JPH02293801A - 非対称光ファイバカップラ - Google Patents
非対称光ファイバカップラInfo
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- JPH02293801A JPH02293801A JP11552389A JP11552389A JPH02293801A JP H02293801 A JPH02293801 A JP H02293801A JP 11552389 A JP11552389 A JP 11552389A JP 11552389 A JP11552389 A JP 11552389A JP H02293801 A JPH02293801 A JP H02293801A
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- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 105
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 16
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 16
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 16
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 11
- 238000003466 welding Methods 0.000 abstract 1
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/2804—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
- G02B6/2821—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using lateral coupling between contiguous fibres to split or combine optical signals
- G02B6/2835—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using lateral coupling between contiguous fibres to split or combine optical signals formed or shaped by thermal treatment, e.g. couplers
-
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/4206—Optical features
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、通信システムやファイバセンサ等で多モード
光ファイバの光を単一モード光ファイバに高効率に変換
する光ファイバカップラの構造に関するしのである。
光ファイバの光を単一モード光ファイバに高効率に変換
する光ファイバカップラの構造に関するしのである。
［従来の技術および発明が解決しようとする課題コ光伝
送システムや光ファイバセンサでは、半導体レーザから
光ファイバへの結合が不可欠であり、現在各種の方法が
提案・実用に供されている。
送システムや光ファイバセンサでは、半導体レーザから
光ファイバへの結合が不可欠であり、現在各種の方法が
提案・実用に供されている。
半導体レーザと多モード光ファイバとの接続は比較的容
易かつ低損失に行うことができるが、単一モード光ファ
イバの場合にはレンズに種々の工夫を加えても接続許容
度がｌμ肩と極めて厳し０。
易かつ低損失に行うことができるが、単一モード光ファ
イバの場合にはレンズに種々の工夫を加えても接続許容
度がｌμ肩と極めて厳し０。
また単一モード光ファイバから多モード光ファイバへの
接続損失は小さいが、多モード光ファイバから単一モー
ド光ファイバへの接続損失はｌｏｄＢ以上で極めて大き
くこの損失を低減する方法がなかった。
接続損失は小さいが、多モード光ファイバから単一モー
ド光ファイバへの接続損失はｌｏｄＢ以上で極めて大き
くこの損失を低減する方法がなかった。
このような情況下において、多モード光ファイバから単
一モード光ファイバへの低損失な光の新しい導入法の開
発が望まれていた。
一モード光ファイバへの低損失な光の新しい導入法の開
