JPS5918921A - フアイバ形結合子及びその製造方法 - Google Patents
フアイバ形結合子及びその製造方法Info
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- JPS5918921A JPS5918921A JP12842582A JP12842582A JPS5918921A JP S5918921 A JPS5918921 A JP S5918921A JP 12842582 A JP12842582 A JP 12842582A JP 12842582 A JP12842582 A JP 12842582A JP S5918921 A JPS5918921 A JP S5918921A
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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
- 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
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- G02B6/2826—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 using mechanical machining means for shaping of the couplers, e.g. grinding or polishing
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
結合子およびその製造方法に関するものである。
従来この種のファイバ形結合子には第１図に示すような
構造のものが提案されている。す々わちＭ． Ｊ． ｌ
ｉ’． Ｄｉｇｏｎｎｅｔ； ａｎｄ Ｈｅｒｂｅｒｔ
（ ” Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆ ａ ｔｕｎａｂｌｅ
ｓｉｎｇｌｅ ｍｏｄｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅ
ｒｃｏｕｐｌｅｒ ：’ ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅ！ＯｔｒＯｎｉＣＳ。
構造のものが提案されている。す々わちＭ． Ｊ． ｌ
ｉ’． Ｄｉｇｏｎｎｅｔ； ａｎｄ Ｈｅｒｂｅｒｔ
（ ” Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆ ａ ｔｕｎａｂｌｅ
ｓｉｎｇｌｅ ｍｏｄｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅ
ｒｃｏｕｐｌｅｒ ：’ ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅ！ＯｔｒＯｎｉＣＳ。
ｖｏｌ． ＱＥ− １ ８ 、Ａ４ − ｐｐ− ７４
６ − ７５４ ）は、ファイバ１を基体２中に曲率半
径Ｒで埋め込み、埋め込んだ光ファイバのフ了１′が表
面に現われる程度にクラッド１′を基体２とともに研磨
する。２個の同様に加工した物をその研磨面８を互いに
接触させ、コア内を伝ばんする光を結合させるものであ
る。第１図において明らかなように、この方法によれば
、ファイバ側面をきわめて高精度に研磨加工する必要が
あり、その要求される精度はｌμｍ以下である．。
６ − ７５４ ）は、ファイバ１を基体２中に曲率半
径Ｒで埋め込み、埋め込んだ光ファイバのフ了１′が表
面に現われる程度にクラッド１′を基体２とともに研磨
する。２個の同様に加工した物をその研磨面８を互いに
接触させ、コア内を伝ばんする光を結合させるものであ
る。第１図において明らかなように、この方法によれば
、ファイバ側面をきわめて高精度に研磨加工する必要が
あり、その要求される精度はｌμｍ以下である．。
しかもこの方法では得られる結合子の大きさも大きなも
のになり、小形化するにはこの方法は不適当である。
のになり、小形化するにはこの方法は不適当である。
本発明はこれらの欠点を解決し、小形で低挿入損失しか
も再現性の高いファイバ形結合子およびその製造方法を
提供するもので、あらかじめ加工された光ファイバを利
用することを特徴としている。以下図面により本発明の
詳細な説明する。
