JP6182503B2

JP6182503B2 - 光分岐装置

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Publication number: JP6182503B2
Application number: JP2014099049A
Authority: JP
Inventors: 清倉　孝規; 孝規清倉; 廣田　栄伸; 栄伸廣田; 友裕川野; 誠真保; 雅晶井上; 岡本　圭司; 圭司岡本; 真鍋　哲也; 哲也真鍋
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2014-05-12
Filing date: 2014-05-12
Publication date: 2017-08-16
Anticipated expiration: 2034-05-12
Also published as: JP2015215517A

Description

この発明は、例えば二重化された光ファイバ通信経路の無瞬断切替えを実現するために使用される光分岐装置に関する。

光通信経路を二重化し、一方の光通信経路の通信に異常が起きた場合に、光信号の瞬断を起こすことなく当該光通信経路を他方の通信経路に切替えることで通信サービスを維持する技術が知られている（例えば特許文献１を参照）。この技術は、例えば、二重化された光通信経路のうち、一方の光通信経路の信号光の波長を他方の光通信経路とは異なる波長に変換し、試験パルス光により各通信経路の光路長差を測定して、その測定結果に基づいて光路長が互いに一致するように光路長を制御する。そして、試験パルス光による各通信経路の光パワーレベル差を測定して、その光パワーレベル差が許容範囲となるように、光通信線路の光パワーレベルを調整することにより実現される。

ところで、上記二重化光伝送システムを実施する場合には、局側伝送装置（ＯＬＴ；Optical Line Terminal）および加入者側伝送装置（ＯＮＵ；Optical Network Unit）にそれぞれ光分岐装置が必要である。さらに、無瞬断による線路切替えを実現するには、光伝送路を先ず現用線路から二重化線路（現用線路と迂回線路の二重伝送路）に切替え、続いて二重化線路から迂回線路へ切替える、いわゆる二段階式の切替処理が行われる。

そこで、光分岐装置として、光ファイバ側方入出力技術を適用した光カプラが提案されている。光ファイバ側方入出力技術は、現用光通信線路の光ファイバに対し任意の位置で曲げを与え、この曲げ部の側面に別のプローブファイバを突き当てることで光信号を入出力させる技術である。光ファイバ側方入出力技術を採用した光分岐装置は、例えば非特許文献１に記載されている。

非特許文献１に記載された光分岐装置は、現用光ファイバを、凸曲面を有する円筒ブロックとこの円筒ブロックに対応する凹曲面を有する透明ブロックとの間に挟み込むことで現用光ファイバに曲げを与え、上記透明ブロック内に形成した空隙部にプローブファイバを挿入し、その先端を上記曲げ部に突き当てる用に配置する。そして、上記現用光ファイバから透明ブロックの凹曲面に放射された光信号を、上記プローブファイバに受光させるものとなっている。

特開２０１２−２５３４１８号公報

廣田ほか、「側方入出力技術を用いた光分岐装置の検討」、電子情報通信学会信学技報、IEICE Technical Report OFT2013-50 (2014-01)

しかしながら、従来の光分岐装置では、光ファイバ側方入出力技術の基本パラメータ、具体的には現用光ファイバの曲げ半径や曲げ中心角、現用光ファイバに与える接圧、プローブファイバ突き当て偏角について、短瞬断切替用途（現用線路から迂回線路へのスイッチング）における検討に留まっており、無瞬断切替用途（光合分波）における最適な基本パラメータについては、未だ検討されていない。

この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、低損失で結合効率を高く維持した上で無瞬断切替を可能にする光分岐装置を提供することにある。

上記目的を達成するためにこの発明の１つの観点は、以下のような態様を備える。
（１）第１のブロックに形成された円弧状をなす凹曲面と、第２のブロックに形成された前記凹局面と形状およびサイズが対応する凸曲面との間に、第１の光ファイバを挟み込むことで当該第１の光ファイバに円弧状の曲げ部を形成し、かつ前記第１のブロックに設けられた空隙部に第２の光ファイバを挿入してその先端部を前記第１の光ファイバの曲げ部に対向させることで、前記第１の光ファイバの曲げ部から放射される通信光を前記第２の光ファイバに入射させる光分岐装置にあって、前記第１の光ファイバの曲げ部の曲率半径をＲ、曲げ中心角をθ₁ 、前記第１及び第２のブロックにより前記第１の光ファイバに印加される圧力をＰａ、前記第１の光ファイバに対する第２の光ファイバの偏角をθ₂ とするとき、１．７≦Ｒ≦２mm、θ₁ ＝２０度、Ｐａ＝０．５８Mpa、θ₂ ＝９度の設定条件を満たすように構成する。

（２）（１）において、前記第２の光ファイバの先端部に屈折率分布型レンズを取着するか、または前記第２の光ファイバの先端部と前記第１の光ファイバの曲げ部との間に屈折率分布型レンズを介在配置させる。

