JPH07140346A - ファイバ・オプティック・カプラおよび１×ｎファイバ・オプティック・カプラの製造方法 - Google Patents
ファイバ・オプティック・カプラおよび１×ｎファイバ・オプティック・カプラの製造方法Info
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- JPH07140346A JPH07140346A JP6150626A JP15062694A JPH07140346A JP H07140346 A JPH07140346 A JP H07140346A JP 6150626 A JP6150626 A JP 6150626A JP 15062694 A JP15062694 A JP 15062694A JP H07140346 A JPH07140346 A JP H07140346A
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Classifications
-
- 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
- G02B6/2856—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 formed or shaped by thermal heating means, e.g. splitting, branching and/or combining elements
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 複数本のシングルモ−ド光ファイバがそれの
長さの一部分に沿って互いに融着されて結合領域を形成
している形式の低損失ファイバ・オプティック・カプラ
を提供すること。 【構成】 各ファイバはコアとクラッドを具備してお
り、ファイバ・クラッドの最低の屈折率はn2である。カ
プラの出力ファイバのそれぞれは損失を生じやすい複合
モ−ドに対する光の結合を禁止する屈折率n4の表面領域
をさらに具備している。n4はn2より低い。
長さの一部分に沿って互いに融着されて結合領域を形成
している形式の低損失ファイバ・オプティック・カプラ
を提供すること。 【構成】 各ファイバはコアとクラッドを具備してお
り、ファイバ・クラッドの最低の屈折率はn2である。カ
プラの出力ファイバのそれぞれは損失を生じやすい複合
モ−ドに対する光の結合を禁止する屈折率n4の表面領域
をさらに具備している。n4はn2より低い。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は過剰損失の小さいファイ
バ間に光を結合させ得るシングルモ−ド・ファイバ・オ
プティック・カプラに関する。
バ間に光を結合させ得るシングルモ−ド・ファイバ・オ
プティック・カプラに関する。
【０００２】
【従来の技術】融着ファイバ・カプラは複数のファイバ
をそれらの適当な長さに沿って並置された関係に位置決
めしそしてクラッドを互いに融着させかつテ−パさせて
ファイバを固着しかつコア間の間隔を減少させることに
よって形成されている。ファイバがガラスマトリクス中
に埋め込まれた「オ−バ−クラッド・カプラ」（overcl
ad coupler）を形成することによって種々のカプラ特性
が改善され得る。オ−バ−クラッド・カプラはガラスチ
ュ−ブ内に複数本の光ファイバを挿入しそしてチュ−ブ
の中間領域をファイバに対してコラプスさせることによ
って形成される。その中間領域の中央部分がその後に所
望の結合を得るのに必要な直径および結合長となるまで
延伸される。ファイバに隣接したチュ−ブの内側領域の
屈折率n3はファイバ・クラッドの屈折率n2より低くなけ
ればならない。市販されているシングルモ−ド光ファイ
バはシリカのそれに等しいかあるいは近いn2の値を有し
ている。チュ−ブに対するベ−スガラスとしてシリカが
用いられた場合には、チュ−ブの屈折率n3をn2より低い
値に低下させる目的のためにB2O3のようなド−パントお
よび必要に応じてフッ素がそれに添加される。
をそれらの適当な長さに沿って並置された関係に位置決
めしそしてクラッドを互いに融着させかつテ−パさせて
ファイバを固着しかつコア間の間隔を減少させることに
よって形成されている。ファイバがガラスマトリクス中
に埋め込まれた「オ−バ−クラッド・カプラ」（overcl
ad coupler）を形成することによって種々のカプラ特性
が改善され得る。オ−バ−クラッド・カプラはガラスチ
ュ−ブ内に複数本の光ファイバを挿入しそしてチュ−ブ
の中間領域をファイバに対してコラプスさせることによ
って形成される。その中間領域の中央部分がその後に所
望の結合を得るのに必要な直径および結合長となるまで
延伸される。ファイバに隣接したチュ−ブの内側領域の
屈折率n3はファイバ・クラッドの屈折率n2より低くなけ
ればならない。市販されているシングルモ−ド光ファイ
バはシリカのそれに等しいかあるいは近いn2の値を有し
ている。チュ−ブに対するベ−スガラスとしてシリカが
用いられた場合には、チュ−ブの屈折率n3をn2より低い
値に低下させる目的のためにB2O3のようなド−パントお
よび必要に応じてフッ素がそれに添加される。
【０００３】チュ−ブがファイバに対してコラプスする
と、ファイバが歪んでそれらの断面形状が丸くなくな
る。ある程度の歪は常に生ずるが、ファイバが受ける歪
の程度はチュ−ブのコラプス工程の温度におけるファイ
バとチュ−ブの相対的粘度、ならびにプリフォ−ムの温
度分布、コラプス工程時における真空レベルおよびガラ
スの幾何学的形状寸法に依存する。カプラの機能がチュ
−ブガラスの屈折率および硬度を指定する。例えば、ヨ
−ロッパ特許出願公開EP0578982は、複数本のシングル
モ−ド光ファイバがそれらの長さの一部分に沿って互い
に融着されて屈折率n3のマトリクスガラス本体によって
包囲された結合領域を形成する形式のオ−バ−クラッド
色消しファイバ・オプティック・カプラを教示してい
る。カプラ・テ−パおよびn3は、２つの広く離れた波長
におけるカプラの結合定数が同一であり、したがって色
消し性能を生ずるようになされている。Δ2-3の値は非
断熱テ−パ過剰損失が0.5dB以下に抑えられるように選
択されるのが好ましい。非断熱テ−パ装置についての論
述はW.J. Stewart et al., "Design Limitation on Tap
ers and Couplers in Single-Mode Fibers", Proc. IOP
OC, 1985, pages 559-562に見られる。この要件を満た
