JP3229142B2

JP3229142B2 - 光学装置

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Publication number: JP3229142B2
Application number: JP28955694A
Authority: JP
Inventors: 照夫山下; 康孝松本; 寿久黒澤
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1994-11-24
Filing date: 1994-11-24
Publication date: 2001-11-12
Anticipated expiration: 2016-11-12
Also published as: JPH08146242A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ファイバ接続用の保持
部材を用いた光学装置に関し、特に、コリメートレンズ
や偏光ガラス等の光学部品に光ファイバを接続した光学
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光計測、光センシングまたは光通
信を行うための光学装置の分野では、光導波路部品、レ
ーザ半導体、コリメータ、アイソレータ、音響光学変調
器、偏光子等の光学部品が使用される。光学装置内にお
けるこれらの光学部品には、光の伝搬のための光ファイ
バが結合される。この光ファイバとして、例えば偏波保
持ファイバを光学部品に結合する場合には、偏波保持フ
ァイバの入射部または出射部の端面をその偏波軸が光学
部品の偏波軸と一致するように結合させる必要がある。
なお、光学部品の結合部の端面および偏波保持ファイバ
の端面は、光軸に対して垂直に形成されたものや、斜め
に形成されたものがある。

【０００３】このような光学部品と光ファイバとの結合
を行う光学装置では、結合部分の挿入損失、反射損失、
クロストーク等がその性能を左右する。このため、光学
装置の性能を保持するには、光学部品と光ファイバとを
良好に結合させることが重要である。

【０００４】図１３は従来の方式で光ファイバを結合し
た光導波路部品の一例を示す平面図である。光導波路部
品７０の光導波路面７１には、コア７１ａが形成されて
いる。光導波路面７１の両端面には、それぞれ接着剤７
６，７７を介して光ファイバ７２，７３が結合されてい
る。このとき、光ファイバ７２，７３の各接合端部７２
ａ，７３ａには、それぞれキャピラリ７４，７５が取り
付けられており、キャピラリ７４の端面は接合部７２ａ
の端面と、キャピラリ７５の端面は接合部７３ａの端面
と、それぞれ一致するようになっている。また、光導波
路面７１の両端部には、保護部材７０ａ，７０ｂが取り
付けられており、各端面がそれぞれ接着剤７６，７７を
介してキャピラリ７４，７５の端面と接合している。

【０００５】図１４は図１３の光導波路面７１への光フ
ァイバの接続方式を示す図である。なお、ここでは、保
護部材７０ａ，７０ｂは省略してある。光ファイバ７３
は、例えば偏波保持ファイバの一種のパンダファイバで
ある。また、キャピラリ７５は、セラミックスを材料と
している。光ファイバ７３の接合部７３ａは、円柱状の
キャピラリ７５に形成された細孔７５ａに挿入され、図
示されていない接着剤で細孔７５ａに固定されている。

【０００６】このような光ファイバ７３は、例えば光軸
がＺ軸と一致するように、端面７３ｂをコア７１ａの端
面と合わせる。図１５は図１４の光ファイバ７３の端面
７３ｂの拡大図である。光ファイバ７３の端面７３ｂを
光導波路面７１のコア７１ａの端面と合わせるために
は、例えば、光ファイバ７３内のコア７３ｃ、応力付与
材７３ｄ，７３ｅの各中心を結ぶ線がＹ軸と一致するよ
うにする。これと同時に、作業者は、光導波路面７１の
出力エネルギーを測定する。そして、光導波路面７１の
出力エネルギーが予め測定した光ファイバ７３の出力エ
ネルギーに最も近くなるように、光ファイバ７３をＸ，
Ｙ，Ｚの３軸方向およびＺ軸周りの角度θｚに微調整し
ながら接合する。

【０００７】一方、光学装置としては、上記の他に、コ
リメータがある。図１６は従来のコリメータの概略構成
を示す図である。コリメータ８１は、光センサ等に用い
られる偏光ファイバコリメータである。光コネクタとし
てのキャピラリ８２には、光ファイバ８５が結合されて
いる。また、キャピラリ８２とコリメートレンズ８３と
の間には、積層型偏光子８４が挟まれ固定されている。
このようなコリメータ８１は、光ファイバ８５から出射
された光を積層型偏光子８４で偏光し、コリメートレン
ズ８３によって光を平行にして出力する。

【０００８】一般に、光ファイバを使用した偏光ファイ
バコリメータでは、コリメートレンズの後方に偏光素子
を設置した方が高性能となる。これは、積層型偏光子８
４を始めとする偏光素子は、クロストーク（偏光度）に
対する光の入射角依存性があるため、光ファイバ８５の
開口数ＮＡに応じて広がりを持った光よりも、コリメー
トレンズ８３を通過した平行光の方がクロストークが高
まり直線偏光性を高めることができるからである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前者の光導波
路部品の方では、従来のキャピラリ７４，７５は円柱形
のため、その軸周りの向きを特定することができないた
め、取り付けられた光ファイバ７２，７３の偏波軸方向
を目視で確認することはできなかった。このため、光導
波路部品７０および光ファイバ７２，７３のように、互
いに偏波軸を一致または両偏波軸が特定の角度になるよ
うに結合させる必要がある場合には、複雑かつ難易のた
め、作業に時間がかかるという問題点があった。

