(57)【要約】【課題】高い作業スキルを必要とせず、寸法のばらつきが大きな光ファイバに対しても低損失な接続を再現性良く実現できる光ファイバの接続方法を提供すること。【解決手段】光ファイバ１０Ａ，１０Ｂの一端同士を突き合わせ接続により光ファイバ接続点２０で接続する際、光ファイバ１０Ａの他端に光源２１からの光を入射し、当該光ファイバ１０Ａを伝搬して光ファイバ接続点２０でコアから漏れ、光ファイバ１０Ｂのコア以外に結合した光を、当該光ファイバ１０Ｂの一端の近傍に設置された漏洩光受光部２４により選択的に漏洩させて受光し、表示部２５で光電力を計算・表示させ、光ファイバ１０Ａ，１０Ｂの少なくとも一方に、光ファイバの長手方向への移動と、当該長手方向に対する垂直方向への移動と、当該長手方向を軸とする回転とを加えて、前記漏洩光の光電力が最小となるように突き合わせ位置を調整した後、両光ファイバを固定する。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光ファイバ及び第２の光ファイバをその一端同士を突き合わせ接続により接続する光ファイバの接続方法であって、
第１の光ファイバの他端に光を入射する手段と、
第２の光ファイバのコア以外を伝搬する光を、当該第２の光ファイバの一端の近傍において選択的に当該第２の光ファイバの外部へ漏洩させる手段と、
当該漏洩光を受光して光電力を測定する手段とを用いて、
第１及び第２の光ファイバの少なくとも一方に、光ファイバの長手方向への移動と、当該長手方向に対する垂直方向への移動と、当該長手方向を軸とする回転とを加えて、前記漏洩光の光電力が最小となるように突き合わせ位置を調整した後、両光ファイバを固定する
ことを特徴とする光ファイバの接続方法。
【請求項２】
第１及び第２の光ファイバの突き合わせ接続部分を保護する部材として、当該光ファイバのクラッドを内接させることが可能な空間を内部に有する部材を用い、
先端部の被覆を除去した第１及び第２の光ファイバの少なくとも一方に、光ファイバの長手方向への移動と、当該長手方向を軸とした回転とを少なくとも加えて、前記漏洩光の光電力が最小になるように突き合わせ位置を調整した後、両光ファイバを固定する
ことを特徴とする請求項１記載の光ファイバの接続方法。
【請求項３】
第１及び第２の光ファイバの突き合わせ接続部分を保護する部材として、当該光ファイバの最も外側の被覆を内接させることが可能な空間を内部に有する部材を用い、
第１及び第２の光ファイバの少なくとも一方に、光ファイバの長手方向への移動と、当該長手方向を軸とした回転とを少なくとも加えて、前記漏洩光の光電力が最小になるように突き合わせ位置を調整した後、両光ファイバを固定する
ことを特徴とする請求項１記載の光ファイバの接続方法。
【請求項４】
第１及び第２の光ファイバとして単一モード光ファイバを用い、
第１の光ファイバの他端に入射する光の波長として第１及び第２の光ファイバの実効遮断波長より短い波長を用いる
ことを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の光ファイバの接続方法。
【請求項５】
第１の光ファイバの他端に入射する光の波長として０．４μｍ以上０．８μｍ以下の可視光領域に含まれる波長を用いる
ことを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の光ファイバの接続方法。
【請求項６】
第１及び第２の光ファイバとして、被覆外径の製造上のばらつき幅が４μｍ以内で、被覆外径に対するコアの偏心量の製造上のばらつき幅が２μｍ以内である単一モード光ファイバを用いる
ことを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載の光ファイバの接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ通信網を構築する際の、光ファイバの接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、多数のユーザに繋がるアクセス系への光ファイバ網の導入展開（ＦＴＴＨ：Ｆｉｂｅｒ  Ｔｏ  Ｔｈｅ  Ｈｏｍｅ）とともに、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）に代表される光ＬＡＮ技術の進展によって、ユーザ自身が構築するユーザ系のネットワークへの光ファイバの導入も大きな広がりを見せている。これらの領域では、１．３μｍ帯零分散単一モード光ファイバ（ＳＭＦ）、マルチモード光ファイバ（ＭＭＦ）等の光ファイバが用いられるが、これらの光ファイバ同士を接続する工事の需要が急激に増加している。
