JPH0224607A

JPH0224607A - 光分岐結合器の製造方法

Info

Publication number: JPH0224607A
Application number: JP63174323A
Authority: JP
Inventors: Masumi Fukuma; 眞澄福間; Shuzo Suzuki; 鈴木　修三
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1988-07-13
Filing date: 1988-07-13
Publication date: 1990-01-26
Anticipated expiration: 2011-01-29
Also published as: AU3805689A; DE68914349T2; US5098459A; EP0350900B1; DE68914349D1; EP0350900A2; CA1321072C; EP0350900A3; JPH087295B2; AU609317B2

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〕この発明は、被覆を一部除去した複数の光ファイバ素線
を当該光軸と直交する方向に密着させ、当該被覆除去部
を加熱・溶融することにより一体化させて製造する光分
岐結合器の製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

光分岐結合器は、構成要素及び機能から光学部品利用型
、光ファイバ利用型、先導波路型の３つに分類されるが
、光ファイバ利用型はレンズ等の光学部品を使用する必
要がなく部品点数が少ないこと、及び製造が容易である
こと等の利点がある。

以下、従来の光ファイバ利用型光分岐結合器の製造方法
を説明する。従来の光分岐結合器（光ファイバ利用型）
の製造方法は、研磨法、エツチング法、溶融着法に大別
される。研磨法は光ファイバのクラッド部分を削り落と
し、光ファイバのコア部分同志を近づける方法であり、
エツチング法は光ファイバを高酸性液や高アルカリ性液
に浸透させ、光ファイバのクラッド部をエツチングした
光ファイバを捩じり合わせ、コア部同志を近付ける方法
である。

また、溶融着法としては、２本の光ファイバの配置状態
により２つの方法がある。第１の方法は、２本の光ファ
イバ素線の一部の被覆を除去し、これらを捩じり合わせ
て、加熱・溶融することにより一体化させるも（７）テ
（ＳＴＡＢＬＥ　ＬＯＶ−ＬＯ８Ｓ　ＳＩＮＧＬＥ−Ｍ
ＯＤＥ　Ｃ０ＵＰＬＥＲ８，ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ８Ｌ
ＥＴＴＥＲ３１５ｔｈＭａｒｃｈ　１９８４．Ｖｏｌ、
２０．Ｎｏ、８．ｐｐ、２３０−２３２　）　、第２の
方法は２本の光ファイバ素線の一部の被覆を除去し、こ
れらを平行に配置し、加熱・溶融することにより一体化
させるものである（公表特許公報昭６Ｏ−５０１４２７
）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしなから、研磨法、エツチング法によると、ミクロ
ン単位の精度に仕上げることが困難であり、現在ではあ
まり実用性がない。

また、従来の溶融着法は２本の単心光ファイバ心線を溶
融着する場合に適用されており、−度に多数の光ファイ
バ素線（例えば、多心光ファイバ心線）を分岐・結合さ
せることが困難であった。

この場合、一対の光ファイバ毎に光結合部分（光ファイ
バのコア部同志が近付く部分）を保護する保護材が必要
になり、高密度の実装が困難である。

そこで、この発明は一度に多数の光分岐結合器を製造す
ることができる光分岐結合器の製造方法を提供すること
により、生産効率の向上及び高密度化実装を目的とする
ものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を達成するため、この発明は被覆を一部除去し
た複数の光ファイバ素線を当該光軸と直交する方向に密
着させ、当該被覆除去部を加熱・溶融することにより一
体化させて製造する光分岐結合器の製造方法において、
複数の光ファイバ素線の被覆除去部を当該光軸方向に張
力及びねじり応力がかからない状態で一対の櫛形溝に挿
入して固定し、複数の光ファイバ素線を少なくとも一対
の櫛形溝間で当該光軸方向に密着する第１のステップと
、被覆除去部を加熱・溶融することにより、当該被覆除
去部を一体化する第２のステップと、複数の光ファイバ
素線を当該光軸方向に延伸する第３のステップとを含ん
で構成される。

