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JP2007094156A - Optical fiber coupler and its manufacturing method - Google Patents

Optical fiber coupler and its manufacturing method Download PDF

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JP2007094156A
JP2007094156A JP2005285239A JP2005285239A JP2007094156A JP 2007094156 A JP2007094156 A JP 2007094156A JP 2005285239 A JP2005285239 A JP 2005285239A JP 2005285239 A JP2005285239 A JP 2005285239A JP 2007094156 A JP2007094156 A JP 2007094156A
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JP
Japan
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optical fiber
core
cross
coupler
optical fibers
Prior art date
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Pending
Application number
JP2005285239A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Fumio Kobayashi
富美男 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujinon Corp
Original Assignee
Fujinon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Fujinon Corp filed Critical Fujinon Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical fiber coupler capable of maintaining satisfactory transmission characteristic with a simple structure. <P>SOLUTION: The coupler 1 has a two-layered structure composed of core parts 11, 21 extending along center axes CL1, CL2 and clad parts 12, 22 covering the circumference of the core parts. In addition, the coupler is equipped with a pair of optical fibers 10, 20 each having a planar shaped cross section 13, 23 formed by machining on a part of the side face, wherein the cross sections 13, 23 are made to form a joined part 2 by joining to each other. Since the cross sections 13, 23 of the optical fibers 10, 20 are designed to be mechanically joined without applying heat, no thermal contraction nor change in quality is caused in the core parts 11, 21. As a result, it is possible to synthesize optical fluxes propagating each of the optical fibers 10, 20 or to proportionate the optical flux propagating one of the optical fibers 10, 20 to the other fiber. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、光ファイバの内部を伝播する光束の分配または合成を行う光ファイバカプラおよびその製造方法に関する。   The present invention relates to an optical fiber coupler that distributes or combines light beams propagating in an optical fiber, and a method for manufacturing the same.

一般に、光信号の伝送路として、プラスチック製またはガラス製の光ファイバが用いられている。従来、プラスチック光ファイバはガラス光ファイバに比べて伝送損失が大きいことから、その用途は照明やディスプレイに限定されていた。しかし、近年では低損失化が進んでおり、情報通信分野でのプラスチック光ファイバの利用も普及し始めている。ガラス製光ファイバと比較した場合、プラスチック光ファイバの利点は、その取り扱いの容易さや材料コストおよび加工コストを含めたトータルコストにある。このため、最近では、例えば小規模領域における光LANや自動車装備品等の制御系統への採用が検討され、あるいは一部導入され始めている状況にある。   Generally, an optical fiber made of plastic or glass is used as an optical signal transmission path. Conventionally, a plastic optical fiber has a transmission loss larger than that of a glass optical fiber, so that its application has been limited to illumination and a display. However, in recent years, loss reduction has progressed, and the use of plastic optical fibers in the information communication field has begun to spread. Compared with glass optical fiber, the advantage of plastic optical fiber is its total cost including ease of handling, material cost and processing cost. For this reason, recently, for example, adoption in a control system such as an optical LAN or automobile equipment in a small-scale area has been studied, or a part of the system has begun to be introduced.

このような光通信のネットワークを構築するにあたっては光信号の分配または合成を行う必要があるので、光ファイバカプラが使用される。この光ファイバカプラとしては、複数のプラスチック光ファイバを、放電加熱により融着し延伸させたもの(例えば特許文献1参照)や超音波により融着させたもの(例えば特許文献2参照)がある。
特開昭59−7921号公報 特開2001−166178号公報
In constructing such an optical communication network, since it is necessary to distribute or combine optical signals, an optical fiber coupler is used. As this optical fiber coupler, there are a plurality of plastic optical fibers fused and stretched by discharge heating (for example, refer to Patent Document 1) and those fused by ultrasonic waves (for example, refer to Patent Document 2).
JP 59-7921 A JP 2001-166178 A

しかしながら、上記のような融着による接続を行った光ファイバカプラでは、熱によるプラスチック光ファイバへの影響が懸念される。具体的には、プラスチック光ファイバのコア部が熱による収縮または変質を生じることで、伝送損失の増加を招くおそれがある。最近では、シングルモード(SM)型プラスチック光ファイバに加え、従来、製造が困難であった連続的な屈折率分布を有するグレーデッドインデックス(GI)型プラスチック光ファイバが開発されているが、このGI型プラスチック光ファイバにおいてコア部の熱収縮や変質を生じてしまうと本来の屈折率分布を維持することが困難となり、その伝送特性を十分に発揮することができない。また、上記のような融着接続された光ファイバカプラを製造するには、所定の融着装置が必要となるうえ、その操作が煩雑である。   However, in the optical fiber coupler that has been connected by fusion as described above, there is a concern about the influence of heat on the plastic optical fiber. Specifically, the core portion of the plastic optical fiber is contracted or altered by heat, which may increase transmission loss. Recently, in addition to a single mode (SM) type plastic optical fiber, a graded index (GI) type plastic optical fiber having a continuous refractive index profile, which has been difficult to manufacture, has been developed. If the core plastic optical fiber undergoes thermal contraction or alteration of the core, it is difficult to maintain the original refractive index distribution, and the transmission characteristics cannot be fully exhibited. In addition, in order to manufacture the above-described fusion spliced optical fiber coupler, a predetermined fusion device is required and the operation is complicated.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、簡素な構成でありながら良好な伝送特性を維持することのできる光ファイバカプラを提供すると共に、そのような光ファイバカプラをより簡便に製造することのできる光ファイバカプラの製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an optical fiber coupler capable of maintaining good transmission characteristics with a simple configuration, and to provide such an optical fiber coupler more. An object of the present invention is to provide an optical fiber coupler manufacturing method that can be easily manufactured.

