JPH1062720A - Optical coupling module - Google Patents
Optical coupling moduleInfo
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- JPH1062720A JPH1062720A JP27942396A JP27942396A JPH1062720A JP H1062720 A JPH1062720 A JP H1062720A JP 27942396 A JP27942396 A JP 27942396A JP 27942396 A JP27942396 A JP 27942396A JP H1062720 A JPH1062720 A JP H1062720A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、偏波を合成／分
波するモジュール（偏波合成／分波モジュール）、サー
キュレータ、光スイッチ等として利用可能な光結合モジ
ュールに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical coupling module which can be used as a module for combining / demultiplexing polarized waves (polarization combining / demultiplexing module), a circulator, an optical switch, and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】偏波の合成／分波が可能な光結合モジュ
ールの従来例として、図６に示したように、第１のファ
イバコリメータ１１、第２のファイバコリメータ１３、
第３のファイバコリメータ１５、方解石１７および光路
シフトプリズム１９を具えたものがある（例えばこの出
願の出願人にかかる偏波合成モジュール（商品名：ＰＣ
Ｍ））。ただし、紙面の都合上、図６では縦横比は実際
と異なる。また、図６中Ｐ１、Ｐ２は偏光方向が異なる
ことを示している。また、図６中Ｃは方解石１７の光軸
を示す（図７において同じ。）。ここで、第１のファイ
バコリメータ１１は偏波保存ファイバ１１ａおよびレン
ズ１１ｂで構成されている。第２のファイバコリメータ
１３は偏波保存ファイバ１３ａおよびレンズ１３ｂで構
成されている。第３のファイバコリメータ１５はシング
ルモードファイバ１５ａおよびコリメータレンズ１５ｂ
で構成されている。ただし、偏波保存ファイバ１１ａは
第１の偏光を、また偏波保存ファイバ１３ａは振動面が
前記第１の偏光と直交する第２の偏光を、それぞれ保存
し伝搬するものとしてある。また第１のファイバコリメ
ータ１１は方解石１７と対向するように配置されてい
る。また第２のファイバコリメータ１３は、光路シフト
プリズム１９を介して間接的にではあるが、方解石１７
における前記第１のファイバコリメータ１１が対向する
面と同じ面内の、然も第１のファイバコリメータ１１が
対向する位置ｙ１から所定距離ｄだけ離れた位置ｙ２
で、方解石１７と対向するように配置されている。ここ
で、所定距離ｄは、第１および第２のファイバコリメー
タ１１、１３からそれぞれ出力されるビーム間でのクロ
ストークを回避出来る寸法で、かつ、なるべく小さな寸
法とされる。この所定距離ｄを大きくすれば、光路シフ
トプリズム１９を用いずとも、第１および第２のファイ
バコリメータ１１，１３それぞれを方解石１７と対向さ
せることができる。しかし、方解石１７において２つの
入出力点ｙ１−ｙ２間の距離がｄとなるようにするため
には、方解石１７の長さＬをＬ≒１０ｄとする必要があ
ることが知られている。したがって、所定距離ｄを長く
することは長さが長い方解石を必要とするし、かつ、モ
ジュールの全長自体を大きくしてしまう。そこで、光路
シフトプリズム１９を設けている。また、第３のファイ
バコリメータ１５は、方解石１７の第１および第２のフ
ァイバコリメータ１１、１３が対向している面と対向し
ている面の所定位置ｙ３で方解石１７と対向するように
配置してある。2. Description of the Related Art As a conventional example of an optical coupling module capable of combining / demultiplexing polarized waves, as shown in FIG. 6, a first fiber collimator 11, a second fiber collimator 13,
Some include a third fiber collimator 15, a calcite 17, and an optical path shift prism 19 (for example, a polarization combining module (trade name: PC according to the applicant of the present application).
M)). However, due to space limitations, the aspect ratio in FIG. 6 is different from the actual one. P1 and P2 in FIG. 6 indicate that the polarization directions are different. 6 shows the optical axis of the calcite 17 (the same applies in FIG. 7). Here, the first fiber collimator 11 includes a polarization maintaining fiber 11a and a lens 11b. The second fiber collimator 13 includes a polarization maintaining fiber 13a and a lens 13b. The third fiber collimator 15 includes a single mode fiber 15a and a collimator lens 15b.
It is composed of However, the polarization maintaining fiber 11a stores and propagates the first polarized light, and the polarization maintaining fiber 13a stores and propagates the second polarized light whose vibration plane is orthogonal to the first polarized light. Further, the first fiber collimator 11 is disposed so as to face the calcite 17. The second fiber collimator 13 is indirectly connected to the calcite 17 through an optical path shift prism 19.
At a position y2 in the same plane as the first fiber collimator 11 facing, but at a predetermined distance d from the position y1 where the first fiber collimator 11 faces.
, And is arranged so as to face the calcite 17. Here, the predetermined distance d is a dimension that can avoid crosstalk between beams output from the first and second fiber collimators 11 and 13 and is as small as possible. If the predetermined distance d is increased, each of the first and second fiber collimators 11 and 13 can be opposed to the calcite 17 without using the optical path shift prism 19. However, it is known that the length L of the calcite 17 needs to be L ≒ 10d so that the distance between the two input / output points y1-y2 in the calcite 17 is d. Therefore, increasing the predetermined distance d requires a long calcite, and also increases the total length of the module. Therefore, an optical path shift prism 19 is provided. Further, the third fiber collimator 15 is disposed so as to face the calcite 17 at a predetermined position y3 on the surface of the calcite 17 that faces the first and second fiber collimators 11 and 13. It is.
【０００３】図６を用いて説明した従来の光結合モジュ
ールでは、第１のファイバコリメータ１１を介し第１の
偏光を入力し、かつ、第２のファイバコリメータ１３を
介し第２の偏光を入力すると、これらの合成光が第３の
ファイバコリメータ１５から出力出来る。また、第３の
ファイバコリメータ１５から無偏光の光を入力するとこ
れは方解石１７において分波された後、第１の偏光は第
１のファイバコリメータ１１から、第２の偏光は第２の
ファイバコリメータ１３から、それぞれ出力される。In the conventional optical coupling module described with reference to FIG. 6, when a first polarized light is inputted through a first fiber collimator 11 and a second polarized light is inputted through a second fiber collimator 13. These combined lights can be output from the third fiber collimator 15. When non-polarized light is input from the third fiber collimator 15, the light is split by the calcite 17, and then the first polarized light is transmitted from the first fiber collimator 11 and the second polarized light is transmitted to the second fiber collimator. 13 respectively.
【０００４】また、従来においては、図６を用いて説明
したモジュールにおける方解石１７の部分を、サーキュ
レート機能を有した結晶ユニットに置き換えて、サーキ
ュレータを構成することも行なわれていた。方解石１７
を、例えば図７（Ａ）に示したような第１の方解石２
１、第１のガーネット２３、第１の複合旋光子２５、第
２の方解石２７、第２の複合旋光子２９、第２のガーネ
ット３１および第３の方解石３３を直列配列した結晶ユ
ニット３５に置き換えて、サーキュレータとして使用で
きる光結合モジュールが構成されている（例えばこの出
願の出願人にかかるサーキュレータ（商品名：ＰＩＣ
Ａ））。ただしこの場合は、図６にｙ１，ｙ２，ｙ３と
それぞれ示した位置は、例えば図７（Ｂ）、（Ｃ）中に
ｙ１，ｙ２，ｙ３と示したような位置になる。またこの
場合、光ファイバ１１ａ，１３ａは偏波保存ファイバに
限られない。なお、この結晶ユニット３５の詳細は例え
ば文献（電子情報通信学会、1991.5.24 、古賀 正文
他、「サーキユレータとして使用可能な偏波依存性のな
い高アイソレーション光非相反回路」）に記載されてい
るので、ここではその詳細な説明は省略する。Conventionally, a circulator is also constructed by replacing the calcite 17 in the module described with reference to FIG. 6 with a crystal unit having a circulating function. Calcite 17
Is converted to a first calcite 2 as shown in FIG.
1. A crystal unit 35 in which the first garnet 23, the first compound rotator 25, the second calcite 27, the second compound rotator 29, the second garnet 31, and the third calcite 33 are arranged in series Thus, an optical coupling module that can be used as a circulator is configured (for example, a circulator (trade name: PIC) according to the applicant of the present application).
A)). However, in this case, the positions indicated as y1, y2, and y3 in FIG. 6 are, for example, the positions indicated as y1, y2, and y3 in FIGS. 7B and 7C. In this case, the optical fibers 11a and 13a are not limited to polarization maintaining fibers. The details of the crystal unit 35 are described in, for example, the literature (IEICE, 1991.5.24, Masafumi Koga)
In addition, since it is described in “Highly-isolated optical non-reciprocal circuit having no polarization dependency that can be used as a circulator”, its detailed description is omitted here.
【０００５】このサーキュレータとして使用出来る光結
合モジュールでは、：第１のファイバコリメータ１１
から入力された光は第３のファイバコリメータ１５から
出力され、：第３のファイバコリメータ１５から入力
された光は第２のファイバコリメータから出力され、
：第２のファイバコリメータ１３から入力された光は
第１のファイバコリメータ１１から出力されるという光
結合がなされる。The optical coupling module that can be used as the circulator includes: a first fiber collimator 11
Is input from the third fiber collimator 15, and the light input from the third fiber collimator 15 is output from the second fiber collimator.
: Optical coupling is performed such that the light input from the second fiber collimator 13 is output from the first fiber collimator 11.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た偏波合成／分波モジュールとして使用出来る光結合モ
ジュールでは、光路シフトプリズム１９を設ける分、信
頼性の低下、寸法の増大および性能低下が生じる。ま
た、ファイバコリメータを用いている構造上、モジュー
ルを小型化するにもおのずと限界がある。これについて
具体例で説明する。レンズ１１ｂ，１３ｂの焦点距離ｆ
が例えば２．５ｍｍ、ファイバ１１ａ，１３ａの開口数
ＮＡが０．１であるとした場合、第１および第２のファ
イバコリメータ１１、１３から出力されるビーム径は、
ｆ×ＮＡ×２から求まり、０．５ｍｍとなる。また第１
および第２のファイバコリメータ１１、１３のビーム径
が０．５ｍｍである場合において、両ビーム間でのクロ
ストークが問題とならないビーム間距離（すなわち上記
所定距離ｄ）は、少なくとも経験的にいって１．２ｍｍ
である。すると、方解石１７の長さＬは、上記のＬ≒１
０ｄの原則から、１２ｍｍにもなる。したがって、モジ
ュールを小型化するにもおのずと限界が生じるのであ
る。However, in the above-described optical coupling module that can be used as the polarization combining / demultiplexing module, the provision of the optical path shift prism 19 causes a decrease in reliability, an increase in size, and a decrease in performance. Also, due to the structure using the fiber collimator, there is naturally a limit in reducing the size of the module. This will be described with a specific example. Focal length f of lenses 11b and 13b
Is 2.5 mm, for example, and the numerical aperture NA of the fibers 11a and 13a is 0.1, the beam diameter output from the first and second fiber collimators 11 and 13 is
f × NA × 2, which is 0.5 mm. Also the first
In the case where the beam diameters of the second fiber collimators 11 and 13 are 0.5 mm, the inter-beam distance (that is, the predetermined distance d) at which crosstalk between both beams does not matter is at least empirically. 1.2mm
It is. Then, the length L of the calcite 17 is L ≒ 1
From the principle of 0d, it can be as large as 12 mm. Therefore, there is naturally a limit in reducing the size of the module.
