JPH04130404A - 光分岐結合器及びその製造方法 - 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、光ファイバ通信等に用いられる光分岐結合器
に関するものであり、特に低損失で分岐比の波長依存性
を低減化せしめた光分岐結合器及びその製造方法に関す
るものである。

〔従来の技術〕

従来、光ファイバ内の光信号を分岐・結合する方法の１
つとして、ファイバ融着型の光分岐結合器がある。

第６図はこの種の従来の光分岐結合器を示す斜視図であ
る。

この光分岐結合器８０は、２本の同一構造の光ファイバ
８１．８２のクラッド同士を所定距離並行させて接触さ
せ、その一部を加熱・融着せしめ、さらに所定の分岐比
が得られるまで該融着部分を加熱しなから延伸すること
によって製造されここで第７図は上記従来の光分岐結合
器８ｏの分岐比の波長特性を示す図である。

同図かられかるように、上記従来の光分岐結合器、８０
は分岐比の波長依存性が大きく、このため波長多重通信
には向かない等の欠点があった。

このため従来、分岐比の波長依存性が低減化できる構造
の光分岐結合器が提案きれている。

第８図は分岐比の波長依存性を低減化せしめた従来の光
分岐結合器９０を示す斜視図である。

この光分岐結合器９０は、Ｄ、　Ｂ、　Ｍｏｒｔｉｍｏ
ｒｅによって、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒ
ｓ　Ｖｏｌ、　２１．Ｎｏ、　１７．ｐｐ。

７４２、１９８５に、Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−Ｆｌａｔ
ｔｅｎｅｄ　ＦｕｓｅｄＣｏｕｐｌｅｒｓと題して公表
されている。

この光分岐結合器９０は、２本の光ファイバ９１．９２
の内、一方の光ファイバ９１を前もって加熱・延伸せし
めておき、これによって少し外径の異なった光ファイバ
９１．９２同士をひねりながら密着許せ、この状態で両
者を加熱して融着・延伸せしめて製造されるものである
。

このように構成すれば、分岐比の波長依存性が低減化す
ることが知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら上記分岐比の波長依存性を低減化した光分
岐結合器９０においては、前もって一方の光ファイバ９
１を延伸しておくという工程が余分に加わるため、光分
岐結合器９０の製造工程が複雑となるばかりか、該延伸
工程による光ファイバ９１の細径化にバラツキが生し、
これが製品の特性のバラツキの原因になるという問題点
があった。

また２本の光ファイバ９１．９２同士を密着きせるため
には互いをひねることが必要となるため、作業性か悪く
なるはかりか、両光ファイバ９１．９２に不必要な曲が
りが生して損失の原因になるという問題点もあった。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、分岐比
の波長依存性が低減化でき、しかもその製造が容易な光
分岐結合器及びその製造方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため本発明は、少なくともコア又
はクラッドのいずれかにドーパントをドープしてコアの
屈折率をクラッドの屈折率よりも高くした２本以上のシ
ングルモード光ファイバを具備し、該２本以上の光ファ
イバ同士を融着延伸せしめてなる光分岐結合器において
、前記２本以上の光ファイバの内、少なくともいずれか
一本の光ファイバの前記融着せしめる部分を、融着前に
予め加熱処理を加えて前記ドーパントを拡散させて該光
ファイバ内部の屈折率分布を他の光ファイバ内部の屈折
率分布と異ならしめるように構成した。

また本発明は上記光分岐結合器の製造方法を、前記２本
以上の光７７４７人の内の少なくとも１本の光ファイバ
を加熱して前記ドーパントをコア或いはクラッド内に拡
散させる工程と、前記加熱処理を施した光ファイバと加
熱処理を施していない光ファイバのクラッド同士、或い
は前記加熱処理を施した複数本の光ファイバの内加熱処
理の条件を異ならセた光ファイバのクラッド同士を平行
に並列させて接触せしめる工程と、前記並列に接触せし
めた２本以上の光ファイバを前記ドーパントを拡散許せ
た部分で融着せしめる工程と、前記融着部付近を加熱し
ながら延伸する工程とによって構成した。

