JPH0843647A - 光ファイバ端の先球化方法及び装置 - Google Patents
光ファイバ端の先球化方法及び装置Info
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- JPH0843647A JPH0843647A JP7078790A JP7879095A JPH0843647A JP H0843647 A JPH0843647 A JP H0843647A JP 7078790 A JP7078790 A JP 7078790A JP 7879095 A JP7879095 A JP 7879095A JP H0843647 A JPH0843647 A JP H0843647A
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- Japan
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- optical fiber
- emission pattern
- heating
- optical
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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
- G02B6/255—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding
- G02B6/2552—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding reshaping or reforming of light guides for coupling using thermal heating, e.g. tapering, forming of a lens on light guide ends
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光素子との光結合特性が安定な光ファイバ端
面の成形。 【構成】 電極1が間隔を有して対向して配置され、コ
アが突出している光ファイバ3の端面が電極1の間に配
置されており、電極1間に生じる放電によりファイバ3
の端面が加熱される。光ファイバ3の他端に入射された
レーザ光が光ファイバ3のコア突出側の端面から出射さ
れ、出射パターン径が出射パターン測定器6により計測
される。出射パターン径が最大値付近になった時、電極
1間の放電を中止する。 【効果】 光ファイバのコアの先球形状のばらつきを解
消し、光素子との光結合特性にばらつきを無くす。
面の成形。 【構成】 電極1が間隔を有して対向して配置され、コ
アが突出している光ファイバ3の端面が電極1の間に配
置されており、電極1間に生じる放電によりファイバ3
の端面が加熱される。光ファイバ3の他端に入射された
レーザ光が光ファイバ3のコア突出側の端面から出射さ
れ、出射パターン径が出射パターン測定器6により計測
される。出射パターン径が最大値付近になった時、電極
1間の放電を中止する。 【効果】 光ファイバのコアの先球形状のばらつきを解
消し、光素子との光結合特性にばらつきを無くす。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光素子と光ファイバと
を効率良く光結合するための光通信用の光ファイバの端
を先球化する方法及び装置に関するものである。
を効率良く光結合するための光通信用の光ファイバの端
を先球化する方法及び装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】光素子と効率良く光結合する光ファイバ
としては、端面のコアのみが先球状(先端が半球状)に
形成された光ファイバがある。このファイバ端の先球方
法は、光ファイバ端面をエッチングする事によりコアを
突出させ、その後、加熱する事により突出したコアを先
球化するもので、先球面のレンズ作用により像倍率変換
により光素子と光ファイバの高効率光結合を実現するも
のである。特に、複数個配置した光素子に光結合させる
アレイ光ファイバの端の先球化には、アレイ状に配列さ
れた複数の光ファイバのコア端面を一括に先球化する事
が可能なために低価格化が計られる。これに関しては、
特許願平成4年第35号の「光結合回路とその製造方