【０００７】また、上述したサーキュレータとして使用
出来る光結合モジュールの場合も、上記の偏波合成／分
波用の光結合モジュールと同様の理由から、光路シフト
プリズム１９を設けるための問題および小型化に限界が
あるという問題が生じる。Also, in the case of the optical coupling module which can be used as the circulator, the problem of providing the optical path shift prism 19 and miniaturization are the same as those of the optical coupling module for polarization combining / demultiplexing. The problem of having limitations arises.
【０００８】光路シフトプリズムを設けることなくかつ
モジュールの小型化がより図り易い新規な構造の光結合
モジュールの実現が望まれる。It is desired to realize an optical coupling module having a new structure without providing an optical path shifting prism and making it easier to reduce the size of the module.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】そこで、この発明によれ
ば、焦点距離がｆであるレンズと、該レンズの第１の面
側に配置された第１および第２の導波手段であって、互
いの少なくとも一端同士が平行となるようにかつ該一端
側の端面が１／ａ＋１／ｂ＝１／ｆを満たす位置ａにて
前記レンズの前記第１の面と対向するように配置された
第１および第２の導波手段と、前記レンズの第２の面側
に配置され、該第２の面側に２つの入出力ポートが形成
される２×１光素子であって、前記第１の導波手段につ
いての前記第２の面側の１／ａ＋１／ｂ＝１／ｆを満た
す位置ｂが前記２つの入出力ポートのうちの一方の入出
力ポートを経由する光のビームウエストとなり、かつ、
前記第２の導波手段についての前記第２の面側の１／ａ
＋１／ｂ＝１／ｆを満たす位置ｂが前記２つの入出力ポ
ートのうちの他方の入出力ポートを経由する光のビーム
ウエストとなるように配置された２×１光素子とを具え
たことを特徴とする。According to the present invention, there is provided a lens having a focal length of f, and first and second waveguide means disposed on the first surface side of the lens. The lens is disposed so that at least one end thereof is parallel to each other, and the end surface on one end side faces the first surface of the lens at a position a satisfying 1 / a + 1 / b = 1 / f. A 2 × 1 optical element disposed on a second surface side of the lens and having two input / output ports formed on the second surface side, wherein the first and second waveguide means are provided on the second surface side of the lens; A position “b” on the second surface side that satisfies 1 / a + 1 / b = 1 / f with respect to one waveguide means is a beam waist of light passing through one of the two input / output ports. ,And,
1 / a on the second surface side of the second waveguide means
A 2 × 1 optical element arranged such that a position b satisfying + 1 / b = 1 / f becomes a beam waist of light passing through the other of the two input / output ports. It is characterized by.
【００１０】この発明によれば、第１および第２の導波
手段とレンズとにより２芯集光光学系が構成される。し
かも、この２芯集光光学系と２×１光素子とが互いのビ
ームウエストを結合点として結合された光結合モジュー
ルが構成される。ここで、この２芯集光光学系は１つの
レンズを共通に用いるものであるので、第１および第２
の導波手段は互いに近接させることができる。しかも、
これら第１および第２の導波手段それぞれから出た光は
レンズによりそれぞれ集光される。これらのことからし
て、第１および第２の導波手段から出て上記ｂの位置に
至った各光は、それぞれ従来に比べ小さなビーム径の光
となり、かつ、充分狭い間隔でしかもクロストークのな
い状態で分離された光となる。したがって、第１および
第２の導波手段から出射された各光は、従来より狭い間
隔をもってしかもクロストークが生じない範囲で２×１
光素子と直接（すなわち光路シフトプリズムを用いるこ
となく）結合される。両ビームを近接できる距離（上記
図１や図６の例で言えば距離ｄ）を狭くできるというこ
とは、後段の２×１光素子を小型にできる。具体例でい
えば２×１光素子を複屈折性結晶で構成する場合でいえ
ばその長さＬ（図１や図６参照）の小型化が図れる。そ
のため、光結合モジュールの小型化が図れる。また、光
路シフトプリズムを用いずに済むということは、光結合
モジュールの信頼性の向上、小型化および性能の向上が
図れる。According to the present invention, the first and second waveguide means and the lens constitute a two-core condensing optical system. In addition, an optical coupling module in which the two-core condensing optical system and the 2 × 1 optical element are coupled with each other using the beam waist as a coupling point is configured. Here, since this two-core condensing optical system uses one lens in common, the first and second
Can be brought close to each other. Moreover,
Light emitted from each of the first and second waveguide means is collected by a lens. From these facts, each of the lights which have come out of the first and second waveguide means and reach the position "b" has a smaller beam diameter as compared with the conventional one, and has a sufficiently narrow interval and crosstalk. It becomes the light separated in the state without. Therefore, each light emitted from the first and second waveguide means has a smaller distance than the conventional one and has a size of 2 × 1 within a range where no crosstalk occurs.
It is directly coupled to the optical element (ie, without using the optical path shifting prism). The fact that the distance over which both beams can approach each other (the distance d in the examples of FIGS. 1 and 6) can be reduced, so that the subsequent 2 × 1 optical element can be reduced in size. In a specific example, when the 2 × 1 optical element is formed of a birefringent crystal, the length L (see FIGS. 1 and 6) can be reduced. Therefore, the size of the optical coupling module can be reduced. In addition, the elimination of the use of the optical path shift prism can improve the reliability, miniaturization, and performance of the optical coupling module.
【００１１】なおこの発明の実施に当たり、前記第１の
導波手段を第１の偏光を保存しかつ伝搬する導波手段で
構成し、前記第２の導波手段を前記第１の偏光とは振動
面が直交する第２の偏光を保存しかつ伝搬する導波手段
で構成し、前記２×１光素子を、複屈折性結晶と請求項
２でいう所定の集光光学系とで構成するのが好適であ
る。この構成によれば偏波合成／分波モジュールが構成
される。In practicing the present invention, the first waveguide means is constituted by a waveguide means for storing and propagating the first polarized light, and the second waveguide means is defined as the first polarized light. A vibration means is constituted by waveguide means for storing and propagating the second polarized light orthogonal to the vibration plane, and the 2 × 1 optical element is constituted by a birefringent crystal and a predetermined condensing optical system according to claim 2. Is preferred. According to this configuration, a polarization combining / demultiplexing module is configured.
【００１２】またこの発明の実施に当たり、前記２×１
素子をサーキュレート機能を有する結晶ユニットと、請
求項３でいう所定の集光光学系とで構成するのが好適で
ある。この構成によれば、サーキュレータが構成され
る。Further, in implementing the present invention, the 2 × 1
It is preferable that the element is constituted by a crystal unit having a circulating function and a predetermined light condensing optical system according to the third aspect. According to this configuration, a circulator is configured.
【００１３】またこの発明の実施に当たり、前記２×１
光素子を、前記第１の導波手段についての前記第２の面
側の１／ａ＋１／ｂ＝１／ｆを満たす位置ｂがビームウ
エストとなるように配置された集光光学系と、該集光光
学系の光路を、必要に応じ、前記第２の導波手段につい
ての前記第２の面側の１／ａ＋１／ｂ＝１／ｆを満たす
位置ｂがビームウエストとなるように切り換える光路切
換手段とで構成するのが好適である。この構成によれ
ば、光スイッチが構成される。Further, in implementing the present invention, the above 2 × 1
A condensing optical system comprising: an optical element; and a condensing optical system arranged such that a position b satisfying 1 / a + 1 / b = 1 / f on the second surface side of the first waveguide means becomes a beam waist. An optical path for switching the optical path of the condensing optical system so that a position b satisfying 1 / a + 1 / b = 1 / f on the second surface side of the second waveguide means becomes a beam waist, if necessary. It is preferable to configure with switching means. According to this configuration, an optical switch is configured.
【００１４】ここで、この発明でいう第１および第２の
導波手段は、典型的には光ファイバで構成できる。ま
た、好適な基板に作製した導波路等（拡散導波路等）を
第１および第２の導波手段とする場合があっても良い。
さらにこの発明でいう第１および第２の導波手段は、通
信用光ファイバ等の外部の導波手段や光通信装置等の外
部装置と当該光結合モジュールとを接続するポートとし
ての機能をも持つものであっても良い。さらには、外部
の他の導波手段（典型的には光ファイバ）を接続するこ
とによってこの外部の導波手段自体がこの発明でいう第
１および第２の導波手段となる場合があっても良い。Here, the first and second waveguide means referred to in the present invention can be typically constituted by an optical fiber. In addition, a waveguide or the like (a diffusion waveguide or the like) manufactured on a suitable substrate may be used as the first and second waveguide units.
Further, the first and second waveguide means according to the present invention also have a function as a port for connecting an external waveguide means such as a communication optical fiber or an external device such as an optical communication device to the optical coupling module. You may have it. Further, by connecting another external waveguide means (typically, an optical fiber), the external waveguide means itself may be the first and second waveguide means in the present invention. Is also good.
【００１５】また、この発明でいう第１および第２の導
波手段の端部同士が平行とは、この発明の目的を達成し
得る範囲で実質的に平行とみなせる場合も含む意味であ
る。ただし、端部の平行度を真の平行に近くする程、第
１および第２の導波手段の後段に設けるレンズは、径の
小さなものを用いることが出来るようになる。径の小さ
なレンズを用いることが出来ると、例えば光結合モジュ
ールの小型化が図れる。従って、端部同士の平行度は真
に平行若しくは出来るかぎり真の平行に近い方が好まし
い。真に平行でない場合の許容範囲は、これに限られな
いが、平行度でいって数度以内好ましくは１度以内が良
いと考える。The term "parallel between the ends of the first and second waveguide means" in the present invention includes the case where the ends can be regarded as substantially parallel as long as the object of the present invention can be achieved. However, as the degree of parallelism of the end portion becomes closer to true parallelism, a lens having a smaller diameter can be used as a lens provided after the first and second waveguide means. If a lens having a small diameter can be used, for example, the size of the optical coupling module can be reduced. Therefore, it is preferable that the degree of parallelism between the ends is truly parallel or as close to true parallel as possible. The allowable range in the case of not being truly parallel is not limited to this, but it is considered that the degree of parallelism is preferably within several degrees, preferably within one degree.
【００１６】また、この発明において位置ａ，位置ｂを
どのような値とするかは、主に光結合モジュールの大き
さをどの程度にするかを考慮して決める。In the present invention, the values of the positions a and b are determined mainly in consideration of the size of the optical coupling module.
