径の接続端面を形成し、該接続端面と光ファイバの端面とを融着接続することによって、シングルモード光ファイバの外径だけでなく、コア径も小さく変化するため、延伸後のシングルモード光ファイバのモードフィールド径が小さくなり、外径の小さい光ファイバのモードフィールド径の差による接続損失も小さくなるため、低損失で接続することができる。
また、シングルモード光ファイバのモードフィールド径ａと、外径の小さな光ファイバのモードフィールド径ｂとの間のモードフィールド径ｃをもち、かつ外径Ａと同じ外径の中間光ファイバの一端部を延伸して外径Ｂ±２μｍ以内の外径の接続端面を形成し、該接続端面と光ファイバの端面とを融着接続するとともに、この中間光ファイバの他端とシングルモード光ファイバの一端とを融着接続することによって、モードフィールドのフィールドパターンのミスマッチを小さくすることができ、さらに低損失で接続することができる。光ファイバの外径が異なる場合でも、接続後に弱い間欠放電を行うことでさらに接続損失を下げることができる。
シングルモード光ファイバ又は中間光ファイバの一端部を延伸して外径の小さな光ファイバの外径に合わせた接続端面を有するテーパー状の延伸部を形成する作業は、融着機の放電パワー、放電時間、延伸時間を変えることにより、任意のファイバ外径にすることができるので、融着接続作業の中で一連の操作として行うことができ、特別な研削などの技術を必要としない。
以上のことから、本発明によれば、外径の小さい光ファイバとそれより大径のシングルモード光ファイバとを簡単な作業によって低損失で接続することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図３は、本発明の接続構造の第１実施形態を示す図である。この接続構造は、外径Ａのシングルモード光ファイバ１と、外径Ａよりも小さい外径Ｂを持つ光ファイバである分散補償光ファイバ２との接続構造であり、シングルモード光ファイバ１の一端部に、先窄まりのテーパー状をなし、外径Ｂ±２μｍ以内の外径の接続端面１０を有する延伸部９が形成され、この延伸部９の接続端面１０と分散補償光ファイバ２の端面とを融着し、融着接続部１１を形成した構成になっている。
【００２８】
前記シングルモード光ファイバ１の外径Ａは、一般の光通信用などとして汎用されている外径１２５±２μｍのものが好ましい。前記分散補償光ファイバ２の外径Ｂは、Ａ＞Ｂであれば特に限定されないが、この接続構造を適用するモジュール等の光部品の小型化を図る意味から、外径６０〜１１０μｍの範囲とすることが好ましい。
【００２９】
また、本実施形態において、シングルモード光ファイバ１のモードフィールド径をａ、分散補償光ファイバ２のモードフィールド径をｂとした時に、加熱延伸したシングルモード光ファイバ１のモードフィールド径ａ’はａよりも小さく、ｂ＜ａ’＜ａの関係をもつ接続端面１０を有する延伸部９を形成することが好ましい。
【００３０】
前記テーパー形状をなす延伸部９の長さＸは、０．１〜５ｍｍの範囲とすることが好ましい。この延伸部９の長さＸが０．１ｍｍ未満であると、延伸部９の形成が困難もしくは、テーパーを急激に作製するとに接続損失が増加しやすくなる。一方、延伸部９の長さＸが５ｍｍを超えると、接続部が大きくなり、この接続構造を適用する光部品等の大型化をまねくために好ましくない。
【００３１】
本発明による接続方法において、図３に示す接続構造を得るには、まず、シングルモード光ファイバ１の一端部に延伸部９を形成する。この延伸部９の形成は、従来公知の光ファイバ融着機を用いて行うことができる。すなわち、シングルモード光ファイバ１を融着機にセットし、放電加熱して適度に延伸し、分散補償光ファイバ２の外径Ｂ±２μｍの外径となる部分でカットすることにより作製される。
【００３２】
