JPH10177118A - モード進化光カプラ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 UV照射によるウィッグル現像が除去され、光
ファイバの断面とチャンネル伝送路の壁との間に存在す
る樹脂の影響による伝送光の損失を著しく減らし、低損
失または無損失を有するモード進化光カプラ及びその製
造方法を提供する。 【解決手段】 第１光ファイバ100と、第２光ファイバ14
0と、拡張部112,114と、中間部116からなり、拡張距離
でウィッグル現像を発生させない拡張素子110と、両端
部に前記第１光ファイバ及び第２光ファイバが置かれ、
両端に位置した光ファイバの間に拡張素子が充填された
場合に、伝送光を出伝送させるチャンネル伝送路130
と、第１光ファイバ及び第２光ファイバを整列させると
共に、前記チャンネル伝送路内に紫外線光硬化性樹脂が
充填された場合に、チャンネル伝送路の外側に樹脂が流
れないようにチャンネル伝送路上に位置する蓋部120と
を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光カプラに係り、特
に低損失光伝送を果すモード進化光カプラ及びその製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】反射(reflection)と屈折(refraction)に
よりなされる光の伝播は、光の入射角と２つの媒質の屈
折率とにより決定される。従って、さらに効率的に光を
伝播しうる媒質の開発が、光を用いる光通信において非
常に重要である。光を送信する媒質のうち最も広く使わ
れるのが光ファイバ(optical fiber)である。光ファイ
バは、光を伝送する内部のコア(core)とコアからの光の
全反射がなされるように屈折率が異なるクラッド(clad)
とで構成される。光を伝送するコアの大きさは直径が約
8μm(0.008mm)から200μm(0.2mm)ほどが広く使われる
が、光ファイバを接続したり送信される光を分岐あるい
は結合するのは、コア部の直径が小さくて技術的に非常
に難しい。

【０００３】光カプラは光信号を分岐したり結合する受
動素子である。光通信における光信号の分岐/結合機能
は、電気通信の分岐/結合と同様に、各種光通信網の構
成における最も基礎的な機能である。しかし、電気通信
の分岐/結合は導線の機械的接続のみで簡単に具現しう
るが、光信号においては光ファイバの特性上簡単に具現
できないので、別の光分岐及び光結合機能素子として光
カプラが利用される。

【０００４】1970年代から今まで最も広く使われてきた
光ファイバを用いた光カプラは、溶融引張型(fused)カ
プラであり、エバネッセント(Evanescent)フィールド結
合方式を用いる。前記溶融引張型カプラは、幾筋もの光
ファイバを縒ってから同時に溶融引張して製造される。
光ファイバを含む全ての誘電体形の単一モード導波路
は、コア外部にも指数関数的に減少するエバネッセント
電磁場を有する。従って、２つの単一モード導波路を相
互隣接させた場合、隣接したコアのエバネッセントフィ
ールドにより導波モードが励起され、光信号の結合が発
生することになる。このような形の結合をエバネッセン
トフィールド結合と称し、溶融引張型カプラはこのよう
な結合方式を用いる。しかし、前記溶融引張型カプラは
製造工程が複雑であり、製造するのに長時間かかり、価
格が高くて下げられないという問題点がある。

【０００５】他のカプラとして導波路型カプラがあり、
シリコン基板上に形成した石英ガラス導波路またはイオ
ン交換ガラスを使用する導波路を用いて光を分岐/結合
する役割をする。しかし、前記導波路技術を用いる場
合、小型カプラの大量生産は可能であるが、導波路自体
の損失、光ファイバの結合損失、導波路の形成技術の改
善など様々の技術的な問題点がある。

【０００６】さらに他のカプラとしては、光ファイバの
コアをチャンネル伝送路内で拡張させた拡張素子を用い
た直接結合型コア拡張カプラがある。前記拡張素子はコ
アを通して送信される光をコアからさらに大きな断面積
に拡張させる機能を有している。このような拡張素子を
応用すれば光カプラを作成できる。すなわち、端面がき
れいに切断された幾筋もの光ファイバを整然と集めて、
前記拡張素子をそれぞれの光ファイバ切断面により形成
すれば、拡張素子の断面積が徐々に増加するので、結局
一定の距離以上ではその拡張素子が相互に接して結合す
ることになる。一旦、拡張素子が結合されて１つの形体
を成すと、光が分岐/結合される役割をすることにな
る。前記カプラ、溶融引張型カプラや導波路型カプラに
比較して、光と光との連結を容易にすることにより光フ
ァイバ間の分岐/結合を簡便にし、価格を下げる可能性
はあるが、チャンネル伝送路内でコア拡張時のコア拡張
距離が長くて紫外線光により作られる拡張素子にウィッ
グル(wiggle)現像が発生し、光ファイバ断面とチャンネ
ル伝送路の壁との間に存在する樹脂(resin）の影響等で
伝送光の損失が増加して、性能が著しく悪化し、カプラ
として使用不可能になるという短所がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、直
接結合型コア拡張カプラの前述した問題点を解決するた
めに創出されたものであって、コア拡張距離とは関係な
く伝送光のモード進化を果たしてウィッグル現像が発生
しないようにしたため、光ファイバ断面とチャンネル伝
送路の壁との間に存在する樹脂による影響のない新たな
拡張素子を作ることにより、無損失光伝送を有するモー
ド進化光カプラ及びその製造方法を提供することにその
目的がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明によるモード進化光カプラは、伝送光のモー
ド進化のためにコアを熱的に徐々に拡張させた第１光フ
ァイバと、伝送光のモード進化のためにコアを熱的に徐
々に拡張させた第２光ファイバと、前記第１光ファイバ
と第２光ファイバとの間に位置し、紫外線光硬化性樹脂
を構成物質とし、前記紫外線光が入射されて硬化される
際に、両端の断面積が前記拡張された第１光ファイバ及
び第２光ファイバの一端と略同一である拡張素子であっ
て、前記第１光ファイバまたは第２光ファイバとの連結
部から所定の拡張距離に亙って大きさの拡張される拡張
部と、前記第１光ファイバに連結された拡張部と前記第
２光ファイバに連結された拡張部との間で所定の長さほ
ど一定に保たれる中間部とからなり、前記拡張距離でウ
ィッグル現像を発生させない拡張素子と、両端部に前記
第１光ファイバ及び第２光ファイバが置かれ、前記両端
に位置した光ファイバの間に前記拡張素子が充填された
場合に、伝送光を伝送させるチャンネル伝送路と、前記
第１光ファイバ及び第２光ファイバを整列させると共
に、前記チャンネル伝送路内に紫外線光硬化性樹脂が充
填された場合に前記チャンネル伝送路の外側に前記樹脂
が流れないように、前記チャンネル伝送路上に位置する
蓋部とを含むことを特徴とする。

