JPH03203705A - 光フアイバカプラの製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光フアイバ中を伝搬する光を分岐合流、もし
くは、分波合波する光フアイバ型のカブラの製造装置に
関するものである。

（従来の技術） 光通信システムや光データリンク網等を構築するにあた
り、光源から出た光信号を所望の割合にて分配する光分
岐器は、構成部品として重要である。この光分岐器のひ
とつに光ファイバカプラがあるが、この光ファイバカプ
ラは、通常複数本の光ファイバを撚り合わせたり並行に
して融着後、アセチレン・バーナ等の熱源を用いて加熱
・溶融し、一定張力下でこれを延伸してテーパ一部が形
成されるものである。

熱源であるバーナによる加熱は、第２図に示すように、
複数本の光ファイバ２１をクランパ２２゜２２によりク
ランプして、バーナ２３，２３を光ファイバの軸方向に
往復運動させながら融着延伸する方法がとられている。

微細なカブラの延伸を正確に行なうためには、バーナの
往復運動を正確に行なう必要があり、そのための移動機
構に精密さが要求され、光ファイバカプラの製造装置が
高価になり、光ファイバカプラの製造コストを高いもの
としている。

また、バーナの炎を光ファイバの軸方向に往復運動させ
ることによるもう１つの問題点は、バーナに送る燃焼ガ
スおよび酸素ガスを正確に制御しても、バーナが移動す
るために炎にゆらぎが発生し、光ファイバカプラの特性
にバラツキが発生することが避けられないことである。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたもので、バ
ーナの移動機構を不要として、特性のばらつきの少ない
光ファイバカプラを得ることができる光ファイバカプラ
製造装置を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、第１発明においては、複数本の光ファイバを
、バーナにより加熱し、融着、延伸する光ファイバカプ
ラの製造装置において、前記バーナとして、直線状に配
列された少なくとも３つ以上のノズル孔を有するバーナ
を用い、鎖孔の配列が光ファイバに沿うように配置した
ことを特徴とするものである。

また、第２発明においては、第１発明におけるバーナに
供給する燃焼ガスと酸素ガスの混合比を一定にし、流量
を制御することにより光ファイバの延伸速度を制御する
制御手段を有することを特徴とするものである。

バーナにおけるノズル孔の径は、少なくとも一部の孔の
径を異なる大きさとし、小さい径の孔をより外側に対称
的に配置することができる。

（作　用） 先ず、加熱温度について説明する。

一般に、バーナのノズル先端の穴径りが大きくなると、
一定ガス圧ｐの下では、ガス流量ｑは、Ｄ２に比例する
。また、燃焼ガスの混合比を一定にした場合のガス流Ｊ
ｔｑと燃焼による熱量（すなわち、温度Ｔ）との関係は
、比例関係になる。したがって、ガス圧と混合比が一定
の場合には、ノズルの孔径と燃焼の温度の関係に一定の
関係が存在し、バーナの孔径を変えることにより温度を
制御することができる。

次に、カブラの製造を行なう上で重要となる温度分布に
ついて説明する。

ステップインデックス型の光ファイバを例にとると、光
フアイバ中を伝搬する光は、コアとクラッドの界面で全
反射を繰り返す。光ファイバカプラにおいては、第３図
に示すように、光ファイバをテーバ形状に加工するため
、光がコアとクラッドの界面で全反射する角度θが徐々
に大きくなっていく。全反射現象は、界面の両側の媒質
の屈折率できまる角度θＣ以下で起こるので、伝搬方向
の距離をＺ、コア径をｄとすると、△ｄ／△Ｚ（テーパ
角）が大きくなると光が全反射を起こさずに漏れてしま
う。このため、△ｄ／△Ｚは、ある値以下にする必要が
ある。発明者らが実験したところによれば、過剰損失を
０．１ｄＢ以下にするためには、△ｄ／△Ｚを４０μｍ
　／　ｍ　ｍ以下にする必要がある。これを実現するに
は、光ファイバの約５ｍｍ近い領域に対してゆるやかな
温度勾配を与える加熱手段が必要となる。したがって、
バーナを移動手段により移動させ、その移動を制御する
ことにより温度勾配を与えるのが従来の方法である。

本発明では、バーナとして、直線状に配列された少なく
とも３つ以上のノズル孔を有するバーナを用い、鎖孔の
配列が光ファイバに沿うように配置したことにより、ノ
ズル孔の径の配列、孔径、向き等を適当に設計すること
によりバーナを固定したままで、光ファイバに対して適
当な温度分布を与えることができるものである。

