JPH08262229A - 光ファイバ型無反射終端 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ファイバの開放端における反射光を有効か
つ安定して抑えることができるとともに、製造が容易
で、また光部品のコンパクト化も実現できるようにした
光ファイバ型無反射終端を提供する。 【構成】 光ファイバ１の端末部を加熱して光ファイバ
１中に存在するドーパントを拡散させるとともに、この
端末部を加熱溶融により球面状に変形させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ファイバ端末における
反射光を抑える技術に関し、光ファイバを用いた各種光
回路に利用することができる。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバ型無反射終端は光ファイバの
開放端における反射光を抑えることができるようにした
ものであり、光ファイバ干渉計や光ファイバ増幅器など
の光回路を構成するうえで必要不可欠なものである。特
に、複数本の光ファイバを平行に添接させて加熱溶融、
延伸してなり、光の合波、分岐に用いられる光ファイバ
カプラにおいては、光の入力にも出力にも使用されない
不要ポートが存在する場合がある。そして、このような
不要ポートに出射された光がポートの端末で反射して入
力ポートあるいは他の出力ポートにもどると、光の合
波、分岐を精度良く行うことができなくなる。これを防
止するために、不要ポートの終端は無反射となるように
構成される。

【０００３】従来の無反射終端の構造の例を図５〜図８
に示す。図５に示した構造は、光ファイバの開放端に傾
斜面を形成したものである。この無反射終端は、光の進
行方向に対して斜めに研磨された端面１２ａを有するコ
ネクタ１２を、光ファイバ１１の端部に取り付けて構成
されている。このような構造にあっては、光ファイバの
コア１１ｂを伝搬してきた光は傾斜端面１２ａに入射さ
れフレネル反射光を生じる。この反射光は入射光に対し
て角度を有する方向へもどるので、光ファイバ１１のコ
ア１１ｂへ反射光が入射されるのが防止される。図６に
示した構造は、光ファイバの開放端に誘電体多層膜フィ
ルタの蒸着膜を形成したものである。この無反射終端
は、光の進行方向に対してほぼ垂直に形成された誘電体
多層膜フィルタ等の蒸着膜を有するコネクタ１３を、光
ファイバ１１の端部に取り付けて構成されている。誘電
体多層膜フィルタはその構成により、特定の波長の光を
選択的に透過させることができるので、光ファイバ１１
から出射される光が、反射を抑えてすべてコネクタを透
過し、光ファイバ１１のコア１１ｂに戻らないようにす
ることができる。

【０００４】図７に示した構造は、光ファイバの開放端
に光放射性を有する光ファイバを融着接続したものであ
る。この無反射終端は、光ファイバ１１の端部にコアの
ない光ファイバ１４もしくは曲げ損失の非常に大きい光
ファイバを融着接続することによって、光ファイバ１１
から出射された光がコアのない光ファイバ１４もしくは
曲げ損失の非常に大きい光ファイバですべて放射され
て、光ファイバ１１にもどらないようになっている。図
８に示した構造は、光ファイバの端部を溶融延伸したも
のである。この無反射終端にあっては、光ファイバ１１
の端末部１１ａにおいてコア１１ｂが徐々に縮径されて
いるので、コア１１ｂを導波される光はコア１１ｂから
浸み出してクラッドモードとして発散される。したがっ
て、結果としてコア１１ｂに光がもどらず無反射終端と
なる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
傾斜端面１２ａを形成した無反射終端や、蒸着膜を形成
した無反射終端ではコネクタ１２，１３の端面が露出し
ているため、図９に示すように端面にほこりなどが付着
しやすく、このほこりによって散乱された光が再び光フ
ァイバ１１のコア１１ｂに入射するおそれがあった。ま
たコネクタ１２，１３の端面から出射された光が外部で
反射されて再び光ファイバ１１のコア１１ｂへ入射する
可能性もあった。さらには、傾斜端面１２ａや蒸着膜の
形成はかなりの手間を要するものであった。またコアの
ない光ファイバ１４等を融着接続する方法では、融着接
続部を補強するためのスペースや、コアのない光ファイ
バ１４等を収容するためのスペースが必要であり、光部
品のコンパクト化という点で不都合があった。光ファイ
バ１１の端末部１１ａを溶融延伸する方法は、光ファイ
バ１１の外径が先細りとなるため端末部１１ａの機械的
強度が不足する。そして端末部１１ａを補強する際に
は、溶融延伸によって端末部１１ａの長さが比較的長く
なっているために、補強のためのスペースや端末部１１
ａを収容するためのスペースが大きくなってしまい、や
はり光部品のコンパクト化の点で問題があった。

