JP3124467B2 - 光カプラ - Google Patents
光カプラInfo
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
- G02B6/29346—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by wave or beam interference
- G02B6/29361—Interference filters, e.g. multilayer coatings, thin film filters, dichroic splitters or mirrors based on multilayers, WDM filters
- G02B6/2937—In line lens-filtering-lens devices, i.e. elements arranged along a line and mountable in a cylindrical package for compactness, e.g. 3- port device with GRIN lenses sandwiching a single filter operating at normal incidence in a tubular package
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/36—Mechanical coupling means
- G02B6/38—Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
- G02B6/3807—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs
- G02B6/3833—Details of mounting fibres in ferrules; Assembly methods; Manufacture
- G02B6/3834—Means for centering or aligning the light guide within the ferrule
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- G02B6/24—Coupling light guides
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- G02B6/3873—Connectors using guide surfaces for aligning ferrule ends, e.g. tubes, sleeves, V-grooves, rods, pins, balls
- G02B6/3885—Multicore or multichannel optical connectors, i.e. one single ferrule containing more than one fibre, e.g. ribbon type
Landscapes
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光ファイバフェルー
ルを用いた光カプラに関する。
ルを用いた光カプラに関する。
【０００２】
【従来の技術】主として１本の光ファイバを通る２波長
の多重光を２本の光ファイバに分波し、または２本の光
ファイバを通る異なる波長の単一光を１本の光ファイバ
に合波する光分波合波器（ＷＤＭ）、１本の光ファイバ
を通る光を２本の光ファイバに任意の比率で分配した
り、逆に２本の光ファイバの光を１本の光ファイバに結
合する光分岐結合器などを含む光カプラが知られてい
る。
の多重光を２本の光ファイバに分波し、または２本の光
ファイバを通る異なる波長の単一光を１本の光ファイバ
に合波する光分波合波器（ＷＤＭ）、１本の光ファイバ
を通る光を２本の光ファイバに任意の比率で分配した
り、逆に２本の光ファイバの光を１本の光ファイバに結
合する光分岐結合器などを含む光カプラが知られてい
る。
【０００３】図１０は従来の分布屈折率ロッドレンズを
用いた光カプラの光軸を含む断面図である。この光カプ
ラは１×２回路光分波合波器である。分布屈折率ロッド
レンズ１，２は軸長Ｚ1 ＝Ｚ2 ＝０．２５ピッチの収束
レンズユニットである。なお反射戻り光損失を低減させ
るために各分布屈折率ロッドレンズの１端面３，４は、
光軸直角面に対して８〜１２度の傾斜面に研磨されてい
る。ガラス板５には任意の反射および透過比率に設定し
たミラー被膜６が表面に施されている。このガラス板５
は、各分布屈折率ロッドレンズ１，２の端面７，８間に
接着固定される。フェルール９の中心部に貫通孔１０，
１１が設けられており、光ファイバＡ，Ｂは前記貫通孔
に挿入接着され、２心フェルールを形成している。フェ
ルール１２の中心には貫通孔１３が設けられており、光
ファイバＣが挿入接着され、単心フェルールを形成して
いる。２心フェルール９および単心フェルール１２の先
端面１４，１５も同様に、光軸直角面に対して８〜１２
度の傾斜面に研磨されている。図１１は、前記光カプラ
の各部を光軸に対して直角に切断して示した断面図であ
る。２心フェルール９に取り付けられた光ファイバＡ，
Ｂの光軸Ｏ1 ，Ｏ2 の間隔を２ｒ、単心フェルール１２
の光ファイバＣの光軸をＯ3 、分布屈折率ロッドレンズ
１，２の光軸をＯとする。２心フェルール９に取り付け
