JPH0664216B2 - Optical fiber tap - Google Patents
Optical fiber tapInfo
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- JPH0664216B2 JPH0664216B2 JP61235187A JP23518786A JPH0664216B2 JP H0664216 B2 JPH0664216 B2 JP H0664216B2 JP 61235187 A JP61235187 A JP 61235187A JP 23518786 A JP23518786 A JP 23518786A JP H0664216 B2 JPH0664216 B2 JP H0664216B2
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/2804—Optical 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
- G02B6/2852—Optical 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 tapping light guides arranged sidewardly, e.g. in a non-parallel relationship with respect to the bus light guides (light extraction or launching through cladding, with or without surface discontinuities, bent structures)
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4287—Optical modules with tapping or launching means through the surface of the waveguide
- G02B6/4289—Optical modules with tapping or launching means through the surface of the waveguide by inducing bending, microbending or macrobending, to the light guide
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、第１の光ファイバを破壊することなくこの第
１の光ファイバと第２の光ファイバとを光学的に結合さ
せるための光ファイバタップに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an optical fiber for optically coupling a first optical fiber and a second optical fiber without breaking the first optical fiber. It relates to a fiber tap.
本発明は、上記の様な光ファイバタップにおいて、導波
モードの光の一部をクラッドモードの光に変換すると共
に残部を導波モードの光のままで伝搬させるモード変換
領域を第１の光ファイバに形成し、且つ第１の光ファイ
バのモード変換領域と第２の光ファイバの一端部との間
に屈折率が１よりも大きな透光性材料を充填することに
よって、伝送光のモード変換損失を抑制しつつ良好な伝
送特性を有する分岐光を得ることができる様にしたもの
である。According to the present invention, in the above-described optical fiber tap, a mode conversion region for converting a part of the guided mode light into a clad mode light and propagating the rest as the guided mode light as a first light is provided. Mode conversion of transmitted light by forming a fiber and filling a translucent material having a refractive index of greater than 1 between the mode conversion region of the first optical fiber and one end of the second optical fiber. It is possible to obtain the branched light having good transmission characteristics while suppressing the loss.
光通信システムや光波伝送系等においては、幹線光ファ
イバからタップ光ファイバへ光を導いたり、逆にタップ
光ファイバから幹線光ファイバへ光を導いたりしてお
り、そのために光ファイバタップが用いられている。In optical communication systems and lightwave transmission systems, etc., light is guided from the trunk optical fiber to the tap optical fiber, and conversely, light is guided from the tap optical fiber to the trunk optical fiber. ing.
光ファイバタップには各種のものがあるが、幹線光ファ
イバを破壊することなくこの幹線光ファイバとタップ光
ファイバとを光学的に結合させ且つ多モード光ファイバ
用である光ファイバタップとしては、例えば特開昭61−
14607号公報に示されている様な光ファイバタップがあ
る。There are various kinds of optical fiber taps, and as an optical fiber tap for optically coupling the main optical fiber and the tap optical fiber without breaking the main optical fiber and for a multimode optical fiber, for example, JP 61-
There is an optical fiber tap as shown in the 14607 publication.
この非破壊型の光ファイバタップは、幹線光ファイバを
屈曲させ、この屈曲部のモード変換領域において導波モ
ードの光の一部を放射モードの光へモード変換させ、こ
の放射モードの光をタップ光ファイバへ導くと共に、タ
ップ光ファイバから幹線光ファイバへ光を導くものであ
る。This non-destructive optical fiber tap bends the trunk optical fiber, mode-converts part of the guided-mode light into radiation-mode light in the mode-conversion region of this bend, and taps this radiation-mode light. The light is guided to the optical fiber and also from the tap optical fiber to the trunk optical fiber.
ところで、上述の一従来例の様に導波モードの光の一部
を放射モードの光へモード変換させるためには、つまり
幹線光ファイバのコア中の伝送光をクラッド中へ漏光さ
せるのみならずこのクラッド中から幹線光ファイバ外に
まで漏光させるためには、幹線光ファイバの屈曲部の曲
率半径を相当に小さくする必要がある。By the way, in order to perform mode conversion of a part of the guided mode light into the radiated mode light as in the above-mentioned conventional example, that is, not only the transmitted light in the core of the trunk optical fiber is leaked into the clad. In order to leak light from the inside of the clad to the outside of the main optical fiber, it is necessary to considerably reduce the radius of curvature of the bent portion of the main optical fiber.
しかし、幹線光ファイバの屈曲部の曲率半径をあまりに
小さくすると、幹線光ファイバ中の伝送光のモード変換
損失が大きくなってしまう。However, if the radius of curvature of the bent portion of the trunk optical fiber is made too small, the mode conversion loss of the transmitted light in the trunk optical fiber becomes large.
