JP2007322581A

JP2007322581A - Optical fiber coupler

Info

Publication number: JP2007322581A
Application number: JP2006151003A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Abe; 孝博阿部; Yasusuke Shibahara; 庸介柴原
Original assignee: Tatsuta Electric Wire and Cable Co Ltd
Current assignee: Tatsuta Electric Wire and Cable Co Ltd
Priority date: 2006-05-31
Filing date: 2006-05-31
Publication date: 2007-12-13

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an optical fiber coupler that is capable of transmitting polarization, multiplexing or demultiplexing various light beams of different wavelengths through a simple structure and that is free from fluctuation in polarization maintaining characteristics, optical loss, and the like. <P>SOLUTION: The optical fiber coupler includes: a substrate 1; PANDA polarization maintaining optical fibers 3, 5, 23, 25 which are each coated with protective members 2, 4, 22, 24; a single mode fiber 6; and adhesives 7, 8 by which the PANDA polarization maintaining optical fibers 3, 5, 23, 25 and the single mode fiber 6 are fixed to the substrate 1. If the PANDA polarization maintaining optical fibers 3 and 5 are incident fibers, for a single mode fiber 6, the one having less optical loss in the fusion splicing between the PANDA polarization maintaining optical fibers 3, 5 is used. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、種々の波長の光を合波・分波できる光ファイバカプラに関するものである。 The present invention relates to an optical fiber coupler capable of multiplexing / demultiplexing light of various wavelengths.

従来から、分波・合波用の光ファイバカプラは公知となっている。例えば、下記特許文献１、２に開示されるものがある。 Conventionally, optical fiber couplers for demultiplexing and multiplexing have been known. For example, there are those disclosed in Patent Documents 1 and 2 below.

特開２００５−３０９０８２号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-309082 特許第２５２４４００号公報Japanese Patent No. 2524400

特許文献１のものは、単一モード光ファイバの両端にコアおよび偏波主軸が互いに合致するように一対の偏波保持光ファイバを融着接続して形成した光ファイバを、２本撚り合わせ、単一モード光ファイバ同士を加熱しながら融着、延伸して形成された光ファイバカプラであって、単一モード光ファイバ同士の融着部分における融着方向Ｚと偏波保持光ファイバの偏波主軸とを略平行または略直交して設けたものである。これにより、一方側の偏波保持光ファイバにおける入射光の偏光モードが、単一モード光ファイバを通過する際に変化することなく、他方側の偏波保持光ファイバに出射され、クロストークの発生を抑えて過剰損失を小さくすることができる。 The thing of patent document 1 is twisting two optical fibers formed by fusion-bonding a pair of polarization maintaining optical fibers so that the core and the polarization main axis coincide with each other at both ends of the single mode optical fiber, An optical fiber coupler formed by fusing and stretching single-mode optical fibers while heating, and the fusion direction Z and the polarization of the polarization-maintaining optical fiber at the fusion part of the single-mode optical fibers The main shaft is provided substantially parallel or substantially orthogonal. As a result, the polarization mode of incident light in the polarization maintaining optical fiber on one side is emitted to the polarization maintaining optical fiber on the other side without changing when passing through the single mode optical fiber, and crosstalk occurs. The excess loss can be reduced by suppressing the above.

特許文献２のものは、主軸が合致する前後の偏波保持光ファイバの間に短尺の単一モード光ファイバを融着接続した２本の偏波保持光ファイバからなり、前記２本の偏波保持光ファイバの主軸を平行とし、かつそれらの単一モード光ファイバの部分が融着・延伸により偏波が保持された光結合器となっていることを特徴とする偏波保持光ファイバカップラである。 Patent Document 2 includes two polarization-maintaining optical fibers in which a short single-mode optical fiber is fusion-spliced between polarization-maintaining optical fibers before and after the main axes coincide with each other. A polarization-maintaining optical fiber coupler characterized in that the optical axis of the holding optical fiber is an optical coupler in which the main axes are parallel and the polarization of the single-mode optical fiber is maintained by fusing and stretching. is there.

特許文献１、２のものは、同じ仕様の２本ずつの入射ファイバと出射ファイバとからなる偏波保持光ファイバが、シングルモード光ファイバの各端部に融着接続された後に延伸されているものであり、偏光を伝送したり、種々の異なる波長の光同士を分波又は合波したりすることはできる。しかし、特許文献１、２のものは、所定波長の光信号を伝送する光ファイバを入射ファイバ及び出射ファイバに選択しないと、偏光保持特性やファイバの曲げ等によって、光の損失が発生してしまう場合がある。 In Patent Documents 1 and 2, a polarization-maintaining optical fiber composed of two incident fibers and two outgoing fibers each having the same specifications is stretched after being fused and connected to each end of a single mode optical fiber. Therefore, it is possible to transmit polarized light and to demultiplex or multiplex light of various different wavelengths. However, in Patent Documents 1 and 2, if an optical fiber that transmits an optical signal of a predetermined wavelength is not selected as an input fiber and an output fiber, light loss occurs due to polarization maintaining characteristics, fiber bending, or the like. There is a case.