【０００３】
光ファイバ同士の接続に関する、従来の代表的な技術として融着接続が挙げられる。融着接続においては、接続する光ファイバの先端同士を近接配置し、該先端同士付近を顕微鏡等で拡大してモニタしながらコアの位置を機械的に微調整し、その後、放電溶融をして接続を行う。また融着接続後は、接続部分を顕微鏡等で拡大して光ファイバ同士のコアのずれや変形等の不整量を測定し、当該不整量から接続損失を計算し、接続が良好に行われたかどうかの確認を行っていた（従来方法１）。
【０００４】
なお、このような融着接続で用いられる確認方法では、光ファイバのコアを光学的な画像として捉える必要があるため、接続部分及びその周囲が透明である必要がある。従って、現在、広く使用されている各種の光コネクタ接続やメカニカルスプライス接続等、接続する光ファイバの先端同士を突き合わせた後、黒色のプラスチックや金属からなる保護用部材で固定・保持（保護）する接続方法（以降、突き合わせ接続と呼ぶ。）に適用することは困難である。
【０００５】
前述した融着接続は、再現性良く、非常に低損失な接続が可能であるが、高価な専用の融着機とともに専門的なスキルを持った作業者が必要であり、今後の光ファイバの接続工事の需要の増大に対して、融着接続のみで対応していくこと自体がそもそも困難であり、現実的ではない。
【０００６】
そこで、より簡易な接続方法として、前述した突き合わせ接続の一種であるメカニカルスプライス接続を挙げることができる。
【０００７】
図１は従来のメカニカルスプライス接続で用いる、光ファイバ接続部分の保護用部材の概要を示すもので、この保護用部材１は、断面Ｖ字形状の溝２ａが形成されたＶ溝基板２と、Ｖ溝２ａに沿って挿入される一対の光ファイバを押さえ付ける押さえ板３とを備えている。
【０００８】
なお、Ｖ溝２ａの大きさは、その断面図から明らかなようにＡ−Ａ線で示される位置とＢ−Ｂ線で示される位置とで異なり、それぞれ被覆付きの光ファイバの外径及び被覆除去後の光ファイバの外径（クラッド外径）に対応している。また、図中のＹ及びＹ’は接続する一対の光ファイバがそれぞれ挿入される方向を表している。
【０００９】
また、Ｖ溝基板２及び押さえ板３は、通常は互いに密着した状態となり、かつ該Ｖ溝基板２及び押さえ板３を一定以上の力で引き離そうとした時のみ、Ｙ及びＹ’方向と平行な一方の辺側を支点として他方の辺側が開くように、図示しない付勢手段により付勢されているものとする。
【００１０】
図２は保護用部材１を用いたメカニカルスプライス接続の概要を示す図である。まず、互いに密着したＶ溝基板２と押さえ板３との間、正確には前述した他方の辺側のＶ溝基板２と押さえ板３との間に楔状の部材４を挿入することにより、該Ｖ溝基板２及び押さえ板３間に前述した一定以上の力を加え、Ｖ溝基板２と押さえ板３とを引き離してその間に隙間を生じさせる。この状態で一対の光ファイバ（図示せず）をＹ及びＹ’方向からＶ溝２ａに沿って挿入し、端面同士を突き合わせる。その後、楔状の部材４を引き抜いて、再びＶ溝基板２及び押さえ板３を互いに密着させることによって、各光ファイバのコアの軸合わせが完了し、固定される（従来方法２）。
【００１１】
このようにメカニカルスプライス接続に代表される突き合わせ接続では、融着接続に比べて融着機や電源が不要で、より簡易な接続が可能になるが、再現性良く良好な接続を行うには、光ファイバの被覆の除去や切断に対して、やはり一定のレベルのスキルが必要であった。
【００１２】
なお、融着接続やメカニカルスプライス接続については、非特許文献１や非特許文献２に述べられている。
【非特許文献１】菊池、西澤「光通信時代を支えるＦＴＴＨ施工技術」オプトロニクス社、２００４年、第６章、第８章、第１２章
【非特許文献２】斉藤、山口、瀧澤、古川「ＦＴＴＨ用新型単心メカニカルスプライス」２００３年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会、Ｂ−１０−１３、２００３年、ｐｐ．３３２