すためには、Δ2-3が0.125％以下、好ましくは約0.02％
以下でなければならないことが明らかである。Δ2-3の
値はΔ2-3 = (n2 2 -n3 2)/n2 2から得られる。項Δはパ−
セントで、すなわちΔの百倍で表わされることが多い。
Δ2-3が小さくなるにつれて、シリカをベ−スとしたマ
トリクスガラス・チュ−ブに存在する屈折率低下用ド−
パントが少なくなる。この形式の色消しカプラを作成す
る方法で必要とされる比較的硬いマトリクスガラス・チ
ュ−ブがカプラ形成処理のチュ−ブ・コラプス工程時に
その中のファイバを歪ませる。
と、ファイバが歪んでそれらの断面形状が丸くなくな
る。ある程度の歪は常に生ずるが、ファイバが受ける歪
の程度はチュ−ブのコラプス工程の温度におけるファイ
バとチュ−ブの相対的粘度、ならびにプリフォ−ムの温
度分布、コラプス工程時における真空レベルおよびガラ
スの幾何学的形状寸法に依存する。カプラの機能がチュ
−ブガラスの屈折率および硬度を指定する。例えば、ヨ
−ロッパ特許出願公開EP0578982は、複数本のシングル
モ−ド光ファイバがそれらの長さの一部分に沿って互い
に融着されて屈折率n3のマトリクスガラス本体によって
包囲された結合領域を形成する形式のオ−バ−クラッド
色消しファイバ・オプティック・カプラを教示してい
る。カプラ・テ−パおよびn3は、２つの広く離れた波長
におけるカプラの結合定数が同一であり、したがって色
消し性能を生ずるようになされている。Δ2-3の値は非
断熱テ−パ過剰損失が0.5dB以下に抑えられるように選
択されるのが好ましい。非断熱テ−パ装置についての論
述はW.J. Stewart et al., "Design Limitation on Tap
ers and Couplers in Single-Mode Fibers", Proc. IOP
OC, 1985, pages 559-562に見られる。この要件を満た
すためには、Δ2-3が0.125％以下、好ましくは約0.02％
以下でなければならないことが明らかである。Δ2-3の
値はΔ2-3 = (n2 2 -n3 2)/n2 2から得られる。項Δはパ−
セントで、すなわちΔの百倍で表わされることが多い。
Δ2-3が小さくなるにつれて、シリカをベ−スとしたマ
トリクスガラス・チュ−ブに存在する屈折率低下用ド−
パントが少なくなる。この形式の色消しカプラを作成す
る方法で必要とされる比較的硬いマトリクスガラス・チ
ュ−ブがカプラ形成処理のチュ−ブ・コラプス工程時に
その中のファイバを歪ませる。
【０００４】コアは結合領域では非常に小さくなるの
で、伝播に対するそれらの影響も非常に小さくなる。フ
ァイバ・クラッドの直径が十分に小さくなると、コアと
クラッドの複合体が結合領域にける導波路の光誘導部分
として機能し、そしてそれを取巻く低屈折率材料はクラ
ッドとして機能する。したがって、パワ−は結合領域に
ける隣接したファイバ・クラッド間で転送される。
で、伝播に対するそれらの影響も非常に小さくなる。フ
ァイバ・クラッドの直径が十分に小さくなると、コアと
クラッドの複合体が結合領域にける導波路の光誘導部分
として機能し、そしてそれを取巻く低屈折率材料はクラ
ッドとして機能する。したがって、パワ−は結合領域に
ける隣接したファイバ・クラッド間で転送される。
【０００５】出力ファイバが歪まされたりあるいは平坦
化されると、隣接したファイバ間の接触面積が増大し、
そしてすべての出力ファイバの複合構造が複合モ−ドを
サポ−トすることができる。例えば１×８カプラでは、
入力ファイバのまわりに８本の出力ファイバが配置され
る。１×８幾何学形状寸法における結合のコンピュ−タ
・モデリングは、中央のファイバ中を伝播する入力光が
８本の個々の出力ファイバに完全には移らないことを示
している。と言うよりむしろ、８本の出力ファイバの複
合構造のモ−ドには小さな部分が結合し、それらのモ−
ドは出力ファイバの基本モ−ドには完全には結合しない
（例えば、１×８カプラにおける最低次のこのモ−ドは
伝播軸のまわりで半径方向に均一な「リング」または
「ド−ナツ」である）。リング・モ−ドの光はアップ・
テ−パ（up-taper）領域における個々の出力ファイバの
それぞれには完全には伝達せず、過剰損失は増加する。
化されると、隣接したファイバ間の接触面積が増大し、
そしてすべての出力ファイバの複合構造が複合モ−ドを
サポ−トすることができる。例えば１×８カプラでは、
入力ファイバのまわりに８本の出力ファイバが配置され
る。１×８幾何学形状寸法における結合のコンピュ−タ
・モデリングは、中央のファイバ中を伝播する入力光が
８本の個々の出力ファイバに完全には移らないことを示
している。と言うよりむしろ、８本の出力ファイバの複
合構造のモ−ドには小さな部分が結合し、それらのモ−
ドは出力ファイバの基本モ−ドには完全には結合しない
（例えば、１×８カプラにおける最低次のこのモ−ドは
伝播軸のまわりで半径方向に均一な「リング」または
「ド−ナツ」である）。リング・モ−ドの光はアップ・
テ−パ（up-taper）領域における個々の出力ファイバの
それぞれには完全には伝達せず、過剰損失は増加する。
【０００６】オ−バ−クラッド・チュ−ブが用いられな
い融着し双円錐状にテ−パしたカプラでは、表面張力が
隣接ファイバ間に大きな接触面積をもってファイバを互
いに融着させる。したがって、このタイプのカプラは複
合モ−ドのために増大した過剰損失をも受ける。
い融着し双円錐状にテ−パしたカプラでは、表面張力が
隣接ファイバ間に大きな接触面積をもってファイバを互
いに融着させる。したがって、このタイプのカプラは複
合モ−ドのために増大した過剰損失をも受ける。
【０００７】
【本発明が解決しようとする課題】本発明の１つの目的
は、入力ファイバから「複合モ−ド」への光の結合が禁
止されるように構成されたファイバ・オプティック・カ
プラを提供することである。他の目的は低い過剰損失を
呈示するファイバ・オプティック・カプラを提供するこ
とである。
は、入力ファイバから「複合モ−ド」への光の結合が禁
止されるように構成されたファイバ・オプティック・カ
プラを提供することである。他の目的は低い過剰損失を
呈示するファイバ・オプティック・カプラを提供するこ
とである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】簡単には、本発明のファ
イバ・オプティック・カプラは、それぞれクラッドによ
って包囲されたコアを有する少なくとも２本のシングル
モ−ド光ファイバよりなる。クラッドのうちの任意のも
のの最低の屈折率はn2である。ファイバの一部分がサイ