そこで、本発明は、簡易な構成で、偏光を伝送したり、種々の異なる波長の光同士を分波又は合波したりすることができるとともに、偏光保持特性や光の損失等の変動が生じない光ファイバカプラを提供することを目的とする。 Thus, the present invention can transmit polarized light, demultiplex or multiplex light of various different wavelengths with a simple configuration, and cause fluctuations in polarization holding characteristics, light loss, and the like. An object is to provide an optical fiber coupler that does not.

本発明の光ファイバカプラは、分波・合波用のものであり、種類の異なる入射ファイバと出射ファイバとを、シングルモードファイバの各端部にそれぞれ融着接続し、前記シングルモードファイバを溶融延伸して形成したものである。前記入射ファイバと前記出射ファイバとは、使用波長（カットオフ）について異なるものであることが好ましい。 The optical fiber coupler of the present invention is for demultiplexing / multiplexing, and is made by fusion-connecting different types of incident fiber and output fiber to each end of the single mode fiber, and melting the single mode fiber. It is formed by stretching. It is preferable that the incident fiber and the output fiber are different from each other in terms of a used wavelength (cut-off).

本発明の光ファイバカプラにおいては、前記出射ファイバが、偏波保持又は分波された波長に適した曲げ特性を有するファイバであり、波長λ_１の光信号と波長λ_２の光信号とが前記入射ファイバに入射された際、前記波長λ_１の光信号と前記波長λ_２の光信号とに分波されて出射ファイバから出射されるものであるとともに、比λ_１／λ_２が１．２〜３．６であることが好ましい。なお、現在光ファイバに使用されている波長は４６０ｎｍ〜１６５０ｎｍであるので、比λ_１／λ_２の最大値は、λ_１＝１６５０ｎｍ、λ_２＝４６０ｎｍとしたとき、約３．６となる。また、同じ光ファイバでの曲げ損失は、波長によって差が出るわけだが、１３００ｎｍ用の光ファイバにおいては、２０ｍｍ半径の場合に波長による曲げ損失差が０．５ｄＢとなるときが、１５５０ｎｍ及び１３００ｎｍである。つまり、これ以上波長差があると曲げ損失に差が生じるため、各波長専用のファイバが必要で、λ_１＝１５５０ｎｍ、λ_２＝１３００ｎｍとすると、比λ_１／λ_２の最大値は約１．２となる。したがって、上述の比λ_１／λ_２の範囲は１．２〜３．６となるように設定した。 In the optical fiber coupler of the present invention, the output fiber is a fiber having a bending characteristic suitable for a polarization-maintaining or demultiplexed wavelength, and an optical signal having a wavelength λ _{1 and} an optical signal having a wavelength λ ₂ are When incident on the incident fiber, the optical signal having the wavelength λ _{1 and} the optical signal having the wavelength λ ₂ are demultiplexed and output from the output fiber, and the ratio λ ₁ / λ ₂ is 1.2. It is preferably ~ 3.6. Since wavelengths currently used for optical fibers are 460 nm to 1650 nm, the maximum value of the ratio λ ₁ / λ ₂ is about 3.6 when λ ₁ = 1650 nm and λ ₂ = 460 nm. In addition, the bending loss in the same optical fiber varies depending on the wavelength, but in the optical fiber for 1300 nm, when the radius of bending is 20 mm, the bending loss difference due to the wavelength becomes 0.5 dB at 1550 nm and 1300 nm. is there. That is, since there is a difference in bending loss when there is a wavelength difference beyond this, a fiber dedicated to each wavelength is required. When λ ₁ = 1550 nm and λ ₂ = 1300 nm, the maximum value of the ratio λ ₁ / λ ₂ is about 1 .2. Therefore, the range of the above ratio λ ₁ / λ ₂ was set to be 1.2 to 3.6.

別の観点として、本発明の光ファイバカプラにおいては、前記入射ファイバが、偏波保持又は分波された波長に適した曲げ特性を有するファイバであり、波長λ_３の光信号と波長λ_４の光信号とがそれぞれ入射ファイバに入射された際、前記波長λ_３の光信号と前記波長λ_４の光信号とに合波されて出射ファイバから出射されるものであるとともに、比λ_３／λ_４が１．２〜３．６であることが好ましい。ここにおいても、比λ_３／λ_４が１．２〜３．６に設定される理由は上記比λ_１／λ_２の理由と同様である。 As another aspect, in the optical fiber coupler of the present invention, the incident fiber is a fiber having a bending characteristic suitable for a polarization-maintaining or demultiplexed wavelength, and an optical signal having a wavelength λ ₃ and a wavelength λ ₄ When the optical signal is incident on the incident fiber, the optical signal having the wavelength λ _{3 and} the optical signal having the wavelength λ ₄ are combined and output from the output fiber, and the ratio λ ₃ / λ ₄ is preferably 1.2 to 3.6. Here again, the reason why the ratio λ ₃ / λ ₄ is set to 1.2 to 3.6 is the same as the reason for the ratio λ ₁ / λ ₂ .

本発明によれば、簡易な構成で、偏光保持が安定し、光損失の変動がなく、光信号を分波又は合波することができる光ファイバカプラを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide an optical fiber coupler capable of demultiplexing or multiplexing optical signals with a simple configuration, stable polarization maintenance, no variation in optical loss, and optical signals.

以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施形態を説明する。図１は本発明の実施形態に係る光ファイバカプラを示す図である。図２は、図１における光ファイバカプラに用いた光ファイバのコアとクラッドとを示す断面図である。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an optical fiber coupler according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the core and clad of the optical fiber used in the optical fiber coupler in FIG.

本実施形態に係る光ファイバカプラ１００は、図１に示すように、基板１と、保護材２、４、２２、２４がそれぞれ被覆されたパンダ型偏波保持光ファイバ３、５、２３、２５と、シングルモードファイバ６と、パンダ型偏波保持光ファイバ３、５、２３、２５及びシングルモードファイバ６を基板１に固定する接着剤７、８とを備えている。 As shown in FIG. 1, the optical fiber coupler 100 according to the present embodiment includes a panda type polarization maintaining optical fiber 3, 5, 23, 25 covered with a substrate 1 and protective materials 2, 4, 22, 24. And a single mode fiber 6, panda type polarization maintaining optical fibers 3, 5, 23 and 25, and adhesives 7 and 8 for fixing the single mode fiber 6 to the substrate 1.

シングルモードファイバ６は、光結合部を有するものであり、コア６ａ、６ｂと、２つのクラッドが融着して形成されたクラッド６ｃとからなる（図３参照）。このシングルモードファイバ６は、２本の光ファイバが一般的な溶融・延伸方法を用いて融着されたものである。また、シングルモードファイバ６の各端部とパンダ型偏波保持光ファイバ３、５、２３、２５の保護材２、４、２２、２４が剥ぎ取られた部分の端部とは、シングルモードファイバ６の各端部におけるコアと、パンダ型偏波保持光ファイバ３、５、２３、２５のコア９、１５、２９、３５とが、合致するように放電などの方法を用いて融着されている。 The single mode fiber 6 has an optical coupling part, and includes cores 6a and 6b and a clad 6c formed by fusing two clads (see FIG. 3). The single mode fiber 6 is obtained by fusing two optical fibers using a general melting / drawing method. Further, each end of the single mode fiber 6 and the end of the portion where the protective materials 2, 4, 22, 24 of the panda type polarization maintaining optical fibers 3, 5, 23, 25 are peeled off are the single mode fiber. 6 and the cores 9, 15, 29, and 35 of the panda type polarization maintaining optical fibers 3, 5, 23, and 25 are fused by using a method such as electric discharge so as to coincide with each other. Yes.

保護材２、４、２２、２４は、例えば、ポリアミド、ポリエステルエラストマー、エチレン−テトラフルオロエチレン／４フッ化エチレン−エチレン供重合等からなる。 The protective materials 2, 4, 22, and 24 are made of, for example, polyamide, polyester elastomer, ethylene-tetrafluoroethylene / 4-fluoroethylene-ethylene copolymerization, or the like.

接着剤７、８には、例えば、透湿性の少ないエポキシ系接着剤やアクリレート系接着剤等が用いられる。 For the adhesives 7 and 8, for example, an epoxy adhesive or an acrylate adhesive having a low moisture permeability is used.

