JPH0782136B2 - 光フアイバカツプラならびにその製造方法および製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、新規な光ファイバカップラ並びにその製造方
法と製造装置に関する。より詳細には、本発明に係る光
ファイバカップラは、一括して複数作製することによっ
て得られる均一な特性の光ファイバカップラ並びにその
製造方法と製造装置に関する。

従来の技術 近年の光信号伝送技術の進歩により、多くの種類の光通
信システムあるいは光センサシステム等の光システムが
提案され、また実用化が図られている。信号伝送技術の
一般的な課題として、光システムにおいても高密度・高
速度信号伝送へのアプローチと、各種素子の特性の安定
化並びに低価格化が常に課題とされている。

高密度信号伝送のひとつの具現として近年略実用化され
たものに、テープ状多芯光ファイバが挙げられる。この
テープ状多芯光ファイバは、第７図に断面図を示すよう
に、同軸状に形成されたコア71、クラッド72並びに保護
被覆73からなる光ファイバ素線を、ひとつの配列平面上
に複数本平行に配列し、更に被覆層74によって包囲して
一体化に形成したものである。このようなテープ状多芯
光ファイバは、光ファイバケーブル内での単位断面積当
たりの伝送路密度を物理的に増加し、光信号の伝送密度
を物理的に向上せんとするものである。

ところで、光ファイバが信号伝送用の部材として使用さ
れる上で、ひとつの伝送路を伝播する光信号を複数の伝
送路に分岐する、あるいは、複数の伝送路から伝播して
きた２種以上の光信号をひとつの伝送路内で重畳する光
カップラが不可欠である。このような機能を有する光カ
ップラは光信号を利用した各種の光システムを構築する
上で非常に頻繁に使用される部材であると同時に極めて
重要な部材でもある。特に光ファイバを用いた光ファイ
バカップラは、光伝送線路として広く使用されている光
ファイバとの結合が容易であり、各種の光電送システム
の発展に従って使用頻度が急激に増加している。

光ファイバカップラとして代表的な構成を有するもの
に、ビー．エス．カワサキ、ケー．オー．ヒル並びにジ
ー．ラモン（B.S.Kawasaki,K.O.Hill and R.G.Lamont）
等によって1981年刊の“光学通信”第６巻（Opt.Lett.,
Vol.6,1981）に開示された双円錐形状のシングルモード
ファイバカップラ（Biconical−Taper Single−Mode Fi
ber Coupler）がある。

第８図（ａ）乃至（ｃ）は、この従来から周く知られて
いる光ファイバカップラの構成並びに製造方法を説明す
る図である。この光ファイバカップラは以下のように作
製される。

即ち、第８図（ａ）に示すように、まず保護被覆を除去
してコア84とクラッド85のみとした２本の光ファイバ81
並びに82を平行に密着させて配置する。続いて、第８図
（ｂ）に示すように、光ファイバ81、82の中央部83aを
加熱し、この位置で両者を融着する。更に、光ファイバ
が軟化状態を保持するように融着個所を加熱しながら光
ファイバ81、82に張力を付与すると、溶着部83bにおい
て、光ファイバ81及び82が延伸すると共に、コア84が互
いに接近して両者の間で相互に伝播光が漏洩するように
なる。かくして、溶着・延伸部83bを光混合・分岐部と
する、第８図（ｃ）に示すような、光ファイバカップラ
が得られる。

第９図は、上述のような光ファイバカップラの作製の行
うための装置として、特願昭59−88168号に開示された
装置の構成を概略に示す図である。

この装置は、２本の光ファイバを中央で融着・延伸して
光ファイバカップラを作製するための装置であり、それ
ぞれの光ファイバ91並びに91の所定区間を固定するそれ
ぞれ１対の固定装置93a−93b、94a−94bと、これらによ
って固定された光ファイバ91、92の中央付近で、光ファ
イバの融着・延伸部の位置決めを行うと同時に光ファイ
バに張力を付与する機能を有する１対の延伸台95a、95b
を備えている。

即ち、固定装置93a−93b、94a−94bは、それぞれ光ファ
イバ91、92を把持して、後述する延伸台95a、95bによる
張力の付与を可能とする。延伸台95a、95bには、それぞ
れ、光ファイバ91、92が中央部で密着するような間隔で
設けられた２本のピン96a、96bを備え、光ファイバ91、
92と垂直な水平方向に可動な水平位置調整装置97a、97b
と、光ファイバ91、92を把持して光ファイバ91、92と垂
直な垂直方向に可動な垂直位置調整装置98a、98bと、光
ファイバの仮固定装置99a、99bとが各々に設けられてい
る。

