JPH0782137B2 - 光フアイバカプラ - Google Patents

光フアイバカプラ

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JPH0782137B2
JPH0782137B2 JP62084982A JP8498287A JPH0782137B2 JP H0782137 B2 JPH0782137 B2 JP H0782137B2 JP 62084982 A JP62084982 A JP 62084982A JP 8498287 A JP8498287 A JP 8498287A JP H0782137 B2 JPH0782137 B2 JP H0782137B2
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optical fiber
polishing
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徹 有川
佳夫 菊地
登 川上
邦治 姫野
長 福田
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Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、各種光ファイバセンサ等において、光の偏
波方向を保持したままで光の分岐や合流を行なう偏波保
持型の光ファイバカプラに関するものである。
「従来の技術」 従来、このような目的で使用される光ファイバカプラの
1つとして、応力付与型偏波保持光ファイバ(以下、光
ファイバと略記する)の一部をコア近傍部まで研摩した
研摩光ファイバを2本用い、各々の研摩部分を接触させ
て接触部を形成し、この接触部で光パワーの結合を行な
う構成のものが知られている。第4図ないし第5図は、
こうした従来の光ファイバカプラの一例を示す図であっ
て、符号1は光ファイバカプラ、2a、2bは研摩光ファイ
バである。光ファイバカプラ1は、研摩光ファイバ2a、
2bの一部を固定した四角柱状の2個のガラスブロック3
a、3bを接着し、研摩光ファイバ2a、2bの研摩部分4、
4を接触させて構成されている。ガラスブロック3a,3b
には、その長手方向に沿って研摩光ファイバ2a、2bが埋
設される溝部5が形成されており、その底部は研摩光フ
ァイバ2a、2bを埋設したときにその長手方向中央部が膨
出するように円弧状に形成されている。
各々の研摩部分4、4が接触した接触部6では、各々の
研摩光ファイバ2a、2bのコア7、7が接近し、一方の研
摩光ファイバ2aのコア7中を伝送される光パワーが漏洩
して他方の研摩光ファイバ2bのコア7中に移行する光パ
ワーの結合が行なわれる。すなわち、一方の研摩光ファ
イバ2aの入射側8から光パワーが入射されるとき、接触
部6では、その光パワーの一部が他方の研摩光ファイバ
2b側に分岐され、一方の研摩光ファイバ2aの出力側9と
他方の研摩光ファイバ2bの分岐出力側10からは、所定の
出力分岐比をもって分割された光パワーが得られる。
この光ファイバカプラ1は第6図ないし第9図に示す工
程により製造される。まず、第6図に示すように、ガラ
スブロック3の溝部5内に応力付与型偏波保持光ファイ
バ11(以下、光ファイバと略記する)を挿入する。この
光ファイバ11は、中心部のコア7とこの両側部に配設さ
れた応力付与部12、12とこれらを囲むクラッド13とを備
えて構成されている。上記コア7にはGeO2を添加したSi
O2が使用され、応力付与部12、12にはB2O3を添加したSi
O2が使用され、クラッド13にはSiO2が使用されている。
応力付与部12、12の屈折率はクラッド13の屈折率よりも
低く、光ファイバ11を側方から目視すると応力付与部1
2、12が黒く目視される。
次に、上記溝部5内に接着剤14を注入し、これを固化さ
せる。これによって光ファイバ11はガラスブロック3に
固定される(第7図)。次に、ガラスブロック3の光フ
ァイバ11埋設側の面(第7図の図中矢印で示す面)を研
摩する。この研摩は研摩面15がコア7近傍まで達する程
度とし、コア7内を伝送される光パワーが研摩面15から
ある程度漏洩する状態にする(第8図)。なお、光パワ
ーの漏洩量は研摩部分4の研摩量により決定され、カプ
ラの使用用途によって研摩量の異なった各種のガラスブ
ロック3a、3bが作成される。
次に、先のように作成された2個のガラスブロック3、
3をマッチング液16を介して各々の研摩面15、15を接合
させる。そして第9図に示すように、光源17からの光パ
ワーを出力側9および分岐出力側10に各々接続された光
検出器18、18でモニタしながら2つのガラスブロック
