JPH0215843B2 - - Google Patents
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- JPH0215843B2 JPH0215843B2 JP53047374A JP4737478A JPH0215843B2 JP H0215843 B2 JPH0215843 B2 JP H0215843B2 JP 53047374 A JP53047374 A JP 53047374A JP 4737478 A JP4737478 A JP 4737478A JP H0215843 B2 JPH0215843 B2 JP H0215843B2
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- Japan
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- optical
- coupler
- fiber
- light
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 39
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 32
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 27
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 5
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 3
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 230000007175 bidirectional communication Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- 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
- G02B6/2821—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 lateral coupling between contiguous fibres to split or combine optical signals
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、光伝送路における分岐あるいは結合
による光損失を減少させた光分岐・結合器に関す
る。
による光損失を減少させた光分岐・結合器に関す
る。
光分岐・結合器を含む従来の光伝送システムで
は、主伝送路と光分岐・結合器とは同じN.A.（開
口数）を持つ光フアイバで構成されていた。この
ような構成であつては、以下に述べるようにして
光分岐・結合器の挿入損失が生じていた。図面の
平坦部同志が接合せられた光分岐結合器の構成図
を示す。平坦部は側面を研磨することにより得て
いる。同図で、１，１′は主伝送路を構成する光
フアイバで、２は最大研磨位置Ａと曲率の中心Ｏ
とを結ぶ線を含む面である。今、光の伝搬角をフ
アイバ軸とのなす角で定義すると、前記平面２の
左側で他の光フアイバに入射する光は伝搬角が大
きくなり、反対に平面２の右側で他の光フアイバ
に入射する光は伝搬角が小さくなる。例えば光フ
アイバ１を伝搬角θ1で伝搬している光線３を考
え、この光が位置Ｂから光フアイバ１′に入射し
たとすると、光フアイバ１′での伝搬角θ2との間
にはθ2＝θ1＋2α1の関係がある（ただしα1＝∠
AOB）。同様に伝搬角θ3の光が位置Ｃからフアイ
バ１′に入射したとすると伝搬角θ4はθ4＝θ3−2α2
となる。（ただし、α2＝∠AOC）。
は、主伝送路と光分岐・結合器とは同じN.A.（開
口数）を持つ光フアイバで構成されていた。この
ような構成であつては、以下に述べるようにして
光分岐・結合器の挿入損失が生じていた。図面の
平坦部同志が接合せられた光分岐結合器の構成図
を示す。平坦部は側面を研磨することにより得て
いる。同図で、１，１′は主伝送路を構成する光
フアイバで、２は最大研磨位置Ａと曲率の中心Ｏ
とを結ぶ線を含む面である。今、光の伝搬角をフ
アイバ軸とのなす角で定義すると、前記平面２の
左側で他の光フアイバに入射する光は伝搬角が大
きくなり、反対に平面２の右側で他の光フアイバ
に入射する光は伝搬角が小さくなる。例えば光フ
アイバ１を伝搬角θ1で伝搬している光線３を考
え、この光が位置Ｂから光フアイバ１′に入射し
たとすると、光フアイバ１′での伝搬角θ2との間
