JPS6226724Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

この考案は、例えば光フアイバに伝搬されてい
る光パワーを複数の光に分離し、複数の光フアイ
バに伝搬させる光分配器を示す側面断面図、第２
図はその−線における断面図であり、図にお
いて１，２，３は光フアイバ、１ａ，２ａ，３ａ
はこの光フアイバのコア部、１ｂ，２ｂ，３ｂは
この光フアイバのクラツド部、４，５は側面を軸
と平行に研摩したπ／２長の屈折率分布形レンズ
（以下セルフオツクレンズという）、４ｃ，５ｃは
これら屈折率分布形レンズの中心軸、６はこれら
屈折率分布形レンズ４，５の接合面、７はこれら
セルフオツクレンズ４，５の一方端面の接合部に
接合されたπ／２長の屈折率分布形レンズ（以下
第２のセルフオツクレンズという）、７ｃはこの
第２のセルフオツクレンズ７の中心軸、８は光ビ
ームである。 従来の光分配器は上記のように構成され、例え
ば光フアイバ１のコア部１ａを伝搬している光ビ
ーム８はπ／２長の第２のセルフオツクレンズ７
によつて拡げられ、側面を軸と平行に研摩した
π／２長のセルフオツクレンズ４，５との接合部
で二つに分けられ、これらのセルフオツクレンズ
４，５に入つた光はそれぞれセルフオツクレンズ
４，５の中心部に向つて進行し、セルフオツクレ
ンズ４，５の中心軸４ｃ，５ｃの出射端面上に紋
られる。従つてセルフオツクレンズ４，５の中心
軸４ｃ，５ｃ部の端面に光ビームの出射角と同じ
角度を為すように受光用光フアイバ２，３を持つ
てくれば、分岐した光ビームを二本の光フアイバ
に分け、伝搬させることができる。 従来の光分配器は以上のように構成されている
ので、受光用光フアイバ２，３はセルフオツクレ
ンズ４，５の端面とある角度をもつて配置されね
ばならず、その為位置合せが難しく、また第２の
セルフオツクレンズ７とセルフオツクレンズ４，
５の接合面６とが水平に位置ずれした場合や、セ
ルフオツクレンズ４，５の側面の研摩量によつて
分岐された光がセルフオツクレンズ４，５の出射
面に対して違つた角度で出射する為、その都度光
フアイバ２，３を調整しなければならないという
欠点があつた。 この考案は上記のような従来のものの欠点を除
去する為になされたもので、分岐後セルフオツク
レンズから出射される光はセルフオツクレンズ端
面に対して垂直で、位置合せが容易な光分配器を
提供することを目的とするものである。 以下、この考案の一実施例を図について説明す
る。第３図はその側面断面図、第４図、第５図は
それぞれ第３図の−線、−線における断
面図であり、１〜３，７は上記従来の光分配器の
ものと全く同一のものである。９，１０は側面を
軸と平行に研摩したπ長の第１の屈折率分布形レ
ンズ（以下第１のセルフオツクレンズという）、
９ｃ，１０ｃはそれぞれ第１のセルフオツクレン
ズ９，１０の中心軸、１１，１２はそろぞれ第１
のセルフオツクレンズ９，１０の出射端面に配置
されたπ／２長の屈折率分布形レンズ（以下第３
のセルフオツクレンズという）、１１ｃ，１２ｃ
は第３のセルフオツクレンズ１１，１２のそれぞ
れ中心軸、Ａ，Ｂ，Ｃはこの考案の動作を説明す
る為の光線の進行方向を示している。 以下、この考案について第３図に示す一実施例
を用いて詳細に説明する。 屈折率がレンズの中心軸から半径方向に外径に
向つて半径の二乗に比例して減少するような分布
を持つ媒質はレンズ作用を持つており、通常の光
学レンズと同様結像作用がある。 屈折率分布形レンズ内での幾何学的特性の関係
を以下に説明する。二次元のレンズ状媒質を考
え、その屈折率分布が次式で表わされるものとす
る。 ｎ＝n₀（１−１／２ax²）……(1) ここで、n₀は中心 軸での屈折率，ａは屈折率分布定数である。この
媒質中での光線は近軸光線近似を使つて次の光線
行列式(2)によつて記述されることが知られてい
る。 ここで、ｘは屈折率分布形レンズの中心からの
光線の位置、∂ｘ／∂ｚは屈折率分布形レンズの中心軸 に対する光線の傾き、ｚは屈折率分布形レンズの
中心軸の方向、ｌは屈折率分布形レンズの長さを
それぞれ表わしている。次にこの考案の第３図に
示す一実施例に関して動作を説明する。 光フアイバ１から出た光はπ／２長の第２のセ
ルフオツクレンズ７に入るが、√ｌ＝π／２で
あるから、cos（√ｌ＝０，sin（√ｌ）＝１
となり、(2)式は次のように書き替えられる。 例えば、今π長の第１のセルフオツクレンズ９
に入る光を考え、光フアイバ１から出た光Ａ（ｘ
＝ｂ，∂ｘ／∂ｚ＝０），Ｂ（ｘ＝ｂ，∂ｘ／∂ｚ＝−
α），Ｃ （ｘ＝−ｂ，∂ｘ／∂ｚ＝−α）について光線の追跡を
行 う。ｂは光フアイバのコア半径、ｘ＝０は第２の
セルフオツクレンズ７中心軸７ｃで、αはtan
（sin^-1N.A），N.Aは光フアイバの開口数を表わ
す。第２のセルフオツクレンズ７を通つた後、端
面での中心軸７ｃからの位置ｘ，傾き∂ｘ／∂ｚはそれ ぞれ で与えられる。次にπ長の第１のセルフオツクレ
ンズ９，１０の中心軸９ｃ，１０ｃから研摩面ま
での距離をＳとすると、第１のセルフオツクレン
ズ９の中心軸９ｃに対して、ｘ_A，ｘ_B，ｘ_Cはそ
れぞれｘ_A＝Ｓ，

【式】

【式】となる。(2)式よりのπ長の第１ のセルフオツクレンズ９を通つた光線は位置ｘ，
傾き∂ｘ／∂ｚはその符号を変えるだけに等しいので、 第１のセルフオツクレンズ９を通つた後ｘ_A，ｘ
_B，ｘ_C，∂ｘ_Ａ／∂ｚ，∂ｘ_Ｂ／∂ｚ，∂ｘ_Ｃ／∂ｚは
それぞれ中心軸９Ｃ に対して となる。そこでさらに、第１のセルフオツクレン
ズ９の中心軸９ｃとπ／２長の第３のセルフオツ
クレンズ１１の中心軸１１ｃとの距離をＳとする
と、第３のセルフオツクレンズ１１の中心軸１１
ｃに対して、ｘ_A，ｘ_B，ｘ_Cはそれぞれｘ_A＝０，

【式】

【式】となり、第３のセ ルフオツクレンズ１１を通つた後の光は(2)式を使
つて ｘ_A＝ｂ ∂ｘ_Ａ／∂ｚ＝０ ｘ_B＝ｂ ∂ｘ_Ｂ／∂ｚ＝−α ……(6) ｘ_C＝−ｂ ∂ｘ_Ｃ／∂ｚ＝−α と表わされる。これら(A)，(B)，(C)三本の光線は第
１のセルフオツクレンズ９に入る光を代表してい
て明らかなように、第２のセルフオツクレンズ７
の中心軸７ｃに対する光の位置関係，傾きは第３
のセルフオツクレンズ１１の端面で中心軸１１ｃ
に対して全く同一の位置関係，傾きとなり、受光
用光フアイバ２は第３のセルフオツクレンズ１１
の中心軸１１ｃの位置に垂直に持つてくればよい
ことが分かる。第１および第３のセルフオツクレ
ンズ１０，１２を通る光も全く同様の事が成り立
ち、効率のよい１：１（3dB）の光分配器ができ
る。従つて光フアイバを斜めに取りつける必要が
なく、角度を気にせずに直接受光用光フアイバを
第３のセルフオツクレンズ端面に互いの中心軸を
一致させて押し当て固定することができる。 光フアイバは屈折率分布形でも、階段形でも、
シンプルモードでもマルチモードタイプのもので
も同様に適用できる。 この考案は以上説明した通り、複数の屈折率分
布形レンズの接合部の組合せでｎπ長屈折率分布
形レンズと等価としたので、分岐または結合され
る光フアイバ間では１：１の結像関係を保つこと
ができると共に反射損失は皆無となり、かつ光フ
アイバに伝搬されるビームの中心軸を各レンズの
中心軸を通るよう一致させて複数個の光に分離し
ているので、光フアイバ中を伝搬するモード分布
に影響を与えずに分岐または合成でき、分配器に
よる原理的損失はなく低損失で位置合せの容易な
精度の高いものが得られるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光分配器を示す側面断面図で、
第２図はその−線における断面図、第３図は
この考案の一実施例を示す側面断面図、第４図、
第５図はそれぞれ第３図−線，−線にお
ける断面図である。 図において１，２，３は光フアイバ、７，１
１，１２はπ／２長の屈折率分布形レンズ、９，
１０は側面を研摩したπ長の屈折率分布形レンズ
である。なお、各図中同一符号は同一または相当
部分を示すものとする。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 側面が中心軸と平行に研摩され、この研摩され
   た面を互に接合してなる第１の屈折率分布形レン
   ズと、この第１の屈折率分布形レンズの端面の接
   合部に端面が接合し、発光用光フアイバから出た
   光を入射させるために上記発光用光フアイバの中
   心軸と中心軸を一致させて接合された第２の屈折
   率分布形レンズと、上記第１の屈折率分布形レン
   ズによつて分配された光を複数の受光用光フアイ
   バにそれぞれ受光させるために上記受光用光フア
   イバの中心軸と中心軸を一致させて接合させた第
   ３の屈折率分布形レンズとを接合して全長をｎπ
   長（但しｎは１，２，３，…等の正の整数）の屈
   折率分布形レンズと等価としたことを特徴とする
   光分配器。