JPH09159863A - 合成樹脂光分岐結合器およびその製作方法 - Google Patents

合成樹脂光分岐結合器およびその製作方法

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JPH09159863A
JPH09159863A JP34505495A JP34505495A JPH09159863A JP H09159863 A JPH09159863 A JP H09159863A JP 34505495 A JP34505495 A JP 34505495A JP 34505495 A JP34505495 A JP 34505495A JP H09159863 A JPH09159863 A JP H09159863A
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JP
Japan
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synthetic resin
core
light
optical branching
resin optical
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Application number
JP34505495A
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English (en)
Inventor
Takanobu Ishibashi
孝伸 石橋
Hideki Asano
秀樹 浅野
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 受,発光素子との光の結合を効率良くした合
成樹脂光分岐結合器を提供する。 【解決手段】 光を伝送するコアと該コアを包むクラッ
ドからなる合成樹脂光分岐結合器において、光を結合す
る伝送路が光を伝送する方向に従って絞られるテーパ形
状およびストレート(棒状)形状を有しており、かつ、
光を分岐する伝送路の光射出端面がレンズ形状を有する
合成樹脂光分岐結合器である。また、光を伝送するコア
と該コアを包むクラッドからなる合成樹脂光分岐結合器
において、上記コアがK字形である合成樹脂光分岐結合
器である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、合成樹脂光分岐
結合器およびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、伝送容量の増大により、光通信の
発展が今後ますます期待されており、例えば自動車内で
考えられている光LANのような短距離通信の場合、そ
の伝送媒体として大口径にしても可撓性を損なわず、接
続等の取扱性の面からも有利であるプラスチック光ファ
イバの使用が考えられている。このような光LANを実
現するためには、プラスチック光ファイバと接続が可能
であり、かつ、双方向伝送を考えた場合、受,発光素子
とも結合が可能な合成樹脂光分岐結合器が必要不可欠と
なる。
【0003】従来の合成樹脂からなる光分岐結合器は、
低屈折率モノマーを含浸したそれよりも高屈折率な高分
子フィルムに紫外線をマスク露光してモノマーを局所的
に重合し、その後、未反応のモノマーを洗浄して屈折率
差をつけることにより作成する方法や、コアとクラッド
を射出成形により作成する方法が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前者の紫外線露光によ
る作成方法では製造プロセスが複雑であり、また、コア
の大口径化も困難となり、さらに、コア断面形状も矩形
となるため、コア形状が円形である光ファイバとの結合
損失も大きくなる。これに対し、後者の射出成形による
方法では製造プロセスおよびコアの大口径化が容易であ
り、かつ、コアも円形に作成することができるため、光
ファイバとの接続時の光の損失が小さくなる利点を有し
