JPH0735922A - マッハ・ツェンダ−装置およびその製造方法 - Google Patents
マッハ・ツェンダ−装置およびその製造方法Info
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- JPH0735922A JPH0735922A JP6081097A JP8109794A JPH0735922A JP H0735922 A JPH0735922 A JP H0735922A JP 6081097 A JP6081097 A JP 6081097A JP 8109794 A JP8109794 A JP 8109794A JP H0735922 A JPH0735922 A JP H0735922A
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- 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
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-
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- G02B6/29352—Mach-Zehnder configuration, i.e. comprising separate splitting and combining means in a light guide
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 環境的に安定したモノリシックのマッハ・ツ
ェンダ−装置を提供すること。 【構成】 この装置はガラスチュ−ブの穴に第１および
第２の非類似の光ファイバを挿通することによって形成
される。チュ−ブが脱気されそして加熱されてファイバ
に対してコラプスされる。チュ−ブがさらに加熱されか
つ２本の光ファイバによって接合された２つのカプラを
形成するために２つの離間した位置で延伸される。ファ
イバはそれら２つのカプラ間の領域において異なる伝播
定数を有しており、それによって一方のファイバ中を伝
播する光信号が他方のファイバ中を伝播する光信号に対
して相対的な遅延を有するようになされる。
ェンダ−装置を提供すること。 【構成】 この装置はガラスチュ−ブの穴に第１および
第２の非類似の光ファイバを挿通することによって形成
される。チュ−ブが脱気されそして加熱されてファイバ
に対してコラプスされる。チュ−ブがさらに加熱されか
つ２本の光ファイバによって接合された２つのカプラを
形成するために２つの離間した位置で延伸される。ファ
イバはそれら２つのカプラ間の領域において異なる伝播
定数を有しており、それによって一方のファイバ中を伝
播する光信号が他方のファイバ中を伝播する光信号に対
して相対的な遅延を有するようになされる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は環境的に安定したマッハ
・ツェンダ−装置およびその装置を作成する方法に関す
る。
・ツェンダ−装置およびその装置を作成する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】狭帯域波長分割マルチプレクサ−（ＷＤ
Ｍ）カプラおよびフィルタの必要性が高まっている。こ
のような装置エルビウム・ファイバ増幅器の利得スペク
トルを修正するために1550nmウインド−で必要とされ
る。それらはトランク・ラインやファイバ対加入者ア−
キテクチャで広く用いられる。
Ｍ）カプラおよびフィルタの必要性が高まっている。こ
のような装置エルビウム・ファイバ増幅器の利得スペク
トルを修正するために1550nmウインド−で必要とされ
る。それらはトランク・ラインやファイバ対加入者ア−
キテクチャで広く用いられる。
【０００３】波長同調部品と固定波長部品との両方が必
要とされている。例えばすべての光ネットワ−クにおい
て、その装置は所望の入来信号を検知するために受信機
側で同調され得る。第２の手法では、複数の信号を送る
ために同調可能なレ−ザが用いられ、そして固定フィル
タを有する受信機を用いることによって所望の信号が検
知される。伝送系も固定レ−ザおよびフィルタの両方を
用い得る。このようなフィルタの波長分離機能は数十ナ
ノメ−トル〜数ナノメ−トルのオ−ダ−であることが必
要である。さらに、これらの部品は環境的に安定してお
りかつ非常に信頼性の高いものであることが必要であ
る。
要とされている。例えばすべての光ネットワ−クにおい
て、その装置は所望の入来信号を検知するために受信機
側で同調され得る。第２の手法では、複数の信号を送る
ために同調可能なレ−ザが用いられ、そして固定フィル
タを有する受信機を用いることによって所望の信号が検
知される。伝送系も固定レ−ザおよびフィルタの両方を
用い得る。このようなフィルタの波長分離機能は数十ナ
ノメ−トル〜数ナノメ−トルのオ−ダ−であることが必
要である。さらに、これらの部品は環境的に安定してお
りかつ非常に信頼性の高いものであることが必要であ
る。
【０００４】マッハ・ツェンダ−・フィルタはそれの狭
帯域波長機能で知られている。ファイバ長の等しくない
２つの減衰カプラを接続することによって１nmのような
狭い通過帯域を有するフィルタが形成されることが提案
されている。OFC Conferenceon Optical Fiber Communi
cation, Minitutorial Sessions, January 22-26, 199
0, page 256 （C.A. Brackettによる"Dense WDM Techni
ques"についてのプレゼンテ−ションの一部）を参照さ
れたい。この手法では再現性および環境的安定性を実現
するのは困難である。なぜなら、接続ファイバが温度変
化やランダムな曲げ力のような外部的不安定化条件を受
けるからである。
帯域波長機能で知られている。ファイバ長の等しくない
２つの減衰カプラを接続することによって１nmのような
狭い通過帯域を有するフィルタが形成されることが提案
されている。OFC Conferenceon Optical Fiber Communi
cation, Minitutorial Sessions, January 22-26, 199
0, page 256 （C.A. Brackettによる"Dense WDM Techni
ques"についてのプレゼンテ−ションの一部）を参照さ
れたい。この手法では再現性および環境的安定性を実現
するのは困難である。なぜなら、接続ファイバが温度変
化やランダムな曲げ力のような外部的不安定化条件を受
けるからである。
【０００５】
【本発明が解決しようとする課題】したがって、本発明
の目的は環境的に安定なマッハ・ツェンダ−装置を提供
することである。他の目的は温度勾配に感応せずかつ不
注意による曲げを生ずるおそれのある力に耐え得るマッ
ハ・ツェンダ−装置を提供することである。さらに他の
目的は改良されたマッハ・ツェンダ−装置を提供するこ
とである。
の目的は環境的に安定なマッハ・ツェンダ−装置を提供
することである。他の目的は温度勾配に感応せずかつ不
注意による曲げを生ずるおそれのある力に耐え得るマッ
ハ・ツェンダ−装置を提供することである。さらに他の
目的は改良されたマッハ・ツェンダ−装置を提供するこ
とである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】簡単に述べると、本発明
はマトリクスガラスの細長い本体を具備しており、その
中を第１および第２の非類似の光ファイバが延長してい
る。この本体はそれらのファイバが異なる伝播定数を有
する移相領域を含んでおり、それによって光信号がその
移相領域内において異なる速度で光ファイバ中を伝播す
る。この本体はさらに移相領域の両端部に２つの離間し
たカプラ領域を含んでいる。
はマトリクスガラスの細長い本体を具備しており、その
中を第１および第２の非類似の光ファイバが延長してい
る。この本体はそれらのファイバが異なる伝播定数を有
する移相領域を含んでおり、それによって光信号がその
移相領域内において異なる速度で光ファイバ中を伝播す
る。この本体はさらに移相領域の両端部に２つの離間し
たカプラ領域を含んでいる。
【０００７】本発明はさらにモノリシックなマッハ・ツ
ェンダ−装置を作成する方法に関する。複数本の光ファ
イバがガラスチュ−ブの穴に挿入され、その後でその穴
が脱気される。そのチュ−ブはそれの第１の領域をファ
イバに対してコラプスさせるように加熱される。このコ
