JPH06281842A - 複数波長用光ファイバ型カプラおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】複数本の光ファイバを平行に整列させて光結合
部を形成してある光ファイバ型カプラにおいて、光ファ
イバに入射する複数の波長の光結合部における光分岐比
が５０％±５％以内の複数波長用光ファイバ型カプラお
よびその製造方法を提供する。 【構成】複数波長用光ファイバ型カプラは、複数本の光
ファイバ１・２を平行に整列させて光結合部３を形成し
てある光ファイバ型カプラにおいて、光ファイバに入射
する複数の波長1310ｎｍと1550ｎｍの光結合部における
光分岐比が５０％±５％以内で、かつ波長1310ｎｍから
波長1550ｎｍの間の少なくとも一つの波長の光分岐比が
３０％以下または７０％以上である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、通信システムやセンサ
システム等に利用され、光結合、光分岐や合分波の機能
を有する光ファイバ型カプラであって、特に光分岐比の
複数の波長で一定である光ファイバ型カプラおよびその
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバ型カプラは光通信システムの
なかに組み込まれるデバイスであり、光信号を互いに結
合または分岐させたり、あるいは波長の異なる光信号を
合波、分波させるものである。光通信システムにおい
て、波長が異なる複数の光信号を単一の伝送路で伝送す
る、いわゆる波長多重伝送方式では、特に複数の波長で
一定な複数波長用光カプラ（波長無依存カプラ：ＷＩ
Ｃ）が有用な光部品となっている。

【０００３】一方、光分岐比の波長依存性の少ない広波
長域光ファイバ型カプラは、パラメータが互いに異なる
複数の光ファイバ同士を平行に整列させて加熱、融着、
延伸することにより製造することが知られている。例え
ば特開平2-67506 号公報には光ファイバのパラメータの
１つであるカットオフ波長が互いに異なる光ファイバを
組み合わせること、特開平2-73205 号公報には同じくパ
ラメータのうちのコアの屈折率が互いに異なる光ファイ
バを組み合わせること、特開平2-156210号公報には同じ
くパラメータのうちのコア径が互いに異なる光ファイバ
を組み合わせることによって、広波長域光ファイバ型カ
プラが作製されることが開示されている。

【０００４】別な方法として、同一仕様の複数の光ファ
イバのうち、一方の光ファイバのみを予め加工して組み
合わせることも知られている。例えば特開平1-21704 号
公報では予め一方の光ファイバを延伸することにより、
特開平2-236507号公報および特開平3-211511号公報では
エッチングすることにより、夫々得られた光ファイバを
未加工の光ファイバと組み合わせることによって、複数
波長用光ファイバ型カプラが作製されることが開示され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の複数波
長用光カプラの製造方法では、事前にパラメータの異な
る光ファイバを準備する場合、適切な値のパラメータを
用いなければならないためその選択にも十分な配慮が必
要である。適切なパラメータの光ファイバを準備したと
しても、加熱による光ファイバ同士の融着温度、延伸速
度など調整すべき条件が多く製造条件の確立に多大な時
間を要する。さらに問題となる点は異なるパラメータの
光ファイバを用いるとカプラと通信線とのモードフィー
ルド径が異なって接続損失を増加させる要因となってし
まうことである。複数の光ファイバのうち、一方の光フ
ァイバのみを予め加工して組み合わせる方法では、その
事前加工に手間がかかり、量産性の悪いものになってし
まう。

【０００６】本発明は前記の課題を解決するためなされ
たもので、優れた光学的特性を持ち、他の光ファイバと
接続がやりやすい複数波長用光ファイバ型カプラと、そ
の量産性に優れた製造方法を提供することを目的とする
ものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めになされた本発明の複数波長用光ファイバ型カプラを
図１により説明すると以下のとおりである。複数本の同
一パラメータの光ファイバ１および２を平行に整列させ
て光結合部３を形成してある光ファイバ型カプラにおい
て、光ファイバに入射する複数の波長1310ｎｍと1550ｎ
ｍの光結合部における光分岐比が５０％±５％以内で、
かつ波長1310ｎｍから波長1550ｎｍの間の少なくとも一
つの波長の光分岐比が３０％以下または７０％以上であ
る。

【０００８】その複数波長用光ファイバ型カプラの製造
方法を、実施例に対応する図２により説明すると以下の
とおりである。複数本の同一パラメータの光ファイバ１
および２を平行に整列させ、平行に整列された部分を加
熱しながらその前後を把持して引っ張ることにより加熱
融着するとともに延伸して結合部３を形成する。そのと
き整列された複数波長用光ファイバのいずれかの光ファ
イバ１の一端から光を入射させ、前記と同一の光ファイ
バ１または／および整列された別な光ファイバ２から出
射する光量を計測して結合部３の光分岐比を検知して融
着延伸を停止するに際し、光ファイバ型カプラが使用さ
れる複数波長で検知される光ファイバ１および２の光分
岐比が５０％±５％以内の範囲の時に融着延伸を停止さ
せる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図１は本
発明の複数波長用光ファイバ型カプラの概略図である。
同図に示す光ファイバ１および２は、同一パラメータの
波長1310ｎｍ用の単一モード光ファイバであり、ともに
外径が１２５μｍ、屈折率差が0.3 ％、カットオフ波長
が1200ｎｍであり、結合部３で結合している。不図示の
光源からの白色光か波長（1310nm、1550ｎｍ、1310ｎｍ
と1550ｎｍの合波）の入射光線１８は光ファイバ１の入
射側に入射するように配列されており、光ファイバ１・
２の出射側から出射している光線１９・２０は、入射光
線１８が光分岐された出射光線である。

【００１０】入射光線１８は光ファイバ１の入射側に入
射し、結合部３において入射光線18の光量が夫々５０％
の２つの光線に分岐される。分岐された光線は光ファイ
バ１・２の出射側から、夫々出射光線１９および２０と
して出射してゆく。

【００１１】図２は本発明の製造方法により複数波長用
光ファイバ型カプラを製造する実施例の途中の状態を示
す概略図である。単一モード光ファイバ１および２は、
融着延伸のための装置に取り付けられる。装置は、単一
モード光ファイバの２か所を銜えて相互に逆方向に引っ
張るためのクランプ４および５、単一モード光ファイバ
を加熱するための酸水素炎を得るバーナー６を有してい
る。クランプ４および５は、ねじ棒１２とガイド棒１１
および駆動モータＭからなる引っ張り機構に連結してい
る。ねじ棒１２は１本の丸棒の両側に左右逆のねじが切
られており、装置のシャーシ（不図示）に軸支されてい
る。ねじ棒１２は駆動伝達機構であるギア１３および１
４を介して駆動モータＭに連結されている。クランプ４
はねじ棒１２の右ねじと螺合し、クランプ５はねじ棒１
２の左ねじと螺合している。そしてクランプ４および５
は、装置のシャーシに支持されたガイド棒１１に摺動可
能に係合している。さらに装置は所定の波長のレーザ光
を発振する白色光源１７、および光スペクトラムアナラ
イザー１５を有している。

【００１２】単一モード光ファイバ１および２は融着す
べき部分を平行に整列し、クランプ４およびクランプ５
で２か所を銜え、さらに白色光源１７に単一モード光フ
ァイバ１の入力側、光スペクトラムアナライザー１５に
単一モード光ファイバ１の出力側を連結する。平行に整
列した中心部分をバーナー６で加熱し、半溶融の状態に
してから駆動モータＭを回転させると、クランプ４とク
ランプ５は夫々外方向に移動し、単一モード光ファイバ
１および２は引っ張られて融着延伸して光結合部分３が
形成される。このとき光スペクトラムアナライザー１５
で出射光強度の波長依存性を確認しながら延伸してゆ
く。光分岐比の波長周期が240 ｎｍ、光分岐比最大値が
1490ｎｍ、最小値が1370ｎｍとなったとき駆動モータＭ
を停止させ、バーナー６による加熱をとめて融着延伸を
やめる。

【００１３】このようにして製造された複数波長用光フ
ァイバ型カプラの波長ごとの光分岐比を測定した。その
結果、図３に示すように、波長1310ｎｍで光分岐比が５
２％、過剰損失0.12dB、1550ｎｍで光分岐比が４９％、
過剰損失0.08dB、1370ｎｍで光分岐比が３％、1490ｎｍ
で光分岐比９８％であった。

【００１４】図４は本発明の方法による複数波長用光フ
ァイバ型カプラを製造する別な実施例の途中の状態を示
す概略図である。単一モード光ファイバ１および２は、
融着延伸のための装置に取り付けられる。装置の引っ張
り機構は図２と同様のものであり、所定の波長のレーザ
光を発振する光源７（波長1310ｎｍ）・光源１０（波長
1550ｎｍ）、ハーフミラー１６、および光量検出器８、
光量検出器９を有している。

