JPS62272212A - 単一モ−ド光フアイバ用の結合装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は、偏光を維持するタイプの単一モード光ファイ
バにレーザビームを入力結合するための結合装置に関す
る。

従来の技術 この特殊なタイプの光ファイバは、例えば干渉計とその
供給のために利用されるレーザ発生器との間のフレキシ
ブルな結合を行うために必要とされる。この種の用途の
ためＫは、規定されない偏光状態を有する有害光を排除
することが著しく重要である。それというのも、この有
害光は測定信号のコントラストを低下させるだけでなく
、光軸に沿った後方散乱が生じると、その周波数が長さ
測定技術において１０″″フに安定に保持されるべきレ
ーザ発生器の制御装置が影響を受けるからである。

ヨーロッパ特許第００３１２７４号明細書から、サニヤ
ックＩＩ（Ｓａｇｎａｃｔｙｐ　）のリング干渉計にお
いて、レーザビームが人力結合される単一モードファイ
バの端部を傾斜させることが公知である。該明細書には
、それ以上の結合位置の形成に関しては全く記載されて
いない。

西独国特許第２７２３９７２号明細書から、単一そ−ド
ファイバ用の結合素子が公知であシ、該素子は透明なキ
ャピラリを有する。しかしこの場合には、ファイバが偏
心的に内部に接着されたキャピラリは専ら保持素子とし
て役立つにすぎない。該明細書には、結合率及び散乱光
不在性に関する記載は見い出せない。

西独国特許出願公開第３４３１９９６号明細書には、そ
の端部が傾斜せしめられかつ透明なホルダに嵌合された
光ファイバの形のセンナが記載されている。しかしなが
ら、この場合のファイバ及びホルダの端面は、コアの外
側（当る光を干渉信号を得るのに利用するために、コア
横断面を除き鏡面化されている。このファイバは偏光を
維持するタイプの単一モードファイバではなく、従って
干渉針の供給のためには不適当であるという事実を別に
しても、端面の鏡面化によす比較的高い散乱光レベルが
生じる。

発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は、冒頭に記載した形式の、レーザビーム
を光ファイバに人力結合する結合装置を、できるだけ高
い結合効率で有害な散乱光、特に光軸での後方散乱が許
容される程度に回避されるように構成することであった
。

問題点を解決するための手段 前記課題は、冒頭に記載した形式の結合装置において、
ファイバ端部が透明な午ヤビラリ内に嵌合されかつ傾斜
せしめられており、かつキャピラリが光吸収性材料から
成る被覆によって包囲されていることによシ解決される
。

発明の作用及び効果 前記解決手段によれは、コアの傍の、例えばファイバク
ラッド又はキャピラリに入射する光は反射せずにキャピ
ラリの外周部まで達し、該外周部は光トラップとして作
用しかつほとんど全ての有害光線を吸収する。反射防止
加工されているにもかかわらずファイバに入射する前に
反射する光は端面が傾斜していることにょ多光軸から排
除される。反射面の散乱光強度はその反射能に比例する
ので、ファイバが直接金属に嵌合されているか又はファ
イバの周囲の端面領域が鏡面化された公知技術水準に比
較して、明らかな散乱光の減少が惹起される。従って、
前記手段と共働して、結合位置に入力する光出力の１０
−４の光軸方向での有害光線抑制を達成することができ
る。それによシ、周波数の安定化された２モード型レー
ザの制御が妨害さｎない。

光吸収性被覆としては、有利に外側が粗面化されたキャ
ピラリをその金属スリーブ内に接着する不透明な接着剤
を利用することができる。

光フアイバ自体は、キャピラリの黒色化した外面に対す
るファイバクラッドからの有害光の妨害の無い透過を保
経するために、保護被覆を取除いて屈折率がファイバ材
料に合せられた接着剤を用いてキャピラリ内に接着する
のが有利である。

更に、光導波体の端面を反射防止加工するために反射防
止層が施された石英又はガラス板をファイバもしくはキ
ャピラリの端面に、好ましくは屈折率を合せた接着剤の
端面に接着するのが有利である。この手段はファイバの
端面に反射防止を直接的に施すニジも実施が簡単である
。

