JPS6165204A

JPS6165204A - 光スタ−カプラおよびその製造方法

Info

Publication number: JPS6165204A
Application number: JP18696484A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Imoto; 克之井本; Minoru Maeda; 稔前田; Masayoshi Kameyama; 亀山　正義; Yasushi Ikuta; 生田　靖; Hiroshi Araki; 宏荒木; Shigeru Obo; 茂於保
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1984-09-06
Filing date: 1984-09-06
Publication date: 1986-04-03
Also published as: JPH0574804B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、光ファイバを伝送する光ビームを複数本の光
ファイバに分配する光スターカプラおよびその製造方法
に関する。

〔発明の背景〕

光フアイバ伝送技術の急速な進歩にともない、電子計算
機−電子計算機間や電子計算機一端末間のデータ伝送に
光ファイバを使用する光データリンクの研究開発が活発
に行われている。この光データリンクを構成する上で、
複数本の入力用光ファイバからの光信号をミキシングし
て複数本の出力用光ファイバに低損失で、かつ均等に分
配し得る光スターカプラは必須のデバイスである。

従来、光スターカプラの代表例として第９図に示すバイ
コニカルテーパ型がある（柳井久義編「光通信ハンドブ
ック」朝倉書店発行１９８２年９月１日、初版第１ｍ１
の３２４〜３２５頁参照）。

これは、多数本の光ファイバ１を１箇所でまとめ加熱し
なから「ひねり」を加えて融着し、その中央部にテーパ
状領域５を形成することにより、入力用光ファイバ（テ
ーパ状領域５の左側）からの光信号を複数本の出力用光
ファイバ（テーパ状領域５の右側）に分配するものであ
る。なお、第９図中、矢印は光信号の進行方向を示す。

このバイコニカルテーパ型光スターカプラにおいては、
多モード光ファイバを用い、光ファイバの数が１１本以
上の場合には良好な特性が得られることが報告されてい
る。しかし、長距離・大容量の伝送が可能な単一モード
光ファイバを用い、入力対出力ポート数を２対２に構成
した場合については服告例が少なく、また報告例に示さ
れた特性は良好とは言えない９本発明者らの研究による
と、特に単一モード光ファイバを用いて等分配の光スタ
ーカプラを実現することは極めて難しいことが判明した
。

すなわち１本発明者らは、第１Ｏ図のような構成で、ひ
ねり・融着・延伸部７（第９図のテーパ状領域５に相当
）のひねり回数、延伸倍率、融着範囲を種々変化させて
実験を繰返した（第１０図中、ｌｉは入力用光ファイバ
、１０は出力用光ファイバである）、シかし、低挿入損
失で、分配バラツキの少ないものは実現できなかった。

低挿入損失を得ようとすると分配バラツキが１０ｄＢ以
上と極めて大きく１分配バラツキを小さくしようとする
と挿入損失が１０ｄＢ以上となるという、二律背反に陥
るからである。また、ひねり・融着・延伸部７の部分に
対応する各光ファイバの外径（クラツド径。：１２５μ
ｍ）をエツチングして２０μｍにし、各光フアイバ間の
コア（コア径約ｌＯμｍ＝東−モード光ファイバを実現
するには、コア径をこのように小さくする必要がある）
を接近させて結合を密にするよう試みた。この場合、光
フアイバ外径が２０μｍ程度では比較的容易に分配バラ
ツキを低減させることができたが、逆に光フアイバ外径
が小さいため、ひねり・融着・延伸の工程でひねり・融
着・延伸部７の中央部が折れたり１曲ったすして信頼性
が大幅に低下することがわかった。この点を考慮すると
、結局、この方法で取扱うことができる光ファイバの外
径は、最低でも６０μｍ程度であった。しかし、光フア
イバ外径が６０μｍ程度では、コア間隔が広すぎるため
、十分な結合が得られず、挿入損失６ｄＢ以下では分配
バラツキは１０ｄＢ以上もあった。

以上のような理由から、バイコニカルテーパ型光スター
カプラは、単に、ひねり・融着・延伸部を形成しただけ
では、長距離・大容量の伝送が可能な単一モード光ファ
イバの適用が難しく、また入力対出力ポート数が２対２
のものも難しいことが分った。