【非特許文献３】阿部、小林、長瀬「セラミックスマイクロホールアレイを用いた１６心ＦＰＣコネクタ」電子情報通信学会技術報告、ＯＰＥ２００４−１１９、２００４年、ｐｐ．３１〜３６
【非特許文献４】川上、白石、大橋「光ファイバとファイバ型光デバイス」培風館、１９９６年、第６章
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、既に述べたように、光ファイバの接続工事の需要の増大に対して、高価な融着機と作業スキルを要する融着接続のみで対応していくことは困難である。またメカニカルスプライス接続に代表される突き合わせ接続は、簡易ではあるものの、光ファイバ同士のコアの突き合わせ位置の精度が保護用部材におけるＶ溝等の寸法精度や固定方法に依存する。また作業の途中で光ファイバの突き合わせ位置の精度の確認を行うことは、接続されるコア部分の直径が１０μｍ程度とごく小さく、また、前述したように保護用部材が一般的には不透明な材質であることから、非常に困難である。
【００１４】
従って、例えば図２において、楔状の部材４の引き抜き時に偶発的に大きな突き合わせ位置のずれが生じたような場合、これを作業者がその場で検知し、発見することは極めて困難であった。
【００１５】
さらに、突き合わせ位置の精度は、光ファイバの外径のばらつきやコアの偏心量のばらつきにも大きく依存する。
【００１６】
図３は光ファイバ（光ファイバ心線）の構造の一例を示すもので、ガラス製の光ファイバ１０は、中心部の屈折率の高いガラスから成るコア１１と、周辺の屈折率の低いガラスから成るクラッド１２と、クラッド１２表面を保護する樹脂等から成る被覆１３とから構成される。
【００１７】
通常、接続作業は、先端の被覆１３を除去した後の光ファイバ同士で行われる。現在、光ファイバ製造技術の向上により、被覆を除去した後の光ファイバ１０の外径（クラッド外径）のばらつき及びコア１１の偏心量のばらつきは１μｍ程度以下のため、コア径の小さな単一モード光ファイバであっても、光ファイバの寸法のばらつきに起因する接続損失は無視することができる。しかし、最近、急速に研究開発が進んでいるフォトニック結晶光ファイバ等については製造技術が確立されておらず、外径や偏心量のばらつきの影響を無視できない。
【００１８】
同様に、接続作業をさらに簡易化するには、光ファイバ先端の被覆１３の除去を実施せず、被覆が付いた状況で光ファイバの突き合わせを行う方法が考えられる。しかし、被覆外径に対するコアの偏心量等は現在考慮されていないため、光ファイバの寸法のばらつきによる接続損失、特に光軸のずれ（軸ずれ）による接続損失が大きな問題になる。
【００１９】
上記のように、接続損失の増大の可能性が高い場合は、当該接続箇所の接続損失を測定し、確認することが望ましいが、その際にも課題がある。
【００２０】
図４は従来の接続損失の測定方法の一例を示すもので、図中、１０Ａ，１０Ｂはその一端同士で接続される一対の光ファイバ、２０は光ファイバ１０Ａ，１０Ｂを融着接続、突き合わせ接続等によって接続した点（以下、光ファイバ接続点と呼ぶ。）、２１は光ファイバ１０Ａの他端に接続された光源、２２は光ファイバの端面から出射する光を受光する端面光受光部、２３は端面光受光部２２で受光した光のパワー（光電力）を計算・表示する表示部である。
【００２１】
接続損失は、光源２１から光ファイバ１０Ａの他端に入射されて伝搬し、接続前の光ファイバ１０Ａの一端から出射した光のパワーＰinと、光ファイバ１０Ａの一端及び光ファイバ１０Ｂの一端が光ファイバ接続点２０で接続された後の光ファイバ１０Ｂの他端から出射した光のパワーＰoutとを端面光受光部２２及び表示部２３で測定し、Ｐin−Ｐoutから求めることができる。
【００２２】
しかしながら、光ファイバ１０Ａ，１０Ｂが光ファイバ通信網を構成する光ファイバ（光ファイバケーブル）であるとすると、ほとんどの場合、Ｐinを測定する地点、即ち光ファイバの接続作業を実施する地点と、Ｐoutの測定が可能な光ファイバ１０Ｂの他端が存在する地点とは遠く離れているため、接続作業及びＰinの測定作業を行う接続作業者とは別に、Ｐoutの測定が可能な地点へ作業者を派遣する必要があり、この作業者が接続作業者と連絡をとり合いながら、測定を実施することとなり、非常に煩雑な作業となる。
【００２３】