Ｃ作用〕 上記の如く、２本以上の光ファイバの内、少なくともい
ずれか一本の光ファイバに予め加熱処理を加えることに
よって、該光ファイ／スのコア或いはクラッドにドープ
したドーパントを拡散させて、該光ファイバ内部の屈折
率分布を他の光ファイバ内部の屈折率分布と異ならしめ
たので、これら光ファイバを融着・延伸せしめて結合し
た場合、その分岐比の波長依存性は小さくなる。

また両光ファイバの融着工程の際、いずれの光ファイバ
の外形にも変形が加えられていないので、両光ファイバ
の融着は直線状に容易に行なえその融着・延伸作業の作
業性が良くなるばかりか損失の増加も避けられ、また製
造きれた光分岐結合器の特性にバラツキが生しにくくな
る。

また光ファイバを加熱してドーパントを拡散する工程は
、均一に大量の処理がｃｉＴ能であり、大量生産に向く
。

また光ファイバの加熱・拡散工程は、加熱時間によって
その拡散状態を精密に制御できるため、大量生産しても
そのバラツキが少ない。またこの制御によって光分岐結
合器の分岐比の波長依存性を容易に制御することができ
る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図は本発明の第１実施例にかかる光分岐結合器の製
造方法を示す図でおる。

同図（ａ）に示すようにまず２本の光ファイバ１．５を
用意する。

ここでこれら光ファイバ１，５は同一構造のンングルモ
ード光ファイバである。

即ちこれら光ファイバ１，５は、いずれもクラッド２，
６として石英ガラス（Ｓｉｏｗ＞を用い、コア３，７と
して石英ガラス中にゲルマニウムをドーパントしたもの
（ＳｉＯ，＋ＧｅＯ，）を用いている。

ここでゲルマニウムを石英中にドープすると、純粋石英
に比へてその屈折率は高くなるので、コア３，７はクラ
ッド２，６よりもその屈折率が高い 次に同図（ａ）に示す２本の光ファイバ１．５の内、光
フフイハ５を加熱器の中に保持し、その一部分を加熱処
理する。

なおこの加熱条件はこの実施例においては１０ｏｏ’ｃ
以上で１０時間以上である。

このように光ファイバ５を加熱処理した場合、前記コア
７中のドーパント（ゲルマニウム）はクラッド６中に拡
散し、該光ファイバ５の屈折率分布は変化し、これによ
って同図（ｂ）に示すように、当初のコア７とクラッド
６はコア７′とクラッド６′に変化する。

ここで第２図は光ファイバの屈折率分布を示す図である
。

同図に示すように、光ファイバ１，５のコア３．７の屈
折率とクラッド２，６の屈折率は、同図に実線で示すよ
うに、いずれも同一である。

そして光ファイバ５を加熱処理した部分においては、同
図に点線で示すように、コア７′はコア７よりもその屈
折率が低下するとともにその径が拡大する。即ち光ファ
イバ５の加熱処理部分の屈折率分布は、光ファイバ１の
屈折率分布とは異なることとなる。

次に第１図（Ｃ）に示すように、この光ファイバ５の加
熱処理部分と光ファイバ１とを所定距離平行に並列許せ
て接触せしめ、該接触部分を加熱して両りランド２，６
′間を互いに融着させる。

次に加熱を行ないながら、所望の分岐比が得られるまで
、これら光ファイバ１，５を把持しているステージ（図
示せず）を移動させて延伸を行なう。

なおこの延伸の際には、光ファイバ１，５の内のいずれ
か１本の光ファイバの入射端へ、はぼ単色とみなセる光
を入射させ、光ファイバ１，５の出射端の光強度をパワ
ーメータでモニターしてそのときの分岐比を測定しなが
ら延伸を続け、所望の分岐比となったところでその延伸
を終了せしめるようにする。

