光耦合器及利用该光耦合器的光的分支方法

摘要

本发明提供一种光耦合器及使用该光耦合器的光的分支方法，能够在必要时以所需要的分支比使光分支。光耦合器(1)具备：具有在长度方向的一部分相对细地形成外径的细径部(12)且在细径部(12)将送来的光分支的输入用光纤(10)；接收从输入用光纤(10)分支的光的输出用光纤(20)，输入用光纤(10)的细径部(12)与输出用光纤(20)的细径部(22)接触，通过输入用光纤(10)的细径部(12)和输出用光纤(20)的细径部(22)接触的长度即耦合长度或光纤的传播常数发生变化，从而使从输入用光纤(10)向输出用光纤(20)分支的光的分支比(S)发生变化。

说明书

技术领域

本发明涉及光耦合器及利用该光耦合器的光的分支方法，更详细地涉及 由具有细径部的光纤构成的光耦合器及利用该光耦合器的光的分支方法。

背景技术

在利用光纤的光通信中，光耦合器作为用于将光分为多条路径的装置而 已知。光耦合器例如由两根光纤构成。该两根光纤分别具有通过使各光纤的 长度方向的一部分在其长度方向上延伸而使外径细地形成的细径部。另外， 两根光纤的各细径部彼此熔接。就两根光纤熔接在一起的部分而言，光纤彼 此相互进行光学耦合，通常，称为耦合部。

具有上述构沉的光耦合器通过耦合部的长度即耦合长度来决定耦合比。 而且，该耦合比决定由光耦合器分支的分支比。

在专利文献1中提案的光耦合器是通过将两根光纤熔接并且使其延伸而 构成的熔接型光耦合器。该光耦合器具有用于收纳熔接在一起并且延伸的两 根光纤的框体。在该光耦合器中，在将熔接在一起并且延伸的两根光纤收纳 在框体的内部之前，测定分支比。然后，将规定的物质填充在熔接并且延伸 的部分的周围。

在专利文献2中提案的光耦合器具备耦合器主体和支承体。耦合器主体 通过将两根单模式光纤熔接并且使其延伸而形成。支承体用于载置并支承该 耦合器主体。另外，该光耦合器具备覆盖体。覆盖体以覆盖耦合器主体的方 式被固定，由与支承体的热膨胀率不同的热膨胀率的材料构成。另外，光耦 合器具有加热冷却装置。该加热冷却装置对由耦合器主体、支承体及覆盖体 构成的一体物进行加热或冷却。该光耦合器通过对耦合器主体进行加热或冷 却而使耦合比发生变化。

专利文献1：(日本)特开昭63－316008号公报

专利文献2：(日本)特开昭61－145509号公报

但是，在专利文献1提案的光耦合器中，两根光纤的耦合长度恒定。因 此，由一方的光纤送来的光在光耦合器中必定向另一方的光纤分支。可是， 有时仅在必要时才将在一方的光纤内行进的光在光耦合器内向另一方的光纤 分支。该光耦合器未应对这样的请求。另外，该光耦合器因为耦合长度恒定， 故而在一方的光纤内行进的光向另一方的光纤分支的分支比恒定。该耦合器 不能使分支比变化而使用。

专利文献2提案的光耦合器通过对耦合器主体加热或冷却，能够使耦合 比变化。可是，该光耦合器由于需要设置加热冷却装置，故而光耦合器会大 型化，构造复杂。

发明内容

本发明是为了解决上述课题而设立的，其目的在于提供一种小型且简单 构造的光耦合器及使用该光耦合器的光的分支方法，能够在必要时以必要的 分支比使光分支。

(1)用于解决上述课题的本发明的光耦合器具备：具有在长度方向的一 部分相对细地形成外径的细径部且在所述细径部将送来的光分支的输入用光 纤、和接收从所述输入用光纤分支的光的受光部，所述输入用光纤的细径部 与所述受光部接触，使所述输入用光纤的细径部和所述受光部接触的长度即 耦合长度或光纤的传播常数发生变化，从而使从所述输入用光纤向所述受光 部分支的光的分支比发生变化。

根据本方面，由于光耦合器如上那样构成，故而能够使输入用光纤和受 光部接触的长度即耦合长度或光纤的传播常数自如地变化。因此，通过使输 入用光纤和受光部的耦合长度比规定的长度短或长，能够使由输入用光纤送 来的光向受光部分支或不分支。另外，能够使由输入用光纤送来的光以对应 于耦合长度的分支比或对应于传播常数之差的分支比进行分支。

作为本发明的光耦合器的方式可大致分为以下四种。

本发明第一方面的光耦合器，所述受光部是将接收到的光输出的输出用 光纤，所述输出用光纤具有在长度方向的一部分相对细地形成外径的细径部， 所述输入用光纤和所述输出用光纤中的一方或所述输入用光纤和所述输出用 光纤双方具有将所述细径部弯曲而成的曲线部，所述输入用光纤或所述输出 用光纤的一方的所述曲线部和另一方的所述细径部接触，或者，所述输入用 光纤及所述输出用光纤双方的所述曲线部彼此接触，通过使所述输入用光纤 和所述输出用光纤接近而使所述耦合长度变长，通过使所述输入用光纤和所 述输出用光纤远离而使所述耦合长度变短。

根据本方面，通过调节使输入用光纤和输出用光纤相互紧贴的紧贴力而 使耦合长度发生变化，能够使分支比自由地变化。另外，由于在使输入用光 纤和输出用光纤接近或远离时，能够利用曲线部的弹力，故而能够简化光耦 合器的构造。

作为本发明第二方面的光耦合器，所述受光部是将接收到的光输出的输 出用光纤，所述输出用光纤具有在长度方向的一部分相对细地形成外径的细 径部，所述输入用光纤和所述输出用光纤中的一方或所述输入用光纤和所述 输出用光纤双方具有将所述细径部弯曲而成的曲线部，所述输入用光纤或所 述输出用光纤的一方的所述曲线部和另一方的所述细径部接触，或者所述输 入用光纤及所述输出用光纤双方的所述曲线部彼此接触，通过以所述输入用 光纤和所述输出用光纤接触的部分为中心而向所述输入用光纤和所述输出用 光纤中的一方相对于另一方扭转的方向旋转，使所述输入用光纤形成的假想 平面和所述输出用光纤形成的假想平面在规定角度的范围内变化，从而使所 述耦合长度发生变化。

根据本方面，通过调节输入用光纤和输出用光纤所成的角度而使耦合长 度发生变化，能够使分支比自由地变化。

作为本发明第三方面的光耦合器，所述受光部是将接收到的光输出的输 出用光纤，所述输出用光纤具有在长度方向的一部分相对细地形成外径的细 径部，所述输入用光纤或所述输出用光纤中的一方具有将其细径部弯曲而成 的曲线部，通过所述输入用光纤沿着所述输出用光纤的细径部延伸的方向而 在所述输出用光纤的细径部上滑动，或者所述输出用光纤沿着所述输入用光 纤的细径部延伸的方向而在所述输入用光纤的细径部上滑动，使所述光纤的 传播常数发生变化。

根据本方面，通过调节输入用光纤相对于输出用光纤的相对位置而使传 播常数发生变化，能够使分支比自由地变化。

作为本发明第四方面的光耦合器，所述受光部是光电二极管，所述输入 用光纤具有将其细径部弯曲而成的曲线部，所述输入用光纤的曲线部和所述 光电二极管的前端面接触，通过使所述输入用光纤和所述光电二极管接近而 使所述耦合长度变长，通过使所述输入用光纤和所述光电二极管远离而使所 述耦合长度变短。