次に、前述したように延伸部９を形成したシングルモード光ファイバ１と、分散補償光ファイバ２を融着機内にセットし、それぞれのコア中心７ａ，７ｂが一致するように調心を行い、突き合わせた状態で放電加熱し、それぞれの光ファイバ端面が融解した状態で押し込み、接続する。
【００３３】
この接続方法では、外径の小さい分散補償光ファイバ２の過剰な熱拡散や光ファイバの軸ずれの発生が少なくなる。テーパー状に加熱延伸されたシングルモード光ファイバ１の延伸部９先端の接続端面１０は、分散補償光ファイバ２の端面と同径であるため、放電加熱による熱の偏りがなく、必要最低限の放電加工で接続することができる。
この接続方法によれば、外径Ａのシングルモード光ファイバ１と、外径Ａよりも小さい外径Ｂの分散補償光ファイバ２とを接続する場合に、シングルモード光ファイバ１の一端部を延伸して外径Ｂ±２μｍ以内の外径の接続端面１０を形成し、該接続端面１０と分散補償光ファイバ２の端面とを融着接続することによって、シングルモード光ファイバ１の外径だけでなく、コア径も小さく変化するため、延伸後のシングルモード光ファイバ１のモードフィールド径が小さくなり、外径の小さい分散補償光ファイバ２のモードフィールド径の差による接続損失も小さくなるため、低損失で接続することができる。具体的には、この接続構造では、外径Ａのシングルモード光ファイバ１と、外径Ａよりも小さい外径Ｂの分散補償光ファイバ２とを１．５ｄＢ以下、好ましくは１．０ｄＢ以下の低い接続損失で接続することができる。
また、シングルモード光ファイバ１に接続端面１０を有する延伸部９を形成する作業は、融着機を使用して簡単に実行でき、接続作業の一連の工程の中で行うことができる。
【００３４】
図４は、本発明の接続構造の第２実施形態を示す図である。
この接続構造は、外径Ａ、モードフィールド径ａであるシングルモード光ファイバ１と、外径Ａよりも小さい外径Ｂ、モードフィールド径ｂである分散補償光ファイバ２との接続構造であり、シングルモード光ファイバ１のモードフィールド径ａと、分散補償光ファイバ２のモードフィールド径ｂとの間のモードフィールド径ｃをもち、かつ外径Ａと同じ外径の中間光ファイバ１２の一端部に先窄まりのテーパー状をなし外径Ｂ±２μｍ以内の外径の接続端面１６を有する延伸部１５が形成され、加熱延伸した中間光ファイバ１２のモードフィールド径ｃ’はｃよりも小さく、ｂ＜ｃ’＜ｃの関係である該接続端面１６と分散補償光ファイバ２の端面とが融着接続された融着接続部１７が形成されるとともに、この中間光ファイバ１２の他端とシングルモード光ファイバ１の一端とが融着接続された構成になっている。
【００３５】
この接続構造において、分散補償光ファイバ２のモードフィールド径ｂは４〜７μｍであり、中間光ファイバ１２のモードフィールド径ｃは５〜８μｍであり、かつこれらのモードフィールド径がｂ＜ｃ＜ａの関係になっている。
またシングルモード光ファイバ１と中間光ファイバ１２の外径Ａは、一般の光通信用などとして汎用されている外径１２５±２μｍのものが好ましい。前記分散補償光ファイバ２の外径Ｂは、Ａ＞Ｂであれば特に限定されないが、この接続構造を適用するモジュール等の光部品の小型化を図る意味から、外径６０〜１１０μｍであることが好ましい。中間光ファイバ１２は、シングルモード光ファイバ１と同様のコア１３とクラッド１４とから構成することができる。
【００３６】
本発明による接続方法において、図４に示す接続構造を得るには、まず、中間光ファイバを用意し、その一端部に延伸部１５を形成する。この延伸部１５の形成は、従来公知の光ファイバ融着機を用いて行うことができる。すなわち、中間光ファイバ１２を融着機にセットし、放電加熱して適度に延伸し、分散補償光ファイバ２の外径Ｂ±２μｍの外径となる部分でカットすることにより作製される。
【００３７】