にはθ2＝θ1＋2α1の関係がある（ただしα1＝∠
AOB）。同様に伝搬角θ3の光が位置Ｃからフアイ
バ１′に入射したとすると伝搬角θ4はθ4＝θ3−2α2
となる。（ただし、α2＝∠AOC）。
以上説明した様に平面２の左側で他の光フアイ
バ内に伝搬した光は伝搬角が大きくなり、光フア
イバの最大伝搬角θnax近くで伝搬していた光は放
射モードに変換される。
バ内に伝搬した光は伝搬角が大きくなり、光フア
イバの最大伝搬角θnax近くで伝搬していた光は放
射モードに変換される。
したがつて主伝送路を伝搬してきた高次モード
の光は光分岐・結合器内を伝搬出来ず損失とな
る。この様子を第２図に示す。しかし、フアイバ
のN.A.が更に大きいとすると、今まで放射モー
ドとなつていた光も、第１図破線１００で示した
ようにモード変換により低次モードに変換され、
伝送されるようになる。同図はコア径が100μｍ、
NAが0.28のフアイバで構成した３−dB光分岐・
結合器の損失の光入射角依存性である。光源は
He―Neレーザを用い、第１図で示したように端
子４における入射角θを変化させた時の端子５，
７からの出力を測定して損失を次の式で求めた。
の光は光分岐・結合器内を伝搬出来ず損失とな
る。この様子を第２図に示す。しかし、フアイバ
のN.A.が更に大きいとすると、今まで放射モー
ドとなつていた光も、第１図破線１００で示した
ようにモード変換により低次モードに変換され、
伝送されるようになる。同図はコア径が100μｍ、
NAが0.28のフアイバで構成した３−dB光分岐・
結合器の損失の光入射角依存性である。光源は
He―Neレーザを用い、第１図で示したように端
子４における入射角θを変化させた時の端子５，
７からの出力を測定して損失を次の式で求めた。
損失（％）＝P5＋P7／P4×100
P4：端子４への入力
P5，P7：端子５，７からの出力
尚、第１図の入射角はフアイバから空気中に出
力された時の角度で示してある。入射角θは伝搬
角と近似的に比例しているから、第２図から２本
のフアイバを研磨して接合したタイプの光分岐結
合器では、高次モードの光が放射モードに変換さ
れることが損失の原因となつていることがわか
る。点線８はN.A.から計算した臨界角を示す。
力された時の角度で示してある。入射角θは伝搬
角と近似的に比例しているから、第２図から２本
のフアイバを研磨して接合したタイプの光分岐結
合器では、高次モードの光が放射モードに変換さ
れることが損失の原因となつていることがわか
る。点線８はN.A.から計算した臨界角を示す。
本発明は上記のような高次モードの光をも損失
させることなく伝搬することのできる光伝送装置
を提供するもので、以下に本発明を図面とともに
実施例に基いて説明する。
させることなく伝搬することのできる光伝送装置
を提供するもので、以下に本発明を図面とともに
実施例に基いて説明する。
第３図に本発明の一実施構成例を示す。９，
９′は主伝伝送路を構成する光フアイバ、１０は
光フアイバ９，９′のNAよりも大きなN.A.を有
する光分岐・結合器、Ｘは発信局、Ｙ，Ｚは受信
局を示す。今受信局ＹがＸ，Ｚの中間にあつたと
する。一般にフアイバのN.A.が大きくなると伝
送帯域が減少する。したがつて、主伝送路は伝送
帯域によつてN.A.の最大値が制限される。光分
岐・結合器１０は伝送路長が非常に短かい為に、
この部分だけフアイバのN.A.を大きくしても全
体の伝送帯域が減少することはない。例えば主伝
送路にコア屈折率が1.54でN.A.が0.2の光フアイ
バ９，９′を使用し、N.A.0.28の光フアイバで光
分岐・結合器１０を構成すると、伝送されてくる
光のフアイバ内での最大伝搬角は約7.5゜であり、
空気への入射角にすると約11.5゜である。したが
つて第２図からわかる様に、この光が分岐器１０
に入るとほとんど損失がない。
９′は主伝伝送路を構成する光フアイバ、１０は
光フアイバ９，９′のNAよりも大きなN.A.を有
する光分岐・結合器、Ｘは発信局、Ｙ，Ｚは受信
局を示す。今受信局ＹがＸ，Ｚの中間にあつたと
する。一般にフアイバのN.A.が大きくなると伝
送帯域が減少する。したがつて、主伝送路は伝送
帯域によつてN.A.の最大値が制限される。光分
岐・結合器１０は伝送路長が非常に短かい為に、
この部分だけフアイバのN.A.を大きくしても全
体の伝送帯域が減少することはない。例えば主伝
送路にコア屈折率が1.54でN.A.が0.2の光フアイ
バ９，９′を使用し、N.A.0.28の光フアイバで光
分岐・結合器１０を構成すると、伝送されてくる
光のフアイバ内での最大伝搬角は約7.5゜であり、
空気への入射角にすると約11.5゜である。したが
つて第２図からわかる様に、この光が分岐器１０
に入るとほとんど損失がない。
