JPH06235841A - １×ｎ色消しカプラおよびファイバ・オプティック・カプラならびに１×ｎファイバ・オプティック・カプラを作成する方法 - Google Patents
１×ｎ色消しカプラおよびファイバ・オプティック・カプラならびに１×ｎファイバ・オプティック・カプラを作成する方法Info
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- JPH06235841A JPH06235841A JP5344585A JP34458593A JPH06235841A JP H06235841 A JPH06235841 A JP H06235841A JP 5344585 A JP5344585 A JP 5344585A JP 34458593 A JP34458593 A JP 34458593A JP H06235841 A JPH06235841 A JP H06235841A
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- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/2804—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
- G02B6/2821—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using lateral coupling between contiguous fibres to split or combine optical signals
- G02B6/2835—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using lateral coupling between contiguous fibres to split or combine optical signals formed or shaped by thermal treatment, e.g. couplers
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- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
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- Optics & Photonics (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 比較的広い波長帯域にわたってファイバ間で
比較的均一な結合を行うことができる単一モ−ド・ファ
イバ・オプティック・カプラを提供すること。 【構成】 この色消しファイバ・オプティック・カプラ
は３本の単一モ−ド光ファイバがそれらの長さの一部分
に沿って互いに融着されて結合領域を形成している形式
のものである。各ファイバはコアとクラッドを具備して
おり、ファイバクラッドの最低屈折率はn2である。これ
らのファイバは結合領域で三角形のアレイをなして配置
される。屈折率n3のマトリクスガラス体が結合領域を包
囲しており、n3は(n2 2-n3 2)/2n2 2に等しいΔ2-3の値が
0.125％より小さくなるような大きさだけn2より小さ
い。
比較的均一な結合を行うことができる単一モ−ド・ファ
イバ・オプティック・カプラを提供すること。 【構成】 この色消しファイバ・オプティック・カプラ
は３本の単一モ−ド光ファイバがそれらの長さの一部分
に沿って互いに融着されて結合領域を形成している形式
のものである。各ファイバはコアとクラッドを具備して
おり、ファイバクラッドの最低屈折率はn2である。これ
らのファイバは結合領域で三角形のアレイをなして配置
される。屈折率n3のマトリクスガラス体が結合領域を包
囲しており、n3は(n2 2-n3 2)/2n2 2に等しいΔ2-3の値が
0.125％より小さくなるような大きさだけn2より小さ
い。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は比較的広い波長帯域にわ
たってファイバ間の光の比較的均一な結合を行うことが
できる単一モ−ドファイバ・オプティック・カプラに関
する。
たってファイバ間の光の比較的均一な結合を行うことが
できる単一モ−ドファイバ・オプティック・カプラに関
する。
【０００２】
【従来の技術】複数本のファイバをそれの適当な長さに
沿って並置関係に位置決めしかつクラッドを互いに融着
させてファイバを固着させかつコア間の間隔を減少させ
ることによって融着ファイバ・カプラが作成されてい
る。ファイバを加熱しかつ延伸する前に毛細チュ−ブに
ファイバを挿入し、それによって「オ−バ−クラッド・
カプラ」を形成することによって種々のカプラ特性を改
善することができる。オ−バ−クラッド・カプラを形成
するために、ファイバがチュ−ブに挿入され、チュ−ブ
が脱気され、そしてそれの中間領域が加熱されそしてフ
ァイバに対してコラプスされる。その中間領域の中央部
分がその後で延伸されて、所望の結合を得るのに必要な
直径および結合長となされる。
沿って並置関係に位置決めしかつクラッドを互いに融着
させてファイバを固着させかつコア間の間隔を減少させ
ることによって融着ファイバ・カプラが作成されてい
る。ファイバを加熱しかつ延伸する前に毛細チュ−ブに
ファイバを挿入し、それによって「オ−バ−クラッド・
カプラ」を形成することによって種々のカプラ特性を改
善することができる。オ−バ−クラッド・カプラを形成
するために、ファイバがチュ−ブに挿入され、チュ−ブ
が脱気され、そしてそれの中間領域が加熱されそしてフ
ァイバに対してコラプスされる。その中間領域の中央部
分がその後で延伸されて、所望の結合を得るのに必要な
直径および結合長となされる。
【０００３】結合領域ではコアは伝播に対するそれらの
影響が非常に小さくなるように小さくなる。ファイバ・
クラッド直径が十分小さくなると、コアとクラッドの複
合体は結合領域における導波路の光誘導部分として機能
し、かつ周囲の低屈折率マトリクス材料はクラッドとし
て機能する。したがって、結合領域における隣接したフ
ァイバ・クラッド間でパワ−が伝達される。結合領域
（コア／クラッド／オ−バ−クラッド導波路）内におけ
るファイバの部分の基本モ−ドは、結合領域外における
ファイバを伝播する基本モ−ドとは異なる伝播定数を有
する。結合領域内にあるカプラ・ファイバの部分を伝播
する基本モ−ドの伝播定数を表わすために、本明細書で
は項βCRが本用いられる。結合領域における基本モ−ド
の伝播定数は実際には幾何学形状に対して連続的に変化
する。結合領域において一定の幾何学形状を有し、入力
および出力ファイバに対して無損失接続をなされたカプ
ラを考えることが、これらのカプラの挙動についての定
性的理解を得るために有用である。
影響が非常に小さくなるように小さくなる。ファイバ・
クラッド直径が十分小さくなると、コアとクラッドの複
合体は結合領域における導波路の光誘導部分として機能
し、かつ周囲の低屈折率マトリクス材料はクラッドとし
て機能する。したがって、結合領域における隣接したフ
ァイバ・クラッド間でパワ−が伝達される。結合領域
（コア／クラッド／オ−バ−クラッド導波路）内におけ
るファイバの部分の基本モ−ドは、結合領域外における
ファイバを伝播する基本モ−ドとは異なる伝播定数を有
する。結合領域内にあるカプラ・ファイバの部分を伝播
する基本モ−ドの伝播定数を表わすために、本明細書で
は項βCRが本用いられる。結合領域における基本モ−ド
の伝播定数は実際には幾何学形状に対して連続的に変化
する。結合領域において一定の幾何学形状を有し、入力
および出力ファイバに対して無損失接続をなされたカプ
ラを考えることが、これらのカプラの挙動についての定
性的理解を得るために有用である。
【０００４】結合比の波長依存性が非常に強い標準のカ
プラを作成するために従来は同一の光ファイバが用いら
れていた。すなわち、そのカプラが1310nmで3dB結合を
呈示する場合には、その波長依存性のために、1550nmで
は3dBカプラとしては機能することができない。「標準
のカプラ」は、約1310nmを中心としたウインド−（これ
を第１のウインド−と呼ぶ）におけるパワ−伝達特性で
特徴づけられうる。例えば、標準カプラは60nmウインド
−内で約±5％より大きくは変化しない結合比を呈示す
る。
プラを作成するために従来は同一の光ファイバが用いら
れていた。すなわち、そのカプラが1310nmで3dB結合を
呈示する場合には、その波長依存性のために、1550nmで
は3dBカプラとしては機能することができない。「標準
のカプラ」は、約1310nmを中心としたウインド−（これ
を第１のウインド−と呼ぶ）におけるパワ−伝達特性で
特徴づけられうる。例えば、標準カプラは60nmウインド
−内で約±5％より大きくは変化しない結合比を呈示す
る。
【０００５】「色消しカプラ」（achromatic coupler）
は結合比が標準カプラよりも波長に感応しにくいもので
ある。「色消しカプラ」の広く受入れられた定義は存在
しない。最も厳密でない定義は、第１のウインド−にお
いて標準カプラより良好なパワ−伝達特性を色消しカプ
ラが呈示することを要求するのみである。より現実的に
は、その第１のウインド−において色消しカプラが標準
カプラよりもはるかに良好な特性を有することを要求す
ること、すなわち特定された幅を有する２つのウインド
−において色消しカプラが低いパワ−伝達傾斜を呈示す
ることを要求することによって、仕様が厳しくなる。こ
れらのウインド−は幅が100nmでありかつ約1310nmおよ
び1530nmを中心としているものとして特定されうる。こ
れらのウインド−は同じ幅を有している必要はなく、そ
れらの幅は例えば80nmと60nmでありうる。最適性能を有
する色消しカプラは単一モ−ド動作領域の実質的に全体
にわたって低い値の結合パワ−傾斜を呈示し得るであろ
う。シリカをベ−スとした光ファイバの場合には、この
動作領域は例えば1260nmと1580nmの間として特定されう
る。
は結合比が標準カプラよりも波長に感応しにくいもので
ある。「色消しカプラ」の広く受入れられた定義は存在
しない。最も厳密でない定義は、第１のウインド−にお
いて標準カプラより良好なパワ−伝達特性を色消しカプ
ラが呈示することを要求するのみである。より現実的に
は、その第１のウインド−において色消しカプラが標準
カプラよりもはるかに良好な特性を有することを要求す
ること、すなわち特定された幅を有する２つのウインド
−において色消しカプラが低いパワ−伝達傾斜を呈示す
ることを要求することによって、仕様が厳しくなる。こ
れらのウインド−は幅が100nmでありかつ約1310nmおよ
び1530nmを中心としているものとして特定されうる。こ
れらのウインド−は同じ幅を有している必要はなく、そ
れらの幅は例えば80nmと60nmでありうる。最適性能を有
する色消しカプラは単一モ−ド動作領域の実質的に全体
にわたって低い値の結合パワ−傾斜を呈示し得るであろ
う。シリカをベ−スとした光ファイバの場合には、この
動作領域は例えば1260nmと1580nmの間として特定されう
る。
【０００６】結合領域において基本モ−ドに対する異な
る伝播定数を有するファイバを用いることによって、す
なわち直径が異なるファイバおよび／または屈折率分布
が異なるファイバを用いてあるいは２本の同一ファイバ
の一方を他方よりも多くテ−パさせるまたはエッチング
することによって１つの形式の色消しカプラが作成され
ている。
る伝播定数を有するファイバを用いることによって、す
なわち直径が異なるファイバおよび／または屈折率分布
が異なるファイバを用いてあるいは２本の同一ファイバ
の一方を他方よりも多くテ−パさせるまたはエッチング
することによって１つの形式の色消しカプラが作成され
ている。
【０００７】米国特許第５０１１２５１号は、被結合フ
ァイバがファイバ・クラッド材料よりも低い屈折率n3を
有するマトリクスガラスによって包囲されたオ−バ−ク
ラッド色消しファイバ・オプティック・カプラを教示し
ている。２つの導波路のβCRは、それらのファイバが異
なるクラッド屈折率を有しているから、結合領域で異な
る。第１のファイバのクラッドの屈折率n2と第２のファ
イバのクラッドの屈折率n2'との差は、比較的広い波長
帯域にわたってカプラの波長に対する結合比の変化が非
常に小さくなるようになされている。図１は米国特許第
５０１１２５１号に従って作成されたΔβ色消しカプラ
のスペクトルを示している。２つの出力の挿入損失曲線
は２つの通信ウインド−の中心近傍で交差しているが、
その曲線はそれらのウインド−の縁端近傍で散開してお
り、そしてウインド−の縁端におけるそれらの曲線間の
間隔は典型的には約1dBである。この間隔は「均一度」
（uniformity）と呼ばれ、１つの主要な標準団体である
ベルコアはTA1209と呼ばれる文書で1.0dBの所要均一度
と0.5dBの目的を要求している。
ァイバがファイバ・クラッド材料よりも低い屈折率n3を
有するマトリクスガラスによって包囲されたオ−バ−ク
ラッド色消しファイバ・オプティック・カプラを教示し
ている。２つの導波路のβCRは、それらのファイバが異
なるクラッド屈折率を有しているから、結合領域で異な
る。第１のファイバのクラッドの屈折率n2と第２のファ
イバのクラッドの屈折率n2'との差は、比較的広い波長
帯域にわたってカプラの波長に対する結合比の変化が非
常に小さくなるようになされている。図１は米国特許第
５０１１２５１号に従って作成されたΔβ色消しカプラ
のスペクトルを示している。２つの出力の挿入損失曲線
は２つの通信ウインド−の中心近傍で交差しているが、
その曲線はそれらのウインド−の縁端近傍で散開してお
り、そしてウインド−の縁端におけるそれらの曲線間の
間隔は典型的には約1dBである。この間隔は「均一度」
（uniformity）と呼ばれ、１つの主要な標準団体である
ベルコアはTA1209と呼ばれる文書で1.0dBの所要均一度
と0.5dBの目的を要求している。
【０００８】米国特許第５０１１２５１号はΔ2-3 ＝
(n2 2 -n3 2)/n2 2という式から値を得られる記号Δ2-3に
よってチュ−ブの屈折率n3を特徴づけている。項Δはパ
−セントすなわちΔの百倍で表わされることが多い。市
販されている単一モ−ド光ファイバは通常はシリカの値
に等しいかあるいはそれに近い値n2を有している。その
チュ−ブのベ−スガラスとしてシリカが用いられた場合
には、チュ−ブの屈折率n3をn2より低い値に低下させる
目的で、B2O3のようなド−パントおよび必要に応じてフ
ッ素がそれに添加される。B2O3はチュ−ブの屈折率を低
下させるとともに、それの軟化点温度をもファイバのそ
れより低い値に低下させるという難点がある。上記米国
特許はΔ2-3が約0.2％以下の場合には、シリカチュ−ブ
中のB2O3の量は１×２または２×２カプラにおけるガラ
スチュ−ブを軟化させ、それによってコラプス工程時に
ファイバを過剰に変形させるのには不十分である。した
がって、標準カプラのΔ2-3の値は通常は0.26％と0.35
％の間であったが、上記米国特許に開示された形式の色
消しオ−バ−クラッド・カプラを作成する方法の再現性
を改善するためには、Δ2-3が0.4％より大きいことが好
ましい。
(n2 2 -n3 2)/n2 2という式から値を得られる記号Δ2-3に
よってチュ−ブの屈折率n3を特徴づけている。項Δはパ
−セントすなわちΔの百倍で表わされることが多い。市
販されている単一モ−ド光ファイバは通常はシリカの値
に等しいかあるいはそれに近い値n2を有している。その
チュ−ブのベ−スガラスとしてシリカが用いられた場合
には、チュ−ブの屈折率n3をn2より低い値に低下させる
目的で、B2O3のようなド−パントおよび必要に応じてフ
ッ素がそれに添加される。B2O3はチュ−ブの屈折率を低
下させるとともに、それの軟化点温度をもファイバのそ
れより低い値に低下させるという難点がある。上記米国
特許はΔ2-3が約0.2％以下の場合には、シリカチュ−ブ
中のB2O3の量は１×２または２×２カプラにおけるガラ
スチュ−ブを軟化させ、それによってコラプス工程時に
ファイバを過剰に変形させるのには不十分である。した
がって、標準カプラのΔ2-3の値は通常は0.26％と0.35
％の間であったが、上記米国特許に開示された形式の色
消しオ−バ−クラッド・カプラを作成する方法の再現性
を改善するためには、Δ2-3が0.4％より大きいことが好
ましい。
【０００９】1992年7月15日に出願された米国特許出願
第07/913,390号は、複数本の単一モ−ド光ファイバがそ
れらの長さの一部分に沿って互いに融着されて屈折率n3
のマトリクスガラス体によって包囲された結合領域を形
成した形式のオ−バ−クラッド色消しファイバ・オプテ
ィック・カプラを教示している。そのカプラのテ−パと
n3は、広く離れた２つの波長におけるカプラの結合定数
が同一であり、色消し特性を与えるようになされてい
る。このような色消し特性を得るためには、n3はファイ
バのクラッド屈折率n2より、Δ2-3が0.125％以下となる
ような程度だけ低くなければならない。Δ2-3の値は非
断熱テ−パ過剰損失が0.5dB以下に保持されるように選
択されることが好ましい。非断熱テ−パ装置についての
論述がW.J.Stewart et al., "Design Limitation on Ta
pers and Couplers in Single-Mode Fibers", Proc. IO
POC, 1985, pages 559-562という刊行物に掲載されてい
る。この要件を満たすためには、Δ2-3は0.125％より小
さく、好ましくは約0.02％より小さくなければならな
い。Δ2-3が小さくなるにつれて、シリカをベ−スとし
たマトリクスガラス・チュ−ブ中に存在する屈折率低下
ド−パントが少なくなる。したがって、比較的硬いマト
リクスガラス・チュ−ブはカプラ形成方法のチュ−ブ・
コラプス工程時にファイバを変形させる。このようなフ
ァイバ変形はカプラ過剰損失を増大させ、テ−パの急峻
度の低下による過剰損失の低下を打消すことになりう
る。
第07/913,390号は、複数本の単一モ−ド光ファイバがそ
れらの長さの一部分に沿って互いに融着されて屈折率n3
のマトリクスガラス体によって包囲された結合領域を形
成した形式のオ−バ−クラッド色消しファイバ・オプテ
ィック・カプラを教示している。そのカプラのテ−パと
n3は、広く離れた２つの波長におけるカプラの結合定数
が同一であり、色消し特性を与えるようになされてい
る。このような色消し特性を得るためには、n3はファイ
バのクラッド屈折率n2より、Δ2-3が0.125％以下となる
ような程度だけ低くなければならない。Δ2-3の値は非
断熱テ−パ過剰損失が0.5dB以下に保持されるように選
択されることが好ましい。非断熱テ−パ装置についての
論述がW.J.Stewart et al., "Design Limitation on Ta
pers and Couplers in Single-Mode Fibers", Proc. IO
POC, 1985, pages 559-562という刊行物に掲載されてい
る。この要件を満たすためには、Δ2-3は0.125％より小
さく、好ましくは約0.02％より小さくなければならな
い。Δ2-3が小さくなるにつれて、シリカをベ−スとし
たマトリクスガラス・チュ−ブ中に存在する屈折率低下
ド−パントが少なくなる。したがって、比較的硬いマト
リクスガラス・チュ−ブはカプラ形成方法のチュ−ブ・
コラプス工程時にファイバを変形させる。このようなフ
ァイバ変形はカプラ過剰損失を増大させ、テ−パの急峻
度の低下による過剰損失の低下を打消すことになりう
る。
【００１０】
【本発明が解決しようとする課題】本発明の目的は結合
領域において光ファイバを過剰に歪ませることなしに単
一モ−ド・オ−バ−クラッド色消しファイバ・オプティ
ック・カプラを作成する方法を提供することである。他
の目的は広い波長帯域にわたって被結合パワ−の変化が
非常に小さいことによって特徴づけられる単一モ−ド・
オ−バ−クラッド色消しファイバ・オプティック・カプ
ラを提供することである。さらに他の目的は改善された
挿入損失均質度を有する１×２オ−バ−クラッド色消し
カプラを提供することである。
領域において光ファイバを過剰に歪ませることなしに単
一モ−ド・オ−バ−クラッド色消しファイバ・オプティ
ック・カプラを作成する方法を提供することである。他
の目的は広い波長帯域にわたって被結合パワ−の変化が
非常に小さいことによって特徴づけられる単一モ−ド・
オ−バ−クラッド色消しファイバ・オプティック・カプ
ラを提供することである。さらに他の目的は改善された
挿入損失均質度を有する１×２オ−バ−クラッド色消し
カプラを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】簡単には、本発明はＮが
２または３である１×Ｎ色消しカプラに関する。このカ
プラはマトリクスガラスの細長い本体部と、この本体部
を貫通して延長している３つの光導波通路を具備してい
る。各通路はコア領域を具備しており、このコア領域は
それの屈折率より小さい屈折率を有するクラッド領域に
よって包囲されている。クラッド領域の最も低い屈折率
はn2である。光導波通路は、それらの通路の１つ中を伝
播する光パワ−の一部分が他に結合する結合領域を形成
するのに十分なだけ長い距離にわたって十分に近接して
延長する。コア領域は本体部の長手方向の軸線に直交す
る面内で見た場合に結合領域内に三角形配列で配置され
る。少なくとも通路に隣接した本体部の領域の屈折率は
n3である。ただし、n3はΔ 2-3の値が0.125％より小さく
なるような大きさだけn2より低い。なお、Δ2-3は(n2 2
- n3 2)/2n2 2に等しい。
２または３である１×Ｎ色消しカプラに関する。このカ
プラはマトリクスガラスの細長い本体部と、この本体部
を貫通して延長している３つの光導波通路を具備してい
る。各通路はコア領域を具備しており、このコア領域は
それの屈折率より小さい屈折率を有するクラッド領域に
よって包囲されている。クラッド領域の最も低い屈折率
はn2である。光導波通路は、それらの通路の１つ中を伝
播する光パワ−の一部分が他に結合する結合領域を形成
するのに十分なだけ長い距離にわたって十分に近接して
延長する。コア領域は本体部の長手方向の軸線に直交す
る面内で見た場合に結合領域内に三角形配列で配置され
る。少なくとも通路に隣接した本体部の領域の屈折率は
n3である。ただし、n3はΔ 2-3の値が0.125％より小さく
なるような大きさだけn2より低い。なお、Δ2-3は(n2 2
- n3 2)/2n2 2に等しい。
【００１２】このカプラは、第１および第２の対向端部
と中間領域を有するガラスチュ−ブを設けることによっ
て作成され得る。少なくとも穴に隣接したチュ−ブの内
側部分は屈折率n3を有している。入力ガラス光ファイバ
の一部分と２本の出力ガラス光ファイバの端部分が穴内
に配置される。第１のファイバの一部分がチュ−ブの第
１の端部から外に延長し、そして２本のファイバのそれ
ぞれの一部分がチュ−ブの第２の端部から外に延長す
る。チュ−ブの中間領域はファイバに対してコラプスさ
れ、そして直径を減少させかつ結合領域を形成するため
にその中間領域の中央部分が延伸される。結合領域内に
ある入力ファイバと出力ファイバの部分が、チュ−ブの
長手方向の軸線に直交する平面内で見た場合に三角形ア
レイとして配置される。
と中間領域を有するガラスチュ−ブを設けることによっ
て作成され得る。少なくとも穴に隣接したチュ−ブの内
側部分は屈折率n3を有している。入力ガラス光ファイバ
の一部分と２本の出力ガラス光ファイバの端部分が穴内
に配置される。第１のファイバの一部分がチュ−ブの第
１の端部から外に延長し、そして２本のファイバのそれ
ぞれの一部分がチュ−ブの第２の端部から外に延長す
る。チュ−ブの中間領域はファイバに対してコラプスさ
れ、そして直径を減少させかつ結合領域を形成するため
にその中間領域の中央部分が延伸される。結合領域内に
ある入力ファイバと出力ファイバの部分が、チュ−ブの
長手方向の軸線に直交する平面内で見た場合に三角形ア
レイとして配置される。
【００１３】
【実施例】本発明はΔ2-3の値が比較的小さいことによ
って生ずる色消し性（achromaticity）を呈示する１つ
のクラスのオ−バ−クラッド・ファイバ・オプティック
・カプラの特定の実施例である。このようなカプラの動
作原理が図２に示された２×２カプラに関連して説明さ
れる。図２のカプラを作成するためには、光ファイバＦ
1およびＦ2が直径d1のガラス・オ−バ−クラッド・チュ
−ブＯに挿通される。これらのファイバに隣接したチュ
−ブの少なくとも内側部分の屈折率はn3である。ファイ
バＦ1およびＦ2は屈折率n1のコアを有しており、このコ
アはn1より小さいがn3より大きいクラッドによって包囲
されている。チュ−ブＯは脱気され、そしてそれの中間
領域がそれをファイバに対してコラプスさせるために加
熱される。チュ−ブが再加熱され、そしてそれの端部
が、コラプスされた中間領域の中央部分を延伸させるた
めに反対方向に引張られる。このチュ−ブのコラプスお
よび延伸作業は米国特許第５０１１２５１号に従って行
われ得る。２つのチュ−ブ端部が延伸工程時に互いから
離れる方向に移動する速度が合成延伸速度となる。チュ
−ブは一定の速度で延伸されてもよく、あるいは延伸速
度は連続的にまたは不連続のステップとして変化しても
よい。この延伸作業は予め定められた結合が得られた後
で停止しうる。その後で、チュ−ブが再加熱され、そし
て延伸が第２の延伸速度で生じ得る。もとの直径d1とネ
ックダウン領域Ｎの中央部分の直径d2の比が延伸比Rで
ある。領域Ｎには若干のテ−パが存在していて、それの
長手方向の中心が最小直径となるが、この領域Ｎは一定
の直径を有しているように示されている。このようにし
て得られたカプラの結合特性はチュ−ブＯとファイバＦ
1およびＦ2の光学的および機械的特性のようなパラメ−
タと、長さz、ネックダウン領域Ｎおよびテ−パ領域Ｔ
のようなカプラ・パラメ−タによって決定される。
って生ずる色消し性（achromaticity）を呈示する１つ
のクラスのオ−バ−クラッド・ファイバ・オプティック
・カプラの特定の実施例である。このようなカプラの動
作原理が図２に示された２×２カプラに関連して説明さ
れる。図２のカプラを作成するためには、光ファイバＦ
1およびＦ2が直径d1のガラス・オ−バ−クラッド・チュ
−ブＯに挿通される。これらのファイバに隣接したチュ
−ブの少なくとも内側部分の屈折率はn3である。ファイ
バＦ1およびＦ2は屈折率n1のコアを有しており、このコ
アはn1より小さいがn3より大きいクラッドによって包囲
されている。チュ−ブＯは脱気され、そしてそれの中間
領域がそれをファイバに対してコラプスさせるために加
熱される。チュ−ブが再加熱され、そしてそれの端部
が、コラプスされた中間領域の中央部分を延伸させるた
めに反対方向に引張られる。このチュ−ブのコラプスお
よび延伸作業は米国特許第５０１１２５１号に従って行
われ得る。２つのチュ−ブ端部が延伸工程時に互いから
離れる方向に移動する速度が合成延伸速度となる。チュ
−ブは一定の速度で延伸されてもよく、あるいは延伸速
度は連続的にまたは不連続のステップとして変化しても
よい。この延伸作業は予め定められた結合が得られた後
で停止しうる。その後で、チュ−ブが再加熱され、そし
て延伸が第２の延伸速度で生じ得る。もとの直径d1とネ
ックダウン領域Ｎの中央部分の直径d2の比が延伸比Rで
ある。領域Ｎには若干のテ−パが存在していて、それの
長手方向の中心が最小直径となるが、この領域Ｎは一定
の直径を有しているように示されている。このようにし
て得られたカプラの結合特性はチュ−ブＯとファイバＦ
1およびＦ2の光学的および機械的特性のようなパラメ−
タと、長さz、ネックダウン領域Ｎおよびテ−パ領域Ｔ
のようなカプラ・パラメ−タによって決定される。
【００１４】光パワ−が入力光ファイバに結合されるこ
とができ、かつカプラ作成方法における処理工程を制御
するために出力信号がモニタされ得る。例えば米国特許
第５０１１２５１号を参照されたい。下記の特定の実施
例では、出力パワ−は延伸時にはモニタされない。オ−
バ−クラッド・ファイバ・オプティック・カプラについ
ての従来の経験では、両方のステ−ジに対する全体の延
伸距離は通常12mmと16mmの間である。したがって、その
実施例で説明されるカプラは最初にその範囲内のある距
離だけ延伸される。このようにして得られた装置の光特
性が測定され、そしてその後で作成されるカプラの延伸
または伸長距離が所望の特性により近いものを得るよう
な態様で調節された。この処理によって、最適の延伸距
離が得られた。その後で、このタイプのすべてのカプラ
が所望の光特性を得るためにその最適距離だけ延伸され
た。しかし、延伸距離のようなプロセス・パラメ−タは
作成されたカプラの光学的特徴化の結果として微調整さ
れ得る。
とができ、かつカプラ作成方法における処理工程を制御
するために出力信号がモニタされ得る。例えば米国特許
第５０１１２５１号を参照されたい。下記の特定の実施
例では、出力パワ−は延伸時にはモニタされない。オ−
バ−クラッド・ファイバ・オプティック・カプラについ
ての従来の経験では、両方のステ−ジに対する全体の延
伸距離は通常12mmと16mmの間である。したがって、その
実施例で説明されるカプラは最初にその範囲内のある距
離だけ延伸される。このようにして得られた装置の光特
性が測定され、そしてその後で作成されるカプラの延伸
または伸長距離が所望の特性により近いものを得るよう
な態様で調節された。この処理によって、最適の延伸距
離が得られた。その後で、このタイプのすべてのカプラ
が所望の光特性を得るためにその最適距離だけ延伸され
た。しかし、延伸距離のようなプロセス・パラメ−タは
作成されたカプラの光学的特徴化の結果として微調整さ
れ得る。
【００１５】１×２または２×２ ２−ファイバ色消し
３ｄＢカプラについて、それらの動作をモデル化するた
めに、被結合モ−ド理論を用いて理論的解析がなされ
た。その解析はA.W. Snyder and J.D. Love, Optical W
aveguide Theory, Chapman andHall, New York, 1983と
いう刊行物に教示されている原理に基づいた。この理論
にしたがって、図２の２×２オ−バ−クラッド・カプラ
のモ−ド・フィ−ルドは、他のファイバが存在しない場
合の、すなわちファイバがオ−バ−クラッド・インデッ
クス材料n3だけによって包囲されている状態におけるフ
ァイバＦ1およびＦ2のそれぞれの基本モ−ド数１および
数２の線形組合せであると仮定される。このような構造
については、伝播定数とモ−ド・フィ−ルドが正確に決
定される（M.J. Adams, An Introduction to Optical W
qaveguidesを参照されたい）。
３ｄＢカプラについて、それらの動作をモデル化するた
めに、被結合モ−ド理論を用いて理論的解析がなされ
た。その解析はA.W. Snyder and J.D. Love, Optical W
aveguide Theory, Chapman andHall, New York, 1983と
いう刊行物に教示されている原理に基づいた。この理論
にしたがって、図２の２×２オ−バ−クラッド・カプラ
のモ−ド・フィ−ルドは、他のファイバが存在しない場
合の、すなわちファイバがオ−バ−クラッド・インデッ
クス材料n3だけによって包囲されている状態におけるフ
ァイバＦ1およびＦ2のそれぞれの基本モ−ド数１および
数２の線形組合せであると仮定される。このような構造
については、伝播定数とモ−ド・フィ−ルドが正確に決
定される（M.J. Adams, An Introduction to Optical W
qaveguidesを参照されたい）。
【数１】
【数２】
【００１６】２つのコア間の光結合を記述する結合定数
は数５の重なり積分として表わすことができる。
は数５の重なり積分として表わすことができる。
【数３】この式において数１および数２は２つのコアの
モ−ド・フィ−ルド、rおよびr'はそれぞれファイバＦ1
およびＦ2のコアの中心からの半径方向の距離、nはカプ
ラ全体の屈折率構造、n'はファイバＦ1のコアとクラッ
ドを屈折率n3のオ−バ−クラッド材料で置換した場合の
屈折率構造であり、そしてこの積分はカプラの全断面に
ついてものである（ただしn-n'はファイバＦ1のコアお
よびクラッドついて非ゼロであるにすぎない）。モ−ド
・フィ−ルドはこの式では規格化されており、すなわち
数４および数５は両方とも１に等しいと仮定されてい
る。
モ−ド・フィ−ルド、rおよびr'はそれぞれファイバＦ1
およびＦ2のコアの中心からの半径方向の距離、nはカプ
ラ全体の屈折率構造、n'はファイバＦ1のコアとクラッ
ドを屈折率n3のオ−バ−クラッド材料で置換した場合の
屈折率構造であり、そしてこの積分はカプラの全断面に
ついてものである（ただしn-n'はファイバＦ1のコアお
よびクラッドついて非ゼロであるにすぎない）。モ−ド
・フィ−ルドはこの式では規格化されており、すなわち
数４および数５は両方とも１に等しいと仮定されてい
る。
【数４】
【数５】
【００１７】これらはテ−パ付き装置であるが、それら
の定性的な動作は、所定の結合長にわたって延伸比が一
定であり、この長さの外では結合がないと仮定すること
によって、すなわち図２の領域Ｎの直径が全長zにわた
って一定であると仮定することによって、十分にモデル
化される。結合定数が延伸比の急速に増加する関数であ
るから、この近似は満足し得るものであり、したがって
カプラの挙動は最も高い延伸比における挙動が支配的で
ある。この近似を用いた場合、コア１にパワ−が入射さ
れると、カプラの軸線に沿った長さzの関数として、２
つのコアにおけるパワ−は数６および数７で与えられ
る。
の定性的な動作は、所定の結合長にわたって延伸比が一
定であり、この長さの外では結合がないと仮定すること
によって、すなわち図２の領域Ｎの直径が全長zにわた
って一定であると仮定することによって、十分にモデル
化される。結合定数が延伸比の急速に増加する関数であ
るから、この近似は満足し得るものであり、したがって
カプラの挙動は最も高い延伸比における挙動が支配的で
ある。この近似を用いた場合、コア１にパワ−が入射さ
れると、カプラの軸線に沿った長さzの関数として、２
つのコアにおけるパワ−は数６および数７で与えられ
る。
【数６】
【数７】ただし、係数Fは数８で与えられる。
【数８】ここで、β1およびβ2はそれぞれファイバＦ1
およびＦ2の伝播定数である。
およびＦ2の伝播定数である。
【００１８】本発明のように導波路１にユニット・パワ
−が導波路１に入射され、そして導波路２および３に結
合されかつ導波路２および３は互いに同一であるが導波
路１とは異なっている三導波路カプラの場合には、コア
内に残留するパワ−は、長さzの関数として、数９で与
えられる。ただし、Fは数１０で表わされる。
−が導波路１に入射され、そして導波路２および３に結
合されかつ導波路２および３は互いに同一であるが導波
路１とは異なっている三導波路カプラの場合には、コア
内に残留するパワ−は、長さzの関数として、数９で与
えられる。ただし、Fは数１０で表わされる。
【数９】
【数１０】ここで、導波路１および２間の結合係数C12
は数５と同様の式で与えられるが、どの対が考慮されて
いるかに対して屈折率とモ−ドが適切なものとされた
［C12に対しては数１および数２、C23に対しては数２お
よび数１１］。対称性によって、C13 = C12。
は数５と同様の式で与えられるが、どの対が考慮されて
いるかに対して屈折率とモ−ドが適切なものとされた
