JPH0664215B2 - 単一モ−ド光フアイバの接続方法 - Google Patents
単一モ−ド光フアイバの接続方法Info
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- JPH0664215B2 JPH0664215B2 JP61031784A JP3178486A JPH0664215B2 JP H0664215 B2 JPH0664215 B2 JP H0664215B2 JP 61031784 A JP61031784 A JP 61031784A JP 3178486 A JP3178486 A JP 3178486A JP H0664215 B2 JPH0664215 B2 JP H0664215B2
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- Japan
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- optical fiber
- connection
- mode
- mode optical
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、モードフィールド径の異なる単一モード光フ
ァイバの接続方法に関するものである。
ァイバの接続方法に関するものである。
単一モード光ファイバの接続損失要因は、大まかに、軸
ずれ，角度ずれ，接続点のコアの不整，モードフィール
ド径の違いの４つに分けることができる。ここでモード
フィールド径とは光ファイバのコア内部を通る、光ビー
ム（ガウスビーム）の電界分布が最大値の１／ｅになる
半径（ただしｅは自然対数の底）である。このうちで、
軸ずれ，角度ずれ，コアの不整は接続方法および装置に
よって軽減できても、モードフィールド径の違いによる
損失は取り除くことができない本質的な接続損失とし
て、これまで取り扱われてきた。
ずれ，角度ずれ，接続点のコアの不整，モードフィール
ド径の違いの４つに分けることができる。ここでモード
フィールド径とは光ファイバのコア内部を通る、光ビー
ム（ガウスビーム）の電界分布が最大値の１／ｅになる
半径（ただしｅは自然対数の底）である。このうちで、
軸ずれ，角度ずれ，コアの不整は接続方法および装置に
よって軽減できても、モードフィールド径の違いによる
損失は取り除くことができない本質的な接続損失とし
て、これまで取り扱われてきた。
唯一、第４図に示すように、単一モード光ファイバ１お
よび２のうち、モードフィールド径の小さい方のファイ
バ２をテーパ状に細く加工してテーパ加工部３を形成
し、接続点４でモードフィールド径を拡大し、フィール
ド不整合損失を低下させる手段が考えられた。ここで、
5,6はコアを示している。
よび２のうち、モードフィールド径の小さい方のファイ
バ２をテーパ状に細く加工してテーパ加工部３を形成
し、接続点４でモードフィールド径を拡大し、フィール
ド不整合損失を低下させる手段が考えられた。ここで、
5,6はコアを示している。
しかし、現実には、第４図からも明らかなように、ファ
イバ外径差が大きくなりすぎるために、接続点４に外部
応力が集中することになり、その結果、接続部分は強度
的にきわめて弱い構造となる。加えて、外径差の極端に
異なる単一モード光ファイバの接続は、融着においては
溶融速度が異なるために条件がきわめて難しく、しかも
また、Ｖ溝等による外径合わせ接続が適用できない等多
くの問題を有していた。
イバ外径差が大きくなりすぎるために、接続点４に外部
応力が集中することになり、その結果、接続部分は強度
的にきわめて弱い構造となる。加えて、外径差の極端に
異なる単一モード光ファイバの接続は、融着においては
溶融速度が異なるために条件がきわめて難しく、しかも
また、Ｖ溝等による外径合わせ接続が適用できない等多
くの問題を有していた。
なお、ファイバ外径を細くテーパ状にすることによって
モードフィールド径ωを拡大するときのモードフィール
ド径の比とテーパ比との関係を第５図に示す。第５図か
らわかるように、テーパ比を変えることによって任意所
望のモードフィールド径を得ることは、理論的には簡単
にみえるものの、テーパ部での損失を小さくし、目的と
するモードフィールド径の所で端面を切り出すことは非
常に難しい。
モードフィールド径ωを拡大するときのモードフィール
ド径の比とテーパ比との関係を第５図に示す。第５図か
らわかるように、テーパ比を変えることによって任意所
望のモードフィールド径を得ることは、理論的には簡単
にみえるものの、テーパ部での損失を小さくし、目的と
するモードフィールド径の所で端面を切り出すことは非
常に難しい。
そこで、本発明の目的は、上述の点に鑑みて、モードフ
ィールド径の異なる単一モード光ファイバを接続するう
えで、必然的に生じてくるモードフィールド不整合損失
を軽減するために、ファイバ外径が同一でモードフィー
ルド径が少しずつ異なる光ファイバをフィールド径の大
きさの順に接続し、外径偏差による接続点の強度劣化を