そこで、本発明は、前述した課題に鑑みて、高い作業スキルを必要とせず、偶発的な接続不良の発生の可能性が低く、寸法のばらつきが大きな光ファイバに対しても低損失な接続を再現性良く実現できる光ファイバの接続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】
【００２４】
上述した課題を解決する第１の発明に係る方法では、第１の光ファイバ及び第２の光ファイバをその一端同士を突き合わせ接続により接続する光ファイバの接続方法であって、第１の光ファイバの他端に光を入射する手段と、第２の光ファイバのコア以外を伝搬する光を、当該第２の光ファイバの一端の近傍において選択的に当該第２の光ファイバの外部へ漏洩させる手段と、当該漏洩光を受光して光電力を測定する手段とを用いて、第１及び第２の光ファイバの少なくとも一方に、光ファイバの長手方向への移動と、当該長手方向に対する垂直方向への移動と、当該長手方向を軸とする回転とを加えて、前記漏洩光の光電力が最小となるように突き合わせ位置を調整した後、両光ファイバを固定することを特徴とする。
【００２５】
上述した課題を解決する第２の発明に係る方法では、第１の発明において、第１及び第２の光ファイバの突き合わせ接続部分を保護する部材として、当該光ファイバのクラッドを内接させることが可能な空間を内部に有する部材を用い、先端部の被覆を除去した第１及び第２の光ファイバの少なくとも一方に、光ファイバの長手方向への移動と、当該長手方向を軸とした回転とを少なくとも加えて、前記漏洩光の光電力が最小になるように突き合わせ位置を調整した後、両光ファイバを固定することを特徴とする。
【００２６】
上述した課題を解決する第３の発明に係る方法では、第１の発明において、第１及び第２の光ファイバの突き合わせ接続部分を保護する部材として、当該光ファイバの最も外側の被覆を内接させることが可能な空間を内部に有する部材を用い、第１及び第２の光ファイバの少なくとも一方に、光ファイバの長手方向への移動と、当該長手方向を軸とした回転とを少なくとも加えて、前記漏洩光の光電力が最小になるように突き合わせ位置を調整した後、両光ファイバを固定することを特徴とする。
【００２７】
上述した課題を解決する第４の発明に係る方法では、第１乃至第３いずれかの発明において、第１及び第２の光ファイバとして単一モード光ファイバを用い、第１の光ファイバの他端に入射する光の波長として第１及び第２の光ファイバの実効遮断波長より短い波長を用いることを特徴とする。なお、実効遮断波長とは、その波長よりも長波長側では光ファイバが実効的に単一モードで動作することを保証する波長であり、例えばＳＭＦの実効遮断波長の規格値は１．２６μｍ未満である。
【００２８】
上述した課題を解決する第５の発明に係る方法では、第１乃至第３いずれかの発明において、第１の光ファイバの他端に入射する光の波長として０．４μｍ以上０．８μｍ以下の可視光領域に含まれる波長を用いることを特徴とする。
【００２９】
上述した課題を解決する第６の発明に係る方法では、第１乃至第５いずれかの発明において、第１及び第２の光ファイバとして、被覆外径の製造上のばらつき幅が４μｍ以内で、被覆外径に対するコアの偏心量の製造上のばらつき幅が２μｍ以内である単一モード光ファイバを用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の光ファイバの接続方法によれば、接続作業場所にて光ファイバから漏洩する光を検出・モニタしながら、漏洩光パワーが最小になるように、突き合わせ位置の調整を行うので、接続作業者だけの稼働によって、突き合わせ位置の大きなずれ、即ち大きな接続損失が生じる可能性を非常に低くすることができる。また、突き合わせ接続全般、即ちメカニカルスプライス、各種の光コネクタに適用することができる。
【００３１】
また、接続する光ファイバの外径やコアの偏心量のばらつきが大きい場合についても、光ファイバの長手方向への移動ととともに、当該長手方向に対する垂直方向への移動と、当該長手方向を軸とする回転とを加えて、漏洩光パワーが最小になるように突き合わせ位置を調整することで、軸ずれ量や光ファイバ間の間隙量を小さく抑えることができるので、低損失な接続を実現することが可能となる。
【００３２】
