JPH0756048A - Optical fiber coupler and manufacturing method thereof - Google Patents

Optical fiber coupler and manufacturing method thereof

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JPH0756048A
JPH0756048A JP22383993A JP22383993A JPH0756048A JP H0756048 A JPH0756048 A JP H0756048A JP 22383993 A JP22383993 A JP 22383993A JP 22383993 A JP22383993 A JP 22383993A JP H0756048 A JPH0756048 A JP H0756048A
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JP
Japan
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optical fiber
clad
optical
fiber coupler
optical fibers
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Application number
JP22383993A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsumi Morishita
克己 森下
Yoshiaki Koshiba
義敬 小柴
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Eneos Corp
Original Assignee
Japan Energy Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 機械的強度が大であり、小型化が可能であっ
て、しかも劣悪な温度環境下での使用に耐え、温度特性
のより優れた光ファイバカプラを提供する。 【構成】 光ファイバf1 、f2 のコア1a、2a或い
はクラッド1b、2bには、屈折率を制御するためのド
ーパントが所定の濃度分布にて添加されている。光ファ
イバカプラ10の光結合部は、この光ファイバf1 、f
2 を平行に融着することによって形成される。更に、こ
の光結合部においては、屈折率制御のためのドーパント
の濃度分布が、光ファイバ部分のドーパント濃度分布と
異なっている。
(57) [Summary] [Purpose] To provide an optical fiber coupler which has high mechanical strength, can be miniaturized, can endure use in a bad temperature environment, and has excellent temperature characteristics. [Structure] The cores 1a, 2a or the claddings 1b, 2b of the optical fibers f 1 and f 2 are doped with a dopant for controlling the refractive index in a predetermined concentration distribution. The optical coupling section of the optical fiber coupler 10 has the optical fibers f 1 and f 1 .
It is formed by fusing 2 in parallel. Further, in this optical coupling portion, the dopant concentration distribution for controlling the refractive index is different from the dopant concentration distribution in the optical fiber portion.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、一般には、光通信、光
計測等に利用される光ファイバカプラに関するものであ
り、特に、溶融延伸することなく作製され、機械的強
度、温度特性などに優れた光ファイバカプラ及びその製
造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention generally relates to an optical fiber coupler used for optical communication, optical measurement, etc., and particularly, it is manufactured without melting and stretching, and has excellent mechanical strength and temperature characteristics. The present invention relates to an excellent optical fiber coupler and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、光ファイバカプラは、溶融延伸す
ることによりその光結合部が形成されていた。即ち、従
来の光ファイバカプラは、互いに平行に配置した複数本
の光ファイバを加熱しながら延伸することにより、隣接
する光ファイバのコア間隔を狭くすることで、光結合を
促進する構造とされていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, an optical fiber coupler has its optical coupling portion formed by melt drawing. That is, the conventional optical fiber coupler has a structure in which a plurality of optical fibers arranged in parallel to each other are stretched while being heated to narrow a core interval between adjacent optical fibers, thereby promoting optical coupling. It was

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
光ファイバカプラは、その光結合部の外径が細く且つ長
くなり、機械的強度が小さいという問題を有している。
However, the above-mentioned optical fiber coupler has a problem that the outer diameter of the optical coupling portion is thin and long, and the mechanical strength is small.

【0004】又、従来の光ファイバカプラは、光結合部
の外径が細いことにより、クラッドから外に漏れ出る光
があり、過剰損失があるという欠点を有している。特
に、光結合部の長さを短くするために、隣接する光ファ
イバのクラッドをエッチングなどで細くした後溶融延伸
して光結合部を形成した光ファイバカプラ、或いは延伸
により光結合部の外径を極めて細くする光ファイバカプ
ラにおいて、過剰損失が大きくなる傾向が強い。
In addition, the conventional optical fiber coupler has a drawback that there is light leaking out from the clad due to the thin outer diameter of the optical coupling portion, resulting in excessive loss. In particular, in order to shorten the length of the optical coupling part, the clad of the adjacent optical fiber is thinned by etching etc. and then melt-stretched to form the optical coupling part, or the outer diameter of the optical coupling part by stretching. There is a strong tendency for excess loss to increase in optical fiber couplers that make the line extremely thin.

【0005】更に、このようにして作製された光ファイ
バカプラは、その光結合部を基板に接着固定してパッケ
ージ内に収納されるが、光結合部とそれを収納するパッ
ケージ部の材料の熱膨張係数の差異があるものでは、周
辺温度が変化する時、光結合部に張力が生じる。その張
力のため、光結合部が伸び、その長さが長くなると共
に、隣接する光ファイバのコア間隔が狭くなる。つま
り、光ファイバカプラの光結合係数が変化する。具体的
には光分岐比が変化する。光結合部の外径が細い程、そ
の温度による変化が大きく、温度特性が悪くなる。
Further, the optical fiber coupler manufactured as described above is housed in the package by fixing the optical coupling part to the substrate by adhesion. However, the thermal coupling of the material of the optical coupling part and the package part accommodating the optical coupling part is performed. When there is a difference in expansion coefficient, tension is generated in the optical coupling portion when the ambient temperature changes. Due to the tension, the optical coupling portion extends, the length thereof increases, and the core interval between the adjacent optical fibers decreases. That is, the optical coupling coefficient of the optical fiber coupler changes. Specifically, the optical branching ratio changes. The smaller the outer diameter of the optical coupling portion, the greater the change due to the temperature, and the worse the temperature characteristics.