（３）（１）または（２）において、前記第１の光ファイバが、複数本の単心光ファイバを一体化したテープ心線により構成される場合に、前記第１及び第２のブロックはそれぞれ前記複数本の単心光ファイバの各々に対応する複数対の凹曲面および凸曲面を備える。

（４）（１）または（２）において、前記第１の光ファイバが、複数本の単心光ファイバを一体化したテープ心線により構成される場合に、前記第１のブロック及び第２のブロックは、前記複数本の単心光ファイバの各々に対応して複数対設けられ、これら複数対の第１のブロック及び第２のブロックは３次元空間において垂直方向および水平方向の位置が異なるように配置される。

（５）（１）または（２）において、前記第１の光ファイバが、複数本の単心光ファイバを一体化したテープ心線により構成される場合に、当該テープ心線の先端部と前記第１の光ファイバの曲げ部との間に、ファイバコリメータアレイを介在配置する。

（１）第１の光ファイバの曲げ部の曲率半径Ｒが１．７≦Ｒ≦２mm、曲げ中心角θ₁ がθ₁ ＝２０度、印加圧力ＰａがＰａ＝０．５８Mpa、第１の光ファイバに対する第２の光ファイバの偏角θ₂ がθ₂ ＝９度となるように、第１及び第２のブロックの形状および寸法が設定される。したがって、第１の光ファイバと第２の光ファイバとの間で、例えば波長１．３１μm〜１．５５μmにおいて、結合効率−２０dBおよび挿入損失−２dB未満を両立した光分岐を実現することができる。

（２）第１の光ファイバの曲げ部から放射される通信光が屈折率分布型レンズにより集光されて第２の光ファイバの先端部に入射される。このため、結合効率をさらに高めることが可能となる。

（３）第１の光ファイバが、複数本の単心光ファイバを一体化したテープ心線により構成される場合に、個々の単心光ファイバに対しそれぞれ確実に曲げ部を形成することが可能となる。

（４）複数対の第１及び第２のブロックが３次元空間において垂直方向および水平方向の位置が異なるように配置されることで、第１の光ファイバの複数本の単心光ファイバを個別に視認しながら設定することが可能となる。

（５）テープ心線の先端部と第１の光ファイバの曲げ部との間にファイバコリメータアレイが介在配置されるため、第１の光ファイバが複数本の単心光ファイバを一体化したテープ心線により構成される場合に、各単心光ファイバから放射された通信光を個別に効率良く第２の光ファイバに入射させることができる。

すなわちこの発明の１つの観点によれば、低損失で結合効率を高く維持した上で無瞬断切替を可能にする光分岐装置を提供することができる。

この発明の第１の実施形態に係る光分岐装置の構造を示すもので、（ａ）は側断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′断面図。光ファイバを角度９０度、曲率２mmの条件で曲げた場合の光の放射状態と、プローブファイバの配置位置の一例を示す図。図２に示した光ファイバの曲げ始め位置から２０度の領域を拡大して示した図。図３に示した曲げ始めから２０度の領域における挿入損失特性の測定結果の一例を示す図。曲げ角度９０度、曲率２mmの条件で、波長を変化させたときの結合効率の測定結果の一例を示す図。曲げ角度２０度の領域における挿入損失の圧力依存性の計測結果の一例を示す図。設定条件による判定結果の一覧を示す図。光分岐装置内における現用光ファイバと迂回用光ファイバとの配置位置を概念的に示した図。この発明の第２の実施形態に係る光分岐装置の構造を示すもので、（ａ）は側断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′断面図。テープ心線と間欠テープ心線の構成の一例を示すもので、（ａ）はテープ心線の横断面図、（ｂ）は間欠テープ心線の斜視図。この発明の第３の実施形態に係る光分岐装置において、光線路としてテープ心線または間欠テープ心線を使用する場合の構成と設定手順の実施例１を示す図。この発明の第３の実施形態に係る光分岐装置において、光線路としてテープ心線または間欠テープ心線を使用する場合の構成の実施例２を示す図。この発明の第３の実施形態に係る光分岐装置において、光線路としてテープ心線または間欠テープ心線を使用する場合の構成と設定手順の実施例３を示す図。図１３に示した光分岐装置で使用するファイバコリメータアレイの構造の一例を示す図。図１３に示した光分岐装置の構造を示す断面図。

以下、図面を参照してこの発明に係わる実施形態を説明する。
［第１の実施形態］
（構造）
図１は、この発明の第１の実施形態に係る光分岐装置の構造を示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′断面図である。
凹型円筒面ブロック１Ａは、所定の厚さを持った樹脂ブロック１１を備える。樹脂ブロック１１は、紫外線（ＵＶ）光を透過するための透光性を有したもので、例えばアクリル樹脂により構成される。なお、樹脂ブロックの代わりにガラスブロックを用いて構成してもよい。

