JPH05232347A

JPH05232347A - 樹脂製光分岐器およびその製法

Info

Publication number: JPH05232347A
Application number: JP4033113A
Authority: JP
Inventors: Noriaki Takeya; 則明竹谷; Shinichi Akasaka; 伸一赤坂; Yoshitaka Takezawa; 由高竹沢; Seikichi Tanno; 清吉丹野; Shuichi Ohara; 周一大原
Original assignee: Hitachi Cable Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 1992-02-20
Filing date: 1992-02-20
Publication date: 1993-09-10

Abstract

(57)【要約】【構成】光を伝送するコア２と、該コア２を包囲して設
けられたコアよりも低屈折率のクラッド１と、前記コア
２が少なくとも２つに分岐した分岐部を有する樹脂製光
分岐器であって、該分岐器は接続する外部の光ファイバ
コア１１，１２，１３の接続端部を挿入することにより
光分岐器内のコアの接続端部と接続される挿入孔が設け
られている樹脂製光分岐器。【効果】上記光ファイバコアの挿入孔を設けたことによ
り光分岐器コアとのコア軸の相互ずれが防止され光伝送
損失を低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光信号を用いた電子装
置用光ファイバの光信号を分岐，結合する分岐器に係
り、特に、接続損失の少ない樹脂製光分岐器とその製法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の樹脂製光分岐，結合器（以下、単
に分岐器と云う）は、例えば、クラッドとなる樹脂製基
板の表面に形成した溝にコア材を射出成形してコアを形
成するものが提案（特開昭５５−１２０００４号公報）
されている。さらにまた、二枚の基板のそれぞれの面に
溝を設け、これらを組み合わせて空溝を形成し、該空溝
内にＵＶ硬化性のコア材を注入し、ＵＶ照射してコアを
形成するものが提案（特開昭５８−１４９００８号公
報）されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、光分岐器コアと
接続される外部光ファイバのコアとの接続部は、通常、
光分岐器に設けられた保持具によって保持し、両者を突
合せることによって接続されている。また、接続による
光伝送損失を極力小さくするために、両接続端面は研磨
等により鏡面加工されている。従って光分岐器において
は、コアの接続端面を鏡面加工できるよう、通常は該光
分岐器の側面に露出して構成されていた。しかし、こう
した光分岐器と光ファイバの接続は、両者のコア軸の位
置ずれが生じ易く、光の伝送損失を生ずる大きな原因の
一つとなっていた。また、光分岐器の小型化の隘路でも
あった。

【０００４】前記従来例の光分岐器基板面にコアを射出
成形する方法では、成形後のコアの断面形状は四角形で
通常の光ファイバのコア断面形状（円形）と異なり、伝
送損失が大きいという問題があった。本発明者らの検討
によれば、上記のような断面形状の違いにより両面積が
異なる場合の接続の伝送損失は約１ｄＢとなる。

【０００５】更にまた、片面に断面が半円状の溝を有す
る二枚の基板を上下に組み合わせて空孔を形成し、これ
にＵＶ硬化性樹脂を注入して断面形状が円形のコアを形
成する方法は、上下基板の位置ずれや、両基板の合わせ
目から漏れたコア材により生ずる「ばり」により伝送損
失が生ずると云う問題がある。また、コア材がＵＶ硬化
樹脂では硬化にも長時間を要するため量産性の点でも問
題がある。

【０００６】本発明の目的は、外部光ファイバの接続が
容易で接続による伝送損失が少ない光分岐器を提供する
ことにある。

【０００７】また、本発明の他の目的は、外部光ファイ
バの接続が容易で、光分岐器自体の伝送損失が少ない光
分岐器を提供することにある。

【０００８】更にまた、本発明の他の目的は、外部光フ
ァイバの接続が容易で接続による伝送損失が少なく、量
産性に優れた光分岐器の製法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の要旨は次のとおりである。

【００１０】（１）光を伝送するコアと、該コアを包
囲して設けられたコアよりも低屈折率のクラッドと、前
記コアが少なくとも２つに分岐した分岐部を有する樹脂
製光分岐器であって、該光分岐器は接続する外部の光フ
ァイバコアの接続端部を挿入することにより光分岐器内
のコアの接続端部と接続される挿入孔が設けられている
ことを特徴とする樹脂製光分岐器。

【００１１】前記（１）において挿入孔が、接続する外
部の光ファイバのコアまたはクラッドの接続部と実質的
に同じ寸法に形成されている。また、前記クラッドは、
光分岐器本体を兼ねていてもよい。

