JPH02242204A - Optical fiber coupler - Google Patents

Optical fiber coupler

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Publication number
JPH02242204A
JPH02242204A JP6212389A JP6212389A JPH02242204A JP H02242204 A JPH02242204 A JP H02242204A JP 6212389 A JP6212389 A JP 6212389A JP 6212389 A JP6212389 A JP 6212389A JP H02242204 A JPH02242204 A JP H02242204A
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JP
Japan
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optical fiber
optical
waveguide
fiber coupler
section
Prior art date
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Pending
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JP6212389A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Okamura
浩司 岡村
Tadao Arima
忠夫 有馬
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To form optical fiber couplers with slight unevenness in characteristics by connecting optical fibers each having a Y-shaped tapered branching part to both ends of a waveguide. CONSTITUTION:Two optical fibers are adhered parallel to each other, melt- bonded by heating and drawn. The central part of the resulting drawn fiber is cut to form a Y-shaped tapered branching part 1. Such parts 1 are connected to both ends of a waveguide 2 having a prescribed shape to produce an optical fiber coupler. Such characteristics as a desired branching ratio can be obtd. independently of conditions in production in accordance with the shape of the waveguide 2 and optical fiber couplers with slight unevenness in characteristics are produced.

Description

【発明の詳細な説明】 概要 光フアイバカブラに関し、 特性ばらつきが小さい光フアイバカブラの提供を目的と
し、 並設された光ファイバの先端を融着・延伸してY字型テ
ーパ分岐部を形成し、所定形状の導波部の両端に上記Y
字型テーパ分岐部をそれぞれ接続産業上の利用分野 本発明は光ファイバカブラに関する。
[Detailed Description of the Invention] Summary Regarding optical fiber couplers, with the aim of providing optical fiber couplers with small variations in characteristics, the tips of optical fibers arranged in parallel are fused and stretched to form a Y-shaped taper branch, and The above Y is attached to both ends of the shaped waveguide.
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to optical fiber couplers.

光ファイバを伝送路として使用する光通濡又は光伝送の
分野においては、伝送された光信号を複数の装置に分配
するために、或いは多重伝送に際して複数チャネルの多
重信号光を一本の光ファイバに導入するために、光カブ
ラが使用される。この種の光カブラとしては、レンズ及
びハーフミラ−等の光学要素を用いて構成される微小光
学系型のもの、導波路型のもの、複数(例えば2本)の
光ファイバを融着・延伸してなるファイバ融着型のもの
く光フアイバカブラ)が公知である。特に光伝送路がシ
ングルモード光ファイバである場合には、微小光学系型
又は導波路型であると、光ビームの変換に際して又は光
伝送路との接続に際しての損失が大きいので、このよう
な用途には光伝送路に直接接続することのできる光ファ
イバカブラが有利であるとされている。光ファイバ力ブ
ラにあっては、融着・延伸部の形状が直接的に分岐比及
び損失等の特性に影響を及ぼすことが知られており、特
性ばらつきの小さい光フアイバカブラが要望されている
。
In the field of optical communication or optical transmission, which uses optical fibers as transmission paths, multiplexed signal light from multiple channels is transmitted through a single optical fiber in order to distribute transmitted optical signals to multiple devices or for multiplex transmission. An optical coupler is used to introduce the This type of optical coupler includes a micro-optical type that uses optical elements such as lenses and half mirrors, a waveguide type, and a type that uses multiple (for example, two) optical fibers fused and stretched. A fiber fused type (optical fiber coupler) is known. In particular, when the optical transmission line is a single-mode optical fiber, if it is a micro-optical type or a waveguide type, there will be a large loss when converting the optical beam or when connecting to the optical transmission line, so it is not suitable for such applications. It is said that an optical fiber coupler that can be directly connected to an optical transmission line is advantageous. It is known that the shape of the fused/stretched portion of an optical fiber coupler directly affects properties such as branching ratio and loss, and there is a demand for an optical fiber coupler with small variations in properties.

従来の技術 第6図(a)は−膜内な光フアイバカブラの構成及び機
能を説明するための図であり、同図(b)は(b)−(
b)線に沿った断面図である。
Conventional technology FIG. 6(a) is a diagram for explaining the structure and function of an optical fiber coupler in a film, and FIG.
b) A cross-sectional view along the line.

