JPS6030724Y2 - 光分配回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は光フアイバ通信に関し、特に１本の光ファイ
バからの光を他の複数本の光ファイバに分配する光フア
イバ用の光分配回路に関する。

光通信は急速に実用化の時代を迎えようとしているが、
光フアイバ通信システム、特に光フアイバデータ通信シ
ステム用の主要な光テバイスの一つとして、■本の光フ
ァイバからの光を他の３本以上の光ファイバに分配する
光フアイバ用の光分配回路がある。

従来、光分配回路には、厚さが約８０ＩＬｍのガラス板
と板状に一列に配置された光ファイバとを組み合せた回
路があった。

しかし、この回路ではガラス板の厚さが約８０μｍと薄
いために、ガラス板の製作や光分配回路の組立てが難か
しいという欠点があった。

そのため、この光分配回路は高価であるという欠点があ
った。

さらに、この回路では、光がガラス板の厚さ約８０μｍ
の両側の面で多重反射して伝搬する構成であるため、こ
れらの面の汚れ等の不完全性により光の多重反射におい
て損失が生じるという欠点があった。

またこの回路ではガラス板の厚さを厚くすると光ファイ
バのコア直径がガラス板の厚さよりも小さくなり、ガラ
ス板から光ファイバへの光の結合損失が大きくなるとい
う欠点があった。

またこの回路では光ファイバのコアの周辺外部のクラッ
ド部等にも光が入射するが、その部分に入射する光は光
ファイバに有効に結合しないため、光ファイバへの光結
合損失が大きいという欠点があった。

本考案の目的は小形で安価でしかも低損失な光フアイバ
用の光分配回路を提供することにある。

この考案によれば、中心軸に垂直な２つの端面と、これ
ら端面のうちの一方の端面から約１７４ピツチ長の所に
設けられた前記中心軸に垂直な約１７２透過、１／２反
射の反射面とを有し、しかも約１７２ｍピッチ長（ｍは
正の整数）の長さを有している集束性光伝送体と、この
集束性光伝送体の前記２つの端面にそれぞれ近接して、
しかも前記中心軸に対して軸対称な位置に一方の端部が
配置されているそれぞれ４本以上の光ファイバとを含み
、前記２つの端面に近接してそれぞれ配置された前記端
部は前記集束性光伝送体の前記中心軸に垂直でしかも前
記２つの端面から等距離にある面に対し対称な位置に配
置されており、さらに前記光ファイバのうちの一部の光
ファイバの前記端部と反対側の端部同志がつながってお
り、前記光ファイバのうちのある光ファイバからの光を
他の３本以上の光ファイバに多分配するようにしたこと
を特徴とする光分配回路が得られる。

この考案の光分配回路に用いる集束性光伝送体は、その
中心軸に垂直な断面内で屈折率ｎ （ｒ）が中心軸から
の距離ｒが大きくあるにつれてほぼ次式に従って減少す
る物体である。

ｎ （ｒ） ＝ｎｏ （１−”ａｒ”） 但し、へは中心軸上の屈折率、ａは正の定数である。

このような集束性光伝送体はイオン交換等を用いて作ら
れ、両端面を平面にしてもレンズ作用を有する。

この考案の光分配回路に用いる集束性光伝送体の長さは
約１／２ｍピッチ長（ｍは正の整数）で、その２つの端
面のうちの一方の端面から約１／４ピツチ長の所には約
１／２透過、ＩＩ２反射の反射面が設けられている。

従って、この集束性光伝送体の端面にその端部が近接し
て配置されている光ファイバからこの集束性光伝送体に
入射した光は、集束性光伝送体のレンズ作用により前記
反射面の所では広がった状態で透過光と反射光の２つの
光に分かれる。

これら２つの光が集束性光伝送体を出射するときには再
びそのレンズ作用により集束性光伝送体に光が入射した
ときとほぼ同じ大きさ、角度の２つに光に集光されて出
射する。