樹脂ブロック１１の上面には、円弧状をなす凹曲面部１２が形成されている。この凹曲面部１２は、１本のファイバ心線からなる現用光ファイバ３に曲げ部３１を形成するためのもので、曲率半径が現用光ファイバ３に形成すべき曲げ部３１の曲率に対応して予め定められている。また、凹型円筒面ブロック１Ａの凹曲面部１２の底部には図１（ｂ）に示すように案内溝１４が形成されている。案内溝１４は、Ｖ字型の溝の底部にＵ字型の溝を形成したもので、このＵ字型の溝の径は現用の光ファイバ３の外径より若干大きな値に設定される。この案内溝１４は、凹型円筒面ブロック１Ａと後述する凸型円筒面ブロック２Ａにより光ファイバ３を挟み込む際に、当該光ファイバ３の位置を規定するために用いられる。

一方、凸型円筒面ブロック２Ａは上記凹型円筒面ブロック１Ａと同様に樹脂ブロック２１からなり、当該樹脂ブロック２１の下面部には円弧状の凸曲面２２が形成されている。この円弧状の凸曲面部２２は、その径が上記凹型円筒面ブロック１Ａの凹曲面部１２の径より現用の光ファイバ３の外径に相当する分だけ小さな値に設定されている。すなわち、凸型円筒面ブロック２Ａの凸曲面部２２と上記凹型円筒面ブロック１Ａの凹曲面部１２との間で現用光ファイバ３を挟み込むことで、当該現用光ファイバ３に所定の曲率の曲げ部３１を形成することができるようになっている。

また、上記樹脂ブロック１１の一側面には空隙部１３が設けられている。この空隙部１３は、縦横の寸法が迂回用光ファイバ４の径より十分大きく設定されている。また空隙部１３の最奥部は上記凹曲面部１２へ貫通しており、これにより迂回用光ファイバ４の先端部を現用光ファイバ３の曲げ部３１に当接させることが可能になっている。

上記凹型円筒面ブロック１Ａに形成された空隙部１３には、図１（ａ），（ｂ）に示すように、迂回用光ファイバ４が挿入される。迂回用光ファイバ４は上記現用光ファイバ３と同様に単心の光ファイバから構成されるが、先端部には屈折率分布型レンズ４ａが一体的に取着されている。空隙部１３内における迂回用光ファイバ４の位置は、現用光ファイバ３の直線部に対する迂回用光ファイバ４の光軸の偏角が後述する所定角度となるように調整される。そして、位置の調整後に迂回用光ファイバ４は、空隙部１３内で例えば紫外線（ＵＶ）硬化樹脂を用いた接着剤により固定される。

かくして、現用光ファイバ３は所定の曲率で曲げ部３１が形成された状態で保持され、さらに迂回用光ファイバ４はその先端部に取着された屈折率分布型レンズ４ａが上記現用光ファイバ３の曲げ部３１に当接する状態に位置調整されたのち固定される。このように構成すると、現用光ファイバ３により伝搬される通信光Ｌが曲げ部３１から例えば図１（ｂ）のＬf に示すように漏洩する。この漏洩光Ｌf は、迂回用光ファイバ４の先端に取着された屈折率分布型レンズ４ａで集光されて迂回用光ファイバ４に入射され、この迂回用光ファイバ４を介して迂回線路に伝播される。

（基本パラメータの設定）
ところで、上記した光分岐装置を用いて、低損失でかつ高結合効率による無瞬断の光線路切替えを実現するには、現用光ファイバ３および迂回用光ファイバ４を装置に設定するときの基本パラメータを適切な値に設定する必要がある。以下に、基本パラメータの設定手法について述べる。

この発明の関連技術である光側方入出力技術においては、屈折率分布型レンズ付ファイバをプローブとして使用する場合、ファイバの曲率半径を２mm、曲げ中心角を９０度に設定することにより、通信光の波長１．３１μm〜１．５５μmにおいて結合効率−２０dB以上が得られることが実験で確認されている（例えば非特許文献１を参照）。

光ファイバ心線を曲率半径Ｒ＝２mm、曲げ中心角９０度で曲げた場合に、当該曲げ部３１から漏洩する光の分布を光線追跡計算によりシミュレーションすると、例えば図２に示すようになる。すなわち、図２に示すように曲げ部３１の全ての部位から光の漏洩（放射）が発生している。なお、この場合ビームウェストサイズは１７μmである。また、シミュレーションにより屈折率分布型レンズ付光ファイバ４の先端を現用光ファイバ３の曲げ部３１に近づけるほど結合効率が向上することが確かめられている。このため、屈折率分布型レンズ付光ファイバ４の先端は現用光ファイバ３の曲げ部３１に当接するように配置する。また、屈折率分布型レンズ付光ファイバ４の現用光ファイバ３の直線部位の軸中心に対する偏角は９度に設定している。

