JPH04151112A - スターカプラの製造方法 - Google Patents
スターカプラの製造方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
個の出力用チャンネルとを有するスターカプラおよびそ
の製造方法に関する。
トワークの一例を示す模式図である。このスター型通信
ネットワークでは、同図に示すように、4つの端末A−
Dか4×4チヤンネルのスターカプラ1によって相互に
連結されている。すなわち、スターカプラ1には、4つ
の人力用チャンネルか設けられており、端末A−Dの送
信部TX −TXDにそれぞれ接続されている。また
、出力用チャンネルも4つ設けられ、端末A−Dの受信
部RX −RXDにそれぞれ接続されている。
する。
された場合、光信号Sはスターカプラ1で4つに分岐さ
れ、各端末A−Dの受信部RXA〜RX Dに送られる
。
スチックファイバ2〜5を用意し、中間部分のクラッド
を、約35mmにわたってメタクリル酸メチルを用いて
それぞれ溶解除去する。それに続いて、プラスチックフ
ァイバ12〜5のクラッド除去部分を束ね、上記クラッ
ド除去部分をテフロンチューブ6てカバーする。そして
、そのテフロンチューブ6内てコアイノ)2〜5を36
0°捩じった後、ファイバの長手方向にテンションを印
加しながら、その捩しった部分を加熱し、ファイバ2〜
5を相互に溶着する。こうして、4×4チヤンネルのス
ターカプラ1が製造される。
光損失か大きく、実使用に適さないものであった。その
理由として、以下の理由が掲げられる。すなわち、上記
スターカプラ]では、各ファイバ2〜5のコアを相互に
熱溶着させているために、加熱によってコアか熱収縮し
、その結果、光損失か大きくなる。また、その加熱最中
においては、熱溶着部分近傍のクラッドにも熱か伝わり
、クラットか溶けてファイバ2〜5か変形したり、クラ
7 t” 44 Elかコアに拡散して特性の劣化、特
に光損失の増大か生じる二とかある。
性を調べた結果、過剰損失等は以下の通りてあっfL。
ー測定系の光源を接続して波長6fliOnmのLED
光(P−18,86++W)を人力し、そのファイバ端
部に対向する各ファイバ端部の出力値P −P 4を
それぞれ測定した。その結果、出力値P1〜P4はそれ
ぞれ269μW、 1.97μW、2旧jW、 2.4
2μWてあり、分岐比は137・1.00 : 1.0
2・1.23であった。また、この場合の過剰損失LS
は、18.8B であった。この結果かられかるように、スターカプラ1
の光損失はかなり大きく、熱溶着法によって製造された
スターカプラ1は実使用に適さないものであることかわ
かる。
のスターカプラおよびその製造り法を提供することを目
的とする。
成するために、複数のプラスチックファイバの中間部を
所定長さにわたって相Hに当接させ、さらに超呂波溶着
してなる光分岐部分を有する光学素子を複数組み合わせ
て構成され、これら光学素子の前記光分岐部分か相互に
超音波溶着されている。
するために、複数のプラスチックファイバの中間部を所
定長さにわたって相互に当接させ、さらに超音波溶着し
てなる光分岐部分を備えた光学素子と、プラスチックフ
ァイバとを組み合わさせ構成され、前記プラスチックフ
ァイバの中間部と前記光学素子の前記光分岐部分とが相
互に超音波溶着されている。
目的を達成するために、複数のプラスチックファイバの
中間部を所定長さにわたって相互に当接させ、さらに超
音波溶着して光分岐部分を形成してなる光学素子を、複
数個準備した後、前記複数の光学素子の前記光分岐部分
を、同時あるいは順次、相互に超音波溶着している。
目的を達成するために、複数のプラスチックファイバの
中間部を所定長さにわたって相互に当接させ、さらに超
音波溶着して光分岐部分を形成してなる光学素子と、プ
ラスチックファイバとを、それぞれ少なくとも1本以上
ずつ準備した後、前記プラスチックコアイノ1の中間部
と前記光学素子の前記光分岐部分とを、同時あるいは順
次、相互に超音波溶着している。
以上のプラスチックファイバが、加熱されることなく、
所定位置で相互に超音波溶着され、また請求項2に係る
スターカプラによれば少なくとも3本以上のプラスチッ
クファイ/・か、加熱されることなく所定位置で相互に
超音波溶着される。
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、請求項3および4に係るスタ
ーカプラの製造方法によれば、上記請求項1および2に
係るスターカプラをそれぞれ製造できる。
用可能な光学素子の製造装置(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。
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。
脂製である。
aか、また上部溶着型22の下面にもX方向に伸びt:
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1011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10
.11を溝部21a 22aに係合させながら下部お
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10.11が所定位置て当接保持される。
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の相対的な傾きか防止されるととも