従って、光が集束性光伝送体を出射する２ケ所にそれぞ
れ光ファイバの一方の端部が配置されていれば、光は２
本の光ファイバにそれぞれ分れて入射する。

この場合、このような回路は＆旧光分岐回路としての作
用をしている。

本考案の光分配回路では集束性光伝送体の２つの端面に
それぞれ、集束性光伝送体の中心軸のまわりに軸対称で
それぞれ４本以上の光ファイバの一方の端面が配置され
ているので、複数個のフ旧光分配回路を備えていること
になる。

このような構成の＆旧光分配回路については本出願人と
同一出願人の考案１多芯光ファイバ用光分岐結合デバイ
スＪ（昭和５′Ｒ−実用新案登録願第１６４６９８号）
や昭和５坪度電子通信学会総合全国大会論文集分冊４、
Ｎｏ、８５２の臼井氏、石川比、杉元氏の論文１三連光
方向性結合器ヨに述べられている。

さて、本考案の光分配回路では前記８本以上の光ファイ
バのうちの一部の光ファイバの前記端部（集束性光伝送
体の端面に近接して配置されている端部）とは反対側の
端部同志がつながっている構成、すなわち複数個の３ｄ
Ｂ光分配回路が接続された構成になっている。

従って、前記８本以上の光ファイバのうちのある光ファ
イバから集束性光伝送体に入射した光は、前記反射面で
複数回のｌ／２透過とｌ／２反射の作用を受け、３本以
上の光ファイバに分れて入射する。

すなわち、ある光ファイバからの光は他の３本以上の光
ファイバに多分配される。

この考案による光分配回路では、１１２透過、１１２反
射の反射面を備えた集束性光伝送体は１個で良いから、
低価格でしかも小形である。

また、ある光ファイバから集束性光伝送体に入射した光
は前記反射面で透過光と反射光に分けられたのち、それ
ぞれ前記集束性光伝送体のレンズ作用により集光されて
光ファイバに入射するため、光を効率よくすなわち、低
損失で３本以上の光ファイバに分配することができる。

すなわち、本考案の光分配回路では光はほとんど光ファ
イバのコア部に入射しコア部の周辺のクラッド部等には
入射しないから低損失である。

次に、この考案について、図面を用いて詳細に説明する
。

第１図、第２図は、この考案の最も好ましい実施例を示
すための概略図で、第１図は斜視図、第２図は光ファイ
バの配置と接続および光の入射を示すモデル図でａは左
側面図、ｂは右側面図である。

説明の便宜上、光線や中心軸等も記入しである。

集束性光伝送体２０は１／２ピツチ長で円柱形をしてお
り、両端面にはそれぞれ第１〜第７の光ファイバ１〜７
および第８〜第１４の光ファイバ８〜１４の一方の端部
が近接して配置されている。

第１〜第６の光ファイバ１〜６および第８〜第１３の光
ファイバ８〜１３の前記端部付近の光軸はそれぞれ集束
性光伝送体２０の中心軸２１から等距離にあり、しかも
これらの光軸は中心軸２１のまわりに等角度で配置され
ている。

さらに、第１の光ファイバ１の前記光軸と第８の光ファ
イバ８の前記光軸とは集束性光伝送体２０の中心軸２１
と平行な同−直接上に来るように配置されている。

第２の光ファイバ２の前記光軸と第９の光ファイバ９の
前記光軸の組み等も同様に配置されている。

第７の光ファイバ７および第１４の光ファイバ１４の前
記端部付近の光軸は集束性光伝送体２０の中心軸２１の
延長線上にある。

集束性光伝送体２０の両端面からｌ／４ピツチ長相当の
距離の所には中心軸２１と垂直に反射面３０があり、こ
の反射面３０に入射した光のうち半分は反射し、半分は
透過するように構成されている。

また、第４の光ファイバ４と第５の光ファイバ５の集束
性光伝送体２０に近接している端部とは反対側にある端
部同志および第１０の光ファイバ１０と第１１の光ファ
イバ１１の集束性光伝送体２０に近接している端部とは
反対側にある端部同志がつながった構成になっている。

ところが、第１の光ファイバ１から集束性光伝送体２０
に入射した光線１０１は集束性光伝送体２０の中を図の
ように進み、反射面３０で反射光と透過光の２つに分か
れる。