ド・バイ・サイドの状態で延長しかつテ−パをつけら
れ、互いに融着されて、入力および出力端部を有する結
合領域を形成する。これらのファイバのうちの少なくと
も２本が前記結合領域の出力端部から延長する出力ファ
イバを構成する。結合領域はn2より低い屈折率n3を有す
るガラス、空気等のような媒体によって包囲されてい
る。このカプラは、屈折率n4の透明な材料よりなり、結
合領域における隣接した出力ファイバのクラッド間に延
長した複合モ−ド禁止手段を具備している。
イバ・オプティック・カプラは、それぞれクラッドによ
って包囲されたコアを有する少なくとも２本のシングル
モ−ド光ファイバよりなる。クラッドのうちの任意のも
のの最低の屈折率はn2である。ファイバの一部分がサイ
ド・バイ・サイドの状態で延長しかつテ−パをつけら
れ、互いに融着されて、入力および出力端部を有する結
合領域を形成する。これらのファイバのうちの少なくと
も２本が前記結合領域の出力端部から延長する出力ファ
イバを構成する。結合領域はn2より低い屈折率n3を有す
るガラス、空気等のような媒体によって包囲されてい
る。このカプラは、屈折率n4の透明な材料よりなり、結
合領域における隣接した出力ファイバのクラッド間に延
長した複合モ−ド禁止手段を具備している。
【０００９】
【実施例】図１、２および３は、複合モ−ドが禁止され
る１×８ファイバ・オプティック・カプラを形成し得る
カプラ・プリフォ−ム３１を組み立てる方法を示してい
る。９本の被覆されたファイバの端部から保護被覆が除
去され、そして端面に反射防止終端部が設けられる。各
ファイバはコアとクラッドを具備している。８本の出力
光ファイバ１８の被覆を除去された端部分が図２に示さ
れた配置でオ−バ−クラッド・チュ−ブ１３の穴１４内
に挿入され、被覆２２が図１に示されているように漏斗
１５内で終っている。
る１×８ファイバ・オプティック・カプラを形成し得る
カプラ・プリフォ−ム３１を組み立てる方法を示してい
る。９本の被覆されたファイバの端部から保護被覆が除
去され、そして端面に反射防止終端部が設けられる。各
ファイバはコアとクラッドを具備している。８本の出力
光ファイバ１８の被覆を除去された端部分が図２に示さ
れた配置でオ−バ−クラッド・チュ−ブ１３の穴１４内
に挿入され、被覆２２が図１に示されているように漏斗
１５内で終っている。
【００１０】オ−バ−クラッド・チュ−ブの軟化点温度
はそのチュ−ブに挿入されるべきファイバのそれよりも
低くなければならない。また、そのチュ−ブの内側領域
の屈折率はファイバ・クラッドのそれより低くなければ
ならない。ある場合には、チュ−ブの屈折率はカプラの
機能によって指定される。一般に、適当なチュ−ブ組成
は0.15〜25重量％B2O3をド−プされたSiO2および0.1〜
約2.5重量％フッ素をド−プされたSiO2または表示され
た最大レベルまでのそれらの組合せである。B2O3および
FはSiO2の軟化点温度を低下させるとともに、それの屈
折率をも低下させる。
はそのチュ−ブに挿入されるべきファイバのそれよりも
低くなければならない。また、そのチュ−ブの内側領域
の屈折率はファイバ・クラッドのそれより低くなければ
ならない。ある場合には、チュ−ブの屈折率はカプラの
機能によって指定される。一般に、適当なチュ−ブ組成
は0.15〜25重量％B2O3をド−プされたSiO2および0.1〜
約2.5重量％フッ素をド−プされたSiO2または表示され
た最大レベルまでのそれらの組合せである。B2O3および
FはSiO2の軟化点温度を低下させるとともに、それの屈
折率をも低下させる。
【００１１】比較的高粘度オ−バ−クラッド・チュ−ブ
が出力ファイバに対してコラプスされると出力ファイバ
の歪が悪化する。チュ−ブは、B2O3およびフッ素のよう
な１種以上の屈折率低下ド−パントおよびGeO2およびTi
O2のような１種以上の屈折率増加ド−パントをド−プさ
れたベ−スガラスで形成することによってよりソフトに
なされ得る。これら２つの種類のド−パントの組合せは
Δ2-3の所望の値を生ずる屈折率n3を与える。比較的柔
らかいガラスを用いると、ファイバに対するチュ−ブの
コラプシングをある程度まで改善する。チュ−ブガラス
は、それより固いガラスのようにファイバの形を歪ませ
ることなしにそれらのファイバのまわりで流動する。し
かし、この実施例で要求されるド−パントの複雑な均衡
のために、実施するのが困難である。
が出力ファイバに対してコラプスされると出力ファイバ
の歪が悪化する。チュ−ブは、B2O3およびフッ素のよう
な１種以上の屈折率低下ド−パントおよびGeO2およびTi
O2のような１種以上の屈折率増加ド−パントをド−プさ
れたベ−スガラスで形成することによってよりソフトに
なされ得る。これら２つの種類のド−パントの組合せは
Δ2-3の所望の値を生ずる屈折率n3を与える。比較的柔
らかいガラスを用いると、ファイバに対するチュ−ブの
コラプシングをある程度まで改善する。チュ−ブガラス
は、それより固いガラスのようにファイバの形を歪ませ
ることなしにそれらのファイバのまわりで流動する。し
かし、この実施例で要求されるド−パントの複雑な均衡
のために、実施するのが困難である。
【００１２】組成が半径方向に変化したチュ−ブもカプ
ラを作成するために用いられた。チュ−ブの穴に隣接し
たチュ−ブの内側領域はΔ2-3の所望の値を与える組成
で形成されている。このチュ−ブの残部は内側領域とは
異なる屈折率を有する１以上の領域で形成され得る。こ
のような傾斜組成チュ−ブでは、内側領域の厚さモ−ド
・フィ−ルドの拡大およびテ−パ付き結合領域における
ファイバとファイバの結合に対する衝撃が無視し得るの
に十分な程度に大きくなければならない。
ラを作成するために用いられた。チュ−ブの穴に隣接し
たチュ−ブの内側領域はΔ2-3の所望の値を与える組成
で形成されている。このチュ−ブの残部は内側領域とは
異なる屈折率を有する１以上の領域で形成され得る。こ
のような傾斜組成チュ−ブでは、内側領域の厚さモ−ド
・フィ−ルドの拡大およびテ−パ付き結合領域における
ファイバとファイバの結合に対する衝撃が無視し得るの
に十分な程度に大きくなければならない。
【００１３】本発明の１つの実施例によれば、出力ファ
イバ２０のそれぞれは図３に示されているように形成さ
れる。ファイバ２０はコア２０ａ、クラッド２０ｂおよ
びクラッド２０ｂのそれより小さい屈折率n4を有する表
面領域２０ｃを有する。表面領域２０ｃの機能について
は下記に説明する。表面領域２０ｃはフッ素をド−プさ
れたSiO2で形成されるのが好ましい。B2O3も屈折率を下
げるから、フッ素の幾らかまたはすべてをB2O3で置換し