除去するとともに、作業性および信頼性にすぐれたモー
ドフィールド径の異なる単一モード光ファイバの接続方
法を提供することにある。
ィールド径の異なる単一モード光ファイバを接続するう
えで、必然的に生じてくるモードフィールド不整合損失
を軽減するために、ファイバ外径が同一でモードフィー
ルド径が少しずつ異なる光ファイバをフィールド径の大
きさの順に接続し、外径偏差による接続点の強度劣化を
除去するとともに、作業性および信頼性にすぐれたモー
ドフィールド径の異なる単一モード光ファイバの接続方
法を提供することにある。
このような目的を達成するために、本発明は、接続する
モードフィールド径の異なる２本の光ファイバのモード
フィールド不整合損失を軽減するために、予め準備した
種々のモードフィールド径の異なる複数の光ファイバの
中から、目的の２本の光ファイバのモードフィールド径
の間に存在するファイバだけを選び出し、これら光ファ
イバを目的の光ファイバの中間で、モードフィールド径
の大きさの順に接続する。
モードフィールド径の異なる２本の光ファイバのモード
フィールド不整合損失を軽減するために、予め準備した
種々のモードフィールド径の異なる複数の光ファイバの
中から、目的の２本の光ファイバのモードフィールド径
の間に存在するファイバだけを選び出し、これら光ファ
イバを目的の光ファイバの中間で、モードフィールド径
の大きさの順に接続する。
すなわち、本発明は、伝搬モードのフィールド径が互い
に異なる単一モード光ファイバを接続するにあたり、大
径の方の単一モード光ファイバのモードフィールド径を
ω０、小径の方の単一モード光ファイバのモードフィー
ルド径をωｎとするときに、ω０とωｎの間に存在する
異なるモードフィールド径ω１，ω２，……，ωｎ− １
をもつ複数の単一モード光ファイバを用意し、これらの
単一モード光ファイバをモードフィールド径の大きさの
順序に、ω０＞ω１＞ω２＞……＞ωｎなる関係で相互
に接続する。
に異なる単一モード光ファイバを接続するにあたり、大
径の方の単一モード光ファイバのモードフィールド径を
ω０、小径の方の単一モード光ファイバのモードフィー
ルド径をωｎとするときに、ω０とωｎの間に存在する
異なるモードフィールド径ω１，ω２，……，ωｎ− １
をもつ複数の単一モード光ファイバを用意し、これらの
単一モード光ファイバをモードフィールド径の大きさの
順序に、ω０＞ω１＞ω２＞……＞ωｎなる関係で相互
に接続する。
従来技術とは、ファイバ外径を変化しない他、複数の接
続点を有することなどが異なる。
続点を有することなどが異なる。
〔作 用〕 本発明では、モードフィールド径の異なる複数のファイ
バを分割接続することによって低損失な接続を達成でき
る。
バを分割接続することによって低損失な接続を達成でき
る。
以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳細かつ具体
的に説明する。
的に説明する。
第１図は本発明の一実施例を示し、伝搬モードのフィー
ルド径が互いに異なる２つの単一モード光ファイバ11と
12、たとえば大径の光ファイバ11と小径の光ファイバ12
とを接続するにあたって、各光ファイバ11および12のモ
ードフィールド径を、それぞれ、ω０およびω１とする
ときに、ω０とω１との間のモードフィールド径ω１，
ω２，……，ωｎ− １をもつ単一モード光ファイバ13,1
4,……,15をあらかじめ用意しておく。そして、これら
光ファイバ11,12,13,14,……,15を、ω０＞ω１＞ω２
＞……＞ωｎ− １＞ωｎの順序に接続する。
ルド径が互いに異なる２つの単一モード光ファイバ11と
12、たとえば大径の光ファイバ11と小径の光ファイバ12
とを接続するにあたって、各光ファイバ11および12のモ
ードフィールド径を、それぞれ、ω０およびω１とする
ときに、ω０とω１との間のモードフィールド径ω１，
ω２，……，ωｎ− １をもつ単一モード光ファイバ13,1
4,……,15をあらかじめ用意しておく。そして、これら
光ファイバ11,12,13,14,……,15を、ω０＞ω１＞ω２
＞……＞ωｎ− １＞ωｎの順序に接続する。
一般に、単一モード光ファイバの接続におけるモードフ
ィールド不整合損失αｆは、接続する両ファイバのモー
ドフィールド径の比（ω０／ω１）をγとして次式で表
される。
ィールド不整合損失αｆは、接続する両ファイバのモー
ドフィールド径の比（ω０／ω１）をγとして次式で表
される。
αｆ＝−20・log｛２γ／（γ２＋１）｝（dB） （１） ここで対象とするγ＞１の領域において、αｆの１次お
よび２次微分が ｄαｆ／ｄγ＜0,d２αｆ／ｄ２γ＞０ （２） となるため、第６図に示す従来例のように１回で接続す
る場合の損失α０と第１図のようにω０＞ωｉ＞ωｎな
るファイバをｎ回に分割して接続した本発明の場合の接
続損失の和Σαｉの関係は次式のようになる。
よび２次微分が ｄαｆ／ｄγ＜0,d２αｆ／ｄ２γ＞０ （２） となるため、第６図に示す従来例のように１回で接続す
る場合の損失α０と第１図のようにω０＞ωｉ＞ωｎな
