JPH08220373A - 光ファイバ型スターカプラとその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型でかつ光伝送効率を良好に保つことので
きるスターカプラを提供する。 【構成】 複数の光ファイバ裸線１１…が並列し、一括
被覆層にて一体化されたテープ心線１２の中間部の被覆
を除去して中間裸線部１３とし、この中間裸線部１３を
互いに寄せ集めて接触させ、この接触部を融着延伸す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光を分配、合流または
波長多重、波長分離を行うスターカプラとその製法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバカプラのうち、光入力ポート
および／または光出力ポートが３以上あるものは、一般
にスターカプラとよばれている。このスターカプラに
は、反射型、通過型、融着延伸型など、種々のタイプが
あるが、小型軽量でかつ光伝送損失が少ない融着延伸型
スターカプラが、近年最も量産されている。

【０００３】前記融着延伸型スターカプラの一例とし
て、樹枝状スターカプラが挙げられる。この樹枝状スタ
ーカプラとは、１×２型または２×２型の融着延伸型光
ファイバカプラを順次、前段の光ファイバカプラからの
出力が後段の光ファイバカプラに入力されるように接続
したもので、その一例を図８に示す。図８に示す形状の
樹枝状スターカプラ１は、通常１×Ｎ型と称されている
ものであり、この例にあっては、２×２型の光ファイバ
カプラから形成されている。そして、前記２×２型の光
ファイバカプラを単位カプラ２とすると、各単位カプラ
２は、それぞれの出力ポートと入力ポートとが、ファイ
バ・リード線３…で互いに接続されている。

【０００４】前記ファイバ・リード線３…は、それぞれ
の単位カプラ２の融着延伸部９から伸びる光ファイバで
あり、よって、単位カプラ２の接続は、その光ファイバ
の先端部を互いに光学的に接続することによって行われ
る。前記接続法としては、互いに光軸を併せて融着す
る、光コネクタを用いるなどの方法が挙げられる。な
お、未使用ポート４の端部は無反射処理が施されて、反
射減衰量の低下が防止できるようになっている。そし
て、このような樹枝状スターカプラ１は、通常、図９に
示すように、スターカプラとしての入力ポート５と出力
ポート６…とを残して、ケース７に収められている。

【０００５】ところで、前記樹枝状スターカプラ１にお
いて、一般にファイバ・リード線３…の長さが短いと、
各単位カプラ２を光学的に接続する作業が極めて困難に
なる。したがって、ファイバ・リード線３…には常にあ
る程度の長さが必要である。例えば、融着延伸型の光フ
ァイバの場合、実際のファイバ・リード線３…の長さは
数十センチメートルから数メートルにおよぶ場合さえも
ある。また、これらのファイバ・リード線３…は、曲げ
径を小さくすると曲げ損失が発生するので、これらをケ
ース７に収容するときに一定限度を越えて曲げることが
できないという問題もある。この曲げ径の限度は、例え
ば光波長１．３μｍの光通信に使用されるごく一般的な
シングルモード光ファイバの場合で約５０ｍｍφであ
る。

【０００６】一方、一般に例えば１×Ｎ型の樹枝状スタ
ーカプラ１を２×２型の単位カプラ２で作製する場合、
仮に出力ポート数ＮをＮ＝２ⁿ （ｎは整数）とすると、
このときの単位カプラ２の総数は（２ⁿ −１）個とな
り、またそれらを接続するファイバ・リード線３…の総
数は（２ⁿ −２）本となる。よって、図８に示すような
１×８型の樹枝状スターカプラ１では、単位カプラ数７
個、ファイバ・リード線数６本となる。そして、この樹
枝状スターカプラ１をケース７に収めようとするなら
ば、前記曲げ径を考慮して、通常、８ｍｍ×１２０ｍｍ
×８０ｍｍの大きさのケース７が必要となる。

【０００７】このように、実際の樹枝状スターカプラ１
においては、入力・出力ポート数が増えるに伴って、多
数の単位カプラ２とファイバ・リード線３…とが必要と
なり、またそれぞれのファイバ・リード線３…が相当長
いうえに、曲げ径を小さくすることもできないので、こ
れらのすべてを収容するケース７は、単に単位カプラ２
のみを厳密に収容するのに要する容積に比べてかなり大
きなものとならざるをえない。したがって、このような
スターカプラ１を光伝送装置などの内部に組み込むと、
装置全体が大型化し、空間効率がきわめて悪いものとな
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらの事
情に鑑みてなされたものであって、小型でかつ光伝送効
率を良好に保つことのできるスターカプラを提供するこ
とを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる目的は、テープ心
線の中間部の被覆が除去されてなる中間裸線部が互いに
寄せ集められて接触し、この接触部が融着延伸された融
着延伸部を有してなる光ファイバ型スターカプラによっ
て達成できる。また、前記テープ心線を構成する光ファ
イバ裸線の少なくとも一つの構造パラメータが他と異な
るものであってもよい。

