JP2017161557A - Optical fiber for coupling and optical fiber array - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光通信などにおいて1本あるいは複数本の光ファイバを光導波素子の光導波路などに結合するために用いられる光ファイバアレイおよび結合用光ファイバに関するものである。 The present invention relates to an optical fiber array and a coupling optical fiber used for coupling one or a plurality of optical fibers to an optical waveguide of an optical waveguide element in optical communication or the like.
複数本の光ファイバを一定ピッチで整列させる光ファイバの固定構造としては、V溝基板を用いた光ファイバアレイが知られている。光ファイバアレイは、表面に光ファイバ整列用のV溝が形成されているV溝基板と、このV溝基板のV溝の各々に接着固定された複数本の光ファイバ心線と、これらの光ファイバ心線の表面に接着固定されたガラス基板からなる押さえ基板(カバーガラス)とを有している。光ファイバ心線は、被覆が除去された状態で光ファイバの先端から引き出されている。 As an optical fiber fixing structure in which a plurality of optical fibers are aligned at a constant pitch, an optical fiber array using a V-groove substrate is known. The optical fiber array includes a V-groove substrate having an optical fiber alignment V-groove formed on the surface, a plurality of optical fiber core wires bonded and fixed to each of the V-grooves of the V-groove substrate, And a pressing substrate (cover glass) made of a glass substrate bonded and fixed to the surface of the fiber core wire. The optical fiber core wire is pulled out from the tip of the optical fiber with the coating removed.
ここで、光ファイバアレイによる光結合効率を高めるために、球面あるいは非球面のレンズを用いる方法が知られている。また、光ファイバ先端を球面に形成したものも知られている。特許文献1には、軸合わせが容易な円柱状の分布屈折率レンズを用いて光結合効率を高めた光ファイバ結合部品が提案されている。ここに開示の光ファイバ結合部品では、一般的な光ファイバの先端に、同軸状に開口数の異なる2つの分布屈折率レンズが融着接続されている。
Here, in order to increase the optical coupling efficiency by the optical fiber array, a method using a spherical or aspherical lens is known. In addition, there is also known an optical fiber having a spherical tip.
しかしながら、レンズを用いた光ファイバアレイの場合には、光ファイバの長さ方向の寸法を精度良く設定する必要がある。この寸法のバラツキがレンズ焦点距離のバラツキとして現れる。芯数が増加し、製作台数が増加すると、製品の焦点距離のバラツキによって所望の光結合効率を実現できず、使用できない場合がある。 However, in the case of an optical fiber array using a lens, it is necessary to accurately set the dimension in the length direction of the optical fiber. Variation in this dimension appears as variation in lens focal length. If the number of cores increases and the number of manufactured products increases, the desired optical coupling efficiency may not be realized due to variations in the focal length of the product and may not be used.
本発明の課題は、この点に鑑みて、光ファイバの長さ方向の寸法合わせを高い精度で行うことなく、光結合効率を高めることの可能な光ファイバアレイおよび結合用光ファイバを提供することにある。 In view of this point, an object of the present invention is to provide an optical fiber array and a coupling optical fiber capable of increasing the optical coupling efficiency without performing dimension adjustment in the length direction of the optical fiber with high accuracy. It is in.
上記の課題を解決するために、本発明の光ファイバアレイは、
一つ、あるいは複数の光ファイバの配列孔が形成された基板と、前記配列孔に配置された光ファイバ心線とを有し、
前記光ファイバ心線は、前記基板の端面から先端面が露出する所定長さの第1光ファイバ心線と、前記第1光ファイバ心線の後端面に同軸に接合された第2光ファイバ心線とを備え、
前記第1光ファイバ心線のコア径と前記第2光ファイバ心線のコア径とは相互に異なることを特徴としている。
ここで、基板には、配列孔を一定の間隔で複数本形成することができる。また、マトリクス状に配列孔を形成し、各配列孔に1本ずつ光ファイバ心線を配置することができる。
この代わりに、大きな配列孔を形成し、ここに、複数本の光ファイバ心線を例えば多段に重ねて配列することも可能である。
In order to solve the above problems, the optical fiber array of the present invention is:
A substrate on which one or a plurality of optical fiber array holes are formed, and an optical fiber core wire disposed in the array holes;
The optical fiber core includes a first optical fiber core having a predetermined length from which an end surface is exposed from the end surface of the substrate, and a second optical fiber core coaxially bonded to the rear end surface of the first optical fiber core wire. With a line,
The core diameter of the first optical fiber core and the core diameter of the second optical fiber core are different from each other.