なお、光ファイバ接続点以降で光ファイバのコア以外を伝搬する光は、わずかな曲げや側圧によってクラッドや被覆から漏洩し、光ファイバの側方からその光パワーを検知できる。また、コアの突き合わせ位置を最適な位置に設定し、接続損失を最小にした時、漏洩する光も最小になる。従って、光ファイバの突き合わせ端面、もしくは端面から一定の短い距離離れた位置で光ファイバの側方から漏洩光パワーをモニタし、このパワーの値が最小になるように突き合わせ位置の調整を行うことで、低損失な接続を再現性良く実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の最良の形態に係る光ファイバの接続方法を、図を用いて具体的に説明する。
【００３４】
光ファイバの接続損失の代表的な要因は、接続しようとする一対の光ファイバの一端同士の間の間隙、軸ずれ、角度ずれが挙げられるが、突き合わせ接続において特に問題になるのは、図５に模式図で示す間隙Ｇ及び軸ずれｄである。
【００３５】
図６は本発明で行う突き合わせ位置の調整方法、即ち、光ファイバ１０Ａ及び１０Ｂの一端に対する、(I)光ファイバの長手方向（突き合わせ方向）への移動、(II)光ファイバの長手方向に対する垂直方向への移動、(III)光ファイバの長手方向を軸とする回転を示している。
【００３６】
前述した突き合わせ位置の調整は、通常、光ファイバ１０Ａ及び１０Ｂの被覆を除去し、クラッドを露出させた後に行うが、本発明では被覆を除去しない状態でも実施可能である。また、突き合わせ位置の調整は、(I)(II)(III)の順に行うことが効率的であるが、状況に応じて順序を適宜変えたり、特定の調整を繰り返しても良い。また、例えば一方の光ファイバの余長が特に短い場合や既に固定されている場合は、他方の光ファイバに対してのみ、これらの調整を行えば良い。
【００３７】
本発明では、これらの調整操作によって、図５に示した間隙Ｇ及び軸ずれｄが最小になるように突き合わせ位置の調整を行う。
【００３８】
図７は本発明で用いる突き合わせ接続部分の保護用部材の例を示す。同図（ａ）は中央部が光ファイバのクラッドの外径または最も外側の被覆の外径よりもわずかに大きな内径を有し、その両側がテーパー状に広がる構造を有する円筒状の保護用部材３１の例を示しており、被覆除去後の光ファイバまたは被覆付きの光ファイバを両側から挿入するのみで前記図６(II)の調整操作を完了でき、その後、後述する漏洩光の光電力が最小になるように前記図６(I)，(III)の調整操作を手動等により行い、その状態を保ったままの状態で光ファイバを固定すれば良い。
【００３９】
また、同図（ｂ）は光ファイバのクラッドの外径または最も外側の被覆の外径に対応した断面Ｖ字形状の溝が形成された基板３２ａ及び押さえ板３２ｂからなる保護用部材３２の例、同図（ｃ）は光ファイバのクラッドの外径または最も外側の被覆の外径に対応した断面Ｕ字形状の溝が形成された基板３３ａ及び押さえ板３３ｂからなる保護用部材部材３３の例を示しており、被覆除去後の光ファイバまたは被覆付きの光ファイバを基板上の溝に設置し、上から押さえ板によって固定（半固定）するのみで前記図６(II)の調整操作を完了でき、その後、後述する漏洩光の光電力が最小になるように前記図６(I)，(III)の調整操作を手動等により行い、その状態を保ったままの状態で光ファイバを固定すれば良い。
【００４０】
図７（ｂ）の保護用部材３２をメカニカルスプライス接続に応用した光ファイバの固定方法を図８に示す。図２に示したような、従来の構造のメカニカルスプライスでは、楔状の部材の引き抜きと同時に光ファイバが固定され、それ以降、図６の操作を行うことができない。しかしながら、図８に示すように、断面形状が２段の楔状の部材３４を用いて引き抜きを２段階の操作で行う、つまり楔状の部材３４を２段目まで挿入した図８の(i)の状態で被覆除去後の光ファイバまたは被覆付きの光ファイバを基板３２ａ上の溝に設置し、楔状の部材３４を途中まで引き抜いて図８の(ii)の状態とし、押さえ板３２ｂにより前記光ファイバを半固定状態とすることで図６(II)の調整操作を完了でき、そのままの状態で図６(I)(III)の調整操作を行い、その後、楔状の部材３４を完全に引き抜き、基板３２ａ及び押さえ板３２ｂを密着させて図８の(iii)の状態とすることで光ファイバを完全に固定することができる。
【００４１】
前述した保護用部材の材質としては、ガラスや金属等を用いることができ、例えば非特許文献３に示されているように、内径の加工精度として１μｍ以内が可能である。これらの保護用部材の寸法は、コアの突き合わせ位置の精度に影響を及ぼすので、求められる位置精度に応じて適切な寸法のものを用いれば良い。また、光ファイバの固定には、熱硬化性や紫外光硬化性の樹脂接着剤等を適宜用いれば良い。
