JPH05181075A - 光分岐合流器およびその構成素子ならびにその製造方法 - Google Patents
光分岐合流器およびその構成素子ならびにその製造方法Info
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- JPH05181075A JPH05181075A JP3360532A JP36053291A JPH05181075A JP H05181075 A JPH05181075 A JP H05181075A JP 3360532 A JP3360532 A JP 3360532A JP 36053291 A JP36053291 A JP 36053291A JP H05181075 A JPH05181075 A JP H05181075A
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/2804—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
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- Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光ファイバ端面接続形の光分岐合流器におい
て、製造管理が容易で、かつ分岐比精度を向上させるこ
とができ、さらに分岐比を無段階に調整可能にする光分
岐合成器およびその構成素子を提供する。また、その製
造方法を提供する。 【構成】 ２回路分岐フェルールＡは円筒フェルール部
材の中心微小孔に光ファイバ素線を挿入接着して、前記
円筒フェルール部材端面を軸に対し直角面になるように
研磨し、前記円筒フェルール部材を軸方向全長にわたっ
て正確に２等分割の半円断面になるまで平面研磨して半
円筒光ファイバ付きフェルール素子を作製し、２個の前
記半円筒光ファイバ付きフェルール素子の研磨平面を対
面密着させて円筒ブッシュの貫通孔に圧入し一体化す
る。同様な製造方法で１回路合流フェルールＢが作製さ
れる。このフェルールＡ，Ｂを整列スリーブＳの両端か
ら軽く圧入し端面を密着させて組み立てる。一方のフェ
ルールを回転することにより分岐比を調整することがで
きる。
て、製造管理が容易で、かつ分岐比精度を向上させるこ
とができ、さらに分岐比を無段階に調整可能にする光分
岐合成器およびその構成素子を提供する。また、その製
造方法を提供する。 【構成】 ２回路分岐フェルールＡは円筒フェルール部
材の中心微小孔に光ファイバ素線を挿入接着して、前記
円筒フェルール部材端面を軸に対し直角面になるように
研磨し、前記円筒フェルール部材を軸方向全長にわたっ
て正確に２等分割の半円断面になるまで平面研磨して半
円筒光ファイバ付きフェルール素子を作製し、２個の前
記半円筒光ファイバ付きフェルール素子の研磨平面を対
面密着させて円筒ブッシュの貫通孔に圧入し一体化す
る。同様な製造方法で１回路合流フェルールＢが作製さ
れる。このフェルールＡ，Ｂを整列スリーブＳの両端か
ら軽く圧入し端面を密着させて組み立てる。一方のフェ
ルールを回転することにより分岐比を調整することがで
きる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ通信回路に
おいて使用される光分岐合流器および当該分岐合流器を
構成する素子ならびにその製造方法、さらに詳しくいえ
ば、無光波長依存性の光ファイバ端面接続方式の分岐比
可変形光分岐合流器およびそれを構成する１×２回路分
岐等の光ファイバ付フェルールならびにその製造法に関
する。
おいて使用される光分岐合流器および当該分岐合流器を
構成する素子ならびにその製造方法、さらに詳しくいえ
ば、無光波長依存性の光ファイバ端面接続方式の分岐比
可変形光分岐合流器およびそれを構成する１×２回路分
岐等の光ファイバ付フェルールならびにその製造法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、光回路において光パワーを
１：１または任意のパワー比に変えて２回路以上の複数
回路に分岐出力させたり、逆に２回路の光を１回路に合
流させたりする光分岐合流器が多く実用に供されてい
る。この光分岐合流器は光源の光波長による分岐比の変
動が少ないこと、光波長依存性が少ないこと、分岐比精
度が高いこと、さらに製造法が容易であって量産性に優
れていること等、種々の要件を満たしていることが要求
される。光分岐および光分岐合流器を形式的に分類する
と、２本の光ファイバ素線を平行に密着させて加熱しな
がら細く延伸する加熱延伸形や角形ブロック面にＶ溝を
設けて光ファイバ素線を接着後に光ファイバ素線コアを
露出しない程度まで平面研磨したものを対面組立したブ
ロック研磨形（仮称）等があり、エバネッセント効果を
利用したものが多い。しかしながら、上述した分岐合流
器は光源波長に依存し光分岐比が大幅に変動するという
欠点を有しているので、今後一般化すると見込まれる光
波長多重大容量通信用に用いることは不適当である。
１：１または任意のパワー比に変えて２回路以上の複数
回路に分岐出力させたり、逆に２回路の光を１回路に合
流させたりする光分岐合流器が多く実用に供されてい
る。この光分岐合流器は光源の光波長による分岐比の変
動が少ないこと、光波長依存性が少ないこと、分岐比精
度が高いこと、さらに製造法が容易であって量産性に優
れていること等、種々の要件を満たしていることが要求
される。光分岐および光分岐合流器を形式的に分類する
と、２本の光ファイバ素線を平行に密着させて加熱しな