も再現性の高いファイバ形結合子およびその製造方法を
提供するもので、あらかじめ加工された光ファイバを利
用することを特徴としている。以下図面により本発明の
詳細な説明する。
第２図は本発明の一実施例図であって、ｌＯは半円柱状
の光ファイバ、１ｌはコア、ｌ２は光ファイバのクラッ
ド部が除去された面を示す。あらかじめ準備された光フ
ァイバー０の除去された而１２を互いに第２図（ｂ）に
示すように長さｌの部分を合わせる。長さｌの部分の断
面を見ると、第２図（Ｃ）に示すように、互いの光ファ
イバＩＯのコアは近接して存在する。このような平行す
るコア間の光の結合はＥ． Ａ． Ｊ． Ｍａｒｃａｔ
ｉｌｉ （ＤｉｅｌｅｃｔｒｉｃＲｅｏｔａｎｇｕｌａ
ｒ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ａｎ（ｉ ｐｉｒｅｃｔｉｏ
ｎａｌ （３ｏｕｐｘｅｒｆｏｒ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅ
ａ Ｏｐｔｉｃｓ 、 Ｂｅｌｌ Ｓｙｐｔ． Ｔｅｃ
ｈ． Ｊ． 。
の光ファイバ、１ｌはコア、ｌ２は光ファイバのクラッ
ド部が除去された面を示す。あらかじめ準備された光フ
ァイバー０の除去された而１２を互いに第２図（ｂ）に
示すように長さｌの部分を合わせる。長さｌの部分の断
面を見ると、第２図（Ｃ）に示すように、互いの光ファ
イバＩＯのコアは近接して存在する。このような平行す
るコア間の光の結合はＥ． Ａ． Ｊ． Ｍａｒｃａｔ
ｉｌｉ （ＤｉｅｌｅｃｔｒｉｃＲｅｏｔａｎｇｕｌａ
ｒ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ａｎ（ｉ ｐｉｒｅｃｔｉｏ
ｎａｌ （３ｏｕｐｘｅｒｆｏｒ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅ
ａ Ｏｐｔｉｃｓ 、 Ｂｅｌｌ Ｓｙｐｔ． Ｔｅｃ
ｈ． Ｊ． 。
ｖｏｉ． ４８ 、ｐｐ． ２０７ １−２ １０２
（１９６９） ）が詳細に取、吸扱っているように、そ
の結合効率は上記参考文献中成（３４）によって与えら
れる。すなわち正規化結合係数に〆は次式で与えられる
。
（１９６９） ）が詳細に取、吸扱っているように、そ
の結合効率は上記参考文献中成（３４）によって与えら
れる。すなわち正規化結合係数に〆は次式で与えられる
。
±Ｊ
ただし、ここでＬは結合長、ａはコア径、ｎｌはコアの
屈折率、ｎ，はクラッドの屈折率、ｋｏはコア中の光の
伝ばん定数、Ａ２は２方向の伝ばん定数であって、伝ば
んモードに依存する、Ａ２は定数、Ｃはコア間の距離で
ある。この式をもとにそれぞれの定数を与えると結合係
数に／が求まり、対応する結合長Ｌが得られる。例えば
、コアとしてＧｅｍ，約２モル％添加されたＳｉｎ，、
クラッドがＳｉｎ，とすると、それぞれの屈折率は１．
４６１ 。
屈折率、ｎ，はクラッドの屈折率、ｋｏはコア中の光の
伝ばん定数、Ａ２は２方向の伝ばん定数であって、伝ば
んモードに依存する、Ａ２は定数、Ｃはコア間の距離で
ある。この式をもとにそれぞれの定数を与えると結合係
数に／が求まり、対応する結合長Ｌが得られる。例えば
、コアとしてＧｅｍ，約２モル％添加されたＳｉｎ，、
クラッドがＳｉｎ，とすると、それぞれの屈折率は１．
４６１ 。
１、４５８である。コア径ａを６μｍとすると、個々の
光ファイバは０．６μｍに高次モードの遮断波長が存在
し、０．６μｍより長い波長領域で単一モード動作をす
る。このとき光フアイバ間の距離Ｃと結合距離Ｌ′ｆｒ
：櫨々に変えると広い範囲の結合状態を得ることができ
る。例えばＣ−１０μｍとするとＬ中３．４關、Ｏ −
２ ０ １１ｍとするとＬ．＋６８１＋ｌｆｆｌ。
光ファイバは０．６μｍに高次モードの遮断波長が存在
し、０．６μｍより長い波長領域で単一モード動作をす
る。このとき光フアイバ間の距離Ｃと結合距離Ｌ′ｆｒ
：櫨々に変えると広い範囲の結合状態を得ることができ
る。例えばＣ−１０μｍとするとＬ中３．４關、Ｏ −
２ ０ １１ｍとするとＬ．＋６８１＋ｌｆｆｌ。
Ｃ−５μｍのときＬ，中ＩＱ，７５ ｍになる。
第２図（ｂ）でｌをＬ／２に等しくすると、・８ｄＢ結
合子になる。言うまでもなくＬの奇数倍の長さにｌを定
めることも可能である。
合子になる。言うまでもなくＬの奇数倍の長さにｌを定
めることも可能である。
第８図は不発明の池の実施例図であって、上記の実施例
と同様な断面構造をもつ光ファイバ１０を２本合わせて
