JPH11281842A

JPH11281842A - 光ヒューズ、光ヒューズ複合体及びそれらを含む光ヒューズ装置

Info

Publication number: JPH11281842A
Application number: JP10084027A
Authority: JP
Inventors: Hirotoshi Nagata; 裕俊永田; Kaoru Hikuma; 薫日隈; Junichiro Ichikawa; 潤一郎市川; Yasuhisa Taneda; 泰久種田; Takaaki Ogata; 孝昭緒方
Original assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd; NEC Corp
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd; NEC Corp
Priority date: 1998-03-30
Filing date: 1998-03-30
Publication date: 1999-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】光サージを抑制する簡単かつ低コストの光ヒ
ューズを提供する。【解決手段】入射光の強度に応じて発熱する１個以上
の光発熱域と、この光発熱域に接触し、加熱により光透
過性又は光反射性を低下又は消失する１個以上の感熱変
性域とを有する光ヒューズ（１）、及び金属原子及びこ
れに結合している有機グループからなる誘電体金属化合
物であって、それに光が入射したとき入射光の強度に応
じて発熱し、それによって変質又は分解して、光透過性
又は光反射性を低下又は消失する誘電体金属化合物を含
む光ヒューズ（２）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光の伝播路を含む光
学系において、この光学系に予期せぬ高強度の光が入力
したとき、この高強度光を即時に遮断又は低減して、光
検出器などのような受光側部品が高強度光による光損傷
を受けることを防止する光ヒューズ、光ヒューズ複合体
及びそれらを含む光ヒューズ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、長距離大容量通信システムにおい
て、信号光を直接増幅して伝送距離を延ばす希土類元素
ドープ光ファイバ増幅器が必要不可欠となっている。し
かしながらその一方で、希土類元素ドープ光ファイバ増
幅器は、高出力光を発生するために、この高出力光が光
増幅器の次段に配置した伝送路上の光部品を劣化もしく
は破壊する原因になり、光通信システムの安定性、信頼
性を低下させている。

【０００３】光増幅器に信号光が無入力の状態から入力
状態に変化する過程において、副次的に発生するパルス
状の高強度信号光成分（光サージ）が、特に光部品の劣
化を促進する要因となる。光サージが発生する理由は、
信号光が無入力時、信号光よりも短波長の励起光で希土
類元素ドープ光ファイバ増幅器を励起させると、光ファ
イバ増幅器中には上準位に励起された希土類元素イオン
が蓄積され、そのような状態に信号光を入力すると、蓄
積されていた高エネルギーが急激に誘導放出されるため
である。特に、システムの設置立ち上げ調整段階では、
光スイッチの切り替えを何度も行ってシステムの調整を
行うため、希土類元素ドープ光ファイバ増幅器を含むシ
ステムに入力される光の入／断が繰り返され、光サージ
が発生しやすくなる。

【０００４】このような光サージの発生自体を防ぐ方法
としては、例えば特開平６−２１６４５２に示されてい
るように、光サージ発生の原因が信号無入力時に希土類
ドープ光ファイバ増幅器に蓄積してしまったエネルギー
の急激な誘導放出であることに着目して、信号無入力時
に信号光とは異なる波長のダミー光を希土類ドープ光フ
ァイバ増幅器に入射しておき、信号光とダミー光の光強
度が一定となるように制御する技術がある。この方法
は、光サージを出力させないために、光増幅器への光入
力が断状態にならないようにするものであり、事故的に
発生してしまった光サージを抑圧するものではない。特
に最近のシステムでは、希土類ドープ光ファイバ増幅器
を多用する傾向にあり、この技術を利用する場合は、搭
載した増幅器の全てにダミー光を入射、制御する機構を
設ける必要が生じ、システムによってはコストが増大し
て導入困難な場合がある。