がら細く延伸する加熱延伸形や角形ブロック面にＶ溝を
設けて光ファイバ素線を接着後に光ファイバ素線コアを
露出しない程度まで平面研磨したものを対面組立したブ
ロック研磨形（仮称）等があり、エバネッセント効果を
利用したものが多い。しかしながら、上述した分岐合流
器は光源波長に依存し光分岐比が大幅に変動するという
欠点を有しているので、今後一般化すると見込まれる光
波長多重大容量通信用に用いることは不適当である。
【０００３】以上のような形式の分岐合流器に対して、
２本の光ファイバ素線端面を半円形に加工してその端面
面積が所定の分岐比になるように、２本の光ファイバ素
線を組立１本化した分岐側光ファイバ素線端面を、１本
の合流側光ファイバ素線端面に接触させて構成した光フ
ァイバ端面接続形（仮称）の分岐合流器などがある。こ
の光ファイバ端面接続形の光分岐合流器における各分岐
比の光源波長依存性は、光ファイバ自体の特性と同等で
あり、例えば広く使用されている８００〜１６００ミク
ロンメータの光源波長に対して無視できる程度に少な
い。したがって複数の異なる光波長多重信号を一様に分
岐合流させる光分岐合流器の用途には最適である。
２本の光ファイバ素線端面を半円形に加工してその端面
面積が所定の分岐比になるように、２本の光ファイバ素
線を組立１本化した分岐側光ファイバ素線端面を、１本
の合流側光ファイバ素線端面に接触させて構成した光フ
ァイバ端面接続形（仮称）の分岐合流器などがある。こ
の光ファイバ端面接続形の光分岐合流器における各分岐
比の光源波長依存性は、光ファイバ自体の特性と同等で
あり、例えば広く使用されている８００〜１６００ミク
ロンメータの光源波長に対して無視できる程度に少な
い。したがって複数の異なる光波長多重信号を一様に分
岐合流させる光分岐合流器の用途には最適である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来、光ファイバ端面
接続形の光分岐合流器の構造およびその製造方法はＵＳ
特許４６６６５４１、４７２０１６１などに数多く提案
されている。しかし、これら提案による従来の光分岐合
流器には次のような難点が存在していた。通常、この形
式の光分岐合流器を作製する際、光ファイバ素線自体の
固有の製作誤差、光ファイバ素線の半割り加工時の加工
誤差などによる組立後の分岐比誤差が予想されるので、
組立後の分岐比補正手段は必須の要件となる。例えば、
光ファイバコア直径１０ミクロンメータ、光分岐比５：
１の場合には、光ファイバ素線の２分割面の位置が±１
ミクロンメータずれた場合には約１４：１〜３．５：１
と大幅に変動する。したがって、組立後には分岐比を補
正しなければならない。しかしながら、従来の各種の提
案には一切この点については考慮が払われていなかっ
た。
接続形の光分岐合流器の構造およびその製造方法はＵＳ
特許４６６６５４１、４７２０１６１などに数多く提案
されている。しかし、これら提案による従来の光分岐合
流器には次のような難点が存在していた。通常、この形
式の光分岐合流器を作製する際、光ファイバ素線自体の
固有の製作誤差、光ファイバ素線の半割り加工時の加工
誤差などによる組立後の分岐比誤差が予想されるので、
組立後の分岐比補正手段は必須の要件となる。例えば、
光ファイバコア直径１０ミクロンメータ、光分岐比５：
１の場合には、光ファイバ素線の２分割面の位置が±１
ミクロンメータずれた場合には約１４：１〜３．５：１
と大幅に変動する。したがって、組立後には分岐比を補
正しなければならない。しかしながら、従来の各種の提
案には一切この点については考慮が払われていなかっ
た。
【０００５】つぎに分岐側の２本の光ファイバコア端面
面積比の分割手段として、図９に示すように出力側の光
ファイバコア端面をＰ、分岐側の光ファイバコア端面を
Ｐ１、Ｐ２とした場合、分岐比５０：５０のときは図９
（ｃ）に示すようにＰ１、Ｐ２の各面積が５０：５０と
なる光ファイバ中心点Ｏを通る切断線ｍで分割するよう
に各光ファイバコアＰ１、Ｐ２の軸方向側面を加工して
一本化組立することとなる。また、分岐比Ｐ１：Ｐ２を
８０：２０とするときには、図９（ｄ）に示すようにＰ
１、Ｐ２の面積比を分岐比に比例した切断線ｎで分割す
ることとなる。ところが、シングルモード光ファイバコ
アではその中心と外周に近い部分とでは光の伝播モード
が一様ではなく特に外周部は不安定ゾーンであること、
マルチモード光ファイバコアの場合には中心から外周部
にかけて光屈折率を変化させた構造になっているので、
例えば分岐比８０：２０のシングルモード光ファイバの
場合、切断面は、光ファイバの中心から半径２．７ミク
ロンメータの切線面で２分割しなければならない。その
ため、一方の光ファイバコアの光伝播部は外径から２．
３ミクロンメータの極めて狭い不安定な光伝播領域とな
り光分岐の分岐原理としては大きな問題となる。また分
岐比に応じて寸法の異なる光ファイバ素線加工を行うこ
とは生産効率の点で不可能に近い。
面積比の分割手段として、図９に示すように出力側の光
ファイバコア端面をＰ、分岐側の光ファイバコア端面を
Ｐ１、Ｐ２とした場合、分岐比５０：５０のときは図９
（ｃ）に示すようにＰ１、Ｐ２の各面積が５０：５０と
なる光ファイバ中心点Ｏを通る切断線ｍで分割するよう
に各光ファイバコアＰ１、Ｐ２の軸方向側面を加工して
一本化組立することとなる。また、分岐比Ｐ１：Ｐ２を
８０：２０とするときには、図９（ｄ）に示すようにＰ
１、Ｐ２の面積比を分岐比に比例した切断線ｎで分割す
ることとなる。ところが、シングルモード光ファイバコ
アではその中心と外周に近い部分とでは光の伝播モード
が一様ではなく特に外周部は不安定ゾーンであること、