られた光ファイバＡ，Ｂの光軸Ｏ1 ，Ｏ2 の位置は、分
布屈折率ロッドレンズ１，２の光軸Ｏからの間隔が各ｒ
になるよう、また単心フェルール１２の光ファイバＣの
光軸Ｏ3 は、分布屈折率ロッドレンズ１，２の光軸Ｏか
らの間隔がｒになるように固定されている。なお、２心
フェルール９に取り付けられた光ファイバＡ，Ｂの光軸
Ｏ1 ，Ｏ2の 中心を通る法線ＹＹ’線上に正確に一致す
るように精密に位置決めして、分布屈折率ロッドレンズ
１の傾斜端面３に接着固定されなければならない。
用いた光カプラの光軸を含む断面図である。この光カプ
ラは１×２回路光分波合波器である。分布屈折率ロッド
レンズ１，２は軸長Ｚ1 ＝Ｚ2 ＝０．２５ピッチの収束
レンズユニットである。なお反射戻り光損失を低減させ
るために各分布屈折率ロッドレンズの１端面３，４は、
光軸直角面に対して８〜１２度の傾斜面に研磨されてい
る。ガラス板５には任意の反射および透過比率に設定し
たミラー被膜６が表面に施されている。このガラス板５
は、各分布屈折率ロッドレンズ１，２の端面７，８間に
接着固定される。フェルール９の中心部に貫通孔１０，
１１が設けられており、光ファイバＡ，Ｂは前記貫通孔
に挿入接着され、２心フェルールを形成している。フェ
ルール１２の中心には貫通孔１３が設けられており、光
ファイバＣが挿入接着され、単心フェルールを形成して
いる。２心フェルール９および単心フェルール１２の先
端面１４，１５も同様に、光軸直角面に対して８〜１２
度の傾斜面に研磨されている。図１１は、前記光カプラ
の各部を光軸に対して直角に切断して示した断面図であ
る。２心フェルール９に取り付けられた光ファイバＡ，
Ｂの光軸Ｏ1 ，Ｏ2 の間隔を２ｒ、単心フェルール１２
の光ファイバＣの光軸をＯ3 、分布屈折率ロッドレンズ
１，２の光軸をＯとする。２心フェルール９に取り付け
られた光ファイバＡ，Ｂの光軸Ｏ1 ，Ｏ2 の位置は、分
布屈折率ロッドレンズ１，２の光軸Ｏからの間隔が各ｒ
になるよう、また単心フェルール１２の光ファイバＣの
光軸Ｏ3 は、分布屈折率ロッドレンズ１，２の光軸Ｏか
らの間隔がｒになるように固定されている。なお、２心
フェルール９に取り付けられた光ファイバＡ，Ｂの光軸
Ｏ1 ，Ｏ2の 中心を通る法線ＹＹ’線上に正確に一致す
るように精密に位置決めして、分布屈折率ロッドレンズ
１の傾斜端面３に接着固定されなければならない。
【０００４】ミラー被膜６が光波長λ1 を透過しλ2 を
反射するものとすれば、光ファイバＡから波長成分λ
1 ，λ2 を含む光を入射すると波長成分λ1 はミラー被
膜６を透過して光ファイバＣに分岐され、波長成分λ2
はミラー被膜６で反射されて光ファイバＢに分岐され
る。逆に光の方向を反対にすれば光ファイバＢの波長λ
2の光および光ファイバＣの波長λ1 の光は光ファイバ
Ａに合波できる。すなわち１×２回路光分波合波器を構
成できる。
反射するものとすれば、光ファイバＡから波長成分λ
1 ，λ2 を含む光を入射すると波長成分λ1 はミラー被
膜６を透過して光ファイバＣに分岐され、波長成分λ2
はミラー被膜６で反射されて光ファイバＢに分岐され
る。逆に光の方向を反対にすれば光ファイバＢの波長λ
2の光および光ファイバＣの波長λ1 の光は光ファイバ
Ａに合波できる。すなわち１×２回路光分波合波器を構
成できる。
【０００５】単心フェルール１２の光ファイバＣの光軸
Ｏ3 は、分布屈折率ロッドレンズ２の光軸Ｏからの間隔
がｒ、かつ２心フェルール９に取り付けられた光ファイ
バＡ，Ｂの光軸Ｏ1 ，Ｏ2の 中心を通る法線ＹＹ’線上
に正確に一致するように、正確に回転調節位置決めをし
て接着固定されなければならない。
Ｏ3 は、分布屈折率ロッドレンズ２の光軸Ｏからの間隔
がｒ、かつ２心フェルール９に取り付けられた光ファイ
バＡ，Ｂの光軸Ｏ1 ，Ｏ2の 中心を通る法線ＹＹ’線上
に正確に一致するように、正確に回転調節位置決めをし
て接着固定されなければならない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記方式の光カプラ
は、各光ファイバＡ，Ｂ，Ｃを分布屈折率ロッドレンズ
１，２に接続するときの機械的な組立精度によって過剰
損失が大きく左右される。分布屈折率ロッドレンズ１，
２の光軸Ｏからの各光ファイバＡ，Ｂ，Ｃの接着半径ｒ
の位置誤差は２μｍ以内に調心しなければならない。ま
た分布屈折率ロッドレンズ１，２の中心光軸からの各光
ファイバＡ，Ｂ，Ｃの簡便な光軸調節組立法として、２
心フェルール９の外径を分布屈折率ロッドレンズ１，２
の外径と同一にしてＶ溝に整列して、各部品の外径面基
準で自動的に光軸調整を行う方法が考えられるが、その
前提として２心フェルール９に設けた２個の貫通孔１
０，１１と外径の偏心を１μｍ以内に規制しなければな
らない。しかしこれは現在の加工技術では非常に困難で
ある。その理由として、フェルールの貫通孔と外径の偏
心を除去するためには、１本の中心孔の両側をセンタで
保持して外径研磨の加工基準としなければならないが、
２個の孔を中心部に有する場合はこのような外径加工基
準面を設ける手段がないからである。
は、各光ファイバＡ，Ｂ，Ｃを分布屈折率ロッドレンズ
１，２に接続するときの機械的な組立精度によって過剰
損失が大きく左右される。分布屈折率ロッドレンズ１，
２の光軸Ｏからの各光ファイバＡ，Ｂ，Ｃの接着半径ｒ
の位置誤差は２μｍ以内に調心しなければならない。ま
た分布屈折率ロッドレンズ１，２の中心光軸からの各光
