JPS6289009A - Optical fiber type star coupler - Google Patents
Optical fiber type star couplerInfo
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- JPS6289009A JPS6289009A JP22868585A JP22868585A JPS6289009A JP S6289009 A JPS6289009 A JP S6289009A JP 22868585 A JP22868585 A JP 22868585A JP 22868585 A JP22868585 A JP 22868585A JP S6289009 A JPS6289009 A JP S6289009A
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、光ファイバを伝送する光ビームを複数本の光
ファイバに分配する光ファイバ型スターカプラに関する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to an optical fiber star coupler that distributes a light beam transmitted through an optical fiber to a plurality of optical fibers.
光ファイバ伝送技術の急速な進展にともない、電子計算
機−電子計算機間や電子計算機一端末間のデータ伝送に
光ファイバを使用する光データリンクの研究開発が活発
に行われている。この光データリンクを構成する上で、
複数本の入力用光ファイバからの光信号をミキシングし
て複数本の出力用光ファイバに低損失で、かつ均等に分
配し得る光スターカプラは必須のデバイスである。With the rapid development of optical fiber transmission technology, research and development of optical data links that use optical fibers for data transmission between computers or between one computer terminal are being actively conducted. In configuring this optical data link,
An optical star coupler is an essential device that can mix optical signals from a plurality of input optical fibers and distribute them evenly to a plurality of output optical fibers with low loss.
従来、光スターカプラの代表例として第１図に示すバイ
コニカルテーパ型がある（柳井久義編「光通信ハンドブ
ック」朝食書店発行１９８２年９月１日、初版第１刷の
３２４〜３２５頁参照）。これは、多数本の光ファイバ
１を束ねてまとめ、この束を加熱しながらひねりを加え
つつ延伸して融着し、そ−の中央部にテーパ状領域５を
形成することにより、入力用光ファイバ（テーパ状領域
２の左側）からの光信号を複数本の出力用光ファイバ（
テーパ状領域２の右側）に分配するものである。Conventionally, a typical example of an optical star coupler is the biconical taper type shown in Figure 1 (see pages 324-325 of the 1st printing of ``Optical Communication Handbook'' edited by Hisayoshi Yanai, published by Chokoku Shoten, September 1, 1982). . This is done by bundling a large number of optical fibers 1 together, heating and twisting the bundle, stretching and fusing it, and forming a tapered region 5 in the center of the bundle to form an input light beam. The optical signal from the fiber (on the left side of tapered region 2) is transferred to multiple output optical fibers (
It is distributed to the right side of the tapered region 2).
なお、第１図中、矢印は光信号の進行方向を示す。Note that in FIG. 1, arrows indicate the traveling direction of the optical signal.
この光スターカプラは光ファイバがガラス材料の場合に
ついての報告例はあるが、プラスチック材料からなる光
ファイバを用いた場合についてはない。これは本発明者
も種々実験行った結果、単に光ファイバ束を加熱するだ
けでは光ファイバ束かなかなか融着されず、そのため、
光の分配、結合がうまくいかないという原因によるもの
と考えられる。そのため、今までプラスチックファイバ
型のスターカプラはまったく実現されていなかった。Although there are reports of this optical star coupler using optical fibers made of glass material, there are no reports of cases where optical fibers made of plastic material are used. As a result of various experiments conducted by the present inventors, the optical fiber bundles are not easily fused simply by heating the optical fiber bundles, and therefore,
This is thought to be due to problems in the distribution and coupling of light. Therefore, until now, no plastic fiber type star couplers have been realized.
本発明の目的は、前記のような問題点を解決する光ファ
イバ型スターカプラを提供することにある。An object of the present invention is to provide an optical fiber type star coupler that solves the above-mentioned problems.
本発明は光ファイバをたばねる前に、光ファイバ外周表
面に光ファイバを溶かす溶剤を塗布した後で光ファイバ
をたばねるか、あるいは、光ファイバ末に溶剤を塗布し
ておき、その後で、光ファイバ末を加熱し、軟化に応じ
て光ファイバ束にひねりを加えながら延伸を行ってバイ
コニカルテーパ形状の光ファイバ型スターカプラを製造
するものである。溶剤を使って光ファイバ同志を接着し
易くさせ、はぼ一体化した後で、加熱、ひねり。In the present invention, before the optical fiber is sprung, a solvent that dissolves the optical fiber is applied to the outer peripheral surface of the optical fiber and then the optical fiber is sprung, or a solvent is applied to the end of the optical fiber, and then the optical fiber is A biconically tapered optical fiber star coupler is produced by heating the fiber end and stretching it while twisting the optical fiber bundle as it softens. A solvent is used to make it easier to bond the optical fibers together, and after they are integrated, they are heated and twisted.
