JPH08146246A - 光ファイバ型カプラとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安価で高強度、高性能な光ファイバ型カプラ
とその製造方法を提供する。 【構成】 複数の光ファイバ２が密着添接され、密着添
接された部分が加熱融着延伸された光ファイバ型カプラ
１であって、前記複数の光ファイバ２は断面が角形であ
り、前記角形の光ファイバのコア５が互いに密着添接さ
れた部分に偏心している偏心コア光ファイバ２である。 【効果】 結合部はコア同志が一番接近した状態で加熱
融着延伸できるから延伸距離が短くてすみ、テーパ部が
短くネック部径も太くなるため結合部の機械的強度が強
くなり信頼性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光通信、光計測等の分野
に使われる光カプラに関するもので、更に詳しくは光フ
ァイバ型カプラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ファイバ型カプラは断面円形の
外形を持ち、それの中心にコア部のある光ファイバ（円
形クラッド中心コア光ファイバ）を加熱延伸して製造さ
れている。

【０００３】図８は従来の光ファイバ型カプラで通常の
光ファイバ（円形クラッド中心コア光ファイバ）１１を
２本、平行にならべて密着添接して、その密着添接した
一部分の外周を加熱しつつ融着しながら延伸することに
より一体化して形成している。１２は前記光ファイバ１
１の中心に位置するコアである。この光ファイバ型カプ
ラは光ファイバ１１の両端部から融着、延伸され一体化
した結合部１３の中央に行くにしたがってその外径がテ
ーパ状に細くなった構造となっている。この融着、延伸
され一体化した結合部１３の構造によって、一方の光フ
ァイバ１１に入射した光を等分割する等分割器とした
り、波長選択性を持つ光分波器とすることが出来る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の光ファ
イバ型カプラは、その製造時の不具合によりしばしば大
きな過剰損失が発生する。また、融着、延伸した結合部
が細くなるため破断も起こりやすく取り扱いに細心の注
意を要する。このように、従来の光ファイバ型カプラ
は、その製造時の困難のため価格的にも性能的にも満足
できるものではなかった。

【０００５】かかる点に鑑み、種々の改善が提案されて
いる。例えば、特開昭６２−８７９１０号には、コアが
偏心した偏心母材を線引する製造法が開示されている。
また、特開昭６１−２０８０１１号には、溶融一体化す
る部分のクラッドを一部平坦面に加工し平坦面同志を対
向させて密着させ、溶融一体化させる方法も開示されて
いる。前者は、光ファイバの全長に渡り溶融一体化され
るので好ましくない。やはり図８に示す従来の光ファイ
バ型カプラのように、光ファイバがカプラの両端に付い
ているほうが他の光ファイバとの接続に都合が良いから
である。後者は、クラッドを平坦面に加工する時、高精
密度加工が要求されるが、実際には困難であり、加工部
の機械的強度は劣化し寸法精度も乏しい。従って、再現
性よく溶融一体化された高強度、低損失のカプラを製造
することは極めて難しい。

【０００６】本発明の目的は、前記した従来の光ファイ
バ型カプラの欠点を解消し、安価で機械的強度の高い高
性能な光ファイバ型カプラとその製造方法を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するために以下のような手段を有している。

【０００８】本発明のうち請求項１の光ファイバ型カプ
ラは、複数の光ファイバが密着添接され、密着添接され
た部分が加熱融着延伸された光ファイバ型カプラであっ
て、前記複数の光ファイバは断面が角形であり、前記角
形の光ファイバのコアが互いに密着添接された部分に偏
心している偏心コア光ファイバであることを特徴とす
る。

【０００９】本発明のうち請求項２の光ファイバ型カプ
ラの製造方法は、断面が角形の偏心コア光ファイバでそ
のコアが一辺に偏心している複数の光ファイバをそのコ
アが互いに近接するように密着添接して、密着添接され
た部分を加熱融着延伸して一体化することを特徴とす
る。