【0006】そのために、従来の光ファイバカプラで
は、その光結合部を、光ファイバと熱膨張係数の差が少
ない材料の保護基板に接着固定し、更に、光ファイバと
熱膨張係数の差が少ない材料のパッケージに収納するこ
とで、温度特性を所定の許容範囲内に収めていた。しか
しながら、使用し得る温度範囲は限定され、劣悪な温度
環境では使用に耐えないものであった。
Therefore, in the conventional optical fiber coupler, the optical coupling portion is adhesively fixed to a protective substrate made of a material having a small difference in thermal expansion coefficient from that of the optical fiber, and the difference in thermal expansion coefficient from the optical fiber is small. The temperature characteristic was kept within a predetermined allowable range by storing it in a material package. However, the temperature range in which it can be used is limited, and it cannot withstand use in a bad temperature environment.

【0007】このような欠点に鑑みて、融着延伸するこ
となく光ファイバカプラを提供するべく、光結合部にコ
ア径の大きな光ファイバを用い、その両端に通常のファ
イバのコア部を融着接続した構造のものが提案されては
いるが、分岐比が50/50のものしかできないという
問題がある。
In view of such drawbacks, in order to provide an optical fiber coupler without fusion-stretching, an optical fiber having a large core diameter is used for an optical coupling portion, and a core portion of a normal fiber is fused at both ends thereof. Although a connection structure has been proposed, there is a problem that only a branching ratio of 50/50 is possible.

【0008】従って、本発明の目的は、機械的強度が大
であり、小型化が可能であって、しかも劣悪な温度環境
下での使用に耐え、温度特性のより優れた光ファイバカ
プラを提供することであり、又、斯かる光ファイバを再
現性良く製造し得る製造方法を提供することである。
Therefore, an object of the present invention is to provide an optical fiber coupler which has a large mechanical strength, can be miniaturized, and can withstand use in a bad temperature environment, and is superior in temperature characteristics. It is also to provide a manufacturing method capable of manufacturing such an optical fiber with good reproducibility.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
光ファイバカプラ及びその製造方法にて達成される。要
約すれば、本発明は、コア或いはクラッド、又は、コア
及びクラッドに屈折率を制御するためのドーパントが所
定の濃度分布にて添加されている複数本の光ファイバよ
りなる光ファイバカプラであって、その光結合部は、隣
接する光ファイバを平行に融着することによって形成さ
れており、しかも、この光結合部においては、前記所定
の濃度分布と異なるドーパントの濃度分布が形成されて
いることを特徴とする光ファイバカプラである。
The above object can be achieved by the optical fiber coupler and the manufacturing method thereof according to the present invention. In summary, the present invention provides an optical fiber coupler comprising a core or a clad, or a plurality of optical fibers in which a dopant for controlling the refractive index is added to the core and the clad in a predetermined concentration distribution. The optical coupling portion is formed by fusing adjacent optical fibers in parallel, and the concentration distribution of the dopant different from the predetermined concentration distribution is formed in the optical coupling portion. Is an optical fiber coupler.

【0010】斯かる光ファイバカプラは、(a)コア或
いはクラッド、又は、コア及びクラッドに屈折率を制御
するためのドーパントが所定の濃度分布にて添加されて
いる光ファイバを複数本準備し、各光ファイバの被覆を
所定の長さにわたって除去し、クラッドを露出せしめる
こと、(b)前記各光ファイバを、その露出したクラッ
ドが接触するようにして互いに平行に配置すること、
(c)前記各光ファイバの接触部分を加熱溶融して、融
着部を形成すること、(d)前記融着部を、この融着部
の溶融温度以下の所定温度で、所定時間加熱保持するこ
と、を特徴とする製造方法にて好適に製造し得る。
In such an optical fiber coupler, (a) a plurality of optical fibers in which a dopant for controlling the refractive index is added to the core or the clad, or the core and the clad in a predetermined concentration distribution are prepared, Removing the coating of each optical fiber over a predetermined length to expose the cladding, (b) arranging the optical fibers parallel to each other with the exposed cladding in contact.
(C) heating and melting the contact portion of each optical fiber to form a fused portion; (d) heating and holding the fused portion at a predetermined temperature below the melting temperature of the fused portion for a predetermined time. It can be suitably manufactured by a manufacturing method characterized by

