JP3066444B2 - Manufacturing method of broadband optical fiber coupler - Google Patents

Manufacturing method of broadband optical fiber coupler

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JP3066444B2
JP3066444B2 JP4111574A JP11157492A JP3066444B2 JP 3066444 B2 JP3066444 B2 JP 3066444B2 JP 4111574 A JP4111574 A JP 4111574A JP 11157492 A JP11157492 A JP 11157492A JP 3066444 B2 JP3066444 B2 JP 3066444B2
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optical fibers
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は複数の光ファイバを相
互に融着、延伸させてこれら光ファイバ間を相互に光学
的に結合させる光ファイバカプラの製造方法、特にその
結合波長帯域が広い広帯域光ファイバカプラの製造方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing an optical fiber coupler in which a plurality of optical fibers are fused and drawn to each other, and these optical fibers are optically coupled to each other. The present invention relates to a method for manufacturing an optical fiber coupler.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の融着延伸法で作られた光ファイバ
カプラの分岐比の波長依存特性を図6Aに示す。これは
帯域幅が比較的狭い光ファイバカプラであって、この場
合、ある波長、この例では1.35μm で分岐比が0,す
なわち一方の光ファイバからの光がすべて他方の光ファ
イバに伝搬してしまう状態が存在する。
2. Description of the Related Art FIG. 6A shows the wavelength dependence of the branching ratio of an optical fiber coupler produced by a conventional fusion drawing method. This is an optical fiber coupler having a relatively narrow bandwidth. In this case, a certain wavelength, in this example, 1.35 μm and the branching ratio is 0, that is, all the light from one optical fiber propagates to the other optical fiber. There are situations where

【0003】これに対して広帯域光ファイバカプラの分
岐比の波長依存特性は、例えば図6Bに示すようなもの
である。この場合は最小分岐比が0となる波長がなく、
最小分岐比がほゞ40%位となっている。これは最も一
般的な性能を持つ広帯域光ファイバカプラであって、波
長1.3μm および1.55μm において共に分岐比が約5
0%となっている。
On the other hand, the wavelength dependence of the branching ratio of a broadband optical fiber coupler is as shown in FIG. 6B, for example. In this case, there is no wavelength at which the minimum branching ratio becomes 0,
The minimum branching ratio is about 40%. This is a broadband optical fiber coupler having the most general performance, and has a branching ratio of about 5 at both 1.3 μm and 1.55 μm.
It is 0%.

【0004】このように最小分岐比が0とならない広帯
域光ファイバカプラを作る方法として国際公開番号WO
87/00934号公報に示されている方法は、使用す
る2本の光ファイバの伝搬定数に差をつけることとして
いる。しかしこの2本の光ファイバの伝搬定数に単に差
をつけただけでは目的とする広帯域光ファイバカプラを
作ることはできない。それは光ファイバカプラの最小分
岐比を単に0とすれば良いのではなく、図6Bに示した
ように典型的な広帯域光ファイバカプラにおいては、最
小分岐比が約40%程度である必要があるからである。
最小分岐比が40%より大きくても、小さくても目的と
する性能を持つ広帯域光ファイバカプラを実現すること
ができない。2本の光ファイバの伝搬定数の差と最小分
岐比とは極めて強い相間があり、使用する2本の光ファ
イバの伝搬定数差を極めて精度良く管理しなければなら
ない。
[0004] As a method for producing a wide-band optical fiber coupler in which the minimum branching ratio does not become zero, an international publication number WO
The method disclosed in Japanese Patent Application No. 87/00934 makes a difference between the propagation constants of two optical fibers used. However, simply making a difference between the propagation constants of these two optical fibers does not make it possible to produce a desired broadband optical fiber coupler. It is not necessary to simply set the minimum branching ratio of the optical fiber coupler to 0, but in a typical broadband optical fiber coupler as shown in FIG. 6B, the minimum branching ratio needs to be about 40%. It is.
Even if the minimum branching ratio is larger or smaller than 40%, a broadband optical fiber coupler having the desired performance cannot be realized. There is an extremely strong correlation between the difference between the propagation constants of the two optical fibers and the minimum branching ratio, and the difference between the propagation constants of the two optical fibers used must be managed with extremely high precision.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】この伝搬定数差を光フ
ァイバのコア径の差によって得ようとすると最小分岐比
を所望値に対し±5%の範囲内に管理するためには、コ
ア径の差をおおよそ±0.01μm の精度以内で管理しな
ければならないことが本発明者によって解析された。こ
のような高い精度で光ファイバのコアの径の差を管理す
ることは現在のところは勿論、近い将来においても非常
に困難と考えられる。
In order to obtain the difference in propagation constant from the difference in the core diameter of the optical fiber, in order to control the minimum branching ratio within a range of ± 5% with respect to a desired value, it is necessary to set the core diameter to the desired value. It has been analyzed by the inventor that differences must be controlled within an accuracy of approximately ± 0.01 μm. It is considered very difficult to manage the difference in the diameter of the core of the optical fiber with such high accuracy not only at present but also in the near future.

