JP3160353B2 - 光ファイバ型光分岐結合器の製造方法 - Google Patents

光ファイバ型光分岐結合器の製造方法

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JP3160353B2 JP6932592A JP6932592A JP3160353B2 JP 3160353 B2 JP3160353 B2 JP 3160353B2 JP 6932592 A JP6932592 A JP 6932592A JP 6932592 A JP6932592 A JP 6932592A JP 3160353 B2 JP3160353 B2 JP 3160353B2
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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、光通信、光計測等に利
用される光ファイバ型光分岐結合器の製造方法に関する
ものであり、特に、1.30〜1.55μmの波長の範
囲で分岐比の波長依存性の少ない光ファイバ型光分岐結
合器の製造方法に関するものである。分岐比の波長依存
性の少ない光ファイバ型光分岐結合器は、広い波長範囲
で同等の光伝送特性を持つために、大容量の光通信等に
利用することができるという特長を有している。
【0002】
【従来の技術】従来、このような分岐比の波長依存性の
少ない光ファイバ型光分岐結合器の製造方法の一つに、
特開昭63−108311号公報に開示されるような方
法がある。即ち、2本のシングルモードの光ファイバを
用い、一方の光ファイバは均一に予め縮径し、他方の光
ファイバは縮径することなく、この2本の光ファイバを
沿わせて融着延伸し、それによって光ファイバ型光分岐
結合器を製造する方法がある。
【0003】この製造方法によれば、2本の光ファイバ
を融着延伸して行くと、一方の光ファイバから他方の光
ファイバへの結合は、図6に示すように、例えば1.5
5μmのような長波長の光の方が、例えば1.30μm
のような短波長の光より早く達成される。
【0004】従って、従来、波長1.55μmと1.3
0μmの両方の光において共に分岐比が50%とされ
る、分岐比の波長依存性の少ない光ファイバ型光分岐結
合器を製造する場合には、融着延伸は両波長が交差する
点Aで正確に停止することが必要である。このために
は、延伸作業を停止すべき信号を発してから、実際に延
伸作業が停止するまでのタイムラグを考慮して、波長
1.55μmの光に対しては、分岐比のピークを過ぎた
点で、又波長1.30μmの光に対しては分岐比のピー
ク手前で融着延伸を停止する方法が採用されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】実際には、波長1.5
5μmの光を一方の光ファイバの入力側に入射し、両光
ファイバの出力側にでてくる光強度を監視しながら融着
延伸を行ない、分岐比がピークになったと思われる時点
で融着延伸を停止している。
【0006】分岐比のピークを検知するには、従来にお
いては、出力の時間に対する変化の曲線を見ながら判断
しているが、相当の経験を必要とするものであり、例え
熟練者であっても停止の判断を誤り易いといった問題が
あった。このために、常に一定した品質の、分岐比の波
長依存性の少ない光ファイバ型光分岐結合器を製造する
のは極めて困難であった。
【0007】従って、本発明の目的は、常に一定した品
質の、分岐比の波長依存性の少ない光ファイバ型光分岐
結合器を、作業者の熟練に頼らずに効率良く、且つ歩ど
まり高く、安定して製造することのできる製造方法を提
供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
光ファイバ型光分岐結合器の製造方法にて達成される。
要約すれば、本発明は、2本のシングルモードの光ファ
イバを用い、一方の光ファイバは縮径し、他方の光ファ
イバは縮径することなく、この2本の光ファイバを沿わ
せて融着延伸することにより1.30〜1.55μmの
波長の範囲で分岐比の波長依存性の小さい光ファイバ型
光分岐結合器を製造する方法において、両光ファイバの
融着延伸時に、1.55μmよりも長い波長の光をモニ
タ光として少なくとも一方の光ファイバに入射し、その
出力側の光出力を検知手段にて検知することによってモ
ニタ光の分岐比の変化を監視し、この分岐比がピークよ
りも所定割合減少した時点にて両光ファイバの融着延伸
を停止することを特徴とする光ファイバ型光分岐結合器
の製造方法である。
【0009】
【実施例】以下、本発明に係る光ファイバ型光分岐結合
器の製造方法を図面に則して更に詳しく説明する。
【0010】本実施例によれば、図5に示すように、先
ず、コア径がd、クラッド外径がDとされる同じシング
ルモード光ファイバf1 、f2 が準備され、光ファイバ