【0011】更に、本発明の光ファイバカプラは、
(a)コア或いはクラッド、又は、コア及びクラッドに
屈折率を制御するためのドーパントが所定の濃度分布に
て添加されている複数本の光ファイバを準備し、各光フ
ァイバの被覆を所定の長さにわたって除去し、クラッド
を露出せしめること、(b)前記各光ファイバの前記露
出したクラッドの所定の長さを、このクラッドの溶融温
度以下の所定温度で、所定時間加熱保持すること、
(c)前記各光ファイバを、前記加熱されたクラッドが
接触するようにして互いに平行に配置すること、(d)
前記各光ファイバの接触したクラッド部分を加熱溶融し
て、融着部を形成すること、を特徴とする製造方法にて
も好適に製造し得る。
Further, the optical fiber coupler of the present invention is
(A) Prepare a plurality of optical fibers in which a dopant for controlling the refractive index is added to the core or the clad, or the core and the clad in a predetermined concentration distribution, and coat each optical fiber with a predetermined length. To expose the clad, and (b) heat and maintain a predetermined length of the exposed clad of each optical fiber at a predetermined temperature below the melting temperature of the clad for a predetermined time,
(C) arranging the optical fibers in parallel with each other such that the heated cladding contacts each other;
The clad portion in contact with each of the optical fibers may be heated and melted to form a fusion-bonded portion, which can be suitably manufactured.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明に係る光ファイバカプラ及びそ
の製造方法を図面に則して更に詳しく説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An optical fiber coupler and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described below in more detail with reference to the drawings.

【0013】図1に本発明に係る光ファイバカプラ10
の光結合部の断面を示す。本発明の光ファイバカプラ1
0は、少なくとも2本以上の光ファイバよりなる光ファ
イバカプラであって、光結合部は、隣接する光ファイバ
を平行に融着することによって形成されている。又、重
要なことは、図3(A)、(B)に示すように、本発明
の光ファイバカプラ10を構成する各光ファイバf1 、
f2 は、コア1a、(2a)或いはクラッド1b(2
b)、又はコア1a、(2a)及びクラッドの両方にそ
の屈折率を制御するためドーパントが所定の濃度分布に
て添加し形成されており、そして、その光結合部におい
ては、図3(B)に示すように、図3(A)に示す前記
所定の濃度分布とは異なるドーパントの濃度分布が形成
されている。
FIG. 1 shows an optical fiber coupler 10 according to the present invention.
The cross section of the optical coupling part of is shown. Optical fiber coupler 1 of the present invention
Reference numeral 0 denotes an optical fiber coupler including at least two optical fibers, and the optical coupling portion is formed by fusing adjacent optical fibers in parallel. Further, what is important is that, as shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B), each optical fiber f 1 constituting the optical fiber coupler 10 of the present invention,
f 2 is the core 1a, (2a) or the clad 1b (2
b), or both of the cores 1a, (2a) and the cladding are formed by adding a dopant in a predetermined concentration distribution to control the refractive index, and the optical coupling portion of FIG. ), A concentration distribution of the dopant different from the predetermined concentration distribution shown in FIG. 3 (A) is formed.

【0014】斯かる本発明の光ファイバカプラの特徴あ
る構成は、次に図2及び図4に関連して説明する製造方
法を参照するとより良く理解されるであろう。
The characteristic construction of such an optical fiber coupler of the present invention will be better understood with reference to the manufacturing method which will now be described in connection with FIGS.

【0015】又、以下に説明する実施例にて、本発明に
係る光ファイバカプラは、2本のシングルモード光ファ
イバを溶融して光結合部が形成される、所謂、2×2の
光ファイバカプラについて説明するが、本発明の光ファ
イバカプラはこれに限定されるものではないことを理解
されたい。
In the embodiments described below, the optical fiber coupler according to the present invention is a so-called 2 × 2 optical fiber in which two single mode optical fibers are fused to form an optical coupling portion. Although a coupler will be described, it should be understood that the fiber optic coupler of the present invention is not so limited.

【0016】実施例1 本実施例によれば、図2に示すように、先ず、コア1a
(2a)及びクラッド1b(2b)を有した2本のシン
グルモード光ファイバf1 (f2 )が適度の長さに切断
して準備される。この光ファイバf1 、f2 は、その外
部被覆を所定の長さに亘って切除し、クラッド1b、2
bが露出される。
Example 1 According to this example, first, as shown in FIG.
Two single mode optical fibers f 1 (f 2 ) having (2a) and the clad 1b (2b) are prepared by cutting them into a proper length. The optical fibers f 1 and f 2 have their outer coatings cut off over a predetermined length to form claddings 1 b and 2
b is exposed.

【0017】本発明にて使用されるシングルモード光フ
ァイバf1 、f2 は、例えば溶融石英SiO2 を母体と
して作製された場合には、コア或は、必要に応じてクラ
ッドの屈折率を制御するために、Ge、P、Bなどのド
ーパントが、図3(A)に示すような濃度分布にて添加
されている。
When the single mode optical fibers f 1 and f 2 used in the present invention are made of, for example, fused silica SiO 2 as a matrix, the refractive index of the core or the clad is controlled as necessary. In order to do so, dopants such as Ge, P and B are added in a concentration distribution as shown in FIG.

