JPS6389810A - Optical fiber tap - Google Patents
Optical fiber tapInfo
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- 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
- G02B6/2852—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 using tapping light guides arranged sidewardly, e.g. in a non-parallel relationship with respect to the bus light guides (light extraction or launching through cladding, with or without surface discontinuities, bent structures)
-
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、第1の光ファイバを破壊することなくこの第
1の光ファイバと第2の光ファイバとを光学的に結合さ
せるための光ファイバタップに関するものである。Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention provides an optical method for optically coupling a first optical fiber and a second optical fiber without destroying the first optical fiber. It concerns fiber taps.
本発明は、上記の様な光ファイバタップにおいて、導波
モードの光の一部をタララドモードの光に変換させるモ
ード変換領域を第1の光ファイバに形成し、且つ第1の
光ファイバのモード変換領域と第2の光ファイバの一端
部との間に屈折率が1よりも大きな透光性材料を充填す
ることによって、伝送光のモード変換損失を抑制しつつ
良好な伝送特性を有する分岐光を得ることができる様に
したものである。In the optical fiber tap as described above, the present invention forms a mode conversion region in the first optical fiber that converts a part of light in the waveguide mode into light in the Talarado mode, and also provides mode conversion of the first optical fiber. By filling a translucent material with a refractive index greater than 1 between the region and one end of the second optical fiber, it is possible to suppress the mode conversion loss of the transmitted light and produce branched light with good transmission characteristics. It is made so that it can be obtained.
光通信システムや光波伝送系等においては、幹線光ファ
イバからタップ光ファイバへ光を導いたり、逆にタップ
光ファイバから幹線光ファイバへ光を導いたりしており
、そのために光ファイバタップが用いられている。In optical communication systems, light wave transmission systems, etc., optical fiber taps are used to guide light from a main optical fiber to a tapped optical fiber, or vice versa. ing.
光ファイバタップには各種のものがあるが、幹線光ファ
イバを破壊することなくこの幹線光ファイバとタップ光
ファイバとを光学的に結合させ且つ多モード光ファイバ
用である光ファイバタップとしては、例えば特開昭61
−14607号公報に示されている様な光ファイバタッ
プがある。There are various types of optical fiber taps, but optical fiber taps that optically couple the trunk optical fiber and the tapped optical fiber without destroying the trunk optical fiber and are for multimode optical fibers include, for example: Unexamined Japanese Patent Publication 1986
There is an optical fiber tap as shown in Japanese Patent No. 14607.
この非破壊型の光ファイバタップは、幹線光ファイバを
屈曲させ、この屈曲部のモード変換領域において導波モ
ードの光の一部を放射モードの光へモード変換させ、こ
の放射モードの光をタップ光ファイバへ導くと共に、タ
ップ光ファイバから幹線光ファイバへ光を導くものであ
る。This non-destructive optical fiber tap bends the main optical fiber, converts part of the waveguide mode light into radiation mode light in the mode conversion area of the bend, and taps this radiation mode light. It guides the light to the optical fiber and also guides the light from the tap optical fiber to the trunk optical fiber.
ところで、上述の一従来例の様に導波モードの光の一部
を放射モードの光へモード変換させるためには、つまり
幹線光ファイバのコア中の伝送光をり、ランド中へ漏光
させるのみならずこのクラフト中から幹線光ファイバ外
にまで漏光させるためには、幹線光ファイバの屈曲部の
曲率半径を相当に小さくする必要がある。By the way, in order to convert part of the waveguide mode light into radiation mode light as in the above-mentioned conventional example, all that is required is to remove the transmitted light in the core of the trunk optical fiber and leak it into the land. In order to leak light from inside the craft to the outside of the main optical fiber, it is necessary to considerably reduce the radius of curvature of the bent portion of the main optical fiber.
しかし、幹線光ファイバの屈曲部の曲率半径をあまりに
小さくすると、幹線光ファイバ中の伝送光のモード変換
損失が大きくなってしまう。However, if the radius of curvature of the bent portion of the trunk optical fiber is made too small, the mode conversion loss of the transmitted light in the trunk optical fiber becomes large.
