JPS6286306A - 光フアイバ装置 - Google Patents
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- G02B6/24—Coupling light guides
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- G02B6/2804—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
技術附野一
本発明は漸進拡大端部の尤ファイバ及び(二、114こ
関連する結合装置に関し、1.¥に、ta+全体に勺゛
ってそれぞれ第1と第2の一様な屈折皐を有する一1ア
とクラディング層、及びl+)寸法が拡大端部で増加す
るに従って断熱遷移によりコア・fハ内を伝ぽんするモ
ード011数又は殉教)を維持する漸進拡大端部を備え
た光ファイバに関する。この?ll1i+If 拡大端
部により、例えば、2つの結合される面の横方向及び軸
方向のずれと関連すイ、許容差が緩和され、そして、コ
ネクタ、減衰器、低I員失方向性及び光源カブラ及び光
波エネルギーの光学的切り替えのような用途での使用が
増大される。
関連する結合装置に関し、1.¥に、ta+全体に勺゛
ってそれぞれ第1と第2の一様な屈折皐を有する一1ア
とクラディング層、及びl+)寸法が拡大端部で増加す
るに従って断熱遷移によりコア・fハ内を伝ぽんするモ
ード011数又は殉教)を維持する漸進拡大端部を備え
た光ファイバに関する。この?ll1i+If 拡大端
部により、例えば、2つの結合される面の横方向及び軸
方向のずれと関連すイ、許容差が緩和され、そして、コ
ネクタ、減衰器、低I員失方向性及び光源カブラ及び光
波エネルギーの光学的切り替えのような用途での使用が
増大される。
−従来技術の一説明
fiシー・モードファイバは、急速に、長距離の陸上及
び海中トラフィック、及び局部分配及び局地ネットリー
ク・トラフィックを搬送する光波jm信系のための選択
媒体となりつつある。しかしながら、背反した便利なf
ji−モードファイバの利用には低1員失バツクプレー
ン及びフィールlS・コネクタ、レーザーファイバ・カ
プラ及び方向性カプラのような信+iできる適正な値段
のハードウェアが必要となる。(5〜lOミクロンのオ
ーダの)単一モート′ファイバのコアの大きさが小さい
ことにより不幸にもこれらの要素の組立てが困難となっ
ている。2つの単一モードコアを、又は光源と単一モー
ドコアを一直線上に配列する任意のハードウェアの使用
によって達成される結合効率は、本来、結合されたファ
イバの軸方向及び横断方向のずれ及び結合された面に定
着する可能性のある塵埃の粒子に非常に影響され易い。
び海中トラフィック、及び局部分配及び局地ネットリー
ク・トラフィックを搬送する光波jm信系のための選択
媒体となりつつある。しかしながら、背反した便利なf
ji−モードファイバの利用には低1員失バツクプレー
ン及びフィールlS・コネクタ、レーザーファイバ・カ
プラ及び方向性カプラのような信+iできる適正な値段
のハードウェアが必要となる。(5〜lOミクロンのオ
ーダの)単一モート′ファイバのコアの大きさが小さい
ことにより不幸にもこれらの要素の組立てが困難となっ
ている。2つの単一モードコアを、又は光源と単一モー
ドコアを一直線上に配列する任意のハードウェアの使用
によって達成される結合効率は、本来、結合されたファ
イバの軸方向及び横断方向のずれ及び結合された面に定
着する可能性のある塵埃の粒子に非常に影響され易い。
これらの許容差は大きさの減少し7たfit−モーI。
ファイバ内にモード発生結合の技術を利用することによ
って緩和することができるということが提案された。こ
れについては1976年6月のν01゜6411に+6
.1013〜1014頁のProceedingsof
the TREEでY、ヤマモ1(Y、 Yamam
oto )他による「傾斜構造を有する大許容度i′i
%−−モード光ファイバ結合器1 (A large
−Tolerant Single−Mode 0p
tical Fih++r Couloer W
ith a TaperedStructure
) r I T?、Fi F、予稿集1 (Pro
ceedingsof TEEE ) 、1976年6
月第64巻第6号1013−1(114ページの論文を
参照。
って緩和することができるということが提案された。こ
れについては1976年6月のν01゜6411に+6
.1013〜1014頁のProceedingsof
the TREEでY、ヤマモ1(Y、 Yamam
oto )他による「傾斜構造を有する大許容度i′i
%−−モード光ファイバ結合器1 (A large
−Tolerant Single−Mode 0p
tical Fih++r Couloer W
ith a TaperedStructure
) r I T?、Fi F、予稿集1 (Pro
ceedingsof TEEE ) 、1976年6
月第64巻第6号1013−1(114ページの論文を
参照。
これらの問題を緩和するだめの光ビーム拡大技術も従来
技術で使用されている。1シ、ワイプル(E、葬eid