【００１０】本発明のうち請求項３の光ファイバ型カプ
ラの製造方法は、断面が角形の偏心コア光ファイバでそ
のコアが一頂角に偏心している少なくとも３本以上の複
数の偏心コア光ファイバをそのコアが互いに近接するよ
うに密着添接して、密着添接された部分を加熱融着延伸
して一体化することを特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明のうち請求項１の光ファイバ型カプラに
よれば、複数の光ファイバが密着添接され、密着添接さ
れた部分が加熱融着延伸された光ファイバ型カプラであ
って、前記複数の光ファイバは断面が角形であり、前記
角形の光ファイバのコアが互いに密着添接された部分に
偏心している偏心コア光ファイバであるので、結合部は
コア同志が一番接近した状態で加熱融着延伸されている
から光の分岐、結合の効率が最良となっている。また、
結合部はコア同志が一番接近した状態で加熱融着延伸さ
れているから延伸距離が短くてすみ、テーパ部が短くネ
ック部径も太くなるため結合部の機械的強度が強くなり
信頼性が向上する。更に、角形の光ファイバのコアを互
いに密着添接する際に偏心しているコアの位置が容易に
確認できるので再現性良く簡単な延伸でカプラが製造で
きる。

【００１２】本発明の請求項２または請求項３の光ファ
イバ型カプラの製造方法は、断面が角形の偏心コア光フ
ァイバでそのコアが一辺又は一頂角に偏心している複数
の光ファイバをそのコアが互いに近接するように密着添
接して、密着添接された部分を加熱融着延伸して一体化
するので、結合部はコア同志が一番接近した状態で加熱
融着延伸できるから光の分岐、結合の効率が最良となっ
ている。また、結合部はコア同志が一番接近した状態で
加熱融着延伸できるから延伸距離が短くてすみ、テーパ
部が短くネック部径も太くなるため結合部の機械的強度
が大きくなり信頼性が向上する。更に、角形の光ファイ
バのコアを互いに密着添接する際に偏心しているコアの
位置が容易に確認できるのでコア同志を寸法精度良く容
易に対向でき再現性良く簡単な延伸でカプラが製造でき
製造コストも安くなる。

【００１３】

【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明す
る。 （実施例１）図１は本発明の光ファイバ型カプラの一実
施例である。本実施例の光ファイバ型カプラ１は２本の
角形クラッド偏心コア光ファイバ２が密着添接され、密
着添接された部分が加熱融着延伸されて結合部３が形成
されたものである。２本の角形クラッド偏心コア光ファ
イバ２は図２に示すようにクラッド４が断面正方形ので
あって、その一辺にコア５が偏心している。偏心してい
るコア５同志が対向して密着添接され、密着添接された
部分が加熱融着延伸されて結合部３が形成されたもので
ある。

【００１４】上記の構成の光ファイバ型カプラ１は図３
（イ）ないし（ニ）に示すようにして形成される。図３
（イ）ないし（ニ）において、角形クラッド偏心コア光
ファイバ２として例えばクラッド４が一辺１２５μｍの
正方形で、モードフィールド径９．５μｍのコア５の中
心が外周の一番近い辺から２５μｍの距離にある角形ク
ラッド偏心コア光ファイバ２を用いる。上記２本の前記
角形クラッド偏心コア光ファイバ２の外周の被覆６の一
部を除去し〔図３（イ）〕、その被覆除去部７を偏心し
たコア５が互いに一番接近した状態に対向するようにし
て平行に位置合わせして密着添接し〔図３（ロ）〕図示
しない延伸用ステージに固定する。被覆除去部７の中間
部にガスバーナ９を近づけ、局部的に融着せしめる〔図
３（ハ）〕。

【００１５】密着添接した部分が融着後、加熱温度を低
くして角形クラッド偏心コア光ファイバ２の融着部を延
伸して結合部８を形成して、適当な分岐比のところで延
伸を停止する〔図３（ニ）〕。得られた光ファイバ型カ
プラ１の過剰損失は、０．１ｄＢ以下であった。尚、こ
の時の延伸長は、２７ｍｍ、結合部８の最小径となるネ
ック径は１００μｍであった。

【００１６】ここでは、角形クラッドとして正方形断面
の角形クラッド偏心コア光ファイバについて実施例を示
したが、図４に示す断面正６角形の角形クラッド偏心コ
ア光ファイバでも同様に高い機械的強度で低損失のカプ
ラが製造できた。

【００１７】上記実施例において角形クラッドとして正
方形断面の角形クラッド偏心コア光ファイバや正６角形
の角形クラッド偏心コア光ファイバについて説明した
が、本実施例のものは角形クラッドとして正方形断面や
正６角形断面のものに限るものではなく、角形クラッド
として、３、４、５、６、７、８角形など多角形であり
コアは辺の方向に沿って偏心しているものであれば良
い。