本発明の第1の光ファイバカプラは、中心軸に沿って伸びるコア部と、コア部の周囲を覆うクラッド部との2層構造をそれぞれ有し、かつ、側面の一部に機械加工によって形成された、コア部およびクラッド部を含む平面状の加工断面をそれぞれ有する一対の光ファイバを備え、加工断面同士が互いに接合されて接合部を形成するようにしたものである。ここでいう側面とは、コア部を通過する光束の伝播方向に沿った面を意味する。また加工断面とは、コア部およびクラッド部を含むと共にコア部の中心軸に沿った断面をいう。   The first optical fiber coupler of the present invention has a two-layer structure of a core portion extending along the central axis and a clad portion covering the periphery of the core portion, and is formed by machining on a part of the side surface. A pair of optical fibers each having a planar processed cross section including a core part and a clad part are provided, and the processed cross sections are joined together to form a joined part. A side surface here means the surface along the propagation direction of the light beam which passes a core part. The processed cross section includes a core portion and a clad portion and refers to a cross section along the central axis of the core portion.

本発明の第1の光ファイバカプラでは、熱を加えずに2つの光ファイバの加工断面を機械的に接合させるようにしたので、コア部の熱収縮や変質を生じさせることなく互いのコア部を伝播する光束の合成を行い、あるいは一方のコア部を伝播する光束を他方へ分配することができる。また、双方の光ファイバにおける加工断面が光束の伝播方向に沿って延在しているので、効率的な光の授受が行われ、伝送損失を低減することができる。   In the first optical fiber coupler of the present invention, since the processing cross sections of the two optical fibers are mechanically joined without applying heat, the core portions of each other can be produced without causing thermal contraction or alteration of the core portions. Can be synthesized, or the light beam propagating through one core can be distributed to the other. In addition, since the processed cross-sections of both optical fibers extend along the propagation direction of the light beam, efficient light transmission / reception can be performed and transmission loss can be reduced.

本発明の第2の光ファイバカプラは、中心軸に沿って伸びるコア部および、その周囲を覆うクラッド部からなる2層構造をそれぞれ有し、かつ、側面に沿って第1の端面から所定距離に亘って機械加工によって形成された、コア部およびクラッド部を含む平面状の加工断面をそれぞれ有する第1および第2の光ファイバと、第2の端面を有する第3の光ファイバとを備え、第1および第2の光ファイバの加工断面同士が互いに接合されると共に、第1の端面と第2の端面とが互いに接合されることによりY字形状をなすようにしたものである。ここでいう端面とは、コア部の中心軸と直交する断面、または光ファイバを径方向に横断する断面を意味する。   The second optical fiber coupler of the present invention has a two-layer structure composed of a core portion extending along the central axis and a cladding portion covering the periphery thereof, and a predetermined distance from the first end surface along the side surface. A first optical fiber and a second optical fiber each having a planar processed cross section including a core portion and a clad portion, and a third optical fiber having a second end face, The processed cross sections of the first and second optical fibers are joined to each other, and the first end face and the second end face are joined to each other to form a Y shape. The term “end face” as used herein means a cross section orthogonal to the central axis of the core portion or a cross section that crosses the optical fiber in the radial direction.

本発明の第2の光ファイバカプラでは、第1および第2の光ファイバの加工断面同士、ならびに第1および第2の端面同士をそれぞれ熱を加えることなく機械的に接合させるようにしたので、コア部の熱収縮や変質を生じさせることなく第1および第2の光ファイバを各々伝播する光束の合成を行い、あるいは第3の光ファイバを伝播する光束を他方へ分配することができる。また、第1および第2の光ファイバにおける加工断面が光束の伝播方向に沿って所定距離に亘って延在しているので、効率的な光の授受が行われ、伝送損失を低減することができる。   In the second optical fiber coupler of the present invention, the processed cross sections of the first and second optical fibers and the first and second end faces are mechanically joined without applying heat, respectively. The light beams propagating through the first and second optical fibers can be combined without causing thermal contraction or alteration of the core portion, or the light beams propagating through the third optical fiber can be distributed to the other. In addition, since the processed cross sections of the first and second optical fibers extend over a predetermined distance along the propagation direction of the light beam, efficient light exchange can be performed and transmission loss can be reduced. it can.

本発明の光ファイバカプラの製造方法は、中心軸に沿って伸びるコア部と、コア部の周囲を覆うクラッド部との2層構造を有する光ファイバを、一定の直径を有する柱状部材の周囲に巻き付けたのち、光ファイバの側面の一部を一括して機械加工することによりコア部およびクラッド部の双方を含む加工断面を形成する工程と、光ファイバを複数に分割することにより、少なくとも1つの加工断面を含む光ファイバ素子を複数形成する工程と、光ファイバ素子の加工断面同士を接合することにより接合部を形成する工程とを含むようにしたものである。   In the method of manufacturing an optical fiber coupler of the present invention, an optical fiber having a two-layer structure of a core portion extending along the central axis and a clad portion covering the periphery of the core portion is placed around a columnar member having a constant diameter. After winding, forming a processed cross section including both the core part and the clad part by collectively machining a part of the side surface of the optical fiber, and dividing the optical fiber into a plurality of parts, The method includes a step of forming a plurality of optical fiber elements including a processed cross section and a step of forming a joint portion by bonding the processed cross sections of the optical fiber elements.

本発明の光ファイバカプラの製造方法では、熱を加えずに2つの光ファイバ素子の加工断面を機械的に接合させるようにしたので、コア部の熱収縮や変質を生じさせることなく互いのコア部を伝播する光束の合成を行い、あるいは一方のコア部を伝播する光束を他方へ分配することのできる光ファイバカプラが得られる。また、双方の光ファイバにおける加工断面が光束の伝播方向に沿って延在することとなり、効率的な光の授受が行われ、伝送損失を低減することができる光ファイバカプラが得られる。さらに、一定の直径を有する柱状部材に光ファイバを巻き付けたのち、その光ファイバの側面の一部を一括して機械加工することによって加工断面を形成するようにしたので、同形状の加工断面を有する同形状の光ファイバ素子が簡便かつ大量に得られる。   In the manufacturing method of the optical fiber coupler of the present invention, since the processing cross sections of the two optical fiber elements are mechanically joined without applying heat, the cores of each other can be produced without causing thermal contraction or alteration of the core portion. An optical fiber coupler capable of combining the light beams propagating through the portion or distributing the light beam propagating through one core portion to the other is obtained. Further, the processed cross section of both optical fibers extends along the direction of propagation of the light beam, so that an efficient transmission / reception of light is performed and an optical fiber coupler capable of reducing transmission loss is obtained. Furthermore, after the optical fiber is wound around a columnar member having a certain diameter, a part of the side surface of the optical fiber is machined together to form a processed cross section. The optical fiber element having the same shape can be obtained easily and in large quantities.

本発明の第1の光ファイバカプラによれば、一対の光ファイバが、側面の一部に機械加工によって形成されたコア部およびクラッド部の双方を含む平面状の加工断面をそれぞれ有し、その加工断面同士の接合により接合部を形成するようにしたので、簡素な構成でありながら、良好な伝送特性を維持したまま光束の合成または分配を行うことができる。   According to the first optical fiber coupler of the present invention, each of the pair of optical fibers has a planar processed cross section including both the core portion and the clad portion formed by machining on a part of the side surface, Since the joining portion is formed by joining the processed cross sections, it is possible to synthesize or distribute the light beams while maintaining a good transmission characteristic with a simple configuration.

本発明の第2の光ファイバカプラによれば、側面に沿って第1の端面から所定距離に亘って機械加工によって形成された、コア部およびクラッド部を含む平面状の加工断面をそれぞれ有する第1および第2の光ファイバと、第2の端面を有する第3の光ファイバとを備え、第1および第2の光ファイバの加工断面同士の接合と、第1および第2の端面同士の接合とによりY字形状をなすようにしたので、簡素な構成でありながら、良好な伝送特性を維持したまま光束の合成または分配を行うことができる。   According to the second optical fiber coupler of the present invention, the first processed cross section including the core portion and the clad portion formed by machining along the side surface from the first end surface over a predetermined distance is included. A first optical fiber, a second optical fiber, and a third optical fiber having a second end face, wherein the processed cross sections of the first and second optical fibers are joined to each other, and the first and second end faces are joined to each other. Therefore, the light beam can be combined or distributed while maintaining a good transmission characteristic with a simple configuration.

本発明の光ファイバカプラの製造方法によれば、コア部およびクラッド部の2層構造を有する光ファイバを一定の直径を有する柱状部材の周囲に巻き付けたのち、光ファイバの側面の一部を一括して機械加工することによりコア部およびクラッド部の双方を含む加工断面を形成し、さらに光ファイバを複数に分割することにより、少なくとも1つの加工断面を含む光ファイバ素子を複数形成したのち、光ファイバ素子の加工断面同士を接合することにより接合部を形成するようにしたので、簡素な構成でありながら良好な伝送特性を維持したまま光束の合成または分配を行うことのできる光ファイバカプラを容易かつ大量に製造することができる。   According to the method for manufacturing an optical fiber coupler of the present invention, after winding an optical fiber having a two-layer structure of a core part and a clad part around a columnar member having a certain diameter, a part of the side surface of the optical fiber is collectively Forming a processed cross section including both the core portion and the clad portion by machining, and further dividing the optical fiber into a plurality of optical fiber elements including at least one processed cross section, Since the joints are formed by joining the processed cross sections of the fiber elements, an optical fiber coupler that can synthesize or distribute light beams while maintaining good transmission characteristics with a simple configuration is easy. And it can be manufactured in large quantities.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

まず、図1〜図5を参照して、本発明の一実施の形態としての光ファイバカプラの構成について説明する。図1は、本実施の形態の光ファイバカプラ1(以下、単にカプラ1という。)の斜視構成を表す部分破断図である。カプラ1は、接合部2において互いの断面が当接して接合されている一対の光ファイバ10,20と、これを保持する保持部材3とを備えたものである。   First, the configuration of an optical fiber coupler according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a partially cutaway view showing a perspective configuration of an optical fiber coupler 1 (hereinafter simply referred to as a coupler 1) of the present embodiment. The coupler 1 includes a pair of optical fibers 10 and 20 that are joined with each other in contact with each other at the joint portion 2 and a holding member 3 that holds the optical fibers 10 and 20.