根据本方面，通过调节使输入用光纤和光电二极管相互紧贴的紧贴力而 使耦合长度发生变化，能够使分支比自由地变化。另外，由于在使输入用光 纤和光电二极管接近或远离时，能够利用曲线部的弹力，故而能够简化耦合 器的构造。

(2)使用了用于解决上述课题的本发明的光耦合器的光的分支方法使用 具备输入用光纤和受光部的光耦合器，所述输入有光纤具有在长度方向的一 部分相对细地形成外径的细径部，在所述细径部将送来的光分支，所述受光 部接收从所述输入用光纤分支的光，使所述输入用光纤的细径部与所述受光 部接触，通过使所述输入用光纤的细径部和所述受光部接触的长度即耦合长 度或光纤的传播常数发生变化，从而使从所述输入用光纤向所述受光部分支 的光的分支比发生变化。

根据本方面，由于使用上述的光耦合器使光分支，故而能够使输入用光 纤和受光部接触的长度即耦合长度自如地变化。因此，通过使输入用光纤和 受光部的耦合长度比规定的长度短或长，从而能够使由输入用光纤送来的光 向受光部分支或不分支。另外，能够使由输入用光纤送来的光以对应于耦合 长度的分支比或对应于传播常数之差的分支比进行分支。

作为本发明的使用光耦合器的光的分支方法，可大致分为以下四种。

作为本发明第一方面的使用光耦合器的光的分支方法，所述受光部是将 接收到的光输出的输出用光纤，所述输出用光纤具有在长度方向的一部分相 对细地形成外径的细径部，所述输入用光纤和所述输出用光纤中的一方或所 述输入用光纤和所述输出用光纤双方具有将所述细径部弯曲而成的曲线部， 使所述输入用光纤或所述输出用光纤中的一方的所述曲线部和另一方的所述 细径部接触，或者使所述输入用光纤及所述输出用光纤双方的所述曲线部彼 此接触，通过使所述输入用光纤和所述输出用光纤接近而使所述耦合长度变 长，通过使所述输入用光纤和所述输出用光纤远离而使所述耦合长度变短。

根据本方面，由于调节使输入用光纤和输出用光纤相互紧贴的紧贴力而 使耦合长度发生变化，故而能够使分支比自由地变化。另外，由于在使输入 用光纤和输出用光纤接近或远离时，能够利用曲线部的弹力，故而能够简化 光耦合器的构造。

作为本发明第二方面的使用光耦合器的光的分支方法，所述受光部是将 接收到的光输出的输出用光纤，所述输出用光纤具有在长度方向的一部分相 对细地形成外径的细径部，所述输入用光纤和所述输出用光纤中的一方或所 述输入用光纤和所述输出用光纤双方具有将所述细径部弯曲而成的曲线部， 使所述输入用光纤或所述输出用光纤中的一方的所述曲线部和另一方的所述 细径部接触，或者使所述输入用光纤及所述输出用光纤双方的所述曲线部彼 此接触，通过以所述输入用光纤和所述输出用光纤接触的部分为中心而向所 述输入用光纤和所述输出用光纤中的一方相对于另一方扭转的方向旋转，使 所述输入用光纤形成的假想平面和所述输出用光纤形成的假想平面在规定角 度的范围内变化，从而使所述耦合长度发生变化。

根据本方面，由于调节输入用光纤和输出用光纤所成的角度而使耦合长 度发生变化，故而能够使分支比自由地变化。

作为本发明第三方面的使用光耦合器的光的分支方法，所述受光部是将 接收到的光输出的输出用光纤，所述输出用光纤具有在长度方向的一部分相 对细地形成外径的细径部，所述输入用光纤或所述输出用光纤中的一方具有 将其细径部弯曲而成的曲线部，通过所述输入用光纤沿着所述输出用光纤的 细径部延伸的方向而在所述输出用光纤的细径部上滑动，或者所述输出用光 纤沿着所述输入用光纤的细径部延伸的方向而在所述输入用光纤的细径部上 滑动，从而使所述光纤的传播常数发生变化。

根据本方面，由于调节输入用光纤相对于输出用光纤的相对位置而使传 播常数发生变化，故而能够使分支比自由地变化。

作为本发明第四方面的使用光耦合器的光的分支方法，所述受光部是光 电二极管，所述输出用光纤具有将其细径部弯曲而成的曲线部，使所述输入 用光纤的曲线部和所述光电二极管的前端面接触，通过使所述输入用光纤和 所述光电二极管接近而使所述耦合长度变长，通过使所述输入用光纤和所述 光电二极管远离而使所述耦合长度变短。

根据本方面，由于调节使输入用光纤和光电二极管相互紧贴的紧贴力而 使耦合长度发生变化，故而能够使分支比自由地变化。另外，由于在使输入 用光纤和光电二极管接近或远离时，能够利用曲线部的弹力，故而能够简化 光耦合器的构造。

根据本发明的光耦合器及使用该光耦合器的光的分支方法，能够提供小 型且简单构造的光耦合器及使用该光耦合器的光的分支方法，能够在必要时 以必要的分支比使光分支。

附图说明

图1是本发明第一实施方式的光耦合器的原理的说明图；

图2是与图1的光耦合器不同型的第一实施方式的光耦合器的原理的说 明图；

图3是具备在内部收纳光纤的壳体的光耦合器的一例的立体图；

图4是本发明第二实施方式的光耦合器的原理的说明图；

图5是与图4的光耦合器不同型的第二实施方式的光耦合器的原理的说 明图；

图6是本发明第三实施方式的光耦合器的原理的说明图；

图7是本发明第四实施方式的光耦合器的原理的说明图；

图8是表示熔接和延伸部的长度和分支比的关系的一例的曲线图；

图9是示意性地表示实验所使用的光耦合器的说明图；

图10是示意性地表示与图9所示的光耦合器不同型的、实验所使用的光 耦合器的说明图；

图11是表示耦合长度和耦合率的关系的实验结果的曲线图。

标记说明

1：光耦合器

1A：光耦合器

1B：光耦合器

2：光耦合器

2A：光耦合器

3：光耦合器

4：光耦合器

10：输入用光纤

11：主体部

12：细径部

13：连接部

14：曲线部

20：输出用光纤

21：主体部

22：细径部

23：连接部

24：曲线部

30：壳体

40：输出用光纤

41：主体部

42：细径部

43：连接部

50：光电二极管

51：前端面

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。其中，本发明的技 术范围不限于以下的实施方式，本发明在其主旨范围内可进行各种变形而实 施。

“基本构成”

如图1～图7所示，本发明的光耦合器1、1A、1B、2、2A、3、4的基 本构成具备：输入用光纤10，其具有在长度方向的一部分相对细地形成外径 的细径部12，在细径部12将送来的光分支；受光部20、40、50，其接收从 输入用光纤10分支的光，输入用光纤10的细径部12与受光部20、40、50 接触，通过使输入用光纤10的细径部12和受光部20、40、50接触的长度即 耦合长度或光纤的传播常数发生变化，使从输入用光纤向受光部分支的光的 分支比S发生变化，其中，具有如下的(1)～(4)中的任一项所述的方式。

