DE69032900T2 - Fiber optic coupler - Google Patents

Fiber optic coupler

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Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION [ANWENDUNGSGEBIET DER ERFINDUNG][FIELD OF THE INVENTION]

Die vorliegende Erfindung betrifft faseroptische Koppler, die in Kommunikationssystemen eingesetzt werden.The present invention relates to fiber optic couplers used in communication systems.

[STAND DER TECHNIK][STATE OF THE ART]

Bei einem Typ eines faseroptischen Kopplers nach dem bekannten technischen Stand sind zwei oder mehr Fasern nebeneinander in einer Ebene ausgerichtet und thermisch verschmolzen und in Längsrichtung gedehnt, so daß sie einen verschmolzenen Längsbereich bilden.In one type of prior art fiber optic coupler, two or more fibers are aligned side by side in a plane and thermally fused and stretched longitudinally to form a fused longitudinal region.

In dem so gebildeten verschmolzenen Längsbereich wird der Durchmesser jeder optischen Komponenten-Faser ebenso verringert wie der Durchmesser des Kerns jeder Faser. In dem Maße, wie der Durchmesser der Kerne der optischen Fasern verringert wird, tritt ein proportional größerer Anteil des Lichts, das sich in diesen ausbreitet, durch den Mantel, der den Kern jeder Faser umschließt, aus. Außerdem wird in dem Maße, wie die optischen Komponenten-Fasern gezogen und damit gedehnt werden, der Abstand zwischen den Kernen von nebeneinander liegenden optischen Fasern verringert, und aufgrund dieser Tatsache wird die Kopplung zwischen den Ausbreitungsmodi der einzelnen Fasern außerordentlich groß. Auf diese Weise verzweigt sich das durch eine Faser übertragene Licht, und es wird bewirkt, daß es über zwei oder mehr optische Fasern gleichzeitig übertragen wird.In the fused longitudinal region thus formed, the diameter of each component optical fiber is reduced as is the diameter of the core of each fiber. As the diameter of the cores of the optical fibers is reduced, a proportionately larger portion of the light propagating in them escapes through the cladding enclosing the core of each fiber. In addition, as the component optical fibers are pulled and thus stretched, the distance between the cores of adjacent optical fibers is reduced and, due to this, the coupling between the propagation modes of the individual fibers becomes extremely large. In this way, the light transmitted through one fiber branches and is caused to be transmitted through two or more optical fibers simultaneously.

Das oben beschriebene Verfahren der faseroptischen Kopplung hat jedoch den folgenden Nachteil:However, the fiber optic coupling method described above has the following disadvantage:

1. Wenn herkömmliche Quarzglas-Einmodenfasern verwendet werden, um den faseroptischen Koppler herzustellen, muß, da aufgrund der Eigenschaften des Materials sehr wenig Lichtenergie durch die Seitenfläche der Faser verlorengeht, der verschmolzene Längsbereich ziemlich lang sein, um eine ausreichende optische Kopplung zu erreichen. Außerdem sind, um einen verschmolzenen Längsbereich von ausreichender Länge zu schaffen, die resultierenden Durchmesser optischen Komponenten-Fasern im verschmolzenen Längsbereich ganz erheblich reduziert. Wenn man beispielsweise von optischen Quarzfasern mit einem Außendurchmesser von 125 um ausgeht, ist es durchaus möglich, daß die Fasern im verschmolzenen Längsbereich des resultierenden Kopplers einen abschließenden Außendurchmesser in der Größenordnung von 20 um haben. Aufgrund dieser Wirkung führt schon eine verhältnismäßig geringe Krümmung in der optischen Faser zum Lichtaustritt durch die Seite der Faser nach außen, was einen Verlust an Lichtenergie mit sich bringt. Bei einer stärkeren Biegung der optischen Faser werden die Krümmungsverluste signifikant.1. When conventional fused silica single mode fibers are used to make the fiber optic coupler, since very little light energy is lost through the side face of the fiber due to the properties of the material, the fused longitudinal region must be quite long to achieve sufficient optical coupling. Furthermore, in order to create a fused longitudinal region of sufficient length, the resulting diameters of the component optical fibers in the fused longitudinal region are reduced quite considerably. For example, assuming fused silica optical fibers with an outside diameter of 125 µm, it is quite possible for the fibers in the fused longitudinal region of the resulting coupler to have a final outside diameter of the order of 20 µm. Due to this effect, even a relatively small bend in the optical fiber will cause light to leak out through the side of the fiber, resulting in a loss of light energy. As the optical fiber is bent more severely, the bend losses become significant.

2. Wenn es bei der Bildung des verschmolzenen Längsbereichs gewünscht wird, das Ausmaß der Längung zu begrenzen und trotzdem den gewünschten Grad der optischen Kopplung zu erreichen, muß die Länge des verschmolzenen Bereichs beachtlich sein. So wird in einem solchen Fall der Koppler selbst dann, wenn die Längung der optischen Faser begrenzt worden ist, ziemlich lang. Folglich kann bei Anwendungen, in denen eine Miniaturisierung verlangt wird, ein solcher faseroptischer Koppler praktisch nicht eingesetzt werden.2. When it is desired to limit the amount of elongation in forming the fused longitudinal portion and still achieve the desired degree of optical coupling, the length of the fused portion must be considerable. In such a case, even if the elongation of the optical fiber has been limited, the coupler becomes quite long. Consequently, in applications where miniaturization is required, such an optical fiber coupler cannot be practically used.

EP-A-0093460 betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines faseroptischen Kopplungselements, welches das Verschmelzen von zwei Einmodenfasern umfaßt, deren Faserkern aus Kernglas hergestellt ist, dessen amerikanische Erweichungstemperatur um wenigstens 8ºC über derjenigen des Mantelglases liegt, wobei die Fasern auf eine Temperatur erhitzt werden, die zwischen 520 und 560ºC liegt.EP-A-0093460 relates to a method for producing a fiber optic coupling element which comprises fusing two single-mode fibers whose The fibre core is made of core glass having an American softening temperature at least 8ºC higher than that of the cladding glass, the fibres being heated to a temperature of between 520 and 560ºC.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

In Reaktion auf die oben beschriebenen Schwierigkeiten ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen faseroptischen Koppler zu schaffen, der in Anwendungen eingesetzt werden kann, in denen eine Miniaturisierung verlangt wird.In response to the difficulties described above, it is an object of the present invention to provide a fiber optic coupler that can be used in applications where miniaturization is required.

