JPH0425805A - 光結合回路に用いるファイバ結合用パイプの製造方法 - 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】 〈産業上の利用分舒〉 本発明は、小形・簡易構造で低損失なコリメート、光結
合回路並びにそれに用いるファイバ結合用パイプ及びそ
の製造方法に関する。

〈従来の技術及び発明が解決しようとする課題〉光ファ
イバ出射ビームを拡大し且つ平行光束に変換して両ファ
イバ間を接続したり、拡大平行光束部分へプリズム、ミ
ラー、干渉膜フィルター等の光学要素を配置して光分岐
、光スイッチング、波長選択等の機能を実現する所謂マ
イクロオブティクス光回路部品を構成する際には、通常
、入出力ファイバの端面近傍へコリメート用並びに集光
用レンズを配置して対向光ファイバ間にコリメート光結
合回路が形成される。

第６図（ａ）、（ｂ）には従来のコリメート光結合回路
を示す。第６図（ａ）の例は、入射側及び出射側の光フ
ァイバＩＡの端面近傍へ集束性ロッドレンズ２人をそれ
ぞれ配したものであり、集束性ロッドレンズ２Ａ間に形
成される略平行光束３Ａにより両光ファイバＩＡを結合
するものである。また、第６図（ｂｌは集束性ロッドレ
ンズ２Ａの代りに球レンズ２Ｂを使用したものであゆ、
球レンズ２Ｂ間に形成される略平行光束３Ｂにより両光
ファイバＩＢを結合するものである。第７図はこれらの
レンズ結合系を利用して光コネクタを構成した例であり
　（Ａ、　ＮＣＩＡ、　ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ５ＬＥＴ
ＴＥＲ５、ＶＯＬ、　１４゜＆　１６．　ＰＰ、　５１
１〜５１２．１９７８）　、入射側及び出射側の光ファ
イバＩＣと、これらに近接する球レンズ２Ｃをそれぞれ
光コネクタハウジング４Ｃ内に配設したものである。そ
して、球レンズ２Ｃによりファイバ出射光ビームを拡大
し且つ略平行光束３Ｃに変換するようになってお勢、こ
の拡大された略平行光束３Ｃを介して着脱可能なコネク
タ接続を行うものである。

このようなビーム変換回路を構成する事により、コネク
タ間の光軸方向ならびに光軸垂直方向の軸ずれに対する
接続損失の増加は大幅に緩和され、さらにコネクタ間に
微小な塵埃が入った場合にも損失低下を招く事無く良好
な接続が得られる。また、第８図は他の応用例であり、
例えば出射側に２組の光ファイバＩＤ−１，ＩＤ−２及
び集束性ロッドレンズ２Ｄ−１，２Ｄ−２を配置し、こ
れら集束性ロッドレンズ２Ｄ−１，２Ｄ−２と光ファイ
バＩＤに近接して設けられた集束性ロッドレンズ２Ｄと
の間に、プリズムホルダ５Ｄに収納されている平行四辺
形プリズム６Ｄを配置した光スィッチである。そして、
集束性ロッドレンズ２Ｄ及び２Ｄ−１，２Ｄ−２間に形
成されろ平行光束３Ｄ内へ平行四辺形プリズム６Ｄを出
し入れすることにより光ビームを切り替えるものである
（例えば、Ｔ、ＡＯＹＡＩｉ１人ｅｔ。

ａｔ、　４ｔｂ　ＥＣＱＣＰＰ、　３８３〜３９１，１
９７８）。

この種のマイクロオブティクス光回路部品はこの他にも
多瀝提案されているが、いずれも集束性ロッドレンズや
球レンズを用いる事から、光回路の小形化や経済化を図
る上で制約を受ける。また、上記レンズ結合系は１対１
の光学結合系であるために、レンズ間の光軸ずれに対す
る挿入損失の増加は緩やかであるが、ファイバとその先
端近傍に配置されるレンズ間の光軸整合時、特に単一モ
ードファイバを使用する際には厳しい寸法精度が要求さ
れ、高精度加工部材を必要とすると伴に、部品組立作業
も煩雑となる。

