JP5575111B2 - ファイバカプラ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明はファイバカプラに関する。

励起ファイバを介して励起光を、信号光を伝達する信号ファイバの励起コアに結合するために、たとえば、ファイバレーザまたはファイバ増幅器の光ポンピング用にファイバカプラが使用される。

このようなカプラは、たとえば、クラッド励起ファイバレーザと接続して使用される。このような場合、光が励起クラッドに伝達されてダブル・コア・ファイバのアクティブ信号コアに吸収されるように、励起光をダブル・コア・ファイバ（アクティブファイバ）の励起クラッドに結合することが望ましい。励起光の優れた吸収は、励起クラッドの断面積を小さくすることによって実現され、優れた伝達は励起光の発散がダブル・コア・ファイバの受入れ角を超えない場合に実現される。

一方においては、励起ファイバまたは外部ファイバから光を可能な限り効率良く伝達することは、このようなカプラにとっての基本である。他方において、信号光は、干渉が可能な限り少ない状態でカプラを通じて両方向に伝達されることが可能でなければならない。

たとえば、テーパ・ファイバ・バンドルは、特許文献１から知られており、ここでは、励起ファイバが事前にテーパ加工された後、オプションとしてエッチングによってテーパ加工される信号ファイバと結合される。信号ファイバが結合のために強力に加熱されなければならずおよび／または結合が満足に切断され接合されうる構造をもたらさないことはこの場合不都合である。

特許文献２において、ファイバカプラのテーパ加工は信号ファイバのテーパ加工によって実現され、このことが信号ファイバの伝達特性に不都合な影響をもたらし、たとえば、このカプラを有するレーザの最大電力が低減される。

米国特許第６，４３４，３０２号明細書 米国特許第７，０１６，５７３Ｂ２号明細書

以上から、本発明の目的は、改良されたファイバカプラを提供することである。

上記目的を実現するために、ファイバカプラは、内側チューブ、内側チューブ内にある内側ファイバ、および内側ファイバの周りにある複数の外側ファイバを備え、ファイバカプラは主部から末端部に向かって内側ファイバの長手方向にテーパ状に形成され、ファイバカプラのテーパ部に沿った内側チューブの内部断面が内側ファイバの断面に対応する。

内側チューブを備えることによって、内側ファイバの断面を不変のままにして所望のテーパ部を同時に実現することが可能である。さらに、内側チューブを備えることによって、内側ファイバは、ファイバカプラの製造工程において比較的小さい熱負荷を受けることになりうる。全体的に見て、このことは、本発明に従ってファイバカプラによる障害のない信号伝達を促進する。

障害のない信号伝達は、特に、損失が可能な限り低く保たれてモード分布が維持されることをここでは意味する。
さらに、本発明によるファイバカプラにおいて、外側ファイバは、特に、テーパ部および末端部を通じて光を効率良く伝達することができる。ファイバカプラを通じた外側ファイバによる光の効率的な伝達は、特に、光が末端部まで低損失で伝達され、かつ輝度が可能な限り満足な状態に保たれることをここでは意味する。最良の輝度は、この場合、外側ファイバによって供給される光が最小限の発散を有する最小限の面積の末端部を伝達される場合に実現される。

また、内側チューブを備えることで、ファイバカプラを製造する間に利点がもたらされる。すなわち、内側チューブを介して所要の光学的接続が生じるので、外側ファイバと内側ファイバとの間に直接的な接続が必要とされない。したがって、ファイバカプラの製造中、部分的テーパ加工の実施と、外側ファイバと内側チューブとの接触とは、たとえば、内側ファイバを挿入せずに実施可能であり、したがって、このような製造段階においては内側ファイバ特性の悪化が生じない。部分的テーパ加工が実現され、かつ外側ファイバと内側チューブとの間に接触が生じた後、内側ファイバが挿入可能となり、したがって、ファイバカプラの製造中は内側ファイバへの熱の導入が最小化されうる。

典型的な解決法では、これまで、直接的な接触が外側ファイバと内側ファイバとの間で行なわれた。これは、一方で、内側ファイバに望ましくない高熱の導入をもたらす可能性があり、他方で、内側ファイバの選択が非常に制約される。

本発明によるファイバカプラにおいて、内側ファイバへの熱の導入は前述のように最小化されうるので上記の制約は存在しない。
さらに、本発明によるファイバカプラにおいて、外側ファイバから内側ファイバへの光の過結合がテーパ部またはテーパ加工領域において可能となる。この過結合は、一方で、たとえば、外側ファイバと内側チューブとが完全に結合するとき、また、他方で、末端部において実現される励起光の輝度に関して、内側ファイバと内側チューブの間の光学的接続のためには、励起光ファイバが個々にテーパ加工される既知の解決法よりも好都合である。内側ファイバとの光学的接続なしで構造のテーパ加工によって発散が増大すると、本発明による解決法に関する末端部における励起光の実現可能な輝度が制限される。

テーパ部またはテーパ加工される部分は、特に、主部から末端部に外側ファイバを通じて伝達される光が指定された（許容される）発散を超えないように実施されうる。末端部の断面積は、可能な限り小さいことが好ましい。

主部は、たとえば、外側ファイバの断面形状が主部に沿って実質的に一定のままであるという点において特徴付けられうる。換言すると、主部は、外側ファイバ内を伝達される光の発散が増加しないように、または実質的に増加しないように実現されうる。

末端部は、本発明に従ってファイバカプラの長手方向に異なる延在部分を有しうる。また、この延在部分は、極端な場合に０でありうる。この場合、末端部はテーパ部の端部である。

末端部の延在部分が長手方向において０に等しくない場合、末端部は、外側ファイバの断面形状がもはや末端部に沿って変化しないという点において特に特徴付けられうる。特に、外側ファイバは、末端部に沿って内側チューブと光学的に直接接続していてもよい。したがって、外側ファイバは、たとえば、内側チューブと結合されてもよい。

さらに、テーパ部および末端部は、外側ファイバと内側チューブの間、ならびに内側チューブと内側ファイバの間に空気含有物を有していないことが好ましい。
ファイバカプラは、外側ファイバからの光を内側ファイバに結合することを、または内側ファイバからの光を外側ファイバに結合することを目的として使用されうる。特に、ファイバカプラは、ファイバレーザまたはファイバ増幅器の光ポンピングに使用される。この場合、外側ファイバは励起ファイバと呼ばれることがあり、励起ファイバは励起光を内側ファイバに結合し、このとき、内側ファイバは信号ファイバと呼ばれうる。

内側ファイバはダブル・コア・ファイバまたはトリプル・コア・ファイバであることが好ましく、同時に、内側ファイバは三つよりも多くのコアも含みうる。内側ファイバは、これを増幅器ファイバ／レーザファイバとして使用するためにレーザ活性イオンを用いてドープされうるし、または伝送ファイバとして受動的にも使用されうる。さらに、内側ファイバは、空気含有物の有無にかかわらず偏波保持ファイバまたは偏光ファイバとして、および／またはＬＭＡファイバ（大口径ファイバ）として実施されうる。

内側ファイバおよび外側ファイバの断面は、円形、長円形、または、さらに多角形（たとえば、長方形、六角形、八角形）でありうるし、または、これらと異なった形状もありうる。

本発明によるファイバカプラにおいて、外側ファイバは、内側ファイバの長手方向に沿って互いに平行に延在していてもよい。外側ファイバを長手方向に沿って撚ることは、必要でないが、可能である。

本発明によるファイバカプラにおいて、テーパ部のため、ビーム品質（例えば外側ファイバおよび／または内側ファイバ内を伝達される光の輝度、電力、および／または発散など）は好都合かつ最適に保たれ、内側ファイバ内の信号伝達は外側ファイバのテーパ部の領域において内側ファイバに横方向に結合することによって最小限の影響を受けるだけである。

本発明によるファイバカプラにおいて、内側チューブの内部断面は、テーパ部に沿って等しく保たれうる。しかし、内側チューブの内部断面は減少することもありうる。テーパ部の内側チューブの内部断面は内側ファイバの断面に等しいことが特に不可欠である。

さらに、内側チューブは、内側ファイバのテーパ部に沿って衰退されおよび／またはテーパ部と結合されうる。これは、内側チューブがテーパ部の製造中に外側ファイバに対する支持構造体として使用されうるし、完成品のファイバカプラにおけるファイバカプラの構成要素であるという点において好都合である。

