JP2005241694A - Method of manufacturing optical fiber coupler - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、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、または複数波長の光を合波あるいは分波させる融着延伸型光ファイバカプラの製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a fusion-stretching optical fiber coupler that branches or combines light of a single wavelength or a plurality of wavelengths, or combines or demultiplexes light of a plurality of wavelengths.
従来より光通信システム、光伝送技術の進展に伴い、作製方法が容易であり、量産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光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。 With the advancement of optical communication systems and optical transmission technologies, a variety of optical communication systems, optical fiber demultiplexers, etc., which are easy to manufacture and have high mass productivity, are available. It is used in measurement systems.
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。 Here, an optical fiber coupler is for branching or coupling light of a single wavelength or multiple wavelengths, and an optical multiplexer / demultiplexer is for multiplexing or demultiplexing light of multiple wavelengths. In the invention, both are collectively referred to as an optical fiber coupler.
融着延伸型光ファイバカプラは、図1(a)に示すような構造をなし、先ず、各光ファイバ10、20の端部の被覆を除去し、芯線部1、2をアルコール等で洗浄する。次に、芯線部1、2を整列し、その中央部を酸素−プロパン、もしくは水素等のバーナで加熱しながら、光ファイバ10、20を長手方向に左右に延伸し、芯線部1、2の中央部に融着延伸部3を形成する。このように作製された光ファイバ10、20および融着延伸部3からなるカプラ本体4を石英ガラス等の基板5に載置し、紫外線や可視光線等のエネルギ−線にて硬化する接着剤6を介して接合する。この接合箇所は、基板5の両端部Aが一般的であるが、さらに融着延伸部3の両端部Bで芯線部1、2と基板5を接合することも行われている。また、図示していないが、この基板5の上に基板5と同様な材質である石英ガラス等の基板で蓋をし、さらに金属、セラミック、ガラス等の筒状体で覆うことにより、光ファイバカプラの補強構造が完成する。
The fusion-stretching optical fiber coupler has a structure as shown in FIG. 1A. First, the coating of the end portions of the
しかし、一定のガス流量で融着・延伸した場合、延伸が進み光ファイバ10、20が細くなっても熱量が同じなため、熱量が強すぎて光ファイバ10、20の芯線部1、2が変形してマイクロベンド損失が発生し過剰損失が増大する危険性があった。
However, when fusion / stretching is performed at a constant gas flow rate, the amount of heat is the same even if the
また、この問題を防止するため、始めから熱量をある程度抑えて延伸する方法もあるが、その場合は延伸初期の段階で熱量不足となり、加工に長時間要するという問題や、完全には芯線部1、2の変形や、マイクロベンド損失の発生による過剰損失の増大を防止することができないという問題があった。 Further, in order to prevent this problem, there is a method of stretching with a certain amount of heat from the beginning. However, in that case, the amount of heat becomes insufficient at the initial stage of stretching, and the processing takes a long time. There is a problem that it is not possible to prevent an increase in excess loss due to deformation of 2 or generation of microbend loss.
そこで近年、その原因の一端として光ファイバカプラを融着・延伸する際の加熱プロセスによって特性変動や損失不良等を防止する提案がされている。 Therefore, in recent years, as one of the causes, proposals have been made to prevent characteristic fluctuations, loss defects, and the like by a heating process when fusing and stretching the optical fiber coupler.