【０００９】前記目的を達成するために、本発明による
他のモード進化光カプラは、光信号を分岐したり結合す
るモード進行光カプラにおいて、伝送光のモード進化の
ためにコアを熱的に徐々に拡張させた第１光ファイバ
と、伝送光のモード進化のためにコアを熱的に徐々に拡
張させた第２光ファイバと、伝送光のモード進化のため
にコアを熱的に徐々に拡張させた第３光ファイバと、Ｙ
状をなし、前記Ｙ状の一端は前記第１光ファイバと連結
され、他の２つの端は前記第２光ファイバと前記第３光
ファイバとに各々連結され、紫外線光硬化性樹脂を構成
物質とし、前記紫外線光が入射されて硬化される際に、
前記Ｙ状の３つの一端の断面積が前記拡張された第１光
ファイバ、第２光ファイバ及び第３光ファイバの一端と
略同一である拡張素子であって、前記第１光ファイバ、
第２光ファイバまたは第３光ファイバと連結される部分
から所定の拡張距離に亙って大きさの拡張される拡張部
と、前記第１光ファイバに連結された拡張部と、前記第
２光ファイバに連結された拡張部及び前記第３光ファイ
バに連結された拡張部との間でＹ状の一定の大きさを有
する中間部とからなり、前記拡張距離でウィッグル現像
を発生させない拡張素子と、一端に前記第１光ファイバ
が置かれ、他端に前記第２光ファイバ及び第３光ファイ
バが置かれ、前記両端に位置した光ファイバの間に前記
拡張素子が充填された場合に、伝送光を伝送させるチャ
ンネル伝送路と、前記第１光ファイバ、第２光ファイバ
及び第３光ファイバを整列させると共に、前記チャンネ
ル伝送路内に紫外線光硬化性樹脂が充填された場合にチ
ャンネル伝送路の外方に前記樹脂が流れないように、前
記チャンネル伝送路上に位置する蓋部とを含むことを特
徴とする。

【００１０】前記目的を達成するために、本発明による
さらに他のモード進化光カプラは、伝送光のモード進化
のためにコアの一部を熱的に徐々に拡張させた連結部
と、前記連結部と連結されて所定の長さだけ大きさが一
定に保たれる持続部とを含む第１光ファイバと、伝送光
のモード進化のためにコアの一部分を熱的に徐々に拡張
させた連結部と、前記連結部と連結されて所定の長さだ
け大きさが一定に保たれる持続部とを含む第２光ファイ
バと、前記第１光ファイバと第２光ファイバとの間に位
置し、紫外線光硬化性樹脂を構成物質とし、前記紫外線
光が入射されて硬化された場合に、両端の断面積が前記
拡張された第１光ファイバ及び第２光ファイバの一端と
略同一である拡張死しであって、前記第１光ファイバま
たは第２光ファイバと連結される部分から所定の拡張距
離に亙って縮まってから再び拡張される拡張部と、前記
第１光ファイバに連結された拡張部と前記第２光ファイ
バに連結された拡張部との間で所定の長さだけ大きさが
一定に保たれる中間部とからなり、前記拡張距離でウィ
ッグル現像を発生させない拡張素子と、両端部に前記第
１光ファイバ及び第２光ファイバの持続部が置かれ、前
記両端に位置した光ファイバの間に前記拡張素子が充填
された場合に、伝送光を伝送させるチャンネル伝送路
と、前記第１光ファイバ及び第２光ファイバを整列させ
ると共に、前記チャンネル伝送路内に紫外線光硬化性樹
脂が充填された場合にチャンネル伝送路の外方に前記樹
脂が流れないように、前記チャンネル伝送路上に位置す
る蓋部とを含むことを特徴とする。

【００１１】前記目的を達成するために、本発明による
さらに他のモード進化光カプラは、光信号を分岐したり
結合するモード進行光カプラにおいて、伝送光のモード
進化のためにコアの一部を熱的に徐々に拡張させた連結
部と、前記連結部と連結されて所定の長さだけ大きさが
一定に保たれる持続部とを含む第１光ファイバと、伝送
光のモード進化のためにコアの一部を熱的に徐々に拡張
させた連結部と、前記連結部と連結されて所定の長さだ
け大きさが一定に保たれる持続部とを含む第２光ファイ
バと、伝送光のモード進化のためにコアの一部を熱的に
徐々に拡張させた連結部と、前記連結部と連結されて所
定の長さだけ大きさが一定に保たれる持続部とを含む第
３光ファイバと、Ｙ状をなし、前記Ｙ状の一端は前記第
１光ファイバの持続部と連結され、他の２つの端は前記
第２光ファイバの持続部と前記第３光ファイバの持続部
に各々連結され、紫外線光硬化性樹脂を構成物質とし、
前記紫外線光が入射されて硬化された場合に、前記Ｙ状
の３つの一端の断面積が前記拡張された第１光ファイ
バ、第２光ファイバ及び第３光ファイバの一端と略同一
である拡張素子であって、前記第１光ファイバ、第２光
ファイバまたは第３光ファイバと連結される部分から所
定の拡張距離に亙って縮まってから拡張される拡張部
と、前記第１光ファイバの持続部に連結された拡張部
と、前記第２光ファイバの持続部に連結された拡張部及
び前記第３光ファイバの持続部に連結された拡張部との
間でＹ状の一定した大きさを有する中間部とからなり、
前記拡張距離でウィッグル現像を発生させない拡張素子
と、一端に前記第１光ファイバの持続部が置かれ、他端
に前記第２光ファイバの持続部及び第３光ファイバの持
続部が置かれ、前記両端に位置した光ファイバの間に前
記拡張素子が充填された場合に、伝送光を伝送させるチ
ャンネル伝送路と、前記第１光ファイバ、第２光ファイ
バ及び第３光ファイバを整列させると共に、前記チャン
ネル伝送路内に紫外線光硬化性樹脂が充填された場合に
チャンネル伝送路外方に前記樹脂が流れないように、前
記チャンネル伝送路上に位置する蓋部とを含むことを特
徴とする。

