JPH09504886A

JPH09504886A - ファイバー光学結合器

Info

Publication number: JPH09504886A
Application number: JP7513492A
Authority: JP
Inventors: チャールズエリアス，マーティン; アンソニージョンストン，スコット; ロナルドヘスリング，マーク
Original assignee: エーオーエフアールプロプライアタリーリミティド
Priority date: 1993-11-10
Filing date: 1994-11-10
Publication date: 1997-05-13
Anticipated expiration: 2020-08-31
Also published as: EP0729594A4; CA2175450A1; EP0729594B1; AU8134894A; WO1995013554A1; DE69430756D1; EP0729594A1; JP3688708B2; AU683105B2; US5751873A; CA2175450C; DE69430756T2

Abstract

(57)【要約】溶融ファイバー光１×４又は２×４結合器において４つの光ファイバー部分（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）は長手方向に相互の側で結合領域において伸長し、ファイバー部分は少なくとも一部で共に溶融されて密接に詰めた断面積を示す集合体を形成し、ファイバーコア（１１）は１対の対向する９０°以下の内鋭角を有する４辺形の角でセンタに位置する結合器。

Description

【発明の詳細な説明】ファイバー光学結合器発明の分野本発明はファイバー光学結合器に且つそれらの製造に関し、特に１×４又は２ ×４両円錐テーパ型溶融単一モード結合器に関する。以後の記載は主に１×４結合器に関するがその関連原理は２×４結合器に適用可能である。ここに採用されるように、用語１×４結合器はファイバー光装置に関しこれは信号入力を単一の入力ポートを経由して実質的に又はほとんど等しく４つの出力ポートに分配する。大きさで、例えば0.15から0.35までの範囲において少なくとも類似する結合率は現在ファイバー光産業により「実質的又はほとんど等しい」と検討されているがもちろん0.25の等しい率の達成は究極の目的である。この装置は特にファイバー光ツリーネットワークに有益である。背景技術単一モード適用の１×４構成のファイバー光結合器は、現在、結合率及び挿入損失のような主な動作パラメータの有意義な程度の波長依存を特徴とする。かくして結合器供給者は１×４単一モード結合器に対する特別の波長特性を特定し且ついわゆる「波長が平坦化される」１×４結合器はほぼ平坦な結合及び挿入損失特性を単一動作帯域、例えば40nm又は100nm内でのみ有する。波長範囲1250-160 0nmに対する広帯域である、少なくとも、結合器がファイバー光通信ネットワークに対する主な伝送波長帯域、1260-1360及び1430-1580nmの双方においてしかしより好ましくは全範囲1250-1600nmにわたり、動作可能であるという意味における１×４単一モード結合器を生成することが好ましい。１×４両円錐テーパ付き結合器のコアの断面積構成が数多く提案されてきた。４×４スター型結合器に対する簡単な正方形アレーはMortimore［Electronics L etters（1989），Vol.25，No.10,682］により、特別の分類の結合器の文脈で記載されている。ここにはファイバーは毛細管内で引っ張られかつ溶融される。この毛細管はファイバークラディングよりも低い屈折率を有し、結合器の完成部品として残存する。もしこのアレーが、入射／通過ファイバーとして働く任意の一定ファイバー部分に対して１×４分割結合器に適するならば、波長についての結合率及び挿入損失特性は（実質的に対称に配置される）２つの隣接ファイバー部分に対して類似するが対角線に反対のファイバー部分に対して全く異なる。その上、テーパ率及び引っ張られる長さの循環特性は全く位相がはずれ、これにより所望の実質的に等しいパワー分配を全４つの出力ポートを横切って達成するために溶融処理を制御することは困難になる。 Arkwright［Electronics Letters(1991)，Vol.27，No.19,1767］は５ファイバーリングを記載する。このリングにおいて１つのファイバーは専用入力ファイバーであり、他の４つは出力ファイバーである。