【００１０】上述した光ファイバ型スターカプラは、テ
ープ心線の中間部の被覆を除去して中間裸線部とし、こ
の中間裸線部を互いに寄せ集めて接触させ、この接触部
を融着延伸することで作製できる。また、前記中間裸線
部は、２枚のテープ心線のそれぞれ一方の終端部の被覆
を除去してクラッド露出部とし、それぞれのテープ心線
の対応する上記光ファイバ裸線の端面を互いに融着接続
して形成したものであってもよい。

【００１１】

【作用】本発明の光ファイバ型スターカプラは、テープ
心線の中間裸線部を寄せ集めて接触させ、この接触部を
融着延伸して、光パワーの結合および分岐をするもので
あるので、出力ポート数がＭのスターカプラを作製しよ
うとするならば、Ｍ本以上の光ファイバ裸線からなるテ
ープ心線を用い、このうちのＭ本の光ファイバ裸線を融
着延伸すればよく、樹枝状スターカプラのように複数の
単位カプラの出力ポートと入力ポートとを接続して、所
望の出力ポート数とする必要がなく、スターカプラ長を
短くすることができる。

【００１２】

【実施例】次に、本発明の光ファイバ型スターカプラに
ついて詳しく説明する。図１に示すように、この光ファ
イバ型スターカプラ１０は、複数本の光ファイバ裸線１
１…が内蔵されたテープ心線１２からなる融着延伸型の
スラーカプラである。前記テープ心線１２は中間部の被
覆が除去された中間裸線部１３が形成されたものであ
る。そして、この光ファイバ型スターカプラ１０は、前
記中間裸線部１３が互いに寄せ集められて接触して、接
触部１４（図３参照）を形成し、前記接触部１４が互い
に融着延伸されて融着延伸部１５が形成されてなるもの
である。

【００１３】前記テープ心線１２としては、複数本の光
ファイバ裸線１１が内蔵されているものであれば、光フ
ァイバ裸線１１の内蔵数などは任意である。さらに、テ
ープ心線１２を構成する光ファイバ裸線１１の構造パラ
メータは全て同一であってもよいし、その一部あるいは
それぞれが異なっていてもよい。構造パラメータとは、
光ファイバ裸線１１中を伝搬可能な波長を決定する要因
をさし、具体的にはコア径と比屈折率差、またはモード
フィールド径とカットオフ波長を意味する。

【００１４】また、前記中間裸線部１３の保護のため、
中間裸線部１３が石英板や合成樹脂などからなる保護ケ
ース１６に収納されたものであってもよい。この保護ケ
ース１６の大きさは、少なくとも中間裸線部１３が収納
できる程度であれば任意であるが、例えばクラッド径が
１２５μｍの光ファイバ裸線１１、５本からなるテープ
心線１２を用いた場合、その大きさは８×１０×７０ｍ
ｍ³程度である。

【００１５】このような光ファイバ型スターカプラ１０
は、複数の光ファイバ裸線１１が並列し、一括被覆層に
て一体化されたテープ心線１２からなる光ファイバ型ス
ターカプラ１０であって、前記テープ心線１２の中間部
の被覆が除去されてなる中間裸線部１３が互いに寄せ集
められて接触し、この接触部１４が融着延伸された融着
延伸部１５を有してなるものであるので、出力ポート数
が同じ従来の樹枝状スターカプラ１に比べて、スターカ
プラ長を短くすることができるため、スターカプラの小
型化を図ることができる。また、接続部がないので接続
に伴う過剰損失が生じず、光学特性の良好なスターカプ
ラ１０とすることができる。さらに、延伸終了時には、
カプラ端に既にピグティル・ファイバが形成されてい
る。

【００１６】次に、この光ファイバ型スターカプラ１０
の製法の第１の例について説明する。まず、図２に示す
ように、テープ心線１２の中間部の被覆を除去し、中間
裸線部１３を形成する。被覆除去法は、公知の任意の方
法が使用できる。ついで、図３に示すように前記中間裸
線部１３を寄せ集めて接触させて接触部１４とする。

