JP7103081B2 - 光ファイバアレイおよび光学測定装置 - Google Patents

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Description

本発明は光ファイバアレイおよび光学測定装置に関するものである。
特許文献1には、単一モード光ファイバアレイの先端に多モード光ファイバアレイを接続する技術が記載されている。
特開平7-199002号公報
光変調素子から出射される光の強度などを測定することがある。この場合、特定の偏波面および単一モードを有するレーザ光を光変調素子に入射し、光変調素子の出射光のうち特定の偏波面を有するレーザ光を測定器に伝搬させる。しかし上記のような多モード光ファイバにおいては、複数の偏波およびモードが混在し得るため、光変調素子の測定における光の入射および出射が困難となる。そこで、特定の偏波面および単一のモードを有する光の伝搬、ならびに特定の偏波面を有する光の伝搬が可能な光ファイバアレイおよび光学測定装置を提供することを目的とする。
本発明に係る光ファイバアレイは、支持体と、前記支持体上に配列された単一モード光ファイバ、および複数の多モード光ファイバと、前記支持体の端面に設けられた偏光板と、を具備し、前記単一モード光ファイバは偏波保持特性を有し、前記単一モード光ファイバの端面および前記多モード光ファイバの端面は、前記支持体の前記端面側を向き、前記偏光板は前記多モード光ファイバの端面を覆うものである。
本発明に係る光学測定装置は、上記の光ファイバアレイと、前記光ファイバアレイの端面と光変調素子との間の距離を調整する距離調整部と、前記光ファイバアレイの単一モード光ファイバに接続されたレーザ光源と、前記光ファイバアレイの多モード光ファイバに接続され、前記光変調素子の出射光の強度を測定する強度測定部と、を具備し、前記レーザ光源から出射されるレーザ光は前記単一モード光ファイバを通じて前記光変調素子に入射し、前記光変調素子から出射されるレーザ光は、前記光ファイバアレイの偏光板および前記多モード光ファイバを通じて前記強度測定部に入射するものである。
上記発明によれば、特定の偏波面および単一のモードを有する光の伝搬、ならびに特定の偏波面を有する光の伝搬が可能である。
図1は光学測定装置を例示するブロック図である。 図2(a)は光ファイバアレイおよび光変調素子を例示する平面図である。図2(b)は光ファイバアレイを例示する正面図である。 図3(a)は距離D1と光強度との関係を示すグラフである。図3(b)は光ファイバの中心からの距離と結合損失との関係を示すグラフである。
[本願発明の実施形態の説明]
最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。
本願発明の一形態は、(1)支持体と、前記支持体上に配列された単一モード光ファイバ、および複数の多モード光ファイバと、前記支持体の端面に設けられた偏光板と、を具備し、前記単一モード光ファイバは偏波保持特性を有し、前記単一モード光ファイバの端面および前記多モード光ファイバの端面は、前記支持体の前記端面側を向き、前記偏光板は前記多モード光ファイバの端面を覆う光ファイバアレイである。偏波保持特性を有する単一モード光ファイバにより、特定の偏波面および単一モードを有する光を伝搬することができる。また、偏光板を通った光が多モード光ファイバに入射する。このため特定の偏波面を有する光が多モード光ファイバを伝搬することができる。
(2)前記多モード光ファイバのコア径は100μm以上、500μm以下でもよい。光ファイバアレイの端面に偏光板を設けるため、光ファイバアレイと光変調素子との間を離間させる。光変調素子から広がる出射光を受光するため、単一モード光ファイバに比べてコア径が大きい多モード光ファイバを用いる。このため結合損失が低下する。
(3)前記多モード光ファイバの端面は、前記支持体の前記端面と同一平面に位置してもよい。多モード光ファイバが端面に入射する光を受光するため、結合損失が低減される。また、支持体の端面に偏光板を設けることで、光の偏波状態を変更することができる。
(4)前記単一モード光ファイバはレンズドファイバであり、前記単一モード光ファイバの端面は前記支持体の端面の外側に突出してもよい。単一モード光ファイバで光を集光し、端面を光変調素子に近づけることで結合損失を低下させる。
(5)前記単一モード光ファイバの両側のそれぞれに少なくとも2つの前記多モード光ファイバが配列されてもよい。これにより光変調素子から出射される複数の光を受光することができる。
