JP2009109989A - Optical fiber collimator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光モジュールに使用されるＧＩ光ファイバーを用いた光ファイバーコリメーターに関する。 The present invention relates to an optical fiber collimator using a GI optical fiber used in an optical module.
光ファイバー、レンズ、光学フィルター等の光学素子を組合わせた光モジュールにおいて光ファイバーから出射した光の回折による損失を防ぐため、出射光をコリメート光（平行光）に変換するコリメーターを使用する。コリメーターの作用は回折する光がコリメーターに入射するとコリメーター出射側では平行光に変換して、平行光がコリメーターに入射すると収束する光に変換することである。 In order to prevent loss due to diffraction of light emitted from the optical fiber in an optical module in which optical elements such as an optical fiber, a lens, and an optical filter are combined, a collimator that converts the emitted light into collimated light (parallel light) is used. The action of the collimator is to convert it into parallel light on the collimator exit side when diffracted light enters the collimator, and to convert it into convergent light when the parallel light enters the collimator.
このようにして、レンズや光学フィルターのような厚みのある光学素子を光ファイバーで接続する場合、コリメーターを使用することで光ファイバーからの出射光が平行光となり前述の光学素子を透過する際には回折による損失を低く抑えることができ、その透過した平行光はコリメーターによって光ファイバーへ集光され、損失を抑えた光モジュールを提供することが可能である。 In this way, when connecting a thick optical element such as a lens or an optical filter with an optical fiber, when the collimator is used, the light emitted from the optical fiber becomes parallel light and passes through the optical element. Loss due to diffraction can be suppressed to a low level, and the transmitted parallel light is condensed on an optical fiber by a collimator, thereby providing an optical module with reduced loss.
コリメーターにはシングルモード光ファイバーの端面から少し離れた箇所に凸レンズを設置する空間系の手法、光ファイバーの端面に直接ロッドレンズを接続する手法、そのロッドレンズに代わってＧＩ光ファイバーを用いる手法がある。中でもＧＩ光ファイバーを用いる手法は市販のＧＩ光ファイバーを用いて簡便にコリメーターの作用を実現することができる利点があり、幾つかの文献が報告されている。 The collimator includes a spatial system method in which a convex lens is installed at a position slightly away from the end surface of the single mode optical fiber, a method in which a rod lens is directly connected to the end surface of the optical fiber, and a method in which a GI optical fiber is used instead of the rod lens. Among them, the technique using a GI optical fiber has an advantage that the action of a collimator can be easily realized using a commercially available GI optical fiber, and several documents have been reported.
特許文献１は、シングルモード光ファイバーに、シングルモード光ファイバーと同じ外径のＧＩ光ファイバーを接続した構造である。具体的には、図５に示すように、シングルモード光ファイバー１２Ｉにそれと同径のＧＩ光ファーバー１６Ｉが接続されたコリメーターと光学素子３０を挟んでシングルモード光ファイバー１２Ｏにそれと同径のＧＩ光ファイバー１６０が接続されたコリメーターを有した構造である。
Patent Document 1 has a structure in which a GI optical fiber having the same outer diameter as a single mode optical fiber is connected to a single mode optical fiber. Specifically, as shown in FIG. 5, a GI
特許文献２には、シングルモード光ファイバーにＧＩ光ファイバーを２段接続し、ＧＩ光ファイバーの先端を凸形状にした構造である。具体的には、図６に示すように、コリメーター部分の構造はシングルモード光ファイバー２１、ＧＩ光ファイバー２２、及びＧＩ光ファイバー２２とスポット径が異なるＧＩ光ファイバー２３で構成されている。この構造によってシングルモード光ファイバーとＧＩ光ファイバーを用いて、より長いワーキングディスタンス（以下ＷＤと記述）を得ている。
Patent Document 2 has a structure in which a GI optical fiber is connected in two stages to a single mode optical fiber, and the tip of the GI optical fiber has a convex shape. Specifically, as shown in FIG. 6, the structure of the collimator portion includes a single mode
ＷＤとはＧＩ光ファイバーの端面から出射したコリメート光が焦点を結ぶ位置とＧＩ光ファイバー端面との距離を言う。コリメートに関しては光ファイバーから出射する光は完全平行光、言い換えると無限に出射光のビーム幅が変わらない光を作ることは困難である。通常ＧＩ光ファイバーから出射した光が焦点を結ぶようにＧＩ光ファイバーの長さを決定する。 WD is the distance between the position where the collimated light emitted from the end face of the GI optical fiber is focused and the end face of the GI optical fiber. With respect to collimation, it is difficult to make light emitted from an optical fiber completely parallel light, in other words, light that does not change the beam width of the emitted light infinitely. Usually, the length of the GI optical fiber is determined so that the light emitted from the GI optical fiber is focused.
