JP2007121787A - 光波長フィルタ装置 - Google Patents
光波長フィルタ装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007121787A JP2007121787A JP2005315548A JP2005315548A JP2007121787A JP 2007121787 A JP2007121787 A JP 2007121787A JP 2005315548 A JP2005315548 A JP 2005315548A JP 2005315548 A JP2005315548 A JP 2005315548A JP 2007121787 A JP2007121787 A JP 2007121787A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- optical fiber
- filter device
- wavelength filter
- optical waveguide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
【課題】 本発明の目的は、作製が容易であるとともに大型化することなく反射膜間距離を制御でき、従来のエタロン素子を用いた場合と同等の性能を有する光波長フィルタ装置を提供することである。
【解決手段】本発明の光波長フィルタ装置は、フェルールに光ファイバが挿通された一対の光ファイバプラグと、柱状の光導波路部材と、位置決め部材とを備えてなる光波長フィルタ装置であって、前記位置決め部材によって前記一対の光ファイバプラグが対向して前記光導波路部材に当接するように配設されてなり、前記一対の光ファイバプラグの先端部にそれぞれ反射膜が形成されていることを特徴とする。
【選択図】図1
【解決手段】本発明の光波長フィルタ装置は、フェルールに光ファイバが挿通された一対の光ファイバプラグと、柱状の光導波路部材と、位置決め部材とを備えてなる光波長フィルタ装置であって、前記位置決め部材によって前記一対の光ファイバプラグが対向して前記光導波路部材に当接するように配設されてなり、前記一対の光ファイバプラグの先端部にそれぞれ反射膜が形成されていることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、特定の波長を有する光のみを透過する光波長フィルタ装置に関するものである。
光干渉素子およびそれを用いた光波長フィルタは、波長多重光通信(WDM)における合分波デバイスや各種の光学測定機に広く使用されている。これらの素子またはフィルタとしては、一般に、ファイバブラッググレーティング(FBG)素子(例えば、特許文献1参照。)や誘電体多層膜フィルタ(例えば、特許文献2参照。)等の他、ファブリ・ペロ・エタロン素子(例えば、特許文献3参照。)が周知である。
ファブリ・ペロ・エタロン素子(以下、エタロン素子と称す)は、反射膜を有する二つの平行平面間の光多重反射を利用したものであり、前記のFBG素子や誘電体多層膜フィルタに比べて、透過する光の波長帯域を非常に狭くできるという特徴がある。
エタロン素子の透過する光の波長λは下記(1)式で表される。
λ=2dn/m ・・・(1)
ここで、dはエタロン素子を構成する反射膜の間隔、nは屈折率、mは任意の自然数である。つまり、(1)式は、2dnが波長λの整数倍となる光のみがエタロン素子を透過できることを示している。透過波長スペクトルのピークの鋭さは、反射膜の反射率に依存し、反射率が高いほどピークは鋭くなる。
ここで、dはエタロン素子を構成する反射膜の間隔、nは屈折率、mは任意の自然数である。つまり、(1)式は、2dnが波長λの整数倍となる光のみがエタロン素子を透過できることを示している。透過波長スペクトルのピークの鋭さは、反射膜の反射率に依存し、反射率が高いほどピークは鋭くなる。
エタロン素子では、入射光は平行光束である必要があり、そのためにはコリメータを介して入射させる必要がある。そのため光学系全体の小型化が困難であり、さらに、微妙な光学系の調整を要するという問題がある。これらの問題を解決するため、光ファイバを中心軸に含む柱状のエタロン素子を割りスリーブ内に挿入した構成の光波長フィルタが提案されている(例えば、特許文献4参照。)。この構成では、光ファイバによって導かれた光信号が、割りスリーブ内で光干渉素子と精密に対向させた光コネクタフェルールを介して直接光干渉素子に入射される。この場合、光の多重反射は光ファイバのコア部に限定されるため、コリメータを使用せずとも実質的に平行光束を入射した場合と等しい効果が得られ、エタロンに必要な光干渉条件が確保できる利点がある。さらに、通常の光コネクタに類似した構成により容易に光学的結合が実現されるため、微妙な光学系の調整を必要とせず、小型化に適しているという利点を兼ね備えている。
また、図5に示すような光波長フィルタ装置30も提案されている(例えば、特許文献5、6参照。)。この光波長フィルタ装置30は、光ファイバ31と光ファイバ31が挿通されるフェルール32とからなる光ファイバプラグ33と、スリーブ34とを備え、一対の光ファイバプラグ33の先端部には反射膜35が形成され、スリーブ34内で対向し、反射膜35、35の間は空洞となるように配設されている。