【００１２】前記目的を達成するために、本発明による
モード進化光カプラの製造方法は、前記光ファイバを押
圧して前記チャンネル伝送路に固定させる方法で設ける
工程と、前記コア拡張素子の光伝送媒質を前記チャンネ
ル伝送路に位置させる工程と、前記蓋部を前記光ファイ
バの一部と前記コア拡張素子上に覆う蓋部設置工程とを
含んでなることを特徴とする。

【００１３】前記目的を達成するために、本発明による
他のモード進化光カプラの製造方法は、前記チャンネル
伝送路に前記蓋部を被せる工程と、前記樹脂を前記チャ
ンネル伝送路に充填する工程と、前記光ファイバを前記
チャンネル伝送路内にある樹脂内に挿入させる工程とを
含むことを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、添付された図面に基づき本
発明の実施の形態を詳しく説明する。 ＜実施の形態１の光カプラの構造例＞図１は、本実施の
形態による、通信用光ファイバの一部から徐々に増加さ
れるようにコアを拡張させた光ファイバが拡張素子の前
端に位置しながらモード進化を行う、１×１光カプラの
構造例を示した図である。

【００１５】本実施の形態による１×１光カプラは、第
１光ファイバ100、第２光ファイバ140、拡張素子110、
蓋部120、チャンネル伝送路130よりなる。前記第１光フ
ァイバ100及び第２光ファイバ140は、伝送光のモード進
化のためにコアを熱的に徐々に拡張させた光ファイバで
ある。前記拡張素子110は、前記第１光ファイバ100と第
２光ファイバ140との間に位置し、紫外線光硬化性樹脂
を構成物質とし、前記拡張距離d1でウィッグル現像が発
生しない素子である。前記拡張素子110は、前記紫外線
光が入射され硬化される時に、両端の断面積が前記拡張
された第１光ファイバ100及び第２光ファイバ140の一端
と同一であり、前記第１光ファイバ100または第２光フ
ァイバ140と連結される部分から所定の拡張距離d1に亙
って大きさが拡張される拡張部112，114と、前記第１光
ファイバと連結された拡張部112と前記第２光ファイバ
と連結された拡張部114との間で所定の長さだけ大きさ
の一定に保たれる中間部116とからなり、伝送光が内部
に限定されて進行し続けるように、拡張素子110内部の
屈折率が拡張素子110の外部にある蓋部120及び直線式チ
ャンネル伝送路130の屈折率より大きい。

【００１６】前記チャンネル伝送路130は、両端部に前
記第１光ファイバ100及び第２光ファイバ140が置かれ、
前記両端に位置した光ファイバの間に前記拡張素子110
が充填された後に、伝送光を伝送させる伝送路となる。
前記蓋部120は、前記第１光ファイバ100及び第２光ファ
イバ140を整列させ、前記チャンネル伝送130内に紫外線
光硬化性樹脂が充填された時に、チャンネル伝送路130
の外方に前記樹脂が流れないようにチャンネル伝送路13
0上に位置する。

【００１７】図２は、本実施の形態による、通信用光フ
ァイバの一部から徐々に増加されようにコアを拡張させ
た光ファイバが拡張素子の前端に位置しながらモード進
化を行う、１×２光カプラの構造例を示した図である。
本実施の形態による１×２光カプラは、第１光ファイバ
200、第２光ファイバ210、第３光ファイバ220、拡張素
子230、チャンネル伝送路240、蓋部250よりなる。

【００１８】前記第１，第２，第３光ファイバ200，21
0，220は伝送光のモード進化のためにコアを熱的に徐々
に拡張させた光ファイバである。前記拡張素子230はＹ
状をなし、前記Ｙ状の一端は前記第１光ファイバ200と
連結され、他の２端は前記第２光ファイバ210と前記第
３光ファイバ220とに各々連結される。また、前記拡張
素子230は、紫外線光硬化性樹脂を構成物質とし、前記
紫外線光が入射されて硬化された時に、前記Ｙ状の３つ
の一端の断面積が前記拡張された第１光ファイバ200、
第２光ファイバ210及び第３光ファイバ220の一端と同一
であり、前記第１光ファイバ200または第２光ファイバ2
10または第３光ファイバ220と連結される部分から所定
の拡張距離d2に亙って大きさの拡張される拡張部232，2
34，236と、前記第１光ファイバ200に連結された拡張部
232と、前記第２光ファイバ210に連結された拡張部234
及び前記第３光ファイバ220に連結された拡張部236との
間で、Ｙ状で一定の大きさを有する中間部238よりな
り、前記拡張距離d2でウィッグル現像が発生しない素子
である。また、前記拡張素子230は、前記拡張距離d2の
間徐々に増加された後、持続してＹ状のチャンネル伝送
路240の壁に接する形を有し、伝送光が内部に限定され
進行し続けるように、拡張素子230内部の屈折率は拡張
素子230外部にある蓋部250及びＹ状のチャンネル伝送路
240の屈折率より大きい。