本発明による光ファイバタップでは、コア3及びクラッ
ド5を有する多モード光ファイバから成ると共に導波モ
ードの光の一部をタララドモードの光に変換させるモー
ド変換領域8を形成する屈曲部1aを有している第1の
光ファイバ1と、前記モード変換領域8から放射される
光を受光する様に一端部2a、12aが前記モード変換
領域8の近傍に配されている第2の光ファイバ2.12
と、前記モード変換領域8と前記一端部2a、12aと
の間に充填されており屈折率が1よりも大きな透光性材
料7とを夫々具備している。The optical fiber tap according to the present invention is made of a multimode optical fiber having a core 3 and a cladding 5, and has a bent portion 1a that forms a mode conversion region 8 that converts a part of light in the guided mode into light in the Talarado mode. a first optical fiber 1 , and a second optical fiber 2 , whose one end portions 2 a and 12 a are disposed near the mode converting region 8 so as to receive light emitted from the mode converting region 8 . 12
and a translucent material 7 filled between the mode conversion region 8 and the one end portions 2a, 12a and having a refractive index greater than 1.
本発明による光ファイバタップでは、第1の光ファイバ
1のモード変換領域8では導波モードの光の一部かクラ
ッドモードの光に変換されるのみであるが、第1の光フ
ァイバ1のモード変換領域8と第2の光ファイバ2.1
2の一端部2a112aとの間に屈折率が1よりも大き
な透光性材料7が充填されているので、モード変換領域
8におけるクラッドモードの光を透光性材料7中へ導き
更に第2の光ファイバ2中へ入射させることができる。In the optical fiber tap according to the present invention, only a part of the guided mode light is converted into cladding mode light in the mode conversion region 8 of the first optical fiber 1; Conversion region 8 and second optical fiber 2.1
Since the light-transmitting material 7 having a refractive index larger than 1 is filled between the end portion 2a112a of the second end portion 2a112a, the light in the cladding mode in the mode conversion region 8 is guided into the light-transmitting material 7 and further It can be made to enter the optical fiber 2.
しかも、第1の光ファイバ1のモード変換領域8では、
導波モードの光の一部がクラッドモードの光に変換され
さえすればよく放射モードの光にまでは変換される必要
かないので、屈曲部1aの曲率半径Rをあまり小さくす
る必要がない。Moreover, in the mode conversion region 8 of the first optical fiber 1,
It is only necessary that a part of the light in the waveguide mode is converted to light in the cladding mode, and there is no need to convert it to light in the radiation mode, so there is no need to make the radius of curvature R of the bent portion 1a very small.
以下、本発明の第1及び第2実施例を第1図〜第11図
を参照しながら説明する。Hereinafter, first and second embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 11.
第1図が、第1実施例を示している。この第1実施例で
は、幹線光ファイバ1が曲率半径Rの屈曲状態で保持さ
れており、この屈曲によって幹線光ファイバ1には、屈
曲部1aとその両側に連なっている直線部1b、1cと
が形成されている。FIG. 1 shows a first embodiment. In this first embodiment, the main optical fiber 1 is held in a bent state with a radius of curvature R, and due to this bending, the main optical fiber 1 has a bent part 1a and straight parts 1b and 1c continuous on both sides of the bent part 1a. is formed.
またタップ光ファイバ2も、その一端部2aが幹線光フ
ァイバ1の一方の直線部1bと同軸状に且つ屈曲部1a
に接する様に保持されている。なお幹線光ファイバ1、
タップ光ファイバ2の何れも、夫々屈折率がn、である
コア3.4及び屈折率がn2であるクラッド5.6を有
する多モード光ファイバである。The tap optical fiber 2 also has one end 2a coaxial with one straight section 1b of the main optical fiber 1 and a bent section 1a.
It is held so that it is in contact with the In addition, trunk optical fiber 1,
Each of the tap optical fibers 2 is a multimode optical fiber having a core 3.4 with a refractive index of n and a cladding 5.6 with a refractive index of n2.
幹線光ファイバ1の屈曲部1aのクラッド5とタップ光
ファイバ2の一端部2aの端面との間には、屈折率nc
が1よりも大きな透光性材料7が充填されている。Between the cladding 5 of the bent portion 1a of the trunk optical fiber 1 and the end surface of the one end portion 2a of the tap optical fiber 2, there is a refractive index nc.
is filled with a translucent material 7 having a larger value than 1.
透光性材料7は紫外線硬化樹脂や熱硬化性樹脂等で構成
されているが、これらの樹脂が硬化前に結合部以外の部
分へ拡散すると光の損失が増加する。従ってこれらの樹
脂は、高粘度であることが好ましく、具体的には硬化前
粘度が1000cP以上であることが好ましい、また透
光性材料7は、作業性の良いゲル状材料や高弾性のゴム
状成形品等で構成されていてもよい。The light-transmitting material 7 is made of an ultraviolet curing resin, a thermosetting resin, or the like, but if these resins diffuse to areas other than the bonding portion before curing, light loss increases. Therefore, these resins preferably have a high viscosity, specifically, the viscosity before curing is preferably 1000 cP or more.The transparent material 7 is preferably a gel-like material with good workability or a highly elastic rubber. It may be composed of a shaped molded product or the like.
