JPH03220507A - 多分割光分岐合流器 - 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） 本発明は、光ファイバ通信回路の分岐または合流を行う
光分岐合流器、さらに詳しくいえば、つの光入力回路か
ら同時に複数の光出力回路に分岐したり、反対に複数の
光入力回路を一つの光出力回路に合流させたりする多分
割光分岐合流器（ンリー・カプラまたはスター・カブラ
〉の構造に関する。

（従来の技術） 光ファイバ通信回路の多分割分岐および合流に使用され
ている多分割光分岐合流器は、従来より種々の型式のも
のが提案され実用に供されている。

これら多分割光分岐合流器の多くは、製造の比較的容易
な２×２光分岐合流器を分岐合流回路数に応じた個数に
組み合わせて構成したものが、用いられている。例えば
、研磨方式分岐合流器である。

・（発明が解決しようとする課題） 第３図（Ａ）および（Ｂ）は、上記従来の研磨方式分岐
合流器の一例を示す軸横断面拡大図および輪縁断面図で
ある。まず、この従来の分岐合流器の構造を説明し、問
題点に言及する。

第３図において、２個の石英ガラス基盤部材３１゜３２
それぞれの一面の中央部に、Ｖ字ａ３３．３４を設ける
。このＶ字溝３３．３４に、光ファイバ３５．３６を埋
設し接着した後、光ファイバコア部３７．３８が露出し
ない至近距離まで光ファイバクラッド部３９．４０を各
基盤面とともに平行に研磨除去する。そして、各光ファ
イバ３５゜３６の研磨面が密着するように組み立て、ね
じ止め、または接着などの適当な方法で各基盤部材３１
．３２を一体的に構成する。

このような構成によりエバネソセント効果に基づき所要
の分岐比での光の授受が可能になる。

本方式の分岐合流器は、原理的に各光ファイバコア部３
７．３８の中心距離を＊ｍ節することにより、他の方式
の分岐合流器に比較して、極めて高精度の分岐比が得ら
れるとともに、耐振動耐衝撃性および耐温度環境性能に
も優れている。

ただし、光学性能は、石英ガラス基盤のＶｉ加工精度の
良否に左右されるものである。

石英ガラス基盤部材は、石英光ファイバと近似した線膨
張係数をもっており、環境温度の急激な変動に対しても
、光ファイバに引張り圧縮応力を与える程度は僅少であ
り、光ファイバの破損を起こし難いという利点を持って
いる。その反面、石英ガラス基盤部材の三次元彫刻加工
は、研磨加工法によってのみ可能であり、その性質は、
硬く脆く加工熱衝撃により破壊し易いということから、
研磨加工法によるＶ字形溝の彫刻加工はほどんど不可能
であった。

一般に石英ガラスの加工に応用されるフォト・エツチン
グ法では、加工深さが微小な二次元パターンの加工に限
定されていることは周知のとおりである。

このように、石英ガラス基盤部材は、高精度加工の困難
性のため研磨方式分岐合流器の実用例は極めて少ない。

従来の多分割分岐合流器は、最も単純な２×２光分岐合
流器を、分割回路数に応した個数を配列して組合せ構成
する方式が一般的であった。

第４図は、従来方式による１×８分割光分岐合流器の一
例を示す構成図である。

図に示すように、７個の２×２光分岐合流器６ａ〜６ｇ
からそれぞれ引き出された光ファイバを０１〜０６点で
放電アーク融着または光コネクタで接続して構威しであ
る。

２回路の人力光信号は、ｐ１〜ｐ８の８回路に分割出力
される。さらに１６分割の時は１５個、３２分割の時は
３１個、６４分割の時は６３個というように多数の２×
２光分岐合流器を必要とする構成であるので、小型軽量
化が困難になるとともに、分割回路数が多くなるほど構
造が複雑になる。

そして、収容容積も大きくなり耐振動、耐衝撃性能の低
下も起こし易くなるという問題点を含んでいた。

本発明の目的は、上記問題点を解決するもので、小形軽
量で、基盤部材の光ファイバ埋設用Ｖ字形溝の高精度加
工を可能にし、さらに光ファイバと基盤部材の線膨張係
数の差による光ファイバの破壊を最小にし、研磨工程を
改善できる多分割光分岐合流器を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するために本発明による多分割光分岐合
流器は、一対の基盤部材双方の一面対称位置に、それぞ
れ等間隔平行に複数の光ファイバを埋設するための同数
のＶ字形溝を設け、前記Ｖ字形溝のそれぞれに光ファイ
バを一本づつ接着して、それぞれの光ファイバのコア部
が露出しない程度に光ファイバのクラ・ノド部分を基盤
面と平行に同時研磨した後、それぞれの一対の光ファイ
バの研磨面が密着するように一体的に組立てることによ
り、一対の基盤部材に複数の光分岐合流回路を設け、第
１の光分岐合流回路の一方側の一つの光ファイバ端子に
、光を入力するようにし、前記第１の光分岐合流回路の
他方側の２つの光ファイバ端子を、第２および第３の光
分岐合流回路の一方側の一つの光ファイバ端子にそれぞ
れ接続し、前記第２および第３の光分岐合流回路の他方
側の合計４つの光ファイバ端子を、第４．第５．第６お
よび第７の光分岐合流回路の一方側の一つの光ファイバ
端子にそれぞれ接続して光を合計８分割し、以下必要に
応し同様に光分岐合流回路の光ファイバ端子を接続して
必要な出力回路数を得、前記光分岐合流回路の一方側お
よび他方側の光ファイバ端子の接続は、放電融着法、ま
たは光コネクタにより行い一体に構威しである。