この装置では、まず所定長の区間だけ被覆を取り去った
２本の光ファイバ91、92を、それぞれ光ファイバ固定装
置93a−93b、94a−94bに比較的弱い張力で固定する。光
ファイバ91、92は更に固定装置93a−93b、94a−94bの中
間付近で延伸台95a、95bによって把持される。即ち、水
平位置調整装置97a、97bによって、延伸台95a、95bの表
面と同一平面内で相互に密着され、更に、垂直位置調整
装置98a、98bによって、光ファイバ91、92に捩じれ等が
生じないように位置決めされる。光ファイバ91、92がこ
の位置を保つように仮固定装置99a、99bによって固定
し、この状態で図示していない加熱装置によって光ファ
イバ91、92の中央部を融着する。続いて、光ファイバ9
1、92の軟化状態が維持される程度に加熱を続けなが
ら、延伸台95a、95bを互いに離間して張力を付与して延
伸を行う。

こうして、第８図（ｃ）に示したような光ファイバカッ
プラが作製される。

発明が解決しようとする問題点 上述のような従来の光ファイバカップラの作製操作は極
めて精密な作業である。即ち、例えば固定あるいは延伸
するために光ファイバに加える力は１本あたり最大でも
数ｇ程度であり、光ファイバの融着部分の長さも数mm程
度である。更に、光ファイバそれぞれの捩じれ等の要素
も光ファイバカップラとしての特性に影響がある。この
程度の荷重あるいは精度は、装置を構成する各部材の摩
擦で容易に変化するレベルのものであり、従って、光フ
ァイバ１本々々に対する種々の調整は極めて微妙であ
る。このような調整を装置の操作のみで行うことは事実
上不可能であり、実際には作製中の光ファイバの一端か
ら所定の光を注入し、他端でこれをモニタしながら融着
あるいは延伸を行うことによって、製品の特性を揃えて
いる。

しかしながら、前述のように、光システムを構築するた
めには莫大な数の光ファイバカップラが必要であり、こ
れらの１本々々に対して上述の操作を行うことは、光フ
ァイバカップラの生産性を極めて悪いものにしていた。
また、コストの点でも非常に不利であることはいうまで
もなく、ゆくゆくはメタルケーブルに取って代わるべき
光ファイバの実用性を著しく損なっていた。

このような問題点は、前述したテープ状多芯光ファイバ
の如きデバイスを用いた場合に特に顕著であり、単に光
ファイバカップラの生産性が低いのみならず、その使用
においても極めて不便である。即ち、テープ状多芯光フ
ァイバを使用したシステムに光ファイバカップラを適用
しようとすると、まず結合しようとする光ファイバ素線
の数だけの光ファイバカップラを作製する作業を繰り返
し、更に、光ファイバカップラの両端をテープ状多心光
ファイバの各コアに各々結合する必要である。また更
に、結合作業のために必要な光ファイバの余長や、個々
の光ファイバカップラがパッケージを備えているため
に、光ファイバカップラによって結合されたテープ状多
芯光ファイバを収容するには極めて大きな容積が必要で
あった。

このように、従来の光ファイバカップラは、生産性なら
びに操作性が極めて悪く、光ファイバの実用的な利用を
大きく阻害していた。

そこで、本発明の目的は、均一な特性のものを複数容易
に作製することのできる新規な光ファイバカップラと、
その光ファイバカップラの製造方法並びに製造装置を提
供することにある。

問題点を解決するための手段 即ち、本発明に従い、同一の長さ方向位置で所定区間の
保護被覆を除去されて光ファイバ素線を露出された複数
の光ファイバを、該露出された光ファイバ素線の部分が
同一平面上で互いに平行となるように配列して第１の光
ファイバ群を形成し、 前記第１光ファイバ群の配列面と平行な所定の平面上
に、前記第１光ファイバ群と同じ長さ方向位置で所定区
間の保護被覆を除去されて光ファイバ素線を露出された
複数の光ファイバを、それぞれの露出された光ファイバ
素線の部分が前記第１光ファイバ群の該露出された光フ
ァイバ素線の部分と平行且つ同一のピッチで整列するよ
うに配列して第２の光ファイバ群を形成し、 前記第１および第２の光ファイバ群のそれぞれ対応する
露出された光ファイバ素線が密着した状態で光ファイバ
素線群を一括して加熱して前記第１および第２の光ファ
イバ群のそれぞれ対応する光ファイバ素線同士を融着し
た後、延伸して複数の光ファイバカップラを同時に形成
することを特徴とする光ファイバカップラの製造方法が
提供される。

本発明の製造方法は、コア並びにクラッドを備えた複数
の光ファイバを保護被覆により一体に形成された一対の
テープ状多芯光ファイバの光ファイバ素線を相互に融
着、延伸して光ファイバカップラを製造するのに好適に
適用できる。

さらに本発明に従うと、同一平面上に平行に配列され、
互いに隣接する光ファイバと同じ位置で各々が所定区間
の保護被覆を除去されてなる第１の光ファイバ群と、 前記第１光ファイバ群の配列面と平行な所定の平面上
に、前記第１光ファイバ群と同一のピッチで平行に配列
され、前記第１光ファイバ群と同じであり隣接する光フ
ァイバとも互いに同じ位置で所定区間の保護被覆を除去
されてなる第２の光ファイバ群と、 前記保護被覆を除去された所定区間において、前記第１
光ファイバ群と前記第２光ファイバ群との各光ファイバ
が、各々対応する光ファイバ同士で融着延伸されて各々
光混合・分岐部を形成していることを特徴とする光ファ
イバカップラが提供される。