【００１８】多角形は、正多角形でもよいが各辺の長さ
が異なっても良い。このような光ファイバではコアが偏
心している偏心部と偏心部を面を介して密着できるの
で、再現性良く両光ファイバを融着でき、従ってカプラ
の製造も容易であり、製造コストも低くできる。

【００１９】（実施例２）図５は本発明の光ファイバ型
カプラの他の実施例である。本実施例の光ファイバ型カ
プラ１Ａは３分岐のカプラであって、３本の角形クラッ
ド偏心コア光ファイバ２Ａとして、図６に示す正６角形
の角形クラッド偏心コア光ファイバ２Ａが用いられる。
３本の角形クラッド偏心コア光ファイバ２Ａは図６に示
すように、クラッド４が正６角形であってその一頂角に
コア５が偏心している。偏心しているコア５同志が互い
に近接するように対向して密着添接され、密着添接され
た部分が加熱融着延伸されて結合部３Ａが形成されたも
のである。

【００２０】上記の光ファイバ型カプラ１Ａは実施例１
と同様にして、図７（イ）ないし（ニ）に示すように形
成することができる。上記３本の前記角形クラッド偏心
コア光ファイバ２Ａの外周の被覆６Ａの一部を除去し
〔図７（イ）〕、その被覆除去部７Ａを一頂角に偏心し
たコア５Ａが互いに一番接近した状態に対向するように
して平行に位置合わせして密着添接し〔図７（ロ）〕図
示しない延伸用ステージに固定する。被覆除去部７Ａの
中間部にガスバーナ９を近づけ、局部的に加熱融着せし
める〔図７（ハ）〕。密着添接した部分が融着したら、
加熱温度を低くして角形クラッド偏心コア光ファイバ２
Ａの融着部を延伸して結合部８Ａを形成して、適当な分
岐比のところで延伸を停止する〔図７（ニ）〕。このよ
うにして３分岐の光ファイバ型カプラ１Ａを形成する。

【００２１】上記実施例においては、角形クラッドとし
て正６角形の角形クラッド偏心コア光ファイバについて
説明したが、本実施例のものは角形クラッドとして正６
角形に限るものではなく、角形クラッドとして、例えば
３、４、５角形など多角形でありコアは一頂角の方向に
沿って偏心しているものであれば良い。このようにする
と正３角形の場合は６分岐のカプラができ、４角形の場
合は４分岐のカプラができる。また５分岐の場合はコア
の偏心している角度が７２°の多角形のもので形成する
ことができる。

【００２２】上記のように多角形は、正多角形でもよい
が各辺の長さが異なっても良い。このような光ファイバ
ではコアが偏心している偏心部同志を密着できるので、
再現性良く光ファイバを融着でき、従ってカプラの製造
も容易であり製造コストも低くできる。

【００２３】上記各実施例において偏心量は、特に限定
はないが偏心量が大きいとカプラのテーパ部のネック径
は太くなり好ましいが、光ファイバの部分での光の漏れ
が大きくなる欠点が生ずる。偏心量が小さいと光ファイ
バの部分での光の漏れは小さいがネック部は細くなるの
で好ましくない。従って必要により偏心量を決めればよ
い。

【００２４】光ファイバのクラッドは、純シリカあるい
はＢ、Ｆ、Ｐ、Ｇｅなどの屈折率制御用のドーパントを
少なくとも１種含んだシリカを用い、コアは純シリカあ
るいはＧｅ、Ｐ、Ｔｉ、Ａｌなどの屈折率制御用のドー
パントを少なくとも１種含んだシリカを用いる。

【００２５】上記各光ファイバ型カプラの製造方法の加
熱には、マイクロバーナ、マイクロヒータなど任意の加
熱手段が適宜選択され、使われる。

【００２６】上記各光ファイバ型カプラの製造方法では
全長が一様な光ファイバを使うので、カプラ製造前にフ
ァイバの一部を平坦加工する付加工程の必要がなく、平
坦加工による光ファイバの機械的強度の劣化を生じな
い。

【００２７】また、光ファイバは所望の光ファイバと類
似形のプリフォームを加熱延伸すれば容易に製造出来る
ので、断面角形でコアが偏心している光ファイバを使う
ことの不利はない。

【００２８】なお、光ファイバは全長にわたって寸法精
度が良いので、従来のごとく光ファイバの一部を平坦加
工する寸法精度の難しい方法に比べ、再現性良く低損
失、高強度の光ファイバ型カプラが製造できる。

