JPH11248961A - ファイバ型光分岐部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造が単純で、かつ、製作が容易であるファ
イバ型光分岐部品を提供することを課題とする。 【解決手段】 傾斜端面コリメートファイバ１２は、ハ
ーフミラー１３を設けた傾斜端面１９ａをもつ傾斜端面
ＧＩファイバ１９とＳＭファイバ１８を接着固定してな
る。また、垂直端面コリメートファイバ１０，１１は、
垂直端面ＧＩファイバ１５、１７とＳＭファイバ１４、
１６とを接着固定してなる。そして、一個の傾斜端面コ
リメートファイバ１２と二個の垂直端面コリメートファ
イバ１０，１１を、各々の中心軸ＣＡ１、ＣＡ２、ＣＡ
３が所定の角度で交差するように固定し、垂直端面コリ
メートファイバ１０から出射されるコリメート光Ｓａ
を、傾斜端面コリメートファイバ１２のハーフミラー１
３で、垂直端面コリメートファイバ１１と傾斜端面コリ
メートファイバ１２に分配するファイバ型光分岐部品１
００とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、一つの光信号を
二つの光信号に分岐させるファイバ型光分岐部品に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】 一つの光信号を二つの光信号に分岐す
る光分岐部品としては、Ｙ分岐光導波路や方向性結合器
等が知られている。Ｙ分岐光導波路は、三本の光導波路
を一点で交差させて三つ又として形成され、一本の光導
波路から入射された光信号を他の二本の光導波路に分配
する。一方、方向性結合器は、二本の光導波路を数μｍ
の間隔で平行に並べて形成され、一方の光導波路から入
射された光信号を他方の光導波路に分配する。これらの
光導波路は、ニオブ酸リチウム等の電気光学効果を有す
る材料からなる基板の表面にチタン等を熱拡散して光導
波領域を形成する場合や、シリコン基板上に屈折率の異
なる二種類のガラスを堆積して光導波領域を形成する場
合がある。このように光導波領域の形成には、フォトエ
ッチング法や熱拡散法等の高度な加工技術が必要とな
る。

【０００３】また、光分岐部品に入射あるいは光分岐部
品から出射する光信号は、光ファイバによって伝播され
る。そのため、光分岐部品の光導波路の各端面には、光
ファイバの端面を接続しなければならない。各端面間を
接続するために、まず、光ファイバの端面および光導波
路基板の端面を、光学的に平坦となるまで研磨加工す
る。次に、接続による光学的損失が最小となるように、
光ファイバの位置を調整しながら光ファイバの中心軸を
光導波路の中心軸に一致させ、光ファイバの端面と光導
波路の端面を接着固定している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように光導波路
型光分岐部品の光導波領域の形成は、複数の加工技術を
用いて行わなければならない。また、光導波路基板の端
面および光ファイバの端面の加工には、光学的に平坦と
なるまで研磨する高度な研磨技術が必要である。そのた
め、光導波路型光分岐部品の製作は、製作工程が複雑と
なり、製作費も高くなる。また、光ファイバの位置調整
は、光導波路基板の端面に露出した１０μｍ角程度の光
導波路に光ファイバの端面を高精度に位置合わせする非
常に煩雑な作業を必要とする。しかも、光ファイバの端
面と光導波路の端面の接続は、光導波路基板の端面とい
う特殊な位置への接続であり、かつ、接続できる面積が
小さいため、強度的に不安定である。

【０００５】そこで、本発明の目的は、構造が単純で、
しかも、製作が容易であるファイバ型光分岐部品を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成した本発
明に係るファイバ型光分岐部品は、所定の長さを有し、
一方の端面を所定の角度で傾けた傾斜面にハーフミラー
を設けた傾斜端面とし、他方の端面を垂直端面とする第
一グレーデッドインデックスマルチモード光ファイバ
と、一方の端面を垂直端面とする第一シングルモード光
ファイバと、フェルールの内部において、前記第一グレ
ーデッドインデックスマルチモード光ファイバの垂直端
面と前記第一シングルモード光ファイバの垂直端面とを
固着してなる傾斜端面コリメートファイバと、所定の長
さを有し、両端面を垂直端面とする第二グレーデッドイ
ンデックスマルチモード光ファイバと、一方の端面を垂
直端面とする第二シングルモード光ファイバと、フェル
ールの内部において、前記第二グレーデッドインデック
スマルチモード光ファイバの垂直端面と前記第二シング
ルモード光ファイバの垂直端面とを固着してなる垂直端
面コリメートファイバとを備え、一個の前記傾斜端面コ
リメートファイバと二個の前記垂直端面コリメートファ
イバを、前記三個のコリメートファイバの各々の中心軸
が所定の角度で交差するように固定し、前記二個の垂直
端面コリメートファイバのいずれか一方の前記垂直端面
コリメートファイバから出射される光を、他方の前記垂
直端面コリメートファイバと前記傾斜端面コリメートフ
ァイバに分配することを特徴とする。

