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技術 光ファイバの接続方法及び光ファイバの接続構造

出願人 三菱電線工業株式会社
発明者 鷹居真二前田純也村山学吉田実
出願日 2003年8月27日 (17年2ヶ月経過) 出願番号 2003-302712
公開日 2005年3月17日 (15年8ヶ月経過) 公開番号 2005-070607
状態 特許登録済
技術分野 光ファイバ、光ファイバ心線 レーザ(2) レーザ(2) ライトガイドの機械的結合
主要キーワード 露出加工 両ファイバ端 スキュー光 非円形状 光増幅成分 中実化 サポート部 電極径
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (8)

課題

複数の細孔を有する第2クラッドを備えたダブルクラッドファイバ光ファイバとを、互いのコア同士を精度よく調心して接続することができる光ファイバの接続方法を提供する

解決手段

ダブルクラッドファイバ20と、シングルモードファイバ30と、を接続する方法であって、ダブルクラッドファイバ20のファイバ端部を、そのファイバ端部のコア1がファイバ側方から視認できるようにエッチングするファイバ端部加工工程と、ファイバ端部加工工程で加工したダブルクラッドファイバ20のファイバ端部とシングルモードファイバ30のファイバ端部とを突き合わせて接続するファイバ接続工程と、を備える

概要

背景

光ファイバの1種であるダブルクラッドファイバは、信号光伝搬するだけでなく、その伝搬する信号光を増幅することができるため、ファイバレーザ光増幅器等の光学装置に広く利用されている。

図5(a)は、一般的なダブルクラッドファイバ20のファイバ縦断面を示す。

このダブルクラッドファイバ20は、ファイバ中心に設けられ、光増幅成分として希土類元素がドープされたコア1と、そのコア1を被覆するように設けられコア1より屈折率が低い第1クラッド2と、その第1クラッド2を被覆するように設けられ第1クラッド2より屈折率が低い第2クラッド3と、から構成されている。さらに、コア1、第1クラッド2及び第2クラッド3を補強するために、第2クラッド3を被覆するようにサポート部4が設けられている。

また、このダブルクラッドファイバ20は、第1クラッド2に入射された励起光が第1クラッド2と第2クラッド3との界面で反射を繰り返しながら第2クラッド3で囲まれた領域を伝搬し、励起光がコア1を通過する際にコア1にドープされた希土類元素を最外殻電子励起した反転分布状態にさせ、その誘導放出によってコア1を伝播する光を増幅するものである。

そして、一般に、第2クラッド3は、第1クラッド2より屈折率が低ければよいので、低屈折率高分子材料、又は、複数の細孔を有する石英ガラスで構成されている。

例えば、特許文献1では、ダブルクラッドファイバの第2クラッドを複数の細孔を有する多孔構造とすることにより、第1クラッドと第2クラッドとの比屈折率差を大きくすることができ、ダブルクラッドファイバにおける励起光に対する開口数が向上すると記載されている。この場合、開口数は、第1クラッドの屈折率と、第2クラッドの屈折率との差に比例するものであり、両者の屈折率の差が大きいほど、大きくなり、第1クラッド内の伝搬する励起光の最大入射角度を示す数値である。従って、この開口数が大きいほど第1クラッド内に多くの励起光を入力できることになる。
特開2002−277669号公報

概要

複数の細孔を有する第2クラッドを備えたダブルクラッドファイバと光ファイバとを、互いのコア同士を精度よく調心して接続することができる光ファイバの接続方法を提供するダブルクラッドファイバ20と、シングルモードファイバ30と、を接続する方法であって、ダブルクラッドファイバ20のファイバ端部を、そのファイバ端部のコア1がファイバ側方から視認できるようにエッチングするファイバ端部加工工程と、ファイバ端部加工工程で加工したダブルクラッドファイバ20のファイバ端部とシングルモードファイバ30のファイバ端部とを突き合わせて接続するファイバ接続工程と、を備える

目的

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の細孔を有する第2クラッドを備えたダブルクラッドファイバと光ファイバとを、互いのコア同士を精度よく調心して接続することができる光ファイバの接続方法を提供することである。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
7件

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請求項1

光増幅成分がドープされたコアと、該コアを被覆するように設けられた第1クラッドと、該第1クラッドを被覆するように設けられ該コアに沿って延びる複数の細孔が形成された第2クラッドと、を有し、該第1クラッドに入射された励起光が該第1クラッドと該第2クラッドとの界面で反射を繰り返しながら該第2クラッドで囲まれた領域内を伝搬し、該励起光が該コアを通過する際に該コアの光増幅成分を活性化させるダブルクラッドファイバと、コアと、該コアを被覆するように設けられたクラッドと、を有する被接続光ファイバと、を接続する方法であって、上記ダブルクラッドファイバのファイバ端部を、そのコアがファイバ側方から視認できるように加工するファイバ端部加工工程と、上記ファイバ端部加工工程で加工したダブルクラッドファイバのファイバ端部と、上記被接続光ファイバのファイバ端部と、を突き合わせて接続するファイバ接続工程と、を備えることを特徴とする光ファイバ接続方法

