JPS6313006A - 光スタ−カプラ - Google Patents
光スタ−カプラInfo
- Publication number
- JPS6313006A JPS6313006A JP15607586A JP15607586A JPS6313006A JP S6313006 A JPS6313006 A JP S6313006A JP 15607586 A JP15607586 A JP 15607586A JP 15607586 A JP15607586 A JP 15607586A JP S6313006 A JPS6313006 A JP S6313006A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- glass tube
- star coupler
- cushion material
- optical fiber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Landscapes
- Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
- Insulators (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
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に関する。
ファイバに分配する光スターカプラに関する。
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。
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。
本発明者等は、先に第３図に示す光スターカプラを提案
した。これはガラス管（石英ガラス管）２内に複数本の
光ファイバ（ｌａ、ｌｂ）を挿入した状態で、上記ガラ
ス管２の外側から酸水素バーナのような加熱源によって
加熱することにより。
した。これはガラス管（石英ガラス管）２内に複数本の
光ファイバ（ｌａ、ｌｂ）を挿入した状態で、上記ガラ
ス管２の外側から酸水素バーナのような加熱源によって
加熱することにより。
管内の光ファイバを間接的に加熱させ、それにより、光
ファイバ束にひねり、融着、延伸工程を加えてひねり・
融着・延伸部３を形成させたものである。そして上記光
ファイバ部束を管内に宙づり保持した状態でその管の面
端に接着剤４を加えることにより、ガラス管２と光ファ
イバ束とを固定させた構造である。間接加熱を用いてい
るので、ひねり・融着・延伸部３内に空気中、あるいは
酸水素バーナの火炎中に混在している光吸収損失の原因
となる遷移金属イオン、○Ｈイオンなどが混入しない。
ファイバ束にひねり、融着、延伸工程を加えてひねり・
融着・延伸部３を形成させたものである。そして上記光
ファイバ部束を管内に宙づり保持した状態でその管の面
端に接着剤４を加えることにより、ガラス管２と光ファ
イバ束とを固定させた構造である。間接加熱を用いてい
るので、ひねり・融着・延伸部３内に空気中、あるいは
酸水素バーナの火炎中に混在している光吸収損失の原因
となる遷移金属イオン、○Ｈイオンなどが混入しない。
そのため低損失光スターカプラを実現することができる
。また上記間接加熱法は光ファイバ束に不要な変形を起
こさせることなく、精密な形状制御を行うことができる
ので、光分配偏差を小さくすることができる。さらに、
ガラス管２でつねに保護されているので、環境変化に対
して特性が安定しているとか、最終形状を一貫プロセス
で実現できるので低コスト化を期待できるなどの特徴を
有している。
。また上記間接加熱法は光ファイバ束に不要な変形を起
こさせることなく、精密な形状制御を行うことができる
ので、光分配偏差を小さくすることができる。さらに、
ガラス管２でつねに保護されているので、環境変化に対
して特性が安定しているとか、最終形状を一貫プロセス
で実現できるので低コスト化を期待できるなどの特徴を
有している。
第３図の構成のものには次のような問題がある。
まず第１の問題点は、温度変動によって光分配率が変化
し、また過剰損失も変化するため、光スターカプラの特
性として不十分である。たとえば、入、出力ポート数が
共に３２のいわゆる３２Ｘ３２ボート型光スターカプラ
において、−３０℃から＋１００℃の温度範囲で、過剰
損失変化量は±０．３ ｄ Ｂもあり、また、出力ポー
トの各々の分配偏差の変化量も０．８ ｄ Ｂ近くも生
じる。特に０℃以下の低温において上記光学特性の変化
が生じる。この原因を種々の実験により調べた結果。
し、また過剰損失も変化するため、光スターカプラの特
性として不十分である。たとえば、入、出力ポート数が
共に３２のいわゆる３２Ｘ３２ボート型光スターカプラ
において、−３０℃から＋１００℃の温度範囲で、過剰
損失変化量は±０．３ ｄ Ｂもあり、また、出力ポー
トの各々の分配偏差の変化量も０．８ ｄ Ｂ近くも生
じる。特に０℃以下の低温において上記光学特性の変化
が生じる。この原因を種々の実験により調べた結果。
ひねり、融着、延伸部３の外周に被覆している充填材（