【００４２】
本発明の原理を説明するために、光ファイバ接続点における光の伝搬のようすを図９に示す。図中、１０は光ファイバ、１１は光ファイバ１０のコア、１２は光ファイバ１０のクラッド、１３は光ファイバ１０の被覆、２０は光ファイバ接続点、１αは光ファイバのコアを伝搬する光、１βは光ファイバのコア以外を伝搬する光、１γは光ファイバ接続点２０の端面間で散乱・漏洩する光である。
【００４３】
光ファイバ接続点２０がない場合、コア１１とクラッド１２との比屈折率差から、光がコア１１に閉じ込められ１αとして伝搬する。しかし、光ファイバ接続点２０により、コアを伝搬する光１αの一部が光ファイバ接続点２０における光ファイバの端面間で散乱・漏洩し（１γ）、さらにその一部がクラッド１２や被覆１３に結合して、主にコア以外を伝搬する光１βに変換される。
【００４４】
光ファイバのコア以外を伝搬する光１βは、コアを伝搬する光１αに比べて光ファイバ内への閉じ込めの強さが弱いため、比較的大きな曲率半径での曲げや側圧によって光ファイバの外部へ容易に漏洩する。特に、単一モード光ファイバの場合は、１α（基底伝搬モード光）と１β（伝搬モード以外の高次モード光全般）との閉じ込めの強さの差は顕著である。
【００４５】
図１０は本発明で用いる接続損失の測定方法、ここでは漏洩光を検出する構成を示すもので、図中、図４と同一構成部分は同一符号をもって表す。即ち、１０Ａ，１０Ｂは一対の光ファイバ、２０は光ファイバ接続点、２１は光源、２４は漏洩光受光部、２５は表示部である。漏洩光受光部２４は、光ファイバのコア以外を伝搬する光を選択的に当該光ファイバの外部へ漏洩させるとともに当該漏洩光を受光する機能を有するもので、光ファイバ、ここでは１０Ｂの一端の近傍に設置される。表示部２５は、漏洩光受光部２４で受光した光のパワー（光電力）を計算・表示する。
【００４６】
突き合わせ接続の際に光ファイバ接続点２０において軸ずれや間隙がある場合、光源２１から光ファイバ１０Ａの他端に入射されコアを伝搬してきた光の一部は、前述したように光ファイバ１０Ｂのコア以外のクラッドや被覆に結合し、そのまま長手方向に伝搬する。図９の１βに相当するこの光は、コアを伝搬する光に比べて容易に光ファイバの外部へ漏洩するため、光ファイバ接続点２０から一定の短い距離離れた地点に設置された漏洩光受光部２４において、適切な曲げや側圧を付与することで、そのパワーの変化をモニタできる。
【００４７】
本発明においては、漏洩光のパワーの絶対値ではなく、突き合わせ位置の状態による変化をモニタすれば良いので、光ファイバ接続点２０と漏洩光受光部２４との距離はより近い方が望ましいもものの、漏洩光受光部２４の測定感度が十分に得られる範囲内で任意に選ぶことができる。また、図７に示した突き合わせ接続部分の保護用部材については、光ファイバ接続点２０に対して必要に応じて用いれば良い。
【００４８】
また、光源２１の波長として、０．４μｍ以上０．８μｍ以下の可視光領域に含まれる波長を用いる場合は、より簡略な構成として、漏洩光受光部２４と表示部２５を省略し、光ファイバ接続点２０を目視によって観察しながら、図９の１βと１γに相当する散乱・漏洩光のパワー（明るさ）が最小になるように、突き合わせ位置の調整を行うことによって実施することもできる。この際は、光ファイバ接続点２０の保護用部材として、ガラス等の可視光の透過性の高い部材を用いるか、光ファイバ接続点２０の観察用の窓の開いた部材を用い、接続終了後に必要に応じて窓をシール等で保護すれば良い。
【００４９】
以下に、本発明に係る光ファイバの接続損失を判定する方法の実施例について、図を用いて具体的に説明する。
【００５０】
＜実施例１＞
図１１は本発明の第１の実施例に係る漏洩光受光部２４の構造の一例を示すもので、光ファイバ１０Ｂに曲率半径ｒの曲げ（２４１）を与えてコア以外を伝搬する光を選択的に漏洩させ、当該曲げ部２４１に近接配置した受光素子２４２により漏洩光を受光してパワー測定を行う。
【００５１】
