JP2573890B2 - 光合波分波カプラ及びその製造方法 - Google Patents
光合波分波カプラ及びその製造方法Info
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- JP2573890B2 JP2573890B2 JP3194722A JP19472291A JP2573890B2 JP 2573890 B2 JP2573890 B2 JP 2573890B2 JP 3194722 A JP3194722 A JP 3194722A JP 19472291 A JP19472291 A JP 19472291A JP 2573890 B2 JP2573890 B2 JP 2573890B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一般にはファイバ型の
光カプラ及びその製造方法に関するものであり、特に波
長分離度が高く且つ偏光特性のない光合波分波カプラ及
びこのような光合波分波カプラを融着延伸法により製造
する製造方法に関するものである。斯る本発明の光合波
分波カプラは、ファイバ型光増幅器として、海底伝送シ
ステム、長・中距離伝送システム、加入者系システム等
の光ファイバ伝送システムに有効に使用し得る。
光カプラ及びその製造方法に関するものであり、特に波
長分離度が高く且つ偏光特性のない光合波分波カプラ及
びこのような光合波分波カプラを融着延伸法により製造
する製造方法に関するものである。斯る本発明の光合波
分波カプラは、ファイバ型光増幅器として、海底伝送シ
ステム、長・中距離伝送システム、加入者系システム等
の光ファイバ伝送システムに有効に使用し得る。
【0002】
【従来の技術】最近、上記諸用途に使用し得る光増幅器
として、エルビウム(Er)ドープ光ファイバによる光
増幅技術が注目されている。この技術は、Erをドーピ
ングした光ファイバの半導体レーザ励起による誘導放出
を利用し、信号光を光増幅するものである。即ち、Er
ドープ光ファイバに信号光と共に、半導体レーザを光源
とする励起光を送り、該励起光によりErを励起し、誘
導放出を起こさせ、結果的に信号光を増幅するものであ
る。
として、エルビウム(Er)ドープ光ファイバによる光
増幅技術が注目されている。この技術は、Erをドーピ
ングした光ファイバの半導体レーザ励起による誘導放出
を利用し、信号光を光増幅するものである。即ち、Er
ドープ光ファイバに信号光と共に、半導体レーザを光源
とする励起光を送り、該励起光によりErを励起し、誘
導放出を起こさせ、結果的に信号光を増幅するものであ
る。
【0003】この技術を応用すれば、伝送容量及び伝送
距離を大きくすることができ、又、中継器の消費電力を
小さくできることから、海底伝送システム、長・中距離
伝送システム、加入者系システム等の光ファイバ伝送シ
ステムへの利用が期待されている。
距離を大きくすることができ、又、中継器の消費電力を
小さくできることから、海底伝送システム、長・中距離
伝送システム、加入者系システム等の光ファイバ伝送シ
ステムへの利用が期待されている。
【0004】この技術を応用した光増幅器を使用して光
ファイバ伝送を実現するためには、伝送ファイバの入口
に励起光と信号光との合波を行う光合波カプラを備え、
又、伝送ファイバの出口には励起光と信号光とを分離す
る光分波カプラを設ける必要がある。この場合、半導体
レーザを使用しての励起光は1.45〜1.48μmで
あり、他方信号光は1.53〜1.55μmとされ、両
者の波長差は0.05〜0.10μmである。この波長
差は、現在市販されている、例えば1.30μmと1.
55μmの光を使用している光合波分波カプラにおける
波長差に比較すると極めて小さい。
ファイバ伝送を実現するためには、伝送ファイバの入口
に励起光と信号光との合波を行う光合波カプラを備え、
又、伝送ファイバの出口には励起光と信号光とを分離す
る光分波カプラを設ける必要がある。この場合、半導体
レーザを使用しての励起光は1.45〜1.48μmで
あり、他方信号光は1.53〜1.55μmとされ、両
者の波長差は0.05〜0.10μmである。この波長
差は、現在市販されている、例えば1.30μmと1.
