JPH08220369A - Optical fiber coupler and its production - Google Patents
Optical fiber coupler and its productionInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は融着延伸型の光ファイバ
カプラに係り、特に結合度の波長依存性が平坦な光ファ
イバカプラに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fusion splicing type optical fiber coupler, and more particularly to an optical fiber coupler having a flat wavelength dependency of coupling degree.
【０００２】[0002]
【従来の技術】融着延伸型の光ファイバカプラは、その
製造が比較的簡単であることから、非常に幅広く用いら
れている。図６は融着延伸型光ファイバカプラの製造工
程例を示したものである。融着延伸型光ファイバカプラ
は、図６（ａ）に示すように、まず少なくとも２本の所
定の長さの光ファイバ１１，１２を用意し、図６（ｂ）
に示すように、それらの長手方向中央部の被覆層を任意
の手段で除去してファイバガラス部１３，１４を露出さ
せる。この後、図６（ｃ）に示すように、光ファイバ１
１，１２を並列させて、露出されたガラス部１３，１４
どうしを添接させた状態に固定して加熱、溶融してこれ
らを融着させる。さらに、溶融した部分に引張力をかけ
てこれを延伸する。これら光ファイバ１１，１２間の結
合度は延伸条件によって変化し、したがって結合度をモ
ニターしながら延伸を行って所望の光学的結合が得られ
るように延伸条件を決定する。このようにして形成され
た融着延伸部１５は機械的外力の影響を受け易いので、
これを保護ケース内に収納して光ファイバカプラとす
る。2. Description of the Related Art Fusion splicing type optical fiber couplers are very widely used because of their relatively simple manufacture. FIG. 6 shows an example of a manufacturing process of a fusion-stretched optical fiber coupler. As shown in FIG. 6A, the fusion-stretched optical fiber coupler is prepared by first preparing at least two optical fibers 11 and 12 each having a predetermined length, and then, as shown in FIG.
As shown in FIG. 5, the coating layer at the central portion in the longitudinal direction is removed by any means to expose the fiber glass portions 13 and 14. After that, as shown in FIG. 6C, the optical fiber 1
1 and 12 are arranged side by side to expose the exposed glass portions 13 and 14
They are fixed in a state of being abutted against each other, and heated and melted to fuse them. Further, a tensile force is applied to the melted portion to stretch it. The degree of coupling between the optical fibers 11 and 12 changes depending on the stretching conditions, and therefore the stretching conditions are determined so that the desired optical coupling can be obtained by stretching while monitoring the degree of coupling. Since the fusion-bonded stretched portion 15 thus formed is easily affected by the mechanical external force,
This is housed in a protective case to form an optical fiber coupler.
【０００３】ここで、光ファイバカプラの結合度は次の
ように表される。すなわち、図７は融着延伸型の光ファ
イバカプラの構成を概略的に示したものであるが、２本
の光ファイバを融着延伸して得られる光ファイバカプラ
において、入力側のポートＰ1から入射された光が出力
側のポートＰ3およびＰ4に分岐されて出射される時、結
合度は下記数式で示されるような、出力光パワー計に
対するポートＰ4からの出力光パワーの比により表され
る。Here, the coupling degree of the optical fiber coupler is expressed as follows. That is, FIG. 7 schematically shows the configuration of a fusion splicing type optical fiber coupler, but in an optical fiber coupler obtained by fusion splicing two optical fibers, from the input side port P1 When the incident light is branched to the output side ports P 3 and P 4 and emitted, the coupling degree is determined by the ratio of the output optical power from the port P 4 to the output optical power meter as shown in the following formula. expressed.
【数１】 [Equation 1]
【０００４】一般に、このような光ファイバカプラは、
同一の光学的特性を有する２本の光ファイバを用いて作
製され、上記数式で示される結合度は延伸長の増大に
伴って、０％から１００％にまで増加し、その後周期的
に増減する。また、このような光ファイバカプラにおけ
る結合度は、波長によっても周期的に変化し、この結合
度の波長依存性は延伸量によって変化する。Generally, such optical fiber couplers are
It is produced by using two optical fibers having the same optical characteristics, and the coupling degree shown by the above formula increases from 0% to 100% with an increase in the drawing length, and then periodically increases or decreases. . In addition, the degree of coupling in such an optical fiber coupler also changes periodically with wavelength, and the wavelength dependence of this degree of coupling changes with the amount of extension.
