JPH0457005A - ファイバ融着型光分岐結合器 - 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、光伝送路や光計測等の分野で使用されるファ
イバ融着型光分岐結合器に関し、特に波長依存性の少な
いファイバ融着型光分岐結合器に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、光フアイバ内の光信号を分岐、結合する方法の１
つとして、ファイア＜融着型光分岐結合器がある。

この種のファイバ融着型光分岐結合器は、２本のシング
ルモードファイバの被覆を剥がしてコアとクラッドのみ
とし、これらを所定距離だけ平行に密着させ、該密着さ
せた部分を加熱することで両光ファイバを融着するとと
もに、該融着部分を延伸さぜることによづて形成される
。

ところでこの種のファイバ融着型光分岐結合器において
、その分岐比の波長依存性を少なくするために、従来以
下のような製法が提案されてきた。

■融着延伸部を２箇所以上に設け、それぞれの融着延伸
部間の２本の光ファイバの長さの間に信号光のコヒーレ
ント長以上の差をつける製法（特開平１−１８２８０９
号）。

０２本の光ファイバの内の１本を予め延伸させておき、
該延伸部ともう１本の光ファイバを交差させ、融着・延
伸させる製法（特開平１−２６３６０５号）。

■捻りを加えて融着・延伸させる製法。

■分岐比の波長依存性の異なる２つのカブラを接続し、
波長依存性の少ない組合わせを選ぶ製法（特開昭６３−
３１６００７号）。

■少なくとも１本の光ファイバのコアの屈折率を他の光
ファイバめコアの屈折率と異ならせる製法（特開平２−
７３２０５号）。なお実施例においてはクラッドの屈折
率も異ならせている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら上記従来提案された技術には以下のような
欠点があった。

）上記■の製法によれば２箇所で融着・延伸しなければ
ならず、また上記■の製法によれば２本の光ファイバの
内の１木に予め予備延伸を施さなければならず、また■
の製法も光ファイバの２箇所で融着・延伸が必要であり
、いずれの場合もその工程が多い。

ｉ）上記■の製法によれば、２箇所で融着・延伸するの
でその長さが長くなってしまう。

ｉ）■の製法によっても、２箇所で融着・延伸するため
その長さが長くなるばかりか、分岐比の異なるカブラの
接続の組合わせを考えなくてはならず繁雑である。

ｉｖ）上記■の製法によっては、捻りによって光ファイ
バの曲げ伝送損失が増え、また光ファイバの位置精度の
ばらつき等によってファイバカブラの過剰損失が生じる
。

ν）上記■の製法によっては、コア（及びクラッド）の
屈折率を異ならせることで、伝搬定数を異ならせるもの
であるが、これらの屈折率が異なると両光ファイバの接
続部において反射による減衰等の悪影響が生じ、結合効
率が悪くなり、損失が多くなる。またこの融着延伸した
光ファイバを他の伝送系の光ファイバと接続する場合、
両者の屈折率が異なることによって両者の接続部での光
の端面反射が生じ易い。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、分岐比
の波長依存性が少なく、その構造も簡単で製造し易く、
光の損失も少ないファイバ融着型光分岐結合器を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため本発明は、２本の光ファイバ
１，５のクラッド３，７同士を接触して該接触部を融着
・延伸せしめてなるファイバ融着型光分岐結合器におい
て、一方の光ファイバ１のコア２とクラッド３を構成す
る材料組成の組合わせと、他方の光ファイバ５のコア６
とクラッド７を構成する材料組成の組合わせを異ならせ
、且つ両コア２，６の屈折率を同一にするとともに、両
クラッド３，７の屈折率を同一にすることとした。

また前記２本の光ファイバ１．５は、このファイバ融着
型光分岐結合器を接続する他の伝送系光ファイバと同等
のモードフィールド径、同等のファイバ径、同等のコア
及びクラッドの屈折率となるように構成した。

〔作用〕

本発明にかかるファイバ融着型光分岐結合器によれば、
融着・延伸する両光ファイバ１，５のコア２，６とクラ
ッド３，７の材料組成の組合わせを異ならせたので、両
光ファイバ１，５の線膨張係数等の物性が異なり、この
ため両光ファイバ１．５の融着・延伸後にその結合部に
生じる残留応力は、２本の導波コア部に均一には生じな
い。

このため各々の光ファイバ１．５の伝搬定数に違いが生
じ、従って両光ファイバ１，５のクラツド径とモードフ
ィールド径を同一にしても、分岐比の波長依存性は低減
化されることとなる。従って従来のように特別な工程を
増やさなくても、通常のカブラ製造工程と全く同じ工程
で分岐比の波長依存性の少ないファイバ融着型光分岐結
合器が容易に製造できる。