【0006】この発明の目的は、光ファイバの伝搬定数
の差を精度良く管理する必要がなく、従ってコア径の差
が±0.01μm の精度内になるように光ファイバを加工
するような必要もなく、極めて容易に広帯域の光ファイ
バカプラを製造することができる広帯域光ファイバカプ
ラの製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to eliminate the necessity of accurately managing the difference in the propagation constant of an optical fiber. Therefore, it is necessary to process the optical fiber so that the difference in core diameter is within an accuracy of ± 0.01 μm. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a broadband optical fiber coupler which can manufacture a wideband optical fiber coupler very easily.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明によれば伝搬定
数が異なる少なくとも2本以上の接近した光ファイバ
を、中間部に第1の加熱温度を加えて加熱し、両端部に
第1の張力を加えて融着延伸し、その融着された光ファ
イバの最小分岐比を測定する。
According to the present invention, at least two closely spaced optical fibers having different propagation constants are provided.
Is heated by applying the first heating temperature to the middle part,
The first tension is applied for fusing and stretching, and the fused optical fiber is drawn.
Measure the minimum branching ratio of Iva.

【0008】そしてその測定値が所定値以下の場合は、
第1の加熱温度よりも低い第2の加熱温度で融着部を加
熱し、融着部が延伸しない程度の第2の張力を両端部に
加えて最小分岐比を大きくする。又その測定値が所定値
以上の場合は、第1の加熱温度よりも低い第3の加熱温
度で融着部を加熱し、その温度低下によりコア間隔が接
近する程度の第3の張力を両端部に加えて最小分岐比を
小さくする。
If the measured value is less than a predetermined value,
The fused portion is applied at a second heating temperature lower than the first heating temperature.
Heat and apply a second tension to both ends such that the fused part does not stretch.
In addition, the minimum branching ratio is increased. Also, the measured value is the specified value
In the above case, the third heating temperature lower than the first heating temperature
The fusion zone is heated at a temperature of
Apply a third tension that is close to both ends to reduce the minimum branching ratio.
Make it smaller.

【0009】[0009]

【実施例】まずこの発明の製造方法に用いる光ファイバ
カプラの製造装置を図1を参照して説明する。これは従
来の光ファイバカプラ製造装置と同様のものである。2
本の光ファイバ11および12は互いに接近されて両端
部がクランプ13,14により保持される。一方のクラ
ンプ14は固定され、他方のクランプ13は延伸用クラ
ンプであって、モータ15により駆動されて光ファイバ
11,12の長手方向に沿って固定クランプ14から離
れる方向に移動させることができ、つまり光ファイバ1
1,12に張力を印加することができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, an apparatus for manufacturing an optical fiber coupler used in the manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIG. This is similar to a conventional optical fiber coupler manufacturing apparatus. 2
The optical fibers 11 and 12 are brought close to each other and both ends are held by clamps 13 and 14. One clamp 14 is fixed, and the other clamp 13 is a stretching clamp, which can be driven by a motor 15 to move in a direction away from the fixed clamp 14 along the longitudinal direction of the optical fibers 11 and 12, That is, the optical fiber 1
A tension can be applied to 1,12.

【0010】クランプ13,14間の中間部において、
光ファイバ11,12のむき出されたクラッド部を接触
させた状態で加熱手段としてのバーナ16,17によっ
て加熱して両光ファイバ11,12を融着させることが
できる。この融着部26はある範囲内にわたって行うた
めバーナ16,17は移動ステージ18に保持され、光
ファイバ11,12の長手方向に沿ってある範囲内を移
動させることができる。このようにして光ファイバ1
1,12のクラッドを互いに接触させた状態で加熱し、
かつ延伸機つまりクランプ13およびモータ15によっ
て光ファイバ11,12に延伸させるように応力を与
え、その光ファイバの融着部26を細くすると同時に内
部の両コアを互いに接近させて、その両光ファイバ1
1,12を互いに光結合させる。
At an intermediate portion between the clamps 13 and 14,
In a state where the exposed cladding portions of the optical fibers 11 and 12 are in contact with each other, the optical fibers 11 and 12 can be fused by heating by the burners 16 and 17 as heating means. Since the fusion section 26 is performed over a certain range, the burners 16 and 17 are held by the moving stage 18 and can be moved within a certain range along the longitudinal direction of the optical fibers 11 and 12. Thus, the optical fiber 1
Heat the claddings 1 and 12 in contact with each other,
Further, a stress is applied to the optical fibers 11 and 12 by the stretching machine, that is, the clamp 13 and the motor 15 so that the optical fibers 11 and 12 are stretched. 1
1 and 12 are optically coupled to each other.