法」に詳細に記載されている。
としては、端面のコアのみが先球状(先端が半球状)に
形成された光ファイバがある。このファイバ端の先球方
法は、光ファイバ端面をエッチングする事によりコアを
突出させ、その後、加熱する事により突出したコアを先
球化するもので、先球面のレンズ作用により像倍率変換
により光素子と光ファイバの高効率光結合を実現するも
のである。特に、複数個配置した光素子に光結合させる
アレイ光ファイバの端の先球化には、アレイ状に配列さ
れた複数の光ファイバのコア端面を一括に先球化する事
が可能なために低価格化が計られる。これに関しては、
特許願平成4年第35号の「光結合回路とその製造方
法」に詳細に記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】突出したコアの先球形
状は、加熱時間の長短で変わる。従来の光ファイバ端の
先球化方法では加熱時間の決定は、ファイバ端の加熱に
よる先球形状の変化を監視し、人が最適と判断する状態
で加熱を止める事により行っていた。しかし、コアの先
球径は10μm 程度と極めて小さいために、精密な形状
監視が困難である。このため、加熱時間の決定を誤り、
先球形状のばらつきを生じていた。この結果、光素子と
の光結合特性にばらつきを生じる大きな欠点があった。
状は、加熱時間の長短で変わる。従来の光ファイバ端の
先球化方法では加熱時間の決定は、ファイバ端の加熱に
よる先球形状の変化を監視し、人が最適と判断する状態
で加熱を止める事により行っていた。しかし、コアの先
球径は10μm 程度と極めて小さいために、精密な形状
監視が困難である。このため、加熱時間の決定を誤り、
先球形状のばらつきを生じていた。この結果、光素子と
の光結合特性にばらつきを生じる大きな欠点があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の光ファイバ端の
先球化装置は、光ファイバの一端からレーザ光を入射す
るレーザ光入射手段と、前記光ファイバの他端から出射
した前記レーザ光の出射パターン径を検知する出射パタ
ーン測定手段と、前記光ファイバの他端を加熱して先球
化する加熱手段とを備え、加熱手段は出射パターン測定
手段が検知した出射パターン径が略最大値と最小値の間
の略一定の割合の値になった時に加熱を中止するように
してもよい。
先球化装置は、光ファイバの一端からレーザ光を入射す
るレーザ光入射手段と、前記光ファイバの他端から出射
した前記レーザ光の出射パターン径を検知する出射パタ
ーン測定手段と、前記光ファイバの他端を加熱して先球
化する加熱手段とを備え、加熱手段は出射パターン測定
手段が検知した出射パターン径が略最大値と最小値の間
の略一定の割合の値になった時に加熱を中止するように
してもよい。
【0005】本発明の光ファイバ端の先球化方法は、光
ファイバの一端からレーザ光を入射し、該光ファイバの
他端を加熱して先球化しながら、前記他端から出射した
前記レーザ光の出射パターン径を監視し、該出射パター
ン径が最大値と最小値の間の略一定の割合の値になった
時に前記他端の加熱を中止し、出射パターン径が略最大
になった特に光ファイバの他端の加熱を中止するように
してもよい。
ファイバの一端からレーザ光を入射し、該光ファイバの
他端を加熱して先球化しながら、前記他端から出射した
前記レーザ光の出射パターン径を監視し、該出射パター
ン径が最大値と最小値の間の略一定の割合の値になった
時に前記他端の加熱を中止し、出射パターン径が略最大
になった特に光ファイバの他端の加熱を中止するように
してもよい。
【0006】
【作用】図2に半導体レーザ光を光ファイバの他端から
入力し、光ファイバのコアを先球加工していったときの
光ファイバのコア形状及び測定部での出射パターン径を
示す。図2(a)は加熱されていない光ファイバでコア
端は平面となっている。光ファイバ端から光は放射状に
広がっている。図2(b)ではコア端面が平面から徐々
に曲率半径を持つようになり、出射光はほぼ水平とな
り、測定部での出射パターン径は最小となる。さらに加
熱をしていくと、先球形状をした光ファイバ端面のコア
から出射したレーザ光は、先球面のレンズ作用により一
旦集光してから、遠方へ発散して行く(図2(c))。
入力し、光ファイバのコアを先球加工していったときの
光ファイバのコア形状及び測定部での出射パターン径を
示す。図2(a)は加熱されていない光ファイバでコア
端は平面となっている。光ファイバ端から光は放射状に