【００２９】さらに、本発明の光ファイバ型カプラを中
心コアの断面丸形の光ファイバ（通常の光ファイバ）と
接続する必要があるが、その場合本発明の光ファイバ型
カプラに使用する光ファイバを断面丸形の通常の光コネ
クタのフェルールに挿入して接着固定し、コアを中心に
フェルールの外周を機械研磨する方法（フェルールによ
る心だし加工）で容易にコネクタ加工が出来るのでこれ
も問題がない。

【００３０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明のうち請求項
１の光ファイバ型カプラによれば、複数の光ファイバが
密着添接され、密着添接された部分が加熱融着延伸され
た光ファイバ型カプラであって、前記複数の光ファイバ
は断面が角形であり、前記角形の光ファイバのコアが互
いに密着添接された部分に偏心している偏心コア光ファ
イバであるので、結合部はコア同志が一番接近した状態
で加熱融着延伸されているから光の分岐、結合の効率が
最良となっている。

【００３１】また、結合部はコア同志が一番接近した状
態で加熱融着延伸されているから延伸距離が短くてす
み、テーパ部が短くネック部径も太くなるため結合部の
機械的強度が強くなり信頼性が向上する。

【００３２】更に、角形の光ファイバのコアを互いに密
着添接する際に偏心しているコアの位置が容易に確認で
きるので再現性良く簡単な延伸でカプラが製造できる。

【００３３】本発明の請求項２または請求項３の光ファ
イバ型カプラの製造方法は、断面が角形の偏心コア光フ
ァイバでそのコアが一辺又は一頂角に偏心している複数
の光ファイバをそのコアが互いに近接するように密着添
接して、密着添接された部分を加熱融着延伸して一体化
するので、結合部はコア同志が一番接近した状態で加熱
融着延伸できるから光の分岐、結合の効率が最良となっ
ている。また、結合部はコア同志が一番接近した状態で
加熱融着延伸できるから延伸距離が短くてすみ、テーパ
部が短くネック部径も太くなるため結合部の機械的強度
が強くなり信頼性が向上する。

【００３４】更に、この場合は角形の光ファイバのコア
を互いに密着添接する際に偏心しているコアの位置が容
易に確認できるのでコア同志を寸法精度良く容易に対向
でき再現性良く簡単な延伸でカプラが製造でき製造コス
トも安くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ファイバ型カプラの一実施例を示す
正面図である。

【図２】図１の光ファイバ型カプラのに使用される角形
クラッド偏心コア光ファイバの一例を示す断面図であ
る。

【図３】（イ）ないし（ニ）は図１の光ファイバ型カプ
ラの一製造方法の説明図である。

【図４】図１の光ファイバ型カプラに使用される角形ク
ラッド偏心コア光ファイバの他の例を示す断面図であ
る。

【図５】本発明の光ファイバ型カプラの他の実施例を示
す正面図である。

【図６】図５の光ファイバ型カプラに使用される角形ク
ラッド偏心コア光ファイバの一例を示す断面図である。

【図７】（イ）ないし（ニ）は図５の光ファイバ型カプ
ラの一製造方法の説明図である。

【図８】従来の光ファイバ型カプラの一例を示す正面図
である。

【符号の説明】

１ 光ファイバ型カプラ １Ａ 光ファイバ型カプラ ２ 角形クラッド偏心コア光ファイバ ２Ａ 角形クラッド偏心コア光ファイバ ３ 結合部 ４ クラッド ５ コア ６ 被覆 ７ 被覆除去部 ８ 結合部 ９ バーナ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の光ファイバが密着添接され、密着
   添接された部分が加熱融着延伸された光ファイバ型カプ
   ラであって、前記複数の光ファイバは断面が角形であ
   り、前記角形の光ファイバのコアが互いに密着添接され
   た部分に偏心している偏心コア光ファイバであることを
   特徴とする光ファイバ型カプラ。
2. 【請求項２】 断面が角形の偏心コア光ファイバでその
   コアが一辺に偏心している複数の偏心コア光ファイバを
   そのコアが互いに近接するように密着添接して、密着添
   接された部分を加熱融着延伸して一体化することを特徴
   とする光ファイバ型カプラの製造方法。
3. 【請求項３】 断面が角形の偏心コア光ファイバでその
   コアが一頂角に偏心している少なくとも３本以上の複数
   の偏心コア光ファイバをそのコアが互いに近接するよう
   に密着添接して、密着添接された部分を加熱融着延伸し
   て一体化することを特徴とする光ファイバ型カプラの製
   造方法。