JPH0721569B2 - 光フアイバ形分配回路およびその製造方法 - Google Patents

光フアイバ形分配回路およびその製造方法

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JPH0721569B2
JPH0721569B2 JP60131808A JP13180885A JPH0721569B2 JP H0721569 B2 JPH0721569 B2 JP H0721569B2 JP 60131808 A JP60131808 A JP 60131808A JP 13180885 A JP13180885 A JP 13180885A JP H0721569 B2 JPH0721569 B2 JP H0721569B2
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克之 井本
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Hitachi Ltd
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  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、光ファイバを伝送する光信号を複数本の光フ
ァイバに分配する光分配回路およびその製造方法に関す
る。
〔発明の背景〕
光ファイバ伝送技術の急速な進展にともない、電子計算
機−電子計算機間や電子計算機−端末間のデータ伝送に
光ファイバを使用する光データリンクの研究開発が活発
に行われている。この光データリンクを構成する上で、
複数本の入力用光ファイバからの光信号をミキシングし
て複数本の出力用光ファイバに低損失で、かつ均等に分
配し得る光スターカプラは必須のデバイスである。
従来、光スターカプラの代表例として第1図に示すバイ
コニカルテーパ型がある(柳井久義編「光通信ハンドブ
ック」朝倉書店発行1982年9月1日,初版第1刷の324
〜325頁参照)。
これは、多数本の光ファイバ1をたばね、加熱しながら
ひねり、延伸を加えて融着し、その中央部にテーパ状領
域2を形成することにより、入力用光ファイバ(テーパ
状領域2の左側)からの光信号を複数本の出力用光ファ
イバ(テーパ状領域2の右側)に分配するものである。
なお同図中、矢印は光信号の進行方向を示す。この光フ
ァイバ束の加熱源として、通常、酸水素バーナ,酸素プ
ロパンバーナ,電気炉,アーク放電装置などが用いられ
る。この構造の光スターカプラは、テーパ状領域2の外
径が非常に細い(たとえば、光ファイバの数が数本の場
合、数10μm〜100数10μm、光ファイバの数が100本程
度でも数100μmである)ために、作業中に破断し易
い。また加熱しすぎたりすると溶断したりする。さらに
テーパ状領域2の表面状態によって光学特性が変動す
る。また空気中や、火炎中に含まれているOHイオン,遷
移金属イオン,アルカリ金属および土類金属イオンなど
が混入して挿入損失を増大させやすい。また、火炎のち
ょっとしたゆらぎによってこのテーパ状領域の形状が乱
れやすく、すなわち、光の分配比が乱れやすい。非常に
歩留りが悪く、再現性,量産性に問題があることがわか
った。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、前記問題点を解決する光ファイバ形分
配回路およびその製造方法を提供することにある。すな
わち、機械的強度が大きく、取扱い易く、光学特性も良
好な光ファイバ形分配回路およびその製造方法にある。
〔発明の概要〕
本発明の光ファイバ形分配回路およびその製造方法は、
光ファイバ束を加熱しながら、ひねり,融着,延伸する
際に、上記光ファイバ束の加熱部に誘電体物質(例えば
ガラス)原料を含む気体を吹付けるか、あるいは加熱用
酸水素バーナに酸素,水素と共に誘電体物質(例えばガ
ラス)原料を含む気体を送り込み火炎加水分解法により
誘電体物質(例えばガラス)微粒子を含む火炎を発生さ
せ、この火炎を上記光ファイバ束に吹付ける方法であ
る。その結果、上記光ファイバ束のひねり,融着,延伸
と共に上記光ファイバ束の外周表面を誘電体物質(例え
ばガラス)で覆うものである。したがって、従来法に比
して、テーパ状領域の外径は太くなり、かつ誘電体物質
で補強,保護されているので、機械的強度の増大と良好
な光学特性を得ることができる。
〔発明の実施例〕
第2図に本発明の光ファイバ形分配回路の実施例を示
す。本例では、誘電体物質としてガラスを用いた場合を
説明する。本図はλ,出力ポート数が共に4の場合の4
対4ポート型光分配回路の製造方法の一例である。6は
ベースであり、4a,4bは光ファイバ束5をつかんで、矢
印14a,14b方向へ回転する機構と、矢印13a,13b方向へ延
伸する機構を有する主軸台である。3は光ファイバ束5
の中のどれか1本の光ファイバ端より光を入射させるた
めの光源である。7は光ファイバ出射端の光強度を検出
するためのホトダイオード検出器である。8はバーナで
あり、この場合、同心円4重管ノズル構造からなってお
り、中心ノズル内にガラス原料用気体を矢印12のごとく
送り込み、そのノズルの外側に設けた第1ノズル内にAr