【0018】このような光ファイバf1 、f2 は、長手
方向に平行に沿わせて、そのクラッド部分1b、2bが
互いに接触するように配置して融着台に取り付けられる
(図2(A))。そして、先ず、各光ファイバf1 、f
2 を、例えば水素酸素バーナを用いて1000〜150
0℃に加熱して、クラッド部分1b、2bを溶融し、こ
の部分を所定長さに亘って融着する。これによって、図
2(B)に示すように、両光ファイバf1 、f2 のコア
1a、2aの間隙は狭くなり、コア1a、2aは、クラ
ッド部分1b、2bが溶融合体して略円形の外形状へと
変形されたクラッド、即ち、融着部12の略中央に位置
することとなる。
Such optical fibers f 1 and f 2 are arranged parallel to the longitudinal direction so that their clad portions 1b and 2b are in contact with each other, and are attached to the fusion table (see FIG. 2A). )). Then, first, each optical fiber f 1 , f
2 to 1000-150 using, for example, a hydrogen oxygen burner
The cladding portions 1b and 2b are melted by heating to 0 ° C., and these portions are fused over a predetermined length. As a result, as shown in FIG. 2 (B), the gap between the cores 1a and 2a of both optical fibers f 1 and f 2 is narrowed, and the cores 1a and 2a are substantially circular because the clad portions 1b and 2b are fused and combined. The clad is deformed into the outer shape, i.e., it is located substantially at the center of the fused portion 12.

【0019】次に、前記融着された両光ファイバf1 、
f2 は、融着台から外され、その融着部12が高融点金
属製の保持固定治具上に固定配置され、そして保持固定
治具を加熱することにより、両光ファイバf1 、f2 の
融着部12が、この融着部12の溶融温度以下の所定温
度で、所定時間加熱される。この加熱温度は、通常80
0〜1300℃とされ、より好ましくは900〜110
0℃とされ、加熱時間は10〜120分とされる。
Next, the fused optical fibers f 1 ,
f 2 is removed from the fusion table, and the fusion portion 12 is fixedly arranged on a holding and fixing jig made of a high melting point metal, and the holding and fixing jig is heated, so that both optical fibers f 1 , f The second fused portion 12 is heated at a predetermined temperature equal to or lower than the melting temperature of the fused portion 12 for a predetermined time. This heating temperature is usually 80
0 to 1300 ° C., more preferably 900 to 110
The temperature is 0 ° C., and the heating time is 10 to 120 minutes.

【0020】なお、加熱温度が800℃未満ではドーパ
ントの拡散速度が遅くなりすぎ、また1300℃を超す
と軟化による形状変化が大きくなりすぎる。
If the heating temperature is lower than 800 ° C., the diffusion rate of the dopant becomes too slow, and if it exceeds 1300 ° C., the shape change due to softening becomes too large.

【0021】この加熱により、屈折率を制御するために
添加されているドーパントが、例えば図3(B)に示す
ような濃度分布に熱拡散し、ドーパント拡散領域20を
形成する(図2(C))。その結果、、このドーパント
拡散領域20にては、実質的なコア径の拡大及びコア・
クラッド間の屈折率差の減少が起こる。つまり、光の電
界をクラッド部12により広く分布させることができ
る。
By this heating, the dopant added to control the refractive index is thermally diffused into a concentration distribution as shown in FIG. 3B, for example, to form a dopant diffusion region 20 (FIG. 2C). )). As a result, in the dopant diffusion region 20, the core diameter is substantially increased and the core
A decrease in the refractive index difference between the claddings occurs. That is, the electric field of light can be more widely distributed in the cladding portion 12.

【0022】このように、本発明の光ファイバカプラ1
0においては、その光結合部のコア間には、コアとクラ
ッドの屈折率との差よりも小さい屈折率を有したドーパ
ント拡散領域20が形成され、主に、この領域を介して
光結合が起こる。
Thus, the optical fiber coupler 1 of the present invention
At 0, a dopant diffusion region 20 having a refractive index smaller than the difference between the refractive indices of the core and the clad is formed between the cores of the optical coupling portion, and the optical coupling is mainly performed through this region. Occur.

【0023】本実施例によれば、好ましくは、光ファイ
バf1 、f2 のドーパント拡散のための加熱時には、い
ずれかの光ファイバ、例えば光ファイバf1 の入力側に
LD光源から、所定波長の、例えば1.55μmのモニ
ター光を入射し、各光ファイバf1 、f2 の出力側には
光出力検知手段、例えばホトダイオードのような受光素
子を接続し、各光ファイバf1 、f2 からの出力をモニ
ターする。そして、各光ファイバf1 、f2 からの出力
が所望の値となった時に、例えば、光ファイバf1 とf
2 からの出力が最初に等しくなった時に加熱を停止する
ようにするのが好適である。
According to the present embodiment, preferably, at the time of heating for diffusing the dopants in the optical fibers f 1 and f 2 , a predetermined wavelength is emitted from the LD light source to the input side of one of the optical fibers, for example, the optical fiber f 1. of, for example, enters the monitoring beam of 1.55 .mu.m, the optical fibers f 1, an optical output detecting means to the output side of the f 2 is connected, for example, a light receiving element such as a photodiode, the optical fibers f 1, f 2 Monitor the output from. When the output from each of the optical fibers f 1 and f 2 reaches a desired value, for example, the optical fibers f 1 and f 2
It is preferred to stop heating when the outputs from 2 are initially equal.

【0024】実施例2 図4に、本発明に係る光ファイバカプラの製造方法の第
2の実施例を示す。この実施例によれば、図4(A)に
示すように、実施例1と同様に、コア1a(2a)及び
クラッド1b(2b)を有した2本のシングルモード光
ファイバf1 、f2 が適度の長さに切断して準備され、
そして、その外部被覆を所定の長さに亘って切除し、ク
ラッドが露出される。
Embodiment 2 FIG. 4 shows a second embodiment of the method for manufacturing an optical fiber coupler according to the present invention. According to this embodiment, as shown in FIG. 4A, as in the first embodiment, two single mode optical fibers f 1 and f 2 having a core 1a (2a) and a clad 1b (2b) are provided. Prepared by cutting to a suitable length
Then, the outer coating is cut off over a predetermined length to expose the clad.

【0025】本発明にて使用されるシングルモード光フ
ァイバf1 、f2 は、実施例1と同様に、例えば溶融石
英SiO2 を母体として作製された場合には、コア或
は、必要に応じてクラッドの屈折率を制御するためにG
e、P、Bなどのドーパントが、図3(A)に示すよう
な濃度分布にて添加されている。
The single mode optical fibers f 1 and f 2 used in the present invention are made of, for example, fused silica SiO 2 as a base material in the same manner as in the first embodiment. G to control the refractive index of the cladding
Dopants such as e, P and B are added in a concentration distribution as shown in FIG.

【0026】各光ファイバf1 、f2 は、その露出され
たクラッド1b、2bの所定長さ部分を高融点金属製の
保持固定治具上に固定配置し、そして保持固定治具を加
熱することにより、この露出されたクラッド1b、2b
をこのクラッドの溶融温度以下の所定温度で、所定時間
加熱する。この加熱温度は、通常800〜1300℃と
され、より好ましくは900〜1100℃とされ、加熱
時間は10〜120分とされる。
In each of the optical fibers f 1 and f 2 , the exposed lengths of the clads 1 b and 2 b are fixedly arranged on a holding jig for refractory metal, and the holding jig is heated. As a result, the exposed claddings 1b, 2b
Is heated at a predetermined temperature below the melting temperature of the clad for a predetermined time. The heating temperature is usually 800 to 1300 ° C., more preferably 900 to 1100 ° C., and the heating time is 10 to 120 minutes.

【0027】この加熱により、各光ファイバf1 、f2
は、そのコア周辺に、屈折率を制御するために添加され
ているドーパントが、上述のように例えば図3(B)に
示すような濃度分布に熱拡散する。このドーパント拡散
工程では、クラッド1b、2bの外形状が変形しない程
度に加熱温度を制限する。
By this heating, each optical fiber f 1 , f 2
The dopant added to control the refractive index around the core thermally diffuses into the concentration distribution as shown in FIG. 3B as described above. In this dopant diffusion step, the heating temperature is limited to the extent that the outer shapes of the clads 1b and 2b are not deformed.

【0028】次いで、このように予め熱拡散処理した光
ファイバf1 、f2 を長手方向に平行に沿わせて、その
クラッド部分1b、2bが互いに接触するように配置し
て、融着台に取り付ける(図4(B))。そして、各光
ファイバf1 、f2 を、例えば水素酸素バーナを用いて
1000〜1500℃に加熱して、接触したクラッド部
1b、2bを所定長さに亘って融着する。これによっ
て、図4(C)に示すように、両光ファイバf1 、f2
のコア1a、2aの間隙は狭くなり、コア1a、2a
は、クラッド部分1b、2bが溶融合体して略円形の外
形状へと変形されたクラッド、即ち、融着部12の略中
央に位置することとなる。
Then, the optical fibers f 1 and f 2 thus preliminarily subjected to the thermal diffusion are arranged in parallel with each other in the longitudinal direction, and the clad portions 1b and 2b thereof are arranged so as to be in contact with each other, and then are attached to the fusion table. Attach (Fig. 4 (B)). Then, the optical fibers f 1 and f 2 are heated to 1000 to 1500 ° C. by using, for example, a hydrogen oxygen burner, and the contacted clad portions 1 b and 2 b are fused over a predetermined length. As a result, as shown in FIG. 4C, both optical fibers f 1 and f 2 are
The gap between the cores 1a and 2a of the
Is located in the clad where the clad portions 1b and 2b are melted and united and transformed into a substantially circular outer shape, that is, substantially in the center of the fused portion 12.

【0029】両光ファイバf1 、f2 は、そのクラッド
部1b、2bが互いに融着することで、コア間隙を狭く
し、又、ドーパント拡散領域20も一体的に接続され、
光結合部を形成する。光結合は、このドーパント拡散領
域20にて起こる。このように、この実施例にても実施
例1と同様の光ファイバカプラが作製される。
In the two optical fibers f 1 and f 2 , the cladding portions 1b and 2b are fused to each other to narrow the core gap, and the dopant diffusion region 20 is also integrally connected.
An optical coupling part is formed. Optical coupling occurs in this dopant diffusion region 20. Thus, also in this embodiment, an optical fiber coupler similar to that of the first embodiment is manufactured.

【0030】本実施例においても、光ファイバf1 、f
2 の融着時には、いずれかの光ファイバ、例えば光ファ
イバf1 の入力側にLD光源から、所定波長の、例えば
1.55μmのモニター光を入射し、各光ファイバf
1 、f2 の出力側には光出力検知手段、例えばホトダイ
オードのような受光素子を接続し、各光ファイバf1 、
f2 からの出力をモニターし、そして、各光ファイバf
1 、f2 からの出力が所望の値となった時に、例えば、
光ファイバf1 とf2 からの出力が最初に等しくなった
時に加熱を停止するのが好適である。
Also in this embodiment, the optical fibers f 1 , f
At the time of fusing 2 , the monitor light of a predetermined wavelength, for example, 1.55 μm is made incident from the LD light source to the input side of one of the optical fibers f 1 , for example, each optical fiber f 1.
1, the output side of the f 2 connected optical output detecting means, for example, a light receiving element such as a photodiode, the optical fibers f 1,
The output from f 2 is monitored and each optical fiber f
When the output from 1 and f 2 reaches the desired value, for example,
It is preferred to stop heating when the outputs from optical fibers f 1 and f 2 are initially equal.

【0031】実施例3 実施例1に記載の製造方法に従って、2×2の光ファイ
バカプラを製造した。この実施例によれば、2本のシン
グルモード光ファイバf1 、f2 としては、コア径が1
0μm、クラッド外径が125μmとされる、溶融石英
SiO2 を母体として作製された石英ファイバを使用し
た。コア1a(2a)及びクラッド1b(2b)には屈
折率を制御するためのドーパントGe、P、Bなどが、
図2(A)に示すような濃度分布にて添加されていた。
Example 3 According to the manufacturing method described in Example 1, a 2 × 2 optical fiber coupler was manufactured. According to this embodiment, the two single mode optical fibers f 1 and f 2 have a core diameter of 1
A quartz fiber having a diameter of 0 μm and a cladding outer diameter of 125 μm and made of fused silica SiO 2 as a base material was used. In the core 1a (2a) and the clad 1b (2b), dopants Ge, P, B for controlling the refractive index,
It was added in a concentration distribution as shown in FIG.

【0032】各光ファイバf1 、f2 の外部被覆を2c
mの長さに亘って切除し、洗浄した。
The outer coating of each of the optical fibers f 1 and f 2 is 2c.
It was excised over a length of m and washed.

【0033】両光ファイバf1 、f2 を長手方向に平行
に沿わせて、そのクラッド部分が互いに接触するように
配置して、融着台に取り付け、水素酸素バーナを用いて
1100℃に加熱して、10mm長さに亘って融着し
た。これによって、図2(B)に示すように、両光ファ
イバf1 、f2 のコア1a、2aの間隙は90μmとな
り、クラッド12の外形状は、直径180μmの略円形
となった。
Both optical fibers f 1 and f 2 are arranged in parallel with each other in the longitudinal direction so that their cladding portions are in contact with each other, mounted on a fusion table, and heated to 1100 ° C. using a hydrogen oxygen burner. Then, they were fused over a length of 10 mm. As a result, as shown in FIG. 2B, the gap between the cores 1a and 2a of both optical fibers f 1 and f 2 was 90 μm, and the outer shape of the clad 12 was substantially circular with a diameter of 180 μm.

【0034】次に、前記融着された両光ファイバf1 、
f2 を融着台から外し、その融着部が高融点金属製の保
持固定治具上に固定配置した。そして、保持固定治具を
約1000℃に加熱した。なお、このドーパント拡散の
ための加熱時には、光ファイバf1 の入力側にLD光源
から1.55μmのモニター光を入射し、各光ファイバ
f1 、f2 の出力側にはホトダイオードを接続し、各光
ファイバf1 、f2 からの出力をモニターした。
Next, the fused optical fibers f 1 ,
f 2 was removed from the fusing table, and the fusing part was fixedly arranged on a holding and fixing jig made of a high melting point metal. Then, the holding fixture was heated to about 1000 ° C. Incidentally, this at the time of heating for the dopant diffusion on the input side of the optical fiber f 1 enters the monitor light 1.55μm from the LD light source, to connect the photodiode to the output side of the optical fibers f 1, f 2, The output from each optical fiber f 1 and f 2 was monitored.

【0035】熱拡散工程の加熱時間が30分を超えた場
合に光結合が生じ、加熱時間が40分となったときに、
波長1.55μmにおいて分岐比が50/50の光結合
部が形成された。
When the heating time in the thermal diffusion step exceeds 30 minutes, optical coupling occurs, and when the heating time reaches 40 minutes,
An optical coupling portion having a branching ratio of 50/50 was formed at a wavelength of 1.55 μm.

【0036】このようにして得られた光ファイバカプラ
10の挿入損失を計測したが、何れの入力端・出力端間
も3.05dB以内になっており、同じ光ファイバを用
いて、従来の溶融延伸により作製した光ファイバカプラ
に比較すると、過剰損失が低減していた。
The insertion loss of the optical fiber coupler 10 thus obtained was measured and found to be within 3.05 dB between any input end and output end. Excess loss was reduced as compared with the optical fiber coupler produced by drawing.

【0037】又、挿入損失の温度特性をみると、従来と
同じ保護基板に接着固定し、更にパッケージに収納した
ものでは、周囲温度が−55℃〜125℃の範囲では、
0.1dB以内の変動であった。なお、温度範囲の上限
温度125℃は、保護基板との接着固定に用いる接着剤
の使用できる上限の温度である。
As for the temperature characteristics of the insertion loss, when the temperature is in the range of −55 ° C. to 125 ° C. when the ambient temperature is in the range of −55 ° C. to 125 ° C.
The fluctuation was within 0.1 dB. The upper limit temperature of 125 ° C. in the temperature range is the upper limit temperature at which the adhesive used for adhesion and fixing to the protective substrate can be used.

【0038】更に、本発明の光ファイバカプラ10は、
偏光安定性、即ち、入力端に直線偏光する入力光を用い
たときの偏光面の角度による分岐比の変動幅が、0.1
%以内であった。これは、本発明によると、光結合部を
延伸により形成していないので、延伸中の張力により光
結合部に残る応力歪みがなく、偏光依存性が全く生じて
いないからである。
Further, the optical fiber coupler 10 of the present invention is
The polarization stability, that is, the fluctuation range of the branching ratio depending on the angle of the polarization plane when linearly polarized input light is used at the input end is 0.1
It was within%. This is because, according to the present invention, since the optical coupling portion is not formed by stretching, there is no stress strain remaining in the optical coupling portion due to the tension during stretching, and no polarization dependency occurs.

【0039】更に又、本発明の光ファイバカプラ10に
おいて、光結合部が破断する張力は、被覆を取り去った
光ファイバ自体の破断する張力より大きく、光結合部の
破断する張力の最小値を測定することは不可能であっ
た。クラッド外径125μmの光ファイバを用いたもの
では、少なくとも2000g重の張力にては、光結合部
自体の破断は観測されなかった。これは、従来の光ファ
イバカプラが1000g重にて破断したのに比べて、本
発明の光ファイバカプラの機械的強度が大幅に増大して
いることを示す。
Furthermore, in the optical fiber coupler 10 of the present invention, the tension at which the optical coupling portion breaks is larger than the tension at which the optical fiber itself from which the coating is removed breaks, and the minimum value of the tension at which the optical coupling portion breaks is measured. It was impossible to do. With an optical fiber having a clad outer diameter of 125 μm, no breakage of the optical coupling portion was observed under a tension of at least 2000 g. This indicates that the mechanical strength of the optical fiber coupler of the present invention is significantly increased as compared with the case where the conventional optical fiber coupler is broken at 1000 g weight.

【0040】更に、従来の光ファイバカプラでは光結合
部を形成するのに40〜50mmの融着延伸が必要とさ
れたのに対して、本発明の光ファイバカプラでは光結合
部は、10mm程度の融着部を形成することによって達
成される。このために、本発明の光ファイバカプラによ
ると、大幅な小型化が可能となる。
Further, in the conventional optical fiber coupler, the fusion splicing of 40 to 50 mm is required to form the optical coupling portion, whereas in the optical fiber coupler of the present invention, the optical coupling portion is about 10 mm. This is achieved by forming a fused portion of Therefore, according to the optical fiber coupler of the present invention, it is possible to greatly reduce the size.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る光フ
ァイバカプラは、光結合部が隣接する光ファイバを平行
に融着することによって形成されており、しかも、この
光結合部においては、屈折率制御のためのドーパントの
濃度分布が、光ファイバ部分のドーパント濃度分布と異
なるように構成されているので、機械的強度が大であ
り、小型化が可能であって、しかも劣悪な温度環境下で
の使用に耐え、温度特性が優れているという特長を有す
る。又、本発明の製造方法によれば、斯かる光学的特性
が均一な光ファイバカプラを再現性良く製造することが
できる。
As described above, in the optical fiber coupler according to the present invention, the optical coupling portion is formed by fusing adjacent optical fibers in parallel, and furthermore, in this optical coupling portion, Since the dopant concentration distribution for controlling the refractive index is different from the dopant concentration distribution in the optical fiber part, it has high mechanical strength, can be miniaturized, and has poor temperature environment. It has the characteristics that it can be used under the temperature and has excellent temperature characteristics. Further, according to the manufacturing method of the present invention, such an optical fiber coupler having uniform optical characteristics can be manufactured with good reproducibility.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る光ファイバカプラの一実施例の光
結合部における断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of an optical coupling portion of an embodiment of an optical fiber coupler according to the present invention.