el)による[ガス−レーザーファイバ結合のための新
しい結合法1 (Neu Coupling Meth
odfor GaAs−La5er −Fibre C
oupling) 「エレクトロニクス レターズJ
(t!IecLronics l、ethers
)第11巻436〜437ページ、1975年9月4目
に説明されているように、円柱状のレンズを含むことが
できる要素が単−千−1′・スポット・サイズを増加し
て整列敏感性を減少させるために使用されている。
技術で使用されている。1シ、ワイプル(E、葬eid
el)による[ガス−レーザーファイバ結合のための新
しい結合法1 (Neu Coupling Meth
odfor GaAs−La5er −Fibre C
oupling) 「エレクトロニクス レターズJ
(t!IecLronics l、ethers
)第11巻436〜437ページ、1975年9月4目
に説明されているように、円柱状のレンズを含むことが
できる要素が単−千−1′・スポット・サイズを増加し
て整列敏感性を減少させるために使用されている。
1980年6月3日付けのM、M、 ラムゼイ(M、
M、 Ram5ay)他に対し発行された米国特許第
4,205,901 号に述べられた他のビーム拡大方
法は、−+iな組成と厚さを有する中心コア領域、及び
、ファイバの端部の方へ段々変化する組成と増加する厚
さを備えたコアをそれぞれ有するコア端部領域を備えた
光ファイバの形成である。
M、 Ram5ay)他に対し発行された米国特許第
4,205,901 号に述べられた他のビーム拡大方
法は、−+iな組成と厚さを有する中心コア領域、及び
、ファイバの端部の方へ段々変化する組成と増加する厚
さを備えたコアをそれぞれ有するコア端部領域を備えた
光ファイバの形成である。
従来技術で残っている問題は、結合されたファイバの長
さに亙って所定のモードを維持しながら突き付は結合効
率への塵埃及び横方向及び軸方向のずれの影響を減少さ
せる光ファイバ装置の簡単■つ廉価な提供である。
さに亙って所定のモードを維持しながら突き付は結合効
率への塵埃及び横方向及び軸方向のずれの影響を減少さ
せる光ファイバ装置の簡単■つ廉価な提供である。
発−明〜Q−要■
従来技術の1−記の問題は、例えば、結合された表面の
軸方向及び横方向のずれと関連する許容差の緩和を可能
にしながら結合されたファイバの長さに汀って1つ1)
Llの所定モ−Iの伝ぽん4−系1iRする、漸進拡大
端部の光ファイバと、ユれ61′関連する結合装;6に
関する本発明に、1: ;+解決さ1+た。
軸方向及び横方向のずれと関連する許容差の緩和を可能
にしながら結合されたファイバの長さに汀って1つ1)
Llの所定モ−Iの伝ぽん4−系1iRする、漸進拡大
端部の光ファイバと、ユれ61′関連する結合装;6に
関する本発明に、1: ;+解決さ1+た。
本発明の態様は、(al光ファイバの長さ及び幅に写っ
てそれぞれ一′)iテの第1と第2の屈折・仁を持つコ
ア及びクラディング層、イしてl+l !l・11j壮
絋人:1γ端部を備えた拡大6;(:部光ファイバを1
?供することである。この汁1i i!n を法人コー
〆O:4i ill脣eは、コアは光、ファイバの端部
の方への多くの波■(の配列に互っで幅が徐々に増大し
ながら、V番t、j、 iE i見比周波数ム11同様
な仕方で寸法の増大と!(に増加する。この徐々の断熱
増加によりファイバの中を伝ぽん4゛るモード(車数又
は?M数)が維持される。この光ファイバ装置では、許
容差シ41緩和され、そして、所定モー1の伝ぼんば:
lネクタ、?1.v、衰器、イ!!:Jit失方向性及
び光源カプラ及び光波エネルギーの光学的qjり替えの
ような用途で使用さ4?、る場合に維持される。
てそれぞれ一′)iテの第1と第2の屈折・仁を持つコ
ア及びクラディング層、イしてl+l !l・11j壮
絋人:1γ端部を備えた拡大6;(:部光ファイバを1
?供することである。この汁1i i!n を法人コー
〆O:4i ill脣eは、コアは光、ファイバの端部
の方への多くの波■(の配列に互っで幅が徐々に増大し
ながら、V番t、j、 iE i見比周波数ム11同様
な仕方で寸法の増大と!(に増加する。この徐々の断熱
増加によりファイバの中を伝ぽん4゛るモード(車数又
は?M数)が維持される。この光ファイバ装置では、許
容差シ41緩和され、そして、所定モー1の伝ぼんば:
lネクタ、?1.v、衰器、イ!!:Jit失方向性及
び光源カプラ及び光波エネルギーの光学的qjり替えの
ような用途で使用さ4?、る場合に維持される。
実施例の説明
第1図は本発明による中−・士−1′の光ファイバを小
ず。この尤ファイバは中心の円筒部2と外方へ孫々に拡
大する(1・)1進捗大端部3を有し、この漸進拡大端
部の長さはこの光ファイバに沿って伝ぼんする光の波長
より史に大きい、1−うに設計さねている。第2図はこ
のijl、−モート拡大端部の光コア・イム0局R1f
から測定(7た漸進拡大vg;部3の幅対長さの代表的
な表示曲線を示す。この光ファイバは更に二lア4を有
し1、二のτ174はこの光ファイバの長さに互って一
定−eある第1の屈折率nlとI!ア4を包囲し、そし
7て第2のまたは複数の屈折率n2をイ1”4ろクラデ
ィング層5を有している。この第2の屈折率n2もファ
イバの長さにqっで一定のままであり、そして、第1の
屈折率n、より小さい。ファイバ光学の技術分野で公知
のように、正規化された周波数Vは次の式により与えら
れる。
ず。この尤ファイバは中心の円筒部2と外方へ孫々に拡
大する(1・)1進捗大端部3を有し、この漸進拡大端
部の長さはこの光ファイバに沿って伝ぼんする光の波長
より史に大きい、1−うに設計さねている。第2図はこ
のijl、−モート拡大端部の光コア・イム0局R1f
から測定(7た漸進拡大vg;部3の幅対長さの代表的
な表示曲線を示す。この光ファイバは更に二lア4を有
し1、二のτ174はこの光ファイバの長さに互って一
定−eある第1の屈折率nlとI!ア4を包囲し、そし
7て第2のまたは複数の屈折率n2をイ1”4ろクラデ
ィング層5を有している。この第2の屈折率n2もファ
イバの長さにqっで一定のままであり、そして、第1の
屈折率n、より小さい。ファイバ光学の技術分野で公知
のように、正規化された周波数Vは次の式により与えら
れる。
λ
こ、二でaば′:1ア4の半径であり、λはコア4内を
伝ぼんする光信号の波長である。本発明によれば、屈折
率n1と02との相違は光ファイバの−長さに写って一
定であり、かくして汀規化され)、: JISI波Bv
はコア4の十IYと共に変わるのみで、中心の円筒部2
ζこ沿っCは一定で夕1方−・広かる・”r:;;部3
に沿ってコア幅と共に増大する。このことは拡大端部3
が多モー1伝ぱんを支持するごとができるということを
示唆するが、拡大0111部3の長さがJ1ア4内を伝
ぼんする1菖シ)の波長3[、ν)I、!に大きい場合
にはファイバはその全長に互っ゛(所定のモー](#I
L数又は複数)の伝ぱんを柿14する。
伝ぼんする光信号の波長である。本発明によれば、屈折
率n1と02との相違は光ファイバの−長さに写って一
定であり、かくして汀規化され)、: JISI波Bv
はコア4の十IYと共に変わるのみで、中心の円筒部2
ζこ沿っCは一定で夕1方−・広かる・”r:;;部3
に沿ってコア幅と共に増大する。このことは拡大端部3
が多モー1伝ぱんを支持するごとができるということを
示唆するが、拡大0111部3の長さがJ1ア4内を伝
ぼんする1菖シ)の波長3[、ν)I、!に大きい場合
にはファイバはその全長に互っ゛(所定のモー](#I
L数又は複数)の伝ぱんを柿14する。
第3図は本発明の好適な実施例を示し、この実施例は、
ファイバが端部4の夕1方への漸進)I)、大端部の拡
大端に整合する直径を有する円筒0:11部7を更に有
しているとい・)点で第1図の装置の34」%である。
ファイバが端部4の夕1方への漸進)I)、大端部の拡
大端に整合する直径を有する円筒0:11部7を更に有
しているとい・)点で第1図の装置の34」%である。
第3図のMj4 Mはカブラ内にファイバを簡fikに
機械的にWl<ν)イ・IcJるために好都合である。
機械的にWl<ν)イ・IcJるために好都合である。
第1図の装置について記載したように、ファイバにおい
て結果としての■の(II′!ば(al中心円筒部に沿
って一定であり、(1))外方への漸進拡大端部3での
二Iアの幅と共に増大し、そしてfc1円筒端部7では
一定である。所定モード(単数又は冷故)の伝ぽんが、
コア・イハの長さにりって保持されるのは、しかしなが
ら、中心円筒部2に関連する■の埴が所望のモー1 (
車数又は複数)を伝ばんさゼるに充分であり、そして、
外方へ拡大する端部3の長さがファイバ1内を伝ぽんす
る波長よりも更に大きい場合である。第1図又は第3図
の装置内のコアの拡大端9ヘレンズ8を付加することは
、第11図の光源対ファイバ結合装置の記載で今後更に
詳しく記載するある用途では必要となるかもしれない。
て結果としての■の(II′!ば(al中心円筒部に沿
って一定であり、(1))外方への漸進拡大端部3での
二Iアの幅と共に増大し、そしてfc1円筒端部7では
一定である。所定モード(単数又は冷故)の伝ぽんが、
コア・イハの長さにりって保持されるのは、しかしなが
ら、中心円筒部2に関連する■の埴が所望のモー1 (
車数又は複数)を伝ばんさゼるに充分であり、そして、
外方へ拡大する端部3の長さがファイバ1内を伝ぽんす
る波長よりも更に大きい場合である。第1図又は第3図
の装置内のコアの拡大端9ヘレンズ8を付加することは
、第11図の光源対ファイバ結合装置の記載で今後更に
詳しく記載するある用途では必要となるかもしれない。
レンズ8はコア4の端に別のレンズを接合することによ
り、又は、なるべくなら、当技術分野で公知の任意の技
術によりコア自体の端9からそのレンズを形成すること
により形成することができる。
り、又は、なるべくなら、当技術分野で公知の任意の技
術によりコア自体の端9からそのレンズを形成すること
により形成することができる。
第1図及び第3図の光ファイバ1の端部3と7はなるべ
くなら、例えば、通常のファイバ引き抜き工程で製造さ
れることが望ましいかもしれない。
くなら、例えば、通常のファイバ引き抜き工程で製造さ
れることが望ましいかもしれない。
この昔1fflの引き抜き1、程では、あらかじめ形成
されたロフトは力11熱されその端部は連続的に引っ張
