JPS587119A - 光方向性結合器 - 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、光ファイバ通信ＶＣ使用する光方向性結合器
に係り、７時に尤の分割、束合等を幼率艮く行なう光方
向１・（、請合益に関する。

従来光フアイバ伝送路にお・ける光の分割、束合を行な
わせる力ｌ去として、端面を屏）めにイリを岸（端面出
しうした２、＋のファイバな訪竜体膜として）Ｘ−フミ
ラーを弁Ｌ７てつき合せ、該防電体表面での元の反射を
利用１．７で行なう方法が提案されている、ψりえｉｊ
：第１図はその一例で、訪篭体腺４の表■ではファイバ
１を伝搬してきた光ν、の反射を行ない元ν、を透礪尤
ν（、反射光ντに分割しそれぞれファイバ２、ファイ
バ３に挿入している。捷だ光の束合（は、訪電体膜４で
ファイバ２の伝搬”光ν２　を通過させて透過光ν（を
、ファイバ３の伝京元ν３を反則し、て反制光弓をそれ
ぞれファイバ１に挿入することにより行なっている。

ところでこのような方向性結合部では、光の分書りの場
合訪亀捧１俟４で分割された伝１戒元Ｌｌ、の逍、１８
元しくお・よび反射光弓を利用することから比軟的低１
貝失で光を分割することができるが、光を乗合する烏イ
；　ＶＣ（１尾ν２の透過ｙ（コシ６、光ν３の反射う
１′、νぺという」：うｊ７’：：、η過）ｔ、！りる
いは反射うｔの一方をオリ用するため原理的に損失かあ
り、挿入損失が多くなる、例えは第１図で他の挿入損失
な０と仮足し７た１対１の分配比の光束合では３　（Ｉ
　Ｈの押入損失が：カ」随している。従ってこのような
方向性結合器を双方内通１８など＋Ｃ便月ｊするとき、
出力端における押入損失の認量が６ｃｌ１５以−１こと
非葛に大きくなり、双方回刈悟のイ４用性ｉ）：　；＜
１　（なってＬ７ｆうことになる。

不発明けかかる点に麺）μづれ／、−もので、ファイバ
１、ファイバ２、ノア・イバ３および誇゛厄体膜等の光
学媒体で構成され、前記ファイバ１の屈Ｕ〒？ｉｔ”ｎ
＋、汀１’ｌ　ｉｊ已ファイ・９２の力＋ｉ」ノｒ；Ｇ
　１１２　、自ηＢに光学媒Ｉ／１−の力■４−１斤こ
１ｘｌ１４はｎ　１（ｎ　、・１１□の関係となってお
り、１ｌ−１６己フアイバ１のゾ：！ａ　Ｉｌｌ　ＩＩ
、’」’、　ＩＪｒボび〕角店ニでシｊ叫めにイ＋ｊｔ
　Ｆ巽されＦＴｌＩ記ファイバ２の佑１１ｉ而はこれよ
りもわすかに大きい角度で力、・１めに仙１ｊ％されて
１油ｉ己光学妹１杢をづ「して矢グ！骨わ１Ｎ；ｉして
一１ｌＩ顯上ｌこ配置【（され、前記ノア１′フ１円を
その４！ＩＩ］に活って平行に伝搬する九を前記ファイ
バ１と前記光学媒体の界面で全反射して附記ファイバ３
に挿入し、前記ファイバ２内をその軸に沿って平行に伝
搬する光は前記ファイバ２と前記光学媒体の界面で反射
させず前記光学媒体を通過させ前記フ゛アイバ１に押入
させるように１２．た光方向性結合器を提供することを
目的とする。

以下本発明を図面［基づき実施例につき詳紺に説明する
。な駁：嶋１図と已１−の笥６利は同一のイ奸号を使用
するものとする、 第２図は本発明の一夾施例を示しブてもので、コア屈折
率がそ４′シぞれｎｌ、ｎ２、ｎ３のファイバ１、ファ
イバノ、ファイバ３および屈折率１］４の誘電体膜４か
ら構成され、こ扛らをエポキシ等の透明樹脂５で固定し
ており、ファイバ１およびファイバ２ばその端面をそれ
ぞれ、肪定の角Ｉ及αおよびこれよりもわずかに大きい
角度βで斜めにイυを摩（以下端■出しと称すうさ７し
てｄ′一体膜４を介して突き合わａれて−１は載十に配
置されている。ファ３− イバ１とファイバ２の屈折率１１．．１２は同一となっ
ており、同一ファイバが使える、そして防電体ｊ＠４の
屈折全日、よりも大きくなっている。、１１１１えはフ
ァイバ１．２どしてはデシ成分ファイバ（屈折率１．５
１近辺）、石英ファイバ（屈折率１，４５近辺）を用い
ることができ、防電体）１−４としてはシリコンｔｔＪ
脂（屈折率１．７ｉ　ＯＪＪ、上）を用いることができ
る。