ラプスされた第１の領域の中間領域が延伸されて第１の
結合領域を形成する。チュ−ブは第２の領域においてそ
の第２のチュ−ブ領域をファイバに対してコラプスさせ
るように加熱される。このコラプスされた第２の領域の
中間領域が延伸されて第１の結合領域から離間された第
２の結合領域を形成する。
ェンダ−装置を作成する方法に関する。複数本の光ファ
イバがガラスチュ−ブの穴に挿入され、その後でその穴
が脱気される。そのチュ−ブはそれの第１の領域をファ
イバに対してコラプスさせるように加熱される。このコ
ラプスされた第１の領域の中間領域が延伸されて第１の
結合領域を形成する。チュ−ブは第２の領域においてそ
の第２のチュ−ブ領域をファイバに対してコラプスさせ
るように加熱される。このコラプスされた第２の領域の
中間領域が延伸されて第１の結合領域から離間された第
２の結合領域を形成する。
【０００８】チュ−ブをコラプスさせかつ延伸するため
の２つの異なる技法が存在する。チュ−ブの第１および
第２の領域と、それら２つの領域間におけるチュ−ブの
全体の部分が第１および第２の領域を延伸する前にコラ
プスされ得る。例えば、第１のチュ−ブ領域はチュ−ブ
をファイバに対してコラプスさせるように加熱され得る
とともに、熱源が第２のチュ−ブ領域に到達するまでチ
ュ−ブに対して移動され得る。チュ−ブの第１および第
２の領域は順次延伸され得る。この実施例では、ファイ
バは２つのコラプスされた領域の間のチュ−ブの部分に
おいてチュ−ブのマトリクスガラスに埋設される。
の２つの異なる技法が存在する。チュ−ブの第１および
第２の領域と、それら２つの領域間におけるチュ−ブの
全体の部分が第１および第２の領域を延伸する前にコラ
プスされ得る。例えば、第１のチュ−ブ領域はチュ−ブ
をファイバに対してコラプスさせるように加熱され得る
とともに、熱源が第２のチュ−ブ領域に到達するまでチ
ュ−ブに対して移動され得る。チュ−ブの第１および第
２の領域は順次延伸され得る。この実施例では、ファイ
バは２つのコラプスされた領域の間のチュ−ブの部分に
おいてチュ−ブのマトリクスガラスに埋設される。
【０００９】あるいは、第２のチュ−ブ領域のコラプス
および延伸に先立って第１のチュ−ブ領域がコラプスさ
れかつ延伸されてもよい。この実施例では、チュ−ブが
２つの領域の間に空洞を形成する。ファイバはその空洞
を通って延長しかつ２つの結合領域間の領域におけるマ
トリクスガラスとの接触を最小限に抑えられる。
および延伸に先立って第１のチュ−ブ領域がコラプスさ
れかつ延伸されてもよい。この実施例では、チュ−ブが
２つの領域の間に空洞を形成する。ファイバはその空洞
を通って延長しかつ２つの結合領域間の領域におけるマ
トリクスガラスとの接触を最小限に抑えられる。
【００１０】
【実施例】本発明によれば、マッハ・ツェンダ−装置
（図１）が、移相領域１４によって接合された連結され
たオ−バ−クラッド・カプラ１１および１２を含むモノ
リシック構造として形成される。この装置は、光ファイ
バ１６および１７をマトリクスガラスのチュ−ブ１９の
穴１８に挿入することによって形成される。光ファイバ
はそれぞれコアとこのコアの屈折率より小さい屈折率を
有していてそのコアを包囲したクラッドを具備してい
る。ファイバのコアは異なる屈折率n1およびn1'を有し
うる。またファイバのクラッドは異なる屈折率n2および
n2'を有しうる。ファイバ１６および１７のコアにおけ
るドットの異なる密度は、屈折率の差を示している。フ
ァイバに隣接したマトリクスガラス・チュ−ブの部分の
屈折率n3はいずれかのファイバ・クラッドの最小の屈折
率n2'より小さい。穴には各端部にファイバの挿入を容
易にする漏斗部（図示せず）が設けられうる。チュ−ブ
とファイバの組合せをカプラ・プリフォ−ムと呼ぶこと
にする。
（図１）が、移相領域１４によって接合された連結され
たオ−バ−クラッド・カプラ１１および１２を含むモノ
リシック構造として形成される。この装置は、光ファイ
バ１６および１７をマトリクスガラスのチュ−ブ１９の
穴１８に挿入することによって形成される。光ファイバ
はそれぞれコアとこのコアの屈折率より小さい屈折率を
有していてそのコアを包囲したクラッドを具備してい
る。ファイバのコアは異なる屈折率n1およびn1'を有し
うる。またファイバのクラッドは異なる屈折率n2および
n2'を有しうる。ファイバ１６および１７のコアにおけ
るドットの異なる密度は、屈折率の差を示している。フ
ァイバに隣接したマトリクスガラス・チュ−ブの部分の
屈折率n3はいずれかのファイバ・クラッドの最小の屈折
率n2'より小さい。穴には各端部にファイバの挿入を容
易にする漏斗部（図示せず）が設けられうる。チュ−ブ
とファイバの組合せをカプラ・プリフォ−ムと呼ぶこと
にする。
【００１１】このカプラ・プリフォ−ムは図３の延伸装
置でさらに処理され得る。プリフォ−ム３１がリング・
バ−ナ３４に挿通され、そしてモ−タで制御されるステ
−ジ４５および４６に取り付けられた延伸チャック３２
および３３にクランプされる。ファイバが真空アタッチ
メント４１および４１’に挿通され、そしてその後でそ
れらの真空アタッチメント４１および４１’がプリフォ
−ム３１の端部に封着される。典型的な真空アタッチメ
ントが米国特許第５０１１２５１号に開示されている。
所定の長さの細いゴムチュ−ブ４３の一端部がプリフォ
−ム３１とは反対側の真空アタッチメント４１の端部に
付着され、そのゴムチュ−ブの他方の端部はチュ−ブ・
クランピング手段（図示せず）内に延長している。上方
の真空アタッチメント４１’も同様にしてライン４
２’、チュ−ブ４３’およびチュ−ブ・クランピング手
段と関連している。ファイバの被覆された部分がチュ−
ブ４３および４３’から延長しており、点ａおよびｂ間
においてチュ−ブ内にあるファイバの部分は被覆されて
いない。チュ−ブをその中にを延長したファイバにクラ
ンプするために矢印４４、４４’で示されているように
チュ−ブ４３および４３’に空気圧が送られると、穴１
４がライン４２および４２’を通じて脱気される。
置でさらに処理され得る。プリフォ−ム３１がリング・
バ−ナ３４に挿通され、そしてモ−タで制御されるステ
−ジ４５および４６に取り付けられた延伸チャック３２
および３３にクランプされる。ファイバが真空アタッチ
メント４１および４１’に挿通され、そしてその後でそ
れらの真空アタッチメント４１および４１’がプリフォ
−ム３１の端部に封着される。典型的な真空アタッチメ
ントが米国特許第５０１１２５１号に開示されている。
所定の長さの細いゴムチュ−ブ４３の一端部がプリフォ
−ム３１とは反対側の真空アタッチメント４１の端部に
付着され、そのゴムチュ−ブの他方の端部はチュ−ブ・
クランピング手段（図示せず）内に延長している。上方
の真空アタッチメント４１’も同様にしてライン４
２’、チュ−ブ４３’およびチュ−ブ・クランピング手
段と関連している。ファイバの被覆された部分がチュ−
ブ４３および４３’から延長しており、点ａおよびｂ間
においてチュ−ブ内にあるファイバの部分は被覆されて
いない。チュ−ブをその中にを延長したファイバにクラ
ンプするために矢印４４、４４’で示されているように
チュ−ブ４３および４３’に空気圧が送られると、穴１
４がライン４２および４２’を通じて脱気される。
【００１２】１つの実施例では、点ａおよびｂ間のチュ
−ブの部分が最初にファイバに対してコラプスされる。
プリフォ−ムがチャック３２および３３に固着されかつ
チュ−ブ穴が脱気された後で、チュ−ブは熱を加えられ
た領域でコラプスさせるために第１の端部２３の近傍で
加熱される。チャック３２および３３がバ−ナに対して
プリフォ−ムを移動させ、所望の長さのコラプスされた
チュ−ブが得られるまで、そのコラプスされた領域を端
部２４に向って徐々に延長させる。
−ブの部分が最初にファイバに対してコラプスされる。
プリフォ−ムがチャック３２および３３に固着されかつ
チュ−ブ穴が脱気された後で、チュ−ブは熱を加えられ
た領域でコラプスさせるために第１の端部２３の近傍で
加熱される。チャック３２および３３がバ−ナに対して
プリフォ−ムを移動させ、所望の長さのコラプスされた
チュ−ブが得られるまで、そのコラプスされた領域を端
部２４に向って徐々に延長させる。
【００１３】他の方法では、チャック３２および３３が
固定され、そしてバ−ナ３４がモ−タで制御されるステ
−ジ３５に取り付けられるようになされ得る。バ−ナ３
４は端部２３をコラプスさせるためにその端部の近傍に
初期的に位置決めされ、そしてステ−ジ３５がコラプス
された領域を端部２４に向って延長させるためにプリフ
ォ−ムに対してバ−ナを移動させる。
固定され、そしてバ−ナ３４がモ−タで制御されるステ