られてその大きさ6才所望の光ファイバの大きさまで減
少される。このilT!常のロフトの予め形成−7ァイ
ハ引き抜き二[稈では、例えば16anの予め形成した
夕1径が例えば引き抜かれた)1鴇−の十−1・ファイ
バの代表的な125ミクロン才でテーバ状にされて+
28 ′i、+ +の例示的なテーパ比をIjλる。
されたロフトは力11熱されその端部は連続的に引っ張
られてその大きさ6才所望の光ファイバの大きさまで減
少される。このilT!常のロフトの予め形成−7ァイ
ハ引き抜き二[稈では、例えば16anの予め形成した
夕1径が例えば引き抜かれた)1鴇−の十−1・ファイ
バの代表的な125ミクロン才でテーバ状にされて+
28 ′i、+ +の例示的なテーパ比をIjλる。
この例では、予め形成し7たものの約I II o)、
−,1アの直径は、こう[yでテーバで減少されC引き
抜かれたり1−モー]、ファイバのN、勺8ミクし1ン
になる。
−,1アの直径は、こう[yでテーバで減少されC引き
抜かれたり1−モー]、ファイバのN、勺8ミクし1ン
になる。
この予め形成し7だものと引き抜かれたファイバとの間
のテーパに沿う適当な点で予め形成+、たものにきざみ
[iをつiJで破断することζ、二より約100ミクロ
ンの一1アの直1¥をその破断点で1)Iることができ
る。これらの印をイ・1けられたファイバのクラディン
グ層の夕)径は、都合よく、例えば1m−の入きさにな
ろう。所望の点でこの予め形ハにしたものの先端にきざ
air、 141を(・l 11て破1すiをした後、
更にその端部をダイ)′モンl!J)で切断1−7で次
にそれ否、必要なら、ωY磨する、二とGご、)、−2
′ζより)平な、)、り滑らかな端部をtl、 Z、
(−とが−〇さ、それにより、第((図の装置が肖られ
る。
のテーパに沿う適当な点で予め形成+、たものにきざみ
[iをつiJで破断することζ、二より約100ミクロ
ンの一1アの直1¥をその破断点で1)Iることができ
る。これらの印をイ・1けられたファイバのクラディン
グ層の夕)径は、都合よく、例えば1m−の入きさにな
ろう。所望の点でこの予め形ハにしたものの先端にきざ
air、 141を(・l 11て破1すiをした後、
更にその端部をダイ)′モンl!J)で切断1−7で次
にそれ否、必要なら、ωY磨する、二とGご、)、−2
′ζより)平な、)、り滑らかな端部をtl、 Z、
(−とが−〇さ、それにより、第((図の装置が肖られ
る。
尚、第3図の漸ill鉱大・5:旧31+rハ光は大甲
牛i?−tニー用に適した他の技術によって構成するこ
とができる。
牛i?−tニー用に適した他の技術によって構成するこ
とができる。
これらの技術C11、引っ張り上程中、ファイバの巻き
取りの速度を適当に変調して漸進拡大端部3、次に、引
き抜かれた光ファイバに沿う所望の点で円筒状の端部7
を形成し、ならびに、所望の最終端部内径に既に等しい
減少直径の予め形成した四ソI・を引っ張ることにより
なる。
取りの速度を適当に変調して漸進拡大端部3、次に、引
き抜かれた光ファイバに沿う所望の点で円筒状の端部7
を形成し、ならびに、所望の最終端部内径に既に等しい
減少直径の予め形成した四ソI・を引っ張ることにより
なる。
ここに開示しまた4j1進拡大端部ファイバにより提供
さ才する改善許容差は都合良く数多くの用途で使用する
、−とができる。例えば、第3図のファイバ装置を用い
る2本のファイバの結合装置は第4回に示し、たよ・ら
に、第1のファイバIIと第2のファイバ12との間で
使用することができる。第1のファイバ11と第2のフ
ァイバ12それぞれの拡大された円筒状の端部13と1
4により、2つのファイバを共に結合する時に軸方向及
び横方向へのずれに関連する許容差緩和することができ
る。
さ才する改善許容差は都合良く数多くの用途で使用する
、−とができる。例えば、第3図のファイバ装置を用い
る2本のファイバの結合装置は第4回に示し、たよ・ら
に、第1のファイバIIと第2のファイバ12との間で
使用することができる。第1のファイバ11と第2のフ
ァイバ12それぞれの拡大された円筒状の端部13と1
4により、2つのファイバを共に結合する時に軸方向及
び横方向へのずれに関連する許容差緩和することができ
る。
第4図に示した公知の結合装置では、第1の漸進拡大端
部ファイバ11はコネクタの雄の端部15内へ挿入され
、第2の漸進拡大端部ファイバ12ム3tニ1ネクタの
tll(Gの峠1;部16内へ挿入さねる。Li+の端
部15 の 4’ I 71’、i’、 Iff([
の b”p部16 ノ:1’ ?818内へ、挿入さ
41そして回転さt[(固定信置へ入ると第1と第2の
ファイバ11と12の5:jj部iJ: 77−いに隣
接して−・線1−に!16ふ。尚、例えば、AT &i
″STシリース゛1ネクタに(l”Jたもの2−シての
イ1き適当な籠中で廉価な二tネクラ〔,1かくして第
1と第2の漸進拡大端部ファイバ11と12の間でのエ
ネルギー結合のために使用することができ、それにより
、I員失は、標準の中−モードファイバ間でのエネルギ
ーの結合のために同様な精度を持つ二1イ・クラを使用
した場合に見られるよりも中イ☆ずれt?li tll