マルチモード光ファイバコアの場合には中心から外周部
にかけて光屈折率を変化させた構造になっているので、
例えば分岐比８０：２０のシングルモード光ファイバの
場合、切断面は、光ファイバの中心から半径２．７ミク
ロンメータの切線面で２分割しなければならない。その
ため、一方の光ファイバコアの光伝播部は外径から２．
３ミクロンメータの極めて狭い不安定な光伝播領域とな
り光分岐の分岐原理としては大きな問題となる。また分
岐比に応じて寸法の異なる光ファイバ素線加工を行うこ
とは生産効率の点で不可能に近い。
【０００６】本発明の目的は光ファイバ端面接続形の光
分岐合流器における上述の諸問題を解決するもので、製
造管理が容易で、かつ分岐比精度の向上を実現でき、さ
らに分岐比を無段階に調整することができる光分岐合成
器およびその構成素子を提供することにある。本発明の
他の目的は上記光分岐合成器の構成素子を製造する方法
を提供することにある。本発明のさらに他の目的は上記
分岐比可変形光分岐合流器を用いて１×２Ｎ回路または
２Ｎ×２Ｎ回路の光分岐合流器を提供することにある。
分岐合流器における上述の諸問題を解決するもので、製
造管理が容易で、かつ分岐比精度の向上を実現でき、さ
らに分岐比を無段階に調整することができる光分岐合成
器およびその構成素子を提供することにある。本発明の
他の目的は上記光分岐合成器の構成素子を製造する方法
を提供することにある。本発明のさらに他の目的は上記
分岐比可変形光分岐合流器を用いて１×２Ｎ回路または
２Ｎ×２Ｎ回路の光分岐合流器を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明による光分岐合流器における基本となる２回路
分岐フェルールは、円筒フェルール部材の中心微小孔に
光ファイバ素線を挿入接着して、前記円筒フェルール部
材端面を軸に対し直角面になるように研磨し、前記円筒
フェルール部材を軸方向全長にわたって正確に２等分割
の半円断面になるまで平面研磨して半円筒光ファイバ付
きフェルール素子を作製し、２個の前記半円筒光ファイ
バ付きフェルール素子の研磨平面を対面密着させて円筒
ブッシュの貫通孔に圧入し一体化して構成してある。ま
た、本発明による光分岐合流器における基本となる１回
路合流フェルールは光ファイバ取り付け微小孔を設けな
い円筒フェルール部材を正確に２等分割して半円筒光フ
ァイバ無しフェルール素子を作製し、この半円筒光ファ
イバ無しフェルール素子と請求項１記載の半円筒光フェ
ルール付きフェルール素子の研磨平面を対面密着させて
円筒ブッシュの貫通孔に圧入し一体化して構成してあ
る。
に本発明による光分岐合流器における基本となる２回路
分岐フェルールは、円筒フェルール部材の中心微小孔に
光ファイバ素線を挿入接着して、前記円筒フェルール部
材端面を軸に対し直角面になるように研磨し、前記円筒
フェルール部材を軸方向全長にわたって正確に２等分割
の半円断面になるまで平面研磨して半円筒光ファイバ付
きフェルール素子を作製し、２個の前記半円筒光ファイ
バ付きフェルール素子の研磨平面を対面密着させて円筒
ブッシュの貫通孔に圧入し一体化して構成してある。ま
た、本発明による光分岐合流器における基本となる１回
路合流フェルールは光ファイバ取り付け微小孔を設けな
い円筒フェルール部材を正確に２等分割して半円筒光フ
ァイバ無しフェルール素子を作製し、この半円筒光ファ
イバ無しフェルール素子と請求項１記載の半円筒光フェ
ルール付きフェルール素子の研磨平面を対面密着させて
円筒ブッシュの貫通孔に圧入し一体化して構成してあ
る。
【０００８】本発明による光分岐合流器は上記２回路分
岐フェルールおよび１回路合流フェルールの外周部を精
密に圧入保持する貫通孔を有する整列スリーブを用意
し、前記２回路分岐フェルールと、この２回路分岐フェ
ルール，１回路合流フェルールまたは単心光フェルール
付きフェルールのうちの１つを前記整列スリーブの貫通
孔の両側から軽く圧入し、各フェルールの先端面を所定
の分岐比になるような角度だけ回転密着させて構成して
ある。本発明による光分岐合流器は２個の前記２回路分
岐フェルールを前記整列スリーブの両端から軽く圧入
し、フェルール同士の分割面交差角度が９０度になるよ
うに密着させて構成することができる。本発明による光
分岐合流器は前記２回路分岐フェルールの一端に付属し
た２本の光ファイバ端部に、各々単心光ファイバ用フェ
ルールを取りつけて構成してある。
岐フェルールおよび１回路合流フェルールの外周部を精
密に圧入保持する貫通孔を有する整列スリーブを用意
し、前記２回路分岐フェルールと、この２回路分岐フェ
ルール，１回路合流フェルールまたは単心光フェルール
付きフェルールのうちの１つを前記整列スリーブの貫通
孔の両側から軽く圧入し、各フェルールの先端面を所定
の分岐比になるような角度だけ回転密着させて構成して
ある。本発明による光分岐合流器は２個の前記２回路分
岐フェルールを前記整列スリーブの両端から軽く圧入
し、フェルール同士の分割面交差角度が９０度になるよ
うに密着させて構成することができる。本発明による光
分岐合流器は前記２回路分岐フェルールの一端に付属し
た２本の光ファイバ端部に、各々単心光ファイバ用フェ
ルールを取りつけて構成してある。
【０００９】本発明による光分岐合流器は前記２×２回
路光分岐ユニットを着脱可能に連結して１×２Ｎ回路ま
たは２Ｎ×２Ｎ（Ｎは整数）回路を構成してある。本発
明による光分岐合流器の製造方法は円筒フェルール部材
の中心微小孔に光ファイバ素線を挿入接着して、前記円
筒フェルール部材端面を軸直角面に研磨する第１の工程
と、軸方向全長にわたって前記円筒フェルール部材を正