【００１９】前記チャンネル伝送路240は、一端に前記
第１光ファイバ200が置かれ、他端に前記第２光ファイ
バ210及び第３光ファイバ220が置かれ、前記両端に位置
した光ファイバの間に前記拡張素子230が充填された後
に、伝送光を分岐／結合させる伝送路となる。前記蓋部
250は、前記第１光ファイバ200、第２光ファイバ210及
び第３光ファイバ220を整列させながら、前記チャンネ
ル伝送路240内に紫外線光硬化性樹脂が充填される時
に、チャンネル伝送路240の外方に前記樹脂が流れない
ようにチャンネル伝送路240上に位置する。

【００２０】＜実施の形態２の光カプラの構造例＞図３
は、通信用光ファイバの一部から徐々に増加されるよう
にコアを拡張させた光ファイバが接合され、光ファイバ
全体で同じ大きさにコアが拡大された光ファイバが拡張
素子の前端に位置しながらモード進化を行う、本実施の
形態による１×１光カプラの構造例を示した図である。

【００２１】本実施の形態による１×１光カプラは、第
１光ファイバ300、第２光ファイバ340、拡張素子310、
チャンネル伝送路320及び蓋部330よりなる。前記第１光
ファイバ300及び第２光ファイバ340は、伝送光のモード
進化のためにコアの一部分を熱的に徐々に拡張させた連
結部302，342と、前記連結部302，342と連結して所定の
長さだけ大きさが一定に保たれる持続部304，344とを含
む光ファイバである。

【００２２】前記拡張素子310は、前記第１光ファイバ3
00と第２光ファイバ340との間に位置し、紫外線光硬化
性樹脂を構成物質とし、前記紫外線光が入射されて硬化
された時に、両端の断面積が前記拡張された第１光ファ
イバ300及び第２光ファイバ340の連結部302，342の断面
積と同一であり、前記第１光ファイバ300または第２光
ファイバ340と連結される部分から所定の拡張距離d3に
亙って大きさが縮まってから再び拡張される拡張部31
2，314と、前記第１光ファイバ300に連結された拡張部3
12と前記第２光ファイバ340に連結された拡張部314との
間で所定の長さだけ大きさが一定に保たれる中間部316
とからなり、前記拡張距離d3でウィッグル現像が発生し
ない素子である。また、前記拡張素子310は、前記一定
距離までに減少してから徐々に増加された後、直線式チ
ャンネル伝送路320の壁に接してから保たれる形を有
し、伝送光が内部に限定されて進行し続けるように、拡
張素子310の内部の屈折率は拡張素子310の外部にある蓋
部330及び直線式チャンネル伝送路320の屈折率より大き
い。

【００２３】前記チャンネル伝送路320は、両端部に前
記第１光ファイバ300及び第２光ファイバ340の持続部30
4，344が置かれ、前記両端に位置した光ファイバの間に
前記拡張素子310が充填された後に、伝送光が伝送され
うるようにする伝送路となる。前記蓋部330は、前記第
１光ファイバ及び第２光ファイバを整列させながら、前
記チャンネル伝送路320内に紫外線光硬化性樹脂が充填
された時、チャンネル伝送路320の外側に前記樹脂が流
れないように、チャンネル伝送路320上に位置する。

【００２４】図４は、本実施の形態による、通信用光フ
ァイバの一部から徐々に増加されるようにコアを拡張さ
せた光ファイバが接合され、光ファイバ全体に亙ってコ
アの大きさが同一に増加された光ファイバが拡張素子の
前端に位置してモード進化を行う、１×２光カプラの構
造例を示した図である。本実施の形態による１×２光カ
プラは、第１光ファイバ400、第２光ファイバ440、第３
光ファイバ450、拡張素子410、チャンネル伝送路420及
び蓋部430よりなる。

【００２５】前記第１光ファイバ400、第２光ファイバ4
40及び第３光ファイバ450は、伝送光のモード進化を成
すようにコアの一部を熱的に徐々に拡張させた連結部40
2，442，452と、前記連結部402，442，452と連結されて
所定の長さだけ大きさの一定に保たれる持続部404，44
4，454とを含む光ファイバである。前記拡張素子410は
Ｙ状であり、前記Ｙ状の一端は前記第１光ファイバの持
続部404と連結され、他の２つの端は前記第２光ファイ
バの持続部444と前記第３光ファイバの持続部454とに各
々連結され、紫外線光硬化性樹脂を構成物質とし、前記
紫外線光が入射されて硬化される時、前記Ｙ状の３つの
一端の断面積が前記拡張された第１光ファイバ400、第
２光ファイバ440及び第３光ファイバ450の一端と同一で
あり、前記第１光ファイバ400、第２光ファイバ440また
は第３光ファイバ450と連結される部分から所定の拡張
距離d4に亙って大きさが縮まってから拡張される拡張部
412，414，416と、前記第１光ファイバの持続部404に連
結された拡張部412と、前記第２光ファイバの持続部444
に連結された拡張部414及び前記第３光ファイバの持続
部454に連結された拡張部416との間でＹ状で一定の大き
さを有する中間部418とからなり、前記拡張距離d4でウ
ィッグル現像が発生しない素子である。また、前記拡張
素子410は、一定の距離まで減少してから徐々に増加さ
れた後、Ｙ状のチャンネル伝送路420の壁に接してから
保たれる形を有し、伝送光が内部に限定されて進行し続
けるように、拡張素子410の内部の屈折率は拡張素子410
の外部にある蓋部430及びＹ状のチャンネル伝送路420の
屈折率より大きい。

【００２６】前記チャンネル伝送路420は、一端に前記
第１光ファイバの持続部404が置かれ、他端に前記第２
光ファイバの持続部444及び第３光ファイバの持続部454
が置かれ、前記両端に位置した光ファイバの間に前記拡
張素子410が充填された後に、伝送光が分岐／結合され
うるようにする伝送路となる。前記蓋部430は、前記第
１光ファイバ400、第２光ファイバ440及び第３光ファイ
バ450を整列させながら、前記チャンネル伝送路420内に
紫外線光硬化性樹脂が充填された時、チャンネル伝送路
420の外側に前記樹脂が流れないようにチャンネル伝送
路420上に位置する。

