JPH0466323B2 - - Google Patents

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JPH0466323B2
JPH0466323B2 JP60277083A JP27708385A JPH0466323B2 JP H0466323 B2 JPH0466323 B2 JP H0466323B2 JP 60277083 A JP60277083 A JP 60277083A JP 27708385 A JP27708385 A JP 27708385A JP H0466323 B2 JPH0466323 B2 JP H0466323B2
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optical fiber
fiber
optical
glass
fibers
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JPS61151507A (ja
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Modone Erosu
Morasuka Saruatoore
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KUSERUTO CHENTORO SUTEYUDEI E LAB TEREKOMYUNIKATSUIOONI SpA
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KUSERUTO CHENTORO SUTEYUDEI E LAB TEREKOMYUNIKATSUIOONI SpA
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/28Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/2804Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
    • G02B6/2817Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using reflective elements to split or combine optical signals

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は伝送媒体が誘導する光線を使つた電気
通信システムに関するものであり、更に詳しくは
光フアイバ用結合器に関するものである。
従来の技術 光フアイバの相互接続で解決すべき1つの技術
的問題は結合を一様に保ち、パワー損失を低く保
つことによつて1つの伝送媒体から複数の媒体へ
のパワー分配を可能にすることである。実際、2
つのフアイバだけの間の結合器の場合の損失は基
本的には不完全な整合や光フアイバの特性の相違
によるものであるが、1つのフアイバと複数のフ
アイバとの間の結合損失は陰影領域によつても生
じる。これらの理由で、フアイバを出た光パワー
は全体が他のフアイバによつて集められることは
ない。
更に、良好な結合器はもとの光ビーム特性、と
りわけモード分布に関する光ビーム特性を変えな
いで維持しなければならない。
すなわち、フアイバに伝搬して入つてくるオー
ダーの異なるモードを混合してはならない。これ
によつてたとえば、マルチモード・フアイバの場
合は伝送された光パルスに歪が生じ、単一モー
ド・フアイバの場合は非伝搬モードが励起され
る。
製造については、設計と機械部品はできる限り
簡略化しなければならず、また使用する異なる材
料の数は少なくしなければならない。
最後に、結合器は不整合、したがつてパワー損
失を生じる恐れのある外部の機械的な力に影響を
受けないようにしなければならない。
光結合器についてはアメリカ・セラミツクス協
会編集、カパニー著「フアイバ光学系の物理、第
巻、セラミツクスの進歩」(“Advanced in
ceramics. Vol.Physics of fiber optics”by
Kapany,edited by “The America ceramic
society”)に述べられている。この結合器では、
2つの半球面によるパワー反射を用いることによ
り1つのフアイバが他の2つのフアイバに結合さ
れる。2つの半球面は1つのフアイバから放射さ
れた光線を他の2つのフアイバに集中させる。
しかし、この結合器には多数の欠点がある。た
とえば、 −異なるフアイバおよび半球面の種々の点を結合
する光路長の差によつて光信号の歪が生じる。
−反射面の幾何学的形状に実質的に変更を加えな
いで3つ以上のフアイバを結合することはできな
い。
−1つのフアイバと反射面は相互振動を受けるの
で、機械的振動の影響を受けやすい。
実際、光路を最適化するためフアイバ端と反射
面との間の空気中にある距離を残す必要があるの
で、結合器は一体として作ることはできない。
複数のフアイバの間のもう1つの結合法では、
適切に用意したフアイバ・バンドルを溶融し、コ
アの区別のない領域を得る。次に溶融領域は線引
きされ、多分機械加工される。
しかし、1つのフアイバを用意して全体的に被
覆を除かなければならないことと全体を正しく溶
融しなければならないことから、上記結合器は作
るのが難しい。
更にこの結合の不都合な点は伝搬モードが混合
されることである。
発明の目的と構成 上記の欠点は本発明の提供する光フアイバ結合