【００１０】また、後者のコリメータの方では、積層型
偏光子８４は、コストおよび製造の問題から、有効径数
百μｍと小さく、厚さは数十μｍと薄い。また、機械的
強度も弱い。積層型偏光子８４をコリメータに用いる場
合、有効径が小さいことから、ファイバ端面に直接張り
付ける構造を取らざるをえない。その理由は、光ファイ
バ８５の出射光に広がりがあるため、ファイバ端面に直
接張り付ける構造でないと光を低損失で効率よく透過す
ることはできない。このため十分なクロストークを高め
ることができないからである。

【００１１】さらに、積層型偏光子８４をファイバ端面
に直接張り付ける構造の場合、以下の欠点も生じる。す
なわち、反射減衰量を大きくするには、光ファイバ８５
の端面を斜めにする必要があるが、こうすると、偏光特
性の入射角依存性があるため、クロストークが低下して
しまう。また、光ファイバ８５および積層型偏光子８４
の偏光軸どうしを合わせて、接着固定することは困難で
ある。

【００１２】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、光学部品と光ファイバとの結合を高精度でか
つ容易に行うことのできる光学装置を提供することを目
的とする。

【００１３】また、本発明の他の目的は、光学部品とし
てコリメートレンズが使用される光学装置において、高
性能であり、かつ設計の自由度の高い光学装置を提供す
ることである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、光ファイバを用いた光学装置において、
光ファイバと、前記光ファイバからの光を偏光する偏光
ガラスと、前記偏光ガラスからの光をコリメート光に変
換するコリメートレンズと、を有し、前記光ファイバの
端部に取り付けられるとともに、前記光ファイバを伝搬
する光の偏波軸の向きを示す基準面が形成された保持部
材を有し、前記保持部材の基準面が嵌合する形状部を有
するとともに、前記偏光ガラスが結合されるスペーサを
有し、前記基準面および前記形状部が嵌合することによ
り、前記光ファイバと偏光ガラスは所定の距離をおき、
前記光ファイバを伝搬する光の偏波軸と前記偏光ガラス
の偏波軸が一致するようになされていることを特徴とす
る光学装置が、提供される。

【００１５】また、光ファイバを用いた光学装置におい
て、光ファイバと、前記光ファイバからの光をコリメー
ト光に変換するコリメートレンズと、前記コリメートレ
ンズからの光を偏光する偏光ガラスと、を有し、前記光
ファイバの端部に取り付けられるとともに、前記光ファ
イバを伝搬する光の偏波軸の向きを示す基準面が形成さ
れた保持部材を有し、前記光ファイバとコリメートレン
ズは、所定の距離をおいて接続されており、前記光ファ
イバと偏光ガラスは、その偏波軸が一致するように接続
されており、前記保持部材の基準面が嵌合する形状部を
有するスペーサを有し、前記基準面および前記形状部が
嵌合することにより、前記光ファイバと偏光ガラスは所
定の距離をおき、前記光ファイバを伝搬する光の偏波軸
と前記偏光ガラスの偏波軸が一致するようになされてい
ることを特徴とする光学装置が、提供される。

【００１６】

【作用】光ファイバの端部に取り付けられる保持部材に
形成された基準面によって、光ファイバを伝搬する光の
偏波軸の向きが確認できるので、光学部品を伝搬する光
の偏波軸と光ファイバを伝搬する光の偏波軸とが常に所
定の角度の関係となるようにすることができる。

【００１７】また、光学部品として、光ファイバから出
射される光をコリメート光に変換するコリメートレンズ
と、光を偏光する偏光ガラスとを有することにより、偏
光ガラスは有効径が数十ｍｍと大きく、厚さも数ｍｍ以
上、また機械的強度も大きいことから、従来の積層型偏
光子と比べ、径を非常に大きくとることができる。これ
により、光ファイバの出射端面より離れた位置に設置す
ることができる。したがって、偏波軸合わせ、組み立て
が容易になる。また、反射減衰量、クロストークも大き
くできるので、高性能な光学装置が得られる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図２は本発明の第１の参考例の光導波路部品の
概略構成を示す平面図である。また、図３は図２の光導
波路部品の長手方向に沿う断面図である。光導波路部品
１０の基板１０ａは、例えばＺカットのリチウムタンタ
レート（ＬｉＴａＯ₃）で形成されており、この基板１
０ａにプロトン交換により光導波路面１１が形成されて
いる。この光導波路面１１上のコア１１ａは、ＴＭ光の
み伝搬する偏光依存性を有するものである。なお、本参
考例の光導波回路は、マッハツェンダー型光干渉回路で
ある。

【００１９】光導波路面１１の両端部上面には、保護部
材１０ｂ，１０ｃが接着されている。保護部材１０ｂの
図中左側端面、および保護部材１０ｃの図中右側端面
は、それぞれ光導波路面１１および基板１０ａの各端面
と同一平面上にあるように設けられている。そして、こ
れら各端面には、それぞれ接着剤１６，１７を介してキ
ャピラリ１４，１５の端面が接合されている。ここで、
接着剤１６，１７は、コア１１ａおよび光ファイバ１
２，１３の各コアと屈折率を整合させた光学接着剤であ
る。キャピラリ１４，１５には、それぞれ光ファイバ１
２，１３が取り付けられ、後述する構造および手順によ
り、各コアが光導波路面１１のコア１１ａと接合してい
る。

