JPS6358307A - 光分配器の製造方法 - 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、光通信システム等の光波伝送系において用い
られる光分配器の製造方法に関する。

なお本発明においては、「光分配器」の語を、１本の光
伝送路から複数の光伝送路に光を分配するためのものの
みならず、逆に複数の光伝送路から１木の光伝送路に光
を合流させるための所謂「光合流器」の意味にも用いる
。

〔従来の技術〕

この種の光分配器として、従来、分配数が少ない場合に
は、レンズ及びミラーを用いたちのく特開昭５７−５０
０９号公報）やグレーティングを用いたもの（特開昭５
４−１７０４５号公報）等が公知である。

一方、分配数が多くなった場合には、平面導波路でのミ
キシング（昭和５６年電子通信学会全国大会会報第９９
８頁）や円柱ロンドによるミキシング（特開昭５９−１
５２４１７号公報）を用いて光を分配又は合流する方式
が提案されている。

また硬化性樹脂を用いたものとしては、平板上に形成さ
れた導波路溝に流し込むもの（特開昭６０−２９７１０
号公報）やミキシングロッドに相当する中空ガラス内に
流し込むもの（特開昭５４−２１４１号公報）等が知ら
れている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上述したようなミラーやグレーティング、或い
はレンズを用いる方式では、部品点数が多くなり、また
光軸調整等の難しい作業を行なわなければならなくなる
ので、結果として最終製品が高価なものになってしまっ
ていた。

また、ミキシングを用いる方式では、平面導波路や円柱
ロンド等のミキシング部と光ファイバ束との突き合わせ
の際に、その先軸を合わせるのが難しかった。

さらに、硬化型の樹脂を流し込む方式では、−般に光フ
アイバ径が小さいために、当然のこととして注入用の溝
や穴が小さくなり、その取り扱いが非常に難しくなって
いた。しかも溝等の表面を光学的鏡面にすることが困難
であり、損失の増大する恐れがあった。さらに、この方
式では、樹脂中に気泡が混入しやすく、これが光学的伝
送特性の劣化を引き起こす要因となっていた。

以上に述べた従来技術においては、その製造技術上、熟
練を要するものが多く、自動生産化や大量生産化が極め
て困難であった。

一方、光学的に結合される一対の光ファイバ束の外径が
ほぼ等しい場合には、結合部であるミキシング部の中間
部をその端部よりも細くすることによって低損失のスタ
ーカップラを実現できることが報告されている（ニス・
オオシマ他「スモール・ロスーデビエイション・チーバ
ード・ファイバ・スター・カップラ」エレクトロニクス
・レターズ、第２０巻、第２３号、第９７６〜９７Ｂ頁
、１９８４年発行）。

しかし、このような低損失を図るための従来の方式では
、ミキシング部の作製や光ファイバ束との光学的結合に
非常に手間がかかる上に、さまざまな分配数に適用する
場合には、その都度、適当なミキシング部材を作製しな
ければならないという問題があった。即ち、この方法に
は汎用性がなかった。

〔問題点を解決するための手段〕 本発明は上述の問題点を解決するためのものであって、
光ファイバの種類や分配数に制限されない光分配器の製
造方法を提供するものである。

本発明によれば、例えば、第１図（ａ）に示すように、
１本又は端面を揃えた２本以上の光ファイバ１０．２０
でそれぞれ構成された一対の光ファイバ束１．２が、そ
の端面１１．２１を互いに突き合わされた状態で対峙さ
れる。

次に、第１図（ｂ）に示すように、これらの両光ファイ
バ束１．２の間、例えば上側の光ファイバ束１の端面１
１に、透明な硬化性樹脂３を付着させ、その表面張力に
よって水滴状に保持させる。

そして、第１図（Ｃ）に示すように、下側の光ファイバ
束２の端面２１を近づけ、この端面２１を硬化性樹脂３
に接触させて、この硬化性樹脂３を下側の光ファイバ束
２の端面２１に付着させる。