ファイバＡ，Ｂ，Ｃの簡便な光軸調節組立法として、２
心フェルール９の外径を分布屈折率ロッドレンズ１，２
の外径と同一にしてＶ溝に整列して、各部品の外径面基
準で自動的に光軸調整を行う方法が考えられるが、その
前提として２心フェルール９に設けた２個の貫通孔１
０，１１と外径の偏心を１μｍ以内に規制しなければな
らない。しかしこれは現在の加工技術では非常に困難で
ある。その理由として、フェルールの貫通孔と外径の偏
心を除去するためには、１本の中心孔の両側をセンタで
保持して外径研磨の加工基準としなければならないが、
２個の孔を中心部に有する場合はこのような外径加工基
準面を設ける手段がないからである。
【０００７】さらに単心フェルール１２は２心フェルー
ル９と分布屈折率ロッドレンズ１の調心組立後に、分布
屈折率ロッドレンズ２の光軸Ｏから半径ｒだけ偏心した
位置に調心位置を決め、および２心フェルール９の光フ
ァイバとの光軸を合致させるために回転角度調節をしな
ければならず、工程が繁雑であるとともに熟練と多大の
工数および製造費用を要していた。本発明の第１の目的
は、製造が容易な光カプラを提供することにある。本発
明のさらに他の目的は組立調整が極めて容易で、かつ多
くの光回路を収容することができる光カプラを提供する
ことにある。
ル９と分布屈折率ロッドレンズ１の調心組立後に、分布
屈折率ロッドレンズ２の光軸Ｏから半径ｒだけ偏心した
位置に調心位置を決め、および２心フェルール９の光フ
ァイバとの光軸を合致させるために回転角度調節をしな
ければならず、工程が繁雑であるとともに熟練と多大の
工数および製造費用を要していた。本発明の第１の目的
は、製造が容易な光カプラを提供することにある。本発
明のさらに他の目的は組立調整が極めて容易で、かつ多
くの光回路を収容することができる光カプラを提供する
ことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記第１の目的を達成す
るために、請求項１記載の発明は、フェルール先端の孔
に４本の光ファイバ素線端が密着して現れるように光フ
ァイバを挿入固定し、先端をフェルールの軸に直交する
面に対して角度θだけわずかに傾斜した面に研磨して構
成した第１および第２の光ファイバフェルールと、１端
面が光軸に対してθだけ傾けて研磨されている第１およ
び第２の分布屈折率ロッドレンズと、入射光の一部を反
射し一部を透過するミラー被膜処理層と、前記第１のフ
ェルールと第１の分布屈折率ロッドレンズの各斜面を密
着させ、前記第２のフェルールと第２の分布屈折率ロッ
ドレンズの各斜面を密着させ、前記第１および第２の分
布屈折率ロッドレンズ間に前記ミラー被膜処理層を配置
してそれらを同軸に保持する保持手段から構成されてい
る。請求項２記載の光カプラは、請求項１記載の光カプ
ラにおいて、第１および第２の光ファイバフェルール
は、フェルール先端の孔に４本の光ファイバ素線端が密
着して現れるように光ファイバを挿入固定し、先端をフ
ェルールの軸に直交する面に対して角度θだけわずかに
傾斜した面に研磨して構成した光ファイバフェルールを
使用する。請求項３記載の光カプラは、請求項２記載の
光ファイバフェルールにおいて、前記フェルールの内径
と光ファイバ素線の外径との間に以下の関係が成立し、
傾斜角度θは８〜１２度である光ファイバフェルールを
使用する。 ｄ＝（２1/2 ＋１）ｄ1 ＋δ ここにおいて ｄ ： フェルールの内径 ｄ1 ： 光ファイバ素線径 δ ： 誤差 前記第２の目的を達成するために、請求項４記載の光カ
プラは、フェルール先端内径にＮ（６以上の偶数）本の
光ファイバ素線を光ファイバコアが同心円に配置される
ように中心に補助ロッドを挿入し密着固定させた第１お
よび第２の光ファイバフェルールと、第１および第２の
分布屈折率ロッドレンズと、入射光の一部を反射し一部
を透過するミラー被膜処理層と、前記第１のフェルール
と第１の分布屈折率ロッドレンズを密着させ、前記第２
のフェルールと第２の分布屈折率ロッドレンズを密着さ
せ、前記第１および第２の分布屈折率ロッドレンズ間に
前記ミラー被膜処理層を配置してそれらを同軸に保持す
る保持手段から構成されている。請求項５記載の光カプ
ラは、請求項４記載の光カプラにおいて、前記第１およ
び第２の光ファイバフェルールは、その先端内径、光フ
ァイバ素線径および補助ロッドの外径の間に以下の関係
が成立する光ファイバフェルールを使用する。 ｄN ＝ｄ1 〔（１／ｓｉｎπ／Ｎ）＋１〕＋δ ｄ0 ＝ｄ1 〔（１／ｓｉｎπ／Ｎ）−１〕 ｄN ： フェルールの内径 ｄ1 ： 光ファイバ素線径 ｄ0 ： 補助ロッドの外径 δ ： 誤差
るために、請求項１記載の発明は、フェルール先端の孔
に４本の光ファイバ素線端が密着して現れるように光フ
ァイバを挿入固定し、先端をフェルールの軸に直交する
面に対して角度θだけわずかに傾斜した面に研磨して構
成した第１および第２の光ファイバフェルールと、１端
面が光軸に対してθだけ傾けて研磨されている第１およ
び第２の分布屈折率ロッドレンズと、入射光の一部を反
射し一部を透過するミラー被膜処理層と、前記第１のフ
ェルールと第１の分布屈折率ロッドレンズの各斜面を密
着させ、前記第２のフェルールと第２の分布屈折率ロッ
ドレンズの各斜面を密着させ、前記第１および第２の分
布屈折率ロッドレンズ間に前記ミラー被膜処理層を配置
してそれらを同軸に保持する保持手段から構成されてい
る。請求項２記載の光カプラは、請求項１記載の光カプ
ラにおいて、第１および第２の光ファイバフェルール