また、光導波路の形状不整合による損失を低減させるた
めに、透光性材料7は、タップ光ファイバ2の一端部2
aの端面との界面において、一端部2aの端面と略同一
の横断面形状を有している。Further, in order to reduce loss due to shape mismatch of the optical waveguide, the transparent material 7 is attached to one end 2 of the tapped optical fiber 2.
At the interface with the end surface of the one end portion 2a, the cross-sectional shape is substantially the same as that of the end surface of the one end portion 2a.
この様な第1実施例では、幹線光ファイバ1中を直線部
1bから屈曲部1aへ向かう様に光を伝搬させると、直
線部1bと屈曲部1aとの境界において、両者の保持す
る界分布の不整合によって、モード変換損失が生じる(
用上彰一部著:光導波路、朝倉書店)。従って、直線部
1bと屈曲部1aとの境界近傍が、モード変換領域8と
なっている。In the first embodiment, when light is propagated through the trunk optical fiber 1 from the straight section 1b to the bent section 1a, the field distribution held by both the straight section 1b and the bent section 1a changes at the boundary between the straight section 1b and the bent section 1a. The mismatch in causes mode conversion losses (
(Partly written by Akira Yogami: Optical Waveguide, Asakura Shoten). Therefore, the vicinity of the boundary between the straight portion 1b and the bent portion 1a serves as the mode conversion region 8.
そして、このモード変換領域8において導波モードの光
の一部をクラッドモードの光に変換するのみで放射モー
ドの光にまでは変換しない様に、既述の曲率半径Rが選
定されている。従ってこの曲率半径Rは、放射モードの
光にまで変換する場合の曲率半径に比べて大きい。The radius of curvature R described above is selected so that in this mode conversion region 8, a part of the light in the guided mode is only converted into light in the cladding mode, but not into light in the radiation mode. Therefore, this radius of curvature R is larger than the radius of curvature when converting to radiation mode light.
モード変換領域8でクラッドモードに変換された光は、
クラッド5中を伝搬してクラッド5と透光性材料7との
界面9へ入射し、この界面9で屈折して透光性材料7中
へ進む。The light converted to the cladding mode in the mode conversion region 8 is
The light propagates through the cladding 5, enters the interface 9 between the cladding 5 and the transparent material 7, is refracted at the interface 9, and travels into the transparent material 7.
この様にして透光性材料7中へ進む光は、直線部1bの
軸方向にピークを有する様に放射される。The light that travels into the translucent material 7 in this manner is emitted so as to have a peak in the axial direction of the straight portion 1b.
これは、マイクロ波領域での測定において確認されてい
る現象(E、G、Neumann & H,D、Rud
olph、“Ra−dtation from Ben
ds in Dielectrjc Rod Tran
s−mission Lines”、 IEEE Tr
ans、 Mtcrowave Theoryand
Techniques、 vol、 MTT−23
+ Nol+ pp142〜14911975)と同様
の波動現象であると推定される。This is a phenomenon that has been confirmed in measurements in the microwave region (E.G., Neumann & H.D., Rud.
olph, “Ra-dtation from Ben
ds in Dielectrjc Rod Tran
s-mission Lines”, IEEE Tr.
ans, Mtcrowave Theory and
Techniques, vol, MTT-23
+ Nol + pp142-14911975).
第2図は、光源として波長660nmのLEDを用い、
幹線光ファイバ1としてコア3及びクラッド5の屈折率
n1及びn2が夫々1.492及び1.405であるプ
ラスチック光ファイバを用いた場合の、幹線光ファイバ
1の定常モード分布における遠視野像つまり幹線光ファ
イバ1の屈曲させていない状態での遠視野像の実測値を
示している。この第2図から明らかな様に、この遠視野
像の光強度は33″の半値全幅を有している。Figure 2 uses an LED with a wavelength of 660 nm as a light source,
Far-field image in the steady mode distribution of the trunk optical fiber 1, that is, the trunk, when a plastic optical fiber whose core 3 and cladding 5 have refractive indexes n1 and n2 of 1.492 and 1.405, respectively, is used as the trunk optical fiber 1. It shows the measured value of the far-field pattern of the optical fiber 1 in an unbent state. As is clear from FIG. 2, the light intensity of this far-field pattern has a full width at half maximum of 33''.
