JPH04190203A - 低損失光ファイバの側面結合法 - 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］ この発明は、低損失な光ファイバの側面結合方法、特に
、光通信分野における光ＬＡＮ、光ＣＡＴＶ分野などの
光信号の分岐および光信号のミキシングに用いられる高
効率カプラに関するものである。

［従来の技術および発明が解決しようとする課題］ 以下、図面を参照して、従来のローカルインジェクショ
ン法による光ファイバの結合の例を説明する。第５図は
ローカルインジェクションの原理を示す斜視図で、受光
側の光ファイバ２の屈曲させた側面に第１の光ファイバ
１の先端を斜めに切断した端部４を結合させる。（この
図では、理解し易いように二つの光ファイバーを離して
表示しているが、実際には接触している。）第１の光フ
ァイバ中を伝送する光信号６は接合面３を透過して結合
光線６′となり、受光側の光ファイバ２に入射し、この
光ファイバ２を伝送する信号光５と合わさって結合され
た信号光７として光ファイバ２を伝送することになる。

このとき、受光側の光ファイバ２が図示のように信号光
６を受入れ易くするために屈曲していると、受光側の光
ファイバ２内を伝送する信号光５を劣化させる虞れがあ
る。

このように、光ファイバの側面からの光の入射法である
ローカルパワーインジェクション法においては、信号光
の結合効率が悪く、通信などの実用目的には不向きとさ
れていた。しかし、光ファイバを切断せずにどこからで
も光信号を光ファイバへ注入することができることは極
めて有利な点である。このようにローカルパワーインジ
ェクション法では、受光側の光ファイバの側面から注入
する光の結合効率を良くするため、受光側の光ファイバ
を屈曲させて行っているが、これはその屈曲部分の光フ
ァイバを通過している光信号を劣化させる虞れがあり、
このためできるだけ受光側の光ファイバの屈曲角度を小
さく保って行うようにしている。

ところが、ローカルパワーインジェクション法における
光ファイバの屈曲角度が小さい範囲では極めて結合効率
は悪く、実際に利用するこ°とはこれまであまり考えら
れていなかった。

この発明は、このような点に鑑みてなされたもので、ロ
ーカルパワーインジェクション法の結合効率の悪さは入
射する光が表面で反射を受け、その大部分の光が失われ
てしまうことを考慮し、その面を反射防止膜により反射
を防止することにより、結合効率の改善を図るようにし
、かつ、受光側の光ファイバの屈曲を小さくしてこの中
を伝送する光信号の伝送損失を少な（なるようにしたも
のである。これまで、結合効率を良（するために、受光
側の光ファイバの屈曲部分に平坦な窓を設けるなどの工
夫もなされてきたが、この方法においても光ファイバの
屈曲角度を小さくするとある点で結合効率が極端に悪化
することがわかっており、この点も入射光の反射に基づ
くものに依存しているので、この発明の低損失光ファイ
バの側面結合方法を適用することにより、特性を大幅に
改善することが可能になる。

［課題を解決するための手段］ この発明は、光を光ファイバの側面から入射するローカ
ルパワーインジェクション法において、ある光ファイバ
の先端からもう一方の光ファイバの側面へ光を入射させ
ようとするときに、その端面と側面の屈折率が異なるた
めに生じる反射を防止する目的で反射防止膜を設けるこ
とにより結合効率が改善されるようにしたことを特徴と
する低損失光ファイバの側面結合法である。

また、この発明は、側面に結合窓を有する光ファイバ型
カプラにおいて、その窓に反射防止膜を施したことを特
徴とする光ファイバ型カブうである。

さらに、この発明は、光ファイバ型カプラにおいて、二
つの光ファイバを接合するときに、屈折率が接続される
２つの面の屈折率の中間となるような接着剤により接着
させることを特徴とする高効率光ファイバ型カツラの作
成方法である。

［実　施　例］ 先ず、光ファイバの接触面の説明図である第４図を参照
してこの発明の詳細な説明する。水平に置かれた受光側
の光ファイバ２の側面に第１の光ファイバ１が左上方の
斜め方向から角度θの接合面３で接合しているとする。

この二つの光ファイバ１．２の接触面３ではそれぞれの
光ファイバの屈折率が異なることになる。このような屈
折率が不連続に変化する境界においては、光がある角度
より小さい角度でその面３に当たると、その大部分の光
パワーは全反射の法則により光線ｌｏ′として反射して
しまい透過光１０″が少なくなる。この角度は、第１の
光ファイバｌのコア部１ａの屈折率をｎ、受光側の光フ
ァイバ２のクラッド部２ｂの屈折率をｎ′とすると ｃｏｓθ＝ｎ’／ｎ と書ける０通常の光ファイバではコア部の屈折率ｎ′は
クラッド部の屈折率ｎよりも１％程度小さい。従って、
入射角θは凡そ８度である。この程度の角度でも受光側
の光ファイバ２が例えば単一モード光ファイバなどであ
っても屈曲損失が起こリ、望ましいことではない。この
角度をできるだけ小さくするには、ｎ’／ｎの値をでき
るだけ大きく１に近ずけることが必要となる。

そこで、第１の光ファイバ１のコア部１ａの屈折率ｎと
受光側光ファイバ２のクラッド部２ｂの屈折率ｎ′の境
界の間に屈折率がｎ″であるような材料を挟むことを考
えると、 ｃｏｓθ′＝ｎ′／ｎ〜 ｃｏｓθ“＝ｎ″／ｎ となる２つの境界条件に分離することができる。

