JPS62264011A - 光フアイバ結合装置 - 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、光ファイバを切断することなく該光ファイバ
中に光信号を送出する光ファイバ結合装置に関し、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ａ１ｍ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１６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１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＠ｓ３では、第１
７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Ｍ（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、端末機器３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ｆ６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変換器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の処方の端面
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ｔ
ａｎ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器３を配
設するため、と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（ピグテイル）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
での長時間に亘る加工時間を要す・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きくなる場きも
多い。

また、端末機器３のデータ処理装置６に端局ｌから送ら
れて（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、端末機器３（ζは
端局１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［ｉ３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（ζＭ決する光
ファイバ結合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結合装置は、光ファイバ心線の軸線
にほぼ沿った方向から光を照射する光源を設けると共に
、前記光ファイバ心線の表面で反射された前記光源から
の光を再度該光ファイバ心線側へ反射させる反射面を当
該光ファイバ心線の表面に沿って設けたことを特徴とす
る。

く作　　　用〉 光ファイバを切断することな（、光ファイバ心線の軸線
にほぼ沿った方向から光を照射して該光ファイバ心線中
に光信号を注入する。

更に、この注入に際して、光ファイバ心線の表面にて反
射された光信号を反射面にて反射・させ、再度光ファイ
バ心線を照射して注入効率を高める。

く実　施　例〉 まず、本発明の光ファイバ結合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
内に閉じ込めて伝搬さ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、光ファイバ心線中に外部
から光ビームを注入す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、例えば、光ファ
イバ心線に曲げを与えることによりこの曲げ部から光ビ
ームを注入して光ファイバ心線中を伝搬させることがで
き、光ファイバを切断することなく光ファイバ心線と外
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：＄１０に曲げを与えることにより、こ
の曲げ部において外部から光ビーム１２が注入されてい
る状態を示している。光ファイバ心！ｌ！１Ｇに曲ケを
与え、その曲げ部において接線方向から光ファイバ心１
ｔｓ１０の軸心に一致するよう光ビーム１２を照射する
と、この光ビーム１２は光ファイバ心！ｔｓ１０に施さ
れているプラスチック被覆やクラッドを透過してコアに
達し、光ビームの直進性によってコアに沿って伝搬する
光ビーム１１に転化する。このように外部から光ファイ
バ心線ｌｏ中に注入される光ビーム１２の注入効率は光
ファイバ心線１゜の構造に依存するが、上記のように光
ファイバ心４＄１０に曲げを与えずとも、光ファイバ心
！ｓ１０の軸線にほぼ沿った方向（軸線に対して平行若
しくは微小角度をもった方向）から光ビーム１２を照射
することによってもこの光ビーム１２を光ファイバ心、
＄１０中に注入することができる。

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結合装置の斜視図、
第３図はその断面図である。図示のように、光ファイバ
心！１ｌｉ１０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＠１ｏ＠覆う円筒状のガイド１４を配
設しである。ここで、光ファイバ心線１０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は光ファイバ心！ｔｓ１０に注入する
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
の伝搬方向後方側に位置し且つ光ファイバ心線１０の曲
げ部の外周側に位置するガイド１４の部位には光源であ
る端末機語のＥ１０変換器１５（例えばＬＥＤ等）を設
けてあり、このＥ１０変換器１５は光ファイバ心線１０
の曲げ部の軸心に向けてその接線方向から光ビーム１２
を照射する。

上記構成の光ファイバ結合装買によれば、光ファイバ心
線ｌＯの曲げ部において、Ｅ１０変換器１５からの光ビ
ーム１２は光ファイバ心ＩＪ１１０のコア内に注入され
、この光ビーム１２は光ファイバ心ｆｉｌｏ中を伝搬す
る光ビーム１１に転化する。ここで、上記の注入に際し
て光ファイバ心１ｓ１０の表面で反射された一部の光ビ
ーム１２は、−塩ガイド１４内に取り込まれてガイド１
４の外周面の臨界反射により再び光ファイバ心ｓｌｏ側
へ案内され、この光ファイバ心ｓｌｏ中へ注入される。

