JPS58193515A - 光分配器の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光分配器の製造方法に係り、特に分配特性の向
上を図った光分配器の製造方法に関する。

従来光分配器には、大別して２通９の方式が提案されて
いる。その第１はいわゆる光集積回路ないしはマイクロ
・オプティクスによる光分配結合本体と光フアイバ伝送
路とを接続して光分配器とする方式で、その第２は伝送
路に用いる光ファイバそのもの管変形させて光分配結合
本体をも実現する方式である。

第１の方式は、比較的自由な設計が光集積回路の多岐性
に基づいて考えられる。しかし、一般には、電算機１東
制御データリングに用いられる多重モード伝送系と両立
する光分配器の構成には困―が多く、且つ、光集積回路
、マイクロ・オプティク素子と光ファイバとの相互接続
部分は、効率。

信頼性、コスト面から必ずしも十分でない。

第２の方式は１本質的に上述の光分配結合本体と光フア
イバ伝送路との接続釦おける効率、コスト、信頼性の点
で有利であることは明白である。

この第２の方式に属する光ファイバを用いる光分配結合
素子は、第１図（局に示す如くコア（４）、クラッド（
３）を有するガラス（石英ガラスも含む）光ファイバ（
１）　、　（２）の一部を加熱引伸して細線化し死後２
本以上の細線化部分（ωを平行に配列して、光学接着剤
（６）を用いて一体に接合して光結合させ光分配器を作
るものである。すなわち光ファイバ（１）（２）の径が
長さ方向にゆるやかに細くなり、再びゆるやかに増して
もとＫもどるいわゆるパイコニカル・テーバ（ｂｉｃｏ
ｎｉｃａｌ　ｔａｐｅｒ　）を二本、接着剤（６Ｊで接
続して構成されている。第１図（峰は第１図（４）のＢ
−Ｂ’、？−１’の断面図である。

この光分配器においては、光７アイパ（１）Ｋ入射した
光線は、次第に細くなるテーバ部分で、光ファイバ軸と
なす角が次第に大きくなり、伝播モードから速断モード
Ｋｌｌ”換され、光ファイバ（１）　、　（２１及び接
着剤（６）を含む領域に拡がって伝播する。そして、ゆ
るやかに太くなるテーバ部分（ωでは、光７アイパ軸と
光線とのなす角は、再びゆるやかに減少し、伝播モード
に対応する角となると速断モードから再び伝播モードと
なシ、光分配器出方光となる。

しかるにこの方式による光分配器では、光学接着剤が使
用されているととＫよ〕１次に述べる種々の問題がある
。

まず第１Ｆｉテーパによるモード変換効率の低下及びパ
ッキングフラクシ冒ン損失の問題である。

−パ部分でｏｙｔｔｓｏ反射（ロ）数を強く依存し、与
えられた長さに対しては、実効的先導波路の幅は狭い方
がよい。従って光学接着剤Ｆｉ、理想的には。

パイコニカル・テーバのｗａ　Ｉ　ｓ　を部分（第１図
のＥど。

ＦＦ’面の間の領域）のみに存在することが望ましい。

Ｎｉｌ’　−ＦＦ’間が混合領域で、前段のテーバ部で
速断モードとなった光−は、光ファイバと外部の媒質（
ここでは空気）で作られる先導波路（ｕｎｃｌａｄｄｅ
ｄｆｉｂｅｒ　）をいわゆるクラッドモードとして伝播
し。

こＯ混合領域で、光ファイバ（１）　、　（２）を含む
領域全体に拡がる。理想的充分に器では、後段のテーバ
領域は、相互に分離され、混合領域で拡がった光線をそ
の所間積比に対応して受は入れ、伝播モードに変換する
。しかるに実際の混合領域の長さは。

数百μｍで、光学接着剤をこのような狭い領域にのみ固
化することは離しい。

また第１図（籾の断面図に示す如く、混合部会領域に拡
がった光線が各々の出力テーバ面を照す開会は、接着剤
の占める面積だけ低下する。これはいわゆるパッキング
フラクシ冒ン損失の増加を意味し、特に低次モードの光
分配特性が低下する。

すなわちこの方式によれば高次モードの光分配効率は良
好なるも、低次モードの光分配効率が十分でないという
問題がある。

第２は光学接着剤の不完全性による損失の問題である。

光学接着剤の表面の粗さは散乱損失に大きな影響を有し
、一般には、良好な表面を得るＫＦｉ多くの条件を厳密
に制御する必要がある。また接着剤自体の光吸収損失も
損失の因子となる。

