JPS59142521A - 光分岐素子とその製造方法 - Google Patents
光分岐素子とその製造方法Info
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- JPS59142521A JPS59142521A JP1718483A JP1718483A JPS59142521A JP S59142521 A JPS59142521 A JP S59142521A JP 1718483 A JP1718483 A JP 1718483A JP 1718483 A JP1718483 A JP 1718483A JP S59142521 A JPS59142521 A JP S59142521A
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/2804—Optical 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
- G02B6/2821—Optical 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 using lateral coupling between contiguous fibres to split or combine optical signals
- G02B6/2835—Optical 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 using lateral coupling between contiguous fibres to split or combine optical signals formed or shaped by thermal treatment, e.g. couplers
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Coupling Of Light Guides (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
０９ 目 的
この発明は、機械的強度が大きく、サイズが小さく、シ
かも製作容易なシングルモードファイバ用分岐素子とそ
の製造方法に係る。
かも製作容易なシングルモードファイバ用分岐素子とそ
の製造方法に係る。
（イ） 従 来 技 術
光通信、光情報処理技術に於て、光分岐素子が必要とさ
れる。光分岐素子は、小型で信頼性が高く、製作容易な
ものである事が望ましい。
れる。光分岐素子は、小型で信頼性が高く、製作容易な
ものである事が望ましい。
第４図は従来例に係る光分岐素子の横断面図である。
これはハーフミラ−を用いて、光を２本に分けるもので
ある。
ある。
第１光フアイバ３１の光を、第２光フアイバ３２、第３
光フアイバ３３に分ける。それぞれの光ファイバの端に
はレンズ３４．３５．３６が設けられる０ 第１光フアイバ３１の出射光は、ハーフミラ−３７で、
一部は反射し、一部は透過する。透過した光は直進して
第２光フアイバ３２に入る。反射光は第３光フアイバ３
′３へ入射する。
光フアイバ３３に分ける。それぞれの光ファイバの端に
はレンズ３４．３５．３６が設けられる０ 第１光フアイバ３１の出射光は、ハーフミラ−３７で、
一部は反射し、一部は透過する。透過した光は直進して
第２光フアイバ３２に入る。反射光は第３光フアイバ３
′３へ入射する。
ハーフミラ−は、光を反射し、透過するので、光線を２
本に分けることができる。
本に分けることができる。
しかし、ハーフミラ−を用いる分岐素子は、次の難点が
ある。
ある。
（１） 寸法が大きくなる。レンズ、ハーフミラ−な
どの個別光学素子を空間的に組合わせるからである。ケ
ーシング３８はかなり大きい箱体になってしまう。寸法
が小さくないと、光集積回路などにも使うことができな
い。有効でない。
どの個別光学素子を空間的に組合わせるからである。ケ
ーシング３８はかなり大きい箱体になってしまう。寸法
が小さくないと、光集積回路などにも使うことができな
い。有効でない。
（２）製作が難しい。シングルードファイバのコア径は
約１０μｍである。極めて細い。３本の光ファイバは、
ハーフミラ−を隔てて光軸合せをしなければならない。
約１０μｍである。極めて細い。３本の光ファイバは、
ハーフミラ−を隔てて光軸合せをしなければならない。
光ファイバの端部はかなり離れているから、１０μｍ以
下の精度で光軸合せをすることは難しい。
下の精度で光軸合せをすることは難しい。
