JPS5926006B2 - 光結合器の製造方法 - Google Patents

光結合器の製造方法

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JPS5926006B2
JPS5926006B2 JP52005415A JP541577A JPS5926006B2 JP S5926006 B2 JPS5926006 B2 JP S5926006B2 JP 52005415 A JP52005415 A JP 52005415A JP 541577 A JP541577 A JP 541577A JP S5926006 B2 JPS5926006 B2 JP S5926006B2
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heating
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、複数の光導波路間の光結合器における光信号
の結合比を、所要の値に制御するための 。
光結合器の製造方法に関するものである。光伝送システ
ムにおいて、光結合器は光波を伝播する１つの導波路か
ら他の導波路へ光信号を分岐したり、あるいは光信号を
監視したりするために重要な部品である。
従来光結合器としては、ガラスまたは他の誘電体基板に
複数の導波路を適当な結合長、結合間隙をもたせて構成
し、他の主要な光導波路、たとえば光ファイバ等に接続
して用いるか、また他の構成法としては、直接的に光フ
ァイバのクラッド部分を機械的もしくはエッチング等に
より加工し前記構成法と同様に、加工された複数の光フ
ァイバ間の結合長、結合間隙を定めて接着等により固定
し、光結合器とするもので、いずれの方法も所要の結合
比を得るための光波の位相整合条件を満足するには、前
記結合長、結合間隙の製作寸法に光波の波長以下の加工
精度が要求される欠点があつた。本発明は、光導波路を
加熱して導波路を構成するドープ材を拡散させることに
より、互いに共通に接する複数の導波路間の結合長、結
合間隙等の結合条件を制御することを可能とし、所要の
結合比を簡単に得ることができることが特徴であつて、
その目的は従来製作が困難であつた光結合器を簡単な工
程で実現する製造方法を提供することにある。
第１図は本発明の方法にしたがつて製造された光結合器
の１例であつて、１は光ファイバ□のクラッド、２はそ
のコアで光信号の導波路である。
３は他方の光ファイバ８のクラッド、４はそのコアであ
る。
５は光ファイバクラッド１の一部で接触面であり、光フ
ァイバクラッド３の−部である接触面６と互いに接する
ようになつている。
第２図は、第１図示の光結合器においてその結合比を制
御するための製造装置の概略を示すも一ので、Ｔは励起
用光ファイバ、８は結合用光ファイバ、９は励起用レー
ザビーム、１０はレンズ、１１は光ファイバの保持微動
台、１２は光ファイバのクラッドモード除去部、１３、
１４は光ファイバの保持台、１５は励起側の光検出器、
１６は結合側の光検出器、１７，１８はそれぞれの測定
メータ、４０，４１は加熱のための放電電極、４２はそ
の電源である。以下、図面を参照して本発明方法を詳細
に説明する。
光フアイバ７，８のコア２，４の直径は、通常１００μ
以下、特に単一モード光フアイバでは１０μ以下であり
、一方、光フアイバのクラツド１，３の外径は１００μ
以上である。このような光フアイバを用いて光結合器を
製造するにはクラツド部分をエツチングもしくは研磨に
より除去し、結合すべき導波部分が互いに近接し得るよ
うにすることが必要となる。このためクラツド１および
コア２で構成される光フアイバ７とクラツド３およびコ
ア４で構成される光フアイバ８を一つの基板上に接着し
、研磨を行なつて接触面５および６を製作する。この場
合の研磨による加工精度は光の波長の数倍程度でよく比
較的容易である。次に各光フアイバを基板より取りはず
し、第１図ａに示すように接触面５と６が互いに向き合
うようにならべて保持する。このとき各光フアイバ７，
８の接触面５と６を互いに押しつけるような力を加えて
おけば前記接触面５と６の接触位置は安定に保たれる。
次に接触面５および６の接触部分を中心に軸方向に加熱
を行ない、二つの光フアイバ７，８を融着する。この融
着に際し、加熱範囲が広すぎると光フアイバに変形を与
えるため、温度制御が可能で微小部分を加熱する装置が
必要となる。
この種の装置で現在実用に供されているものは炭酸ガス
レーザのビームを赤外透過レンズで絞つたもの、タング
ステン電極に高圧を印加して行なう放電加熱装置等があ
る。これらのうち特に、放電加熱装置は温度制御が容易
で、交流の電源を用いれば放電はより安定化されるうえ
、レーザ加熱装置のような構造の複雑さはなく安価であ
り、より実用的である。なお二つの光フアイバを融着す
る前に第２図に示したような光学測定系を接続しておけ
