JPS59135417A - スタ−カツプラ - Google Patents

スタ−カツプラ

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JPS59135417A
JPS59135417A JP868383A JP868383A JPS59135417A JP S59135417 A JPS59135417 A JP S59135417A JP 868383 A JP868383 A JP 868383A JP 868383 A JP868383 A JP 868383A JP S59135417 A JPS59135417 A JP S59135417A
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JP
Japan
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glass
capillary
rod
star coupler
plastic
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Application number
JP868383A
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English (en)
Inventor
Juichi Noda
野田 壽一
Takao Edahiro
枝広 隆夫
Toshito Hosaka
保坂 敏人
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/28Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/2804Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
    • G02B6/2856Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers formed or shaped by thermal heating means, e.g. splitting, branching and/or combining elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/28Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/2804Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

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】 (技術分野) 本発明は、多ム子から多端子へ光を等分に分配するスタ
ーカップラに関するものである。
(背景技術) 従来、ミキサを用いたスターカップラには第1図(a)
 、 (+))または第2図に示すような構造が提案さ
れている。すなわち1は光ファイバ、2,2aはミキサ
、3は補強材である。第1図の場合、光ファイバは、例
えば標準の多モード光ファイバの場合、クラッド外径が
125μmであるから補強材の中に互いに密着して配置
することはかなり難しく、しがもコア径が60μmと小
さいので、第1図のような構成ができたとしてもクラッ
ド部にもれる光が多く、過剰損失が増す、過剰損失を減
らすためにクラッド部をエツチングすると外径が細(な
り、補強材3の中に配置する際折れやすくなる。したが
って従来の場合には、クラツド径420μm、コア径4
00μmの太いプラスチックファイバが用いられている
(例えばG、 B、 Mocker ; Opt、Le
tt、 、 vol 1. p124(1977))。
しかも第1図の場合、光ファイバの本数が少ない場合に
はミキサの外形寸法が極めて小さくなり、ミキサを作る
ことが難しいばかりでなく、スターカップラの組み立て
時の取り扱いが難しくなる欠点を有する。
第2図の場合には、ミキサとしては薄いガラスることは
容易である。しかし、光ファイバを一次元的に配列し、
接続損を小さくかつそのバラツキを小さくすることは、
数十本以上になると極めて難しい。この場合も、光ファ
イバの本数が少ない時にはミキサの幅がせま(なり、ミ
キサの作製が難しくなる欠点がある。
(発明の課題) 本発明はこれらの欠点を解決することを目的とし、光フ
ァイバの本数に関係なく光ファイバを束ね、またミキサ
の外形寸法が小さぐても組み立てを容易にした構成を提
供する。
(発明の構成および作用) 第3図は本発明の実施例で、1は光ファイバ、4は透明
