JPH0756048A - 光ファイバカプラ及びその製造方法 - Google Patents
光ファイバカプラ及びその製造方法Info
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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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- Japan
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- clad
- optical
- fiber coupler
- optical fibers
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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。
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。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
（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。
【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。
の製造方法を図面に則して更に詳しく説明する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
（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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
ｍの長さに亘って切除し、洗浄した。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
結合部における断面図である。
【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。
実施例を説明する工程図である。
【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。
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。
【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。
の実施例を説明する工程図である。
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
Claims (3)
- 【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。 - 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22383993A JPH0756048A (ja) | 1993-08-17 | 1993-08-17 | 光ファイバカプラ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22383993A JPH0756048A (ja) | 1993-08-17 | 1993-08-17 | 光ファイバカプラ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0756048A true JPH0756048A (ja) | 1995-03-03 |
Family
ID=16804537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22383993A Pending JPH0756048A (ja) | 1993-08-17 | 1993-08-17 | 光ファイバカプラ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0756048A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007324452A (ja) * | 2006-06-02 | 2007-12-13 | Fujikura Ltd | 光結合器、ファイバレーザ及び光ファイバ増幅器 |
| US12072527B2 (en) * | 2021-10-22 | 2024-08-27 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Sensing cable and sensing system |
-
1993
- 1993-08-17 JP JP22383993A patent/JPH0756048A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007324452A (ja) * | 2006-06-02 | 2007-12-13 | Fujikura Ltd | 光結合器、ファイバレーザ及び光ファイバ増幅器 |
| US12072527B2 (en) * | 2021-10-22 | 2024-08-27 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Sensing cable and sensing system |
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