図2は、光ファイバ10,20を分解して示した断面図である。光ファイバ10,20は、それぞれ、中心軸CL1,CL2に沿って線状に伸び、光束が伝播する光路(導光路)となるコア部11,21と、その周囲を覆うクラッド部12,22との2層構造を有している。コア部11,21およびクラッド部12,22はいずれもプラスチックにより構成されているが、コア部11,21はクラッド部12,22よりも高い屈折率を有している。これにより、コア部11,21に入射された光束は、コア部11,21とクラッド部12,22との境界面において全反射を繰り返しながらコア部11,21の内部を伝播することとなる。光ファイバ10,20がシングルモード(SM)型光ファイバである場合にはコア部11,21の屈折率が一定であり、グレーデッドインデックス(GI)型光ファイバである場合にはコア部11,21の屈折率が分布を有することとなる。本実施の形態では、光ファイバ10,20として、SM型光ファイバおよびGI型光ファイバのうち互いに同種のものを用いると共に、コア部11,21の屈折率(または屈折率分布)が互いに等しいものを用いる。なお、ここでは図示しないが、光ファイバ10,20は、クラッド部12,22の周囲に紫外線硬化樹脂などの被覆層を有するものであってもよい。   FIG. 2 is an exploded cross-sectional view of the optical fibers 10 and 20. The optical fibers 10 and 20 extend linearly along the central axes CL1 and CL2, respectively, and core portions 11 and 21 serving as optical paths (light guide paths) through which light beams propagate, and cladding portions 12 and 22 covering the periphery thereof. It has a two-layer structure. The core parts 11 and 21 and the clad parts 12 and 22 are both made of plastic, but the core parts 11 and 21 have a higher refractive index than the clad parts 12 and 22. As a result, the light beam incident on the core portions 11 and 21 propagates through the core portions 11 and 21 while repeating total reflection at the boundary surfaces between the core portions 11 and 21 and the cladding portions 12 and 22. When the optical fibers 10 and 20 are single mode (SM) type optical fibers, the refractive indexes of the core parts 11 and 21 are constant, and when the optical fibers 10 and 20 are graded index (GI) type optical fibers, The refractive index of 21 has a distribution. In the present embodiment, as the optical fibers 10 and 20, the same type of SM type optical fiber and GI type optical fiber are used, and the refractive indexes (or refractive index distributions) of the core portions 11 and 21 are equal to each other. Is used. Although not shown here, the optical fibers 10 and 20 may have a coating layer such as an ultraviolet curable resin around the cladding portions 12 and 22.

さらに、光ファイバ10,20は、それぞれ、コア部11,21およびクラッド部12,22の双方を含むように中心軸CL1,CL2に沿った方向(すなわち光の伝播方向)に延在する断面13,23を有しており、それらが互いに接合されることにより接合部2を形成している。断面13,23は、研磨や切削などの機械加工によって形成されたものである。ここでは断面13,23を併せて接合面2Sと呼ぶ。この接合面2Sを介して、光ファイバ10を伝播する光束は光ファイバ20に入射し、光ファイバ20を伝播する光束は光ファイバ10に入射することができる。   Furthermore, the optical fibers 10 and 20 each have a cross section 13 extending in the direction along the central axes CL1 and CL2 (that is, the light propagation direction) so as to include both the core portions 11 and 21 and the cladding portions 12 and 22, respectively. , 23 and are joined to each other to form a joint portion 2. The cross sections 13 and 23 are formed by machining such as polishing and cutting. Here, the cross sections 13 and 23 are collectively referred to as a joint surface 2S. The light beam propagating through the optical fiber 10 can enter the optical fiber 20 and the light beam propagating through the optical fiber 20 can enter the optical fiber 10 through the bonding surface 2S.

図3は、接合部2の拡大した断面構成を示すものである。図3に示したように、断面13と断面23との間には、コア部11,21と同等の屈折率を有する透明なマッチングオイル71が介在している。あるいは、マッチングオイル71の替わりにコア部11,21と同等の屈折率を有する透明な接着剤を介在させ、断面13と断面23とを接着するようにしてもよい。ここでいうコア部11,21と同等の屈折率とは、光ファイバ10,20がSM型光ファイバの場合には、コア部11,21の屈折率以上であり、かつ、断面13,23においてコア部11,21を伝播する光束が全反射を生じない程度の屈折率であることを意味する。一方、光ファイバ10,20がGI型光ファイバの場合には、コア部11,21の平均の屈折率よりも大きく、かつ、断面13,23においてコア部11,21を伝播する光束が全反射を生じない程度の屈折率であることを意味する。このような構成により、接合部2においては、あたかも一本の光ファイバとして振る舞うことが可能である。特に、断面13,23が、コア部11,21の中心軸CL1,CL2を含むようにすれば、接合部2の断面寸法が、接合部2以外の光ファイバ10,20とほぼ同等となるので好ましい。   FIG. 3 shows an enlarged cross-sectional configuration of the joint portion 2. As shown in FIG. 3, a transparent matching oil 71 having a refractive index equivalent to that of the core portions 11 and 21 is interposed between the cross section 13 and the cross section 23. Alternatively, instead of the matching oil 71, a transparent adhesive having a refractive index equivalent to that of the core portions 11 and 21 may be interposed to bond the cross section 13 and the cross section 23 together. The refractive index equivalent to the core portions 11 and 21 here is equal to or higher than the refractive index of the core portions 11 and 21 when the optical fibers 10 and 20 are SM type optical fibers, and in the cross sections 13 and 23. It means that the light beam propagating through the core parts 11 and 21 has a refractive index that does not cause total reflection. On the other hand, when the optical fibers 10 and 20 are GI type optical fibers, the light flux propagating through the core parts 11 and 21 in the cross sections 13 and 23 is totally reflected, which is larger than the average refractive index of the core parts 11 and 21. This means that the refractive index is such that it does not cause any problem. With such a configuration, the joint 2 can behave as if it is a single optical fiber. In particular, if the cross sections 13 and 23 include the central axes CL1 and CL2 of the core portions 11 and 21, the cross-sectional dimensions of the joint portion 2 are substantially the same as those of the optical fibers 10 and 20 other than the joint portion 2. preferable.