そしてファイバ１と誘電体膜４との界面（以下赫電捧腺
表面と称す）６でファイバ１の軸に平行に伝値する光Ｔ
１　を全反射してファイバ３に反射光フτを挿入し、一
方ファイバ２の軸に平行に伝搬する九７２（ｌこ対して
（ｒ「ノア・イバ２と誇凝坏１仄４との’Ｊｆ　’＋Ｔ
ｎ　（誘電体脱衣面）７で反射を１７ないで４′市、体
ｉ１’１％を通過させ前り己赫′「ｊｉ体）拠衣面６で
ノ１ｊ（折してファイバＩ　ＩＩこｉｎ（’ｉ斤光νニ
を挿入するようになっている一 端［田出しの角ｊＡ〔α、βおよびファーｆバ１、ファ
イバｌのＡＩ折牟１１．　Ｃ：＝　１１２）、ハ乃′「
Ｅ１本ｊ戻４の屈所督りｎ、ｌｆｄ次のようにして人定
される。

４− −ますファイバ１の平行４ム搬元フ、を防電体腺六面６
で全反射させることから、ファイバ１の端面出しの角度
αと７□の入射角θ１との関・１糸はスネルの法則か０
仄のようになる。

従ってフーアイバ１の伝依光ν１のうち０１≦θ≦００
　でｄ屯俸膜表ｍ　６に入射するものは全て全反射され
る。但し、ここで（ｒｉθｏｆｄファイバ１のコア８の
屈折率ｎ、とクラット９の）１６折率とで決る角度であ
る。すなわち、ファイバ１の臨界角θα、クラッド９の
屈折率をｎことすると ｎ＋ｓｉｎθα＝ｎ（、θ。：π−（α七θαル・・・
・・＠から求する。光が〕゛アイバ１内を定常モード伝
搬する除、θ１≦θ＄θｏ　なる光が全エネルギーに占
める割合は第２図に示す平面」二で考えた場合確率α〈
θくθ１　なる光が占めている。従ってこのような角度
αの端面を壱するファイバ１と誘電体腺４に」二って光
を２分７ｊｌでさる。

次にフーアイパ２はαよりやや尺きい角１川βに端面出
１ッをする。このＡ一つにす４）とファイバーの軸に弔
ｆ−ｊに１尽循してき、Ｌこ光；２は４勾７比１本月泉
人［川７で全反射１〜ない、このとき）２の該衣↑ｃｓ
Ｉ−ｒへの入射角を０２、ファイバ２のクラット１０の
屈折率１１２′−：　ｌ’ｌ　ｊとすると、ファイバ２
の臨１ｆπ川θβυよθβ−θαなのでθα−β〈θ′
くθ、！（ただ１〜０２＋β−−）なる入射角θ′をイ
ー」するノア１バ２の伝搬光ν２は訪？ｔｉ、体）暁衣
面７で全文牛１をしないでファイバー（／′Ｃ挿入され
る。そして七の−（へ（ＳはファイバーＶ′Ｃ神人１文
、ファイバーの臨界ｊ７］イ、−超えて／Ａに出る。−
力、４辷反４付−しゴで−ソー４！可−バー２川（四重
→にぎ−ｆレラー損４ｋにすヨイ戸≠芒≠ト、０２〈θ
′く、θγ、θγ−・π−（β十ｌ〕Ｉ）なる入射角θ
′を有する元ヒ；［、全文Ｉ、１シてファイバ２に挿入
さ肛す１員失となるｃ？−の場合ノアイ・（１と２の端
面出しの角度の左へ−・β−αか人きくなれはなる（−
まと全１叉身；１しンよい光片１（、コニネルギ−）は
多くなるが、逆に接続損失が大きくなるので実質的にフ
ァイバー　１’ＣＪｊ１人される尤ＪＩ（が箋くなるに
うにβを通宜調７− 節する。

な↓、・第；３図ＶＣ／１にすようむ（ファイバ２な以
絖部の手Ａｉｌで曲げを１．５たせて−やに）と、ファ
イバ２の伝搬光ν２は外側（ｌζ渠中するようになり、
光エイ・ルキーはファイバ１．２のギャップ（間隙）の
少ない所に巣捷るのでファイバ２の光をファイ・＜ｉＶ
Ｃ挿入、結合する除の損失が少なくなる。