例えば、特許文献1には、図3に示すように、あらかじめヒーターは1000℃程度まで熱しておき、作製開始とともに光ファイバを徐歪温度まで熱し、光ファイバのひずみを取り除く。そして、温度を1600℃程度まで上げて、光ファイバ同士を融着する。融着が終了したら、加熱温度を落として、延伸ステージを動かし、光ファイバの延伸工程に入る。延伸工程は、その延伸スピード、延伸中の加熱温度により4段階設けることで、温度変化を緩やかににすることで特性変動や損失不良を小さくすることが提案されている。(特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1の提案では、加熱時間と加熱温度の関係だけで、光ファイバがどのような状況の時に加熱温度を下げていくのかが不明である。そのため、光ファイバ径がまだ太い段階で加熱温度を下げてしまい熱量不足となり、その歪みにより光ファイバにマイクロクラックが発生し過剰損失が増大したり、また逆に光ファイバ径が細い段階で加熱温度が高すぎ熱量過多となり、光ファイバのコアが変形してマイクロベンド損失が発生し過剰損失が増大する危険性があった。
However, in the proposal of
また、2本の光ファイバ10、20を融着・延伸する工程中で分岐が進んでいくエバネッセント結合において、コア間同士の距離がだんだん近づき一定間隔に近づくまでの課程でクラッドに漏れる光が存在し、その漏れによって分岐開始前に一旦光パワーが低下して回復する現象が生じることが知られており、特許文献1のように段階的に温度を下げていっても、分岐開始前の光パワーの低下に合せた温度変化となっていないため、上記エバネッセント結合状態が悪くコアのマイクロベンドやマイクロクラックが発生し、この一次低下が0.5dB程度の大きなものとなり、完成後の光ファイバカプラの過剰損失が0.1dB程度を越えるという問題があった。
Also, in evanescent coupling, where branching proceeds during the process of fusing and stretching the two
本発明の光ファイバカプラの製造方法は、被覆を除去した複数本の光ファイバを整列し、入力光ファイバに光源から光を入力し、入力光ファイバおよび他の光ファイバから出力される光パワーを検出しながら、各光ファイバを融着、延伸してなる光ファイバカプラの製造方法であって、上記入力光ファイバから出力される光パワーが時間経過に伴って一次低下した後、回復し、さらに分岐開始と同時に二次低下する変化をなし、且つ上記一次低下が0.3dB以下であることを特徴とする。 The method of manufacturing an optical fiber coupler of the present invention aligns a plurality of optical fibers from which the coating has been removed, inputs light from a light source to the input optical fiber, and reduces the optical power output from the input optical fiber and other optical fibers. A method of manufacturing an optical fiber coupler in which each optical fiber is fused and stretched while detecting, and the optical power output from the input optical fiber is first reduced over time, and then recovered. It is characterized in that there is a change that secondarily decreases simultaneously with the start of branching, and that the first decrease is 0.3 dB or less.
また、上記光ファイバを予め一定ガス流量にて加熱しながら融着、延伸させ、分岐が完了するまでの各光ファイバから出力される光パワーの時間経過に伴う変化を測定した後、上記入力光ファイバの光パワーが上記一次低下する以前にガス流量を初期ガス流量より5%以上低下させることを特徴とする。 In addition, the optical fiber is fused and stretched while being heated at a constant gas flow rate in advance, and after measuring the change of the optical power output from each optical fiber until the branching is completed, the input light is measured. The gas flow rate is reduced by 5% or more from the initial gas flow rate before the optical power of the fiber is linearly reduced.
さらに、上記光パワーの回復時で、且つ二次低下の直前にさらにガス流量を低下させることを特徴とする。 Further, the gas flow rate is further reduced at the time of recovery of the optical power and immediately before the secondary reduction.
本発明の光ファイバカプラの製造方法によれば、被覆を除去した複数本の光ファイバを整列し、入力光ファイバに光源から光を入力し、入力光ファイバおよび他の光ファイバから出力される光パワーを検出しながら、各光ファイバを融着、延伸してなる光ファイバカプラの製造方法であって、上記入力光ファイバから出力される光パワーが時間経過に伴って一次低下した後、回復し、さらに分岐開始と同時に二次低下する変化をなし、且つ上記一次低下が0.3dB以下であることから、光ファイバの延伸による径の変化に適正な加熱条件となっているため、完成後の光ファイバカプラの過剰損失を0.1dB以下に抑えることができる。 According to the method of manufacturing an optical fiber coupler of the present invention, a plurality of optical fibers from which the coating has been removed are aligned, light from a light source is input to the input optical fiber, and light output from the input optical fiber and other optical fibers is output. A method of manufacturing an optical fiber coupler in which each optical fiber is fused and stretched while detecting power, and the optical power output from the input optical fiber is first reduced over time and then recovered. In addition, since the secondary reduction changes at the same time as the start of branching and the primary reduction is 0.3 dB or less, the heating conditions are appropriate for the change in diameter due to the stretching of the optical fiber. The excess loss of the optical fiber coupler can be suppressed to 0.1 dB or less.