保持部材3は、収容部30と、蓋40とを有している。図4に示したように、収容部30は、接合部2の輪郭と同じ平面形状を含む凹部36が形成されたものである。凹部36は、分岐部31〜34と、それらが合流する合流部35とを有している。凹部36は、全体に亘り光ファイバ10,20の直径に相当する深さを有している。光ファイバ10は分岐部31、合流部35および分岐部33に収容され、光ファイバ20は分岐部32、合流部35および分岐部34に収容される。また収容部30は、例えば硬質ゴムなどの弾性体により構成されており、外力に応じて変形する。   The holding member 3 has a housing part 30 and a lid 40. As shown in FIG. 4, the accommodating portion 30 is formed with a recess 36 having the same planar shape as the contour of the joint portion 2. The recessed part 36 has the branch parts 31-34 and the junction part 35 where they merge. The recess 36 has a depth corresponding to the diameter of the optical fibers 10 and 20 throughout. The optical fiber 10 is accommodated in the branch portion 31, the junction portion 35 and the branch portion 33, and the optical fiber 20 is accommodated in the branch portion 32, the junction portion 35 and the branch portion 34. Moreover, the accommodating part 30 is comprised by elastic bodies, such as hard rubber, for example, and deform | transforms according to external force.

蓋40は、凹部36の開口面36Kを覆うと共に光ファイバ10,20の断面同士が押し付け合う方向(X軸方向)に接合部2を付勢するものである。以下、図5(A),(B)を参照して蓋40の構成について説明する。図5(A),(B)は、図1に示したV−V切断線の矢視方向に対応した断面図である。蓋40は、図5(A)に示したように、本体部41と、その両端縁に設けられて互いに対向する一対の把持部42A,42Bとを有している。ここで一対の把持部42A,42Bは、互いに対向する方向(X軸方向)に弾性を示すように構成されている。したがって、光ファイバ10,20を収めた凹部36の開口面36Kを本体部41が覆うように蓋40と収容部30とを組み合わせると、図5(B)に示したように、把持部42A,42Bによって断面13,23に対して垂直な付勢力Pが付与されることとなる。この結果、光ファイバ10,20の断面13,23同士が接合した状態で確実に保持される。   The lid 40 covers the opening surface 36K of the recess 36 and urges the joint 2 in the direction in which the cross sections of the optical fibers 10 and 20 are pressed against each other (X-axis direction). Hereinafter, the configuration of the lid 40 will be described with reference to FIGS. 5A and 5B are cross-sectional views corresponding to the arrow direction of the VV cutting line shown in FIG. As shown in FIG. 5A, the lid 40 includes a main body 41 and a pair of gripping portions 42A and 42B that are provided at both ends of the main body 41 and face each other. Here, the pair of gripping portions 42A and 42B is configured to exhibit elasticity in a direction (X-axis direction) facing each other. Therefore, when the lid 40 and the accommodating portion 30 are combined so that the main body 41 covers the opening surface 36K of the recess 36 in which the optical fibers 10 and 20 are accommodated, as shown in FIG. The biasing force P perpendicular to the cross sections 13 and 23 is applied by 42B. As a result, the cross sections 13 and 23 of the optical fibers 10 and 20 are reliably held in a joined state.

次に、カプラ1の作用について説明する。   Next, the operation of the coupler 1 will be described.

図6に示したように、光ファイバ10の端部10Aの側から光束φ1を入射すると、光束φ1はコア部11を伝播し、接合部2に到達する。光束φ1は接合部2に到達したのち、端部10Bへ向かう光束φ3と、端部20Bへ向かう光束φ4とに分配される。ここで、断面13と断面23とは所定の屈折率を有するマッチングオイル71を介して接合面2Sを形成しているので、光束φ1の伝播モードや強度は維持され、光束φ3,φ4は光束φ1と同等の伝播モードや強度を有することとなる。同様に、光ファイバ20の端部20Aの側から光束φ2を入射した場合には、やはり光束φ2の伝播モードや強度を維持したまま、端部10Bへ向かう光束φ3と、端部20Bへ向かう光束φ4とに分配することができる。   As shown in FIG. 6, when the light beam φ <b> 1 enters from the end 10 </ b> A side of the optical fiber 10, the light beam φ <b> 1 propagates through the core portion 11 and reaches the joint portion 2. After reaching the joint portion 2, the light beam φ1 is distributed into a light beam φ3 toward the end portion 10B and a light beam φ4 toward the end portion 20B. Here, since the cross section 13 and the cross section 23 form the joint surface 2S via the matching oil 71 having a predetermined refractive index, the propagation mode and intensity of the light beam φ1 are maintained, and the light beams φ3 and φ4 are the light beam φ1. It has the same propagation mode and intensity. Similarly, when the light beam φ2 is incident from the end 20A side of the optical fiber 20, the light beam φ3 toward the end 10B and the light beam toward the end 20B while maintaining the propagation mode and intensity of the light beam φ2. can be distributed to φ4.

