JPH02236507A - 広帯域光ファイバカップラ - Google Patents

広帯域光ファイバカップラ

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Publication number
JPH02236507A
JPH02236507A JP5623089A JP5623089A JPH02236507A JP H02236507 A JPH02236507 A JP H02236507A JP 5623089 A JP5623089 A JP 5623089A JP 5623089 A JP5623089 A JP 5623089A JP H02236507 A JPH02236507 A JP H02236507A
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JP
Japan
Prior art keywords
optical fiber
optical
fiber coupler
coupler
broadband
Prior art date
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Pending
Application number
JP5623089A
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English (en)
Inventor
Yoshiaki Takeuchi
善明 竹内
Hiroaki Hanabusa
花房 広明
Juichi Noda
野田 寿一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Publication of JPH02236507A publication Critical patent/JPH02236507A/ja
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/28Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/2804Optical 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
    • G02B6/2821Optical 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
    • G02B6/2843Optical 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 the couplers having polarisation maintaining or holding properties

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

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】 く産業上の利用分舒〉 本発明は光通信システム等に於いて光信号の分岐や結合
に用いられる光ファイバカップラに関するもので、特に
光分岐比の波長依存性の少ない広帯域光ファイバカップ
ラに関するものである。
く従来の技術とその課題〉 近年、光信号伝送技術の進歩により、多種の光通信シス
テムが提案され、また実用化が図られている。これらを
背景として、1つの光伝送路を伝搬する1種類以上の光
信号を複数の伝送路に分岐したり、あるいは複数の伝送
路より伝搬してきた1種類以上の光信号を結合し重畳す
るという要求が急激に増加している。
この働きをする部品の1つが光ファイバカップラである
。この光ファイバカップラは、低損失で、光の伝送路で
ある光ファイバとの接続性に優れる。また、安価である
という要求を満たす必要があり、そのための光ファイバ
カップラの製造法はいくつか考えられているが、融着・
延伸による方法が最も生産性に優れており、今後も急激
な価格の低下が期待されている。
光ファイバカップラの製造に当っては、従来より同一外
径の光ファイバとおしの融看・延伸によって作られてお
り、この同一外径とおしの対称性光ファイバカップラの
光分岐比としては第9図(alに示すように光信号の波
長により0%〜100%の間を周期的に変化するという
特質がある。
他方、光分岐比が波長により変化しにくく光分岐比の波
長依存性が少ないいわゆる広帯域光ファイバカップラの
出現も望まれ、この種カップラでは、光信号の分岐に好
適となり光源の波長のばらつきへの対応性や、複数の波
長の分岐への対応性に優れろという長所が生ずる。
このような広帯域光ファイバカップラを開示したものと
して国際出願PCT/GB86/00445にて提案さ
れるものがある。すなわち、主に2本の単一モード光フ
ァイバのうち1本を事前に延伸しておき(プリ延伸と称
する)、その後融着することによ9広帯域光ファイバを
得るものであり、1本の単一モード光ファイバの伝搬定
数をプリ延伸により変化させて光結合度の最大値を10
0%未満の特定値にし、その近傍での分岐比の波長平坦
性を利用するものである。第9図(b)はその一例で波
長1.3μmで分岐比50%の広帯域光ファイバカップ
ラの特性であり、第9図ta+の如き対称性光ファイバ
カップラの特性と比較して、分岐比の変化が平坦化する
しかしながら、このプリ延伸による広帯域光ファイバカ
ップラの作製に当ってlよ、均一なプリ延伸が困難であ
るという欠点がある。
すなわち、プリ延伸lこ当って厳密な形状コントロール
換言すれば長さ方向の外径分布のコント四−ルができず
、精度が得られないことから融着時に光ファイバに曲が
りが生ずるなどして分岐比の設定値制御や平坦化の程度