【００１２】外部光ファイバは光分岐器の前記挿入孔に
挿入するだけで固着できることが望ましいが、光分岐器
に保護カバーを設け、これに例えば金属製の保持フェル
ール等によって外部光ファイバを光分岐器に固定するの
が好ましい。また、接着剤を用いて固着してもよい。

【００１３】（２）２つ以上に分岐された光を伝送す
るコア部と、該コアを包囲して設けられ前記コアよりも
低屈折率のクラッド部を有する樹脂製光分岐器の製法に
おいて、コア部を形成するためのスライドピンを分岐コ
アの数だけ所定の位置に取付けた金型内にクラッド樹脂
を注入，硬化する工程、前記スライドピンを抜去し、成
形品を前記金型より取り出す工程、前記スライドピンを
抜去した空孔部に、外部光ファイバの接続用の挿入孔部
を残してコア材が注入できる注入ゲートを挿入する工
程、該注入ゲートより前記空孔部にコア樹脂を注入して
分岐コアを形成する工程、前記各注入ゲートを抜去し、
コア樹脂の軟化点以上に加熱された鏡面仕上げ用の治具
を挿入し前記コアの端面を加熱圧着して局部的に軟化
後、該治具を冷却後に脱離する工程を含む樹脂製光分岐
器の製法。

【００１４】前記金型内の所定の位置に設けた各スライ
ドピンは、コアの分岐点部において互いに着脱自在に嵌
め合わせ、成形樹脂の注入時に位置ずれを生じないよう
にする。また、該スライドピンの形状は、形成するコア
と外部光ファイバの挿入孔の形状に応じて選択され、ク
ラッド注型形、抜去し易いもの、例えば工具鋼製のスラ
イドピンが望ましい。

【００１５】前記クラッド用樹脂としては、熱硬化性樹
脂または熱可塑性樹脂が用いられ、射出成形により成形
することが好ましい。また、前記鏡面仕上げ用の治具の
加熱温度は、コア樹脂の軟化温度以上でクラッド樹脂の
軟化温度よりも低温とする。これによって、コアの接続
端面は鏡面となり、接続により光の伝送損失を少なくす
ることができる。また、前記光分岐器と各光ファイバと
の接続界面に、両者のマッチングオイルとしてシリコー
ンオイル等を塗布することにより、境界面での光散乱に
よる伝送損失の発生を、より低減することができる。

【００１６】

【作用】本発明の光分岐器は、接続が容易で接続される
コアの軸がずれないのは、外部光ファイバの接続用挿入
孔を設けたことにある。これによって両者の接続が完全
に行われるため接続による光伝送損失を低減することが
できる。

【００１７】また、スライドピンを用いたことにより、
３分岐以上の光分岐器でも容易に製造でき、高信頼性の
光分岐器を提供することができる。

【００１８】また、射出成形法により製造することがで
きるため量産性に優れている。

【００１９】

【実施例】

〔実施例１〕図１は二分岐の光分岐器の製造工程の一例
を示す。図１（Ａ）の金型２４に、コア部を形成するた
めのスライドピン２１，２２，２３を取付ける。これら
のスライドピン２１，２２，２３は互いに位置ずれを生
じないよう一体化させるために、コアの分岐点部２７に
おいてスライドピン２１の凹部にスライドピン２２，２
３が嵌め込んである。この状態で、金型２４内にクラッ
ド樹脂を射出成形等により注入し硬化する。該樹脂は熱
硬化性でも熱可塑性でも所定の屈折率を有するものであ
れば特に限定されない。

【００２０】次いで、前記スライドピン２１，２２，２
３を抜去し、成形された光分岐器のクラッド１を金型２
４より取り出す。

【００２１】次に、図１（Ｂ）に示すように、上記クラ
ッド１のスライドピン２１，２２，２３を抜去したコア
形成部の外部光ファイバの接続端部を挿入する挿入孔
に、コア注入用ゲート３２，３３と盲栓３１を取付け、
ゲート３２，３３よりコア樹脂を射出成形法等により注
入する。次いでゲートと盲栓を抜去して、図１（Ｃ）に
示すようなクラッド１内にコア２が成形され、外部光フ
ァイバを挿入する挿入孔４１，４２，４３を有する光分
岐器を得る。