第3図A及びBは、第1図の第1実施例において、曲率
半径R−10mmとし、透光性材料7として屈折率nc
=1.432の紫外線硬化樹脂を用い、第2図に示した
様なモード分布を有する光を直線部1bから屈曲部1a
へ向かう様に伝搬させた場合の、直線部IC及び一端部
2aから出射される光のモード分布を示している。3A and 3B, the radius of curvature is R-10 mm in the first embodiment shown in FIG. 1, and the refractive index nc is used as the translucent material 7.
= 1.432, and the light having the mode distribution as shown in Fig. 2 is transmitted from the straight part 1b to the bent part 1a.
It shows the mode distribution of light emitted from the straight portion IC and the one end portion 2a when the light is propagated toward the straight portion IC and the one end portion 2a.
第3図Aから明らかな様に、直線部ICから出射される
光は、40°の半値全幅を有しており、モード変換損失
が少ない。As is clear from FIG. 3A, the light emitted from the straight portion IC has a full width at half maximum of 40°, and mode conversion loss is small.
また第3図Bから明らかな様に、一端部2aから出射さ
れる光は、21°の半値全幅を有しており、良好な伝送
特性を有している。Further, as is clear from FIG. 3B, the light emitted from the one end portion 2a has a full width at half maximum of 21°, and has good transmission characteristics.
第3図Cは、第2図に示した様なモード分布を有する光
を一端部2aから屈曲部1aへ向かう様に伝搬させた場
合の、直線部1bから出射される光のモード分布を示し
ている。FIG. 3C shows the mode distribution of light emitted from the straight portion 1b when light having the mode distribution as shown in FIG. 2 is propagated from one end portion 2a toward the bent portion 1a. ing.
この第3図Cから明らかな様に、この場合には、高次モ
ード励振が起こっており、半値全幅は58゜である。As is clear from FIG. 3C, higher-order mode excitation occurs in this case, and the full width at half maximum is 58°.
第4図は、直線部1bの軸方向に対する一端部2aの取
付角度θが光の分岐に与える影響を示している。屈曲部
1aから放射される光10は、第3図Bに示した実測値
からも明らかな様に、直線部1bの軸方向にピークを有
している。従って、直線部1bの軸方向へ放射される光
10をタップ光ファイバ2中へ入射させることができる
様に、上述の取付角度θを選定すればよい。FIG. 4 shows the influence of the attachment angle θ of the one end portion 2a with respect to the axial direction of the straight portion 1b on the branching of light. As is clear from the measured values shown in FIG. 3B, the light 10 emitted from the bent portion 1a has a peak in the axial direction of the straight portion 1b. Therefore, the above-mentioned mounting angle θ may be selected so that the light 10 emitted in the axial direction of the straight portion 1b can be made to enter the tapped optical fiber 2.
ところで、透光性材料7からタップ光ファイバ2中へ入
射し得る最大の角度θwaxは、と表わされる。従って
、
一θ□8≦θ≦θ□、 ■
の関係が満足される様に取付角度θを選定すればよいこ
とになる。Incidentally, the maximum angle θwax at which light can enter the tap optical fiber 2 from the transparent material 7 is expressed as follows. Therefore, the mounting angle θ should be selected so that the following relationship is satisfied: -θ□8≦θ≦θ□.
なお、第4図Bに示す様にタップ光ファイバ2から放射
される光11を幹線光ファイバ1中へ入射させる場合も
、光線逆進の原理によって当然に式■が成立する。Incidentally, also when the light 11 emitted from the tap optical fiber 2 is made to enter the main optical fiber 1 as shown in FIG. 4B, the formula (2) naturally holds true due to the principle of light ray reversal.
第5図は、第2実施例を示している。この第2実施例で
は、幹線光ファイバ1の直線部1bと直線部1cとが略
平行となる様に幹線光ファイバ1が180’だけ屈曲さ
れており、直線部1b、ICの夫々と略同輪状に2本の
タップ光ファイバ2.12が保持されている。FIG. 5 shows a second embodiment. In this second embodiment, the trunk optical fiber 1 is bent by 180' so that the straight portion 1b and the straight portion 1c of the trunk optical fiber 1 are approximately parallel, and the straight portion 1b and the IC are approximately parallel to each other. Two tapped optical fibers 2.12 are held in a ring shape.