このようにして両光ファイバ束１．２の端面１１．２１
間に硬化性樹脂３を保持させた状態で、例えば、第１図
（ｄ）に示すように、両光ファイバ束１．２の端面１１
．２１を互いに引き離して硬化性樹脂３を延伸し、この
状態で熱若しくは紫外線４等により硬化性樹脂３を硬化
させ、両光ファイバ東１．２間の光学的結合を形成する
。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を添付図面を参照して詳細に説明
する。

第１図（ａ）〜（ｅ）は、本発明の一実施例による光分
配器の製造方法を工程順に示したものである。

まず、第１図（ａ）に示すように、例えば２本以上の光
ファイバ１０をその端面を揃えた状態で集束した光ファ
イバ束１を鉛直状に配置し、この光ファイバ束１の端面
１１が鉛直下方を向くようにする。

一方、例えば１本の光ファイバ２０から成る光ファイバ
束２を、その端面２１が鉛直上方を向くように配置し、
これらの両光ファイバ東１．２をその中心線がほぼ一致
するようにして対峙させる。

次に、第１図（ｂ）に示すように、ディスペンサーやノ
ズル等の小開口の注入器（図示せず）を用いて上側の光
ファイバ束１の端部に硬化性樹脂３を供給する。そして
この硬化性樹脂３が光ファイバ束１の端面１１の全面を
覆って水滴状に付着するようにする。この時、硬化性樹
脂３はその表面張力によって光ファイバ束１の下端部に
垂れ下がった形で保持される。

硬化性樹脂３としては、紫外線硬化型のものを用いるの
が好ましいが、熱硬化型やその他種々のものを使用する
ことが可能である。

次に、第１図（ｃ）に示すように、両光ファイバ束１．
２を互いに近接させていき、下側の光ファイバ束２の端
面２１を硬化性樹脂３に接触させ、この端面２１に硬化
性樹脂３を付着させる。この場合、硬化後の接着強度を
考えて、両光ファイバ束１．２とも成る程度光フアイバ
側面にも硬化性樹脂３が付着するようにすると効果的で
ある。

このようにして両光ファイバ束１．２間を硬化性樹脂３
が包括した形になった後、第１図（ｄ）に示すように両
光ファイバ束１．２の端面１１．２１をゆっくりと引き
離してゆくと、硬化性樹脂３が縦長に伸びて、両光ファ
イバ束１．２の間を滑らかに結合し、硬化性樹脂３の側
面３０が直線に近い形となり、且つ凹凸のない鏡面が形
成される。但し硬化性樹脂３の側面３０の形状はこの硬
化性樹脂３の粘度に影古され、作業性の容易さからこの
硬化性樹脂は１００ｃＰ以上の粘度を有しているものが
適当と考えられる。しかし、両光ファイバ束１．２の間
が非常に短かったり、両光ファイバ束１．２の外径が小
さい場合はこの限りではない。このようにして側面形成
された硬化性樹脂３を紫外ｖＡ＠射４や加熱放置等によ
り硬化させ、結合部であるミキシング部の形成を行う。

最後に、第１図（ｅ）に示すように、ミキシング部及び
光ファイバ束１．２の一部を、硬化性＋３１脂３よりも
屈折率が小さい第２の硬化性樹脂５で覆うことにより、
ミキシング部の保９ツや機械的強度の増加を図る。

ミキシング部を形成する硬化性樹脂３の屈折率をｎ、い
保護用の第２の硬化性樹脂５の屈折率をｎ１□とすると
、両者間の比屈折率差Δｍは次式（■）で表される。

同様に、用いる光ファイバのコア及びクラッドの屈折率
をそれぞれｎｆｌ及びｎｆｌとすると、比屈折率差Δｆ
は次式（２）で表される。

２　ｎｆｌ” 従って、Δｍ≧Δｆとなるように各材料の屈折率を選定
することにより、ミキシング部での放射損失を小さくで
きることがわかる。即ち、（１）式及び（２）式より、 ｎ　、２　≦ｎ　Ｍｌ　５　−−−−−−−−−−　（
３）を満たずようにｎ。２を選べば良いことがわかる。