また、上記光ファイバを予め一定ガス流量にて加熱しながら融着、延伸させ、分岐が完了するまでの各光ファイバから出力される光パワーの時間経過に伴う変化を測定した後、上記入力光ファイバの光パワーが上記一次低下する以前にガス流量を初期ガス流量より5%以上低下させることから、上記一次低下の量を0.3dB以下とできるため、完成した光ファイバカプラの損失をより低いものとすることができる。 In addition, the optical fiber is fused and stretched while being heated at a constant gas flow rate in advance, and after measuring the change of the optical power output from each optical fiber until the branching is completed, the input light is measured. Since the gas flow rate is decreased by 5% or more from the initial gas flow rate before the optical power of the fiber is reduced to the primary level, the amount of the primary reduction can be made 0.3 dB or lower, so that the loss of the completed optical fiber coupler is lower. Can be.
さらに、上記光パワーの回復時で、且つ二次低下の直前にさらにガス流量を低下させることから、光ファイバの延伸による径の変化により適正な加熱条件となっているため、さらに低損失の光ファイバカプラを得ることができる。 Furthermore, since the gas flow rate is further reduced at the time of the recovery of the optical power and immediately before the secondary reduction, since the heating conditions are appropriate due to the change of the diameter due to the drawing of the optical fiber, the light loss can be further reduced. A fiber coupler can be obtained.
以下、本発明の実施形態を図に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
光ファイバカプラは、図1(a)に示すように、基板5上に被覆された光ファイバ10、20の被覆部を除去した芯線部1、2の一部に融着延伸してなる融着延伸部3を形成し、石英ガラス等の基板5の凹溝5a上に接着剤6を介して接合してなるものである。
As shown in FIG. 1 (a), the optical fiber coupler is formed by fusing and stretching a part of the
なお、本発明の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、ここでは両者を総称して光ファイバカプラという。 The optical fiber coupler of the present invention is for branching or combining light of a single wavelength or multiple wavelengths, and the optical multiplexer / demultiplexer is for multiplexing or demultiplexing light of multiple wavelengths. Here, both are collectively referred to as an optical fiber coupler.
本発明は、このような光ファイバカプラの製造方法に関し、図1(b)に示すように例えば2本の光ファイバ10、20から形成する場合、先ず、1番目の工程に示すように被覆された光ファイバ10、20の被覆部を除去し、露出された芯線部1、2をアルコール等で洗浄する。その後、2番目の工程に示すように芯線部1、2を整列治具等で並行もしくはクロスさせることにより密着整列し、3番目の工程に示すように酸素−プロパン、もしくは水素等のバーナにより加熱しながら、光ファイバ10、20を長手方向に左右に延伸しテーパ状の融着延伸部3を形成する。このようにして得られたカプラ本体4を図1(a)に示すように石英ガラス等の基板5に設けられた凹溝5a上に載置し、紫外線や可視光線等のエネルギ−線にて硬化する接着剤6を介して接合するものである。
The present invention relates to a method for manufacturing such an optical fiber coupler. When the optical fiber coupler is formed from, for example, two
ここで、上記3番目の工程に示す融着・延伸のプロセスについて1550nmの分散シフト光ファイバ10、20を用いた場合を例に詳細に説明する。
Here, the fusion / stretching process shown in the third step will be described in detail by taking as an example the case where the dispersion-shifted
光ファイバ10、20の芯線部1、2を加熱する際、一方の光ファイバ10に1550nmのLD光源からの光を例えば100μW程度入射させる。この光パワーを初期値としてコンピューターに記憶する。ここで、光源から光を入射する光ファイバ10を入力光ファイバ10として、光ファイバカプラにおけるスルーポートとなる光ファイバを示す。
When heating the
出力側の光ファイバ10、20にはパワーメータを接続して常時、出力される光パワーを検出しながら分岐が完了するまで損失の状態を把握する。
