JP2003248134A - 光ファイバカプラ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】実装長さを短く、かつ信頼性上問題のない実装
構造を提供できるようにする。 【解決手段】複数以上の光導波路を結合させ、入射光を
分岐または合分波する光ファイバカプラ６において、中
央の融着延伸部から分岐された任意の２本の光ファイバ
１０、２０間の角度をθとすると、２°≦θ≦１０°を
満足することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、光通信システム内
で、伝送光を合分岐、合分波するのに使用する光ファイ
バカプラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、光通信システム、光伝送技術の進
展に伴い、作製方法が容易であり、信頼性の高い融着延
伸型光ファイバカプラあるいは融着延伸型合分波器等が
さまざまな光通信システム、光計測システム等で利用さ
れている。ここで、光ファイバカプラとは単一波長もし
くは複数波長の光を分岐あるいは結合するものであり、
また光合分波器とは複数波長の光を合波あるいは分波さ
せるものであるが、以下本発明では両者を総称して光フ
ァイバカプラという。

【０００３】この光ファイバカプラ６の従来の製品とし
て図６に示すように、光ファイバカプラ６の中には、２
本のシングルモード光ファイバ１０、２０の被覆を剥が
し、コア４、５とクラッド１、２のみとし、これらを所
定距離だけ平行に密着させ、該密着させた部分の中央部
を加熱、その位置で両ファイバを融着し、さらに該密着
部分を加熱延伸させてテーパ状に細径化、エバネセント
結合部３を構成、これによって両者間で相互に光信号が
漏洩、入射伝送光を合分岐するように構成したものであ
る（特開平３―２９４８０５号公報）。

【０００４】この種の光ファイバカプラ６は、光ファイ
バ１０、２０同士の結合が容易で、低損失に構成でき、
複数本のカプラを融着接続することにより容易光回路部
を構成することができる為、光ファイバを使用する各種
の装置に利用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の光
ファイバカプラ６において、同一のクラッド１、２径を
有するファイバ１０、２０同士を用いて製作した場合、
クラッド１、２部同士と光ファイバ１０、２０の保護被
覆部同士では外径が異なる。即ち、通常光ファイバ１
０、２０の保護被覆部は２５０μｍ、クラッド１、２部
は１２５μｍであり、並列に設置した場合に光ファイバ
１０、２０の間で角度θが生じるが、従来の角度θは、
１１°程度になっている。

【０００６】光ファイバカプラ６では、ファイバ両側の
保護被覆間の距離を短くすることが求められているが角
度θが比較的大きいために、保護被覆部間の距離が短い
と光ファイバ１０、２０の曲がりにより、コア４、５内
を伝搬する光が放射、損失が生じるという課題があっ
た。

【０００７】また、その曲がりにより光ファイバ１０、
２０に生じる屈曲部の曲率が小さくなり、内部発生して
いる応力が大きくなる為、光ファイバ１０、２０の強度
的な信頼性上好ましくない。

【０００８】また、角度θが大きすぎていたため、付け
根部分に応力集中がかかり、ベンティングが生じ、放射
損による損失悪化、強度的な信頼性低下、もしくは光フ
ァイバ１０、２０断線まで起こるという不具合も生じて
いた。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そこで本発明は、上記問
題点に鑑みてなされたものであり、複数光ファイバを融
着延伸して、入射光を分岐または合分波する光ファイバ
カプラにおいて、中央部の融着延伸部から分岐された任
意の２本の光ファイバ間の角度をθとすると、 ２°≦θ≦１０° を満足することを特徴とする。

【００１０】また、光ファイバの被覆部をテーパ状にし
たことを特徴とする。

【００１１】さらに、複数の光ファイバを固定治具にて
整列させ、加熱融着延伸により結合部を形成した後、上
記固定治具に光ファイバを固定した状態のままで、該光
ファイバ間の付け根部分を接着固定して光ファイバカプ
ラを製造することを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態を図によっ
て説明する。

【００１３】図１は、本発明の第一実施形態を示す光フ
ァイバカプラ６の断面図である。

【００１４】光ファイバカプラ６は、２本のシングルモ
ード光ファイバ１０、２０の被覆を剥がし、コア４、５
とクラッド１、２のみとし、これらを所定距離だけ平行
に密着させ、該密着させた部分の中央部を加熱、その位
置で両ファイバを融着し、さらに該密着部分を加熱延伸
させて細径化、エバネセント結合部３を構成、これによ
って両者間で相互に光信号が漏洩、入射伝送光を合分岐
するように構成したものである。