実際に汎用の１．３μｍ帯零分散単一モード光ファイバ（ＳＭＦ）を対象に、１．３μｍ帯の２７０Ｈｚ強度変調光を用いて実験したところ、半径ｒの棒の周囲に光ファイバを一回巻く構造においては、ｒが１０ｍｍ程度の時、接続損失に対して漏洩光パワーが敏感に応答し、適切な条件であることが分かった。但し、ｒが５ｍｍ程度以下になると、光ファイバ接続点以降もコアを伝搬する光の光ファイバの外部への漏洩の寄与が大きくなり、受光素子２４２に対してこれが雑音成分として作用するため、接続損失によるコア以外を伝搬する光の漏洩光の電力変化の検知が難しくなり、精度の高い判定はやや困難になる。
【００５２】
このように、コアを伝搬する光の漏洩をできるだけ小さくする曲率半径ｒの設定については、ＳＭＦよりも、コア伝搬光の閉じ込めが強い１．５５μｍ帯分散シフト光ファイバ（ＤＳＦ）等の場合の方が容易であり、これらの光ファイバについても、本発明は、より効果的に適用することができる。
【００５３】
また、図１２は本発明の第１の実施例に係る漏洩光受光部２４の構造の他の例を示すもので、ここでは光ファイバ１０Ｂに漏洩光を効率良く集めるための積分球２４３を取り付けるとともに、コア以外を伝搬する光はコアを伝搬する光よりも側圧やマイクロベンドの影響を受け易いため、積分球２４３の直前の２箇所程度に側圧付与部２４４を取り付けて一定の側圧を与えることで、光ファイバ接続点で生じる漏洩光のパワーのみを効率良く、検知することが可能になる。なお、側圧付与部２４４としては、光ファイバを挟み込むための２本の棒状の部材を、その両端に取り付けたねじによって任意の間隔で固定可能とした治具（クランプ）等を用いることができる。
【００５４】
このように、測定対象の光ファイバの種類、被覆の材質、使用する光源の波長に応じて、適切な曲げや側圧を与えることによって、光ファイバ接続点で生じる漏洩光を効率良く受光することができる。
【００５５】
＜実施例２＞
本発明の第２の実施例として、単一モード光ファイバ同士の接続に対して、光源２１の光源波長として、単一モード光ファイバの実効遮断波長以下の波長を用いる方法について述べる。
【００５６】
本発明で対象とする接続損失の要因は軸ずれと間隙であり、同種の単一モード光ファイバ同士を接続する場合、軸ずれに起因する接続損失Ｌd（ｄＢ）は下記（１）式、また、間隙に起因する接続損失ＬG（ｄＢ）は下記（２）式によって近似的に記述できる。なお、下記式において、同種の単一モード光ファイバの基底状態の伝搬モードのモードフィールド半径を同じ値ｗと仮定し、ｄは軸ずれ量、Ｇは間隙量、λは光の波長、ｎは間隙間の屈折率である。
【００５７】
Ｌd＝４．３４×ｄ2／ｗ2                                           （１）
ＬG＝−１０×log［１＋（λＧ／２πｎｗ2）］-1                     （２）
単一モード光ファイバ、例えばＳＭＦの場合、実効遮断波長は１．２６μｍ未満であり、ｗとコア径ａとの関係は（３）式、また、Ｖ値と光の波長λとの関係は（４）式で近似的に表すことができる。なお、（４）式において、ｎ1はコアの屈折率、Δはコアとクラッドの比屈折率差（％）である。
【００５８】
ｗ／ａ＝０．６５＋１．６１９Ｖ-1.5＋２．８７９Ｖ-6                （３）
Ｖ＝２πａ／λ・ｎ1（２Δ）0.5                                    （４）
従って、ＳＭＦについて、典型的なａ，ｎ1，Δの値を代入すれば、モードフィールド半径ｗと、Ｌd，ＬGの波長λ依存性を近似的に求めることができる。図１３にはＬdの波長依存性を、また、図１４にはＬGの波長依存性を示す。
【００５９】
図１３，１４から、軸ずれによる損失Ｌdは波長が短いほど増加し、間隙による損失ＬGは波長１μｍ付近で緩やかなピークを有することが分かる。これは、光源からの光の波長をＳＭＦの実効遮断波長よりも短い１μｍ付近にすれば、光ファイバ接続点でコアから漏れ、クラッドや被覆に結合することになる光のパワーが、通信光波長の１．３μｍや１．５５μｍを用いるよりも大きくなり、軸ずれ量ｄや間隙量Ｇの変化を、より敏感に検知できることを意味する。
【００６０】
従って、ＳＭＦに対しては、例えば、安価な波長０．９８μｍや０．８５μｍの半導体レーザ光源等を光源２１として用いれば、より高い精度で突き合わせ位置の調整を行うことが可能になる。なお、この際、光源から光ファイバ１０Ａを伝搬し、光ファイバ接続点に到着するまでの光のモード状態としては、基底状態の伝搬モードのみであることが望ましいので、光ファイバ接続点の前段に適宜、高次のモード光を除くための曲げを付与すれば良い。なお、単一モード光ファイバの実効遮断波長の規定法、測定法については非特許文献４に詳細に記載されている。