は、フェルール先端の孔に４本の光ファイバ素線端が密
着して現れるように光ファイバを挿入固定し、先端をフ
ェルールの軸に直交する面に対して角度θだけわずかに
傾斜した面に研磨して構成した光ファイバフェルールを
使用する。請求項３記載の光カプラは、請求項２記載の
光ファイバフェルールにおいて、前記フェルールの内径
と光ファイバ素線の外径との間に以下の関係が成立し、
傾斜角度θは８〜１２度である光ファイバフェルールを
使用する。 ｄ＝（２1/2 ＋１）ｄ1 ＋δ ここにおいて ｄ ： フェルールの内径 ｄ1 ： 光ファイバ素線径 δ ： 誤差 前記第２の目的を達成するために、請求項４記載の光カ
プラは、フェルール先端内径にＮ（６以上の偶数）本の
光ファイバ素線を光ファイバコアが同心円に配置される
ように中心に補助ロッドを挿入し密着固定させた第１お
よび第２の光ファイバフェルールと、第１および第２の
分布屈折率ロッドレンズと、入射光の一部を反射し一部
を透過するミラー被膜処理層と、前記第１のフェルール
と第１の分布屈折率ロッドレンズを密着させ、前記第２
のフェルールと第２の分布屈折率ロッドレンズを密着さ
せ、前記第１および第２の分布屈折率ロッドレンズ間に
前記ミラー被膜処理層を配置してそれらを同軸に保持す
る保持手段から構成されている。請求項５記載の光カプ
ラは、請求項４記載の光カプラにおいて、前記第１およ
び第２の光ファイバフェルールは、その先端内径、光フ
ァイバ素線径および補助ロッドの外径の間に以下の関係
が成立する光ファイバフェルールを使用する。 ｄN ＝ｄ1 〔（１／ｓｉｎπ／Ｎ）＋１〕＋δ ｄ0 ＝ｄ1 〔（１／ｓｉｎπ／Ｎ）−１〕 ｄN ： フェルールの内径 ｄ1 ： 光ファイバ素線径 ｄ0 ： 補助ロッドの外径 δ ： 誤差
【０００９】
【発明の実施の形態】以下図面等を参照して本発明をさ
らに詳しく説明する。図１は本発明による光カプラで使
用する光ファイバフェルールの第１の実施例の断面図
で、図２は前記光ファイバフェルールの先端孔と光ファ
イバ素線端との関係を示す拡大図である。４心フェルー
ル１６の中心に内径ｄ＝３０３μｍの貫通孔１７、およ
び光ファイバ被覆１８の挿入用の孔１９が設けられてい
る。貫通孔１７および段付貫通孔１９は、傾斜角度１５
度以下のテーパ面２０で接続されている。２１，２２，
２３，２４は被覆１８を除去した外径ｄ1 ＝１２５μｍ
の４本の光ファイバ素線である。４心フェルール１６の
中心貫通孔１７の直径ｄと各光ファイバ素線の径の間に
は次の式を満足させる。 ｄ＝（２1/2 ＋１）ｄ1 ＋δ ただし、ｄ1 ：光ファイバ外径（μｍ），δ：隙間（誤
差） このように貫通孔の直径ｄを設定することにより、端面
図に示すように各光ファイバ素線２１，２２，２３，２
４は相互に外径面が密着し、同時に貫通孔１７の内径面
にも同時に接触するように円滑に挿入できる。その後、
接着剤により接着して端面２５を光軸直角面に対して８
〜１２度の傾斜面に研磨仕上げする。このようにして少
なくとも２個の４心光ファイバつきフェルールＦ1 およ
びＦ2 を製作する。
らに詳しく説明する。図１は本発明による光カプラで使
用する光ファイバフェルールの第１の実施例の断面図
で、図２は前記光ファイバフェルールの先端孔と光ファ
イバ素線端との関係を示す拡大図である。４心フェルー
ル１６の中心に内径ｄ＝３０３μｍの貫通孔１７、およ
び光ファイバ被覆１８の挿入用の孔１９が設けられてい
る。貫通孔１７および段付貫通孔１９は、傾斜角度１５
度以下のテーパ面２０で接続されている。２１，２２，
２３，２４は被覆１８を除去した外径ｄ1 ＝１２５μｍ
の４本の光ファイバ素線である。４心フェルール１６の
中心貫通孔１７の直径ｄと各光ファイバ素線の径の間に
は次の式を満足させる。 ｄ＝（２1/2 ＋１）ｄ1 ＋δ ただし、ｄ1 ：光ファイバ外径（μｍ），δ：隙間（誤
差） このように貫通孔の直径ｄを設定することにより、端面
図に示すように各光ファイバ素線２１，２２，２３，２
４は相互に外径面が密着し、同時に貫通孔１７の内径面
にも同時に接触するように円滑に挿入できる。その後、
接着剤により接着して端面２５を光軸直角面に対して８
〜１２度の傾斜面に研磨仕上げする。このようにして少
なくとも２個の４心光ファイバつきフェルールＦ1 およ
びＦ2 を製作する。
【００１０】前述のように貫通孔１７の内径ｄ＝３０３
μｍ，光ファイバ素線の外径ｄ1 ＝１２５μｍとすれ
ば、中心軸に対する各光ファイバ素線２１，２２，２
３，２４の光軸位置ｒを計算すると８８．３９〜８９．
００μｍとなり、相互の半径位置誤差は０．３μｍの微
小値になるので無視し得る。同様に円周方向の角度位相
誤差は２．２μｍであり実用上支障のない範囲である。
さらに４心フェルール１６は、太い１本の中心貫通孔１
７により構成したものであるから、この貫通孔の両端面
を旋盤のセンタで保持して外径研磨の加工基準にできる
ので、外径精度および貫通孔と外径間の偏心は各々１μ
ｍ以内の高精度に加工できる。なお、分布屈折率ロッド
レンズの外径精度はあらかじめ±１μｍ以内に補正加工
しておくことが望ましい。
μｍ，光ファイバ素線の外径ｄ1 ＝１２５μｍとすれ
ば、中心軸に対する各光ファイバ素線２１，２２，２
３，２４の光軸位置ｒを計算すると８８．３９〜８９．
００μｍとなり、相互の半径位置誤差は０．３μｍの微
小値になるので無視し得る。同様に円周方向の角度位相
誤差は２．２μｍであり実用上支障のない範囲である。
さらに４心フェルール１６は、太い１本の中心貫通孔１