【００１５】このように光ファイバカプラ６において、
同一のクラッド１、２径を有するファイバ１０、２０同
士を用いて製作した場合、クラッド１、２部同士と光フ
ァイバ１０、２０保護被覆部同士では外径が異なる。即
ち、通常光ファイバ１０、２０保護被覆部は２５０μ
ｍ、クラッド１、２部は１２５μｍであり、並列もしく
はクロスに設置した場合、光ファイバ１０、２０の間で
角度θが生じる。

【００１６】本発明は、この角度θを２°≦θ≦１０°
することで、実装長さを短く、かつ信頼性上問題のない
実装構造を提供することができる。

【００１７】上記角度θを２°≦θ≦１０°とした理由
は、角度θが２°未満では、エバネセント結合部３まで
の長さが長くなるので実装長が長くなり構造上好ましく
ない。さらに、カプラの全長においてエバネセント結合
を行なう加熱延伸部は、損失を少なくするのにある長さ
が必要であるが、２°未満の場合はファイバ両側の保護
被覆間の距離が長くなるため、逆に加熱延伸長を短くす
るので、その分損失が大きくなってしまう。

【００１８】また、角度θが１０°を越えると、角度θ
が大きくなり付け根部分に応力集中がかかり、放射損に
よる損失悪化、強度劣化となり構造上、もしくは信頼性
上好ましくない。

【００１９】次に、図２は本発明の光ファイバカプラ６
の製造方法を説明するための図である。

【００２０】２本のシングルモード光ファイバ１０、２
０の被覆を剥がし、コア４、５とクラッド１、２のみと
し、露出されたクラッド部４、５をアルコール等で洗浄
し、角度θが２°以上になるように、コア４、５とクラ
ッド１、２を固定具２１、２２、２３、２４を用いて平
行に固定する。このとき、固定具２１、２３と固定具２
２、２４の距離は所定距離を保ち、酸素−プロパン等に
より中央部を加熱し、その位置で両ファイバを融着す
る。さらに該密着部分を加熱延伸させて細径化、エバネ
セント結合部３を構成する。

【００２１】このように、コア４、５とクラッド１、２
を固定具２１、２２、２３、２４を用いて平行に固定す
ることにより、角度θを２°〜１０°の範囲内とする。

【００２２】この後、固定治具２１、２２、２３、２４
を外すとエバネセント結合部３の残留応力とファイバ１
０、２０の開放応力により角度θが１０°よりも大きく
なり過ぎ、付け根部分に応力集中がかかるため、固定治
具２１、２２、２３、２４を外す前に接着剤７、８に
て、付け根部分を接着固定した後、固定治具２１、２
２、２３、２４を外すことにより、角度θを２°≦θ≦
１０°とすることが出来る。

【００２３】なお、本発明では、これ以外の方法であっ
ても上記角度θが２°≦θ≦１０°できればどのような
方法でもよい。

【００２４】次に図３には本発明の他の実施形態を示
す。

【００２５】この光ファイバカプラ６は、２本のシング
ルモード光ファイバ１０、２０の被覆部の先端をある一
定のテーパ部１０ａ、２０ａとして密着させ、コア４、
５とクラッド１、２を所定距離だけクロスに密着させ、
該密着させた部分の中央部を加熱、その位置で両ファイ
バを融着し、さらに該密着部分を加熱延伸させて細径
化、エバネセント結合部３を構成したものである。

【００２６】このように、あらかじめ被覆部にテーパ部
１０ａ、２０ａを形成し、テーパ部１０ａとテーパ２０
ａ同士を密着しクロスすることにより、より好適に角度
θを２°≦θ≦１０°とすることが出来る。

【００２７】なお、テーパ部１０ａ、２０ａのテーパ角
は１°〜５°が好ましい。

【００２８】また、被覆部にテーパ部１０ａ、２０ａを
形成する方法としては、機械的加工方法等を用いるが、
あらかじめ、テーパ部１０ａ、２０ａの構造をもつ刃の
中にいれて、被覆部をテーパ構造刃に通すだけで、被覆
部のテーパ部１０ａ、２０ａを形成することが出来る。

