JPS6299705A - 光フアイバ形分配回路およびその製造方法 - Google Patents

光フアイバ形分配回路およびその製造方法

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JPS6299705A
JPS6299705A JP23930885A JP23930885A JPS6299705A JP S6299705 A JPS6299705 A JP S6299705A JP 23930885 A JP23930885 A JP 23930885A JP 23930885 A JP23930885 A JP 23930885A JP S6299705 A JPS6299705 A JP S6299705A
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JP
Japan
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optical fiber
container
distribution circuit
optical
fiber bundle
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JP23930885A
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English (en)
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Katsuyuki Imoto
克之 井本
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/28Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/2804Optical 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
    • G02B6/2821Optical 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 using lateral coupling between contiguous fibres to split or combine optical signals
    • G02B6/2835Optical 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 using lateral coupling between contiguous fibres to split or combine optical signals formed or shaped by thermal treatment, e.g. couplers

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、光ファイバを伝送する光信号を複数本の光フ
ァイバに分配する光分配回路およびその製造方法に関す
る。
〔発明の背景〕 光フアイバ伝送技術の急速な進展にともない、電子計算
機−電子計算機間や電子計算機一端末間のデータ伝送に
光ファイバを使用する光データリンクの研究開発が活発
に行われている。この光データリンクを構成する上で、
複数本の入力用光ファイバからの光信号をミキシングし
て複数本の出力用光ファイバに低損失で、かつ均等に分
配し得る光スターカプラは必須のデバイスである。
従来、光スターカプラの代表例として第1図に示すパイ
コニカルテーパ型がある(柳井久#1!編「光通信バン
ドブック」朝食書店発行1982年9月1日、初版第1
刷の324〜325頁参照)、これは、多数本の光ファ
イバ1を1箇所でまとめ、加熱しながらひねりを加えて
融着し、その中央部にテーパ状領域2を形成することに
より、入力用光ファイバ(テーバ状領域2の左側)から
の光信号を複数本の出力用光ファイバ(テーバ状領域2
の右側)に分配するものである。なお同図中、矢印は光
信号の進行方向を示す、この光ファイバの加熱源として
、通常、酸水素バーナ、電気炉、放電装置などが用いら
れる。酸水素バーナを用いる方法は、非常に簡単に昇−
降温かできるので、短時間に作業を終えることができる
が、バーナの風圧、火炎温度、外乱などによってひねり