また、製造面では、上記のように、単一光モードファイ
バの形成時、テーパ状領域５の外径を十数μｍ〜百数十
μｍの細さに延伸する必要があるが、この際、延伸１部
分が破損したり、取扱い時に折れたりする。さらに、延
伸に用いる加熱源として通常、酸水素バーナを用いるが
、酸水素バーナの風圧で溶融部が曲ったり、変形を生じ
たり、あるいは溶けすぎて外径を所望値に制御できず、
製造歩留りが非常に悪いという問題点がある。特に、入
力対出力ポート数が少ない場合は、上記領域の外径をＩ
Ｏ数μｍから数１０μｍ（この値はクラッドの厚みによ
り変化する）にする必要があり、上記各問題はより深刻
である。

単一モード光ファイバを用いた２対２の光分岐回路（光
スターカプラ）の従来例としては、第１ｆ図および第１
２図に示すものがある。まず第１１図は、各光ファイバ
ｌａ、ｌｂをそれぞれブロック３１ａ、３１ｂに埋め込
み、接着固定し、面３２ａ、３２ｂを研磨した後、これ
らを合せて構成したものである。第１１図（ｂ）は第１
１図（、）のＡ−Ａ’断面を拡大した図であるが、この
ようにすることにより、光ファイバｌａ、ｌｂのそれぞ
れのコア２ａと２ｂの間隔を極めて接近させ結合効率を
高めるようにしている。しかし、研磨の厚さ制御性が悪
く、製造時間が長くかかる。そのため、製造コストが極
めて高くなるという問題点がある。なお、第１１図（ｂ
）中３ａ、３ｂはそれぞれ光ファイバｌａ、ｌｂのクラ
ッドである。

第１２図は、偏心コアの光ファイバ３３ａ、３３ｂを用
いてそれぞれのコア２３３ａと２３３ｂの間隔Ｓ（数μ
ｍ）を接近させるようにしたものである。なお第１２図
（ｂ）は第１２図（ａ）のＡ−Ａ’断面を拡大した図で
ある。しかし、この構成において、偏心コアの光ファイ
バ３３ａ、３３ｂを作ることは難しく、製造コストが高
くなる。また、コア間隔を最小に接近させるようにして
融着させる際、最小に接近しているか否かの判断も出来
ないため、製造歩留りが問題になる。

以上説明したように、従来方法では長距離・大容挺の伝
送が可能な単一モード光ファイバ用の光スターカプラ、
特に入出力ボート数がｎ対ｎの等分配の単一モード光フ
ァイバを、低挿入損失、低分配バラツキ、低コストで実
現することは困難であった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記のような従来技術の問題点を解決
し、単一モードおよび多モード光ファイバ用の光スター
カプラ、特に入出力ボート数がｎ対ｎの等分配の単一モ
ート光フアイバ用の光スターカプラに対しても、低挿入
損後、低分配バラツキ。

低コストを実現し得る光スターカプラおよびその製造方
法を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため、本発明は１束ねられた複数本
の光ガラスファイバの中央部にテーパ状のひねり・融着
・延伸部を有するバイコニカルテーパ型光スターカプラ
において、前記ひねり・融着・延伸部の両側にひねり・
融着部を設けたことに特徴がある。

（発明の実施例〕以下、本発明の構成を実施例により詳細に説明する。

第１図は１本発明の一実施例による光スターカプラの構
成図である。

ｌａ、ｌｂはシリコーン被覆単一モードー光ガラスファ
イバ（コア径１０μｍ、クラッド径１２５μｍ二以下単
に光ファイバと呼ぶ）、　４は光ファイバｌの被覆材（
シリコーン）、６ａ、６ｂはひねり・融着部、７ばひね
り・融着・延伸部、８は保護管（本実施例では、外径６
ｍｍ、内径４劃ｎのパイレックス管あるいは石英ガラス
管を使用）、　９は保護管８と光ファイバｌａ、ｌｂを
接着・固定する接着剤である。本実施例では、接着剤９
としてエポキシ系の「アラルダイト」　（商品名：米国
エポキシ・テクノロジー社）を使用した。

保護管８としては、石英ガラス、バイコールガラス管を
使用することも可能であり、また管の内壁または外壁、
あるいは壁内に屈折率を制御するドーパント（例えばＢ
２０３　、Ｇ　ｅ０２　、Ｐ２０５等）を含んだガラス
管を使用することも有効である。

なお、第１図に示したように、光ファイバｌａ。

ｔｂのうち、ひねり・融着部６ａ、６ｂ、ひねり・融着
・延伸部７に対応する部分の被覆材４であるシリコーン
は剥離されているが、何ら被覆されておらず、コアとク
ラッドのみから成る光ファイバを使用することも可能で
ある。

