JPS6046683B2 - 光分岐結合器の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光ファイバー通信回路において、光信号を
分岐、結合させるための光分岐結合器の製造方法に関す
るものである。

光ファイバー通信回線において、例えば、ＣＡＴＶ用
の光信号の分岐、挿入、データリンクでの光信号の分岐
、挿入、或いは監視回路、障害探索回路、エラーレート
測定回路等への信号の分岐を行う場合に光分岐結合器が
用いられている。

第１図には、このような目的のために従来用いられてい
る光分岐結合器の一例が示されており、この光分岐結合
器１は誘電体多層膜２ａが一側面に蒸着されたビームス
プリッタ２と、レンズ３乃至６とから成つている。レン
ズ３，４には、主伝送路を構成する光ファイバー７，８
の各端が対向するように配置されており、主伝送路に挿
入すべき光信号が与えられている光ファイバー９の出力
端面がレンズ５に対向配置され、そして主伝送路からの
分岐光信号が入射される光ファイバー１０の入力端面が
レンズ６に対向配置される。従つて、光ファイバー７か
らの光信号はレンズ３により平行光線とされ、そのうち
の一部はビームスプリッタ２を通過してレンズ４により
光ファイバー８の端面に入力され、残りの一部はビーム
スプリッタ２により反射して分岐され、レンズ６を介し
て光ファイバー１０に分岐出力として入力される。一方
、光ファイバー９からの挿入光信号はレンズ５により平
行光線となり、一部は反射して主伝送路に挿入され、残
りの一部は光ファイバー１０に入力される。従来の光分
岐結合器は、上述の如く、ガラス等の透明板に誘電体の
多層膜を形成して成るビームスプリッタとレンズとの組
合せから成つているため、第１に透明板の板厚のために
光信号の光路がビームスプリッタを通過することにより
ずれてしまい、適宜光軸合せのための極めて面倒な調整
を行なう必要があるという欠点を有し、第２に、収差を
無くするためにレンズとして非球面レンズを用いないと
挿入損失が増大するという欠点を有し、第３にこれらの
光学系構成部品を精度よく組立て、且つ安定に保持する
ということが極めて困難であるという欠点を有している
。そこでこのような欠点を除去するために第２図乃至第
５図に示されるような構成の光分岐結合器が考えられて
いる。

すなわち第２図において、光分岐結合器１１は基台１２
と、基台１２の略中央部に設けられた凹状のへこみ１３
内に固着されたプリズム組立体１４とを備えている。プ
リズム組立体１４は同一形状の２つの直角プリズム１５
，１６がビームスプリッタ面１７を介して貼り合されて
成つており、このビームスプリッタ面１７は一方の直角
プリズム１５の貼合せ面１５ａに誘電体多層膜を蒸着す
ることにより形成される。プリズムの貼り合せは、例え
ばバルサム樹脂等の光学的に透明な接着剤により行うこ
とができる。一方、プリズム組立体１４が設けられた基
台面１２ａ上には光ファイバーを案内収納するための案
内収納溝として■字溝１８乃至２１が各プリズムの表面
１５ｂ，１５ｃ，１６ａ，１６ｂに対応して設けられて
いる。■字溝１８は、その軸線が表面１５ｂに垂直であ
り且つビームスプリッタ面１７に対して４５での角度を
有するように形成されており、従つて、光ファイバー２
２を■字溝１８内に収納すると、光ファイバー２２の軸
線はＶ字溝１８の軸線と平行となり、光ファイバー２２
によつて伝送されて端面から出た光信号はプリズム面１
５ｂに垂直に入射し、ビームスプリッタ面１７に４５に
の角度をもつてあたる。他のｖ字溝１９乃至２１も各対
向するプリズム面に対して同様な角度をもつて形成され
ている。符号２３乃至２５で示されているのは、各■字
溝１９乃至２１により案内収納される光ファイバーであ
る。第３図には、上記プリズム組立体１４と、各■字溝
に案内収納された光ファイバー２２乃至２５との配置状
態が示されている。

