JPH0363606A - 光ファイバ埋込型光部品 - Google Patents
光ファイバ埋込型光部品Info
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- JPH0363606A JPH0363606A JP1201063A JP20106389A JPH0363606A JP H0363606 A JPH0363606 A JP H0363606A JP 1201063 A JP1201063 A JP 1201063A JP 20106389 A JP20106389 A JP 20106389A JP H0363606 A JPH0363606 A JP H0363606A
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
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- G02B2006/12083—Constructional arrangements
- G02B2006/12109—Filter
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
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。
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）
本発明は低損失で光ファイバとの接続性が良好な光ファ
イバ埋込型光部品の構造に関するものである。
イバ埋込型光部品の構造に関するものである。
（従来の技術）
光ファイバ埋込型光部品としては、例えば電子情報通信
学会技術研究報告０Ｃ５８８−１，用上彰二部著“光波
帯における立体回路技術について一光受動部品研究の一
つの試み１に見られるようなものがある。
学会技術研究報告０Ｃ５８８−１，用上彰二部著“光波
帯における立体回路技術について一光受動部品研究の一
つの試み１に見られるようなものがある。
これは第２図に示すように、光ファイバ（りに、その軸
方向に垂直な平行溝（１４）を設け、上記平行溝…）内
に光学素子（４〉を埋込んで形成されている。なお、図
において（１３）はコアを示す。
方向に垂直な平行溝（１４）を設け、上記平行溝…）内
に光学素子（４〉を埋込んで形成されている。なお、図
において（１３）はコアを示す。
このような、光ファイバ埋込型光部品は、個別部品を空
間に配置して形成していた従来の光部品に比して次のよ
うな利点を有してる。
間に配置して形成していた従来の光部品に比して次のよ
うな利点を有してる。
■レンズが不要である。
■個別部品の位置合せ精度が大幅に緩和される。
■光ファイバ同志の軸合せが不要である。
■小型化、高信頼性が実現できる。
■光ファイバとの接続性が良好である。
埋込む光学素子（４）の対象としては積層偏光子、アイ
ソレータ、光スイツチ材料例えばＰＬＺＴ等の素子内光
路長が数！Ｏ〜数１００μ−のもので、それ自体導波構
造を持たない受動、能動光学素子が提案されているが、
これらの光学素子を光ファイバ内に埋込む際には光ファ
イバのギャップ部での光の回折損失を充分小さく押さえ
低押入損失化を図る必要がある。
ソレータ、光スイツチ材料例えばＰＬＺＴ等の素子内光
路長が数！Ｏ〜数１００μ−のもので、それ自体導波構
造を持たない受動、能動光学素子が提案されているが、
これらの光学素子を光ファイバ内に埋込む際には光ファ
イバのギャップ部での光の回折損失を充分小さく押さえ
低押入損失化を図る必要がある。
第３図には光ファイバギャップ長（ｄ）と回折損失の関
係を光ファイバのスポットサイズをパラメータにして示
している。ここで、スポットサイズとは光ファイバ内を
伝搬する光パワの広がりの幅を示すパラメータである。
係を光ファイバのスポットサイズをパラメータにして示
している。ここで、スポットサイズとは光ファイバ内を
伝搬する光パワの広がりの幅を示すパラメータである。
又光ファイバ内のパワ分布はガウス型を仮定している。
第３図よりスポットサイズが大きい程回折損失を小さく
押えられることがわかる。第３図では埋込む光学素子の
屈折率を２．３３としているが、その値の如何にかかわ
らず同様の傾向を示す。
押えられることがわかる。第３図では埋込む光学素子の
屈折率を２．３３としているが、その値の如何にかかわ
らず同様の傾向を示す。
（解決しようとする課Ｍ）
上述のように、回折損失を低減するにはスポットサイズ
の大きい光ファイバを使用すればよいが、これを従来の
シングルモード光ファイバ（スポットサイズは波長１．
３１１−で５ ｊｍ）と接続すると、スポットサイズの
不整合により、大きな接続損失を生じるという問題点が
ある。
の大きい光ファイバを使用すればよいが、これを従来の
