JPH07318746A - 結合部に高反射率の反射被覆をした光ファイバ光分岐合流器 - Google Patents

結合部に高反射率の反射被覆をした光ファイバ光分岐合流器

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JPH07318746A
JPH07318746A JP12992194A JP12992194A JPH07318746A JP H07318746 A JPH07318746 A JP H07318746A JP 12992194 A JP12992194 A JP 12992194A JP 12992194 A JP12992194 A JP 12992194A JP H07318746 A JPH07318746 A JP H07318746A
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JP
Japan
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optical fiber
optical
coating
high reflectivity
optical fibers
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JP12992194A
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English (en)
Inventor
Mitsuo Takahashi
光雄 高橋
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Seikoh Giken Co Ltd
Original Assignee
Seikoh Giken Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/28Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/2804Optical 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
    • G02B6/2821Optical 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 lateral coupling between contiguous fibres to split or combine optical signals
    • G02B6/2835Optical 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 lateral coupling between contiguous fibres to split or combine optical signals formed or shaped by thermal treatment, e.g. couplers

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光分岐合流器の光ファイバクラッド外周面か
ら光ファイバ伝搬光が外部に漏洩することによって発生
する損失を大幅に低減することができる結合部に高反射
率の反射被覆をした光ファイバ光分岐合流器を提供す
る。 【構成】 2本以上の光ファイバ素線7,8の腹部を接
触させ加熱軟化させながらクラッドを融合させ接触部近
傍でクラッドおよびコアの径が最小になるようになだら
かなテーパ面9,10が両側にできるように引き延ば
す。そして両テーパ延伸部外径面に高反射率の被覆11
を形成する。前記高反射率の被覆11は、誘電体ミラー
コーティング処理、または金,銀,アルミニウムなどの
高反射率金属被覆処理により形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は1本の光ファイバ回路の
伝搬光を2本以上の複数の光ファイバ回路に分岐した
り、または複数の光ファイバ回路に合流させたりする光
分岐合流器、さらに詳しく言えば結合部の光ファイバク
ラッド外周面から光ファイバ伝搬光が外部に漏洩するこ
とによって発生する損失を大幅に低減することができる
結合部に高反射率の反射被覆をした光ファイバ光分岐合
流器に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は加熱延伸形式の光分岐合流器の製
造過程を説明するための略図である。図示の光ファイバ
光分岐合流器は1×2回路光分岐合流器であり、光ファ
イバ素線(optical bare fiber)
1,2の腹部のクラッド102,202を接触させた状
態でガスバーナー3などの加熱源により加熱軟化させ
る。光ファイバ素線1,2を加熱軟化させながら各光フ
ァイバ素線1,2を軸方向に微速度で引っ張ることによ
り2本の光ファイバ素線1,2を中央部4を最小径とす
る両テーパ部5,6が形成され延伸融着される。このよ