A power meter is connected to the
加熱には、酸素を16×10−6m3/sec、プロパンを8×10−6m3/secの流量にてなる酸素−プロパンの混合ガスを、直径0.5mmの吹き出し口から噴出するバーナを左右4mmの範囲で光ファイバ10、20の長手方向に2.4mm/secのスピードで摺動させて40秒間加熱した。
For heating, oxygen-propane mixed gas having a flow rate of oxygen of 16 × 10 −6 m 3 / sec and propane of 8 × 10 −6 m 3 / sec is ejected from a 0.5 mm diameter outlet. The burner was slid at a speed of 2.4 mm / sec in the longitudinal direction of the
バーナと芯線部1、2との距離は光ファイバ10、20の上方からバーナの炎をあてた場合、炎の最先端が芯線部1、2の最下部から若干出る程度が好ましい。
The distance between the burner and the
そして、40秒間の融着後、光ファイバ10、20を0.08mm/secの速度で延伸を開始する。
Then, after fusion for 40 seconds, the
以上の条件にて光10、20の光パワーの分岐比が50%となる時点、延伸長が12.5mm程度となった時点で延伸を停止させた。 Under the above conditions, the stretching was stopped when the branching ratio of the optical powers of the light 10 and 20 became 50% and when the stretching length reached about 12.5 mm.
このときの光ファイバ10、20の光パワーの時間経過を図2に示す。
The time course of the optical power of the
入力光ファイバ10は、時間経過に伴ってA領域までは一定値をなし、B領域において一次低下した後、回復し、さらにC領域において分岐開始と同時に二次低下する変化をなす。これは、2本の光ファイバ10、20を融着・延伸する工程中でエバネッセント結合が生じ、コア間同士の距離がだんだん近づき、一定間隔となるまでの過程でクラッドに漏れる光が存在し、その漏れによって分岐開始前に一旦光パワーが低下した後、回復するものである。
The input
なお、入力光ファイバ10の光パワーが低下を開始するまでをA領域とB領域の境界とし、B領域における一次低下は光パワーが低下して再度増加を開始するまでを、また、回復は光パワーが増加して光ファイバ10、20が分岐開始するまでを示し、C領域は分岐開始から完了までとする。
The time until the optical power of the input
ここで、本発明の光ファイバカプラの製造方法において、上記入力光ファイバ10の一次低下が0.3dB以下とすることが重要である。
Here, in the manufacturing method of the optical fiber coupler of the present invention, it is important that the primary reduction of the input
これにより、完成した光ファイバカプラの過剰損失が0.1dB以下とすることができる。その理由としては、2本の光ファイバ10、20を融着・延伸する工程中で分岐が進んでいくエバネッセント結合において、コア間同士の距離がだんだん近づき一定間隔に近づくまでの課程でクラッドに漏れる光が存在し、その漏れによって分岐開始前に一旦光パワーが低下して回復する現象が生じるが、その漏れ量を0.3dB以下とすることで、マイクロベンドやマイクロクラック等のストレスが無いカプラを得ることができるため、コア間で光の屈折、移動がスムーズに起こり過剰損失がより少なくなる。
Thereby, the excess loss of the completed optical fiber coupler can be 0.1 dB or less. The reason for this is that in the evanescent coupling in which branching proceeds in the process of fusing and stretching the two
一次低下の量が0.3dBを越えると、分岐終了までに光パワーが回復せず完成した光ファイバカプラの過剰損失が0.1dB以上となりやすい。その理由としては、分岐が進むにつれ、図2におけるB領域、C領域においてもエバネッセント結合による分岐損失が発生するため、A領域、B領域では可能な限り損失は少ないほうが好ましいが、上記エバネッセント結合状態が悪くなり、コアのマイクロベンドやマイクロクラックが生じるため、コアからクラッドへの光の漏れ以外の損失が生じることとなる。 If the amount of primary reduction exceeds 0.3 dB, the optical power does not recover until the end of branching, and the excess loss of the completed optical fiber coupler tends to be 0.1 dB or more. The reason for this is that branching loss due to evanescent coupling occurs in the B region and C region in FIG. 2 as the branching progresses. Therefore, it is preferable that the loss is as small as possible in the A region and B region. As a result, the core microbends and microcracks occur, and losses other than the leakage of light from the core to the cladding occur.
