JP3335902B2 - 光減衰器及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバーで構
成された光減衰器及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図５に示すような縦断面構造の光
減衰器が知られている。この光減衰器は、光ファイバー
１，２の光ファイバー端３，４の少なくとも一方に半透
明の誘電体薄膜Ｇが蒸着され、誘電体薄膜Ｇを光ファイ
バー端３，４で挟んで結合した構造となっており、誘電
体薄膜Ｇの蒸着膜厚により光減衰量が調整されている。
そして、一方の光ファイバー１（又は２）に入射した光
ｈνを誘電体薄膜Ｇで減衰し、その減衰した光ｈν’を
他方の光ファイバー２（又は１）へ導出する双方向性を
有している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の光減衰器にあっては、この光減衰器を製造するため
に、少なくとも、光ファイバー端３，４に誘電体薄膜Ｇ
を蒸着するための蒸着工程と、光ファイバー１，２を光
軸合わせして一体化させる結合工程とが必要であり、更
に、これら蒸着工程と結合工程とを一つの連続した製造
プロセスでは行えないため、製造工程数が多く且つ作業
性が悪いという問題があった。

【０００４】また、一方の光ファイバー１（又は２）に
入射した光ｈνの一部が光ファイバー端３，４と誘電体
薄膜Ｇとの接触面で反射すると、その反射光により伝送
品質が低下する。そこで一般的に、光ファイバー１，２
の光ファイバー端３，４を劈開して斜めに研磨し、この
研磨面に誘電体薄膜Ｇを蒸着することで反射光の発生を
防止している。しかし、光減衰器の光学特性が光ファイ
バー端面３，４の研磨精度に依存してばらつくため、光
学特性の揃った光減衰器を高い歩留まりで製造すること
が困難であった。

【０００５】また、誘電体薄膜Ｇのみの光減衰量を得る
ためには、光ファイバー１，２を極めて高い精度で調芯
し、結合損失が生じないようにする必要がある。しか
し、この高精度の調芯は難しく、この点からも光学特性
の揃った光減衰器を高い歩留まりで製造することが困難
であった。

【０００６】また、光ファイバー端３，４を光透過性を
有する接着材で固着したり、光ファイバー端３，４の近
傍をガラス部材やセラミック部材で支持して接着材で固
着することで、光ファイバー１，２が一体化されてい
る。しかし、温度変化や湿度変化に伴って接着材の屈折
率が変化することで反射光の増大を招いたり、光ファイ
バー１，２と接着材の熱膨張係数の違いによって光ファ
イバー端３，４の結合がずれるため、誘電体薄膜Ｇでの
反射光の増大や光結合効率の低下などを招来する問題が
あった。

【課題を解決するための手段】本発明は、このような従
来技術の課題を克服するためになされたものであり、光
ファイバーで形成される光減衰器において、前記光ファ
イバーの少なくとも１箇所の部分に、加熱及び引き伸ば
しによる一体成形で細線化され、且つ、捻りが加えられ
たテーパー形状の光減衰部を備える構造にした。

【０００７】この構造によれば、光ファイバーの一方の
光ファイバー端に入射する光が光減衰部のテーパー形状
に応じた光減衰量で減衰され、その減衰された光が光フ
ァイバーの他方の光ファイバー端へ導出される。

【０００８】この際、前記光減衰部に捻りが加えられた
構造にしたため、光減衰部の光減衰量が微調整され、よ
り高精度の光減衰器となる。

【０００９】また、光ファイバーで形成される光減衰器
の製造方法において、前記光ファイバーの少なくとも１
箇所の部分を捻りながら加熱し且つ引き伸ばすことによ
り、細線化されたテーパー形状の光減衰部を一体成形す
ることとした。

【００１０】この製造方法によれば、光を減衰するため
の光減衰部を、一本の光ファイバーで一体成形すること
ができ、極めて簡素な構造で低コスト高精度の光減衰器
を実現できる。

【００１１】また、前記光ファイバーの一方の光ファイ
バー端に一定強度の光を入射し、前記光ファイバーの他
方の光ファイバー端より出射する光の強度を観察し、入
射した光に対する出射した光との光減衰量に基づいて前
記光減衰部の光減衰量を調整することとした。

【００１２】この製造方法によれば、極めて高い精度で
所望の光減衰量を設定することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の光減衰器の実施の
形態を図面を参照して説明する。尚、図１（ａ）は、本
実施の形態の光減衰器の外観構造を示す斜視図、同図
（ｂ）はその縦断面図である。