この場合、楕円あるいは長方形等の非対称形被覆を備え
た光ファイバ素線を使用すれば効果的である。

また、光ファイバ素線として、テープ状光ファイバ心線
に配列されているものを使用できる。

〔作用〕

この発明は、以上のように構成されているので、第１の
ステップにおいて複数の光ファイバ素線を密着させるこ
とが容易になり、第２のステップにおいて被覆が除去さ
れた光ファイバの間で表面張力が十分に作用し、第３の
ステップにおいて被覆が除去された光ファイバのコア部
同志が近付くように作用する。従って、同時に多数の光
ファイバ素線を分岐・結合する光分岐結合器を製造する
ことが容易になる。

〔実施例〕

以下、この発明に係る光分岐結合器の一実施例を添付図
面に基づき説明する。なお、説明において同一要素には
同一符号を用い、重複する説明は省略する。

第１図は、光分岐結合器の製造方法の一実施例を示す工
程図である。この発明は、基本的に３つの工程を含んで
構成されている。

まず、一部で共通被覆が除去されたテープ状光ファイバ
心線１．２を当該配列面と直交する方向で積層しておく
。テープ状光ファイバ心線１．２は、ねじり応力が働か
ないように光ファイバ素線の被覆部を非対称形（例えば
、楕円形）に構成している（詳細は後述）。なお、テー
プ状光ファイバ心線は、例えば１ｍずつ切り出され、中
央部の被覆は２０ｍｍ除去されている。被覆が除去され
た光ファイバは、アルコール等により洗浄されている。

これらのテープ状光ファイバ心線１．２の下方には、一
対のブロック体３．４が例えば１５ｍｍ間隔で配置され
ている。このブロック体３（又は４）は、櫛形溝部３ａ
と載置部３ｂを備えている。櫛形溝部３ａは、テープ状
光ファイノく心線１．２に収納された光ファイバ素線１
ａｓｌｂｓ・・・　２ａ、２ｂ（図示せず）、・・・と
同一ピッチで構成されており、溝幅は光ファイバ素線の
外形とほぼ同一である。さらに、この櫛形溝３ａの深さ
は、積層される（分岐・結合される）テープ状光ファイ
バ心線の数に依存する。この櫛形溝部３ａには共通被覆
１ｅ、２ｅが除去された部分（以下、「被覆除去部」と
いう。）Ａが挿入され、載置部３ｂにはテープ状光ファ
イバ心線３の共通被覆３ｅが載置される。

第１のステップでは、テープ状光ファイバ心線１．２の
被覆除去部Ａを、個々の光ファイバ素線ｌａ、ｌｂ、−
＝　　２ａ、２ｂ　（図示せず）　、・・・に当該光軸
方向の張力がかからない状態で、ブロック体３．４の櫛
形溝部３　ａ　ｓ　４　ａに挿入され、カバー５．６が
なされる（第１図（ａ））。光ファイバ素線１　ａ、ｌ
ｂ、−２ａ、２ｂ　（図示せず）、・・・は、櫛形溝部
３ａ、４ａ内で少なくとも光軸と直交する方向に固定さ
れ櫛形溝部３ａ、４ａ間で密着する（第１図（ｂ））。

第２のステップでは、固定されたテープ状光ファイバ心
線１．２の被覆除去部Ａをアセチレン及び酸素の混合バ
ーナ７で上部から加熱・溶融することにより（第１図（
Ｃ））、当該被覆除去部Ａを密告している光ファイバ素
線（例えば、光ファイバ素線１ａ、２ａ）毎に一体化す
る（第１図（ｄ））。この場合、上部からバーナ７で加
熱・溶融することにより、光ファイバ素線の曲がりの原
因となる、バーナ７からの上昇気流を抑制することがで
きる。このバーナ７の先端形状は、楕円形に形成されて
いるので、少なくともｔ−プ状光ファイバ心線の幅方向
において、すべての（４本の）光ファイバ素線が同時に
炎の熱を受けることかできる。これらの光ファイバ素線
１ａｓｌｂｓ・・・　２ａ、２ｂ（図示せず）、・・・
が十分に溶融すると、一対の光ファイバは表面張力の作
用により、光軸方向からの断面形状は８字形から円形に
変化する（第２図参照）。

