JPH0273205A - 光ファイバカプラ - Google Patents

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Ｊ この発明は、光フアイバ通信システムにおいて光信号を
結合または分岐する際に使用される他、光フアイバセン
サ等においてら同様に使用される先ファイバカプラに係
わり、広い波長域で使用可能な広帯域形の光フアイバカ
プラに関するものである。

「従来の技術」 従来、光信号を結合または分岐する際などに使用される
光フアイバカプラの１つとして、第３図に示す構成のら
のが知られていた。この光ファイバカプラＩは、２本以
上の光ファイバ２の一部を融着延伸することによって融
着部３を形成して構成されている。

この先ファイバカブラｌは、融着部３において伝送光の
分岐あるいは結合が行なわれるようになっている。例え
ば、一方の光ファイバ２から光を入射（図中符号Ｐ）す
ると、この光は融着１１３において分岐され、Ｐ、およ
びＰ、で示す分岐光が得られる。

ところで、第４図は、先のように構成された通常のシン
グルモード光ファイバカブラ１の結合度の波長依存性を
示す図である。なお、結合度は、一方の先ファイバ２に
入射した光Ｐが、どの程度他方の光ファイバ２に結合さ
れるかの割合を示し、次の式Ｉにより求めたものである
。

結合度（％）−Ｐ　ｔｘｔｏＯ／（Ｐ　、＋　Ｐ　ｔ）
　−−−Ｃ式Ｉ）第４図に示すように、先のような構成
のシングルモード光ファイバカプラ１では、結合度に波
長依１７性が強く現れ、波長によって結合度か０〜１０
０％の間を変動するために、広い波長域で使用可能な広
帯域形光ファイバカプラとして使用するには不適当であ
った。

そして、広い波長域で使用可能な光ファイバカプラとし
ては、第５図に示すように、予備延伸を施した光ファイ
バ４と、予備延伸を行わない光ファイバ２とを融着延伸
して融着部５を形成した広帯域形光ファイバカブラ６が
知られている。この広帯域形光ファイバカブラ６は、一
方の光ファイバ４に予備延伸処理を施したことにより、
この光ファイバ４の伝搬特性を変化させて伝搬特性の異
なる２本の光ファイバ２．４を融着することによって広
い波長域で使用することができるようになっている。第
６図は、このような広帯域形光ファイバカプラ６の結合
度の波長依存性を示す図であって、この広帯域形光ファ
イバカブラ６の結合度は、最高値が１００％を示さなく
なり、かつ広い波長域で結合度の変動が小さく、広い波
長域で使用できるようになっている。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、従来の広帯域形光ファイバカプラには、
次のような問題があった。

■予備延伸という通常形の製造工程にはない工程が存在
し、製造工程が複雑となり、製品歩留りか悪い。

■外径の異なる２本の光ファイバを接触させて延伸さけ
るために、小径側の光ファイバ（予備延伸を施した光フ
ァイバ）は、加熱の効果を強く受けて延伸する際に変形
し、その結果過剰損失の劣化を招いてしまう。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、低損失の
広帯域形の光ファ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、本発明は、２本以上の光フ
ァイバを融着延伸して融着部を形成してなる光ファイバ
カプラにおいて、少なくとも１本の光ファイバのコアの
屈折率を他の先ファイバのコアの屈折率と異ならせしめ
たものである。

「作用　」 少なくとも１本の光ファイバのコアの屈折率を他の光フ
ァイバのコアの屈折率と異ならせしめ、各々の光ファイ
バの伝、搬定数を変化させたことによって、各光ファイ
バのファイバ径およびモードフィールド径を一定として
も、光ファイバカプラの波長による結合度の変動が小さ
くなり、広い波長域での使用が可能となる。

「実施例」 第１図は、本発明の一実施例を示す図であって、符号１
１は先ファイバカプラである。

この光ファイバカプラ１１は、ファイバ径およびモード
フィールド径が等しく、かつコアの屈折率の異なる２本
の光ファイバ１２．１３の一部を融着延伸して融着部１
・１を形成して構成されている。

」二足光ファイバ１２．１３としては、石英系シングル
モード光ファイバ　マルチモード光ファイバあるいは応
力付与型偏波保持光ファイバなど種々の光ファイバを使
用することができ、このような光ファイバ裸線にンリコ
ン樹脂、ナイロンなどの合成樹脂の被覆を１層以上施し
た光フアイバ素線や光フアイバ心線が使用される。

これら光ファイバ１２．１３のうちの一方の光ファイバ
Ｉ２は、Ｇ　ｅ　Ｏｔをドープした石英（Ｓ＋Ｏｔ）を
材料としたコア１５と、石英を材料としたクラッド１６
とからなる光ファイバが使用されている。

また、他方の光ファイバ１３は、石英を材料としたコア
１７と、石英にフッ素をドープした石英を材料としたク
ラッド１８とからなる光ファイバが使用されている。上
記Ｇｅｍ、をドープした石英を材料としたコア１５の屈
折率は、石英製コア１７よりも高く、これらの光ファイ
バ１２．１３はコアＩ　５．１７の屈折率が異なってい
ることから、ファイバ径およびモードフィールド径が同
一であってら各々の伝搬定数が異なっている。

そして上記光ファイバカブラ１１では、２本の光ファイ
バｌ　２．１３が融着延伸された融着部１４において、
伝送光の分岐や光の合流などの光結合を行うことができ
、また、異なる伝搬定数の光ファイバ１２．１３を融着
延伸して融着部１４を形成したことにより、波長による
結合度の変動が小さくなり、広い波長域で比較的一定の
結合度が得られ、広帯域形光ファイバカプラとして使用
することができる。