広がっている。図2(b)ではコア端面が平面から徐々
に曲率半径を持つようになり、出射光はほぼ水平とな
り、測定部での出射パターン径は最小となる。さらに加
熱をしていくと、先球形状をした光ファイバ端面のコア
から出射したレーザ光は、先球面のレンズ作用により一
旦集光してから、遠方へ発散して行く(図2(c))。
【0007】図2(d)では光ファイバの先球面の曲率
半径が小さくなり、焦点は光ファイバに近づきレンズ作
用により遠方での出射パターン径は大きくなっている。
光素子と光ファイバとの光結合損失が最も小さくなるの
は光ファイバからの光の像倍率が大きくなるとき、つま
り先球面の曲率半径が小さいときなので、測定部での出
射パターン径がほぼ最大時に結合損失が最小となる。こ
のため、出射パターン径が最大付近になる図2(d)時
に加熱を中止する事により、光ファイバと光素子との結
合損失が最も小さくなる。
半径が小さくなり、焦点は光ファイバに近づきレンズ作
用により遠方での出射パターン径は大きくなっている。
光素子と光ファイバとの光結合損失が最も小さくなるの
は光ファイバからの光の像倍率が大きくなるとき、つま
り先球面の曲率半径が小さいときなので、測定部での出
射パターン径がほぼ最大時に結合損失が最小となる。こ
のため、出射パターン径が最大付近になる図2(d)時
に加熱を中止する事により、光ファイバと光素子との結
合損失が最も小さくなる。
【0008】加熱を続けると、図2(e)のようにコア
がつぶれてクラッド方向へ広がり、曲率が大きくなって
いき焦点は光ファイバから遠ざかり、出射パターン径は
小さくなっていく。更に加熱するとコアはクラッド面へ
広がって、光ファイバと測定部で焦点がない放射光とな
るが、この場合図2(a)の出射パターン径より少し小
さな大きさしか得られない。
がつぶれてクラッド方向へ広がり、曲率が大きくなって
いき焦点は光ファイバから遠ざかり、出射パターン径は
小さくなっていく。更に加熱するとコアはクラッド面へ
広がって、光ファイバと測定部で焦点がない放射光とな
るが、この場合図2(a)の出射パターン径より少し小
さな大きさしか得られない。
【0009】図3に図2(b)〜(e)における加熱時
間と出射パターン径の関係を示す。出射パターン径は経
過時間が増すに従い増加していき最大量を経て減少す
る。従って、図中に示した最大付近時間で加熱を中止す
ることによって、ほぼ最大径の出射パターン径を得るこ
とができる。
間と出射パターン径の関係を示す。出射パターン径は経
過時間が増すに従い増加していき最大量を経て減少す
る。従って、図中に示した最大付近時間で加熱を中止す
ることによって、ほぼ最大径の出射パターン径を得るこ
とができる。
【0010】
【実施例】以下、本発明について、図面を参照して説明
する。
する。
【0011】図1は、本発明の一実施例の概略図であ
る。
る。
【0012】外径2mmφの一対の電極1が5mmの間隔で
対向して配置されており、それらが放電制御器2に接続
されている。光ファイバ3は、エッチング後の、コアが
突出している端面側が一対の電極1の間のほぼ中央に配
置されており、電極1間に生じる放電によりファイバ3
の端面が加熱されるように構成されている。光ファイバ
3の他端面は、光コネクタ4を介して発振波長1.3μ
m の半導体レーザ発振器5に接続され、レーザ光が入射
される。そのレーザ光は、光ファイバ3のコア突出側の
端面から出射され、その出射パターン径が出射パターン
測定器6により計測される。出射パターン測定器6は、
出射パターンを画像認識し、その画像信号から出射パタ
ーンの中心パワーの半値での直径を出射パターン径とし
て割り出すものである(例えば、浜松ホトニクス(株)
製造のファーフィールドパターン計測装置)。出射パタ
ーン測定器6からの出射パターン径の信号は、放電制御
器2に入力される。電極1間の放電開始後放電制御器2
は、出射パターン測定器6が測定する出射パターン径が
最大値付近になった時、電極1間の放電を中止するよう
制御する。
対向して配置されており、それらが放電制御器2に接続
されている。光ファイバ3は、エッチング後の、コアが
突出している端面側が一対の電極1の間のほぼ中央に配
置されており、電極1間に生じる放電によりファイバ3
の端面が加熱されるように構成されている。光ファイバ
3の他端面は、光コネクタ4を介して発振波長1.3μ
m の半導体レーザ発振器5に接続され、レーザ光が入射
