JP3128747B2 - 3端子光カプラの製造方法 - Google Patents

3端子光カプラの製造方法

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JP3128747B2
JP3128747B2 JP6467495A JP6467495A JP3128747B2 JP 3128747 B2 JP3128747 B2 JP 3128747B2 JP 6467495 A JP6467495 A JP 6467495A JP 6467495 A JP6467495 A JP 6467495A JP 3128747 B2 JP3128747 B2 JP 3128747B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、無反射端をパッケージ
内に納め実装性の改善された3端子光カプラ無反射端
の形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、3端子光カプラにおいては、無反
射端をどのように形成するかによって、いくつかの種類
のものが製造されて来た。無反射端の1つとして光ファ
イバの切断面を図6のように斜めに形成したものがあ
る。図の右方からコア11内を臨界角θC 以下の角度で
全反射を繰り返しながら伝搬して来た光は斜めの切断面
を有する端部に達する。ここで、光と切断面のなす角θ
T は臨界角θC より大であるから、光は切断面から外部
へ出射されるとともに、その一部はコア11内へ反射さ
れる。
【0003】しかし、この反射戻り光がコア11とクラ
ッド12の境界面とのなす角は臨界角より大きいのでク
ラッド12の方へ抜けていく。従って、コア11内を逆
進する反射光はなくなり、無反射端としての機能を有す
ることになる。従って、融着部分から伸びる4本の光フ
ァイバのうちの1本の端末を切断面が斜めになるように
形成することにより無反射端が形成され3端子カプラが
得られることになる。
【0004】このような斜め切断面による無反射端を用
いた3端子光カプラを図7に示す。図7の(a)はカプ
ラの外観図である。5は融着延伸部1(図示せず)を収
納するパッケージ、7は光ファイバ、13は無反射端で
あり、保護チューブを被せた状態を示している。
【0005】図7の(b)は、無反射端13の詳細図で
ある。光ファイバ7の被覆をはぎ取った光ファイバの先
端が斜め断面14のように形成されており、この部分に
保護チューブ15が被せられ、その先端部分は封止材6
によって封止されている。
【0006】従来、斜め断面14の形成は研磨機による
研磨によって行われているが、この研磨作業のためには
2本の光ファイバを引き離して行わなければならず、そ
のため図7の(a)に示すように一定の長さLが必要で
あり、その結果、無反射端13はパッケージ5より研磨
作業に必要な長さLの位置に形成されることになる。こ
のため、カプラの実装に際しては、無反射端の余長処理
が必要となり、例えば図8のように反転湾曲させて筐体
等に接着剤等で固定する必要があった。
【0007】このような無反射端の余長処理を行う必要
がない例としては、図9の(a)に示すように、融着延
伸部1より伸びる4本の光ファイバの1本を補強材3か
ら突き出たところで切断し、この切断部16が融着延伸
部1とともにパッケージ5内に収納されるようにし、パ
ッケージ5内をマッチングオイル17で充填したものが
ある。
【0008】このような構成においては、図9の(b)
に拡大して示すように、コア11中を伝搬して来た光は
切断部16からマッチングオイル17中へ出射されると
拡散して封止材6に当り、ここで更に乱反射される。そ
の結果、反射されてコア11へ再び戻って来る光は非常
に僅かなものとなり、実用上無反射端として機能するこ
とになる。こうして、無反射端は短くパッケージ5内に
納まるため、図8のような無反射端までの余長処理が不
要となる。
【0009】余長処理が必要ないもう1つの例を、図1
0に示す。これは、図10の(a)に示すように、切断
した光ファイバを補強材3の近くで曲げることによっ
て、無反射端を形成するものである。このように、光フ
ァイバを曲げた場合、図10の(b)に示すように、曲
がり部分では、進行光とコア11の側壁とのなす角θが
臨界角θC より大きくなるためクラッド12の方へ出射
して損失光となってしまうため、光が切断部16まで届
かず、反射が生じないことになる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上述
べた従来技術にはそれぞれ次のような問題がある。ま
ず、図7に示した、研磨による斜め断面を有する無反射
端を用いたカプラは無反射端までの長さが長く、パッケ
ージ5の内部に収納されず、無反射端はパッケージ5の
外で或る程度の長さの光ファイバの先端に形成されるこ
ととなるため、このカプラを光装置に実装する場合に
は、図8に示すように無反射端13およびそこまでの光
ファイバ7を装置側の適切な場所に接着剤などにより、
接着して固定しなければならないという問題がある。
【0011】次に、図9のようにマッチングオイル17
を充填した構成のものにおいては、使用するマッチング
オイル17と光ファイバ7との屈折率差をできるだけ小
さくしなければならないという厳しい条件があり、また
温度変動によりマッチングオイル17の屈折率が変動
し、その結果、非結合端間のアイソレーションが変動す