【００２０】一方、基板１０ａの下側面１０ｄは、光導
波路面１１とほぼ平行な平面に形成されており、この下
側面１０ｄが光導波路部品１０側の基準面とされる。図
１はキャピラリ１５の構成を示す図であり、（Ａ）は斜
視図、（Ｂ）は光ファイバを挿入した状態を示す斜視図
である。キャピラリ１５は、例えばガラスで形成された
円柱体に平面形状の切り欠き面１５ｂが形成されること
により、全体が形成されている。この切り欠き面１５ｂ
は、後述するアライメント用の基準面として形成されて
いる。切り欠き面１５ｂの厚さは、切り欠き面１５ｂを
形成する前のキャピラリ１５の直径を１．８ｍｍとした
とき、０．２ｍｍ程度が好ましい。また、キャピラリ１
５には、軸芯にそって細孔１５ａが形成されている。こ
の細孔１５ａには、光ファイバ１３の接続端部１３ａが
挿入され、図示されていない接着剤により固定されてい
る。ここで、光ファイバ１３は、例えば偏波保持ファイ
バの一種のパンダファイバであり、偏波軸が切り欠き面
１５ｂと垂直または平行になるように細孔１５ａに挿
入、固定されている。また、光ファイバ１３の端面１３
ｂは、キャピラリ１５の端面１５ｃと同一平面上にある
ように挿入、固定されている。

【００２１】なお、キャピラリ１４および光ファイバ１
２の構成は、それぞれキャピラリ１５および光ファイバ
１３とほぼ同じなので、ここでは説明を省略する。次
に、このような構成の光ファイバ１３およびキャピラリ
１５の光導波路部品１０への接続手順を説明する。

【００２２】図４は光導波路部品１０への光ファイバ１
３およびキャピラリ１５の接続手順を示す図である。な
お、ここでは、保護部材１０ｂ，１０ｃは省略してあ
る。また、図５は光ファイバ１３の端面１３ｂの拡大図
である。光ファイバ１３は、例えば光ファイバ１３内の
コア１３ｃ、応力付与材１３ｄ，１３ｅの各中心を結ぶ
線が切り欠き面１５ｂと垂直になるようにキャピラリ１
５に挿入固定されている。

【００２３】このような光ファイバ１３をコア１１ａの
端面に接続させる場合には、光ファイバ１３の光軸がＺ
軸方向と一致するように、その端面１３ｂをコア１１ａ
の端面と合わせる。そして、作業者は、光導波路面１１
上のコア１１ａからの出力エネルギーを測定し、その出
力エネルギーが予め測定した光ファイバ１３の出力エネ
ルギーに最も近くなるように、光ファイバ１３をＸ軸お
よびＹ軸方向に微調整する。このとき、作業者は、キャ
ピラリ１５の切り欠き面１５ｂが常に基板１０ａの下側
面１０ｄと平行になるようにする。これにより、光ファ
イバ１３の偏波軸は常に一定の向きに保持されるので、
光ファイバ１３をＺ軸周りの角度θｚに対して微調整し
なくて済む。したがって、光ファイバ１３の偏波軸と光
導波路面１１の偏波軸とを正確にかつ簡単に合わせるこ
とができる。

【００２４】なお、キャピラリ１４および光ファイバ１
２についても同じ手順により光導波路部品１０と接続す
ることができる。このようなキャピラリ１４，１５につ
いて本願発明者が実験したところ、光導波路面１１を波
長６３３ｎｍの偏光依存性シングルモード光導波路とし
た場合、軸ずれ損失は入力と出力の合計で平均で０．６
８ｄＢ、クロストークは３０ｄＢ以上であった。よっ
て、Ｘ軸、Ｙ軸のアライメント精度は+/- ０．６μｍ以
下であり、θｚのアライメント精度は+/- ２°以下であ
る。これらの値は従来のキャピラリを使用した場合とほ
ぼ同じであり、従来通りにアライメント精度を保持しな
がらも接続作業の時間は大幅に短縮された。

【００２５】なお、本参考例では、光ファイバ１２，１
３をパンダファイバとする例を示したが、これに限られ
ることはなく、楕円コア型ファイバや楕円ジャケット型
ファイバ等の他の偏波保持ファイバにも適用できる。

【００２６】さらに、本参考例では、光ファイバ１２，
１３を偏波保持ファイバとする例を示したが、これに限
られることなく、ファイバ断面内で直行する２方向に偏
波した独立の２つのモードが伝搬するシングルモード光
ファイバにも適用できる。

【００２７】また、本参考例では、光導波路面１１のコ
ア１１ａがＴＭ光のみ伝搬する偏波依存性を有する例を
示したが、これに限られることなく、光導波路コア断面
内で直行する２方向に偏波した独立の２つのモードが伝
搬するシングルモード光ファイバにも適用できる。

【００２８】次に本発明の第２の参考例を説明する。図
６は本発明の第２の参考例の光導波路部品の概略構成を
示す平面図である。光導波路部品２０の基板２０ａは、
例えばＺカットのリチウムタンタレート（ＬｉＴａＯ3
）で形成されており、この基板２０ａにプロトン交換
により光導波路面２１が形成されている。この光導波路
面２１のコア２１ａは、ＴＭ光のみ伝搬する偏光依存性
を有するものである。なお、本参考例の光導波回路は、
マッハツェンダー型光干渉回路である。

