JPS5852180B2 - オプテイカルフアイバシユツリヨクタツプソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は波エネルギを本質的に閉じ込めるファイバのコ
ア部分に沿って伝播する波動をかき乱すことによってオ
プティカル・ファイバ導波管の中間域から光パワーを抽
出するための装置に関する。

過去２，３年においてオプティカル・ファイバ導波管構
体の設計および製作には急速な進歩がなされている。

現在、伝送損失をキロメートル当り２デシベルもの低さ
に抑えながら、光変調波またはパルスを介して大量の情
報を伝送しうる数種類のファイバ構体が利用可能である
。

いずれはかかるファイバが従来の通信方式に現在用いら
れている線や、同軸ケーブルや金属性導波管に少なくと
も部分的には取って代るものと期待される。

従来の方式にファイバ方式がまさる利点としては、ファ
イバ導波管が物理的に小型で軽量であること、帯域幅能
力が広くて与えられた任意の系において利用されるべき
帯域幅の選択に融通性があること、ファイバ導波管が非
導電性で非誘導性であること、およびファイバ材料と製
作の費用が低床ですむ可能性があること、である。

ファイバ方式が将来使用される見込みは実に広範囲にわ
たっており、それは拡大しつづけている。

ファイバ方式の装置化の初期の一例は、信号源として発
光ダイオード−これは現在では充分に長い動作寿命を有
するまでに開発されてはいるが−を用いて短距離オプテ
ィカル・ファイバ・リンクによる多線情報伝送であろう
。

ファイバ方式の軽量さと電磁的干渉がない点との故に、
ファイバ・オプティカル・データ・バス・リンクが航空
機や船舶上での制御および相互通信信号の伝送用として
提案されている。

可能と思われるその他の適用例としては、一部市内での
電話局を相互連結する局間中継線や、−建物内または隣
り合う建物間での「構内」分散リンクや、コンピュータ
または生産管理システムにおけるデータ・バス・リンク
がある。

より長期の将来においては、ファイバ方式はレーザを信
号源として長距離ファイバ・リンクによるデジタル情報
の大容量伝送に使用されそうである。

従って都市間の電気通信リンクはいずれはオプティカル
・ファイバを使用したものが提供されるであろう。

また数キロメートル以上の中継所間隔やギガビット範囲
までの情報伝送速度がかかる方式によって技術的に可能
となる見込みがあると思われる。

適用例が何であろうとも、オプティカル・ファイバ導波
管から信号波情報を抽出するための装置が必要とされる
ことは明らかである。

例えばファイバ・リンクを介する伝送をモニタおよび制
御するには、個々のファイバ導波管内を伝播する信号を
リンクに沿って選択された位置にて標本として抽出する
ことが必要となろう。

同様に、オプティカル・データ・バス・リンクの場合に
は、リンクに沿う数多の選択された地点で利用するため
に信号を抽出することが必要となろう。

多くの場合、ファイバから抽出された信号の部分がファ
イバを断線または成端することなくファイバからタップ
されうるならば望ましいであろう。

これは何故かと言えば、ファイバの各終端は無用の光学
的損失を系に加え、且つきわめて精密にファイバを切断
し相互連結用装置を必要とする不都合を増大せしめるか
らである。

発光織物製品に関する米国特許第３５０８５８９号には
、クラッド形オプティカル・ファイバをその一体部分と
して含む織物構造内に輝点を発生せしめるための種々の
工夫が示されている。

その輝点はまずファイバ・クラッドを除去し、次いで伺
らかの方法で露出したコアの伝送特性を乱すことにより
発生せしめられるものである。

もちろん、これの目的は祝電的効果を発生せしめること
だけにあるから、放出された光を更に用いるものではな
い。

上記特許に記載された技法は所期の目的には適している
かもしれないが、光通信方式においてパワー・タップを
与えるための好ましい手段ではない。

この特許の最も重要な欠点はファイバ・クラッドを除去
することが必要であるという点にある。

通信システムにおいてはこれはコアの破損を避けるため
にきわめて慎重に行なわねばならないから、時間を浪費
する恐れがあり、従って作業コストが高くつく恐れがあ
る。

知られているごとく、コアに少しでも破損を与えるとフ
ァイバの伝送信能率を著しく下落させてしまう。

更には、コアの破損は光信号のあまりにも大き過ぎる部
分を抽出しがちでもある。

従来技術のこれらの制約や欠点は本発明によれば、波動
エネルギが本質的に閉じ込められるファイバのコア域内
から波動エネルギの一部をクラッド中へ結合し、次いで
その波動エネルギをクラッドの屈折率の約０．８倍以上
の屈折率を有する誘電部材によってクラッドから結合せ
しめることによって回避される。