るファイバをｎ回に分割して接続した本発明の場合の接
続損失の和Σαｉの関係は次式のようになる。
Σ−20・log｛２ωｉ− １ωｉ／（ωｉ− １ ２＋ω
ｉ２）｝ ＜−20・log｛２ω０ωｎ／（ω０ ２＋ωｎ２）｝ ∴Σαｉ＜α０ （ｉ＝1,2,…,n） （３） たとえば、ｎ回に等分割したときには、実際の接続損失
αｓは αｓ＝Σαｍ＋Σαｉ ＝ｎαｍ−20Σlog｛2C１Ｃ２／（Ｃ１ ２＋Ｃ２ ２）｝ となる。ここで、Ｃ１およびＣ２は Ｃ１＝ω０−（ω０−ωｎ）（ｉ−１）／ｎ Ｃ２＝ω０−（ω０−ωｎ）ｉ／ｎ （４） である。また、αｍは１接続点当りのモードフィールド
不整合以外の平均損失である。
ｉ２）｝ ＜−20・log｛２ω０ωｎ／（ω０ ２＋ωｎ２）｝ ∴Σαｉ＜α０ （ｉ＝1,2,…,n） （３） たとえば、ｎ回に等分割したときには、実際の接続損失
αｓは αｓ＝Σαｍ＋Σαｉ ＝ｎαｍ−20Σlog｛2C１Ｃ２／（Ｃ１ ２＋Ｃ２ ２）｝ となる。ここで、Ｃ１およびＣ２は Ｃ１＝ω０−（ω０−ωｎ）（ｉ−１）／ｎ Ｃ２＝ω０−（ω０−ωｎ）ｉ／ｎ （４） である。また、αｍは１接続点当りのモードフィールド
不整合以外の平均損失である。
第２図は、αｍ＝0.05dBとして場合の本発明接続法によ
る接続損失の改善効果を種々のγに対して表したもので
ある。分割数ｎ＝３のときに、従来の直接接続（ｎ＝
１）と比較して、損失をdBでほぼ１／２に改善できるこ
とがわかる。なお、本発明接続法では、損失は接続点間
の距離には依存せず、したがって接続間隔を任意に所望
に選ぶことができる利点もある。
る接続損失の改善効果を種々のγに対して表したもので
ある。分割数ｎ＝３のときに、従来の直接接続（ｎ＝
１）と比較して、損失をdBでほぼ１／２に改善できるこ
とがわかる。なお、本発明接続法では、損失は接続点間
の距離には依存せず、したがって接続間隔を任意に所望
に選ぶことができる利点もある。
次に、ｎ＝３としたときの接続実験の構成を第３図に示
す。第３図において、実験に使用した単一モード光ファ
イバ１と２との間の接続点の損失をα０、単一モード光
ファイバ11と13、13と14、14と12との各接続点の損失を
α１，α２，α３とする。この実験で使用した光ファイ
バのモードフィールド径を第１表に示す。
す。第３図において、実験に使用した単一モード光ファ
イバ１と２との間の接続点の損失をα０、単一モード光
ファイバ11と13、13と14、14と12との各接続点の損失を
α１，α２，α３とする。この実験で使用した光ファイ
バのモードフィールド径を第１表に示す。
第２表は実験結果であり、表中の論理値は式（１）より
求めたものである。
求めたものである。
第２表の実験値は軸調心形融着接続装置を用いて１接続
点当り５回の接続を行い、その平均値を示したものであ
る。本発明による分割接続（α１＋α２＋α３）および
従来の直接接続（α０）によって得られる損失は、それ
ぞれ、理論値で0.41dB、1.07dB、実験値で0.57dB、1.15
dBである。これより、実験値において、本発明の場合に
はほぼ式（４）どおり、直接接続の値よりも低損失とな
ることが明らかとなった。
点当り５回の接続を行い、その平均値を示したものであ
る。本発明による分割接続（α１＋α２＋α３）および
従来の直接接続（α０）によって得られる損失は、それ
ぞれ、理論値で0.41dB、1.07dB、実験値で0.57dB、1.15
dBである。これより、実験値において、本発明の場合に
はほぼ式（４）どおり、直接接続の値よりも低損失とな
ることが明らかとなった。
〔発明の効果〕 従来、伝搬モードのフィールド径を自由に変化させるこ
とが極めて難しいために、モードフィールド不整合によ
る損失は取り除け得ない本質的な接続損失として扱われ
てきたのに対し、本発明では、モードフィールド径の異
なる複数のファイバを分割接続することによって低損失
な接続を達成できる。このことは理論的および実験的に
も確められた。たとえば、本発明による３回の分割接続
によって接続損失をdB値で、１／２に低減できる。しか
もまた、本発明接続法によれば、光ファイバ外形を一定
に保てるので、接続部分は強度的にも強く、さらに接続
箇所を数mmおきに設けることにより、全接続点を１本の
熱収縮チューブ補強器内に収めることができるため、本
発明は実用的な方法である。
とが極めて難しいために、モードフィールド不整合によ
る損失は取り除け得ない本質的な接続損失として扱われ
てきたのに対し、本発明では、モードフィールド径の異
なる複数のファイバを分割接続することによって低損失
な接続を達成できる。このことは理論的および実験的に
も確められた。たとえば、本発明による３回の分割接続
によって接続損失をdB値で、１／２に低減できる。しか
もまた、本発明接続法によれば、光ファイバ外形を一定
に保てるので、接続部分は強度的にも強く、さらに接続
箇所を数mmおきに設けることにより、全接続点を１本の
熱収縮チューブ補強器内に収めることができるため、本
発明は実用的な方法である。
第１図は本発明の実施例である分割接続の構成例の説明