ガラスまたは透明プラスチックによるミキシングロッド
、5は反射用金属膜、6は補強パイプ、7はクラッドT
flS’ajエツチングした光ファイバ、8はテーパ形
キャピラリー、9は充填剤、10は熱収縮性プラスチッ
ク、11は充填剤、12はケースである。本発明を作製
する方法を以下に示す。
(実施例1) 使用する光ファイバについて以下に述べる。標準の多モ
ード石英系光ファイバの外径は125μm、コア径60
μmである。したがって、過剰損失を小さくするために
、クラッド層を49%HFでエツチングする必要がある
。ただしコア部に達すると第4図に示すように、コアに
はGeO□がドープされているので、クラッド層よりコ
アの方がエツチング速度が速(、エツチングの制御が極
めて難しい。し1こかつて、クラッド部を約10μ厚程
残す必要がある。しかし、多数本の光ファイバを再現性
よく外径80μmになるようエツチングすることは、4
9%HFのエツチング条件やエッチ液の劣化のため極め
て難しい。
そこで、ここでは第5図に示す光ファイバを用いた。す
なわち、13はGeO2が10m01%トープさオした
コア(コア径60 μm、Δ=7%)、14はSin、
、ガラス(厚さJOμ771)、15はGem22.4
 mai1%、B、、O35,6mo1%をドープした
5102ガラス層(厚さ15μ7n)、16は5in2
ガラス層(厚さ7μm)、17はシリコーンコートであ
る。B2O3とGeO2を同時にド−プするのは第4図
かられかるように、B2O3+GeO□トープガラスの
屈折率と5in2の屈折率を等しくする1こめである。
この光ファイバは、MCVD法によって作製した母材の
外周加工後線引で得られた。できた光ファイバを100
%濃度の硫酸液に10分間放置し、シリコーンプライマ
リコートを除去した。プライマリコートの除去部の長さ
は約5Crnである。つぎにこれを49%I−I F液
中に入れて、S i02ガラス層16、B2O3+Ge
O□ト一プ5IO2ガラス層15を除去シ1コ。
エツチング時間は約4分で、15秒以内の精度で100
本について80μm±1 am VC押えることができ
た。
高い再現性が得られる理由は、5102ガラスのエツチ
ング速度が約360μm/秒、B2O3+GCO2トー
プ5102ガラスのエツチング速度が約3600μm/
秒であるため、バッファ層14がエンチングのストッパ
的役目を果すからである。第6図は、5IO2ガラス層
16、B2O3+GeO2ド一プ5IO2ガラス層15
を除去した後の光フアイバ端部を示づ一0除去部の長さ
は約4CrrLである。
実施例では第5図に示1−構造であるが、5102ガラ
ス層16がない場合でも適用できる。また、JAD法で
も第5図に示す構造の母相を作ることができる。
また第4図かられかるように、エツチング速度の点では
P2O5ドープ5in2ガラスがもつとも大きい。
したがって、B2O3−1−GeO,、ドープSin、
、ガラス層150代りに、B20.+P2O5P2O5
ドーブSi○2ガラフよりエツチングによる径制御性が
高くできる。
(実施例2) 多数本ある光ファイバの束ね方を以下に示す。
光ファイバ1はナイロンによる芯線になっており、これ
を束ねると芯線の外径は約1 mmであるから、例えば
100本の場合束ねた時の直径は約1]、mmになる。
これを第3図に示す最小径500μmのテープくキャピ
ラリー7に直接配置1−ることは不可能に近い。
そこで、第6図に示し1こようにまず芯線化し1こ光フ
ァイバを束ね、第7図に示すようにエツチングしていな
い部分を2つ割りできるテーパ形の枠18の中に配置づ
−る。これにより、100本の光ファイバを束ねた後の
全直径は約]、、4 mmになる。テーパ形枠18は、
光ファイバ束をテープ部が押し込める際折れないように
テフロンでできている。
つぎに、第7図に示すようにテーパ形の熱収縮性プラス
チックキャピラリー8に、エツチングした光ファイバ端
7を導入する。その際、低粘性エポキシ接着剤9もキャ
ピラリー8に入れてお(。
キャピラリー8の内径は十分大きいので、光ファイバは
折れずに挿入できる。光ファイバ束をキャピラリー8に
入れた後、キャピラリー8を温水中に浸し、キャピラリ
ー8と光ファイバ束が密着配置するようにする。さらに
第8図に示すように、補強用の熱収縮性のパイプ]0を
覆って光ファイバ束が折れないように補強する。補強用
には熱収縮性でなくても、第9図に示1−ようにキャピ
ラリー8より内径の大きい金属バイブ19を入」′シて
、金属パイプ19と光ファイバ束を接着固定してもよい
またキャピラリー8は石英ガラスで作り、光ファイバ束
を配置後、火炎により延伸して光ファイバとキャピラリ