ば光フアイバ７のコア２より適当な波長の光波を入射さ
せて励起したとき、他方の光フアイバ８のコア４に結合
した光波は光検出器１６を用いて測定できるので、両光
検出器１５，１６の出力の比から工程途中における結合
比を知ることができる。この状態で融着に引き続き結合
部を加熱する。２つの光フアイバ７，８が単に融着され
ただけの状態では両ノ者間の結合比が小さいので光フア
イバ８内の結合光も微弱であり、検出器１６の出力も小
さい。
しかし、適当な温度により結合部を加熱すると２つの光
ファィバ７，８のコア２および４に含有されている酸化
ゲルマニウム、五酸化リン等のドーパントが拡散されて
等価的なコア径が拡大するとともに、コア２，３に励起
されている光波の電力分布も拡大し、両者間の結合比が
大となり、コア４側の光検出器１６の出力が増大する。
したがつて、あらかじめ光フアイバ７のコア２に供給さ
れている光出力の大きさを光検出器１５によつて知れば
、結合比が明らかになるので、所要の結合比が得られた
ときに加熱を止めることが可能である。なお、このとき
の加熱による拡散の大きさは、石英系光フアイバの融着
時の加熱温度において、コアのドーパントが五酸化リン
の場合１０〜０から１０−８平方センチメートル／秒、
酸化ゲルマニウムの場合は五酸化リンの場合の１０分の
１程度であることがわかつており、五酸化リンをドープ
したコアの直径が５μの場合コア径を等価的に２倍にす
るためには、０．５分程度の加熱時間で良い。
第３図は以上の如く製造された光結合器を治具内に収納
して安定に保持した状態を示す図であり、１９は治具本
体（図では下半分のみを示す）、２０は各光フアイバを
収めるために治具本体１９に設けられたミ人２１，２２
は被ふく付光フアイバ、２３は第１図に示したような光
フアイバ素線で形成された結合部、２４は結合部２３が
治具本体に接触しないように治具本体中心部に設けた空
洞部である。図示のように、結合部２３が空洞部２４に
保持されるようにミゾ２０に光フアイバを収めた後、治
具本体の上半分（図示せず）をかぶせて接着し、一体化
するものである。第４図は本発明方法により製造される
光結合器の第２の例を示すもので、誘電体基板２４内に
設けられた光導波路２５，２６を互いに近接して平行に
配置し、その近接部分を前と同様に加熱し、導波路を構
成するドープ材の拡散を行わせ、所要の結合比を得た時
点で加熱を止めることにより製造したものである。
第５図は本発明の方法を光フアイバ分岐素子へ応用した
例である。
２７は励起側のコアで、２８，２９は各分岐側のコアで
ある。
３０，３１，３２は各々のクラツド、３３が分岐結合部
である。
図に示したように各光フアイバ端を研磨し、適当な治具
により突き合せ融着する。この状態では、各コアの結合
は弱く分岐結合が不充分であるから、加熱によりコアを
拡散させ、分岐光出力が適当な値に増大するまで続ける
。以上説明したように光導波路が極端に変形しない程度
の高温で結合部の加熱を行なうことにより、導波路に含
まれるドーパントが拡散するため、あらかじめ近接して
いる複数の導波路間の間隙、結合長を微細に調整したこ
とと等価になり結合光を直接観測することで、所要の結
合比をもつた光結合器を実現することが可能となる利点
がある。
また、光フアイバを伝播する光波の分岐を行なうことも
比較的容易に可能となる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明を適用した光結合器の１例を示す平面図
およびＢ−Ｂ線断面図、第２図は本発明を実施する装置
の概略を示す図、第３図は光フアイバ結合器の保持具の
斜視図、第４図および第５図は本発明方法を適用した他
の例を示す図である。 １，３・・・・・・クラツド、２，４・・・・・・コア
、５，６・・・・・・接触図、７，８・・・・・・光フ
アイバ、９・・・・・・レーザビーム、１５，１６・・
・・・・光検出器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の光導波路間の光結合器の製造方法において、
    各々の導波路の共通に接する部分を加熱して導波路の導
    波部分の拡散を行わせることにより、導波路間の結合比
    を制御し、所要の結合比を得たときに、前記加熱を停止
    することを特徴とする光結合器の製造方法。 ２ 導波路の導波部分の拡散を行なわせる際、入力側導
    波路に光を入射させて励起し、他の導波路の結合光を測
    定することによつて導波路間の結合比を監視することを
    特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光結合器の製造
    方法。
JP52005415A 1977-01-22 1977-01-22 光結合器の製造方法 Expired JPS5926006B2 (ja)

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