請求項2

請求項1に記載された光ファイバの接続方法において、上記ファイバ端部の加工は、上記第1クラッドが露出するように該ファイバ端部をエッチングする加工であることを特徴とする光ファイバの接続方法。

請求項3

請求項1に記載された光ファイバの接続方法において、上記ファイバ端部の加工は、上記第2クラッドの複数の細孔が滅失するように該ファイバ端部を加熱する加工であることを特徴とする光ファイバの接続方法。

請求項4

請求項1に記載された光ファイバの接続方法において、上記ダブルクラッドファイバのファイバ径は、上記被接続光ファイバのファイバ径より大きく、上記ダブルクラッドファイバのファイバ端部を、上記被接続光ファイバのファイバ径と略同一に加工するファイバ径細径化工程をさらに備えることを特徴とする光ファイバの接続方法。

請求項5

請求項4に記載された光ファイバの接続方法において、上記ファイバ径細径化工程は、上記ファイバ端部加工工程に含まれ、上記ダブルクラッドファイバのファイバ端部の加工に併せてファイバ径を細径化することを特徴とする光ファイバの接続方法。

請求項6

請求項5に記載された光ファイバの接続方法において、上記ファイバ端部の加工は、該ファイバ端部を加熱及び延伸する加工であることを特徴とする光ファイバの接続方法。

請求項7

請求項5に記載された光ファイバの接続方法において、上記ダブルクラッドファイバの第1クラッドの外径は、上記被接続ファイバのファイバ径以上であり、上記ファイバ端部の加工は、該ファイバ端部をエッチングする加工であることを特徴とする光ファイバの接続方法。

請求項8

請求項5に記載された光ファイバの接続方法において、上記ダブルクラッドファイバの第1クラッドの外径は、上記被接続光ファイバのファイバ径より小さく、上記ファイバ端部の加工は、該ファイバ端部をエッチングすると共に、該ファイバ端部を加熱することにより該ファイバ端部に残留した上記第2クラッドの複数の細孔を滅失させる加工であることを特徴とする光ファイバの接続方法。

請求項9

光増幅成分がドープされたコアと、該コアを被覆するように設けられた第1クラッドと、該第1クラッドを被覆するように設けられ該コアに沿って延びる複数の細孔が形成された第2クラッドと、を備え、該第1クラッドに入射された励起光が該第1クラッドと該第2クラッドとの界面で反射を繰り返しながら該第2クラッドで囲まれた領域内を伝搬し、該励起光が該コアを通過する際に該コアの光増幅成分を活性化させるダブルクラッドファイバと、コアと、該コアを被覆するように設けられたクラッドと、を備える被接続光ファイバとのファイバ端部同士が突き合わされて接続された光ファイバの接続構造であって、上記ダブルクラッドファイバのファイバ端部のコアがファイバ側方から視認できると共に、該コアの中心軸と、上記被接続光ファイバのコアの中心軸とが、略一致していることを特徴とする光ファイバの接続構造。

請求項10

請求項9に記載された光ファイバの接続構造において、上記ダブルクラッドファイバのファイバ端部のコアの径が接続界面側に行くに従って縮径していることを特徴とする光ファイバの接続構造。

請求項11

請求項9又は10に記載された光ファイバの接続構造において、接続界面において、上記ダブルクラッドファイバのファイバ径と、上記被接続光ファイバのファイバ径とが、略同一に形成されていることを特徴とする光ファイバの接続構造。

技術分野

0001

本発明は、光ファイバ接続方法及び光ファイバの接続構造に関するものである。

背景技術

0002

光ファイバの1種であるダブルクラッドファイバは、信号光伝搬するだけでなく、その伝搬する信号光を増幅することができるため、ファイバレーザ光増幅器等の光学装置に広く利用されている。

0003

図5(a)は、一般的なダブルクラッドファイバ20のファイバ縦断面を示す。

0004

このダブルクラッドファイバ20は、ファイバ中心に設けられ、光増幅成分として希土類元素がドープされたコア1と、そのコア1を被覆するように設けられコア1より屈折率が低い第1クラッド2と、その第1クラッド2を被覆するように設けられ第1クラッド2より屈折率が低い第2クラッド3と、から構成されている。さらに、コア1、第1クラッド2及び第2クラッド3を補強するために、第2クラッド3を被覆するようにサポート部4が設けられている。

