JPS6139364Y2 - - Google Patents
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- JPS6139364Y2 JPS6139364Y2 JP1696583U JP1696583U JPS6139364Y2 JP S6139364 Y2 JPS6139364 Y2 JP S6139364Y2 JP 1696583 U JP1696583 U JP 1696583U JP 1696583 U JP1696583 U JP 1696583U JP S6139364 Y2 JPS6139364 Y2 JP S6139364Y2
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- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
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Description
【考案の詳細な説明】
この考案はシングルモードフアイバ用分岐素子
に係り、詳しくのべると、溝加工された基板の該
溝に沿つて固定された半円状の断面形状を有する
２本のフアイバを、円形状に接合した構造よりな
る分岐素子に関するものである。[Detailed description of the invention] This invention relates to a branching element for a single mode fiber, and in detail, two fibers having a semicircular cross section are fixed along the grooves of a grooved substrate. , relates to a branching element having a circularly joined structure.
従来のシングルモードフアイバ用分岐素子とし
ては、フアイバ１Ａの出射光をレンズ２Ａで視準
し、ハーフミラー３でビームを分割したのちレン
ズ２Ｂで集光し、フアイバ１Ｂに結合する第１図
に示すような構造のもの、あるいは第２図の如き
基板４上にＹ型の分岐導波路５を作り、フアイバ
１Ａの伝搬光をこのＹ型の分岐導波路５上で２分
割し、フアイバ１Ｂに結合させる構造のもの、な
どが知られている。 As shown in Fig. 1, a conventional branching element for a single mode fiber collimates the emitted light from the fiber 1A with a lens 2A, splits the beam with a half mirror 3, condenses the beam with a lens 2B, and couples it to the fiber 1B. A Y-shaped branching waveguide 5 is made on the substrate 4 as shown in FIG. Some structures are known, such as those with a structure that allows
ところが、第１図の如き構造の分岐素子では、
シングルモードフアイバはコア径が約10μｍであ
るため、入力フアイバと出力フアイバ間で高精度
の光軸調整が必要となり、製作が非常に困難であ
る。 However, in the branch element with the structure shown in Fig. 1,
Single-mode fibers have a core diameter of about 10 μm, so they require highly accurate optical axis alignment between the input and output fibers, making them extremely difficult to manufacture.
またレンズ、ハーフミラーなどの個別の光学部
品を組立てるため、全体のサイズが大型になりす
ぎるという欠点がある。 Furthermore, since individual optical parts such as lenses and half mirrors are assembled, the overall size becomes too large.
一方、第２図の構造の分岐素子では、一般に基
板上の導波路の断面形状は、矩形または半円形で
あるのに光フアイバは円形断面であるため、その
結合部でモード変換ロスが発生し、さらに一般に
基板材料とフアイバ材料が異なるため、結合部で
フレネルロスが発生するという欠点があつた。 On the other hand, in the branching element with the structure shown in Figure 2, the waveguide on the substrate generally has a rectangular or semicircular cross-section, but the optical fiber has a circular cross-section, so mode conversion loss occurs at the coupling part. Furthermore, since the substrate material and the fiber material are generally different, Fresnel loss occurs at the joint.
本考案者らは、上記のような従来の分岐素子の
欠点に鑑みて検討の結果、この考案に至つたもの
である。 The inventors of the present invention came up with this idea as a result of their studies in view of the above-mentioned drawbacks of conventional branching elements.
この考案のシングルモードフアイバ用分岐素子
の説明に先立つてシングルモードフアイバ用カブ
ラの基本構造およびカプリングの原理を説明す
る。 Prior to explaining the branching element for single mode fiber of this invention, the basic structure of the coupler for single mode fiber and the principle of coupling will be explained.
第３図に示す２本のフアイバ１，２のコアを互
いに近接させ、エバネツセント波による分布結合
を利用してカプリングを実現する。 The cores of the two fibers 1 and 2 shown in FIG. 3 are brought close to each other, and coupling is realized using distributed coupling by evanescent waves.
