JP2002202431A

JP2002202431A - 光部品

Info

Publication number: JP2002202431A
Application number: JP2000399741A
Authority: JP
Inventors: Kenji Nishiwaki; 賢治西脇; Takaaki Matsuura; 隆明松浦; Kenichiro Asano; 健一郎浅野; Hideyuki Hosoya; 英行細谷
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2000-12-28
Filing date: 2000-12-28
Publication date: 2002-07-19

Abstract

(57)【要約】【課題】ファイバの調芯を容易にし、結合損失の小さ
い光部品を得る。【解決手段】キャピラリ１５の接合面を斜めに研磨
し、斜め研磨面２２を形成する。キャピラリ１５の端面
を斜めに研磨した方向、すなわち斜め研磨面２２の傾き
方向と、光ファイバ素線１３、１４の中心を結ぶ直線が
直交するように、光ファイバ素線１３、１４を配置し、
垂直研磨面２１と斜め研磨面２２が直交する境界線２３
が、光ファイバ素線１３、１４の中心を結ぶ直線と平行
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報伝送の高速化
・大容量化に向け、偏波多重伝送などの偏波保持を応用
した伝送方式において、偏波保持型の光増幅器、合波
器、分波器などに適用される光合分波器などの光部品に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光部品としては、波長の異なる複数系統
の光を合成（合波）したり、分離（分波）する特性を備
えた光合分波器などが挙げられ、例えば図７に示すよう
な構造の光合分波器が提案されている。この光合分波器
においては、円柱状の２つの０．２５ピッチグリンレン
ズ１、１の間に誘電体多層膜２が挟まれ、これらが接着
剤などで固定されている。グリンレンズとは、光ファイ
バなどと同様に中心の屈折率が高く、外周に向かって屈
折率が低くなっているレンズのことである。

【０００３】０．２５ピッチグリンレンズ１は円柱状
で、レンズに入射した光線は、正弦波状の光路をとって
進む。また、０．２５ピッチグリンレンズ１とは、円柱
状のレンズの長さをｌとし、正弦波の１周期の長さをｐ
としたときに、レンズの長さｌが０．２５ｐとなるレン
ズのことである。

【０００４】一方、入射ポート６用と反射ポート７用の
光ファイバ素線３、３は、その先端の被覆層３ｂ、３ｂ
が除去されることにより露出した光ファイバ裸線３ａ、
３ａが、円柱状のキャピラリ４内に設けられた細孔４ａ
に挿入され、接着剤４ｂにて固定されている。そして、
このキャピラリ４が、０．２５ピッチグリンレンズ１に
接着剤で固定されている。また、出射ポート８用の光フ
ァイバ素線３は、同様にしてキャピラリ５の細孔５ａに
挿入され、接着剤５ｂにて固定され、０．２５ピッチグ
リンレンズ１に、接着剤で固定されている。

【０００５】ところで、従来、光合分波器を作製する際
には、まず、図８に示すような２芯の光ファイバ保持用
キャピラリ４の細孔４ａに光ファイバ素線３、３を挿入
した後、キャピラリ４の端面をその長手方向に対して垂
直に研磨する。次に、図８（ａ）のＡが６〜８°の角度
をなすように、この端面を斜めに研磨する。このとき、
２本の光ファイバ素線３、３の中心を結ぶ直線が、端面
を斜めに研磨した方向と平行になるように、光ファイバ
素線３、３が配置されている。

【０００６】しかしながら、このような方法で作製した
２芯のキャピラリを用いて、図７のような光合分波器を
作製すると、反射ポートの集光点が最適な位置からずれ
てしまうという問題がある。図７に示したように、光フ
ァイバ３、３素線を保持したキャピラリ４、５を光合分
波器に用いた場合、該キャピラリが接合される０．２５
ピッチグリンレンズ１、１内における光の移動は図９の
ようになる。すなわち、透過光の集光位置１ｃは、入射
光の入射位置１ａと反対の位置でグリンレンズ１の端面
上になる。しかしながら、反射光の集光位置１ｂは、入
射光の入射位置１ａと同じ側のグリンレンズ１の端面上
にならない。このため、反射ポート７における光の結合
損失が大きくなるという問題がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】よって、本発明におけ
る課題は、ファイバの調芯を容易にし、結合損失の小さ
い光部品を得ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、本発明の請求項１記載の光部品は、２つ以上のコリ
メータレンズの間に、誘電体多層膜が挿入され、該２つ
以上のコリメータレンズの長手方向の誘電体多層膜と接
合していない側のそれぞれにファイバ保持部材を接合
し、前記ファイバ保持部材内に形成された細孔に２本以
上のファイバを挿入してなり、前記ファイバ保持部材の
前記コリメータレンズとの接合面を斜めに研磨し、前記
２本以上のファイバの中心を結ぶ直線が、接合面を斜め
に研磨した方向と直交するようにファイバを配置したも
のである。