そこで、これらの個別レンズ結合系に代わり、光学結合
系の小形化や経済化を目的に、近年光ファイバのみでビ
ームを拡大すると伴に、ファイバ出射ビームを平行光束
に近づける試みが提案されている。息下第９図〜第１２
図にこれらの提案例を示す。なお、周知の様に、単一モ
ードファイバ同士の接続においては、これらファイバの
出射ビームスポットサイズを大きくする事によって光軸
方向ならびに光軸垂直方向の軸ずれに対する接続損失の
増加を抑制出来る。

第９図は単一モードファイバ１１を局所的に１０００数
百度に加熱して同ファイバコア部分のＧｅドーパントを
コア中心からクラッド方向へ拡散させてファイバのスポ
ットサイズを拡大する提案である（白石他、１９８９年
電子情報通信学会春季全国大会Ｃ−４５１、用上、電子
情報通信学会研究会０Ｃ３８８−１）。

同図（ａ）に示すように、加熱により単一モードファイ
バ１１のコア部においてＧｅドーパントはコア中心から
クラッド外周へ向けて拡散されてドーパント拡散領域１
２が形成され、伝播光ビームが連続的に拡大される。こ
のビームの拡大により、対向ファイバ間隙へアイソレー
タ用磁気光学素子１３等の光学要素を配置しても低損失
な光回路部品を構成する事が可能となる。同図（ｂ）は
同発明者等による上記Ｇｅドーパント拡散の為の熱処理
工程条件（温度、加熱時間）をパラメータとしたドーパ
ント分布と単一モードファイバのスポットサイズ測定結
果である。本提案ではファイバを１０００数百℃にて数
時間〜１０時間加熱処理することによって、通常の単一
モードファイバのスポットサイズを３倍程度に拡散出来
るが、基本的にファイバを高温かつ長時間熱処理する工
程が必要であり、保護樹脂層を有するファイバ芯線への
適用が困難であり且つ作業性にも劣る。またこの様な高
温・長時間の熱処理によりファイバの信頼性低下も懸念
されろ。

第１０図は単一モードファイバ２１の先端部分を１５ｍ
程度に渡ってテーパ状に拡大し、これによって連続的に
ビームを拡大して最終的にスポットサイズを５０μｍφ
程度に拡大したものであり　（Ｈ，Ｍ、Ｐｒｅｓｂｙ　
ｅｔ、ａｌ、、＾Ｐｌ’ｌ、ＩＥＤＯＰＴＩＣＳ、　Ｖ
ＯＬ、　２７．　Ｎａ　１５．　Ｉ　Ａｕｇｕｓｔ、　
ｐｐ３１２１−３１２３１９８８）　、テーパ部分２２
の作製はファイバ母材（プリフォーム）の延伸によって
行われる。

なお、同図はこの先端テーパファイバを用いて光コネク
タを構成した例であり、２３はコリメート光束、２４は
テーパ部分２２同志を連結するスリーブである。本提案
例ではプリフォームの延伸によゆテーパ部分を作製する
ため、量産化が困難であり、さらにテーパ部分が１０数
閣と長くなり、光回路の小形化にも制約を受ける。又、
１２５μｍφのファイバ先端部分に２．５ｍφ程度の大
口径ファイバが形成されているため、コネクタ等の組立
作業時にファイバの破損等を生じ易く、ハンドリングに
劣る事が予想される。

第１１図は上記２例の伝播ビーム拡大法と異なり、第６
図（ａ）や第８図において使用されている集束性ロッド
レンズの代わ９に、単一モードファイバ３１の先端へ、
所定の長さを有するグレーデッドインデックス（以下Ｇ
ｌと略す）型多モードファイバ片３２を融着接続して上
記レンズと同様の効果を付与したものである（ＷＩＬＬ
ＩＡＭ　Ｌ、　ＥＭＫＥＹ　ｅｔ、　ａｌ、　、　ＩＥ
ＥＥＪＯＵＲＮＡＬ　　ＯＦ　　ＬＩＧＨＴ　　ＷＡＶ
Ｅ　　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ、ＶＯＬ、ＬＴ−５に９．
ＰＰ１１５６−１１６４．１９７８）　。第１２図（ａ
）〜（ｃ）はこの先端多モードファイバ片付き単一モー
ドファイバの作製工程を示している。まず、（ａ）に示
すように単一モードファイバ３１と多モードファイバ３
２ａとを融着用放電電極３３により融着接続した後に、
（ｂ）に示すように多モードファイバ３２ａ　％ファイ
バカッター３４により所定の長さｌに切断することによ
り完成する（０）。単一モードファイバ３１からの出射
光ビームを拡大しかつ平行光束に近づけるには、同ファ
イバ先端へ熱融着により接続固定されるＧｌ型多モード
ファイバ片３２の長さｌを、前記集束性ロッとレンズと
Ｒ様に多モードファイバの集束定数ｇから決まる光線ピ
ッチＰ　（Ｐ＝２π／ｇ）の１／４又はその奇数倍に設
定すれば良い。ここで、集束定数ｇは次式に見られる様
にＧｌ型多モードファイバ３２のコア部分の屈折率分布
を性格付けるものである。