Here, a plurality of array holes can be formed in the substrate at regular intervals. Also, array holes can be formed in a matrix, and one optical fiber core wire can be disposed in each array hole.
Instead of this, it is possible to form a large array hole and arrange a plurality of optical fiber core wires in a multi-layered manner, for example.
本発明の好適な光ファイバアレイは、
表面に光ファイバ整列用の少なくとも1本のV溝が形成されているV溝基板と、
前記V溝基板のV溝内に接着固定された光ファイバ心線と、
前記光ファイバ心線を挟み、前記V溝基板の表面に接着固定された押さえ基板と、
を有しており、
前記光ファイバ心線は、前記V溝基板の端面から先端面が露出する所定長さの第1光ファイバ心線と、前記第1光ファイバ心線の後端面に同軸に接合(溶接を含む。)された第2光ファイバ心線とを備え、
前記第1光ファイバ心線のコア径と前記第2光ファイバ心線のコア径とは相互に異なることを特徴としている。
The preferred optical fiber array of the present invention is:
A V-groove substrate having a surface formed with at least one V-groove for aligning optical fibers;
An optical fiber core wire bonded and fixed in the V-groove of the V-groove substrate;
A pressing substrate sandwiched between the optical fiber cores and bonded and fixed to the surface of the V-groove substrate;
Have
The optical fiber core is coaxially bonded (including welding) to the first optical fiber core having a predetermined length from which the front end surface is exposed from the end surface of the V-groove substrate and the rear end surface of the first optical fiber core. And a second optical fiber core wire,
The core diameter of the first optical fiber core and the core diameter of the second optical fiber core are different from each other.
例えば、前記第1光ファイバ心線の前記第1のコア径は、前記第2光ファイバ心線の前記第2のコア径よりも小さいものとされる。 For example, the first core diameter of the first optical fiber core wire is smaller than the second core diameter of the second optical fiber core wire.
また、前記第2光ファイバ心線はシングルモード光ファイバ心線であり、前記第1光ファイバ心線は、偏波面保存ファイバ心線、あるいは、前記第2光ファイバ心線よりも開口数の大きな高NAファイバ心線であってもよい。この場合には、双方の光ファイバ心線のコア径を同一とすることができる。 The second optical fiber core is a single-mode optical fiber, and the first optical fiber core has a larger numerical aperture than the polarization-maintaining fiber core or the second optical fiber core. A high NA fiber core may be used. In this case, the core diameters of both optical fiber cores can be made the same.
また、本発明は、上記の光ファイバアレイに用いる結合用光ファイバであって、
第1のコア径の第1光ファイバ心線と、
前記第1光ファイバ心線の後端面に同軸に接合され、前記第1のコア径とは異なる第2のコア径の第2光ファイバ心線と、
を有しており、
前記第1光ファイバ心線の先端面に露出する前記第1のコア径のコア先端面が光出射面あるいは光入射面であることを特徴としている。
The present invention is a coupling optical fiber used in the above optical fiber array,
A first optical fiber core having a first core diameter;
A second optical fiber core having a second core diameter different from the first core diameter, coaxially bonded to a rear end surface of the first optical fiber core;
Have
The core tip surface of the first core diameter exposed on the tip surface of the first optical fiber core wire is a light emitting surface or a light incident surface.
第1、第2光ファイバ心線のコア径を同一とする場合には、前記第2光ファイバ心線はシングルモード光ファイバ心線とし、前記第1光ファイバ心線を、偏波面保存ファイバ心線、あるいは、前記第2光ファイバ心線よりも開口数の大きな高NAファイバ心線とすることができる。 When the core diameters of the first and second optical fiber cores are the same, the second optical fiber core wire is a single mode optical fiber core, and the first optical fiber core wire is a polarization-maintaining fiber core. Or a high NA fiber core having a larger numerical aperture than the second optical fiber core.
