JPH0485504A - 光ファイバカプラの製造方法 - 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」 この発明は、光フアイバ通信や光フアイバセンサなどの
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−用いられる光ファイバカプラ
の製造方法に関する。

「従来の技術」 従来、前述した用途に使用される光ファイバカプラの１
つとして第１θ図および第１１図に示す研摩型の光ファ
イバカプラが知られていた。この光ファイバカプラｌは
、ブロック２に固定された光ファイバ３の一部をコア近
傍まで研摩して研摩面４を形成し、２本の光ファイバ３
．３の研摩面４．４を接合して構成されている。光ファ
イバ３としては、単一モード光ファイバや偏波保持光フ
ァイバなどを用いることができる。

この光ファイバカプラｌは、４つのボート■〜■の内の
１つのボート■に光信号を入射すると、それぞれの研摩
面どうしが接触した光結合部で光パワーの分岐が起こり
、ボート■とボート■から分岐された光が出射する。こ
のときボート■とボート■に分岐されて出射した光パワ
ーの比率を分岐比と称し、この比率は研摩量によって制
御することが可能である。

この光ファイバカプラｌを製造するには、石英ガラスや
金属などの硬質材料からなり、−面にファイバ固定用の
溝５が形成された溝付ブロック６の溝５内に、光ファイ
バ３の被覆７を剥離したクラッド部分３ａを挿入し、溝
５内に接着剤Ｐを注入、固化して第１２図に示すように
溝付ブロック６に先ファイバ３の一部を固定する。なお
この溝付ブロック６の溝５は、長手方向中央部が最も浅
くなるように形成されている。次に、溝付ブロック６の
溝側の面６ａを研摩することによってクラッド８をコア
９近傍まで研摩して研摩面ｌＯを形成し、第１３図に示
すブロック２とする。次に、２つのブロック２．２を、
それぞれの研摩面１０を重ね合わせて接着剤で接着固定
し、第１１図に示す光ファイバカプラｌを製造する。

なお光ファイバとして応力付与型の偏波保持光ファイバ
を用いた場合には、溝付ブロック６の溝５内に挿入する
際に、このファイバの２つの偏波軸のいずれか一方が溝
５の深さ方向に対して正確に平行となるように固定する
必要がある。

「発明が解決しようとする課題」 上記光ファイバカプラにあっては、２本の光ファイバを
接合する部分および各光ファイバをブロックの溝に固定
している部分に接着剤を用いていた。

しかしながら、この接着剤は温度変化に対して収縮ある
いは膨張し、また屈折率も変化する。例えば光ファイバ
のクラット材である石英の線膨張率は５ＸＩＯ−’であ
るが、接着剤はｌＸｌ０−’程度である。さらに、石英
の屈折率の温度係数は３×ｌ０−６であるが、接着剤の
温度係数はこの値よりも大きい。

このように従来の光ファイバカプラは、温度変化によっ
て光学特性が大きく変化する接着剤を使用していたため
に、カプラの光学特性である分岐比、過剰損失、クロス
トークは大きな温度依存性を有していた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、光学特性の
温度依存性が極端に小さい光ファイバカプラを製造する
方法の提供を目的としている。

「課題を解決するための手段」 本発明は光ファイバのクラッドの一部をレーザ光で除去
して切断面を形成し、切断面を形成した２本の光ファイ
バを、それぞれの切断面を重ね合わせ、その接触部分を
レーザ光で溶接して融着部を形成して光ファイバカプラ
を製造することによって上記課題を解消した。

また上記光ファイバとして偏波保持光ファイバを用いる
こともてきる。

以下、図面を参照して本発明方法を詳細に説明する。

第１図ないし第９図は、本発明に係わる光ファイバカプ
ラの製造方法の一例を説明するものである。この例では
、第２図に示すように中心部のコア１１と、その両側の
応力付与部１２．１２と、それらを囲むクラッド１３と
を備えた応力付与型の偏波保持光ファイバ（以下、ファ
イバという）　Ｌ　４を用いて偏波保持光ファイバカプ
ラを製造する方法を例示するものである。