第３のステップでは、一体化した光ファイノく素線１ａ
、ｌｂ、−２ａｓ　２ｂ　（図示せず）　、・・・を当
該光軸方向に延伸する（第１図（ｅ））。光軸方向に延
伸させることにより、一体化された（円形になった）２
本の光ファイノ＜（第２図（ｂ）参照）の外形が小さく
なり、それぞれのコア部ａ１ｂが互いに近付く。その為
、一方のコア部ａ内を伝搬する光信号を、隣接する他方
のコア部す内に分岐・結合することができる。この場合
、例えば一方の左側光ファイバ素線（例えば、光ファイ
ノ（素線１ａ）に接続されたＬＥＤ光源（波長１．３μ
ｍ）から光信号を入射し、右側光ファイバ素線（例えば
、光ファイバ素線１ａ、２ａ）からの出射光をパワーメ
ータ等（図示せず）で当該光出力値をモニタし、所定の
分岐比（例えば、５０％）となるように延伸量を調整す
る（第１図（ｅ）参照）。

以上のステップにより製造された光分岐結合器を、例え
ばテープ状光ファイバ心線自体をモールド化することに
より補強してもよい。

なお、この実施例において櫛歯形溝部３ａ、４ａに挿入
・固定されることにより密着しく第１のステップ）、加
熱・溶融により一体化される（第２のステップ）光ファ
イバ素線は、ねじり応力及び張力が作用していないこと
が重要である。

以下、ねじり応力及び張力の影響を、第３図乃至第５図
に基づき説明する。

第３図は、テープ状光ファイバ心線の製造方法の概要を
示すものである。複数の光ファイバボビン８．９．１０
．１１から光ファイバ素線１２、１３．１４．１５を供
給し、集線した後でダイス１６を通過させ、紫外線硬化
樹脂により一体化させてテープ状光ファイバ心線１７が
製造される。

このテープ状光ファイバ心線１７は、巻き取りボビン１
８に巻き取られる。このように製造されたテープ状光フ
ァイバ心線を２層に重ね、一対の櫛形溝に挿入し、被覆
除去部Ａを密着させ、加熱・溶融する。

第４図は、ねじり応力の影響を示すもので、積層された
テープ状光ファイバ心線１．２に、ねじり応力を加えて
加熱・溶融した工程図である。この場合、加熱・溶融時
の光ファイバ素線１．２に急激な曲がりが発生しく同図
（ｂ）参照）、伝送損失は急激に増加した。１本ずつの
光ファイバ素線についての実験結果によると、ねじり応
力を加えない場合には０．３〜０．８ｄＢであったが、
ねじり応力が加えられた状態で加熱・溶融した場合の伝
送損失は３〜４ｄＢも増加した。この実験には、比屈折
率差０．３％、モードフィールド径１０μｍ１カツトオ
フ波長１．２μｍ１波長帯域１．３μｍの光ファイバ及
び１，３μｍのＬＥＤ光源を使用した。

第５図は、張力の影響を示すもので、積層されたテープ
状光ファイバ心線１．２に光軸方向へ張力を加えて加熱
・溶融した工□程図である。この場合、加熱・溶融時の
光ファイバ素線１．２は、各々延伸されるだけで一体化
されなかった（同図（ｂ）参照）。

このように、光ファイバ素線が加熱・溶融される段階で
、ねじり応力が加えられていると伝送損失が増加し、張
力が加えられていると一体化することができない。その
為、この発明では加熱・溶融時点でねじり応力及び張力
が加わらないように配慮している。