−ジ３５に取り付けられるようになされ得る。バ−ナ３
４は端部２３をコラプスさせるためにその端部の近傍に
初期的に位置決めされ、そしてステ−ジ３５がコラプス
された領域を端部２４に向って延長させるためにプリフ
ォ−ムに対してバ−ナを移動させる。
【００１４】その後、チュ−ブの１つの領域を加熱しか
つコンピュ−タで制御されるステ−ジ４５および４６を
反対方向に移動させてその加熱された領域を延伸させる
ことによって、チュ−ブの端部２３の近傍にプリフォ−
ム１１が形成される。このチュ−ブ延伸作業は米国特許
第５０１１２５１号に従って行われ得る。２つのチュ−
ブ端部が互いに離れる方向に移動する速度が合成延伸速
度となる。チュ−ブは一定の速度で延伸されてもよく、
あるいはその延伸速度は連続的にまたはステップ状に変
化してもよい。予め定められた結合が得られた後で延伸
工程は停止することができ、その後で、チュ−ブが再加
熱され、そして第２の延伸速度で延伸が行われるように
なし得る。領域２１は一定の直径を有するが若干のテ−
パが存在し、それによってその領域２１の長手方向の中
心が最小の直径を有するようになされたものとして示さ
れている。このようにして得られたカプラの結合特性は
マトリクスガラス１９とファイバ１６および１７の光学
的および機械的特性のようなパラメ−タおよびネックダ
ウンおよびテ−パ領域の長さおよび形状のようなカプラ
・パラメ−タによって決定されることが知られている。
つコンピュ−タで制御されるステ−ジ４５および４６を
反対方向に移動させてその加熱された領域を延伸させる
ことによって、チュ−ブの端部２３の近傍にプリフォ−
ム１１が形成される。このチュ−ブ延伸作業は米国特許
第５０１１２５１号に従って行われ得る。２つのチュ−
ブ端部が互いに離れる方向に移動する速度が合成延伸速
度となる。チュ−ブは一定の速度で延伸されてもよく、
あるいはその延伸速度は連続的にまたはステップ状に変
化してもよい。予め定められた結合が得られた後で延伸
工程は停止することができ、その後で、チュ−ブが再加
熱され、そして第２の延伸速度で延伸が行われるように
なし得る。領域２１は一定の直径を有するが若干のテ−
パが存在し、それによってその領域２１の長手方向の中
心が最小の直径を有するようになされたものとして示さ
れている。このようにして得られたカプラの結合特性は
マトリクスガラス１９とファイバ１６および１７の光学
的および機械的特性のようなパラメ−タおよびネックダ
ウンおよびテ−パ領域の長さおよび形状のようなカプラ
・パラメ−タによって決定されることが知られている。
【００１５】第１のカプラを形成するためにチュ−ブを
延伸している間に、光パワ−が入力光ファイバに結合さ
れ、そしてカプラ製造工程における処理工程を制御する
ために出力信号がモニタされるようになし得る。下記の
特定の実施例では、延伸時における制御目的のためには
出力パワ−はモニタされなかった。オ−バ−クラッド・
ファイバオプティック・カプラについての従前の経験で
は、各カプラの作成時における両方のステ−ジに対する
合計の延伸距離は通常12mmと16mmの間であった。したが
って、上記特定の実施例で用いられる形式のカプラは、
その範囲内のある距離だけ最初に延伸された。このよう
にして得られた装置の光特性が測定され、そして、所望
の特性をより完全に実現するような態様で、続いて作成
されるカプラの延伸なたは延長距離が調節された。この
方法によって、最適の延伸距離が得られた。上記の実施
例のマッハ・ツェンダ−装置を作成する場合、第１のカ
プラは所望の光特性を得るために、その最適距離だけ延
伸された。入力ファイバに信号が印加され、そして所望
の結合比が得られたことを確認するために出力がモニタ
された。
延伸している間に、光パワ−が入力光ファイバに結合さ
れ、そしてカプラ製造工程における処理工程を制御する
ために出力信号がモニタされるようになし得る。下記の
特定の実施例では、延伸時における制御目的のためには
出力パワ−はモニタされなかった。オ−バ−クラッド・
ファイバオプティック・カプラについての従前の経験で
は、各カプラの作成時における両方のステ−ジに対する
合計の延伸距離は通常12mmと16mmの間であった。したが
って、上記特定の実施例で用いられる形式のカプラは、
その範囲内のある距離だけ最初に延伸された。このよう
にして得られた装置の光特性が測定され、そして、所望
の特性をより完全に実現するような態様で、続いて作成
されるカプラの延伸なたは延長距離が調節された。この
方法によって、最適の延伸距離が得られた。上記の実施
例のマッハ・ツェンダ−装置を作成する場合、第１のカ
プラは所望の光特性を得るために、その最適距離だけ延
伸された。入力ファイバに信号が印加され、そして所望
の結合比が得られたことを確認するために出力がモニタ
された。
【００１６】フィルタまたはＷＤＭカプラとしての最良
の性能を得るために、カプラ１１および１２は実質的に
同一の結合特性を有する。したがって、第２のカプラ１
２は、第１のカプラを形成するために用いられたのと同
一の延伸条件にチュ−ブの該当領域を付してチュ−ブ端
部２４の近傍に形成されることをが好ましい。
の性能を得るために、カプラ１１および１２は実質的に
同一の結合特性を有する。したがって、第２のカプラ１
２は、第１のカプラを形成するために用いられたのと同
一の延伸条件にチュ−ブの該当領域を付してチュ−ブ端
部２４の近傍に形成されることをが好ましい。
【００１７】カプラ１１および１２は色消し（achromat
ic）またはＷＤＭタイプであり得るが、マッハ・ツェン
ダ−装置は、色消しカプラが用いられる場合には、より
広い波長領域にわたって使用できるであろう。色消し性
（achromaticity）を得るためには種々の技法が使用で
きる。
ic）またはＷＤＭタイプであり得るが、マッハ・ツェン
ダ−装置は、色消しカプラが用いられる場合には、より
広い波長領域にわたって使用できるであろう。色消し性
（achromaticity）を得るためには種々の技法が使用で
きる。
【００１８】米国特許第５０１１２５１号によれば、Δ
CLADを(n2 2 - n2'2)/2n2 2に等しいとして、このΔCLAD
の値がゼロより大きいが0.03％より小さくなるような程
度だけ、第１のカプラ・ファイバのクラッドの屈折率n2
を第２のカプラ・ファイバのクラッドの屈折率n2'と異
ならせることによって色消し性が得られる。この屈折率
n2およびn2'の差は、カプラの結合比がある波長帯域に
わたってほとんど変化しないような程度となされる。
CLADを(n2 2 - n2'2)/2n2 2に等しいとして、このΔCLAD
の値がゼロより大きいが0.03％より小さくなるような程
度だけ、第１のカプラ・ファイバのクラッドの屈折率n2
を第２のカプラ・ファイバのクラッドの屈折率n2'と異
ならせることによって色消し性が得られる。この屈折率
n2およびn2'の差は、カプラの結合比がある波長帯域に
わたってほとんど変化しないような程度となされる。
【００１９】１９９２年７月１５日に出願された米国特
許出願第９１３３９０号によれば、Δ2-3を(n2 2 - n3 2)
/2n2 2に等しいとして、このΔ2-3の値が0.125％より小
さくなる程度だけ、結合領域のまわりのマトリクスガラ
スの屈折率n3がn2より小さい場合にカプラが色消し性と
なされ得る。ファイバ・クラッドが異なる屈折率を有す
る場合には、Δ2-3の値を決定するために、最も小さい
クラッド屈折率が用いられる。
許出願第９１３３９０号によれば、Δ2-3を(n2 2 - n3 2)
/2n2 2に等しいとして、このΔ2-3の値が0.125％より小
さくなる程度だけ、結合領域のまわりのマトリクスガラ
スの屈折率n3がn2より小さい場合にカプラが色消し性と
なされ得る。ファイバ・クラッドが異なる屈折率を有す
る場合には、Δ2-3の値を決定するために、最も小さい
クラッド屈折率が用いられる。
【００２０】マッハ・ツェンダ−・フィルタのファイバ
のうちの１本だけがその装置から延長する必要がある。
この装置が形成された後に、装置から延長したファイバ
１７の部分が切断されうる。このファイバ１７の切断さ
れた端部には反射防止終端部が設けられることが好まし
い。
のうちの１本だけがその装置から延長する必要がある。
この装置が形成された後に、装置から延長したファイバ
１７の部分が切断されうる。このファイバ１７の切断さ
れた端部には反射防止終端部が設けられることが好まし
い。
【００２１】図４は他の実施例を示しており、図１に対
応する部分には同一符号にダッシを付けて示されてい
る。ファイバ１７’は毛細管チュ−ブの長さより若干長
