JPS61145509A - 光カプラ− - 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〕 この発明は、光通信網、光フアイバセンサーなどに用い
られ、シンクルモード型光ファイバの分岐、結合を行う
光カプラーに関する。

〔従来技術とその問題点〕

従来、シングルモード型光ファイバの分岐、結合を行う
ための光カプラーとしては、第弘図に示すような２本の
シングルモード型光ファイバ１．２を、それぞれの側周
面において一定の長さ融着、延伸し、それぞれのコア１
ａ、２ａを接近させることによシ作られている。そして
、コア１　＆、２轟の接近し【いる部分では、それぞれ
のコア１ｍ。

２ａが互いに光学的に結合しておシ、結合部３か形成さ
れ、これによって一方の元ファイバ１ａの１方の端部Ａ
から入力した光は、同じ党ファイバｌの他方の端部Ｂお
よび他方の光ファイバ２の一方の端部ＣＫ比出力れ、光
か分岐されるようになっている。このような光力グラ−
においては、上記結合部３の結合長ｔＫよシ、カプラー
の結合値か変化し、この結合値の変化によシ分岐比か変
化する。第５図はコア１＆、２＆の径かｋｐｍで、コア
１ａとコア１ｂとの間隔か７３μｍのカプラーにおける
結合長ｔと結合値との関係を示したものである。よって
、結合部３の結合長ｔを適宜法めることによシ、所望の
分岐比を持つ光カプラーが得られることＫなる。

しかしながら、このような光カプラーでは上述のように
その結合長によシ分岐比が定まるため、７つのカプラー
では７つの分岐比しか選ぶことかできず、分岐比を可変
とすることはできない止いう不具合かあった。

一方、結合部３の結合比は、結合ｓ３に加わわる応力、
変形等によって変化することか知られている。

〔間組点を解決するための手段〕

そこで、本発明では、上述のカプラーをそれぞれ熱膨張
率の異なる支持体および被覆体でサンドインチ構造とし
、これを加熱することＫよシ熱膨張の差圧よる熱応力を
カプラーの結合部に加えるようにし、／りのカプラーで
、複数の分岐比か設定できるようＫし九。

第１図はこの発明の元カプラーの一例を示すもので、図
中符号３は２本のシングルモード型光ファイバ１．２を
前述したようＫｌＩｋ魅延伸してなるカプラー本体であ
る。このカプラー本体３は、板状の支持材４にガラスレ
ジン、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などの耐熱性の良
好な接着剤で固定されている。この支持材４は、インバ
ー合金、不変鋼、超不変鋼などの熱膨張係数か十分に小
さく、耐熱性か高く、かつ機械的強度の大きい金属材料
などから構成されている。なお、支持体４の形状はこの
例のような板状に限られるものではない。

ま光、このカプラー本体３は、少なくともその結合部を
・うように、比較的薄膜の被覆体５で被覆されている。

この被覆体５は、銅、チタンなどの金属材料やシリコー
ン樹脂などの有機材料などのカプラー本体３を構成する
ガラスよシも熱膨張率の大きく、かつ支持体４の熱膨張
率と異なるものからなわ、その厚みは７〜２０ｐｍ程度
とされる。また、この被覆体５は、カプラー本体３との
密着性か大きいζをか必要でＩＤシ、被穂体５の熱変形
にカプラー本体３か追従するようになっている。このた
め、被覆体５の形成は、これに金属材料を使用する場合
には、スパッタリング、蒸着などのＰＶＤ法などが好ま
しく、シリコーン樹脂などを使用する場合には常温硬化
型の液状樹脂を滴下、硬化させる方法などが好ましい。

また、被覆材５は、後述のようにカプラー本体３に熱応
力を与えるものであるので、熱膨張率か大きく、かつヤ
ング率の大きなものか好ましい。

このような構造の光カプラーは、その使用に際して分岐
比を可変とするた、め、第７図に示すようにベルチェ素
子などの加熱冷却か可能な加熱冷却材６上に、光カプラ
ーをその支持体４か直接接触するように載置するか、あ
るいは光カプラー全体を恒温槽内に収容する。

〔作用〕

加熱冷却材６を作動させるなどして、カプラー全体を加
熱あるいは冷却すると、支持体４と被覆体５との熱膨張
率か異るので、その差圧もとづく熱応力がカプラー本体
３に加わ〕、カプラー本体３の結合部に圧縮または引張
応力か作用し、この応力によって結合値か変化し、分岐
比が変化する。

〔実験例１〕 外径７２５２ｍ１コア径２μｍのシングルモード型光７
７４３２本を融着し、融着部２０ｍ５を延伸して２１ｔ
ｔｍとし、カプラー本体を作った。延伸によシコア径は
６６≠μｍとなり九。このカプラー本体のみの分岐比は
６０：≠０（第≠図における端ｓ８および端部Ｃへの光
量比である。）であシ、挿入損失は０．に’ｄＢであっ
た。このカプラー本体をインバー合金製の板状の支持体
にエポキシ樹脂で接着固定し、さらに被覆体としてシリ
コーン樹脂を厚さ２μｍＶＣ被覆し、光カプラーを組み
立て　　７た。この組立てＫよシ分岐比は３ｊ’ｔ６１
に変化し、挿入損失は０．７ｄＢＫ増加した。これはエ
ポキシ樹脂の硬化の際の収縮およびシリコーン樹脂の乾
燥、硬化の際の収縮によシ、カプラー本体に応力がかか
シ、結合値か変化した光めである。

このカプラーをベルチェ素子よ〕なる加熱冷却材上圧載
置して、温度を変化させたところ、第２図に示すような
結合値の変化か認められた。これＫよ）、温度を変化さ
せれば任意の分岐比圧設定できることかわかる。

〔実験例２〕 実験例１の光カプラーにおいて、支持体に超不変鋼を用
い、被覆体に厚み２μｍの銅をスパッタリングによシ形
成した。これを同様忙して温度変化させたところ、第３
図に示すような結合値変化を示した。この結果から、こ
のカプラーでは狭いｓ１ｆ変化域において分岐比を大き
く変化させることかできる。これは、被機体くヤング率
の大きな鋼を用いているので、カプラー本体Ｋかかる熱
応力値か大きくなるためである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明の光カプラーはカプラー
本体をそれぞれ熱膨張率の異なる支持体および被機体に
一体に固着しｔものであるので、カプラーに温度変化を
与えることによシ、カプラー本体の結合部に１この温度
変化に起因する熱応力か加わシ、この応力によシ結合部
の結合値か変化し、分岐比を変化させることかできる。

特に、被機体にヤング率の大きい金楠材料を用いれと、
狭い温度変化範囲で分岐比を広く変化させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の光カプラーの一例を示す斜視図、第
一図および第３図はいずれも実験例の結果を示すもので
、カプラーの温度変化をそれに伴う結合値変化を表わす
グラフ、第μ図は従来の光カプラーの例を示す説明図、
第３図は第μ図の光カプラーの結合長と結合値との関係
を示すグラフである。 １．２・・・・・・シングルモード型光ファイバ、３・
・・・・・カプラー本体、４・・・・・・支持体、５・
・・・・・被機体。 第２図 ０　　　　２０　　　４０　　　　　ｓｏ　　　　　ｓ
。 ’Ｊｈｔ　＋＠Ｃ） 第３図 →ジＥ″Ｉ￥（・Ｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２本のシングルモード型光ファイバを融着、延伸して形
   成したカプラー本体を、それぞれ熱膨張率の異なる支持
   体および被覆体に一体に固着したことを特徴とする光カ
   プラー。