3、3の相互位置を動かし、所定の出力分岐比が正確に
得られるような位置に調節する。次に、各々のガラスブ
ロック3a、3bを接着剤等で固定し、光ファイバカプラ1
とする。
「発明が解決しようとする問題点」 ところで、このような光ファイバを用いて、偏波保持特
性の優れた光ファイバカプラを作成するには、光ファイ
バ11、11に存在する複屈折の主軸x,y(応力付与部12、1
2の中心軸を結ぶ方向をx軸とし、それと直交する方向
をy軸とする)が各々の光ファイバ11、11において同様
な位置関係とすることが必要となる。この光ファイバ11
の軸方向を調整するには、光ファイバ11をガラスブロッ
ク3の溝部5内に埋設する際に、ガラスブロック3の側
方から顕微鏡で光ファイバ11を監視しながら、一方の応
力付与部12に他方の応力付与部が重なり合うような位置
に光ファイバ11を回転させて微調整し、次いで接着剤14
で固定するように行なわれる。しかし、応力付与部12、
12は、その直径が30μm程度と大きいために、それらの
位置を顕微鏡で監視して軸方向の調整を行なうと、光フ
ァイバ11に軸ずれを生じ易く、完成した光ファイバカプ
ラ1の偏波保持特性が悪化する問題があった。
この発明はこうした問題を解消し、偏波保持特性の優れ
た高性能の光ファイバカプラを提供することを目的とし
ている。
「問題点を解決するための手段」 この発明は、応力付与型偏波保持光ファイバの一部を一
方の応力付与部側からコア中心に向けてそのコア近傍ま
で研摩した研摩光ファイバを2本用い、これら研摩光フ
ァイバの各々の研摩部分を接触させて接触部を形成し、
この接触部で光パワーの結合を行なう光ファイバカプラ
において、上記応力付与型偏波保持光ファイバは、中心
部のコアとこの両側部に配設された応力付与部とこれら
を囲むクラッドとを備え、上記応力付与部は、クラッド
と異なる屈折率を有する中心部とこれを囲みクラッドと
等しい屈折率を有する屈折率調整部とからなるもので構
成し、問題解決の手段とした。
「実施例」 第1図および第2図はこの発明の一実施例を示す図であ
る。これらの図において符号19は光ファイバカプラ、20
a、20bは研摩光ファイバである。この光ファイバカプラ
19は、研摩光ファイバ20a、20bの各々の研摩部分21、21
を固定した四角柱状の2個のガラスブロック22a、22bを
接着し、研摩光ファイバ20a、20bの研摩部分21、21を接
触させて構成されている。この光ファイバカプラ19に使
用される光ファイバ23は、第3図に示すように中心部の
コア7とこの両側部に配設された応力付与部24、24とこ
れらを囲むクラッド13とを備え、これら応力付与部24、
24は、クラッド13の屈折率よりも低い屈折率を有する中
心部25とこの中心部25を囲みクラッド13の屈折率と等し
い屈折率を有する屈折率調整部26とから構成されたもの
が使用される。上記コアには、GeO2を添加したSiO2が使
用され、クラッド13には、SiO2が使用され、応力付与部
24の中心部25にはB2O3を添加したSiO2が使用され、屈折
率調整部26にはB2O3およびGeO2を添加したSiO2が使用さ
れている。この光ファイバ23を側方から目視すると、屈
折率がクラッド13よりも低い応力付与部24の中心部25の
みが黒く見えるようになっている。この光ファイバ23
は、一方の応力付与部24をガラスブロック22aの溝部5
の上方側に他方の応力付与部24を底に向けた状態でガラ
スブロック22aに固定され、一方の応力付与部24を研摩
除去して研摩部分21を形成し、研摩光ファイバ20aとさ
れる。2本の研摩光ファイバ20a、20bの研摩部分21、21
は、各々の光ファイバ23、23のx軸を同一直線上に並べ
た状態で接合されている。
各々の研摩部分21、21が接触した接触部27では、各々の
研摩光ファイバ20a、20bのコア7が接近し、一方の研摩
光ファイバ20a中を伝送される光パワーが漏洩して他方
の光ファイバ20bのコア7中に移行する光パワーの結合
が行なわれる。すなわち、一方の研摩光ファイバ20aの
入射側28から光パワーが入射されるとき、接触部27で
は、その光パワーの一部が他方の研摩光ファイバ20b側
に分岐され、一方の研摩光ファイバ20aの出力側29と他
方の研摩光ファイバ20bの分岐出力側30からは、所定の
出力分岐比をもって分割された光パワーが得られる。
この光ファイバカプラ19は次のように作成される。ま
ず、前述した第6図に示すものと同様のガラスブロック
3の溝部5内に光ファイバ23を挿入する。次に、ガラス
ブロック3の溝部5上方側あるいは底部側から顕微鏡を
用いて光ファイバ23を監視し、光ファイバ23のx軸が溝
部5の深さ方向に沿うように、光ファイバ23を回転させ
