JP2704333B2 - 光減衰ファイバおよびその製造方法 - Google Patents
光減衰ファイバおよびその製造方法Info
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/255—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding
- G02B6/2555—Alignment or adjustment devices for aligning prior to splicing
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ通信回路に
おいて使用される光減衰器のうち、特に反射戻り光損失
を極限まで減少させることを考慮した光減衰ファイバお
よびその製造方法に関する。
おいて使用される光減衰器のうち、特に反射戻り光損失
を極限まで減少させることを考慮した光減衰ファイバお
よびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、光通信回路の光量を減衰する
ために使用される固定形光減衰器として種々の形式のも
のが実用に供されている。その中で代表的なものについ
て図5(a)および(b)を参照して説明する。
ために使用される固定形光減衰器として種々の形式のも
のが実用に供されている。その中で代表的なものについ
て図5(a)および(b)を参照して説明する。
【0003】図5(a)はエアギャップ方式の光減衰器
の一例を示す断面図である。フェルール35,36の中
心孔に、被覆部31,32を除去した光ファイバ素線3
3,34を接着固定してある。フェルール35,36の
端面は光ファイバ素線33,34の端面とともに所定の
形状になるように研磨されている。このファイバ35,
36を整列スリーブ37の両側から挿入して各フェルー
ル35,36の端面距離Sを加減することにより、比例
的に光減衰量を変化させ所定の減衰量を得ている。
の一例を示す断面図である。フェルール35,36の中
心孔に、被覆部31,32を除去した光ファイバ素線3
3,34を接着固定してある。フェルール35,36の
端面は光ファイバ素線33,34の端面とともに所定の
形状になるように研磨されている。このファイバ35,
36を整列スリーブ37の両側から挿入して各フェルー
ル35,36の端面距離Sを加減することにより、比例
的に光減衰量を変化させ所定の減衰量を得ている。
【0004】図5(b)は金属蒸着膜方式の光減衰器の
一例を示す断面図である。この形式の固定形光減衰器は
図5(a)の光減衰器を利用したものである。整列スリ
ーブ37の孔に所定の減衰値になるような金属蒸着メッ
キを施したガラス板38を挿入しておき、図5(a)と
同様、整列スリーブ37の両端からフェルール35,3
6を挿入してその先端部をガラス板38に接触させたも
のである(AT&TのLight Guide Digest : 1990.No.
2)。
一例を示す断面図である。この形式の固定形光減衰器は
図5(a)の光減衰器を利用したものである。整列スリ
ーブ37の孔に所定の減衰値になるような金属蒸着メッ
キを施したガラス板38を挿入しておき、図5(a)と
同様、整列スリーブ37の両端からフェルール35,3
6を挿入してその先端部をガラス板38に接触させたも
のである(AT&TのLight Guide Digest : 1990.No.
2)。
【0005】上記従来の固定光減衰器はその共通した問
題点として、光ファイバ接続端面で光源からの光信号が
反射して再度光源に戻る,いわゆる反射戻り光損失の問
題がある。この反射戻り光は光源の発振を不安定にして
ノイズ信号の要因となるので特に映像などの大容量広帯
域光通信システムにとっては重要な問題となる。反射戻
り損失は光ファイバ端面を光軸に対し直角に研磨した場
合は−10デシベル(約10%)生ずる。この改善策と
して、光ファイバ端面を光軸の直角面に対し8度以上傾
斜させて研磨することにより反射光を光ファイバ・クラ
ッド層に逃して光源への戻りを少なくする方法を採用し