もしくは入射光に対する出射光の過剰損失の抑制が困難
であるという問題がある。翻って、このブリ延伸による
非対称性光ファイバカップラの生産歩留りが非常に低い
という問題がある。
次に、上述の如き単一モード光ファイバでなく偏波保持
光ファイバに着目した場合、この偏波保持光ファイバカ
ップラの光分岐比は、X偏波,Y偏波の相違によりずれ
が生じるが、第10図に示すように光信号の波長により
0%から100%の間を周期的に変化する特質がある。
そして、最も一般的な3dBカップラにおいては、光分
岐比が波長により最も急激となるため、光源波長のばら
つきや波長の温度変化により光分岐比が大幅に変化して
しまう。したがって、一つの偏波保持光ファイバカップ
ラで複数種類の光源に対応することは不可能である。
この結果、偏波保持光ファイバカップラにおいても広帯
域光ファイバカップラが望まれているが、今まで広帯域
化を実現した偏波保持光ファイバカップラは存在しない
そこで、本発明は、上述の問題に鑑み、単一モード光フ
ァイバカップラにあって歩留りを向上きせると共に、偏
波保持光ファイバカップラにあって広帯域化を始めて実
現させた広帯域光ファイバカップラの提供を目的とする
く課題を解決するための手段〉 上述の目的を達成する本発明の基本思想は、クラッドの
外径が互いに異なる光ファイバを融着し延伸させてカッ
プラを得ることにある。
く作   用〉 クラッド外径が異なるので必然的に光結合部の形状が高
精度で特定されることになり、非対称構造の広帯域カッ
プラを、単一モード光ファイバにあってはプリ延伸なく
、均一かつ高精度に得ることができる。
く実 施 例〉 ここで、第1図ないし第8図を参照して本発明の実施例
を+a明する。なお、第1図ないし第5図は単一モード
光ファイバカップラの例を示し、第6図ないし第8図は
偏波保持光ファイバカップラの例を示す。
(実施例1) 比屈折率差Δ=0.3%,カットオフ波長1.20μm
,クラッド外径1 2 5 μmと110μmの2本の
単一モード光ファイバによって、光ファイバカップラを
作製した。
すなわち、この2本の単一モード光ファイバの光結合部
に該当する部分を、互いに酸水素バーナによね融着(弱
融着)し、続いて火力を弱めてバーナを光ファイバの長
さ方向に振りながら融着部付近を波長1.3μmと1.
55μmでの光結合度のピークが同等になるまで延伸し
て光結合部を作製した。
第1図は作製された光結合部の断面を示し、la,lb
は単一モード光ファイバ、2m,2bはそれらのコア、
3a,3bばクラッドである。
そして、光結合部を石英ガラス基板に固定し、金属ケー
スに収納して広帯域光ファイバカップラとした。
この光ファイバカップラ全体を第2図に示し、la,l
bは単一モード光ファイバ14は光結合部、5は石英ガ
ラス基板、6ば金属ケースである。
このようにして形成した広帯域光ファイバカップラの過
剰損失は0.2dBと低損失であった。このことは、ク
ラッド外径を125μm,110μmの如く互いに異な
る光ファイバを用いることによ咋、従来のようなブリ延
伸よりも外径の制御性が格段に向上し、形状不均一化が
抑えられ、融着による光ファイバの変形が少なく、これ
に起因する損失増加が抑えられるためと考えられる。
第3図に、この実施例の広帯域光ファイバカップラの光
分岐比の波長依存性を示す。光分岐比は波長1.2〜1
.6μmで20±3%以内であり、分岐比波長依存性が
平坦化されていることが判る。この際の分岐比のm御性
は従来のブリ延伸による場合では歩留りが数10%と悪
いのに比し、本実施例では80%以上と格段に向上した
(実施例2) 比屈折率差Δ=0.3%,カットオフ波長が1420μ
m,外径が125μmの単一モード光ファイバを用いて
光ファイバヵップラを作製した。
ここでは、1本の光ファイバの一部(長さ約3傭)を沸
酸に約2分間浸漬し、この光ファイバの外径を120μ
mにエッチングした後、実施例1と同様の工程で広帯域
光ファイバカップラを作製した。
この広帯域光ファイバヵップラの光結合部の断面を第4
図に示しており、1cば外径125μmの単一モード光
ファイバ、ldは外径120μmの単一モード光ファイ
バ、2c,2dはそれらのコア,3c,3dはクラッド
である。
こうして得られた広帯域光ファイバカップラの過剰損失
は0.25dBと低損失であった。
このことは1方の光ファイバをエッチングすることによ
り、従来のようなブリ延伸よりも外径の均一性が向上し
、エッチング部の長さがプリ延伸部より格段に長くする
ことが可能であり、融着部の外径変化がないため、融着
による光ファイバの変形が少なく、これ《ζ起因する損
失増加が抑えられるためと考えられる。
第5図に、この実施例の広帯域光ファイバカップラの光
分岐比の波長依存性を示す。光分岐比波長依存性は波長
1.2〜1.5μmの範囲内で50±4%以内と平坦化
されていることが判る。この際の分岐比のIIIII御
性:ま従来のプリ延伸による場合に比し向上し、歩留り
は70%以上であった。
以上述べたように、実施例1,2では、分岐特性の広帯
域化をプリ延伸によらず、クラッド外径の異なる光ファ
イバを用いるか、または1方の光ファイバを事前にエッ
チングすることにより、外径の制御性を格段に向上させ
、光ファイバカップラ製造性を従来になく向上させるこ
とができた。
なお、本実施例では、光分岐比を20%又は50%に設
定した場合を示したが、結合部作成時の融着・延伸条件
を変えることにより所望の分岐比を得ることができる。
(実施例3) カップラを構成する偏波保持光ファイバの断面を第6図
に示す。この図において、lla,1lbがコア、1 
2 a,  1 2 bがクラッド、13a,13bが
応力付与部である。両方とも比屈折率差Δ−0.24%
、コア径6.5μm1応力付与部径41μm、応力付与
部のボロン濃度15moj%で同一であるが、クラツド