各光ファイバー２２乃至２５は各々コアー部２２ａ乃至
２５ａとクラッド部２２ｂ乃至２５ｂとから成り、光信
号は光ファイバーのコアー部とクラッド部との境界面で
反射しながらコアー部内を伝播する。各光ファイバーの
プリズム面と対向する端面は、例えばブンゼンバーナー
で数秒間加熱処理することにより、球面処理が施されて
おり、光ファイバーに入力され又は出力される光信号が
外部に発散して損失とならないようになつている。この
ような構成によると、例えば光ファイバー２４内を伝播
してきた光信号脆は球面処理された”端面からこの光フ
ァイバーの軸線に平行な平行光線として出力され、プリ
ズム面１６ａに対して垂直に入射され、プリズム１６内
を伝播してビームスプリッタ面に４５ズの角度であたり
、信号の一部はそのまま直進してプリズム１５内に入り
、この直進した信号Ｋｇはプリズム面１５ｂからプリズ
ム面１５ｂに対して垂直に出力されて、対向配置された
光ファイバー２２の端面から光ファイバー２２内に入射
される。

一方、ビームスプリッタ面にあつた光信号玩の一部はビ
ームスプリッタ面によ″り反射して光路を９００変更し
て光信号■としてプリズム面１６ｂから取出され、光フ
ァイバー２５に入射する。直進光信号Ｋｇと反射光信号
■との大きさの比はビームスプリッタ面の形成状態、即
ち誘電体多層膜の厚さ等の状態によつて定まるので、適
宜所望の分岐比に従つて誘電体多層膜の形成状態を定め
ることができる。上記では光ファイバー２４からの光信
号が光ファイバー２２と２５とに分岐される場合につい
て述べたが、上記説明からすぐ理解されるように、任意
の１つの光ファイバーからの信号を他の２つの光ファイ
バーに分岐することができる。従つて上記の場合、光フ
ァイバー２３からの光信号％があると、光信号ａは光フ
ァイバー２２及び２５に分岐されるので、各分岐された
光信号Ａｌ，ａ２は各分岐信号Ｂｌ，Ｙ）２に重畳され
ることになり、光信号の挿入を行うことができる。この
光信号の分岐、挿入の状態は第１図に示した従来の分岐
結合器と同様であるが、第２図及び第３図に示した光分
岐結合器では、光ファイバーとプリズム組立体との位置
合せは必要でなく、単に光ファイバーを予め設けられた
■字溝に収納するだけでよい。また、各光ファイバーの
軸線がプリズム組立体のプリズム面に対して垂直になる
ため、光ファイバーの端面と対向プリズム面との間の光
信号の伝送が無反射で行なわれると共に光路が変更され
ることがなく、挿入損失を極めて小さくすることができ
る。尚、上記第２図乃至第３図に示されるものでは光フ
ァイバーの端面を球面処理したために、端部においてそ
の最大径が大きくなり、光ファイバーを■字溝に収納し
た際に光ファイバーの軸線と■字溝の軸線とが平行にな
らなくなる虞れがある。

このため第４図、第５図に示すように、へこみ１３に取
付けられるプリズム組立体と■字溝１８の終端部１８ａ
との間に間隔を設け、へこみ１３の深さをＶ字溝１８の
底壁より深くすることにより、光ファイバー２２の端部
２２ｃをＶ字溝１８とプリズム組立体１４との間に形成
されるへこみ１３に収容するようにすることもできる。
他の光ファイバーについても同様である。なお、光ファ
イバーの端面を球面処理した場合について述べたが、必
ずしも球面処理を施さなくてもよく、軸線に垂直に切断
するだけでもよい。