前記部材によりクラッドから抽出された光波エネルギを
受信するために光検知器が誘電部材に隣接配置される。

本発明の一特徴によれば、ファイバ導波管は曲率半径が
信号パワーの一部を内側コア域から外側クラッド中へと
放射せしめるに充分となるように曲げられる。

誘電部材はその屈曲部の近傍におけるクラッドと接触状
態に配置される。

そして光検知器は結合部材と接触する。

波動エネルギが種々の異るモードで伝播するマルチモー
ド方式においては、上記のタップ配置は高次モードのみ
からパワーを抽出しがちである。

もし当初これらの高次モード中に利用しうるパワーが不
充分である場合とか、複数のタップをごく僅かに離隔す
ることが必要な場合には、これらの高次モードのパワー
含有率を高めるための手段を用いると有利である。

しかして、本発明の第２の特徴によれば、低次モードと
高次モード間の結合用の手段が導波管に沿って設けられ
る。

実際、この結合が充分に強ければ、結合部材の位置でフ
ァイバを曲げたりその他更にかき乱すことなくファイバ
・クラッドから直接にパワーを結合しうるものである。

以下本発明を図面によって説明するが、図面は必じしも
実物大または相対寸法で描かれたものではない。

第１図はレーザまたは発光ダイオード等の信号光源１０
と、光受信器１１と、例示的に単一のオプティカル・フ
ァイバ導波管から戊り信号源を受信器に結合するオプテ
ィカル・ファイバ伝送リンク１２とから戊る典型的な光
通信方式を概略ブロック図で示すものである。

ファイバ１２は本方式の特定の適用例に応じて２〜３メ
ートルから数メートルの間の任意の長さでよい。

本発明は第１図に要素１３として示したオプティカル・
ファイバ・タップに関するものである。

以下に詳述するファイバ・タップ１３の例示的実施例の
各々は、図示のごとく伝播する信号を抽出もしくはモニ
タする目的のために図示の系のファイバ１２に沿う任意
の中間位置に付設しうるように構成される。

また各実施例は伝播信号の一部がファイバを成端、断線
または皮剥ぎする必要なしにファイバからタップされう
るように構成される。

第１図には１個のファイバ・タップを有する１個のファ
イバ導波管のみ図示しているが、伝送リンクは複数個の
ファイバ導波管を含んでよいことは言うまでもない。

同様に、所望に応じて、ファイバ・タップ１３のごとき
オプティカル・ファイバ・タップを１個またはそれ以上
ずつリンク内の各ファイバまたは選択されたファイバは
付設してよい。

第２図はタップ１３の比較的簡単な第１実施例を示す。

ここに説明する各実施例と同様に、該ファイバ・タップ
は２個の基本的要素即ち、ファイバ・クラッドと接触す
る誘電結合部材と、該結合部材によりファイバ・クラッ
ドから結合された光パワーを受けるように結合部材に関
して設計配置せしめられた光検知器とを含む構造的に一
体的なユニットである。

第２図の特定実施例において、ファイバ２２は第１図の
光通信方式に用いうるような型式のファイバ導波管の中
間部分を例示したものである。

周知のごとく、典型的なファイバ導波管はコアの屈折率
よりも低い屈折率のクラッドにより包囲された低光損失
コアを含む。

内側コアの屈折率はコアの中心軸に沿って均等かもしく
は最大屈折率をもって半径方向に勾配をなしてよい。

いずれの場合にも、光パワーは一般にファイバの内側コ
ア内に閉じ込められ、外側クラッド内を伝播するパワー
は比較的少ない。

この実施例において所望のタップを与えるには、曲率半
径Ｒを有する湾曲部２３を形成するようにファイバ２２
を曲げる。

この湾曲部は結合部材２４と接触状態になされるが、該
結合部材は例えばエポキシのごとく硬化すると結合部材
として作用すると同時にファイバ２２から抽出される光
パワーを受信するために光検知機２５をファイバに対し
て定位置に保持する手段としても作用する光学的に透明
な接合材でよい。

作動に当って、ファイバの屈曲部のため内側コア内を伝
播するパワーの一部はファイバの外側クラッド内へ放射
しそこから結合部材２４により抽出される。

この抽出されるパワー量は曲率半径Ｒと結合部材および
ファイバ・クラッドの屈折率に依存する。

即ち、曲率半径が小さければ小さい程、クラッド内へ放
射するパワー量は大きい。

またクラッドから抽出されるパワー量はクラッドおよび
結合部材の屈折率の相対値に依存する。

即ち、結合部材の屈折率がクラッドのそれに比して大き
ければ大きいほど、結合されるパワー量は大きい。

典型的には、部材２４の屈折率はファイバ・クラッドの
屈折率の約０．８倍に等しいかそれより大きいＯ 第３図は本発明の本実症例の立面図で各構成要素の相対
位置を示す。