全体の対称な１×４結合器構成に対する提案はMortimore等によりElectronics Letters(1991)，Vol. 27，No.24,2252で開示されている。この構成はコア入射ファイバーについてファイバー部分の６角形リング配置を必要とする。全ファイバー部分は等しい直径からなり且つ接触しているがリングのあらゆる他のファイバーはタップ−オフファイバーに過ぎない：他はダミーファイバーである。その結果は全く良い広帯域応答について報告されているがこの種の結合器は高価であり且つ製造するのに複雑である。オーストラリア特許618108号は多種の結合器アレーに対して多角形断面シースを開示する。提案されるシースは正方形及び三角形断面を具備し、その特許は多種アレーにおいて２、３又は４ファイバー結合器を説明し又は記載する。 Mortimoreに対する米国特許4798436号は、ファイバー結合器の特性を調整し又は制御する一般的な技術を、結合器のファイバーの相対的な伝搬定数を変化させることにより提案する。例えば、１つのファイバーは異なるようにテーパが付けられ又は異なるファイバーは選択される。上述した正方形アレーにおける第１次又は入射ファイバー部分に対角線に対向するファイバー部分を変形することによりこの技術を用い、すなわちその非対称位置を補償する企ては非常に実りあるように証明していなかった。どんなことがあっても，たとえ特別の広帯域の正方形アレーがこの方法により生成されるとしても、その性能は性格なファイバー部分に決定的にあまりにも依存し過ぎるらしい：製造許容限度は非常に小さい。発明の開示本発明の目的は構造について有益な１×４又は２×４ファイバー光結合器を提供することであり、これは先に前兆した意味で広帯域であり、又は、付加的調整処理について、この広帯域応答を示すことを可能にする。本発明の第１の特徴によれば、溶融ファイバー光１×４又は２×４結合器において４つの光ファイバー部分は長手方向に相互の側に結合領域において伸長し、ファイバー部分は少なくとも一部で共に溶融し密接に詰まった断面積を示す集合体を形成し、ファイバーコアは１対の対向する９０°以下で、好ましくは約６０ °又はこれよりも少し小さい内鋭角を有する４辺形の角でセンタに位置する結合器が提供される。本発明の第１の特徴によれば、本発明はさらに溶融ファイバー光１×４又は２ ×４結合器において、４つの光ファイバー部分が長手方向に相互の側で結合領域において伸長し、ファイバー部分が少なくとも一部に共に溶融されて密接に詰めた断面積を示す集合体を形成し、ファイバー部分の２つコアの各々の他の３つのコアからのセンタからセンタへの間隔が類似する結合器を提供する。本発明の第１の特徴によれば、本発明はさらに溶融ファイバー光１×４又は２ ×４結合器において、４つの光ファイバー部分が長手方向に相互の側で結合領域において伸長し、ファイバー部分が少なくとも一部に共に溶融されて密接に詰めた断面積を示す集合体を形成し、ファイバー部分の２つは相互に隣接し且つ他の２つの間にある結合器を提供する。好ましくは、前記集合体は結合領域において捩じり、例えば少なくとも４５° の捩じりを示す。この特徴はファイバーが溶融処理中に毛細管にほぼ直線に且つ平行に置かれる従来の毛細管１×４溶融結合器に著しく対照的である。本発明のこの好ましい特徴において、捩じりが溶融及び引っ張り段階の前に印加されることは有利であり、且つ動的らせん捩じりとして少なくとも一部に印加されることは好ましい。本発明の第２の特徴によれば、溶融ファイバー光１×４又は２×４結合器において４つの光ファイバー部分は長手方向に相互の側に結合領域において伸長し、ファイバー部分は少なくとも一部に共に溶融されて結合領域で、例えば４５°程度まで捩じられる集合体を形成する結合器が提供される。本発明の第２の特徴において、本発明はさらに１×４又は２×４溶融光結合器を形成し：４つの光ファイバー部分が長手方向に相互の側で、断面アレーで伸長するように４つの光ファイバー部分を配列し、そのアレーではファイバーコアは１対の対向する９０°以下、好ましくは約６０°又はこれより少し小さな内鋭角を有する４辺形の角でセンタに位置すること；ファイバー部分を張力下に維持している間、好ましくは他の２つの部分より大きな張力下で平行４辺形の短い方の対角線上のそれらの部分について、集合体に捩じり、好ましくは少なくとも半回転及び最も好ましくは１から１¹/₂回転を加えること、少なくとも集合体の捩じりの部分を加熱し、少なくともファイバー部分を長手方向に引っ張っている間にファイバー部分を少なくとも部分的に溶融し、これにより集合体が捩じられる結合領域を形成することからなる方法。その捩じりは好ましくは少なくとも一部に動的らせん捩じりとして印加される。