【０００５】発生してしまった光サージを抑圧する方法
としては、特開平９−１４６０５６に示されているよう
な光ヒューズ方式がある。ここでは、光導波路を有する
半導体（特に化合物系半導体）素子、あるいは希土類ド
ープ光ファイバを、希土類ドープ光ファイバ増幅器の後
段に挿入する方法が示されている。この方式に用いられ
る化合物半導体導波路素子は、光サージ入射により性能
劣化し得る光部品の一つであり、半導体自体が光吸収性
であるがために導波路、特に導波路の端面が、光サージ
を瞬時に吸収して発熱し焼損してしまうという特性を有
する。この従来技術は、半導体光導波路部材の上記のよ
うな性質を利用して、光サージに対する光ヒューズとし
て機能させるものである。また、前記半導体導波路は、
材料の組み合わせ（固溶組成、超格子周期など）を精度
よく制御することにより、吸収波長帯、吸収のしきい値
等を設計・調整することが、原理的には可能である、と
いうメリットがある。しかし、光ヒューズという破損型
の部品として、半導体光導波路部品というコスト高の部
品を、システム中に大量に使用しなければならないとい
う点で実用上の問題点を生ずる。

【０００６】一方、上記特開平９−１４６０５６号中に
示されている希土類ドープ光ファイバを接続する方法
は、Ｅｒのような希土類の電子状態の内部遷移による光
吸収を利用したもので、原理的には可逆過程からなる非
破壊型の部品を構成できる。希土類、特にＥｒによる高
強度光の吸収については、他にも類似の報告例がある。
最近の例ではY. Maeda, Appl. Phys. Lett., Vol.72
(4), 1-3 (1998) にあるように、Ｅｒをドープしたルテ
チウムアルミニウムガーネットにより、波長７９０nm帯
において、光の負性吸収、つまり、低強度の光はあまり
吸収しないが、高強度の光に対する吸収が大きくなる、
という現象が確認されている。これらの現象には、Ｅｒ
の電子準位および準位間での遷移確率、緩和確率が強く
関係しておりある特定の準位（例えばＥｒのＩ_13/2状
態）の電子数に依存して、吸収波長帯を制御できる可能
性もある。この制御方法には、マトリックスとなる材料
（光ファイバではアモルファスＳｉＯ₂、後者ではガー
ネット）中で希土類元素が占める原子位置を調整するこ
と、温度により電子を励起すること、遷移、緩和確率を
制御することなどの方法がある。いずれにせよ、この方
法では、高度の材料設計技術が必要となり、前例同様、
部品に関するコスト高という問題が残る。また、選択す
る波長帯によっては、励起状態に電子がほとんど存在し
ないような極低温での動作が必要となるケースも予想さ
れ、そのような場合は、光学システムとしての構成上の
問題も生ずる。

【０００７】また、特開平９−２４４０７４にあるよう
に、入射光強度に依存して光透過損失が変化する光非線
形素子を含む、光リミッタ回路も提案されている。回路
の要となる光リミッティング作用を示す素子部分に関す
る具体的な開示はないが、非線形光学材料を用いた光リ
ミッティング素子には、他にも、光非線形効果の一つで
あるチェレンコフ放射を応用する方法、あるいは、同じ
く非線形効果の一つ光パラメトリック増幅を応用する方
法なども考えられる。いずれも、非破壊型（可逆型）の
光サージ抑制部品を提供できるが、選択する波長帯によ
っては、材料の非線形光学定数が小さく、それをカバー
するため素子長（導波路長）を非常に長くする必要が生
じる場合がある。したがって、システム中で多数の光サ
ージ抑制部品を必要とする場合には、部品サイズの小型
化（低コスト化にもつながる）が困難になるという問題
点を生ずる。