高分子材料、この場合、シリコーン材）７の屈折率が低
温になるほど高くなり、−３０℃近くになると上記光フ
ァイバ束のクラッド部の屈折率とほぼ近い値になること
が原因していた。すなわち、充填材７の屈折率がクラッ
ド部の値に近づくと、入射ポートから入射した光はひね
り、融着。
高分子材料、この場合、シリコーン材）７の屈折率が低
温になるほど高くなり、−３０℃近くになると上記光フ
ァイバ束のクラッド部の屈折率とほぼ近い値になること
が原因していた。すなわち、充填材７の屈折率がクラッ
ド部の値に近づくと、入射ポートから入射した光はひね
り、融着。
延伸部３において、コア内を伝搬するコアモードから除
々にクラッド内を伝搬するクラツディングモードに変換
され、ふたたびクラツディングモードから各々のコアへ
コアモードとして伝鳶されていくが、この場合に充填材
７内にもクラツディングモードが伝搬していくようにな
る。充填材７の屈折率がクラッド部の屈折率に近づけば
近づくほどに充填材内を伝搬するクラツディングモード
の量が大きくなる。ところがこの充填材７はガラスに比
べると伝送損失が大きく、上記クラツディングモードは
減衰されてしまい、過剰損失を増大させてしまう。また
、充填材７はガラス管２内に充填されているため、クラ
ッド部の断面積に比し、充填材７の断面積は極めて大き
い、そのため、上記コアモードからクラツディングモー
ドに変換された光はふたたびコアモードに変換されにく
くなるために分配偏差が変化するものと思われた。充填
材７がない場合については上記温度変動による過剰損失
変化量１分配偏差の変化量は上記値よりも軽減されたが
、光スターカプラの特性としては不十分であった。この
充填材７かない場合でも光学特性の変化が生ずるのはガ
ラス管２と光ファイバ束とを固定するために用いている
接着剤（この場合、エポキシ系の接着剤）が低温になる
と光ファイバ束に引張応力を生じさせるため、ひねり。
々にクラッド内を伝搬するクラツディングモードに変換
され、ふたたびクラツディングモードから各々のコアへ
コアモードとして伝鳶されていくが、この場合に充填材
７内にもクラツディングモードが伝搬していくようにな
る。充填材７の屈折率がクラッド部の屈折率に近づけば
近づくほどに充填材内を伝搬するクラツディングモード
の量が大きくなる。ところがこの充填材７はガラスに比
べると伝送損失が大きく、上記クラツディングモードは
減衰されてしまい、過剰損失を増大させてしまう。また
、充填材７はガラス管２内に充填されているため、クラ
ッド部の断面積に比し、充填材７の断面積は極めて大き
い、そのため、上記コアモードからクラツディングモー
ドに変換された光はふたたびコアモードに変換されにく
くなるために分配偏差が変化するものと思われた。充填
材７がない場合については上記温度変動による過剰損失
変化量１分配偏差の変化量は上記値よりも軽減されたが
、光スターカプラの特性としては不十分であった。この
充填材７かない場合でも光学特性の変化が生ずるのはガ
ラス管２と光ファイバ束とを固定するために用いている
接着剤（この場合、エポキシ系の接着剤）が低温になる
と光ファイバ束に引張応力を生じさせるため、ひねり。
融着、延伸部３でのクラツディングモードの伝搬状態を
変化させることに起因していると考えられる。このよう
に、充填材がある場合には極端に温度特性に問題があり
、充填材をなくしても温度特性は若干改善されるが、本
質的ではなく、また機械的振動や衝撃特性が逆に問題に
なることがわかった。
変化させることに起因していると考えられる。このよう
に、充填材がある場合には極端に温度特性に問題があり
、充填材をなくしても温度特性は若干改善されるが、本
質的ではなく、また機械的振動や衝撃特性が逆に問題に
なることがわかった。
第２の問題点は、０℃以下の低温度域においては、ガラ
ス管２内の光ファイバ束、特にひねり。
ス管２内の光ファイバ束、特にひねり。
融着、延伸部３がガラス管の両端から引張られる状態に
なり、このような状態で１周囲からガラス管２に機械的
振動や衝撃が加わると、各々の光ファイバに分配された
光信号振幅が変動したり、分配率を変動させたりするこ
とがわかった。すなわち、光信号の低周波ドリフト変動
を生じることがわかった。このようなドリフト変動は光
アナログ信号伝送の場合には問題になる。このドリフト
変動は前述したように、コアモードからクラツディング
モード、クラツディングモードからコアモードへの変換
係数がそれぞれの光ファイバにかかる引張り応力やそれ
ぞれの光フアイバ間の間隔の変動などによって変化する
ためと考えられる。
なり、このような状態で１周囲からガラス管２に機械的
振動や衝撃が加わると、各々の光ファイバに分配された
光信号振幅が変動したり、分配率を変動させたりするこ
とがわかった。すなわち、光信号の低周波ドリフト変動
を生じることがわかった。このようなドリフト変動は光
アナログ信号伝送の場合には問題になる。このドリフト
変動は前述したように、コアモードからクラツディング
モード、クラツディングモードからコアモードへの変換
係数がそれぞれの光ファイバにかかる引張り応力やそれ
ぞれの光フアイバ間の間隔の変動などによって変化する