0005

また、このダブルクラッドファイバ20は、第1クラッド2に入射された励起光が第1クラッド2と第2クラッド3との界面で反射を繰り返しながら第2クラッド3で囲まれた領域を伝搬し、励起光がコア1を通過する際にコア1にドープされた希土類元素を最外殻電子励起した反転分布状態にさせ、その誘導放出によってコア1を伝播する光を増幅するものである。

0006

そして、一般に、第2クラッド3は、第1クラッド2より屈折率が低ければよいので、低屈折率高分子材料、又は、複数の細孔を有する石英ガラスで構成されている。

0007

例えば、特許文献1では、ダブルクラッドファイバの第2クラッドを複数の細孔を有する多孔構造とすることにより、第1クラッドと第2クラッドとの比屈折率差を大きくすることができ、ダブルクラッドファイバにおける励起光に対する開口数が向上すると記載されている。この場合、開口数は、第1クラッドの屈折率と、第2クラッドの屈折率との差に比例するものであり、両者の屈折率の差が大きいほど、大きくなり、第1クラッド内の伝搬する励起光の最大入射角度を示す数値である。従って、この開口数が大きいほど第1クラッド内に多くの励起光を入力できることになる。
特開2002−277669号公報

発明が解決しようとする課題

0008

ところで、光ファイバ同士を接続するには、一般的に信頼性に優れ、低損失な接続が可能な融着接続による接続方法がよく用いられている。

0009

この融着接続は、図6に示すように一対の電極6a,6b間で光ファイバF1,F2をそのファイバ端面同士が対向するように配置し、次いで、その両電極6a,6b間で放電させることにより両ファイバ端面を加熱溶融させ、最後に、ファイバ端面同士を突き合わせる、というものである。

0010

しかしながら、図5(b)に示すようなコア1’と、そのコア1’を被覆するように設けられたクラッド2’とから構成されているシングルモードファイバ30と、第2クラッド3が複数の細孔を有する石英ガラスで構成されているダブルクラッドファイバ20とを接続する場合には、第2クラッド3の石英ガラス内に存在する複数の細孔によって外光散乱してしまい、コア1を側方から視認できないため、図7に示すように、シングルモードファイバ30のコア1’とダブルクラッドファイバ20のコア1とがずれてしまい、コア同士を精度よく調心して接続することができないという問題がある。

0011

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の細孔を有する第2クラッドを備えたダブルクラッドファイバと光ファイバとを、互いのコア同士を精度よく調心して接続することができる光ファイバの接続方法を提供することである。

課題を解決するための手段

0012

本発明の光ファイバの接続方法は、光増幅成分がドープされたコアと、該コアを被覆するように設けられた第1クラッドと、該第1クラッドを被覆するように設けられ該コアに沿って延びる複数の細孔が形成された第2クラッドと、を有し、該第1クラッドに入射された励起光が該第1クラッドと該第2クラッドとの界面で反射を繰り返しながら該第2クラッドで囲まれた領域内を伝搬し、該励起光が該コアを通過する際に該コアの光増幅成分を活性化させるダブルクラッドファイバと、コアと、該コアを被覆するように設けられたクラッドと、を有する被接続光ファイバと、を接続する方法であって、上記ダブルクラッドファイバのファイバ端部を、そのコアがファイバ側方から視認できるように加工するファイバ端部加工工程と、上記ファイバ端部加工工程で加工したダブルクラッドファイバのファイバ端部と、上記被接続光ファイバのファイバ端部と、を突き合わせて接続するファイバ接続工程と、を備えることを特徴とする。

0013

上記の方法によれば、ダブルクラッドファイバのファイバ端部を、ダブルクラッドファイバのコアがファイバ側方から視認できるように加工するので、ダブルクラッドファイバと被接続光ファイバとのコア同士を精度よく調心して接続することができる。

0014

本発明の光ファイバの接続方法は、上記ファイバ端部の加工が、上記第1クラッドが露出するように該ファイバ端部をエッチングする加工であってもよい。

0015

上記の方法によれば、エッチングという一般的な加工方法で、ダブルクラッドファイバのファイバ端部の第1クラッドを露出させることができる。

0016

本発明の光ファイバの接続方法は、上記ファイバ端部の加工が、上記第2クラッドの複数の細孔が滅失するように該ファイバ端部を加熱する加工であってもよい。

0017

上記の方法によれば、加熱という一般的な加工方法で、ダブルクラッドファイバのファイバ端部の第2クラッドの複数の細孔を滅失させることができる。

0018

本発明の光ファイバの接続方法は、上記ダブルクラッドファイバのファイバ径が、上記被接続光ファイバのファイバ径より大きく、上記ダブルクラッドファイバのファイバ端部を、上記被接続光ファイバのファイバ径と略同一に加工するファイバ径細径化工程をさらに備えてもよい。

