JPS61226712A

JPS61226712A - 光フアイバカプラ

Info

Publication number: JPS61226712A
Application number: JP6647985A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Imoto; 克之井本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-04-01
Filing date: 1985-04-01
Publication date: 1986-10-08
Anticipated expiration: 2010-03-08
Also published as: JPH0721568B2

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】〔発明の利用分野〕本発明は直線偏波保持性を有する単一モード光ファイバ
カプラに関し、人、出力ポート数が共にｎ（ｎ−≧２）
からなる構成のカブうである。光ファイバジャイロシス
テムに好適なカプラである。

〔発明の背景〕

直線偏波保持性を有する単一モード光ファイバカプラは
、光ファイバセンサ、光ファイバジャイロ、コヒーレン
ト光通信などへの応用が期待されている。

直線偏波保持性単一モード光ファイバカプラの報告とし
ては１例えば、［直線偏波保持性単一モード光ファイバ
カブラ」、河内正夫、電子通信学会光・量子エレクトロ
ニクス研究会、ＯＱＥ　８３−８１，２３頁〜３０頁が
ある。これを第１図に示す、まず同図（ａ）に示すよう
に、２本の光ファイバを第２図（ａ）〜（ｃ）のいずれ
かの配列で並べ、ついで第１図（ｂ）に示すように、光
ファイバの融着を助けるために配列した光ファイバ側面
にＳ　ｉ　Ｏ，系ガラス微粒子を薄く堆積する。

ただし、第２図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の左側図面は融
着・延伸前の直線偏波保持を許す２本のファイバの断面
の配列を、矢印で示した右側の図面は、左側の２本のフ
ァイバをそのまま融着・延伸して得た直線偏波保持を許
す融着・延伸ファイバ断面をそれぞれ示す、そして第１
図（Ｃ）において、酸素プロパン炎で上記配列部を加熱
することにより光ファイバを平行に融着し、かつ同図（
ｄ）に示すように矢印方向に延伸してカプラを得る方法
である。この方法により、大きな消去比、低挿入特性が
実現されている。ところが、光ファイバは低挿入損失で
等分配特性を得るためにその外径をエツチングし、５０
μｍφ程度にして用いる。

そのため、酸素プロパン炎で加熱しながら延伸する際に
、上記炎で光ファイバに不要な変形が生じたり、焼損し
たりするなどのトラブルが生じ、再現性よく作ることが
困難であった。また、作り終えたカプラの特性測定時と
か、持ち運びなどの取扱い時に融着・延伸部が破断する
などのトラブルが発生し易く、機械的強度に問題があっ
た。

〔発明の目的〕

本発明の目的は前記従来の問題点を解決させる偏波保持
型単一モード光ファイバカプラを提供することにある。

すなわち、再現性良く作れ、また機械的強度が大きく、
さらに不純物の混入の少ない光ファイバカプラを提供す
ることにある。

〔発明の概要〕

本発明は使用する光ファイバの融点よりも低いガラス容
器内に複数本の光ファイバを所望の配置をもって挿入す
る。ついで上記ガラス容器を加熱し、複数本の光ファイ
バとガラス容器をほぼ同時に軸方向に延伸してパイコニ
カルテーバ形状をもったガラス容器を形成させたもので
ある。ガラス容器の軟化温度、融点が光ファイバのそれ
よりも低いので、加熱、溶融時に上記複数本の光ファイ
バの配列が乱れることなくガラス容器で密に被覆され、
かつ延伸できることを本発明者は実験的に見いだして本
発明を得たものである。しかも、ガラス容器の熱膨張係
数が光ファイバのそれよりも大きいので、光ファイバの
延伸による偏波保持性の低下を抑制することができる。

すなわち、光ファイバがガラス容器で密に被覆され、軸
方向に延伸後、冷却されることによって光ファイバにそ
の外周から圧縮応力が働き、光ファイバの延伸による応
力特性の緩和を抑制するように作用する。その結果、直
線偏波の保持性効果が得られる。また光の結合、分配を
行うところの細径のパイコニカルテーパ形状部がガラス
容器で被覆されているので機械的強度の補強にもなる。

また光ファイバカブラの取扱いも容易になり、破断など
の心配もなくなる。ここでガラス容器としては、多成分
系の低軟化点ガラス、たとえば、ソーダシリカガラス。

カリガラス、ソーダ・石灰・シリカガラス、鉛ガラス、
ニュートラルガラス、パイレックスガラス。

硼珪酸ガラス、燐酸塩ガラス、バリウムガラス。

鉛アルカリガラスなどを用いることができる。市販品と
して、コーニング社のＧ−５，Ｇ−８，Ｇ６　、　　Ｇ
　−−７１、Ｇ　−３７１８Ｎ　、　　７０５　Ａ　Ｊ
　。

７０５Ａ０．７０２Ｐ、７０２ＥＪなどの商品名のもの
がある。

もう一つの本発明は、光ファイバの外周に目しるしのつ
いた円筒管をその両端付近に被覆し、光ファイバ断面の
主要軸と上記目じるしをほぼ一致させるようにした光フ
ァイバを用いて光ファイバカプラを作ることにある。す
なわち、複数本の光ファイバを上記目じるしを基準にし
て第２図のいずれかの配列になるように配置して光ファ
イバカプラを作ることである。ここで上記円筒管は金属
。

ガラス、セラミックス、高分子重合体などの材質からな
る管を用いることができる。

以上のように、光ファイバの配列を所望の状態に保って
延伸することができるので消光比の劣化のない偏波保持
型単一モード光ファイバカプラを実現することが可能で
ある。

〔発明の実施例〕

第３図に本発明の偏波保持型単一モード光ファイバカプ
ラの製造方法および構成図を示す、同図に用いている光
ファイバ（石英系ガラスファイバ）は、ＰＡＮＤＡ形の
名称で呼ばれているものを用い、第２図（ｂ）のごとく
配列した実施例であるが、第２図（ａ）、あるいは（ｃ
）のごとく配列してもよい、また光ファイバには、ＰＡ
ＮＤＡ形以外に、楕円クラッド形、楕円コア形などの名
称で呼ばれている偏波保持型光ファイバを用いてもよい
。第３図（ａ）において、３は光ファイバ１，２の融点
よりも低い融点を有する中空ガラス（この場合、パイレ
ックスガラス管を用いた。）であり、４は加熱源（たと
えば、酸水素ガスバーナ、酸素プロパンガスバーナ、電
気炉、高周波加熱源、放電装置などを用いることができ
るが、この場合、酸水素バーナを用いた。）である、ま
ず、中空ガラス管３内に２本の光ファイバ１，２を挿入
する。ついで、入力ポート光ファイバ１−１．２−１．
出力ポート光ファイバ１−１．２−２の光ファイバ配列
を第２図（ｂ）のように配列し、矢印５−１゜５−２方
向に引張って直線的に並べて置く、そして、中空ガラス
管３を酸水素バーナ４で加熱しながら矢印５−１．５−
２方向への引張りを加えて同図（ｂ）のように、中空ガ
ラス管３の中央部を収縮させて光ファイバと融着させ、
かつ、パイコニカルテーバ状に延伸させた形状部６を形
成させる。このような構成では、光ファイバ１，２が直
接に酸水素バーナの火炎に接触しないので、光ファイバ
の配列が火炎によって変動することがない。

また中空ガラス管３の方が融点が低いので、光ファイバ
をすばやく被覆するので、加熱時での光ファイバ配列の
変動も生じにくい、第３図の構成において、中空ガラス
管３内に挿入された光ファイバ１，２の外径は低挿入損
失で等分配特性を実現させるためにエツチングにより減
少させておいてもよい、また、中空ガラス管３と光ファ
イバ１゜２の間には光ファイバ１，２のクラッド部の屈
折率と等しいかそれよりも低い屈折率の微粉末あるいは
微粒子状のガラスを介在させておいてもよい。

第４図（ａ）〜（ｆ）は本発明の偏波保持型単一モード
光ファイバカプラに用いるガラス容器の実施例を示す、
同図（ａ）はテーパ状の中空ガラス管であり、中央部付
近の管内径を挿入する光ファイバ束の外径よりも若干大
きい程度にすることにより、加熱時の光ファイバ配列の
乱れをできるだけなくすように配慮した構造である。同
図（ｂ）は中空ガラス管の中央部に六８を設けたもので
ある。この六８は中空ガラス管３内の光ファイバ束の融
着、延伸を促進させるためのものである。すなわち、酸
水素バーナの火炎の一部が光ファイバ束に直接接触する
ようにしたものである。なお。

光ファイバ束に酸水素バーナの火炎の一部が直接接触し
ても、光ファイバ東全体がガラス管３で被覆されている
ので配列の乱れはほとんど生じない。

同図（Ｑ）は方形状のガラス容器であり、同図（ｄ）は
同図（Ｑ）の中央部をテーパ状にしたものである。同図
（ｅ）はＵ型ガラス容器である。

これら同図（Ｑ）〜（、）の容器では光ファイバを複数
本並置しやすいという特徴がある。同図（ｆ）は楕円形
状に近い構造のガラス容器であり、同様に光ファイバの
配列合わせに適している。なお同図（ａ）、（ｃ）〜（
ｆ）の場合にも同図（ｂ）のように六８を設けてもよい
。

第Ｓ図は本発明の偏波保持型単一モード光ファイバカプ
ラに用いる円筒管付き光ファイバの概略図を示したもの
である。同図（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（Ｃ
）は右側面図である。１は偏波保持型単一モード光ファ
イバであり、ガラスのみからなる光ファイバ素線、ある
いは部分的に高分子重合体で被覆された光ファイバでも
よい。

この高分子重合体で被覆された光ファイバの場合には、
中空ガラス管３内に挿入されて加熱される光ファイバ部
分１１はガラスのみからなる光ファイバ素線でなければ
ならない、またこの１１の部分は前述したように、外径
をエツチングして減らしておいてもよい、第５図におい
て、９−１．９−２は目しるし１０付きの円筒管である
。この目じるし１０と光ファイバ断面の主要軸とはほぼ
一致させである。この円筒管９−１．９−２は金属。

ガラス、セラミックス、あるいはナイロン、塩化ビニー
ル、シリコーン、フッ素樹脂などの高分子重合体の材質
からなる管、さらには熱収縮性のチューブを用いる。目
しるし１０は、たとえばＶ溝。

Ｕ溝、凸部など、あるいは単なる筆記用具で描いた記入
線、さらにははりつけたマーカーなどでもよい。この目
じるしと光ファイバ断面の主要軸との位置合わせは光フ
ァイバ断面の顕微鏡観察などによって行う６円筒管９−
１．９−２は光ファイバ両端面付近に限らず、１１部分
以外の任意の個所にあってもよい。

第６図は第５図の円筒管付き光ファイバ２本を用いて偏
波保持型単一モード光ファイバカプラを作る製造方法の
一実施例を示したものである。同図（ａ）は正面図、（
ｂ）は左側面図である。９−１と９−３の円筒管の目じ
るしを合わせ、ついで各々の光ファイバにひねりが加わ
らないようにして９−２と９−４の円筒管の目じるしを
合わせる。そして中空ガラス管３内にこれら光ファイバ
を挿入し、第３図の場合と同様にして第７図の光ファイ
バカプラを作る。

第８図は本発明の偏波保持型単一モード光ファイバカプ
ラの別の実施例である。光ファイバには楕円クラッド形
偏波保持型光ファイバを用いている。１２−１．１２−
２は一体につながった中空ガラス管、あるいは別々の中
空ガラス管である。

さらには金属管、セラミックス管高分子重合体管（たと
えば、シリコーン、フッ素などの材質からなる熱収縮性
チューブでもよい。

本発明は上記実施例には限定されない、たとえば、ガラ
ス容器は２！Ｊ以上の容器で溝成されていてもよい、ま
たガラス容器と金属、セラミックス。

高分子重合体などの容器との組合せであってもよい。ガ
ラス容器内に挿入する光ファイバは３本以上でもよい、
また光ファイバには、上記偏波保持型単一モード光ファ
イバ以外に、通常の単一モード光ファイバ、多モード光
ファイバを用いて光ファイバカプラを使ってもよい、こ
の場合には、たとえば第３図の方法において、加熱する
前に光ファイバ束に予めひねりを加えておき、その後で
加熱と同時にさらにひねりを加えつつ矢印５−１゜５−
２方向に延伸を加えればより低挿入損失で等。

分配の光カプラを作ることが可能である。また９−１〜
９−４は円筒管以外に外形状が方形状のもの、あるいは
三角形状のものでもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、消光比が大きく、低損失で。

機械的強度に優れた偏波保持型単一モード光ファイバカ
プラを再現性良く作れる。その結果、大幅な低コスト化
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の直線偏波保持性単一モード光ファイバカ
プラの製造方法、第２図は従来の直ｍｓ波保持を許す光
ファイバ配列、第３図は本発明の偏波保持型単一モード
光ファイバカプラの製造方法および構成図の実施例、第
４図は本発明の偏波保持型単一モード光ファイバカプラ
に用いるガラス容器の実施例、第５図は本発明の偏波保
持型単一モード光ファイバカプラに用いる円筒管付き光
ファイバの概略図、第６図は本発明の偏波保持型単一モ
ード光ファイバカプラの製造方法、第７図及び第８図は
本発明の偏波保持型単一モード光ファイバカプラの実施
例である。ｌ　　ｌ、ｌ−２，２−１，２−２，１・・・光ファイ
バ、３・・・中空ガラス管、４・・・加熱源、５−１．
５−２・・・延伸方向を示す矢印、６・・・パイコニカ
ルテーパ部、７・・・テーパ部、８・・・穴、９〜ｌ、
９−４・・・円筒管、１０・・・目じるし、１１．・、
光ファイバのＣ久）＜ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】１、複数本の光ファイバからなる光ファイバ束を該光フ
ァイバの融点よりも低いガラス容器内に挿入し、該ガラ
ス容器の加熱と該光ファイバ束の軸方向延伸により、該
延伸光ファイバ束をガラス容器で被覆したことを特徴と
する光ファイバカプラ。２、特許請求の範囲第１項記載の光ファイバカプラにお
いて、ガラス容器を加熱して該ガラス容器と光ファイバ
束を共に軸方向に延伸して得た光ファイバカプラ。３、特許請求の範囲第１項又は２項記載の光ファイバカ
プラにおいて、光ファイバに偏波保持型単一モード光フ
ァイバを用いたことを特徴とする光ファイバカプラ。４、特許請求の範囲第１項乃至第３項記載のいずれかの
光ファイバカプラにおいて、ガラス容器として中空ガラ
ス管、楕円ガラス管、方形状ガラス容器、Ｕ、■形状ガ
ラス容器を１個あるいは多重に重ねて用いたことを特徴
とする光ファイバカプラ。５、特許請求の範囲第４項記載の光ファイバカプラにお
いて、ガラス容器の加熱部分に少なくとも１個の穴を設
けたことを特徴とする光ファイバカプラ。６、特許請求の範囲第３項記載の光ファイバカプラにお
いて、複数本の光ファイバの各々の断面内の光ファイバ
形状がお互いに平行、あるいは直交のいずれかの配列状
態にして加熱延伸して得た光ファイバカプラ。７、特許請求の範囲第６項記載の光ファイバカプラにお
いて、複数本の光ファイバの両端付近を、光ファイバ断
面内の主要軸を示すための目じるし付き容器でおおい、
この目じるしを基準にして複数本の光ファイバを配列す
るようにしたことを特徴とする光ファイバカプラ。８、特許請求の範囲第１項乃至第７項記載のいずれかの
光ファイバカプラにおいて、ガラス容器と光ファイバ束
の間に円筒容器を挿入したことを特徴とする光ファイバ
カプラ。