ひねり・融着部６ａ、６ｂのひねり回数は、数回程度で
あり、ひねり回数を多くするほど分配バラツキが小さく
なる。またひねり・融着部６ａ。

６ｂの長さは数ｃｍ程度が望ましい。さらに、ひねりピ
ッチは数ｍｍ以上でないと破断を招いたり、マイクロベ
ンディング損失の増大を柘く。

ひねり・融着・延伸部７の長さは最大数ｃｍ程度とし、
この部分の延伸倍率は　１．５〜１５倍程度が良い。延
伸倍率が大きいほど分配バラツキは小さくなるが、この
部分のコア径が小さくなって規格化周波数Ｖも２以下（
単一モード光ファイバの場合、Ｖ＜２．４）になり、こ
の部分の表面状態によって特性変動が生じやすくなる。

すなわち、規格化周波数Ｖは。

ただし、ａ：コア径、λ：波長、ｎｌ：コアの屈折率、
ｎｌ：クラッドの屈折率。

で示され、規格化周波数Ｖはコア径ａに比例するからで
ある。そのため、ひねり・融着部６ａ、６ｂおよびひね
り・融着・延伸部７は、保護管８内に宙づり保持し、清
浄な表面状態に保ち、かつ境界条件が変化しないように
している。

なお、光ファイバの数は２本に限定されることなく、２
本以上１００数１０本でも良い。また、単一モード用光
フアイバ以外の多モード用光ファイバにも本実施例を適
用し得ることは言うまでもない。さらに、入出力ボート
数がｎ対ｎの等分配の場合に限定されず、任意の分岐比
の光スターカプラにも通分し得ることは論を待たない。

次に、第１図に示した光スターカプラの光学的特性測定
例について述べる。

まず、光ファイバ１　ａ、１　ｂの被覆材４（シリコー
ン、あるいはシリコーンの上にナイロンを被覆したもの
）を剥離した部分の長さを４「１とし、この４０ｍ＋ｍ
の長さの範囲内で５回ひねりを加えた。

ついで、ひねり・融着部６ａ（長さ約１５■）を加熱源
で加熱して融着した。その後、ひねり・融着・延伸部７
（長さ約１０１１１１）を加熱しながら、さらにひねり
を２回加えつつ融着・延伸を行い、長さ約４０ｍｍ（延
伸倍率４倍）にした。そして、ひねり・融着部６ｂ（長
さ約Ｌ５ａ＋ｇ＋）を加熱し融着した。その後、保護管
８（長さ７０ｍｍ）内に挿入して接着・固定した。

この光スターカプラの特性を測定したところ。

Ｈｅ−Ｎｅレーザの波長において、挿入損失２．１ｄＢ
、分配バラツキ２．８　ｄ　Ｂであった。

また、ひねり・融着・延伸部７以外は上記条件と同一に
し、ひねり・融着・延伸部７（長さ約１０＋ｍ＋ｍ）を
３回ひねりつつ、融着・延伸を行い、長さ６０■（延伸
倍率６．０倍）にしたところ、挿入損失２．７　ｄ　Ｂ
、分配バラツキ１．４ｄＢを得た。

さらに、光ファイバｌａ、ｌｂに対し被覆材４を剥離し
た部分（４０ｍａ＋）の長さの範囲内で４回ひねりを加
え、後は、最初の条件と同一にしてＭＴ３潰したところ
、挿入損失１．８ｄＢ、　　分配バラツキ４．１ｄＢを
得た。すなわち、ひねり・融着部６　ａ　＋６ｂのひね
り回数が少なくなると、分配バラツキが大きくなること
がわかった。

このように、本実施例の光スターカプラは、ひねり・融
：η・延伸部７の両側にひねり・融着部６ａ。

６ｂｔｉ−設けたことにより、長距離・大容量伝送が可
能なＱｌ−モート光フアイバ用の光スターカプラに対し
ても、低挿入損失、低分配バラツキを実現することがで
きる。また、保護管８により宙づり保持されているので
、環境条件の変動などによる特性変動がほとんどないこ
とがわかった。