また２本の光ファイバのコア径とクラツド径は同−でよ
く、また融着・延伸部は１箇所でよいので、ファイバ融
着型光分岐結合器の形状が特に大きくなることもない。

また両クラッド３，７の屈折率は同等なので、融着・延
伸部での反射が生じず、従って結合度が高く、損失も少
なくなる。

また結合する２本の光ファイバを、このファイバ融着型
光分岐結合器を接続する他の伝送系光ファイバと同等の
モードフィールド径、同等のファイバ径、同等のコア及
びクラッドの屈折率とすれば、これら２本のファイバを
他の伝送系の光ファイア＜に接続する場合、その接続に
整合性がとれ、また屈折率が同等なので、該接続部での
端面反射が生じにくくなる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

ここで第１図は本発明にかかるファイバ融着型光分岐結
合器を製造する工程を示す図である。

同図（ａ）に示すようにまずシングルモードファイバか
らなる第１の光ファイバ１と第２の光ファイバ５を用意
する。

ここで第１の光ファイバ１のコア２は純粋石英（Ｓｉｆ
ｔ）で構成され、クラッド３はボロンＢをドープした石
英（Ｓｉｏｗ　＋　Ｂ）で構成されている。

一方、第２の光ファイバ５のコア６は純粋石英（Ｓｉｎ
、）で構成され、クラッド７はフッ素Ｆをドープした石
英（ＳｉＯｚ＋Ｆ）で構成されている。

ここで第２図はこれら両光ファイバ１，５のコアとクラ
ッドの屈折率を比較して示す図である。

同図に示すようにコア２とコア６の屈折率は同一であり
、またクラッド３とクラッド７の屈折率もドープするボ
ロンＢとフッ素Ｆの量を調整することにより同一となる
ように構成されている。

つまり両光ファイバの関係は、一方の光ファイバのコア
とクラッドを構成する材料組成の組合わせと、他方の光
ファイバのコアとクラッドを構成する材料組成の組合わ
せを異ならせるとともに、両コアと両クラッドのそれぞ
れの屈折率が同一になるように構成されている。

また第１図（ａ）に示すように、これら両光ファイバ１
，５のそれぞれのクラッド３，７の径及びコア２．６の
径及びモードフィールド径は両者が同等となるように構
成されている。

次に両光ファイバ１，５のクラッド３，７とコア２，６
の屈折率は、このファイバ融着型光分岐結合器を接続す
る他の伝送系の光ファイバのコアとクラッドの屈折率と
それぞれ同等となるように構成され、且つ両光ファイバ
１，５のコア径とクラツド径とモードフィールド径が、
他の伝送系の光ファイバのコア径とクラツド径とモード
フィールド径とそれぞれ同等となるように構成されてい
る。

つまり、光プアイハ１と光ファイバ５と他の伝送系の光
ファイバのいずれについても、そのクラッドの屈折率、
コアの屈折率、クラッド径、コア径、モードフィールド
径が同じになるように両光ファイバ１，５を構成してい
るのである。

そして第１図（ａ）に示す第１の光ファイバ１のクラッ
ド３と第２の光ファイバ５のクラッド７を接触させ、該
接触部分に熱を加えて融着するとともに、この融着部を
延伸すれば、同図（ｂ）に示すような本発明にかかるフ
ァイバ融着型光分岐結合器Ａが完成するのである。

このファイバ融着型光分岐結合器Ａによれば、融着・延
伸する両光ファイバ１，５のコアとクラッドの材料組成
の組合わせが異なっているので両光ファイバ１，５の線
膨張係数等の物性が異なる。このため両光ファイバ１，
５の融着・延伸後にその結合部に生じる残留応力は、２
本の導波コア部に均一には生じない。

このため各々の光ファイバ１，５の伝搬定数に違いが生
じ、従って両光ファイバ１，５のクラツド径とモードフ
ィールド径が同一であっても、分岐比の波長依存性は低
減化されるのである。

また両クラッド３，７の屈折率が同等なので、融着・延
伸部での反射が生じず、従って結合度が高く、損失も少
なくなる。

一方両光ファイバ１，５を他の伝送系光ファイバと同等
のモードフィールド径、同等のファイバ径、同等のコア
及びクラッドの屈折率で形成したので、このファイバ１
，５を他の伝送系の光ファイバに接続する場合、その接
続に整合性がとれ、また屈折率が同等なので、該接続部
での端面反射が生じにくくなる。