【図2】本発明に係る光ファイバカプラの製造方法の一
実施例を説明する工程図である。
FIG. 2 is a process drawing for explaining an embodiment of a method for manufacturing an optical fiber coupler according to the present invention.

【図3】本発明に係る光ファイバカプラ及びこのカプラ
を作製するための光ファイバにおけるドーパントの濃度
分布を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an optical fiber coupler according to the present invention and a dopant concentration distribution in an optical fiber for producing the coupler.

【図4】本発明に係る光ファイバカプラの製造方法の他
の実施例を説明する工程図である。
FIG. 4 is a process drawing for explaining another embodiment of the method for manufacturing an optical fiber coupler according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a、2a コア 1b、2b クラッド 10 光ファイバカプラ 12 融着部(クラッド) 20 ドーパント拡散領域 1a, 2a Core 1b, 2b Clad 10 Optical fiber coupler 12 Fusion part (clad) 20 Dopant diffusion region

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コア或いはクラッド、又は、コア及びク
ラッドに屈折率を制御するためのドーパントが所定の濃
度分布にて添加されている複数本の光ファイバよりなる
光ファイバカプラであって、その光結合部は、隣接する
光ファイバを平行に融着することによって形成されてお
り、しかも、この光結合部においては、前記所定の濃度
分布と異なるドーパントの濃度分布が形成されているこ
とを特徴とする光ファイバカプラ。
1. An optical fiber coupler comprising a core or a clad, or a plurality of optical fibers in which a dopant for controlling a refractive index is added to the core and the clad in a predetermined concentration distribution. The coupling portion is formed by fusing adjacent optical fibers in parallel, and further, in this optical coupling portion, a concentration distribution of the dopant different from the predetermined concentration distribution is formed. Optical fiber coupler.
【請求項2】 (a)コア或いはクラッド、又は、コア
及びクラッドに屈折率を制御するためのドーパントが所
定の濃度分布にて添加されている複数本の光ファイバを
準備し、各光ファイバの被覆を所定の長さにわたって除
去し、クラッドを露出せしめること、(b)前記各光フ
ァイバを、その露出したクラッドが接触するようにして
互いに平行に配置すること、(c)前記各光ファイバの
接触部分を加熱溶融して、融着部を形成すること、
(d)前記融着部を、この融着部の溶融温度以下の所定
温度で、所定時間加熱保持すること、を特徴とする光フ
ァイバカプラの製造方法。
2. (a) Prepare a plurality of optical fibers in which a dopant for controlling the refractive index is added to the core or the clad, or the core and the clad in a predetermined concentration distribution, and Removing the coating over a predetermined length to expose the cladding, (b) arranging the optical fibers in parallel with each other with the exposed cladding in contact, and (c) for each optical fiber. Heating and melting the contact portion to form a fused portion,
(D) A method for manufacturing an optical fiber coupler, wherein the fusion-bonded portion is heated and maintained at a predetermined temperature equal to or lower than the melting temperature of the fusion-bonded portion for a predetermined time.
【請求項3】 (a)コア或いはクラッド、又は、コア
及びクラッドに屈折率を制御するためのドーパントが所
定の濃度分布にて添加されている複数本の光ファイバを
準備し、各光ファイバの被覆を所定の長さにわたって除
去し、クラッドを露出せしめること、(b)前記各光フ
ァイバの前記露出したクラッドの所定の長さを、このク
ラッドの溶融温度以下の所定温度で、所定時間加熱保持
すること、(c)前記各光ファイバを、前記加熱された
クラッドが接触するようにして互いに平行に配置するこ
と、(d)前記各光ファイバの接触したクラッド部分を
加熱溶融して、融着部を形成すること、を特徴とする光
ファイバカプラの製造方法。
3. A plurality of optical fibers in which (a) a core or a clad, or a dopant for controlling a refractive index is added to a core and a clad in a predetermined concentration distribution are prepared, and Removing the coating over a predetermined length to expose the clad; and (b) heating and maintaining the predetermined length of the exposed clad of each optical fiber at a predetermined temperature below the melting temperature of the clad for a predetermined time. And (c) arranging the optical fibers in parallel with each other so that the heated claddings come into contact with each other, and (d) heating and melting the clad portions of the optical fibers in contact with each other and fusing. Forming an optical fiber coupler.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007324452A (en) * 2006-06-02 2007-12-13 Fujikura Ltd Optical coupler, fiber laser and optical fiber amplifier
US12072527B2 (en) * 2021-10-22 2024-08-27 Furukawa Electric Co., Ltd. Sensing cable and sensing system

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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