この例による製造方法では、まず、被覆１５の一部を剥
ぎ取った２本のファイバ１４を、第１図に示すファイバ
クランプ１６．１６に取り付ける。このファイバクラン
プ１６は、本体１７とその両端に取り付けられたクラン
プ１８．１８とを備えて構成されている。このクランプ
１８は、ファイバ１４の被覆部分を挿通し、ネジ１９を
締めることによりファイバ１４の被覆部分を挟持できる
ようになっている。双方のクランプ１８．１８に取り付
けられたファイバ１４は、２つのクランプ１８，１１１
１間にあるクラット部分（被覆除去部分）が円弧状に保
持される。この円弧の曲率半径は特に限定されないが、
通常は１００〜５００ｍｍ程度とするのが望ましい。

この際に、双方のファイバ１４．１４の偏波軸の方向を
揃えてお（。この例では第２図に示すように双方のファ
イバ１４．１４のＸ偏波軸を一致させるように配置して
いる。ファイバ１４の偏波軸を揃えるには、顕微鏡でフ
ァイバ１４を円弧の径方向に沿って観察し、ファイバ１
４を周方向に回しながら黒く見える２つの応力付与部１
２．１２が重なり合うように揃える。

次に、第３図に示すようにファイバクランプ１６に取り
付けられたファイバ１４の円弧の頂点部分のクラッド１
３を、高出力レーザ２０からのレーザ光２１ａを照射し
て蒸発させて除去する。

高出力レーザ２０としては炭酸ガスレーザ、ＹＡＧレー
ザなどが使用される。更に高精度の加工を行うためには
波長の短いエキシマレーザカく使用される。レーザ光２
１ａは反射板２２や集光用レンズ２３を備えた光学系に
よって集光されて照射される。

第４図および第５図は、レーザ光照射により加工された
部分を示す。このとき形成された切断面２４の角度（θ
）は２０°程度とするのが望まし５＞。

次に、２つのファイバクランプ１６．１６を接近する方
向に移動させ、２本のファイ／＜１４．１４にそれぞれ
形成された切断面２４．２４同士を接触させる。

次に第６図に示すようにそれぞれの切断面２４の隙間に
出力を下げたレーザ光２１ｂを照射し、それぞれの切断
面２４．２４を溶融接合させて第７図に示す状態とする
。

この溶融接合により第８図に示すカプラ２５が得られる
。このカプラ２５は、２本のファイ／（１４゜１４にそ
れぞれ形成した切断面２４．２４を溶融接続した融着部
２６で光の分岐、合流を行う。例えばボート■から光信
号を入射するとボート■およびボート■から分岐した光
が出射される。

なおこのカプラ２５の融着部２６は、ファイノ（部分に
比へて機械強度か弱いために第９図に示すように溝付ブ
ロック２７の溝２８にカプラ２５を挿入して接着剤で固
定し、更にＭ２９を接合して固定することが望ましい。

これらブロック２７や蓋２９は石英、プラスチック、金
属を使用可能であるが、石英が特に好適である。またブ
ロック２７の溝２８内にカプラ２５を固定する方法とし
ては、上記接着剤の他、上記レーザ光２１ｂを照射して
ブロックに直接カブラ２５のクラッドを融着させても良
い。

このカプラの製造方法では、２本のファイ／（１４゜１
４どうしを接合する際に接着剤を使用せず、高出力レー
ザ光を使用してクラッド１３の一部を除去しかつそれぞ
れのファイバ１４．１４を融着しているので、温度変化
に対する光学特性の変化度合を小さくすることができ、
温度依存性の極めて少ないカプラを得ることができる。

また融着部２６が他の部材に接していないことから、フ
ァイノくをブロックの溝内に接着剤を用いて固定する従
来のカプラに比べて温度依存性に優れたカプラを得るこ
と力くできる。

またファイバを研摩する工程が必要なく、レーザ加工に
よりカプラを製造するので、短時間にカプラを製造でき
、低価格なカプラを供給することができる。

またカプラの融着部の長さを１０ｎ＋ｍ程度とすること
ができるので、超小型なカプラを製造することができる
。

なお、先の例では、応力付与型の偏波保持光ファイバを
用いてカプラを製造したが、シングルモードファイバ、
マルチモードファイバを用いてシングルモードファイバ
カブラ、マルチモードファイバカプラを製造することも
できる。