される。そのレーザ光は、光ファイバ3のコア突出側の
端面から出射され、その出射パターン径が出射パターン
測定器6により計測される。出射パターン測定器6は、
出射パターンを画像認識し、その画像信号から出射パタ
ーンの中心パワーの半値での直径を出射パターン径とし
て割り出すものである(例えば、浜松ホトニクス(株)
製造のファーフィールドパターン計測装置)。出射パタ
ーン測定器6からの出射パターン径の信号は、放電制御
器2に入力される。電極1間の放電開始後放電制御器2
は、出射パターン測定器6が測定する出射パターン径が
最大値付近になった時、電極1間の放電を中止するよう
制御する。
【0013】通常、加熱される前のエッチングされた光
ファイバの端面に突出したコアは、ほぼ円筒形で先端面
は平面なので曲率半径が大きい。このため、光素子との
結合損失は大きく、出射されたレーザ光の出射パターン
径は小さい。突出したコアを加熱すると、コアの先端形
状が徐々に半球形となるため、コアの先端面の曲率半径
が小さくなり、結合損失も小さくなる。この場合、出射
パターン径は大きくなる。更に加熱すると、コアは偏平
化するため、先端面の曲率半径が再び大きくなり、結合
損失も大きくなる。この時、出射パターン径が小さくな
る。従って、出射パターン径が最大付近になる時に、結
合損失は最小となる。
ファイバの端面に突出したコアは、ほぼ円筒形で先端面
は平面なので曲率半径が大きい。このため、光素子との
結合損失は大きく、出射されたレーザ光の出射パターン
径は小さい。突出したコアを加熱すると、コアの先端形
状が徐々に半球形となるため、コアの先端面の曲率半径
が小さくなり、結合損失も小さくなる。この場合、出射
パターン径は大きくなる。更に加熱すると、コアは偏平
化するため、先端面の曲率半径が再び大きくなり、結合
損失も大きくなる。この時、出射パターン径が小さくな
る。従って、出射パターン径が最大付近になる時に、結
合損失は最小となる。
【0014】本実施例では、出射パターン径が最大値付
近になった時を次のように判定する。最大値付近の出射
パターン径を計算又は実測により予め定めておき、出射
パターン測定器6が測定した出射パターン径がこの予め
定めた値になったことで出射パターン径が最大となった
ものと判定し、電極1間の放電を中止する。または、電
極1間の放電を開始後、出射パターン測定器6の測定値
が増大していった後に少しでも減少した時に光ファイバ
3からのレーザ光の出射パターン径が最大値付近になっ
たものとして電極1間の放電を中止する。
近になった時を次のように判定する。最大値付近の出射
パターン径を計算又は実測により予め定めておき、出射
パターン測定器6が測定した出射パターン径がこの予め
定めた値になったことで出射パターン径が最大となった
ものと判定し、電極1間の放電を中止する。または、電
極1間の放電を開始後、出射パターン測定器6の測定値
が増大していった後に少しでも減少した時に光ファイバ
3からのレーザ光の出射パターン径が最大値付近になっ
たものとして電極1間の放電を中止する。
【0015】本実施例では、このように、ファイバ端の
加熱中止の時点を出射パターン径により制御するため、
加熱中止の時点を最適にでき、最適な加熱時間を決定で
きる。このため、コアの先球形状のばらつきを解消でき
る。この結果、光素子との光結合特性にばらつきを無く
す事が出来る。本実施例では、半導体レーザとの光結合
損失のばらつきが、各ファイバ間で最大0.4dBと良
好であった。
加熱中止の時点を出射パターン径により制御するため、
加熱中止の時点を最適にでき、最適な加熱時間を決定で
きる。このため、コアの先球形状のばらつきを解消でき
る。この結果、光素子との光結合特性にばらつきを無く
す事が出来る。本実施例では、半導体レーザとの光結合
損失のばらつきが、各ファイバ間で最大0.4dBと良
好であった。
【0016】以上、上述の実施例では、放電制御器は出
射パターン径が最大値付近になった時、放電を中止する
よう制御されていた。しかしながら、放電中止の時点
は、出射パターン径が最大値付近になった場合のみに限
定されない。例えば、光ファイバの位置ずれトレランス
を緩和する目的の場合には、出射パターン径が最大値と
最小値の中間程度の値で放電を中止すれば良い。この場
合、光結合損失は、若干大きくなるが、位置ずれトレラ
ンスを緩和できる。
射パターン径が最大値付近になった時、放電を中止する
よう制御されていた。しかしながら、放電中止の時点
