JPH0394207A - Branching state variable type optical coupler - Google Patents
Branching state variable type optical couplerInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、光通信や計測の分野に用いられる光カブラ、
特に、光ファイバを結合し、分岐状態を可変にする光カ
ブラに関するものである。Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention relates to an optical coupler used in the field of optical communication and measurement;
In particular, it relates to an optical coupler that couples optical fibers and makes the branching state variable.
(従来の技術)
従来、光ファイバを用いた光カブラとして、2本の光フ
ァイバを融着、延伸したパイコニカルの光ファイバカブ
ラを用い、融着部の周囲の媒質の屈折率を変えることに
より分岐比を変化させるもの、2本の光ファイバのコア
間の距離を変化させて分岐状態を変化させるもの、など
が知られている。(Prior art) Conventionally, as an optical coupler using optical fibers, a piconical optical fiber coupler is used in which two optical fibers are fused and stretched, and branching is performed by changing the refractive index of the medium surrounding the fused part. There are known methods that change the ratio, and methods that change the branching state by changing the distance between the cores of two optical fibers.
米国特許第4786130号明細書に記載された光ファ
イバカブラを用いた光スイッチは、前者の方式のもので
あり、第6図の概略図に示すように、2本の光ファイバ
61.62の光結合部63の周囲の媒質64として、温
度により屈折率が変化する媒質、例えば、シリコーンオ
イルや液晶などを用いたものである。そして、ヒーター
65によって媒質の温度を制御して、媒質の屈折率を変
化させることにより、光カブラの分岐比を変えることが
できるものである。この方式のものは、融着部の周囲の
媒質の屈折率を温度で制御するため、応答速度の遅れが
大きく実用的でない。The optical switch using an optical fiber coupler described in U.S. Pat. No. 4,786,130 is of the former type, and as shown in the schematic diagram of FIG. As the medium 64 surrounding the coupling portion 63, a medium whose refractive index changes depending on temperature, such as silicone oil or liquid crystal, is used. By controlling the temperature of the medium using the heater 65 and changing the refractive index of the medium, the branching ratio of the optical coupler can be changed. In this method, the refractive index of the medium surrounding the fused portion is controlled by temperature, so the response speed is delayed and is not practical.
2本の光ファイバのコア間の距離を変化させて分岐状態
を変化させる方式のものを、第7図に示す。(A)図は
、概略図であり、(B)図は、B一B断面図である。図
中、71.72は光ファイバであり、73.74はクラ
ッド、75.76はコアである。両光ファイバのクラツ
ドの側面は、(B)図から明らかなように、側面が研磨
され、コア同士が近接するよう接触されている。したが
つて、コア間には光の結合状態が生じ一方の光ファイバ
からの光エネルギーが、他方の光ファイバに分岐される
。分岐されるエネルギーは、コア間の距離に依存される
から、(C)図に示すように、接触荊において、一方の
光ファイバを他方の光ファイバに対して移動させてコア
間の距離を変えることによって、分岐状態を可変にする
ものである。FIG. 7 shows a system in which the branching state is changed by changing the distance between the cores of two optical fibers. The figure (A) is a schematic diagram, and the figure (B) is a sectional view taken along line B-B. In the figure, 71.72 is an optical fiber, 73.74 is a cladding, and 75.76 is a core. As is clear from Figure (B), the side surfaces of the claddings of both optical fibers are polished and the cores are brought into close contact with each other. Therefore, a state of optical coupling occurs between the cores, and optical energy from one optical fiber is branched to the other optical fiber. Since the energy to be split depends on the distance between the cores, the distance between the cores can be changed by moving one optical fiber relative to the other at the contact point, as shown in Figure (C). This makes the branch state variable.
この方式は、光ファイバの移動を制御する機構の実現に
難点があり、良好な精度を確保することが困難である。This method has a difficulty in realizing a mechanism for controlling the movement of the optical fiber, and it is difficult to ensure good accuracy.
(発明が解決しようとする課題)
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、上述
した方式とは全く異なる原理により分岐状態を可変にで
きる光カブラを提供することを目的としてなされたもの
である。(Problems to be Solved by the Invention) The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and has been made for the purpose of providing an optical coupler that can vary the branching state based on a completely different principle from the above-mentioned system. It is something.
(課題を解決するための手段)
本発明は、分岐状態可変型光カブラにおいて、軸方向に
結合状態にある複数の導波路と、伸縮可能な部材とを一
体化したことを特徴とするものである。(Means for Solving the Problems) The present invention is a variable branching state optical coupler, characterized in that a plurality of waveguides coupled in the axial direction and a stretchable member are integrated. be.
複数の導波路として、1つのクラッド中に2本以上のコ
アを有するマルチファイバを用いることができる。Multi-fibers having two or more cores in one cladding can be used as the plurality of waveguides.
伸縮可能な部材として、径方向に伸縮する円筒状部材を
用い、導波路をその周方向に巻き付けることができる。As the expandable member, a cylindrical member that expands and contracts in the radial direction can be used, and the waveguide can be wound in the circumferential direction of the cylindrical member.
