JPH02110409A - 光ファイバカプラ - Google Patents
光ファイバカプラInfo
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- JPH02110409A JPH02110409A JP26368988A JP26368988A JPH02110409A JP H02110409 A JPH02110409 A JP H02110409A JP 26368988 A JP26368988 A JP 26368988A JP 26368988 A JP26368988 A JP 26368988A JP H02110409 A JPH02110409 A JP H02110409A
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- fused
- core
- fiber coupler
- optical fibers
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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。
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」
この発明は、光フアイバ通信や光フアイバセンサなどの
光ファイバを用いたシステムにおいて、光信号を分岐し
あるいは合流させるのに用いられる融着延伸形の光ファ
イバカプラに関する。
光ファイバを用いたシステムにおいて、光信号を分岐し
あるいは合流させるのに用いられる融着延伸形の光ファ
イバカプラに関する。
「従来の技術」
従来、光フアイバカプラの一つとして、二本以上の光フ
ァイバを並列し、融着延伸して融着延伸部を形成した構
成の光フアイバカプラ（融着延伸形の光フアイバカプラ
という）が知られている。
ァイバを並列し、融着延伸して融着延伸部を形成した構
成の光フアイバカプラ（融着延伸形の光フアイバカプラ
という）が知られている。
第１３図および第１４図は、このような融着延伸形の光
フアイバカプラの製造方法を説明するための図であって
、光ファイバカプラ１を作成するには、第１図に示すよ
うに２本の光ファイバ２を並列し、各々のクラッドを互
いに融着させた後、この融着部を第１４図に示すように
延伸して融着延伸部３を形成して作成される。この光フ
ァイバ２としては、石英系シングルモード光ファイバな
どの通常の光通信用ファイバが好適に使用されている。
フアイバカプラの製造方法を説明するための図であって
、光ファイバカプラ１を作成するには、第１図に示すよ
うに２本の光ファイバ２を並列し、各々のクラッドを互
いに融着させた後、この融着部を第１４図に示すように
延伸して融着延伸部３を形成して作成される。この光フ
ァイバ２としては、石英系シングルモード光ファイバな
どの通常の光通信用ファイバが好適に使用されている。
この光ファイバカプラ１は、ボートＡから入射した光を
規定のパワー比でボートＣとボートＤに分岐したり、ボ
ートＡに入射した複数の波長の光を特定波長毎にボート
Ｃ１ポートＤに分岐することができる。またこの逆に、
ボートＡ１ボートＢから別々に入射した光をボートＣに
合波することができるようになっている。
規定のパワー比でボートＣとボートＤに分岐したり、ボ
ートＡに入射した複数の波長の光を特定波長毎にボート
Ｃ１ポートＤに分岐することができる。またこの逆に、
ボートＡ１ボートＢから別々に入射した光をボートＣに
合波することができるようになっている。
このように構成された光ファイバカプラｌの光の結合原
理を説明すると、第１５図に示すように、延伸前に２本
の光ファイバ２を並列させ、融着させたたたけでは、一
方の光ファイバのモードと他方の光ファイバのモードも
それぞれのコア内に強く閉じ込められており、両モード
間の結合は起こらない。なお、図中符号Ｐは各光ファイ
バのパワー分布を示すものである。次いで各光ファイバ
２を延伸していくにつれて、 ■光ファイバ２のコア４が細り、コア４内の電磁界がク
ラッド５にしみだすようになる。
理を説明すると、第１５図に示すように、延伸前に２本
の光ファイバ２を並列させ、融着させたたたけでは、一
方の光ファイバのモードと他方の光ファイバのモードも
それぞれのコア内に強く閉じ込められており、両モード
間の結合は起こらない。なお、図中符号Ｐは各光ファイ
バのパワー分布を示すものである。次いで各光ファイバ
２を延伸していくにつれて、 ■光ファイバ２のコア４が細り、コア４内の電磁界がク
ラッド５にしみだすようになる。
■光ファイバ２か細く伸ばされることにより、２つのコ
ア４の間の結合距離が小さくなる。
ア４の間の結合距離が小さくなる。
■光ファイバ２が伸ばされることにより、結合に関与す
るファイバ長が長くなる。
るファイバ長が長くなる。
