JP7375939B2 - 分岐比測定装置、分岐比測定方法及び光合分波回路製造方法 - Google Patents
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Description
本開示は、光結合を利用した光合分波回路の分岐比測定装置、分岐比測定方法及び光合分波回路製造方法に関する。
現用の光ファイバ心線を切断することなく、現用の光ファイバ心線から光を分波したり、現用の光ファイバ心線へ光を合波したりすることのできる光合分波回路が求められている。この目的で、現用の光ファイバ心線を切断することなく、現用の光ファイバ心線に光を合分波する技術として、側面研磨法を用いた光ファイバカプラの製造方法が検討されている(例えば、非特許文献1参照。)。
非特許文献1に示された光ファイバカプラの製造方法は以下の手順である。
(1)現用の光ファイバ心線が嵌る溝を有するブロックに対して、現用の光ファイバ心線を溝内に格納・固定し、現用の光ファイバ心線の側面をコアから数μm又はコアまで被覆及びクラッドを研磨する。
(2)予めブロックに埋め込んだ光合分波回路用の光導波路の側面をコアから数μm又はコアまで被覆及びクラッドを研磨する。
(3)コアから数μm又はコアまで被覆及びクラッドが研磨された光ファイバ心線とコアから数μm又はコアまで被覆及びクラッドが研磨された光導波路との研磨面同士を面合わせし、研磨面の平面内で両者又は片方を移動することにより、所望の分岐比が得られる位置で固定する。
(1)現用の光ファイバ心線が嵌る溝を有するブロックに対して、現用の光ファイバ心線を溝内に格納・固定し、現用の光ファイバ心線の側面をコアから数μm又はコアまで被覆及びクラッドを研磨する。
(2)予めブロックに埋め込んだ光合分波回路用の光導波路の側面をコアから数μm又はコアまで被覆及びクラッドを研磨する。
(3)コアから数μm又はコアまで被覆及びクラッドが研磨された光ファイバ心線とコアから数μm又はコアまで被覆及びクラッドが研磨された光導波路との研磨面同士を面合わせし、研磨面の平面内で両者又は片方を移動することにより、所望の分岐比が得られる位置で固定する。
植松他、"側面研磨法を用いた光分岐の基礎検討"、信学技報、vol.119、no.223、OFT2019-36、pp.23-26、Oct.2019.
非特許文献1に示された光合分波回路の製造方法を図1で説明する。図1において、21は光回線終端装置(OLT:Optical Line Terminal)、22は現用の光ファイバ心線、23は側面研磨された光ファイバ心線、24は光源(OS:Optical Source)、25は研磨された光導波路、26は光結合領域、27は光強度測定部(OP:Optical Power meter)である。側面研磨された光ファイバ心線23と研磨された光導波路25とで光結合領域26の形成された光合分波回路を構成する。
図1において、光回線終端装置21は現用の光ファイバ心線22を通して、信号光を送受信している。側面研磨された現用の光ファイバ心線22の研磨面と研磨された光導波路25の研磨面とを面合わせし、光結合領域26を形成する。光源24から研磨された光導波路25の一端に光強度Pinの光を入力し、研磨された光導波路25の他端に接続された光強度測定部27で光強度Pthを測定する。
S=1-Pth/Pinを算出することで光合分波回路の分岐比を推定する方法が、非特許文献1で提案されている。
しかし、この方法では、光強度Pinの光を入力するために、測定用の光源24が必要となる。
そこで、本開示は、測定用の光源を不要とする分岐比測定装置、分岐比測定方法及び光合分波回路製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本開示は、研磨された光導波路の一端での反射を利用した分岐比測定装置、分岐比測定方法及び光合分波回路製造方法である。
具体的には、本開示に係る分岐比測定装置は、
コア又はコア近傍までクラッドが研磨された光導波路と、
前記光導波路のコアの一端に接続され、光強度を測定する第1の光強度測定部と、
前記光導波路のコアの他端に接続され、光強度を測定する第2の光強度測定部と、
を備える。
コア又はコア近傍までクラッドが研磨された光導波路と、
前記光導波路のコアの一端に接続され、光強度を測定する第1の光強度測定部と、