そしてこの延伸部は保護ケースの中に収納される。

第３図は上記方法によって製造きれた光分岐結合器の分
岐比−波長特性を示す図である。

同図に示すようにこの光分岐結合器においては、融着・
延伸せしめる２本の光ファイバ１，５の屈折率分布を異
ならせたので、分岐比の波長依存性は、第７図に示す従
来の光分岐結合器８ｏに比べてかなり低減化できた。

次に第４図は本発明の第２実施例にかかる光分岐結合器
の製造方法を示す図である。

同図（ａ）に示すようにまず同一構造の２本の光ファイ
バ１０．５０を用意する。

ここでこれら光ファイバｉｏ、ｓｏの場合は、いずれも
クラッド２０．６０として石英ガラス中にふっ素をドー
プしたもの（ＳｉＯ□＋Ｆ）を用い、コア３０．７０と
して石英ガラス（Ｓｉｎ、　）を用いている。

ここでふっ素を石英中にドープすると、純粋石英に比べ
てその屈折率が低くなるので、コア３０．７０はクラッ
ド２０．６０よりもその屈折率が高い。

そして同図（ａ）に示す２本の光ファイバ１０．５０の
内、光ファイバ５ｏを上記第１実施例と同様に加熱して
、この場合はクラッド６ｏ中のドーパント（ふっ素）を
コア７ｏ中に拡散し、同図（ｂ）に示すように、当初の
コア７ｏとクラッド６０とは異なるコア７０’　とクラ
ッド６０’　を形成する。

なおふっ素は拡散し易いため、上記加熱条件は１０００
°Ｃ以上の温度では数分間の加熱時間で良い。

ここで第５図はこれら光ファイバの屈折率分布を示す図
である。

同図に示すように、光ファイバ１０．５０のコア３０．
７０の屈折率とクラッド２０．６０（７）屈折率は、同
図に実線で示すように、いずれも同一であるが、光ファ
イバ５０を加熱処理した部分においては、同図に点線で
示すように、コア７０′はコア７０よりもその屈折率が
低下するとともにその径が拡大する。即ちこの場合も光
ファイバ５０の加熱処理部分の屈折率分布は、光ファイ
バ１０の屈折率分布とは異なることとなる。

なお第４図（ｃ）に示す融着工程以下の工程は上記第１
実施例の場合と同様なのでその説明は省略する。

このようにして光分岐結合器を作成しても、上記第１実
施例の場合と同様の分岐比−波長特性（第３図参照）が
実現でき、分岐比の波長依存性は、従来に比べてかなり
低減化できる。

以上説明したように、２木の光ファイバを融着・延伸し
て作製する光分岐結合器において、上記２つの実施例の
ように、融着する両光ファイバの導波構造に違いを設け
ると、光の移動は１００％起こらない不完全結合となり
、これによって分岐比の波長依存性はかなり低減化され
ることとなるのであるが、このとき両光ファイバの結合
の強さと２つの光ファイバの構造の違いを、加熱条件や
延伸する距離等を変更することによって適当に調整して
やれば、その分岐比の波長依存性は非常に小さくするこ
とができる。

ところで上記各実施例においては、いずれも加熱処理し
た光ファイバと加熱処理していない光ファイバとを融着
・延伸せしめるように構成した力へ本発明はこれに限ら
れず、加熱処理した光ファイバ同士を融着・延伸せしめ
てもよい。ただしこの場合は、両光ファイバの加熱処理
の条件を異ならせ、両者の屈折率分布が異なるようにし
ておく必要がある。

また上記各実施例においては、いずれも２木の光ファイ
バを融着・延伸せしめる例を示したが、本発明はこれに
限られず３本以上の光ファイバを融着・延伸せしめる場
合にも適用できることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明に係る光分岐結合器
及びその製造方法によれば、以下のような優れた効果を
有する。