【０００６】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、光ファイバの開放端における反射光を有効かつ安定
して抑えることができるとともに、製造が容易で、また
光部品のコンパクト化も実現できるようにした光ファイ
バ型無反射終端を提供することを目的とするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の請求項１記載の光ファイバ型無反射終端
は、光ファイバの端末が球面状に形成されていることを
特徴とするものである。また請求項２記載の光ファイバ
型無反射終端は、光ファイバの端末に、光ファイバ中に
存在するドーパントを加熱により拡散してなる加熱部が
形成されていることを特徴とするものである。また請求
項３記載の光ファイバ型無反射終端は、光ファイバの中
途部分の少なくとも１箇所が変形されていることを特徴
とするものである。

【０００８】

【作用】本発明の請求項１記載の光ファイバ型無反射終
端は、光ファイバの端末を球面状に形成したものであ
る。このような球面状の端末部は、これが平面である場
合に比べて、端面で反射した光が光ファイバのコアへも
どる量が少なく抑えられる。したがって光ファイバ開放
端での反射量を減少させることができる。

【０００９】また本発明の請求項２記載の光ファイバ型
無反射終端は、光ファイバ端末に光ファイバ中に存在す
るドーパントを加熱により拡散してなる加熱部を形成し
たものである。この加熱部では、光ファイバのコアおよ
びクラッド層に存在するドーパントが拡散されているた
め光ファイバは導波構造をもたず、光を放射する構造と
なっている。したがって光ファイバを伝搬してきた光
は、この光ファイバ端末の加熱部で外部へ放射される。
またこのような加熱部では光ファイバは導波構造を持た
ないので、一旦放射された光が外部で反射されたり、あ
るいは光ファイバ上に付着したほこりなどによって光が
散乱されても、このような光が再び光ファイバのコアへ
戻る確率は非常に小さい。

【００１０】また本発明の請求項３記載の光ファイバ型
無反射終端は、光ファイバの端末から適当な距離だけ離
れた中途部分の一箇所もしくは複数箇所を加熱溶融して
変形させたものである。加熱部での光ファイバの変形は
マイクロベンドロスをもたらすので、光が外部へ放射さ
れ、結果的に光ファイバ開放端での反射量が減少する。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を詳しく説明する。図１は本発
明の光ファイバ型無反射終端の第１の実施例を示したも
ので、図１（ａ）は加熱前、（ｂ）は加熱後をそれぞれ
示す。光ファイバ干渉計、光ファイバ増幅器などの光回
路を構成する光ファイバ端末の切断面は、光の出力や入
力を効率良く行えるように、図１（ａ）に示すように光
ファイバ１の長さ方向に対して垂直な鏡面状とされてい
る。本実施例の光ファイバ型無反射終端は、このような
光ファイバ１の端末部を加熱溶融し、ガラスの表面張力
により図１（ｂ）に示すような球面状に形成したもので
ある。加熱手段としては例えばアーク放電を用いること
ができる。

【００１２】このように加熱溶融され、球面状に変形さ
れた光ファイバの端末部では、端面が球面状に形成され
ているので、これが図１（ａ）に示すような平面である
場合に比べて、端面での反射光が光ファイバのコア１ｂ
へもどる量が少なく抑えられる。

【００１３】また端末を球面状に加工するために用いら
れる加熱手段は、光ファイバの端末部のみを加熱溶融で
きるものであれば適宜のものを用いることができる。例
えば光ファイバカプラの場合には、加熱融着、延伸によ
りカプラの結合部を形成するための加熱手段と同様のも
のを用いるなど、それぞれの光部品の構成に応じて、他
の部位の製造に用いられる加熱手段を兼用すれば、新た
な設備の導入を必要とせず製造を簡単に行うことができ
る。