延伸を行うので、各々の光ファイバが一体的に融着し、
光の分配、結合が効率良く行える。すなわち、溶剤が各
々の光ファイバ外周表面を接着する役目をはたし、さら
に加熱により、この溶剤が各各の光ファイバを一体的に
融着させる役目をする。Since stretching is performed, each optical fiber is fused together,
Light distribution and combination can be performed efficiently. That is, the solvent serves to bond the outer peripheral surfaces of each optical fiber, and further, by heating, this solvent serves to fuse the respective optical fibers together.
また溶剤として、光ファイバ外周表面から内部へ拡散浸
入するにつれて光ファイバの屈折率を高めるドーパント
用溶剤液を用いれば、バイコニカルテーパ部の各々のコ
ア部からクラッド部へ向かっての屈折率分布は拡散分布
となり、各々のコア部同志の光結合を密にすることがで
きる。なお溶剤の種類によっては光ファイバ外周表面を
急激に溶解させ１表面を凹凸にして失透させるものがあ
るが、このような場合には、溶剤の中に、溶剤と相溶性
があり、光ファイバ外周表面の溶解を抑制する抑制剤を
充填すればよい、また光ファイバ束の加熱の際に、光フ
ァイバ束の着色防止のために不活性ガス雰囲気に保って
行う。In addition, if a dopant solvent solution is used as a solvent that increases the refractive index of the optical fiber as it diffuses into the optical fiber from the outer circumferential surface to the inside, the refractive index distribution from each core part to the cladding part of the biconical taper part can be changed. This results in a diffused distribution, and the optical coupling between the respective core parts can be made dense. Depending on the type of solvent, there are some that rapidly dissolve the outer circumferential surface of the optical fiber, making the surface uneven and devitrification. It may be filled with an inhibitor to suppress dissolution of the outer circumferential surface, and when heating the optical fiber bundle, it is maintained in an inert gas atmosphere to prevent coloring of the optical fiber bundle.
第２図は本発明の光ファイバ外周表面への溶剤被着の実
施例を示したものである。３はプラスチックファイバで
あり、コアがポリスチレン（屈折率１．５４） で、
クラッドがポリメチルメタアクリレート（屈折率１．４
９） からなるものである。FIG. 2 shows an example of applying a solvent to the outer peripheral surface of an optical fiber according to the present invention. 3 is a plastic fiber whose core is polystyrene (refractive index 1.54).
The cladding is polymethyl methacrylate (refractive index 1.4
9) It consists of the following.
４は溶剤を入れる容器であり、５は溶剤である。4 is a container containing a solvent, and 5 is a solvent.
この溶剤５にはセロソルブ系、ケトン系が好適であり、
たとえば、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケト
ンなどである。この実施例ではメチルイソブチルケトン
を用いた。溶剤５内へのプラスチックファイバの浸して
いる時間によってプラスチックファイバ外周表面の溶解
度を制御することができる。同図（ｂ）は溶剤５の被着
されたプラスチックファイバを示しており、６の部分が
溶剤被着部分である。溶剤５中へのプラスチックファイ
バの浸している時間を３０秒から１０分の間で種々変え
て行った。浸している時間が長い場合にはファイバ表面
に凹凸が生じ、失透が生じた。Cellosolve type and ketone type are suitable for this solvent 5,
For example, methyl isobutyl ketone, methyl ethyl ketone, etc. Methyl isobutyl ketone was used in this example. The solubility of the outer peripheral surface of the plastic fiber can be controlled by the time the plastic fiber is immersed in the solvent 5. The same figure (b) shows the plastic fiber coated with the solvent 5, and the part 6 is the part coated with the solvent. The length of time the plastic fiber was immersed in Solvent 5 was varied from 30 seconds to 10 minutes. If the soaking time was long, the fiber surface became uneven and devitrification occurred.
これは溶解が進行しすぎたためであり、溶剤５内に溶解
抑制剤として、アルコール系の液体（たとえば、イソプ
ロピルアルコール、メタノールなど）を混入することに
より凹凸の発生を予防することができる。この場合、溶
剤と溶解抑制剤の混合比を１対１から１対３程度の範囲
から選ぶ、また溶解速度は溶剤の温度でも制御できる。This is because the dissolution has progressed too much, and by mixing an alcoholic liquid (for example, isopropyl alcohol, methanol, etc.) into the solvent 5 as a dissolution inhibitor, the occurrence of unevenness can be prevented. In this case, the mixing ratio of the solvent and dissolution inhibitor is selected from a range of about 1:1 to 1:3, and the dissolution rate can also be controlled by the temperature of the solvent.