次に、本発明の一実施例による光スターカプラの製造方
法を説明する。

第２図は１本発明の第１の実施例による光スターカプラ
の製造方法を示す図である。

まず、第２図（ａ）に示したように、シリコーンを被覆
した光ファイバｌａ、Ｉｂの中央部付近の被覆材（シリ
コーン）４を化学的処理または機械的処理により剥離す
る。その結果、第２図（ａ）のそれぞれＡ−Ａ’線、Ｂ
−８’線、ｃ−ｃ’線断面図は矢印で示した図のように
なる。なお、２は外径ＩＯμｍのコア、３は外径１２５
μｍのクラッドである。また本実施例に使用した光ファ
イバＩは、屈折率差０．２７％、カットオフ波長１．２
μｍの貼−モード光ファイバである。

第２図（ｂ）は、第２図（、）において被覆材１１を、
Ｉ＝ｌＪ離した部分を、エツチング処理して得た光ファ
イバを示す図である。エツチングは、５０％フッ酸で約
１６分間行い、クラッド３の外径を６０μｍにする。

次に、第２図（ｃ）に示した装置により、上記のように
エツチング処理した２本の光ファイバＩａ。

ｔｂを束ね、ひねりを加える。第２図（ｃ）において、
１０はベース、ｌｌａ、ｌｌｂは光ファイバｌａ、ｌｂ
を固定するチャック　１２はチャック部１１ｂを矢印１
４の方向（光ファイバ］　ａ、１　ｂの軸を中心として
回転させる方向）に回転させるチャック回転機構、１３
はチャックｌｌｂおよびチャック回転機ｇｔ１２を支持
し、かつベース１０上を移動するチャック移動機端、１
５は加熱源である。

この装置により、まず、束ねた光ファイバｌａ。

１ｂの両端をチャックｌｌａ、ｌｌｂにより固定し、チ
ャック回転機構１２により片方のみを回転させてひねる
。なお本実施例では、チャック１１ｂにのみチャック回
転機構１２を設けたが、チャックｌｌａにもチャック回
転機構を設け、両回転機溝を反対方向１３回転させてひ
ねりを加えても良い。

次に、ひねりを加えた光ファイバｌａ、］Ｌ＋部の軸方
向に沿って、チャックＩＬａの方向からチャックｌｌｂ
の方向へ加熱源１５を移動させる。ただし加熱源１５は
２光ファイバｌａ、Ｉｂのうち。

被覆材４を着層した箇所のみを加熱するようにし動させ
る。ひねりを加えられた光ファイバｌａ。

Ｉｂの図面左側の部分の加熱により、この部分の光ファ
イバｌａ、ｌｂは融着され、ひねり・融着部６ａが形成
される。加熱源Ｉ５が、光ファイバｌａ、ｌｂの中央部
付近に来た時点で、チャック１１ｂを回転させる。この
回転により、ひねり・融着・延伸部７が形成される。ひ
ねり・融着・延伸部７を通過し終った時点でチャックｌ
ｌｂの回転を停止し、さらに、加熱源Ｉ５をチャック１
１ｂの方向へ移動させることにより、ひねり・融着部６
ｂが形成される。

なお１本工程にて使用した加熱ｆＦＡｔＳは、具体的に
は酸水素バーナであり、酸素ノズル内径０．６５ｍ＋ｉ
、酸素ノズル外径と水素ノズル内径のギヤ・Ｉプ２　、
　Ｏｎ＋＋ｉの２重管型を用いた。酸素および水素ガス
の流量は、いずれもｔｉｌｌ／ｌｌｌ１ｎ以下の微小量
とした。酸水素バーナの移動速度は、ひねり・融着部６
ａ、６ｂにおいては数Ｉａｍ／ｓｅｃ、ひねり・融着・
延伸部７においてはそれより遅い速度とした。なお、加
熱源１５としては、酸水素バーナの他に、電気炉、高周
波加熱炉等を使用することができる。

このようにして、ひねり・融着・延伸部７の両側にひね
り・融着部６ａ、６ｂを形成した後、これらひねり・融
着部６ａ、６ｂおよびひねり・融着・延伸部７を保護管
８に挿入し、密室保持すべく、保護管８の両端部分で光
ファイバ１ａ、［ｂを接着・固定する。

第３図は２本発明の光スターカプラの第２の製造方法の
実施例を示す図である。　一本実施例の特徴は、装置全体を排気口１８付き箱１７で
囲った点にある。このように、箱１７で囲うことにより
、加熱源（酸水素バーナ）１５の炎のゆらぎによる光フ
ァイバ１ａ、１ｂの加熱むらを抑制することができる。