発が望まれていた。
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり
、その目的とするところは、多モード光ファイバと単一
モード光ファイ７＜の低損失な結合度を得る光ファイバ
カップラを実現することにある。
、その目的とするところは、多モード光ファイバと単一
モード光ファイ７＜の低損失な結合度を得る光ファイバ
カップラを実現することにある。
［課題を解決するための手段］
本発明の非対称光ファイバカップラは、単一モードにな
るまで延伸した多モード光ファイバと、 この多モード光ファイバの延伸部の中央部に融着・延伸
された単一モード光ファイバとからなり、前記多モード
光ファイバの光を前記単一モード光ファイバに結合させ
るものであることを特徴とする。
るまで延伸した多モード光ファイバと、 この多モード光ファイバの延伸部の中央部に融着・延伸
された単一モード光ファイバとからなり、前記多モード
光ファイバの光を前記単一モード光ファイバに結合させ
るものであることを特徴とする。
［作用］
本発明の非対称光ファイバカップラは、多モード光ファ
イバをプレ延伸することにより、延伸部前の多モード光
ファイバで如何なるモードが励起されていても、その延
伸部においては単一モードに変換する。そして、この多
モード光ファイバと単一モード光ファイバとの融着・延
伸により、低損失でほぼ１００％に近い結合を得る。
イバをプレ延伸することにより、延伸部前の多モード光
ファイバで如何なるモードが励起されていても、その延
伸部においては単一モードに変換する。そして、この多
モード光ファイバと単一モード光ファイバとの融着・延
伸により、低損失でほぼ１００％に近い結合を得る。
これにより、半導体レーザと単一モード光ファイバの低
損失で接続許容度の高い接続法を実現する。また、光フ
ァイバ通信において単一モード光ファイバから多モード
光ファイバへ、多モード光ファイバから単一モード光フ
ァイバの低損失な光信号の授受が可能となる。
損失で接続許容度の高い接続法を実現する。また、光フ
ァイバ通信において単一モード光ファイバから多モード
光ファイバへ、多モード光ファイバから単一モード光フ
ァイバの低損失な光信号の授受が可能となる。
［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。
第１図（ａ）は製作途中の構成図、同図（．ｂ）は製作
後の構成図である。
後の構成図である。
これらの図において、１１は単一モード光ファイバ、１
２は単一モード光ファイバのコア、１３は多モード光フ
ァイバ、ｌ４は多モード光ファイバのコア、１５は延伸
部、ｌ６は融着・延伸部、１７は入射光、ｌ８は出射光
である。用いた光ファイバパラメータは、多モード光フ
ァイバ１３では比屈折率Δ＝０．６％、コア径３０μｍ
１ クラッド径１５０μ膚．単一モード光ファイバＩＩ
では比屈折率Δ−０．３％、コア径８μｌ１ クラッド
径１２５μ！である。
２は単一モード光ファイバのコア、１３は多モード光フ
ァイバ、ｌ４は多モード光ファイバのコア、１５は延伸
部、ｌ６は融着・延伸部、１７は入射光、ｌ８は出射光
である。用いた光ファイバパラメータは、多モード光フ
ァイバ１３では比屈折率Δ＝０．６％、コア径３０μｍ
１ クラッド径１５０μ膚．単一モード光ファイバＩＩ
では比屈折率Δ−０．３％、コア径８μｌ１ クラッド
径１２５μ！である。
本発明を実現するには、まず第１図（ａ）に示すように
、多モード光ファイバｌ３を延伸しコア径が単一モード
条件になるまで延伸する。ここでは延伸部１５の外径を
３０μｌになるまで延伸した。延伸中に波長１．３μ肩
の半導体レーザを多モード光ファイバｌ３に導入し、光
出力を測定しているが、光出力の変動は５％以内にあっ
た。
、多モード光ファイバｌ３を延伸しコア径が単一モード
条件になるまで延伸する。ここでは延伸部１５の外径を
３０μｌになるまで延伸した。延伸中に波長１．３μ肩
の半導体レーザを多モード光ファイバｌ３に導入し、光
出力を測定しているが、光出力の変動は５％以内にあっ
た。
次いで、融着延伸装置に、延伸した多モード光ファイバ
１３と単一モード光ファイバ１１を設定し、第１図（ｂ
）に示すように、延伸部ｌ５で多モード光ファイバｌ３
と単一モード光ファイバｌｌを融着・延伸する。延伸中
に多モード光ファイバｌ３から単一モード光ファイバ１
Ｋに結合する波長１．３μ翼のレーザ光１８を測定し、
最大結合が得られた結合長で、作製光ファイバカップラ
を基板に固定しケースの収納する。作製した光ファイバ
カップラの特性は結合度９２％、過剰損失０．５ｄＢ，