シングルモード光ファイバ（スポットサイズは波長１．
３１１−で５ ｊｍ）と接続すると、スポットサイズの
不整合により、大きな接続損失を生じるという問題点が
ある。
又前述の文献に見られるように、第２図のギャップ部近
傍のみのスポットサイズを拡大する目的で、光ファイバ
を局所的に熱処理し、光ファイバの屈折分布を形成する
ＧｅＯ２等の添加物を光ファイバの断面方向に熱拡散す
る方法も試みられている。しかし、この方法では目ｏＯ
〜１４００’ｃ程度の高温で数時間にわたり光ファイバ
を加熱する必要があり、実用的ではない。
傍のみのスポットサイズを拡大する目的で、光ファイバ
を局所的に熱処理し、光ファイバの屈折分布を形成する
ＧｅＯ２等の添加物を光ファイバの断面方向に熱拡散す
る方法も試みられている。しかし、この方法では目ｏＯ
〜１４００’ｃ程度の高温で数時間にわたり光ファイバ
を加熱する必要があり、実用的ではない。
（課題を解決するための手段）
本発明は上述の問題点を解消した光ファイバ埋込型光部
品を提供するもので、その特徴は、光ファイバをあらか
じめ加熱延伸してテーパを形成し、該テーパ部に光学素
子を埋込むことにある。
品を提供するもので、その特徴は、光ファイバをあらか
じめ加熱延伸してテーパを形成し、該テーパ部に光学素
子を埋込むことにある。
（作用）
前述の問題点を解決するため、本願発明者等は光ファイ
バのコア径を小さくするとスポットサイズが拡大される
ことに注目した。
バのコア径を小さくするとスポットサイズが拡大される
ことに注目した。
光ファイバを局所的に加熱し、これを延伸して加熱部の
外径を細くしてテーパ部を形成すると、テーパ部のコア
径は小さくなり、その結果としてスポットサイズは拡大
される。そして、とのテーパ部に光ファイバの軸方向に
垂直な平行溝を設け、この平行溝に光学素子を埋込めば
回折損失が低減され、低挿入損失の光部品が実現できる
ことを見出した。
外径を細くしてテーパ部を形成すると、テーパ部のコア
径は小さくなり、その結果としてスポットサイズは拡大
される。そして、とのテーパ部に光ファイバの軸方向に
垂直な平行溝を設け、この平行溝に光学素子を埋込めば
回折損失が低減され、低挿入損失の光部品が実現できる
ことを見出した。
上記光ファイバを局所的に加熱するための熱源としては
、一般に用いられているアセチレンバーナ等でよく、極
めて容易にテーパ部を形成することが可能である。
、一般に用いられているアセチレンバーナ等でよく、極
めて容易にテーパ部を形成することが可能である。
第４図は光ファイバのコア径と波長１．５５ａｍでのス
ポットサイズの関係を分散シフトファイバを例に示した
ものである。コア径を小さくするとスポットサイズは拡
大され、その効果はコア径が小さい程大きくなる。今分
散シフトファイバのスポットサイズを標準値の４μ園か
ら５．５ｊｍ（従来の１．３μ園帯用光ファイバのスポ
ットサイズの標準値）まで拡大することを考えてみると
、第４図から、スポットサイズを４ｎから５．５μ−に
拡大するにはコア径を１０ｊｍから６．５β−まで縮小
すればよいことがわかる。これを実現するには光ファイ
バを局所的に加熱し、これを加熱部の外径が１２５メ■
（光になるまで延伸すればよい。
ポットサイズの関係を分散シフトファイバを例に示した
ものである。コア径を小さくするとスポットサイズは拡
大され、その効果はコア径が小さい程大きくなる。今分
散シフトファイバのスポットサイズを標準値の４μ園か
ら５．５ｊｍ（従来の１．３μ園帯用光ファイバのスポ
ットサイズの標準値）まで拡大することを考えてみると
、第４図から、スポットサイズを４ｎから５．５μ−に
拡大するにはコア径を１０ｊｍから６．５β−まで縮小
すればよいことがわかる。これを実現するには光ファイ
バを局所的に加熱し、これを加熱部の外径が１２５メ■
（光になるまで延伸すればよい。
このように、光ファイバを加熱延伸しコア径を小さくす
ればスポットサイズを拡大でき、回折損失を低減できる
が、余り外径を細くしすぎると次のような問題が生じる
。
ればスポットサイズを拡大でき、回折損失を低減できる
が、余り外径を細くしすぎると次のような問題が生じる
。
即ち、光ファイバの外径とスポットサイズが略等しくな
り、伝搬する光が光ファイバを取りまく媒質内へ放射さ
れたり、又該媒質に吸収があると伝搬する光が吸収され
たりするおそれがある。以上の放射損失や吸収損失を避
けるためには分散シフトファイバの場合、光ファイバ外
径を４０μ−以上にする必要がある。又スポットサイズ
が大きくなると、光ファイバのコア内への伝搬光の閉じ
込めか弱くなり、曲げに対する耐性が劣化し、ヒートサ
イクル等をかけた際の微妙な光ファイバの変位に伴ない
曲げ損失を誘起するおそれがある。
り、伝搬する光が光ファイバを取りまく媒質内へ放射さ
れたり、又該媒質に吸収があると伝搬する光が吸収され
