(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融ファイバー光１×４又は２×４結合器において、４つの光ファイバー部分が長手方向に相互の側で結合領域において、伸長し、２つの光ファイバ部分が予めテーパ状とされ、該ファイバー部分が少なくとも一部で共に溶融されて密に束ねた断面を示す集合体を形成し、この断面においてファイバーコアが１対の対向する６０°より小さい内鋭角を有する四辺形の角にセンタづけられ、前記集合体は結合領域においてらせん状捩じりが全体に保持される、ことを特徴とする結合器。
【請求項２】
前記集合体は少なくとも４５°の捩じりで結合領域において捩じられる請求項１に記載の結合器。
【請求項３】
前記ファイバー部分が少なくとも一部で共に溶融される間にファイバー部分を長手方向に引っ張ることにより前記結合器は形成され、且つ前記捩じりは溶融及び引っ張り段階前に印加され、少なくとも一部に動的らせん捩じりとして印加される請求項１又は２に記載の結合器。
【請求項４】
前記集合体の短い方の対角線上の２つのファイバー部分の少なくとも１つは他の２つのファイバー部分との関連において異なる伝搬定数を有する請求項１乃至３のいずれかに記載の結合器。
【請求項５】
前記短い方の対角線上のファイバー部分の双方は他の２つのファイバー部分との関連において異なる伝搬定数を有する請求項４に記載の結合器。
【請求項６】
前記短い方の対角線上の２つのファイバー部分の１つ又は双方は他のファイバー部分の直径よりも小さいな直径からなり、その小さい方の２つのファイバ部分の直径は必ずしも等しくない請求項４又は５に記載の結合器。
【請求項７】
溶融ファイバー光１×４又は２×４結合器において、４つの光ファイバー部分が長手方向に相互の側で結合領域において、伸長し、２つの光ファイバ部分が予めテーパ状とされ、該ファイバー部分が少なくとも一部で共に溶融されて密に束ねた断面を示す集合体を形成し、前記ファイバー部分の他の３つのコアから２つコアの各々についてセンタからセンタへの間隔がほぼ同じであり、ファイバーコアが１対の対向する６０°より小さい内鋭角を有する四辺形の角にセンタづけられ、前記集合体は結合領域においてらせん状捩じりが全体に保持される、ことを特徴とする結合器。
【請求項８】
前記集合体は少なくとも４５°の捩じりで結合領域において捩じられる請求項７に記載の結合器。
【請求項９】
前記ファイバー部分が少なくとも一部で共に溶融される間に該ファイバー部分を長手方向に引っ張ることにより前記結合器は形成され、且つ前記捩じりは溶融及び引っ張り段階の前に印加され、且つ少なくとも一部に動的らせん捩じりとして印加される請求項７又は８に記載の結合器。
【請求項１０】
前記集合体の短い方の対角線上の２つのファイバー部分の少なくとも１つは他の２つのファイバー部分との関連において異なる伝搬定数を有する請求項７乃至９のいずれかに記載の結合器。
【請求項１１】
前記短い方の対角線上のファイバー部分の双方は他の２つのファイバー部分との関連において異なる伝搬定数を有する請求項１０に記載の結合器。
【請求項１２】
前記短い方の対角線上の２つのファイバー部分の前記１つ又は双方は他のファイバー部分の直径よりも小さな直径からなり、その小さい方の２つのファイバ部分の直径は必ずしも等しくない請求項１０又は１１に記載の結合器。
【請求項１３】
溶融ファイバー光１×４又は２×４結合器において、４つの光ファイバー部分が長手方向に相互の側で結合領域において、伸長し、２つの光ファイバ部分が予めテーパ状とされ、該ファイバー部分が少なくとも一部で共に溶融されて密に束ねた断面を示す集合体を形成し、この断面においてファイバー部分の２つは相互に隣接し且つ他の２つの間にあり、ファイバーコアが１対の対向する６０°より小さい内鋭角を有する四辺形の角にセンタづけられ、前記集合体は結合領域においてらせん状捩じりが全体に保持される、ことを特徴とする結合器。
【請求項１４】
前記集合体は少なくとも半回転の捩じりで結合領域において捩じられる請求項１３に記載の結合器。
【請求項１５】
前記ファイバー部分が少なくとも一部で共に溶融される間に該ファイバー部分を長手方向に引っ張ることにより前記結合器は形成され、且つ前記捩じりは溶融及び引っ張り段階の前に印加され少なくとも一部で動的らせん捩じりとして印加される請求項１３又は１４に記載の結合器。