また例えば特開昭５２−１４４３０号分報に記載されて
いるように、接着剤を用いず、複数の光ファイバーを治
具に配電し、光ファイバーを加熱してその境界を相互に
熔融状態もしくはそれに近い状態にし、上記治具で光フ
ァイバーを挾み込むことによって加圧して融着する方式
も知られている。しかるにこの方式によれば融着部のコ
アには挾み込み方向からの圧力が多くかかりその結果円
形断面がくずれてしまい、非融着部と融着部との境界で
コアＷｒ面形状が急激に変化し、この部分で大きな光損
失が生じる。さらにファイバーを押え込んで融着する方
式であるため、融着部におけるコア間の間隔を十分に小
さくすることが技術上極めて困難であり、例えばコア間
隔を１μｍ程度にするため強い圧力でファイバーを挾み
込むとファイバーがつぶれてしまい、実用に供し得ない
という欠点がある。その結果この方式では、上述の光損
失の問題に加えて低次モードの光分配効率も十分にとれ
ないという問題がある。

本発明は上記点に鑑みなされたもので、よう簡易な構成
でかつ高効率の光分配器を低コストでかつ容重に製造し
得る光分配器の製造方法を提供することを目的とする。

すなわち、本発明は複数本の光ファイバーを平行に配置
し、その一部を加熱するととＫよつて光ファイバー同士
を熱−着し、この熱融着部を光ファイバーの軸方向に引
伸ばすことによっていわゆるパイコニカルテーバを形成
するようにしたものである。ここで熱融着部における上
記テーパ領域中の少なくとも最小径部分では、同一クラ
ッド内に複数のコアが存在し、かつコア同士が近接して
存在する。

以下本発明の一実施例を第２図を用いて＃！ｉ、明する
０ 先ず第２図（ＡＫ示すようにコア（１：１　、　＋１４
１、クラット（１５１、（ｌｉｅを各々有する２本の光
ファイバー（ｌｉｔ　、　Ｈを平行に配列する。次にこ
の光フアイバー束の軸方向の所定部Ｗを例えば小型の電
気炉、ヒーターレーず等によ多山形の温度勾配をもうて
加熱し、ファイバー同士を相互に熱融着する。その結果
、第２図の）に示すように熱融着領域の中央部ではクラ
ッドが完全く一体化されてこのクラッド内に２つのコア
が存在し、その両側ではクラッドの表面同士が熱融着さ
れた形状となる。次罠との熱融着部を中心にして光フア
イバー束を両端から引っ張り、熱融着部を図示左右に引
伸ばす。その結果第２図（Ｃ）　Ｋ示すように、光ファ
イバー（ｉｌｌ　、　ａ３の各々に、光フアイバー径が
漸次細くなり再び漸次太く慶るバイコニカルテーバ領域
＠が形成される。

第２図（ＩＮＫおける３つの断面図は各々第２図（Ｃ）
におけるＡム’　、ＢＢ′、　ＣＣ’断面を示し、ＢＢ
［面から明らかなように、テーパー領域の最小径部分に
おいては１つのクラッド舖内に２つのコア０，００が存
在してお）、その両側は具′断面、　ｃｃ’断面で示す
ように＊々光ファイバーＱυ、　（１３のクラッドの表
面のみで熱融着されている。

ここで、ｗａｌｓｔｓＫおけるコアａ９．（１）の径は
上記引伸ばしＫより小さくでき、かつコアα傷、■間の
間隔も上記引伸ばしの結果十分に小さくなっている０ま
たコアａ１．（４）の断面形状は、きれい表置形の１重
に保持されており、断面形状の急激な変化はない。

次に本発明の製造方法を第３図を用いて更に詳しく１１
！嘴する。例えば多成分系ガラス光ファイバを２本用意
する。使用した多成分系ガラス光ファイバはノーメ石英
ガラスで作られ、開口数（Ｎ、＾）二Ｏ２６、外１ｊ　
１２０ｓｎ　、　：ｙ　７径８０ｔｍ　（Ｄもので、す
る、これらの光ファイバを例えばアセトンで洗浄した後
、平行に配列し、この配列の状態で光分配器形成領域の
両側を例えば瞬間接着剤により接着固定する。

このようにして２本の光ファイバーを一体化したのち、
＃ｌＩｇ図に示す光分配器製造装置−に設定する＠即ち
、光ファイバ東６ａを光分配器製造装置−の筒状に構成
されたヒータ■の筒内を貫通して設定する。この時ヒー
タ（２）内に光７アイパ束６υの光分配器形成領域が設
置されるように設ける。

しかるのち光フアイバクランパＩｎ　、ｆ）４．缶、ｆ
４により光ファイバ束６１）を固定する。クランパ關。

（財）９缶、（至）の具体例はおさえ部材、例えばシリ
コンラバーのシートで、とのシートによりネジなどで締
めつけて光ファイバ東６１）を固定する。この時の光フ
ァイバ束６υの九わみは可動ラックビニ四ンσ１によシ
調整する。

