JPH0327005A - 重合体の光導波管からスターカプラーを製造する方法ならびに器具 - Google Patents

重合体の光導波管からスターカプラーを製造する方法ならびに器具

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JPH0327005A
JPH0327005A JP2153827A JP15382790A JPH0327005A JP H0327005 A JPH0327005 A JP H0327005A JP 2153827 A JP2153827 A JP 2153827A JP 15382790 A JP15382790 A JP 15382790A JP H0327005 A JPH0327005 A JP H0327005A
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groove
star coupler
coupler
optical
heat
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JP2153827A
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Jochen Coutandin
ヨヘン・コウタンディン
Werner Groh
ヴェルナー・グロー
Peter Herbrechtsmeier
ペーター・ヘルブレヒツマイアー
Juergen Theis
ユルゲン・タイス
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Hoechst AG
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Hoechst AG
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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】 本発明は、ｉ械的に強い、重合体の光４波管系のスター
カプラーを製造する方法ならびにそれに用いられる器具
に関する． スターカプラーは、入射フてイバー内の導光路をＭＩＷ
の出射ファイバーに分割する光学部品である．このよう
な部品ｌｉ，光パワー分岐器として、受信的な光導波管
ネットワークに用いられる．均一な分割はいわゆるミキ
シング部で起っている．現在までに，重合体の光導波管
系のスターカプラーを製造するのに基本的には次の二つ
の方法がある： ｌ）“パイコニカル・デーバー法“　（Ｉ３Ｔ法；κＩ
ｍａｔｏ　　ｅｔ　　ａｌ．．Ａｐｐｌ．ｏｐＬ．，２
５　　巻．　　１９号，３４４３ペーノｔ１９８Ｇ＋参
照） ２）”ミキシングロッド法”　　（ＭＲ法；　Ｒ．Ｄ．
Ｃｏｄｄ．Ｓ八ｌｉ／ＩＥＥＥ．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏ
ｎａｌ　　Ｃｏｎｇｒｅｓｓ　　ｏｎ　　Ｔｒａｎｓｐ
ｏｒｔａｊｉｏｎ　ＩＥｌｅｃＬｒｏｎｉｃｓ（１９８
４１１ＢＴ法の場合は，複数の光導波管（ガラス又は重
合体）を集束し，熱の効果で延伸する．この方法では．
バイコニカルな形をしたくびれを作ることから，該方法
の名称がこれに由来している．続い゛Ｃ、延伸したファ
イバーを，光導波管のクラッド材がくびれの箇所で相互
に融着するように，加熱ゾーンで捻りをかける． 入り・１ファイバーに導かれる光線の伝播角がテーバ一
部分で徐々に急勾配となり，コア材がちはや光線を通さ
なくなる．最高次のモードで始めるとコア材モードは次
第にクラッド材モードになる．融着部分では、種々のフ
ァイバーのクラッド材モードが相互に混じり合っている
．続いてファイバーが再び分離してくると、クラッド材
内を伝送する光綿は出射ファイバー全般に分配され，フ
？イバー厚が大きくなるに従って，連続的にコア材モー
ドに戻る． この方法によって製作されたスターカプラーは比較的低
梢失であるが、モード依存性が強く現われ，光導波管や
取り外し可能な結合器及びカプラーで構成されているシ
ステム構造の場合は、過剰寸法システムの予備を予測し
ておく必要がある．ＢＴカブラーのもう一つの欠点は、
テーバ一部分の機械的な不安定性であり，従って、例え
ば自動車用途には使用できないであろう．加えて．この
方法では一個ずつの製作しかできないので，例えば光学
パラメータの再現性が悪くて非常に不便な方法であり，