【0011】その光結合状態を測定するため、一方の光
ファイバ11の一端に光源19から光を入射し、その光
が光ファイバ11の他端より出射する光量と、その他端
側において他方の光ファイバ12より出射する光量とを
それぞれ光検出器21,22で検出し、これら光検出器
21,22の出力から分岐比測定器23でその分岐比を
測定する。その測定結果を制御器24に与え、制御器2
4は目的とする分岐比が得られるようにモータ15およ
び移動ステージ18を制御する。分岐比は例えば光ファ
イバ11の入射光量に対するその同一光ファイバ11の
出射光量、つまり光検出器21の検出出力の割合を%で
表示したものである。つまり光ファイバ11,12の結
合が強くなると、分岐比は小さくなる。
In order to measure the optical coupling state, light is incident on one end of one optical fiber 11 from a light source 19, the amount of the light emitted from the other end of the optical fiber 11, and the other light on the other end. The amount of light emitted from the fiber 12 is detected by the photodetectors 21 and 22, respectively, and the branch ratio is measured by the branch ratio measuring device 23 from the outputs of the photodetectors 21 and 22. The measurement result is given to the controller 24 and the controller 2
Reference numeral 4 controls the motor 15 and the moving stage 18 so that a desired branching ratio is obtained. The branching ratio indicates, for example, the ratio of the output light amount of the same optical fiber 11 to the incident light amount of the optical fiber 11, that is, the ratio of the detection output of the photodetector 21 in%. That is, as the coupling between the optical fibers 11 and 12 becomes stronger, the branching ratio becomes smaller.

【0012】次にこの発明による実施例を図2を参照し
て説明しよう。図2Aに示すようにこの実施例において
は、まず伝搬定数が異なる二つの光ファイバ11および
12を用意する。この光ファイバ11および12の伝搬
定数の差は適当な値、つまり任意の値でよく、通常一般
に作られている光ファイバにおいては製造メーカの違い
により、あるいは製造ロットの違いにより伝搬定数が異
なっている。従って市販されている光ファイバの2本を
ただ任意に取り出して用意すればよい。たとえば図6B
に示すような典型的な広帯域光ファイバカプラに必要な
伝搬定数差は、約0.4 cm-1である必要があるのに対し
て、この発明によればこの伝搬定数の差は前記差に対し
て1桁程度の差つまり0.04cm-1乃至4.0cm-1程度があ
ってもよく、場合によっては0.04cm-1以下、4.0cm-1
以上の伝搬定数の差であってもよい。
Next, an embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2A, in this embodiment, first, two optical fibers 11 and 12 having different propagation constants are prepared. The difference between the propagation constants of the optical fibers 11 and 12 may be an appropriate value, that is, an arbitrary value. In general, an optical fiber generally manufactured has a different propagation constant depending on a manufacturer or a production lot. I have. Accordingly, two commercially available optical fibers may be simply taken out and prepared. For example, FIG.
The difference in propagation constant required for a typical broadband optical fiber coupler as shown in FIG. 1 needs to be about 0.4 cm −1 , whereas according to the present invention, the difference in propagation constant is There may be a difference of about one digit, that is, about 0.04 cm -1 to 4.0 cm -1 , and in some cases, 0.04 cm -1 or less, 4.0 cm -1.
The difference between the above propagation constants may be used.