特許文献１ではシングルモード光ファイバーと同径のＧＩ光ファイバーが接続されているため、ＷＤが短いという問題がある。ＷＤを決めるパラメーターはＧＩ光ファイバーのＮＡ（開口数）、コア径及びＧＩ光ファイバーへ入射する光のスポット径である。特許文献１に記述はないがＷＤの算出方法として式（Ｉ）を用いて計算することが知られている。 In Patent Document 1, since a GI optical fiber having the same diameter as the single mode optical fiber is connected, there is a problem that the WD is short. Parameters that determine WD are the NA (numerical aperture), core diameter, and spot diameter of light incident on the GI optical fiber. Although not described in Patent Document 1, it is known that the calculation is performed using the formula (I) as a WD calculation method.
ｇは式（ＩＩ）、Ｐ0は式（ＩＩＩ）で与えられる。
g is given by formula (II), and P 0 is given by formula (III).
ＮＡは式（ＩＶ）で与えられる。
NA is given by formula (IV).
ΔはＧＩ光ファイバーの比屈折率差である。
Δ is the relative refractive index difference of the GI optical fiber.
そしてＷＤを長くするためにはＧＩ光ファイバーのＮＡを小さくするか又はＧＩ光ファイバーのコア径を大きくする必要が考えられるが、シングルモード光ファイバーと同径のＧＩ光ファイバーではコア径を大きくすることに限界があり、それによりＷＤを長くすることは不可能である。 In order to increase the WD, it may be necessary to reduce the NA of the GI optical fiber or increase the core diameter of the GI optical fiber. However, there is a limit to increasing the core diameter of the GI optical fiber having the same diameter as that of the single mode optical fiber. It is impossible to lengthen the WD.
特許文献２ではＧＩ光ファイバーを２段接続した構造によってＷＤを長くしている。ＷＤを長くすることが可能な理由はＧＩ光ファイバーのモードフィールド径を大きくしていることである。図６に示すように、ＧＩ光ファイバー２３は、ＧＩ光ファイバー２２に比べモードフィールドが大きく、これを言い換えるとＧＩ光ファイバー２３はＧＩ光ファイバー２２に比べＮＡが小さいことになる。
In Patent Document 2, the WD is lengthened by a structure in which two stages of GI optical fibers are connected. The reason why the WD can be increased is that the mode field diameter of the GI optical fiber is increased. As shown in FIG. 6, the GI
しかし、ＧＩ光ファイバーでは、ＧＩ光ファイバーの屈折率分布からその中を伝搬する光のスポット径が変化するため、ＧＩ光ファイバーを、ＮＡとコア径と中心屈折率を用いて算出される周期（式（Ｖ）参照）を基にした所定の長さに切断する必要がある。２つのＧＩ光ファイバーを用いることで、各々所定の長さに切断する工程があり、ＧＩ光ファイバーを一つ使用する場合に比べ工程数が増えることになる。またＧＩ光ファイバー２３は先端が凸形状をしているため、その加工にも手間がかかるという問題もある。
However, in the GI optical fiber, the spot diameter of light propagating therethrough changes from the refractive index distribution of the GI optical fiber, so the GI optical fiber is calculated using the period (formula (V It is necessary to cut to a predetermined length based on By using two GI optical fibers, there is a step of cutting each to a predetermined length, and the number of steps is increased as compared with the case of using one GI optical fiber. Moreover, since the tip of the GI
本発明は、シングルモード光ファイバーと同径のＧＩ光ファイバーを一つ用いてＷＤの長い、かつ生産性に優れた光ファイバーコリメーターを提供することを目的とするものである。 An object of the present invention is to provide an optical fiber collimator having a long WD and excellent productivity by using one GI optical fiber having the same diameter as that of a single mode optical fiber.