以上の例で（Ｌよファイバ１、）間に介在する光学媒体
として（１の′（比体１県を使用し、て按；誦（７てい
るブト、レルフオンクレンズな用い−Ｃ扱に洸してもａ
　＜　、Ｔ４図しこ〉」＼すようｖｃ訪電電体膜４４′
間に介在させたセルフォックレンズ１１は光ν２をレン
ズの中］しに向かイ、）せ光の拡かりを防ぐ作用がある
ので、ン゛アイパ２の光をノーアイバ１に結合する除の
損失をさｆつに少なくすることかできる。

以上説明した」、−）に本発明の元方同性結合器はファ
イバ１、ファイバ２、ファイバ３および肪′亀体）換的
の光学ＩＪ’、！、体で？１ｔ（成され、−」記ファイ
バ１の屈折午１〕１、罰１徊ファイバ２のｈＩ（折率ｒ
１２、前記光学媒体の力ｌ（折率１１４はＩ］、＜貼−
１１２の関保とな８一 つており、前古１シファイバ１の嬬＋ｆｉｉを所定の角
度で於［めに仙Ｉ阜し・前記ファイバ２の端面なこれよ
りもわずかに大きい角１隻で加１めにイｔｌｆ　Ｍｅ　
して前記光学媒体を介して突き合わせ−Ｃ−１ｌ′１腺
十ＶＣ配置され、前記ノア・イバ１内をその’ｌ’ｌ１
１に泪でって産性に伝搬する光をｊ’＋ｉＪ記ファイバ
１とＡｔＪ記九学媒体の界面で全反射し又前記ファイバ
３　ＶＣ挿入し２、前記ファイバ２内をその輔に清って
７行に伝搬する光はＩ有能ファイバ２と前記光学媒体の
界）川で反射さ［力ず前記光学媒体な通過さ（力前記〕
゛アイバ１に挿入させるので、光の分割、結合イク低損
失−ｒ：　ｒ−ｒなうこと−ができ、ま／こその構成も
ｌ−′ｔｆ」便なものとなる。

４、図ｔｒ月ノ’ｆｂ’１−ｔ）ｉなｉ３？、明第１（
／（は従来の九力向４／１−結合益における光の分割、
結合を説明するだめの、況明：し：ｌ　、　’；ｔ：　
２図は本発明の一夫施世］の九力向性結合１’Ｓｊにお
ける凹球な説明図、第３図は上記実施例にト・・いて光
の粘合効；慴を而めるためにファイバ２Ｖこ曲げを１−
４だせたことを不す図、Ｔ４図は光学媒体としてセルフ
ォックレンズを）［１いて成秋［７た他の′尖施１り１
１１２；小す図である。

１．２．３　ノア・イバ ４　・　・・誘電体膜 α　・・・　ファイバ１の端面出しの角ｌ現β　・・　
・ファイバ２の端面出しの角度ν１　°゛フブイノ１の
ＮＰ行伝搬光 ν′（・　・・Ｔ１の全文射光

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ファイバ（１）、ファイバ（ハ、ファイバ（２）言２・
   、Ｉひ誘電体）換等の光学媒体で構成され、前記フ゛７
   −イバ（１）の九Ｂ折率（＋１１）、前Ｈ己ファイバ（
   ２）のノ出セ「率（Ｉ］２）、前記光学媒体の屈折率（
   ｎ４）はｎ４（ｎ、　＝　ｎ２の関係となっており、前
   布ファイバ（１）はその端面が所定の角度で斜めに研摩
   され前６己フアイバ（２）はぞの端面がこれよりわずか
   に大きい１η度で；ｆｉｎめに仙１ツされて前記光学媒
   体を介して突き合わされて一１亘線」−に配置され、前
   記ファイバ（１）内をその１ＩＩｌ］１に沿って平行（
   ｆこ伝搬する光ヤ１１■記ファイバ（１）と前記光学媒
   体の界面で全反射し７て前古己−ノアイバ＋３１ＶＣ挿
   入し２、前記ファイバ（２）円をそのψ；ＩＶこ沿って
   半イ］に伝搬する元は前記ファイバｔ２１とＡｒＪ記光
   学媒体の界［川で反射させすＢ１１記光学媒体を１ｆｆ
   Ｊ　ｄａさせｉ’ｊｉｌ　記ファイバ（１）に押入させ
   ることを特徴と−４−る光方向１牛枯合器。