７により構成したものであるから、この貫通孔の両端面
を旋盤のセンタで保持して外径研磨の加工基準にできる
ので、外径精度および貫通孔と外径間の偏心は各々１μ
ｍ以内の高精度に加工できる。なお、分布屈折率ロッド
レンズの外径精度はあらかじめ±１μｍ以内に補正加工
しておくことが望ましい。
【００１１】以下図３〜７を参照して前記光ファイバフ
ェルールを利用した本発明による光カプラの実施例を説
明する。図３は前記光ファイバフェルールと分布屈折率
ロッドレンズを接続した状態を示す断面図である。分布
屈折率ロッドレンズ２６はロッドレンズの軸長が０．２
５ピッチの収束レンズユニットである。分布屈折率ロッ
ドレンズ２６は１端面２７を光軸直角面に対して、前記
フェルールの先端の角度に対応して８〜１２度の同一傾
斜角度に研磨する。分布屈折率ロッドレンズ２６の傾斜
端面２７を前記４心光ファイバつきフェルールＦ1 の傾
斜端面２５に密着させ、かつ分布屈折率ロッドレンズ２
６の軸長の約２分の１程度挿入できる短い軸長をもつ第
１整列スリーブ３０の貫通孔３２に挿入して接着させる
と、一体に組み立てたレンズつきフェルール組立Ｌ1 が
形成される。レンズつきフェルール組立Ｌ2 も同様にし
て形成される。図４は本発明による光カプラの実施例の
保持手段の一部を形成する第２整列スリーブの実施例を
示す断面図である。第２整列スリーブ３１は後述するよ
うに２個の分布屈折率ロッドレンズ２６，２６’を受け
入れて光軸を一致させて整列させるスリーブである。
ェルールを利用した本発明による光カプラの実施例を説
明する。図３は前記光ファイバフェルールと分布屈折率
ロッドレンズを接続した状態を示す断面図である。分布
屈折率ロッドレンズ２６はロッドレンズの軸長が０．２
５ピッチの収束レンズユニットである。分布屈折率ロッ
ドレンズ２６は１端面２７を光軸直角面に対して、前記
フェルールの先端の角度に対応して８〜１２度の同一傾
斜角度に研磨する。分布屈折率ロッドレンズ２６の傾斜
端面２７を前記４心光ファイバつきフェルールＦ1 の傾
斜端面２５に密着させ、かつ分布屈折率ロッドレンズ２
６の軸長の約２分の１程度挿入できる短い軸長をもつ第
１整列スリーブ３０の貫通孔３２に挿入して接着させる
と、一体に組み立てたレンズつきフェルール組立Ｌ1 が
形成される。レンズつきフェルール組立Ｌ2 も同様にし
て形成される。図４は本発明による光カプラの実施例の
保持手段の一部を形成する第２整列スリーブの実施例を
示す断面図である。第２整列スリーブ３１は後述するよ
うに２個の分布屈折率ロッドレンズ２６，２６’を受け
入れて光軸を一致させて整列させるスリーブである。
【００１２】図５は本発明による第１の光カプラの実施
例で使用するミラー被膜と前記被膜を支持するガラス板
の断面図である。図５に示すように薄板ガラス２８の片
面には波長に対して異なる反射率および透過率を付与し
たミラー被膜処理２９が施されている。図６に示したよ
うに本発明による第１の光カプラは、図３に示した光学
素子の対を図４に示した第２整列スリーブ３１を用いて
その間に図５に示したミラー被膜処理２９を支持する薄
板ガラス２８を挟んで組み立てられている。第１整列ス
リーブ３０，３０’は各４心光ファイバつきフェルール
Ｆ1 ，Ｆ2 および各分布屈折率ロッドレンズ２６，２
６’をそれぞれ受け入れて光軸を整列させる整列スリー
ブである。すなわちレンズつきフェルール組立Ｌ1 およ
びＬ2 の各分布屈折率ロッドレンズ２６，２６’の直角
端面３３，３３’の間にガラス板２８を介在させた状態
で、第２整列スリーブ３１の貫通孔に各端面が密着する
ように挿入する。その後、レンズつきフェルール組立Ｌ
2 を回転調節して光ファイバの光軸をレンズつきフェル
ール組立Ｌ1 の光ファイバの光軸対称位置に一致させ
る。そして各分布屈折率ロッドレンズ２６，２６’を第
２整列スリーブ３１の貫通孔に接着して固定する。
例で使用するミラー被膜と前記被膜を支持するガラス板
の断面図である。図５に示すように薄板ガラス２８の片
面には波長に対して異なる反射率および透過率を付与し
たミラー被膜処理２９が施されている。図６に示したよ
うに本発明による第１の光カプラは、図３に示した光学
素子の対を図４に示した第２整列スリーブ３１を用いて
その間に図５に示したミラー被膜処理２９を支持する薄
板ガラス２８を挟んで組み立てられている。第１整列ス
リーブ３０，３０’は各４心光ファイバつきフェルール
Ｆ1 ，Ｆ2 および各分布屈折率ロッドレンズ２６，２
６’をそれぞれ受け入れて光軸を整列させる整列スリー
ブである。すなわちレンズつきフェルール組立Ｌ1 およ
びＬ2 の各分布屈折率ロッドレンズ２６，２６’の直角
端面３３，３３’の間にガラス板２８を介在させた状態
で、第２整列スリーブ３１の貫通孔に各端面が密着する
ように挿入する。その後、レンズつきフェルール組立Ｌ
2 を回転調節して光ファイバの光軸をレンズつきフェル
ール組立Ｌ1 の光ファイバの光軸対称位置に一致させ
る。そして各分布屈折率ロッドレンズ２６，２６’を第
２整列スリーブ３１の貫通孔に接着して固定する。
【００１３】次に図７を参照して図６に示した実施例の
動作を説明する。図７は前記実施例における対面する光
ファイバの関係を示す説明図である。ミラー板２８は波
長λ1 を透過し、波長λ2 を反射する特性を持ってい
る。この特性を利用して光ファイバ素線２１を通ってき
た波長λ1 ，λ2 の光は各々光ファイバ素線２２’およ
び２２に分波できる。光の方向を反対にすれば光ファイ
