JP3915446B2

JP3915446B2 - 光分岐装置および光カプラ

Info

Publication number: JP3915446B2
Application number: JP2001187075A
Authority: JP
Inventors: 勉浜田; 雅夫舟田; 健上村; 秀則山田; 純二岡田; 信也経塚; 一宏逆井; 忍小関; 紀高梨; 昌明三浦; 岳洋新津; 智夫馬場; 将司久田; 健一小林
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2001-06-20
Filing date: 2001-06-20
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2021-06-20
Also published as: JP2003004972A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号光を分岐する光分岐装置、および信号光を分岐または結合する光カプラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、入射された信号光を複数に分岐して出力する光分岐装置は、種々のタイプのものが提案されている。その中で、構成が簡単で容易に実現できる光分岐装置として、例えば、シート状の透光性媒体に複数の光ファイバを整列させて接続するものがある。
【０００３】
図４はこの種の光分岐装置の一例を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。本装置は、図のように、シート状の透光性媒体４１を備え、その一端に複数の光ファイバ４２を整列させて接続する。光ファイバ４２は、中心部のコア４３と、コアを取り囲むクラッド４４と、クラッドを取り囲む被覆４５とから構成される。図４（ａ）において、透光性媒体４１の光ファイバ接続端面とは反対側の端面から入射された信号光は、透光性媒体４１内に拡散して矢印方向に伝達され、複数の光ファイバ４２にそれぞれ入力される。これにより信号光の分岐が行われる。
【０００４】
また、この光分岐装置と同様にして、信号光を分岐または結合する光カプラを作製することができる。この場合は、シート状の透光性媒体の両端に複数の光ファイバが整列して接続される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、透光性媒体４１と光ファイバ４２とが光学的に結合されるのはコア４３の部分であり、それ以外の部分では、図４（ｂ）の斜線部で示すように、信号光が光ファイバに伝達されない。そのため、上述のような光分岐装置や光カプラでは、透光性媒体と光ファイバとの接続部分において光の結合損失が大きいという問題がある。この結合損失は、特に光ファイバの被覆やクラッド部分がコア径に比べて厚いほど著しい。
【０００６】
従って本発明の目的は、透光性媒体と光ファイバ間の光学的な結合損失が小さい光分岐装置および光カプラを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、複数の光出射部が形成された光分岐部を有するブロードキャスト型の透光性媒体と、前記各光出射部にそれぞれ光学的に結合された複数の光ファイバとを備えた光分岐装置により、達成される。
【０００８】
ここで、前記各光出射部の大きさは、前記光ファイバのコア径に概ね等しいことが好ましいが、前記光ファイバのコア径の０．８倍〜１．０倍とすることができる。また、隣接する光出射部間の距離が、前記光ファイバの外径よりも大きいことが好ましい。また、前記光分岐部は、前記各光出射部を形成した複数の段差部を有するものとすることができる。この段差部は光を反射する４５度面を有することができる。さらに、前記透光性媒体の光入射部に光の拡散手段を備えることができる。また、前記透光性媒体はシート状とし、前記光ファイバのコア径と光ファイバ本数の積の値に相当する幅を有することが好ましい。
【０００９】
本発明に係る光カプラは、一つ又は複数の光入出射部が形成された複数の光分岐・結合部を有するブロードキャスト型の透光性媒体と、前記各光分岐・結合部の光入出射部にそれぞれ光学的に結合された複数の光ファイバとを備えて構成される。ここで、前記各光入出射部の大きさは、前記光ファイバのコア径に概ね等しいことが好ましいが、前記光ファイバのコア径の０．８倍〜１．０倍とすることができる。
