JPS63149609A - 光タツプ装置 - 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との光信号の授受を行う光タップ装
置に関する。

（従来の技術） 光分岐結合器（以下、光カプラという。）は、光ローカ
ルエリアネットワーク（光ＬＡＮ）や光伝送路などを構
成する重要な部品である。

従来、この種の光カプラは２本の光ファイバの側面を互
いに融着させ、おるいは光導波路を７字型に形成し、ま
たは微小なハーフミラ−を用いることなどにより構成さ
れている。そして、光ファイバにこれらの光カプラを接
続するためには、光ファイバを切断し、その切断部分に
光カプラを接続することによっていた。このため、幹線
となる光ファイバ等には光カプラの挿入に伴う接続損失
が発生する。また、幹線の切断作業やその後の光カプラ
の接続作業は、困難で必るなどの欠点がある。

これに対して、光タップ装置と呼ばれるものが健案され
ている。この光タップ装置は、光ファイバ等を切断する
ことなく光ファイバ等との光信号の授受が行える光カプ
ラで、電子通信学会技術研究報告０ＱＥ−８６−１０４
にもこの例が示されている。これによると、光タップ装
置は所定の屈曲角と屈曲半径で曲げられた光ファイバお
よび接合材を介して光ファイバの屈曲部に接続される光
分岐路と、光結合路とから構成されている。そして、例
えば光ファイバの屈曲角を１０’とし、屈曲半径を５１
ｒＩ！ｒｉにすることにより挿入損失は約０．１ｄＢに
抑えられ、従来の光カプラにはない低損失での光結合や
光分岐が行えることが予測できる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記の従来の光タップ装置では、次の２
つの問題を有している。

第１の問題は、光フ７・イバの屈曲部に接近させて光学
部材を配置することができないので、光ファイバとの光
信号の授受を効率よく行うことができないという問題で
ある。

第７図を参照して、上記第１の問題をより詳細に説明す
る。

第７図は従来技術による光ファ゛イバとの光信号の授受
を行う構成を示す説明図である。同図（Ａ＞では、光フ
ァイバ２の入射側直線部２１から入射される光の一部は
屈曲角θをもつ屈曲部２２から放射され、レンズ９０を
介して集光されて光通信用フォトダイオード（以下、Ｐ
Ｄと称す。）９１によって検出される。

同図（Ａ＞の構成によれば、光信号を送出する光ファイ
バ２の屈曲部２２と、その光信号を受けるＰＤ９１とは
出来るだけ接近して配置し、この間での結合効率を高め
ることが望ましい。ところが、通常に入手できるレンズ
９０のレンズ径は２Ｍ以上もあるのが普通である。従っ
て、光ファイバ２の屈曲角が１０°に設定されている場
合には、レンズ９０と光ファイバ２との接触をさけるた
めにも、レンズ９０と屈曲部２２との距離りは５．７＃
以上にしなければならない。このため、レンズ９０上に
入射される光ビームの径は１．２ｍ程度に拡大してしま
う。

一方、ＰＤ９１は高速性が要求されるので、受光領域の
受光径は２００μｍ以下に設定されるのが通常である。

その結果、レンズ９１には高い集光特性が要求されるこ
とになるが、一般には収差の影響を強く受けるので、屈
曲部２２から放射される光を高効率にＰＤ９１に結合す
ることができない。

第７図（Ｂ）では、光ファイバ２の屈曲部２２に光分岐
路としての光ファイバ９３が、接合材９２によって直接
に接続されている構成が示されている。この場合にはレ
ンズは不要となるが、屈曲部２２から放射される光は何
ら集光されることがない。このため、光ファイバ２から
光ファイバ９３への結合効率は劣悪なものとなる。

なあ、第７図（Ａ＞、（Ｂ）の説明では、光ファイバか
ら光分岐路への光分岐について説明したが、光結合路か
ら光ファイバに光結合をさせる場合も同様の問題を有し
ている。

次に、従来技術が有している第２の問題について説明す
る。

従来技術によれば、光ファイバを所定の屈曲角と屈曲半
径とで屈曲させ、その形状を保持する手段が設けられて
いない。従って、光ファイバの屈曲角と屈曲半径とを所
定の値に設定することが困難である。そのため、光ファ
イバの屈曲によって生じる曲げ損失を最小限に抑えるこ
とができない。

また、従来の光タップ装置では、光ファイバは位置決め
して安定に保持されることがないので、光ファイバの屈
曲部に対して所定の位置関係を保たせて光分岐路や光結
合路を配置することができない。