ガラスキャピラリ１３に挿入する。
と同様な断面構造をもつ光ファイバ１０を２本合わせて
ガラスキャピラリ１３に挿入する。
キャピラリの孔径は２一本の光フ“γイドを合わせた最
大外径よりもわずかに大きいものが望ましい。
大外径よりもわずかに大きいものが望ましい。
また、第４図は第８図に示すようにキャピラリに挿入し
た光ファイバを外部かり加熱して、キャピラリを融着す
るかもしくは一部延伸すれば、光ファイバ１０も同時に
延伸され、光ファイバのコア相互間距離は実質的に小さ
くなり、光コアイノく相互間の光結合が効率的に行なわ
れるか、もしくは延伸して細径化する条件を変えること
により、結合状態を変えることができる。第４図（ａ）
のＡ−ＡＩにおける断面を拡大して第４図（ｂ）に示す
。
た光ファイバを外部かり加熱して、キャピラリを融着す
るかもしくは一部延伸すれば、光ファイバ１０も同時に
延伸され、光ファイバのコア相互間距離は実質的に小さ
くなり、光コアイノく相互間の光結合が効率的に行なわ
れるか、もしくは延伸して細径化する条件を変えること
により、結合状態を変えることができる。第４図（ａ）
のＡ−ＡＩにおける断面を拡大して第４図（ｂ）に示す
。
第５図は本発明の別の実施例図であって、半円柱状に加
工された光ファイバ１０をそれぞれ所望の大きさの溝が
形成された基体１４上に接着剤等により固定する。光フ
ァイバが固定された基体１４を相対向させて、その光フ
アイバ軸間の角度θを変化させる。このとき使用する基
板としてはガラス基板もしくはＳｉ基板でもよい。
工された光ファイバ１０をそれぞれ所望の大きさの溝が
形成された基体１４上に接着剤等により固定する。光フ
ァイバが固定された基体１４を相対向させて、その光フ
アイバ軸間の角度θを変化させる。このとき使用する基
板としてはガラス基板もしくはＳｉ基板でもよい。
次にファイバ形結合子の製造方法を述べる。第６図（ａ
）に示すコア１６、クラッド１５からなる母材の一側を
、第６図（ｂ）＆こ示すように、コア中心軸に平行な而
１７を研削加工する。この研削加工母材の横断面を第６
図（りもしくは第６図（ｄ）に示すように、単一モード
用結合子−母材および多モード用結合子の母材としてそ
れぞれ所望の形状に相似の構造に加工する。コア中心か
ら研削面に至る距離Ｃ′は必要とする結合子の条件に合
わせる。
）に示すコア１６、クラッド１５からなる母材の一側を
、第６図（ｂ）＆こ示すように、コア中心軸に平行な而
１７を研削加工する。この研削加工母材の横断面を第６
図（りもしくは第６図（ｄ）に示すように、単一モード
用結合子−母材および多モード用結合子の母材としてそ
れぞれ所望の形状に相似の構造に加工する。コア中心か
ら研削面に至る距離Ｃ′は必要とする結合子の条件に合
わせる。
多モード光ファイバの場合の結合子は、通常コアを含む
領域まで研磨してもよく、研削面の位置は任意に変える
ことができる。
領域まで研磨してもよく、研削面の位置は任意に変える
ことができる。
例えばコアの屈折率１，４６２ 、クラッドの屈折率１
．４５８ 、コア直径１闘、母材外径を２５鰭としてコ
ア中心からの研削面距離をＱ、７ｓｍとして加工する。
．４５８ 、コア直径１闘、母材外径を２５鰭としてコ
ア中心からの研削面距離をＱ、７ｓｍとして加工する。
次いでこの母材を２１００″Ｃの温度で線引すれば、コ
ア直径８．１μｍ１外径２０２μｍ１またコア中心から
研削面までの距離は５．７μｍになる。
ア直径８．１μｍ１外径２０２μｍ１またコア中心から
研削面までの距離は５．７μｍになる。
このようにして得られた牛円柱状光ファイバがファイバ
形結合子になるとともに、必要Ｇこ応じてフッ酸もしく
はフッ化アンモニアとフッ酸の混液（こよりエツチング
すれば、コアイノく形状は微細Ｇこ変えることができる
。
形結合子になるとともに、必要Ｇこ応じてフッ酸もしく
はフッ化アンモニアとフッ酸の混液（こよりエツチング
すれば、コアイノく形状は微細Ｇこ変えることができる
。
以上説明したよう（こ、本発明による〕了イノく形結合
子は、あらかじめ形成されたコアイノくを利用するので
、ファイバに曲率をもたせクラッドの一部を研削する必
要がなく、機械精度も高く、低損失の結合子を得ること
ができる。しかも母材が線引により結合子胴元コアイノ
くを得るので、最産性にも優れているなどの利点がある
。
子は、あらかじめ形成されたコアイノくを利用するので
、ファイバに曲率をもたせクラッドの一部を研削する必
要がなく、機械精度も高く、低損失の結合子を得ること