本発明による光ファイバタップでは、コア３及びクラッ
ド５を有する多モード光ファイバから成っており、導波
モードの光の一部をクラッドモードの光に変換すると共
に残部を前記導波モードの光のままで伝搬させるモード
変換領域８を形成する屈曲部1aを有している第１の光フ
ァイバ１と、一端部2aが前記モード変換領域８の近傍に
配されている第２の光ファイバ２と、前記モード変換領
域８と前記一端部2aとの間に充填されており、屈折率が
１よりも大きく、前記モード変換領域８から前記クラッ
ドモードの光を取り出して前記一端部2aへ導く透光性材
料とを夫々具備している。The optical fiber tap according to the present invention comprises a multimode optical fiber having a core 3 and a clad 5, and converts a part of the guided mode light into clad mode light and the rest of the guided mode light. A first optical fiber 1 having a bent portion 1a which forms a mode conversion region 8 for propagating up to the end, and a second optical fiber 2 whose one end 2a is arranged in the vicinity of the mode conversion region 8. , A translucent light which is filled between the mode conversion region 8 and the one end 2a, has a refractive index of more than 1, and extracts the light of the cladding mode from the mode conversion region 8 and guides it to the one end 2a. And a conductive material, respectively.
本発明による光ファイバタップでは、第１の光ファイバ
１のモード変換領域８では、導波モードの光の一部がク
ラッドモードの光に変換されるのみであり残部は導波モ
ードの光のままで伝搬するが、屈折率が１よりも大きく
モード変換領域８からクラッドモードの光を取り出して
第２の光ファイバ２の一端部2aへ導く透光性材料７が、
モード変換領域８と一端部2aとの間に充填されている。In the optical fiber tap according to the present invention, in the mode conversion region 8 of the first optical fiber 1, only a part of the guided mode light is converted into the clad mode light, and the rest remains the guided mode light. The light-transmissive material 7 which propagates at, but has a refractive index larger than 1 and takes out the light of the cladding mode from the mode conversion region 8 and guides it to the one end 2a of the second optical fiber 2,
It is filled between the mode conversion region 8 and the one end 2a.
従って、第１の光ファイバ１のモード変換領域８では、
導波モードの光の一部がクラッドモードの光に変換され
さえすればよく放射モードの光にまでは変換される必要
かないので、屈曲部1aの曲率半径Ｒをあまり小さくする
必要がない。Therefore, in the mode conversion region 8 of the first optical fiber 1,
It is not necessary to reduce the radius of curvature R of the bent portion 1a because it is sufficient that a part of the guided mode light is converted to the cladding mode light and it is not necessary to convert it to the radiation mode light.
以下、本発明の第１及び第２実施例を第１図〜第11図を
参照しながら説明する。The first and second embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 11.
第１図が、第１実施例を示している。この第１実施例で
は、幹線光ファイバ１が曲率半径Ｒの屈曲状態で保持さ
れており、この屈曲によって幹線光ファイバ１には、屈
曲部1aとその両側に連なっている直線部1b、1cとが形成
されている。FIG. 1 shows the first embodiment. In this first embodiment, the trunk optical fiber 1 is held in a bent state with a radius of curvature R, and by this bending, the trunk optical fiber 1 has a bent portion 1a and straight portions 1b and 1c connected to both sides thereof. Are formed.
またタップ光ファイバ２も、その一端部2aが幹線光ファ
イバ１の一方の直線部1bと同軸状に且つ屈曲部1aに接す
る様に保持されている。なお幹線光ファイバ１、タップ
光ファイバ２の何れも、夫々屈折率がｎ１であるコア
３、４及び屈折率がｎ２であるクラッド５、６を有する
多モード光ファイバである。The tap optical fiber 2 is also held so that its one end 2a is coaxial with the one straight portion 1b of the trunk optical fiber 1 and is in contact with the bent portion 1a. Each of the trunk optical fiber 1 and the tap optical fiber 2 is a multimode optical fiber having cores 3 and 4 having a refractive index of n 1 and clads 5 and 6 having a refractive index of n 2 .
幹線光ファイバ１の屈曲部1aのクラッド５とタップ光フ
ァイバ２の一端部2aの端面との間には、屈折率ncが１よ
りも大きな透光性材料７が充填されている。Between the clad 5 of the bent portion 1a of the trunk optical fiber 1 and the end face of the one end portion 2a of the tap optical fiber 2, a translucent material 7 having a refractive index nc larger than 1 is filled.
