JPS63257705A - 光フアイバカプラ - 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Ｊ この発明は、各種光フアイバセンサ等において、光の偏
波方向を保持したままで光の分岐や合流を行なう偏波保
持型の光ファイバカプラに関するものである。

「従来の技術」 従来、このような目的で使用される光ファイバカプラと
しては、２本の応力付与型の偏政保持先ファイバ（以下
、光ファイバと略記する）の一部を加熱融着し、更に延
伸することによって融着部を形成し、この融着１部で光
パワーの結合を行なう構成のものが知られている。

第６図および第７図はこうした従来の光ファイバカプラ
の一例を示すもので、符号ｌは光ファイバカプラである
。この光ファイバカプラｌは、平行に並べられた２本の
光ファイバ２ａ、２ｂの一部に、これらの光ファイバ２
ａ１２ｂが融着接合した融着部３を形成して構成されて
いる。この融着部３では、各々の光ファイバ２ａ、２ｂ
のコア４．４が接近し、一方の光ファイバ２ａのコア４
中を伝送される光パワーが漏洩して他方の光ファイバ２
ｂのコア４中に移行する光パワーの結合が行なわれる。

すなわち、一方の光ファイバ２ａの入射側５に入射した
光パワーは、融着部３でその一部が他方の光フアイバ２
ｂ側に分岐され、一方の光ファイバ２ａの出力側６と他
方の光ファイバ２ｂの分岐出力側７からは、所定の分岐
比をもって分割された光パワーが得られるようになって
いる。

この光ファイバカプラＩに使用される光ファイバ２は、
中心部のコア４と、このコア４の両側部に配設された２
つの応力付与部８．８と、これらを囲むクラッド９とを
価えて構成されている。この光ファイバ２の材質は、例
えばクラッド９にＳｉｎ、を用いた場合、コア４にはＧ
　ｅ　Ｏｔを添加したＳｉｎ、が使用され、応力付与部
４．４にはＢ、０゜を添加した５ｉＯｚが用いられる。

この応力付与部８．８の屈折率はクラッド９よりも低い
ため、光ファイバ２を側面から目視するとき、応力付与
部８．８が黒く見えるようになっている。

ところで、このような光ファイバ２．２を用いて、偏波
保持特性の′優れた光フアイバカブラ１を作成するには
、これら光ファイバ２．２に存在する２つの複屈折の主
軸ｘ、ｙ　（応力付与部８の中心とコア４とを結ぶ方向
をＸ軸とし、それと直交する方向をｙ軸とする）が２本
の光ファイバ２．２において同様な位置関係とすること
が必要となる。

例えば第８図に示す光ファイバカプラでは、２木の光フ
ァイバ２．２の各々のＸ軸を平行に、また各々のｙ軸が
同一直線上に並ぶように配置されている。この位置関係
がずれると、完成した光ファイバカプラｌの偏波保持特
性か著しく劣化してしまうため、この軸方向の調整は極
めて精密に行なう必要がある。この軸方向の調整の方法
としては、第９図に示すように、２本の光ファイバ２．
２の側面から図中、矢印で示す方向（ｙ軸方向）に可視
光を照射し、その反対側のｙ軸方向から顕微鏡ＩＯを用
いて、一方の光ファイバ２の応力付与部８．８に他方の
光ファイバ２の応力付与部８．８が重なり合う、ように
光ファイバ２．２を回転させることによって調整を行な
う。

軸方向の調整を終えた２本の光アアイバ２．２は、その
一部をバーナなどで加熱融着し、更に融着した部分を延
伸して融着部３を形成し、光ファイバカプラｌとする。

「発明が解決しようとする問題点」 こうした従来の光フアイバカブラｌは、２本の光ファイ
バ２．２の一部を融着延伸して直径を細くして、各々の
コア４．４の間隔を接近させた融着部３で先パワーの結
合を行なうものであるが、各々の光ファイバ２．２中で
はコア４．４以外の部分を伝送される光パワーも多く存
在している。

そして第６図に示す光フアイバカブラＩでは、応力付与
部８・・・の屈折率がクラッド９よりも低いため、コア
４．４以外の部分を伝送される低パワーか非常に乱され
やすく、この結果、光フアイバカブラｌの損失が非常に
大きくなってしまう問題があった。