実施例 次に図示の実施例につき本発明の詳細な説明する。

偏光を維持するタイプの光ファイバ１０の端部５が収容
された、第１図に示された調整保持装置は、ケーシング
１と、該ケーシング内でケーシング１の上端部のねじ２
及び下端部のねじ７で位ｔ！！：ｆ％整可能な挿入部材
４とから成る。挿入部材４は一方端に半割法の形を有す
る。この半割法はばね８によってリング３に圧着され、
そのナングの位置はねじ２ｔ−介してファイバ軸線に対
して横方向で調整することができる。その際、はね８は
リング３の下側で支持されかつ部材４の囲シに取付けら
れた締付は可能なナラ）６に押付けられる。

挿入部材４０角度位置は、ケーシング１の下端に設けら
れた側面からナツト６に圧着する調整ねじ７を介してｇ
４整される。この調整の際には、その旋回点がファイバ
端面上にある半割法として部材４が形成されていること
に基づき、ファイバ端部は固定位置を保つ。

更に、挿入部材４はファイバの長手方向軸線を中心に回
動可能である、従ってファイバの優先方向を入力結合す
べきレーザビームの偏光方向く合せることができる。回
動位置を調整した後に、挿入部材４のねじ山にナツト６
を締付けるねじ９を締付けるととくよシ挿入部材４を固
定する。

調整保持装置１は、その機械的構造についてはここに詳
説しない、レーザ発生器のケーシングに設けられ九ゾシ
ュに接続される。装置側では、光ファイバの端部５の前
方に第４図に図示された光学系が接続されている。この
光学系は、レーザビームの直径Ｄ１をＤ２に拡大する２
つのレンズＬ１及びＬ２と、拡大されたレーザビームを
光ファイバのコアの端面に焦点を合せる第６のレンズＬ
３とから成る。これらの両者のレンズＬ１及びＬ２の焦
点距離Ｆ１及びＦ２の比によって規定される拡大は、そ
れでもって焦点が合されるレーザスポットの大きさをコ
ア１１の直径に合せるために必要である。

レンズＬ１とＬ２との間には、反射防止加工された平面
ガラス板Ｇが配置されており、該ガラス板は矢印によっ
て示されているように光軸Ｏに対して垂直な２つの方向
で傾到させることができる。この板Ｇは、結合位置に焦
点が合わされたレーザスポットを正確に光ファイバのコ
アの端面に配向するために調整部材として役立つ。ファ
イバ端部に対する焦点を軸方向で調整するために、レン
ズＬ２は光軸に沿って可動である。

結合位置として構成された光ファイバの端部５は、第２
図に詳細に示された構造を有する。

保護スリーブを取外した後に露出する、高い屈折率を有
するコア１１と、低い屈折率を有するクラッド１２とか
ら成る単一ファイバは、屈折率がファイバクラッド１２
のそれに等しい透明な接着剤１３を使用してガラスキャ
ピラリ１４内に挿入されている。また、接着剤１３の屈
折率はＮ″：１５０でクララｒ１２又はキャピラリ１４
の屈折率に合せられている。

キャピラリ１４は外面が粗面化されかつその側で黒色化
された接着剤１５を使用して金属スリーブ１６内に嵌合
されている。

更に、ファイバ１１，１２、キャピラリ１４及びスリー
ブ１６から成る結合位＆５の端面側に１反射防止加工さ
れたガラス板１７が接着されており、該ガラス板１７は
ファイバ１１．１２の端面だけでなく、またファイバに
引続いた、中ヤピラリ１４の端面の一部分を越えて延び
ている。この接着位置のためにも、１３で示された、フ
ァイバ／キャピラリ結合の丸めに既に使用された、溶剤
不含の接着剤を使用することができる。接着剤は、結合
位置の端面側を加工する際に生じる高低差を補償するた
めにも役立つ。