透光性材料７は紫外線硬化樹脂や熱硬化性樹脂等で構成
されているが、これらの樹脂が硬化前に結合部以外の部
分へ拡散すると光の損失が増加する。従ってこれらの樹
脂は、高粘度であることが好ましく、具体的には硬化前
粘度が100cP以上であることが好ましい。また透光性材
料７は、作業性の良いゲル状材料や高弾性のゴム状成形
品等で構成されていてもよい。The translucent material 7 is composed of an ultraviolet curable resin, a thermosetting resin, or the like, but if these resins diffuse to a portion other than the bonding portion before curing, light loss increases. Therefore, it is preferable that these resins have high viscosity, and specifically, the viscosity before curing is preferably 100 cP or more. Further, the translucent material 7 may be composed of a gel-like material having good workability, a highly elastic rubber-like molded article, or the like.
また、光導波路の形状不整合による損失を低減させるた
めに、透光性材料７は、タップ光ファイバ２の一端部2a
の端面との界面において、一端部2aの端面と略同一の横
断面形状を有している。Further, in order to reduce the loss due to the shape mismatch of the optical waveguide, the translucent material 7 is used as the one end portion 2a of the tap optical fiber 2.
At the interface with the end face of, the cross-sectional shape is substantially the same as the end face of the one end 2a.
この様な第１実施例では、幹線光ファイバ１中を直線部
1bから屈曲部1aへ向かう様に光を伝搬させると、直線部
1bと屈曲部1aとの境界において、両者の保持する界分布
の不整合によって、モード変換損失が生じる（川上彰一
郎著：光導波路、朝倉書店）。従って、直線部1bと屈曲
部1aとの境界近傍が、モード変換領域８となっている。In the first embodiment as described above, a straight line portion is formed in the trunk optical fiber 1.
When light is propagated from 1b to the bent portion 1a, the straight portion
At the boundary between 1b and bent portion 1a, mode conversion loss occurs due to the mismatch of the field distribution held by both (Shoichiro Kawakami: Optical Waveguide, Asakura Shoten). Therefore, the vicinity of the boundary between the straight portion 1b and the bent portion 1a is the mode conversion region 8.
そして、このモード変換領域８において導波モードの光
の一部をクラッドモードの光に変換するのみで放射モー
ドの光にまでは変換しない様に、既述の曲率半径Ｒが選
定されている。従ってこの曲率半径Ｒは、放射モードの
光にまで変換する場合の曲率半径に比べて大きい。In the mode conversion region 8, the above-mentioned radius of curvature R is selected so that only a part of the guided mode light is converted into the cladding mode light but not into the radiation mode light. Therefore, this radius of curvature R is larger than the radius of curvature in the case of converting even the radiation mode light.
モード変換領域８でクラッドモードに変換された光は、
クラッド５中を伝搬してクラッド５と透光性材料７との
界面９へ入射し、この界面９で屈折して透光性材料７中
へ進む。The light converted into the cladding mode in the mode conversion region 8 is
The light propagates through the clad 5 and enters the interface 9 between the clad 5 and the translucent material 7, and is refracted at the interface 9 to proceed into the translucent material 7.
この様にして透光性材料７中へ進む光は、直線部1bの軸
方向にピークを有する様に放射される。これは、マイク
ロ波領域での測定において確認されている現象（E.G.Ne
umann ＆ H.D.Rudolph,“Radiation from Bends i
n Dielectric Rod Transmission Lines",IEEE Tra
ns.Microwave Theory and Techniques,vol.MTT−23,
No1,pp142〜149,1975）と同様の波動現象であると推定
される。The light that travels into the translucent material 7 in this manner is emitted so as to have a peak in the axial direction of the linear portion 1b. This is a phenomenon (EGNe
umann & HDRudolph, “Radiation from Bends i
n Dielectric Rod Transmission Lines ", IEEE Tra
ns.Microwave Theory and Techniques, vol.MTT-23,
No1, pp142〜149,1975).
第２図は、光源として波長660nmのLEDを用い、幹線光フ
ァイバ１としてコア３及びクラッド５の屈折率ｎ１及び
ｎ２が夫々1.492及び1.405であるプラスチック光ファイ
バを用いた場合の、幹線光ファイバ１の定常モード分布
における遠視野像つまり幹線光ファイバ１の屈曲させて
いない状態での遠視野像の実測値を示している。この第
２図から明らかな様に、この遠視野像の光強度は33゜の
半値全幅を有している。FIG. 2 shows a case where an LED having a wavelength of 660 nm is used as a light source, and a plastic optical fiber in which the refractive indices n 1 and n 2 of the core 3 and the cladding 5 are 1.492 and 1.405, respectively, is used as the main optical fiber 1. The actual measurement value of the far-field image in the steady mode distribution of the fiber 1, that is, the far-field image in the state where the trunk optical fiber 1 is not bent is shown. As is apparent from FIG. 2, the light intensity of this far-field image has a full width at half maximum of 33 °.