第１に、光ファイバ素線にねじれ応力が発生しないよう
に、光軸方向と直交する第１方向における被覆厚と、当
該光軸方向と直交し当該第１方向と直交する第２方向に
おける被覆厚が異なる（光ファイバを含む断面構造が非
対称に被覆された）光ファイバ素線を使用している。

第６図は、この種の光ファイバの構造を示すもので、被
覆断面を楕円状に形成した光ファイバ素線を光軸方向か
らみた断面図である。同図（ａ）は光ファイバ素線を示
し、同図（ｂ）はテープ状光ファイバ心線を示すもので
ある。同図（ａ）の光ファイバ素線１９は、コア部１９
ａ１クラッド部１９ｂ１楕円被覆部１９ｃて構成されて
おり、楕円被覆部における長袖の長さ（ｍ）と短軸の長
さ（ｎ）との比（ｎ／ｍ）が、３対２（例えば、ｍ−０
，３ｍｍ、ｎ−０，２ｍｍ）で構成されている。被覆を
楕円状に形成することにより、光ファイバ素線のコアの
ねじり状態の有無を把握することが容易になり、光ファ
イバ素線がねじられた状態で配置されることを防止する
ことができる。

なお、被覆部の形状、比率は上記実施例に限定きれるも
のではなく、コアのねじれ状態の有無を把握することが
できるものであればよい。従って、比（ｎ　／　ｍ　）
としては４０％〜９０％の範囲であればよい。比（ｎ　
／　ｍ　）が４０％未満になるとダイスで形状を絞って
も表面張力の為に元に戻ってしまい、比率が９０％を越
えるとコアのねじれ状態を把握することが困難になる。

また、非対称形としては長方形でもよい。この光ファイ
バ（第６図（ａ））は、通常の比屈折率差０．３％、モ
ードフィールド径１０μｍ１カツトオフ波長１．２μｍ
、波長帯域１．３μｍのシングルモード光ファイバに、
被覆断面が楕円状になるように、ダイスを楕円状にする
ことにより製造される。

同図（ｂ）は、この種の光ファイバ素線１９を、楕円被
覆の長袖が配列方向と一致するように４本配置して収納
したテープ状光ファイバ心線を示すものである。このテ
ープ状光ファイバ心線は、上記実施例（第１図）に使用
することができる。このテープ状光ファイバ心線は、同
図（ａ）に示す４本の先ファイバ素線１９を一列に配置
し、共通被覆２０で固定したものである。テープ状光フ
ァイバ心線を製造する場合には、それぞれの光ファイバ
素線１９．１９、・・・の断面方向が一定になるように
テープ化工程の段階（第３図参照）で複数の段差ローラ
を設け、光ファイバに一定の張力がかかるように改良さ
れた集線治具により製造される。このようにして製造さ
れたテープ状光ファイバ心線を使用することにより、加
熱・溶融時点でねじり応力が加わらないようにすること
ができる。

第２に、光ファイバ素線に張力が発生しないように、上
記テープ状光ファイバ心線の光ファイバ素線を一対の櫛
形溝に挿入して固定している。この場合、テープ状光フ
ァイバ心線は少なくとも光軸方向で自由に移動可能なの
で、一対の櫛形溝に光ファイバ素線を挿入することによ
り、当該光軸方向に張力が加わらない状態で当該光ファ
イバ素線を櫛形溝間で密着させることができる。

第７図は、この実施例により製造された光分岐結合器の
実験装置を示すものである。この装置は、比屈折率差０
．３％、モードフィールド径１０μｍ１カツトオフ波長
１．２μｍ１波長帯域１．３μｍのシングルモード光フ
ァイバを使用し、これらの光ファイバを加熱・溶融によ
り一体化させた後、石英ガラスのケース２１でモールド
されている。なお、この装置の光分岐比は５０％になる
ように設定されている。波長１．３μｍのＬＥＤ光源（
図示せず）は、左側のテープ状光ファイバ心線１に接続
されており、右側のテープ状光ファイバ心線１．２には
パワーメータ（図示せず）がそれぞれ接続されている。