・融着・延伸部の形状が変形し易い、すなわち、上記ひ
ねりパ融着・延伸部の形状制御はほとんど不可能であり
、非常に歩留りが悪く、再現性に問題がある。したがっ
て量産は不可能に近い、電気炉を用いる方法は上記外乱
を抑制できるが、昇降温が非常にゆっくりであるので、
昇降温中に光ファイバが余計な 。
変形を生じるといった問題点がある。放電装置(たとえ
ば、アルゴンアーク放電加工柵)を用いる方法は光ファ
イバの数量が増加した場合には均一に溶融させることが
むずかしいという問題がある0以上のように、従来方法
には問題があり、良好な光学特性を歩留り良く量産する
ことは困難であり、したがって光分配回路の低コスト化
もむずかしい。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、前記問題点を解決する光フアイバ形光
分配回路およびその製造方法を提供することにある。す
なわち、本質的に光学特性が良好で、環境条件の変動や
機械的振動、衝撃にも安定で、さらに取扱いが容易な光
ファイバ形分配回路およびその製造方法にある。
〔発明の概要〕
本発明の光ファイバ形分配回路は、n本の光ファイバか
らなる光ファイバ束のひねり・融着・延伸部を2重の容
器内に形成させたものである。容器形状は円筒管、楕円
円筒管、テーパ状円筒管。
部分的に外径が異なる円筒管、コ型管、U型管。
さらにはこれらの変形などを用いる。2重容器の外管は
光ファイバが石英系ガラスファイバの場合には石英管、
多成分系ガラスファイバの場合には石英管以外にバイレ
ックスなどの多成分ガラス管、またプラスチックファイ
バの場合にも石英管、多成分ガラス管を用いる。2重容
器の内管はガラス管、高分子重合体管(熱可塑性、熱硬
化性樹脂。
熱収縮性チューブ)、金属管、セラミックス管などを用
いる。2重容器の内管内には高分子重合体、接着剤など
の充填材を充填する0本発明の光ファイバ形分配回路の
製造方法は大きくわけて4つのプロセスからなり、これ
らを連続した一貫プロセスにより作ることができる。ま
ず外管内に光ファイバ束を挿入して宙ずり保持し、必要
に応じて光ファイバ束にひねりを加える。ついで上記外
管を酸水素バーナで加熱して光ファイバ束を間接加熱す
ることによりひねり・融着・延伸部を形成させる。つい
で上記光ファイバ束に内管をかぶせ、内管の両端を接着
剤で封止し、また外管と内管との間も接着剤で封止する
。なお、内管内には高分子重合体を充填させて機械的振
動や衝撃に対する光学特性の変動を緩和させるようにし
てもよい。
〔発明の実施例〕
第2図に本発明の光ファイバ形分配回路の実施例を示す
。これは入、出力ポート数が共に2の2対2ボ一ト型光
分配回路の一例であるsla〜1dは高分子重合体(シ
リコーン、あるいはシリコーンとナイロン)で被覆され
た光ファイバである。光ファイバ束のひねり・融着・延
伸部6は内管4aでおおわれ、また内管4aは外管3a
でおおわれている。5は光ファイバ束と内管、外管を固
定するための接着剤、あるいは高分子重合体である。内
管4aの中7は外部の雰囲気と完全にしゃ断される構造
になっており、外部からの不純物(遷移金属イオン、O
Hイオン、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオ
ンなど)がひねり・融着・延伸部6に混入するのを防ぐ
ことができ。
光分配回路の挿入損失、分配バラツキ特性、機械的強度
特性の経時劣化を抑制することができる。
また光ファイバ束の外径よりも若干大きい内管4aで光
ファイバ束をおおい、かつ光ファイバ束と内管、外管を
固定することにより、機械的補強を行い、取扱い時の光
分配回路の破損を防ぐことができる。外管3は石英ガラ
ス管、バイコールガラス管、多成分ガラス管(たとえば
パイレックス管)を用いることができる。内管4aには
上記ガラス管の他、高分子重合体管、金属管、磁器管(
たとえばセラミックス管)を用いることができる。
第3図は本発明の光ファイバ形分配回路の別の実施例を
示したものである。すなわち、内管にはひねり・融着・
延伸部6をおおわない短い長さの管4bを用いた場合で
ある。内管4b内には接着剤5が充填されており、光フ
ァイバ束と内管4bとは固定されている。また内管4b
と外管3bとも接着剤5で固定されている。
第4図は本発明の光ファイバ形分配回路の別の実施例を
示したものである。この場合は外管3bに外径がほぼ一
定のストレート管を用いた場合である。内管4bの外径