９０度に亘って曲げられた上記光ファイバの曲げ部３１の全領域のうち、通信光Ｌにとって最も上流側となる部位を拡大してみると、光の放射分布は図３に示すようになる。同図に示すように、屈率分布型レンズ付ファイバ４へ入射し結合する光は、曲げ部３１の上流側の曲げ角２０度までの部位から放射されたものが大半を占め、曲げ部３１の下流側の部位から放射される光は損失となる。このため、現用光ファイバ３に対する迂回側光ファイバ４の結合効率−２０dBを達成するには、曲げ部３１の曲げ中心角が２０度もあれば、十分であることがわかる。

一方、光媒体線路の保守のために、光ファイバを挟みこんで曲げて通信光の有無を調べる器具としてＩＤテスタが知られている。この挟み込みによって許容されている損失は−２dBとされている。したがって、光分岐装置の挿入損失についても、−２dBとすれば線路保守上許容されると考えられる。

上記挿入損失条件を満たす基本パラメータを探索すると以下のようになる。図４はその結果を示すものである。すなわち、光ファイバ３のコア位置における曲率半径Ｒ＝１．７mm、曲げ中心角θ₁ ＝２０度の曲げ部３１を形成し、現用光ファイバ３の曲げ部３１を圧力Ｐａ＝０．５８MPaで挟み込んだ場合において、光の波長１．５５μmでの挿入損失を計測すると−１．５７dBであった。また、波長１．３１μmでの挿入損失は曲率半径Ｒ＝１．７mmのときに−１．４２dB、Ｒ＝２．０mmのときに−１．２６dB、Ｒ＝２．５mmのときに−１．０dBであった。通信光の波長が１．５５μmにおいて、曲げ中心角θ₁ を２０度に設定したときには、曲率半径Ｒ＝１．７mmより大きな２．０mmの条件でも、損失が−２dB未満の条件を満たす。

図５は、曲げ部３１の曲げ中心角θ₁ ＝９０度、曲率半径Ｒ＝２mmの条件において、波長を変化させて迂回用光ファイバ４への結合効率を測定した結果を示すものである。なお、ビームウェストは１７μmである。この測定結果は非特許文献１に記載されているものである。図５に示す測定結果から明らかなように、通信に使用する光の波長１．３１μm〜１．５５μmにおいて、必要な結合効率−２０dB以上を満たしている。この計測結果は、曲げ中心角θ₁ ＝９０度の場合の測定結果を例示したものであるが、図２に示したように曲げ部の曲げ中心角θ₁ ＝２０度になった場合においても同様な結果が得られると推定される。

図６は、通信光の波長１．３１μmにおいて、曲げ部の曲げ中心角θ₁ と曲率半径Ｒをパラメータとしたときの挿入損失の圧力依存性の計測結果を示すものである。同図に示すように、曲げ中心角θ₁ ＝３０度（１５０度）の場合には、曲率半径Ｒが２．５mm、２．０mm、１．７mmのいずれの場合でも、印加圧力Ｐａが０．３５MPa以上で挿入損失が−２dBを超えてしまう。しかしながら、曲げ中心角θ₁ ＝２０度の場合には、曲率半径Ｒが２．５mm、２．０mm、１．７mmのいずれの場合も、印加圧力Ｐａが２．３MPaまでは挿入損失が−２dBを超えない。このことから、曲げ中心角θ₁ ＝２０度であれば必要とする挿入損失の条件を満たすことが分かる。

図７は設定条件を表形式でまとめたものである。図７から明らかなように、曲率半径Ｒ＝２mmでかつ曲げ中心角θ₁ ＝２０度であれば、総合判定が合格となる。すなわち、曲率半径Ｒが１．７≦Ｒ≦２mm、曲げ中心角θ₁ ＝２０度、印加圧力Ｐａ＝０．５８Mpa、現用光ファイバに対する迂回用光ファイバの偏角θ₂ ＝９度の設定条件の下であれば、波長１．３１μm〜１．５５μmにおいて、結合効率−２０dBおよび挿入損失−２dB未満を両立することが可能となる。

図８は、光分岐装置内における現用光ファイバ３と迂回用光ファイバ４の配置構成を概念的に示したものである。なお、現用光ファイバ３の曲げ部３１以外の部位は、通信光の漏洩（放射）が極力生じないようにするべく、例えば直線またはそれに近い形状となるように配置する。