【００２９】本発明において、角度θの測定方法として
は、マイクロゲージ等を用いる。

【００３０】本発明は、光ファイバ１０、２０にシング
ルモードを使用しているが、分散シフトファイバ、カー
ボンコートファイバ等にも適応が出来、さらに、付け根
部分を接着するのに使用される接着剤７，８としては、
紫外線や可視光線等エネルギー線にて硬化するアクリル
系、もしくはエポキシ系等の接着樹脂に、応力緩衝材と
してＳｉＯ₂系または弾性球状樹脂を添加したものでも
良い。

【００３１】以上の実施形態では、２本のファイバから
なるものを示したが、３本以上のファイバを用いても、
任意の２本以上のファイバ間の角度θを２°≦θ≦１０
°とすれば同様の効果を得ることが出来る。

【００３２】本発明における光ファイバカプラ６は、同
様な構成をもつ光モジュール、光ファイバアレイ、他の
光部品にも適応できる。

【００３３】

【実施例】以下本発明の実施例を説明する。

【００３４】ファイバコアの直径１０μｍ、クラッドの
直径１２５μｍのシングルモードファイバを用いて、該
シングルモードファイバの被覆部をストリッパーにて被
覆除去し、露出されたクラッド部をアルコール等で洗浄
後、コアとクラッドを所定距離だけ平行に整列させ、中
央部分を加熱しながら延伸させる。

【００３５】特性が波長１．５５μｍで、分岐比５０±
２％の光ファイバカプラを作製し、６０℃、９０℃Ｒ．
Ｈ、１４日間の恒温恒湿試験を行い、１４日後の過剰損
失の測定を行なった。

【００３６】このとき、光ファイバ間の角度θについて
はマイクロゲージを用いて、０°〜１６°まで測定し、
１°毎振ったサンプル１７本を作製した。なお、過剰損
失とは図５に示すように、端子Ｐ１から光を入射し、Ｐ
２、Ｐ３から出力されるパワーの比を意味する。

【００３７】その結果を図４に示す。この結果より、角
度θが２°〜１０°の範囲内では過剰損失が０．２ｄＢ
以上となり、大きく過剰損失が悪くでるのに対し、角度
θが２°〜１０°の範囲では、過剰損失が全て０．２ｄ
Ｂ以内と安定した特性が得ることが出来る。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、複数以上
の光導波路を結合させ、入射光を分岐または合分波する
光ファイバカプラにおいて、中央の融着延伸部から分岐
された任意の２本の光ファイバ間の角度をθとすると、
２°≦θ≦１０°を満足することにより、実装長さを短
く、かつ信頼性上問題のない実装構造を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ファイバカプラを示す図である。

【図２】本発明の光ファイバカプラの製造方法を示す図
である。

【図３】本発明の光ファイバカプラの他の実施形態を示
す図である。

【図４】光ファイバカプラの角度θと過剰損失との関係
を示す図である。

【図５】光ファイバカプラの過剰損失を説明するための
図である。

【図６】従来の光ファイバカプラを示す図である。

【符号の説明】

１ クラッド ２ クラッド ３ エバネセント結合部 ４ コア ５ コア ６ 光ファイバカプラ ７ 接着剤 ８ 接着剤 ２１ 固定具 ２２ 固定具 ２３ 固定具 ２４ 固定具 １０ａ テーパ部 ２０ａ テーパ部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の光ファイバを融着延伸して、入射光
   を分岐または合分波する光ファイバカプラにおいて、中
   央の融着延伸部から分岐された任意の２本の光ファイバ
   間の角度をθとすると、 ２°≦θ≦１０° を満足することを特徴とする光ファイバカプラ。
2. 【請求項２】上記光ファイバの被覆部をテーパ状にした
   ことを特徴とする請求項１記載の光ファイバカプラ。
3. 【請求項３】複数の光ファイバを固定治具にて整列さ
   せ、加熱融着延伸により結合部を形成した後、上記固定
   治具に光ファイバを固定したままで、該光ファイバ間の
   付け根部分を接着固定することを特徴とする光ファイバ
   カプラの製造方法。