外径のみ異なり、12aが125μm,12bが120
μmである。
作製に当っては、この2本の光ファイバを互いに平行に
位置合わせし、各々の光ファイバの応力付与部13a,
13bにより形成される主軸面が互いに平行で、かつ2
つのコア11a,llbにより形成されろ面に対して垂
直となるように揃えた状態で酸水素バーナにより融着し
(弱融着)、続いて火力を弱めてバーナを光ファイバの
長さ方向に振りながら融着部付近を、X偏波で波長1.
3μmと1.55μmでの光結合度のピークが同等にな
るまで延伸して光結合部を作製した。
この広帯域幅波保持光ファイバカップラの光結合部の断
面を第7図に示す。図にて、14a,14bはOi波保
持光77イバ、lla,llbはそれらのコア、12a
,12’bはクラッド、13a,’13bは応力付与部
である。
そして、この光結合部を石英ガラス基板に固定し、金属
ケースに収納して広帯域偏波保持光ファイバカップラと
し、第2図と同様の構造とした。
第8図に、この広帯域偏波保持光ファイバカップラの光
分岐比の波長依存性を示す。光分岐比は波長1.2〜1
.6μmの範囲内でX傷波では50±3%理内、Y偏波
では60±3%以内であり、分岐比波長依存性が平坦化
されていることが判る。また、本偏波保持光ファイハカ
ップラ1;EX,Yl波共LC1.2−71.55μm
の波長範囲で、クロストーク20dB,II,t下、過
剰損失は0.8dB以下であった。
(実施例4) 比屈折率差Δ=0.24%、コア径6.5μm1応力付
与部径41μm、応力付与部のポロン濃度15moI%
、外径125μmの偏波保持光ファイバを用いて広帯域
帰波保持光ファイバカップラを作製した。
ここで{よ、1本の光ファイバの一部(長さ約3c+T
+)を沸酸に約2分間浸漬し、この光ファイバの外径を
120μmにエッチングした後、実施例3と同様の工程
で広帯域光ファイバカップラを作製した。
この広帯域偏波保持光ファイバカップラはX,Y傷波共
に1、2〜1.55μmの波長範囲で、クロストークー
1 8 ’dB以下、過剰損失は1.0dB以下であっ
た。光分岐比の波長依存性は実施例3と同様な変化を示
し、平坦化されていた。
く発明の効果ン ふ上述べたように、本発明では、光ファイバのブリ延伸
を行なわず、クラッド外形の異なる光ファイバを用いる
か、光ファイバの外形をエッチングにより変化させるた
め、融着、延伸する2本の光ファイバの外径の均一性が
格段に向上するため融着による光ファイバの変形が少な
く、光分岐比の制御性が向上し信頼性高くなり、また損
失増加の原因が抑えられ、分岐特性の再現性が向上して
歩留り良く作られる。
更に、本発明では、クラッド外径のみの異なる備波保持
光ファイバを用いるか、片方の偏波保持光ファイバの外
形をエッチングにより変化させるため、クロストークや
過剰損失を増加させることなく、光分岐波長持性の平坦
化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例1の広帯域光ファイバカップラの光結合
部の断面図、第2図は、広帯域光ファイバカップラを示
す図、第3図は、実施例1の広帯域光ファイバカップラ
の光分岐比の波長依存性を示す特性図、第4図は実施例
2の広帯域光ファイバカップラの光結合部の断面図、第
5図は、実施例2の広帯域光ファイバカップラの光分岐
比の波長依存性を示す特性図、第6図は実施例3に於て
用いた偏波保持光ファイバの断面図、第7図は実施例3
の広帯域惰波保持光ファイバカップラの光結合部の断画
図、第8図は、実施例3の広帯域側波保持光ファイバカ
ップラの光分岐比の波長依存性を示す特性図、第9図は
従来の対称光ファイバカップラ(alと広帯域光ファイ
バカップラ(b)の光分岐比の波長依存性を示す特性図
、第10図は従来の対称偏波保持光ファイバカップラの
光分岐比の波長依存性を示す特性図である。 図 面 中、 la,lb,lc,ldは単一モード光ファイバ、 2a,2b,2c,2d,lla,llbはコア、 3a,3b,3c,3d,12a,12bはクラッド、 4は光結合部、 5は石英ガラス基板、 6は金属ケース、 13a,13bは応力付与部、 14a,14bl;t飼波保持光ファイバである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)2本の光ファイバを互いに融着し延伸することに
    より形成される光ファイバカップラにおいて、 クラッドの外径が互いに異なる光ファイバ にて形成することを特徴とする広帯域光ファイバカップ
    ラ。
  2. (2)一方の光ファイバの一部をエッチングすることに
    より細くしてクラッドの外径を互いに異なる光ファイバ
    とした請求項(1)の広帯域光ファイバカップラ。
  3. (3)2本の光ファイバは偏波保持光ファイバである請
    求項(1)又は(2)の広帯域光ファイバカップラ。
JP5623089A 1989-03-10 1989-03-10 広帯域光ファイバカップラ Pending JPH02236507A (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63501527A (ja) * 1985-07-30 1988-06-09 ブリティシュ・テレコミュニケーションズ・パブリック・リミテッド・カンパニ 光溶融結合器

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63501527A (ja) * 1985-07-30 1988-06-09 ブリティシュ・テレコミュニケーションズ・パブリック・リミテッド・カンパニ 光溶融結合器

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