また周囲温度を−１０℃〜８０℃変化させても、ＩＯＣ
の衝撃を与えても結合度の変動はｌ％以内であった。
１３と単一モード光ファイバ１１を設定し、第１図（ｂ
）に示すように、延伸部ｌ５で多モード光ファイバｌ３
と単一モード光ファイバｌｌを融着・延伸する。延伸中
に多モード光ファイバｌ３から単一モード光ファイバ１
Ｋに結合する波長１．３μ翼のレーザ光１８を測定し、
最大結合が得られた結合長で、作製光ファイバカップラ
を基板に固定しケースの収納する。作製した光ファイバ
カップラの特性は結合度９２％、過剰損失０．５ｄＢ，
また周囲温度を−１０℃〜８０℃変化させても、ＩＯＣ
の衝撃を与えても結合度の変動はｌ％以内であった。
多モードから単一モードへの低損失な変化は次のように
説明できる。
説明できる。
多モード光ファイバを延伸することによって、テーパ郎
では高次モードは次第に低次モードに変換され、最終的
には基本モードまで変換されていく。すなわち、多モー
ドが単一モードに変換されるが、延伸部１５を伝搬する
光の伝搬定数と本来の単一モード光ファイバ１１の伝搬
定散はかなり異なる。しかし、この非対称コアを持つ光
ファイバ同士を融着・延伸すると、コアはさらに小さく
なり伝搬定数は、クラッドの屈折率に近づき互いに同じ
値になってくる。その結果、１００％に近い結合が生じ
るのであって、非対称なコア間ではコア形状が変わらな
ければ、光結合が殆ど生じないはずである。
では高次モードは次第に低次モードに変換され、最終的
には基本モードまで変換されていく。すなわち、多モー
ドが単一モードに変換されるが、延伸部１５を伝搬する
光の伝搬定数と本来の単一モード光ファイバ１１の伝搬
定散はかなり異なる。しかし、この非対称コアを持つ光
ファイバ同士を融着・延伸すると、コアはさらに小さく
なり伝搬定数は、クラッドの屈折率に近づき互いに同じ
値になってくる。その結果、１００％に近い結合が生じ
るのであって、非対称なコア間ではコア形状が変わらな
ければ、光結合が殆ど生じないはずである。
この非対称ファイバカップラの具体的応用例を第２図に
示す。ここで、２Ｉは半導体レーザ、２２はレンズ、２
３は多モード光ファイバ、２４゛は単一モード光ファイ
バ、２５は先ファイバカップラである。作製した非対称
光ファイバカップラのケースの長さは６（ｌｖで両端の
光ファイバの長さはｌＯｃｘである。同図に示すように
、対物レンズ２２を介して半導体レーザ光を多モード光
ファイバ２３に導入した。半導体レーザ２ｌと多モード
光ファイバ２３の結合度は１．５ｄＢである。したがっ
て、非対称光ファイバカップラの損失を含めると、単一
モード光ファイバ２４への結合は２．２ｄＢであった。
示す。ここで、２Ｉは半導体レーザ、２２はレンズ、２
３は多モード光ファイバ、２４゛は単一モード光ファイ
バ、２５は先ファイバカップラである。作製した非対称
光ファイバカップラのケースの長さは６（ｌｖで両端の
光ファイバの長さはｌＯｃｘである。同図に示すように
、対物レンズ２２を介して半導体レーザ光を多モード光
ファイバ２３に導入した。半導体レーザ２ｌと多モード
光ファイバ２３の結合度は１．５ｄＢである。したがっ
て、非対称光ファイバカップラの損失を含めると、単一
モード光ファイバ２４への結合は２．２ｄＢであった。
次に、多モード光ファイバ２３の中心軸と直角方向に多
モード光ファイバ２３を移動した時の結合損失の変化を
第３図に示す。
モード光ファイバ２３を移動した時の結合損失の変化を
第３図に示す。
図中（ａ）は半導体レーザから非対称光ファイバカップ
ラを介さないで、直接単一モード光ファイバに結合させ
た場合の特性、（ｂ）は非対称光ファイバカップラを介
した場合の特性である。従来法の（２Ｌ）ではＩｄＢ劣
化の光ファイバの許容移動ｍがｌμｌであるが、本発明
の（ｂ）では光ファイバの許容移動量が６μスと大幅に
改善されている。
ラを介さないで、直接単一モード光ファイバに結合させ
た場合の特性、（ｂ）は非対称光ファイバカップラを介
した場合の特性である。従来法の（２Ｌ）ではＩｄＢ劣
化の光ファイバの許容移動ｍがｌμｌであるが、本発明
の（ｂ）では光ファイバの許容移動量が６μスと大幅に
改善されている。
［発明の効果］
以」二説明したように、本発明では多モード光ファイバ
をプレ延仲することにより、延伸部前の多モード光ファ
イバで如何なるモードが励起されていても延伸部では単
一モードに変換され、−またさらに単一モード光ファイ
バと融着・延伸により、低損失でほぼ１００％に近い結
合が得られるので、半導体レーザと単一モード光ファイ
バの低損失で接続許容度の高い接続法が実現できる。
