特開 2024-142845 光ファイバの融着装置および光ファイバの融着方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024142845

(43)【公開日】2024-10-11

(54)【発明の名称】光ファイバの融着装置および光ファイバの融着方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/255 20060101AFI20241003BHJP

【ＦＩ】

G02B6/255

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023055199

(22)【出願日】2023-03-30

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り 掲載アドレス：ｈｔｔｐｓ：／／ｃｏｎｆｉｔ．ａｔｌａｓ．ｊｐ／ｇｕｉｄｅ／ｅｖｅｎｔ／ｌｓｊ４３／ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ／ｌｉｓｔ 学術講演会第４３回年次大会、予稿集、２．８μｍファイバーレーザーによるプラスチックファイバーの融着加工、掲載日：令和５年１月１８日 掲載アドレス：ｈｔｔｐｓ：／／ｃｏｎｆｉｔ．ａｔｌａｓ．ｊｐ／ｇｕｉｄｅ／ｅｖｅｎｔ／ｌｓｊ４３／ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ／ｌｉｓｔ 学術講演会第４３回年次大会、予稿集、中赤外レーザーによるプラスチック光ファイバーの融着とその機械的特性、掲載日：令和５年１月１８日 集会名：一般社団法人レーザー学会 学術講演会第４３回年次大会、２．８μｍファイバーレーザーによるプラスチックファイバーの融着加工、開催日（発表日）：令和５年１月１８日 集会名：一般社団法人レーザー学会 学術講演会第４３回年次大会、中赤外レーザーによるプラスチック光ファイバーの融着とその機械的特性、開催日（発表日）：令和５年１月１９日

(71)【出願人】

【識別番号】306024148

【氏名又は名称】公立大学法人秋田県立大学

(71)【出願人】

【識別番号】504261077

【氏名又は名称】大学共同利用機関法人自然科学研究機構

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100132883

【弁理士】

【氏名又は名称】森川 泰司

(74)【代理人】

【識別番号】100181593

【弁理士】

【氏名又は名称】庄野 寿晃

(74)【代理人】

【識別番号】100165489

【弁理士】

【氏名又は名称】榊原 靖

(72)【発明者】

【氏名】合谷 賢治

(72)【発明者】

【氏名】笹沼 裕希

(72)【発明者】

【氏名】上原 日和

【テーマコード（参考）】

2H036

【Ｆターム（参考）】

2H036JA05

2H036MA12

2H036MA14

2H036MA15

2H036NA03

2H036NA08

2H036NA16

(57)【要約】

【課題】プラスチック光ファイバを容易に融着する光ファイバの融着装置および光ファイバの融着方法を提供する。
【解決手段】光ファイバの融着装置１００は、第１の保持部１０Ａと、第２の保持部１０Ｂと、レーザ照射部２０と、を備える。第１の保持部１０Ａは、第１の光ファイバＦ１を保持する。第２の保持部１０Ｂは、第１の光ファイバＦ１の先端部と第２の光ファイバＦ２の先端部とを向かい合せて、第２の光ファイバＦ２を保持する。レーザ照射部２０は、第１の光ファイバＦ１の先端部と第２の光ファイバＦ２の先端部とに２．７μｍ以上３．０μｍ以下の波長を有するレーザ光を照射する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の光ファイバを保持する第１の保持部と、
前記第１の光ファイバの先端部と第２の光ファイバの先端部とを向かい合せて、前記第２の光ファイバを保持する第２の保持部と、
前記第１の光ファイバの先端部と前記第２の光ファイバの先端部とに２．７μｍ以上３．０μｍ以下の波長を有するレーザ光を照射するレーザ照射部と、
を備えることを特徴とする光ファイバの融着装置。

【請求項2】

前記第１の保持部または前記第２の保持部の少なくとも何れかは、前記第１の光ファイバおよび前記第２の光ファイバの延伸する方向に、前記第１の光ファイバまたは前記第２の光ファイバを移動可能に保持する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバの融着装置。