従って、製造が複雑かつ高価である．ＭＲ法の場合は、
重合体の光導波管は、それらの研磨した端末を透明なロ
ッド又はチップの端面に密着して固定される．この場合
のチップ又はロッドは光ミキサーとして役立つ． この方法の製造方式は極めて複雑であり，かつ高価であ
るため、連続生産に不適である．光損失も大きい． 本発明の目的は、機城的に強いスターカブラ−を容易に
かつコスト的に効率的に！ＩＪ迄可能な方法を見出すこ
とである．さらにまた．挿入損失が低く、かつ各出射フ
ァイバー間の変動が少ないカブラニを提供することにあ
る． ヒ記の要求は、重合体の光導波管を器具内で、加圧下及
び加熱下において相互に融着することによって満たされ
ることが分かった． この方法では、２から１０”個、好ましくは２から１２
８個の改合体の光導波管（各ファイバ間の透尤を＝ｒ能
ならしめるために、融着すべき部分の光クラッド材は予
め取り除いてある）を器具の下部部材の溝内に配置する
．前記器具の内壁を，大きな光損失をもたらすような余
分の凹凸を低減するために，１重宜的に研磨する． 光導波管物質のガラス転移点より明らかに高温で，雄型
ダイを用いて加圧下で光導波管を融着して均一なミキシ
ング部とする．次に，圧力を維持したまま下部部材及び
雄型ダイをガラス転移点以下に冷却し，カブラーを溝か
ら取り外す．断面の急激な変化はファイバの比較的顕著
な欠陥となりそれが大きな光Ｉｌ１失となることから、
加圧中のミキシング部から各ファイバへの移行が連続的
に行なわれるように、溝部の開口部は円錐形となってい
る．クラ９ド材をはがした重合体の光導波管で構成され
ているミキシング部分を、光導波管の物質の屈折率より
小さい物質によって光学的に絶縁する。この光学的絶縁
は、融着後に透明ラッカーによって行なうのがよい， 磯城的にさらに安定なカプラーは，光導波管を直接融費
するのではなく、例えば低屈折率の熱可塑性の加工しや
すい透明プラスチックチューブの中にそれらを入れてか
ら，前述の器具の中で圧力と熱をかけ、この完全な系を
融着することによって得られる． チ．１−ブの代りに、四角形の開口部を有するプラスチ
ック部品を用いることも可能であり、これは重合体の導
波管が各層ごとに配列しうるという長所をもっている．
チューブ又は四角バ二の成形物はミキシング部のクラッ
ド材を形成すると同時に融４部に対する機械的な補強材
としても没立つ．２３具や雄型ダイの幾何学的寸法は光
導波管の融若水数に依仔する． 融粉される部分の光クラツド材が，機械的又は化学的に
取り除かれている光導波管が用いられる．重合体の適当
な光導波管は直径０．１−３ｍｍ、好ましくは０．５−
１ｍｍであり、コア材は、例えばＰＭＭＡ（コアの屈折
率ｎｍｘ１．４９１．　ｐｓ　（ｎ．＝１．５９１又は
Ｐ　Ｃ　（１１１．５８５１である． このようにして製作されたスターカプラーは、４１Ｍ的
強度が極めて高く，尤伝送特性にも優れていることがわ
かる． 透視図は，一部は上から、一部は下から．スターカプラ
ーを製作する器具の設計の可能性を示すちのである．第
１図はミキシング部（６）が四角形断面のスターカプラ
ーを製作する器具を示す．角柱形の中央部（２ａ）並び
に二つのビラミド型の固錐形側部（２ｂ）及び（２Ｃ）
とから成っている四角断面の溝は、下部部材（１）の凹
所に設置する．上部部材（３）は雄型ダイ（４）を備え
ており，これは下部部材（１）の満（２）の形に相当し
ており、角柱形の中央部（４ａ）並びに二つのビラミド
型の円錐形側部（４ｂ）及び（４ｃ）とから成り立って
いる． 四角断面の代りに．ｍ２図では、満（２゜）は片測が゛
４′−円形の断面を有しており、同様に下側が半円形状
をした雄型ダイと合わせたとき、仕上がったスターカプ
ラー（５゜）が円形断面を形成するようになっている． 第３図は器具設計のもう一つの可能性を示すものであり
，それは特に器具の加熱を容易にするものである．下部
部材（ｌ”）が一種の材料だけで構成されているのでは
なく、金属の底板（ｌ１）及び電気絶縁性かつ耐熱性材
料、例えばガラス又はセラミックの側板（１ｂ”）なら
びに（ｌｃ”）で構成されている．底板（１ａ”）及び
雄型ダイ（４”）を有する上部部材（３”）はキャパシ
タの電極を形成し、それには交流電圧が印加される．！
極間ではたらく高周波交流電場は，分子双極子を励起し
て，交流電場（例えば２７．　１２ＭＩＩｘｌ　と同位
相の振動を与える．これは、分子間の摩擦を生じさせ、
重き体を内部から外側へ加熱することになる．全工程に