(1)第一方式的光耦合器是如下的光耦合器1、1A、1B，即，上述的受 光部20、40、50是具有在长度方向的一部分相对细地形成外径的细径部22， 接收从输入用光纤10分支的光的输出用光纤20，输入用光纤10和输出用光 纤20中的一方或输入用光纤10和输出用光纤20双方都具有将细径部12、22 弯曲而成的曲线部14、24，输入用光纤10或输出用光纤中的一方的细径部 12、22的曲线部14、24和另一方的直线状的细径部12、22接触，或者输入 用光纤10及输出用光纤20双方的细径部12、22的曲线部14、24彼此接触， 利用输入用光纤10和输出用光纤20中的至少一方的曲线部14、24的弹力， 使输入用光纤10和输出用光纤20接近而使二者的紧贴力发生变化，使输入 用光纤10的细径部22和输出用光纤20的细径部22接触的长度即耦合长度 变长，另一方面，使输入用光纤10和输出用光纤20远离而使二者的紧贴力 发生变化，使耦合长度变短，从而使从输入用光纤10向输出用光纤20分支 的光的分支比S发生变化。

(2)第二方式的光耦合器是如下的光耦合器2、2A，即，上述的受光部 20、40、50是具有在长度方向的一部分相对细地形成外径的细径部22，接收 从输入用光纤10分支的光的输出用光纤20，输入用光纤10和输出用光纤20 中的一方或输入用光纤10和输出用光纤20双方具有将细径部12、22弯曲而 成的曲线部14、24，输入用光纤10或输出用光纤20中的一方的细径部12、 22的曲线部14、24和另一方的直线状细径部12、22接触，或者输入用光纤 10及输出用光纤20双方的细径部12、22的曲线部14、24彼此接触，输入用 光纤10及输出用光纤20的细径部12、22的外径形成为5μm以上且10μm以 下，通过以输入用光纤10和输出用光纤20接触的部分为中心而向输入用光 纤10和输出用光纤20中的一方相对于另一方扭转的方向旋转，使输入用光 纤10形成的假想平面P1、P11和输出用光纤20形成的假想平面P2、P22在 0度以上且5度以下的范围内进行变化，从而使耦合长度发生变化，从输入用 光纤10向输出用光纤20分支的光的分支比S发生变化。

(3)第三方式的光耦合器是如下的光耦合器3，即，上述的受光部20、 40、50是具有在长度方向的一部分相对细地形成外径的细径部42，接收从输 入用光纤10分支的光的输出用光纤40，输入用光纤10或输出用光纤40中的 一方具有将其细径部12、42弯曲而成的曲线部14，通过输入用光纤10在输 出用光纤40的连接主体部41和细径部42的连接部43彼此之间滑动，或者 输出用光纤40在输入用光纤10的连接主体部11和细径部12的连接部13之 间滑动来调节输入用光纤10和输出用光纤40的相对位置，使输入用光纤10 和输出用光纤40的传播常数β之差发生变化，从输入用光纤10向输出用光 纤40分支的光的分支比S发生变化。

(4)第四方式的光耦合器是如下的光耦合器4，即，上述的受光部20、 40、50是接收从输入用光纤10分支的光的光电二极管50，输入用光纤10具 有将其细径部12弯曲而成的曲线部14，输入用光纤10的曲线部14和光电二 极管50的前端面接触，利用输入用光纤10的曲线部14的弹力，通过使输入 用光纤10和光电二极管50接近而使输入用光纤10紧贴于光电二极管50的 紧贴力发生变化，使耦合长度变长，另一方面，通过使输入用光纤10和光电 二极管50远离而使输入用光纤10紧贴于光电二极管50的紧贴力发生变化， 使耦合长度变短，从而使从输入用光纤10向光电二极管50分支的光的分支 比S发生变化。

图1～图3所示的第一实施方式、图4及图5所示的第二实施方式及图7 所示的第四实施方式的各光耦合器1、1A、1B、2、2A、4通过使耦合长度发 生变化，使从输入用光纤10向受光部20、50分支的光的分支比S发生变化。 另一方面，图6所示的第三实施方式的光耦合器3通过使光纤的传播常数发 生变化，使从输入用光纤10向受光部40分支的光的分支比S发生变化。

在光纤中，通常，包层的折射率比纤芯的折射率小。因此，在输入用光 纤10直线状延伸的情况下，在输入用光纤10的纤芯内行进的光在纤芯的内 部进行全反射，不向包层漏出。可是，在输入用光纤10具有弯曲的部分的情 况下，特别是在弯曲的部分的曲率半径小的情况下，在纤芯内行进的光以小 于临界角的入射角向纤芯和包层的边界面射入。因此，在弯曲的部分，在纤 芯内行进的光不在纤芯的内部全反射，而是一部分在包层漏出。

光耦合器1、1A、1B、2、2A、3、4利用该原理将由输入用光纤送来的 光在曲线部14的位置向受光部20、40、50分支。

通常的光纤熔接式光耦合器通过使输入用的光纤和输出用的光纤延伸并 且熔接而构成。此外，将输入用的光纤和输出用的光纤延伸并且熔接的部分 称为“熔接和延伸部”。该光纤熔接式光耦合器在熔接和延伸部使由输入用 的光纤送来的光向输出用的光纤分支。在该光纤熔接式光耦合器的分支比S 中，光纤的熔接和延伸部的长度根据熔接和延伸部的光纤的截面形状及熔接 和延伸部的包层部及其周围的折射率以及入射到光纤的光的波长而变化。该 分支比S可用(式1)来表示。如(式1)所示，分支比S可表示成熔接和延 伸部的长度L的三角函数。因此，光耦合器1、1A、1B、2、2A、4通过改变 耦合长度来改变分支比S。

[式1]

S＝sin²(CL)(式1)

此外，在(式1)中，L为熔接和延伸部的长度。另外，(式1)的C是 由(式2)表示的值。(式2)的λ为信号光的波长，n₂为光纤的包层的折射 率，a为熔接和延伸部的截面的短径。

[式2]

C＝3πλ/32n₂a²(1+1/V)²(式2)

(式2)的V是由(式3)表示的值。此外，在(式3)中，n₃为周围的 介质的折射率。另外，k为由(式4)表示的真空中的频率。

[式3]

$V=ak{(n_2^2-n_3^2)}^{1/2}$(式3)

[式4]

k＝2π/λ(式4)

图8所示的曲线图表示光纤延伸且外周彼此熔接而成的熔接和延伸部的 长度和分支比S的关系的一例。图8所示的曲线图横轴为光纤延伸且外周彼 此熔接而成的熔接和延伸部的长度L，纵轴为分支比S。如上所述，由于分支 比S可表示成熔接和延伸部的长度L的三角函数，故而分支比S随着熔接和 延伸部的长度L的变化而周期性地变化。

根据该光耦合器1、1A、1B、2、2A、3、4，可实现如下特有的效果： 能够在必要时以必要的分支比S使光分支，能够提供小型且简单构造的光耦 合器及使用该光耦合器的光的分支方法。

以下，按各实施方式对本发明的光耦合器及使用该光耦合器的光的分支 方法进行说明。

[第一实施方式]