尚、光ファイバ心！ｌ５１０の表面で反射された光ビー
ム１２の一部は、ガイド１４内に取り込まれることなく
ガイド１４の内周面で反射されて、光ファイバ心ｗａｌ
ｏ中に注入される。

このように、光ファイバ心線１ｏの表面で反射され゛て
しまう光ビーム１２も、ガイド１４により案内して光フ
ァイバ心４４１１０中に注入することができるため、高
い注入効率が達成される。

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１４ｍ、１４ｂを組合せて構成しておけ
ば、一連続な光ファイバ心線１０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、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１３１１０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、より効率の良い注入を達成す
ることができる。また、光ファイバ心！ｓ１０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線１０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
反射を防止して注入効率を向上することができる。また
、Ｅ１０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１４の周囲に比較的自
由に設定することができる。

第８図は本発明の他の一実施例に係る光ファイバ結合装
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＆ｊｌ　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、Ｅ１０変換器１５は光ファイバ心ｓ１０と反射膜１
７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結合装置によれば、光ファイバ心
線１０の曲げ部において軸心に向けてその接線方向から
照射されたＥ１０変換器１５からの光ビーム１２は、前
記実施例と同様に光ファイバ心線１０中に注入されて光
ビーム１１に転化する。そして、この注入に際して光フ
ァイバ心線１０の表面で反射された一部の光ビーム１２
は、反射膜１７で反射されて再び光ファイバ心線１０側
へ案内され、光ファイバ心＃１１１１０中へ注入されろ
。すなわち、高効率にて光ビーム１２を光ファイバ心線
１０中に注入することができる。

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、光ファイバ心線１０への組付けを容
易に行うことができろ。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！ｓ１０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＃Ｊ１０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、Ｅ１０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る。また、ガイ
ド１６を用いずに、反射膜１７を光ファイバ心線１０の
表面に直接設け、この反射膜１７に設けた開孔からＥ１
０変換器１５を臨ませて配設するようにしても、上記と
同様に光ビーム１２をこの反射膜１７で案内して効率良
く注入することができる。

第１４図は本発明の更に他の一実施例に係る光ファイバ
結合装置を表す断面図である。

図示のように、本実施例は、円弧部を有するホルダ１９
により曲げが与えられた光ファイバ心ｌ１ＩＩＩＯをガ
ラスケース２０内に納め、このケース２０内に光ファイ
バ心線１０の被覆やクラッドと同程度の屈折率を有する
物質１８を充填したものであり、Ｅ１０変換襞１５はケ
ース２０に取付けられて光ファイバ心線１０の曲げ部に
接線方向から光ビーム１２を照射する。

上記構成の光ファイバ結合装置によっても、光ファイバ
心線１０の曲げ部において軸心に向けてその接線方向か
ら照射されたＥ１０変換器１５からの光ビーム１２は、
前記実施例と同様に光ファイバ心！ｓ１０中に注入され
て光ビーム１１に転化する。尚、ガラスケース２０を薄
形にして側面に反射膜を設けたり或いはケース２０の側
面を物質１８より屈折率を小さく設定して臨界反射し得
るようにし、ケース２０の側面に当った光ビーム１２も
光ファイバ心！ｆｓ１０に当るようにすれば高い注入効
率を達成することができるが、場合によってはこのよう
な反射構造を用いずとも十分な機能を満足させろことが
できろ。また、物質１８は液体であっても良いが、例え
ば熱、紫外線、添加剤等により硬化する材質を用いれば
光ファイバ心、％１１１０を物質１８に浸した状態で強
固に保持することができ、装置の耐ｔ！ｉＪｍ性を向上
させることができる。

