JPS63316007A - ファイバ融着型光カプラ - Google Patents

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】 概　　要 融着・延伸された２本の光ファイバからなる第１光カプ
ラ及び第２光カプラを直列に接続し、これらの分岐比が
異なる波長において０．５となるように設定してファイ
バ融着型光カプラを構成する。これにより第１光カプラ
と第２光カプラの分岐比の波長依存性が相殺され、全体
としての同依存性が署しく減少する。また、比較的近接
した２つの波長（例えば１．３μｍと１．５５μｍ）に
おいて、分岐比をそれぞれ０．５とすることができる。

１１１１日すＷ庄１ 本発明は、光ファイバを融着・延伸してなるファイバ融
着型光カプラに関する。

光ファイバを伝送路とする光通信システムにおいては、
伝送された光信号を複数の装置に分岐するために、光カ
プラが用いられている。光カプラは、基本的には、光フ
ァイバに接続するための入力部及び出力部並びに入力信
号を所定の比率で分岐する機能部分から構成される。実
用的な光カプラの要件は、 （イ）挿入損失が小さい、つまり入力パワーに対して出
力パワーの合計が減少していないこと、（ロ）構成が簡
ＩＰで使用環境条件等に対する信頼性が高いこと、 等である。

従来の技術 従来、光カプラとしては、レンズ及びハーフミラ−等の
光学要素を用いて構成される微小光学系型のもの、導波
路型のもの、及び複数（例えば２本）の光ファイバを融
着・延伸してなるファイバ融着型のものが主として用い
られている。特に伝送路がシングルモード光ファイバで
ある場合には、微小光学系型あるいは導波路型であると
、光ビームの変換及び接続に際しての損失が増大するこ
とに起因して、１ｄＢ程度の挿入損失が生ずるので、シ
ングルモード光ファイバに直接接続することのできるフ
ァイバ融着型光カプラ（挿入損失は０゜３ｄＢ以下）が
有利であるとされている。

第６図は、ファイバ融着型光カプラの一般構成を示す図
であって、このファイバ融着型光カプラ１は、入力部１
ａ、１ｂと、出力部１ｃ、１ｄと、ＵＩＡ着・延伸部１
ｅとから構成されている。入力部１ａ又は１ｂからＰ。

の光信号を入（ト）すると、出力部１ｃ、１ｄからはそ
れぞれ所定の分岐比でパワーがＰ、Ｐ２の光信号が出力
されるものであす る。このような構成によれば、シングルモード光ファイ
バと直接接続することができるので挿入ＩＱ失が小さく
、また光ファイバだ（プからなり構成が簡単であるので
温度及び湿度等に対する信頼性が高いということができ
る。尚、Ｐ　　／Ｐ　　、Ｐ２／Ｐ　あるいはＰｌ　：
Ｐ２で表わされる分岐比は、融着・延伸部１ｅの径及び
長さ並びに融着・延伸部１ｅのクラッド部及びその周囲
の屈折率に応じて決定されるとされ、その詳細な解析に
ついてはＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ、　
Ｖｏｌ、２１．　Ｎｏ、１１．２３ｒｄ　Ｍａｙ。

１９８５、　ｐｐ４ｆ３１〜４６２．　　”Ｍｏｄｅｌ
ｌｉｎｇ　ｒｕｓｃｄ　Ｓｉｎｇｌｅ−Ｍｏｄｅ−Ｆｉ
ｂｒｅ　Ｃｏｕｐｌｅｒｓ”に開示されている。

発明が解決しようとする問題点 しかし、第６図に示される従来のファイバ融着型光カプ
ラの構造であると、前記分岐比が信号光の波長に依存し
て変化するという不都合があった。

例えば波長１．３μｍの信号光について分岐比が０．５
に設定されているものとすると、波長１゜５μｍの信号
光については分岐比が例えば０．７となってしまう。こ
のように分岐比の波長依存性があると、波長多重通信等
に際して異なる分岐比になるという問題がった。また、
波長が大きく異なる信号については、この光カプラを使
用することができないので、汎用性に欠けるという問題
もあった。

本発明はこのような事情に鑑みて創作されたもので、そ
の目的は、異なる２つの波長において使用することので
きる乃至は分岐比の波長依存性が小ざなファイバ融着型
光カプラを提供することにある。