［C12に対しては数１および数２、C23に対しては数２お
よび数１１］。対称性によって、C13 = C12。
【数１１】
【００１９】入力導波路からP2およびP3（P1→0）に数
１２で表わされる完全な結合を有するためには、F=1で
あることが必要であり、そのためにはβ1-β2=C23であ
る必要があることが解る。換言すると、完全な結合のた
めには、入力ファイバが２本の出力ファイバより若干大
きい伝播定数を有していなければならない。
１２で表わされる完全な結合を有するためには、F=1で
あることが必要であり、そのためにはβ1-β2=C23であ
る必要があることが解る。換言すると、完全な結合のた
めには、入力ファイバが２本の出力ファイバより若干大
きい伝播定数を有していなければならない。
【数１２】
【００２０】結果はテ−パに沿って結合方程式を積分す
ることによってより定量的となされ得る。ビ−ム伝播技
法（フ−リエ変換、有限差等）を用いることによってさ
らにより正確なシミュレ−ションがなされうるが、非常
に長い演算時間を要する。
ることによってより定量的となされ得る。ビ−ム伝播技
法（フ−リエ変換、有限差等）を用いることによってさ
らにより正確なシミュレ−ションがなされうるが、非常
に長い演算時間を要する。
【００２１】Δ2-3値が0.35％のカプラにおける３つの
異なる波長に対する延伸比の関数として２×２カプラの
結合定数を決定するために、非結合モ−ド・モデルが用
いられた。カプラ・パラメ−タに関してなされた仮定の
ほとんどが標準のオ−バ−クラッド・カプラに関してな
された研究に基づいていた。ファイバＦ1およびＦ2は4
μmのコア半径を有する標準の125μm外径単一モ−ドフ
ァイバであると看做された。コアおよびクラッドの屈折
率n1およびn2はそれぞれ1.461000および1.455438である
と看做された。このモデルは図４のグラフを得るために
用いられた。このグラフは本発明のカプラにおいて色消
し性が改善された原因となる物理機構を示している。図
４において、結合定数は平行コア２×２カプラに対する
逆延伸比の関数としてプロットされている。所定の波長
における結合定数は延伸比の増加に伴って非常に急速に
増加することが判る。しかし、非常に高い延伸比で、曲
線に最大値が存在する。これは、事実上モ−ド・フィ−
ルド拡大が非常に大きくなって、２本のファイバのうち
の一方のファイバのコアとクラッドよりなる領域（これ
は結合定数の重なり積分が行われる領域である）におけ
るそれら２本のファイバ間の重なりがモ−ド・フィ−ル
ド振幅が減少するために事実上減少することによって生
ずる。その最大値におけるそれよりも著しく小さい延伸
比では、より長い波長における結合定数は、それの拡大
が回折効果により大きくなることによって、大きくな
る。しかし、この事実は、最大結合が生ずる延伸比が、
１つのコアからのモ−ド・フィ−ルドが他のコアからの
それと重なる程度をそれ以上のモ−ド・フィ−ルド拡大
が減少させる点によって決定されるので、より長い波長
における最大結合はより小さい延伸比で生ずることを意
味する。モ−ド・フィ−ルド拡大は所定の延伸比に対し
ては波長が長いほど大きくなるので、より長い波長に対
してはRのより小さい値で最大値が生ずる。図４に示さ
れているように、これが結合定数曲線を交差させる原因
となる。
異なる波長に対する延伸比の関数として２×２カプラの
結合定数を決定するために、非結合モ−ド・モデルが用
いられた。カプラ・パラメ−タに関してなされた仮定の
ほとんどが標準のオ−バ−クラッド・カプラに関してな
された研究に基づいていた。ファイバＦ1およびＦ2は4
μmのコア半径を有する標準の125μm外径単一モ−ドフ
ァイバであると看做された。コアおよびクラッドの屈折
率n1およびn2はそれぞれ1.461000および1.455438である
と看做された。このモデルは図４のグラフを得るために
用いられた。このグラフは本発明のカプラにおいて色消
し性が改善された原因となる物理機構を示している。図
４において、結合定数は平行コア２×２カプラに対する
逆延伸比の関数としてプロットされている。所定の波長
における結合定数は延伸比の増加に伴って非常に急速に
増加することが判る。しかし、非常に高い延伸比で、曲
線に最大値が存在する。これは、事実上モ−ド・フィ−
ルド拡大が非常に大きくなって、２本のファイバのうち
の一方のファイバのコアとクラッドよりなる領域（これ
は結合定数の重なり積分が行われる領域である）におけ
るそれら２本のファイバ間の重なりがモ−ド・フィ−ル
ド振幅が減少するために事実上減少することによって生
ずる。その最大値におけるそれよりも著しく小さい延伸
比では、より長い波長における結合定数は、それの拡大
が回折効果により大きくなることによって、大きくな
る。しかし、この事実は、最大結合が生ずる延伸比が、
１つのコアからのモ−ド・フィ−ルドが他のコアからの
それと重なる程度をそれ以上のモ−ド・フィ−ルド拡大
が減少させる点によって決定されるので、より長い波長
における最大結合はより小さい延伸比で生ずることを意
味する。モ−ド・フィ−ルド拡大は所定の延伸比に対し
ては波長が長いほど大きくなるので、より長い波長に対
してはRのより小さい値で最大値が生ずる。図４に示さ
れているように、これが結合定数曲線を交差させる原因
となる。
【００２２】単一の延伸比を有する非テ−パ平行コア装
置（図２参照）では、色消し特性（すなわち約1300およ
び1500nmにおいて等しい結合）を得るために、カプラの
幾何学形状は図４に示されているように２つの波長に対
する結合定数曲線の交点RCROSSにおいて動作するように
選択されるであろう。最大値RMAXまでのすべての延伸比
を含む幾何学形状を有するテ−パ付き装置では、RMAX＞
RCROSSを有すること（図４において交差点の左側に1/R
MAXを有すること）が必要である。これは、テ−パの端
部近傍における低い延伸比では（図５における破線５と
６の間の領域ＬＷを参照されたい）、結合は波長が長く
なるにつれて強くなり、したがって波長の長い光がより
多く結合することによる。RMAX＞RCROSSとなるようにテ
−パをつけることによって、結合は短い波長で強くなる
領域ＳＷ（破線４と５の間）をも含み、それによって延
伸比の小さい領域を補償する。領域ＳＷおよびＬＷは図
５のチュ−ブ３ｂのテ−パに関するものである。RMAXの
正確な値はテ−パ付き装置について結合方程式を数値積
分することによって決定されなければならない。
置（図２参照）では、色消し特性（すなわち約1300およ
び1500nmにおいて等しい結合）を得るために、カプラの
幾何学形状は図４に示されているように２つの波長に対
する結合定数曲線の交点RCROSSにおいて動作するように
選択されるであろう。最大値RMAXまでのすべての延伸比
を含む幾何学形状を有するテ−パ付き装置では、RMAX＞
RCROSSを有すること（図４において交差点の左側に1/R
MAXを有すること）が必要である。これは、テ−パの端
部近傍における低い延伸比では（図５における破線５と
６の間の領域ＬＷを参照されたい）、結合は波長が長く
なるにつれて強くなり、したがって波長の長い光がより
多く結合することによる。RMAX＞RCROSSとなるようにテ
−パをつけることによって、結合は短い波長で強くなる
領域ＳＷ（破線４と５の間）をも含み、それによって延
伸比の小さい領域を補償する。領域ＳＷおよびＬＷは図
５のチュ−ブ３ｂのテ−パに関するものである。RMAXの
正確な値はテ−パ付き装置について結合方程式を数値積
分することによって決定されなければならない。
【００２３】図４およびそれに関する上記の説明から、
Δ2-3が0.35％である色消しカプラを形成するためには
約10:1の延伸比が必要とされるであろうことが解る。こ
のような高い延伸比は下記の理由で比較的大きい過剰損
失を生ずることになりうる。高い延伸比は結合強度の増
大を生じ、より短い結合距離zを必要とする。この関係
が図５に示されており、この図では２つの延伸されたチ
ュ−ブ３ａおよび３ｂの外表面がそれぞれ実線と破線で
示されている。チュ−ブ３ｂはチュ−ブ３ａより大きい
延伸比を有しなければならないから、同じ結合を得るた
めには（パワ−伝達曲線の最初のサイクルで）チュ−ブ
３ｂはチュ−ブ３ａより短い結合距離zを有していなけ
ればならない。パワ−伝達曲線については米国特許第５
０１１２５１号にその特許の第６図に関連して論述され
ている。
Δ2-3が0.35％である色消しカプラを形成するためには
約10:1の延伸比が必要とされるであろうことが解る。こ
のような高い延伸比は下記の理由で比較的大きい過剰損
失を生ずることになりうる。高い延伸比は結合強度の増
大を生じ、より短い結合距離zを必要とする。この関係
が図５に示されており、この図では２つの延伸されたチ
ュ−ブ３ａおよび３ｂの外表面がそれぞれ実線と破線で
示されている。チュ−ブ３ｂはチュ−ブ３ａより大きい
延伸比を有しなければならないから、同じ結合を得るた
めには（パワ−伝達曲線の最初のサイクルで）チュ−ブ
３ｂはチュ−ブ３ａより短い結合距離zを有していなけ
ればならない。パワ−伝達曲線については米国特許第５
０１１２５１号にその特許の第６図に関連して論述され
ている。
【００２４】チュ−ブ３ａの高い延伸比／短い結合距離
領域のテ−パの急竣なテ−パに対しては基本モ−ドLP01
からそれより高いモ−ドへの望ましくないモ−ド結合が
より強くなることが知られている。この非断熱結合はカ
プラの過剰損失を増大させることができる。
領域のテ−パの急竣なテ−パに対しては基本モ−ドLP01
からそれより高いモ−ドへの望ましくないモ−ド結合が
より強くなることが知られている。この非断熱結合はカ
プラの過剰損失を増大させることができる。
【００２５】１×２ダブル・ウインド−・スイッチに対
する所要のテ−パ・パラメ−タを理論的に計算するため
に上記のモ−ドが用いられた。テ−パ付きカプラの延伸
比をそれの長さに沿った距離zの関数（最大延伸比点に
おけるzの原点）として説明することは、最大延伸比R
MAXとガウス幅パラメ−タω0を含むガウス関数として簡
単に与えられ得る。それは数１３で与えられる。
する所要のテ−パ・パラメ−タを理論的に計算するため
に上記のモ−ドが用いられた。テ−パ付きカプラの延伸
比をそれの長さに沿った距離zの関数（最大延伸比点に
おけるzの原点）として説明することは、最大延伸比R
MAXとガウス幅パラメ−タω0を含むガウス関数として簡
単に与えられ得る。それは数１３で与えられる。
【数１３】標準２×２ＷＤＭカプラにおけるこれらのパ
ラメ−タの典型的な値は、3まら6までのRMAXと3000μm
から6000μmまでのω0である。このモデルは、パラメ−
タRMAXおよびω0の値がΔ2-3の非常に小さい値では現在
のカプラ値の範囲内にあることを示した。「現在のカプ
ラ」とは米国特許第５０１１２５１号に開示されている
Δ2-3が0.26％より大きいタイプのオ−バ−クラッド・
カプラを意味する。Δ2-3のより小さい値が図４の曲線
を右方に（延伸比の低い値の方に）かつ下方に（最大結
合定数のより小さい値の方に）変位させ、それによって
容易に実現可能な延伸比を有する色消しカプラを形成す
ることができる。Δ2-3の値が小さくなされるにつれ
て、RMAXの所要の値がより小さくなり、かつ必要とされ
る結合長（ガウス幅パラメ−タω0で表わされる）はよ
り長くなる。このようにして、テ−パは急竣度が小さく
なる。
ラメ−タの典型的な値は、3まら6までのRMAXと3000μm
から6000μmまでのω0である。このモデルは、パラメ−
タRMAXおよびω0の値がΔ2-3の非常に小さい値では現在
のカプラ値の範囲内にあることを示した。「現在のカプ
ラ」とは米国特許第５０１１２５１号に開示されている
Δ2-3が0.26％より大きいタイプのオ−バ−クラッド・
カプラを意味する。Δ2-3のより小さい値が図４の曲線
を右方に（延伸比の低い値の方に）かつ下方に（最大結
合定数のより小さい値の方に）変位させ、それによって
容易に実現可能な延伸比を有する色消しカプラを形成す
ることができる。Δ2-3の値が小さくなされるにつれ
て、RMAXの所要の値がより小さくなり、かつ必要とされ
る結合長（ガウス幅パラメ−タω0で表わされる）はよ
り長くなる。このようにして、テ−パは急竣度が小さく
なる。
【００２６】使用され得るΔ2-3値の理論的最大値は非
断熱モ−ド結合による制限を考慮することによって得ら
れうる。伝播定数（β）がLP01およびLP02モ-ドについ
て計算された。LP02モ-ドは理想の整合したファイバ・
カプラにおいてLP01モ-ド結合する最低次のモ−ドであ
る。数７とLP01およびLP02モ-ドのβSから、パラメ−タ
数１４および数１５が決定された。
断熱モ−ド結合による制限を考慮することによって得ら
れうる。伝播定数（β）がLP01およびLP02モ-ドについ
て計算された。LP02モ-ドは理想の整合したファイバ・
カプラにおいてLP01モ-ド結合する最低次のモ−ドであ
る。数７とLP01およびLP02モ-ドのβSから、パラメ−タ
数１４および数１５が決定された。
【数１４】
【数１５】ただし、aはコア半径であり、そしてzはカプ
ラ軸線に沿って測定される距離である。断熱動作のため
には、数１６の関係が存在しなければならない。
ラ軸線に沿って測定される距離である。断熱動作のため
には、数１６の関係が存在しなければならない。
【数１６】ここで「NAT差」と呼ばれる数８の差パラメ
−タが1310および1550nmの波長に対して図６にΔ2-3の
関数としてプロットされている。NAT差はそれら２つの
波長のそれぞれに対して0.02％から0.14％までのΔ2-3
値について計算された。1310NM曲線は約0.125％の可能
な最大理論Δ2-3値においてゼロのNAT差となる。実際の
経験から、1300-1550nmの範囲の波長において約0.045％
以下のΔ2-3値でもって色消し性が大きく改善され得る
ことが認められた。図９に示されたタイプの延伸装置で
実現され得るテ−パでは、Δ2-3が0.09％である場合に
は色消しカプラは形成できないであろう。しかし、0.04
5％より大きいΔ2-3値で色消しカプラを形成するために
は、より小さい外径を有するチュ−ブを使用することが
できるとともに、より小さいく、より密に集束された炎
を生じ得るバ−ナを使用することができる。約0.01％〜
0.02％のΔ2-3でもって最良の結果が得られた。Δ2-3に
ついての測定能力の下限は0.01％である。
−タが1310および1550nmの波長に対して図６にΔ2-3の
関数としてプロットされている。NAT差はそれら２つの
波長のそれぞれに対して0.02％から0.14％までのΔ2-3
値について計算された。1310NM曲線は約0.125％の可能
な最大理論Δ2-3値においてゼロのNAT差となる。実際の
経験から、1300-1550nmの範囲の波長において約0.045％
以下のΔ2-3値でもって色消し性が大きく改善され得る
ことが認められた。図９に示されたタイプの延伸装置で
実現され得るテ−パでは、Δ2-3が0.09％である場合に
は色消しカプラは形成できないであろう。しかし、0.04
5％より大きいΔ2-3値で色消しカプラを形成するために
は、より小さい外径を有するチュ−ブを使用することが
できるとともに、より小さいく、より密に集束された炎
を生じ得るバ−ナを使用することができる。約0.01％〜
0.02％のΔ2-3でもって最良の結果が得られた。Δ2-3に
ついての測定能力の下限は0.01％である。
【００２７】上記の説明は２ファイバ・カプラ、すなわ
ちオ−バ−クラッド・カプラが形成され得る最も単純な
ファイバ配列に関して本発明の原理を詳述したものであ
る。図３に示されているように、チュ−ブＴをファイバ
に対してコラプスさせる工程の前にはファイバＦ1およ
びＦ2の両側には大きな空間Ｖが存在している。より容
易に形成されたテ−パ領域を有する低損失色消しカプラ
は比較的低いΔ2-3値を必要とする。したがって、２フ
ァイバ・アクロマットでは、チュ−ブのコラプス工程時
に高粘度チュ−ブによって加えられる圧力によってファ
イバが歪を与えられ、この歪がカプラの過剰損失を増大
させる原因となる。
ちオ−バ−クラッド・カプラが形成され得る最も単純な
ファイバ配列に関して本発明の原理を詳述したものであ
る。図３に示されているように、チュ−ブＴをファイバ
に対してコラプスさせる工程の前にはファイバＦ1およ
びＦ2の両側には大きな空間Ｖが存在している。より容
易に形成されたテ−パ領域を有する低損失色消しカプラ
は比較的低いΔ2-3値を必要とする。したがって、２フ
ァイバ・アクロマットでは、チュ−ブのコラプス工程時
に高粘度チュ−ブによって加えられる圧力によってファ
イバが歪を与えられ、この歪がカプラの過剰損失を増大
させる原因となる。
【００２８】このファイバの変形の問題は、図７および
８に示されている三角形のファイバ配列を用いることに
よって実質的に解消される。この実施例では、被覆２
３、２４および２５がそれぞれ被覆ファイバ１７、１８
および１９の端部から剥離除去され、そしてそれらのフ
ァイバの端部には後述のように反射防止終端部が設けら
れる。入力ファイバ２０がチュ−ブ１０の穴１１の１つ
の端部に挿入され、そして出力ファイバ２１および２２
が他の端部に挿入される。これらのファイバは少量のエ
ポキシによって所定の場所に固着される。その後で延伸
チャックにカプラ・プリフォ−ムが配置され、チュ−ブ
１０が脱気され、そしてそれの中間領域が加熱されてフ
ァイバに対してコラプスされる。その後で、中間領域の
中央部分が延伸されて所望の結合を得るのに必要な直径
および結合長となされる。このようにしてファイバのコ
アは、カプラ本体の長手方向の軸線に対して直交する平
面内で見て、結合領域に三角形の配列で配置される。
８に示されている三角形のファイバ配列を用いることに
よって実質的に解消される。この実施例では、被覆２
３、２４および２５がそれぞれ被覆ファイバ１７、１８
および１９の端部から剥離除去され、そしてそれらのフ
ァイバの端部には後述のように反射防止終端部が設けら
れる。入力ファイバ２０がチュ−ブ１０の穴１１の１つ
の端部に挿入され、そして出力ファイバ２１および２２
が他の端部に挿入される。これらのファイバは少量のエ
ポキシによって所定の場所に固着される。その後で延伸
チャックにカプラ・プリフォ−ムが配置され、チュ−ブ
１０が脱気され、そしてそれの中間領域が加熱されてフ
ァイバに対してコラプスされる。その後で、中間領域の
中央部分が延伸されて所望の結合を得るのに必要な直径
および結合長となされる。このようにしてファイバのコ
アは、カプラ本体の長手方向の軸線に対して直交する平
面内で見て、結合領域に三角形の配列で配置される。
【００２９】カプラを延伸してテ−パ領域を形成し、入
力ファイバに入射されたパワ−が２本の出力ファイバに
実質的に等しくかつ完全に結合されるようになし、それ
によって図１０に示された実質的に平行な挿入損失曲線
を生ずるようにすることができる。入力ファイバからの
パワ−伝達を最大にするためには、入力ファイバ・コア
／クラッド／オ−バ−クラッド導波路は２つの出力ファ
イバ・コア／クラッド／オ−バ−クラッド導波路のそれ
ぞれの伝播定数β2CRより若干大きい伝播定数β1CRを有
していなければならない。これは、例えば出力ファイバ
のクラッドに存在する量よりも若干多い塩素を入力ファ
イバのクラッドにド−プすることによって達成すること
ができる。この技法は入力ファイバのクラッドの屈折率
を出力ファイバのクラッドのそれよりも大きくするもの
であり、米国特許第５０１１２５１号に記載されてい
る。
力ファイバに入射されたパワ−が２本の出力ファイバに
実質的に等しくかつ完全に結合されるようになし、それ
によって図１０に示された実質的に平行な挿入損失曲線
を生ずるようにすることができる。入力ファイバからの
パワ−伝達を最大にするためには、入力ファイバ・コア
／クラッド／オ−バ−クラッド導波路は２つの出力ファ
イバ・コア／クラッド／オ−バ−クラッド導波路のそれ
ぞれの伝播定数β2CRより若干大きい伝播定数β1CRを有
していなければならない。これは、例えば出力ファイバ
のクラッドに存在する量よりも若干多い塩素を入力ファ
イバのクラッドにド−プすることによって達成すること
ができる。この技法は入力ファイバのクラッドの屈折率
を出力ファイバのクラッドのそれよりも大きくするもの
であり、米国特許第５０１１２５１号に記載されてい
る。
【００３０】オ−バ−クラッド色消し２×２カプラに関
して上述したようにΔ2-3の小さい値を用いることによ
って色消し性を改善する理論は３ファイバ１×２および
１×３カプラにも該当する。したがって、0.02％より小
さいΔ2-3値を用いることによって、図７および８の装
置の挿入損失曲線は比較的平坦となり、非常に良好な出
力ファイバ挿入損失均一度を呈示する。
して上述したようにΔ2-3の小さい値を用いることによ
って色消し性を改善する理論は３ファイバ１×２および
１×３カプラにも該当する。したがって、0.02％より小
さいΔ2-3値を用いることによって、図７および８の装
置の挿入損失曲線は比較的平坦となり、非常に良好な出
力ファイバ挿入損失均一度を呈示する。
【００３１】図７および８の三角形の幾何学形状は図３
の２ファイバ幾何学形状よりも多く穴１１にガラスを充
填するから、ファイバのまわりでチュ−ブガラスをコラ
プスさせる工程時におけるファイバ歪がより小さくな
る。したがって、図７および８の実施例によって作成さ
れたカプラはより小さい過剰損失を呈示する。
の２ファイバ幾何学形状よりも多く穴１１にガラスを充
填するから、ファイバのまわりでチュ−ブガラスをコラ
プスさせる工程時におけるファイバ歪がより小さくな
る。したがって、図７および８の実施例によって作成さ
れたカプラはより小さい過剰損失を呈示する。
【００３２】この１×２三角形ファイバ配列からは他の
利点も得られる。図３にしめされたもののような２ファ
イバ実施例における１または複数の挿通ファイバ中心か
ら被覆を剥離除去するのとは対照的に、ファイバの端部
だけが剥離除去されればよい。さらに、カプラ作成にた
いするこのアプロ−チはファイバがチュ−ブ穴に挿通さ
れることを必要としない。これらの差異によってこのカ
プラは製造が容易でかつ大量生産に適したものとなる。
利点も得られる。図３にしめされたもののような２ファ
イバ実施例における１または複数の挿通ファイバ中心か
ら被覆を剥離除去するのとは対照的に、ファイバの端部
だけが剥離除去されればよい。さらに、カプラ作成にた
いするこのアプロ−チはファイバがチュ−ブ穴に挿通さ
れることを必要としない。これらの差異によってこのカ
プラは製造が容易でかつ大量生産に適したものとなる。
【００３３】この三角形ファイバ配列は色消し１×３パ
ワ−・スプリッタを作成するためにも使用できる。予め
定められた波長においては、入力パワ−の３分の１が入
力ファイバ内に残り、これがカプラを通じて継続しそし
て第３の出力ファイバとして機能する。この入力／継続
出力ファイバの端部ではなくて、それの中央領域から被
覆が剥離除去されなければならないことがわかる。入力
ファイバの出力部分を含めてすべてのファイバにおいて
パワ−を等化するために、入力／継続出力ファイバには
残りの出力ファイバのそれとは異なる伝播定数が与えら
れなければならない。ΔβCRとテ−パは、２本の被結合
出力ファイバの挿入損失曲線が図１１の曲線５８によっ
て示されているようになり、かつ入力／継続出力ファイ
バに対する挿入損失曲線は曲線５７で示されているよう
になるように選定される。このようなΔβCR値は他のフ
ァイバとは異なるクラッド屈折率を有する入力ファイバ
を用いることによって得ることができる。このような１
×３ ３ファイバ・カプラでは、１×２ ３ファイバ・
カプラに必要とされるのと比較して、スル−プット・フ
ァイバと２本の被結合パワ−出力ファイバとの間に約３
倍の塩素不均衡が必要とされるであろう。入力／スル−
プット・ファイバに所要のレベルの入力パワ−を保持さ
せるのに必要な屈折率不均衡を与えるためには、塩素以
外のド−パントを用いてもよい。
ワ−・スプリッタを作成するためにも使用できる。予め
定められた波長においては、入力パワ−の３分の１が入
力ファイバ内に残り、これがカプラを通じて継続しそし
て第３の出力ファイバとして機能する。この入力／継続
出力ファイバの端部ではなくて、それの中央領域から被
覆が剥離除去されなければならないことがわかる。入力
ファイバの出力部分を含めてすべてのファイバにおいて
パワ−を等化するために、入力／継続出力ファイバには
残りの出力ファイバのそれとは異なる伝播定数が与えら
れなければならない。ΔβCRとテ−パは、２本の被結合
出力ファイバの挿入損失曲線が図１１の曲線５８によっ
て示されているようになり、かつ入力／継続出力ファイ
バに対する挿入損失曲線は曲線５７で示されているよう
になるように選定される。このようなΔβCR値は他のフ
ァイバとは異なるクラッド屈折率を有する入力ファイバ
を用いることによって得ることができる。このような１
×３ ３ファイバ・カプラでは、１×２ ３ファイバ・
カプラに必要とされるのと比較して、スル−プット・フ
ァイバと２本の被結合パワ−出力ファイバとの間に約３
倍の塩素不均衡が必要とされるであろう。入力／スル−
プット・ファイバに所要のレベルの入力パワ−を保持さ
せるのに必要な屈折率不均衡を与えるためには、塩素以
外のド−パントを用いてもよい。
【００３４】所要の非常に小さいΔ2-3値を得るために
は多数の異なる手法がある。１つの手法は、純粋なSiO2
チュ−ブとそのシリカチュ−ブより大きい屈折率を与え
るために塩素をド−プされたクラッドを有する光ファイ
バを使用することを含む。この技法はチュ−ブとファイ
バ・クラッドの両方の屈折率について良好な制御を与え
る。偏波可変性は良好であった。このガラスの組合せの
主要な利点はチュ−ブとファイバとの間の粘度の差が非
常に小さくなるという点であった。これがファイバを変
形させかつ比較的大きい過剰損失を生ずる。
は多数の異なる手法がある。１つの手法は、純粋なSiO2
チュ−ブとそのシリカチュ−ブより大きい屈折率を与え
るために塩素をド−プされたクラッドを有する光ファイ
バを使用することを含む。この技法はチュ−ブとファイ
バ・クラッドの両方の屈折率について良好な制御を与え
る。偏波可変性は良好であった。このガラスの組合せの
主要な利点はチュ−ブとファイバとの間の粘度の差が非
常に小さくなるという点であった。これがファイバを変
形させかつ比較的大きい過剰損失を生ずる。
【００３５】市販の単一モ−ド光ファイバは通常はシリ
カのそれに等しいかあるいはそれに近いn2の値を有す
る。このタイプのファイバが用いられる場合には、チュ
−ブは少量のB2O3（0.15重量％〜1.0重量％の範囲内）
をド−プされたシリカで作成され得る。B2O3はファイバ
のクラッドガラスに比較してチュ−ブガラスを軟化さ
せ、小さい過剰損失を有するカプラを形成することにな
る。
カのそれに等しいかあるいはそれに近いn2の値を有す
る。このタイプのファイバが用いられる場合には、チュ
−ブは少量のB2O3（0.15重量％〜1.0重量％の範囲内）
をド−プされたシリカで作成され得る。B2O3はファイバ
のクラッドガラスに比較してチュ−ブガラスを軟化さ
せ、小さい過剰損失を有するカプラを形成することにな
る。
【００３６】ファイバのクラッドガラスが屈折率を低下
させるドパントであるフッ素を含んでいる場合には、シ
リカチュ−ブは0.125％より小さいΔ2-3値を与えるのに
必要なレベルまでチュ−ブの屈折率を低下させるのに十
分な量のB2O3を含んでいてもよい。
させるドパントであるフッ素を含んでいる場合には、シ
リカチュ−ブは0.125％より小さいΔ2-3値を与えるのに
必要なレベルまでチュ−ブの屈折率を低下させるのに十
分な量のB2O3を含んでいてもよい。
【００３７】他の手法はB2O3およびフッ素のような１つ
以上の屈折率減少ド−パントと、GeO2およびTiO2のよう
な１つ以上の屈折率増加ド−パントをド−プしたベ−ス
ガラスでチュ−ブを形成することである。これら２種類
のド−パントの組合せがΔ2-3の所望の値を生ずる屈折
率n3を与える。比較的柔らかいガラスのチュ−ブを用い
ることは、ファイバに対するそのチュ−ブのコラプシン
グ（collaping）をある程度改善し、それより硬いガラ
スの場合のようにファイバの形状を歪曲させることなし
にチュ−ブガラスがそれらのファイバのまわりで流動す
る。この実施例で必要とされるド−パントの込入った平
衡化のために、実施するのは困難である。
以上の屈折率減少ド−パントと、GeO2およびTiO2のよう
な１つ以上の屈折率増加ド−パントをド−プしたベ−ス
ガラスでチュ−ブを形成することである。これら２種類
のド−パントの組合せがΔ2-3の所望の値を生ずる屈折
率n3を与える。比較的柔らかいガラスのチュ−ブを用い
ることは、ファイバに対するそのチュ−ブのコラプシン
グ（collaping）をある程度改善し、それより硬いガラ
スの場合のようにファイバの形状を歪曲させることなし
にチュ−ブガラスがそれらのファイバのまわりで流動す
る。この実施例で必要とされるド−パントの込入った平
衡化のために、実施するのは困難である。
【００３８】オ−バ−クラッド・チュ−ブは火炎加水分
解法と呼ばれることもある蒸気沈積技術によって作成さ
れるのが好ましい。このチュ−ブは溶融ガラスでまたは
ゾルゲル法によっても形成され得る。
解法と呼ばれることもある蒸気沈積技術によって作成さ
れるのが好ましい。このチュ−ブは溶融ガラスでまたは
ゾルゲル法によっても形成され得る。
【００３９】色消しカプラを作成するためには、組成の
半径方向の変化を有するチュ−ブも用いられた。チュ−
ブの穴に隣接したそのチュ−ブの内側領域はΔ2-3の所
望の値を与える組成で形成される。このチュ−ブの残部
は内側領域とは異なる屈折率を有する１つ以上の領域で
形成され得る。図１２に示された例では、内表面risと
遷移半径rtの間のチュ−ブの内側領域は、カプラに色消
し性を与えるのに十分なだけ低い値のΔ2-3を与えるあ
めに少量のB2O3を含むことができる。rtと外表面roの間
の外側チュ−ブ領域は内側領域より高い濃度のB2O3を含
みうる。このより高いB2O3濃度がより低い屈折率領域を
生じ、これによってより良好に光パワ−をとじ込める。
実質的に一定の半径方向屈折率チュ−ブと屈折率が半径
とともにステップ状に減少するチュ−ブとの両方を用い
て、同様の過剰損失を有するカプラが得られた。
半径方向の変化を有するチュ−ブも用いられた。チュ−
ブの穴に隣接したそのチュ−ブの内側領域はΔ2-3の所
望の値を与える組成で形成される。このチュ−ブの残部
は内側領域とは異なる屈折率を有する１つ以上の領域で
形成され得る。図１２に示された例では、内表面risと
遷移半径rtの間のチュ−ブの内側領域は、カプラに色消
し性を与えるのに十分なだけ低い値のΔ2-3を与えるあ
めに少量のB2O3を含むことができる。rtと外表面roの間
の外側チュ−ブ領域は内側領域より高い濃度のB2O3を含
みうる。このより高いB2O3濃度がより低い屈折率領域を
生じ、これによってより良好に光パワ−をとじ込める。
実質的に一定の半径方向屈折率チュ−ブと屈折率が半径
とともにステップ状に減少するチュ−ブとの両方を用い
て、同様の過剰損失を有するカプラが得られた。
【００４０】入力ファイバと出力ファイバとの間の伝播
定数の相違は直径の異なるファイバを用いることによっ
ても得られる。
定数の相違は直径の異なるファイバを用いることによっ
ても得られる。
【００４１】実施例１ １×２ダブル・ウインド−色消しファイバ・オプティッ
ク・カプラを作成する方法が図７〜９に示されている。
長さ3.8cm、外径2.8cm、および長手方向穴直径265μmの
ガラス毛細チュ−ブ１０が用いられた。火炎加水分解法
で形成されたチュ−ブ１０は、約0.5重量％のB2O3をド
−プされたシリカで形成された。
ク・カプラを作成する方法が図７〜９に示されている。
長さ3.8cm、外径2.8cm、および長手方向穴直径265μmの
ガラス毛細チュ−ブ１０が用いられた。火炎加水分解法
で形成されたチュ−ブ１０は、約0.5重量％のB2O3をド
−プされたシリカで形成された。
【００４２】被覆ファイバ１７、１８および１９はそれ
ぞれ直径250μmのウレタン・アクリラ−ト被覆２３、２
４および２５を有する直径125μmの単一モ−ド光ファイ
バ２０、２１および２２の1.5メ−トル長で構成され
た。これらのファイバは米国特許第５０１１２５１号の
教示に従って作成されたものであり、8.5重量％GeO2を
ド−プされたシリカよりなる直径8μmのコアを有してい
た。これらのファイバのカットオフ波長はカプラの動作
波長より短かった。例えば、最小動作波長が1260cmであ
る場合には、ファイバのカットオフ波長は1200nmと1250
nmとの間に選定される。
ぞれ直径250μmのウレタン・アクリラ−ト被覆２３、２
４および２５を有する直径125μmの単一モ−ド光ファイ
バ２０、２１および２２の1.5メ−トル長で構成され
た。これらのファイバは米国特許第５０１１２５１号の
教示に従って作成されたものであり、8.5重量％GeO2を
ド−プされたシリカよりなる直径8μmのコアを有してい
た。これらのファイバのカットオフ波長はカプラの動作
波長より短かった。例えば、最小動作波長が1260cmであ
る場合には、ファイバのカットオフ波長は1200nmと1250
nmとの間に選定される。
【００４３】これらすべてのファイバを作成する方法の
最初の工程は同一であった。その方法の一般的な説明は
米国特許第５０１１２５１号および第４４８６２１２号
になされている。コア・ガラス粒子の被覆がマンドレル
上に沈積され、そしてそのコア・ガラス被覆の上にSiO2
粒子の薄い被覆が沈積された。マンドレルが除去され、
そしてそのようにして形成された多孔質プリフォ−ムが
アルミナ・マッフルを有する炉内に徐々に挿入され、そ
こでマンドレルが除去された中心穴内に塩素とヘリウム
を含んだガス混合物が流入している間に、そのプリフォ
−ムが乾燥されかつコンソリデ−トされた。ヘリウムと
酸素を含んだフラッシング・ガスがマッフルの底から上
方に流れた。多孔質プリフォ−ムがコンソリデ−トされ
た後で、穴が脱気され、そして管状体の下端部が加熱さ
れかつ延伸されて5mm中実ガラスロッドを形成した。こ
のロッドは複数の部分に切断され、それらの部分のそれ
ぞれが旋盤に支持され、そこでその各部分は、最終的な
多孔質プリフォ−ムを形成するためにSiO2クラッド・ガ
ラス粒子が沈積されるマンドレルとして機能する。
最初の工程は同一であった。その方法の一般的な説明は
米国特許第５０１１２５１号および第４４８６２１２号
になされている。コア・ガラス粒子の被覆がマンドレル
上に沈積され、そしてそのコア・ガラス被覆の上にSiO2
粒子の薄い被覆が沈積された。マンドレルが除去され、
そしてそのようにして形成された多孔質プリフォ−ムが
アルミナ・マッフルを有する炉内に徐々に挿入され、そ
こでマンドレルが除去された中心穴内に塩素とヘリウム
を含んだガス混合物が流入している間に、そのプリフォ
−ムが乾燥されかつコンソリデ−トされた。ヘリウムと
酸素を含んだフラッシング・ガスがマッフルの底から上
方に流れた。多孔質プリフォ−ムがコンソリデ−トされ
た後で、穴が脱気され、そして管状体の下端部が加熱さ
れかつ延伸されて5mm中実ガラスロッドを形成した。こ
のロッドは複数の部分に切断され、それらの部分のそれ
ぞれが旋盤に支持され、そこでその各部分は、最終的な
多孔質プリフォ−ムを形成するためにSiO2クラッド・ガ
ラス粒子が沈積されるマンドレルとして機能する。
【００４４】最終的な多孔質光ファイバ・プリフォ−ム
は従来のようにヘリウム、塩素および酸素を含んだガス
混合物中でコンソリデ−トされる。通常沈積されたクラ
ッドガラス粒子を乾燥させるのに十分な量である、使用
される塩素の量は、多孔質クラドガラス被覆の密度およ
びコンソリデ−ション温度を含む種々のパラメ−タに依
存する。入力ファイバ・クラッドにおける塩素濃度が0.
