JPS62264010A - 光フアイバ分配装置 - 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、光ファイバ中を伝鬼する光信号を該光ファイ
バを切断することなく取出す光ファイバ分配装置に関し
、特に光ファイバを用いた通信網において連続する光フ
ァイバ線路と端末機器との結合に用いて好適なるもので
ある。

〈従来の技術〉 従来、光ファイバ通信網中に端末機器を配設し、該端末
機器で光ファイバを伝搬してきた光信号を受信したり或
いは光ファイバ中へ光信号を送出したりするには、一旦
光ファイバを直角に切断して該切断面に垂直に対向する
ように端末機器の受光器や光源を配設するという形式が
とられていた。例えば、第１４図に示すように、端局１
から連続して環状に布設された光ファイバ２により通信
網を形成し、この通信網中に多数の端末機器３を配設し
てそれぞれの端末機器３と端局ｌとの間で情報の授受を
行うシステムを考えると、各端末機Ｍ３では、第１５図
に示すように、光ファイバ２を切断して一方の切断面に
Ｏ／Ｅ変換！（受光器）４を接続すると共に他方の切断
面にＥ１０変換器（光源）５を接続するという構成とな
っている。そして、端末Ｆ！４Ｍ３と端局１との間での
情報の授受は、光ファイバ２中を伝搬してきた端局１か
らの光信号を０／Ｅ変換器４で受光して電気信号に変換
し、この電気信号をデータ処理装置６により処理して必
要な情報を抽出すると共にこの端末機器から端局１へ送
出する情報を付加した後、Ｅ１０変換留５により電気信
号を再び光信号に変換して光ファイバ２の他方の端面に
入射することにより行う。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上記した従来技術にあっては、通信システムとしての機
能は達成されるものの、実用に際して次のような問題点
があった。

すなわち、光ファイバ２を一旦切断して端末機＠ｓ３を
配設するため、この配設工事のための費用や工期を多く
必要とする。光ファイバを光源や受光器と結合させる場
合、一般的には、予め光源や受光器に接続されている光
ファイバ（ピグティル）と該光ファイバとを融着接続し
たり或いは光コネクタを用いて接続したりするが、これ
らの部品は比較的高価なものであると共に特殊工具や現
場での長時間に亘ろ加工時間を要するという不具合があ
る。更に、接続損失も無視できない程大さくなる場合も
多い。

また、端末機器３のデータ処理装置！６に端局１から送
られてくる信号を全て取込んで、これを再び光ファイバ
３中へ送出するという形式であるため、端末ａｌ器３に
は端局ｌに設置されるマスター装置と同程度の高級な性
能が要求される。このため、多数の端末機器３を配する
システム全体の経済性に問題がある。

本発明は上記従来の事情に鑑みなされたもので、光ファ
イバ通信網における上記問題点を合理的に解決する光フ
ァイバ分波装置を提供することを目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 本発明の光ファイバ分配装置は、局所的に曲げを与えら
れた光ファイバ心線と、該光ファイバ心線の曲げ部の少
なくとも外周に沿って設けられた反射面と、該光ファイ
バ心線の曲げ部から漏れ出て該反射面に沿って伝搬する
光を受光する受光器とを備えていることを特徴とする。

く作　　　用〉 光ファイバを切断することなく、光ファイバ心線に曲げ
を与えることにより該曲げ部から光ファイバ心線中を伝
搬する光信号の一部を外部へ取出し、該光信号を反射面
にて案内して受光器で受光する。

く実　施　例〉 まず、本発明の光ファイバ分配装置に係る主要原理を第
１図を参照して説明する。

光ファイバは本来光ビームを光ファイバ心線中心のコア
内に閉じ込めて伝１１１２すせるように設計されており
、光ファイバを真直に保持した状態では、光ビームの直
進性や可逆性から理解されるように、光ファイバ心線中
を伝搬する光ビームを外部に漏洩させることは著しく困
難である。一方、上記のような光ファイバであっても、
光ファイバ心線に曲げを与えるとこの曲げ部で光ビーム
の直進性により光ファイバ心線中を伝搬する光ビームの
一部を外部に放射させることができ、光ファイバを切断
することな（光ファイバ心線中と外部との間で光ビーム
の交換を行うことができる。