い長さにカットされ、かつ被覆材料を完全に時りょされ
得る。反射防止終端部はファイバの端部近傍に炎を放射
しそして加熱された領域を引張りかつ切断することによ
ってファイバ１７’の各端部に形成されうる。その加熱
された領域の先端はガラスを流動させて丸められた端面
２５を形成するためにバ−ナの炎によって加熱される。
この場合、その端面の直径はもとの被覆されていないフ
ァイバの直径に等しいがあるいはそれより若干小さくな
された。反射防止終端部がファイバの両端に形成された
後では、そのファイバの長さ毛細管チュ−ブより若干短
くなる。ファイバ１７’がファイバ１６’の裸の部分と
一緒に漏斗部２５を通じてマトリクスガラス毛細管チュ
−ブの穴に挿入された。その後で、この装置が上述のよ
うにして形成された。ファイバ１６’の一端部は得られ
た装置の入力ポ−トとして機能し、他方の端部はその装
置の出力ポ−トとして機能する。
応する部分には同一符号にダッシを付けて示されてい
る。ファイバ１７’は毛細管チュ−ブの長さより若干長
い長さにカットされ、かつ被覆材料を完全に時りょされ
得る。反射防止終端部はファイバの端部近傍に炎を放射
しそして加熱された領域を引張りかつ切断することによ
ってファイバ１７’の各端部に形成されうる。その加熱
された領域の先端はガラスを流動させて丸められた端面
２５を形成するためにバ−ナの炎によって加熱される。
この場合、その端面の直径はもとの被覆されていないフ
ァイバの直径に等しいがあるいはそれより若干小さくな
された。反射防止終端部がファイバの両端に形成された
後では、そのファイバの長さ毛細管チュ−ブより若干短
くなる。ファイバ１７’がファイバ１６’の裸の部分と
一緒に漏斗部２５を通じてマトリクスガラス毛細管チュ
−ブの穴に挿入された。その後で、この装置が上述のよ
うにして形成された。ファイバ１６’の一端部は得られ
た装置の入力ポ−トとして機能し、他方の端部はその装
置の出力ポ−トとして機能する。
【００２２】図５は従来のマッハ・ツェンダ−装置の概
略図である。２つのカプラＣ1およびＣ2は光ファイバＦ
1およびＦ2によって連結される。減衰型のカプラである
これらのカプラは通常３ｄＢカプラだり、これによって
例えば入力ポ−トに印加される光パワ−がカプラＣ1の
２つの出力の間で均一に分割される。それらのファイバ
のうちの１本がそれに光通路長差を与える手段をＯＰＬ
Ｄを有しており、そのためカプラＣ2の２つの入力の間
に位相偏位が存在する。この位相偏位は従来は例えば長
さの異なるファイバＦ1およびＦ2を用いることによって
あるいはファイバの１つに移相手段を挿入することによ
って与えられていた。このようなマッハ・ツェンダ−装
置は瀘波および切換え機能を与えるために用いられてい
た。しかし、このような装置はファイバＦ1およびＦ2間
の温度差ならびにファイバの一方の他方に対する曲げに
非常に感応しやすい。
略図である。２つのカプラＣ1およびＣ2は光ファイバＦ
1およびＦ2によって連結される。減衰型のカプラである
これらのカプラは通常３ｄＢカプラだり、これによって
例えば入力ポ−トに印加される光パワ−がカプラＣ1の
２つの出力の間で均一に分割される。それらのファイバ
のうちの１本がそれに光通路長差を与える手段をＯＰＬ
Ｄを有しており、そのためカプラＣ2の２つの入力の間
に位相偏位が存在する。この位相偏位は従来は例えば長
さの異なるファイバＦ1およびＦ2を用いることによって
あるいはファイバの１つに移相手段を挿入することによ
って与えられていた。このようなマッハ・ツェンダ−装
置は瀘波および切換え機能を与えるために用いられてい
た。しかし、このような装置はファイバＦ1およびＦ2間
の温度差ならびにファイバの一方の他方に対する曲げに
非常に感応しやすい。
【００２３】本発明によれば、カプラ１１および１２を
接続するファイバ部分１６’および１７’は、それらを
悪影響を及ぼす環境条件から保護するようにマトリクス
ガラス１９内に配置される。例えば、移相領域１４が温
度勾配を受けると、両方のファイバがマトリクスガラス
の影響で本質的に同じ温度を受ける。マトリクスガラス
は曲げに抵抗し、それによって１本のファイバが他のフ
ァイバに対して不注意にも延伸されることがない。
接続するファイバ部分１６’および１７’は、それらを
悪影響を及ぼす環境条件から保護するようにマトリクス
ガラス１９内に配置される。例えば、移相領域１４が温
度勾配を受けると、両方のファイバがマトリクスガラス
の影響で本質的に同じ温度を受ける。マトリクスガラス
は曲げに抵抗し、それによって１本のファイバが他のフ
ァイバに対して不注意にも延伸されることがない。
【００２４】移相領域１４を通って延長するファイバ部
分１６’および１７’の長さは等しいので、それらのフ
ァイバ部分は、カプラ１１からカプラ１２に印加される
２つの信号間に必要な位相偏位を与えるために、異なる
伝播定数を有しなければならない。これは非類似の光フ
ァイバを用いることによって得られる。例えば、ファイ
バ１６のコア直径および／または屈折率分布はファイバ
１７のそれとは異なるものであり得る。ファイバ１６お
よび１７の伝播定数は領域１４で異なっていても、延伸
された結合領域ではファイバのコア直径が非常に小さい
から、カプラ１１および１２のネックダウン領域では実
質的に等しい。カプラ・ファイバ１６および１７のコア
直径および／または屈折率分布の差は、カプラ１１およ
び１２の結合領域の外側においてそれらのファイバ中を
伝播する基本モ−ドの伝播定数（Δβ）間の差となる。
結合領域におけるコアの寸法は小さいから、結合領域の
内側においてファイバ中を伝播する基本モ−ドの伝播定
数（ΔβCR）に対する非類似のコアの影響は大きくな
い。ファイバのクラッド直径が十分に小さくなると、コ
アとクラッドの複合体が結合領域における導波路の光導
波部分として機能し、そして周りの屈折率の低い材料部
分はクラッドとして機能する。したがって、結合領域に
おける隣接したファイバ・クラッド間でパワ−の伝達が
行なわれる。
分１６’および１７’の長さは等しいので、それらのフ
ァイバ部分は、カプラ１１からカプラ１２に印加される
２つの信号間に必要な位相偏位を与えるために、異なる
伝播定数を有しなければならない。これは非類似の光フ
ァイバを用いることによって得られる。例えば、ファイ
バ１６のコア直径および／または屈折率分布はファイバ
１７のそれとは異なるものであり得る。ファイバ１６お
よび１７の伝播定数は領域１４で異なっていても、延伸
された結合領域ではファイバのコア直径が非常に小さい
から、カプラ１１および１２のネックダウン領域では実
質的に等しい。カプラ・ファイバ１６および１７のコア
直径および／または屈折率分布の差は、カプラ１１およ
び１２の結合領域の外側においてそれらのファイバ中を
伝播する基本モ−ドの伝播定数（Δβ）間の差となる。
結合領域におけるコアの寸法は小さいから、結合領域の
内側においてファイバ中を伝播する基本モ−ドの伝播定
数（ΔβCR）に対する非類似のコアの影響は大きくな
い。ファイバのクラッド直径が十分に小さくなると、コ
アとクラッドの複合体が結合領域における導波路の光導
波部分として機能し、そして周りの屈折率の低い材料部
分はクラッドとして機能する。したがって、結合領域に
おける隣接したファイバ・クラッド間でパワ−の伝達が
行なわれる。
【００２５】図５の装置の予測波長間隔は下記のように
して計算される。ファイバＦ1およびＦ2の伝播定数が同
一である典型的なマッハ・ツェンダ−装置の場合には、
出力脚におけるパワ−は、 P = cos2 (3.1416・dL/λ) (1) で表わされる。ただし、dLはファイバＦ1およびＦ2間の
光通路長の差である。通路長差が異なるコア屈折率を用
いて得られる装置の場合には、出力パワ−は、 P = cos2 (3.1416・L・dn/n・λ) (2) となるであろう。光通路長に対して異なるコアが有する
影響は、単一モ−ド導波路のパワ−の半分がコア内にあ
ると仮定しかつファイバのデルタ（Δ）を増大させるこ
とによって推定され得る。実効屈折率はほぼ下記の式に
従って変化する。 dn/n = (Δ1-2 + Δ1-2')/2 (3) ただし、Δ1-2 は(n1 2 - n2 2)/(2n1 2)に等しく、そして
Δ1-2'は(n1'2 - n2 2)/(2n1'2)に等しい。n1およびn1'
はそれぞれコア１６および１７の屈折率である。図１の
２本のファイバ間の通路長の差は、 dn/n = (Δ1-2 + Δ1-2')/2 - 2・Δ1-2/2 = (Δ1-2' + Δ1-2)/2 (4) となるであろう。式（４）を式（２）に代入すると、 P = cos2 (3.1416・L・(Δ1-2' + Δ1-2)/λ (5) が得られる。ファイバ１６のΔ1-2値が0.3％、ファイバ
