JPH0193706A - Production of optical fiber coupler - Google Patents
Production of optical fiber couplerInfo
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Landscapes
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
概 要
光ファイバを融着・延伸してなる光ファイバカプラの製
造方法に関し、
挿入損失が小さく分岐比が安定しており且つ取扱の容易
な光ファイバカプラの提供を目的とし、並設された複数
の光ファイバを互いに融着・延伸してなる光ファイバカ
プラの製造方法において、複数の光ファイバを、これら
のクラッドの屈折率よりも低い屈折率部分を有する被覆
管内に挿入し、該被覆管の外側から加熱することによっ
て光ファイバを被覆管と共に融着・延伸して構成する。[Detailed Description of the Invention] Overview The purpose of the present invention is to provide an optical fiber coupler that has low insertion loss, stable branching ratio, and is easy to handle, regarding a method for manufacturing an optical fiber coupler made by fusing and stretching optical fibers. In a method for manufacturing an optical fiber coupler in which a plurality of optical fibers arranged in parallel are fused and stretched together, the plurality of optical fibers are placed in a cladding tube having a refractive index portion lower than the refractive index of the cladding. The optical fiber is inserted and heated from the outside of the cladding tube to fuse and stretch the optical fiber together with the cladding tube.
産業上の利用分野
本発明は、光ファイバをＦＪＩＡｉ・延伸してなる光フ
ァイバカプラの製造方法に関する。INDUSTRIAL APPLICATION FIELD The present invention relates to a method of manufacturing an optical fiber coupler formed by FJIAi drawing of an optical fiber.
光ファイバを伝送路とする光通信の分野においては、伝
送された光信号を複数の装置に分配するために、あるい
は複数チャネルの例えば波長多重信号光を１本の光ファ
イバに導入するために、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
ための機能部分から構成される。実用的な光カブラに要
求されることは、
（イ） 挿入損失が小さいこと、つまり入力光パワーに
対する出力光パワーの減少率が小さいこと、
（ロ） 取扱が容易で使用環境条件等に対する信頼性が
高いこと、
なとである。In the field of optical communications using optical fibers as transmission paths, in order to distribute transmitted optical signals to multiple devices, or to introduce multiple channels of wavelength-multiplexed signal light into a single optical fiber, An optical coupler is used. An optical coupler basically includes an input section and an output section for connecting to an optical fiber, and a functional section for branching an input signal at a predetermined ratio. Practical optical couplers are required to have (a) low insertion loss, that is, a small rate of decrease in output optical power relative to input optical power, and (b) ease of handling and reliability under usage environmental conditions. It is said that it is high.
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４型のものが主として用い
られている。特に光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、光伝送路との接続に際して及び光ビームの変換に際
しての損失が大きいので、このような場合には光伝送路
に直接接続することのできる光フアイバカブラが有利で
あるとされている。Conventional technology Conventionally, optical couplers include micro-optical type ones constructed using optical elements such as lenses and half mirrors, waveguide type ones, and optical couplers that fuse multiple (for example, two) optical fibers together.・Fiber-fused type 4, which is made by stretching, is mainly used. Especially when the optical transmission line is a single mode optical fiber, if it is a micro-optical type or a waveguide type, there will be a large loss when connecting to the optical transmission line and when converting the light beam, so in such cases It is said that an optical fiber coupler that can be directly connected to an optical transmission line is advantageous.
第５図は光ファイバカプラの一般構成を示す図であって
、この光フアイバカブラ４０は、入力部４１．４２と、
出力部４３．４４と、融着・延伸部４５とから構成され
ている。入力部４１又は４２から光パワーがＰ。の光信
号を入射すると、出力部４３．４４からそれぞれ所定の
分岐比で光パワーＰ１．Ｐ、、の光信号が出力されるも
のである。FIG. 5 is a diagram showing the general configuration of an optical fiber coupler, and this optical fiber coupler 40 includes input sections 41, 42,
It is composed of output parts 43 and 44 and a fusing/stretching part 45. The optical power from the input section 41 or 42 is P. When the optical signals of P1 . The optical signals of P, , are output.