10重量％となりかつ出力ファイバ・クラッドにおける塩
素濃度が0.05重量％となるような条件で、入力ファイバ
および出力ファイバの最終的な多孔質プリフォ−ムが形
成されかつコンソリデ−トされた。入力ファイバおよび
出力ファイバのクラッドの屈折率は、Δ CLADSが0.005％
となるような値であった。ただし、ΔCLADS＝(n2 2-
n2' 2)/n2 2、n 2は入力ファイバ１０のクラッドの屈折
率、そしてn2'は出力ファイバ２１および２２のクラッ
ドの屈折率である。
は従来のようにヘリウム、塩素および酸素を含んだガス
混合物中でコンソリデ−トされる。通常沈積されたクラ
ッドガラス粒子を乾燥させるのに十分な量である、使用
される塩素の量は、多孔質クラドガラス被覆の密度およ
びコンソリデ−ション温度を含む種々のパラメ−タに依
存する。入力ファイバ・クラッドにおける塩素濃度が0.
10重量％となりかつ出力ファイバ・クラッドにおける塩
素濃度が0.05重量％となるような条件で、入力ファイバ
および出力ファイバの最終的な多孔質プリフォ−ムが形
成されかつコンソリデ−トされた。入力ファイバおよび
出力ファイバのクラッドの屈折率は、Δ CLADSが0.005％
となるような値であった。ただし、ΔCLADS＝(n2 2-
n2' 2)/n2 2、n 2は入力ファイバ１０のクラッドの屈折
率、そしてn2'は出力ファイバ２１および２２のクラッ
ドの屈折率である。
【００４５】被覆の6cmの長さ部分が各被覆ファイバの
端部から除去された。テ−パ端部を形成するためにファ
イバの端部が引張れかつ切断され間に、ファイバの被覆
を除去された領域の中央に炎を放射することによって、
ファイバの端部に反射防止終端部２６、２７および２８
が形成された。ファイバ２０の先端部が、ガラスを後退
させかつ丸みをつけられた端面を形成させるために、バ
−ナによって加熱された。その端面の直径は、もとの被
覆されていないファイバの直径に等しいかあるいはそれ
より若干小さかった。このようして得られた剥離された
端部領域は長さが約3.2cmであった。
端部から除去された。テ−パ端部を形成するためにファ
イバの端部が引張れかつ切断され間に、ファイバの被覆
を除去された領域の中央に炎を放射することによって、
ファイバの端部に反射防止終端部２６、２７および２８
が形成された。ファイバ２０の先端部が、ガラスを後退
させかつ丸みをつけられた端面を形成させるために、バ
−ナによって加熱された。その端面の直径は、もとの被
覆されていないファイバの直径に等しいかあるいはそれ
より若干小さかった。このようして得られた剥離された
端部領域は長さが約3.2cmであった。
【００４６】ファイバの被覆を除去された部分が拭かれ
た。被覆２４および２５の端部領域が漏斗部の内部に来
るまで、ファイバ２１および２２がその漏斗部を通じて
穴１１内に挿入され、そして端部２６が中間領域２７と
チュ−ブ端部１５との間に位置決めされた。被覆２３の
端部領域が漏斗部１２の内部に来るまで、ファイバ２０
が漏斗部１２を通じて穴１１内に挿入され、そして端部
２７および２８が中間領域２７とチュ−ブ端部１４との
間に位置決めされた。ファイバ１８および１９を漏斗部
１３に付着させるために、それらのファイバ１８および
１９に対して端部１５の近傍に、またファイバ１７を漏
斗部１２に付着させるためにそのファイバ１７に対して
端部１４の近傍に少量の紫外線硬化性接着剤（図示せ
ず）が適用された。プリフォ−ム３１がリングバ−ナ３
４（図９）に挿入されかつ延伸チャック３２および３３
にクランプされた。それらのチャックはモ−タで制御さ
れるステ−ジ４５および４６上に取り付けられた。ファ
イバが真空アタッチメント４１および４１’に挿通さ
れ、その真空アタッチメント４１および４１’には真空
ライン４２および４２’がそれぞれ連結された。真空ア
タッチメント４１および４１’は米国特許第５０１１２
５１号に教示されているようにチュ−ブ１０の端部に封
着された。所定の長さの細いゴムチュ−ブ４３の１つの
端部が真空アタッチメント４１のプリフォ−ム３１とは
反対側の端部に付着された。そのチュ−ブの他の端部は
矢印４４で示されているチュ−ブ・クランプ手段内に延
長している。上方の真空アタッチメント４１’も同様に
チュ−ブ４３’およびチュ−ブ・クランプ手段と関連し
ている。ファイバの被覆された部分がチュ−ブ４３およ
び４３’から延長した。チュ−ブ４３および４３’に対
して矢印４４、４４’で示されているように空気圧を放
射するこちによって、カプラ・プリフォ−ム３１に真空
Ｖが印加され、それによってチュ−ブをその中を延長し
たファイバに対してクランプさせた。
た。被覆２４および２５の端部領域が漏斗部の内部に来
るまで、ファイバ２１および２２がその漏斗部を通じて
穴１１内に挿入され、そして端部２６が中間領域２７と
チュ−ブ端部１５との間に位置決めされた。被覆２３の
端部領域が漏斗部１２の内部に来るまで、ファイバ２０
が漏斗部１２を通じて穴１１内に挿入され、そして端部
２７および２８が中間領域２７とチュ−ブ端部１４との
間に位置決めされた。ファイバ１８および１９を漏斗部
１３に付着させるために、それらのファイバ１８および
１９に対して端部１５の近傍に、またファイバ１７を漏
斗部１２に付着させるためにそのファイバ１７に対して
端部１４の近傍に少量の紫外線硬化性接着剤（図示せ
ず）が適用された。プリフォ−ム３１がリングバ−ナ３
４（図９）に挿入されかつ延伸チャック３２および３３
にクランプされた。それらのチャックはモ−タで制御さ
れるステ−ジ４５および４６上に取り付けられた。ファ
イバが真空アタッチメント４１および４１’に挿通さ
れ、その真空アタッチメント４１および４１’には真空
ライン４２および４２’がそれぞれ連結された。真空ア
タッチメント４１および４１’は米国特許第５０１１２
５１号に教示されているようにチュ−ブ１０の端部に封
着された。所定の長さの細いゴムチュ−ブ４３の１つの
端部が真空アタッチメント４１のプリフォ−ム３１とは
反対側の端部に付着された。そのチュ−ブの他の端部は
矢印４４で示されているチュ−ブ・クランプ手段内に延
長している。上方の真空アタッチメント４１’も同様に
チュ−ブ４３’およびチュ−ブ・クランプ手段と関連し
ている。ファイバの被覆された部分がチュ−ブ４３およ
び４３’から延長した。チュ−ブ４３および４３’に対
して矢印４４、４４’で示されているように空気圧を放
射するこちによって、カプラ・プリフォ−ム３１に真空
Ｖが印加され、それによってチュ−ブをその中を延長し
たファイバに対してクランプさせた。
【００４７】チュ−ブ穴に46cm水銀の真空が連結された
状態で、リングバ−ナ３４が点火された。このバ−ナに
それぞれ0.55slpmおよび1.10slpmの流量でガスと酸素を
供給することによって炎が発生された。リングバ−ナ３
４からの炎がチュ−ブ１０を約12秒間加熱し、そしてチ
ュ−ブ中間領域２７がファイバに対してコラプスした。
状態で、リングバ−ナ３４が点火された。このバ−ナに
それぞれ0.55slpmおよび1.10slpmの流量でガスと酸素を
供給することによって炎が発生された。リングバ−ナ３
４からの炎がチュ−ブ１０を約12秒間加熱し、そしてチ
ュ−ブ中間領域２７がファイバに対してコラプスした。
【００４８】チュ−ブが冷却した後で、バ−ナが再点火
されたが、ガスと酸素の流量は両方ともそのままであっ
た。炎がコラプスされた領域の中央部をそれの材料の軟
化点まで加熱した。１０秒後にバ−ナ３４に対する酸素
の供給が停止された。ステ−ジ４５および４６が1.0cm/
secの合成速度で反対方向に引張られ、チュ−ブ１０を
0.65cmだけ延伸させてネックダウン領域６１（図１２）
を形成したが、それのテ−パは入力ファイバに入射され
たパワ−が実質的に等しくかつ完全に２本の出力ファイ
バに結合されるようになされていた。
されたが、ガスと酸素の流量は両方ともそのままであっ
た。炎がコラプスされた領域の中央部をそれの材料の軟
化点まで加熱した。１０秒後にバ−ナ３４に対する酸素
の供給が停止された。ステ−ジ４５および４６が1.0cm/
secの合成速度で反対方向に引張られ、チュ−ブ１０を
0.65cmだけ延伸させてネックダウン領域６１（図１２）
を形成したが、それのテ−パは入力ファイバに入射され
たパワ−が実質的に等しくかつ完全に２本の出力ファイ
バに結合されるようになされていた。
【００４９】カプラが冷却した後で、真空ラインが除去
され、そして接着剤の滴６２および６３がチュ−ブの端
部１４および１５に適用された。その接着剤は紫外線に
露光されて硬化され、そしてカプラがチャックから除去
された。
され、そして接着剤の滴６２および６３がチュ−ブの端
部１４および１５に適用された。その接着剤は紫外線に
露光されて硬化され、そしてカプラがチャックから除去
された。
【００５０】実施例１に従って作成されたカプラのスペ
クトル挿入損失曲線が図１０に示されている。この実施
例のカプラの挿入損失曲線は比較的平坦でかつ実質的に
平衡であり、それによって0.24dBの挿入損失均一度を呈
示する。その装置の過剰損失は1310nmおよび1550nmにお
いてそれぞれ0.04dBおよび0.37dBであった。実施例１に
従って作成されたカプラは1310nmにおいて約0.2dBの中
間過剰装置損失を呈示した。最低測定過剰損失は1310nm
において0.04dBであった。
クトル挿入損失曲線が図１０に示されている。この実施
例のカプラの挿入損失曲線は比較的平坦でかつ実質的に
平衡であり、それによって0.24dBの挿入損失均一度を呈
示する。その装置の過剰損失は1310nmおよび1550nmにお
いてそれぞれ0.04dBおよび0.37dBであった。実施例１に
従って作成されたカプラは1310nmにおいて約0.2dBの中
間過剰装置損失を呈示した。最低測定過剰損失は1310nm
において0.04dBであった。
【図１】従来の方法で作成された色消し１×２カプラの
スペクトル結合比曲線を示すグラフである。
スペクトル結合比曲線を示すグラフである。
【図２】オ−バ−クラッド２×２カプラの縦断面図であ
る。
る。
【図３】コラプス工程の前におけるオ−バ−クラッド２
×２カプラの中間領域の横断面図である。
×２カプラの中間領域の横断面図である。
【図４】0.35％のΔ2-3値を有する２×２スイッチ・カ
プラの場合の３つの異なる波長における結合定数対逆延
伸比のグラプである。
プラの場合の３つの異なる波長における結合定数対逆延
伸比のグラプである。
【図５】異なる延伸比および異なる結合距離を有してい
るが同様の結合を有する２つのチュ−ブの外表面を示す
概略図である。
るが同様の結合を有する２つのチュ−ブの外表面を示す
概略図である。
【図６】「NAT差」すなわち数１３の差パラメ−タが131
0nmおよび1550nmの波長に対するΔ2-3の関数としてプロ
ットされたグラフである。
0nmおよび1550nmの波長に対するΔ2-3の関数としてプロ
ットされたグラフである。
【図７】光ファイバを挿入された後におきえる毛細チュ
−ブの断面図である。
−ブの断面図である。
【図８】図７の線８−８に沿って見た断面図である。
【図９】毛細チュ−ブをコラプスさせかつそれの中間領
域を延伸させる装置の概略図である。
域を延伸させる装置の概略図である。
【図１０】実施例１の方法で作成された色消し１×２カ
プラのスペクトル結合比曲線を示すグラフである。
プラのスペクトル結合比曲線を示すグラフである。
【図１１】色消し１×３カプラのスペクトル結合比を示
す理論的なグラフである。
す理論的なグラフである。
【図１２】１つの形式のチュ−ブの場合におけるチュ−
ブ半径の関数としてプロットされた屈折率のグラフであ
る。
ブ半径の関数としてプロットされた屈折率のグラフであ
る。
【図１３】延伸されかつ端部を封着されたファイバ・オ
プティック・カプラを示している。
プティック・カプラを示している。
１０ ガラス毛細チュ−ブ １１ 穴 １２ 漏斗部 １５ チュ−ブ端部 １７、１８、１９ 被覆ファイバ ２３、２４、２５ 被覆 ２０、２１、２２ 光ファイバ ２６ 端部 ２７ 中間領域 ３１ プリフォ−ム ３４ リングバ−ナ ６２ 接着剤の滴
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年２月３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の詳細な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は比較的広い波長帯域にわ
たってファイバ間の光の比較的均一な結合を行うことが
できる単一モードファイバ・オプティック・カプラに関
する。
たってファイバ間の光の比較的均一な結合を行うことが
できる単一モードファイバ・オプティック・カプラに関
する。
【０００２】
【従来の技術】複数本のファイバをそれの適当な長さに
沿って並置関係に位置決めしかつクラッドを互いに融着
させてファイバを固着させかつコア間の間隔を減少させ
ることによって融着ファイバ・カプラが作成されてい
る。ファイバを加熱しかつ延伸する前に毛細チューブに
ファイバを挿入し、それによって「オーバークラッド・
カプラ」を形成することによって種々のカプラ特性を改
善することができる。オーバークラッド・カプラを形成
するために、ファイバがチューブに挿入され、チューブ
が脱気され、そしてそれの中間領域が加熱されそしてフ
ァイバに対してコラプスされる。その中間領域の中央部
分がその後で延伸されて、所望の結合を得るのに必要な
直径および結合長となされる。
沿って並置関係に位置決めしかつクラッドを互いに融着
させてファイバを固着させかつコア間の間隔を減少させ
ることによって融着ファイバ・カプラが作成されてい
る。ファイバを加熱しかつ延伸する前に毛細チューブに
ファイバを挿入し、それによって「オーバークラッド・
カプラ」を形成することによって種々のカプラ特性を改
善することができる。オーバークラッド・カプラを形成
するために、ファイバがチューブに挿入され、チューブ
が脱気され、そしてそれの中間領域が加熱されそしてフ
ァイバに対してコラプスされる。その中間領域の中央部
分がその後で延伸されて、所望の結合を得るのに必要な
直径および結合長となされる。
【０００３】結合領域ではコアは伝播に対するそれらの
影響が非常に小さくなるように小さくなる。ファイバ・
クラッド直径が十分小さくなると、コアとクラッドの複
合体は結合領域における導波路の光誘導部分として機能
し、かつ周囲の低屈折率マトリクス材料はクラッドとし
て機能する。したがって、結合領域における隣接したフ
ァイバ・クラッド間でパワーが伝達される。結合領域
（コア／クラッド／オーバークラッド導波路）内におけ
るファイバの部分の基本モードは、結合領域外における
ファイバを伝播する基本モードとは異なる伝播定数を有
する。結合領域内にあるカプラ・ファイバの部分を伝播
する基本モードの伝播定数を表わすために、本明細書で
は項βＣＲが本用いられる。結合領域における基本モー
ドの伝播定数は実際には幾何学形状に対して連続的に変
化する。結合領域において一定の幾何学形状を有し、入
力および出力ファイバに対して無損失接続をなされたカ
プラを考えることが、これらのカプラの挙動についての
定性的理解を得るために有用である。
影響が非常に小さくなるように小さくなる。ファイバ・
クラッド直径が十分小さくなると、コアとクラッドの複
合体は結合領域における導波路の光誘導部分として機能
し、かつ周囲の低屈折率マトリクス材料はクラッドとし
て機能する。したがって、結合領域における隣接したフ
ァイバ・クラッド間でパワーが伝達される。結合領域
（コア／クラッド／オーバークラッド導波路）内におけ
るファイバの部分の基本モードは、結合領域外における
ファイバを伝播する基本モードとは異なる伝播定数を有
する。結合領域内にあるカプラ・ファイバの部分を伝播
する基本モードの伝播定数を表わすために、本明細書で
は項βＣＲが本用いられる。結合領域における基本モー
ドの伝播定数は実際には幾何学形状に対して連続的に変
化する。結合領域において一定の幾何学形状を有し、入
力および出力ファイバに対して無損失接続をなされたカ
プラを考えることが、これらのカプラの挙動についての
定性的理解を得るために有用である。
【０００４】結合比の波長依存性が非常に強い標準のカ
プラを作成するために従来は同一の光ファイバが用いら
れていた。すなわち、そのカプラが１３１０ｎｍで３ｄ
Ｂ結合を呈示する場合には、その波長依存性のために、
１５５０ｎｍでは３ｄＢカプラとしては機能することが
できない。「標準のカプラ」は、約１３１０ｎｍを中心
としたウインドー（これを第１のウインドーと呼ぶ）に
おけるパワー伝達特性で特徴づけられうる。例えば、標
準カプラは６０ｎｍウインドー内で約±５％より大きく
は変化しない、結合比を呈示する。
プラを作成するために従来は同一の光ファイバが用いら
れていた。すなわち、そのカプラが１３１０ｎｍで３ｄ
Ｂ結合を呈示する場合には、その波長依存性のために、
１５５０ｎｍでは３ｄＢカプラとしては機能することが
できない。「標準のカプラ」は、約１３１０ｎｍを中心
としたウインドー（これを第１のウインドーと呼ぶ）に
おけるパワー伝達特性で特徴づけられうる。例えば、標
準カプラは６０ｎｍウインドー内で約±５％より大きく
は変化しない、結合比を呈示する。
【０００５】「色消しカプラ」（ａｃｈｒｏｍａｔｉｃ
ｃｏｕｐｌｅｒ）は結合比が標準カプラよりも波長に
感応しにくいものである。「色消しカプラ」の広く受入
れられた定義は存在しない。最も厳密でない定義は、第
１のウインドーにおいて標準カプラより良好なパワー伝
達特性を色消しカプラが呈示することを要求するのみで
ある。より現実的には、その第１のウインドーにおいて
色消しカプラが標準カプラよりもはるかに良好な特性を
有することを要求すること、すなわち特定された幅を有
する２つのウインドーにおいて色消しカプラが低いパワ
ー伝達傾斜を呈示することを要求することによって、仕
様が厳しくなる。これらのウインドーは幅が１００ｎｍ
でありかつ約１３１０ｎｍおよび１５３０ｎｍを中心と
しているものとして特定されうる。これらのウインドー
は同じ幅を有している必要はなく、それらの幅は例えば
８０ｎｍと６０ｎｍでありうる。最適性能を有する色消
しカプラは単一モード動作領域の実質的に全体にわたっ
て低い値の結合パワー傾斜を呈示し得るであろう。シリ
カをベースとした光ファイバの場合には、この動作領域
は例えば１２６０ｎｍと１５８０ｎｍの間として特定さ
れうる。
ｃｏｕｐｌｅｒ）は結合比が標準カプラよりも波長に
感応しにくいものである。「色消しカプラ」の広く受入
れられた定義は存在しない。最も厳密でない定義は、第
１のウインドーにおいて標準カプラより良好なパワー伝
達特性を色消しカプラが呈示することを要求するのみで
ある。より現実的には、その第１のウインドーにおいて
色消しカプラが標準カプラよりもはるかに良好な特性を
有することを要求すること、すなわち特定された幅を有
する２つのウインドーにおいて色消しカプラが低いパワ
ー伝達傾斜を呈示することを要求することによって、仕
様が厳しくなる。これらのウインドーは幅が１００ｎｍ
でありかつ約１３１０ｎｍおよび１５３０ｎｍを中心と
しているものとして特定されうる。これらのウインドー
は同じ幅を有している必要はなく、それらの幅は例えば
８０ｎｍと６０ｎｍでありうる。最適性能を有する色消
しカプラは単一モード動作領域の実質的に全体にわたっ
て低い値の結合パワー傾斜を呈示し得るであろう。シリ
カをベースとした光ファイバの場合には、この動作領域
は例えば１２６０ｎｍと１５８０ｎｍの間として特定さ
れうる。
【０００６】結合領域において基本モードに対する異な
る伝播定数を有するファイバを用いることによって、す
なわち直径が異なるファイバおよび／または屈折率分布
が異なるファイバを用いてあるいは２本の同一ファイバ
の一方を他方よりも多くテーパさせるまたはエッチング
することによって１つの形式の色消しカプラが作成され
ている。
る伝播定数を有するファイバを用いることによって、す
なわち直径が異なるファイバおよび／または屈折率分布
が異なるファイバを用いてあるいは２本の同一ファイバ
の一方を他方よりも多くテーパさせるまたはエッチング
することによって１つの形式の色消しカプラが作成され
ている。
【０００７】米国特許第５０１１２５１号は、被結合フ
ァイバがファイバ・クラッド材料よりも低い屈折率ｎ３
を有するマトリクスガラスによって包囲されたオーバー
クラッド色消しファイバ・オプティック・カプラを教示
している。２つの導波路のβＣＲは、それらのファイバ
が異なるクラッド屈折率を有しているから、結合領域で
異なる。第１のファイバのクラッドの屈折率ｎ２と第２
のファイバのクラッドの屈折率ｎ２’との差は、比較的
広い波長帯域にわたってカプラの波長に対する結合比の
変化が非常に小さくなるようになされている。図１は米
国特許第５０１１２５１号に従って作成されたΔβ色消
しカプラのスペクトルを示している。２つの出力の挿入
損失曲線は２つの通信ウインドーの中心近傍で交差して
いるが、その曲線はそれらのウインドーの縁端近傍で散
開しており、そしてウインドーの縁端におけるそれらの
曲線間の間隔は典型的には約１ｄＢである。この間隔は
「均一度」（ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）と呼ばれ、１つの
主要な標準団体であるベルコアはＴＡ１２０９と呼ばれ
る文書で１．０ｄＢの所要均一度と０．５ｄＢの目的を
要求している。
ァイバがファイバ・クラッド材料よりも低い屈折率ｎ３
を有するマトリクスガラスによって包囲されたオーバー
クラッド色消しファイバ・オプティック・カプラを教示
している。２つの導波路のβＣＲは、それらのファイバ
が異なるクラッド屈折率を有しているから、結合領域で
異なる。第１のファイバのクラッドの屈折率ｎ２と第２
のファイバのクラッドの屈折率ｎ２’との差は、比較的
広い波長帯域にわたってカプラの波長に対する結合比の
変化が非常に小さくなるようになされている。図１は米
国特許第５０１１２５１号に従って作成されたΔβ色消
しカプラのスペクトルを示している。２つの出力の挿入
損失曲線は２つの通信ウインドーの中心近傍で交差して
いるが、その曲線はそれらのウインドーの縁端近傍で散
開しており、そしてウインドーの縁端におけるそれらの
曲線間の間隔は典型的には約１ｄＢである。この間隔は
「均一度」（ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）と呼ばれ、１つの
主要な標準団体であるベルコアはＴＡ１２０９と呼ばれ
る文書で１．０ｄＢの所要均一度と０．５ｄＢの目的を
要求している。
【０００８】米国特許第５０１１２５１号はΔ２−３＝
（ｎ２ ２−ｎ３ ２）／ｎ２ ２という式から値を得られる
記号Δ２−３によってチューブの屈折率ｎ３を特徴づけ
ている。項ΔはパーセントすなわちΔの百倍で表わされ
ることが多い。市販されている単一モード光ファイバは
通常はシリカの値に等しいかあるいはそれに近い値ｎ２
を有している。そのチューブのベースガラスとしてシリ
カが用いられた場合には、チューブの屈折率ｎ３をｎ２
より低い値に低下させる目的で、Ｂ２Ｏ３のようなドー
パントおよび必要に応じてフッ素がそれに添加される。
Ｂ２Ｏ３はチューブの屈折率を低下させるとともに、そ
れの軟化点温度をもファイバのそれより低い値に低下さ
せるという難点がある。上記米国特許はΔ２−３が約
０．２％以下の場合には、シリカチューブ中のＢ２Ｏ３
の量は１×２または２×２カプラにおけるガラスチュー
ブを軟化させ、それによってコラプス工程時にファイバ
を過剰に変形させるのには不十分である。したがって、
標準カプラのΔ２−３の値は通常は０．２６％と０．３
５％の間であったが、上記米国特許に開示された形式の
色消しオーバークラッド・カプラを作成する方法の再現
性を改善するためには、Δ２−３が０．４％より大きい
ことが好ましい。
（ｎ２ ２−ｎ３ ２）／ｎ２ ２という式から値を得られる
記号Δ２−３によってチューブの屈折率ｎ３を特徴づけ
ている。項ΔはパーセントすなわちΔの百倍で表わされ
ることが多い。市販されている単一モード光ファイバは
通常はシリカの値に等しいかあるいはそれに近い値ｎ２
を有している。そのチューブのベースガラスとしてシリ
カが用いられた場合には、チューブの屈折率ｎ３をｎ２
より低い値に低下させる目的で、Ｂ２Ｏ３のようなドー
パントおよび必要に応じてフッ素がそれに添加される。
Ｂ２Ｏ３はチューブの屈折率を低下させるとともに、そ
れの軟化点温度をもファイバのそれより低い値に低下さ
せるという難点がある。上記米国特許はΔ２−３が約
０．２％以下の場合には、シリカチューブ中のＢ２Ｏ３
の量は１×２または２×２カプラにおけるガラスチュー
ブを軟化させ、それによってコラプス工程時にファイバ
を過剰に変形させるのには不十分である。したがって、
標準カプラのΔ２−３の値は通常は０．２６％と０．３
５％の間であったが、上記米国特許に開示された形式の
色消しオーバークラッド・カプラを作成する方法の再現
性を改善するためには、Δ２−３が０．４％より大きい
ことが好ましい。
【０００９】１９９２年７月１５日に出願された米国特
許出願第０７／９１３，３９０号は、複数本の単一モー
ド光ファイバがそれらの長さの一部分に沿って互いに融
着されて屈折率ｎ３のマトリクスガラス体によって包囲
された結合領域を形成した形式のオーバークラッド色消
しファイバ・オプティック・カプラを教示している。そ
のカプラのテーパとｎ３は、広く離れた２つの波長にお
けるカプラの結合定数が同一であり、色消し特性を与え
るようになされている。このような色消し特性を得るた
めには、ｎ３はファイバのクラッド屈折率ｎ２より、Δ
２−３が０．１２５％以下となるような程度だけ低くな
ければならない。Δ２−３の値は非断熱テーパ過剰損失
が０．５ｄＢ以下に保持されるように選択されることが
好ましい。非断熱テーパ装置についての論述がＷ．Ｊ．
Ｓｔｅｗａｒｔ ｅｔ ａｌ．，”Ｄｅｓｉｇｎ Ｌｉ
ｍｉｔａｔｉｏｎ ｏｎ Ｔａｐｅｒｓ ａｎｄ Ｃｏ
ｕｐｌｅｒｓ ｉｎ Ｓｉｎｇｌｅ−Ｍｏｄｅ Ｆｉｂ
ｅｒｓ”，Ｐｒｏｃ．ＩＯＰＯＣ，１９８５，ｐａｇｅ
ｓ ５５９−５６２という刊行物に掲載されている。こ
の要件を満たすためには、Δ２−３は０．１２５％より
小さく、好ましくは約０．０２％より小さくなければな
らない。Δ２−３が小さくなるにつれて、シリカをベー
スとしたマトリクスガラス・チューブ中に存在する屈折
率低下ドーパントが少なくなる。したがって、比較的硬
いマトリクスガラス・チューブはカプラ形成方法のチュ
ーブ・コラプス工程時にファイバを変形させる。このよ
うなファイバ変形はカプラ過剰損失を増大させ、テーパ
の急峻度の低下による過剰損失の低下を打消すことにな
りうる。
許出願第０７／９１３，３９０号は、複数本の単一モー
ド光ファイバがそれらの長さの一部分に沿って互いに融
着されて屈折率ｎ３のマトリクスガラス体によって包囲
された結合領域を形成した形式のオーバークラッド色消
しファイバ・オプティック・カプラを教示している。そ
のカプラのテーパとｎ３は、広く離れた２つの波長にお
けるカプラの結合定数が同一であり、色消し特性を与え
るようになされている。このような色消し特性を得るた
めには、ｎ３はファイバのクラッド屈折率ｎ２より、Δ
２−３が０．１２５％以下となるような程度だけ低くな
ければならない。Δ２−３の値は非断熱テーパ過剰損失
が０．５ｄＢ以下に保持されるように選択されることが
好ましい。非断熱テーパ装置についての論述がＷ．Ｊ．
Ｓｔｅｗａｒｔ ｅｔ ａｌ．，”Ｄｅｓｉｇｎ Ｌｉ
ｍｉｔａｔｉｏｎ ｏｎ Ｔａｐｅｒｓ ａｎｄ Ｃｏ
ｕｐｌｅｒｓ ｉｎ Ｓｉｎｇｌｅ−Ｍｏｄｅ Ｆｉｂ
ｅｒｓ”，Ｐｒｏｃ．ＩＯＰＯＣ，１９８５，ｐａｇｅ
ｓ ５５９−５６２という刊行物に掲載されている。こ
の要件を満たすためには、Δ２−３は０．１２５％より
小さく、好ましくは約０．０２％より小さくなければな
らない。Δ２−３が小さくなるにつれて、シリカをベー
スとしたマトリクスガラス・チューブ中に存在する屈折
率低下ドーパントが少なくなる。したがって、比較的硬
いマトリクスガラス・チューブはカプラ形成方法のチュ
ーブ・コラプス工程時にファイバを変形させる。このよ
うなファイバ変形はカプラ過剰損失を増大させ、テーパ
の急峻度の低下による過剰損失の低下を打消すことにな
りうる。
【００１０】
【本発明が解決しようとする課題】本発明の目的は結合
領域において光ファイバを過剰に歪ませることなしに単
一モード・オーバークラッド色消しファイバ・オプティ
ック・カプラを作成する方法を提供することである。他
の目的は広い波長帯域にわたって被結合パワーの変化が
非常に小さいことによって特徴づけられる単一モード・
オーバークラッド色消しファイバ・オプティック・カプ
ラを提供することである。さらに他の目的は改善された
挿入損失均質度を有する１×２オーバークラッド色消し
カプラを提供することである。
領域において光ファイバを過剰に歪ませることなしに単
一モード・オーバークラッド色消しファイバ・オプティ
ック・カプラを作成する方法を提供することである。他
の目的は広い波長帯域にわたって被結合パワーの変化が
非常に小さいことによって特徴づけられる単一モード・
オーバークラッド色消しファイバ・オプティック・カプ
ラを提供することである。さらに他の目的は改善された
挿入損失均質度を有する１×２オーバークラッド色消し
カプラを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】簡単には、本発明はＮが
２または３である１×Ｎ色消しカプラに関する。このカ
プラはマトリクスガラスの細長い本体部と、この本体部
を貫通して延長している３つの光導波通路を具備してい
る。各通路はコア領域を具備しており、このコア領域は
それの屈折率より小さい屈折率を有するクラッド領域に
よって包囲されている。クラッド領域の最も低い屈折率
はｎ２である。光導波通路は、それらの通路の１つ中を
伝播する光パワーの一部分が他に結合する結合領域を形
成するのに十分なだけ長い距離にわたって十分に近接し
て延長する。コア領域は本体部の長手方向の軸線に直交
する面内で見た場合に結合領域内に三角形配列で配置さ
れる。少なくとも通路に隣接した本体部の領域の屈折率
はｎ３である。ただし、ｎ３はΔ２−３の値が０．１２
５％より小さくなるような大きさだけｎ２より低い。な
お、Δ２−３は（ｎ２ ２−ｎ３ ２）／２ｎ２ ２に等し
い。
２または３である１×Ｎ色消しカプラに関する。このカ
プラはマトリクスガラスの細長い本体部と、この本体部
を貫通して延長している３つの光導波通路を具備してい
る。各通路はコア領域を具備しており、このコア領域は
それの屈折率より小さい屈折率を有するクラッド領域に
よって包囲されている。クラッド領域の最も低い屈折率
はｎ２である。光導波通路は、それらの通路の１つ中を
伝播する光パワーの一部分が他に結合する結合領域を形
成するのに十分なだけ長い距離にわたって十分に近接し
て延長する。コア領域は本体部の長手方向の軸線に直交
する面内で見た場合に結合領域内に三角形配列で配置さ
れる。少なくとも通路に隣接した本体部の領域の屈折率
はｎ３である。ただし、ｎ３はΔ２−３の値が０．１２
５％より小さくなるような大きさだけｎ２より低い。な
お、Δ２−３は（ｎ２ ２−ｎ３ ２）／２ｎ２ ２に等し
い。
【００１２】このカプラは、第１および第２の対向端部
と中間領域を有するガラスチューブを設けることによっ
て作成され得る。少なくとも穴に隣接したチューブの内
側部分は屈折率ｎ３を有している。入力ガラス光ファイ
バの一部分と２本の出力ガラス光ファイバの端部分が穴
内に配置される。第１のファイバの一部分がチューブの
第１の端部から外に延長し、そして２本のファイバのそ
れぞれの一部分がチューブの第２の端部から外に延長す
る。チューブの中間領域はファイバに対してコラプスさ
れ、そして直径を減少させかつ結合領域を形成するため
にその中間領域の中央部分が延伸される。結合領域内に
ある入力ファイバと出力ファイバの部分が、チューブの
長手方向の軸線に直交する平面内で見た場合に三角形ア
レイとして配置される。
と中間領域を有するガラスチューブを設けることによっ
て作成され得る。少なくとも穴に隣接したチューブの内
側部分は屈折率ｎ３を有している。入力ガラス光ファイ