0019

上記の方法によれば、ファイバ径の大きいダブルクラッドファイバのファイバ端部を、被接続光ファイバのファイバ径と略同一に加工して、その加工されたダブルクラッドファイバのファイバ端部と、被接続光ファイバのファイバ端部とを突き合わせて接続するので、ファイバ径の異なるダブルクラッドファイバと被接続光ファイバとの接続界面において、ファイバ径の差がなくなることになる。これにより、ファイバ径の異なるダブルクラッドファイバと被接続光ファイバとを容易に融着接続によって接続することができる。

0020

本発明の光ファイバの接続方法は、上記ファイバ径細径化工程が、上記ファイバ端部加工工程に含まれ、上記ダブルクラッドファイバのファイバ端部の加工に併せてファイバ径を細径化してもよい。

0021

上記の方法によれば、ファイバ径細径化工程が、ファイバ端部加工工程に含まれ、ダブルクラッドファイバのファイバ端部の加工に併せてファイバ径を細径化するので、工程を増やすことなく、ダブルクラッドファイバのファイバ端部のファイバ径を細径化することができる。

0022

本発明の光ファイバの接続方法は、上記ファイバ端部の加工が、該ファイバ端部を加熱及び延伸する加工であってもよい。

0023

上記の方法によれば、加熱及び延伸という一般的な加工方法で、ダブルクラッドファイバのファイバ端部を細径化すると共に、第2クラッドの複数の細孔を滅失することができる。

0024

本発明の光ファイバの接続方法は、上記ダブルクラッドファイバの第1クラッドの外径が、上記被接続光ファイバのファイバ径以上であり、上記ファイバ端部の加工が、該ファイバ端部をエッチングする加工であってもよい。

0025

上記の方法によれば、ダブルクラッドファイバの第1クラッドの外径が、被接続光ファイバのファイバ径以上であるため、ダブルクラッドファイバのファイバ端部を、被接続光ファイバのファイバ径と略同一になるようにエッチングすることにより、容易にコアをファイバ側方から視認できるようにダブルクラッドファイバのファイバ端部を加工することができる。

0026

本発明の光ファイバの接続方法は、上記ダブルクラッドファイバの第1クラッドの外径が、上記被接続ファイバのファイバ径より小さく、上記ファイバ端部の加工が、該ファイバ端部をエッチングすると共に、該ファイバ端部を加熱することにより該ファイバ端部に残留した上記第2クラッドの複数の細孔を滅失させる加工であってもよい。

0027

上記の方法によれば、ダブルクラッドファイバの第1クラッドの外径が、上記被接続ファイバのファイバ径より小さいため、ダブルクラッドファイバのファイバ端部を、被接続光ファイバのファイバ径と略同一になるようにエッチングすることにより、そのファイバ端部に第2クラッドの複数の細孔が残留することになり、さらに、そのファイバ端部を、加熱することにより、ファイバ端部に残留した上記第2クラッドの複数の細孔を滅失させることができる。これにより、ダブルクラッドファイバのコアがファイバ側方から視認できる。

0028

本発明の光ファイバの接続構造は、光増幅成分がドープされたコアと、該コアを被覆するように設けられた第1クラッドと、該第1クラッドを被覆するように設けられ該コアに沿って延びる複数の細孔が形成された第2クラッドと、を備え、該第1クラッドに入射された励起光が該第1クラッドと該第2クラッドとの界面で反射を繰り返しながら該第2クラッドで囲まれた領域内を伝搬し、該励起光が該コアを通過する際に該コアの光増幅成分を活性化させるダブルクラッドファイバと、コアと、該コアを被覆するように設けられたクラッドと、を備える被接続光ファイバとのファイバ端部同士が突き合わされて接続された光ファイバの接続構造であって、上記ダブルクラッドファイバのファイバ端部のコアがファイバ側方から視認できると共に、該コアの中心軸と、上記被接続光ファイバのコアの中心軸とが、略一致していることを特徴とする。

0029

上記の構成によれば、接続界面において、ダブルクラッドファイバのコアの中心軸と被接続光ファイバのコアの中心軸が略一致しているので、ダブルクラッドファイバと被接続光ファイバとを接続損失を少なく、接続することができる。