この様な、第2実施例では、幹線光ファイバ1中を直線
部1bから屈曲部1aへ向かう様に伝搬して来た光の一
部がタップ光ファイバ2へ分岐し、タップ光ファイバ1
2中を伝搬して来た光は幹線光ファイバ1へ入射する。In the second embodiment, a part of the light propagating through the trunk optical fiber 1 from the straight section 1b toward the bent section 1a is branched to the tap optical fiber 2, and
The light propagated through the main optical fiber 1 enters the trunk optical fiber 1.
従って、幹線光ファイバ1とタップ光ファイバ2.12
との間で光の授受が行われ、この第2実施例は双方向性
の光ファイバタップを形成している。Therefore, trunk optical fiber 1 and tap optical fiber 2.12
The second embodiment forms a bidirectional optical fiber tap.
第6図は、透光性材料7の屈折率ncに対する第2実施
例の分岐特性の依存性を示している。ここで、分岐光と
は直線部lb中を伝搬して来て一端部2a中を伝搬して
行く光であり、分岐比とはで定義される値である。但し
、P、は直線部lb中を伝搬して来て底部1c中を伝搬
して行く光の強度であり、P2は分岐光の強度である。FIG. 6 shows the dependence of the branching characteristics of the second embodiment on the refractive index nc of the transparent material 7. Here, the branched light is light that propagates through the straight portion lb and then propagates through the one end portion 2a, and the branching ratio is a value defined by . However, P is the intensity of light propagating through the straight portion lb and propagating through the bottom portion 1c, and P2 is the intensity of the branched light.
第7図は、透光性材料7の屈折率ncに対する第2実施
例の結合特性の依存性を示している。ここで、結合光と
は一端部12a中を伝搬して来て直線部1c中を伝搬し
て行く光であり、結合損失で定義される値である。但し
、Poは屈曲させていない状態の幹線光ファイバ1の直
線部lb中を伝搬して来て直線部IC中を伝搬して行く
光の強度であり、Pl!は結合光の強度である。FIG. 7 shows the dependence of the coupling characteristics of the second embodiment on the refractive index nc of the transparent material 7. Here, the coupled light is light that propagates through the one end portion 12a and then propagates through the straight portion 1c, and is a value defined by the coupling loss. However, Po is the intensity of light propagating through the straight portion lb of the trunk optical fiber 1 in an unbent state and propagating through the straight portion IC, and Pl! is the intensity of the combined light.
第8図は、透光性材料7の屈折率ncに対する第2実施
例の過剰損失及び挿入損失の依存性を示している。ここ
で過剰損失及び挿入損失とは、夫夫・
で定義される値である。FIG. 8 shows the dependence of the excess loss and insertion loss of the second example on the refractive index nc of the transparent material 7. Here, the excess loss and insertion loss are values defined by .
以上の第6図〜第8図から明らかな様に、nc≦n、の
範囲では、何れの値も良好な特性を示している。逆に、
nc>n、の範囲では、分岐比が低下し、分岐光の半値
全幅、結合損失及び過剰損失が増加している。As is clear from the above FIGS. 6 to 8, in the range of nc≦n, all values show good characteristics. vice versa,
In the range of nc>n, the branching ratio decreases, and the full width at half maximum, coupling loss, and excess loss of the branched light increases.
特に第6図の分岐特性に注目すると、ncがn2に近い
程、伝送光量及び伝送モード特性が良くなっている。何
故ならば、半値全幅は、その値が小さい程、低次モード
成分が多く良好な伝送モード分布を呈しているというこ
とを意味しているからである。Particularly, paying attention to the branching characteristics shown in FIG. 6, the closer nc is to n2, the better the amount of transmitted light and the transmission mode characteristics become. This is because the smaller the value of the full width at half maximum, the more low-order mode components there are and the more favorable the transmission mode distribution is.
また、第7図の結合特性に注目すると、nc#n2で結
合損失が最小となっている。これに対して、結合光の半
値全幅自体はncに対する依存性が少ないが、低次モー
ド成分は実際にはncが大きくなるに伴って増加してい
る。このことは、第9図からも明らかである。Moreover, when paying attention to the coupling characteristics in FIG. 7, the coupling loss is the minimum at nc#n2. On the other hand, although the full width at half maximum of the coupled light itself has little dependence on nc, the lower-order mode components actually increase as nc increases. This is also clear from FIG.