て軸方向の調整を行なう。この調整操作は、例えば溝部
5の上方側から顕微鏡で応力付与部24の中心部25、25を
監視し、一方の中心部25と他方の中心部25とが重なり合
って目視されるように光ファイバ23を回転させることに
よって精密な軸方向の調整ができる。次に、溝部5内に
接着剤14を注入し、これを固化させる。なお、接着剤14
は、光ファイバ23の軸方向の調整前に溝部5内に注入し
てもよい。次に、このガラスブロック3の溝部5側の面
を研摩する。この研摩により光ファイバ23の一方の応力
付与部24が研摩除去されてコア7近傍部が露出し、コア
7内を伝送する光パワーがある程度漏洩する状態とな
る。なお、この研摩により形成される研摩面31は、光フ
ァイバ23のy軸と平行となることが必要である。また、
光パワーの漏洩量は、研摩部分21、21の研摩量により決
定され、カプラの使用用途によって研摩量の異なった各
種のガラスブロック22a,22bが作成される。次に、先の
ように作成された2個のガラスブロック22a、22bをマッ
チング液16を介して接合させる。そして一方の研摩光フ
ァイバ20aの入射側28に光源17を接続し、一方の研摩光
ファイバ20aの出力側29および他方の研摩光ファイバの
分岐出力側30に光検出器18、18を接続し、光源17からの
光パワーを各々の光検出器18、18でモニタしながら2つ
のガラスブロック22a、22bの相互位置を動かしながら、
所定の出力分岐比が正確に得られるような位置に調整す
る。次に、各々のガラスブロック22a、22bを接着剤等で
固定し、光ファイバカプラ19とする。
この光ファイバカプラ19は、光ファイバの一部を一方の
応力付与部側からコア中心に向けてそのコア近傍まで研
摩した研摩光ファイバを2本用い、これら研摩光ファイ
バの各々の研摩部分を接触させて接触部を形成し、この
接触部で光パワーの結合を行なう光ファイバカプラにお
いて、光ファイバ23として、中心部のコア7とこの両側
部に配設された2つの応力付与部24、24とこれらを囲む
クラッド13とを備え、かつ応力付与部24は、クラッド13
の屈折率より低い屈折率を有する中心部25とこの中心部
25を囲みクラッド13の屈折率と等しい屈折率を有する屈
折率調整部26とからなるものを用いて構成したので、光
ファイバ23を側方から目視するとき、応力付与部24のう
ちの中心部25のみが黒く目視され、2つの応力付与部2
4、24の位置関係を監視して光ファイバ23の軸方向の調
整を行なう際に、直径の小さな中心部25、25の位置関係
を監視して光ファイバ23の軸方向を調整することができ
るので、軸方向の調整を極めて精密に行なうことができ
る。したがって、各々の光ファイバ23、23の軸方向が正
確に調整された高性能の光ファイバカプラ19を作成で
き、光ファイバカプラ19の偏波保持特性を向上させるこ
とができる。
なお、この実施例では2本の研摩光ファイバ20a、20b
を、各々のx軸が同一直線上に並ぶ方向で接合した構成
としたが、これに限定されず、光ファイバ23のy軸方向
を研摩して研摩光ファイバとし、この研摩光ファイバ2
本を、各々のy軸が同一直線上に並ぶ方向に接合させた
構成としても良い。
また、この実施例では応力付与部24の中心部25を、クラ
ッド13の屈折率よりも低い屈折率を有する材質で構成し
たが、中心部25は屈折率がクラッド13よりも高い材質、
例えばベースであるB2O3を添加したSiO2中に適当量のGe
O2やP2O5を添加したものなどを用いた構成としても良
い。中心部の屈折率がクラッド13よりも高い場合、この
中心部は光ファイバ23の中で輝いて見える。
「実験例」 2本の偏波保持型光ファイバを用いて、先の実施例と同
様な構成の光ファイバカプラを作成した。光ファイバは
次に示すものを使用した。
ファイバ径……125μm コア……8μm径、GeO2添加SiO2、屈折率1.488 クラッド……SiO2、屈折率1.458 応力付与部……30μm径 中心部……10μm径、B2O3添加SiO2、屈折率1.342 屈折率調整部……GeO2およびB2O3添加SiO2、屈折率1.45
8 この光ファイバを用いて光ファイバカプラを作成し、偏
波保持性能を示すクロストーク測定した。その結果、こ
の光ファイバカプラのクロストークは−33dBであった。
一方、従来の光ファイバカプラでのクロストークは、軸
ずれによる偏波保持性能のバラツキが多く、−15〜−30
dBであった。よって、この発明による光ファイバカプラ
では、従来のものよりも偏波保持特性が優れていること
が確認された。
「発明の効果」 以上説明したように、この発明による光ファイバカプラ
は、光ファイバとして中心部のコアとこの両側部に配設
された2つの応力付与部とこれらを囲むクラッドとを備