問題点を解決するための手段 上述した従来技術の問題点は、その原理構成が第１図に
示されるファイバ融着型光カプラにより解決される。

このファイバ融着型光カプラは、並設された２本の光フ
ァイバを互いに融着・延伸してなる第１九カプラ１０及
び第２光カプラ２０から構成される。

第１光カプラ１０は、入力部１１，１２、融着・延伸部
１５及び出力部１３．１４からなる。

第２光カプラ２０は、入力部２１．２２、融着・延伸部
２５及び出力部２３．２４からなる。

第１光カプラ１０と第２光カプラ２０は直列に接続され
る。すなわち、第１光カプラ１０の出力部１３．１４は
、それぞれ第２光カプラ２０の入力部２１．２２に接続
される。

そして両光カプラ１０，２０の分岐比は、異なる波長に
おいて０．５となるように設定される。

作　　　用 いま第１光カプラ１０の一方の入力部、例えば入力部１
２からパワーがＰ。の光信号が入射されているとする。

第１光カプラ１０の出力部１３と第２光カプラ２０の入
力部２１との接続部及び第１光カプラ１０の出力部１４
と第２光カプラ２０の入力部２２との接続部における損
失がないものとすると、それぞれの接続部を通過する光
パワーＰａ１、Ｐａ２は、第１光カプラ１０の分岐比Ｓ
１を用いて、 Ｐ　　＝Ｐ　　Ｓ　　、　　Ｐ８２＝Ｐｏ　（１−８１
）と表わされる。さらに、第２光カプラ２０の出力部２
３．２４から出力される光信号のパワーをそれぞれＰｂ
１．Ｐｂ２とすると、これらは第２光カプラ２０の分岐
比Ｓ２を用いて、 Ｐｂ１−Ｐａ２Ｓ２＋Ｐａ１（１−８２）＝Ｐ　　（Ｓ
　　＋８２−２８１８２）Ｐｂ２−ＰＯ’ｂ１ となる。従って、全体としての分岐比Ｓは、５＝Ｓ１＋
Ｓ２　２８１８２ となる。

ここで、Ｓ　又はＳ２の一方が０．５であると、上式か
らＳ＝０．５となるので、Ｓ　、Ｓ　がそれぞれ異なる
任意の波長（例えば１．３μｍと１゜５５μｍ）におい
て０．５となるように設定することで、当該両波長にお
いてファイバ融着型光カプラの分岐比を０．５とするこ
とができる。また、それぞれの分岐比Ｓ　、Ｓ２の波長
依存性を適当に設定することにより、全体としての分岐
比Ｓの波長依存性を小さくすることができる。

実　　施　　例 以下、本発明の望ましい実施例を図面に阜づいて説明す
る。

第２図は、第１、第２光カプラの製造工程の一例を説明
するためのものである。まず、２本の光ファイバ２６．
２７を並設された状態で互いに融着・延伸するために、
第２図（ａ）に示されるように、それぞれ０．５回捩っ
た状態で互いに接触するように支持し、この接触部に対
してｆ［２９゜２９からアーク放電を行ない融着する。

そして、第２図（ｂ）に示されるように、光ファイバ２
６゜２７を同図中矢印方向に引伸して延伸を行なう。

このように構成された第１、第２光カプラは、第３図に
示されるように直列に接続されて、ファイバ融着型光カ
プラが形成される。このファイバ融着型光カプラは、入
力部３１．３２と、第１融着・延伸部３３と、分岐部３
４．３５と、第２融着・延伸部３６と、出力部３７．３
８とからなる。

長さがそれぞれり、Ｌ２の第１、第２融着・延細部３３
．３６の断面構成は、第４図（ａ＞、（ｂ）に示される
ようになっている。光ファイバを融着した後に延伸して
いるので、中央部に窪みを有する概略楕円となっている
ものである。なお、上述のように第１、第２光カプラを
別体として構成するのではなく、同一の光ファイバに連
続して融着・延伸部を設けることによりファイバ融着型
光カプラを構成してもよい。