【0013】このように光ファイバ11,12に対して
伝搬定数の差をもたらすのは前述したように市販されて
いる光ファイバの任意の2本をもってきてもよいが、積
極的にその1本を延伸し、これと延伸しないものとを用
いることにより両光ファイバ間に伝搬定数の差を設け
る。あるいは2本の光ファイバ11,12を共に延伸す
るが、その延伸量を異ならせることによって伝搬定数の
差を設ける。または2本の光ファイバをそれぞれクラッ
ド部分をエッチングによりその外径に差を付け、つまり
一方をエッチングすることなく、他方のみをエッチング
し、あるいは両者ともエッチングするが、そのエッチン
グ量を異ならせて光ファイバ11および12に伝搬定数
の差を付ける。
The difference between the propagation constants of the optical fibers 11 and 12 can be obtained by using any two of the commercially available optical fibers as described above. Is stretched, and the difference between the propagation constants is provided between the two optical fibers by using this and the unstretched one. Alternatively, the two optical fibers 11 and 12 are stretched together, but the difference in propagation constant is provided by making the stretching amounts different. Alternatively, the outer diameter of each of the two optical fibers is made different by etching the clad portion, that is, without etching one, only the other is etched, or both are etched. Fibers 11 and 12 are provided with a difference in propagation constant.

【0014】次に図2Bに示すように、光ファイバ1
1,12の中間部におけるクラッド部分を互いに接触さ
せた状態において、その部分をバーナ16,17で加熱
すると共に両光ファイバ11,12に張力F1 を与えて
両光ファイバ11,12を融着延伸させる。このように
して光ファイバ11,12の融着部26の両クラッド部
分が細くなると共にコア部分も細くなり、かつ両コア部
分が互いに接近して光ファイバ11と12とが光学的に
結合し、つまり一方の光ファイバ11より伝搬して来た
光が融着部26で他方の光ファイバ12にも分岐して伝
搬するようになる。
Next, as shown in FIG.
In a state where the clad portions in the intermediate portions of the optical fibers 1 and 12 are brought into contact with each other, the portions are heated by the burners 16 and 17 and a tension F1 is applied to the optical fibers 11 and 12 to fuse the optical fibers 11 and 12 together. Stretch. In this way, the clad portions of the fused portions 26 of the optical fibers 11 and 12 become thinner and the core portions also become thinner, and the two core portions approach each other to optically couple the optical fibers 11 and 12 with each other. In other words, the light that has propagated from one optical fiber 11 branches off and propagates to the other optical fiber 12 at the fusion portion 26.

【0015】この光ファイバ11と12との光結合は任
意でよい、つまり両光ファイバ11および12が単に光
結合すればよく、その結合の程度は任意でよい。従って
従来の光ファイバカプラの製造において行われている融
着延伸と同一条件で行ってもよい。また前述したように
光ファイバ11,12が例えばそのクラッド部分がエッ
チングされて薄くされている場合においては、両光ファ
イバ11,12を接触させて単に融着させるだけで特に
延伸を行わなくても光ファイバ11,12は光学的に結
合するようになる。
The optical coupling between the optical fibers 11 and 12 may be arbitrary, that is, the optical fibers 11 and 12 may be merely optically coupled, and the degree of coupling may be arbitrary. Therefore, it may be performed under the same conditions as the fusion stretching performed in the production of the conventional optical fiber coupler. Further, as described above, when the optical fibers 11 and 12 are thinned by, for example, etching the cladding portion thereof, the two optical fibers 11 and 12 are brought into contact with each other and are simply fused to each other without any particular drawing. The optical fibers 11 and 12 are optically coupled.

【0016】次に図2Cに示すように図2Bに示した光
結合を可能とされた光ファイバ11,12において、そ
の光ファイバ11,12の結合状態、つまり分岐比を測
定してその分岐比が所定の状態となるように、両光ファ
イバ11および12の融着部26を処理し、つまりその
融着部26について前記光結合させる工程に対し、加熱
温度を変更し、あるいは延伸力をF1 からF2 に変化、
またはその両者を行って光ファイバ11,12の結合状
態を変化させて融着部26における最小分岐比が目的と
する値になるように処理する。
Next, as shown in FIG. 2C, in the optical fibers 11 and 12 capable of optical coupling shown in FIG. 2B, the coupling state of the optical fibers 11 and 12, that is, the branching ratio is measured and the branching ratio is measured. Is processed so that the optical fiber 11 and 12 are in a predetermined state, that is, the heating temperature is changed or the stretching force is changed to F for the step of optically coupling the fused portion 26. It changes from 1 to F 2,
Alternatively, by performing both of them, the coupling state of the optical fibers 11 and 12 is changed so that the processing is performed so that the minimum branching ratio in the fusion spliced portion 26 becomes a target value.