【０００７】あるいは、前記ファイバ型光分岐部品にお
いて、所定の角度で交差する複数の溝を有する溝付き基
板を備え、一個の前記傾斜端面コリメートファイバと二
個の前記垂直端面コリメートファイバを前記溝付き基板
の溝に固定することを特徴とする。

【０００８】上記構成とするファイバ型光分岐部品は、
光ファイバの中を伝播してきた一つの光信号を一方の垂
直端面コリメートファイバでコリメート光に変換して出
射する。そして、このコリメート光を、傾斜端面コリメ
ートファイバの傾斜端面に設けられたハーフミラーに入
射し、ハーフミラーによって他方の垂直端面コリメート
ファイバと傾斜端面コリメートファイバに分配する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係るファイバ型
光分岐部品の実施の形態を図面に基づいて説明する。図
１は垂直端面コリメートファイバの構造を示す図、図２
は傾斜端面コリメートファイバの構造を示す図、図３は
割りフェルールを示す図、図４は傾斜端面コリメートフ
ァイバにおける光の入射角と屈折角の関係を示す図、図
５はファイバ型光分岐部品の原理を示す図である。尚、
本発明におけるコリメートファイバとは、シングルモー
ド光ファイバ（以下、ＳＭファイバと記載）の先端に接
続したグレーデッドインデックスマルチモード光ファイ
バ（以下、ＧＩファイバと記載）をロッドレンズとして
利用することによって、ファイバ形状のままで、コリメ
ート（平行）光を取り出すことを可能としたファイバで
ある。

【００１０】図１に基づいて垂直端面コリメートファイ
バ４を説明する。垂直端面コリメートファイバ４は、Ｓ
Ｍファイバ１と所定長さを有する垂直端面ＧＩファイバ
２を割りフェルール３の中で接着剤により固定すること
によって形成する。ＳＭファイバ１は、垂直端面ＧＩフ
ァイバ２と接着固定する端面を垂直端面１ａとする。一
方、垂直端面ＧＩファイバ２は、両端面を垂直端面２
ａ，２ｂとする。さらに、ＳＭファイバ１と垂直端面Ｇ
Ｉファイバ２は、各々の外径を同一とする。

【００１１】割りフェルール３は、図３に示すように、
円筒形状であり、円筒形状の側面に沿って割り３ａを有
する。素材としては、接着剤として紫外線硬化接着剤を
使用するので、ガラスやプラスチック等の透明材料であ
ればよい。割り３ａは、コリメートファイバを形成する
際に下記の効果を奏するので、必要である。その効果と
しては、まず、割り３ａは、垂直端面コリメートファイ
バ４を製作する場合に、ＳＭファイバ１に続いて、垂直
端面ＧＩファイバ２を割りフェルール３に挿入すると
き、両ファイバ１、２間に存在する空気の逃げ道とな
る。もし、割り３ａがないと、両ファイバ１、２間に存
在する空気がフェルール内に閉じ込められて、両ファイ
バ端面１ａ、２ｂの接触が不可能となる。また、割り３
ａは、接着剤の供給口となる。さらに、割りのないフェ
ルールにファイバを挿入する場合、フェルールの内径に
対してファイバの外径を１〜２μｍ程度小さくする必要
がある。しかし、割り３ａにより、両ファイバ１、２の
外径を割りフェルール３の内径より少し大きくしても挿
入できるので、ファイバ径の許容範囲を広くすることが
できる。

【００１２】接着剤は、ＳＭファイバ１と垂直端面ＧＩ
ファイバ２および両ファイバ１、２と割りフェルール３
を接着固定する。さらに、接着剤は、両ファイバ１，２
の端面１ａ、２ｂに入って、ファイバ端面で生じる反射
損を無くすという作用もある。反射損を無くするため
に、接着剤は、屈折率がファイバコアの屈折率（１．４
６）と同じものを選択する必要がある。この条件を満た
す接着剤として、紫外線硬化接着剤を使用する。紫外線
硬化接着剤は、紫外線を照射しないと硬化しないという
性質を有するので、瞬間接着剤等に比べて使いやすいと
いう利便性もある。

【００１３】ここで、垂直端面コリメートファイバ４の
製作について説明する。まず、割りフェルール３にＳＭ
ファイバ１を挿入する。次に、割りフェルール３に反対
側から垂直端面ＧＩファイバ２を挿入し、両ファイバの
垂直端面１ａ、２ｂを接触させる。このとき、ＳＭファ
イバ１と垂直端面ＧＩファイバ２の中心軸ＣＡにずれが
生じないように接触させる。続いて、割りフェルール３
の割り３ａから紫外線硬化接着剤を、ＳＭファイバ１と
垂直端面ＧＩファイバ２間および両ファイバ１、２と割
りフェルール３の間に供給し、紫外線を照射して硬化さ
せる。