また、端部10Aから光束φ1を入射すると共に端部20Aから光束φ2を入射すると、接合部2において光束φ1と光束φ2とが合成され、その合成光が端部10B,20Bへ光束φ3,φ4としてそれぞれ分配される。   Further, when the light beam φ1 is incident from the end portion 10A and the light beam φ2 is incident from the end portion 20A, the light beam φ1 and the light beam φ2 are combined at the joint portion 2, and the combined light is combined with the light beams φ3 and φ4 to the end portions 10B and 20B. Are each distributed as

このように、本実施の形態のカプラ1によれば、コア部11,21およびクラッド部12,22の2層構造をそれぞれ有し、かつ、側面の一部に機械加工による平面形状の断面13,23をそれぞれ有する一対の光ファイバ10,20を備え、断面13,23同士が互いに接合して接合部2を形成するようにしたので、簡素な構成でありながら、良好な伝送特性を維持したまま光束の合成または分配を行うことができる。特に、接合部2を保持部材3に収めるようにしたので、断面13,23同士の接合状態を確実に維持することができ、特性上の信頼性が向上する。   Thus, according to the coupler 1 of the present embodiment, each of the two-layer structures of the core parts 11 and 21 and the clad parts 12 and 22 has a planar cross section 13 formed by machining on a part of the side surface. , 23 and the cross-sections 13 and 23 are joined to each other to form the joint 2, so that a good transmission characteristic is maintained while having a simple configuration. The light beam can be synthesized or distributed as it is. In particular, since the joint portion 2 is accommodated in the holding member 3, the joint state between the cross sections 13 and 23 can be reliably maintained, and the reliability in characteristics is improved.

次に、カプラ1の製造方法について説明する。   Next, a method for manufacturing the coupler 1 will be described.

まず、図7に示したように、ある一定の直径を有する円柱状のドラム4の周囲に光ファイバ5を巻き付ける。こののち、光ファイバ5の側面の一部を一括して機械加工することにより、図8(A)に示したように、加工断面5Sを形成する。図8(B)の部分断面図に示したように、この加工断面5Sはコア部51およびクラッド部52の双方を含んでいる。   First, as shown in FIG. 7, an optical fiber 5 is wound around a cylindrical drum 4 having a certain diameter. After that, a part of the side surface of the optical fiber 5 is machined collectively to form a processed cross section 5S as shown in FIG. As shown in the partial cross-sectional view of FIG. 8B, the processed cross-section 5S includes both the core portion 51 and the clad portion 52.

加工断面5Sを形成したのち、光ファイバ5を加工断面5S毎に複数に切断することにより、複数の光ファイバ素子を形成する。これにより、図1,図2などに示した光ファイバ10,20が得られる。続いて図9に示したように、光ファイバ10,20における断面13,23同士を接合することにより接合部2を形成したのち、接合された光ファイバ10,20を図4に示した収容部30の凹部36に収容し、さらに蓋40を被せることによりカプラ1が完成する。接合部2を形成する際には、断面13,23の一方、または双方にマッチングオイル71または所定の接着剤を塗布するようにする。あるいは、光ファイバ10,20の双方を凹部36に収容したのち、断面13と断面23との間にマッチングオイル71または所定の接着剤を流し込むようにしてもよい。   After forming the processed cross section 5S, a plurality of optical fiber elements are formed by cutting the optical fiber 5 into a plurality for each processed cross section 5S. Thereby, the optical fibers 10 and 20 shown in FIG. 1, FIG. 2, etc. are obtained. Subsequently, as shown in FIG. 9, the joint portion 2 is formed by joining the cross sections 13 and 23 of the optical fibers 10 and 20, and then the joined optical fibers 10 and 20 are accommodated in the housing portion shown in FIG. 4. The coupler 1 is completed by being accommodated in the 30 recesses 36 and further covered with a lid 40. When forming the joint 2, the matching oil 71 or a predetermined adhesive is applied to one or both of the cross sections 13 and 23. Or after accommodating both the optical fibers 10 and 20 in the recessed part 36, you may make it flow the matching oil 71 or a predetermined adhesive agent between the cross section 13 and the cross section 23. FIG.

このように、本実施の形態におけるカプラ1の製造方法によれば、コア部51およびクラッド部52の2層構造を有する光ファイバ5を一定の直径を有するドラム4の周囲に巻き付けたのち、光ファイバ5の側面の一部を一括して機械加工することにより加工断面5Sを形成し、さらに光ファイバ5を加工断面5Sごとに切断することにより、断面13,23が形成された光ファイバ10,20を含む複数の光ファイバに分割したのち、断面13,23同士を接合することにより接合部2を形成するようにしたので、簡素な構成でありながら良好な伝送特性を維持したまま光束の合成または分配を行うことのできるカプラ1を容易かつ大量に製造することができる。   As described above, according to the method for manufacturing the coupler 1 in the present embodiment, the optical fiber 5 having the two-layer structure of the core portion 51 and the cladding portion 52 is wound around the drum 4 having a certain diameter, and then the optical fiber 5 is wound. By machining a part of the side surface of the fiber 5 collectively, a processed cross section 5S is formed, and further, the optical fiber 5 is cut at each processed cross section 5S, thereby forming the optical fibers 10 having the cross sections 13 and 23 formed therein. After the optical fiber is divided into a plurality of optical fibers 20, the cross-sections 13 and 23 are joined together to form the joint 2, so that the light beam is synthesized while maintaining a good transmission characteristic with a simple configuration. Or the coupler 1 which can perform distribution can be manufactured easily and in large quantities.