【0017】例1 例えば図2Bにおいて光ファイバ11および12を光結
合させるために、従来における光ファイバカプラの製造
法における融着延伸時の加熱温度、張力をそのまま適用
した。その結合状態における分岐比を測定したところ、
図3Aに示す状態となった。つまり光ファイバ11の一
端に入射された波長1.55μm の光はその光ファイバ1
1の他端よりその入射光の約24%であった。また、こ
の時の最小分岐比は10%程度であり、すなわち光ファ
イバ11に入射さた光はその10%程度しかその光ファ
イバ11の他端から出射されず、あと残りの90%は光
ファイバ12側に分岐してしまう状態であった。従って
波長1.3μm と波長1.55μm においてそれぞれ分岐比
が50%となるようにするためには、これらの波長の中
間において最小分岐比を40%程度にする必要がある。
Example 1 For example, in FIG. 2B, in order to optically couple the optical fibers 11 and 12, the heating temperature and tension at the time of fusion drawing in the conventional method of manufacturing an optical fiber coupler were applied as they were. When the branching ratio in the combined state was measured,
The state shown in FIG. 3A was obtained. That is, light having a wavelength of 1.55 μm incident on one end of the optical fiber 11 is
1 was about 24% of the incident light from the other end. The minimum branching ratio at this time is about 10%, that is, only about 10% of the light incident on the optical fiber 11 is emitted from the other end of the optical fiber 11, and the remaining 90% is It was in a state of branching to the 12 side. Therefore, in order for the branching ratio to be 50% at the wavelengths of 1.3 μm and 1.55 μm, it is necessary to set the minimum branching ratio to about 40% in the middle of these wavelengths.

【0018】そこで図2Cの工程において図2Bの工程
における光ファイバ11,12に対する延伸応力を一定
としたまま光ファイバ11,12に対する加熱温度を低
くし、延伸はしないようにする。このようにすると融着
部26におけるコアの間隔が広くなる。つまり光ファイ
バ11,12は図2Dに示すように、その心線に対して
外被27が被せられ、融着部26の両側においてはクラ
ッド部分がむき出されており、この外被27は融着部2
6に対してかなり太くなっている。この光ファイバ1
1,12はその外被27を接触させた状態でクランプ1
3,14により保持され、その融着部26に対し張力が
与えられるが、クランプ13,14における光ファイバ
11,12のコアの中心間の間隔d1 に対して融着部2
6におけるコアの間隔d2 はかなり小さく、クランプ1
3,14の位置からするとコアが互いに漸次接近した状
態になっている。このためクランプ13,14により引
き延ばされるような応力F1 が光ファイバ11,12に
与えられると、たるんでいる両コアが張るように作用
し、融着部26におけるコアに、その間隔d2 が大にな
る方向の力F3 が作用する。
Therefore, in the process of FIG. 2C, the heating temperature for the optical fibers 11, 12 is lowered while the stretching stress on the optical fibers 11, 12 in the process of FIG. 2B is kept constant, so that the drawing is not performed. By doing so, the interval between the cores in the fusion portion 26 is increased. That is, as shown in FIG. 2D, the optical fibers 11 and 12 are covered with a jacket 27 on their core wires, and the cladding is exposed on both sides of the fusion spliced portion 26. Wearing part 2
6 is considerably thicker. This optical fiber 1
1 and 12 are clamps 1 with their jackets 27 in contact.
3 and 14, and a tension is applied to the fusion portion 26, but the fusion portion 2 is located at a distance d 1 between the centers of the cores of the optical fibers 11 and 12 in the clamps 13 and 14.
6, the distance d 2 between the cores is quite small, and the clamp 1
From the positions 3 and 14, the cores are gradually approaching each other. For this reason, when the stresses F 1 that are stretched by the clamps 13 and 14 are applied to the optical fibers 11 and 12, both the slack cores act so as to be stretched, and the cores in the fusion portion 26 have a distance d 2 between them. There acts force F 3 to be large.

【0019】よって融着部26に対する加熱温度が下げ
られているため融着部26がそれ程軟化してない状態に
おいて、このように光ファイバ11,12に張力が与え
られると、融着部26は延伸することなく、そのコアの
間隔d2 が離されるように作用し、両コア間の光結合が
小さくなり、従ってこの場合は時間と共に分岐比が大き
くなる。そこで光ファイバ11の出射される光を観測し
て図4Aに示すように波長1.55μm における分岐比が
56%になったときに加熱および張力の印加を停止す
る。このときほゞ波長1.3μm ,1.55μm において分
岐比はそれぞれ50%程度、つまり最小分岐比が約40
%程度になる。
Therefore, when the optical fibers 11 and 12 are tensioned in this manner in a state where the heating temperature for the fusion portion 26 is lowered and the fusion portion 26 is not so softened, the fusion portion 26 becomes without stretching acts to distance d 2 of the core is released, the optical coupling is reduced between the two cores, thus splitting ratio increases with this time. Then, the light emitted from the optical fiber 11 is observed, and as shown in FIG. 4A, when the branching ratio at the wavelength of 1.55 μm becomes 56%, heating and application of tension are stopped. At this time, at approximately 1.3 μm and 1.55 μm, the branching ratio is about 50%, that is, the minimum branching ratio is about 40%.
%.