0030

本発明の光ファイバの接続構造は、上記ダブルクラッドファイバのファイバ端部のコアの径が接続界面側に行くに従って縮径していてもよい。

0031

上記の構成によれば、ダブルクラッドファイバのコアの径が、接続界面側に行くに従って縮径しているので、被接続光ファイバのコアの径と略一致する位置で接続することにより、ダブルクラッドファイバと、ダブルクラッドファイバのコアの径より径が小さいコアを有する被接続光ファイバとを接続することができる。これにより、ダブルクラッドファイバを入射側に、被接続光ファイバを出射側に、それぞれ配置した場合、コア内の信号光を漏らすことなく伝搬することができる。

0032

本発明の光ファイバの接続構造は、接続界面において、上記ダブルクラッドファイバのファイバ径と、上記被接続光ファイバのファイバ径とが、略同一に形成されていてもよい。

0033

上記の構成によれば、接続界面において、ダブルクラッドファイバのファイバ径と、被接続光ファイバのファイバ径とが略同一に形成されているので、ファイバ径の異なるダブルクラッドファイバと被接続光ファイバとを容易に融着接続によって接続することができる。

発明の効果

0034

以上説明したように、本発明によれば、ダブルクラッドファイバのファイバ端部を、ダブルクラッドファイバのコアがファイバ側方から視認できるように加工するので、互いのコア同士を精度よく調心して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

0035

以下、本発明の実施形態に係る光ファイバの接続方法について、図面を用いて詳細に説明する。

0036

《発明の実施形態1》
以下に、本発明の実施形態1に係るダブルクラッドファイバの接続方法について、図2を用いて工程を追って説明する。

0037

図2は、本発明の実施形態1に係るダブルクラッドファイバを接続する各工程を示す。

0038

準備工程
まず、ダブルクラッドファイバと、エッチング液と、被接続光ファイバとしてシングルモードファイバと、光ファイバ融着接続装置と、を準備する。

0039

図1は、本発明の実施形態に係るダブルクラッドファイバ20を示しており、(a)は、その斜視図であり、(b)は、そのファイバ縦断面の模式図である。

0040

このダブルクラッドファイバ20は、全体が石英から構成され、ファイバ中心をなし光増幅成分がドープされたコア1と、コア1を被覆するように設けられた第1クラッド2と、第1クラッド2を被覆するように設けられた第2クラッド3と、第2クラッド3を被覆するように設けられたサポート部4と、を備えている。

0041

また、このダブルクラッドファイバ20は、第1クラッド2に入射された励起光が第1クラッド2と第2クラッド3との界面で反射を繰り返しながら第2クラッド3で囲まれた領域内を伝搬し、その励起光がコア1を通過する際にコア1の光増幅成分を活性化させ、その光増幅成分がコア1を伝搬する光を増幅するように構成されたものである。

0042

コア1は、光増幅成分としてエルビウム(Er)、ネオジム(Nd)及びイッテルビウム(Yb)等の希土類元素、ゲルマニウム(Ge)及びクロム(Cr)等がドープされており、第1クラッド2より屈折率が高くなっている。

0043

第1クラッド2は、ファイバ横断面外郭形状がD字形状になっている。なお、D字形状としているのは以下の理由による。第1クラッドのファイバ横断面の外郭形状をコアと同心の円形とした場合には、第2クラッドで囲まれた領域内を伝播する励起光にはコアの周り周回してコアを通過することがないスキュー光が含まれることとなるため、コアにドープされた希土類元素を十分に反転分布状態にすることができず、コアを伝搬する光を大きく増幅することができない。そこで、このスキュー光を低減するために、第1クラッドのファイバ横断面の外郭形状が非円形状になっている。

0044

第1クラッド2の外径は、後述するシングルモードファイバ30のファイバ径以上になっている。なお、ダブルクラッドファイバ20の第1クラッド2の外径がシングルモードファイバ30のファイバ径以上になっているとは、本実施形態のように、第1クラッド2の外郭形状がD字形状と非円形状の場合には、ダブルクラッドファイバ20のファイバ中心軸とシングルモードファイバ30のファイバ中心軸とを互いに合わせた状態で、ダブルクラッドファイバ20の第1クラッド2の外郭形状に、シングルモードファイバ30の外郭形状が包含されているということである。

0045

第2クラッド3は、複数の細孔3aを有しており、その屈折率(実効屈折率)は、複数の細孔3a内の空気の屈折率と、その細孔3a以外の部分の石英の屈折率とが複合したものとなり、第1クラッド2の屈折率(石英の屈折率)より低くなっている。その細孔3aの径の大きさは10μm以下程度である。

0046

エッチング液は、ファイバ構成材料(石英)を溶解させることができる溶液であり、例えば、フッ化水素、フッ硝酸(フッ化水素及び硝酸の混合物)及びフッ化アンモニウム等の水溶液である。