外側ファイバは、テーパ部全体に沿って延在し、それに応じて外側ファイバは半径方向にテーパ状に延在していてもよい。
外側ファイバは、テーパ部に沿って内側チューブを介して内側ファイバと光学的に接続していてもよい。外側ファイバがテーパ部全体に沿って延在する場合、外側ファイバはテーパ部全体に沿って内側チューブと光学的に直接接続していてもよい。テーパ部に沿ったこのような接続がなければ、このような高輝度は、こうした接続と同様に、末端部において実現されえないし、外側ファイバから提供される輝度の低下が増すことになる。

本発明によるファイバカプラは、外側チューブをさらに有することができ、内側チューブは少なくとも部分的に位置しており（内側チューブの長手方向で見て）、外側ファイバは少なくとも部分的に延在する（外側ファイバの長手方向で見て）。

特に、外側ファイバは、外側チューブと内側チューブの間で延在していてもよい。
また、外側ファイバはテーパ部まで延在し、内側チューブの前側に光学的に結合され（たとえば、外側ファイバの末端面を内側チューブの前側と直接接触させることによって）、内側チューブの肉厚はテーパ部に沿って減少する。

さらに、本発明によるファイバカプラにおいて、外側チューブの肉厚はテーパ部に沿って減少しうる。
さらに、外側チューブは、テーパ部全体に沿って延在することもありうる。

外側チューブおよび内側チューブは、担持体の孔によって一部材として一緒に実施されうる。しかし、外側チューブおよび内側チューブを、たとえば、二つの部分担持体の対応する孔によって二部材として実施することも可能である。当然ながら、外側チューブおよび内側チューブを二つ以上の部分担持体で実施することも可能である。部分担持体への分割は、ファイバカプラの長手方向に行なわれることが好ましい。

外側チューブおよび内側チューブが複数部材として実施される場合、これらの複数部材から成る部品は完成品のファイバカプラ（たとえば、互いに結合された）において互いに固定的かつ永久的に接続されることが好ましい。

さらに、ファイバカプラの製造方法が提供される。この製造方法は、
ａ）内側チューブと複数の外側ファイバとを備える加工物を形成するステップであって、複数の外側ファイバは内側チューブの周りを押圧しおよび／または内側チューブの前側を押圧し、前記加工物はテーパ部を有するように内側チューブの長手方向に沿ってテーパ状に形成され、テーパ部は加工物の主部を加工物の末端部に接続するものであり、加工物を形成するために、複数の外側ファイバを設けるのに用いる準備ステップと、テーパ部を形成するのに用いるテーパ加工ステップとが実施される、加工物を形成するステップと、
ｂ）テーパ加工ステップの後、内側チューブに内側ファイバを挿入するステップであって、テーパ部に沿った内側チューブの内部断面が、挿入される内側ファイバの断面に対応するように内側チューブに内側ファイバを挿入するステップと、
を備える。

この方法において、内側ファイバの断面は好都合なことに変更されることはなく、したがって、製造されるファイバカプラは内側ファイバの品質が悪化しない結合を提供しうる。

さらに、ステップｂ）の前にテーパ加工ステップを実施することが可能である。この場合、内側チューブの内部断面をテーパ加工ステップにおいて変更しないでおくことも変更することも可能である。これを変更する場合、テーパ加工ステップの後、これが挿入される内側ファイバの断面に対応するように変更され、したがって、内側ファイバが内側チューブの中にぴったり挿入されるように変更される。

テーパ加工ステップの前に、外側ファイバは（たとえば、その後に形成されるテーパ部において少なくとも部分的に）内側チューブと結合されてもよい。こうして、望ましくない空気含有物は、たとえば、阻止されてもよい。

ステップｂ）はテーパ加工ステップの前に実行されうる。この場合、テーパ加工は、挿入される内側ファイバの断面に変化が生じないように実施されることが好ましい。
製造方法が連続法として実行される場合、内側ファイバはテーパ加工の前に既に内側チューブに挿入され、加工物のテーパ加工と同時に、信号ファイバ表面の内側チューブの衰退の引延（たとえば、両方の結合とともに）が実施されうる。こうして、衰退はテーパ加工ステップを引き延ばす。

さらに、方法において、テーパ加工ステップおよびステップｂ）の後、内側チューブは内側ファイバ表面上のテーパ部に沿って衰退されうる。したがって、外側ファイバと内側ファイバとの間で良好な光学的接続が実現される。特に、内側チューブは、衰退部分に沿って内側ファイバと結合されうる。さらに、衰退の間に、減圧が部分的に採用されうる。

さらに、方法において、ステップａ）では複数の外側ファイバを内側チューブと外側チューブとの間に挿入することが可能であり、これによって外側ファイバが少なくとも部分的に長手方向に包囲される。こうして、テーパ加工ステップにおいて、たとえば、外側チューブおよび外側ファイバの機械的引抜きによってテーパ部が容易に形成されうる加工物が提供される。

本発明による方法において、ステップａ）で使用される外側チューブは、テーパ加工ステップにおいて形成されるテーパ部の領域に内側ファイバを受け入れるための閉じられた内部断面を有しうる。閉じられた内部断面は、テーパ部の領域だけでなく、加工物の末端部の領域、したがって、この後で製造されるファイバカプラの領域においても提供されうる。さらに、採用される内側チューブもテーパ加工ステップにおいて形成されるテーパ部の領域で内側ファイバを受け入れる閉断面を有することがありうる。また、閉断面は、テーパ部と、加工物、したがって、その後に製造されるファイバカプラの末端部との両方において内側チューブ内に提供されうる。外側チューブおよび／または内側チューブの閉じた実装によって、ファイバカプラの製造を改善するために、製造の間に目標を絞って過圧または部分的な減圧を適用することが可能である。

本発明による方法において、外側ファイバはさらに準備ステップにおいて使用されてもよく、外側ファイバはテーパ加工ステップにおいて形成されるテーパ部の領域において既にテーパ加工されている。したがって、たとえば、テーパ加工ステップにおいて外側ファイバをテーパ加工することはもはや必要でない。または、テーパ加工ステップにおいて、外側ファイバをさらにほんの僅かだけテーパ加工して製造ステップを簡略化することが可能である。

外側ファイバは、ステップａ）の前に前処理されてもよい。これは、たとえば、外側ファイバについて前述したテーパ加工に関係する。また、外側ファイバを供給ファイバと接合したり、モードストリッパ、一体化可能なモード・フィールド・アダプタ、集積フィルターなどを提供したりすることも可能である。

また、内側ファイバは、ステップｂ）における挿入前に前処理されうる。この前処理は、たとえば、モードフィールド適合、テーパ加工、モードフィルターまたはスペクトルフィルターの集積化、モードフィルターの製造、および／または複数のファイバ部材の接合を備える。

さらに、方法は、（好ましくは、テーパ加工ステップおよびステップｂ）の前に）外側ファイバおよび／または内側ファイバが受け入れられてさらに支持される保持部（たとえば、膨張によって）を実施するステップを備えうる。

さらに、所望の圧力差を発生することができるように、内側チューブおよび／または外側チューブを製造中にカプセル化または仮密封することが可能である。
テーパ加工ステップにおける加工物のテーパ加工は、材料の変形および／または材料の除去によってなされうる。これは、励起ファイバに適用され、外側チューブが設けられる場合は外側チューブにも適用される。

方法において、内側チューブの肉厚は、テーパ加工ステップにおいて低減されうる。
ステップａ）を実行するために、テーパ加工ステップの前に準備ステップを実施することが可能である。この場合、外側ファイバの断面積がテーパ部においてテーパの方向に減少するように、外側ファイバはテーパ加工ステップによってテーパ加工されることが好ましい。

当然ながら、準備ステップの前にテーパ加工ステップを実行することも可能である。この場合、適切に適合された外側ファイバは、テーパ部にまで延在していれば、既にテーパ加工されている可能性のある好ましい状態にある。

準備ステップにおいて、外側ファイバは、互いに平行に延在する好ましい状態にある。
外側チューブの準備は、内側ファイバ用の中心孔と、中心孔を取り囲む外側ファイバ用の複数の外側孔とを有する担持体が提供されて実施されうる。担持体は一部材構成でありうる。しかし、担持体を二部材で実施することも可能である。この場合、中心孔を有する内側部分と、外側部分とが提供されることが好ましい。外側孔は、組み立てられた状態において、内側部と外側部によって実施されることが好ましい。