前記手段を用いると、端面側でファイバコア１１の外に
、例えはファイバクララ１２又は完全にキャピラリ１４
内に入射する光を、反射させることなく、接着剤層１３
を透過させかつキャピラリを透過してその粗面化された
外面に到達させかつそれに引続いた、黒色化された接着
剤層１５で吸収させることができる。従って、コアのそ
はでファイバに入力結合された光は散乱光強度に関与し
ない。

既に反射防止加工された板１７の表面で残留反射が生じ
る限シ、端面の傾斜にニジ、この有害光線は光軸でなく
、ファイバコア１１に入射する光線の開口角度ηの外部
に後方散乱されることが達成させる。このために第３図
に縮尺とおシ示されているように、ファイバ端面側の面
法線Ｎはファイバ１１．１２の長手方向軸線入に対して
角度βで傾斜している、これについては式： が当嵌り、上記式中ｎｋ＝ファイバコアの屈折率である
。り及びｎｋに関する通常の値の基礎としては、傾斜角
度βは約１０である。

更に、レーザｔ−ムをファイバ１１／１２に入力結合す
る系Ｌ　１　／　Ｌ　２　／　Ｌ　３の光軸０は、ファ
イバ軸Ａに対して角度αだけ傾倒される、このためには
以下の式が成シ立つ： ｓｉｎα＝５１ｎη（１−六） その際、光軸上の中心ビームはファイバコア１１に入射
した後の屈折に基づきファイバの長手方向軸線Ａの方向
に延び、一方開口角度ηで入射する周辺光線は内部全反
射のための限界角度γで７フイバコア１１内を誘導され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は単一モードファイバの、結合位置として構成さ
れた端部が嵌合された全体的調整保持装置の断面図、第
２図は第１図からの結合位置自体の拡大詳細図、第３図
は第２図からのファイバコアに入力結合する際のビーム
幾何学を説明するための原理図及び第４図は結合位置の
前方の装置側に配置された光学系の原理図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、偏光を維持するタイプの単一モード光ファイバ（１
   １、１２）にレーザビームを入力結合する結合装置にお
   いて、ファイバ端部が透明なキャピラリ（１４）内に嵌
   合されかつ傾斜せしめられており、かつキャピラリ（１
   ４）が光吸収性材料（１５）から成る被覆によって包囲
   されていることを特徴とする、単一モード光ファイバ用
   の結合装置。 ２、ファイバ（１１、１２）の端面が全てかつファイバ
   （１１、１２）に引続く領域の少なくとも一部分内のキ
   ャピラリ（１４）の端面が反射防止加工されている、特
   許請求の範囲第１項記載の結合装置。 ３、ファイバ端部がファイバに合わされた屈折率を有す
   る透明な接着剤（１３）によってキャピラリ（１４）内
   に接着されている、特許請求の範囲第１項記載の結合装
   置。 ４、キャピラリ（１４）の外部が粗面化されかつ光吸収
   性接着剤（１５）によって金属スリーブ（１６）内に接
   着されている、特許請求の範囲第１項から第３項までの
   いずれか１項記載の結合装置。 ５、反射防止加工されたガラスもしくは石英板（１７）
   が透明な接着剤によってファイバ （１１、１２）もしくはキャピラリ（１４）の端面に接
   着されている、特許請求の範囲第１項から第４項までの
   いずれか１項記載の結合装置。 ６、ファイバ端部（５）が調整保持装置（１、４）内に
   嵌合されており、該調整保持装置がファイバ（１１、１
   ２）と、入力結合すべきビームの偏光方向との間の相対
   的回転位置の調整を行う、特許請求の範囲第１項から第
   ４項までのいずれか１項記載の結合装置。 ７、ファイバ端部の傾斜角度βが約１０である、特許請
   求の範囲第１項記載の結合装置。 ８、ファイバ端部の前方に光学系（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）
   が配置されており、該光学系がファイバに入力結合され
   るレーザビームの直径（Ｄ１）を拡大しかつ引続きファ
   イバコア（１１）に焦点を合せ、かつ該光学系がレーザ
   焦点を調整するための調整部材（Ｇ、Ｌ２）を有する、
   特許請求の範囲第１項記載の結合装置。