【０００５】ところで融着延伸型光ファイバカプラは、
その製造条件を変えることによって、種々の特性を有す
る光ファイバカプラを製造することが可能である。これ
まで知られている融着延伸型光ファイバカプラで、ＷＩ
Ｃ（Wavelength Insensitive Coupler）と呼ばれる、波
長無依存型のものがある。これは、伝搬定数が異なって
いる２本の光ファイバを融着延伸することにより得られ
るものである。ここで伝搬定数は、光ファイバの構造パ
ラメータ（具体的にはコア径、クラッド径、コアの屈折
率の高さ、比屈折率差）によって異なるものであり、し
たがって構造パラメータが異なる光ファイバを組合わせ
ることによって上記ＷＩＣを実現できる。図８はＷＩＣ
を製造する際の延伸量と結合度との関係の例を示すグラ
フである。この図に示されるように、異なる構造パラメ
ータを有する２本の光ファイバを融着延伸してなる光フ
ァイバカプラにあっては、溶融延伸が進行して延伸量が
増大しても結合度が１００％にならず、この結果、図９
に示すように結合度の波長依存性が平坦な特性を有する
光ファイバカプラが得られる。そして、材料として用い
られる光ファイバの構造パラメータを適宜設定すること
によって、所望の結合度を得ることができ、具体的には
結合度が０．１％型〜５０％型程度の範囲で得ることが
可能である。By the way, the fusion stretch type optical fiber coupler is
By changing the manufacturing conditions, it is possible to manufacture optical fiber couplers having various characteristics. It is a known fusion splicing type optical fiber coupler,
There is a wavelength independent type called C (Wavelength Insensitive Coupler). This is obtained by fusion-drawing two optical fibers having different propagation constants. Here, the propagation constant depends on the structural parameters of the optical fiber (specifically, the core diameter, the clad diameter, the high refractive index of the core, and the relative refractive index difference). The WIC can be realized by combining them. Figure 8 is WIC
3 is a graph showing an example of the relationship between the amount of stretching and the degree of bonding when manufacturing the. As shown in this figure, in an optical fiber coupler formed by fusion-stretching two optical fibers having different structural parameters, the degree of coupling is 100 even if the melt-stretching progresses and the stretched amount increases. %, And as a result,
As shown in (1), an optical fiber coupler having a characteristic that the wavelength dependence of the coupling degree is flat can be obtained. Then, by appropriately setting the structural parameters of the optical fiber used as a material, a desired degree of coupling can be obtained, and specifically, the degree of coupling should be in the range of about 0.1% to 50% type. Is possible.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】このような平坦な波長
特性を有する光ファイバカプラは、広範囲の波長に対応
できるので、使用波長の変更を比較的自由に行なうこと
ができ、システム設計上有用なものである。しかしなが
ら製造に当たってできるだけ平坦な波長特性を得るため
に、延伸時の加熱条件を好適に調整したり、延伸長や融
着延伸部の断面形状を好適に調整したりしなければなら
ず、そのために、かなり勘を要する作業が行われ、再現
性もよくなかった。また種々の結合度を有するＷＩＣを
製造する際には、光ファイバの組合わせを変えたり、一
方の光ファイバをエッチングするなど、結合度の調整に
煩雑な手間を要していた。Since the optical fiber coupler having such a flat wavelength characteristic can handle a wide range of wavelengths, the wavelength used can be changed relatively freely, which is useful in system design. It is a thing. However, in order to obtain a wavelength characteristic as flat as possible in manufacturing, it is necessary to suitably adjust the heating conditions during stretching, or to suitably adjust the cross-sectional shape of the stretch length and the fusion stretch portion, for that purpose, The work required considerable intuition, and the reproducibility was not good. Further, when manufacturing WICs having various degrees of coupling, it has been troublesome to adjust the degree of coupling, such as changing the combination of optical fibers or etching one optical fiber.
【０００７】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、良好な波長平坦性を有する光ファイバカプラを、容
易にかつ再現性よく得られるようにした光ファイバカプ
ラおよびその製造方法の提供を目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an optical fiber coupler having a good wavelength flatness, which can be easily and reproducibly obtained, and a manufacturing method thereof. And
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明の光ファイバカプラは、２本の光ファイバを添
接させ、これらを融着延伸せしめてなる光ファイバカプ
ラであって、上記２本の光ファイバの伝搬定数をそれぞ
れβ1，β2とするとき、隣合う光ファイバ間の伝搬定数
が異なり、かつその伝搬定数の差△β＝β1−β2の符号
が、融着延伸部の長さ方向で変化していることを特徴と
するものである。このような光ファイバカプラは、上記
２本の光ファイバのうち、少なくとも１本の光ファイバ
の構造パラメータを融着延伸部の長さ方向で変化せしめ
ることによって実現できる。In order to solve the above-mentioned problems, an optical fiber coupler of the present invention is an optical fiber coupler in which two optical fibers are spliced and fused and stretched. When the propagation constants of two optical fibers are β 1 and β 2 , respectively, the propagation constants between adjacent optical fibers are different, and the difference in the propagation constants Δβ = β 1 −β 2 is the fusion mark. It is characterized in that it changes in the length direction of the stretched portion. Such an optical fiber coupler can be realized by changing the structural parameters of at least one of the two optical fibers in the length direction of the fusion spliced portion.
【０００９】また本発明の光ファイバカプラの製造方法
は、２本の光ファイバを添接させ、これらを融着延伸せ
しめて光ファイバカプラを製造する方法であって、伝搬
定数の異なる２本の光ファイバを用い、かつ融着延伸部
の長さ方向で、少なくとも１本の光ファイバの伝搬定数
を変化せしめて、隣合う光ファイバ間の伝搬定数の差の
符号を変化せしめることを特徴とするものである。そし
て、融着延伸部の長さ方向で光ファイバの伝搬定数を変
化せしめるには、異なる伝搬定数を有する材料光ファイ
バの端面どうしを接続することが好適である。The optical fiber coupler manufacturing method of the present invention is a method for manufacturing an optical fiber coupler by splicing two optical fibers and then fusion-spreading the two optical fibers. It is characterized by using an optical fiber and changing the propagation constant of at least one optical fiber in the length direction of the fusion splicing portion to change the sign of the difference in the propagation constant between adjacent optical fibers. It is a thing. Then, in order to change the propagation constant of the optical fiber in the length direction of the fusion splicing portion, it is preferable to connect the end faces of the material optical fibers having different propagation constants.