バ素線２２’からの波長λ1 の光および光ファイバ素線
２２からの波長λ2 の光を光ファイバ素線２１に合波で
きる。すなわち１×２回路光分波合波器を構成できる。
光ファイバ素線２３，２４，２１’，２３’，２４’は
使用せずに、これらは各光ファイバ素線２１，２２，２
２’の整列位置決め用ダミーとして機能させることがで
きる。さらに光ファイバ２３を通ってきた波長λ1 ，λ
2 の光は各々光ファイバ素線２４’および２４に分波で
きる。前記の両方の動作をさせることにより２組の１×
２回路光分波合波器を構成できる。整列位置決め用ダミ
ー用光ファイバを利用するときは、整列位置決め用ダミ
ー用光ファイバを組み立て後にフェルール後端部で切断
しておけばよい。
動作を説明する。図７は前記実施例における対面する光
ファイバの関係を示す説明図である。ミラー板２８は波
長λ1 を透過し、波長λ2 を反射する特性を持ってい
る。この特性を利用して光ファイバ素線２１を通ってき
た波長λ1 ，λ2 の光は各々光ファイバ素線２２’およ
び２２に分波できる。光の方向を反対にすれば光ファイ
バ素線２２’からの波長λ1 の光および光ファイバ素線
２２からの波長λ2 の光を光ファイバ素線２１に合波で
きる。すなわち１×２回路光分波合波器を構成できる。
光ファイバ素線２３，２４，２１’，２３’，２４’は
使用せずに、これらは各光ファイバ素線２１，２２，２
２’の整列位置決め用ダミーとして機能させることがで
きる。さらに光ファイバ２３を通ってきた波長λ1 ，λ
2 の光は各々光ファイバ素線２４’および２４に分波で
きる。前記の両方の動作をさせることにより２組の１×
２回路光分波合波器を構成できる。整列位置決め用ダミ
ー用光ファイバを利用するときは、整列位置決め用ダミ
ー用光ファイバを組み立て後にフェルール後端部で切断
しておけばよい。
【００１４】次に図８を参照して本発明による第２の光
カプラで使用する光ファイバフェルールの第２の実施例
を説明する。図８は前記光ファイバフェルールの先端部
の拡大断面図である。図９は、図８に示した光ファイバ
フェルールを使用した光カプラの実施例を示す断面図で
ある。図６に示した光カプラの実施例と同様な機能を備
える部分については同一の符号を付してある。図８は、
Ｎ（＝８）／２組の１×２回路光カプラを構成できるＮ
心フェルールの断面図を示す。いま、一般的にいってＮ
心フェルール３４の先端の内径ｄN に、Ｎ（６以上の偶
数）本の直径ｄ1 の光ファイバ素線を各光ファイバコア
が同心円に配置されるように挿入する。そして中心に補
助ロッド３５を挿入し密着固定させたとする。このとき
前記フェルール先端内径ｄN 、光ファイバ素線径ｄ1 お
よび補助ロッドの外径ｄ0 の間に以下の関係を成立させ
る。 ｄN ＝ｄ1 〔（１／ｓｉｎπ／Ｎ）＋１〕＋δ ・・（１） ｄ0 ＝ｄ1 〔（１／ｓｉｎπ／Ｎ）−１〕 ・・・（２） （１）式においてδは誤差である。Ｎ＝６のとき、補助
ロッドの外径ｄ0 はｄ1 と等しくなる。この場合補助ロ
ッドとして光ファイバ素線を用いることができる。
カプラで使用する光ファイバフェルールの第２の実施例
を説明する。図８は前記光ファイバフェルールの先端部
の拡大断面図である。図９は、図８に示した光ファイバ
フェルールを使用した光カプラの実施例を示す断面図で
ある。図６に示した光カプラの実施例と同様な機能を備
える部分については同一の符号を付してある。図８は、
Ｎ（＝８）／２組の１×２回路光カプラを構成できるＮ
心フェルールの断面図を示す。いま、一般的にいってＮ
心フェルール３４の先端の内径ｄN に、Ｎ（６以上の偶
数）本の直径ｄ1 の光ファイバ素線を各光ファイバコア
が同心円に配置されるように挿入する。そして中心に補
助ロッド３５を挿入し密着固定させたとする。このとき
前記フェルール先端内径ｄN 、光ファイバ素線径ｄ1 お
よび補助ロッドの外径ｄ0 の間に以下の関係を成立させ
る。 ｄN ＝ｄ1 〔（１／ｓｉｎπ／Ｎ）＋１〕＋δ ・・（１） ｄ0 ＝ｄ1 〔（１／ｓｉｎπ／Ｎ）−１〕 ・・・（２） （１）式においてδは誤差である。Ｎ＝６のとき、補助
ロッドの外径ｄ0 はｄ1 と等しくなる。この場合補助ロ
ッドとして光ファイバ素線を用いることができる。
【００１５】図９は、図８に示した光ファイバフェルー
ルを使用した光カプラの実施例を示す断面図である。図
において、第１整列スリーブ３０，３０’は前述した第
１整列スリーブと同様な機能を持つもので、フェルール
３４，３４’の先端に分布屈折率ロッドレンズ２６，２
６’を配置するスリーブである。ガラス板２８にはミラ
ー被膜２９が設けられており、このガラス板２８は第２
整列スリーブ３１により分布屈折率ロッドレンズ２６，
２６’間に支持される。フェルール３４と分布屈折率ロ
ッドレンズ２６を第１整列スリーブ３０に挿入して高精
度に光軸を合致させて一対のレンズつきフェルールを製
作する。レンズつきフェルールの第１整列スリーブ３０
から突出させられている分布屈折率ロッドレンズ２６，
２６’を第２整列スリーブ３１の貫通孔に挿入すること
により、全部品の中心光軸を精密に一致させることがで
きる。一方のレンズつきフェルールを回転させて円周方
向の角度調整をする。
ルを使用した光カプラの実施例を示す断面図である。図
において、第１整列スリーブ３０，３０’は前述した第
１整列スリーブと同様な機能を持つもので、フェルール
３４，３４’の先端に分布屈折率ロッドレンズ２６，２
６’を配置するスリーブである。ガラス板２８にはミラ
ー被膜２９が設けられており、このガラス板２８は第２