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損失が小さく、また
、構成部材が光ファイバだ（）なので温度及び？！ｉ！
度等に対する信頼性が高いということができる。尚、Ｐ
／Ｐ 、Ｐ ／ＰｏまたはＰ ：Ｐ２で表わさ
れる分岐比は、融着・延伸部４５の外径及び長さ並びに
融着・延伸部４５のクラッド部及びその周囲の屈折率に
応じて決定されることが知られている。According to such a configuration, insertion loss is small because it can be directly connected to a single mode optical fiber, and since the component is an optical fiber (), temperature and temperature fluctuations can be reduced. ! i!
It can be said that the reliability with respect to degrees etc. is high. In addition, P
The branching ratio represented by /P, P2/Po or P2:P2 is determined according to the outer diameter and length of the fused/stretched part 45 and the refractive index of the cladding part of the fused/stretched part 45 and its surroundings. It is known that
第６図は光ファイバカプラの従来の製造方法の説明図で
ある。光ファイバ５１．５２の融着・延伸部を形成すべ
き部分に捩り部５３を形成し、この捩り部５３をバーナ
ー５４で加熱して融着し、同図中Ｃ方向に延伸すること
によって、融着・延伸部を形成するものである。ここで
捩り部５３を形成しておくのは、光ファイバ５１．５２
を密着させて融着を容易ならしめるためである。FIG. 6 is an explanatory diagram of a conventional manufacturing method of an optical fiber coupler. By forming a twisted portion 53 in a portion of the optical fiber 51, 52 where a fused/stretched portion is to be formed, and heating and fusing this twisted portion 53 with a burner 54, and stretching in the C direction in the figure, This forms a fused/stretched part. Here, the twisted portion 53 is formed by optical fibers 51 and 52.
This is to make the fusion bond easier by bringing the materials into close contact with each other.
発明が解決しようとする問題点
しかし、従来の製造方法によって製造される光フアイバ
カブラは、その融着・延伸部の外径が数十μｍと微細で
あるため破損し易く、取扱いが容易でないという問題が
あった。また、上記のように微細な部分があると、この
光ファイバカプラをケース等に収容するに際して、当該
微細部分が不所望に湾曲し、挿入損失が増大したり、分
岐比が変動して設定値と異なるものになるという不都合
があった。Problems to be Solved by the Invention However, optical fiber absorbers manufactured by conventional manufacturing methods have problems in that they are easily damaged and difficult to handle because the outer diameter of the fused/stretched portion is as small as several tens of micrometers. was there. In addition, if there are minute parts as mentioned above, when this optical fiber coupler is housed in a case, etc., the minute parts may curve undesirably, increasing insertion loss, or changing the branching ratio to the set value. There was an inconvenience that the result would be different.
本発明はこのような事情に鑑みて！１１作されたもので
、挿入損失が小さく分岐比が安定しており且つ取扱の容
易な光ファイバカプラの提供を目的としている。The present invention was developed in view of these circumstances! The purpose of the optical fiber coupler is to provide an optical fiber coupler that has low insertion loss, stable branching ratio, and is easy to handle.
４ 点を ゛するための−
第１図は本発明の原理説明図であって、この製造方法は
、並設された複数の光ファイバを互いに融着・延伸して
なる光フアイバカブラに適用することができるものであ
る。To achieve the 4th point - Fig. 1 is an explanatory diagram of the principle of the present invention, and this manufacturing method can be applied to an optical fiber coupler in which a plurality of optical fibers arranged in parallel are fused and stretched to each other. It is something that can be done.
まず同図（ａ）に示されるように、複数（図では２本）
の光ファイバ１を、これらのクラッドの屈折率よりも低
い屈折率部分を有する被覆管２内に挿入する。First, as shown in Figure (a), multiple (two in the figure)
An optical fiber 1 is inserted into a cladding tube 2 having a portion with a refractive index lower than the refractive index of these claddings.
そして、被覆管２の外側から加熱することによって光フ
ァイバ１を被覆管２と共に融着・延伸する。The optical fiber 1 is then fused and stretched together with the cladding tube 2 by heating the cladding tube 2 from the outside.