確に２等分割の半円断面になるまで平面研磨して光ファ
イバ付きフェルール素子を作製する第２の工程と、前記
第２の工程で作製した２個の光ファイバ付きフェルール
素子の研磨平面を対面密着させて円筒ブッシュの貫通孔
に圧入し一体化する第３の工程とから構成してある。
路光分岐ユニットを着脱可能に連結して１×２Ｎ回路ま
たは２Ｎ×２Ｎ（Ｎは整数）回路を構成してある。本発
明による光分岐合流器の製造方法は円筒フェルール部材
の中心微小孔に光ファイバ素線を挿入接着して、前記円
筒フェルール部材端面を軸直角面に研磨する第１の工程
と、軸方向全長にわたって前記円筒フェルール部材を正
確に２等分割の半円断面になるまで平面研磨して光ファ
イバ付きフェルール素子を作製する第２の工程と、前記
第２の工程で作製した２個の光ファイバ付きフェルール
素子の研磨平面を対面密着させて円筒ブッシュの貫通孔
に圧入し一体化する第３の工程とから構成してある。
【００１０】
【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。図１は本発明による光分岐合流器の構成要素
となる２回路分岐フェルールの製造工程を説明するため
の図である。円筒フェルール部材１は、その中心に光フ
ァイバ素線２を挿入するための微小貫通孔３および光フ
ァイバ被覆部４を挿入するための段付き孔５が設けられ
ている。この微小貫通孔３および光ファイバ被覆部４
に、光ファイバ被覆部４を除去して露出した光ファイバ
素線２を挿入し、接着剤１４を充填する。これにより光
ファイバ被覆部４が段付き孔５内に、光ファイバ素線２
が微小貫通孔３内にそれぞれ接着固定される。つぎに円
形フェルール部材１の端面と光ファイバ素線２の端面を
光ファイバ素線２の光軸に対し直角になるように研磨し
て仕上げ研磨端面６を形成する。図１（ａ）はこのよう
にして作製したフェルール素子の断面および側面を示し
ている。
説明する。図１は本発明による光分岐合流器の構成要素
となる２回路分岐フェルールの製造工程を説明するため
の図である。円筒フェルール部材１は、その中心に光フ
ァイバ素線２を挿入するための微小貫通孔３および光フ
ァイバ被覆部４を挿入するための段付き孔５が設けられ
ている。この微小貫通孔３および光ファイバ被覆部４
に、光ファイバ被覆部４を除去して露出した光ファイバ
素線２を挿入し、接着剤１４を充填する。これにより光
ファイバ被覆部４が段付き孔５内に、光ファイバ素線２
が微小貫通孔３内にそれぞれ接着固定される。つぎに円
形フェルール部材１の端面と光ファイバ素線２の端面を
光ファイバ素線２の光軸に対し直角になるように研磨し
て仕上げ研磨端面６を形成する。図１（ａ）はこのよう
にして作製したフェルール素子の断面および側面を示し
ている。
【００１１】つぎにフェルール素子は正確に２等分にな
るように側面が研磨される。これによりフェルール素子
は半円筒形に平面研磨される。図１（ｂ）はこのように
研磨された半円筒形の光ファイバ付きフェルール素子α
１の断面および側面を示している。つぎの工程では図１
（ｂ）に示す光ファイバ付きフェルール素子を２個用意
し、用意した光ファイバ付きフェルール素子α１、α２
の研磨平面７、７’を対面密着させた状態で円筒ブッシ
ュ８の貫通孔９に圧入し一体化する。図１（ｃ）はこの
ように圧入一体化されて組み立てられた２回路分岐フェ
ルールＡの断面および側面を示している。
るように側面が研磨される。これによりフェルール素子
は半円筒形に平面研磨される。図１（ｂ）はこのように
研磨された半円筒形の光ファイバ付きフェルール素子α
１の断面および側面を示している。つぎの工程では図１
（ｂ）に示す光ファイバ付きフェルール素子を２個用意
し、用意した光ファイバ付きフェルール素子α１、α２
の研磨平面７、７’を対面密着させた状態で円筒ブッシ
ュ８の貫通孔９に圧入し一体化する。図１（ｃ）はこの
ように圧入一体化されて組み立てられた２回路分岐フェ
ルールＡの断面および側面を示している。
【００１２】図２は図１と同様、本発明による光分岐交
流器の構成要素となる１回路合流フェルールの断面およ
び側面を示す図である。この１回路合流フェルールＢは
上記２回路分岐フェルールＡを製造する工程と同じよう
にして作製されるが、つぎの点で異なっている。すなわ
ち、２回路分岐フェルールＡの光ファイバ付きフェルー
ル素子α２に代えて、円筒フェルール部材を同様に２等
分割加工した光ファイバ無しフェルール素子βを用いた
点であり、他の構成部分は図１と同じである。
流器の構成要素となる１回路合流フェルールの断面およ
び側面を示す図である。この１回路合流フェルールＢは
上記２回路分岐フェルールＡを製造する工程と同じよう
にして作製されるが、つぎの点で異なっている。すなわ
ち、２回路分岐フェルールＡの光ファイバ付きフェルー
ル素子α２に代えて、円筒フェルール部材を同様に２等
分割加工した光ファイバ無しフェルール素子βを用いた
点であり、他の構成部分は図１と同じである。
【００１３】図３は本発明による光分岐合流器の実施例
を示す図で、図２の１回路合流フェルールＢと図１の２
回路分岐フェルールＡおよび１個の整列スリーブＳによ
り組み立てた分岐比可変型１×２回路光分岐合流器の実
施例を示す断面図である。各フェルールＢ，Ａの外周円
筒部を、整列スリーブＳの貫通孔１０の両端側から対面
して回転可能に軽く圧入する。そして各フェルール先端
面１２，１２’面を図示しない圧縮ばねにより付勢して
密着保持し組み立てる。図４は図３の分岐比可変型１×
２回路光分岐合流器を作製した時の各フェルールの相対
角度と分岐比の関係を説明するための図である。本図に
用いている出力ポート１３は光ファイバｂ１のコアに、