1のクラッド外径Dは所定の径D’にまでエッチング
して縮径され、縮径部分f1’が形成される。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ウ
ム)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 を接触させることにより行
うことができる。エッチング条件は、所望される縮径量
により種々に変更可能であるが、通常、エッチング温度
30〜60℃、処理時間5〜30分とされる。
【0011】光ファイバf1 の縮径はエッチングにより
行なうものとしたが、これに限定されず、例えば砥粒に
よる機械的研磨などをも採用することができる。又、も
ともと光ファイバf1 のクラッド外径Dが縮径後の外径
D’にて作製されたものであれば、これをそのまま使用
することができ上記縮径工程は省略することができる。
更に、必要に応じて、光ファイバf1 は加熱することに
より所定径までプリ延伸することにより縮径することも
可能である。
【0012】次いで、光ファイバf1 の縮径部分f1
と、光ファイバf2 とを長手方向に沿わせて、融着延伸
台に取り付け、融着延伸処理する。
【0013】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、融着延伸台を、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0.005〜100mm/分の速度で引っ
張ることにより行い得る。
【0014】両光ファイバf1 、f2 の融着延伸時に
は、図2に示すように、一方の光ファイバ、本実施例で
は光ファイバf2 の入力側に光源100から、所定波長
のモニタ光を入射し、少なくとも一方の光ファイバの出
力側の光出力を検知手段、例えばホトダイオードのよう
な受光素子104にて検知して、電気信号に変換する。
【0015】本発明に従えば、モニタ光としては、作製
される光分岐結合器に使用される光の波長、即ち、1.
30〜1.55μmより長波長の光が使用される。この
ための光源100としては、例えば波長1.65μmの
光を発生する半導体レーザや、波長1.7〜3.0μm
の光を発生するモノクロメータなどを使用し得る。本実
施例では、モニタ光としては波長1.65μmの光を使
用した。
【0016】上述したように、光ファイバ出力側に出力
されるモニタ光の出力は受光素子104にて検知され、
この検知信号は、ディスプレー装置105にて映像或は
数値として出力するか、或はコンピュータ106に送信
され、微分回路にて一次微分される。この点に関しては
後で更に説明する。
【0017】次に、図1を参照して、本発明の製造方法
の原理について説明する。
【0018】図1に、光分岐結合器における波長1.3
0μm、1.55μm、1.65μmの光に対する分岐
比及び延伸長さの関係を示す。図1から、一方の光ファ
イバから他方の光ファイバへの結合は、波長が長くなる
に従って、より早く達成されることが理解される。換言
すれば、例えば波長1.55μmの分岐比がピークBに
達した時には、波長1.65μmの光の分岐比はそのピ
ークCを既に越えて、ピーク時に比較して△Pだけ低下
した状態となっている。
【0019】つまり、ピーク時より△Pだけ分岐比が低
下した時点とは、波長1.55μmのピークBの位置に
対応する位置を意味するものであり、この△Pは、常に
一定の値とされる。例えば、本実施例ように、波長
1.65μmのモニタ光を使用した場合、本発明者らの
研究実験の結果によると、波長1.55μmのピークB
に対応するモニタ光の分岐比の低下割合△Pは2%であ
ることが分かった。
【0020】本発明によれば、波長1.65μmのモニ
タ光の分岐比の変化曲線を監視しながら、ピークCに達
したことが観察されると、それより△P、即ち2%だけ
分岐比が低下した時点にて延伸作業停止信号が出され、
融着延伸のための加熱装置の後退、融着延伸台102の
ラック−ピニオン機構の停止が行われる。モニタ光の分
岐比がピークCに達したことは、ディスプレー装置10
5を監視することにより目視にて確実に認識し得るもの
である。
【0021】モニタ光の分岐比ピークCを検知するため
の別法としては、モニタ光の出力検知信号をコンピュー
タ106に送信し、微分回路にて一次微分する方法があ
る。即ち、図3にて、融着延伸が進み、光出力が増加す
るに従い、一次微分値も増加する。更に、光出力が増加
して変曲点を過ぎると、一次微分値は減少し始め、出力
がピークに達した時点で一次微分値はゼロになる。即
ち、一次微分値がゼロとなった時を検知することにより
ピークCを検知し得る。この方法によれば、出力のピー
クの高さが安定しない場合でも、一次微分の曲線は、毎
回、図3に示すのと同様の傾向を示す。従って、この方
法によれば、光出力の時間に対する変化の曲線が外乱に
より変化した場合や、周辺機器からのノイズを受けて不