【０００８】上記従来例から知られるように、光サージ
の抑制方法には、（Ａ）光サージの発生自体を抑制する
方法、（Ｂ）光サージ（高強度光）に対してのみ作用す
る可逆な物理現象（負性吸収、非線形効果）を利用する
方法、（Ｃ）光サージで破損する材料を挿入する方法な
どの３種類の方法がある。これらの方法の中で、前記
（Ｃ）の原理に基づいて、従来法に比べ非常に安価な光
ヒューズ、特に、実用的に使い捨て可能な光ヒューズの
開発が強く要求されていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
上記問題点を解決し、光サージを抑制するための、簡単
かつ低コストの光ヒューズ、光ヒューズ複合体、及びそ
れらを含む光ヒューズ装置を提供しようとするものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明（１）に係る光ヒ
ューズは、入射光を受光し、この入射光の光強度に応じ
て発熱する物質を含む少なくとも１個の光発熱域と、光
透過性又は光反射性を有し、加熱によりその光透過性又
は光反射性を低下乃至喪失する物質を含み、かつ前記光
発熱域に接触して配置されている少なくとも１個の感熱
変性域とを有し、前記入射光が所定の値を越えたとき
に、前記入射光を遮断することを特徴とするものである
ことを特徴とするものである。本発明（１）の上記光ヒ
ューズにおいて、前記光発熱物質は、金属及び半導体物
質から選ぶことができる。本発明（１）の上記の光ヒュ
ーズにおいて、前記感熱変性物質は、誘電体物質から選
ぶことができる。本発明（１）の上記光ヒューズにおい
て、前記光発熱域及び前記感熱変性域がそれぞれ膜状に
形成され、かつ交互に積層一体化されて積層膜を形成し
ているものであってもよい。本発明（１）の上記光ヒュ
ーズにおいて、前記光発熱域が、多数のスポット状に形
成され、前記感熱変性域が膜状に形成され、かつ前記ス
ポット状光発熱域が、前記膜状感熱変性域上に、所望の
パターンをもって配置固定されていてもよい。本発明
（１）の上記光ヒューズにおいて前記光発熱域が、複数
個の帯状に形成され、前記感熱変性域が膜状に形成さ
れ、かつ前記帯状光発熱域が、前記膜状感熱変性域上
に、所望のパターンをもって配置固定されていてもよ
い。本発明（１）の上記光ヒューズにおいて前記光発熱
域が所望パターンの形状を有する膜状に形成され、前記
感熱変性域が膜状に形成され、かつ前記所望の形状を有
する膜状光発熱域が、前記膜状感熱変性域上に配置固定
されていてもよい。本発明（１）の上記光ヒューズにお
いて前記光発熱域が多数の粒子状に形成され、前記感熱
変性域中に、分散分布していてもよい。本発明（２）の
光ヒューズは、金属原子と、これに結合している有機グ
ループとからなり、かつ光透過性又は光反射性を有する
誘電体金属化合物を含み、前記誘電体金属化合物に光が
入射したとき、この入射光の光強度に応じて前記金属原
子が発熱し、それによって前記誘電体金属化合物が変質
又は分解して光透過性又は光反射性を低下乃至喪失する
ことを特徴とするものである。本発明の光ヒューズ複合
体は、本発明（１）又は（２）の光ヒューズが基体上に
支持されているものである。また、本発明の光ヒューズ
装置は本発明（１）又は（２）の光ヒューズ又は本発明
の光ヒューズ複合体の、前記光発熱域を含む１面が、こ
の面に光を入射する光入射手段に対向して配置され、そ
の反対面が、この反対面から出射する光を伝播する光出
射手段に対向して配置されているものである。さらに、
本発明の光ヒューズ装置は、本発明（１）又は（２）の
光ヒューズ、或は本発明の光ヒューズ複合体の、前記光
発熱域を含む１面が、この面に光を入射する光入射手段
に対向して配置され、この面が、この面から出射する光
を伝播する光出射手段にも対向して配置されているもの
であってもよい。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明（１）の光ヒューズは入射
光を受光し、この入射光の光強度に応じて発熱する物質
を含む少なくとも１個の光発熱域と、光透過性又は光反
射性を有し、加熱によりその光透過性又は光反射性を低
下乃至喪失する物質を含み、かつ前記光発熱域に接触し
て配置されている少なくとも１個の感熱変性域とを有す
るものである。前記光発熱域は入射光を受光し、この入
射光の光強度に応じて発熱するものであり、この光発熱
域には光発熱性物質として金属及び／又は半導体物質が
含まれる。また前記感熱変性域は、通常は良好な光透過
性又は光反射性を有するが、加熱されると、変性、変質
又は分解して、光透過性又は光反射性を低下又は喪失す
る物質、好ましくは誘電体物質を含むものである。すな
わち入射光の光強度が高い場合、受光した光発熱域は発
熱して、それに接触している感熱性域中の感熱変性物質
を変性、変質、又は分解して光透過性又は光反射性を低
下、又は喪失させて光ヒューズとして作働する。

