JP2004126119A

JP2004126119A - 光ファイバカプラを用いたマッハツェンダ干渉計の製造方法

Info

Publication number: JP2004126119A
Application number: JP2002288682A
Authority: JP
Inventors: Mitsuyoshi Takeda; 武田　光善; Hiroyuki Sasaki; 佐々木　弘之
Original assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Current assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Priority date: 2002-10-01
Filing date: 2002-10-01
Publication date: 2004-04-22

Abstract

【課題】２つの光ファイバカプラを連続して製造することにより外乱の影響を受けにくくし、かつ第１に続く第２の光ファイバカプラを所要の性能を有するように製造可能とする。
【解決手段】一端側から入射させた光の分岐比を他端側で測定しながら光ファイバ３１，３２を融着延伸して第１の光ファイバカプラ２１を製造し、それに続く第２の光ファイバカプラ２２を製造する部分に近接させて他の２本の光ファイバ５１，５２を光ファイバ３１，３２と平行に配置し、光ファイバ５１の一端側から光を入射させ、光ファイバ５１，５２の他端側で光の分岐比を測定しながら光ファイバ３１，３２と光ファイバ５１，５２とを同一条件で同時に融着延伸して所要の性能を有する第２の光ファイバカプラ２２を製造する。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は融着延伸法によって製造された光ファイバカプラを用いるマッハツェンダ干渉計に関し、特にマッハツェンダ干渉計を構成する２つの光ファイバカプラを連続して製造する製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
まず、マッハツェンダ干渉計について説明する。
図３はマッハツェンダ干渉計の原理図を示したものであり、光源１１から出射された光ａはハーフミラー１２で２つの光路に分けられ、２つに分けられた光ｂ，ｃはそれぞれ異なる光路Ａ，Ｂを通過した後に、ハーフミラー１３で合波され、この合波された光ｄが光検出器１４で観測される。図３中、１５，１６はミラー（全反射ミラー）を示す。
【０００３】
光検出器１４で検出される光量は、ハーフミラー１３で合波される時点での２つの光ｂ，ｃの状態により異なり、例えば２つの光ｂ，ｃが逆相で合波されれば検出光量は０となり、逆に同相で合波されれば検出光量は２つの光ｂ，ｃの光量の和となる。
従って、２つの光路Ａ，Ｂの状態が変わると、光路Ａ，Ｂを通過してくる光ｂ，ｃの状態が変化して、光検出器１４で観測される光量が変化する。この原理を応用したものがマッハツェンダ干渉計である。
図４は光ファイバカプラを用いたマッハツェンダ干渉計の構成を模式的に示したものであり、以下、この図４に示したマッハツェンダ干渉計の従来の製造方法を説明する。
【０００４】
（１）まず、光ファイバカプラ２１を融着延伸法によって製造する。
（２）次に、光ファイバカプラ２２を同じく融着延伸法によって製造する。
（３）これら２つの光ファイバカプラ２１，２２を２ヶ所で接続する。図４中、×印を付した部分２３，２４は接続部を示す。
接続は光ファイバカプラ２１の２本の光ファイバの端面と光ファイバカプラ２２の２本の光ファイバの端面とを互いに突き当て、融着接続する（スプライス接続する）ことによって行われる。
【０００５】
次に、上記の融着延伸法による光ファイバカプラの製造方法を図５を参照して説明する。
（１）２本の光ファイバ３１，３２の中央部分の被覆をそれぞれ除去し、光ファイバ素線３１ａ，３２ａをアライメントして接触させる。そして、光ファイバ３１の一端を光源１１に接続する。光ファイバ３１の他端には光検出器１４を接続し、この他端と同じ側に位置する光ファイバ３２の他端にも光検出器１４′を接続する。
（２）光源１１によって光ファイバ３１に光を入射させ、２つの光検出器１４，１４′で光の分岐比を測定しながら、光ファイバ素線３１ａ，３２ａの融着延伸を行い、所要の分岐比になった時点で延伸を停止する。４１はバーナによる加熱部分を示す。
（３）固定基板４２に光ファイバ３１，３２を接着剤で固定する。これにより、所要の性能を有する光ファイバカプラが完成する。４３は接着部分を示す。
