JPH04151110A - 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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JPH04151110A
JPH04151110A JP2230344A JP23034490A JPH04151110A JP H04151110 A JPH04151110 A JP H04151110A JP 2230344 A JP2230344 A JP 2230344A JP 23034490 A JP23034490 A JP 23034490A JP H04151110 A JPH04151110 A JP H04151110A
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branching
fiber
optical
plastic
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勇人 柚木
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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、
特に低損失で、しかもほぼ１．１の分岐比を有する光分
岐結合器の製造方法に関する。
（背景技術とその課題） 近年、大容量の情報を高速伝送するために、プラスチッ
クファイバによる情報伝送システムの開発が進められて
いる。
このような情報伝送システムでは、１つの伝送経路を複
数に分岐したり、逆に複数の伝送経路を１つに結合した
りする必要かある。
そこで、このような機能を担う光分岐結合器を従来より
周知の熱溶着法により製造する試みか行われてきた。し
かしながら、こうして製造された光分岐結合器は、光損
失か大きく、実使用に耐えるものはなかった。というの
も、以下の理由からである。すなわち、熱溶着法は、フ
ァイバケーブルのクラットの一部を除去した後、複数本
のファイバケーブルを集束させ、クラットを除去した部
分で各ファイバケーブルのコアを相互に熱溶着させるも
のである。したかって、加熱によってコアか熱収縮し、
光損失が大きくなるからである。また、その加熱最中に
おいては、熱溶着部分近傍のクラットにも熱が伝わり、
クラッドが溶けてファイバケーブルが変形したり、クラ
ッド材料がコアに拡散して特性の劣化、特に光損失の増
大が生しることがある。
このような問題を解決すべく、本願発明者は超音波溶着
法による光分岐結合器の製造方法を提案した。この製造
方法では、２木のプラスチックファイバを少なくとも所
定長さにわたって平行に配置した状態で相互に当接し、
その当接領域に超音波振動を加える。これにより、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て、低損失の光分岐結合器か製造さ
れる。
ところで、光分岐結合器により１つの信号を２つに分岐
する場合、−船釣に等分配、すなわち分岐比を１１とす
ることが望ましい。もちろん、上記超音波溶着法によっ
ても、はぼ１．１の分岐比を有する光分岐結合器を製造
することは可能である。しかしなから、プラスチックフ
ァイバを平行に配置して超音波溶着された上記の光分岐
結合器では、分岐結合部分による決定されるファイバ断
面内での光分岐に寄与する領域の占める比率（以下［分
岐能ゴという）か小さくなるため、等分配の光分岐結合
器を得ようとすると、分岐結合部分を比較的長くする必
要かあり、その分岐結合部分での光損失か大きくなると
いう問題か牛しる。
（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
、分岐比かほぼ１・１て、しがち低損失の光分岐結合器
の製造方法を提供することを目的とする。
（目的を達成するための手段） この発明は、上記目的を達成するために、２本のプラス
チックファイバを、それらの長手方向が交差するように
所定角度をもたせて相互に当接させ、その当接領域で超
音波加振により前記両プラスチックファイバを相互に溶
着させて分岐結合部分を形成している。
（作用） この発明によれば、２本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。したかって、各プラスチックファイバへの
熱影響はなくなり、プラスチックファイバの熱収縮等に
起因する光損失か防止される。また、前記両プラスチッ
クファイバは、それらの長毛ノｊ向を交差させた状態で
超音波溶着されて分岐結合部分か形成されるため、長手
方向をゝｌ’　ｊ７１：揃えて超音波溶着した場合に比
べ、分岐結合部分の分岐能か増大し、その結果、分岐結
合部分を比較的１豆く設定しながら、分岐比を１；］１
こ近つ１する二と力・できる。
（実施例） 以下、二の発明の技術背景となる超音波溶着法による光
分岐結合器の製造方法を説明した後で、この発明の原理
および実施例を詳細に説明する。
Ｉ　超音波溶着法による光分岐結合器の製造第１図は、
超音波溶着法によ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Ｆにおいては、弔に「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］Ｏａ、ｌｌａの外周にクラット１（
ｌｂ、ｌｌｂをそれぞれ被覆してなる２本のプラスチツ