本発明では、光ファイバの先端に、コア径の異なる光ファイバが同軸に接合されている。例えば、コア径の小さな光ファイバを同軸に接合されている。これにより、光ファイバ先端面から射出される光線の径を所定の径に絞ることができる。レンズを用いる場合とは異なり、光ファイバの長さ方向の寸法合わせが実質的に不要となる。 In the present invention, optical fibers having different core diameters are coaxially joined to the tip of the optical fiber. For example, an optical fiber having a small core diameter is coaxially joined. Thereby, the diameter of the light beam emitted from the front end surface of the optical fiber can be reduced to a predetermined diameter. Unlike the case of using a lens, it is substantially unnecessary to adjust the dimension of the optical fiber in the length direction.
以下に、図面を参照して、本発明を適用した光ファイバアレイの実施の形態を説明する。 Embodiments of an optical fiber array to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.
図1(a)は本実施の形態に係る光ファイバアレイを示す平面図であり、図1(b)は
その側面図である。図2(a)は図1(a)の図1の矢印Bで示す方向から見た場合の光ファイバアレイの正面図であり、図2(b)は図1(b)の符号Aで示す部分の部分拡大断面図である。なお、図示の例は、説明を簡単にするために、1本の光ファイバ心線を備えた場合の例であるが、複数本の光ファイバイ芯線を備えた光ファイバイアレイに対しても本発明を適用可能なことは勿論である。
FIG. 1A is a plan view showing an optical fiber array according to the present embodiment, and FIG. 1B is a side view thereof. 2A is a front view of the optical fiber array as viewed from the direction indicated by the arrow B in FIG. 1A, and FIG. 2B is indicated by reference A in FIG. 1B. It is a partial expanded sectional view of a part. The example shown in the figure is an example in which one optical fiber core wire is provided for the sake of simplicity of explanation, but the present example is also applied to an optical fiber array having a plurality of optical fiber core wires. Of course, the invention is applicable.
これらの図に示すように、光ファイバアレイ1は、表面2aに光ファイバ整列用のV溝3が形成されているV溝基板2と、このV溝基板2のV溝3に接着固定された1本の光ファイバ心線61と、これらの光ファイバ心線61の表面に接着固定されたガラス基板からなる押さえ基板4(カバーガラス)とを有し、光ファイバ心線61は、光ファイバ6の先端6aから被覆が除去された状態でV溝3に収容されている。光ファイバ心線61はコアおよびクラッドから構成される円形断面のものである。
As shown in these drawings, the
光ファイバ心線61は、V溝3を規定している左右一対の傾斜面と、押さえ基板4(カバーガラス)の接着表面に内接しており、これらの面によって配列位置が規定されている。
The
押さえ基板4は、接着剤7によってV溝基板2の表面2a、および各光ファイバ心線61に接着固定されている。また、V溝3に収容されている光ファイバ心線61は、V溝3に充填されている接着剤(図示せず)によってV溝3内に接着固定されている。
The
ここで、光ファイバ心線61は、V溝基板2の先端側の端面2bから先端面11aが露出する所定長さの第1光ファイバ心線11と、この第1光ファイバ心線11の後端面に同軸に接合された第2光ファイバ心線12とを備えている。これらの光ファイバ心線11、12は、融着機を用いて相互に融着されており、図2(b)には、点線で融着ライン13を示してある。
Here, the
第1光ファイバ心線11は例えば超高NAファイバであり、例えば、そのコア径(第1のコア径)が3μmである。第2光ファイバ心線12は例えばシングルモードファイバであり、そのコア径φ1(第2のコア径)は10μmである。第2光ファイバ心線12が光ファイバ6の先端から引き出されている。これら第1、第2光ファイバ心線11、12の外径Dは共に125μmである。これら第1、第2光ファイバ心線11、12によって結合用光ファイバが構成される。
The first optical fiber core 11 is, for example, an ultra high NA fiber, and has a core diameter (first core diameter) of 3 μm, for example. The second optical
この構成の光ファイバアレイ1は、先端にレンズが取り付けられた光ファイバイアレイ(レンズアレイ)の代わりに用いることができる。レンズアレイの場合とは異なり、光ファイバの長さ方向の寸法を精度良く合わせる必要がない。すなわち、第1光ファイバ心線11の長さ寸法を精度良く合わせることなく、その先端面11aから所定の径に絞られた光線を射出することができる。
The
(その他の実施の形態)
上記の例では、先端側の第1光ファイバ心線11のコア径を第2光ファイバ心線12よりも小さくしてある。必要に応じて、第1光ファイバ心線11のコア径を大きくすることも可能である。
(Other embodiments)
In the above example, the core diameter of the first optical fiber core 11 on the distal end side is made smaller than that of the second
また、第1光ファイバ心線11として例えば偏光面保存ファイバ(PANDAファイバ)を使用し、第2光ファイバ心線12として通常のシングルモードファイバを用いることも可能である。また、第1光ファイバ心線11として第2光ファイバ心線よりも開口数の大きな高NA光ファイバ心線を用いることも可能である。これらの場合には、双方のコア径を同一とすることができる。
Moreover, it is also possible to use, for example, a polarization plane preserving fiber (PANDA fiber) as the first optical fiber core wire 11 and an ordinary single mode fiber as the second optical
これら第1、第2光ファイバ心線の各種の組み合わせによって、所望の特性を備えた光結合路を構成することができる。 An optical coupling path having desired characteristics can be configured by various combinations of the first and second optical fiber core wires.