第３図Ａ及びＢは、第１図の第１実施例において、曲率
半径Ｒ＝10mmとし、透光性材料７として屈折率nc＝1.43
2の紫外線硬化樹脂を用い、第２図に示した様なモード
分布を有する光を直線部1bから屈曲部1aへ向かう様に伝
搬させた場合の、直線部1c及び一端部2aから出射される
光のモード分布を示している。FIGS. 3A and 3B show that in the first embodiment of FIG. 1, the radius of curvature R = 10 mm and the refractive index nc = 1.43 as the translucent material 7.
When the light having the mode distribution as shown in FIG. 2 is propagated from the linear portion 1b toward the bent portion 1a by using the ultraviolet curable resin 2 of FIG. 2, the light is emitted from the linear portion 1c and the one end portion 2a. The mode distribution of light is shown.
第３図Ａから明らかな様に、直線部1Cから出射される光
は、40゜の半値全幅を有しており、モード変換損失が少
ない。As is clear from FIG. 3A, the light emitted from the straight portion 1C has a full width at half maximum of 40 °, and mode conversion loss is small.
また第３図Ｂから明らかな様に、一端部2aから出射され
る光は、21゜の半値全幅を有しており、良好な伝送特性
を有している。Further, as is clear from FIG. 3B, the light emitted from the one end 2a has a full width at half maximum of 21 ° and has a good transmission characteristic.
第３図Ｃは、第２図に示した様なモード分布を有する光
を一端部2aから屈曲部1aへ向かう様に伝搬させた場合
の、直線部1bから出射される光のモード分布を示してい
る。FIG. 3C shows the mode distribution of the light emitted from the linear portion 1b when the light having the mode distribution as shown in FIG. 2 is propagated from the one end 2a toward the bent portion 1a. ing.
この第３図Ｃから明らかな様に、この場合には、高次モ
ード励振が起こっており、半値全幅は58゜である。As is apparent from FIG. 3C, in this case, higher-order mode excitation is occurring and the full width at half maximum is 58 °.
第４図は、直線部1bの軸方向に対する一端部2aの取付角
度θが光の分岐に与える影響を示している。屈曲部1aか
ら放射される光10は、第３図Ｂに示した実測値からも明
らかな様に、直線部1bの軸方向にピークを有している。
従って、直線部1bの軸方向へ放射される光10をタップ光
ファイバ２中へ入射させることができる様に、上述の取
付角度θを選定すればよい。FIG. 4 shows the influence of the attachment angle θ of the one end 2a with respect to the axial direction of the straight portion 1b on the branching of light. The light 10 emitted from the bent portion 1a has a peak in the axial direction of the straight portion 1b, as is clear from the measured values shown in FIG. 3B.
Therefore, the above attachment angle θ may be selected so that the light 10 emitted in the axial direction of the straight portion 1b can be incident on the tap optical fiber 2.
ところで、透光性材料７からタップ光ファイバ２中へ入
射し得る最大の角度θmaxは、 と表わされる。従って、 −θmax≦θ≦θmax の関係が満足される様に取付角度θを選定すればよいこ
とになる。By the way, the maximum angle θmax that can be entered from the translucent material 7 into the tapped optical fiber 2 is Is represented. Therefore, the mounting angle θ should be selected so that the relationship of −θmax ≦ θ ≦ θmax is satisfied.
なお、第４図Ｂに示す様にタップ光ファイバ２から放射
される光11を幹線光ファイバ１中へ入射させる場合も、
光線逆進の原理によって当然に式が成立する。When the light 11 emitted from the tap optical fiber 2 is made to enter the main optical fiber 1 as shown in FIG. 4B,
The formula naturally holds due to the principle of ray reversal.
第５図は、第２実施例を示している。この第２実施例で
は、幹線光ファイバ１の直線部1bと直線部1cとが略平行
となる様に幹線光ファイバ１が180゜だけ屈曲されてお
り、直線部1b、1cの夫々と略同軸状に２本のタップ光フ
ァイバ２、12が保持されている。FIG. 5 shows the second embodiment. In the second embodiment, the trunk optical fiber 1 is bent by 180 ° so that the straight line portion 1b and the straight line portion 1c of the trunk line optical fiber 1 are substantially parallel to each other, and the straight line portions 1b and 1c are substantially coaxial with each other. The two tapped optical fibers 2 and 12 are held in a circular shape.