【００１７】また上記の課題を解決するため、平行光学
系を用いる構成としても良い。そこで、この出願では、
焦点距離がｆであるレンズと、該レンズの第１の面側に
配置された第１および第２の導波手段であって、互いの
少なくとも一端同士が平行となるようにかつ該一端側の
端面が前記レンズの焦点距離の位置ｆにて前記レンズの
前記第１の面と対向するように配置された第１および第
２の導波手段と、前記レンズの第２の面側に配置され、
該第２の面側に２つの入出力ポートが構成される２×１
光素子と、前記レンズおよび前記２×１光素子間に設け
られ、前記第１の導波手段およびレンズで構成される第
１の光学系の光軸と前記２×１光素子の前記一方の入出
力ポートの光軸とを一致させ、かつ、前記第２の導波手
段およびレンズで構成される第２の光学系の光軸と前記
２×１光素子の前記他方の入出力ポートの光軸とを一致
させるための光軸補正手段とを具えた光結合モジュール
をも主張する。In order to solve the above problems, a configuration using a parallel optical system may be adopted. So, in this application,
A lens having a focal length of f, and first and second waveguide means disposed on the first surface side of the lens, wherein at least one end of each of the first and second waveguides is parallel to each other and First and second waveguide means arranged such that an end surface thereof faces the first surface of the lens at a position f of a focal length of the lens, and is arranged on a second surface side of the lens. ,
2 × 1 in which two input / output ports are formed on the second surface side
An optical element, provided between the lens and the 2 × 1 optical element, an optical axis of a first optical system including the first waveguide unit and the lens, and the one of the 2 × 1 optical elements; The optical axis of the input / output port is made coincident, and the optical axis of the second optical system composed of the second waveguide means and the lens and the light of the other input / output port of the 2 × 1 optical element. An optical coupling module with optical axis correction means for aligning the axis is also claimed.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
光結合モジュールの実施の形態について説明する。しか
しながら説明に用いる各図はこの発明を理解出来る程度
に概略的に示してあるにすぎない。また、各図において
同様な構成成分については同一の番号を付して示しその
重複する説明を省略することもある。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the optical coupling module according to the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the drawings used in the description are merely schematic representations so that the present invention can be understood. In each of the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and the duplicate description thereof may be omitted.
【００１９】１．第１の実施の形態の説明 先ず第１の実施の形態として、この発明を適用した新規
な偏波合成／分波モジュールの例を説明する。図１は、
この新規な偏波合成／分波モジュール４０の構成図であ
る。また図２は、この発明でいう第１および第２の導波
手段の好適な配置例を示した図、図３は偏波合成／分波
モジュール４０における第１および第２の導波手段それ
ぞれの好適例の説明図である。1. Description of First Embodiment First, as a first embodiment, an example of a novel polarization combining / demultiplexing module to which the present invention is applied will be described. FIG.
FIG. 3 is a configuration diagram of this novel polarization combining / demultiplexing module 40. FIG. 2 is a view showing a preferred arrangement of the first and second waveguide means according to the present invention. FIG. 3 is a view showing the first and second waveguide means in the polarization combining / demultiplexing module 40, respectively. It is explanatory drawing of the suitable example of.
【００２０】この偏波合成／分波モジュール４０は、レ
ンズ４１と、第１の導波手段４３と、第２の導波手段４
５と、複屈折性結晶４７と、集光光学系４９とを具えて
いる。この場合は、複屈折性結晶４７と集光光学系４９
とで、この発明でいう２×１光素子５１を構成してい
る。なお、図１においてＣは複屈折性結晶４７の光軸を
示し、Ｐ１、Ｐ２は偏光の方向を示す。以下各構成成分
４１〜４９についてそれぞれ説明する。The polarization combining / demultiplexing module 40 includes a lens 41, a first waveguide 43, and a second waveguide 4.
5, a birefringent crystal 47, and a condensing optical system 49. In this case, the birefringent crystal 47 and the condensing optical system 49
Thus, the 2 × 1 optical element 51 according to the present invention is constituted. In FIG. 1, C indicates the optical axis of the birefringent crystal 47, and P1 and P2 indicate the directions of polarized light. Hereinafter, each of the components 41 to 49 will be described.
【００２１】レンズ４１を、第１の面４１ａおよび第２
の面４１ｂを有しかつ焦点距離がｆの凸レンズで構成す
る。レンズ４１を構成する具体的なレンズとしては、非
球面レンズ、ボールレンズ、平凸レンズまたは両凸レン
ズなどが挙げられる。例えば非球面レンズは、受光面積
が広く、収差が小さいので好ましい。The lens 41 is connected to the first surface 41a and the second surface 41a.
And a convex lens having a focal length f. Specific lenses constituting the lens 41 include an aspherical lens, a ball lens, a plano-convex lens, a biconvex lens, and the like. For example, an aspheric lens is preferable because the light receiving area is large and the aberration is small.
【００２２】また、第１の導波手段４３を、第１の偏光
を保存しかつ伝搬する偏波保存光ファイバで構成する。
また、第２の導波手段４５を、前記第１の偏光とは振動
面が直交する第２の偏光を保存しかつ伝搬する偏波保存
光ファイバで構成する。これら偏波保存光ファイバの具
体例は後に図３を用いて説明する。これら光ファイバ４
３、４５を、互いの少なくとも一端同士が平行となるよ
うに配置する。しかも、これら光ファイバ４３、４５
を、それらの平行とされた一端側の端面が１／ａ＋１／
ｂ＝１／ｆを満たす位置ａにてレンズ４１の第１の面４
１ａと対向するように、配置する。またここでは、これ
ら光ファイバ４３、４５を、レンズ４１の光軸に対し対
称に配置してある。また、光ファイバ４３，４５の端部
同士の平行度の確保を、ここでは、図２に示したよう
に、導波手段保持具としてのフェルール５３を用いて行
なっている。具体的には、用いる光ファイバ４３、４５
の直径の２倍の寸法に挿入余裕を考慮した寸法を直径と
する穴５３ａであって、かつ、これら光ファイバ４３、
４５の平行度確保が可能な程度の長さｔの穴５３ａを有
したフェルール５３を用意する。そしてこのフェルール
５３の穴５３ａの中に２本の光ファイバ４３、４５の端
部を挿入し固定している。こうすると、第１および第２
の導波手段である光ファイバ４３、４５の平行度を容易
に確保でき、しかも、これら光ファイバ４３、４５の外
皮同士が接触する程に両者を近接させて配置できるの
で、好ましい。The first waveguide means 43 is composed of a polarization maintaining optical fiber that stores and propagates the first polarization.
Further, the second waveguide means 45 is composed of a polarization maintaining optical fiber which stores and propagates the second polarized light whose vibration plane is orthogonal to the first polarized light. Specific examples of these polarization maintaining optical fibers will be described later with reference to FIG. These optical fibers 4
3, 45 are arranged so that at least one end of each of them is parallel to each other. Moreover, these optical fibers 43, 45
Are set to 1 / a + 1 /
The first surface 4 of the lens 41 at the position a satisfying b = 1 / f
It is arranged so as to face 1a. Here, these optical fibers 43 and 45 are arranged symmetrically with respect to the optical axis of the lens 41. In addition, as shown in FIG. 2, the ferrule 53 as a waveguide holding member is used to secure the parallelism between the ends of the optical fibers 43 and 45. Specifically, the optical fibers 43 and 45 used
A hole 53a having a diameter twice as large as the diameter of the optical fiber 43 in consideration of the insertion allowance.
A ferrule 53 having a hole 53a having a length t enough to ensure the parallelism of 45 is prepared. The ends of the two optical fibers 43 and 45 are inserted and fixed in the holes 53a of the ferrule 53. In this case, the first and second
It is preferable because the parallelism of the optical fibers 43 and 45, which are the waveguide means, can be easily ensured, and the optical fibers 43 and 45 can be arranged close to each other so that the outer sheaths come into contact with each other.
【００２３】また、図３に示したようにこれら光ファイ
バ４３、４５の端面は、戻り光抑制のための斜面４３
ａ，４５ａとしておくのが良い。斜面４３ａ，４５ａの
角度θ（図３参照）は、シングルモード光ファイバの場
合であれば８°程度とし、シングルモード光ファイバで
あって分散シフトファイバ（ＤＳＦ）の場合であれば１
２°以上とする。このような斜面４３ａ，４５ａは、こ
れに限られないが、例えばフェルール５３に光ファイバ
４３、４５をそれぞれの応力付与部４３ｙ，４５ｙが所
定の方向に向くように挿入固定した後、フェルールおよ
び光ファイバを一緒に所定角度および方向で研磨するこ
とで行なえる。なお図３において、４３ｘ，４５ｘそれ
ぞれは、光ファイバ４３，４５のコアを示す。周知のよ
うに、光ファイバを伝搬させようとする光の偏光方向
を、２つの応力付与部４３ｙを結ぶ線分（第２の導波手
段４５の場合なら２つの応力付与部４５ｙを結ぶ線分）
に対し平行あるいは垂直にそろえると、これら光ファイ
バ４３、４５では偏光が保存される。As shown in FIG. 3, the end faces of the optical fibers 43 and 45 are provided with inclined surfaces 43 for suppressing return light.
a and 45a are preferable. The angle θ of the slopes 43a and 45a (see FIG. 3) is about 8 ° in the case of a single mode optical fiber, and 1 in the case of a single mode optical fiber and a dispersion shift fiber (DSF).
2 ° or more. The slopes 43a and 45a are not limited to these, but, for example, after the optical fibers 43 and 45 are inserted into and fixed to the ferrule 53 so that the respective stress applying portions 43y and 45y are directed in a predetermined direction, the ferrule and the light This can be done by polishing the fibers together at a predetermined angle and direction. In FIG. 3, 43x and 45x indicate the cores of the optical fibers 43 and 45, respectively. As is well known, the polarization direction of the light to be propagated through the optical fiber is determined by the line segment connecting the two stress applying portions 43y (in the case of the second waveguide means 45, the line segment connecting the two stress applying portions 45y). )
When the optical fibers 43 and 45 are aligned parallel or perpendicular to each other, the polarization is preserved.
【００２４】また、複屈折性結晶４７を、例えば、方解
石、またはルチル、またはＹＶＯ4、またはα−ＢＢＯ
で構成する。この複屈折性結晶４７は、レンズ４１の第
２の面４１ｂ側に所定の関係（後述する）で配置する。The birefringent crystal 47 is made of, for example, calcite, rutile, or YVO 4 , or α-BBO.
It consists of. The birefringent crystal 47 is arranged on the second surface 41b side of the lens 41 in a predetermined relationship (described later).
【００２５】また、集光光学系４９を、第２の凸レンズ
４９ａ（レンズ４１と区別する意味で第２のレンズとい
う。）および光ファイバ４９ｂで構成する。ただし、第
２のレンズ４９ａは、複屈折性結晶４７の面のうちレン
ズ４１側の面と反対側の面に対向するように、配置す
る。また、光ファイバ４９ｂをこの第２のレンズ４９ａ
の後段に配置する。ここで、複屈折性結晶４７と、第２
のレンズ４９ａと、光ファイバ４９ｂとは、詳細には次
のように配置する。先ず、光ファイバ４９ｂ、第２のレ
ンズ４９ａおよび複屈折性結晶４７で構成される光学系
において、第２のレンズ４９ａ側から複屈折性結晶４７
に入りそこで分離されて出力される第１および第２の偏
光Ｐ１，Ｐ２を考える（もちろんこの逆の経路を考えて
も良い）。そして複屈折性結晶４７における上記第１お
よび第２の偏光の入出力位置を、ここでは第１および第
２の入出力ポート４７ａ，４７ｂと考える（図１参
照）。そして、前記第１の導波手段４３についての１／
ａ＋１／ｂ＝１／ｆを満たす位置ｂ（図１参照）が、入
出力ポート４７ｂを経由する光のビームウエストとな
り、かつ、前記第２の導波手段４５についての１／ａ＋
１／ｂ＝１／ｆを満たす位置ｂが入出力ポート４７ａを
経由する光のビームウエストとなるように、これら複屈
折性結晶４７、第２のレンズ４９ａおよび光ファイバ４
９ｂを配置する。ただし、その配置に当たっては多少の
ずれは許容される。とはいえ、第１の導波手段４３−レ
ンズ４１−位置ｂで構成される系と、光ファイバ４９ｂ
−第２のレンズ４９ａ−複屈折性結晶４７の入出力ポー
ト４７ｂ−位置ｂで構成される系とは、両系を伝播する
光の結合損失が少ない状態で結合出来るように位置合わ
せをする。同じく、第２の導波手段４５−レンズ４１−
位置ｂで構成される系と、光ファイバ４９ｂ−第２のレ
ンズ４９ａ−複屈折性結晶４７の入出力ポート４７ａ−
位置ｂで構成される系とは、両系を伝播する光の結合損
失が少ない状態で結合出来るように位置合わせをする。
具体的には、は結合損失が５０％を越えることがないよ
うにするのが好ましい。The condensing optical system 49 is composed of a second convex lens 49a (referred to as a second lens for the purpose of being distinguished from the lens 41) and an optical fiber 49b. However, the second lens 49a is arranged so as to face the surface of the birefringent crystal 47 opposite to the surface on the lens 41 side. The optical fiber 49b is connected to the second lens 49a.