に、ファイバ10]1のすれも防止される。
部30か設けられており、超音波溶着機構部3「〕の加
振子′3]か上部溶着型22の上面22bに当接されて
いる。二のため、超音波溶着機構部30のf1動と同時
に、加振子3〕か上下方向に超音波振動して、その振動
エネルギーか下部溶着型22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。
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]]がプラスチックフ
ァイバ10に圧接される。
リレート系のプラスチックファイバを用いて1つの光学
素子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)からの指令にしたかって2本の
プラスチックファイバ10.11の中間部がジグ20に
より保持される(第3図)。
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(第1図)にそれぞれ押しやられる。
する。
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学素子40A(
第4図)が取り出される。
特性について具体的に説明する。
素子40Aを製造した。すなわち、その条件は、 (′押圧力)=10kgf (振動周波数) −15kHz (振動振幅)−40am (振動印加時間)−0,5秒 (光分岐部分41の長さ)N−20n+nである。
ラスチックファイノ1の一方端に安定化光源の出力か接
続されたときには同ファイノ・の他方端から11.74
gWの赤色出力か得られる光パワ測定系を用いて、光学
素子4nAの特性+i’F価を行った。具体的には、製
造された光学素子4〔]A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42〜4
5に対向するファイバ端の出力値(例えば、ファイト端
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。
力した場合には、同表かられかるように、1eh、2C
,h(ファイバ端42.43)からの出力値はそれぞれ
4.767μW、 5.020μWてあり、分岐比は1
.0:1.1となる。また、過剰損失LSは、てあった
。この表に示すように、上記製造方法によれば、低損失
の光学素子40Aを製造することかできる。
おりである。
造しているので、プラスチックファイバ10.11への
熱影響かなく、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、この製造
方法を用いると、低損失の光学素子40Aを製造するこ
とができた。
イバ10.11の熱変形やクラッド材料のコア10a、
l1gへの拡散は生じない。そのため、光学素子40A
の特性を劣化させることなく、光学素子40Aを製造す
ることかできる。
、光学素子40Aの製造工程か簡素化される。
時間は1秒以内(上記実施例では0.5秒)であり、短
時間で光学素子4OAを製造することができる。
ラスチックファイバを用いて1つの光学素子を製造する
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のクラット10b。
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]011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1
0a’、llaと称する。
ファイバ10.11をオペレータが所定位置にセントし
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)からの指令にしたかって2本のプラ
スチックファイバ10.11の中間部かジグ20により
保持される(第3図)。
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′
か露出コア部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、所定の抑圧力か露出コ
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’、llb’同士か相互に固[
[1溶着する。
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か停止し、
さらにツク20から上記のようにして形成された光学素
子40B(第4図)か取り出される。
特性について具体的に説明する。
素子40B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) −10kgf (振動周波数)=15kllz (振動振幅)=401Im (振動印加時間)−0,5秒 (光分岐部分41の長さ)Ω−20mmである。
性評価を行った。具体的には、製造された光学素子40
B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(P42−13μW)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4
4.45の出力値P 、P をそれぞれ測定した。
、 4.55μWてあり、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、 てあった。
P43−1311W)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P 、P はそれぞれ3.7311
W、 4.87μWであり、分岐比は1.0 : 1
.3であった。また、二の場合の過剰損失LSは、てあ
った。
、低損失の光学素子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学素子40Bはほぼ等
分配の光受動デバイスとなる。
超音波溶着法により光学素子40Bを製造しているので
、第1の製法例と同様に、ファイバ1011の熱収縮に
よる光損失の劣化はなく、低損失の光学素子40Bを製
造することかできた。
学素子40Bを製造することができる。しかち、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(上記第2実施例でも05[ル)であり、y豆時間で
光学素子40Bを製造することかできる。
フフイハとして一般的に知られているポリカホネー1−
系のプラスチックファイバ1r)、11を用いて光学素
子40Bを製造しているために、比較的高い温度転回に
おいても光学素子40Bを使用する二とかできるという
効果も同時に奏する。
レート系のプラスチックファイバを用いて1つの光学素
子を製造する方法について説明する。この第3の製法例
は、第2の製法例に比へ、ファイバの材料か異なるたけ
て、その他の具体的な製造1順は第2製法例と同様であ
る。したがって、ここでは、その詳細な説明は省略する
。
いて以下に具体的に説明する。
学素子4 CI Cを3例製造した。すなわち、その条
C牛は、 (露出コア部の長さ)−20mm (押圧力)=1(1kgf (振動周波数) −15kllz (振動振幅)−4(1μm (振動印加口り間)−(,1,5秒 (光分岐部分4]の長さ)Ω−20nvである。
Cの特性評価を行った。具体的には、製造された光?素
子4〔ICの各ファイバ端’42.43を光パワーΔ−
1定系の光源に接続して赤色LED光(−17μW)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
2表ないし第4表は各光学素子40Cの結果をまとめた
ものである。
ても、低損失の光学素子40Cを製造することができる
。こうして、この第3製法例によっても、第2製法例と
同様の効果か得られる。
ックファイバ10.11を同時に超音波溶着して光学素
子40A〜40Cを製造しているが、3本以上のプラス
チックファイバを同時に超音波溶着して光学素子を製造
するようにしてもよい。
クラットを被覆してなるプラスチックファイバを用いて
光学素子40A〜40Cを製造しているか、クラットか
被覆されていない複数本のプラスチックファイバを用い
て上記と同様の方法により光学素子を製造するようにし
てもよい。
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 、0X)を架橋剤とした
混合上ツマ−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製法
例の場合と同様、所定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か相互に溶着されて、
光学素子か形成される。なお、ファイバからの光の漏れ
を防止するために、光分岐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。
記と同様の手段によって求めると、過剰損失は3dB程
度であり、分岐比は1.0 + 1.5程度であった。
ない良好な光学素子が得られる。
発明にかかるスターカブラの第1実施例を説明するため
の模式図である。ここでは、スターカブラ50の製造手
順を以下に説明し、その構成の特徴を明らかにする。
にして製造された光7°素T40a、40bを準礒し、
それら光学素子40a、40bを上下に並列配置する(
第5図(a))。そして、各光学素子4(1B、4r’
lbの光分岐部分41a 41b(点線で囲った部分
)を、上記超音波溶着法によって相互に溶着して、光分
岐部分51を形成する(同図(b))。こうして、いわ
ゆる4X4チヤンネルのスターカブラ50か形成される
(第5図(b))。
を用いて行うことかできることは言うまでもないか、溶
着型21.22の代わりにスターカブラ50に応した形
状に仕上げられた溶着型21’、22’を用いる必要か
ある。すなわち、第6図に示すように、溶着型21′に
は、光学素子40aの光分岐部分41aに係合可能に仕
上げられた溝部2]a′か設けられる一方、溶着型22
には、光学素子40bの光分岐部分41bに係合可能に
仕上げられた溝部22a′か設けられている。したかっ
て、光学素子40a、40bを第5図(a)に示すよう
に並列配置した後、光学素子40a40bを溝部21a
’ 、22a’ に係合させなから溶着型21’、22
’をそれぞれ上方および下方に移動させて、溶着型21
’、22’を相互に嵌合させると、第6図に示すように
、光分岐部分4]a、41bか所定位置て当接保持され
る。なお、その他の構成および超音波溶着の手順につい
ては、先の超音波溶着法と同等変わるところはないので
、説明を省略する。
分岐部分51の一方端から4本のファイバ端部52〜5
5か、また他方端から4本のファイバ端部56〜59か
ファイバの長手方向に伸びている。したかって、あるフ
ァイバ端部、例えばファイバ端部52に光信号を人力す
れば、その光信号はそれに対向するコアイハ端部56〜
59に分岐出力される。
ファイハ製のスターカブラ50の特性を検証する。
す、上記第1の製法例を用いて以下の条件で光学素子4
0a、40bをそれぞれ形成した。
40bの光分岐部分41a、41bを以下の条件で相
互に超音波溶着した。すなわち、その条件は、 (押圧力)=15kgF (振動周波数) = 15kllz (振動振幅) −4fl++m (振動印υ[1時間)=1.r)秒 (光分岐部分5]の長さ)l=20mmである。
ターカブう5 (1の特性評価を行った。具体的に(は
、スターカブラ50のファイバ端部52にパワ−4−1
定系の光源を接続して波長660n111の赤色光(P
−15,35μW)を人力し、各ファイノ・端部56〜
5つの出力値P56〜P59をそれぞれAl11定した
。その結果、出力値P56〜P59はそれぞれ3.61
1IW243μW 2.59BW、 1.49gW
であり、分岐比は241.6 : 1.7 : 1
.0てあった。また、この場合の過剰損失LSは、 てあった。この結果およびスターカブラ1 (従来例)
との比較かられかるように、上記実施例によれば、光損
失の低い4×4チヤンネルのスターカブラ50か得られ
る。
ーカブラの第2および第3実施例を示す模式図である。
び第3実施例にかかるスタカブラ60.7Qの製造手順
をそれぞれ以下に説明し、それらの構成の特徴を明らか
にする。
ようにして製造された光学素子40cとプラスチ、クフ
ァイハ12とを準備し、それらを上下に並列配置する(
第7図(a))。そして、ファイバ12の中間部と光学
素子40cの光分岐部分41cと(点線で囲った部分)
を、上記超音波溶着法によって相互に溶着する。こうし
て光分岐部分61か形成されて、いわゆる3×3チヤン
ネルのスターカブラ60が形成される(同図(b))。
上記のようにして製造された光学素子40d〜40【を
準備し、光学素子40d〜40fを上下に並列配置する
(同図(a))。そして、各光分岐部分416〜41f
を相互に超音波溶着することによって光分岐部分71を
形成する。こうして、いわゆる6×6チヤンネルのスタ
ーカプラ70が形成される(同図(C))。
以下の2つがある。第1の手順は、光分岐部分41d〜
41fを順次超音波溶着する方法で、まず光学素子40
d、40eの光分岐部分41d、41eを上記超音波溶
着法によって相互に溶着し、4×4チヤンネルのスター
カプラ50aを形成する(同図(b))。その後、その
スターカプラ50aの光分岐部分51aと、光学素子4
0fの光分岐部分41fとを、超音波溶着してスターカ
プラ70を形成する。また、第2の手順は、光分岐部分
416〜41. fを相互に当接させ、超音波加振して
、−度に光分岐部分71を形成する方法である。
スターカプラ50.60.70について説明したか、こ
の発明は上記に限定されるものではなく、第3実施例と
同様の手順によって5×5゜MXM (M≧7)チャン
ネルのスターカプラを得ることもてきる。
ファイバを、加熱することなく、所定位置で相互に超音
波溶着し、スターカプラを構成しているので、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を防止することがで
きる。その結果、低損失のスターカプラか得られる。
示す図、第2A図、第2B図および第3図はそれぞれそ
の超音波溶着法を説明するための斜視図、第4図はその
方法により製造された光学素子を示す図、第5図および
第6図はそれぞれこの発明にかかるスターカプラの第1
実施例を説明するための図、第7図および第8図はそれ
ぞれこの発明にかかるスターカプラの第2および第3実
施例を説明するための模式図、第9図はこの発明の背景
技術となるスター型通信ネットワークの一例を示す模式
図、第10図はiノエ来のスターカプラを示す図である
。 10〜12・−プラスチックファイバ 40A−40C,40a 〜40f−光学素子、41.
41a−11f、51 51a、6171・光分岐部分
、 p・・・長さ
Claims (4)
- (1)複数のプラスチックファイバの中間部を所定長さ
にわたって相互に当接させ、さらに超音波溶着してなる
光分岐部分を有する光学素子を複数組み合わせて構成さ
れたスターカプラであって、これら光学素子の前記光分
岐部分が相互に超音波溶着されていることを特徴とする
スターカプラ。 - (2)複数のプラスチックファイバの中間部を所定長さ
にわたって相互に当接させ、さらに超音波溶着してなる
光分岐部分を備えた光学素子と、プラスチックファイバ
とを組み合わせて構成されたスターカプラであって、 前記プラスチックファイバの中間部と前記光学素子の前
記光分岐部分とが相互に超音波溶着されていることを特
徴とするスターカプラ。 - (3)複数のプラスチックファイバの中間部を所定長さ
にわたって相互に当接させ、さらに超音波溶着して光分
岐部分を形成してなる光学素子を、複数個準備する工程
と、 前記複数の光学素子の前記光分岐部分を、同時あるいは
順次、相互に超音波溶着する工程とを含むことを特徴と
するスターカプラの製造方法。 - (4)複数のプラスチックファイバの中間部を所定長さ
にわたって相互に当接させ、さらに超音波溶着して光分
岐部分を形成してなる光学素子と、プラスチックファイ
バとを、それぞれ少なくとも1本以上ずつ準備する工程
と、 前記プラスチックファイバの中間部と前記光学素子の前
記光分岐部分とを、同時あるいは順次、相互に超音波溶
着する工程とを含むことを特徴とするスターカプラの製
造方法。
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