(6)前記偏光板の厚さは100μm以上、400μm以下でもよい。光ファイバアレイと外部の機器との間に偏光板を設けることができる。
(7)上記の光ファイバアレイと、前記光ファイバアレイの端面と光変調素子との間の距離を調整する距離調整部と、前記光ファイバアレイの単一モード光ファイバに接続されたレーザ光源と、前記光ファイバアレイの多モード光ファイバに接続され、前記光変調素子の出射光の強度を測定する強度測定部と、を具備し、前記レーザ光源から出射されるレーザ光は前記単一モード光ファイバを通じて前記光変調素子に入射し、前記光変調素子から出射されるレーザ光は、前記光ファイバアレイの偏光板および前記多モード光ファイバを通じて前記強度測定部に入射する光学測定装置である。単一モード光ファイバを通じて入射光を光変調素子に入射し、光変調素子の出射光を多モード光ファイバにより取り出すことができる。
[本願発明の実施形態の詳細]
本発明の実施形態に係る光ファイバアレイおよび光学測定装置の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
(光学測定装置)
図1は光学測定装置100を例示するブロック図である。図1に示すように、光学測定装置100は、光ファイバアレイ10、調芯用ステージ30、温調ステージ40、角度調整用ステージ42、カメラ44、モニタ46、温度コントローラ50、調芯コントローラ52、波長可変レーザ光源54、4つの光パワーメータ56、電流電圧源58、および制御装置60を有する。
光学測定装置100は、光変調素子20にレーザ光を入射し、光変調素子20で変調された光を取り出すことで、光変調素子20の評価を行う装置である。図2(a)で後述するように、光変調素子20の1つの面に入射ポートおよび出射ポートが配置されている。このため、光ファイバアレイ10を光変調素子20の当該面に対向させ、レーザ光の伝搬を行う。
光変調素子20には特定の偏波面を有する単一モードのレーザ光を入射する。また、光変調素子20の出射光のうち特定の偏波面を有する光を測定する。光ファイバアレイ10によりこれらの光の入射および反射を行う。
(光ファイバアレイ10)
図2(a)は光ファイバアレイ10および光変調素子20を例示する平面図である。図2(b)は光ファイバアレイ10を例示する正面図である。図2(a)に示すように、光ファイバアレイ10と光変調素子20とは対向している。光ファイバアレイ10はベースプレート11(支持体)、光ファイバ12a~12dおよび光ファイバ14を有する。ベースプレート11の長さL1は例えば3mm以上、30mm以下である。幅W1は例えば3mm以上、8mm以下である。
図2(b)に示すように、ベースプレート11の上面にはV字状の4つの溝13、および1つの溝15が設けられている。溝13および15は同一の方向に延伸する。1つの溝13には光ファイバ12a~12dのいずれかが配置される。溝15には光ファイバ14が配置される。光ファイバ14はベースプレート11の中央付近に位置し、光ファイバ14の一方の側に光ファイバ12aおよび12bが配列し、他方の側に光ファイバ12cおよび12dが配列する。光ファイバ12a~12dおよび光ファイバ14は同じ方向に延伸する。
光ファイバ12a~12dは多モード光ファイバ(MMF:Multi Mode Fiber)である。光ファイバ14は偏波保持特性を有する単一モード光ファイバ(SMF:Single Mode Fiber)であり、かつ先端が凸状に加工されたレンズドファイバである。光ファイバ12a~12dのコア径は光ファイバ14のコア径より大きく、例えば400μmである。光ファイバ14のコア径は例えば8μmであり、ガラス部分の外径は125μmである。
図2(a)に示すように、光ファイバアレイ10のベースプレート11の面11aは光変調素子20に対向する。面11aと光変調素子20との間の距離D1は例えば0.4mmであり、50μm以上、0.5mm以下としてもよい。
光ファイバ12a~12dの端面は面11aと同一平面に位置する。面11aには2つの偏光板16が貼り付けられている。1つの偏光板16は光ファイバ12aおよび12bを覆い、もう1つの偏光板16は光ファイバ12cおよび12dを覆う。偏光板16の厚さT1は例えば0.2mmであり、100μm以上、400μm以下でもよい。一方、光ファイバ14の端面は、偏光板16に覆われず、面11aよりも光変調素子20側に突出する。光ファイバ14の先端と偏光板16との間の距離D2は例えば0.1mmであり、100μm以上、300μm以下でもよい。光ファイバ14の先端と光変調素子20との接触を避けるため、面11aと光変調素子20との間の距離D1は例えば0.2mm以上、0.5mm以下であることが好ましい。