るという問題があり、更に、時間の経過と共にマッチン
グオイル17の屈折率が変化して行き、それに伴ってア
イソレーションも変化していくという問題がある。
【0012】次に、図10のように切断したファイバの
先端部を曲げた構成のものにおいては、通常使用可能な
曲率半径以下にファイバを曲げなければ無反射になるた
めの損失が発生しないのであるが、それ程に曲げを加え
た場合ファイバは、破断し易くなり寿命が著しく短くな
り、破断時にはアイソレーションが悪くなるという問題
がある。
【0013】本発明の目的は、上記従来技術の問題点に
鑑みて、光ファイバの端部を曲げたり、パッケージ内に
マッチングオイルを充填したりすることなく、無反射端
がパッケージ内に収納され、余長処理の不要な3端子光
カプラ製造方法を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために次の手段構成を有する。
【0015】即ち、本発明の3端子光カプラの製造方法
は、2本の光ファイバを融着延伸し、その融着延伸部分
から伸びる4本の光ファイバのうちの1本の被覆を除去
した光ファイバを2本の棒状治具で挟みマイクロクラッ
クを生じさせたうえ光ファイバの長手方向に引張って切
断することにより斜めの切断面を形成し、前記融着延伸
部分および斜めの切断面をパッケージ内に収納する3端
子光カプラの製造方法である。
【0016】
【作用】以下、本発明の作用について述べる。光ファイ
バの切断面が斜めに形成されている場合、それが無反射
端として機能することは、従来の技術のところで述べた
通りである。従って、パッケージ内の斜めの切断面を有
する部分が無反射端として機能し、パッケージ外へは3
本の光ファイバのみが出て3端子カプラ構成されるよ
うにする。
【0017】
【0018】発明の3端子カプラの製造方法、なかん
ずく光ファイバの融着部分から短い位置で斜めの切断面
を形成する方法は、切断しようとする位置で2本の棒状
治具で被覆を除去した光ファイバのクラッドを挟んで、
ファイバの長手方向に引張る方法である。これは、治具
でファイバのクラッドを挟むことにより、クラッドの表
面にマイクロクラックを生じさせ、そのうえで長さ方向
に引張ると、クラックの生じている箇所から殆どの場合
斜めの破断面が生じるという性質を利用したものであ
る。
【0019】この方法は、従来のように研磨機によって
斜めに研磨する場合に較べて、単に2本の棒治具で挟ん
で引張るだけであるので、融着部分からの距離が従来よ
りも短い位置で斜め切断面を形成することができ、その
結果無反射端をパッケージ内に収納してしまうことがで
きることになるのである。従って、従来のもののように
切断部分を曲げることは行っていないし、パッケージ内
にマッチングオイルを充填することは行っていないの
で、そのような構成に伴う従来技術の問題点は解消され
ており、また無反射端部分はパッケージ内に収納されて
いるので、従来の斜め研磨面の無反射端を用いた場合の
ように、無反射端のための余長処理が必要なくなる。
【0020】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は、本発明製造方法により製造した3端子光
カプラの一部破断外観図である。1はカプラの結合作用
を果す融着延伸部であり、2本の光ファイバが融着され
ている部分である。光ファイバ部分だけでは非常に脆弱
であるので、補強材3に接着剤4をもって接着固定して
いる。
【0021】2は無反射端であり、補強材から少し出た
ところで切断されており、その切断面は斜めになってい
る。その隣の光ファイバは被覆のついたまま伸びてい
る。そして、補強材3で補強されている融着延伸部1、
無反射端2および融着延伸部1に連なる他の3本の光フ
ァイバ7の一部分がパッケージ5内に収納され、その両
端が封止材6によって封止されている。無反射端2以外
の3本の光ファイバ7はこの封止材6を貫通してパッケ
ージ5の外へ出ている。
【0022】図2は、パッケージ5内の収納物を拡大し
て示すとともに、無反射端2の形成方法を示す図であ
る。無反射端2の形成は、被覆を除去した光ファイバの
クラッド12をピンセット8で挟み左の方へ引張って切
断したところを示している。
【0023】図3は、この切断の拡大図である。図3の
(a)のようにクラッド12をピンセット8で挟むとク
ラッド12の表面にマイクロクラック9が生じる。この
状態で(b)のようにクラッド12を左方へ引張るとマ
イクロクラック9の所から切断面が斜めになって切断さ
れる。即ち、補強材3の方に残った裸の光ファイバの切
断面は斜めになっているのである。こうして、無反射端
2が得られることになる。
【0024】このように、被覆を除去したファイバのク
ラッドを挟んで引張るという方法であるので、切断部位
を補強材3の端部に近づけることができるので無反射端
2までの光ファイバの長さを非常に短くすることができ
る。本実施例では切断のための用具としてピンセットを
用いたが、これは何もピンセットに限られるものではな
く、断面が丸形や楕円形或いは三角、四角その他の多角
形のものであってもよい。要するに、挟んだときにマイ
クロクラックができるものであればよい。
【0025】このような方法により、コアの切断面が斜
めに形成され、無反射端となり、実用的な3端子光カプ
ラが得られることを発明者は実験的に確認した。このよ
うな3端子カプラの性能評価方法として、一般的に非結
合端間(結合があってはならない端子間)の遮断(アイ
ソレーション)の程度を測定し、これをデシベルで表し