【００１５】単一モード光ファイバ１および２は融着す
べき部分を平行に整列し、クランプ４およびクランプ５
で２か所を銜え、さらに光源７にハーフミラー１６を通
過して単一モード光ファイバ１の入力側、光源１０にハ
ーフミラー１６を反射して単一モード光ファイバ１の入
力側、光量検出器８に単一モード光ファイバ１の出力
側、光量検出器９に単一モード光ファイバ２の出力側を
連結する。平行に整列した中心部分をバーナー６で加熱
し、半溶融の状態にしてから引っ張り機構（不図示）に
よりクランプ４とクランプ５は夫々外方向に移動し、単
一モード光ファイバ１および２は引っ張られて融着延伸
して光結合部分３が形成される。このとき光量検出器８
および光量検出器９で単一モード光ファイバ１および２
からの出力光量の波長依存性を検出し、出射光強度の波
長依存性を確認しながら延伸してゆく。光分岐比が５０
％となったときに融着延伸をやめる。

【００１６】図５は本発明の方法による複数波長用光フ
ァイバ型カプラを製造する別な実施例の途中の状態を示
す概略図である。単一モード光ファイバ１および２は、
融着延伸のための装置に取り付けられる。装置の引っ張
り機構は図２と同様のものであり、所定の波長のレーザ
光を発振する光源７（波長1310ｎｍ）・光源１０（波長
1550ｎｍ）、および光量検出器８、光量検出器９を有し
ている。

【００１７】単一モード光ファイバ１および２は融着す
べき部分を平行に整列し、クランプ４およびクランプ５
で２か所を銜え、さらに光源７に単一モード光ファイバ
１の入力側、光源１０に単一モード光ファイバ２の入力
側、光量検出器８に単一モード光ファイバ１の出力側、
光量検出器９に単一モード光ファイバ２の出力側を連結
する。平行に整列した中心部分をバーナー６で加熱し、
半溶融の状態にしてから引っ張り機構（不図示）により
クランプ４とクランプ５は夫々外方向に移動し、単一モ
ード光ファイバ１および２は引っ張られて融着延伸して
光結合部分３が形成される。このとき光量検出器８およ
び光量検出器９で単一モード光ファイバ１および２から
の出力光量の波長依存性を検出し、出射光強度の波長依
存性を確認しながら延伸してゆく。光分岐比が５０％と
なったときに融着延伸をやめる。

【００１８】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明を適
用した方法で製造した複数波長用単一モード光ファイバ
型カプラは、複数の波長において光分岐比が等分岐さ
れ、受光側に不要な波長の光出射強度を抑えることがで
きる。従来の方法で製造された光ファイバ型カプラのよ
うに、パラメータの異なる複数の光ファイバからできて
いるものではないし、一方の光ファイバを事前加工する
必要もない。そのため優れた光学的特性を持ち、他の光
ファイバと接続がやりやすい複数波長用光ファイバ型カ
プラを量産性よく製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の複数波長用光ファイバ型カプラの概略
図である。

【図２】本発明を適用する方法により複数波長用光ファ
イバ型カプラを製造する実施例の途中の状態を示す概略
図である。

【図３】本発明を適用する方法により製造された複数波
長用単一モード光ファイバ型カプラの波長による光分岐
比の変化を測定した結果を示す概略図である。

【図４】本発明を適用する方法により複数波長用光ファ
イバ型カプラを製造する別な実施例の途中の状態を示す
概略図である。

【図５】本発明を適用する方法により複数波長用光ファ
イバ型カプラを製造する別な実施例の途中の状態を示す
概略図である。

【符号の説明】

１・２は単一モード光ファイバ、３は結合部、４・５は
クランプ、６はバーナー、７・１０は半導体レーザ光
源、８・９は光量検出器、１１はガイド棒、１２はねじ
棒、１３・１４はギア、１５は光スペクトラムアナライ
ザー、１６はハーフミラー、１７は白色光源、１８は入
射光線、１９・２０は出射光線、Ｍは駆動モータであ
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本の光ファイバを平行に整列させて
   光結合部を形成してある光ファイバ型カプラにおいて、
   光ファイバに入射する複数の波長1310ｎｍと1550ｎｍの
   光結合部における光分岐比が５０％±５％以内で、かつ
   波長1310ｎｍから波長1550ｎｍの間の少なくとも一つの
   波長の光分岐比が30％以下または70％以上である複数波
   長用光ファイバ型カプラ。
2. 【請求項２】 複数本の光ファイバを平行に整列させ、
   平行に整列された部分を加熱しながらその前後を把持し
   て引っ張ることにより加熱融着するとともに延伸して結
   合部を形成する光ファイバ型カプラの製造方法におい
   て、同一の光ファイバまたは／および整列された別な光
   ファイバから出射する光量を計測して結合部の光分岐比
   を検知して融着延伸を停止するに際し、光ファイバ型カ
   プラが使用される複数波長で検知される光分岐比が５０
   ％±５％以内の範囲で融着延伸を停止することを特徴と
   する複数波長用光ファイバ型カプラの製造方法。