そしてこの場合、基台１２とプリズム組立体１４とを別
体にすることなく、基台１２をガラス等−の透明板とし
、基台１２とプリズム組立体１４とを一体としてもよい
ことは明らかである。本発明の目的は、かかる光分岐結
合器を大量生産することができ、上記プリズム組立体と
案内収納溝との位置関係を極めて正確にして単一工程で
作ることにより面倒な位置調整を不要とし、組立コスト
を著しく低減しうるような製造方法を提供するにある。
上記目的を達成するための本発明の特徴は、透明矩形板
の一側面にビームスプリッタ面を形成する工程と、前記
透明矩形板の前記一側面に沿つて前記ビームスプリッタ
面を一側面とする複数のプリズムを間隔をあけて形成す
ると同時に前記複数”のプリズムの夫々に対し前記ビー
ムスプリッタ面に対して４５のの角度を有し且つ任意の
他の１つの面に対して垂直な軸線を有し光ファイバーを
案内収納するための案内収納溝を前記透明矩形板上に形
成し第１の連接プリズムブロックを形成する工程と、別
の透明矩形板の一側面に沿つて該一側面をその一側面と
する複数のプリズムを間隔をあけて形成すると同時に該
複数のプリズムの夫々に対し該一側面に対して４５数の
角度を有し且つ任意の他の１つの面に対して垂直な軸線
を有し光ファイバーを案内収納するための案内収納溝を
前記別の透明矩形板上に形成し第２の連接プリズムブロ
ックを形成する工程と、前記第１の連接プリズムブロッ
ク及び前記第２の連接プリズムブロックを夫々所要のブ
ロックに切断分離する工程と、前記第１の連接プリズム
ブロックの切断により得られた第１プリズムブロックと
前記第２の連接プリズムブロックの切断により得られた
第２プリズムブロックとを前記ビームスプリッタ面を介
して重ね合せて貼り合せる工程とを含んだ光分岐結合器
の製造方法にある。

以下第６図以下に示される実施例により本発明の詳細な
説明する。

第６図には本発明の一実施例としての光分岐結合器の製
造方法についてその工程が示されている。

先ず、第６図ａに示す如き細長い矩形状の透明な板３０
を用意し、板３０の一側面３１に第６図ｂに示すように
誘電体多層膜を蒸着等適宜の公知手段て被着し、ビーム
スプリッタ面３２を形成する。尚、この図面では多層膜
の厚さが誇張されて極めて厚く示されているが実際には
極めて薄い膜が形成される。板３０としては、例えば透
明ガラス板又はプラスチック板等を用いることができる
。次に、第６図ｃに示すように、この板３０の一側面３
１に沿つて直角プリズム３３ａ，３３Ｂ，・・を間隔を
あけて設けると同時に、これらの直角プリズムのプリズ
ム面に対応して■字溝３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，・・を
形成する。これらの直角プリズム３３ａは、各一側面が
ビームスプリッタ面３２となるように形成され、夫々残
りの２つの側面がＶ字溝に対向するプリズム面として形
成される。各■字溝は対応するプリズム面に対してはそ
の軸線が垂直であり、ビームスプリッタ面３２に対して
４５直の角度を有するように形成される。各プリズム及
び■字溝の形成はエッチング又はブレス等の適宜の手段
により行うことができ、プリズムと対応する２つの■字
溝から成るプリズムブロックは、図示の例では３つ連接
されて形成されている場合が示されているが、所望の個
数設けることができる。上記の如くして多数のプリズム
ブロックを連接して形成した後、第６図ｃに一点鎖線で
示すように切断して個々のプリズムブロックに分離する
。第７図には分離された後のプリズムブロック３５が示
されている。

一方、上記に述べた、透明の矩形板からスプリッタ面の
形成されたプリズムブロックを作る工程とは別に、別の
透明矩形板から、上記で説明したのと全く同様にして、
同一寸法のビームスプリッタ面が形成されていないプリ
ズムブロックを形成し、このビームスプリッタ面が形成
されていないプリズムブロックと上記のビームスプリッ
タ面が形成されているプリズムブロックをビームスプリ
ッタ面を介して対称にバルサム樹脂等により貼り合せる
ことにより、第２図に示す光分岐結合器を形成すること
ができる。

このような方法によると、一度に多数のプリズムブロッ
クを１枚の透明板から作ることができ、プリズムとＶ字
溝との位置関係を極めて正確にして同時に作ることによ
り、面倒な位置調整が不要となるので組立コストを著し
く低減させることができる。

第８図には本発明による製造方法の他の実施例が示され
ており、この実施例では、先ず、ビームスプリッタ面３
２が形成されている短冊状の透明板３０を向きを揃えて
ビームスプリッタ面３２の形成面が他の板３０のビーム
スプリッタが形成されていない側面と対向するように配
置し、これらの板３０をこの状態で先に貼り合せる。