規則な変化をした場合などにおいても有効である。
【0022】コンピュータ106にて一次微分値がゼロ
となった後、それより△Pだけ、即ち2%だけ分岐比が
低下した時点にて、停止信号を出し、この停止信号はシ
ーケンサ108に伝わり、シーケンサ108を介して融
着延伸のための加熱装置の後退、融着延伸台のラック−
ピニオン機構の停止が行われる。
【0023】上記構成により、実際に光分岐結合器を製
作し、波長特性の評価を行った。モニタ光出力のピーク
Cをディスプレー装置にて検知し、2%だけ分岐比が低
下した時点にて、停止信号を出し融着延伸を自動停止さ
せた結果、毎回ほぼ同じタイミングで融着延伸が終了す
ることを確認した。続いて、光スペクトラムアナライザ
で波長特性の評価を行った。結果は図4に示す通りであ
った。
【0024】図4から分かるように、本発明にて得られ
た光分岐結合器は、1ミクロン帯の広い波長範囲にわた
って平坦な特性を持っており、即ち、分岐比の波長依存
性が少なく、波長特性が小さくなる点で融着延伸が終了
したことが理解される。
【0025】更に、本発明を実施例について詳しく説明
する。
【0026】実施例1 シングルモード光ファイバf1 、f2 として、コア径
(d)が10μm、クラッド径(D)が125μmの光
ファイバを使用し、光ファイバf1 は、フッ酸を用い
て、エッチング温度30℃、処理時間10分にてエッチ
ングし、クラッド径をD’=115μmにまで縮径し
た。
【0027】次いで、光ファイバf1 の縮径部分f1
と、光ファイバf2 とを併せて、火炎トーチを用いて1
500〜1600℃に加熱しながら、0.8mm/分の
速度で、約5mmの長さ引っ張ることにより、融着延伸
処理を行なった。
【0028】同時に、光ファイバf2 の入力側にLD光
源100から、1.65μmのモニタ光を入射し、光フ
ァイバf2 の出力側の光出力をホトダイオード104に
て検知して、この電気信号を、ディスプレー装置105
に出力した。ディスプレー装置105にてモニタ光の分
岐比ピークCを確認した後、分岐比が2%減少した時点
にて両光ファイバの融着延伸を停止した。
【0029】このようにして、多数の光ファイバ型光分
岐結合器を作製した。これら光ファイバ型光分岐結合器
を波長1.55μmと1.30μmで分岐比を測定した
ところ、両波長において、大略50%の分岐比を示し
た。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る光フ
ァイバ型光分岐結合器の製造方法によれば、融着延伸さ
れる光ファイバにより長波長のモニタ光を入射し、その
光出力を監視することにより分岐比ピークを確認し、分
岐比がピーク値より所定割合だけ低下した時点で融着延
伸の停止を自動的に行なうようにしたので、停止の判断
を誤ることがなく、このために、常に一定した品質の、
分岐比の波長依存性の少ない光ファイバ型光分岐結合器
を、作業者の熟練に頼らずに、且つ歩どまり高く製造す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】光分岐結合器における波長1.30μm、1.
55μm、1.65μmの光に対する分岐比及び延伸長
さの関係を示す。
【図2】本発明に係る光ファイバ型光分岐結合器の製造
方法を説明するブロック図である。
【図3】融着延伸される光ファイバの出力側からの光出
力、及び、この光出力を一次微分した時の曲線の例を示
す。
【図4】本発明の製造方法にて得られた光ファイバ型光
分岐結合器の分岐比の波長特性を示す図である。
【図5】本発明の製造方法にて使用する光ファイバの一
例を示す図である。
【図6】光ファイバ型光分岐結合器における結合比、波
長及び延伸長さの関係を示す図である。
【符号の説明】
100 光源 102 融着延伸台 104 検知手段(受光素子) 105 ディスプレー装置 106 コンピュータ
───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2本のシングルモードの光ファイバを用
    い、一方の光ファイバは縮径し、他方の光ファイバは縮
    径することなく、この2本の光ファイバを沿わせて融着
    延伸することにより1.30〜1.55μmの波長の範
    囲で分岐比の波長依存性の小さい光ファイバ型光分岐結
    合器を製造する方法において、両光ファイバの融着延伸
    時に、1.55μmよりも長い波長の光をモニタ光とし
    て少なくとも一方の光ファイバに入射し、その出力側の
    光出力を検知手段にて検知することによってモニタ光の
    分岐比の変化を監視し、この分岐比がピークよりも所定
    割合減少した時点にて両光ファイバの融着延伸を停止す
    ることを特徴とする光ファイバ型光分岐結合器の製造方
    法。
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