の３つの効果により、第１６図に示すように一方の光フ
ァイバ２のエネルギーと他方の光ファイバ２のエネルギ
ー間の結合が強く行なわれるようになる。
ァイバ２のエネルギーと他方の光ファイバ２のエネルギ
ー間の結合が強く行なわれるようになる。
「発明が解決しようとする課題」
しかしながら、先のように構成された光ファイバカプラ
ｌは、光ファイバ２をかなり細く延伸しなければならず
、融着延伸部３がどうしても細くなり、機械的に弱くな
ったり、僅かな外力で曲がりを受けて光の損失か増加し
てしまう問題があった。
ｌは、光ファイバ２をかなり細く延伸しなければならず
、融着延伸部３がどうしても細くなり、機械的に弱くな
ったり、僅かな外力で曲がりを受けて光の損失か増加し
てしまう問題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、作製が容
易で光結合特性およびｉ減強度の優れた融着延伸形の光
フアイバカプラを提供することを目的としている。
易で光結合特性およびｉ減強度の優れた融着延伸形の光
フアイバカプラを提供することを目的としている。
「課題を解決するための手段」
上記目的達成の手段として、請求項１記載の発明は、軟
化温度がクラッドの軟化温度よりも高いコアを有する光
ファイバを二本以上並列せしめ、これら光ファイバのク
ラッドを互いに融着せしめ、さらにコアの屈折率が残留
応力で低下するような張力で延伸して融着延伸部を形成
して光フアイバカプラを構成したものである。
化温度がクラッドの軟化温度よりも高いコアを有する光
ファイバを二本以上並列せしめ、これら光ファイバのク
ラッドを互いに融着せしめ、さらにコアの屈折率が残留
応力で低下するような張力で延伸して融着延伸部を形成
して光フアイバカプラを構成したものである。
また、請求項２記載の発明は、上記光ファイバを２本以
上並列せしめ、これら光ファイバのクラッドを互いに融
着ローしめ、さらにコアの屈折率が残留応力で低下する
ような張力で捻って融着延伸部を形成したものである。
上並列せしめ、これら光ファイバのクラッドを互いに融
着ローしめ、さらにコアの屈折率が残留応力で低下する
ような張力で捻って融着延伸部を形成したものである。
また、請求項３記載の発明は、上記光ファイバとして、
コアが実質的にドーパントを含まないかあるいはドーパ
ントによる屈折率変化が０．１％以下となるようにドー
パントを含有させた石英ガラスからなり、かつクラッド
の屈折率が実質的にフッ素またはホウ素のうち少なくと
ら一方により調節された石英ガラスからなる光ファイバ
を用いて構成したものである。
コアが実質的にドーパントを含まないかあるいはドーパ
ントによる屈折率変化が０．１％以下となるようにドー
パントを含有させた石英ガラスからなり、かつクラッド
の屈折率が実質的にフッ素またはホウ素のうち少なくと
ら一方により調節された石英ガラスからなる光ファイバ
を用いて構成したものである。
また、請求項４記載の発明は、融着すべき光ファイバの
コア径を異ならせしめて光フアイバカプラを構成したも
のである。
コア径を異ならせしめて光フアイバカプラを構成したも
のである。
「作用」
請求項１記載の発明は、上記構成としたことにより、融
着延伸部において実質的にコアークラッド間の屈折率差
を減少させてモードのパワー分布を広げ、光フアイバ間
の結合を起こさせろことが可能となる。
着延伸部において実質的にコアークラッド間の屈折率差
を減少させてモードのパワー分布を広げ、光フアイバ間
の結合を起こさせろことが可能となる。
また、光ファイバのクラッドを互いに融着せしめ、さら
にコアの屈折率が残留応力で低下するような張力で捻っ
て融着延伸部を形成した場合にも、実質的にコアークラ
ッド間の屈折率差を減少させてモードのパワー分布を広
げ、光フアイバ間の結合を起こさせることができる。
にコアの屈折率が残留応力で低下するような張力で捻っ
て融着延伸部を形成した場合にも、実質的にコアークラ
ッド間の屈折率差を減少させてモードのパワー分布を広
げ、光フアイバ間の結合を起こさせることができる。
また、上記光ファイバとしては、コアが実質的にドーパ
ントを含まないかあるいはドーパントによる屈折率変化
が０．１％以下となるようにドーパントを含有させた石
英ガラスからなり、かつクラッドの屈折率が実質的にフ
ッ素またはホウ素のうち少なくとも一方により調節され
た石英ガラスからなるものが好ましい。
ントを含まないかあるいはドーパントによる屈折率変化
が０．１％以下となるようにドーパントを含有させた石
英ガラスからなり、かつクラッドの屈折率が実質的にフ
ッ素またはホウ素のうち少なくとも一方により調節され
た石英ガラスからなるものが好ましい。
さらに、融着すべき光ファイバのコア径を異ならせしめ
て光ファイバカプラを構成した場合には、結合度の波長
依存性が平坦な広波長域型光ファイバカプラとなる。
