JPH0363608A

JPH0363608A - ファイバ加工型光デバイス

Info

Publication number: JPH0363608A
Application number: JP1198041A
Authority: JP
Inventors: Koji Okamura; 浩司岡村; Tadao Arima; 忠夫有馬
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1989-08-01
Filing date: 1989-08-01
Publication date: 1991-03-19

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】概　　　要主として光ファイバの端部を加工してなるファイバ加工
型光デバイスに関し、製造が容易なファイバ加工型光デバイスの提供を目的と
し、端面が曲面に形成された同一外径の第１及び第２の先球
ファイバと、自身の中心軸に対して斜めに研磨された端
面に機能膜が形成された上記第１及び第２の先球ファイ
バと同一外径の斜め研磨ファイバと、平坦面を有する基
板とを備え、上記斜め研磨ファイバの端面が上記基板の
平坦面対して垂直になるように上記斜め研磨ファイバを
上記基板の平坦面に固定し、上記第１の先球ファイバか
ら出射した光が高効率で上記斜め研磨ファイバに入射す
るように入射角を設定して上記第１の先球ファイバを上
記基板の平坦面に固定し、上記第１の先球ファイバから
出射した光の上記斜め研磨ファイバの端面での反射光軸
上に上記第２の先球ファイバが位置するように該第２の
先球ファイバを上記基板の平坦面に固定して構成する。

産業上の利用分野本発明は主として光ファイバの端部を加工してなるファ
イバ加工型光デバイスに関する。

光カブラ、光合分波器等の光デバイスの代表的な形態と
して、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や導波路型のものがある。

しかし、特に光伝送路がシングルモードファイバである
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、このような場合には光伝送路に直接接続
することができるファイバ型光デバイスが有利である。

ファイバ型光デバイスは、その製造方法から、並設され
た複数の光ファイバを融着、延伸等して形成されるファ
イバ融着型光デバイスと、ファイバ端面を研磨等して形
成されるファイバ加工型光デバイスとに大別される。前
者は光ファイバの途中部分での融着等を必要とするので
、後者と比べて量産化が困難であるが、後者の製造も必
ずしも容易でない。このため、ファイバ加工型光デバイ
スの製造の容易化が要望されている。

従来の技術第５図に従来技術としてファイバ加工型光音波器の例を
示す。このファイバ加工型光音波器は、自身の中心軸に
対して斜めに研磨された端面にフィルタ膜１０４が形成
された第１の光フアイバ１０２と、端面が模型に研磨さ
れた第２、第３の光フアイバ１０６．１０８とを備え、
各ファイバの端面同士を接合して構成されている。そし
て、例えば第２の光フアイバ１０６に波長多重光を導き
入れることによって、フィルタ膜１０４を透過して第１
の光フアイバ１０２を伝□播する光と、フィルタ膜１０
４で反射して第３の光フアイバ１０８を伝播する光とに
分離して、分波機能が達成される。

発明が解決しようとする課題例えば第５図に示した従来のファイバ加工型光デバイス
であると、フィルタ膜１０４を透過した第２の光フアイ
バ１０６からの光が良好に第１の光フアイバ１０２に導
き入れられ、フィルタ膜１０４で反射した第２の光フア
イバ１０６からの光が良好に第３の光フアイバ１０８に
導き入れられるためには、第２及び第３の光フアイバ１
０６゜１０８の端部の模型加工について及び各ファイバ
の光軸合わせについて、ファイバコア径（例えば５μｍ
）のオーダよりも小さいオーダの位置精度が要求され、
製造が容易でない。

本発明はこのような技術的課題に鑑みて創作されたもの
で、製造が容易なファイバ加工型光デバイスの提要を目
的としている。

課題を解決するための手段本発明のファイバ加工型光デバイスの構成を第１図に示
した原理図により説明する。

本発明のファイバ加工型光デバイスは、端面が曲面に形
成された同一外径の第１及び第２の先球ファイバ２．４
と、自身の中心軸に対して斜めに研磨された端面に機能
膜６が形成された、第１及び第２の先球ファイバ２．４
と同一外径の斜め研磨ファイバ８と、平坦面を有する基
板１０とを備えている。

そして、斜め研磨ファイバ８の端面が基板１０の平坦面
に対して垂直になるように斜め研磨ファイバ８を基板１
０の平坦面に固定し、第１の先球ファイバ２から出射し
た光が高効率で斜め研磨ファイバ８に入射するように入
射角を設定して第１の先球ファイバ２を上記基板１０の
平坦面に固定し、第１の先球ファイバ２から出射した光
の斜め研磨ファイバ８の端面での反射光軸上に第２の先
球ファイバ４が位置するように第２の先球ファイバ４を
基板１０の平坦面に固定している。