以上、実施の形態および変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、本実施の形態ではX字形状のカプラ1について説明したが、これに限定されるものではなく、図10に示した変形例のように、光ファイバ10,20,60からなるY字形状のカプラ1Aとしてもよい。ここで、光ファイバ10,20,60は、中心軸CL1〜CL3に沿って伸びるコア部11,21,61と、コア部11,21,61の周囲を覆うクラッド部12,22,62との2層構造をそれぞれ有している。光ファイバ10,20は、中心軸CL1,CL2と直交する第1の端面T1を有すると共に、側面に沿って第1の端面T1から所定距離に亘って機械加工によって形成された平面状の断面同士が接合されてなる接合面2Sを有している。一方の光ファイバ60は、中心軸CL3と直交する第2の端面T2を有している。図10では、第1の端面T1および第2の端面T2を明示するためにそれらの間に間隙を設けているが、実際には接合されており、光束が透過するようになっている。このようなカプラ1を製造するには、上記実施の形態で説明したように断面13,23を接合して接合部2を形成したのち、さらに、接合部2を切断することにより中心軸CL1,CL2と直交する第1の端面T1を形成し、この第1の端面T1と光ファイバ60の第2の端面T2と接合させるようにすればよい。   Although the present invention has been described with reference to the embodiment and the modifications, the present invention is not limited to the above embodiment and the examples, and various modifications can be made. For example, in the present embodiment, the X-shaped coupler 1 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the Y-shape formed of the optical fibers 10, 20, and 60 as in the modification shown in FIG. The coupler 1A may be used. Here, the optical fibers 10, 20, 60 include core portions 11, 21, 61 extending along the central axes CL <b> 1 to CL <b> 3 and clad portions 12, 22, 62 covering the periphery of the core portions 11, 21, 61. Each has a two-layer structure. The optical fibers 10 and 20 have a first end face T1 orthogonal to the central axes CL1 and CL2, and planar cross sections formed by machining along the side surface from the first end face T1 over a predetermined distance. Has a bonding surface 2S formed by bonding. One optical fiber 60 has a second end face T2 orthogonal to the central axis CL3. In FIG. 10, a gap is provided between the first end face T1 and the second end face T2 in order to clearly show them, but they are actually joined so that the light beam is transmitted. In order to manufacture such a coupler 1, as described in the above embodiment, the cross-sections 13 and 23 are joined to form the joint 2, and then the joint 2 is cut to obtain the central axis CL 1. A first end face T1 orthogonal to CL2 may be formed and joined to the first end face T1 and the second end face T2 of the optical fiber 60.

本発明の一実施の形態としての光ファイバカプラの斜視構成を表す部分破断図である。1 is a partially cutaway view showing a perspective configuration of an optical fiber coupler as an embodiment of the present invention. 図1に示した光ファイバカプラにおける光ファイバの構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structure of the optical fiber in the optical fiber coupler shown in FIG. 図1に示した光ファイバカプラの要部を拡大した拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view in which a main part of the optical fiber coupler shown in FIG. 1 is enlarged. 図1に示した光ファイバカプラにおける収容部の構成を表す平面図である。It is a top view showing the structure of the accommodating part in the optical fiber coupler shown in FIG. 図1に示した光ファイバカプラのV−V切断線における断面構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the cross-sectional structure in the VV cutting | disconnection line of the optical fiber coupler shown in FIG. 図1に示した光ファイバカプラの作用を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the effect | action of the optical fiber coupler shown in FIG. 本発明の一実施の形態としてのカプラの製造方法における一工程を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating one process in the manufacturing method of the coupler as one embodiment of this invention. 図7に続く一工程を説明するための斜視図および拡大断面図である。FIG. 8 is a perspective view and an enlarged cross-sectional view for explaining one process following FIG. 7. 図8に続く一工程を説明するための断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining a step subsequent to FIG. 8. 本発明の変形例としての光ファイバカプラの断面構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the cross-sectional structure of the optical fiber coupler as a modification of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…光ファイバカプラ、2…当接部、2S…当接面、3…保持部材、4…ドラム、5…光ファイバ、10,20…光ファイバ、11,21,51,61…コア部、12,22,52,62…クラッド部、30…収容部、36…凹部、40…蓋、71…マッチングオイル。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical fiber coupler, 2 ... Contact part, 2S ... Contact surface, 3 ... Holding member, 4 ... Drum, 5 ... Optical fiber, 10, 20 ... Optical fiber, 11, 21, 51, 61 ... Core part, 12, 22, 52, 62 ... clad part, 30 ... accommodating part, 36 ... concave part, 40 ... lid, 71 ... matching oil.