これらの第１光ファイバ群および／または前記第２光フ
ァイバ群の少なくとも１部分は、各々がコア並びにクラ
ッドを備えた複数の光ファイバを保護被覆により一体に
形成したテープ状多芯光ファイバであってもよく、或い
は第１光ファイバ群および／または前記第２光ファイバ
群が、各々がコア並びにクラッドを備えた複数の光ファ
イバを保護被覆により一体に形成したテープ状多芯光フ
ァイバの一部であってもよい。

さらに本発明に従うと、第１の光ファイバ群と第２の光
ファイバ群のそれぞれ対応する光ファイバの保護被覆を
除去して光ファイバ素線を露出された部分を接合して複
数の光ファイバカップラを製造する装置であって、 上記第１光ファイバ群の露出された光ファイバ素線の部
分を所定のピッチで且つ１平面上で互いに平行に保持す
る第１保持手段と、 上記第２光ファイバ群の露出された光ファイバ素線の部
分を、前記第１光ファイバ群のそれぞれ対応する該露出
された光ファイバ素線の部分と平行且つ同一のピッチで
整列するように保持する第２保持手段と、 前記第１および第２の光ファイバ群のそれぞれ対応する
露出された光ファイバ素線を互いに密着させる手段と、 前記第１および第２の光ファイバ群のそれぞれ密着した
光ファイバ素線同士を加熱、融着する手段と、 前記融着した光ファイバ素線を延伸する手段とを備え、
複数の光ファイバカップラを同時に形成することを特徴
とする光ファイバカップラの製造装置が提供される。

本発明の好ましい態様に従うと、上記第１および第２の
保持手段は、光ファイバ群をその上に支持する同一平面
上に位置する平坦な上面をそれぞれ備え、支持する光フ
ァイバ群の軸方向に互いに相対移動可能な１対の架台を
備える。

さらに本発明の好ましい態様に従うと、上記第１および
第２の保持手段は、上記一対の架台と協働して光ファイ
バ群の一部分を該架台上に固定する手段から構成され、
さらに上記密着手段は、上記一対の架台のそれぞれの上
面上に光ファイバ群を押し下げ保持する手段から構成さ
れる。

さらに本発明の好ましい態様に従うと、上記加熱、融着
手段は、上記一対の架台の中間位置に配置され、該架台
上に保持された光ファイバ群の配列面と平行に且つ該光
ファイバ群の軸方向と垂直な方向に延在して、該架台上
に保持された光ファイバ群の同一の長さ方向位置を同時
に加熱する加熱手段から構成される。

さらに本発明の好ましい態様に従うと、上記第１および
第２の光ファイバ群の光ファイバ素線を互いに所定の間
隔で離間させて保持する手段が上記一対の架台の各々の
上面に設けられる。

さらに本発明の好ましい態様に従うと、上記延伸手段
は、上記第１または第２の光ファイバ群をその上に支持
する同一平面上に位置する平坦な上面をそれぞれ備え、
支持する光ファイバ群の軸方向に互いに相対移動可能な
１対の架台と、融着された第１および第２の光ファイバ
群を上記１対の架台上に固定する手段とを備える。

作用 本発明に従うと、複数の光ファイバを一括して操作して
作製することによって、均一な特性の複数の光ファイバ
カップラを同時に作製することができる。換言すれば、
本発明に従って作製された光ファイバカップラは、後述
するような簡単な操作で、特性の揃った複数の製品とな
る。

即ち、本発明の光ファイバカップラの製造方法に従え
ば、同一平面上に平行に位置決めされた２つの光ファイ
バ群を接触せしめ、これらを一括して加熱し融着・延伸
する。従って、これらの操作に係る各種の要素、即ち光
ファイバに対する側圧あるいは張力等のバラツキは全て
の光ファイバに対して均一に作用して緩和され、作製さ
れた光ファイバカップラの特性も略均一となる。

また、光ファイバカップラの作製において最も手間のか
かる融着・延伸処理を一括して行うので、複数の光ファ
イバカップラを作製するために要する時間は大きく削減
され、高い生産性を実現することができる。

更に、光ファイバカップラの材料として、前述したテー
プ状多芯光ファイバを用いることも可能である。この場
合は、同時に作製される複数の光ファイバカップラの特
性は更に均一となる。何故ならば、テープ状多芯光ファ
イバは、元来特性の均一な複数の光ファイバ素線を一体
として構成したものであり、更に溶着部における各光フ
ァイバの捩じれ等の問題についても、素線をテープ状多
芯光ファイバとして作製する際に既に解決されているか
らである。また、テープ状多芯光ファイバを用いて作製
した光ファイバカップラは、テープ状多芯光ファイバの
複数の素線を一括して結合することのできる新規な素子
であり、前述した従来の光ファイバカップラでは成し得
なかったテープ状多芯光ファイバの容易な結合が可能と
なる。