整列スリーブ３１により分布屈折率ロッドレンズ２６，
２６’間に支持される。フェルール３４と分布屈折率ロ
ッドレンズ２６を第１整列スリーブ３０に挿入して高精
度に光軸を合致させて一対のレンズつきフェルールを製
作する。レンズつきフェルールの第１整列スリーブ３０
から突出させられている分布屈折率ロッドレンズ２６，
２６’を第２整列スリーブ３１の貫通孔に挿入すること
により、全部品の中心光軸を精密に一致させることがで
きる。一方のレンズつきフェルールを回転させて円周方
向の角度調整をする。
【００１６】ガラス板２８のミラー被膜２９は、光波長
λ1 の成分を反射し、光波長λ2 の成分を透過するもの
とする。光ファイバ４０を通ってきた波長λ1 ，λ2 の
光のうち波長λ1 の光は、光ファイバ４４に、また波長
λ2 は４４’に分波される。波長λ1 の光を光ファイバ
４４に、また波長λ2 を光ファイバ４４’に接続すると
光ファイバ４０に合波される。すなわちこの実施例では
８／２＝４回路の１×２回路の光分波合波器を構成する
ことができる。一般的にいって、Ｎ心の光ファイバフェ
ルールを用いればＮ／２回路の光分波合波器を構成する
ことができる。
λ1 の成分を反射し、光波長λ2 の成分を透過するもの
とする。光ファイバ４０を通ってきた波長λ1 ，λ2 の
光のうち波長λ1 の光は、光ファイバ４４に、また波長
λ2 は４４’に分波される。波長λ1 の光を光ファイバ
４４に、また波長λ2 を光ファイバ４４’に接続すると
光ファイバ４０に合波される。すなわちこの実施例では
８／２＝４回路の１×２回路の光分波合波器を構成する
ことができる。一般的にいって、Ｎ心の光ファイバフェ
ルールを用いればＮ／２回路の光分波合波器を構成する
ことができる。
【００１７】
【発明の効果】本発明による光カプラの各フェルールの
外径は、中心の孔を基準にして精密に加工できる。分布
屈折率ロッドレンズの外径に精密に一致させることがで
きる。光軸合わせと角度調整が容易である。組立作業性
は一般的な光コネクタ組立と同等であり、従来のような
熟練は必要とせず、組立工数の大幅な低減が可能となっ
た。また第２の光カプラではＮ／２組の１×２回路光分
波合波器、または光分岐結合器を集積して組み込め、小
形軽量にできるとともに経済効果は大きい。
外径は、中心の孔を基準にして精密に加工できる。分布
屈折率ロッドレンズの外径に精密に一致させることがで
きる。光軸合わせと角度調整が容易である。組立作業性
は一般的な光コネクタ組立と同等であり、従来のような
熟練は必要とせず、組立工数の大幅な低減が可能となっ
た。また第２の光カプラではＮ／２組の１×２回路光分
波合波器、または光分岐結合器を集積して組み込め、小
形軽量にできるとともに経済効果は大きい。
【図１】本発明による光カプラで使用する光ファイバフ
ェルールの第１の実施例の断面図である。
ェルールの第１の実施例の断面図である。
【図２】前記光ファイバフェルールの先端孔と光ファイ
バ素線端との関係を示す拡大図である。
バ素線端との関係を示す拡大図である。
【図３】前記光ファイバフェルールと分布屈折率ロッド
レンズを接続した状態を示す断面図である。
レンズを接続した状態を示す断面図である。
【図４】本発明による光カプラの実施例の保持手段の一
部を形成する第２整列スリーブの実施例を示す断面図で
ある。
部を形成する第２整列スリーブの実施例を示す断面図で
ある。
【図５】本発明による第１の光カプラの実施例で使用す
るミラー被膜と前記被膜を支持するガラス板の断面図で
ある。
るミラー被膜と前記被膜を支持するガラス板の断面図で
ある。
【図６】本発明による第１の光カプラの実施例を示す略
図である。
図である。
【図７】図６の実施例における対面する光ファイバの関
係を示す説明図である。
係を示す説明図である。
【図８】本発明による光カプラで使用する光ファイバフ
ェルールの第２の実施例の断面図である。
ェルールの第２の実施例の断面図である。
【図９】図８に示した光ファイバフェルールを使用した
光カプラの実施例を示す断面図である。
光カプラの実施例を示す断面図である。
【図１０】従来の光カプラの長手方向の断面図である。
【図１１】図１０に示した従来の光カプラを光軸に直角
方向に複数箇所で切断して示した断面図である。
方向に複数箇所で切断して示した断面図である。
１，２，２６，２６’ 分布屈折率ロッドレンズ ３，４，７，８，２５，２７，３３，３３’ 端面 ５，２８ ガラス板 ６，２９ ミラー被膜 ９ ２心フェルール １０，１１，１３，１７，１９，３２ 貫通孔 １２ 単心フェルール １４，１５ 先端面 １６ ４心フェルール １８ 光ファイバ被覆 ２０ テーパ面 ２１，２２，２３，２４，２１’，２２’，２３’，２
４’，４０，４１，４３，４４，４０’，４４’ 光フ
ァイバ素線 ３０，３０’ 第１整列スリーブ ３１ 第２整列スリーブ ３４，３４’ Ｎ心フェルール ３５ 補助（整列）ロッド
４’，４０，４１，４３，４４，４０’，４４’ 光フ
ァイバ素線 ３０，３０’ 第１整列スリーブ ３１ 第２整列スリーブ ３４，３４’ Ｎ心フェルール ３５ 補助（整列）ロッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 6/24 - 6/42
Claims (5)
- 【請求項１】 フェルール先端の孔に４本の光ファイバ
素線端が密着して現れるように光ファイバを挿入固定
し、先端をフェルールの軸に直交する面に対して角度θ
だけわずかに傾斜した面に研磨して構成した第１および