【０００９】また、本発明の請求項２記載の光部品は、
前記ファイバ保持部材が、キャピラリであるものとす
る。また、本発明の請求項３記載の光部品は、前記ファ
イバ保持部材が、ファイバアレイであるものとする。そ
して、本発明の請求項４記載の光部品は、前記ファイバ
が、偏波保持光ファイバであるものとする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
図１は本発明の光部品の一例として、光合分波器を側面
から見た状態を示す図である。本例の光合分波器におい
ては、円柱状の２つの０．２５ピッチグリンレンズ１
１、１１の間に誘電体多層膜１２が挟まれ、これらが接
着剤などで固定されている。ファイバ保持部材としては
キャピラリが用いられ、キャピラリ１５、１５が、グリ
ンレンズ１１、１１の誘電体多層膜１２が接合されてい
ない側に接着剤などで固定されている。本例の光合分波
器においては、入射ポート１７用と反射ポート１８用の
光ファイバ素線１３、１４は、その先端の被覆層１３
ｂ、１４ｂが除去されることにより露出した光ファイバ
裸線１３ａ、１４ａが、円柱状のキャピラリ１５内に設
けられた細孔１５ａに挿入され、接着剤１６にて固定さ
れている。また、出射ポート２０用の光ファイバ素線１
３は、同様にしてキャピラリ１５の細孔１５ａに挿入さ
れ、接着剤１６にて固定されている。

【００１１】ところで、本例の光合分波器を作製する際
には、図２に示すように、まず、キャピラリ１５の細孔
１５ａに光ファイバ素線１３、１４を挿入した後、キャ
ピラリ１５の端面をその長手方向に対して垂直に研磨す
る。次に、図２（ａ）のＣが６〜８°の角度をなすよう
に、その端面を斜めに研磨して、斜め研磨面２２を形成
する。このとき、図２（ｂ）のＤが０．２〜０．３ｍｍ
となるように、垂直研磨面２１を残す。キャピラリ１５
の端面を斜めに研磨した方向、すなわち斜め研磨面２２
の傾き方向と、光ファイバ素線１３、１４の中心を結ぶ
直線が直交するように、光ファイバ素線１３、１４を配
置する。このとき、垂直研磨面２１と斜め研磨面２２が
直交する境界線２３が、光ファイバ素線１３、１４の中
心を結ぶ直線と平行になっている。

【００１２】ところで、本例で用いられる０．２５ピッ
チグリンレンズ１１は、アルカリガラスなどからなり、
その径方向に屈折率分布を持つものである。また、グリ
ンレンズ１１は円柱状で、キャピラリ１５との接合面
は、斜めに形成されており、寸法は外径１．８ｍｍ、長
さ４．７ｍｍとなっている。グリンレンズ１１の外径
は、この他に１．０ｍｍ、２．０ｍｍから適宜選択可能
である。また、グリンレンズ１１の長さは、この他に
４．６ｍｍ、４．８ｍｍから適宜選択可能である。この
ように寸法が適宜選択可能であるのは、０．２５ピッチ
に対応する長さが、グリンレンズ１１の屈折率分布や材
質などによって異なるためである。

【００１３】誘電体多層膜１２は、例えば、石英ガラス
などの基板上に、シリカ（ＳｉＯ₂）やチタニア（Ｔｉ
Ｏ₂）などの屈折率の異なる薄膜を積層してなるもので
あって、材質や厚さなどは光の波長などによって適宜選
択する。この例においてはＳｉＯ₂とＴａ₂Ｏ₅からなる
薄膜を交互に積層した厚さ約２０μｍ、１．３ｍｍ×
１．３ｍｍのものを用いている。