To be placed after. Here, the birefringent crystal 47 and the second
The lens 49a and the optical fiber 49b are arranged as follows in detail. First, in the optical system composed of the optical fiber 49b, the second lens 49a, and the birefringent crystal 47, the birefringent crystal 47 from the second lens 49a side.
First and second polarized lights P1 and P2 which enter and are separated and output there are considered (of course, the reverse path may be considered). The input and output positions of the first and second polarized lights in the birefringent crystal 47 are considered here as first and second input / output ports 47a and 47b (see FIG. 1). Then, 1/1 of the first waveguide means 43 is used.
The position b (see FIG. 1) satisfying a + 1 / b = 1 / f becomes the beam waist of the light passing through the input / output port 47b, and 1 / a + of the second waveguide 45.
The birefringent crystal 47, the second lens 49a and the optical fiber 4 are arranged such that the position b satisfying 1 / b = 1 / f becomes the beam waist of the light passing through the input / output port 47a.
9b is arranged. However, some deviation is allowed in the arrangement. Nevertheless, a system composed of the first waveguide means 43-lens 41-position b and the optical fiber 49b
The second lens 49a, the input / output port 47b of the birefringent crystal 47, and the system constituted by the position b are aligned so that light propagating through both systems can be coupled with a small loss. Similarly, the second waveguide means 45-lens 41-
A system constituted by the position b, an optical fiber 49b, a second lens 49a, an input / output port 47a of the birefringent crystal 47,
Positioning with the system configured at the position b is performed so that the light propagating through both systems can be combined with a small coupling loss.
Specifically, it is preferable that the coupling loss does not exceed 50%.
【００２６】上記の結合損失の低減にあたっては次の点
に留意するのが良い。この発明で用いる系は、集光光学
系同士を結合させた系といえるので、模式的には図４
（Ａ）のように表せる。この図４（Ａ）に示される第１
の集光光学系６１と第２の集光光学系６３とにおける結
合損失として、両光学系６１、６３の光軸同士がなす角
度αが１８０度からずれる場合の結合損失Ｌ（α）と、
両光学系６１，６３のビームの結合位置が好ましい一致
位置からΔｘだけずれる場合の結合損失Ｌ（ΔＸ）とを
考える（図４（Ｂ）参照）。すると、結合損失を許容値
より小さくするには、角度αについては比較的寛容であ
り、光軸方向に沿うずれΔｘについては比較的厳しいこ
とが分かる。これは集光光学系６１、６３を結合させて
いることから当然のことである。よって、光軸方向に沿
うずれΔｘを発生させないよう特に留意するのが良い。In reducing the coupling loss, the following points should be noted. Since the system used in the present invention can be said to be a system in which condensing optical systems are coupled to each other, FIG.
It can be expressed as (A). 4 (A).
The coupling loss L (α) when the angle α between the optical axes of the two optical systems 61 and 63 deviates from 180 degrees as the coupling loss between the condenser optical system 61 and the second condenser optical system 63;
Consider a coupling loss L (ΔX) when the beam combining position of both optical systems 61 and 63 deviates from the preferred matching position by Δx (see FIG. 4B). Then, in order to make the coupling loss smaller than the allowable value, it is understood that the angle α is relatively tolerant and the displacement Δx along the optical axis direction is relatively severe. This is a matter of course because the light collecting optical systems 61 and 63 are coupled. Therefore, it is particularly necessary to pay attention so as not to generate the displacement Δx along the optical axis direction.
【００２７】この偏波合成／分波モジュール４０では、
第１の導波手段４３を介し第１の偏光を入力し、かつ、
第２の導波手段４５を介し第２の偏光を入力すると、こ
れらは複屈折性結晶４７において合成され、そして第２
のレンズ４９ａを経て光ファイバ４９ｂより出力出来
る。また、光ファイバ４９ｂから無偏光の光を入力する
とこれは複屈折性結晶４７において分波された後、第１
の偏光は第１の導波手段４３から、第２の偏光は第２の
導波手段４５からそれぞれ出力できる。この動作は従来
のものと基本的に同じである。しかし、この発明の偏波
合成／分波モジュール４０は以下の点で従来のものと大
きく相違する。In this polarization combining / demultiplexing module 40,
First polarized light is input through the first waveguide means 43, and
When the second polarized light is input via the second waveguide means 45, they are combined in the birefringent crystal 47 and
Can be output from the optical fiber 49b through the lens 49a. When non-polarized light is input from the optical fiber 49b, it is split by the birefringent crystal 47,
Can be output from the first waveguide means 43 and the second polarization can be output from the second waveguide means 45, respectively. This operation is basically the same as the conventional one. However, the polarization combining / demultiplexing module 40 of the present invention is significantly different from the conventional one in the following points.
【００２８】先ず、第１および第２の導波手段４３，４
５を近接させて配置してある。また各導波手段４３，４
５を光ファイバで構成してある。そして光ファイバ４
３、４５それぞれは、規格から、その直径が１２５μｍ
であり、そのコア径が１０μｍである。これらのことか
ら、光ファイバ４３、４５の出射点での２つの光の間隔
ｄ0 （図１参照）は、１２５μｍとなり、かつ、出射点
でのビーム径は１０μｍとなる。また、レンズ４１での
像倍率ｍを例えば４と考える。すなわち、ｂ／ａ＝ｍ＝
４と考える。すると、これら光ファイバ４３、４５から
出てレンズ４１を経た後に、１／ａ＋１／ｂ＝１／ｆを
満たす位置ｂに至った２つの光は、その間隔ｄが５００
μｍ（図１参照）、ビーム径がそれぞれ４０μｍとな
る。２つの光のビーム径がそれぞれ４０μｍであるな
ら、２つの光の間隔ｄが５００μｍであっても両光のク
ロストークは生じないと言える。また２つの光の間隔ｄ
が５００μｍであるとすると、用いる複屈折性結晶４７
の長さＬ（図１参照）は、Ｌ≒１０ｄからして、５ｍｍ
で良いことになる。従来構造ではＬ＝１２ｍｍとする必
要があったことを考えると、本発明によれば複屈折性結
晶の長さＬを大幅に短縮できることが理解出来る。よっ
て、偏波合成／分波モジュールの小型化が図れることが
理解出来る。また、第１および第２の導波手段４３、４
５間の距離を短縮できるので従来必要であった光路シフ
トプリズム（図６に１９で示したもの）を用いずに済
む。このため、偏波合成／分波モジュールの信頼性の向
上、小型化および性能の向上が図れる。First, the first and second waveguide means 43, 4
5 are arranged close to each other. In addition, each waveguide means 43, 4
Reference numeral 5 is composed of an optical fiber. And optical fiber 4
According to the standard, each of 3, 45 has a diameter of 125 μm.
And the core diameter is 10 μm. From these facts, the distance d 0 (see FIG. 1) between the two lights at the emission points of the optical fibers 43 and 45 is 125 μm, and the beam diameter at the emission points is 10 μm. Also, assume that the image magnification m at the lens 41 is 4, for example. That is, b / a = m =
Think of 4. Then, two lights that have come out of the optical fibers 43 and 45 and have passed through the lens 41 and reached the position b satisfying 1 / a + 1 / b = 1 / f have an interval d of 500.
μm (see FIG. 1) and the beam diameter are each 40 μm. If the beam diameters of the two lights are each 40 μm, it can be said that no crosstalk occurs between the two lights even if the distance d between the two lights is 500 μm. Also, the distance d between two lights
Is 500 μm, the birefringent crystal 47 to be used is
The length L (see FIG. 1) is 5 mm from L ≒ 10d.
Will be good. Considering that L = 12 mm was required in the conventional structure, it can be understood that the length L of the birefringent crystal can be significantly reduced according to the present invention. Therefore, it can be understood that the size of the polarization combining / demultiplexing module can be reduced. Further, the first and second waveguide means 43, 4
Since the distance between the lenses 5 can be shortened, it is not necessary to use an optical path shift prism (shown at 19 in FIG. 6) which has been conventionally required. Therefore, the reliability, size, and performance of the polarization combining / demultiplexing module can be improved.
【００２９】２．第２の実施の形態 また、この発明はサーキュレータにも適用出来る。例え
ば、図１に示した構成において、複屈折性結晶４７の代
わりに図７を用いて説明した結晶ユニット３５を用いる
と新規なサーキュレータが構成出来る。ただし、このよ
うにサーキュレータを構成する場合、図７に示した結晶
ユニット３５におけるｙ１およびｙ２を付した面が、こ
の発明でいう２つの入出力ポートに相当する。そして、
図７に示したｙ３の面に図１に示した集光光学系４９を
対向させることになる。また、結晶ユニット３５におけ
る第１〜第３の複屈折性結晶２１、２７、３３それぞれ
は、第１の実施の形態で説明した理由から、従来に比べ
長さ（図７の横方向の長さ）の短いものを使用出来る。
このため、この発明に係るサーキュレータは、従来のも
のと比べ小型なものとなる。また、この場合も第１の実
施の形態で説明した理由から光路シフトプリズム（図６
参照）を用いずに済むので、その利点も第１の実施の形
態と同様に得られる。2. Second Embodiment The present invention is also applicable to a circulator. For example, in the configuration shown in FIG. 1, a new circulator can be formed by using the crystal unit 35 described with reference to FIG. 7 instead of the birefringent crystal 47. However, when the circulator is configured in this way, the planes with y1 and y2 in the crystal unit 35 shown in FIG. 7 correspond to the two input / output ports in the present invention. And
The condensing optical system 49 shown in FIG. 1 is made to face the surface y3 shown in FIG. In addition, each of the first to third birefringent crystals 21, 27, and 33 in the crystal unit 35 has a longer length (the length in the horizontal direction in FIG. 7) than in the related art for the reason described in the first embodiment. ) Can be used.
For this reason, the circulator according to the present invention is smaller than the conventional circulator. Also in this case, the optical path shifting prism (FIG. 6) is used for the reason described in the first embodiment.
) Can be used, and the advantage can be obtained in the same manner as in the first embodiment.
【００３０】なお、サーキュレータを構成する際に用い
る結晶ユニットは図７の例に限られず、任意好適なもの
とできる。例えば、結晶ユニット３５の構成において、
複合旋光子２５、２９それぞれを１／２波長板に変更し
ても良い。こうすると、この部分の長さ（図７の横方向
の長さ）を短縮できるので、サーキュレータのさらなる
小型化が図れる。The crystal unit used for forming the circulator is not limited to the example shown in FIG. 7, but may be any suitable one. For example, in the configuration of the crystal unit 35,
Each of the compound optical rotators 25 and 29 may be changed to a half-wave plate. In this case, the length of this portion (the length in the horizontal direction in FIG. 7) can be reduced, so that the size of the circulator can be further reduced.