特開2001−305356号公報
特開平11−218617号公報
特開平3−45904号公報
特許2685620号公報
特開平5−72035号公報
特開2005−55415号公報
ところで、特許文献4に記載されているような光波長フィルタ装置の場合、エタロン素子は非常に小さな部品(具体的にはΦ1.249×長さ(1〜3mm程度))であるため、反射膜を付与する端面を高精度に研磨する点やエタロン素子を作製するために平行平面の両面に反射膜を形成する際に、成膜用ホルダーにセットしたり裏面に成膜するために裏返したりする点において作業性が悪く、また裏返す際などに反射膜に傷がつきやすいという問題を有しており、容易に作製しにくい。
また、特許文献5、6に記載の光波長フィルタ装置は、反射膜35、35間が空洞であるため反射膜35、35間距離を精密に制御することは難しく、波長選択的に透過できる波長フィルタとして使用しにくいとともに、反射膜35、35間距離を固定するためにはいくつかの部品を用いて固定する機構が必要であるため、その部品によって小型化しにくいという問題を有していた。
本発明の目的は、作製が容易であるとともに大型化することなく反射膜間距離を制御でき、従来のエタロン素子を用いた場合と同等の性能を有する光波長フィルタ装置を提供することである。
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意検討を行なった結果、非常に小さな部品の両面に反射膜を形成したエタロン素子を作製するのではなく、光ファイバプラグの当接面(先端部)に反射膜を形成し、その光ファイバプラグの一対を対向させて適切な長さを有する光導波路部材と当接させることで、上記目的を達成できることを見いだし本発明として提案するものである。
すなわち、本発明の光波長フィルタ装置は、フェルールに光ファイバが挿通された一対の光ファイバプラグと、柱状の光導波路部材と、位置決め部材とを備えてなる光波長フィルタ装置であって、前記位置決め部材によって前記一対の光ファイバプラグが対向して前記光導波路部材に当接するように配設されてなり、前記一対の光ファイバプラグの先端部にそれぞれ反射膜が形成されていることを特徴とする。
本発明の光波長フィルタ装置は、作業する上で問題のない大きさの部品である光ファイバプラグの先端部にのみ反射膜を形成することから反射膜の膜付けが容易となるとともに従来のように片面に反射膜を形成した後、それを裏返してもう一方の面に反射膜を形成する必要もないため、反射膜に傷がついたりしにくく容易に作製できる。
また、光導波路部材に反射膜が成膜された従来のエタロン素子を用いた場合と同じ順番(光ファイバ、反射膜、光導波路部材、反射膜、光ファイバ)で配置されているため、同等の性能を得ることができる。
また、光導波路部材の長さによって反射膜の間隔を制御でき、透過する光の波長を変更したい場合、成膜されていない光導波路部材を、所定の長さのものに交換するだけで行なうことができる。このため、反射膜の間隔を精度よく制御でき、装置が大型化しない。
また、光波長フィルタ装置の特性は、基本的に反射膜の反射率と反射膜の間隔によって決定されるが、これらを変更するためには、従来、小さな部品であるエタロン素子を多品種用意する必要があったが、本発明では、異なる反射膜が形成された光ファイバプラグと、長さの異なる光導波路部材を組み合わせることで対応できるため、部品の種類を少なくすることができる。
本発明の光波長フィルタ装置は、光ファイバとフェルールとからなる一対の光ファイバプラグと、光導波路部材と、位置決め部材とを備え、光ファイバプラグの先端部が導波路部材に当接し、位置決め部材によって固定された構造を有している。フェルールの内孔には光ファイバが挿通されて光ファイバプラグが形成されており、光ファイバプラグの先端部には反射膜が形成されている。
光ファイバプラグと光導波路部材との当接面は、通常、PC研磨(フィジカルコンタクト研磨)されている。しかし、光ファイバプラグと光導波路部材との隙間にシリコーンオイル、エポキシ樹脂、アクリルート樹脂等の屈折率整合剤が充填されていると、特に光導波路部材の端面を高精度に研磨しなくても、高精度に研磨した場合と同程度の接続損失とすることができる。
フェルールとしては、結晶化ガラス、ガラスまたはセラミックスからなるフェルールなどが使用可能である。
結晶化ガラスとしては、β−ユークリプタイト固溶体やβ−スポジュメン固溶体を主結晶とするものが使用可能であるが、特に、β−スポジュメン固溶体が主結晶として析出した結晶化ガラスは、熱膨張係数が40×10-7/℃よりも小さくなるため光ファイバとの熱膨張係数差が小さくなり、熱的な影響を受けにくいとともに、機械的強度の点においても優れるため好ましい。
ガラスとしては、ホウ珪酸ガラスやソーダライムガラスが使用可能である。
セラミックス製のフェルールとしては、強度や硬度の点で優れるジルコニアセラミックスが一般に使用される。