第３図は本発明の他の実施例にかかるブアイパ融着型光
分岐結合器Ａのコア２，６とクラッド３．７の材料の組
合わせ及びそれらの屈折率を示す図である。

まず同図（ａ）に示す実施例の場合は、第１の光ファイ
バ１のコア２としてゲルマニウムＧｅをドープした石英
（ＳｉＯ２＋　Ｇｅ）を用い、クラッド３として純粋石
英（ＳｘＯｘ）を用い、第２の光ファイバ５のコア６と
してゲルマニウムＧｅをドープした石英（ＳｉＯｔ　＋
　Ｇｅ）を用い、クラッド７さしてゲルマニウムＧｅと
フッソＦをドープした石英（Ｓ１０ａ　＋Ｇｅ＋　Ｆ）
を用いた。

この実施例の場合もコア２とコア６の屈折率を同等とし
、クラッド３とクラッド７の屈折率も同等となるように
、ドープする材料の量を調整している。

次に同図（ｂ）に示す実施例の場合は、第１の光ファイ
バ１のコア２としてゲルマニウムＧｅをドープした石英
（Ｓｉｏｗ　＋　Ｇｅ）を用い、クラッド３として純粋
石英（Ｓｉｎ、）を用い、第２の光ファイバ５のコア６
としてリンＰをドープした石英（ＳｉＯａ　＋Ｐ）を用
い、クラッド７として純粋石英（ＳｉＯａ）を用いた。

この実施例の場合もコア２とコア６の屈折率を同等とし
、クラッド３とクラッド７の屈折率も同等となるように
、ドープする材料の量を調整している。

これら第３図に示す材料の組合わせとしても、上述の本
発明の効果を発揮する。

以上本発明に係るファイバ融着型光分岐結合器の実施例
を詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるもので
はなく種々の変形が可能であり、要は融着・延伸する２
本の光ファイバの内一方の光ファイバのコアとクラッド
を構成する材料組成の組合わせと、他方の光ファイバの
コアとクララ＋１− ドを構成する材料組成の組合わせを異ならせ、且つ両コ
アの屈折率を同一にするとともに、両クラッドの屈折率
を同一にするものであれば、どのような材料の組合わせ
としてもよいのである。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明に係るファイバ融着
型光分岐結合器によれば、以下のような優れた効果を有
する。

０２本の光ファイバのコアとクラッドの材料の組合わせ
を異ならせるだけで、分岐比の波長依存性の少ないファ
イバ融着型光分岐結合器が構成できるので、従来のよう
に特別な工程を増やさなくても、通常のカプラ製造工程
と全く同じ工程で容易に製造できる。

０２本の光ファイバの径は同一でよく、また融着・延伸
部は１箇所でよいので、ファイバ融着型光分岐結合器の
形状が特に大きくなることはない。

■また両クラッドの屈折率が同等なので、融着・延伸部
での反射が生じず、従って結合度が高く、損失も少なく
なる。

■また２本の光ファイバを、このファイ／＜ＷＩＨＩ型
光分岐結合器を接続する他の伝送系光ファイバと同等の
モードフィールド径、同等のファイバ径、同等のコア及
びクラッドの屈折率とすれば、これら２本のファイバを
他の伝送系の光ファイバに接続する場合、その接続に整
合性がとれ、また該接続部での端面反射が生じにくくな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるファイバ融着型光分岐結合器を
製造する工程を示す図、第２図は両光ファイバ１，５の
コアとクラッドの屈折率を比較して示す図、第３図は本
発明の他の実施例にかかるファイバ融着型光分岐結合器
のコア２，６とクラッド３．７の材料の組合わせ及びそ
れらの屈折率を示す図である。 図中、１・・・第１の光ファイバ、２・・・コア、３・
・・クラッド、５・・・第２の光ファイバ、６・・・コ
ア、７・・・クラッドである。 ｔＱ） （ｂ） 第２図 方法折年）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも２本の光ファイバのクラッド同士を接
   触して該接触部を融着・延伸せしめてなるファイバ融着
   型光分岐結合器において、 一方の光ファイバのコアとクラッドを構成する材料組成
   の組合わせと、他方の光ファイバのコアとクラッドを構
   成する材料組成の組合わせを異ならせ、且つ両コアの屈
   折率を同一にするとともに、両クラッドの屈折率を同一
   にしたことを特徴とするファイバ融着型光分岐結合器。
2. （２）前記２本の光ファイバは、このファイバ融着型光
   分岐結合器を接続する他の伝送系光ファイバと同等のモ
   ードフィールド径、同等のファイバ径、同等のコア及び
   クラッドの屈折率で形成されていることを特徴とする請
   求項（１）記載のファイバ融着型光分岐結合器。