図、 第２図は本発明による損失改善効果を示す特性図、 第３図は本発明による分割接続の実験例を示す構成図、 第４図は従来のテーパ加工による接続方法の説明図、 第５図はテーパ比とモードフィールド径比との関係を示
す特性図、 第６図は通常の直接接続の説明図である。 1,2……単一モード光ファイバ、 ３……テーパ加工部、 ４……接続点、 5,6……コア、 11〜15……単一モード光ファイバ、 Ｄ……テーパ加工時の外径、 Ｄ０……初期外径、 ω０，ω１，…，ωｎ……モードフィールド径 Ｖ０……単一モード光ファイバの規格化周波数。
図、 第２図は本発明による損失改善効果を示す特性図、 第３図は本発明による分割接続の実験例を示す構成図、 第４図は従来のテーパ加工による接続方法の説明図、 第５図はテーパ比とモードフィールド径比との関係を示
す特性図、 第６図は通常の直接接続の説明図である。 1,2……単一モード光ファイバ、 ３……テーパ加工部、 ４……接続点、 5,6……コア、 11〜15……単一モード光ファイバ、 Ｄ……テーパ加工時の外径、 Ｄ０……初期外径、 ω０，ω１，…，ωｎ……モードフィールド径 Ｖ０……単一モード光ファイバの規格化周波数。
Claims (1)
- 【請求項１】伝搬モードのフィールド径が互いに異なる
単一モード光ファイバを接続するにあたり、大径の方の
単一モード光ファイバのモードフィールド径をω０、小
径の方の単一モード光ファイバのモードフィールド径を
ωｎとするときに、ω０とωｎの間に存在する異なるモ
ードフィールド径ω１，ω２，…，ωｎ− １をもつ複数
の単一モード光ファイバを用意し、これらの単一モード
光ファイバをモードフィールド径の大きさの順序に、ω
０＞ω１＞ω２＞……＞ωｎなる関係で相互に接続する
ことを特徴とする単一モード光ファイバの接続方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61031784A JPH0664215B2 (ja) | 1986-02-18 | 1986-02-18 | 単一モ−ド光フアイバの接続方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61031784A JPH0664215B2 (ja) | 1986-02-18 | 1986-02-18 | 単一モ−ド光フアイバの接続方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62191806A JPS62191806A (ja) | 1987-08-22 |
| JPH0664215B2 true JPH0664215B2 (ja) | 1994-08-22 |
Family
ID=12340681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61031784A Expired - Fee Related JPH0664215B2 (ja) | 1986-02-18 | 1986-02-18 | 単一モ−ド光フアイバの接続方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0664215B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012172718A1 (ja) * | 2011-06-16 | 2012-12-20 | 富士電機株式会社 | 導光装置及び導光方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0789164B2 (ja) * | 1988-05-24 | 1995-09-27 | 日本電気株式会社 | 光ファイバ・モード整合器 |
| JPH03197903A (ja) * | 1989-12-27 | 1991-08-29 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光ファイバ |
| JP3774159B2 (ja) | 2001-04-03 | 2006-05-10 | 株式会社フジクラ | 分散補償光ファイバの接続構造 |
| JP3888942B2 (ja) * | 2002-07-29 | 2007-03-07 | 昭和電線デバイステクノロジー株式会社 | 光ファイバ部品 |
-
1986
- 1986-02-18 JP JP61031784A patent/JPH0664215B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012172718A1 (ja) * | 2011-06-16 | 2012-12-20 | 富士電機株式会社 | 導光装置及び導光方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62191806A (ja) | 1987-08-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |