JPS59198419A

JPS59198419A - フアイバ形方向性結合器の製造方法

Info

Publication number: JPS59198419A
Application number: JP7215483A
Authority: JP
Inventors: Masao Kawachi; 河内　正夫; Takao Edahiro; 枝広　隆夫; Juichi Noda; 野田　壽一; Yutaka Sasaki; 豊佐々木
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1983-04-26
Filing date: 1983-04-26
Publication date: 1984-11-10

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。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は光通信や光フアイバセンサの分野で用いるファ
イバ形方向性結合器の製造方法に関する。

従来、光ファイバを利用した方向性結合器としては、第
１図に示すような構造のものが知られている。第１図（
ａ）は２本の光ファイバ１，２の一部を加熱延伸した構
造であり、延伸部８で、コア１ａ。

２ａは互いに光学的に結合し、ファイバ形方向性結合器
を構成するものである。この方向性結合器は、なるほど
簡便な構造を有しているが、２本の光ファイバ１，２を
融着し一体化するには高度の熟練を必要とし、結合比等
の再現性が劣るという欠点があった。

第１図（ｂ）は別の従来法を示し、あらかじめ隣接した
二つのコア４ａ、　４ｂを有する光ファイバ４を用意し
、その両端に光７７　イ／＜　５ａ、　５ｂ、　６ａ、
　６ｂを接続して方向性結合器とするものである。

コア４ａ、　４ｂの間隔は５μｍ程度であり、光ファイ
バ４の長さく通常は数ｃｍ長）を変えることにより、希
望の結合比を実現することができる。しかしこの方向性
結合器では、コア４ａ、　４ｂの間隔が５μｍ程度と小
さいので、両端に接続する光ファイバとしては、第１図
（ｂ）に示したように著しく偏心・したコアを有する特
ｉ、ｑ光ファイバ５ａ、　５ｂ、　ａａ。

６ｂが必要であり、通常の光ファイバとの接続が困難と
なる大きな欠点があった（第１図中）の育成例：宮永、
松本、昭和５７年度電子通信学会光・電波部門全国大会
講演予稿集、分冊２　、　ｓ１２「単一モード光ファイ
バ方向性結合器の基礎検討」参照）。

本発明は従来法の前記の欠点を除去するため、あらかじ
め二つのコアが接続すべきｍｈの−ｙフィバの外径以上
に離れた光ファイバを作製し、この光ファイバの一部を
加熱延伸し光結合を得るとともに、両端には通常のファ
イバの接続を可能にしようとするものである。以下図面
により本発明の詳細な説明する。

第２図（ａ）は、本発明の一実施例を示し、光ファイバ
２２は二つのコア２１ａ、　２１ｂを有し、その一部２
２は延伸されている。光ファイバ２２の両端には中心部
の一つのコアを有する通常の円形ファイ／＜　２８ａ、
　２８ｂ、　２４ａ、　２４ｂが接続されテイル。コア
　２１ａ、　２１ｂ間の距離は、ファイ／＜　２８ａ、
　２８ｂ、　２４ａ＋・２４ｂの外径以上であり、光フ
ァイバ２１の端面でファイバ２８ａ、　２４ａのコア部
はコア２１ａと整合するように、ファイバ２８ｂ＋　２
４ｂのコア部はコア２１ｂと整合するように接続されて
いる。例えばファイバ２３ａより入射した光はコア２１
ａへと伝播し、延伸部２２で、コア２１ｂへと一部結合
し、最終的にファイバ２４ａ、　２４ｂへと出射する。

具体例を次に述べる。光ファイバ２１としては外径２５
０μ埠、コア２１ａ、　２１ｂ間の距離（コア中心間の
距離）　１４０μｍ、　：７ア２１ａ、　２１ｂの直径
ｓμｍ。

コア・クラッド間比屈折率差０．２５％の石英系光ファ
イバ２１を用いた。約ＩＱｃｍ長の光ファイバ２１の一
端に、外径１２５μｍ１コア径８μｍ１コア・クラッド
間比屈折率差０・２５％の通常の単一モード光ファイバ
２８ａを接続し、１　、１５／ｊｍ　ＨｅＮｅ　レーザ
光を、光ファイバ２８ａを介してコア２１ａに導入した
。ファイバ２１をファイバ延伸装置にセットし、ファイ
バ２１の出射端のニア−フィールドパターンを赤外線テ
レビで観察しつつ、ファイバ２１の一部を酸素プロパン
炎を用いたミニトーチで局所的に加熱し、徐々に延伸し
て所望の結合比を得たところで、延伸を止めた。延伸部
の直径は最も細い部分で１０μｍ程度、延伸部の長さは
、テーバ状部を含めて５〜１０園長程度であった。

前記実施例において、ファイバ２１は、第８図（ａ）に
示したように、円柱状石英ガラスに穴あけ加工したクラ
ッド母体８１に、コアとなるべき部分を含んだコア母体
（コアガラス体）　８２ａ、　３２ｂを入れ、加熱一体
化して、線引の手法で作製したものである。またファイ
バ２１とファイバ２８ａとの接続は、顕微鏡下の微動台
を操作して達成することができ、接続剤としてレンズボ
ンドを用いることができるが、より確実には、ファイバ
２１のコア１２１ａとファイバ２８ａとの位置合わせ後
、Ｃ０２レーザやミニトーチもしくはアーク放電で融着
する方法が優れており、０゜２ｄＢ以下の接続損での接
続が可能である。これは本発明の方法では、第１図（′
ｂ）の従来法と異なる光ファイバ２８ａとして通常の光
ファイバを用いることが可能だからである。

延伸工程終了後Ｏこは、ファイバ２１の延伸部２２・を
残して数ｃｍ長に切断した後、あらためて、４本の元フ
ァイバ２８ａ、　ｚ８ｂ、　２４ａ、　２４ｂを接続し
、ハラケージ化してもよく、また必要であれば、レーザ
光源や、光検出器とレンズ系を介して結合させて用いる
こともできる。

本発明の方法により作製した方向性結合器では、結合部
すなわち延伸部２２では過剰損失はほとんどない。これ
は二つの別個の光ファイバを融着し一体化延伸する第１
図（ａ）の従来法では、０．５ｄＢ程度の過剰損失を伴
うのに比べて利点である。この理由は本発明では、二つ
のコア２１ａ、　２１ｂが１本の光ファイバ２１に平行
度良くあらかじめ内蔵されており、ファイバの平行融着
の不完全性に伴う損失が生じないからである。

第２図（ｂｌは本発明の他あ実施例であり、偏波保持性
方向性結合器の構造例を示す。光ファイバ２５は二つの
コア２５ａ、　２５ｂのほかに、コア領域に応力複屈折
性を付与するための応力付与部２６ａ、　２６ｂ。

２６０を有している。応力付与部２６ａ、　２６ｂ、　
２６０は、コア２５ａ、　２５１）に対しての対称性を
考慮して配置さ・れており、結果としてコア２５ａ、　
２５ｂは直線偏波保゛持性を有する。

ファイバ２５の両端には、やはり応力付与部を有スル偏
波保持性７フイ６２８ａ、　２８ｂ、　２９ａ、　２９
ｂが接続されており、コア２５ａ、　２５ｂ間の距離は
ファイバ２８’ａ、　２８ｂ、　２９ａ、　２９ｂの外
径以上の大きさである。

加熱延伸の工程は第２図（ａ）の場合と同機であるが、
偏波保持のためＣ７アイハ２８　ａｌ　２８ｂ　ｐ　２
９　ａ　＋　２９　ｂとの接続に際しては、ファイバの
主軸合わせの操作が必要であり、この操作は顕微鏡下で
行うことができる。

ファイバ２５は、第８図（′ｂ）に示すように、穴あけ
加工したクラッド体８３にコア部を含んだガラス体３４
ａ、　３４ｂ　％応力付与ガラス体８５ａ、　３５ｂ、
　８５０を入れ、一体線引きするこ−とＱこより作製す
ることができる。

本発明のファイバ形方向性結合器の製造方法は、第４図
に示すように２連構造への拡張も容易である。第４　Ｉ
Ｉ　（ａ）において二つのコアを有する光ファイバ４１
４１は、２ｍ所４５．４６で延伸されており、延゛伸部
４５．４１６の中間部は片側がコア部までエツチングさ
れ、光吸収体４８がコートされている。この２連構造の
等価回路は、第４図（ｋ））に示したが、コア部４１に
半導体レーザを、コア部４２に光検出器を接続し、また
コア部４．ｌａ、　４１ｂの端に光フアイバコイルを接
続して、光ジヤイロスコープを構成することが可能で、
この種の方向性結合器は光フアイバセンサの分野に広い
応用を期待できる。

本発明の実施例においてコアが二つの場合について述べ
たが、コアを三つもしくはそれ以上の複数コアを有する
場合でも、容易に拡張することができる。コア間の距離
が互いに該複数のコアを有するファイバの両端に接続さ
れるファイバの外径以上の大きさをもつようＱこ設計、
作製すれば、本発明の主旨をそこなうことなく、方向性
結合器を実現することができる。

以上説明したように、本発明の方向性結合器の製造方法
によれば、あらかじめ二つのコアを内蔵した光ファイバ
の必要部分のみを加熱延伸し、光結合させるので、作製
が容易で光の結合状態をモ；りしながら作製でき、光フ
ァイバの平行融着に伴う損失を防止することができる。

また前記光フアイバ端面のコア間の距離は、通常の光フ
ァイバを接続できるよう十分に離れているので、特殊な
偏心ファイバを用いる必要がなく、接続に伴う損失も０
．２ｄＢ以下に押えることができ、また、レーザや光検
出器との接続も容易に行うことができる。また非延伸部
での光結合は全くないので、２連構造のカップラーもコ
ンｉぐクトな形に実現することができ、光通信や、元フ
ァイバセンサの分野に応用してきわめて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１　［１Ｕ（ａ）　、　（ｂ）は従来法の方向性結合
器の構造例図、第２図（ａｌ　、　（ｔ））は本発明の
方法により作製した方向性結合器の構造例図、第３図ｔ
ａ）　、　（ｂ）はそれぞれ第２　ｍ　（ａ）　、　（
ｂ）で用いる二つコアの光ファイ／（用線引母材の購成
法を示す図、第４図（ａ）は本発明２連購造への応用例
図、第４図（ｂ）は第４図（ａ）の等価回路図である。１．２・・・光ファイバ、ｌａ、　２ａ・・・コア、３
・・・延伸部、４・・・隣接したコア４ａ、４ｂを有す
る光７アイハ、５ａ、　５ｂ、　６ａ、　６ｂ−・・偏
心：１７７フイバ、２１・・・ニー）（７）　ニア　７
２１ａ、　２１ｂを有する光ファイバ、２２・・・延伸
部、２８ａ、　２８ｂ、　２４ａ、　２４ｂ−”ＩＱ　
７７　イハ、２５　””：Ｊｌ　ツ（Ｄ　コア　２５ａ
、　２５ｂ　（！：　応力’（”ｆ　与ｆｌｄ　２６ａ
、　２６ｂ。２６０を有する偏波保持性元ファイバ、２７・・・延伸
部、２８ａ、　２８ｂ、　２９ａ、　２９ｂ　・、、偏
波保持性７フイバ、３１−・・り５　ツ）’母相、８２
ａ、　３２ｂ・・・コア部を含むガラス体、８３・・・
クラッド母体、８４ａ、　８４＋ｂ・・・コア部を含む
ガラス体、８５ａ、　ａ５ｂ、、　ａ５ｃ　−・・応力
付与ｊｆ　５７．体、４１゜４１ａ、　４２．４２ｂ・
・・コア部、４８・・・光吸収体、４４・・・二つのコ
アを有する光ファイバ、４１５．４６・・・延伸部。特許出願人　日本電信屯話公社（ａ）図

Claims

【特許請求の範囲】Ｌ　複数のコアが光結合を起こす間隔以下に近接して平
行する光結合部を有するファイ／〈形刃向性結合器の製
造方法において、コア中心間の距離が単心の光ファイバ
の外径以上である多コアファイバをあらかじめ作製し、
該多コアファイバの所望の部分を加熱延伸して、光結合
部を作製することを特徴とするファイバ形方向性結合器
の製造方法。以　多コアファイバとしてコア部Ｇこ応力複屈折性を与
える応力付与部を有する多コアファイバを用いることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のファイバ形方向
性結合器の製造方法。