バの一部分と２本の出力ガラス光ファイバの端部分が穴
内に配置される。第１のファイバの一部分がチューブの
第１の端部から外に延長し、そして２本のファイバのそ
れぞれの一部分がチューブの第２の端部から外に延長す
る。チューブの中間領域はファイバに対してコラプスさ
れ、そして直径を減少させかつ結合領域を形成するため
にその中間領域の中央部分が延伸される。結合領域内に
ある入力ファイバと出力ファイバの部分が、チューブの
長手方向の軸線に直交する平面内で見た場合に三角形ア
レイとして配置される。
【００１３】
【実施例】本発明はΔ２−３の値が比較的小さいことに
よって生ずる色消し性（ａｃｈｒｏｍａｔｉｃｉｔｙ）
を呈示する１つのクラスのオーバークラッド・ファイバ
・オプティック・カプラの特定の実施例である。このよ
うなカプラの動作原理が図２に示された２×２カプラに
関連して説明される。図２のカプラを作成するために
は、光ファイバＦ１およびＦ２が直径ｄ１のガラス・オ
ーバークラッド・チューブＯに挿通される。これらのフ
ァイバに隣接したチューブの少なくとも内側部分の屈折
率はｎ３である。ファイバＦ１およびＦ２は屈折率ｎ１
のコアを有しており、このコアはｎ１より小さいがｎ３
より大きいクラッドによって包囲されている。チューブ
Ｏは脱気され、そしてそれの中間領域がそれをファイバ
に対してコラプスさせるために加熱される。チューブが
再加熱され、そしてそれの端部が、コラプスされた中間
領域の中央部分を延伸させるために反対方向に引張られ
る。このチューブのコラプスおよび延伸作業は米国特許
第５０１１２５１号に従って行われ得る。２つのチュー
ブ端部が延伸工程時に互いから離れる方向に移動する速
度が合成延伸速度となる。チューブは一定の速度で延伸
されてもよく、あるいは延伸速度は連続的にまたは不連
続のステップとして変化してもよい。この延伸作業は予
め定められた結合が得られた後で停止しうる。その後
で、チューブが再加熱され、そして延伸が第２の延伸速
度で生じ得る。もとの直径ｄ１とネックダウン領域Ｎの
中央部分の直径ｄ２の比が延伸比Ｒである。領域Ｎには
若干のテーパが存在していて、それの長手方向の中心が
最小直径となるが、この領域Ｎは一定の直径を有してい
るように示されている。このようにして得られたカプラ
の結合特性はチューブＯとファイバＦ１およびＦ２の光
学的および機械的特性のようなパラメータと、長さｚ、
ネックダウン領域Ｎおよびテーパ領域Ｔのようなカプラ
・パラメータによって決定される。
よって生ずる色消し性（ａｃｈｒｏｍａｔｉｃｉｔｙ）
を呈示する１つのクラスのオーバークラッド・ファイバ
・オプティック・カプラの特定の実施例である。このよ
うなカプラの動作原理が図２に示された２×２カプラに
関連して説明される。図２のカプラを作成するために
は、光ファイバＦ１およびＦ２が直径ｄ１のガラス・オ
ーバークラッド・チューブＯに挿通される。これらのフ
ァイバに隣接したチューブの少なくとも内側部分の屈折
率はｎ３である。ファイバＦ１およびＦ２は屈折率ｎ１
のコアを有しており、このコアはｎ１より小さいがｎ３
より大きいクラッドによって包囲されている。チューブ
Ｏは脱気され、そしてそれの中間領域がそれをファイバ
に対してコラプスさせるために加熱される。チューブが
再加熱され、そしてそれの端部が、コラプスされた中間
領域の中央部分を延伸させるために反対方向に引張られ
る。このチューブのコラプスおよび延伸作業は米国特許
第５０１１２５１号に従って行われ得る。２つのチュー
ブ端部が延伸工程時に互いから離れる方向に移動する速
度が合成延伸速度となる。チューブは一定の速度で延伸
されてもよく、あるいは延伸速度は連続的にまたは不連
続のステップとして変化してもよい。この延伸作業は予
め定められた結合が得られた後で停止しうる。その後
で、チューブが再加熱され、そして延伸が第２の延伸速
度で生じ得る。もとの直径ｄ１とネックダウン領域Ｎの
中央部分の直径ｄ２の比が延伸比Ｒである。領域Ｎには
若干のテーパが存在していて、それの長手方向の中心が
最小直径となるが、この領域Ｎは一定の直径を有してい
るように示されている。このようにして得られたカプラ
の結合特性はチューブＯとファイバＦ１およびＦ２の光
学的および機械的特性のようなパラメータと、長さｚ、
ネックダウン領域Ｎおよびテーパ領域Ｔのようなカプラ
・パラメータによって決定される。
【００１４】光パワーが入力光ファイバに結合されるこ
とができ、かつカプラ作成方法における処理工程を制御
するために出力信号がモニタされ得る。例えば米国特許
第５０１１２５１号を参照されたい。下記の特定の実施
例では、出力パワーは延伸時にはモニタされない。オー
バークラッド・ファイバ・オプティック・カプラについ
ての従来の経験では、両方のステージに対する全体の延
伸距離は通常１２ｍｍと１６ｍｍの間である。したがっ
て、その実施例で説明されるカプラは最初にその範囲内
のある距離だけ延伸される。このようにして得られた装
置の光特性が測定され、そしてその後で作成されるカプ
ラの延伸または伸長距離が所望の特性により近いものを
得るような態様で調節された。この処理によって、最適
の延伸距離が得られた。その後で、このタイプのすべて
のカプラが所望の光特性を得るためにその最適距離だけ
延伸された。しかし、延伸距離のようなプロセス・パラ
メータは作成されたカプラの光学的特徴化の結果として
微調整され得る。
とができ、かつカプラ作成方法における処理工程を制御
するために出力信号がモニタされ得る。例えば米国特許
第５０１１２５１号を参照されたい。下記の特定の実施
例では、出力パワーは延伸時にはモニタされない。オー
バークラッド・ファイバ・オプティック・カプラについ
ての従来の経験では、両方のステージに対する全体の延
伸距離は通常１２ｍｍと１６ｍｍの間である。したがっ
て、その実施例で説明されるカプラは最初にその範囲内
のある距離だけ延伸される。このようにして得られた装
置の光特性が測定され、そしてその後で作成されるカプ
ラの延伸または伸長距離が所望の特性により近いものを
得るような態様で調節された。この処理によって、最適
の延伸距離が得られた。その後で、このタイプのすべて
のカプラが所望の光特性を得るためにその最適距離だけ
延伸された。しかし、延伸距離のようなプロセス・パラ
メータは作成されたカプラの光学的特徴化の結果として
微調整され得る。
【００１５】１×２または２×２ ２−ファイバ色消し
３ｄＢカプラについて、それらの動作をモデル化するた
めに、被結合モード理論を用いて理論的解析がなされ
た。その解析はＡ．Ｗ．Ｓｎｙｄｅｒ ａｎｄ Ｊ．
Ｄ．Ｌｏｖｅ，ＯｐｔｉｃａｌＷａｖｅｇｕｉｄｅ Ｔ
ｈｅｏｒｙ，Ｃｈａｐｍａｎ ａｎｄ Ｈａｌｌ，Ｎｅ
ｗ Ｙｏｒｋ，１９８３という刊行物に教示されている
原理に基づいた。この理論にしたがって、図２の２×２
オーバークラッド・カプラのモード・フィールドは、他
のファイバが存在しない場合の、すなわちファイバがオ
ーバークラッド・インデックス材料ｎ３だけによって包
囲されている状態におけるファイバＦ１およびＦ２のそ
れぞれの基本モード数１および数２の線形組合せである
と仮定される。このような構造については、伝播定数と
モード・フィールドが正確に決定される（Ｍ．Ｊ．Ａｄ
ａｍｓ，Ａｎ Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ Ｏｐ
ｔｉｃａｌ Ｗｑａｖｅｇｕｉｄｅｓを参照された
い）。
３ｄＢカプラについて、それらの動作をモデル化するた
めに、被結合モード理論を用いて理論的解析がなされ
た。その解析はＡ．Ｗ．Ｓｎｙｄｅｒ ａｎｄ Ｊ．
Ｄ．Ｌｏｖｅ，ＯｐｔｉｃａｌＷａｖｅｇｕｉｄｅ Ｔ
ｈｅｏｒｙ，Ｃｈａｐｍａｎ ａｎｄ Ｈａｌｌ，Ｎｅ
ｗ Ｙｏｒｋ，１９８３という刊行物に教示されている
原理に基づいた。この理論にしたがって、図２の２×２
オーバークラッド・カプラのモード・フィールドは、他
のファイバが存在しない場合の、すなわちファイバがオ
ーバークラッド・インデックス材料ｎ３だけによって包
囲されている状態におけるファイバＦ１およびＦ２のそ
れぞれの基本モード数１および数２の線形組合せである
と仮定される。このような構造については、伝播定数と
モード・フィールドが正確に決定される（Ｍ．Ｊ．Ａｄ
ａｍｓ，Ａｎ Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ Ｏｐ
ｔｉｃａｌ Ｗｑａｖｅｇｕｉｄｅｓを参照された
い）。
【数１】
【数２】
【００１６】２つのコア間の光結合を記述する結合定数
は数５の重なり積分として表わすことができる。
は数５の重なり積分として表わすことができる。
【数３】 この式において数１および数２は２つのコアのモード・
フィールド、ｒおよびｒ’はそれぞれファイバＦ１およ
びＦ２のコアの中心からの半径方向の距離、ｎはカプラ
全体の屈折率構造、ｎ’はファイバＦ１のコアとクラッ
ドを屈折率ｎ３のオーバークラッド材料で置換した場合
の屈折率構造であり、そしてこの積分はカプラの全断面
についてものである（ただしｎ−ｎ’はファイバＦ１の
コアおよびクラッドついて非ゼロであるにすぎない）。
モード・フィールドはこの式では規格化されており、す
なわち数４および数５は両方とも１に等しいと仮定され
ている。
フィールド、ｒおよびｒ’はそれぞれファイバＦ１およ
びＦ２のコアの中心からの半径方向の距離、ｎはカプラ
全体の屈折率構造、ｎ’はファイバＦ１のコアとクラッ
ドを屈折率ｎ３のオーバークラッド材料で置換した場合
の屈折率構造であり、そしてこの積分はカプラの全断面
についてものである（ただしｎ−ｎ’はファイバＦ１の
コアおよびクラッドついて非ゼロであるにすぎない）。
モード・フィールドはこの式では規格化されており、す
なわち数４および数５は両方とも１に等しいと仮定され
ている。
【数４】
【数５】
【００１７】これらはテーパ付き装置であるが、それら
の定性的な動作は、所定の結合長にわたって延伸比が一
定であり、この長さの外では結合がないと仮定すること
によって、すなわち図２の領域Ｎの直径が全長ｚ（こわ
たって一定であると仮定することによって、十分にモデ
ル化される。結合定数が延伸比の急速に増加する関数で
あるから、この近似は満足し得るものであり、したがっ
てカプラの挙動は最も高い延伸比における挙動が支配的
である。この近似を用いた場合、コア１にパワーが入射
されると、カプラの軸線に沿った長さｚの関数として、
２つのコアにおけるパワーは数６および数７で与えられ
る。
の定性的な動作は、所定の結合長にわたって延伸比が一
定であり、この長さの外では結合がないと仮定すること
によって、すなわち図２の領域Ｎの直径が全長ｚ（こわ
たって一定であると仮定することによって、十分にモデ
ル化される。結合定数が延伸比の急速に増加する関数で
あるから、この近似は満足し得るものであり、したがっ
てカプラの挙動は最も高い延伸比における挙動が支配的
である。この近似を用いた場合、コア１にパワーが入射
されると、カプラの軸線に沿った長さｚの関数として、
２つのコアにおけるパワーは数６および数７で与えられ
る。
【数６】
【数７】 ただし、係数Ｆは数８で与えられる。
【数８】 ここで、β１およびβ２はそれぞれファイバＦ１および
Ｆ２の伝播定数である。
Ｆ２の伝播定数である。
【００１８】本発明のように導波路１にユニット・パワ
ーが導波路１に入射され、そして導波路２および３に結
合されかつ導波路２および３は互いに同一であるが導波
路１とは異なっている三導波路カプラの場合には、コア
内に残留するパワーは、長さｚの関数として、数９で与
えられる。ただし、Ｆは数１０で表わされる。
ーが導波路１に入射され、そして導波路２および３に結
合されかつ導波路２および３は互いに同一であるが導波
路１とは異なっている三導波路カプラの場合には、コア
内に残留するパワーは、長さｚの関数として、数９で与
えられる。ただし、Ｆは数１０で表わされる。
【数９】
【数１０】 ここで、導波路１および２間の結合係数Ｃ１２は数５と
同様の式で与えられるが、どの対が考慮されているかに
対して屈折率とモードが適切なものとされた［Ｃ１２に
対しては数１および数２、Ｃ２３に対しては数２および
数１１］。対称性によって、Ｃ１３＝Ｃ１２。
同様の式で与えられるが、どの対が考慮されているかに
対して屈折率とモードが適切なものとされた［Ｃ１２に
対しては数１および数２、Ｃ２３に対しては数２および
数１１］。対称性によって、Ｃ１３＝Ｃ１２。
【数１１】
【００１９】入力導波路からＰ２およびＰ３（Ｐ１→
０）に数１２で表わされる完全な結合を有するために
は、Ｆ＝１であることが必要であり、そのためにはβ１
−β２＝Ｃ２３である必要があることが解る。換言する
と、完全な結合のためには、入力ファイバが２本の出力
ファイバより若干大きい伝播定数を有していなければな
らない。
０）に数１２で表わされる完全な結合を有するために
は、Ｆ＝１であることが必要であり、そのためにはβ１
−β２＝Ｃ２３である必要があることが解る。換言する
と、完全な結合のためには、入力ファイバが２本の出力
ファイバより若干大きい伝播定数を有していなければな
らない。
【数１２】
【００２０】結果はテーパに沿って結合方程式を積分す
ることによってより定量的となされ得る。ビーム伝播技
法（フーリエ変換、有限差等）を用いることによってさ
らにより正確なシミュレーションがなされうるが、非常
に長い演算時間を要する。
ることによってより定量的となされ得る。ビーム伝播技
法（フーリエ変換、有限差等）を用いることによってさ
らにより正確なシミュレーションがなされうるが、非常
に長い演算時間を要する。
【００２１】Δ２−３値が０．３５％のカプラにおける
３つの異なる波長に対する延伸比の関数として２×２カ
プラの結合定数を決定するために、非結合モード・モデ
ルが用いられた。カプラ・パラメータに関してなされた
仮定のほとんどが標準のオーバークラッド・カプラに関
してなされた研究に基づいていた。ファイバＦ１および
Ｆ２は４μｍのコア半径を有する標準の１２５μｍ外径
単一モードファイバであると看做された。コアおよびク
ラッドの屈折率ｎ１およびｎ２はそれぞれ１．４６１０
００および１．４５５４３８であると看做された。この
モデルは図４のグラフを得るために用いられた。このグ
ラフは本発明のカプラにおいて色消し性が改善された原
因となる物理機構を示している。図４において、結合定
数は平行コア２×２カプラに対する逆延伸比の関数とし
てプロットされている。所定の波長における結合定数は
延伸比の増加に伴って非常に急速に増加することが判
る。しかし、非常に高い延伸比で、曲線に最大値が存在
する。これは、事実上モード・フィールド拡大が非常に
大きくなって、２本のファイバのうちの一方のファイバ
のコアとクラッドよりなる領域（これは結合定数の重な
り積分が行われる領域である）におけるそれら２本のフ
ァイバ間の重なりがモード・フィールド振幅が減少する
ために事実上減少することによって生ずる。その最大値
におけるそれよりも著しく小さい延伸比では、より長い
波長における結合定数は、それの拡大が回折効果により
大きくなることによって、大きくなる。しかし、この事
実は、最大結合が生ずる延伸比が、１つのコアからのモ
ード・フィールドが他のコアからのそれと重なる程度を
それ以上のモード・フィールド拡大が減少させる点によ
って決定されるので、より長い波長における最大結合は
より小さい延伸比で生ずることを意味する。モード・フ
ィールド拡大は所定の延伸比に対しては波長が長いほど
大きくなるので、より長い波長に対してはＲのより小さ
い値で最大値が生ずる。図４に示されているように、こ
れが結合定数曲線を交差させる原因となる。
３つの異なる波長に対する延伸比の関数として２×２カ
プラの結合定数を決定するために、非結合モード・モデ
ルが用いられた。カプラ・パラメータに関してなされた
仮定のほとんどが標準のオーバークラッド・カプラに関
してなされた研究に基づいていた。ファイバＦ１および
Ｆ２は４μｍのコア半径を有する標準の１２５μｍ外径
単一モードファイバであると看做された。コアおよびク
ラッドの屈折率ｎ１およびｎ２はそれぞれ１．４６１０
００および１．４５５４３８であると看做された。この
モデルは図４のグラフを得るために用いられた。このグ
ラフは本発明のカプラにおいて色消し性が改善された原
因となる物理機構を示している。図４において、結合定
数は平行コア２×２カプラに対する逆延伸比の関数とし
てプロットされている。所定の波長における結合定数は
延伸比の増加に伴って非常に急速に増加することが判
る。しかし、非常に高い延伸比で、曲線に最大値が存在
する。これは、事実上モード・フィールド拡大が非常に
大きくなって、２本のファイバのうちの一方のファイバ
のコアとクラッドよりなる領域（これは結合定数の重な
り積分が行われる領域である）におけるそれら２本のフ
ァイバ間の重なりがモード・フィールド振幅が減少する
ために事実上減少することによって生ずる。その最大値
におけるそれよりも著しく小さい延伸比では、より長い
波長における結合定数は、それの拡大が回折効果により
大きくなることによって、大きくなる。しかし、この事
実は、最大結合が生ずる延伸比が、１つのコアからのモ
ード・フィールドが他のコアからのそれと重なる程度を
それ以上のモード・フィールド拡大が減少させる点によ
って決定されるので、より長い波長における最大結合は
より小さい延伸比で生ずることを意味する。モード・フ
ィールド拡大は所定の延伸比に対しては波長が長いほど
大きくなるので、より長い波長に対してはＲのより小さ
い値で最大値が生ずる。図４に示されているように、こ
れが結合定数曲線を交差させる原因となる。
【００２２】単一の延伸比を有する非テーパ平行コア装
置（図２参照）では、色消し特性（すなわち約１３００
および１５００ｎｍにおいて等しい結合）を得るため
に、カプラの幾何学形状は図４に示されているように２
つの波長に対する結合定数曲線の交点ＲＣＲＯＳＳにお
いて動作するように選択されるであろう。最大値Ｒ
ＭＡＸまでのすべての延伸比を含む幾何学形状を有する
テーパ付き装置では、ＲＭＡ Ｘ＞ＲＣＲＯＳＳを有する
こと（図４において交差点の左側に１／ＲＭＡＸを有す
ること）が必要である。これは、テーパの端部近傍にお
ける低い延伸比では（図５における破線５と６の間の領
域ＬＷを参照されたい）、結合は波長が長くなるにつれ
て強くなり、したがって波長の長い光がより多く結合す
ることによる。ＲＭＡＸ＞ＲＣＲＯＳＳとなるようにテ
ーパをつけることによって、結合は短い波長で強くなる
領域ＳＷ（破線４と５の間）をも含み、それによって延
伸比の小さい領域を補償する。領域ＳＷおよびＬＷは図
５のチューブ３ｂのテーパに関するものである。Ｒ
ＭＡＸの正確な値はテーパ付き装置について結合方程式
を数値積分することによって決定されなければならな
い。
置（図２参照）では、色消し特性（すなわち約１３００
および１５００ｎｍにおいて等しい結合）を得るため
に、カプラの幾何学形状は図４に示されているように２
つの波長に対する結合定数曲線の交点ＲＣＲＯＳＳにお
いて動作するように選択されるであろう。最大値Ｒ
ＭＡＸまでのすべての延伸比を含む幾何学形状を有する
テーパ付き装置では、ＲＭＡ Ｘ＞ＲＣＲＯＳＳを有する
こと（図４において交差点の左側に１／ＲＭＡＸを有す
ること）が必要である。これは、テーパの端部近傍にお
ける低い延伸比では（図５における破線５と６の間の領
域ＬＷを参照されたい）、結合は波長が長くなるにつれ
て強くなり、したがって波長の長い光がより多く結合す
ることによる。ＲＭＡＸ＞ＲＣＲＯＳＳとなるようにテ
ーパをつけることによって、結合は短い波長で強くなる
領域ＳＷ（破線４と５の間）をも含み、それによって延
伸比の小さい領域を補償する。領域ＳＷおよびＬＷは図
５のチューブ３ｂのテーパに関するものである。Ｒ
ＭＡＸの正確な値はテーパ付き装置について結合方程式
を数値積分することによって決定されなければならな
い。
【００２３】図４およびそれに関する上記の説明から、
Δ２−３が０．３５％である色消しカプラを形成するた
めには約１０：１の延伸比が必要とされるであろうこと
が解る。このような高い延伸比は下記の理由で比較的大
きい過剰損失を生ずることになりうる。高い延伸比は結
合強度の増大を生じ、より短い結合距離ｚを必要とす
る。この関係が図５に示されており、この図では２つの
延伸されたチューブ３ａおよび３ｂの外表面がそれぞれ
実線と破線で示されている。チューブ３ｂはチューブ３
ａより大きい延伸比を有しなければならないから、同じ
結合を得るためには（パワー伝達曲線の最初のサイクル
で）チューブ３ｂはチューブ３ａより短い結合距離ｚを
有していなければならない。パワー伝達曲線については
米国特許第５０１１２５１号にその特許の第６図に関連
して論述されている。
Δ２−３が０．３５％である色消しカプラを形成するた
めには約１０：１の延伸比が必要とされるであろうこと
が解る。このような高い延伸比は下記の理由で比較的大
きい過剰損失を生ずることになりうる。高い延伸比は結
合強度の増大を生じ、より短い結合距離ｚを必要とす
る。この関係が図５に示されており、この図では２つの
延伸されたチューブ３ａおよび３ｂの外表面がそれぞれ
実線と破線で示されている。チューブ３ｂはチューブ３
ａより大きい延伸比を有しなければならないから、同じ
結合を得るためには（パワー伝達曲線の最初のサイクル
で）チューブ３ｂはチューブ３ａより短い結合距離ｚを
有していなければならない。パワー伝達曲線については
米国特許第５０１１２５１号にその特許の第６図に関連
して論述されている。
【００２４】チューブ３ａの高い延伸比／短い結合距離
領域のテーパの急竣なテーパに対しては基本モードＬＰ
０１からそれより高いモードへの望ましくないモード結
合がより強くなることが知られている。この非断熱結合
はカプラの過剰損失を増大させることができる。
領域のテーパの急竣なテーパに対しては基本モードＬＰ
０１からそれより高いモードへの望ましくないモード結
合がより強くなることが知られている。この非断熱結合
はカプラの過剰損失を増大させることができる。
【００２５】１×２ダブル・ウインドー・スイッチに対
する所要のテーパ・パラメータを理論的に計算するため
に上記のモードが用いられた。テーパ付きカプラの延伸
比をそれの長さに沿った距離ｚの関数（最大延伸比点に
おけるｚの原点）として説明することは、最大延伸比Ｒ
ＭＡＸとガウス幅パラメータω０を含むガウス関数とし
て簡単に与えられ得る。それは数１３で与えられる。
する所要のテーパ・パラメータを理論的に計算するため
に上記のモードが用いられた。テーパ付きカプラの延伸
比をそれの長さに沿った距離ｚの関数（最大延伸比点に
おけるｚの原点）として説明することは、最大延伸比Ｒ
ＭＡＸとガウス幅パラメータω０を含むガウス関数とし
て簡単に与えられ得る。それは数１３で与えられる。
【数１３】 標準２×２ＷＤＭカプラにおけるこれらのパラメータの
典型的な値は、３まら６まのＲＭＡＸと３０００μｍか
ら６０００μｍまでのω０である。このモデルは、パラ
メータＲＭＡＸおよびω０の値がΔ２−３の非常に小さ
い値では現在のカプラ値の範囲内にあることを示した。
「現在のカプラ」とは米国特許第５０１１２５１号に開
示されているΔ２−３が０．２６％より大きいタイプの
オーバークラッド・カプラを意味する。Δ２−３のより
小さい値が図４の曲線を右方に（延伸比の低い値の方
に）かつ下方に（最大結合定数のより小さい値の方に）
変位させ、それによって容易に実現可能な延伸比を有す
る色消しカプラを形成することができる。Δ２−３の値
が小さくなされるにつれて、ＲＭＡＸの所要の値がより
小さくなり、かつ必要とされる結合長（ガウス幅パラメ
ータω０で表わされる）はより長くなる。このようにし
て、テーパは急竣度が小さくなる。
典型的な値は、３まら６まのＲＭＡＸと３０００μｍか
ら６０００μｍまでのω０である。このモデルは、パラ
メータＲＭＡＸおよびω０の値がΔ２−３の非常に小さ
い値では現在のカプラ値の範囲内にあることを示した。
「現在のカプラ」とは米国特許第５０１１２５１号に開
示されているΔ２−３が０．２６％より大きいタイプの
オーバークラッド・カプラを意味する。Δ２−３のより
小さい値が図４の曲線を右方に（延伸比の低い値の方
に）かつ下方に（最大結合定数のより小さい値の方に）
変位させ、それによって容易に実現可能な延伸比を有す
る色消しカプラを形成することができる。Δ２−３の値
が小さくなされるにつれて、ＲＭＡＸの所要の値がより
小さくなり、かつ必要とされる結合長（ガウス幅パラメ
ータω０で表わされる）はより長くなる。このようにし
て、テーパは急竣度が小さくなる。
【００２６】使用され得るΔ２−３値の理論的最大値は
非断熱モード結合による制限を考慮することによって得
られうる。伝播定数（β）がＬＰ０１およびＬＰ０２モ
ードについて計算された。ＬＰ０２モードは理想の整合
したファイバ・カプラにおいてＬＰ０１モード結合する
最低次のモードである。数７とＬＰ０１およびＬＰ０２
モードのβＳから、パラメータ数１４および数１５が決
定された。
非断熱モード結合による制限を考慮することによって得
られうる。伝播定数（β）がＬＰ０１およびＬＰ０２モ
ードについて計算された。ＬＰ０２モードは理想の整合
したファイバ・カプラにおいてＬＰ０１モード結合する
最低次のモードである。数７とＬＰ０１およびＬＰ０２
モードのβＳから、パラメータ数１４および数１５が決
定された。
【数１４】
【数１５】 ただし、ａはコア半径であり、そしてｚはカプラ軸線に
沿って測定される距離である。断熱動作のためには、数
１６の関係が存在しなければならない。
沿って測定される距離である。断熱動作のためには、数
１６の関係が存在しなければならない。
【数１６】 ここで「ＮＡＴ差」と呼ばれる数８の差パラメータが１
３１０および１５５０ｎｍの波長に対して図６にΔ
２−３の関数としてプロットされている。ＮＡＴ差はそ
れら２つの波長のそれぞれに対して０．０２％から０．
１４％までのΔ２−３値について計算された。１３１０
ＮＭ曲線は約０．１２５％の可能な最大理論Δ２−３値
においてゼロのＮＡＴ差となる。実際の経験から、１３
００−１５５０ｎｍの範囲の波長において約０．０４５
％以下のΔ２−３値でもって色消し性が大きく改善され
得ることが認められた。図９に示されたタイプの延伸置
で実現され得るテーパては、Δ２−３が０．０９％であ
る場合には色消しカプラは形成できないであろう。しか
し、０．０４５％より大きいΔ２−３値で色消しカプラ
を形成するためには、より小さい外径を有するチューブ
を使用することができるとともに、より小さいく、より
密に集束された炎を生じ得るバーナを使用することがで
きる。約０．０１％〜０．０２％のΔ２−３でもって最
良の結果が得られた。Δ２−３についての測定能力の下
限は０．０１％である。
３１０および１５５０ｎｍの波長に対して図６にΔ
２−３の関数としてプロットされている。ＮＡＴ差はそ
れら２つの波長のそれぞれに対して０．０２％から０．
１４％までのΔ２−３値について計算された。１３１０
ＮＭ曲線は約０．１２５％の可能な最大理論Δ２−３値
においてゼロのＮＡＴ差となる。実際の経験から、１３
００−１５５０ｎｍの範囲の波長において約０．０４５
％以下のΔ２−３値でもって色消し性が大きく改善され
得ることが認められた。図９に示されたタイプの延伸置
で実現され得るテーパては、Δ２−３が０．０９％であ
る場合には色消しカプラは形成できないであろう。しか
し、０．０４５％より大きいΔ２−３値で色消しカプラ
を形成するためには、より小さい外径を有するチューブ
を使用することができるとともに、より小さいく、より
密に集束された炎を生じ得るバーナを使用することがで
きる。約０．０１％〜０．０２％のΔ２−３でもって最
良の結果が得られた。Δ２−３についての測定能力の下
限は０．０１％である。
【００２７】上記の説明は２ファイバ・カプラ、すなわ
ちオーバークラッド・カプラが形成され得る最も単純な
ファイバ配列に関して本発明の原理を詳述したものであ
る。図３に示されているように、チューブＴをファイバ
に対してコラプスさせる工程の前にはファイバＦ１およ
びＦ２の両側には大きな空間Ｖが存在している。より容
易に形成されたテーパ領域を有する低損失色消しカプラ
は比較的低いΔ２−３値を必要とする。したがって、２
ファイバ・アクロマットでは、チューブのコラプス工程
時に高粘度チューブによって加えられる圧力によってフ
ァイバが歪を与えられ、この歪がカプラの過剰損失を増
大させる原因となる。
ちオーバークラッド・カプラが形成され得る最も単純な
ファイバ配列に関して本発明の原理を詳述したものであ
る。図３に示されているように、チューブＴをファイバ
に対してコラプスさせる工程の前にはファイバＦ１およ
びＦ２の両側には大きな空間Ｖが存在している。より容
易に形成されたテーパ領域を有する低損失色消しカプラ
は比較的低いΔ２−３値を必要とする。したがって、２
ファイバ・アクロマットでは、チューブのコラプス工程
時に高粘度チューブによって加えられる圧力によってフ
ァイバが歪を与えられ、この歪がカプラの過剰損失を増
大させる原因となる。
【００２８】このファイバの変形の問題は、図７および
８に示されている三角形のファイバ配列を用いることに
よって実質的に解消される。この実施例では、被覆２
３、２４および２５がそれぞれ被覆ファイバ１７、１８
および１９の端部から剥離除去され、そしてそれらのフ
ァイバの端部には後述のように反射防止終端部が設けら
れる。入力ファイバ２０がチューブ１０の穴１１の１つ
の端部に挿入され、そして出力ファイバ２１および２２
が他の端部に挿入される。これらのファイバは少量のエ
ポキシによって所定の場所に固着される。その後で延伸
チャックにカプラ・プリフォームが配置され、チューブ
１０が脱気され、そしてそれの中間領域が加熱されてフ
ァイバに対してコラプスされる。その後で、中間領域の
中央部分が延伸されて所望の結合を得るのに必要な直径
および結合長となされる。このようにしてファイバのコ
アは、カプラ本体の長手方向の軸線に対して直交する平
面内で見て、結合領域に三角形の配列で配置される。
８に示されている三角形のファイバ配列を用いることに
よって実質的に解消される。この実施例では、被覆２
３、２４および２５がそれぞれ被覆ファイバ１７、１８
および１９の端部から剥離除去され、そしてそれらのフ
ァイバの端部には後述のように反射防止終端部が設けら
れる。入力ファイバ２０がチューブ１０の穴１１の１つ
の端部に挿入され、そして出力ファイバ２１および２２
が他の端部に挿入される。これらのファイバは少量のエ
ポキシによって所定の場所に固着される。その後で延伸
チャックにカプラ・プリフォームが配置され、チューブ
１０が脱気され、そしてそれの中間領域が加熱されてフ
ァイバに対してコラプスされる。その後で、中間領域の
中央部分が延伸されて所望の結合を得るのに必要な直径
および結合長となされる。このようにしてファイバのコ
アは、カプラ本体の長手方向の軸線に対して直交する平
面内で見て、結合領域に三角形の配列で配置される。
【００２９】カプラを延伸してテーパ領域を形成し、入
力ファイバに入射されたパワーが２本の出力ファイバに
実質的に等しくかつ完全に結合されるようになし、それ
によって図１０に示された実質的に平行な挿入損失曲線
を生ずるようにすることができる。入力ファイバからの
パワー伝達を最大にするためには、入力ファイバ・コア
／クラッド／オーバークラッド導波路は２つの出力ファ
イバ・コア／クラッド／オーバークラッド導波路のそれ
ぞれの伝播定数β２ＣＲより若干大きい伝播定数β
１ＣＲを有していなければならない。これは、例えば出
力ファイバのクラッドに存在する量よりも若干多い塩素
を入力ファイバのクラッドにドープすることによって達
成することができる。この技法は入力ファイバのクラッ
ドの屈折率を出力ファイバのクラッドのそれよりも大き
くするものであり、米国特許第５０１１２５１号に記載
されている。
力ファイバに入射されたパワーが２本の出力ファイバに
実質的に等しくかつ完全に結合されるようになし、それ
によって図１０に示された実質的に平行な挿入損失曲線
を生ずるようにすることができる。入力ファイバからの
パワー伝達を最大にするためには、入力ファイバ・コア
／クラッド／オーバークラッド導波路は２つの出力ファ
イバ・コア／クラッド／オーバークラッド導波路のそれ
ぞれの伝播定数β２ＣＲより若干大きい伝播定数β