ができる。しかも母材が線引により結合子胴元コアイノ
くを得るので、最産性にも優れているなどの利点がある
。
なお本発明の詳細な説明において、半円柱ファイバを挿
入するキャピラリとしてガラスを用し）だが、ガラスに
限定されるものでなく、熱収縮形高分子キャピラリやセ
ラミックス、メタルであっても本発明の意義は失なわな
いことは言うまでもない０
入するキャピラリとしてガラスを用し）だが、ガラスに
限定されるものでなく、熱収縮形高分子キャピラリやセ
ラミックス、メタルであっても本発明の意義は失なわな
いことは言うまでもない０
第１図は従来のファイバ形結合子の構成を示す断面図、
第２図は本発明のファイバ形結合子の構成図、第８図は
本発明の能の実施例を示す図、第４図は本発明の池の実
施例の側面図、第５図は本発明の別の実施例の構成を示
す概要斜視図、 第６図は本発明のファイバ形結合子を製造する工程を示
す図である。 ｌ・・・光ファイバ、２・・・基体、８・・・研磨面、
ＩＯ・・・光ファイバ、１１・・・コア、１２・・・研
削面、１８・・・ガラスキャピラリ、■４・・・基体、
１５・・・クラッド、１６・・・コア、１７・・・研削
面。 特許出願人 日本電信電話公社
本発明の能の実施例を示す図、第４図は本発明の池の実
施例の側面図、第５図は本発明の別の実施例の構成を示
す概要斜視図、 第６図は本発明のファイバ形結合子を製造する工程を示
す図である。 ｌ・・・光ファイバ、２・・・基体、８・・・研磨面、
ＩＯ・・・光ファイバ、１１・・・コア、１２・・・研
削面、１８・・・ガラスキャピラリ、■４・・・基体、
１５・・・クラッド、１６・・・コア、１７・・・研削
面。 特許出願人 日本電信電話公社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｌ 屈折率の高いコア部とそれを取り囲むコアよりも屈
折率が低いクラッドからなり、クラッドの一部がコア中
心軸に平行になるようコア直近もしくはコアを含む領域
まで除去されている２本の光ファイバをクラッド部が除
去された側面を相対向させるか、または相対向させた２
本の光ファイバの外側に２本の光ファイバの最大径より
も大きな内径を有するガラスもしくは高分子からなるキ
ャピラリにより被覆されてなることを特徴とするファイ
バ形結合子。 龜 屈折率の高いコア部とそれを取り囲むコアよりも屈
折率が低いクラッドからなり、クラッドの一部がコア中
心軸に平行になるよう直近もしくはコアを含む領域まで
除去されている２本の光ファイバをクラッド部が除去さ
れた側面を相対向させてなるコアイノく形結合子におい
て、相対向Ｌ％する領域があらかじめ溝の形成されたガ
ラス板もしくはＳｉ板に、前記２本の光ファイバを相対
向するように、もしくは互いの光フアイバ中心軸が所望
の角度で交わるように配置して固定したことを特徴とす
るファイバ形結合子０ ＆ 屈折率の高いコアおよび屈折率の低いクラッドから
なる光フアイバ母材のクラッド部一部をコア中心軸に平
行にコア直近もしくはコアを含む領域まで研磨により除
去してなる半円柱状光フアイバ母材を加熱延伸し、次い
で該光ファイバを、クラッド部が一部除失された面を互
に相対向させて、接着剤で固定するか、または相対向さ
せた状態で、相対向させた光ファイバの最大外径よりも
わずかに大きなガラス管中に挿入した後、該ガラス管の
一部を加熱して管内に挿入した光フアイバ同志を融着さ
せるか、もしくは加熱によりガラス管および挿入した光
ファイバを軟化させて、ガラス管外直径を縮小せしめる
ことを特徴とするファイバ形結合子の製造方法。 表 屈折率の高いコアおよび屈折率の低いクラッドから
なる元ファイバ母材のクラッド部一部をコア中心軸に平
行にコア直近もしくはコアを含む領域まで研磨により除
去してなる半円柱状光ファイバを、光ファイバのクラッ
ド部が除去された面を上方に向け、あらかじめ形成され
た溝を有するガラス板もしくはＳｌ板等基体上の溝部分
に固定し、該固定された光ファイバを相対向するように
、もしくは互いの光フアイバ中心軸が所望の角度で交わ
るように接触させることを特徴とするコアイノく形結合