て光ファイバカプラを構成した場合には、結合度の波長
依存性が平坦な広波長域型光ファイバカプラとなる。
「実施例」
第１図は、請求項１記載の発明の一実施例を示す図であ
って、符号！ｌは光フアイバカプラである。この先ファ
イバカプラ！ｉは、軟化温度がクラッド１２の軟化温度
よりも高いコア１３を有する光ファイバ１４を二本並列
に配し、これら光ファイバ１４のクラッド１２を互いに
融着するとともにコア１３の屈折率が残留応力で低下す
るような張力で延伸して融着延伸部１５を形成して構成
されている。
って、符号！ｌは光フアイバカプラである。この先ファ
イバカプラ！ｉは、軟化温度がクラッド１２の軟化温度
よりも高いコア１３を有する光ファイバ１４を二本並列
に配し、これら光ファイバ１４のクラッド１２を互いに
融着するとともにコア１３の屈折率が残留応力で低下す
るような張力で延伸して融着延伸部１５を形成して構成
されている。
この光ファイバ１４として好適なものは、例えばコア！
３が実質的に純粋な石英（Ｓｉｎｓ）からなり、一方、
クラッド１２としてフッ素を添加して屈折率を純粋石英
の屈折率よりも低下させた材料で構成された光ファイバ
である。この光ファイバ１４は、高温における粘性係数
が、コア１３とクラッド１２との間で１桁程度異なる（
コア１３の粘性係数が高い）ため、温度を適当に選ぶと
、コア！３には実質的に弾性歪が加わるようになる。
３が実質的に純粋な石英（Ｓｉｎｓ）からなり、一方、
クラッド１２としてフッ素を添加して屈折率を純粋石英
の屈折率よりも低下させた材料で構成された光ファイバ
である。この光ファイバ１４は、高温における粘性係数
が、コア１３とクラッド１２との間で１桁程度異なる（
コア１３の粘性係数が高い）ため、温度を適当に選ぶと
、コア！３には実質的に弾性歪が加わるようになる。
このときクラッド１２は粘度が低いためにまだ塑性領域
にあり、力をかけても弾性的な変形を生じない。一方、
コア１３に加えられた弾性的な歪は光弾性効果を通じて
コア１３の屈折率を低下させることができる。
にあり、力をかけても弾性的な変形を生じない。一方、
コア１３に加えられた弾性的な歪は光弾性効果を通じて
コア１３の屈折率を低下させることができる。
このような光ファイバ１４の加熱延伸張力とコア１３の
屈折率低下による比屈折率差の減少の関係を第２図に示
す。なお、光ファイバ１４としては、コア径１１μｍ１
クラッド外径１２５μ量のものを用いた。第２図から
も明らかなように、延伸張力を大きくするとコアークラ
ッド間の比屈折率差が低下する。また、このことを光フ
ァイバの屈折率分布で現すと第３図ないし第５図のよう
になる。
屈折率低下による比屈折率差の減少の関係を第２図に示
す。なお、光ファイバ１４としては、コア径１１μｍ１
クラッド外径１２５μ量のものを用いた。第２図から
も明らかなように、延伸張力を大きくするとコアークラ
ッド間の比屈折率差が低下する。また、このことを光フ
ァイバの屈折率分布で現すと第３図ないし第５図のよう
になる。
これらの図に示すように、単一モードファイバではコア
（第３図および第５図における中央部の突出部分）の屈
折率低下に伴い、伝搬モードのパワー分布Ｐは大きく外
側にしみ出すようになる。
（第３図および第５図における中央部の突出部分）の屈
折率低下に伴い、伝搬モードのパワー分布Ｐは大きく外
側にしみ出すようになる。
すなわち従来の光フアイバカプラｌにおいては、光ファ
イバ２を延伸してコア径を十分に細めること？こよりモ
ードのパワー分布Ｐをコア４の外に大きく広げるのに対
し、この例による光フアイバカプラ１１では、光ファイ
バ１４の延伸によるコア径の細りが若干あるものの、実
質的にコアークラブト間の屈折率差を減少させてモード
のパワー分布Ｐを広げ、ファイバ間の結合を起こさせる
ことができる。第６図および第７図は、融着延伸部１５
におけるパワー分布を説明するためのものであって、第
６図は二本の光ファイバ１４を融着させた状態のパワー
分布であり、第７図は、融着後−に若干の延伸を行った
融着延伸部のパワー分布である。
イバ２を延伸してコア径を十分に細めること？こよりモ
ードのパワー分布Ｐをコア４の外に大きく広げるのに対
し、この例による光フアイバカプラ１１では、光ファイ
バ１４の延伸によるコア径の細りが若干あるものの、実
質的にコアークラブト間の屈折率差を減少させてモード
のパワー分布Ｐを広げ、ファイバ間の結合を起こさせる
ことができる。第６図および第７図は、融着延伸部１５
におけるパワー分布を説明するためのものであって、第
６図は二本の光ファイバ１４を融着させた状態のパワー
分布であり、第７図は、融着後−に若干の延伸を行った
融着延伸部のパワー分布である。
以上のことから、この光フアイバカプラ１１においては
、融着延伸部１５の径を極端に細くすることなく十分な
光結合を起こさせることができるので、融着延伸部１５
の機械的強度を向上させることができる。また融着延伸