このように構成することにより、透光性媒体と光ファイバ間の光学的な結合損失が小さい光分岐装置および光カプラを得ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る光分岐装置の一実施例を示す図である。本光分岐装置は、図示のように、ブロードキャスト型のシート状の透光性媒体１０と複数の光ファイバ１１とを備える。この透光性媒体１０は、複数の光出射部１２が形成された光分岐部１３と、好ましくは光入射部に光の拡散手段１４とを有する。光分岐部１３は、各光出射部１２が形成される部分にそれぞれ段差部１８を有する。この段差部１８には光を反射する４５度面が形成されている。この４５度面は、光が反射しやすいように研磨されていることが好ましく、場合によっては金属膜などを蒸着してもよい。透光性媒体１０の材料としては、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、アモルファスポリオレフィンのようなプラスチック材料、又は無機ガラス等を用いることができる。
【００１１】
一方、各光ファイバ１１は、それぞれコア１５とクラッド／被覆１６とから構成されており、コア１５がそれぞれ光出射部１２と光学的に良好に結合されるように透光性媒体１０上に配置される。
【００１２】
図２は各種光ファイバの例を示すもので、（ａ）はステップインデックス型プラスチック光ファイバ（ＳＩ−ＰＯＦ）、（ｂ）は均一型プラスチック光ファイバ（Ｈ−ＰＯＦ）、（ｃ）はグレーデッドインデックス型プラスチック光ファイバ（ＧＩ−ＰＯＦ）のそれぞれ断面図である。同図（ａ）のＳＩ−ＰＯＦは、コア２１の径（０．９８ｍｍ）に比べて、クラッド２２の層自体は非常に薄いが、被覆２３の外径は２．２ｍｍであり大きい。同図（ｂ）のＨ−ＰＣＦは、被覆がない状態でコア２１’の径（２００μｍ）に対してクラッド２２’の層は比較的厚く、その外径（２３０μｍ）が大きくなる。また、同図（ｃ）のＧＩ−ＰＯＦも一般的にコア２１’’の径（〜１２０μｍ）に対してクラッド２２’’の層は厚く、その外径（２００μｍ）が大きい。本例では、光ファイバの材料をプラスチックとしたが、もちろんガラスでもよい。本発明では、光学的な結合損失を小さくするため、使用される光ファイバのコアとクラッド／被覆の径に適合する光分岐部を有する透光性媒体が選択され、または使用される透光性媒体の光分岐部に適合する径のコアとクラッド／被覆を有する光ファイバが選択される。
【００１３】
次に、本光分岐装置の動作を説明する。本光分岐装置は、光の拡散手段１４を備えた光入射部に光学的に結合された、例えば光ファイバ１７を通して信号光を透光性媒体１０に入射する。入射した信号光は拡散手段１４により拡散され、透光性媒体１０内をブロードキャストされ、光分岐部１３の各段差部１８に分岐して伝達される。この段差部１８には光を反射する４５度面が形成されており、これにより信号光はその進行方向が９０度曲げられ、各光出射部１２を介してそれぞれ光ファイバ１１に出射される。この光出射部１２の大きさ（例えば、正方形の一辺の長さ）は、光結合の損失を小さくするため、コア１５の直径（コア径）に概ね等しくされることが好ましいが、かならずしも同じでなくても良く、例えば０．８倍〜１．０倍であっても良い。また、複数の光ファイバの配列に起因する光の漏れを防止するため、隣接する光出射部間の距離が、光ファイバの外径よりも大きいことが好ましい。さらに、透光性媒体１０が、光ファイバ１１のコア径と光ファイバ本数との積の値に相当する幅を有することが好ましい。
【００１４】
図３は、本発明に係る光カプラの一実施例を示す断面図である。本実施例は４対４ポートを有する光カプラであり、図示のように、ブロードキャスト型のシート状の透光性媒体３０と透光性媒体の両側に接続された複数の光ファイバ３１、３２とを備える。透光性媒体３０は、両側に複数の光入出射部３３、３４が形成された光分岐・結合部３５、３６を有する。光分岐・結合部３５、３６は、各光入出射部３３、３４が形成される部分にそれぞれ段差部３７、３８を有する。この段差部３７、３８には光を反射する４５度面が形成されている。この４５度面は、光が反射しやすいように研磨され、または金属膜などが蒸着される。さらに、光入出射部３３、３４または４５度面に、光を均一に分岐するための拡散手段を設けることが好ましい。透光性媒体３０の材料としては、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、アモルファスポリオレフィンのようなプラスチック材料、又は無機ガラス等を用いることができる。