この場合、各板３０の厚みは予め同一に揃えておくと共
に、平坦度、真直度、端面の平行度を光学的な精度に仕
上げておく。このようにして短冊状の板を１枚の板にな
るよう貼り合せた後、この貼り合せ面が２つのプリズム
の貼り合せ面となるように、点線の如く区分する。次に
、区分された各区画において、第９図に例示するように
貼り合せ面を対角線とする所定の大きさの正方形領域３
６を残してエッチングを行ない、正方形領域を他の面よ
り高い凸状に形成する。次に、この正方形領域において
その周縁部３７のみをエッチングして前工程でエッチン
グされた平坦部分３８よりも低くなるように周囲にくぼ
み１３が形成されたプリズム組立体１４を形成する（第
１０図参照）。それにつづいて平坦部３８に第６図に示
した場合と同じ要領で■字溝を形成し、しかる後に各区
画毎に切離して所定の光分岐結合器が完成する。この方
法による場合も、プリズムと■字溝との位置関係を極め
て正確にして単一工程で作ることにより面倒な位置調整
が不要となるので組立コストを著しく低減させることが
でき、しかもこの方法によると接着作業が簡素化される
利点を有する。本発明によれば、光ファイバーの光軸合
せが不要で挿入損失が極めて少ない光分岐結合器を大量
生産することができ、その際上記プリズム組立体と案内
収納溝との位置関係を極めて正確にして単一工程で作る
ことにより面倒な位置調整を不要とし、組立コストを著
しく低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来形の光分岐結合器の概略図、第２図は第１
図の従来形を改良した光分岐結合器の斜視図、第３図は
第２図に示す光分岐結合器の作用を説明するための説明
図、第４図は第２図に示す光分岐結合器の変形例の要部
を示す一部概略断面図、第５図は第４図の変形例の平面
図、第６図ａ乃至第６図ｃは本発明の製造方法による製
造工程の一実施例を示す図、第７図は第６図に示す工程
により完成したプリズムブロックの斜視図、第８図乃至
第１０図は本発明の製造方法による他の実・施例を説明
するための説明図てある。 １１・・・・・・光分岐結合器、１２・・・・・・基台
、１３・・・・へこみ、１４・・・・・・プリズム組立
体、１５，１６・・・・プリズム、１７・・・・・・ビ
ームスプリッタ面、１８乃至２１・・・・・・Ｖ字溝、
２２乃至２５・・・・・・光ファィバー、３０・・・・
・・板、３１・・・・・・一側面、３２・・・ビームス
プリッタ面、３３ａ，３３ｂ・・・・・・直角プリズム
、３４ａ，３５ａ・・・・・・■字溝、３５・・・・・
プリズムブロック。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 透明矩形板の一側面にビームスプリッタ面を形成す
   る工程と、前記透明矩形板の前記一側面に沿つて前記ビ
   ームスプリッタ面を一側面とする複数のプリズムを間隔
   をあけて形成すると同時に前記複数のプリズムの夫々に
   対し前記ビームスプリッタ面に対して４５゜の角度を有
   し且つ任意の他の１つの面に対して垂直な軸線を有し光
   ファイバーを案内収納するための案内収納溝を前記透明
   矩形板上に形成し第１の連接プリズムブロックを形成す
   る工程と、別の透明矩形板の一側面に沿つて該一側面を
   その一側面とする複数のプリズムを間隔をあけて形成す
   ると同時に該複数のプリズムの夫々に対し該一側面に対
   して４５゜の角度を有し且つ任意の他の１つの面に対し
   て垂直な軸線を有し光ファイバーを案内収納するための
   案内収納溝を前記別の透明矩形板上に形成し第２の連接
   プリズムブロックを形成する工程と、前記第１の連接プ
   リズムブロック及び前記第２の連接プリズムブロックを
   夫々所要のブロックに切断分離する工程と、前記第１の
   連接プリズムブロックの切断により得られた第１プリズ
   ムブロックと前記第２の連接プリズムブロックの切断に
   より得られた第２プリズムブロックとを前記ビームスプ
   リッタ面を介して重ね合せて貼り合せる工程とを備えた
   ことを特徴とする光分岐結合器の製造方法。 ２ 前記第１連接プリズムブロックを形成する工程と前
   記第２連接プリズムブロックを形成する工程とをエッチ
   ングにより行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の光分岐結合器の製造方法。 ３ 前記第１連接プリズムブロックを形成する工程と前
   記第２連接プリズムブロックを形成する工程とをプレス
   により行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の光分岐結合器の製造方法。