部Ｉ５か細くならないので、融着延伸部１５の曲がりを
抑制して光ファイバカプラの低損失化を図ることができ
る。
、融着延伸部１５の径を極端に細くすることなく十分な
光結合を起こさせることができるので、融着延伸部１５
の機械的強度を向上させることができる。また融着延伸
部Ｉ５か細くならないので、融着延伸部１５の曲がりを
抑制して光ファイバカプラの低損失化を図ることができ
る。
（実験例１）
第１図に示すものと同等構成の光フアイバカプラを作成
した。
した。
コア径１０μｍ１ クラッド外径１２５μｍ１比屈折率
差０．３％（延伸前）、コア材質が純粋石英、クラツド
材質がフッ素添加石英からなる光ファイバを、２本並列
に配し、１００μｍの長さにわたり融着して十分に加熱
して断面をほぼ円形状とし、さらに延伸して融着部の直
径を約１２５μ眉とした。
差０．３％（延伸前）、コア材質が純粋石英、クラツド
材質がフッ素添加石英からなる光ファイバを、２本並列
に配し、１００μｍの長さにわたり融着して十分に加熱
して断面をほぼ円形状とし、さらに延伸して融着部の直
径を約１２５μ眉とした。
次いで、この融着部を１３００℃程度の比較的低温で加
熱し、約５０９の張力で引張った。このとき融着部分の
細りは１０％程度であった。更に上記張ツノを維持しな
がら加熱温度を速やかに低下させた。
熱し、約５０９の張力で引張った。このとき融着部分の
細りは１０％程度であった。更に上記張ツノを維持しな
がら加熱温度を速やかに低下させた。
以上の操作により２本のファイバ間に所望の結合が得ら
れた。得られた光フアイバカプラの融着延伸部は、光フ
ァイバに近い機械強度があった。また得られた光ファイ
バカプラの挿入損失は約０゜２ｄＢと低損失であった。
れた。得られた光フアイバカプラの融着延伸部は、光フ
ァイバに近い機械強度があった。また得られた光ファイ
バカプラの挿入損失は約０゜２ｄＢと低損失であった。
第８図は、請求項２記載の発明の一実施例を示す図であ
って、符号Ｉ６は光ファイバカプラ１６である。この光
フアイバカプラ１６は、上記光ファイバ１４を２本並列
に配し、各々のクラッド１２を互いに融着するとともに
、コア１３の屈折率が残留応力で低下するような張力で
捻って融着延伸部１７を形成して構成されている。
って、符号Ｉ６は光ファイバカプラ１６である。この光
フアイバカプラ１６は、上記光ファイバ１４を２本並列
に配し、各々のクラッド１２を互いに融着するとともに
、コア１３の屈折率が残留応力で低下するような張力で
捻って融着延伸部１７を形成して構成されている。
この例による光フアイバカプラ１６においては、第１図
に示した例と同様に、実質的にコアークラッド間の屈折
率差を減少させてモードのパワー分布を広げ、ファイバ
間の結合を起こさせることかできる。したがって、融着
延伸部１７の径を極端に細くすることなく十分な光結合
を起こさせることができるので、融着延伸部１７の機械
的強度を向上させることができる。また融着延伸部１７
か細くならないので、融着延伸部１７の曲がりを抑制し
て損失増加を招く不都合を防止することができ、光ファ
イバカプラ１６の低損失化を図ることができる。
に示した例と同様に、実質的にコアークラッド間の屈折
率差を減少させてモードのパワー分布を広げ、ファイバ
間の結合を起こさせることかできる。したがって、融着
延伸部１７の径を極端に細くすることなく十分な光結合
を起こさせることができるので、融着延伸部１７の機械
的強度を向上させることができる。また融着延伸部１７
か細くならないので、融着延伸部１７の曲がりを抑制し
て損失増加を招く不都合を防止することができ、光ファ
イバカプラ１６の低損失化を図ることができる。
（実験例２）
第８図に示すらのと同等構成の光ファイバカプラを作成
した。
した。
コア径ｌＯμ１１ クラッド外径１２５μｍ、比屈折率
差０．３％（延伸前）、コア材質が純粋石英、クラツド
材質がフッ素添加石英からなる光ファイバを、２本並列
に配し、１００μ口の長さにわたり融着して十分に加熱
して断面をほぼ円形状とし、さらに融着部を３回捻って
延伸し、融着部の直径を約８０μｍとした。
差０．３％（延伸前）、コア材質が純粋石英、クラツド
材質がフッ素添加石英からなる光ファイバを、２本並列
に配し、１００μ口の長さにわたり融着して十分に加熱
して断面をほぼ円形状とし、さらに融着部を３回捻って
延伸し、融着部の直径を約８０μｍとした。
次いで、この融着部を１３００℃程度の比較的低温で加
熱し、約５０９の張力で引張った。このとき融着部分の
細りはｌＧ％程度であった。更に上記張力を維持しなが
ら加熱温度を速やかに低下させた。
熱し、約５０９の張力で引張った。このとき融着部分の
細りはｌＧ％程度であった。更に上記張力を維持しなが
ら加熱温度を速やかに低下させた。
以上の操作により２本のファイバ間に所望の結合が得ら
れた。得られた光フアイバカプラの融着延伸部は、光フ