また、前記一対の基盤部材は、ニッケル３６％。

鉄残％の成分を持つＩ　ＮＶＡＲ合金、または同成分の
焼結合金などの極低線膨脹係数をもつ合金材質で構成し
である。

さらに、前記一対の基盤部材は、各基盤部材の光ファイ
バ埋設Ｖ字形溝の両側に、前記Ｖ字形溝と平行に研摩屑
収容用溝を設けて構威しである。

（作用） このような構成によれば、−休出型軽量化が実現できる
とともに、１本のみならず複数の光ファイバの高精度同
時研磨加工の前提となる光ファイバ埋設用Ｖ字形溝の高
精度加工が可能になる。同時に、前述のように光ファイ
バと基盤の線膨脹係数の差による光ファイバの破壊を最
小にすることができる。

さらに、光ファイバの研磨品質および研磨時間短縮のた
めに、光ファイバ研磨時に各基盤より研磨除去される金
属研摩屑が光ファイバ研磨面品質に及ぼす悪影響軽減お
よび研摩量低減を実現できる。

（実施例） 以下、図面を参照して、本発明をさらに詳しく説明する
。

第１図は、本発明による多分割光分岐合流器の実施例を
示す図で、第１図（Ａ）は、多分割光分岐合流器の横断
面図、第１図（Ｂ）は、同平面図である。

本実施例は、８分割光分岐合流器の例を示すものである
。

一対のＩＮＶＡＲ合金の基盤部材１．２は、それぞれ−
面に、平行等間隔に７個のＶ字形溝５，６が設けられて
いる。各Ｖ字形溝５，６には、光ファイバ３，４が収容
され、接着固定される。

光ファイバ３，４を接着固定した基盤部材１，２の面は
、光ファイバ３．４のコアが露出しない至近距離まで光
ファイバ３．４のクラ、ドとともに平行に研磨除去され
る。この研磨工程で、研摩屑は、基盤部材１，２の７個
のＶ字形溝５，６の両側に平行に設けられた逃げ溝７〜
１０に溜る。そのため、光ファイバ面の研磨焼けおよび
基盤部材１．２の研磨除去粉による擦り傷の発生を抑え
ることができる。また、基盤部材１の逃げ溝７．８の底
部にこは、止めねじを挿入するための貫通孔１５〜１８
が、基盤部材２の逃げ溝９，１０の底部には、組立用タ
ップ孔１１〜１４がそれぞれ設けられている。

上述のように研磨された基盤部材１，２は、各光ファイ
バの研磨面が密着するように重ねられ、止めねじ１９〜
２２が貫通孔１５〜１８に挿入され、タップ孔１１〜１
４にそれぞれ螺合されることにより、一体に組立てられ
る。

第１図（Ｂ）は、各光ファイバ接続前の状態を示すもの
である。

第２図は、第１図で組み立てられた光分岐合流器の光フ
ァイバの接続の例を説明するための概略図である。

７個の光分岐合流回路Ａ〜Ｇの各光ファイバは、各封缶
に入力側２本、出力側２本ずつ外部に引き出された状態
となっている。

光分岐合流回路Ａの入力側の１本の光ファイバは、使用
されないが、有害な反射戻り光防止のため、光ファイバ
端面を８度斜め研磨仕上げしておくことが望ましい。

光の経路としては、まず回路ＡＩに入射した光は、他端
の回路Ａ２．Ａ３に出力される。

回路Ａ２．Ａ３の出力光は、回路Ｂｌ、Ｃ１に入力され
、他端の回路Ｂ２．Ｃ３，Ｃ２およびＣ３の４本の光フ
ァイバに出力される。同様に回路Ｂ２、Ｃ３，Ｃ２およ
びＣ３の出力光は、回路Ｄ１゜Ｅｌ、ＦｌおよびＧ１に
入力され、他端の回路Ｄ２、Ｄ３．Ｃ２，Ｃ３，Ｆ２．
Ｃ３，Ｇ２およびＧ３の８本の光ファイバに分割出力さ
れる。

各光ファイバの端部は、このように接続され、各接続点
０１〜ｃ６は、放電アーク融着または光コネクタによっ
て接続される。

さらに８分割より多く分割する場合は、研磨加工技術を
要するが、光ファイバ回路数を増加するか、または８分
割程度の比較的加工の容易なものを直列に複数個設ける
かは、製造および保守費用を勘案して選択すべきである
。例えば、６４分割の場合、従来は２×２光分岐合流器
を６３個要していたものが、本発明によれば８分割光分
岐合流器８個だけで構築できる。