ここで、フアイバ１を入力フアイバ、フアイバ
１，２を出力フアイバとすると、各フアイバの出
力強度P1、P2は、
P1＝P0cos2KZ P2＝P0sin2KZ
（但し、P0…入力パワー、Ｋ…結合係数）
となる。 Here, if fiber 1 is the input fiber and fibers 1 and 2 are the output fibers, the output intensities P 1 and P 2 of each fiber are P 1 = P 0 cos 2 KZ P 2 = P 0 sin 2 KZ (However, P0 ...input power, K...coupling coefficient).
ところが、一般のシングルモードフアイバはコ
ア径10μｍ、クラツド径100μｍ、△ｎ0.2
％であるため、この状態で近接させると、コア間
距離100μｍ、つまりＫ値が小さくなり、例え
ば3dBカプラを実現するためのＺが非常に大きく
なる（数ｍ〜数Km）。 However, a general single mode fiber has a core diameter of 10 μm, a cladding diameter of 100 μm, and △n0.2.
%, so if they are brought close together in this state, the distance between the cores will be 100 μm, that is, the K value will be small, and for example, Z for realizing a 3 dB coupler will be very large (several meters to several kilometers).
そこでＺ数mmにするためには、クラツド径
コア径にしてコア間距離を数μｍのオーダにする
必要がある。 Therefore, in order to make Z several mm, it is necessary to make the clad diameter and core diameter and the distance between the cores on the order of several μm.
この考案では、既存のシングルモードフアイバ
を利用して結合長数mmオーダのカブラを実現る
構造を提供せんとするものである。 This idea aims to provide a structure that realizes a coupler with a coupling length on the order of several mm using an existing single mode fiber.
以下、この考案の一実施例を第４図に基づいて
説明する。 An embodiment of this invention will be described below with reference to FIG.
まず、Si、GaAs、石英、Cuなどの材料からな
る基板１１にエツチング機械加工などによつて溝
１２の加工を行い、この溝１２上に第４図ａのよ
うにクラツドフアイバ１３を固定する。 First, a groove 12 is formed in a substrate 11 made of a material such as Si, GaAs, quartz, or Cu by etching or machining, and a clad fiber 13 is fixed onto this groove 12 as shown in FIG. 4a.
次に、クラツドフアイバ１３のクラツド材と同
程度のエツチング度合を有する材料にて基板１１
上に第４図ｂのように膜１４を形成せしめてフア
イバ１３をモールドする。 Next, the substrate 11 is etched with a material having the same degree of etching as the cladding material of the cladding fiber 13.
A film 14 is formed thereon as shown in FIG. 4b, and the fiber 13 is molded.
次いでこの膜１４およびフアイバ１３をエツチ
ングして第４図ｃの如き半円状のフアイバの形状
とし、この状態の基板を２つ貼り合わせて第４図
ｄの如き形状の分岐素子を得るものである。 Next, this film 14 and the fiber 13 are etched to form a semicircular fiber shape as shown in FIG. be.
なお、膜１４のエツチング方法としては、HF
によるウエツトエツチング、CF4によるドライエ
ツチングが好ましい。 Note that the etching method for the film 14 is HF.
Wet etching with CF 4 and dry etching with CF 4 are preferred.
また基板１１として石英系を用いる場合には、
膜１４形成のSiO2をCVD法で堆積せしめること
もできる。 Further, when using a quartz-based substrate 11,
The SiO 2 for forming the film 14 can also be deposited by CVD.
さらに、このような分岐素子を得るに当つて、
基板１１の素材としては、Si、GaAsなどが用い
られ、フアイバのクラツド材としては、SiO2ま
たは屈折率を下げる目的で硼素、フツ素などのド
ーパントを添加したSiO2が用いられる。 Furthermore, in obtaining such a branching element,
Si, GaAs, or the like is used as the material for the substrate 11, and SiO 2 or SiO 2 doped with dopants such as boron or fluorine for the purpose of lowering the refractive index is used as the fiber cladding material.