ァイバに近い機械強度があった。また得られた光フアイ
バカプラの挿入損失は約０゜２ｄＢと低損失であった。
れた。得られた光フアイバカプラの融着延伸部は、光フ
ァイバに近い機械強度があった。また得られた光フアイ
バカプラの挿入損失は約０゜２ｄＢと低損失であった。
第９図は、請求項３に記載した発明の一実施例を示す図
であって、符号１８は先ファイバカプラである。この光
フアイバカプラ１８は、コアが屈折率変化が０．１％以
下となるようにフッ素を含有させた石英ガラスからなり
、かつクラッドの屈折率がフッ素によりコアの屈折率よ
りも低く調節された石英ガラスからなる光ファイバ１９
を２本並列に配し、これら光ファイバ１９のクラッドを
互いに融着するとともに、コアの屈折率が残留応力で低
下するような張力で延伸して融着延伸部２０を形成して
構成されている。
であって、符号１８は先ファイバカプラである。この光
フアイバカプラ１８は、コアが屈折率変化が０．１％以
下となるようにフッ素を含有させた石英ガラスからなり
、かつクラッドの屈折率がフッ素によりコアの屈折率よ
りも低く調節された石英ガラスからなる光ファイバ１９
を２本並列に配し、これら光ファイバ１９のクラッドを
互いに融着するとともに、コアの屈折率が残留応力で低
下するような張力で延伸して融着延伸部２０を形成して
構成されている。
この光ファイバ１９は、前述の光ファイバ１４よりもコ
アークラッド間の屈折率差を小さく設定することができ
るので、第１図に示す光フアイバカプラ１１よりも融着
延伸部２０のａｍ的強度の向上および低損失化を向上さ
せることができる。
アークラッド間の屈折率差を小さく設定することができ
るので、第１図に示す光フアイバカプラ１１よりも融着
延伸部２０のａｍ的強度の向上および低損失化を向上さ
せることができる。
（実験例３）
第９図に示すものと同等構成の光フアイバカプラを作成
した。
した。
コア径１０μ円、クラッド外径１２５μｍ１比屈折率差
０．３２％（延伸前）、コア材質がフッ素添加石英、ク
ラツド材質がフッ素添加石英からなる光ファイバを、２
本並列に配し、１００μｍの長さにわたり融着して十分
に加熱して断面をほぼ円形状とし、さらに延伸して、融
着部の直径を約１２５μｍとした。
０．３２％（延伸前）、コア材質がフッ素添加石英、ク
ラツド材質がフッ素添加石英からなる光ファイバを、２
本並列に配し、１００μｍの長さにわたり融着して十分
に加熱して断面をほぼ円形状とし、さらに延伸して、融
着部の直径を約１２５μｍとした。
次いで、この融着部を１３００℃程度の比較的低温で加
熱し、約５０９の張力で引張った。このとき融着部分の
細りはｌＯ％程度であった。更に上記張力を維持しなが
ら加熱温度を速やかに低下させた。
熱し、約５０９の張力で引張った。このとき融着部分の
細りはｌＯ％程度であった。更に上記張力を維持しなが
ら加熱温度を速やかに低下させた。
以上の操作により２本のファイバ間に所望の結合が得ら
れた。得られた光ファイバカプラの結合度を測定したと
ころ、第９図に示すボートＥからボートＧへの結合が５
１％、ボートＥからボートＨへの結合が４９％、ボート
ＦからボートＧへの結合が４９％、ボートＦからボート
Ｈへの結合が５１％であった。また得られた光フアイバ
カプラの挿入損失は０．２ｄＢ以下と低損失であった。
れた。得られた光ファイバカプラの結合度を測定したと
ころ、第９図に示すボートＥからボートＧへの結合が５
１％、ボートＥからボートＨへの結合が４９％、ボート
ＦからボートＧへの結合が４９％、ボートＦからボート
Ｈへの結合が５１％であった。また得られた光フアイバ
カプラの挿入損失は０．２ｄＢ以下と低損失であった。
第１０図は、請求項４記載の発明の一実施例を示す図で
あって、図中符号２１は光ファイバカプラである。この
光フアイバカプラ２１は、第７図に示す先ファイバカプ
ラ１８において使用された光ファイバ！９と、この光フ
ァイバ１９よりもコア径が小さなコアを備えた光ファイ
バ２２を並列に配し、これら光ファイバ１９．２２のク
ラッドを互いに融着するとともに、コアの屈折率が残留
応力で低下するような張力で延伸して融着延伸部２３を
形成して構成されている。
あって、図中符号２１は光ファイバカプラである。この
光フアイバカプラ２１は、第７図に示す先ファイバカプ
ラ１８において使用された光ファイバ！９と、この光フ
ァイバ１９よりもコア径が小さなコアを備えた光ファイ
バ２２を並列に配し、これら光ファイバ１９．２２のク
ラッドを互いに融着するとともに、コアの屈折率が残留
応力で低下するような張力で延伸して融着延伸部２３を
形成して構成されている。
この光フアイバカプラ２１では、各々の光ファイバ１９
．２２のコアを伝搬するモードの位相定数が異なるため
、例えば第１Ｏ図に示すボートＩに入射した光のボート
Ｌへの結合度の波長依存性は、第１１図に示すように平