次に誘電体分岐線路を用いる従来例について説明する。
第５図は導波路型分岐の略平面図である。
基板４０の上に、Ｙ字型の光導波路４４．４５．４６を
作製する。第１、第２、第３光フアイバ３１、−３２．
３３は、それぞれの光導波路の端部に近い位置に固定さ
れる。光導波路４４に入った光は、分岐点に於て、２本
の光に分岐する。分岐した光は光導波路４５．４６から
、光ファイバ３２．３３へと導かれる。
作製する。第１、第２、第３光フアイバ３１、−３２．
３３は、それぞれの光導波路の端部に近い位置に固定さ
れる。光導波路４４に入った光は、分岐点に於て、２本
の光に分岐する。分岐した光は光導波路４５．４６から
、光ファイバ３２．３３へと導かれる。
このような分岐にはしかし、ファイバと基板の先導波路
の結合部での損失が大きい、という欠点がある。
の結合部での損失が大きい、という欠点がある。
光ファイバのコアは円形断面を有する。しかし、基板上
の先導波路の断面形状は、矩形又は半円形である。断面
形状の異なる伝搬媒質の間での結合であるから、ここで
モード変換ロスが発生する。
の先導波路の断面形状は、矩形又は半円形である。断面
形状の異なる伝搬媒質の間での結合であるから、ここで
モード変換ロスが発生する。
さらに、基板材料とファイバ材料が異なることが多い。
側斜が異なると、結合部でフレネルロスが生ずる。
このように、結合部でのエネルギー損失が大きい。
（つ） シングルモード光ファイバのカップリング本発
明は、このような難点のない光分岐素子を与える事を目
的とする。本発明の分岐素子は、公知のシングルモード
光°ファイバのカップリングの原理を用いる。
明は、このような難点のない光分岐素子を与える事を目
的とする。本発明の分岐素子は、公知のシングルモード
光°ファイバのカップリングの原理を用いる。
第６図はシングルモード光ファイバのカップラの原理図
である。
である。
２本の光ファイバＦ１、Ｆ２のコアを互に近接させ、エ
バネツセント波による分布結合を利用してカップリング
を実現する。
バネツセント波による分布結合を利用してカップリング
を実現する。
エバネツセント波はコアの外にてきる減衰形の波動であ
るが、エバネツセント波によって、コアからコアへ光の
エネルギーが伝搬してゆく。このため、光ファイバのコ
アは十分接近していなければならない。さらに、接近し
ている領域の長さが十分長ければならない。
るが、エバネツセント波によって、コアからコアへ光の
エネルギーが伝搬してゆく。このため、光ファイバのコ
アは十分接近していなければならない。さらに、接近し
ている領域の長さが十分長ければならない。
入力ファイバＦ１の光の最初の強度をＰ。（入力パワー
）とすると、結合領域の始点０から距離２の点でのファ
イバＥ１、Ｆ２の出力強度Ｐ１、Ｆ２は、 Ｐｓ ”” Ｐ（、ｃｏｓ２にｚ（１）Ｆ２
＝ Ｐｏ５ｉｎ”にｚ（２）となることが知られて
いる。にはカップリングの結合定数である。には、コア
間距離が狭く、コア、クラッドの屈折率差が少いほど大
きくなる。
）とすると、結合領域の始点０から距離２の点でのファ
イバＥ１、Ｆ２の出力強度Ｐ１、Ｆ２は、 Ｐｓ ”” Ｐ（、ｃｏｓ２にｚ（１）Ｆ２
＝ Ｐｏ５ｉｎ”にｚ（２）となることが知られて
いる。にはカップリングの結合定数である。には、コア
間距離が狭く、コア、クラッドの屈折率差が少いほど大
きくなる。
ところが、一般のシングルモードファイバは、コア径が
約１０μｍ１クラツド径が１００μｍ１屈折率差が０゜
２％程度である。このまま、２本のシングルモードファ
イバを近接させても、クラッドがあるから、コア間距離
は１００μｍにも達する。このため、結合定数にが非常
に小さい値となる。
約１０μｍ１クラツド径が１００μｍ１屈折率差が０゜
２％程度である。このまま、２本のシングルモードファ
イバを近接させても、クラッドがあるから、コア間距離
は１００μｍにも達する。このため、結合定数にが非常
に小さい値となる。
にが小さいと、十分なカップリングを実現するには、２
を大きくしなければならない。結合領域Ｇを長くしなけ
ればならない。
を大きくしなければならない。結合領域Ｇを長くしなけ
ればならない。
例えば、８ｄＢカツプラを作るためには、結合領域Ｇの
長さは数ｍ〜数ｋｍ必要になる。このように長大なもの
は、光分岐素子として有用ではない。
長さは数ｍ〜数ｋｍ必要になる。このように長大なもの
は、光分岐素子として有用ではない。
結合領域Ｇの長さは数順程度でなければならない。この
ためには、２本の光ファイバのコア間距離を数μｍのオ
ーダーにする必要がある。
ためには、２本の光ファイバのコア間距離を数μｍのオ