てもよいと考えられる。複合モ−ドを禁止する目的のた
めには入力ファイバ１９は低屈折率表面領域を有する必
要はないが、ファイバ１９からファイバ２０への良好な
結合を確保するためにファイバ１９がファイバ２０と同
一であることが好ましい。
イバ２０のそれぞれは図３に示されているように形成さ
れる。ファイバ２０はコア２０ａ、クラッド２０ｂおよ
びクラッド２０ｂのそれより小さい屈折率n4を有する表
面領域２０ｃを有する。表面領域２０ｃの機能について
は下記に説明する。表面領域２０ｃはフッ素をド−プさ
れたSiO2で形成されるのが好ましい。B2O3も屈折率を下
げるから、フッ素の幾らかまたはすべてをB2O3で置換し
てもよいと考えられる。複合モ−ドを禁止する目的のた
めには入力ファイバ１９は低屈折率表面領域を有する必
要はないが、ファイバ１９からファイバ２０への良好な
結合を確保するためにファイバ１９がファイバ２０と同
一であることが好ましい。
【００１４】一滴の接着剤が被覆２１に隣接したファイ
バ１９の被覆を除去された端部の一部分に適用され、そ
してそれがスペ−サ・チュ−ブの短い片１０ａに挿入さ
れる。その接着剤はファイバとスペ−サ・チュ−ブとの
間の空間をそれら間の太線で示されているように占有す
る。接着剤が硬化した後で、ファイバ１９の残りの被覆
を除去された部分がスペ−サ・チュ−ブの片１０ｂに挿
入される。チュ−ブ１０ｂはファイバ１９には接着され
ない。チュ−ブ１０ｂは中間領域２７を完全に貫通する
のに十分なだけ長い。このようにして得られたファイバ
１９とチュ−ブ１０ａおよび１０ｂとの組合せが漏斗部
１２を通じてファイバ２０の中央における空洞内に被覆
２１が漏斗部１２内となるまで挿入される。
バ１９の被覆を除去された端部の一部分に適用され、そ
してそれがスペ−サ・チュ−ブの短い片１０ａに挿入さ
れる。その接着剤はファイバとスペ−サ・チュ−ブとの
間の空間をそれら間の太線で示されているように占有す
る。接着剤が硬化した後で、ファイバ１９の残りの被覆
を除去された部分がスペ−サ・チュ−ブの片１０ｂに挿
入される。チュ−ブ１０ｂはファイバ１９には接着され
ない。チュ−ブ１０ｂは中間領域２７を完全に貫通する
のに十分なだけ長い。このようにして得られたファイバ
１９とチュ−ブ１０ａおよび１０ｂとの組合せが漏斗部
１２を通じてファイバ２０の中央における空洞内に被覆
２１が漏斗部１２内となるまで挿入される。
【００１５】接着剤の滴３６が被覆されたファイバ１８
の外周に適用されてそれらを端面２４に接着させるが、
この接着剤は穴１４に対するアクセスが妨害されないよ
うな態様で適用される。接着剤の滴３５は同様にしてフ
ァイバ１７を端面２３に固着する。
の外周に適用されてそれらを端面２４に接着させるが、
この接着剤は穴１４に対するアクセスが妨害されないよ
うな態様で適用される。接着剤の滴３５は同様にしてフ
ァイバ１７を端面２３に固着する。
【００１６】カプラ・プリフォ−ム３１は図４の延伸装
置でさらに処理される。プリフォ−ム３１はリングバ−
ナ３４に挿通され、そしてモ−タで制御されるステ−ジ
４５および４６に取り付けられた延伸チャック３２およ
び３３にクランプされる。ファイバは真空アタッチメン
ト４１および４１’に挿通され、そしてそれらの真空チ
ャックはプリフォ−ム３１の端部に封着される。典型的
な真空アタッチメントが米国特許第５０１７２０６号に
開示されている。真空がライン４２を通じてチュ−ブ４
１に供給される。所定の長さの細いゴム・チュ−ビング
４３がプリフォ−ム３１とは反対側の真空アタッチメン
ト４１の端部に付着され、そのチュ−ブの他の端部はク
ランプ手段（図示せず）内を延長する。上方真空アタッ
チメント４１’はライン４２’、チュ−ビング４３’お
よびチュ−ブ・クランプ手段と同様に関連している。フ
ァイバの被覆された部分がチュ−ビング４３および４
３’から延長している。チュ−ビングをそれを貫通して
いるファイバにクランプするために矢印４４、４４’で
示されているように、空気圧がチュ−ビング４３および
４３’に対して印加されると、穴１４ならびにファイバ
とその中のスペ−サ・チュ−ビングとの間の格子がライ
ン４２および４２’を通じて脱気される。
置でさらに処理される。プリフォ−ム３１はリングバ−
ナ３４に挿通され、そしてモ−タで制御されるステ−ジ
４５および４６に取り付けられた延伸チャック３２およ
び３３にクランプされる。ファイバは真空アタッチメン
ト４１および４１’に挿通され、そしてそれらの真空チ
ャックはプリフォ−ム３１の端部に封着される。典型的
な真空アタッチメントが米国特許第５０１７２０６号に
開示されている。真空がライン４２を通じてチュ−ブ４
１に供給される。所定の長さの細いゴム・チュ−ビング
４３がプリフォ−ム３１とは反対側の真空アタッチメン
ト４１の端部に付着され、そのチュ−ブの他の端部はク
ランプ手段（図示せず）内を延長する。上方真空アタッ
チメント４１’はライン４２’、チュ−ビング４３’お
よびチュ−ブ・クランプ手段と同様に関連している。フ
ァイバの被覆された部分がチュ−ビング４３および４
３’から延長している。チュ−ビングをそれを貫通して
いるファイバにクランプするために矢印４４、４４’で
示されているように、空気圧がチュ−ビング４３および
４３’に対して印加されると、穴１４ならびにファイバ
とその中のスペ−サ・チュ−ビングとの間の格子がライ
ン４２および４２’を通じて脱気される。
【００１７】プリフォ−ム３１が脱気されている間に、
リングバ−ナ３４がチュ−ブ１３を加熱して中間領域２
７を光ファイバ２０に対してコラプスさせる。その後
で、コラプスされた領域の中心部が加熱され、そしてス
テ−ジ４５および４６がプリフォ−ムを反対方向に引張
って延伸させ、ネックダウン領域を有するファイバ・オ
プティック・カプラを形成する（図５）。カプラの端部
から延長した光ファイバ・ピグテ−ルの引張り強度を増
大させるために、漏斗部１２および１５における開放空
間に接着剤５０および５１が充填される。
リングバ−ナ３４がチュ−ブ１３を加熱して中間領域２
７を光ファイバ２０に対してコラプスさせる。その後
で、コラプスされた領域の中心部が加熱され、そしてス
テ−ジ４５および４６がプリフォ−ムを反対方向に引張
って延伸させ、ネックダウン領域を有するファイバ・オ
プティック・カプラを形成する（図５）。カプラの端部
から延長した光ファイバ・ピグテ−ルの引張り強度を増
大させるために、漏斗部１２および１５における開放空
間に接着剤５０および５１が充填される。
【００１８】図６は結合領域におけるファイバの形状を
示す。図２および３のものと類似したこの図の要素はダ
ッシを付けた参照数字で示されている。隣接した出力フ