Die vorliegende Erfindung sieht einen faseroptischen Koppler vor, der geschaffen werden kann durch die Ausrichtung eines Abschnitts jedes von zwei oder mehr der opti schen Komponenten-Fasern nebeneinander, wobei das Primärbeschichtungsmaterial von diesem Abschnitt entfernt worden ist, um so den Mantel frei zulegen, die thermi sehe Verschmelzung des freigelegten Mantels von nebeneinanderliegenden optischen Fasern miteinander, worauf der verschmolzene Bereich gestreckt wird, um so einen verschmolzenen Längsbereich zu bilden, der den faseroptischen Koppler darstellt, wobei faseroptisches Material eingesetzt wird, bei dem die Erweichungstemperatur des Kerns höher als die des Mantels ist und wobei außerdem zum Strecken der miteinander verschmolzenen Abschnitte ein solcher Zug angewandt wird, bei dem auf Grund der verbleibenden mechanische Spannung der Brechungsindex des Kerns verringert wird.The present invention provides a fiber optic coupler which can be created by aligning a portion of each of two or more of the component optical fibers next to each other, the primary coating material having been removed from that portion so as to expose the cladding, thermally fusing the exposed cladding of adjacent optical fibers together, then stretching the fused portion so as to form a fused longitudinal portion which constitutes the fiber optic coupler, using fiber optic material in which the softening temperature of the core is higher than that of the cladding, and further applying tension to stretch the fused portions such that the refractive index of the core is reduced due to the residual stress.

Wenn der faseroptische Koppler auf diese Weise gebildet wird, ist es möglich, die Differenz des Brechungsindex' zwischen dem Kern und dem Mantel zu verringern, die Modenleistungsverteilung zu verbreitern und dadurch eine optische Kopplung zwischen nebeneinanderliegenden optischen Fasern zu erreichen. Außerdem ist es dadurch, daß das Ausmaß der Längung oder Streckung der Fasern, die nach dem Verschmelzen der Fasern ausgeführt wird, nicht extrem zu sein braucht, während gleichzeitig eine angemessene optische Kopplung erreicht wird, möglich, die mechanische Festigkeit des verschmolzenen Längsbereichs zu verbessern. Außerdem ist es dadurch, daß das Ausmaß der Streckung der Komponenten-Fasern nach dem Verschmelzen und folglich die Verringerung des Durchmessers der entsprechenden Kerne begrenzt werden, möglich, faseroptische Koppler mit einem niedrigen optischen Verlust zu schaffen. Durch die Begrenzung der Bildung von Biegungen im Koppler können die Verluste weiter gesenkt werden.When the optical fiber coupler is formed in this way, it is possible to reduce the difference in refractive index between the core and the cladding, broaden the mode power distribution and thereby achieve optical coupling between adjacent optical fibers. In addition, since the amount of elongation or stretching of the fibers carried out after fusing the fibers need not be extreme while achieving adequate optical coupling, it is possible to improve the mechanical strength of the fused longitudinal region. In addition, since the amount of stretching of the component fibers after fusing and consequently the reduction in diameter of the respective cores are limited, it is possible to provide optical fiber couplers with low optical loss. By limiting the formation of bends in the coupler, the losses can be further reduced.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Fig. 1 ist eine Seitenansicht des faseroptischen Kopplers des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.Fig. 1 is a side view of the fiber optic coupler of the first preferred embodiment of the present invention.

Fig. 2 ist ein Graph, der das Verhältnis zwischen der relativen Differenz des Brechungsindex' für den Kern und desjenigen für den Mantel und dem Zug veranschaulicht, der während der Längung der optischen Faser ausgeübt wird, die im faseroptischen Koppler eingesetzt wird, der in Fig. 1 gezeigt wird.Fig. 2 is a graph illustrating the relationship between the relative difference in the refractive index for the core and that for the cladding and the tension exerted during elongation of the optical fiber used in the fiber optic coupler shown in Fig. 1.

Fig. 3 bis 5 sind Ansichten von Schlüsselpunkten im Graphen von Fig. 2, in denen das Verhältnis zwischen der relativen Differenz des Brechungsindex' für den Kern und desjenigen für den Mantel und dem Zug, der während der Längung ausgeübt wird, in Begriffen der Verteilung des Brechungsindex' für die optische Faser ausgedrückt wird.Figures 3 to 5 are views of key points in the graph of Figure 2 in which the relationship between the relative difference in the refractive index for the core and that for the cladding and the tension exerted during elongation is expressed in terms of the refractive index distribution for the optical fiber.

Fig. 6 und 7 sind Darstellungen der Leistungsverteilung in einem verschmolzenen Abschnitt bzw. in einem verschmolzenen Längsabschnitt in einem faseroptischen Koppler.Fig. 6 and 7 are illustrations of the power distribution in a fused section and in a fused longitudinal section in a fiber optic coupler, respectively.

Fig. 8 ist eine Seitenansicht des faseroptischen Kopplers des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.Fig. 8 is a side view of the fiber optic coupler of the second preferred embodiment of the present invention.

Fig. 9 ist eine Seitenansicht des faseroptischen Kopplers des dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.Fig. 9 is a side view of the fiber optic coupler of the third preferred embodiment of the present invention.

Fig. 10 ist eine Seitenansicht des faseroptischen Kopplers des vierten bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.Fig. 10 is a side view of the fiber optic coupler of the fourth preferred embodiment of the present invention.

Fig. 11 und 12 sind Diagramme, welche die Abhängigkeit des Grades der optischen Kopplung von der Wellenlänge für die faseroptischen Koppler veranschaulichen, die in Figur und 9 gezeigt werden.Figures 11 and 12 are graphs illustrating the dependence of the degree of optical coupling on wavelength for the fiber optic couplers shown in Figures 11 and 9.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN [ERSTES BEVORZUGTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL]DETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS [FIRST PREFERRED EMBODIMENT]

Im folgenden Abschnitt wird das erste bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben.In the following section, the first preferred embodiment of the present invention is described with reference to Fig. 1.

Der faseropti sehe Koppler 21 des vorliegenden Ausführungsbeispiels, wie er in Fig. 1 gezeigt wird, besteht aus einem verschmolzenen Längsbereich 25, der durch das thermische Verschmelzen des Mantels von einem Abschnitt jeder der beiden optischen Komponenten-Fasern 24 und das anschließende Strecken des verschmolzenen Abschnitts gebildet wird, wobei es sich bei beiden der optischen Fasern 24 um solche handelt, bei denen die Erweichungstemperatur des Kerns 23 höher als diejenige des Mantels 22 ist. Zum Strecken der miteinander verschmolzenen Abschnitte wird ein solcher Zug angewandt, daß auf Grund der verbleibenden mechanischen Spannung der Brechungsindex der Kerne der verschmolzenen Abschnitte gesenkt wird.The fiber optic coupler 21 of the present embodiment, as shown in Fig. 1, consists of a fused longitudinal region 25 formed by thermally fusing the cladding of a portion of each of two component optical fibers 24 and then stretching the fused portion, both of the optical fibers 24 being those in which the softening temperature of the core 23 is higher than that of the cladding 22. In order to stretch the fused portions, a tension is applied such that the refractive index of the cores of the fused portions is lowered due to the remaining mechanical stress.

