JPS6380207A - 光スタ−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】 産業上の利用分野 本発明は、光スターカプラに関する。より詳細には、光
フアイバ信号伝送において、複数の入射ポートの何れか
から入射された光信号を混合し、更に複数の出射ポート
に分配して出射する光スターカプラの新規な構成に関す
るものである。

従来の技術 光導波路により形成される非能動型光回路として最も重
要なもののひとつに光スターカプラが挙げられる。光ス
ターカプラは、通常複数の人力ポートを備えた光混合部
と複数の出射ポートを備えた分岐部とを具備し、入力ポ
ートの何れかから入射した光信号を各出射ポートに等し
く出力するように構成されている。このような光スター
力プラは、テーパファイバ間の結合を利用する分布結合
型と、光混合部材における光の分配を利用する集中結合
型とに大別できるが、現状では、複数のテーパファイバ
を捩じり合わせて融着したデバイスがよく用いられる。

これは、この型のものが挿入損失が小さく、出射ポート
毎の配分比のばらつきも小さいことにより、現在４〜１
００に及ぶ出射ポート数のものが実用に供されている。

ところで、従来の光スターカプラでは、一般に各出射ポ
ートに出力される光信号パワーが均等になるように構成
されていた。何故ならば、従来の光スターカプラにおけ
る光信号の分割は、実質的に唯ひとつの分岐部において
導波路を複数に分割して行っていた。従って、この分岐
部で不均等な分割を行うと、信号の光学的品質に変化を
生じたり、分岐部における損失延いてはスターカプラの
挿入損失が増加するので、一般に均等な分割が行われる
ことがむしろ好ましいとされていた。

発明が解決しようとする問題点 ところで、光スターカプラを用いた実際のシステムでは
、光スターカプラの出射ポートに接続された各端末機器
と光スターカプラとの間の伝送路長が各々異なっていた
り、各端末機器の人力感度が異なっていたり、あるいは
光スターカプラと各端末機器との間にそれぞれ異なる接
続機器が介在したりする。従って、各種端末機器の適正
な入力光パワーに対応する各出射ポートの適切な出力光
パワーは、実際には各出射ポート毎に異なることになる
。

しかしながら、従来の光スターカプラは、前述のように
各出射ポートの出力光パワーが均等になるように構成さ
れている。そこで、従来の光スターカプラを用いたシス
テムでは、最も遠い、あるいは最も受信感度の低い端末
機器に入力される光パワーが適正なレベルに達するよう
にシステムを構成していた。その結果として例えば近距
離にある端末機器等には過剰な光パワーが入力されるこ
ととなるため、過剰な光パワーの入力を避けるために伝
送路に減衰器を挿入することが必要とされていた。

このような従来の光スターカプラを用いたシステムの構
成は、伝送路構成部品が多くなるので、伝送路の製造コ
ストを押し上げるのみならず保守等の面でも不利である
。また、減衰器で減衰される光パワーは全く利用される
ことはなく消費され、システム全体で多くの信号伝送パ
ワーを浪費することになっていた。

そこで、本発明の目的は、分岐先の必要に応じて所望の
光パワー配分比で各出射ポートに光信号を配分する機能
を有し、無駄な光パワーを消費することのないシステム
の構築を可能ならしめる新規な光スターカプラを提供す
ることにある。

問題点を解決するための手段 即ち、本発明に従い、互いに独立した複数の入射ポート
と、互いに独立した出射ポートを形成する少なくとも３
つ光導波路と、前記入射ポートと前記光導波路出射ポー
トを結合する光混合部とを備える光スターカプラであっ
て、第１の光導波路は、前記光混合部に直接結合されて
おり、第２の光導波路は、前記第１の光導波路の途中か
ら分岐されてふり、第３の光導波路は、前記第２の光導
波路の途中から分岐されており、前記出射ポートの少な
くとも１つは他の出射ポートと出力光パワーが異なって
いることを特徴とする光スターカプラが提供される。