【0020】第2工程(図2B)に対して加熱温度を弱
くする手段としてはバーナ16,17に対するガス流量
を制限したり、あるいは融着部26からバーナ16,1
7の距離をそれぞれ遠ざけることによって行い、または
電熱により加熱する場合においては、その電熱器に対す
る電流を減少することによって融着部26に対する加熱
温度を下げる。あるいは同様にその電熱器を融着部26
から離すことによって融着部26における加熱温度を下
げることができる。
As means for weakening the heating temperature in the second step (FIG. 2B), the gas flow rate to the burners 16 and 17 is restricted, or the burners 16 and 1 are connected from the fusion portion 26.
In the case where heating is performed by increasing the distance of each of the heaters 7 or heating by electric heating, the heating temperature of the fusion bonding portion 26 is reduced by reducing the current to the electric heater. Alternatively, the electric heater is similarly connected to the fusion portion 26.
The heating temperature in the fusion section 26 can be reduced by separating the heating section from the heating section.

【0021】例2 例1と同様に伝搬定数の異なる光ファイバを用意してそ
れを融着延伸し、そのときの分岐比を測定したところ、
つまり第2工程(図2B)を終了したときに図3Bに示
すように波長1.55μm において分岐比が75%となっ
た。つまりこの場合は、前記例1と異なり、最小分岐比
が目的とする値よりかなり大きくなった場合であり、従
ってこの場合においては、次の第3工程(図2C)にお
いてその分岐比を小さくする必要がある。
Example 2 Optical fibers having different propagation constants were prepared in the same manner as in Example 1, and they were fused and drawn. The branching ratio was measured.
That is, when the second step (FIG. 2B) was completed, the branching ratio became 75% at a wavelength of 1.55 μm as shown in FIG. 3B. That is, in this case, unlike the above-described example 1, the minimum branch ratio is considerably larger than the target value. Therefore, in this case, the branch ratio is reduced in the next third step (FIG. 2C). There is a need.

【0022】このため第2工程(図2B)における場合
より延伸応力を約6分の1に小さくすると共に、融着部
26に対する加熱温度を低くした。このように延伸応力
がかなり小さくなるとクランプ13,14間がわずか短
くなり、また融着部26に対する加熱温度も低くされて
いるため、クランプ13,14間の光ファイバ11,1
2のコアが第2工程よりもたるむように作用し、融着部
26において両コアが互いに接近する。よって光ファイ
バ11の入射光に対する他端の出射光は少なくなり、す
なわち分岐比が増加する。波長1.55μm における分岐
比が図4Bに示すように50%程度に低下したときに、
その加熱および延伸応力の印加を停止した。このとき分
岐比の最小値は約40%となり、目的とする広帯域光フ
ァイバカプラが得られた。
For this reason, the stretching stress was reduced to about 1/6 compared with the case of the second step (FIG. 2B), and the heating temperature for the fused portion 26 was lowered. As described above, when the stretching stress becomes considerably small, the distance between the clamps 13 and 14 becomes slightly short, and the heating temperature for the fusion portion 26 is also low.
The two cores act more slackly than in the second step, and the two cores approach each other at the fusion portion 26. Therefore, the outgoing light of the other end with respect to the incident light of the optical fiber 11 decreases, that is, the branching ratio increases. When the branching ratio at a wavelength of 1.55 μm drops to about 50% as shown in FIG. 4B,
The heating and the application of the stretching stress were stopped. At this time, the minimum value of the branching ratio was about 40%, and the intended broadband optical fiber coupler was obtained.

【0023】例3 光ファイバ11,12を任意に選んで組み合わせ、第2
工程(図2B)において例1と同様に融着延伸して光結
合させた。このとき分岐比は例1の場合と同様に図3A
に示したようになった。つまり最小分岐比は10%程度
であり、その光ファイバ11に対し入力された光に対し
て光ファイバ12に分岐する量が多過ぎた。
Example 3 The optical fibers 11 and 12 are arbitrarily selected and combined,
In the step (FIG. 2B), fusion bonding and stretching were performed and optically coupled in the same manner as in Example 1. At this time, the branch ratio is the same as in the case of Example 1 shown in FIG.
It became as shown in. That is, the minimum branching ratio was about 10%, and the amount of light input to the optical fiber 11 was branched to the optical fiber 12 too much.