うにして製造された1×2回路光分岐合流器素子はガラ
ス保護管(図示しない)に挿入接着して用いる。各光フ
ァイバの断面は中心に伝搬光を通すコア101,201
および伝搬光の外部漏洩を防止するためのクラッド10
2,202が同軸心円に構成されている。光ファイバの
性質として延伸によりテーパ状に細くしていくにつれて
光ファイバコア101,201のモードスポット半径ω
が反比例して拡大する。
【0003】シングルモード光ファイバの場合、光ファ
イバコアの半径aの変化によるモードスポットサイズω
の変化の関係は、“シングルモードファイバスプライス
の損失解析”と題してマーキューズによりベルシステム
技術誌,第56巻,第5号,703頁に記載され、19
77年に出版されている(Marcuse D.,“L
oss analysis of single−mo
de fibersplice”, Bell Sys
tem Technical Journal,56,
5,P.703,1977)。マーキューズによれば、
光ファイバコア半径aの変化によるモードスポットサイ
ズωは、次の式により与えられる。 ω=a(0.65+1.619/V1.5 +2.879/
6 ) ただし、Vは規格化周波数であり、次の式により与えら
れる。すなわち、 V=2πan1 /λ・{2(n1 −n2 )/n1 1/2 ただし、λは光源の波長(μm)、aは光ファイバコア
半径(μm)、n1 は光ファイバコアの屈折率、n2
光ファイバクラッドの屈折率である。一例として、光フ
ァイバ延伸テーパ比とモードスポットサイズω、光ファ
イバコア半径a、および光ファイバクラッド半径bの関
係を図3に示す。
【0004】図3によれば、延伸テーパ比約40%にお
いて光ファイバクラッド半径bとモードスポットサイズ
ωの半径は27〜28μmと同一になることが判る。モ
ードスポットサイズω領域は光学的にコア領域と見做さ
れるのでコア伝搬光はモードスポットω領域ににじみ出
してくる。したがってクラッド層B半径bと同等にモー
ドスポットサイズωが拡大するにつれてコア伝搬光はク
ラッド外周面から放射されるのでテーパ部分において光
損失を発生する。図2に1×2回路光分岐合流器の動作
図を示す。すなわち、光ファイバ1の枝1aからの伝搬
光Paは両テーパ部5、6において各光ファイバ1、2
の拡大されたモードスポットサイズω領域が重なり合う
ことにより光ファイバ1と光ファイバ2は光結合をす
る。したがって伝搬光Paはポート1bに伝搬光Pbお
よびポート2bに伝搬光Pcとなって2分岐出力され
る。ただし前述のようにテーパ部5、6における光の放
射損失があるのでPa=Pb+Pcにはならない。すな
わち次の式で計算される過剰損失EL(Excess
loss)を生ずる。 EL(dB)=−10log{1−(Pb +Pc )/P
a } 過剰損失は0.2〜0.5dB程度の品質のものが市販
されている。なお、それより損失が大きいものは不良品
として廃棄処分されているようである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、1本
の光ファイバ回路の伝搬光を2本以上の複数の光ファイ
バ回路に分岐したり、または複数の光ファイバ回路に合
流させたりする光分岐合流器の光ファイバクラッド外周
面から光ファイバ伝搬光が外部に漏洩することによって
発生する損失を大幅に低減することができる結合部に高
反射率の反射被覆をした光ファイバ光分岐合流器を提供
することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明による結合部に高反射率の反射被覆をした光フ
ァイバ光分岐合流器は、2本以上の光ファイバ素線の腹
部を接触させ加熱軟化させながらクラッドを融合させ接
触部近傍でクラッドおよびコアの径が最小になるように
なだらかなテーパ面が両側にできるように引き延ばして
両テーパ延伸部外径面に高反射率の被覆を形成して構成
されている。前記高反射率の被覆は、誘電体ミラーコー
ティング処理、または金,銀,アルミニウムなどの高反
射率金属被覆処理によるものとすることができる。
【0007】
【実施例】以下図面等を参照して本発明による結合部に
高反射率の反射被覆をした光ファイバ光分岐合流器の実
施例をさらに詳しく説明する。図1に本発明による結合
部に高反射率の反射被覆をした1×2回路光ファイバ光
分岐合流器の実施例を示す。図1において光ファイバ
7,8は両テーパ部9,10を形成するように加熱延伸
融着されている。ここまでの工程は図4を参照して説明
した前述の従来の加工法と同一である。本発明において
は、この後に両テーパ部9,10のクラッド外周全面に
高反射率誘導体ミラーコーティングまたは金,銀,銅お
よびアルミニウムなどの高反射率金属被膜11を蒸着す
る。
【0008】以上のように高反射率被膜11を両テーパ
部9,10のクラッド外周面に付着させることにより、
クラッド半径bよりモードスポットサイズωが大きくな
った場合に光ファイバ内伝搬光Pa,Pb,Pcは当該