本発明は、第１のシングルモード光ファイバーに、第２のシングルモード光ファイバーを介して、ＧＩ光ファイバーが光学的に接続された光ファイバーコリメーターに関する。 また、本発明は、第１のシングルモード光ファイバーの開口数（ＮＡ）と第２のシングルモード光ファイバーの開口数（ＮＡ）が異なる上記の光ファイバーコリメーターに関する。
さらに、本発明は、第１のシングルモード光ファイバーの開口数（ＮＡ）が、第２のシンルグモード光ファイバーの開口数（ＮＡ）よりも小さい上記の光ファイバーコリメーターに関する。
The present invention relates to an optical fiber collimator in which a GI optical fiber is optically connected to a first single mode optical fiber via a second single mode optical fiber. The present invention also relates to the optical fiber collimator described above, wherein the numerical aperture (NA) of the first single mode optical fiber is different from the numerical aperture (NA) of the second single mode optical fiber.
Furthermore, the present invention relates to the above-described optical fiber collimator, wherein the numerical aperture (NA) of the first single mode optical fiber is smaller than the numerical aperture (NA) of the second single mode optical fiber.
本発明による光ファイバーコリメーターは、シングルモード光ファイバーと同径のＧＩ光ファイバーを使用してもＷＤを長くすることができ、かつＧＩ光ファイバーを一つのみ使用することで生産性を向上させることができる。 The optical fiber collimator according to the present invention can increase the WD even when a GI optical fiber having the same diameter as the single mode optical fiber is used, and can improve productivity by using only one GI optical fiber.
本発明による光ファイバーコリメーターでは、第１のシングルモード光ファイバーは通常の光通信等で使用されるＮＡ０．１の光ファイバーであってもよいし、光フィルターやレンズなどの光学素子が搭載される光学デバイスへ外部から接続するために用いるシングルモード光ファイバーであってもよい。第１のシングルモード光ファイバーは第２のシングルモード光ファイバーと比べＮＡを小さくすればよい。 In the optical fiber collimator according to the present invention, the first single mode optical fiber may be an optical fiber of NA 0.1 used in normal optical communication or the like, or an optical device on which an optical element such as an optical filter or a lens is mounted. It may be a single mode optical fiber used for connection to the outside. The first single mode optical fiber may have a smaller NA than the second single mode optical fiber.
このことによって第２のシングルモード光ファイバーではスポット径が小さくなって伝搬し、ＧＩ光ファイバーへ入射する時点で第１のシングルモード光ファイバーのスポット径よりも小さい状態となり、結果としてＷＤを長くすることができる。 As a result, the spot diameter of the second single-mode optical fiber is reduced and propagates, and when entering the GI optical fiber, the spot diameter becomes smaller than the spot diameter of the first single-mode optical fiber. As a result, the WD can be lengthened. .
本発明による光ファイバーコリメーターでは、第１のシングルモード光ファイバーと第２のシングルモード光ファイバーは光学的に接続されており、第２のシングルモード光ファイバーとＧＩ光ファイバーも光学的に接続されている。光学的に接続という定義は入射光の光学中心とそれを受ける光ファイバーの光学中心が一致していることである。 In the optical fiber collimator according to the present invention, the first single mode optical fiber and the second single mode optical fiber are optically connected, and the second single mode optical fiber and the GI optical fiber are also optically connected. The definition of optically connected is that the optical center of incident light coincides with the optical center of the optical fiber receiving it.