第一实施方式的光耦合器1、1A、1B以如下方式构成：具备具有在长度 方向的一部分相对细地形成外径的细径部12且在细径部12将送来的光分支 的输入用光纤10、和具有在长度方向的一部分相对细地形成外径的细径部22 且接收从输入用光纤10分支的光的输出用光纤20，输入用光纤10和输出用 光纤20中的一方或输入用光纤10和输出用光纤20双方具有将细径部12、22 弯曲而成的曲线部14、24，输入用光纤10或输出用光纤20中的一方的细径 部12、22的曲线部14、24和另一方的直线状的细径部12、22接触，或者输 入用光纤10及输出用光纤20双方的细径部12、22的曲线部14、24彼此接 触，利用输入用光纤10和输出用光纤20中的至少一方的曲线部14、24的弹 力，使输入用光纤10和输出用光纤20接近而使二者的紧贴力发生变化，使 输入用光纤10的细径部12和输出用光纤20的细径部22接触的长度即耦合 长度变长，另一方面，使输入用光纤10和输出用光纤20远离而使二者的紧 贴力发生变化，使耦合长度变短，从而使从输入用光纤10向输出用光纤20 分支的光的分支比S发生变化。

该光耦合器1、1A、1B进行的光的分支方法是如下的方法：使用具备具 有在长度方向的一部分相对细地形成外径的细径部12且在细径部12将送来 的光分支的输入用光纤10、和具有在长度方向的一部分相对细地形成外径的 细径部22且接收从输入用光纤10分支的光的输出用光纤20的光耦合器1、 1A、1B，输入用光纤10和输出用光纤20中的一方或输入用光纤10和输出 用光纤20双方具有将细径部12、22弯曲而成的曲线部14、24，使输入用光 纤10或输出用光纤20中的一方的细径部12、22的曲线部14、24和另一方 的直线状的细径部12、22接触，或者使输入用光纤10及输出用光纤20双方 的细径部12、22的曲线部14、24彼此接触，利用输入用光纤10和输出用光 纤20中的至少一方的曲线部14、24的弹力，使输入用光纤10和输出用光纤 20接近而使二者的紧贴力发生变化，使输入用光纤10的细径部12和输出用 光纤20的细径部22接触的长度即耦合长度变长，另一方面，使输入用光纤 10和输出用光纤20远离而使二者的紧贴力发生变化，使耦合长度变短，由此 使从输入用光纤10向输出用光纤20分支的光的分支比S发生变化。

如图1所示，第一实施方式的光耦合器1具有输入用光纤10和输出用光 纤20。输入用光纤10是输送被分支的光的光纤，具备主体部11、细径部12 及连接部13。主体部11是输入用光纤10自身，其外径与输入用光纤10自身 的外径相同。细径部12是输入用光纤10的外径在输入用光纤10的长度方向 的一部分相对细地形成的部位。主体部11和细径部12通过连接部13而连接。 连接部13是在细径部12的长度方向的两侧，外径从主体部11向细径部12 逐渐变细的部位。而且，输入用光纤10具有将细径部12弯曲而成的曲线部 14。该输入用光纤10通过曲线部14使输入用光纤延伸的方向反转。

输入用光纤10的外径为125μm以下，纤芯的直径为10μm以下。细径部 12的外径为1μm以上且20μm以下。另外，连接部13的外径的变化率为0.05％ 以上且2.5％以下。此外，这里所说的外径的变化率是指在沿着输入用光纤10 的长度方向移动1mm时外径变化的比例。其中，最近的相对于外径的变化量 的比例为10％以上且20％以下。另外，由(式5)表示的、纤芯的折射率(n₁) 和包层的折射率(n₂)之差约为0.3％。

[式5]

$\Delta =\frac{n_1^2-n_2^2}{2n_1^2}$(式5)

输出用光纤20是将已分支的光送入的光纤。该输出用光纤20与输入用 光纤10同样，具有主体部21、细径部22及连接部23。此外，输出用光纤20 的主体部21、细径部22及连接部23的构成与输入用光纤10的主体部11、 细径部12及连接部13的构成同样。另外，输出用光纤20具有将细径部22 弯曲而成的曲线部24。该输出用光纤20通过曲线部24使输出用光纤延伸的 方向反转。

输出用光纤20的外径为125μm以下，纤芯的直径为10μm以下。细径部 22的外径为1μm以上且20μm以下。另外，连接部23的外径的变化率为0.05％ 以上且2.5％以下。此外，这里所说的外径的变化率是指沿着输入用光纤10 的长度方向移动1mm时外径变化的比例。另外，由(式5)表示的、纤芯的 折射率(n₁)和包层的折射率(n₂)之差约为0.3％。

上述的输入用光纤10和输出用光纤20配置在同一平面内或接近同一平 面的位置，二者的曲线部14、24彼此接触。曲线部14、24彼此接触的部分 是使在输入用光纤10内行进的光的一部分向输出用光纤20分支的耦合部。 该耦合部具有一定的长度。在本说明书中，将该耦合部的长度称为“耦合长 度”。

在该光耦合器1中，如图1(A)所示，通过使输入用光纤10和输出用 光纤20远离而使耦合长度变短。另一方面，如图1(B)所示，通过使输入 用光纤10和输出用光纤20接近而使耦合长度变长。光耦合器1通过使输入 用光纤10和输出用光纤20接近或远离来使耦合长度变化。通过使该耦合长 度变化，光耦合器1使在输入用光纤10内行进的光在必要时按必要的量向输 出用光纤20分支。

该光耦合器1通过调节使输入用光纤10和输出用光纤20相互紧贴的紧 贴力，能够使耦合长度发生变化。其结果是，该光耦合器1能够使分支比S 自由地变化。另外，该光耦合器1由于在使输入用光纤10和输出用光纤20 接近或远离时，能够利用曲线部14、24的弹力，故而能够使构造简化。

该光耦合器1的耦合长度在0mm以上且12mm以下的范围内变化。此时 的分支比S在0％以上且100％以下的范围内变化。例如，在图1中，在耦合 长度为2mm时，从输入用光纤10的主体部11a送来的光的80％进入输入用 光纤10的主体部11b，不向输出用光纤20的主体部21a分支。另外，光的 20％向输出用光纤20的主体部21b分支。

而且，在耦合长度为6mm时，从输入用光纤10的主体部11a送来的光 100％向输出用光纤20的主体部21b分支，在耦合长度约为12mm时，从输 入用光纤10的主体部11a送来的光不向输出用光纤20分支，而是全部进入 输入用光纤10的主体部11b。

第一实施方式的光耦合器也可通过输入用光纤10和输出用光纤20中的、 一方使用设有曲线部的光纤，另一方使用直线状延伸的光纤而构成。图2表 示其一例。

图2所示的光耦合器1A的输入用光纤10具备主体部11、细径部12及 连接部13。另外，输入用光纤10具有将细径部12弯曲而成的曲线部14。该 曲线部14使输入用光纤延伸的方向反转。输出用光纤20也具备主体部21、 细径部22及连接部23。其中，细径部22直线状地延伸。而且，光耦合器1A 通过将输入用光纤10和输出用光纤20配置在同一平面内或接近同一平面的 位置，且输入用光纤10的曲线部14与输出用光纤20的细径部22接触而构 成。

在该光耦合器1A中，如图2所示，通过时输入用光纤10远离输出用光 纤20而使耦合长度变短。另一方面，通过使输入用光纤10接近输出用光纤 20而使耦合长度变长。该光耦合器1A通过使输入用光纤10接近或远离输出 用光纤20而使耦合长度变化。通过使该耦合长度变化，光耦合器1A将在输 入用光纤10内行进的光在必要时按必要的量向输出用光纤20分支。

图2所示的光耦合器1A通过在输入用光纤10的细径部11设置曲线部 14，另一方面使输出用光纤20的细径部21直线状延伸而构成。但是，光耦 合器1A也可以通过使输入用光纤100的细径部11直线状延伸，另一方面在 输出用光纤20的细径部21设置曲线部24而构成。在那种情况下，该光耦合 器1A通过使输出用光纤20接近或远离输入用光纤10来改变耦合长度。