【００２９】光導波路部品２０は、図に示すように、両
端面が斜めに形成されている。光導波路面２１の両端部
上面には、保護部材２０ｂ，２０ｃが接着されている。
保護部材２０ｂの図中左側端面、および保護部材２０ｃ
の図中右側端面は、光導波路部品２０と同様に斜めに形
成されており、それぞれ光導波路面２１および基板２０
ａの各端面と同一平面上にあるように設けられている。
そして、これら各端面には、それぞれ接着剤２６，２７
を介してキャピラリ２４，２５の端面が接合されてい
る。この場合、キャピラリ２４，２５の端面は、光導波
路部品２０の端面と合致するような角度で斜めに形成さ
れている。ここで、接着剤２６，２７は、コア２１ａお
よび光ファイバ２２，２３の各コアと屈折率を整合させ
た光学接着剤である。キャピラリ２４，２５には、それ
ぞれ光ファイバ２２，２３が取り付けられ、後述する構
造および手順により、各コアが光導波路面２１のコア２
１ａと接合している。

【００３０】一方、基板２０ａの図示されていない下側
面は、光導波路面２１とほぼ平行な平面に形成されてお
り、この下側面が光導波路部品２０側の基準面とされ
る。図７はキャピラリ２４の構成を示す図であり、
（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は光ファイバを挿入した状態を
示す斜視図である。キャピラリ２４は、例えばガラスで
形成された円柱体に平面形状の切り欠き面２４ｂが形成
されることにより、全体が形成されている。この切り欠
き面２４ｂは、アライメント用の基準面として形成され
ている。切り欠き面２４ｂの厚さは、切り欠き面２４ｂ
を形成する前のキャピラリ２４の直径を１．８ｍｍとし
たとき、０．２ｍｍ程度が好ましい。

【００３１】キャピラリ２４の端面２４ｃは、例えば光
ファイバ２２の光軸をＺ軸に合わせた場合に、Ｘ−Ｙ平
面に対して角度αだけ傾くように研磨されている。この
角度αは、光導波路部品２０の光軸と光ファイバ２２の
光軸とが光学的に接続可能な範囲に設定されている。ま
た、キャピラリ２４には、光軸に沿って細孔２４ａが形
成されている。この細孔２４ａには、光ファイバ２２の
接続端部２２ａが挿入され、図示されていない接着剤に
より固定されている。ここで、光ファイバ２２は、例え
ば偏波保持ファイバの一種のパンダファイバであり、偏
波軸が切り欠き面２４ｂと垂直または平行になるように
細孔２４ａに挿入、固定されている。また、光ファイバ
２２の端面２２ｂは、キャピラリ２４の端面２４ｃとほ
ぼ同一平面上にあるように形成され、かつ挿入、固定さ
れている。

【００３２】なお、キャピラリ２４の細孔２４ａに予め
光ファイバ２２を挿入してから端面２４ｃおよび２２ｂ
を同時に研磨することにより傾斜を形成するようにして
もよい。

【００３３】また、キャピラリ２５および光ファイバ２
３の構成は、それぞれキャピラリ２４および光ファイバ
２２とほぼ同じなので、ここでは説明を省略する。この
ような構成のキャピラリ２４は、図１〜図５で説明した
第１の参考例とほぼ同じ手順で光導波路部品２０の端面
に接続する。すなわち、光導波路面２１の出力エネルギ
ーを測定し、その出力エネルギーが予め測定した光ファ
イバ２２の出力エネルギーに最も近くなるように、光フ
ァイバ２２をＸ軸およびＹ軸方向に微調整し、このと
き、キャピラリ２４の切り欠き面２４ｂが常に光導波路
面２１の図示されていない下側面と平行になるようにす
る。

【００３４】これにより、光ファイバ２２の偏波軸は常
に一定の向きに保持されるので、光ファイバ２２をＺ軸
周りの角度θｚに対して微調整しなくて済む。したがっ
て、光ファイバ２２の偏波軸と光導波路面２１の偏波軸
とを正確にかつ簡単に合わせることができる。また、本
参考例では、光導波路部品２０の端面に合わせて、キャ
ピラリ２４および光ファイバ２２の端面を角度αで傾斜
させるようにしたので、反射減衰量を大きくさせ、かつ
光導波路部品２０との接続を良好にすることができる。

【００３５】なお、キャピラリ２５および光ファイバ２
３についても同じ手順により光導波路部品２０と接続す
ることができる。このようなキャピラリ２４，２５につ
いて本願発明者が実験したところ、光導波路面２１を波
長６３３ｎｍの偏光依存性シングルモード光導波路とし
た場合、第１の参考例とほぼ同じく、軸ずれ損失は入力
と出力の合計で平均で０．６８ｄＢ、クロストークは３
０ｄＢ以上であった。よって、Ｘ軸、Ｙ軸のアライメン
ト精度は+/- ０．６μｍ以下であり、θｚのアライメン
ト精度は+/- ２°以下である。これらの値は従来のキャ
ピラリを使用した場合とほぼ同じであり、従来通りにア
ライメント精度を保持しながらも接続作業の時間は大幅
に短縮された。

【００３６】なお、本参考例では、光ファイバ２２，２
３をパンダファイバとする例を示したが、これに限られ
ることはなく、楕円コア型ファイバや楕円ジャケット型
ファイバ等の他の偏波保持ファイバにも適用できる。