タ７アイハコ０，１１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
合可能な形状に佳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２．２．２１は金属製又は
樹脂製である。
このＦ部溶着型２］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か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ＩＱ、１１を一定間
隔をち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２］、、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１０．１．１か所定位置て当接保持される。
なお、２３，２４はン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のすれも防止される。
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か上部溶着型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
ギーか上部溶着型２°２を介してプラスチックファイバ
１０．１１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。したかって、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１１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、超音波溶着の第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。ます、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）からの指令にしたかって２本の
プラスチックファイバ１０１１かジグ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］１に与えられ、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。それ
に続いて、超音波溶着機横部３０か作動して、所定の押
圧力が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か破壊され、Ｘ方向に直交するＹ方
向く第１図）にそれぞれ押しやられる。
そして１、それに続いて、コア１０ａ、１０ｂか固相溶
着する。
上記のようにして、コアｌＱａ、１０ｂの部分溶着か完
了すると、制御部からの停止指令に応して、超音波溶着
機横部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）か取り出される。
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）−１０ｋｇｒ （振動周波数）　−１５ｋＨｚ （振動振幅）−４０μｍ （振動印加時間）−０，５秒 （分岐結合部分４１の長さ）ｆ１＝２０ｍｍである。
そして、その光分岐結合器４０Ａと同し長さのクラット
付プラスチックファイバの一力端に安定化光源の出ツノ
か接続されたときには同ファイＩ＼の他方端から１１７
４μ為の赤色出力か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ｉｉっだ。具体的には
、製造された光分岐結合器４０Ａの各フッイノ・端４２
〜４５を光パワＵｌ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ファイバ端４４
４５からの出力値）をＣＩ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
．７６７　ＩＩＷ、　５．０２０μＷてあり、分岐比は
１．０　　：　１．１　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、１．３己と同様の理由から、プラスチック
７アイハ１（＋、１１の熱変形やクラッド材料のコア１
ｒ）ａ、ｌコミへの拡散は生しない。そのため、光分岐
結合器４０Ａの特性を劣化させることなく、光分岐結合
器４（］Ａを製造することかできる。
（３）フラノＦｌ　（ｌｂ、１　ｌ　ｂ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、超音波溶着の第２実施例〉 次に、上記装置により、２本のポリカーボネト系のプラ
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７アイハ］、
０．１．１のクラッド１０ｂ１１ｂを所定長さにわたっ
て除去する。クランド除去は、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。これによフて、プラスチックファイバ１
０゜１１のコア１０ａ、ｌｌａの一部がそれぞれ露出さ
れる。なお、以上の説明の便宜から、その露出した部分
を露１＋′ｌコア部１ｒ）ａ’、ｌｌＢ’　と称する。
そして、上記クラット除去処理が完了したプラスチック
７アイハ］ｒ’ｌ、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（図小省略）
を介して製造開始指令を勺えると、上Ｒ己装置全体を制
御する制御部（図示省略）からの指令にしたかって２本