本発明による光分岐合流器は、光ファイバの装着数が多
いために、研磨量が２×２光分岐合流器に比して多く、
長時間研磨による光ファイバ面に有害な研磨焼けと、基
盤の研磨除去粉による光ファイバ面の擦り傷が発生する
可能性がある。

しかしながら、上述したように、研磨量低減用の逃げ溝
を設けているので、２×２光分岐合流器とほぼ同等の研
磨時間となり、光ファイバ面の有害な研磨焼けを防止で
きる。

（発明の効果） 以上、説明したように本発明による光ファイバ研磨方式
による多分割光分岐合流器は、一対の基盤に所要分割数
に対応する複数対の光分岐合流回路を設けているので、
分割回路数が多くなるほど従来のものに比較して小型軽
量になるという特徴を有している。小形軽量となるため
、耐振動耐衝撃性の向上を期待でき、価格の低減効果も
大きくなる。

従来の石英ガラス基盤使用時には、その難加工性により
不可能であった複数の光ファイバ埋設用Ｖａの高精度加
工手段として、本発明では基盤材料として容易に高精度
加工可能な金属のうち、石英ファイバとほぼ同一の線膨
張係数を有するＩＮＶＡＲ系合金または５ＵＰＥＲＩＮ
ＶＡＲ系合金を使用することにより、総合加工精度を再
現性を含めて初めて目標の±１μｍを達成でき、本発明
の実施上の問題を一挙に解決できた。

また、環境温度の変動による光ファイバと基盤の膨張差
による光ファイバの熱応力による耐破壊性は、石英ガラ
ス基盤を使用した場合と同等にすることができた。

さらに、光ファイバ面のａ磨品質に悪影響を及ぼす長時
間研磨を要しないように逃げ溝を設けることにより、光
ファイバ面の研磨焼けおよび基盤の研磨除去粉による擦
り傷の発生を大幅に低減できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明による多分割光分岐合流器の実施例を
示す図で、第１図（Ａ）は、多分割光分岐合流器の軸横
断面拡大図、第１図（Ｂ）は、同平面図である。 第２図は１本発明による多分割光分岐合流器の光ファイ
バの接続の例を説明するための概略図である。 第３図は１本発明による光分岐合流器と関連する従来の
研磨方式分岐合流器の構造を説明するための図であり、
第３図（Ａ）は２分岐合流器の軸横断面拡大図、第３図
（Ｂ）は、同軸縦断面図である。 第４図は、従来方式による１×８分割光分岐合流器の構
成例を示す概略図である。 １．２・・・ＩＮＶＡＲ系合金基盤部材３．４，３５．
３６・・・光ファイバ ５．６，３３．３４・・・Ｖ字形溝 ７〜１０・・・逃げ溝 １１〜■４・・・組立用タップ孔 １５〜１８・・・貫通孔 １９〜２２・・・止めねし ３１．３２・・・石英ガラス基盤部材 ３７．３８・・・光ファイバコア部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）一対の基盤部材双方の一面対称位置に、それぞれ
   等間隔平行に複数の光ファイバを埋設するための同数の
   Ｖ字形溝を設け、前記Ｖ字形溝のそれぞれに光ファイバ
   を一本づつ接着して、それぞれの光ファイバのコア部が
   露出しない程度に光ファイバのクラッド部分を基盤面と
   平行に同時研磨した後、それぞれの一対の光ファイバの
   研磨面が密着するように一体的に組立てることにより、
   一対の基盤部材に複数の光分岐合流回路を設け、第１の
   光分岐合流回路の一方側の一つの光ファイバ端子に、光
   を入力するようにし、前記第１の光分岐合流回路の他方
   側の２つの光ファイバ端子を、第２および第３の光分岐
   合流回路の一方側の一つの光ファイバ端子にそれぞれ接
   続し、前記第２および第３の光分岐合流回路の他方側の
   合計４つの光ファイバ端子を、第４，第５，第６および
   第７の光分岐合流回路の一方側の一つの光ファイバ端子
   にそれぞれ接続して光を合計８分割し、以下必要に応じ
   同様に光分岐合流回路の光ファイバ端子を接続して必要
   な出力回路数を得、前記光分岐合流回路の一方側および
   他方側の光ファイバ端子の接続は、放電融着法、または
   光コネクタにより行い一体に構成したことを特徴とする
   多分割光分岐合流器。
2. （２）前記一対の基盤部材は、ニッケル３６％、鉄残％
   の成分を持つＩＮＶＡＲ合金、または同成分の焼結合金
   などの極低線膨脹係数をもつ合金材質で構成したことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の多分割光分岐合
   流器。
3. （３）前記一対の基盤部材は、各基盤部材の光ファイバ
   埋設Ｖ字形溝の両側に、前記Ｖ字形溝と平行に研磨屑収
   容用溝を設けて構成したことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の多分割光分岐合流器。