即ち、第9図はnc=fi、 =1.492とした場合
の結合光の遠視野像の実測値であるが、nc=1.43
2の場合である第3図Cの値に比べて第9図の値の方が
低次モード成分の多いことが分る。That is, Fig. 9 shows the measured value of the far-field image of the combined light when nc = fi, = 1.492, but nc = 1.43.
It can be seen that the value in FIG. 9 has more low-order mode components than the value in FIG. 3C for case 2.
つまり、高結合効率に主眼を置く場合にはncO値とし
てn8に近い値を選定し、低次モード結合に主眼を置く
場合には大きい値のncを選定すればよい。That is, when the main focus is on high coupling efficiency, a value close to n8 may be selected as the ncO value, and when the main focus is on low-order mode coupling, a large value of nc may be selected.
更にまた、第8図に注目すると、過剰損失及び挿入損失
も、ncが小さい程、小さい。特に挿入損失は、ne≦
n!の範囲では、幹線光ファイバ1の屈曲部1aで保持
されているタラソドモード成分のうちで取り出せる量が
現象するために、小さくなっている。従って、第6図及
び第8図から、分岐特性に関しては、n3の値に近いn
cを選定するのが好ましい。Furthermore, paying attention to FIG. 8, the smaller the nc, the smaller the excess loss and insertion loss. In particular, the insertion loss is ne≦
n! In the range , the amount that can be taken out of the thalassode mode component held at the bent portion 1a of the trunk optical fiber 1 is small, so that the amount becomes small. Therefore, from FIGS. 6 and 8, regarding the branching characteristic, n is close to the value of n3.
It is preferable to select c.
第10図ASBは、nc=nt及びfi c+1111
fi 。Figure 10 ASB is nc=nt and fi c+1111
fi.
の夫々の場合におけるメリジオナル光線近イ以による光
線追跡の結果を示している。第10図Bから、newn
、の場合には界面9における全反射のために結合効率が
低下している様子が分る。The results of ray tracing based on the meridional ray neighborhood are shown in each case. From Figure 10B, new
It can be seen that in the case of , the coupling efficiency decreases due to total reflection at the interface 9.
従って、第10図Bの様な場合には、タップ光ファイバ
2として低NAの光ファイバを用いることによって、界
面9へ入射する光の成分を限定して結合効率を向上させ
ればよい。なおこのことは、タップ光ファイバ2として
幹線光ファイバ1よりも小径の光ファイバを用いること
によっても達成される。Therefore, in the case as shown in FIG. 10B, by using a low NA optical fiber as the tap optical fiber 2, the components of the light incident on the interface 9 can be limited and the coupling efficiency can be improved. Note that this can also be achieved by using an optical fiber having a smaller diameter than the trunk optical fiber 1 as the tap optical fiber 2.
第11図は、第2実施例において屈曲部1aへ向かう様
に直線部1bへ入射した光の半値全幅と分岐比並びに直
線部1c及び一端部2aから出射する光の半値全幅との
関係、つまり入射光の半値全幅に対する分岐特性の依存
性を示している。FIG. 11 shows the relationship between the full width at half maximum of the light incident on the straight portion 1b toward the bent portion 1a and the branching ratio, and the full width at half maximum of the light emitted from the straight portion 1c and one end portion 2a in the second embodiment, that is, It shows the dependence of the branching characteristics on the full width at half maximum of the incident light.
第11図から明らかな様に、入射光の半値全幅が大きい
程、屈曲部1aの曲率半径Rが同じでもクラッドモード
へ変換される光の量が相対的に大きくなって、分岐比が
増加すると共に、タップ光ファイバ2から出射する光の
半値全幅も太き(なっている。As is clear from FIG. 11, as the full width at half maximum of the incident light increases, even if the radius of curvature R of the bent portion 1a remains the same, the amount of light converted to the cladding mode becomes relatively large, and the branching ratio increases. At the same time, the full width at half maximum of the light emitted from the tapped optical fiber 2 is also large.
しかし、直線部1cから出射する光の半値全幅は、入射
光の半値全幅に対する依存性が小さい。However, the full width at half maximum of the light emitted from the straight portion 1c has a small dependence on the full width at half maximum of the incident light.
これは、入射光のうちの高次モード成分はタップ光ファ
イバ2へ分岐し、また屈曲部1aにおいてモード間のミ
キシングが促進されるためである。This is because the higher-order mode components of the incident light are branched to the tapped optical fiber 2, and mixing between modes is promoted at the bent portion 1a.
つまり、第2実施例は光ファイバタップとしての機能の
他にモードスクランブラとしての機能をも有している。In other words, the second embodiment has a function not only as an optical fiber tap but also as a mode scrambler.
