JPS6064311A - フアイバ光結合器システム - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はファイバ光結合器に関し、特に、光ファイバや
光導波管に直接光を挿入するためのファイバ光結合組立
部品即ち、結合器システムに関する。

〔従来の技術〕

良く知られているように、光ファイバや光導波管は、屈
折率Ｎのコアを屈折率ｎがＮより小さいクラッドで取り
囲むように構成されており、光を。

本質的に内部反射の過程によって一端から他端まで導く
ように案内する。

２方向ファイバ光結合組立部品のような典型的行方向に
ファイバコアを通ってファイバの出射端へ進行し２例え
ば、移動できる又は変形できる鏡光分離器やビームスシ
リツタ−によってホトダイオードのよう々検出器に向け
られる。しかしながら、そのような従来の配置では、検
出器の方へ向けられる戻シ光信号は、主としてファイバ
の介入割 対端と光分離器やビーム分ゝＩルンズ自身で発生される
光境界面反射の結果によシ、減衰され、あるいは遮蔽さ
れてしまう問題がある。

〔発明の目的〕

従って１本発明の目的は、注入された光を実質上、ファ
イバや導波管の端の中間に位置付けられたコアへの光の
導入位置からファイバや導波管の出射端方向へ単一方向
に向けて、検出器の位置しているファイバの端での戻っ
てきた光信号の干渉が実質上除去できるようなファイバ
光結合器システムを提供することによって、この問題を
解決することにある。

（５） 〔発明の構成〕 本発明によれば、少なくとも１つの部分的な物理的歪曲
がファイバや導波管の端の中間部分に幾何学的に導入さ
れて組み立てられたファイバ光結合器システムが得られ
る。好ましくは、上記幾何学的歪曲はファイバの軸に沿
った屈曲部、ループやコイル、ファイバの軸の回りの回
転的なファイバの表面の対称的或いは非対称的な突出部
又はファイバの軸の回シの表面に回転方向に対称的或い
は非対称的に設けられた凹み、鋸歯状突起、Ｖ字型の刻
み目又は谷の形をとる。この配置において。

白熱ランプ、レーザ、ファイバ光照明器具等を含む単−
又は多数の光源からの光線は、ファイバの表面の物理的
に歪曲された部分に向けられ、ファイバの長さに沿って
この位置でファイバのコア中に入り、そして光は予め定
められた方向、好ましくは、実質上そこからファイバの
望まれる出射端の方向に単一方向に進み、検出器が位置
する他端にファイバを通って再伝送される。従って、光
注入の位置と検出器が位置しているファイバの端か（６
） がみて、ファイバの検出端での戻ってきた光信号を今ま
で減衰され、あるいは、遮蔽されたりされた問題が１本
質的に取シ除かれる。

〔実施例〕

以下２本発明を図面を参照して説明する。一般に、ここ
では、°′光ファイバ″や′°光光導波管色いう言葉を
、コア部とコアを同心的に囲むクラッド部とを持つガラ
ス及びプラスチック伝送線を指すものとして使用し、こ
れら伝送線はコアークラッド境界面での内部反射によっ
て、マイクロ波とＸ線の間の紫外、可視及び赤外領域を
含む電磁スペクトルの先部分に横たわる電磁放射を伝送
する。

さて、従来技術の良く知られた２方向ファイバ光通信組
立部品を示す図である第１図を参照すると、白熱ランプ
、レーザやファイバ光照明器具のような光源１０は、光
のビーム１２を集光するビーム分割レンズ装置（ビーム
スシリツタ−）］４を通してガラスやプラスチックの光
ファイバや光導波管１６の伝送端の方向へ光ビーム１２
を出射する。光ビーム１２はそれから前方向にファイバ
１６のコアを通って伝送され、その出射端でファイバ１
６から出射し、レンズ１８を通して測定すべき反射表面
２０（例えば、移動できる又は変形できる鏡）上に集光
される。

表面２０でなされる１つの意図する測定は１表面振動で
ある。この技術に熟練した人たちによって認められるよ
うに１表面２０で反射された光１２のほんの少量だけが
、実際に、レンズ１８を介してファイバ］６のコアに再
び入る。この再入した光１３はそれから逆方向にファイ
バ１６の初期伝送端へ伝送され、光情報波や光信号を構
成する戻り光１３はビームスシリツタ−１４を通して。

その強さの収集、測定及び参照光信号との比較のために
ホトダイオードのような光検出器２２で検出される。

前述したような配置において、逆反射が、主にファイバ
１６の伝送端の光境界面によってだけで々く、光１２が
そこで射出するようなビームスシリツタ−１４の元境界
面でも発生されることに注意すべきである。これらの逆
反射の結果は、それらが信号を減衰させたりほとんど遮
蔽してしまうような強さであると、戻ってきた光信号の
検出にたいする重大な問題を与えることがわかる。