当たりかなり低いものとなる。これについてし、1第5
図と6図を参照。この第5図と(i図L;l:8. +
04ミクロンのコア幅を有する標ン1鼾の学−モード
ファイバ(曲線A)と114ミクロンの′:1″?端部
幅を有する拡大端部中−モードファイバ(曲線INを用
いて2本のファイバ結合装置におりる挿入11失幻軸方
向及び横方向のずれの代表的な曲線を示す。
部ファイバ11はコネクタの雄の端部15内へ挿入され
、第2の漸進拡大端部ファイバ12ム3tニ1ネクタの
tll(Gの峠1;部16内へ挿入さねる。Li+の端
部15 の 4’ I 71’、i’、 Iff([
の b”p部16 ノ:1’ ?818内へ、挿入さ
41そして回転さt[(固定信置へ入ると第1と第2の
ファイバ11と12の5:jj部iJ: 77−いに隣
接して−・線1−に!16ふ。尚、例えば、AT &i
″STシリース゛1ネクタに(l”Jたもの2−シての
イ1き適当な籠中で廉価な二tネクラ〔,1かくして第
1と第2の漸進拡大端部ファイバ11と12の間でのエ
ネルギー結合のために使用することができ、それにより
、I員失は、標準の中−モードファイバ間でのエネルギ
ーの結合のために同様な精度を持つ二1イ・クラを使用
した場合に見られるよりも中イ☆ずれt?li tll
当たりかなり低いものとなる。これについてし、1第5
図と6図を参照。この第5図と(i図L;l:8. +
04ミクロンのコア幅を有する標ン1鼾の学−モード
ファイバ(曲線A)と114ミクロンの′:1″?端部
幅を有する拡大端部中−モードファイバ(曲線INを用
いて2本のファイバ結合装置におりる挿入11失幻軸方
向及び横方向のずれの代表的な曲線を示す。
第4図の2本のファイバの結合装置6を第7図に示した
まうわ、1第4図のコネクタを減衰手段で置き換える、
二とにより光学減衰器を形成するように変形することが
できる。第1の漸進拡大端部ファイバ30はこの減衰手
段の第1の機械的ガイド31内へ挿入され、一方、第2
の漸進拡大端部ファイバ32は減衰手段の第2の機械的
ガイド33内へ挿入される。R(+Jf的ガイド31又
は33の何れかに対し、適当な漸進拡大端部ファイバの
位置を他方の漸進拡大端部ファイバに関して軸方向に変
えるための軸方向調節手段34と、適当な漸進拡大端部
ファイバの位置を他方の漸進拡大端部ファイバに関して
横方向に変えるための横方向調節手段35を取幻イ・I
けろごとができろ。この調節手段により、第1のファイ
バ30と第2のファイバ32の間での結合に関する厳格
目つ再生可能な制御が提供される。したがって、尚、光
ファイバ30と32の間の光の結合を減衰するために任
意適当な減衰手段を使用することができる。
まうわ、1第4図のコネクタを減衰手段で置き換える、
二とにより光学減衰器を形成するように変形することが
できる。第1の漸進拡大端部ファイバ30はこの減衰手
段の第1の機械的ガイド31内へ挿入され、一方、第2
の漸進拡大端部ファイバ32は減衰手段の第2の機械的
ガイド33内へ挿入される。R(+Jf的ガイド31又
は33の何れかに対し、適当な漸進拡大端部ファイバの
位置を他方の漸進拡大端部ファイバに関して軸方向に変
えるための軸方向調節手段34と、適当な漸進拡大端部
ファイバの位置を他方の漸進拡大端部ファイバに関して
横方向に変えるための横方向調節手段35を取幻イ・I
けろごとができろ。この調節手段により、第1のファイ
バ30と第2のファイバ32の間での結合に関する厳格
目つ再生可能な制御が提供される。したがって、尚、光
ファイバ30と32の間の光の結合を減衰するために任
意適当な減衰手段を使用することができる。
漸進拡大端部ファイバの許容差の改善により、又、第8
図に示したようにこわらの端部ファイバはハックプレー
ン・:1ネクタで使用の場合、理想的なものとなる。こ
の第8図で【31、プうゲイン結合を節屯にして便宜を
図る代/1に厳密な整列制御は放棄されている。商業的
に人手可能なA T & TF”AS’T’ECII”
MultifiberArrayConnectorの
ような第8図に示した代表的なバンクブレーン・カプラ
は第1のハ・”2ジング41を有している。このハ・リ
ジングはl (IAI以上の機械的なガイド42を有し
、この各ガイ1′は別個のファイバ43を保持している
。又十記ハソクプし・−ンカプラは別個の第2のハ・″
ノレング45を有し・、このハうレンズは1個l)J上
のa械的ガイ14(jを有し、この機械的ガイ1゛46
の各々は整合した徐々に拡大する端部コア・イバ43に
結合される漸進拡大01.1部ファイバ47を保持して
いる。第1のハウジング41は更に第2のハ+′7レン
グ45内に含まれる整合コネクタ49に対応する1個以
上のプラグイン整列コネクタ48を有している。コネク
タ48と49及びファイバの機械的ガイ1゛42と46
+:1ハウジング41と45の中に、a・1iilE
拡人端部ファイハ43.〜43、が各々、整合した漸進
拡大端部ファイバ471〜47.、にそれぞれ適切に十
分整列して結合IN失を減少するように位置決めされる
べきである。
図に示したようにこわらの端部ファイバはハックプレー
ン・:1ネクタで使用の場合、理想的なものとなる。こ
の第8図で【31、プうゲイン結合を節屯にして便宜を