内側ファイバおよび外側ファイバは、ファイバカプラへのクラッドなしで挿入されることが好ましい。特に、内側ファイバおよび外側ファイバのいずれもテーパ部、すなわち、テーパ加工部分においてクラッドされないことが好ましい。外側チューブは、低屈折率を有する材料から製造されうる。

内側孔および外側孔は、内側ファイバおよび外側ファイバがぴったり受け入れられるように実施されることが好ましい。特に少なくとも内側ファイバがぴったり受け入れられるならば、とりわけ好都合である。

外側チューブが使用される場合、長手方向で分割される内側チューブが使用されうる。これによって、本発明によるファイバカプラは内側ファイバの端部においてだけでなくクラッドのない中間部においても実施されることが可能になる。

前述の特徴および以下に説明する特徴は、指定された組合せだけでなく他の組合せや単独でも、本発明の範囲から逸脱することなく利用可能であることは明らかである。本発明は、本発明に不可欠な特徴をさらに開示する添付図面に基づき、例示を目的として以下でさらに詳しく説明される。

第１の実施形態によるファイバカプラを示す。 図１の線Ａ−Ａに沿った断面を示す。 図１の線Ｂ−Ｂに沿った断面を示す。 図１の線Ｃ−Ｃに沿った断面を示す。 図１の線Ｄ−Ｄに沿った断面を示す。 図１のファイバカプラを製造するステップを示す。 図１のファイバカプラを製造するステップを示す。 図１のファイバカプラを製造するステップを示す。 図１のファイバカプラを製造するステップを示す。 接合ファイバ９を有する図１のファイバカプラを示す。 第２の実施形態によるファイバカプラを示す。 図１１の線Ｅ−Ｅに沿った断面を示す。 図１１の線Ｆ−Ｆに沿った断面を示す。 第３の実施形態によるファイバカプラを示す。 第４の実施形態によるファイバカプラを示す。 図１５のファイバカプラを製造するステップを示す。 図１５のファイバカプラを製造するステップを示す。 図１５のファイバカプラを製造するステップを示す。 図１５のファイバカプラを製造するステップを示す。 さらなる実施形態に従ってファイバカプラを製造するステップを示す。 さらなる実施形態に従ってファイバカプラを製造するステップを示す。 さらなる実施形態に従ってファイバカプラを製造するステップを示す。 さらなる実施形態に従ってファイバカプラを製造するステップを示す。 図２０から２３のステップにおいて使用される担持体の図を示す。 図２３の線Ａ−Ａに沿った断面を示す。 ステップ２０から２３を用いて製造されるファイバカプラを示す。 二部材担持体１０の断面図を示す。 二部材担持体１０の断面図を示す。 二部材担持体１０の断面図を示す。 さらなる二部材担持体１０の断面図を示す。 さらなる二部材担持体１０の断面図を示す。 さらなる二部材担持体１０の断面図を示す。 図２４の担持体の実施形態を示す。 図２４の担持体の実施形態を示す。 図２４の担持体の実施形態を示す。 図２４の担持体の実施形態を示す。 図２４の担持体の実施形態を示す。 さらなるファイバカプラを製造するステップを示す。 さらなるファイバカプラを製造するステップを示す。 図３４および３５のステップを用いて製造されるさらなるファイバカプラを示す。 さらなる実施形態によるファイバカプラを示す。 図３７のファイバカプラを製造するステップを示す。 図３７のファイバカプラを製造するステップを示す。 図３７のファイバカプラの末端部７の末端面８の上面図を示す。 図４０の末端面８の屈折率曲線を示す。 図４０の末端面８の屈折率曲線を示す。 図４０の末端面８の屈折率曲線を示す。 本発明によるファイバカプラの保持部４の構成を示す。 本発明によるファイバカプラの保持部４の構成を示す。 本発明によるファイバカプラの保持部４の構成を示す。 本発明によるファイバカプラの保持部４の構成を示す。 周囲媒体を有する本発明によるファイバカプラを示す。 担持体１０のさらなる実施形態の断面図を示す。 さらなる実施形態に従ってファイバカプラを製造するステップを示す。 さらなる実施形態に従ってファイバカプラを製造するステップを示す。

図１〜図５に示される実施形態において、本発明によるファイバカプラ１は、円形断面を有する内側チューブ２を備え、この内側チューブ２内にダブル・コア・ファイバとして実装される信号ファイバＳＦが挿入される。内側チューブ２は外側チューブ３および８本の励起ファイバＰＦの中心に位置し、これら励起ファイバＰＦは信号ファイバＳＦの長手方向に延在し、内側チューブ２と外側チューブ３との間に位置する。内側チューブ２は、励起ファイバＰＦを支持し、したがって、支持チューブとも呼ばれうる。

ファイバカプラ１は、図１の説明において左から右に、テーパ保持部４、主部５、テーパ部６、および基本的に一定の外径を有する末端部７を有するように実施される。
内側チューブ２は、クラッドＳＭを有する信号ファイバＳＦを受け入れるために、図１の左側にあるその広がり部分までその全長にわたって基本的に一定の内部断面（外側チューブ３内部に）を有する。ファイバカプラ１にテーパを形成するために、励起ファイバＰＦおよび外側チューブ３はテーパ部６においてテーパ状に形成される。また、内側チューブ２の肉厚もテーパ部６に沿って小さくなる。

テーパ部６は、特に、外側チューブ３の外径がファイバカプラ１の長手方向で減少するという点において特徴付けられる。さらに、テーパ部６に沿った内側チューブ２の内側の全領域は、光学的に直接接続するように信号ファイバＳＦを押し付ける。たとえば、図４の断面図からも推測されうるように、内側チューブ２と信号ファイバＳＦとの間のテーパ部に沿った空気含有物は存在しない。ここで説明する実施形態において、内側チューブ２はテーパ部６に沿って信号ファイバＳＦと結合される。

過度に強い発散の増加やさらには性能損失を回避するために、テーパ部６の長さはテーパ部６における発散の増加が全体にわたって確実に生じるようにここでは選択される。
さらに、一方側である内側チューブ２と他方側である励起ファイバＰＦとの間にはテーパ部６に沿った空気含有物がなく、したがって、励起ファイバＰＦと内側チューブ２との間に光学的な直接接続が存在し、それゆえ、信号ファイバＳＦとの光学的な直接接続も存在する。ここで説明する例示的な実施形態において、励起ファイバＰＦはテーパ部６に沿って内側チューブ２と結合される。

さらに、一方の側の励起ファイバＰＦとテーパ部６に沿った外側チューブ３との間にも空気含有物がない。
外側チューブ２の左開放端は、内側チューブ２と外側チューブ３との間に、クラッドＰＭを有する励起ファイバＰＦを挿入できる過不足のない空間があるように選択される内径を有する。図２の断面図から明らかなように、８本の励起ファイバＰＦは内側チューブ２および信号ファイバＳＦの周りで周囲方向に均等に分配される。

クラッドＰＭは、保持部４のテーパ領域まで延在しているだけで、そこから励起ファイバＰＦはもはやクラッドＰＭを有していない。したがって、保持部４から主部５までの遷移部における外側チューブ３の内径は、信号ファイバＳＦと外側チューブ３の内壁との間隔が半径方向で励起ファイバＰＦの直径よりも僅かに大きくなるように選択される。

望ましくない空気含有物を減らすために、テーパ部６の方向に向かって主部５に沿って、励起ファイバＰＦおよび外側チューブ３の僅かな変形が既に生じている。特に、図１および図３の断面図から推測されるように、励起ファイバＰＦは内側チューブ２を押圧している。励起ファイバＰＦの断面形状は、もはや円形ではなく、むしろ円形から既に僅かながら外れている（図３）。外側チューブ３の外径は主部５に沿って基本的に一定である。主部５は、励起ファイバＰＦ内を伝達する（励起）光の発散が増加しないように、または実質的に増加しないように実施されることが好ましい。しかし、光は、主部５において、励起ファイバＰＦから残りの励起ファイバＰＦ、信号ファイバＳＦ、または外側チューブ３にもある程度入り得る。