ｎ（ｒ）＝ｎ。（１−ｇ２ｒ″）”″ なお、集束定数ｇを１，３６とすれば、上記の１／４ピ
ツチの長さ１は１．１５５票と短尺になり、切出し作業
が困難であることがら、同文献では１／４ピッチ長さの
奇数倍に切り出す方法が提案されている。

この提案に係る光結合回路によれば、高価な県東性ロッ
ドレンズが不要でありかつ光回路の小形化も期待出来る
が、単一モードファイバ先端へ多モードファイバを融着
接続した後に同多モードファイバを所定の長さに高精度
に切断する作製法であるため、寸法精度を保って多モー
ドファイバ片を歩留り良く切へ出す事が煩雑となり量産
性に劣る。また、多モードファイバとの接続においては
コア直径が大きく異なる為に、コア部分の、例えばＧ。

ドーパント含有量の違いによって両ファイバコア部分の
溶融温度が異なり、良好な融着接続を歩留り良く実現す
る事が困難であると予想される。さらに、両ファイバの
融着接続時に両者の光軸整合を多モードファイバからの
出射光出力をモニターする事によって行う場合にも、両
ファイバ間の光軸整合時に多モードファイバ特有のクラ
ッドモードの影響を受けて精確な光軸整合が困難になる
と予想される。また、対向ファイバ間の反射減衰量改善
のためには、多モードファイバ片の出射側へ反射防止膜
を形成する必要があるが、上記の様に融着接続された長
尺ファイバを反射防止膜成膜用の真空蒸着装置へ多数本
配置する事も作業性に劣る。

息上述べたように、従来においては小形であり且つ量産
性に優れた光結合回路は存在せず、その出現が待望され
ている。

本発明はこのような事情に鑑み、小形で量産性に優れた
光結合回路を提供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 前記目的を達成する本発明に係る光結合回路は、入出力
用単一モード光ファイバ同志を該単一モード光ファイバ
固有のビームスポットサイズより大きなビームサイズを
有する平行光束を介して結合するコリメート光結合回路
であって、上記単一モード光ファイバの結合側の各端部
には該単一モード光ファイバのクラッド外径と略同一の
内径を有すると共に所定の長さを有する薄肉金属パイプ
からなるファイバ結合用パイプが嵌着し当該ファイバ結
合用パイプ内にてクラッド径が当該単一モード光ファイ
バと同一でコア直径が当該単一モード光ファイバより大
きく且っコア部分の屈折率がコア中心からクラッド境界
へ向けてその径方向の距離に応じて略二乗分布で減少す
る所定長さの多モードファイバ片の一方の端面と当該単
一モード光ファイバの端面とが接続固定されており、該
多モードファイバ片の他方の端面同志が所定の距離を隔
てて対向配置されていることを特徴とする。

また、かかる光結合回路に用いて特に好適なファイバ結
合用パイプは、光ファイバ同志を接続固定するパイプで
あって、上記光ファイバのクラッド外径と略同一の内径
を有する薄肉金属パイプからなることを特徴とする。