ためと考えられる。
本発明の目的は、上記２つの問題点を解決させることの
できる光スターカプラを実現させることにある。
できる光スターカプラを実現させることにある。
上記目的は、光ファイバ束のひねり・融着・延伸部をガ
ラス管内に有する光スターカプラのガラス管および接着
剤部を保温および断熱効果を有するクッション材で被覆
することにより達成される。
ラス管内に有する光スターカプラのガラス管および接着
剤部を保温および断熱効果を有するクッション材で被覆
することにより達成される。
前述したように、低温度域における過剰損失。
分配偏差の変動は、一つは充填材の屈折率の上昇による
コアモードからクラツディングモード、クラツディング
モードからコアモードへの変換係数の変化、クラツディ
ングモードの減衰などに起因している。また接着剤の圧
縮応力による光ファイバに加わる引張りによるマイクロ
ベンディングロス、上記変換係数の変化などが起因して
いる。さらに、低温度域において、光ファイバに加わる
機械的振動および衝撃による光信号ドリフト変動も上記
要因によって生じている。光スターカプラのガラス管お
よび接着剤部を保温および断熱効果を有するクッション
材で被覆すれば、周囲温度が一３０℃の低温度域に除々
に変化していっても。
コアモードからクラツディングモード、クラツディング
モードからコアモードへの変換係数の変化、クラツディ
ングモードの減衰などに起因している。また接着剤の圧
縮応力による光ファイバに加わる引張りによるマイクロ
ベンディングロス、上記変換係数の変化などが起因して
いる。さらに、低温度域において、光ファイバに加わる
機械的振動および衝撃による光信号ドリフト変動も上記
要因によって生じている。光スターカプラのガラス管お
よび接着剤部を保温および断熱効果を有するクッション
材で被覆すれば、周囲温度が一３０℃の低温度域に除々
に変化していっても。
クッション材は保温および断熱効果を有しているので、
ガラス管２内の温度は上記温度よりも高い温度に保たれ
る。また、上記低温度域において機械的振動および衝撃
が加わってもクッション材しこより光ファイバには上記
振動および衝撃が緩和される。
ガラス管２内の温度は上記温度よりも高い温度に保たれ
る。また、上記低温度域において機械的振動および衝撃
が加わってもクッション材しこより光ファイバには上記
振動および衝撃が緩和される。
第１図に本発明の光スターカプラの実施例を示す、５は
クッション材であり、ガラス管２．接着剤部４を覆うよ
うにしである。このクッション材としては、たとえば、
ポリウレタン、スチロール。
クッション材であり、ガラス管２．接着剤部４を覆うよ
うにしである。このクッション材としては、たとえば、
ポリウレタン、スチロール。
フェノール、ユリアなどの軟質のスポンジ状のもの、軟
質塩化ビニルや塩化ビニリデン、酢酸繊維素などの高分
子材料を用いることができる。６は高分子材料のチュー
ブ（この場合、熱収縮性チューブを使用。）である。
質塩化ビニルや塩化ビニリデン、酢酸繊維素などの高分
子材料を用いることができる。６は高分子材料のチュー
ブ（この場合、熱収縮性チューブを使用。）である。
第２図は上記光スターカプラの温度特性を示したもので
ある。実線は本発明の場合１点線は従来法の場合の特性
である。本発明の場合には低温特性が改善されているこ
とがわかる。同様に光分配偏差の変化量も測定したが、
０．２ｄＢ以下であることがわかった。また本発明の光
スターカプラについて、高さ１ｍの所から落下試験を行
なったが、５回の試験結果でも光ファイバの破断は生じ
ず、試験前の光学特性とほとんど変わらない特性である
ことを確認できた。さらにＸ、Ｙ、およびＺ軸方向への
機械的振動試験に対しても過剰損失の変化量は±０．１
ｄＢ以下であった６そしてこの振動に対して分配された
光信号のドリフトはほとんど検出されなかった。
ある。実線は本発明の場合１点線は従来法の場合の特性
である。本発明の場合には低温特性が改善されているこ
とがわかる。同様に光分配偏差の変化量も測定したが、
０．２ｄＢ以下であることがわかった。また本発明の光
スターカプラについて、高さ１ｍの所から落下試験を行
なったが、５回の試験結果でも光ファイバの破断は生じ
ず、試験前の光学特性とほとんど変わらない特性である
ことを確認できた。さらにＸ、Ｙ、およびＺ軸方向への
機械的振動試験に対しても過剰損失の変化量は±０．１
ｄＢ以下であった６そしてこの振動に対して分配された
光信号のドリフトはほとんど検出されなかった。
本発明は上記実施例に限定されない。まず、光ファイバ
の数量は２本以上何本でもよい。多モードファイバ以外
に単一モードファイバでもよい。
の数量は２本以上何本でもよい。多モードファイバ以外
に単一モードファイバでもよい。
クッション材は一層だけでなく複数層に形成してもよい
。たとえば、ガラス管の外周にまずカーボンフェルトの
ような強い保温および断熱材を覆い、その上にクッショ
ン材を被覆してもよい。さらには上記２種類の材質のも
のを交互に、または順不同に多層に形成してもよい。な
お、ガラス管２内にはシリコンゴムなどの高分子材料を
充填してあっても、なくても上記効果は得られた。また