【請求項3】

前記第１の光ファイバの先端部と前記第２の光ファイバの先端部とを観測する観測部を備える、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバの融着装置。

【請求項4】

第１の光ファイバの先端部と第２の光ファイバの先端部とを向かい合わせて保持し、前記第１の光ファイバの先端部と前記第２の光ファイバの先端部とに２．７μｍ以上３．０μｍ以下の波長を有するレーザ光を照射する、
ことを特徴とする光ファイバの融着方法。

【請求項5】

前記第１の光ファイバの先端部と前記第２の光ファイバの先端部に、前記レーザ光を第１の光量で照射して予備加熱する予備加熱工程を備える、
ことを特徴とする請求項４に記載の光ファイバの融着方法。

【請求項6】

予備加熱された前記第１の光ファイバの先端部と前記第２の光ファイバの先端部に、前記第１の光量より大きい第２の光量で前記レーザ光を照射する融着工程を備える、
ことを特徴とする請求項５に記載の光ファイバの融着方法。

【請求項7】

前記融着工程において、前記第１の光ファイバの先端部に対して、前記第２の光ファイバの先端部を押し込む、
ことを特徴とする請求項６に記載の光ファイバの融着装方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光ファイバの融着装置および光ファイバの融着方法に関する。

【背景技術】

【0002】

光を伝送するために光ファイバが用いられている。光ファイバのうち、プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ：Plastic Optical Fiber）は、優れた耐久性や比較的に安価であるという特徴を有する。優れた耐久性により様々な環境で使用することができるため、自動車内等の局所空間の情報伝達に利用可能である。また、石英ファイバと比較して安価であるため、既存の環境に導入し易く、有用な光伝送システムとして、ＩｏＴ（Internet of Things）技術に貢献可能な技術として期待されている。ＰＯＦが普及するためには、ＰＯＦが断線した際に修繕する方法が求められている。

【0003】

特許文献１は、ＰＯＦの接続部分と放電電極の部分とを箱で囲み、不燃性ガスを満たしてその中で放電し、その熱でＰＯＦの先端部分を融解することで、ＰＯＦを融着するプラスチック光ファイバ用融着装置を開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００４－１０２２０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

引用文献１に開示されたプラスチック光ファイバ用融着装置は、不燃性ガスを満たす箱が必要であり、プラスチックの低い融点に対して細かい温度制御が容易でないという問題がある。このため、容易にＰＯＦを融着することが求められている。

【0006】

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、プラスチック光ファイバを容易に融着する光ファイバの融着装置および光ファイバの融着方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の目的を達成するため、本発明に係る光ファイバの融着装置の一態様は、
第１の光ファイバを保持する第１の保持部と、
前記第１の光ファイバの先端部と第２の光ファイバの先端部とを向かい合せて、前記第２の光ファイバを保持する第２の保持部と、
前記第１の光ファイバの先端部と前記第２の光ファイバの先端部とに２．７μｍ以上３．０μｍ以下の波長を有するレーザ光を照射するレーザ照射部と、
を備えることを特徴とする。

【0008】

本発明の目的を達成するため、本発明に係る光ファイバの融着方法の一態様は、
第１の光ファイバの先端部と第２の光ファイバの先端部とを向かい合わせて保持し、前記第１の光ファイバの先端部と前記第２の光ファイバの先端部とに２．７μｍ以上３．０μｍ以下の波長を有するレーザ光を照射する、
ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、プラスチック光ファイバを容易に融着する光ファイバの融着装置および光ファイバの融着方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】（Ａ）は、実施の形態に係る光ファイバの融着装置を示す上面図であり、（Ｂ）は、実施の形態に係る光ファイバの融着装置を示す側面図である。