■本発明によって製造きれる光分岐結合器は、分岐比の
波長依存性がノ３＼きい。

０両光ファイバ間を融着する場合、いずれの光ファイバ
の外形にも変形が加えられていないため、その融着が容
易であり、また製造きれた光分岐結合器の特性にバラツ
キが生しにくい。また光ファイバをねしる必要もなく直
線状に融着できるため、融着・延伸作業の作業性が良く
なるばかりか損失の増加も避けられる。

０両光ファイバを融着する以前に、前処理として少なく
とも一方の光ファイバを加熱してドーパントを拡散する
工程を行なうが、この工程は均一に大量の処理が可能で
ある。このため、工程の簡略化が容易で大量生産に向き
、また特性の均一化が実現できる。

■光ファイバの加熱・拡散工程は、加熱時間によってそ
の拡散状態を精密に制御できるため、大量生産してもそ
のバラツキが少ない。またこの制御によって光分岐結合
器の分岐比の波長依存性を容易に制御することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例にかかる光分岐結合器の製
造方法を示す図、第２図は光ファイバの屈折率分布を示
す図、第３図は上記方法によって製造された光分岐結合
器の分岐比−波長特性を示す図、第４図は本発明の第２
実施例にかかる光分岐結合器の製造方法を示す図、第５
図は光ファイバの屈折率分布を示す図、第６図は従来の
光分岐結合器を示す斜視図、第７図は従来の光分岐結合
器８０の分岐比の波長特性を示す図、第８図は分岐比の
波長依存性を低減化せしめた従来の光分岐結合器９０を
示す斜視図である。 図中、１，５・・・光ファイバ、２，６・・・クラッド
、３．７・・・コア、１０．５０・・・光ファイバ　２
０．６０・・・クラッド、３０．７０・・・コア、であ
る。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくともコア又はクラッドのいずれかにドーパ
   ントをドープしてコアの屈折率をクラッドの屈折率より
   も高くした２本以上の光ファイバを具備し、該２本以上
   の光ファイバ同士を融着延伸せしめてなる光分岐結合器
   において、 前記２本以上の光ファイバの内、少なくともいずれか一
   本の光ファイバの前記融着せしめる部分は、融着前に予
   め加熱処理を加えて前記ドーパントを拡散させて該光フ
   ァイバ内部の屈折率分布を他の光ファイバ内部の屈折率
   分布と異ならしめたことを特徴とする光分岐結合器。
2. （２）前記光ファイバは、クラッド部分よりもその屈折
   率を高めるドーパントをコア部分に拡散させてあること
   を特徴とする請求項（１）記載の光分岐結合器。
3. （３）前記光ファイバは、コア部分よりもその屈折率を
   低めるドーパントをクラッド部分に拡散させてあること
   を特徴とする請求項（１）記載の光分岐結合器。
4. （４）少なくともコア又はクラッドのいずれかにドーパ
   ントをドープしてコアの屈折率をクラッドの屈折率より
   も高くした２本以上のシングルモード光ファイバを具備
   し、該２本以上の光ファイバの一部を融着延伸せしめて
   製造される光分岐結合器の製造方法において、 前記２本以上の光ファイバの内の少なくとも１本の光フ
   ァイバを加熱して前記ドーパントをコア或いはクラッド
   内に拡散させる工程と、 前記加熱処理を施した光ファイバと加熱処理を施してい
   ない光ファイバのクラッド同士、或いは前記加熱処理を
   施した複数本の光ファイバの内加熱処理の条件を異なら
   せた光ファイバのクラッド同士を平行に並列させて接触
   せしめる工程と、前記並列に接触せしめた２本以上の光
   ファイバを前記ドーパントを拡散させた部分で融着せし
   める工程と、 前記融着部付近を加熱しながら延伸する工程とを具備す
   ることを特徴とする光分岐結合器の製造方法。