第１図は光ファイバ心線１０に曲げを与えることにより
この曲げ部から外部に光ビーム１１の一部１２が放射さ
れている状態を示している。光ファイバ心線１０に曲げ
を与えると、光ファイバ心Ｒ１０中を伝搬している光ビ
ーム１１は、光ビームの直進性により直進しようとする
要因と光ファイバ心線の導波路設計で定まるコアに光ビ
ームを閉じ込めようとする要因と複合の結果、一部の光
ビーム１２がこの曲げ部から光ファイバ心線ｌＯの外部
に放射される。このように外部に放射される放射光ビー
ム１２の比率は光ファイバ心線１０中のコアとクラッド
との構造や光ファイバ心線１０に与える曲げ半径に依存
し、一般にこの曲げ半径を小さくすると放射光ビーム１
２の比率は大きくなる。そして、放射光ビーム１２は光
ファイバ心線１０の曲げ部に沿って分布して発生し、通
常光ファイバ心線１０に施されているプラスチック被覆
を透過して外部に四散する。

上記原理に基づいて本発明の目的を達成する実施例を図
面を参照して説明する。

第２図は一実施例に係る光ファイバ分配装置の斜視図、
第３図はその断面図である。図示のように、光ファイバ
心１ｓ１０に局所的に曲げを与え、この曲げ部に沿って
光ファイバ心！ｓ１０を覆う円筒状のガイド１４を配設
しである。ここで、光ファイバ心ｓ１０は透過性のある
被覆を施したものであっても良い。

また、ガイド１４は放射光ビームの導波路を構成するた
めに該光ビームの波長に対して透過率の優れた透明な材
料から形成されており、例えばガラス材料を用いている
が、加工性や価格の点からプラスチックファイバに用い
られるＰＭＭＡ等といったプラスチック材料等を用いて
も良い。

そして、光ファイバ心線１０中を伝搬する光ビーム１１
の伝搬方向前方側に位置し且つ光ファイバ心！ａ１０の
曲げ部の外周側に位置するガイド１４の端面には受光器
である端末機器の０／Ｅ変換器１５を結合しである。

上記構成の光ファイバ分配装置によれば、光ファイバ心
線１０の曲げ部から外部へ放射された放射光ビーム１２
は、透明材からなるガイド１４内に取り込まれて臨界反
射を繰り返しながらガイド１４内を案内され、０／Ｅ変
換晋１５によって受光される。すなわち、曲げ部に沿っ
て分布して発生する放射光ビーム１２はガイド１４内に
取り込まれることによって集約され、Ｏ／Ｅ変換器１５
にて効率良く受光される。

ここで、上記した円筒状のガイド１４は第４図に示すよ
うに２分割部品１４ａ、１４ｂを組合せて構成しておけ
ば、一連続な光ファイバ心！Ｉａ１０にガイド１４を容
易に組付けることができる。また、ガイド１４は円筒状
である必要は必ずしもなく、第５図に示すように断面Ｕ
字形部品１４ｃとこれに組付けられる蓋状部品１４ｄと
から構成しても良い。また、放射光ビーム１２を取り込
むガイド１４は少なくとも光ファイバ心１ｊｌＯの曲げ
部の外周に設けられていれば良く、ガイド１４は第６図
及び第７図に示すように曲げ部の内周側に開口した形状
のものであっても良い。

また、上記実施例においてガイド１４の外周側表面に全
反射膜を設けておけば、ガイド１４の導波路としての機
能を向上することができ、より効率の良い受信を達成す
ることができる。また、光ファイバ心線１０の曲げ部に
おいて、光ファイバ心線１０とガイド１４の内周面とを
密着させずに配設した場合には、これら両者間に形成さ
れる隙間に光ファイバ心ｓ１０やガイド１４と同程度の
屈折率を有する物質（例えばマツチングオイル、接着剤
等）を充填しておけば、上記両者間の界面での不要な反
射を防止して受信効率を向上することができる。また、
０／Ｅ変換Ｍ１５の個数及び配設位置は上記実施例に限
定されるものではなく、ガイド１４の周囲に比較的自由
に設定することができ、例えば放射光ビーム１２の一部
は光ビーム１１の伝搬方向に対して後方側にも伝搬する
ことを考慮してガイド１４の両端面にそれぞれＯ／Ｅ変
換Ｎ１５を配設しても良い。