坦な特性となる。
．２２のコアを伝搬するモードの位相定数が異なるため
、例えば第１Ｏ図に示すボートＩに入射した光のボート
Ｌへの結合度の波長依存性は、第１１図に示すように平
坦な特性となる。
一方、第１図と第８図と第９図に各々示した各光フアイ
バカプラｌ １．１６．２０のように、同一の光ファイ
バを２本用いて構成したものでは、第１２図に示すよう
に、波長によって結合度が変化し、特定波長で１００％
結合を生ずるとともに、例えば第９図においてボートＥ
に複数の波長の光を入射した場合には、ボートＧとボー
ト■１からそれぞれ特定波長に分割された光を得ること
ができるような波長分割型光ファイバカプラとなる。
バカプラｌ １．１６．２０のように、同一の光ファイ
バを２本用いて構成したものでは、第１２図に示すよう
に、波長によって結合度が変化し、特定波長で１００％
結合を生ずるとともに、例えば第９図においてボートＥ
に複数の波長の光を入射した場合には、ボートＧとボー
ト■１からそれぞれ特定波長に分割された光を得ること
ができるような波長分割型光ファイバカプラとなる。
この例による光フアイバカプラ２１では、各々の光ファ
イバ１９．２２の位相定数が異なるため、例えばボート
！に入射した光のボートＬへの結合度の波長依存性が平
坦な特性となる。したがって、波長によって結合度が変
化する範囲を低くすることのできる広波長域光ファイバ
カプラが得られる。
イバ１９．２２の位相定数が異なるため、例えばボート
！に入射した光のボートＬへの結合度の波長依存性が平
坦な特性となる。したがって、波長によって結合度が変
化する範囲を低くすることのできる広波長域光ファイバ
カプラが得られる。
なお、上述の各実施例とも、２本の光ファイバを用いて
光フアイバカプラを構成した例を示したが、光ファイバ
の本数はこれに限定されることなく２本以上の光ファイ
バを用いて光フアイバカプラを構成しても良い。
光フアイバカプラを構成した例を示したが、光ファイバ
の本数はこれに限定されることなく２本以上の光ファイ
バを用いて光フアイバカプラを構成しても良い。
（実験例４）
第１Ｏ図に示すものと同等構成の光フアイバカプラを作
成した。
成した。
コア径ｌＯμ■、クラッド外径１２５μ量、比屈折率差
０．３２％（延伸前）、コア材質がフッ素添加石英、ク
ラツド材質がフッ素添加石英からなる光ファイバと、コ
ア径１０μｍ１ クラッド外径１２５μ■、比屈折率差
０．３２％（延伸前）、コア材質がフッ素添加石英、ク
ラツド材質がフッ素添加石英からなる光ファイバを２本
並列に配し、１００μ面の長さにわたり融着して十分に
加熱して断面をほぼ日影状とし、さらに延伸して融着部
の直径を約１２５μ舞とした。
０．３２％（延伸前）、コア材質がフッ素添加石英、ク
ラツド材質がフッ素添加石英からなる光ファイバと、コ
ア径１０μｍ１ クラッド外径１２５μ■、比屈折率差
０．３２％（延伸前）、コア材質がフッ素添加石英、ク
ラツド材質がフッ素添加石英からなる光ファイバを２本
並列に配し、１００μ面の長さにわたり融着して十分に
加熱して断面をほぼ日影状とし、さらに延伸して融着部
の直径を約１２５μ舞とした。
次いで、この融着部を１３００℃程度の比較的低温で加
熱し、約５０９の張力で引張った。このとき融着部分の
細りは１０％程度であった。更に上記張力を維持しなが
ら加熱温度を速やかに低下させた。
熱し、約５０９の張力で引張った。このとき融着部分の
細りは１０％程度であった。更に上記張力を維持しなが
ら加熱温度を速やかに低下させた。
以上の操作により光フアイバカプラを得た。得られた光
ファイバカプラの結合度の波長依存性を測定したところ
、第１１図に示すような特性となった。
ファイバカプラの結合度の波長依存性を測定したところ
、第１１図に示すような特性となった。
「発明の効果」
以上説明したように、本発明による光フアイバカプラは
、上記構成としたことにより、次のような効果を奏する
。
、上記構成としたことにより、次のような効果を奏する
。
請求項１記載の発明は、軟化温度がクラッドの軟化温度
よりも高いコアを有する先ファイバを二本以上並列せし
め、これら光ファイバのクラッドを互いに融着せしめ、
さらにコアの屈折率が残留応力で低下するような張力で
延伸して融着延伸部を形成して光フアイバカプラを構成
したことにより、融着延伸部において実質的にコアーク
ラッド間の屈折率差を減少させてモードのパワー分布を
広げ、光フアイバ間の結合を起こさせることができる。
よりも高いコアを有する先ファイバを二本以上並列せし
め、これら光ファイバのクラッドを互いに融着せしめ、
さらにコアの屈折率が残留応力で低下するような張力で
延伸して融着延伸部を形成して光フアイバカプラを構成
したことにより、融着延伸部において実質的にコアーク
ラッド間の屈折率差を減少させてモードのパワー分布を
広げ、光フアイバ間の結合を起こさせることができる。