【００２７】＜実施の形態３の光カプラの構造例＞図５
は、Ｕ状またはＶ状の溝(groove)を有し、本実施の形態
による光ファイバの自動調心(self-aligned）が可能な
光カプラの構造例を示した図である。コアの大きさが拡
張された前記図１乃至図４の光ファイバ500が、前記図
１乃至図４のチャンネル伝送路530内にある樹脂(residu
e monomer)内に挿入されて前記チャンネル伝送路を構成
する時、前記光ファイバ500が自動調心(self-aligned）
可能にＵ状またはＶ状の溝510を使用して製造された光
カプラを示したものである。520は、蓋部である。図６
は前記図５の正面図である。

【００２８】尚、前記図１乃至図４に示された拡張素子
110，230，310，410は、屈折率が1.52乃至1.60を有する
物質よりなり、コアの拡張前に予め硬化させた後、再び
コア拡張させても良い。また、紫外線UV光が前記拡張素
子の前端に位置した光ファイバに入射されて重合(polym
erization)された拡張素子を作る時、入射角に変化を加
えても良い。また、前記拡張素子110，230，310，410の
断面は円形、四角形の何れも可能である。

【００２９】また、前記図１乃至図４に示されたチャン
ネル伝送路130，240，320，420は、屈折率が前記拡張素
子110，230，310，410より0.01乃至0.002小さいと共
に、屈折率の調節可能な単数または複数で構成された樹
脂(resin)よりなり、断面は円形、四角形の何れも可能
である。また、前記図１乃至図４に示された蓋部120，2
50，330，430は、屈折率が前記拡張素子110，230，31
0，410より0.02乃至0.002小さいと共に、屈折率の調節
可能な単数または複数よりなった樹脂(resin)で成しう
る。

【００３０】前記図１乃至図４において、前記光ファイ
バ100，140，200，210，220，300，340，400，440，450
を前記チャンネル伝送路130，240，320，420内に設ける
時、前記光ファイバを押圧して前記チャンネル伝送路に
固定させる方法(snap-in method/push-in method)を使
用して製造できる。また、前記光ファイバ100，140，20
0，210，220，300，340，400，440，450を前記チャンネ
ル伝送路130，240，320，420に設ける時、前記チャンネ
ル伝送路130，240，320，420に前記蓋部120，250，33
0，430を被せ、樹脂を充填した後、前記光ファイバを前
記チャンネル伝送路130，240，320，420内にある樹脂内
に挿入させて前記チャンネル伝送路130、240、320、420
に設ける方法(insert method)を使用して製造できる。
また、前記光ファイバ100，140，200，210，220，300，
340，400，440，450が前記チャンネル伝送路130，240，
320，420内にある樹脂内に挿入して前記チャンネル伝送
路130，240，320，420を構成する時、前記光ファイバ10
0，140，200，210，220，300，340，400，440，450が自
動調心可能にＵ状またはＶ状の溝を使用して製造でき
る。

【００３１】＜実施の形態の光カプラの動作例＞次に、
本実施の形態の光カプラの動作を説明する。図１による
光カプラの動作を説明すると、伝送される光は基本モー
ドが保たれながらモードが進化されるように設計された
通信用光ファイバの一部から徐々に増加されるように熱
的にコアを拡張させた光ファイバ100を通過した後、UV
照射により重合(polymerization)された拡張素子130に
入射される。徐々に光ファイバ100のコアが拡張される
時、その傾斜角を最小限に減らし、コアの拡張距離を短
縮することにより、伝送光は基本モードが保たれながら
進化される。前記進化されたモードは前記拡張素子130
に入射され、光の全反射(total intenal reflection)条
件に基づき前記拡張素子130の内部で進行され、他方に
位置した光ファイバの一部をコア拡張させた前記光ファ
イバ140に入射されて、進化されたモードは再び復元さ
れて出力される。

【００３２】図２による光カプラの動作を説明すると、
ＡからＢ及びＣへの分岐またはＢ及びＣからＡへの結合
を実現する前記図２の光カプラでは、前記Ｙ状のチャン
ネル伝送路240内にある拡張素子230を進行する光信号の
電磁場が相互結合されているモードフィールド構造によ
り光が分岐及び結合される。まず、ＡからＢ及びＣへの
分岐が起こる場合を説明する。Ａから伝送される光は、
基本モードが保たれながらモードが進化されるように設
計された通信用光ファイバの一部から徐々に増加される
ように熱的にコアを拡張させた光ファイバ200を通過し
た後、紫外線UVの照射により重合された拡張素子230に
入射される。徐々に光ファイバ200のコアが拡張される
時、その傾斜角を最小限に減らし、コアの拡張距離を短
縮することにより伝送光は基本モードが保たれながら進
化される。前記進化されたモードは前記拡張素子230に
入射され、光の全反射条件に基づき前記拡張素子230の
内部で進行され、Ｙ状のチャンネル伝送路240内の拡張
素子230の分岐部分で光パワーが各々同じ量で分岐さ
れ、他方に位置した光ファイバの一部をコア拡張させた
前記光ファイバ210，220に入射されて、進化されたモー
ドは再び復元されてＢ及びＣに出力される。

【００３３】次いで、Ｂ及びＣからＡに結合される場合
を説明する。Ｂ及びＣから伝送される光は、基本モード
が保たれながらモードが進化されるように設計された通
信用光ファイバの一部から徐々に増加されるように熱的
にコアを拡張させた光ファイバ210，220を通過した後、
UV照射により重合された拡張素子230に入射される。基
本モードが保たれながら進化された光は、前記拡張素子
230に入射されて光の全反射条件に基づき前記拡張素子2
30の内部で進行され、Ｙ状チャンネル伝送路240内の拡
張素子230の結合部分でモードフィールドが構造的に結
合され、他方に位置した光ファイバの一部をコア拡張さ
せた前記光ファイバ200に入射される。この際、進化さ
れたモードは再び復元されてＡに出力される。