【００３１】３．第３の実施の形態 また、この発明は光スイッチにも適用できる。図５はこ
の発明を適用した新規な光スイッチの一例（第３の実施
の形態）を示した図である。3. Third Embodiment The present invention is also applicable to an optical switch. FIG. 5 is a diagram showing an example (third embodiment) of a novel optical switch to which the present invention is applied.
【００３２】この発明を適用して光スイッチを構成する
場合、この発明でいう２×１光素子を、集光光学系７１
および光路切換手段７３で構成する。なお、第１および
第２の導波手段４３，４５それぞれは、偏波保存光ファ
イバに限られず、光スイッチの設計に応じた任意の導波
手段とできる。When an optical switch is configured by applying the present invention, the 2 × 1 optical element referred to in the present invention is replaced with a condensing optical system 71.
And optical path switching means 73. The first and second waveguides 43 and 45 are not limited to the polarization maintaining optical fiber, but may be any waveguide according to the design of the optical switch.
【００３３】ここで、集光光学系７１は、第１の導波手
段４３ついてのレンズ４１の第２の面４１ｂ側の１／ａ
＋１／ｂ＝１／ｆを満たす位置ｂがビームウエストとな
るように配置されたものとする。具体的には、この場合
の集光光学系７１は、レンズ４１の第２の面４１ｂ側
に、レンズ４１側から順に所定距離で配置した、凸レン
ズ７１ａおよび光ファイバ７１ｂで構成してある。Here, the condensing optical system 71 is provided with a 1 / a on the second surface 41b side of the lens 41 of the first waveguide means 43.
It is assumed that the position b satisfying + 1 / b = 1 / f is arranged as a beam waist. More specifically, the condensing optical system 71 in this case includes a convex lens 71a and an optical fiber 71b which are arranged on the second surface 41b side of the lens 41 in order from the lens 41 at a predetermined distance.
【００３４】また、光路切換手段７３は、集光光学系７
１の光路を、必要に応じ、第２の導波手段４５について
のレンズ４１の第２の面４１ｂ側の１／ａ＋１／ｂ＝１
／ｆを満たす位置ｂがビームウエストとなるように切り
換えるものである。ここではこの光路切換手段７３を、
平行平面板をもって構成してある。ただし、この平行平
面板７３は、集光光学系７１の光路に対し所定の角度β
をもち、しかも、所定厚みｔの平行平面板であり、しか
も、集光光学系７１の光路に対し直角な方向（図５にＱ
で示す方向）に沿って該光路を横切るように出し入れさ
れるものとしてある。平行平面板の出し入れは、好適な
駆動機構（図示せず）により行なえば良い。The light path switching means 73 is provided with the light collecting optical system 7.
If necessary, the first optical path is set to 1 / a + 1 / b = 1 on the second surface 41b side of the lens 41 of the second waveguide means 45.
The switching is performed so that the position b satisfying / f becomes the beam waist. Here, this optical path switching means 73 is
It is configured with a parallel plane plate. However, the parallel flat plate 73 is formed at a predetermined angle β with respect to the optical path of the focusing optical system 71.
In addition, a parallel flat plate having a predetermined thickness t and a direction perpendicular to the optical path of the condensing optical system 71 (Q in FIG. 5)
Along the optical path). The parallel plane plate may be taken in and out by a suitable drive mechanism (not shown).
【００３５】図５を用い説明した光スイッチの場合、光
路切換手段７３が集光光学系７１の光路に挿入されてい
ない場合は、第１の導波手段４３と集光光学系７１との
間が有効になる（図５（Ａ）参照）。また光路切換手段
７３が集光光学系７１の光路に挿入された場合は、第２
の導波手段４５と集光光学系７１との間が有効になる
（図５（Ｂ）参照）。この結果光路のスイッチングが行
なえる。この光スイッチの場合も第１の実施の形態にお
いて説明した効果と同様の効果が得られる。In the case of the optical switch described with reference to FIG. 5, if the optical path switching means 73 is not inserted in the optical path of the condensing optical system 71, the optical path switching means 73 is connected between the first waveguide means 43 and the condensing optical system 71. Becomes effective (see FIG. 5A). When the optical path switching means 73 is inserted into the optical path of the light collecting optical system 71, the second
Between the waveguide means 45 and the condensing optical system 71 is effective (see FIG. 5B). As a result, switching of the optical path can be performed. In the case of this optical switch, the same effect as that described in the first embodiment can be obtained.
【００３６】４．第４の実施の形態 上述した第１〜第３の実施の形態それぞれでは、第１の
導波手段４３（第２の導波手段４５）およびレンズ４１
で構成される光学系の光軸と２×１光素子側の光軸と
は、図４の例で示したように角度αをもって交差してお
り一直線状にならぶ関係とはなっていない。これは図４
を用い説明したように、この発明に係る光結合モジュー
ルが、第１の導波手段４３（第２の導波手段４５）およ
びレンズ４１で構成される光学系と２×１光素子で構成
される光学系という２つの集光光学系同士を結合させた
系といえるので、両光学系同士がビームウエストで交差
しているなら両光軸同士が一直線状にならんでいなくて
も所望の結合が行なえるからであった。しかしそうはい
っても、この発明の光結合モジュールでは、例えば焦点
距離ｆの小さなレンズを用いようとすればする程、第１
の導波手段４３およびレンズ４１（第２の導波手段４５
およびレンズ４１）で構成される光学系を通る光線はレ
ンズ４１のところで大きく曲がる。すると、第１の導波
手段４３（第２の導波手段４５）およびレンズ４１で構
成される光学系の光軸と２×１光素子側の光軸とのなす
角度α（図４参照）が大きくなる。角度αが大きくなる
程、両光学系の結合損失は増加してくる。一方、光結合
モジュールの小型化を考えると、レンズ４１として焦点
距離の小さいレンズを用いるのが好ましい。そこでこの
第４の実施の形態では以下のような構成をとる。4. Fourth Embodiment In each of the above-described first to third embodiments, the first waveguide unit 43 (second waveguide unit 45) and the lens 41
The optical axis of the optical system composed of the above and the optical axis on the 2 × 1 optical element side intersect at an angle α as shown in the example of FIG. 4 and do not have a linear relationship. This is Figure 4
As described above, the optical coupling module according to the present invention includes the optical system including the first waveguide unit 43 (the second waveguide unit 45) and the lens 41, and the 2 × 1 optical element. If the two optical systems intersect at the beam waist, the desired coupling is possible even if the two optical axes are not aligned in a straight line. Could be done. Nevertheless, in the optical coupling module of the present invention, for example, the more the lens having a small focal length f is used, the more the first lens becomes.
Waveguide means 43 and lens 41 (second waveguide means 45)
Light passing through the optical system composed of the lens 41) bends greatly at the lens 41. Then, the angle α between the optical axis of the optical system constituted by the first waveguide means 43 (second waveguide means 45) and the lens 41 and the optical axis on the 2 × 1 optical element side (see FIG. 4) Becomes larger. As the angle α increases, the coupling loss between the two optical systems increases. On the other hand, considering the miniaturization of the optical coupling module, it is preferable to use a lens having a small focal length as the lens 41. Therefore, the fourth embodiment has the following configuration.
【００３７】ここではこの第４の実施の形態の考えを第
１の実施の形態に適用した例により説明する。図８はそ
の説明に供する図であり、ちょうど図１に示した光結合
モジュールに第４の実施の形態の考えを適用した例の図
である。ただし、光軸補正手段８５内での光路は簡単化
して示してある。Here, an example in which the concept of the fourth embodiment is applied to the first embodiment will be described. FIG. 8 is a diagram provided for the explanation, and is a diagram of an example in which the idea of the fourth embodiment is applied to the optical coupling module shown in FIG. However, the optical path in the optical axis correction means 85 is shown in a simplified manner.
【００３８】図８に示した例の光結合モジュールは、上
述した第１の実施の形態の構成に加えて、レンズ４１と
レンズ４１の２×１光素子５１側（第２の面側）におけ
る１／ａ＋１／ｂ＝１／ｆを満たす位置ｂとの間に、光
軸補正手段８５を具えている。もちろん、光軸補正手段
８５が位置ｂ上に位置する場合があっても良い。具体的
には、光軸補正手段８５の２×１光素子側の入出力点
が、位置ｂ上に位置する場合があっても良い。この光軸
補正手段８５は、第１の導波手段４３およびレンズ４１
で構成される第１の光学系８１の光軸と２×１光素子５
１の前記一方の入出力ポート４７ｂの光軸とを一致さ
せ、かつ、第２の導波手段４５およびレンズ４１で構成
される第２の光学系８３の光軸と２×１光素子５１の前
記他方の入出力ポート４７ａの光軸とを一致させるため
のものである。この例の場合は光軸補正手段８５をバイ
プリズム状のプリズムで構成してあり、かつ、このバイ
プリズム状のプリズム８５を、レンズ４１の焦点距離ｆ
の位置と上記の位置ｂとの間に具えた例を示してある。
バイプリズム状のプリズムを用いると、光軸補正手段を
容易に構成出来、かつ、レンズ４１と２×１光素子との
間への組み込みも容易なため、第４の実施の形態の光結
合モジュールの実現に好ましい。ここでバイプリズム状
のプリズムと称したのは、ここで用いたプリズムが、２
つのプリズム部分を有した構造のものであるので、バイ
プリズム（フレネルの複プリズムとも呼ばれるもの）に
似ているからである。ただし、このバイプリズム状のプ
リズム８５の一方のプリズム部分８５ａを第１の光学系
８１の光Ｌ1 が主として経由し、他方のプリズム部分８
５ｂを第２の光学系８３の光Ｌ2 が主として経由するよ
うに、このバイプリズム状のプリズム８５の大きさや配
置を考慮してある。このバイプリズム状のプリズム８５
は、各プリズム部分８５ａ，８５ｂそれぞれの偏角がθ
となるように設計されたプリズムとしておく。ただし偏
角θは、ｔａｎθ＝ｄa ／ｆで定義されるものである。
ここでｄa は、レンズ４１の光軸から第１の導波手段４
３の出射点までの距離（図８参照）であり、この場合ｄ
0 ／２に相当する寸法である。さらにｆは、既に述べた
ようにレンズ４１の焦点距離である。なお、上記の説明
において述べた光Ｌ1 （Ｌ2 ）が一方の（他方の）プリ
ズム部分を主として経由するとは、光Ｌ1 （Ｌ2 ）の一
部が他方（一方）のプリズム部分を多少経由する場合が
あっても良い意味である。このような状態は例えばバイ
プリズム状のプリズム８５がレンズ４１に近づく程生じ
易い。The optical coupling module of the example shown in FIG. 8 has, in addition to the configuration of the above-described first embodiment, the lens 41 and the 2 × 1 optical element 51 side (second surface side) of the lens 41. An optical axis correcting means 85 is provided between the position b and 1 / a + 1 / b = 1 / f. Of course, the optical axis correction means 85 may be located on the position b. Specifically, the input / output point on the 2 × 1 optical element side of the optical axis correction unit 85 may be located on the position b. The optical axis correcting means 85 includes the first waveguide means 43 and the lens 41
And the 2 × 1 optical element 5
1 and the optical axis of the one input / output port 47b, and the optical axis of the second optical system 83 composed of the second waveguide 45 and the lens 41 and the optical axis of the 2 × 1 optical element 51. This is for matching the optical axis of the other input / output port 47a. In the case of this example, the optical axis correcting means 85 is constituted by a biprism-shaped prism, and the bi-prism-shaped prism 85 is provided with a focal length f of the lens 41.
The example provided between the position b and the position b is shown.
