JPH041605A - 光ファイバカプラ - 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」 この発明は、光ファイバ通信や光ファイバセンサなどの
光ファイバを用いたシステムにおいて、光信号を分岐し
あるいは合流させるのに用いられる融着延体形の光ファ
イバカブラに関する。

「従来の技術」 従来、光信号を分岐または合流する際などに使用される
光ファイバカプラの１つとして、第１Ｏ図に示す構成の
ものが知られている。

この光ファイバカプラｌは、被覆材２を一部除去した２
本の光ファイバ３．３の一部に融着延伸部４（光結合部
）を形成して構成されている。この光ファイバカブラｌ
を作製するには、第１１図に示すように、被覆材２を一
部除去した２本の光ファイバ３．３を並列せしめ、次い
で第１２図に示すように、露出したクラッド部５．５ど
うしを接触させ、その接触部分の両端を接着剤６で固定
する。

次に、この接触部分を酸水素バーナ等で加熱して融着さ
せ、更に延伸して融着延伸部４を形成して第１０図に示
す光ファイバカブラ１を作製する。

なお、融着延伸部は各ファイバが細く延伸され、機械強
度が弱くなっているので、通常は融着延伸部を金属、ガ
ラス、プラスチックなどの１体に挿入固定して補強して
いる。

この光ファイバカプラｌの光結合機能を第１０図を用い
て説明する。この光ファイバカプラ１の４つのボート■
〜■のうちのボート■に光信号を入射すると、融着延伸
部４において光パワーの分岐が起こり、２本の光ファイ
バ３．３の出射側のボート■とボート■からそれぞれ光
パワーが出射される。このときのボート■とボート■の
光パワーの出力比を分岐比と言い、この比率は融着延伸
部４の形状によって制御することが可能である。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、従来の光ファイバカプラにあっては、第
１２図に示すように２本の光ファイバ３３のクラッド部
５．５を接触させ、接触部分の両端を接着剤６で固定す
る際に、２本の光ファイバ３．３の張力を拘等にするの
が困難であり、２本のファイバの張力に微妙な違いが生
じ、第１３図および第１４図に示すように、接触させる
べき双方のクラッド部５．５の間に隙間７を生じてしま
い、この状態で双方のクラッド部５．５が融着延伸され
ると、作製される光ファイバカプラの光学特性が劣化し
てしまう問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、優れた光
学特性を有する融着延伸部の光ファイバカプラの提供を
目的としている。

「課題を解決するための手段」 この発明は、被覆材を一部除去してなる光ファイバを少
なくとも２本以上並列させ、これら光ファイバの露出し
たクラッド部を互いに融着せしめ、さらに該融着部分を
延伸して融着延伸部を形成した融着延伸形光ファイバカ
プラにおいて、上記被覆が除去されて互いに並列配置さ
れたクラッド部を、光ファイバに周方向の応力が残留し
ないように偶数回捻って融着延伸部を構成し、これによ
って上記課題を解消した。

「作用　」 並列されたクラッド部を、ファイバ内において周方向に
応力が残留しないように偶数回捻って融着延伸部を形成
するので、ファイバどうしの接触が強くなり、各ファイ
バ間の隙間を生じることがない。また接触を保つための
接着剤が不要となり、製造工程が簡略化される。

以下、本発明の詳細な説明する。

第１図は、この発明の一実施例を示すもので、図中符号
！１は、光ファイバカプラである。この光ファイバカプ
ラ１１は、被覆材１２を一部除去した２本の光ファイバ
１３．１３を並列させ、被覆材が除去されて互いに並列
配置されたクラッド部１４１４（光ファイバ裸線部分）
を、各光ファイバ１３．１３に周方向の応力が残留しな
いように２回捻り、この部分を融着延伸して融着延伸部
１５を形成して構成されている。

この例では、第２図に示すように各光ファイバ１：（，
１３のクラッド部１４．１４を捻る回数を２回としたが
、この捻り回数は第４図に示すように４回としたり、さ
らに６回以上の偶数回とすることができる。このように
各光ファイバ１３．１３を偶数回捻ることにより、捻り
部分の中央（第２図中、Ａ−Ａ線の部分）のそれぞれの
クラッド部１４．１４の並び方向が、２本の光ファイバ
１３．１３の並び方向と一致するために、２本の光ファ
イバ１３．１３を水平方向に並べて保持したときに、上
記捻り部分の中央のクラブト部１４．１４も水平方向に
並ぶ。従って、それぞれのクラッド部１４．１４を偶数
回捻り、各光ファイバ１３．１３を水平方向に並べてク
ラッド部１４．１４の両側の被覆部分を保持し、捻り部
分の中央を酸水素バーナ１６で加熱する場合には、２本
のクラッド部１４．１４が第３図に示すように水平方向
に並び、これらが均一に加熱されるので、融着延伸操作
が容易となり、また融着延伸部１５での各ファイバの対
称性が良好となる。

