[发明专利]光纤端部加工方法及光纤端部加工装置

说明书

技术领域

本发明涉及光纤端部加工方法及光纤端部加工装置，更详细地说，涉及使光纤芯的参杂剂热扩散，以制作扩大了模场直径(芯径)的光纤端部的光纤端部加工方法及光纤端部加工装置。

背景技术

对于需要将模场直径不同的单模光纤彼此连接的情况，采用对芯径小者的光纤端部进行热处理而使参杂剂热扩散，使模场直径一致(扩大)之后，进行连接的技术，可实现连接损耗的降低。该技术被称之为加热扩芯(TEC-Thermally diffused Expanded Core)，不仅用于光纤彼此之间的连接，而且对于光纤与模场直径大的光波导的连接也是有效的。另外，在与包含各种透镜的光传输器件的连接中，还有能容易实现光轴的对准的优点。

专利文献1记载的内容是，在光纤的熔接中，通过在熔接后再次对熔接部进行加热，从而使芯径小者的参杂剂扩散的技术。但是，用该方法也有不能降低连接损耗的情况。究其原因有以下各种：由于熔接时因放电引起的局部加热导致双方的光纤的参杂剂都扩散；由于在熔敷时因光纤的压入动作和熔接部的表面张力引起的流动而使芯本身产生变形；伴随着被熔接的光纤之间的角度偏移、轴向偏移而在熔融状态的光纤的熔接部产生变形；以及难以只对芯径小者的光纤一侧选择性地进行加热等。

在专利文献2中，为改善这种情况，用电阻加热的加热器进行了熔接，用燃烧器进行了TEC处理。由于电阻加热的加热器比放电加热能够加热更宽的范围，因而能够抑制在熔接部的局部的参杂剂的扩散及芯的变形。另外，用燃烧器进行TEC加热是在光纤未软化而产生变形的温度(大约1300℃以下)，而且在芯部的参杂剂扩散到包层部的温度(大约500℃以上)的范围进行3分钟～10分钟左右的时间。

在该专利文献2的方法中，在进行TEC加热时，因为存在光纤强度因长时间加热而降低的现象，因此在专利文献3中，以熔接部为中心，使用电阻加热的加热器或燃烧器进行退火加热。

上述专利文献1、2虽然在熔接后进行了TEC加热，但在对光纤的包覆除去部进行了TEC处理后，对该部分进行切断或研磨以作为连接用端面的TEC技术公开在专利文献3、专利文献4中。在专利文献4中，在TEC加热时使用对置的气体燃烧器，使光纤的包覆除去部的两侧处于拉伸状态，在光纤的长度方向操作燃烧器进行加热。由于光纤难以弯曲，因而能进行高温加热，在以Ge为参杂剂的代表性的单模光纤的情况下，只用几分钟的加热时间就能完成。

此外，缩短加热时间在TEC技术中是共同的课题，在专利文献5中叙述了如下内容，致力于将燃烧器的气体喷射孔的形状向光纤长度方向延伸而不需要燃烧器扫描的结构，将加热温度定为1150℃，能够用现在所需要的时间的一半即30分钟完成处理。在专利文献6中叙述了如下内容，致力于将多个气体喷射孔排列成一列，或呈二维排列的燃烧器，以便能对多条光纤同时进行加工。

现有技术文献

专利文献1：日本特开平3-130705号公报

专利文献2：日本特开2003-75676号公报

专利文献3：日本特开2003-75677号公报

专利文献4：日本特开平4-260007号公报

专利文献5：日本特开2001-343549号公报

专利文献6：日本特开2004-157355号公报

如上所述，在专利文献1、2的在熔接后进行TEC加热的技术中，由于在熔接部产生了芯的紊乱及变形或光纤本身的变形，或者无法只对芯径小的一侧的光纤选择性地进行加热，因而在减少连接方面存在限制。另外，该技术是熔接专用的技术。

另一方面，在熔接前，用气体燃烧器对光纤的包覆除去部进行TEC加热的专利文献3、4的方法虽然不限于熔接而具有通用性，但是存在加热时间花费较多的问题。根据光纤的参杂剂的种类及所需要的扩散程度，需要数分钟～数十分钟左右。这是因为，为了抑制光纤的变形，存在不能使加热温度高到使光纤软化的程度这种本质上的限制。也就是说，即使在TEC加热时将光纤拉伸成笔直的状态，若因高温加热而使加热部软化，则光纤因此而拉长变细。另外，虽然把持着光纤的包覆除去部两侧的包覆部等，但有时也因在把持部附着有包覆渣等垃圾而在两处把持部的光纤之间产生轴向偏移、角度偏移。这种情况下，光纤在因高温加热而软化的加热部分将会变形弯曲而产生大的损耗。即使要对这种已变形的加热部位进行切断而作为连接端面，也不能降低连接损耗，而且，还会产生不能插入到连接器环箍中的问题。因此，TEC加热不得不在低温下长时间进行，难以降低成本，并且，将对光纤在高温下进行TEC处理而扩大了芯径的部分进行切断后的端面因连接损耗大而难以适用。