作用 従来の光スターカプラでは、出射ポートから出力される
光パワーを均一とするため、全ての出射ポートは実質的
にただひとつの分岐部に設けられていた。これに対して
、本発明の光スターカプラにおいては、その出射部が複
数の分岐部から構成されると同時に、この分岐部の一部
が他の分岐部よりも下流に設けられていることを最も主
要な特徴としている。

今、例えば各分岐部をすべて２分岐として構成し、各分
岐部において導波損失および各種過剰損失がなく光パワ
ーが１：１となる分岐が行われると考える。この場合、
ひとつの分岐部を経た光信号は、人力された光信号に対
して光パワーを各々３ｄＢ減じた２つの信号となる。こ
のような分岐部を第１分岐として、その一方の分岐枝を
第１の出射ポートとする。

第１分岐部の他方の分岐枝を更に第２分岐部として２つ
に分岐すると、この第２分岐部の各分岐枝には、元の入
力信号に対して６ｄＢ低い信号が現れる。ここでも、こ
の分岐枝の一方を第２出射ポートとする。

以下、このように、第３、第４・・・第ｎまでの分岐部
を設けると同時に、第３、第４・・・第ｎまでの出射ポ
ートを設けて光スターカプラを形成すると、各出射ポー
トには、光パワーが３ｄＢずつ異なる信号が出力される
。但し、最後の分岐部の他方の分岐枝は、第ｎ番目の出
射ポートと同じ光パワーの信号が出力される第（ｎ＋　
１　’）出射ポートを形成する。

このように、本発明に従えば、光スターカプラの各出射
ポートには、各々異なる光パワーの光信号が現れる。

いま、上述のような構成を備えたｎ個（ｎ≧３）の出射
ポートを備えた光スターカプラに、ｎ個の端末を接続す
る場合について考える。端末機器のうち最低受光レベル
をＰｒ、光混合部から出射ポート部に導波する光パワー
をＰｉ　とすると、各出射ポートの光パワーが等しい従
来の光スターカプラを用いた場合の伝送可能な最長距離
は、（（Ｐｔ／ｎ）　　Ｐｒ）から計算される。一方、
上述のような本発明に従う光スターカプラを用いた場合
に信号が到達可能な最長距離は、 （（Ｐｉ／２）−Ｐ、）から計算される。従って、同じ
Ｐ言二対しては明らかに到達距離が長くなる。

このことは、従来の光スターカプラを用いたシステムに
おいて減衰器で無駄に消費されていた光パワーを、本発
明に従う光スターカプラを用いたシステムでは有効に配
分して利用していることを意味している。

また、出射部における複数の分岐部の構成は、上述のよ
うな２分岐に限定されるわけではなく、３分岐以上の分
岐部を混在させたり、あ゛るいは、ある分岐部に形成さ
れた分岐枝の全てに更に分岐部を設けた後、出射ポート
を形成する等の種々の態、様を採り得る。このような各
種の組み合わせを適宜選択することによって、任意の配
分比を有する光スターカプラを形成することができる。

実施例 以下に添付の図面を参照して本発明をより具体的に説明
するが、以下に示されるものは本発明の一実施例に過ぎ
ず、本発明の技術的範囲を何ら限定するものではない。

第１図は、本発明に従う光スターカプラの概略的な構成
を示す断面図である。

この光スターカプラは、大きく分けて、入射ポート部１
と光混合部２と出射ポート部３とから構成されている。

各部を形成する光導波路は、光信号を伝播する一体のコ
ア部４と、このコア部４を覆うクラブト部５により形成
されている。尚、コア部４は屈折率１．５２の、クラッ
ド部５は屈折率１．４８の共にアクリル樹脂で作製した
。

入射ポート部１は、５本の光導波路１０ａ、　１０ｂ、
　１０ｃ。

１０ｄ、　ｌＯｅを光混合部２の入射側端部で一体に結
合して形成した。光混合部は単一の光導波路であり、そ
の出射側端部に第１の分岐部２０ａが形成されている。

分岐部２０ａにより形成された。２本の分岐枝のうち、
一方は出射ポート３０＆として後述する光ファイバ（図
示していない）へ接続し、他方の分岐枝の先端には第２
分岐部２０ｂが形成される。