ー8を固定することも可能である。
テーパキャピラリー8と光ファイバ束を固定した後は、
第8.9図に示すように、端面を研磨皿2゜により研磨
する。このように研磨したテーパキャピラリーを2組準
備する。
(実施例3) ミキサの作り方を以下に述べる。ミキサ用の材料として
は、透明なガラスまたプラスチックを用いる。ここでは
比較的安価なパイレックスガラスを例にとって述べる。
円柱のパイレックスガラスをキャピラリー8の内径に合
うように延伸する。
つぎに蒸着法により、延伸したパイレックスロッドの外
周にM約2000 XおよびTiを100OAを形成し
た。蒸着する際パイレックスガラスロッドの表面はよく
洗浄され、蒸着時には約200’C程加熱されている。
つぎに第10図に示すように、金属膜を被覆シたパイレ
ックスガラスロッド4、すなわちミキシングロッド4を
ロッド4の外径とほぼ等しいガラスバイブロ、すなわち
補強バイブロの中に入れ、接着固定する。つぎに、ミキ
シング効果が十分得られる長さに補強バイブロを切断し
、その両端を研磨する。100本の光ファイバの場合に
は、ミキシングロッド長は約10にである。
補強バイブロとしては、ガラスパイプの代りにプラスチ
ックパイプも用いることができる。プラスチックパイプ
の代りに、第10図に示″1−ようにプラスチックをモ
ールド1〜れば、任意の外形形状を得ることができる。
ミキシングロットへの反射用金属膜の被覆には、蒸着以
外にスパッタ法や無電界メッキ法によっても可能である
(実施例4) 100本光フアイバのスターカップラの組み立てについ
て以下に説明り−る。
実施例1,2によって作製した光ファイバを束ねたテー
パキャピラリー2組の光ファイバ端を、光フアイバカッ
タで切断し、直角の端面を出してお(。キャピラリ一端
面より平行光を入れて、100本の光ファイバがすべて
折れていないことを確認する。つぎに、この2組の光フ
アイバ付キャピラリーをX + Y p ”微動台に設
定し、その間に実施例3によって作製したミキサロット
を固定し、一端のキャピラリーより任意に選んだ光ファ
イバにレーザを入れ、他方のキャピラリーの光ファイバ
を束ねてその出力光を光検出器に集光する。2個のキャ
ピラリーの光軸を微動台で合せ、圧力光が最大になる位
置で、接着剤によって2個のキャピラリーとミキサロッ
ドを固定する。100本の外径80μ7nの光ファイバ
を束ねた時の全外径は850μmで、ミキサロットの外
径は870μ7nで、長さは80 mmである。端面接
続後キャピラリー8とミキサロット補強バイブロをケー
ス12の中に入れ、エポギシ剤11で内部を充填し固定
し1こ。得られた特性は13μmで、分配損は20dB
±16d、B、過剰損失1..8dBであった。
上記の方法は単方向のスルターカップラであるが、上記
構成のミキシングロッドの長さを半分にして、第12図
に示1−ようにその一端に反射板21を貼り付け、他端
にキャピラリーを取り伺けると双方向のスターカップラ
ができる。
以上のように組み上げたスターカップラのそれぞれの光
ファイバには、光コネクタが装着される。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明は以下の利点がある。
(1)用いる光ファイバの構造は標準形ではないが、コ
ア部までエツチングする際の再現性が極めて高く、かつ
短時間で量産的に所定外径に押えることができる。また
、標準光ファイバとのV値を同じにできるので、本発明
の光ファイバと標準光ファイバの接続は問題ない。
(2)熱収縮性のキャピラリーやテーパ形ガラスキギピ
ラリーの火炎延伸により、特別な光学的軸合セなしに光
ファイバ束を配列することが可能であるため、量産的に
組み上げることができる。
(3)ミキシングロッドは、1 mm前後で細くかつ長
し・ので取り扱いが不便であるが、本発明の補強パイプ
を用いることによって、光ファイバなみの外径のミキシ
ングロッドでも簡単に折れることなく作製でき、またそ
の作製法も量産的にできる。
(4)組み立て時の光学的軸合セが、各ファイバ個別に
行う必要はな(、束ねた光ファイバの状態で行えること
ができるので、作業が極めて楽で量産的に行える。
【図面の簡単な説明】 第1図と第2図は従来のスターカップラ、第3図は本発
明のスターカップラ、第4図は5102にB2O3,G
eO2,P2O5をドープした時の屈折率と5I02に
対するエッチレート比を示すグラフ、第5図は本発明に
用いる光ファイバ、第6図は本発明に用いる光ファイバ
を49%HFでエツチングした後の端部形状、第7図は
光ファイバをテーパキャピラリーに挿入1−る方法を示
す例、第8図と第9図はキャピラリーに光ファイバを装