55μmの光を使用している光合波分波カプラにおける
波長差に比較すると極めて小さい。
【0005】現状では、0.05〜0.10μmといっ
たように波長差が小さい場合には、波長分離度が7dB
程度と低く、又、偏光安定性も良くない製品しか得られ
ていない。
たように波長差が小さい場合には、波長分離度が7dB
程度と低く、又、偏光安定性も良くない製品しか得られ
ていない。
【0006】これに対して、特願平1−255164号
(特開平3−118506号)は、波長差が0.05〜
0.10μmといった小さい場合でも波長分離度が11
〜25dBと高いレベルを示す光合波分波カプラ及びそ
の製造方法を提案している。
(特開平3−118506号)は、波長差が0.05〜
0.10μmといった小さい場合でも波長分離度が11
〜25dBと高いレベルを示す光合波分波カプラ及びそ
の製造方法を提案している。
【0007】つまり、この提案によれば、光カプラを製
造するに当たり、先ず、使用される光ファイバのクラッ
ド外径を、12〜30μmにまでエッチングなどにより
減径し、その後融着延伸法にて光結合部を形成し、所望
の光合波分波カプラを製造するものである。
造するに当たり、先ず、使用される光ファイバのクラッ
ド外径を、12〜30μmにまでエッチングなどにより
減径し、その後融着延伸法にて光結合部を形成し、所望
の光合波分波カプラを製造するものである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、この
方法によれば、波長差が0.05〜0.10μmといっ
た小さい場合でも波長分離度が11〜25dBと高いレ
ベルを示す光合波分波カプラが実現可能であり、極めて
有用である。
方法によれば、波長差が0.05〜0.10μmといっ
た小さい場合でも波長分離度が11〜25dBと高いレ
ベルを示す光合波分波カプラが実現可能であり、極めて
有用である。
【0009】しかしながら、本発明者らは、このような
波長差の小さい、即ち、狭波長差の光合波分波カプラ及
びその製造方法を研究する過程において、次のような問
題点があることを見出した。
波長差の小さい、即ち、狭波長差の光合波分波カプラ及
びその製造方法を研究する過程において、次のような問
題点があることを見出した。
【0010】即ち、原理的に、Erドープ光ファイバ増
幅には偏光特性、即ち、X偏波とY偏波での分岐比の差
はないはずであるが、実際にErドープ光ファイバを使
用した光合波分波カプラを製造し、実験したところ増幅
システムに10%程度の偏光特性が現れることが分かっ
た。
幅には偏光特性、即ち、X偏波とY偏波での分岐比の差
はないはずであるが、実際にErドープ光ファイバを使
用した光合波分波カプラを製造し、実験したところ増幅
システムに10%程度の偏光特性が現れることが分かっ
た。
【0011】又、使用した光合波分波カプラの波長分離
度は11〜25dBと高いレベルを示すものではあった
が、増幅システムの実質効率を上げるべく、更なる増大
が望まれる。
度は11〜25dBと高いレベルを示すものではあった
が、増幅システムの実質効率を上げるべく、更なる増大
が望まれる。
【0012】本発明者らは、このような狭波長差光合波
分波カプラが有する問題を解決するべく研究実験を続け
た結果、上記特願平1−255164号(特開平3−1
18506号)に記載の製造方法によればエッチングな
どにより減径された光ファイバは、平行に配置され、1
点を融着延伸処理して光結合部を形成し、光合波分波カ
プラが製造されたが、本発明者らは、減径された2本の
シングルモードの光ファイバを撚り合わせ、この撚り合
わせ部分において2点で融着延伸し、2つの光結合部を
形成し、且つこの2つの光結合部はその配列方向が大略
90゜相違するように形成することにより、偏光安定性
が高くなり、即ち、X偏波とY偏波での分岐比の差が小
さくなり、例えば2.5%以下、場合によっては0.2
%程度にまで低下し得ること、更には波長分離度も16
dB以上に、場合によっては30dB程度にまで向上せ
しめ得ることを見出した。
分波カプラが有する問題を解決するべく研究実験を続け
た結果、上記特願平1−255164号(特開平3−1