図る代/1に厳密な整列制御は放棄されている。商業的
に人手可能なA T & TF”AS’T’ECII”
MultifiberArrayConnectorの
ような第8図に示した代表的なバンクブレーン・カプラ
は第1のハ・”2ジング41を有している。このハ・リ
ジングはl (IAI以上の機械的なガイド42を有し
、この各ガイ1′は別個のファイバ43を保持している
。又十記ハソクプし・−ンカプラは別個の第2のハ・″
ノレング45を有し・、このハうレンズは1個l)J上
のa械的ガイ14(jを有し、この機械的ガイ1゛46
の各々は整合した徐々に拡大する端部コア・イバ43に
結合される漸進拡大01.1部ファイバ47を保持して
いる。第1のハウジング41は更に第2のハ+′7レン
グ45内に含まれる整合コネクタ49に対応する1個以
上のプラグイン整列コネクタ48を有している。コネク
タ48と49及びファイバの機械的ガイ1゛42と46
+:1ハウジング41と45の中に、a・1iilE
拡人端部ファイハ43.〜43、が各々、整合した漸進
拡大端部ファイバ471〜47.、にそれぞれ適切に十
分整列して結合IN失を減少するように位置決めされる
べきである。
第3図の3個又は4個の漸進拡大端部ファイバの間の方
向性結合は第9図に示したような装置を介して達成する
ことができる。第9図は例示的な4つの漸進拡大端部フ
ァイバ・カプラの頂面図であり、このカプラは結合され
るべきファイバ541〜544の円筒状のファイバ拡大
端部部分53を案内するためにエツチングした溝52を
備えたシリコンノ五+反51と、イ列えばファイバ54
.から2木の受信ファイバ543と544の各々に結合
される入射光56の桁を決定するコーティングを有する
半透明反射手段55を有している。第9図の4本のファ
イバのカプラでは、4木のファイバ54、〜544のう
らの任意のものから生じる先番J2本の他のファイバ、
すなわち、元のファイバに対し丁度正反対に月間するフ
ァイバ、及び半透明反射手段55が元のファイバからの
光を反射して与えるファイバに結合される。尚、3トフ
ァイバのカプラは第9図の4本のファイバのうちの適当
な1本を除くことに、1、り構成することができる。
向性結合は第9図に示したような装置を介して達成する
ことができる。第9図は例示的な4つの漸進拡大端部フ
ァイバ・カプラの頂面図であり、このカプラは結合され
るべきファイバ541〜544の円筒状のファイバ拡大
端部部分53を案内するためにエツチングした溝52を
備えたシリコンノ五+反51と、イ列えばファイバ54
.から2木の受信ファイバ543と544の各々に結合
される入射光56の桁を決定するコーティングを有する
半透明反射手段55を有している。第9図の4本のファ
イバのカプラでは、4木のファイバ54、〜544のう
らの任意のものから生じる先番J2本の他のファイバ、
すなわち、元のファイバに対し丁度正反対に月間するフ
ァイバ、及び半透明反射手段55が元のファイバからの
光を反射して与えるファイバに結合される。尚、3トフ
ァイバのカプラは第9図の4本のファイバのうちの適当
な1本を除くことに、1、り構成することができる。
別個の準透明な反射手段の必要は第10図に示したよう
な3本ファイバの方向性結合装置ηを用いて除去するこ
とができる。第1O図に示したように、この装置は第1
と第2の漸進拡大端部ファイバ60と61、及び別の漸
進拡大端部ファイバ62を有している。このファイバ6
2の端部はある角度で切断されてコーティング63を塗
布され、それにより、第1のファイハロ0からの光が(
第1O図に示したように)第2と第3のファイハロ1と
62に結合され、第2のファイハロ1からの光が第1の
ファイハロ0に反射的に結合され、そして、第3のファ
イハロ2からの光が第1のファイハロ0に結合されるよ
・うにされている。コーディング63は当技術分野で公
知のように、反射的に結合された光呈を決定するように
機能する。
な3本ファイバの方向性結合装置ηを用いて除去するこ
とができる。第1O図に示したように、この装置は第1
と第2の漸進拡大端部ファイバ60と61、及び別の漸
進拡大端部ファイバ62を有している。このファイバ6
2の端部はある角度で切断されてコーティング63を塗
布され、それにより、第1のファイハロ0からの光が(
第1O図に示したように)第2と第3のファイハロ1と
62に結合され、第2のファイハロ1からの光が第1の
ファイハロ0に反射的に結合され、そして、第3のファ
イハロ2からの光が第1のファイハロ0に結合されるよ
・うにされている。コーディング63は当技術分野で公
知のように、反射的に結合された光呈を決定するように
機能する。
第11図に示したように光源対ファイバ結合装置も第3
図に開示した漸進拡大端部フlイバ装置で形成すること
ができる。このような用途では、第3図の光レンズ8は
光m’zの出力ビーム70をコア4へ集束し、したがっ
て、急速に発散するビームからのI置火を減少するのを
助けるために使用することができる。光源71の出力ビ
ーム70は、修正されない場合、コア4の長手軸から発
散され続けて、クラディング層5を介して最終的に失わ
れ、又1よ、タラディング層5により連続反射される。
図に開示した漸進拡大端部フlイバ装置で形成すること