第４図は本発明の調節可能な実症例を示すもので、タッ
プすべきファイバ３０が該ファイバの曲率半径を結合域
に沿って変化させる作用をなす可変力（矢印３１）を受
けるようにした例である。

この装置において、結合部材３２は比較的柔かい誘電材
料（例えばポリ塩化ビニル）で作られている。

部材２２の屈折率よりも小さな屈折率を有する比較的硬
質の材料（例えばテフロン、ＦＥＰ）で作られた上部円
板３３によって圧力をファイバに加える。

所望の曲率を与えるために、円板３３の接触面は図示の
ごとく湾曲している。

従って、矢印３１の方向に円板３３がファイバ３０に対
して押しつけられるにつれて、ファイバは円板３３の湾
曲面に一致するように曲がる傾向がある。

上述したように、このため伝播する光波エネルギの一部
はファイバ・コアからファイバ・クラッド内へと結合せ
しめられ、そしてそこから結合部材３２内へと結合せし
められる。

次いで、このタップされたエネルギは光検知器３４内で
検知される。

タップされたパワーの調節は円板３３に加えられる力を
変化せしめるか、あるいはその円板３３の代りに異る曲
率半径をもつ接触面を有する他の円板を用いることによ
って行なう。

第５図は第４図実施例の展開側面図であって円板３３に
加えられる力を変化せしめるための手段を更に詳細に示
す。

この特定の装置は光検知器（不図示）を挿入せしめた環
状基部５１と上部横棒５２とから戊る保持器５０を含む
。

保持器５０上には締付棒５３が配置され、棒５３を貫通
し保持器５０の標札５６，５７に係合するねじ５４゜５
５によって保持器に固締される。

棒５３はまた中央に配置されたねじ孔を含みこの中に調
節ねじ５Ｂが挿入される。

ねじ５Ｂの端部と円板３３との間にはねじの締付は時に
円板を破損するのを避けるためにスペーサ５９が配置さ
れる。

該ねじを締付けることによって、調節用下向き圧力が円
板３３に加えられる。

この下向き圧力が増大するにつれて（例えば、ねじ５８
を更に締付けるにつれて）、ファイバ３０からタップさ
れるパワーは少なくともファイバ３０が円板３３の丸い
下面に完全且つ連続的に一致する点まで増大する。

その点以後は、下向き圧力の増大に伴ってタップされる
パワーが変化することは一般にあまりない。

しかし上述したように、更に調節したければ円板３３の
代りに異る（より小さな）曲率半径をもつ円板を用いる
ことによって行ないうる。

上述したように、ファイバを曲げることは高次モードの
パワーのみを抽出しがちである。

何故そうなるかと言えば、高次モードのパワーが低次モ
ードのパワーよりもファイバ・コアの外面にますます接
近して集中するからであり、更には、高次モードのイバ
ネセント・フィールドが低次モードのイバネセント・フ
ィールドよりもファイバ・コアの外面を越えてより大き
な距離にわたって延びるからである。

従って高次モードのパワーの方が結合体に対してより容
易に接近可能となりそれによって、結合されるものより
容易になる。

このため場合によっては問題が生じることもある。

例えば、タップすべきファイバの高次モード中に分布さ
れているパワーが比較的少ない場合、結合体が結合させ
るべきパワーはファイバ中に比較的少なく存在する。

従って、タップされる信号は所望よりも僅かに弱くなる
。

しかも、多線出力を有するオプティカル・データ・バス
・リンクにおけるごとく単一のファイバ導波管に沿って
多数のタップが僅かずつ離隔せしめられる場合、各タッ
プにより抽出されるパワー量はファイバに沿う距離に従
って減少するのが普通である。

リンクに沿って均等なタップを与えるために、第６図に
関連して次に述べる本発明の更に他の特徴に従えばファ
イバに沿う高次モードのパワー減少を補償するための技
法が提供されて有利である。

この実症例では、典型的には上記型式のオプティカル・
タップＴＯがファイバ７１に沿う１点において連結され
る。

いま波動エネルギがファイバに沿って左から右への方向
に伝播しているとすると、タップ７０の左側の１点にも
モード結合器７２が含まれる。

この後者はファイバ７１に対して押付けられファイバ・
タップ７０の前方のファイバ領域を周期的に変形せしめ
る１対の波形板８０，８１から戊る。

これらの板の波形の空間的周期性と被板がファイバ７０
に加える圧力（例えば圧力は例示的には矢印８２の方向
で板８０に加えられる）とは、ファイバ７１の内側コア
の断面の寸法か、またはファイバの内側コアの軸方向の
配列において、またはその両者に周期的変形が生じるよ
うに選択される。

