JP3405066B2 - 光分岐器 - Google Patents

光分岐器

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JP3405066B2 JP13510096A JP13510096A JP3405066B2 JP 3405066 B2 JP3405066 B2 JP 3405066B2 JP 13510096 A JP13510096 A JP 13510096A JP 13510096 A JP13510096 A JP 13510096A JP 3405066 B2 JP3405066 B2 JP 3405066B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、光分岐器に関す
る。 【0002】 【従来の技術】光通信技術の進展に伴い、種々の光部品
が開発されてきた。入射した光を分岐した後出射する光
分岐器も光部品の一つである。 【0003】図6は光分岐器の従来例を示す外観図であ
り、図6(a)は背面図、図6(b)は平面図、図6
(c)は正面図である。 【0004】図6に示す光分岐器1は、2つに分岐した
V字形状のコア2がクラッド3で包囲されている。光分
岐器1の入射側端面1a及び出射側端面1b、1cには
コア2が露出しており、その断面形状はいずれも円形で
ある。 【0005】図7は光分岐器の他の従来例を示す外観図
であり、図7(a)は背面図、図7(b)は平面図、図
7(c)は正面図である。 【0006】図7に示す光分岐器4は、2つに分岐した
r字形状のコア5がクラッド6で包囲されている。光分
岐器4の入射側端面4a及び出射側端面4b、4cには
コア5が露出しており、各コア5の断面形状はいずれも
円形である。 【0007】図6に示す従来の光分岐器1において矢印
A方向から入射した光は出射側端面1b、1cのコア2
から等量、つまり1対1の分岐比で出射する。同様に図
7に示す従来の光分岐器4において矢印B方向から入射
した光は出射側端面4b、4cのコア5から1対1の分
岐比で出射する。 【0008】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図6及
び図7に示すような光分岐器で所望の分岐比を得るため
にはコンピュータシミュレーション等により分岐角の設
計を行わなければならない。また、設計した光分岐器は
1種類の分岐比しか得ることができず、他の分岐比を得
るためには設計や製作等の多大なコストと時間とが必要
であるという問題があった。 【0009】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、分岐比のコンピュータシミュレーションを必要とせ
ず、任意に分岐比を調節することができる光分岐器を
供することにある。 【0010】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の光分岐器は、2つに分岐したコアと、該コア
を包囲すると共に該コアより屈折率が低いクラッドとを
備え、上記コアの入射側端面及び出射側端面が露出した
光分岐器において、コアの分岐部が出射側に向かって広
くなるテーパ状に形成され、入射側端面のコアが中心を
ずらして接合或いは密着されて出射側端面のコアより大
きい楕円形、眼鏡状或いは矩形に形成され、入射側端面
に露出したコアの長径或いは辺は接続される光ファイバ
の径の110〜200%であり、入射側端面に露出した
コアの短径或いは辺は接続される光ファイバの径の90
〜110%であり、出射側端面に露出したコアの径或い
は辺は接続される光ファイバの径の90〜110%であ
り、前記分岐部のコア間の入射側に伸びたクラッドの先
端と入射側端面との間の距離Lが下記式を満足すること
を特徴とするものである。0≦L≦0.1r/tanθ (但し、θ=sin -1 NA、NAは光ファイバ開口数、
rは光ファイバ径である。) 【0011】 【0012】 【0013】 【0014】 【0015】 【0016】 【0017】 【0018】 【0019】 【0020】 【0021】上記構成によれば、光分岐器の入射側端面
に露出した楕円形、眼鏡状或いは矩形のコアに対して、
光分岐器の入射側端面に接続される光ファイバのコアを
径方向にずらすことにより、光ファイバのコアと光分岐
器のコアとが接合する部分の面積が変化して光ファイバ
のコアから光分岐器のコアに入射する光の量が変化す
る。このため分岐比のコンピュータシミュレーションや
分岐角度の計算を必要とせず、分岐比を1:0〜0:1
まで連続的に調節することができる。この理由として入
射側端面に露出したコアの長径が光ファイバのコアの径
の200%のとき、光ファイバのコアがコアの左側に寄
ったときにはコアの左側の部分にすべての光が入射し、
光ファイバのコアがコアの右側に寄ったときにはコアの
右側の部分にすべての光が入射する。また、出射側端面
では光ファイバとの接続を考えて光分岐器出射部径が同
じであることが理想であり、光分岐器の出射部コア断面
が矩形のときは光ファイバとの接続部での損失を小さく