18506号)に記載の製造方法によればエッチングな
どにより減径された光ファイバは、平行に配置され、1
点を融着延伸処理して光結合部を形成し、光合波分波カ
プラが製造されたが、本発明者らは、減径された2本の
シングルモードの光ファイバを撚り合わせ、この撚り合
わせ部分において2点で融着延伸し、2つの光結合部を
形成し、且つこの2つの光結合部はその配列方向が大略
90゜相違するように形成することにより、偏光安定性
が高くなり、即ち、X偏波とY偏波での分岐比の差が小
さくなり、例えば2.5%以下、場合によっては0.2
%程度にまで低下し得ること、更には波長分離度も16
dB以上に、場合によっては30dB程度にまで向上せ
しめ得ることを見出した。
【0013】本発明は斯る新規な知見に基づきなされた
ものである。
ものである。
【0014】従って、本発明の目的は、偏光安定性が高
く、2.5%以下とし得て、しかも、0.05〜0.1
0μmといったように波長差が小さい場合にも波長分離
度が16dB以上とされる光合波分波カプラ及びその製
造方法を提供することである。
く、2.5%以下とし得て、しかも、0.05〜0.1
0μmといったように波長差が小さい場合にも波長分離
度が16dB以上とされる光合波分波カプラ及びその製
造方法を提供することである。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
光合波分波カプラ及びその製造方法にて達成される。要
約すれば、本発明は、減径された2本のシングルモード
光ファイバを撚り合わせ、この撚り合わせ部分において
2点にて光結合部が形成され、この2点の光結合部はそ
の配列方向が大略90゜相違することを特徴とする光合
波分波カプラである。斯る光合波分波カプラは、2本の
シングルモード光ファイバをエッチングにて減径し、次
いで、この減径された部分を互に撚り合わせ、その後、
この撚り合わせ部分において、2点にて融着延伸して2
つの光結合部を形成し、この2点の光結合部はその配列
方向が大略90゜相違することを特徴とする光合波分波
カプラの製造方法にて好適に製造される。このとき、前
記2本のシングルモード光ファイバのコア径は8〜10
μmであり、エッチングにてクラッド外径が12〜30
μmになるまで減径される。
光合波分波カプラ及びその製造方法にて達成される。要
約すれば、本発明は、減径された2本のシングルモード
光ファイバを撚り合わせ、この撚り合わせ部分において
2点にて光結合部が形成され、この2点の光結合部はそ
の配列方向が大略90゜相違することを特徴とする光合
波分波カプラである。斯る光合波分波カプラは、2本の
シングルモード光ファイバをエッチングにて減径し、次
いで、この減径された部分を互に撚り合わせ、その後、
この撚り合わせ部分において、2点にて融着延伸して2
つの光結合部を形成し、この2点の光結合部はその配列
方向が大略90゜相違することを特徴とする光合波分波
カプラの製造方法にて好適に製造される。このとき、前
記2本のシングルモード光ファイバのコア径は8〜10
μmであり、エッチングにてクラッド外径が12〜30
μmになるまで減径される。
【0016】
【実施例】以下、本発明に係る光合波分波カプラを図面
に則して更に詳しく説明する。
に則して更に詳しく説明する。
【0017】図1(A)に示すように、本発明に係る光
合波分波カプラ1は、光ファイバf1、f2を撚り合わ
せ、この撚り合わせ部分に2点にて光結合部2、4が形
成されている。又、光結合部2、4は、図1(B)に図
示されるように、その横断面で見た場合に、隣接するコ
ア61、62の配列方向が、光結合部2と光結合部4と
ではその長手方向に沿って互に大略90゜相違するよう
に形成される。本実施例では、光結合部4は、光結合部
2よりその長手方向に撚りが4分の3だけ進行した位置
に形成されており、光結合部2と光結合部4におけるコ
アの配列方向を大略90゜相違するように構成されてい
るが、斯る構成にて良好な結果を得ることができた。
合波分波カプラ1は、光ファイバf1、f2を撚り合わ
せ、この撚り合わせ部分に2点にて光結合部2、4が形
成されている。又、光結合部2、4は、図1(B)に図