この捻り回数を奇数回、例えば第７図に示すように３回
とすると、２本の光ファンバ１３．１３の被覆部分が水
平方向に並んでいるとクラッド部１４１４の捻り部分中
央（第７図中、Ｂ−Ｂ線で示す部分）は垂直方向に並ぶ
ことになる。そして第８図に示すように、２本の光ファ
イバ１３．１３のクラッド部１４．１４が垂直方向に揃
えられた状態で加熱延伸されると、延伸された細径部１
分の下側のクラッド部１４１４か重力で変形し易く、第
９図に示すように各クラッド部１４．１４の対称性が損
なわれた形状の融着延伸部ｔｓｂになってしまい、損失
の増加などカプラの特性が劣化してしまうことになる。

また２本の光ファイバ１３．１３のクラッド部１４１４
を、光ファイバ１３．１：（に周方向の応力が残留しな
いように捻るには、各々の光ファイバ１３．１３が、フ
ァイバ軸を中心として周方向に回転しないように捻る必
要がある。この捻り操作を確実に行うためには、第５図
に示すように、周方向のねじれが付与されず真直ぐな状
態としたクラッド部表面に直線状のマーカー１７を描き
、それぞれのクラッド部１４．１４のマーカー１７．１
７が一方側を向くように捻りを加える方法が好適である
。

２本の光ファイバ１３．１３を並べ、周方向のねじれを
考慮しないで捻りを加えると、第６図に示すようにそれ
ぞれのクラッド部１４．１４に周方向のねじれが生じて
しまう。このような残留応力が存在する状態で、捻り部
分を融着、延伸すると、融着延伸部に変形を生じ、良好
な光学特性が得られないことになる。

また、捻り回数を第４図に示すように４回とした場合に
は、クラッド部１４．１４の接触が更に強固なものとな
る。またさらに捻り回数を増やした場合には、捻り部分
で高次のモードを発生させることができ、波長依存性の
少ないカプラを作製することが可能となる。

第１図に示す光ファイバカプラ１１の製造方法を説明す
ると、まず被覆材１２の一部を剥ぎ取ってクラッド部１
４を露出させた光ファイバ１３を作製する。次に、この
光ファイバ１３を２本平行に並べ、各光ファイバ１３．
１３に周方向に応力が残留しないように２回捻る。この
ときそれぞれのクラッド部１４．１４に上記マーカー１
７．１７を描いておいても良い。続いて、捻り部分の中
央を、第３図に示すように酸水素火炎中で加熱し、捻り
部分を融着させ、更に、一方の光ファイバ１３の一端か
ら光を入射して、２本の光ファイバのそれぞれの出射端
からの出力比を測定しつつ、双方の光ファイバ１３．１
３の出力比が所定の比率となるように融着部分を延伸し
て融着延伸部１５を形成し、光ファイバカプラ１１を作
製する。作製された光ファイバカプラ１１は、融着延伸
部１５の補強のために補強パイプ内に挿入固定される。

この光ファイバカプラ１１は、２本の光ファイバ１２．
１３を捻ることによってそれぞれのクラッド部１４．１
４を接触させるため、クラッド部１４．１４を平行に接
触固定させる際に必要とされる接着剤が不要となり、製
造工程を簡略化することができる。

また、それぞれのクラッド部１４．１４を捻って接触さ
せるため、安定した接触状態が得られ、クラッド部１４
，１．４間に隙間が発生することなく融着延伸すること
ができ、光学特性の劣化を防止することができる。

また、それぞれのクラッド部１４．１４を偶数回捻るの
で、捻り部分の中央部のクラッド部１１４．１４は水平
に並べた光ファイバ１３と平行に配列され、その部分を
加熱することによって、融着延伸部１５の形状がなめら
かな光ファイバカプラを作製することができ、光学特性
を改善することができる。

さらに、捻りを加える際に、各光ファイバ１３゜１３が
ファイバ軸を中心として周方向に回転しないようにして
いるたぬに、捻り終わった際に光ファイバ内部に周方向
の残留応力が存在せず、融着延伸の際に、この残留応力
に基づく変形が防止され、融着延伸部１５の形状がなめ
らかになって、光学特性に優れた光ファイバカプラを作
製することができる。

また捻り回数は偶数回であれば多数回とすることができ
、その部分に高次モードを発生することができるので、
波長依存性の少ない、使用帯域の広い光ファイバカプラ
を作製することができる。

（実施例） 被覆径２５０μｍ、クラツド径１２５μｍ、コア径８μ
ｍ、長さ４１の光ファイバを２本用意した。

それぞれの中央部の被覆を長さ４０＠鵬にわたって除去
した。次にこれらの光ファイバを平行に並べ、２回捻り
を加えた。捻りを加える際には光ファイバの内部に周方
向の残留応力が発生しないように各光ファイバにおいて
はファイバ軸を中心として捻りが加わらないようにした
。この捻りの中央部で水平に並んだ光ファイバを鉛直方
向下部から酸水素バーナによって加熱してファイバどう
しを融看させた。そして、その後、一方の光ファイバの
一端から光を入射して、２本の光ファイバのそれぞれの
出射端からの出力比を測定し、それぞれの光パワーが等
しくなるように、ファイバ軸方向に沿って融着部分を約
１０ｍ−延伸した。そして、この融着延伸部を補強する
ために長さ６０ｍ５のガラスバイブに挿入して、バイブ
端部で接着剤にてバイブと光ファイバとを固定した。