平行４辺形の短い方の軸上の前記ファイバーが、集合体の前記捩じりをもたらす前に、少し個々に予め捩じられることが好ましい。第２の特徴においては、本発明はさらに前記方法を実施する装置を提供する。好ましくは、本発明の第１又は第２の特徴のいずれかにおいては、集合体の短い方の対角線上のファイバー部分の１つ又は最も好ましくは双方は他の２つのファイバー部分に関する異なる伝搬定数を有する。これは集合体において類似直径のファイバー部分を処理することによりもたらされ、又は短い方の対角線上のファイバー部分の１つ又は最も好ましくは双方は他のファイバー部分の直径よりも小さな直径からなる。小さい方の直径は必ずしも等しくない。これは製造処理において短い方の対角線のファイバー部分の１つ又は最も好ましくは双方を予めテーパ付け又はエッチングすることにより達成される。この場合には、もちろん、本発明の第１の特徴において、菱形の内鋭角は６０°以下であり、及び／又はコアーコア間隔は少し異なる。予めのテーパの程度は、0.1から30%の範囲で変化し、テーパの形成中に使用される溶融条件及び加熱源の温度プロフィルに依存し、且つ代表的には一定の場合に実験により決定される。本発明の第１の特徴に係る幾何学は、以前に言及された簡単な正方形アレーと比較されて、集合体に対する結合率及び挿入損失特性間の位相差を一定の波長で減少させることに実質的に効果的であり、且つ好ましい予めのテーパ付けは一定の波長でその特徴を調整点及び位相関係で実質的に一致させることを可能にすることが理解される。予めのテーパ付けを最も効果的に活用することにより、２つの主波長帯域において実質的に等しいパワー分布を同期させることが可能になる。有利には、製造される集合体が周囲温度まで結合領域で実質的に冷やすとき、少ななさらなる捩じりが集合体に印加される。この後捩じりは１×３及び１×２結合器[TA Birks，Applied Optics(1989)Vol.28，No.19，Page 4226]に関連して提案された、そして結合器特性を微調整するのに有益である。後捩じりは、代表的にはこの既存の捩じりに反対であるけれど、集積し、又は本発明の第２の特徴に係る集合体に既に存在する捩じりに反対である。１×４又は２×４結合器としての結合器の機能は代表的には４つのファイバー部分の３つ又は２つを結合器の１つの端部で終端にすることにより決定される。好ましくは、残留ファイバー部分、通過ファイバーは短い方の対角線ファイバーの１つである。よりよい結果はこれらの短い方の対角線のファイバー部分の１つを入力又は発射ファイバーとして使用することにより得られることが理解される。図面の簡単な説明さらなる説明のために、言及が添付図面になされ、それらの図面において：図１は本発明を具体化する溶融１×４ファイバー光学結合器の結合領域の長手方向センタポイントでの断面であり；図２は、本発明の第１の特徴に係る幾何学を有する結合器が引っ張り及び溶融の維持により形成される時、引っ張り長さに関する結合率のモニターの図面であり、図３は波長に関する対応結合率特性を、1250から1600nmの範囲にわたる類似の結合器に対して、示し；図４は図３に類似する図面であるが挿入損失特性を示し；図５は簡単な正方形断面幾何学の従来の１×４結合器に対して図４に類似する図面であり；図６は図２に類似する図面であるが、その図面では引っ張りはＴ≒97で終了し、かつ後捩じりがＴ＝120からＴ＝１３１までに印加される。他の方法で特定されなければ全グラフに対するｙ軸はは全出力パワーの割合として定義される結合率である。好ましい実施例図１に説明されかつ図３及び４の特性を示すその結合器は同一の原物のファイバーから切断される４つの光ファイバー部分Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから形成された。その結合器は、オーストラリア連邦に指定され且つ本出願人に特許される米国特許 5011252号にほぼ記載される処理により形成された。米国特許5011252号の開示は参考文献によりここに組み込まれる。採用される装置はほぼその特許に記載される種類のものであるが本発明の目的に対して２つの点で変形された。第１に、ファイバーを初期に配設するために使用される一定間隔のつかみが設定されてその４つのファイバー部分が長手方向の側に且つ密接に詰まった断面アレーで相互に平行に伸長するように配列される。このアレーにおいてそれらのつかみは６０°よりも少し小さい１対の対向する内鋭角を有するほぼひし形である４辺形の角に配置される。用語「少し小さい」はここに、ひし形の短い方の対角線上のファイバー部分が予めテーパを付けられるように予め引っ張られて他の２つより少し小さい直径のファイバーを生成するたに使用される。