実施例 以下に図面を参照して本発明をより具体的に詳述する
が、以下に開示する実施例は本発明の単なる例示に過ぎ
ず、本発明の技術的範囲を何ら限定するものではない。

実施例１ 第１図（ａ）並びに（ｂ）は、本発明に従う光ファイバ
カップラ製造装置の構成を示す図であり、第１図（ａ）
は装置を上方から見た平面図であり、第１図（ｂ）は側
面図である。尚、以下の実施例は、５芯のテープ状多芯
光ファイバ２本を用いて、５つの光ファイバカップラを
備えた素子を作製する装置であり、第１図（ａ）並びに
（ｂ）は、５芯のテープ状多芯光ファイバを装置に装着
した状態で示している。

この装置は、１対の延伸台11A並びに11Bと、加熱手段12
A、12Bとから主として構成されている。

延伸台11A、11Bは、後述するテープ状多芯光ファイバを
外部被覆も含めて固定する固定手段111A、111Bと、被覆
を除去した単独の光ファイバ素線をそれぞれ水平方向に
位置決めする各々１対のピン群112A−113A、112B−113
B、さらに各光ファイバ素線を垂直方向に移動して垂直
位置決め、すなわち光ファイバ素線を密着させる手段11
4A、114Bをそれぞれが備えている。尚、延伸台11A、11B
の駆動手段は図示していないが、この１対の延伸台は、
案内部材120A、120Bに沿って均等な駆動力で互いに遠ざ
かる方向に移動可能に構成されている。更に、これら延
伸台の一方の外側には、ロール13A、13B、13C、13Dが設
けられており、後述するように、テープ状光ファイバ心
線は、このロールの更に外側にある図示していない牽引
手段によって張力を付与される。

尚、前述のピン群112A−113A、112B−113Bとしては、延
伸台11A、11Bの表面に垂直に固定した外径123μｍ、長
さ2mmのピアノ線を用い、配列間隔は250μｍとした。ま
た、固定手段111A、111B並びに密着手段114A、114Bは、
１枚の板を弾性手段を介して複数の光ファイバ素線に押
圧して、素線を延伸台11A、11Bの表面に固定または密着
するように構成されている。これは、後述するように、
複数の光ファイバ素線に均一な荷重がかかるようにする
ための配慮である。

さて、この実施例において素材として使用したテープ状
多芯光ファイバは、コア径6.5μｍ、クラッド外径125μ
ｍ、カットオフ波長1.1μｍの1.3μｍ帯用シングルモー
ド光ファイバを、ウレタンまたはアクリル系紫外線硬化
型樹脂で被覆して外径250μｍとした光ファイバ素線
を、平面上に５本平行に配列し、約75μｍの厚さにウレ
タンまたはアクリル系紫外線硬化型樹脂で一体としたも
のである。

以下、前述の装置を用いて、このテープ状端子光ファイ
バから、５組の光ファイバカップラを備えた光学部材を
作製する操作について述べる。

まず、それぞれが５本の光ファイバ素線21a、21b、21
c、21d、21eあるいは22a、22b、22c、22d、22eから形成
された１対の５芯テープ状光ファイバ21並びに22につい
て、第１図中のＸ−Ｘ間に相当する長さの被覆層を、ポ
リエチレングリコール並びに硫酸で除去した。

続いて、まず、テープ状光ファイバ22について、光ファ
イバ素線22a、22b、22c、22d、22eが互いに等間隔に位
置するように、ピン112A−113A、112B−113Bによって位
置決めした。続いて、テープ状光ファイバ22の上にテー
プ状光ファイバ21を重ね、光ファイバ素線21a、21b、21
c、21d、21eが互いに等間隔に位置するように、やはり
ピン112A−113A、112B−113Bによって位置決めした。
尚、前述したピンの配置によって、光ファイバ素線は互
いに略125μｍ離れており、またテープ状光ファイバの
全体の幅は1.2mm程度である。

続いて、延伸台11A側で、固定手段111Aによってテープ
状光ファイバ21並びに22を一括して固定すると共に、ロ
ール群13A、13B、13C、13Dを介して、テープ状光ファイ
バ21並びに22に約50gの張力を与え、更に、この状態を
保ったままで延伸台11B側で固定手段111Bによってテー
プ状光ファイバ21、22を固定する。即ち、延伸台11A並
びに11Bの間でテープ状光ファイバは約50gの張力を保持
したまま固定される。尚、これらの操作の間は、延伸台
11A、11Bは移動しないように固定されている。