この様な第２実施例では、幹線光ファイバ１中を直線部
1bから屈曲部1aへ向かう様に伝搬して来た光の一部がタ
ップ光ファイバ２へ分岐し、タップ光ファイバ12中を伝
搬して来た光は幹線光ファイバ１へ入射する。In the second embodiment as described above, a straight line portion is formed in the trunk optical fiber 1.
A part of the light propagating from 1b toward the bent portion 1a is branched to the tap optical fiber 2, and the light propagating in the tap optical fiber 12 is incident on the trunk optical fiber 1.
従って、幹線光ファイバ１とタップ光ファイバ２、12と
の間で光の授受が行われ、この第２実施例は双方向性の
光ファイバタップを形成している。Therefore, light is transmitted and received between the trunk optical fiber 1 and the tap optical fibers 2 and 12, and this second embodiment forms a bidirectional optical fiber tap.
第６図は、透光性材料７の屈折率ncに対する第２実施例
の分岐特性の依存性を示している。ここで、分岐光とは
直線部1b中を伝搬して来て一端部2a中を伝搬して行く光
であり、分岐比とは で定義される値である。但し、Ｐ１は直線部1b中を伝搬
して来て直部1c中を伝搬して行く光の強度であり、Ｐ２
は分岐光の強度である。FIG. 6 shows the dependence of the branching characteristics of the second embodiment on the refractive index nc of the translucent material 7. Here, the branched light is light propagating in the straight line portion 1b and propagating in the one end portion 2a, and the branching ratio is It is a value defined by. However, P 1 is the intensity of light propagating in the straight portion 1b and propagating in the straight portion 1c, and P 2
Is the intensity of the branched light.
第７図は、透光性材料７の屈折率ncに対する第２実施例
の結合特性の依存性を示している。ここで、結合光とは
一端部12a中を伝搬して来て直線部1c中を伝搬して行く
光であり、結合損失とは で定義される値である。但し、Ｐ０は屈曲させていない
状態の幹線光ファイバ１の直線部1b中を伝搬して来て直
線部1c中を伝搬して行く光の強度であり、Ｐ１ ２は結合
光の強度である。FIG. 7 shows the dependence of the coupling characteristics of the second embodiment on the refractive index nc of the translucent material 7. Here, the coupled light is light propagating in the one end portion 12a and propagating in the straight portion 1c, and the coupling loss is It is a value defined by. However, P 0 is the intensity of light coming propagates through the straight portion 1b of the trunk optical fiber 1 with no bent propagates through the straight portion 1c, P 1 2 is the intensity of the combined light is there.
第８図は、透光性材料７の屈折率ncに対する第２実施例
の過剰損失及び挿入損失の依存性を示している。ここで
過剰損失及び挿入損失とは、夫夫、 で定義される値である。FIG. 8 shows the dependence of the excess loss and the insertion loss of the second embodiment on the refractive index nc of the translucent material 7. Here, the excess loss and the insertion loss are husband and wife, It is a value defined by.
以上の第６図〜第８図から明らかな様に、nc≦ｎ１の範
囲では、何れの値も良好な特性を示している。逆に、nc
＞ｎ１の範囲では、分岐比が低下し、分岐光の半値全
幅、結合損失及び過剰損失が増加している。As is clear from FIGS. 6 to 8 described above, in the range of nc ≦ n 1 , all values show good characteristics. Conversely, nc
In the range of> n 1 , the branching ratio is decreased and the full width at half maximum of the branched light, the coupling loss and the excess loss are increased.
特に第６図の分岐特性に注目すると、ncがｎ２に近い
程、伝送光量及び伝送モード特性が良くなっている。何
故ならば、半値全幅は、その値が小さい程、低次モード
成分が多く良好な伝送モード分布を呈しているというこ
とを意味しているからである。Focusing particularly on the branching characteristic in FIG. 6, the closer the nc is to n 2 , the better the transmitted light amount and the transmission mode characteristic. This is because the full width at half maximum means that the smaller the value is, the more the low-order mode components are and the better the transmission mode distribution is.
また、第７図の結合特性に注目すると、nc≒ｎ２で結合
損失が最小となっている。これに対して、結合光の半値
全幅自体はncに対する依存性が少ないが、低次モード成
分は実際にはncが大きくなるに伴って増加している。こ
のことは、第９図からも明らかである。Also, paying attention to the coupling characteristic of FIG. 7, the coupling loss is minimum when nc≈n 2 . On the other hand, the full width at half maximum of the coupled light itself has little dependence on nc, but the low-order mode components actually increase as nc increases. This is also clear from FIG.