【００１４】上記構成の垂直端面コリメートファイバ４
において、ＳＭファイバ１の中を伝搬してきた信号光Ｓ
は、垂直端面ＧＩファイバ２の中に進入すると、周期Ｐ
のサインカーブ光Ｓ１、Ｓ２として蛇行しながら進行す
る。やがて、サインカーブ光Ｓ１、Ｓ２は、垂直端面２
ａに到達し、空気中に出て行く。このとき、出射される
光は、垂直端面ＧＩファイバ２の垂直端面２ａにおい
て、サインカーブ光Ｓ１、Ｓ２の接線と垂直端面２ａの
交差角に依存して、発散あるいは収束しながら空気中に
出射する。ここで、出射される光の方向が垂直端面２ａ
に対して垂直となるコリメート光Ｃ１、Ｃ２の条件は、
サインカーブ光Ｓ１、Ｓ２の振幅の最大値が垂直端面２
ａと一致するときである。したがって、コリメート光Ｃ
１、Ｃ２は、サインカーブ光Ｓ１、Ｓ２の進行距離がサ
インカーブ光Ｓ１、Ｓ２の周期Ｐの１／４の奇数倍のと
きに得られる。すなわち、垂直端面コリメートファイバ
４からコリメート光Ｃ１、Ｃ２を得るための条件式は、 Ｌ＝（（２×ｎ＋１）×Ｐ）／４・・・・・・・・・・・・・・・・（１） Ｌ：垂直端面ＧＩファイバ２の中心軸長さ ｎ：任意の整数 Ｐ：サインカーブ光Ｓ１、Ｓ２の周期 と表される。なお、図１では、Ｌ＝３×Ｐ／４である。
そこで、垂直端面ＧＩファイバ２の所定長さは、上記条
件式（１）を満たす長さとする。

【００１５】図２に基づいて傾斜端面コリメートファイ
バ８を説明する。傾斜端面コリメートファイバ８は、Ｓ
Ｍファイバ５と所定長さを有する傾斜端面ＧＩファイバ
６を割りフェルール７の中で接着剤により固定すること
によって形成する。ＳＭファイバ５は、傾斜端面ＧＩフ
ァイバ６と接着固定する端面を垂直端面５ａとする。一
方、傾斜端面ＧＩファイバ６は、ＳＭファイバ５と接着
固定する端面を垂直端面６ｂとし、他方の端面を所定角
度だけ傾斜した傾斜端面６ａとする。傾斜端面６ａに
は、入射する光を反射光と屈折光に分岐するために、ハ
ーフミラー９を設ける。ハーフミラー９は、金属薄膜を
傾斜端面６ａの全表面に形成する。これによって、ハー
フミラー９は、金属薄膜の厚さを調整することによっ
て、光の分岐比を簡単に調整することができる。また、
ＳＭファイバ５と傾斜端面ＧＩファイバ６は、各々の外
径を同一とする。なお、傾斜端面コリメートファイバ８
を構成するための接着剤や割りフェルール７は、垂直端
面コリメートファイバ４での説明と同様とする。また、
傾斜端面コリメートファイバ８の製作方法も、垂直端面
コリメートファイバ４の製作方法と同様とする。

【００１６】上記構成の傾斜端面コリメートファイバ８
において、ＳＭファイバ５の垂直端面５ａから任意距離
離れ、かつ、任意角度傾斜した傾斜端面６ｃがあると仮
定する。この場合、ＳＭファイバ５の中を伝搬してきた
信号光Ｓは、傾斜端面ＧＩファイバ６の中に進入し、周
期Ｐのサインカーブ光Ｓ１、Ｓ２として蛇行しながら進
行する。サインカーブ光Ｓ１、Ｓ２は進行経路が異なる
ために、傾斜端面６ｃに到達したとき、傾斜端面６ｃに
対するサインカーブ光Ｓ１、Ｓ２の接線の交差角が異な
る。この結果、傾斜端面６ｃから出射される屈折光Ｒ
１、Ｒ２は、出射角が異なるために、コリメート光にな
らない。

【００１７】傾斜端面コリメートファイバ８において、
コリメート光Ｃ１、Ｃ２を得るためには、傾斜端面ＧＩ
ファイバ６の中心軸長さＬに対する条件式を、 Ｌ＝（（２×ｎ＋１）×Ｐ）／４・・・・・・・・・・・・・・・・（２） Ｌ：傾斜端面ＧＩファイバ６の中心軸長さ ｎ：任意の整数 Ｐ：サインカーブ光Ｓ１、Ｓ２の周期 とする。条件式（２）とすることにより、コリメート光
Ｃ１、Ｃ２が得られる理由について説明する。傾斜端面
ＧＩファイバ６は、条件式（２）を満たす位置にある点
Ｍ（図２ではＬ＝３×Ｐ／４）を通り、角度θだけ傾斜
した傾斜端面６ａをもつとする。このとき、サインカー
ブＳ１、Ｓ１の位相は、点Ｍを通る垂直端面を基準とし
て、傾斜端面６ａにおいて±方向に傾斜角θだけずれ
る。この結果、傾斜端面６ａにおいて、サインカーブ光
Ｓ１、Ｓ２の接線は、同じ傾きを持つ。したがって、傾
斜端面６ａから出射する光は、傾斜端面６ａに対して各
々同じ傾きを持つ。これによって、傾斜端面６ａから出
射する光は、中心軸ＣＡに平行ではないが、コリメート
光Ｃ１、Ｃ２となる。そこで、傾斜端面ＧＩファイバ６
の所定長さは、上記条件式（２）を満たす長さとする。

【００１８】図４に基づいて傾斜端面コリメートファイ
バ８における光の入射角と屈折角の関係について説明す
る。ここでの説明は、傾斜端面ＧＩファイバ６中を伝搬
するサインカーブ光を、中心軸ＣＡ上を直進してきた入
射光Ｉに代表させる。また、傾斜端面６ａからコリメー
ト光として空気中に出射される光を屈折光Ｒとする。こ
のとき、傾斜端面６ａの法線Ｎに対する入射光Ｉの入射
角をα、傾斜端面６ａの法線Ｎに対する屈折光Ｒの屈折
角をβ、中心軸ＣＡに対する屈折光Ｒの偏向角をφとす
る。また、傾斜端面６ａの傾斜角をθとする。

【００１９】上記入射角αと屈折角βは、スネルの法則
より、 ｓｉｎβ＝１．４６ｓｉｎα・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３） １．４６：傾斜端面ＧＩファイバ６のファイバコアの屈
折率（なお、空気の屈折率は１とする。） の関係式が得られる。また、屈折角βは、入射角αと偏
向角φの和に等しい。さらに、入射角αは、傾斜角θに
等しい。したがって、 β＝α＋φ＝θ＋φ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（４） の関係式が得られる。そこで、２つの関係式（３）、
（４）より、 ｓｉｎ（θ＋φ）＝１．４６ｓｉｎθ・・・・・・・・・・・・・・（５） の関係式が得られる。この関係式（５）により、傾斜角
θが決まれば、偏向角φを決定することができる。

【００２０】一方、空気中から傾斜端面６ａに入射する
光を入射光Ｉ’とし、傾斜端面６ａから出射する光を屈
折光Ｒ’とする。このとき、傾斜端面６ａの法線Ｎに対
する入射光Ｉ’の入射角をα’、傾斜端面６ａの法線Ｎ
に対する屈折光Ｒ’の屈折角をβ’、屈折光Ｒ’の偏向
角をφ’とする。

【００２１】上記入射角α’と屈折角β’は、スネルの
法則より、 ｓｉｎα’＝１．４６ｓｉｎβ’・・・・・・・・・・・・・・・・（６） １．４６：傾斜端面ＧＩファイバ６のファイバコアの屈
折率（なお、空気の屈折率は１とする。） の関係式が得られる。また、入射角α’は、屈折角β’
と偏向角φ’の和に等しい。さらに、屈折光Ｒ’の進行
方向が中心軸ＣＡと平行となるとき、屈折角β’は傾斜
角θに等しくなる。したがって、 α’＝β’＋φ’＝θ＋φ’・・・・・・・・・・・・・・・・・・（７） の関係式が得られる。そこで、２つの関係式（６）、
（７）より、 ｓｉｎ（θ＋φ’）＝１．４６ｓｉｎθ・・・・・・・・・・・・・（８） の関係式が得られる。この関係式（８）により、傾斜角
θが決まれば、偏向角φ’を決定することができる。

【００２２】図５に基づいてファイバ型光分岐部品１０
０の原理について説明する。ファイバ型分岐部品１００
は、二本の垂直端面コリメートファイバ１０，１１と一
本の傾斜端面コリメートファイバ１２を、三本のコリメ
ートファイバ１０、１１、１２の中心軸ＣＡ１、ＣＡ
２、ＣＡ３が一点Ｘで交差するように固定して形成す
る。上記のように形成されたファイバ型光分岐部品１０
０において、垂直端面コリメートファイバ１０のＳＭフ
ァイバ１４を伝搬してきた信号光Ｓは、垂直端面コリメ
ートファイバ１０によって中心軸ＣＡ１と平行でビーム
径の大きいコリメート光Ｓａに変換され、空気中に出射
される。そして、出射されたコリメート光Ｃ１、Ｃ２
は、傾斜端面コリメートファイバ１２のハーフミラー１
３に入射し、反射光Ｓｂと屈折光Ｓｃに分岐し、垂直端
面コリメートファイバ１１と傾斜端面コリメートファイ
バ１２の中を伝搬していく。なお、傾斜端面コリメート
ファイバ１２の傾斜端面１９ａの傾斜角はθとする。ま
た、中心軸ＣＡ１と中心軸ＣＡ２の交差角をγ１とし、
中心軸ＣＡ１と中心軸ＣＡ３の交差角をγ２とする。

【００２３】ここで、反射光Ｓｂの進行方向が垂直端面
コリメートファイバ１１の中心軸ＣＡ２に平行となり、
屈折光Ｓｃの進行方向が傾斜端面コリメートファイバ１
２の中心軸ＣＡ３に平行となる条件について説明する。
まず、傾斜端面１９ａの法線Ｎが、ハーフミラー１３の
表面において三本のコリメートファイバ１０、１１、１
２の中心軸ＣＡ１、ＣＡ２、ＣＡ３が交差する点Ｘを通
り、かつ、交差角γ１を２等分するように、三本のコリ
メートファイバ１０、１１、１２の位置関係を設定す
る。次に、コリメート光Ｓａが、入射角αで傾斜端面コ
リメートファイバ１２の傾斜端面１９ａに入射する。こ
のとき、反射光Ｓｂは、垂直端面コリメートファイバ１
０の中心軸ＣＡ１から２αの角度で反射する。したがっ
て、法線Ｎを中心軸ＣＡ１とＣＡ２間を２等分するよう
に設定しているので、反射光Ｓｂの進行方向は、垂直端
面コリメートファイバ１１の中心軸ＣＡ２と平行とな
る。また、屈折光Ｓｃは、法線Ｎに対して屈折角をβと
し、中心軸ＣＡ１に対して偏向角をφとする。そのと
き、屈折光Ｓｃの進行方向が傾斜端面コリメートファイ
バ１２の中心軸ＣＡ３と平行となるためには、交差角γ
２を偏向角φに等しくし、関係式（７）より、α＝β＋
φ＝θ＋φ＝β＋γ２＝θ＋γ２・・・・・・・・・・
・・（９）の関係式を満たすように三本のコリメートフ
ァイバ１０，１１，１２の位置関係を設定する。

【００２４】上記条件より、反射光Ｓｂの進行方向は垂
直端面コリメートファイバ１１の中心軸ＣＡ２と平行と
なり、屈折光Ｓｃの進行方向は傾斜端面コリメートファ
イバ１２の中心軸ＣＡ３と平行となる。そして、反射光
Ｓｂは、垂直端面コリメートファイバ１１の垂直端面Ｇ
Ｉファイバ１７内部でサインカーブを描きながらＳＭフ
ァイバ１６の端面で小さなスポットに絞られてＳＭファ
イバ１６の中を伝搬していく。また、屈折光Ｓｃも、同
様に、ＳＭファイバ１８の中を伝搬していく。

【００２５】

【実施例】以下に、第１の実施例を図面に基づいて説明
する。図６は三本溝付き基板の平面図、図７はファイバ
型光分岐部品の平面図、図８は図７のＡ−Ａ線断面から
見たコリメートファイバを溝に固定する状態を示す図で
ある。ファイバ型光分岐部品１０１は、二本の垂直端面
コリメートファイバ２０，２１と一本の傾斜端面コリメ
ートファイバ２２を三本溝付き基板２３に固定して構成
する。

【００２６】三本溝付き基板２３は、垂直端面コリメー
トファイバ２０を固定するための溝２４と垂直端面コリ
メートファイバ２１を固定するための溝２５の交差角γ
１を６０°とし、溝２４と傾斜端面コリメートファイバ
２２を固定するための溝２６の交差角γ２を１０°とす
る。さらに、三本の溝２４、２５、２６の各々の中心軸
は、一点Ｘで交差する。また、三本の溝２４、２５、２
６の断面は、幅０．２ｍｍ、深さ０．２ｍｍとする。傾
斜端面コリメートファイバ２２の傾斜角θは、２０°と
する。そして、その傾斜端面３６ａには、アルミニウム
の金属膜を蒸着してハーフミラー２９を形成する。

【００２７】ここで、傾斜端面コリメートファイバ２２
の傾斜角と位置決めの調整操作について説明する。ま
ず、傾斜端面３６ａの面が上方から見えるように傾斜端
面コリメートファイバ２２を溝２６の上に置く。次に、
傾斜端面３６ａの面が小さくなる方向に、傾斜端面コリ
メートファイバ２２を回転する。続いて、傾斜端面３６
ａの面が見えなくなった位置で回転を止める。そのと
き、傾斜端面３６ａの最大傾斜角は、水平状態となる。
最後に、この状態で、溝２６をガイドとして、傾斜端面
コリメートファイバ２２を前後に動かして、傾斜端面３
６ａが三本の溝２４、２５、２６の交差点Ｘの位置と重
なるように位置調整する。そして、溝２６の中に接着剤
３８を流し込んで傾斜端面コリメートファイバ２２を三
本溝付き基板２３に固定する。一方、垂直端面コリメー
トファイバ２０，２１は、各々の先端が傾斜端面コリメ
ートファイバ２２にできるだけ近い位置とし、溝２４、
２５の上に置いて、接着剤３８で固定する。

【００２８】ファイバ型光分岐部品１０１では、信号光
Ｓが、垂直端面コリメートファイバ２０でコリメート光
Ｓａとなり、空気中に出射する。出射された光は、ハー
フミラー２９で分岐し、垂直端面コリメートファイバ２
１中を反射光Ｓｂとして、傾斜端面コリメートファイバ
２２中を屈折光Ｓｃとして伝搬していく。交差角γ２
（＝１０°）と傾斜角θ（＝２０°）より、傾斜端面コ
リメートファイバ２２の傾斜端面３６ａの法線Ｎは、垂
直端面コリメートファイバ２０と垂直端面コリメートフ
ァイバ２１の交差角γ１（＝６０°）を二等分する。そ
れによって、傾斜端面コリメートファイバ２２のハーフ
ミラー２９に入射するコリメート光Ｓａの入射角αは３
０°となり、反射光Ｓｂの進行方向は中心軸ＣＡ１から
６０°となる。したがって、反射光Ｓｂの進行方向は、
垂直端面コリメートファイバ２１の中心軸ＣＡ２と平行
となる。また、屈折光Ｓｃは、法線Ｎに対して屈折角を
βとし、中心軸ＣＡ１に対して偏向角をφとする。その
とき、入射角α（＝３０°）＝傾斜角θ（＝２０°）＋
交差角（＝１０°）から、関係式（９）より、屈折角β
が２０°および偏向角φが１０°となる。したがって、
屈折光Ｓｃの進行方向は、傾斜端面コリメートファイバ
２２の中心軸ＣＡ３と平行になる。

【００２９】上記構成のファイバ型光分岐部品１０１に
おいては、三本のコリメートファイバ２０、２１、２２
の中心軸ＣＡ１、ＣＡ２、ＣＡ３が所定の角度を有して
一点で交差すること、および、傾斜端面コリメートファ
イバ２２の傾斜端面３６ａの最大傾斜角が水平であるこ
とが重要である。しかし、三本のコリメートファイバ２
０、２１、２２間の距離等には、精度を必要としない。

【００３０】以下に、第２の実施例を図面に基づいて説
明する。図９はファイバ型光分岐部品の平面図、図１０
は図９のＢ−Ｂ線断面から見たコリメートファイバを溝
に固定する状態を示す図である。第１の実施例のファイ
バ型光分岐部品１０１では、垂直端面コリメートファイ
バ２０，２１の垂直端面が、空気と接触する。したがっ
て、各々の垂直端面において反射が起こるため、光学的
損失等の弊害が発生する場合がある。その場合、反射を
防ぐ手段として、垂直端面に反射防止膜を形成する方法
が一般的であるが、それには垂直端面コリメートファイ
バの製作費が高くなる。そこで、本実施例では、第１の
実施例の構成を利用しながら、ファイバの端面での反射
を抑制するファイバ型光分岐部品１０２とする。ファイ
バ型光分岐部品１０２は、二本の垂直端面コリメートフ
ァイバ４０，４１と一本の傾斜端面コリメートファイバ
４２を二本溝付き基板４３に固定して構成する。

【００３１】二本溝付き基板４３は、垂直端面コリメー
トファイバ４０と傾斜端面コリメートファイバ４２を固
定するための溝４４と垂直端面コリメートファイバ４１
を固定するための溝４５の交差角γ１を９０°とし、中
心軸ＣＡ１と中心軸ＣＡ２が一点Ｘで交差する。また、
二本の溝４４、４５の断面は、幅０．２５ｍｍ、深さ
０．２４ｍｍとする傾斜端面コリメートファイバ４２の
傾斜角θは、４５°とする。

【００３２】ファイバ型光分岐部品１０２の製作方法に
ついて説明する。傾斜端面コリメートファイバ４２の傾
斜角と位置決めの調整操作は、第１の実施例と同様の方
法とする。まず、垂直端面コリメートファイバ４０と傾
斜端面コリメートファイバ４２を溝４４の中に設置し、
垂直端面コリメートファイバ４１を溝４５の中に設置す
る。次に、ガラスカバー４７で押さえて、三本のコリメ
ートファイバ４０、４１、４２の水平高さ位置を揃え
る。続いて、ガラスカバー４７と三本のコリメートファ
イバ４０、４１、４２の対向する空間（点領域）に、フ
ァイバコアと同一の屈折率である紫外線硬化接着剤５８
を充填し、三本のコリメートファイバ４０、４１、４２
を二本溝付き基板４３に固定する。

【００３３】垂直端面コリメートファイバ４０、４１と
紫外線硬化接着剤５８の界面では、両者の間の屈折率の
差が十分小さくなるので、反射を抑制することができ
る。これによって、垂直端面コリメートファイバ４０か
ら出射されたコリメート光Ｓａは、紫外線硬化接着剤の
中を屈折することなく直進して、傾斜端面コリメートフ
ァイバ４２のハーフミラー４９に入射する。入射した光
は、ハーフミラー４９で分岐し、垂直端面コリメートフ
ァイバ４１の中を反射光Ｓｂとして、傾斜端面コリメー
トファイバ４２の中を屈折光Ｓｃとして伝搬していく。
傾斜角θ（＝４５°）より、傾斜端面コリメートファイ
バ４２の法線Ｎは、垂直端面コリメートファイバ４０と
垂直端面コリメートファイバ４１の交差角γ１（＝９０
°）を二等分する。それによって、傾斜端面コリメート
ファイバ４２のハーフミラー４９に入射するコリメート
光Ｓａの入射角αは４５°となり、反射光Ｓｂの進行方
向は中心軸ＣＡ１から９０°となる。したがって、反射
光Ｓｂの進行方向は、垂直端面コリメートファイバ４１
の中心軸ＣＡ２と平行となる。また、屈折光Ｓｃは、法
線Ｎに対して屈折角をβとする。そのとき、入射角α
（＝４５°）＝傾斜角θ（＝４５°）＋垂直端面コリメ
ートファイバ４０と傾斜端面コリメートファイバ４２の
交差角（＝０°）から、関係式（９）より、屈折角βが
４５°および中心軸ＣＡ１に対する偏向角が０°とな
る。したがって、屈折光Ｓｃの進行方向は、傾斜端面コ
リメートファイバ４２の中心軸ＣＡ１と平行になる。す
なわち、コリメート光Ｓａが直進して傾斜端面コリメー
トファイバ４２に入り、屈折光Ｓｃとして伝搬してい
く。