たりするおそれがある。以上の放射損失や吸収損失を避
けるためには分散シフトファイバの場合、光ファイバ外
径を４０μ−以上にする必要がある。又スポットサイズ
が大きくなると、光ファイバのコア内への伝搬光の閉じ
込めか弱くなり、曲げに対する耐性が劣化し、ヒートサ
イクル等をかけた際の微妙な光ファイバの変位に伴ない
曲げ損失を誘起するおそれがある。
このように、光ファイバを加熱延伸し、コア径を小さく
することにより回折損失を低減することが可能であるが
、その際の光ファイバ外径には最適値があり、その範囲
は１００〜４０１ｍである。
することにより回折損失を低減することが可能であるが
、その際の光ファイバ外径には最適値があり、その範囲
は１００〜４０１ｍである。
（実施例）
本発明の効果を確認するため次の実験を行なった。
実験には、比屈折率差が１％の分散シフトファイバを用
いた。使用した分散シフトファイバのパラメータはカプ
トオフ波長１．２−一、１．５５μ−波長でのモートフ
ィールド径は８ＩＩｍであり、クラツド径は１２５μ−
である。
いた。使用した分散シフトファイバのパラメータはカプ
トオフ波長１．２−一、１．５５μ−波長でのモートフ
ィールド径は８ＩＩｍであり、クラツド径は１２５μ−
である。
この光ファイバ心線の被覆部の途中を２０■鵬除去して
光ファイバを露出し、溶融型光カプラ製造装置により光
ファイバ（１〉部分５−一をバーナにより加熱し延伸し
て第１図（イ）のようにテーパ部（目）を形成した。延
伸した長さは７．０鵬馬である。延伸時の損失増加は０
．０５ｄＢ以下であった。
光ファイバを露出し、溶融型光カプラ製造装置により光
ファイバ（１〉部分５−一をバーナにより加熱し延伸し
て第１図（イ）のようにテーパ部（目）を形成した。延
伸した長さは７．０鵬馬である。延伸時の損失増加は０
．０５ｄＢ以下であった。
このようにテーパ部（ＩＩ）を形成した光ファイバ（１
）を、同図（０）に示すように上面にＶ溝（２１）を加
工したシリコンのＶ溝基板（２）の上記Ｖ溝（２Ｉ）内
に収納して接着剤で固定し、さらにその外側を樹脂モー
ルド（３）シた後、同図（ハ）のように、光ファイバ（
１）を切断するよつに溝（３１）加工を施し、光ファイ
バ（１）の損失を測定した。
）を、同図（０）に示すように上面にＶ溝（２１）を加
工したシリコンのＶ溝基板（２）の上記Ｖ溝（２Ｉ）内
に収納して接着剤で固定し、さらにその外側を樹脂モー
ルド（３）シた後、同図（ハ）のように、光ファイバ（
１）を切断するよつに溝（３１）加工を施し、光ファイ
バ（１）の損失を測定した。
上記溝（３１）幅は３７ｊｍであった。
測定結果は第１表の通りである。なお、溝（３０内には
屈折率！、４Ｂのマツチングオイルを充填した。
屈折率！、４Ｂのマツチングオイルを充填した。
第 １ 表
上表よりわかるよろに、延伸した光ファイバを用いた場
合、挿入損失が０．４〜０．５ｄＢも小さくなっている
。
合、挿入損失が０．４〜０．５ｄＢも小さくなっている
。
又最小径を４０１ｍまで小さくシ、同様の実験を行なっ
たが、４０＃■以下になると温度特性が劣化すること、
及び安定した製造が困難であることが実験的に確認した
。一方、延伸時の最小径が１００＃ｍ以上であると挿入
損失の低減の効果は認められなかった。
たが、４０＃■以下になると温度特性が劣化すること、
及び安定した製造が困難であることが実験的に確認した
。一方、延伸時の最小径が１００＃ｍ以上であると挿入
損失の低減の効果は認められなかった。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明の光ファイバ埋込型光部品
によれば、光ファイバを加熱延伸してテーパ部を形成し
、その部分に光学素子埋込み用のギャップを設けること
により、ギャップによる押入損失を小さくすることが可
能となり、各種光ファイバ埋込型光部品の製造に効果的
ある。
によれば、光ファイバを加熱延伸してテーパ部を形成し
、その部分に光学素子埋込み用のギャップを設けること
により、ギャップによる押入損失を小さくすることが可
能となり、各種光ファイバ埋込型光部品の製造に効果的
ある。
第１図は本発明の詳細な説明図で、同図（イ）はテーパ
部を形成した光ファイバの状態図、同図（０）は上記光
ファイバをＶ溝に挿入固定した状態図、同図（ハ）は（
０）図の状態で樹脂モールドし溝加工を施した状態図で
ある。 第２図は従来の光ファイバ埋込型光部品の一例の説明図
である。 第３図は第２図におけるギャップ長さと回折損失の関係
特性図である。 第４図は分散シフト光ファイバのコア径とスポットサイ
ズの関係特性図である。 １・・・光ファイバ、１１・・・テーパ部、２・・・■
溝基板、２１・・・Ｖ溝、３・・・樹脂モールド、３１
・・・切断溝。 惇 ■ 図 （ハ） １ ２ １ 壽 〆 算 図 ｄ（Ａ九） コア径（ＩＪＭ）