以上の如く、従来技術によれば主として上記２つの問題
点を有していた。これらの結果、従来の光タップ装置で
は光ファイバとの光結合や光分岐を低損失に行うことが
できず、光タップ装置を有する上記の多くの特徴が生か
されないものでめった。

そこで本発明は、高効率に光ファイバとの光結合や光分
岐ができ、光ファイバに簡便に接続することのできる光
タップ装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係るタップ装置は、基体と、基体に形成されて
光ファイバを所定に屈曲させ、それを基体に拘止する光
ファイバ拘持手段と、基体に形成されて光ファイバの側
面から基体内に放射される光を反射させ、または基体か
ら光ファイバの倶１面を介して光ファイバに光結合させ
る光を反射させる反射手段とを備えることを特徴とした
ものである。

〔作用〕

本発明によれば、以上のように光タップ装置を構成した
ので、反射手段は基体に拘止され所定に屈曲される光フ
ァイバの屈曲部側面から基体内に放射される光を反射さ
せ、基体の外部に導出して光分岐し、または、基体の外
部から入射される光を反射させ基体内に導入し、光ファ
イバの屈曲部側面を介して光ファイバに光結合させる作
用をなす。

〔実施例〕

以下、第１図乃至第６図を参照して、本発明のいくつか
の実施例を説明する。なあ、以下の図面の説明において
同一要素には同一符号を付し、その説明の重複をさけて
いる。

第１図は本発明の第１の実施例の構成を示す斜視図であ
る。基体は第１の基体１１と、それに対応する第２の基
体１２からなる。両基体１１゜１２の材料としては、成
形加工が容易で屈折率が光ファイバ２の被覆の屈折率よ
り大なアクリル樹脂（ＰＭＭＡ’）が用いられている。

第１の基体１１の下面８１には凸曲面が形成され、その
面８１には光ファイバ２の拘持手段としてＶ字状断面の
溝３が設けられている。第２の基体１２の上面８２には
凹曲面が形成され、その面８２は基体１１の下面８１に
密接されるようになっている。また、第２の基体１２の
側面８３は反射手段としての反射面４とされ、その反射
面４は基体１２の下面との間に所定の角度αをなしてい
る。

以下、第２図を参照してこの実施例の動作を説明する。

第２図は第１の実施例の構造を示す断面図である。光フ
ァイバ２は第１の基体１１と第２の基体１２との間には
さまれ、基体１１の下面８１に設けられている溝３によ
って位置決めされ、所定の屈曲角θと屈曲半径Ｒに曲げ
られる。光ファイバ２の入射側直線部２１（第２図中、
光軸Ａ二Ａ′によって示される。）に入射される光の一
部は屈曲部２３から基体１２の内部に放射され、他は光
ファイバ２の出射側直線部２３（第２図中、光軸８−８
’　によって示される。）から外部に導出される。そし
て、撮り角δをもって基体１２内に放射される光は反射
面４によって反射され、光路が変えられて基体１２の下
面を介して外部に導出される。このとき、第２図に示さ
れる如く基体１２の下面に平凸レンズ５を付設してあけ
ば、基体１２から導出される光を集光して光分岐する作
用をなす。

以下、上記実施例に基づいた具体的な実験例について説
明する。

光ファイバ２としては、コア径が１００μｍ、クラツド
径が１４０μｍ、被覆径が２５０μｍの”石英系光ファ
イバＣＮＡ値＝０．３０＞が用いられている。、基体１
１には頂角９０’のＶ字状溝３が設けられている。そし
て、反射面４と基体１２の下面とのなす角αは４５°と
され、基体１２の側面８３は鏡面に研磨され、反射面に
なされている。

上記実験例によれば、屈曲部２２から放射されて反射面
４によって反射され、基体１２の外部に導出される光の
光路長（基体１２内での光路長）は２！１１！ｎに抑え
られている。このため、基体１２の下面での光のビーム
径の拡がりは３５０μｍでめった。従って、基体１２の
下面には通常の平凸レンズ５を設Ｃプることができるの
で、レンズ５を介して図示しない光分岐路に分岐される
光の結合効率が高められる。上記実験例によると、その
結合効率は８５％にも達している。

次に、第３図を参照して第２の実施例を説明する。

第３図はこの実施例の構成を示す斜視図である。

この実施例が第１の実施例の構成と異なる点は、第２の
基体１２の上面８２に溝３１が設りられ、第１の基体１
１には溝が設けられていない点と、光結合路との光結合
を行う光タップ装置として示されている点とにある。