第２図は、光ファイバ束１．２を結合する硬化性樹脂３
の中間部での外径ｄ３を、光ファイバ束ｌ、２の外径ｄ
、　、ｄ２よりも小さくなるようにした例を示す。

このように構成することによって、結合部での損失を減
少させることができる。

第３図に、光ファイバ束１の端面１１に硬化性樹脂３を
付着させる別の方法を示す。

まず、第３図（ａ）に示すように、硬化性樹脂３の入っ
た容器３１を用意し、その上方に光ファイバ東１を配置
する。

そして、この光ファイバ束１を徐々に下降させ、第３図
（ｂ）に示すように、その端面１１を硬化性樹脂３の液
面に接触させる。

次いで、第３図（Ｃ）に示すように、この光ファイバ束
１を、その端部から長さＸだけ硬化性樹脂３中に浸漬し
た後、この光ファイバ束１を硬化性樹脂３中より引き上
げる。

このようにして、第３図（ｄ）に示すように、光ファイ
バ束１の先端に硬化性樹脂３を水滴状に付着させること
ができる。硬化性樹脂３の付着する星は、硬化性樹脂３
の粘度、光ファイバ束１の形状、引き上げ速度及び浸漬
深さＸに依存する。

このような方法を用いることにより、自動生産化及び並
列生産化が可能になる。

次に、硬化性樹脂３が光ファイバ束ｌ又は２にどのよう
な形状で付着しているかを検討する。

第４図（ａ）〜（ｄ）は、第１図（ｄ）におけるＡ−Ａ
断面を示したものである。即ち、光ファイバ束１が２本
の光ファイバ１０で構成された例を第４図（ａ）、（ｂ
）に示し、３木の光ファイバ１０で構成された例を第４
図（ｃ）、（ｄ）に示している。

硬化性樹脂３には、その粘度及び量、光ファイバ束の形
状、放置時間等により、断面積を大きくするように硬化
性樹脂３の表面が形成されるもの（第４図（ａ）、（Ｃ
））や、断面積を小さくするように表面が形成されるも
の（第４図（ｂ）、（ｄ））があるが、双方向通信を考
えた場合には、Ａ−Ａ断面において硬化性樹脂３を通過
する光波は損失となる為に、後者の方が望ましいことが
推察される。同様の原理により、各光ファイバ束の横断
面積に占めるコアの比率が小さい場合には、予め両光フ
ァイバ東端部付近のクラッドを剥離したものを用いるこ
とにより、低損失化を図ることが可能である。

又、第１図（Ｃ）において、第１の光ファイバ束ｌの横
断面積が第２の光ファイバ束２の横断面積以上であれば
、両光ファイバ束１．２を接近させた場合、硬化性樹脂
３が第２の光ファイバ束２の全端面に接触しやすくなり
、系外への漏光などの損失を減少させることが可能とな
る。

なお、結合される光ファイバ束１．２としては、夫々適
当な本数の光ファイバ１０．２０を集束したものを用い
ることができ、その組み合わせによって、光分配器にも
光合流器にも用いることができる。

また、光ファイバ束１．２を構成する光ファイバの本数
や直径が夫々異なる場合、結果として、夫々の光ファイ
バ束１．２の外径が異なってくる。

このような場合、ミキシング部の断面形状は、両光ファ
イバ束１．２間で滑らかに変化していて、ミキシング表
面が光学的鏡面であれば過剰１員失が小さくなる。

次に、具体的な実験例について説明する。

光ファイバ束１及び光ファイバ束２として、表１に示す
組み合わせを用いて試作及び伝送特性を測定した実験例
を示す。

表　　　１ 用いた硬化性樹脂は、アクリル系の紫外線硬化型樹脂で
、その粘度は１００００ｃＰ、硬化後の屈折率は１．５
２０である。両光ファイバ東端部を３龍離した状態で、
硬化性樹脂の側面が第１図（ｄ）に示すようにほぼ直線
になるようにして硬化させた後の光伝送特性を表２に示
す。但し、これらの損失値には、光ファイバの伝送１員
失及びコネクタ損失は含まれていない。