【図2】実施の形態に係るレーザ照射部を示す断面図である。

【図3】実施の形態に係る光ファイバの融着方法を示すフローチャートである。

【図4】実施の形態に係る光ファイバの融着方法を説明する図である。

【図5】実施の形態に係る光ファイバの融着方法を説明する図である。

【図6】実施の形態に係る光ファイバの融着方法を説明する図である。

【図7】実施例に係る光ファイバの融着状態を示す図である。

【図8】実施例に係る光ファイバの融着状態を示す図である。

【図9】実施例に係る光ファイバの融着状態を示す図である。

【図10】実施例に係る光ファイバの片側押し込み量と透過率との関係を示す図である。

【図11】実施例に係る光ファイバの片側押し込み量と引張強度および許容曲げ半径との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本実施の形態に係る光ファイバの融着装置および光ファイバの融着方法をについて図面を参照しながら説明する。

【0012】

本実施の形態に係る光ファイバの融着装置１００は、図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すように、第１の光ファイバＦ１と第２の光ファイバＦ２とを融着する装置であり、第１の光ファイバＦ１を保持する第１の保持部１０Ａと、第２の光ファイバＦ２を保持する第２の保持部１０Ｂと、第１の光ファイバＦ１の先端部と第２の光ファイバＦ２の先端部とレーザ光を照射するレーザ照射部２０と、第１の光ファイバの先端部と第２の光ファイバの先端部とを観測する観測部３０Ａ、３０Ｂと、を備える。第１の光ファイバＦ１および第２の光ファイバＦ２は、プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ：Plastic Optical Fiber）を含み、例えば、ＰＭＭＡ（Polymethyl Methacrylate）製の光ファイバである。

【0013】

理解を容易にするために、第１と第２の光ファイバＦ１、Ｆ２が延伸する方向をｘ方向、レーザ光の照射方向をｚ方向、ｘ方向およびｚ方向に垂直な方向をｙ方向とする直交座標系を設定し、適宜参照する。

【0014】

第１の保持部１０Ａは、第１の光ファイバＦ１をｘ方向に延伸するように保持するものであり、第１の光ファイバＦ１をｘ方向、ｙ方向およびｚ方向に移動可能な３軸ステージ１１Ａを備える。

【0015】

第２の保持部１０Ｂは、第１の光ファイバの先端部と第２の光ファイバの先端部とを向かい合せ、第２の光ファイバＦ２をｘ方向に延伸するように保持するものであり、第２の光ファイバＦ２をｘ方向、ｙ方向およびｚ方向に移動可能な３軸ステージ１１Ｂを備える。

【0016】

レーザ照射部２０は、２．７μｍ以上３．０μｍ以下の波長を有するレーザ光を照射するものである。２．７μｍ以上３．０μｍ以下の波長は、ＰＯＦに吸収される波長範囲である。レーザ照射部２０は、好ましくは、２．８μｍの波長を有するレーザ光を照射する。具体的には、レーザ照射部３０は、図２に示すように、ファイバ形状を有するレーザ媒質２１と、レーザ媒質２１を挟み込むように配置される共振器２２と、レーザ媒質２１に励起光を供給する励起用光源２３と、レーザ媒質２１の端部を保護するエンドキャップ２４Ａ、２４Ｂを備える中赤外ファイバレーザである。第１の光ファイバＦ１および第２の光ファイバＦ２がＰＭＭＡ製の光ファイバである場合、レーザ照射部２０は、ＰＭＭＡにより吸収される波長域である２．８μｍの波長を有するレーザ光を照射することが好ましい。