板８０，８１の波形の空間的周期性、従ってファイバ７
０の変形の空間的周期性が適正に選択されるとファイバ
７０内に最大高次モード結合が生じる。

モード結合手段の最適空間的周期性の選択はベル・シス
テム・テクニカル・ジャーナル（ＢｅｌｌＳｙｓｔｅｍ
Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ）誌第４８
巻、第３１８７〜３２３２頁（１９６９年１２月）に発
表されたＤ・マーカス（Ｍａｒｃｕｓｅ）の論文および
り、マーカス（Ｍａｒｃｕｓｅ）とＲ，Ｍ、デ０シャ（
Ｄｅｒｏｓｉｅｒ）の論文に述べられている理論に従っ
て行なう。

例えば第７図はマルチモード・ファイバ導波管における
典型的なモード分布を位相定数の関数として示すもので
ある。

一般に、それぞれ位相定数β１．β２・・・・・・β。

を有する離散的な導波モードＭ、 、 Ｍ２・・・・・
・Ｍｎの分布がある。

加えて、曲線８９で境界づけた領域により表わされるご
とく、導波モードの位相定数よりも小さな位相定数β、
でスタートする放射モードの連続領域もある。

Ｍｌ等の低次モードからＭｎ等の高次モードまで結合す
るためにファイバの変形の空間的周期性Ａは下記のごと
く両モードのうなり波長λｂにほぼ等しくなるように選
択される。

但しβ１およびβ。

はそれぞれＭ０モードおよびＭｎモードの位相定数であ
る。

一般に、変形の空間的周期性Ａのスペクトルが結合され
るべき両モードのうなり波長λｂでの成分を含めば充分
であり、またその他の多くの成分を含んでもよい。

ファイバ内のすべての導波モード（即ちＭ１〜Ｍｎ）間
の結合は、変形の空間的周期性Ａをファイバ内の各導波
モード間でそれぞれのうなり波長をでたらめに重畳させ
たものに近似するように選ぶことによって得られる。

マルチ・モード・ファイバにおける個々のモードのそれ
ぞれの位相定数は特定のファイバ寸法と、コアとクラッ
ドの屈折率比と、伝播する光信号の波長とに依存するが
、ファイバ内に高次モードの結合を誘起せしめるに適し
た空間的周期性Ａは典型的には約０．０１〜１０鼎の範
囲である。

モード結合手段のための適切な空間的周期性の選択の特
定の数値例としては、内側コア直径が約５０μｍ１コア
屈折率が１．５、そしてコアとクラッドの屈折率の差が
１パーセントのファイバを考えてみる。

その場合、１μｍの波長で、相隣する低次モード間の結
合の結合周期は１０ｍｔｔｔでありカットオフに近い相
隣るモード間の結合周期は０．７ｍｍであり、コア・モ
ードとクラッド・モード間の結合周期は０．０６ｍｍ〜
１間の範囲内にある。

モード結合板８０，８１の製作には種々の材料および技
法を用いてよい。

もちろん、鉄板の構造および材料はファイバを破損（例
えば断線または引掻く）することなくファイバ・コアの
所望の周期的変形を与えるようなものであるべきである
。

このため、第６図に示した型式の、滑らかであるか丸味
を帯びた隆起を有する板８０，８１における波形は、鋭
い先端をもつ波形よりも好ましい。

適当なモード結合板は例えば、適切な直径の複数の金属
球（例えばボールベヤリング）をプラスチック製または
金属製の板にエポキシ層で接着することにより製作しう
る。

モード結合板はまた蓄音機レコードの製作において行な
われると全く同様に、適切な空間的周期性をもつダイス
でプラスチック板内に波形をエンボスすることによって
も製作しうる。

なお、第６図では２個の波形板を示したが、ファイバ内
に所望の周期的変形を得るにはただ１個の波形板ですむ
ことに留意されたい。

例えば、板８０，８１の一方を軟性プラスチック等の比
較的従順な材料による平板表面の板とし、他方の板を上
述のごとく波形にすればよい。

前掲のマーカス（Ｍａｒｃｕｓｅ）の論文と、マーカス
（Ｍａｒｃｕｓｅ）およびゾロシャ（Ｄｅｒｏｓｉｅｒ
）の論文に示されているごとく、伺らかの特定の低次モ
ードから何らかの特定の高次モード内へ、これらモード
間のうなり波長λｂに近似する空間的周期性Ａをもつフ
ァイバ・コアの周期的変形により結合されるはんばなパ
ワーは下記のごとくファイバの変形の振幅旦とファイバ
の変形領域の長さＬとに関係がある。

