JPH04151107A - 光分岐結合器の製造方法 - Google Patents

光分岐結合器の製造方法

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JPH04151107A
JPH04151107A JP2219642A JP21964290A JPH04151107A JP H04151107 A JPH04151107 A JP H04151107A JP 2219642 A JP2219642 A JP 2219642A JP 21964290 A JP21964290 A JP 21964290A JP H04151107 A JPH04151107 A JP H04151107A
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optical
optical branching
plastic
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勇人 柚木
Takeji Ito
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Sumitomo Wiring Systems Ltd
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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） この発明は、光の分岐または結合を行う光分岐結合器、
特にファイバ溶着型分岐結合器の製造方法に関する。
（従来の技術とその課題） この種の光分岐結合器としては、例えば特開昭６２−１
５３９０６号公報に記載されたものがある。第１７図は
、この光分岐結合器°を示す図である。この光分岐結合
器は、コア１ａの外周にクラッド１ｂを被覆してなる複
数のファイバケーブル１によって形成されている。具体
的には、ファイバケーブル１の中間部分２を硫酸に浸漬
することによってその中間部分２のクラッドをそれぞれ
除去した後、ファイバケーブル１を集束させ、その中間
部分２て各ファイバケーブル１のコア１ａを相互に熱融
着させることによって、この光分岐結金蓋は製造される
。
ところで、上記従来例は、コア１ａか石英等のガラス材
料よりなるガラスファイバに適用されたものであり、コ
ア１ａかプラスチック材料よりなるプラスチックファイ
バに直接適用することは困難である。というのも、上記
において説明したように、各ファイバケーブル１のコア
１ａを溶着させるために、中間部分２てコア１ａを集束
し、さらに加熱しているからである。すなわち、コア１
ａかプラスチック材料であるときには、加熱によってそ
の中間部分２のコア１ａか熱収縮し、光損失か大きくな
るからである。また、その加熱最中においては、その中
間部分２近傍のクラッド１ｂにも熱か伝わり、クラッド
１ｂか溶けてファイバケーブル１が変形したり、クラッ
ド材料かコア１ａに拡散して特性の劣化、特に光損失の
増大が生じることかある。
また、上記従来例では、コア１ａの熱融着に先立って、
中間部分２のクラッドを除去する必要があり、光分岐結
合器の製造工程が煩雑なものとなっている。
さらに、光分岐結合器を用いて情報伝送システムを構築
する場合、光分岐結合器の分岐比をその配設位置に応じ
た値に設定する必要がある。そのため、ユーザ側から光
分岐結合器のメーカー側に、それぞれ異なった分岐比を
もつ光分岐結合器の供給が要望されている。
（発明の目的） この発明は、上記課題を解決するためになされたもので
、低損失の光分岐結合器を製造することかできる光分岐
結合器の製造方法を提供することを第１の目的とする。
また、この発明は上記第１の目的を達成した上で、さら
に製造工程の簡便化を図ることを第２の目的とする。
また、この発明は上記第１の目的を達成した上で、さら
に指定された分岐比を有する光分岐結合器を簡便に製造
することかできる光分岐結合器の製造方法を提供するこ
とを第３の目的とする。
（目的を達成するだめの手段） 請求項］の発明は、上記第１の目的を達成するために、
プラスチックファイバを２本以上準備し、予め定めた長
さにわたって前記プラスチックファイバを相互に当接さ
せ、さらに超音波加振して、その当接６Ｉ！ｉ域で相互
に溶着する。
請求項２の発明は、上記第１の目的を達成するために、
コアの外周にクラッドを被覆してなるプラスチックファ
イバを２本以上準備し、各プラスチックファイバのクラ
ッドを予め定めた長さにわたって除去してコアを露出さ
せた後、前記プラスチックファイバのコアを、相互に当
接させ、さらに超音波加振して、相互に溶着する。
請求項３の発明は、上記第２の目的を達成するために、