器によつて解消される。本発明の提供する光フア
イバ結合器は1つのフアイバと任意の数のフアイ
バを結合することができ、機械的振動の影響を受
けず、一体形成され、伝搬モードの混合を生じ
ず、小型である(6フアイバの結合器は1辺が4
mmの立方体に収容することができた)。更に、各
フアイバの集める光線強度は適当なマスクによつ
て変えることができるので、光信号処理が可能に
なる。
これはレンズに対して通常使用される技術と同
様の技術で作ることができる。
本発明は、回転放物面の軸に垂直な平面で制限
された回転放物面の形の凹面状反射面を有する第
1の反射部材Sと、 前記の第1の反射部材Sの前記の平面に平行に
配列した少なくとも1つの平面状表面を有する光
フアイバ案内用迫枠板Cとを備え、 該板Cは前記反射部材Sに接続され、該板Cは
フアイバガイドを有し、該フアイバガイドは、該
板Cの前記平面状表面の1つに垂直な方向に該板
Cを貫いて形成されたものであつて、該フアイバ
ガイド中に複数の光フアイバが挿入され、これら
の光フアイバ用のフアイバガイドのうちの1つ
は、前記回転放物面の軸に一致した位置に配置さ
れる光フアイバ用結合器において、 前記の第1の反射部材Sが固体のガラス体から
なるものであり、 前記のガラス体からなる第1の反射部材Sの前
記の平面状表面と前記の迫枠板Cとの間にガラス
部材Pが挿入配置され、該ガラス部材Pは2つの
平行な平面状表面を有する板状形態のものであ
り、前記のガラス体からなる第1の反射部材Sの
前記平面状表面は前記ガラス部材Pの第1の平面
状表面に接着されており、あるいは、前記のガラ
ス体からなる第1の反射部材Sと前記のガラス部
材Pとが1つのガラス片から作られており、前記
のガラス部材Pの第2の平面状表面は前記の迫枠
板Cの前記平面状表面のうちの1つの表面に、す
なわち前記の第1の反射部材Sの方に向いた表面
に、接着されており、 前記のガラス部材Pは半球形レンズL1・・・
L5を含み、該半球形レンズの各々は平面状表面
を有し、そして該半球形レンズは、該半球形レン
ズの前記の平面状表面が前記ガラス部材Pの平面
状表面のうちの1つの表面上に載るように、か
つ、該半球形レンズの光学軸が前記の光フアイバ
用のフアイバガイドの光学軸に一致するように配
置され、そして 前記の回転放物面の焦点は、挿入された中央の
光フアイバの映像形成面上に位置し、これによつ
て、前記の挿入された中央の光フアイバから出た
光線が複数の光フアイバに送られるかまたはその
逆の態様で光線が送られるように構成したことを
特徴とする光フアイバ用結合器を提供する。
実施例 本発明の詳細は図面を参照した本発明の一実施
例についての以下の説明により明らかとなる。
第1図に示す結合器は軸に垂直な平面によつて
制限された回転放物面という幾何学的形状を有す
るガラスでできた第1の部分を含んでいる。曲面
領域の外表面は銀、アルミニウム等の適当な材料
の堆積によつて放物面のくぼみに向つて反射性と
される。
第2の部分は平らで平行な面をそなえたガラス
部材たとえばガラス板Pで構成され、このガラス
板Pには半球形レンズL1,…L5が形成され
る。上記レンズは同心円に沿つて分布させ、最大
の円が板の1つの平坦な表面の上にあるようにす
ることが好ましい。
この表面は適当な光学機器用接着剤で放物面の
平坦な表面に結合される。
板Pと一体で、適当な迫(せり)枠板Cによっ
て固定位置に保持された光フアイバF1,…、F
5はそれらの軸がレンズの軸と一致するように置
かれる。板Cには表面に垂直なフアイバガイドが
設けられ、板Cは板Pに結合される。
レンズを含んだ板Pの厚さは想定しているレン
ズの焦点距離によつて定められる。フアイバに出
入りする光線のパワーを最適化するために光シス
テムの幾何学的形状を考慮する必要があるからで
ある。
その軸が放物面の軸と一致したフアイバF3は
レンズの焦点距離より大きい距離から中央の半球
形レンズL3を照射する。
放物面の焦点は、フアイバF3の像平面上にあ
る。放物面は光ビームを平らな波面として反射
し、波面はレンズにより1つの出力フアイバに集
められる。装置は逆に動作することもできる。す
なわち、中央のフアイバは他のすべてのフアイバ
から到来する光線の収集器としての役目を果すこ
とができる。
この装置は、たとえば19のフアイバを含むこと
ができる。1つは入力フアイバであり、18個は出
力フアイバであり、2つの同心円上に6個と12個
が配置されている。
この場合、幾何学的要因による損失は1.4dBの
最小値に減らすことができる。もちろん、結合さ
れるフアイバの数が増加するにつれて損失が現像
する。この場合、板Pは第2図のようにレンズを
中心のまわりに対称に配置して作ることができ
る。
第3の円には第2の円の上にあるフアイバの2
倍の数のフアイバ、すなわち24個のフアイバが含
まれることになる。
現在のガラス技術の状態では、結合器の大きさ
と最大フアイバ密度は主としてレンズの大きさに
よつてきまる。これらの大きさを小さくすると、
光結合器の光学的および幾何学的な特性が改善さ
れる。
半球レンズを作る1つの方法では、イオン電気
泳動を用いて適当な化学組成のある種のガラスの
屈折率を変化させる。板Pは所望の幾何学的形状
に従つてマスキングされ、拡散イオンの溶解塩の
ガルバーニ浴に浸される。拡散則によつて、グレ
ーデツド形の屈折率を有する半球レンズを確実に
製造することができる。このような方法について
は、1984年9月3日乃至6日にシユトウツトガル
トのリーダーハレで開催された第10回ECOCプロ
シーデイングズ ’84でイガ等の発表した「平面
マイクロレンズ・アレイを使用した積層平面光学