图3表示将输入用光纤10和输出用光纤20收纳在壳体30的内部的光耦 合器1B。壳体30由上面部件31和下面部件32构成。上面部件31和下面部 件32隔开一定的间隔而相对。此外，在图3中未特别图示，螺钉等固定用的 部件维持在上面部件31和下面之间隔开一定的间隔的形态。输入用光纤10 和输出用光纤20收纳在形成于上面部件31与下面部件32之间的空间内。输 入用光纤10的曲线部14和输出用光纤20的曲线部24在壳体30的内部接触。

该光耦合器1B以在壳体30内部能够使输出用光纤20相对于输入用光纤 10接近或远离的方式构成。但是，光耦合器1B也能够以在壳体30内部使输 入用光纤10相对于输出用光纤20接近或远离的方式构成。另外，光耦合器 1B也能够以通过在壳体30内部使输入用光纤10及输出用光纤20双方移动 而使二者接近或远离的方式构成。

第一实施方式的光耦合器1、1A、1B也能够通过在输入用光纤10和输 出用光纤20接触的部分涂敷用于调节光的折射率的树脂而构成。作为用于调 节折射率的树脂，例如可列举折射率接近玻璃的折射率的丙烯酸类树脂或环 氧类树脂。

[第二实施方式]

第二实施方式的光耦合器2、2A的输入用光纤10和输出用光纤20中的 一方或输入用光纤10和输出用光纤20双方具有将细径部12、22弯曲而成的 曲线部14、24。就该光耦合器2而言，输入用光纤10或输出用光纤20中的 一方的曲线部14、24和另一方的细径部12、22接触，或者输入用光纤10及 输出用光纤20双方的曲线部14、24彼此接触。

通过以输入用光纤10和输出用光纤20接触的部分为中心而向输入用光 纤10和输出用光纤20中的一方相对于另一方扭转的方向旋转，使输入用光 纤10形成的假想平面P1、P11和输出用光纤20形成的假想平面P2、P22在 规定角度的范围内变化，由此使耦合长度变化。

具体地，第二实施方式的光耦合器2、2A以如下方式构成：具备具有在 长度方向的一部分相对细地形成外径的细径部12且在细径部12将送来的光 分支的输入用光纤10、和具有在长度方向的一部分相对细地形成外径的细径 部22且接收从输入用光纤10分支的光的输出用光纤20，输入用光纤10和输 出用光纤20中的一方或输入用光纤10和输出用光纤20双方具有将细径部 12、22弯曲而成的曲线部14、24，输入用光纤10或输出用光纤20中的一方 的细径部12、22的曲线部14、24和另一方的直线状细径部12、22接触，或 者输入用光纤10及输出用光纤20双方的细径部12、22的曲线部14、24彼 此接触，输入用光纤10及输出用光纤20的细径部12、22的外径形成为5μm 以上且10μm以下，通过以输入用光纤10和输出用光纤20接触的部分为中 心而向输入用光纤10和输出用光纤20中的一方相对于另一方扭转的方向旋 转，使输入用光纤10形成的假想平面P1、P11和输出用光纤20形成的假想 平面P2、P22在0度以上且5度以下的范围内变化，由此使耦合长度发生变 化，从输入用光纤10向输出用光纤20分支的光的分支比S发生变化。

该光耦合器2、2A进行的光的分支方法是如下的方法：使用具备具有在 长度方向的一部分相对细地形成外径的细径部12且在细径部12将送来的光 分支的输入用光纤10、和具有在长度方向的一部分相对细地形成外径的细径 部22且接收从输入用光纤10分支的光的输出用光纤20的光耦合器2、2A， 输入用光纤10和输出用光纤20中的一方或输入用光纤10和输出用光纤20 双方具有将细径部12、22弯曲而成的曲线部14、24，使输入用光纤10或输 出用光纤20中的一方的细径部12、22的曲线部14、24和另一方的直线状的 细径部12、22接触，或者使输入用光纤10及输出用光纤20双方的细径部12、 22的曲线部14、24彼此接触，将输入用光纤10及输出用光纤20的细径部 12、22的外径形成为5μm以上且10μm以下，通过以输入用光纤10和输出 用光纤20接触的部分为中心而向输入用光纤10和输出用光纤20中的一方相 对于另一方扭转的方向旋转，使输入用光纤10形成的假想平面P1、P11和输 出用光纤20形成的假想平面P2、P22在0度以上且5度以下的范围内变化， 由此使耦合长度变化，使从输入用光纤10向输出用光纤20分支的光的分支 比S变化。以下，参照附图对光耦合器2、2A进行具体说明。

如图4所示，第二实施方式的光耦合器2具有输入用光纤10和输出用光 纤20。此外，构成第二实施方式的光耦合器2的输入用光纤10自身的构成及 输出用光纤20自身的构成与构成第一实施方式的光耦合器1的输入用光纤10 自身的构成及输出用光纤20自身的构成相同。因此，关于第二实施方式的光 耦合器2的输入用光纤10及输出用光纤20的各构成，在附图中标注与第一 实施方式的光耦合器1的输入用光纤10及输出用光纤20的各构成相同的标 记，省略详细说明。

该光耦合器2的输入用光纤10具有主体部11、细径部12及连接部13。 另外，细径部12具有将输入用光纤10延伸的方向反转的曲线部14。同样地， 输出用光纤20具有主体部21、细径部22及连接部23。另外，细径部22具 有将输出用光纤20延伸的方向反转的曲线部24。而且，输入用光纤10的曲 线部14和输出用光纤20的曲线部24接触。

输入用光纤10的外径为125μm以下，纤芯的直径为10μm以下。细径部 12的外径为5μm以上且10μm以下。另外，连接部13的外径的变化率为0.05％ 以上且2.5％以下。此外，这里所说的外径的变化率是指沿着输入用光纤10 的长度方向移动1mm时外径变化的比例。另外，由(式5)表示的、纤芯的 折射率(n₁)和包层的折射率(n₂)之差约为0.3％。

另外，关于输出用光纤20，也与输入用光纤10同样，外径为125μm以 下，纤芯的直径为10μm以下。细径部22的外径为5μm以上且10μm以下。 另外，连接部23的外径的变化率为0.05％以上且2.5％以下。此外，这里所说 的外径的变化率是指沿着输入用光纤10的长度方向移动1mm时外径变化的 比例。另外，由(式5)表示的、纤芯的折射率(n₁)和包层的折射率(n₂) 之差约为0.3％。

如图4所示，该光耦合器2例如通过输出用光纤20相对于输入用光纤10 旋转而使合耦合长度变化。具体而言，输入用光纤10和输出用光纤20在图4 (A)所示的方式和图4(B)所示的方式之间进行旋转。图4(A)所示的方 式为输入用光纤10形成的假想平面P1和输出用光纤20形成的假想平面P2 共面的方式。图4(B)所示的方式为输入用光纤10形成的假想平面P1和输 出用光纤20形成的假想平面P2相互正交的方式。

输入用光纤10和输出用光纤20接触的部分的长度在输入用光纤10形成 的假想平面P1和输出用光纤20形成的假想平面P2共面的方式中，相对较长。 即，在该方式中，耦合长度较长。另一方面，输入用光纤10和输出用光纤20 接触的部分的长度在输入用光纤10形成的假想平面P1和输出用光纤20形成 的假想平面P2相互正交的方式中，相对较短。即，在该方式中，耦合长度较 短。