また、１９は光源であす、例えば、Ｈｅ−Ｎｅレーザを
使用する。２本の光ファイバｌａ、１ｂの出力ボートか
らの出射光２０をスクリーン２１上に照らして、その特
性を確認しながら光スターカプラを製造することができ
る。

第４図は、本発明による光スターカプラの製造方法の第
３の実施例を示す図である。

本実施例の特徴は、光ファイバｌａ、ｌｂへの加熱を間
接的に行うようにしたものである。間接的に加熱する理
由は、加熱源（酸水素バーナＨ５の風圧による光ファイ
バｌａ、ｌｂの変形、曲りを防ぎ、製造歩留りを向上さ
せるためである。

間接的に加熱する方法として、半円管ガラス（この場合
１石英ガラス）２２を、サポーｌ−２３ａ　。

２３ｂにより光ファイバｌａ、ｌｂの下方位置に支持し
、この半円管ガラス２２を介して加熱することとした。

なお、この場合、酸水素バーナ１５には酸水素を数ＩＩ
／ｍｉｎ以上流す。

なお、上記第１〜第３の製造方法は、２対２の光スター
カプラの場合であったが、上記各実施例は光ファイバ数
社が２本以上、すなわち、ｎ対ｎ（ｎ　＞　２　）の光
スターカプラの１造にも適用することが可能である。

これら製造方法は、第１【図、第１２図に示した従来技
術と異なり、光ファイバを埋め込んだブロックの接合面
を研磨したり、ｆＪｒＩ造困難な偏心コアの光ファイバ
を使用したりする必要がないので、製造コストの低減化
および製造歩留りの向上化を図ることが可能となる。

第５図は、本発明の光スターカプラの製造方法の第４の
実施例を示す図である。

第５図（ａ）は本実施例の第１の工程を示す図である。

第１の工程を説明する前に、本実施例に使用する装置を
説明する。

■は光ファイバ、ｌｃは光ガラスファイバ１を束ねた光
ファイバ束である。本実施例において使用した光ファイ
バＩは、コア径１０μｍ、クラツド径４０μｍの単一モ
ード光ファイバである。８は中空状のガラス管からなる
保護管であり、その両端は、最後の工程で光ファイバ束
１ｃと当、該保護管８の両端とを接着・固定することが
できるように外径を細くしである。本実施例において使
用した保護管８は、外径６１、肉厚１ｕ＋ｍの石英ガラ
ス管である。

２４ａ、２４ｂは、それぞれチャック１１ｃ。

ｌｉｄを支持する主軸台、２５ａ、２５ｂはそれぞれチ
ャックｌｌｅ、ｌｌｆを支持する主軸台、２６ａ、２６
ｂは、それぞれ主軸台２５　ａ、２５　ｂを移動させる
ための主軸台移ｕＪ機構、２７，２８゜２９はそれぞれ
加熱源１５の酸素吸入口、水素吸入口、加熱源移動機構
である。チャックＩｌｃ。

ｌｉｄ、ｌｉｅ、ｌｌｆは、それぞれチャック回転機構
（図示省略）を備えている。加熱ｇ１５としては、酸水
素バーナを使用し、酸素吸入口２７および水素吸入口２
８を備えている。

まず、保護管８を主軸台２４ａ、２４ｂのチャックＩｌ
ｃ、ｌｉｄにより保持する。保持された保護管８内に光
ファイバ束１ｃを挿入する。その後。

光ファイバ束１ｃが保護管８内に宙づりされるように、
光ファイバ束１ｃを外側の主軸台２５ａ２５ｂのチャッ
クｌｌｅ、ｌｌｆにより保持する。

なお、内側の主軸台２４　ａ、２４　ｂと外側の主軸台
２５ａ、２５ｂの中心軸は一致させである。したがって
、光ファイバ束１ｃは保護管８に全く接触することなく
宙づりさせることができる。

第５図（ｂ）は次の工程を示す図である。

図中矢印で示したように、チャックｌｌａ、チャックｌ
ｌｆを、光ファイバ束１ｃの軸のまわりに互いに逆向き
に回転させることにより光ファイバ束１ｃにひねりを加
える。ひねり回数は、光ファイバ束１ｃの全長、光フア
イバ１間の結合度にもよるが、通常、光ファイバ束１ｃ
の全長が２００ｍｍａ度の場合、１回から３０回程度ひ
ねる。一般しこ、ひねり回数は、光ファイバ東ＩＣの全
長に比例して多くする必要がある。ひねり回数が多くな
る程、第２図（ａ）、（ｂ）に示したひねり・融着・延
伸部７の径方向断面内の各光ファイバ１のコア２を円形
に保つことが可能となる。しかし、あまり多くすると損
失が増え、かつ延伸長さを大きくとらなければならない
ので、光フアイバ数、光フアイバ外径などに応じて設定
する。その結果、結合度にモード依存性がない光スター
カプラを実現することができる。

