JP2619130B2 - Single Mode Optical Fiber Interconnection Method - Google Patents
Single Mode Optical Fiber Interconnection MethodInfo
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- JP2619130B2 JP2619130B2 JP2237193A JP23719390A JP2619130B2 JP 2619130 B2 JP2619130 B2 JP 2619130B2 JP 2237193 A JP2237193 A JP 2237193A JP 23719390 A JP23719390 A JP 23719390A JP 2619130 B2 JP2619130 B2 JP 2619130B2
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、コア径の異なるシングルモード光ファイバ
同士を低損失に接続することを可能にした光ファイバの
相互接続方法に関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber interconnection method that enables single-mode optical fibers having different core diameters to be connected with low loss.
(従来の技術) 光通信に広く使用されているシングルモード光ファイ
バとしては、コアとクラッドの比屈折率差Δが0.3%程
度のものが一般的である。この場合、光ファイバを小さ
い曲率半径で曲げると、コアからクラッドへ漏れる光ガ
多くなり、損失が増大するため、光ファイバを用いて配
線する場合には、通常曲げ半径が20mm程度以上になるよ
うにして用いられている。(Prior Art) A single mode optical fiber widely used in optical communication generally has a relative refractive index difference Δ between a core and a clad of about 0.3%. In this case, if the optical fiber is bent with a small radius of curvature, the amount of light leaking from the core to the clad increases, and the loss increases.Therefore, when wiring using an optical fiber, the bending radius is usually about 20 mm or more. It is used in.
一方、より小さい曲率半径で曲げる必要がある場合
や、ファイバ中で光のエネルギー密度を上げる必要があ
る場合などに、Δを高くしてコア径を小さくしたシング
ルモード光ファイバが用いられることがある。Δを高く
することにより、同じ損失でもより小さい曲率半径でフ
ァイバを曲げることができるようになるが、スポットサ
イズは通常のシングルモード光ファイバより小さくな
る。On the other hand, when it is necessary to bend at a smaller radius of curvature or when it is necessary to increase the energy density of light in the fiber, a single mode optical fiber having a higher Δ and a smaller core diameter may be used. . Increasing Δ allows the fiber to bend with a smaller radius of curvature for the same loss, but with a smaller spot size than a normal single mode optical fiber.
このような細径コア光ファイバを光回路中に用いる場
合でも、外部に光信号を取り出す部分においては、一般
のシングルモード光ファイバと接続する必要がある。Even when such a small-diameter core optical fiber is used in an optical circuit, it is necessary to connect a general single-mode optical fiber in a portion for extracting an optical signal to the outside.
このとき、例えば第5図に示すように、コア12aとク
ラッド12bからなる通常のシングルモード光ファイバ12
と細径のコア11aとクラッド11bとからなる細径コア光フ
ァイバ11を直接突き合わせて接続すると、双方の光ファ
イバ11,12のスポットサイズが接続点で不連続になるた
め、大きな接続損失が生ずる。第6図は、通常のPC光コ
ネクタを用いて通常のシングルモード光ファイバと、ス
ポットサイズが約半分である細径コア光ファイバを接続
した場合の接続損失の実測値である。使用した光コネク
タは、通常のシングルモード光ファイバ同士を接続する
場合であれば0.1dB程度の接続損失値が得られるもので
あるが、前述の不連続なスポットサイズのため、平均2.
6dBと大きな損失となっている。At this time, for example, as shown in FIG. 5, a normal single mode optical fiber 12 comprising a core 12a and a clad 12b is used.
When the small-diameter core optical fiber 11 composed of the small-diameter core 11a and the small-diameter core 11b is directly butt-connected, a large connection loss occurs because the spot sizes of the two optical fibers 11, 12 are discontinuous at the connection points. . FIG. 6 shows measured values of connection loss when a normal single-mode optical fiber is connected to a small-diameter core optical fiber having a spot size of about half using a normal PC optical connector. The optical connector used can provide a connection loss value of about 0.1 dB if ordinary single-mode optical fibers are connected to each other.However, because of the discontinuous spot size described above, an average of 2.
The loss is as large as 6 dB.
このようにコア径の異なるシングルモード光ファイバ
11,12同士を直接接続することは原理的に大きな損失を
招くため、低損失に接続しようとする場合には、例えば
第7図に示すように、それぞれの光ファイバ11,12のNA
に適合する2個のレンズ31,32を用いて接続する方法が
取られる。Single mode optical fibers with different core diameters
Directly connecting the optical fibers 11 and 12 in principle causes a large loss. Therefore, when trying to connect the optical fibers 11 and 12 with low loss, for example, as shown in FIG.
A method of connecting using two lenses 31 and 32 conforming to is adopted.