【００６１】
＜実施例３＞
本発明の第３の実施例として、単一モード光ファイバ同士の接続に対して、被覆外径の作製上のばらつき幅が４μｍ以内で、被覆外径に対するコアの偏心量の作製上のばらつき幅が２μｍ以内である単一モード光ファイバを用いる方法について、ＳＭＦを例として述べる。
【００６２】
既に述べたように、光ファイバの外径に対して１μｍ以内の精度の内径を有する、光ファイバ接続点の保護用部材の製造は現在の技術で十分に可能である。具体例として、図７（ａ）のような形状の保護用部材を用いてＳＭＦの接続を行う場合、突き合わせた２本の光ファイバのコアの中心の取り得る位置は、図１５で模式的に表すことができる。
【００６３】
つまり、光ファイバ外径が最大で２Ｚ、最小で２Ｚ−４の時、保護用部材の内径（μｍ）として２Ｚ〜２Ｚ＋１が可能である。ここで、保護用部材の内径を２Ｚ＋１とし、光ファイバのコアの偏心量が２μｍとすると、突き合わせ位置の調整を行わなければ、コアの中心位置は直径４μｍの円で表される。従って、図の座標軸上で表すと最小でＺ−４、最大でＺ＋５となり、最悪の場合９μｍの軸ずれ量が生じてしまう。この値はＳＭＦのコアの直径にも相当しているため、接続損失が１０ｄＢを越える可能性があり、再現性良く、良好な接続損失値を得ることは到底不可能である。
【００６４】
しかしながら、本発明においては、図６に示した突き合わせ位置の調整を行えば、理論的には、間隙量を０に、軸ずれ量を２μｍ以下とすることができる。なお、軸ずれ量が２μｍになるのは、外径が等しく、コアの偏心量が０と２μｍの光ファイバ同士を突き合わせた場合か、コアの偏心量が０で、外径が４μｍ異なる光ファイバを突き合わせた場合である。
【００６５】
図１３から、これは、ＳＭＦの通信波長帯（１．２６μｍ以上）で約０．８ｄＢ以内の接続損失値に相当する。従って、手作業による位置合わせのずれを考慮しても、最大でも１．０ｄＢ程度以下となる低損失な接続を再現性良く行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、光ファイバを用いる光ファイバ通信網の構築や保守運用の作業、さらに当該光ファイバを使用する光伝送機器の製造作業等に利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】従来のメカニカルスプライス接続で用いる光ファイバ接続部分の保護用部材の概要を示す図
【図２】図１の保護用部材によるメカニカルスプライス接続の概要を説明する図
【図３】光ファイバの構造の一例を示す図
【図４】従来の接続損失の測定方法の一例を示す図
【図５】突き合わせ接続における接続損失の主要因である間隙及び軸ずれを示す図
【図６】本発明で行う突き合わせ位置の調整方法を示す図
【図７】本発明で用いる突き合わせ接続部分の保護用部材の例を示す図
【図８】図７の保護用部材を用いた光ファイバの固定方法の例を示す図
【図９】光ファイバ接続点での伝搬光の振る舞いを解説する図
【図１０】本発明で用いる接続損失の測定方法の構成を示す図
【図１１】本発明の実施例に係る漏洩光受光部の構造の一例を示す図
【図１２】本発明の実施例に係る漏洩光受光部の構造の他の例を示す図
【図１３】本発明の実施例に係る軸ずれによる接続損失の波長依存性を示す図
【図１４】本発明の実施例に係る間隙による接続損失の波長依存性を示す図
【図１５】本発明の実施例に係る単一モード光ファイバのコアの中心位置の取り得る位置を示す図
【符号の説明】
【００６８】
１，３１，３２，３３：保護用部材、２：Ｖ溝基板、２ａ：Ｖ溝、３，３２ｂ，３３ｂ：押さえ板、４，３４：楔状の部材、１０，１０Ａ，１０Ｂ：光ファイバ、１１：コア、１２：クラッド、１３：被覆、１α：光ファイバのコアを伝搬する光、１β：光ファイバのコア以外を伝搬する光、１γ：光ファイバの端面間で散乱・漏洩する光、２０：光ファイバ接続点、２１：光源、２２：端面光受光部、２３，２５：表示部、２４：漏洩光受光部、３２ａ，３３ａ：基板、２４１：曲げ部、２４２：受光素子、２４３：積分球、２４４：側圧付与部。
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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