但しＰは低次モードに入射するパワーで、ΔＰは低次モ
ードから高次モードへ結合されるパワーである。

いま結合長さＬが一定となるように選択されるとすれば
、ファイバ内での高次モード結合の度合いはその中で誘
起されるモード結合変形の振幅旦により主として決定さ
れる。

前述したごとく、ファイバ・タップによりファイバから
タップされるパワー量はファイバの高次モード内に分布
されるパワー量を制御することによって制御されうる。

従って、ファイバ内に調節可能な変形振幅を誘起せしめ
うるモード結合手段を含ませることにより調節可能なフ
ァイバを提供することが可能となる。

第８図および第９図は本発明に従って具体化した調節可
能なファイバ・タップの例示的な一例を示ス。

マルチモード・ファイバ９１に付設された組立てずみの
形態にて図示されている第８図のファイバ・タップ９０
は第５図示のファイバ・タップと同一として例示しであ
る。

波形モード結合板９４．９５は、第６図の板８０，８１
と同様に、ファイバ・タップ９０の前方のファイバ領域
内にモード結合のための適切な空間的周期性をＡをもつ
周期的変形を与えるべくファイバ９１に対して押付けら
れる。

ファイバ９１内に誘起される変形の振幅ａは調節装置９
８により制御される。

第９図に更に明確に示したように、調節装置９８は例示
的に真鍮等の金属で形成され支持体９３に固締された２
個のＬ形ブラケット９６，９７から成るものとして例示
されている。

ファイバ９１を間に挟んだ波形板９４，９５が調節装置
のブラケツケット９６，９７間に置く。

次いで、同じく例示的に金属から成る締付棒１００を図
示のごとくブランケット９６．９７を横切って固締する
。

締付棒１００は中央にねじ孔を配置し、該孔内に調節ね
じ１０１を挿入して締付ければよい。

調節ねじ１０１を締付ければよい。

調節ねじ１０１を締付けることにより、板９４に加わる
下向き圧力が増大し、ファイバ９１内に誘起される変形
の振幅ａを増大せしめる。

これによって、ファイバ・タップ９０の近傍におけるフ
ァイバ９１の高次モード中に分布されるパワー量が増大
する。

このため、ファイバ・タップ９０によりファイバ９１か
らタップされるパワー量も増大する。

調節ねじ１０１の適切な設定を選択することにより、信
号パワーの所望の一部をファイバからタップしうる。

ファイバ内の各導波モード間の力を結合するだけでなく
、モード結合手段の空間的周期性を適正に選択するなら
ば導波モードから放射モードへパワーを結合することも
可能である。

即ち、第７図に示したごとく、β。

をｎ番目の導波モードの位相定数としβ、を放射モード
の位相定数におけるカットオフとした場合に、空間周期
性 を選択することにより、光パワーは１つの導波モードか
ら放射モードへと結合される。

このことはクラッド形ファイバ導波管のクツピングにお
いて特に有意義なものでありうる。

即ち、クラッド形ファイバ導波管における効果はファイ
バ・コアからその外側クラッド中へより多くの光パワー
を結合することにある。

いったん光パワーが放射モードの形態でファイバの外側
クラッド中に分布されると、それは上述したようにファ
イバ・タップの結合体により直接そこから抽出しうるも
のである。

従って、マルチモード式であれ単一モード式であれ、ク
ラッド形ファイバ導波管はその外側クラッドをファイバ
・タップの近傍におけるファイバから除去する必要なし
にここに述べた型式のモード結合手段を直接使用してタ
ップしうろことになる。

単一モード・ファイバの場合、（３）式のβ。

はファイバ内の単一の導波モードの位相定数であり、β
、は放射モードの位相定数におけるカットオフである。

結合全体を充分に強くすることによって、ファイバを曲
げることなくあるいはタップ領域におけるファイバを更
にかき乱すことなくパワーをクラッド形ファイバから直
接にタップすることができる。

以上本発明を要約すると次の通りである。

（１）光パワーが本質的に閉じ込められる導波域を含む
オプティカル・ファイバを成端または断線する必要なし
にオプティカル・ファイバ導波管の中間部から光パワー
をタップするための装置は下記のものを有することを特
徴とする。

前記ファイバの前記導波域から光パワーを結合するため
に該ファイバの中間部分から横にずれた結合関係に配置
され、且つ前記ファイバの前記導波域を包囲する媒体の
屈折率にほぼ等しいかそれよりも大きい屈折率を有する
誘電材料の本体、および 前記ファイバ中を伝播されるべき光信号の波長に感応す
る能動域を有し前記誘電体に隣接配置され且つ該誘電体
により前記ファイバの前記導波域から結合された光パワ
ーを受信すべく配向された光検知器。