さて第２図を参照すると２本発明による組立部品即ちシ
ステムが示されているが、一般的に示されたファイバ光
結合器２４を含んでいる。この配置において、光源１０
は光のビーム１２をファイバ１６の表面の結合屈曲部２
６上に向け、屈曲部２６はファイバ１６の端の中間に位
置している。光ビーム１２はこの屈曲部２６でファイバ
１６のコアに入り、実質上単一方向のファイバ１６の出
射端２９の方へ伝送され、レンズ１８を通して反射表面
２０上に集光され、第１図の配置について述べたのと同
じ方法でファイバ１６のコアの中に戻って反射される。

光情報波や光信号を規定する再入光１３は、それから。

ホト検出器２２の位置するファイバ端２８に達するまで
逆方向にファイバ１６を通って逆伝送され、それにより
戻ってきた光信号１３は検出器２２で測定と参照光信号
との比較とのために収集される。

（９） ２８での逆反射の結果として戻ってきた信号を減衰させ
るととＫついてのさきに述べた問題は取り除かれる。更
に、この組立部品において、スプリッター１４は必要で
なく、従って、それに関する固有の逆反射問題も同様に
取シ除かれる。

第２図は、単一の結合屈曲部２６が、光ビーム１２がフ
ァイバ１６のコア内に導入されるために注入されるファ
イバの端の中間のファイバ１６の表面に部分的な物理的
歪曲として含まれている本発明の結合器の一実施例を示
しているが１本発明の結合器における結合歪曲部は種々
の形や外形をとることができる。例えば、第３図に示さ
れるように、結合器２４はファイバ１６の表面の部分的
な物理的歪曲としてループ即ち単−巻３０を含む。

この実施例において、光源１０からの光のビーム１２は
ループ３０の屈曲領域３２上に注入され。

ファイバ１６のコアに入った光１２は実質上単一方向に
ファイバ１６の出射端へ向けてバイアス、即（１０） ち９片寄って伝達され、その後、光信号１３は第２図に
おいて前述したのと同じ方法で検出器２２に逆伝送され
る。

第４図及び第５図において、結合器２４は、ファイバ１
６の表面の部分的な物理的歪曲として。

第４図の３４．３６及び３８と第５図の４０．４２及び
４４として示された多数のループ即ち巻線を含み、多数
の光源１０を持ち、光のビーム１２をそれぞれループの
屈曲領域へ注入する。再び、これら多様の組立部品の各
々のファイバ１６のコアに入る光１２は、実質上単一方
向にファイバ１６れ検出器２２へ戻る。

第６図について１本発明の一実施例は、ファイバ１６が
正弦曲線に曲げられた形のファイバの長さの部分に沿っ
て直線的に歪曲され、この曲げられた部分は母体４６の
外よシ注入するファイバ１６の軸に関して曲げられた領
域４８，５０．５２゜５４及び５６の半径方向の外側部
分のある状態で光封鎖母体４６内に埋め込まれているの
が示されている。この組立部品において、多数の光源１
゜は光のビーム１２を曲げられた注入領域４８　、５０
　。

５２．５４及び５６上に向け、光１２はそれらの部分で
ファイバ１６のコアに入り、第２図において前述したよ
うな過程によって実質上一様にファイバの出射端の方向
に向けられる。発明のこの実施例に利用された光封鎖母
体４６は、ファイバ１６の歪曲部分でファイバ１６の表
面上に不所望に注入される外部光を防ぐための障壁を与
えてもよいし、もし望まれるなら、ここに述べられた他
の実施例に使用しても良い。

第７図において、ファイバ１６はファイバ１６のしだい
に曲折する縦に延びる歪曲を示すその長さに沿ったコイ
ル５８に形成され、端面図が第８図に良く示されるよう
に、光のビーム１２が光源１０から向けられるローゼッ
ト様パターンを示している。光１２はこれら巻かれた領
域５８でファイバ１６のコア内を通シ、実質上単一方向
にファ射 イパ１６の出％ｌ端の方へ伝送され、第２図において説
明したように処理される。

第９図〜第１１図は１本発明の結合器の更に他の実施例
を示し、その各々は、光伝送の方向がフ射 アイバ１６の出（ｆ端の方向にバイアスされてファイバ
１６の端の中間部分部で光１２がファイ・り１６のコア
に入ることができるよう組み立られている。

射 再び、ファイバの出（ｄ端に達した光１２は、各図に示
されるように、第２図に見せられた実施例において上述
したステップに従って、光信号１３の再伝送のために検
出器２２まで戻って処理される。