（実施例） 第１図は、本発明の光ファイバカプラ製造装置の一実施
例の要部の構成図である。図中、１は光ファイバ、２は
クランパ、３はバーナである。光ファイバ１は、長手方
向の一部の被覆が除去されてクランパ２によりクランプ
される。クランパ２は、図示しない延伸ステージにより
矢印方向の張力が与えられ、融着した光ファイバを延伸
する。

バーナ３は、この実施例では、そのノズル部を第１図（
Ｂ）に示すように、５個のノズル孔を有している。中央
の孔の径をり。、その外側の２つの孔の径をｈｌ、さら
に外側の２つの孔のｈ２とし、中央の孔とその外側の２
つの孔との間隔を１１、前記外側の２つの孔とさらに外
側の２つの孔との間隔を１２とし、 ｈｏ　”０．８ｍｍ ｈ工＝０．７ｍｍ ｈ２＝０．６５ｍｍ １１：１□＝１．７ｍｍ とした。

このように、ノズル孔を中央を大きくし、外側に行くに
つれて対称的により小さくすることにより中央が高く、
外側に向がって低くなる温度分布を形成できる。ノズル
間の間隔を適当に選ぶこともできる。

上記バーナを備えた光フアイバ製造装置により製造した
カブラを説明する。製造したカブラは、波長が１．３μ
ｍ帯の単一モードファイバ（ＭＦＤ９．５±１μｍ、カ
ットオフ波長１．２±１μｍ　クラツド径１２５μｍ）
を２本組合せ、波長１．３μｍでの分岐比５０％の光フ
ァイバカプラを試作した。燃焼ガスには、プロパンガス
を用いた。このバーナを使用する際、燃焼ガスと酸素ガ
スとの混合比を一定にしないと熱量の制御が難しいので
、それぞれのガスについてマスフローコントローラを用
い、プロパンガスと酸素ガスの混合比をプロパンガス１
に対し、酸素ガス２の割合とするよう制御回路を構成し
た。融着時には、プロパンガスの流量を４５ｃｃ／分と
し、バーナとファイバの距離を７ｍｍまで近づけ、１２
０秒間加熱し、融着したのち、延伸ステージに片側３ｇ
づつの張力を印可し、延伸し、分岐比が５０％となるま
で延伸した。延伸時の場合もバーナの位置はそのままで
、ガス流量を下げることで延伸量を制御した。

第４図は、上記試作した光ファイバカプラ５゜本の累積
分布を示したものであり、図中、曲線ａが本発明による
結果である。曲線すは、上記実施例のバーナを光ファイ
バの軸方向と直交させ、移動速度を３ｍｍ／秒、移動幅
５．６ｍｍでバーナを移動させた結果である。融着時も
移動を行なったが、融着時間は、５分１０秒であった。

この結果からも明らかなように、曲線ａの方がばらつき
が小さいことがわかる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、従来
の装置に不可欠であったバーナの移動機構が不要であり
、バーナの移動がないためバーナの炎のゆらぎが小さく
、製造する光ファイバカプラの特性のばらつきを減少さ
せることができる。

また、バーナの構造を長くし、バーナのノズル孔数を増
加させることで、カブラに入射される偏波方向に対する
分岐比の変化を小さく抑えることができる光ファイバカ
プラを安定して製造することができる効果がある。

さらに、バーナに供給する燃焼ガスと酸素ガスの混合比
を一定にし、延伸時における流量を制御することにより
光ファイバの延伸速度を制御して、精度のよい分岐比の
光ファイバカブラが製造できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の製造装置の一実施例に用いられる光
ファイバカプラ製造装置を説明するための要部の構成図
、第２図は、従来の製造装置の説明図、第３図は、光フ
ァイバカプラの作用の説明図、第４図は、試作したデー
タを説明するためのグラフである。 １・・・光ファイバ、２・・・クランパ、３・・・バー
ナ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数本の光ファイバを、バーナにより加熱し、融
   着、延伸する光ファイバカプラの製造装置において、前
   記バーナとして、直線状に配列された少なくとも３つ以
   上のノズル孔を有するバーナを用い、該孔の配列が光フ
   ァイバに沿うように配置したことを特徴とする光ファイ
   バカプラの製造装置。
2. （２）バーナに供給する燃焼ガスと酸素ガスの混合比を
   一定にし、流量を制御することにより光ファイバの延伸
   速度を制御する制御手段を有する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装置。