要する時間は僅か１０秒足らずであるから，型はこの間
も冶たいままである．加圧溶接されたプラスチックは２
３　．！ｌを開けた後直ちに取り出すことが可能である
． 実施例　１ ９Ｘ９スターカプラーの製作 長さ５０ｃｍ、直径１＋ｗｍのポリカーボネート製のブ
ラスヂック光導波管９本を３列ずつ，四角形の開口部を
有するＰＭＭＡの成型物内に配置した．光クラッ］：材
を，ファイバーの中央部５ＣＩＩにわたって、千め化学
的に除去した．［’ＭＭＡの成型物とＰＣファ・イバー
の系を第１図にしたがって金型に配置し，電気抵抗加熱
によって１７０℃まで加熱した．同時に、雄型ダイを使
って１０ｋｇ／ｃ−の『力をかけ，これによって９本の
フフ・イバーな融看させてミキシング部とした．ＰＭＭ
Ａ成型物は、光線がそこで全反射する光クラッド材とし
て機能し、同時にミキシング部の固い保護カバーとして
の役目も有している． 約５分後に加熱スイッチを切ったが、圧力はそのまま保
持した．さらに１０分後、系を１００℃以下に、即ちＰ
ＭＭＡ成型物のガラス転移点まで冷却した．圧力を解放
し、スターカプラーを金型からはずした． 該スクーカプラーの平均挿入損失は１３．２ｄ［ｌであ
り．出ｑ｛フ）・イバー間の最大パワー変動は２．６＋
ＩＢであった． 実施例　２ ８Ｘ８スターカプラーの製作 長さ５０ｃ■、直径１ｍｇｇのＰＭＭＡ製の重合体光導
波管８本を、４列ずつ下側がキャパシタ板になっている
型内に配列した．型のｌＩｌ壁はガラスの板で横成され
た． 金属製の雄型はキャパシタの上部陽板を形成した．ＰＭ
ＭＡファイバーの光クラツド材を，ファイバーの中央部
５ｃｍにわたって予め化学的に除去しておいた． 続いて、雄型ダイを用いてファイバーに約１５ｋｇ／ｃ
ｍ”の圧力を加えた．高周波交流電場の印加によって，
５秒以内にＰＭＭＡファイバーが発熱し，光導波管は加
圧下で融看して均一なミキシングロッドとなった．この
間、加圧型は冷えたままであり、カブラーは型を開ける
と直ちに取り出すことができた． 全工程は約２０秒間であった．続いて、８Ｘ８スターカ
プラーのミキシング部をボリシロキサンのハードラッカ
ーで被覆した６該ラッカーの屈折率，ｎ＝１．４３はフ
ァイバー材料の屈折率、ｎ　＝　１．４０より小さい．
従って該ラッカー層は全反Ｉ！ｔ性の光クラッド材とし
て作用する．８ｘ８スターカプラーの挿入損失は１２ｄ
［ｌであり，出射ファイバー間の最大パワー変動は２．
　３ｄＢであった．
【図面の簡単な説明】
第ｌ図は本発明の，ミキシング部が四角断面のスターカ
プラーを製作するための器具を示す図，第２図は本発明
の，ミキシング部が円形断面のスターカプラーを製作す
るための２３具を示す図、第３図は本発明のスターカプ
ラーを製作するための，特に２３具の加熱を促進するた
めに設計された器貝を示す図である． ニ’Ｍｉｉ：１ 茄Ｅ灸

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １　重合体の光導波管を同時に配列して集束し、これを
    接合することによってスターカプラーを製造する方法で
    あり、ここで接合点におけるクラッド材を除いた光導波
    管を、スターカプラーの最終的な形に相当する器具の中
    央部の溝内に平行に配置し、熱と圧力によって融着する
    ことを特徴とする前記方法。 ２　平行な中央部（２ａ、２ａ’、２ａ”）並びに二つ
    の円錐型側端部（２ｂ、２ｂ’、２ｂ”）及び（２ｃ、
    ２ｃ’２ｃ”）から成る溝（２、２’、２”）を設けた
    下部部材（１、１’１”）並びに、溝（２、２’、２”
    ）に相当する形をしており、また平行な中央部（４ａ、
    ４ａ’、４ａ”）並びに二つの円錐型側端部（４ｂ、４
    ｂ’、４ｂ”）及び（４ｃ、４ｃ’４ｃ”）から成る雄
    型ダイ（４、４’、４”）を有する上部部材（３、３’
    、３”）から構成されている重合体の光導波管からスタ
    ーカプラーを製造する器具。 ３　下部部材（１”）が金属製の底板（１ａ”）並びに
    電気不導性で、耐熱性の材料の二つの側壁（１ｂ”）及
    び（１ｃ”）から構成されている請求項２記載の器具。
JP2153827A 1989-06-13 1990-06-12 重合体の光導波管からスターカプラーを製造する方法ならびに器具 Pending JPH0327005A (ja)

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