作 用
第１図において、例えばＡ方向に被ｍ管２及び光フフイ
バ１を加熱した状態で被覆管２をＢ方向に延伸すると、
被覆管２の内径が減少するので、被覆管２内に挿入され
た光ファイバ１同士は互いに融着される。このため、予
め光ファイバ１同士を捩っｔおかなくとも、Ｂ方向に延
伸することができる。このようにして形成された光ファ
イバ１同士の融着・延伸部の外径が、所望の分岐比を得
るための従来構造と同一であるとすると、全体としての
外径は、被覆管２のふんだけ増加するので、融着・延伸
部の強度が増大し、この部分の湾曲に起因する挿入損失
の低下及び分岐比の変動が防止される。Operation In FIG. 1, for example, when the cladding tube 2 and the optical fiber 1 are heated in the A direction and the cladding tube 2 is stretched in the B direction,
Since the inner diameter of the cladding tube 2 is reduced, the optical fibers 1 inserted into the cladding tube 2 are fused together. Therefore, the optical fibers 1 can be stretched in the B direction without being twisted together in advance. Assuming that the outer diameter of the fused/stretched portion of the optical fibers 1 thus formed is the same as that of the conventional structure for obtaining the desired branching ratio, the overall outer diameter of the cladding tube 2 is Since the amount of feces increases, the strength of the fused/stretched portion increases, and a decrease in insertion loss and variation in branching ratio due to curvature of this portion are prevented.
被覆管２に低屈折率部分を設けているのは、融着・延伸
部から光が外部に漏れ出して挿入損失が増大することを
防止するためである。The reason why the cladding tube 2 is provided with a low refractive index portion is to prevent light from leaking out from the fused/stretched portion and increase insertion loss.
実 施 例 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。Example Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.
第２図は本発明の実施に使用することのできる被覆管の
斜視図であって、この被覆管１１は、光ファイバの製造
に用いる通常の石英管１２の内面に、低屈折率ガラス層
１３を形成してなる。低屈折率ガラス層１３は、例えば
、Ｆ又は８２０３等の添加剤をドープしたＳｉＯ２ガラ
ス膜を、通常の内付けＣＶＤ法により形成することによ
って得ることができる。尚、被覆管１１は、低屈折率ガ
ラス層１３を形成した後に、適当な長さに引延し加工し
て用いても良い。本実施例における石英管１２の外径は
約２ｍｓ内径は約１ｊＩｌ１１低屈折率ガラスｗｒ１１
３の厚ミハ約０．２＃ｌｌＩである。FIG. 2 is a perspective view of a cladding tube that can be used in the practice of the present invention. This cladding tube 11 has a low refractive index glass layer 13 on the inner surface of an ordinary quartz tube 12 used for manufacturing optical fibers. It forms. The low refractive index glass layer 13 can be obtained, for example, by forming a SiO2 glass film doped with an additive such as F or 8203 by a normal internal CVD method. Incidentally, the cladding tube 11 may be used after forming the low refractive index glass layer 13 and then being stretched to an appropriate length. In this embodiment, the outer diameter of the quartz tube 12 is approximately 2 ms, and the inner diameter is approximately 1jIl11 low refractive index glass wr11.
3 has a thickness of approximately 0.2#llI.
第３図は光ファイバカプラの製造方法の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a method of manufacturing an optical fiber coupler.
同図は分岐比をモニタリングしながら延伸している状態
を示すが、これに先立ちまず次のように各部材を配置し
ておく。The figure shows a state in which stretching is being carried out while monitoring the branching ratio, but prior to this, each member is first arranged as follows.
外径的０．５１１Ｉ１１の光フアイバ心線の被覆（ナイ
ロン及びシリコーンゴム等）を部分的に約５ ｃｔｎの
長さにわたり全て除去し、この部分をクリーニングする
。次に、裸状態となった外径１２５μｍの光ファイバ２
１．２２が並設されるように、これらを被覆管１１内部
に挿入づ“る。そして、一方の光ファイバ、例えば光フ
ァイバ２１の一端にはＬＤ（半導体レーザ）光源２４を
接続し、両光ファイバ２１．２２の他端側にはそれぞれ
フォトダイオード２５．２６を介して光パワーメータ２
７゜２８を接続しておく。こうしておくことにより、光
パワーメータ２７．２８の測定値を比較することによっ
て、分岐比をモニタリングすることができる。A 0.511I11 outer diameter optical fiber core is completely stripped of its coating (nylon, silicone rubber, etc.) over a length of approximately 5 ctn and this section is cleaned. Next, a bare optical fiber 2 with an outer diameter of 125 μm is
1.22 are inserted into the cladding tube 11 so that they are arranged in parallel. Then, an LD (semiconductor laser) light source 24 is connected to one end of one optical fiber, for example, the optical fiber 21, and both Optical power meters 2 are connected to the other ends of the optical fibers 21 and 22 via photodiodes 25 and 26, respectively.