Für die optischen Fasern 24 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist faseroptisches Material ein geeignetes Beispiel, das einen Kern 23 aus im wesentlichen reinem Quarz (SiO&sub2;) und einen Mantel 22 hat, dem Fluor zugesetzt worden ist, um so zu bewirken, daß der Mantel einen niedrigeren Brechungsindex als der Kern hat. Bei einer optischen Faser 24 dieser Art unterscheiden sich bei hohen Temperaturen der Viskositätskoeffizient des Kerns 23 und der des Mantels 22 um eine Größenordnung (der viskositätskoeffizient des Kerns 23 ist höher). Da der viskositätskoeffizient des Mantels 22 niedriger ist, kann man durch eine entsprechende Wahl der während der Längung der verschmolzenen Abschnitte angewandten Temperatur, bei der sich nur der Mantel 22 in einem verformbaren Zustand befindet, nur im Kern 23 einen Grad an elastischer Dehnung einbringen, der durch das Ausmaß des während der Längung ausgeübten Zugs kontrolliert werden kann. Auf Grund der dehnungsabhängigen optischen Eigenschaften des Kernmaterials wird der Brechungsindex des Kerns 23 durch die auf den Kern 23 ausgeübte elastische Dehnung verringert, während derjenige des Mantels 22 nicht beeinflußt wird.For the optical fibers 24 of the present embodiment, a suitable example is an optical fiber material having a core 23 of substantially pure quartz (SiO2) and a cladding 22 to which fluorine has been added so as to cause the cladding to have a lower refractive index than the core. In an optical fiber 24 of this type, at high temperatures, the viscosity coefficient of the core 23 and that of the cladding 22 differ by an order of magnitude (the viscosity coefficient of the core 23 is higher). Since the viscosity coefficient of the cladding 22 is lower, by appropriately selecting the temperature used during elongation of the fused sections, at which only the cladding 22 is in a deformable state, one can introduce a degree of elastic strain only in the core 23, which can be controlled by the amount of tension exerted during elongation. Due to the strain-dependent optical properties of the core material, the refractive index of the core 23 is reduced by the elastic strain exerted on the core 23, while that of the cladding 22 is not affected.

In Fig. 2 wird ein Graph gezeigt, der das Verhältnis zwischen dem Ausmaß des Zuges, der während der Längung der erhitzten optischen Faser 24 angewandt wird, und der Verringerung der Differenz des Brechungsindex' durch die Senkung des Brechungsindex' des Kernmaterials veranschaulicht. Für den Graphen in Fig. 2 wurde ein faseroptisches Material mit einem Kerndurchmesser von 11 um und einem Außendurchmesser des Mantels von 125 um verwendet. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, verringert sich die Differenz des Brechungsindex' zwischen dem Kern und dem Mantel im dem Maße, wie das Ausmaß des Zuges erhöht wird, der während der Längung der optischen Faser 24 angewandt wird.In Fig. 2, a graph is shown illustrating the relationship between the amount of tension applied during elongation of the heated optical fiber 24 and the reduction in the difference in refractive index by lowering the refractive index of the core material. For the graph in Fig. 2, a fiber optic material with a core diameter of 11 µm and an outer diameter of the cladding of 125 µm was used. As can be seen from Fig. 2, the difference in refractive index between the core and the cladding decreases as the amount of tension applied during elongation of the optical fiber 24 is increased.

In Fig. 3 bis einschließlich 5 wird die Verteilung des Brechungsindex' für die optische Faser 24 gezeigt. Wie in diesen Zeichnungen gezeigt wird, wird für die optische Einmodenfaser 24 die Leistungsverteilung (P) des Ausbreitungsmodus' breiter und kürzer und ist im wesentlichen peripherisch verschoben, wenn der Brechungsindex des Kerns (der nach oben vorstehende mittlere Teil jeder Zeichnung) und folglich die Differenz des Brechungsindex' für die optische Faser 24 abnimmt. Folglich können auf Grund der Wirkung der Längung auf die Differenz des Brechungsindex' und damit auf die Leistungsverteilung des Ausbreitungsmodus' mit der optischen Faser 24 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein angemessen breiter Modendurchmesser und folglich eine gute optische Kopplung erreicht werden, was im Falle der optischen Fasern, die in faseroptischen Kopplern nach dem bekannten technischen Stand eingesetzt worden sind, eine erheblich stärkere Längung und Verringerung des Kerndurchmessers erforderlich gemacht hätte.In Figs. 3 through 5, the refractive index distribution for the optical fiber 24 is shown. As shown in these drawings, for the single mode optical fiber 24, the propagation mode power distribution (P) becomes wider and shorter and is substantially peripherally shifted as the refractive index of the core (the upwardly projecting central part of each drawing) and hence the refractive index difference for the optical fiber 24 decreases. Consequently, due to the effect of elongation on the refractive index difference and hence on the propagation mode power distribution, a reasonably wide mode diameter and hence good optical coupling can be achieved with the optical fiber 24 of the present embodiment, which would have required considerably greater elongation and reduction of the core diameter in the case of the optical fibers used in prior art fiber optic couplers.

In Fig. 6 und 7 wird die Leistungsverteilung für den verschmolzenen Längsabschnitt 25 des faseroptischen Kopplers 21 des vorliegenden Ausführungsbeispiels schematisch veranschaulicht. Fig. 6 zeigt die Leistungsverteilung der verschmolzenen optischen Fasern 24 vor der Längung, und Fig. 7 ist die Leistungsverteilung für die verschmolzenen und gedehnten optischen Fasern 24, die den verschmolzenen Längsbereich 25 des faseroptischen Kopplers 21 darstellen. Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, ist keine Überlagerung der Leistungsverteilung der beiden optischen Komponenten-Fasern 24 vorhanden, und folglich kann keine optische Kopplung auftreten. Im Falle der verschmolzenen und außerdem gedehnten optischen Fasern 24, die in Fig. 7 gezeigt werden, ist eine gute Überlagerung der Leistungsverteilungen, die von den etwas verengten Kernen 23 in dem verschmolzenen Längsbereich 25 ausgehen, vorhanden, so daß das optische Signal der einen der optischen Komponenten-Fasern 24 in die danebenliegende optische Faser eindringen und sich folglich mit dieser koppeln kann.In Fig. 6 and 7, the power distribution for the fused longitudinal section 25 of the fiber optic coupler 21 of the present embodiment is schematically illustrated. Fig. 6 shows the power distribution of the fused optical fibers 24 before elongation, and Fig. 7 is the power distribution for the fused and stretched optical fibers 24 constituting the fused longitudinal section 25 of the fiber optic coupler 21. As can be seen from Fig. 6, there is no superposition of the power distribution of the two component optical fibers 24, and consequently no optical coupling can occur. In the case of the fused and also stretched optical fibers 24 shown in Fig. 7, there is a good superposition of the power distributions emanating from the slightly narrowed cores 23 in the fused longitudinal region 25, so that the optical signal from one of the component optical fibers 24 can penetrate into the adjacent optical fiber and thus couple with it.