次に、分岐器から再び伝送路９′に入つても損
失が少ないことを示す。第４図の曲線１２は、第
１図の様な構成の光分岐・結合器の一端子面４か
らL.E.D光源で光を入射した時の出力端面５，７
の合計出力の出射角依存性を示したものである。
図において縦軸は出射角零の値で規格化してあ
る。同様に曲線１１は曲線１２の測定に用いた光
分岐結合器と同種の１本のフアイバにL.E.D.光を
入射した時の出射角依存性である。図の曲線１２
と曲線１１との比較から分かるように光分岐結合
器１０から出たた光（曲線１２）は単一フアイバ
の出力光（曲線１１）よりも高次モードの光の割
合が少ないことを示している。曲線１３は光分岐
結合器１０からの出力を分岐器に使用したフアイ
バと同種の単一フアイバの出力で割つた値を規格
化したものである。この図から、例えば、出射角
15゜では単一フアイバに対し光分岐器の出力は約
３割に減少していることが分かる。即ち光分岐結
合器に入射した低次モードの光は一度高次モード
となるが、再び低次モードに変換されることを示
している。
失が少ないことを示す。第４図の曲線１２は、第
１図の様な構成の光分岐・結合器の一端子面４か
らL.E.D光源で光を入射した時の出力端面５，７
の合計出力の出射角依存性を示したものである。
図において縦軸は出射角零の値で規格化してあ
る。同様に曲線１１は曲線１２の測定に用いた光
分岐結合器と同種の１本のフアイバにL.E.D.光を
入射した時の出射角依存性である。図の曲線１２
と曲線１１との比較から分かるように光分岐結合
器１０から出たた光（曲線１２）は単一フアイバ
の出力光（曲線１１）よりも高次モードの光の割
合が少ないことを示している。曲線１３は光分岐
結合器１０からの出力を分岐器に使用したフアイ
バと同種の単一フアイバの出力で割つた値を規格
化したものである。この図から、例えば、出射角
15゜では単一フアイバに対し光分岐器の出力は約
３割に減少していることが分かる。即ち光分岐結
合器に入射した低次モードの光は一度高次モード
となるが、再び低次モードに変換されることを示
している。
以上説明した様に光分岐・結合器１０から出た
出力が主伝送路９′に入射しても、その位置での
損失は少ない。実験では主伝送路９，９′、光分
岐結合器すべてをN.A.が0.28の光フアイバで製作
すると、光分岐・結合器による損失が0.9dBであ
つたが、光分岐・結合器をN.A.が0.34で製作し主
伝送路をN.A.が0.28のもので製作すると、光分
岐・結合器の損失が0.5dBに減少した。
出力が主伝送路９′に入射しても、その位置での
損失は少ない。実験では主伝送路９，９′、光分
岐結合器すべてをN.A.が0.28の光フアイバで製作
すると、光分岐・結合器による損失が0.9dBであ
つたが、光分岐・結合器をN.A.が0.34で製作し主
伝送路をN.A.が0.28のもので製作すると、光分
岐・結合器の損失が0.5dBに減少した。
特に、第５図に示す様な単線双方向通信システ
ムにおいて、光分岐・結合器１６を主伝送路１７
よりも大きなN.A.の光フアイバで構成すると、
分岐損失がさらに減少する。光分岐・結合器１６
をN.A.が0.34の光フアイバで、主伝送線路１７を
N.A.が0.28の光フアイバでそれぞれ構成すると、
分岐損失が0.24dBであつた。一方結合に関して
は、N.A.が0.34のフアイバを用いた光分岐結合器
の方がN.A.が0.28の光フアイバからなる光分岐結
合器を用いた時よりも主伝送路１７への入射強度
が0.68dB強くなつた。即ち光分岐・結合器１６
を、主伝送線路の光フアイバと同じN.A.の光フ
アイバで構成する場合よりも、主伝送路のフアイ
バのN.A.よりも大きいN.A.のフアイバで光分岐
結合器を構成した方が発光部１４，１４′から受
光部１５′，１５までの伝送損失が1.32dB減少す
る。
ムにおいて、光分岐・結合器１６を主伝送路１７
よりも大きなN.A.の光フアイバで構成すると、
分岐損失がさらに減少する。光分岐・結合器１６
をN.A.が0.34の光フアイバで、主伝送線路１７を
N.A.が0.28の光フアイバでそれぞれ構成すると、
分岐損失が0.24dBであつた。一方結合に関して
は、N.A.が0.34のフアイバを用いた光分岐結合器
の方がN.A.が0.28の光フアイバからなる光分岐結
合器を用いた時よりも主伝送路１７への入射強度
が0.68dB強くなつた。即ち光分岐・結合器１６
を、主伝送線路の光フアイバと同じN.A.の光フ
アイバで構成する場合よりも、主伝送路のフアイ
バのN.A.よりも大きいN.A.のフアイバで光分岐
結合器を構成した方が発光部１４，１４′から受
光部１５′，１５までの伝送損失が1.32dB減少す
る。
以上説明した様に、本発明の光分岐・結合器