この光ファイバカブラは、光入力部22.24と、融着
・延伸部26と、光出力部28.30とから構成されて
いる。融着・延伸部26においては、各光ファイバのコ
アに相当する部分26a、26bの径が元のコア径より
も小さく、又、これらの部分26a、26bが十分に接
近しているので、融着・延伸部26の長さ等に応じてモ
ード結合が生じ、所定の分岐比を得ることができるよう
になっている。即ち、光入力部22又は24から光パワ
ーがP。の信号光を入射したときに、光出力部28.3
0からそれぞれ所定の分岐比で光パワーP、、  P、
の光信号が出力されるものである。このような構成によ
れば、シングルモード光ファイバと直接接続することが
できるので光パワーの損失が小さく、又、構成部品が光
ファイバだけなので温度及び湿度等の使用環境条件に対
する信頼性が高いということができる。なお、この先カ
ブラの過剰損失は、上記入出力光パワーを用いて、10
Log ((P + + P 2) / P’o)で表
され、又、分岐比は、 P、/ (P、+P、)又はP2/ (Pl+P2)で
表される。
This optical fiber coupler consists of a light input section 22.24, a fusing/stretching section 26, and a light output section 28.30. In the fusion/stretching section 26, the diameters of portions 26a and 26b corresponding to the core of each optical fiber are smaller than the original core diameter, and these portions 26a and 26b are sufficiently close to each other, so that fusion is not possible. Mode coupling occurs depending on the length of the connecting/extending portion 26, etc., and a predetermined branching ratio can be obtained. That is, the optical power from the optical input section 22 or 24 is P. When the signal light of
Optical powers P, , P, respectively from 0 at predetermined branching ratios.
An optical signal of 1 is output. With this configuration, it is possible to connect directly to a single-mode optical fiber, so the loss of optical power is small, and since the only component is the optical fiber, it is highly reliable against usage environmental conditions such as temperature and humidity. be able to. Note that the excess loss of the future fog is calculated as 10 using the above input and output optical powers.
It is expressed as Log ((P++P2)/P'o), and the branching ratio is expressed as P,/(P,+P,) or P2/(Pl+P2).

発明が解決しようとする課題 第6図に示す光ファイバカブラの従来の最も一般的な製
造方法は、互いに側面で密着するように配置された2本
の光ファイバをバーナ等の加熱手段により加熱して融着
し、融着部を延伸することによって融着・延伸部を形成
するようにしたものである。そして、分岐比等の特性の
コントロールは、融着・延伸に際して光ファイバに実際
に光を導波させておき、リアルタイムでモニタリングを
行うことによりなされる。このため、融着・延伸を終了
した後の冷却過程での歪み等に起因して必ずしも一定の
特性を得ることが出来ないという問題があった。
Problems to be Solved by the Invention The most common conventional manufacturing method for the optical fiber coupler shown in FIG. The fused/stretched portion is formed by fusion bonding and stretching the fused portion. Properties such as branching ratio are controlled by actually guiding light through the optical fiber during fusion and stretching, and by monitoring in real time. For this reason, there was a problem in that constant properties could not always be obtained due to distortion during the cooling process after completion of fusing and stretching.

本発明はこのような問題点に鑑みて創作されたもので、
特性ばらつきが小さい光ファイバカブラの提供を目的と
している。
The present invention was created in view of these problems.
The purpose is to provide an optical fiber coupler with small variations in characteristics.

即ちカップリング部を形成するのではなく、予め別体の
カップリング部(導波部)を準備し、この導波部の両端
にY字型テーパ分岐部をそれぞれ接続して構成している
ので、導波部の形状に応じて製造条件に左右されずに所
望の分岐比等の特性を得ることが出来る。このため、複
数の光フアイバカブラが提供されたときに、その特性の
ばらつきが小さい。
In other words, instead of forming a coupling section, a separate coupling section (waveguide section) is prepared in advance, and Y-shaped taper branch sections are connected to both ends of this waveguide section. Depending on the shape of the waveguide, desired characteristics such as branching ratio can be obtained without being influenced by manufacturing conditions. Therefore, when a plurality of optical fiber couplers are provided, variations in their characteristics are small.

課題を解決するための手段 第1図は本発明の原理構成図である。Means to solve problems FIG. 1 is a diagram showing the basic configuration of the present invention.

この光フアイバカブラは、並設された光ファイバの先端
を融着・延伸してY字型テーパ分岐部1を形成し、所定
形状の導波部2の両端に上記Y字型テーパ分岐部1をそ
れぞれ接続して構成されている。
This optical fiber coupler forms a Y-shaped taper branch 1 by fusing and stretching the tips of optical fibers arranged in parallel, and the Y-shaped taper branch 1 is attached to both ends of a waveguide 2 having a predetermined shape. They are connected and configured.

作   用 本発明の光フアイバカブラでは、従来のように分岐部と
なる光ファイバから直接触着・延伸部、実  施  例 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
Function: In the optical fiber coupler of the present invention, unlike the conventional one, the optical fiber serving as the branch part is directly touched and stretched.