Connect 7°28. By doing so, the branching ratio can be monitored by comparing the measured values of the optical power meters 27 and 28.
このように各部材を配置したならば、被覆管１１の概略
中央部を例えば０２−Ｈ２バーナ２３によって外部から
加熱することで、融着・延伸部３０を形成することがで
きる。このとき、ＬＤ光源２４から導入された光は、Ｆ
！１着・延伸部３０におけるカップリング状態に応じて
所定の分岐比で分岐されて、それぞれフォトダイオード
２５．２６に入射されるので、パワーメータ２７．２８
の測定値を比較しながら、所望の分岐比となるように延
伸作業を行なうことができる。Once each member is arranged in this manner, the fused/stretched portion 30 can be formed by heating the approximately central portion of the cladding tube 11 from the outside using, for example, the 02-H2 burner 23. At this time, the light introduced from the LD light source 24 is
! The signals are branched at a predetermined branching ratio depending on the coupling state in the first extension section 30 and are incident on the photodiodes 25 and 26, respectively, so that the power meters 27 and 28
The stretching operation can be performed to obtain a desired branching ratio while comparing the measured values.
第４図は融着・延伸部３０の横断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the fusion/stretching section 30.
光ファイバ２１．２２が融着・延伸されてカップリング
部３１が形成され、この回りを低屈折率ガラス部３２及
び石英からなる被覆部３３がこの順で覆っているもので
ある。ここで光ファイバ２１゜２２をあえて捩っておく
ことなしにカップリング部３１が形成されているのは、
延伸に際して被覆管１１の内径が減少し、この力が光フ
ァイバ２１゜２２を互いに密着する方向に作用するから
である。The optical fibers 21 and 22 are fused and stretched to form a coupling portion 31, which is covered with a low refractive index glass portion 32 and a covering portion 33 made of quartz in this order. The reason why the coupling portion 31 is formed without intentionally twisting the optical fibers 21 and 22 is as follows.
This is because the inner diameter of the cladding tube 11 decreases during stretching, and this force acts in a direction that brings the optical fibers 21 and 22 into close contact with each other.
一般に、コアの周囲にある表面波エネルギー（Ｅｖａｎ
ｅｓｃｅｎｔ Ｅｎｅｒａｙ）のフィールド結合を利用
シた光ファイバカプラにおいては、光のエネルギーは２
つのコアの間に垂畳している電界場を通って移行し、表
面波エネルギーは一方のコアからの距離に対して指数関
数的に減少するから、極めて接近している必要がある。Generally, surface wave energy (Evan
In optical fiber couplers that utilize field coupling of
The two cores must be very close together because they travel through a perpendicular electric field and the surface wave energy decreases exponentially with distance from one core.
本発明方法によって製造された光ファイバカプラ（第４
図）にあっては、カップリング部３１のコア３１ａ、３
１ｂの断面積が減少することによって表面波の電界場が
コアから遠くまで拡がり、また、カップリング部３１の
クラッドが融合することによってコア３１ａ。Optical fiber coupler (fourth
), the cores 31a, 3 of the coupling part 31 are
By reducing the cross-sectional area of 1b, the electric field of the surface wave spreads far from the core, and by fusing the cladding of the coupling part 31, the core 31a.
３１ｂが互いに近接するので、良好な光結合が達成され
るものである。31b are close to each other, good optical coupling is achieved.
本発明方法により１ ： １ （３ｄＢ）カプラを製造
したところ、被覆部３３の外径は約１．７履、低屈折率
ガラス部３２の径は約１履、カップリング部３１の外径
は約２０μｍとなった。従来の力ツブリング部からだけ
からなる融舊・延伸部の外径が数十μｍであったことを
考慮すると、本発明方法により製造された光ファイバカ
プラにはこのような微細部分がないから、機械的強度が
向上し、取扱いが容易になったということができる。ま
た、機械的強度が低いことによる挿入損失の低下及び分
岐比の変動が無いので、良好な特性（例えば挿入損失が
１ｄＢ以下）の光ファイバカプラを容易に製造すること
が可能となる。When a 1:1 (3 dB) coupler was manufactured by the method of the present invention, the outer diameter of the covering portion 33 was approximately 1.7 mm, the diameter of the low refractive index glass portion 32 was approximately 1 mm, and the outer diameter of the coupling portion 31 was approximately 1 mm. The thickness was approximately 20 μm. Considering that the outer diameter of the converging/stretching part consisting only of the force-twisting part in the past was several tens of μm, the optical fiber coupler manufactured by the method of the present invention does not have such a minute part. It can be said that the mechanical strength has improved and handling has become easier. Further, since there is no reduction in insertion loss or fluctuation in branching ratio due to low mechanical strength, it becomes possible to easily manufacture an optical fiber coupler with good characteristics (for example, insertion loss is 1 dB or less).