The use of the biprism-shaped prism makes it possible to easily configure the optical axis correcting means and to easily incorporate the optical axis correcting means between the lens 41 and the 2 × 1 optical element. It is preferable for realizing. Here, the term “biprism-shaped prism” means that the prism used here is 2 prisms.
This is because it has a structure having two prism portions, and is similar to a biprism (also called a Fresnel double prism). However, the light L1 of the first optical system 81 mainly passes through one prism portion 85a of the biprism-shaped prism 85, and the other prism portion 8a.
The size and arrangement of the biprism-shaped prism 85 are taken into consideration so that the light L2 of the second optical system 83 mainly passes through 5b. This biprism-shaped prism 85
Is that the deflection angle of each of the prism portions 85a and 85b is θ
A prism designed to be However, the argument θ is defined by tan θ = d a / f.
Here, d a is the distance from the optical axis of the lens 41 to the first waveguide unit 4.
3 (see FIG. 8), in this case d
This is a dimension corresponding to 0/2. Further, f is the focal length of the lens 41 as described above. Note that the light L 1 (L 2 ) described in the above description mainly passes through one (the other) prism portion means that a part of the light L 1 (L 2 ) slightly passes through the other (one) prism portion. It may be good to go through. Such a state is more likely to occur, for example, as the bi-prism prism 85 approaches the lens 41.
【００３９】この図８を用い説明した第４の実施の形態
の光結合モジュールの場合、光軸補正手段８５を設けた
ので、第１の導波手段４３（第２の導波手段４５）およ
びレンズ４１で構成される光学系の光軸と、２×１光素
子側の光軸とが一致（実質的に一致する場合も含む）す
る。すなわち両光軸は一直線上にならぶようになる。し
たがって両光学系の結合損失を第１の実施の形態の場合
に比べて軽減することができる。In the case of the optical coupling module of the fourth embodiment described with reference to FIG. 8, since the optical axis correcting means 85 is provided, the first waveguide means 43 (second waveguide means 45) and The optical axis of the optical system constituted by the lens 41 and the optical axis on the 2 × 1 optical element side coincide (including the case where they substantially coincide). That is, both optical axes are aligned on a straight line. Therefore, the coupling loss between the two optical systems can be reduced as compared with the case of the first embodiment.
【００４０】またこの第４の実施の形態の構成の場合、
次の様な新たな効果も得られる。すなわち、図９
（Ａ）、（Ｂ）に示したように、光軸補正手段８５の位
置を、レンズ４１と上記ｂの位置との間においてレンズ
４１の光軸に沿って変更すると、光軸補正手段８５の２
×１光素子５１（図１参照）側での２本の光線間の距離
ｄb（図９参照）を調整できる。例えば焦点距離ｆの位
置と位置ｂとの間において、光軸補正手段８５をレンズ
４１側に近づけると上記距離ｄb は小さくなり、その逆
の場合は距離ｄb は大きくなる。ここでこの距離ｄb
は、２×１光素子５１の一構成成分として用いられる例
えば方解石での分離幅ｄ（図１参照）と同じである必要
がある。そうでないと所望の光結合が行なえないからで
ある。移動距離ｄb を上記のごとく可変できるというこ
とは、２×１光素子５１の一構成成分である方解石の厚
さがばらついたために方解石の分離幅ｄ（図１参照）が
ばらついた場合もその値に合うように距離ｄb を容易に
変更できることを意味する。したがって、分離幅ｄのば
らつきがあってもそれに対応出来るので所望の光結合モ
ジュールが実現される。In the case of the configuration of the fourth embodiment,
The following new effects can also be obtained. That is, FIG.
As shown in (A) and (B), when the position of the optical axis correcting unit 85 is changed along the optical axis of the lens 41 between the lens 41 and the position b, the optical axis correcting unit 85 2
× 1 can adjust the distance between the two light beams d b (see FIG. 9) in the optical device 51 (see FIG. 1) side. For example between the position of the focal length f and the position b, and closer to the optical axis correcting means 85 on the lens 41 side the distance d b is small, if the inverse distance d b is increased. Here at this distance d b
Needs to be the same as the separation width d of calcite used as one component of the 2 × 1 optical element 51 (see FIG. 1). Otherwise, desired optical coupling cannot be performed. That the moving distance d b can be varied as described above, the even 2 × 1 if one configuration separation width calcite in the thickness of the calcite as component varies d of the optical element 51 (see FIG. 1) varies means that it is possible to easily change the distance d b to fit the values. Therefore, even if there is a variation in the separation width d, a desired optical coupling module can be realized.
【００４１】この第４の実施の形態の考え方は、第２の
実施の形態および第３の実施の形態それぞれにももちろ
ん適用することができる。そしててそのようにした場合
も上述の説明と同様の効果が得られる。ただし、第３の
実施の形態にこの第４の実施の形態の考えを適用する場
合は、距離ｄb を変更出来るという利点は、光路切換手
段７３（図５参照）の製造バラツキ等に起因する光路シ
フト量のバラツキに対応し易いという形で発揮される。The concept of the fourth embodiment can be applied to each of the second embodiment and the third embodiment. In this case, the same effect as described above can be obtained. However, when applying the teachings of the fourth embodiment to the third embodiment, the advantage that can change the distance d b is due to the manufacturing variation or the like of the optical path switching means 73 (see FIG. 5) It is exhibited in a form that it is easy to cope with the variation of the optical path shift amount.
【００４２】５．第５の実施の形態 上述の第１〜第４の実施の形態それぞれでは、集光光学
系を利用して、従来に比べ、小型で、信頼性および性能
に優れる光結合モジュールを実現する例を説明した。し
かし、平行光学系を利用してもそのような光結合モジュ
ールを実現することができる。以下に第５の実施の形態
としてその例を説明する。図１０はその説明に供する図
である。5. Fifth Embodiment In each of the above-described first to fourth embodiments, an example of realizing an optical coupling module that is smaller in size and more excellent in reliability and performance as compared with the related art by using a condensing optical system will be described. explained. However, even if a parallel optical system is used, such an optical coupling module can be realized. An example will be described below as a fifth embodiment. FIG. 10 is a diagram provided for explanation thereof.
【００４３】この第５の実施の形態の光結合モジュール
は、レンズ４１と、第１および第２の導波手段４３およ
び４５と、２×１光素子９１と、光軸補正手段８５とを
具えている。The optical coupling module according to the fifth embodiment comprises a lens 41, first and second waveguide means 43 and 45, a 2 × 1 optical element 91, and an optical axis correcting means 85. I have.
【００４４】ここでレンズ４１、第１の導波手段４３お
よび第２の導波手段４５それぞれは、第１の実施の形態
において説明したレンズおよび導波手段で構成すること
ができる。また、第１および第２の導波手段４３、４５
は第１の実施の形態と同様に互いの一端同士が平行とな
るように配置してある。ここでは第１の実施の形態のと
きと同様に２本の偏波保存光ファイバの一端同士をそれ
らの外皮同士が接する状態となるように並べた配置とし
てある。ただしこの第５の実施の形態の場合は、これら
第１および第２の導波手段４３，４５の前記接しさせた
側の端面が、レンズ４１の第１の面側のかつ焦点距離ｆ
の位置になるように、これら第１および第２の導波手段
４３、４５を配置してある。第１の実施の形態では、第
１および第２の導波手段４３、４５の端面が１／ａ＋１
／ｂ＝１／ｆを満たす位置ａに位置するように配置して
いたのと比べると、第５の実施の形態はこの点が先ず第
１の実施の形態の場合と相違する。Here, each of the lens 41, the first waveguide means 43, and the second waveguide means 45 can be constituted by the lens and the waveguide means described in the first embodiment. Also, the first and second waveguide means 43, 45
Are arranged such that one ends thereof are parallel to each other as in the first embodiment. Here, as in the case of the first embodiment, two polarization-maintaining optical fibers are arranged such that one ends of the two polarization-maintaining optical fibers are arranged so that their outer skins are in contact with each other. However, in the case of the fifth embodiment, the end surfaces of the first and second waveguide means 43 and 45 on the side in contact with each other are connected to the first surface side of the lens 41 and have the focal length f.
The first and second waveguide means 43 and 45 are arranged so as to be located at the position (1). In the first embodiment, the end faces of the first and second waveguide means 43 and 45 are 1 / a + 1
The fifth embodiment is different from the first embodiment in this point as compared with the case where the arrangement is made so as to be located at the position a satisfying / b = 1 / f.
【００４５】また２×１光素子９１は、レンズ４１の第
２の面側に配置されたものでかつ該第２の面側に２つの
入出力ポートが構成される構造のものである。ここでは
２×１光素子９１を、複屈折性結晶４７と平行光学系９
３とで構成してある。複屈折結晶４７は第１の実施の形
態にて説明したもので構成することが出来る。この複屈
折性結晶４７のレンズ４１側に位置する面の、偏光が入
出力される部分４７ａ，４７ｂが、この２×１の光素子
９１における２つの入出力ポートに相当する。また平行
光学系９３は、複屈折性結晶４７のレンズ４１側とは反
対側の面に配置してある。この平行光学系９３は、複屈
折性結晶４７に対し、レンズ４１とは反対側の面から入
射される光を、平行光線にするためのものである。第１
の実施の形態では集光光学系４９を用いていた点と比べ
ると、この点でも第５の実施の形態は第１〜第４の実施
の形態と相違する。この平行光学系９３は、この場合、
複屈折結晶４７側から順に配置した、凸レンズ９３ａ
と、この凸レンズ９３ａの焦点距離の位置に端面が位置
する光ファイバ９３ｂとで、構成してある。The 2 × 1 optical element 91 is arranged on the second surface side of the lens 41 and has a structure in which two input / output ports are formed on the second surface side. Here, the 2 × 1 optical element 91 is connected to the birefringent crystal 47 and the parallel optical system 9.
3. The birefringent crystal 47 can be constituted by the one described in the first embodiment. Portions 47a and 47b of the surface of the birefringent crystal 47 located on the lens 41 side for inputting and outputting polarized light correspond to two input / output ports of the 2 × 1 optical element 91. Further, the parallel optical system 93 is arranged on the surface of the birefringent crystal 47 opposite to the lens 41 side. The parallel optical system 93 converts light incident on the birefringent crystal 47 from a surface opposite to the lens 41 into a parallel light beam. First
The fifth embodiment is different from the first to fourth embodiments in this point also in comparison with the point that the light collecting optical system 49 is used in the fifth embodiment. In this case, the parallel optical system 93
A convex lens 93a arranged in order from the birefringent crystal 47 side
And an optical fiber 93b whose end face is located at the focal length of the convex lens 93a.
【００４６】また、光軸補正手段８５は、レンズ４１と
前記２×１光素子（ここでは複屈折性結晶４７）との間
に設けられたものである。この光軸補正手段８５は、第
１の導波手段４３およびレンズ４１で構成される第１の
光学系９５の光軸と前記２×１光素子９１の一方の入出
力ポート４７ｂの光軸とを一致させ、かつ、前記第２の
導波手段４５およびレンズ４１で構成される第２の光学
系９７の光軸と前記２×１光素子９１の他方の入出力ポ
ート４７ａの光軸とを一致させるためのものである。こ
こでは第４の実施の形態において説明したバイプリズム
状のプリズムにより光軸補正手段を構成してある。この
光軸補正手段８５はレンズ４１の光軸に沿って移動させ
ることが出来る。この光軸補正手段８５の設計や配置に
当たっての留意点は第４の実施の形態の場合と同様であ
る。The optical axis correcting means 85 is provided between the lens 41 and the 2 × 1 optical element (here, the birefringent crystal 47). The optical axis correcting means 85 is connected to the optical axis of the first optical system 95 composed of the first waveguide means 43 and the lens 41 and the optical axis of one input / output port 47b of the 2 × 1 optical element 91. And the optical axis of the second optical system 97 composed of the second waveguide means 45 and the lens 41 and the optical axis of the other input / output port 47a of the 2 × 1 optical element 91. It is for matching. Here, the optical axis correcting means is constituted by the biprism-shaped prism described in the fourth embodiment. The optical axis correction means 85 can be moved along the optical axis of the lens 41. Points to keep in mind in designing and arranging the optical axis correcting means 85 are the same as those in the fourth embodiment.