子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12842582A JPS5918921A (ja) | 1982-07-23 | 1982-07-23 | フアイバ形結合子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12842582A JPS5918921A (ja) | 1982-07-23 | 1982-07-23 | フアイバ形結合子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5918921A true JPS5918921A (ja) | 1984-01-31 |
Family
ID=14984433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12842582A Pending JPS5918921A (ja) | 1982-07-23 | 1982-07-23 | フアイバ形結合子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5918921A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59164522A (ja) * | 1983-03-09 | 1984-09-17 | Hitachi Ltd | 光分配回路の製造方法 |
| JPS62160406A (ja) * | 1986-01-07 | 1987-07-16 | リツトン・システムズ・インコ−ポレ−テツド | 光フアイバカプラとその製法 |
| JPS6344607A (ja) * | 1986-08-13 | 1988-02-25 | Hitachi Ltd | プラスチツク光フアイバカプラ及びその製造方法 |
| EP0780709A3 (en) * | 1995-12-22 | 1997-11-05 | Gould Electronics Inc. | Broadband coupler |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54101334A (en) * | 1978-01-27 | 1979-08-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical fiber coupling element and production of the same |
| JPS5576308A (en) * | 1978-12-05 | 1980-06-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical period waveform branching filter |
-
1982
- 1982-07-23 JP JP12842582A patent/JPS5918921A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54101334A (en) * | 1978-01-27 | 1979-08-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical fiber coupling element and production of the same |
| JPS5576308A (en) * | 1978-12-05 | 1980-06-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical period waveform branching filter |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS62160406A (ja) * | 1986-01-07 | 1987-07-16 | リツトン・システムズ・インコ−ポレ−テツド | 光フアイバカプラとその製法 |
| JPS6344607A (ja) * | 1986-08-13 | 1988-02-25 | Hitachi Ltd | プラスチツク光フアイバカプラ及びその製造方法 |
| EP0780709A3 (en) * | 1995-12-22 | 1997-11-05 | Gould Electronics Inc. | Broadband coupler |
| EP0780709B1 (en) * | 1995-12-22 | 2003-04-23 | Gould Optronics Inc. | Broadband coupler |
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