【００３７】さらに、本参考例では、光ファイバ２２，
２３を偏波保持ファイバとする例を示したが、これに限
られることなく、ファイバ断面内で直行する２方向に偏
波した独立の２つのモードが伝搬するシングルモード光
ファイバにも適用できる。

【００３８】また、本参考例では、光導波路面２１のコ
ア２１ａがＴＭ光のみ伝搬する偏波依存性を有する例を
示したが、これに限られることなく、光導波路コア断面
内で直行する２方向に偏波した独立の２つのモードが伝
搬するシングルモード光ファイバにも適用できる。

【００３９】また、本参考例では、キャピラリ２４，２
５の端面は、光導波路部品２０の端面と合致するような
角度で斜めに形成されている例を示したが、これに限ら
ず、光導波路部品２０、光ファイバ２２，２３の屈折率
の関係に応じて、それぞれ適切な角度に形成されていて
もよい。

【００４０】次に、本発明の第３の参考例を説明する。
図８は本発明の第３の参考例のコリメータの構成を示す
側断面図である。コリメータ３０は円筒形のフェルール
３１によって外形が形成されている。フェルール３１内
の出射側には、円形の偏光レンズ３２が設けられてい
る。この偏光レンズ３２は、１方向に配列された針状の
金属微粒子を内部に形成し、偏光特性を付与された偏光
ガラスにレンズ形状を与えたものである。これにより、
偏光レンズ３２は、光ファイバから出射される発散光３
７を平行光にコリメートし、ＴＭ光あるいはＴＥ光の何
れか一方のみの偏光を行う。

【００４１】フェルール３１内の偏光レンズ３２の前方
には、ガラス製のキャピラリ３３が挿入され、固定され
ている。キャピラリ３３は、直径がフェルール３１の内
径とほぼ同じ大きさの円柱体状に、切り欠き面３３ｂが
形成されることにより全体が形成されている。また、キ
ャピラリ３３には、軸にそって細孔３３ａが形成されて
いる。この細孔３３ａには、光ファイバ３４のクラッド
３４ａがその被覆３４ｂが剥かれて挿入され、図示され
ていない接着剤により固定されている。ここで光ファイ
バ３４は、例えば偏波保持ファイバの一種のパンダファ
イバであり、偏波軸が切り欠き面３３ｂと垂直または平
行となるように細孔３３ａに挿入、固定され、しかも偏
光レンズ３２の偏波軸と一致するようにしてある。

【００４２】また、フェルール３１内には、ベース部材
３６が設けられている。ベース部材３６には、平面状の
ベース面３６ａが形成されており、キャピラリ３３をフ
ェルール３１内に挿入したときに、フェルール３１の内
壁とベース面３６ａとの間にキャピラリ３３が嵌合でき
るようになっている。

【００４３】このような構成により、フェルール３１に
光ファイバ３４を接続するときには、上述した偏波軸の
向きになるように光ファイバ３４の先端のクラッド３４
ａをキャピラリ３３に挿入、固定し、キャピラリ３３を
フェルール３１内に挿入し、接着剤３５で固定する。こ
のとき、キャピラリ３３は、その切り欠き面３３ｂの向
きをベース部材３６のベース面３６ａの向きと一致させ
る。これにより、容易にキャピラリ３３をフェルール３
１内に挿入でき、光ファイバ３４の偏波軸と偏光レンズ
３２の偏波軸とを一致させることができる。

【００４４】本願発明者の実験によれば、光ファイバ３
４に波長１５５０ｎｍ用のパンダファイバを使用した場
合、挿入損失は１ｄＢ以下、出射光のクロストークは４
５ｄＢ以上、反射減衰量は２０ｄＢ以上であった。

【００４５】なお、本参考例では、光ファイバ３４とし
てパンダファイバを用いる例を示したが、これに限られ
ることはなく、楕円コア型ファイバや楕円ジャケット型
ファイバ等の他の偏波保持ファイバでもよい。

【００４６】さらに、本参考例では、光ファイバ３４を
偏波保持ファイバとする例を示したが、これに限られ
ず、ファイバ断面内で直行する２方向に偏波した独立の
２つのモードが伝搬するシングルモード光ファイバにも
適用できる。

【００４７】また、本参考例では、円形の偏光レンズ３
２を使用したが、長方形または正方形の偏光レンズとす
ることもできる。さらに、本参考例では、コリメート光
を出射する手段として偏光レンズ３２を使用したが、偏
光ガラスを用いた偏波依存型光アイソレータを用いて
も、パンダファイバの偏波軸と偏波依存型光アイソレー
タの偏波軸とを容易に合わせることができる。したがっ
て、ファイバ付き光アイソレータが容易に作成できる。

【００４８】次に本発明の第４の参考例を説明する。図
９は本発明の第４の参考例のコリメータの構成を示す側
断面図である。コリメータ４０は円筒形のフェルール４
１によって外形が形成されている。フェルール４１内の
出射側には、円形の偏光レンズ４２が設けられている。
この偏光レンズ４２は、１方向に配列された針状の金属
微粒子を内部に形成し、偏光特性を付与された偏光ガラ
スにレンズ形状を与えたものである。これにより、偏光
レンズ４２は、光ファイバから出射される発散光４７を
平行光にコリメートし、ＴＭ光あるいはＴＥ光の何れか
一方のみの偏光を行う。