【請求項１６】
前記集合体の短い方の対角線上の２つのファイバー部分の少なくとも１つは他の２つのファイバー部分との関連において異なる伝搬定数を有する請求項１３乃至１５のいずれかに記載の結合器。
【請求項１７】
前記短い方の対角線上のファイバー部分の双方は他の２つのファイバー部分との関連において異なる伝搬定数を有する請求項１６に記載の結合器。
【請求項１８】
前記短い方の対角線上の２つのファイバー部分の１つ又は双方は他のファイバー部分の直径より小さな直径からなり、その小さい方の２つのファイバ部分の直径は必ずしも等しくない請求項１６又は１７に記載の結合器。
【請求項１９】
溶融ファイバー光１×４又は２×４結合器において、４つの光ファイバー部分が長手方向に相互の側で結合領域において、伸長し、２つの光ファイバ部分が予めテーパ状とされ、ファイバー部分が少なくとも一部で共に溶融され、ファイバーコアが１対の対向する６０°より小さい内鋭角を有する四辺形の角にセンタづけられ、結合領域においてらせん状捩じりが全体に保持される、集合体を形成する、ことを特徴とする結合器。
【請求項２０】
前記集合体は少なくとも４５°の捩じりで結合領域において捩じられる請求項１９に記載の結合器。
【請求項２１】
前記集合体の短い方の対角線上の２つのファイバー部分の少なくとも１つは他の２つのファイバー部分との関連において異なる伝搬定数を有する請求項１９又は２０に記載の結合器。
【請求項２２】
前記短い方の対角線上のファイバー部分の双方は他の２つのファイバー部分との関連において異なる伝搬定数を有する請求項２１に記載の結合器。
【請求項２３】
前記短い方の対角線上の２つのファイバー部分の前記１つ又は双方は他のファイバー部分の直径よりも小さな直径からなり、その小さい方の２つのファイバ部分の直径は必ずしも等しくない請求項２１又は２２に記載の結合器。
【請求項２４】
１×４又は２×４溶融光結合器を形成する方法であって、
４つの光ファイバー部分が長手方向に相互の側で、伸長するように断面配列で４つの光ファイバー部分を配列し、２つの光ファイバ部分が予めテーパ状とされ、その配列ではファイバーコアは１対の対向する６０°より小さい内鋭角を有する四辺形の角にセンタづけられること、
前記ファイバー部分を張力下に保持する一方、好ましくは他の２つの部分より大きな張力下で多角形の短い方の対角線上のファイバー部分について、捩じりを該ファイバー部分に加えてファイバー部分の捩じり付き集合体を形成すること、
少なくとも前記集合体の捩じりの部分を加熱し、少なくとも前記ファイバー部分を長手方向に引っ張っている間に該ファイバー部分を少なくとも部分的に溶融し、これにより該集合体が、らせん状捩じりが全体に保持される結合領域を形成すること、
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項２５】
前記捩じりは少なくとも一部に動的らせん捩じりとして印加される請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
平行四辺形である前記四辺形の短い方の軸上の前記ファイバーは前記集合体の前記捩じりをもたらす前にすこし個々に予め捩じられた請求項２４又は２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記捩じりは前記結合器の結合領域で、形成及び次の処理段階後に、少なくとも４５°の捩じりに帰着するようになっている請求項２４乃至２６のいずれかに記載の方法。
【請求項２８】
前記集合体の短い方の対角線上の２つのファイバー部分の少なくとも１つは他の２つのファイバー部分との関連において異なる伝搬定数を有する請求項２４乃至２７のいずれかに記載の方法。
【請求項２９】
前記短い方の対角線上のファイバー部分の双方は他の２つのファイバー部分との関連において異なる伝搬定数を有する請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記短い方の対角線上の２つのファイバー部分の前記１つ又は双方は他のファイバー部分の直径よりも小さな直径からなり、その小さい方の２つのファイバ部分の直径は必ずしも等しくない請求項２８又は２９に記載の方法。
【請求項３１】