第３図は本発明のプラスチックファイバ型光スターカプ
ラの製造方法を示したものである。これは第２図によっ
て得たプラスチックファイバ３−１．３−２を密着して
平行に並べ、溶剤の被着した部分付近を加熱源７（この
場合、電気炉を用いた。）で加熱する。加熱の際に、酸
化性雰囲気にあるとファイバ表面が酸化と反応して着色
現像を生じるので、不活性ガス′Ｂ囲気中で行う。不活
性ガスとしてはＮ２． Ａ ｒ、 Ｈａ などあるい
はこれらの混合ガス雰囲気が適している。ファイバの加
熱による軟化に応じてファイバ束を矢印１０゜１１方向
に回転させてファイバ束にひねりを加えつつ矢印８，９
方向に延伸を行って、１２の領域にバイコニカルテーパ
形状を形成させる。なお、溶剤の被着していないファイ
バ束を同様に加熱。FIG. 3 shows a method of manufacturing a plastic fiber type optical star coupler of the present invention. This is done by arranging the plastic fibers 3-1, 3-2 obtained as shown in Fig. 2 closely in parallel, and heating the vicinity of the part coated with the solvent with a heating source 7 (in this case, an electric furnace was used). . During heating, if the fiber surface is in an oxidizing atmosphere, the fiber surface will react with oxidation and color development will occur, so heating is performed in an atmosphere of inert gas 'B. As an inert gas, N2. An atmosphere of Ar, Ha, or a mixture thereof is suitable. As the fibers soften due to heating, the fiber bundle is rotated in the directions of arrows 10 and 11, giving a twist to the fiber bundle, and the arrows 8 and 9
Stretching is performed in the direction to form a biconical taper shape in the 12 regions. Note that a fiber bundle that was not coated with solvent was heated in the same way.
ひねり、延伸を行って作成し、伝送特性を比較した。本
発明の場合には分岐比が１対１．過剰損失１．２ｄＢで
あったが、溶剤の被着しない従来の場合には分岐比が１
．４ 対０．６ 、過剰損失２．３ｄＢであった。そし
て従来の場合には２本のファイバが完全に融着しておら
ず、強引に引張るとファイバが分離する。これに対し１
本実施例の場合には完全に融着し一体化している。これ
により、上記のような特性の有人差が生じたものと考え
られる。すなわち、従来の場合、ファイバ表面が不純物
などで汚染されているので溶融しにくいためと考えられ
、本発明の場合には、溶剤被着が表面エツチング効果を
もち、かつ表面の溶解により、ファイバ同志が接着し易
い状態に保たれるためであると考えられる。第３図にお
いて、ファイバ束の加熱前に、ファイバ束にひねりを加
えておいてもよい。このように予めひねりを加えておい
てからこのひねり部を加熱し、融着、延伸すればプロセ
スが簡単となり、再現性良く作れる。また予めひねりを
加えておいてこのひねり部を加熱し、融着、延伸する途
中でさらにひねりを加えてもよい。They were created by twisting and stretching, and their transmission characteristics were compared. In the case of the present invention, the branching ratio is 1:1. The excess loss was 1.2 dB, but in the conventional case without solvent deposition, the branching ratio was 1.
．． 4 vs. 0.6, and the excess loss was 2.3 dB. In the conventional case, the two fibers are not completely fused, and if pulled forcibly, the fibers separate. On the other hand, 1
In the case of this embodiment, they are completely fused and integrated. This is thought to be the reason for the above-mentioned differences in characteristics among the people. In other words, in the conventional case, it is thought that this is because the fiber surface is contaminated with impurities and is therefore difficult to melt, whereas in the case of the present invention, the solvent adhesion has a surface etching effect, and the dissolution of the surface causes the fibers to bond with each other. It is thought that this is because it is maintained in a state where it is easy to adhere. In FIG. 3, the fiber bundle may be twisted before it is heated. By adding a twist in advance in this way and then heating, fusing, and stretching the twisted portion, the process is simple and can be made with good reproducibility. Alternatively, a twist may be added in advance, the twisted portion may be heated, and further twist may be added during fusing and stretching.
このひねりを加えることは結合をより密に行わせる作用
をもつ。Adding this twist has the effect of making the bond tighter.