【００１０】[0010]
【作用】図１は本発明の光ファイバカプラの一例を示し
たものである。本発明の光ファイバカプラは、融着延伸
型光ファイバに、いわゆる△β反転型構造を導入したも
のである。△β反転型構造とは、図１に示すように、融
着延伸部１０における２つの結合光導波ライン間の伝搬
定数βの差が、融着延伸部１０の中途の点を堺にその両
側で正負反転するように設計されたものである。FIG. 1 shows an example of the optical fiber coupler of the present invention. The optical fiber coupler of the present invention is one in which a so-called Δβ inversion type structure is introduced into a fusion spun optical fiber. As shown in FIG. 1, the Δβ inversion type structure means that the difference in the propagation constant β between the two coupling optical waveguide lines in the fusion-spreading portion 10 is defined by the midpoint of the fusion-spreading portion 10 as a sakai. It is designed to invert the positive and negative at.
【００１１】例えば、図１に示す融着延伸型光ファイバ
カプラにおいて、その融着延伸部１０では光ファイバ１
からなる光導波ラインと、光ファイバ２からなる光導波
ラインとが形成されており、融着接続部１０の長手方向
中央を堺とする入射側Ｌでは、光ファイバ１の伝搬定数
β1Lが、光ファイバ２の伝搬定数β2Lよりも大きく（β
1L＞β2L）なるように構成されている。また融着接続部
１０の長手方向中央を堺とする出射側Ｒでは、光ファイ
バ１の伝搬定数β1Rが、光ファイバ２の伝搬定数β2Rよ
りも小さく（β1R＜β2R）なるように構成されている。For example, in the fusion splicing type optical fiber coupler shown in FIG.
And an optical waveguide line composed of the optical fiber 2 are formed, and on the incident side L having the center in the longitudinal direction of the fusion splicing part 10 as the Sakai, the propagation constant β 1L of the optical fiber 1 is Greater than the propagation constant β 2L of the optical fiber 2 (β
1 L > β 2L ). Further, on the output side R having the center in the longitudinal direction of the fusion splicing part 10 as a sakai, the propagation constant β 1R of the optical fiber 1 is smaller than the propagation constant β 2R of the optical fiber 2 (β 1R <β 2R ). It is configured.
【００１２】このような構造の光ファイバカプラにあっ
ては、光ファイバ１の入射側のポートＰ1から入射され
た光は、融着延伸部１０の一端から長手方向中央までの
間、すなわち入射側Ｌで、光ファイバ２に結合するが、
このとき光ファイバ１と光ファイバ２とはその伝搬定数
が異なっている（β1L≠β2L）ために、この入射側Ｌの
距離が長くなっても、光ファイバ２に１００％結合する
ことはない。次に、融着接続部１０の長手方向中央から
他端までの間、すなわち出射側Ｒに入ると、ここでも光
ファイバ１と光ファイバ２とはその伝搬定数が異なって
いる（β1L≠β2L）ために、出射側Ｒの距離が長くなっ
ても、光ファイバ１に入射された光が光ファイバ２に１
００％結合することはなく、むしろ、融着延伸部１０の
中央を堺に両光ファイバ１、２間の伝搬定数の関係がβ
1L＞β2Lからβ1R＜β2Rへと反転するために、条件によ
っては融着延伸部１０の中央からの距離が増大する程、
光ファイバ２への結合が減少することが起こり得る。そ
の結果、例えば図２に示すように、若干の揺らぎはある
ものの、比較的広い波長域（例えば、１．２〜１．６μ
ｍ）において安定した結合度の平坦性を有する光ファイ
バカプラが得られる。In the optical fiber coupler having such a structure, the light incident from the port P 1 on the incident side of the optical fiber 1 is incident from one end of the fusion splicing portion 10 to the center in the longitudinal direction, that is, the incident light. It is coupled to the optical fiber 2 at the side L,
At this time, since the propagation constants of the optical fiber 1 and the optical fiber 2 are different (β 1L ≠ β 2L ), even if the distance on the incident side L becomes long, 100% coupling to the optical fiber 2 is prevented. Absent. Next, when the fusion splicing portion 10 extends from the center in the longitudinal direction to the other end, that is, when it enters the emitting side R, the propagation constants of the optical fiber 1 and the optical fiber 2 are different again (β 1L ≠ β 2 Therefore, even if the distance on the exit side R becomes long, the light incident on the optical fiber 1 is
However, the relationship of the propagation constants between the optical fibers 1 and 2 is β with the center of the fusion splicing portion 10 as the Sakai.
In order to invert from 1L > β 2L to β 1R <β 2R , depending on the conditions, as the distance from the center of the fusion-bonded stretched portion 10 increases,
It may happen that the coupling to the optical fiber 2 is reduced. As a result, for example, as shown in FIG. 2, there is some fluctuation, but a relatively wide wavelength range (for example, 1.2 to 1.6 μm).
In m), an optical fiber coupler having a stable coupling flatness is obtained.
【００１３】[0013]
【実施例】以下、本発明を詳しく説明する。本発明の光
ファイバカプラは、２本の光ファイバ１、２を添接さ
せ、これらを融着延伸してなるものである。本発明の光
ファイバカプラは、図１に示すように融着延伸部１０に
おいて、隣合っている２本の光ファイバ１、２間で伝搬
定数β1、β2が異なっており、かつそれら伝搬定数の差
△β＝β1−β2が融着延伸部の中途で正負反転するよう
に構成されている。The present invention will be described in detail below. The optical fiber coupler of the present invention comprises two optical fibers 1 and 2 which are spliced and fused and stretched. In the optical fiber coupler of the present invention, as shown in FIG. 1, in the fusion splicing part 10, two adjacent optical fibers 1 and 2 have different propagation constants β 1 and β 2 , and the propagation constants are different. The difference Δβ = β 1 −β 2 is configured to invert the positive / negative in the middle of the fusion-bonded stretched portion.
