JP2013007908A - 光ファイバカップラ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光ファイバカップラ1は、コア径が互いに異なる2本のフォトニックバンドギャップファイバを接合した光ファイバカップラ1であって、第一のフォトニックバンドギャップファイバ11と第二のフォトニックバンドギャップファイバ21において、それぞれを構成するクラッドの格子間隔を、第一のフォトニックバンドギャップファイバ11と第二のフォトニックバンドギャップファイバ21で相違させることで、第一のフォトニックバンドギャップファイバ11と第二のフォトニックバンドギャップファイバ21のそれぞれの伝搬定数を同一とする。
【選択図】図1
Description
すなわち、本発明の一態様は光ファイバカップラであって、コア径が互いに異なる2本のフォトニックバンドギャップファイバを接合した光ファイバカップラであって、第一のフォトニックバンドギャップファイバと第二のフォトニックバンドギャップファイバにおいて、それぞれを構成するクラッドの格子間隔を、前記第一のフォトニックバンドギャップファイバと前記第二のフォトニックバンドギャップファイバで相違させることで、前記第一のフォトニックバンドギャップファイバと前記第二のフォトニックバンドギャップファイバのそれぞれの伝搬定数を同一とする。
以下、本発明の第一実施形態に係る光ファイバカップラ1について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る光ファイバカップラ1は、図1に示すように、第一のフォトニックバンドギャップファイバ11と、第二のフォトニックバンドギャップファイバ21とを備える。そして、第一のフォトニックバンドギャップファイバ11と、第二のフォトニックバンドギャップファイバ21とは接合されている。
第二のフォトニックバンドギャップファイバ21は、図2(b)に示すように、断面視して、3個の空孔24から構成される第二のコア22と、第二のコア22の周囲を包囲するとともに規則的に配列した複数の空孔24から構成される第二のクラッド23とを備えるとともに、図2の紙面に直交する向きである長手方向に延在している。
また、第一のクラッド13を構成する空孔14の間隔である第一の格子間隔M1は、第二のクラッド23を構成する空孔24の間隔である第二の格子間隔M2より小さく設けられている。
本グラフより、第一のフォトニックバンドギャップファイバ11と第二のフォトニックバンドギャップファイバ21においては、同一の格子間隔では伝搬係数が異なることが分かる。例えば、格子間隔が3.4μmの場合、第一フォトニックバンドギャップファイバの伝搬定数は0.992であり、第二フォトニックバンドギャップファイバの伝搬定数は0.985である。すなわち、コア径の大きい第一のフォトニックバンドギャップファイバ11の方が、コア径の小さい第二のフォトニックバンドギャップファイバ21より伝搬係数が大きい。
また、第一のフォトニックバンドギャップファイバ11及び第二のフォトニックバンドギャップファイバ21では、格子間隔が大きくなるにしたがって、伝搬定数も大きくなることが分かる。
そして、一致線が示す伝搬定数近傍にて、第一のフォトニックバンドギャップファイバ11と第二のフォトニックバンドギャップファイバ21の伝搬定数は同一となることが分かる。例えば、第一のフォトニックバンドギャップファイバ11の格子間隔(第一の格子間隔M1)が3.3μm、及び第二のフォトニックバンドギャップファイバ21の格子間隔(第二の格子間隔M2)が3.9μmの場合に、伝搬定数はともに0.991である。
すなわち、コア径の大きいフォトニックバンドギャップファイバの格子間隔を、コア径の小さいフォトニックバンドギャップファイバの格子間隔より小さくすることにより、2本のフォトニックバンドギャップファイバの伝搬定数を一致させることができる。言い換えれば、コア径の小さいフォトニックバンドギャップファイバの格子間隔を、コア径の大きいフォトニックバンドギャップファイバの格子間隔より大きくすることにより、2本のフォトニックバンドギャップファイバの伝搬定数を一致させることができる。
すなわち、第一のフォトニックバンドギャップファイバ11、第二のフォトニックバンドギャップファイバ21のそれぞれについて研磨工程を実施する。ここでは、第一のフォトニックバンドギャップファイバ11を例に挙げて説明する。
図4に示すように、第一のフォトニックバンドギャップファイバ11の一方の端面に、光源101より発射された参照光を入力し、他方の端面より出力した光のパワーをパワーメータ102で測定する。
すなわち、図5に示すように、第一のフォトニックバンドギャップファイバ11及び第二のフォトニックバンドギャップファイバ21を、それぞれの除去面111を対向させて結合させる。これにより、第一のフォトニックバンドギャップファイバ11及び第二のフォトニックバンドギャップファイバ21の結合した箇所では結合部112が形成される。
ここで、第一のクラッド13、第二のクラッド23における除去面111は、それぞれ第一のコア12、第二のコア22付近まで除去されている。よって、第一のフォトニックバンドギャップファイバ11及び第二のフォトニックバンドギャップファイバ21の除去面111同士を接合することにより第一のコア12と第二のコア22が接近する構造となるので、2本のフォトニックバンドギャップファイバが有効に結合された光ファイバカップラ1を形成することが可能となる。
なお、固定部材106同士は、接着剤を用いて接合するようにしてもよいし、その他の手法や手段によってもよい。例えば、固定部材106が、加熱することにより複数回接着力を発揮する性質を有する接着剤であれば、該性質を有する接着剤を用いて、第一のフォトニックバンドギャップファイバ11と第二のフォトニックバンドギャップファイバ21を接合固定するようにしてもよい。また、ガラス基板等の基板を固定部材106とし、基板で両側から対向する第一のフォトニックバンドギャップファイバ11と第二のフォトニックバンドギャップファイバ21を挟み、基板同士を固定又は接合する構成としてもよい。
以下、本発明の第二実施形態について説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
本実施形態に係る光ファイバカップラ1Xは、図6に示すように、第二のフォトニックバンドギャップファイバ21Xは、光の入射側51から出射側52に向かうに従って、先細りとなるテーパー形状を形成している。よって、出射側52に向かうに従って、第二の格子間隔MX2は徐々に狭くなる構成となっている。
よって、第一のフォトニックバンドギャップファイバ11の伝搬定数と第二のフォトニックバンドギャップファイバ21Xの伝搬定数を、確実に一致させることが可能となるので、結合効率の良い光ファイバカップラ1Xとすることができる。
また、出射側52、入射側51の格子間隔を逆転させて、出射側52から入射側51に向けて先細りのテーパー形状であってもよい。
以下、本発明の第三実施形態について説明する。
本実施形態は、第一実施形態と材質が異なるものであるので、図1を用いて説明する。
また、本実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
本実施形態に係る光ファイバカップラ1は、屈折率2.1の高屈折率ガラスからなる第一のフォトニックバンドギャップファイバ11と、屈折率1.45の石英ガラスからなる第二のフォトニックバンドギャップファイバ21とを備える。
本グラフより、高屈折率ガラスからなる第一のフォトニックバンドギャップファイバ11の伝搬定数と、石英ガラスからなる第二のフォトニックバンドギャップファイバ21の伝搬定数が一致線近傍において一致していることが分かる。
11…第一のフォトニックバンドギャップファイバ
21…第二のフォトニックバンドギャップファイバ
L1、L2…第一のコアの径、第二のコアの径
M1、M2…第一の格子間隔、第二の格子間隔
Claims (5)
- コア径が互いに異なる2本のフォトニックバンドギャップファイバを接合した光ファイバカップラであって、
第一のフォトニックバンドギャップファイバと第二のフォトニックバンドギャップファイバにおいて、それぞれを構成するクラッドの格子間隔を、前記第一のフォトニックバンドギャップファイバと前記第二のフォトニックバンドギャップファイバで相違させることで、前記第一のフォトニックバンドギャップファイバと前記第二のフォトニックバンドギャップファイバのそれぞれの伝搬定数を同一とする光ファイバカップラ。 - 請求項1に記載の光ファイバカップラにおいて、
前記第一のフォトニックバンドギャップファイバ及び前記第二のフォトニックバンドギャップファイバのうち、前記コア径の小さい方の前記フォトニックバンドギャップファイバの前記格子間隔を、前記コア径の大きい方の前記フォトニックバンドギャップファイバの前記格子間隔より大きくした光ファイバカップラ。 - 請求項1または請求項2に記載の光ファイバカップラにおいて、
前記第一のフォトニックバンドギャップファイバ及び前記第二のフォトニックバンドギャップファイバのうち、少なくとも一方の前記フォトニックバンドギャップファイバをテーパー形状とする光ファイバカップラ。 - 請求項1乃至請求項3に記載の光ファイバカップラにおいて、
前記第一のフォトニックバンドギャップファイバ及び前記第二のフォトニックバンドギャップファイバを構成するそれぞれの前記クラッドの材質を互いに異なるものとする光ファイバカップラ。 - 請求項1乃至請求項4に記載の光ファイバカップラにおいて、
前記第一のフォトニックバンドギャップファイバ及び前記第二のフォトニックバンドギャップファイバのうち、少なくとも一方の前記コアを中空とする光ファイバカップラ。
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