【００３４】図３による光カプラの動作を説明すると、
徐々に光ファイバ300のコアが拡張される時、その傾斜
角を最小限に減らし、コアの拡張距離を短縮することに
より基本モードが保たれながら進化された伝送光は、コ
アの大きさの増加時、光ファイバ全体に亙って同じ大き
さに増加された光ファイバ304を通過した後、UV照射に
より重合された拡張素子310に入射される。前記拡張素
子310に入射された光はもう一回のモード進化が行われ
る。前記拡張素子310は、その断面積が光ファイバの持
続部304と接触面では光ファイバの持続部304のコアと同
じであるが、一定の距離までに減少してから徐々に増加
された後、直線式チャンネル伝送路320の壁に接した
後、持続される際、その傾斜角を最小限に減らして拡張
距離を短縮することにより光の全反射条件に基づき前記
拡張素子310の内部で進行され、他方に位置した光ファ
イバの持続部344でコアの大きさが同一に増加された光
ファイバ340に入射されて、進化されたモードは再び１
次復元されると共に、光ファイバの一部をコア拡張した
光ファイバ340により２次復元されながら出力される。

【００３５】図４による光カプラを説明すると、Ｄから
Ｅ及びＦへの分岐またはＥ及びＦからＤへの結合を実行
する前記図４の光カプラでは、前記Ｙ状チャンネル伝送
路420内にある拡張素子410を進行する光信号の電磁場が
相互結合されているモードフィールド構造により光が分
岐及び結合される。まず、ＤからＥ及びＦへの分岐が起
こる場合を説明する。Ｄから基本モードが保たれながら
モードが進化されるように設計された通信用光ファイバ
の一部から徐々に増加されるように熱的にコアを拡張さ
せた光ファイバの連結部402を通過した伝送光は、コア
の大きさの増加時、光ファイバの持続部404で同じ大き
さで増加された光ファイバ400を通過した後、UV照射に
より重合された拡張素子410に入射される。徐々に光フ
ァイバ400のコアが拡張される時、その傾斜角を最小限
に減らしてコアの拡張距離を短縮することにより、伝送
光は基本モードが保たれながら進化される。前記進化さ
れたモードは、光ファイバの持続部404でコアの大きさ
が同一に増加された光ファイバ460を通過した後、前記
拡張素子410に入射される。前記拡張素子410に入射され
た光は、もう一回の基本モードを保たれながらモード進
化が行われる。前記拡張素子410はその断面積が光ファ
イバ404と接触面では光ファイバ404のコアと同じである
が、一定の距離までに減少してから徐々に増加された
後、Ｙ状チャンネル伝送路420の壁に接した後、保たれ
る際、その傾斜角を最小限に減らしてコアの拡張距離を
短縮することにより光の全反射条件に基づき前記拡張素
子410の内部で進行され、Ｙ状チャンネル伝送路140内の
拡張素子410の分岐部分で光パワーが各々同量で分岐さ
れ、他方に位置した光ファイバ全体に亙ってコアの大き
さが同一に増加された光ファイバ440，450の持続部44
4，454に入射される。前記光ファイバの持続部444，454
に入射されて進化されたモードは再び１次復元されると
共に、光ファイバの一部をコア拡張した光ファイバの連
結部442，452により２次復元されながらＥ及びＦに出力
される。

【００３６】次いで、ＥとＦからＤに結合される場合を
説明する。Ｅ及びＦから伝送される光は、基本モードの
保たれながらモードが進化されるように設計された通信
用光ファイバの一部からコアを拡張させた光ファイバ連
結部442，452を経て、光ファイバ持続部444，454でコア
の大きさが同一に増加された光ファイバ440，450を通過
した後、前記拡張素子410に入射される。UV照射により
重合された拡張素子410に入射された光は、基本モード
が保たれながら再び進化され、光の全反射条件に基づき
前記拡張素子410の内部で進行され、Ｙ状チャンネル伝
送路420内の拡張素子410結合部分でモードフィールドが
構造的に結合され、他方に位置した光ファイバ持続部40
4でコアの大きさが同一に増加された光ファイバ連結部4
02に入射される。光ファイバ持続部404に入射されて進
化されたモードは再び１次復元されると共に、光ファイ
バの一部をコア拡張した光ファイバ連結部402により２
次復元されながらＤに出力される。

【００３７】図５及び図６による光カプラを説明する
と、前記光ファイバ500及び一般通信用の光ファイバが
直線式及びＹ状チャンネル伝送路530にある樹脂内に挿
入されて前記直線式及びＹ状チャンネル伝送路530を構
成する時、Ｕ状またはＶ状の溝510を使用することによ
り前記チャンネル伝送路530に固定させることで、光フ
ァイバのコア間連結の精度が高まり、光ファイバのコア
間不一致により生じる光の放射損失を低減しうる。

【００３８】

【発明の効果】前述したように、本発明によれば、既知
の方法と異なって、チャンネル伝送路内において、コア
拡張時のコアの拡張距離が長い場合にUVにより作られる
拡張素子のウィッグル現像が除去され、光ファイバの断
面とチャンネル伝送路の壁との間に存在する樹脂の影響
による伝送光の損失を著しく減らしうる。また、Ｕ状ま
たはＶ状の溝を使用することにより、前記光ファイバの
自動調心ができ放射損失を減らしうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】通信用光ファイバの一部から徐々に増加される
ようにコアを拡張させた光ファイバが拡張素子の前端に
位置しながらモード進化を行う、本実施の形態１による
１×１光カプラの構造例を示す図面である。

【図２】通信用光ファイバの一部から徐々に増加される
ようにコアを拡張させた光ファイバが拡張素子の前端に
位置しながらモード進化を行う、本実施の形態１による
１×２光カプラの構造例を示す図面である。

【図３】通信用光ファイバの一部から徐々に増加される
ようにコアを拡張させた光ファイバが接合され、光ファ
イバ全体に亙ってコアの大きさが同一に増加された光フ
ァイバが拡張素子の前端に位置しながらモード進化を行
う、本実施の形態２による１×１光カプラの構造例を示
す図面である。