【００１４】本発明の光ファイバカプラは、融着延伸部
１０の中途部分に伝搬定数の差△βが正負反転する点を
有するものであればよく、種々の構成とすることが可能
である。△βが正負反転する点は融着延伸部１０の中央
に限らず任意の位置に設けることができ、これによって
各種の結合特性が得られる。また正負反転する点は１点
に限らず２点以上であってもよく、要求される結合特性
により適宜設定することができる。すなわち、光ファイ
バの入力側から出力側へ向う方向で見たときに、融着延
伸部１０において△βの符号が＋から−へ、あるいは−
から＋へ反転するように構成してもよく、また＋，−，
＋あるいは−，＋，−と変化するように構成することも
できる。The optical fiber coupler of the present invention may have various constitutions as long as it has a point where the difference Δβ in the propagation constant is inverted in the middle of the fusion splicing section 10 and can have various configurations. The point where Δβ is reversed in polarity is not limited to the center of the fusion-bonded stretched portion 10 and can be provided at any position, whereby various bonding characteristics can be obtained. Further, the points of positive / negative inversion are not limited to one point, but may be two or more points, and can be appropriately set according to the required coupling characteristics. That is, when viewed in the direction from the input side to the output side of the optical fiber, the sign of Δβ in the fusion splicing section 10 changes from + to − or −.
It may be configured to invert from + to +, and +,-,
It can also be configured to change to + or −, +, −.
【００１５】このように△βが正負反転する光ファイバ
カプラは、２本の光ファイバ１、２のいずれか一方また
は両方の伝搬定数が、融着延伸部１０の長さ方向で変化
するように構成することによって実現できる。本発明の
光ファイバカプラにおいて、各光ファイバの長さ方向に
おける伝搬定数の変化としては種々の態様が可能でｒ
い、得られる光学的結合は、融着延伸部１０における２
つの結合光導波ライン間（光ファイバ間）の伝搬定数の
差および電磁的な結合状態により支配される。In this way, the optical fiber coupler in which Δβ is inverted in positive / negative is such that the propagation constant of one or both of the two optical fibers 1 and 2 changes in the longitudinal direction of the fusion splicing section 10. It can be realized by configuring. In the optical fiber coupler of the present invention, various modes are possible as the variation of the propagation constant in the length direction of each optical fiber.
The optical coupling obtained is 2 in the fusion-spreading section 10.
It is governed by the difference in the propagation constant between two coupled optical waveguide lines (between optical fibers) and the electromagnetic coupling state.
【００１６】例えば図３（ａ）に示すように、光ファイ
バ１は融着延伸部１０のある位置Ｐで伝搬定数が（β＋
β0）からβへと変化し、光ファイバ２は同じ位置Ｐで
伝搬定数がβから（β＋β0）へと変化するように構成
することができる。あるいは図３（ｂ）に示すように、
光ファイバ１は融着延伸部１０において伝搬定数が一定
（β）で、光ファイバ２は融着延伸部１０のある位置Ｐ
で伝搬定数が（β＋β0）から（β−β0）へと変化する
ように構成することもできる。For example, as shown in FIG. 3A, in the optical fiber 1, the propagation constant is (β +
β 0 ) to β, and the optical fiber 2 can be configured so that the propagation constant changes from β to (β + β 0 ) at the same position P. Alternatively, as shown in FIG.
The optical fiber 1 has a constant propagation constant (β) in the fusion splicing portion 10, and the optical fiber 2 has a position P where the fusion splicing portion 10 is located.
It is also possible to configure so that the propagation constant changes from (β + β 0 ) to (β−β 0 ).
【００１７】また融着延伸部１０の長さ方向での伝搬定
数の変化は、上記のように不連続であってもよいが、連
続とすることも考えられる。例えば、図３（ｃ）に示す
ように、光ファイバ１は少なくとも融着延伸部１０にお
いて、その長さ方向に伝搬定数が（β＋β0）からβへ
と連続的に変化し、光ファイバ２はβから（β＋β0）
へと連続的に変化する構成とすることも可能である。こ
こで、融着延伸部１０以外での伝搬定数の光ファイバ長
さ方向の変化については任意とすることができるが、曲
り損失などを考慮すると変化しない方が好ましい。ある
いは図３（ｄ）に示すように、光ファイバ１は全長にわ
たって伝搬定数が一定（β）であり、光ファイバ２は少
なくとも融着延伸部１０において伝搬定数が（β＋
β0）から（β−β0）へと連続的に変化するように構成
することも可能である。The change in the propagation constant in the length direction of the fusion-stretched portion 10 may be discontinuous as described above, but it may be continuous. For example, as shown in FIG. 3C, in the optical fiber 1, at least in the fusion splicing section 10, the propagation constant changes continuously from (β + β 0 ) to β in the length direction, and the optical fiber 2 becomes From β to (β + β 0 )
It is also possible to adopt a configuration that continuously changes to. Here, the change of the propagation constant in the portion other than the fusion-spreading portion 10 in the optical fiber length direction can be made arbitrary, but it is preferable that it does not change in consideration of bending loss and the like. Alternatively, as shown in FIG. 3D, the optical fiber 1 has a constant propagation constant (β) over the entire length, and the optical fiber 2 has a propagation constant (β +) at least in the fusion splicing section 10.
It is also possible to configure so as to continuously change from (β 0 ) to (β-β 0 ).