（２）上記第（１）項において、 前記ファイバの前記導波域は低光損失材料で形成した内
側コアを含んで成り、該コアはその屈折率よりも低い屈
折率の外側クラッドで包囲されており、 前記誘電体は前記ファイバの前記クラッドの屈折率の約
０．８倍よりも大きい屈折率を有することを特徴とする
タップ用装置。

（３）上記第（２）項において、 前記ファイバの前記外側クラッドは前記ファイバ中を伝
播されるべき光信号の３つの波長よりも小さな厚さを有
するように前記ファイバの前記中間部分に沿って少なく
とも部分的に除去されており、 前記ファイバの前記中間部分は前記誘電体と接触状態に
配置されている ことを特徴とするタップ用装置。

（４）上記第（３１項において、 前記誘電体は光学的に透明な接合剤で形成され前記光検
知器の能動域と接触状態に配置され、前記ファイバの前
記中間部分は前記接合剤と接触状態に配置される一方、
該接合剤は前記中間部分と前記光検知器の能動域上の前
記接合剤との間に接触域を与えるように未硬化状態にあ
り且つ該接合剤は前記ファイバを定位置に固定すべく硬
化しうる ことを特徴とするタップ用装置。

（５）上記第（２）項において、 前記ファイバの前記中間部分は光パワーの一部をその内
部で伝播せしめて前記内側コアから前記外側クラッド内
へと放射せしめるに充分な半径Ｒに曲げられ、 前記中間部分は前記誘電体と接触状態に配置される ことを特徴とするタップ装置。

（６）上記第（５）項において、 前記誘電体は光学的に透明な接合剤で形成され前記光検
知器の能動域と接触状態に配置され、前記ファイバの前
記中間部分は前記接合剤と接触状態に配置される一方、
該接合剤は前記中間部分と前記光検知器の能動域上の前
記接合剤との間に接触域を与えるように未硬化状態にあ
り、且つ該接合剤は前記ファイバを定位置に固定すべく
硬化しうる ことを特徴とするタップ用装置。

（７）上記第（２）項において、更に 主表面に溝を切込まれた保持器を含み、該溝は曲率半径
Ｒで寸法は前記ファイバが該溝内に挿入されうるように
該ファイバの外径に匹敵するがそれよりもやや大きい湾
曲路を有し、前記溝の通路の曲率半径は光パワーの一部
をファイバ内で伝播せしめて前記内側コアから前記外側
クラッド中へ放射せしめるような半径に前記ファイバを
曲げるに充分であり、前記保持器は更に前記光検知器を
前記溝から離隔した位置に保持するようになされており
、そして 前記誘電体は前記保持器の前記主表面に形成されて溝を
前記光検知器の能動域に連結する結合域を含んで威り、
前記保持器は前記結合域の屈折率よりも小さな屈折率を
もつ誘電材料で形成されている ことを特徴とするタップ用装置。

（８）上記第（７）項において、前記ファイバを溝内に
保持するために前記保持器の前記主表面上に配置された
カバーを更に含むことを特徴とするタップ用装置。

（９）上記第（１）項において、 前記ファイバは光パワーがファイバの外面により本質的
に限定される未外装のファイバ導波管であり、 前記誘電体は前記ファイバの外面と接触状態に配置され
、且つ前記ファイバの屈折率の約０．８倍よりも大きな
屈折率を有する ことを特徴とするタップ用装置。

α０）光パワーが本質的に閉じ込められる導波域を含む
オプティカル・ファイバを底端または断線する必要なし
にオプティカル・ファイバ導波管の中間部から光パワー
をタップするための装置は下記のものを有することを特
徴とする、前記ファイバ中の低次モードから前記ファイ
バ中の高次モードへのモード結合を高めるために前記フ
ァイバに沿う第１の中間縦方向位置に配置された手段、 前記ファイバの前記導波域から光パワーを結合するため
に前記第１の縦方向位置から波動通路に沿って離隔した
前記ファイバに沿う第２の中間縦方向位置から横方向に
ずれた結合関係に関係に配置され、且つ前記ファイバの
前記導波域を包囲する媒体の屈接率にほぼ等しいかそれ
よりも大きな屈折率を有する誘電材料の本体、および 前記ファイバ中を伝播されるべき光信号の波長に感応し
前記誘電体に隣接配置され且つ該誘電体により前記ファ
イバの前記導波域から結合された光パワーを受信するよ
うに配向された光検知器。

αυ 上記第００）項において、前記モード結合手段は
前記ファイバの前記導波域を周期的に変形させるために
該ファイバの前記第１の中間縦方向位置に対して押付け
られる少なくとも１個の波形板から成り、前記変形は前
記ファイバ内の１対の案内されるモード間のうなり波長
に等しい空間的周期性を有することを特徴とするタップ
用装置。

