JP2005010222A

JP2005010222A - 光ファイバ型アッテネータおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2005010222A
Application number: JP2003171152A
Authority: JP
Inventors: Hideki Sasaki; 佐々木　　秀樹
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2003-06-16
Filing date: 2003-06-16
Publication date: 2005-01-13

Abstract

【課題】所望の出射光パワーが得られる光ファイバ型アッテネータを提供することを目的とする。さらには、簡便な方法で生産効率が高い光ファイバ型アッテネータの製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の光ファイバ型アッテネータの製造方法は、断面中央部に配置された第１のコア１１と、第１のコア１１および第１のコア１１近傍のクラッド１３を伝播する光の到達量が０．０１ｄＢ／ｍ以下になる位置に配置された１つ以上の第２のコア１２とを備えた光ファイバの一部を加熱延伸する方法である。本発明の光ファイバ型アッテネータ１０は、上述した光ファイバ型アッテネータの製造方法で製造されたものである。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ通信システムに使用され、光信号を減衰させる光ファイバ型アッテネータおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信や光計測の分野などでは、光を所定の割合で減衰させる素子として光ファイバ型アッテネータが多用されている。従来、光ファイバ型アッテネータとしては、融着延伸型光ファイバカプラを加工したものが知られている。
この融着延伸型光ファイバカプラを加工した光ファイバ型アッテネータは、以下のような方法により製造されている。すなわち、この製造方法では、まず、図１１（ａ）に示すように、２本の光ファイバ５１，５１の中間部の被覆を除去して光ファイバ裸線を露出させる。ここで、この光ファイバにおいて、光ファイバ裸線が露出した部分のことを裸線部５２という。次いで、２本の光ファイバの各裸線部５２を並列させるとともに、少なくとも裸線部５２の一部同士を接触させる。
【０００３】
次いで、図１１（ｂ）に示すように、酸水素炎５３（または、放電アーク）によって２本の光ファイバの裸線部５２，５２を融着させると共に、２本の光ファイバ５１，５１を両側に引っ張って延伸する。このようにして、図１１（ｃ）に示すように、光ファイバ５１，５１の間で光学的に結合した融着延伸部５４を形成する。次いで、図１１（ｄ）に示すように、融着延伸部５４を含む裸線部５２の全体を保護ケース５５内に収納し、光ファイバの被覆５６と保護ケース５５の両端部とを封止用樹脂５７で接着して封止する。このようにして、被覆５６を有する光ファイバをポート５８ａ，５８ｂ，５８ｃ，５８ｄとする２×２型の光ファイバカプラ６０を得る。
【０００４】
そして、この２×２型の光ファイバカプラ６０のポート５８ｂ，５８ｃを切断して、図１２に示すような、入力ポート（ポート５８ａ）と出力ポート（ポート５８ｄ）とがそれぞれ１つずつの光ファイバ型アッテネータ５０を得る。
なお、２×２型の光ファイバカプラのポート５８ｃのみを切断した場合には、図１３に示すような、入力ポートが１つ（ポート５８ａ）と出力ポートが２つ（５８ｂ，５８ｄ）の光ファイバカプラ６１になる。
【０００５】
上記製造方法のように、２×２型の光ファイバカプラの不要なポートを切断する場合には、ファイバを斜めにカットする方法や、特許文献１に記載されているような、切断によって形成される終端部を凹凸型にする方法など、切断部からの反射光が入射端に戻らないように（すなわち、反射率がほぼ０％になるように）反射終端加工する方法が採用されていた。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−３１１０４２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、２×２型の光ファイバカプラの不要なファイバを切断して光ファイバ型アッテネータを作製する場合には、上述したように、切断工程と、切断した２カ所の終端部を加工する反射終端加工工程とを有するため、生産効率が高くなかった。
また、融着延伸型光ファイバカプラを作製する際に、裸線部同士が所定の通りに接触していなかった場合には、融着延伸部から光の漏れが生じて所望の出射光パワーが得られないことがあった。
本発明は、前記事情を鑑みてなされたものであり、所望の出射光パワーが得られる光ファイバ型アッテネータを提供することを目的とする。さらには、簡便な方法で生産効率が高い光ファイバ型アッテネータの製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の光ファイバ型アッテネータの製造方法は、断面中央部に配置された第１のコアと、第１のコアおよび第１のコア近傍のクラッドを伝播する光の到達量が０．０１ｄＢ／ｍ以下になる位置に配置された１つ以上の第２のコアとを備えた光ファイバの一部を加熱延伸することを特徴とする。
本発明の光ファイバ型アッテネータは、上述した光ファイバ型アッテネータの製造方法で製造されたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の光ファイバ型アッテネータ（以下、アッテネータと略す）およびその製造方法の一実施形態例について図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態例のアッテネータを示す斜視図である。このアッテネータ１０は、第１のコア１１と第２のコア１２とを１つずつ有する光ファイバから構成され、光ファイバの被覆１３が除去された裸線部１４の一部が延伸されて細径化した延伸部１５を有するものである。このアッテネータ１０において、延伸部１５の両側に位置し、被覆１３を有する部分のことを被覆部１６という。