【００１８】上記のように光ファイバの長さ方向で伝搬
定数βを変化させることは、光ファイバのパラメータを
長さ方向で変化させることによって実現できる。すなわ
ち、本発明の光ファイバカプラには所定の長さに形成さ
れた単一モード光ファイバが用いられ、その伝搬定数β
の設定に際しては、例えば図４に示す分散曲線を１つの
目安とすることができる。実質的な単一モード光ファイ
バ条件は正規化周波数Ｖがおよそ３．０以下にあるとき
に得られ、この範囲において、図４に示されるように伝
搬定数βは正規化周波数Ｖに対して単調増加の傾向を示
す。したがって、正規化周波数Ｖを変化させればβを変
化させることができる。Changing the propagation constant β in the length direction of the optical fiber as described above can be realized by changing the parameter of the optical fiber in the length direction. That is, in the optical fiber coupler of the present invention, a single mode optical fiber formed to have a predetermined length is used, and its propagation constant β
When setting, the dispersion curve shown in FIG. 4, for example, can be used as one standard. The substantial single-mode optical fiber condition is obtained when the normalized frequency V is about 3.0 or less, and in this range, the propagation constant β is monotonic with respect to the normalized frequency V as shown in FIG. Shows an increasing trend. Therefore, β can be changed by changing the normalized frequency V.
【００１９】波長λを固定して考えれば、伝搬定数βを
変化させるためには、正規化周波数Ｖを変化させ得る構
造パラメータを変化させればよく、例えば伝搬定数βを
大きくすることは、コア径（２ａ）を大きくする、ある
いはコアの屈折率（ｎ1）を大きくするなどの方法で実
現することができる。また実用的には、コア径（２ａ）
と比屈折率差△とで決定されるところのモードフィール
ド径（ＭＦＤ）や二次モードのカットオフ波長（λC）
をパラメータとして用い、伝搬定数βを変化させるため
にこれらの値を変化させてもよい。さらには、コアの屈
折率分布形状の変化、融着延伸部１０におけるファイバ
径の変化によっても伝搬定数は変化し得る。Given that the wavelength λ is fixed, in order to change the propagation constant β, it suffices to change the structural parameter that can change the normalized frequency V. For example, increasing the propagation constant β is the core. This can be achieved by increasing the diameter (2a) or increasing the refractive index (n 1 ) of the core. In practical use, the core diameter (2a)
Mode field diameter (MFD) and cutoff wavelength (λ C ) of the secondary mode, which are determined by the relative refractive index difference Δ
May be used as a parameter, and these values may be changed in order to change the propagation constant β. Further, the propagation constant can be changed by the change of the refractive index distribution shape of the core and the change of the fiber diameter in the fusion splicing section 10.
【００２０】本発明の光ファイバカプラを製造するに好
適な方法は、異なる伝搬定数を有する２種の材料光ファ
イバを融着接続することによって長さ方向で伝搬定数が
変化する光ファイバを得、このような光ファイバ２本
を、図３（ａ）に示すように、隣合う光ファイバ間の伝
搬定数が異なるように添接して融着延伸する方法であ
る。具体的には、まずコア径やコア屈折率といった構造
パラメータが異なる２種の材料光ファイバを用意し、こ
れらの端末部の被覆層をそれぞれ除去し、ガラス部分を
剥き出しにする。この端末部における被覆層の除去は、
光ファイバの接続技術としてファイバガラスに傷をつけ
ないようにした技術が開発されており、容易かつ安全に
行うことができる。またホットストリッパ等を利用する
こともできる。次いで、これら２種の材料光ファイバの
端面を互いに突き合わせて融着接続する。この融着も接
続技術として既に確立されている。そしてこのような光
ファイバを２本用意し、被覆層が除去されている融着接
続部を平行に添わせて、この部分を加熱融着し、さらに
延伸して光ファイバカプラを得る。ここで、融着接続部
を平行に添わせる際には、図３（ａ）に示すように、そ
れぞれの接続点が隣接するとともに、異種の光ファイバ
どうしが隣合うように配置することにより、接続点を境
に伝搬定数の差△βの符号が正負反転するように構成す
ることができる。A preferred method for manufacturing the optical fiber coupler of the present invention is to obtain an optical fiber whose propagation constant changes in the longitudinal direction by fusion splicing two kinds of material optical fibers having different propagation constants. As shown in FIG. 3A, this is a method of splicing and splicing two such optical fibers so that adjacent optical fibers have different propagation constants. Specifically, first, two kinds of material optical fibers having different structural parameters such as a core diameter and a core refractive index are prepared, the coating layers of these terminal portions are removed, and the glass portion is exposed. Removal of the coating layer at this end is
A technique for preventing damage to the fiber glass has been developed as a technique for connecting optical fibers, and can be easily and safely performed. Alternatively, a hot stripper or the like can be used. Next, the end faces of these two types of material optical fibers are butted against each other and fusion-spliced. This fusion is already established as a connection technology. Then, two such optical fibers are prepared, the fusion splicing portions from which the coating layer has been removed are put in parallel, the portions are heated and fused, and further stretched to obtain an optical fiber coupler. Here, when the fusion splicing parts are added in parallel, as shown in FIG. 3A, by arranging the respective splicing points to be adjacent to each other and the different types of optical fibers to be adjacent to each other, The sign of the difference Δβ in the propagation constant can be configured to invert the sign at the connection point.