（作用効果）
以上述べたように第１の実施形態では、光分岐装置として光側方入出力技術を採用した構造、つまり凹型円筒面ブロック１Ａと凸型円筒面ブロック２Ａとで現用光ファイバ３を挟み込むことで曲げ部３１を形成し、上記凹型円筒面ブロック１Ａに形成した空隙部１３に、屈折率分布型レンズ４ａ付きの迂回用光ファイバ４の先端部を挿入して上記曲げ部３１に当接させる構造を採用している。そして、上記曲げ部３１の曲率半径Ｒが１．７≦Ｒ≦２mm、曲げ中心角θ₁ がθ₁ ＝２０度、印加圧力ＰａがＰａ＝０．５８Mpa、現用光ファイバ３に対する迂回用光ファイバ４の偏角θ₂ がθ₂ ＝９度となるように、上記凹型円筒面ブロック１Ａおよび凸型円筒面ブロック２Ａの形状および寸法を設定している。

したがって、現用光ファイバ３と迂回用光ファイバ４との間で、波長１．３１μm〜１．５５μmにおいて、結合効率−２０dBおよび挿入損失−２dB未満を両立した光分岐を実現することができ、これにより無瞬断切替に適した光分岐装置を提供することが可能となる。

［第２の実施形態］
図９は、この発明の第２の実施形態に係る光分岐装置の構造を示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′断面図である。なお、同図において図１と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。

第２の実施形態では、迂回用光ファイバ５として、先端部に屈折率分布型レンズが取着されていない単純な単心光ファイバを用いる。そのために、凹型円筒面ブロック１Ｂの空隙部１３の奥部には、グリンレンズからなる屈折率分散型レンズ６が単独で設置される。そして、迂回用光ファイバ５は、その先端が上記屈折率分散型レンズ６に対し当接するように空隙部１３内に位置調整されて固定される。なお、空隙部１３内における上記屈折率分散型レンズ６および迂回用光ファイバ５の固定は、例えば紫外線（ＵＶ）硬化樹脂等を接着剤として用いて行われる。

この第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、現用光ファイバ３の曲げ部３１の曲率半径Ｒが１．７≦Ｒ≦２mm、曲げ中心角θ₁ がθ₁ ＝２０度、印加圧力ＰａがＰａ＝０．５８Mpa、現用光ファイバ３に対する屈折率分散型レンズ６の偏角θ₂ がθ₂ ＝９度となるように、上記凹型円筒面ブロック１Ｂおよび凸型円筒面ブロック２Ｂの形状および寸法が設定される。

したがって、第２の実施形態においても、現用の光ファイバ３と迂回用の光ファイバ５との間で、波長１．３１μm〜１．５５μmにおいて、結合効率−２０dBおよび挿入損失−２dB未満を両立した光分岐を実現することができ、これにより無瞬断切替に適した光分岐装置を提供することが可能となる。

［第３の実施形態］
この発明の第３の実施形態に係る光分岐装置は、現用光ファイバおよび迂回用光ファイバとして、複数の単心被覆光ファイバを並行に並べて一体化したテープ心線、または複数の単心被覆光ファイバを並行に並べた状態で間欠的に接着し一体化した間欠テープ心線を使用し、このテープ心線または間欠テープ心線を所定の結合効率および挿入損失の条件を維持した上で光結合させるようにしたものである。

図１０（ａ），（ｂ）はそれぞれテープ心線７ａおよび間欠テープ心線７ｂの構成の一例を示したもので、（ａ）に示したテープ心線７ａは４本の単心被覆光ファイバ７１を樹脂層７２で被覆したものとなっている。（ｂ）に示した間欠テープ心線７ｂは、４本の単心被覆光ファイバ７１を隣接するもの同士で一定の間隔で紫外線硬化樹脂等の接着剤７３を用いて間欠的に接着することで一体化したものとなっている。

以下に、上記テープ心線７ａまたは間欠テープ心線７ｂを収容する光分岐装置の構成と、当該光分岐装置への光ファイバの設定手順を示す複数の実施例を説明する。

（実施例１）
図１１は、実施例１における光分岐装置の構成と、当該装置へのテープ心線７ａまたは間欠テープ心線７ｂの設定手順を示した図である。なお、同図において前記図１と同一部分には同一符号を付して説明を行う。

光分岐装置は、樹脂ブロック１１の上面に凹曲面部１２を形成した凹型円筒面ブロック１Ｃと、樹脂ブロック２１の下面に凸曲面部２２を形成したかぶせ蓋２Ｃとを備える。上記凹曲面部１２および凸曲面部２２は、テープ心線７ａまたは間欠テープ心線７ｂの各単心被覆光ファイバ７１の各々に対応するように複数対形成される。

樹脂ブロック２４には一対の支持具２３，２３が立設してあり、この支持具２３，２３により上記かぶせ蓋２Ｃを上下方向に移動可能に支持している。また、樹脂ブロック１１の側面には空隙部（図示せず）が形成されている。この空隙部は、迂回用光ファイバ４を挿入するために使用される。

