JPH01248108A

JPH01248108A - 光ファイバおよび光合分波装置ならびに光ファイバの製造方法

Info

Publication number: JPH01248108A
Application number: JP7460888A
Authority: JP
Inventors: Masumi Fukuma; 眞澄福間
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1988-03-30
Filing date: 1988-03-30
Publication date: 1989-10-03
Anticipated expiration: 2011-11-27
Also published as: JP2558800B2

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、光通信において、光線路の光伝送モニター機
能、線路途中からの光入力機能などを実現するための光
合分波装置および合波・分波に使用する光ファイバに関
するものである。

［従来の技術］光分岐・分波装置として、ある波長の光は透過させ、別
のある波長の光は反射する誘電体多層膜が設計試作され
ている（例えば昭和５４年度電子通信学会総合全国大会
分冊８９２６０　　岡木他“誘電体多層膜を用いた光分
波器”）。この誘電体多層膜は高屈折率物質および低屈
折率物質の膜厚をかえながら２０層程度蒸着し作成され
ている。例えば屈折率の高い厚さ１．０８μｍの板（Ａ
）および屈折率の低い厚さ０．５　ｐｍの板（Ｂ）を交
互に１７層（ＡＢＡＢＡＢＡＢＡＢＡＢ八ＢＡＢＡ）重
ねると第へ図に示すような透過係数を有する誘電体多層
膜を得ることができる（石黒浩三他：「光学薄膜」　第
２版付録、共立出版１９８６年）。この構造の誘電体多
層膜に光を４５°の角度で入射させると波長１．３μｍ
の光を反射し、波長１．５５μｍの光を透過させること
ができる。

［発明が解決しようとする課題］しかし、従来の誘電体多層膜は蒸着によって作成されて
いるので、膜厚の調節が非常に難しく、かつ均一な多層
膜を多量に生産することが難しいという問題があった。

本発明はこのような従来の欠点を解決し、膜厚の調整が
容易で、かつ生産の容易な合分波装置および合分波装置
に使用し得る光ファイバを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］かかる目的を達成するために、本発明の光ファイバは屈
折率が互いに異なる２種の誘電体層が交互に複数回積層
された積層体を、積層方向と直角方向に延伸してなる構
造体を有することを特徴とする。

ここで光ファイバは上述した構造体の少なくとも延伸方
向周囲が、２種の誘電体層のうち低屈折率の誘電体の屈
折率より高くない屈折率を有する材料で覆われ、かつ延
伸方向と直角方向の断面が円形状であってもよい。

本発明合分波装置は上述した光ファイバの側面に、２以
上の異なる波長を含む光を入射して分渡し、または該光
ファイバの側面に少なくとも２方向からそれぞれ波長の
異なる光を入射して合波することを特徴とする。

本発明の構成を、−具体例を示す第１図によって説明す
る。

第１図（Ａ）は低屈折率の層１と高屈折率の層２とが交
互に複数回積層された誘電体多層構造体３を、第１図（
Ｂ）は構造体３の周囲をクラッド４で囲んだ断面円形の
光ファイバ５を示す。クラッド４の屈折率は低屈折率層
１の屈折率以下とする。

本発明の光ファイバは、通常の通信用光ファイバと同様
の方法で作成できる。すなわち完成時の誘電体多層構造
の設計寸法と相似の形状の母材を作成し、線引きするこ
とによって作成することができる。第２図は母材の形状
の一例を示し、同図（Ａ）は屈折率の異なる話電体材料
６および７を所定の厚さに加工して重ね合せた誘電体多
層構造母材８を、図（Ｂ）は母材８をガラスパイプ９に
挿入し、母材８とパイプ９の空隙にバイブ９と同質のガ
ラス棒ｌＯを挿入充填して空隙を埋めた構造の光フアイ
バ母材１１を示す。

［作　用］本発明の光ファイバは、大型の母材段階で４Ｍ　電体多
層構造を組み立てたのち、線引きすることで所定の誘電
体多層構造を得ることができる。また線引きにより作成
されるので、長手方向に均一な誘電体多層構造を一度に
多量に製造することかでき、蒸着に比べ容易に多量の誘
電体多層構造を製造することができる。

次に本発明の光ファイバの動作を、円柱状の光ファイバ
を例とし、第３図を参照して説明する。

第３図において、１２は本発明による光ファイバ、　１
２八は誘電体多層構造体である。図（Ａ）に示すように
、第１の光ファイバ１３から波長λ１および波長λ２の
光が光ファイバ１２の側面に入射されると、ある波長λ
、の光はそのまま透過し、光ファイバ１４に入射され、
他の波長λ２の光は構造体１２Ａにより反射され光ファ
イバ１５に入射される。

これが分波である。１２Ａ、１３Ａおよび１４Ａは各光
ファイバ１２ｊ３および１４のコアを示す。逆に、光フ
ァイバ１４および１５から波長の異なる光を入射すると
、光ファイバ１３に２つの波長の光が入射される。これ
が合波である。このとき、光ファイバ１２の形状が円柱
状であると、図（Ｂ）に示すようにレンズ効果が働き、
より有効に光の分波・合波を実現する。但し、光ファイ
バ１２のクラッド１２Ｂの屈折率ｎｌと、その外の屈折
率口２の関係はｎｌ＞ｎ２であ［実施例］以下に図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第４図に示すように、内径りが３６ｍｍの石英パイプ２
１内に厚さ０．３２ｍｍのＴｌＯ２ガラス板（屈折率２
．３）８枚と厚さ０　、１６ｍｍの石英ガラス板（屈折
率１．４６）７枚を交互に重ねた積層構造体２２を挿入
し、その両側を断面が半円状の石英棒２３および２４で
挟んで光フアイバ母材２５とした。積層構造体２２の幅
は石英バイブ２１の内径よりやや小さくしである。