と外管3bの内径とはほぼ等しく、接着剤5により固定
されている。機械的振動や衝撃に対しても光ファイバ束
が移動しないように強固に固定することができる。
第5図は本発明の光ファイバ形分配回路の別の実施例を
示したものである。内管4cに熱収縮性チューブを用い
、光ファイバ束をおおった構成である。この構成では、
光ファイバ18〜1cを多少引張っても細径のひねり・
融着・延伸部が破断することがほとんどない、光学的特
性も、たとえば熱収縮性チューブ4cにシリコーン、テ
フロン系のものを使えば屈折率も光ファイバのそれより
も低いので光損失増大の問題はない、なお、第2″〜5
図において、空間部7には高分子重合体を充填すること
により1機械的振動や衝撃に対して光学的特性の変動を
緩和させるようにしてもよい。
また第5図の熱収縮性チューブ内に樹脂を充填しておい
て加熱により熱収縮性チューブを収縮させてもよい、空
間部7に充填する高分子重合体としてはシリコーンゴム
(たとえば信越化学展のKE103 RTV、 KE 
106 LTVなど)、フッ素系のゴムなどのゴム物質
や、シェリー状物質(たとえば、ポリブテン、軟ポリブ
テン、金属石英グリースなど)、紫外線硬化樹脂(たと
えばウレタンアクリレート、エポキシアクリレートなど
)、可視光硬化型光学用接着剤(たとえばメタアクリレ
ートエステル系)などを用いることができる。接着剤5
には、熱可塑性、熱硬化性、エラストマー。
混合型などの種類のものを使える。
第6図は本発明の光ファイバ形分配回路の製造方法の一
実施例を示したものである。これは人。
出力ボート数が4対4ポート型の光分配回路の製造方法
を示したものである。まず(a)において、外容器の石
英ガラス管3aを主軸台9a、9bにチェックする。こ
の石英ガラス管3a内に内容器の石英ガラス管4bを挿
入し、この石英ガラス管4b内に光ファイバ束13を挿
入する。光ファイバ束13はもう一組の主軸台10a、
10bに固定する。必要に応じて光ファイバ東13にひ
ねりを加えておく、そして、入力ポート側光ファイバの
どれか一つに光源12の光信号を入射させ、出力ボート
側光ファイバの出射端からの光信号をホトダイオードア
レイ14で検出するようにしておく、ついで、石英ガラ
ス管3aを酸水素バーナ8で加熱する。そして石英ガラ
ス管3a内の光ファイバ束を硬化させ、それに応じてひ
ねりを加えつつ主軸台10a、10bを矢印11a、l
lb方向に移動させて上記光ファイバ束のひねり部を延
伸させる。ホトダイオードアレイ14の出力信−号がほ
ぼ等出力値に達した時点で延伸と加熱を停止させる0次
に同図(b)に示すように、石英ガラス管の両端を接着
剤5で封止して完了する。連続した一貫プロセスにより
、数分程度で試作することができる。なお、第6図(a
)において、酸水素バーナ8で石英ガラス管3aを加熱
する前に、石英ガラス管3aの片端部(図面の左端部)
を接着剤で封止して固定しておいてもよい。その場合に
は、接着剤5には、たとえば耐熱用接着剤(米国エポキ
シ・テクノロジー社、エボテック390)を用いる。ま
た第6図において、内容器4bは外客器3aと一体化型
であってもよい。また内容器4bは光ファイバ束のひね
り・融着・延伸部を形成させた後で外容器3a内の挿入
するようにしてもよい。
本発明は上記実施例に限定されない。たとえば光ファイ
バ束の光ファイバの本数は2本以上何本でもよい、また
光ファイバは単一モードおよび多モード光ファイバのい
ずれでもよい、光ファイバは石英系、多成分系、さらに
はプラスチック系でもよい、また2重容器の他に、3重
、4重容器でもよい、この場合、外容器のみ加熱源で加
熱した場合に光ファイバと同程度かそれ以上の耐熱性を
有していなければならない。
第7図は本発明の別の実施例である・これはガラス管3
aに多数の穴15a〜15fを設けて。
これらの穴よりガラス管3a内に樹脂16を充填したも
のである。そして、これらの穴によりガラスと樹脂との
熱膨張係数のちがいによって生ずる光ファイバ束への応
力を緩和させる効果をもたせたものである。
第8図はガラス管3a内に樹脂を完全に充満させないで
、一部分空間部17を設けたものである。
この空間部17により、上記熱膨張係数のちがいによる
応力を緩和させることができる。
第9図はガラス管3aの上部15を開放にすることによ
り、上記熱膨張係数のちがいによって生ずる応力を緩和
させるようにしたものである。
第10図はガラス管3aを取りのぞいた構成である。な