ーダーにする必要がある。
２本の光ファイバのコア間距離を短くするためには、あ
らかじめ２本の光ファイバを撚り合せ、これをバーナ５
０、加゛熱コイル５１によって、加熱、溶融し、延伸す
れば良い（第７図、第８図）。
らかじめ２本の光ファイバを撚り合せ、これをバーナ５
０、加゛熱コイル５１によって、加熱、溶融し、延伸す
れば良い（第７図、第８図）。
加熱、溶融した光ファイバは、自在にり］張って延伸さ
せる事ができる。延伸すると、直径が減少するから、コ
ア間の距離も狭くなる。当然クラッドの直径が小さくな
っているわけである。もし、コア間距離を数μｍにする
とすれば、クラッドを含む光ファイバの全体の直径も、
これと同程度の大きさになる。クラッドも含めた直径が
、この程度である光ファイバは極めて細くて、弱い。機
械的強度が極めて弱いから、製作の歩留りが悪いし、ま
た使用するのも難しい。破損しやすく、頻繁に取替える
必要もある。
せる事ができる。延伸すると、直径が減少するから、コ
ア間の距離も狭くなる。当然クラッドの直径が小さくな
っているわけである。もし、コア間距離を数μｍにする
とすれば、クラッドを含む光ファイバの全体の直径も、
これと同程度の大きさになる。クラッドも含めた直径が
、この程度である光ファイバは極めて細くて、弱い。機
械的強度が極めて弱いから、製作の歩留りが悪いし、ま
た使用するのも難しい。破損しやすく、頻繁に取替える
必要もある。
本発明はこのような欠点のない光分岐素子を与える事を
目的とする。
目的とする。
に）本発明の光分岐素子
本発明の光分岐素子は、複数本のシングルモード光ファ
イバを撚り合せ、これを補強用のガラスチューブに挿入
し、ガラスチューブを加熱、溶融して、ファイバ束を補
強した後、全体を再び加熱、溶融してファイバ束を延伸
したものである。
イバを撚り合せ、これを補強用のガラスチューブに挿入
し、ガラスチューブを加熱、溶融して、ファイバ束を補
強した後、全体を再び加熱、溶融してファイバ束を延伸
したものである。
第１図は、本発明の分岐素子を製作する手順を示す略図
であ゛る。２本のシングルモード光ファイバ１．２が互
に撚り合わされており、この外側に、ガラスチューブ３
が嵌装されている。
であ゛る。２本のシングルモード光ファイバ１．２が互
に撚り合わされており、この外側に、ガラスチューブ３
が嵌装されている。
このようにしたものを、第７図、第８図に宗すバーナ、
加熱コイルなどで加熱する。ガラスチューブ３が溶融し
、ファイバ対に刊着し、固化するとファイバ対を補強す
るようになる。第２図はガラスチューブが固化した状態
を示す略図である。
加熱コイルなどで加熱する。ガラスチューブ３が溶融し
、ファイバ対に刊着し、固化するとファイバ対を補強す
るようになる。第２図はガラスチューブが固化した状態
を示す略図である。
溶融固化したガラスチューブの直径は、光ファイバのク
ラツド径よりずっと大きい。
ラツド径よりずっと大きい。
このように補強されたファイバ対を再び、バーナ、加熱
コイルで加熱し、ガラス、ファイバともに溶融し、全体
を延伸する。
コイルで加熱し、ガラス、ファイバともに溶融し、全体
を延伸する。
こうしてできた素子は、コア間の距離は短く、それでい
て、全体の直径は大きい。補強用のガラスチューブの溶
融体が外側を厚く覆うからである。
て、全体の直径は大きい。補強用のガラスチューブの溶
融体が外側を厚く覆うからである。
第８図は延伸してできた光分岐素子の拡大断面図である
。コア間距離は、全体の直径の半分程度というのではな
く、それよりずっと狭い。全体の直径が大きいので機械
的強度が大きい。コア５．６間距離が狭いので、結合定
数Ｋが大きい。結合領域が狭くても、十分、分岐素子と
して機能する。
。コア間距離は、全体の直径の半分程度というのではな
く、それよりずっと狭い。全体の直径が大きいので機械
的強度が大きい。コア５．６間距離が狭いので、結合定
数Ｋが大きい。結合領域が狭くても、十分、分岐素子と
して機能する。
具体例を述べる。
ガラスチューブとして、ソーダガラス（融点約５００°
Ｃ）、鉛ガラス（融点約５００ ’Ｃ）、パイレックス
ガラス（融点約８００°Ｃ）、石英ガラス（融点約１６
００°Ｃ）などが使用できる。
Ｃ）、鉛ガラス（融点約５００ ’Ｃ）、パイレックス
ガラス（融点約８００°Ｃ）、石英ガラス（融点約１６
００°Ｃ）などが使用できる。
シングルモード光ファイバ束としては、石英系ファイバ
を用いる。
を用いる。
加熱のためのバーナとしては、酸水素炎、酸素アセチレ
ン炎などが使用される。
ン炎などが使用される。