【００１２】光発熱物質は入射光の波長に応じて吸収発
熱効果の高いものが選ばれる。光ファイバ通信に用いら
れる波長１．３〜１．６μｍの光に対しては光発熱物質
としてアルミニウム（Ａｌ）、パラジウム（Ｐｄ）、コ
バルト（Ｃｏ）、モリブテン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎ
ｉ）、白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、インジウム（Ｉ
ｎ）、パナジウム（Ｖ）、マンガン（Ｍｎ）、及び銅
（Ｃｕ）などを用いることが好ましく、波長０．８５μ
ｍ附近の光に対しては、光発熱物質として、ゲルマニウ
ム（Ｇｅ）、シリコン（Ｓｉ）、ガリウム（Ｇａ）、な
どを用いることが好ましい。

【００１３】また感熱変性物質としては、ＳｉＯ₂及び
ＴｉＯ₂のような無機誘電物質、及びエポキシ樹脂及び
ポリビニル樹脂などの有機誘電物質を用いることができ
る。エポキシ樹脂としては、屈折率を下げるためにフッ
素を添加したエポキシ樹脂、あるいは、逆に屈折率を上
げるために硫黄を添加したエポキシ樹脂などを用いるこ
とができ、ポリビニル樹脂としては、ポリビニルアルコ
ールなどを用いることができる。

【００１４】本発明（２）の光ヒューズは、金属原子
と、これに結合している有機グループとからなり、かつ
光透過性又は光反射性を有する誘電体金属化合物を含む
ものであって、この誘電体金属化合物に光が入射したと
き、この入射光の光強度に応じて前記金属化合物が発熱
し、それによって前記誘電体金属化合物が変質又は分解
して、光透過性又は光反射性を低下乃至喪失するもので
ある。本発明（２）の光ヒューズの誘電体金属化合物と
して用いられる化合物はＡｌ，Ｐｄ，Ｇｅ、及びＩｎな
どのように所望の波長の光に吸収して発熱しやすい金属
原子を有機グループにより錯化した化合物、例えばＰｄ
錯化ポリビニルアルコール（以下、Ｐｄ−ＰＶＡと表記
する場合がある）、Ｇｅ錯化フタロシアニン、ＣｌＩｎ
錯化フタロシアニン、Ｍｏ錯化フタロシアン、Ｎｉ錯化
フタロシアン、Ｍｎ錯化フタロシアン、Ｐｔ錯化フタロ
シアン、Ｔｉ錯化フタロシアン、Ｖ錯化フタロシアン、
Ｃｕ錯化フタロシアン、及びＳｉ錯化フタロシアン−メ
チルメタアクリレート共重合体などを包含する。本発明
（２）の光ヒューズは単一構造の膜体として用いること
ができる。

【００１５】本発明（１）の光ヒューズは、入射光を光
透過系中に配置されてもよく、又は光反射系中に配置さ
れてもよい。光透過系において、光ヒューズをはさん
で、１対の光入射用光ファイバ及び光出射用光ファイバ
が配置される。また光反射系においては、光ヒューズの
１面に対し、１対の光入射用光ファイバ及び光出射用光
ファイバが、所定の角度をなして配置され、光ヒューズ
の所定面部分において、光の入射、反射が行われる。光
入射用光ファイバから光ヒューズに入射される光の強度
が許容範囲内にあるときは光ヒューズは変化することな
く光を微少な損失をもって、透過又は反射して光を光出
射ファイバに伝送する。しかし、入射光の光強度が過度
に高くなると、光ヒューズは瞬時に損傷（焼損）して光
透過性又は光反射率を低下、又は喪失し光信号を遮断す
ることができる。このように光損失した光ヒューズは容
易に（交換）することができる。