１７Δ1-2値が01.0％、光通路長Lが1 cmである単一ステ
−ジのマッハ・ツェンダ−・フィルタについて式（５）
が図６にプロットされている。図６におけるピ−ク間の
波長間隔はLを２倍にすれば半分になるであろう。
して計算される。ファイバＦ1およびＦ2の伝播定数が同
一である典型的なマッハ・ツェンダ−装置の場合には、
出力脚におけるパワ−は、 P = cos2 (3.1416・dL/λ) (1) で表わされる。ただし、dLはファイバＦ1およびＦ2間の
光通路長の差である。通路長差が異なるコア屈折率を用
いて得られる装置の場合には、出力パワ−は、 P = cos2 (3.1416・L・dn/n・λ) (2) となるであろう。光通路長に対して異なるコアが有する
影響は、単一モ−ド導波路のパワ−の半分がコア内にあ
ると仮定しかつファイバのデルタ（Δ）を増大させるこ
とによって推定され得る。実効屈折率はほぼ下記の式に
従って変化する。 dn/n = (Δ1-2 + Δ1-2')/2 (3) ただし、Δ1-2 は(n1 2 - n2 2)/(2n1 2)に等しく、そして
Δ1-2'は(n1'2 - n2 2)/(2n1'2)に等しい。n1およびn1'
はそれぞれコア１６および１７の屈折率である。図１の
２本のファイバ間の通路長の差は、 dn/n = (Δ1-2 + Δ1-2')/2 - 2・Δ1-2/2 = (Δ1-2' + Δ1-2)/2 (4) となるであろう。式（４）を式（２）に代入すると、 P = cos2 (3.1416・L・(Δ1-2' + Δ1-2)/λ (5) が得られる。ファイバ１６のΔ1-2値が0.3％、ファイバ
１７Δ1-2値が01.0％、光通路長Lが1 cmである単一ステ
−ジのマッハ・ツェンダ−・フィルタについて式（５）
が図６にプロットされている。図６におけるピ−ク間の
波長間隔はLを２倍にすれば半分になるであろう。
【００２６】図１の移相領域１４の長さLは一定直径部
分とカプラ１１および１２の隣接したテ−パ部分の一部
分の両方を含んでいる。したがって、長さLはLで示され
た２本の線の間で延長している。図１を最初に製造する
場合には、領域１４の一定直径部分は最初に、式（５）
で計算された値Lよりも若干小さくなされる。このよう
にして得られた装置がテストされ、そしてその装置がさ
らに作成され得るが、Lの所要値は経験的に決定され
る。
分とカプラ１１および１２の隣接したテ−パ部分の一部
分の両方を含んでいる。したがって、長さLはLで示され
た２本の線の間で延長している。図１を最初に製造する
場合には、領域１４の一定直径部分は最初に、式（５）
で計算された値Lよりも若干小さくなされる。このよう
にして得られた装置がテストされ、そしてその装置がさ
らに作成され得るが、Lの所要値は経験的に決定され
る。
【００２７】２つのマッハ・ツェンダ−装置５１および
５２が図７に示されているように連結され得る。ファイ
バのうちの１本だけが装置５１から装置５２に延長しな
ければならない。一方のマッハ・ツェンダ−装置の移相
領域の遅延が他方のマッハ・ツェンダ−装置の移相領域
の遅延の２倍である場合に、L1が1 cmそしてL2が2 cmで
あれば、図８のスペクトルが得られる。この計算は式
（５）のように２つの項の積をとることによって得られ
る。
５２が図７に示されているように連結され得る。ファイ
バのうちの１本だけが装置５１から装置５２に延長しな
ければならない。一方のマッハ・ツェンダ−装置の移相
領域の遅延が他方のマッハ・ツェンダ−装置の移相領域
の遅延の２倍である場合に、L1が1 cmそしてL2が2 cmで
あれば、図８のスペクトルが得られる。この計算は式
（５）のように２つの項の積をとることによって得られ
る。
【００２８】フィルタ・スペクトル・ピ−クを狭くしか
つノイズを軽減させることによってほり高い分離を与え
るためには、２つのダブル・ステ−ジ・マッハ・ツェン
ダ−装置を互いにスプライスされ得る。良好な熱的安定
性を得るためにモノリシックである必要があるのはシン
グル・ステ−ジ自体だけであるから、良好な環境的性能
がを依然として期待することができる。これは、単一の
マッハ・ツェンダ−装置の３ｄＢカプラ間の領域で重要
な移相が生じ、２つのステ−ジの間の領域では生じない
からである。
つノイズを軽減させることによってほり高い分離を与え
るためには、２つのダブル・ステ−ジ・マッハ・ツェン
ダ−装置を互いにスプライスされ得る。良好な熱的安定
性を得るためにモノリシックである必要があるのはシン
グル・ステ−ジ自体だけであるから、良好な環境的性能
がを依然として期待することができる。これは、単一の
マッハ・ツェンダ−装置の３ｄＢカプラ間の領域で重要
な移相が生じ、２つのステ−ジの間の領域では生じない
からである。
【００２９】図６および８における出力パワ−はゼロか
ら入力パワ−の本質的に100％まで変化することが判
る。このような濾波作用を得るためには、マッハ・ツェ
ンダ−装置は入力信号を２つの等しい部分に分割する３
ｄＢカプラを用いなければならない。出力がＸ％から１
００−Ｘ％まで変化する濾波作用を得るためには、カプ
ラは入力信号を不均一に分割しなければならない。この
ようなカプラは例えば20％〜80％の比で入力信号を分割
しなければならない。図６の曲線２８は３ｄＢカプラ以
外のカプラを使用したマッハ・ツェンダ−・フィルタの
出力を示している。
ら入力パワ−の本質的に100％まで変化することが判
る。このような濾波作用を得るためには、マッハ・ツェ
ンダ−装置は入力信号を２つの等しい部分に分割する３
ｄＢカプラを用いなければならない。出力がＸ％から１
００−Ｘ％まで変化する濾波作用を得るためには、カプ
ラは入力信号を不均一に分割しなければならない。この
ようなカプラは例えば20％〜80％の比で入力信号を分割
しなければならない。図６の曲線２８は３ｄＢカプラ以
外のカプラを使用したマッハ・ツェンダ−・フィルタの
出力を示している。
【００３０】移相領域が曲げに完全に耐え得ることが望
ましい場合には、マッハ・ツェンダ−装置全体を例えば
装置と親密に接触する金属またはポリマ−のような剛性
材料で包むかあるいはカプセル化することができる。こ
のようなカプセル化はオ−バ−クラッド・マトリクスガ
ラス１９を有しない溶融された双円錐テ−パ・カプラに
は適当でない。カプラ・ファイバのモ−ド・フィ−ルド
は結合領域においてファイバから延長しているので、そ
のエネルギがカプセル化材料内に入り込むと、溶融され
た双円錐テ−パ・カプラは損失を生ずるようになるであ
ろう。
ましい場合には、マッハ・ツェンダ−装置全体を例えば
装置と親密に接触する金属またはポリマ−のような剛性
材料で包むかあるいはカプセル化することができる。こ
のようなカプセル化はオ−バ−クラッド・マトリクスガ
ラス１９を有しない溶融された双円錐テ−パ・カプラに
は適当でない。カプラ・ファイバのモ−ド・フィ−ルド
は結合領域においてファイバから延長しているので、そ
のエネルギがカプセル化材料内に入り込むと、溶融され
た双円錐テ−パ・カプラは損失を生ずるようになるであ
ろう。
【００３１】移相部分は図９および１０に示されている
ようにコラプスされないままであり得る。なお、これら
の図では図１に対応する部分には同一符号にダッシを付
けて示されている。この装置は下記の変更点を除いて上
述のようにして形成されるであろう。マトリクスガラス
１９’のチュ−ブはリングバ−ナ内に配置されかつコン
ピュ−タ制御あれる延伸チャックによって両端部を固定
された後で、それの端部に真空アタッチメントを装着す
ることによって脱気される。この実施例では、チュ−ブ
は最初に端部２３’の近傍で加熱される、その加熱され
た領域においてコラプスされる。チュ−ブを同じ場所で
再加熱しかつチャックを反対方向に移動させて加熱され
た領域を延伸させかつカプラ１１’に所望の結合特性を
与えることによってカプラ１１’が形成される。チュ−
ブとバ−ナの間の相対移動によって、バ−ナが、カプラ
１２’を形成するためにコラプスおよび延伸作業が再び
行なわれ得るチュ−ブの反対側端部の近傍の適当な場所
に位置決めされる。ファイバ１６ａ’および１７ａ’が
移相領域６１における空洞６２を通って延長する。
ようにコラプスされないままであり得る。なお、これら
の図では図１に対応する部分には同一符号にダッシを付
けて示されている。この装置は下記の変更点を除いて上
述のようにして形成されるであろう。マトリクスガラス
１９’のチュ−ブはリングバ−ナ内に配置されかつコン
ピュ−タ制御あれる延伸チャックによって両端部を固定
された後で、それの端部に真空アタッチメントを装着す