示されるように、その横断面で見た場合に、隣接するコ
ア61、62の配列方向が、光結合部2と光結合部4と
ではその長手方向に沿って互に大略90゜相違するよう
に形成される。本実施例では、光結合部4は、光結合部
2よりその長手方向に撚りが4分の3だけ進行した位置
に形成されており、光結合部2と光結合部4におけるコ
アの配列方向を大略90゜相違するように構成されてい
るが、斯る構成にて良好な結果を得ることができた。
【0018】なお、光結合部2、4の位置は、必要に応
じて任意に選択することができる。
じて任意に選択することができる。
【0019】次に、本発明に従って構成される、図1に
示す光合波分波カプラ1の製造方法について説明する。
示す光合波分波カプラ1の製造方法について説明する。
【0020】本発明の光合波分波カプラ1を製造するた
めに、それぞれコア61 、62 及びクラッド81 、82
から構成される2本のシングルモード光ファイバf1 、
f2が用意される。通常、光ファイバf1 、f2 は同じ
光ファイバを使用することができ、コア径が8〜10μ
mであり、クラッド外径が125μmのものとされる。
めに、それぞれコア61 、62 及びクラッド81 、82
から構成される2本のシングルモード光ファイバf1 、
f2が用意される。通常、光ファイバf1 、f2 は同じ
光ファイバを使用することができ、コア径が8〜10μ
mであり、クラッド外径が125μmのものとされる。
【0021】光ファイバf1 、f2 は、それぞれの軸線
方向に沿う光結合すべき領域において、シールド及び/
又はコーティングを除去した後、アセトン/水/アルコ
ール等の洗浄液で洗浄し、その後クラッド81 、82 を
部分的にエッチングして、12〜30μmまで減径す
る。エッチングは、エッチング液ステーション上にフッ
酸若しくはフッ酸とエッチピット防止剤(例えばフッ化
アンモニア)混合液のようなエッチング液を少量たら
し、このエッチング液に光ファイバf1 、f2 を接触さ
せることにより行うことができる。
方向に沿う光結合すべき領域において、シールド及び/
又はコーティングを除去した後、アセトン/水/アルコ
ール等の洗浄液で洗浄し、その後クラッド81 、82 を
部分的にエッチングして、12〜30μmまで減径す
る。エッチングは、エッチング液ステーション上にフッ
酸若しくはフッ酸とエッチピット防止剤(例えばフッ化
アンモニア)混合液のようなエッチング液を少量たら
し、このエッチング液に光ファイバf1 、f2 を接触さ
せることにより行うことができる。
【0022】
【0023】エッチングにより減径された光ファイバf
1 、f2 は、水リンス後、平行に接触状態となるように
配列し、光ファイバの減径部分を複数回、例えば2〜3
回、撚り合わせる。この状態が、図2(A)に示され
る。
1 、f2 は、水リンス後、平行に接触状態となるように
配列し、光ファイバの減径部分を複数回、例えば2〜3
回、撚り合わせる。この状態が、図2(A)に示され
る。
【0024】この状態で、光ファイバf1 、f2 は、必
要に応じて薄いプラスチックシートのような巻き部材で
巻き止めしたり、或は、接着剤を適宜使用して固定化し
ても良い。
要に応じて薄いプラスチックシートのような巻き部材で
巻き止めしたり、或は、接着剤を適宜使用して固定化し
ても良い。
【0025】次いで、光ファイバf1、f2の撚り合わ
せ部分において、コア6 1 、6 2 の配列方向が大略90
゜相違する2点にて、融着延伸処理が行なわれ、図1に
示すように、光結合部2、4が形成された本発明に係る
光合波分波カプラ1が製造される。
せ部分において、コア6 1 、6 2 の配列方向が大略90
゜相違する2点にて、融着延伸処理が行なわれ、図1に
示すように、光結合部2、4が形成された本発明に係る
光合波分波カプラ1が製造される。
【0026】融着延伸処理は、通常の方法に従って行な
うことができ、例えば、火炎バーナ、ヒーターレーザ、
小型電気炉等適宜の加熱装置を用いて、一般に1300
〜2000℃の温度で加熱しながら、例えばラック−ピ
ニオン機構を介して光ファイバを軸方向両側に例えば
0.005〜25mm/分の速度で引っ張ることにより