【００１６】図１において、光ヒューズ１の１面に、光
ファイバ２が対向して配置され、入射光３を光ヒューズ
１に入射する。この入射光３の光強度が許容範囲内にあ
るときは入射光は、微少な損失をもって光ヒューズ１を
透過して出射し、この出射光４は、光ファイバ５中に伝
送される。図１において、入射光３の光強度が過大であ
ると、光ヒューズの受光部は直ちに発熱焼損して、光透
過性を低下又は喪失し、或いは乱反射して、光の透過を
遮断する。

【００１７】図２において、光ファイバ２から光ヒュー
ズ１の１面に入射光３が入射され、その受光部において
反射され、反射光４ａは光ファイバ５中に伝送される。
入射光の光強度が許容範囲にあるときは、入射光３は、
光ヒューズ１の受光部において微少な損失をもって反射
され、反射光４ａは光ファイバ５に向って出射される。
入射光の光強度が過大になると、光ヒューズ１の受光部
分は直ちに、焼損してその反射性能を低下（散乱）乃至
消失し、光の反射を遮断することができる。

【００１８】本発明の光ヒューズを用いる光透過型光ヒ
ューズ装置の一例を図３及び図４に示す。図３に示され
た光ヒューズ装置７において、ファイバコア２ａを有す
る光ファイバ２及びファイバコア５ａを有する光ファイ
バ５が、それぞれの端面を対向させて配置され、保持パ
イプ６中に保持されており、光ファイバ２及び５の対向
端面の間に本発明の光ヒューズ１が配置されている。光
ヒューズ１は光ファイバ２及び５のいずれかの端面例え
ば図示されているように入射側光ファイバ５の端面に貼
着されていてもよい。

【００１９】図４において示された光ヒューズ装置７に
おいて、１対の光ファイバ２及び５を、１対のフエルー
ル８ａ，８ｂにより保持し、光ファイバ２及び５のいず
れか一方、例えば図４に示されているように、光出射側
光ファイバ５の端面に光ヒューズ１を貼着し、これらを
保持パイプ６中に保持し、光ファイバ２及び５をそれぞ
れ、ファイバコネクタ９ａ，９ｂを介して光ファイバ１
０ａ，１０ｂに接続する。

【００２０】光ヒューズを光ファイバ端面に貼着するに
は光ヒューズ構成成分を、真空蒸着、スパッタリングな
どの堆積法、或は塗布法、積層法など適宜の手段を用い
ることができる。

【００２１】本発明（１）の光ヒューズは、図５に示さ
れているように、誘電体感熱変性物質からなる膜層１１
上に、光発熱物質からなる膜層１２を積層したものであ
ってもよい。図５の積層体状光ヒューズ１に対し、図６
に示されているように、積層体状光ヒューズ１の感熱変
性物質膜層１１が基体１３に結合されて光ヒューズ複合
体１４を形成していてもよい。また、図７に示されてい
るように積層体状光ヒューズ１の光発熱物質積層１２
が、基体１３に結合されて光ヒューズ複合体１４を形成
していてもよい。

【００２２】図５〜７において、感熱変性物質及び光発
熱物質の膜層の厚さは、光ヒューズに適用される光の波
長、材質、及び物質に依存して設定されるが、光発熱物
質膜層の厚さは好ましくは１０〜１００nm、より好まし
くは５０〜１００nmであり、感熱変性物質膜層の厚さ
は、好ましくは１００〜１００００nm、より好ましくは
１００〜１０００nmである。通常状態における光損失を
低減するためには、これらの膜厚さは、可及的に薄い方
がよい。光発熱物質膜層と感熱変性物質膜層との積層順
序に格別の制限はなく、その何れを光入射側に用いても
よいが、光反射型光ヒューズの場合は、光入射側に、光
発熱物質膜層、例えば、反射性の高い金属（例えばＡ
ｌ）膜層を配置することが好ましい。