受光ポート１４は光ファイバａ３に、受光ポート１６は
光ファイバａ４にそれぞれ対応している。
を示す図で、図２の１回路合流フェルールＢと図１の２
回路分岐フェルールＡおよび１個の整列スリーブＳによ
り組み立てた分岐比可変型１×２回路光分岐合流器の実
施例を示す断面図である。各フェルールＢ，Ａの外周円
筒部を、整列スリーブＳの貫通孔１０の両端側から対面
して回転可能に軽く圧入する。そして各フェルール先端
面１２，１２’面を図示しない圧縮ばねにより付勢して
密着保持し組み立てる。図４は図３の分岐比可変型１×
２回路光分岐合流器を作製した時の各フェルールの相対
角度と分岐比の関係を説明するための図である。本図に
用いている出力ポート１３は光ファイバｂ１のコアに、
受光ポート１４は光ファイバａ３に、受光ポート１６は
光ファイバａ４にそれぞれ対応している。
【００１４】図４（ａ）は各フェルールＢ，Ａの光ファ
イバコアの２等分割線１１，１１’を一致させた場合で
あり、フェルールＢの分割線１１の角度を基準にしてフ
ェルールＡの分割線１１’の回転角度を０度にしてあ
る。このときの出力ポート１３と受光ポート１４，１６
の接続部面はハッチングで示されている（以下、本図
（ｂ）〜（ｄ）において同様）。この場合は、ポート１
４のみが受光して、ポート１６は受光しない。したがっ
て分岐比は 受光ポート１４：受光ポート１６＝１００：０ とな
る。 図４（ｂ）はフェルールＢに対しフェルールＡを４５度
回転した状態を示す。このとき、受光ポート１４の受光
面は角度１３５度を示す放射状の線と外径線で囲まれる
扇形面であり、受光ポート１６の受光面は角度４５度を
示す放射状の線と外径線で囲まれる扇形面となる。した
がって分岐比は 受光ポート１４：受光ポート１６＝７５：２５ とな
る。
イバコアの２等分割線１１，１１’を一致させた場合で
あり、フェルールＢの分割線１１の角度を基準にしてフ
ェルールＡの分割線１１’の回転角度を０度にしてあ
る。このときの出力ポート１３と受光ポート１４，１６
の接続部面はハッチングで示されている（以下、本図
（ｂ）〜（ｄ）において同様）。この場合は、ポート１
４のみが受光して、ポート１６は受光しない。したがっ
て分岐比は 受光ポート１４：受光ポート１６＝１００：０ とな
る。 図４（ｂ）はフェルールＢに対しフェルールＡを４５度
回転した状態を示す。このとき、受光ポート１４の受光
面は角度１３５度を示す放射状の線と外径線で囲まれる
扇形面であり、受光ポート１６の受光面は角度４５度を
示す放射状の線と外径線で囲まれる扇形面となる。した
がって分岐比は 受光ポート１４：受光ポート１６＝７５：２５ とな
る。
【００１５】図４（ｃ）はフェルールＢに対しフェルー
ルＡを９０度回した状態を示す。このときの分岐比は 受光ポート１４：受光ポート１６＝５０：５０ とな
る。 図４（ｄ）はフェルールＢに対しフェルールＡを１８０
度回した状態を示す。このときの分岐比は 受光ポート１４：受光ポート１６＝０：１００ とな
る。 したがって、分岐比可変範囲は０：１００から１００：
０までと大きく、かつ受光面形状は光ファイバコア中心
を通る２本の分割線と外径線により囲まれた扇形面であ
り、均質な光分岐を可能とする分岐比可変形１×２回路
光分岐合流器を得ることができる。
ルＡを９０度回した状態を示す。このときの分岐比は 受光ポート１４：受光ポート１６＝５０：５０ とな
る。 図４（ｄ）はフェルールＢに対しフェルールＡを１８０
度回した状態を示す。このときの分岐比は 受光ポート１４：受光ポート１６＝０：１００ とな
る。 したがって、分岐比可変範囲は０：１００から１００：
０までと大きく、かつ受光面形状は光ファイバコア中心
を通る２本の分割線と外径線により囲まれた扇形面であ
り、均質な光分岐を可能とする分岐比可変形１×２回路
光分岐合流器を得ることができる。
【００１６】図５（ａ）は本発明による光分岐合流器の
他の実施例を示す断面図で、図５（ｂ）および（ｃ）は
２回路分岐フェルールＡ１側およびＡ２側のポートを示
している。この実施例は２個の２回路分岐フェルールＡ
１，Ａ２を整列スリーブＳに回転可能に軽く圧入して構
成した２×２回路光分岐合流器の例である。この場合に
は原則として各フェルールの分割線１８，１８’は９０
度の交差角度になるようにして固定してある。
他の実施例を示す断面図で、図５（ｂ）および（ｃ）は
２回路分岐フェルールＡ１側およびＡ２側のポートを示
している。この実施例は２個の２回路分岐フェルールＡ
１，Ａ２を整列スリーブＳに回転可能に軽く圧入して構
成した２×２回路光分岐合流器の例である。この場合に
は原則として各フェルールの分割線１８，１８’は９０
度の交差角度になるようにして固定してある。
【００１７】図６（ａ）は本発明による光分岐合流器の
さらに他の実施例を示す断面図で、図６（ｂ）は単心光
フェルール付フェルールＣの出力ポートを、（ｃ）は２
回路分岐フェルールＡの受光ポートを示している。図６
（ｂ）の出力ポート２０は単心光ファイバ付きフェルー
ルＣの光ファイバｃのコア端面，図６（ｃ）は２回路分
岐フェルールＡの光ファイバのコア端面をそれぞれ示し
ている。この実施例は１個の単心光ファイバ付きフェル
ールＣ，１個の２回路分岐フェルールＡおよび１個の整
列スリーブＳを図５の手順と同様にして組み立てた１×
２回路光分岐合流器の例であり、出力ポート２０の出力
光は、２等分した受光面積比５０：５０とした受光ポー
ト２１，１９に受光される。
さらに他の実施例を示す断面図で、図６（ｂ）は単心光
フェルール付フェルールＣの出力ポートを、（ｃ）は２
回路分岐フェルールＡの受光ポートを示している。図６