反射した光線１０１は図のように進んで第４の光ファイ
バ４に入射する。

一方、反射面３０を透過した光線１１１は図のように進
み第１１の光コアイガ１１に入射する。

第４の光ファイバ４に入射した前記の光は第５の光ファ
イバ５から再び集束性光伝送体２０に入射し、再び反射
面３０で２つの光に分けられ第２の光ファイバ２と第９
の光ファイバ９に入射する。

同様に、第１１の光ファイバ１１に入射した光も第１０
の光ファイバ１０から再び集束性光伝送体２０に入射し
、再び反射面３０で２つの光に分けられて第１３の光フ
ァイバ１３と第６の光ファイバ６に入射する。

従って、第１の光ファイバ１から集束性光伝送体２０に
入射した光は４分配されて第２の光ファイバ２、第９の
光ファイバ９、第１３の光ファイバ１３、第６の光ファ
イバ６に入射する。

この場合、前記の４本の光ファイバに入射する各党が反
射面３０で反射あるいは透過している回数は等しいから
、前記入射光はほぼ等分配されている。

第２図で■は第１の光ファイバ１から集束性光伝送体２
０に入射する光パワーで、前記４本の光ファイバに入射
する光パワーはこの場合、原理的には１／４ Ｉになる
。

また、集束性光伝送体２０の長さは１／２ピツチ長で、
反射面３０は集束性光伝送体２０の両端面から１７４ピ
ツチ長の所にあるから、ある光ファイバから集束性光伝
送体２０に入射し、反射面３０で反射あるいは透過した
光が再び他の光ファイバに入射するときには光は集束性
光伝送体２０のレンズ作用により集光されている。

従って、本考案の光分配回路では、集束性光伝送体２０
から出射する光は光ファイバのほぼコア部に入射し、コ
ア部の周囲のクラッド部等に入射するということが無い
から低損失である。

光ファイバにはコア径が１００μｍ１フアイバ外径が１
５０μｍ、 Ｎ−Ａ、が０．２７の多成分系光ファイバ
を用いた。

集束性光伝送体２ｏには外径が１．５ｍｍφ、１／４ピ
ツチ長が３．８ｍｍのガラス製のセルフォックレンズを
２個組み合せて用いた。

反射面３０は透電体多層膜でできており、］／４ピッチ
長の前記セルフォックレンズ２個の間に設けられている
。

第４の光ファイバ４と第５の光ファイバ５の集束性光伝
送体２０に近接している端部とは反対側にある端部同志
は融着スプライスにより接続した。

第１０の光ファイバ１０と第１１の光ファイバ１１の端
部同志の接続も同様とした。

第３、第７、第８、第１２、第１４の光ファイバ３．７
．８゜１２．１４は他の光ファイバを第２図のように配
置する便宜上用いているもので、この場合なくてもよい
。

この実施例では、光を４つに等分配する分配損失として
、約７ｄＢが達成できた。

このうちα旧は、光を４等分するために必然的に生じる
損失であり残りのｌｄＢは製作上生じた過剰な損失であ
る。

また、反射面３０を備えた集束性光伝送体２０は１個で
あるから、本考案の光分配回路は小形でしかも安価であ
った。

この実施例では、例えば第４の光ファイバ４と第５の光
ファイバ５が接続された構成、すなわち集束性光伝送体
２０の同一端面側にある光ファイバが接続された構成に
なっているが、必ずしも同一端面側の光フアイバ同志で
なくてもよい。

例えば、第４光フアイバ４と第１０の光ファイバ１０の
集束性光伝送体２０に近接している端部とは反対側にあ
る端部同志、第５の光ファイバ５と第１１の光ファイバ
１の同様の端部同志がそれぞれ接続された構成にし、光
を第１の光ファイバ１から入射させれば、この実施例と
同様の光の分配がなされる。

また、この実施例では例えば第４の光ファイバ４と第５
の光ファイバ５の集束性光伝送体２０に近接している端
部とは反対側にある端部同志は融着スプライスで接続し
たが、前記の両ファイバの前記端部同志がつながってい
る限り、他の構成でもよい。