第８図は、同図（ａ）の実験装置を使用した実験結果を
示すものである。この実験では、テープ状光ファイバ心
線１への入射光の出力値をＰＯ、テープ状光ファイバ心
線１．２からの出射光の出力値をそれぞれＰｉ　、　Ｐ
２　、分岐比を１００×ＰＩ／ＰＯ（、％）、１００Ｘ
Ｐ２／ＰＯ（％）、過剰損失を１００Ｘ　（ＰＯ−ＰＬ
−Ｐ２）／ＰＯ（％）で表わしている。なお、分岐比は
、テープ状光ファイバ心線における光の入射位置（以下
、「ポートＯ」という。）、テープ状光ファイバ心線１
．２における光の出射位置（以下、「ポート１」、「ポ
ート２」という。）における測定値に基づき計算してい
る。

この実験装置を使用した実験結果によると、個々の光フ
ァイバ素線における分岐比のばらつきは僅かに１０％以
内であり過剰損失は５％以内であった。

〔発明の効果〕

この発明は、以上説明したように構成されているので、
−度に複数の分岐結合器を精度良く製造することができ
る。また、テープ状光ファイバ心線にも適用することが
でき、高密度な分岐結合器を製造することができる。特
に、分岐結合器を多数−度に実装する場合に効果的であ
る。

従って、生産効率の向上及び高密度化実装を実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る光分岐結合器の製造方法の一
実施例を示す工程図、第２図は、加熱・溶融による光フ
ァイバの変化を示す光軸方向からの断面図、第３図は、
テープ状光ファイバ心線の製造方法を示す概要図、第４
図は、ねじり応力の影響を示す工程図、第５図は、張力
の影響を示す工程図、第６図は、光ファイバの構造を示
す光軸方向からみた断面図、第７図は、この発明に係る
光分岐結合器の実験装置を示す要部断面の斜視図、第８
図は、第７図の実験装置による実験結果を示す図表であ
る。１．２．１７・・・テープ状光ファイバ心線３．４・・
・ブロック体５．６・・・カバー７・・・バーナ８．９．１０．１１・・・光ファイバボビン１２．１３
．１４．１５・・・光ファイバ素線１６・・・ダイス１８・・・巻き取りボビン１つ・・・光ファイバ素線２０・・・共通被覆２１・・・ケース第図

Claims

【特許請求の範囲】１、被覆を一部除去した複数の光ファイバ素線を当該光
軸と直交する方向に密着させ、当該被覆除去部を加熱・
溶融することにより一体化させて製造する、光分岐結合
器の製造方法において、前記複数の光ファイバ素線の被
覆除去部を、当該光軸方向に張力及びねじり応力がかか
らない状態で一対の櫛形溝に挿入して固定し、前記複数
の光ファイバ素線を少なくとも前記一対の櫛形溝間で密
着する第１のステップと、前記被覆除去部を加熱・溶融することにより、当該被覆
除去部を一体化する第２のステップと、前記複数の光フ
ァイバ素線を当該光軸方向に延伸する第３のステップと
を含んで構成される光分岐結合器の製造方法。２、前記第１ステップにおいて、前記光ファイバ素線が
、前記光軸方向と直交する第１方向の被覆厚と、当該光
軸方向と直交し当該第１方向と直交する第２方向の被覆
厚が異なる非対称形被覆を備えて形成されていることを
特徴とする請求項１記載の光分岐結合器の製造方法。３、前記第１ステップにおいて、前記複数の光ファイバ
素線が当該配列面と直交する方向に積層されたテープ状
光ファイバ心線から供給される請求項１記載の光分岐結
合器の製造方法。