次に、テープ状光ファイバ21、22の各光ファイバ素線
が、それぞれの対応する光ファイバ素線、すなわち本実
施例ではそれぞれ垂直方向に対応する光ファイバ素線同
士が密着するように、密着手段114A、114Bを操作する。
即ち、密着手段114A並びに114Bを下方に押し下げること
によって、上下に対応する各光ファイバ素線が、互いに
密着した21a−22a、21b−22b、21c−22c、21d−22d、21
e−22eの組をつくる。尚、第１図では、光ファイバ素線
の状態を示すため114Aの一部の切り欠いて描いている。

このように配列が終了して素線が密着しているテープ状
光ファイバの延伸台11Aと11Bとの略中間位置において、
上下に配置された１対の加熱トーチ12A、12Bにより、光
ファイバ素線21a−22a、21b−22b、21c−22c、21d−22
d、21e−22eを加熱して互いに融着する。

各光ファイバ素線の融着が確認されたならば、加熱トー
チ12A、12Bの出力を低下し、光ファイバ素線が軟化して
延伸することができる状態を維持しつつ、延伸台11A、1
1Bの双方を、互いに遠ざかるように、略等しい速度で移
動する。詳細には後述するが、このように５組の光ファ
イバ素線を同時に操作することによって５組の光ファイ
バカップラが作製される。

尚、この操作に際して、光ファイバ素線21aの一端から
半導体レーザの出射光を注入し、一方この光ファイバ素
線21aの他端と、光ファイバ素線21aと組になる22aの端
部とに受光素子23、24を結合し、延伸操作と共に形成さ
れる光ファイバカップラの特性をモニタした。

即ち、操作当初は受光素子24には出力がなく、延伸長が
5mm〜30mmとなって初めて分岐動作がおこり受光素子24
に出力現れる。従って，受光素子24並びに23の出力光強
度をモニターして、所望の値が得られたときに延伸・加
熱を停止すると所望の特性の光ファイバカップラが完成
する。

第２図（ａ）乃至（ｃ）は、上述のようにして完成した
５基の光ファイバカップラが一体となった部材を描いた
ものであり、第２図（ａ）は平面図を、第２図（ｂ）は
側面図を、第２図（ｃ）はＭ−Ｍにおける断面図をそれ
ぞれ示している。即ち、テープ状多芯光ファイバ21、22
の各光ファイバ素線21a−22a、21b−22b、21c−22c、21
d−22d、21e−22eは、それぞれ融着・延伸部30において
光ファイバカップラを形成している。この光ファイバカ
ップラは、テープ状光ファイバ心線と結合したまま形成
されており、取り扱いが極めて容易であることはいうま
でもない。尚、実際の使用においては、この光ファイバ
カップラ群は、融着延伸部30に外力が加わらないように
補強して容器に収容する。

第３図は、上述のような光ファイバカップラの特性を示
すグラフであり、波長1.3μｍの光と波長1.55μｍの光
とを混合あるいは分波する光ファイバカップラの結合率
波長特性を示している。

尚、このグラフは、前述の光ファイバ素線21aと22aとに
ついて受光素子23、24を用いて測定したものである。第
３図から判るように、この光ファイバカップラは、波長
1.3μｍにおける結合率が0.007、波長1.55μｍにおける
結合率が0.997であり、波長1.3μｍと1.55μｍの光を分
離したり、合波したりする機能を持つことがわかる。

また、他の４本の光ファイバカップラについても同様の
特性を測定したところ、波長1.3μｍにおける結合率は
0.006±0.001、波長1.55μｍにおける結合率は0.997±
0.001の範囲にあり、これらの５本の光ファイバカップ
ラが均一な特性を有していることが判った。即ち、５本
の光ファイバ素線を加熱延伸する際に不可避的に生じる
僅かな温度分布は事実上問題にはならなかった。

このように、本発明による製造方法に従えば、５組の光
ファイバカップラを製造するにあたって、結合度のオン
ライン測定をいずれかの１本に対して行えば、同時にに
製造された５本は略同じ特性を有する。

尚、１次側および２次側光ファイバ群の結合部の加熱方
法については、第１図の実施例では、上下の２方向から
の加熱についてのべたが、この方向は特に上下に限るも
のではなく、水平方向または任意の角度を与えた状態で
も可能である。一方、第１図に示すような、それぞれ対
をなす２本の光ファイバ素線群を一括して固定する固定
方法は、１本対１本の単独の光ファイバカップラを作製
する際にも従来の装置に対して優れている。即ち、この
ような固定方法では、２本の光ファイバ素線に対して均
等に荷重がかかるので、特に50％分岐を行うような素子
を作製する場合に、各導波路の特性が均一になる。

本実施例ではテープ状多芯光ファイバの被覆を取り去っ
た部分の光ファイバ並び方向（ｘ軸方向）の動きの固定
を位置決め用ピンを用いて行ったが、溝またはＶ溝な
ど、テープ状態時の光ファイバ同志の軸方向間隔をほぼ
保存して、光ファイバのｘ軸方向の動きを抑えることが
できる機能であれば、本実施例と同様に本発明の光ファ
イバカップラ作製に使用できることはもちろんである。