【００２３】基体層を有する光ヒューズ複合体を用いる
場合は、基体層は、光透過性を有する物質、例えばガラ
ス、石英、ホタル石などから形成されることが好まし
い。また光ヒューズが直接光入射面又は出射面に貼着さ
れるときは、この貼着面を形成する光ファイバ端面が基
体を形成することになる。また光入射面と出射面との間
に、光ヒューズ形成材料を流し込んで固化し、光ヒュー
ズを形成する場合は、基体は不要である。

【００２４】本発明（１）の光ヒューズにおいて、図８
に示されているように複数の光発熱物質膜層１２と複数
の感熱変性物質膜層１１とが交互に積層されていてもよ
く、基体１３上にこの積層体が積層されて光ヒューズ複
合体１４を形成していてもよい。

【００２５】本発明（１）の光ヒューズにおいて、図９
に示すように、光発熱物質含有光発熱域１５が多数のス
ポット状に形成され、感熱変性物質からなる感熱変性域
１６が膜状に形成され、この膜状感熱変性域１６上に、
スポット状光発熱域が所望のパターンにより配置固定さ
れていてもよい。前記スポット状光発熱域の形状、寸
法、配置パターン、間隔などは適宜に設定することがで
きる。或は図１０に示されているように、光発熱域１５
が複数の帯状に形成され、感熱変性域１６が膜状に形成
されていて、この膜状感熱変性域１６の１面上に、帯状
光発熱域１５が配置固定されていてもよい。この帯状光
発熱域の形状（直線状、波状、折線状など）、寸法、配
置パターン、間隔などは適宜に設定することができる。
或は図１１に示されているように、光発熱域１５は、所
望パターンの形状、寸法、例えば、格子状に形成されて
おり、感熱変性域１６は、膜状に形成されていて、この
膜状感熱変性域１６の１面上に、格子状光発熱域１５が
配置固定されていてもよい。この場合光発熱域１５の形
状は、格子状に限定されるわけではなく、適宜の形状、
例えば網状に形成されていてもよく、その開口部の形
状、寸法、配置などは適宜に設定することができる。

【００２６】図９，１０及び１１に示された構成の本発
明（１）の光ヒューズにおいて、光発熱域は、低強度光
に対してわずかではあるが光吸収損失を生ずるので、光
吸収損失の少ない感熱変性域の開口面積を大きくするこ
とにより光吸収損失を低下させ例えば光ファイバ通信に
おける信号光の伝搬損失を軽減することができる。ま
た、光発熱域の形状、寸法、配置パターンなどにより、
制御すべき光サージのしきい値を調整することもでき
る。

【００２７】本発明（１）の光ヒューズにおいて、図１
２に示されているように光発熱域１５が、光発熱性物質
の多数の粒子状に形成され、これが、感熱変性物質から
なる感熱変性域１６中に分散分布していてもよい。この
ような光ヒューズ１が基体１３上に積層され光ヒューズ
複合体１４を形成していてもよい。この態様において粒
子状光発熱域１５の寸法、形状、分布密度、分布域など
については、適宜に設定することができる。図１２に示
されているような光ヒューズを形成するには例えば二元
蒸着装置を使用し、基体上に、一方の蒸発源から、高い
蒸発速度で、感熱変性物質（誘電体材料）を蒸発させな
がら、他方の蒸発源から、低い蒸発速度で光発熱物質
（金属、半導体など）を蒸発させて、感熱変性物質の蒸
着層中に光発熱物質の粒子を分散分布させる方法を用い
ることができる。或は、光発性物質及び感熱変性物質と
を含むゾルゲル膜を熱処理して、光発熱物質（例えば金
属）をクラスター状に析出させる方法などを用いること
ができる。

【００２８】本発明（２）の光ヒューズは、感熱変性有
機物質、例えば誘電体有機物質中に、光発熱物質、特に
金属原子を導入して、光を吸収して発熱し、変性、変質
又は分解して、光透過性又は光反射性能を低下乃至喪失
する錯体等の有機金属化合物を利用するものである。本
発明（２）の光ヒューズ１は図１３に示されているよう
に単一層に形成することができ、必要によりこの光ヒュ
ーズ１を基体１３上に積層して光ヒューズ複合体とする
ことができる。