ている。しかし、従来提案なされているこのような光分
岐結合器の伝送路はストレート形状であり、コア断面ス
ケールもプラスチック光ファイバのコア径に制限される
ようになっている。
【0005】そのため、発光ダイオードとの結合部にお
いて幾何学的な制約があるため、発せられる光の広がり
が大きい発光素子を用いた場合、効率よく光をこの分岐
結合器に取り込めず、発光素子の形状に制限が生じる。
また、受光素子との結合部においても、光分岐結合器よ
り出射される光の拡散により効率よく受光素子へ光を入
射できないという問題が生じている。
【0006】この発明の目的は、上述した従来の技術の
欠点を解消し、発光素子からの光を効率よく取り込み、
かつ、受光素子へ効率よく光を入射することができる合
成樹脂光分岐結合器およびその製作方法を提供するにあ
る。また、受,発光素子と幹線の結合を一つでできる低
損失な合成樹脂光分岐結合器を提供するにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1およ
び請求項2の発明は、光を伝送するコアと該コアを包む
クラッドからなる合成樹脂光分岐結合器において、光を
結合する伝送路が光を伝送する方向に従って絞られるテ
ーパ形状およびストレート(棒状)形状を有しており、
かつ、光を分岐する伝送路の光射出端面がレンズ形状を
有することを特徴とする合成樹脂光分岐結合器である。
また、導光パターンとなる中空孔あるいは溝をテーパ形
スライドピンおよびストレート形(棒状)スライドピン
を嵌合してクラッドを射出成形して形成し、その後、該
スライドピンを取り除いた中空孔あるいは溝にクラッド
よりも屈折率の高い合成樹脂を射出成形してコアを形成
することを特徴とする合成樹脂光分岐結合器の製作方法
である。
【0008】この発明の請求項3および請求項4の発明
は、光を伝送するコアと該コアを包むクラッドからなる
合成樹脂光分岐結合器において、上記コアがK字形であ
ることを特徴とする合成樹脂光分岐結合器である。ま
た、K字形の導光パターンとなるようにストレート形
(棒状)スライドピン3本を組み合わせて嵌合してクラ
ッドを射出成形して形成し、その後、上記スライドピン
を取り除いた中空孔あるいは溝にクラッドよりも屈折率
の高い合成樹脂を射出成形してコアを形成することを特
徴とする合成樹脂光分岐結合器の製作方法である。
【0009】合成樹脂光分岐結合器の発光素子との結合
部端面スケールを発光素子の形状スケールに合わせ、か
つ、受光素子との結合部の端面をレンズ形状としたこと
により、それによって発光素子からの光を効率よく取り
込み、かつ、受光素子へ効率よく光を入射させることが
可能となる。また、その製作において、テーパ形スライ
ドピンおよびストレート形(棒状)スライドピンを嵌合
してクラッドを射出成形して形成し、その後、上記スラ
イドピンを取り除いた中空孔あるいは溝にクラッドより
も屈折率の高い合成樹脂を射出成形してコアを形成する
ことにより、合成樹脂光分岐結合器を容易に製作するこ
とができる。
【0010】
【発明の実施の形態】この発明に用いられる合成樹脂光
分岐結合器のクラッド材は、次のようなアクリル系,メ
タクリル系,カルボネート系,非晶質オレフィン系,ス
ルホン系,シリコーン系,ビニル系,フッ素化合物であ
り、特にこれらに限定するものではない。例えば、ポリ
(4−メチルペンテン−1),ポリテトラフルオロエチ
レン,ポリ(1,1−ジヒドロパーフルオロヘキシルア
クリレート),ポリ(1,1−ジヒドロパーフルオロブ
チルアクリレート),ポリクロロトリフルオロエチレ
ン,ポリトリフルオロイソプロピルメタクリレート,ポ
リトリエトキシシリコールメタクリレート,ポリブチル
アセテート,ポリエチルアクリレート,ポリビニルアセ
テート,ポリビニルブチラール,ポリメチルアクリー
ト,ポリイソプロピルメタクリレート,ポリイソブチル
メタクリレート,ポリモノフルオロチエルメタクリレー
ト,ポリ(n−ヘキシルメタクリレート),ポリエチル
メタクリレート,ポリ(n−ブチルメタクリノレート,