（実　験例） 第１４図に示した光ファイバ結合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！ｓ１０はコア径５
０μｍ１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、この光ファ
イバ心線１０を外径１２ｍの円弧部を有するホルダ１９
により曲げを与えてガラスケース２０内に納めた。そし
て、ガラスケース２０内には物質１８として紫外線硬化
樹脂を充填し、Ｅ１０変換器１５としてのＬＥＤからの
光ビーム１２をロッドレンズを用いて光ファイバ心線１
０の曲げ部に集光するようにした。このような条件の下
で、ＬＥＤ　１５を点灯させて光ビーム１２を照射した
ところ、−３０ｄＢｍのパワーをもって光ファイバ心線
１０　中に注入することができた。

第１５図は本発明の更に他の一実施例に係る光ファイバ
結合装置を表す断面図である。

図示のように、本実施例では、光ファイバ心線１０に曲
げを与えることなく、該光ファイバ心線１０の直線部の
外周を円筒状のガイド１６で囲い、このガイド１６の内
周面に反射膜１７を設けたものである。そして、Ｅ１０
変換器１５は光ファイバ心＃１１０の軸線に対して微小
角度をもって軸心に向は光ビーム１２を照射するよう設
定されている。

上記構成の光ファイバ結合装置によれば、光ファイバ心
！ｌ５１０の軸線にほぼ沿った方向から照射された光ビ
ーム１２はこの光ファイバ心線１０中に注入されて光ビ
ーム１１に転化する。そして、この注入に際して光ファ
イバ心′！ｓ１０の表面で反射された一部の光ビーム１
２は、反射膜１７で反射されて再び光ファイバ心線側へ
案内され、光ファイバ心線１０中に注入される。

尚、上記のように光ファイバ心ｆｉｌＯに曲げを与えな
い態様においても、前述したように、透明なガイド１４
を用いたり、物質１８を充填したりすることができる。

〈発明の効果〉 本発明の光ファイバ結合装置によれば、光ファイバ心線
を切断することな（この光ファイバ心線中に効率良く光
ビームを注入することができろ。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。更に、端局から送
られてくる信号を取出さずとも光ファイバ心線中に信号
を送出できろため、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結合装置の斜
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結合装置の斜視図、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図は本発明の更に他の
一実施例に係る光ファイバ結合装置の断面図、第１５図
は本発明の更に他の一実施例に係る光ファイバ結合装置
の断面図、第１６図は光ファイバ通信網を表す概念図、
第１７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４９Ｉ） １４．１６はガイド、 １５はＥ１０変換器、 １７は反射膜である。 特　　許　　出　　願　　人 住友電気工業株式会社 代　　　　理　　　　人

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ファイバ心線の軸線にほぼ沿った方向から光を
   照射する光源を設けると共に、前記光ファイバ心線の表
   面で反射された前記光源からの光を再度該光ファイバ心
   線側へ反射させる反射面を当該光ファイバ心線の表面に
   沿って設けたことを特徴とする光ファイバ結合装置。
2. （２）光ファイバ心線は局所的に曲げを与えられ、光源
   は該光ファイバ心線の曲げ部に接線方向から光を照射し
   、反射面は該光ファイバ心線の曲げ部の少なくとも外周
   に沿って設けられている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結合装置。
3. （３）反射面を、光ファイバ心線の表面に直接設けた反
   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項又は第２項記載の光ファイバ結合装置。
4. （４）反射面を、光ファイバ心線の表面に沿ってガイド
   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
   項又は第２項記載の光ファイバ結合装置。
5. （５）反射面を、光ファイバ心線の表面に沿って透明材
   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項又は第２項記載の光ファイバ結合装置。
6. （６）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５項記載の光ファイバ結合装置。
7. （７）ガイドと光ファイバ心線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４項又は第５項又は第６項記載の
   光ファイバ結合装置。
8. （８）反射面は、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１項〜第７
   項のいずれかに記載の光ファイバ結合装置。