次にこの光ファイバ束６υの一端側の夫々に＊：運動を
対物レンズ（至）を介して結合させる。光ｍ−は発光ダ
イオードや半導体レーず、Ｈｅ　＠　Ｎ６レーザである
□また光ファイバ束６１）の他端側の夫々に充電検知装
置−を結合して設置する＠ しかゐのち、光ファイバ束６Ｄの光分配器形成領域をア
セトンを少量含む脱脂綿をビンセットに保持して再度洗
浄し、ゴイなどを除去する。

次に少なくとも一方の光源旬から光を放出させ全ての光
ファイバ東６鰺の出力光を充電検知装置（至）で検知可
能状１１に設定する。

次にヒーターに電流を流して加熱を開始し、光分配器形
成領域の加熱部中央を監視する。加熱部中央の光ファイ
バ束６０の融着が始まる時点までと一タ＆ＩＫよシ加熱
する。

この融着Ｏ＃Ｉする時点の検知は、充電検知装置−で、
光源−から光が放出されている側の光ファイバの光検知
装置＠によゐ光検知量の変化例えばＳＳＳ度の減少によ
って検知できる。

この状態を検知後、ツｔ■υを回転させてラックビニョ
ン四に直動するランナーアーム働で光ファイバーの軸方
向に引伸ばしを開始する。

この時の引伸ばし速度は１〜２■／ｓｅｃである。

引伸ばしの停止は２本の光ファイバ６υでの光電検知量
０．５　ｄ　８以内になっ九時点を検出して行えばよい
Ｏ このようにしてテーバ長（第２図Ａ−Ｃ間）が例えば２
０ｍの光分配器を構成することができる０しかるのち、
夫々の光７アイパの光源−から光放出し、他の光ファイ
バの伝送出力を光検知する′ことによ）光分配特性を測
定して完了する。第３図の光分配器製造装置ＩＩ）を用
いると、僚数の光ファイバの熱融着と一つのクラッド内
に複数のコアを存在させたテーパ領域を同時に形成でき
る。

以上のようにして第２図（Ｃ）　Ｋ示した光分配器を製
造し、その光分配特性を測定し九結果、第１表に示す如
き特性が得られた。

第　　１　　表 ここで、Ｃ盪ｒは、端子ムから端子１′への伝達係数で
ある。この例では全損失−１０１０ｇ（Ｃｉ１７＋　Ｃ
４ｇ’　）　＝２．１ｄＢであるが、開口数の小さな光
コアイノ（に対向、上記実施例ては光フアイバー２本で
光分配１１を構成する例を示したが、これに限られるこ
となく一般に複数本の光ファイバーを用いた分配器器を
構成することができる。

以上説明し九本発明による効果を列挙すると次Ｏとう）
である〇 （１１光ファイバを用いた光分配器本体部分の製作は、
加熱引伸ばしの単一プロセスとな抄、低コスト化が容島
に達成できる。

（２）光学接着剤を使用しないため、温度、経時変化な
どに対する信頼性が向上すると共に、バッキング７ラク
シ曹ン損失、光学接着剤忙よる不完全性損失等が除去で
き、効率を大ＩｓＫ改善できる。

（３１バイコニカルテーパー領域のｗａｉｓｔ部は同一
クラッド内に複数個のコアが存在するが、上記引伸ばし
Ｋよりこの部分のコア径自体を小さくし、かつコア間の
間隔を十分に小さくすることがで−る九め、特に低次モ
ード光の分配肴性を大幅に向上させることができる。

（４）熱融着部を光ファイバーの軸方向に引伸ばすこと
忙よってｗａｉｓｔ部を形成するようにしているため、
ｗａｉｓ１部におけるコア四面は引伸ばし前のコア四面
と全く相似の円形をなしており、゛断面形状のくずれが
ない。従ってコア断面形状のくずれｋよって光損失を生
じる恐れが全くない０

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光分配器の構成説明図、第２図は本発明
による光分配器の製造方法の一実施例を説明する丸めの
図、第３図は本発明の製造方法の−・実施例をより具体
的に説明するための図である。 ａｌｌ　、　０３・・・光ファイバ、 αη・・・パイコニカルテーパ領域Ｏ 第１図 第２図 １４ ６９

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数本の光ファイバーを平行に配列し、前配光ファイバ
   ーの軸方向の所定部を加熱するととに゛より前記光ファ
   イバーを相互に熱融着し、熱融着部を前記光ファイバー
   の軸方向に引伸ばすことによって前記光ファイバーの各
   々に光フアイバー径が漸次細くなり再び両次太くなるテ
   ーパー領域を形成して、このテーパー領域中の少々くと
   本最小径部分において同一クラッド内に複数のコアが存
   在するようにしたことを特徴とする光分配器の製造方法
   。