主部５に隣接するファイバカプラ１のテーパ部６において、ファイバカプラ１の外径、したがって、外側チューブ３の外径は図１で左から右に向かって減少するが、対照的に、内側チューブ２の内径はテーパ部６全体に沿って等しいままである。これを実現するために、一方で、外側チューブ３の肉厚はテーパ部６において減少する。さらに、同様に、励起ファイバＰＦの半径方向の延在部分は短縮されてその断面積は減少する。これには、励起ファイバＰＦの断面形状の変化が伴う。励起ファイバＰＦの断面形状は、テーパ部６の初めの円形から僅かに外れた断面（図４）から円形リング部と呼ばれうる断面まで減少し、したがって、隣接する末端部７において、図５の断面図に概に示されるように、励起ファイバＰＦはともに円形リング（本質的に閉じた）を形成する。

換言すると、励起ファイバＰＦの形状は、これが外側チューブ３と内側チューブ２との間の空間を完全に満たし、励起ファイバＰＦは末端部７の方向に一層テーパ状になり、内側チューブ２の周りでさらに密接して存在する状態となる。

本明細書に記載する実施形態において、末端部７は、長手方向に（すなわち、図１において左から右に）、内側チューブ２、外側チューブ３、信号ファイバＳＦ、および励起ファイバＰＦの寸法はもはや断面が変化しない点に特徴がある。さらに、末端部７に沿って、内側チューブ２はその内側全体にわたって信号ファイバＳＦを押圧し、したがって、光学的な直接接続が存在する。また、内側チューブ２は末端部７においてテーパ部６と同様に、信号ファイバＳＦと結合される。さらに、励起ファイバＰＦは内側チューブ２を直接押圧し、外側チューブ３は励起ファイバＰＦを直接押圧する。また、空気含有物はもはや末端部に存在しない。ファイバ（図示せず）は、末端部７の前端８に接合されうる。

図１のファイバカプラにおいて、励起ファイバＰＦは、上記のように、テーパ部６全体に沿って内側チューブ２を押し付け、したがって、励起ファイバＰＦを伝わる光は信号ファイバＳＦに（ある程度）過結合される可能性があり、光がさらに伝達される。さらに、励起ファイバＰＦは、各々を断面で見ると、テーパ部６全体に沿って信号ファイバＳＦの周りで周囲方向に均等に分配され、したがって、実効的な過結合が可能である。

内側チューブ２は、信号ファイバＳＦ表面への加熱操作によって衰退されおよび／または信号ファイバＳＦと結合される可能性があり、したがって、内側チューブ２および信号ファイバＳＦに押し付ける励起ファイバＰＦ間で優れた光結合が提供される。

図１のファイバカプラについて考えられる製造を図６から９に関連して説明する。
まず、円形断面を有する内側チューブ２は、やはり円形断面を有する外側チューブ３の中心に位置する。８本の励起ファイバＰＦは、内側チューブ２と外側チューブ３の間で周囲方向に均等に分配されて挿入され（図６）、したがって、ファイバカプラ加工物１’が提供される。内側チューブ３の内径が小さくならないようにする目的で、矢印Ｐ１で示されるように圧力が内側チューブに加えられる。

図６から図７のステップにおいて、外側チューブ３は、領域ＳＢで励起ファイバＰＦと結合される。
外側チューブ３および励起ファイバＰＦは、この後、加工物１’の中間部ＭＡを加熱しながら（半径方向の延在部分が小さくなる）機械的引抜き（矢印Ｐ２で示される）によってテーパ加工される。こうして、ファイバカプラ加工物１’はテーパ加工された中間部ＭＡを有することになる。外側チューブ３および励起ファイバＰＦをテーパ加工する間に、内側チューブに圧力が加えられる（矢印Ｐ１）。圧力は、引抜きの後の内側チューブ２の自由断面が挿入される信号ファイバＳＦの断面に正確に対応するか、またはいくぶん大きくなるように、したがって、信号ファイバＳＦが挿入可能であるように、機械的引抜きおよび加熱機能に応じて選択される。

これは、内側チューブ２全体または内側チューブ２の少なくとも自由内部断面が引抜き中に変形しない状態で実現されることが好ましい。当然ながら、形状変化を容認することも可能であることで、内側チューブ２は引抜き後に所望の自由内部断面を有することが確認される。

図８の加工物１’において、内側チューブ２と、励起ファイバＰＦと、中間部ＭＡおよびその両側に隣接する側部ＳＡ１、ＳＡ２における外側チューブ３（任意）との構造の完全な結合は、外径を大きくして（たとえば、点ＳＰ１、ＳＰ２まで）実施されうるが、必ずしもそうする必要はなく、その工程の間に、空洞または空気含有物が、少なくとも中間部ＭＡから、または任意に、その両側で隣接する側部ＳＡ１、ＳＡ２から除去される。また、このステップの間に圧力が内側チューブ２に加えられることが好ましい。

空洞または空気含有物の除去中に、任意で、部分的な減圧が内側チューブ２と外側チューブ３との間で採用されうる。
図８によるファイバカプラ加工物１’において、さらなるステップで信号ファイバＳＦが挿入される（図９）。信号ファイバの挿入後、励起ファイバＰＦと信号ファイバＳＦとの間に良好な光学的接続を実現するために、内側チューブ２は少なくとも中間部ＭＡおよび隣接する側断面ＳＡ１（図９）の領域の信号ファイバＳＦの表面で衰退される。信号ファイバＳＦの表面上での内側チューブ２のこの衰退は、たとえば、目標とされる加熱操作によって実施されうる。さらに、部分的な減圧が内側チューブ２に適用されうる。

上記のステップにおいて説明した加熱操作は、ＣＯ_２レーザ、電気アーク、または抵抗加熱など、大きく変動する熱源を用いて実現されうる。
図９のファイバカプラ加工物１’は、この後、中間部において分断され（たとえば、分割または切断によって）、したがって、図１のファイバカプラ１が得られる。こうして得られたファイバカプラ１は、図１０に概略的に示されるように、幾何学的に適合されたファイバ９にさらに接合されうる。

さらなる実施形態によると、図１１に示されるファイバカプラ１は、基本的にステップ６から９によって製造されうる。しかし、励起ファイバＰＦを内側チューブ２と結合し、内側チューブ２を挿入された信号ファイバＳＦと結合するための加熱は、この結合が中間部ＭＡおよび図１１の左方で隣接する側部ＳＡ１においてのみ生じるように実施される。これにより、内側チューブ２と信号ファイバＳＦとの間の光学的接続は側部ＳＡ１および中間部ＭＡのみに存在することが実現される。右方で中間部ＭＡに隣接する側部ＳＡ２において、内側チューブ２と信号ファイバＳＦ２との間に光学的接続はない。また、このことは、それぞれ部分Ｅ−Ｅまたは部分Ｆ−Ｆに沿った断面を示す図１２および図１３の断面図からも推測できる。図１２の断面では内側チューブ２と信号ファイバＳＦとの接触はあるが、図１３の断面における内側チューブ２と信号ファイバＳＦとの間には直接的接触はない。したがって、側部ＳＡ２における内側チューブ２と信号ファイバＳＦとの間にはもはや光学的接続がない。したがって、図１１によるファイバカプラ１は、図１１に示される形態で使用されうる。中間部ＭＡの領域における分断は必要でない。

本発明によるファイバカプラ１のさらなる実施形態が図１４に示される。図１４のファイバカプラは、末端部７の実施の点で図１のファイバカプラと異なる。図１４のファイバカプラにおいて、末端部７はもっぱら信号ファイバＳＦそれ自体で形成されるように実施される。テーパ部６において、外側チューブ３、励起ファイバＰＦ、および内側チューブ２は、これらの厚さが０に減少するまでテーパ加工され、したがって、末端部７においてなお提供されるのは信号ファイバＳＦのみである。しかし、信号ファイバＳＦの露出端を切断することがさらに可能であり、したがって、末端部７は基本的に、この場合、末端面８によって形成され、末端面８は、この場合、同時にテーパ部６の端部を形成する。

さらなる実施形態によるファイバカプラが図１５に示されており、このファイバカプラはその左開放端にクラッドＰＭを有する励起ファイバＰＦを受け入れる広がり部分を有していない点においてのみ図１のファイバカプラと基本的に異なる。したがって、図１５のファイバカプラ１は、保持部４を備えておらず、図１５の左側において既に主部５で始まる。これを可能にするように、内側チューブ２は左にやや遠くまで引き出され、クラッドＰＭを有する励起ファイバＰＦの部分は内側チューブ２上の外側チューブ３の外部に位置する。