（ｂ）の出力ポート２０は単心光ファイバ付きフェルー
ルＣの光ファイバｃのコア端面，図６（ｃ）は２回路分
岐フェルールＡの光ファイバのコア端面をそれぞれ示し
ている。この実施例は１個の単心光ファイバ付きフェル
ールＣ，１個の２回路分岐フェルールＡおよび１個の整
列スリーブＳを図５の手順と同様にして組み立てた１×
２回路光分岐合流器の例であり、出力ポート２０の出力
光は、２等分した受光面積比５０：５０とした受光ポー
ト２１，１９に受光される。
【００１８】しかし、この場合は前述のように光ファイ
バまたはフェルール部材の固有の制度誤差、または加工
組立誤差による累積誤差を必ず含んでいるので、所定の
光分岐比５０：５０から大幅にずれてくることが多い。
特に分岐比精度に影響する誤差要素の主なものは各フェ
ルールに取り付けられた光ファイバ間の軸心ずれであ
る。個々の単一モード光ファイバ付きフェルールについ
て、組立後フェルール外径に対する光ファイバコアの偏
心量を測定した結果では、０．２〜１．０ミクロンメー
タ程度に分布していることが多い。したがって相互に反
対方向に最大誤差が生じた場合には最大２．０ミクロン
メータミリの光ファイバコア間の偏心を生ずる可能性が
ある。この場合の分岐比は約５７：４３に変化する。
バまたはフェルール部材の固有の制度誤差、または加工
組立誤差による累積誤差を必ず含んでいるので、所定の
光分岐比５０：５０から大幅にずれてくることが多い。
特に分岐比精度に影響する誤差要素の主なものは各フェ
ルールに取り付けられた光ファイバ間の軸心ずれであ
る。個々の単一モード光ファイバ付きフェルールについ
て、組立後フェルール外径に対する光ファイバコアの偏
心量を測定した結果では、０．２〜１．０ミクロンメー
タ程度に分布していることが多い。したがって相互に反
対方向に最大誤差が生じた場合には最大２．０ミクロン
メータミリの光ファイバコア間の偏心を生ずる可能性が
ある。この場合の分岐比は約５７：４３に変化する。
【００１９】この改善手段として、個々のフェルールの
外径と光ファイバコア軸心間の偏心がゼロである確率は
殆どゼロであり、平均して０．５ミクロンメータ程度偏
心して組立てられたものが多い点に着目して、各フェル
ールを回して相互の偏心量を最小値に補正する方法があ
る。この方法によって調節した場合の分岐比は約５３：
４７程度に改善できる。分岐比の可変範囲は狭いが１種
の分岐比可変形１×２回路光分岐合流器の範疇に属する
ものである。本発明による分岐比可変形１×２回路光分
岐合流器は、例えば１×３２回路ツリー形光分岐合流器
や３２×３２回路スター形光分岐合流器のように分岐回
路数の多い光分岐合流器を構成するユニットになるの
で、本発明における分岐比可変原理は重要である。因み
に無調整の場合のツリー形１×３２光分岐合流器の最終
分岐比誤差は最大８０：２０程度と大幅に狂う。本発明
では各段階で±の調整ができるので、分岐比は５５：４
５以内に改善でき、好結果を得ることができた。
外径と光ファイバコア軸心間の偏心がゼロである確率は
殆どゼロであり、平均して０．５ミクロンメータ程度偏
心して組立てられたものが多い点に着目して、各フェル
ールを回して相互の偏心量を最小値に補正する方法があ
る。この方法によって調節した場合の分岐比は約５３：
４７程度に改善できる。分岐比の可変範囲は狭いが１種
の分岐比可変形１×２回路光分岐合流器の範疇に属する
ものである。本発明による分岐比可変形１×２回路光分
岐合流器は、例えば１×３２回路ツリー形光分岐合流器
や３２×３２回路スター形光分岐合流器のように分岐回
路数の多い光分岐合流器を構成するユニットになるの
で、本発明における分岐比可変原理は重要である。因み
に無調整の場合のツリー形１×３２光分岐合流器の最終
分岐比誤差は最大８０：２０程度と大幅に狂う。本発明
では各段階で±の調整ができるので、分岐比は５５：４
５以内に改善でき、好結果を得ることができた。
【００２０】図７は本発明のさらに他の実施例を示す図
である。この実施例は２×２回路光分岐ユニットＵであ
り、２回路分岐フェルールＡの２本の引き出し光ファイ
バａ１，ａ２の各端末に、それぞれ単心光ファイバ用フ
ェルールＣ１、Ｃ２を取りつけて連結一体化して構成し
てある。
である。この実施例は２×２回路光分岐ユニットＵであ
り、２回路分岐フェルールＡの２本の引き出し光ファイ
バａ１，ａ２の各端末に、それぞれ単心光ファイバ用フ
ェルールＣ１、Ｃ２を取りつけて連結一体化して構成し
てある。
【００２１】図８は本発明のさらなる他の実施例を示す
図で、図７の光分岐フェルールユニットＵを用いて構成
した１×８回路ツリー形光分岐器の例である。本図にお
いて、１個の単心光ファイバ付きフェルールＣ１と１次
光分岐フェルールユニットＵ１は整列スリーブＳ１によ
って接続され、本ユニットＵ１の他端の合流側フェルー
ルＣ２，Ｃ３と２次光分岐ユニットＵ２，Ｕ３とが整列
スリーブＳ２およびＳ３によって接続され、他端の合流
側フェルールＣ４，Ｃ５，Ｃ６およびＣ７の４回路に分
岐出力をする。さらに合流側フェルールＣ４，Ｃ５，Ｃ
６およびＣ７が４個の光分岐側フェルールＡ４，Ａ５，
Ａ６およびＡ７に整列スリーブＳ４，Ｓ５，Ｓ６および
Ｓ７によって接続されている。これにより、単心光ファ
イバ付ファイバＣ１への出力光Ｐは合計８回路の光ファ
イバａ１〜ａ８に分岐出力される。なお、本１×８ツリ
ー形光分岐合流器を２組使用して８×８回路スター形光
分岐合流器を構成できることは言うまでもない。
図で、図７の光分岐フェルールユニットＵを用いて構成
した１×８回路ツリー形光分岐器の例である。本図にお
いて、１個の単心光ファイバ付きフェルールＣ１と１次