【００１４】このようにして形成された無反射終端は、
そのままでは機械的な強度が非常に弱く、また他の部分
との接触によってコア１ｂにもどる光の量が増大する可
能性もある。図２は、無反射終端を光増幅器等の光部品
に組み込むための加工例を示したものである。このよう
に無反射終端の外周を樹脂２で被覆、補強することによ
って、機械的強度を確保できるとともに、他の部分と接
触したり、ほこりが付着するのを防止することができ、
より安定した無反射終端が得られる。この樹脂２による
被覆は、少なくとも無反射終端の加熱溶融によって変形
した端末部を覆うように形成され、用いられる樹脂の種
類、被覆層の厚さ、光ファイバ長さ方向の長さ等は、用
途等により適宜変更することができる。本実施例の無反
射終端は、光ファイバ１の端末部を加熱しただけのもの
であるので、その大きさは加熱前の光ファイバ１とほと
んど変らず非常に小型のものが得られる。したがって補
強のための構造も大きくならずに済み、光部品のコンパ
クトに有利である。

【００１５】図３は本発明の光ファイバ型無反射終端の
第２の実施例を示したものである。本実施例の無反射終
端は、光ファイバ１の端末部を比較的長時間加熱して、
この部分の光ファイバ中のドーパントを拡散させたもの
である。このように、加熱によって光ファイバのコア１
ｂおよびクラッド層に存在するドーパントが拡散された
加熱部１ａは導波構造を持たない。したがって光ファイ
バのコア１ｂを伝搬してきた光は、この端末の加熱部１
ａで外部へ放射される。また加熱部１ａは導波構造を持
たないので、一旦放射された光が外部で反射されたり、
あるいはファイバガラス上に付着したほこりなどによっ
て光が散乱されても、再び光ファイバ１のコア１ｂへこ
れらの光がもどる確率は非常に小さい。

【００１６】このように加熱によってドーパントが拡散
された端末部では、上記のように光ファイバが導波構造
を持たないことによって、光の反射を抑える効果が得ら
れる。したがって光ファイバ１の端面の形状は特に限定
されないが、図３に示すように球面状とすることがさら
に好ましい。すなわち、光ファイバ１の端末部において
ドーパントを拡散させるためには比較的長時間の加熱が
必要であるので、その加熱過程で光ファイバの端末を加
熱溶融させることは容易に行うことができる。そして光
ファイバ端末部が加熱されて球面状となり、その球面が
ドーパントが拡散するまで維持されるように加熱条件を
設定することによって、図３に示すような無反射終端を
得ることができる。このように光ファイバ１の端末部に
おいてドーパントを拡散させ、かつ端面を球面状に形成
することによって、さらに大きな反射減衰量を達成する
ことができる。

【００１７】ここで光ファイバ１中のドーパントを拡散
させる加熱部１ａの光ファイバ長さ方向の長さは、これ
が長いほど反射減衰量を大きくすることができるが、長
過ぎると光部品が大きくなってしまうという不都合が生
じる。したがって、加熱部１ａは少なくとも光ファイバ
の直径と同じ程度の長さを有するように形成され、要求
される反射減衰量の大きさによって適宜変更される。ま
た加熱部１ａを形成するために用いられる加熱手段は、
上記第１の実施例と同様に、光ファイバの端末部のみを
加熱溶融できるものであれば適宜のものを用いることが
できる。

【００１８】このようにして形成された無反射終端は、
そのままでは機械的な強度が非常に弱く、また他の部分
との接触によってコア１ｂにもどる光の量が増大する可
能性もある。したがって上記第１の実施例と同様に、図
２に示すように無反射終端の外周を樹脂２で被覆、補強
することが好ましい。本実施例の無反射終端も、光ファ
イバ１の端末部を加熱しただけのものであるので、その
大きさは加熱前の光ファイバ１とほとんど変らず非常に
小型のものが得られる。したがって補強のための構造も
大きくならずに済み、光部品のコンパクトに有利であ
る。

【００１９】図４は本発明の光ファイバ型無反射終端の
第３の実施例を示したものである。本実施例の無反射終
端は、光ファイバ１の端面から適当な距離だけ離れた中
途部分の複数箇所を加熱して加熱部３，３…を形成した
ものである。この加熱部ではファイバガラスが溶融さ
れ、光ファイバが局部的に変形されている。この光ファ
イバの変形は、加熱時に光ファイバ１を延伸する方向の
力が加えられた場合には加熱部３，３…は縮径され、圧
縮する方向の力が加えられた場合には加熱部３，３…は
拡径される。このように加熱部３，３…で光ファイバが
変形されることによってマイクロベンドロスが生じるの
で、光が外部へ放射される。したがって、光ファイバ１
の端末で反射される光の量が減少される。