【0017】

レーザ媒質２１は、励起用光源２３から照射された励起光を吸収して誘導放出を起こすことで光を増幅する。レーザ媒質２１は、例えば、Ｅｒ：ＺＢＬＡＮ（ＺｒＦ_４－ＢａＦ_２－ＬａＦ_３－ＡｌＦ_３－ＮａＦ）から構成され励起光を吸収して光を誘導放出するコア２４と、コア２５より屈折率の低いクラッド２６と、を備えるＥｒ：ＺＢＬＡＮファイバである。Ｅｒ：ＺＢＬＡＮは、ＺＢＬＡＮにエルビウム（Ｅｒ）をドープしたものであり、２．７μｍ～２．９μｍのレーザ光を発振する。レーザ媒質２１の母材は、ＺＢＬＡＮガラス以外に、ＨＢＬＡＮ（ＨｆＦ_４－ＢａＦ_２－ＹＦ_３－ＡｌＦ_３－ＮａＦ）ガラス、ＺＢＹＡ（ＺｒＦ_４－ＢａＦ_２－ＹＦ_３－ＡｌＦ_３）ガラスを含むＺｒＦ_４系ガラス、ＡｌＦ_３－ＢａＦ_２－ＹＦ_３－ＣａＦ_２、ＡｌＦ_３－ＢａＦ_２－ＹＦ_３－ＴｈＦ_４、ＡｌＦ_３－ＢａＦ_２－ＳｒＦ_２－ＣａＦ_２－ＭｇＦ_２－ＹＦ_３を含むＡｌＦ_３系ガラス、ＩｎＦ_３－ＺｎＦ_２－ＢａＦ_２－ＳｒＦ_２－ＬａＦ_３、ＩｎＦ_３－ＢａＦ_２－ＹＦ_３、ＩｎＦ_３－ＺｎＦ_２－ＳｒＦ_２－ＢａＦ_２を含むＩｎＦ_３系ガラスなどのフッ化物ガラスであってもよく、これらの混合物であってもよい。Ｅｒ：ＺＢＬＡＮファイバ、Ｅｒ、Ｐｒ：ＺＢＬＡＮファイバなどファイバレーザに用いられるものであればよい。

【0018】

共振器２２は、誘導放出された光を反射する反射鏡２２Ａと、レーザ光の一部を外部に取り出すことができる出力鏡２２Ｂと、を備える。この例では、反射鏡２２Ａは、光ファイバに形成された回折格子を有する高反射のＦＢＧ（Fiber Bragg Grating）であり、レーザ媒質２１から誘導放出された光を反射するものである。出力鏡２２Ｂは、光ファイバに形成された回折格子を有する低反射のＦＢＧであり、レーザ媒質２１から誘導放出された波長の光の一部を透過し、残りを反射するものである。

【0019】

励起用光源２３は、半導体レーザを備え、反射鏡２２Ａに対向するように配置されている。励起用光源２３は、レーザ光を励起光として共振器２２内に配置されたレーザ媒質２１に照射する。励起用光源２３から照射された励起光は、レンズ４１により集光され、レーザ媒質２１に供給される。例えば、レーザ媒質２１にＥｒ：ＺＢＬＡＮを用いた場合、９７６ｎｍのレーザ光を照射する励起用光源２３を用いる。レンズ４１は、励起用光源２３から照射された光Ｌをレーザ媒質２１のコア２４に集光するものである。レンズ４２は、レーザ媒質２１から照射された光Ｌをコリメートもしくは集光するものである。

【0020】

図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すように、観測部３０Ａ、３０Ｂは、第１の光ファイバＦ１の先端部と第２の光ファイバＦ２の先端部とを観測するカメラまたは顕微鏡を備える。観測部３０Ａは、ｚ方向に第１の光ファイバの先端部と第２の光ファイバの先端部とを観測する。観測部３０Ｂは、ｙ方向に第１の光ファイバの先端部と第２の光ファイバの先端部とを観測する。観測部３０Ａ、３０Ｂを用いて観測しながら、第１の保持部１０Ａの３軸ステージ１１Ａと、第２の保持部１０Ｂの３軸ステージ１１Ｂと、を操作することで、第１の光ファイバの先端部と第２の光ファイバの先端部とをレーザ光の照射位置に位置合わせすることができる。

【0021】

つぎに、上記構成を有する光ファイバの融着装置１００を用いて光ファイバを融着する光ファイバの融着方法について説明する。

【0022】

光ファイバの融着方法は、図３に示すように、光ファイバ保持工程（ステップＳ１０１）と、予備加熱工程（ステップＳ１０２）と、融着工程（ステップＳ１０３）と、位置決め工程（ステップＳ１０４）と、を備える。