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、この方法は光ファイバ同士を直接突き
合わせる方法に比べると、組み立て工程がはるかに複雑
となり、大型になるとともに、高価である。(Problems to be Solved by the Invention) However, as compared with a method in which optical fibers are directly joined to each other, this method requires a much more complicated assembling process, is large, and is expensive.
本発明は、上述したような従来技術に鑑み、コア径が
異なる2本のシングルモード光ファイバを接続する場合
において、通常の光コネクタや融着接続技術を用いても
低損失に接続することが可能となる光ファイバの相互接
続方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-described prior art, and when connecting two single mode optical fibers having different core diameters, it is possible to connect with low loss even using a normal optical connector or fusion splicing technology. It is an object to provide a method of interconnecting optical fibers that is possible.
(課題を解決するための手段) 本発明は、互いにコア径が異なる2本のシングルモー
ド光ファイバがドーピング剤添加石英系光ファイバであ
って、前記2本の光ファイバのうちコア径の小さい方の
光ファイバの途中部分を、前記ドーピング剤は拡散する
が光ファイバは溶融しない温度範囲において、局部的に
加熱することによって該加熱部分近傍のコア径を拡大
し、該拡大部分の光ファイバを応力破断し、その後、前
記2本の光ファイバを相互に接続することを特徴とす
る。(Means for Solving the Problems) According to the present invention, two single-mode optical fibers having different core diameters are doped silica-based optical fibers, and one of the two optical fibers having a smaller core diameter is used. In a temperature range where the doping agent diffuses but the optical fiber does not melt, the core diameter in the vicinity of the heated portion is enlarged by heating locally in the temperature range in which the doping agent diffuses but the optical fiber does not melt. After breaking, the two optical fibers are connected to each other.
(作用) 本発明によれば、光ファイバの途中部分を加熱するこ
とにより、一定区間に亘って均一な拡大コア径を有する
部分を形成でき、さらにこの部分で応力破断して接続す
ることにより、接続しようとする双方の光ファイバのス
ポットサイズの変化率を接続点で等しくできる。(Function) According to the present invention, a portion having a uniform enlarged core diameter can be formed over a certain section by heating an intermediate portion of the optical fiber, and furthermore, the portion is stress-ruptured at this portion for connection. The change rate of the spot size of both optical fibers to be connected can be made equal at the connection point.
(実施例) 第1図及び第2図は本発明によるコア径が異なるシン
グルモード光ファイバの相互接続方法の例を示す図であ
り、1がコア径を端面で局部的に拡大した細径コア光フ
ァイバであり、1aがコア、1bがクラッドを示し、2が通
常のシングルモード光ファイバであり、2aがコア、2bが
クラッドを示す。2本の光ファイバをこのように直接突
き合わせて接続するためには、(a)融着接続による方
法(第1図)、(b)メカニカルスプライスによる方
法、および(c)光コネクタによる方法(第2図)があ
る。なお、第2図において、3はフェルール、4は割り
スリーブである。本発明によれば、通常のシングルモー
ド光ファイバ2と細径コア光ファイバ1を接続する場合
において、(a)(b)(c)何れの方法を用いても、
それぞれの接続技術による本来の実力値に近い接続損失
を実現することができる。(Embodiment) FIGS. 1 and 2 are views showing an example of a method for interconnecting single mode optical fibers having different core diameters according to the present invention, wherein 1 is a small diameter core whose core diameter is locally enlarged at an end face. 1a shows a core, 1b shows a cladding, 2 shows a normal single mode optical fiber, 2a shows a core, and 2b shows a cladding. In order to connect two optical fibers by directly abutting each other in this manner, (a) a method by fusion splicing (FIG. 1), (b) a method by mechanical splice, and (c) a method by optical connector (No. 2). In FIG. 2, 3 is a ferrule, and 4 is a split sleeve. According to the present invention, when the ordinary single mode optical fiber 2 and the small-diameter core optical fiber 1 are connected, any of the methods (a), (b), and (c) can be used.
The connection loss close to the original ability value by each connection technique can be realized.
第3図は、本発明を用いて、通常のシングルモード光
ファイバ2と細径コア光ファイバ1を光コネクタにより
接続した場合の接続損失実測値の一例である。第7図に
示すような、コア径を拡大しないで接続した場合に比
べ、本発明を用いることにより接続損失を大幅に低減せ
れることができる。FIG. 3 is an example of measured values of connection loss when a normal single-mode optical fiber 2 and a small-diameter core optical fiber 1 are connected by an optical connector using the present invention. By using the present invention, the connection loss can be significantly reduced as compared with the case where the connection is made without increasing the core diameter as shown in FIG.