【００１０】
このアッテネータを構成する光ファイバについてさらに説明する。
図２（ａ）に、この実施形態例で使用される光ファイバの断面図を示す。この光ファイバはシングルモードのものであって、断面中央部に配置された第１のコア１１と、第１のコア１１の周囲に配されたクラッド１７と、第１のコア１１および第１のコア１１近傍のクラッド１７を伝播する光の到達量が０．０１ｄＢ／ｍ以下になる位置に１つ配置された第２のコア１２とが備えられている。図２（ａ）の光ファイバにおけるＡ−Ａ線上の光の屈折率分布は、図２（ｂ）に示すように、各コアに対応した位置にピークを有している。
なお、本明細書では、本実施形態例で使用される光ファイバのように、コアを２つ以上有している光ファイバのことをマルチコアファイバといい、コアが１つの光ファイバのことをシングルコアファイバということがある。
【００１１】
この光ファイバにおいて、第２のコア１２が、第１のコア１１および第１のコア１１近傍のクラッドを伝播する光の到達量が０．０１ｄＢ／ｍ以下になる位置に配置されているのは以下の理由による。断面中央部のコアを伝播する光の一部は、図３（ａ）に示す光の強度分布のように、コア近傍のクラッドに漏れ出している。したがって、第２のコアが、第１のコアおよび第１のコア近傍のクラッドを伝播する光の到達量が０．０１ｄＢ／ｍを超える位置に配置されている場合には、マルチコアファイバの全体にわたって、第１のコアを伝播する光の第２のコアへの結合量が多くなる。そのため、減衰量を高精度に制御したアッテネータを作製することが困難になる。なお、図３（ａ）の光の強度分布は、図３（ｂ）に示すような、コア１８とクラッド１９からなるシングルコアファイバにおけるＢ−Ｂ線上の光の強度分布である。
【００１２】
上述したアッテネータでは、第１のコアに光を伝播させると、細径化した延伸部にて光がクラッドに漏れ出し、その漏れ出した光がある割合で第２のコアに結合する。ここで、第１のコアを伝播する光が第２のコアに結合する程度は細径化の程度によって変化する。
なお、延伸されていないマルチコアファイバの第１のコアに光を伝播させる場合には光強度が減衰することはないから、シングルコアファイバと同様に使用できる。
【００１３】
次に、アッテネータの製造方法について説明する。この製造方法では、図４（ａ）に示すように、第１のコア１１および第２のコア１２を有するマルチコアファイバ２０を用意し、その中間部の被覆を除去し、クラッドを露出させて裸線部１４を形成させる。
次いで、図４（ｂ）に示すように、裸線部１４の一部を酸水素バーナ２１で加熱しながら、マルチコアファイバ２０をその長手方向両側に引っ張り、テーパ状の部分が形成するように延伸部１５を形成させる。
次いで、図４（ｃ）に示すように、少なくとも裸線部１４を収納するように、裸線部１４と被覆部１６の境界に塗布した接着剤２２ａ，２２ｂにより保護ケース２３を接着して、最終的なアッテネータ３０を得る。
【００１４】
この製造方法において、酸水素バーナ２１による加熱では、延伸させやすいことから、加熱温度を１５００〜２５００℃にすることが好ましい。
また、高精度のアッテネータが効率的に得られることから、延伸させるときの延伸速度を１０〜１００μｍ／秒にすることが好ましい。
延伸する際には、マルチコアファイバの一方の端部から光を入射し、他方の端部から出射する光の強度を光パワーメータなどで測定し、光が目標量減衰したところで延伸を終了させることが好ましい。このように光強度を測定しながら延伸すれば、アッテネータの光減衰量を高精度に制御できる。
【００１５】
次に、このアッテネータの使用例について説明する。
図５に示すように、上述したアッテネータ（例えば、保護ケース２３を有するアッテネータ３０）を使用する際には、通常、その両端にシングルコアファイバ２５，２５を接続する。その接続では、アッテネータ３０の入射端あるいは出射端をなす被覆部１６，１６における第１のコアとシングルコアファイバのコアとが調芯され、公知の融着接続機が使用される。
このように接続して形成された光導波路において、図６に示すように、一方のシングルコアファイバ２５のコア２６から光を入射すると、シングルコアファイバ２５のコア２６を伝播した光はアッテネータ３０の第１のコア１１を伝播するが、第２のコア１２を伝播しない。
【００１６】
続いて、アッテネータの第１のコアを伝播する光は延伸部を伝播する。光が延伸部を伝播する際、その一部は第１のコアから漏れ出て第２のコアに結合する。したがって、第１のコアおよび第２のコアを光が伝播するようになる。
そして、図７に示すように、アッテネータ３０の第１のコア１１は他方のシングルコアファイバ２５のコア２６に接続されているから、アッテネータ３０の第１のコア１１から出射した光は、他方のシングルコアファイバ２５のコア２６を伝播する。一方、アッテネータ３０の第２のコア１２を伝播する光は、他方のシングルコアファイバ２５のクラッド２７に当たり、放射拡散する。
このように、アッテネータにおいて、第１のコアを伝播した光の一部は第２のコアに結合し、放射拡散するので、アッテネータの第１のコアから出射した光は減衰している。
【００１７】
ここで、アッテネータの第２のコアの屈折率とシングルコアファイバのクラッドの屈折率とがほぼ等しいことが好ましい。アッテネータの第２のコアの屈折率とシングルコアファイバのクラッドの屈折率とがほぼ等しければ、異なる屈折率（ｎ_０，ｎ_１）を有する２つの物体の境界面での反射率Ｒ（下記式（１）参照）は約０になる。したがって、シングルコアファイバと接続するだけで、入射端側への反射を防止したものが得られ、特別な終端加工の必要性が低くなる。
【００１８】
【数１】

【００１９】
以上説明した実施形態例のアッテネータにあっては、第１のコアに入射した光の一部が延伸部にて第２のコアに結合し、延伸部を通過して第２のコアを伝播する光は第１のコアに到達せず、第１のコアへの再結合が防止されているので、第１のコアを伝播する光の強度が低くなる。したがって、第１のコアを伝播する光を減衰させることができる。さらに、延伸部における第２のコアへの光の結合量は、延伸量に依存するので、アッテネータの減衰量は延伸量によって調整することができる。
このようなアッテネータでは、融着延伸型光ファイバカプラを加工したものではないから、２本の光ファイバの裸線部の接触具合の不備に基づく光の漏れ出しがなく、所望の出射光パワーを容易に得ることができる。
【００２０】
さらに、このアッテネータは１本の光ファイバを延伸したものであるから、不要なファイバを切断することを省略でき、融着延伸型光ファイバカプラを加工した場合には必要であった反射終端加工工程が不要になる。したがって、生産効率が高い上に、簡便かつ安価にアッテネータを製造できる。また、マルチコアファイバを延伸する工程は、２×２型光ファイバカプラの製造方法における延伸工程と同じであり、既存の延伸装置を流用できる。
【００２１】
なお、本発明は、上述した実施形態例に限定されない。例えば、上述した実施形態例では、マルチコアファイバが第２のコアを１つ有していたが、２つ以上有していてもよい。例えば、図８（ａ）に示すような、第２のコア１２を２つ有するマルチコアファイバ３１を用いてもよい。なお、第２のコア１２を２つ有するマルチコアファイバ３１は、Ｃ−Ｃ線上の屈折率分布が、図８（ｂ）に示すように、各コアに対応した３つのピークを有している。
【００２２】
【実施例】
表１に示すようなマルチコアファイバを１本用意した。その中間部の被覆を長手方向約３０ｍｍにわたって除去し、クラッドを露出させて裸線部を形成させた。次いで、図９に示すように、このマルチコアファイバ４１を融着延伸装置４２にセットした。その際、マルチコアファイバ４１の入射側端部４３には、波長１．５５μｍの光源４４が接続されたシングルコアファイバ４５ａを融着接続し、マルチコアファイバ４１の出射側端部４６には、光パワーメータが接続されたシングルコアファイバ４５ｂを融着接続した。なお、融着延伸前の光パワーメータの値は−１０ｄＢｍであった。
【００２３】
【表１】

【００２４】
次いで、図４（ｂ）に示すように、裸線部１４の一部を酸水素バーナ２１で加熱しながらマルチコアファイバの長手方向両側に引っ張って延伸部１５を形成させた。その際、光パワーメータで出射光量をモニターし続け、光パワーメータの値が約−２０ｄＢｍになったところで延伸を終了した（図１０参照）。したがって、このアッテネータは約１０ｄＢ減衰させるものになる。
次いで、図４（ｃ）に示すように、被覆部１６と裸線部１４との境界付近に接着剤２２ａ，２２ｂを塗布し、裸線部１４を保護するようにマルチコアファイバに保護ケース２３を接着して最終的なアッテネータ３０を得た。
このようにして得られたアッテネータ３０の挿入損失を精密に調べてみたところ、１０．１ｄＢであった。また、反射減衰量を測定したところ、−６８ｄＢであった。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、２本の光ファイバを接触させることがないから、接触具合の不備に基づく光の漏れ出しがなく、所望の出射光パワーを容易に得ることができる。また、反射終端加工工程が不要であり、２×２型光ファイバカプラの製造で使用されている既存の延伸装置を流用できるので、簡便で生産効率が高く、安価にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ファイバ型アッテネータの一実施形態例を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は、図１に示す光ファイバ型アッテネータを構成する光ファイバの断面図であり、（ｂ）は、その光ファイバの屈折率分布を示すグラフである。
【図３】（ａ）は、シングルコアファイバの光の強度の分布を示すグラフであり、（ｂ）は、シングルコアファイバの断面図である。
【図４】本発明の光ファイバ型アッテネータの製造方法の一実施形態例を工程順に示す図である。
【図５】光ファイバ型アッテネータの使用例を模式的に示す図である。
【図６】図１に示す光ファイバ型アッテネータとシングルコアファイバとの接続部分を拡大した斜視図である。
【図７】図１に示す光ファイバ型アッテネータとシングルコアファイバとの接続部分を拡大した斜視図である。
【図８】（ａ）は、他の実施形態例の光ファイバ型アッテネータを構成する光ファイバの断面図であり、（ｂ）は、その光ファイバの屈折率分布を示すグラフである。
【図９】光ファイバ型アッテネータの製造装置を模式的に示す図である。
【図１０】実施例において、延伸量と出射パワーとの関係を示すグラフである。
【図１１】従来の光ファイバ型アッテネータの製造方法を工程順に示す図である。
【図１２】従来の光ファイバ型アッテネータを示す上面図である。
【図１３】従来の光ファイバカプラを示す上面図である。
【符号の説明】
１０，３０・・・アッテネータ（光ファイバ型アッテネータ）、１１・・・第１のコア、１２・・・第２のコア

Claims

断面中央部に配置された第１のコアと、第１のコアおよび第１のコア近傍のクラッドを伝播する光の到達量が０．０１ｄＢ／ｍ以下になる位置に配置された１つ以上の第２のコアとを備えた光ファイバの一部を加熱延伸することを特徴とする光ファイバ型アッテネータの製造方法。
請求項１に記載の光ファイバ型アッテネータの製造方法で製造されたことを特徴とする光ファイバ型アッテネータ。