次に、前述したように延伸部１５を形成した中間光ファイバ１２と、分散補償光ファイバ２を融着機内にセットし、それぞれのコア中心７ｂ，７ｃが一致するように調心を行い、突き合わせた状態で放電加熱し、それぞれの光ファイバ端面が融解した状態で押し込み、接続する。中間光ファイバ１２の延伸部１５と分散補償光ファイバとの融着接続の前又は後に、中間光ファイバ１２の他端とシングルモード光ファイバ１の一端とを融着接続する。この接続は、互いの光ファイバの外径が元々同じ（外径Ａ＝１２５±２μｍ）であるため、従来の光ファイバ同士の融着接続と同様に行うことができる。
【００３８】
この接続方法によれば、シングルモード光ファイバ１のモードフィールド径ａと、分散補償光ファイバ２のモードフィールド径ｂとの間のモードフィールド径ｃをもち、かつ外径Ａと同じ外径の中間光ファイバ１２の一端部を延伸して外径Ｂ±２μｍ以内の外径の接続端面１６を形成し、この接続端面１６と分散補償光ファイバ２の端面とを融着接続するとともに、この中間光ファイバ１２の他端とシングルモード光ファイバ１の一端とを融着接続することによって、モードフィールドのフィールドパターンのミスマッチを小さくすることができ、より低損失で接続することができる。分散補償光ファイバ２の外径が異なる場合でも、接続後に弱い間欠放電を行うことでさらに接続損失を下げることができる。
また中間光ファイバ１２の一端部を延伸して分散補償光ファイバ２の外径に合わせた接続端面１６を有するテーパー状の延伸部１５を形成する作業は、融着機の放電パワー、放電時間、延伸時間を変えることにより、任意のファイバ外径にすることができるので、融着接続作業の中で一連の操作として行うことができ、特別な研削などの技術を必要としない。
【００３９】
本発明の好ましい実施形態において、前記接続端面１６と分散補償光ファイバ２の端面とを融着接続した後、該融着接続部１７を融着温度以下の温度で放電加熱するマッチング処理を行うことが好ましい。このマッチング処理は、融着接続部１７を融着機にセットし、融着機の低い放電パワーにおいて、短い間隔でＯＮ／ＯＦＦを切り替えるような放電パターンで加熱する方法が好ましい。このマッチング処理を行うことによって、接続損失をより低減することができる。
【実施例】
【００４０】
［比較例１］
次に示すような分散補償光ファイバとシングルモード光ファイバとの接続を行った。分散補償光ファイバの外径はそれぞれ６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ、１１０μｍであり、波長１５５０ｎｍでのモードフィールド径は、それぞれ４．２μｍ、４．４μｍ、４．５μｍ、４．５μｍ、４．７μｍ、４．９μｍである。シングルモード光ファイバの外径は１２５μｍであり、波長１５５０ｎｍでのモードフィールド径は１０μｍである。シングルモード光ファイバの外径が１２５μｍのまま、それより外径の小さい各分散補償光ファイバと融着機（フジクラ社製）を用いて融着接続したところ、表１に示すような接続損失となった。
【００４１】
【表１】
2005189813.tif 000003
【００４２】
［実施例１］
次に示すような分散補償光ファイバとシングルモード光ファイバとの接続を行った。比較例１と同じく分散補償光ファイバの外径はそれぞれ６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ、１１０μｍであり、波長１５５０ｎｍでのモードフィールド径は、それぞれ４．２μｍ、４．４μｍ、４．５μｍ、４．５μｍ、４．７μｍ、４．９μｍである。シングルモード光ファイバの外径は１２５μｍであり、波長１５５０ｎｍでのモードフィールド径は１０μｍである。外径１２５μｍのシングルモード光ファイバを融着機で放電加熱しながら、テーパー状に延伸を行った。延伸したシングルモード光ファイバを、それぞれの分散補償光ファイバの外径±２μｍになる位置でカットし、それぞれ対応する太さの分散補償光ファイバと融着接続を行った。テーパー長は、加熱延伸する前のファイバ外径の位置からファイバ端面までの距離とする。それぞれの分散補償光ファイバと先端に延伸部を形成したシングルモード光ファイバとの接続損失を測定した結果を表２に示す。表２に示す通り、シングルモード光ファイバの外径を変えずに小径の分散補償光ファイバと接続した比較例１よりも低損失となった。