ここで、スポットサイズを局部的に拡大するためには
以下のような方法がある。第4図に示すように光ファイ
バ1をバーナ21の火炎で加熱することにより、光ファイ
バ1のコア1aに含まれるドーピング剤がクラッドに拡散
し、光ファイバ1のコア径を局部的に拡大することがで
きる。また、コアが純粋石英でクラッド1bに屈折率を下
げるドーピング剤が含まれている構造の光ファイバにお
いても、加熱によりクラッド1bからコア1aへドーピング
剤が拡散することによって同様にコア径を拡大すること
ができる。さらに、局部的に加熱する方法としては、上
述のように火炎を用いる方法の他、レーザ光を照射する
方法や、抵抗加熱による方法などが考えられる。Here, there are the following methods for locally increasing the spot size. As shown in FIG. 4, by heating the optical fiber 1 with the flame of the burner 21, the dopant contained in the core 1a of the optical fiber 1 diffuses into the cladding, and the core diameter of the optical fiber 1 is locally enlarged. be able to. Also, in an optical fiber having a structure in which the core is made of pure quartz and the cladding 1b contains a doping agent that lowers the refractive index, the core diameter is similarly enlarged by diffusing the doping agent from the cladding 1b to the core 1a by heating. be able to. Further, as a method of locally heating, in addition to the method using a flame as described above, a method of irradiating a laser beam, a method of resistance heating, and the like can be considered.
このコア1aを拡大した細径コア光ファイバ1を通常の
シングルモード光ファイバ2と接続するためには、以下
の方法がある。まず、熱処理の際にバーナ21を光ファイ
バ1の軸方向に動かすことにより、ある長さにわたって
均一な拡大コア径を有する細径コア光ファイバ1を作製
しておき、熱処理部分の中央で光ファイバを応力破断す
る。次に、この端部と別に用意した通常のシングルモー
ド光ファイバ2とを融着接続するか、またはV溝等を利
用してメカニカルスプライスを行う。あるいは、前述の
ようにある長さにわたって均一な拡大コア径とした細径
コア光ファイバ1を熱処理部分の中央で応力破断した
後、その端面がわずかに突き出す位置にフェルール3を
接着し、フェルール端面を研磨して光コネクタを形成
し、別に用意したコネクタ突きシングルモード光ファイ
バ2とコネクタ接続する。In order to connect the small core optical fiber 1 having the enlarged core 1a to the ordinary single mode optical fiber 2, there are the following methods. First, during the heat treatment, the burner 21 is moved in the axial direction of the optical fiber 1 to produce the small-diameter core optical fiber 1 having a uniform enlarged core diameter over a certain length. Stress rupture. Next, the end and the ordinary single mode optical fiber 2 prepared separately are fusion-spliced, or mechanical splicing is performed using a V-groove or the like. Alternatively, the ferrule 3 is bonded to a position where the end face slightly protrudes after the small-diameter core optical fiber 1 having a uniform enlarged core diameter over a certain length as described above is stress-ruptured at the center of the heat-treated portion. Is polished to form an optical connector, and the connector is connected to a separately prepared connector butted single mode optical fiber 2.
この場合、熱処理を行って応力破断した細径コア光フ
ァイバの端面付近では、連続的にコア径が拡大されるた
め、端面部分ではスポットサイズが拡大される。また加
熱中にバーナを動かすことによってコア拡大部分がある
長さだけ均一に確保されるため、熱処理部分の中央で応
力破断するか、またはフェルール接着後に均一な拡大コ
アを有する部分のみを研磨して作られた細径コア光ファ
イバ端部を通常のシングルモード光ファイバに直接突き
合わせて接続した場合でも、スポットサイズが連続的に
変化する形状とすることができ、低損失な接続が期待で
きる。In this case, the core diameter is continuously increased in the vicinity of the end face of the small-diameter core optical fiber which has been subjected to the heat treatment and stress-ruptured. Also, by moving the burner during heating, the core enlarged part is secured uniformly for a certain length, so stress breakage at the center of the heat treated part or polishing only the part with uniform enlarged core after ferrule bonding Even when the manufactured small-diameter core optical fiber end is directly connected to a normal single-mode optical fiber and connected, a shape in which the spot size changes continuously can be expected, and low-loss connection can be expected.
仮に細径コア光ファイバ1の端面部分のみを熱処理し
たとしても、通常のシングルモード光ファイバ2のスポ
ットサイズになめらかにつながる形状のコア径の分布を
得ることは難しい。また、端部のみを加熱すると、端面
にだれや曲がりを生じ易いため、取扱い難くなる。した
がって、本発明によりコア径を拡大するためには、細径
コア光ファイバの端部ではなく途中の部分を加熱するの
がよい。Even if only the end face of the small-diameter core optical fiber 1 is heat-treated, it is difficult to obtain a core diameter distribution that smoothly leads to the spot size of the normal single-mode optical fiber 2. In addition, if only the end is heated, the end face is likely to be drooped or bent, which makes it difficult to handle. Therefore, in order to increase the core diameter according to the present invention, it is preferable to heat not the end but the middle of the small-diameter core optical fiber.