予めテーパを付けることは４つのファイバー部分の集合体が上に記載されるように設定される前に炉で行われる。周知の装置の第２の変形は、本発明の第２の特徴の目的のために、結合器を形成するファイバー部分の加熱、溶融及び引っ張りの前の捩じり段階は少なくとも部分的に動的ならせん状態に捩じりを印加することにより行われた、すなわち単に堅固につかみ且つファイバーを、一定間隔の別々の固定点で反対方向に回転する代わりに、その集合体は２つの一定間隔の別々の点で相対的ならせん状態で回転する：その回転体は、回転してファイバー部分の経路長さがらせん構造の形成中に少し増加し且つファイバー部分間の一定角度を維持することが可能になるように長手方向に調整する。その必要な長手方向調整は一定の構成に対して数学的に決定され得る：その回転体はもちろん適当なコンピュータに基づく装置の制御下にある。対照的に、「静的」捩じりと呼ばれるものにおいて、回転体は上方に移動せず且つ捩じりが回転間で長くなるにつれてファイバー間の角度は増大する。動的なケースを使用することは出願人の経験であり、好ましいと思われる。なぜなら純粋な静的な捩じりの使用を除外しないけれど、幾何学の制御を改善するためである。この捩じり技術は次の結合領域の至る所で均質な断面を維持し且つ均質な接触及び張力をファイバー部分でこの領域に沿って確保するために使用される。その捩じりは静的状態で１８０°（¹/₂回転）の捩じりをまず印加することにより好ましくはファイバー集合体に印加されてそのファイバー部分を接触させ、かつ動的ならせん捩じりとしてバランスを取る。そのファイバー集合体に挿入される好ましい捩じりは、つかみ間で、捩じりの１及び１¹/₂回転間にあり、例えば約１．２５回程度である。好ましくは少なくとも４５°Ｃでのこの捩じり割合は結合領域に保持される。構造の捩じり安定及び均質はさらに短い方の対角線ファイバー部分に捩じり中に印加される張力が他のファイバー部分に印加される張力よりも大きくなるように（例えば約４倍大きい）配列することにより高められる。その処理の次に段階は必然的に従来技術である。光は一方端で短い方の対角線ファイバー部分の１つに印加され且つ他端で全４つの部分のパワー出力はモニターされる。各結合率及び／又は挿入損失は計算され且つ連続的に表示される。炉は横方向に移動し且つそれにより加熱される集合体の捩じりをもたらす。やわらくなるとき、その集合体は反対方向に引っ張られて、ファイバー部分のテーパを付け且つクラディング1２が横に共に溶融するにつれてそれらのコア１１のテーパを付けてクラディング質量の溶融を形成する。ファイバー部分の多種の組み合わせに対する結合率及び挿入損失の観察が要求される通りに行われるとき、引っ張りは停止し且つ炉の温度は低下しかつ結合器は回収される。その集合体は他の３つの入力側ファイバー部分の頭切り且つ密封チューブ及び外部シース内のカプセル詰めを含む周知の結合器後処理段階を受ける。これらの段階は従来技術として周知であり、これ以上説明を行わない。図２は本発明の実施例に係る代表的な結合器形成処理中の４つの出力ファイバー部分に対する結合率のモニタの例である。カーブＡ及びＢは２つの長い方の対角線上の部分に対するものであり且つ全体的な対称性を与えると期待されるように、類似する。カーブＣは入力又は発射ファイバーとして使用される短い方の対角線上のファイバー部分に対してである。（これらの表示は図１、３及び４に同様に適用する。重要なことには、３つのカーブは実質的に時間に関して同位相にありさらに引っ張りの停止は４つのファイバー部分に対する範囲0.19から0.3の範囲以内にある類似の結合率を与える時間があるとみなされる。実際に、４つのファイバー間を分割する閉鎖を実現できる。正方形アレーの簡単な代表例において、従来技術に記載されるもののように、カーブＡ及びＢは代表例として同相にあり且つ類似するがカーブＣ及びＤは位相がはずれている。重要なことには、カーブに対する同相関係は波長に対して２つの主な伝送帯域で保存されれることが理解され、これは図３及び４を図５と比較することにより実証される。本発明は帯域1250から16 00nmの全体にわたり完全な応答均質性よりなる結合器を実現しないけれど相対的な結合器率及び挿入損失はこれらの２つの波長で大きく変化しない。次に結合器の幾何学で実現される各効果、短い方の対角線上の第２次（出力）ファイバー部分の伝搬定数の変形及び短い方の対角線上の第１次の（入射又は入力）ファイバー部分の変形を検討することが提案される。簡単な正方形アレーから図１に示されるものまでの幾何学の変形は予めテーパを付けることなく結合応答を変化させた。短い方の対角線上ファイバー部分の１つをその第１次又は入力として使用し、溶融中のテーパを付ける結合応答は結合率特性の相対的位相関係を変形するが実質的に等しい結合点のいかなるものも実現しなかった。もし長い方の対角線上のファイバー部分の１つが第１次として使用されるならば結合振る舞いは正方形アレーを代表する振る舞いに戻る。予めのテーパ付けを使用して短い方の対角線上の第２次だけの伝搬定数を変形することにより結合振る舞いを変形することができる。長い方の対角線上のファイバーへのピーク結合は増大し且つ短い方の対角線上の第２次へのピーク結合は、長い方の対角線上のファイバー部分に対するピークに時間上密接に移動する間、減少する。予めのテーパ付け量を最も効果的に活用することにより、全３つの非発射ファイバーに対する結合カーブが完全に一致する応答を実現することが可能になる。これは１つの波長で等しい結合点の実現を可能にする。いずれかの波長で全ファイバーを横切る結合の均質が悪いけれど、適当な時間にその処理を終了させることにより、各ファイバーは２つの波長帯域で等しい結合を示すことができる。以上詳細に説明した変形と共に第１次のファイバー部分の伝搬定数を変形することにより図３の特性が実現される。第１次の結合カーブにおける第１の最小限はゼロレベルから上昇した。これは３つの非発射ファイバーへの低い方のピーク結合に自然に至る。短い方の対角線上のファイバー部分のそれぞれに印加される予めのテーパ付け量を最も効果的に活用することにより、この例では15 44nmの第２の等しい結合点を1306nmの第１の等しい結合点と同期することが可能になり、双方の波長でパワーのほぼ等しい分布を与え、そのため広帯域な結合器を与える。２つの予めのテープは、２つの短い方の対角線上のファイバー部分が他の２つよりも小さい等直径からなるように好ましくは類似することが可能である。図６はもし引っ張り及び溶融がＴ＝97で停止されるならば異なる出力ファイバーに対する結合率の保持を実証する。特性間の相違は少しの後捩じりを印加することにより、本発明の好ましい特徴によれば、さらに減少することが理解される。この後捩じりの効果は図６の右でＴ＝120からＴ＝１３１に印加される後捩じりに対して実証される。

【手続補正書】特許法第１８４条の８【提出日】１９９５年８月２１日【補正内容】に毛細管にほぼ直線に且つ平行に置かれる従来の毛細管１×４溶融結合器に著しく対照的である。本発明のこの好ましい特徴において、捩じりが溶融及び引っ張り段階の前に印加されることは有利であり、且つ動的らせん捩じりとして少なくとも一部に印加されることは好ましい。本発明の第２の特徴によれば、溶融ファイバー光１×４又は２×４結合器において４つの光ファイバー部分は長手方向に相互の側に結合領域において伸長し、ファイバー部分は少なくとも一部に共に溶融されて結合領域で、例えば４５°程度まで捩じられる集合体を形成する結合器が提供される。本発明の第２の特徴において、本発明はさらに１×４又は２×４溶融光結合器を形成し：４つの光ファイバー部分が長手方向に相互の側で、断面アレーで伸長するように４つの光ファイバー部分を配列し、そのアレーではファイバーコアは１対の対向する９０°以下、好ましくは約６０°又はこれより少し小さな内鋭角を有する４辺形の角でセンタに位置すること；ファイバー部分を張力下に維持している間、好ましくは他の２つの部分より大きな張力下について４辺形の短い方の対角線上のそれらの部分で、ファイバー部分の捩じり付き集合体を形成するためにファイバー部分に捩じりを、好ましくは少なくとも半回転及び最も好ましくは１から１¹/₂回転を加えること、少なくとも集合体の捩じりの部分を加熱し、少なくともファイバー部分を長手方向に引っ張っている間にファイバー部分を少なくとも部分的に溶融し、これにより集合体が捩じられる結合領域を形成することからなる方法。請求の範囲１．溶融ファイバー光１×４又は２×４結合器において、４つの光ファイバー部分が長手方向に相互の側で結合領域において伸長し、ファイバー部分が少なくとも一部に共に溶融されて密接に詰めた断面積を示す集合体を形成し、ファイバーコアが１対の対向する９０°以下の内鋭角を有する４辺形の角でセンタに位置する結合器。２．前記対向する内鋭角は約６０°又はこれより少し小さい請求項１に記載の結合器。３．前記集合体は結合領域において捩じられる請求項１又は２に記載の結合器。４．前記集合体は少なくとも４５°の捩じりで結合領域において捩じられる請求項１又は２に記載の結合器。５．前記ファイバー部分が少なくとも一部で共に溶融している間にファイバー部分を長手方向に引っ張ることにより前記結合器は形成された、且つ前記捩じりは溶融及び引っ張り段階前に印加され、少なくとも一部に動的らせん捩じりとして印加された請求項２又は３に記載の結合器。６．集合体の短い方の対角線上の２つのファイバー部分の少なくとも１つは他の２つのファイバー部分に関連する異なる伝搬定数を有する請求項１乃至５のいずれかに記載の結合器。７．短い方の対角線上のファイバー部分の双方は他の２つのファイバー部分に関連する異なる伝搬定数を有する請求項６に記載の結合器。８．短い方の対角線上の２つのファイバー部分の１つ又は双方は他のファイバー部分の直径よりも小さいな直径からなり、その小さい方の直径は必ずしも等しくない請求項６又は７に記載の結合器。９．溶融ファイバー光１×４又は２×４結合器において、４つの光ファイバー部分が長手方向に相互の側で結合領域において伸長し、ファイバー部分が少なくとも一部に共に溶融されて密接に詰めた断面積を示す集合体を形成し、ファイバー部分の２つコアの各々の他の３つのコアからのセンタからセンタへの間隔が類似する結合器。１０．前記集合体は結合領域において捩じられる請求項９に記載の結合器。１１．前記集合体は少なくとも４５°の捩じりデ結合領域において捩じられる請求項９に記載の結合器。１２．（補正）ファイバー部分が少なくとも一部に共に溶融される間にファイバー部分を長手方向に引っ張ることにより前記結合器は形成された、且つ前記捩じりは溶融及び引っ張り段階の前に印加され、且つ少なくとも一部に動的らせん捩じりとして印加された請求項１０又は１１に記載の結合器。１３．集合体の短い方の対角線上の２つのファイバー部分の少なくとも１つは他の２つのファイバー部分に関連する異なる伝搬定数を有する請求項９乃至１２のいずれかに記載の結合器。１４．短い方の対角線上のファイバー部分の双方は他の２つのファイバー部分に関連する異なる伝搬定数を有する請求項１３に記載の結合器。１５．短い方の対角線上の２つのファイバー部分の前記１つ又は双方は他のファイバー部分の直径よりも小さな直径からなり、その小さい方の直径は必ずしも等しくない請求項１３又は１４に記載の結合器。１６．溶融ファイバー光１×４又は２×４結合器において、４つの光ファイバー部分が長手方向に相互の側で結合領域において伸長し、ファイバー部分が少なくとも一部に共に溶融されて密接に詰めた断面積を示す集合体を形成し、ファイバー部分の２つは相互に隣接し且つ他の２つの間にある結合器。１７．前記集合体は結合領域において捩じられる請求項１６に記載の結合器。１８．前記集合体は少なくとも半回転の捩じりで結合領域において捩じられる請求項１６に記載の結合器。１９．（補正）ファイバー部分が少なくとも一部で共に溶融される間にファイバー部分を長手方向に引っ張ることにより前記結合器は形成された、且つ前記捩じりは溶融及び引っ張り段階の前に印加され少なくとも一部で動的らんせん捩じりとして印加された請求項１７又は１８に記載の結合器。２０．集合体の短い方の対角線上の２つのファイバー部分の少なくとも１つは他の２つのファイバー部分に関連する異なる伝搬定数を有する請求項１６乃至１９のいずれかに記載の結合器。２１．短い方の対角線上のファイバー部分の双方は他の２つのファイバー部分に関連する異なる伝搬定数を有する請求項２０に記載の結合器。２２．短い方の対角線上の２つのファイバー部分の１つ又は双方は他のファイバー部分の直径より小さな直径からなる請求項２０又は２１に記載の結合器。２３．溶融ファイバー光１×４又は２×４結合器において、４つの光ファイバー部分が長手方向に相互の側で結合領域において伸長し、ファイバー部分が少なくとも一部に共に溶融されて結合領域において捩じられる集合体を形成する結合器。２４．前記集合体は少なくとも４５°の捩じりで結合領域において捩じられる請求項２３に記載の結合器。２５．集合体の短い方の対角線上の２つのファイバー部分の少なくとも１つは他の２つのファイバー部分に関連する異なる伝搬定数を有する請求項２３又は２４に記載の結合器。２６．短い方の対角線上のファイバー部分の双方は他の２つのファイバー部分に関連する異なる伝搬定数を有する請求項２５に記載の結合器。２７．短い方の対角線上の２つのファイバー部分の前記１つ又は双方は他のファイバー部分の直径よりも小さな直径からなる請求項２５又は２６に記載の結合器。２８．（補正）１×４又は２×４溶融光結合器を形成し：４つの光ファイバー部分が長手方向に相互の側で、断面アレーで伸長するように４つの光ファイバー部分を配列し、そのアレーではファイバーコアは１対の対向する９０°以下の内鋭角を有する４辺形の角でセンタに位置すること；ファイバー部分を張力下に維持している間、好ましくは他の２つの部分より大きな張力下で４辺形の短い方の対角線上のそれらの部分について、捩じりをファイバー部分に加えてファイバー部分の捩じり付き集合体を形成すること、少なくとも集合体の捩じりの部分を加熱し、少なくともファイバー部分を長手方向に引っ張っている間にファイバー部分を少なくとも部分的に溶融し、これにより集合体が捩じられる結合領域を形成することからなる方法。