コアの外周にクラッドを被覆してなるプラスチックファ
イバを２本以上準備し、予め定めた長さにわたって前記
プラスチックファイバを相互に当接させ、さらに超音波
加振して、前記プラスチックファイバの各コアを相互に
溶着する。
請求項４の発明は、上記第３の目的を達成するために、
前記当接領域の長さを分岐比に応じて変更しなから、超
音波加振して、その当接領域で複数のプラスチックファ
イバを相互に溶着する。
請求項５の発明は、上記第３の目的を達成するために、
前記プラスチックファイバの前記当接領域から伸びる領
域か前記当接領域の長手方向に対してなす角度を、／、
）岐比に応じて変更しながら、超音波加振して、その当
接領域で相互に溶着する。
（作用） 請求項］の発明によれば、複数のプラスチックファイバ
か予約定めた長さにわたって当接され、さらに超音波加
振される。したがって、各プラスチックファイバは加熱
されることなく、その当接領域で相互に溶着される。
請求項２の発明によれば、各プラスチックファイバのク
ラッドを予め定めた長さにわたって除去してコアを露出
させた後、前記複数のプラスチックファイバか相互に当
接され、さらに超音波加振される。したかって、各プラ
スチックファイバは加熱されることなく、その当接領域
で各コアが相互に溶着される。
請求項３の発明によれば、複数のプラスチックファイバ
か予め定めた長さにわたって当接され、さらに超音波加
振される。したかって、各プラスチックファイバは加熱
されることなく、その当接領域で各コアか相互に溶着さ
れる。また、プラスチックファイバのクラッド除去作業
か不要となり、製造工程か簡便となる。
請求項４の発明によれば、請求項１の発明と同様に、各
プラスチックファイバは加熱されることなく、その当接
領域で相互に溶着される。しかも、前記当接領域の長さ
が変更されて、光分岐結合器の分岐比が指定された分岐
比に調整される。
請求項５の発明によれば、請求項１の発明と同様に、各
プラスチックファイバは加熱されることなく、その当接
領域で相互に溶着される。しかも、前記プラスチックフ
ァイバの前記当接領域から伸びる領域が前記当接領域の
長手方向に対してなす角度が、分岐比に応じて変更され
て、光分岐結合器の分岐比がその角度に応じた分岐比に
調整される。
（実施例） 第１図はこの発明にかかる光分岐結合器の製造方法を適
用可能な光分岐結合器の製造装置（以下においては、単
に「装置」という）を示す図であり、第２Ａ図、第２Ｂ
図および第３図はそれぞれその実施例を説明するための
斜視図である。
この装置は、コア１０ａ、ｌｌａの外周にクラッド１０
ｂ、ｌｌｂをそれぞれ被覆してなる２本のプラスチック
ファイバ１０．１１を保持するジグ２０を備えている。
このジグ２０は、第２Ａ図（あるいは第２Ｂ図）に示す
ように、下部溶着型２１と、この下部溶着型２１と嵌合
可能な形状に仕上げられた上部溶着型２２とて構成され
ている。
なお、上部および下部溶着型２２．２１は金属製又は樹
脂製である。
この下部溶着型２１の上面にはＸ方向に伸びた溝部２１
ａが、また上部溶着型２２の下面にもＸ方向に伸びた溝
部２２ａがそれぞれ設けられている。したかって、Ｘ方
向に伸びたプラスチックファイバ１０．１１を一定間隔
をもって平行に配置した後、プラスチックファイバ＜１
０．１１を溝部２１ａ　　２２ａに係合させなから下部
および上部溶着型２１．．２２をそれぞれ上方および下
方に移動させて、下部および上部溶着型２１．２２を相
互に嵌合させると、第３図に示すように、プラスチック
ファイバ１０１１か所定位置て当接保持される。
なお、２３．２４はシリコンゴム等の弾性体よりなるス
ペーサであり、スペーサ２３．２４が下部および上部溶
着型２１．２２間にそれぞれ挿入されて、下部および上
部溶着型２１．２２の相対的な傾きが防止されるととも
に、ファイバ１０゜１１のずれも防止される。
また、装置には、第１図に示すように、超音波溶着機構
部３０が設けられており、超音波溶着機構部３０の加振
子３１が上部溶着型２２の上面２２ｂに当接されている
。このため、超音波溶着機構部３０の作動と同時に、加
振子３１が上下方向に超音波振動して、その振動エネル
ギーが上部溶着型２２を介してプラスチックファイバ１
０，１１の当接部に与えられる。
さらに、この装置には、超音波溶着機構部３０に上方向
から所定の押圧力を印加する圧力印加機構部（図示省略
）か設けられている。したがって、圧力印加機構部か作
動すると、所定の押圧力か超音波溶着機構部３０および
上部溶着型２２を介してプラスチックファイバ］〕に与
えられて、プラスチックファイバ１１かプラスチックフ
ァイバ１０に圧接される。
Ａ　第１実施例 次に、上記装置により、２本の未架橋ポリメチルメタク
リレート系のプラスチックファイバから１つの光分岐結
合器を製造する方法について説明する。まず、オペレー
タかプラスチックファイバ１０．１１を所定位置にセッ
トした（第２Ａ図）後、上記装置の操作盤（図示省略）
を介して製造開始指令を与えると、上記装置全体を制御
する制御部（図示省略）からの指令にしたがって２本の
プラスチックファイバ１０．１１がジグ２ｏにより保持
される（第３図）。
その後、圧力印加機構部か作動して、所定の押圧力が超
音波溶着機構部３０および上部溶着型２２を介してプラ
スチックファイバ１１に与えられ、プラスチックファイ
バ１１がプラスチックファイバ１０に圧接される。それ
に続いて、超音波溶着機構部３０が作動して、所定の押
圧力か圧接部に与えられたままの状態で、その振動エネ
ルギーかプラスチックファイバ１０．１１の圧接部に与
えられる。すると、その初期段階で、上記圧接部のクラ
ッド１０ｂ、ｌｌｂが破壊され、Ｘ方向に直交するＹ方
向（第１図）にそれぞれ押しやられる。
そして、それに続いて、コア１．０ａ、１０ｂが固相溶
着する。
上記のようにして、コア１０ａ、１０ｂの部分溶着か完
了すると、制御部からの停止指令に応じて、超音波溶着
機構部３０および圧力印加機構部か停止し、さらにジグ
２０から上記のようにして形成された光分岐結合器４０
Ａ（第４図）が取り出される。
次に、上記の製造方法により光分岐結合器４０Ａを製造
した場合の光分岐結合器４０Ａの特性について具体的に
説明する。
本願発明者は、光分岐結合器４０Ａの特性評価を行うた
めに、以下の条件で光分岐結合器４０Ａを上記のように
して製造した。すなわち、その条件は、 （押圧力）−１０ｋｇｆ （振動周波数）＝１５ｋＨｚ （振動振幅）−４０ｕｎ （振動印加時間）−０，５秒 （分岐結合部分４１の長さ）Ｎ＝２０＋Ｉｌ＋ｎである
。
そして、その光分岐結合器４０Ａと同し長さのクラッド
付プラスチックファイバの一方端に安定化光源の出力が
接続されたときには同ファイバの他方端から１１．７４
ｊＷの赤色出力が得られる光パワー測定系を用いて、光
分岐結合器４０Ａの特性評価を行った。具体的には、製
造された光分岐結合器４０Ａの各ファイバ端４２〜４５
を光パワー測定系の光源に接続し、各ファイバ端４２〜
４５に対向するファイバ端の出力値（例えば、ファイバ
端４２に光源を接続した場合にはノアイノ１端４４４５
からの出力値）を測定した。さらに、それらの値から光
損失および分岐比をそれぞれ求めた。第１表はその結果
をまとめたものである。
（以下余白） 第１表 （以下余白） 例えば、４ｃｈ（ファイバ端４５）に赤外ＬＥＤ光を人
力した場合には、同表かられかるように、１ｃｈ、２ｃ
ｈ（ファイバ端４２．４３）からの出力値はそれぞれ４
．７８７μＷ、　５．０２０μＷであり、分岐比はｔ、
ｏ　：　ｔ、ｉとなる。また、過剰損失ＬＳは、である
。この表に示すように、上記製造方法によれば、低損失
の光分岐結合器４０Ａを製造することかできる。
以上のように、この第１実施例によれば、以下の効果か
得られる。
（１）この第１実施例では、いわゆる超音波溶着法によ
り光分岐結合器４０Ａを製造しているので、プラスチッ
クファイバ１０．１１への熱影響がなく、ファイバ１０
．１１の熱収縮による光損失の劣化はない。事実、第１
表に示すように、この実施例によれば、低損失の光分岐
結合器４０Ａを製造することかできた。
（２）また、上記と同様の理由から、プラスチックファ
イバ１０１１の熱変形やクラッド材料のコア１．０ａ、
ｌｌａへの拡散は生しない。そのため、光分岐結合器４
０Ａの特性を劣化させることなく、光分岐結合器４０Ａ
を製造することができる。
（３）クラブ）”１０ｂ、ｌｌｂの除去工程か不要とな
り、光分岐結合器４０Ａの製造工程か簡素化される。
（４）プラスチックファイバ１０．１１の溶着に要する
時間は１秒以内（上記実施例では０．５秒）であり、短
時間で光分岐結合器４０Ａを製造することかできる。
Ｂ、第２実施例 次に、上記装置により、２本のポリカーボネート系のプ
ラスチックファイバから１つの光分岐結合器を製造する
方法について説明する。まず、プラスチックファイバ１
０．１１のクラッド１０ｂ。
１１ｂを所定長さにわたって除去する。クラッド除去は
、メタクリル酸メチル等の薬品を用いる化学的手法、あ
るいは研削等の機械的手法によって行う。これによって
、プラスチックファイバ１０１］のコア１０ａ、ｌｌａ
の一部かそれぞれ露出される。なお、以下の説明の便宜
から、その露出した部分を露出コア部］Ｑａ’、ｌｌａ
’　　と称する。
そして、上記クラッド除去処理か完了したプラスチック
ファイバ１０．１１をオペレータが所定位置にセットし
た（第２Ｂ図）後、上記装置の操作盤（図示省略）を介
して製造開始指令を与えると、上記装置全体を制御する
制御部（図示省略）からの指令にしたがって２本のプラ
スチックファイバ１０．１１がング２０により保持され
る（第３図）。
その後、圧力印加機構部が作動して、所定の押圧力が超
音波溶着機構部３０および上部溶着型２２を介してプラ
スチックファイバ１１に与えられ、露出コア部１１ａ′
が露出コア部１０ａ′に圧接される。それに続いて、超
音波溶着機構部３０が作動して、所定の抑圧ノｊか露出
コア部１０ａ′１１ｂ′の圧接部に与えられたままの状
態で、その振動エネルギーかその圧接部に与えられる。
すると、露出コア部１０ａ’、Ｌ１ｂ’同士か相互に固
相溶着する。
上記のようにして、露出コア部１０ａ’、１１ｂ′の溶
着か完了すると、制御部からの停止指令に応じて、超音
波溶着機構部３０および圧力印加機構部か停止し、さら
に／グア０から上記のようにして形成された光分岐結合
器４０Ｂ（第４図）か取り出される。
次に、上記の製造方法により光分゛岐結金蓋４０Ｂを製
造した場合の光分岐結合器４０Ｂの特性について具体的
に説明する。
本願発明者は、光分岐結合器４０Ｂの特性評価を行うた
めに、以下の条件で光分岐結合器４０Ｂを上記のように
して製造した。すなわち、その条件は、 （露出コア部の長さ）　−２０ｍ＋ｎ （押圧力）−１０ｋｇｆ （振動周波数）＝１５ｋｌｌｚ （振動振幅）−４０μｍ （振動印加時間）−０，５秒 （分岐結合部分４１の長さ）ｉｔ−２０ｍｍである。
そして、光パワー測定系を用いて、光分岐結合器４０Ｂ
の特性評価を行った。具体的には、製造された光分岐結
合器４０Ｂのファイバ端４２を光パワー測定系の光源に
接続して波長６６０ｎｍのＬＥＤ光（Ｐ　４２−１３１
１Ｗ）をそのファイバ端４２に人力し、それに対向する
ファイバ端４４．４５の出力値　Ｐ　、Ｐ　をそれぞれ
測定した。その結果、出力値ｐ　　、　　ｐ　　ハソｔ
１４れ３．９５＃Ｗ、　４．５５μＷテアす、分岐比は
１．０　　：　１．１であった。また、この場合の過剰
損失ＬＳは、 １３．００ である。
また、上記と同様にして、ファイバ端４３にＬＥＤ光（
Ｐ　４３−１３μＷ）を入力し、それに対向するファイ
バ端４４．４５の出力値Ｐ　、Ｐ　をそれそれ求めた結
果、出力値Ｐ４４’　　Ｐ４５はそれぞれ３゜７３μＷ
、　４．８７μＷてあり、分岐比は１．０　　：　１．
３であった。また、この場合の過剰損失ＬＳは、１３．
００ である。
これらの結果かられかるように、上記製造方法によれば
、低損失の光分岐結合器４０Ｂを製造することができる
。また、このようにして製造された光分岐結合器４０Ｂ
はほぼ等分配の光受動デバイスとなる。
以上のように、この第２実施例においても、いわゆる超
音波溶着法により光分岐結合器４０Ｂを製造しているの
で、第１実施例と同様に、ファイバ１０．１１の熱収縮
による光損失の劣化はなく、低損失の光分岐結合器４０
Ｂを製造することができた。また、光分岐結合器４０Ｂ
の特性を劣化させる二となく、光分岐結合器４０Ｂを製
造する二とかできる。しかも、プラスチックファイバ１
０゜１１の溶着に要する時間は１秒以内（上記第２実施
例でも０５秒）であり、短時間で光分岐結合器４０Ｂを
製造することかできる。
さらに、上記第２実施例では、いわゆる耐熱樹脂ファイ
バとして一般的に知られているポリカーボネート系のプ
ラスチックファイバ１０．１１より光分岐結合器４０Ｂ
を製造しているために、比較的高い温度範囲においても
光分岐結合器４０Ｂを使用することかできるという効果
も同時に奏する。
Ｃ１第３実施例 次に、上記装置により、２本の架橋ポリメチルメタクリ
レート系のプラスチックファイバから１つの光分岐結合
器の製造する方法について説明する。具体的な製造方法
は、第２実施例と同様である。したがって、ここでは、
その詳細な説明は省略する。
次に、第２実施例と同様の製造方法により光分岐結合器
４０Ｃを製造した場合の光分岐結合器４０Ｃの特性につ
いて具体的に説明する。
本願発明音は、光分岐結合器４０Ｃの特性評価を行うた
めに、以下の条件で光分岐結合器４０Ｃを上記のように
して３つサンプルを製造した。すなわち、その条件は、 （露出コア部の長さ）−２０ｍＭ （押圧力）　−１１：、１　ｋｇ「 （振動周波数）　−１５ｋｔｌｚ （振動振幅）−４０μｍ （振動印加時間）−０，５秒 （分岐結合部分４１の長さ）ｆ−２０ｍｓ＋である。
そして、光パワー測定系を用いて、各光分岐結合器４０
Ｃの特性評価を行った。具体的には、製造された光分岐
結合器４０Ｃの各ファイバ端４２゜４３を光パワー測定
系の光源に接続して赤色ＬＥＤ光（−１７μＷ）を人力
する一方、各ファイバ端４２．４３に対向するファイバ
端４４．４５の出力値を測定した。さらに、それらの値
から過剰損失ＬＳおよび分岐比をそれぞれ求めた。第２
表ないし第４表は各光分岐結合器４０Ｃの結果をまとめ
たものである。
（以下余白） 第２表 これらの結果かられかるように、上記製造方法によれば
、低損失の光分岐結合器４０Ｃを製造することかできる
。
以上のように、この第３実施例においても、第２実施例
と同様の効果が得られる。
Ｄ８変形例 上記第１ないし第３実施例においては、コアの外周にク
ラッドを被覆してなるプラスチックファイバ１０．１１
を準備し、それらの２本のプラスチックファイバ１０．
１１より光分岐結合器４０Ａ〜４０Ｃを製造する場合に
ついてそれぞれ説明したが、３本以上のプラスチックフ
ァイバより光分岐結合器を製造する場合にもこの製造方
法を適用することができる。
また、クラッドが被覆されていないプラスチックファイ
バを複数本準備し、上記と同様の方法によって光分岐結
合器を製造することも可能である。
例えば、ベンゾイルパーオキサイドを開始剤とし、メチ
ルメタクリレートを母材とし、エチレングリコールジメ
タクリレート（−重量濃度１．０％）を架橋剤とした混
合上ツマ−を、内径１．０＋１ｌＩＮのテフロンチュー
ブに封入した後、脱酸素雰囲気下で加熱重合することに
よってコアのみからなる熱硬化性樹脂ファイバか得られ
る。こうして製造されたファイバを２本準備し、第１実
施例と同様に予め定めた長さにわｔ：ってそれらファイ
バを相互に所定の押圧力をもって圧接させ、さらに超音
波加振すると、その圧接領域で各コアが相互に溶着され
て、光分岐結合器か形成される。なお、ファイバからの
光の漏れを防止するために、分岐結合部分および各コア
の外周部に、コアよりも低い屈折率を有する樹脂、例え
ばプレポリマをコーティングする。
実際に上記のようにして製造した光分岐結合器の特性を
、上記と同様の手段によって求めると、過剰損失は３ｄ
Ｂ程度であり、分岐比は１．０：１．５程度であった。
したがって、上述した変形例によっても光損失が少ない
良好な光分岐結合器が得られる。
また、上記実施例において、押圧力を調整することによ
って分岐比を適当な値に変更することか可能である。例
えば、押圧力を５ｋｇｆないし］Ｏｋｇｆの範囲内でそ
れぞれ変化させながら（但し、それ以外の製造条件は上
記と同一である）、上記のようにして光分岐結合器４０
Ａを製造した場合その分岐比を８１から１１の範囲内で
変化させることかできる。
Ｅ　分岐結合部分４１の補強 ところで、従来より、分岐結合部分４１の強度を補強す
るために、光分岐結合器４０Ａ〜４０Ｃの分岐結合部分
４］を樹脂モールドしている。この樹脂モールド処理は
、単に分岐結合部分４１の強度を高めるためにたけの目
的で行われているわすてはなく、光分岐結合器４０Ａ〜
４０Ｃの１　ｃｈ２ｃｈとなるファイバ端４２．４３と
分岐結合部分４］との角度関係を、また３ｃｈ、４ｃｈ
となるファイバ端４４．４５と分岐結合部分４１とのそ
れをそれぞれ固定するという目的も有している。したか
って、分岐結合部分４１の樹脂モールド処理は重要な倉
義を有する。
しかしながら、上記のようにして製造された光分岐結合
器４０Ａ〜４０Ｃの分岐結合部分４１を樹脂モールドし
た場合には、光損失か増大する。
例えば、光分岐結合器４０Ａの分岐結合部分４１をエポ
キシ樹脂によりモールドした後、上記と同様にして、光
損失を求めると、第５表に示す結果か得られた。
（以下余白） 第５表 （以下余白） また、第１表および第５表から損失の平均値を求めると
、樹脂モールドを行わない場合および行った場合の平均
値はそれぞれ０．８８（ｄＢ）、　１．４１（ｄＢ）で
あり、樹脂モールド処理を行うことにより、損失か０．
５３（ｄＢ）たけ増加したことかわかる。この原因は、
樹脂モールド処理を行わない場合においては伝搬モート
で伝搬していた光の一部か、樹脂モールド処理を行うと
放射モートに変換されることに起因する。
すなわち、樹脂モールド処理を行わない場合、光分岐結
合器４０Ａ〜４０Ｃの分岐結合部分４１では、第５図に
示すように、ある入射角度で入射された光Ｌ１は空気層
（屈折率ｎ。−１）とクラッド４１ｂ（屈折率ｎ　　＞
ｎｏ）との界面て余尺射されなから、伝搬される。しか
しながら、樹脂モールド処理を行った場合、光Ｌｔは、
第６図に示すように、クラッド４１ｂとエポキシ樹脂５
０との界面を透過してエポキシ樹脂５０内に入射されて
しまう。この現象は、−船釣にエポキシ樹脂５０の屈折
率ｎ２が空気層の屈折率ｎ。よりも大きいために生しる
。したがって、屈折率ｎ２が屈折率ｎ。よりも大きくな
るにしたがって、伝搬モードから放射モードに変換され
る光の割り合いが多くなり、樹脂モールド処理による光
損失が増加する。
そこで、光損失を増大させることなく、分岐結合部分４
１の強度を高めると同時にファイバ端の角度関係を固定
するために、以下の方法が考えられる。
第７図および第８図は、それぞれ上記目的を達成するた
めに発明者が考案した中空カバーを示す斜視図である。
この中空カバー６０は、一体化可能な一対のエポキン樹
脂製のカバ一部材６１．６２により構成されている。ま
た、カバ一部材６１の上面およびカバ一部材６２の下面
はそれぞれ光分岐結合器４０Ａ　（４０Ｂ、４０Ｃ）に
対応した形状に成形されている。したがって、光分岐結
合器４０Ａ　（４０Ｂ、４０Ｃ）を所定位置に配置した
後、カバ一部材６１．６２をそれぞれ上方および下方に
移動させて、一体化させると、第８図に示すよ、うに、
光分岐結合器４０Ａ　（４０Ｂ、４０Ｃ）全体かカバ一
部材６１．６２に包まれ、保護される。このため、光分
岐結合器４０Ａ（４０８４０Ｃ）に外力が加わったとし
ても、この中空カバー６０によって分岐結合部分４１へ
の外力印加か防止される。また同時に、保持用ンース６
３に覆われた各ファイバ端かカバ一部材６１．６２に挟
持固定される。その結果、各ファイバ端の角度関係か一
定に固定される。
一方、分岐結合部分４１は、第９図に示すように、空気
層に覆われた状態に保持される。このため、光損失の変
化は原理的には生しない。このことを検証するために、
上記のようにして製造された光分岐結合器４０Ａを中空
カバー６０によって保護した後、上記と同様にして、光
損失を求めた。
第６表はその結果を示すものである。
（以下余白） 第６表 （以下余白） 同表から損失の平均値を求めると、その平均値は０．８
８（ｄ［３）であり、中空カバー６ｏて光分岐結合器４
０Ａの分岐結合部分４］を覆ったとしても、その光分岐
結合器４０Ａの特性は変化しないことがわかる。
なお、上記においては、カッ＼一部材６］　６２をエポ
キ／樹脂製としたが、カバ一部材６１６２の材質はこれ
に限定されるものではない。
Ｆ　分岐比の調整 以上のように、上記第１ないし第３実施例によれば、押
圧力を調整することによって分岐比を変更することか可
能である。しがし１７がら、押圧力を高めるにしたがっ
て溶着型との当接部分てプラスチックファイバかダメー
ンを受けて光損失が大きくなる。例えば、第１実施例に
おいては、下部溶着型２１とプラスチックファイバ１ｏ
とが、また上部溶着型２２とプラスチックファイバ１１
とがそれぞれ当接している。したがって、この状態で押
圧力を高めると、各当接部分てクラッド１゜ｂ、ｌｌｂ
がそれぞれ傷つき、その部分で光の散乱か生じる。その
結県、光損失か大きくなってしまう。
そこで、本願発明者は、押圧力を変化させることなく、
分岐比を簡便に変更することかできる技術をさらに発明
した。
く第１の分岐比調整技術〉 第１０図は、分岐結合部分４１ての光の伝搬の様子を示
す模式図である。たたし、同図（ａ）における分岐結合
部分４１の長さ９−９、であり、同図（ｂ）におけるそ
の長さ９＝９□　（＞Ｎ、）である。いま、例えば同図
に示すように、ファイバ端４２にある入射角度で入射さ
れて、プラスチックファイバ内で全反射されなから分岐
結合部分４１に伝搬される光ＬＩｏに着目する。この先
Ｌ１ｏは、同図（ａ）　、　（ｂ）の光路で示されるよ
うに、分岐結合部分４１の長さに応じて、長さΩが９１
のときにはファイバ端４４に伝搬される一方、長さｐか
ρ２のときにはファイバ端４５に伝搬される。このこと
から、分岐結合部分４１の長さｐを変化させると光の伝
搬紅路か変化して、ファイバ端４４゜４５からの出力さ
れる光の割り合い、つまり分岐比が変化することか推測
される。
そこで、分岐結合部分４１の長さρと分岐比との関係を
調べるために、分岐結合部分４１の長さρを１０ｍｍ、
　１５ｍｍ、　２０ｍｍに設定しく但し、それ以外の製
造条件は上記第１実施例と同一である）、光分岐結合器
４０Ａ（第４図を参照）を製造した。
そして、光パワー測定系を用いてそれら３種類の光分岐
結合器４０Ａの分岐比をそれぞれ求めた。
具体的には、各ファイバ端４２．４３を光パワ測定系の
光源に接続して赤色ＬＥＤ光（＝　Ｌ３．７４μＷ）を
入力する一方、各ファイバ端４２４３に対向するファイ
バ端４４．４５の出力値を測定した。さらに、それらの
値から過剰損失ＬＳおよび分岐比をそれぞれ求めた。第
７表ないし第９表はその結果をまとめたものであり、こ
の順序で分岐結合部分４１の長さρが１０ｍｍ、　　１
５ｍｍ　　２０ｎｍである光分岐結合器４０Ａの結果を
それぞれ示している。
第７表 第８表 第９表 これらの結果かられかるように、分岐結合部分４］の長
さ９を変更することによって、分岐比を調整することか
できる。なお、溶着型のサイズを変更することによって
、分岐結合部分４１の長さｐを容易に所定値に設定する
ことができる。したかって、適当なツク２０を用いて、
−［記実施例にしたかって光分岐結合器を製造すれば、
押圧力を変化させることなく、所望の分岐比を有する光
分岐結合器を製造する二とができる。
く第２の分岐比調整技術〉 第１１図は、分岐結合部分４１ての光の伝搬の様子を示
す模式図である。たたし、同図（ａ）　、　　（ｂ）は
それぞれファイバ角度θをθ−ｏｏとした場合および０
°＜θく９ｏ０内の所定の角度とした場合の光の伝搬の
様子を示している。ここで、「ファイバ角度θ」とは、
第１２図に示すように、光分岐結合器４０の長手方向Ｘ
に対するファイバ端のなす角度を意味する。
いま、例えば第１１図に示すように、ファイバ端４２に
ある入射角度で入射されて、プラスチックファイバ内で
全反射されながら分岐結合部分４１に伝搬される光Ｌ２
ｏに着目する。この光Ｌ２ｏは、ファイバ角度θ−０°
のときには、同図（ａ）の光路で示されるようにファイ
バ端４４に伝搬される一方、Ｑ’＜θく９０°内の所定
の角度の場合には、同図（ｂ）の光路で示されるように
ファイバ端４５に伝搬される。このことから、ファイバ
角度θを変化させると、光の伝搬経路が変化して、分岐
比が変化することか推測される。
そこで、ファイバ角度θと分岐比との関係を調べるため
に、ファイバ角度θを１０°に設定しく但し、それ以外
の製造条件は上記第１実施例と同一である）、光分岐結
合器４０Ａ′を製造した後、先の実施例と同様にしてそ
れらの分岐比を求めた。
第１０表はその結果をまとめたものである。
（以下余白） 第１０表 ところで、上記のようにして製造された光分岐結合器４
０Ａ′の分岐結合部分４１の長さｐは２０ｍｍである。
したがって、先に説明した光分岐結合器４０Ａのうち、
分岐結合部分４１の長さか２０ｆｌｆｆｌであるもの（
第９表に示す特性を有する）と比較することによってフ
ァイバ角度θが分岐比に及す効果を検証することかでき
る。すなわち、第１０表はファイバ角度θか１０°であ
る場合の結果を示し、第９表はゼロである場合の結果を
示している。
これらの表かられかるように、ファイバ角度θを変化さ
せることによって分岐比が大きく変化している。したが
って、ファイバ角度θを変更することによっても、分岐
比を容易に変更することができる。
〈その他〉 以上説明したように、（ｉ）分岐結合部分４１の長さｐ
を変更する、あるいは（ｌｉ）ファイバ角度θを変更す
ることによって、分岐比を変更することかできるか、両
者を同時に調整することによっても分岐比を変更するこ
とかできる。ただし、ファイバ角度θの分岐比への影響
は、後述するように、分岐結合部分４１の長さＩによっ
て大きく異なっている。
そこで、本願発明者は、分岐比へのファイバ角度θおよ
び分岐結合部分４１の長さｐの影響を調べるため、以下
のコンピュータ・シミュレーションを行った。第１２図
は、このシミュレーション条件を説明するための図であ
る。このコンピュータφシミュレーションでは、 （ａ）ファイバ端４２に光Ｌ３ｏが入射される、（ｂ）
プラスチックファイバ１１の中心軸に対する光Ｌ３０の
角度φは、−２０°〜２０″の範囲である、と仮定して
いる。そして、ファイバ角度θを種々の値に設定した場
合、光Ｌ３ｏがどのような割り合いてファイバ端４４．
４５に伝搬されるかを演算している。
そして、分岐結合部分４１の長さ９を１０ｍｍ　　１５
Ｉ１ｍ、　２０ｍｍとし、上記コンピュータ・シミュレ
ーションをそれぞれ行って、ファイバ角度θと分岐比と
の関係を求めた。第１３図ないし第１５図はそれぞれそ
のシミュレーション結果を示すグラフである。これらの
図に示すように、分岐結合部分４１の長さｐおよびファ
イバ角度θの変化にともなって分岐比は変化している。
ところで、この種の光分岐結合器では、−船釣に、分岐
比がより１．１に近いものとなるように設計製造するこ
とか望まれている。したかって、上記シミュレーション
結果から好適な分岐結合部分４１の長さ９とファイバ角
度θとの関係を求めることができる。例えば、長さｐを
１ＯｆｆｌＩ１１とした場合には、分岐比をｌ二１にす
るのに好適なファイバ角度θは約３．５　’であり、こ
れらを満足するように光分岐結合器を製造すれば、分岐
比がほぼ１：１のものが得られる。
また、分岐比か］　〕から０　、５　（ｄＢ）程度すれ
たとしても、１ｓ１の分岐比を持つ光分岐結合器として
実使用に十分に耐える。なお、上記のように分岐比を単
位（ｄＢ）で評価する場合には、次の式に基づいて行う
。
分岐比（ｄＢ）　　＝　　　１０・ｌｏｇ（Ｐ　　／　
Ｐ　２　　）たたし、Ｐ、Ｐ３は、あるファイバ端に光
信号を入力したとき、それに対向する２つのファイバ端
から出力される強度である。
したかって、例えば長さρを１０ｍｍとした場合には、
好適なファイバ角度θは２°　（第１３図の黒丸印）か
ら４５°　（同図の白丸印）の範囲内となる。上記と同
様にして、各長さｆ　（−１２，５，１５，１７５，２