かくして得られるこの考案の分岐素子は、フア
イバ以外のコンポーネントを用いていないので、
小型のカプラを実現できること、従来の分岐素子
のような結合部がないので、モード変換ロスおよ
びフレネルロスなどが殆んど生じないこと、ウエ
ツトエツチング、ドライエツチングともにエツチ
ング剤の濃度を変化させることによつてエツチン
グ度合を制御でき、従つて小さい値のエツチング
量でエツチングを行なえば、高い加工精度のもの
が得られること、などの効果を有するものであ
り、このような考案の分岐素子は、シングルモー
ドフアイバによる光フアイバ伝送ネツトワークを
構成するコンポーネント、光フアイバジヤイロ、
光フアイバハイドロンフオンなどの光フアイバお
よび光分岐部を含む光学計測装置、光学情報処理
装置などに広く利用することができるものであ
る。 The thus obtained branching element of this invention uses no components other than fibers, so
It is possible to realize a small coupler, there is no coupling part like in conventional branching elements, so there is almost no mode conversion loss or Fresnel loss, and it is possible to change the concentration of the etching agent in both wet etching and dry etching. Therefore, the degree of etching can be controlled, and if etching is performed with a small amount of etching, high processing accuracy can be obtained.The branching element of this kind of design has the effect of being able to perform a single etching process. Components constituting an optical fiber transmission network using mode fibers, optical fiber coils,
It can be widely used in optical measurement devices, optical information processing devices, etc. that include optical fibers such as optical fiber hydrophons and optical branching sections.
第１図および第２図は従来の分岐素子の構造を
示す説明図、第３図はシングルモードフアイバ用
カプラの基本構造を示す説明図、第４図はこの考
案の分岐素子の構成を示す工程図である。
１１……基板、１２……溝、１３……クラツド
フアイバ、１４……膜、１５……半円状フアイ
バ。
Figures 1 and 2 are explanatory diagrams showing the structure of a conventional branching element, Figure 3 is an explanatory diagram showing the basic structure of a coupler for single mode fiber, and Figure 4 is a process diagram showing the configuration of the branching element of this invention. It is a diagram. 11...Substrate, 12...Groove, 13...Clad fiber, 14...Membrane, 15...Semicircular fiber.
Claims (1)
固定し、このフアイバを含む基板上に膜を形成
してクラツドフアイバをモールドし、次いでエ
ツチングによつて断面が半円形状のフアイバを
有する基板としたのち、この基板２枚を接合し
てフアイバの形状を円形状とした構造よりなる
分岐素子。 (2) フアイバはSiO2にてクラツドされているこ
とを特徴とする実用新案登録請求範囲第１項記
載の分岐素子。 (3) フアイバは屈折率を下げる目的の硼素、フツ
素などのドーバントを添加したSiO2にてクラ
ツドされていることを特徴とする実用新案登録
請求の範囲第１項記載の分岐素子。[Claims for Utility Model Registration] (1) A clad fiber is fixed in the groove of a grooved substrate, a film is formed on the substrate containing the fiber, the clad fiber is molded, and then etched to have a semicircular cross section. A branch element having a structure in which a substrate having a fiber in the shape of a circular fiber is formed, and then two of the substrates are bonded to form a circular fiber. (2) The branching element according to claim 1 of the utility model registration, characterized in that the fiber is clad with SiO 2 . (3) The branching element according to claim 1 of the utility model registration, characterized in that the fiber is clad with SiO 2 doped with a dopant such as boron or fluorine for the purpose of lowering the refractive index.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1696583U JPS59123819U (en) | 1983-02-07 | 1983-02-07 | Branch element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1696583U JPS59123819U (en) | 1983-02-07 | 1983-02-07 | Branch element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59123819U JPS59123819U (en) | 1984-08-21 |
| JPS6139364Y2 true JPS6139364Y2 (en) | 1986-11-12 |
Family
ID=30148213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1696583U Granted JPS59123819U (en) | 1983-02-07 | 1983-02-07 | Branch element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59123819U (en) |
-
1983
- 1983-02-07 JP JP1696583U patent/JPS59123819U/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59123819U (en) | 1984-08-21 |
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