この場合の導波路として、マルチファイバを用いること
ができる。A multi-fiber can be used as the waveguide in this case.
伸縮可能な部材として、電歪材料または磁歪材料を用い
ることができる。An electrostrictive material or a magnetostrictive material can be used as the expandable and contractible member.
複数の光ファイバを融着、延伸した光ファイバカブラを
固定する部材に伸縮可能な部材を用いて光カブラを構成
することができる。The optical coupler can be constructed by using a stretchable member as a member for fixing the optical fiber coupler in which a plurality of optical fibers are fused and stretched.
(作 用)
2本の導波路51.52を第5図に示すように平行に配
置した場合の2つの導波路の結合定数C(h)は、
2πn1 aV2 {K,(W)} 2で表わされる。(Function) When the two waveguides 51 and 52 are arranged in parallel as shown in Fig. 5, the coupling constant C(h) of the two waveguides is 2πn1 aV2 {K, (W)} 2. expressed.
ここで、
λ:波長
a:コア径
n1:コア屈折率
W:規格化周波数
V”=kn12a2− 2Δ
k=2π/λ
Ko,K,:第2種ベッセル関数
Δ= (no2−n2)/ (2no”):noとnと
の比屈折率差
である。Here, λ: wavelength a: core diameter n1: core refractive index W: normalized frequency V"=kn12a2-2Δ k=2π/λ Ko, K,: Bessel function of the second kind Δ= (no2-n2)/( 2no''): This is the relative refractive index difference between no and n.
結合長をLとし、C0を、 すれば、分岐比は、 分岐比=P1/P.=sin2(CoL)となる。Let the bond length be L, and C0 be Then, the branching ratio is Branching ratio=P1/P. = sin2(CoL).
すなわち、分岐状態は、結合長Lに大きく依存されるこ
とが分かる。That is, it can be seen that the branch state is largely dependent on the bond length L.
したがって、本発明は、軸方向に結合状態にある複数の
導波路を、伸縮可能な部材と一体化することにより導波
路を伸縮させ、導波路における結合長を変化させること
により、分岐状態を可変とすることができるものである
。Therefore, the present invention expands and contracts the waveguides by integrating a plurality of waveguides that are coupled in the axial direction with an expandable member, and changes the coupling length in the waveguides, thereby making the branching state variable. This is something that can be done.
(実施例)
第l図(A)は、本発明の分岐比可変型光カブラの一実
施例を説明するための斜視図であり、同図(B)は、結
合部における光ファイバの拡大断面図である。図中、1
0.11は、2本の光ファイバ、12は結合部、13は
円筒状圧電素子、14は外側電極、15は内側電極であ
る。光ファイバの端部は、拡大して図示されている。(Embodiment) FIG. 1(A) is a perspective view for explaining an embodiment of the variable branching ratio optical coupler of the present invention, and FIG. 1(B) is an enlarged cross-section of the optical fiber at the coupling part. It is a diagram. In the figure, 1
0.11 is two optical fibers, 12 is a coupling part, 13 is a cylindrical piezoelectric element, 14 is an outer electrode, and 15 is an inner electrode. The end of the optical fiber is shown enlarged.
2本の光ファイバの結合部12は、(B)図に示すよう
に、クラッド16.17の側面を削った形のものを接合
して、コア18.19を接近させた断面に構成されてい
る。As shown in Figure (B), the coupling portion 12 of the two optical fibers is constructed by joining the cladding 16.17 with the side surfaces shaved off, and forming a cross section in which the core 18.19 is brought close to each other. There is.
第2図でその詳細を説明する。結合部における各光ファ
イバの断簡構造は、(A)図に示すように、クラッド径
125μm,コア径8μm,削られた面とコア中心との
距離は8μmである。この断匍構造の光ファイバは、1
.3μm帯の通信用光ファイバの母材の一方の側面をを
研磨した後、線引きし、300mmを加熱融着して(B
)図に示すようなマルチファイバとした。研磨後、加熱
融着し、その後、線引きしてもよい。The details will be explained with reference to FIG. As shown in Figure (A), the fragmented structure of each optical fiber at the coupling portion has a cladding diameter of 125 μm, a core diameter of 8 μm, and a distance between the shaved surface and the core center of 8 μm. This optical fiber with a broken structure is 1
.. After polishing one side of the base material of the 3 μm band communication optical fiber, it was drawn, and 300 mm was heat-fused (B
) Multi-fiber as shown in the figure was used. After polishing, heat fusion may be performed, and then wire drawing may be performed.