ァイバ２０’の間には比較的大きい接触面積５６が存在
することに注目されたい。出力ファイバ２０’は、複合
モ−ドへのモ−ド結合を禁止するための表面領域のよう
な手段が設けられていない場合にリング・モ−ドがその
出力ファイバ内を伝播し得るのに十分なだけ歪まされ
る。
示す。図２および３のものと類似したこの図の要素はダ
ッシを付けた参照数字で示されている。隣接した出力フ
ァイバ２０’の間には比較的大きい接触面積５６が存在
することに注目されたい。出力ファイバ２０’は、複合
モ−ドへのモ−ド結合を禁止するための表面領域のよう
な手段が設けられていない場合にリング・モ−ドがその
出力ファイバ内を伝播し得るのに十分なだけ歪まされ
る。
【００１９】出力ファイバ２０’に表面領域２０ｃ’が
存在していないと仮定しよう。出力ファイバのコアとク
ラッドの組合せは結合領域において光伝播導波路として
機能し、かつチュ−ブ１３’からのマトリクスガラスが
クラッドとして機能するから、出力ファイバ２０’の組
合せは複合モ−ドが結合し得るリング状のコアを構成す
る。ファイバ１９’および２０’のクラッドが純粋なシ
リカで形成され、かつスペ−サ・チュ−ブ１０ｂ’およ
びチュ−ブ１３’が0.5重量％B2O3をド−プされたシリ
カで形成された１×８カプラでは、カプラ過剰損失は約
1.0dBである。この損失の一部分は、８本の出力ファイ
バの複合構造によって拘束されかつアップテ−パ（up-t
aper）領域５３における出力ファイバのそれぞれに完全
には伝達しないモ−ドに結合された入力ファイバからの
光に起因する。
存在していないと仮定しよう。出力ファイバのコアとク
ラッドの組合せは結合領域において光伝播導波路として
機能し、かつチュ−ブ１３’からのマトリクスガラスが
クラッドとして機能するから、出力ファイバ２０’の組
合せは複合モ−ドが結合し得るリング状のコアを構成す
る。ファイバ１９’および２０’のクラッドが純粋なシ
リカで形成され、かつスペ−サ・チュ−ブ１０ｂ’およ
びチュ−ブ１３’が0.5重量％B2O3をド−プされたシリ
カで形成された１×８カプラでは、カプラ過剰損失は約
1.0dBである。この損失の一部分は、８本の出力ファイ
バの複合構造によって拘束されかつアップテ−パ（up-t
aper）領域５３における出力ファイバのそれぞれに完全
には伝達しないモ−ドに結合された入力ファイバからの
光に起因する。
【００２０】表面領域２０ｃ’（図６）は隣接出力ファ
イバ２０’の各対間に低屈折率領域を生ずる。それらの
低屈折率領域は、出力ファイバのすべてに共通な１つま
たはそれ以上のの複合モ−ドに対するダウンテ−パ（do
wn-taper）領域５２の結合を禁止するための手段として
機能する。複合モ−ドの軽減、したがって過剰損失の軽
減は表面層２０ｃ’の厚さおよび屈折率に依存する。よ
り厚い表面層は複合モ−ドをより良好に分解するが、カ
プラ機能に干渉するおそれもある。例えば、Δ 2-3の低
い値を有する色消しカプラでは、厚い層２０ｃ’はマト
リクスガラスの一部として見えるので色消し性と干渉す
るであろう。
イバ２０’の各対間に低屈折率領域を生ずる。それらの
低屈折率領域は、出力ファイバのすべてに共通な１つま
たはそれ以上のの複合モ−ドに対するダウンテ−パ（do
wn-taper）領域５２の結合を禁止するための手段として
機能する。複合モ−ドの軽減、したがって過剰損失の軽
減は表面層２０ｃ’の厚さおよび屈折率に依存する。よ
り厚い表面層は複合モ−ドをより良好に分解するが、カ
プラ機能に干渉するおそれもある。例えば、Δ 2-3の低
い値を有する色消しカプラでは、厚い層２０ｃ’はマト
リクスガラスの一部として見えるので色消し性と干渉す
るであろう。
【００２１】内部半径r1および外部半径r2を有しかつフ
ァイバ・クラッドの屈折率n2に対する屈折率差Δ2-4を
有するインデクス層の場合には、導波路におけるインデ
クス層の光学的性能は数１によって与えられるＶナンバ
−で特徴づけられる。ただし、Δ2-4 = (n2 2 - n4 2)/n2
2である。
ァイバ・クラッドの屈折率n2に対する屈折率差Δ2-4を
有するインデクス層の場合には、導波路におけるインデ
クス層の光学的性能は数１によって与えられるＶナンバ
−で特徴づけられる。ただし、Δ2-4 = (n2 2 - n4 2)/n2
2である。
【数１】 Ｖナンバ−は、(r2 - r1)に等しい層厚みtと、(r1 +
r2)/2に等しい平均半径rAVGで数２のように書換えるこ
とができる。
r2)/2に等しい平均半径rAVGで数２のように書換えるこ
とができる。
【数２】 シングルモ−ド光導波路ではほとんどの実用的場合にお
いて、Δは非常に小さく（0.2〜2.0％）、したがってn
RING の変化が小さく、屈折率最Δ、厚さtおよび平均半
径rAVGに対するＶの変化は積ΔtrAVGの変化で捕えるこ
とができる。実施例１の１×８カプラと実施例２の１×
２カプラの両方において、この積は約0.65μm2であっ
た。
いて、Δは非常に小さく（0.2〜2.0％）、したがってn
RING の変化が小さく、屈折率最Δ、厚さtおよび平均半
径rAVGに対するＶの変化は積ΔtrAVGの変化で捕えるこ
とができる。実施例１の１×８カプラと実施例２の１×
２カプラの両方において、この積は約0.65μm2であっ
た。
【００２２】これは、この効果を得るためにはΔおよび
t値の大きい範囲を用いることができること、および大
きい厚さtと結合された小さいΔ値は大きいΔ値および
小さい厚さと同様に効果的であり得ることを意味する。
実用的な限界が、これが該当する範囲を制限するであろ
う。例えば、値r1はファイバ・コアのモ−ド・フィ−ル
ドに衝撃をあたえずかつ外部ファイバとの増大したスプ
ライス損失を生じないように十分に大きく保持されなけ
ればならない。積ΔtrAVGがたとえある程度変化して
も、低屈折率リングが依然として複合モ−ドに対するモ
−ド結合を禁止する作用をするであろう。一般に、増大
したΔtrAVGの値は複合モ−ド効果をより効果的に除去
することになる。しかし、ΔtrAVGを変化させることも
結合にインパクトを与えることになる。許容し得る結合
に対するインパクトの程度はカプラ製造装置の限界に依
存するであろう。また、ΔtrAVGの増大した値はより急
峻なテ−パを強制し、かつそれが非断熱モ−ド結合損失
を生ずることになるであろう。
t値の大きい範囲を用いることができること、および大
きい厚さtと結合された小さいΔ値は大きいΔ値および
小さい厚さと同様に効果的であり得ることを意味する。
実用的な限界が、これが該当する範囲を制限するであろ
う。例えば、値r1はファイバ・コアのモ−ド・フィ−ル