反射膜は、高屈折率膜と低屈折率膜のいずれかもしくはそれぞれを交互の誘電体多層膜、具体的には高屈折率膜として、Nb2O5、Ta2O5、TiO2等の膜と、低屈折率膜としてSiO2、MgF2、SiN、Al2O3等の膜との交互の誘電体多層膜が使用可能である。誘電体多層膜は、高屈折率膜と低屈折率膜のいずれかもしくはそれぞれを交互に2〜30層積層してなることが、反射率の確保と経済的な理由から好ましい。30層より多いと反射率が有意に向上しにくく経済的に好ましくない。
上記した反射膜は、蒸着法、スパッタ法等の方法によって成膜されると、膜が剥離しにくく、成膜時に膜厚を制御しやすいため好ましい。
本発明の光波長フィルタ装置は、光導波路部材が保持部材と、その内孔に挿通された光導波路材料からなり、光導波路材料が光ファイバやホーリーファイバであると、接続損失が小さくなるとともに光導波路部材を作製しやすいため好ましい。保持部材はガラス、結晶化ガラス、セラミックス、プラスティックスなどからなり、光導波路材料を固定でき、所定の形状に加工できるものであれば問題なく使用できる。
光導波路材料は、保持部材が光導波路材料に融着固定されていると、光ファイバに均一な応力が付与されるため、接着剤で固定した場合に比べて、接着剤の劣化や接着剤の硬化収縮時に光ファイバに不均一に応力が加わることによって接続損失の増大やピークの***による半値幅のバラツキが生じるという問題が発生するおそれがなく好ましい。具体的には円筒状に成形したガラスまたは結晶化ガラス製の予備成形体の内孔に光ファイバを挿通し、円筒状の予備成形体を加熱延伸しながら光導波路材料の表面にガラスまたは結晶化ガラスが融着した光導波路部材が作製できる。また、収縮の大きな材料を保持部材に用いて、保持部材の内孔に挿通された光導波路材料を熱収縮によって圧着固定して、光導波路部材を作製してもよい。
位置決め部材は、対向する一対の光ファイバプラグが光導波路部材を介して必要な光信号を透過できるように、光ファイバプラグおよび光導波路部材を適切な位置に配設するために用いられる。
位置決め部材としては、円筒スリーブ、割りスリーブ、V溝基板などが使用可能であり、ガラス、結晶化ガラス、セラミックスまたはプラスティックスで作製される。特に円筒スリーブは、スリットが入っておらず、円筒スリーブに対し、横荷重が加わっても、円筒スリーブが変形しにくいため、光ファイバプラグ間での光軸ずれが発生しにくく、接続損失が大きくなりにくいため好ましい。
フェルールと位置決め部材は同一の材料からなるまたは熱膨張係数の差がほとんどない材料からなると、温度が変化した際に損失変動が小さく好ましい。
上記構成において、位置決め部材にエタロンを挿入した光波長フィルタ装置は、LC、MU等のアダプタに組み込まれ、フェルールは、LC、MU等のプラグに組み込まれ、適度な押圧によるPC接続することで光接続ができ、接続損失を小さくできる。
なお、光波長フィルタ装置を透過した透過スペクトル波長は、アダプタに内蔵されたバネによる押圧の大きさや温度により変動するが、温度を一定に保持できる構造にすることで透過スペクトル波長の温度依存性を解消可能となる。
以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。
図1は実施例1の光波長フィルタ装置の断面図を示し、図2は光透過スペクトルの測定方法の説明図を示す。また、図3、4は実施例1、2の光波長フィルタ装置の透過スペクトルをそれぞれ示す。
[実施例1]
図1に示すように、本発明の光波長フィルタ装置10は第一の光ファイバ11とフェルール12とからなる一対の光ファイバプラグ13、13と、光導波路部材14と、円筒スリーブ15とを備え、光ファイバプラグ13の先端部13aが光導波路部材14に当接し、円筒スリーブ15によって一対の光ファイバプラグ13、13と光導波路部材14が固定された構造を有している。
図1に示すように、本発明の光波長フィルタ装置10は第一の光ファイバ11とフェルール12とからなる一対の光ファイバプラグ13、13と、光導波路部材14と、円筒スリーブ15とを備え、光ファイバプラグ13の先端部13aが光導波路部材14に当接し、円筒スリーブ15によって一対の光ファイバプラグ13、13と光導波路部材14が固定された構造を有している。
また、光導波路部材14は第2の光ファイバ14aがβ−スポジュメン固溶体を主結晶とする結晶化ガラス製の保持部材14bに挿通された構造を有している。
光ファイバプラグ13の先端部13aはPC研磨されていて、誘電体多層膜からなる反射膜16がスパッタ法によって形成され、誘電体多層膜は、高屈折率層のNb2O5と低屈折率層のSiO2が交互に8層積層されたものである。
なお、光導波路部材14は外部部材となる円筒状予備成形体(結晶化ガラス製)の内孔に外径が125μmのシリカガラス製光ファイバを挿入し、予備成形体を加熱延伸しながら光ファイバをその内孔に融着固定してから切断し、端面をPC研磨して外径が1.249mmの長さが2.5mmの円柱状に形成されている。
フェルール12は、βースポジュメン固溶体を主結晶とする結晶化ガラス(日本電気硝子製)からなり、それぞれの内孔12aに光ファイバ11が、接着剤(エポテック353ND)を用いて固定されている。
円筒スリーブ15は、フェルール12と同一の結晶化ガラスからなり内孔は直径1.25mmに形成されている。