（実　験　例） 第２図及び第３図に示した光ファイバ分配装置を用いた
実験結果を説明する。使用した光ファイバ心１％１０は
コア径５０μｍ、クラツド径１２５μｍ１Δｎ　＝　１
％の標準的なグレーデッド形多モード光ファイバであり
、Ｕｖ硬化樹脂で被覆して外径を２５０μｍとしたもの
である。そして、こ９光ファイバ心＠ｉ。

に半径３−で半画面げを与え、その曲げ部の周囲を内径
０．４胴、外径０．９鵬の透明ウレタンチューブからな
るガイド１４で覆った。

上記の光ファイバ分配装置において、ＬＥＤによる波長
０．８５μｍの光ビーム１１を光ファイバ心！ｔｓ１０
に入射したところ、Ｏ／Ｅ変換？ｓ１５で受光した放射
光ビーム１２のエネルギーは光ファイバ心線中を伝搬し
ている光ビーム１１の約１５％であった。尚、この時の
曲げ部における全放射光ビーム１２のエネルギーは伝搬
光ビーム１１の約５０％であったので、Ｏ／Ｅ変換器１
５によって全放射光ビーム１２の約３０％を集光したこ
ととなる。

一方、ガイド１４を設けずに光ファイバ心線１０の曲げ
部外周側に０／Ｅ変換器を配設し、乙のＯ／Ｅ変換器に
て直接放射光ビーム１２を受光した場合の受光エネルギ
ーは伝搬光ビーム１１の約０．５％であったので、ガイ
ド１４の機能により受光エネルギーが約３０倍に高めら
れていることが判った。

第８図は本発明の他の一実施例に係る光ファイバ分自乙
装置を表す斜視図、第９図はその断面図である。図示の
ように、本実施例は、光ファイバ心線１０の曲げ部に沿
ってガイド１６を配設すると共に、このガイド１６の内
周側表面に反射膜１７を設けたものである。

ここで、ガイド１６は前述の実施例とは異なって放射光
ビーム１２を取り込むものではないので透明材である必
要はない。また、反射膜１７は反射膜テープの貼着やス
パッタリング等により形成されている。そして、本実施
例では、Ｏ／Ｅ変換器１５は光ファイバ心線１０と反射
膜１７との間に形成されている隙間に臨んで配設されて
いる。

上記構成の光ファイバ分配装置によれば、光ファイバ心
ｔｓ１０の曲げ部から外部へ放射された放射光ビーム１
２は、反射膜１７と光１ファイバ心！ｓ１０との間で反
射を繰り返しながらガイド１６に沿って案内され、Ｏ／
Ｅ変換器１５によって受光される。すなわち、曲げ部に
沿って分布して発生する放射光ビーム１２はガイド１６
に案内されることによって集約され、Ｏ／Ｅ変換器１５
にて効率良く受光されろ。

ここで、上記したガイド１６が円筒状である場合には第
１０図に示すように２分割部品１６ａ、１６ｂを組合せ
て構成しておけば、光ファイバ心Ｒ１０への組付けを容
易に行うことができる。また、このガイド１６も円筒状
である必要はなく、第１１図に示すように断面Ｕ字形部
品１６ｃとこれに組付ける蓋状部品１６ｄとから構成し
ても良い。また、反射膜１７が設けられるガイド１６は
少なくとも光ファイバ心１ｉｔｌＯの曲げ部の外周に設
けられていれば良く、ガイド１６は第１２図及び第１３
図に示すように曲げ部の内周側に開口した形状のもので
あっても良い。また、第１０図及び第１１図に示すよう
に、光ファイバ心線１０と反射膜１７との間に形成され
る隙間に光ファイバ心線１０と同程度の屈折率を有する
物質１８を充填しておけば、受信効率を向上することが
できる。また、Ｏ／Ｅ変換器１５の個数及び配設位置は
上記実施例に限定されるものではなく、ガイド１６の周
囲に比較的自由に設定することができ、例えば前述のよ
うにガイド１６の両端面部にそれぞれＯ／Ｅ変換Ｎ１５
を配設したり或いは反射膜１７に開孔を設けてそこから
Ｏ／Ｅ変換器１５を上記隙間に臨ませて配設したりして
も良い。また、ガイド１６を用いずに、反射膜１７を光
ファイバ心！ｓ１０の表面に直接設け、この反射膜１７
に設けた開孔からＯ／Ｅ変換器１５を臨ませて配設する
ようにしても、上記と同様に放射光ビーム１２をこの反
射膜１７で案内して効率良く受光することができる。