このような構成であるから、光分岐装置に、現用テープ心線７ａまたは間欠テープ心線７ｂを設定する場合には、以下のように行われる。
すなわち、先ず図１１（ａ）に示すテープ心線７ａまたは間欠テープ心線７ｂの４本の単心被覆光ファイバ７ａを、光分岐装置に設定する部位において図１１（ｂ）に示すように分離する。続いて、かぶせ蓋２Ｃを取り外した状態で、テープ心線７ａまたは間欠テープ心線７ｂの上記分離された単心被覆光ファイバ７１を、樹脂ブロック１１の凹曲面部１２上に配置する。そして、かぶせ蓋２Ｃを支持具２３，２３にセットしたのち、支持具２３，２３により案内させて下方に移動させ、上記樹脂ブロック１１の凹曲面部１２との間に上記分離された各単心被覆光ファイバ７１を所定の圧力Ｐａで一括して挟み込む。

かくして、現用テーブ心線７ａまたは間欠テープ心線７ｂを構成する４本の単心被覆光ファイバ７１には、それぞれ曲げ部７２が形成される。なお、上記支持具２３，２３によるかぶせ蓋２Ｃの移動は、かぶせ蓋２Ｃの重量を利用してその自由落下により行ってもよいが、モータを動力源とした駆動系やばねを動力源とした駆動系（図示せず）を使用したり、永久磁石あるいは電磁石の吸着力を利用してもよい。

次に、樹脂ブロック１１に設けられた空隙部に、４本の単心光ファイバ４を挿入する。そして、当該各単心光ファイバ４を、その先端部が上記現用単心被覆光ファイバ７１の曲げ部７２にそれぞれ当接するように位置調整し、しかるのち紫外線硬化樹脂などの接着剤等により固定する。なお、このとき、上記迂回用光ファイバ４の上記現用単心被覆光ファイバ７１に対する偏角θ₂は、空隙部の形状により規定される。

以上述べた光分岐装置においても、現用単心被覆光ファイバ７１の曲げ部７２の曲率半径Ｒは１．７≦Ｒ≦２mmに設定され、また曲げ中心角θ₁ はθ₁ ＝２０度に設定される。さらに、現用の各単心被覆光ファイバ７１への印加圧力ＰａはＰａ＝０．５８Mpaに設定され、また現用光ファイバ７１に対する迂回用の各単心光ファイバ４の偏角θ₂ はθ₂ ＝９度となるように設定される。

したがって、現用および迂回用にテープ心線７ａまたは間欠テープ心線７ｂを使用した場合においても、現用単心被覆光ファイバ７１と迂回用の各単心光ファイバ４との間で、波長１．３１μm〜１．５５μmにおいて、結合効率−２０dBおよび挿入損失−２dB未満を両立した光分岐を実現可能となる。このため、無瞬断切替えに適した光分岐装置を提供することが可能となる。

（実施例２）
図１２は、実施例２における光分岐装置の構成を示した図である。
光分岐装置の筐体９内には、独立する４個のファイバ挟み込みヘッド９１〜９４が高さ方向に一定の間隔で配設され、さらに奇数番目のヘッド９１，９３と偶数番目のヘッド９２，９４が、水平方向に一定量だけ位置をずらした状態で、つまり互い違いに配置されている。ファイバ挟み込みヘッド９１〜９４は、いずれも樹脂ブロックの上面に凹曲面部を形成した凹型円筒面ブロックと、樹脂ブロックの下面に凸曲面部を形成したかぶせ蓋とを備える。

このような構成であるから、現用のテープ心線７ａまたは間欠テープ心線７ｂを装置に設定する場合には、予め分離しておいた各単身被覆光ファイバ７１をファイバ挟み込みヘッド９１〜９４に対しそれぞれ位置合わせし、各ヘッド９１〜９４により所定の圧力Ｐａを印加する。かくして、各単身被覆光ファイバ７１にはそれぞれ曲げ部７２が形成される。

また、ファイバ挟み込みヘッド９１〜９４の側面部にそれぞれ空隙部が形成してあり、この空隙部に迂回用の４本の単心光ファイバ４が挿入される。この各単心被覆光ファイバ４は、その先端部が上記現用の単心被覆光ファイバ７１の曲げ部７２にそれぞれ当接するように位置調整された上で、紫外線硬化樹脂からなる接着剤により固定する。

この光分岐装置においても、現用の各単心被覆光ファイバ７１の曲げ部の７２曲率半径Ｒは１．７≦Ｒ≦２mmに設定され、また曲げ中心角θ₁ はθ₁ ＝２０度に設定される。さらに、現用の各単心被覆光ファイバ７１への印加圧力ＰａはＰａ＝０．５８Mpaに設定され、また現用の各単心被覆光ファイバ７１に対する迂回用の光ファイバ４の偏角θ₂ はθ₂ ＝９度となるように設定される。