第８図のように加熱フィルを用いる場合は、高真空中（
１０〜１０ ’ Ｔｏｒｒ）か、又は窒素、アルゴン
などの不活性ガス中で加熱する。ヒーターコイルはカン
タル線（Ｎ−ｉ ％ Ｃｒ ％ Ａｎ ％ ６１ ％
１Ｖｌｎ ％Ｆｅの合金）を用いる事ができる。
１０〜１０ ’ Ｔｏｒｒ）か、又は窒素、アルゴン
などの不活性ガス中で加熱する。ヒーターコイルはカン
タル線（Ｎ−ｉ ％ Ｃｒ ％ Ａｎ ％ ６１ ％
１Ｖｌｎ ％Ｆｅの合金）を用いる事ができる。
第１図の例では、２本の光ファイバを撚り合せたものを
示しているが、２本以上でも良い。
示しているが、２本以上でも良い。
撚り合せたのは、光フアイバ同士を密に接触させるため
である。撚り合せなくても、光フアイバ同士を緊密に接
触させることができるならば、撚り合せる必要はない。
である。撚り合せなくても、光フアイバ同士を緊密に接
触させることができるならば、撚り合せる必要はない。
（イ） 効 果
本発明の光分岐素子には次の利点がある。
（１）光フアイバ以外のコンポーネント、例えば、レン
ズ、ハーフミラ−、ケース、基板などのようなものを全
く用いないがら、寸法の小さい分岐素子を提供すること
ができる。
ズ、ハーフミラ−、ケース、基板などのようなものを全
く用いないがら、寸法の小さい分岐素子を提供すること
ができる。
（２）製作が容易で、調整作業を必要としない。光軸調
整なと困難な操作を必要としないからである０ （３） ロスが少い。第５図に示すような結合部を全
く持たないから、モード変換ロス、フレネルロスなどが
ない。
整なと困難な操作を必要としないからである０ （３） ロスが少い。第５図に示すような結合部を全
く持たないから、モード変換ロス、フレネルロスなどが
ない。
（４）機械的強度が大きい。歩留りが高い。撚り合せた
光フアイバ対をガラスチューブで補強するからである。
光フアイバ対をガラスチューブで補強するからである。
（イ）） 用 途
本発明の光分岐素子は、シングルモードファイバによる
光フアイバ伝送ネットワークを構成するコンポーネント
、光フアイバジャイロ、光ファイバハイドロフオンなど
の光ファイバ及び光分岐部を含む光学計測装置、光学情
報処理装置などに利用することができる。
光フアイバ伝送ネットワークを構成するコンポーネント
、光フアイバジャイロ、光ファイバハイドロフオンなど
の光ファイバ及び光分岐部を含む光学計測装置、光学情
報処理装置などに利用することができる。
第１図は本発明の光分岐素子の製造の工程を示し、光フ
アイバ対を撚り合せてガラスチューブに挿入した状態の
略正面図。 第２図はガラスチューブを溶融固化した状態の略正面図
。 第３図は加熱、溶融延伸させて作製した光分岐素子の拡
大断面図。 第４図はハーフミラ−を用いる従来の光分岐素子の平面
図。 第５図は誘電体導波路による光分岐素子の平面図。 第６図はシングルモードファイバカップラの原理を説明
する略図。 第７図は撚り合せたファイバ対をバーナで加熱する状態
を示す説吋図。 第８図は撚り合せたファイバ対を加熱コイルに入れて加
熱する状態を示す説明図。 １．２ ・・・・・・・・・ シングルモード光ファ
イバ３ ・・・・・・・・・ ガラスチューブ５．６・
・・・・・・・・ 光ファイバのコアＦ１．Ｆ２・・・
・・・光ファイバ 発 明 者 西 脇 由
和西 浦 洋 三 特許出願人 住友電気工業株式会社第１図 第２図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図
アイバ対を撚り合せてガラスチューブに挿入した状態の
略正面図。 第２図はガラスチューブを溶融固化した状態の略正面図
。 第３図は加熱、溶融延伸させて作製した光分岐素子の拡
大断面図。 第４図はハーフミラ−を用いる従来の光分岐素子の平面
図。 第５図は誘電体導波路による光分岐素子の平面図。 第６図はシングルモードファイバカップラの原理を説明
する略図。 第７図は撚り合せたファイバ対をバーナで加熱する状態
を示す説吋図。 第８図は撚り合せたファイバ対を加熱コイルに入れて加
熱する状態を示す説明図。 １．２ ・・・・・・・・・ シングルモード光ファ
イバ３ ・・・・・・・・・ ガラスチューブ５．６・
・・・・・・・・ 光ファイバのコアＦ１．Ｆ２・・・
・・・光ファイバ 発 明 者 西 脇 由
和西 浦 洋 三 特許出願人 住友電気工業株式会社第１図 第２図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図
Claims (2)
- （１）２本又はそれ以上のシングルモード光ファイバが
結合領域Ｇに於て結合しており、結合領域Ｇではシング