【００２０】ここで加熱部３，３…における光ファイバ
１の縮径あるいは拡径によって、加熱部３，３…の直径
が大きくまたは小さくなりすぎると、機械的強度が弱く
なり実用的でない。したがって加熱部３，３…における
光ファイバ１の変形は、加熱前の光ファイバ１の直径を
Ｄとすると、加熱後の直径が０．５Ｄ以上、１．５Ｄ以
下となる程度が好ましい。また光ファイバ長さ方向にお
ける加熱部３の長さは、実際に使用する際に不都合を生
じない長さであればよく、用途等によって適宜設定する
ことができる。また形成される加熱部３，３…の数は、
要求される反射減衰量に応じて適宜設定される。

【００２１】加熱部３，３…を形成するための加熱手段
は、光ファイバの中途部分を所望の長さで局所的に加熱
溶融できるものであれば適宜のものを用いることができ
る。例えば光ファイバカプラの場合には、加熱融着、延
伸によりカプラの結合部を形成するための加熱手段と同
様のものを用いるなど、それぞれの光部品の構成に応じ
て、他の部位の製造に用いられる加熱手段を兼用すれ
ば、新たな設備の導入を必要とせず製造を簡単に行うこ
とができる。なお、加熱部３，３…の変形によるマイク
ロベンドロスは、加熱部３，３…で拡径もしくは縮径が
生じた場合だけでなく、この加熱部３，３…で光ファイ
バ１に曲りが生じた場合にも得られる。

【００２２】このようにして形成された加熱部３，３…
は、そのままでは機械的な強度が非常に弱いので、補強
用部材４によって被覆するのが好ましい。この補強用部
材４としては、例えば補強用鉄芯４ａを光ファイバ１と
平行に内蔵する熱収縮チューブ４ｂ等を用いることがで
きる。このように無反射終端の外周を補強用部材４で補
強することによって、機械的強度を確保できるととも
に、他の部分と接触したり、ほこりが付着するのを防止
することができ、より安定した無反射終端が得られる。
また本実施例の無反射終端は、光ファイバ１の中途部分
を加熱しただけのものであるので、その大きさは加熱前
の光ファイバ１とほとんど変らず、非常に小型のものが
得られる。したがって補強のための構造も大きくならず
に済み、光部品のコンパクト化に有利である。

【００２３】（実施例１）図１（ｂ）に示した構造の無
反射終端を作成した。まず端末が鏡面状に切断された光
ファイバ１を用意し、光ファイバ１の端末部をアーク放
電を用いて加熱溶融し、端面を球面状に加工した。変形
部分の長さＬは１００μｍとした。この加熱で光ファイ
バ中のドーパントは拡散されていなかった。得られた無
反射終端の反射減衰量を測定したところ４５ｄＢであ
り、無反射終端として十分利用できるものであった。

【００２４】（実施例２）上記実施例１で得られた無反
射終端の外周上に、図２に示すように樹脂被覆層２を形
成した。被覆用樹脂としては光ファイバの被覆層に用い
られる紫外線硬化型樹脂を用いた。また被覆層の光ファ
イバ長さ方向の長さは１０ｍｍ、厚さは８０μｍとし
た。得られた無反射終端の反射減衰量を測定したところ
４８ｄＢであり、無反射終端として十分利用できるもの
であった。

【００２５】（実施例３）図３に示した構造の無反射終
端を作成した。まず端末が鏡面状に切断された光ファイ
バ１を用意し、光ファイバ１の端末部をアーク放電を用
いて加熱溶融し、端面を球面状に加工するとともに、光
ファイバ中のドーパントを拡散させた。加熱部１ａの長
さは１５０μｍとした。得られた無反射終端の反射減衰
量を測定したところ６１ｄＢであり、無反射終端として
十分利用できるものであった。

【００２６】（実施例４）上記実施例３で得られた無反
射終端の外周上に、上記実施例２と同様の樹脂被覆層２
を形成した。得られた無反射終端の反射減衰量を測定し
たところ５９ｄＢであり、無反射終端として十分利用で
きるものであった。