１ＣＲを有していなければならない。これは、例えば出
力ファイバのクラッドに存在する量よりも若干多い塩素
を入力ファイバのクラッドにドープすることによって達
成することができる。この技法は入力ファイバのクラッ
ドの屈折率を出力ファイバのクラッドのそれよりも大き
くするものであり、米国特許第５０１１２５１号に記載
されている。
【００３０】オーバークラッド色消し２×２カプラに関
して上述したようにΔ２−３の小さい、値を用いること
によって色消し性を改善する理論は３ファイバ１×２お
よび１×３カプラにも該当する。したがって、０．０２
％より小さいΔ２−３値を用いることによって、図７お
よび８の装置の挿入損失曲線は比較的平坦となり、非常
に良好な出力ファイバ挿入損失均一度を呈示する。
して上述したようにΔ２−３の小さい、値を用いること
によって色消し性を改善する理論は３ファイバ１×２お
よび１×３カプラにも該当する。したがって、０．０２
％より小さいΔ２−３値を用いることによって、図７お
よび８の装置の挿入損失曲線は比較的平坦となり、非常
に良好な出力ファイバ挿入損失均一度を呈示する。
【００３１】図７および８の三角形の幾何学形状は図３
の２ファイバ幾何学形状よりも多く穴１１にガラスを充
填するから、ファイバのまわりでチューブガラスをコラ
プスさせる工程時におけるファイバ歪がより小さくな
る。したがって、図７および８の実施例によって作成さ
れたカプラはより小さい過剰損失を呈示する。
の２ファイバ幾何学形状よりも多く穴１１にガラスを充
填するから、ファイバのまわりでチューブガラスをコラ
プスさせる工程時におけるファイバ歪がより小さくな
る。したがって、図７および８の実施例によって作成さ
れたカプラはより小さい過剰損失を呈示する。
【００３２】この１×２三角形ファイバ配列からは他の
利点も得られる。図３にしめされたもののような２ファ
イバ実施例における１または複数の挿通ファイバ中心か
ら被覆を剥離除去するのとは対照的に、ファイバの端部
だけが剥離除去されればよい。さらに、カプラ作成にた
いするこのアプローチはファイバがチューブ穴に挿通さ
れることを必要としない。これらの差異によってこのカ
プラは製造が容易でかつ大量生産に適したものとなる。
利点も得られる。図３にしめされたもののような２ファ
イバ実施例における１または複数の挿通ファイバ中心か
ら被覆を剥離除去するのとは対照的に、ファイバの端部
だけが剥離除去されればよい。さらに、カプラ作成にた
いするこのアプローチはファイバがチューブ穴に挿通さ
れることを必要としない。これらの差異によってこのカ
プラは製造が容易でかつ大量生産に適したものとなる。
【００３３】この三角形ファイバ配列は色消し１×３パ
ワー・スプリッタを作成するためにも使用できる。予め
定められた波長においては、入力パワーの３分の１が入
力ファイバ内に残り、これがカプラを通じて継続しそし
て第３の出力ファイバとして機能する。この入力／継続
出力ファイバの端部ではなくて、それの中央領域から被
覆が剥離除去されなければならないことがわかる。入力
ファイバの出力部分を含めてすべてのファイバにおいて
パワーを等化するために、入力／継続出力ファイバには
残りの出力ファイバのそれとは異なる伝播定数が与えら
れなければならない。ΔβＣＲとテーパは、２本の被結
合出力ファイバの挿入損失曲線が図１１の曲線５８によ
って示されているようになり、かつ入力／継続出力ファ
イバに対する挿入損失曲線は曲線５７で示されているよ
うになるように選定される。このようなΔβＣＲ値は他
のファイバとは異なるクラッド屈折率を有する入力ファ
イバを用いることによって得ることができる。このよう
な１×３ ３ファイバ・カプラでは、１×２ ３ファイ
バ・カプラに必要とされるのと比較して、スループット
・ファイバと２本の被結合パワー出力ファイバとの間に
約３倍の塩素不均衡が必要とされるであろう。入力／ス
ループット・ファイバに所要のレベルの入力パワーを保
持させるのに必要な屈折率不均衡を与えるためには、塩
素以外のドーパントを用いてもよい。
ワー・スプリッタを作成するためにも使用できる。予め
定められた波長においては、入力パワーの３分の１が入
力ファイバ内に残り、これがカプラを通じて継続しそし
て第３の出力ファイバとして機能する。この入力／継続
出力ファイバの端部ではなくて、それの中央領域から被
覆が剥離除去されなければならないことがわかる。入力
ファイバの出力部分を含めてすべてのファイバにおいて
パワーを等化するために、入力／継続出力ファイバには
残りの出力ファイバのそれとは異なる伝播定数が与えら
れなければならない。ΔβＣＲとテーパは、２本の被結
合出力ファイバの挿入損失曲線が図１１の曲線５８によ
って示されているようになり、かつ入力／継続出力ファ
イバに対する挿入損失曲線は曲線５７で示されているよ
うになるように選定される。このようなΔβＣＲ値は他
のファイバとは異なるクラッド屈折率を有する入力ファ
イバを用いることによって得ることができる。このよう
な１×３ ３ファイバ・カプラでは、１×２ ３ファイ
バ・カプラに必要とされるのと比較して、スループット
・ファイバと２本の被結合パワー出力ファイバとの間に
約３倍の塩素不均衡が必要とされるであろう。入力／ス
ループット・ファイバに所要のレベルの入力パワーを保
持させるのに必要な屈折率不均衡を与えるためには、塩
素以外のドーパントを用いてもよい。
【００３４】所要の非常に小さいΔ２−３値を得るため
には多数の異なる手法がある。１つの手法は、純粋なＳ
ｉＯ２チューブとそのシリカチューブより大きい屈折率
を与えるために塩素をドープされたクラッドを有する光
ファイバを使用することを含む。この技法はチューブと
ファイバ・クラッドの両方の屈折率について良好な制御
を与える。偏波可変性は良好であった。このガラスの組
合せの主要な利点はチューブとファイバとの間の粘度の
差が非常に小さくなるという点であった。これがファイ
バを変形させかつ比較的大きい過剰損失を生ずる。
には多数の異なる手法がある。１つの手法は、純粋なＳ
ｉＯ２チューブとそのシリカチューブより大きい屈折率
を与えるために塩素をドープされたクラッドを有する光
ファイバを使用することを含む。この技法はチューブと
ファイバ・クラッドの両方の屈折率について良好な制御
を与える。偏波可変性は良好であった。このガラスの組
合せの主要な利点はチューブとファイバとの間の粘度の
差が非常に小さくなるという点であった。これがファイ
バを変形させかつ比較的大きい過剰損失を生ずる。
【００３５】市販の単一モード光ファイバは通常はシリ
カのそれに等しいかあるいはそれに近いｎ２の値を有す
る。このタイプのファイバが用いられる場合には、チュ
ーブは少量のＢ２Ｏ３（０．１５重量％〜１．０重量％
の範囲内）をドープされたシリカで作成され得る。Ｂ２
Ｏ３はファイバのクラッドガラスに比較してチューブガ
ラスを軟化させ、小さい過剰損失を有するカプラを形成
することになる。
カのそれに等しいかあるいはそれに近いｎ２の値を有す
る。このタイプのファイバが用いられる場合には、チュ
ーブは少量のＢ２Ｏ３（０．１５重量％〜１．０重量％
の範囲内）をドープされたシリカで作成され得る。Ｂ２
Ｏ３はファイバのクラッドガラスに比較してチューブガ
ラスを軟化させ、小さい過剰損失を有するカプラを形成
することになる。
【００３６】ファイバのクラッドガラスが屈折率を低下
させるドパントであるフッ素を含んでいる場合には、シ
リカチューブは０．１２５％より小さいΔ２−３値を与
えるのに必要なレベルまでチューブの屈折率を低下させ
るのに十分な量のＢ２Ｏ３を含んでいてもよい。
させるドパントであるフッ素を含んでいる場合には、シ
リカチューブは０．１２５％より小さいΔ２−３値を与
えるのに必要なレベルまでチューブの屈折率を低下させ
るのに十分な量のＢ２Ｏ３を含んでいてもよい。
【００３７】他の手法はＢ２Ｏ３およびフッ素のような
１つ以上の屈折率減少ドーパントと、ＧｅＯ２およびＴ
ｉＯ２のような１つ以上の屈折率増加ドーパントをドー
プしたベースガラスでチューブを形成することである。
これら２種類のドーパントの組合せがΔ２−３の所望の
値を生ずる屈折率ｎ３を与える。比較的柔らかいガラス
のチューブを用いることは、ファイバに対するそのチュ
ーブのコラプシング（ｃｏｌｌａｐｉｎｇ）をある程度
改善し、それより硬いガラスの場合のようにファイバの
形状を歪曲させることなしにチューブガラスがそれらの
ファイバのまわりで流動する。この実施例で必要とされ
るドーパントの込入った平衡化のために、実施するのは
困難である。
１つ以上の屈折率減少ドーパントと、ＧｅＯ２およびＴ
ｉＯ２のような１つ以上の屈折率増加ドーパントをドー
プしたベースガラスでチューブを形成することである。
これら２種類のドーパントの組合せがΔ２−３の所望の
値を生ずる屈折率ｎ３を与える。比較的柔らかいガラス
のチューブを用いることは、ファイバに対するそのチュ
ーブのコラプシング（ｃｏｌｌａｐｉｎｇ）をある程度
改善し、それより硬いガラスの場合のようにファイバの
形状を歪曲させることなしにチューブガラスがそれらの
ファイバのまわりで流動する。この実施例で必要とされ
るドーパントの込入った平衡化のために、実施するのは
困難である。
【００３８】オーバークラッド・チューブは火炎加水分
解法と呼ばれることもある蒸気沈積技術によって作成さ
れるのが好ましい。このチューブは溶融ガラスでまたは
ゾルゲル法によっても形成され得る。
解法と呼ばれることもある蒸気沈積技術によって作成さ
れるのが好ましい。このチューブは溶融ガラスでまたは
ゾルゲル法によっても形成され得る。
【００３９】色消しカプラを作成するためには、組成の
半径方向の変化を有するチューブも用いられた。チュー
ブの穴に隣接したそのチューブの内側領域はΔ２−３の
所望の値を与える組成で形成される。このチューブの残
部は内側領域とは異なる屈折率を有する１つ以上の領域
で形成され得る。図１２に示された例では、内表面ｒ
ｉｓと遷移半径ｒｔの間のチューブの内側領域は、カプ
ラに色消し性を与えるのに十分なだけ低い値のΔ２−３
を与えるあめに少量のＢ２Ｏ３を含むことができる。ｒ
ｔと外表面ｒｏの間の外側チューブ領域は内側領域より
高い濃度のＢ２Ｏ３を含みうる。このより高いＢ２Ｏ３
濃度がより低い屈折率領域を生じ、これによってより良
好に光パワーをとじ込める。実質的に一定の半径方向屈
折率チューブと屈折率が半径とともにステップ状に減少
するチューブとの両方を用いて、同様の過剰損失を有す
るカプラが得られた。
半径方向の変化を有するチューブも用いられた。チュー
ブの穴に隣接したそのチューブの内側領域はΔ２−３の
所望の値を与える組成で形成される。このチューブの残
部は内側領域とは異なる屈折率を有する１つ以上の領域
で形成され得る。図１２に示された例では、内表面ｒ
ｉｓと遷移半径ｒｔの間のチューブの内側領域は、カプ
ラに色消し性を与えるのに十分なだけ低い値のΔ２−３
を与えるあめに少量のＢ２Ｏ３を含むことができる。ｒ
ｔと外表面ｒｏの間の外側チューブ領域は内側領域より
高い濃度のＢ２Ｏ３を含みうる。このより高いＢ２Ｏ３
濃度がより低い屈折率領域を生じ、これによってより良
好に光パワーをとじ込める。実質的に一定の半径方向屈
折率チューブと屈折率が半径とともにステップ状に減少
するチューブとの両方を用いて、同様の過剰損失を有す
るカプラが得られた。
【００４０】入力ファイバと出力ファイバとの間の伝播
定数の相違は直径の異なるファイバを用いることによっ
ても得られる。
定数の相違は直径の異なるファイバを用いることによっ
ても得られる。
【００４１】実施例１ １×２ダブル・ウインドー色消しファイバ・オプティッ
ク・カプラを作成する方法が図７〜９に示されている。
長さ３．８ｃｍ、外径２．８ｃｍ、および長手方向穴直
径２６５μｍのガラス毛細チューブ１０が用いられた。
火炎加水分解法で形成されたチューブ１０は、約０．５
重量％のＢ２Ｏ３をドープされたシリカで形成された。
ク・カプラを作成する方法が図７〜９に示されている。
長さ３．８ｃｍ、外径２．８ｃｍ、および長手方向穴直
径２６５μｍのガラス毛細チューブ１０が用いられた。
火炎加水分解法で形成されたチューブ１０は、約０．５
重量％のＢ２Ｏ３をドープされたシリカで形成された。
【００４２】被覆ファイバ１７、１８および１９はそれ
ぞれ直径２５０μｍのウレタン・アクリラート被覆２
３、２４および２５を有する直径１２５μｍの単一モー
ド光ファイバ２０、２１および２２の１．５メートル長
で構成された。これらのファイバは米国特許第５０１１
２５１号の教示に従って作成されたものであり、８．５
重量％ＧｅＯ２をドープされたシリカよりなる直径８μ
ｍのコアを有していた。これらのファイバのカットオフ
波長はカプラの動作波長より短かった。例えば、最小動
作波長が１２６０ｃｍである場合には、ファイバのカッ
トオフ波長は１２００ｎｍと１２５０ｎｍとの間に選定
される。
ぞれ直径２５０μｍのウレタン・アクリラート被覆２
３、２４および２５を有する直径１２５μｍの単一モー
ド光ファイバ２０、２１および２２の１．５メートル長
で構成された。これらのファイバは米国特許第５０１１
２５１号の教示に従って作成されたものであり、８．５
重量％ＧｅＯ２をドープされたシリカよりなる直径８μ
ｍのコアを有していた。これらのファイバのカットオフ
波長はカプラの動作波長より短かった。例えば、最小動
作波長が１２６０ｃｍである場合には、ファイバのカッ
トオフ波長は１２００ｎｍと１２５０ｎｍとの間に選定
される。
【００４３】これらすべてのファイバを作成する方法の
最初の工程は同一であった。その方法の一般的な説明は
米国特許第５０１１２５１号および第４４８６２１２号
になされている。コア・ガラス粒子の被覆がマンドレル
上に沈積され、そしてそのコア・ガラス被覆の上にＳｉ
Ｏ２粒子の薄い被覆が沈積された。マンドレルが除去さ
れ、そしてそのようにして形成された多孔質プリフォー
ムがアルミナ・マッフルを有する炉内に徐々に挿入さ
れ、そこでマンドレルが除去された中心穴内に塩素とヘ
リウムを含んだガス混合物が流入している間に、そのプ
リフォームが乾燥されかつコンソリデートされた。ヘリ
ウムと酸素を含んだフラッシング・ガスがマッフルの底
から上方に流れた。多孔質プリフォームがコンソリデー
トされた後で、穴が脱気され、そして管状体の下端部が
加熱されかつ延伸されて５ｍｍ中実ガラスロッドを形成
した。このロッドは複数の部分に切断され、それらの部
分のそれぞれが旋盤に支持され、そこでその各部分は、
最終的な多孔質プリフォームを形成するためにＳｉＯ２
クラッド・ガラス粒子が沈積されるマンドレルとして機
能する。
最初の工程は同一であった。その方法の一般的な説明は
米国特許第５０１１２５１号および第４４８６２１２号
になされている。コア・ガラス粒子の被覆がマンドレル
上に沈積され、そしてそのコア・ガラス被覆の上にＳｉ
Ｏ２粒子の薄い被覆が沈積された。マンドレルが除去さ
れ、そしてそのようにして形成された多孔質プリフォー
ムがアルミナ・マッフルを有する炉内に徐々に挿入さ
れ、そこでマンドレルが除去された中心穴内に塩素とヘ
リウムを含んだガス混合物が流入している間に、そのプ
リフォームが乾燥されかつコンソリデートされた。ヘリ
ウムと酸素を含んだフラッシング・ガスがマッフルの底
から上方に流れた。多孔質プリフォームがコンソリデー
トされた後で、穴が脱気され、そして管状体の下端部が
加熱されかつ延伸されて５ｍｍ中実ガラスロッドを形成
した。このロッドは複数の部分に切断され、それらの部
分のそれぞれが旋盤に支持され、そこでその各部分は、
最終的な多孔質プリフォームを形成するためにＳｉＯ２
クラッド・ガラス粒子が沈積されるマンドレルとして機
能する。
【００４４】最終的な多孔質光ファイバ・プリフォーム
は従来のようにヘリウム、塩素および酸素を含んだガス
混合物中でコンソリデートされる。通常沈積されたクラ
ッドガラス粒子を乾燥させるのに十分な量である、使用
される塩素の量は、多孔質クラドガラス被覆の密度およ
びコンソリデーション温度を含む種々のパラメータに依
存する。入力ファイバ・クラッドにおける塩素濃度が
０．１０重量％となりかつ出力ファイバ・クラッドにお
ける塩素濃度が０．０５重量％となるような条件で、入
力ファイバおよび出力ファイバの最終的な多孔質プリフ
ォームが形成されかつコンソリデートされた。入力ファ
イバおよび出力ファイバのクラッドの屈折率は、Δ
ＣＬＡＤＳが０．００５％となるような値であった。た
だし、ΔＣＬＡＤＳ＝（ｎ２ ２−ｎ２ ２）／ｎ２ ２、ｎ
２は入力ファイバ１０のクラッドの屈折率、そしてｎ２
は出力ファイバ２１および２２のクラッドの屈折率であ
る。
は従来のようにヘリウム、塩素および酸素を含んだガス
混合物中でコンソリデートされる。通常沈積されたクラ
ッドガラス粒子を乾燥させるのに十分な量である、使用
される塩素の量は、多孔質クラドガラス被覆の密度およ
びコンソリデーション温度を含む種々のパラメータに依
存する。入力ファイバ・クラッドにおける塩素濃度が
０．１０重量％となりかつ出力ファイバ・クラッドにお
ける塩素濃度が０．０５重量％となるような条件で、入
力ファイバおよび出力ファイバの最終的な多孔質プリフ
ォームが形成されかつコンソリデートされた。入力ファ
イバおよび出力ファイバのクラッドの屈折率は、Δ
ＣＬＡＤＳが０．００５％となるような値であった。た
だし、ΔＣＬＡＤＳ＝（ｎ２ ２−ｎ２ ２）／ｎ２ ２、ｎ
２は入力ファイバ１０のクラッドの屈折率、そしてｎ２
は出力ファイバ２１および２２のクラッドの屈折率であ
る。
【００４５】被覆の６ｃｍの長さ部分が各被覆ファイバ
の端部から除去された。テーパ端部を形成するためにフ
ァイバの端部が引張れかつ切断され間に、ファイバの被
覆を除去された領域の中央に炎を放射することによっ
て、ファイバの端部に反射防止終端部２６、２７および
２８が形成された。ファイバ２０の先端部が、ガラスを
後退させかつ丸みをつけられた端面を形成させるため
に、バーナによって加熱された。その端面の直径は、も
との被覆されていないファイバの直径に等しいかあるい
はそれより若干小さかった。このようして得られた剥離
された端部領域は長さが約３．２ｃｍであった。
の端部から除去された。テーパ端部を形成するためにフ
ァイバの端部が引張れかつ切断され間に、ファイバの被
覆を除去された領域の中央に炎を放射することによっ
て、ファイバの端部に反射防止終端部２６、２７および
２８が形成された。ファイバ２０の先端部が、ガラスを
後退させかつ丸みをつけられた端面を形成させるため
に、バーナによって加熱された。その端面の直径は、も
との被覆されていないファイバの直径に等しいかあるい
はそれより若干小さかった。このようして得られた剥離
された端部領域は長さが約３．２ｃｍであった。
【００４６】ファイバの被覆を除去された部分が拭かれ
た。被覆２４および２５の端部領域が漏斗部の内部に来
るまで、ファイバ２１および２２がその漏斗部を通じて
穴１１内に挿入され、そして端部２６が中間領域２７と
チューブ端部１５との間に位置決めされた。被覆２３の
端部領域が漏斗部１２の内部に来るまで、ファイバ２０
が漏斗部１２を通じて穴１１内に挿入され、そして端部
２７および２８が中間領域２７とチューブ端部１４との
間に位置決めされた。ファイバ１８および１９を漏斗部
１３に付着させるために、それらのファイバ１８および
１９に対して端部１５の近傍に、またファイバ１７を漏
斗部１２に付着させるためにそのファイバ１７に対して
端部１４の近傍に少量の紫外線硬化性接着剤（図示せ
ず）が適用された。プリフォーム３１がリングバーナ３
４（図９）に挿入されかつ延伸チャック３２および３３
にクランプされた。それらのチャックはモータで制御さ
れるステージ４５および４６上に取り付けられた。ファ
イバが真空アタッチメント４１および４１’に挿通さ
れ、その真空アタッチメント４１および４１’には真空
ライン４２および４２’がそれぞれ連結された。真空ア
タッチメント４１および４１’は米国特許第５０１１２
５１号に教示されているようにニューブ１０の端部に封
着された。所定の長さの細いゴムチューブ４３の１つの
端部が真空アタッチメント４１のプリフォーム３１とは
反対側の端部に付着された。そのチューブの他の端部は
矢印４４で示されているチューブ・クランプ手段内に延
長している。上方の真空アタッチメント４１’も同様に
チューブ４３’およびチューブ・クランプ手段と関連し
ている。ファイバの被覆された部分がチューブ４３およ
び４３’から延長した。チューブ４３および４３’に対
して矢印４４、４４’で示されているように空気圧を放
射するこちによって、カプラ・プリフォーム３１に真空
Ｖが印加され、それによってチューブをその中を延長し
たファイバに対してクランプさせた。
た。被覆２４および２５の端部領域が漏斗部の内部に来
るまで、ファイバ２１および２２がその漏斗部を通じて
穴１１内に挿入され、そして端部２６が中間領域２７と
チューブ端部１５との間に位置決めされた。被覆２３の
端部領域が漏斗部１２の内部に来るまで、ファイバ２０
が漏斗部１２を通じて穴１１内に挿入され、そして端部
２７および２８が中間領域２７とチューブ端部１４との
間に位置決めされた。ファイバ１８および１９を漏斗部
１３に付着させるために、それらのファイバ１８および
１９に対して端部１５の近傍に、またファイバ１７を漏
斗部１２に付着させるためにそのファイバ１７に対して
端部１４の近傍に少量の紫外線硬化性接着剤（図示せ
ず）が適用された。プリフォーム３１がリングバーナ３
４（図９）に挿入されかつ延伸チャック３２および３３
にクランプされた。それらのチャックはモータで制御さ
れるステージ４５および４６上に取り付けられた。ファ
イバが真空アタッチメント４１および４１’に挿通さ
れ、その真空アタッチメント４１および４１’には真空
ライン４２および４２’がそれぞれ連結された。真空ア
タッチメント４１および４１’は米国特許第５０１１２
５１号に教示されているようにニューブ１０の端部に封
着された。所定の長さの細いゴムチューブ４３の１つの
端部が真空アタッチメント４１のプリフォーム３１とは
反対側の端部に付着された。そのチューブの他の端部は
矢印４４で示されているチューブ・クランプ手段内に延
長している。上方の真空アタッチメント４１’も同様に
チューブ４３’およびチューブ・クランプ手段と関連し
ている。ファイバの被覆された部分がチューブ４３およ
び４３’から延長した。チューブ４３および４３’に対
して矢印４４、４４’で示されているように空気圧を放
射するこちによって、カプラ・プリフォーム３１に真空
Ｖが印加され、それによってチューブをその中を延長し
たファイバに対してクランプさせた。
【００４７】チューブ穴に４６ｃｍ水銀の真空が連結さ
れた状態で、リングバーナ３４が点火された。このバー
ナにそれぞれ０．５５ｓｌｐｍおよび１．１０ｓｌｐｍ
の流量でガスと酸素を供給することによって炎が発生さ
れた。リングバーナ３４からの炎がチューブ１０を約１
２秒間加熱し、そしてチューブ中間領域２７がファイバ
に対してコラプスした。
れた状態で、リングバーナ３４が点火された。このバー
ナにそれぞれ０．５５ｓｌｐｍおよび１．１０ｓｌｐｍ
の流量でガスと酸素を供給することによって炎が発生さ
れた。リングバーナ３４からの炎がチューブ１０を約１
２秒間加熱し、そしてチューブ中間領域２７がファイバ
に対してコラプスした。
【００４８】チューブが冷却した後で、バーナが再点火
されたが、ガスと酸素の流量は両方ともそのままであっ
た。炎がコラプスされた領域の中央部をそれの材料の軟
化点まで加熱した。１０秒後にバーナ３４に対する酸素
の供給が停止された。ステージ４５および４６が１．０
ｃｍ／ｓｅｃの合成速度で反対方向に引張られ、チュー
ブ１０を０．６５ｃｍだけ延伸させてネックダウン領域
６１（図１２）を形成したが、それのテーパは入力ファ
イバに入射されたパワーが実質的に等しくかつ完全に２
本の出力ファイバに結合されるようになされていた。
されたが、ガスと酸素の流量は両方ともそのままであっ
た。炎がコラプスされた領域の中央部をそれの材料の軟
化点まで加熱した。１０秒後にバーナ３４に対する酸素
の供給が停止された。ステージ４５および４６が１．０
ｃｍ／ｓｅｃの合成速度で反対方向に引張られ、チュー
ブ１０を０．６５ｃｍだけ延伸させてネックダウン領域
６１（図１２）を形成したが、それのテーパは入力ファ
イバに入射されたパワーが実質的に等しくかつ完全に２
本の出力ファイバに結合されるようになされていた。
【００４９】カプラが冷却した後で、真空ラインが除去
され、そして接着剤の滴６２および６３がチューブの端
部１４および１５に適用された。その接着剤は紫外線に
露光されて硬化され、そしてカプラがチャックから除去
された。
され、そして接着剤の滴６２および６３がチューブの端
部１４および１５に適用された。その接着剤は紫外線に
露光されて硬化され、そしてカプラがチャックから除去
された。
【００５０】実施例１に従って作成されたカプラのスペ
クトル挿入損失曲線が図１０に示されている。この実施
例のカプラの挿入損失曲線は比較的平坦でかつ実質的に
平衡であり、それによって０．２４ｄＢの挿入損失均一
度を呈示する。その装置の過剰損失は１３１０ｎｍおよ
び１５５０ｎｍにおいてそれぞれ０．０４ｄＢおよび
０．３７ｄＢであった。実施例１に従って作成されたカ
プラは１３１０ｎｍにおいて約０．２ｄＢの中間過剰装
置損失を呈示した。最低測定過剰損失は１３１０ｎｍに
おいて０．０４ｄＢであった。 ─────────────────────────────────────────────────────
クトル挿入損失曲線が図１０に示されている。この実施
例のカプラの挿入損失曲線は比較的平坦でかつ実質的に
平衡であり、それによって０．２４ｄＢの挿入損失均一
度を呈示する。その装置の過剰損失は１３１０ｎｍおよ
び１５５０ｎｍにおいてそれぞれ０．０４ｄＢおよび
０．３７ｄＢであった。実施例１に従って作成されたカ
プラは１３１０ｎｍにおいて約０．２ｄＢの中間過剰装
置損失を呈示した。最低測定過剰損失は１３１０ｎｍに
おいて０．０４ｄＢであった。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年３月３１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の詳細な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は比較的広い波長帯域にわ
たってファイバ間の光の比較的均一な結合を行うことが
できる単一モードファイバ・オプティック・カプラに関
する。
たってファイバ間の光の比較的均一な結合を行うことが
できる単一モードファイバ・オプティック・カプラに関
する。
【０００２】
【従来の技術】複数本のファイバをそれの適当な長さに
沿って並置関係に位置決めしかつクラッドを互いに融着
させてファイバを固着させかつコア間の間隔を減少させ
ることによって融着ファイバ・カプラが作成されてい
る。ファイバを加熱しかつ延伸する前に毛細チューブに
ファイバを挿入し、それによって「オーバークラッド・
カプラ」を形成することによって種々のカプラ特性を改
善することができる。オーバークラッド・カプラを形成
するために、ファイバがチューブに挿入され、チューブ
が脱気され、そしてそれの中間領域が加熱されそしてフ
ァイバに対してコラプスされる。その中間領域の中央部
分がその後で延伸されて、所望の結合を得るのに必要な
直径および結合長となされる。
沿って並置関係に位置決めしかつクラッドを互いに融着
させてファイバを固着させかつコア間の間隔を減少させ
ることによって融着ファイバ・カプラが作成されてい
る。ファイバを加熱しかつ延伸する前に毛細チューブに
ファイバを挿入し、それによって「オーバークラッド・
カプラ」を形成することによって種々のカプラ特性を改
善することができる。オーバークラッド・カプラを形成
するために、ファイバがチューブに挿入され、チューブ
が脱気され、そしてそれの中間領域が加熱されそしてフ
ァイバに対してコラプスされる。その中間領域の中央部
分がその後で延伸されて、所望の結合を得るのに必要な
直径および結合長となされる。
【０００３】結合領域ではコアは伝播に対するそれらの
影響が非常に小さくなるように小さくなる。ファイバ・
クラッド直径が十分小さくなると、コアとクラッドの複
合体は結合領域における導波路の光誘導部分として機能
し、かつ周囲の低屈折率マトリクス材料はクラッドとし
て機能する。したがって、結合領域における隣接したフ
ァイバ・クラッド間でパワーが伝達される。結合領域
（コア／クラッド／オーバークラッド導波路）内におけ
るファイバの部分の基本モードは、結合領域外における
ファイバを伝播する基本モードとは異なる伝播定数を有
する。結合領域内にあるカプラ・ファイバの部分を伝播
する基本モードの伝播定数を表わすために、本明細書で
は項βＣＲが本用いられる。結合領域における基本モー
ドの伝播定数は実際には幾何学形状に対して連続的に変
化する。結合領域において一定の幾何学形状を有し、入
力および出力ファイバに対して無損失接続をなされたカ
プラを考えることが、これらのカプラの挙動についての
定性的理解を得るために有用である。
影響が非常に小さくなるように小さくなる。ファイバ・
クラッド直径が十分小さくなると、コアとクラッドの複
合体は結合領域における導波路の光誘導部分として機能
し、かつ周囲の低屈折率マトリクス材料はクラッドとし
て機能する。したがって、結合領域における隣接したフ
ァイバ・クラッド間でパワーが伝達される。結合領域
（コア／クラッド／オーバークラッド導波路）内におけ
るファイバの部分の基本モードは、結合領域外における
ファイバを伝播する基本モードとは異なる伝播定数を有
する。結合領域内にあるカプラ・ファイバの部分を伝播
する基本モードの伝播定数を表わすために、本明細書で
は項βＣＲが本用いられる。結合領域における基本モー
ドの伝播定数は実際には幾何学形状に対して連続的に変
化する。結合領域において一定の幾何学形状を有し、入
力および出力ファイバに対して無損失接続をなされたカ
プラを考えることが、これらのカプラの挙動についての
定性的理解を得るために有用である。
【０００４】結合比の波長依存性が非常に強い標準のカ
プラを作成するために従来は同一の光ファイバが用いら
れていた。すなわち、そのカプラが１３１０ｎｍで３ｄ
Ｂ結合を呈示する場合には、その波長依存性のために、
１５５０ｎｍでは３ｄＢカプラとしては機能することが
できない。「標準のカプラ」は、約１３１０ｎｍを中心
としたウインドー（これを第１のウインドーと呼ぶ）に
おけるパワー伝達特性で特徴づけられうる。例えば、標
準カプラは６０ｎｍウインドー内で約±５％より大きく
は変化しない結合比を呈示する。
プラを作成するために従来は同一の光ファイバが用いら
れていた。すなわち、そのカプラが１３１０ｎｍで３ｄ
Ｂ結合を呈示する場合には、その波長依存性のために、
１５５０ｎｍでは３ｄＢカプラとしては機能することが
できない。「標準のカプラ」は、約１３１０ｎｍを中心
としたウインドー（これを第１のウインドーと呼ぶ）に
おけるパワー伝達特性で特徴づけられうる。例えば、標
準カプラは６０ｎｍウインドー内で約±５％より大きく
は変化しない結合比を呈示する。
【０００５】「色消しカプラ」（ａｃｈｒｏｍａｔｉｃ
ｃｏｕｐｌｅｒ）は結合比が標準カプラよりも波長に
感応しにくいものである。「色消しカプラ」の広く受入
れられた定義は存在しない。最も厳密でない定義は、第
１のウインドーにおいて標準カプラより良好なパワー伝
達特性を色消しカプラが呈示することを要求するのみで
ある。より現実的には、その第１のウインドーにおいて
色消しカプラが標準カプラよりもはるかに良好な特性を
有することを要求すること、すなわち特定された幅を有
する２つのウインドーにおいて色消しカプラが低いパワ
ー伝達傾斜を呈示することを要求することによって、仕
様が厳しくなる。これらのウインドーは幅が１００ｎｍ
でありかつ約１３１０ｎｍおよび１５３０ｎｍを中心と
しているものとして特定されうる。これらのウインドー
は同じ幅を有している必要はなく、それらの幅は例えば
８０ｎｍと６０ｎｍでありうる。最適性能を有する色消
しカプラは単一モード動作領域の実質的に全体にわたっ
て低い値の結合パワー傾斜を呈示し得るであろう。シリ
カをベースとした光ファイバの場合には、この動作領域