部を形成した光ファイバの状態図、同図（０）は上記光
ファイバをＶ溝に挿入固定した状態図、同図（ハ）は（
０）図の状態で樹脂モールドし溝加工を施した状態図で
ある。 第２図は従来の光ファイバ埋込型光部品の一例の説明図
である。 第３図は第２図におけるギャップ長さと回折損失の関係
特性図である。 第４図は分散シフト光ファイバのコア径とスポットサイ
ズの関係特性図である。 １・・・光ファイバ、１１・・・テーパ部、２・・・■
溝基板、２１・・・Ｖ溝、３・・・樹脂モールド、３１
・・・切断溝。 惇 ■ 図 （ハ） １ ２ １ 壽 〆 算 図 ｄ（Ａ九） コア径（ＩＪＭ）
Claims (2)
- （１）光ファイバ内に受動あるいは能動光学素子を埋込
んで形成する光ファイバ埋込型光部品において、光ファ
イバをあらかじめ加熱延伸してテーパを形成し、該テー
パ部に光学素子を埋込むことを特徴とする光ファイバ埋
込型光部品。 - （２）加熱延伸した部分の最小径が１００〜４０μｍの
範囲にあることを特徴とする請求項（１）記載の光ファ
イバ埋込型光部品。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1201063A JPH0363606A (ja) | 1989-08-01 | 1989-08-01 | 光ファイバ埋込型光部品 |
| AU59957/90A AU641674B2 (en) | 1989-08-01 | 1990-07-30 | Embedded-in-optical-fiber type optical component |
| CA 2022370 CA2022370A1 (en) | 1989-08-01 | 1990-07-31 | Embedded-in-optical-fiber type optical component |
| EP19900114765 EP0411607A3 (en) | 1989-08-01 | 1990-08-01 | Embedded-in-optical-fiber type optical component |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1201063A JPH0363606A (ja) | 1989-08-01 | 1989-08-01 | 光ファイバ埋込型光部品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0363606A true JPH0363606A (ja) | 1991-03-19 |
Family
ID=16434769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1201063A Pending JPH0363606A (ja) | 1989-08-01 | 1989-08-01 | 光ファイバ埋込型光部品 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0411607A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0363606A (ja) |
| AU (1) | AU641674B2 (ja) |
| CA (1) | CA2022370A1 (ja) |
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| KR20010076354A (ko) * | 2000-01-18 | 2001-08-11 | 알프레드 엘. 미첼슨 | 섬유광학 편광기 및 그 제조방법 |
| JP2003521739A (ja) * | 2000-01-31 | 2003-07-15 | セルカロ・マイクロテクノロジー・リミテツド | ビームガイドのためのスイッチ装置 |
| JP2004151689A (ja) * | 2002-10-08 | 2004-05-27 | Tdk Corp | スポットサイズ変換素子及びこれを用いた導波路埋め込み型光回路 |
| US7221826B2 (en) | 2002-10-08 | 2007-05-22 | Tdk Corporation | Spot-size transformer, method of producing spot-size transformer and waveguide-embedded optical circuit using spot-size transformer |
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Citations (2)
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