ている。この場合の反射戻り損失は−60デシベル(約
0.0001%)となり、大幅に低減化できる。
題点として、光ファイバ接続端面で光源からの光信号が
反射して再度光源に戻る,いわゆる反射戻り光損失の問
題がある。この反射戻り光は光源の発振を不安定にして
ノイズ信号の要因となるので特に映像などの大容量広帯
域光通信システムにとっては重要な問題となる。反射戻
り損失は光ファイバ端面を光軸に対し直角に研磨した場
合は−10デシベル(約10%)生ずる。この改善策と
して、光ファイバ端面を光軸の直角面に対し8度以上傾
斜させて研磨することにより反射光を光ファイバ・クラ
ッド層に逃して光源への戻りを少なくする方法を採用し
ている。この場合の反射戻り損失は−60デシベル(約
0.0001%)となり、大幅に低減化できる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エアギ
ャップ方式には、光ファイバ対向面間に生ずる出射光の
多重反射量が、環境温度により変動し易すいという問題
があり、これが光減衰値の不安定変動の一つの要因とな
っている。一方、金属蒸着膜方式の場合は、膜厚さを規
定減衰値になるように正確に製造管理することが困難で
あるとともにフェルールを着脱するときに膜面にキズが
つき易く、一旦、キズがついた場合には修復方法がない
ことなどの欠点が挙げられる。本発明の目的は上記諸問
題を解決するもので、光ファイバの減衰部分において発
生する反射戻り光損失を実質的に零にし、多重反射を起
こらないようにしてこの多重反射に起因する減衰値の変
動を大幅に低減化し、さらに繰り返しの着脱または接触
を不要にすることにより端面にスリ傷が生じる余地がな
いようにした光減衰ファイバを提供することにある。
ャップ方式には、光ファイバ対向面間に生ずる出射光の
多重反射量が、環境温度により変動し易すいという問題
があり、これが光減衰値の不安定変動の一つの要因とな
っている。一方、金属蒸着膜方式の場合は、膜厚さを規
定減衰値になるように正確に製造管理することが困難で
あるとともにフェルールを着脱するときに膜面にキズが
つき易く、一旦、キズがついた場合には修復方法がない
ことなどの欠点が挙げられる。本発明の目的は上記諸問
題を解決するもので、光ファイバの減衰部分において発
生する反射戻り光損失を実質的に零にし、多重反射を起
こらないようにしてこの多重反射に起因する減衰値の変
動を大幅に低減化し、さらに繰り返しの着脱または接触
を不要にすることにより端面にスリ傷が生じる余地がな
いようにした光減衰ファイバを提供することにある。
【0007】本発明の他の目的は上記光減衰ファイバの
製造方法を提供することにある。
製造方法を提供することにある。
【0008】本発明のさらに他の目的は上記光減衰ファ
イバの製造装置を提供することにある。
イバの製造装置を提供することにある。
【0009】本発明のさらなる他の目的は上記光減衰フ
ァイバを用いた固定形光減衰器を提供することにある。
ァイバを用いた固定形光減衰器を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明による光減衰ファイバは、光ファイバの一部分
を光ファイバ軸方向に圧縮しながら放電火花またはガス
・バーナにより加熱して、前記光ファイバの径よりも大
きい直径の球状に変形して構成されている。
に本発明による光減衰ファイバは、光ファイバの一部分
を光ファイバ軸方向に圧縮しながら放電火花またはガス
・バーナにより加熱して、前記光ファイバの径よりも大
きい直径の球状に変形して構成されている。
【0011】また、前記球状の光減衰部分を複数個連続
して設けることができる。
して設けることができる。
【0012】前記光ファイバの光減衰部分を筒状の容器
に内蔵させることがきる。前記筒状の容器は石英ガラス
管であって、その両端で被覆部に接着されているように
構成することができる。
に内蔵させることがきる。前記筒状の容器は石英ガラス
管であって、その両端で被覆部に接着されているように
構成することができる。
【0013】また、本発明による光減衰ファイバの製造
方法は、光ファイバの減衰部分になる部分を放電火花ま