第４図は本発明のプラスチックファイバ型スターカプラ
の実施例を示したものである。人、出力ボートファイバ
１５−１．１５−２がそれぞれ４本の場合であり、１３
がバイコニカルテーパ部、１４はそのバイコニカルテー
パ部１３を保護するための高分子重合体の被覆材である
。この被覆材１４にはファイバのクラツド材の屈折率と
等しいか、それよりも低い屈折率の材質のものであれば
よい。たとえばクラッドがポリメチルメタアクリレート
の場合には、同様にポリメチルメタアクリレートで被覆
するか、あるいはフッ素系高分子材料（たとえば、ポリ
フッ化ビニリデン、フッ化ビリリデンとテトラフルオロ
エチレンとのコポリマー等）で被覆する。FIG. 4 shows an embodiment of the plastic fiber type star coupler of the present invention. This is the case where there are 4 human and output boat fibers 15-1, 15-2, and 13
is a biconical taper portion, and 14 is a polymer coating material for protecting the biconical taper portion 13. The coating material 14 may be made of a material having a refractive index equal to or lower than that of the fiber cladding material. For example, if the cladding is polymethyl methacrylate, it can be similarly coated with polymethyl methacrylate, or it can be coated with a fluoropolymer material (e.g., polyvinylidene fluoride, a copolymer of pyrylidene fluoride and tetrafluoroethylene, etc.). do.
本発明は上記実施例に限定されない。たとえば、第２図
において、溶剤５内に、ファイバ外周表面から内部へ拡
散浸入するにつれてファイバの屈折率を高めるドーパン
トを充填させておけば、ファイバ間の結合をより密に行
わせ、かつ過剰損失の低減に効果がある。上記ドーパン
トとして、たとえば、スチレン単量体Ｘ重量部とメタク
リル酸メチル単量体１重量部を上記溶剤中に充填させる
。The invention is not limited to the above embodiments. For example, in FIG. 2, if the solvent 5 is filled with a dopant that increases the refractive index of the fiber as it diffuses into the fiber from the outer circumferential surface, the fibers will be bonded more closely together and there will be excessive loss. It is effective in reducing As the dopant, for example, X parts by weight of styrene monomer and 1 part by weight of methyl methacrylate monomer are filled into the solvent.
屈折率の制御は上記Ｘとｙの比を変えることによって可
能である。プラスチックファイバのコア材。The refractive index can be controlled by changing the ratio of X and y. Plastic fiber core material.
クラツド材は種々の場合のものに適用できる。たとえば
、ポリカーボネート、ポリクロロスチレン。Clad materials can be applied to a variety of situations. For example, polycarbonate, polychlorostyrene.
ポリトリフルオロイソプロピルメタクリレート。Polytrifluoroisopropyl methacrylate.
がポリメチルメタアクリレート、クラツド材がポリフッ
化ビリリデンの場合、溶剤として、ジメチルホルムアミ
ドを用いたが、この場合も良好な融着し、分岐比、過剰
損失も前述のような良好な特性であった。When the material was polymethyl methacrylate and the cladding material was polypyrylidene fluoride, dimethylformamide was used as the solvent, and in this case as well, good fusion was achieved, and the branching ratio and excess loss were also good as described above. .
本発明によれば、分岐比、過剰損失特性のすぐれた新規
構造のプラスチックファイバ型スターカプラを簡易に得
ることができる。しかも、長期にわたって使用していて
もバイコニカルテーパ形状部が完全に一体に融着されて
いるので、劣化が生じにくい。According to the present invention, a plastic fiber type star coupler having a novel structure with excellent branching ratio and excessive loss characteristics can be easily obtained. Moreover, even if used for a long period of time, the biconical tapered portion is completely fused together, so deterioration is unlikely to occur.
第１図は従来のファイバ型スターカプラの概略図、第２
図は本発明の光ファイバ外周表面への溶剤被着の実施例
を示す図、第３図は本発明のプラスチックファイバ型ス
ターカプラの製造方法の実施例を示す図、第４図は本発
明のプラスチックファイバ型スターカプラの概略図であ
る。
１・・・光ファイバ、２・・・バイコニカルテーパ形状
部。
３．１５−１．１５−２・・・プラスチックファイバ、
４・・・容器、５・・・溶剤、６・・・溶剤被着部、７
・・・加熱源、８，９・・・延伸方向を示す矢印、１０
．１１・・・ひねり方向を示す矢印、１２・−・加熱部
、１３・・・バイコニカルテーパ形状部、１４・・・被
覆材。Figure 1 is a schematic diagram of a conventional fiber type star coupler, Figure 2 is a schematic diagram of a conventional fiber type star coupler.