したがって、融着延伸部の径を極端に細くすることなく
十分な光結合を起こさせることができるので、融着延伸
部の機械的強度を向上させることができる。また融着延
伸部の径が細くならないので、融着延伸部の曲がりを抑
制して、光フアイバカプラの低損失化を図ることができ
る。
十分な光結合を起こさせることができるので、融着延伸
部の機械的強度を向上させることができる。また融着延
伸部の径が細くならないので、融着延伸部の曲がりを抑
制して、光フアイバカプラの低損失化を図ることができ
る。
また、請求項２記載の発明のように、上記光ファイバを
２本以上並列せしめ、これら光ファイバのクラッドを互
いに融着せしめ、さらにコアの屈折率が残留応力で低下
するような張力で捻って融着延伸部を形成して光ファイ
バカプラを構成しても、請求項１記載の発明とほぼ同様
の効果を得ることができる。
２本以上並列せしめ、これら光ファイバのクラッドを互
いに融着せしめ、さらにコアの屈折率が残留応力で低下
するような張力で捻って融着延伸部を形成して光ファイ
バカプラを構成しても、請求項１記載の発明とほぼ同様
の効果を得ることができる。
さらにまた、請求項３記載の発明のように、上記光ファ
イバとして、コアが実質的にドーパントを含まないかあ
るいはドーパントによる屈折率変化が０．１％以下とな
るようにドーパントを含有さけた石英ガラスからなり、
かつクラッドの屈折率が実質的にフッ素またはホウ素の
うち少なくとも一方により調節された石英ガラスからな
る光ファイバが特に好適であり、高性能の光フアイバカ
プラが得られる。
イバとして、コアが実質的にドーパントを含まないかあ
るいはドーパントによる屈折率変化が０．１％以下とな
るようにドーパントを含有さけた石英ガラスからなり、
かつクラッドの屈折率が実質的にフッ素またはホウ素の
うち少なくとも一方により調節された石英ガラスからな
る光ファイバが特に好適であり、高性能の光フアイバカ
プラが得られる。
また、請求項４記載の発明では、融着すべき光ファイバ
のコア径を異ならせしめたことにより、結合度の波長依
存性が平坦な結合特性を有する広波長域型光ファイバカ
プラを得ることができる。
のコア径を異ならせしめたことにより、結合度の波長依
存性が平坦な結合特性を有する広波長域型光ファイバカ
プラを得ることができる。
第１図は請求項１記載の発明の一実施例を示す光ファイ
バカプラの側面図、第２図は第１図に示す光フアイバカ
プラにおいて使用した光ファイバのコアークラッド間の
比屈折率差と延伸張力との関係を示すグラフ、第３図な
いし第５図は第２図に示すグラフにおける要点のコアー
クラッド間の比屈折率差と延伸張力との関係を光ファイ
バの屈折率分布として現した図、第６図および第７図は
融着部および融着延伸部におけるパワー分布を説明する
ための図、第８図は請求項２記載の発明の一実施例を示
す光ファイバカプラの側面図、第９図は請求項３記載の
発明の一実施例を示す光フアイバカプラの側面図、第１
θ図は請求項４記載の発明の一実施例を示す光ファイバ
カプラの側面図、第１１図は第１０図に示す光ファイバ
カプラの結合度の波長依存性を示すグラフ、第１２図は
第１図と第８図と第９図に各々示す光フアイバカプラの
結合度の波長依存性を示すグラフである。 第１３図および第１４図は従来の光ファイバカプラの製
造方法を説明するための図であって、第１３図は二本の
光ファイバを融着させた状態を示す側面図、第１４図は
光フアイバカプラの側面図、第１５図は第１３図の■−
■線断面図、第１６図は第１４図の■−■線拡大断面図
である。 第１図 １１．１６．１８．２１・・・光フアイバカプラ１２・
・・クラッド １３・・・コア １４．１９．２２・・・光ファイバ １５．１７，２０．２３・・・融着延伸部。 延伸張力（９） 第３図 第４図 第５図
バカプラの側面図、第２図は第１図に示す光フアイバカ
プラにおいて使用した光ファイバのコアークラッド間の
比屈折率差と延伸張力との関係を示すグラフ、第３図な
いし第５図は第２図に示すグラフにおける要点のコアー
クラッド間の比屈折率差と延伸張力との関係を光ファイ
バの屈折率分布として現した図、第６図および第７図は
融着部および融着延伸部におけるパワー分布を説明する
ための図、第８図は請求項２記載の発明の一実施例を示
す光ファイバカプラの側面図、第９図は請求項３記載の
発明の一実施例を示す光フアイバカプラの側面図、第１
θ図は請求項４記載の発明の一実施例を示す光ファイバ
カプラの側面図、第１１図は第１０図に示す光ファイバ
カプラの結合度の波長依存性を示すグラフ、第１２図は
第１図と第８図と第９図に各々示す光フアイバカプラの
結合度の波長依存性を示すグラフである。 第１３図および第１４図は従来の光ファイバカプラの製
造方法を説明するための図であって、第１３図は二本の
光ファイバを融着させた状態を示す側面図、第１４図は
光フアイバカプラの側面図、第１５図は第１３図の■−