第９図を参照すると、結合器２４は、ファイバの表面の
部分的歪曲として、ファイバ１６の軸の回シは回転的に
ファイバ１６のクラッド６２゛とコア６４の両方に一般
的に示された対称的な突出部即ちとぶ６０を含み、光源
１０から発する光のビかって伝送する。同様に、第１０
図及び第１１図（１３） 的な物理的歪曲として、それぞれ突出部即ちこぶ６６及
び７０を含む。第１０図の実施例は、対称的な突出部６
６がファイバ１６のクラッド６２だけである点で第９図
に・示された実施例と相違しておシ、第１０図の実施例
は、ファイバ１６のクラッド６２の突出部７０がファイ
バ１６の回転軸において非対称である点で相違している
。本発明のラドの表面上の加えられた材料によって形成
されることをもくろんでいることに注目してほしい。

第１２図〜第１７図は本発明の結合器２４の更に他の実
施例を示し、第１２．１３及び１４図にそれぞれ示され
た谷即ち凹み７４．’７６及び７８゜第１５及び１６図
にそれぞれ示されたＶ字型の刻み目８０及び８２．及び
第７図の鋸歯状突起部８４が、光のビーム１２が光源１
０から向けられる所のファイバ１６の幾何学に物理的な
歪曲として含まれている。

ここに示された本発明の実施例の各々において（１４） 上述したように、光ビームは、光を実質上単一方向にフ
ァイバの望まれる端方ヘファイバを通して伝送するよう
にファイバのコア内に導入するために、ファイバの端の
中間のファイバの表面の物理的に歪曲された領域に向け
られる。この関係において、物理的に歪曲された領域上
の光ビームの入射角が、光の望まれる方向の伝送を達成
するのに重要性があることがわかる。特に、偏光（分極
）角、又ブルースター角として知られている角よシも小
さいファイバの歪曲された領域上の光の入射角が結合器
として意図された特別の応用に確かに満足することがわ
かる。しかしながら１本発明の最も好ましい実施例にお
いて、結合が高い角度で起きないことから、入射角はブ
ルースター角に近づけるべきだがそれを超えるべきでな
い。更に。

歪曲された表面上の光の入射角が００（すなわち表面の
半径方向）に近づくと、この組立部品に、単一方向結合
組立部品と反対の、光の導入位置からファイバのコア内
に両方向に約等しく伝送される光のスプリッター配置と
なる。

加えて、照らされる歪曲の表面領域が大きければ大きい
ほど、ファイバに入る光の量が大きくなることがわかる
。又、ファイバの表面の歪曲の屈曲半径が小さければ小
さいほど、更に大くの光がファイバ内に入ることがわか
る。