ができる。このような用途では、第3図の光レンズ8は
光m’zの出力ビーム70をコア4へ集束し、したがっ
て、急速に発散するビームからのI置火を減少するのを
助けるために使用することができる。光源71の出力ビ
ーム70は、修正されない場合、コア4の長手軸から発
散され続けて、クラディング層5を介して最終的に失わ
れ、又1よ、タラディング層5により連続反射される。
光源71の出力ビーム70の修正は、この光源71の出
力ビーム70がレンズ8を通るに従ってレンズ8で終わ
るコアの長手軸内へ集束されるように、この長手軸と光
源71の出力ビーム70を一線上に整列させることによ
り行うことができる。
力ビーム70がレンズ8を通るに従ってレンズ8で終わ
るコアの長手軸内へ集束されるように、この長手軸と光
源71の出力ビーム70を一線上に整列させることによ
り行うことができる。
第1図は本発明による漸進拡大端部を含む光ファイバを
示し、 第2図は第1図の光ファイバの端からのファイバの半径
対長さを関連づける一般的なプロットであり、 第3図番、1第1図の瀬准拡人端部の光ファイバの他の
装置であり、 第4図tit第3図に示した光ファイバの)t、の2つ
を含む2本ファイバの結合装置を示j−1第5図811
標準的なファイバ対ファイバ結合装置に比較した第4図
の結合装置のための軸方向ずれに対して挿入1(1失を
関連づける一般的なプ日ソlであり、 第6図は標準的なファイバ対ファイバ結合装置に比φ☆
した第4図の結合装置に関する挿入114失を横軸方向
に関連づける−・般的なプロットであり、第7図は第3
図の2本の瀬進l広大端部光ファイバ2を横方向又は軸
方向にずらずための光凋衰器カプラ装置を示し、 第8図は第3図に、Lる蝮数の光ファイバのためのバン
クプレーン結合装置を示し、 第9し1番5[反射結合のために別個のイ1モ透明隔膜
を使用した、第3図による光ソアイパを用いるエツチン
グ済シリコン基板上に取り(jシJたツノー向M結合装
置を示し、 第10図は第9図の装置の場合のように、別個の半透明
隔膜を反射結合のためには必要としない方向性結合装置
を示し、そして 第11図は第3図の光ファイバを使用するファイバ結合
装置への光源を示す。 〔主用部分の符号の説明〕 第1の部分−−−−2第2の部分 −−−−−−3:
1ア −−4タラディング層−−−−−−5第3
の部分−一−−−−7 出願人: アメリカン テレフォン アンドテレグラフ
カムパニー FIG、/ F/に、2 長さfmm) FIG、3 FIG、8 r−一一一一一−− FIG、9 FIG、10 −L−−一一二 i:61 □
示し、 第2図は第1図の光ファイバの端からのファイバの半径
対長さを関連づける一般的なプロットであり、 第3図番、1第1図の瀬准拡人端部の光ファイバの他の
装置であり、 第4図tit第3図に示した光ファイバの)t、の2つ
を含む2本ファイバの結合装置を示j−1第5図811
標準的なファイバ対ファイバ結合装置に比較した第4図
の結合装置のための軸方向ずれに対して挿入1(1失を
関連づける一般的なプ日ソlであり、 第6図は標準的なファイバ対ファイバ結合装置に比φ☆
した第4図の結合装置に関する挿入114失を横軸方向
に関連づける−・般的なプロットであり、第7図は第3
図の2本の瀬進l広大端部光ファイバ2を横方向又は軸
方向にずらずための光凋衰器カプラ装置を示し、 第8図は第3図に、Lる蝮数の光ファイバのためのバン
クプレーン結合装置を示し、 第9し1番5[反射結合のために別個のイ1モ透明隔膜
を使用した、第3図による光ソアイパを用いるエツチン
グ済シリコン基板上に取り(jシJたツノー向M結合装
置を示し、 第10図は第9図の装置の場合のように、別個の半透明
隔膜を反射結合のためには必要としない方向性結合装置
を示し、そして 第11図は第3図の光ファイバを使用するファイバ結合
装置への光源を示す。 〔主用部分の符号の説明〕 第1の部分−−−−2第2の部分 −−−−−−3:
1ア −−4タラディング層−−−−−−5第3
の部分−一−−−−7 出願人: アメリカン テレフォン アンドテレグラフ
カムパニー FIG、/ F/に、2 長さfmm) FIG、3 FIG、8 r−一一一一一−− FIG、9 FIG、10 −L−−一一二 i:61 □
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、光ファイバを有し、この光ファイバが、第1の長手
方向の境界まで伸びる一定の第1の厚さの第1の部分と
第2の部分の両方に於いてほぼ一定の第1の屈折率を有
する光学的材料から作られたコアを有し、このコアの厚
さは、前記第1の長手方向境界に於ける前記第1の厚さ
から第2の長手方向境界に於ける第2の厚さまで前記第
1と第2の部分に於いて何れかの方向に所定モード(単
数又は複数)の伝ぱんを保持する仕方で外方へ徐々に増
加し、そして、前記第1の屈折率より低い第2の屈折率
(単数又は複数)を有する光学的材料から形成されて前
記コアを包囲するクラディング層を有していることを特
徴とする光ファイバ装置。 2、特許請求の範囲第1項による光ファイバ装置であっ
て、 前記コアとクラディング層は更に前記第2の長手方向境