0047

シングルモードファイバ30は、図5(b)に示すように、全体が石英から構成され、ファイバ中心をなすコア1’と、コア1’を被覆するように設けられコア1’より屈折率が低いクラッド2’と、を備えている。このシングルモードファイバ30は、入射された光がコア1’とクラッド2’との界面で反射を繰り返しながら、コア1’内を伝搬するように構成されたものである。

0048

図6は、一般的に用いられている光ファイバ融着接続装置10の構成を示す。

0049

この光ファイバ融着接続装置10は、接続対象である一対の光ファイバF1,F2のそれぞれを保持するファイバ保持部(不図示)と、そのファイバ保持部で保持された光ファイバF1,F2を挟むように配設された一対の電極6a,6bと、両電極6a,6bに繋がった電源7とを備えている。ファイバ保持部は、一対の光ファイバF1,F2の少なくとも一方をその長手方向に移動させる移動機構を備えている。一対の電極6a,6bは、それぞれが針状に形成されており、その先端同士が対向するように設けられている。この光ファイバ融着接続装置10では、電極間隔電極径放電電流、放電時間等の設定が可能である。

0050

<ファイバ端部加工工程(ファイバ径細径化工程)>
ダブルクラッドファイバ20のファイバ中間部を、エッチング液に浸漬して、所定の時間静置した後、エッチング液より取り出して、そのファイバ径がシングルモードファイバ30のファイバ径の大きさにする。これにより、図2(a)に示すようなサポート部4、及び、第2クラッド3が部分的に除去され、第1クラッド2が露出したダブルクラッドファイバ20aが得られる。

0051

なお、ダブルクラッドファイバ20のファイバ中間部のファイバ径と、接続するシングルモードファイバ30のファイバ径との差が無いようにエッチングするのが望ましいが、両者のファイバ径差が、エッチング後のファイバ径の大きい方のファイバのファイバ径の20%以内の範囲に収まるようにエッチングすればよい。これによれば、接続部分での接続損失が少なく、且つ、強度上の問題もない接続構造をとることができる。

0052

<切断工程>
ダブルクラッドファイバ20aを第1クラッド2の露出部分でファイバ軸に対して垂直に切断する。これにより、図2(b)に示すようなダブルクラッドファイバ20bが得られる。

0053

<接続工程>
まず、図2(c)に示すように、ダブルクラッドファイバ20bとシングルモードファイバ30とを光ファイバ融着接続装置10にセットして、両者のファイバ端部を突き合わすと共に、ファイバ側方から両者のコア1及び1’の位置を確認して、ダブルクラッドファイバ20bのコア1の中心軸とシングルモードファイバのコア1’の中心軸とを略一致させる。

0054

次いで、一対の電極6a,6b間で放電を生じさせ、その間のファイバの突き合わせ部分を加熱する。これにより、図2(d)に示すように突き合わせ部分が融着しダブルクラッドファイバ20bとシングルモードファイバ30とが接続され、接続界面において、ダブルクラッドファイバ20のファイバ径が、シングルモードファイバ30のファイバ径と略同一となっている光ファイバの接続構造を有する光ファイバ接続体50が得られる。

0055

以上のような、ダブルクラッドファイバ20の接続方法によれば、ダブルクラッドファイバ20のファイバ端部において、複数の細孔3aを有する第2クラッド3が除去され第1クラッド2が露出しているので、ファイバ側方からコア1を視認することができ、互いのコア1及び1’を精度よく調心して接続することができる。

0056

また、接続界面において、ダブルクラッドファイバ20のファイバ径と、シングルモードファイバ30のファイバ径とが略同一に形成されているので、ファイバ径の異なるダブルクラッドファイバ20とシングルモードファイバ30とを容易に融着接続によって容易に接続することができる。なお、ファイバ径が大きく異なる光ファイバ同士を接続する場合には、ファイバ径の小さい方の光ファイバ(本実施形態では、シングルモードファイバ30)に曲がり、歪み、外径の細り等が生じてしまい、融着接続によって接続することが困難である。

0057

さらに、接続界面において、ダブルクラッドファイバ20のコア1の中心軸とシングルモードファイバ30のコア1’の中心軸が略一致しているので、ダブルクラッドファイバ20とシングルモードファイバ30とを接続損失を少なく、接続することができる。

0058

また、ダブルクラッドファイバ20の第1クラッド2の外径が、シングルモードファイバ30のファイバ径以上なので、ダブルクラッドファイバ20のファイバ端部の第1クラッドの露出加工と、ファイバ径の細径化加工とが、エッチングにより同時に行うことができ、工程を増やすことなく、ダブルクラッドファイバ20のファイバ端部のファイバ径を細径化することができる。

0059

《発明の実施形態2》
以下に、本発明の実施形態2に係るダブルクラッドファイバの接続方法について、図3を用いて工程を追って説明する。

0060

図3は、本発明の実施形態2に係るダブルクラッドファイバを接続する各工程を示す。

0061

<準備工程>
ダブルクラッドファイバ20のファイバ径が、シングルモードファイバ30のファイバ径より大きく、且つ、ダブルクラッドファイバ20の第1クラッド2の外径が、シングルモードファイバ30のファイバ径より小さくなっていること以外は、実施形態1と実質的に同じであるため、その説明を省略する。なお、ダブルクラッドファイバ20の第1クラッド2の外径がシングルモードファイバ30のファイバ径より小さくなっているとは、本実施形態のように、第1クラッド2の外郭形状がD字形状と非円形状の場合には、ダブルクラッドファイバ20のファイバ中心軸とシングルモードファイバ30のファイバ中心軸とを互いに合わせた状態で、ダブルクラッドファイバ20の第1クラッド2の外郭形状が、シングルモードファイバの外角形状に包含されているということである。
<ファイバ端部加工工程(ファイバ径細径化工程)>
ダブルクラッドファイバ20のファイバ中間部を、エッチング液に浸漬して、所定の時間静置した後、エッチング液より取り出して、そのファイバ径がシングルモードファイバ30のファイバ径の大きさにする。これにより、図3(a)に示すようなサポート部4、及び、第2クラッド3の上層が部分的に除去され、第2クラッド3が露出したダブルクラッドファイバ20a’が得られる。

0062

なお、ダブルクラッドファイバ20のファイバ中間部のファイバ径と、接続するシングルモードファイバ30のファイバ径との差が無いようにエッチングするのが望ましいが、両者のファイバ径差が、エッチング後のファイバ径の大きい方のファイバのファイバ径の20%以内の範囲に収まるようにエッチングすればよい。これによれば、接続部分での接続損失が少なく、且つ、強度上の問題もない接続構造をとることができる。

0063

<切断工程>
ダブルクラッドファイバ20a’を第2クラッド3の露出部分でファイバ軸に対して垂直に切断する。これにより、図3(b)に示すようなダブルクラッドファイバ20b’が得られる。

0064

<細孔滅失加工工程>
ダブルクラッドファイバ20b’のファイバ端部を、光ファイバ融着接続装置10等によって加熱して、第2クラッド3に含まれる複数の細孔3aを溶融滅失する。これにより、図3(c)に示すようなファイバ端部の先端の第2クラッド3が中実化したダブルクラッドファイバ20c’が得られる。

0065

<接続工程>
まず、図3(d)に示すように、ダブルクラッドファイバ20c’とシングルモードファイバ30とを光ファイバ融着接続装置10にセットして、両者のファイバ端部を突き合わすと共に、ファイバ側方から両者のコア1及び1’の位置を確認して、ダブルクラッドファイバ20c’のコア1の中心軸とシングルモードファイバのコア1’の中心軸とを略一致させる。

0066

次いで、一対の電極6a,6b間で放電を生じさせ、その間のファイバの突き合わせ部分を加熱する。これにより、図2(e)に示すように突き合わせ部分が融着しダブルクラッドファイバ20c’とシングルモードファイバ30とが接続され、接続界面において、ダブルクラッドファイバ20c’のファイバ径が、シングルモードファイバ30のファイバ径と略同一となっている光ファイバの接続構造を有する光ファイバ接続体50が得られる。

0067

以上のような、ダブルクラッドファイバ20の接続方法によれば、ダブルクラッドファイバ20の第1クラッド2の外径が、シングルモードファイバ30のファイバ径より小さいため、ダブルクラッドファイバ20のファイバ端部を、シングルモードファイバ30のファイバ径と略同一になるようにエッチングすることにより、そのファイバ端部に第2クラッド2の複数の細孔3aが残留することになるが、さらに、ダブルクラッドファイバ20のファイバ端部を加熱することにより、残留した複数の細孔3aが滅失され、複数の細孔3aによる外光の散乱が無くなる。これにより、ダブルクラッドファイバ20のファイバ側方からコア1を視認することができ、互いのコア1及び1’を精度よく調心して接続することができる。

0068

その他の効果については、実施形態1と同様であり、その説明を省略する。

0069

《発明の実施形態3》
以下に、本発明の実施形態3に係るダブルクラッドファイバの接続方法について、図4を用いて工程を追って説明する。

0070

図4は、本発明の実施形態3に係るダブルクラッドファイバを接続する各工程を示す。

0071

<準備工程>
ダブルクラッドファイバ20のファイバ径が、シングルモードファイバ30のファイバ径より大きく、且つ、ダブルクラッドファイバ20のコア1の径が、シングルモードファイバ30のコアの径より大きくなっている点及びエッチング液を使用しない点の他は、実施形態1と実質的に同じであるため、その説明を省略する。