【００２１】この製造方法によれば、融着接続の際に材
料光ファイバの端末部で被覆層を除去してファイバガラ
スを剥き出しにした部分が、そのまま融着延伸部となる
ので、融着延伸のために新たに被覆層を除去しなくて済
む。光ファイバの端末部での被覆層除去は、通常の光フ
ァイバカプラの融着延伸部で行われるような光ファイバ
の中途部分での被覆層除去に比べて容易であり、ファイ
バガラスを傷つける危険性も少ないので製造上有利であ
る。According to this manufacturing method, the portion where the coating layer is removed at the end of the material optical fiber to expose the fiber glass at the time of fusion splicing directly serves as the fusion-stretching portion. Therefore, it is not necessary to newly remove the coating layer. The removal of the coating layer at the end of the optical fiber is easier than the removal of the coating layer in the middle of the optical fiber, which is usually done at the fusion splicing part of the optical fiber coupler, and there is a risk of damaging the fiber glass. It is advantageous in manufacturing because it is less.
【００２２】また上記の製造方法において、異なる構造
パラメータを有する２種の光ファイバからなる２心のテ
ープ型心線を用いることがさらに好ましい。すなわち、
伝搬定数が（β＋β0）の光ファイバ１と伝搬定数がβ
である光ファイバ２とを平行に並べ、これらを一括被覆
してなるテープ型心線を２本用い、一方のテープ心線の
光ファイバ１と他方のテープ心線の光ファイバ２とを融
着接続し、かつ一方のテープ心線の光ファイバ２と他方
のテープ心線の光ファイバ１とを融着接続すれば、図３
（ａ）に示すような光ファイバカプラが得られる。この
場合には、被覆層の除去および融着接続を平行な２本の
光ファイバに対して一括的に行うことができるので、光
ファイバカプラの製造がさらに容易になり、生産性を向
上させることができる。Further, in the above manufacturing method, it is more preferable to use a two-core tape type core wire composed of two kinds of optical fibers having different structural parameters. That is,
An optical fiber 1 having a propagation constant of (β + β 0 ) and a propagation constant of β
The two optical fibers 2 are arranged in parallel with each other, and two tape-type optical fibers formed by collectively covering these are used, and the optical fiber 1 of one tape optical fiber and the optical fiber 2 of the other tape optical fiber are fused. If they are connected and the optical fiber 2 of one tape core wire and the optical fiber 1 of the other tape core wire are fusion-spliced,
An optical fiber coupler as shown in (a) is obtained. In this case, the removal of the coating layer and the fusion splicing can be performed collectively on the two parallel optical fibers, so that the manufacturing of the optical fiber coupler is further facilitated and the productivity is improved. You can
【００２３】本発明の光ファイバカプラにおいて、結合
度の調整は、融着延伸部の各部分ごとにそれぞれ加熱・
延伸条件を適宜調整することによって行うことができ
る。すなわち、例えば図１において、融着接続部１０の
長手方向中央を堺として、光ファイバ１の伝搬定数β1L
が、光ファイバ２の伝搬定数β2Lよりも大きい（β1L＞
β2L）入射側Ｌにおける加熱・延伸条件と、光ファイバ
１の伝搬定数β1Rが、光ファイバ２の伝搬定数β2Rより
も小さい（β1R＜β2R）出射側Ｒにおける加熱・延伸条
件をそれぞれ適宜調整することによって、所望の結合度
に調整可能である。In the optical fiber coupler of the present invention, the degree of coupling is adjusted by heating and heating each portion of the fusion splicing portion.
It can be performed by appropriately adjusting the stretching conditions. That is, for example, in FIG. 1, the propagation constant β 1L of the optical fiber 1 is defined with the center in the longitudinal direction of the fusion splicing portion 10 as a sakai.
Is larger than the propagation constant β 2L of the optical fiber 2 (β 1L >
β 2L ) Heating / stretching conditions on the incident side L and heating / stretching conditions on the exit side R where the propagation constant β 1R of the optical fiber 1 is smaller than the propagation constant β 2R of the optical fiber 2 (β 1R <β 2R ). The degree of bonding can be adjusted to a desired level by adjusting the respective values.
【００２４】（実施例）下記表１に示したパラメータを
有する、実質的に単一モード伝送可能な２種の材料光フ
ァイバＡ，Ｂを用意した。これらを用いて図３（ａ）に
示す構成の光ファイバカプラを製造した。(Example) Two kinds of material optical fibers A and B having parameters shown in Table 1 below and capable of substantially single mode transmission were prepared. Using these, an optical fiber coupler having the configuration shown in FIG. 3 (a) was manufactured.
【表１】 [Table 1]
【００２５】まず、上記材料光ファイバＡおよびＢをそ
れぞれ２本ずつ用意し、各光ファイバの一方の端末部の
被覆層を約１５ｍｍにわたって除去した。材料光ファイ
バＡおよび材料光ファイバＢの被覆層が除去された端末
部の端面どうしを突き合わせて、アーク放電により融着
接続を行った。このようにして異種の材料光ファイバが
接続された光ファイバを２本作製した。次いで、得られ
た２本の光ファイバの被覆層が除去されている融着接続
部分を平行に添わせ、この部分を加熱融着し延伸した。
このとき、異種の材料光ファイバどうしが隣合うように
配置し、かつ融着接続点が融着延伸部の中央となるよう
にした。また加熱源としては酸水素バーナーを用い、総
延伸量は約２０ｍｍとした。このようにして得られた光
ファイバカプラの結合度波長特性（波長１．２５μｍ〜
１．６０μｍ）を図５に示す。この波長範囲での平均的
な結合度はほぼ５０％であり、結合度のバラツキは±５
％程度に抑えることができた。このように、本発明の光
ファイバカプラによれば、広い波長域において安定した
良好な結合度の平坦性が得られた。First, two each of the above material optical fibers A and B were prepared, and the coating layer at one end of each optical fiber was removed over about 15 mm. The end faces of the terminal portions from which the coating layers of the material optical fiber A and the material optical fiber B were removed were butted against each other, and fusion splicing was performed by arc discharge. In this way, two optical fibers to which optical fibers of different materials were connected were manufactured. Next, the fusion spliced portions from which the coating layers of the obtained two optical fibers were removed were put in parallel, and these portions were heat fused and stretched.