このとき、ｎｕｎ″＞ｎ′の条件となるように屈折率ｎ
″の材料を選ぶと、角度θ′およびθ″は必ずθより小
さいことになる。つまり、入射角θをもっと小さくでき
、その分だけ受光側の光ファイバ２の屈曲を小さくする
ことができることになる０例えば、ｎ″をちょうどｎと
ｎ′の中間の値とすると、θは６度程度と小さくするこ
とができる。

次に、境界に挟む材料を多層の反射防止膜で構成し、こ
の膜の屈曲率を僅かづつ変化したものを設けるようにす
れば、各膜間でのθは極めて小さくすることができるの
で、受光側の光ファイバの屈曲は極めて僅かの屈曲でよ
いことになり、ローカルパワーインジェクション法にお
ける結合が低損失でしかも高効率な結合が達成できる。

以上がこの発明の低損失光ファイバの側面結合方法であ
る。

次に、上述した低損失光ファイバの側面結合方法を適用
した光ファイバカプラの実施例を図面に基づいて説明す
る。第１図は、この発明の低損失光ファイバの側面結合
法を適用した光ファイバカブラの一実施例の斜視図であ
る。

この光ファイバカブラ２０は、光ファイバ２１の先端を
斜めに切断し、受光側の光ファイバ２２の屈曲した表面
に接触させて構成する。受光側の光ファイバ２２の接触
面２３は平坦になるように削り落とし反射防止膜２４を
蒸着して形成する。このため、この光ファイバカブラで
は、従来のものより結合効率が高く、また、受光側の光
ファイバ２２の屈曲を小さくできるので、低損失な結合
が可能となる。

次に、第２図は信号多重化（マルチプレクサ）へ適用し
た光ファイバ型カプラの実施例を示す斜視図である。即
ち、受光側の光ファイバ３１を円柱状のボビン３２にコ
イル状に巻き付ける。この巻き付けられた光ファイバ３
１の外周面の一部の外壁面を列状の平坦になるように研
磨し、反射防止膜３４を施す、この反射防止膜３４上に
光ファイバアレイ３５の先端を斜めに切断した先端部を
接着剤により固定してマルチプレクサ３０とするもので
ある。したがって、この例の場合、受光側の光ファイバ
３１に光ファイバアレイ３５を伝送する信号光を次々に
導入して伝送することが可能となる。

次に、第３図は第２図に示すものと同様の機能をもつ平
面型のマルチプレクサの実施例である。

長方形の板状部材４３の側面に間隔を空けて円柱状のボ
ビン４４．４５および４６が配設される。これらの円柱
４４．４５および４６に受光側の光ファイバ４２をボビ
ン４４．４５および４６の外表面を蛇行するように掛は
渡し、ボビン４４．４５および４６により屈曲された外
面４７．４８および４９を平坦に研磨して反射防止膜５
０．５１および５２を形成する。そして、この反射防止
膜５０．５１および５２上に光ファイバ４１．４１′お
よび４１″の先端を斜めに切削した端部な接着剤で接着
して接合してこのマルチプレクサ４０は構成される。し
たがって、この場合も受光側の光ファイバ４２に光ファ
イバ４１゜４１′および４１″を通った光信号が結合効
率良（導入して伝送することが可能となる。

以上説明した３例においては反射防止膜を受光側の光フ
ァイバに形成して結合されるものについて説明したが、
これは第１の光ファイバと受光側の光ファイバを接着す
る接着剤の屈折率を、第１の光ファイバのコア部と受光
側の光ファイバのクラッド部の接続される面の屈折率の
中間になるような接着剤を使用して接着することにより
高効率の光ファイバカブラを製作することが可能となる
。したがって、この例では受光側の光ファイバに反射防
止膜を形成する必要がないので、より安価で簡単に製作
することが可能となる。

［発明の効果］ 以上説明したとおり、この発明の低損失光ファイバの側
面結合法によれば、受光側の光ファイバを大きく屈曲さ
せることなく効率良く元側面結合を行うことが可能とな
る。また、信号多重化にも容易に対応することが可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例の光ファイバ型カブラの構
成を示す横断面図、 第２図および第３図は、他の実施例のマルチプレクサの
構成を示す斜視図および側面図、第４図は、光ファイバ
接触面の側面図、第５図は、従来のローカルインジェク
ションの原理を説明するための斜視図である。 １．２１，３５，４１．４１’　、４１″・・・第１の
光ファイバ ２．２２．３１．４２・・・受光側の光ファイバ３．４
７，４８．４９・・・接触面 ２３．４・・・第１光ファイバの切断面５・・・受光側
光ファイバの信号光 ６・・・第１の光ファイバの信号光 ７・・・受光側光ファイバの５と６′の合成信号光２０
．３０．４０・・・光ファイバ型カブラ２４．３４，５
０，５１．５２−・・反射防止膜３２．４４，４５．４
６・・・ボビン 特許出願人　　　佐　々　木　　−正

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光を光ファイバの側面から入射するローカルパワ
   ーインジェクション法において、ある光ファイバの先端
   からもう一方の光ファイバの側面へ光を入射させようと
   するときに、その端面と側面の屈折率が異なるために生
   じる反射を防止する目的で反射防止膜を設けることによ
   り結合効率が改善されるようにしたことを特徴とする低
   損失光ファイバの側面結合法。
2. （２）側面に結合窓を有する光ファイバ型カプラにおい
   て、その窓に反射防止膜を施したことを特徴とする光フ
   ァイバ型カプラ。
3. （３）上記請求項２記載の光ファイバ型カプラにおいて
   、二つの光ファイバを接合するときに、屈折率が接続さ
   れる２つの面の屈折率の中間となるような接着剤により
   接着させることを特徴とする高効率光ファイバ型カプラ
   の作成方法。