図１５によるファイバカプラ１の製造は、図１６〜図１９に示されており、これらのステップは基本的に図６〜図９によるステップに対応し、したがって、図６〜図９に関する説明が参照されうる。

内側ファイバまたは信号ファイバＳＦが中間部ＭＡのテーパ形成後にのみ挿入されるわけではないように上記説明した製造方法を変更することが可能である。むしろ、この変更によると、ファイバカプラ加工物１’の顕著な変形は信号ファイバＳＦの挿入後にのみ生じる。

信号ファイバＳＦを挿入するために提供されるファイバカプラ加工物１’は違った形で実施されうる。
たとえば、信号ファイバＳＦが励起ファイバＰＦの挿入直後に挿入される場合、個々の構成要素がまだ結合されていないファイバカプラ加工物１’が提供され、したがって、空洞は中間部の後でテーパ加工される領域の内側チューブ２と外側チューブ３との間にまだある。

信号ファイバＳＦを挿入する前に、ファイバカプラ加工物１’は中間部ＭＡにおいて予め部分的または全体的に結合することが可能であり、これは以下のステップにおいてテーパ加工されるものとして実施され、したがって、中間部ＭＡにおける内側チューブ２と外側チューブ３との間に空洞がまだ存在しない。

さらなる製造ステップに関して、内側チューブ２が信号ファイバＳＦに結合される前にのみファイバカプラ加工物の顕著な変形が生じるかどうか、または、内側チューブ２および信号ファイバＳＦは予め部分的に結合されているかどうかに関して識別されうる。

第１の事例では、中間部のテーパ加工が基本的に結合前に終了され、第２の事例では、信号ファイバＳＦ表面上での内側チューブ２の衰退および結合が実施されて、ファイバカプラ加工物１’の変形を空間的に引き延ばして、信号ファイバへの熱の導入および信号ファイバＳＦの変形を最小にする連続法を示唆する。信号ファイバＳＦでまだ衰退されていない領域において、ファイバカプラ加工物１’の変形は、信号ファイバＳＦの変形と無関係に、機械的引抜きおよび熱導入によって実施されうる。観察される部分が適当に変形している場合、衰退が信号ファイバ表面で実施されうる。

本発明によるファイバカプラ１のさらなる実施形態の製造を、図２０〜図２５に関連して説明する。図２０の担持体１０の断面は図２４に示されている。なお、この断面図では、ファイバが挿入されていない担持体１０そのものだけが示されている。担持体１０は、信号ファイバＳＦの受入れに使用される中央の中心孔１１を有する円形断面を有する。したがって、中心孔１１の壁は内側チューブを形成する。

六つの励起ファイバ孔１２は、中心孔１１の周りで周囲方向に均等に分配されて提供され、担持体１０の全長にわたって中心孔１１と同様に延在する。励起ファイバ孔１２を外部で包囲する担持体１０の材料は、こうして、ファイバカプラの外側チューブ３を形成する。

さらなる実施において、当然ながら、６つ以上または以下の励起ファイバ孔も提供されうる。
図２０に示されるように、励起ファイバＰＦ（励起ファイバクラッドＰＭなしの）は励起ファイバ孔１２に挿入される。励起ファイバ孔１２の直径は、励起ファイバＰＦがぴったり挿入されるように選択される。さらに、中心孔１１の右側はストッパ１３によって閉じられる。

図２１の断面において、励起ファイバＰＦは、領域ＳＢにおいて励起ファイバ孔１２の壁と結合される。
図２１に示されるように、部分的な減圧（矢印Ｐ２）が、右側から励起ファイバ孔１２に加えられる。ファイバカプラ加工物１’の中間部は同時に加熱され、圧力が左開放端（矢印Ｐ１）から中心孔１１に加えられ、したがって、テーパ状の中間部ＭＡが形成されて中心孔１１の直径は不変に保たれる（図２２）。

担持体１０と信号ファイバＳＦとの間で所望の光学的接続を実現するために、信号ファイバが、この後、中心孔１１に挿入され、中心孔１１の壁面は信号ファイバ表面で衰退される（図２３）。

衰退は、部分的な減圧の有無にかかわらず加熱操作を用いて実施されうる。信号ファイバＳＦおよび内側チューブ（または中心孔１１）の断面形状がよく一致すると、熱の導入がほとんどなくても内側チューブは信号ファイバ表面で十分に衰退されうる。部分的な減圧は、この目的で採用されることが好ましく、それによって、比較的大きい断面の差も克服することができる。また、その結果、比較的大きい断面積の差を、熱の導入がほとんどなくても克服することができる。

続いて、図２３のファイバカプラ加工物１’が提供され、Ａ−Ａに沿ったその断面が図２５に示される。たとえば、加工物１’は、図２６に示される所望のファイバカプラ１を完成させるためにこの断面Ａ−Ａで分断されうる。ファイバカプラ１はファイバ９と接合されうる。

この実施形態において担持体１０を用いるとき、励起ファイバＰＦおよび励起ファイバ孔１２の位置と、担持体１０の外側形状に対する内側孔１１の心出しとが明確に指定される。この位置の指定は、励起ファイバＰＦの正確な形状適合とともに、ファイバカプラ加工物１’の結合およびテーパ加工の間に対称性を保ち易くし、これによって、中心孔１１の心出しの維持と中心孔１１の断面形状の維持とが容易および／または確実になりうる。励起ファイバＰＦおよび外側チューブ（または、担持体１０の対応領域）は、限定的にしか変形されず、したがって、励起ファイバＰＦの中を伝達される光の望ましくない急な発散が制限されうる。さらに、結合は、熱の導入が限られている場合にたとえ部分的な減圧サポートが採用されなくても、空洞の除去によって好都合に実施されうる。

担持体１０は一部材構成とすることができる。また中心孔１１を有する内側部１５（図２７ａ）、および外側部１６（図２７ｂ）から担持体１０を組み立てることも可能であり、内側部１５および外側部１６は中心孔１１に加えて組み立てられた状態（図２７ｃ）で励起ファイバ孔１２を形成する。

励起ファイバ孔１２を励起ファイバの異なる断面に適合させることが可能である。たとえば、断面が長方形の場合、内側部１５および外側部１６は図２８ａ〜図２８ｃに示されるように実施されてもよい。

二部材構成の担持体の実施において、図２７ａ〜図２７ｃおよび図２８ａ〜図２８ｃに関連して説明したように、内側部１５は外側部１６よりも長くなるように、したがって、外側部１６の少なくとも一端から突き出るように、各場合において実施されうる。したがって、必要に応じて、圧力（過圧または部分的な減圧）を中心孔１１に加えることが可能である。その結果、さらに、信号ファイバＳＦおよび／または励起ファイバＰＦを外側部１６の領域外に誘導することが可能となる。

図２９に概略的に示されるように、内側チューブ２が中心孔１１に挿入される、一部材の担持体１０において同じ効果が実現されうる。内側チューブ２の長さは、担持体１０の少なくとも一端において担持体１０の端部から突き出るように選択される。

担持体を二分割する別のタイプが図３０に示される。この場合、担持体１０は、各々の断面が半円であると見なされる上部１５’および下部１６’を有する。二つの励起ファイバ孔１２は完全に実施され、二つの励起ファイバ孔およびこれらの間にある中心孔１１は各々が二つの部材１５’および１６’の各々で半分が実施されるだけであり、したがって、二つの部分１５’および１６’は、図３０に示される、組み立てられた状態においてのみ中心孔１１および二つの隣接する励起ファイバ孔１２をさらに形成する。二つの部分１５’および１６’は、これらを包囲する保持チューブＨＲによって固定される。

保持チューブＨＲは、たとえば、ここでは比較的暗いイラストで示される保持チューブＨＲの内側で低い屈折率を有しうる。外側領域（大きい半径を有する部分）よりも低い内側の屈折率は、たとえば、フッ素ドーピングによって実現されうる。

クラッドＳＭは、製造中に、二つの部材１５’および１６’の長さに対応する長さにわたって信号ファイバＳＦから除去されうる。信号ファイバは、この後、その剥離断面を用いて二つの断面１５’および１６’の一方の半分の中心孔に置かれ、他の断面１６’または１５’は、それぞれ、信号ファイバＳＦを有する断面１５’、１６’に置かれる。保持チューブＨＲは、この後、中心孔１１に信号ファイバＳＦを有するこれら二つの部材１５’および１６’に押し込まれる。励起ファイバＰＦは、保持チューブが押し込まれる前または後に励起ファイバ孔１２に挿入されてもよい。このときに提供されるファイバカプラ加工物は、この後、所望のファイバカプラ１を実現するために、たとえば、図２２および図２３に関連して説明したように、同様のステップに従いうる。