以下実施例により本発明の効果を明確にする。

「実施例」 コア径８μｍ１クラツド径１２５μ凱、被覆径２５０μ
ｍ、応力付谷部直径３０μ膿、伝送損失０　、５　ｄＢ
／Ｋｍ。

クロストーク　−５０ｄＢ／２ａ＋であって全長２ｍの
応力付与型偏波保持光ファイバを２本用いた。これらフ
ァイバの中央部約２０１ｍの被覆を剥ぎ取り、この被覆
除去部分を含めた中央部約５０ｍｍを、第１図に示すよ
うにそれぞれファイバクランプに固定した。この際にフ
ァイバの偏波軸は第２図に示したようにＸ偏波軸を一致
させて揃えた。またファイバクランプによるファイバの
円弧の曲率半径は３００ｍｍとした。

次に出力３０１の炭酸ガスレーザを、光学系により直径
２０μｍに絞って円弧頂上部分のクランドに照射し、ク
ラッドの一部を蒸発させて除去した。

この時の切断面の角度θは２０°とした。

次にクラッドの一部を除去した２本のファイバのそれぞ
れの切断面を接触させ、上記レーザ光の出力を１５Ｗと
して接触部分に照射して溶融させ、融着部を形成した。

以上の操作により第８図に示すものと同様構成のカプラ
を得た。このカプラの融着部の長さは、約１０ｔ＋ａで
あった。

得られたカプラは、第９図に示すように石英ブロックの
溝に入れ、両端を接着剤で固定し、さらに蓋を接合した
。

得られたカブラの光学特性を評価した。この測定には波
長１．３μｍの半導体レーザダイオードを使用した。そ
の結果、過剰損失が０．４ｄＢ、クロストークが一２２
ｄＢと高性能であった。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明では、２本のファイバど
うしを接合する際に接着剤を使用せず、高出力レーザ光
を使用してクラッドの一部を除去しかつそれぞれのファ
イバを融着しているので、温度変化に対する光学特性の
変化度合を小さくすることができ、温度依存性の極めて
少ないカブラを得ることができる。また融着部が他の部
材に接していないことから、ファイバをブロックの溝内
に接着剤を用いて固定する従来のカブラに比べて温度依
存性に優れたカブラを得ることができる。

またファイバを研摩する工程が必要なく、レーザ加工に
よりカブラを製造するので、短時間にカブラを製造でき
、低価格なカブラを供給することができる。

またカブラの融着部の長さを１０＋＋＋ｍ程度とするこ
とができるので、超小型なカブラを製造することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第９図は、本発明方法の一例を説明するた
めのもので、第１図はファイバクランプにファイバの取
り付けた状態を示す平面図、第２図は第１のＡ−Ａ線断
面図、第３図はレーザ加工操作を示す概略図、第４図は
レーザ加工によりクラッドに一部を除去したファイバを
示す平面図、第５図は第４図のＢ−Ｂ線断面図、第６図
は２本のファイバのクラッド除去部分を接触させた状態
を示す断面図、第７図は得られたカブラの融着部の断面
図、第８図は得られたカブラの平面図、第９図はカプラ
補強方法の一例を示す斜視図、第１Ｏ図および第１．１
図は従来の光ファイバカプラの一例を示す図、第１０図
はカブラの斜視図、第１１図は同断面図、第１２図およ
び第１３図は従来の光フアイバカブラの製造方法を説明
するためのもので、第１２図は光ファイアくをブロック
１こ固定する状態を示す斜視図、第１３図は研摩により
得られたブロックを示す断面図である。 第１図 １　’１・・・コア、１３・・・クラッド、１４・・・
ファイアく、１６・・・ファイバクランプ、２０・・・
高山カレー型″、２１・・・レーザ光、２４・・・切断
面、２５・・・カブラ、２６・・融着部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光ファイバのクラッドの一部をレーザ光で除去して
   切断面を形成し、切断面を形成した２本の光ファイバを
   、それぞれの切断面を重ね合わせ、その接触部分をレー
   ザ光で溶接して融着部を形成することを特徴とする光フ
   ァイバカプラの製造方法。 ２、上記光ファイバとして偏波保持光ファイバを用いた
   ことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバカプラの
   製造方法。