母材２５の表面のみを加熱溶融させ一体化したのち、線
引きして第５図に示すような、外径ｄが１２５μｌの光
ファイバ２６を作成した。２６Ａは誘電体多層構造体で
ある。線引き時にはファイバの破断を防ぐためシリコー
ン樹脂を０．２ｍｍ外径まで被覆した。

第６図は誘電体多層構造体２６＾の拡大断面図であり、
２７はＴｉＯ２層、２８は５１０２層である。ＴｉＯ２
層２７の厚さは１μ■、Ｓｉｎ、層２８の厚さは０，５
μ■である。

第７図に、本発明の光ファイバを用いた光合分波器の例
を示す。

シリコン樹脂被覆を除いた本発明の光ファイバ２６の側
面に、それぞれ端面を軸方向と直角に切断した３本の単
一モード光ファイバ３１．３２および３３を接触させた
。光フアイバ２６中の誘電体多層構造体２６Ａの面と、
各単一モード光ファイバの光軸との角度が４５゛　とな
るように、それぞれを配設した。３１八、３２八および
３３八はそれぞれ各単一モード光ファイバ３１．３２お
よび３３のコアを示す。ＬＥＤなどの光源３４から第１
の単一モード光ファイバ３１に波長１．５５μｍおよび
１．３μｍの光を入射し、単一モード光ファイバ３２お
よび３３を透過する光のパワーを光パワーメータ３５お
よび３６によって測定した。光ファイバ２６を挿入しな
い状態（単一モード光ファイバ３１と３２との端面間隙
は０．１３ｍｍ）　（Ｄａ−モード光ファイバ３２の受
光パワーをＰｏ、光ファイバ２６を挿入した時の各単一
モード光ファイバ３２および３３の受光パワーをそれぞ
れＰ、およびＰ、として、光ファイバ２６の挿入による
損失Ｐ＋−ＰａおよびＰ２−Ｐ、を求めた。光ファイバ
３２においてはＰＩ−ＰＧの値は波長１．３μｍの光で
一３０ｄＢであり、波長１．５５μｍの光では−１，４
ｄＢであった。一方、入射ファイバと直交する位置の単
一モード光ファイバ３３においては、Ｐ２−ＰＧの値は
波長１．３μｍの光で−０，７ｄＢ、波長・１．５５μ
ｎ＋の光での損失は一４３ｄＢであった。このように本
発明による光ファイバ２６が分波機能を有していること
が確かめられた。

合波は分波と全く逆の作用であって、単一モード光ファ
イバ３２および３３に異なる波長の光を入射して単一モ
ード光ファイバ３１に合波することができる。

［発明の効果］以上説明したように、本発明のファイバは、側面から光
がある角度で入射されると、入射される光の波長により
透過率が異なるため、分波・合波を行う装置の構成部品
として有効であり、かつ従来の蒸着によって作る方法に
比べ容易でかつ一度に多量に製造することが可能であり
、分波・合波装置の低価格化に貢献することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光ファイバの構成例を示す斜視図、第２図は本発明の光フアイバ作成用母材の一例を示す斜
視図、第３図は本発明光ファイバの動作を説明する図、第４図
は光フアイバ母材の斜視図、第５図は本発明光ファイバの断面図、第６図は本発明誘電体多層構造体の拡大断面図、第７図
は本発明による光合分波器の模式図、第８図は従来の誘
電体多層膜の透過率を示す特性図である。１・・・低屈折率層、２・・・高屈折率層、３・・・誘電体多層構造体、４・・・クラッド、５・・・本発明光ファイバ、６・・・低屈折率誘電体、７・・・高屈折率誘電体、８・・・誘電体多層構造体母材、９・・・ガラスパイプ、ｌＯ・・・ガラス棒、１１・・・光フアイバ母材、１２・・・光ファイバ、１２八・・・誘電体多層構造体、１３．１４．１５・・・単一モード光ファイバ、２１・
・・石英バイブ、２２・・・積層構造体、２３．２４・・・石英棒、２５・・・光フアイバ母材、２６・・・光ファイバ、２［ｉＡ・・・誘電体多層構造体、２７・＝ＴｉＯｚ層、２８・・・５ｉ０２層、３１．３２．３３・・・単一モード光ファイバ、３４・
・・光源、３５．３６・・・光パワーメータ。（Ａ）　　　　　　　（Ｂ）ｆ−発明の光フフイバのイ再戒イ列乞斤、７・斜視図第
１図（Ａ）　　　　　（３）参発明の九フフイハイ乍用母材の一イ列を示壬糾視図第
２図第：３０九フ７／ｌハ丑木才の徐斗オ見エロ第３１Ｅ」ｆ′発９月光ファイバの一斤面汀コ第５図第６　因不発日月によろ光合５皮募のｊＦｌ弐図笥゛７図イ芝采の言奪電イ杢多層嗅の透送率乞示１午予１・１図
第８図

Claims

【特許請求の範囲】１）屈折率が互いに異なる２種の誘電体層が交互に複数
回積層された積層体を、積層方向と直角方向に延伸して
なる構造体を有することを特徴とする光ファイバ。２）請求項１記載の構造体の少なくとも延伸方向周囲が
、前記２種の誘電体層のうち低屈折率の誘電体の屈折率
より高くない屈折率を有する材料で覆われ、かつ延伸方
向と直角方向の断面が円形状であることを特徴とする光
ファイバ。３）請求項１または２に記載の光ファイバの側面に、２
以上の異なる波長を含む光を入射して分波し、または該
光ファイバの側面に少なくとも２方向からそれぞれ波長
の異なる光を入射して合波することを特徴とする光合分
波装置。