【0024】この場合においては第3工程(図2C)で
最小分岐比を大きくしなければならないが、このため加
熱温度を第2工程よりも低くして、その場合の温度を低
くするが例1の場合よりは高くして延伸もする。これに
よって融着部26における光ファイバ11,12のコア
の径が小さくなる割合よりもコア間隔d2 が小さくなる
割合の方が小さくなるようにする。言い換えると、コア
の径に対するコアの間隔が大きくなるように延伸する。
このようにしながら分岐比を測定し、分岐比が図6Bに
示すような状態、すなわち1.55μm で48%位になっ
て加熱、延伸を停止した。このとき最小分岐比は46%
程度となった。
In this case, the minimum branching ratio must be increased in the third step (FIG. 2C). For this reason, the heating temperature is set lower than in the second step, and the temperature in that case is lowered. Stretching is also made higher than in the case of Thereby to towards the percentage size of the core of the optical fibers 11 and 12 becomes smaller core distance d 2 than the ratio becomes smaller at the fused portion 26 is reduced. In other words, the stretching is performed so that the interval between the cores with respect to the diameter of the core is increased.
The branching ratio was measured in this manner, and the heating and stretching were stopped when the branching ratio reached about 48% at the state shown in FIG. 6B, that is, 1.55 μm. At this time, the minimum branching ratio is 46%
It was about.

【0025】上述の何れの場合においても、第2工程に
おいて光ファイバ11,12を融着して互いに光結合さ
せるが、その工程を連続して第3ステップを行ってもよ
い。つまり両工程とも分岐比を測定しながら連続して行
う。上述において光ファイバに対する応力、つまり引っ
張り力の制御は前述したようにモータによる場合の他
に、錘りによる場合、磁力による場合などで行うことが
できる。
In any of the above cases, the optical fibers 11 and 12 are fused and optically coupled to each other in the second step, but the third step may be performed continuously. That is, both steps are continuously performed while measuring the branching ratio. In the above description, the control of the stress on the optical fiber, that is, the pulling force, can be performed not only by the motor as described above, but also by a weight, a magnetic force, or the like.

【0026】前記例1,例2における分岐比の制御と対
応した実験によるグラフを図5に示す。図5において横
軸は融着部26の縦に対する横の比、いわゆるアスペク
ト比を示す。このアスペクト比が小さいとコアの間隔が
接近し、それだけ相手方に対し光が分岐する量が多く、
分岐比は小さくなり、逆にアスペクト比が大きいとコア
の間隔が大きく相手方に分岐する量が少なく分岐比は大
きくなる。
FIG. 5 shows a graph obtained by an experiment corresponding to the control of the branching ratio in Examples 1 and 2. In FIG. 5, the abscissa indicates the so-called aspect ratio of the fused portion 26 to its length. If this aspect ratio is small, the distance between the cores is closer, and the amount of light that branches to the other party is larger,
The branching ratio decreases, and conversely, if the aspect ratio is large, the spacing between the cores is large, the amount of branching to the other party is small, and the branching ratio increases.

【0027】例1の第3工程において光ファイバに印加
した応力をある程度の強さとするが、加熱温度を低くし
て延伸しない程度に両光ファイバに張力を与えてコアの
間隔を大きくするようにした場合、時間が経過する程図
中,,,と示すように分岐比が大きくなり、つ
まりコアの間隔が大きくなっていく様子が判る。一方、
例2の第3工程において光ファイバに対する張力を小さ
くすることによって、それまでの光ファイバに与えた張
力に対応したクランプ13,14間に対したるみが生
じ、融着部26の両光ファイバコアが時間と共に接近す
る。その様子は図5中1,2,3,4,5と○印を付け
ない番号で示してあり、それぞれ時間と共に分岐比が小
さくなり、コアの間隔が広がって行く様子が判る。
The stress applied to the optical fiber in the third step of Example 1 is increased to a certain level, but the heating temperature is lowered so that tension is applied to both optical fibers to such an extent that stretching is not performed so as to increase the distance between the cores. In this case, it can be seen that as the time elapses, the branching ratio increases as shown in the figure, that is, the interval between the cores increases. on the other hand,
By reducing the tension on the optical fiber in the third step of Example 2, a slack occurs between the clamps 13 and 14 corresponding to the tension applied to the optical fiber up to that time, and both optical fiber cores of the fusion portion 26 are formed. Approach with time. In FIG. 5, 1, 2, 3, 4, and 5 are indicated by numbers without a circle, and it can be seen that the branching ratio decreases with time and the interval between the cores increases.