２９．前記捩じりは少なくとも一部に動的らせん捩じりとして印加される請求項２８に記載の方法。３０．平行４辺形の短い方の軸上の前記ファイバーは集合体の前記捩じりをもたらす前にすこし個々に予め捩じられる請求項２８又は２９に記載の方法。３１．前記対向する内鋭角は約６０°又はこれよりも少し小さい請求項２８、２９又は３０に記載の方法。３２．前記捩じりは結合器の結合領域で、形成及び次の処理段階後に、少なくとも４５°の捩じりに帰着するほどのものである請求項２８乃至３１のいずれかに記載の方法。３３．集合体の短い方の対角線上の２つのファイバー部分の少なくとも１つは他の２つのファイバー部分に関連する異なる伝搬定数を有する請求項２８乃至３２のいずれかに記載の方法。３４．短い方の対角線上のファイバー部分の双方は他の２つのファイバー部分に関する異なる伝搬定数を有する請求項３３に記載の方法。３５．短い方の対角線上の２つのファイバー部分の前記１つ又は双方は他のファイバー部分の直径よりも小さな直径からなり、その小さい方の直径は必ずしも等しくない請求項３３又は３４に記載の方法。３６．製造された集合体が結合領域において周囲温度まで冷えたとき、少しさらなる捩じりが集合体に結合器の特性を微調整する間に印加され、このさらなる捩じりは累積し又は集合体にすでに存在する捩じりに反対になる請求項２８乃至３５のいずれかに記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者ジョンストン，スコットアンソニーオーストラリア国，オーストラリアンキャピタルテリトリー 2604，キングストン，キュリークレセント 10 キングストンパークアパートメンツ 110 (72)発明者ヘスリング，マークロナルドオーストラリア国，ビクトリア 3150，グレンウェイバリー，クレスウィックストリート 10

Claims

【特許請求の範囲】１．溶融ファイバー光１×４又は２×４結合器において、４つの光ファイバー部分が長手方向に相互の側で結合領域において伸長し、ファイバー部分が少なくとも一部に共に溶融されて密接に詰めた断面積を示す集合体を形成し、ファイバーコアが１対の対向する９０°以下の内鋭角を有する４辺形の角でセンタに位置する結合器。２．前記対向する内鋭角は約６０°又はこれより少し小さい請求項１に記載の結合器。３．前記集合体は結合領域において捩じられる請求項１又は２に記載の結合器。４．前記集合体は少なくとも４５°の捩じりで結合領域において捩じられる請求項１又は２に記載の結合器。５．前記ファイバー部分が少なくとも一部で共に溶融している間にファイバー部分を長手方向に引っ張ることにより前記結合器は形成された、且つ前記捩じりは溶融及び引っ張り段階前に印加され、少なくとも一部に動的らせん捩じりとして印加された請求項２又は３に記載の結合器。６．集合体の短い方の対角線上の２つのファイバー部分の少なくとも１つは他の２つのファイバー部分に関連する異なる伝搬定数を有する請求項１乃至５のいずれかに記載の結合器。７．短い方の対角線上のファイバー部分の双方は他の２つのファイバー部分に関連する異なる伝搬定数を有する請求項６に記載の結合器。８．短い方の対角線上の２つのファイバー部分の１つ又は双方は他のファイバー部分の直径よりも小さいな直径からなり、その小さい方の直径は必ずしも等しくない請求項６又は７に記載の結合器。９．溶融ファイバー光１×４又は２×４結合器において、４つの光ファイバー部分が長手方向に相互の側で結合領域において伸長し、ファイバー部分が少なくとも一部に共に溶融されて密接に詰めた断面積を示す集合体を形成し、ファイバー部分の２つコアの各々の他の３つのコアからのセンタからセンタへの間隔が類似する結合器。１０．前記集合体は結合領域において捩じられる請求項９に記載の結合器。１１．前記集合体は少なくとも４５°の捩じりデ結合領域において捩じられる請求項９に記載の結合器。１２．ファイバー部分が少なくとも一部に共に溶融される間にファイバー部分を長手方向に引っ張ることにより前記結合器は形成された、且つ前記捩じりは溶融及び引っ張り段階の前に印加され、且つ少なくとも一部に動的らせん捩じりとして印加された請求項１０又は１１に記載の結合器。１３．集合体の短い方の対角線上の２つのファイバー部分の少なくとも１つは他の２つのファイバー部分に関連する異なる伝搬定数を有する請求項９乃至１２のいずれかに記載の結合器。