この光ファイバカプラｌの損失は、応力付与部８の屈折
率をクラッド９の屈折率と等しくすることによって数件
できる。しかし、応力付与部８の屈折率をクラッド９と
等しくすると、応力付与部８が目視されなくなるため、
２本の光ファイバ２．２の軸方向を調整する際に、第９
図に示すような光学的な調整操作を行なうことができな
いという不都合が生じる。

また、この光フアイバカブラｌでは、応力付与部８・・
・の屈折率がクラッド９よりも低い光ファイバ２を用い
て構成され、２本の光ファイバ２．２の軸方向を調整す
るには、第９図に示すように一方の光ファイバ２をｙ軸
方向から監視し、その２つの応力付与部８．８と他方の
先ファイバ２の応力付与部８．８が重なり合うように先
ファイバ２．２を回転させて調整するが、応力付与部８
．８は直径が通常３０μｍ程度と太きいために、これら
の応力付与部８．８を目視して軸方向の調整を行なうと
光ファイバ２．２の軸方向にずれを生じ易く、作成され
る光フアイバカブラの偏波保持特性が悪化する問題があ
った。

この発明は、こうした問題を解消し、低損失て偏波保持
特性の優れた光ファイバカプラを提供することを目的と
している。

「問題点を解決するための手段」 この発明による光ファイバカプラは、２本の応力付与型
偏波保持光ファイバの一部を融着延伸して融着部を形成
し、この融着部で光パワーの結合を行なう光ファイバカ
プラにおいて、応力付与型偏波保持光ファイバは、中心
部のコアとこの両側部に配設された２つの応力付与部と
これらを囲むクラッドと、上記応力付与部の中心とコア
とを結ぶ線と直交する線に沿ってクラッド内の外周近傍
に配設され、クラッドの屈折率と異なる屈折率を有する
目視部とを備え、かつ各々の光ファイバが、目視部が他
方の光ファイバとの接触側と反対の側を向くように配置
されて構成し、問題解決の手段とした。

「実施例」 第１図ないし第３図はこの発明の光ファイバカプラの一
実施例を示す図であって、符号１１は光ファイバカプラ
である。

この光ファイバカプラ１１は、平行に並べられた２本の
光ファイバ１２ａ、１２ｂの一部に、これらの光ファイ
バ１２ａ、１２ｂが融着接合した融着部１３を形成して
構成されている。これらの光ファイバ１２ａ、１２ｂは
、中心部のコア１４と、その両側部に配置役された２つ
の応力付与部Ｉ５．１５と、これらを囲むクラッド１６
と、応力付与部８の中心とコア１４とを結ぶ線（Ｘ袖）
と直交する線（ｙ軸）に沿って上記クラッド１６内の外
周近傍に配設された１つの目視部１７とを備えて構成さ
れている。上記コアＩ４には、ＧａＯ２を添加した５ｉ
Ｏｚが使用され、クラッド１６には５ｉｆｔが使用され
、応力付与部１５．１５には、Ｇｅ０ｔおよび１３　ｔ
　Ｏ３を添加した５ｉＯｆが使用され、目視部Ｉ７には
Ｂ、０．を添加したＳｉｎ、が使用されている。応力付
与部！５の屈折率は、クラッド１６の屈折率と等しくな
っている。また、目視部１７の屈折率は、クラッド１６
よりも低く、したがって光ファイバ１２ａ、１２ｂを側
方から目視すると、目視部１７のみが黒く見える。この
目視部１７の直径は、光ファイバ１２ａ、１２ｂを側方
から顕微鏡を用いて目視するとき、十分に目視が可能な
大きさであることが必要であるが、一方、２本の光ファ
イバ１２ａ、１２ｂの軸方向を調整する際、各々の目視
部１７．１７を監視して軸方向を調整する場合には、目
視部１７の直径が小さいほど精密な軸方向調整を行なう
ことができる。

これらの光ファイバ１２ａ、１２ｂは、各々のｙ軸が同
一直線上に並び、かつ各々の目視部１７．１７を、各々
の光ファイバ１２ａ、１２ｂの接触側と反対の側（外側
）に向けた状態で配置されている。