をプレ延仲することにより、延伸部前の多モード光ファ
イバで如何なるモードが励起されていても延伸部では単
一モードに変換され、−またさらに単一モード光ファイ
バと融着・延伸により、低損失でほぼ１００％に近い結
合が得られるので、半導体レーザと単一モード光ファイ
バの低損失で接続許容度の高い接続法が実現できる。
また、光ファイバ通信において単一モード光ファイバか
ら多モード光ファイバへ、多モード光ファイバから単一
モード光ファイバの低損失な光信号の授受が可能となる
。
ら多モード光ファイバへ、多モード光ファイバから単一
モード光ファイバの低損失な光信号の授受が可能となる
。
第１図（ａ）は製作途中における本発明の非対称光ファ
イバカップラの構成図、同図（ｂ）は製作後における本
発明の非対称光ファイバカップラの構成図、第２図は本
発明の非対称光ファイバカップラを半導体レーザと光フ
ァイバの接続に応用した例を示す図、第３図は結合損失
の変化特性図である。 １ｌ・・・単一モード光ファイバ、 ｉ２・・・単一モード光ファイバのコア、３・・多モー
ド光ファイバ、 ４・多モード光ファイバのコア、 ５・・延伸部、 １６・・・融着・延伸部、７・・・
入射光、 １８・・・出射光、ｌ・・半導体レーザ、
２２・・・レンズ、３・・多モード光ファイバ、 ４・・・単一モード光ファイバ、 ５・・・本発明の光ファイバカップラ。 第２図 第３図 つアイハ゛イΩ置ずれ （μｍ）
イバカップラの構成図、同図（ｂ）は製作後における本
発明の非対称光ファイバカップラの構成図、第２図は本
発明の非対称光ファイバカップラを半導体レーザと光フ
ァイバの接続に応用した例を示す図、第３図は結合損失
の変化特性図である。 １ｌ・・・単一モード光ファイバ、 ｉ２・・・単一モード光ファイバのコア、３・・多モー
ド光ファイバ、 ４・多モード光ファイバのコア、 ５・・延伸部、 １６・・・融着・延伸部、７・・・
入射光、 １８・・・出射光、ｌ・・半導体レーザ、
２２・・・レンズ、３・・多モード光ファイバ、 ４・・・単一モード光ファイバ、 ５・・・本発明の光ファイバカップラ。 第２図 第３図 つアイハ゛イΩ置ずれ （μｍ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 単一モードになるまで延伸した多モード光ファイバと、 この多モード光ファイバの延伸部の中央部に融着・延伸
された単一モード光ファイバとからなり、前記多モード
光ファイバの光を前記単一モード光ファイバに結合させ
るものであることを特徴とする非対称光ファイバカップ
ラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11552389A JPH02293801A (ja) | 1989-05-09 | 1989-05-09 | 非対称光ファイバカップラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11552389A JPH02293801A (ja) | 1989-05-09 | 1989-05-09 | 非対称光ファイバカップラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02293801A true JPH02293801A (ja) | 1990-12-05 |
Family
ID=14664637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11552389A Pending JPH02293801A (ja) | 1989-05-09 | 1989-05-09 | 非対称光ファイバカップラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02293801A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017053884A (ja) * | 2015-09-07 | 2017-03-16 | 株式会社フジクラ | 光コンバイナ及びその製造方法 |
-
1989
- 1989-05-09 JP JP11552389A patent/JPH02293801A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017053884A (ja) * | 2015-09-07 | 2017-03-16 | 株式会社フジクラ | 光コンバイナ及びその製造方法 |
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