本発明による光ファイバーコリメーターでは、第１のシングルモード光ファイバーと第２のシングルモード光ファイバーとＧＩ光ファイバーは全て同径で構成されるため、本発明による光ファイバーコリメーターを光デバイスに実装する際には光伝搬方向に対して光ファイバー径の不連続点がないため実装が容易である。またＧＩ光ファイバーは一つしか使用しないため２つのＧＩ光ファイバーを使用するのに比べ工程が少なく生産性に優れている。 In the optical fiber collimator according to the present invention, the first single mode optical fiber, the second single mode optical fiber, and the GI optical fiber are all configured to have the same diameter. Therefore, when the optical fiber collimator according to the present invention is mounted on an optical device, an optical device is used. Mounting is easy because there is no discontinuity of the optical fiber diameter in the propagation direction. In addition, since only one GI optical fiber is used, the number of processes is small compared to using two GI optical fibers, and the productivity is excellent.
以下、図面を参照して本発明による光ファイバーコリメーターの実施形態について詳しく説明する。
図１は、本発明による光ファイバーコリメーター概略図である。
光ファイバーコリメーター１は、第１のシングルモード光ファイバー１００と、第２のシングルモード光ファイバー１０２を介して第１のシングルモード光ファイバー１００に光学的に接続されたＧＩ光ファイバー１０３とを有している。
第１のシングルモード光ファイバー１００は、光学素子２００を含む光モジュール３００へ外部から接続したり、逆に外部へ接続するために使用される。第１のシングルモード光ファイバーは情報通信用途の光モジュールの場合、通常、開口数ＮＡが０．１のものが使用される。シングルモード光ファイバーの開口数ＮＡは、式（ＩＶ）において、ｎをシングル光ファイバーのコアの屈折率と置き換えることによって計算される。
Hereinafter, embodiments of an optical fiber collimator according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic view of an optical fiber collimator according to the present invention.
The optical fiber collimator 1 includes a first single mode
The first single-mode
本発明において、第１のシングルモード光ファイバーの開口数ＮＡは、０．１〜０．５の範囲が好ましく、光デバイスへの接続や汎用性の観点からＮＡ０．１が最も好ましい。第１のシングルモード光ファイバーの外径は、１００〜５００μｍが好ましく、１２５μｍが最も好ましい。 In the present invention, the numerical aperture NA of the first single-mode optical fiber is preferably in the range of 0.1 to 0.5, and is most preferably NA 0.1 from the viewpoint of connection to an optical device and versatility. The outer diameter of the first single mode optical fiber is preferably 100 to 500 μm, and most preferably 125 μm.
第２のシングルモード光ファイバーの開口数ＮＡは、０．１〜１．０の範囲が好ましく、第１のシングルモード光ファイバーの開口数ＮＡよりも大きいことが必要である。第２のシングルモード光ファイバー１０１の外径は、１００〜５００μｍが好ましく、１２５μｍが最も好ましい。第２のシングルモード光ファイバー１０１は、第１のシングルモード光ファイバー１００と同じ外径であることが好ましい。第２のシングルモード光ファイバーと第１のシングルモード光ファイバーは光学的に接続されており、接続方法としては光ファイバー端面同志を高温で溶かし融着する方法が好ましい。
The numerical aperture NA of the second single mode optical fiber is preferably in the range of 0.1 to 1.0, and needs to be larger than the numerical aperture NA of the first single mode optical fiber. The outer diameter of the second single mode
他の方法としては接着剤で接続する方法も好ましい。
また、光ファイバー間にある程度の空隙を設けて光ファイバーを固定する方法でも差し支えない。固定方法は接着剤などで固定する。
As another method, a method of connecting with an adhesive is also preferable.
Also, a method of fixing the optical fiber by providing a certain gap between the optical fibers may be used. The fixing method is to fix with an adhesive.
第２のシングルモード光ファイバーの長さは、所定の長さにする必要はなく任意の長さで差し支えないが、光ファイバーの取り回しや光モジュール寸法の小型化のためには５０〜５０００μｍの範囲が好ましい。 The length of the second single mode optical fiber does not have to be a predetermined length and may be any length. However, in order to handle the optical fiber and reduce the size of the optical module, a range of 50 to 5000 μm is preferable. .
ＧＩ光ファイバー１０３の外径は、１００〜５００μｍが好ましく、１２５μｍが最も好ましい。ＧＩ光ファイバー１０３は、第２のシングルモード光ファイバーと同じ外径であることが好ましい。ＧＩ光ファイバーと第２のシングルモード光ファイバーは光学的に接続されており、接続方法としては光ファイバー端面同志を高温で溶かし融着する方法が好ましい。
The outer diameter of the GI
他の方法としては接着剤で接続する方法も好ましい。
また、光ファイバー間にある程度の空隙を設けて光ファイバーを固定する方法でも差し支えない。固定方法は接着剤などで固定する。
As another method, a method of connecting with an adhesive is also preferable.
Also, a method of fixing the optical fiber by providing a certain gap between the optical fibers may be used. The fixing method is to fix with an adhesive.
ＧＩ光ファイバーの長さは所定の長さにする必要があり、その長さは式（ＶＩ）によって決められる。式（ＶＩ）のαは、ＧＩ光ファイバーの周期（式（Ｖ）参照）に加える適当な長さである。α＝０の場合、理論上は完全な平行光、言い換えると無限に平行な光となるが、実際には、光は少しずつ回折して無限に発散する光となってしまう。そのため、実用上、α＝０ではなく、理論上のＧＩ光ファイバーの長さにαを加算することでＧＩ光ファイバーから出射した光は収束点をもつように伝搬させる。 The length of the GI optical fiber needs to be a predetermined length, and the length is determined by the formula (VI). Α in the formula (VI) is an appropriate length added to the period of the GI optical fiber (see the formula (V)). In the case of α = 0, the light is theoretically completely parallel light, in other words, infinitely parallel light, but actually the light is diffracted little by little and becomes light that diverges infinitely. Therefore, in practice, α is not 0, but the light emitted from the GI optical fiber is propagated so as to have a convergence point by adding α to the theoretical length of the GI optical fiber.
αの範囲は、周期（式（Ｖ）参照）の一周期分の長さの５〜４０％が好ましく、５〜３０％の範囲がより好ましく、１０〜２５％の範囲が最も好ましい。ＧＩ光ファイバーの長さは、前記式（Ｖ）に示すように周期の式（前記式（Ｖ）の奇数倍とαの加算）で決められるため、無数の長さを設定することが可能であるが、光モジュールの寸法や光ファイバーの伝搬損失等を考慮すると５０ｍｍ以下となるようにするのが好ましい。 The range of α is preferably 5 to 40% of the length of one cycle (see formula (V)), more preferably 5 to 30%, and most preferably 10 to 25%. Since the length of the GI optical fiber is determined by the period formula (odd multiple of the formula (V) and addition of α) as shown in the formula (V), it is possible to set an infinite length. However, in consideration of the dimensions of the optical module, the propagation loss of the optical fiber, etc., it is preferable to be 50 mm or less.
光の伝搬の概略を図２に示す。第１のシングルモード光ファイバーではスポット径がｗ１の光が伝搬し、第２のシングルモード光ファイバーではｗ２の光が伝搬するが、ｗ１とｗ２の関係はそれぞれのシングルモード光ファイバーの開口数ＮＡによってｗ１＞ｗ２になる。 An outline of light propagation is shown in FIG. In the first single mode optical fiber, light having a spot diameter of w1 propagates, and in the second single mode optical fiber, light of w2 propagates. The relationship between w1 and w2 depends on the numerical aperture NA of each single mode optical fiber. w2.