この実施形態において、ファイバカプラは、全く接合作業なしで製造することが可能である。この場合のファイバカプラは、結合箇所が設けられた動的ファイバを有する。
当然ながら、さらに多くの励起ファイバを設置することも可能である。担持体１０の例が図３１に示されており、ここでは、中心孔１１は、すべての孔が円形断面を有する１８個の励起ファイバ孔１２によって包囲される。この場合、信号ファイバは、複数の「励起リング」によって包囲される。中心孔１１に直接的に隣接する６個の励起ファイバ孔１２は、こうして、第１のリングを形成する。これら６個の励起ファイバ孔を包囲する励起ファイバ孔は、第２のリングを形成する。対応する励起ファイバ孔の中の励起ファイバは、こうして、製造されるファイバカプラに第１の（内側）「励起リング」および第２の（外側）「励起リング」を形成する。

担持体の例が図３２に示されており、ここでは、円形断面を有する中心孔１１は長方形断面を有する２４個の励起ファイバ孔１２によって包囲される。
変形が図３３に示されており、ここでは、担持体は各々が長方形断面を有する１２個の励起ファイバ孔１２によって包囲される円形断面を有する中心孔１１を有する。

図４９に示される変形において、担持体１０は、六角形構造の断面周囲を有しており、中心孔１１も六角形である。六角形の中心孔１１は６つの長方形励起ファイバ孔１２によって包囲される。

本発明によるファイバカプラのさらなる実施形態を、図３４〜図３６に関連して説明する。まず、ファイバカプラ加工物１’が製造される（図３４）。このファイバカプラ加工物１’は、その後、フッ化水素酸（ＨＦ）の溶液槽１７に浸され、溶液槽１７から上方に（矢印Ｐ４）引き上げられる（図３５）。下方にあるファイバカプラ加工物１’の部分は上方にある部分よりもフッ化水素酸に長く留まるので、材料の浸食は下方にある部分においてより大きく、したがって、図３５に示されるＶ字形のファイバカプラ加工物１’が得られる。フッ化水素酸溶液槽の表面にパラフィン層１８を形成することが好ましく、これによって、ファイバカプラ加工物１’が取り出されるときにフッ化水素酸が完全に取り除かれるようになる。取り出す間に、内側チューブの内径が減少しないように、圧力を内側チューブに加えることもできるが（Ｐ１）、内側チューブを閉じることもできる。

信号ファイバＳＦは、この後、ファイバカプラ加工物１’に挿入され、内側チューブ２は信号ファイバＳＦ表面で衰退される。幾何学的に適合されたファイバ９（図３６）に接合されうる前端８は、この後、分断によって形成される。

また、信号ファイバは、この例では、事前に（図３５によるテーパ部の前などに）挿入されうる。さらに、テーパ加工は端部で実施される必要はなく、末端部は別の現場における処理の間に提供されてもよい。

この実施形態において、テーパ部６は、以前の実施形態と対照的に材料の浸食のよって形成される。さらに、テーパ部は、ファイバカプラ１の前端８または前方の前側まで延在しており、したがって、前端８もファイバカプラ１の末端部を同時に形成する。

図３７に示されるファイバカプラ１のさらなる実施形態において、内側チューブ２は、これまでに説明したファイバカプラ１の実施形態と対照的にファイバカプラ１全体に沿って延在しておらず、テーパ部６で始まるだけで末端部７に沿って延在し、内側チューブ２の内径は一定のままで、内側チューブ２の外径、したがって、内側チューブの肉厚はテーパ部６に沿って減少する。

励起ファイバＰＦと内側チューブ２との間の良好な光学的接続を確保するために、テーパ状の内側チューブ２は信号ファイバＳＦ表面で衰退され、励起ファイバＰＦの前端は内側チューブ２の左前側２０にぴったり押し付けられる。

このようなファイバカプラ１は、図３７に示されるように、幾何学的に適合されたファイバ９とさらに接合されうる。
図３７のファイバカプラ１の製造を、図３８および図３９に関連して説明する。

図３８に示されるように、内側チューブ２は、図３８において右側から外側チューブ３に部分的に挿入されるだけである。左側からは、励起ファイバＰＦの前端２１が内側チューブ２の前側２０にぴったり押し付けられるように８本の励起ファイバＰＦが挿入される。内側チューブ２の肉厚は、励起ファイバＰＦの直径に対応するようにここでは選択され、したがって、信号ファイバＳＦをちょうど受け入れることができる中間チャネルが加工物１’の中間部ＭＡの領域に設けられる。

外側チューブ３は、領域ＳＢにおいて内側チューブ２と結合される。内側チューブ２と信号ファイバＳＦとの間、ならびに励起ファイバＰＦと信号ファイバＳＦとの間に接触は存在しない。

図３８〜図３９までのステップにおいて、加工物１’は、内側チューブ２の内径が図３９に示されるように一定のままであるようにテーパ加工される。これは、たとえば、外側チューブ３および内側チューブ２を引き抜くと同時に熱を導入することによって実施できる。信号ファイバＳＦは、内側チューブ２に接触されないのでこのテーパ加工中にテーパ加工されない。内側チューブ２は、この後、所望の光学的接続を実現するために信号ファイバＳＦ表面上で衰退され、ファイバカプラ加工物１’は、たとえば、前端８を形成するために矢印Ｐ５で示される点において分断または分割される。

前端８は、この後、図３７に示されるように、幾何学的に適合されたファイバ９に接合されうる。
当然ながら、図３８〜図３９のテーパ加工ステップの後で信号ファイバＳＦおよび／または励起ファイバＰＦを加工物１’に単に挿入し、この後、信号ファイバＳＦ表面上で内側チューブ２を衰退させることも可能である。このためには、他の例示的な実施形態と同様に、新たな連続内側チューブが提供されなければならない。

本発明によるファイバカプラの実施形態の前端８が図４０に示される。ファイバカプラ１の前端８の半径方向において考えられる様々な屈折率曲線が図４１〜図４３に示される。これらの屈折率曲線は、ファイバカプラ１の末端部７およびテーパ部６にわたって軸方向に延在していることが好ましく、信号ファイバＳＦは残る構造とは対照的にテーパ加工されないので屈折率の半径方向位置が突然シフトする。

図４１の屈折率曲線において、信号ファイバＳＦの信号コアの屈折率ｎ１が最も高い。残る信号ファイバＳＦ、内側チューブ２、および励起ファイバＰＦの屈折率は等しく（ｎ２）、ｎ１よりも小さい。外側チューブ３の屈折率ｎ３は、屈折率ｎ２よりもさらに小さい。しかし、図４１の変形、すなわち、改変においては、ｎ２とｎ３が同様に大きいこともありうる。

図４２の変形において、信号ファイバＳＦは、信号ファイバＳＦの信号コアの屈折率ｎ１よりも小さく、かつ等しい屈折率ｎ３または同様の屈折率を有する外側チューブ３、内側チューブ２、および励起ファイバＰＦの屈折率よりも大きい屈折率ｎ２を有するいわゆる屈折率の土台を有する。

低い屈折率を有する内側チューブ２が使用され、したがって、内側チューブの屈折率ｎ２が外側チューブ３および励起ファイバＰＦの屈折率ｎ３よりも小さい変形が図４３に示される。さらに、信号ファイバＳＦもその信号コアのそばで屈折率ｎ３を有する。信号コアは、比較的大きい屈折率ｎ１を有する。内側チューブ２のこの屈折率リングは、特に、励起光源（図示せず）を保護するために信号ファイバＳＦ内の寄生信号光が結合領域（末端部７およびテーパ部６）から伝えられ、これによって寄生信号光が励起ファイバＰＦを介して励起光源に達することを阻止するように使用される。同じ機能は、図４２の屈折率曲線を用いて実現される。当然ながら、前端８で接合されるファイバの半径方向の屈折率曲線はそれ相応に適合されうる。

ファイバカプラ１の保持部４の様々な設計が図４４〜図４７に示される。
図４４の設計は、図１の実施形態に対応する設計である。励起ファイバＰＦおよび信号ファイバＳＦは、各々、ここでは保持部４の初めに、それぞれ、これらのクラッドＰＭまたはＳＭを有する。