光分岐フェルールユニットＵ１は整列スリーブＳ１によ
って接続され、本ユニットＵ１の他端の合流側フェルー
ルＣ２，Ｃ３と２次光分岐ユニットＵ２，Ｕ３とが整列
スリーブＳ２およびＳ３によって接続され、他端の合流
側フェルールＣ４，Ｃ５，Ｃ６およびＣ７の４回路に分
岐出力をする。さらに合流側フェルールＣ４，Ｃ５，Ｃ
６およびＣ７が４個の光分岐側フェルールＡ４，Ａ５，
Ａ６およびＡ７に整列スリーブＳ４，Ｓ５，Ｓ６および
Ｓ７によって接続されている。これにより、単心光ファ
イバ付ファイバＣ１への出力光Ｐは合計８回路の光ファ
イバａ１〜ａ８に分岐出力される。なお、本１×８ツリ
ー形光分岐合流器を２組使用して８×８回路スター形光
分岐合流器を構成できることは言うまでもない。
【００２２】
【発明の効果】以上、説明したように本発明による光分
岐合流器は光源波長により光分岐比が変動しない光ファ
イバ端面接続方式の分岐比可変型１×２回路光分岐合流
器を提供できるとともに従来の光ファイバ端面接続形式
の光分岐器の次のような諸欠点を改善できる。 （１）分岐比率に無関係に全て１種類の２等分割面を持
つ光ファイバコアを用いているので、分岐比精度を向上
させることができる。 （２）２個の円筒フェルールと、この円筒フェルールを
挿入するための１個の整列スリーブの３部材を着脱分解
組立可能に構成し、整列スリーブに圧入整列保持した各
フェルールを回して、各フェルール間の相対角度を調節
できるので、２個の分岐側ポートの光ファイバコアの中
心を通る２本の切断線と外径線で囲まれた扇形面積比を
無段階に可変でき、出力ポートからの光を任意な分岐比
に調節することが可能である。 （３）また、２×２回路光分岐ユニットを連結すること
により、１×２Ｎ回路ツリー形光分岐、２Ｎ×２Ｎスタ
ー形光分岐合流器を簡単に構成できる。この場合、各２
×２回路光分岐ユニットは整列スリーブに着脱自在に挿
入しているので、各分岐側光ファイバの分岐比の均一化
精度を改善できるとともに故障した場合はその故障した
部分だけを簡単に交換でき、光通信設備の維持管理の面
で機能と経済性の利便性に大いに寄与できる。
岐合流器は光源波長により光分岐比が変動しない光ファ
イバ端面接続方式の分岐比可変型１×２回路光分岐合流
器を提供できるとともに従来の光ファイバ端面接続形式
の光分岐器の次のような諸欠点を改善できる。 （１）分岐比率に無関係に全て１種類の２等分割面を持
つ光ファイバコアを用いているので、分岐比精度を向上
させることができる。 （２）２個の円筒フェルールと、この円筒フェルールを
挿入するための１個の整列スリーブの３部材を着脱分解
組立可能に構成し、整列スリーブに圧入整列保持した各
フェルールを回して、各フェルール間の相対角度を調節
できるので、２個の分岐側ポートの光ファイバコアの中
心を通る２本の切断線と外径線で囲まれた扇形面積比を
無段階に可変でき、出力ポートからの光を任意な分岐比
に調節することが可能である。 （３）また、２×２回路光分岐ユニットを連結すること
により、１×２Ｎ回路ツリー形光分岐、２Ｎ×２Ｎスタ
ー形光分岐合流器を簡単に構成できる。この場合、各２
×２回路光分岐ユニットは整列スリーブに着脱自在に挿
入しているので、各分岐側光ファイバの分岐比の均一化
精度を改善できるとともに故障した場合はその故障した
部分だけを簡単に交換でき、光通信設備の維持管理の面
で機能と経済性の利便性に大いに寄与できる。
【００２３】さらに本発明による光分岐合流器の構成要
素部品および構造原理を組み合わせることにより、種々
の光部品を製造することができる。かかる場合、使用す
る光ファイバはマルチモード用，シングルモード用，定
偏波光ファイバ，分散シフト光ファイバなどを単独に、
または組み合わせて自由に選択することができる。ま
た、前述したように光源波長依存性が殆ど無いので、光
ファイバ・ジャイロ，光ファイバ増幅器などの光分岐合
流器として好適に応用できるという効果がある。
素部品および構造原理を組み合わせることにより、種々
の光部品を製造することができる。かかる場合、使用す
る光ファイバはマルチモード用，シングルモード用，定
偏波光ファイバ，分散シフト光ファイバなどを単独に、
または組み合わせて自由に選択することができる。ま
た、前述したように光源波長依存性が殆ど無いので、光
ファイバ・ジャイロ，光ファイバ増幅器などの光分岐合
流器として好適に応用できるという効果がある。
【図１】本発明による光分岐合流器に用いる２回路分岐
フェルールの製造工程を説明するための図で、（ａ）は
２回路分岐フェルール作製のためのフェルール素子の断
面図および側面図，（ｂ）は（ａ）を軸方向に２分割し
た半円柱形の光ファイバ付きフェルール素子の断面図お
よび側面図，（ｃ）は（ｂ）の光ファイバ付きフェルー
ル素子を組み立て構成した２回路分岐フェルールの断面
図および側面図である。
フェルールの製造工程を説明するための図で、（ａ）は
２回路分岐フェルール作製のためのフェルール素子の断
面図および側面図，（ｂ）は（ａ）を軸方向に２分割し
た半円柱形の光ファイバ付きフェルール素子の断面図お
よび側面図，（ｃ）は（ｂ）の光ファイバ付きフェルー
ル素子を組み立て構成した２回路分岐フェルールの断面
図および側面図である。
【図２】本発明による光分岐合流器に用いる１回路合流
フェルールの実施例を示す断面図および側面図である。
フェルールの実施例を示す断面図および側面図である。
【図３】本発明による光分岐合流器の実施例を示す図
で、分岐比可変形１×２回路光分岐合流器の断面図であ
る。
で、分岐比可変形１×２回路光分岐合流器の断面図であ
る。
【図４】分岐比可変形１×２回路分岐合流器として使用