さらに、そのファイバ結合用パイプの好適な製造方法は
、光ファイバのクラッド外径と略同一の内径を有する薄
肉金属パイプからなり光ファイバ同志を接続固定するフ
ァイバ結合用パイプを作製するに際し、上記クラッド径
と略同一若しくは多少太い外径を有する光ファイバ若し
くは金属円柱棒の外周へ所定の長さに亘って、該光ファ
イバ若しくは金属円柱棒を溶解可能な溶液に対して溶解
しない金属からなる金属層を所定の厚みに形成し、この
金属層を形成した光ファイバ若しくは金属円柱棒を所定
の長さに切断した後、これを当該光ファイバ若しくは金
属円柱棒のみを溶解できる溶液に浸して該光ファイバ若
しくは金属円柱棒のみを溶解除去する、 ことを特徴とする。

用〉 前記構成の光結合回路では、入射側の単一モード光ファ
イバからの光は、該単一モード光ファイバと接続固定さ
れる多モードファイバ片の長さを所定の値にすると、該
多モードファイバ片肉で径方向に拡大し出射時には略平
行光束となる。そして、との略平行光束が相対向して配
置されている多モードファイバ片に入射されると径方向
に縮小して出射側の単一モードファイバに導かれる。

ここで、多モードファイバ片の長さＪ（よ、多モードフ
ァイバ片のコア部分の屈折率分布を決定する集束定数ｇ
から決まる当該多モードファイバ片内伝播光の周期の１
／４の奇数倍であること、つまり、下記式が成り立つの
が望ましい。

１＝　（２・ｎ＋１）　・０．５　・−（但し、ｎ＝０
，１，２，３，４・・・）また、前記構成の光結合回路
は、単一モード光ファイバと多モード光ファイバとの接
続く作 固定をファイバ結合用パイプを介して行うことにより小
形で量産性に優れたものとなる。

すなわち前記特有のファイバ結合用パイプを用いること
により光結合回路の小形化、量産化を実現できる。

また、ファイバ結合用パイプに、その長手方向に亘って
周方向の一部が切り欠かれた切り欠け部を設けることに
より、接続固定の作業性が一層向上する。

さらに、上記光結合回路において、画表モード光ファイ
バの相対向している端面に無反射膜を施すことにより、
より一層の低損失化を図ることができる。

一方、上記光結合回路において用いられるファイバ結合
用パイプには、内径寸法は勿論のこと、外径寸法につい
ても高精度が要求されるが、これを高歩留りで製造する
には、前記構成の製造方法を採用すればよい。すなわち
、一定寸法の光ファイバ若しくは金属円柱棒の外周へ特
定金属からなる金属層を所定の厚さで形成し、これを一
定の長さに切断した後、内側の光ファイバ若しくは金属
円柱棒のみを溶解することにより、高精度の光ファイバ
結合用パイプを容易に且つ高歩留りで製造することがで
きる。

く実　施　例〉 以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

第１図には一実施例に係る光結合回路を概念的に示す。

同図に示すように、保＊＊脂層を全て除去した入射側及
び出射側の単一モードファイバ１０１の先端へは、それ
ぞれＧｌ型多モードファイバ片１０２がファイバ結合用
パイプ１０３を介して接続固定されている。

ここで、単一モードファイバ１０１及びＧＩ型多モード
ファイバ片１０２は同一のクラッド外径を有しており、
また、ＧＩ型多モードファイバ片１０２は次式を満たす
所定の長さｌとなっている。

！＝（２・ｎ＋１）・０．５・二 （ｎ＝０，１，２，３，４・・・） つまり、ｊは、Ｇｌ型多モードファイバ片１０２のコア
部分の屈折率分布を決定する集束定数ｇから決まる同フ
ァイバ内の伝播光の周期の１／４の奇数倍近傍に設定さ
れる。なお、ＧＩ型多モードファイバ片１０２は、保護
樹脂層を全て除去した裸多モードファイバを多数本同時
に切断・研磨して製作したものである。

一方、ファイバ結合用パイプ１０３は、単一モードファ
イバ１０１及びＧｌ型多モードファイバ片１０２のクラ
ッド外径と略同一の内径を有する薄肉金属パイプからな
るものであり、高精度で且つ歩留まりよく製造するには
後述するような方法を採用するのがよい。

単一モードファイバ１０１とＧＩ型多モードファイバ片
１０２とのファイバ結合用パイプ１０３内での接続固定
には、透光性に優れ且つ光ファイバコア部とほぼ等しい
屈折率を有する紫外線硬化樹脂を用いるとよい。これに
より、短時間で低損失な接続が実現できるからである。