以上の説明では、１次側および２次側光ファイバ群とし
て、テープ状多芯光ファイバを用いたが、１次側および
２次側光ファイバ群の両方、またはいづれか一方の光フ
ァイバ群として、１本の光ファイバに被覆を施した単心
光ファイバを複数本並べたものを用いても、前記、実施
例と同様の製造方法および装置により、均一な特性を持
つ複数本の光ファイバカップラが製造できることはもち
ろんである。

実施例２ 第１図に示した５芯テープ状光ファイバカップラ製造装
置を用いて、最も一般的な3dB光ファイバカップラを製
造した。作製操作並びに作製された光ファイバカップラ
の形態は、実施例１と基本的に同じであり、延伸操作の
みが異なっている。即ち、実施例１と同様に、５組の光
ファイバ素線の組のうちのひとつとして、光ファイバ素
線21aに波長1.3μｍの半導体レーザ光を注入し、光ファ
イバ素線21aの他端と光ファイバ素線22aの同じ側の端部
とで、受光素子23並びに24によってモニタしながら加熱
・延伸した。

こうして完成した光ファイバカップラ群の５組の光ファ
イバカップラの分岐比は、50％±１％以内であり、また
挿入損失は0.05±0.02dBの範囲にあり、特性のバラツキ
は極めて小さかった。

実施例３ 第４図（ａ）並びに（ｂ）は、本発明に従う光ファイバ
カップラの他の作製例を示し、第４図（ａ）は平面図
を、第４図（ｂ）はＮ−Ｎ断面図である。本実施例では
テープ状多芯光ファイバの５本の光ファイバ素線のうち
の３本だけを光ファイバカップラとして結合した。

即ち、１対の５芯テープ状光ファイバ41、42を用い、光
ファイバ素線41a、41b、41cがそれぞれ光ファイバ素線4
2c、42d、42eと対をなすように配置し、これらの光ファ
イバ素線41a−ｅ並びに42a−ｅを一括して加熱・延伸し
た。

この際に光ファイバカップラを形成する延伸部43の他
に、他の光素線と結合されない光ファイバ素線41d、41e
並びに42a、42bも延伸されるが、このための損失は極め
て小さく光の伝送特性には事実上影響がないものと見做
すことができる。

実施例４ ここでは、芯数の異なるテープ状多芯光ファイバを用い
て本発明を実施する場合について述べる。

即ち、第５図（ａ）並び（ｂ）は、本発明に従う光ファ
イバカプラの他の態様を、平面図並びにＯ−Ｏ断面図に
てそれぞれ示すものであり、10芯のテープ状光ファイバ
51と、５芯のテープ状光ファイバ52並びに53とを組み合
わせて作製している。

また、第６図（ａ）並びに（ｂ）は、本発明に従う光フ
ァイバカプラの更に他の態様を、平面図並びにＰ−Ｐ断
面図にてそれぞれ示すものであり、10芯のテープ状光フ
ァイバ61、62と、５芯のテープ状光ファイバ63並びに64
とを組み合わせて作製している。

このような本発明の光ファイバカップラを構成する光フ
ァイバの種類の組合わせが、任意の本数の光ファイバ素
線を有するテープ状多芯光ファイバについて可能である
ことはいうまでもなく、また、単芯の光ファイバ心線を
用いてもよいことは勿論である。従って、用途に応じて
融着、延伸すべき光ファイバの種類を適宜選択すればよ
い。

発明の効果 以上詳述のように、本発明に従う光ファイバカップラ
は、複数の光ファイバを一括して操作して作製すること
によって、均一な特性の複数の光ファイバカップラを同
時に作製することができる。換言すれば、本発明に従っ
て作製された光ファイバカップラは、後述するような簡
単な操作で、特性の揃った複数の製品となる。

また、本発明による光ファイバカップラの製造方法に従
えば、同一平面上に平行に一括して位置決めされた２つ
の光ファイバ群を接触せしめ、これらを一括して加熱し
融着・延伸する。従って、これらの操作に係る各種の要
素、即ち光ファイバに対する側圧あるいは張力等バラツ
キは、各群内の全ての光ファイバに対して均一に分散し
て作用し、作製された光ファイバカップラの特性も略均
一となる。

更に、本発明に従う光ファイバカップラの製造装置を用
いるならば、光ファイバカップラの作製において最も手
間のかかる融着・延伸処理を一括して行うことができる
ので、複数の光ファイバカップラを作製するために要す
る時間は大きく削減され、高い生産性を実現することが
できる。

尚、本発明に従う光ファイバカップラ並びにその製造方
法は、材料としてテープ状多芯光ファイバを用いた場合
に特に有利であり、同時に作製される複数の光ファイバ
カップラの特性は更に均一となる。従って、高密度伝送
への要望が高まっている昨今の通信技術の趨勢に従うテ
ープ状多芯光ファイバを、より実用的な部材として活か
すことができる。