【0023】

光ファイバ保持工程（ステップＳ１０１）では、第１の保持部１０Ａによって、第１の光ファイバＦ１をｘ方向に延伸するように保持し、第２の保持部１０Ｂによって、第２の光ファイバＦ２をｘ方向に延伸するように保持する。第１の保持部１０Ａの３軸ステージ１１Ａと、第２の保持部１０Ｂの３軸ステージ１１Ｂと、操作して、図４に示すように、第１の光ファイバＦ１の先端部を第２の光ファイバＦ２の先端部に向かい合わせて、レーザ光の照射位置に位置合わせする。このとき、第１の光ファイバＦ１の先端部と第２の光ファイバＦ２の先端部との間に間隔を開けておく。

【0024】

つぎに、予備加熱工程（ステップＳ１０２）では、図５に示すように、レーザ照射部２０は、第１の光量で、２．７μｍ以上３．０μｍ以下の波長を有するレーザ光を、第１の光ファイバの先端部と第２の光ファイバの先端部とに照射する。これにより、第１の光ファイバＦ１の先端部と第２の光ファイバＦ２の先端部とが、予備加熱される。予備加熱することで第１と第２の光ファイバＦ１、Ｆ２ファイバの端面処理が可能であり、ファイバ破断後の前処理は不要である。

【0025】

つぎに、融着工程（ステップＳ１０３）では、図６に示すように、レーザ照射部２０は、第１の光量より大きい第２の光量で、２．７μｍ以上３．０μｍ以下の波長を有するレーザ光を、第１の光ファイバＦ１の先端部と第２の光ファイバＦ２の先端部とに照射する。第１の光ファイバＦ１の先端部と第２の光ファイバＦ２の先端部が溶け始めると、第１の光ファイバＦ１と第２の光ファイバＦ２とを互いに押し込む。具体的には、第１の光ファイバの先端部に対して、第２の光ファイバの先端部を０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の押し込み量で押し込むことが好ましい。これにより、第１の光ファイバＦ１の先端部と第２の光ファイバＦ２の先端部が融着される。

【0026】

位置決め工程（ステップＳ１０４）では、観測部３０Ａ、３０Ｂによって、第１の光ファイバＦ１の先端部と第２の光ファイバＦ２の先端部が軸ずれなく融着できているか確認する。軸ずれなく融着できている場合、レーザの照射を停止する。これにより、第１の光ファイバＦ１と第２の光ファイバＦ２の融着が完了する。第１の光ファイバＦ１の先端部と第２の光ファイバＦ２の先端部が軸ずれしている場合、第１の保持部１０Ａの３軸ステージ１１Ａと、第２の保持部１０Ｂの３軸ステージ１１Ｂと、操作することによって、位置を調整する。軸ずれが無くなると、レーザの照射を停止する。これにより、第１の光ファイバＦ１と第２の光ファイバＦ２の融着が完了する。

【0027】

以上のように、本実施の形態の光ファイバの融着装置１００および光ファイバの融着方法によれば、第１の光ファイバＦ１の先端部と第２の光ファイバＦ２の先端部に２．７μｍ以上３．０μｍ以下の波長を有するレーザ光を照射することで、第１の光ファイバＦ１と第２の光ファイバＦ２とを容易に融着することができる。レーザ光を用いて融着することで、プラスチックの低い融点に対して細かい温度制御が容易である。また、レーザ光を用いることで、非接触且つ最小限の加熱領域で融着可能であり、融着時の汚損を低減でき、工程が簡便且つ消耗品が不要である。また、空気雰囲気でも融着が可能であり、不燃性ガスが不要である。また、後述する実施例で示すように、機械的特性は破断前と同等であり、実用性能を満たしている。