系」(“Stacked planar optics by the use of
planar microlens array”by K.Iga et al.,
Proceedings of 10 th ECOC ‘84−3−6
September 1984−Liederhalle,Stuttgart)に述
べられている。
代案として、平面放物面にイオン・インプラン
テーシヨンを行なつてレンズを直接得ることもで
き、結合器全体が一体形成される。
上記の実施例に対して本発明の範囲を逸脱する
ことなく変更や変形を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は光フアイバ結合器の縦断面図である。
第2図は第1図の板Pを示す図面である。 符号の説明、S……第1の反射部材(「第1の
ガラス部分」とも称する)、P……ガラス板のご
ときガラス部材(「第2のガラス部分」とも称す
る)、C……迫枠板、L1〜L5……半球形レン
ズ、F1〜F5……光フアイバ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 回転放物面の軸に垂直な平面で制限された回
    転放物面の形の凹面状反射面を有する第1の反射
    部材Sと、 前記の第1の反射部材Sの前記の平面に平行に
    配列した少なくとも1つの平面状表面を有する光
    フアイバ案内用迫枠板Cとを備え、 該板Cは前記反射部材Sに接続され、該板Cは
    フアイバガイドを有し、該フアイバガイドは、該
    板Cの前記平面状表面の1つに垂直な方向に該板
    Cを貫いて形成されたものであつて、該フアイバ
    ガイド中に複数の光フアイバが挿入され、これら
    の光フアイバ用のフアイバガイドのうちの1つ
    は、前記回転放物面の軸に一致した位置に配置さ
    れる光フアイバ用結合器において、 前記の第1の反射部材Sが固体のガラス体から
    なるものであり、 前記のガラス体からなる第1の反射部材Sの前
    記の平面状表面と前記の迫枠板Cとの間にガラス
    部材Pが挿入配置され、該ガラス部材Pは2つの
    平行な平面状表面を有する板状形態のものであ
    り、前記のガラス体からなる第1の反射部材Sの
    前記平面状表面は前記ガラス部材Pの第1の平面
    状表面に接着されており、あるいは、前記のガラ
    ス体からなる第1の反射部材Sと前記のガラス部
    材Pとが1つのガラス片から作られており、前記
    のガラス部材Pの第2の平面状表面は前記の迫枠
    板Cの前記平面状表面のうちの1つの表面に、す
    なわち前記の第1の反射部材Sの方に向いた表面
    に、接着されており、 前記のガラス部材Pは半球形レンズ(L
    1・・・L5)を含み、該半球レンズの各々は平
    面状表面を有し、そして該半球形レンズは、該半
    球形レンズの前記の平面状表面が前記ガラス部材
    Pの平面状表面のうちの1つの表面上に載るよう
    に、かつ、該半球形レンズの光学軸が前記の光フ
    アイバ用のフアイバガイドの光学軸に一致するよ
    うに配置され、そして 前記の回転放物面の焦点は、挿入された中央の
    光フアイバの映像形成面上に位置し、これによつ
    て、前記の挿入された中央の光フアイバから出た
    光線が複数の光フアイバに送られるかまたはその
    逆の態様で光線が送られるように構成したことを
    特徴とする光フアイバ用結合器。 2 迫枠板Cのフアイバガイドに挿入された光フ
    アイバの端面は、半球形レンズ(L1,…,L
    5)の焦点と一致するように配置されるが、唯一
    の例外は回転放物面の軸上にある光フアイバの端
    面であつて、後者の光フアイバは、それに対応す
    るレンズの焦点距離よりも大なる距離の位置に配
    置される特許請求の範囲第1項記載の光フアイバ
    用結合器。 3 ガラス部材Pの半球形レンズおよびそれに対
    応する迫枠板C中のフアイバガイドが同心円上に
    配置され、これらの同心円群の中心が回転放物面
    の軸上にある特許請求の範囲第2項記載の光フア
    イバ用結合器。 4 上記の同心円群の中心に1つの光フアイバが
    配置され、第1の円上に6つの光フアイバが配置
    され、第2の円上に第1の円上のフアイバ数の2
    倍の数の光フアイバが配置され、第3の円上に第
    2の円上のフアイバ数の2倍の数の光フアイバが
    配置され、以下同様に配置される特許請求の範囲
    第3項記載の光フアイバ用結合器。
JP60277083A 1984-12-19 1985-12-11 光ファイバ用結合器 Granted JPS61151507A (ja)

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IT68260-A/84 1984-12-19
IT68260/84A IT1182328B (it) 1984-12-19 1984-12-19 Accoppiatore per fibre ottiche

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JPS61151507A JPS61151507A (ja) 1986-07-10
JPH0466323B2 true JPH0466323B2 (ja) 1992-10-22

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