The figure shows an example of applying a solvent to the outer peripheral surface of an optical fiber according to the present invention, FIG. 3 shows an example of the method for manufacturing a plastic fiber star coupler according to the present invention, and FIG. FIG. 2 is a schematic diagram of a plastic fiber star coupler. 1... Optical fiber, 2... Biconical taper shaped part. 3.15-1.15-2...Plastic fiber,
4... Container, 5... Solvent, 6... Solvent adhesion part, 7
...Heating source, 8, 9...Arrow indicating the stretching direction, 10
．． DESCRIPTION OF SYMBOLS 11... Arrow indicating the twisting direction, 12... Heating part, 13... Biconical taper shape part, 14... Covering material.
Claims (1)
ファイバ外周表面、あるいは該束の外周表面に該ファイ
バと相溶性のある溶剤を被着した後、該ファイバ束の加
熱、ひねり、延伸操作を行つてバイコニカルテーパ形状
を形成させた光ファイバ型スターカプラ。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記ファイバ束の
加熱前に予めファイバ束にひねりを加えておいたことを
特徴とする光ファイバ型スターカプラ。 ３、特許請求の範囲第１又は２項において、溶剤として
、ファイバ外周表面から内部へ拡散浸入するにつれてフ
ァイバの屈折率を高めるドーパント溶剤を含んだことを
特徴とする光ファイバ型スターカプラ。 ４、特許請求の範囲第１、２、３項のいずれかにおいて
、バイコニカルテーパ形状部を含むファイバ束外周部を
ファイバ外周部の屈折率と等しいかそれよりも低い屈折
率の高分子重合体で被覆したことを特徴とする光ファイ
バ型スターカプラ。 ５、特許請求の範囲第１、２、３、４項のいずれかにお
いて、溶剤の中に、ファイバ外周表面の溶解を抑制する
抑制剤を充填したことを特徴とする光ファイバ型スター
カプラ。 ６、特許請求の範囲第１、２、３、４、５項のいずれか
において、ファイバ束の加熱の際の雰囲気を不活性ガス
雰囲気に保つたことを特徴とする光ファイバ型スターカ
プラ。[Claims] 1. After applying a solvent compatible with the fibers to the outer peripheral surface of each fiber in a bundle consisting of a plurality of plastic fibers or the outer peripheral surface of the bundle, heating the fiber bundle; An optical fiber star coupler that is twisted and stretched to form a biconical taper shape. 2. The optical fiber type star coupler according to claim 1, characterized in that the fiber bundle is twisted in advance before heating the fiber bundle. 3. The optical fiber type star coupler according to claim 1 or 2, characterized in that the solvent contains a dopant solvent that increases the refractive index of the fiber as it diffuses into the fiber from the outer peripheral surface thereof. 4. In any one of claims 1, 2, and 3, the outer periphery of the fiber bundle including the biconical tapered portion is made of a polymer having a refractive index equal to or lower than the refractive index of the outer periphery of the fiber. An optical fiber type star coupler characterized by being coated with. 5. An optical fiber type star coupler according to any one of claims 1, 2, 3, and 4, characterized in that the solvent is filled with an inhibitor that suppresses dissolution of the outer peripheral surface of the fiber. 6. An optical fiber type star coupler according to any one of claims 1, 2, 3, 4, and 5, characterized in that the atmosphere during heating of the fiber bundle is maintained at an inert gas atmosphere.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22868585A JPS6289009A (en) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | Optical fiber type star coupler |
| EP86114218A EP0219096A3 (en) | 1985-10-16 | 1986-10-14 | Optical fiber star coupler and method of manufacturing the same |
| US06/919,635 US4822128A (en) | 1985-10-16 | 1986-10-16 | Optical fiber star coupler and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22868585A JPS6289009A (en) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | Optical fiber type star coupler |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6289009A true JPS6289009A (en) | 1987-04-23 |
Family
ID=16880201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22868585A Pending JPS6289009A (en) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | Optical fiber type star coupler |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6289009A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016060623A1 (en) * | 2014-10-13 | 2016-04-21 | Žilinska Univerzita V Žiline | Technology for preparation of optical waveguide couplers from siloxane polymer fibers |
-
1985
- 1985-10-16 JP JP22868585A patent/JPS6289009A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016060623A1 (en) * | 2014-10-13 | 2016-04-21 | Žilinska Univerzita V Žiline | Technology for preparation of optical waveguide couplers from siloxane polymer fibers |
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