【0028】上述においては2本の光ファイバを融着さ
せて光ファイバカプラとしたが、3本以上の光ファイバ
を同様に融着して同様の方法によって広帯域光ファイバ
とすることもできる。
In the above description, two optical fibers are fused to form an optical fiber coupler. However, three or more optical fibers may be similarly fused to form a broadband optical fiber by a similar method.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば使
用する光ファイバの伝搬定数の差を精密に制御すること
なく、つまりそのコア径の比を精密に制御する必要がな
く、ただ適当に既存の光ファイバを用いれば、通常それ
ら間にばらつきによって伝搬定数に差があるから、それ
を使用してその光ファイバをまず融着して単に光結合さ
せ、その分岐比を測定してこれに応じて目的とする最低
の分岐比が得られるようにその融着部を制御すればよ
く、従来技術と比較して頗る簡単に広帯域光ファイバカ
プラを製造することができる。
As described above, according to the present invention, it is not necessary to precisely control the difference between the propagation constants of the optical fibers used, that is, it is not necessary to precisely control the core diameter ratio. If an existing optical fiber is used, there is usually a difference in the propagation constant due to variations between them, so using that, the optical fiber is first fused and simply optically coupled, and the branching ratio is measured. It is sufficient to control the fused portion so as to obtain the desired minimum branching ratio in accordance with the above, and a broadband optical fiber coupler can be manufactured very easily as compared with the prior art.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の方法に用いる光ファイバカプラ製造
装置の構成例を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an optical fiber coupler manufacturing apparatus used in the method of the present invention.

【図2】この発明による光ファイバカプラの製造方法の
工程を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing steps of a method for manufacturing an optical fiber coupler according to the present invention.

【図3】例1および2における各第2工程後の結合状態
の波長依存性を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing the wavelength dependence of the coupling state after each second step in Examples 1 and 2.

【図4】例2および3において第3工程を終了し、広帯
域光ファイバカプラを得た状態の波長依存性を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing the wavelength dependence of a state in which the third step is completed in Examples 2 and 3 and a broadband optical fiber coupler is obtained.

【図5】例1,例2における第3工程における処理によ
り分岐比を制御できることを説明するための実験結果を
示す図。
FIG. 5 is a view showing experimental results for explaining that the branching ratio can be controlled by the processing in the third step in Examples 1 and 2.

【図6】Aは従来の狭帯域光ファイバカプラの分岐比の
波長依存性を示す図、Bは広帯域光ファイバカプラの分
岐比の波長依存性を示す図。
6A is a diagram showing the wavelength dependence of the branching ratio of a conventional narrowband optical fiber coupler, and FIG. 6B is a diagram showing the wavelength dependence of the branching ratio of a wideband optical fiber coupler.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 6/28 - 6/293 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G02B 6/28-6/293

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 伝搬定数が異なる少なくとも2本以上の
接近した光フアイバを、中間部に第1の加熱温度を加え
て加熱し、両端部に第1の張力を加えて融着延伸する工
程と、 上記融着された光フアイバの最小分岐比を測定する工程
と、 その測定値が所定値以下の場合は、上記第1の加熱温度
よりも低い第2の加熱温度で上記融着部を加熱し、上記
融着部が延伸しない程度の第2の張力を上記両端部に加
えて最小分岐比を大きくする工程と、 その測定値が所定値以上の場合は、上記第1の加熱温度
よりも低い第3の加熱温度で上記融着部を加熱し、その
温度低下によりコア間隔が接近する程度の、第3の張力
を上記両端部に加えて最小分岐比を小さくする工程と、 を有する広帯域光ファイバカプラの製造方法。
At least two or more different propagation constants
Apply the first heating temperature to the middle part
To apply heat and apply the first tension to both ends for fusing and stretching.
A step of measuring the extent, the minimum branching ratio of the fused optical fiber
And when the measured value is equal to or less than a predetermined value, the first heating temperature
Heating the fused portion at a second heating temperature lower than
A second tension is applied to both ends to such an extent that the fused portion does not extend.
Increasing the minimum branching ratio, and if the measured value is equal to or greater than a predetermined value, the first heating temperature
Heating the fused portion at a lower third heating temperature,
A third tension that is close to the core interval due to a decrease in temperature
And reducing the minimum branching ratio by adding to the two ends described above .
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