【００２９】図１４及び図１５には、本発明（１）又は
（２）の透過型光ヒューズの特性評価装置の一例が示さ
れている。図１４において、測定装置１７中の互に対向
する１対の光ファイバ２及び５の間に、本発明（１）又
は（２）の光ヒューズを配置する。例えば光ファイバの
対向面に、Ｐｄ−ＰＶＡ溶液を塗布し、室温で１昼夜乾
燥固化して、厚さ約５μｍの膜状光ヒューズを形成す
る。次にこの光ヒューズに、他の光ファイバの端面を対
向させ、コネクタジョイントを用いて光学系を形成す
る。このとき光ヒューズ膜１が両光ファイバ２，５の端
面に接触するようにした。

【００３０】図１５において示された測定光学系におい
て波長１．４９μｍのレーザ光を出力するレーザ光源１
８に光ファイバ１９を接続し、これにレーザ光を入射し
た。この光ファイバ１９をカプラー（図示されていな
い）を用いて分岐して分岐光ファイバ２０に入射レーザ
光の９９％を入力し、入射レーザ光の１％を、入射光強
度のモニターとして分岐光ファイバ２１に入力した。分
岐光ファイバ２０に、図１４に示した光ヒューズを含む
測定装置１７を接続し、分岐光ファイバ２０及２１をパ
ワーメーター２２及びｘ−ｙプロッター２３に接続し
た。レーザ光源の出力を変化させ、光ヒューズに対する
入射光強度と、それからの光出射強度とを測定した。図
１６に上記測定結果を示す。

【００３１】図１６は、光ヒューズへの入射光強度と、
光ヒューズからの出射光強度の関係を示したグラフであ
る。横軸に、入射光強度、縦軸に出射光強度を示した。
また、このグラフには、Ｐｄ−ＰＶＡ光ヒューズを挟ま
ない場合の測定例を、比較例として示した。この条件で
は、Ｐｄ−ＰＶＡ光ヒューズをファイバ間に挟んだ場合
で、入射光強度３６ｍＷにおいて、光ヒューズ作用を確
認した。光ヒューズ作用発現のしきい値は、膜厚、膜の
処理条件（固化温度）等によって調整可能である。

【００３２】

【発明の効果】本発明（１）及び（２）の光ヒューズを
用いることにより従来の光サージによる光損傷防止手段
に比し、安価にかつ安全、確実に光ヒューズ効果を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】透過型光ヒューズの一例の構成を示す説明図。