ルモード光ファイバは延伸され細径化して互に近接して
配置され、周囲をガラスで覆われている事を特徴とする
光分岐素子。 - （２）２本又はそれ以上のシングルモード光ファイバ１
．２を緊密に接触させてガラスチューブに挿入し、ガラ
スチューブを加熱、溶融して、ファイバ１．２の周囲を
溶融ガラスで覆い、さらに加熱、溶融した後、ファイバ
１．２、・・・、ガラスチューブ３を延伸して光ファイ
バ１．２、・・・の結合領域Ｇを形成することを特徴と
する光分岐素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1718483A JPS59142521A (ja) | 1983-02-03 | 1983-02-03 | 光分岐素子とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1718483A JPS59142521A (ja) | 1983-02-03 | 1983-02-03 | 光分岐素子とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59142521A true JPS59142521A (ja) | 1984-08-15 |
Family
ID=11936853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1718483A Pending JPS59142521A (ja) | 1983-02-03 | 1983-02-03 | 光分岐素子とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59142521A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59164522A (ja) * | 1983-03-09 | 1984-09-17 | Hitachi Ltd | 光分配回路の製造方法 |
| JPH02137806A (ja) * | 1988-11-18 | 1990-05-28 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | 光ファイバカプラの製造方法 |
| JPH0324506A (ja) * | 1989-06-22 | 1991-02-01 | Fujikura Ltd | 広波長域形光ファイバカプラ |
| JPH03505008A (ja) * | 1988-05-09 | 1991-10-31 | ブリテイッシュ・テレコミュニケーションズ・パブリック・リミテッド・カンパニー | フッ化物ガラス光ファイバ結合器および製造方法 |
| JPH04361209A (ja) * | 1991-01-22 | 1992-12-14 | Ind Technol Res Inst | 光ファイバーカプラーの製造方法及び装置 |
| JPH08200723A (ja) * | 1995-01-20 | 1996-08-06 | Fujitsu General Ltd | 空気調和機 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3579316A (en) * | 1967-11-08 | 1971-05-18 | Post Office | Process for optical waveguide coupler |
| JPS557740A (en) * | 1978-06-30 | 1980-01-19 | Mitsubishi Electric Corp | Photo multiple distributor |
-
1983
- 1983-02-03 JP JP1718483A patent/JPS59142521A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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| JPH04361209A (ja) * | 1991-01-22 | 1992-12-14 | Ind Technol Res Inst | 光ファイバーカプラーの製造方法及び装置 |
| JPH08200723A (ja) * | 1995-01-20 | 1996-08-06 | Fujitsu General Ltd | 空気調和機 |
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