、上記クッション材はガラス管全体を被覆する以外に、
ガラス管外周を部分的に被覆するようにしても上記効果
を期待できる。さらに、上記充填材の代わりにクッショ
ン材を用いてもよい。
。たとえば、ガラス管の外周にまずカーボンフェルトの
ような強い保温および断熱材を覆い、その上にクッショ
ン材を被覆してもよい。さらには上記２種類の材質のも
のを交互に、または順不同に多層に形成してもよい。な
お、ガラス管２内にはシリコンゴムなどの高分子材料を
充填してあっても、なくても上記効果は得られた。また
、上記クッション材はガラス管全体を被覆する以外に、
ガラス管外周を部分的に被覆するようにしても上記効果
を期待できる。さらに、上記充填材の代わりにクッショ
ン材を用いてもよい。
本発明によれば、温度変動に対しては、過剰損失、光分
配偏差の変化が非常に小さく、また機械的振動や衝撃が
加わっても分配された光信号のドリフト変動が生じない
極めて高信頼度型の光スターカプラを実現させることが
できる。
配偏差の変化が非常に小さく、また機械的振動や衝撃が
加わっても分配された光信号のドリフト変動が生じない
極めて高信頼度型の光スターカプラを実現させることが
できる。
第１図は本発明の光スターカプラの実施例を示す図、第
２図は本発明の光スターカプラおよび従来法の光スター
カプラの過剰損失の温度特性を示す図、第３図は従来の
光スターカプラの概略図である。 ｌａ、ｌｂ・・・光ファイバ、２・・・ガラス管、３・
・・ひねり・融着・延伸部、４・・・接着剤、５・・・
クッション材、６・・・高分子チューブ、７・・・充填
材。 第２日 ン３聾蔽 ＆ ＣＣ）
２図は本発明の光スターカプラおよび従来法の光スター
カプラの過剰損失の温度特性を示す図、第３図は従来の
光スターカプラの概略図である。 ｌａ、ｌｂ・・・光ファイバ、２・・・ガラス管、３・
・・ひねり・融着・延伸部、４・・・接着剤、５・・・
クッション材、６・・・高分子チューブ、７・・・充填
材。 第２日 ン３聾蔽 ＆ ＣＣ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、光ファイバ束のひねり・融着・延伸部がガラス管で
覆われ、その管の両端において光ファイバ束を接着剤で
固定した光スターカプラにおいて、上記管および接着剤
部をクッション材で被覆したことを特徴とする光スター
カプラ。 ２、特許請求の範囲第１項において、クッション材とし
て断熱および保温効果を有する材料を含むことを特徴と
する光スターカプラ。 ３、特許請求の範囲第１項又は２項において、クッショ
ン材の外周を高分子材料のチューブで覆ったことを特徴
とする光スターカプラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15607586A JPH0789165B2 (ja) | 1986-07-04 | 1986-07-04 | 光スタ−カプラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15607586A JPH0789165B2 (ja) | 1986-07-04 | 1986-07-04 | 光スタ−カプラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6313006A true JPS6313006A (ja) | 1988-01-20 |
| JPH0789165B2 JPH0789165B2 (ja) | 1995-09-27 |
Family
ID=15619758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15607586A Expired - Fee Related JPH0789165B2 (ja) | 1986-07-04 | 1986-07-04 | 光スタ−カプラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0789165B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0348803A (ja) * | 1989-07-17 | 1991-03-01 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | 光ファイバカプラパッケージ |
-
1986
- 1986-07-04 JP JP15607586A patent/JPH0789165B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0348803A (ja) * | 1989-07-17 | 1991-03-01 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | 光ファイバカプラパッケージ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0789165B2 (ja) | 1995-09-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |