JPS6131842B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6131842B2 JPS6131842B2 JP53100744A JP10074478A JPS6131842B2 JP S6131842 B2 JPS6131842 B2 JP S6131842B2 JP 53100744 A JP53100744 A JP 53100744A JP 10074478 A JP10074478 A JP 10074478A JP S6131842 B2 JPS6131842 B2 JP S6131842B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- light beam
- dimensional
- optical fiber
- curved surfaces
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired
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- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は光フアイバ通信用光回路、特に１本
の光フアイバからの光ビームを複数の光フアイバ
へ分配するための光分配器に関する。
の光フアイバからの光ビームを複数の光フアイバ
へ分配するための光分配器に関する。
光フアイバ通信は適用領域の広い将来性の高い
伝送システムとして期待され、実用化のための開
発が進められている。光フアイバ通信の有効な適
用領域のひとつに、工場、プラント内等の通信回
線やコンピユータ間をつなぐ通信回線等がある。
これらの回線においては中央の制御部から数多く
の端末機器へ信号を送ることが多い。したがつて
これらの回線に光フアイバ通信を適用するため
に、１本の光フアイバからの光ビームを多数の光
フアイバへ分岐する光分配器が必要になる。従来
このような機能を実現するために、複数の光フア
イバを束ねて加熱延引し、テーパ状の結合部を形
成したものがあるが、この方法は寸法の小さな光
フアイバの加工をともなうので、要求される加工
精度が厳しく、多数の光フアイバへの分配比を等
しくしたり、任意の比率に設定したりすることが
かなり困難で製作が難しいという欠点が避けがた
かつた。一方、この欠点を除去するために、一方
向にのみ２乗関数で近似される屈折率分布をつけ
た１次元集束性光伝送体と複数の曲面を組み合わ
せて、１次元集束性光伝送体の集束方向と直角な
方向にひろがつた光ビームを、この方向に集束作
用を持つように配置された複数の曲面により分割
集束する光分配器が考案されているが、この光分
配器は曲面での光の屈折を利用しているために曲
面が露出する構造をとらざるを得ず、ほこりや湿
気や汚れ等による特性劣化が生じやすく、信頼性
の点に問題があつた。
伝送システムとして期待され、実用化のための開
発が進められている。光フアイバ通信の有効な適
用領域のひとつに、工場、プラント内等の通信回
線やコンピユータ間をつなぐ通信回線等がある。
これらの回線においては中央の制御部から数多く
の端末機器へ信号を送ることが多い。したがつて
これらの回線に光フアイバ通信を適用するため
に、１本の光フアイバからの光ビームを多数の光
フアイバへ分岐する光分配器が必要になる。従来
このような機能を実現するために、複数の光フア
イバを束ねて加熱延引し、テーパ状の結合部を形
成したものがあるが、この方法は寸法の小さな光
フアイバの加工をともなうので、要求される加工
精度が厳しく、多数の光フアイバへの分配比を等
しくしたり、任意の比率に設定したりすることが
かなり困難で製作が難しいという欠点が避けがた
かつた。一方、この欠点を除去するために、一方
向にのみ２乗関数で近似される屈折率分布をつけ
た１次元集束性光伝送体と複数の曲面を組み合わ
せて、１次元集束性光伝送体の集束方向と直角な
方向にひろがつた光ビームを、この方向に集束作
用を持つように配置された複数の曲面により分割
集束する光分配器が考案されているが、この光分
配器は曲面での光の屈折を利用しているために曲
面が露出する構造をとらざるを得ず、ほこりや湿
気や汚れ等による特性劣化が生じやすく、信頼性
の点に問題があつた。
この発明の目的は、製作が容易でかつ信頼性の
高い光フアイバ通信用の光分配器を提供すること
にある。
高い光フアイバ通信用の光分配器を提供すること
にある。
この発明によれば、中心面に垂直な方向にその
平面からの距離の２乗にほぼ比例して減少する屈