第2図は本発明の実施例を示す光フアイバカブラの構成
図である。この実施例では、−様屈折率の石英ファイバ
から導波部3を形成し、その両端にY字型テーパ分岐部
4を融着接続することによって、光フアイバカブラを構
成している。導波部3の形状は、この光フアイバカブラ
が1.3μm帯用0月dBカブラである場合には、直径
が15μm、長さが約3.5印の円柱形状であり、又、
1゜3μm帯1.55μm帯用の合分波器である場合に
は、直径が15μm1長さが約9.5mmの同じく円柱
形状である。尚、導波部3の屈折率は、反射損の増大を
防止するために、Y字型テーパ分岐部4を構成している
光ファイバのコア部の屈折率と同等にしておくことが望
ましい。
FIG. 2 is a block diagram of an optical fiber coupler showing an embodiment of the present invention. In this embodiment, an optical fiber coupler is constructed by forming a waveguide section 3 from a quartz fiber having a -like refractive index, and fusion-splicing Y-shaped taper branch sections 4 to both ends of the waveguide section 3. The shape of the waveguide section 3 is a cylindrical shape with a diameter of 15 μm and a length of about 3.5 μm when this optical fiber coupler is a 1.3 μm band OdB coupler, and
In the case of a multiplexer/demultiplexer for the 1°3 μm band and 1.55 μm band, it has a cylindrical shape with a diameter of 15 μm and a length of about 9.5 mm. Note that the refractive index of the waveguide section 3 is desirably made equal to the refractive index of the core section of the optical fiber constituting the Y-shaped taper branch section 4 in order to prevent an increase in reflection loss.

Y字型テーパ分岐部4を作成する方法として、2つの方
法があげられる。第1の方法は、2本の光ファイバを側
面で密着させておき、これを加熱して融着・延伸した後
に、融着・延伸部の概略中央部で切断する方法である。
There are two methods for creating the Y-shaped taper branch 4. The first method is a method in which two optical fibers are brought into close contact with each other at the side surfaces, heated, fused and stretched, and then cut approximately at the center of the fused and stretched portion.

この方法によれば、1回の作業で2つのY字型テーパ分
岐部を作成することが出来る。又、第2の方法は、2本
の光ファイバを端部で側面密着させておき、これを適当
な把持具で把持しながら加熱して融着・延伸を行う方法
である。この方法では、1回の作業で1つのY字型テー
パ分岐部が提供される。
According to this method, two Y-shaped taper branches can be created in one operation. The second method is to bring two optical fibers into close contact with each other at their ends, and heat the fibers while gripping them with a suitable gripper to fuse and stretch them. This method provides one Y-shaped taper branch in one operation.

第3図はY字型テーパ分岐部4と導波部3との接続方法
を説明するための図である。Y字型テーパ分岐部4と導
波部3とを端面密着させ、その密着部分を放電電極5.
6間に位置させ、放電電場5.6間にアーク放電を生じ
させることにより、融着接続するものである。この方法
によれば、接続部の形状変化が微小であるから、形状変
化に伴う特性の変化が抑制され、特性ばらつきが低減さ
れる。尚、Y字型テーパ分岐部4のテーパ率(ファイバ
軸方向のコア径の変化率)は、損失特性を良好にするた
めに、小さいことが望ましい。
FIG. 3 is a diagram for explaining a method of connecting the Y-shaped taper branch section 4 and the waveguide section 3. The end faces of the Y-shaped taper branch 4 and the waveguide 3 are brought into close contact with each other, and the contact portion is connected to the discharge electrode 5.
6 and generates an arc discharge between the discharge electric fields 5 and 6 to perform fusion splicing. According to this method, since the change in shape of the connecting portion is minute, changes in characteristics due to change in shape are suppressed and variations in characteristics are reduced. Note that the taper ratio (rate of change in core diameter in the fiber axial direction) of the Y-shaped taper branch portion 4 is desirably small in order to improve loss characteristics.

第4図は本発明の他の実施例を示す光フアイバカブラの
構成図である。この実施例では、基板7上に石英系の導
波路からなる導波部8を形成し、その両端に前実施例と
同一構成のY字型テーパ分岐部4を接続するようにして
いる。9は基板7上に導波部8と同様に形成されたガイ
ドであり、Y字型テーパ分岐部4の位置の確定をなす。
FIG. 4 is a block diagram of an optical fiber coupler showing another embodiment of the present invention. In this embodiment, a waveguide section 8 made of a quartz-based waveguide is formed on a substrate 7, and Y-shaped taper branch sections 4 having the same configuration as in the previous embodiment are connected to both ends of the waveguide section 8. Reference numeral 9 denotes a guide formed on the substrate 7 in the same manner as the waveguide section 8, and determines the position of the Y-shaped taper branch section 4.

Y字型テーパ分岐部4の基板7への固定並びにY字型テ
ーパ分岐部4及び導波部8間の接続には光学接着剤を用
いることが出来る。
An optical adhesive can be used to fix the Y-shaped taper branch 4 to the substrate 7 and to connect the Y-shaped taper branch 4 and the waveguide 8.