【００１４】同図（ａ）（ｂ）において、この光減衰器
５は、テーパー形状の光減衰部６が一体成形された光フ
ァイバーＦＢと、ガラス類、セラミック類あるいは結晶
化ガラスなどの熱膨張係数の小さな硬質材で形成された
略円柱状の保持部材（以下、サブストレートという）７
とを備えて構成されている。

【００１５】サブストレート７には長手方向に沿った長
溝８が形成されており、この長溝８内に光減衰部６とそ
の光ファイバーＦＢの両端部分９，１０が収容され、両
端部分９，１０が熱硬化樹脂などの接着材ＡＤで長溝８
内に固着されている。尚、サブストレート７及びこれに
収容された光減衰部６と両端部分９，１０が光減衰器５
の本体部分、光ファイバーＦＢの残余の部分はいわゆる
ピッグテイルとなっている。

【００１６】そして、この光減衰器５は、光ファイバー
ＦＢの一方のピッグテイルに入射した光ｈνを光減衰部
６で減衰し、その減衰した光ｈν’を他方のピッグテイ
ルへ導出する双方向性を有している。

【００１７】次に、光減衰器５の製造方法を図２（ａ）
（ｂ）を参照して説明する。まず、同図（ａ）に示すよ
うに、光ファイバーＦＢのジャケットを部分的に除去
し、光ファイバーＦＢを部分的に露出させる。この露出
部分６’の両端部分９，１０をアクチュエータ（図示
略）に装着する。

【００１８】次に、同図（ｂ）に示すように、酸素とプ
ロパンとの混合ガスによる火炎１１で露出部分６’を加
熱して軟化させ、更に上記アクチュエータを起動して両
端部分９，１０を図中のＸ，Ｘ’方向に引き離すことに
より、露出部分６’の軟化部分を光ファイバー軸に沿っ
て真っ直ぐに引き伸ばす。この加熱処理と引き伸し処理
により、露出部分６’の軟化部分が細線化され、光ファ
イバー軸の軸方向に沿ってコア径及びクラッド径が次第
に細くなって再び太くなるテーパー形状の光減衰部６が
形成される。

【００１９】ここで、光減衰部６における光ファイバー
軸とテーパー形状との成す角度（以下、テーパー角度と
いう）に応じて光減衰量が変化する。すなわち、所望の
光減衰量の光減衰部６を成形するためには、上記テーパ
ー角度を所定の角度以上にする必要があり、また、テー
パー角度を変えると光減衰部６における光減衰量が変化
する。

【００２０】そこで本実施の形態では、光ファイバーＦ
Ｂの一方のピッグテイルから一定強度の光を入射し、他
方のピッグテイルから出射される光の強度を逐一観察し
ながら、火炎１１の温度と、火炎１１による露出部分
６’の加熱範囲、加熱開始タイミング及び加熱終了タイ
ミング、露出部分６’に掛ける引張力、その引張力を掛
ける開始タイミング及び終了タイミング等の制御パラメ
ータを調節しつつ上記の加熱処理と引き伸し処理を行
い、入射光に対する出射光の光減衰量が所望の値になっ
た時点で加熱処理と引き伸し処理を終了することで、所
望の光減衰量の光減衰部６を成形している。

【００２１】そして、光減衰部６を成形した後、光ファ
イバーＦＢを図１に示したサブストレート７の長溝８内
に収容して接着材ＡＤで固着することにより光減衰器５
を完成する。

【００２２】このように本実施の形態の光減衰器５は、
光減衰部６が上記加熱処理と引き伸し処理によって１本
の光ファイバーＦＢに一体成形されており、図５に示し
た従来の光減衰器のような別個の光ファイバーを結合し
た結合構造がないため、反射光の発生や光結合効率の低
下などの問題を招来することなく、優れた伝送品質と安
定した光学特性を備えている。

【００２３】また、光減衰部６を１本の光ファイバーＦ
Ｂで実現していることから、極めて簡素な構造となり、
製造コストの低減が可能である。

【００２４】また、上記の加熱処理と引き伸し処理を一
つの連続した製造プロセスで行うことから、製造工程数
の大幅な低減と作業性の向上が可能である。また、上記
の加熱処理と引き伸し処理により、光学特性の揃った光
減衰器を高い歩留まりで製造することができる。

【００２５】また、光減衰部６のテーパー形状に応じ
て、光減衰量の他に波長選択性をも調整することができ
る。このため、例えば、２以上の波長の光信号を伝送す
る通信用光ファイバー線路における各波長に対する伝送
損失特性が異なるような場合に、その通信用光ファイバ
ー線路に光減衰器５を結合することで、光強度の高い波
長成分を減衰させて伝送損失特性を補償する等の応用が
可能である。