【図２】反射型光ヒューズの一例の構成を示す説明図。

【図３】光ヒューズを含む光ヒューズ装置の一例の構成
を示す断面説明図。

【図４】光ヒューズを含む光ヒューズ装置の他の例の構
成を示す一部断面説明図。

【図５】本発明（１）の光ヒューズの一例の構成を示す
説明図。

【図６】図５に示された本発明（１）の光ヒューズを含
む光ヒューズ複合体の一例の構成を示す説明図。

【図７】図５に示された本発明（１）の光ヒューズを含
む光ヒューズ複合体の他の例の構成を示す説明図。

【図８】本発明（１）の光ヒューズの他の例を含む光ヒ
ューズ複合体の構成を示す説明図。

【図９】本発明（１）の光ヒューズの他の例の構成を示
す説明図。

【図１０】本発明（１）の光ヒューズの他の例の構成を
示す説明図。

【図１１】本発明（１）の光ヒューズの他の例の構成を
示す説明図。

【図１２】本発明（１）の光ヒューズの他の例の構成を
示す説明図。

【図１３】本発明（２）の光ヒューズを含む光ヒューズ
複合体の構成を示す説明図。

【図１４】光ヒューズの性能を測定する装置を示す説明
図。

【図１５】図１４の測定装置を含む測定光学装置の構成
を示す説明図。

【図１６】本発明の光ヒューズの性能の一例を示すグラ
フ。

【符号の説明】

１…光ヒューズ２，５…光ファイバ２ａ，５ａ…光ファイバコア３…入射光４…出射光４ａ…反射光６…保持パイプ７…光ヒューズ装置８ａ，８ｂ…フエルール９ａ，９ｂ…光ファイバコネクター１０ａ，１０ｂ…光ファイバ１１…感熱変性物質膜層１２…光発熱物質膜層１３…基体１４…光ヒューズ複合体１５…光発熱域１６…感熱変性域１７…測定装置１８…レーザ光源１９…光ファイバ２０…分岐光ファイバ２１…モニター用分岐光ファイバ２２…パワーメータ２３…ｘ−ｙプロッター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者市川潤一郎千葉県船橋市豊富町585番地住友大阪セメント株式会社新規技術研究所内 (72)発明者種田泰久東京都港区芝五丁目７番１号日本電気株式会社内 (72)発明者緒方孝昭東京都港区芝五丁目７番１号日本電気株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入射光を受光し、この入射光の光強度に
応じて発熱する物質を含む少なくとも１個の光発熱域
と、光透過性又は光反射性を有し、加熱によりその光透
過性又は光反射性を低下乃至喪失する物質を含み、かつ
前記光発熱域に接触して配置されている少なくとも１個
の感熱変性域とを有し、前記入射光が所定の値を越えた
ときに、前記入射光を遮断することを特徴とする光ヒュ
ーズ。
【請求項２】前記光発熱物質が、金属及び半導体物質
から選ばれる、請求項１に記載の光ヒューズ。
【請求項３】前記感熱変性物質が、誘電体物質から選
ばれる、請求項１に記載の光ヒューズ。
【請求項４】前記光発熱域及び前記感熱変性域がそれ
ぞれ膜状に形成され、かつ交互に積層一体化されて積層
膜を形成している、請求項１に記載の光ヒューズ。
【請求項５】前記光発熱域が、多数のスポット状に形
成され、前記感熱変性域が膜状に形成され、かつ前記ス
ポット状光発熱域が、前記膜状感熱変性域上に、所望の
パターンをもって配置固定されている、請求項１に記載
の光ヒューズ。
【請求項６】前記光発熱域が、複数個の帯状に形成さ
れ、前記感熱変性域が膜状に形成され、かつ前記帯状光
発熱域が、前記膜状感熱変性域上に、所望のパターンを
もって配置固定されている、請求項１に記載の光ヒュー
ズ。
【請求項７】前記光発熱域が所望のパターンの形状を
有する膜状に形成され、前記感熱変性域が膜状に形成さ
れ、かつ前記所望の形状を有する膜状光発熱域が、前記
膜状感熱変性域上に配置固定されている、請求項１に記
載の光ヒューズ。
【請求項８】前記光発熱域が多数の粒子状に形成さ
れ、前記感熱変性域中に、分散分布している、請求項１
に記載の光ヒューズ。
【請求項９】金属原子と、これに結合している有機グ
ループとからなり、かつ光透過性又は光反射性を有する
誘電体金属化合物を含み、前記誘電体金属化合物に光が
入射したとき、この入射光の光強度に応じて前記金属原
子が発熱し、それによって前記誘電体金属化合物が変質
又は分解して光透過性又は光反射性を低下乃至喪失する
ことを特徴とする光ヒューズ。
【請求項１０】請求項１〜９のいずれか１項に記載の
光ヒューズが基体上に支持されている光ヒューズ複合
体。
【請求項１１】請求項１〜９のいずれか１項に記載の
光ヒューズ又は請求項１０に記載の光ヒューズ複合体
の、前記光発熱域を含む１面が、この面に光を入射する
光入射手段に対向して配置され、その反対面が、この反
対面から出射する光を伝播する光出射手段に対向して配
置されている光ヒューズ装置。
【請求項１２】請求項１〜９のいずれか１項に記載の
光ヒューズ、又は請求項１０に記載の光ヒューズ複合体
の、前記光発熱域を含む１面が、この面に光を入射する
光入射手段に対向して配置され、この面が、この面から
出射する光を伝播する光出射手段にも対向して配置され
ている光ヒューズ装置。