ポリ(β−エトキシメタクリレート),ポリ(n−プロ
ピルメタクリレート),ポリ(3,3,5−トリメチル
シクロヘキシルメタクリレート),ポリメチルメタクリ
レート,ポリ(2−ニトロ−2−メチルプロピルメタク
リレート),ポリトリエチルカルビニルメタクリレー
ト,ポリ(α−メチタリルメタクリレート),ポリ(3
−メチルシクロヘキシルメタクリレート),ポリ(4−
メチルシクロヘキシルメタクリレート)などが考えられ
る。
【0011】この発明の合成樹脂光分岐結合器のコア材
としては、特に限定されるものでないが、使用するクラ
ッド材よりも屈折率の高いことが必要であり、上記クラ
ッド材の中でも組合せによりコア材となり得る。上記の
材料以外でコア材となる共重合体としては、例えば、ポ
リイソブチレン,ポリボロニルメタクリレート,ポリシ
クロヘキシルメタクリレート,ポリ(β−メタリルメタ
クリレート),ポリテトラヒドロフルフリルメタクリレ
ート,ポリ(1−メチルシクロヘキシルメタクリレー
ト),ポリエチレングリコールモノメタクリレート,ポ
リビニルクロロアセテート,ポリビニルメタクリレー
ト,ポリエチレンクロロヒドリンメタクリレート,ポリ
メチル−α−クロロアクリレート,ポリ(2ークロロシ
クロヘキシルメタクリレート),ポリアリルメタクリレ
ート,ポリアクリロニトリル,ポリメタクリロニトリ
ル,ポリシクロヘキシル−シクロヘキシルメタクリレー
ト,ポリ(1,3−ジクロロプロピル1−2−メタクリ
レート),ポリシクロヘキシル−α−クロロアクリレー
ト,ポリ(β−クロロエチルクロロアクリレート),ポ
リブチルメルカプチルメタクリレート,sec−ブチル
α−ブロモアクリレート,シクロヘキシルα−ブロモア
クリレート,ポリ(β−ブロモエチルメタクリレー
ト),ポリエチルスルフィドメタクリレート,ポリシク
ロヘキシルブロモアクリレート,ポリ(α−フエニルエ
チルメタクリレート),ポリ(p−メトキシベンジルメ
タクリレート),ポリビニルフラン,ポリ(p−イソプ
ロピルスチレン),ポリエチレングリコールベンゾエー
トメタクリレート(α−フェニルアリルメタクリレー
ト),ポリ(p−シクロヘキシルフェニルメタクリレー
ト),ポリ(β−フェニルエチルメタクリレート),ポ
リ−α−(o−クロロフェニルエチルメタクリレー
ト),ポリ(1−フェニルシクロヘキシルメタクリレー
ト),ポリメチルα−ブロモアクリレート,ポリベンジ
ルメタクリレート,ポリ(β−フェニルスルホンエチル
メタクリレート),ポリ(m−クレシルメタクリレー
ト),アクリロニトリル−スチレン共重合体,ポリジア
リルシンナード,ポリ(o−メトキシフェニルメタクリ
レート),ポリフェニルメタクリレート,ポリ(2,3
−ジブロモプロピルメタクリレート,ポリ(2−β−ジ
フェニルエチルメタクリレート),ポリ(o−クロロベ
ンジルメタクリレート),ポリ(m−ニトロベンジルメ
タクリレート),ポリカーボネート,ポリスチレン,ポ
リ(o−メトキシスチレン),ポリシンナミルメタクリ
レート,ポリベンジドリルメタクリレート,ポリ(p−
ブロモフェニルメタクリレート),ポリ(p−メトキシ
スチレン),ポリ(o−クロロベンジドリルメタクリレ
ート),3,3´,5,5´−テトラクロロジフェニル
−ホスゲン共重合体,ポリペンタクロロフェニルメタク
リレート,ポリ(o−クロロスチレン),ポリフエェニ
ルα−ブロモアクリレート,ポリ(p−ジビニルベンゼ
ン),ポリジクロロスチレン,ポリ(2,6−ジクロロ
スチレン)ポリビニルフェニルスルフィドなどが考えら
れる。
【0012】この合成樹脂光分岐結合器のコア部の成形
については、射出成形,UV硬化性モノマーのUV硬
化,熱硬化性モノマーの加熱,注型などが挙げられる
が、特にこれらに限定するものではない。
【0013】以下、図面に基づいてこの発明の実施例を
説明する。
【実施例1】図1(a),(b)は、合成樹脂光分岐結
合器の製作法を示す説明図である。まずポリ4−メチル
ペンテン−1を用い、図1(a)に示すような全体形状
がホームベース状に射出成形して一次成形品1とした。