【００１４】また、光ファイバ素線１３、１４は、シン
グルモード光ファイバまたは偏波保持光ファイバのどち
らであってもよく、これらを組合わせて用いてもよい。
シングルモード光ファイバは、石英ガラスなどからなる
光ファイバ裸線の上に、紫外線硬化型樹脂などからなる
被覆層が設けられた構造となっている。また、偏波保持
光ファイバは、石英ガラスなどからなる光ファイバ裸線
を挟むように、Ｂａ₂Ｏ₃をドープしたシリカガラスなど
からなる応力付与部材を配置し、これらの上に紫外線硬
化型樹脂などからなる被覆層が設けられた構造となって
いる。この例において、光ファイバ裸線１３ａ、１４ａ
の外径は１２５μｍ、光ファイバ素線１３、１４の外径
は２５０μｍである。

【００１５】キャピラリ１５は、Ｂ₂Ｏ₅を含有する石
英、ホウケイ酸ガラスなどのガラスからなる円柱状で、
寸法は外径１．８ｍｍ、長さ１０ｍｍとなっている。ま
た、細孔１５ａは、キャピラリ１５の中心部に、キャピ
ラリ１５を貫通するように形成されている。細孔１５ａ
の開口部の形状は、正方形、長方形、菱形などの多角形
状または円形であり、寸法が０．１２６〜０．２１７ｍ
ｍ×０．２１４〜０．２５２ｍｍ程度となっている。

【００１６】本例で用いられる接着剤１６としては、ガ
ラス転移温度が低く、硬化後の硬度が低く、硬化収縮率
が小さいものが好ましい。すなわち、光合分波器の使用
温度範囲において柔軟な材質のものが好ましく、例え
ば、エポキシ系接着剤、アクリレート系接着剤、シリコ
ン系接着剤などが好ましい。

【００１７】このように光合分波器の使用温度範囲にお
いて柔軟な接着剤１６を用いれば、光ファイバ素線１
３、１４は、温度変化に伴う接着剤１６の応力変化の影
響を受けにくくなり、結果として、光合分波器の偏波ク
ロストーク特性が劣化することがない。

【００１８】なお、本例の光合分波器の入射用ポート、
反射用ポート、出射用のポート数は、それぞれ少なくと
も１つ以上設けられていれば特に限定せず、必要に応じ
て２つ以上設けることもできる。なお、光合分波器は、
ひとつのポートに複数の信号光の合波光を入射し、複数
のポートのそれぞれから信号光を出射する場合は光分波
器として働き、反対に複数のポートのそれぞれから信号
光を入射し、ひとつのポートからこれらの信号光の合波
光を出射する場合は光合波器として働くものである。

【００１９】本例の光合分波器にあっては、図２に示す
ように垂直研磨面２１と斜め研磨面２２が直交する境界
線２３と光ファイバ素線１３、１４の中心を結ぶ直線を
平行になるように配置したものである。ここで、図３に
０．２５ピッチグリンレンズ１１、１１内における光の
移動を側面から見た図を示し、図４にグリンレンズ１
１、１１内における光の移動を上方から見た図を示す。
グリンレンズ１１、１１内における光の移動は、透過光
の集光位置１１ｃが、入射光の入射位置１１ａと反対の
位置でグリンレンズ１１の端面上になる。また、反射光
の集光位置１１ｂは、入射光の入射位置１１ａと同じ側
のグリンレンズ１１の端面上に集光する。このように、
本例の光合分波器にあっては、反射ポート、出射ポート
ともに光の結合損失はほとんどない。

【００２０】また、本発明の光部品は、図５に示すよう
に光ファイバ保持部材として、キャピラリ１５、１５の
代わりに、光ファイバアレイ２４、２４を用いてもよ
い。また、本発明の光部品は、図６に示すように誘電体
多層膜１２の代わりにアイソレータ素子２５を、キャピ
ラリ１５、１５の代わりに光ファイバアレイ２４、２４
を用いてもよい。このアイソレータ素子２５をグリンレ
ンズ１１、１１の間に組み込むことにより、光アイソレ
ータおよび光サーキュレータを作製することができる。
また、誘電体多層膜１２とアイソレータ素子２５の両方
を組み込んだ複合素子の作製も可能である。