【００４３】
【表２】
2005189813.tif 000004
【００４４】
［実施例２］
分散補償光ファイバとシングルモード光ファイバの中間のモードフィールド径を持ち、分散補償光ファイバに近いフィールドパターンの中間光ファイバを使用して接続を行った。この中間光ファイバの外径は１２５μｍ、モードフィールド径は６．０μｍである。実施例１と同じく、分散補償光ファイバの外径はそれぞれ６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ、１１０μｍであり、波長１５５０ｎｍでのモードフィールド径は、それぞれ４．２μｍ、４．４μｍ、４．５μｍ、４．５μｍ、４．７μｍ、４．９μｍである。シングルモード光ファイバの外径は１２５μｍであり、波長１５５０ｎｍでのモードフィールド径は１０μｍである。中間光ファイバを融着機で放電加熱しながら分散補償光ファイバの外径±２μｍになるようにテーパー状に延伸を行った。この延伸部の長さは融着機の可動制限があるため２ｍｍ以下とした。テーパー状に延伸した中間光ファイバと分散補償光ファイバとを融着接続した。また中間光ファイバの他端とシングルモード光ファイバの一端とを、十分に加熱を行ってモードフィールドが一致するように接続を行った。それぞれの分散補償光ファイバと中間光ファイバとシングルモード光ファイバの接続損失を含めた接続損失を表３に示す。表３の結果から、中間光ファイバを使用した方が実施例１の接続方法よりも低損失で接続することができた。
【００４５】
【表３】
2005189813.tif 000005
【００４６】
［実施例３］
実施例１，２での接続後に分散補償光ファイバとの融着接続部で、分散補償光ファイバにおいて放電加熱により急激な熱拡散が起こらないように、融着機の最も弱い放電パワーで、短い間隔でＯＮ／ＯＦＦを切り替える放電パターンで加熱を行い、光ファイバの温度上昇を抑えながら、フィールドパターンのマッチングを行った。中間光ファイバとシングルモード光ファイバとの融着接続部は接続時に十分に加熱を行い、モードフィールドが一致するように接続を行った。それぞれの分散補償ファイバとの融着接続部の接続損失を表４に示す。
【００４７】
【表４】
2005189813.tif 000006
【００４８】
表４の結果から、融着接続部のマッチング処理を行うことで、接続損失をより低下できることが実証された。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】従来の接続方法を説明するための図であり、外径の異なる２本の光ファイバを軸合わせした状態を示す正面図である。
【図２】従来の接続方法を説明するための図であり、外径の異なる２本の光ファイバを融着接続した状態を示す正面図である。
【図３】本発明の接続方法の第１実施形態を示す正面図である。
【図４】本発明の接続方法の第２実施形態を示す正面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１…シングルモード光ファイバ、２…分散補償光ファイバ、３，５，１３…コア、４，６，１４…クラッド、７ａ〜ｃ…コア中心、８，１１，１７…融着接続部、９，１５…延伸部、１０，１６…接続端面、１２…中間光ファイバ。
【図１】
2005189813.tif 000007
【図２】
2005189813.tif 000008
【図３】
2005189813.tif 000009
【図４】
2005189813.tif 000010