は例えば１２６０ｎｍと１５８０ｎｍの間として特定さ
れうる。
ｃｏｕｐｌｅｒ）は結合比が標準カプラよりも波長に
感応しにくいものである。「色消しカプラ」の広く受入
れられた定義は存在しない。最も厳密でない定義は、第
１のウインドーにおいて標準カプラより良好なパワー伝
達特性を色消しカプラが呈示することを要求するのみで
ある。より現実的には、その第１のウインドーにおいて
色消しカプラが標準カプラよりもはるかに良好な特性を
有することを要求すること、すなわち特定された幅を有
する２つのウインドーにおいて色消しカプラが低いパワ
ー伝達傾斜を呈示することを要求することによって、仕
様が厳しくなる。これらのウインドーは幅が１００ｎｍ
でありかつ約１３１０ｎｍおよび１５３０ｎｍを中心と
しているものとして特定されうる。これらのウインドー
は同じ幅を有している必要はなく、それらの幅は例えば
８０ｎｍと６０ｎｍでありうる。最適性能を有する色消
しカプラは単一モード動作領域の実質的に全体にわたっ
て低い値の結合パワー傾斜を呈示し得るであろう。シリ
カをベースとした光ファイバの場合には、この動作領域
は例えば１２６０ｎｍと１５８０ｎｍの間として特定さ
れうる。
【０００６】結合領域において基本モードに対する異な
る伝播定数を有するファイバを用いることによって、す
なわち直径が異なるファイバおよび／または屈折率分布
が異なるファイバを用いてあるいは２本の同一ファイバ
の一方を他方よりも多くテーパさせるまたはエッチング
することによって１つの形式の色消しカプラが作成され
ている。
る伝播定数を有するファイバを用いることによって、す
なわち直径が異なるファイバおよび／または屈折率分布
が異なるファイバを用いてあるいは２本の同一ファイバ
の一方を他方よりも多くテーパさせるまたはエッチング
することによって１つの形式の色消しカプラが作成され
ている。
【０００７】米国特許第５０１１２５１号は、被結合フ
ァイバがファイバ・クラッド材料よりも低い屈折率ｎ３
を有するマトリクスガラスによって包囲されたオーバー
クラッド色消しファイバ・オプティック・カプラを教示
している。２つの導波路のβＣＲは、それらのファイバ
が異なるクラッド屈折率を有しているから、結合領域で
異なる。第１のファイバのクラッドの屈折率ｎ２と第２
のファイバのクラッドの屈折率ｎ２’との差は、比較的
広い波長帯域にわたってカプラの波長に対する結合比の
変化が非常に小さくなるようになされている。図１は米
国特許第５０１１２５１号に従って作成されたΔβ色消
しカプラのスペクトルを示している。２つの出力の挿入
損失曲線は２つの通信ウインドーの中心近傍で交差して
いるが、その曲線はそれらのウインドーの縁端近傍で散
開しており、そしてウインドーの縁端におけるそれらの
曲線間の間隔は典型的には約１ｄＢである。この間隔は
「均一度」（ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）と呼ばれ、１つの
主要な標準団体であるベルコアはＴＡ１２０９と呼ばれ
る文書で１．０ｄＢの所要均一度と０．５ｄＢの目的を
要求している。
ァイバがファイバ・クラッド材料よりも低い屈折率ｎ３
を有するマトリクスガラスによって包囲されたオーバー
クラッド色消しファイバ・オプティック・カプラを教示
している。２つの導波路のβＣＲは、それらのファイバ
が異なるクラッド屈折率を有しているから、結合領域で
異なる。第１のファイバのクラッドの屈折率ｎ２と第２
のファイバのクラッドの屈折率ｎ２’との差は、比較的
広い波長帯域にわたってカプラの波長に対する結合比の
変化が非常に小さくなるようになされている。図１は米
国特許第５０１１２５１号に従って作成されたΔβ色消
しカプラのスペクトルを示している。２つの出力の挿入
損失曲線は２つの通信ウインドーの中心近傍で交差して
いるが、その曲線はそれらのウインドーの縁端近傍で散
開しており、そしてウインドーの縁端におけるそれらの
曲線間の間隔は典型的には約１ｄＢである。この間隔は
「均一度」（ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）と呼ばれ、１つの
主要な標準団体であるベルコアはＴＡ１２０９と呼ばれ
る文書で１．０ｄＢの所要均一度と０．５ｄＢの目的を
要求している。
【０００８】米国特許第５０１１２５１号はΔ２−３＝
（ｎ２ ２−ｎ３ ２）／ｎ２ ２という式から値を得られる
記号Δ２−３によってチューブの屈折率ｎ３を特徴づけ
ている。項ΔはパーセントすなわちΔの百倍で表わされ
ることが多い。市販されている単一モード光ファイバは
通常はシリカの値に等しいかあるいはそれに近い値ｎ２
を有している。そのチューブのベースガラスとしてシリ
カが用いられた場合には、チューブの屈折率ｎ３をｎ２
より低い値に低下させる目的で、Ｂ２Ｏ３のようなドー
バントおよび必要に応じてフッ素がそれに添加される。
Ｂ２Ｏ３はチューブの屈折率を低下させるとともに、そ
れの軟化点温度をもファイバのそれより低い値に低下さ
せるという難点がある。上記米国特許はΔ２−３が約
０．２％以下の場合には、シリカチューブ中のＢ２Ｏ３
の量は１×２または２×２カプラにおけるガラスチュー
ブを軟化させ、それによってコラプス工程時にファイバ
を過剰に変形させるのには不十分である。したがって、
標準カプラのΔ２−３の値は通常は０．２６％と０．３
５％の間であったが、上記米国特許に開示された形式の
色消しオーバークラッド・カプラを作成する方法の再現
性を改善するためには、Δ２−３が０．４％より大きい
ことが好ましい。
（ｎ２ ２−ｎ３ ２）／ｎ２ ２という式から値を得られる
記号Δ２−３によってチューブの屈折率ｎ３を特徴づけ
ている。項ΔはパーセントすなわちΔの百倍で表わされ
ることが多い。市販されている単一モード光ファイバは
通常はシリカの値に等しいかあるいはそれに近い値ｎ２
を有している。そのチューブのベースガラスとしてシリ
カが用いられた場合には、チューブの屈折率ｎ３をｎ２
より低い値に低下させる目的で、Ｂ２Ｏ３のようなドー
バントおよび必要に応じてフッ素がそれに添加される。
Ｂ２Ｏ３はチューブの屈折率を低下させるとともに、そ
れの軟化点温度をもファイバのそれより低い値に低下さ
せるという難点がある。上記米国特許はΔ２−３が約
０．２％以下の場合には、シリカチューブ中のＢ２Ｏ３
の量は１×２または２×２カプラにおけるガラスチュー
ブを軟化させ、それによってコラプス工程時にファイバ
を過剰に変形させるのには不十分である。したがって、
標準カプラのΔ２−３の値は通常は０．２６％と０．３
５％の間であったが、上記米国特許に開示された形式の
色消しオーバークラッド・カプラを作成する方法の再現
性を改善するためには、Δ２−３が０．４％より大きい
ことが好ましい。
【０００９】１９９２年７月１５日に出願された米国特
許出願第０７／９１３，３９０号は、複数本の単一モー
ド光ファイバがそれらの長さの一部分に沿って互いに融
着されて屈折率ｎ３のマトリクスガラス体によって包囲
された結合領域を形成した形式のオーバークラッド色消
しファイバ・オプティック・カプラを教示している。そ
のカプラのテーパとｎ３は、広く離れた２つの波長にお
けるカプラの結合定数が同一であり、色消し特性を与え
るようになされている。このような色消し特性を得るた
めには、ｎ３はファイバのクラッド屈折率ｎ２より、Δ
２−３が０．１２５％以下となるような程度だけ低くな
ければならない。Δ２−３の値は非断熱テーパ過剰損失
が０．５ｄＢ以下に保持されるように選択されることが
好ましい。非断熱テーパ装置についての論述がＷ．Ｊ．
Ｓｔｅｗａｒｔ ｅｔ ａｌ．，”Ｄｅｓｉｇｎ Ｌｉ
ｍｉｔａｔｉｏｎ ｏｎ Ｔａｐｅｒｓ ａｎｄ Ｃｏ
ｕｐｌｅｒｓ ｉｎ Ｓｉｎｇｌｅ−Ｍｏｄｅ Ｆｉｂ
ｅｒｓ”，Ｐｒｏｃ．ＩＯＰＯＣ，１９８５，ｐａｇｅ
ｓ ５５９−５６２という刊行物に掲載されている。こ
の要件を満たすためには、Δ２−３は０．１２５％より
小さく、好ましくは約０．０２％より小さくなければな
らない。Δ２−３が小さくなるにつれて、シリカをベー
スとしたマトリクスガラス・チューブ中に存在する屈折
率低下ドーパントが少なくなる。したがって、比較的硬
いマトリクスガラス・チューブはカプラ形成方法のチュ
ーブ・コラプス工程時にファイバを変形させる。このよ
うなファイバ変形はカプラ過剰損失を増大させ、テーパ
の急峻度の低下による過剰損失の低下を打消すことにな
りうる。
許出願第０７／９１３，３９０号は、複数本の単一モー
ド光ファイバがそれらの長さの一部分に沿って互いに融
着されて屈折率ｎ３のマトリクスガラス体によって包囲
された結合領域を形成した形式のオーバークラッド色消
しファイバ・オプティック・カプラを教示している。そ
のカプラのテーパとｎ３は、広く離れた２つの波長にお
けるカプラの結合定数が同一であり、色消し特性を与え
るようになされている。このような色消し特性を得るた
めには、ｎ３はファイバのクラッド屈折率ｎ２より、Δ
２−３が０．１２５％以下となるような程度だけ低くな
ければならない。Δ２−３の値は非断熱テーパ過剰損失
が０．５ｄＢ以下に保持されるように選択されることが
好ましい。非断熱テーパ装置についての論述がＷ．Ｊ．
Ｓｔｅｗａｒｔ ｅｔ ａｌ．，”Ｄｅｓｉｇｎ Ｌｉ
ｍｉｔａｔｉｏｎ ｏｎ Ｔａｐｅｒｓ ａｎｄ Ｃｏ
ｕｐｌｅｒｓ ｉｎ Ｓｉｎｇｌｅ−Ｍｏｄｅ Ｆｉｂ
ｅｒｓ”，Ｐｒｏｃ．ＩＯＰＯＣ，１９８５，ｐａｇｅ
ｓ ５５９−５６２という刊行物に掲載されている。こ
の要件を満たすためには、Δ２−３は０．１２５％より
小さく、好ましくは約０．０２％より小さくなければな
らない。Δ２−３が小さくなるにつれて、シリカをベー
スとしたマトリクスガラス・チューブ中に存在する屈折
率低下ドーパントが少なくなる。したがって、比較的硬
いマトリクスガラス・チューブはカプラ形成方法のチュ
ーブ・コラプス工程時にファイバを変形させる。このよ
うなファイバ変形はカプラ過剰損失を増大させ、テーパ
の急峻度の低下による過剰損失の低下を打消すことにな
りうる。
【００１０】
【本発明が解決しようとする課題】本発明の目的は結合
領域において光ファイバを過剰に歪ませることなしに単
一モード・オーバークラッド色消しファイバ・オプティ
ック・カプラを作成する方法を提供することである。他
の目的は広い波長帯域にわたって被結合パワーの変化が
非常に小さいことによって特徴づけられる単一モード・
オーバークラッド色消しファイバ・オプティック・カプ
ラを提供することである。さらに他の目的は改善された
挿入損失均質度を有する１×２オーバークラッド色消し
カプラを提供することである。
領域において光ファイバを過剰に歪ませることなしに単
一モード・オーバークラッド色消しファイバ・オプティ
ック・カプラを作成する方法を提供することである。他
の目的は広い波長帯域にわたって被結合パワーの変化が
非常に小さいことによって特徴づけられる単一モード・
オーバークラッド色消しファイバ・オプティック・カプ
ラを提供することである。さらに他の目的は改善された
挿入損失均質度を有する１×２オーバークラッド色消し
カプラを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】簡単には、本発明はＮが
２または３である１×Ｎ色消しカプラに関する。このカ
プラはマトリクスガラスの細長い本体部と、この本体部
を貫通して延長している３つの光導波通路を具備してい
る。各通路はコア領域を具備しており、このコア領域は
それの屈折率より小さい屈折率を有するクラッド領域に
よって包囲されている。クラッド領域の最も低い屈折率
はｎ２である。光導波通路は、それらの通路の１つ中を
伝播する光パワーの一部分が他に結合する結合領域を形
成するのに十分なだけ長い距離にわたって十分に近接し
て延長する。コア領域は本体部の長手方向の軸線に直交
する面内で見た場合に結合領域内に三角形配列で配置さ
れる。少なくとも通路に隣接した本体部の領域の屈折率
はｎ３である。ただし、ｎ３はΔ２−３の値が０．１２
５％より小さくなるような大きさだけｎ２より低い。な
お、Δ２−３は（ｎ２ ２−ｎ３ ２）／２ｎ２ ２に等し
い。
２または３である１×Ｎ色消しカプラに関する。このカ
プラはマトリクスガラスの細長い本体部と、この本体部
を貫通して延長している３つの光導波通路を具備してい
る。各通路はコア領域を具備しており、このコア領域は
それの屈折率より小さい屈折率を有するクラッド領域に
よって包囲されている。クラッド領域の最も低い屈折率
はｎ２である。光導波通路は、それらの通路の１つ中を
伝播する光パワーの一部分が他に結合する結合領域を形
成するのに十分なだけ長い距離にわたって十分に近接し
て延長する。コア領域は本体部の長手方向の軸線に直交
する面内で見た場合に結合領域内に三角形配列で配置さ
れる。少なくとも通路に隣接した本体部の領域の屈折率
はｎ３である。ただし、ｎ３はΔ２−３の値が０．１２
５％より小さくなるような大きさだけｎ２より低い。な
お、Δ２−３は（ｎ２ ２−ｎ３ ２）／２ｎ２ ２に等し
い。
【００１２】このカプラは、第１および第２の対向端部
と中間領域を有するガラスチューブを設けることによっ
て作成され得る。少なくとも穴に隣接したチューブの内
側部分は屈折率ｎ３を有している。入力ガラス光ファイ
バの一部分と２本の出力ガラス光ファイバの端部分が穴
内に配置される。第１のファイバの一部分がチューブの
第１の端部から外に延長し、そして２本のファイバのそ
れぞれの一部分がチューブの第２の端部から外に延長す
る。チューブの中間領域はファイバに対してコラプスさ
れ、そして直径を減少させかつ結合領域を形成するため
にその中間領域の中央部分が延伸される。結合領域内に
ある入力ファイバと出力ファイバの部分が、チューブの
長手方向の軸線に直交する平面内で見た場合に三角形ア
レイとして配置される。
と中間領域を有するガラスチューブを設けることによっ
て作成され得る。少なくとも穴に隣接したチューブの内
側部分は屈折率ｎ３を有している。入力ガラス光ファイ
バの一部分と２本の出力ガラス光ファイバの端部分が穴
内に配置される。第１のファイバの一部分がチューブの
第１の端部から外に延長し、そして２本のファイバのそ
れぞれの一部分がチューブの第２の端部から外に延長す
る。チューブの中間領域はファイバに対してコラプスさ
れ、そして直径を減少させかつ結合領域を形成するため
にその中間領域の中央部分が延伸される。結合領域内に
ある入力ファイバと出力ファイバの部分が、チューブの
長手方向の軸線に直交する平面内で見た場合に三角形ア
レイとして配置される。
【００１３】
【実施例】本発明はΔ２−３の値が比較的小さいことに
よって生ずる色消し性（ａｃｈｒｏｍａｔｉｃｔｙ）を
呈示する１つのクラスのオーバークラッド・ファイバ・
オプティック・カプラの特定の実施例である。このよう
なカプラの動作原理が図２に示された２×２カプラに関
連して説明される。図２のカプラを作成するためには、
光ファイバＦ１およびＦ２が直径ｄ１のガラス・オーバ
ークラッド・チューブＯに挿通される。これらのファイ
バに隣接したチューブの少なくとも内側部分の屈折率は
ｎ３である。ファイバＦ１およびＦ２は屈折率ｎ１のコ
アを有しており、このコアはｎ１より小さいがｎ３より
大きいクラッドによって包囲されている。チューブＯは
脱気され、そしてそれの中間領域がそれをファイバに対
してコラプスさせるために加熱される。チューブが再加
熱され、そしてそれの端部が、コラプスされた中間領域
の中央部分を延伸させるために反対方向に引張られる。
このチューブのコラプスおよび延伸作業は米国特許第５
０１１２５１号に従って行われ得る。２つのチューブ端
部が延伸工程時に互いから離れる方向に移動する速度が
合成延伸速度となる。チューブは一定の速度で延伸され
てもよく、あるいは延伸速度は連続的にまたは不連続の
ステップとして変化してもよい。この延伸作業は予め定
められた結合が得られた後で停止しうる。その後で、チ
ューブが再加熱され、そして延伸が第２の延伸速度で生
じ得る。もとの直径ｄ１とネックダウン領域Ｎの中央部
分の直径ｄ２の比が延伸比Ｒである。領域Ｎには若干の
テーパが存在していて、それの長手方向の中心が最小直
径となるが、この領域Ｎは一定の直径を有しているよう
に示されている。このようにして得られたカプラの結合
特性はチューブＯとファイバＦ１およびＦ２の光学的お
よび機械的特性のようなパラメータと、長さｚ、ネック
ダウン領域Ｎおよびテーパ領域Ｔのようなカプラ・パラ
メータによって決定される。
よって生ずる色消し性（ａｃｈｒｏｍａｔｉｃｔｙ）を
呈示する１つのクラスのオーバークラッド・ファイバ・
オプティック・カプラの特定の実施例である。このよう
なカプラの動作原理が図２に示された２×２カプラに関
連して説明される。図２のカプラを作成するためには、
光ファイバＦ１およびＦ２が直径ｄ１のガラス・オーバ
ークラッド・チューブＯに挿通される。これらのファイ
バに隣接したチューブの少なくとも内側部分の屈折率は
ｎ３である。ファイバＦ１およびＦ２は屈折率ｎ１のコ
アを有しており、このコアはｎ１より小さいがｎ３より
大きいクラッドによって包囲されている。チューブＯは
脱気され、そしてそれの中間領域がそれをファイバに対
してコラプスさせるために加熱される。チューブが再加
熱され、そしてそれの端部が、コラプスされた中間領域
の中央部分を延伸させるために反対方向に引張られる。
このチューブのコラプスおよび延伸作業は米国特許第５
０１１２５１号に従って行われ得る。２つのチューブ端
部が延伸工程時に互いから離れる方向に移動する速度が
合成延伸速度となる。チューブは一定の速度で延伸され
てもよく、あるいは延伸速度は連続的にまたは不連続の
ステップとして変化してもよい。この延伸作業は予め定
められた結合が得られた後で停止しうる。その後で、チ
ューブが再加熱され、そして延伸が第２の延伸速度で生
じ得る。もとの直径ｄ１とネックダウン領域Ｎの中央部
分の直径ｄ２の比が延伸比Ｒである。領域Ｎには若干の
テーパが存在していて、それの長手方向の中心が最小直
径となるが、この領域Ｎは一定の直径を有しているよう
に示されている。このようにして得られたカプラの結合
特性はチューブＯとファイバＦ１およびＦ２の光学的お
よび機械的特性のようなパラメータと、長さｚ、ネック
ダウン領域Ｎおよびテーパ領域Ｔのようなカプラ・パラ
メータによって決定される。
【００１４】光パワーが入力光ファイバに結合されるこ
とができ、かつカプラ作成方法における処理工程を制御
するために出力信号がモニタされ得る。例えば米国特許
第５０１１２５１号を参照されたい。下記の特定の実施
例では、出力パワーは延伸時にはモニタされない。オー
バークラッド・ファイバ・オプティック・カプラについ
ての従来の経験では、両方のステージに対する全体の延
伸距離は通常１２ｍｍと１６ｍｍの間である。したがっ
て、その実施例で説明されるカプラは最初にその範囲内
のある距離だけ延伸される。このようにして得られた装
置の光特性が測定され、そしてその後で作成されるカプ
ラの延伸または伸長距離が所望の特性により近いものを
得るような態様で調節された。この処理によって、最適
の延伸距離が得られた。その後で、このタイブのすべて
のカプラが所望の光特性を得るためにその最適距離だけ
延伸された。しかし、延伸距離のようなプロセス・パラ
メータは作成されたカプラの光学的特徴化の結果として
微調整され得る。
とができ、かつカプラ作成方法における処理工程を制御
するために出力信号がモニタされ得る。例えば米国特許
第５０１１２５１号を参照されたい。下記の特定の実施
例では、出力パワーは延伸時にはモニタされない。オー
バークラッド・ファイバ・オプティック・カプラについ
ての従来の経験では、両方のステージに対する全体の延
伸距離は通常１２ｍｍと１６ｍｍの間である。したがっ
て、その実施例で説明されるカプラは最初にその範囲内
のある距離だけ延伸される。このようにして得られた装
置の光特性が測定され、そしてその後で作成されるカプ
ラの延伸または伸長距離が所望の特性により近いものを
得るような態様で調節された。この処理によって、最適
の延伸距離が得られた。その後で、このタイブのすべて
のカプラが所望の光特性を得るためにその最適距離だけ
延伸された。しかし、延伸距離のようなプロセス・パラ
メータは作成されたカプラの光学的特徴化の結果として
微調整され得る。
【００１５】１×２または２×２ ２−ファイバ色消し
３ｄＢカプラについて、それらの動作をモデル化するた
めに、被結合モード理論を用いて理論的解析がなされ
た。その解析はＡ．Ｗ．Ｓｎｙｄｅｒ ａｎｄ Ｊ．
Ｄ．Ｌｏｖｅ，ＯｐｔｉｃａｌＷａｖｅｇｕｉｄｅ Ｔ
ｈｅｏｒｙ，Ｃｈａｐｍａｎ ａｎｄ Ｈａｌｌ，Ｎｅ
ｗ Ｙｏｒｋ，１９８３という刊行物に教示されている
原理に基づいた。この理論にしたがって、図２の２×２
オーバークラッド・カプラのモード・フィールドは、他
のファイバが存在しない場合の、すなわちファイバがオ
ーバークラッド・インデックス材料ｎ３だけによって包
囲されている状態におけるファイバＦ１およびＦ２のそ
れぞれの基本モード数１および数２の線形組合せである
と仮定される。このような構造については、伝播定数と
モード・フィールドが正確に決定される（Ｍ．Ｊ．Ａｄ
ａｍｓ，Ａｎ Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ Ｏｐ
ｔｉｃａｌ Ｗｑａｖｅｇｕｉｄｅｓを参照された
い）。
３ｄＢカプラについて、それらの動作をモデル化するた
めに、被結合モード理論を用いて理論的解析がなされ
た。その解析はＡ．Ｗ．Ｓｎｙｄｅｒ ａｎｄ Ｊ．
Ｄ．Ｌｏｖｅ，ＯｐｔｉｃａｌＷａｖｅｇｕｉｄｅ Ｔ
ｈｅｏｒｙ，Ｃｈａｐｍａｎ ａｎｄ Ｈａｌｌ，Ｎｅ
ｗ Ｙｏｒｋ，１９８３という刊行物に教示されている
原理に基づいた。この理論にしたがって、図２の２×２
オーバークラッド・カプラのモード・フィールドは、他
のファイバが存在しない場合の、すなわちファイバがオ
ーバークラッド・インデックス材料ｎ３だけによって包
囲されている状態におけるファイバＦ１およびＦ２のそ
れぞれの基本モード数１および数２の線形組合せである
と仮定される。このような構造については、伝播定数と
モード・フィールドが正確に決定される（Ｍ．Ｊ．Ａｄ
ａｍｓ，Ａｎ Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ Ｏｐ
ｔｉｃａｌ Ｗｑａｖｅｇｕｉｄｅｓを参照された
い）。
【数１】
【数２】
【００１６】２つのコア間の光結合を記述する結合定数
は数５の重なり積分として表わすことができる。
は数５の重なり積分として表わすことができる。
【数３】この式において数１および数２は２つのコアの
モード・フィールド、ｒおよびｒ’はそれぞれファイバ
Ｆ１およびＦ２のコアの中心からの半径方向の距離、ｎ
はカプラ全体の屈折率構造、ｎ’はファイバＦ１のコア
とクラッド屈折率ｎ３のオーバークラッド材料で置換し
た場合の屈折率構造であり、そしてこの積分はカプラの
全断面についてものである（ただしｎ−ｎ’はファイバ
Ｆ１のコアおよびクラッドついて非ゼロであるにすぎな
い）。モード・フィールドはこの式では規格化されてお
り、すなわち数４および数５は両方とも１に等しいと仮
定されている。
モード・フィールド、ｒおよびｒ’はそれぞれファイバ
Ｆ１およびＦ２のコアの中心からの半径方向の距離、ｎ
はカプラ全体の屈折率構造、ｎ’はファイバＦ１のコア
とクラッド屈折率ｎ３のオーバークラッド材料で置換し
た場合の屈折率構造であり、そしてこの積分はカプラの
全断面についてものである（ただしｎ−ｎ’はファイバ
Ｆ１のコアおよびクラッドついて非ゼロであるにすぎな
い）。モード・フィールドはこの式では規格化されてお
り、すなわち数４および数５は両方とも１に等しいと仮
定されている。
【数４】
【数５】
【００１７】これらはテーパ付き装置であるが、それら
の定性的な動作は、所定の結合長にわたって延伸比が一
定であり、この長さの外では結合がないと仮定すること
によって、すなわち図２の領域Ｎの直径が全長ｚにわた
って一定であると仮定することによって、十分にモデル
化される。結合定数が延伸比の急速に増加する関数であ
るから、この近似は満足し得るものであり、したがって
カプラの挙動は最も高い延伸比における挙動が支配的で
ある。この近似を用いた場合、コア１にパワーが入射さ
れると、カプラの軸線に沿った長さｚの関数として、２
つのコアにおけるパワーは数６および数７で与えられ
る。
の定性的な動作は、所定の結合長にわたって延伸比が一
定であり、この長さの外では結合がないと仮定すること
によって、すなわち図２の領域Ｎの直径が全長ｚにわた
って一定であると仮定することによって、十分にモデル
化される。結合定数が延伸比の急速に増加する関数であ
るから、この近似は満足し得るものであり、したがって
カプラの挙動は最も高い延伸比における挙動が支配的で
ある。この近似を用いた場合、コア１にパワーが入射さ
れると、カプラの軸線に沿った長さｚの関数として、２
つのコアにおけるパワーは数６および数７で与えられ
る。
【数６】
【数７】ただし、係数Ｆは数８で与えられる。
【数８】ここで、β１およびβ２はそれぞれファイバＦ
１およびＦ２の伝播定数である。
１およびＦ２の伝播定数である。
【００１８】本発明のように導波路１にユニット・パワ
ーが導波路１に入射され、そして導波路２および３に結
合されかつ導波路２および３は互いに同一であるが導波
路１とは異なっている三導波路カプラの場合には、コア
内に残留するパワーは、長さｚの関数として、数９で与
えられる。ただし、Ｆは数１０で表わされる。
ーが導波路１に入射され、そして導波路２および３に結
合されかつ導波路２および３は互いに同一であるが導波
路１とは異なっている三導波路カプラの場合には、コア
内に残留するパワーは、長さｚの関数として、数９で与
えられる。ただし、Ｆは数１０で表わされる。
【数９】
【数１０】ここで、導波路１および２間の結合係数Ｃ
１２は数５と同様の式で与えられるが、どの対が考慮さ
れているかに対して屈折率とモードが適切なものとされ
た［Ｃ１２に対しては数１および数２、Ｃ２３に対して
は数２および数１１］。対称性によって、Ｃ１３＝Ｃ
１２。
１２は数５と同様の式で与えられるが、どの対が考慮さ
れているかに対して屈折率とモードが適切なものとされ
た［Ｃ１２に対しては数１および数２、Ｃ２３に対して
は数２および数１１］。対称性によって、Ｃ１３＝Ｃ
１２。
【数１１】
【００１９】入力導波路からＰ２およびＰ３（Ｐ１→
０）に数１２で表わされる完全な結合を有するために
は、Ｆ＝１であることが必要であり、そのためにはβ１
−β２＝Ｃ２３である必要があることが解る。換言する
と、完全な結合のためには、入力ファイバが２本の出力
ファイバより若干大きい伝播定数を有していなければな
らない。
０）に数１２で表わされる完全な結合を有するために
は、Ｆ＝１であることが必要であり、そのためにはβ１
−β２＝Ｃ２３である必要があることが解る。換言する
と、完全な結合のためには、入力ファイバが２本の出力
ファイバより若干大きい伝播定数を有していなければな
らない。
【数１２】
【００２０】結果はテーパに沿って結合方程式を積分す
ることによってより定量的となされ得る。ビーム伝播技
法（フーリエ変換、有限差等）を用いることによってさ
らにより正確なシミュレーションがなされうるが、非常
に長い演算時間を要する。
ることによってより定量的となされ得る。ビーム伝播技
法（フーリエ変換、有限差等）を用いることによってさ
らにより正確なシミュレーションがなされうるが、非常
に長い演算時間を要する。
【００２１】Δ２−３値が０．３５％のカプラにおける
３つの異なる波長に対する延伸比の関数として２×２カ
プラの結合定数を決定するために、非結合モード・モデ
ルが用いられた。カプラ・パラメータに関してなされた
仮定のほとんどが標準のオーバークラッド・カプラに関
してなされた研究に基づいていた。ファイバＦ１および
Ｆ２は４μｍのコア半径を有する標準の１２５μｍ外径
単一モードファイバであると看做された。コアおよびク
ラッドの屈折率ｎ１およびｎ２はそれぞれ１．４６１０
００および１．４５５４３８であると看做された。この
モデルは図４のグラフを得るために用いられた。このグ
ラフは本発明のカプラにおいて色消し性が改善された原
因となる物理機構を示している。図４において、結合定
数は平行コア２×２カプラに対する逆延伸比の関数とし
てプロットされている。所定の波長における結合定数は
延伸比の増加に伴って非常に急速に増加することが判
る。しかし、非常に高い延伸比で、曲線に最大値が存在
する。これは、事実上モード・フィールド拡大が非常に
大きくなって、２本のファイバのうちの一方のファイバ
のコアとクラッドよりなる領域（これは結合定数の重な
り積分が行われる領域である）におけるそれら２本のフ
ァイバ間の重なりがモード・フィールド振幅が減少する
ために事実上減少することによって生ずる。その最大値
におけるそれよりも著しく小さい延伸比では、より長い
波長における結合定数は、それの拡大が回折効果により
大きくなることによって、大きくなる。しかし、この事
実は、最大結合が生ずる延伸比が、１つのコアからのモ
ード・フィールドが他のコアからのそれと重なる程度を
それ以上のモード・フィールド拡大が減少させる点によ
って決定されるので、より長い波長における最大結合は
より小さい延伸比で生ずることを意味する。モード・フ
ィールド拡大は所定の延伸比に対しては波長が長いほど
大きくなるので、より長い波長に対してはＲのより小さ
い値で最大値が生ずる。図４に示されているように、こ
れが結合定数曲線を交差させる原因となる。
３つの異なる波長に対する延伸比の関数として２×２カ
プラの結合定数を決定するために、非結合モード・モデ
ルが用いられた。カプラ・パラメータに関してなされた
仮定のほとんどが標準のオーバークラッド・カプラに関
してなされた研究に基づいていた。ファイバＦ１および
Ｆ２は４μｍのコア半径を有する標準の１２５μｍ外径
単一モードファイバであると看做された。コアおよびク
ラッドの屈折率ｎ１およびｎ２はそれぞれ１．４６１０
００および１．４５５４３８であると看做された。この
モデルは図４のグラフを得るために用いられた。このグ
ラフは本発明のカプラにおいて色消し性が改善された原
因となる物理機構を示している。図４において、結合定
数は平行コア２×２カプラに対する逆延伸比の関数とし
てプロットされている。所定の波長における結合定数は
延伸比の増加に伴って非常に急速に増加することが判
る。しかし、非常に高い延伸比で、曲線に最大値が存在
する。これは、事実上モード・フィールド拡大が非常に
大きくなって、２本のファイバのうちの一方のファイバ
のコアとクラッドよりなる領域（これは結合定数の重な
り積分が行われる領域である）におけるそれら２本のフ
ァイバ間の重なりがモード・フィールド振幅が減少する
ために事実上減少することによって生ずる。その最大値
におけるそれよりも著しく小さい延伸比では、より長い
波長における結合定数は、それの拡大が回折効果により
大きくなることによって、大きくなる。しかし、この事
実は、最大結合が生ずる延伸比が、１つのコアからのモ
ード・フィールドが他のコアからのそれと重なる程度を
それ以上のモード・フィールド拡大が減少させる点によ
って決定されるので、より長い波長における最大結合は
より小さい延伸比で生ずることを意味する。モード・フ
ィールド拡大は所定の延伸比に対しては波長が長いほど
大きくなるので、より長い波長に対してはＲのより小さ
い値で最大値が生ずる。図４に示されているように、こ
れが結合定数曲線を交差させる原因となる。
【００２２】単一の延伸比を有する非テーパ平行コア装
置（図２参照）では、色消し特性（すなわち約１３００
および１５００ｎｍにおいて等しい結合）を得るため
に、カプラの幾何学形状は図４に示されているように２
つの波長に対する結合定数曲線の交点ＲＣＲＯＳＳにお
いて動作するように選択されるであろう。最大値Ｒ
ＭＡＸまでのすべての延伸比を含む幾何学形状を有する
テーパ付き装置では、ＲＭＡＸ＞ＲＣＲＯＳＳを有する
こと（図４において交差点の左側に１／ＲＭＡＸを有す
ること）が必要である。これは、テーパの端部近傍にお
ける低い延伸比では（図５における破線５と６の間の領
域ＬＷを参照されたい）、結合は波長が長くなるにつれ
て強くなり、したがって波長の長い光がより多く結合す
ることによる。ＲＭＡＸ＞ＲＣＲＯＳＳとなるようにテ