なお、図中、１０４はかかる接着固定層を示している。

このようにして単一モードファイバ１０１に接続固定さ
れたＧｌ型多モードファイバ片１０２の単一モードファ
イバ１０１に対して反対側の端面同志は所定の間隔を設
けて対向配置されており、コリメート光結合回路を構成
している。なお、Ｇｌ型多モードファイバ片１０２の対
向面には反射防止膜１０５が形成されており、これによ
って良好な反射減衰量が得られる。

このような光結合回路では、例えば入射側（図中左６１
）の単一モードファイバ１０１のコア部１（ｌｌａ内を
伝播する光がＧｌ型多モードファイバ片１０２のコア部
１０２　ａ内に入るとその伝播域が径方向に徐々に拡が
り、出射時には単一モードファイバ固有のビームスポッ
トサイズより大きなビームサイズを有する平行光束１０
６となる。この平行光束１０６は相対向する他のＧｌ型
多モードファイバ片１０２のコア部り０２ａ内に入り、
今度は徐冷に径方向に縮まって集束し、出射側（図中右
側）単一モードファイバ１０１のコア部１０１ａに結合
する。

第２図には、ファイバ結合用パイプの他の例を示すもの
である。すなわち、本例のファイバ結合用パイプ１０７
は、その長手方向に亘って周方向の一部が切り欠かれた
切り欠け部１０７ｍが形成されている、いわゆる割りパ
イプとなっている。これによって両ファイバの接続固定
作業が一層容易になる。なお、図中、１０１は単一モー
ドファイバ、１０２ＬｔＧＩ型多モードファイバ片を示
すのは第１図と同様であり、また、１０１ｂは単一モー
ドファイバ１０１のファイバ保護樹脂層を示している。

ところで、通常の多モードファイバの集束定数から拡大
光ビームのスポットサイズを求めると３０　ｌ！ｍ前後
であり、単一モードファイバ先端へこの種の多モードフ
ァイバ片を接着固定して対向配置した際に、過剰損失を
１ｄＢＵ下に抑制するに必要される光軸ずれ（光軸と直
角方向）は約±５μｍ前後となる。

従って、両ファイバを接続固定するファイバ結合用パイ
プの外径寸法にもこの程度の精度が要求されることにな
る。

このようなファイバ結合用パイプの製造法としては金属
パイプの延伸等が考えられるが、内径寸法精度として挿
入される両ファイバ外径に対して±１μｍ以下を、外径
寸法精度として前述のように±５μｍ以下を保つには同
製造法では高い歩留りを期待する事が困難である。

ここで、上記ファイバ結合用パイプ１０４゜１０７を高
精度で且つ歩留りよく製造する方法を示す。

例えば、上記単一モードファイバ１０１やＧｌ型多モー
ドファイバ１０２のクラッド外径よりも約１μｍ程度太
い外径を有する金属円柱棒の外周へ、心棒となる金属円
柱棒を溶解可能な溶液では溶解しない金属からなる金属
層を、所定の厚みで所定の長さに亘って鍍金法により形
成し、しかる後に該金属棒を所定のエツチング溶液にて
溶解除去して薄肉金属膜からなるファイバ結合用パイプ
を作製する。さらに評言すると心棒となる材質には銅、
銅合金（例えば真鍮）、あるいは鉄系合金等を、薄肉金
属層材質としては例えば金を用いれば、心棒である円柱
金属棒を塩化第２鉄溶液で容易に溶解でき、金層の薄肉
パイプからなるファイバ結合用パイプが得られる。

また、他の方法としては、接続される多モードファイバ
片、単一モードファイバのクラッド外径より１μｍ程度
太い外径を有するガラスファイバの外周表面へ、心棒と
なる上記ガラスファイバを溶解可能な溶液では溶解しな
い金属層を所定の厚みで所定の長さに渡って鍍金法によ
り形成し、しかる後にこの金属コートファイバを所定の
長さに切断して心棒のガラスファイバ部分を弗酸系溶液
にてエツチング除去して薄肉パイプからなるファイバ結
合用パイプを得る方法がある。なお、かかる方法による
と、後述するように、多モードファイバ片付き単モード
ファイバ同志の対向接続配置作業が容易となるという効
果を奏する、磁性膜からなるファイバ結合用パイプを作
製することができる。