のプラスチックファイ／；’　］　０　、　１　］　カ
／グ２ｏ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、所定の押圧力か超
音波溶着機構部３ｏおよび上部溶着型２２を介してプラ
スチックファイバ１］に与えられ、露出コア部１１８′
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３ｏが作動して、所定の押圧力が露出
コア部１０ａ１１ｂ′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がその圧接部に与えられる。す
ると、露出コア部ＩＱａ’　、ｌｌｂ’同士が相互に固
相溶着する。
上記のようにして、露出コア部ｌＱａ’、１１ｂ′の溶
着か完了すると、制御部からの停止指令に応して、超音
波溶着機構部３０および圧力印加機構部が停止し、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４０Ｂ（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）＝２０ｍｍ （押圧力）−１０ｋｇｆ （振動周波数）−１５ｋＨｚ （振動振幅）　−４０１１ｍ （振動印加時間）−０，５秒 （分岐結合部分４１の長さ）ｐ−２Ｃｌ＋ｍ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のファイバ端べ２を光パワー測定系の光源に
接続して波長６６０ｎｍのＬＥＤ光（Ｐ　４２−１３μ
Ｗ）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　　はそれぞれ３
．９５＃Ｗ、　４．５５μＷであす、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　　をそれそれ求め
た結果、出力値Ｐ　１　Ｐ　はそれぞれ３゜７３ｕＷ、
　４．Ｒ７μＷ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、１３．０
０ 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を製造することかでき
る。また、このようにして製造された光分岐結合器４０
Ｂ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を製造することかできた。また、光分岐結合器４０Ｂ
の特性を劣化させることなく、光分岐結合器４０Ｂを製
造することができる。しかも、プラスチックファイバ１
０゜］１の溶着に要する時間は１秒以内（上記第２実施
例でも０，５秒）であり、短時間で光分岐結合器４０Ｂ
を製造することができる。
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を使用することができるという効果
も同時に奏する。
＜Ｃ，超音波溶着の第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。
本願発明者は、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、 （ｎ出コア部の長さ）＝２０ｍｍ （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４］の長さ）１１＝２０ｍｎ＋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の各ノアイノ１端４２４３を光パワー測定
系の光源に接続して赤色ＬＥＤ光（＝　１７ａＷ）を人
力する一方、各ファイバ端４２４３に対向するコアイノ
）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ｔ二ものである。
（以下余白） 第２表 第３表 第４表 これらの結果かられかるように、上記製造方法こよれば
、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
と同様の効果か得られる。
くＤ　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
ラットを被覆してなるプラスチックファイバ１０，１．
１を’４（Ｍし、それらの２木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か、クラットか被覆され
ていないプラスチックファイバを２本ｒ＄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、ヘンシイルバ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
合モノマーを、内径１　、０ｍｍ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た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、例えばトリ
フルオロエチルメタクリレートの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３（
ＩＢ程度であり、分岐比は１．０　：　１．５程度であ
った。したかって、上述した変形例によっても光損失か
少ない良好な光分岐結合器か得られる。
■９発明の原理 ところで、光分岐結合器の分岐比を決定する要因として
、（ａ）分岐結合部分により決定されるファイバ断面内