ドに衝撃をあたえずかつ外部ファイバとの増大したスプ
ライス損失を生じないように十分に大きく保持されなけ
ればならない。積ΔtrAVGがたとえある程度変化して
も、低屈折率リングが依然として複合モ−ドに対するモ
−ド結合を禁止する作用をするであろう。一般に、増大
したΔtrAVGの値は複合モ−ド効果をより効果的に除去
することになる。しかし、ΔtrAVGを変化させることも
結合にインパクトを与えることになる。許容し得る結合
に対するインパクトの程度はカプラ製造装置の限界に依
存するであろう。また、ΔtrAVGの増大した値はより急
峻なテ−パを強制し、かつそれが非断熱モ−ド結合損失
を生ずることになるであろう。
【００２３】入力ファイバおよび８本の出力ファイバの
それぞれが表面領域２０ｃ’を有し、その表面領域の厚
さが約3μmでありかつ組成が1重量％フッ素をド−プさ
れたSiO2であり、オ−バ−クラッド・チュ−ブが0.5重
量％B2O3をド−プされたシリカよりなるカプラが作成さ
れている。延伸工程の後では、結合領域におけるフッ素
をド−プされた領域の厚さは約0.6μmである。このよう
なカプラは、表面領域を伴わずに作成された出力ファイ
バを有するカプラにおける過剰損失よりも通常約0.3dB
だけ小さい過剰損失を呈示する。
それぞれが表面領域２０ｃ’を有し、その表面領域の厚
さが約3μmでありかつ組成が1重量％フッ素をド−プさ
れたSiO2であり、オ−バ−クラッド・チュ−ブが0.5重
量％B2O3をド−プされたシリカよりなるカプラが作成さ
れている。延伸工程の後では、結合領域におけるフッ素
をド−プされた領域の厚さは約0.6μmである。このよう
なカプラは、表面領域を伴わずに作成された出力ファイ
バを有するカプラにおける過剰損失よりも通常約0.3dB
だけ小さい過剰損失を呈示する。
【００２４】他の実施例では、下記の相違点を除いて図
１および２に関して説明したの同様の態様でプリフォ−
ムが形成される。この方法は、低屈折率表面領域を有す
る出力光ファイバを用いるのではなくて、それぞれコア
６１およびクラッド６２を有する従来のファイバ６０
（図７）を用いる。各ファイバはオ−バ−クラッド・チ
ュ−ブ１３に挿入される前に、組成が表面領域２０ｃと
同一であり得る細いチュ−ブ手段６３に挿入される。あ
るいは、このチュ−ブは半径方向に不均一な屈折率を有
していてもよく、内側領域はファイバ・クラッドに整合
するようにSiO2のようなガラスで形成され、そして外側
領域はFおよび／またはB2O3をド−プされたSiO2で形成
される。チュ−ブ手段６３は長さがチュ−ブ１０ａおよ
び１０ｂと同様の２本のチュ−ブで形成されるのが好ま
しい。短い長さのチュ−ブが最初に各ファイバに接着さ
れ、そしてファイバが長いチュ−ブに挿入される。出力
ファイバのすべてに対してこれが行なわれた後で、それ
らの出力ファイバが図２に示されているようにオ−バ−
クラッド・チュ−ブに挿入される。この方法の残りは上
述しのと同一である。
１および２に関して説明したの同様の態様でプリフォ−
ムが形成される。この方法は、低屈折率表面領域を有す
る出力光ファイバを用いるのではなくて、それぞれコア
６１およびクラッド６２を有する従来のファイバ６０
（図７）を用いる。各ファイバはオ−バ−クラッド・チ
ュ−ブ１３に挿入される前に、組成が表面領域２０ｃと
同一であり得る細いチュ−ブ手段６３に挿入される。あ
るいは、このチュ−ブは半径方向に不均一な屈折率を有
していてもよく、内側領域はファイバ・クラッドに整合
するようにSiO2のようなガラスで形成され、そして外側
領域はFおよび／またはB2O3をド−プされたSiO2で形成
される。チュ−ブ手段６３は長さがチュ−ブ１０ａおよ
び１０ｂと同様の２本のチュ−ブで形成されるのが好ま
しい。短い長さのチュ−ブが最初に各ファイバに接着さ
れ、そしてファイバが長いチュ−ブに挿入される。出力
ファイバのすべてに対してこれが行なわれた後で、それ
らの出力ファイバが図２に示されているようにオ−バ−
クラッド・チュ−ブに挿入される。この方法の残りは上
述しのと同一である。
【００２５】本発明は１×８カプラまたはスプリッタに
関連して詳細に説明されたが、他のタイプの１×Ｎカプ
ラ（Ｎは２、３、４、６等に等しい）に適用できる。低
屈折率表面領域を有する出力ファイバで作成された１×
６カプラは、６本の出力ファイバが中央のファイバのま
わりに嵌着するから、スペ−サ・チュ−ブ１０ｂを必要
としないであろう。図８〜１２は使用できる多くのファ
イバ配列のうちの幾つかを示している。図８の配列は１
×２または２×２を作成するために使用されうるであろ
う。図９の配列は１×４、２×４、２×２または４×４
を作成するために使用されうるであろう。図１０および
１１の配列は１×４を作成するために使用されうるであ
ろう。オ−バ−クラッド・チュ−ブをも示している図１
２の配列は１×２、１×３、２×３または３×３を作成
するために使用されうるであろう。
関連して詳細に説明されたが、他のタイプの１×Ｎカプ
ラ（Ｎは２、３、４、６等に等しい）に適用できる。低
屈折率表面領域を有する出力ファイバで作成された１×
６カプラは、６本の出力ファイバが中央のファイバのま
わりに嵌着するから、スペ−サ・チュ−ブ１０ｂを必要
としないであろう。図８〜１２は使用できる多くのファ
イバ配列のうちの幾つかを示している。図８の配列は１
×２または２×２を作成するために使用されうるであろ
う。図９の配列は１×４、２×４、２×２または４×４
を作成するために使用されうるであろう。図１０および
１１の配列は１×４を作成するために使用されうるであ
ろう。オ−バ−クラッド・チュ−ブをも示している図１
２の配列は１×２、１×３、２×３または３×３を作成
するために使用されうるであろう。
【００２６】好ましい製造技術はそれから延長した光フ
ァイバ・ピグテ−ルを有するカプラを生ずるが、本発明
はファイバが細長いマトリクスガラス本体部を貫通して
延長しかつその本体の端面の端部が同一平面関係にある
タイプのオ−バ−クラッド・カプラにも適用される。こ
のようなカプラを作成する方法が米国特許第４７７３９
２４号および第４７９９９４９号に開示している。簡単
に述べると、その方法は、ガラスチュ−ブに複数の光フ
ァイバ・プリフォ−ム・ロッドを挿入し、そのようにし
て得られたプリフォ−ムを加熱しかつ延伸してガラスロ
ッドを形成し、そのガラスロッドを切断して複数のユニ
ットにすることよりなる。各ユニットの中央領域に熱が
加えられ、そして中央の領域が延伸されテ−パ領域を形
成する。
ァイバ・ピグテ−ルを有するカプラを生ずるが、本発明
はファイバが細長いマトリクスガラス本体部を貫通して
延長しかつその本体の端面の端部が同一平面関係にある