【００１５】
また、各光ファイバ３１、３２は、それぞれコア５１、５２とクラッド／被覆５３、５４とから構成されており、コア５１、５２がそれぞれ光入出射部３３、３４と光学的に良好に結合されるように透光性媒体３０上に配置される。
【００１６】
次に、本光カプラの動作を説明する。本光カプラは、例えば１つ又は複数の光ファイバ３１を通して信号光を透光性媒体３０に入射する。この信号光は光入出射部３３に入射され、４５度面で反射拡散されて透光性媒体３０内をブロードキャストされ、光分岐・結合部３６の各段差部３８に分岐して伝達される。この段差部３８には光を反射する４５度面が形成されており、これにより信号光はその進行方向が９０度曲げられ、各光入出射部３４を介してそれぞれ複数の光ファイバ３２に出射される。この逆の経路も可能であり、１つ又は複数の光ファイバ３２を通して透光性媒体３０に入射された信号光は、上記と同様にして透光性媒体３０内をブロードキャストされ、光分岐・結合部３５を介して複数の光ファイバ３１に出射される。この光入出射部３３、３４の大きさ（例えば、正方形の一辺の長さ）は、光結合の損失を小さくするため、コア５１、５２の直径（コア径）に概ね等しくされることが好ましいが、かならずしも同じでなくても良く、例えば０．８倍〜１．０倍であっても良い。また、複数の光ファイバの配列に起因する光の漏れを防止するため、隣接する光入出射部間の距離が、光ファイバの外径よりも大きいことが好ましい。
【００１７】
このように本発明では、入射された信号光を複数の光ファイバへ分岐させる光分岐装置において、光ファイバのコア径に対して被覆などの外径が大きい場合であっても、コアに入射しない光を少なくし損失を小さくすることが可能となる。また、被覆をとって接続させる場合であっても、コア径に対してクラッド径が大きい場合が考えられるが、本発明によればコアに入射しない光を少なくし損失を小さくすることが可能となる。さらに同様の構成を入射側に適用することで損失の少ない光カプラを実現することが可能となる。このように構成することにより、従来に比べて２〜５割の損失改善が図られる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、透光性媒体と光ファイバ間の光学的な結合損失が小さい光分岐装置および光カプラを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光分岐装置の一実施例を示す図である。
【図２】各種光ファイバの例を示すもので、（ａ）はステップインデックス型プラスチック光ファイバ（ＳＩ−ＰＯＦ）、（ｂ）は均一型プラスチック光ファイバ（Ｈ−ＰＯＦ）、（ｃ）はグレーデッドインデックス型プラスチック光ファイバ（ＧＩ−ＰＯＦ）のそれぞれ断面図である。
【図３】本発明に係る光カプラの一実施例を示す断面図である。
【図４】従来の光分岐装置の一例を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。
【符号の説明】
１０透光性媒体
１１、１７光ファイバ
１２光出射部
１３光分岐部
１４光の拡散手段
１５コア
１６クラッド／被覆
１８段差部

Claims

複数の光入出射部が形成された二つの光分岐・結合部を有する透光性媒体と、前記各光分岐・結合部の光入出射部にそれぞれ光学的に結合された複数の光ファイバとを備え、隣接する光入出射部間の距離が前記光ファイバの外径よりも大きく、前記光分岐・結合部が前記各光入出射部を形成した複数の段差部を有し、前記段差部が光を反射する４５度面を有することを特徴とする光カプラ。
前記光入出射部または４５度面に、光を均一に分岐するための拡散手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の光カプラ。