ガスを矢印10のごとく送り込み、第1ノズルの外側の第
2ノズル内にH2ガスを矢印11のごとく送り込み、そして
最外側ノズル内にO2ガスを矢印9のごとく送り込んだ。
ここで、ガラス原料用気体としては、SiCl4をArガスを
キャリヤガスとして送り込んだ。まず製造方法として
は、光ファイバ束5に矢印14a,14bのごとく回転させて
数回ひねりを加えておく。ついでガラス原料用気体を含
んだ酸水素炎を発生させ、光ファイバ束の中央部を加熱
する。加熱によって軟化した光ファイバ束にさらに上記
方法でひねりを加えながら矢印13a,13b方向に延伸す
る。光ファイバ出射端の光強度がほぼ等しくなった時点
で、ひねりと延伸を停止させ、かつバーナの火炎を消
す。ひねり,融着,延伸部15の外周表面はガラスで被覆
されているので、外径は従来のように細くならない。ガ
ラスによる被覆は補強,保護,光学特性の安定化作用を
する。この被覆は膜のように薄くても効果がある。ここ
でガラス原料用気体には、ハロゲン化物,アルキル化
物,水素化物からなるシリコン化合物および屈折率制御
用化合物を含んだシリコン合物などを用いることができ
る。たとえば、SiCl4以外に、Si(OC2H54,Si(OCH3
4,SiH4などや屈折率を制御するために添加するドーパン
トとして、GeCl4,POCl3,B(OC2H5などである。
第3図は本発明の光ファイバ形分配回路の別の実施例を
示したものである。これは光ファイバ束5をガラス管18
内に挿入し、ガラス管18を酸水素バーナ16で加熱するこ
とにより、上記ガラス管18内の光ファイバ束5を加熱的
に軟化させ、軟化に応じて光ファイバ束5にひねり,融
着,延伸を行なって光ファイバ分配回路を形成させる方
法である。ここで、17a,17bはガラス管18を保持する保
持装置である。19a,19bはガラス管18に設けた穴であ
り、ノズル20a内を矢印12a方向に送り込まれてきたガラ
ス原料用気体を穴19aから導入し、穴19bから排気させる
ものである。20bは排気ガスを矢印12b方向へ排出させる
ためのノズルである。なお、ガラス管18の代わりに、U
字型,V字型、あるいは半割りガラス管を用い、これら管
の開放部よりガラス原料用気体を吹付けるようにする
と、テーパ領域部へのガラス膜形成がより容易となる。
ガラス膜は光ファイバのクラッド部の屈折率と等しいか
それよりも低い屈折率の膜が好ましい。
第4図は本発明の光ファイバ形分配回路の実施例を示し
たものである。これは2対2ポート型光ファイバカプラ
の例である。1a,1bは入力ポートファイバ、1c,1dは出力
ポートファイバ、21はテーパ状領域2の外周部に被覆し
たガラスである。22は光ファイバ束をガラス管18内に固
定するための封止用接着剤である。
本発明は上記実施例に限定されない。たとえば第2図,3
図において、バーナは1本以外に多数本(リングバーナ
も含まれる)用いてもよい。光ファイバは石英系,多成
分系,プラスチック系ファイバのいずれでもよい。ガラ
ス管は石英ガラス管以外に、バイコールガラス管,多成
分系ガラス管でもよい。また屈折率制御用ドーパントを
含んだガラス管、たとえば、ガラス管の内面に上記ドー
パントを含んだガラス層を形成させたものでもよい。ま
たガラス管の外周には耐水性のガラス膜をコーティング
してあってもよい。光ファイバの数は2本以上ならばい
くらでもよい。第3図において、ガラス原料用の気体は
ガラス管の下方部に穴19aを設けて導入してもよい。ま
たガラス管の一方の端から導入してもよい。さらに、第
4図において、穴19aより、高分子重合体の気体、また
は液体を導入し、ガラス管18を加熱することにより、ガ
ラス被覆21の外周表面に高分子重合体をさらに被覆さ
せ、より機械的強度を補強するようにしてもよい。たと
えば、紫外線硬化型樹脂を導入し、紫外線照射によりガ
ラス被覆21の外周表面に上記樹脂を被覆するようにして
もよい。なお、ガラスで被覆する代わりに、上記樹脂で
被覆してもある程度の補強効果を得ることができる。紫
外線硬化型樹脂の導入方法は穴19aより液体(あるいは
気体)状態で導入し、テーパ状領域を上記液体でぬらし
た後(あるいは気体の場合、上記テーパ状領域にふきつ
けた後)、穴19bより排出し、その後に紫外線照射によ
り硬化させ、テーパ状領域外周表面に高分子重合体膜を
形成させる。膜を厚くしたい場合には液体の粘度を濃く
するか、上記作業を何回も繰り返せはよい。
主軸台4a,4bの移動は13a,13bの両方向以外に、13a、あ
るいは13bのいずれか一方のみでもよい。また光ファイ
バ束5のひねりも14a,14bの両方向以外に、14a、あるい
は14bのいずれかのみでもよい。またバーナ8,16は主軸
台4a,4bの13a,13bの移動につれて、同様に13aの方向、
あるいは13bの方向のいずれかへ移動させるようにする
と、テーパ状領域の中央部の外径が細くならないで光を
等分配させることができる。
第4図において、ガラス管18には樹脂を充填し、機械的
振動や衝撃を緩和させるようにしてもよい。
〔発明の効果〕
本発明によれば次のような効果がある。
(1)テーパ状領域の外周に誘電体物質が被覆されてい
るので、機械的強度が大きく、取扱いも容易となる。