このように光ファイバカプラを用いたマッハツェンダ干渉計は、従来においては融着延伸法によって２つの光ファイバカプラを別個に製造し、それらを接続することによって製造されていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−１９９４９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図４に示した光ファイバカプラを用いたマッハツェンダ干渉計においては、光路Ａと光路Ｂの長さが長くなるにつれて外乱が入り易くなり、また外乱の大きさも大きくなっていく。外乱の例としては、例えば温度（温度分布を含む）、光ファイバの位置（全長に渡っての相対位置）、光ファイバのストレス（ストレスの大きさとその分布）等があり、このような外乱要素を小さくしていくことが必要であるが、現実的には全ての外乱要素を充分に小さくすることは困難となっていた。
【０００８】
一方、外乱の影響を小さくする効果的な方法として、光路Ａ，Ｂの長さを極力短かくするといった方法があるが、従来の製造方法では別個に製造した２つの光ファイバカプラを融着接続するために余長が必要であり、このため光路Ａ，Ｂの長さを短かくする上で限界があった。
これに対し、例えば２つの光ファイバカプラを連続して製造するようにすれば、接続のための余長が不要となり、光路Ａ，Ｂを極めて短かくすることができる。しかしながら、この場合、以下に示すような問題が生じる。
【０００９】
即ち、図６に示したような製造方法において、まず、第１の光ファイバカプラ２１を前述の融着延伸法によって製造することは問題ないが、第２の光ファイバカプラ２２を融着延伸法によって同様に製造することは不可能となる。
これは光ファイバカプラ２２の製造時には光源１１からの光は光ファイバカプラ２１で分岐されて光路Ａ，Ｂの両方から融着延伸部分に至り、つまり光路Ａ，Ｂの一方のみに光を入射させることができないため、光ファイバカプラ２２自体の性能（分岐比）を確認することができないことによる。
【００１０】
この発明の目的は上述した問題に鑑み、光ファイバカプラを用いたマッハツェンダ干渉計の製造方法において、２つの光ファイバカプラを連続して製造することにより、外乱の影響を受けにくくし、かつ第１の光ファイバカプラに続く第２の光ファイバカプラもそれ自体の性能を確認でき、所要の性能を実現できるようにした製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明によれば、連続して製造された２つの光ファイバカプラを用いて構成されるマッハツェンダ干渉計は、一端側から入射させた光の分岐比を他端側で測定しながら２本の光ファイバを融着延伸して所要の性能を有する第１の光ファイバカプラを製造し、その第１の光ファイバカプラに続く第２の光ファイバカプラを製造する部分に近接させて他の２本の光ファイバを上記２本の光ファイバと平行に配置し、上記他の２本の光ファイバの一端側から光を入射させ、他端側で光の分岐比を測定しながら、上記２本の光ファイバと上記他の２本の光ファイバとを同一条件で同時に融着延伸して所要の性能を有する第２の光ファイバカプラを製造することによって製造される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照して実施例により説明する。
図１はこの発明による製造方法によって製造された光ファイバカプラを用いたマッハツェンダ干渉計の一構成例を示したものであり、図２はその製造方法を示したものである。以下、図２を参照してこの発明の実施例を説明する。なお、図４及び５と対応する部分には同一符号を付してある。
（１）　第１の光ファイバカプラ２１を製造する。製造は図５に示した融着延伸法を用いて行われ、一端側から入射させた光の分岐比を他端側で測定しながら、２本の光ファイバ３１，３２（光ファイバ素線３１ａ，３２ａ）を融着延伸して所要の性能を有する第１の光ファイバカプラ２１を製造する。
【００１３】
（２）−１　第１の光ファイバカプラ２１に続く第２の光ファイバカプラ２２を製造するために、光ファイバ素線３１ａ，３２ａをアライメントする。同時に、この光ファイバカプラ２２を製造する部分に近接させて、第３の光ファイバカプラを製造するために、他の２本の光ファイバ５１，５２を光ファイバ３１，３２と平行に配置し、光ファイバ素線５１ａ，５２ａをアライメントする。
（２）−２　光ファイバ５１の一端に光源１１を接続し、光ファイバ５１の他端及びこの他端と同じ側に位置する光ファイバ５２の他端にそれぞれ光検出器１４，１４′を接続する。
【００１４】
（２）−３　光源１１によって光ファイバ５１に光を入射させ、２つの光検出器１４，１４′で光の分岐比を測定しながら、光ファイバ素線５１ａ，５２ａの融着延伸と光ファイバ素線３１ａ，３２ａの融着延伸を同時に行う。この時の延伸条件は２つの光ファイバカプラ２２及び２５の性能が等しくなるように、加熱等の条件を同一条件に設定する。