０，２２，５，２５ｍｍ）に対する好適なファイバ角度
θの範囲を順次求め、グラフにプロットすることによっ
て、第１６図に示す関係が得られる。同図において、黒
丸および白丸印はそれぞれ分岐比を１１にするのに好適
なファイバ角度θの範囲の上限および下限を示している
。また、直線Ｌ　＋、は分岐結合部分４１の長さ９と好
適なファイバ角度θの下限値θ、との関係を示すもので
あり、次式の関係を有している。
θＬ−０，ｅｏ、Ｑ　−２，０８ 一方、直線ＬＵは長さｐと好適なファイバ角度θの上限
値θ。との関係を示すものであり、次式の関係を有して
いる。
θＵ＝　　０．６ｉ　−０，３９ したかって、上記のようにして製造された光分岐結合器
のファイバ角度θと分岐結合部分４１の長さｐとが、次
の不等式 ％式％ を満足するように設定すれば、分岐比はほぼ１：１とな
ると予想される。
（発明の効果） 以上のように、請求項１の発明によれば、予め定めた長
さにわたって複数のプラスチックファイバを相互に当接
させ、さらに超音波加振して、その当接領域で各コアを
相互に溶着するようにしているので、各プラスチックフ
ァイバは熱影響を受けることなく、所定領域て溶着する
。したかって、低損失の光分岐結合器を製造することか
できる。
請求項２の発明によれば、各プラスチックファイバのク
ラッドを予め定めた長さにわたって除去してコアを露出
させた後、前記複数のプラスチックフフイ・・を相互に
当接させ、さらに超音波加振して、その当接領域で各コ
アを相互に溶着しているので、上記請求項１の発明の同
様の効果を得ることかできる。
請求項３の発明によれば、複数のプラスチックファイバ
を予め定めた長さにわたって当接させ、さらに超音波加
振して、その当接領域で各コアか相互に溶着しているの
で、上記請求項１の発明の同様の効果を得ることかでき
る。しかも、プラスチックファイバのクラッド除去作業
が不要となり、製造工程か簡便となる。
請求項４および５の発明によれば、超音波加振して、そ
の当接領域で各コアが相互に溶着しているので、上記請
求項１の発明に同様の効果を得ることができる。しかも
、請求項４の発明では前記当接領域の長さを分岐比に応
じて変更する一方、請求項５の発明では前記プラスチッ
クファイバの前記当接領域から伸びる領域か前記当接領
域の長手方向に対してなす角度を分岐比に応じて変更し
なから、超音波加振している。その結果、光分岐結合器
の分岐比を簡便に変更することかできる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明にかかる光分岐結合器の製造方法を適
用可能な光分岐結合器の製造装置を示す図、第２Ａ図、
第２Ｂ図および第３図はそれぞれその実施例を説明する
ための斜視図、第４図は上記実施例により製造された光
分岐結合器の模式図、第５図および第６図はそれぞれ分
岐結合部分における光の伝搬のようすを模式的に示す図
、第７図および第８図はそれぞれ中空カバーの斜視図、
第９図はその斜視断面図、第１０図および第１１図は、
それぞれ分岐結合部分での光の伝搬の様子を示す模式図
、第１２図はシミュレーション条件を説明するための図
、第１３図ないし第１５図はそれぞれそのシミュレーシ
ョン結果を示すグラフ、第１６図は分岐結合部分の長さ
ρとファイバ角度θとの関係を示すグラフ、第１７図は
従来の光分岐結合器の製造方法を説明するための図であ
る。 １０．１１・・プラスチックファイバ、１０ａ、ｌｌａ
・・・コア、 １０ｂ、ｌｌｂ・・・クラッド、

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）プラスチックファイバを２本以上準備し、予め定
    めた長さにわたって前記プラスチックファイバを相互に
    当接させ、さらに超音波加振して、その当接領域で相互
    に溶着することを特徴とする光分岐結合器の製造方法。
  2. （２）前記プラスチックファイバはコアの外周にクラッ
    ドを被覆してなり、前記プラスチックファイバを相互に
    当接させる前に、前記当接領域にわたってクラッドを除
    去する請求項１記載の光分岐結合器の製造方法。
  3. （３）前記プラスチックファイバはコアの外周にクラッ
    ドを被覆してなる請求項１記載の光分岐結合器の製造方
    法。
  4. （４）前記当接領域の長さを分岐比に応じて変更する請
    求項１記載の光分岐結合器の製造方法。
  5. （５）前記プラスチックファイバの前記当接領域から伸
    びる領域が前記当接領域の長手方向に対してなす角度を
    、分岐比に応じて変更する請求項１記載の光分岐結合器
    の製造方法。
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