【００１７】接触部１４の形成には、例えば図４に示す
ような、外形Ｕ字型で光ファイバ裸線１１を収容する溝
部を有する本体１７ａと、本体１７ａに収容された光フ
ァイバ裸線１１の脱落を防止するストッパー１７ｂを具
備してなる幅寄せ治具１８を用いてもよい。前記治具１
８を用いる場合、前記接触部１４の軸心方向両端となる
部分の光ファイバ裸線１１…を互いに接触するように前
記本体１７ａに収容し、さらにストッパー１７ｂで固定
することによって、融着延伸中における光ファイバ裸線
１１の位置ずれが防止できる。また、治具１８を取り外
しても接触状態を保つように、各接触部１４の軸心方向
両端を接着剤で固定してもよい。もちろん、接触部１４
の固定が可能であれば、幅寄せ治具１８の形状や固定方
法などは任意である。

【００１８】ついで、前記固定された接触部１４を、例
えば酸水素炎またはアーク放電（図示せず）を用いて加
熱溶融し、互いに融着するとともに延伸して、融着延伸
部１５を形成し、本発明の光ファイバ型スターカプラ１
０を得る。また、この際、スターカプラ完成時に入力ポ
ート１９となる光ファイバ裸線から光パワーを入射し、
出力ポート２０となる光ファイバ裸線から出力される光
パワーを測定して、所望の結合度が得られるように融着
延伸量を調節する。

【００１９】さらに、前記融着延伸部１５は細径で、外
力によって損傷を受け易いので、これを保護するため、
中間裸線部１３およびその両側の被覆部を適宜な保護ケ
ース１６に収納するとよい。

【００２０】このような光ファイバ型スターカプラ１０
の製法は、テープ心線１２の中間部の被覆を除去して中
間裸線部１３を形成し、この中間裸線部１３を寄せ集め
て接触させ、この接触部１４を融着延伸して融着延伸部
１５を形成するものであるので、樹枝状スターカプラの
作製時に必要な各単位カプラ２を作製する工程および各
単位カプラ２同士を接続する工程を省略することができ
るため、製造工程の簡略化が実現でき、ひいては製造コ
ストの引き下げも可能となる。また、各単位カプラ２ご
との接続がないため、この接続に伴う損失が生じず、良
好な光学特性を有する光ファイバ型スターカプラ１０を
得ることができる。

【００２１】次に、この光ファイバ型スターカプラ１０
の製法の第２の例について説明する。この例の製法が、
第１の例と異なる点は、図５および図６に示すように、
２枚のテープ心線１２、１２を用意し、それぞれ一方の
終端部の被覆を除去し、終端裸線部２２…とした後、双
方のテープ心線１２、１２の対応する終端裸線部２２…
の端面２３…をアーク放電２７などにより互いに融着接
続して中間裸線部１３…とする点である。

【００２２】このような製法は、テープ心線１２、１２
の中間部の被覆を直接除去するよりも被覆除去に伴う損
傷の発生が低減されるため、光学特性の良好な光ファイ
バ型スターカプラ１０を歩留まりよく作製することがで
きる。

【００２３】（実施例１）以下、具体例を示し、本発明
の効果を明らかにする。まず、表１に示す、大きさ、光
学特性を有する光ファイバ裸線１１…が５本内蔵された
テープ心線１２を用意した。このテープ心線１２は、図
７に示すようにプライマリーコート２４で被覆された光
ファイバ裸線１１…が平行に並べられ、さらに、テープ
化被覆材２５でその周面が被覆され、一体化されたもの
である。

【００２４】そして、このテープ心線１２の中間部の被
覆（テープ化被覆材２５およびプライマリーコート２４
をさす）を長さ５０ｍｍにわたって除去して中間裸線部
１３とし、この中間裸線部１３を寄せ集めて、接触部１
４とした。そして、前記接触部１４を加熱して融着一体
化し、さらに加熱を続けて延伸し、融着延伸部１５を形
成して、本発明の光ファイバ型スターカプラ１０を得
た。なお、加熱延伸中、５本の光ファイバ裸線１１…の
うち、中央の光ファイバ裸線１１の一端に光を入射し
て、他端から出射した光をモニタにて測定し、所望の結
合度となるように延伸量を調節したところ、延伸量は約
３０ｍｍであった。

【００２５】このようにして得られた光ファイバ型スタ
ーカプラ１０の光学特性を表２に示す。表２より、入力
した光パワー１００％に対し、損失は約１６％、過剰損
失は約０．７ｄＢと光学特性の良好な光ファイバ型スタ
ーカプラ１０を得ることができた。また、この光ファイ
バ型スターカプラ１０の中間裸線部１３の大きさは、長
さ約８０ｍｍ、幅約１．２ｍｍ、幅０．４ｍｍであり、
中間裸線部１３を保護ケース１６に収納する場合、この
保護ケース１６の大きさは、上述した中間裸線部１３の
大きさよりも若干大きいものでよく、結果として非常に
コンパクトな大きさの光ファイバ型スラーカプラ１０が
作製できた。なお、表２中ファイバ出力番号とは、図１
に示す光ファイバ型スターカプラ１０の出力ポート２０
に付している番号と一致するものとする。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【表２】