作　　　用端面が曲面に懲戒された第１及び第２の先球ファイバ２
．４を用いているので、第１及び第２の先球ファイバ２
，４の出射光又は入射光について集光作用が生じ、第１
及び第２の先球ファイバ２゜４の先端を斜め研磨ファイ
バ８の端面から離間させることができる。その結果、第
１及び第２の先球ファイバ２．４の先端部の加工精度に
よらず、機能膜６を透過した第１の先球ファイバ２から
の光を良好に斜め研磨ファイバ８に入射させることがで
き、また、機能膜６で反射した第１の先球ファイバ２か
らの光を良好に第２の先球ファイバ４に入射させること
ができる。即ち、第５図により説明した従来技術である
と、模型端部の形状が直接的に損失に影響を及ぼしてい
たが、本発明の構成によれば、第１又は第２の先球ファ
イバ２．４のテーパ先球部の加工精度の著しくないばら
つきにかかわらず、第１及び第２の先球ファイバ２゜４
の位置調整を行うことによって、損失を増大させること
なく所要機能のファイバ加工型光デバイスの提供が可能
になる。この場合、斜め研磨ファイバ８の端面が基板１
０の平坦面に対して垂直になるように斜め研磨ファイバ
８を基板１０の平坦面に固定し、この斜め研磨ファイバ
８と同一外径の第１及び第２の先球ファイバ２．４を同
じく基板１０の平坦面に固定するようにしているので、
各ファイバの光軸は常に同一平面上に位置し、従って、
各ファイバの固定に際して、各ファイバを基板１０の平
坦面上に密着させた状態で位置調整を行うことができ、
製造が容易である。

実施例以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図に示した構成において、第１及び第２の先球ファ
イバ２．４は次のようにして作成することができる。先
ず、光ファイバの途中部分を０２Ｈｚバーナ等のバーナ
により加熱して軟化してきたら延伸して切断する。そし
て、切断部をさらに加熱して溶融石英の表面張力により
滑らかな曲率をもった先球部とする。例えば先端部の曲
率半径を約３０μｍとすることによって、良好な集光を
行うことができる。

斜め研磨ファイバ８を作成するに際しての研磨は、複数
の光ファイバを適当な支持体により挟持して行うと良い
。こうすることにより、１回の研磨作業で複数の斜め研
磨ファイバを得ることができ、しかも、平坦な研磨面を
得ることが容易である。

斜め研磨ファイバ８の端面への機能膜６の形成は、フィ
ルタ機能、カプラ機能、偏光分離機構等の諸機能を有す
る誘電体多層膜等の薄層を蒸着する等により行うことが
できる。

いま、第１図において、第１の先球ファイバ２の光軸を
○Ａ１１第２の先球ファイバ４の光軸を○Ａ２、斜め研
磨ファイバ８の光軸をＯＡｓ　とし、光軸ＯＡ　＋　　
と光軸○Ａ２　の威す角がθｏ１光軸○Ａ１　　と光軸
ＯＡｓ　とが或す角をθ、光軸０．Ａｓ　と斜め研磨フ
ァイバ８の研磨面とが威す角をαとすると、第１の先球
ファイバ２と斜め研磨ファイバ８間の損失が最小となる
条件は斜め研磨ファイバ８の研磨面での入射角及び屈折
角についてのスネルの法則から、５ｉｎ（θｏ／２）　＝ｎ　５ｉｎ（θ。／２−θ）、
　　−（１）であり。一方、 α＝π／２−θ。／２＋θ　　　　　　　・・・（２）
が戒り立つから、例えばθ。冨π／２とすると、屈折率
ｎ＝１．４６である場合、θζ１６°となり、また、α
ζ６１’となる。

このような条件を満足させて各光ファイバを基板に固定
しようとする場合、２つの方法が考えられる。先ず第１
の方法は、概略的に上記条件が満足するように仮位置決
めを行ってから結合光パワーをモニタリングしながら各
ファイバの位置調整を行う方法であり、第２の方法は、
予め上記条件を正確に満足するようなガイドを基板に形
成しておく方法である。第１の方法を第２図により説明
し、第２の方法を第３図により説明する。