(光変調素子20)
光変調素子20は例えばGaAs系半導体またはInP系半導体などで形成されたマッハツェンダー型変調器である。図2(b)に示すように、光変調素子20は複数の光導波路21を有し、かつ不図示の電極を有する。光導波路21は結合および分岐し、かつ屈曲する。なお図1では光導波路21を省略した。
光変調素子20の光ファイバアレイ10と対向する面には、1つの入射ポート24および4つの出射ポート22a~22dが設けられている。入射ポート24および出射ポート22a~22dは光導波路21に接続されている。入射ポート24は光ファイバ14に対向する。出射ポート22a~22dはそれぞれ光ファイバ12a~12dに対向する。隣り合う出射ポート間の距離は例えば0.7mmである。出射ポート22bおよび22cと入射ポート24との間の距離は例えば1mmである。
偏波保持特性を有する単一モードの光ファイバ14から、光変調素子20の入射ポート24にレーザ光を入射する。すなわち、特定の偏波面を有する単一モードの入射光を光変調素子20に入射する。
入射光の結合損失を低減するため、光ファイバ14はレンズドファイバとし、かつ先端をベースプレート11の面11aよりも光変調素子20側に突出させる。光変調素子20が光ファイバアレイ10に対して傾斜すると偏光板16に接触し、光変調素子20が破損する恐れがある。傾斜角度が3°でも接触を抑制できるように、光ファイバ14の先端と偏光板16との間の距離D2は例えば0.1mmとする。
レーザ光は光導波路21を伝搬する。不図示の電極に電圧を印加することでレーザ光は例えば四位相偏移変調(QPSK:Quadrature Phase Shift Keying)される。変調後の出射光は出射ポート22a~22dおよび偏光板16を通じて光ファイバ12a~12dに入射する。このため例えばTE方向のように特定の偏波面を有する出射光を取り出すことができる。図1に示すように光学測定装置100内において光ファイバ12a~12dを曲げることがある。曲がった光ファイバ12a~12d内において偏波面を所望の方向に維持するため、偏光板16を面11aに設け、光ファイバ12a~12dへの入射前に出射光を偏光板16に通す。偏光板16を挿入するためには、面11aと光変調素子20との間に空間を設ける。
光ファイバアレイ10と光変調素子20との距離D1を例えば数mm程度まで大きくすることで、厚い偏光板を設けることができる。しかし光変調素子20の出射光は、出射ポート22a~22dから空間に出ると広がる。光ファイバ12a~12dで受光されない光が多くなり、結合損失が増大する。また、偏光板16の中でも出射光は広がるため、結合損失が増大する。距離D1を小さくし、結合損失を低減するため、偏光板16は厚さ0.2mm程度のフィルム状のものが好ましい。
また、距離D1の間で広がる出射光の大部分を受光し、結合損失を低減できるように、光ファイバ14よりもコア径の大きい多モードの光ファイバ12a~12dを用いる。
距離D1および光ファイバ12a~12dのコア径について実験を行った。図3(a)は距離D1と光強度との関係を示すグラフである。横軸は距離D1、縦軸は光ファイバ12a~12dのうち1つが受光する光の強度である。光ファイバのコア径は400μmである。図3(a)に示すように、距離D1が500μm以下では強度は14dBm付近で安定し、500μm以上では距離D1の増加とともに強度が低下する。受光する光の強度を高めるため、距離D1は例えば50μm以上、400μm以下であることが好ましい。
図3(b)は光ファイバの中心からの距離と結合損失との関係を示すグラフである。横軸は中心からの径方向の距離を表す。縦軸は損失量であり、ピークのパワーからの減少を表す。白抜きの円および白抜きの四角はそれぞれ距離D1が50μmの例および100μmの例を示す。黒塗りの三角および白抜きの三角はそれぞれ距離D1が200μmの例および300μmの例を示す。黒塗りの円および黒塗りの四角はそれぞれ距離D1が400μmの例および500μmの例を示す。光ファイバのコア径は400μmである。光ファイバの中心からの距離が大きくなるにつれ、損失量は増大する。例えば距離D1が400μm以下ならば、損失量を-0.2dB以下とするためには中心からの距離を60μm以下とする。つまり、光ファイバアレイ10における光ファイバの配列、光ファイバアレイ10と光変調素子20との調芯における誤差を60μm程度とする。