製造された集合体が結合領域において周囲温度まで冷えたとき、少しさらなる捩じりが該集合体に該結合器の特性を微調整するために印加され、このさらなる捩じりは該集合体にすでに存在する捩じりに累積されるか又は対抗する請求項２４乃至３０のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はファイバー光結合器に且つそれらの製造に関し、特に１×４又は２×４双円錐テーパ型溶融単一モード結合器およびその形成方法に関する。以後の記載は主に１×４結合器に関するがその関連原理は２×４結合器に適用可能である。
【０００２】
ここに採用された１×４結合器という用語はファイバー光装置に関し、これは単一の入力ポートを経由した信号入力を実質的に又はほとんど等しく４つの出力ポートに分配するものをいう。少なくとも比較可能な結合率の大きさで、例えば０．１５から０．３５までの範囲は現在ファイバー光産業では「実質的又はほとんど等しい」と見なされているが、もちろん０．２５の等しい率の達成は究極の目的である。この装置は特にファイバー光ツリーネットワークに有益である。
【０００３】
【従来の技術】
単一モード適用の１×４構成のファイバー光結合器は、現在、結合率及び挿入損失のような主な動作パラメータにおいて相当程度波長依存することを特徴とする。かくして結合器供給者は１×４単一モード結合器に対する特別の波長特性を特定し且ついわゆる「波長が平坦化された」１×４結合器は、ほぼ平坦な結合及び挿入損失特性を単一動作帯域、例えば４０ｎｍ又は１００ｎｍ内でのみ有する。波長範囲１２５０−１６００ｎｍという広帯域である、少なくとも、結合器がファイバー光通信ネットワークに対する主な伝送波長帯域、１２６０−１３６０及び１４３０−１５８０ｎｍの双方において、しかしより好ましくは全範囲１２５０−１６００ｎｍにわたり、動作可能であるという意味における１×４単一モード結合器を生成することが好ましい。
【０００４】
１×４双円錐テーパ付き結合器のコアの断面構成が数多く提案されてきた。４×４スター型結合器に対する簡単な正方形配列はＭｏｒｔｉｍｏｒｅ［Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ（１９８９），Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．１０，６８２］により、特定の分類の結合器に関連して記載されている。ここではファイバーは毛細管内で引っ張られかつ溶融される。この毛細管はファイバークラディングよりも低い屈折率を有し、結合器の一体部品として存在する。入射／通過ファイバーとして働く任意で既定のファイバー部分に対してもしこの配列が、１×４分割結合器に適用されるならば、波長についての結合率及び挿入損失特性は（実質的に対称に配置された）２つの隣接したファイバー部分に対してはほぼ同等であるが対角線で対向したファイバー部分に対しては全く異なる。その上、テーパ率及び引っ張る長さに関する循環特性は全く位相がはずれ、これにより所望の実質的に等しいパワー分配を全４つの出力ポートに対して達成するために溶融処理を制御することは困難になる。
【０００５】
Ａｒｋｗｒｉｇｈｔ［Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ（１９９１），Ｖｏｌ．２７，Ｎｏ．１９，１７６７］は５ファイバーリングを記載する。このリングにおいて１つのファイバーは専用入力ファイバーであり、他の４つは出力ファイバーである。全体に対称な１×４結合器構成に対する提案はＭｏｒｔｉｍｏｒｅ等によりＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ（１９９１），Ｖｏｌ．２７，Ｎｏ．２４，２２５２で開示されている。この構成はコア入射ファイバーについて６角形リング配置のファイバー部分を必要とする。全ファイバー部分は等しい直径からなり且つ接触しているがリングのあらゆる他のファイバーはタップ−オフファイバーに過ぎない：他はダミーファイバーである。その結果は全く良い広帯域応答について報告されているがこの種の結合器は高価であり且つ製造するのに複雑である。
【０００６】
オーストラリア特許６１８１０８号は多種の結合器配列に対して多角形断面シースを開示している。提案されるシースは正方形及び三角形断面を具備し、その特許は多種配列において２、３又は４ファイバー結合器を説明し又は記載している。
【０００７】
Ｍｏｒｔｉｍｏｒｅに対する米国特許４７９８４３６号は、結合器のファイバーの相対的な伝搬定数を変化させることによりファイバー結合器の特性を調整し又は制御する一般的な技術を提案している。例えば、１つのファイバーは異なるようにテーパが付けられ又は異なるファイバーが選択される。上述した正方形配列において第１又は入射ファイバー部分に対角線で対向するファイバー部分を変形することによりこの技術を用いる、すなわちその非対称位置を補償する企ては非常に実りあるとは証明できなかった。どんな場合であっても、たとえ特別の広帯域の正方形配列がこの方法により生成されるとしても、その性能は正確なファイバーの位置にあまりにも決定的に依存し過ぎるようで：製造許容限度は非常に小さい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は構造について有益な１×４又は２×４ファイバー光結合器を提供することであり、これは先に事前に示した意味で広帯域であり、又は、付加的調整処理により、この広帯域応答を示すことを可能にする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の特徴によれば、溶融ファイバー光１×４又は２×４結合器において４つの光ファイバー部分が長手方向に相互の側に結合領域において、伸長し、２つの光ファイバ部分が予めテーパ状とされ、この結合領域においてファイバー部分が少なくとも一部で共に溶融し密に束ねた断面を示す集合体を形成し、この断面においてファイバーコアは１対の対向する９０°以下で、好ましくは約６０°又はこれよりも少し小さい内鋭角を有する四辺形の角にセンタが位置する結合器であって、集合体が結合領域においてらせん状捩じりが全体に保持される結合器が提供される。
【００１０】
本発明の第１の特徴によれば、本発明はさらに溶融ファイバー光１×４又は２×４結合器において、４つの光ファイバー部分が長手方向に相互の側で結合領域において伸長し、この結合領域においてファイバー部分が少なくとも一部に共に溶融されて密に束ねた断面を示す集合体を形成し、この断面においてファイバー部分の他の３つのコアから２つコアの各々についてセンタからセンタへの間隔がほぼ同じである結合器を提供する。
【００１１】
本発明の第１の特徴によれば、本発明はさらに溶融ファイバー光１×４又は２×４結合器において、４つの光ファイバー部分が長手方向に相互の側で結合領域において伸長し、この結合領域においてファイバー部分が少なくとも一部に共に溶融されて密に束ねた断面を示す集合体を形成し、この断面においてファイバー部分の２つは相互に隣接し且つ他の２つの間にある結合器を提供する。
【００１２】
好ましくは、前記集合体は結合領域において捩じり、例えば少なくとも４５°の捩じりを示す。この特徴はファイバーが溶融処理中に毛細管にほぼ直線に且つ平行に置かれた従来の毛細管１×４溶融結合器に著しく対照的である。本発明のこの好ましい特徴において、捩じりが溶融及び引っ張り段階の前に印加されることが有利であり、且つ動的らせん捩じりとして少なくとも一部に印加されることは好ましい。
【００１３】
本発明の第２の特徴によれば、溶融ファイバー光１×４又は２×４結合器において４つの光ファイバー部分は長手方向に相互の側に結合領域において伸長し、この結合領域においてファイバー部分は少なくとも一部は共に溶融された結合領域で、例えば４５°程度まで捩じられた集合体を形成する結合器が提供される。
【００１４】
本発明の第２の特徴において、本発明はさらに１×４又は２×４溶融ファイバー光結合器を形成し：
４つの光ファイバー部分を長手方向に相互の側で、断面配列で伸長するように配列し、その配列ではファイバーコアは１対の対向する９０°以下、好ましくは約６０°又はこれより少し小さな内鋭角を有する４辺形の角のセンタに位置する；
ファイバー部分を張力下で保持する一方、好ましくは他の２つの部分より大きな張力下で多角形の短い方の対角線上のそれらの部分で、ファイバー部分の捩じった集合体を形成するためにファイバー部分に捩じりを、好ましくは少なくとも半回転及び最も好ましくは１から１と１／２回転を加えること、