この光ファイバカプラＩＩを作製するには、まず、各光
ファイバ１２．１３の一部の被覆を除去して光フアイバ
線線を露出させる。次いで、各光ファイバの被覆除去部
分を重ね合わせ、露出した光ファイバ裸線の両端部を接
着剤や糸で固定する。

次いで２本の先ファイバ裸線の中央部を、酸水素炎など
の加熱源で加熱溶融し、更に延伸して融着部を形成する
。この延伸操作の際に、各光ファイバ＋　２．１３のフ
ァイバ径が同一であるために、一方の光ファイバが強く
変形してしまう不都合を生じることなく、２本の光ファ
イバ＋　２．１３が均一な状態で融着延伸される。以上
の各操作によって第１図に示す光ファイバカプラ１１が
作製される。

この光ファイバカプラ１１は、屈折率の異なるコア１５
．１７を有する各光ファイバ１２．１３の一部に融着部
Ｉ４を形成して構成し、各光ファイバ１５１７のファイ
バ径およびモードフィールド径を一定としても広い波長
域で使用可能な光フアイバカプラが得られるので、予備
延伸を施した光ファイバが不要となり、予備延伸工程を
省略することができ、広帯域形光ファイバカプラにおけ
る生産性を向上させることができるとともに、低コスト
化を図ることができる。

また、ファイバ径およびモードフィールド径が同一の先
ファイバ１２．１３を用いて広帯域形光ファイバカブラ
を構成することができるので、形状の対称性が良好とな
り、優れた光学特性が得られる。

また、ファイバ径およびモードフィールド径が同一の光
ファイバ１２．１３を用いることにより、延伸時に各光
ファイバ１２．１３を均一に延伸させることができ、接
続損失の低い光ファイバカプラ１１を得ることができる
。

なお、先の例では、コアの屈折率の異なる光ファイバを
各々１本用いて光フアイバカプラを構成したが、各光フ
ァイバの本数はこれに限定されない。

また、各光ファイバ１２．１３の材料は、先のらのに限
定されることなく、他の材料を用いた石英系光ファイバ
や多成分系光ファイバを用い、コアの屈折率の異なる光
ファイバを組み合わせて先ファイバカブラを構成しても
良い。

（製造例） ＧｅＯｔをドープした石英コアと石英製クラッドとから
なる光ファイバ（先ファイバへという）と、石英コアと
フッ素ドープ石英のクラッドとからなる光ファイバ（光
ファイバＢという）を用い、第１図に示すものと同等構
成の光ファイバカプラを作製した。なお、上記光ファイ
バＡおよび光ファイバＢは、ともにコア径８μｍ、クラ
ツド径１２５μｍ１モードフイールド径１０μｍ、比屈
折率差０．３％、被覆径４００μｍであり、また遮断波
長は、光ファイ／＜Ａが１．２１μｍ、光ファイバＢが
１．２５μｍであった。

これらの光ファイバの被覆を一部除去し、各々の被覆除
去部分を重ね合わせ、更に酸水素炎で加熱溶融して延伸
し、長さ２０ｍｍの融着部を形成した。

この融着部の最小径は２０μｍであった。

得られた光フアイバカプラの結合度の波長依存性を測定
した。結果を第２図に示す。

第２図に示すように、得られた光フアイバカプラでは、
結合度が１００％に達しておらず、波長１．３〜１５μ
ｍ付近で広帯域な光結合特性を存していた。

波長１．３〜１．５μ…付近の結合度は８０％程度であ
った。

また光ファイバＡと光ファイバＢとの接続損失は０　、
　Ｉ　ｄＢであり、同種光ファイバにより構成した通常
形カブラの値と全く遜色なかった。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明による先ファイバカブラは
、２本以上の光ファイバを融着延伸して融着部を形成し
てなる光ファイバカプラにおいて、少なくとも１本の光
ファイバのコアの屈折率を他の光ファイバのコアの屈折
率と異ならせしめたことによって、各光ファイバのファ
イバ径およびモードフィールド径を一定としても広い波
長域で使用可能な光フアイバカプラが得られるので、予
備延伸を施した光ファイバが不要となり、予備延伸工程
を省略することができ、広帯域形光フアイバカプラにお
ける生産性を向上させることができるとともに、低コス
ト化を図ることができる。

また、ファイバ径およびモードフィールド径が同一の先
ファイバを用いて広帯域形光ファイバカブラを構成する
ことができるので、形状の対称性が良好となり、優れた
光学特性が得られる。

また、ファイバ径およびモードフィールド径か同一ノ光
ファイバを用いることにより、延伸時に各光ファイバを
均一に延伸させることができ、接続損失の低い先ファイ
バカプラを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す光フアイバカプラの側
面図、第２図は本発明による光ファイバカプラの結合度
の波長依存性の例を示すグラフ、第３図は従来の光フア
イバカプラの一例を示す側面図、第４図は従来の光ファ
イバカプラの結合度の波長依存性を説明するためのグラ
フ、第５図は従来の広帯域形光フアイバカプラの例を示
す側面図、第６図は従来の広帯域形光ファイバカプラの
結合度の波長依存性を説明するためのグラフである。 １１・・・光フアイバカプラ、１２．１３・・・光ファ
イバ、１４・・・融着部、１５．Ｉ７・・・コア。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　２本以上の光ファイバの一部を融着延伸して融着部を
   形成してなる光ファイバカプラにおいて、少なくとも１
   本の光ファイバのコアの屈折率を他の光ファイバのコア
   の屈折率と異ならせしめたことを特徴とする光ファイバ
   カプラ。