ＧＩ光ファイバーに入射する光は、ｗ２のスポット径を持っており、ＧＩ光ファイバー内のスポット径ｗ３は伝搬距離に応じて周期的に大きさを換える。図３にＧＩ光ファイバー内を伝搬する光のスポット径ｗ３の推移を示す。このときのＧＩ光ファイバーのパラメーターは開口数ＮＡ０．２１、中心屈折率１．４５８のマルチモード光ファイバーである。 The light incident on the GI optical fiber has a spot diameter of w2, and the spot diameter w3 in the GI optical fiber changes its size periodically according to the propagation distance. FIG. 3 shows the transition of the spot diameter w3 of light propagating in the GI optical fiber. The parameters of the GI optical fiber at this time are a multimode optical fiber having a numerical aperture NA of 0.21 and a central refractive index of 1.458.
このようにｗ３は周期的に変化しており、その周期は、前記式（Ｖ）で算出される。前記式（ＶＩ）で算出した長さのＧＩ光ファイバーから出射した光は収束点ｚ０を持つように伝搬し、収束点ｚ０を過ぎてからは再びスポット径が広がりながら伝搬して反対側のＧＩ光ファイバーへ結合される。収束点ｚ０の位置をビームウェスト位置と呼ぶ。また、ＧＩ光ファイバーの端面からビームウェスト位置までの距離が、ＷＤになる。ＷＤが大きいほど、平行光に近くなることを意味する。 In this way, w3 changes periodically, and the cycle is calculated by the equation (V). The light emitted from the GI optical fiber having the length calculated by the above formula (VI) propagates so as to have the convergence point z0, and after passing through the convergence point z0, propagates again while the spot diameter is widened to propagate to the opposite GI optical fiber. Combined with The position of the convergence point z0 is called a beam waist position. The distance from the end face of the GI optical fiber to the beam waist position is WD. A larger WD means closer to parallel light.
次に、光ファイバーコリメーターの作製手順を説明する。工程は大きく、第１のシングルモード光ファイバーと第２のシングルモード光ファイバーを接続する第１の工程と第２のシングルモード光ファイバーとＧＩ光ファイバーを接続する第２の工程とＧＩ光ファイバーを所定の長さに加工する第３の工程に分けることが出来る。光ファイバーの接続や加工は光ファイバーを高温で溶かし融着する融着装置と光ファイバーを劈開して切断するカッターを使用する。 Next, a manufacturing procedure of the optical fiber collimator will be described. The process is large, the first process for connecting the first single mode optical fiber and the second single mode optical fiber, the second process for connecting the second single mode optical fiber and the GI optical fiber, and the GI optical fiber to a predetermined length. It can be divided into a third process to be processed. For the connection and processing of the optical fiber, a fusion device that melts and melts the optical fiber at a high temperature and a cutter that cleaves and cuts the optical fiber are used.
第１の工程では、第１のシングルモード光ファイバーと第２のシングルモード光ファイバーの接続する端面付近の被覆をストリッパーやリムーバーを用いて剥がし、クラッド外径を露出させ、融着装置を用いて両光ファイバーを接続する。その際、第１のシングルモード光ファイバーと第２のシングルモード光ファイバーはＮＡが異なるのでスポット径の不一致による結合損失を防ぐように融着条件を設定するのが好ましい。融着時間は３〜６秒の間で行うのが好ましい。 In the first step, the coating near the end face where the first single-mode optical fiber and the second single-mode optical fiber are connected is peeled off using a stripper or remover, the outer diameter of the cladding is exposed, and both optical fibers are used using a fusion device. Connect. In this case, since the first single mode optical fiber and the second single mode optical fiber have different NAs, it is preferable to set the fusion condition so as to prevent coupling loss due to spot diameter mismatch. The fusing time is preferably 3 to 6 seconds.
第２の工程では、第１の工程と同様にして両光ファイバーの被覆を剥がして、融着装置を用いて接続する。その際、ＧＩ光ファイバーと第２のシングルモード光ファイバーの接続面はコア径がステップ状に変化するような形状にすることが好ましい。融着条件では融着時間を０．５〜３秒の間で行うのが好ましい。 In the second step, the coatings of both optical fibers are removed in the same manner as in the first step, and the two optical fibers are connected using a fusion apparatus. At that time, it is preferable that the connection surface of the GI optical fiber and the second single mode optical fiber has a shape in which the core diameter changes stepwise. Under the fusing conditions, it is preferable that the fusing time is 0.5 to 3 seconds.
第３の工程では、光ファイバーを切断するカッターとマイクロメータを使用してＧＩ光ファイバーを所定の長さに加工する。装置の構成は光ファイバーを固定する箇所にマイクロメータを設置した光ファイバーカッターである。第２の工程で接続したＧＩ光ファイバーと第２のシングルモード光ファイバーの界面を斜光拡散照明の付いた顕微鏡、例えば、実体顕微鏡を用いて確認し、その位置を光ファイバーカッターのブレードが走査する位置に合わせる。 In the third step, the GI optical fiber is processed into a predetermined length using a cutter and a micrometer for cutting the optical fiber. The configuration of the apparatus is an optical fiber cutter in which a micrometer is installed at a location where an optical fiber is fixed. The interface between the GI optical fiber and the second single-mode optical fiber connected in the second step is confirmed using a microscope with oblique light diffusion illumination, for example, a stereomicroscope, and the position is adjusted to the position where the blade of the optical fiber cutter scans. .
そして、次にマイクロメータを、必要とするＧＩ光ファイバーの長さ分だけ回す。そうすることで、第２のシングルモード光ファイバーとＧＩ光ファイバーの接続界面から所定の長さだけのＧＩ光ファイバーを精度良く切断する位置まで移動させることができる。 Then, the micrometer is turned by the length of the required GI optical fiber. By doing so, it is possible to move the GI optical fiber having a predetermined length from the connection interface between the second single mode optical fiber and the GI optical fiber to a position where the GI optical fiber is cut with high accuracy.
次に、光ファイバーを固定してブレードを動かし、ＧＩ光ファイバーを切断する。ＧＩ光ファイバー端面はその端面で反射するリターンロスが気にならない場合、伝搬方向に対して垂直な端面でも差し支えない。端面での反射戻り光を低減する場合にはＧＩ光ファイバーの端面を斜めに加工する光ファイバーカッターを使用すればよい。その角度は伝搬方向に対して垂直な面から４〜１０°の範囲が好ましい。 Next, the optical fiber is fixed, the blade is moved, and the GI optical fiber is cut. The end face of the GI optical fiber may be an end face perpendicular to the propagation direction when the return loss reflected at the end face is not a concern. In order to reduce the reflected return light at the end face, an optical fiber cutter that processes the end face of the GI optical fiber obliquely may be used. The angle is preferably in the range of 4 to 10 ° from the plane perpendicular to the propagation direction.
第１から第３の工程によって所定の長さを持ったＧＩ光ファイバーを備えた本発明の光ファイバーコリメーターを作製することが可能である。 The optical fiber collimator of the present invention including the GI optical fiber having a predetermined length can be manufactured by the first to third steps.
表１に示す第１のシングルモード光ファイバーと第２のシングモード光ファイバー及びＧＩ光ファイバーを用いた場合のＷＤを計算した。波長λは１５５０ｎｍを用いた。 The WD when using the first single mode optical fiber, the second single mode optical fiber and the GI optical fiber shown in Table 1 was calculated. The wavelength λ was 1550 nm.
ＧＩ光ファイバーの長さを、表１に記載したパラメーターを用いて決定した。具体的な長さは、式（Ｖ）から算出し、その際の式（ＶＩ）におけるｉはゼロを採用し、αは周期の１０％にあたる２８μｍを採用した。その結果、ＧＩ光ファイバーの長さを３００μｍとして設計した。 The length of the GI optical fiber was determined using the parameters listed in Table 1. The specific length was calculated from the formula (V), i in the formula (VI) at that time was zero, and α was 28 μm corresponding to 10% of the period. As a result, the length of the GI optical fiber was designed to be 300 μm.
