JPH0273205A - Optical fiber coupler - Google Patents
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Landscapes
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野Ｊ
この発明は、光フアイバ通信システムにおいて光信号を
結合または分岐する際に使用される他、光フアイバセン
サ等においてら同様に使用される先ファイバカプラに係
わり、広い波長域で使用可能な広帯域形の光フアイバカ
プラに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field J] This invention is used to combine or branch optical signals in an optical fiber communication system, and is also applicable to optical fibers used in optical fiber sensors and the like. This invention relates to a broadband optical fiber coupler that can be used in a wide wavelength range.
「従来の技術」
従来、光信号を結合または分岐する際などに使用される
光フアイバカプラの１つとして、第３図に示す構成のら
のが知られていた。この光ファイバカプラＩは、２本以
上の光ファイバ２の一部を融着延伸することによって融
着部３を形成して構成されている。``Prior Art'' Conventionally, as one of the optical fiber couplers used for coupling or branching optical signals, a RANO having the configuration shown in FIG. 3 has been known. This optical fiber coupler I is constructed by forming a fused portion 3 by fusion-stretching parts of two or more optical fibers 2.
この先ファイバカブラｌは、融着部３において伝送光の
分岐あるいは結合が行なわれるようになっている。例え
ば、一方の光ファイバ２から光を入射（図中符号Ｐ）す
ると、この光は融着１１３において分岐され、Ｐ、およ
びＰ、で示す分岐光が得られる。After this, the fiber coupler l branches or couples the transmitted light at the fusion part 3. For example, when light is input from one of the optical fibers 2 (indicated by P in the figure), this light is split at the fusion splice 113, and split lights P and P are obtained.
ところで、第４図は、先のように構成された通常のシン
グルモード光ファイバカブラ１の結合度の波長依存性を
示す図である。なお、結合度は、一方の先ファイバ２に
入射した光Ｐが、どの程度他方の光ファイバ２に結合さ
れるかの割合を示し、次の式Ｉにより求めたものである
。By the way, FIG. 4 is a diagram showing the wavelength dependence of the coupling degree of the normal single mode optical fiber coupler 1 configured as described above. Note that the degree of coupling indicates the rate at which the light P incident on one end fiber 2 is coupled to the other optical fiber 2, and is determined by the following formula I.
結合度（％）−Ｐ ｔｘｔｏＯ／（Ｐ 、＋ Ｐ ｔ）
−−−Ｃ式Ｉ）第４図に示すように、先のような構成
のシングルモード光ファイバカプラ１では、結合度に波
長依１７性が強く現れ、波長によって結合度か０〜１０
０％の間を変動するために、広い波長域で使用可能な広
帯域形光ファイバカプラとして使用するには不適当であ
った。Degree of binding (%) − P txtoO/(P , + P t)
---C Equation I) As shown in Figure 4, in the single mode optical fiber coupler 1 with the above configuration, the degree of coupling is strongly wavelength dependent, and the degree of coupling varies from 0 to 10 depending on the wavelength.
Since it fluctuated between 0% and 0%, it was unsuitable for use as a broadband optical fiber coupler that can be used in a wide wavelength range.
そして、広い波長域で使用可能な光ファイバカプラとし
ては、第５図に示すように、予備延伸を施した光ファイ
バ４と、予備延伸を行わない光ファイバ２とを融着延伸
して融着部５を形成した広帯域形光ファイバカブラ６が
知られている。この広帯域形光ファイバカブラ６は、一
方の光ファイバ４に予備延伸処理を施したことにより、
この光ファイバ４の伝搬特性を変化させて伝搬特性の異
なる２本の光ファイバ２．４を融着することによって広
い波長域で使用することができるようになっている。第
６図は、このような広帯域形光ファイバカプラ６の結合
度の波長依存性を示す図であって、この広帯域形光ファ
イバカブラ６の結合度は、最高値が１００％を示さなく
なり、かつ広い波長域で結合度の変動が小さく、広い波
長域で使用できるようになっている。As an optical fiber coupler that can be used in a wide wavelength range, as shown in FIG. A broadband optical fiber coupler 6 in which a portion 5 is formed is known. This broadband optical fiber coupler 6 has one optical fiber 4 pre-stretched.
By changing the propagation characteristics of this optical fiber 4 and fusing two optical fibers 2.4 with different propagation characteristics, it is possible to use it in a wide wavelength range. FIG. 6 is a diagram showing the wavelength dependence of the degree of coupling of such a broadband optical fiber coupler 6, in which the maximum value of the degree of coupling of this broadband optical fiber coupler 6 no longer shows 100%, and Fluctuations in coupling degree are small over a wide wavelength range, making it usable over a wide wavelength range.
「発明が解決しようとする課題」
しかしながら、従来の広帯域形光ファイバカプラには、
次のような問題があった。``Problem to be solved by the invention'' However, conventional broadband optical fiber couplers have
There were the following problems.
■予備延伸という通常形の製造工程にはない工程が存在
し、製造工程が複雑となり、製品歩留りか悪い。■There is a step called preliminary stretching that is not present in the normal manufacturing process, which complicates the manufacturing process and results in poor product yield.
■外径の異なる２本の光ファイバを接触させて延伸さけ
るために、小径側の光ファイバ（予備延伸を施した光フ
ァイバ）は、加熱の効果を強く受けて延伸する際に変形
し、その結果過剰損失の劣化を招いてしまう。■In order to avoid drawing two optical fibers with different outer diameters by bringing them into contact, the smaller diameter optical fiber (optical fiber that has been pre-stretched) is strongly heated and deforms during drawing. As a result, excessive loss and deterioration are caused.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、低損失の
広帯域形の光ファイバカプラを提供することを目的とし
ている。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a low-loss, broadband optical fiber coupler.
「課題を解決するための手段」
上記目的達成の手段として、本発明は、２本以上の光フ
ァイバを融着延伸して融着部を形成してなる光ファイバ
カプラにおいて、少なくとも１本の光ファイバのコアの
屈折率を他の先ファイバのコアの屈折率と異ならせしめ
たものである。"Means for Solving the Problems" As a means for achieving the above object, the present invention provides an optical fiber coupler in which two or more optical fibers are fused and stretched to form a fused portion. The refractive index of the core of the fiber is made different from the refractive index of the cores of other fibers.
「作用 」
少なくとも１本の光ファイバのコアの屈折率を他の光フ
ァイバのコアの屈折率と異ならせしめ、各々の光ファイ
バの伝、搬定数を変化させたことによって、各光ファイ
バのファイバ径およびモードフィールド径を一定として
も、光ファイバカプラの波長による結合度の変動が小さ
くなり、広い波長域での使用が可能となる。"Function" By making the refractive index of the core of at least one optical fiber different from the refractive index of the core of other optical fibers and changing the propagation and transfer constants of each optical fiber, the fiber diameter of each optical fiber can be changed. Even if the mode field diameter is constant, variations in the degree of coupling depending on the wavelength of the optical fiber coupler are reduced, allowing use in a wide wavelength range.
「実施例」
第１図は、本発明の一実施例を示す図であって、符号１
１は先ファイバカプラである。"Embodiment" FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention, with reference numeral 1
1 is a first fiber coupler.
この光ファイバカプラ１１は、ファイバ径およびモード
フィールド径が等しく、かつコアの屈折率の異なる２本
の光ファイバ１２．１３の一部を融着延伸して融着部１
・１を形成して構成されている。This optical fiber coupler 11 is constructed by fusing and stretching parts of two optical fibers 12 and 13, which have the same fiber diameter and mode field diameter and different core refractive indexes, to form a fused part 1.
・Constructed by forming 1.
」二足光ファイバ１２．１３としては、石英系シングル
モード光ファイバ マルチモード光ファイバあるいは応
力付与型偏波保持光ファイバなど種々の光ファイバを使
用することができ、このような光ファイバ裸線にンリコ
ン樹脂、ナイロンなどの合成樹脂の被覆を１層以上施し
た光フアイバ素線や光フアイバ心線が使用される。As the bipedal optical fiber 12.13, various optical fibers can be used, such as silica-based single-mode optical fiber, multi-mode optical fiber, or stress-applied polarization-maintaining optical fiber. Optical fiber wires or optical fiber cores coated with one or more layers of synthetic resin such as polymeric resin or nylon are used.
これら光ファイバ１２．１３のうちの一方の光ファイバ
Ｉ２は、Ｇ ｅ Ｏｔをドープした石英（Ｓ＋Ｏｔ）を
材料としたコア１５と、石英を材料としたクラッド１６
とからなる光ファイバが使用されている。One of the optical fibers 12 and 13, the optical fiber I2, has a core 15 made of quartz doped with G e Ot (S+Ot) and a cladding 16 made of quartz.
An optical fiber consisting of
また、他方の光ファイバ１３は、石英を材料としたコア
１７と、石英にフッ素をドープした石英を材料としたク
ラッド１８とからなる光ファイバが使用されている。上
記Ｇｅｍ、をドープした石英を材料としたコア１５の屈
折率は、石英製コア１７よりも高く、これらの光ファイ
バ１２．１３はコアＩ ５．１７の屈折率が異なってい
ることから、ファイバ径およびモードフィールド径が同
一であってら各々の伝搬定数が異なっている。The other optical fiber 13 includes a core 17 made of quartz and a cladding 18 made of quartz doped with fluorine. The refractive index of the core 15 made of quartz doped with the above Gem is higher than the quartz core 17, and since the refractive index of the core I 5.17 of these optical fibers 12 and 13 is different, the fiber Although the diameter and mode field diameter are the same, their respective propagation constants are different.
そして上記光ファイバカブラ１１では、２本の光ファイ
バｌ ２．１３が融着延伸された融着部１４において、
伝送光の分岐や光の合流などの光結合を行うことができ
、また、異なる伝搬定数の光ファイバ１２．１３を融着
延伸して融着部１４を形成したことにより、波長による
結合度の変動が小さくなり、広い波長域で比較的一定の
結合度が得られ、広帯域形光ファイバカプラとして使用
することができる。In the optical fiber coupler 11, in the fused portion 14 where the two optical fibers l2.13 are fused and drawn,
Optical coupling such as branching of transmitted light and convergence of light can be performed, and by forming the fused part 14 by fusion-stretching optical fibers 12 and 13 with different propagation constants, the degree of coupling can be changed depending on the wavelength. Fluctuations are reduced, a relatively constant degree of coupling is obtained over a wide wavelength range, and it can be used as a broadband optical fiber coupler.
この光ファイバカプラＩＩを作製するには、まず、各光
ファイバ１２．１３の一部の被覆を除去して光フアイバ
線線を露出させる。次いで、各光ファイバの被覆除去部
分を重ね合わせ、露出した光ファイバ裸線の両端部を接
着剤や糸で固定する。To manufacture this optical fiber coupler II, first, a portion of the coating of each optical fiber 12, 13 is removed to expose the optical fiber line. Next, the coated portions of each optical fiber are overlapped, and both ends of the exposed bare optical fiber are fixed with adhesive or thread.
次いで２本の先ファイバ裸線の中央部を、酸水素炎など
の加熱源で加熱溶融し、更に延伸して融着部を形成する
。この延伸操作の際に、各光ファイバ＋ ２．１３のフ
ァイバ径が同一であるために、一方の光ファイバが強く
変形してしまう不都合を生じることなく、２本の光ファ
イバ＋ ２．１３が均一な状態で融着延伸される。以上
の各操作によって第１図に示す光ファイバカプラ１１が
作製される。Next, the central portions of the two bare fibers are heated and melted using a heat source such as an oxyhydrogen flame, and further stretched to form a fused portion. During this drawing operation, since the fiber diameters of each optical fiber +2.13 are the same, the two optical fibers +2.13 are It is fused and stretched in a uniform state. Through the above operations, the optical fiber coupler 11 shown in FIG. 1 is manufactured.
この光ファイバカプラ１１は、屈折率の異なるコア１５
．１７を有する各光ファイバ１２．１３の一部に融着部
Ｉ４を形成して構成し、各光ファイバ１５１７のファイ
バ径およびモードフィールド径を一定としても広い波長
域で使用可能な光フアイバカプラが得られるので、予備
延伸を施した光ファイバが不要となり、予備延伸工程を
省略することができ、広帯域形光ファイバカプラにおけ
る生産性を向上させることができるとともに、低コスト
化を図ることができる。This optical fiber coupler 11 has a core 15 having a different refractive index.
．． The optical fiber coupler is constructed by forming a fused part I4 in a part of each optical fiber 12 and 13 having a 17-inch diameter, and can be used in a wide wavelength range even if the fiber diameter and mode field diameter of each optical fiber 1517 are constant. As a result, there is no need for a pre-stretched optical fiber, and the pre-stretching step can be omitted, improving productivity in broadband optical fiber couplers and reducing costs.
また、ファイバ径およびモードフィールド径が同一の先
ファイバ１２．１３を用いて広帯域形光ファイバカブラ
を構成することができるので、形状の対称性が良好とな
り、優れた光学特性が得られる。Further, since a broadband optical fiber coupler can be constructed using the end fibers 12 and 13 having the same fiber diameter and mode field diameter, the symmetry of the shape is good and excellent optical characteristics can be obtained.