その後にテーパ加工された励起ファイバＰＦが保持部４で終了し、さらにクラッドＰＭ’を有する供給ファイバＰＦ’に接続される例が図４５に示される。特に、励起ファイバＰＦと供給ファイバＰＦ’は接合されてもよい。

図４６の例において、励起ファイバＰＦの少なくとも一つの部分ＭＳは、いわゆるモードストリッパＳとして実施される。このように、励起光源（図示せず）の方向に右から左に望ましくない形で進む光は、励起ファイバ材料との結合が失われ、したがって、存続せず、また別の点に損傷や障害をもたらさない。モードストリッパは、典型的に、ガラス材料から作られたクラッド内を伝達される励起ファイバまたは内側ファイバの光に作用する。

励起ファイバＰＦがもはやクラッドＰＭを有しておらずにフッ素でドープされた外側リングＰＲをなお有しているだけの例が図４７に示される。
本発明に従ってファイバカプラの製造に使用されうるファイバカプラ加工物１’が図５０および５１の各々に示される。図５０および図５１の説明は、基本的に図２０および図２２の説明に対応するが、図２０および図２２の説明とは対照的に、励起ファイバＰＦは各々が既にテーパ加工されたものとして励起ファイバＰＦ自体が実施されるテーパ加工領域ＶＢを備える。励起ファイバＰＦのテーパ加工領域ＶＢは、図５１に示されるように、形成されるテーパ部の領域に励起ファイバＰＦがあるように正しく配置されることが好ましい。

図５０〜図５１までのステップにおいて、外側チューブのテーパ加工はもっぱら加熱処理によって実施できる。引抜きを省くことが可能である。しかし、機械的引抜きを追加として実施することも可能である。

また、励起ファイバは、上記すべての実施形態におけるテーパ加工領域ＶＢを有しうる。
さらに、励起ファイバＰＦおよび／または信号ファイバＳＦは、各々の先端で面取りされることが可能であり、このことを利用して内側チューブまたは外側チューブに挿入される。また、先端を尖らせたりテーパ状にしたりすることもできる。

これまでの説明において、信号光はテーパ部６のテーパ方向に信号ファイバＳＦの中を伝えられるものと常に仮定された。当然ながら、信号光が反対方向に伝えられるようにファイバカプラを使用することも可能である。また、光は、前述のように励起ファイバＰＦから信号ファイバにではなく、信号ファイバＳＦから励起ファイバＳＦに過結合されることも可能である。

さらに、信号ファイバＳＦは典型的に末端部８で終了するものと事前に仮定された。しかし、また、信号ファイバＳＦが末端部７を越えて延在するように本発明に従ってファイバカプラ１を実施することも可能である。

ファイバカプラまたはその前端８は、前述のように、別のファイバと接合されうるだけでなく、他のタイプの光結合も可能である。特に、フリービーム結合が可能である。さらに、信号ファイバは、末端部を越えて延在しうる。

個々の実施形態の製造に関して説明した圧力の適用によって、製造工程が簡単になる。したがって、たとえば、保持部４に広がり部分を形成するために、過圧が、内側チューブ、または内側チューブと外側チューブの間、またはこれらの両方に利用されうる。内側チューブ内の過圧は、内側チューブ２の内部断面を調整するために、励起ファイバＰＦおよびオプションとして外側チューブ３を変形する際に使用されうる。

たとえば、励起ファイバ、外側チューブ、および内側チューブで作られる構造内の空気含有物を除去するために、内側チューブ２と外側チューブ３の間に部分的な減圧が採用されうる。

内側チューブ２と信号ファイバＳＦの間に正確な形状適合が存在する実施形態において、内側チューブ２の衰退および内側チューブ２と信号ファイバＳＦとの結合は、内側チューブ２に適度な熱を導入して実現されうる。熱の導入をさらに抑制するために、内側チューブ２と信号ファイバＳＦの間の空隙に部分的な減圧が適用されうる。内側チューブ２と信号ファイバＳＦの間に部分的な減圧を適用することによって、さらに、大きい空隙を埋めるとともに信号ファイバＳＦおよび内側チューブ２の形状をずらすことができる。

圧力の適用（過圧または部分的な減圧）を簡素化するために、対応するチューブ（内側チューブ２または外側チューブ３）は長くされうるし、したがって、現実的に減圧の適用が容易化される。

信号ファイバＳＦ、励起ファイバＰＦ、オプションとしての供給ファイバＰＦ’のクラッドは、ポリマクラッド、アクリルクラッド、ナイロンクラッド、シリコーンクラッドとして、ガラス材料製クラッドとして、または列挙した材料の任意の組合せとして実施されうる。

励起ファイバＰＦ中の光の伝達は、励起ファイバの屈折率との関連で減少する（励起コアの内側ファイバの場合）クラッドの屈折率によって、または包囲された空洞（いわゆる空気クラッド、エアクラッドとも呼ばれる）によって実現されうる。

主部、テーパ部、および末端部において、信号ファイバＳＦまたは励起ファイバＰＦのポリマクラッドは、完全に除去されることが好ましい。これらの部分では、末端部７においてより高い輝度の励起光を実現すること、すなわち、クラッドのない信号ファイバＳＦおよび／または励起ファイバＰＦまたはガラス材料製の薄いクラッドのみを有する信号ファイバＳＦおよび／または励起ファイバＰＦを使用することが好都合である。

さらに、後でテーパ加工される領域でクラッドが回避されているだけでなく、励起ファイバが事前に既にテーパ加工された、励起ファイバＰＦを使用することが可能である。
保持部４は、クラッドＰＭ、ＳＭの有無にかかわらず、励起ファイバＰＦおよび信号ファイバＳＦを受け入れることができる。好ましくは、クラッドはテーパ部６および末端部７において除去される。

保持部４は、たとえば、製造工程において圧力差を発生し、および／または本発明に従って製造工程の間またはファイバカプラを後で使用する際に構造内部の汚染を防止できるように、本発明に従ってファイバカプラ内に密封されうる。

さらに、目標を絞ってクラッドからの光を消散し以後は自然の成り行きでのこの光による損傷を防止する、いわゆるモードストリッパが、供給ファイバ（好ましくは励起ファイバＰＦ）のクラッドの表面または内部で使用されうる。モードストリッパは、保持部４にあることが好ましい。

保持部４は、好ましくは、励起ファイバＰＦ内の全反射による光の伝達が完全に除去されたクラッドを有する部分においても確保されるが、ファイバの外面と他の構成要素との望ましくない接触が防止されるという点において内側チューブ２、外側チューブ３、または担持体１０への過結合がなお生じないように実施されうる。このことは、クラッドが完全に除去された部分の信号ファイバにも当てはまる。このとき、保持部４における内側チューブとの望ましくない接触は回避される。

テーパ部６および末端部７において内側チューブ２と信号ファイバＳＦの間で断面形状が一致していることは、信号ファイバＳＦ表面での内側チューブ２の衰退の過程にとって特に好都合である。また、内側チューブ２と励起ファイバＰＦとの形状適合および／または内側ファイバ２に対する励起ファイバＰＦの局所的な固定も、外側ファイバＰＦとの結合中に内側チューブ２の断面形状を維持し易くするので好都合である。

末端面の準備（切断および／または研磨）は外側チューブ３または構造１０によって簡素化され、より優れた接合機能が好都合に実現されうる。
外側チューブ３の低屈折率は、外側チューブ３への励起光の過結合を防止するか、またはこれを少なくとも抑制することを目的として利用されうる。これによって、末端部７における励起光の輝度が改善されるかもしれない。さらに、より大きい肉厚の外側チューブ３が輝度の損失なしで使用されるかもしれない。

同様に、二部材構成の担持体１０の場合、低屈折率を有する外側部が実施されうるか、または外側領域に低屈折率を有する担持体１０が使用されうる。
本発明によるファイバカプラにおいて、外側チューブ３は、やはり励起ファイバＰＦの光を伝えるように実施されうる。このために、外側チューブは、たとえば、低屈折率を有しうる。外側チューブで半径方向に適当な屈折率を提供することも可能である。さらに、図４８に概略的に示されるような外側チューブを包囲する媒体Ｍの屈折率は、それ相応に選択されうる。