（２）−４　光ファイバカプラ２５の性能（分岐比）が所要の性能になった時点で延伸を停止する。
【００１５】
以上により、所要の性能を有する第２の光ファイバカプラ２２が製造される。
光ファイバ３１，３２，５１，５２は図５（３）と同様に固定基板４２に接着剤によって固定され、この固定基板４２を円筒状のスリーブ４４に収納し、パッケージすることで図１に示したマッハツェンダ干渉計が完成する。
なお、図１では全体を、つまり光ファイバカプラ２１，２２及び２５を１つのパッケージに収納しているが、パッケージの方法はこれに限らず、用途に応じて適宜選定され、例えば第１の光ファイバカプラ２１を１つのパッケージに収納し、第２の光ファイバカプラ２２と第３の光ファイバカプラ２５とを別の１つのパッケージに収納し、２つのパッケージからなるようにしてもよい。また、第３の光ファイバカプラ２５はマッハツェンダ干渉計としては不要のため、必ずしもパッケージする必要はなく、取り除いてもよい。
【００１６】
上記のような製造方法においては、光ファイバカプラ２２と２５との性能が等しくなるように同一条件で融着延伸を行うことが重要であるが、この条件出しは例えば上記のようにして製造された第２の光ファイバカプラ２２を第１の光ファイバカプラ２１と切断分離して、その単体の性能を実際に確認することによって、より厳密に行うことができる。
次に、上記の製造方法を用いて試作したマッハツェンダ干渉計の２つの光ファイバカプラ２１，２２の性能を例示する。
【００１７】
＜試作−１＞
▲１▼第１の光ファイバカプラ２１の性能
・分岐比　　５０．０％：５０．０％
・過剰損失　０．０７ｄＢ
▲２▼第２の光ファイバカプラ２２の性能
・分岐比　　４９．７％：５０．３％
・過剰損失　０．１２ｄＢ
＜試作−２＞
▲１▼第１の光ファイバカプラ２１の性能
・分岐比　　４９．９％：４９．９％
・過剰損失　０．０７ｄＢ
▲２▼第２の光ファイバカプラ２２の性能
・分岐比　　５０．４％：４９．６％
・過剰損失　０．１１ｄＢ
パッケージの大きさは試作−１、試作−２共、スリーブ４４の外径φ３ｍｍ、スリーブ４４の長さ６５ｍｍであり、光路Ａ，Ｂの長さは約１０ｍｍであった。
【００１８】
なお、上記における第２の光ファイバカプラ２２の性能は、製造時における第３の光ファイバカプラ２５の性能を示したものであり、第２の光ファイバカプラ２２を第１の光ファイバカプラ２１と切断分離して単体で確認した性能も同じ性能となっていた。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明では２つの光ファイバカプラを連続して製造することにより、それら光ファイバカプラ間の光路を短かくすることができ、よって外乱の影響を受けにくいマッハツェンダ干渉計を製造することができる。
また、第１の光ファイバカプラに続く第２の光ファイバカプラの製造時に、その第２の光ファイバカプラを製造する部分に近接させて第３のもう一つの光ファイバカプラを同一条件で同時に製造するようにして、この第３の光ファイバカプラに光を入射させて所要の性能を満足するように製造することにより、第２の光ファイバカプラの所要の性能を実現することができるものとなっており、よってこの発明によれば光の分岐比を測定しながら融着延伸された２つの光ファイバカプラが連続して製造された良好な性能を有するマッハツェンダ干渉計を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による製造方法によって製造されたマッハツェンダ干渉計の一構成の概要を示す斜視図。
【図２】この発明による製造方法を説明するための図。
【図３】マッハツェンダ干渉計の原理を説明するための図。
【図４】光ファイバカプラを用いたマッハツェンダ干渉計の構成を示す模式図。
【図５】光ファイバカプラの融着延伸法による製造方法を説明するための図。
【図６】２つの光ファイバカプラを連続して製造する従来の方法を説明するための図。

Claims

連続して製造された２つの光ファイバカプラを用いて構成されるマッハツェンダ干渉計の製造方法であって、
一端側から入射させた光の分岐比を他端側で測定しながら２本の光ファイバを融着延伸して所要の性能を有する第１の光ファイバカプラを製造し、
その第１の光ファイバカプラに続く第２の光ファイバカプラを製造する部分に近接させて他の２本の光ファイバを上記２本の光ファイバと平行に配置し、
上記他の２本の光ファイバの一端側から光を入射させ、他端側で光の分岐比を測定しながら、上記２本の光ファイバと上記他の２本の光ファイバとを同一条件で同時に融着延伸して所要の性能を有する第２の光ファイバカプラを製造することを特徴とする光ファイバカプラを用いたマッハツェンダ干渉計の製造方法。