また、ファイバ径およびモードフィールド径が同一の光
ファイバ１２．１３を用いることにより、延伸時に各光
ファイバ１２．１３を均一に延伸させることができ、接
続損失の低い光ファイバカプラ１１を得ることができる
。Furthermore, by using optical fibers 12.13 with the same fiber diameter and mode field diameter, each optical fiber 12.13 can be uniformly stretched during stretching, and an optical fiber coupler 11 with low splice loss can be obtained. can.
なお、先の例では、コアの屈折率の異なる光ファイバを
各々１本用いて光フアイバカプラを構成したが、各光フ
ァイバの本数はこれに限定されない。In the previous example, the optical fiber coupler was configured using one optical fiber each having a core with a different refractive index, but the number of each optical fiber is not limited to this.
また、各光ファイバ１２．１３の材料は、先のらのに限
定されることなく、他の材料を用いた石英系光ファイバ
や多成分系光ファイバを用い、コアの屈折率の異なる光
ファイバを組み合わせて先ファイバカブラを構成しても
良い。In addition, the material of each optical fiber 12.13 is not limited to the above-mentioned material, but silica-based optical fibers or multi-component optical fibers using other materials may be used, and optical fibers with cores with different refractive indexes may be used. A first-fiber coupler may be constructed by combining the above.
（製造例）
ＧｅＯｔをドープした石英コアと石英製クラッドとから
なる光ファイバ（先ファイバへという）と、石英コアと
フッ素ドープ石英のクラッドとからなる光ファイバ（光
ファイバＢという）を用い、第１図に示すものと同等構
成の光ファイバカプラを作製した。なお、上記光ファイ
バＡおよび光ファイバＢは、ともにコア径８μｍ、クラ
ツド径１２５μｍ１モードフイールド径１０μｍ、比屈
折率差０．３％、被覆径４００μｍであり、また遮断波
長は、光ファイ／＜Ａが１．２１μｍ、光ファイバＢが
１．２５μｍであった。(Manufacturing example) An optical fiber consisting of a GeOt-doped quartz core and a quartz cladding (referred to as "toward fiber") and an optical fiber (referred to as optical fiber B) comprising a quartz core and a fluorine-doped quartz cladding were used. An optical fiber coupler with a configuration equivalent to that shown in Figure 1 was fabricated. The above optical fiber A and optical fiber B both have a core diameter of 8 μm, a cladding diameter of 125 μm, a mode field diameter of 10 μm, a relative refractive index difference of 0.3%, and a coating diameter of 400 μm, and the cutoff wavelength is as follows: was 1.21 μm, and optical fiber B was 1.25 μm.
これらの光ファイバの被覆を一部除去し、各々の被覆除
去部分を重ね合わせ、更に酸水素炎で加熱溶融して延伸
し、長さ２０ｍｍの融着部を形成した。Part of the coating of these optical fibers was removed, and the removed portions of each fiber were overlapped, and then heated and melted with an oxyhydrogen flame and stretched to form a fused portion with a length of 20 mm.
この融着部の最小径は２０μｍであった。The minimum diameter of this fused portion was 20 μm.
得られた光フアイバカプラの結合度の波長依存性を測定
した。結果を第２図に示す。The wavelength dependence of the degree of coupling of the obtained optical fiber coupler was measured. The results are shown in Figure 2.
第２図に示すように、得られた光フアイバカプラでは、
結合度が１００％に達しておらず、波長１．３〜１５μ
ｍ付近で広帯域な光結合特性を存していた。As shown in Figure 2, in the obtained optical fiber coupler,
The degree of coupling has not reached 100%, and the wavelength is 1.3 to 15μ.
Broadband optical coupling characteristics existed near m.
波長１．３〜１．５μ…付近の結合度は８０％程度であ
った。The degree of coupling near the wavelength of 1.3 to 1.5 μm was about 80%.
また光ファイバＡと光ファイバＢとの接続損失は０ 、
Ｉ ｄＢであり、同種光ファイバにより構成した通常
形カブラの値と全く遜色なかった。Also, the connection loss between optical fiber A and optical fiber B is 0,
I dB, which was completely comparable to the value of a normal type coupler constructed from the same type of optical fiber.