Claims (11)

中心軸に沿って伸びるコア部と、前記コア部の周囲を覆うクラッド部との2層構造をそれぞれ有し、かつ、側面の一部に機械加工によって形成された、前記コア部およびクラッド部を含む平面状の加工断面をそれぞれ有する一対の光ファイバを備え、
前記加工断面同士が互いに接合されて接合部を形成している
ことを特徴とする光ファイバカプラ。
The core part and the clad part each having a two-layer structure of a core part extending along the central axis and a clad part covering the periphery of the core part, and formed by machining on a part of the side surface Comprising a pair of optical fibers each having a planar processing cross section including:
The processed cross-sections are joined together to form a joined portion.
前記加工断面は、前記コア部の中心軸を含んでいる
ことを特徴とする請求項1に記載の光ファイバカプラ。
The optical fiber coupler according to claim 1, wherein the processed cross section includes a central axis of the core portion.
前記光ファイバの加工断面同士の接合状態を保持する保持部材をさらに備えた
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光ファイバカプラ。
The optical fiber coupler according to claim 1, further comprising a holding member that holds a bonded state between the processed cross sections of the optical fibers.
前記光ファイバ対の加工断面の間に、前記コア部と同等の屈折率を有する透明なマッチングオイルが介在している
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の光ファイバカプラ。
The transparent matching oil which has a refractive index equivalent to the said core part interposes between the process cross sections of the said optical fiber pair. The Claim 1 characterized by the above-mentioned. Optical fiber coupler.
前記光ファイバ対の断面同士は、前記コア部と同等の屈折率を有する透明な接着剤によって接着されている
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の光ファイバカプラ。
4. The optical fiber according to claim 1, wherein the cross sections of the optical fiber pair are bonded to each other by a transparent adhesive having a refractive index equivalent to that of the core portion. Coupler.
前記保持部材は、
弾性体からなり、前記接合部の輪郭と同じ平面形状の凹部を含む収容部と、
前記凹部の開口面を覆うと共に、前記一対の光ファイバを、前記加工断面の接合方向に付勢する蓋と
を有する
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の光ファイバカプラ。
The holding member is
An accommodating portion made of an elastic body and including a concave portion having the same planar shape as the outline of the joint portion;
6. The lid according to claim 1, further comprising: a lid that covers the opening surface of the recess and urges the pair of optical fibers in the joining direction of the processed cross section. Optical fiber coupler.
前記凹部は、前記光ファイバの直径に相当する深さを有している
ことを特徴とする請求項6に記載の光ファイバカプラ。
The optical fiber coupler according to claim 6, wherein the recess has a depth corresponding to the diameter of the optical fiber.
中心軸に沿って伸びるコア部と、前記コア部の周囲を覆うクラッド部との2層構造をそれぞれ有し、かつ、側面に沿って第1の端面から所定距離に亘って機械加工によって形成された、前記コア部およびクラッド部を含む平面状の加工断面をそれぞれ有する第1および第2の光ファイバと、
第2の端面を有する第3の光ファイバと
を備え、
前記第1および第2の光ファイバの加工断面同士が互いに接合されると共に、前記第1の端面と第2の端面とが互いに接合されることによりY字形状をなしている
ことを特徴とする光ファイバカプラ。
Each has a two-layer structure of a core portion extending along the central axis and a clad portion covering the periphery of the core portion, and is formed by machining along a side surface from the first end surface over a predetermined distance. A first optical fiber and a second optical fiber each having a planar processed cross section including the core portion and the clad portion;
A third optical fiber having a second end face;
The processing cross sections of the first and second optical fibers are bonded to each other, and the first end surface and the second end surface are bonded to each other to form a Y shape. Optical fiber coupler.
中心軸に沿って伸びるコア部と、前記コア部の周囲を覆うクラッド部との2層構造を有する光ファイバを柱状部材の周囲に巻き付けたのち、前記光ファイバの側面の一部を一括して機械加工することにより前記コア部およびクラッド部の双方を含む加工断面を形成する工程と、
前記光ファイバを複数に分割することにより、少なくとも1つの加工断面を含む光ファイバ素子を複数形成する工程と、
前記光ファイバ素子の加工断面同士を接合することにより接合部を形成する工程と
を含むことを特徴とする光ファイバカプラの製造方法。
After winding an optical fiber having a two-layer structure of a core portion extending along the central axis and a clad portion covering the periphery of the core portion around a columnar member, a part of the side surface of the optical fiber is collectively Forming a processed cross section including both the core part and the clad part by machining;
Forming a plurality of optical fiber elements including at least one processed cross section by dividing the optical fiber into a plurality of parts;
Forming a joint by joining the processed cross-sections of the optical fiber element to each other.
前記コア部の中心軸を含むように前記加工断面を形成する
ことを特徴とする請求項9に記載の光ファイバカプラの製造方法。
The method of manufacturing an optical fiber coupler according to claim 9, wherein the processed cross section is formed so as to include a central axis of the core portion.
さらに、前記接合部を切断することにより中心軸と直交する端面を形成したのち、他の光ファイバの端面と接合させることによりY字形状の光ファイバカプラを形成する
ことを特徴とする請求項9または請求項10に記載の光ファイバカプラの製造方法。



Furthermore, after forming the end face orthogonal to the central axis by cutting the joint portion, a Y-shaped optical fiber coupler is formed by joining with the end face of another optical fiber. Or the manufacturing method of the optical fiber coupler of Claim 10.



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