するために90〜110%が理想である。 【0022】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。 【0023】図1は本発明の光分岐器の一実施の形態を
示す外観図であり、図1(a)は背面図、図1(b)は
平面図、図1(c)は正面図である。 【0024】図1に示す光分岐器10は、2つに分岐し
たV字形状のコア11の分岐部12が出射側端面(図で
は上側)10b、10cに向かって広くなるテーパ状に
形成されている。コア11は、コア11より屈折率が低
いクラッド13で包囲されている。光分岐器10の入射
側端面10a及び出射側端面10b、10cにはコア1
1がそれぞれ露出している。出射側端面10b、10c
に露出したコア11の形状は円形であるが、入射側端面
10aに露出したコア11の形状は楕円形である。尚、
コア11の形状は楕円形に限定されず図2に示すような
眼鏡状のコア11aであってもよい。図2は図1に示し
た光分岐器の入射側端面のコアの変形例を示す図であ
る。 【0025】図1に示す光分岐器10の出射側端面10
b、10cに露出したコア11の径DCは、接続される
光ファイバの径の90〜110%の範囲にあり、入射側
端面10aに露出したコア11の長径DLは接続される
光ファイバの径の110%より大きく、入射側端面に露
出したコアの短径DSは接続される光ファイバの径の9
0〜110%であるのが好ましい。また、入射側端面1
0aに露出したコア11の長径DLは接続される光ファ
イバの径の200%以下であるのが好ましい。さらに、
コア11の材質はポリメチルメタクリレート、ポリスチ
レン、ポリカーボネイトのいずれかであり、クラッド材
はポリ−4−メチルペンテン−1、ポリメチルメタクリ
レート、4−フッ化エチレン、6−フッ化プロピレン共
重合体、ポリカーボネイトのいずれかであるのが好まし
い。 【0026】分岐部12のコア11間の入射側に伸びた
クラッド13の先端(図では下端)と入射側端面10a
との間の距離Lは下記式を満足する。 【0027】0≦L≦0.1r/tanθ (但し、θ=sin-1NA、NAは光ファイバ開口数、
rは光ファイバ径である。) このような光分岐器10の入射側端面10aに接続され
る光ファイバのコアを、光分岐器10の入射側端面10
aのコア11の径方向にずらすことにより、光ファイバ
のコアと光分岐器10のコア11とが接合する部分の面
積が変化するので、光ファイバのコアから光分岐器10
のコア11へ入射する光の量が変化する。このため分岐
比のコンピュータシミュレーションや分岐角度の計算を
必要とせず、分岐比を1:0〜0:1まで連続的に調節
することができる。 【0028】ここで、距離Lが0である光分岐器の分岐
比の調節について説明する。図3(a)、(b)は距離
Lが0である光分岐器の分岐比の調節について説明する
ための説明図である。 【0029】図3(a)に示すように光ファイバ20が
光分岐器21の入射側端面21aに露出した2つのコア
22の中心にあるような位置関係の場合には分岐比が
1:1となり、図3(b)に示すように光ファイバ20
が光分岐器21の入射側端面21aに露出した2つのコ
ア22のうちの一方の側にあるような位置関係の場合に
は分岐比が1:0となる。尚、23はクラッドである。 【0030】図4は図1に示した光分岐器の使用例を示
す構成図である。 【0031】図4に示す光分岐器30〜33は、分岐部
の断面形状が円形であり、入射側端面のコアの形状が眼
鏡状であり、距離Lが0である。ここで、分岐部の径は
接続される光ファイバ34〜38の径と等しくし、入射
側端面のコアの短径は光ファイバ34〜38のコアの径
と等しくし、かつ入射側端面のコアの長径は光ファイバ
34〜38のコアの径の1.5倍とした。また、光分岐
器30〜33はコアの材質にはポリスチレンを用い、ク
ラッドの材質にはポリ−4−メチルペンテン−1を用い
て射出成形による2回成形で作製した。 【0032】同図に示す光分岐器30の分岐比は右方向
と右下方向とが4:1であり、光分岐器31の分岐比は
右方向と右下方向とが=3:1であり、光分岐器32の
分岐比は右方向と右下方向とが2:1であり、光分岐器
33の分岐比は右方向と右下方向とが1:1である。こ
のようなシステムにおいて、光源39から出射された光
を各受光器40〜44で受光した光の量が等量となる。 【0033】次に光分岐器をリソグラフィとエッチング
により製造する場合について説明する。 【0034】この場合のコアの断面形状は、分岐部で正
方形、入射側端面で長方形とする。分岐部の一辺は接続
する光ファイバ径の95%とし、入射側端面に露出した
コアの短径も接続される光ファイバのコアの径の95%
とし、長辺は光ファイバのコア径の200%とする。こ
の光分岐器により分岐部での出力比が1:0から0:1
を得ることができる。 【0035】また、光分岐器は、コア空洞部付きクラッ
ドを一次成型した後、そのコア空洞部にコア材を射出成
型する二次成型によって形成してもよい。さらに射出成
型によりコア或いはクラッドを成型した後、他の部分を
紫外線硬化樹脂或いは熱硬化樹脂を用いて形成してもよ