ることによって脱気される。この実施例では、チュ−ブ
は最初に端部２３’の近傍で加熱される、その加熱され
た領域においてコラプスされる。チュ−ブを同じ場所で
再加熱しかつチャックを反対方向に移動させて加熱され
た領域を延伸させかつカプラ１１’に所望の結合特性を
与えることによってカプラ１１’が形成される。チュ−
ブとバ−ナの間の相対移動によって、バ−ナが、カプラ
１２’を形成するためにコラプスおよび延伸作業が再び
行なわれ得るチュ−ブの反対側端部の近傍の適当な場所
に位置決めされる。ファイバ１６ａ’および１７ａ’が
移相領域６１における空洞６２を通って延長する。
【００３２】図１および９の実施例は、カプラ５０およ
び５２が移相領域５１によって接続される図１１に示さ
れたファイバの平面内で移相領域１４または１６を曲げ
ることによって調整され得る。領域５１の一端部は手段
５４によって固定された状態に保持され、かつ領域５１
の他端部はファイバ５７および５８が両方とも存在する
平面内でそれらのファイバを曲げるように手段５５によ
って撓まされ得る。電磁、圧電、バイメタルまたは他の
形式の装置が小さい、制御された曲げ移動を与えること
ができる。米国特許第５１４６５１９号に開示されたス
イッチの回転作用もファイバ５７および５８を曲げるの
に適している。
び５２が移相領域５１によって接続される図１１に示さ
れたファイバの平面内で移相領域１４または１６を曲げ
ることによって調整され得る。領域５１の一端部は手段
５４によって固定された状態に保持され、かつ領域５１
の他端部はファイバ５７および５８が両方とも存在する
平面内でそれらのファイバを曲げるように手段５５によ
って撓まされ得る。電磁、圧電、バイメタルまたは他の
形式の装置が小さい、制御された曲げ移動を与えること
ができる。米国特許第５１４６５１９号に開示されたス
イッチの回転作用もファイバ５７および５８を曲げるの
に適している。
【００３３】フィルタ以外のマッハ・ツェンダ−装置も
開示されたモノリシック構造から利益を受ける。例え
ば、図１１の装置はスイッチとして機能することがで
き、所定の波長の信号が領域５１を適当に曲げることに
よってファイバ５７からファイバ５８に切換えられる。
開示されたモノリシック構造から利益を受ける。例え
ば、図１１の装置はスイッチとして機能することがで
き、所定の波長の信号が領域５１を適当に曲げることに
よってファイバ５７からファイバ５８に切換えられる。
【００３４】下記の実施例はマッハ・ツェンダ−・フィ
ルタを作成する方法に関するものである。
ルタを作成する方法に関するものである。
【００３５】光ファイバが米国特許第４４８６２１２号
に開示された方法と同様の方法によって作成された。簡
単に述べると、その米国特許によれば、コアとクラッド
ガラスの薄い層よりなる多孔質のコア・プリフォ−ムが
円柱状のマンドレル上に形成される。マンドレルが除去
され、そしてこのようにして形成された管状のプリフォ
−ムがコンソリデ−ション用炉マッフル内に徐々に挿入
される。この炉マッフルの最高温度は1200℃と1700℃の
間であり、高シリカ含有ガラスの場合には好ましくは約
1490℃である。マッフルの温度分布は米国特許第４１６
５２２３号に教示されているように中央領域において最
高となる。塩素が乾燥を行うのに必要とされる最低の濃
度で通常存在するが、その塩素は、ヘリウムと約5容量
％の塩素よりなる乾燥ガスをプリフォ−ムの穴に流入さ
せることによってプリフォ−ムに供給されうる。ガスを
プリフォ−ムの微小孔を通じて流れさせるために穴の端
部は栓をされた。ヘリウム放逐ガスがマッフルに同時に
流された。
に開示された方法と同様の方法によって作成された。簡
単に述べると、その米国特許によれば、コアとクラッド
ガラスの薄い層よりなる多孔質のコア・プリフォ−ムが
円柱状のマンドレル上に形成される。マンドレルが除去
され、そしてこのようにして形成された管状のプリフォ
−ムがコンソリデ−ション用炉マッフル内に徐々に挿入
される。この炉マッフルの最高温度は1200℃と1700℃の
間であり、高シリカ含有ガラスの場合には好ましくは約
1490℃である。マッフルの温度分布は米国特許第４１６
５２２３号に教示されているように中央領域において最
高となる。塩素が乾燥を行うのに必要とされる最低の濃
度で通常存在するが、その塩素は、ヘリウムと約5容量
％の塩素よりなる乾燥ガスをプリフォ−ムの穴に流入さ
せることによってプリフォ−ムに供給されうる。ガスを
プリフォ−ムの微小孔を通じて流れさせるために穴の端
部は栓をされた。ヘリウム放逐ガスがマッフルに同時に
流された。
【００３６】このようにして得られた管状のガラス物品
は、穴に真空を印加した状態で、標準の延伸用炉内で延
伸され、その穴が閉塞した“コア・ロッド”を形成す
る。そのロッドの適当な長さが旋盤に装着され、その上
にシリカの粒子が沈積される。このようにして得られた
最終的な多孔質プリフォ−ムがコンソリデ−ション用の
炉内に徐々に挿入され、そこでヘリウム99.5容量％およ
び塩素0.5容量％の混合物が炉内を上方に流されている
状態で、そのプリフォ−ムがコンソリデ−トされる。こ
のようにして得られたガラスプリフォ−ムがステップイ
ンデクッス型単一モ−ド・光ファイバを形成するために
延伸される。
は、穴に真空を印加した状態で、標準の延伸用炉内で延
伸され、その穴が閉塞した“コア・ロッド”を形成す
る。そのロッドの適当な長さが旋盤に装着され、その上
にシリカの粒子が沈積される。このようにして得られた
最終的な多孔質プリフォ−ムがコンソリデ−ション用の
炉内に徐々に挿入され、そこでヘリウム99.5容量％およ
び塩素0.5容量％の混合物が炉内を上方に流されている
状態で、そのプリフォ−ムがコンソリデ−トされる。こ
のようにして得られたガラスプリフォ−ムがステップイ
ンデクッス型単一モ−ド・光ファイバを形成するために
延伸される。
【００３７】（ａ）ファイバ１６の形成 ファイバ１６は標準の通信用光ファイバであった。8.5
重量％GeO2をド−プしたSiO2よりなるガラス粒子の第１
の層がマンドレル上に沈積され、そしてSiO2粒子の薄い
層がその第１の層上に沈積された。マンドレルが除去さ
れ、そしてこのようにして得られた多孔質プリフォ−ム
が乾燥されかつコンソリデ−トされた。この処理工程時
に、塩素65 sccm（standard cubic centimeter per min
ute）およびヘリウム650 sccmを含んだガス混合物が、
マンドレルを除去してできた中心穴に流入した。ヘリウ
ム40 slpm（standard liters per minute）および酸素
0.5slpmを含んだフラッシング・ガスがコンソリデ−シ
ョン用炉マッフルの底から上方に流れた。このようにし
て得られたコンソリデ−トされたプリフォ−ムが延伸用
炉内に挿入された。穴が脱気され、そして管状体の下端
部が1900℃に加熱され、そして約15 cm/minの速度で延
伸されて5 mmの中実ガラスロッドが形成された。このロ
ッドが複数の部分に切断され、それらの部分の１つが旋
盤に支持されてマンドレルとして機能し、最終的な多孔
質プリフォ−ムを形成するためにSiO2クラッド・ス−ト
がそのマンドッレル上に沈積された。最終的な多孔質プ
リフォ−ムが1490℃の最高温度を有する炉のアルミナ・
マッフル内に徐々に挿入され、そこでコンソリデ−トさ
れて延伸母材となされた。このコンソリデ−ション処理
工程時に、ヘリウム40 slpm、塩素0.5 slpmおよび酸素
0.5 lpmを含んだガス混合物マッフルに流れた。延伸母
材の先端部は約2100℃に加熱され、そしてそれから125
μmの外径を有するファイバが延伸され、延伸時にその
ファイバには直径170μmのウレタン・アクリレ−ト被覆
が施された。
重量％GeO2をド−プしたSiO2よりなるガラス粒子の第１
の層がマンドレル上に沈積され、そしてSiO2粒子の薄い
層がその第１の層上に沈積された。マンドレルが除去さ
れ、そしてこのようにして得られた多孔質プリフォ−ム
が乾燥されかつコンソリデ−トされた。この処理工程時
に、塩素65 sccm（standard cubic centimeter per min
ute）およびヘリウム650 sccmを含んだガス混合物が、
マンドレルを除去してできた中心穴に流入した。ヘリウ
ム40 slpm（standard liters per minute）および酸素
0.5slpmを含んだフラッシング・ガスがコンソリデ−シ
ョン用炉マッフルの底から上方に流れた。このようにし
て得られたコンソリデ−トされたプリフォ−ムが延伸用
炉内に挿入された。穴が脱気され、そして管状体の下端
