JP2007322581A

JP2007322581A - 光ファイバカプラ

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

【課題】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合波したり分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得る。
【解決手段】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。パンダ型偏波保持光ファイバ３とパンダ型偏波保持光ファイバ５とが入射ファイバである際には、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とパンダ型偏波保持光ファイバ５との融着接続において光損失が少なくなるものを用いる。
【選択図】図１

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。

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。

特開２００５−３０９０８２号公報特許第２５２４４００号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本発明は、光ファイバアンプとして適用可能である。

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。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。

符号の説明

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

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。
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。
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。
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。