次に、上記の例では、配列用のV溝を用いて光ファイバ心線を配列している。この代わりに、基板に、当該基板を貫通する状態に配列孔を、1本あるいは、複数本形成し、各配列孔に光ファイバ心線を配置してもよい。また、基板に、マトリクス状に配列孔を形成し、各配列孔に1本ずつ光ファイバ心線を配置することもできる。さらに、例えば矩形断面の大きな配列孔を形成し、ここに、複数本の光ファイバ心線を例えば1段あるいは多段に重ねて配列することも可能である。 Next, in the above example, the optical fiber core wires are arranged using the V grooves for arrangement. Instead, one or a plurality of array holes may be formed in the substrate so as to penetrate the substrate, and an optical fiber core wire may be disposed in each array hole. Alternatively, array holes may be formed in a matrix on the substrate, and one optical fiber core wire may be disposed in each array hole. Furthermore, for example, a large array hole having a rectangular cross section can be formed, and a plurality of optical fiber core wires can be arranged in one stage or in multiple stages, for example.
1 光ファイバアレイ
2 V溝基板
2a 表面
3 V溝
4 押さえ基板
6 光ファイバ
6a 先端
61 光ファイバ心線
11 第1光ファイバ心線
11a 先端面
12 第2光ファイバ心線
φ1 第1のコア径
φ2 第2のコア径
D 外径
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記光ファイバ心線は、前記基板の端面から先端面が露出する所定長さの第1光ファイバ心線と、前記第1光ファイバ心線の後端面に同軸に接合された第2光ファイバ心線とを備え、
前記第1光ファイバ心線のコア径と前記第2光ファイバ心線のコア径とは相互に異なることを特徴とする光ファイバアレイ。 A substrate on which one or a plurality of optical fiber array holes are formed, and an optical fiber core wire disposed in the array holes;
The optical fiber core includes a first optical fiber core having a predetermined length from which an end surface is exposed from the end surface of the substrate, and a second optical fiber core coaxially bonded to the rear end surface of the first optical fiber core wire. With a line,
An optical fiber array, wherein a core diameter of the first optical fiber core and a core diameter of the second optical fiber core are different from each other.
前記V溝基板のV溝内に接着固定された光ファイバ心線と、
前記光ファイバ心線を挟み、前記V溝基板の表面に接着固定された押さえ基板と、
を有しており、
前記光ファイバ心線は、前記V溝基板の端面から先端面が露出する所定長さの第1光ファイバ心線と、前記第1光ファイバ心線の後端面に同軸に接合された第2光ファイバ心線とを備え、
前記第1光ファイバ心線のコア径と前記第2光ファイバ心線のコア径とは相互に異なることを特徴とする光ファイバアレイ。 A V-groove substrate having a surface formed with at least one V-groove for aligning optical fibers;
An optical fiber core wire bonded and fixed in the V-groove of the V-groove substrate;
A pressing substrate sandwiched between the optical fiber cores and bonded and fixed to the surface of the V-groove substrate;
Have
The optical fiber core includes a first optical fiber core having a predetermined length from which an end surface is exposed from the end surface of the V-groove substrate, and a second light coaxially bonded to the rear end surface of the first optical fiber core wire. With a fiber core,
An optical fiber array, wherein a core diameter of the first optical fiber core and a core diameter of the second optical fiber core are different from each other.
前記光ファイバ心線は、前記基板の端面から先端面が露出する所定長さの第1光ファイバ心線と、前記第1光ファイバ心線の後端面に同軸に接合された第2光ファイバ心線とを備え、
前記第2光ファイバ心線はシングルモード光ファイバ心線であり、
前記第1光ファイバ心線は、偏波面保存ファイバ心線、あるいは、前記第2光ファイバ心線よりも開口数の大きな高NAファイバ心線であることを特徴とする光ファイバアレイ。 A substrate on which one or a plurality of optical fiber array holes are formed, and an optical fiber core wire disposed in the array holes;
The optical fiber core includes a first optical fiber core having a predetermined length from which an end surface is exposed from the end surface of the substrate, and a second optical fiber core coaxially bonded to the rear end surface of the first optical fiber core wire. With a line,
The second optical fiber core is a single mode optical fiber;
The optical fiber array, wherein the first optical fiber core is a polarization-maintaining fiber core or a high NA fiber core having a larger numerical aperture than the second optical fiber core.
前記V溝基板のV溝内に接着固定された光ファイバ心線と、
前記光ファイバ心線を挟み、前記V溝基板の表面に接着固定された押さえ基板と、
を有しており、
前記光ファイバ心線は、前記V溝基板の端面から先端面が露出する所定長さの第1光ファイバ心線と、前記第1光ファイバ心線の後端面に同軸に接合された第2光ファイバ心線とを備え、
前記第2光ファイバ心線はシングルモード光ファイバ心線であり、
前記第1光ファイバ心線は、偏波面保存ファイバ心線、あるいは、前記第2光ファイバ心線よりも開口数の大きな高NAファイバ心線であることを特徴とする光ファイバアレイ。 A V-groove substrate having a surface formed with at least one V-groove for aligning optical fibers;
An optical fiber core wire bonded and fixed in the V-groove of the V-groove substrate;
A pressing substrate sandwiched between the optical fiber cores and bonded and fixed to the surface of the V-groove substrate;
Have
The optical fiber core includes a first optical fiber core having a predetermined length from which an end surface is exposed from the end surface of the V-groove substrate, and a second light coaxially bonded to the rear end surface of the first optical fiber core wire. With a fiber core,
The second optical fiber core is a single mode optical fiber;
The optical fiber array, wherein the first optical fiber core is a polarization-maintaining fiber core or a high NA fiber core having a larger numerical aperture than the second optical fiber core.
前記第1光ファイバ心線の後端面に同軸に接合され、前記第1のコア径とは異なる第2のコア径の第2光ファイバ心線と、
を有しており、
前記第1光ファイバ心線の先端面に露出する前記第1のコア径のコア先端面が光出射面
あるいは光入射面である結合用光ファイバ。 A first optical fiber core having a first core diameter;
A second optical fiber core having a second core diameter different from the first core diameter, coaxially bonded to a rear end surface of the first optical fiber core;
Have
A coupling optical fiber in which a core tip surface of the first core diameter exposed at a tip surface of the first optical fiber core wire is a light emitting surface or a light incident surface.
前記第1光ファイバ心線の後端面に同軸に接合された第2光ファイバ心線と、
を有しており、
前記第1光ファイバ心線の先端面に露出する前記第1のコア径のコア先端面が光出射面あるいは光入射面であり、
前記第2光ファイバ心線はシングルモード光ファイバ心線であり、
前記第1光ファイバ心線は、偏波面保存ファイバ心線、あるいは、前記第2光ファイバ心線よりも開口数の大きな高NAファイバ心線であることを特徴とする結合用光ファイバ。 A first optical fiber core;
A second optical fiber core coaxially bonded to a rear end surface of the first optical fiber core;
Have
The core tip surface of the first core diameter exposed at the tip surface of the first optical fiber core wire is a light emitting surface or a light incident surface;
The second optical fiber core is a single mode optical fiber;
The first optical fiber core is a polarization-maintaining fiber core or a high NA fiber core having a larger numerical aperture than the second optical fiber core.
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