【００２１】また、本発明の光部品にあっては、光ファ
イバ素線１３、１４は、シングルモード光ファイバまた
は偏波保持光ファイバのどちらであってもよく、これら
を組合わせて用いてもよい。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光部品
は、２つ以上のコリメータレンズの間に、誘電体多層膜
が挿入され、該２つ以上のコリメータレンズの長手方向
の誘電体多層膜と接合していない側のそれぞれにファイ
バ保持部材を接合し、前記ファイバ保持部材内に形成さ
れた細孔に２本以上のファイバを挿入してなり、前記フ
ァイバ保持部材の前記コリメータレンズとの接合面を斜
めに研磨し、前記２本以上のファイバの中心を結ぶ直線
が、接合面を斜めに研磨した方向と直交するようにファ
イバを配置したものであるから、光ファイバの調芯が容
易となり、反射ポート、出射ポートともに光の結合損失
はなくなる。したがって、偏波保持光ファイバを用いた
場合、安定した偏波クロストーク特性が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光部品の一例として光合分波器を示
す図である。

【図２】本例の光合分波器のキャピラリの接合端面
と、キャピラリ内に形成された細孔内に配置された光フ
ァイバ素線の関係を示す図で、（ａ）は側面から見た図
で、（ｂ）はキャピラリ接合端面を正面から見た図であ
る。

【図３】本例の光合分波器を光ファイバ素線と平行に
見た図で、グリンレンズ内の光の移動を示す図である。

【図４】本例の光合分波器を光ファイバ素線と垂直に
見た図で、グリンレンズ内の光の移動を示す図である。

【図５】本発明の光部品の他の例を示す図である。

【図６】本発明の光部品の他の例を示す図である。

【図７】従来の光合分波器を示す図である。

【図８】従来の光合分波器のキャピラリの接合端面
と、キャピラリ内に形成された細孔内に配置された光フ
ァイバ素線の関係を示す図で、（ａ）は側面から見た図
で、（ｂ）はキャピラリ接合端面を正面から見た図であ
る。

【図９】従来の光合分波器を光ファイバ素線と平行に
見た図で、グリンレンズ内の光の移動を示す図である。

【符号の説明】

１１…グリンレンズ、１２…誘電体多層膜、１３…シン
グルモード光ファイバ、１４…偏波保持光ファイバ、１
３ａ，１４ａ…光ファイバ裸線、１３ｂ，１４ｂ…被覆
層、１５…キャピラリ、１５ａ…細孔、１６…接着剤、
１７，１９…入射ポート、１８，２０…出射ポート、２
１…垂直研磨面、２２…斜め研磨面、２３…境界線、２
４…光ファイバアレイ、２５…アイソレータ素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者浅野健一郎千葉県佐倉市六崎1440番地株式会社フジクラ佐倉事業所内 (72)発明者細谷英行千葉県佐倉市六崎1440番地株式会社フジクラ佐倉事業所内Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA32 CA03 CA04 CA16 CA37 DA04 DA05 DA17 DA18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２つ以上のコリメータレンズの間に、誘
電体多層膜が挿入され、該２つ以上のコリメータレンズ
の長手方向の誘電体多層膜と接合していない側のそれぞ
れにファイバ保持部材を接合し、前記ファイバ保持部材
内に形成された細孔に２本以上のファイバを挿入してな
り、前記ファイバ保持部材の前記コリメータレンズとの接合
面を斜めに研磨し、前記２本以上のファイバの中心を結ぶ直線が、接合面を
斜めに研磨した方向と直交するようにファイバを配置し
たことを特徴とする光部品。
【請求項２】前記ファイバ保持部材は、キャピラリで
あることを特徴とする請求項１記載の光部品。
【請求項３】前記ファイバ保持部材は、ファイバアレ
イであることを特徴とする請求項１記載の光部品。
【請求項４】前記ファイバは、偏波保持光ファイバで
あることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記
載の光部品。