したがって、現用および迂回用にテープ心線７ａまたは間欠テープ心線７ｂを使用した場合においても、現用の各単心被覆光ファイバ７１と迂回用の各光ファイバ４との間で、波長１．３１μm〜１．５５μmにおいて、結合効率−２０dBおよび挿入損失−２dB未満を両立した光分岐を実現可能となる。このため、無瞬断切替えに適した光分岐装置を提供することが可能となる。

また、現用の各単心被覆光ファイバ７１の設定は、４つのファイバ挟み込みヘッド９１〜９４により独立して行われる。このため、単心被覆光ファイバ７１を一本ずつ順に挟み込むことができ、これにより各単心被覆光ファイバ７１を求められる設定条件となるようにより一層確実に設定することが可能となる。さらに、ファイバ挟み込みヘッド９１〜９４が高さ方向に並べて配置され、かつ水平方向に互い違いに配置されているため、設定時に各単心被覆光ファイバ７１の設定状態を上方向から１つずつ確認することができる。

（実施例３）
図１３は、実施例３における光分岐装置の構成と、当該装置へのテープ心線７ａおよび間欠テープ心線７ｂの設定工程を示した図である。なお、同図において図１１と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。

凹型円筒面ブロック１Ｄの樹脂ブロック１１上面には凹曲面部１２が形成されている。この凹曲面部１２は、その幅寸法がテープ心線７ａまたは間欠テープ心線７ｂの幅寸法以上に設定されている。一方、かぶせ蓋２Ｄの下面には凸曲面部が形成されている。この凸曲面部もその幅寸法がテープ心線７ａまたは間欠テープ心線７ｂの幅寸法以上に設定されている。

このような構成であるから、光分岐装置に対しテープ心線７ａまたは間欠テープ心線７ｂを設定する場合には、図１３（ａ）に示すテープ心線７ａの単心被覆光ファイバ７１を分離せずに、図１３（ｂ）に示すようにそのまま樹脂ブロック１１の凹曲面部１２上に配置する。そして、この状態でかぶせ蓋２Ｄを支持具２３，２３にセットしたのち支持具２３，２３により下方に移動させ、上記樹脂ブロック１１の凹曲面部１２との間に上記各単心被覆光ファイバ７１を所定の圧力Ｐａで挟み込む。この結果、テープ心線７ａまたは間欠テープ心線７ｂの４本の単心被覆光ファイバ７１に対し一括して曲げ部７２が形成される。

また、樹脂ブロック１１に設けられた空隙部には、図１５に示すようにファイバコリメータアレイ１０が設置される。ファイバコリメータアレイ１０は、図１４に示すように複数の屈折率分布型レンズ付単心光ファイバ４を一定間隔に並べ、これらを上下から溝付部品で挟みブロック状に構成したものである。屈折率分布型レンズ付ファイバの配置間隔は、テープ心線７ａまたは間欠テープ心線７ｂの各単心被覆光ファイバ７１のコア間隔である２５０μmに設定される。

そして、上記ファイバコリメータアレイ１０の基端部には迂回用の４本の単心光ファイバ４が接続される。上記ファイバコリメータアレイ１０および迂回用の単心光ファイバ４は、空隙部１３内で位置合わせが終了すると、紫外線硬化樹脂を用いた接着剤等により固定される。

以上述べた光分岐装置においても、現用の各単心被覆光ファイバ７１の曲げ部７２の曲率半径Ｒは１．７≦Ｒ≦２mmに設定され、また曲げ中心角θ₁ はθ₁ ＝２０度に設定される。さらに、現用の各単心被覆光ファイバ７１への印加圧力ＰはＰａ＝０．５８Mpaに設定され、また現用の各単心被覆光ファイバ７１に対する迂回用の各単心被覆光ファイバ８１の偏角θ₂ はθ₂ ＝９度となるように設定される。

したがって、現用および迂回用にテープ心線７ａまたは間欠テープ心線７ｂをそのまま使用した場合においても、現用の各単心被覆光ファイバ７１と迂回用の単心光ファイバ４との間で、波長１．３１μm〜１．５５μmにおいて、結合効率−２０dBおよび挿入損失−２dB未満を両立した光分岐を実現可能となる。このため、無瞬断切替えに適した光分岐装置を提供することが可能となる。

［その他の実施形態］
第１の実施形態では、光分岐装置内における現用光ファイバ３の形状として、直線部−曲線部−直線部の例を示した。しかし、このうち直線部については、光の放射を生じない曲率の範囲で曲線部に置き換えることも可能である。例えば、現在国内で使用されている通信用光ファイバには曲率半径１５mmの曲げで外部放射しない「R15ファイバ」と、曲率半径３０mmの曲げで外部放射しない「R30ファイバ」がある。これらの光ファイバを使用した場合、光放射しない部分を曲率半径３０mm以上とすれば直線部を曲線部に置き換えができる。このような光ファイバを使用することで、光分岐装置内における現用光ファイバ３の配置条件を緩和することが可能となる。