在该光耦合器2中，耦合长度根据输入用光纤10(由输入用光纤10形成 的假想平面P1)和输出用光纤20(由输出用光纤20形成的假想平面P2)所 成的角度而变化。因此，通过调节输入用光纤10和输出用光纤20所成的角 度，能够使分支比S自由地变化。

此外，第二实施方式的光耦合器2也可以是使输入用光纤10相对于输出 用光纤20旋转的方式、使输出用光纤20相对于输入用光纤10旋转的方式及 使输入用光纤10和输出用光纤20双方都旋转的方式中的任一种方式。

在该光耦合器2中，输入用光纤10和输出用光纤20所成的角度在0度 以上且5度以下的范围内变化。此时的分支比S在0％以上且100％以下的范 围变化。例如，在图4(A)中，在从输入用光纤10的主体部11a输送了光 的情况下，在输入用光纤10和输出用光纤20所成的角度为1度时，光的50％ 进入输入用光纤10的主体部11b，光的50％向输出用光纤20的主体部21b 分支。光未向输出用光纤20的主体部21a分支。

而且，在图4(B)所示的方式中，在输入用光纤10和输出用光纤20所 成的角度约为5度时，从输入用光纤10的主体部11a送来的光全部进入输入 用光纤10的主体部11b。从输入用光纤10的主体部11a送来的光未向输出用 光纤20分支。

这样，光耦合器2通过使输入用光纤10和输出用光纤20中的一方相对 于另一方旋转，使耦合长度变化。而且，光耦合器2通过使耦合长度发生变 化，使在输入用光纤10内行进的光在必要时以必要的量向输出用光纤20分 支。

此外，关于第二实施方式的光耦合器2，也能够为了调节光的折射率而将 上述的树脂涂敷在输入用光纤10和输出用光纤20接触的部分，构成光耦合 器2。

以上，对输入用光纤10及输出用光纤20双方具有弯曲部14、24的情况 进行了说明。但是，第二实施方式的光耦合器也可通过在输入用光纤10和输 出用光纤20中的一方设置将细径部弯曲而成的曲线部来构成。图5表示其一 例。

图5所示的光耦合器2A的输入用光纤10具备主体部11、细径部12及 连接部13。另外，输入用光纤10的细径部12具有弯曲而成的曲线部14，通 过曲线部14使输入用光纤延伸的方向反转。输出用光纤也具备主体部21、细 径部22及连接部23。其中，细径部22直线状地延伸。而且，光耦合器1A 通过输入用光纤10的曲线部14与输出用光纤20的细径部22接触而构成。

如图5所示，该光耦合器1A通过以输入用光纤10和输出用光纤20接触 的部分为中心而向输入用光纤10和输出用光纤20中的一方相对于另一方扭 转的方向旋转，且输入用光纤10形成的假想平面P11和输出用光纤20形成 的假想平面P22在规定角度的范围内变化，从而使耦合长度变化。

此外，图5所示的光耦合器2A通过在输入用光纤10的细径部11设置曲 线部14，另一方面使输出用光纤20的细径部21直线状地延伸而构成。但是， 光耦合器2A也可以通过使输入用光纤10的细径部11直线状地延伸，另一方 面在输出用光纤20的细径部21设置曲线部24而构成。

[第三实施方式]

第三实施方式的光耦合器3使输入用光纤10或输出用光纤40中的一方 具有将其细径部12、42弯曲而成的曲线部14，使输入用光纤10沿着输出用 光纤40的细径部42延伸的方向在输出用光纤40的细径部42上滑动，或者 使输出用光纤40沿着输入用光纤10的细径部12延伸的方向在输入用光纤10 的细径部12上滑动，从而使光纤的传播常数发生变化。

具体而言，第三实施方式的光耦合器3以如下方式构成：具备具有在长 度方向的一部分相对细地形成外径的细径部12且在细径部12将送来的光分 支的输入用光纤10、和具有在长度方向的一部分相对细地形成外径的细径部 42且接收从输入用光纤10分支的光的输出用光纤40，输入用光纤10或输出 用光纤40中的一方具有将其细径部12、42弯曲而成的曲线部，使输入用光 纤10在输出用光纤40的连接主体部41和细径部42的连接部43彼此之间滑 动，或者输出用光纤40在输入用光纤10的连接主体部11和细径部12的连 接部13彼此之间滑动，从而调节输入用光纤10和输出用光纤40的相对位置 而使输入用光纤10和输出用光纤40的传播常数之差变化，使从输入用光纤 10向输出用光纤40分支的光的分支比S变化。

该光耦合器3进行的光的分支方法是如下的方法：使用具备具有在长度 方向的一部分相对细地形成外径的细径部12且在细径部12将送来的光分支 的输入用光纤10、和具有在长度方向的一部分相对细地形成外径的细径部42 且接收从输入用光纤10分支的光的输出用光纤40的光耦合器3，输入用光纤 10或输出用光纤40中的一方具有将其细径部12、42弯曲而成的曲线部，使 输入用光纤10在输出用光纤40的连接主体部41和细径部42的连接部43彼 此之间滑动，或者输出用光纤40在输入用光纤10的连接主体部11和细径部 12的连接部13彼此之间滑动，从而调节输入用光纤10和输出用光纤40的相 对位置而使输入用光纤10和输出用光纤40的传播常数之差变化，使从输入 用光纤10向输出用光纤40分支的光的分支比S变化。以下，参照附图对光 耦合器3进行具体说明。

如图6所示，第三实施方式的光耦合器3具有输入用光纤10和输出用光 纤40。此外，该光耦合器3的输入用光纤10的构成与第一实施方式的光耦合 器1的输入用光纤10的构成同样。因此，关于该光耦合器3的输入用光纤10 的构成，在附图中标注与第一实施方式的光耦合器1的输入用光纤10的构成 相同的标记，省略详细的说明。

输入用光纤10具有主体部11、细径部12及连接部13。另外，输入用光 纤10的细径部13具有将输入用光纤10延伸的方向反转的曲线部14。输入用 光纤10的外径为125μm以下，纤芯的直径为10μm以下。细径部12的外径 为5μm以上且20μm以下。另外，连接部13的外径的变化率为0.05％以上且 2.5％以下。此外，这里所说的外径的变化率是指沿着输入用光纤10的长度方 向移动1mm时外径变化的比例。另外，由(式5)表示的、纤芯的折射率(n₁) 和包层的折射率(n₂)之差约为0.3％。

输出用光纤40直线状地延伸。该输出用光纤40具有主体部41、细径部 42、一对连接部43。主体部41是具有光纤自身的外径的部分。细径部42是 长度方向的一部分的外径相对细地形成的部分。连接部43是在细径部42的 长度方向的两侧，外径从主体部41向细径部42逐渐变细，将主体部41和细 径部42连接的部分。该输出用光纤40的主体部41、细径部42及连接部43 的外径既能够与输入用光纤10的主体部11、细径部12及连接部13的外径相 同地形成，也能够较大地形成。

输出用光纤40的外径为125μm以下，纤芯的直径为10μm以下。细径部 42的外径为1μm以上且20μm以下。另外，连接部43的外径的变化率为0.05％ 以上且2.5％以下。此外，这里所说的外径的变化率是指沿着输入用光纤10 的长度方向移动1mm时外径变化的比例。另外，由(式5)表示的、纤芯的 折射率(n₁)和包层的折射率(n₂)之差约为0.3％。