第５図は、第１融着・延伸部３３の長さＬ１＝１．２７
ｍ、その断面における短径ａ１＝２０μｍとし、第２融
着・延伸部３６の長さＬ２−１゜８６ｍ、その断面の短
径ａ２−１５μｍとしたとぎの、第１光カプラ及び第２
光カプラにおける分岐比の波長依存性（それぞれＡ、Ｂ
で表わされる）並びにこれらを接続してなるファイバ融
着型光カプラの同依存性（Ｃで表わされる）を示すもの
である。同図からそれぞれ単独の光カブうとしては分岐
比が波長に大きく依存するものであるが、これらを直列
に接続することにより、同依存性が小さくなっているこ
とが明らかである。この実施例では、１．２５〜１．６
０μｍの波長範囲において、分岐比の変動幅は上下に５
％であった。

また、波長１．３μｍにおいて第１光カプラの分岐比を
０．５とし、波長１５５μｍにおいて第２光カプラの分
岐比を０．５としているので、当該両波長においてファ
イバ融着型光カプラ全体としての分岐比が０．５となり
汎用性が高まる。

このように、第１、第２光カプラにおける分岐比の波長
依存性を所要のものに設定するためには、次のようにず
れば良い。一般に、２本の光ファイバを融着・延伸して
得られる光カプラ、例えば本発明における第１光カプラ
の分岐比Ｓ１は、本願明細山中従来の技術の項に掲げた
文献によれば、５ｌ−ｓｉｎ　　（ＣＩ　Ｌｌ　） で表わされる。ここで、 Ｖ　＝　２　πａ　（ｎ　２２ｎ　　）　　／　λであ
り、λは信号光の波長、ｎ２は融着・延伸部３３のクラ
ッド部の屈折率、ｎ３は融着・延伸部３３の周囲の媒体
の屈折率である。

このように、融着・延伸部の長さ及びその断面の小径並
びに各部分の屈折率をコントロールすることにより、分
岐比の波長依存性を自由に設定することができるもので
ある。なお、上記各パラメータを設定することなく、例
えば第１光カプラの分岐出力を実測しながら、融着部の
延伸作業を行なうことにより、所定波長において所望の
分岐比を得ることも可能である。

発明の効果 以上詳述したように、本発明によれば、２人力２出力型
の第１及び第２光カプラを直列に接続しているので、そ
れぞれの分岐比が異なる波長において０．５となるよう
に設定することにより、当該両波長において全体として
のファイバ融着型光カプラの分岐比が０．５となり、汎
用性の高い光カプラが提供されるという効果を奏する。

また、当該両波長間の波長域においては、分岐比の波長
依存性が著しく小さくなるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理構成図、 第２図は本発明の実施例図であって、第１、第２光カプ
ラの製造工程図、 第３図は本発明の実施例を示すファイバ融着型光カプラ
の構成図 第４図は第３図における（ａ）−（ａ）線及び（ｂ）−
（ｂ）線に沿った断面図、 第５図は本発明の実施例図であって、分岐比と波長の関
係を示すグラフ、 第６図は一般的なファイバ融着型光カプラの構成図であ
る。 １０・・・第１光カプラ、 ２０・・・第２光カプラ、 ２６．２７・・・光ファイバ、 ３３・・・第１融着・延伸部、 ３６・・・第２融着・延伸部。 ３６：第２遍−タ１−タ〔イｆ壺戸 大社於己イ列圓　　（ファイバ゛ろ式着ダー尤豹゛う）
第３図 （ａ）　　　　　　（ｂ） 宋２イ列図　（慰］・蛇仲揶０密乍面）第４図 １．０　　　　　　　＋、＋　　　　　　　　１．２　
　　　　　　菖、３　　　　　　１．４　　　　　　　
１．５　　　　　　１．６波長　（ｐｍ） ズガ旭イ列区　（＋液比ヒ液長ｆ）関係）第５図 イ’ｉ、ｉ　　ブ列　　図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 並設された２本の光ファイバを互いに融着・延伸してな
   る第１光カプラ（１０）及び第２光カプラ（２０）から
   構成され、 第１光カプラ（１０）と第２光カプラ（２０）は直列に
   接続されると共に、 これらの分岐比が、異なる波長において０．５となるよ
   うに設定されることを特徴とするファイバ融着型光カプ
   ラ。