次に、図1に示す光学測定装置100の他の構成について説明する。制御装置60は例えばパーソナルコンピュータ(PC:Personnel Computer)などのコンピュータであり、温度コントローラ50、調芯コントローラ52、波長可変レーザ光源54、4つの光パワーメータ56および電流電圧源58と、電気的に接続されている。
図1に示すように、調芯用ステージ30の上にフォルダ32が設けられ、フォルダ32の上に光ファイバアレイ10が搭載されている。光ファイバアレイ10の1つの端面は冶具34に突き当てられる。図1に示す固定器具36がカバー18を上から押さえることで、光ファイバを固定する。冶具34および固定器具36は例えばテフロン(登録商標)製である。
調芯用ステージ30は調芯コントローラ52と電気的に接続されている。作業者は制御装置60を用いて調芯コントローラ52を制御し、調芯用ステージ30上の光ファイバアレイ10の位置を調整する。調芯用ステージ30および後述の角度調整用ステージ42は距離D1を調整する距離調整部として機能する。
光ファイバアレイ10は、図2(a)および図2(b)でも示したように、4つの光ファイバ12a~12dおよび光ファイバ14を有する。光ファイバ14の一端は光変調素子20に対向し、他端はコネクタ53により波長可変レーザ光源54と光学的に接続されている。光ファイバ14のガラスは被覆されており、被覆を含む外径は例えば250μmであり、例えば1.53μm~1.57μmの範囲の単一波長かつ単一モードのレーザ光が伝搬する。
光ファイバ12a~12dの一端は光変調素子20に対向し、他端はコネクタ55により光パワーメータ56(強度測定部)と光学的に接続されている。光ファイバ12a~12dの長さはそれぞれ例えば730μmであり、曲げ半径は例えば47mmである。
波長可変レーザ光源54が出射するレーザ光は光ファイバ14を通じて光変調素子20に入射する。光変調素子20はレーザ光を変調する。変調後のレーザ光は光ファイバ12a~12dを通じて光パワーメータ56のそれぞれに入射する。制御装置60は波長可変レーザ光源54から出射されるレーザ光の波長を制御し、光パワーメータ56が測定する光の強度を取得する。
角度調整用ステージ42の上に温調ステージ40が搭載され、温調ステージ40の上に光変調素子20が搭載されている。温調ステージ40は例えばペルチェ素子などを含み、温度コントローラ50と電気的に接続されている。作業者は制御装置60を用いて温度コントローラ50から温調ステージ40に印加する電力を制御する。これにより温調ステージ40上の光変調素子20の温度を調整する。
光変調素子20は、ボンディングワイヤ43を介してマルチコンタクトプローブ41と電気的に接続されている。マルチコンタクトプローブ41は光変調素子20の二辺と対向し、電流電圧源58と電気的に接続されている。
電流電圧源58は多チャンネルの直流電源であり、マルチコンタクトプローブ41を介して光変調素子20の複数の電極に電圧を印加し、かつ複数の電極における電流を測定することができる。作業者は制御装置60から電流電圧源58を制御し、光変調素子20に逆バイアス電圧を印加し、かつ光変調素子20に流れる電流を確認する。
カメラ44は光変調素子20の光ファイバアレイ10との対向面が視野に入るように配置される。モニタ46はカメラ44に接続され、カメラ44が撮像する映像を表示する。また、モニタ46には光変調素子20の位置合わせの基準となる基準線が表示されている。
(光変調素子20の評価)
作業者は、モニタ46内の画像を見ながら、光変調素子20の端面とモニタ46上の基準線とが一致するように、角度調整用ステージ42のマイクロメータを操作する。マルチコンタクトプローブ41を光変調素子20の電極(不図示)に接触させる。作業者は、電流電圧源58を用いて光変調素子20に例えば-5Vの逆バイアス電圧を印加する。電流が規定値以上であれば電流電圧源58をオフにする。電流が規定値未満ならば、規定値以上の電流が得られるまでマルチコンタクトプローブ41の位置合わせなどを行う。