（実　験　例） 第８図及び第９図に示した光ファイバ分配装置を用いた
実験結果を説明する。使用した光ファイバ心線１０は前
述した実験例と同一寸法、同一構造のものであり、この
光ファイバ心９１０に半径４ｍｍで半周向げを与えて曲
げ部を形成した。そして、この曲げ部の周囲を内周面に
クロムメッキ（反射膜１７）を施した内径１．０　ｍｍ
の金属チューブ（ガイド１６）で覆い、このチューブ内
にシリコンオイル（物質１８）を充填した。

上記光ファイバ分配装置において、ＬＥＤによる波長０
．８５μｍの光ビーム１１を光ファイバ心線１０に入射
したところ、Ｏ／Ｅ変換器１５で受光した放射光ビーム
１２のエネルギーは光ファイバ心線中を伝搬している光
ビーム１１の約５％であった。尚、この時の曲げ部にお
ける全放射光ビーム１２のエネルギーは伝搬光ビーム１
１の約２０％であったので、Ｏ／Ｅ変換Ｗ１５によって
全放射光ビーム１２の約２５％を集光したこととなる。

一方、反射膜１７及びガイド１６を設けずに　　　□光
ファイバ心ｔｉｌ１１１０の曲げ部外周側にＯ／Ｅ変換
益を配設し、とのＯ／Ｅ変換器にて直接放射光ビーム１
２を受光した場合の受光エネルギーは伝搬光ビーム１１
の約０．５％であったので、反射膜１７及びシリコンオ
イルの機能により受光エネルギーが約２５倍に高められ
ていることが判る。

〈発明の効果〉 本発明の光ファイバ分配装置によれば、光ファイバ心線
を切断することなく伝搬光ビームの一部を取出して、こ
れを効率良（受光することができる。従って、光ファイ
バ通信網において、高価な部品や特殊な工具を用いるこ
となく端末機器を配設することができると共に、端局か
ら送られてくる信号の一部を取出すという形式となるた
め端末機器を比較的低級なものとしてシステム全体の経
済性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の主要原理を説明するための概念図、第
２図は本発明の一実施例に係る光ファイバ分配装置の斜
視図、第３図はその断面図、第４図〜第７図はそれぞれ
ガイドの異なる態様を表す断面図、第８図は本発明の他
の一実施例に係る光ファイバ分配装置の斜視図、第９図
はその断面図、第１０図〜第１３図はそれぞれガイドの
異なる態様を表す断面図、第１４図は光ファイバ通信網
を表す概念図、第１５図は従来における光ファイバと端
末機器との結合構造を表す概念図である。 図面中、 １０は光ファイバ心線、１１は伝搬光ビーム、１２は放
射光ビーム、　　１４，１６はガイド、１５はＯ／Ｅ変
換器、　１７は反射膜である。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）局所的に曲げを与えられた光ファイバ心線と、該
   光ファイバ心線の曲げ部の少なくとも外周に沿って設け
   られた反射面と、該光ファイバ心線の曲げ部から漏れ出
   て該反射面に沿って伝搬する光を受光する受光器とを備
   えていることを特徴とする光ファイバ分配装置。
2. （２）反射面を、光ファイバ心線の曲げ部の少なくとも
   外周面に直接設けた反射膜により、形成したことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の光ファイバ分配装置
   。
3. （３）反射面を、光ファイバ心線の曲げ部の少なくとも
   外周に沿ってガイドを設けると共に該ガイドの内周面に
   反射膜を設けることにより、形成したことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の光ファイバ分配装置。
4. （４）反射面を、光ファイバ心線の曲げ部の少なくとも
   外周に沿って透明材からなるガイドを設け該ガイドの外
   周面における臨界反射により、構成したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の光ファイバ分配装置。
5. （５）ガイドの外周面に反射膜を設けたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第４項記載の光ファイバ分配装置。
6. （６）ガイドと光ファイバ心線の曲げ部との間に光ファ
   イバ心線と同程度の屈折率を有する物質を充填したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第３項又は第４項又は第５
   項記載の光ファイバ分配装置。
7. （７）ガイドは光ファイバ心線を囲む円筒状に形成され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第３項〜第６項
   のいずれか１項に記載の光ファイバ分配装置。