【0028】

（変形例）
上述の実施の形態では、レーザ照射部２０が、ファイバレーザを備える例について説明したが、レーザ照射部２０は、２．７μｍ以上３．０μｍ以下の波長を有するレーザ光を照射するものであればよく、Ｅｒ：ＹＡＧレーザやＥｒ：Ｙ_２Ｏ_３レーザなどのエルビウムを活性元素とし、当該波長範囲で発振する各種バルク固体レーザ、マイクロチップレーザまたはディスクレーザなどの他の形式のレーザを備えてもよく、同じく当該波長範囲で発振し、Ｃｒ：ＺｎＳｅやＣｒ：ＺｎＳレーザなどの遷移金属を活性元素としたカルコゲン化物固体レーザを備えてもよい。また、レーザ照射部２０は、量子カスケードレーザ（Quantum Cascade Laser）またはインターバンドカスケードレーザを備えてもよい。また、レーザ照射部２０は、レーザ光を連続光発振してもよく、パルスレーザを照射してもよい。量子カスケードレーザ、またはインターバンドカスケードレーザなどの波長可変レーザ光源を用いると、対象の素材毎に最適な波長のレーザを照射することが可能である。

【0029】

上述の実施の形態では、第１と第２の保持部１０Ａ、１０Ｂが３軸ステージ１１Ａ、１１Ｂを備え例について説明したが、第１の保持部１０Ａまたは第２の保持部１０Ｂの少なくとも何れかは、第１の光ファイバＦ１または第２の光ファイバＦ２をｘ方向に移動可能であればよい。例えば、第１の保持部１０Ａまたは第２の保持部１０Ｂの何れか１つに第１の光ファイバＦ１または第２の光ファイバＦ２をｘ方向に移動する１軸ステージを備えてもよい。このようにすることで、光ファイバの融着装置１００の構造をより単純にできる。

【0030】

上述の実施の形態では、光ファイバの融着方法が、予備加熱工程（ステップＳ１０２）と、融着工程（ステップＳ１０３）と、を備える例について説明したが、光ファイバの融着方法は、第１の光ファイバＦ１と第２の光ファイバＦ２とを融着できればよく、予備加熱工程（ステップＳ１０２）を実施せずに融着工程（ステップＳ１０３）を実施してもよい。このようにすることで、短い時間で第１の光ファイバＦ１と第２の光ファイバＦ２とを融着できる。

【実施例0031】

以下、光ファイバの融着装置および光ファイバの融着方法の効果を実施例により実証した。この実施例は、本開示の一実施態様を示すものであり、本開示は何らこれらに限定されるものではない。

【0032】

ここでは、直径０．５ｍｍのＰＭＭＡ製光ファイバである第１の光ファイバＦ１と第２の光ファイバＦ２を融着する例について説明する。ＰＭＭＡ製光ファイバは、８０度～１００℃で軟化変形し、融点１６５℃程度である。

【0033】

まず、図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すように、第１の光ファイバＦ１と第２の光ファイバＦ２を保持し、第１の保持部１０Ａの３軸ステージ１１Ａと、第２の保持部１０Ｂの３軸ステージ１１Ｂと、操作して、第１の光ファイバＦ１の先端部を第２の光ファイバＦ２の先端部に向かい合わせて、レーザ光の照射位置に位置合わせした。このとき、第１の光ファイバＦ１の先端部と第２の光ファイバＦ２の先端部との間に間隔を開けておいた。

【0034】

つぎに、２．８μｍの波長を有するレーザ光を、第１の光量で、第１の光ファイバＦ１の先端部と第２の光ファイバＦ２の先端部とに照射し、図７に示すように、予備加熱した。第１の光量は、出力１００ｍＷ以下、スポットサイズは、１５μｍであった。予備加熱することで第１と第２の光ファイバＦ１、Ｆ２ファイバの端面処理が可能であり、ファイバ破断後の前処理は不要である。