での光分岐に寄与する領域の占める比率、すなわち分岐
能と、（ｂ）分岐結合部分の長さとかある。すなわち、
光分岐結合器の分岐比を１＝１に近づけるためには、上
記分岐能を高めるか、あるいは分岐結合部分を比較的長
くする必要かある。しかしなから、プラスチックファイ
バを平行に配置して超音波溶着された上記の光分岐結合
器では、後述するように、分岐能か比較的小さいために
、分岐結合部分を比較的長くする必要があり、その結果
、その分岐結合部分での散失ロスか大きくなってしまう
。以下、上記光分岐結合器の分岐能を解析した後、この
発明にかかる光分岐結合器の製造方法について説明する
。
第５図は上記のようにして製造された光分岐結合器の斜
視図である。同図（ａ）に示すように、光分岐結合器４
０ては、平行に配置されたプラスチックファイバ１０１
１の一部か超音波溶着されて、分岐結合部分４１（斜線
領域）か形成されている。なお、同図（ｂ）は光分岐結
合器４０の長手方向Ｘに直交する面（Ｙ−Ｚ平面）での
分岐結合部分４１の断面図である。ここで、上記光分岐
結合器４０の分岐能を調へるために、子午面方向で反射
振動する光成分り、（第６図）を、コアイノ・端４２に
人力した場合、光成分Ｌ１はとのように伝搬するかにつ
いて解析する。なお、説明の便宜から、第６図の直線Ｍ
（ファイバの中心を通り、超音波加振方向Ｚに伸びた直
線）に対する反射振動方向かなす角度θを、「反射振動
角度」と称する。
ファイバ端４２に人力された光成分Ｌ１は、ファイバ端
４２を反射振動角度θて反射しなからファイバー１内を
伝搬し、分岐結合部分４１に入射される。分岐結合部分
４１の断面は第５図（ｂ）に示す形状を呈しているので
、第７図に示すように、光成分Ｌ　の反射振動角度θが
角度θ１から角度■ θ２の範囲（同図の斜線領域）内にあるときには、その
光成分Ｌｔは、ファイバー０側に伝搬されることはなく
、ファイバ１１内を反射しなからファイバ端４４に伝搬
される。一方、その反射振動角度θが０″から角度θ　
、あるいは角度θ２から１８０’の範囲内にあるときに
は、その光成分ＬＩは超音波溶着部分４１を介してファ
イバ１０側にも伝搬される。そのため、光成分Ｌ１は分
岐結合部分４１内を反射振動しなから、ファイバ端４４
あるいは４５に伝搬される。すなわち、この光分岐結合
器４０の分岐能は、 １８０　。
であり、第７図かられかるように、同図の斜線領域（角
度θ　から角度θ２の範囲）か比較的広く、その分岐能
は比較的小さい。
次に、二の発明にかかる光分岐結合器の製造方法につい
て説明する。第８図は、その光分岐結合器の製造方法を
説明するための図である。第８図と第２Ａ図との比較か
られかるように、この実施例（第８図）か先に説明した
実施例（第２Ａ図）と異なる点は、■この実施例では、
Ｘ−Ｙ平面において、プラスチックファイバー１の長手
方向Ｘに対してプラスチックファイバ１０が角度φで交
差するように配置されている点と、■それに対応してＦ
部溶着型２１の溝部２１ａも、上部溶着型２２の溝部２
２ａに対して角度φて交差するように形成されている点
である。その他の点において、両者は同一である。した
かって、第８図に示す各部の構成の説明を省略する。ま
た、第１図に示した装置は、この発明にかかる光分岐結
合器の製造方法にも適している。
以下、この装置（第１図参照）により、光分岐結合器を
製造する方法について説明する。まず、第８図に示すよ
うに、プラスチックファイバ１０かプラスチックファイ
バ１］に対し角度φて交差した状態に、両ファイバ１０
．１１をオペレータかセットする。そして、オペレータ
か上記装置に製造開始指令を与えると、上記と同様にし
て光分岐結合器４０′　（第９図（ａ））か形成される
。すなわち、２本のプラスチックファイバ１０，１１か
ング２０により保持された後、圧力印加機構部が作動し
て、所定の押圧力かプラスチックファイバ１］に勺えら
れ、プラスチックファイバ１１かプラスチックファイバ
］０に圧接される。それに続いて、超音波溶着機構部３
０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、各コアか相互に固相溶
着する。
第９図は、こうして製造された光分岐結合器４０′を示
す図である。同図（ａ）はその斜視図であり、同図（ｂ
）　、　（ｃ）　、　（ｄ）はそれぞれ分岐結合部分４
１のＩ−Ｉ線断面図、ｎ−ｎ線断面図、■■線断面図で
ある。同図から分るように、この光分岐結合器４０′で
は分岐結合部分４］において、２本のプラスチックファ
イバ１０１］かそれらの長手方向を角度φて交差させる
ようにして接続されている。したかって、分岐結合部分
４］の各部所面は、それぞれ異なる形状となり、上記と
同様の解析から、以下のことかわかる。
すなわち、分岐結合部分４１のファイバ端４２側（同図
（ｂ）　）では、ファイバ端４２に入力された光のうち
、反射振動角度θが角度θ１、（〉θ１）から角度θ　
（〉θ２）の範囲（斜線領域）内にある光成分は、フフ
イ・・１０側に伝搬されす、反射振動角度θか０°から
角度θ　、あるいは角度θ１２から］８０°の範囲内に
ある光成分のみか超音波溶着部分４６を介してファイバ
ー０側に伝搬される。
また、分岐結合部分４１の中心部分（同図（Ｃ））ては
、反射振動角度θか角度θ　から角度θ２の■ 範囲（斜線領域）内にある光成分は、コアイノ・１０側
に伝搬されず、反射振動角度θか０°から角度θ　　あ
るいは角度θ２から１８０°の範囲内にある光成分のみ
か超音波溶着部分４６を介してファイバー０側に伝搬さ
れる。