即ち、第９図はnc＝ｎ１＝1.492とした場合の結合光の
遠視野像の実測値であるが、nc＝1.432の場合である第
３図Ｃの値に比べて第９図の値の方が低次モード成分の
多いことが分る。That is, FIG. 9 shows the measured value of the far-field image of the combined light when nc = n 1 = 1.492, but the value of FIG. 9 is different from the value of FIG. 3C when nc = 1.432. It can be seen that there are more low order mode components.
つまり、高結合効率に主眼を置く場合にはncの値として
ｎ２に近い値を選定し、低次モード結合に主眼を置く場
合には大きい値のncを選定すればよい。In other words, a value close to n 2 may be selected as the value of nc when focusing on high coupling efficiency, and a large value of nc may be selected when focusing on low-order mode coupling.
更にまた、第８図に注目すると、過剰損失及び挿入損失
も、ncが小さい程、小さい。特に挿入損失は、nc≦ｎ２
の範囲では、幹線光ファイバ１の屈曲部1aで保持されて
いるクラッドモード成分のうちで取り出せる量が現象す
るために、小さくなっている。従って、第６図及び第８
図から、分岐特性に関しては、ｎ２の値に近いncを選定
するのが好ましい。Furthermore, focusing on FIG. 8, the excess loss and the insertion loss are smaller as nc is smaller. Especially, the insertion loss is nc ≦ n 2
In the above range, the amount of the clad mode component held in the bent portion 1a of the trunk optical fiber 1 that can be taken out is a phenomenon, so that it is small. Therefore, FIG. 6 and FIG.
From the figure, regarding branching characteristics, it is preferable to select nc close to the value of n 2 .
第10図Ａ、Ｂは、nc＝ｎ２及びnc＝ｎ１の夫々の場合に
おけるメリジオナル光線近似による光線追跡の結果を示
している。第10図Ｂから、nc＝ｎ１の場合には界面９に
おける全反射のために結合効率が低下している様子が分
る。10A and 10B show the results of ray tracing by the meridional ray approximation in the cases of nc = n 2 and nc = n 1 , respectively. From FIG. 10B, it can be seen that when nc = n 1 , the coupling efficiency is lowered due to the total reflection at the interface 9.
従って、第10図Ｂの様な場合には、タップ光ファイバ２
として低NAの光ファイバを用いることによって、界面９
へ入射する光の成分を限定して結合効率を向上させれば
よい。なおこのことは、タップ光ファイバ２として幹線
光ファイバ１よりも小径の光ファイバを用いることによ
っても達成される。Therefore, in the case of FIG. 10B, the tap optical fiber 2
By using a low NA optical fiber as
The coupling efficiency may be improved by limiting the component of the light incident on the. This can also be achieved by using an optical fiber having a smaller diameter than the trunk optical fiber 1 as the tap optical fiber 2.
第11図は、第２実施例において屈曲部1aへ向かう様に直
線部1bへ入射した光の半値全幅と分岐比並びに直線部1c
及び一端部2aから出射する光の半値全幅との関係、つま
り入射光の半値全幅に対する分岐特性の依存性を示して
いる。FIG. 11 shows the full width at half maximum and the branching ratio of the light incident on the linear portion 1b toward the bent portion 1a and the linear portion 1c in the second embodiment.
And the relationship with the full width at half maximum of the light emitted from the one end 2a, that is, the dependence of the branching characteristics on the full width at half maximum of the incident light.
第11図から明らかな様に、入射光の半値全幅が大きい
程、屈曲部1aの曲率半径Ｒが同じでもクラッドモードへ
変換される光の量が相対的に大きくなって、分岐比が増
加すると共に、タップ光ファイバ２から出射する光の半
値全幅も大きくなっている。As is clear from FIG. 11, as the full width at half maximum of the incident light is larger, the amount of light converted into the cladding mode is relatively larger even if the curvature radius R of the bent portion 1a is the same, and the branching ratio is increased. At the same time, the full width at half maximum of the light emitted from the tap optical fiber 2 is also increased.
しかし、直線部1cから出射する光の半値全幅は、入射光
の半値全幅に対する依存性が小さい。これは、入射光の
うちの高次モード成分はタップ光ファイバ２へ分岐し、
また屈曲部1aにおいてモード間のミキシングが促進され
るためである。However, the full width at half maximum of the light emitted from the straight portion 1c has little dependence on the full width at half maximum of the incident light. This is because the higher-order mode component of the incident light is branched to the tap optical fiber 2.
This is also because mixing between modes is promoted in the bent portion 1a.