【００４９】フェルール４１内の偏光レンズ４２の前方
には、ガラス製のキャピラリ４３が挿入され、固定され
ている。キャピラリ４３は、直径がフェルール４１の内
径とほぼ同じ大きさの円柱体状に、切り欠き面４３ｂが
形成されることにより全体が形成されている。また、キ
ャピラリ４３には、軸にそって細孔４３ａが形成されて
いる。この細孔４３ａには、光ファイバ４４のクラッド
４４ａがその被覆４４ｂが剥かれて挿入され、図示され
ていない接着剤により固定されている。ここで光ファイ
バ４４は、例えば偏波保持ファイバの一種のパンダファ
イバであり、偏波軸が切り欠き面４３ｂと垂直または平
行となるように細孔４３ａに挿入、固定され、しかも、
偏光レンズ４２の偏波軸と一致するようにしてある。

【００５０】キャピラリ４３の端面４３ｃは、偏光レン
ズ４２と平行な面に対して所定角度θα（例えば８°）
だけ傾斜するように研磨形成されている。この研磨は、
光ファイバ４４が細孔４３ａに挿入、固定される前でも
後でもよい。

【００５１】フェルール４１内には、ベース部材４６が
設けられている。ベース部材４６には、平面状のベース
面４６ａが形成されており、キャピラリ４３をフェルー
ル４１内に挿入したときに、フェルール４１内壁とベー
ス面４６ａとの間にキャピラリ４３が嵌合できるように
なっている。

【００５２】このような構成により、フェルール４１に
光ファイバ４４を接続するときには、上述した偏波軸の
向きになるように光ファイバ４４の先端のクラッド４４
ａをキャピラリ４３に挿入、固定し、キャピラリ４３を
フェルール４１内に挿入し、接着剤４５で固定する。こ
のとき、キャピラリ４３は、その切り欠き面４３ｂの向
きをベース部材４６のベース面４６ａの向きと一致させ
る。これにより、容易にキャピラリ４３をフェルール４
１内に挿入でき、光ファイバ４４の偏波軸と偏光レンズ
４２の偏波軸とを一致させることができる。

【００５３】本願発明者の実験によれば、光ファイバ４
４に波長１５５０ｎｍ用のパンダファイバを使用した場
合、挿入損失は１ｄＢ以下、出射光のクロストークは４
５ｄＢ以上であった。また、反射減衰量は４０ｄＢ以上
であり、第３の参考例よりも良好であった。

【００５４】なお、本参考例では、光ファイバ４４とし
てパンダファイバを用いる例を示したが、これに限られ
ることはなく、楕円コア型ファイバや楕円ジャケット型
ファイバ等の他の偏波保持ファイバでもよい。

【００５５】さらに、本参考例では、光ファイバ４４を
偏波保持ファイバとする例を示したが、これに限られ
ず、ファイバ断面内で直行する２方向に偏波した独立の
２つのモードが伝搬するシングルモード光ファイバにも
適用できる。

【００５６】また、本参考例では、円形の偏光レンズ４
２を使用したが、長方形または正方形の偏光レンズとす
ることもできる。次に、本発明の第１の実施例を説明す
る。

【００５７】図１０は本発明の第１の実施例のコリメー
タの構成を示す側断面図である。コリメータ５０はほぼ
円筒形のフェルール５１によって外形が形成されてい
る。フェルール５１内の出射側には、コリメートレンズ
５２が設けられている。コリメートレンズ５２の前方に
は、偏光ガラス５３が設けられている。この偏光ガラス
５３は、金属元素を含む原料微粒子を混入させたガラス
材料に引き伸ばし処理を含む処理を施して所定のアスペ
クト比を持たせ、その長手方向が１方向に配列された針
状の金属微粒子を内部に形成させて偏光特性を付与させ
たものである。

【００５８】偏光ガラス５３の前方には、スペーサ５４
を介してガラス製のキャピラリ５５が挿入され、接着剤
５７によりフェルール５１内に固定されている。キャピ
ラリ５５は、概ね、フェルール５１内壁とほぼ同じ大き
さの円柱体状に切り欠き面５５ａが形成されることによ
り構成されている。

【００５９】偏光ガラス５３、スペーサ５４およびキャ
ピラリ５５は、一体に取り付けられている。図１１は偏
光ガラス５３、スペーサ５４およびキャピラリ５５の構
成および結合関係を示す図である。孔５４ｄが形成され
た円筒状の本体５４ａの前後に、それぞれ突状片５４
ｂ，５４ｃが形成されている。本体５４ａの軸方向の長
さと突状片５４ｃの長さを加えた長さは、コリメートレ
ンズ５２の焦点距離になるように設計されている。突状
片５４ｂ，５４ｃは、その上側面がフェルール５１内壁
と同じ曲率に形成されている。また、突状片５４ｂの下
側面は、キャピラリ５５の切り欠き面５５ａと接合でき
るように形成されている。突状片５４ｃは、偏光ガラス
５３の厚さとほぼ同じ長さに形成されている。

【００６０】キャピラリ５５には、軸に沿って細孔５５
ｂが形成されている。この細孔５５ｂには、光ファイバ
５６の先端部が挿入され、図示されていない接着剤によ
り固定されている。ここで光ファイバ５６は、例えば偏
波保持ファイバの一種のパンダファイバであり、偏波軸
が切り欠き面５５ａと垂直または平行となるように細孔
５５ｂに挿入、固定され、しかも、偏光ガラス５３の偏
波軸と一致するようにしてある。