【００４７】この第５の実施の形態の光結合モジュール
の場合も、第１の導波手段４３を介し第１の偏光を入力
し、かつ、第２の導波手段４５を介し第２の偏光を入力
すると、これらは複屈折性結晶４７において合成され、
そして第２のレンズ９３ａを経て光ファイバ９３ｂより
出力出来る。また、光ファイバ９３ｂから無偏光の光を
入力するとこれは複屈折性結晶４７において分波された
後、第１の偏光は第１の導波手段４３から、第２の偏光
は第２の導波手段４５からそれぞれ出力できる。すなわ
ち、偏波合成／分波モジュールとして機能する光結合モ
ジュールが実現される。ただし、この第５の実施の形態
の場合はレンズ４１とレンズ９３ａとの間での光を扱う
系が平行光学系になっている点が第１〜第４の実施の形
態の場合と相違している。Also in the case of the optical coupling module according to the fifth embodiment, the first polarized light is inputted through the first waveguide means 43 and the second polarized light is inputted through the second waveguide means 45. And these are synthesized in the birefringent crystal 47,
Then, the light can be output from the optical fiber 93b through the second lens 93a. When non-polarized light is input from the optical fiber 93b, the light is demultiplexed in the birefringent crystal 47, and then the first polarized light is transmitted from the first waveguide 43 and the second polarized light is transmitted to the second waveguide. It can output from each wave means 45. That is, an optical coupling module functioning as a polarization combining / demultiplexing module is realized. However, the fifth embodiment differs from the first to fourth embodiments in that a system for handling light between the lens 41 and the lens 93a is a parallel optical system. ing.
【００４８】なおこの第５の実施の形態では２×１光素
子９１を複屈折性結晶４７と平行光学系９３とで構成す
る例を説明した。しかし、２×１光素子９１をサーキュ
レート機能を有する結晶ユニット（図７参照）と平行光
学系９３とで構成しても良い。こうすると、サーキュレ
ータが実現できる。その場合は図１０を用いて説明した
事項と上述の第２の実施の形態にて説明した事項とを考
慮して各構成成分を配置すれば良い。また、この第５の
実施の形態の考えは上述の第３の実施の光スイッチにも
適用出来る。In the fifth embodiment, the example in which the 2 × 1 optical element 91 is constituted by the birefringent crystal 47 and the parallel optical system 93 has been described. However, the 2 × 1 optical element 91 may be composed of a crystal unit having a circulating function (see FIG. 7) and a parallel optical system 93. Thus, a circulator can be realized. In that case, the components may be arranged in consideration of the items described with reference to FIG. 10 and the items described in the above-described second embodiment. The concept of the fifth embodiment can be applied to the optical switch of the third embodiment.
【００４９】この第５の実施の形態の光結合モジュール
の場合も、第１〜第４の実施の形態の場合と同様に、従
来に比べ、小型で、信頼性および性能に優れる光結合モ
ジュールを実現できる。ただし、製造の容易さからする
と、第１〜第４の実施の形態のものすなわち集光光学系
を利用した光結合モジュールの方が好ましい。なぜな
ら、第５の実施の形態の光結合モジュールの場合は、平
行光学系を用いているがゆえに、レンズ４１側の光学系
と２×１光素子の入出力ポートの軸合わせが僅かにずれ
ても結合損失が大きくなる。したがって、軸合わせに高
い精度が要求されるので、その分だけ製造が大変であ
る。In the case of the optical coupling module of the fifth embodiment, as in the case of the first to fourth embodiments, an optical coupling module which is smaller in size and more excellent in reliability and performance than the conventional one. realizable. However, from the viewpoint of ease of manufacture, the optical coupling module using the first to fourth embodiments, that is, the optical coupling module using the condensing optical system is preferable. Because, in the case of the optical coupling module of the fifth embodiment, since the parallel optical system is used, the axis alignment between the optical system on the lens 41 side and the input / output port of the 2 × 1 optical element is slightly shifted. This also increases the coupling loss. Therefore, a high precision is required for the axis alignment, and the production is correspondingly difficult.
【００５０】[0050]
【発明の効果】上述した説明から明らかなように、この
発明の光結合モジュールによれば、所定の、第１および
第２の導波手段、レンズ、２×１光素子を具えたので、
光路シフトプリズムを用いず所望の光結合モジュールが
構成出来、また、２×１光素子の小型化も図れる。この
ため、従来に比べ、小型で、信頼性および性能に優れる
光結合モジュールを提供出来る。As is clear from the above description, according to the optical coupling module of the present invention, the optical coupling module includes the predetermined first and second waveguide means, the lens, and the 2 × 1 optical element.
A desired optical coupling module can be formed without using an optical path shift prism, and the size of the 2 × 1 optical element can be reduced. Therefore, it is possible to provide an optical coupling module that is smaller than conventional ones and that is excellent in reliability and performance.
【００５１】また、光軸補正手段をさらに具える構成の
場合は、第１および第２の導波手段とレンズとからなる
光学系と２×１光素子側の光学系との結合損失の低減が
図れる。In the case where the optical axis correcting means is further provided, the coupling loss between the optical system comprising the first and second waveguide means and the lens and the optical system on the 2 × 1 optical element side is reduced. Can be achieved.
【図１】第１の実施の形態の説明図であり、この発明を
適用した偏波合成／分波モジュールの説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a first embodiment, and is an explanatory diagram of a polarization combining / demultiplexing module to which the present invention is applied.
【図２】この発明で用いて好適な第１および第２の導波
手段の説明図（その１）である。FIG. 2 is an explanatory view (part 1) of first and second waveguide means suitable for use in the present invention.
【図３】この発明で用いて好適な第１および第２の導波
手段の説明図（その２）である。FIG. 3 is an explanatory view (part 2) of first and second waveguide means suitable for use in the present invention.
【図４】結合損失を低減させる際の留意点の説明図であ
る。FIG. 4 is an explanatory diagram of points to be considered when reducing coupling loss.
【図５】第３の実施の形態の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a third embodiment.
【図６】従来技術の説明図であり、従来の偏波合成／分
波モジュールの説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a conventional technique, and is an explanatory diagram of a conventional polarization combining / demultiplexing module.
【図７】従来技術および本発明の説明図であり、サーキ
ュレート機能を有する結晶ユニットの一例を示した図で
ある。FIG. 7 is an explanatory view of the prior art and the present invention, showing an example of a crystal unit having a circulating function.
【図８】第４の実施の形態の説明図であり、第４の実施
の形態の考えを第１の実施の形態に適用した例を示した
図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of the fourth embodiment, showing an example in which the idea of the fourth embodiment is applied to the first embodiment.
【図９】（Ａ）および（Ｂ）は、第４の実施の形態の独
特の効果を説明するための図である。FIGS. 9A and 9B are diagrams for explaining unique effects of the fourth embodiment.
【図１０】第５の実施の形態の説明図であり、平行光学
系を利用した光結合モジュ−ルの説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of the fifth embodiment, which is an explanatory diagram of an optical coupling module using a parallel optical system.
４０：第１の実施の形態の光結合モジュール（偏波合成
／分波モジュール） ４１：レンズ ４３：第１の導波手段 ４５：第２の導波手段 ４７：複屈折性結晶 ４７ａ，４７ｂ：この発明でいう２つの入出力ポート ４９：集光光学系 ４９ａ：レンズ（第２のレンズ） ４９ｂ：第３の導波手段 ５１：２×１光素子 ５３：導波手段保持具（フェルール） ７１：集光光学系 ７３：光路切換手段 ８１：第１の光学系 ８３：第２の光学系 ８５：光軸補正手段（例えばバイプリズム状のプリズ
ム） ８５ａ：プリズム８５の一方のプリズム部分 ８５ｂ：プリズム８５の他方のプリズム部分 ９１：第５の実施の形態での２×１光素子 ９３：平行光学系 ９３ａ：凸レンズ ９３ｂ：導波手段（光ファイバ） ９５：第１の光学系 ９７：第２の光学系40: Optical coupling module (polarization combining / demultiplexing module) of the first embodiment 41: Lens 43: First waveguide means 45: Second waveguide means 47: Birefringent crystal 47a, 47b: Two input / output ports referred to in the present invention 49: focusing optical system 49a: lens (second lens) 49b: third waveguide means 51: 2 × 1 optical element 53: waveguide means holder (ferrule) 71 : Condensing optical system 73: Optical path switching means 81: First optical system 83: Second optical system 85: Optical axis correcting means (for example, a biprism-shaped prism) 85 a: One prism portion of the prism 85 85 b: Prism The other prism portion of 85 91: 2 × 1 optical element in fifth embodiment 93: parallel optical system 93a: convex lens 93b: waveguide means (optical fiber) 95: first optical system 97: second Optical system
Claims (8)
波手段であって、互いの少なくとも一端同士が平行とな
るようにかつ該一端側の端面が１／ａ＋１／ｂ＝１／ｆ
を満たす位置ａにて前記レンズの前記第１の面と対向す
るように配置された第１および第２の導波手段と、 前記レンズの第２の面側に配置され、該第２の面側に２
つの入出力ポートが構成される２×１光素子であって、
前記第１の導波手段についての前記第２の面側の１／ａ
＋１／ｂ＝１／ｆを満たす位置ｂが前記２つの入出力ポ
ートのうちの一方の入出力ポートを経由する光のビーム
ウエストとなり、かつ、前記第２の導波手段についての
前記第２の面側の１／ａ＋１／ｂ＝１／ｆを満たす位置
ｂが前記２つの入出力ポートのうちの他方の入出力ポー
トを経由する光のビームウエストとなるように配置され
た２×１光素子とを具えたことを特徴とする光結合モジ
ュール。1. A lens having a focal length of f, and first and second waveguide means arranged on a first surface side of the lens, wherein at least one end of each of the first and second waveguides is parallel to each other. And the end face on one end side is 1 / a + 1 / b = 1 / f
First and second waveguide means arranged to face the first surface of the lens at a position a which satisfies the following condition; and the second surface arranged on the second surface side of the lens. 2 on the side
A 2 × 1 optical element having two input / output ports,
1 / a of the first waveguide means on the second surface side
The position b that satisfies + 1 / b = 1 / f becomes the beam waist of light passing through one of the two input / output ports, and the second waveguide for the second waveguide means. 2 × 1 optical element arranged such that a position b satisfying 1 / a + 1 / b = 1 / f on the surface side becomes a beam waist of light passing through the other of the two input / output ports An optical coupling module comprising:
いて、 前記第１の導波手段を第１の偏光を保存しかつ伝搬する
導波手段で構成し、 前記第２の導波手段を前記第１の偏光とは振動面が直交
する第２の偏光を保存しかつ伝搬する第２の導波手段で
構成し、 前記２×１光素子を、 複屈折性結晶と、 該複屈折性結晶における前記２つの入出力ポートに該当
する部分から出射される光の一方は前記第１の導波手段
についての前記位置ｂに集光させ、他方は前記第２の導
波手段についての前記位置ｂに集光させるための集光光
学系とで構成したことを特徴とする光結合モジュール。2. The optical coupling module according to claim 1, wherein the first waveguide unit is a waveguide unit that stores and propagates a first polarized light, and the second waveguide unit is the second waveguide unit. The first polarized light is composed of a second waveguide means for storing and propagating a second polarized light whose vibration plane is orthogonal to the first polarized light, wherein the 2 × 1 optical element comprises: a birefringent crystal; and a birefringent crystal. One of the light beams emitted from the portions corresponding to the two input / output ports is focused on the position b with respect to the first waveguide means, and the other light is emitted with the position b with respect to the second waveguide means. An optical coupling module, comprising: a condensing optical system for converging light to a light source.