ここで、ファイバ結合用パイプの一例を作業工程を示す
第３図（ａ）〜（Ｃ）を参照しながら説明する。同図（
ａ）は、裸ファイバの表面に蒸着薄膜を形成する工程を
示す。すなわち、フレーム１１１に両端が固定されてい
る裸ファイバ１１２を真空蒸着装置内へ配置し、図示の
ようにフレーム１１１を回転させながら所定の蒸着金属
薄膜を裸ファイバ１１２の外周表面へ形成する工程であ
る。なお、図中１１３は蒸着金属源を示す。次に、同図
（ｂｌは、蒸着金属薄膜形成光ファイバの外周表面に電
気鍍金法により金属層を形成する工程を示す。なお、こ
こでの金属層は、同図（０１に示すエツチング工程で用
いろ溶液では溶解しなものを用いる。同図中、１１４は
鍍金液１１５を貯えろための鍍金浴槽、１１６は鍍金浴
槽１１４内に配置されている電気鍍金陽極、１１７は鍍
金液１１５の上方に配置されている電気鍍金陰極、１１
８はこれら陽極１１６と陰極１１７とに接続される電源
であり、（ａ）の工程で得られた蒸着金属薄膜形成光フ
ァイバ１１９は電気鍍金陰極１１７に取り付けられてそ
の大部分が鍍金液１１５中へ浸漬された状態となってい
る。この状態で電気鍍金を行うことにより、蒸着金属薄
膜形成光ファイバ１１９の表面に数μｍ〜数十μｍの厚
みの金属膜が形成される。そして、同図（Ｃ）ばこのよ
うに形成した金属膜を残してガラスファイバ部分のみを
エツチング除去する工程を示す。同図中、１２０はガラ
スファイバ部分、１２１は山）の工程で形成された金属
膜を示してお秒、（ｂ）の工程終了後、所定の長さに切
断したものを、ガラスファイバ部分１２１のみを除去可
能な溶液中に所定の時間浸すことにより、ガラスファイ
バ部分１２１のみが徐々にエツチング除去されて薄肉パ
イプからなるファイバ結合用パイプ１２２が作製される
。

具体的には、例えば、上記裸ガラスファイバ１１２とし
て、接続される単一モードファイバ及び多モードファイ
バ（クラッド径１２５μｍφ）よりも１μｍ程度太いフ
ァイバを用い、その外周表面へ真空蒸着法によｌ：ｌ　
Ｔｉ　、　ＮｉＣｒ等を数千人蒸着した後、さらにＡｕ
を数千人蒸着しく工程（ａ））、次いで、電気鍍金法に
よ１）Ａｕ膜を２０μｍ程度に形成しく工程（ｂ））、
しかる後、該金属コート光ファイバを数−の長さに切断
して弗酸溶液中に浸すことにより、Ａｕ薄肉金属パイプ
からなるファイバ結合用パイプが作製される（工程（Ｃ
））。このように形成されたファイバ結合用パイプの断
面を観察したところ、ガラスファイバ部分の弗酸溶液に
よるエツチング時において、下地蒸着金属であるＴＩ又
はＮｉＣｒの蒸着層も同時に工ッチング除去されている
ことが判った。また１かかるファイバ結合用パイプは、
該パイプに挿入される単一モードファイバ及び多モード
ファイバのクラッド外径とのクリアランスは略１ｐｍｉ
ｌｌ内であり、該パイプへファイバがスムーズに挿入で
きることが確認された。

また、第２図に示すような切り欠け部 １０７ａを有するファイバ結合用パイプ１０７を製造す
るには、例えば、第３図（ａｌの工程において裸ファイ
バ１１２を固定したフレーム１１１を回転させずに蒸着
して、一部に蒸着金属が付着していない部分を形成する
ようにすればよい。すなわち、蒸着金属が付着しない部
分には（ｂｌ工程においても金属膜が形成されず、この
部分が第２図に示す切り欠け部１０７ａとなる。