第２の光ファイバフェルールと、 １端面が光軸に対してθだけ傾けて研磨されている第１
および第２の分布屈折率ロッドレンズと、 入射光の一部を反射し一部を透過するミラー被膜処理層
と、 前記第１のフェルールと第１の分布屈折率ロッドレンズ
の各斜面を密着させ、前記第２のフェルールと第２の分
布屈折率ロッドレンズの各斜面を密着させ、前記第１お
よび第２の分布屈折率ロッドレンズ間に前記ミラー被膜
処理層を配置してそれらを同軸に保持する保持手段から
構成した光カプラ。 - 【請求項２】 請求項１記載の光カプラにおいて、第１
および第２の光ファイバフェルールは、フェルール先端
の孔に４本の光ファイバ素線端が密着して現れるように
光ファイバを挿入固定し、先端をフェルールの軸に直交
する面に対して角度θだけわずかに傾斜した面に研磨し
て構成した光ファイバフェルール。 - 【請求項３】 請求項２記載の光ファイバフェルールに
おいて、 前記フェルールの内径と光ファイバ素線の外径との間に
以下の関係が成立し、傾斜角度θは８〜１２度である光
ファイバフェルール。 ｄ＝（２1/2 ＋１）ｄ1 ＋δ ここにおいて ｄ ： フェルールの内径 ｄ1 ： 光ファイバ素線径 δ ： 誤差 - 【請求項４】 フェルール先端内径にＮ（６以上の偶
数）本の光ファイバ素線を光ファイバコアが同心円に配
置されるように中心に補助ロッドを挿入し密着固定させ
た第１および第２の光ファイバフェルールと、 第１および第２の分布屈折率ロッドレンズと、 入射光の一部を反射し一部を透過するミラー被膜処理層
と、 前記第１のフェルールと第１の分布屈折率ロッドレンズ
を密着させ、前記第２のフェルールと第２の分布屈折率
ロッドレンズを密着させ、前記第１および第２の分布屈
折率ロッドレンズ間に前記ミラー被膜処理層を配置して
それらを同軸に保持する保持手段から構成した光カプ
ラ。 - 【請求項５】 請求項４記載の光カプラにおいて、前記
第１および第２の光ファイバフェルールは、その先端内
径、光ファイバ素線径および補助ロッドの外径の間に以
下の関係が成立する光ファイバフェルール。 ｄN ＝ｄ1 〔（１／ｓｉｎπ／Ｎ）＋１〕＋δ ｄ0 ＝ｄ1 〔（１／ｓｉｎπ／Ｎ）−１〕 ｄN ： フェルールの内径 ｄ1 ： 光ファイバ素線径 ｄ0 ： 補助ロッドの外径 δ ： 誤差
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07120625A JP3124467B2 (ja) | 1995-04-21 | 1995-04-21 | 光カプラ |
| CA002171123A CA2171123C (en) | 1995-04-21 | 1996-03-06 | Optical fiber ferrule and optical coupler |
| US08/614,043 US5682452A (en) | 1995-04-21 | 1996-03-12 | Optical fiber ferrule and optical coupler |
| DE69628373T DE69628373T2 (de) | 1995-04-21 | 1996-04-16 | Optischer Koppler mit faseroptischen Steckerstiften |
| EP96105950A EP0738909B1 (en) | 1995-04-21 | 1996-04-16 | Optical coupler with optical fibre ferrules |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07120625A JP3124467B2 (ja) | 1995-04-21 | 1995-04-21 | 光カプラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08292342A JPH08292342A (ja) | 1996-11-05 |
| JP3124467B2 true JP3124467B2 (ja) | 2001-01-15 |
Family
ID=14790865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07120625A Expired - Fee Related JP3124467B2 (ja) | 1995-04-21 | 1995-04-21 | 光カプラ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5682452A (ja) |
| EP (1) | EP0738909B1 (ja) |
| JP (1) | JP3124467B2 (ja) |
| CA (1) | CA2171123C (ja) |
| DE (1) | DE69628373T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8182159B2 (en) | 2006-12-27 | 2012-05-22 | Nippon Electric Glass Co., Ltd. | Lens assembly, optical device, optical axis adjusting method for an optical device |
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