次に、第５図（ｃ）に示すように、加熱源【５により保
護管８内の光ファイバ束１ｃに対し、その両側に融着、
中央部にひねり・融着・延伸処理を施す。この時、チャ
ックｌｌｃ、ｌｉｄを同方向に回転させることにより、
保護管８を回転させてその外周を均一に加熱し、ひねり
、融着、延伸処理を対称に迅速、かつ円滑に行う。

すなわち、保護管８を回転させつつ、点火した加熱−１
１Ｊ１１５を、加熱源移動機構２９により保護管８の軸
方向に沿って所定の速度で移動させる。それにより、保
護管８内のひねりを加えられた光ファイバ束１ｃを軟化
させ融着させる。本実施例では移動速度を０．数ｍｍ／
ｓｅｅ程度とした。点火した加熱源１５が保護管８の左
部分を通過した時点で、第１図に示したひねり・融着部
６ａが形成される。

点火した加熱源Ｉ５が中央部付近にきた段階で、チャッ
クｌｌａ、チャックｌｌｆを互いに逆方卯に所定の回転
数１時間だけ回転させ５そ１℃と同時に、主軸台２５ａ
、２５ｂを主軸台１東動機構２６ａ、２６ｂにより光フ
ァイバ東ＩＣを延伸する方向に所定の速度で移動させる
。この速度は２時間と移動距離との間に線形あるいは非
線形の関数をもたせである。これにより、第１図に示し
たひねり・融着・延着部７が形成される。

次に点火した加熱源１５が中央部付近を通過した後は、
チャックｌｉｅおよびチャックｌｌｆによる光ファイバ
束１ｃに対するひねり、および主軸台駆動源２６ａ、２
６ｂによる延伸を停ｉトする。

点火した加熱源１５を、ひねり、延伸処理を停止した状
態でさらに右方向に移動させることにより、第１図に示
したひねり・融着部６ｂを形成することができる。なお
、保護管内の光ファイバの所定部分に最初、ひねり・融
着部を形成させ、次いで、上部ひねり・融着部の中心付
近を延伸させるようにしてもよい。

上記のように、加熱源１５の移動速度を　Ｏ０数ｒａｍ
／ｓｅｃとした場合、第５図（ａ）−（ｄ）の全工程を
３０分以内で終了すること／、？できた。こＪノヨうな
方法で光スタースプラを３７本試作したが、挿入損失は
３ｄＢ以下１分配バラツキは２ｄＢ以下を実現すること
ができた。

なお、分配バラツキを可能な限り低減させるために、第
３図に示した第２の製造実施例のように、光ファイバｌ
へＨｅ−Ｎｅレーザ光を入射させ、その出射光を観測し
ながら加熱、ひねり、融着、延伸等を行っても良い。出
射光をＩ！測する際は、チャックｌｌｅの回転は停止し
ておいた方が良い。

第５図（ｄ）は、次の工程を示す図である。

保護管８内の光ファイバ束１ｃに対し、融着、ひねり・
融着・延伸、ＷＡ：ｖの処理を施した後、保護管８の両
端部に接着剤９を充填し、光ファイバ束１ｃと保護管８
を接着・固定する。

なお、加熱源Ｉ５は、保護管８に対しその一端から他端
へ順次加熱して行くよう構成した場合、あるいは酸水素
バーナの火炎を拡げて保護管８の加熱範囲を広くした場
合は、移動させる必要はなく、また、保護管８をその外
周から一様に加熱できるように構成した場合は、保護管
８を回転させる必要もない。

接着・固定し終えた保護管８内には、後述の第７図の穴
３０より酸化性または不活性ガスを封入後、穴３０を止
じるか、液体、樹脂（たとえば、シリコーン材、プラス
チック材）を充填してもよい。これら液体、樹脂はクラ
ツディングモード除去用、光フアイバ補強用としての作
用を持つ。接着剤としては、熱可塑性、熱硬化性、エラ
ス１〜マー、混合型などの種類のものを使える。なお、
ひねり・融着・延伸工程の具体的方法は、最初にひねり
を加えた後、出射光を観測しながら延伸を行い１等分配
に達した段階で延伸を終える方法と。