たはガス・バーナにより加熱する工程と、 加熱された状
態で光ファイバを軸方向に圧縮しながら前記光ファイバ
の径よりも大きい直径の球状に変形する工程と、 から構
成されている。
方法は、光ファイバの減衰部分になる部分を放電火花ま
たはガス・バーナにより加熱する工程と、 加熱された状
態で光ファイバを軸方向に圧縮しながら前記光ファイバ
の径よりも大きい直径の球状に変形する工程と、 から構
成されている。
【0014】前記光減衰ファイバの製造方法において、
前記加熱とともに光ファイバを軸方向に圧縮しながら前
記光ファイバの径よりも大きい直径の球状に変形する工
程は、光ファイバの前記加熱部分の両端を固定側クラン
プ治具と可動側クランプ治具で支持し前記可動側クラン
プ治具微動装置により圧縮方向に移動させるようにする
ことができる。
前記加熱とともに光ファイバを軸方向に圧縮しながら前
記光ファイバの径よりも大きい直径の球状に変形する工
程は、光ファイバの前記加熱部分の両端を固定側クラン
プ治具と可動側クランプ治具で支持し前記可動側クラン
プ治具微動装置により圧縮方向に移動させるようにする
ことができる。
【0015】
【実施例】以下、図面を参照して本発明をさらに詳しく
説明する。 図1は本発明による光減衰ファイバの製造方
法および製造装置の実施例を説明するための図である。
図1(a)は被覆部を除去した光ファイバ素線を光減衰
ファイバの製造装置にセットした状態を示している。 基
台11の上に固定側クランプ治具2,可動側クランプ治
具4および可動側クランプ治具4を微動させるための微
動手段であるマイクロメータ5が固定されている。固定
側クランプ治具2は上面にV溝1を有する基部2bと、
V溝1に収容した光ファイバ素線10を抑えるための押
え部2aとから構成されている。可動側クランプ治具4
は固定側クランプ治具2と同様、上面にV溝3を有する
基部4bと、押え部4aとから構成され、固定側クラン
プ治具2に対面した位置に配置されている。
説明する。 図1は本発明による光減衰ファイバの製造方
法および製造装置の実施例を説明するための図である。
図1(a)は被覆部を除去した光ファイバ素線を光減衰
ファイバの製造装置にセットした状態を示している。 基
台11の上に固定側クランプ治具2,可動側クランプ治
具4および可動側クランプ治具4を微動させるための微
動手段であるマイクロメータ5が固定されている。固定
側クランプ治具2は上面にV溝1を有する基部2bと、
V溝1に収容した光ファイバ素線10を抑えるための押
え部2aとから構成されている。可動側クランプ治具4
は固定側クランプ治具2と同様、上面にV溝3を有する
基部4bと、押え部4aとから構成され、固定側クラン
プ治具2に対面した位置に配置されている。
【0016】可動側クランプ治具4にはマイロクメータ
5の先端部が接続され、マイクロメータ5の操作により
固定側クランプ治具2と可動側クランプ治具4の間隔を
微小に変化させることができる。 なお、微動装置はマイ
クロメータの他に計数制御モータ,圧電素子その他の装
置によっても実現することができる。 固定側クランプ治
具2と可動側クランプ治具4の中間部には、加熱手段の
一部を構成する一対の放電電極6,7が配置されてい
る。なお、加熱装置としては一対の放電電極の他にガス
・バーナノズルを用いても良い。
5の先端部が接続され、マイクロメータ5の操作により
固定側クランプ治具2と可動側クランプ治具4の間隔を
微小に変化させることができる。 なお、微動装置はマイ
クロメータの他に計数制御モータ,圧電素子その他の装
置によっても実現することができる。 固定側クランプ治
具2と可動側クランプ治具4の中間部には、加熱手段の
一部を構成する一対の放電電極6,7が配置されてい
る。なお、加熱装置としては一対の放電電極の他にガス
・バーナノズルを用いても良い。
【0017】つぎに光減衰ファイバの製造工程について
説明する。 被覆部9,12を除去した光ファイバ素線1
0を固定側クランプ治具2と可動側クランプ治具4の間
に掛け渡してV溝1,3に収納する。そして各クランプ
治具の押え部2a,4aにより固定する。 光ファイバ素