て評価している。
【0026】図4にアイソレーション測定の説明図を示
す。図の中央部分が融着延伸部でここから左右に2本ず
つの光ファイバが枝分れのように伸びている。そして、
同じ側(図4では左側)の2本の光ファイバの端部を無
反射端とし、反対側(図4では右側)の1本から強度P
1 の光を入力してやり、他の1本から漏れて出て来る光
の強度P2 を測定し、数式1でアイソレーション(d
B)を算出する。
【0027】
【数1】 アイソレーション(dB)=−10log(P2 /P1)
【0028】無反射端が完全な無反射であれば、入力さ
れたP1 はすべて吸収され反射されて来ないから、P2
はゼロとなり数式1の値は無限大となり、右側の2本の
光ファイバ間のアイソレーションは完璧であることを示
すことになる。
【0029】これに対して、いずれか或いは両方の無反
射端が不完全でいくらかの光を反射するとそれはP1
りは小さいP2 となって表れるから数式1は有限の値を
示すことになる。そして、この値はP2 が大きい程、即
ち、無反射端が完全ではなく反射の強度が強い程、値が
小さくなって行き、100%反射された場合、即ち、P
2 =P1 となった場合にはゼロdBとなる。
【0030】従って、このアイソレーションを測定算出
することにより、無反射端がどの程度の無反射になって
いるかを知ることができることになる。今、図1のカプ
ラについて具体的に考えるならば、パッケージから左方
に出ている光ファイバ7の端部に測定試験用として充分
反射の少ない無反射端を取り付ける。
【0031】一方、右側の2本の光ファイバ7のうちの
1本から光P1 を入力し、他の1本からの光出力P2
測定する。そして、数式1によりアイソレーションを算
出する。左側の光ファイバ7の無反射端は理想に近いも
のであるから、アイソレーションの値は専らパッケージ
5内の無反射端2の性能によることになる。こうして、
本発明方法による無反射端の無反射性能を知ることがで
きる。
【0032】図5は、本発明方法によって製造された3
端子光カプラ100個について、前述の測定、計算によ
って求めたアイソレーションの頻度をグラフ化して示し
たものである。図5によれば、アイソレーションが50
dB以上得られたものの個数は100個中81個である
ことが分かる。50dBというアイソレーションは普通
の光装置に用いるものとしては充分な値であり、歩留り
80%以上ということは、従来技術の問題点(余長処
理、アイソレーションの変動、短寿命等)に鑑みると
き、本発明方法が非常に優れたものであるということが
できる。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の製造方法
における斜め断面の形成は従来のような研磨機を使った
研磨方法に較べ、単に2本の棒状の治具で挟んで引張る
という簡単なものであるため無反射端を短い長さで形成
でき、その結果、無反射端をパッケージ内に収納するこ
とができ、実装上、従来のような無反射端の余長処理を
必要としない利点があり、また曲げ構造による無反射端
ではないから寿命が長くマッチングオイルの充填必要
としない3端子光カプラの製造が可能になるという利点
がある。
【0034】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明製造方法により製造した3端子光カプラ
の一部破断外観図である。
【図2】パッケージ5内の収納物の拡大を示すととも
に、切断による無反射端2の形成方法を示す図である。
【図3】図2における切断の拡大図である。
【図4】アイソレーション測定の説明図である。
【図5】本発明方法によって製造された3端子光カプラ
のアイソレーション測定データの頻度値を示すデータで
ある。
【図6】斜め切断面を有する光ファイバの無反射端機能
の説明図である。
【図7】斜め切断面による無反射端を用いた従来の3端
子光カプラを示す図である。
【図8】図7の3端子光カプラの実装における無反射端
の余長処理の例を示す図である。
【図9】パッケージ内にマッチングオイルを充填し、光
ファイバの通常の垂直切断端が無反射端になるようにし
た従来の3端子光カプラを示す図である。
【図10】切断した光ファイバを曲げることによって、
無反射端を形成し、パッケージ内に収納した従来の3端
子光カプラを示す図である。
【符号の説明】
1 融着延伸部 2 無反射端 3 補強材 4 接着剤 5 パッケージ 6 封止材 7 光ファイバ 8 ピンセット 9 マイクロクラック 10 切断面 11 コア 12 クラッド 13 無反射端 14 斜め断面 15 保護チューブ 16 切断部 17 マッチングオイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 6/287

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2本の光ファイバを融着延伸し、その融
    着延伸部分から伸びる4本の光ファイバのうちの1本の
    被覆を除去した光ファイバを2本の棒状治具で挟みマイ
    クロクラックを生じさせたうえ光ファイバの長手方向に
    引張って切断することにより斜めの切断面を形成し、前
    記融着延伸部分および斜めの切断面をパッケージ内に収
    納することを特徴とする3端子光カプラの製造方法。
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