ひねりを加えながら延伸を同時に行う方法のいずれを用
いてもよいが、前者の方がよ゛り制御性かよし）。

光ファイバ束１ｃのひねり処理は、チャック１１ｅまた
はチャックｌｌｆのどちらか一方のみにチャック回転機
構を設けて行うことも可能である。

また、延伸処理も、主軸台２５ａまたは主軸台２５ｂの
どちらか一方のみに主軸台移動機構を設けて行うことも
可能である。

保護管８の支持は、片方の主軸台およびチャックのみに
より行うことも可能である。すなわち。

保護管８を片方だけ支持し、保護管８が変形しない程度
の温度で加熱しても、ひねり・融着部６ａ。

６ｂ、およびひねり・融着・延伸部７を充分形成し得る
ことが実験より明らかになったからである。

保護管８の形状は、第６図に示すように、中心付近を細
くし、光ファイバ束１ｃに熱が伝わりやすくすることも
可能である。また、第７図に示したように、管の両端付
近に穴３０を設け、第５図（ｄ）の工程での接着剤９の
管内Ｉ＼の挿入を容易にすることも可能である。さらに
、第８図に示したようなストレートの保護管でも良い。

この第４の実施例においては、光スターカプラ＆−［プ
ロセスで製造することができる。すなわち、光ファイバ
束１ｃを保護管８内に挿入したまま一度も外に取出すこ
となく、尤）γ−ｒバ束１　ｃのひねす工程、ひｔ：１
す・融着部Ｇａ、６ｂの形成。

工程、ひねり・融着・延伸部７の形成にｆＩｌ、ひねり
・融着部６ａ、６ｂおよびひねり・融着・延伸部７の保
護管８への宙づり状態形成工程を連続的に行うことがで
き、ｘｋ産化が可能となる。また、間接加熱方法である
ので、酸水素バーナのような加熱源に対しても、その風
圧により溶融部が曲ったり、変形を生じたりすることが
なく、ひねり・融着・延伸部７の外径に対する制御が容
易になる。

さらに、製造時に破損したり、折れたりすることがない
ため、製造歩留りが向上し、低コスト化を図ることが可
能となる。また、上記光ファイバの加熱処理を保護管内
で行うので、空気中の不純物（遷移金属、アルカリ金属
、アルカリ土類金属など）の浸入を抑制でき、さらにゴ
ミなどの付着がないので低損失な光スターカプラを作れ
る。さらに、中空ガラス管を通した間接的加熱方法であ
るので、酸水素バーナから生ずる多量のｆ（２０がひね
り・融着・延伸部に拡散浸入することがないので、○Ｈ
イオンによる吸収損失を大幅に低減でき、■損失光スタ
ーカプラを実現できる。特に、長波長用光スターカプラ
（１，３μｍ、＋、５５μｍ、１．２ｉｔ　ｍ用）とし
て極めて良好な特性を得ることができる。また、延伸長
さを１？ｌ密に制御できるので、より低損失、低分配バ
ラツキの光スターカプラを得ることができた。

上記第１〜第４の各実施例は、第１図に示した構造以外
の光スターカプラにも適用することが可能である。すな
わち、第１図に示したひねり・融着部６ａ、６ｂがなく
、ひねり・融着・延伸部７のみを有する光スターカプラ
の製造に適用し得る。

この場合は、第５図（ｂ）の工程、および、第２図（Ｃ
）、第３図、第４図における加熱前のひねり処理は省略
する。

このような先スターカブラについても試作した結果、多
モード光ファイバを用いた場合、挿入損失１分配バラツ
キ共に２ｄＢｉｒｆ後の値を　ＱＬ−モード光ファイバ
についても同様な値を得た。すなわち、保護管を加熱し
つつ、光ファイバ束にひねりを加えた。その後、光射光
をａ　Ｋ１１ｌ　Ｌ、ながら延伸した。この場合、ひね
り回数は数回、延伸長さけ数１ＯＩＩＩＩ１１であった
。光フアイバ数が多い程、ひねり回数も増やし、延伸長
さも長くなった。

また、上記各実施例は、１Ｎ、−モード光ファイバのみ
ならず、多モード光ファイバにも適用し得ることは言う
までもない。多モード光ファイバの場合、コア径は５０
μｍまたは８０μｍ８度であるので、エツチングによる
光ファイバの外径は７０μｍまたは９０μｍ程度とする
のが好ましい。