■線断面図、第１６図は第１４図の■−■線拡大断面図
である。 第１図 １１．１６．１８．２１・・・光フアイバカプラ１２・
・・クラッド １３・・・コア １４．１９．２２・・・光ファイバ １５．１７，２０．２３・・・融着延伸部。 延伸張力（９） 第３図 第４図 第５図
Claims (4)
- （１）被覆材を一部除去してなる光ファイバを二本以上
並列せしめ、これら光ファイバの露出したクラッドを互
いに融着せしめ、さらに該融着部を延伸して融着延伸部
を形成した融着延伸形光ファイバカプラにおいて、 軟化温度がクラッドの軟化温度よりも高いコアを有する
光ファイバを二本以上並列せしめ、これら光ファイバの
クラッドを互いに融着せしめ、さらにコアの屈折率が残
留応力で低下するような張力で延伸して融着延伸部を形
成したことを特徴とする光ファイバカプラ。 - （２）上記光ファイバを２本以上並列せしめ、これら光
ファイバのクラッドを互いに融着せしめ、さらにコアの
屈折率が残留応力で低下するような張力で捻って融着延
伸部を形成したことを特徴とする請求項１記載の光ファ
イバカプラ。 - （３）上記光ファイバとして、コアが実質的にドーパン
トを含まないかあるいはドーパントによる屈折率変化が
０．１％以下となるようにドーパントを含有させた石英
ガラスからなり、かつクラッドの屈折率が実質的にフッ
素またはホウ素のうち少なくとも一方により調節された
石英ガラスからなる光ファイバを用いて構成したことを
特徴とする請求項１または請求項２記載の光ファイバカ
プラ。 - （４）融着すべき光ファイバのコア径を異ならせしめた
ことを特徴とする請求項１、２または３記載の光ファイ
バカプラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26368988A JP2828251B2 (ja) | 1988-10-19 | 1988-10-19 | 光ファイバカプラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26368988A JP2828251B2 (ja) | 1988-10-19 | 1988-10-19 | 光ファイバカプラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02110409A true JPH02110409A (ja) | 1990-04-23 |
| JP2828251B2 JP2828251B2 (ja) | 1998-11-25 |
Family
ID=17392973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26368988A Expired - Lifetime JP2828251B2 (ja) | 1988-10-19 | 1988-10-19 | 光ファイバカプラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2828251B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009035104A1 (ja) * | 2007-09-14 | 2009-03-19 | Tatsuta Electric Wire & Cable Co., Ltd. | 光ファイバカプラ用光ファイバ及び光ファイバカプラ |
| JP2010224577A (ja) * | 1999-11-17 | 2010-10-07 | Itf Optical Technologies Inc - Technologies Optiques Itf Inc | 多重化および分波単モード光ファイバ・カップラの製作 |
-
1988
- 1988-10-19 JP JP26368988A patent/JP2828251B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010224577A (ja) * | 1999-11-17 | 2010-10-07 | Itf Optical Technologies Inc - Technologies Optiques Itf Inc | 多重化および分波単モード光ファイバ・カップラの製作 |
| WO2009035104A1 (ja) * | 2007-09-14 | 2009-03-19 | Tatsuta Electric Wire & Cable Co., Ltd. | 光ファイバカプラ用光ファイバ及び光ファイバカプラ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2828251B2 (ja) | 1998-11-25 |
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