【図４】通信用光ファイバの一部から徐々に増加される
ようにコアを拡張させた光ファイバの接合され、光ファ
イバ全体に亙ってコアの大きさが同一に増加された光フ
ァイバが拡張素子の前端に位置しながらモード進化を行
う、本実施の形態２による１×２光カプラの構造例を示
しす図面である。

【図５】Ｕ状またはＶ状の溝を有する本実施の形態３に
よる光ファイバが自動調心可能な光カプラの構造例を示
す図面である。

【図６】図５の光カプラの正面図である。

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 伝送光のモード進化のためにコアを熱的
   に徐々に拡張させた第１光ファイバと、 伝送光のモード進化のためにコアを熱的に徐々に拡張さ
   せた第２光ファイバと、 前記第１光ファイバと第２光ファイバとの間に位置し、
   紫外線光硬化性樹脂を構成物質とし、前記紫外線光が入
   射されて硬化される際に、両端の断面積が前記拡張され
   た第１光ファイバ及び第２光ファイバの一端と略同一で
   ある拡張素子であって、前記第１光ファイバまたは第２
   光ファイバとの連結部から所定の拡張距離に亙って大き
   さの拡張される拡張部と、前記第１光ファイバに連結さ
   れた拡張部と前記第２光ファイバに連結された拡張部と
   の間で所定の長さほど一定に保たれる中間部とからな
   り、前記拡張距離でウィッグル現像を発生させない拡張
   素子と、 両端部に前記第１光ファイバ及び第２光ファイバが置か
   れ、前記両端に位置した光ファイバの間に前記拡張素子
   が充填された場合に、伝送光を伝送させるチャンネル伝
   送路と、 前記第１光ファイバ及び第２光ファイバを整列させると
   共に、前記チャンネル伝送路内に紫外線光硬化性樹脂が
   充填された場合に前記チャンネル伝送路の外側に前記樹
   脂が流れないように、前記チャンネル伝送路上に位置す
   る蓋部とを含むことを特徴とするモード進化光カプラ。
2. 【請求項２】 前記第１及び第２光ファイバの徐々に拡
   張される一端は、前記拡張素子との屈折率差が最小とな
   ること特徴とする請求項１に記載のモード進化光カプ
   ラ。
3. 【請求項３】 前記拡張素子は、屈折率が約1.52乃至1.6
   0を有する物質よりなることを特徴とする請求項１に記
   載のモード進化光カプラ。
4. 【請求項４】 前記拡張素子は、コア拡張前に予め硬化
   させた後、再びコア拡張させることを特徴とする請求項
   １に記載のモード進化光カプラ。
5. 【請求項５】 前記拡張素子は、紫外線光が前記拡張素
   子の前端に位置した光ファイバに入射されて重合された
   拡張素子を作る際に、入射角に変化を加えて作られるこ
   とを特徴とする請求項１に記載のモード進化光カプラ。
6. 【請求項６】 前記拡張素子は、断面が円形であること
   を特徴とする請求項３乃至５の何れか１項に記載のモー
   ド進化光カプラ。
7. 【請求項７】 前記拡張素子は、断面が四角形であるこ
   とを特徴とする請求項３乃至５の何れか１項に記載のモ
   ード進化光カプラ。
8. 【請求項８】 前記チャンネル伝送路は、屈折率が前記
   拡張素子より約0.01乃至0.002小さく、屈折率の調節可
   能な単数または複数の樹脂で構成されることを特徴とす
   る請求項１に記載のモード進化光カプラ。
9. 【請求項９】 前記チャンネル伝送路は、断面が円形で
   あることを特徴とする請求項８に記載のモード進化光カ
   プラ。
10. 【請求項１０】 前記チャンネル伝送路は、断面が四角
    形であることを特徴とする請求項８に記載のモード進化
    光カプラ。
11. 【請求項１１】 前記蓋部は、屈折率が前記拡張素子よ
    り約0.02乃至0.002小さく、屈折率の調節可能な単数ま
    たは複数の樹脂で構成されることを特徴とする請求項１
    に記載のモード進化光カプラ。
12. 【請求項１２】 前記チャンネル伝送路上に位置し、前
    記光ファイバが前記チャンネル伝送路内にある樹脂の内
    に挿入されて前記チャンネル伝送路が構成される際に、
    前記光ファイバが自動調心可能に前記光ファイバが置か
    れるＵ状またはＶ状の溝をさらに具備することを特徴と
    する請求項１に記載のモード進化光カプラ。
13. 【請求項１３】 前記チャンネル伝送路に前記光ファイ
    バを設ける工程と、前記コア拡張素子の光伝送媒質を前
    記チャンネル伝送路に位置させる工程と、前記蓋部を前
    記光ファイバの一部と前記コア拡張素子上に覆う蓋部設
    置工程とを含んでなる請求項１のモード進化光カプラを
    製造する製造方法であって、 前記チャンネル伝送路に前記光ファイバを設ける工程で
    は、前記光ファイバを押圧して前記チャンネル伝送路に
    固定させる方法を使用して設けることを特徴とするモー
    ド進化光カプラの製造方法。
14. 【請求項１４】 請求項１のモード進化光カプラを製造
    する方法であって、 前記チャンネル伝送路に前記蓋部を被せる工程と、 前記樹脂を前記チャンネル伝送路に充填する工程と、 前記光ファイバを前記チャンネル伝送路内にある樹脂内
    に挿入させる工程とを含むことを特徴とするモード進化
    光カプラの製造方法。
15. 【請求項１５】 光信号を分岐したり結合するモード進
    行光カプラにおいて、 伝送光のモード進化のためにコアを熱的に徐々に拡張さ
    せた第１光ファイバと、 伝送光のモード進化のためにコアを熱的に徐々に拡張さ
    せた第２光ファイバと、 伝送光のモード進化のためにコアを熱的に徐々に拡張さ
    せた第３光ファイバと、 Ｙ状をなし、前記Ｙ状の一端は前記第１光ファイバと連
    結され、他の２つの端は前記第２光ファイバと前記第３
    光ファイバとに各々連結され、紫外線光硬化性樹脂を構
    成物質とし、前記紫外線光が入射されて硬化される際
    に、前記Ｙ状の３つの一端の断面積が前記拡張された第
    １光ファイバ、第２光ファイバ及び第３光ファイバの一
    端と略同一である拡張素子であって、前記第１光ファイ
    バ、第２光ファイバまたは第３光ファイバと連結される
    部分から所定の拡張距離に亙って大きさの拡張される拡
    張部と、前記第１光ファイバに連結された拡張部と、前
    記第２光ファイバに連結された拡張部及び前記第３光フ
    ァイバに連結された拡張部との間でＹ状の一定の大きさ
    を有する中間部とからなり、前記拡張距離でウィッグル
    現像を発生させない拡張素子と、 一端に前記第１光ファイバが置かれ、他端に前記第２光
    ファイバ及び第３光ファイバが置かれ、前記両端に位置
    した光ファイバの間に前記拡張素子が充填された場合
    に、伝送光を伝送させるチャンネル伝送路と、 前記第１光ファイバ、第２光ファイバ及び第３光ファイ
    バを整列させると共に、前記チャンネル伝送路内に紫外
    線光硬化性樹脂が充填された場合にチャンネル伝送路の
    外方に前記樹脂が流れないように、前記チャンネル伝送
    路上に位置する蓋部とを含むことを特徴とするモード進
    化光カプラ。
16. 【請求項１６】 伝送光のモード進化のためにコアの一
    部を熱的に徐々に拡張させた連結部と、前記連結部と連
    結されて所定の長さだけ大きさが一定に保たれる持続部
    とを含む第１光ファイバと、 伝送光のモード進化のためにコアの一部分を熱的に徐々
    に拡張させた連結部と、前記連結部と連結されて所定の
    長さだけ大きさが一定に保たれる持続部とを含む第２光
    ファイバと、 前記第１光ファイバと第２光ファイバとの間に位置し、
    紫外線光硬化性樹脂を構成物質とし、前記紫外線光が入
    射されて硬化された場合に、両端の断面積が前記拡張さ
    れた第１光ファイバ及び第２光ファイバの一端と略同一
    である拡張死しであって、前記第１光ファイバまたは第
    ２光ファイバと連結される部分から所定の拡張距離に亙
    って縮まってから再び拡張される拡張部と、前記第１光
    ファイバに連結された拡張部と前記第２光ファイバに連
    結された拡張部との間で所定の長さだけ大きさが一定に
    保たれる中間部とからなり、前記拡張距離でウィッグル
    現像を発生させない拡張素子と、 両端部に前記第１光ファイバ及び第２光ファイバの持続
    部が置かれ、前記両端に位置した光ファイバの間に前記
    拡張素子が充填された場合に、伝送光を伝送させるチャ
    ンネル伝送路と、 前記第１光ファイバ及び第２光ファイバを整列させると
    共に、前記チャンネル伝送路内に紫外線光硬化性樹脂が
    充填された場合にチャンネル伝送路の外方に前記樹脂が
    流れないように、前記チャンネル伝送路上に位置する蓋
    部とを含むことを特徴とするモード進化光カプラ。
17. 【請求項１７】 光信号を分岐したり結合するモード進
    行光カプラにおいて、 伝送光のモード進化のためにコアの一部を熱的に徐々に
    拡張させた連結部と、前記連結部と連結されて所定の長
    さだけ大きさが一定に保たれる持続部とを含む第１光フ
    ァイバと、 伝送光のモード進化のためにコアの一部を熱的に徐々に
    拡張させた連結部と、前記連結部と連結されて所定の長
    さだけ大きさが一定に保たれる持続部とを含む第２光フ
    ァイバと、 伝送光のモード進化のためにコアの一部を熱的に徐々に
    拡張させた連結部と、前記連結部と連結されて所定の長
    さだけ大きさが一定に保たれる持続部とを含む第３光フ
    ァイバと、 Ｙ状をなし、前記Ｙ状の一端は前記第１光ファイバの持
    続部と連結され、他の２つの端は前記第２光ファイバの
    持続部と前記第３光ファイバの持続部に各々連結され、
    紫外線光硬化性樹脂を構成物質とし、前記紫外線光が入
    射されて硬化された場合に、前記Ｙ状の３つの一端の断
    面積が前記拡張された第１光ファイバ、第２光ファイバ
    及び第３光ファイバの一端と略同一である拡張素子であ
    って、前記第１光ファイバ、第２光ファイバまたは第３
    光ファイバと連結される部分から所定の拡張距離に亙っ
    て縮まってから拡張される拡張部と、前記第１光ファイ
    バの持続部に連結された拡張部と、前記第２光ファイバ
    の持続部に連結された拡張部及び前記第３光ファイバの
    持続部に連結された拡張部との間でＹ状の一定した大き
    さを有する中間部とからなり、前記拡張距離でウィッグ
    ル現像を発生させない拡張素子と、 一端に前記第１光ファイバの持続部が置かれ、他端に前
    記第２光ファイバの持続部及び第３光ファイバの持続部
    が置かれ、前記両端に位置した光ファイバの間に前記拡
    張素子が充填された場合に、伝送光を伝送させるチャン
    ネル伝送路と、 前記第１光ファイバ、第２光ファイバ及び第３光ファイ
    バを整列させると共に、前記チャンネル伝送路内に紫外
    線光硬化性樹脂が充填された場合にチャンネル伝送路外
    方に前記樹脂が流れないように、前記チャンネル伝送路
    上に位置する蓋部とを含むことを特徴とするモード進化
    光カプラ。
18. 【請求項１８】 光カプラ内の拡張素子と光ファイバの
    コアとを接続する接続方法であって、 伝送光のモード進化を行わせるため、光ファイバのコア
    を接続端に向かって徐々に拡張させ、 前記拡張された光ファイバのコアに接続して、光カプラ
    内の拡張素子の接続端に所定の拡張距離の拡張部を設
    け、所定の拡張距離で大きさを拡張素子まで拡張させる
    ことを特徴とする光カプラと光ファイバの接続方法。