At this time, the optical fibers of different materials were arranged so that they were adjacent to each other, and the fusion splicing point was located at the center of the fusion extending portion. An oxyhydrogen burner was used as a heating source, and the total stretching amount was about 20 mm. Coupling degree wavelength characteristics of the optical fiber coupler thus obtained (wavelength 1.25 μm
1.60 μm) is shown in FIG. The average degree of coupling in this wavelength range is approximately 50%, and the variation in coupling degree is ± 5.
It was able to be suppressed to about%. As described above, according to the optical fiber coupler of the present invention, stable and good flatness of coupling degree was obtained in a wide wavelength range.
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上説明したように本発明の光ファイバ
カプラは、２本の光ファイバを添接させ、これらを融着
延伸せしめてなる光ファイバカプラであって、上記２本
の光ファイバの伝搬定数をそれぞれβ1，β2とすると
き、隣合う光ファイバ間の伝搬定数が異なり、かつその
伝搬定数の差△β＝β1−β2の符号が、融着延伸部の長
さ方向で変化していることを特徴とするものである。こ
のような光ファイバカプラは、上記２本の光ファイバの
うち、少なくとも１本の光ファイバの構造パラメータを
融着延伸部の長さ方向で変化せしめることによって実現
できる。本発明の光ファイバカプラによれば、広い波長
域において安定した良好な結合度の平坦性が得られる。
また本発明の光ファイバカプラは、融着延伸部で２本の
光ファイバの伝搬定数の差△β＝β1−β2の符号が正負
反転することにより結合度の平坦性が確保されるので、
製造に際して厳密な調整が要求された従来のものに比較
して製造が容易であり、再現性よく安定して製造でき
る。さらに、融着延伸部の各部分ごとに加熱・延伸条件
を適宜調整することによって、結合度の調整を容易に行
うことができる。As described above, the optical fiber coupler of the present invention is an optical fiber coupler in which two optical fibers are spliced and fused and stretched. When the propagation constants are β 1 and β 2 , respectively, the propagation constants between adjacent optical fibers are different, and the difference in the propagation constants Δβ = β 1 −β 2 is the length direction of the fusion spliced portion. It is characterized by changing in. Such an optical fiber coupler can be realized by changing the structural parameters of at least one of the two optical fibers in the length direction of the fusion spliced portion. According to the optical fiber coupler of the present invention, stable flatness with good coupling degree can be obtained in a wide wavelength range.
Further, in the optical fiber coupler of the present invention, the flatness of the coupling degree is ensured by inverting the sign of the difference Δβ = β 1 −β 2 of the propagation constants of the two optical fibers at the fusion splicing portion. ,
It is easier to manufacture than the conventional one, which requires strict adjustment in manufacturing, and can be stably manufactured with good reproducibility. Furthermore, the bonding degree can be easily adjusted by appropriately adjusting the heating / stretching conditions for each part of the fusion-bonded stretched portion.
【００２７】本発明の光ファイバカプラは、伝搬定数の
異なる２本の光ファイバを添接させ、これらを融着延伸
せしめて光ファイバカプラを製造する際に、融着延伸部
の長さ方向で、少なくとも１本の光ファイバの伝搬定数
を変化せしめて、隣合う光ファイバ間の伝搬定数の差の
符号を変化せしめることによって製造することができ
る。また融着延伸部の長さ方向で、光ファイバの伝搬定
数を変化せしめるには、異なる伝搬定数を有する材料光
ファイバの端面どうしを接続することが好適であり、こ
の方法によれば、材料光ファイバ端面を接続する際に、
光ファイバ端末部で被覆層が除去された部分を、そのま
ま融着延伸部に用いることができるので、融着延伸のた
めに新たに被覆層を除去しなくて済む。光ファイバの端
末部での被覆層除去は、光ファイバの中途部分での被覆
層除去に比べて容易であり、ファイバガラスを傷つける
危険性も少ないので製造上有利である。In the optical fiber coupler of the present invention, when two optical fibers having different propagation constants are spliced and fusion-stretched to produce an optical fiber coupler, the length of the fusion-stretched portion is measured. It can be manufactured by changing the propagation constant of at least one optical fiber and changing the sign of the difference in the propagation constant between adjacent optical fibers. Further, in order to change the propagation constant of the optical fiber in the length direction of the fusion splicing portion, it is preferable to connect the end faces of the material optical fibers having different propagation constants, and according to this method, the material light When connecting the fiber end faces,
Since the portion of the optical fiber end portion from which the coating layer has been removed can be used as it is in the fusion-spreading portion, it is not necessary to newly remove the coating layer for fusion-stretching. The removal of the coating layer at the end of the optical fiber is easier than the removal of the coating layer at the middle portion of the optical fiber, and there is less risk of damaging the fiber glass, which is advantageous in manufacturing.
