JPH01164907A - 光スターカプラ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光スターカプラ及びその製造方法に関するも
のである。

［従来の技術］ 従来、種々の構造の光スターカプラが提案、研究されて
いるが、主に、テーパファイバー形と二次元導波路形に
分けられる。テーパファイバー形光スターカプラを構成
するテーパ状光フアイバー束の従来の製造方法は、第８
図に示すように、光ファイバーを密状態になる様に束ね
（図の（ａｌ　）　、一部を加熱延伸し、チーへ部を形
成するものである（図の（ｂ）、（ｃ）　）。この方法
においては、ファイバー本数が増す程テーパ部での融着
にバラツキが生じ入射光を出射側素子に均等に分配する
機能が低下し易い。

別の方法として、図９　　（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にお
いて順次示す様に、先ファイバー束に、ねじりを加えな
がら、加熱延伸する方法がある。この方法では各ファイ
バー間、特に束の中心及び周辺におけるねじれ方の違い
によるバラツキ、又ねじりによる断線などの機能低下が
生じ易い。

一般にテーパファイバー形スターカプラについては、低
過剰損失ではあるが、分配偏差が大きいという問題があ
る。ねじりを加えたものは、分配偏差は低減するものの
過剰損失は大きくなる。

一方、二次元導波路形については、低過剰損失、小分配
偏差が期待されるものの、特別の装置を必要とする上、
詳細な設計法については明確になっていないようである
。

［発明の解決しようとする問題点］ 本発明は、上述した欠点を解消するもので、光スターカ
プラ各出力側光ファイバーへ分配される光のばらつきが
小さいテーパファイバー形光スターカプラ及びその製造
方法を提供することを目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は前述の問題点を解決すべくなされたものであり
、複数本の光ファイバーが２枚の基板の間に並列し挟持
されて該基板と一体化されて成りかつ一方の端面の面積
が他の一方の端面の面積より小さい光導波路２個のうち
１個を入力側素子、他の１個を出力側素子とし、該入力
素子における面積が小さい方の端面と該出力側素子にお
ける面積が小さい方の端面との間に結合素子としてのミ
キシング素子を設けて成ることを特徴とする光スターカ
プラを提供するものである。

また本発明は、２枚の基板の間に光ファイバーの複数本
を光軸を平行に配列し、加熱加圧して相互に融着一体化
させて形成したプリフォームを加熱して光ファイバーの
軸方向に延伸し、該延伸方向にテーパ状形状を形成させ
て得られる光導波路２個のテーパ状形状側の端面をミキ
シング素子を介して結合して作成することを特徴とする
光スターカプラの製造方法を提供するものである。

ここにテーパ状とは、光入射端から光出射端にかけて光
導波路の外形において中及び／または厚さが逓減してい
る形状、或は前記の中及び／または厚さが１１；１記の
光入射端から光出射端にかけである範囲まで変らず、次
いで逓減している形状を云う。

以下本発明を実施例に従って説明する。

第３図は、２枚の基板１．１の間に第４図に断面を示す
光ファイバー２を複数本平行に配列して挟持した構成体
の一方の基板を取り外した一部分解図である。上記構成
体を第５図に示す通り加圧・加熱し、相互に融着させる
ことにより、本発明の光導波路のプリフォームを得る。

次に上記プリフォームを基板ごと第６図に示す通りヒー
ター７で加熱しなからテーパ状に延伸する。その結果第
７図に示す様な光導波路を作ることが出来る。この光導
波路８を入射側および出射側素子とし１画素子間に結合
素子としてのミキシング素゛ｒ−９を介し、画素子を結
合することにより得られた本発明の光スターカプラの一
実施例を第１図に示す。本発明における光導波路は入射
側、出射側共に光ファイバーが等間隔で高精度で整列し
ており、またその間隔は自在に制御できるものである。

従って、光スターカプラの両端には、その間隔と同間隔
の通常のフレキシブルファイバーｌＯを整列させて結合
することにより容易に光の取込み、取り出しを行うこと
ができる（第２図）。

上記ミキシング素子としては、コア・コララド構成を有
するプレート状光学素子（以下ミキシングプレートとい
う）あるいは該構成のロッド状光学素子を用いることが
できる。

［作用］ 本発明においてフレキシブルファイバーｌＯから光スタ
ーカプラ入射端に入光した光は、テーパ状ファイバーア
レイ部を経由してミキシング素子９に導光される。１１
；ｉ２導光された光はテーパ状部で導波モードからクラ
ッド干−ドに変換され、ミキシング素子でミキシングさ
れ、出射側テーパ部に伝搬される。ここで光は再びクラ
ッドモードから導波モードに変換されて出射側テーパ状
ファイバーアレイ部に均一に分配される。テーパ状ファ
イバーアレイからの光はフレキシブルファイバーＩＯへ
と導光され、均等な光が自在の場所へ導光されることに
なる。

［実施例］ 第３図に示す通り基板ガラス１の上に第４図の如きコア
クラッド構成の多成分系光学ガラスより成る光ファイバ
ーを２０本配列し、両端で基板ガラスと光ファイバーを
固定した。次に第５図に示す通り、加熱、加圧時に外側
の光ファイバーがはみ出さない様ガラスや金属などの型
５で基板を両側から挟みながら基板の主面に垂直に加圧
しながら加熱して圧融着しプリフォーム１１を作った。

こうして形成した２枚の基板と２０本の光ファイバーが
融着一体化してなるプリフォーム１１を電気炉中で第６
図に示す如く加熱、延伸し、テーパ長４０ｍｍ、入射ピ
ッチ０．１２５ｍｍに対し、出射ビッヂが３０μｍのテ
ーパ状光導波路が得られた。

面出いた光ファイバーは、ＮＡ・０．８程度のものであ
る。

このテーパ状光導波路２個を光スターカプラの人、出射
素子とし、光導波路の面積が小さい方の端面（構成ファ
イバーの配列ピッチの小さい方）同士を藷２個の端面の
間に介在させるミキシングプレート（長さ１０ｍｍ　、
中０．６ｍｍ、厚さ０．２ｍｍ　）に光導波路構成ファ
イバーのコア材と同物質を用いて、エポキシ樹脂にて接
合した。

次いで光導波路の面積が大きい方の端面（＋ｉｊｉ記ピ
ッチの大きい方）に同ピツチで２０本を整列したフレキ
シブルファイバーアレイをやはりエポキシ樹脂にて接合
することにより光の取込み、取り出しを容易なものにし
た。

尚フレキシブルファイバーアレイに用いたファイバーは
通常のコア径５０μｍ、クラツド径１２５μｍのグレイ
デッドインデックス（Ｇ１）ファイバー（ＮＡ＝０．２
程度）を用いた。

本発明は一ヒ記実施例に限定されるものではなく、導波
路構成ファイバー本数、人出Ｑ＝を端ピッチ、寸法形状
等は上記に限定されるものではない。

［発明の効果コ 本発明の光スターカプラは、出射側の光ファイバーに分
配される光量のバラツキが極めて小さい。

また、本発明の製造方法によれば、プリフォームによっ
て複数本の光ファイバーが整列状態を緊密に保つ為、加
熱、延伸してテーパー部を形成する際、融着によるバラ
ツキはなくなる。又ねじりを加えることなく延伸する為
、過剰損失は低く押えることが可能となった。更に整列
時にファイバー間隔を高精度で配列することが可能なｌ
′＞、フレキシブルファイバーとの結合が容易なものと
なった。

本発明の製造方法は全て容易に実施することができ、生
産歩留の極めて高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の光スターカプラの説明図であ
る。第３図は、本発明の光スターカプラを構成する光ｉ
波路の構成の説明図である。第４図は、第１図における
光導波路を構成する光ファイバーの光軸に垂直な断面図
である。第５図は、プリフォーム作成の説明図、第６図
はプリフォームの加熱延伸の説明図、第７図は、本発明
の光スターカプラを構成する光導波路の斜視図である。 第８図（ａｔ、（ｂ）、（ｃ）　、第９図（ａ）　、　
（ｂ）　、　（ｃ）は、従来の光スターカプラの製造方
法の説明図である。　　１・・・基板２・・・光ファイ
バー ３・・・コア ４・・・クラッド ５・・・型 ６・・・プリフォーム用ヒーター ７・・・延伸用ヒーター ８・・・光導波路（光スターカプラ入力側素子、出力側
素子） ９・・・ミキシング素子 １０・・・フレキシブルファイバー １１・・・プリフォーム 算１図 斗２図 Ｏ 峰ジの　　　　　　第４Ｉ２１ 第９図 加シ 第９図 易８図 半］図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数本の光ファイバーが２枚の基板の間に並列し
   挟持されて該基板と一体化されて成りかつ一方の端面の
   面積が他の一方の端面の面積より小さい光導波路２個の
   うち１個を入力側素子、他の１個を出力側素子とし、該
   入力素子における面積が小さい方の端面と該出力側素子
   における面積が小さい方の端面との間に結合素子として
   のミキシング素子を設けて成ることを特徴とする光スタ
   ーカプラ。
2. （２）前記ミキシング素子がコア・クラッド構成の光学
   素子であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の光スターカプラ。
3. （３）２枚の基板の間に光ファイバーの複数本を光軸を
   平行に配列し、加熱加圧して相互に融着一体化させて形
   成したプリフォームを加熱して光ファイバーの軸方向に
   延伸し、該延伸方向にテーパ状形状を形成させて得られ
   る光導波路２個のテーパ状形状側の端面をミキシング素
   子を介して結合して作成することを特徴とする光スター
   カプラの製造方法。