ーパをつけることによって、結合は短い波長で強くなる
領域ＳＷ（破線４と５の間）をも含み、それによって延
伸比の小さい領域を補償する。領域ＳＷおよびＬＷは図
５のチューブ３ｂのテーパに関するものである。Ｒ
ＭＡＸの正確な値はテーパ付き装置について結合方程式
を数値積分することによって決定されなければならな
い。
置（図２参照）では、色消し特性（すなわち約１３００
および１５００ｎｍにおいて等しい結合）を得るため
に、カプラの幾何学形状は図４に示されているように２
つの波長に対する結合定数曲線の交点ＲＣＲＯＳＳにお
いて動作するように選択されるであろう。最大値Ｒ
ＭＡＸまでのすべての延伸比を含む幾何学形状を有する
テーパ付き装置では、ＲＭＡＸ＞ＲＣＲＯＳＳを有する
こと（図４において交差点の左側に１／ＲＭＡＸを有す
ること）が必要である。これは、テーパの端部近傍にお
ける低い延伸比では（図５における破線５と６の間の領
域ＬＷを参照されたい）、結合は波長が長くなるにつれ
て強くなり、したがって波長の長い光がより多く結合す
ることによる。ＲＭＡＸ＞ＲＣＲＯＳＳとなるようにテ
ーパをつけることによって、結合は短い波長で強くなる
領域ＳＷ（破線４と５の間）をも含み、それによって延
伸比の小さい領域を補償する。領域ＳＷおよびＬＷは図
５のチューブ３ｂのテーパに関するものである。Ｒ
ＭＡＸの正確な値はテーパ付き装置について結合方程式
を数値積分することによって決定されなければならな
い。
【００２３】図４およびそれに関する上記の説明から、
Δ２−３が０．３５％である色消しカプラを形成するた
めには約１０：１の延伸比が必要とされるであろうこと
が解る。このような高い延伸比は下記の理由で比較的大
きい過剰損失を生ずることになりうる。高い延伸比は結
合強度の増大を生じ、より短い結合距離ｚを必要とす
る。この関係が図５に示されており、この図では２つの
延伸されたチューブ３ａおよび３ｂの外表面がそれぞれ
実線と破線で示されている。チューブ３ｂはチューブ３
ａより大きい延伸比を有しなければならないから、同じ
結合を得るためには（パワー伝達曲線の最初のサイクル
で）チューブ３ｂはチューブ３ａより短い結合距離ｚを
有していなければならない。パワー伝達曲線については
米国特許第５０１１２５１号にその特許の第６図に関連
して論述されている。
Δ２−３が０．３５％である色消しカプラを形成するた
めには約１０：１の延伸比が必要とされるであろうこと
が解る。このような高い延伸比は下記の理由で比較的大
きい過剰損失を生ずることになりうる。高い延伸比は結
合強度の増大を生じ、より短い結合距離ｚを必要とす
る。この関係が図５に示されており、この図では２つの
延伸されたチューブ３ａおよび３ｂの外表面がそれぞれ
実線と破線で示されている。チューブ３ｂはチューブ３
ａより大きい延伸比を有しなければならないから、同じ
結合を得るためには（パワー伝達曲線の最初のサイクル
で）チューブ３ｂはチューブ３ａより短い結合距離ｚを
有していなければならない。パワー伝達曲線については
米国特許第５０１１２５１号にその特許の第６図に関連
して論述されている。
【００２４】チューブ３ａの高い延伸比／短い結合距離
領域のテーパの急竣なテーパに対しては基本モードＬＰ
０１からそれより高いモードへの望ましくないモード結
合がより強くなることが知られている。この非断熱結合
はカプラの過剰損失を増大させることができる。
領域のテーパの急竣なテーパに対しては基本モードＬＰ
０１からそれより高いモードへの望ましくないモード結
合がより強くなることが知られている。この非断熱結合
はカプラの過剰損失を増大させることができる。
【００２５】１×２ダブル・ウインドー・スイッチに対
する所要のテーパ・パラメータを理論的に計算するため
に上記のモードが用いられた。テーパ付きカプラの延伸
比をそれの長さに沿った距離ｚの関数（最大延伸比点に
おけるｚの原点）として説明することは、最大延伸比Ｒ
ＭＡＸとガウス幅パラメータのω０含むガウス関数とし
て簡単に与えられ得る。それは数１３で与えられる。
する所要のテーパ・パラメータを理論的に計算するため
に上記のモードが用いられた。テーパ付きカプラの延伸
比をそれの長さに沿った距離ｚの関数（最大延伸比点に
おけるｚの原点）として説明することは、最大延伸比Ｒ
ＭＡＸとガウス幅パラメータのω０含むガウス関数とし
て簡単に与えられ得る。それは数１３で与えられる。
【数１３】標準２×２ＷＤＭカプラにおけるこれらのパ
ラメータの典型的な値は、３まら６までのＲＭＡＸと３
０００μｍから６０００μｍまでのω０である。このモ
デルは、パラメータＲＭＡＸおよびω０の値がΔ２−３
の非常に小さい値では現在のカプラ値の範囲内にあるこ
とを示した。「現在のカプラ」とは米国特許第５０１１
２５１号に開示されているΔ２−３が０．２６％より大
きいタイプのオーバークラッド・カプラを意味する。Δ
２−３のより小さい値が図４の曲線を右方に（延伸比の
低い値の方に）かつ下方に（最大結合定数のより小さい
値の方に）変位させ、それによって容易に実現可能な延
伸比を有する色消しカプラを形成することができる。Δ
２−３の値が小さくなされるにつれて、ＲＭＡＸの所要
の値がより小さくなり、かつ必要とされる結合長（ガウ
ス幅パラメータω０で表わされる）はより長くなる。こ
のようにして、テーパは急竣度が小さくなる。
ラメータの典型的な値は、３まら６までのＲＭＡＸと３
０００μｍから６０００μｍまでのω０である。このモ
デルは、パラメータＲＭＡＸおよびω０の値がΔ２−３
の非常に小さい値では現在のカプラ値の範囲内にあるこ
とを示した。「現在のカプラ」とは米国特許第５０１１
２５１号に開示されているΔ２−３が０．２６％より大
きいタイプのオーバークラッド・カプラを意味する。Δ
２−３のより小さい値が図４の曲線を右方に（延伸比の
低い値の方に）かつ下方に（最大結合定数のより小さい
値の方に）変位させ、それによって容易に実現可能な延
伸比を有する色消しカプラを形成することができる。Δ
２−３の値が小さくなされるにつれて、ＲＭＡＸの所要
の値がより小さくなり、かつ必要とされる結合長（ガウ
ス幅パラメータω０で表わされる）はより長くなる。こ
のようにして、テーパは急竣度が小さくなる。
【００２６】使用され得るΔ２−３値の理論的最大値は
非断熱モード結合による制限を考慮することによって得
られうる。伝播定数（β）がＬＰ０１およびＬＰ０２モ
ードについて計算された。ＬＰ０２モードは理想の整合
したファイバ・カプラにおいてＬＰ０１モード結合する
最低次のモードである。数７とＬＰ０１およびＬＰ０２
モードのβｓから、パラメータ数１４および数１５が決
定された。
非断熱モード結合による制限を考慮することによって得
られうる。伝播定数（β）がＬＰ０１およびＬＰ０２モ
ードについて計算された。ＬＰ０２モードは理想の整合
したファイバ・カプラにおいてＬＰ０１モード結合する
最低次のモードである。数７とＬＰ０１およびＬＰ０２
モードのβｓから、パラメータ数１４および数１５が決
定された。
【数１４】
【数１５】ただし、ａはコア半径であり、そしてｚはカ
プラ軸線に沿って測定される距離である。断熱動作のた
めには、数１６の関係が存在しなければならない。
プラ軸線に沿って測定される距離である。断熱動作のた
めには、数１６の関係が存在しなければならない。
【数１６】ここで「ＮＡＴ差」と呼ばれる数８の差バラ
メータが１３１０および１５５０ｎｍの波長に対して図
６にΔ２−３の関数としてプロットされている。ＮＡＴ
差はそれら２つの波長のそれぞれに対して０．０２％か
ら０．１４％までのΔ２−３値について計算された。１
３１０ＮＭ曲線は約０．１２５％の可能な最大理論Δ
２−３値においてゼロＮＡＴ差となる。実際の経験か
ら、１３００−１５５０ｎｍの範囲の波長において約
０．０４５％以下のΔ２−３値でもって色消し性が大き
く改善され得ることが認められた。図９に示されたタイ
プの延伸装置で実現され得るテーパでは、Δ２−３が
０．０９％である場合には色消しカプラは形成できない
であろう。しかし、０．０４５％より大きいΔ２−３値
で色消しカプラを形成するためには、より小さい外径を
有するチューブを使用することができるとともに、より
小さいく、より密に集束された炎を生じ得るバーナを使
用することができる。約０．０１％〜０．０２％のΔ
２−３でもって最良の結果が得られた。Δ２−３につい
ての測定能力の下限は０．０１％である。
メータが１３１０および１５５０ｎｍの波長に対して図
６にΔ２−３の関数としてプロットされている。ＮＡＴ
差はそれら２つの波長のそれぞれに対して０．０２％か
ら０．１４％までのΔ２−３値について計算された。１
３１０ＮＭ曲線は約０．１２５％の可能な最大理論Δ
２−３値においてゼロＮＡＴ差となる。実際の経験か
ら、１３００−１５５０ｎｍの範囲の波長において約
０．０４５％以下のΔ２−３値でもって色消し性が大き
く改善され得ることが認められた。図９に示されたタイ
プの延伸装置で実現され得るテーパでは、Δ２−３が
０．０９％である場合には色消しカプラは形成できない
であろう。しかし、０．０４５％より大きいΔ２−３値
で色消しカプラを形成するためには、より小さい外径を
有するチューブを使用することができるとともに、より
小さいく、より密に集束された炎を生じ得るバーナを使
用することができる。約０．０１％〜０．０２％のΔ
２−３でもって最良の結果が得られた。Δ２−３につい
ての測定能力の下限は０．０１％である。
【００２７】上記の説明は２ファイバ・カプラ、すなわ
ちオーバークラッド・カプラが形成され得る最も単純な
ファイバ配列に関して本発明の原理を詳述したものであ
る。図３に示されているように、チューブＴをファイバ
に対してコラプスさせる工程の前にはファイバＦ１およ
びＦ２の両側には大きな空間Ｖが存在している。より容
易に形成されたテーパ領域を有する低損失色消しカプラ
は比較的低いΔ２−３値を必要とする。したがって、２
ファイバ・アクロマットでは、チューブのコラプス工程
時に高粘度チューブによって加えられる圧力によってフ
ァイバが歪を与えられ、この歪がカプラの過剰損失を増
大させる原因となる。
ちオーバークラッド・カプラが形成され得る最も単純な
ファイバ配列に関して本発明の原理を詳述したものであ
る。図３に示されているように、チューブＴをファイバ
に対してコラプスさせる工程の前にはファイバＦ１およ
びＦ２の両側には大きな空間Ｖが存在している。より容
易に形成されたテーパ領域を有する低損失色消しカプラ
は比較的低いΔ２−３値を必要とする。したがって、２
ファイバ・アクロマットでは、チューブのコラプス工程
時に高粘度チューブによって加えられる圧力によってフ
ァイバが歪を与えられ、この歪がカプラの過剰損失を増
大させる原因となる。
【００２８】このファイバの変形の問題は、図７および
８に示されている三角形のファイバ配列を用いることに
よって実質的に解消される。この実施例では、被覆２
３、２４および２５がそれぞれ被覆ファイバ１７、１８
および１９の端部から剥離除去され、そしてそれらのフ
ァイバの端部には後述のように反射防止終端部が設けら
れる。入力ファイバ２０がチューブ１０の穴１１の１つ
の端部に挿入され、そして出力ファイバ２１および２２
が他の端部に挿入される。これらのファイバは少量のエ
ポキシによって所定の場所に固着される。その後で延伸
チャックにカプラ・プリフォームが配置され、チューブ
１０が脱気され、そしてそれの中間領域が加熱されてフ
ァイバに対してコラプスされる。その後で、中間領域の
中央部分が延伸されて所望の結合を得るのに必要な直径
および結合長となされる。このようにしてファイバのコ
アは、カプラ本体の長手方向の軸線に対して直交する平
面内で見て、結合領域に三角形の配列で配置される。
８に示されている三角形のファイバ配列を用いることに
よって実質的に解消される。この実施例では、被覆２
３、２４および２５がそれぞれ被覆ファイバ１７、１８
および１９の端部から剥離除去され、そしてそれらのフ
ァイバの端部には後述のように反射防止終端部が設けら
れる。入力ファイバ２０がチューブ１０の穴１１の１つ
の端部に挿入され、そして出力ファイバ２１および２２
が他の端部に挿入される。これらのファイバは少量のエ
ポキシによって所定の場所に固着される。その後で延伸
チャックにカプラ・プリフォームが配置され、チューブ
１０が脱気され、そしてそれの中間領域が加熱されてフ
ァイバに対してコラプスされる。その後で、中間領域の
中央部分が延伸されて所望の結合を得るのに必要な直径
および結合長となされる。このようにしてファイバのコ
アは、カプラ本体の長手方向の軸線に対して直交する平
面内で見て、結合領域に三角形の配列で配置される。
【００２９】カプラを延伸してテーパ領域を形成し、入
力ファイバに入射されたパワーが２本の出力ファイバに
実質的に等しくかつ完全に結合されるようになし、それ
によって図１０に示された実質的に平行な挿入損失曲線
を生ずるようにすることができる。入力ファイバからの
パワー伝達を最大にするためには、入力ファイバ・コア
／クラッド／オーバークラッド導波路は２つの出力ファ
イバ・コア／クラッド／オーバークラッド導波路のそれ
ぞれの伝播定数β２ＣＲより若干大きい伝播定数β
１ＣＲを有していなければならない。これは、例えば出
力ファイバのクラッドに存在する量よりも若干多い塩素
を入力ファイバのクラッドにドープすることによって達
成することができる。この技法は入力ファイバのクラッ
ドの屈折率を出力ファイバのクラッドのそれよりも大き
くするものであり、米国特許第５０１１２５１号に記載
されている。
力ファイバに入射されたパワーが２本の出力ファイバに
実質的に等しくかつ完全に結合されるようになし、それ
によって図１０に示された実質的に平行な挿入損失曲線
を生ずるようにすることができる。入力ファイバからの
パワー伝達を最大にするためには、入力ファイバ・コア
／クラッド／オーバークラッド導波路は２つの出力ファ
イバ・コア／クラッド／オーバークラッド導波路のそれ
ぞれの伝播定数β２ＣＲより若干大きい伝播定数β
１ＣＲを有していなければならない。これは、例えば出
力ファイバのクラッドに存在する量よりも若干多い塩素
を入力ファイバのクラッドにドープすることによって達
成することができる。この技法は入力ファイバのクラッ
ドの屈折率を出力ファイバのクラッドのそれよりも大き
くするものであり、米国特許第５０１１２５１号に記載
されている。
【００３０】オーバークラッド色消し２×２カプラに関
して上述したようにΔ２−３の小さい値を用いることに
よって色消し性を改善する理論は３ファイバ１×２およ
び１×３カプラにも該当する。したがって、０．０２％
より小さいΔ２−３値を用いることによって、図７およ
び８の装置の挿入損失曲線は比較的平坦となり、非常に
良好な出力ファイバ挿入損失均一度を呈示する。
して上述したようにΔ２−３の小さい値を用いることに
よって色消し性を改善する理論は３ファイバ１×２およ
び１×３カプラにも該当する。したがって、０．０２％
より小さいΔ２−３値を用いることによって、図７およ
び８の装置の挿入損失曲線は比較的平坦となり、非常に
良好な出力ファイバ挿入損失均一度を呈示する。
【００３１】図７および８の三角形の幾何学形状は図３
の２ファイバ幾何学形状よりも多く穴１１にガラスを充
填するから、ファイバのまわりでチューブガラスをコラ
プスさせる工程時におけるファイバ歪がより小さくな
る。したがって、図７および８の実施例によって作成さ
れたカプラはより小さい過剰損失を呈示する。
の２ファイバ幾何学形状よりも多く穴１１にガラスを充
填するから、ファイバのまわりでチューブガラスをコラ
プスさせる工程時におけるファイバ歪がより小さくな
る。したがって、図７および８の実施例によって作成さ
れたカプラはより小さい過剰損失を呈示する。
【００３２】この１×２三角形ファイバ配列からは他の
利点も得られる。図３にしめされたもののような２ファ
イバ実施例における１または複数の挿通ファイバ中心か
ら被覆を剥離除去するのとは対照的に、ファイバの端部
だけが剥離除去されればよい。さらに、カプラ作成にた
いするこのアプローチはファイバがチューブ穴に挿通さ
れることを必要としない。これらの差異によってこのカ
プラは製造が容易でかつ大量生産に適したものとなる。
利点も得られる。図３にしめされたもののような２ファ
イバ実施例における１または複数の挿通ファイバ中心か
ら被覆を剥離除去するのとは対照的に、ファイバの端部
だけが剥離除去されればよい。さらに、カプラ作成にた
いするこのアプローチはファイバがチューブ穴に挿通さ
れることを必要としない。これらの差異によってこのカ
プラは製造が容易でかつ大量生産に適したものとなる。
【００３３】この三角形ファイバ配列は色消し１×３パ
ワー・スプリッタを作成するためにも使用できる。予め
定められた波長においては、入力パワーの３分の１が入
力ファイバ内に残り、これがカプラを通じて継続しそし
て第３の出力ファイバとして機能する。この入力／継続
出力ファイバの端部ではなくて、それの中央領域から被
覆が剥離除去されなければならないことがわかる。入力
ファイバの出力部分を含めてすべてのファイバにおいて
パワーを等化するために、入力／継続出力ファイバには
残りの出力ファイバのそれとは異なる伝播定数が与えら
れなければならない。ΔβＣＲとテーパは、２本の被結
合出力ファイバの挿入損失曲線が図１１の曲線５８によ
って示されているようになり、かつ入力／継続出力ファ
イバに対する挿入損失曲線は曲線５７で示されているよ
うになるように選定される。このようなΔβＣＲ値は他
のファイバとは異なるクラッド屈折率を有する入力ファ
イバを用いることによって得ることができる。このよう
な１×３ ３ファイバ・カプラでは、１×２ ３ファイ
バ・カプラに必要とされるのと比較して、スループット
・ファイバと２本の被結合パワー出力ファイバとの間に
約３倍の塩素不均衡が必要とされるであろう。入力／ス
ループット・ファイバに所要のレベルの入力パワーを保
持させるのに必要な屈折率不均衡を与えるためには、塩
素以外のドーパントを用いてもよい。
ワー・スプリッタを作成するためにも使用できる。予め
定められた波長においては、入力パワーの３分の１が入
力ファイバ内に残り、これがカプラを通じて継続しそし
て第３の出力ファイバとして機能する。この入力／継続
出力ファイバの端部ではなくて、それの中央領域から被
覆が剥離除去されなければならないことがわかる。入力
ファイバの出力部分を含めてすべてのファイバにおいて
パワーを等化するために、入力／継続出力ファイバには
残りの出力ファイバのそれとは異なる伝播定数が与えら
れなければならない。ΔβＣＲとテーパは、２本の被結
合出力ファイバの挿入損失曲線が図１１の曲線５８によ
って示されているようになり、かつ入力／継続出力ファ
イバに対する挿入損失曲線は曲線５７で示されているよ
うになるように選定される。このようなΔβＣＲ値は他
のファイバとは異なるクラッド屈折率を有する入力ファ
イバを用いることによって得ることができる。このよう
な１×３ ３ファイバ・カプラでは、１×２ ３ファイ
バ・カプラに必要とされるのと比較して、スループット
・ファイバと２本の被結合パワー出力ファイバとの間に
約３倍の塩素不均衡が必要とされるであろう。入力／ス
ループット・ファイバに所要のレベルの入力パワーを保
持させるのに必要な屈折率不均衡を与えるためには、塩
素以外のドーパントを用いてもよい。
【００３４】所要の非常に小さいΔ２−３値を得るため
には多数の異なる手法がある。１つの手法は、純粋なＳ
ｉＯ２チューブとそのシリカチューブより大きい屈折率
を与えるために塩素をドーブされたクラッドを有する光
ファイバを使用することを含む。この技法はチューブと
ファイバ・クラッドの両方の屈折率について良好な制御
を与える。偏波可変性は良好であった。このガラスの組
合せの主要な利点はチューブとファイバとの間の粘度の
差が非常に小さくなるという点であった。これがファイ
バを変形させかつ比較的大きい過剰損失を生ずる。
には多数の異なる手法がある。１つの手法は、純粋なＳ
ｉＯ２チューブとそのシリカチューブより大きい屈折率
を与えるために塩素をドーブされたクラッドを有する光
ファイバを使用することを含む。この技法はチューブと
ファイバ・クラッドの両方の屈折率について良好な制御
を与える。偏波可変性は良好であった。このガラスの組
合せの主要な利点はチューブとファイバとの間の粘度の
差が非常に小さくなるという点であった。これがファイ
バを変形させかつ比較的大きい過剰損失を生ずる。
【００３５】市販の単一モード光ファイバは通常はシリ
カのそれに等しいかあるいはそれに近いｎ２の値を有す
る。このタイプのファイバが用いられる場合には、チュ
ーブは少量のＢ２Ｏ３（０．１５重量％〜１．０重量％
の範囲内）をドープされたシリカで作成され得る。Ｂ２
Ｏ３はファイバのクラッドガラスに比較してチューブガ
ラスを軟化させ、小さい過剰損失を有するカプラを形成
することになる。
カのそれに等しいかあるいはそれに近いｎ２の値を有す
る。このタイプのファイバが用いられる場合には、チュ
ーブは少量のＢ２Ｏ３（０．１５重量％〜１．０重量％
の範囲内）をドープされたシリカで作成され得る。Ｂ２
Ｏ３はファイバのクラッドガラスに比較してチューブガ
ラスを軟化させ、小さい過剰損失を有するカプラを形成
することになる。
【００３６】ファイバのクラッドガラスが屈折率を低下
させるドパントであるフッ素を含んでいる場合には、シ
リカチューブは０．１２５％より小さいΔ２−３値を与
えるのに必要なレベルまでチューブの屈折率を低下させ
るのに十分な量のＢ２Ｏ３を含んでいてもよい。
させるドパントであるフッ素を含んでいる場合には、シ
リカチューブは０．１２５％より小さいΔ２−３値を与
えるのに必要なレベルまでチューブの屈折率を低下させ
るのに十分な量のＢ２Ｏ３を含んでいてもよい。
【００３７】他の手法はＢ２Ｏ３およびフッ素のような
１つ以上の屈折率減少ドーパントと、ＧｅＯ２およびＴ
ｉＯ２のような１つ以上の屈折率増加ドーパントをドー
プしたベースガラスでチューブを形成することである。
これら２種類のドーパントの組合せがΔ２−３の所望の
値を生ずる屈折率ｎ３を与える。比較的柔らかいガラス
のチューブを用いることは、ファイバに対するそのチュ
ーブのコラプシング（ｃｏｌｌａｐｉｎｇ）をある程度
改善し、それより硬いガラスの場合のようにファイバの
形状を歪曲させることなしにチューブガラスがそれらの
ファイバのまわりで流動する。この実施例で必要とされ
るドーパントの込入った平衡化のために、実施するのは
困難である。
１つ以上の屈折率減少ドーパントと、ＧｅＯ２およびＴ
ｉＯ２のような１つ以上の屈折率増加ドーパントをドー
プしたベースガラスでチューブを形成することである。
これら２種類のドーパントの組合せがΔ２−３の所望の
値を生ずる屈折率ｎ３を与える。比較的柔らかいガラス
のチューブを用いることは、ファイバに対するそのチュ
ーブのコラプシング（ｃｏｌｌａｐｉｎｇ）をある程度
改善し、それより硬いガラスの場合のようにファイバの
形状を歪曲させることなしにチューブガラスがそれらの
ファイバのまわりで流動する。この実施例で必要とされ
るドーパントの込入った平衡化のために、実施するのは
困難である。
【００３８】オーバークラッド・チューブは火炎加水分
解法と呼ばれることもある蒸気沈積技術によって作成さ
れるのが好ましい。このチューブは溶融ガラスでまたは
ゾルゲル法によっても形成され得る。
解法と呼ばれることもある蒸気沈積技術によって作成さ
れるのが好ましい。このチューブは溶融ガラスでまたは
ゾルゲル法によっても形成され得る。
【００３９】色消しカプラを作成するためには、組成の
半径方向の変化を有するチューブも用いられた。チュー
ブの穴に隣接したそのチューブの内側領域はΔ２−３の
所望の値を与える組成で形成される。このチューブの残
部は内側領域とは異なる屈折率を有する１つ以上の領域
で形成され得る。図１２に示された例では、内表面ｒ
ｉｓと遷移半径ｒｔの間のチューブの内側領域は、カプ
ラに色消し性を与えるのに十分なだけ低い値のΔ２−３
を与えるあめに少量のＢ２Ｏ３を含むことができる。ｒ
ｔと外表面ｒｏの間の外側チューブ領域は内側領域より
高い濃度のＢ２Ｏ３を含みうる。このより高いＢ２Ｏ３
濃度がより低い屈折率領域を生じ、これによってより良
好に光パワーをとじ込める。実質的に一定の半径方向屈
折率チューブと屈折率が半径とともにステップ状に減少
するチューブとの両方を用いて、同様の過剰損失を有す
るカプラが得られた。
半径方向の変化を有するチューブも用いられた。チュー
ブの穴に隣接したそのチューブの内側領域はΔ２−３の
所望の値を与える組成で形成される。このチューブの残
部は内側領域とは異なる屈折率を有する１つ以上の領域
で形成され得る。図１２に示された例では、内表面ｒ
ｉｓと遷移半径ｒｔの間のチューブの内側領域は、カプ
ラに色消し性を与えるのに十分なだけ低い値のΔ２−３
を与えるあめに少量のＢ２Ｏ３を含むことができる。ｒ
ｔと外表面ｒｏの間の外側チューブ領域は内側領域より
高い濃度のＢ２Ｏ３を含みうる。このより高いＢ２Ｏ３
濃度がより低い屈折率領域を生じ、これによってより良
好に光パワーをとじ込める。実質的に一定の半径方向屈
折率チューブと屈折率が半径とともにステップ状に減少
するチューブとの両方を用いて、同様の過剰損失を有す
るカプラが得られた。
【００４０】入力ファイバと出力ファイバとの間の伝播
定数の相違は直径の異なるファイバを用いることによっ
ても得られる。
定数の相違は直径の異なるファイバを用いることによっ
ても得られる。
【００４１】実施例１ １×２ダブル・ウインドー色消しファイバ・オプティッ
ク・カプラを作成する方法が図７〜９に示されている。
長さ３．８ｃｍ、外径２．８ｃｍ、および長手方向穴直
径２６５μｍのガラス毛細チューブ１０が用いられた。
火炎加水分解法で形成されたチューブ１０は、約０．５
重量％のＢ２Ｏ３をドープされたシリカで形成された。
ク・カプラを作成する方法が図７〜９に示されている。
長さ３．８ｃｍ、外径２．８ｃｍ、および長手方向穴直
径２６５μｍのガラス毛細チューブ１０が用いられた。
火炎加水分解法で形成されたチューブ１０は、約０．５
重量％のＢ２Ｏ３をドープされたシリカで形成された。
【００４２】被覆ファイバ１７、１８および１９はそれ
ぞれ直径２５０μｍのウレタン・アクリラート被覆２
３、２４および２５を有する直径１２５μｍの単一モー
ド光ファイバ２０、２１および２２の１．５メートル長
で構成された。これらのファイバは米国特許第５０１１
２５１号の教示に従って作成されたものであり、８．５
重量％ＧｅＯ２をドープされたシリカよりなる直径８μ
ｍのコアを有していた。これらのファイバのカットオフ
波長はカプラの動作波長より短かった。例えば、最小動
作波長が１２６０ｃｍである場合には、ファイバのカッ
トオフ波長は１２００ｎｍと１２５０ｎｍとの間に選定
される。
ぞれ直径２５０μｍのウレタン・アクリラート被覆２
３、２４および２５を有する直径１２５μｍの単一モー
ド光ファイバ２０、２１および２２の１．５メートル長
で構成された。これらのファイバは米国特許第５０１１
２５１号の教示に従って作成されたものであり、８．５
重量％ＧｅＯ２をドープされたシリカよりなる直径８μ
ｍのコアを有していた。これらのファイバのカットオフ
波長はカプラの動作波長より短かった。例えば、最小動
作波長が１２６０ｃｍである場合には、ファイバのカッ
トオフ波長は１２００ｎｍと１２５０ｎｍとの間に選定
される。
【００４３】これらすべてのファイバを作成する方法の
最初の工程は同一であった。その方法の一般的な説明は
米国特許第５０１１２５１号および第４４８６２１２号
になされている。コア・ガラス粒子の被覆がマンドレル
上に沈積され、そしてそのコア・ガラス被覆の上にＳｉ
Ｏ２粒子の薄い被覆が沈積された。マンドレルが除去さ
れ、そしてそのようにして形成された多孔質プリフォー
ムがアルミナ・マッフルを有する炉内に徐々に挿入さ
れ、そこでマンドレルが除去された中心穴内に塩素とヘ
リウムを含んだガス混合物が流入している間に、そのプ
リフォームが乾燥されかつコンソリデートされた。ヘリ
ウムと酸素を含んだフラッシング・ガスがマッフルの底
から上方に流れた。多孔質プリフォームがコンソリデー
トされた後で、穴が脱気され、そして管状体の下端部が
加熱されかつ延伸されて５ｍｍ中実ガラスロッドを形成
した。このロッドは複数の部分に切断され、それらの部
分のそれぞれが旋盤に支持され、そこでその各部分は、
最終的な多孔質プリフォームを形成するためにＳｉＯ２
クラッド・ガラス粒子が沈積されるマンドレルとして機
能する。
最初の工程は同一であった。その方法の一般的な説明は
米国特許第５０１１２５１号および第４４８６２１２号
になされている。コア・ガラス粒子の被覆がマンドレル
上に沈積され、そしてそのコア・ガラス被覆の上にＳｉ
Ｏ２粒子の薄い被覆が沈積された。マンドレルが除去さ
れ、そしてそのようにして形成された多孔質プリフォー
ムがアルミナ・マッフルを有する炉内に徐々に挿入さ
れ、そこでマンドレルが除去された中心穴内に塩素とヘ
リウムを含んだガス混合物が流入している間に、そのプ
リフォームが乾燥されかつコンソリデートされた。ヘリ
ウムと酸素を含んだフラッシング・ガスがマッフルの底
から上方に流れた。多孔質プリフォームがコンソリデー
トされた後で、穴が脱気され、そして管状体の下端部が
加熱されかつ延伸されて５ｍｍ中実ガラスロッドを形成
した。このロッドは複数の部分に切断され、それらの部
分のそれぞれが旋盤に支持され、そこでその各部分は、
最終的な多孔質プリフォームを形成するためにＳｉＯ２
クラッド・ガラス粒子が沈積されるマンドレルとして機
能する。
【００４４】最終的な多孔質光ファイバ・プリフォーム
は従来のようにヘリウム、塩素および酸素を含んだガス
混合物中でコンソリデートされる。通常沈積されたクラ
ッドガラス粒子を乾燥させるのに十分な量である、使用
される塩素の量は、多孔質クラドガラス被覆の密度およ
びコンソリデーション温度を含む種々のパラメータに依
存する。入力ファイバ・クラッドにおける塩素濃度が
０．１０重量％となりかつ出力ファイバ・クラッドにお
ける塩素濃度が０．０５重量％となるような条件で、入
力ファイバおよび出力ファイバの最終的な多孔質プリフ
ォームが形成されかつコンソリデートされた。入力ファ
イバおよび出力ファイバのクラッドの屈折率は、Δ
ＣＬＡＤＳが０．００５％となるような値であった。た
だし、ΔＣＬＡＤＳ＝（ｎ２ ２−ｎ２’ ２）／ｎ２ ２、
ｎ２は入力ファイバ１０のクラッドの屈折率、そしてｎ
２’は出力ファイバ２１および２２のクラッドの屈折率
である。
は従来のようにヘリウム、塩素および酸素を含んだガス
混合物中でコンソリデートされる。通常沈積されたクラ
ッドガラス粒子を乾燥させるのに十分な量である、使用
される塩素の量は、多孔質クラドガラス被覆の密度およ
びコンソリデーション温度を含む種々のパラメータに依
存する。入力ファイバ・クラッドにおける塩素濃度が
０．１０重量％となりかつ出力ファイバ・クラッドにお
ける塩素濃度が０．０５重量％となるような条件で、入
力ファイバおよび出力ファイバの最終的な多孔質プリフ
ォームが形成されかつコンソリデートされた。入力ファ
イバおよび出力ファイバのクラッドの屈折率は、Δ
ＣＬＡＤＳが０．００５％となるような値であった。た
だし、ΔＣＬＡＤＳ＝（ｎ２ ２−ｎ２’ ２）／ｎ２ ２、
ｎ２は入力ファイバ１０のクラッドの屈折率、そしてｎ
２’は出力ファイバ２１および２２のクラッドの屈折率
である。
【００４５】被覆の６ｃｍの長さ部分が各被覆ファイバ
の端部から除去された。テーパ端部を形成するためにフ
ァイバの端部が引張れかつ切断され間に、ファイバの被
覆を除去された領域の中央に炎を放射することによっ
て、ファイバの端部に反射防止終端部２６、２７および
２８が形成された。ファイバ２０の先端部が、ガラスを
後退させかつ丸みをつけられた端面を形成させるため
に、バーナによって加熱された。その端面の直径は、も
との被覆されていないファイバの直径に等しいかあるい
はそれより若干小さかった。このようして得られた剥離
された端部領域は長さが約３．２ｃｍであった。
の端部から除去された。テーパ端部を形成するためにフ
ァイバの端部が引張れかつ切断され間に、ファイバの被
覆を除去された領域の中央に炎を放射することによっ
て、ファイバの端部に反射防止終端部２６、２７および
２８が形成された。ファイバ２０の先端部が、ガラスを