１４．短い方の対角線上のファイバー部分の双方は他の２つのファイバー部分に関連する異なる伝搬定数を有する請求項１３に記載の結合器。１５．短い方の対角線上の２つのファイバー部分の前記１つ又は双方は他のファイバー部分の直径よりも小さな直径からなり、その小さい方の直径は必ずしも等しくない請求項１３又は１４に記載の結合器。１６．溶融ファイバー光１×４又は２×４結合器において、４つの光ファイバー部分が長手方向に相互の側で結合領域において伸長し、ファイバー部分が少なくとも一部に共に溶融されて密接に詰めた断面積を示す集合体を形成し、ファイバー部分の２つは相互に隣接し且つ他の２つの間にある結合器。１７．前記集合体は結合領域において捩じられる請求項１６に記載の結合器。１８．前記集合体は少なくとも半回転の捩じりで結合領域において捩じられる請求項１６に記載の結合器。１９．ファイバー部分が少なくとも一部で共に溶融される間にファイバー部分を長手方向に引っ張ることにより前記結合器は形成された、且つ前記捩じりは溶融及び引っ張り段階の前に印加され少なくとも一部で動的らんせん捩じりとして印加された請求項１７又は１８に記載の結合器。２０．集合体の短い方の対角線上の２つのファイバー部分の少なくとも１つは他の２つのファイバー部分に関連する異なる伝搬定数を有する請求項１６乃至１９のいずれかに記載の結合器。２１．短い方の対角線上のファイバー部分の双方は他の２つのファイバー部分に関連する異なる伝搬定数を有する請求項２０に記載の結合器。２２．短い方の対角線上の２つのファイバー部分の１つ又は双方は他のファイバー部分の直径より小さな直径からなる請求項２０又は２１に記載の結合器。２３．溶融ファイバー光１×４又は２×４結合器において、４つの光ファイバー部分が長手方向に相互の側で結合領域において伸長し、ファイバー部分が少なくとも一部に共に溶融されて結合領域において捩じられる集合体を形成する結合器。２４．前記集合体は少なくとも４５°の捩じりで結合領域において捩じられる請求項２３に記載の結合器。２５．集合体の短い方の対角線上の２つのファイバー部分の少なくとも１つは他の２つのファイバー部分に関連する異なる伝搬定数を有する請求項２３又は２４に記載の結合器。２６．短い方の対角線上のファイバー部分の双方は他の２つのファイバー部分に関連する異なる伝搬定数を有する請求項２５に記載の結合器。２７．短い方の対角線上の２つのファイバー部分の前記１つ又は双方は他のファイバー部分の直径よりも小さな直径からなる請求項２５又は２６に記載の結合器。２８．１×４又は２×４溶融光結合器を形成し：４つの光ファイバー部分が長手方向に相互の側で、断面アレーで伸長するように４つの光ファイバー部分を配列し、そのアレーではファイバーコアは１対の対向する９０°以下の内鋭角を有する４辺形の角でセンタに位置すること；ファイバー部分を張力下に維持している間、好ましくは他の２つの部分より大きな張力下で平行４辺形の短い方の対角線上のそれらの部分について、集合体に捩じりを加えること、少なくとも集合体の捩じりの部分を加熱し、少なくともファイバー部分を長手方向に引っ張っている間にファイバー部分を少なくとも部分的に溶融し、これにより集合体が捩じられる結合領域を形成することからなる方法。２９．前記捩じりは少なくとも一部に動的らせん捩じりとして印加される請求項２８に記載の方法。３０．平行４辺形の短い方の軸上の前記ファイバーは集合体の前記捩じりをもたらす前にすこし個々に予め捩じられる請求項２８又は２９に記載の方法。３１．前記対向する内鋭角は約６０°又はこれよりも少し小さい請求項２８、２９又は３０に記載の方法。３２．前記捩じりは結合器の結合領域で、形成及び次の処理段階後に、少なくとも４５°の捩じりに帰着するほどのものである請求項２８乃至３１のいずれかに記載の方法。３３．集合体の短い方の対角線上の２つのファイバー部分の少なくとも１つは他の２つのファイバー部分に関連する異なる伝搬定数を有する請求項２８乃至３２のいずれかに記載の方法。３４．短い方の対角線上のファイバー部分の双方は他の２つのファイバー部分に関する異なる伝搬定数を有する請求項３３に記載の方法。３５．短い方の対角線上の２つのファイバー部分の前記１つ又は双方は他のファイバー部分の直径よりも小さな直径からなり、その小さい方の直径は必ずしも等しくない請求項３３又は３４に記載の方法。３６．製造された集合体が結合領域において周囲温度まで冷えたとき、少しさらなる捩じりが集合体に結合器の特性を微調整する間に印加され、このさらなる捩じりは累積し又は集合体にすでに存在する捩じりに反対になる請求項２８乃至３５のいずれかに記載の方法。