いて、 前記２×１光素子を、 サーキュレート機能を有する結晶ユニットと、 該結晶ユニットにおける前記２つの入出力ポートに該当
する部分から出射される光の一方は前記第１の導波手段
についての前記位置ｂに集光させ、他方は前記第２の導
波手段についての前記位置ｂに集光させるための集光光
学系とで構成したことを特徴とする光結合モジュール。3. The optical coupling module according to claim 1, wherein the 2 × 1 optical element is emitted from a crystal unit having a circulating function, and a portion corresponding to the two input / output ports in the crystal unit. One of the light beams is focused on the position b of the first waveguide means, and the other is a light focusing optical system for focusing the light on the position b of the second waveguide means. An optical coupling module, characterized in that:
いて、 前記２×１光素子を、 前記第１の導波手段についての前記第２の面側の１／ａ
＋１／ｂ＝１／ｆを満たす位置ｂがビームウエストとな
るように配置された集光光学系と、 該集光光学系の光路を、必要に応じ、前記第２の導波手
段についての前記第２の面側の１／ａ＋１／ｂ＝１／ｆ
を満たす位置ｂがビームウエストとなるように切り換え
る光路切換手段とで構成したことを特徴とする光結合モ
ジュール。4. The optical coupling module according to claim 1, wherein the 2 × 1 optical element is 1 / a on the second surface side of the first waveguide unit.
A focusing optical system arranged so that a position b satisfying + 1 / b = 1 / f becomes a beam waist; and an optical path of the focusing optical system, if necessary, for the second waveguide means. 1 / a + 1 / b = 1 / f on the second surface side
An optical path switching means for switching a position b satisfying the above condition so as to be a beam waist.
ジュールにおいて、 前記第１の導波手段および第２の導波手段それぞれを、
光ファイバであってそれぞれの一端を互いの外皮面同士
が接するように配置した光ファイバで構成したことを特
徴とする光結合モジュール。5. The optical coupling module according to claim 1, 2 or 4, wherein each of the first waveguide unit and the second waveguide unit is:
An optical coupling module comprising an optical fiber, wherein one end of each optical fiber is constituted by an optical fiber arranged such that outer skin surfaces thereof are in contact with each other.
いて、 前記第１の導波手段およびレンズで構成される第１の光
学系の光軸と前記２×１光素子の前記一方の入出力ポー
トの光軸とを一致させ、かつ、前記第２の導波手段およ
びレンズで構成される第２の光学系の光軸と前記２×１
光素子の前記他方の入出力ポートの光軸とを一致させる
ための光軸補正手段を、前記レンズと前記レンズの前記
第２の面側における前記位置ｂとの間に具えたことを特
徴とする光結合モジュール。6. The optical coupling module according to claim 1, wherein an optical axis of a first optical system including the first waveguide unit and a lens and the one input / output of the 2 × 1 optical element. The optical axis of the port coincides with the optical axis of the second optical system composed of the second waveguide means and the lens, and the 2 × 1
An optical axis correcting means for matching an optical axis of the other input / output port of the optical element between the lens and the position b on the second surface side of the lens. Optical coupling module.
波手段であって、互いの少なくとも一端同士が平行とな
るようにかつ該一端側の端面が前記レンズの焦点距離の
位置ｆにて前記レンズの前記第１の面と対向するように
配置された第１および第２の導波手段と、 前記レンズの第２の面側に配置され、該第２の面側に２
つの入出力ポートが構成される２×１光素子と、 前記レンズおよび前記２×１光素子間に設けられ、前記
第１の導波手段およびレンズで構成される第１の光学系
の光軸と前記２×１光素子の前記一方の入出力ポートの
光軸とを一致させ、かつ、前記第２の導波手段およびレ
ンズで構成される第２の光学系の光軸と前記２×１光素
子の前記他方の入出力ポートの光軸とを一致させるため
の光軸補正手段とを具えたことを特徴とする光結合モジ
ュール。7. A lens having a focal length of f, and first and second waveguide means disposed on the first surface side of the lens, wherein at least one end of each of the first and second waveguides is parallel to each other. And first and second waveguide means arranged so that the end face on one end side faces the first face of the lens at a position f of the focal length of the lens; Surface side, and the second surface side
2 × 1 optical element having two input / output ports, and an optical axis of a first optical system provided between the lens and the 2 × 1 optical element and configured by the first waveguide means and the lens And the optical axis of the one input / output port of the 2 × 1 optical element coincides with the optical axis of the second optical system composed of the second waveguide means and the lens. An optical coupling module, comprising: an optical axis correcting means for matching an optical axis of the other input / output port of the optical element.
ールにおいて、 前記光軸補正手段をバイプリズム状のプリズムで構成
し、しかも、該プリズムの一方のプリズム部分を前記第
１の光学系の光が主として経由し他方のプリズム部分を
前記第２の光学系の光が主として経由するように、該プ
リズムを配置してあることを特徴とする光結合モジュー
ル。8. The optical coupling module according to claim 6, wherein the optical axis correcting means is constituted by a biprism-shaped prism, and one of the prisms is a prism of the first optical system. An optical coupling module, wherein the prisms are arranged such that light mainly passes through and the other prism portion mainly passes through the light of the second optical system.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27942396A JPH1062720A (en) | 1996-06-12 | 1996-10-22 | Optical coupling module |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15130996 | 1996-06-12 | ||
| JP8-151309 | 1996-06-12 | ||
| JP27942396A JPH1062720A (en) | 1996-06-12 | 1996-10-22 | Optical coupling module |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1062720A true JPH1062720A (en) | 1998-03-06 |
Family
ID=26480603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27942396A Pending JPH1062720A (en) | 1996-06-12 | 1996-10-22 | Optical coupling module |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1062720A (en) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100301937B1 (en) * | 1998-07-15 | 2001-09-06 | 황기연 | The method for increasing apace-compressed communication channel and optical multiplexer/demultiplexer using that |
| EP1215783A2 (en) * | 2000-12-15 | 2002-06-19 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser module, manufacturing method thereof and optical amplifier |
| EP1215782A2 (en) * | 2000-12-15 | 2002-06-19 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | An integrated laser beam synthesizing module for use in a semiconductor laser module and an optical amplifier |
| JP2002268028A (en) * | 2001-03-09 | 2002-09-18 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Variable optical filter unit and variable gain equalization system |
| EP1258954A1 (en) * | 2000-12-15 | 2002-11-20 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser element, semiconductor laser module and production method therefor and optical fiber amplifier |
| WO2003005106A1 (en) * | 2001-07-02 | 2003-01-16 | Furukawa Electric Co., Ltd | Semiconductor laser module and optical amplifier |
| JP2003204118A (en) * | 2000-12-15 | 2003-07-18 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Photosynthesizing module and its manufacturing method, semiconductor laser module and its manufacturing method, and optical amplifier |
| JP2004101839A (en) * | 2002-09-09 | 2004-04-02 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Optical multiplexing/demultiplexing module |
| US6782028B2 (en) | 2000-12-15 | 2004-08-24 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device for use in a semiconductor laser module and an optical amplifier |
| US6826323B2 (en) | 2001-03-09 | 2004-11-30 | The Furukawa Electric Co. Ltd. | Optical circulator |
| US7245643B2 (en) | 2001-07-02 | 2007-07-17 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser module and method of manufacturing the same |
| US7259905B2 (en) | 2001-07-02 | 2007-08-21 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser module, optical amplifier, and method of manufacturing the semiconductor laser module |
| US7408867B2 (en) | 2002-04-04 | 2008-08-05 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Method of aligning an optical fiber, method of manufacturing a semiconductor laser module, and semiconductor laser module |
-
1996
- 1996-10-22 JP JP27942396A patent/JPH1062720A/en active Pending
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100301937B1 (en) * | 1998-07-15 | 2001-09-06 | 황기연 | The method for increasing apace-compressed communication channel and optical multiplexer/demultiplexer using that |
| EP1215783A2 (en) * | 2000-12-15 | 2002-06-19 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser module, manufacturing method thereof and optical amplifier |
| EP1215782A2 (en) * | 2000-12-15 | 2002-06-19 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | An integrated laser beam synthesizing module for use in a semiconductor laser module and an optical amplifier |
| EP1258954A1 (en) * | 2000-12-15 | 2002-11-20 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser element, semiconductor laser module and production method therefor and optical fiber amplifier |
| JP2003204118A (en) * | 2000-12-15 | 2003-07-18 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Photosynthesizing module and its manufacturing method, semiconductor laser module and its manufacturing method, and optical amplifier |
| EP1215782A3 (en) * | 2000-12-15 | 2004-01-07 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | An integrated laser beam synthesizing module for use in a semiconductor laser module and an optical amplifier |
| EP1215783A3 (en) * | 2000-12-15 | 2004-01-14 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser module, manufacturing method thereof and optical amplifier |
| EP1258954A4 (en) * | 2000-12-15 | 2005-12-07 | Furukawa Electric Co Ltd | Semiconductor laser element, semiconductor laser module and production method therefor and optical fiber amplifier |
| US6765935B2 (en) | 2000-12-15 | 2004-07-20 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser module, manufacturing method thereof and optical amplifier |
| US6782028B2 (en) | 2000-12-15 | 2004-08-24 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device for use in a semiconductor laser module and an optical amplifier |
| US6826323B2 (en) | 2001-03-09 | 2004-11-30 | The Furukawa Electric Co. Ltd. | Optical circulator |
| JP2002268028A (en) * | 2001-03-09 | 2002-09-18 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Variable optical filter unit and variable gain equalization system |
| WO2003005106A1 (en) * | 2001-07-02 | 2003-01-16 | Furukawa Electric Co., Ltd | Semiconductor laser module and optical amplifier |
| US7085440B2 (en) | 2001-07-02 | 2006-08-01 | The Furukawa Electric Co., Ltd | Semiconductor laser module and optical amplifier |
| CN1306318C (en) * | 2001-07-02 | 2007-03-21 | 古河电气工业株式会社 | Semiconductor laser module and optical amplifier |
| US7245643B2 (en) | 2001-07-02 | 2007-07-17 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser module and method of manufacturing the same |
| US7259905B2 (en) | 2001-07-02 | 2007-08-21 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser module, optical amplifier, and method of manufacturing the semiconductor laser module |
| US7529021B2 (en) | 2001-07-02 | 2009-05-05 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser module, optical amplifier, and method of manufacturing the semiconductor laser module |
| US7408867B2 (en) | 2002-04-04 | 2008-08-05 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Method of aligning an optical fiber, method of manufacturing a semiconductor laser module, and semiconductor laser module |
| JP2004101839A (en) * | 2002-09-09 | 2004-04-02 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Optical multiplexing/demultiplexing module |
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