(発明の効果) 以上述べたように、本発明によれば、細径コア光ファ
イバの途中部分を局部的に加熱してコア径を拡大し、該
拡大部分を応力破断し、その後、接続することにより、
接続しようとする双方の光ファイバのスポットサイズの
変化率を接続点で等しくでき、これによって、レンズ等
を介することなく、コア径が異なるシングルモード光フ
ァイバ同士を極めて低損失に接続することができ、細径
コア光ファイバを用いる光部品の高性能化、小形化、低
価格化に対して極めて有利である。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, an intermediate portion of a small-diameter core optical fiber is locally heated to enlarge the core diameter, the enlarged portion is stress-ruptured, and then connected. By doing
The rate of change of the spot size of both optical fibers to be connected can be made equal at the connection point, so that single mode optical fibers having different core diameters can be connected with extremely low loss without passing through a lens or the like. This is extremely advantageous for improving the performance, miniaturization, and cost reduction of an optical component using a small-diameter core optical fiber.
第1図は本発明によるコア径が異なるシングルモード光
ファイバの相互接続方法の一例を示す図、第2図は本発
明によりコア径が異なるシングルモード光ファイバの相
互接続方法の他の例を示す断面図、第3図は本発明によ
る光ファイバの相互接続方法によって得られる接続損失
の一例を示す分布図、第4図は本発明に使用するコア拡
大光ファイバを作製する方法の一例を説明する図、第5
図は従来の技術による、コア径が異なるシングルモード
光ファイバを接続した状態を説明する図、第6図は従来
の技術によりコア径が異なるシングルモード光ファイバ
を相互接続した場合の接続損失の一例を示す分布図、第
7図は従来の技術によりコア径が異なるシングルモード
光ファイバを低損失に接続する方法を説明する図であ
る。 図中、1……細径コア光ファイバ、2……通常のシング
ルモード光ファイバ、1a,2a……コア、1b,2b……クラッ
ド、21……バーナ、3……フェルール、4……割りスリ
ーブ。FIG. 1 is a diagram showing an example of a method of interconnecting single mode optical fibers having different core diameters according to the present invention, and FIG. 2 is another example of an interconnecting method of single mode optical fibers having different core diameters according to the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view, FIG. 3 is a distribution diagram showing an example of a connection loss obtained by the optical fiber interconnection method according to the present invention, and FIG. 4 illustrates an example of a method for producing a core-enlarged optical fiber used in the present invention. Figure, fifth
The figure illustrates a state in which single mode optical fibers with different core diameters are connected according to the conventional technology. FIG. 6 shows an example of connection loss when single mode optical fibers with different core diameters are interconnected according to the conventional technology. FIG. 7 is a diagram for explaining a method of connecting single mode optical fibers having different core diameters with low loss according to the conventional technique. In the figure, 1 ... a small core optical fiber, 2 ... a normal single mode optical fiber, 1a, 2a ... a core, 1b, 2b ... a clad, 21 ... a burner, 3 ... a ferrule, 4 ... a split sleeve.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安東 泰博 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 花房 広明 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−117508(JP,A) 特開 昭57−24906(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Yasuhiro Ando 1-1-6 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Hiroaki Hanafusa 1-1-6 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Japan Telegraph and Telephone Corporation (56) References JP-A-61-117508 (JP, A) JP-A-57-24906 (JP, A)
Claims (1)
ド光ファイバがドーピング剤添加石英系光ファイバであ
って、 前記2本の光ファイバのうちコア径の小さい方の光ファ
イバの途中部分を、前記ドーピング剤は拡散するが光フ
ァイバは溶融しない温度範囲において、局部的に加熱す
ることによって該加熱部分近傍のコア径を拡大し、 該拡大部分の光ファイバを応力破断し、 その後、前記2本の光ファイバを相互に接続する ことを特徴とするシングルモード光ファイバの相互接続
方法。A single-mode optical fiber having a core diameter different from each other is a doped silica-based optical fiber, and a part of the two optical fibers having a smaller core diameter has an intermediate portion. In a temperature range where the doping agent diffuses but the optical fiber does not melt, the core diameter near the heated portion is enlarged by locally heating, and the optical fiber in the enlarged portion is stress-ruptured. A method for interconnecting single-mode optical fibers, comprising: connecting optical fibers to each other.
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JP2237193A JP2619130B2 (en) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | Single Mode Optical Fiber Interconnection Method |
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JPS61117508A (en) * | 1984-11-13 | 1986-06-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Connecting method of optical fiber |
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- 1990-09-10 JP JP2237193A patent/JP2619130B2/en not_active Expired - Lifetime
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