例えば、前記の両ファイバにはあらかじめつながってい
るファイバ、すなわち一本の光ファイバを使用し、あと
から接続させる手間を省いてもよい。

第３図は、本考案の光分配回路の第２の実施例における
光ファイバの配置と接続および光の入出射を示すモデル
図でａは左側面図、ｂは右側面図である。

前記の実施例では、光パワーを４つに等分配するとした
が、必ずしも等分配でなくてもよい。

この実施例では第２の光ファイバ２と第３の光ファイバ
３の集束性光伝送体２０に近接している端部とは反対側
にある端部同志、第４の光ファイバ４と第５の光ファイ
バ５の同様の端部同志がそれぞれ接続された構成になっ
ており、光は第１の光ファイバ１から集束性光伝送体２
０に入射する。

第１１の光ファイバ１１、第９の光ファイバ９、第６の
光ファイバ６、第１３の光ファイバ１３には、それぞれ
第１の光ファイバ１から出射する光パワーの約１／２．
１／４．１／８．１／８の光パワーを入射させることが
できる。

なお、以上の実施例では、光を４つに分配する場合につ
いて述べたが、必ずしも４分配でなくてもよい。

第７の光ファイバや第１４の光ファイバ１４のまわりに
配置する光ファイバの本数は第１の実施例では、それぞ
れ６本であったが、各々８本、１０本、１２８というよ
うにし、光を５．６．７分配にしてもよい。

一般には、２に本（ただし、Ｋは正の整数）の光ファイ
バの一方の端部を集束性光伝送体２０の両端面にそれぞ
れ集束性光伝送体２０の中心軸に対して軸対称な位置に
配置すれば光は（Ｋ＋１）分配することができる。

さらに、以上の実施例では、集束性光伝送体２０の長さ
が１７２ピツチ長で、反射面３０が前記集束性光伝送体
２０の両端面から１７４ピツチ長の所にあるとしたが、
集束性光伝送体２０のビーム周期性からその長さが１７
２ｍピッチ長（ｍは正の整数）、反射面３０が一方の端
面から１７４ピンチ長の所にあるとしてもよいとは言う
までもない。

また、集束性光伝送体２０の長さ反射面３０の位置はそ
れぞれ正確に１７２ｍピッチ長や１／４ピツチ長でなく
、この値より少し短かくしてもよい。

このような場合には光ファイバの端部を集束性光伝送体
２０の端面から少し離して配置すればよい。

また、以上の実施例では反射面３０に入射した光パワー
のうち１／２が透過し、ｌ１２が反射するとしたが、正
確に１７２でなくてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの来者の一実施例を示し、第１
図は斜視図、第２図は光ファイバの配置と接続および光
の入出射を示すモデル図でａは左側面図、ｂは右側面図
、第３図は他の実施例における光ファイバの配置と接続
および光の入出射を示すモデル図で、ａは左側面図、ｂ
は右側面図である。 図において、２０・・・・・・集束性光伝送体、２１・
・・・・・集束性光伝送体２０の中心軸、３０・・・・
・・反射面、１〜１４・・・・・・光ファイバ、１０１
，１０４゜１１１・・・・・・集束性光伝送体２０内の
光線、である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 中心軸に垂直な二つの端面の一方から入射した入射光を
   予め定めたピッチで他方の前記端面に蛇行伝搬させるよ
   うに前記中心軸に垂直な断面上で中心から周辺に向って
   次第に減少する屈折率分布を有するとともに前記ピッチ
   の１７２ピツチの正整数倍の実効長を有する集束性光伝
   送体と、この集束性光伝送体の前記一方の端面から前記
   中心軸に沿って前記ピッチの１７４の距離に形成された
   半透鏡と前記両端面にそれぞれ近接して前記中心軸に対
   して軸対称に且つ前記両端面からの等距離面に関して互
   いに対称に配置された４本以上の光ファイバで構成され
   る二つの光フアイバ群とを含む光分配回路において、一
   方の光フアイバ一群を構成する各々光フアイバ同志又は
   、前記両ファイバ群のうちの光フアイバ同志を接続し、
   所定の光ファイバから入射する光を他の３本以上の光フ
   ァイバに分配す゛ることを特徴とする光分配回路。