0072

<ファイバ端部加工工程>
ダブルクラッドファイバ20のファイバ中間部を、加熱及び延伸して、そのファイバ径がシングルモードファイバ30のファイバ径の大きさにする。これにより、図4(a)に示すように、ファイバ中間部において、第2クラッド3に含まれる複数の細孔3aが滅失して、サポート部4、第2クラッド3及び第1クラッド2が一体化したダブルクラッドファイバ20a’’が得られる。

0073

なお、ダブルクラッドファイバ20のファイバ中間部のファイバ径と、接続するシングルモードファイバ30のファイバ径との差が無いように加熱及び延伸するのが望ましいが、両者のファイバ径差が、加熱及び延伸後のファイバ径の大きい方のファイバのファイバ径の20%以内の範囲に収まるように加熱及び延伸すればよい。これによれば、接続部分での接続損失が少なく、且つ、強度上の問題もない接続構造をとることができる。

0074

<切断工程>
ダブルクラッドファイバ20a’を第2クラッド3の露出部分でファイバ軸に対して垂直に切断する。これにより、図4(b)に示すようなダブルクラッドファイバ20b’’が得られる。

0075

<接続工程>
まず、図4(c)に示すように、ダブルクラッドファイバ20b’’とシングルモードファイバ30とを光ファイバ融着接続装置10にセットして、両者のファイバ端部を突き合わすと共に、ファイバ側方から両者のコア1及び1’の位置を確認して、ダブルクラッドファイバ20b’’のコア1の中心軸とシングルモードファイバのコア1’の中心軸とを略一致させる。

0076

次いで、一対の電極6a,6b間で放電を生じさせ、その間のファイバの突き合わせ部分を加熱する。これにより、図4(d)に示すように突き合わせ部分が融着しダブルクラッドファイバ20b’’とシングルモードファイバ30とが接続され、接続界面において、ダブルクラッドファイバ20b’’のファイバ径が、シングルモードファイバ30のファイバ径と略同一となっている光ファイバの接続構造を有する光ファイバ接続体50が得られる。

0077

以上のような、ダブルクラッドファイバ20の接続方法によれば、ダブルクラッドファイバ20のファイバ端部を加熱及び延伸することにより、ファイバ径がシングルモードファイバ30のファイバ外径と略同一にされると共に、第2クラッド3内の複数の細孔3aが滅失され、複数の細孔3aによる外光の散乱が無くなることになる。これにより、ファイバ側方からダブルクラッドファイバ20のコア1を視認することができ、互いのコア1及び1’を精度よく調心して接続することができる。

0078

また、接続界面において、ダブルクラッドファイバ20のコアの径が、接続界面側に行くに従って縮径しているので、シングルモードファイバ30のコア1の径と略一致する位置で接続することにより、ダブルクラッドファイバ20と、ダブルクラッドファイバ20のコア1の径より径が小さいコア1’を有するシングルモードファイバ30とを接続することができる。これにより、ダブルクラッドファイバ20を入射側に、シングルモードファイバ30を出射側に、それぞれ配置した場合、コア1内の信号光を漏らすことなくコア1’に伝搬することができる。

0079

その他の効果については、実施形態1と同様であり、その説明を省略する。

0080

以上説明したように、本発明は、ファイバレーザ及び光増幅器について有用である。

図面の簡単な説明

0081

本発明の実施形態に係るダブルクラッドファイバ20を示しており、(a)は、その斜視図であり、(b)は、そのファイバ縦断面の模式図である。
本発明の実施形態1に係るダブルクラッドファイバ20を接続する各工程を示す模式図である。
本発明の実施形態2に係るダブルクラッドファイバ20を接続する各工程を示す模式図である。
本発明の実施形態3に係るダブルクラッドファイバ20を接続する各工程を示す模式図である。
従来の光ファイバのファイバ縦断面を示しており、(a)は、ダブルクラッドファイバ20の模式図であり、(b)は、シングルモードファイバ30の模式図である。
一般的に用いられている光ファイバ融着接続装置10の模式図である。
従来のダブルクラッドファイバ20とシングルモードファイバ30との接続部を示す模式図である。

符号の説明

0082

1,1’コア
2 第1クラッド
2’ クラッド
3 第2クラッド
3a 細孔
4サポート部
6a,6b電極
7電源
10光ファイバ融着接続装置
20ダブルクラッドファイバ
30シングルモードファイバ
50光ファイバ接続体

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