前記第３の実施形態では４心のテープ心線７ａまたは間欠テープ心線７ｂを用いた場合を例にとって説明したが、８心や１６心などの多心構造のテープ心線または間欠テープ心線に対してもこの発明は適用できる。

また第３の実施形態では、迂回用の光ファイバとして、単心光ファイバを４本使用し、これらを現用のテープ心線または間欠テープ心線の各単心被覆光ファイバ７１の曲げ部７２に対しそれぞれ位置合わせするようにした。しかし、それに限らず迂回用の光ファイバにもテープ心線または間欠テープ心線を使用し、その各単心被覆光ファイバを現用のテープ心線または間欠テープ心線の各単心被覆光ファイバ７１の曲げ部７２にそれぞれ位置合わせするようにしてもよい。

さらに、前記各実施形態では迂回用の光ファイバ４の先端部と現用光ファイバ３の曲げ部３１との間に屈折率分布型レンズ６を介在配置し、この屈折率分布型レンズ６により現用光ファイバ３の曲げ部から放射される光を集光して迂回用光ファイバに入射するようにしたが、屈折率分布型レンズ６の代わりに通常の凸レンズを使用してもよい。

さらに、前記各実施形態で述べた光分岐装置は、光二重化伝送システムの所外用として使用される光カプラに置き換える場合に限定されるものではなく、所内光カプラに置き換えることも可能である。この場合、任意のクロージャ間での切替えが可能になり、無瞬断切替技術の適用範囲を大幅に拡大することができる。

さらに，屈折率整合剤としては、紫外線硬化接着剤以外の整合剤を使用することも可能である。その他、現用光ファイバおよび迂回用光ファイバの構造や光分岐装置の構造と当該装置への光ファイバの設定方法等についても本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。

要するにこの発明は、上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ…凹型円筒面ブロック、１１…樹脂ブロック、１２…凹曲面、１３…空隙部、２Ａ，２Ｂ…凸型円筒面ブロック、２Ｃ，２Ｄ…かぶせ蓋、２１…樹脂ブロック、２３…支持具、３…現用系光ファイバ、４，５…迂回系光ファイバ、４ａ…屈折率分布型レンズ、６…屈折率分布型レンズ単体、７ａ…テープ心線、７ｂ…間欠テープ心線、７１、７１′…テープ心線の単心被覆光ファイバ、７２…樹脂層、７３…紫外線硬化樹脂、７４…曲げ部、９…装置筐体、９１〜９４…ファイバ挟み込みヘッド、１０…ファイバコリメータアレイ、２２…凸曲面、１０１〜１０４…ファイバ挟み込みヘッド。

Claims

第１のブロックに形成された円弧状をなす凹曲面と、第２のブロックに形成された前記凹局面と形状およびサイズが対応する凸曲面との間に、第１の光ファイバを挟み込むことで当該第１の光ファイバに円弧状の曲げ部を形成し、かつ前記第１のブロックに設けられた空隙部に第２の光ファイバを挿入してその先端部を前記第１の光ファイバの曲げ部に対向させることで、前記第１の光ファイバの曲げ部から放射される通信光を前記第２の光ファイバに入射させる光分岐装置であって、
前記第１の光ファイバの曲げ部の曲率半径をＲ、曲げ中心角をθ₁ 、前記第１及び第２のブロックにより前記第１の光ファイバに印加される圧力をＰａ、前記第１の光ファイバに対する第２の光ファイバの偏角をθ₂ とするとき、１．７≦Ｒ≦２mm、θ₁ ＝２０度、Ｐａ＝０．５８Mpa、θ₂ ＝９度の設定条件を満たすように構成したことを特徴とする光分岐装置。
前記第２の光ファイバの先端部に屈折率分布型レンズを取着するか、または前記第２の光ファイバの先端部と前記第１の光ファイバの曲げ部との間に屈折率分布型レンズを介在配置することを特徴とする請求項１記載の光分岐装置。
前記第１の光ファイバが、複数本の単心光ファイバを一体化したテープ心線により構成される場合に、前記第１及び第２のブロックはそれぞれ前記複数本の単心光ファイバの各々に対応する複数対の凹曲面および凸曲面を備えることを特徴とする請求項１または２記載の光分岐装置。
前記第１の光ファイバが、複数本の単心光ファイバを一体化したテープ心線により構成される場合に、前記第１のブロック及び第２のブロックは、前記複数本の単心光ファイバの各々に対応して複数対設けられ、これら複数対の第１のブロック及び第２のブロックは３次元空間において垂直方向および水平方向の位置を異ならせる配置されることを特徴とする請求項１または２記載の光分岐装置。
前記第１の光ファイバが、複数本の単心光ファイバを一体化したテープ心線により構成される場合に、当該テープ心線の先端部と前記第１の光ファイバの曲げ部との間に、ファイバコリメータアレイを介在配置することを特徴とする請求項１または２記載の光分岐装置。