【００３４】上記構成のファイバ型光分岐部品１０２に
おいて、垂直端面コリメートファイバ４０、４１の各端
面での光の反射は抑制され、かつ、光は紫外線硬化接着
剤の中でも屈折することなく直進する。また、垂直端面
コリメートファイバ４０と傾斜端面コリメートファイバ
４２は直線配置としたので、三本のコリメートファイバ
４０、４１、４２を位置決めするための溝は二本だけで
よい。

【００３５】以下に、第３の実施例を図面に基づいて説
明する。図１１はファイバ型光分岐部品の平面図であ
る。ファイバ型光分岐部品１０３は、二本の垂直端面コ
リメートファイバ６０，６１と一本の傾斜端面コリメー
トファイバ６２を三本溝付き基板６３に固定して構成す
る。

【００３６】三本溝付き基板６３は、垂直端面コリメー
トファイバ６０を固定するための溝６４と垂直端面コリ
メートファイバ６１を固定するための溝６５の交差角γ
１を９０°とし、溝６４と傾斜端面コリメートファイバ
６２を固定するための溝６６の交差角γ２を４５°とす
る。さらに、三本の溝６４、６５、６６の各々の中心軸
ＣＡ１、ＣＡ２、ＣＡ３は、一点Ｘで交差する。また、
三本の溝６４、６５、６６の断面は、幅０．２ｍｍ、深
さ０．２ｍｍとする。傾斜端面コリメートファイバ６２
の傾斜角は、０°とする。なお、ファイバ型光分岐部品
１０３の製作方法は、第一の実施例と同様とする。しか
し、傾斜端面コリメートファイバ６２の傾斜角は０°の
ため、傾斜端面コリメートファイバ６２の傾斜角の調整
操作は必要ない。

【００３７】ファイバ型光分岐部品１０３では、信号光
Ｓが、垂直端面コリメートファイバ６０でコリメート光
Ｓａとなり、空気中に出射する。出射された光は、ハー
フミラー６９で分岐し、垂直端面コリメートファイバ６
１中を反射光Ｓｂとして、傾斜端面コリメートファイバ
６２中を屈折光Ｓｃとして伝搬していく。交差角γ２
（＝４５°）と傾斜角（＝０°）より、傾斜端面コリメ
ートファイバ６２の法線Ｎは、垂直端面コリメートファ
イバ６０と垂直端面コリメートファイバ６１の交差角γ
１（＝９０°）を二等分する。なお、法線Ｎは、傾斜角
が０°のため、中心軸ＣＡ３と一致する。それによっ
て、傾斜端面コリメートファイバ６２のハーフミラー６
９に入射するコリメート光Ｓａの入射角αは４５°とな
り、反射光Ｓｂの進行方向は中心軸ＣＡ１から９０°と
なる。したがって、反射光Ｓｂの進行方向は、垂直端面
コリメートファイバ６１の中心軸ＣＡ２と平行となる。
また、屈折光Ｓｃは、中心軸ＣＡ１に対して偏向角をφ
とする。そのとき、入射角α（＝４５°）＝傾斜角θ
（＝０°）＋交差角（＝４５°）から、関係式（９）よ
り、法線Ｎに対する屈折角が０°および偏向角φが４５
°となる。したがって、屈折光Ｓｃの進行方向は、傾斜
端面コリメートファイバ６２の中心軸ＣＡ３と平行にな
る。

【００３８】上記構成のファイバ型光分岐部品１０３に
おいて、傾斜端面コリメートファイバ６２の傾斜角を０
°とすることによって、傾斜端面コリメートファイバ６
２を設置するときの傾斜角の調整操作を必要としない。
また、傾斜端面コリメートファイバ６２の傾斜端面を形
成する必要がないので、垂直端面コリメートファイバ６
０，６１にハーフミラー６９を形成するのみでよい。

【００３９】本発明は、上記の実施の形態および実施例
に限定されることなく、様々な形態で実施される。例え
ば、ハーフミラーを金属薄膜で形成すると説明したが、
誘電体膜でもよい。また、割りフェルールの素材をガラ
スとして説明したが、基本的には透明な素材であればよ
い。