え、応力付与部はクラッドと異なる屈折率を有する中心
部と、この中心部を囲みクラッドと等しい屈折率を有す
る屈折率調整部とからなるもので構成したので、光ファ
イバを側方から目視するとき、応力付与部のうち中心部
のみが目視され、2つの応力付与部の位置関係を監視し
て光ファイバの軸方向の調整を行なう際に、直径の小さ
な中心部の位置関係を監視して光ファイバの軸方向を調
整することができるので、軸方向の調整を極めて精密に
行なうことができる。したがって、各々の光ファイバの
軸方向が正確に調整された高性能の光ファイバカプラを
作成でき、光ファイバカプラの偏波保持性能を向上させ
ることができる。
【図面の簡単な説明】 第1図および第2図はこの発明の一実施例を示す図であ
って、第1図は光ファイバカプラの側断面図、第2図は
第1図のA−A断面図、第3図は第1図に示す光ファイ
バカプラに使用される光ファイバの横断面図である。 第4図および第5図は従来の光ファイバカプラを示す図
であって、第4図は光ファイバカプラの側断面図、第5
図は第4図のB−B断面図、第6図ないし第9図は第4
図に示す光ファイバカプラの製造工程を工程順に説明す
る図であって、第6図はガラスブロックに光ファイバを
挿入した状態を示す斜視図、第7図はガラスブロックに
光ファイバを固定した状態を示す第6図のC−C断面
図、第8図は第7図のガラスブロックを研摩した状態を
示す断面図、第9図は光ファイバカプラの出力分岐比の
調整方法を説明する概略構成図である。 7……コア、13……クラッド、19……光ファイバカプ
ラ、20……研摩光ファイバ、21……研摩部分、23……光
ファイバ、24……応力付与部、25……中心部、26……屈
折率調整部、27……接触部、31……研摩面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川上 登 千葉県佐倉市六崎1440番地 藤倉電線株式 会社佐倉工場内 (72)発明者 姫野 邦治 千葉県佐倉市六崎1440番地 藤倉電線株式 会社佐倉工場内 (72)発明者 福田 長 千葉県佐倉市六崎1440番地 藤倉電線株式 会社佐倉工場内 (56)参考文献 特開 昭60−83906(JP,A) 特開 昭60−142314(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】応力付与型偏波保持光ファイバの一部を一
    方の応力付与部側からコア中心に向けてそのコア近傍ま
    で研摩した研摩光ファイバを2本用い、これら研摩光フ
    ァイバの各々の研摩部分を接触させて接触部を形成し、
    この接触部で光パワーの結合を行なう光ファイバカプラ
    において、 上記応力付与型偏波保持光ファイバは、中心部のコアと
    この両側部に配設された2つの応力付与部とこれらを囲
    むクラッドとを備え、かつ上記応力付与部は、上記クラ
    ッドの屈折率と異なる屈折率を有する中心部とこの中心
    部を囲み上記クラッドの屈折率と等しい屈折率を有する
    屈折率調整部とからなることを特徴とする光ファイバカ
    プラ。
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CA000553155A CA1302759C (en) 1986-11-28 1987-11-30 Optical fiber coupler and process for manufacturing same
GB8727979A GB2199422B (en) 1986-11-28 1987-11-30 Optical fiber coupler having grooved substrate and manufacturing thereof
US07/431,676 US5029961A (en) 1986-11-28 1989-11-02 Optical fiber coupler and process for manufacturing same
GB9013879A GB2233115B (en) 1986-11-28 1990-06-21 Optical fiber coupler having polished grooved substrates and sliding device
GB9013880A GB2233116B (en) 1986-11-28 1990-06-21 Optical fiber coupler having polished grooved substrates whose sides have differen areas

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