い。 【0036】ここまでは本発明を光分岐器として用いる
ための説明をした。しかし、光分岐器は光結合器として
も使用できるのでこの点について説明する。尚、図5は
図1に示した光分岐器を結合器として利用した場合につ
いて説明するための説明図である。 【0037】図5において、50、51は光源、52〜
54は光ファイバ、55は光結合部である。同図に示す
ようなシステムにおいて、光源50、51からの光のパ
ワーを光結合部55によりある比率で混合する場合に
は、従来は光結合部55での光量比、つまり入射側端面
のコアから入射した光と、コアから入射した光とがどの
程度の割合で出射側端面のコアから出射するかを光結合
部55で調節することができず、各光源50、51の出
力を調節するか或いは光源50、51から光結合部55
までの間にフィルタ等を挿入する必要があった。 【0038】しかし、本発明の光分岐器を用いて、出射
側の光ファイバの位置を径方向にずらして調節すること
により出射側の光ファイバへの入射光強度比を変化させ
ることができる。 【0039】以上において本発明の光分岐器は、光分岐
器を必要とするセンシングシステム、パワー伝送システ
ム、情報伝送システム、光結合器を必要とするセンシン
グシステム等に用いることができる。 【0040】 【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。 【0041】コアの分岐部が出射側に向かって広くなる
テーパ状に形成され、入射側端面のコアが中心をずらし
て接合或いは密着されて出射側端面のコアより大きい楕
円形、眼鏡状或いは矩形に形成することにより、分岐比
のコンピュータシミュレーションを必要とせず、任意に
分岐比を調節することができる光分岐器の提供を実現す
ることができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の光分岐器の一実施の形態を示す外観図
である。 【図2】図1に示した光分岐器の入射側端面のコアの変
形例を示す図である。 【図3】距離Lが0である光分岐器の分岐比の調節につ
いて説明するための説明図である。 【図4】図1に示した光分岐器の使用例を示す構成図で
ある。 【図5】図1に示した光分岐器を結合器として利用した
場合について説明するための説明図である。 【図6】光分岐器の従来例を示す外観図である。 【図7】光分岐器の他の従来例を示す外観図である。 【符号の説明】 10 光分岐器 11 コア 12 分岐部 13 クラッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−4208(JP,A) 特開 昭59−3410(JP,A) 特開 昭54−151048(JP,A) 特開 平6−160652(JP,A) 特開 昭60−12518(JP,A) 特開 平6−82650(JP,A) 特開 平5−173032(JP,A) 特開 平5−232347(JP,A) 特開 平3−156407(JP,A) 特開 昭59−131903(JP,A) 特開 昭55−48703(JP,A) 特開 平8−136750(JP,A) 実開 平2−33009(JP,U) Y.Takezawa et.a l.,Applied Optics, 1994年 4月20日,Vol.33 No. 12,pp.2307−2312 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 6/12 - 6/14 G02B 6/28 - 6/30

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】2つに分岐したコアと、該コアを包囲する
    と共に該コアより屈折率が低いクラッドとを備え、上記
    コアの入射側端面及び出射側端面が露出した光分岐器に
    おいて、上記コアの分岐部が出射側に向かって広くなる
    テーパ状に形成され、入射側端面のコアが中心をずらし
    て接合或いは密着されて出射側端面のコアより大きい楕
    円形、眼鏡状或いは矩形に形成され、入射側端面に露出
    したコアの長径或いは辺は接続される光ファイバの径の
    110〜200%であり、入射側端面に露出したコアの
    短径或いは辺は接続される光ファイバの径の90〜11
    0%であり、出射側端面に露出したコアの径或いは辺は
    接続される光ファイバの径の90〜110%であり、前
    記分岐部のコア間の入射側に伸びたクラッドの先端と入
    射側端面との間の距離Lが下記式を満足することを特徴
    とする光分岐器。0≦L≦0.1r/tanθ (但し、θ=sin -1 NA、NAは光ファイバ開口数、
    rは光ファイバ径である。)
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Y.Takezawa et.al.,Applied Optics,1994年 4月20日,Vol.33 No.12,pp.2307−2312

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