したときの各フェルールの相対角度と分岐比の関係を説
明するための光ファイバコア端面図である。
したときの各フェルールの相対角度と分岐比の関係を説
明するための光ファイバコア端面図である。
【図５】本発明による光分岐合流器の他の実施例を示す
図で、（ａ）は２×２回路光分岐合流器の断面図，
（ｂ）および（ｃ）は分割面の方向を説明するための光
ファイバコア端面図である。
図で、（ａ）は２×２回路光分岐合流器の断面図，
（ｂ）および（ｃ）は分割面の方向を説明するための光
ファイバコア端面図である。
【図６】本発明による光分岐合流器のさらに他の実施例
を示す図で、（ａ）は１×２回路光分岐合流器の断面
図，（ｂ）および（ｃ）は分割面の方向を説明するため
の光ファイバコア端面図である。
を示す図で、（ａ）は１×２回路光分岐合流器の断面
図，（ｂ）および（ｃ）は分割面の方向を説明するため
の光ファイバコア端面図である。
【図７】本発明による光分岐合流器のさらなる他の実施
例を示す図で、２×２回路光分岐ユニットの概略図であ
る。
例を示す図で、２×２回路光分岐ユニットの概略図であ
る。
【図８】本発明による分岐合流器のさらなる他の実施例
を示す図で、図７の２×２回路光分岐ユニットを用いて
組み立てた１×８ツリー形光分岐器の概略図である。
を示す図で、図７の２×２回路光分岐ユニットを用いて
組み立てた１×８ツリー形光分岐器の概略図である。
【図９】従来の光ファイバコア端面の分割方法を説明す
るための図で、（ａ）は光ファイバ素線を２分岐した状
態を示す図，（ｂ）は１本の光ファイバコアの端面図，
（ｃ）は分岐比５０：５０のときの光ファイバコア端面
図，（ｄ）は分岐比８０：２０のときの光ファイバコア
端面図である。
るための図で、（ａ）は光ファイバ素線を２分岐した状
態を示す図，（ｂ）は１本の光ファイバコアの端面図，
（ｃ）は分岐比５０：５０のときの光ファイバコア端面
図，（ｄ）は分岐比８０：２０のときの光ファイバコア
端面図である。
１…円筒フェルール部材 ２，２’…光ファイバ素線 ３…微小貫通孔 ４，４’…光ファイバ被覆部 ５…段付き孔 ７…研磨平面 ８…円筒ブッシュ ９，１０…貫通孔 １１，１１’，１７，１８，１８’…分割線 １２，１２’…光フェルール端面 １３，２０…出力ポート １４，１６，２１，１９…受光ポート １５，１５’…半円筒フェルール部材 α１，α２…光ファイバ付きフェルール素子 β…光ファイバ無しフェルール Ａ，Ａ１〜４…２回路分岐フェルール Ｂ…１回路合流フェルール Ｃ，Ｃ１〜７…単心光ファイバフェルール Ｓ，Ｓ１〜７…整列スリーブ ａ１〜８，ｂ１，ｃ…光ファイバ Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３…光ファイバユニット
Claims (7)
- 【請求項１】 円筒フェルール部材の中心微小孔に光フ
ァイバ素線を挿入接着して、前記円筒フェルール部材端
面を軸に対し直角面になるように研磨し、 前記円筒フェルール部材を軸方向全長にわたって正確に
２等分割の半円断面になるまで平面研磨して半円筒光フ
ァイバ付きフェルール素子を作製し、 ２個の前記半円筒光ファイバ付きフェルール素子の研磨
平面を対面密着させて円筒ブッシュの貫通孔に圧入し一
体化して構成したことを特徴とする光分岐合流器の２回
路分岐フェルール。 - 【請求項２】 光ファイバ取り付け微小孔を設けない円
筒フェルール部材を正確に２等分割して半円筒光ファイ
バ無しフェルール素子を作製し、この半円筒光ファイバ
無しフェルール素子と請求項１記載の半円筒光フェルー
ル付きフェルール素子の研磨平面を対面密着させて円筒
ブッシュの貫通孔に圧入し一体化して構成したことを特
徴とする光分岐合流器の１回路合流フェルール。 - 【請求項３】 請求項１の２回路分岐フェルールおよび
請求項２の１回路合流フェルールの外周部を精密に圧入
保持する貫通孔を有する整列スリーブを用意し、 前記２回路分岐フェルールと、この２回路分岐フェルー
ル，１回路合流フェルールまたは単心光フェルール付き
フェルールのうちの１つを前記整列スリーブの貫通孔の
両側から軽く圧入し、各フェルールの先端面を所定の分
岐比になるような角度だけ回転密着させて構成したこと
を特徴とする光分岐合流器。 - 【請求項４】 ２個の前記２回路分岐フェルールを前記
整列スリーブの両端から軽く圧入し、フェルール同士の
分割面交差角度が９０度になるように密着させて構成し
たことを特徴とする請求項３記載の分岐比可変形２×２
回路光分岐合流器。 - 【請求項５】 請求項１記載の２回路分岐フェルールの
一端に付属した２本の光ファイバ端部に、各々単心光フ
ァイバ用フェルールを取りつけて構成したことを特徴と
する２×２回路光分岐ユニット光分岐合流器。 - 【請求項６】 請求項５記載の２×２回路光分岐ユニッ
トを着脱可能に連結して１×２Ｎ回路または２Ｎ×２Ｎ
（Ｎは整数）回路を構成したことを特徴とするツリー形
光分岐合流器およびスター形光分岐合流器。 - 【請求項７】 円筒フェルール部材の中心微小孔に光フ
ァイバ素線を挿入接着して、前記円筒フェルール部材端
面を軸直角面に研磨する第１の工程と、 軸方向全長にわたって前記円筒フェルール部材を正確に
２等分割の半円断面になるまで平面研磨して光ファイバ
付きフェルール素子を作製する第２の工程と、 前記第２の工程で作製した２個の光ファイバ付きフェル
ール素子の研磨平面を対面密着させて円筒ブッシュの貫
通孔に圧入し一体化する第３の工程と、 から構成したことを特徴とする光分岐合流器の構成素子
の製造方法。
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