ここでは、光を結合する伝送路と光を分岐する伝送路の
パターンを形成するための円錐状のテーパ形スライドピ
ン2および棒状のストレート形スライドピン3を金型の
当該箇所に装着して射出成形を行い、金型が開くと同時
に上記スライドピン2,3は一次成形品1より矢印方向
にそれぞれ抜け、この部分はコアを射出するための中孔
部4となる。
【0014】次に、得られた一次成形品1を二次成形用
金型キャビテイにはめ込み、中孔部4に図1(b)に示
す矢印14方向にコア材としてポリメチルメタクリレー
トを射出する。また、このとき、その逆側にはレンズ成
形部6を有したスライドコア5が存在し、得られた二次
成形品1aのコアストレート部12の端面を曲率10φ
のレンズ13とした。
【0015】このようにして得られた合成樹脂光伝送体
の平面図を図2に示す。即ち、ホームベース状の五角形
の上端中央部にコア8を有するプラスチック光ファイバ
7が接続され、これに対する二辺の中央にテーパ状のコ
ア11の端面とストレートコア12を介してレンズ13
が形成されたものとなる。このとき、合成樹脂光伝送体
1のコア11の端面を発光素子9用の結合部とし、この
端面スケールd2 を評価に用いた発光ダイオード(波
長:660nm)のモールド径に合わせて3.0φとし
た。また、本評価に用いたプラスチック光ファイバ7の
コア8のコア径d 1 は1.0φとし、ストレートコア部
12のコア径d3 も1.0φとした。そして、レンズ1
3にホトダイオード10を、コア11の端面に発光ダイ
オード9を結合させて評価を行った。発光ダイオード9
との結合部での結合損失は約3dbであり、ホトダイオ
ード10との結合部での結合損失は約1.5dbとな
り、良好な結果が得られた。
【0016】
【比較例1】上記実施例と同じ材料と製法を用い、図2
に示すコアテーパ部11がストレート形状である合成樹
脂光伝送体を作成した。即ち、光ファイバ7のコア径d
1 とテーパ状コア部11の径d2 およびストレートコア
部12のコア径d3 も全て1.0φのものを比較例とし
た。これを実施例と同様な評価を行ったところ、発光ダ
イオード9との結合部での結合損失は約12dbであ
り、ホトダイオード10との結合部での結合損失は約
3.0dbであった。
【0017】
【実施例2】まずポリ4−メチルペンテン−1を用い、
図3に示すような全体形状がホームベース状に射出成形
して一次成形品20とした。ここでは、光伝送路のパタ
ーンを形成するための棒状のストレート形スライドピン
27を3本金型の当該箇所に装着して射出成形を行い、
金型を開くと同時に上記スライドピン27が自動的に矢
印方向に抜け、ここはコアを射出するための中孔部21
となる。次に、この得られた一次成形品20の中孔部2
1にコア材としてポリメチルメタクリレートを射出成形
し、図4に示すK型の分岐および結合角θ1 ,θ2 がと
もに10度であり、コア径が1.0φの合成樹脂光分岐
結合器22を作成した。
【0018】この射出成形により得られた合成樹脂光分
岐結合器22を、図4に示すようにコア径が1.0φの
プラスチック光ファイバ23,発光ダイオード24,ホ
トダイオード25とそれぞれ結合して評価を行った。A
から発光ダイオード24への光の分岐損失(挿入損失)
は約4dbであり、発光ダイオード24からBへの結合
損失が約3.5dbとなり、良好な結果を得た。
【0019】
【比較例2】図5に示すように、θ3 が10度のト形の
合成樹脂光分岐結合器30と、θ4が12度のY形の合
成樹脂光分岐結合器31を実施例2と同じ材料と製造方
法で作製した。この得られた合成樹脂光分岐結合器3
0,31を図5に示すように光ファイバ32,発光ダイ
オード33,ホトダイオード34とそれぞれ結合して評
価を行った。また、ここで合成樹脂光分岐結合器30,
31間のファイバ長を20cmとした。その結果、Cか
らホトダイオード33への光の分岐損失(挿入損失)は
約9dbであり、発光ダイオード34からDへの結合損
失は8.5dbであった。
【0020】
【発明の効果】以上説明したとおり、この発明の合成樹