少なくとも集合体の捩じった部分を加熱し、ファイバー部分を長手方向に引っ張っている間にファイバー部分を少なくとも部分的に溶融し、これにより集合体が捩じられた結合領域を形成することからなる方法を提供する。
【００１５】
その捩じりは好ましくは少なくとも一部に動的らせん捩じりとして印加される。
平行４辺形の短い方の軸上の前記ファイバーが、集合体の前記捩じりを加える前に、少し個々に予め捩じられることが好ましい。
【００１６】
第２の特徴においては、本発明はさらに前記方法を実施する装置を提供する。
好ましくは、本発明の第１又は第２の特徴のいずれかにおいては、集合体の短い方の対角線上のファイバー部分の１つ又は最も好ましくは双方は、他の２つのファイバー部分に対し異なる伝搬定数を有する。これは集合体において類似直径のファイバー部分を処理することによりもたらされ、又は短い方の対角線上のファイバー部分の１つ又は最も好ましくは双方は他のファイバー部分の直径よりも小さな直径を有する。小さい方の直径は必ずしも等しくない。これは製造処理において短い方の対角線のファイバー部分の１つ又は最も好ましくは双方を予めテーパ付け又はエッチングすることにより達成される。この場合には、もちろん、本発明の第１の特徴において、菱形の内鋭角は６０°以下であり、及び／又はコア−コア間隔は少し異なる。予めのテーパの程度は、０．１から３０％の範囲で変化し、テーパの形成中に使用される溶融条件及び加熱源の温度プロフィルに依存し、且つ代表的には所定の場合に実験により決定される。
【００１７】
本発明の第１の特徴に係る形状は、以前に言及した簡単な正方形配列と比較して、集合体に対する結合率及び挿入損失特性間の位相差を一定の波長で減少させることに実質的に効果的であり、且つ好ましい予めのテーパ付けは所定の波長でその特徴を調整点及び位相関係で実質的に一致させることを可能にすることが理解される。予めのテーパ付けを最も効果的に活用することにより、２つの主波長帯域において実質的に等しいパワー分布で同期させることが可能になる。
【００１８】
有利には、製造される集合体が周囲温度まで結合領域を実質的に冷やすとき、少しさらなる捩じりが集合体に印加される。この後捩じりは１×３及び１×２結合器［ＴＡ  Ｂｉｒｋｓ，Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｏｐｔｉｃｓ（１９８９）Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．１９，Ｐａｇｅ  ４２２６］に関連して提案された、そして結合器特性を微調整するのに有益である。後捩じりは、典型的にはこの既存の捩じりに反対であるけれど、本発明の第２の特徴に従い集合体に既に存在する捩じりに累積又は反対である。
【００１９】
１×４又は２×４結合器としての結合器の機能は代表的には４つのファイバー部分の３つ又は２つを結合器の１つの端部で終端にすることにより決定される。好ましくは、残りのファイバー部分、通過ファイバーは短い方の対角線のファイバーの１つである。よりよい結果はこれらの短い方の対角線のファイバー部分の１つを入力又は発射ファイバーとして使用することにより得られることが理解される。
さらなる説明のために、言及が添付図面になされ、それらの図面において：
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１に示されかつ図３及び４の特性を示すその結合器は同一のオリジナルのファイバーから切断された４つの光ファイバー部分Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから形成されている。その結合器は、オーストラリア連邦に譲渡され且つ本出願人に特許された米国特許５０１１２５２号におおまかに記載された処理により形成された。米国特許５０１１２５２号の開示は参考文献によりここに組み込まれる。採用された装置はほぼその特許に記載される種類のものであるが本発明の目的のために２つの点で変形された。第１に、ファイバーを初期に配設するために使用された一定間隔のグリップ（ｇｒｉｐ）が設定され、４つのファイバー部分が長手方向の側に且つ密に束ねた断面配列で相互に平行に伸長するように配列され、この配列においてそれらのグリップは６０°よりも少し小さい１対の対向する内鋭角を有するほぼひし形である４辺形の角に配置される。用語「少し小さい」がここに使用されている。なぜならひし形の短い方の対角線上のファイバー部分が他の２つより少し小さい直径のファイバーを生成するため予め引っ張ることにより予めテーパを付けられるからである。予めテーパを付けることは４つのファイバー部分の集合体が上に記載されたように設定される前に２つのファイバー部分に対して炉内で行われる。