Wie oben beschrieben worden ist, kann bei dem faseroptischen Koppler 21 des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine angemessene optische Kopplung ohne eine extreme Längung der optischen Komponenten-Fasern 24 und folglich ohne eine extreme Verringerung des Durchmessers der Kerne erreicht werden. Demzufolge kann die mechanische Festigkeit des faseroptischen Kopplers 21 verbessert werden. Außerdem können die optischen Verluste, die durch Biegen des faseroptischen Kopplers 21 verursacht werden, gesenkt werden.As described above, in the optical fiber coupler 21 of the present embodiment, adequate optical coupling can be achieved without extreme elongation of the component optical fibers 24 and hence without extreme reduction in the diameter of the cores. As a result, the mechanical strength of the optical fiber coupler 21 can be improved. In addition, the optical loss caused by bending of the optical fiber coupler 21 can be reduced.

[ERSTES EXPERIMENTELLES BEISPIEL][FIRST EXPERIMENTAL EXAMPLE]

Unter Verwendung von zwei optischen Fasern 24, die jeweils einen Kerndurchmesser von 10 um, einen Außendurchmesser des Mantels von 125 um, eine Differenz des Brechungsindex' vor der Längung von 0,3%, einen Kern aus reinem Quarz und einen Mantel mit Fluorzusatz hatten, wurde ein Abschnitt zu 100 um jeder der beiden nebeneinander ausgerichtet und unter Anwendung einer ausreichend hohen Temperatur thermisch verschmolzen, um einen grob zylindrischen, verschmolzenen Abschnitt zu bilden, der dann gestreckt wurde, um einen verschmolzenen Bereich mit einem Durchmesser von etwa 125 um zu bilden.Using two optical fibers 24, each having a core diameter of 10 µm, an outer cladding diameter of 125 µm, a difference in refractive index before elongation of 0.3%, a core of pure quartz and a cladding with fluorine added, a 100 µm section of each of the two was aligned side by side and thermally fused using a sufficiently high temperature to form a roughly cylindrical fused section which was then stretched to form a fused region having a diameter of about 125 µm.

Dann wurde der auf die oben beschriebene Weise gebildete verschmolzene Bereich auf eine verhältnismäßig niedrige Temperatur in der Größenordnung von 1300ºC erhitzt und bei einer Zugspannung von 50 g gestreckt, wodurch der Durchmesser des verschmolzenen Abschnitts um etwa 10% verringert wurde. Abschließend wurde unter Beibehaltung der oben beschriebenen Zugspannung die Erhitzungstemperatur rasch gesenkt, um so einen faseroptischen Koppler 21 zu schaffen, der dem des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels entspricht, das in Fig. 1 gezeigt wird. Mit Hilfe des oben beschriebenen Verfahrens kann ein angemessener Grad an optischer Kopplung zwischen den beiden optischen Komponenten- Fasern 24 erreicht werden. Der so hergestellte faseroptische Koppler 21 hatte eine mechanische Festigkeit, die derjenigen der optischen Komponenten-Fasern 24 nahekam. Außerdem waren die optischen Verluste für den hergestellten faseroptischen Koppler 24 mit etwa 0,2 dB gering.Then, the fused portion formed in the above-described manner was heated to a relatively low temperature on the order of 1300°C and stretched at a tensile stress of 50 g, thereby reducing the diameter of the fused portion by about 10%. Finally, while maintaining the tensile stress described above, the heating temperature was rapidly lowered so as to obtain a fiber optic coupler 21 similar to that of the first preferred embodiment shown in Fig. 1. By means of the method described above, an adequate degree of optical coupling between the two component optical fibers 24 can be achieved. The fiber optic coupler 21 thus produced had a mechanical strength close to that of the component optical fibers 24. In addition, the optical losses for the fiber optic coupler 24 produced were low at about 0.2 dB.

Bei dem vorliegenden experimentellen Beispiel war die Länge des Abschnitts der ursprünglich verschmolzenen opti schen Fasern 24 gleich 100 um, diese Länge kann jedoch für denselben Typ von faseroptischen Koppler 21 bis zu 1 bis 2 mm betragen. Als Beispiel wurde ein faseroptischer Koppler 21 hergestellt, bei dem die Länge des Abschnitts der ursprünglich verschmolzenen optischen Fasern 24 gleich 1 mm war, während alle anderen Bedingungen dieselben waren. Der auf diese Weise hergestellte faseroptische Koppler 21 wies optische Verluste von 0,3 dB auf.In the present experimental example, the length of the portion of the initially fused optical fibers 24 was 100 µm, but this length may be as short as 1 to 2 mm for the same type of optical fiber coupler 21. As an example, an optical fiber coupler 21 was manufactured in which the length of the portion of the initially fused optical fibers 24 was 1 mm while all other conditions were the same. The optical fiber coupler 21 manufactured in this way had optical losses of 0.3 dB.

[ZWEITES BEVORZUGTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL][SECOND PREFERRED EMBODIMENT]

Im folgenden Abschnitt wird das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 8 beschrieben.In the following section, the second preferred embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. 8.

Der faseroptische Koppler 26 des vorliegenden Ausführungsbeispiels, wie er in Fig. 8 gezeigt wird, besteht aus einem verdrillten, verschmolzenen Längsbereich 27, der durch das thermische Verschmelzen des Mantels von einem Abschnitt jeder von zwei optischen Komponenten-Fasern 24, die mit denen des oben genannten ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels identisch sind, und das anschließende Strecken des verschmolzenen Abschnitts unter Verdrillung des Paares von optischen Fasern 24 gebildet wird. Zum Strecken und Verdrillen der miteinander verschmolzenen Abschnitte wird ein solcher Zug angewandt, daß auf Grund der verbleibenden mechanischen Spannung der Brechungsindex der Kerne der verschmolzenen Abschnitte gesenkt wird.The fiber optic coupler 26 of the present embodiment, as shown in Fig. 8, consists of a twisted fused longitudinal portion 27 formed by thermally fusing the cladding of a portion of each of two optical component fibers 24 identical to those of the above-mentioned first preferred embodiment and then stretching the fused portion while twisting the pair of optical fibers 24. In stretching and twisting the fused portions, tension is applied such that due to the residual stress, the refractive index of the cores of the fused portions is lowered.

Bei dem faseroptischen Koppler 26 des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann, wie das bei dem faseroptischen Koppler 21 des in Fig. 1 gezeigten, ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Fall war, eine angemessene optische Kopplung zwischen den verschmolzenen Abschnitten der optischen Faser 24 im wesentlichen durch die Verringerung der Differenz des Brechungsindex' zwischen dem Kern und dem Mantel und damit durch die Verbreiterung der Modenleistungsverteilung erreicht werden. Dementsprechend ist eine angemessene optische Kopplung ohne eine extreme Verringerung des Durchmessers des verschmolzenen Längsbereichs 27 möglich. Folglich kann die mechanische Festigkeit des faseroptischen Kopplers 26 verbessert werden. Außerdem können die durch Biegen des faseroptischen Kopplers 26 verursachten optischen Verluste gesenkt werden.In the optical fiber coupler 26 of the present embodiment, as was the case with the optical fiber coupler 21 of the first preferred embodiment shown in Fig. 1, adequate optical coupling between the fused portions of the optical fiber 24 can be achieved essentially by reducing the difference in refractive index between the core and the cladding and thus broadening the mode power distribution. Accordingly, adequate optical coupling is possible without extremely reducing the diameter of the longitudinal fused portion 27. Consequently, the mechanical strength of the optical fiber coupler 26 can be improved. In addition, the optical loss caused by bending of the optical fiber coupler 26 can be reduced.

[ZWEITES EXPERIMENTELLES BEISPIEL][SECOND EXPERIMENTAL EXAMPLE]

Unter Verwendung von zwei optischen Fasern 24, die jeweils einen Kerndurchmesser von 10 um, einen Außendurchmesser des Mantels von 125 um, eine Differenz des Brechungsindex' vor der Längung von 0,3%, einen Kern aus reinem Quarz und einen Mantel mit Fluorzusatz hatten, wurde ein Abschnitt zu 100 um jeder der beiden nebeneinander ausgerichtet und unter Anwendung einer ausreichend hohen Temperatur thermisch verschmolzen, um einen grob zylindrischen, verschmolzenen Abschnitt zu bilden, der dann unter Verdrehung um drei volle Windungen gestreckt wurde, um einen verschmolzenen Bereich mit einem Durchmesser von etwa 80 um zu bilden.Using two optical fibers 24, each having a core diameter of 10 µm, an outer cladding diameter of 125 µm, a difference in refractive index before elongation of 0.3%, a core of pure quartz and a cladding with fluorine added, a 100 µm section of each of the two was aligned side by side and thermally fused using a sufficiently high temperature to form a roughly cylindrical fused section which was then was stretched by twisting three full turns to form a fused region with a diameter of approximately 80 µm.

Dann wurde der auf die oben beschriebene Weise gebildete verschmolzene Bereich auf eine verhältnismäßig niedrige Temperatur in der Größenordnung von 1300ºC erhitzt und bei einem Zug von 50 g gestreckt, wodurch der Durchmesser des verschmolzenen Abschnitts um etwa 10% verringert wurde. Abschließend wurde unter Beibehaltung der oben beschriebenen Zugspannung die Erhitzungstemperatur rasch gesenkt, um so einen faseroptischen Koppler 26 zu schaffen, der dem des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels entspricht, wie es in Fig. 8 gezeigt wird. Mit Hilfe des oben beschriebenen Verfahrens kann ein angemessener Grad an optischer Kopplung zwischen den beiden optischen Komponenten-Fasern 24 erreicht werden. Der so hergestellte faseroptische Koppler 26 hatte eine mechanische Festigkeit, die derjenigen der optischen Komponenten-Fasern 24 nahekam. Außerdem war die Einfügungsdämpfung für den hergestellten faseroptischen Koppler 24 mit etwa 0,2 dB gering.Then, the fused portion formed in the above-described manner was heated to a relatively low temperature on the order of 1300°C and stretched under a tension of 50 g, thereby reducing the diameter of the fused portion by about 10%. Finally, while maintaining the above-described tension, the heating temperature was rapidly lowered to thereby provide an optical fiber coupler 26 similar to that of the second preferred embodiment as shown in Fig. 8. By the above-described method, an appropriate degree of optical coupling between the two component optical fibers 24 can be achieved. The thus-produced optical fiber coupler 26 had a mechanical strength close to that of the component optical fibers 24. In addition, the insertion loss for the produced optical fiber coupler 24 was low at about 0.2 dB.

Bei dem vorliegenden experimentellen Beispiel war die Länge des Abschnitts der ursprünglich verschmolzenen optischen Fasern 24 gleich 100 um, diese Länge kann jedoch für denselben Typ von faseroptischen Koppler 26 bis zu 1 bis 2 mm betragen. Als Beispiel wurde ein faseroptischer Koppler 26 hergestellt, bei dem die Länge des Abschnitts der ursprünglich verschmolzenen optischen Fasern 24 gleich 1 mm war, während alle anderen Bedingungen dieselben waren. Der auf diese Weise hergestellte faseroptische Koppler 26 wies eine Einfügungsdämpfung von 0,3 dB auf.In the present experimental example, the length of the portion of the originally fused optical fibers 24 was 100 µm, but this length may be as short as 1 to 2 mm for the same type of optical fiber coupler 26. As an example, a fiber optic coupler 26 was manufactured in which the length of the portion of the originally fused optical fibers 24 was 1 mm while all other conditions were the same. The fiber optic coupler 26 manufactured in this way had an insertion loss of 0.3 dB.

[DRITTES BEVORZUGTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL][THIRD PREFERRED EMBODIMENT]

Im folgenden Abschnitt wird das dritte bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 9 beschrieben.In the following section, the third preferred embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. 9.

Der faseroptische Koppler 28 des vorliegenden Ausführungsbeispiels, wie er in Fig. 9 gezeigt wird, besteht aus einem verschmolzenen Längsbereich 30, der durch das thermische Verschmelzen des Mantels von einem Abschnitt jeder von zwei optischen Komponenten-Fasern 29, die einen Quarzglaskern, dessen Brechungsindex durch den Zusatz von Fluor auf 0,1% oder weniger gesenkt worden ist, und einen Quarzglasmantel haben, dessen Brechungsindex durch den Zusatz von Fluor auf einen Wert unter dem des Kerns abgestimmt worden war, und das anschließende Strecken des verschmolzenen Abschnitts gebildet wird. Zum Strecken der miteinander verschmolzenen Abschnitte wird ein solcher Zug angewandt, daß auf Grund der verbleibenden mechanischen Spannung der Brechungsindex der Kerne der verschmolzenen Abschnitte gesenkt wird. Der Grund für den Einsatz einer Glasfaser, bei welcher der Brechungsindex des Kerns, wie oben beschrieben, auf 0.1% oder weniger gesenkt worden ist, besteht darin, die Bildung eines faseroptischen Kopplers 28 mit einer angemessenen Differenz des Brechungsindex' zwischen dem Kern und dem Mantel zu erleichtern.The fiber optic coupler 28 of the present embodiment, as shown in Fig. 9, consists of a fused longitudinal region 30 formed by thermally fusing the cladding of a portion of each of two component optical fibers 29 having a silica glass core whose refractive index has been lowered to 0.1% or less by the addition of fluorine and a silica glass cladding whose refractive index has been adjusted to a value lower than that of the core by the addition of fluorine, and then stretching the fused portion. To stretch the fused portions, tension is applied such that the refractive index of the cores of the fused portions is lowered due to the remaining mechanical stress. The reason for using an optical fiber in which the refractive index of the core has been reduced to 0.1% or less as described above is to facilitate the formation of a fiber optic coupler 28 having an appropriate difference in refractive index between the core and the cladding.