後退させかつ丸みをつけられた端面を形成させるため
に、バーナによって加熱された。その端面の直径は、も
との被覆されていないファイバの直径に等しいかあるい
はそれより若干小さかった。このようして得られた剥離
された端部領域は長さが約３．２ｃｍであった。
【００４６】ファイバの被覆を除去された部分が拭かれ
た。被覆２４および２５の端部領域が漏斗部の内部に来
るまで、ファイバ２１および２２がその漏斗部を通じて
穴１１内に挿入され、そして端部２６が中間領域２７と
チューブ端部１５との間に位置決めされた。被覆２３の
端部領域が漏斗部１２の内部に来るまで、ファイバ２０
が漏斗部１２を通じて穴１１内に挿入され、そして端部
２７および２８が中間領域２７とチューブ端部１４との
間に位置決めされた。ファイバ１８および１９を漏斗部
１３に付着させるために、それらのファイバ１８および
１９に対して端部１５の近傍に、またファイバ１７を漏
斗部１２に付着させるためにそのファイバ１７に対して
端部１４の近傍に少量の紫外線硬化性接着剤（図示せ
ず）が適用された。プリフォーム３１がリングバーナ３
４（図９）に挿入されかつ延伸チャック３２および３３
にクランプされた。それらのチャックはモータで制御さ
れるステージ４５および４６上に取り付けられた。ファ
イバが真空アタッチメント４１および４１’に挿通さ
れ、その真空アタッチメント４１および４１’には真空
ライン４２および４２’がそれぞれ連結された。真空ア
タッチメント４１および４１’は米国特許第５０１１２
５１号に教示されているようにチューブ１０の端部に封
着された。所定の長さの細いゴムチューブ４３の１つの
端部が真空アタッチメント４１のプリフォーム３１とは
反対側の端部に付着された。そのチューブの他の端部は
矢印４４で示されているチューブ・クランプ手段内に延
長している。上方の真空アタッチメント４１’も同様に
チューブ４３’およびチューブ・クランプ手段と関連し
ている。ファイバの被覆された部分がチューブ４３およ
び４３’から延長した。チューブ４３および４３’に対
して矢印４４、４４’で示されているように空気圧を放
射するこちによって、カプラ・プリフォーム３１に真空
Ｖが印加され、それによってチューブをその中を延長し
たファイバに対してクランプさせた。
た。被覆２４および２５の端部領域が漏斗部の内部に来
るまで、ファイバ２１および２２がその漏斗部を通じて
穴１１内に挿入され、そして端部２６が中間領域２７と
チューブ端部１５との間に位置決めされた。被覆２３の
端部領域が漏斗部１２の内部に来るまで、ファイバ２０
が漏斗部１２を通じて穴１１内に挿入され、そして端部
２７および２８が中間領域２７とチューブ端部１４との
間に位置決めされた。ファイバ１８および１９を漏斗部
１３に付着させるために、それらのファイバ１８および
１９に対して端部１５の近傍に、またファイバ１７を漏
斗部１２に付着させるためにそのファイバ１７に対して
端部１４の近傍に少量の紫外線硬化性接着剤（図示せ
ず）が適用された。プリフォーム３１がリングバーナ３
４（図９）に挿入されかつ延伸チャック３２および３３
にクランプされた。それらのチャックはモータで制御さ
れるステージ４５および４６上に取り付けられた。ファ
イバが真空アタッチメント４１および４１’に挿通さ
れ、その真空アタッチメント４１および４１’には真空
ライン４２および４２’がそれぞれ連結された。真空ア
タッチメント４１および４１’は米国特許第５０１１２
５１号に教示されているようにチューブ１０の端部に封
着された。所定の長さの細いゴムチューブ４３の１つの
端部が真空アタッチメント４１のプリフォーム３１とは
反対側の端部に付着された。そのチューブの他の端部は
矢印４４で示されているチューブ・クランプ手段内に延
長している。上方の真空アタッチメント４１’も同様に
チューブ４３’およびチューブ・クランプ手段と関連し
ている。ファイバの被覆された部分がチューブ４３およ
び４３’から延長した。チューブ４３および４３’に対
して矢印４４、４４’で示されているように空気圧を放
射するこちによって、カプラ・プリフォーム３１に真空
Ｖが印加され、それによってチューブをその中を延長し
たファイバに対してクランプさせた。
【００４７】チューブ穴に４６ｃｍ水銀の真空が連結さ
れた状態で、リングバーナ３４が点火された。このバー
ナにそれぞれ０．５５ｓｌｐｍおよび１．１０ｓｌｐｍ
の流量でガスと酸素を供給することによって炎が発生さ
れた。リングバーナ３４からの炎がチューブ１０を約１
２秒間加熱し、そしてチューブ中間領域２７がファイバ
に対してコラプスした。
れた状態で、リングバーナ３４が点火された。このバー
ナにそれぞれ０．５５ｓｌｐｍおよび１．１０ｓｌｐｍ
の流量でガスと酸素を供給することによって炎が発生さ
れた。リングバーナ３４からの炎がチューブ１０を約１
２秒間加熱し、そしてチューブ中間領域２７がファイバ
に対してコラプスした。
【００４８】チューブが冷却した後で、バーナが再点火
されたが、ガスと酸素の流量は両方ともそのままであっ
た。炎がコラプスされた領域の中央部をそれの材料の軟
化点まで加熱した。１０秒後にバーナ３４に対する酸素
の供給が停止された。ステージ４５および４６が１．０
ｃｍ／ｓｅｃの合成速度で反対方向に引張られ、チュー
ブ１０を０．６５ｃｍだけ延伸させてネックダウン領域
６１（図１２）を形成したが、それのテーパは入力ファ
イバに入射されたパワーが実質的に等しくかつ完全に２
本の出力ファイバに結合されるようになされていた。
されたが、ガスと酸素の流量は両方ともそのままであっ
た。炎がコラプスされた領域の中央部をそれの材料の軟
化点まで加熱した。１０秒後にバーナ３４に対する酸素
の供給が停止された。ステージ４５および４６が１．０
ｃｍ／ｓｅｃの合成速度で反対方向に引張られ、チュー
ブ１０を０．６５ｃｍだけ延伸させてネックダウン領域
６１（図１２）を形成したが、それのテーパは入力ファ
イバに入射されたパワーが実質的に等しくかつ完全に２
本の出力ファイバに結合されるようになされていた。
【００４９】カプラが冷却した後で、真空ラインが除去
され、そして接着剤の滴６２および６３がチューブの端
部１４および１５に適用された。その接着剤は紫外線に
露光されて硬化され、そしてカプラがチャックから除去
された。
され、そして接着剤の滴６２および６３がチューブの端
部１４および１５に適用された。その接着剤は紫外線に
露光されて硬化され、そしてカプラがチャックから除去
された。
【００５０】実施例１に従って作成されたカプラのスベ
クトル挿入損失曲線が図１０に示されている。この実施
例のカプラの挿入損失曲線は比較的平坦でかつ実質的に
平衡であり、それによって０．２４ｄＢの挿入損失均一
度を呈示する。その装置の過剰損失は１３１０ｎｍおよ
び１５５０ｎｍにおいてそれぞれ０．０４ｄＢおよび
０．３７ｄＢであった。実施例１に従って作成されたカ
プラは１３１０ｎｍにおいて約０．２ｄＢの中間過剰装
置損失を呈示した。最低測定過剰損失は１３１０ｎｍに
おいて０．０４ｄＢであった。
クトル挿入損失曲線が図１０に示されている。この実施
例のカプラの挿入損失曲線は比較的平坦でかつ実質的に
平衡であり、それによって０．２４ｄＢの挿入損失均一
度を呈示する。その装置の過剰損失は１３１０ｎｍおよ
び１５５０ｎｍにおいてそれぞれ０．０４ｄＢおよび
０．３７ｄＢであった。実施例１に従って作成されたカ
プラは１３１０ｎｍにおいて約０．２ｄＢの中間過剰装
置損失を呈示した。最低測定過剰損失は１３１０ｎｍに
おいて０．０４ｄＢであった。
【００５１】
【発明の効果】オーバークラッド・カプラは異なるβを
有するファイバを用いるのではなくΔ２−３を非常に小
さくすることによって色消し性となされ得ることが認め
られた。Δ２−３は０．１２５％より小さくなければな
らないと計算され、約０．０４５％以下のΔ２−３値で
もって顕著な色消し性の改善が得られた。Δ２−３値を
このような低い値にすると、チューブガラスの粘度が高
くなる。この形式の２ファイバ色消しカプラ（図３）で
は、ファイバがチューブのコラプス工程時に高粘度チュ
ーブによって加えられる圧力により歪まされる。この歪
がカプラ過剰損失の増加の原因となる。
有するファイバを用いるのではなくΔ２−３を非常に小
さくすることによって色消し性となされ得ることが認め
られた。Δ２−３は０．１２５％より小さくなければな
らないと計算され、約０．０４５％以下のΔ２−３値で
もって顕著な色消し性の改善が得られた。Δ２−３値を
このような低い値にすると、チューブガラスの粘度が高
くなる。この形式の２ファイバ色消しカプラ（図３）で
は、ファイバがチューブのコラプス工程時に高粘度チュ
ーブによって加えられる圧力により歪まされる。この歪
がカプラ過剰損失の増加の原因となる。
【００５２】本発明によれば、三角形のファイバ配列
（図７および８）を用いることによってファイバの変形
の問題が実質的に解消された。その三角形のファイバ配
列は図３の２ファイバ幾何学形状よりも穴１１を多くガ
ラスで充満するので、チューブガラスをファイバのまわ
りでコラプスさせる工程時により小さいファイバ歪を生
ずる。したがって、小さいカプラ過剰損失が達成され
た。
（図７および８）を用いることによってファイバの変形
の問題が実質的に解消された。その三角形のファイバ配
列は図３の２ファイバ幾何学形状よりも穴１１を多くガ
ラスで充満するので、チューブガラスをファイバのまわ
りでコラプスさせる工程時により小さいファイバ歪を生
ずる。したがって、小さいカプラ過剰損失が達成され
た。
Claims (17)
- 【請求項１】 １×Ｎ色消しカプラにおいて、ただしＮ
は２または３であり、前記カプラは、 細長いマトリクスガラス体と、 前記マトリクスガラス体を通じて延長しており、それぞ
れコア領域と、このコア領域を包囲しておりそのコア領
域の屈折率より小さい屈折率を有するクラッド領域を具
備し、前記クラッド領域の最低屈折率がn2である３つの
光導波通路を具備しており、 前記光導波通路は、その通路のうちの１つに通路を伝播
する光パワ−の一部分が前記通路のうちの他の通路に結
合する結合領域を形成するのに十分に長い距離だけ十分
に接近して延長しており、 前記コア領域は前記マトリクスガラス体の長手方向軸線
と直交する平面内で見た場合に前記結合領域内に三角形
のアレイで配置されており、 少なくとも前記通路に隣接した前記体の領域の屈折率は
n3であり、n3は(n2 2-n 32)/2n2 2に等しいΔ2-3の値が0.1
25％より小さい大きさだけn2より小さい１×Ｎ色消しカ
プラ。 - 【請求項２】 前記導波通路は光ファイバよりなる請求
項１のカプラ。 - 【請求項３】 前記マトリクスガラスはそれを通じて前
記ファイバが長手方向に延長している円筒状の体であ
り、前記体のそれの端部から離れた部分の直径が前記端
部の直径より小さい請求項２のカプラ。 - 【請求項４】 ファイバ・オプティック・カプラにおい
て、 第１および第２の対向端部と中間領域を有するマトリク
スガラスの細長い体と、 前記中間領域を通って長手方向に延長しており、それぞ
れコアと、そのコアを包囲しておりかつそのコアの屈折
率より小さい屈折率を有するクラッドを具備した１本の
入力光ファイバおよび２本の出力光ファイバを具備して
おり、前記光ファイバのクラッドの最低屈折率がn2であ
り、前記光ファイバが前記中間領域内で三角形のアレイ
で位置決めされており、 少なくとも前記ファイバに隣接した前記体の領域の屈折
率はn3であり、n3は(n 22-n3 2)/2n2 2に等しいΔ2-3の値
が0.125％より小さくなるような大きさだけn2より小さ
く、 前記中間領域の中央部分の直径と前記中間領域の
中央部分における前記光ファイバの直径は前記体の端部
におけるぞれらの直径より小さく、 前記入力光ファイバは前記体の前記第１の端部から延長
しており、 前記出力光ファイバは前記体の前記第２の端部から延長
しているファイバ・オプティック・カプラ。 - 【請求項５】 前記マトリクスガラス体の組成はそれの
半径方向全体にわたって実質的に均一である請求項４の
ファイバ・オプティック・カプラ。 - 【請求項６】 前記マトリクスガラス体が前記光ファイ
バに隣接していて屈折率n3を有する内側領域と、この内
側領域に隣接した他の領域を具備しており、前記他の領
域の屈折率がn3より小さい請求項４のファイバ・オプテ
ィック・カプラ。 - 【請求項７】 入力光ファイバが前記体の前記第１の端
部からだけ延長しており、前記ファイバはいずれも完全
には前記体を貫通していない請求項４のファイバ・オプ
ティック・カプラ。 - 【請求項８】 前記入力ファイバのクラッド屈折率が前
記２本の出力ファイバのクラッド屈折率より大きい請求
項７のファイバ・オプティック・カプラ。 - 【請求項９】 前記入力光ファイバが前記体を完全に通
りかつ前記体の前記第１および第２の端部から延長して
いる請求項４のファイバ・オプティック・カプラ。 - 【請求項１０】 前記入力ファイバのクラッド屈折率が
前記２本の出力ファイバのそれとは異なっている請求項
９のファイバ・オプティック・カプラ。 - 【請求項１１】 １×Ｎファイバ・オプティック・カプ
ラを作成する方法において、ただしＮは２または３であ
り、前記方法は、 第１および第２の対向端部および中間領域を有するガラ
スチュ−ブを設け、このチュ−ブの第１の端部からそれ
の第２の端部まで長手方向の穴が延長しており、前記穴
に隣接した前記チュ−ブの少なくとも内側部分が屈折率
n3を有しており、 前記穴内に１本の入力ガラス光ファイバの一部分と２本
の出力ガラス光ファイバの端部分を配置し、前記ファイ
バのそれぞれがコアと、このコアを包囲していてそのコ
アの屈折率より小さい屈折率を有するクラッドを有して
おり、前記光ファイバのクラッドの最低屈折率はn2であ
り、n2は(n2 2-n3 2)/2n2 2に等しいΔ2-3の値が0.125％よ
り小さくなるような大きさだけn3より大きく、前記ファ
イバの一部分が前記チュ−ブの第２の端部から突出して
おり、 前記チュ−ブ中間領域を前記ファイバに対してコラプス
させ、そして前記中間領域の中央部分を延伸してそれの
直径を減寸させかつ結合領域を形成し、その結合領域で
は前記入力ファイバと前記２本の出力ファイバが前記チ
ュ−ブの長手方向軸線に直交する平面内で見て三角形の
アレイで配置されるようにすることよりなる１×Ｎファ
イバ・オプティック・カプラを作成する方法。 - 【請求項１２】 前記チュ−ブの屈折率がそれの半径方
向全体にわたって実質的に均一である請求項１１の方
法。 - 【請求項１３】 前記チュ−ブは前記穴に隣接していて
屈折率n3を有する内側領域と、この内側領域に隣接した
他の領域を具備しており、前記他の領域の屈折率がn3よ
り小さい請求項１１の方法。 - 【請求項１４】 前記入力光ファイバは前記チュ−ブの
前記第１の端部からのみ延長し、前記２本の出力光ファ
イバは前記チュ−ブの前記第２の端部から延長する請求
項１１の方法。 - 【請求項１５】 前記入力ファイバのクラッド屈折率は
前記２本の出力ファイバのクラッド屈折率より大きい請
求項１４の方法。 - 【請求項１６】 前記入力光ファイバは前記チュ−ブの
前記第１および第２の端部から延長し、前記２本の出力
光ファイバは前記チュ−ブの前記第２の端部から延長し
ている請求項１１の方法。 - 【請求項１７】 前記第１のファイバのクラッド屈折率
は前記２本の出力ファイバの屈折率とは異なっている請
求項１６の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US999296 | 1992-12-31 | ||
| US07/999,296 US5295210A (en) | 1992-12-31 | 1992-12-31 | Optical waveguide fiber achromatic coupler |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06235841A true JPH06235841A (ja) | 1994-08-23 |
Family
ID=25546157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5344585A Pending JPH06235841A (ja) | 1992-12-31 | 1993-12-20 | １×ｎ色消しカプラおよびファイバ・オプティック・カプラならびに１×ｎファイバ・オプティック・カプラを作成する方法 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5295210A (ja) |
| EP (1) | EP0606583B1 (ja) |
| JP (1) | JPH06235841A (ja) |
| KR (1) | KR940015549A (ja) |
| CN (1) | CN1037995C (ja) |
| AU (1) | AU660383B2 (ja) |
| CA (1) | CA2108589A1 (ja) |
| DE (1) | DE69326135T2 (ja) |
| TW (1) | TW261670B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008136344A1 (ja) | 2007-04-27 | 2008-11-13 | Fujikura Ltd. | 光ポンピングデバイス用マルチコアファイバとその製造方法、光ポンピングデバイス、ファイバレーザ及びファイバ増幅器 |
Families Citing this family (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2083983A1 (en) * | 1992-01-27 | 1993-07-28 | Kishor P. Gadkaree | Low expansion composition for packaging optical waveguide couplers |
| US5355426A (en) * | 1992-09-02 | 1994-10-11 | Gould Electronics Inc. | Broadband MXN optical fiber couplers and method of making |
| TW291539B (ja) * | 1994-09-30 | 1996-11-21 | Corning Inc | |
| US5594822A (en) * | 1995-12-05 | 1997-01-14 | Corning Incorporated | Fiber optic couplers, preform and method of making same |
| US5644666A (en) * | 1995-12-22 | 1997-07-01 | Gould Electronics Inc. | Broadband optical fiber coupler and method of making |
| US5745626A (en) * | 1996-06-20 | 1998-04-28 | Jds Fitel Inc. | Method for and encapsulation of an optical fiber |
| EP1018045A4 (en) * | 1996-12-31 | 2001-01-31 | Corning Inc | OPTICAL COUPLERS WITH MULTI-LAYER FIBERS |
| US5987201A (en) * | 1997-02-12 | 1999-11-16 | Applied Fiber Optics, Inc. | Apparatus and method of making a fused dense wavelength-division multiplexer |
| US5889908A (en) * | 1997-07-31 | 1999-03-30 | Corning Incorporated | 1xN fiber optic coupler/splitter |
| US6278821B1 (en) * | 1999-08-13 | 2001-08-21 | Corning Incorporated | Segmented cane mach-zehnder interferometer |
| US6658183B1 (en) * | 2000-10-20 | 2003-12-02 | Lucent Technologies Inc. | Process for fabricating tapered microstructured fiber system and resultant system |
| WO2003040050A1 (en) * | 2001-10-18 | 2003-05-15 | Research Institute Of Industrial Science & Technology | Preform for glass ferrule and fabrication method thereof |
| JP3801933B2 (ja) * | 2002-03-15 | 2006-07-26 | 湖北工業株式会社 | 光学部材の製造方法 |
| US20040050110A1 (en) * | 2002-08-29 | 2004-03-18 | Berkey George E. | Methods for fabricating optical fibers and optical fiber preforms |
| US6834145B2 (en) * | 2002-11-04 | 2004-12-21 | Teem Photonics | 2 to n optical divider with integrated optics |
| CA2531822A1 (en) * | 2003-07-14 | 2005-06-02 | Massachusetts Institute Of Technology | Optoelectronic fiber codrawn from conducting, semiconducting, and insulating materials |
| MX2009010420A (es) * | 2007-03-28 | 2012-08-15 | Francois Gonthier | Método para fusionar fibras ópticas dentro de un paquete de empalme. |
| GB2457946B (en) * | 2008-02-29 | 2011-11-16 | Sumitomo Electric Industries | Method of manufacturing photonic bandgap fibre |
| GB2457948B (en) * | 2008-02-29 | 2012-01-25 | Sumitomo Electric Industries | Photonic bandgap fibre |
| GB2457947B (en) * | 2008-02-29 | 2012-10-17 | Sumitomo Electric Industries | All solid photonic bandgap fibre |
| US9063289B1 (en) | 2008-06-30 | 2015-06-23 | Nlight Photonics Corporation | Multimode fiber combiners |
| US8873134B2 (en) | 2008-08-21 | 2014-10-28 | Nlight Photonics Corporation | Hybrid laser amplifier system including active taper |
| US9285541B2 (en) | 2008-08-21 | 2016-03-15 | Nlight Photonics Corporation | UV-green converting fiber laser using active tapers |
| US9158070B2 (en) | 2008-08-21 | 2015-10-13 | Nlight Photonics Corporation | Active tapers with reduced nonlinearity |
| US9494738B1 (en) * | 2009-05-28 | 2016-11-15 | Nlight, Inc. | Single mode fiber combiners |
| CN101950050B (zh) * | 2010-08-13 | 2011-11-30 | 北京交通大学 | 波导数目失配光纤间的熔接方法 |
| DE102012209630A1 (de) * | 2012-06-08 | 2013-12-12 | Jenoptik Laser Gmbh | Faserkoppler |
| US9484706B1 (en) | 2012-06-12 | 2016-11-01 | Nlight, Inc. | Tapered core fiber manufacturing methods |
| WO2014105757A1 (en) | 2012-12-31 | 2014-07-03 | Nlight Photonics Corporation | All fiber low dynamic pointing high power lma fiber amplifier |
| WO2014105756A1 (en) | 2012-12-31 | 2014-07-03 | Nlight Photonics Corporation | Spatially stable high brightness fiber |
| US11787727B2 (en) * | 2018-04-18 | 2023-10-17 | Lawrence Livermore National Security, Llc | Method for fabrication of sleeveless photonic crystal canes with an arbitrary shape |
| US11061188B1 (en) * | 2020-03-02 | 2021-07-13 | Ad Value Photonics, Inc. | Fiber coupler and method for fabrication of the same |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4773924A (en) * | 1985-08-15 | 1988-09-27 | Corning Glass Works | Fiber optic coupler and method |
| US4763976A (en) * | 1987-05-21 | 1988-08-16 | Corning Glass Works | Connector employing mode field modification |
| CA1323195C (en) * | 1988-07-19 | 1993-10-19 | William James Miller | Method of reproducibly making fiber optic coupler |
| JPH0757592B2 (ja) * | 1988-10-26 | 1995-06-21 | マツダ株式会社 | 自動車のシートベルト装置 |
| IT1232051B (it) * | 1989-03-24 | 1992-01-23 | Cselt Centro Studi Lab Telecom | Dispositivo per la correlazione fra fasci ottici |
| US5011251A (en) * | 1989-12-08 | 1991-04-30 | Corning Incorporated | Achromatic fiber optic coupler |
| US5044716A (en) * | 1989-12-08 | 1991-09-03 | Corning Incorporated | Chlorine-doped optical component |
| US5017206A (en) * | 1990-01-04 | 1991-05-21 | Corning Incorporated | Method of providing a 1xN fiber optic coupler |
| US5146519A (en) * | 1990-08-28 | 1992-09-08 | Corning Incorporated | Rotary variable optical tap |
| US5175782A (en) * | 1990-11-16 | 1992-12-29 | Amp Incorporated | Optical fiber coupler of improved signal distribution characteristics |
| US5203898A (en) * | 1991-12-16 | 1993-04-20 | Corning Incorporated | Method of making fluorine/boron doped silica tubes |
| US5268979A (en) * | 1992-07-15 | 1993-12-07 | Corning Incorporated | Achromatic overclad fiber optic coupler |
-
1992
- 1992-12-31 US US07/999,296 patent/US5295210A/en not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-10-18 CA CA002108589A patent/CA2108589A1/en not_active Abandoned
- 1993-12-06 EP EP93119591A patent/EP0606583B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-12-06 DE DE69326135T patent/DE69326135T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-12-20 JP JP5344585A patent/JPH06235841A/ja active Pending
- 1993-12-22 AU AU52634/93A patent/AU660383B2/en not_active Ceased
- 1993-12-23 TW TW082111040A patent/TW261670B/zh active
- 1993-12-30 KR KR1019930031627A patent/KR940015549A/ko not_active Application Discontinuation
- 1993-12-31 CN CN93112737A patent/CN1037995C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008136344A1 (ja) | 2007-04-27 | 2008-11-13 | Fujikura Ltd. | 光ポンピングデバイス用マルチコアファイバとその製造方法、光ポンピングデバイス、ファイバレーザ及びファイバ増幅器 |
| US8040926B2 (en) | 2007-04-27 | 2011-10-18 | Fujikura Ltd. | Multi-core fiber for optical pumping device and manufacturing method thereof, optical pumping device, fiber laser and fiber amplifier |
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