(2)上記のごとくテーパ状領域の外径が太いので機械
的振動や衝撃に対しても安定である。
(3)テーパ状領域が誘電体物質で被覆されているの
で、その表面に不純物が付着しても光学特性の劣化がほ
とんどない。また放射損失も小さくなり、低損失特性と
なる。
(4)テーパ状領域を形成しつつ、誘電体物質を被覆さ
せるので、全体として外径が従来のように細くならない
ので、火炎のゆらぎによるテーパ状領域の不要な変形を
抑制でき、結果として分配バラツキの小さい光ファイバ
型スターカプラを得ることができる。また、上記理由に
より、再現性良くできるので、量産化による低コスト化
が可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の光ファイバ形分配回路の概略図、第2図
及び第3図は本発明の光ファイバ形分配回路の製造方法
の実施例説明図、第4図は本発明の光ファイバ形分配回
路の一実施例である。 1,1a〜1d……光ファイバ、2……テーパ状領域、3……
光源、4a,4b……主軸台、5……光ファイバ束、6……
ベース、7……ホトダイオードアレー検出器、8,16……
バーナ、9〜12……ガス導入方向を示す矢印、13a,13b
……主軸台の移動方向を示す矢印、14a,14b……光ファ
イバ束のひねり方向を示す矢印、15……ガラスで被覆さ
れたテーパ状領域、17a,17b……保持装置、18……ガラ
ス管、19a,19b……穴、21a,20b……ノズル、12a,12b…
…ガスの流れ方向を示す矢印、21……ガラス、22……接
着剤。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数本の光ファイバからなる光ファイバ束
    をひねり、融着、延伸してテーパ状領域を形成してなる
    光ファイバ形分配回路において、上記テーパ状領域の外
    周部を誘電体物質で覆い、かつ上記誘電体物質で覆った
    テーパ状領域をガラス容器内に中空保持したことを特徴
    とする光ファイバ形分配回路。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項において、上記ガラ
    ス容器はガラス管、またはU字型、V字型あるいは半割
    り型のガラス容器であることを特徴とする光ファイバ形
    分配回路。
  3. 【請求項3】特許請求の範囲第1項または第2項におい
    て、前記誘電体物質はガラス、高分子重合体、またはこ
    れらの複合物質からなることを特徴とする光ファイバ形
    分配回路。
  4. 【請求項4】特許請求の範囲第1項乃至第3項のいずれ
    かにおいて、前記誘電体物質の屈折率が光ファイバのク
    ラッド部の屈折率と等しいかそれよりも低いことを特徴
    とする光ファイバ形分配回路。
  5. 【請求項5】複数本の光ファイバからなる光ファイバ束
    の中央部を加熱しながらひねり、融着、延伸してテーパ
    状領域を形成させる光ファイバ形分配回路の製造方法に
    おいて、上記光ファイバ束の加熱加工の際に、該加熱部
    に誘電体物質原料を含んだ気体を吹付けてテーパ状領域
    部を誘電体物質で覆ったことを特徴とする光ファイバ形
    分配回路の製造方法。
  6. 【請求項6】特許請求の範囲第5項において、前記誘電
    体物質はガラスであることを特徴とする光ファイバ形分
    配回路の製造方法。
  7. 【請求項7】特許請求の範囲第6項において、前記ガラ
    スの原料用気体として、ハロゲン化物、アルキル化物、
    水素化物からなるシリコン化合物、あるいは屈設率制御
    用ドーパントを含んだシリコン化合物を用いたことを特
    徴とする光ファイバ形分配回路の製造方法。
  8. 【請求項8】複数本の光ファイバからなる光ファイバ束
    の中央部を加熱しながらひねり、融着、延伸してテーパ
    状領域を形成させる光ファイバ形分配回路の製造方法に
    おいて、上記光ファイバ束の加熱加工の際に、加熱用酸
    水素バーナに酸素、水素、誘電体物質原料を含む気体を
    送り、火炎加水分解法により誘電体物質微粒子を含む火
    炎を発生させ、この火炎を該光ファイバ束に吹付けて上
    記テーパ状領域に誘電体物質を形成させることを特徴と
    する光ファイバ形分配回路の製造方法。
  9. 【請求項9】特許請求の範囲第8項において、前記誘電
    体物質はガラスであることを特徴とする光ファイバ形分
    配回路の製造方法。
  10. 【請求項10】特許請求の範囲第9項において、前記ガ
    ラスの原料用気体として、ハロゲン化物、アルキル化
    物、水素化物からなるシリコン化合物、あるいは屈折率
    制御用ドーパントを含んだシリコン化合物を用いたこと
    を特徴とする光ファイバ形分配回路の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS59164522A (ja) * 1983-03-09 1984-09-17 Hitachi Ltd 光分配回路の製造方法

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