図４にＧＩ光ファイバーの端面から出射した光のビーム径の推移を示す。横軸はＧＩ光ファイバーの出射端面からの距離を表し、縦軸はビーム外径の位置を表す。ビーム外径の位置の中心軸はＧＩ光ファイバーのコア中心をゼロとして伝搬方向に垂直方向に正負の符号を使用した。この図に第２のシングモード光ファイバーを使用しない場合（従来の特許文献１の場合）も併せて記載した。 FIG. 4 shows the transition of the beam diameter of the light emitted from the end face of the GI optical fiber. The horizontal axis represents the distance from the exit end face of the GI optical fiber, and the vertical axis represents the position of the beam outer diameter. The central axis of the position of the outer diameter of the beam used a positive / negative sign perpendicular to the propagation direction with the core center of the GI optical fiber as zero. This figure also shows the case where the second single mode optical fiber is not used (in the case of the conventional patent document 1).
第２のシングルモード光ファイバーを使用しない場合とは、実施例における第２の光ファイバーを完全に除外して第１のシングルモード光ファイバーとＧＩ光ファイバーとを直接光学的に接続した構成であり、パラメーターは表１に示すものと同様である。図４に示されるように本発明による光ファイバーコリメーターは、ＷＤが５８０μｍと長く、その長さの程度は従来の場合にくらべ約６倍も長くなっている。 The case where the second single mode optical fiber is not used is a configuration in which the second single optical fiber in the embodiment is completely excluded and the first single mode optical fiber and the GI optical fiber are directly optically connected. 1 is the same as that shown in FIG. As shown in FIG. 4, the optical fiber collimator according to the present invention has a long WD of 580 μm, and the length is about 6 times longer than the conventional case.
以上の結果から本発明によってシングルモード光ファイバーと同径のＧＩ光ファイバーであってもＷＤが長い、コリメート性に優れた光ファイバーコリメーターを作製することが可能である。
また、ＧＩ光ファイバーは１段でかつ端面は光ファイバーカッターで加工することが可能なので生産性にも優れている。
From the above results, according to the present invention, it is possible to produce an optical fiber collimator having a long WD and excellent collimating properties even with a GI optical fiber having the same diameter as a single mode optical fiber.
Further, since the GI optical fiber has one stage and the end surface can be processed with an optical fiber cutter, it is excellent in productivity.
本発明は第１のシングルモード光ファイバーと第２のシングルモード光ファイバーとＧＩ光ファイバーのそれぞれのＮＡを考慮すれば実施することが可能である。またＮＡは比屈折率差Δで決まり、Δはコア及びクラッドの屈折率で調整可能である。 The present invention can be implemented by considering the respective NAs of the first single mode optical fiber, the second single mode optical fiber, and the GI optical fiber. NA is determined by the relative refractive index difference Δ, and Δ can be adjusted by the refractive indexes of the core and the clad.
１ 光ファイバーコリメーター
１００ 第１のシングルモード光ファイバー
１０１ 第２のシングルモード光ファイバー
１０３ ＧＩ光ファイバー
２００ 光学素子
３００ 光モジュール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2008235301A JP2009109989A (en) | 2007-10-09 | 2008-09-12 | Optical fiber collimator |
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| JP2007263350 | 2007-10-09 | ||
| JP2008235301A JP2009109989A (en) | 2007-10-09 | 2008-09-12 | Optical fiber collimator |
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|---|---|
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ID=40778482
Family Applications (1)
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2009109989A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7091600B2 (en) | 2016-07-19 | 2022-06-28 | 住友電気工業株式会社 | Optical receiver module |
-
2008
- 2008-09-12 JP JP2008235301A patent/JP2009109989A/en active Pending
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| JP7091600B2 (en) | 2016-07-19 | 2022-06-28 | 住友電気工業株式会社 | Optical receiver module |
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