なお、心棒に用いるガラスファイバと金属円柱棒とを比
較すると、ガラスファイバの方が偏芯、表面精度が優れ
ているため、心棒としてガラスファイバを用いた方が作
製されるファイバ結合用パイプの内径や内壁寸法精度が
優れたものとなる。

次に、本発明に係る光結合回路の他の例として、多芯状
単一モードファイバ間接続用光コネクタを実現した例を
第４図を参照しながら説明する。

同図に示すように、各々の単一モードファイバ１０１と
ＧＩ型多モードファイバ片１０２とは、切り欠け部１０
７ａを有するファイバ結合用パイプ１０７内で紫外線硬
化樹脂により接続固定されており、この多モードファイ
バ片付き単一モードファイバは光コネクタハウジング１
３１Ａ、１３１Ｂの図示しないファイバ挿入用細孔へ固
定されている。ここで、多モードファイバ片１０２の長
さＩは次式をほぼ満足する長さである。

１＝　（２・ｎ＋１）　−０，５・− また、両光コネクタハウジング１３１Ａ。

１３１Ｂを接続する際の各ファイバの光軸整合は、光コ
ネクタハウジング１３１Ａ、　１３１Ｂの対向面の両端
に配置されているガイドピン用孔１３２とガイドピン１
３３との嵌合によって行われる。このとき、多モードフ
ァイバ片１０２の端面同志は所定の間隙をおいて対向す
るようになっており、該多モードファイバ片１０２によ
るビーム拡大効果によって、対向ファイバ間の光軸ずれ
（垂直・水平方向）に対する接続損失の増加は緩和され
、これによって、多芯ファイバ各接続部における損失不
揃いも格段に改善される。なお、第４図中１０６は単一
モードファイバ保護樹脂部を示している。

さらに、光結合回路の他の例を第５図を参照しながら説
明する。同図に示すように、この例は単一モードファイ
バ１０１とＧｌ型多モードファイバ片１０２との接続固
定をするためのファイバ結合用パイプ１４１をＦｅＮｉ
やＮｉＣｏ等の磁性合金膜で形成したものであり、多モ
ードファイバ片付き単一モードファイバ同志の対向接続
配置作業が息下のように非常に容易となる。すなわち、
中間にコリメート光束の形成される空間部分１４２が形
成されたハウジング部材１４３のＶ溝部１４４の直下の
窪みに永久磁石１４５を配置しておけハ、多モードファ
イバ片付き単一モードファイバをＶ溝部１４４へ配置す
る際にファイバ結合用パイプ１４１が永久磁石１４５に
吸引されるので、両側のファイバが自動的に対向配置さ
れるようになる。そして、両ファイバの配置が完了した
後には、紫外線硬化樹脂や金属鑞材によって各ファイバ
はＶ溝部１４４に固定される。なお、この場合、ハウジ
ング部材１４３の材質には非磁性体を用いるのが好まし
く、高精度■溝部の形成という観点からもＳｉ単結晶基
板を使用するのが特に好ましい。また、上記空間部分１
４２へ、所望の光学素子、例えば干渉膜フィルターや磁
気光字素子等を配置することにより、各種の光回路部品
が容易に構成することができる。