[実施例2]
実施例2の光波長フィルタ装置は、実施例1の光導波路部材14の替わりに、円筒形のガラス管の内孔に光ファイバが接着剤(エポテック353ND)で固定された光導波路部材を用いた以外は実施例1と同様に構成されている。
実施例2の光波長フィルタ装置は、実施例1の光導波路部材14の替わりに、円筒形のガラス管の内孔に光ファイバが接着剤(エポテック353ND)で固定された光導波路部材を用いた以外は実施例1と同様に構成されている。
[実施例3]
実施例3の光波長フィルタ装置は、光導波路部材14の両端をPC研磨せず、光ファイバプラグと光導波路部材の間に屈折率整合剤としてシリコーンオイルを充填した以外は実施例1と同様に構成されている。
実施例3の光波長フィルタ装置は、光導波路部材14の両端をPC研磨せず、光ファイバプラグと光導波路部材の間に屈折率整合剤としてシリコーンオイルを充填した以外は実施例1と同様に構成されている。
[比較例]
比較例の光波長フィルタ装置は、実施例1で用いた光導波路部材14の両端面に反射膜16を形成し、光ファイバプラグ13に反射膜16を形成しなかった以外は実施例1と同様に構成されている。
比較例の光波長フィルタ装置は、実施例1で用いた光導波路部材14の両端面に反射膜16を形成し、光ファイバプラグ13に反射膜16を形成しなかった以外は実施例1と同様に構成されている。
光透過スペクトルは、図2に示すように、光波長フィルタ装置20をそれぞれ一方の光ファイバ20aの端部を波長1550nm帯の赤外光を発する光源21に、もう一方の光ファイバ20bの端部を光スペクトラムアナライザ22に接続することによって測定した。
実施例1(図3)と比較例(図示せず)の光透過スペクトルは、ほぼ同じプロファイルを有するスペクトルであったため、実施例1は、従来の光波長フィルタ装置と同等の性能を有している。
実施例1(図3)と実施例2(図4)から分かるように、光導波路部材14において光ファイバ14aを接着剤で固定するよりも融着固定した実施例1の方が透過スペクトルはシャープであり、実施例2はピークの***が現れ、実施例1よりも半値幅が大きかった。
また、実施例1(図3)と実施例3(図示せず)の光透過スペクトルは、ほぼ同じプロファイルを有するスペクトルであるため光導波路部材の両端をPC研磨しなくても、屈折率整合剤を充填することで同等の性能を得ることができる。
10、20、30 光波長フィルタ装置
11 第1の光ファイバ
12、32 フェルール
12a 内孔
13、33 光ファイバプラグ
13a 先端部
14 光導波路部材
14a 第2の光ファイバ
14b 保持部材
15 円筒スリーブ
16、35 反射膜
20a、20b、31 光ファイバ
21 光源
22 光スペクロラムアナライザ
34 スリーブ
11 第1の光ファイバ
12、32 フェルール
12a 内孔
13、33 光ファイバプラグ
13a 先端部
14 光導波路部材
14a 第2の光ファイバ
14b 保持部材
15 円筒スリーブ
16、35 反射膜
20a、20b、31 光ファイバ
21 光源
22 光スペクロラムアナライザ
34 スリーブ
Claims (4)
- フェルールに光ファイバが挿通された一対の光ファイバプラグと、柱状の光導波路部材と、位置決め部材とを備えてなる光波長フィルタ装置であって、前記位置決め部材によって前記一対の光ファイバプラグが対向して前記光導波路部材に当接するように配設されてなり、前記一対の光ファイバプラグの先端部にそれぞれ反射膜が形成されていることを特徴とする光波長フィルタ装置。
- 前記光導波路部材が保持部材と前記保持部材の内孔に挿通された光導波路材料とからなり、前記光導波路材料が光ファイバまたはホーリーファイバからなることを特徴とする請求項1に記載の光波長フィルタ装置。
- 前記保持部材がガラスまたは結晶化ガラスからなり、前記光導波路材料に融着固定してなることを特徴とする請求項2に記載の光波長フィルタ装置。
- 前記位置決め部材が円筒スリーブ、割りスリーブまたはV溝基板であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光波長フィルタ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005315548A JP2007121787A (ja) | 2005-10-31 | 2005-10-31 | 光波長フィルタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005315548A JP2007121787A (ja) | 2005-10-31 | 2005-10-31 | 光波長フィルタ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007121787A true JP2007121787A (ja) | 2007-05-17 |
Family
ID=38145685