０２）上記第００）項において、前記ファイバの前記導
波域は低光損失材料で形成した内側コアを含んで成り、
該内側コアはその屈折率よりも低い屈折率の外側クラッ
ドで包囲され、 前記誘電体は前記ファイバの外側クラッドの屈折率の約
０．８倍よりも大きい屈折率を有することを特徴とする
タップ用配置。

（１３）上記第０２）項において、 前記ファイバの前記外側クラッドは該ファイバ中を伝播
されるべき光信号の３つの波長よりも小さな厚さを有す
るように該ファイバの前記第２の中間位置に沿って少な
くとも部分的に除去され、 前記誘電体は前記ファイバの前記第２の中間位置と接触
状態に配置される ことを特徴とするタップ用装置。

０１１）光パワーが本質的に閉じ込められる内側コアを
低光損失材料で形成し該内側コアの屈折率よりも小さな
屈折率を有する外側クラッドで該内側コアを包囲して戊
るオプティカル・ファイバを成端もしくは断線する必要
なしにオプティカル・ファイバ導波管の中間部から光パ
ワーをタップするための装置は下記のものを有すること
を特徴とする、 前記ファイバ内の光パワーの一部を前記内側コアから前
記外側クラッドへ結合するために前記ファイバに沿う第
１の中間縦方向位置に配置された手段、 前記ファイバの前記外側クラッドから光パワーを結合す
るために前記第１の縦方向位置から波通路に沿って離隔
した前記ファイバに沿う第２の中間縦方向位置と接触状
態に配置され、且つ前記ファイバの前記外側クラッドの
屈折率にほぼ等しいかそれよりも大きな屈折率を有する
誘電材料の本体、および 前記ファイバ中を伝播されるべき光信号に感応し前記誘
電体に隣接配置され且つ前記誘電体により前記ファイバ
の前記外側クラッドから結合された光パワーを遮断する
ように配向された光検知器。

（１５） 上記第０４）項において、前記モード結合
手段は前記ファイバの前記内側コアを周期的に変形せし
めるために前記ファイバの前記第１の中間縦方向位置に
対して押付けられた少なくとも１個の波形板から成り、
前記変形は前記ファイバ内のコア・モードとクラッド・
モード間のうなり波長に等しい空間的周期性を有するこ
とを特徴とするタップ用装置。

（１６）光パワーが本質的に閉じ込められる導波域を含
むオプティカル・ファイバを成端もしくは断線する必要
なしにオプティカル・ファイバ導波管の中間部から光パ
ワーをタップするための装置は以下のものを有すること
を特徴とする、前記ファイバの前記導波域から光パワー
を結合するために前記ファイバの中間部分から横方向に
ずれた結合関係に配置された第１の主表面を有し、且つ
前記ファイバの前記導波域を包囲する媒体の屈折率にほ
ぼ等しいかそれよりも大きい屈折率を有し、また前記フ
ァイバの材料よりも実質的に柔かい誘電材料の第１本体
、該第１本体の前記第１表面と前記ファイバの前記中間
部分との間に接触域を与えるべく前記第１本体に対して
前記ファイバを押付けるための手段であって、前記第１
本体の屈折率よりも小さな屈折率を有する誘電材料の第
２本体から成る手段、および 前記ファイバ中を伝播されるべき光信号の波長に感応す
る能動域を含み、前記第１表面とは反対側の前記第１本
体の第２の主表面に隣接配置され、且つ前記第１本体に
より前記ファイバの前記導波域から結合された光パワー
を受信するように配向された光検知器。

同 上記第（１６）項において、 前記ファイバの前記導波域は低光損失材料で形成した内
側コアから収り、該内側コアはその屈折率よりも低い屈
折率の外側クラッドで包囲され、 前記第１本体は前記ファイバの前記外側クララドの屈折
率の約０．８倍よりも大きな屈折率を有する ことを特徴とするタップ用装置。

（１８）上記第住り項において 前記ファイバの前記外側クラッドは前記ファイバ中を伝
播されるべき光信号の３つの波長よりも小さな厚さを有
するように前記ファイバの前記中間部分に沿って少なく
とも部分的に除去され 前記ファイバの前記中間部分は前記第１本体の前記主表
面と接触状態に配置される ことを特徴とするタップ用装置。

（Ｌｇｌ 上記第同項において、前記第２本体は前記
ファイバと接触状態に配置された主表面を含み、該主表
面は前記ファイバの寸法に匹敵すると共に前記第２本体
に対する前記ファイバの相対運動を制限するに充分な寸
法の溝を有することを特徴とするタップ用装置。