部が1900℃に加熱され、そして約15 cm/minの速度で延
伸されて5 mmの中実ガラスロッドが形成された。このロ
ッドが複数の部分に切断され、それらの部分の１つが旋
盤に支持されてマンドレルとして機能し、最終的な多孔
質プリフォ−ムを形成するためにSiO2クラッド・ス−ト
がそのマンドッレル上に沈積された。最終的な多孔質プ
リフォ−ムが1490℃の最高温度を有する炉のアルミナ・
マッフル内に徐々に挿入され、そこでコンソリデ−トさ
れて延伸母材となされた。このコンソリデ−ション処理
工程時に、ヘリウム40 slpm、塩素0.5 slpmおよび酸素
0.5 lpmを含んだガス混合物マッフルに流れた。延伸母
材の先端部は約2100℃に加熱され、そしてそれから125
μmの外径を有するファイバが延伸され、延伸時にその
ファイバには直径170μmのウレタン・アクリレ−ト被覆
が施された。
【００３８】（ｂ）ファイバ１７の形成 下記の差異を除いて、上記（ａ）で説明したのと同様の
方法を用いてファイバ１７が形成された。18重量％GeO2
をド−プされたSiO2よりなるガラス粒子の第１の層がマ
ンドレル上に沈積され、そしてSiO2粒子の薄い層が第１
の層上に沈積された。このようにして得られた多孔質コ
ア・プリフォ−ムがコンソリデ−トされ、延伸そして純
粋なシリカ・クラッドで被覆された。このようにして得
られた延伸母材のコア直径と外径との比は、そのコアが
ファイバ１６のそれより小さくなるようになされている
（表１参照）。ファイバが延伸されて125μmとなされ、
そして直径170μmのウレタン・アクリレ−ト被覆を設け
られた。
方法を用いてファイバ１７が形成された。18重量％GeO2
をド−プされたSiO2よりなるガラス粒子の第１の層がマ
ンドレル上に沈積され、そしてSiO2粒子の薄い層が第１
の層上に沈積された。このようにして得られた多孔質コ
ア・プリフォ−ムがコンソリデ−トされ、延伸そして純
粋なシリカ・クラッドで被覆された。このようにして得
られた延伸母材のコア直径と外径との比は、そのコアが
ファイバ１６のそれより小さくなるようになされている
（表１参照）。ファイバが延伸されて125μmとなされ、
そして直径170μmのウレタン・アクリレ−ト被覆を設け
られた。
【００３９】（ｃ）ファイバ特性 表１はこれらのファイバのΔesi（equivalent step ind
ex delta）、desi c（equivalent step index core diam
eter）およびＭＦＤを掲げている。ファイバ１６のモ−
ド・フィ−ルド・パラメ−タはファイバの作成のために
前以て測定された公称値であり、それらはモ−ド・フィ
−ルド直径のピ−タ−マンII定義に従って可変アパ−チ
ャ・ファ−フィ−ルド法（variable aperture far-fiel
d method）を用いて決定された。ファイバ１７のモ−ド
・フィ−ルド・パラメ−タが計算された。
ex delta）、desi c（equivalent step index core diam
eter）およびＭＦＤを掲げている。ファイバ１６のモ−
ド・フィ−ルド・パラメ−タはファイバの作成のために
前以て測定された公称値であり、それらはモ−ド・フィ
−ルド直径のピ−タ−マンII定義に従って可変アパ−チ
ャ・ファ−フィ−ルド法（variable aperture far-fiel
d method）を用いて決定された。ファイバ１７のモ−ド
・フィ−ルド・パラメ−タが計算された。
【００４０】
【００４１】（ｄ）カプラの形成 使用されたガラス毛細管チュ−ブは長さが56.3 cm、そ
して外径が2.70 mmであった。穴は菱形で各辺の長さが
約310μmであった。毛細管チュ−ブは火炎加水分解法に
よって形成されたものであり、9重量％B2O3をド−プし
たシリカで構成された。チュ−ブの各端部にはその端部
を加熱しながらチュ−ブにNF3を流すことによって漏斗
部が形成された。
して外径が2.70 mmであった。穴は菱形で各辺の長さが
約310μmであった。毛細管チュ−ブは火炎加水分解法に
よって形成されたものであり、9重量％B2O3をド−プし
たシリカで構成された。チュ−ブの各端部にはその端部
を加熱しながらチュ−ブにNF3を流すことによって漏斗
部が形成された。
【００４２】被覆された光ファイバ１６および１７が約
３メ−トルの長さに切断された。長さ48.3cmの被覆部分
が両方のファイバの中央領域から除去され、そしてそれ
らのファイバは被覆を除去された部分がチュ−ブの端部
の中間に位置付けらえるまでチュ−ブの穴に挿通され
た。被覆されたファイバをチュ−ブの一端部に接着させ
るために少量の紫外線硬化性接着剤がそのファイバに適
用された。ファイバは若干のテンションを加えられてチ
ュ−ブの他方の端部に接着された。
３メ−トルの長さに切断された。長さ48.3cmの被覆部分
が両方のファイバの中央領域から除去され、そしてそれ
らのファイバは被覆を除去された部分がチュ−ブの端部
の中間に位置付けらえるまでチュ−ブの穴に挿通され
た。被覆されたファイバをチュ−ブの一端部に接着させ
るために少量の紫外線硬化性接着剤がそのファイバに適
用された。ファイバは若干のテンションを加えられてチ
ュ−ブの他方の端部に接着された。
【００４３】このようにして得られたカプラ・プリフォ
−ム３１がリング・バ−ナ３４に挿入され、そして図３
の装置の延伸チャック３２および３３にクランプされ
る。この場合、バ−ナの中心が毛細管チュ−ブの上端部
から約1.9cmのところに位置決めされた。チュ−ブの端
部に真空アタッチメント４１および４１’が固着されそ
して締めつけられて（矢印４４、４４’）、約38cm（15
インチ）Hgで安定された真空をプリフォ−ム３１に印加
した。
−ム３１がリング・バ−ナ３４に挿入され、そして図３
の装置の延伸チャック３２および３３にクランプされ
る。この場合、バ−ナの中心が毛細管チュ−ブの上端部
から約1.9cmのところに位置決めされた。チュ−ブの端
部に真空アタッチメント４１および４１’が固着されそ
して締めつけられて（矢印４４、４４’）、約38cm（15
インチ）Hgで安定された真空をプリフォ−ム３１に印加
した。
【００４４】ガスと酸素がそれぞれ60 slpmおよび120 s
lpmの速度でリング・バ−ナに流された。リング・バ−
ナはチュ−ブの端部から約14〜23mmのチュ−ブの領域の
温度を上昇させるために約18秒間回転された。これによ
ってチュ−ブがそのチュ−ブの約0.92cmの長さの部分に
沿ってファイバに対してコラプスされた。カプラ・プリ
フォ−ムが約30秒間冷却された後で、チュ−ブのコラプ
ス工程と同一のガスおよび酸素流でもって炎が再点火さ
れ、そしてコラプスされた領域が約16秒の間再加熱され
た。真空は約38cm水銀のままであった。チュ−ブ長を全
体で約1.55cmだけ増加させるために、チャック３２およ
び３３が約2.5cm/secの速度で反対方向に移動し、それ
によってカプラ１２が形成された。
lpmの速度でリング・バ−ナに流された。リング・バ−
ナはチュ−ブの端部から約14〜23mmのチュ−ブの領域の
温度を上昇させるために約18秒間回転された。これによ
ってチュ−ブがそのチュ−ブの約0.92cmの長さの部分に
沿ってファイバに対してコラプスされた。カプラ・プリ
フォ−ムが約30秒間冷却された後で、チュ−ブのコラプ
ス工程と同一のガスおよび酸素流でもって炎が再点火さ
れ、そしてコラプスされた領域が約16秒の間再加熱され
た。真空は約38cm水銀のままであった。チュ−ブ長を全
体で約1.55cmだけ増加させるために、チャック３２およ
び３３が約2.5cm/secの速度で反対方向に移動し、それ
によってカプラ１２が形成された。
【００４５】下方のコンピュ−タで制御されるチャック
が緩められ、そして上方のチャック３２が2.835mmの距
離だけ下方に移動されてチュ−ブの下端部領域をバ−ナ
内に位置決めする。チュ−ブをファイバに対してコラプ
スさせかつチュ−ブを延伸させる上記の工程が繰返され
てカプラ１１を形成した。
が緩められ、そして上方のチャック３２が2.835mmの距
離だけ下方に移動されてチュ−ブの下端部領域をバ−ナ
内に位置決めする。チュ−ブをファイバに対してコラプ
スさせかつチュ−ブを延伸させる上記の工程が繰返され
てカプラ１１を形成した。
【００４６】カプラが冷却した後で、真空ラインがカプ
ラから取外され、そして接着剤の滴が毛細管チュ−ブの
各端部に適用されかつ紫外線に露光された。延伸チャッ
クからマッハ・ツェンダ−装置が取外された。
ラから取外され、そして接着剤の滴が毛細管チュ−ブの
各端部に適用されかつ紫外線に露光された。延伸チャッ