〔発明の効果〕

本発明は、光ファイバや光導波管内に光を実質上単一方
向に挿入する場合、試験をしたところ。

本発明の結合器からファイバの出射端の方向に伝送され
た光は２反対方向に結合器に導入された光より１６倍以
上測定されたことよシ効果のあることが判明した。

【図面の簡単な説明】

第１図は良く知られた２方向ファイバ光通信組立部品を
示す、第２図は本発明のファイバ光結合器組立部品の一
実施例の光ブロック図、第３図は単−巻結合配置を示す
本発明のファイバ光結合器組立部品の一実施例の光ブロ
ック図、第４図は多数巻結合配置を示す本発明の一実施
例の光ブロック図、第５図は本発明の多数結合配置の一
実施例の光ブロック図、第６図は光封鎖ハウジング内の
正弦曲線の屈曲結合配置を示す本発明の一実施例の光ブ
ロック図、第７図は多数巻結合器を示す本発明の一実施
例の光ブロック図、第８図は第７図に示された結合器の
遠近的々端面図、第９図はファイバや導波管の軸の回シ
に回転的にファイバや導波管クラッド及びコアの対称的
な突出部を持つ結合器を示す本発明の一実施例の光ブロ
ック図。 つ結合器を示す本発明の一実施例の光ブロック図。 第１１図はファイバや導波管の軸の回シに回転的にファ
イバや導波管クラッドの非対称的な突出部を持つ結合器
を示す本発明の一実施例の光ブロック図、第１２図はフ
ァイバや導波管の回転軸の回シのファイバや導波管のク
ラッド及びコアに対称的な谷を持つ結合器を示す本発明
の一実施例の光ブロック図、第１３図はファイバや導波
管の回転目 軸のＸｔシのファイバや導波管のクラッドに対称的ｒ１
り１ な谷を持つ結合器を示す本発明の一実施例の光ブロック
図、第１４図はファイバや導波管の回転軸の回シのファ
イバや導波管のクラッド及びコアに非対称的な谷を持つ
結合器を示す本発明の一実施例の光ブロック図、第１５
図はファイバや導波管の回転軸の回シのファイバや導波
管のクラッド及びコアに対称的なＶ字型の刻み目を持つ
結合器を示す本発明の一実施例の光ブロック図、第１６
図はファイバや導波管の回転軸の回シのファイバや導波
管のクラッドに非対称的なＶ字型の刻み目を持つ結合器
を示す本発明の一実施例の光ブロック図、第１７図はフ
ァイバや導波管の回転軸の回シのファイバや導波管のク
ラッドの非対称的な鋸歯状突起を示す本発明の一実施例
の光ブロック図である。 記号の説明：１０・・・光源、１２・・・光ビーム。 １３・・・戻シ光、１４・・・ビーム分割レンズ装置。 １６・・・光ファイバや光導波管、１８・・・レンズ。 ２０・・・反射面、２２・・・光検出器、２４・・・フ
ァイバ光結合器、２６・・・結合屈曲部、２８・・・フ
ァイバ端。 （１８） ２９・・・出射端、３０・・・単一ループ、３２・・・
屈曲領域、３４．３６．３８及び４．０　、４２　、４
４・・・多数のループ、４６・・・光封鎖母体、４８，
５０，５２゜５４及び５６・・・曲げられた領域、５８
・・・コイル。 ６０・・・突出部（とぶ）、６２・・・クラッド、６４
・・・コア、６６．７０・・・突出部、７４，７６．７
８・・・谷、８０．８２・・・Ｖ字型の刻み目、８４・
・・鋸歯状突起部。 （１９） 図面の浄書（内容に変更なし） 手続補正書（方式） 昭和１２年７月２６日 特許庁長官　志　賀　学　殿 １、事件の表示 昭和５９年特許願第１２７，７０５号 ２、発明の名称 ファイバ光結合器システム ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 氏名　アルフレッド　アール、パーリン４、代理人　〒
１０５ 住　所　東京都港区西新橋１丁目４番１０号６、補正の
対象 １）図面 ２）委任状および訳文 ３）優先権証明書および訳文 Ｚ　補正の内容 １）図面の浄書（内容に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光フアイバ１６内に導入された光１２が予め定めら
   れた方向に伝送されるように、前記光フアイバ１６内に
   光を導入する結合器システムにおいて、前記ファイバは
   第１及び第２の端２８及び２９を有する有限長のもので
   あシ、前記結合器は。 前記ファイバの前記第１及び第２の端の中間に幾何学的
   に位置付けられた少なくとも１つの部分的な物理的歪曲
   ２６，３０，３４，３６，３８゜４０．４２，４４，４
   ８，５０，５２，５４゜５６．５８，６２，６４，６６
   ．７０，７４゜７６．７８．８０．８２．８４によって
   特徴づけられる結合器システム。 ２、光源がファイバの第１と第２の端の中間に光１２を
   導入するよう位置付けられていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の結合器システム。 ３、前記物理的歪曲は、軸に沿った屈曲部、ループ又は
   コイル、ファイバの表面の対称的或いは非対称的な突出
   部又は対称的或いは非対称的な凹み、鋸歯状突起、Ｖ字
   型の刻み目又は谷の形に形成されている特許請求の範囲
   第１項又は第２項記載の結合器システム。 ４、　前記ファイバ中における光の伝送方向は前記物理
   的歪曲の位置から前記ファイバの前記第２の端へ本質的
   に単一方向であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項、第２項又は第３項記載の結合器システム。 ５、結合器が２方向ファイバ光結合器であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項乃至第４項記載のいずれか
   の結合器システム。 ６、　ファイバの第２の端に伝送された光は２反射表面
   ２０に出射され、少なくとも出射された光１２の一部１
   ３が反対方向に再伝送の為に前記第２の端で前記ファイ
   バ内に反射し、前記ファイバの前記第１の端で検出され
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第５項記
   載のいずれかの結合器システム。 ７、　前記光源は、光のビームがブルースター角を越え
   々い入射角度で前記物理的歪曲に向けられるように位置
   していることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第
   ６項記載のいずれかの結合器システム。 ８、前記光源は、前記光ビームが予め定められた方向に
   前記ファイバを通って伝送するために歪曲された領域で
   ファイバに入るよう外入射角で物理的に歪曲された領域
   に光ビーム１２を向けていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項乃至第７項記載のいずれかの結合器システ
   ム。 ９、　前記少なくとも１つの物理的歪曲は、ファイバの
   面内で多数のループを構成していることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項乃至第８項記載のいずれかの結合器
   システム。 １０、ファイバの前記少なくとも１つの物理的歪曲は２
   部分的に、光封鎖母体４６内で、前記ファイバ内の前記
   光の導入のために前記母体から一部突き出た状態で、埋
   め込まれていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   乃至第９項記載のいずレカの結合器システム。