（２０）上記第（１７）項において、 前記ファイバの前記中間部分は光パワーの一部をその中
で伝播せしめて前記内側コアから前記外側クラッド中へ
放射せしめるに充分な半径Ｈに曲げられ、 前記ファイバの前記中間部分は前記誘電体と接触状態に
配置される ことを特徴とするタップ用装置。

（２１）上記第（２０）項において、 前記押付は手段の前記第２本体は、前記ファイバに押付
けられると該ファイバが光パワーの一部をその中で伝播
せしめて前記内側コアから前記外側クラッド中へ放出せ
しめそこから光パワーが前記第１本体により結合されう
るように、丸味を帯びた断面の前記ファイバと接触状態
に配置された主表面を含むことを特徴とするタップ用装
置。

（２２）上記第（２１）項において、前記第１本体によ
り前記外側クラッドから結合される光パワーの量を調節
すべく前記第２本体により前記ファイバに加えられる圧
力を調節するための手段を含むことを特徴とするタップ
用装置。

（２３）上記第（１６）項において、前記第１本体はプ
ラスチック材料で形成されることを特徴とするタップ用
装置。

（２４）上記第（１６）項において、前記ファイバ、前
記第１および第２誘電体、および前記光検知器をそのそ
れぞれの位置に保持するための保持器を更に含むことを
特徴とするタップ用装置。

（２５）上記第（２４）項において、前記保持器は下記
のものから成る、 前記光検知器を挿入しうる内側空洞を有する環状基部、
および 該基部上にそれを直径方向に横切って固定された矩形横
棒、該横棒は前記ファイバを挿入しうるようにその中央
域に横断方向に切抜かれたスロットと、前記第１および
第２本体を挿入しうるように前記中央域に切抜かれて前
記光検知器の能動域と連通ずる穴とを有し、前記ファイ
バは前記横棒の穴内でそれぞれ前記第１と第２の本体間
に挟持される。

（２６）上記第（２５）項において、前記保持器は更に
下記のものを含む。

前記横棒上に固定され、前記横棒のスロットおよび穴上
の中央配置域に設けられたねじ穴を含む締付棒、および 前記締付棒のねじ穴内で回転可能な調節ねじ、前記第２
本体に加わる圧力はこの調節ねじを前記締付棒内に緊定
することによって増大する。

（２７） 上記第（１６）項において、前記ファイバ
は光パワーがその外面によって本質的に閉じ込められる
無りラッド形ファイバ導波管であり、 前記第１本体は前記ファイバの外面と接触状態に配置さ
れ、且つ前記ファイバの接触率の約０．８倍よりも大き
い屈折率を有する ことを特徴とするタップ用装置。

【図面の簡単な説明】

第１図はファイバ導波管に沿って配置されたオプティカ
ル・ファイバ・タップを含む光通信方式のブロック図、
第２図および第３図は本発明によるオプティカル・ファ
イバ導波管タップの第１実施例を示す図、第４図はオプ
ティカル・ファイバ・タップの第２実症例を示す図、第
５図は第４図のタップを更に詳細に示す展開図、第６図
はモード結合手段をオプティカル・ファイバ・タップに
組合わせた本発明の他の特徴を示す図、第７図はマルチ
モード・ファイバ内での典型的なモード分布を位相定数
の関数として示す図、第８図および第９図は第６図のモ
ード結合器を更に詳細に示す図である。 主要部分の符号の説明、３０・・・・・・オプティカル
・ファイバ、３２・・・・・・結合部材、３３・・・・
・・円板、３４・・・・・・光検知器、５０・・・・・
・保持器、５３・・・・・・締付棒、５８・・・・・・
調節ねじ、５９・・・・・・スペーサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光パワーが本質的に閉じ込められるコア域を含む型
   式のオプティカル・ファイバ導波管の中間部分から光パ
   ワーをタップするための装置において、前記ファイバの
   中間長さ部分と結合関係に配置されるべき第１の主表面
   を有して前記ファイバの導波域から光パワーを結合し且
   つ前記ファイバの前記導波域を包囲する媒体の屈折率と
   関係した屈折率を有する第１の誘電部材と、 前記ファイバを前記第１の部材に対して押付けて前記第
   １の部材の前記第１の表面と前記ファイバの前記中間長
   さ部分との接触域を与えるための手段であって、前記第
   １の部材の屈折率よりも小さな屈折率を有する第２の誘
   電部材を含んで戊る手段と、 前記ファイバ中を伝播されるべき光信号の波長に感応す
   る能動域を含み前記第１の表面とは反対側の前記第１部
   材の第２の主表面に隣接配置され、且つ前記第１部材に
   よって前記ファイバの前記導波域から結合される光パワ
   ーを受信するように配向された光検知器 とを有することを特徴とするオプティカル・ファイバ出
   力タップ装置。