線10の被覆部9側の先端には図示しない光源Lを、被
覆部12側の先端には同じく図示しないパワーメータM
をそれぞれ接続する。 放電電極6,7を結ぶ線上に光フ
ァイバ素線の所定部分が位置付けられるように、かつ両
放電電極より等距離になるように両放電電極6,7の位
置を調整する。 図1(b)は光減衰部分を球状に加熱変
形させる工程を示す図である。 このように加熱変形させ
るためには、放電電極6,7を通電して発生する放電火
花で光ファイバ素線10を部分的に加熱軟化させるとと
もにマイクロメータ5で規定量だけ可動クランプ治具4
を圧縮方向に移動させる。これにより加熱部分を球状に
変形加工することができる。
説明する。 被覆部9,12を除去した光ファイバ素線1
0を固定側クランプ治具2と可動側クランプ治具4の間
に掛け渡してV溝1,3に収納する。そして各クランプ
治具の押え部2a,4aにより固定する。 光ファイバ素
線10の被覆部9側の先端には図示しない光源Lを、被
覆部12側の先端には同じく図示しないパワーメータM
をそれぞれ接続する。 放電電極6,7を結ぶ線上に光フ
ァイバ素線の所定部分が位置付けられるように、かつ両
放電電極より等距離になるように両放電電極6,7の位
置を調整する。 図1(b)は光減衰部分を球状に加熱変
形させる工程を示す図である。 このように加熱変形させ
るためには、放電電極6,7を通電して発生する放電火
花で光ファイバ素線10を部分的に加熱軟化させるとと
もにマイクロメータ5で規定量だけ可動クランプ治具4
を圧縮方向に移動させる。これにより加熱部分を球状に
変形加工することができる。
【0018】ところで、光ファイバ素線の一部を球状ま
たは括れ形状に加熱変形することにより、その部分でな
ぜ、通過光量の減衰が生ずるかの理由は不明である。 実
験によると減衰値は放電条件,光ファイバ素線の変形速
度および変形量の制御により規制できることが確認でき
た。 シングル・モード光ファイバを使用して光源波長1
300ナノメータの光信号を伝播させた場合、圧縮加熱
による球状変形では最大減衰値8デシベル程度まで可能
であることが分かった。したがって8デシベル以内の減
衰値に対して任意に作業条件を設定することができる。
8デシベル以上の減衰値を得るには光ファイバ素線18
に図3のようにA,Bお よびC点の3か所に加熱変形部
分を設けることにより、簡単にさらに大きな減衰値を得
ることができる。
たは括れ形状に加熱変形することにより、その部分でな
ぜ、通過光量の減衰が生ずるかの理由は不明である。 実
験によると減衰値は放電条件,光ファイバ素線の変形速
度および変形量の制御により規制できることが確認でき
た。 シングル・モード光ファイバを使用して光源波長1
300ナノメータの光信号を伝播させた場合、圧縮加熱
による球状変形では最大減衰値8デシベル程度まで可能
であることが分かった。したがって8デシベル以内の減
衰値に対して任意に作業条件を設定することができる。
8デシベル以上の減衰値を得るには光ファイバ素線18
に図3のようにA,Bお よびC点の3か所に加熱変形部
分を設けることにより、簡単にさらに大きな減衰値を得
ることができる。
【0019】図4は、図1(b)の球状に変形した減衰
部分を利用したインライン形固定光減衰器の実施例を示
す断面図である。 球状に加熱変形した光ファイバ素線2
0を石英ガラス管21に封入接着して完成させている。
部分を利用したインライン形固定光減衰器の実施例を示
す断面図である。 球状に加熱変形した光ファイバ素線2
0を石英ガラス管21に封入接着して完成させている。
【0020】以上の実施例は単芯光ファイバ用における
光減衰ファイバおよび製造方法であるが、複数の光ファ
イバを一列に配列一体化したリボン光ファイバ用固定減
衰器にも応用できる。
光減衰ファイバおよび製造方法であるが、複数の光ファ
イバを一列に配列一体化したリボン光ファイバ用固定減
衰器にも応用できる。
【0021】
【発明の効果】以上、説明したように本発明による光減
衰ファイバは、従来のエアギャップ方式および金属蒸着
膜方式その他全ての光減衰器とは異なり、光減衰器の内
部に光ファイバの切断・接続面を含まず、光ファイバ自
