JPS6222127B2

JPS6222127B2 -

Info

Publication number: JPS6222127B2
Application number: JP56110557A
Authority: JP
Inventors: Gyu Kashima; Takao Shioda; Kazuo Sanada
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1981-07-14
Filing date: 1981-07-14
Publication date: 1987-05-15
Also published as: JPS5811917A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の利用分野］本発明は、波長多重に用いる光合波器、ならび
に１本の光フアイバから同じ信号を多数に分岐す
る光分配器の両方に使う円形カプラの製造方法に
関するものである。

本発明は、次に述べる、円すい形のシンプル構
造であり、挿入損失ならびに分配比偏差の少ない
合波・分配器を提供するものである。

［製造しようとする合波・分配器の構成］「第１、第２図」において、１０は合波・分配
器の全体で、ほぼ円すい形のガラスからなる。

内部には高屈折率ガラス（たとえばGeCl₄ドー
プの石英）からなるコア部１２と、それよりも低
屈折率のガラス（たとえば石英）からなるクラツ
ド部１４、ならびに内側クラツド部１６の三つの
層がある。

その細い側１０２は、中心部に一定太さのコア
部１２が適当長さだけ続いて存在し、かつその外
側に一定厚さのクラツド部１４の存在する同軸の
２層構造である。「第１図」にその端面と屈折率
分布とを併記した。

また、細い側１０２から先（第１図で右）の部
分においては、クラツド部１４とコア部１２とは
次第に外形が大きくなるとともに、コア部１２内
には内側クラツド部１６が存在する。

そして太い側１０４の端部においては、中心部
が内側クラツド部１６で、その外側がコア部１２
の層で、さらにその外側がクラツド部１４という
３層構造になつている。「第１図」にその端面と
屈折率分布とを併記した。

内側クラツド部１６は完全な円すい形で、細い
側１０２に向うにつれて徐々に縮径し、途中で消
滅する。

コア部１２もまた、その軸と直角な断面につい
ていえば、太い側１０４の端面においては大きな
リング状であるが、細い側１０２に向うにつれて
その内径が縮小して、ついにゼロになる。

細い側１０２は、１本の光フアイバ２０と結合
する。

したがつてそれらの外径が等しく、コア部１２
と、光フアイバ２０のコア２２とが同径になるよ
うにされている。

また太い側１０４は、多数本の光フアイバ２０
と結合する。

これらの光フアイバ２０は、円柱状の中心部材
３０（たとえば石英製）の側面上に配置される。

またそのとき、それらのコア２２と、上記合
波・分配器１０の太い側１０４の端面におけるコ
ア部１２とが、互いに対応する位置関係に置かれ
るようにされる。

そして、その上からスリーブ３２（たとえば石
英製）で押えられかつ固定される。スリーブ３２
の外径は上記太い側１０４の外径と等しくなるよ
うにする。

寸法例を示すと：その長さは30mm、細い側１０
２は外径125μｍコア部径50μｍ、太い側１０４
は外径900μｍ、コア部１２は内径200μｍで幅が
50μｍである。

［その使用方法］使用するときは、「第２図」のように、二つ割
れの補強スリーブ４０で押えて固定する。

［その性能］上記構造の円すい形のカプラは、次のような、
すぐれた性能を持つ。

(1) 合波器としては、グレーデイング等の複雑な
装置を必要とせず、挿入損失もテーパ部を長く
することにより低くすることができる。

(2) 分配器としては、挿入損失が小さく、分配比
偏差も少ない。

(3) 合波の場合、テーパ部ではクラツドモードが
存在するが、細い側１０２においては、一定太
さのコア部１２と一定厚さのクラツド部１４と
からなる部分が適当長さだけ続くので、その部
分を通過するうちに定常なモードに変り、その
ために挿入損失が小さくなる。また、分配のと
きも、入射した光が、上記のコア部１２とクラ
ツド部１４の太さが一定な部分で定常モードに
なつた後、テーパ部分で分配されるようになる
ので、損失が少なく、かつ均一に分配されるよ
うになる。

［従来技術とその問題点］上記のような円すい形でないが、円筒形のもの
として、「第７、第８図」に示すようなものが発
表されている（昭和56年度電子通信学会全国大会
講演集コア2251）。

このような構造のスターカプラを製造すると
き、内付けCVDによつてコア部１２の層を形成
し、その内側に内側クラツド部１６になるガラス
棒を挿入し、コラツプスして母材を作り、それを
加熱、延伸するということが、容易に考えられ
る。

しかし、その方法をそのまま上記第１図のよう
な円すい形のものの製造に用いることはできな
い。

その理由は、次のとおりである。

(1) クラツド部１４の元になる石英管１４０はラ
ツパ形であるから、その中心軸と平行にバーナ
をトラバースさせても、内面に均一なガラスの
層を形成することができない。

また、バーナをの石英管１４０の傾斜する母
線と平行に移動させようとすると、従来のガラ
ス旋盤をそのまま使用することができず、改造
しなければならない。

(2) 中心軸と直角な断面の形状が一定でなく、場
所により異なるから、単に母材を延伸するだけ
では、ラツパ形のものを作ることができない。

［問題を解決するための手段］「第３〜６図」のように、 (1) ラツパ形の石英管１４０を中心軸の回りに回
転させておいて、一箇所に固定したバーナ５０
によつて加熱して、その下流側にガラス微粉末
の層を生成し、かつそれをガラス化してガラス
膜１２２を形成し、 (2) 円すい形の先端部１６２を有する石英棒１６
０を前記石英管１４０内に挿入し、コラツプス
して一体化し、 (3) その一体化したものの内の、石英棒１６０の
先端１６４を含む所定の部分Ａを加熱延伸する
という方法をとることにより、上記の問題を解
決したものである。

［その詳しい説明］（第３〜６図） (1) 「第３図」のようなラツパ形の石英管１４０
を用意する。これは上記クラツド部１４の元に
なる。その一方の端部は細い円筒１４２、他方
の端部は太い円筒１４４で、その中間が円すい
部分１４６である。

これを小型旋盤にかけて回転する。

(2) 太い円筒１４４の方から原料ガス１２０（た
とえばSiCl₄＋GeCl₄＋O₂）を管内に流し込む。

バーナ５０は、一箇所、たとえば円すい部分
１４６の太い端に固定して置き、それで加熱し
てガラスたい積物を生成させる。

バーナ５０の下流側にガラス微紛末の層が生
成するので、ときどき（たとえば１分おきくら
いに）原料ガスを止め、バーナ５０を移動して
加熱し、ガラス化する。

このようにして、ガラス膜１２２を形成す
る。

これは上記コア部１２の元になる。

(3) 先端部１６２が円すい形の石英棒１６０を、
石英管１４０内に挿入する（第４図）。

これは上記内側クラツド部１６の元になる。
これには、生成したガラス膜１２２との間にわ
ずかなすき間しかできないような大きさ・形状
のものを用いる。

(4) コラツプスして「第５図」のようにする。

(5) 「第５図」のＡの部分（内容は次に述べる）
を加熱し、引き延すと、「第６図」の合波・分
配器１０ができる。

なお上記Ａ歩分は、石英棒１６０の先端１６
４を、その細い方の端に寄つた所に含み、かつ
その円すい台形の体積が、作ろうとする合波・
分配器１０と等しくなるように計算して決め
る。

［実施例］石英管１４０として、細い円筒１４２の部分
が、外径1.07mm、内径0.56mm、太い円筒１４４の
部分が外径7.3mm、内径2.7mm、全体の長さが20mm
のものを使用。

それを小型旋盤で回転させ、原料ガスとして、
毎分SiCl₄1c.c.，GeCl₄0.1c.c.，O₂5c.c.、を送り込
み、ブタンガス使用のマイクロトーチにより加
熱。

原料を１分間流して止め、トーチを動かして微
紛末をガラス化する操作を10回くり返して、厚さ
0.34mmのガラス膜１２２を沈積。

その中に、直径16mm、円すい形の先端部１６２
の長さが15mmの石英棒１６０を挿入してコラツプ
スした。

それから、長さ５mmのＡ部分を加熱、引き延し
て、合波・分配器１０を作つた。

その長さは30mm、細い側１０２は外径125μ
ｍ、コア部径50μｍ、太い側１０４は外径900μ
ｍ、コア部１２は内径200μｍで幅が50μｍ。

上記のものを使い、１％グレデツド形フアイバ
６本からの、0.82〜0.95μｍの間の６波の光を合
波して１本のフアイバに入力したところ、挿入損
失は2.3dBであつた。

なおこのとき使つたスリーブ３２（第１、第２
図）は外径900μｍ、内径376mm、長さ５mm。補強
スリーブ４０は幅４mm、長さ40mm、片方の厚さ２
mm。

また上記と同じ部品を用い、１本から６本のフ
アイバに分配した。その挿入損失は1.8dB、分配
フアイバ間の損失偏差は1dB以下であつた。

［発明の効果］ (1) バーナ５０を一箇所に固定しておいてガラス
微紛末を生成するので、従来のガラス旋盤をそ
のまま使用することができる。

(2) 母材の全体を延伸するのではなく、必要な一
部分だけを延伸するので、軸と直角な断面形状
が一定でない円すい形の円形光合波・分配器を
製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により製造しようとする円形光
合波・分配器の縦断立面図に両端面図と屈折率分
布とを併記した説明図、第２図はその使用状況の
説明図、第３図、第４図、第５図、第６図は、本
発明の製造工程を順に示す説明図、第７図は従来
のスターカプラの説明図で、第８図はその使用状
態の説明図。１０：合波・分配器、１２：コア部、１４：ク
ラツド部、１６：内側クラツド部、２０：光フア
イバ、２２：コア、３０：中心部材、３２：スリ
ーブ、４０：補強スリーブ、５０：バーナ、１０
２：細い側、１０４：太い側、１２０：原料ガ
ス、１２２：ガラス膜、１４０：石英管、１４
２：細い円筒、１４４：太い円筒、１４６：円す
い部分、１６０：石英棒、１６２：先端部、１６
４：先端。

Claims

【特許請求の範囲】１ラツパ形の石英管を中心軸の回りに回転させ
ておいて、太い円筒の方から原料ガスを流しこ
み、太い円筒寄りの一箇所に固定したバーナによ
つて加熱して、その下流側にガラス微粉末の層を
生成するとともに、間欠的に原料ガスを止めて、
前記ガラス微粉末の層をバーナによつて加熱する
ことによりガラス化してガラス膜を形成し、円すい形の先端部を有する石英棒を前記石英管
内に挿入し、コラツプスして一体化し、その一体化したものの内の、石英棒の先端を含
む所定の部分を加熱延伸することを特徴とする、
円形光合波・分配器の製造方法。