得られた光ファイバカプラの光学特性を詳細に測定した
結果、過剰損失０．０６ｄＢ、分岐比５０゜４％であり
、非常に光学特性の優れた光ファイバカプラが得られた
。

（比較例１） 実施例で使用したものと同じ光ファイバを２本用い、そ
れぞれの中央部の被覆を長さ４（１＋ｍにわたって除去
した。次にこれらの光ファイバを平行に並べ、第６図に
示すように周方向のねじれを考慮せずに２回捻り、この
捻り部分の中央部を酸水素火炎中で融着、延伸して光フ
ァイバカプラを作製した。得られた光ファイバの融着延
伸部は、融着延伸時に各光ファイバの軸方向の残留応力
によって変形しており、過剰損失は１．ｌｄＢであった
。

（比較例２） 実施例で使用したものと同じ光ファイバを２本用い、そ
れぞれの中央部の被覆を長さ４０＋＋＋ｍにわたって除
去した。次にこれらの光ファイバを平行に並べ、第７図
に示すようにそれぞれのクラブト部を３回捻った。その
中央部は、２本の光ファイバを水平方向に並べて保持し
た際に、第８図に示すように垂直方向に並び、このまま
の状態で酸水素火炎中で中央部を加熱融着し、さらに延
伸して光ファイバカプラを作製した。得られた光ファイ
バカプラの融着延伸部は、下側のファイバがつぶれた状
態に変形して第９図に示すような断面形状となった。ま
たこのものの過剰損失は］、４．ｄＢであった。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明では次のような効果を奏
する。

複数本の光ファイバを捻ることによってそれぞれのクラ
ッド部を接触させるたぬ、クラッド部を平行に接触固定
させる際に必要とされる接着剤が不要となり、製造工程
を簡略化することができる。

また、それぞれのクラット部を捻って接触させるため、
安定した接触状態が得られ、クラッド部間に隙間が発生
することなく融着延伸することができ、光学特性の劣化
を防止することができる。

また、捻り回数を偶数回としたので、捻り部分の中央部
のファイバは水平に並べた光ファイバと平行に配列され
、その部分を加熱することによって、融着延伸部の形状
がなめらかな光ファイバカプラを作製することができ、
光学特性を改善することができる。

さらに、捻りを加える際に、各光ファイバがファイバ軸
を中心として周方向に回転しないようにしているために
、捻り終わった際に光ファイバ内部に周方向の残留応力
が存在せず、融着延伸の際に、この残留応力に基づく変
形が防止され、融着延伸部の形状がなめらかになって、
光学特性に優れた光ファイバカプラを作製することがで
きる。

また捻り回数は偶数回であれば多数回とすることができ
、その部分に高次モードを発生することができるので、
波長依存性の少ない、使用帯域の広い光ファイバカプラ
を作製することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を説明するための光ファ
イバカプラの平面図、第２図および第３図は、第１図に
示す光ファイバカプラの製造方法を説明するためのもの
で、第２図は２本の光ファイバに捻りを加えた状態を示
す平面図、第３図は第２図のＡ−Ａ線断面図、第４図は
、第１図に示す光ファイバカプラの変形例を説明するた
めの平面図、第５図は、第１図に示す光ファイバカプラ
における捻り方法を説明するための平面図、第６図は、
比較例１の光ファイバカプラを説明するたぬの平面図、
第７図ないし第９図は、比較例２の光ファイバカプラの
説明図で、第７図は２本の光ファイバに奇数回の捻りを
加えた状態を示す平面図、第８図は第７図のＢ−Ｂ線断
面図、第９図は融着延伸部の断面を示す図、第１Ｏ図は
、従来の光ファィバカプラを示す平面図、第１１図およ
び第１２図は、第１θ図の光ファイバカプラの製造方法
を工程順に示す平面図、第１３図および第１４図は、従
来の光ファイバカプラの製造方法におけるファイバ間の
隙間の発生例を説明するための平面図である。 １１・・・光ファイバカプラ、１２・被覆材、１３・・
・光ファイバ、１４・・・クラッド部、１５・・・融着
延伸部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被覆材を一部除去してなる光ファイバを少なくとも２本
   以上並列させ、これら光ファイバの露出したクラッドを
   互いに融着せしめ、さらに該融着部分を延伸して融着延
   伸部を形成した融着延伸形光ファイバカプラにおいて、 上記被覆が除去されて互いに並列配置されたファイバ部
   を、光ファイバ内において周方向に応力が残留しないよ
   うに偶数回捻って融着延伸部を構成したことを特徴とす
   る光ファイバカプラ。