第２図において、基板１０上で上記（１）、　（２）式
を概略的に満足するようにされた各光フアイバ２゜４．
８はそれぞれ独立して移動可能な図示しない微動台によ
り支持されている。そして、第１の先球ファイバ２には
光カブラ等の光結合器１２により光源１４からの波長λ
１の光と光源１６からの波長λ２　（≠λ１）の光とが
波長多重されて入射している。１８．２０はそれぞれ斜
め研磨ファイバ８及び第２の先球ファイバ４に接続され
た光パワーメータである。機能膜６がフィルタ膜であり
、波長λ寞の光を透過し、波長λ２の光を反射する機能
を有しているとする。このような調整系を用いた場合、
（１）、（２）式が満足されているときに光パワーメー
タ１８．２０の測定値が最大となるから、光パワーメー
タ１８．２０の測定値が最大となるように各光フアイバ
２．４．８の位置調整を行って、接着剤等により固定す
れば良い。

このような調整を不要にするために予め基板上にガイド
を形成する場合、このガイドには極めて高い位置精度が
要求される。このため、第３図に示すようなガイド製造
方法が好適である。先ず、同１！Ｉ　（ａ）に示すよう
に、平坦面１０ａを有する基板１０をＳｉから形成する
。次に、同図（ロ）に示すように基板１０の平坦面１０
ａ上に例えばＣＶＤ法によりＳｉＯ，層２２を光ファイ
バの半径よりも大きい厚みで形成する。そして、ガイド
形成位置に応じたマスクパターンを有する図示しないマ
スクを５ｉｏｔ層２２上に形成した後、Ｓｉ０２層２２
を選択的にエツチングして、同図（Ｃ）に示すように、
第１の先球ファイバ２のガイド２２Ａと第２の先球ファ
イバ４のガイド２２Ｂと斜め研磨ファイバ８のガイド２
２Ｇを形成する。この場合、各ガイドの形状は０．１μ
ｍ程度の精度を有しており、しかも、基板１０の平坦面
の平坦度も維持されているので、各ファイバをガイド２
２Ａ、Ｂ。

Ｃに長手方向の調整を行って嵌め込むだけで各ファイバ
の位置の確定をなすことができる。

上記第１又は第２の方法により作成されたファイバ加工
型光デバイスは、第４図に示すように筐体内に収容して
おくことにより耐久性が向上する。

即ち、実施例のファイバ加工型光デバイスを密閉可能な
筺体３０内に収容固定し、各ファイバが導出される穴に
接着剤２６を充填することによって密閉構造としたもの
である。図中２４は各光ファイバの被覆、２８は各ファ
イバの基板１０への固定に供された接着剤を示す。この
ような構造によれば、各ファイバの対向部（光結合部）
についての保護が十分であり、しかも、各ファイバの被
覆２４を筐体３０に固定しているので、機械的強度が十
分である。

発明の詳細な説明したように、本発明によれば、製造が容易なファ
イバ加工型光デバイスの提供が可能になるという効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、第２図は実施例におけるファイバ加工型光デバイスの製
造手順の説明図、第３図は実施例におけるファイバ加工型光デバイスの他
の製造手順の説明図、第４図は実施例においてファイバ加工型光デバイスを筐
体に収容した状態を示す断面図、第５図は従来技術の説
明図である。２・・・第１の先球ファイバ、４・・・第２の先球ファイバ、６・・・機能膜、８・・・斜め研磨ファイバ、１０・・・基板。

Claims

【特許請求の範囲】端面が曲面に形成された同一外径の第１及び第２の先球
ファイバ（２，４）と、自身の中心軸に対して斜めに研
磨された端面に機能膜（６）が形成された上記第１及び
第２の先球ファイバ（２，４）と同一外径の斜め研磨フ
ァイバ（８）と、平坦面を有する基板（１０）とを備え
、上記斜め研磨ファイバ（８）の端面が上記基板（１０）
の平坦面に対して垂直になるように上記斜め研磨ファイ
バ（８）を上記基板（１０）の平坦面に固定し、上記第
１の先球ファイバ（２）から出射した光が高効率で上記
斜め研磨ファイバ（８）に入射するように入射角を設定
して上記第１の先球ファイバ（２）を上記基板（１０）
の平坦面に固定し、上記第１の先球ファイバ（２）から出射した光の上記斜
め研磨ファイバ（８）の端面での反射光軸上に上記第２
の先球ファイバ（４）が位置するように該第２の先球フ
ァイバ（４）を上記基板（１０）の平坦面に固定したこ
とを特徴とするファイバ加工型光デバイス。