该光耦合器3的输入用光纤10的曲线部14与输出用光纤40的外周面接 触。而且，通过使输入用光纤10在输出用光纤40的连接部43彼此之间滑动， 使光纤的传播常数发生变化。即，在该光耦合器3中，通过调节输入用光纤 10相对于输出用光纤40的相对位置，能够使分支比S自由地变化。

该实施方式的光耦合器3利用输入用光纤10的传播常数β和输出用光纤 40的传播常数β之差δ，使分支比S变化。传播常数β之差δ可通过(式6) 求出。此外，传播常数β可利用(式7)表示。其中，由(式7)求出的值是 光纤的长度方向的传播常数。

[式6]

$\delta =\frac{({\beta }_1-{\beta }_2)}{2}$(式6)

此外，β₁为输入用光纤10的传播常数，β₂为输出用光纤40的传播常数。

[式7]

β＝n₁kcosθ(式7)

此外，在(式7)中，n₁为纤芯的折射率，k为由(式4)决定的值。如 (式7)所示，传播常数β通过纤芯径及纤芯折射率而变化。在该传播常数上 产生了差的情况下，由(式8)表示的F发生变化，且由(式9)表示的耦合 光的输出P发生变化。因此，光耦合器3的分支比S发生变化。

[式8]

$F=\frac{1}{1+{(\delta /\chi )}^2}$(式8)

此外，在(式8)中，χ为模式耦合常数。

[式9]

P＝Fsin²(qz)(式9）

此外，在(式9)中，qz为标准化距离。

例如，在输入用光纤的细径部外径为2μm、输出用光纤的外径为2μm、 耦合长度为4mm、耦合率为80％的情况下，使耦合光纤移动了2mm时的耦 合率变成20％。

在此，对传播常数β变化的机理进行说明。在光耦合器3中，例如输入 用光纤10在输出用光纤20的连接主体部21和细径部22的连接部22彼此之 间滑动。该情况下，输入用光纤10不是仅使在输出用光纤20的细径部22滑 动，而是包含输出用光纤20的外径变化的连接部23在内而滑动。

构成光耦合器3的输入用光纤10及输出用光纤20的外径在各自的连接 部13、23发生变化。内部的纤芯的直径随着外径变化而变化。即，输入用光 纤10或输出用光纤20的纤芯的直径形成为细径部12、22比主体部11、21 小。

此外，光纤在充分扩大了波导的宽度(纤芯的直径)的情况下，光仅在 纤芯内进行导波。另一方面，在波导的宽度(纤芯的直径)较小的情况下， 光在存在于纤芯的外侧的包层上也具有能量分布。该现象在纤芯直径发生了 变化的情况下，因纤芯的折射率发生变化而引起。

由(式7)可知，传播常数β随着纤芯的折射率n₁的变化而变化。另外， 如上所述，纤芯的折射率n₁随着纤芯的直径的变化而变化。因此，纤芯的折 射率n₁随着纤芯的直径变化而变化，作为结果，传播常数β发生变化。

在该实施方式的光耦合器3中，例如输入用光纤10不是仅在输出用光纤 20的细径部滑动，而是包含光纤的外径变化的连接部23在内而滑动。在连接 部23，不仅输出用光纤20的外径变化，而且连纤芯的直径也变化。因此，在 连接部23滑动时，折射率n₁随着纤芯的直径变化而变化，其结果是，传播常 数β发生变化。

此外，关于第三实施方式的光耦合器3，也能够为了调节光的折射率而将 上述的树脂涂敷在输入用光纤10和输出用光纤40接触的部分，构成光耦合 器3。

以上，以由具有曲线部14的输入用光纤10和直线状延伸的输出用光纤 40构成光耦合器3的情况为例进行了说明。但是，第三实施方式的光耦合器 未特别表示在附图中，但也能够由直线状延伸的输入用光纤和具有曲线部的 输出用光纤构成。该情况下，通过使输出用光纤沿着输入用光纤的细径部移 动，改变传播常数。

[第四实施方式]

第四实施方式的光耦合器4以如下方式构成：具备具有在长度方向的一 部分相对细地形成外径的细径部12且在细径部12将送来的光分支的输入用 光纤10、和接收从输入用光纤10分支的光的光电二极管50，输入用光纤10 具有将其细径部12弯曲而成的曲线部14，输入用光纤10的曲线部14和光电 二极管50的前端面接触，利用输入用光纤10的曲线部14的弹力，通过使输 入用光纤10和光电二极管50接近而使输入用光纤10紧贴于光电二极管50 的紧贴力变化，使耦合长度变长，另一方面，通过使输入用光纤10和光电二 极管50远离而使输入用光纤10紧贴于上述光电二极管50的紧贴力变化，使 耦合长度变短，由此从输入用光纤10向光电二极管50分支的光的分支比S 发生变化。

该光耦合器4进行的光的分支方法是如下的方法：使用具备具有在长度 方向的一部分相对细地形成外径的细径部12且在细径部12将送来的光分支 的输入用光纤10、和接收从输入用光纤10分支的光的光电二极管50的光耦 合器4，输入用光纤10具有将其细径部12弯曲而成的曲线部14，使输入用 光纤10的曲线部14和光电二极管50的前端面接触，利用输入用光纤10的 曲线部14的弹力，通过使输入用光纤10和光电二极管50接近而使输入用光 纤10紧贴于光电二极管50的紧贴力变化，使耦合长度变长，另一方面，通 过使输入用光纤10远离光电二极管50而使输入用光纤10紧贴于上述光电二 极管50的紧贴力变化，使耦合长度变短，由此使从输入用光纤10向光电二 极管50分支的光的分支比S发生变化。

此外，该光耦合器4的输入用光纤10的构成与第一实施方式的光耦合器 1的输入用光纤10的构成同样。因此，关于该光耦合器4的输入用光纤10 的构成，在附图上标注与第一实施方式的光耦合器1的输入用光纤10的构成 相同的标记，省略详细的说明。

输入用光纤10具有主体部11、细径部12及连接部13。另外，输入用光 纤10的细径部12具有将输入用光纤10延伸的方向反转的曲线部14。输入用 光纤10的外径为125μm以下，纤芯的直径为10μm以下。细径部12的外径 为1μm以上且20μm以下。另外，连接部13的外径的变化率为0.05％以上且 2.5％以下。此外，这里所说的外径的变化率是指沿着输入用光纤10的长度方 向移动1mm时外径变化的比例。另外，由(式5)表示的、纤芯的折射率(n₁) 和包层的折射率(n₂)之差约为0.3％。

光电二极管50是作为光探测器发挥功能的半导体二极管。光电二极管50 可使用PN型、PIN型、肖特基型、雪崩(APD)型等各种构造的光电二极管。

该光耦合器4通过使输入用光纤10的曲线部14与光电二极管50的前端 面51接触而构成。而且，如图7(A)所示，通过使输入用光纤10和光电二 极管50远离而使耦合长度变短。另一方面，如图7(B)所示，通过使输入 用光纤10和光电二极管50接近而使耦合长度变长。这样，光耦合器4通过 使输入用光纤10和光电二极管50接近或远离来改变耦合长度。通过使该耦 合长度变化，光耦合器4使在输入用光纤10行进的光在必要时以必要的量向 光电二极管50分支。

在该光耦合器4中，通过调节使输入用光纤10和光电二极管50相互紧 贴的紧贴力来改变耦合长度。因此，通过调节紧贴力，能够使分支比S自由 地变化。另外，由于在使输入用光纤10和光电二极管50接近或远离时，能 够利用曲线部14的弹力，因此能够简化光耦合器4的构造。