高反射率被膜11内面で内面反射されるので外部に放射
されず前記従来例のものに比較して大幅に過剰損失を低
減することができる。本発明による結合部に高反射率の
反射被覆をした光ファイバ光分岐合流器の高反射率の反
射被覆に使用した高反射率の誘電体ミラーコーティング
層および金属蒸着被膜層のうち、誘電体ミラーコーティ
ング層は光入射角度45度以内において反射率98%以
上の光学特性をもっている。また、金,銀,銅,などの
金属蒸着被膜層は直角入射時の反射率はやはり98%以
上であり、これらの事実に関しては、株式会社ニューポ
ートの総合カタログ、J−62頁(1990年)、およ
び丸善株式会社により出版された機械設計便覧89頁
(1973年)に記載されている。
【0009】
【発明の効果】以上詳しく説明したように本発明による
結合部に高反射率の反射被覆をした光ファイバ光分岐合
流器は、2本以上の光ファイバ素線の腹部を接触させ加
熱軟化させながらクラッドを融合させ接触部近傍でクラ
ッドおよびコアの径が最小になるようになだらかなテー
パ面が両側にできるように引き延ばして両テーパ延伸部
外径面に高反射率の被覆を形成して構成されている。す
なわち、本発明による結合部に高反射率の反射被覆をし
た光ファイバ光分岐合流器は、従来の複数本の光ファイ
バの光分岐合流器素子の両テーパ部の光ファイバクラッ
ド外周面に高反射率被膜層を付着する簡単な加工工程を
追加したものである。
【0010】これにより、光ファイバコアのモードスポ
ットサイズ径拡大に起因するテーパ延伸部のクラッド外
周面から外部に放射拡散する光ファイバ内伝搬光を光反
射率被膜面により防止するものである。したがって本発
明の光分岐合流器は従来のものに比較してテーパ面から
外部に放射する光量をゼロにできるので過剰損失が大幅
に低減可能となった。同時にテーパ延伸部の光ファイバ
クラッド外周面に付着した接着剤またはコンタミネーシ
ョンまたは湿度などによる光分岐特性の変動を大幅に低
減できる。さらに付帯的な利点として前記のように高反
射率金属被膜層を用いた場合には光ファイバ延伸部分の
機械強度を補強できるので加工取扱性を改善できる。し
たがって破損頻度の低減による製造コストの低減も可能
になる。本発明の説明は1×2回路光分岐合流器につい
て述べたが、3本以上の光ファイバを使用した光分岐合
流器にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による結合部に高反射率の反射被覆をし
た光ファイバ光分岐合流器の実施例を示す略図である。
【図2】1×2光ファイバ光分岐合流器の動作を説明す
るための略図である。
【図3】光ファイバ延伸テーパ比をモードスポットサイ
ズω、光ファイバコア半径a、および光ファイバクラッ
ド半径bの関係で示すグラフである。
【図4】加熱延伸形式の光分岐合流器の製造過程を説明
するための略図である。
【符号の説明】
1,2,7,8 光ファイバ 3 ガスバーナー 1a,1b,2a,2b 光ファイバブランチ 101,201 光ファイバのコア 102,202 光ファイバのクラッド 4 中心の小径部 5,6 ,9,10 テーパ 11 反射層
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年6月28日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図4
【補正方法】変更
【補正内容】
【図4】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2本以上の光ファイバ素線の腹部を接触
    させ加熱軟化させながらクラッドを融合させ接触部近傍
    でクラッドおよびコアの径が最小になるようになだらか
    なテーパ面が両側にできるように引き延ばして両テーパ
    延伸部外径面に高反射率の被覆を形成して構成した結合
    部に高反射率の反射被覆をした光ファイバ光分岐合流
    器。
  2. 【請求項2】 前記高反射率の被覆は、誘電体ミラーコ
    ーティング処理、または金,銀,アルミニウムなどの高
    反射率金属被覆処理によるものである請求項1記載の結
    合部に高反射率の反射被覆をした光ファイバ光分岐合流
    器。
JP12992194A 1994-05-20 1994-05-20 結合部に高反射率の反射被覆をした光ファイバ光分岐合流器 Pending JPH07318746A (ja)

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EP95104701A EP0683408A1 (en) 1994-05-20 1995-03-30 Optical fibre multiplexer/demultiplexer having a reflection layer outside of an optical coupling portion

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