つまり、第２実施例は光ファイバタップとしての機能の
他にモードスクランブラとしての機能をも有している。
従って、第２実施例の光ファイバタップを光通信システ
ム等に組み入れる場合に、この様な光ファイバタップを
多段に連結しても、次段の光ファイバタップへは常に安
定したモード分布の光を提供することができる。That is, the second embodiment has a function as a mode scrambler as well as a function as an optical fiber tap.
Therefore, when the optical fiber tap of the second embodiment is incorporated in an optical communication system or the like, even if such optical fiber taps are connected in multiple stages, light having a stable mode distribution is always supplied to the optical fiber tap of the next stage. Can be provided.
〔発明の効果〕 本発明による光ファイバタップでは、第１の光ファイバ
の屈曲部の曲率半径をあまり小さくすることなく第１の
光ファイバと第２の光ファイバとを光学的に結合させる
ことができるので、伝送光のモード変換損失を抑制しつ
つ、良好な伝送特性を有する分岐光を得ることができ
る。[Advantages of the Invention] In the optical fiber tap according to the present invention, the first optical fiber and the second optical fiber can be optically coupled without making the radius of curvature of the bent portion of the first optical fiber too small. Therefore, it is possible to obtain the branched light having good transmission characteristics while suppressing the mode conversion loss of the transmitted light.
第１図は本発明の第１実施例の要部の平面図、第２図は
定常モード時に光ファイバの端面から出射される光の透
視野像を示すグラフ、第３図は第１実施例における光フ
ァイバの端面から出射される光の遠視野像を示すグラ
フ、第４図は第１実施例におけるタップ光ファイバの取
付角度の影響を示す平面図、第５図は第２実施例の要部
の平面図、第６図は透光性材料の屈折率ncに対する第２
実施例の分岐特性の依存性を示すグラフ、第７図は透光
性材料の屈折率ncに対する第２実施例の結合特性の依存
性を示すグラフ、第８図は透光性材料の屈折率ncに対す
る第２実施例の過剰損失及び挿入損失の依存性を示すグ
ラフ、第９図は透光性材料の屈折率が1.492である場合
の第２実施例における結合光の遠視野像を示すグラフ、
第10図は光線追跡の結果を示す第２実施例の平面図、第
11図は入射光の半値全幅に対する第２実施例の分岐特性
の依存性を示すグラフである。 なお図面に用いた符号において、 １……幹線光ファイバ 1a……屈曲部 2,12……タップ光ファイバ 2a,12a……一端部 ３……コア ５……クラッド ７……透光性材料 ８……モード変換領域 である。FIG. 1 is a plan view of an essential part of a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a graph showing a transparent field image of light emitted from an end face of an optical fiber in a steady mode, and FIG. 3 is a first embodiment. 4 is a graph showing a far-field pattern of the light emitted from the end face of the optical fiber in FIG. 4, FIG. 4 is a plan view showing the influence of the mounting angle of the tap optical fiber in the first embodiment, and FIG. 6 is a plan view of the part, and FIG. 6 is a second view with respect to the refractive index nc of the translucent material.
7 is a graph showing the dependence of the branching characteristics of the example, FIG. 7 is a graph showing the dependence of the coupling characteristics of the second example on the refractive index nc of the transparent material, and FIG. 8 is the refractive index of the transparent material. FIG. 9 is a graph showing the dependence of excess loss and insertion loss of the second embodiment on nc, and FIG. 9 is a graph showing the far-field image of the combined light in the second embodiment when the refractive index of the translucent material is 1.492. ,
FIG. 10 is a plan view of the second embodiment showing the result of ray tracing,
FIG. 11 is a graph showing the dependence of the branching characteristics of the second embodiment on the full width at half maximum of the incident light. In the reference numerals used in the drawings, 1 ... Trunk optical fiber 1a ... Bent portion 2, 12 ... Tap optical fiber 2a, 12a ... One end 3 ... Core 5 ... Clad 7 ... Translucent material 8 …… This is the mode conversion area.