【００６１】このような構成のコリメータ５０におい
て、光ファイバ５６の偏波軸と偏光ガラス５３の偏波軸
を合わせるためには、光ファイバ５６の先端部が挿入、
固定されたキャピラリ５５の切り欠き面５５ａを、スペ
ーサ５４の突状片５４ｂの下側面とを合わせるようにし
て、両者を接着剤等で結合する。また、スペーサ５４の
突状片５４ｃ側の面には、偏光ガラス５３を結合する。
そして、これら光ファイバ５６、キャピラリ５５、スペ
ーサ５４、偏光ガラス５３を一体にした状態でフェルー
ル５１内に挿入し、図１０に示すように偏光ガラス５３
がコリメートレンズ５２に当接した位置で接着剤５７に
より固定する。

【００６２】このように、本実施例では、スペーサ５４
を介して、偏光ガラス５３と、キャピラリ５５に固定し
た光ファイバ５６とを接続するようにしたので、偏光ガ
ラス５３の偏波軸と光ファイバ５６の偏波軸とを容易に
一致させることができる。また、光ファイバ５６の端面
５６ａとコリメートレンズ５２との間の距離をコリメー
トレンズ５２の焦点距離に自動的に調節することができ
る。したがって、結合効率が向上する。

【００６３】本願発明者の実験によれば、波長１５５０
ｎｍ用の光ファイバ５６（パンダファイバ）、偏光ガラ
ス５３、コリメートレンズ５２を使用した場合、挿入損
失は１ｄＢ以下、クロストークは４５ｄＢ以上、反射減
衰量は２０ｄＢ以上、出射ビーム形０．６ｍｍ以下の偏
光光かつ平行光を得ることができた。

【００６４】なお、本実施例では、光ファイバ５６とし
てパンダファイバを用いる例を示したが、これに限られ
ることはなく、楕円コア型ファイバや楕円ジャケット型
ファイバ等の他の偏波保持ファイバでもよい。

【００６５】さらに、本実施例では、光ファイバ５６を
偏波保持ファイバとする例を示したが、これに限られ
ず、ファイバ断面内で直行する２方向に偏波した独立の
２つのモードが伝搬するシングルモード光ファイバにも
適用できる。

【００６６】また、キャピラリ５５の端面５５ｃと光フ
ァイバ５６の端面５６ａを、図１０の状態よりも軸方向
に約８°傾斜するように研磨すると、反射減衰量は４０
ｄＢ以上にすることができる。

【００６７】さらに、コリメートレンズ５２の後方に、
手動で調節できる波長板を設置すれば、コリメートレン
ズ５２から出射された光の偏光方向を任意の状態に可変
することができる。

【００６８】次に、本発明の第２の実施例を説明する。
図１２は本発明の第２の実施例のコリメータの構成を示
す側断面図である。本実施例のコリメータ６０は、図１
０のコリメータ５０における偏光ガラス５３を除き、代
わりにコリメートレンズ５２の後方に偏光ガラス６１を
設けた。それ以外の構成は、図１０とほぼ同じなので、
同一番号を付して説明を省略する。ただし、スペーサ５
４は、突状片５４ｃを除いた形状となっている。

【００６９】また、コリメートレンズ５２と偏光ガラス
６１との間には、スペーサ６２が設けられている。偏光
ガラス６１は、偏光ガラス５３と同様に、金属元素を含
む原料微粒子を混入させたガラス材料に引き伸ばし処理
を含む処理を施して所定のアスペクト比を持たせ、その
長手方向が１方向に配列された針状の金属微粒子を内部
に形成させて偏光特性を付与させたものである。

【００７０】このように、本実施例では、偏光ガラス６
１をコリメートレンズ５２の後方に設けたので、平行な
光を偏光ガラス６１に入射し、そこで偏光することがで
きる。したがって、より高性能の偏光光を出力すること
ができる。

【００７１】本願発明者の実験によれば、波長１５５０
ｎｍ用の光ファイバ５６（パンダファイバ）、偏光ガラ
ス５３、コリメートレンズ５２を使用した場合、挿入損
失は１ｄＢ以下、クロストークは５０ｄＢ以上、反射減
衰量は２０ｄＢ以上、出射ビーム形０．６ｍｍ以下の偏
光光かつ平行光を得ることができた。

【００７２】なお、本実施例では、光ファイバ５６とし
てパンダファイバを用いる例を示したが、これに限られ
ることはなく、楕円コア型ファイバや楕円ジャケット型
ファイバ等の他の偏波保持ファイバでもよい。

【００７３】さらに、本実施例では、光ファイバ５６を
偏波保持ファイバとする例を示したが、これに限られ
ず、ファイバ断面内で直行する２方向に偏波した独立の
２つのモードが伝搬するシングルモード光ファイバにも
適用できる。

【００７４】また、キャピラリ５５の端面５５ｃと光フ
ァイバ５６の端面５６ａを、共に図１０の状態よりも軸
方向に約８°傾斜するように研磨すると、反射減衰量は
４０ｄＢ以上にすることができる。

【００７５】さらに、偏光ガラス６１の後方に、手動で
調節できる波長板を設置すれば、偏光ガラス６１から出
射された光の偏光方向を任意の状態に可変することがで
きる。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、光ファ
イバの端部に取り付けられる保持部材に形成された基準
面によって、光ファイバを伝搬する光の偏波軸の向きを
確認できるようにしたので、光学部品を伝搬する光の偏
波軸と光ファイバを伝搬する光の偏波軸とが常に所定の
角度の関係となるようにすることができる。