【図１】 本発明の光ファイバカプラの一例を示した概
略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an optical fiber coupler of the present invention.
【図２】 本発明の光ファイバカプラの結合特性の例を
示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing an example of coupling characteristics of the optical fiber coupler of the present invention.
【図３】 本発明の光ファイバカプラの各種構成例を示
した概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing various configuration examples of the optical fiber coupler of the present invention.
【図４】 正規化周波数と伝搬定数の関係を示すグラフ
である。FIG. 4 is a graph showing a relationship between a normalized frequency and a propagation constant.
【図５】 本発明の光ファイバカプラの実施例において
得られた結合特性を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing coupling characteristics obtained in an example of the optical fiber coupler of the present invention.
【図６】 融着延伸型光ファイバカプラの製造方法の例
を示す工程図である。FIG. 6 is a process chart showing an example of a method for manufacturing a fusion splicing type optical fiber coupler.
【図７】 融着延伸型光ファイバカプラの結合度を説明
するための概略構成図である。FIG. 7 is a schematic configuration diagram for explaining a coupling degree of a fusion splicing type optical fiber coupler.
【図８】 従来のＷＩＣを製造する際の延伸量と結合度
との関係の例を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing an example of the relationship between the amount of stretching and the degree of bonding when manufacturing a conventional WIC.
【図９】 従来のＷＩＣにおける結合特性の例を示すグ
ラフである。FIG. 9 is a graph showing an example of coupling characteristics in a conventional WIC.
【符号の説明】 １，２…光ファイバ、１０…融着延伸部[Explanation of Codes] 1, 2 ... Optical fiber, 10 ... Fusion extension part
Claims (4)
融着延伸せしめてなる光ファイバカプラであって、 上記２本の光ファイバの伝搬定数をそれぞれβ1，β2と
するとき、隣合う光ファイバ間の伝搬定数が異なり、か
つその伝搬定数の差△β＝β1−β2の符号が、融着延伸
部の長さ方向で変化していることを特徴とする光ファイ
バカプラ。1. An optical fiber coupler in which two optical fibers are spliced and fused and stretched, and when the propagation constants of the two optical fibers are β 1 and β 2 , respectively. An optical fiber coupler characterized in that the propagation constants between adjacent optical fibers are different and the sign of the difference in the propagation constants Δβ = β 1 −β 2 changes in the length direction of the fusion spliced portion. .
も１本の光ファイバの構造パラメータが融着延伸部の長
さ方向で変化していることを特徴とする請求項１記載の
光ファイバカプラ。2. The optical fiber coupler according to claim 1, wherein the structural parameter of at least one of the two optical fibers changes in the length direction of the fusion spliced portion. .
融着延伸せしめて光ファイバカプラを製造する方法であ
って、 伝搬定数の異なる２本の光ファイバを用い、かつ融着延
伸部の長さ方向で、少なくとも１本の光ファイバの伝搬
定数を変化せしめて、隣合う光ファイバ間の伝搬定数の
差の符号を変化せしめることを特徴とする光ファイバカ
プラの製造方法。3. A method for producing an optical fiber coupler by splicing two optical fibers and fusion-splicing these optical fibers, wherein two optical fibers having different propagation constants are used and the fusion-spreading portion is used. A method for manufacturing an optical fiber coupler, characterized in that the propagation constant of at least one optical fiber is changed in the length direction to change the sign of the difference in the propagation constant between adjacent optical fibers.
の端面どうしを接続して長さ方向で伝搬定数が変化する
光ファイバを形成する工程を有することを特徴とする請
求項３記載の光ファイバカプラの製造方法。4. The optical fiber coupler according to claim 3, further comprising a step of connecting end faces of material optical fibers having different propagation constants to each other to form an optical fiber whose propagation constant changes in the longitudinal direction. Manufacturing method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2569795A JPH08220369A (en) | 1995-02-14 | 1995-02-14 | Optical fiber coupler and its production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2569795A JPH08220369A (en) | 1995-02-14 | 1995-02-14 | Optical fiber coupler and its production |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08220369A true JPH08220369A (en) | 1996-08-30 |
Family
ID=12172992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2569795A Pending JPH08220369A (en) | 1995-02-14 | 1995-02-14 | Optical fiber coupler and its production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08220369A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003515184A (en) * | 1999-11-17 | 2003-04-22 | イトフ オプティカル テクノロジーズ インコーポレイテッド − テクノロジーズ オプティク イトフ インコーポレイテッド | Fabrication of multiplexed and demultiplexed single-mode optical fiber couplers |
| KR100786617B1 (en) * | 1999-05-31 | 2007-12-21 | 가부시키가이샤후지쿠라 | Method of manufacturing polarization-maintaining optical fiber coupler |
-
1995
- 1995-02-14 JP JP2569795A patent/JPH08220369A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100786617B1 (en) * | 1999-05-31 | 2007-12-21 | 가부시키가이샤후지쿠라 | Method of manufacturing polarization-maintaining optical fiber coupler |
| JP2003515184A (en) * | 1999-11-17 | 2003-04-22 | イトフ オプティカル テクノロジーズ インコーポレイテッド − テクノロジーズ オプティク イトフ インコーポレイテッド | Fabrication of multiplexed and demultiplexed single-mode optical fiber couplers |
| JP4790183B2 (en) * | 1999-11-17 | 2011-10-12 | イトフ オプティカル テクノロジーズ インコーポレイテッド − テクノロジーズ オプティク イトフ インコーポレイテッド | Multiplexed and demultiplexed single-mode optical fiber coupler fabrication |
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