【００２２】次に、図１（Ｄ）に示すように、ヒータ２
６で密着加熱された鏡面仕上げ用の治具２５の突起部２
５’を前記挿入孔４１，４２，４３から挿入し、コア２
の端面を加熱圧着することにより該端面のコア樹脂を局
部的に軟化後、上記治具２５が該コア材の軟化温度以下
に冷却するのを待って該治具２５を脱離する。これによ
って、コア２の各接続端面は鏡面化され、外部光ファイ
バの挿入孔４１，４２，４３を備えた光分岐器を得るこ
とができる。

【００２３】なお、前記コアの接続端面の形状を外部光
ファイバのコア端面と同じ形状とし、上記挿入孔を外部
光ファイバのコアが丁度挿入できる寸法に形成すること
により、光の伝送損失を小さくすることができる。な
お、目的に応じては外部光ファイバのクラッドを挿入で
きるようにしてもよい。

【００２４】次に、本発明の光分岐器の具体的な実施例
について説明する。ポリ−４−メチルペンテン−１（以
下ＰＭＰと云う）を用いて、分岐角度（金型に取付けた
スライドピン２２、２３のなす角度）が１０度、コア径
が１．０ｍｍの光分岐器のクラッド１を射出成形した。
上記スライドピンを抜去し、その空孔に図２で示すよう
なゲート３２，３３と盲栓３１をそれぞれ挿入し、ポリ
スチレン（以下ＰＳｔと云う）をゲート３２，３３から
射出成形してコア２を形成した。

【００２５】次に、コアの各接続端部に、約１２０℃に
加熱した前記鏡面仕上げ用の治具２５の突起部２５’を
挿入，加圧し、冷却するのを待って該治具２５を脱離
し、図１（Ｄ）に示すようなコア２を備えた二分岐の光
分岐器を得た。

【００２６】次に、図２に示すように光分岐器に外部光
ファイバのコア１１，１２，１３をそれぞれ接続し、コ
ア１１からコア１２とコア１３への光の伝送損失を測定
したところ、その伝送損失はそれぞれ３．４ｄＢであっ
た。

【００２７】〔実施例２〕実施例１と同様にクラッド１
としてＰＭＰを用い、分岐角度１０度でコア径が１．０
ｍｍのものを射出成形し、コア２としてＰＳｔを射出成
形して二分岐光分岐器を得た。なお、本実施例において
は、スライドピン２１，２２，２３として段付きのスラ
イドピン（外部光ファイバの挿入孔に対応する部分が外
部光ファイバのクラッド径と同じ段差を有する）を用い
た。また、前記光分岐器のコア２の端面の鏡面仕上げ用
の治具２５もその突起２５’が外部光ファイバのクラッ
ド径を有するものを用いた。

【００２８】これによって、図３に示すように外部光フ
ァイバのクラッド部が光分岐器のコア２の接続端部まで
挿入される。即ち、本実施例においては、外部光ファイ
バの接続端部は切断して研磨するだけでよく、実施例１
のようにコア部を露出させる必要がないので接続作業が
より容易となる。

【００２９】上記光分岐器のコア１１からコア１２，１
３への光伝送損失はそれぞれ３．５ｄＢであった。

【００３０】〔実施例３〕実施例２と同様にクラッド１
としてＰＭＰを、コア２としてＰＳｔを用い、各分岐角
度が２０度の四分岐の光分岐器を作成した。コア１１か
ら各コアへの光の伝送損失はそれぞれ７．０ｄＢであっ
た。

【００３１】前記の各実施例においては、光分岐器自体
をクラッド樹脂で一体成形しているが、光ファイバのク
ラッドと同様にコア２部の表面層にクラッドを形成し、
その上にクラッド樹脂とは異なる他の樹脂で分岐器の他
の部分（例えば基板）を構成した光分岐器であってもよ
い。

【００３２】次に、図４に本発明の光分岐器とそれを収
納した保持器の模式側断面図を示す。該保持器は金属製
保持フェルール１０を備えた保護カバー８によって外部
コア１１，１２と接続される。金属製保持フェルール１
０には外部コア１１，１２を差し込むだけで容易に取付
けられるように構成されている。光分岐器を交換する際
には外部コア１１，１２を切断して行う。

【００３３】また、前記各実施例で得た光分岐器は、信
号光の入射方向を逆にして用いることにより、光結合器
となることは説明するまでもない。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、光分岐器と光ファイバ
との接続が容易であり接続損失を低減することができ
る。