折率分布を有する１次元集束性光伝送体と、複数
の２次元的な曲面からなる反射面と、３本以上の
光フアイバとを含む反射型光分配器が得られる。
平面からの距離の２乗にほぼ比例して減少する屈
折率分布を有する１次元集束性光伝送体と、複数
の２次元的な曲面からなる反射面と、３本以上の
光フアイバとを含む反射型光分配器が得られる。
この発明では、従来の１次元集束性光伝送体と
曲面を組み合わせた光分配器における曲面での屈
折のかわりに反射を用いることにより、構成部品
の数を減らして製作を容易にし、かつ信頼性を高
めている。すなわち、１本の光フアイバから出射
した光ビームを１次元集束性光伝送体に導きその
光の集束方向と直角な方向に光ビーム径ひろげ
る。そこに複数の２次元的な曲面からなる反射面
を配置し、ひろがつた光ビームを分割するととも
に集束しながらもとの１次元集束性光伝送体中へ
折り返し、その入射端面に設置した複数の光フア
イバへ別々に結合することにより、光ビームの分
配機能を実現している。この発明では、各光学素
子は互いに平面で接着されるので製作は容易であ
る。しかし光学素子の表面での光ビームの屈折を
利用していないので、ほこりや湿気や汚れ等によ
る特性の劣化は全くなく信頼性が高い。
曲面を組み合わせた光分配器における曲面での屈
折のかわりに反射を用いることにより、構成部品
の数を減らして製作を容易にし、かつ信頼性を高
めている。すなわち、１本の光フアイバから出射
した光ビームを１次元集束性光伝送体に導きその
光の集束方向と直角な方向に光ビーム径ひろげ
る。そこに複数の２次元的な曲面からなる反射面
を配置し、ひろがつた光ビームを分割するととも
に集束しながらもとの１次元集束性光伝送体中へ
折り返し、その入射端面に設置した複数の光フア
イバへ別々に結合することにより、光ビームの分
配機能を実現している。この発明では、各光学素
子は互いに平面で接着されるので製作は容易であ
る。しかし光学素子の表面での光ビームの屈折を
利用していないので、ほこりや湿気や汚れ等によ
る特性の劣化は全くなく信頼性が高い。
以下、図面を参照してこの発明を詳しく説明す
る。
る。
第１図はこの発明の第１の実施例の斜視図、第
２図、第３図は光ビームの集束の様子を示すため
の平面図、断面図をそれぞれ示す。ｘ，ｙ，ｚ軸
を図示のように定める。この実施例は、ｙ方向に
のみ中心から周辺に向かつて距離のほぼ２乗に比
例して減少する屈折率分布を有する１次元集束性
光伝送体１の入射端面１１に入射光フアイバ２１
および第１から第４の出射光フアイバ２２〜２５
の端部を設置し、その出射端面１２に第１から第
４の部分円柱３〜６をその中心軸がｙ軸に平行に
なるように接着固定し、その表面に金を蒸着して
２次元的な曲面からなる反射膜６０を形成したも
のである。１次元集束性光伝送体１は、良く知ら
れたイオン交換法を用いてガラス平板に所望の屈
折率分布をつけたもので、そのｚ軸方向の長さは
異軸入射光ビームのｙ方向蛇行ピツチの約1/4に
選んでいる。
２図、第３図は光ビームの集束の様子を示すため
の平面図、断面図をそれぞれ示す。ｘ，ｙ，ｚ軸
を図示のように定める。この実施例は、ｙ方向に
のみ中心から周辺に向かつて距離のほぼ２乗に比
例して減少する屈折率分布を有する１次元集束性
光伝送体１の入射端面１１に入射光フアイバ２１
および第１から第４の出射光フアイバ２２〜２５
の端部を設置し、その出射端面１２に第１から第
４の部分円柱３〜６をその中心軸がｙ軸に平行に
なるように接着固定し、その表面に金を蒸着して
２次元的な曲面からなる反射膜６０を形成したも
のである。１次元集束性光伝送体１は、良く知ら
れたイオン交換法を用いてガラス平板に所望の屈
折率分布をつけたもので、そのｚ軸方向の長さは
異軸入射光ビームのｙ方向蛇行ピツチの約1/4に
選んでいる。
最初にｙ方向について考えると入射光フアイバ
２１から出射した入射光ビーム３１は、１次元集
束性光伝送体１でｙ方向に集束されこの方向には
ほぼ平行な光ビームになつて第１から第４の部分
円柱３〜６の表面に形成された反射膜６０へ入射
する。反射膜６０はｙ方向には収束作用をもたな
いので入射光ビーム３１はほぼ平行なまま折り返
されてもとの１次元集束性光伝送体１へ入射し、
そこでｙ方向に集束されて第１から第４の分配光
ビーム３２〜３５に変換され、第１から第４の出
射光フアイバ２２〜２５へそれぞれ入射する。光
ビームは１次元集束性光伝送体１をｚ軸方向にそ
のｙ方向蛇行ピツチの約半分の長さだけか通過す
るので１次元集束性光伝送体１の入射端面１１で
入射光ビーム３１と分配光ビーム３２〜３５のｙ