【００２８】（実施例２）コア径約９μｍの光ファイバ
裸線１１…を３本と、コア径約１１μｍの光ファイバ裸
線１１、１１を２本用意し、コア径の異なる光ファイバ
裸線１１…を交互に並列してテープ心線１２としたもの
を用いた他は、実施例１と同様にして光ファイバ型テー
プ心線１０を作製した。そして、この光ファイバ型スタ
ーカプラ１０の１．３μｍ、１．５５μｍにおける光学
特性を表３に示す。

【００２９】

【表３】

【００３０】表３に示す結果より、１．３μｍにおける
損失は約３２％、過剰損失は１．８ｄＢ、１．５５μｍ
における損失は２８％、過剰損失は１．４２ｄＢと、光
学特性の良好で、かつ、各出力ポート２０…における結
合度から、入射する光の波長にかかわらず、平坦な結合
度を有する光ファイバ型スターカプラを得ることができ
た。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ファイ
バ型スターカプラは、テープ心線の中間部の被覆が除去
された中間裸線部が互いに寄せ集められて接触し、この
接触部が融着延伸された融着延伸部を有してなるもので
あるので、出力ポート数が同じ従来の樹枝状スターカプ
ラに比べて、スターカプラ長を短くすることができるた
め、光ファイバ型スターカプラの小型化を図ることがで
きる。また、従来の樹枝状スターカプラに比べて接続部
が非常に少ないかあるいはないので、接続に伴う過剰損
失が低減され、良好な光学特性を得ることができる。ま
た、延伸終了時には、カプラ端に既にピグティル・ファ
イバが形成されている。さらに、構造パラメータの異な
る光ファイバ裸線からなるテープ心線を用いることによ
って、広い波長帯域で結合特性が一定したいわゆる波長
依存性低減型スターカプラを得ることも可能となる。ま
た、この光ファイバ型スターカプラは、非常にコンパク
トな大きさであるので、このものを各種機器類に使用し
た場合、カプラの占有面積が小さくてすむため、光ファ
イバ型スターカプラのみならず、これを用いて作製され
る機器類をも小型化することができる。

【００３２】また、このような光ファイバ型スターカプ
ラは、テープ心線の中間部の被覆を除去して中間裸線部
とし、この中間裸線部を互いに寄せ集めて接触させ、こ
の接触部を融着延伸することで得ることができるため、
製造工程が簡略化され、結果として製造コストを軽減す
ることができるなどの効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の光ファイバ型スターカプラの一実施
例を示す平面図である。

【図２】 本発明の光ファイバ型スターカプラの製法の
一実施例を示す工程図である。

【図３】 本発明の光ファイバ型スターカプラの製法の
一実施例を示す工程図である。

【図４】 図２および図３に示す光ファイバ型スターカ
プラの製法に係る幅寄せ治具の一実施例を示す断面図で
ある。

【図５】 本発明の光ファイバ型スターカプラの製法の
他の例を示す工程図である。

【図６】 本発明の光ファイバ型スターカプラの製法の
他の例を示す工程図である。

【図７】 本発明の光ファイバ型スターカプラの作製に
用いられるテープ心線の一実施例を示す断面図である。

【図８】 樹枝状スターカプラの一実施例を示す構成図
である。

【図９】 従来のスターカプラの一実施例を示す平面図
である。

【符号の説明】

１０…光ファイバ型スターカプラ、１１…光ファイバ裸
線、１２…テープ心線、１３…中間裸線部、１４…接触
部、１５…融着延伸部、１６…保護ケース、１８…幅寄
せ治具、１９…入力ポート、２０…出力ポート、２２…
終端裸線部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 亮吉 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の光ファイバ裸線が並列し、一括被
   覆層にて一体化されたテープ心線からなる光ファイバ型
   スターカプラであって、 前記テープ心線の中間部の被覆が除去された中間裸線部
   が互いに寄せ集められて接触し、この接触部が融着延伸
   された融着延伸部を有してなることを特徴とする光ファ
   イバ型スターカプラ。
2. 【請求項２】 前記テープ心線を構成する光ファイバ裸
   線の少なくとも１つの構造パラメータが他と異なること
   を特徴とする光ファイバ型スターカプラ。
3. 【請求項３】 複数の光ファイバ裸線が並列し、一括被
   覆層にて一体化されたテープ心線の中間部の被覆を除去
   して中間裸線部とし、この中間裸線部を互いに寄せ集め
   て接触させ、この接触部を融着延伸することを特徴とす
   る光ファイバ型スターカプラの製法。