前記光導波路のコアの他端に接続され、光強度を測定する第2の光強度測定部と、
を備える。
具体的には、本開示に係る分岐比測定方法は、
コア又はコア近傍までクラッドが側面研磨された現用の光ファイバ心線とコア又はコア近傍までクラッドが研磨された光導波路との研磨面同士を面合わせする手順と、
前記現用の光ファイバ心線を伝搬し光結合により分波され、前記光導波路の一端に一部が出力され、残余が反射される光信号のうち、前記光導波路の一端で出力された光信号の光強度及び、前記光導波路の一端で反射され前記光導波路の他端に出力された光信号の光強度を測定する手順と、
前記光導波路の一端に出力された光信号の光強度と、前記光導波路の一端で反射され前記光導波路の他端に出力された光信号の光強度との比から、前記現用の光ファイバ心線から前記光導波路への分岐比を算出する手順と、
を備える。
コア又はコア近傍までクラッドが側面研磨された現用の光ファイバ心線とコア又はコア近傍までクラッドが研磨された光導波路との研磨面同士を面合わせする手順と、
前記現用の光ファイバ心線を伝搬し光結合により分波され、前記光導波路の一端に一部が出力され、残余が反射される光信号のうち、前記光導波路の一端で出力された光信号の光強度及び、前記光導波路の一端で反射され前記光導波路の他端に出力された光信号の光強度を測定する手順と、
前記光導波路の一端に出力された光信号の光強度と、前記光導波路の一端で反射され前記光導波路の他端に出力された光信号の光強度との比から、前記現用の光ファイバ心線から前記光導波路への分岐比を算出する手順と、
を備える。
具体的には、本開示に係る光合分波回路製造方法は、
コア又はコア近傍までクラッドが側面研磨された現用の光ファイバ心線とコア又はコア近傍までクラッドが研磨された光導波路との研磨面同士を面合わせする手順と、
前記現用の光ファイバ心線を伝搬し光結合により分波され、前記光導波路の一端に一部が出力され、残余が反射される光信号のうち、前記光導波路の一端で出力された光信号の光強度及び、前記光導波路の一端で反射され前記光導波路の他端に出力された光信号の光強度を測定する手順と、
前記光導波路の一端に出力された光信号の光強度と、前記光導波路の一端で反射され前記光導波路の他端に出力された光信号の光強度との比から、前記現用の光ファイバ心線から前記光導波路への分岐比を算出する手順と、
前記算出した分岐比が所望の値になったときに、前記現用の光ファイバ心線と前記光導波路との研磨面同士を固定する手順と
を備える。
コア又はコア近傍までクラッドが側面研磨された現用の光ファイバ心線とコア又はコア近傍までクラッドが研磨された光導波路との研磨面同士を面合わせする手順と、
前記現用の光ファイバ心線を伝搬し光結合により分波され、前記光導波路の一端に一部が出力され、残余が反射される光信号のうち、前記光導波路の一端で出力された光信号の光強度及び、前記光導波路の一端で反射され前記光導波路の他端に出力された光信号の光強度を測定する手順と、
前記光導波路の一端に出力された光信号の光強度と、前記光導波路の一端で反射され前記光導波路の他端に出力された光信号の光強度との比から、前記現用の光ファイバ心線から前記光導波路への分岐比を算出する手順と、
前記算出した分岐比が所望の値になったときに、前記現用の光ファイバ心線と前記光導波路との研磨面同士を固定する手順と
を備える。
本開示によれば、測定用の光源を不要とする分岐比測定装置、分岐比測定方法及び光合分波回路製造方法を提供することができる。
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本開示は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本開示は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
(実施形態1)
分岐比測定装置の構成例を図2に示す。図2において、11は研磨された光導波路、13は第1の光強度測定部(OP1:Optical Power meter #1)、14は部分反射部(PRef:Prtial Reflector)、15は第2の光強度測定部(OP2:Optical Power meter #2)、21は光回線終端装置(OLT:Optical Line Terminal)、22は現用の光ファイバ心線、23は側面研磨された光ファイバ心線、26は光結合領域、30は通信光である。
分岐比測定装置の構成例を図2に示す。図2において、11は研磨された光導波路、13は第1の光強度測定部(OP1:Optical Power meter #1)、14は部分反射部(PRef:Prtial Reflector)、15は第2の光強度測定部(OP2:Optical Power meter #2)、21は光回線終端装置(OLT:Optical Line Terminal)、22は現用の光ファイバ心線、23は側面研磨された光ファイバ心線、26は光結合領域、30は通信光である。
本開示の分岐比測定装置は、研磨された光導波路11、第1の光強度測定部13、部分反射部14及び第2の光強度測定部15を備える。研磨された光導波路11は、コア又はコア近傍までクラッドが研磨されている。研磨された光導波路11は、コア又はコア近傍まで研磨された光ファイバ心線の光導波路を研磨したものでもよいし、コア又はコア近傍まで研磨されたPLC(Planar Lightwave Circuit)の光導波路を研磨したものでもよい。部分反射部14は、研磨された光導波路11の一端に接続され、反射率Rで光の一部を反射し、残りの光を透過させる。第1の光強度測定部13は、部分反射部14に接続される。通信光30は光結合領域26で光結合され、研磨された光導波路11の一端に出力され、その一部が部分反射部14を透過して、第1の光強度測定部13でその光強度が測定される。第2の光強度測定部15は、研磨された光導波路11の他端に接続される。部分反射部14で反射された残余の通信光30は、研磨された光導波路11の他端に出力され、第2の光強度測定部15でその光強度が測定される。
部分反射部14を特に備えることなく、端面が長軸方向にほぼ垂直に研磨された光導波路11のコアの一端であり、空気との屈折率差による反射面を利用してもよい。研磨された光導波路11のコアの屈折率を1.5とすると、この場合の反射率Rは0.04となる。
このような分岐比測定装置を使用すると、コア又はコア近傍までクラッドが側面研磨された光ファイバ心線に、研磨面同士を面合わせすれば、光合分波回路の分岐比を測定することができる。
分岐比測定装置は、コア又はコア近傍までクラッドが側面研磨された光ファイバ心線23をさらに備えてもよい。研磨された光導波路11と側面研磨された光ファイバ心線23の研磨面同士を面合わせすると、光結合領域26が形成され、光合分波回路の分岐比を測定することができる。
本開示の分岐比測定装置を使用した光合分波回路の分岐比測定方法を図2で説明する。分岐比測定方法は以下の手順で進める。
(1)現用の光ファイバ心線22のコア又はコア近傍までクラッドが側面研磨された光ファイバ心線23とコア又はコア近傍までクラッドが研磨された光導波路11との研磨面同士を面合わせする。
(2)現用の光ファイバ心線22を伝搬し光結合領域26で光結合により分波され、研磨された光導波路11の一端に出力され、部分反射部14を透過した光信号の光強度を第1の光強度測定部13で測定する。また、部分反射部14で反射され、研磨された光導波路11の他端に出力された光信号の光強度を第2の光強度測定部15で測定する。
(3)第1の光強度測定部13の測定した光強度と、第2の光強度測定部15の測定した光強度との比から、現用の光ファイバ心線22から研磨された光導波路11への分岐比を算出する。
(1)現用の光ファイバ心線22のコア又はコア近傍までクラッドが側面研磨された光ファイバ心線23とコア又はコア近傍までクラッドが研磨された光導波路11との研磨面同士を面合わせする。
(2)現用の光ファイバ心線22を伝搬し光結合領域26で光結合により分波され、研磨された光導波路11の一端に出力され、部分反射部14を透過した光信号の光強度を第1の光強度測定部13で測定する。また、部分反射部14で反射され、研磨された光導波路11の他端に出力された光信号の光強度を第2の光強度測定部15で測定する。
(3)第1の光強度測定部13の測定した光強度と、第2の光強度測定部15の測定した光強度との比から、現用の光ファイバ心線22から研磨された光導波路11への分岐比を算出する。
具体的な分岐比の算出は以下の通りである。研磨された光導波路11からの光信号の光強度をP1/(1-R)とすると、第1の光強度測定部の測定する光信号の光強度はP1となり、部分反射部14の反射する光信号の光強度は(R/(1-R))P1となる。但し、Rは部分反射部14の反射率である。