この光ファイバを、外径20mm、内径15mmのジル
コン酸チタン酸鉛を主成分とした材料で作られた圧電素
子に少なくとも両端の2個所を接着して巻き付けた。こ
の圧電素子は、電圧IVの印加で1μmの外径の変化が
得られるものであり、印加電圧を変えて分岐特性を測定
した結果を第3図に示す。第3図の曲線は、一方の光フ
ァイバにPOのパワーを導入し、その光ファイバの出力
をPl、他方の光ファイバに分岐される出力をP2とし
た場合、分岐比として
PI /Pi +P2
の値をプロットしたものである。This optical fiber was wound around a piezoelectric element having an outer diameter of 20 mm and an inner diameter of 15 mm and made of a material mainly composed of lead zirconate titanate, with at least two ends thereof being glued. The outer diameter of this piezoelectric element can be changed by 1 μm by applying a voltage IV, and FIG. 3 shows the results of measuring the branching characteristics while varying the applied voltage. The curve in Figure 3 shows that when PO power is introduced into one optical fiber, the output of that optical fiber is Pl, and the output branched to the other optical fiber is P2, the branching ratio is PI /Pi +P2. The values are plotted.
第4図は、他の実施例を説明するためのものである。(
A)図は斜視図、(B)図は圧電素子の斜視図である。FIG. 4 is for explaining another embodiment. (
Figure A) is a perspective view, and Figure (B) is a perspective view of the piezoelectric element.
図中、41はモールドケース、42は圧電素子、43は
スロット、44は光ファイパカブラである。モールドケ
ース41は、通常の光ファイバカブラのケースを利用で
き、スロット43に複数の光ファイバを加熱、延伸した
光ファイバカブラを挿入、固定したものである。このモ
ールドケースに圧電素子42を装着したものであ・る。In the figure, 41 is a molded case, 42 is a piezoelectric element, 43 is a slot, and 44 is an optical fiber coupler. The molded case 41 can be a case of a normal optical fiber coupler, and an optical fiber coupler made by heating and stretching a plurality of optical fibers is inserted into the slot 43 and fixed therein. A piezoelectric element 42 is attached to this molded case.
圧電素子42は、(B)図に示すように、平板状で上面
電極45と下面電極とを有し、長手方向に伸縮するもの
である。As shown in Figure (B), the piezoelectric element 42 has a flat plate shape, has an upper surface electrode 45 and a lower surface electrode, and expands and contracts in the longitudinal direction.
上記実施例では、伸縮する部材として、圧電素子を用い
た例を説明したが、本発明は、これに限られるものでな
く、磁歪素子、パイメタル等、幾何学的な寸法変化を生
じる部材を用いることができることは明かである。In the above embodiment, an example was explained in which a piezoelectric element was used as the expandable member, but the present invention is not limited to this, and the present invention uses a member that causes geometric dimensional changes such as a magnetostrictive element or a pie metal. It is clear that it can be done.
(発明の効果)
以上の説明から明らかなように、本発明は、従来とは全
く異なる原理に基づいて分岐状態を変化できる光カプラ
であり、伸縮可能な部材の特性により、種々の特性の光
カブラを提供できる効果がある。(Effects of the Invention) As is clear from the above description, the present invention is an optical coupler that can change the branching state based on a completely different principle from the conventional one, and uses the characteristics of the expandable member to generate light with various characteristics. It has the effect of providing Kabra.
第1図は、本発明の光カブラの一実施例を説明するため
の概略図、第2図は、第1図の光ファイバの説明図、第
3図は、第1図の実施例の特性図、第4図は、他の実施
例を説明するための概略構成図、第5図は、本発明の作
用の説明図、第6図,第7図は、従来の光カブラの概略
図である。
10.11・・・光ファイバ、12・・・゛結合部、1
3・・・円筒状圧電素子、14・・・外側電極、15・
・・内側電極。
第2図FIG. 1 is a schematic diagram for explaining one embodiment of the optical coupler of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of the optical fiber of FIG. 1, and FIG. 3 is a characteristic diagram of the embodiment of FIG. 1. 4 are schematic configuration diagrams for explaining other embodiments, FIG. 5 is an explanatory diagram of the operation of the present invention, and FIGS. 6 and 7 are schematic diagrams of conventional optical couplers. be. 10.11... Optical fiber, 12... Coupling part, 1
3... Cylindrical piezoelectric element, 14... Outer electrode, 15...
...Inner electrode. Figure 2
Claims (1)
材とを一体化したことを特徴とする分岐状態可変型光カ
プラ。A branching state variable optical coupler characterized by integrating a plurality of waveguides coupled in the axial direction and a stretchable member.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23104589A JPH0394207A (en) | 1989-09-06 | 1989-09-06 | Branching state variable type optical coupler |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23104589A JPH0394207A (en) | 1989-09-06 | 1989-09-06 | Branching state variable type optical coupler |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0394207A true JPH0394207A (en) | 1991-04-19 |
Family
ID=16917418
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23104589A Pending JPH0394207A (en) | 1989-09-06 | 1989-09-06 | Branching state variable type optical coupler |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0394207A (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55105209A (en) * | 1979-02-08 | 1980-08-12 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Variable type optical directional coupler |
JPH02281209A (en) * | 1989-04-21 | 1990-11-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Variable optical branching/coupling device |
-
1989
- 1989-09-06 JP JP23104589A patent/JPH0394207A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55105209A (en) * | 1979-02-08 | 1980-08-12 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Variable type optical directional coupler |
JPH02281209A (en) * | 1989-04-21 | 1990-11-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Variable optical branching/coupling device |
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