クからマッハ・ツェンダ−装置が取外された。
【００４７】このようにして得られたマッハ・ツェンダ
−装置のチュ−ブの全長は8.75cmであり、２つのカプラ
間の移相領域の一定直径部分の長さは1.144cmであっ
た。この装置のスペクトル出力が図１１に示されてい
る。
−装置のチュ−ブの全長は8.75cmであり、２つのカプラ
間の移相領域の一定直径部分の長さは1.144cmであっ
た。この装置のスペクトル出力が図１１に示されてい
る。
【００４８】
【発明の効果】温度勾配に感応せずかつ不注意による曲
げを生ずるおそれのある力に耐えることができ、環境的
に安定したものとしてマッハ・ツェンダ−装置を構成す
ることができる。
げを生ずるおそれのある力に耐えることができ、環境的
に安定したものとしてマッハ・ツェンダ−装置を構成す
ることができる。
【図１】モノリシック・オ−バ−クラッド・マッハ・ツ
ェンダ−装置の断面図である。
ェンダ−装置の断面図である。
【図２】図１の線２−２に沿って見た部分的な断面図で
ある。
ある。
【図３】毛細管チュ−ブをファイバに対してコラプスさ
せかつそのチュ−ブを延伸して結合領域を形成するため
の装置の概略図である。
せかつそのチュ−ブを延伸して結合領域を形成するため
の装置の概略図である。
【図４】反射防止終端部を有するファイバを用いた実施
例の部分的断面図である。
例の部分的断面図である。
【図５】マッハ・ツェンダ−装置の概略図である。
【図６】2cmの長さの移相領域を有する単一ステ−ジの
マッハ・ツェンダ−装置の場合の計算された出力パワ−
対波長の関係を示すグラフである。
マッハ・ツェンダ−装置の場合の計算された出力パワ−
対波長の関係を示すグラフである。
【図７】２つの連結されたマッハ・ツェンダ−装置の概
略図である。
略図である。
【図８】図６のマッハ・ツェンダ−・フィルタの場合の
計算された出力パワ−対波長の関係を示すグラフであ
る。
計算された出力パワ−対波長の関係を示すグラフであ
る。
【図９】他の実施例の断面図である。
【図１０】図９の線１０−１０に沿って見た部分的な断
面図である。
面図である。
【図１１】同調可能なマッハ・ツェンダ−装置を示す概
略図である。
略図である。
【図１２】特定の実施例の単一ステ−ジのマッハ・ツェ
ンダ−・フィルタの場合の測定された出力パワ−対波長
の関係を示すグラフである。
ンダ−・フィルタの場合の測定された出力パワ−対波長
の関係を示すグラフである。
１１ オ−バ−クラッド・カプラ １２ オ−バ−クラッド・カプラ １４ 移相領域 １６ ファイバ １７ ファイバ １８ 穴 １９ マトリクスガラスのチュ−ブ ３１ プリフォ−ム ３２ 延伸チャック ３３ 延伸チャック ３４ リング・バ−ナ ４１ 真空アタッチメント ４１’ 真空アタッチメント ４５ コンピュ−タで制御されるステ−ジ ４６ コンピュ−タで制御されるステ−ジ
Claims (10)
- 【請求項１】 マッハ・ツェンダ−装置において、 マトリクスガラスの細長い体部分と、 前記体部分中を長手方向に延長した第１および第２の非
類似の光ファイバと、 前記ファイバが異なる伝播定数を有し、それによって光
信号が異なる速度で伝播する移相領域と、 前記移相領域の両端部における前記本体部内の２つの離
間したカプラ領域よりなり、前記本体部の直径と前記フ
ァイバの直径が前記移相領域内よりも前記カプラ領域内
のほうが小さくなされているマッハ・ツェンダ−装置。 - 【請求項２】 前記ファイバのコアが異なる屈折率およ
び／または異なる直径を有する請求項１の装置。 - 【請求項３】 前記マトリクスガラスが前記移相領域に
おいて前記ファイバに実質的に接触している請求項１ま
たは２の装置。 - 【請求項４】 前記ファイバが前記移相領域における細
長い空洞を通って延長しており、それによって前記マト
リクスガラスが前記移相領域では前記ファイバによって
実質的に接触されない状態にある請求項１の装置。 - 【請求項５】 前記カプラ領域が色消し性である請求項
１、２、３または４の装置。 - 【請求項６】 前記移相領域における前記ファイバの直
径が前記移相領域と対向した前記カプラ領域の端部にお
ける前記ファイバの直径と同一である請求項１の装置。 - 【請求項７】 マッハ・ツェンダ−装置の製造方法にお
いて、 ガラスチュ−ブの穴に複数本の光ファイバを挿入し、 前記チュ−ブの穴を脱気し、 前記チュ−ブを加熱し前記チュ−ブの第１の領域を前記
ファイバに対してコラプスさせて第１の結合領域を形成
し、 前記チュ−ブを加熱して前記チュ−ブの第２の領域を前
記ファイバに対してコラプスさせ、 そして前記コラプスされた第２の領域の中間領域を延伸
して前記第１の結合領域から離間された第２の結合領域
を形成することよりなるマッハ・ツェンダ−装置の製造
方法。 - 【請求項８】 前記チュ−ブを加熱して前記第１および
第２のチュ−ブ領域をコラプスさせる工程は前記コラプ
スされた第１の領域の中間領域を延伸させる工程の前に
行なわれる請求項７の方法。 - 【請求項９】 前記チュ−ブを加熱して前記チュ−ブの
前記第１および第２の領域を前記ファイバに対してコラ
プスさせる工程の後で、前記マトリクスガラスが前記結
合領域間でファイバと実質的に接触する請求項７の方
法。 - 【請求項１０】 前記チュ−ブを加熱して前記チュ−ブ
の前記第１および第２の領域を前記ファイバに対してコ
ラプスさせる工程の後で、前記マトリクスガラスが前記
結合領域間でファイバから実質的に離間される請求項７
の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US38244 | 1993-03-29 | ||
| US08/038,244 US5295205A (en) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | Environmentally stable monolithic Mach-Zehnder device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0735922A true JPH0735922A (ja) | 1995-02-07 |
Family
ID=21898832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6081097A Pending JPH0735922A (ja) | 1993-03-29 | 1994-03-29 | マッハ・ツェンダ−装置およびその製造方法 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5295205A (ja) |
| EP (1) | EP0618478B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0735922A (ja) |
| KR (1) | KR100323207B1 (ja) |
| CN (1) | CN1065634C (ja) |
| AU (1) | AU665898B2 (ja) |
| CA (1) | CA2115627A1 (ja) |
| DE (1) | DE69410679T2 (ja) |
| TW (1) | TW428734U (ja) |
Families Citing this family (42)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4300593C1 (de) * | 1993-01-13 | 1994-05-26 | Deutsche Aerospace | Schutzhülle für einen Monomode-Richtkoppler |
| US5351325A (en) * | 1993-04-29 | 1994-09-27 | Corning Incorporated | Narrow band Mach-Zehnder filter |
| US5636300A (en) * | 1994-12-12 | 1997-06-03 | Corning Incorporated | MxO multiplex demultiplex component |
| US5943458A (en) * | 1995-06-09 | 1999-08-24 | Corning Incorporated | Mach-Zehnder interferometric devices with composite fibers |
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