Da die im vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel eingesetzten optischen Komponenten-Fasern 29 eine Kern-Mantel-Differenz des Brechungsindex' haben, die noch geringer als die der optischen Komponenten-Fasern 24 ist, die im ersten und zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel eingesetzt worden sind, kann bei einer noch geringeren Längung und damit Verringerung des Durchmessers eine wirksame optische Kopplung zwischen den verschmolzenen Abschnitten der optischen Faser 29 erreicht werden. Demzufolge kann die mechanische Festigkeit des faseroptischen Kopplers 28 weiter verbessert werden, und die Einfügungsdämpfung, die durch Biegen des faseroptischen Kopplers 28 verursacht wird, kann weiter gesenkt werden.Since the optical component fibers 29 used in the present preferred embodiment have a core-cladding difference in refractive index which is even smaller than that of the optical component fibers 24 used in the first and second preferred embodiments, an effective optical coupling between the fused portions of the optical fiber 29 can be achieved with an even smaller elongation and thus a reduction in diameter. Consequently, the mechanical strength of the fiber optic coupler 28 can be further improved, and the Insertion loss caused by bending of the fiber optic coupler 28 can be further reduced.

[DRITTES EXPERIMENTELLES BEISPIEL][THIRD EXPERIMENTAL EXAMPLE]

Unter Verwendung von zwei optischen Fasern 29, die jeweils einen Kerndurchmesser von 10 um, einen Außendurchmesser des Mantels von 125 um, eine Differenz des Brechungsindex' vor der Längung von 0.32%, einen Kern aus Quarz mit Fluorzusatz (es wird genügend Fluor zugesetzt, um den Brechungsindex des Kerns auf 0,05% zu senken) und einen Quarzmantel mit Fluorzusatz hatten, wurde ein Abschnitt zu 100 um jeder der beiden optischen Komponenten-Fasern 29 nebeneinander ausgerichtet und unter Anwendung einer ausreichend hohen Temperatur thermisch verschmolzen, um einen grob zylindrischen, verschmolzenen Abschnitt zu bilden, der dann gestreckt wurde, um einen verschmolzenen Bereich mit einem Durchmesser von etwa 125 um zu bilden.Using two optical fibers 29 each having a core diameter of 10 µm, an outer cladding diameter of 125 µm, a difference in refractive index before elongation of 0.32%, a core of fluorine-added quartz (enough fluorine is added to lower the refractive index of the core to 0.05%), and a fluorine-added quartz cladding, a 100 µm section of each of the two component optical fibers 29 was aligned side by side and thermally fused using a sufficiently high temperature to form a roughly cylindrical fused section which was then stretched to form a fused region having a diameter of about 125 µm.

Dann wurde der auf die oben beschriebene Weise gebildete verschmolzene Bereich auf eine verhältnismäßig niedrige Temperatur in der Größenordnung von 1300ºC erhitzt und bei einem Zug von 50 g gestreckt, wodurch der Durchmesser des verschmolzenen Abschnitts um etwa 10% verringert wurde. Abschließend wurde unter Beibehaltung der oben beschriebenen Zugspannung die Erhitzungstemperatur rasch gesenkt, um so einen faseroptischen Koppler 28 zu schaffen, der dem des dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels entspricht, wie es in Fig. 9 gezeigt wird. Mit Hilfe des oben beschriebenen Verfahrens kann ein angemessener Grad an optischer Kopplung zwischen den beiden optischen Komponenten-Fasern 29 erreicht werden. Dann wurde der Grad der optischen Kopplung für den auf diese Weise hergestellten faseroptischen Koppler 28 gemessen, und es wurde festgestellt, daß zwischen Tor 2E und Tor 2G eine optische Kopplung von 51% erreicht wurde, wie das in Fig. 9 gezeigt wird, 49% zwischen Tor 2E und Tor 2H, eine optische Kopplung von 49% wurde zwischen Tor 2F und Tor 2G erreicht, und eine optische Kopplung von 51% wurde erreicht zwischen Tor 2F und Tor 2H. Außerdem lagen die optischen Verluste für den hergestellten faseroptischen Koppler 28 mit etwa 0,2 dB niedrig.Then, the fused portion formed in the above-described manner was heated to a relatively low temperature on the order of 1300°C and stretched at a tension of 50 g, thereby reducing the diameter of the fused portion by about 10%. Finally, while maintaining the above-described tension, the heating temperature was rapidly lowered to thereby provide an optical fiber coupler 28 similar to that of the third preferred embodiment, as shown in Fig. 9. By the method described above, an appropriate degree of optical coupling between the two component optical fibers 29 can be achieved. Then, the degree of optical coupling was measured for the thus-fabricated fiber optic coupler 28, and it was found that an optical coupling of 51% was achieved between port 2E and port 2G as shown in Fig. 9, 49% was achieved between port 2E and port 2H, an optical coupling of 49% was achieved between port 2F and port 2G, and an optical coupling of 51% was achieved between port 2F and port 2H. In addition, the optical loss for the thus-fabricated fiber optic coupler 28 was as low as about 0.2 dB.

Bei dem vorliegenden experimentellen Beispiel war die Länge des Abschnitts der ursprünglich verschmol zenen opti schen Fasern 29 gleich 100 um, diese Länge kann jedoch für den gleichen Typ von faseroptischen Koppler 28 bis zu 1 bis 2 mm betragen. Als Beispiel wurde ein faseroptischer Koppler 28 hergestellt, bei dem die Länge des Abschnitts der ursprünglich verschmolzenen optischen Fasern 29 gleich 1 mm war, während alle anderen Bedingungen dieselben waren. Der auf diese Weise hergestellte faseroptische Koppler 28 wies Verluste von 0,3 dB auf.In the present experimental example, the length of the portion of the initially fused optical fibers 29 was 100 µm, but this length may be as short as 1 to 2 mm for the same type of optical fiber coupler 28. As an example, an optical fiber coupler 28 was manufactured in which the length of the portion of the initially fused optical fibers 29 was 1 mm while all other conditions were the same. The optical fiber coupler 28 manufactured in this way had losses of 0.3 dB.

[VIERTES BEVORZUGTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL][FOURTH PREFERRED EMBODIMENT]

Im folgenden Abschnitt wird das vierte bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 10 beschrieben.In the following section, the fourth preferred embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. 10.