方向の光ビーム径はほぼ等しくなる。次にｘ方向
での光ビームの様子について考える、１次元集束
性光伝送体１はｘ方向には集束作用を持たないの
で、入射光ビーム３１はひろがりながら反射膜６
０に入射し、そこで分割・集束されながら折り返
され第１から第４の分配光ビーム３２〜３５に変
換され、第１から第４の出射光フアイバ２２〜２
５に分配されて入射する。。前述したように、ｙ
方向には光ビーム径はほとんど変わらず、ｘ方向
には個々の部分円柱３，４，５，６の各々の反射
膜６０により別々に集束されるので、この光分配
器では挿入損失を小さくできる。光ビームがひろ
がつたところへ分配用の光学素子を配置している
ので、その形状等に対してはそれ程きびしい工作
精度等は要求されず、分配比を任意の値に設定す
ることが可能であつた。すなわち、ひろがつた光
ビームの強度分布を考慮して部分円柱３〜６の大
きさを決めることにより、各分配光フアイバ２２
〜２５への分配比を所望の値に設定することがで
きた。このように分配用の光学素子の形状が比較
的大きいことや、１次元集束性光伝送体１と部分
円柱３〜６を平面で互いに接着固定できること等
からこの光分配器の製作は容位であつた。さら
に、この光分配器は光学素子表面での光の屈折に
よらず反射膜６０による反射を利用しているの
で、光ビームが空気中に出ることはなく、表面の
汚れや湿気やほこり等による特性の劣化は全くな
く、信頼性の高いものであつた。
２１から出射した入射光ビーム３１は、１次元集
束性光伝送体１でｙ方向に集束されこの方向には
ほぼ平行な光ビームになつて第１から第４の部分
円柱３〜６の表面に形成された反射膜６０へ入射
する。反射膜６０はｙ方向には収束作用をもたな
いので入射光ビーム３１はほぼ平行なまま折り返
されてもとの１次元集束性光伝送体１へ入射し、
そこでｙ方向に集束されて第１から第４の分配光
ビーム３２〜３５に変換され、第１から第４の出
射光フアイバ２２〜２５へそれぞれ入射する。光
ビームは１次元集束性光伝送体１をｚ軸方向にそ
のｙ方向蛇行ピツチの約半分の長さだけか通過す
るので１次元集束性光伝送体１の入射端面１１で
入射光ビーム３１と分配光ビーム３２〜３５のｙ
方向の光ビーム径はほぼ等しくなる。次にｘ方向
での光ビームの様子について考える、１次元集束
性光伝送体１はｘ方向には集束作用を持たないの
で、入射光ビーム３１はひろがりながら反射膜６
０に入射し、そこで分割・集束されながら折り返
され第１から第４の分配光ビーム３２〜３５に変
換され、第１から第４の出射光フアイバ２２〜２
５に分配されて入射する。。前述したように、ｙ
方向には光ビーム径はほとんど変わらず、ｘ方向
には個々の部分円柱３，４，５，６の各々の反射
膜６０により別々に集束されるので、この光分配
器では挿入損失を小さくできる。光ビームがひろ
がつたところへ分配用の光学素子を配置している
ので、その形状等に対してはそれ程きびしい工作
精度等は要求されず、分配比を任意の値に設定す
ることが可能であつた。すなわち、ひろがつた光
ビームの強度分布を考慮して部分円柱３〜６の大
きさを決めることにより、各分配光フアイバ２２
〜２５への分配比を所望の値に設定することがで
きた。このように分配用の光学素子の形状が比較
的大きいことや、１次元集束性光伝送体１と部分
円柱３〜６を平面で互いに接着固定できること等
からこの光分配器の製作は容位であつた。さら
に、この光分配器は光学素子表面での光の屈折に
よらず反射膜６０による反射を利用しているの
で、光ビームが空気中に出ることはなく、表面の
汚れや湿気やほこり等による特性の劣化は全くな
く、信頼性の高いものであつた。
第４図はこの発明の第２の実施例の平面図をあ
らわす。この実施例では第１の実施例で用いた複
数の部分用柱の表面につけた反射膜６０を、分割
された第１から第４の曲面４２〜４５を持つ透明
体４０の表面につけた反射膜６１でおきかえたも
のである。これらの曲面は、反射膜６１の各々の
曲面で分割、集束、反射された第１から第４の分
配光ビーム３２〜３５の中心の軌跡が中心軸５０
にほぼ平行になるように定めた。こうすることに
より第１から第４の出射光フアイバ２２〜２５を
互いに平行にならべることができ、光分配器の製
作がより容易になつた。また中心軸５０に近い第
２、第３の曲面４３，４４が見込む角度を中心軸
５０から遠い第１、第４の曲面４２，４５が見込
む角度より小さくすることにより、入射光フアイ
バ２１が集束型フアイバのときのようにひろがつ
たところでのｘ−ｚ面内の光ビームの強度の角度
分布が角度の大きいところ程小さいような場合に
も第１から第４の出射光フアイバ２２〜２５への