脂光分岐結合器によれば、光を結合する伝送路を伝送方
向に従って絞られたテーパ形状とすることにより発光素
子との結合効率を向上させることができる。また、合成
樹脂光分岐結合器の光を分岐する伝送路の光射出端面を
レンズ形状とすることにより受光素子との結合効率を向
上させることができる。さらに、合成樹脂光分岐結合器
の伝送路をK形にすることにより、受,発光素子と幹線
との結合が一つの合成樹脂光伝送体で行うことができる
ため、分岐および結合数が減り、それに伴う結合損失が
低減され、機器のコンパクト化に極めて優れたものにな
る。そして、合成樹脂光分岐結合器は一次射出成形およ
びコアを形成する二次射出成形により簡単に精度良く形
成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a),(b)は、一実施例の合成樹脂光分岐
結合器の製作法を示す平面図および側面図、
【図2】一実施例の合成樹脂光分岐結合器の構成を示す
上面図、
【図3】他の実施例の合成樹脂光分岐結合器の製作法を
示す側面図、
【図4】他の実施例の合成樹脂光分岐結合器の構成を示
す上面図、
【図5】従来の合成樹脂光分岐結合器の構成を示す上面
図である。
【符号の説明】
1,20 合成樹脂光分岐結合器の1次成形品 1a,22,30,31 合成樹脂光分岐結合器 2 テーパ形スライドピン 3,27 ストレート形スライドピン 4,21 中孔部 5 スライドコア 6 レンズ成形部 7,23,32,プラスチック光ファイバ 8 プラスチック光ファイバのコア 9,24,33 発光ダイオード 10,25,34 ホトダイオード

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光を伝送するコアと該コアを包むクラッ
    ドからなる合成樹脂光分岐結合器において、光を結合す
    る伝送路が光を伝送する方向に従って絞られるテーパ形
    状およびストレート(棒状)形状を有しており、かつ、
    光を分岐する伝送路の光射出端面がレンズ形状を有する
    ことを特徴とする合成樹脂光分岐結合器。
  2. 【請求項2】 導光パターンとなる中空孔あるいは溝を
    テーパ形スライドピンおよびストレート形(棒状)スラ
    イドピンを嵌合してクラッドを射出成形して形成し、そ
    の後、該スライドピンを取り除いた中空孔あるいは溝に
    クラッドよりも屈折率の高い合成樹脂を射出成形してコ
    アを形成することを特徴とする合成樹脂光分岐結合器の
    製作方法。
  3. 【請求項3】 光を伝送するコアと該コアを包むクラッ
    ドからなる合成樹脂光分岐結合器において、上記コアが
    K字形であることを特徴とする合成樹脂光分岐結合器。
  4. 【請求項4】 K字形の導光パターンとなるようにスト
    レート形(棒状)スライドピン3本を組み合わせて嵌合
    してクラッドを射出成形して形成し、その後、上記スラ
    イドピンを取り除いた中空孔あるいは溝にクラッドより
    も屈折率の高い合成樹脂を射出成形してコアを形成する
    ことを特徴とする請求項3記載の合成樹脂光分岐結合器
    の製作方法。
JP34505495A 1995-12-08 1995-12-08 合成樹脂光分岐結合器およびその製作方法 Pending JPH09159863A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11183743A (ja) * 1997-12-19 1999-07-09 Hitachi Ltd 光分岐結合器及びそれを用いた光伝送装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11183743A (ja) * 1997-12-19 1999-07-09 Hitachi Ltd 光分岐結合器及びそれを用いた光伝送装置

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