【００３５】また、スライドピンを用いることにより、
３分岐以上の光分岐器でも容易に作成することができる
ので量産性に優れている。

【００３６】また、従来の基板を２枚重ね樹脂を注入し
て成形する光分岐器のように「ばり」が発生しないの
で、これに基づく光伝送損失がない。

【００３７】本発明の光分岐器は、各種の信号または情
報を光に変換して伝送する電子装置の光ファイバの分
岐，結合に利用することにより外部電磁波等の影響が極
めて少なく、光伝送損失の少ない伝送手段を提供するこ
とができる。例えば、ビデオテープレコーダ等のビデオ
信号、または、自動車、産業機器等の各種制御信号の分
岐，結合に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光分岐器の一製造工程を示す模式断面
図である。

【図２】本発明の実施例１の光分岐器の模式断面図であ
る。

【図３】本発明の実施例２の光分岐器の模式断面図であ
る。

【図４】本発明の光分岐器を保持器に収納した状態を示
す模式側断面図である。

【符号の説明】

１…クラッド、２，１１，１２，１３…コア、８…保護
カバー、１０…金属製保持フェルール、２１，２２，２
３…スライドピン、２４…金型、２５，鏡面仕上げ用治
具、２６…ヒーター、２７…コアの分岐点部（スライド
ピン先端部）、３１…盲栓、３２，３３…コア注入用ゲ
ート、４１，４２，４３…挿入孔。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者竹沢由高茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者丹野清吉茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者大原周一茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光を伝送するコアと、該コアを包囲して設
けられたコアよりも低屈折率のクラッドと、前記コアが
少なくとも２つに分岐した分岐部を有する樹脂製光分岐
器であって、該光分岐器は接続する外部の光ファイバコ
アの接続端部を挿入することにより光分岐器内のコアの
接続端部と接続される挿入孔が設けられていることを特
徴とする樹脂製光分岐器。
【請求項２】前記挿入孔が、接続する外部の光ファイバ
のコアまたはクラッドの接続端部と実質的に同じ寸法に
形成されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂
製光分岐器。
【請求項３】前記クラッドが、光分岐器本体を兼ねてい
ることを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂製光
分岐器。
【請求項４】光を伝送するコアと、該コアを包囲して設
けられたコアよりも低屈折率のクラッドと、該クラッド
を内蔵する保護カバーを備え、前記コアが前記クラッド
内において２以上に分岐されて成る光分岐器であって、
前記クラッドが樹脂材料からなる単一の成型体で構成さ
れ、接続する外部の光ファイバコアの接続端部を挿入す
ることにより光分岐器内のコアの接続端部と接続される
挿入孔が設けられていることを特徴とする樹脂製光分岐
器。
【請求項５】前記保護カバーは保持フェルールを備え、
接続する外部の光ファイバの接続端部を前記挿入孔に挿
入後、支持されるよう構成されていることを特徴とする
請求項４に記載の光分岐器。
【請求項６】２つ以上に分岐された光を伝送するコア部
と、該コアを包囲して設けられ前記コアよりも低屈折率
のクラッド部を有する樹脂製光分岐器の製法において、コア部を形成するためのスライドピンを分岐コアの数だ
け所定の位置に取付けた金型内にクラッド樹脂を注入，
硬化する工程、前記スライドピンを抜去し、成形品を前記金型より取り
出す工程、前記スライドピンを抜去した空孔部に、外部光ファイバ
の接続用の挿入孔部を残してコア材が注入できる注入ゲ
ートを挿入する工程、該注入ゲートより前記空孔部にコア樹脂を注入して分岐
コアを形成する工程、前記各注入ゲートを抜去し、コア樹脂の軟化点以上に加
熱された鏡面仕上げ用の治具を挿入し、前記コアの端面
を加熱圧着して局部的に軟化し、該治具を冷却後脱離す
る工程、を含む樹脂製光分岐器の製法。
【請求項７】前記金型内の所定の位置に設けた各スライ
ドピンは、コアの分岐点部において互いに着脱自在に嵌
め合わせたことを特徴とする請求項６に記載の樹脂製光
分岐器の製法。
【請求項８】前記クラッドを熱硬化性樹脂または熱可塑
性樹脂を用いて射出成形により成形することを特徴とす
る請求項６または７に記載の樹脂製光分岐器の製法。
【請求項９】前記鏡面仕上げ用の治具の加熱温度は前記
クラッドを構成する樹脂の軟化温度よりも低温とするこ
とを特徴とする請求項８に記載の樹脂製光分岐器の製
法。