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005315548A Pending JP2007121787A (ja) | 2005-10-31 | 2005-10-31 | 光波長フィルタ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007121787A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100470282C (zh) * | 2007-11-21 | 2009-03-18 | 北京理工大学 | 一种可调谐光纤法布里-珀罗滤波器 |
CN103676014A (zh) * | 2012-09-05 | 2014-03-26 | 武汉隽龙科技有限公司 | 具有光滤波功能的sc型光纤适配器及其制造工艺 |
-
2005
- 2005-10-31 JP JP2005315548A patent/JP2007121787A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100470282C (zh) * | 2007-11-21 | 2009-03-18 | 北京理工大学 | 一种可调谐光纤法布里-珀罗滤波器 |
CN103676014A (zh) * | 2012-09-05 | 2014-03-26 | 武汉隽龙科技有限公司 | 具有光滤波功能的sc型光纤适配器及其制造工艺 |
CN103676014B (zh) * | 2012-09-05 | 2015-09-09 | 武汉隽龙科技有限公司 | 具有光滤波功能的sc型光纤适配器制造工艺 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6915048B2 (en) | Fabry-perot filter/resonator | |
US20090232450A1 (en) | Simple fiber optic cavity | |
US6826343B2 (en) | Multi-core waveguide | |
US5563973A (en) | Temperature compensated fiber fabry-perot filters | |
GB2069173A (en) | Fibre optic couplers | |
US20130044984A1 (en) | Thermal compensation composition of optical fiber connector containing a fiber bragg grating | |
JPH08201644A (ja) | 定偏波光ファイバ用4心フェルールおよび前記フェルールを用いた光分岐結合器 | |
US6269202B1 (en) | Highly temperature stable filter for fiberoptic applications and system for altering the wavelength or other characteristics of optical devices | |
US6778278B2 (en) | Temperature insensitive Mach-Zehnder interferometers and devices | |
US9885835B2 (en) | Single-mode polymer waveguide connector | |
US10101535B2 (en) | Single-mode polymer waveguide connector | |
JP2008046593A (ja) | 光波長フィルタ装置およびファイバエタロン素子の温度補償方法 | |
US20050226563A1 (en) | Optical fiber component | |
US20030215185A1 (en) | Large diameter optical waveguide having long period grating therein | |
JP2007121787A (ja) | 光波長フィルタ装置 | |
KR101440376B1 (ko) | 반사체 내장 광섬유 고정구조물을 구비하는 광섬유 커넥터와 이를 이용한 광접속 방법 | |
JP2006343705A (ja) | 光波長フィルタ及びそれを備えた光波長フィルター装置 | |
JP2002182062A (ja) | コネクター型光合分波器 | |
JP2005141201A (ja) | 波長選択性光学デバイスおよびその波長特性調整方法 | |
JP2007241268A (ja) | 光波長フィルタ装置 | |
US20090060415A1 (en) | Fiber optic cavity | |
JP2006153986A (ja) | ファイバ・ファブリ・ペロ光干渉素子および光波長フィルタ | |
KR100492884B1 (ko) | 광통신용 광학필터 | |
JP2008111863A (ja) | 光合分波器およびこれを用いた光送受信装置 | |
JP2005173213A (ja) | 光コリメータおよびこれを用いた光部品 |