は、出射パターン径が最大値付近になった場合のみに限
定されない。例えば、光ファイバの位置ずれトレランス
を緩和する目的の場合には、出射パターン径が最大値と
最小値の中間程度の値で放電を中止すれば良い。この場
合、光結合損失は、若干大きくなるが、位置ずれトレラ
ンスを緩和できる。
【0017】また、本実施例では光ファイバとして単一
モードファイバを用いたがこれに限定されず、コアドー
パント濃度が集束型分布である集束型多モードファイバ
でも同様の効果が得られる。
モードファイバを用いたがこれに限定されず、コアドー
パント濃度が集束型分布である集束型多モードファイバ
でも同様の効果が得られる。
【0018】また、上述の実施例では1本の光ファイバ
の場合を示したがこれに限定されず、多チャンネルのア
レイ光ファイバでも良い。この場合は、配列された複数
の光ファイバのコア端を一括して先球化する事が可能な
ため、1本の光ファイバのみにレーザ光を通してその出
射パターンを監視し、その出射パターン径が最大値付近
になった時に、又は最大値と中間値の中間程度の値にな
った時に放電による加熱を中止すればよい。
の場合を示したがこれに限定されず、多チャンネルのア
レイ光ファイバでも良い。この場合は、配列された複数
の光ファイバのコア端を一括して先球化する事が可能な
ため、1本の光ファイバのみにレーザ光を通してその出
射パターンを監視し、その出射パターン径が最大値付近
になった時に、又は最大値と中間値の中間程度の値にな
った時に放電による加熱を中止すればよい。
【0019】さらに、上述の実施例では光ファイバの端
面から突出しているコアの先端を先球化する例である
が、コアが突出してなくコア及びクラッドの光ファイバ
全体が平面からなる端面を加熱してファイバ全体の先端
を先球化する場合にも本発明は適用できる。
面から突出しているコアの先端を先球化する例である
が、コアが突出してなくコア及びクラッドの光ファイバ
全体が平面からなる端面を加熱してファイバ全体の先端
を先球化する場合にも本発明は適用できる。
【0020】また、上述のように出射パターン測定手段
に出射パターン径を示す信号を出力させ、その信号から
出射パターン径が略最大値等になったことを自動的に検
出してその検出時に光ファイバの他端の加熱を中止する
ようにしてもよいし、出射パターン測定手段に出射パタ
ーン径を表示させ、人がこの表示を監視して出射パター
ン径が略最大等になった時点を判断し、光ファイバの加
熱を中止させるようにしてもよい。
に出射パターン径を示す信号を出力させ、その信号から
出射パターン径が略最大値等になったことを自動的に検
出してその検出時に光ファイバの他端の加熱を中止する
ようにしてもよいし、出射パターン測定手段に出射パタ
ーン径を表示させ、人がこの表示を監視して出射パター
ン径が略最大等になった時点を判断し、光ファイバの加
熱を中止させるようにしてもよい。
【0021】また、本実施例では加熱源として放電を用
いたがこれに限定されず、例えばレーザ光,電気炉など
でも良い。
いたがこれに限定されず、例えばレーザ光,電気炉など
でも良い。
【0022】
【発明の効果】以上述べた通り、本発明の光ファイバ端
の先球化方法及び装置は、光素子との光結合特性が安定
な光ファイバの先球形状が得られる。例えば、光ファイ
バの一端から入射したレーザ光の他端からの出射パター
ンが略最大になった時に光ファイバの他端の加熱を中止
することにより、ファイバの他端を曲率半径の小さい球
形にすることができ、光素子との光結合の損失が小さ
く、光結合特性のばらつきが小さいように光ファイバ端
面を形成することができる。
の先球化方法及び装置は、光素子との光結合特性が安定
な光ファイバの先球形状が得られる。例えば、光ファイ
バの一端から入射したレーザ光の他端からの出射パター
ンが略最大になった時に光ファイバの他端の加熱を中止
することにより、ファイバの他端を曲率半径の小さい球
形にすることができ、光素子との光結合の損失が小さ
く、光結合特性のばらつきが小さいように光ファイバ端
面を形成することができる。
【図1】本発明の一実施例を示す概略図である。
【図2】光ファイバの先球加工時の形状と測定部の出射
パターン径を示す図である。
パターン径を示す図である。
【図3】加熱時間と出射パターン径の関係を示す図であ
る。
る。
1 電極 2 放電制御器 3 光ファイバ 4 光コネクタ 5 半導体レーザ発振器 6 出射パターン測定器
Claims (6)