例えば、加熱条件が強い場合、コアが僅かに変形しその変形部分から光が漏れ、漏れ角度がイレギュラーなためクラッドモードの光となり再びコアには戻らない光となる。 For example, when the heating condition is strong, the core is slightly deformed, light leaks from the deformed portion, and the leak angle is irregular, so that the light becomes clad mode light and does not return to the core again.
また加熱条件が弱い場合、コアにマイクロクラックが生じその部分から光が漏れ、漏れ角度がイレギュラーなためクラッドモードの光となり再びコアには戻らない光となる。 When the heating conditions are weak, microcracks are generated in the core, and light leaks from the portion. Since the leak angle is irregular, the light becomes clad mode light and does not return to the core again.
なお、1550nm用分散シフトファイバの場合は、一次低下の損失量を0.3dB以下、より好ましくは0.2dB以下とし、1310nm用シングルモードファイバの場合は0.2dB以下、好ましくは0.1dB以下にすることがより好ましい。 In the case of a dispersion-shifted fiber for 1550 nm, the first-order loss is 0.3 dB or less, more preferably 0.2 dB or less, and in the case of a single-mode fiber for 1310 nm, 0.2 dB or less, preferably 0.1 dB or less. More preferably.
また、光パワーを測定するには、パワーメータを用いて常時パワーをモニターしながら分岐が完了するまで損失の状態を把握し、この光パワーから損失量を算出するには、例えば、光パワーの初期値が100μWとし、途中の延伸工程で98μWまで光パワーが落ちたとすると、計算式:損失(dB)=−10Log1098/100より損失は0.088dBとなる。 To measure optical power, use a power meter to constantly monitor the power until the branching is completed, and to calculate the amount of loss from this optical power, for example, If the initial value is 100 μW, and the optical power drops to 98 μW during the stretching process, the loss is 0.088 dB from the calculation formula: loss (dB) = − 10 Log 10 98/100.
なお、上記一次低下の量は、1550nm用分散シフトファイバの場合は0.3dB以下、好ましくは0.2dB以下とし、1310nm用シングルモードファイバの場合は一次低下の量を0.2dB以下、好ましくは0.1dB以下とすることが好ましい。 Note that the amount of the primary reduction is 0.3 dB or less, preferably 0.2 dB or less in the case of a dispersion-shifted fiber for 1550 nm, and is preferably 0.2 dB or less in the case of a single mode fiber for 1310 nm, preferably 0.2 dB or less. It is preferable to be 0.1 dB or less.