上記の説明においては、被覆管内にど１人する光ファイ
バの本数が２本であるとしたが、本発明がこれに限定さ
れるものでないことはいうまでもない。In the above description, the number of optical fibers in each cladding tube is two, but it goes without saying that the present invention is not limited to this.
発明の効果
以上詳述したように、本発明のｌ！４３ａ方法によれば
、挿入損失が小さく分岐比が安定しており且つ取扱いの
容易な光ファイバカプラを提供することが可能になると
いう効果を奏する。Effects of the Invention As detailed above, the l! According to method 43a, it is possible to provide an optical fiber coupler that has a small insertion loss, a stable branching ratio, and is easy to handle.
また、被覆管を用いることにより、融着・延伸に際して
カップリング部に不純物が混入するおそれがなくなるの
で、不純物混入による損失の増大を防止することが可能
になるという効果もある。Further, by using a cladding tube, there is no possibility that impurities will be mixed into the coupling part during fusion bonding and stretching, so it is possible to prevent an increase in loss due to the mixing of impurities.
第１図は本発明の原理説明図、
第２図は本発明の実施に使用することのできる被覆管の
斜視図、
第３図は本発明の実施例を示す光ファイバカプラの製造
方法の説明図、
第４図は第３図に示される融着・延伸部の横断面図、
第５図は従来の一般的な光ファイバカプラ（Ｑ ＩＮ成
及び動作を説明するための図、
第６図は従来の光ファイバカプラの製造方法を説明する
ための図である。
１．２１．２２・・・光ファイバ、
２．１１・・・被覆管、 １２・・・石英管、１３
・・・低屈折率ガラス層、３０・・・融着・延伸部、３
１・・・カップリング部。
１足 来イ列 図
第５図
へ唱
わｔ →辷 イ列 ト］
第６図
塚
懺Fig. 1 is an explanatory diagram of the principle of the present invention, Fig. 2 is a perspective view of a cladding tube that can be used to implement the present invention, and Fig. 3 is an explanation of a method for manufacturing an optical fiber coupler showing an embodiment of the present invention. 4 is a cross-sectional view of the fusion/stretching part shown in FIG. 3, FIG. 5 is a diagram for explaining the conventional general optical fiber coupler (QIN configuration and operation, 1.21.22... Optical fiber, 2.11... Coated tube, 12... Quartz tube, 13.
...Low refractive index glass layer, 30...Fusion/stretching part, 3
1...Coupling part. 1 foot in the row (refer to Figure 5).
Claims (1)
る光ファイバカプラの製造方法において、複数の光ファ
イバ（１）を、これらのクラッドの屈折率よりも低い屈
折率部分を有する被覆管（２）内に挿入し、 該被覆管（２）の外側から加熱することによって光ファ
イバ（１）を被覆管（２）と共に融着・延伸することを
特徴とする光ファイバカプラの製造方法。[Claims] In a method for manufacturing an optical fiber coupler in which a plurality of optical fibers arranged in parallel are fused and stretched to each other, the plurality of optical fibers (1) have a refractive index lower than that of their cladding. An optical fiber characterized in that the optical fiber (1) is inserted into a cladding tube (2) having a cladding tube (2) and heated from the outside of the cladding tube (2) to fuse and stretch the optical fiber (1) together with the cladding tube (2). A method of manufacturing fiber couplers.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25197287A JPH0193706A (en) | 1987-10-06 | 1987-10-06 | Production of optical fiber coupler |
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| JPH0193706A true JPH0193706A (en) | 1989-04-12 |
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| JP (1) | JPH0193706A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1987
- 1987-10-06 JP JP25197287A patent/JPH0193706A/en active Pending
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