フロントページの続き (72)発明者 水島 悦子 神奈川県川崎市多摩区登戸3816 三菱レイ ヨン株式会社内 (72)発明者 伊藤 俊夫 神奈川県川崎市多摩区登戸3816 三菱レイ ヨン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭51−71148（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−14607（ＪＰ，Ａ) 末松、伊賀「光ファイバ通信入門（改訂 ２版）」昭57年11月10日、（株）オーム 社、44〜45頁Front page continuation (72) Inventor Etsuko Mizushima 3816 Mitsubishi Rayon Co., Ltd., Tama Ward, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Toshio Ito 3816 Noborito, Tama Ward, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture (56) Mitsubishi Rayon Co., Ltd. (56) Reference References JP-A-51-71148 (JP, A) JP-A-61-14607 (JP, A) Suematsu, Iga "Introduction to optical fiber communication (revised 2nd edition)" November 10, 57, Ohm Co., Ltd. , Pages 44-45
Claims (10)
イバから成っており、導波モードの光の一部をクラッド
モードの光に変換すると共に残部を前記導波モードの光
のままで伝搬させるモード変換領域を形成する屈曲部を
有している第１の光ファイバと、 一端部が前記モード変換領域の近傍に配されている第２
の光ファイバと、 前記モード変換領域と前記一端部との間に充填されてお
り、屈折率が１よりも大きく、前記モード変換領域から
前記クラッドモードの光を取り出して前記一端部へ導く
透光性材料とを夫々具備する光ファイバタップ。1. A mode comprising a multimode optical fiber having a core and a clad, wherein a part of the guided mode light is converted into a clad mode light and the rest is propagated as the guided mode light as it is. A first optical fiber having a bent portion forming a conversion region, and a second optical fiber having one end arranged in the vicinity of the mode conversion region
Of the optical fiber and the mode conversion region and the one end, and the refractive index is larger than 1, and the light of the cladding mode is extracted from the mode conversion region and guided to the one end. Fiber taps each of which has a conductive material.
記透光性材料中へ放射される光が前記屈曲部において前
記第１の光ファイバ中へ入射する様に前記屈曲部が前記
一端部の近傍に配されている特許請求の範囲第１項に記
載の光ファイバタップ。2. The bent portion has the one end so that the light emitted from the one end portion of the second optical fiber into the translucent material enters the first optical fiber at the bent portion. The optical fiber tap according to claim 1, wherein the optical fiber tap is arranged near the portion.
形成しており、これら複数のモード変換領域に対応して
複数の前記第２の光ファイバが配されている特許請求の
範囲第１項または第２項に記載の光ファイバタップ。3. The bent portion forms a plurality of the mode conversion areas, and a plurality of the second optical fibers are arranged corresponding to the plurality of mode conversion areas. The optical fiber tap according to item 2 or item 2.
またはゴム状成形品の何れかによって構成されている特
許請求の範囲第１項〜第３項の何れか１項に記載の光フ
ァイバタップ。4. The light transmissive material according to claim 1, wherein the light transmissive material is made of a curable resin, a gel material, or a rubber molded article. Optical fiber tap.
の界面においてこの第２の光ファイバの端面と略同一の
横断面形状を有している特許請求の範囲第１項〜第４項
の何れか１項に記載の光ファイバタップ。5. The light transmissive material has substantially the same cross-sectional shape as the end face of the second optical fiber at the interface with the second optical fiber. The optical fiber tap according to any one of 4 above.
ファイバの前記コアの屈折率ｎ１に対してnc≧ｎ１であ
る特許請求の範囲第１項〜第５項の何れか１項に記載の
光ファイバタップ。6. The refractive index nc of the translucent material is nc ≧ n 1 with respect to the refractive index n 1 of the core of the first optical fiber, according to any one of claims 1 to 5. The optical fiber tap according to any one of items.
ファイバの前記コアの屈折率ｎ１及び前記クラッドの屈
折率ｎ２に対してｎ２≦nc＜ｎ１である特許請求の範囲
第１項〜第５項の何れか１項に記載の光ファイバタッ
プ。7. A patent in which the refractive index nc of the transparent material is n 2 ≦ nc <n 1 with respect to the refractive index n 1 of the core and the refractive index n 2 of the clad of the first optical fiber. The optical fiber tap according to any one of claims 1 to 5.
ファイバのNAよりも低い特許請求の範囲第１項〜第７項
の何れか１項に記載の光ファイバタップ。8. The optical fiber tap according to claim 1, wherein the NA of the second optical fiber is lower than the NA of the first optical fiber.
ファイバの径よりも小さい特許請求の範囲第１項〜第７
項の何れか１項に記載の光ファイバタップ。9. The scope of claim 1 to claim 7, wherein the diameter of the second optical fiber is smaller than the diameter of the first optical fiber.
The optical fiber tap according to any one of items.
の屈曲部の全体に亘って一様な曲率半径を有している特
許請求の範囲第１項〜第９項の何れか１項に記載の光フ
ァイバタップ。10. The one of claims 1 to 9 wherein the bent portion of the first optical fiber has a uniform radius of curvature over the entire bent portion. Optical fiber tap described in.
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Publications (2)
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Non-Patent Citations (1)
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