JPH0132484B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は１本の光フアイバからの光を複数の光
フアイバに分配するための光分配器に関するもの
である。

光通信用の半導体レーザの長寿命化と光フアイ
バの低損失化によつて、光通信は実用化の域に達
しつつある。一方システム側では光データ・バス
等の考え方が提案されており、このようなシステ
ムにおいて、光分岐・合波回路は重要な要素とな
つている。従来より知られている光分配器として
最も簡単なものは、第１図に示すように入射側光
フアイバ１の出射端側に配された一対の円柱状の
集束性光伝導体２，３の間に、プリズム又はハー
フミラー４と集束性光伝送体５とを設けたもので
ある。光フアイバ１からの光は集束性光伝送体２
で平行光に変換され、その一部はプリズム又はハ
ーフミラー４を透過し、集束性光伝送体３を経て
光フアイバ６に導びかれる。また光の他部はプリ
ズム又はハーフミラー４で反射され集束性光伝送
体５を通つて別の光フアイバ７に導かれる。この
光分配器は１：２にしか分配できず、多数の光フ
アイバに分配する場合には、これを何段にも組合
せることを要する。従つて装置が大型化し、かつ
損失が大きくなる。

一本の光フアイバからの光を多数本の光フアイ
バに一度に分配するための装置として従来より知
られているものには、第２図に示すように複数本
の光フアイバ８を束ねて熱融着するものや、第３
図のようにロツド９で光をミキシングすることに
より分配するものがある。第２図の熱融着の方式
は簡単な構造であるが、熱融着の際にフアイバ８
の表面のコーテイング材を除去する必要があり、
その際フアイバ８の表面にキズをつけたり捻つた
りするため、長期的にみて信頼性に問題がある。
又第３図に示す方式は円柱状の集束性光伝送体１
０，１１とミキシングロツド９との芯合せや入射
側の光フアイバ１２及び受光側の光フアイバ１３
の位置調節が必要であり組立てが複雑になるとい
う欠点を有している。

本発明は円柱状の集束性光伝送体とスラブ状の
集束性光伝送体とを巧に組合せることによつて、
比較的簡単な構成で、１本の光フアイバからの光
を多数本のフアイバに分配する装置を提案するも
のであつて、光の振動のピツチ長のほぼ1/4の奇
数倍の長さを有している円柱状の集束性光伝送体
によつて光フアイバの出射端からの光を円形の平
行光に変換し、前記円柱状の集束性光伝送体の出
射端に密着されているスラブ状の集束性光伝送体
によつて前記円形の平行光を楕円形の光に変換
し、このスラブ状の集束性光伝送体の出射端にお
いて、前記楕円の長軸方向に沿つて配された複数
の受光側の光フアイバに光を分配するようにした
ことを特徴とする光分配器に係るものである。従
つて組立て及び調整が容易で構成も比較的簡単で
あるにも拘らず均一な条件で光を分配することが
できる光分配器を提供できる。またこの発明にお
いて、前記楕円の短軸が前記受光側の光フアイバ
のコアの直径と同一かあるいはそれ以下になるよ
うに構成すれば、光の損失を少なくすることがで
きる。

以下本発明を実施例につき説明すると、本実施
例に係る光分配器は第４図および第５図に示すよ
うに、入射側の一本の光フアイバ１６と、この光
フアイバ１６に比して直径の十分大きな円柱状の
集束性光伝送体１７と、スラブ状の集束性光伝送
体１８と、伝送体１７の直径範囲内で水平に並べ
た複数の、例えば６本の受光側の光フアイバ１９
とから構成され、これらがこの順序で縦列に密着
して配列されている。そして上記円柱状の集束性
光伝送体１７の長さはほぼ1/4Ｐ（但しＰは光伝送
体１７中を振動しながら進行する光の振動のピツ
チ長）に構成されており、またスラブ状の集束性
光伝送体１８は垂直断面内においてのみ屈折率分
布をもつように構成されている。従つてこの分配
器によると１本の光フアイバ１６からの光が1/4
Ｐの長さの円柱状の集束性光伝送体１７で平行光
に変換され、この光がスラブ状の集束性光伝送体
１８で楕円状に変換される。スラブ状の集束性光
伝送体１８の出射端に配された数本の受光側フア
イバ１９は楕円の長軸方向に並列されている。従
つてこれにより１：ｎ（ｎ≧２）の分配回路が構
成される。

すなわち上記円柱状の集束性光伝送体１７は、
例えば特公昭47−28057号に示されるように、屈
折率が中心から半径方向外方にゆくに従つて、半
径の２重に比例して減少するような分布をもつ棒
状の透明物体である。この物体の中心軸での屈折
率をn₀、中心よりｒの距離での屈折率をｎ、ａを
正の定数とすると、 ｎ＝n₀（１−ar²） (1) で表わされる。このような集束状光伝送体１７の
一端面に光軸から外れて入射した光は第６図に示
すように軸を中心として振動しつつ進行する。光
軸をｙ軸とし、半径方向にｚ軸をとると、この振
動はｚ＝sin√2ｙで表わされ、その振動のピツ
チは2πC^-1となる。ここでＣ＝（2a）^1/2である。今
このピツチ2πC^-1＝Ｐとして、この集束性光伝送
体１７をＰ／４の奇数倍の長さに切断すると、平
行光を得るレンズ体となる。従つてＰ／４の奇数
倍の長さの円柱状の集束性光伝送体１７を用いる
ことにより、光フアイバ１６から小径ビームで拡
散入射する光を大径ビームで平行出射する光に変
換することができる。

次にこのようにして得られた円形の平行光を楕
円光に変換するためのスラブ状の集束性光伝送体
１８について述べる。今第７図に示すように座標
軸をおくと、スラブ状の集束性光伝送体１８は厚
み中心０で最大の屈折率noを有し、ｚ軸方向に
漸次屈折率がｎ＝n₀（１−az²）で変化し、ｘ方向
に対しては一様な屈折率をもつものである。従つ
てスラブ状の集束性光伝送体１８の端面に、ｙ軸
に平行に入射した光は、yz面内では円柱状の集
束性光伝送体１７と同じようにｚ＝sin√2ｙで
表わされる式に従つて進行する。他方ｘ軸方向で
は屈折率が一定であるため、光軸に平行に入射し
た光はxy面では平行に進む。そこでスラブ状の
集束性光伝送体１８のｙ軸方向の長さを1/4Ｐの
奇数倍の長さ近くに選定することにより円形の平
行ビームを非常に偏平な楕円状に変換することが
可能となる。このスラブ状の集束性光伝送体１８
を1/4Ｐの長さに構成したときには、第８図に示
すようにして入射端における円形光が、出射端に
おいて長軸の長さか円形光の直径に等しい偏平な
楕円光に変換される。なおこの集束性光伝送体１
８の長さを1/4Ｐの奇数倍の長さにしたときに出
射ビームの短軸方向の巾が最小となるが、必ずし
も1/4Ｐの奇数倍である必要がなくその近傍の値
でも十分に実用に耐える。但し1/4Ｐの偶数倍の
ときには円形光が再生されるために、スラブ状の
集束性光伝送体１８を用いる意味がなくなる。こ
のようにして円形光は楕円光に変換されて、複数
の受光側の光フアイバ１９に供給されることにな
る。

次に第４図及び第５図に示す光分配器における
好ましい具体例を述べると、入射側フアイバ１６
はコア径100μｍφ、外径150μｍφ、NA（開口数）
＝0.30のステツプインデツクス型フアイバであつ
てよい。円柱状の集束性光伝送体１７としては、
１mmφで√2が0.574でＰ／４長（長さ2.73mm）
のものが用いられる。この円柱状の集束性光伝送
体１７の光軸に垂直な一端面の光軸上に上記フア
イバ１６を調節して接着している。さらに円柱状
の集束性光伝送体１７からの円状の光をスラブ状
の集束性光伝送体１８で楕円状に変換するため
に、円柱状の集束性光伝送体１７の光軸をスラブ
状の集束性光伝送体１８の光軸に一致させてい
る。スラブ状の集束性光伝送体１８の√2は円
柱状の集束性光伝送体１７の√2と同じものが
用いられている。即ち、スラブ状の集束性光伝送
体１８は厚み１mmで巾３mm、長さ2.73mmのものが
使用されている。なおスラブ状の集束性光伝送体
１８は、タリウムイオンやセシユームイオンを含
むガラス板を望ましくは側縁を被覆して高温の硝
酸カリウム塩に侵してイオン交換を行なうことに
より製作することが出来る。また受け側のフアイ
バ１９としては、入射側のフアイバ１６と同種の
フアイバを弗硫酸でエツチングして外径を110μ
ｍφにしたものを用い、この種のフアイバをスラ
ブ状の集束性光伝送体１８の出射端の楕円状のス
ポツトに合わせて６本をセツトしている。この具
体例においてはスラブ状の集束性光伝送体１８の
出射端には短軸の長さが入射側フアイバ１６のコ
ア径と同一の100μｍで、長軸の長さが660μｍの
楕円状のスポツトが得られた。

以上本発明を実施例につき説明したが、本発明
は上記実施例によつて限定されることなく、本発
明の技術的思想に基いて各種変更が可能である。
すなわち例えば以上の具体例以外にNAの異なる
光フアイバと√2の異なる円柱状の集束性光伝
送体及びスラブ状の集束性光伝送体とを組み合わ
せることにより、種々の組み合わせは多数可能で
あることは明確である。

以上に述べたように本発明は、光フアイバから
の光をまず円柱状の集束性光伝送体によつて円形
の平行光に変換し、次いで円柱状の集束性光伝送
体の出射端に密着されているスラブ状の集束性光
伝送体によつてこれを楕円形の光に変換し、この
スラブ状の光伝送体の出射端側の複数の光フアイ
バに光を分配するようにしたものである。従つて
本発明による光分配器では、受光側の光フアイバ
の配列方向へは拡散しない光をこれらの光フアイ
バへ入射させることができるので、均一な条件で
光を分配することができる。しかも、円柱状の集
束性光伝送体とスラブ状の集束性光伝送体とが密
着されているので、組立て及び調整が容易で、構
成も比較的簡単である。また上記楕円の短軸の長
さを受光側の光フアイバの直径と同じかそれより
も小さくすることによつて、光損失を少なくする
ことができ、効率よく光の分配を行うことが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の１：２の光分配器の要部側面
図、第２図は複数本の光フアイバを熱融着して成
る従来の光分配器の要部側面図、第３図はミキシ
ングロツドを用いた従来の光分配器の要部斜視
図、第４図は本発明の一実施例に係る光分配器の
要部斜視図、第５図は同平面図、第６図は円柱状
の集束性光伝送体の中を通過する光の状態を示す
要部側面図、第７図はスラブ状の集束性光伝送体
の屈折率分布を示す要部斜視図、第８図はこのス
ラブ状光伝送体中における光の変換の動作を示す
要部斜視図である。 なお図面に用いた符号において、１６……光フ
アイバ、１７……円柱状の集束性光伝送体、１８
……スラブ状の集束性光伝送体、１９……光フア
イバである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光の振動のピツチ長のほぼ1/4の奇数倍の長
   さを有している円柱状の集束性光伝送体によつて
   光フアイバの出射端からの光を円形の平行光に変
   換し、前記円柱状の集束性光伝送体の出射端に密
   着されているスラブ状の集束性光伝送体によつて
   前記円形の平行光を楕円形の光に変換し、このス
   ラブ状の集束性光伝送体の出射端において、前記
   楕円の長軸方向に沿つて配された複数の受光側の
   光フアイバに光を分配するようにしたことを特徴
   とする光分配器。 ２ 前記楕円の短軸が前記受光側の光フアイバの
   コアの直径と同一かあるいはそれ以下になるよう
   にしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の光分配器。