次に、光ファイバカプラ１００を合波器とした場合について説明する。例えば、パンダ型偏波保持光ファイバ３をλ_２＝７８０ｎｍの波長の光が通過し、パンダ型偏波保持光ファイバ５をλ_１＝１５５０ｎｍの波長の光が通過するものとして（比λ_１／λ_２は約２）、これらのパンダ型偏波保持光ファイバ３、５を入射ファイバとした際には、パンダ型偏波保持光ファイバ２３、２５のいずれか一方のみを出射ファイバとして使用し、シングルモードファイバ６で合波された光信号を通過させる。このとき、シングルモードファイバ６には、パンダ型偏波保持光ファイバ３、５との接続損失を最も小さくするコア径として、パンダ型偏波保持光ファイバ３、５のコア径の中間のもの（例えば１１６０ｎｍの波長の光が通過するもの）を用いる。 Next, a case where the optical fiber coupler 100 is a multiplexer will be described. For example, it is assumed that light having a wavelength of λ ₂ = 780 nm passes through the panda type polarization maintaining optical fiber 3 and light having a wavelength of λ ₁ = 1550 nm passes through the panda type polarization maintaining optical fiber 5 (ratio λ ₁ / λ ₂ is about 2), and when these panda type polarization maintaining optical fibers 3 and 5 are made incident fibers, only one of the panda type polarization maintaining optical fibers 23 and 25 is used as an output fiber, The optical signal combined by the single mode fiber 6 is passed. At this time, the single mode fiber 6 has an intermediate core diameter of the panda type polarization maintaining optical fibers 3 and 5 as a core diameter that minimizes the connection loss with the panda type polarization maintaining optical fibers 3 and 5 ( For example, a light having a wavelength of 1160 nm is used.

次に、光ファイバカプラ１００を分波器とした場合について説明する。例えば、パンダ型偏波保持光ファイバ３を、７８０ｎｍ及び１５５０ｎｍの波長の入射ファイバとした際には、パンダ型偏波保持光ファイバ５は使用せず、パンダ型偏波保持光ファイバ２３とパンダ型偏波保持光ファイバ２５とは波長が異なる出射ファイバであり、一方がλ_４＝７８０ｎｍの波長の光を通過させるものであり、他方がλ_３＝１５５０ｎｍの波長の光を通過させるものである（比λ_３／λ_４は約２）。このように出射ファイバである２本のパンダ型偏波保持光ファイバ２３、２５の波長をそれぞれ異ならせる意図は、長波長の光を短い波長用の光ファイバに通すと、ファイバの曲げ損失等が発生し、偏波保持特性を安定化できないからである。なお、使用するシングルモードファイバ６は、上記の合波器とした光ファイバカプラ１００のものと同様である。 Next, a case where the optical fiber coupler 100 is a duplexer will be described. For example, when the panda type polarization maintaining optical fiber 3 is an incident fiber having wavelengths of 780 nm and 1550 nm, the panda type polarization maintaining optical fiber 5 is not used and the panda type polarization maintaining optical fiber 23 and the panda type are used. The polarization maintaining optical fiber 25 is an outgoing fiber having a different wavelength, one of which passes light having a wavelength of λ ₄ = 780 nm and the other of which passes light having a wavelength of λ ₃ = 1550 nm ( The ratio λ ₃ / λ ₄ is about 2). In this way, the intention of making the wavelengths of the two panda type polarization maintaining optical fibers 23 and 25 as the outgoing fibers different from each other is that when a long wavelength light is passed through an optical fiber for a short wavelength, the bending loss of the fiber is reduced. This is because the polarization maintaining characteristics cannot be stabilized. The single mode fiber 6 to be used is the same as that of the optical fiber coupler 100 used as the above-described multiplexer.

また、上記実施形態においては、入射ファイバ及び出射ファイバにおける使用波長域を７８０ｎｍ及び１５５０ｎｍとしているが、これに限られず、比λ_１／λ_２、比λ_３／λ_４が１．２〜３．６となる種々の波長の光の合波・分波について適用できる。 Moreover, in the said embodiment, although the use wavelength range in an incident fiber and an output fiber is 780 nm and 1550 nm, it is not restricted to this, Ratio (lambda) ₁ / (lambda) ₂ and ratio (lambda) ₃ / (lambda) ₄ are 1.2-3. The present invention can be applied to multiplexing / demultiplexing of light having various wavelengths of 6.

本実施形態によれば、パンダ型偏波保持光ファイバ３、５、２３、２５を接続した簡易な構成で、種々の異なる波長の偏光を合波又は分波したりすることができるとともに、ファイバの曲げ等による劣化や変動のない光ファイバカプラを提供できる。 According to the present embodiment, it is possible to multiplex or demultiplex polarized light of various different wavelengths with a simple configuration in which panda type polarization maintaining optical fibers 3, 5, 23, 25 are connected, and the fiber. It is possible to provide an optical fiber coupler that does not deteriorate or fluctuate due to bending or the like.