お、樹脂16は光ファイバ束の表面のみに被覆するよう
にしてもよい。
以上、第7〜10図はガラスと樹脂の熱膨張係数のちが
いによって生ずる応力により、光ファイバ束の破断、光
分配比の変動、光挿入損失の変動などを低減することが
可能である。
〔発明の効果〕
以上に述べたように、本発明によれば、光の分配、結合
を行わせる光ファイバ束のひねり・融着・延伸部を2重
容器内に密封することにより、光挿入損失、光分配バラ
ツキ特性の劣化、変動を阻止することができる。すなわ
ち、外部の空気中に存在している不純物(遷移金属イオ
ン、OHイオンなど)の混入を阻止することができる。
また光ファイバ束を2重容器で保護し、その両端を接着
剤の助けをかりて固定、封止することにより、取扱い時
のひねり・融着・延伸部の破断を抑制でき、また粗雑な
取扱いにもたえる耐久性構造になっているので、信頼性
向上効果を期待できる。さらに、機械的振動や衝撃に対
しても光学的特性の変動を緩和できる構成になっている
【図面の簡単な説明】 第1図は従来のパイコニカルテーパ型光分配回路を示す
図、第2〜5図および第7〜10図は本発明の光ファイ
バ形分配回路の実施例を示す図、第6図は本発明の光フ
ァイバ形分配回路の製造方法の実施例を示す図である。 1.18〜1d・・・光ファイバ、2,6・・・光ファ
イバ束のひねり・融着・延伸部、3a、3b・・・外容
器、4a、4b、4c・・・内容器、5・・・接着剤、
7・・・空間部、8・・・酸水素バーナ、9a、9b。 10a、10b−主軸台、lla、1lb−延伸方向を
示す矢印、12・・・光源、13・・・光ファイバ第 
 6  の (b)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、入、出力ポートが共にn本の光ファイバからなる光
    ファイバ束のひねり・融着・延伸部を2重以上の多重の
    容器内に形成させたことを特徴とする光ファイバ形分配
    回路。 2、特許請求の範囲第1項において、前記多重容器は円
    筒管、異径円筒管、テーパ状円筒管、楕円管、U、V、
    ■字型管、あるいは前記管の種種の組合せのいずれかか
    らなることを特徴とする光ファイバ形分配回路。 3、特許請求の範囲第1項において、前記多重容器の材
    質はガラス、高分子重合体、金属、磁器のいずれかから
    なることを特徴とする光ファイバ形分配回路。 4、特許請求の範囲第1項において、前記多重容器の内
    容器は光ファイバ束のひねり・融着・延伸部を部分的に
    おおうようにしたことを特徴とする光ファイバ形分配回
    路。 5、特許請求の範囲第1項において、前記光ファイバ束
    のひねり・融着・延伸部を高分子重合体で被覆するよう
    に多重容器の内容器内に高分子重合体を充填したことを
    特徴とする光ファイバ形分配回路。 6、特許請求の範囲第1項において、前記多重容器の両
    端部を接着剤、あるいは高分子重合体でおおつて光ファ
    イバ束と多重容器とを固定したことを特徴とする光ファ
    イバ形分配回路。 7、特許請求の範囲第1項において、前記多重容器は外
    容器と内容器とが一体化、あるいはそれぞれ別々の部品
    から構成されているかのいずれかからなることを特徴と
    する光ファイバ形分配回路。 8、多重容器の外容器となるガラス状容器内に光ファイ
    バ束を宙ずり配置してガラス状容器を加熱源で加熱して
    容器内の光ファイバ束を加熱し、ひねり、延伸を加える
    ことによりひねり・融着・延伸部を形成させ、ついで外
    容器と該ひねり・融着・延伸部を有する光ファイバとの
    間に内容器を挿入し、最後に多重容器の両端に接着剤を
    封止してなる光ファイバ形分配回路の製造方法。 9、特許請求の範囲第8項において、前記多重容器の片
    端部をあらかじめ接着剤により封止して光ファイバ束と
    多重容器の片端部を固定した後、該多重容器を加熱して
    光ファイバ束にひねり・融着・延伸部を形成させ、最後
    に該多重容器の他端部を接着剤により封止したことを特
    徴とする光ファイバ形分配回路の製造方法。 10、特許請求の範囲第8項において、前記容器内に樹
    脂を充填後、該容器を取りのぞいたことを特徴とする光
    ファイバ形分配回路の製造方法。
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