第２分岐部２０ｂにおいて形成される分岐枝も、その一
方を出射ポート３０ｂとし、他方の分岐枝先端には第３
分岐部２０Ｃが形成される。第３分岐部２０Ｃにおいて
形成される分岐枝も、その一方を出射ポート３０Ｃとし
、他方の分岐枝先端には更に第４分岐部２０ｄが形成さ
れる。この第４分岐部２０ｄによって形成される分岐枝
は両方共、出射ポート３０ｄ、　３０ｅとした。

尚、各分岐部２０ａ、　２０ｂ、　２０ｃ、　２０ｄは
いずれも１：１の分岐比を有するように形成した。また
、各入射ポートの光混合部２への結合部並びに各分岐部
２０ａ、　２０ｂ、　２０ｃ、　２０ｄは、伝送する光
信号の光学的品質に影響を及ぼさないように、極力滑ら
かな曲線を描くように形成した。

こうして作製された本発明に従う光スターカプラのそれ
ぞれの入射及び出射ポー）　１０ａ、　１０ｂ、　１０
ｃ１０ｄ、　１０ｅ及び３０ａ、　３０ｂ、　３０ｃ　
３０ｄ、　３０ｅに、直径０．５ｍｍのアクリル樹脂製
プラスチック光ファイバ（不図示）１ｍをそれぞれ接続
し、入射ポートに接続されたプラスチックファイバのひ
とつから波長０．６６μｍのＬＥＤ光を入射した。

この入射光が光スターカプラで混合、分配された後各出
射ボートから出力したものを、前述のプラスチックファ
イバの終端部に配置したフォトダイオードによって測定
した。

こうして測定された各出射ポートにおける光パワーを第
２図にグラフを以って示す。また、計算値も第２図に併
せて示している。

同図にも示すように、光導波路の導波損あるいは分岐部
における漏れ等の過剰損失のために、実測した光パワー
は計算値よりも僅かに小さいが、各出射ポート毎に異な
る光パワーの分配が行なわれていることが確認できた。

発明の効果 以上詳述の如く、本発明に従う光スターカプラは、その
複数の出射ポート毎に異なる割合の光パワーで出射光を
配分することができる。

従って、この分配比を適切に設定することによって、例
えば近距離の、あるいは受信感度の高い端末機器への接
続には、従来必要であった減衰器等の挿入を省略するこ
とができる。また、減衰器の使用を避けることによって
伝送路構成部品の低減が実現でき、単に伝送路のコスト
低減のみならず保守等の面でも有利な構成を実現できる
。

また、従来の光スターカプラを用いたシステムにおいて
、減衰器によって消費されていた光パワーを有効に利用
することができるので、一定の人力パワーに対してより
遠距離にある端末機器に対しても有効に光信号を伝達す
ることきができる。

このような本発明に従う光スターカプラは、プラスチッ
クファイバなどのような伝送損失の大きい伝送媒体を用
いるシステムにおいて有利に利用できるのみならず、光
スターカプラを用いるあらゆる装置において同様の効果
を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従って形成された光スターカプラの
一例をを示す概略的な断面図であり、第２図は、第１図
に示した光スターカプラにおける各出力ポートの光出力
パワーの計算値と実測値を示すグラフである。 （主な参照番号） １・・入射ポート部、 ２・・光混合部、 ３・・出射ポート部、 ４　・　・　コ　　ア　　部　、 ５・・クラッド部、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに独立した複数の入射ポートと、互いに独立
   した出射ポートを形成する少なくとも３つ光導波路と、
   前記入射ポートと前記光導波路出射ポートを結合する光
   混合部とを備える光スターカプラであって、 第１の光導波路は、前記光混合部に直接結合されており
   、第２の光導波路は、前記第１の光導波路の途中から分
   岐されており、第３の光導波路は、前記第２の光導波路
   の途中から分岐されており、前記出射ポートの少なくと
   も１つは他の出射ポートと出力光パワーが異なっている
   ことを特徴とする光スターカプラ。
2. （２）前記光導波路はｎ本の光導波路からなり、第ｉ番
   目（ｉ＝２〜ｎ）の光導波路は、第ｉ−１番目の光導波
   路の途中から分岐されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の光スターカプラ。