表　　　２ 用いた光源は波長６６０ｎｍのＬＥＤで、光フアイバ束
２側から入射した場合は光分配器として動作し、光フア
イバ束１側の各光ファ・イバから入射した場合は光合流
器として動作しており、低Ｉ員失な光分配・合流器が実
現している。

〔発明の効果〕

本発明により、光ファイバの数や直径、種類等に制限さ
れず、作製方法が簡単で且つ大量生産が可能な光分配器
の製造方法が得られ、このような光分配器を各種光通信
系に安価に供給できることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｅ）は本発明の一実施例による光分配
器の製造方法を工程順に示す要部正面図、第２図は結合
部の変形例を示す正面図、第３図（ａλ〜（ｄ）は光フ
ァイバ束に硬化性樹脂を付着させる手順を示す概略図、
第４図（ａ）〜（ｄ）は結合部の横断面を示す断面図で
ある。 なお図面に用いた符号において、 １−−−−−−−−・−−一−−・・光ファイバ束２−
−−−−−−一・−光ファイバ束 ３−−−−・−・・〜・−硬化性樹脂 １１−−−−・・−・一端面 ２１−−−−一−−−−−−−−一端面である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、１本又は端面を揃えた２本以上の光ファイバで構成
   された光ファイバ束の一対を、その端面を互いに突き合
   わせた状態で対峙させ、 これらの両光ファイバ束の端面間に、透明な硬化性樹脂
   をその表面張力によって保持させ、しかる後、上記両光
   ファイバ束間の光学的結合が達成される状態で上記硬化
   性樹脂を硬化させることを特徴とする光分配器の製造方
   法。 ２、第１の光ファイバ束の端面に硬化性樹脂を水滴状に
   付着させ、第２の光ファイバ束の端面を上記第１の光フ
   ァイバ束の端面に近づけ、上記第２の光ファイバ束の端
   面が上記水滴状の硬化性樹脂に接触してこの硬化性樹脂
   が上記第２の光ファイバ束の端面に付着した時点で、上
   記両光ファイバ束の端面を互いに引き離すことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の製造方法。 ３、第１の光ファイバ束の端部を硬化性樹脂の溶液中に
   浸漬した後、これを引き上げることによって、この第１
   の光ファイバ束の端面に上記硬化性樹脂を水滴状に付着
   させることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の
   製造方法。 ４、小開口の注入器を用いて硬化性樹脂を第１の光ファ
   イバ束の端面に水滴状に付着させることを特徴とする特
   許請求の範囲第２項に記載の製造方法。 ５、硬化性樹脂を介して第１及び第２の光ファイバ束の
   端面を互いに引き離す際に、上記硬化性樹脂の中間部で
   の外径が、少なくとも一方の上記光ファイバ束の外径よ
   りも小さくなるまで引き離すことを特徴とする特許請求
   の範囲第２項〜第４項のいずれか１項に記載の製造方法
   。 ６、一対の光ファイバ束として、互いに横断面積の異な
   ったものを用いることを特徴、とする特許請求の範囲第
   １項〜第５項のいずれか１項に記載の製造方法。 ７、一対の光ファイバ束の端面を互いに結合するための
   硬化性樹脂を硬化させた後に、この結合部を、上記硬化
   性樹脂よりも屈折率の小さな硬化性樹脂で包み込むこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項〜第６項のいずれか
   １項に記載の製造方法。 ８、一対の光ファイバ束の端面を互いに結合するための
   硬化性樹脂として、その粘度が１００ｃＰ以上のものを
   用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第７項
   のいずれか１項に記載の製造方法。