第5図は、基板7上への導波部8及びガイド9の形成方
法を説明する為の図である。まず、同図(a)に示すよ
うに、Siからなる基板7上に例えばCVD法により均
一な厚みの石英膜10を形成する。次に、同図(b)に
示すように、導波部8及びガイド9となるべき部分を残
すためにマスクMを塗布する。そして、石英膜10につ
いてマスクMが形成されていない部分のエツチングを行
い、同図(C)に示すように、所定形状の石英からなる
導波部8及びガイド9を形成する。この方法によれば、
導波部8の厚み、幅及び長さを自由に設定し得るので、
任意特性の光カブラを特性ばらつきなく提供することが
出来る。
FIG. 5 is a diagram for explaining a method of forming the waveguide section 8 and the guide 9 on the substrate 7. As shown in FIG. First, as shown in FIG. 3A, a quartz film 10 having a uniform thickness is formed on a substrate 7 made of Si by, for example, the CVD method. Next, as shown in FIG. 4B, a mask M is applied to leave the portions that will become the waveguide section 8 and the guide 9. Then, a portion of the quartz film 10 where the mask M is not formed is etched to form a waveguide section 8 and a guide 9 made of quartz having a predetermined shape, as shown in FIG. According to this method,
Since the thickness, width and length of the waveguide section 8 can be freely set,
Optical couplers with arbitrary characteristics can be provided without variations in characteristics.

以上説明した実施例によれば、導波部3又は8の形状に
応じて任意特性の光カプラを提供することが出来るので
、これらの形状を精度良く設定しておくことにより、特
性ばらつきの小さな光フアイバカブラを提供することが
出来る。
According to the embodiment described above, it is possible to provide an optical coupler with arbitrary characteristics depending on the shape of the waveguide section 3 or 8, so by setting these shapes with high precision, it is possible to reduce the variation in characteristics. We can provide optical fiber bacabula.

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、予め別体の導波部
を用意し、その両端にY字型テーノ寸分岐部を接続する
ようにしているので、特性ばらつきが小さい光フアイバ
カブラの提供が可能になるという効果を奏する。
As described in detail, according to the present invention, a separate waveguide section is prepared in advance, and Y-shaped Tenoscopic branch sections are connected to both ends of the waveguide section, so that light with small characteristic variations can be obtained. This has the effect of making it possible to provide a free vacabula.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の原理構成図、 第2図は本発明の実施例を示す光ファイバカブラの構成
図、 第3図は第2図に示される光フアイバカブラにおける導
波部とY字型テーパ分岐部との接続方法の説明図、 第4図は本発明の他の実施例を示す光フアイバカブラの
構成図、 第5図は第4図に示される光フアイバカブラにおける基
板上の導波部及びガイドの製造方法の説明図、 第6図は一般的な光ファイバの構成を示す図である。 1.4・・・Y字型テーパ分岐部、 2.3.8・・・導波部、 7・・・基板。
Figure 1 is a diagram showing the principle of the present invention; Figure 2 is a diagram showing the configuration of an optical fiber coupler showing an embodiment of the present invention; Figure 3 shows the waveguide section and Y-shaped taper in the optical fiber coupler shown in Figure 2. An explanatory diagram of a connection method with a branch part, FIG. 4 is a configuration diagram of an optical fiber coupler showing another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing a waveguide section and guide on a substrate in the optical fiber coupler shown in FIG. 4. FIG. 6 is a diagram showing the configuration of a general optical fiber. 1.4... Y-shaped taper branch, 2.3.8... Waveguide, 7... Substrate.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 並設された光ファイバの先端を融着・延伸してY字型テ
ーパ分岐部(1)を形成し、 所定形状の導波部(2)の両端に上記Y字型テーパ分岐
部(1)をそれぞれ接続してなることを特徴とする光フ
ァイバカプラ。
[Claims] A Y-shaped taper branch part (1) is formed by fusing and stretching the tips of optical fibers arranged in parallel, and the Y-shaped taper branch part (1) is formed at both ends of a waveguide part (2) having a predetermined shape. An optical fiber coupler characterized by connecting taper branch parts (1).
JP6212389A 1989-03-16 1989-03-16 Optical fiber coupler Pending JPH02242204A (en)

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JP6212389A JPH02242204A (en) 1989-03-16 1989-03-16 Optical fiber coupler

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JP6212389A JPH02242204A (en) 1989-03-16 1989-03-16 Optical fiber coupler

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103499855A (en) * 2013-10-15 2014-01-08 北京航空航天大学 Photonic crystal optical fiber coupler and manufacturing method thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103499855A (en) * 2013-10-15 2014-01-08 北京航空航天大学 Photonic crystal optical fiber coupler and manufacturing method thereof

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