また、分岐結合部分４１のファイバ端４４側（同図（ｄ
））では、反射振動角度θが角度θ２１（くθ　）から
角度θ２２（〈θ２）の範囲（斜線領域）内にある光成
分は、ファイバ１０側に伝搬されず、反射振動角度θか
０°から角度θ　、あるいは角度θ２２から１８０°の
範囲内にある光成分のみか超音波溶着部分４６を介して
ファイバー０側に伝搬される。
したかって、分岐結合部分４１全体で見れば、第１０図
に示すように、ファイバ端４２に入力すれた光のうち、
反射振動角度θか角度θ１、（〉θ）から角度θ　（く
θ２）の範囲（同図の斜線領域）内にある光成分は、フ
ァイバ１０側に伝搬されることはなく、ファイバ１］内
を反射しなからファイ・・端４４に伝搬される。一方、
反射振動角度θかｒｌｏかＣ）角度θ　、あるいは角度
θ２２か冊 ら１．８０　°の範囲内にある光成分は超音波溶着部分
４６を介してファイバ１０側にも分岐して伝搬される。
このように、角度φをしだせて２本のファイバ１ｒ）、
１１を超音波溶着して分岐結合部分４１を形成しｔ：場
合には、その分岐結合部分４１により決定されるファイ
バ１１断面内での光分岐に寄与する領域の占める比率、
すなわち分岐能は、１８０　。
で与えられ、（１）式と比較しても分るように、フアイ
μを長手方向を平行に揃えて超音波溶着した場合（第７
図参照）に比べ、分岐能が高くなる。
その結果、分岐結合部分を比較的短く設定しながら、分
岐比を１：１に近づけることかできる。
■１発明の一実施例 次に、上記の効果について実施例を示しながら説明する
。
まず、本願発明者は、上記効果を検証するために、光分
岐結合器４０′　（第９図参照）を以下の条件で上記超
音波溶着法を用いて製造した。すなわち、その条件は、 （押圧力）−１０ｋｇｆ （振動周波数）−１５ｋＨｚ （振動振幅）−４０μｍ （振動印加時間）−０，５秒 （分岐結合部分４１の長さ）Ｎ−１０ｍＭ（捩れ角度）
φ−６゜ である。そして、上記光パワー測定系を用いて、光分岐
結合器４０′の特性について調べた。すなわち、製造さ
れた光分岐結合器４０′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６６０ｎＩＩｌのＬＥＤ光（
Ｐ　４２−１１１１　ｘＷ）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　　はそれぞれ５．８７μＷ、４゜５６μＷてあり
、分岐比は１．３　：　１．０であった。また、この場
合の過剰損失ＬＳは、 １Ｂ。００ である。
この結果かられかるように、上記製造方法によれば、低
損失で、しかもほぼ等分配の光分岐結合器４０′を製造
することができる。
（発明の効果） 以上のように、この発明の光分岐結合器の製造方法によ
れば、２本のプラスチックファイバを相互に当接し、超
音波加振して、各プラスチックファイバを加熱すること
なく、その当接領域で相互に溶着しているので、プラス
チックファイバの熱収縮等に起因する光損失を防止する
ことができ、低損失の光分岐結合器を製造することがで
きる。
しかも、前記両プラスチックファイバを、それらの長手
方向を交差させた状態で超音波溶着して分岐結合部分を
形成しているため、長手方向を平行に揃えて超音波溶着
した場合に比べ、分岐結合部分の分岐能か増大し、その
結果、分岐結合部分を比較的短く設定しながら、分岐比
を１：１に近づけることかできる。
【図面の簡単な説明】
第１図は超音波溶着法を利用した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図はその超
音波溶着法を説明するための斜視図、第４図および第５
図はそれぞれその方法により製造された光分岐結合器を
示す図、第６図は反射振動角度を説明するための説明図
、第７図はファイバが平行状態て溶着された分岐結合部
分での分岐能を説明するための図、第８図はこの発明の
光分岐結合器の製造方法の一実施例を説明するための斜
視図、第９図は上記製造方法によって製造された光分岐
結合器を示す図、第１０図はファイバか交差状態で溶着
された光分岐結合器での分岐能を説明するための図であ
る。 １０．１１・・プラスチックファイバ、４１・・・分岐
結合部分、 φ・捩れ角度

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）２本のプラスチックファイバを、それらの長手方
    向が交差するように所定角度をもたせて相互に当接させ
    、その当接領域で超音波加振により前記両プラスチック
    ファイバを相互に溶着させて分岐結合部分を形成するこ
    とを特徴とする光分岐結合器の製造方法。
JP2230344A 1990-01-26 1990-08-30 光分岐結合器の製造方法 Expired - Lifetime JP2854943B2 (ja)

Applications Claiming Priority (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2-17554 1990-01-26
JP1755490 1990-01-26
JP2-131962 1990-05-21
JP13196290 1990-05-21
JP13796490 1990-05-28
JP2-137964 1990-05-28
JP20834590 1990-08-06
JP2-208345 1990-08-06

Publications (2)

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