なお、本発明は、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で設計変更できるものであり、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態のパンダ型偏波保持光ファイバの他に、種類の異なる入射ファイバと出射ファイバとして、使用波長（カットオフ）の異なるファイバ（４８０ｎｍ、７８０ｎｍ、９８０ｎｍ、１３００ｎｍ、１５５０ｎｍ等）を適宜組み合わせることができる。 The present invention can be modified in design without departing from the scope of the claims, and is not limited to the above embodiment. For example, in addition to the panda-type polarization maintaining optical fiber of the above-described embodiment, as the different types of incident fiber and outgoing fiber, fibers having different operating wavelengths (cutoffs) (480 nm, 780 nm, 980 nm, 1300 nm, 1550 nm, etc.) are appropriately used. Can be combined.

本発明は、光ファイバアンプとして適用可能である。 The present invention is applicable as an optical fiber amplifier.

本発明の実施形態に係る光ファイバカプラを示す図である。It is a figure which shows the optical fiber coupler which concerns on embodiment of this invention. 図１における光ファイバカプラに用いた光ファイバのコアとクラッドとを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the core and clad of the optical fiber used for the optical fiber coupler in FIG. 図１における光ファイバカプラのシングルモードファイバの断面図である。It is sectional drawing of the single mode fiber of the optical fiber coupler in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１基板
２、４、２２、２４保護材
３、５、２３、２５パンダ型偏波保持光ファイバ
６シングルモードファイバ
７、８接着剤
６ａ、６ｂ、９、１５、２９、３５コア
１０、１１、１３、１４、３０、３１、３３、３４応力付与部
６ｃ、１２、１２ａ、１６、１６ａクラッド
１００光ファイバカプラ 1 Substrate 2, 4, 22, 24 Protective material 3, 5, 23, 25 Panda type polarization maintaining optical fiber 6 Single mode fiber 7, 8 Adhesive 6a, 6b, 9, 15, 29, 35 Core 10, 11, 13, 14, 30, 31, 33, 34 Stress applying portions 6c, 12, 12a, 16, 16a Clad 100 Optical fiber coupler

Claims

種類の異なる入射ファイバと出射ファイバとを、シングルモードファイバの各端部にそれぞれ融着接続し、前記シングルモードファイバを溶融延伸して形成したものであることを特徴とする分波・合波用の光ファイバカプラ。 For demultiplexing / combining, characterized in that different types of incident fiber and outgoing fiber are fusion spliced to each end of a single mode fiber and the single mode fiber is melt-drawn. Fiber optic coupler.

前記入射ファイバと前記出射ファイバとが、使用波長について異なるものであることを特徴とする請求項１記載の光ファイバカプラ。 2. The optical fiber coupler according to claim 1, wherein the incident fiber and the output fiber are different from each other in use wavelength.

前記出射ファイバが、偏波保持又は分波された波長に適した曲げ特性を有するファイバであり、
波長λ_１の光信号と波長λ_２の光信号とが前記入射ファイバに入射された際、前記波長λ_１の光信号と前記波長λ_２の光信号とに分波されて出射ファイバから出射されるものであるとともに、比λ_１／λ_２が１．２〜３．６であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバカプラ。 The exit fiber is a fiber having bending characteristics suitable for polarization-maintaining or demultiplexed wavelengths;
When an optical signal having a wavelength λ _{1 and} an optical signal having a wavelength λ ₂ are incident on the incident fiber, the optical signal having the wavelength λ _{1 and} the optical signal having the wavelength λ ₂ are demultiplexed and output from the output fiber. The optical fiber coupler according to claim ₁ , wherein the ratio λ ₁ / λ ₂ is 1.2 to 3.6.

前記入射ファイバが、偏波保持又は分波された波長に適した曲げ特性を有するファイバであり、
波長λ_３の光信号と波長λ_４の光信号とがそれぞれ入射ファイバに入射された際、前記波長λ_３の光信号と前記波長λ_４の光信号とに合波されて出射ファイバから出射されるものであるとともに、比λ_３／λ_４が１．２〜３．６であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバカプラ。 The incident fiber is a fiber having bending characteristics suitable for polarization-maintaining or demultiplexed wavelengths;
When an optical signal having a wavelength λ _{3 and} an optical signal having a wavelength λ ₄ are respectively incident on an incident fiber, the optical signal having the wavelength λ _{3 and} the optical signal having the wavelength λ ₄ are combined and output from the output fiber. The optical fiber coupler according to claim 1 or 2, wherein the ratio λ ₃ / λ ₄ is 1.2 to 3.6.