２本の光ファイバ１２ａ、１２ｂの一部が融着した融着
部１３では、各々のコア１４．１４が接近した状態にな
っており、一方の光ファイバ１２ａのコア１４中を伝送
される光パワーが他方の光ファイバ＋２ｂのコア１４中
に移行する光パワーの結合が行なわれる。すなわち、一
方の光ファイバ１２ａの入射側Ｉ８に光パワーが入射さ
れるとき、融着部１３でその一部が他方の光フアイバ１
２ｂ側に分岐され、一方の光ファイバ１２ａの出力側１
９と他方の光ファイバ１２ｂの分岐出力側２０からは、
所定の分岐比をしって分割された光パワーが得られるよ
うになっている。

この光ファイバカプラ１１は、次のようにして作成され
る。

まず、２本の光ファイバ１２．１２を、第５図に示すよ
うに平行に並べ、これらを支持部材２１．２１で固定す
る。次に、第４図に示すように光ファイバ１２．１２の
ｙ軸方向を顕微鏡ｌＯで監視しながら光ファイバ１２．
１２の軸方向を調節する。

この調整は、一方の光ファイバ１２の目視部１７と他方
の光ファイバ１２の目視部１７とが重なり合うように各
々の光ファイバ１２．１２を回転さ仕て行なう。次に、
支持部材２１．２１間の一部を小型バーナ２２で加熱す
ることによって２本の光ファイバ１２．１２を融着し、
更に支持部材２＋、２１を引き離すことにより、融着部
分を延伸する。光ファイバカプラ！Ｉの出力分岐比は、
延伸の程度によって決定されるので、この延伸操作の際
には、一方の光ファイバ１２の入射側１８に光源２３を
接続すると共に、一方の光ファイバ１２の出力側１９お
よび他方の光ファイバ１２の分岐出力側２０に光検出器
２４．２４を接続し、出力側１９および分岐出力側２０
の光強度をモニタしながら、所望の出力分岐比が得られ
るよう？こ延伸を行なう。以上の操作によって、所定の
出力分岐比を持った光ファイバカプラ１１が得られる。

この光ファイバカプラ１１は、光ファイバ１２として、
中心部のコアＩ４とこの両側部に配一段された２つの応
力付与部！５．１５とこれらを囲むクラッド１６と、光
ファイバ１２のｙ軸に沿ってクラッド１６内の外周近傍
に配設され、クラッドの屈折率より低い屈折率を有する
目視部１７とを備え、かつ応力付与部１５．１５がクラ
ッドＩ６の屈折率と等しい屈折率を有する光ファイバ１
２を用いて構成したので、コア以外の部分を伝搬する光
パワーの乱れが少なく、光ファイバカプラＩｆの損失を
低レベル化することができる。

また、各々の光ファイバ１２．１２の目視部＋　７．１
７を監視して各々の光ファイバ１２、＋　２の軸方向を
調整することができるので、応力付与部＋５、＋５の屈
折率をクラッド１６と等しくして乙、各々の光ファイバ
１２．１２の軸方向を正確に調整することができる。

また、目視部１７の直径は顕微鏡で光ファイバ１２を監
視するとき十分に目視できれば小さくても良いので、目
視部１７の直径を小さくし、２本ノ光ファイバ１２、＋
　２の各々のｙ軸を同一直線上に並べ、かつ各々の目視
部１７．１７を外側に向けて光ファイバ１２．１２を配
置し、顕微鏡で目視部１７の位置を監視しながら、一方
の光ファイバ１２の目視部１７に他方の光ファイバ１２
の目視部１７を重ね合わせるように軸方向の調整を行な
うことにより、軸方向の調整を極めて精密に行なうこと
ができる。したがって、各々の光ファイバ１２．１２の
軸方向が正確に調整された高性能の光ファイバカプラ１
１を作成でき、光ファイバカプラ１１の偏波保持特性を
向上させることができる。

なお、この実施例では目視部１７の屈折率をクラッド１
６の屈折率よりも低くした構成であったが、これに限定
されることなく、目視部１７はクラッド１６よりも屈折
率の高い材質、例えばベースであるＢ　ｔ　Ｏ３を添加
した５ｉｆｔ中に、適当量のＧｅｍ、やＰ、０．を添加
したものなどを用いた構成としても良い。目視部１７の
屈折率がクラッド１６よりも高い場合、この目視部は光
ファイバの中で輝いて目視される。