従って、第2実施例の光ファイバタップを光通信システ
ム等に組み入れる場合に、この様な光ファイバタップを
多段に連結しても、次段の光ファイバタップへは常に安
定したモード分布の光を提供することができる。Therefore, when the optical fiber tap of the second embodiment is incorporated into an optical communication system etc., even if such optical fiber taps are connected in multiple stages, light with a stable mode distribution is always transmitted to the next stage optical fiber tap. can be provided.
〔発明の効果〕
本発明による光ファイバタップでは、第1の光ファイバ
の屈曲部の曲率半径をあまり小さくすることなく第1の
光ファイバと第2の光ファイバとを光学的に結合させる
ことができるので、伝送光のモード変換損失を抑制しつ
つ、良好な伝送特性を有する分岐光を得ることができる
。[Effects of the Invention] In the optical fiber tap according to the present invention, it is possible to optically couple the first optical fiber and the second optical fiber without reducing the radius of curvature of the bent portion of the first optical fiber too much. Therefore, branched light having good transmission characteristics can be obtained while suppressing mode conversion loss of transmitted light.
第1図は本発明の第1実施例の要部の平面図、第2図は
定常モード時に光ファイバの端面から出射される光の遠
視野像を示すグラフ、第3図は第1実施例における光フ
ァイバの端面から出射される光の遠視野像を示すグラフ
、第4図は第1実施例におけるタップ光ファイバの取付
角度の影響を示す平面図、第5図は第2実施例の要部の
平面図、第6図は透光性材料の屈折率ncに対する第2
実施例の分岐特性の依存性を示すグラフ、第7図は透光
性材料の屈折率ncに対する第2実施例の結合特性の依
存性を示すグラフ、第8図は透光性材料の屈折率n、に
対する第2実施例の過剰損失及び挿入損失の依存性を示
すグラフ、第9図は透光性材料の屈折率が1.492で
ある場合の第2実施例における結合光の遠視野像を示す
グラフ、第10図は光線追跡の結果を示す第2実施例の
平面図、第11図は入射光の半値全幅に対する第2実施
例の分岐特性の依存性を示すグラフである。
なお図面に用いた符号において、
1・・−・−−−−−一・・−・−・・・幹線光ファイ
バ1a−・・−・・−・−・屈曲部
2、12−−−−−−−一・・・・・・・−・タップ光
ファイバ2a、12a・−・−・・・−・−・一端部3
・−−−−−一−・・・・−・−・・・・コア5・−・
−・−・−−−−−−・クラッド7・−・−・・・・・
−・・・透光性材料8−・・・・−−−−−一−−・・
・−モード変換領域である。FIG. 1 is a plan view of the main part of the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a graph showing a far-field image of light emitted from the end face of the optical fiber in steady mode, and FIG. 3 is the first embodiment. FIG. 4 is a plan view showing the influence of the installation angle of the tapped optical fiber in the first embodiment, and FIG. 5 is a graph showing the main points of the second embodiment. FIG. 6 is a plan view of the part, and FIG.
A graph showing the dependence of the branching characteristics of the example. FIG. 7 is a graph showing the dependence of the coupling characteristics of the second example on the refractive index nc of the transparent material. FIG. 8 is a graph showing the dependence of the coupling characteristic of the second example on the refractive index nc of the transparent material A graph showing the dependence of excess loss and insertion loss of the second embodiment on n, and FIG. 9 is a far-field image of coupled light in the second embodiment when the refractive index of the transparent material is 1.492. FIG. 10 is a plan view of the second embodiment showing the results of ray tracing, and FIG. 11 is a graph showing the dependence of the branching characteristic of the second embodiment on the full width at half maximum of the incident light. In addition, in the symbols used in the drawings, 1...-------1...-- Trunk optical fiber 1a--...Bending portions 2, 12-- ---Tap optical fibers 2a, 12a--One end 3
・−−−−−1−・・・・−・−・・・・Core 5・−・
−・−・−−−−−−・Clad 7・−・−・・・・・
-...Translucent material 8-...------1--...
- Mode conversion area.