【００２１】
本発明の第２の特徴の目的のために、周知の装置の第２の変形は、次のものである。結合器を形成するファイバー部分の加熱、溶融及び引っ張りの前の捩じり段階は少なくとも部分的に動的ならせん状態に捩じりを印加することにより行われた、すなわち単に堅固につかみ且つファイバーを、一定間隔の別々の固定点で反対方向に回転する代わりに、その集合体は２つの間隔をおいた別々の点で相対的にらせん状に回転する：その回転体は、回転してファイバー部分の経路長さがらせん構造の形成中に少し増加し、且つファイバー部分間の一定角度を維持することが可能になるように長手方向に調整する。その必要な長手方向調整は所定の構成に対して数学的に決定され得る：その回転体はもちろん適当なコンピュータに基づく装置の制御下にある。対照的に、「静的」捩じりと呼ばれるものにおいて、回転体が外側に移動せず且つ捩じりが回転体の間で長くなるにつれてファイバー間の角度は増大する。動的なケースを使用することは出願人の経験であり、好ましいと思われる。なぜなら純粋に静的な捩じりの使用を除外しないけれど、形状の制御を改善するためである。
【００２２】
この捩じり技術は次の結合領域の至る所で均質な断面を維持し且つ均質な接触及び張力をファイバー部分でこの領域に沿って確保するために使用される。
その捩じりは静的状態で１８０°（１／２回転）の捩じりをまず印加することにより好ましくはファイバー集合体に印加し、そのファイバー部分を接触させ、かつ動的ならせん捩じりとしてバランスを取る。
【００２３】
そのファイバー集合体に挿入される好ましい捩じりは、グリップ間で、捩じりの１及び１と１／２回転間にあり、例えば約１．２５回程度である。好ましくは少なくとも４５°で、この捩じり割合は結合領域で保持される。捩じり構造の安定性及び均質性はさらに短い方の対角線のファイバー部分に捩じり中に印加される張力が他のファイバー部分に印加される張力よりも大きくなるように（例えば約４倍大きい）配列することにより高められる。
【００２４】
その処理の次の段階は必然的に従来技術である。光が一方の端から短い方の対角線のファイバー部分の１つに印加され且つ他端で４つ全ての部分のパワー出力はモニターされる。各結合率及び／又は挿入損失が計算され且つ連続的に表示される。炉は横方向に移動し且つそれにより加熱され捩じった集合体をもたらす。やわらかくなったとき、その集合体は反対方向に引っ張られて、ファイバー部分にテーパを付け且つクラディング１２と共にコア１１が横断的に溶融し溶融したクラディング塊を形成する。ファイバー部分の多種の組み合わせに対する結合率及び挿入損失が要求された通りにモニタされたとき、引っ張りを停止し且つ炉の温度を低下しかつ結合器は元の状態に戻される。
【００２５】
次にその集合体は他の３つの入力側ファイバー部分の頭切り且つ密封チューブ及び外部シース内へのカプセル詰めを含む周知の結合器の後処理段階を行う。これらの段階は従来技術として周知であり、これ以上説明を行わない。
【００２６】
図２は本発明の実施例に係る代表的な結合器形成処理中の４つの出力ファイバー部分に対する結合率のモニタの例である。カーブＡ及びＢは２つの長い方の対角線上の部分に対するものであり且つ全体的な対称性を与えると期待されるように、類似している。カーブＣは入力又は発射ファイバーとして使用される短い方の対角線上のファイバー部分に対してであり、カーブＤは他方の短い対角線のフィバー部分に対するものである（Ａ〜Ｄは図１参照）。（これらの表示は図１、３及び４に同様に適用する。）
【００２７】