本発明によるファイバカプラ１の保持部４は、他の構成要素への外面の望ましくない接触が防止されるという点において、たとえば、全反射による励起ファイバ内の励起光の伝達が完全に抑制されたクラッドを有する部分において確保されるが、内側チューブ、外側チューブ、または担持体への過結合がなお生じないように実施されうる。

さらに、保持部またはその開放端は、外側との関連でカプセル化が可能であり、したがって、汚染の危険性が緩和される。
保持部は、特にファイバがクラッド付きで受け入れられる場合にファイバカプラの機械的安定性を改善する。

保持部のために、ファイバカプラの全体構造は総じて簡素化されうる。また、これらの利点は、当然ながら、たとえば、図１１の実施形態の場合と同様に、ファイバカプラの末端部の側で実施される保持部にも当てはまる。

外側チューブは、励起ファイバと比べて低い屈折率を有しうる。さらに、空気クラッド（複数の気泡またはガス気泡が外側チューブのクラッドで包囲されて屈折率に影響を及ぼす）を有する外側チューブが使用されうる。

本発明によるファイバカプラにおいて、信号ファイバは、テーパ部でテーパ加工されないが、良好な結合が同時に実現され、この目的で必要とされる信号ファイバの強力な加熱がなくて済むことが好ましい。信号ファイバの信号のモードプロファイルはこうして維持されることが可能であり、モード断面も維持されうることが好ましい。

本発明によるファイバカプラにおいてさらなる機能を一体化することがさらに可能であり、したがって、個別の構成要素の数はさらに抑制されうる。これは、保持部によって拡張される可能性のあるカプラの支援機能に特に支持される。

たとえば、本発明によるファイバカプラを使用すると、カプラにおけるモード断面を拡大縮小できるとともに、モードフィールド適合を実施できる。
ファイバカプラの信号ファイバは、接合によって結合される複数の個々のファイバから組み立てられうる。

さらに、信号ファイバおよび／または励起ファイバにおけるモードコンバータおよび／またはモードフィルターの一体化が可能である。
本発明によるファイバカプラの構造および／または本発明による製造方法におけるファイバカプラ加工物によって、励起ファイバおよび／または外側ファイバの心出しならびに形状の確保はこのために必要とされる複雑な補助装置なしで好都合に実現されうる。

製造方法において、内側チューブおよび／または外側チューブが少なくともテーパ部およびオプションとして末端部において閉鎖構造を有する場合に、製造中に内側チューブと外側チューブの間に圧力差が生じうることになり、これによって、たとえば、信号ファイバ表面で内側チューブを衰退させることが容易になるので好都合である。

さらに、本発明によるファイバカプラにおいて、内側ファイバまたは信号ファイバの表面で内側チューブの衰退および内側チューブと信号ファイバまたは内側ファイバとの結合の後、内側チューブおよび／または外側チューブは完全にまたは部分的にエッチング除去されうる。これは結合された励起力の輝度に利点をもたらしうる。

Claims (21)

1. ファイバカプラであって、
   内側チューブ（２）と、
   前記内側チューブ（２）内に位置する内側ファイバ（ＳＦ）と、
   前記内側ファイバ（ＳＦ）の周りに位置する複数の外側ファイバ（ＰＦ）と、
   を備え、前記ファイバカプラは主部（５）から末端部（７）に向かう前記内側ファイバ（ＳＦ）の長手方向にテーパ状に形成されており、前記ファイバカプラ（１）のテーパ部（６）に沿った前記内側チューブ（２）の内部断面が前記内側ファイバ（ＳＦ）の断面に対応し、前記外側ファイバ（ＰＦ）は前記テーパ部（６）全体に沿って前記内側チューブを介して前記内側ファイバ（ＳＦ）と光学的に接続されている、ファイバカプラ。
2. 前記内側チューブ（２）の内部断面は前記テーパ部（６）に沿って等しく保たれる、請求項１に記載のファイバカプラ。
3. 前記内側チューブ（２）は前記テーパ部（６）に沿って前記内側ファイバ（ＳＦ）表面上で衰退される、請求項１または２に記載のファイバカプラ。
4. 前記内側チューブ（２）は前記テーパ部（６）全体に沿って前記内側ファイバ（ＳＦ）と光学的に直接接続されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のファイバカプラ。
5. 前記外側ファイバ（ＰＦ）は前記テーパ部（６）全体に沿って延在し、前記外側ファイバ（ＰＦ）の断面積はそれに沿って減少する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のファイバカプラ。
6. 前記外側ファイバ（ＰＦ）は、前記内側チューブ（２）まで延在し、前記内側チューブ（２）の前側（２０）に光学的に結合され、前記内側チューブ（２）の肉厚は前記テーパ部（６）に沿って減少する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のファイバカプラ。
7. 前記内側チューブ（２）が少なくとも部分的に位置するとともに前記外側ファイバ（ＰＦ）が少なくとも部分的に延在する外側チューブ（３）を備える請求項１〜６のいずれか一項に記載のファイバカプラ。
8. 前記外側ファイバ（ＰＦ）は前記外側チューブ（３）と前記内側チューブ（２）との間に延在する、請求項７に記載のファイバカプラ。
9. 前記外側チューブ（３）の肉厚は前記テーパ部（６）に沿って減少する、請求項７または８に記載のファイバカプラ。
10. 前記外側チューブ（３）は前記テーパ部（６）全体に沿って延在する、請求項７〜９のいずれか一項に記載のファイバカプラ。
11. ファイバカプラを製造する方法であって、
    ａ）内側チューブと複数の外側ファイバとを備える加工物を形成するステップであって、前記複数の外側ファイバは前記内側チューブの周りに位置しおよび／または前記内側チューブの前側を押圧し、前記加工物はテーパ部を有するように前記内側チューブの長手方向に沿ってテーパ状に形成され、前記テーパ部は前記加工物の主部を同加工物の末端部に接続するものであり、前記加工物を形成するために、前記複数の外側ファイバを設けるのに用いる準備ステップと、前記テーパ部を形成するのに用いるテーパ加工ステップとが実施される、前記加工物を形成するステップと、
    ｂ）前記内側チューブに内側ファイバを挿入するステップであって、前記テーパ部に沿った前記内側チューブの内部断面が、挿入される前記内側ファイバの断面に対応するように、前記テーパ加工ステップの後、前記内側チューブに内側ファイバを挿入するステップと、
    を備え、前記内側チューブが前記テーパ部に沿って前記内側ファイバの表面上で衰退されることにより前記外側ファイバが前記テーパ部全体に沿って前記内側チューブを介して前記内側ファイバと光学的に接続される、方法。
12. 前記内側チューブの内部断面は前記テーパ加工ステップの間、変化しないように保たれる、請求項１１に記載の方法。
13. 前記ステップｂ）が前記テーパ加工ステップの前に実行され、前記内側チューブの衰退は前記テーパ加工ステップと同時に実行され前記テーパ加工ステップを引き延ばす、請求項１１又は１２に記載の方法。
14. 前記ステップａ）において前記複数の外側ファイバが前記内側チューブと外側チューブとの間に挿入され、前記外側チューブは前記複数の外側ファイバを長手方向に少なくとも部分的に包囲する、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 前記ステップａ）において使用される前記外側チューブは、前記テーパ加工ステップにおいて形成される前記テーパ部の領域に前記内側ファイバを受け入れるための閉じられた内部断面を有する、請求項１４に記載の方法。
16. 前記内側チューブの肉厚は前記テーパ加工ステップにおいて前記テーパ部に沿って減少される、請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
17. 前記テーパ加工ステップにおける前記加工物のテーパ形成は材料の変形によってもたらされる、請求項１１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
18. 前記テーパ加工ステップにおける前記加工物のテーパ形成は材料の浸食によってもたらされる、請求項１１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
19. 前記複数の外側ファイバは前記準備ステップにおいて使用され、前記テーパ加工ステップにおいて形成される前記テーパ部の領域で予めテーパ形成される、請求項１１〜１８のいずれか一項に記載の方法。
20. 前記準備ステップにおいて使用される前記内側チューブは前記テーパ加工ステップにおいて形成される前記テーパ部の領域で前記内側ファイバを受け入れるための閉じられた内部断面を有する、請求項１１〜１９のいずれか一項に記載の方法。
21. テーパ形成のための前記テーパ加工ステップにおいて部分的減圧が採用される、請求項１１〜２０のいずれか一項に記載の方法。

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