この一次低下を0.3dB以下とするには、芯線部1、2が融着開始前に綺麗に洗浄されていることが重要である。コンタミ等不純物が付着しているとその部分から光が屈折し漏れてしまい損失の増加となる。
In order to make this primary decrease 0.3 dB or less, it is important that the
また、芯線部1、2が同一のテンションにてクランプされていること、密着してクランプされていることが重要である。テンションが不均一であったり密着性が悪かったりすると延伸中にその異なる境界点にストレスが生じ、マイクロベンドとなり損失が発生してしまう。
In addition, it is important that the
さらに、一次低下を低減させるには、延伸速度、バーナの摺動速度、芯線部1、2からバーナまでの距離を微調整して最適な条件とすること、さらに火炎を安定させるため無風状態に環境を整備すること、環境温度を一定化して酸素−プロパン混合ガスの流量変化誤差を小さくすることなどが重要となる。
Furthermore, in order to reduce the primary drop, finely adjust the stretching speed, burner sliding speed, the distance from the
上述のように様々な火炎条件等の適正化が必要だが、その中でも最も大きく影響してくるのが延伸されている光ファイバ10、20の芯線部1、2を加熱する際の熱量の適正化である。熱量が弱すぎると延伸中の光ファイバ10、20にマイクロクラック等のマイクロベンドが発生してその部分から光が漏れだし損失となる。逆に熱量が強すぎると延伸長が短くなりテーパ形状が急峻となりコアから光が漏れやすくなり損失が増大する。
As described above, it is necessary to optimize various flame conditions, etc., but the most influential among them is the optimization of the amount of heat when heating the
さらに低損失化を計るためには、図2に示すようなに芯線部1、2を一定ガス流量にて加熱しながら融着、延伸させ、分岐が完了するまでの上記入力光ファイバ10の光パワーの時間経過に伴う変化を測定した後、光パワーが一次低下する以前にガス流量を初期ガス流量の5%以上低下させることが好ましい。さらに好ましい条件としては5%以上10%未満である。
In order to further reduce the loss, the light of the input
これにより、光ファイバ10、20が延伸により細くなっても上述のように火炎条件等の適正化が得られ、一次低下を最小限に抑えることができる。一方、ガス流量を初期ガス流量より5%未満の範囲で低下させると、光ファイバ10、20に加わる熱量の低減量が乏しく、延伸長が短くなりテーパ形状が急峻となりコアから光が漏れやすくなるため、損失が増大したり、コアが熱量過多のため変形してマイクロベンドとなりコアから光が漏れやすくなり損失が増大する。また、ガス流量を初期ガス流量より10%以上低下させた場合は、光ファイバ10、20に加わる熱量の低減量が多すぎ、熱量が弱すぎて延伸中の光ファイバ10、20にマイクロクラック等のマイクロベンドが発生してその部分から光が漏れだし損失が大きくなる。
Thereby, even if the
さらに、ガス流量を低下させる時期としては、一次低下が開始する5秒以上前、より好ましくは10〜20秒前が好ましく、例えば、初期ガス流量が酸素を16×10−6m3/sec、プロパンを8×10−6m3/secとして場合は、酸素を15×10−6m3/sec、プロパンを7.5×10−6m3/sec程度と低下させることが好ましい。 Further, the timing of reducing the gas flow rate is preferably 5 seconds or more before the primary reduction starts, more preferably 10 to 20 seconds before, for example, the initial gas flow rate is 16 × 10 −6 m 3 / sec, When propane is 8 × 10 −6 m 3 / sec, it is preferable to reduce oxygen to 15 × 10 −6 m 3 / sec and propane to about 7.5 × 10 −6 m 3 / sec.
これは、延伸が進むにつれ光ファイバ芯線部1、2の径も細くなってくるため熱量も下げなければならない。その時期として20秒以上前だと未だ光ファイバ10、20の芯線部1、2の径は細くなっておらず加熱量が少なくなりマイクロベンド損失が発生する。5秒より短くなると径が既に細くなっておりコアとクラッド間の適正距離が崩れてしまいマイクロベンド損失が発生する。
This is because the diameter of the optical
さらに、上記図2に示す光パワーの回復時で、且つ二次低下の直前にさらにガス流量を低下させることが好ましい。 Furthermore, it is preferable to further reduce the gas flow rate at the time of recovery of the optical power shown in FIG. 2 and immediately before the secondary reduction.
上述の適正条件にて延伸を継続していくと、図2におけるC領域のように、光パワーが回復した後、芯線部1から芯線部2へ光が移行し始める。この分岐開始前にさらにガス流量を低下させて光ファイバ10、20を加熱することにより、さらに損失発生を抑えることができる。これは、延伸が進むにつれ光ファイバ10、20の芯線部1、2の径がより細くなるため熱量もあわせて低下させることで、コアに生じるマイクロベンド損失をより有効に防止できるものである。
If the stretching is continued under the above-described proper conditions, light starts to move from the
なお、この際のガス流量は一次低下以前に低下させたガス流量に対し、さらに2〜6%程度低下させることが好ましい。 The gas flow rate at this time is preferably further reduced by about 2 to 6% with respect to the gas flow rate reduced before the primary reduction.
例えば、一次低下より以前に酸素15×10−6m3/sec、プロパンを7.5×10−6m3/secとした場合には、二次低下の直前に酸素14.5×10−6m3/sec、プロパンを7.2×10−6m3/sec程度にすることが好ましい。 For example, when oxygen is 15 × 10 −6 m 3 / sec and propane is 7.5 × 10 −6 m 3 / sec before the primary decrease, oxygen is 14.5 × 10 − immediately before the secondary decrease. It is preferable that the pressure is 6 m 3 / sec and propane is about 7.2 × 10 −6 m 3 / sec.
このように、光ファイバ10、20の径の変化に合わせて加熱条件を適性化することで、一次低下の量を0.3dB以下と小さなものとして、得られた光ファイバカプラの損失を0.1dB以下の小さなものとすることができる。
Thus, by adjusting the heating conditions in accordance with changes in the diameters of the
なお、本発明の光ファイバカプラの製造方法は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更は可能である。 In addition, the manufacturing method of the optical fiber coupler of this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, A various change is possible if it is in the range which does not deviate from the summary of this invention.
次いで、本発明の実施例を説明する。 Next, examples of the present invention will be described.
ここでは図1(a)に示すような光ファイバカプラ試料を1550nm用分散シフトファイバを用いて10本作製した。 Here, ten optical fiber coupler samples as shown in FIG. 1A were prepared using a dispersion-shifted fiber for 1550 nm.
なお、分岐比が50±3%、過剰損失が0.1dB以下を目標値として作製した。 The target values were set such that the branching ratio was 50 ± 3% and the excess loss was 0.1 dB or less.
本発明の実施例として、まずは一定ガス流量、酸素を16×10−6m3/sec、プロパンを8×10−6m3/secにて光パワーの時間経過に伴う変化を測定した。 As an example of the present invention, first, the change with time of optical power was measured at a constant gas flow rate, oxygen at 16 × 10 −6 m 3 / sec, and propane at 8 × 10 −6 m 3 / sec.
この場合光パワーの一次低下は融着開始から110秒後に発生した。そこでその10秒前の融着開始から100秒後に酸素15×10−6m3/sec、プロパンを7.5×10−6m3/secに低減した。さらに光パワーが回復し分岐開始する前に酸素14.5×10−6m3/sec、プロパンを7.2×10−6m3/secに低減した。
In this case, the primary decrease in optical power occurred 110 seconds after the start of fusion. Therefore, oxygen was reduced to 15 × 10 −6 m 3 / sec and propane to 7.5 × 10 −6 m 3 / sec 100 seconds after the start of
その他、光パワーの一次低下が0.2dB以下となるようにさまざまな加熱条件を設定した。 In addition, various heating conditions were set so that the primary decrease in optical power was 0.2 dB or less.
直径0.5mmの吹き出し口から噴出するバーナを左右4mmの範囲で光ファイバ10、20の長手方向に2.4mm/secのスピードで摺動させて40秒間加熱した。
A burner ejected from a 0.5 mm diameter outlet was slid at a speed of 2.4 mm / sec in the longitudinal direction of the
バーナと芯線部1、2との距離は光ファイバ10、20の上方からバーナの炎をあて、初期ガス流量で炎の最先端が芯線部1、2の最下部から1.5mm出る様設定した。
The distance between the burner and the
そして、40秒間の融着後、光ファイバ10、20を0.085mm/secの速度で延伸を開始した。
Then, after fusion for 40 seconds, stretching of the
この場合光パワーの一次低下は0.1dB〜0.2dBに抑えることができた。 In this case, the primary reduction in optical power could be suppressed to 0.1 dB to 0.2 dB.
以上の条件にて光10、20の光パワーの分岐比が50%となる時点で延伸を停止させた。
Under the above conditions, the stretching was stopped when the branching ratio of the optical powers of the
また、比較例として、図1に示すような光ファイバカプラ試料を1550nm用分散シフトファイバを用いて10本作製した。 As a comparative example, ten optical fiber coupler samples as shown in FIG. 1 were prepared using a dispersion shifted fiber for 1550 nm.
分岐比が50±3%、過剰損失が0.1dB以下を目標値として作製した。 The target values were set such that the branching ratio was 50 ± 3% and the excess loss was 0.1 dB or less.
分岐前の光パワーの一次低下量は考慮しなかった。 The primary decrease in optical power before branching was not considered.
ここで、初期のガス流量は酸素を16×10−6m3/sec、プロパンを8×10−6m3/secのまま最後まで融着・延伸を行った。その他条件は上記と同一とした。 Here, the initial gas flow rate was fused and stretched to the end while oxygen was 16 × 10 −6 m 3 / sec and propane was 8 × 10 −6 m 3 / sec. Other conditions were the same as above.
この場合分岐前の光パワーの一次低下は0.3dBを越えるものが殆どであり0.3dB〜0.5dB程度であった。 In this case, the primary decrease in the optical power before branching exceeded 0.3 dB in most cases, and was about 0.3 dB to 0.5 dB.
以上それぞれの融着・延伸完了後の分岐比、過剰損失を測定比較した。 The branching ratio and excess loss after completion of each fusion / stretching were measured and compared.
ここで分岐比、過剰損失の測定は以下の様に行った。 Here, the branching ratio and excess loss were measured as follows.
入力側光ファイバ10にLD光源を接続し、100μW程度の光を入力した。出力側光ファイバ10,20をパワーメータに接続し、常時出力側光ファイバ10,20の光パワーをモニターしながら分岐が完了するまでコンピューター制御しながら監視した。
An LD light source was connected to the input side
分岐比は、延伸終了後の出力側光ファイバ10の光パワーをP1,出力側光ファイバ20の光パワーをP2とすると、計算式:分岐比(%)=P2/(P1+P2)×100(%)で計算した。
The branching ratio is calculated using the formula: branching ratio (%) = P2 / (P1 + P2) × 100 (%, where P1 is the optical power of the output-side
過剰損失は、延伸開始前の入力側光ファイバ10の光パワーをP0、延伸終了後の出力側光ファイバ10の光パワーをP1,出力側光ファイバ20の光パワーをP2とすると、計算式:過剰損失(dB)=−10Log10(P1+P2)/P0で計算した。
The excess loss is calculated by assuming that the optical power of the input-side
その結果は表1に示す通りであった。
表1の結果より本発明の試料は、分岐比が全て50%±2%以内、過剰損失も全て0.1dB以下と小さくすることができた。 From the results shown in Table 1, all of the samples of the present invention were able to reduce the branching ratio to within 50% ± 2% and all the excess loss to 0.1 dB or less.
これに対し従来例の試料は、分岐比、過剰損失共ばらつきが大きかった。 On the other hand, the sample of the conventional example had large variations in branching ratio and excess loss.
1、2:芯線部
3:融着延伸部
4:カプラ本体
5:基板
5a:凹溝
6:接着剤
7:接着剤
8:他の接着剤
10、20:光ファイバ
A、B:接着剤の位置
1, 2: Core wire part 3: Fusion stretch part 4: Coupler body 5: Substrate 5a: Groove 6: Adhesive 7: Adhesive 8: Other adhesive 10, 20: Optical fiber A, B: Adhesive position
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004047495A JP2005241694A (en) | 2004-02-24 | 2004-02-24 | Method of manufacturing optical fiber coupler |
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