これら本発明の奏する効果によれば、従来の光ファイバ
カップラ製造方法では決して実現することのできなかっ
た大量生産を実現することとができ、更に、現在１本当
たり10万円以上の光ファイバカップラの価格を、１本当
たり数千円まで低下することができる。しかも、本発明
に従う光ファイバカップラは、複数の光ファイバカップ
ラの特性が均一なので、公衆光通信用タップ、特性試験
回路用モニタとして、その利用分野は極めて広い。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）並びに（ｂ）は、本発明に従って構成され
た光ファイバカップラの製造装置の構成を示す概略図で
あり、第１図（ａ）は平面図を、第１図（ｂ）は側面図
をそれぞれ示し、 第２図は、第１図の装置によって製造した、本発明に従
う光ファイバカップラの構成を概略的に示す図であり、 第３図は、第２図に示す光ファイバカップラの特性を示
すグラフであり、 第４図、第５図並びに第６図、それぞれ、本発明の種々
の態様の光ファイバカップラを示し、第４図（ａ）、第
５図（ａ）および第６図（ａ）は、それぞれ、それらの
光ファイバカップラの平面図であり、第４図（ｂ）は第
４図（ａ）のＮ−Ｎ断面図を、第５図（ｂ）は第５図
（ａ）のＯ−Ｏ断面図を、第６図（ｂ）は第６図（ａ）
のＰ−Ｐ断面図を示し、 第７図は、テープ状多芯光ファイバの構成を説明する図
であり、 第８図（ａ）乃至（ｃ）は、従来技術の光ファイバカッ
プラの構成並びにその作製方法を説明する図であり、 第９図は、従来の光ファイバカップラの製造装置の構成
を示す平面概略図である。 〔主な参照番号〕 11A、11B……延伸台 12A、12B……加熱トーチ、 13A、13B、13C、13D……ロール、 21、22、41、42、51、52、53、61、62、63、64……テー
プ状多芯光ファイバ、 21a、21b、21c、21d、21e、22a、22b、22c、22d、22e…
…光ファイバ素線、 23、24……受光素子、 71……コア、 72……クラッド、 73……保護被覆、 74……被覆、 81、82、91、92……光ファイバ素線、 83a、83b……融着・延伸部、 93a、93b、93a、93b……固定装置、 95a、95b……延伸台、 97a、97b……水平位置調整装置、 96a、96b……ピン、 111A、111B……心線固定装置、 112A、112B、113A、113B……ピン、 114A、114B……密着手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野田 壽一 茨城県那珂郡東海村大字白方字白根162番 地 日本電信電話株式会社茨城電気通信研 究所内 (72)発明者 立田 光廣 茨城県那珂郡東海村大字白方字白根162番 地 日本電信電話株式会社茨城電気通信研 究所内