タイプのオ−バ−クラッド・カプラにも適用される。こ
のようなカプラを作成する方法が米国特許第４７７３９
２４号および第４７９９９４９号に開示している。簡単
に述べると、その方法は、ガラスチュ−ブに複数の光フ
ァイバ・プリフォ−ム・ロッドを挿入し、そのようにし
て得られたプリフォ−ムを加熱しかつ延伸してガラスロ
ッドを形成し、そのガラスロッドを切断して複数のユニ
ットにすることよりなる。各ユニットの中央領域に熱が
加えられ、そして中央の領域が延伸されテ−パ領域を形
成する。
【００２７】図１３は本発明が融着双円錐カプラに適用
される態様を示している。図示された１×６カプラの結
合領域は６本の出力ファイバ８８によって包囲された入
力ファイバ８６を具備している。ファイバのそれぞれは
コアおよびクラッドを具備している。さらに、入力ファ
イバ８６は低屈折率表面領域８７を有していてもよく、
そして出力ファイバ８８は低屈折率表面領域９０を有す
る。隣接ファイバ８８の各対間には接触領域９１が存在
するから、表面層９０が存在しないで出力ファイバ８８
で形成された複合導波路にモ−ドが結合しうる。しか
し、層９０はオ−バ−クラッド・カプラに関連して上述
したようなモ−ド変換を禁止するように機能する。
される態様を示している。図示された１×６カプラの結
合領域は６本の出力ファイバ８８によって包囲された入
力ファイバ８６を具備している。ファイバのそれぞれは
コアおよびクラッドを具備している。さらに、入力ファ
イバ８６は低屈折率表面領域８７を有していてもよく、
そして出力ファイバ８８は低屈折率表面領域９０を有す
る。隣接ファイバ８８の各対間には接触領域９１が存在
するから、表面層９０が存在しないで出力ファイバ８８
で形成された複合導波路にモ−ドが結合しうる。しか
し、層９０はオ−バ−クラッド・カプラに関連して上述
したようなモ−ド変換を禁止するように機能する。
【００２８】
【発明の効果】本発明は、カプラが改善された色消し性
を呈示するの十分なだけΔ2-3の値が小さいような組成
を有するオ−バ−クラッド・チュ−ブを使用したオ−バ
−クラッド・カプラに適用された場合に大きな改良を提
供する。このようなカプラのファイバは、従来の態様で
形成された場合には、カプラ形成温度におけるオ−バ−
クラッド・チュ−ブの高い粘度のために、過剰に歪む傾
向がある。したがって、このようなカプラは本発明の技
術を用いない場合にはより大きい過剰損失を呈示するこ
とになる。
を呈示するの十分なだけΔ2-3の値が小さいような組成
を有するオ−バ−クラッド・チュ−ブを使用したオ−バ
−クラッド・カプラに適用された場合に大きな改良を提
供する。このようなカプラのファイバは、従来の態様で
形成された場合には、カプラ形成温度におけるオ−バ−
クラッド・チュ−ブの高い粘度のために、過剰に歪む傾
向がある。したがって、このようなカプラは本発明の技
術を用いない場合にはより大きい過剰損失を呈示するこ
とになる。
【００２９】本発明により、1430nmにおいて約0.7dBの
過剰損失を有するカプラを作成することができた。測定
された最少過剰損失は0.57dBであった。
過剰損失を有するカプラを作成することができた。測定
された最少過剰損失は0.57dBであった。
【図１】カプラ・プリフォ−ムの断面図である。
【図２】図１の線２−２に沿って見た断面である。
【図３】図１および２のカプラ・プリフォ−ムで用いら
れる出力光ファイバの断面図である。
れる出力光ファイバの断面図である。
【図４】図１のプリフォ−ムをコラプスさせかつ延伸さ
せるための装置の概略図である。
せるための装置の概略図である。
【図５】延伸されかつ端部を封止された後におけるカプ
ラ・プリフォ−ムを示している。
ラ・プリフォ−ムを示している。
【図６】図５の線６−６に沿って見た断面である。
【図７】他の実施例で使用されるファイバおよびチュ−
ブの断面である。
ブの断面である。
【図８】本発明で用いることができるファイバ構造の例
を示している。
を示している。
【図９】本発明で用いることができるファイバ構造の例
を示している。
を示している。
【図１１】本発明で用いることができるファイバ構造の
例を示している。
例を示している。
【図１２】１×２ ３−ファイバ・カプラを作成するた
めのプリフォ−ムの断面図である。
めのプリフォ−ムの断面図である。
【図１３】本発明の原理を具現した融着され双円錐的に
テ−パを付けられたカプラの断面である。
テ−パを付けられたカプラの断面である。
１２、１５ 漏斗部 １３ オ−バ−クラッド・チュ−ブ １４ 穴 １８ 出力光ファイバ １９ 入力ファイバ ２０ 出力ファイバ ２０’ 出力ファイバ ２０ａ コア ２０ｂ クラッド ２０ｃ 表面領域 ２０ｃ’ 表面領域 ２２ 被覆 ２７ 中間領域 ３１ カプラ・プリフォ−ム ３２、３３ 延伸チャック ３４ リングバ−ナ ３５、３６ 接着剤の滴 ４１、４１’ 真空アタッチメント ４５、４６ モ−タで制御されるステ−ジ ５０、５１ 接着剤 １３’ チュ−ブ １９’、２０’ ファイバ ８６ 入力ファイバ ８７ 低屈折率表面領域 ８８ 出力ファイバ ９０ 低屈折率表面領域
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年９月８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】カプラ・プリフォームの断面図である。
【図２】図１の線２−２に沿って見た断面である。
【図３】図１および２のカプラ・プリフォームで用いら
れる出力光ファイバの断面図である。
れる出力光ファイバの断面図である。
【図４】図１のプリフォームをコラプスさせかつ延伸さ
せるための装置の概略図である。
せるための装置の概略図である。
【図５】延伸されかつ端部を封止された後におけるカプ
ラ・プリフォームを示している。
ラ・プリフォームを示している。
【図６】図５の線６−６に沿って見た断面である。
【図７】他の実施例で使用されるファイバおよびチュー
ブの断面である。
ブの断面である。
【図８】本発明で用いることができるファイバ構造の例
を示している。
を示している。
【図９】本発明で用いることができるファイバ構造の例
を示している。
を示している。
【図１０】本発明で用いることができるファイバ構造の
例を示している。
例を示している。
【図１１】本発明で用いることができるファイバ構造の
例を示している。
例を示している。
【図１２】１×２ ３−ファイバ・カプラを作成するた
めのプリフォームの断面図である。
めのプリフォームの断面図である。
【図１３】本発明の原理を具現した融着され双円錐的に
テーパを付けられたカプラの断面である。