【００２６】更に、通信用光ファイバー線路で伝送され
る２以上の波長の光信号を、光受信機に内蔵されている
受光素子の最適受光感度に合わせたり、光送信機に内蔵
されている発光素子から出射される２以上の光信号の光
強度を揃えて通信用光ファイバー線路に導入することに
より光ファイバー伝送網の全体の伝送品質を向上させる
等の応用が可能である。

【００２７】また、以上の説明では、１個の光減衰部６
を成形する場合を述べたが、図３（ａ）に示すように、
複数の箇所に光減衰部６ａを成形してもよい。かかる構
造にすると、１個の光減衰部６だけでは光減衰量を高精
度で調整できない場合に、複数の光減衰部で微調整する
ことができる等の効果が得られる。また、２以上の波長
の光に対する光減衰量を各光減衰部で個別に設定するこ
とができる。

【００２８】また、図３（ｂ）に示すように、両端部分
９，１０を互いに逆方向ｙａ，ｙｂに捻りながら上記の
加熱処理と引き伸し処理を行うことで、光減衰部６に捻
りを加えてもよい。このように光減衰部６に捻りを加え
ると、所望の光減衰量を微調整することができ、より高
精度の光減衰器を形成することができる。

【００２９】また、光ファイバーＦＢの種類について
は、単一モード光ファイバーや多モード光ファイバー、
石英ガラスを用いた光ファイバーなど、様々な種類の光
ファイバーを使用しても、本発明の光減衰器を形成する
ことできる。

【００３０】また、図１に示す光減衰器５では、光減衰
部６をサブストレート７に保持することにより機械強度
を高めているが、図４の縦断面図に示すように、光減衰
部６とサブストレート７を熱収縮チューブ１２で被覆
し、金属製の円筒管１３内に収容して接着材１４で固着
することにより、更に機械的強度を高める構造にしても
よい。

【００３１】なお、一様径の光ファイバーＦＢの一端
に、それより細いテーパー形状の光減衰部６を成形する
ことにより光減衰効果が得られるのは、光減衰部６での
コア径が細くなることで有効断面積が小さくなり、クラ
ッドへ漏洩した光量が光減衰量になると考えられる。ま
た、クラッド径も細くなることから、クラッド中を通過
して光減衰部６の外へ漏洩することによるものと考えら
れる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
を減衰するための光減衰部が一本の光ファイバーで成形
されているため、極めて簡素な構造で低コスト高精度の
光減衰器を提供することができる。更に、光減衰部が一
本の光ファイバーで成形され、機械的結合部分の無い構
造を実現しているため、安定な光学特性を有し且つ光学
特性の揃った光減衰器を高い歩留まりで製造することが
できる。

【００３３】また、光減衰部を捻りながらの加熱処理と
引き伸し処理という連続した製造プロセスで成形できる
ため、製造工程数の大幅削減と作業性の向上が可能であ
る。

【００３４】また、光減衰部のテーパー形状を調節する
ことにより、様々な光減衰量の光減衰器を形成すること
ができる。

【００３５】また、テーパー形状を調節することで、波
長選択性を有する光減衰器を形成できるため、光ファイ
バー伝送網における伝送品質の向上を図る等の応用が可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態の光減衰器の構造を示す斜視図及
び縦断面図である。

【図２】本実施の形態の光減衰器の製造方法を示す説明
図である。

【図３】本実施の形態の光減衰器の変形例を示す説明図
である。

【図４】本実施の形態の光減衰器をより強度の高い構造
した場合の構造を示す縦断面図である。

【図５】従来の光減衰器の構造を示す縦断面図である。

【符号の説明】

５…光減衰器 ６，６ａ…光減衰部 ６’…露出部 ７…サブストレート ８…長溝 １１…火炎 ＦＢ…光ファイバー

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバーで形成される光減衰器にお
   いて、 前記光ファイバーの少なくとも１箇所の部分に、加熱及
   び引き伸ばしによる一体成形で細線化され、且つ、捻り
   が加えられたテーパー形状の光減衰部が備えられている
   ことを特徴とする光減衰器。
2. 【請求項２】 光ファイバーで形成される光減衰器の製
   造方法において、 前記光ファイバーの少なくとも１箇所の部分を捻りなが
   ら加熱し且つ引き伸ばすことにより、細線化されたテー
   パー形状の光減衰部を一体成形することを特徴とする光
   減衰器の製造方法。
3. 【請求項３】 前記光ファイバーの一方の光ファイバー
   端に一定強度の光を入射し、前記光ファイバーの他方の
   光ファイバー端より出射する光の強度を観察し、入射し
   た光に対する出射した光との光減衰量に基づいて前記光
   減衰部の光減衰量を調整することを特徴とする請求項２
   に記載の光減衰器の製造方法。