分配比をほぼ等しくすることができた。透明体４
０は、必要な曲面を持つ金型を作り、そこへ透明
プラスチツク材料を流し込んで固化するという方
法を用いて作つた。以上、述べたように、この実
施例でも製作が容易で信頼性の高い光分配器が得
られた。
らわす。この実施例では第１の実施例で用いた複
数の部分用柱の表面につけた反射膜６０を、分割
された第１から第４の曲面４２〜４５を持つ透明
体４０の表面につけた反射膜６１でおきかえたも
のである。これらの曲面は、反射膜６１の各々の
曲面で分割、集束、反射された第１から第４の分
配光ビーム３２〜３５の中心の軌跡が中心軸５０
にほぼ平行になるように定めた。こうすることに
より第１から第４の出射光フアイバ２２〜２５を
互いに平行にならべることができ、光分配器の製
作がより容易になつた。また中心軸５０に近い第
２、第３の曲面４３，４４が見込む角度を中心軸
５０から遠い第１、第４の曲面４２，４５が見込
む角度より小さくすることにより、入射光フアイ
バ２１が集束型フアイバのときのようにひろがつ
たところでのｘ−ｚ面内の光ビームの強度の角度
分布が角度の大きいところ程小さいような場合に
も第１から第４の出射光フアイバ２２〜２５への
分配比をほぼ等しくすることができた。透明体４
０は、必要な曲面を持つ金型を作り、そこへ透明
プラスチツク材料を流し込んで固化するという方
法を用いて作つた。以上、述べたように、この実
施例でも製作が容易で信頼性の高い光分配器が得
られた。
この発明は上記の望ましい実施例のほかにいく
つかの変形が可能である。光ビームを分割、集束
するための２次曲面としては円柱面の一部に限ら
ず、半円柱面、放物筒の曲面である放物柱面、あ
るいは他の特殊な曲面等も利用できる。１次元集
束性光伝送体としてガラス製だけでなくプラスチ
ク等に重合拡散を利用して屈折率分布をつけたも
のも用いることができる。プラスチツク製１次元
集束性光伝送体の場合には、その一方の端面を直
接複数に分割された曲面に成形することもでき
る。１次元集束性光伝送体のｚ軸方向の長さはｙ
方向蛇行ピツチの1/4の奇数倍であればこの実施
例と同様な効果が期待できる。その場合にその長
さを長くすればする程光ビームのｘ方向のひろが
りは大きくなるので分配数が多い場合には都合が
良い。また、適当なスペーサを用いることにより
1/4ピツチ４より長くすることも短かくすること
もできる。分配数は実施例に示した４に限らず、
もつと多くてももつと少なくても良い。入出射の
光フアイバと１次元集束性光伝送体の間には屈折
率整合材を用いてそこでの反射損失を減少させる
ことができる。
つかの変形が可能である。光ビームを分割、集束
するための２次曲面としては円柱面の一部に限ら
ず、半円柱面、放物筒の曲面である放物柱面、あ
るいは他の特殊な曲面等も利用できる。１次元集
束性光伝送体としてガラス製だけでなくプラスチ
ク等に重合拡散を利用して屈折率分布をつけたも
のも用いることができる。プラスチツク製１次元
集束性光伝送体の場合には、その一方の端面を直
接複数に分割された曲面に成形することもでき
る。１次元集束性光伝送体のｚ軸方向の長さはｙ
方向蛇行ピツチの1/4の奇数倍であればこの実施
例と同様な効果が期待できる。その場合にその長
さを長くすればする程光ビームのｘ方向のひろが
りは大きくなるので分配数が多い場合には都合が
良い。また、適当なスペーサを用いることにより
1/4ピツチ４より長くすることも短かくすること
もできる。分配数は実施例に示した４に限らず、
もつと多くてももつと少なくても良い。入出射の
光フアイバと１次元集束性光伝送体の間には屈折
率整合材を用いてそこでの反射損失を減少させる
ことができる。
第１図はこの発明の第１の実施例の斜視図、第
２図はその平面図、第３図はその断面図、第４図
はこの発明の第２の実施例の平面図をそれぞれあ
らわす。 図において、１……１次元集束性光伝送体、３
〜６……部分円柱、１１，１２……端面、２１〜
２５……光フアイバ、３１〜３５……光ビーム、
４０……透明体、４２〜４５……曲面、５０……
中心軸、６０，６１……反射膜を、それぞれあら
わす。
２図はその平面図、第３図はその断面図、第４図
はこの発明の第２の実施例の平面図をそれぞれあ
らわす。 図において、１……１次元集束性光伝送体、３
〜６……部分円柱、１１，１２……端面、２１〜
２５……光フアイバ、３１〜３５……光ビーム、
４０……透明体、４２〜４５……曲面、５０……
中心軸、６０，６１……反射膜を、それぞれあら
わす。
Claims (1)
- １ 中心軸を含む中心面に垂直な方向にその中心