- 【請求項1】光ファイバの一端からレーザ光を入射する
レーザ光入射手段と、前記光ファイバの他端から出射し
た前記レーザ光の出射パターン径を検知する出射パター
ン測定手段と、前記光ファイバの他端を加熱して先球化
する加熱手段とを備えた事を特徴とする光ファイバ端の
先球化装置。 - 【請求項2】加熱手段は出射パターン測定手段が検知し
た出射パターン径が略最大値と最小値の間の略一定の割
合の値になった時に加熱を中止する請求項1記載の光フ
ァイバ端の先球化装置。 - 【請求項3】加熱手段はアレイ状に配列された複数の光
ファイバの他端を一括して加熱して先球化する請求項1
又は2記載の光ファイバ端の先球化装置。 - 【請求項4】光ファイバの一端からレーザ光を入射し、
該光ファイバの他端を加熱して先球化しながら、前記他
端から出射した前記レーザ光の出射パターン径を監視
し、該出射パターン径が最大値と最小値の間の略一定の
割合の値になった時に前記他端の加熱を中止する事を特
徴とする光ファイバ端の先球化方法。 - 【請求項5】出射パターン径が略最大になった時に光フ
ァイバの他端の加熱を中止する請求項4記載の光ファイ
バ端の先球化方法。 - 【請求項6】アレイ状に配列された複数の光ファイバの
他端を一括して加熱して先球化する請求項4又は5記載
の光ファイバ端の先球化方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7078790A JPH0843647A (ja) | 1994-05-23 | 1995-04-04 | 光ファイバ端の先球化方法及び装置 |
US08/437,329 US5563969A (en) | 1994-05-23 | 1995-05-09 | Apparatus and method for forming a hemispherical microlens at the end of optical fiber |
GB9510040A GB2289772B (en) | 1994-05-23 | 1995-05-18 | Apparatus and method for forming a microlens at the end of optical fiber |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6-107331 | 1994-05-23 | ||
JP10733194 | 1994-05-23 | ||
JP7078790A JPH0843647A (ja) | 1994-05-23 | 1995-04-04 | 光ファイバ端の先球化方法及び装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0843647A true JPH0843647A (ja) | 1996-02-16 |
Family
ID=26419852
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7078790A Pending JPH0843647A (ja) | 1994-05-23 | 1995-04-04 | 光ファイバ端の先球化方法及び装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5563969A (ja) |
JP (1) | JPH0843647A (ja) |
GB (1) | GB2289772B (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002502511A (ja) * | 1997-06-04 | 2002-01-22 | コーニング・レーザートロン・インコーポレーテッド | 平坦な頂部で、2つの角を有し、くさび形状であるファイバ端面 |
CN111069778A (zh) * | 2018-10-18 | 2020-04-28 | 清华大学 | 光纤中微结构的产生方法及系统 |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6415087B1 (en) * | 1997-06-04 | 2002-07-02 | Corning Laserton, Inc. | Polished fused optical fiber endface |
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