Der faseroptische Koppler 31 der vorliegenden Erfindung, wie er in Fig. 10 gezeigt wird, besteht aus einem verschmolzenen Längsbereich 33, der durch das Ausrichten und thermische Verschmelzen des Mantels von einem Abschnitt jeder von zwei faseroptischen Komponenten, einer optischen Faser 29, die mit der im oben genannten dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel eingesetzten identisch ist, und einer optischen Faser 32, die einen Kern mit kleinerem Durchmesser als die optische Faser 29 hat, und das anschließende Strecken des verschmolzenen Abschnitts gebildet wird. Zum Strecken der miteinander verschmolzenen Abschnitte wird ein solcher Zug angewandt, daß auf Grund der verbleibenden mechanischen Spannung der Brechungsindex der Kerne der verschmolzenen Abschnitte gesenkt wird.The fiber optic coupler 31 of the present invention, as shown in Fig. 10, consists of a fused longitudinal portion 33 formed by aligning and thermally fusing the cladding of a portion of each of two fiber optic components, an optical fiber 29 identical to that used in the above-mentioned third preferred embodiment and an optical fiber 32 having a core of smaller diameter than the optical fiber 29, and then stretching the fused portion. To stretch the interconnected A tension is applied to the fused sections such that the refractive index of the cores of the fused sections is reduced due to the remaining mechanical stress.

Beim faseroptischen Koppler 31 des vor liegenden Ausführungsbeispiels ist die Phasenkonstante der beiden optischen Komponenten-Fasern 29, 32 unterschiedlich. Aus diesem Grund ist die optische Kopplung beim faseroptischen Koppler 31 im wesentlichen von der Wellenlänge unabhängig, wie das durch die ziemlich flache Kurve in Fig. 11 veranschaulicht wird, die den Grad der optischen Kopplung zwischen den Toren 21 und 2L als eine Funktion der Wellenlänge des Lichts für den faseroptischen Koppler 31, der in Fig. 10 gezeigt wird, darstellt.In the fiber optic coupler 31 of the present embodiment, the phase constant of the two component optical fibers 29, 32 is different. For this reason, the optical coupling in the fiber optic coupler 31 is essentially independent of wavelength, as illustrated by the fairly flat curve in Fig. 11, which represents the degree of optical coupling between ports 21 and 2L as a function of the wavelength of light for the fiber optic coupler 31 shown in Fig. 10.

Dagegen differiert im Fall der oben beschriebenen faseroptischen Koppler 21, 26 und 28, die in Fig. 1, 8 bzw. 9 gezeigt werden und die aus zwei identischen optischen Fasern hergestellt werden, das Kopplungsverhältnis mit der sich ändernden Wellenlänge des übertragenen Lichts, wobei bei bestimmten speziellen Wellenlängen des übertragenen Lichts eine Kopplung von faktisch 100% auftritt. Wie in Fig. 12 gezeigt wird, wurde festgestellt, daß dann, wenn am Tor 2E des in Fig. 9 gezeigten faseroptischen Kopplers 28 ein optisches Signal eingegeben wurde, das zwei Wellenlängen-Komponenten enthielt, eine Trennung des optischen Signals in seine beiden Komponenten erfolgte, wobei die eine von Tor 2 G und die andere von Tor 2H emittiert wurde. Folglich können im Unterschied zum faseroptischen Koppler 31 des vorliegenden Ausführungsbeispiels die faseroptischen Koppler, die mit zwei identischen optischen Fasern arbeiten, als faseroptische Koppler des Typs selektiver Wellenlängenteiler eingesetzt werden.In contrast, in the case of the above-described fiber optic couplers 21, 26 and 28 shown in Figs. 1, 8 and 9, respectively, which are made from two identical optical fibers, the coupling ratio differs with the changing wavelength of the transmitted light, with virtually 100% coupling occurring at certain specific wavelengths of the transmitted light. As shown in Fig. 12, it was found that when an optical signal containing two wavelength components was input to port 2E of the fiber optic coupler 28 shown in Fig. 9, the optical signal was separated into its two components, one emitted from port 2G and the other from port 2H. Consequently, unlike the optical fiber coupler 31 of the present embodiment, the optical fiber couplers that operate with two identical optical fibers can be used as selective wavelength splitter type optical fiber couplers.

Beim faseroptischen Koppler 31 des vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiels ist die optische Kopplung im faseroptischen Koppler 31 auf Grund der unterschiedlichen Phasenkonstante für die einzelnen optischen Komponenten-Fasern 29. 32 weitestgehend von der Wellenlänge unabhängig. Folglich kann der faseroptische Koppler 31 über einem breiten Bereich von Wellenlängen als wellenlängenunabhängiger faseroptischer Koppler (faseroptischer Koppler des Breitbandtyps) eingesetzt werden.In the fiber optic coupler 31 of the present preferred embodiment, the optical coupling in the fiber optic coupler 31 is largely independent of wavelength due to the different phase constant for the individual component optical fibers 29, 32. Consequently, the fiber optic coupler 31 can be used as a wavelength-independent fiber optic coupler (broadband type fiber optic coupler) over a wide range of wavelengths.

[VIERTES EXPERIMENTELLES BEISPIEL][FOURTH EXPERIMENTAL EXAMPLE]

Unter Verwendung einer optischen Faser 29, die einen Kerndurchmesser von 10 um, einen Außendurchmesser des Mantels von 125 um, eine Differenz des Brechungsindex' vor der Längung von 0,32%, einen Kern aus Quarz mit Fluorzusatz und einen Quarzmantel mit Fluorzusatz hat, und einer optischen Faser 32, die einen Kerndurchmesser von 9 um, einen Außendurchmesser des Mantels von 125 um, eine Differenz des Brechungsindex' vor der Längung von 0.32%, einen Kern aus Quarz mit Fluorzusatz und einen Quarzmantel mit Fluorzusatz hat, wurden Abschnitte zu 100 um von jeder der optischen Komponenten-Fasern 29, 32 nebeneinander ausgerichtet und unter Anwendung einer ausreichend hohen Temperatur thermisch verschmolzen, um einen grob zylindrischen, verschmolzenen Abschnitt zu bilden, der dann gestreckt wurde, um einen verschmolzenen Bereich mit einem Durchmesser von etwa 125 um zu bilden.Using an optical fiber 29 having a core diameter of 10 µm, an outer cladding diameter of 125 µm, a difference in refractive index before elongation of 0.32%, a core of fluorine-added quartz and a fluorine-added quartz cladding, and an optical fiber 32 having a core diameter of 9 µm, an outer cladding diameter of 125 µm, a difference in refractive index before elongation of 0.32%, a core of fluorine-added quartz and a fluorine-added quartz cladding, 100 µm sections of each of the component optical fibers 29, 32 were aligned side by side and thermally fused using a sufficiently high temperature to form a roughly cylindrical fused section, which was then stretched to form a fused region having a diameter of about 125 µm.