第２の基体１２に設けられている溝３１は断面がＵ字状
とされ、溝幅は溝底に敷設される光ファイバ２の外径よ
りも若干大きくされている。光ファイバ２は溝３１の溝
底に沿って敷設され、屈曲角θで屈曲半径Ｒの屈曲部２
２が形成される。溝３１にはアクリル樹脂が充填され、
光フ７・イバ２は基体１２に拘止される。第２の基体１
２には第１の基体１１が接着され、光ファイバ２は基体
１１．１２の内部に埋設され、これによって光タップ装
置が構成されている。

上記実施例の構成によれば、図示しない光結合路から基
体１２内に入射される光（入射方向が図中符号Ｃ及び矢
印にて称されている。）は反射面４によって反射され、
光ファイバ２の屈曲部２２の側面を介して効率よく光結
合される。光ファイバ２の出射側直線部２３からは、光
結合路から出射され光ファイバ２に結合された光が外部
に送出される。

上記第２の実施例によれば、光ファイバ２は溝３１の溝
底に敷設されるので、光ファイバ２の光軸Ａ−Ａ’　、
Ｂ−８’　は基体１２に対して正確に位置決めされる。

従って、基体１２の下面から導入され反射面４を介して
光ファイバ２の屈曲部２２に入射する光の光路は一定に
定められることになる。その結果、光タップ装置に対し
て配置する光結合路の位置を正確に定めることができ、
常に安定かつ高効率に光結合を行わせることができる。

次に、第４図を参照して第３の実施例を説明する。

第４図はこの実施例の構成を示す斜視図である。

この実施例では、光タップ装置は光分岐用又は光結合用
として用いられている。そして、第１、第２の実施例の
構成と異なる点は、第１の基体１１及び第２の基体１２
の他に、ざらに第３の基体１３が設けられ、これら基体
１１，１２．１３が第３の基体１３を間にはさんで積層
され、全体として基体が構成される点におる。第３の基
体１３は例えばシリコーン樹脂からなる弾性シート部材
でおり、その片面には断面が矩形状の溝３２が形成され
ている。

この第２の実施例によると、第３の基体１３はシー１〜
状部材て必るので溝３２が形成が容易に行える。また、
第１、第２の基体１１．１２は弾性部材１３によって柔
らかく保持されるので、機械的衝撃などによる破損等を
生じない。ざらに、光ファイバ２を屈曲させて光タップ
装置に組込む際には、＠３の基体１３が光ファイバの保
護材としても作用し、従って光ファイバ２に無理な応力
が加わることがない。また、溝を基体１１．１２に形成
する必要がないので、これらの基体の製作が容易になる
という利点を有している。

次に、第５図を参照して第４の実施例を説明する。

第５図はこの実施例の構成を示す斜視図である。

そしてこれが第１乃至第３の実施例の構成と異なる点は
、基体を単一のものとした点にある。基体１４はアクリ
ル樹脂からなり、基体１４の上面には光ファイバ拘持手
段として溝３３が形成され、基体１４の端面には反射面
４１が設けられている。

溝３３は部分的に深さを変えて形成され、光ファイバ２
は溝３３内に敷設される。従って光ファイバ２は、溝３
３の深さに応じて屈曲角θと屈曲半径Ｒとをもつよう曲
げられる。＄３３に収容され所定に屈曲される光ファイ
バ２は、アクリル樹脂が溝３３に充填されて加圧重合さ
れることにより、基体１４に拘止される。

この第４の実施例によれば、基体１４は単一の基体でお
り、孫って光タップ装置の構成に必要な部品数を削減す
ることができる。なお、基体１４の材料と溝３３に充填
される樹脂とを同系統のアクリル樹脂とすれば、両者間
で屈折率に殆んど差がなく、従って両者の界面でのフレ
ネル反射をなくすことができる。

次に、第６図を参照して第５の実施例を説明する。

第６図はこの実施例の構成を示す斜視図である。

そして、この実施例の構成が第１乃至第４の実施例の構
成と異なる点は、光ファイバ２が基体１５の上面に設け
られた均−深さの溝３４に敷設され、光ファイバ２は基
体１５の上面と平行な面内で屈曲されている点にある。