该光耦合器4的耦合长度在1mm以上且5mm以下的范围内变化。此时 的分支比S在5％以下的范围内变化。例如，在耦合长度为3mm时，从输入 用光纤10的主体部11a送来的光的85％进入输入用光纤10的主体部11b，光 的5％向光电二极管50分支。

此外，关于第四实施方式的光耦合器4，也能够为了调节光的折射率而将 上述的树脂涂敷在输入用光纤10和光电二极管50接触的部分而构成光耦合 器4。

以上，对第一实施方式～第四实施方式的光耦合器1、1A、1B、2、2A、 3、4进行了说明。光耦合器1、1A、1B、2、2A、3、4也可利用分支比S依 存于光的波长的性质。

如上述的(式1)及(式2)所示，分支比S依存于入射的光的波长。将 该性质应用于光耦合器1、1A、1B、2、2A、3、4。例如，使波长为λ1的光 和波长为λ2的光入射到第一实施方式的光耦合器1的输入用光纤10，使耦合 长度变化。在利用分支比S依存于光的波长的性质的情况下，通过使耦合长 度变化，能够在各波长的光的分支比S上设置差。此外，在此，设波长为λ1 的光的分支比为Sλ1，设波长为λ2的光的分支比为Sλ2。另外，(Sλ1、Sλ2) 表示的是使波长为λ1的光和波长为λ2的光入射到光耦合器1时的各波长的 分支比的值。

在利用分支比S依存于光的波长的性质的情况下，例如可使(Sλ1、Sλ2) 如(0％、0％)、(100％、100％)、(50％、100％)、(0％、50％)、(50％、 0％)、(100％、0％)那样地在各波长的光的分支比S上设置差。此外，在 此所示的各波长的光的分支比表示一例，各波长的光的分支比也可在该数值 以外设置差而使其分支。另外，入射的光的波长不限于两种，也能够使三种 以上的波长的光入射。

在第一实施方式～第四实施方式的光耦合器1、1A、1B、2、2A、3、4 中，在利用分支比S依存于光的波长的性质的情况下，例如在光耦合器1、1A、 1B、2、2A、3、4设置用于选择要入射的波长的选择开关。

另外，在第一实施方式～第四实施方式的光耦合器1、1A、1B、2、2A、 3、4中，在利用分支比S依存于光的波长的性质的情况下，例如光耦合器1、 1A、1B、2、2A、3、4能够将光源的波长的变化作为光的功率(单位为瓦特 (W))来赋予、或者通过以光的功率恒定的方式使耦合长度变化来赋予长 度的信息(移动量)。即，在利用分支比S依存于光的波长的性质的情况下， 光耦合器1、1A、1B、2、2A、3、4作为波长监视器发挥作用。

[实验例]

如图9及图10所示，实验通过使输入用光纤10的细径部12和输出用光 纤20的细径部14接触而构成光耦合器1，求出该光耦合器1的耦合率S来进 行。图9所示的光耦合器1是在输入用光纤10的细径部12及输出用光纤20 的细径部22双方都设有曲线部14、24的方式。图10所示的光耦合器1C是 使输入用光纤10的细径部12直线状延伸，且仅在输出用光纤20的细径部22 设有曲线部24的方式。

进行实验时，准备两种图9所示的光耦合器1。一个光耦合器是在输入用 光纤10的细径部12和输出用光纤20的细径部14接触的部分涂敷有树脂的 光耦合器1。另一个光耦合器是未涂敷有树脂的光耦合器1。实验通过使各光 耦合器1的耦合长度X变化并求出耦合率S怎样变化来进行。此时，从光耦 合器1的第一端口P1输入波长为1550nm的光，测定第二端口P2及第四端 口P4的输出。此外，在此所说的耦合率S是指相对于第一端口P1的输入从 第四端口P4输出的比例。另外，涂敷的树脂是折射率接近玻璃的折射率的环 氧系树脂。此外，以下，以未涂敷树脂的光耦合器1为第一试样、以涂敷有 树脂的光耦合器1为第二试样而对图9所示的光耦合器1进行说明。

另一方面，对图10所示的耦合器1C进行的实验在输入用光纤10的细径 部12和输出用光纤20的细径部14接触的部分未涂敷树脂，使光耦合器1C 的耦合长度X变化，求出耦合率S怎样变化。此时，从光耦合器1的第一端 口P1输入波长为1550nm的光，测定第二端口P2及第四端口P4的输出。此 外，以下对图10所示的耦合器1C作为第三试样进行说明。

实验所使用的第一试样、第二试样及第三试样的输入用光纤10的外径 D1及输出用光纤20的外径D2为125μm。就第一试样的细径部的长度L1、 L2而言，输入用光纤10及输出用光纤20均为6.0mm。另外，输入用光纤10 的主体部11a和主体部11b之间的间隔H1、及输出用光纤20的主体部21a 和主体部21b之间的间隔H2均为9.0mm。

就第二试样的细径部的长度L1、L2而言，输入用光纤10及输出用光纤 20均为6.0mm。另外，输入用光纤10的主体部11a和主体部11b之间的间隔 H1、及输出用光纤20的主体部21a和主体部21b之间的间隔H2均为9.0mm。

第三试样的细径部的长度L1、L2为4.0mm。

关于第一试样及第二试样，使耦合长度X从约1mm变化到约5mm，求 出耦合率S。关于第三试样，使耦合长度X从约0.5mm变化到约1.5mm，求 出耦合率S。

图11表示测定结果。该图11所示的曲线图的横轴表示耦合长度X，纵 轴表示耦合率S。另外，在图11中，实线表示第一试样的测定结果，虚线表 示第二试样的测定结果，点线表示第三试样的测定结果。

(第一试样的测定结果)

在第一试样中，在直到耦合长度X随着耦合长度X变长而变成一定长度 的范围内，耦合率S增加。而且，在耦合长度X约为4mm时，耦合率S成 为峰值。第一试样的耦合率S的峰值约为96％。在耦合长度X超过4mm的 范围内，耦合率S随着耦合长度X的变长而减小。

(第二试样的测定结果)

关于第二试样，也与第一试样同样地，在直到耦合长度X随着耦合长度 X变长而变成一定长度的范围内，耦合率S增加。而且，当耦合长度X比3mm 稍短时，耦合率S成为峰值。第二试样的耦合率S的峰值为100％。即，从第 一端口P1输入的光未向第二端口及第三端口分支，全部向第四端口P4输出。 在耦合长度X超过3mm的范围内，耦合率S随着耦合长度X的变长而减小。

由第一试样的测定结果及第二试样的测定结果可知，在输入用光纤10及 输出用光纤20双方设有曲线部14、24的情况下，耦合率S一直增加到耦合 长度X变成一定长度，当耦合长度X超过一定长度时就减小。另外，在使用 相同方式的输入用光纤10和输出用光纤20制作光耦合器1，且满足条件的情 况下，涂敷有树脂的光耦合器1能够得到比未涂敷树脂的光耦合器1高的耦 合率S。

(第三试样的测定结果)

在第三试样中，在使耦合长度X在上述的范围内变化的情况下，随着耦 合长度X的变长，耦合率S持续增加，耦合率S未减小。

由第三试样的测定结果可知，在由直线状的输入用光纤10和具有曲线部 24的输出用光纤20构成光耦合器1A的情况下，耦合率S随着耦合长度X的 变长而增加，不减小。