Dann wurde der auf die oben beschriebene Weise gebildete verschmolzene Bereich auf eine verhältnismäßig niedrige Temperatur in der Größenordnung von 1300ºC erhitzt und bei einem Zug von 50 g gestreckt, wodurch der Durchmesser des verschmolzenen Abschnitts um etwa 10% verringert wurde. Abschließend wurde unter Beibehaltung der oben beschriebenen Zugspannung die Erhitzungstemperatur rasch gesenkt, um so einen faseroptischen Koppler 31 zu schaffen, der dem des vierten bevorzugten Ausführungsbeispiels entspricht, wie es in Fig. 10 gezeigt wird.Then, the fused portion formed in the above-described manner was heated to a relatively low temperature of the order of 1300°C and stretched at a tension of 50 g, thereby reducing the diameter of the fused portion by about 10%. Finally, while maintaining the above-described tensile stress, the heating temperature is rapidly lowered to thereby provide a fiber optic coupler 31 similar to that of the fourth preferred embodiment as shown in Fig. 10.

Bei dem vorliegenden experimentellen Beispiel war die Länge des Abschnitts der ursprünglich verschmolzenen optischen Fasern 29, 32 gleich 100 um, diese Länge kann jedoch für den gleichen Typ von faseroptischem Koppler 31 bis zu 1 bis 2 mm betragen. Als Beispiel wurde ein faseroptischer Koppler 31 hergestellt, bei dem die Länge des Abschnitts der ursprünglich verschmolzenen optischen Fasern 29 gleich 1 mm war, während alle anderen Bedingungen dieselben waren. Der auf diese Weise hergestellte faseroptische Koppler 31 wies Verluste von 0,3 dB auf.In the present experimental example, the length of the portion of the originally fused optical fibers 29, 32 was 100 µm, but this length may be as long as 1 to 2 mm for the same type of optical fiber coupler 31. As an example, an optical fiber coupler 31 was manufactured in which the length of the portion of the originally fused optical fibers 29 was 1 mm while all other conditions were the same. The optical fiber coupler 31 manufactured in this way had losses of 0.3 dB.

Die verschiedenen Beispiele der vorliegenden Erfindung, die in den obigen bevorzugten Ausführungsbeispielen dargestellt wurden, sind nur Beispiele und sind in keiner Weise als Beschränkung der vorliegenden Erfindung zu betrachten. Beispielsweise ist es möglich, drei oder mehr optische Fasern beim faseroptischen Koppler der vorliegenden Erfindung mit annehmbaren Ergebnissen einzusetzen. Es versteht sich von selbst, daß der faseroptische Koppler der vorliegenden Erfindung alle Formen, die durch die beigefügten Ansprüche eingeschlossen werden, umfaßt.The various examples of the present invention illustrated in the above preferred embodiments are only examples and are not to be considered as limiting the present invention in any way. For example, it is possible to use three or more optical fibers in the fiber optic coupler of the present invention with acceptable results. It is to be understood that the fiber optic coupler of the present invention includes all forms encompassed by the appended claims.

Claims (5)

1. Faseroptischer Koppler, der geschaffen werden kann durch die Ausrichtung eines Abschnitts jeder von zwei oder mehreren optischen Komponenten-Fasern nebeneinander, wobei das Primärbeschichtungsmaterial von jedem dieser Abschnitte entfernt worden ist, um so den Mantel freizulegen, die thermische Verschmelzung der freigelegten Mäntel miteinander, um einen verschmolzenen Abschnitt zu bilden, und die anschließende Längung des verschmolzenen Abschnitts, um einen verschmolzenen Längsbereich zu bilden, bei dem die optischen Komponenten-Fasern optische Fasern sind, bei denen die Erweichungstemperatur des Kerns höher als die des Mantels ist und bei denen zur Längung des verschmolzenen Abschnitts ein solcher Zug angewandt wird, daß auf Grund der verbleibenden mechanischen Spannung der Brechungsindex der Kerne der optischen Fasern verringert wird.1. A fiber optic coupler which can be created by aligning a section of each of two or more component optical fibers next to each other, the primary coating material having been removed from each of these sections so as to expose the cladding, thermally fusing the exposed claddings together to form a fused section, and then elongating the fused section to form a fused longitudinal region, wherein the component optical fibers are optical fibers in which the softening temperature of the core is higher than that of the cladding and in which tension is applied to elongate the fused section such that the refractive index of the cores of the optical fibers is reduced due to the residual mechanical stress. 2. Faseroptischer Koppler nach Anspruch 1, bei dem der verschmolzene Längsbereich während der Längung verdrillt wird, um einen verdrillten verschmolzenen Längsbereich zu bilden.2. The fiber optic coupler of claim 1, wherein the fused longitudinal region is twisted during elongation to form a twisted fused longitudinal region. 3. Faseroptischer Koppler nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem die Kerne der zwei oder mehr optischen Komponenten-Fasern aus dotierungsstoff-freiem Quarzglas sind und bei dem die Mäntel der zwei oder mehr optischen Komponenten-Fasern aus Quarzglas sind, dessen Brechungsindex durch das Hinzufügen von wenigstens einem Zusatz abgestimmt worden ist, der aus der Gruppe ausgewählt wurde, die Fluor und Bor umfaßt.3. A fiber optic coupler according to claim 1 or 2, wherein the cores of the two or more component optical fibers are made of dopant-free fused silica and wherein the claddings of the two or more component optical fibers are made of fused silica, the refractive index of which has been tuned by the addition of at least one additive selected from the group comprising fluorine and boron. 4. Faseroptischer Koppler nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem die Kerne der zwei oder mehr optischen Komponenten-Fasern aus Quarzglas sind, das einen solchen Dotierungsstoff enthält, daß der Brechungsindex um bis zu 0.1% geändert worden ist, und bei dem die Mäntel der zwei oder mehr optischen Komponenten-Fasern aus Quarzglas sind, dessen Brechungsindex durch das Hinzufügen von wenigstens einem Zusatz abgestimmt worden ist, der aus der Gruppe ausgewählt wurde, die Fluor und Bor umfaßt.4. A fiber optic coupler according to claim 1 or 2, wherein the cores of the two or more component optical fibers are made of fused silica containing a dopant such that the refractive index has been changed by up to 0.1%, and wherein the claddings of the two or more component optical fibers are made of fused silica whose refractive index has been tuned by the addition of at least one additive selected from the group comprising fluorine and boron. 5. Faseroptischer Koppler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die zwei oder mehr optischen Komponenten-Fasern optische Fasern mit wenigstens zwei unterschiedlichen Durchmessern einschließen.5. A fiber optic coupler according to any one of claims 1 to 4, wherein the two or more component optical fibers include optical fibers having at least two different diameters.
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