【００４０】

【発明の効果】上記のように、本発明に係るファイバ型
光分岐部品は、構造が単純で、かつ、製作も容易であ
る。したがって、従来品と比較して、製作費を低減でき
る。しかも、光学特性的には、コリメートファイバから
コリメート光に変換して出射し、コリメートファイバに
入射した光はＧＩファイバとＳＭファイバの接触端面で
小さなビーム径に絞られて、そのままＳＭファイバに入
っていくので、光学的損失が小さい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る垂直端面コリメートファイバの構
造を示す図である。

【図２】本発明に係る傾斜端面コリメートファイバの構
造を示す図である。

【図３】本発明に係る割りフェルールの一例を示す図で
ある。

【図４】本発明に係る傾斜端面コリメートファイバにお
ける光の入射角と屈折角の関係を示す図である。

【図５】本発明に係るファイバ型光分岐部品の原理を示
す図である。

【図６】第１の実施例に係る三本溝付き基板の平面図で
ある。

【図７】第１の実施例に係るファイバ型光分岐部品の平
面図である。

【図８】図７のＡ−Ａ線断面から見たコリメートファイ
バを溝に固定する状態を示す図である。

【図９】第２の実施例に係るファイバ型光分岐部品の平
面図である。

【図１０】図９のＢ−Ｂ線断面から見たコリメートファ
イバを溝に固定する状態を示す図である。

【図１１】第３の実施例に係るファイバ型光分岐部品の
平面図である。

【符号の説明】

１，５，１４、１６，１８・・・ＳＭファイバ １ａ，５ａ・・・垂直端面 ２，１５，１７・・・垂直端面ＧＩファイバ ２ａ，２ｂ・・・垂直端面 ３，７・・・割りフェルール ３ａ・・・割り ４，１０，１１，２０，２１，４０，４１，６０，６１
・・・垂直端面コリメートファイバ ６，１９，３６・・・傾斜端面ＧＩファイバ ６ａ，６ｃ，１９ａ，３６ａ・・・傾斜端面 ６ｂ・・・垂直端面 ８，１２，２２，４２，６２・・・傾斜端面コリメート
ファイバ ９，１３，２９，４９，６９・・・ハーフミラー ２３，６３・・・三本溝付き基板 ２４，２５，２６，４４，４５，６４，６５，６６・・
・溝 ３８・・・接着剤 ４３・・・二本溝付き基板 ４７・・・ガラスカバー ５８・・・紫外線硬化接着剤 １００，１０１，１０２，１０３・・・ファイバ型光分
岐部品 Ｃ１，Ｃ２・・・コリメート光 ＣＡ、ＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３・・・ファイバの中心軸 Ｉ，Ｉ’・・・入射光 Ｌ・・・ＧＩファイバの中心軸長さ Ｎ・・・傾斜端面に対する法線 Ｐ・・・サインカーブ光の周期 Ｒ，Ｒ’，Ｒ１，Ｒ２・・・屈折光 Ｓ・・・信号光 Ｓ１、Ｓ２・・・サインカーブ光 Ｓａ・・・コリメート光 Ｓｂ・・・反射光 Ｓｃ・・・屈折光 Ｘ・・・３本のファイバの中心軸の交点 α，α’・・・入射角 β，β’・・・屈折角 γ１，γ２・・・交差角 φ，φ’・・・偏向角 θ・・・傾斜角

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の長さを有し、一方の端面を所定の
   角度で傾けた傾斜面にハーフミラーを設けた傾斜端面と
   し、他方の端面を垂直端面とする第一グレーデッドイン
   デックスマルチモード光ファイバと、 一方の端面を垂直端面とする第一シングルモード光ファ
   イバと、 フェルールの内部において、前記第一グレーデッドイン
   デックスマルチモード光ファイバの垂直端面と前記第一
   シングルモード光ファイバの垂直端面とを固着してなる
   傾斜端面コリメートファイバと、 所定の長さを有し、両端面を垂直端面とする第二グレー
   デッドインデックスマルチモード光ファイバと、 一方の端面を垂直端面とする第二シングルモード光ファ
   イバと、 フェルールの内部において、前記第二グレーデッドイン
   デックスマルチモード光ファイバの垂直端面と前記第二
   シングルモード光ファイバの垂直端面とを固着してなる
   垂直端面コリメートファイバとを備え、 一個の前記傾斜端面コリメートファイバと二個の前記垂
   直端面コリメートファイバを、前記三個のコリメートフ
   ァイバの各々の中心軸が所定の角度で交差するように固
   定し、 前記二個の垂直端面コリメートファイバのいずれか一方
   の前記垂直端面コリメートファイバから出射される光
   を、他方の前記垂直端面コリメートファイバと前記傾斜
   端面コリメートファイバに分配することを特徴とするフ
   ァイバ型光分岐部品。
2. 【請求項２】 所定の角度で交差する複数の溝を有する
   溝付き基板を備え、 一個の前記傾斜端面コリメートファイバと二個の前記垂
   直端面コリメートファイバを前記溝付き基板の溝に固定
   することを特徴とする請求項１に記載のファイバ型光分
   岐部品。