調芯用ステージ30により光ファイバアレイ10の位置を動かし、光ファイバ14の先端を光変調素子20の入射ポート24から例えば50μmの位置まで近づける。波長可変レーザ光源54を駆動させ、例えば1.53~1.57μmの範囲内の単一波長のレーザ光を光変調素子20に入射する。光変調素子20から出射される光は光ファイバ12a~12dを通じて光パワーメータ56に入射する。光パワーメータ56が示すパワーが最大となるように調芯用ステージ30により光ファイバアレイ10の位置を調整する。
測定プログラムを動作させ、電流電圧源58により逆バイアス電圧を例えば-11V~-5Vにスキャンして、光変調素子20の出射光の強度を測定する。これにより光変調素子20の評価を行う。終了後、波長可変レーザ光源54および電流電圧源58をオフにする。光ファイバアレイ10およびマルチコンタクトプローブ41を光変調素子20から遠ざけ、光変調素子20を温調ステージ40から取り外す。
実施例1によれば、光ファイバアレイ10の光ファイバ14は偏波保持特性を有する単一モード光ファイバである。このため、光ファイバ14を用いて特定の偏波面を有する単一モードのレーザ光を伝搬することができる。光ファイバ12a~12dは多モード光ファイバであり、偏光板16は光ファイバ12a~12dを覆う。したがって偏光板16により偏光したレーザ光を光ファイバ12a~12dで受光し、伝搬することができる。
光変調素子20の小型化のため、光変調素子20の1つの端面に入射ポート24、出射ポート22a~22dが配列されている。光ファイバ12a~12dおよび14の端面は光ファイバアレイ10の面11a側に位置する。このため面11aを入射ポート24、出射ポート22a~22dに対向させることで、光ファイバアレイ10を用いて、光変調素子20に光の入射および出射が可能となる。
例えば、光ファイバアレイ10を光学測定装置100に用いることで、特定の偏波面を有する単一モードのレーザ光を光ファイバ14から光変調素子20に入射し、光変調素子20から特定の偏波面を有する出射光を光ファイバ12a~12dにより光パワーメータ56まで伝搬することができる。光パワーメータ56で強度を測定しながら、距離D1を調整することで、光変調素子20を適切な位置に配置し、評価することが可能である。
光変調素子20の出射ポート22a~22dにおいて、出射光のモード直径は例えば1.5μm程度であるが、出射ポート22a~22dから出ると広がる。また、光ファイバアレイ10と光変調素子20との間に偏光板16を設けるため、光ファイバアレイ10と光変調素子20とは距離D1だけ離間させる。出射光は距離D1進む間に広がってしまう。結合損失を抑制するため、コア径の大きな多モード光ファイバ12a~12dで受光する。例えば、光ファイバ12a~12dのコア径は100μm以上、500μm以下であることが好ましい。
光ファイバ12a~12dの端面は、ベースプレート11の面11aと同一平面に位置する。光ファイバ12a~12dを光変調素子20に近づけ、かつ偏光板16を貼り付けることができる。これにより、面11aから入射するレーザ光の結合損失を抑制し、かつ偏波状態を変化させることができる。
光ファイバアレイ10と光変調素子20との間の距離D1は例えば400μm以下であり、偏光板16は長さD1の空間に配置可能なものである。したがって偏光板16の厚さは例えば100μm以上、400μm以下である。偏光板16はTE方向の偏光を通してもよいし、他の方向の偏光を通してもよい。
光ファイバ14はレンズドファイバであり、光ファイバ14の先端でレーザ光が集光される。また、光ファイバ14の端面は面11aの外側に突出するため、レーザ光の結合損失が低減される。光ファイバ14にモード直径が8μmの光を入射した場合、先端ではモード直径が例えば3μm程度となるように、光ファイバ14の先端をレンズ加工する。
光変調素子20は中央付近に入射ポート24を有し、入射ポート24の一方の側に出射ポート22aおよび22dを有し、他方の側に出射ポート22cおよび22dを有する。これに対応し、光ファイバアレイ10は中央付近に光ファイバ14を有し、光ファイバ14の一方の側に光ファイバ12aおよび12bを有し、他方の側に光ファイバ12cおよび12dを有する。これにより光変調素子20との間でレーザ光の入射および出射が可能である。
光変調素子20のポートの数などに応じて、光ファイバの数を変えてもよい。光ファイバ14の両側のそれぞれに少なくとも2つの多モード光ファイバを配列する。これにより複数の光の受光が可能である。また、光ファイバ12aおよび12dをモニタ用、光ファイバ12bおよび12cを変調光の測定用などと用途を分けてもよい。
なお、光ファイバ12a~12dおよび14の曲げ半径を大きくすると、レーザ光が光ファイバから漏れてしまう。したがって曲げ半径が小さくなるように、光学測定装置100の部品を配置する。例えば光ファイバ12a~12dの曲げ半径は47mm以下とする。
10 光ファイバアレイ
11 ベースプレート
12a~12d、14 光ファイバ
13、15 溝
16 偏光板
18 カバー
20 光変調素子
22a~22d 出射ポート
24 入射ポート
30 調芯用ステージ
32 フォルダ
34 冶具
36 固定器具
40 温調ステージ
41 マルチコンタクトプローブ
42 角度調整用ステージ
43 ボンディングワイヤ
44 カメラ
46 モニタ
50 温度コントローラ
52 調芯コントローラ
53、55 コネクタ
54 波長可変レーザ光源
56 光パワーメータ
58 電流電圧源
60 制御装置
100 光学測定装置

Claims (7)

  1. 支持体と、
    前記支持体上に配列された単一モード光ファイバ、および複数の多モード光ファイバと、
    前記支持体の端面に設けられた偏光板と、を具備し、
    前記単一モード光ファイバは偏波保持特性を有し、
    前記単一モード光ファイバの端面および前記多モード光ファイバの端面は、前記支持体の前記端面側を向き、
    前記偏光板は、前記支持体の前記端面のうち前記多モード光ファイバの端面が配置される部分に貼り付けられ、前記多モード光ファイバの端面を覆う光ファイバアレイ。
  2. 前記多モード光ファイバのコア径は100μm以上、500μm以下である請求項1に記載の光ファイバアレイ。
  3. 前記多モード光ファイバの端面は、前記支持体の前記端面と同一平面に位置する請求項1または2に記載の光ファイバアレイ。
  4. 前記単一モード光ファイバはレンズドファイバであり、
    前記単一モード光ファイバの端面は前記支持体の端面の外側に突出する請求項1から3のいずれか一項に記載の光ファイバアレイ。
  5. 前記単一モード光ファイバの両側のそれぞれに少なくとも2つの前記多モード光ファイバが配列されている請求項1から4のいずれか一項に記載の光ファイバアレイ。
  6. 前記偏光板の厚さは100μm以上、400μm以下である請求項1から5のいずれか一項に記載の光ファイバアレイ。
  7. 請求項1から6のいずれか一項に記載の光ファイバアレイと、
    前記光ファイバアレイの端面と光変調素子との間の距離を調整する距離調整部と、
    前記光ファイバアレイの単一モード光ファイバに接続されたレーザ光源と、
    前記光ファイバアレイの多モード光ファイバに接続され、前記光変調素子の出射光の強度を測定する強度測定部と、を具備し、
    前記レーザ光源から出射されるレーザ光は前記単一モード光ファイバを通じて前記光変調素子に入射し、
    前記光変調素子から出射されるレーザ光は、前記光ファイバアレイの偏光板および前記多モード光ファイバを通じて前記強度測定部に入射する光学測定装置。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021012334A (ja) 2019-07-09 2021-02-04 住友電気工業株式会社 光変調器および光学測定装置
JP7354906B2 (ja) * 2020-04-03 2023-10-03 住友電気工業株式会社 光変調素子の光学特性の測定方法、測定装置、測定プログラム

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001044553A (ja) 1999-07-29 2001-02-16 Kyocera Corp ファイバスタブ型光デバイス及びそれを用いた光モジュール
JP2004170382A (ja) 2002-07-26 2004-06-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光スペクトラム測定器および偏波状態測定器
US20180062748A1 (en) 2016-09-01 2018-03-01 Luxtera, Inc. Method And System For Optical Alignment To A Silicon Photonically-Enabled Integrated Circuit

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04332878A (ja) * 1991-05-07 1992-11-19 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 電磁界強度測定装置
DK108691D0 (da) * 1991-06-07 1991-06-07 Allan Goettsche Maaling af induceret dobbeltbrydning
JPH07199002A (ja) 1993-12-28 1995-08-04 Hitachi Ltd 半導体レーザアレイモジュール
JPH0815644A (ja) * 1994-06-30 1996-01-19 Kyocera Corp インライン型光アイソレータ
US6021141A (en) * 1996-03-29 2000-02-01 Sdl, Inc. Tunable blue laser diode
JPH10232109A (ja) * 1996-12-25 1998-09-02 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 光変位センサー
KR100406864B1 (ko) * 1999-01-19 2003-11-21 삼성전자주식회사 광섬유 블럭의 광학적 정렬도 측정 장치 및 방법
CN2804802Y (zh) * 2004-07-01 2006-08-09 武汉光迅科技有限责任公司 非共线结构双y波导集成相位调制器
JP5215957B2 (ja) * 2009-08-04 2013-06-19 Nttエレクトロニクス株式会社 光偏波ダイバーシティモジュール及び光学装置
JP5619750B2 (ja) * 2009-09-04 2014-11-05 古河電気工業株式会社 90度ハイブリッド
CN104698468A (zh) * 2013-12-05 2015-06-10 上海舜宇海逸光电技术有限公司 光纤光学相干测距装置和光纤光学测距方法
US9759864B2 (en) * 2014-02-28 2017-09-12 Ciena Corporation Spot-size converter for optical mode conversion and coupling between two waveguides
CN105068182A (zh) * 2015-08-03 2015-11-18 深圳加华微捷科技有限公司 一种高保偏性的偏振光传输器件

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001044553A (ja) 1999-07-29 2001-02-16 Kyocera Corp ファイバスタブ型光デバイス及びそれを用いた光モジュール
JP2004170382A (ja) 2002-07-26 2004-06-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光スペクトラム測定器および偏波状態測定器
US20180062748A1 (en) 2016-09-01 2018-03-01 Luxtera, Inc. Method And System For Optical Alignment To A Silicon Photonically-Enabled Integrated Circuit

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
OJEDA et al.,Experimental Evaluation of the Polarization Crosstalk When Soldering a Polarization-Maintaining Fiber Into a V-Grooved Substrate,IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology,米国,IEEE,2013年01月09日,Vol.3, No.4,p.543-p.548,https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&anumber=6407951

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