行い得る。
うことができ、例えば、火炎バーナ、ヒーターレーザ、
小型電気炉等適宜の加熱装置を用いて、一般に1300
〜2000℃の温度で加熱しながら、例えばラック−ピ
ニオン機構を介して光ファイバを軸方向両側に例えば
0.005〜25mm/分の速度で引っ張ることにより
行い得る。
【0027】次に、本発明を実施例について更に詳しく
説明する。
説明する。
【0028】実施例1 光ファイバf1 、f2 として、藤倉電線(株)製のコア
径7.8μm、クラッド径125μmの光ファイバ(商
品名:1550nm用DSF・SMファイバ)を使用し
た。該光ファイバは、フッ酸を用いてエッチングし、ク
ラッド径を12〜30μmの範囲で所定の径にまで減径
した。光ファイバf1 、f2 の減径された部分の長さは
20mmであった。
径7.8μm、クラッド径125μmの光ファイバ(商
品名:1550nm用DSF・SMファイバ)を使用し
た。該光ファイバは、フッ酸を用いてエッチングし、ク
ラッド径を12〜30μmの範囲で所定の径にまで減径
した。光ファイバf1 、f2 の減径された部分の長さは
20mmであった。
【0029】2本の光ファイバを水リンス後、その減径
部分が平行に接触状態となるように配列し、これら減径
された部分の光ファイバを3回撚り合わせた。
部分が平行に接触状態となるように配列し、これら減径
された部分の光ファイバを3回撚り合わせた。
【0030】次いで、光ファイバf1 、f2 の撚り合わ
せ部分において、コア61 、62 の配列方向が大略90
°相違する2点にて、それぞれ別個に融着延伸処理を行
なった。融着延伸処理は、火炎トーチを用いて1400
〜1500℃に加熱しながら、約5mmの長さ引っ張る
ことにより行なった。
せ部分において、コア61 、62 の配列方向が大略90
°相違する2点にて、それぞれ別個に融着延伸処理を行
なった。融着延伸処理は、火炎トーチを用いて1400
〜1500℃に加熱しながら、約5mmの長さ引っ張る
ことにより行なった。
【0031】このようにして、本発明に従った、図1に
示す構成の光合波分波カプラ1を作製し、波長分離度及
び偏光安定性について実験を行なった。使用した光は
1.480μmと1.550μmであった。結果を表1
に示す。
示す構成の光合波分波カプラ1を作製し、波長分離度及
び偏光安定性について実験を行なった。使用した光は
1.480μmと1.550μmであった。結果を表1
に示す。
【0032】比較例1 光ファイバとして、実施例1と同様に、藤倉電線(株)
製のコア径7.8μm、クラッド径125μmの光ファ
イバ(商品名:1550nm用DSF・SMファイバ)
を使用した。該光ファイバは、フッ酸を用いてエッチン
グし、クラッド径を12〜30μmの範囲で所定の径に
まで減径した。光ファイバの減径された部分の長さは2
0mmであった。
製のコア径7.8μm、クラッド径125μmの光ファ
イバ(商品名:1550nm用DSF・SMファイバ)
を使用した。該光ファイバは、フッ酸を用いてエッチン
グし、クラッド径を12〜30μmの範囲で所定の径に
まで減径した。光ファイバの減径された部分の長さは2
0mmであった。
【0033】2本の光ファイバを水リンス後、その減径
部分が平行に接触状態となるように配列し、撚り合わせ
ることなく、火炎トーチを用いて1400〜1500℃
に加熱しながら、約5mmの長さ引っ張り、融着延伸処
理した。
部分が平行に接触状態となるように配列し、撚り合わせ
ることなく、火炎トーチを用いて1400〜1500℃
に加熱しながら、約5mmの長さ引っ張り、融着延伸処
理した。
【0034】このようにして、多数の、特願平1−25
5164号に従った構成の光合波分波カプラ1を作製
し、波長分離度及び偏光安定性について、実施例1と同
様の実験を行なった。結果を表1に示す。
5164号に従った構成の光合波分波カプラ1を作製
し、波長分離度及び偏光安定性について、実施例1と同
様の実験を行なった。結果を表1に示す。
【0035】
【表1】
【0036】本発明の光合波分波カプラは、波長差の小
さい場合でも波長分離度は16dB以上あり、最も良く
は30dBのものも得ることができ、通常は20dBと