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】同一の長さ方向位置で所定区間の保護被覆
   を除去されて光ファイバ素線を露出された複数の光ファ
   イバを、該露出された光ファイバ素線の部分が同一平面
   上で互いに平行となるように配列して第１の光ファイバ
   群を形成し、 前記第１光ファイバ群の配列面と平行な所定の平面上
   に、前記第１光ファイバ群と同じ長さ方向位置で所定区
   間の保護被覆を除去されて光ファイバ素線を露出された
   複数の光ファイバを、それぞれの露出された光ファイバ
   素線の部分が前記第１光ファイバ群の該露出された光フ
   ァイバ素線の部分と平行且つ同一のピッチで整列するよ
   うに配列して第２の光ファイバ群を形成し、 前記第１および第２の光ファイバ群のそれぞれ対応する
   露出された光ファイバ素線が密着した状態で光ファイバ
   素線群を一括して加熱して前記第１および第２の光ファ
   イバ群のそれぞれ対応する光ファイバ素線同士を融着し
   た後、延伸して複数の光ファイバカップラを同時に形成
   することを特徴とする光ファイバカップラの製造方法。
2. 【請求項２】前記第１および第２の光ファイバ群のいず
   れか一方を移動して、前記保護被覆を除去した所定区間
   において、前記第１および第２の光ファイバ群のそれぞ
   れ対応する露出された光ファイバ素線を密着せしめるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光ファイ
   バカップラの製造方法。
3. 【請求項３】前記第１光ファイバ群および／または前記
   第２光ファイバ群の少なくとも一部分が、各々がコア並
   びにクラッドを備えた複数の光ファイバを保護被覆によ
   り一体に形成したテープ状多芯光ファイバであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に記載の
   光ファイバカップラの製造方法。
4. 【請求項４】前記第１光ファイバ群および／または前記
   第２光ファイバ群が、各々コア並びにクラッドを備えた
   複数の光ファイバを保護被覆により一体に形成したテー
   プ状多芯光ファイバの一部であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか１項に記載の光
   ファイバカップラの製造方法。
5. 【請求項５】同一平面上に平行に配列され、互いに隣接
   する光ファイバと同じ位置で各々が所定区間の保護被覆
   を除去されてなる第１の光ファイバ群と、 前記第１光ファイバ群の配列面と平行な所定の平面上
   に、前記第１光ファイバ群と同一のピッチで平行に配列
   され、前記第１光ファイバ群と同じであり隣接する光フ
   ァイバとも互いに同じ位置で所定区間の保護被覆を除去
   されてなる第２の光ファイバ群と、 前記保護被覆を除去された所定区間において、前記第１
   光ファイバ群と前記第２光ファイバ群との各光ファイバ
   が、各々対応する光ファイバ同士で融着延伸されて各々
   光混合・分岐部を形成していることを特徴とする光ファ
   イバカップラ。
6. 【請求項６】前記第１光ファイバ群および／または前記
   第２光ファイバ群の少なくとも１部分が、各々がコア並
   びにクラッドを備えた複数の光ファイバを保護被覆によ
   り一体に形成したテープ状多芯光ファイバであることを
   特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の光ファイバカ
   ップラ。
7. 【請求項７】前記第１光ファイバ群および／または前記
   第２光ファイバ群が、各々がコア並びにクラッドを備え
   た複数の光ファイバを保護被覆により一体に形成したテ
   ープ状多芯光ファイバの一部であることを特徴とする特
   許請求の範囲第５項に記載の光ファイバカップラ。
8. 【請求項８】第１の光ファイバ群と第２の光ファイバ群
   のそれぞれ対応する光ファイバの保護被覆を除去して光
   ファイバ素線を露出された部分を接合して複数の光ファ
   イバカップラを製造する装置であって、 上記第１光ファイバ群の露出された光ファイバ素線の部
   分を所定のピッチで且つ１平面上で互いに平行に保持す
   る第１保持手段と、 上記第２光ファイバ群の露出された光ファイバ素線の部
   分を、前記第１光ファイバ群のそれぞれ対応する該露出
   された光ファイバ素線の部分と平行且つ同一のピッチで
   整列するように保持する第２保持手段と、 前記第１および第２の光ファイバ群のそれぞれ対応する
   露出された光ファイバ素線を互いに密着させる手段と、 前記第１および第２の光ファイバ群のそれぞれ密着した
   光ファイバ素線同士を加熱、融着する手段と、 前記融着した光ファイバ素線を延伸する手段とを備え、
   複数の光ファイバカップラを同時に形成することを特徴
   とする光ファイバカップラの製造装置。
9. 【請求項９】上記第１および第２の保持手段は、光ファ
   イバ群をその上に支持する同一平面上に位置する平坦な
   上面をそれぞれ備え、支持する光ファイバ群の軸方向に
   互いに相対移動可能な１対の架台を備えることを特徴と
   する特許請求の範囲第８項に記載の光ファイバカップラ
   の製造装置。
10. 【請求項１０】上記第１および第２の保持手段は、上記
    一対の架台と協働して光ファイバ群の一部分を該架台上
    に固定する手段を備えることを特徴とする特許請求の範
    囲第９項に記載の光ファイバカップラの製造装置。
11. 【請求項１１】上記密着手段は、上記一対の架台のそれ
    ぞれの上面上に光ファイバ群を押し下げ保持する手段か
    ら構成されることを特徴とする特許請求の範囲題９項ま
    たは第10項に記載の光ファイバカップラの製造装置。
12. 【請求項１２】上記加熱、融着手段は、上記一対の架台
    の中間位置に配置され、該架台上に保持された光ファイ
    バ群の配列面と平行に且つ該光ファイバ群の軸方向と垂
    直な方向に延在して、該架台上に保持された光ファイバ
    群の同一の長さ方向位置を同時に加熱する加熱手段から
    構成されることを特徴とする特許請求の範囲第９項に記
    載の光ファイバカップラの製造装置。
13. 【請求項１３】上記一対の架台の各々の上面に設けら
    れ、上記第１および第２の光ファイバ群の光ファイバ素
    線を互いに所定の間隔で離間させて保持する手段を備え
    ることを特徴とする特許請求の範囲第９項に記載の光フ
    ァイバカップラの製造装置。
14. 【請求項１４】上記延伸手段は、上記第１または第２の
    光ファイバ群をその上に支持する同一平面上に位置する
    平坦な上面をそれぞれ備え、支持する光ファイバ群の軸
    方向に互いに相対移動可能な１対の架台と、融着された
    第１および第２の光ファイバ群を上記１対の架台上に固
    定する手段とを備えることを特徴とする特許請求の範囲
    第８項に記載の光ファイバカップラの製造装置。
15. 【請求項１５】前記第１および第２の光ファイバ群が、
    それぞれ、テープ状光ファイバであることを特徴とする
    特許請求の範囲第８項乃至第14項のいずれか１項に記載
    の光ファイバカップラの製造装置。