テーパを付けられたカプラの断面である。
【符号の説明】 １２、１５ 漏斗部 １３ オーバークラッド・チューブ １４ 穴 １８ 出力光ファイバ １９ 入力ファイバ ２０ 出力ファイバ ２０’ 出力ファイバ ２０ａ コア ２０ｂ クラッド ２０ｃ 表面領域 ２０ｃ’ 表面領域 ２２ 被覆 ２７ 中間領域 ３１ カプラ・プリフォーム ３２、３３ 延伸チャック ３４ リングバーナ ３５、３６ 接着剤の滴 ４１、４１’ 真空アタッチメント ４５、４６ モータで制御されるステージ ５０、５１ 接着剤 １３’ チューブ １９’、２０’ ファイバ ８６ 入力ファイバ ８７ 低屈折率表面領域 ８８ 出力ファイバ ９０ 低屈折率表面領域
フロントページの続き (72)発明者 デイビッド リー ワイドマン アメリカ合衆国ニューヨーク州14830、コ ーニング、アッパー ドライブ 17
Claims (11)
- 【請求項１】 それぞれクラッドによって包囲されたコ
アを有する少なくとも２本のシングルモ−ド光ファイバ
を具備し、前記クラッドのうちの任意のクラッドの最低
屈折率がn2であり、前記ファイバの一部分は並置状態で
延長しそしてテ−パをつけられかつ互いに融着されて入
力および出力端部を有する結合領域を形成し、前記ファ
イバのうちの少なくとも２本が前記結合領域の出力端部
から延長する出力ファイバを構成しており、 前記結合領域はn2より低い屈折率n3を有する媒体によっ
て包囲されており、 屈折率n4の透明な材料よりなり結合領域における隣接し
た出力ファイバのクラッド間で延長しており、n4がn2よ
り小さい複合モ−ド禁止手段を具備しているファイバ・
オプティック・カプラ。 - 【請求項２】 前記媒体が２つの端部領域と中間領域を
有するマトリクスガラスの細長い本体よりなり、前記光
ファイバが前記本体内で長手方向に延長しておりかつ前
記本体の中間領域と一緒に融着され、前記中間領域の中
央部分の直径が前記端部領域の直径より小さく、前記本
体の中間領域の前記中央部分が前記結合領域を構成して
いる請求項１のカプラ。 - 【請求項３】 前記媒体が空気である請求項１または２
のカプラ。 - 【請求項４】 屈折率n3を有するマトリクスガラスの細
長い本体と、 前記本体内で延長した少なくとも３本の光導波通路通路
またはファイバを具備し、前記通路またはファイバのそ
れぞれはコア領域と、このコア領域を包囲していてそれ
の屈折率より小さい屈折率のクラッド領域を具備してお
り、前記クラッド領域の最低の屈折率がn2であり、n2は
n3より大きく、前記通路のうちの１つが入力通路として
機能し、そして前記通路のうちの少なくとも２つが出力
通路として機能するようになされており、 前記光導波通路通路またはファイバは、前記入力通路内
を伝播する光パワ−の一部分が前記出力通路のうちの少
なくとも１つに結合する結合領域を形成するのに十分に
長い距離だけ十分に近接して延長しており、 前記出力通路またはファイバの複合体中を伝播する光に
対する結合を禁止する手段を具備し、この禁止手段は屈
折率n4を有し、隣接した出力通路のクラッド領域間に延
長するガラスよりなり、n4がn2より小さいファイバ・オ
プティック・カプラ。 - 【請求項５】 前記禁止手段が前記出力光ファイバのそ
れぞれを完全に包囲している表面領域よりなる請求項１
または４のカプラ。 - 【請求項６】 前記カプラが前記本体の長手方向の軸線
に対して直交する平面内で見た場合に前記結合領域内に
三角形のアレイで配置された３本の光ファイバよりな
り、あるいは前記カプラが中央のファイバと、前記本体
の長手方向の軸線に対して直交する平面内で見た場合に
前記結合領域内に前記中央のファイバを中心とした円形
のアレイで配置された少なくとも６本の光ファイバより
なる請求項４または５のカプラ。 - 【請求項７】 前記マトリクスガラスは前記ファイバが
それを通じて長手方向に延長している円筒状の本体であ
り、この本体のそれの端部から離れた部分の直径が前記
本体の端部の直径より小さくなされている請求項４、５
または６のカプラ。 - 【請求項８】 Δ2-3の値が0.125％より小さくなるよう
な程度だけn3がn2より小さく、Δ2-3が(n2 2 - n3 2)/2n2
2である請求項４、５または６のカプラ。 - 【請求項９】 １×Ｎファイバ・オプティック・カプラ
を製造する方法であって、Ｎは２またはそれ以上であ
り、 第１および第２の対向端部、および中間領域を有するガ
ラスチュ−ブを準備し、前記チュ−ブの第１の端部から
第２の端部まで長手方向の穴が延長しており、前記穴に
隣接した前記チュ−ブの少なくとも内側部分が屈折率n3
を有しており、 入力ガラス光ファイバの一部分と、複数本の出力ガラス
光ファイバの端部部分を前記穴内に配置し、前記ファイ
バのそれぞれがコアと、コアを包囲していてコアより低
い屈折率を有しており、前記光ファイバのクラッドの最
低の屈折率がn2であり、前記第１のファイバの一部分が
前記チュ−ブの第２の端部から延長するようにする工程
によってカプラ・プリフォ−ムを形成し、 前記出力通路の複合体中を伝播する複合モ−ドに対する
光の結合を禁止する手段を前記プリフォ−ムに設け、前
記禁止手段は屈折率n4を有し、前記中間領域における隣
接出力ファイバのクラッド領域間に延長したガラス層よ
りなり、n4はn2より小さく、 前記チュ−ブ中間領域を前記ファイバに対してコラプス
させ、 前記中間領域の中央部分を延伸してそれの直径を減少さ
せることよりなる１×Ｎファイバ・オプティック・カプ
ラの製造方法。 - 【請求項１０】 前記入力光ファイバは前記チュ−ブの
前記第１の端部からだけ延長し、かつ前記２本の出力光
ファイバは前記チュ−ブの前記第２の端部から延長して
いる請求項９の方法。 - 【請求項１１】 前記プリフォ−ムに禁止手段を設ける
工程は少なくとも前記出力ファイバを屈折率n4のガラス
チュ−ブに挿入するかあるいは少なくとも前記出力ファ
イバの外表面上に屈折率n4のガラス表面領域を形成する
ことよりなる請求項９の方法。
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| US08/075,129 US5339372A (en) | 1993-06-09 | 1993-06-09 | Low loss coupler |
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| JPH07140346A true JPH07140346A (ja) | 1995-06-02 |
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