さらに、上記各実施例は０分岐比が１対１の場合であっ
たが、これに限定されることなく、任意の分岐比の光ス
ターカプラの製造にも適用することができる。例えば第
２図（ｂ、　）において、束ねる光ファイバｌのクラッ
ド３の外径を異なった値にすることにより分岐比を任意
に設定することができる。具体的に示すと、光フアイバ
数が２本の場合、一方の光ファイバのクラッド外径を１
２５μｍとし、他方の光ファイバのクラット外径を６０
μｍとすれば良い。

また、第５図（Ｃ）の工程中に、保護管内にＮ　２　。

０２　、Ａｒ、Ｈｅなどのガスを流し込みながら行うと
、より低損失光スターカプラを実現することができる。

この場合には保護管の一端側からガスを供給する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の光スターカプラおよびそ
の製造方法によれば、単一モート光フアイバ用の光スタ
ーカプラ、特に入出力ポート数がｎ対ｎの等分配の単一
モード光ファイバ用の光スターカプラに対しても、低挿
入損失、低分配バラツキ、低コストを実現することが可
能となる６

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による光スターカプラの構成
図、第２図、第３図、第４図、第５図は本発明の第１．
第２．第３．第４の実施例による光スターカプラの製造
方法を示す図、第６図、第７図、第８図は第２図、第３
図、第４図、第５図において使用する保護管の別の実施
例を示す図。第９図、第１Ｏ図、第１１図、第１２図は従来の光スタ
ーカプラおよびその製造方法を示す図である。１、ｌａ、ｌｂ：光ガラスファイバ、ｌｃ：光ガラスフ
ァイバ束、６ａ、６ｂ：ひねり・融着部。７：ひねり・融着・延伸部、８：保護管、９：接着剤、
ｌｌａ、ｌｌｂ、Ｉｌｃ、ｌｉｄ、ｌｉｅ。１１ｆ：チャック、１２：チャック回転機構、１３：チ
ャック移動機構、Ｉ５：加゛熱源、２６ａ。２６ｂ：主軸台移動ｍａ。第　　　２　　　図（ａ）Ａ　　　Ｂ　　　Ｃ（ｂ）Ａ　　　Ｉ３　　　Ｃ第　　　５　　　図（ａ）第５図（Ｃ）第６図第７図第８図第　　　９　　　図第　　　１０　　　図第　　　１１　　　図（ａ）（ｂ）１ａ、、５１ｂ第　　　１２　　　図（ａ）（ｂ）３３ａ３３ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）束ねられた複数本の光ガラスファイバの中央部に
テーパ状のひねり・融着・延伸部を有するバイコニカル
テーパ型光スターカプラにおいて、前記ひねり・融着・
延伸部の両側にひねり・融着部を設けたことを特徴とす
る光スターカプラ。
（２）前記ひねり・融着部およびひねり・融着・延伸部
は、保護管内に宙づり保持されていることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の光スターカプラ。
（３）束ねられた複数本の光ガラスファイバの中央部に
テーパ状のひねり・融着・延伸部を有するバイコニカル
テーパ型光スターカプラの製造方法において、前記束ね
られた複数本の光ガラスファイバにひねりを加える工程
と、該工程によりひねりを加えられた光ガラスファイバ
に対し、加熱処理のみを施してひねり・融着部を形成す
る工程およびひねり処理と加熱処理と延伸処理を並行し
て行い前記ひねり・融着・延伸部を形成する工程と、前
記ひねり・融着部およびひねり・融着・延伸部を保護管
内に宙づり保持する工程を設けたことを特徴とする光ス
ターカプラの製造方法。
（４）前記束ねられた複数本の光ガラスファイバにひね
りを加える工程および、ひねり・融着・延伸部を形成す
る工程は、あらかじめ保護管内に挿入された当該束ねら
れた複数本の光ガラスファイバに対して実行されること
を特徴とする特許請求の範囲第３項記載の光スターカプ
ラの製造方法。
（５）前記ひねり・融着部を形成する工程および前記ひ
ねり・融着・延伸部を形成する工程は、前記光ファイバ
への光信号の入射と並行して行われることを特徴とする
特許請求の範囲第３項記載の光スターカプラの製造方法
。
（６）特許請求の範囲第４項記載の光スターカプラの製
造方法において、ひねり・融着・延伸部の両側にひねり
・融着部を設けないことを特徴とする光スターカプラの
製造方法。