「実験例」 ２本の偏波保持型光ファイバを用い、先の実施例と同様
な構成の光ファイバカプラを作成した。

光ファイバは次に示すものを使用した。

ファイバ径・・・１２５μｍ コア・・・８μｍ径、Ｇｅ　Ｏｘ添加Ｓｉｎ、、屈折率
１．４１１８ クラッド・・・５ｉＯｙ、屈折率１．４５８応力付与部
・・・３０μｍ径、Ｇｅ０ｖおよびＢ、０３添加ＳｉＯ
＊、屈折率１．４５８目視部”１０μｍ径、Ｂ、０３添
加Ｓｔｏｗ、屈折率１３４２ 損失、、−０、４５ｄＢ／ｋｍ クロストーク＝・−３７ｄＢ　／　５　ｍ（λ＝　ｆ、
３μｍ）この光フアイバ２本を平行に並べ、ｘ？ｎ１方
向から倍率１２０倍の顕微鏡を用いて各々の第２の応力
付与部を監視しながら軸方向の調整を行なった。

その後、これら先ファイバの一部をバーナで加熱融着し
、更に延伸して融着部の直径か１３８μｍの光ファイバ
カプラを作成した。

この先ファイバカプラの融着部を調べた結果、各々の光
ファイバの軸ずれは極めてわずかであった。また、この
光ファイバカプラの損失およびクロストークを調べた結
果、過剰損失が０．０８ｄ１３、クロストークが一３１
ｄＢであった。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明の光ファイバカプラは、
中心部のコアとこの両側部に配設された２つの応力付与
部とこれらを囲むクラットと、上記応力付与部の中心と
上記コアとを結ぶ線と直交する線（ｙ軸）に沿って上記
クラッドの屈折率と異なる屈折率を有する目視部とを備
えた光ファイバを用いて構成したので、応力付与部の屈
折率をクラッド浜等しくしても、各々の光ファイバの目
視部の位置を監視して各々の光ファイバの軸方向を調整
ずろことができる。また応力付与部の屈折率をクラッド
の屈折率と等しくすることができるので、光ファイバカ
ブラの損失を低レベル化することができる。

また、目視部の直径は顕微鏡で光ファイバを監視すると
き十分に目視できれば小さくても良いので、この目視部
の直径を小さくし、２本の光ファイバの各々のｙ軸を同
一直線上に並べ、かつ各々の目視部を外側に向けて光フ
ァイバを配置し、顕＠鏡で目視部の位置を監視しながら
一方の光ファイバの目視部に他方の光ファイバの目視部
を重ね合イつ仕るように軸方向の調整を行なうことによ
り、軸方向の調整を極めて精密に行なうことができる。

したかって、各々の光ファイバの軸方向が正確に調整さ
れた高性能の光フアイバカブラを作成でき、光フアイバ
カブラの偏波保持特性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はこの発明の一実施例を示す図であ
って、第１図は光フアイバカブラの概略平面図、第２図
は第１図のＡ−Ａ線法大断面図、第３図は第１図のＢ−
Ｂ線拡大断面図、第４図は光ファイバの軸方向の調整方
法を説明する概略図、第５図は融着延伸に使用される装
置を説明する概略構成図である。 第６図および第７図は従来の光フアイバカブラを示す図
であって、第６図は光ファイバカブラの概略平面図、第
７図は第６図のＣ−Ｃ線絵大断面図、第８図は従来の光
ファイバカブラにおいて使用される２本の光ファイバを
並べた状態を示す横断面図、第９図は光ファイバの位置
調整の方法を説明する概略図である。 １１・・・光フアイバカブラ、１２・・・光ファイバ、
１３・・・融着部、１４・・・コア、１５・・・応力付
与部、１６・・・クラッド、１７・・・目視部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２本の応力付与型偏波保持光ファイバの一部を融着延伸
   して融着部を形成し、この融着部で光パワーの結合を行
   なう光ファイバカプラにおいて、上記応力付与型偏波保
   持光ファイバは、中心部のコアとこの両側部に配設され
   た２つの応力付与部とこれらを囲むクラッドと、上記応
   力付与部の中心と上記コアとを結ぶ線と直交する線に沿
   って上記クラッド内の外周近傍に配設され、上記クラッ
   ドの屈折率と異なる屈折率を有する目視部とを備え、か
   つ各々の光ファイバが、上記目視部が他方の光ファイバ
   との接触側と反対の側を向くように配置されてなること
   を特徴とする光ファイバカプラ。