光ファイバ２の屈曲部２２から放射される光は、基体１
５の内部を通って基体１５の端面に設けられる反射面４
２で反射され、基体１５の側面から導出される。

この第５の実施例の構成によれば、基体１５は単純な平
板形状でよいので、基板１５を石英ガラスなどによって
形成することができ、恒産が容易である。また、石英ガ
ラスはドライエツチングが可能なので、溝３４を精密に
エツチング加工して形成させることもできる。

以上、本発明のいくつかの実施例について説明したが、
本発明は上記実施例のものに限られるものではない。

特に上記実施例は、光結合路や光分岐路との組合わせに
より光ファイバに光結合を行わＶる光タップ装置とする
こともできる。あるいは、光ファイバから光分岐を行わ
せる光タップ装置とすることもでき、更に、同一の構成
によって両方の動作を兼ね備えさせることもできる。ま
た、基体の材質はアクリル樹脂や石英ガラスに限られず
、他の高分子材料、例えばポリスチレン樹脂、ポリ炭酸
エステル樹脂などとすることもでき、石英ガラス以外の
各種の無機透光性材料とすることもできる。

ざらに、反射面を鏡面仕上げにより形成するとしたが、
基体がガラス材料による場合には、鏡面仕上げした後に
金属薄膜を蒸着したり、多層干渉膜を被着させることな
どによってもよい。また、基体に反射部材を付設して反
射面を形成するようにしてもよい。

ざらにまた、光ファイバは石英系光ファイバに限られる
ものではなく、プラスチックスファイバやプラスチック
スクラッドファイバとするこ、ともできる。また、上記
実施例にあける屈曲角、屈曲半径等は、実験例において
記した角度や数値に限られない。

なお、上記実施例では、光分岐路や光結合路と光ファイ
バとを結合させるとして説明したが、これに限られるも
のではない。例えば、光通信システムのカプラとしても
用いることができ、光ファイバの融着接続の際のモニタ
光の注入おるいは検出に用いることができる。

（発明の効果） 以上、詳細に説明した通り本発明によれば、光タップ装
置に反射手段を有するようにして、光ファイバの屈曲部
側面から基体内に放射される光を反射させ、または、基
体から光ファイバの屈曲部側面を介して光ファイバに光
結合させる光を反射させるようにしたので、光ファイバ
の屈曲角が小さくてもレンズ等の光学部材の配設位置が
制約されることがない。従って、光学部材を光ファイバ
の屈曲部に接近して配置することができ、しかも光学部
材の選定が自由に行える。その結果、光分岐路や光結合
路との結合効率を向上させることができ、損失の少ない
光タップ装置を提供することができる。

また、光ファイバは基体に確実に拘持されるので、光タ
ップ装置の特性を安定にし、光タップ装置に光ファイバ
を組込む作業を簡便に行える効果がおる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の実施例の構成を示す斜視図、第２図は第
１の実施例の断面図、第３図は第２の実施例の構成を示
す斜視図、第４図は第３の実施例の構成を示す斜視図、
第５図は第４の実施例の構成を示す斜視図、第６図は第
５の実施例の構成を示す斜視図、第７図は従来技術の説
明図で必る。 １．１１．１２，１３，１４．１５・・・基体、２・・
・光ファイバ、 ３．３１，３２，３３，３４・・・溝、４．４１．４２
・・・反射面。 特許出願人　　住友電気工業株式会社 代理人弁理士　　　長谷用　　芳　　樹第１の実施例の
断面図 第　　２　　図 ′　第２の実施例の斜視図 第　　３　　図 第３の実施例の斜視図 第　　４　　図 第４の実施例の斜視図 第　　５　　図 第５の実施例の斜視図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基体と、 この基体に形成され、光ファイバを所定の屈曲角と屈曲
   半径をもって屈曲させ、前記基体に拘止する光ファイバ
   拘持手段と、 前記基体に設けられ、前記光ファイバの屈曲部側面から
   前記基体内に放射される光を反射させ、または前記基体
   から前記光ファイバの屈曲部側面を介してこの光ファイ
   バに光結合される光を反射させる反射手段と を備える光タップ装置。 ２、前記光ファイバ拘持手段は前記基体に形成された溝
   である特許請求の範囲第１項記載の光タップ装置。 ３、前記反射手段は前記基体の一面に形成された全反射
   面である特許請求の範囲第１項記載の光タップ装置。 ４、前記反射手段は前記基体の一面に形成された金属薄
   膜である特許請求の範囲第１項記載の光タップ装置。 ５、前記反射手段は前記基体の一面に形成された干渉膜
   である特許請求の範囲第１項記載の光タップ装置。