「発明の効果」
以上説明したように、本発明による先ファイバカブラは
、２本以上の光ファイバを融着延伸して融着部を形成し
てなる光ファイバカプラにおいて、少なくとも１本の光
ファイバのコアの屈折率を他の光ファイバのコアの屈折
率と異ならせしめたことによって、各光ファイバのファ
イバ径およびモードフィールド径を一定としても広い波
長域で使用可能な光フアイバカプラが得られるので、予
備延伸を施した光ファイバが不要となり、予備延伸工程
を省略することができ、広帯域形光フアイバカプラにお
ける生産性を向上させることができるとともに、低コス
ト化を図ることができる。"Effects of the Invention" As explained above, the first fiber coupler according to the present invention is an optical fiber coupler in which two or more optical fibers are fused and stretched to form a fused part. By making the refractive index of the core of the optical fiber different from the refractive index of the core of other optical fibers, an optical fiber coupler can be obtained that can be used in a wide wavelength range even if the fiber diameter and mode field diameter of each optical fiber are constant. , a pre-stretched optical fiber is no longer necessary, the pre-stretching process can be omitted, productivity in broadband optical fiber couplers can be improved, and costs can be reduced.
また、ファイバ径およびモードフィールド径が同一の先
ファイバを用いて広帯域形光ファイバカブラを構成する
ことができるので、形状の対称性が良好となり、優れた
光学特性が得られる。Furthermore, since a broadband optical fiber coupler can be constructed using fibers with the same fiber diameter and mode field diameter, the symmetry of the shape is good and excellent optical characteristics can be obtained.
また、ファイバ径およびモードフィールド径か同一ノ光
ファイバを用いることにより、延伸時に各光ファイバを
均一に延伸させることができ、接続損失の低い先ファイ
バカプラを得ることができる。Further, by using optical fibers having the same fiber diameter and mode field diameter, each optical fiber can be stretched uniformly during stretching, and a fiber-end coupler with low splice loss can be obtained.
第１図は本発明の一実施例を示す光フアイバカプラの側
面図、第２図は本発明による光ファイバカプラの結合度
の波長依存性の例を示すグラフ、第３図は従来の光フア
イバカプラの一例を示す側面図、第４図は従来の光ファ
イバカプラの結合度の波長依存性を説明するためのグラ
フ、第５図は従来の広帯域形光フアイバカプラの例を示
す側面図、第６図は従来の広帯域形光ファイバカプラの
結合度の波長依存性を説明するためのグラフである。
１１・・・光フアイバカプラ、１２．１３・・・光ファ
イバ、１４・・・融着部、１５．Ｉ７・・・コア。FIG. 1 is a side view of an optical fiber coupler showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a graph showing an example of the wavelength dependence of the coupling degree of the optical fiber coupler according to the present invention, and FIG. 3 is a graph showing a conventional optical fiber coupler. 4 is a graph for explaining the wavelength dependence of the coupling degree of a conventional optical fiber coupler. FIG. 5 is a side view showing an example of a conventional broadband optical fiber coupler. FIG. 6 is a graph for explaining the wavelength dependence of the coupling degree of a conventional broadband optical fiber coupler. 11... Optical fiber coupler, 12.13... Optical fiber, 14... Fusion part, 15. I7...Core.
Claims (1)
形成してなる光ファイバカプラにおいて、少なくとも１
本の光ファイバのコアの屈折率を他の光ファイバのコア
の屈折率と異ならせしめたことを特徴とする光ファイバ
カプラ。In an optical fiber coupler formed by fusion-stretching parts of two or more optical fibers to form a fusion part, at least one
An optical fiber coupler characterized in that the refractive index of the core of one optical fiber is different from the refractive index of the core of other optical fibers.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22545688A JPH0273205A (en) | 1988-09-08 | 1988-09-08 | Optical fiber coupler |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22545688A JPH0273205A (en) | 1988-09-08 | 1988-09-08 | Optical fiber coupler |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0273205A true JPH0273205A (en) | 1990-03-13 |
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ID=16829629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22545688A Pending JPH0273205A (en) | 1988-09-08 | 1988-09-08 | Optical fiber coupler |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0273205A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102262263A (en) * | 2011-09-01 | 2011-11-30 | 北京交通大学 | Optical fibre with multiple-sector fiber core at periphery of multiple-sector area of circular fiber core, and fabrication method thereof |
-
1988
- 1988-09-08 JP JP22545688A patent/JPH0273205A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102262263A (en) * | 2011-09-01 | 2011-11-30 | 北京交通大学 | Optical fibre with multiple-sector fiber core at periphery of multiple-sector area of circular fiber core, and fabrication method thereof |
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