体の部分的な変形加工により光減衰を行わせるように構
成されたものである。したがって、光減衰部分での反射
戻り損失は実質的に零であり、光ファイバの材料成分に
よる光ファイバ固有の光散乱による反射戻り光のみとな
る。 また、従来のエアギャップ方式で問題となっていた
フェルール対向面間に発生する多重反射による温度変化
時の減衰値の変動はそのような多重反射が発生しない構
造であるので大幅に低減化できる。 さらに、繰り返し脱
着や接触を行う必要がないので、それら操作によるスリ
傷等が発生することがない。
衰ファイバは、従来のエアギャップ方式および金属蒸着
膜方式その他全ての光減衰器とは異なり、光減衰器の内
部に光ファイバの切断・接続面を含まず、光ファイバ自
体の部分的な変形加工により光減衰を行わせるように構
成されたものである。したがって、光減衰部分での反射
戻り損失は実質的に零であり、光ファイバの材料成分に
よる光ファイバ固有の光散乱による反射戻り光のみとな
る。 また、従来のエアギャップ方式で問題となっていた
フェルール対向面間に発生する多重反射による温度変化
時の減衰値の変動はそのような多重反射が発生しない構
造であるので大幅に低減化できる。 さらに、繰り返し脱
着や接触を行う必要がないので、それら操作によるスリ
傷等が発生することがない。
【図1】本発明による光減衰ファイバの製造方法および
製造装置の実施例を説明するための図で、(a)は被覆
部を除去した光ファイバ素線を光減衰ファイバの製造装
置にセットした状態を、(b)は光減衰部分を球状に加
熱変形させる工程をそれぞれ示している。
製造装置の実施例を説明するための図で、(a)は被覆
部を除去した光ファイバ素線を光減衰ファイバの製造装
置にセットした状態を、(b)は光減衰部分を球状に加
熱変形させる工程をそれぞれ示している。
【図2】図1のクランプ治具のAーA断面図である。
【図3】本発明による光減衰ファイバの実施例を示す図
である。
である。
【図4】図1の球状に変形した減衰部分を利用したイン
ライン形固定光減衰器の実施例を示す断面図である。
ライン形固定光減衰器の実施例を示す断面図である。
【図5】(a)はエアギャップ方式の光減衰器の一例を
示す断面図,(b)は金属蒸着膜方式の光減衰器の一例
を示す断面図である。
示す断面図,(b)は金属蒸着膜方式の光減衰器の一例
を示す断面図である。
1,3…V溝 2…固定側クランプ治具 4…可動側クランプ治具 5…マイクロメータ 6,7…放電電極 9,12…被覆部 10,18,19,20…光ファイバ素線 11…基台 21…石英ガラス管
Claims (6)
- 【請求項1】 光ファイバの一部分を光ファイバ軸方向
に圧縮しながら放電火花またはガス・バーナにより加熱
して、 前記光ファイバの径よりも大きい直径の球状に変形して
構成した光減衰部分を形成したことを特徴とする光減衰
ファイバ。 - 【請求項2】 前記球状の光減衰部分を複数個連続して
設けたことを特徴とする請求項1記載の光減衰ファイ
バ。 - 【請求項3】 前記請求項1記載の光ファイバの光減衰
部分を筒状の容器に内蔵させて構成したことを特徴とす
る固定光減衰器。 - 【請求項4】 前記請求項3記載の光ファイバにおい
て、前記筒状の容器は石英ガラス管であって、その両端
で被覆部に接着されている固定光減衰器。 - 【請求項5】 光ファイバの減衰部分になる部分を放電
火花またはガス・バーナにより加熱する工程と、 加熱された状態で光ファイバを軸方向に圧縮しながら前
記光ファイバの径よりも大きい直径の球状に変形する工
程と、 から構成されたことを特徴とする光減衰ファイバの製造
方法。 - 【請求項6】 請求項5記載の光減衰ファイバの製造方
法において、 前記加熱とともに光ファイバを軸方向に圧縮しながら前
記光ファイバの径よりも大きい直径の球状に変形する工
程は、光ファイバの前記加熱部分の両端を固定側クラン
プ治具と可動側クランプ治具で支持し前記可動側クラン
プ治具微動装置により圧縮方向に移動させる光減衰ファ
イバの製造方法。
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