面からの距離の２乗にほぼ比例して減少する屈折
率分布を有し前記中心軸にほぼ垂直な入射端面及
び出射端面を有する１次元集束性光伝送体と、そ
の出射端面に近接して設置され前記垂直な方向に
平行な軸を有する複数の２次元的な曲面からなる
反射面と、前記入射端面に端部を設置された３本
以上の光フアイバとを含むことを特徴とする反射
型光分配器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10074478A JPS5528029A (en) | 1978-08-17 | 1978-08-17 | Reflection type light distributor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10074478A JPS5528029A (en) | 1978-08-17 | 1978-08-17 | Reflection type light distributor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5528029A JPS5528029A (en) | 1980-02-28 |
| JPS6131842B2 true JPS6131842B2 (ja) | 1986-07-23 |
Family
ID=14282049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10074478A Granted JPS5528029A (en) | 1978-08-17 | 1978-08-17 | Reflection type light distributor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5528029A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55105207A (en) * | 1979-02-06 | 1980-08-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Optical branching and coupling device |
| US4993796A (en) * | 1979-08-14 | 1991-02-19 | Kaptron, Inc. | Fiber optics communication modules |
| JPS57198423A (en) * | 1981-06-01 | 1982-12-06 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Planar type optical demultiplexer and multiplexer |
| JPS5863914A (ja) * | 1981-09-28 | 1983-04-16 | カプトロン・インコ−ポレ−テツド | 光フアイバ−通信装置 |
| US4813759A (en) * | 1983-08-25 | 1989-03-21 | The Babcock & Wilcox Company | Fiber optic high and low level alarms |
| US6198864B1 (en) * | 1998-11-24 | 2001-03-06 | Agilent Technologies, Inc. | Optical wavelength demultiplexer |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5114348A (ja) * | 1974-07-26 | 1976-02-04 | Nippon Selfoc Co Ltd | Ichihokoshusokuseihikaridensotaiosonaeta hikaribiimuhenkanki |
| JPS5379553A (en) * | 1976-12-24 | 1978-07-14 | Toshiba Corp | Light distributor |
-
1978
- 1978-08-17 JP JP10074478A patent/JPS5528029A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5528029A (en) | 1980-02-28 |
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