重要なことには、３つのカーブは実質的に時間に関して同位相にあり、さらに引っ張りの停止により４つのファイバー部分に対し範囲０．１９から０．３の範囲以内にあるほぼ同じ結合率を与える時があるとみなされることである。実際に、４つのファイバー間にほぼ均しく分割することが実現できる。正方形配列の簡単な代表例において、従来技術に記載されるもののように、カーブＡ及びＢは代表例として同相にあり且つ類似するが、カーブＣ及びＤは位相がはずれている。重要なことには、カーブに対する同相関係は波長に対して２つの主な伝送帯域で保たれることが理解され、これは図３及び４を図５と比較することにより実証される。本発明は帯域１２５０から１６００ｎｍの全体にわたり完全な応答均質性よりなる結合器を実現しないけれど相対的な結合器率及び挿入損失はこれらの２つの波長で大きく変化しない。
【００２８】
次に結合器の形状で実現される各効果、短い方の対角線上の第２の（出力）ファイバー部分の伝搬定数の変形及び短い方の対角線上の第１の（入射又は入力）ファイバー部分の変形を検討することが提案される。
【００２９】
簡単な正方形配列から図１に示された配列までの形状の変形は予めテーパを付けることをしなくても結合応答を変化させた。短い方の対角線上のファイバー部分の１つをその第１又は入力として使用し、溶融中にテーパを付けることによる結合応答は結合率特性の相対的位相関係を変化させるが実質的に等しい結合点は実現しなかった。もし長い方の対角線上のファイバー部分の１つが第１として使用されるならば結合の特性は正方形配列の代表的な特性に戻る。予めのテーパ付けを使用して短い方の対角線上の第２だけの伝搬定数を変形することにより結合特性を変形することもできる。長い方の対角線上のファイバーへのピーク結合は増大し且つ短い方の対角線上の第２へのピーク結合は、長い方の対角線上のファイバー部分に対するピークに時間的により接近する一方、減少する。予めのテーパ付け量を最も効果的に活用することにより、全ての３つの非発射ファイバーに対し結合カーブが一致する応答を実現することが可能になる。これは１つの波長で等しい結合点の実現を可能にする。
【００３０】
いずれかの波長において全ファイバーに渡る結合の均質度が悪いけれど、適当な時間にその処理を終了させることにより、各ファイバーは２つの波長帯域で等しい結合を示すことができる。以上詳細に説明した変形と共に第１のファイバー部分の伝搬定数を変形することにより図３の特性が実現される。第１の結合カーブにおける第１の最小値はゼロレベルから上昇した。これは自然に３つの非発射ファイバーへの低い方のピーク結合になる。短い方の対角線上のファイバー部分のそれぞれに印加される予めのテーパ付け量を最も効果的に活用することにより、この例では１５４４ｎｍの第２の等しい結合点を１３０６ｎｍの第１の等しい結合点と同期することが可能になり、双方の波長でパワーのほぼ等しい分布を与え、そのため広帯域な結合器を与える。
【００３１】
２つの予め与えるテーパは、２つの短い方の対角線上のファイバー部分が他の２つよりも小さい等直径からなるように好ましくは類似させることが可能である。
【００３２】
図６はもし引っ張り及び溶融がＴ＝９７で停止されるならば異なる出力ファイバーに対する結合率の保持を実証する。本発明の好ましい特徴によれば、特性間の相違は少しの後捩じりを印加することにより、さらに減少することが分った。この後捩じりの効果は図６の右でＴ＝１２０からＴ＝１３１に印加される後捩じりに対して示されている。特に規定されなければ全グラフに対するｙ軸は全出力パワーに対する割合として定義される結合率である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具体化する溶融１×４ファイバー光結合器の結合領域の長手方向センタポイントでの断面図である。
【図２】本発明の第１の特徴に係る形状を有する結合器が持続した引っ張り及び溶融により形成される時、引っ張り長さに対するモニタされた結合率の図である。
【図３】波長に関する対応する結合率特性を、１２５０から１６００ｎｍの範囲にわたり類似の結合器に対して示す図である。
【図４】図３に類似する図面であり、挿入損失特性を示す図である。
【図５】簡単な正方形断面形状の従来の１×４結合器に対する図４に類似する図である。
【図６】引っ張りはＴ≒９７で終了し、かつ後捩じりがＴ＝１２０からＴ＝１３１までに印加される図２に類似する図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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