され、比較例に示す先行技術に比べ、優れていることが
分かる。又、本発明の光合波分波カプラは、偏光特性の
点でも優れており、比較例のカプラより偏光安定性が高
いことが分かる。
さい場合でも波長分離度は16dB以上あり、最も良く
は30dBのものも得ることができ、通常は20dBと
され、比較例に示す先行技術に比べ、優れていることが
分かる。又、本発明の光合波分波カプラは、偏光特性の
点でも優れており、比較例のカプラより偏光安定性が高
いことが分かる。
【0037】尚、本発明のカプラを製造するに際して、
クラッド外径の下限を12μmとしているのは、これよ
り細くすると作業上の取扱いが難しくなり、歩留まりが
著しく低下するからである。上限を30μmとするの
は、波長差が0.05〜0.10μmと小さい場合でも
16dB以上の良好な波長分離度を得るためである。
クラッド外径の下限を12μmとしているのは、これよ
り細くすると作業上の取扱いが難しくなり、歩留まりが
著しく低下するからである。上限を30μmとするの
は、波長差が0.05〜0.10μmと小さい場合でも
16dB以上の良好な波長分離度を得るためである。
【0038】
【発明の効果】以上の如くに、本発明に係る光合波分波
カプラは、減径された2本のシングルモード光ファイバ
を撚り合わせ、この撚り合わせ部分において2点にて光
結合部が形成され、この2点の光結合部はその配列方向
が大略90゜相違する構成とされるために、偏光安定性
が高く、2.5%以下、最も良くは0.2%とすること
ができ、しかも、0.05〜0.10μmといったよう
に波長差が小さい場合にも波長分離度が16dB以上、
最も良くは30dBとすることができ、光増幅器などと
して極めて有効に使用し得る。
カプラは、減径された2本のシングルモード光ファイバ
を撚り合わせ、この撚り合わせ部分において2点にて光
結合部が形成され、この2点の光結合部はその配列方向
が大略90゜相違する構成とされるために、偏光安定性
が高く、2.5%以下、最も良くは0.2%とすること
ができ、しかも、0.05〜0.10μmといったよう
に波長差が小さい場合にも波長分離度が16dB以上、
最も良くは30dBとすることができ、光増幅器などと
して極めて有効に使用し得る。
【図1】本発明の光合波分波カプラの概要を示す斜視図
である。
である。
【図2】本発明の光合波分波カプラの製造方法を説明す
るための斜視図である。
るための斜視図である。
1 光合波分波カプラ 2、4 光結合部 61 、62 コア 81 、82 クラッド f1 、f2 光ファイバ
Claims (3)
- 【請求項1】 減径された2本のシングルモード光ファ
イバを撚り合わせ、この撚り合わせ部分において2点に
て光結合部が形成され、この2点の光結合部はその配列
方向が大略90゜相違することを特徴とする光合波分波
カプラ。 - 【請求項2】 2本のシングルモード光ファイバをエッ
チングにて減径し、次いで、この減径された部分を互に
撚り合わせ、その後、この撚り合わせ部分において、2
点にて融着延伸して2つの光結合部を形成し、この2点
の光結合部はその配列方向が大略90゜相違することを
特徴とする光合波分波カプラの製造方法。 - 【請求項3】 前記2本のシングルモード光ファイバの
コア径は8〜10μmであり、エッチングにてクラッド
外径が12〜30μmになるまで減径される請求項2の
光合波分波カプラの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3194722A JP2573890B2 (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | 光合波分波カプラ及びその製造方法 |
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1991
- 1991-07-09 JP JP3194722A patent/JP2573890B2/ja not_active Expired - Fee Related
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