Claims (1)
成ると共に導波モードの光の一部をクラッドモードの光
に変換させるモード変換領域を形成する屈曲部を有して
いる第1の光ファイバと、前記モード変換領域から放射
される光を受光する様に一端部が前記モード変換領域の
近傍に配されている第2の光ファイバと、 前記モード変換領域と前記一端部との間に充填されてお
り屈折率が1よりも大きな透光性材料とを夫々具備する
光ファイバタップ。 2、前記第2の光ファイバの前記一端部から前記透光性
材料中へ放射される光が前記屈曲部において前記第1の
光ファイバ中へ入射する様に前記屈曲部が前記一端部の
近傍に配されている特許請求の範囲第1項に記載の光フ
ァイバタップ。 3、前記屈曲部が複数の前記モード変換領域を形成して
おり、これら複数のモード変換領域に対応して複数の前
記第2の光ファイバが配されている特許請求の範囲第1
項または第2項に記載の光ファイバタップ。 4、前記透光性材料が硬化型樹脂、ゲル状材料またはゴ
ム状成形品の何れかによって構成されている特許請求の
範囲第1項〜第3項の何れか1項に記載の光ファイバタ
ップ。 5、前記透光性材料が前記第2の光ファイバとの界面に
おいてこの第2の光ファイバの端面と略同一の横断面形
状を有している特許請求の範囲第1項〜第4項の何れか
1項に記載の光ファイバタップ。 6、前記透光性材料の屈折率n_cが前記第1の光ファ
イバの前記コアの屈折率n_1に対してn_c≧n_1
である特許請求の範囲第1項〜第5項の何れか1項に記
載の光ファイバタップ。 7、前記透光性材料の屈折率n_cが前記第1の光ファ
イバの前記コアの屈折率n_1及び前記クラッドの屈折
率n_2に対してn_2≦n_c<n_1である特許請
求の範囲第1項〜第5項の何れか1項に記載の光ファイ
バタップ。 8、前記第2の光ファイバのNAが前記第1の光ファイ
バのNAよりも低い特許請求の範囲第1項〜第7項の何
れか1項に記載の光ファイバタップ。 9、前記第2の光ファイバの径が前記第1の光ファイバ
の径よりも小さい特許請求の範囲第1項〜第7項の何れ
か1項に記載の光ファイバタップ。 10、前記第1の光ファイバの前記屈曲部がこの屈曲部
の全体に亘って一様な曲率半径を有している特許請求の
範囲第1項〜第9項の何れか1項に記載の光ファイバタ
ップ。[Claims] 1. A multimode optical fiber having a core and a cladding, and having a bent portion forming a mode conversion region that converts a part of light in the guided mode into light in the cladding mode. a second optical fiber having one end disposed near the mode conversion region so as to receive light emitted from the mode conversion region; the mode conversion region and the one end; and a translucent material having a refractive index greater than 1 filled in between the optical fiber taps. 2. The bent portion is near the one end portion such that the light emitted from the one end portion of the second optical fiber into the transparent material enters the first optical fiber at the bent portion. An optical fiber tap according to claim 1, which is arranged in a. 3. Claim 1, wherein the bent portion forms a plurality of the mode conversion regions, and a plurality of the second optical fibers are arranged corresponding to the plurality of mode conversion regions.
The optical fiber tap according to item 1 or 2. 4. The optical fiber tap according to any one of claims 1 to 3, wherein the light-transmitting material is made of any one of a curable resin, a gel-like material, or a rubber-like molded product. . 5. Claims 1 to 4, wherein the translucent material has substantially the same cross-sectional shape as the end face of the second optical fiber at the interface with the second optical fiber. The optical fiber tap according to any one of the items. 6. The refractive index n_c of the light-transmitting material is n_c≧n_1 with respect to the refractive index n_1 of the core of the first optical fiber.
An optical fiber tap according to any one of claims 1 to 5. 7. The refractive index n_c of the light-transmitting material satisfies n_2≦n_c<n_1 with respect to the refractive index n_1 of the core and the refractive index n_2 of the cladding of the first optical fiber. The optical fiber tap according to any one of item 5. 8. The optical fiber tap according to any one of claims 1 to 7, wherein the second optical fiber has a lower NA than the first optical fiber. 9. The optical fiber tap according to any one of claims 1 to 7, wherein the diameter of the second optical fiber is smaller than the diameter of the first optical fiber. 10. The bent portion of the first optical fiber has a uniform radius of curvature throughout the bent portion, according to any one of claims 1 to 9. fiber optic tap.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61235187A JPH0664216B2 (en) | 1986-10-02 | 1986-10-02 | Optical fiber tap |
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Publication Number | Publication Date |
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JPS6389810A true JPS6389810A (en) | 1988-04-20 |
JPH0664216B2 JPH0664216B2 (en) | 1994-08-22 |
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JPH0664216B2 (en) | 1994-08-22 |
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