界に於ける前記第2の厚さに等しい一定厚の第3の部分
を有し、この第3の部分は前記第2の長手方向境界から
この光ファイバの端にある第3の長手方向境界まで伸び
ていることを特徴とする光ファイバ装置。 3、特許請求の範囲第1項又は第2項による光ファイバ
装置であって、前記コアは更に、前記第2の厚さを持っ
た前記コアの端に配置されたレンズ状構造体を有し、こ
のレンズ状構造体に入る発散光線がsinθ_c=n_
2/n_1(ここでn_2は前記第2の屈折率を示し、
そして、n_1は前記第1の屈折率を表す)により定義
される臨界角θ_cより小さい角度で前記コア内へ向け
られるように、前記レンズ状構造体はこのレンズ状構造
体を通して前記コア内へ伝ぱんする光線の通路を補正す
ることを特徴とする光ファイバ装置。 4、特許請求の範囲第1項又は第2項による光ファイバ
装置であって、 前記第1の光ファイバの前記第1と第2の部分にそれぞ
れ構造が対応する第1と第2の部分を有する第2の光フ
ァイバ、及び 前記第1と第2の光ファイバの何れかのものの中を伝ぱ
んする光が前記第1と第2の光ファイバの間で結合され
るように隣接する仕方で前記第1の光ファイバを前記第
2の光ファイバとほぼ一直線上に配列するための結合手
段を有することを特徴とする光ファイバ装置。 5、特許請求の範囲第4項による光ファイバ装置であっ
て、前記結合手段は、更に、前記第1と第2の光ファイ
バの間に結合される光の量を制御するために前記第1と
第2の光ファイバの何れかの位置を前記光ファイバの他
方に関して横方向及び(又は)軸方向に変えるための調
節手段を有することを特徴とする光ファイバ装置。 6、特許請求の範囲第2項による光ファイバ装置であっ
て、 第1の複数の前記光ファイバを有し、この各光ファイバ
が前記第1の光ファイバの前記第1、第2及び第3の部
分に対応する第1、第2及び第3の部分を有しており、 第2の複数の前記光ファイバを有し、この各光ファイバ
が前記第1の複数の光ファイバのうちの別個のものの第
1、第2及び第3の部分に対応する前記第1、第2及び
第3の部分を有し、多数ファイバ結合装置の第1の部分
を形成するために第1のハウジング内に互いに所定の平
行関係に取り付けられた複数の第1の機械的ガイドを有
し、この機械的ガイドの各々は前記第1の複数の光ファ
イバのうちの別個のものを支持しており、 前記多数ファイバ結合装置の第2の部分を形成するため
の第2のハウジング内に互いに所定の平行関係に取り付
けられた複数の第2の機械ガイドを有し、この各機械ガ
イドは、前記第1と第2のハウジングが互いに端を接し
て配置された時、前記第1と第2の複数の光ファイバの
対応対がほぼ一直線に配列されてその間で光を移送する
ように前記第2の複数の光ファイバのうちの別個のもの
を取り付けていることを特徴とする光ファイバ装置。 7、特許請求の範囲第1項又は第2項による光ファイバ
装置であって、 前記第1の光ファイバの前記第1と第2の部分に構造が
それぞれ対応する第1と第2の部分を各々有する第2と
第3の光ファイバ、 前記第1、第2及び第3の光ファイバの端が互いに所定
の方向に離れて隣接するように前記第1と第2及び第3
の光ファイバを方向決めするための手段、及び 前記ファイバの端どうしの間に配置されたほぼ透明な反
射手段を更に有し、これにより、(a)前記第1の光フ
ァイバから発生する光の1部は前記反射手段により前記
第2の光ファイバへ反射的に結合でき、そして、前記第
1の光ファイバから生じる前記光の残部は第3の光ファ
イバ内へ結合されるように前記反射手段を通過すること
ができ、(b)前記第2の光ファイバから生じる光は前
記反射手段によって前記第1の光ファイバ内へ反射的に
結合することができ、そして(c)第3の光ファイバか
ら生じる光は前記第1の光ファイバに結合されるように
前記反射手段を通過することができることを特徴とする
光ファイバ装置。 8、特許請求の範囲第2項による光ファイバ装置であっ
て、 前記第1の光ファイバの前記第1、第2及び第3の部分
に構造がそれぞれ対応する第1、第2及び第3の部分を
各々が有する第2と第3の光ファイバを更に有し、前記
第3の光ファイバの前記第3の部分が準透明な材料で被
覆された傾斜端に終わって、(a)前記第1の光ファイ
バから発生する光の1部は前記傾斜端によって前記第2
の光ファイバ内へ反射することができ、そして、前記第
1の光ファイバから生じる光の残部は前記第3の光ファ
イバ内へ結合されるように前記傾斜端を通過することが
でき、(b)前記第2の光ファイバから生じる光は前記
傾斜端によって前記第1の光ファイバ内へ反射的に結合
することができ、そして(c)前記第3の光ファイバか
ら生じる光は前記第1の光ファイバ内へ結合されるよう
に前記傾斜端を通過することができるようにしたことを
特徴とする光ファイバ装置。 9、特許請求の範囲第3項による光ファイバ装置であっ
て、 前記第2の厚さを含む前記光ファイバ部分の端の隣に配
置された光源を更に有し、前記光ファイバのコアは前記
光源からの出力ビームをほぼ受けるようにぼぼ軸方向に
一直線に配列されていることを特徴とする光ファイバ装
置。
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