は、主伝送路の光フアイバのN.A.よりも大きな
N.A.の光フアイバで構成されているため、伝送
帯域をせまくすることなく伝送損失を小さく出来
る。特に単線双方向通信等、分岐後の長距離伝送
を要しない場合、伝送損失が著しく減少する。
は、主伝送路の光フアイバのN.A.よりも大きな
N.A.の光フアイバで構成されているため、伝送
帯域をせまくすることなく伝送損失を小さく出来
る。特に単線双方向通信等、分岐後の長距離伝送
を要しない場合、伝送損失が著しく減少する。
第１図は光分岐・結合器の原理図、第２図は損
失の入射角依存性を表わす特性図、第３図は本発
明の一実施例を示す構成図、第４図は出力光の出
射角依存性を表わす特性図、第５図は本発明の別
の実施例を示す構成図である。 １，１′…光分岐結合器用光フアイバ、９，
９′，１７…主伝送路用光フアイバ。
失の入射角依存性を表わす特性図、第３図は本発
明の一実施例を示す構成図、第４図は出力光の出
射角依存性を表わす特性図、第５図は本発明の別
の実施例を示す構成図である。 １，１′…光分岐結合器用光フアイバ、９，
９′，１７…主伝送路用光フアイバ。
Claims (1)
- １ 凸部に平坦部が形成されてなる２本の湾曲し
た光フアイバを、前記平坦部を対向させて固着し
てなる光分岐・結合器と主伝送路とからなる光伝
送路装置において、前記光分岐・結合器を構成す
る光フアイバの開口数を、前記光分岐・結合器に
接続される主伝送路を構成する光フアイバの開口
数よりも大となしたことを特徴とする光伝送装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4737478A JPS54139564A (en) | 1978-04-20 | 1978-04-20 | Photo branching and coupling device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4737478A JPS54139564A (en) | 1978-04-20 | 1978-04-20 | Photo branching and coupling device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54139564A JPS54139564A (en) | 1979-10-30 |
| JPH0215843B2 true JPH0215843B2 (ja) | 1990-04-13 |
Family
ID=12773316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4737478A Granted JPS54139564A (en) | 1978-04-20 | 1978-04-20 | Photo branching and coupling device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS54139564A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0435846U (ja) * | 1990-07-23 | 1992-03-25 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56126724A (en) * | 1980-03-10 | 1981-10-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Photoelectric transducer for illuminometer and manufacture thereof |
| FR2556847B1 (fr) * | 1983-12-16 | 1986-04-11 | Socapex | Dispositif de connexion semi-permanent pour fibres optiques et procede pour sa mise en oeuvre |
-
1978
- 1978-04-20 JP JP4737478A patent/JPS54139564A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0435846U (ja) * | 1990-07-23 | 1992-03-25 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54139564A (en) | 1979-10-30 |
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