着後一端を研磨している図で、各々熱収縮性プラスチッ
クを補強として用いている場合、および金属パイプを補
強として用いている場合を示し、第10図はミキシング
ロッドを補強パイプに挿入している図、第11図はミキ
シングロッドをプラスチックにモールドしている場合を
示し、第12図は本発明の他の構成のスターカップラて
゛ある。 1・・・・・・光ファイバ  2,2a・・・・・ミキ
サ3・・・・・・補強部 4・・・・・透明ガラスまたは透明プラスチソクミキシ
ングロソド 5・・・・・・反射用金属膜 6・・・・・・補強バイ
ブロ′・・・・・・モールド制 7・・・・・クラット部をエツチングした光ファイバ8
・・・・テーパ形キャピラリー 9・・・・・・充填剤または接着剤 10・・・・・・熱収縮性プラスチック11・ ・充填
剤ま1こは接着剤 12・・・・ケース    13・・・・・コア14・
・・・・・バッファ層(S102カラス層)15・・・
・・・B2O3,B2O3+GeO2またはB2O3+
P20゜ドープSin、、ガラス層 1G・・・・・外被層(Sin、、ガラス層)17・・
・・・シリコーンコート 18・・・・・テーパ枠   19・・・・・・金属パ
イプ20・・・・・研磨器    21・・・・・・反
射板特許出願人 日本電信電話公社 特許出願代理人 弁理士   山  本  恵  − 第28図 Lq 凹 竿、10 図 訊//図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)光ファイバのコア近傍までクラッド部がエツチン
    グされ、該光ファイバとほぼ同じ外径、同じコア屈折率
    、同じコア径を有−i−る多数本の光ファイバ束が、ガ
    ラスキャピラリー(a)の内に配置され;火炎加熱もし
    くは接着剤により該多数本の光ファイバと該キヤビンI
    J−fa)が一体化され、かつキヤビンIJ−13)の
    一端が研磨されており、該キャピラリー構成と同形状、
    同構成の別のキャピラリー(+)lの研磨面と該キヤビ
    ンIJ−(a)の研磨面が対向され、かつその対向面間
    に、周囲が金属膜で被覆された透明ガラスま1こは透明
    プラスチックのミキシングロッドが配置さ牙′シ、2組
    のキャピラリー(a)(1))とミキシングロッドが互
    いに位置ずれが生じないように固定された構造を有する
    ことを特徴とするスターカップラ。 (2、特許請求の範囲第1項に記載のスターカップラに
    おいて、光ファイバが8102ガラス製で、そのコアの
    周囲に薄いSin、、ガラスバッファ層があり、かつそ
    の周囲にB2O3がドープされたSiO。ガラス層また
    は5102ガラスの屈折率と同じ屈折率になるようにB
    2O3とGem2の組み合せあるいはB2O3とP20
    □の組み合せがドープされた5in2ガラス層があり、
    あるいはさらにその周囲に薄いSiO□ガラス膜がある
    構成を有するごときスターカップラ。 (3)特許請求の範囲第1項に記載のスターカップラに
    おいて、前記キャピラリーに熱収縮性のプラスチックを
    用い、多数本光ファイバ束とキャピラリーの固定に熱収
    縮性を利用した構成を有するごときスターカップラ。 (4)特許請求の範囲第1項に記載のスターカップラに
    おいて、前記透明ガラス円柱ロットまたは透明プラスチ
    ンクロットをキャピラリーの内径に合せて延伸し、該ガ
    ラスま1こはプラスチックロットの周囲を蒸着、スパッ
    タあるいはメッキ等により反射金属膜を形成後、該ガラ
    スまたはプラスチックロットの外径に合セfこガラスバ
    イブまたはブラスチックパイプまたは金属パイプに該ガ
    ラスまたはプラスチックロッドを挿入後接着固定された
    ものをミキシングロッドとして使用されているごときス
    ターカップラ。 (5)特許請求の範囲第4項に記載のスターカップラに
    おいて、前記ガラスまたはプラスチックロッドの周囲に
    反射金属膜が被覆された後、所定形状にプラスチックで
    モールドされたものをミキシングロッドとして使用され
    ているごときスターカップラ。 (6)特許請求の範囲第1項記載のスターカップラにお
    いて、該ミキシングロッドの長さを約半分にし、そのミ
    キシングロッドの一端には反射板を取り付けるか、もし
    くは該一端に反射用の金属膜を被覆して、他端には光フ
    ァイバを束ねたキャピラリーが装着されたごときスター
    カップラ。
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