【００２７】（実施例５）図４に示した構造の無反射終
端を作成した。まず実施例１と同じ光ファイバ１を用意
し、光ファイバ１の中途部分の４箇所をアーク放電を用
いて加熱した。各加熱部３の光ファイバ長さ方向の長さ
は１００μｍとし、それぞれの加熱部３，３…の間隔は
３００μｍとした。また最も光ファイバ１の端末に近い
加熱部３は端末から５００μｍだけ離れた位置に形成し
た。加熱前の光ファイバ１の直径は１２５μｍであり、
加熱後の加熱部３，３…の直径は１００μｍであった。
さらに加熱部３，３…を補強用部材４で被覆した。補強
用部材４としては、補強用鉄芯４ａを光ファイバ１と平
行に内蔵する熱収縮チューブ４ｂを用いた。得られた無
反射終端の反射減衰量を測定したところ６１ｄＢであ
り、無反射終端として十分利用できるものであった。

【００２８】（比較例１）実施例１と同じ光ファイバ１
を用意し、図１（ａ）に示すように、光ファイバ１の端
末が鏡面状に切断された状態で反射減衰量を測定したと
ころ１３．８ｄＢであった。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１記
載の光ファイバ型無反射終端は、光ファイバの端末を球
面状に形成したものである。このような球面状の端末部
は、これが平面である場合に比べて、端面で反射した光
が光ファイバのコアへもどる量が少なく抑えられる。し
たがって光ファイバ開放端での反射量を減少させること
ができる。またこのような無反射終端は光ファイバの少
なくとも１箇所を加熱するだけで得られるものであり、
無反射構造を得るために形状が大きくなることはなく、
光部品のコンパクト化を実現するのに有利である。また
製造のプロセスも、研磨、または蒸着等の高価かつ複雑
な工程を経ることがないので、非常に容易であり、生産
性が高いものである。

【００３０】本発明の請求項２記載の光ファイバ型無反
射終端は、光ファイバ端末に光ファイバ中に存在するド
ーパントを加熱により拡散してなる加熱部を形成したも
のである。したがって加熱部では光ファイバは導波構造
をもたず、光ファイバを伝搬してきた光は、この光ファ
イバ端末の加熱部で外部へ放射される。またこのような
加熱部では光ファイバは導波構造を持たないので、一旦
放射された光が外部で反射されたり、あるいは光ファイ
バ上に付着したほこりなどによって光が散乱されても、
このような光が再び光ファイバのコアへ戻る確率は非常
に小さい。さらにこのような無反射終端は光ファイバの
少なくとも１箇所を加熱するだけで得られるものであ
り、無反射構造を得るために形状が大きくなることはな
く、光部品のコンパクト化を実現するのに有利である。
また製造のプロセスも、研磨、または蒸着等の高価かつ
複雑な工程を経ることがないので、非常に容易であり、
生産性が高いものである。

【００３１】また本発明の請求項３記載の光ファイバ型
無反射終端は、光ファイバの端末から適当な距離だけ離
れた中途部分の一箇所もしくは複数箇所で光ファイバを
加熱溶融して変形させたものである。したがって、加熱
部での光ファイバの変形はマイクロベンドロスをもたら
すので、これによって光が外部へ放射され、結果的に光
ファイバ開放端での反射量を減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の無反射終端の第１の実施例を示す概
略構成図である。

【図２】 図１の無反射終端の補強例を示す概略構成図
である。

【図３】 本発明の無反射終端の第２の実施例を示す概
略構成図である。

【図４】 本発明の無反射終端の第３の実施例を示す概
略構成図である。

【図５】 従来の無反射終端の例を示すもので、傾斜端
面を形成した例の概略構成図である。

【図６】 従来の無反射終端の例を示すもので、蒸着膜
を用いた例の概略構成図である。

【図７】 従来の無反射終端の例を示すもので、コアの
ない光ファイバを用いた例の概略構成図である。

【図８】 従来の無反射終端の例を示すもので、端末部
を溶融延伸した例の概略構成図である。

【図９】 図５の無反射終端における問題を説明するた
めの概略構成図である。

【符号の説明】

１…光ファイバ、１ａ，３…加熱部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山内 良三 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】 光ファイバの端末が球面状に形成されて
   いることを特徴とする光ファイバ型無反射終端。
2. 【請求項２】 光ファイバの端末に、光ファイバ中に存
   在するドーパントを加熱により拡散してなる加熱部が形
   成されていることを特徴とする光ファイバ型無反射終
   端。
3. 【請求項３】 光ファイバの中途部分の少なくとも１箇
   所が変形されていることを特徴とする光ファイバ型無反
   射終端。