【００７７】また、本発明では、光学部品として、光フ
ァイバから出射される光をコリメート光に変換するコリ
メートレンズと、光を偏光する偏光ガラスとを有するよ
うにしたので、有効径を大きくとることができ、光ファ
イバの出射端面より離れた位置に設置することができ
る。したがって、偏波軸合わせ、組み立てが容易にな
る。また、反射減衰量、クロストークも大きくできるの
で、高性能な光学装置が得られる。

【００７８】さらに、光ファイバと偏光ガラスの間に所
定の距離をおいて接続されているので、反射戻り光を抑
制することができる。また、入射角依存性の小さい偏光
ガラスを用いたことにより、光ファイバの端面を斜めに
することができ、反射戻り光をより少なくすることがで
きる。また、光ファイバと偏光ガラスは、その偏波軸が
一致するように接続されているので、クロストークの低
下を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の参考例のキャピラリの構成を示
す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は光ファイバを挿
入した状態を示す斜視図である。

【図２】本発明の第１の参考例の光導波路部品の概略構
成を示す平面図である。

【図３】図２の光導波路部品の長手方向に沿う断面図で
ある。

【図４】光導波路部品への光ファイバおよびキャピラリ
の接続手順を示す図である。

【図５】光ファイバの端面の拡大図である。

【図６】本発明の第２の参考例の光導波路部品の概略構
成を示す平面図である。

【図７】本発明の第２の参考例のキャピラリの構成を示
す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は光ファイバを挿
入した状態を示す斜視図である。

【図８】本発明の第３の参考例のコリメータの構成を示
す側断面図である。

【図９】本発明の第４の参考例のコリメータの構成を示
す側断面図である。

【図１０】本発明の第１の実施例のコリメータの構成を
示す側断面図である。

【図１１】図１０の偏光ガラス、スペーサおよびキャピ
ラリの構成および結合関係を示す図である。

【図１２】本発明の第２の実施例のコリメータの構成を
示す側断面図である。

【図１３】従来の方式で光ファイバを結合した光導波路
部品の一例を示す平面図である。

【図１４】図１３の光導波路面への光ファイバの接続方
式を示す図である。

【図１５】図１４の光ファイバの端面の拡大図である。

【図１６】従来のコリメータの概略構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０光導波路部品１０ｄ下側面（第１の基準面）１１光導波路面１２，１３光ファイバ１４，１５キャピラリ１５ｂ切り欠き面（第２の基準面）５０コリメータ５２コリメートレンズ５３偏光ガラス５４スペーサ５５キャピラリ５６光ファイバ６１偏光ガラス

フロントページの続き (56)参考文献特開平４−3484（ＪＰ，Ａ) 特開平６−242346（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−80113（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−185705（ＪＰ，Ａ) 特開平６−27419（ＪＰ，Ａ) 特開平１−173005（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−106（ＪＰ，Ｕ) 実開平３−29810（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 6/16 G02B 6/24 G02B 6/34 G02B 6/36 G02B 27/30

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光ファイバを用いた光学装置において、光ファイバと、前記光ファイバからの光を偏光する偏光ガラスと、前記偏光ガラスからの光をコリメート光に変換するコリ
メートレンズと、を有し、前記光ファイバの端部に取り付けられるとともに、前記
光ファイバを伝搬する光の偏波軸の向きを示す基準面が
形成された保持部材を有し、前記保持部材の基準面が嵌合する形状部を有するととも
に、前記偏光ガラスが結合されるスペーサを有し、前記
基準面および前記形状部が嵌合することにより、前記光
ファイバと偏光ガラスは所定の距離をおき、前記光ファ
イバを伝搬する光の偏波軸と前記偏光ガラスの偏波軸が
一致するようになされていることを特徴とする光学装
置。
【請求項２】光ファイバを用いた光学装置において、光ファイバと、前記光ファイバからの光をコリメート光に変換するコリ
メートレンズと、前記コリメートレンズからの光を偏光する偏光ガラス
と、を有し、前記光ファイバの端部に取り付けられるとともに、前記
光ファイバを伝搬する光の偏波軸の向きを示す基準面が
形成された保持部材を有し、前記光ファイバとコリメートレンズは、所定の距離をお
いて接続されており、前記光ファイバと偏光ガラスは、
その偏波軸が一致するように接続されており、前記保持部材の基準面が嵌合する形状部を有するスペー
サを有し、前記基準面および前記形状部が嵌合すること
により、前記光ファイバと偏光ガラスは所定の距離をお
き、前記光ファイバを伝搬する光の偏波軸と前記偏光ガ
ラスの偏波軸が一致するようになされていることを特徴
とする光学装置。
【請求項３】前記保持部材の基準面が嵌合する形状部
を有するとともに、前記光ファイバの端面と前記コリメ
ートレンズとの距離を所定距離に固定するスペーサ、を
有することを特徴とする請求項１又は２記載の光学装
置。
【請求項４】前記所定距離が、コリメートレンズの焦
点距離であることを特徴とする請求項３記載の光学装
置。
【請求項５】前記光ファイバの端面が、光軸に対し傾
斜するように形成されていることを特徴とする請求項
１、２、３又は４記載の光学装置。