第2の光強度測定部15の測定する光信号の光強度をP2とすると、光合分波回路の分岐比Sは下記(1)式で推定できる。
S=1-((1-R)/R)(P2/P1) (1)
S=1-((1-R)/R)(P2/P1) (1)
本開示の分岐比測定装置を使用した光合分波回路製造方法を図2で説明する。光合分波回路製造方法は以下の手順で進める。分岐比測定方法の手順(1)から(3)までは共通である。手順(3)に続いて、
(4)算出した分岐比が所望の値となれば、側面研磨された光ファイバ心線23と研磨された光導波路11との研磨面同士を固定する。算出した分岐比が所望の値でないときは、研磨面の平面内で、側面研磨された光ファイバ心線23又は研磨された光導波路11を研磨面の平面内で移動して、(2)の手順から繰り返す。
(4)算出した分岐比が所望の値となれば、側面研磨された光ファイバ心線23と研磨された光導波路11との研磨面同士を固定する。算出した分岐比が所望の値でないときは、研磨面の平面内で、側面研磨された光ファイバ心線23又は研磨された光導波路11を研磨面の平面内で移動して、(2)の手順から繰り返す。
光合分波回路の分岐比の算出方法は先に説明した通りである。研磨面同士を固定するには、接着剤で固定してもよいし、クリップで固定してもよい。
以上説明したように、本開示の分岐測定装置又は分岐比測定方法によれば、測定用の光源を不要とする分岐比測定が可能となる。本開示の光合分波回路製造方法によれば、測定用の光源を不要とする光合分波回路の製造が可能となる。
(実施形態2)
分岐比測定装置の構成例を図3に示す。図3において、11は研磨された光導波路、12は光分岐部(OpS:Optical Splitter)、13は第1の光強度測定部(OP1:Optical Power meter #1)、15は第2の光強度測定部(OP2:Optical Power meter #2)、16は反射部(Ref:Reflctor)、21は光回線終端装置(OLT:Optical Line Terminal)、22は現用の光ファイバ心線、23は側面研磨された光ファイバ心線、26は光結合領域、30は通信光である。
分岐比測定装置の構成例を図3に示す。図3において、11は研磨された光導波路、12は光分岐部(OpS:Optical Splitter)、13は第1の光強度測定部(OP1:Optical Power meter #1)、15は第2の光強度測定部(OP2:Optical Power meter #2)、16は反射部(Ref:Reflctor)、21は光回線終端装置(OLT:Optical Line Terminal)、22は現用の光ファイバ心線、23は側面研磨された光ファイバ心線、26は光結合領域、30は通信光である。
本開示の分岐比測定装置は、研磨された光導波路11、光分岐部12、第1の光強度測定部13、第2の光強度測定部15、及び反射部16を備える。研磨された光導波路11は、コア又はコア近傍までクラッドが研磨されている。研磨された光導波路11は、コア又はコア近傍まで研磨された光ファイバ心線の光導波路を研磨したものでもよいし、コア又はコア近傍まで研磨されたPLC(Planar Lightwave Circuit)の光導波路を研磨したものでもよい。光分岐部12は研磨された光導波路11の一端に接続され、研磨された光導波路11の一端からの光を一端と他端に分岐する。第1の光強度測定部13は、光分岐部12の一端に接続される。通信光30は光結合領域26で光結合され、研磨された光導波路11の一端に出力され、光分岐部12で分岐され、第1の光強度測定部13でその光強度が測定される。反射部16は、光分岐部12の他端に接続される。通信光30は光結合領域26で光結合され、光分岐部12で分岐され、反射部16によって反射率Rで反射される。第2の光強度測定部15は、研磨された光導波路11の他端に接続される。反射部16によって反射された通信光は、光分岐部12を通って、研磨された光導波路11の他端に出力され、第2の光強度測定部15でその光強度が測定される。
反射部16を特に備えることなく、端面が長軸方向にほぼ垂直に研磨された光分岐部12のコアの一端であり、空気との屈折率差による反射面を利用してもよい。光分岐部12のコアの屈折率を1.5とすると、この場合の反射率Rは0.04となる。
このような分岐比測定装置を使用すると、コア又はコア近傍までクラッドが側面研磨された光ファイバ心線に、研磨面同士を面合わせすれば、光合分波回路の分岐比を測定することができる。
分岐比測定装置は、コア又はコア近傍までクラッドが側面研磨された光ファイバ心線23をさらに備えてもよい。研磨された光導波路11と側面研磨された光ファイバ心線23の研磨面同士を面合わせすると、光結合領域26が形成され、光合分波回路の分岐比を測定することができる。
本開示の分岐比測定装置を使用した光合分波回路の分岐比測定方法を図3で説明する。分岐比測定方法は以下の手順で進める。
(1)現用の光ファイバ心線22のコア又はコア近傍までクラッドが側面研磨された光ファイバ心線23とコア又はコア近傍までクラッドが研磨された光導波路11との研磨面同士を面合わせする。
(2)現用の光ファイバ心線22を伝搬し光結合領域26で光結合により分波され、研磨された光導波路11の一端に出力され、光分岐部12で分岐された光信号の光強度を第1の光強度測定部13で測定する。また、光分岐部12で分岐され反射部16で反射され、研磨された光導波路11の他端に出力された光信号の光強度を第2の光強度測定部15で測定する。
(3)第1の光強度測定部13の測定した光強度と、第2の光強度測定部15の測定した光強度との比から、現用の光ファイバ心線22から研磨された光導波路11への分岐比を算出する。
(1)現用の光ファイバ心線22のコア又はコア近傍までクラッドが側面研磨された光ファイバ心線23とコア又はコア近傍までクラッドが研磨された光導波路11との研磨面同士を面合わせする。
(2)現用の光ファイバ心線22を伝搬し光結合領域26で光結合により分波され、研磨された光導波路11の一端に出力され、光分岐部12で分岐された光信号の光強度を第1の光強度測定部13で測定する。また、光分岐部12で分岐され反射部16で反射され、研磨された光導波路11の他端に出力された光信号の光強度を第2の光強度測定部15で測定する。
(3)第1の光強度測定部13の測定した光強度と、第2の光強度測定部15の測定した光強度との比から、現用の光ファイバ心線22から研磨された光導波路11への分岐比を算出する。
具体的な分岐比の算出は以下の通りである。研磨された光導波路11からの光信号の光強度をP1/aとすると、第1の光強度測定部の測定する光信号の光強度はP1となり、反射部16に入力する光信号の光強度はbP1/aとなる。反射部16の反射する光信号の光強度はbRP1/aとなり、光分岐部12を通って研磨された光導波路11に入力する光信号の光強度は(b2/a)RP1となる。但し、a、b(a+b=1)は光分岐部12の分岐比、Rは反射部16の反射率である。
第2の光強度測定部15の測定する光信号の光強度をP2とすると、光合分波回路の分岐比Sは下記(2)式で推定できる。
S=1-(a/b2)(P2/(RP1)) (2)
S=1-(a/b2)(P2/(RP1)) (2)
本開示の分岐比測定装置を使用した光合分波回路製造方法を図2で説明する。光合分波回路製造方法は以下の手順で進める。分岐比測定方法の手順(1)から(3)までは共通である。手順(3)に続いて、
(4)算出した分岐比が所望の値となれば、側面研磨された光ファイバ心線23と研磨された光導波路11との研磨面同士を固定する。算出した分岐比が所望の値でないときは、研磨面の平面内で、側面研磨された光ファイバ心線23又は研磨された光導波路11を研磨面の平面内で移動して、(2)の手順から繰り返す。
(4)算出した分岐比が所望の値となれば、側面研磨された光ファイバ心線23と研磨された光導波路11との研磨面同士を固定する。算出した分岐比が所望の値でないときは、研磨面の平面内で、側面研磨された光ファイバ心線23又は研磨された光導波路11を研磨面の平面内で移動して、(2)の手順から繰り返す。
光合分波回路の分岐比の算出方法は先に説明した通りである。研磨面同士を固定するには、接着剤で固定してもよいし、クリップで固定してもよい。
以上説明したように、本開示の分岐測定装置又は分岐比測定方法によれば、測定用の光源を不要とする分岐比測定が可能となる。本開示の光合分波回路製造方法によれば、測定用の光源を不要とする光合分波回路の製造が可能となる。
本開示は情報通信産業に適用することができる。
11:研磨された光導波路
12:光分岐部(OpS)
13:第1の光強度測定部(OP1)
14:部分反射部(PRef)
15:第2の光強度測定部(OP2)
16:反射部(Ref)
21:光回線終端装置(OLT)
22:現用の光ファイバ心線
23:側面研磨された光ファイバ心線
24:光源(OS)
25:研磨された光導波路
26:光結合領域
27:光強度測定部(OP)
30:通信光
12:光分岐部(OpS)
13:第1の光強度測定部(OP1)
14:部分反射部(PRef)
15:第2の光強度測定部(OP2)
16:反射部(Ref)
21:光回線終端装置(OLT)
22:現用の光ファイバ心線
23:側面研磨された光ファイバ心線
24:光源(OS)
25:研磨された光導波路
26:光結合領域
27:光強度測定部(OP)
30:通信光
Claims (7)
- コア又はコア近傍までクラッドが研磨された光導波路と、
前記光導波路のコアの一端に接続され、光強度を測定する第1の光強度測定部と、
前記光導波路のコアの他端に接続され、光強度を測定する第2の光強度測定部と、
を備えることを特徴とする分岐比測定装置。 - コア又はコア近傍までクラッドが側面研磨された光ファイバ心線を、
さらに備え、
前記光導波路と前記光ファイバ心線の研磨面同士が面合わせされ、光結合領域が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の分岐比測定装置。 - 前記光導波路のコアの一端と前記第1の光強度測定部との間に、光の一部を反射し、残りの光を透過させる部分反射部を、さらに備え
前記第1の光強度測定部は、前記部分反射部を透過した光の光強度を測定することを特徴とする請求項1又は2に記載の分岐比測定装置。 - 前記部分反射部は、端面が長軸方向に垂直な前記光導波路のコアの一端であり、空気との屈折率差による反射面であることを特徴とする請求項3に記載の分岐比測定装置。
- 前記光導波路のコアの一端と前記第1の光強度測定部との間に、光を一端と他端に分岐する光分岐部と、
前記光分岐部の他端に所定の反射率を有する反射部と、
をさらに備え、
前記第1の光強度測定部は、前記光分岐部の一端に接続され、前記光分岐部の一端からの光の光強度を測定することを特徴とする請求項1又は2に記載の分岐比測定装置。 - コア又はコア近傍までクラッドが側面研磨された現用の光ファイバ心線とコア又はコア近傍までクラッドが研磨された光導波路との研磨面同士を面合わせする手順と、
前記現用の光ファイバ心線を伝搬し光結合により分波され、前記光導波路の一端に一部が出力され、残余が反射される光信号のうち、前記光導波路の一端で出力された光信号の光強度及び、前記光導波路の一端で反射され前記光導波路の他端に出力された光信号の光強度を測定する手順と、
前記光導波路の一端に出力された光信号の光強度と、前記光導波路の一端で反射され前記光導波路の他端に出力された光信号の光強度との比から、前記現用の光ファイバ心線から前記光導波路への分岐比を算出する手順と、
を備えることを特徴とする分岐比測定方法。 - コア又はコア近傍までクラッドが側面研磨された現用の光ファイバ心線とコア又はコア近傍までクラッドが研磨された光導波路との研磨面同士を面合わせする手順と、
前記現用の光ファイバ心線を伝搬し光結合により分波され、前記光導波路の一端に一部が出力され、残余が反射される光信号のうち、前記光導波路の一端で出力された光信号の光強度及び、前記光導波路の一端で反射され前記光導波路の他端に出力された光信号の光強度を測定する手順と、
前記光導波路の一端に出力された光信号の光強度と、前記光導波路の一端で反射され前記光導波路の他端に出力された光信号の光強度との比から、前記現用の光ファイバ心線から前記光導波路への分岐比を算出する手順と、
前記算出した分岐比が所望の値になったときに、前記現用の光ファイバ心線と前記光導波路との研磨面同士を固定する手順と
を備えることを特徴とする光合分波回路製造方法。
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Title |
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植松卓威 ほか,側面研磨法を用いた光分岐の基礎検討,電子情報通信学会技術研究報告,2019年10月11日,Vol.119 No.223 OFT2019-36,23-25 |
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