なお、思上説明した実施例では、ファイバ結合用パイプ
を本発明に係るコリメート光結合回路に用いた例を示し
たが、かかるファイバ結合用パイプの用途はこれに限定
されず、一般のファイバを高精度且つ容易に接続するも
のとして有用である。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明では、単一モードファイバ
先端へ、所定の長さに予め切り出されたＧＩ型型上モー
ドファイバ片これらファイバのクラッド外径と略同じ内
径を有する所定の長さのファイバ結合用パイプ内で接続
固定し、これら多モードファイバ片を先端に接着固定し
た入出力単一モードファイバ同志を所定の間隙を設けて
対向配置してコリメート光結合回路を構成しているため
、コリメート光結合回路の小形化、低損失化、製造性向
上等を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の実施例に係り、第１図は光結
合回路の概念図、第２図はファイバ結合用パイプの他の
例を示す説明図、第３図はファイバ結合用パイプ作製の
工程図、第４図及び第５図は他の光結合回路を示す概念
図であり、第６図〜第８図は従来技術に係る個別レンズ
を用いたコリメート光結合回路及びその応用例を示す説
明図、第９図〜第１２図は個別レンズ結合系に代わり、
光ファイバのみでビーム拡大並びにコリメート光結合回
路を構成する従来技術を示す説明図である。 図　面　中、 １０１は単一モードファイバ、 １０２はＧｌ型多モードファイバへ １０３はファイバ結合用パイプ、 １０４は接着材層、 １０５は反射防止膜、 １０６は平行光束、 １０７はファイバ結合用パイプ、 １０７ａは切り欠け部、 １１１はフレーム、 １１２は裸ファイバ、 １１３は蒸着金属源、 １１４は鍍金浴槽、 １１５は鍍金液、 １１６は電気鍍金陽極、 １１７は電気鍍金陰極、 １１９は蒸着金属薄膜形成光ファイバ、１２０はガラス
ファイバ部分Ａ １２１は金属膜、 １２２はファイバ結合用パイプ、 １３１Ａ、１３１Ｂは多芯コネクタハウジング、 １３２はガイドビン用孔、 １３３はガイドビン、 １４１はファイバ結合用パイプ（磁性膜パイプ）、 １４２はコリメート光束形成空間部分、１４４はＶ溝部
、 １４５は永久磁石である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）入出力用単一モード光ファイバ同志を該単一モー
   ド光ファイバ固有のビームスポットサイズより大きなビ
   ームサイズを有する平行光束を介して結合するコリメー
   ト光結合回路であって、 上記単一モード光ファイバの結合側の各端 部には該単一モード光ファイバのクラッド外径と略同一
   の内径を有すると共に所定の長さを有する薄肉金属パイ
   プからなるファイバ結合用パイプが嵌着し当該ファイバ
   結合用パイプ内にてクラッド径が当該単一モード光ファ
   イバと同一でコア直径が当該単一モード光ファイバより
   大きく且つコア部分の屈折率がコア中心からクラッド境
   界へ向けてその径方向の距離に応じて略二乗分布で減少
   する所定長さの多モードファイバ片の一方の端面と当該
   単一モード光ファイバの端面とが接続固定されており、 該多モードファイバ片の他方の端面同志が 所定の距離を隔てて対向配置されている、 ことを特徴とする光結合回路。
2. （２）請求項１において、多モードファイバ片の長さｌ
   が、多モードファイバ片のコア部分の屈折率分布を決定
   する集束定数ｇから決まる当該多モードファイバ片内伝
   播光の周期の１／４の奇数倍であり、下記式が成り立つ
   ことを特徴とする光結合回路。 ｌ＝（２・ｎ＋１）・０．５・π／ｇ （但し、ｎ＝０、１、２、３、４・・・）
3. （３）請求項１又は２において、ファイバ結合用パイプ
   が、その長手方向に亘って周方向の一部が切り欠かれた
   切り欠け部を有することを特徴とする光結合回路。
4. （４）請求項１、２又は３において、多モードファイバ
   片の単一モード光ファイバと接続している端面とは反対
   側の端面には、無反射膜が施されていることを特徴とす
   る光結合回路。
5. （５）光ファイバ同志を接続固定するパイプであつて、
   上記光ファイバのクラッド外径と略同一の内径を有する
   薄肉金属パイプからなることを特徴とするファイバ結合
   用パイプ。
6. （６）光ファイバのクラッド外径と略同一の内径を有す
   る薄肉金属パイプからなり光ファイバ同志を接続固定す
   るファイバ結合用パイプを作製するに際し、 上記クラッド径と略同一若しくは多少太い 外径を有する光ファイバ若しくは金属円柱棒の外周へ所
   定の長さに亘って、該光ファイバ若しくは金属円柱棒を
   溶解可能な溶液に対して溶解しない金属からなる金属層
   を所定の厚みに形成し、 この金属層を形成した光ファイバ若しくは 金属円柱棒を所定の長さに切断した後、これを当該光フ
   ァイバ若しくは金属円柱棒のみを溶解できる溶液に浸し
   て該光ファイバ若しくは金属円柱棒のみを溶解除去する
   、 ことを特徴とするファイバ結合用パイプの製造方法。