【0035】

つぎに、第１の光量より大きい第２の光量である、２．８μｍの波長を有するレーザ光を、第１の光ファイバＦ１の先端部と第２の光ファイバＦ２の先端部とに照射した。第２の光量は、出力１２０ｍＷであった。図８に示すように、第１の光ファイバＦ１の先端部と第２の光ファイバＦ２の先端部とが、溶け始めると、図９に示すように、片側押し込み量０．５ｍｍずつ、第１の光ファイバＦ１と第２の光ファイバＦ２とを互いに押し付けた。これにより、第１の光ファイバＦ１の先端部と第２の光ファイバＦ２の先端部が融着された。

【0036】

つぎに、第１の光ファイバＦ１の先端部と第２の光ファイバＦ２の先端部が軸ずれなく融着できているか観察し、軸ずれなく融着できている場合、レーザの照射を停止した。これにより、第１の光ファイバＦ１と第２の光ファイバＦ２の融着が完了した。第１の光ファイバＦ１の先端部と第２の光ファイバＦ２の先端部が軸ずれしている場合、第１の保持部１０Ａの３軸ステージ１１Ａと、第２の保持部１０Ｂの３軸ステージ１１Ｂと、操作することによって、位置を調整した。軸ずれが無くなると、レーザの照射を停止した。これにより、第１の光ファイバＦ１と第２の光ファイバＦ２の融着が完了した。

【0037】

つぎに、融着した第１の光ファイバＦ１と第２の光ファイバＦ２の透過率の測定を行った。片側押し込み量０．５ｍｍずつ押し込んで融着した第１の光ファイバＦ１と第２の光ファイバＦ２の透過率の測定結果を表２に示す。平均の透過率が５８．０％であり、実用的に使用できるレベルであった。

【0038】

【表1】

【0039】

つぎに、片側押し込み量０．５ｍｍずつ押し込んで融着した第１の光ファイバＦ１と第２の光ファイバＦ２の引張強度を、フォースゲージを用いて測定した測定結果を表１に示す。何れのサンプルでも引張強度１３．５Ｎであった。これは、測定に用いている元の第１の光ファイバＦ１と第２の光ファイバＦ２とが伸びてしまう限界と同じであり、融着前後で同等の引張強度があることが分かった。

【0040】

【表2】

【0041】

つぎに、片側押し込み量Δｘ（ｍｍ）毎の透過率の関係を測定した。測定結果を図１０に示す。片側押し込み量Δｘにより透過率が変化していることから、片側押し込み量Δｘ（ｍｍ）の調節により透過率を改善する可能性があることがわかった。

【0042】

つぎに、片側押し込み量Δｘ（ｍｍ）毎の引張強度（Ｎ）と許容曲げ半径（ｍｍ）の関係を測定した。測定結果を図１１に示す。片側押し込み量Δｘにより引張強度と許容曲げ半径が変化していることから、片側押し込み量Δｘの調節により引張強度と許容曲げ半径を改善する可能性があることがわかった。

【0043】

以上のように、直径０．５ｍｍのＰＭＭＡ製の光ファイバである第１の光ファイバＦ１と第２の光ファイバＦ２に２．８μｍの波長を有するレーザ光を照射することで、溶着することができることがわかった。透過率、引張強度および許容曲げ半径などは、実用的に用いることが可能な結果が得られた。また、透過率、引張強度および許容曲げ半径などについては、片側押し込み量Δｘ以外にレーザの出力や照射時間など他のパラメータを調整することでさらに改善することが考えられる。また、ＰＭＭＡ製の光ファイバ以外のプラスチック製の光ファイバでも同様に融着することができると考えられる。

【0044】

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。

【符号の説明】

【0045】

１０Ａ 第１の保持部
１０Ｂ 第２の保持部
１１Ａ ３軸ステージ
１１Ｂ ３軸ステージ
２０ レーザ照射部
２１ レーザ媒質
２２ 共振器
２３ 励起用光源
２４Ａ、２４Ｂ エンドキャップ
２５ コア
２６ クラッド
２２Ａ 反射鏡
２２Ｂ 出力鏡
１００ 光ファイバの融着装置
Ｆ１ 第１の光ファイバ
Ｆ２ 第２の光ファイバ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】