JP2000147275A - Optical fiber - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光の偏光状態を保
持しながら伝送できる等の特徴を有する少なくとも途中
のコア部分が１つ或は複数の矩形（正方形、長方形）で
ある光ファイバ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 fiber having at least an intermediate core portion having one or more rectangles (squares, rectangles) having characteristics such as transmission while maintaining the polarization state of light. It is.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、偏波が保持できる光ファイバで
は、特開平８−１０１３２３号公報に記載のように、コ
ア外周のクラッドにコアを挟むように応力付与部が設け
られていた。応力付与部による応力によって、複屈折現
象を用いて、コア中を伝送する光に直交する２つの軸を
形成し、光の偏波が保持されながら伝送されるのを可能
としている。2. Description of the Related Art Conventionally, in an optical fiber capable of maintaining polarization, as described in JP-A-8-101323, a stress applying portion is provided so as to sandwich a core between claddings on the outer periphery of the core. The birefringence phenomenon is used to form two axes orthogonal to the light transmitted through the core by the stress applied by the stress applying unit, thereby enabling transmission while maintaining the polarization of the light.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、光ファイバのコア断面形状が円形である為
に、内部に微細な構造を作製して、偏波を保持してい
る。その為に次の様な欠点があった。１ シングルモー
ドを保持しつつ偏波を保持する構成を導入しているの
で、高い作製精度が要求され、作製工程が多い。２ 偏
波保持ファイバヘ入力光を入射する為に、偏波の軸と光
ファイバの軸を合わせる必要があり、使い勝手が悪い。However, in the above-mentioned conventional example, since the core section of the optical fiber is circular, a fine structure is formed inside to maintain the polarization. Therefore, there were the following disadvantages. 1. Since a configuration for maintaining the polarization while maintaining the single mode is introduced, high manufacturing accuracy is required and there are many manufacturing steps. 2. In order to make the input light incident on the polarization maintaining fiber, it is necessary to align the axis of the polarization with the axis of the optical fiber, which is inconvenient.
【０００４】よって、本発明の目的は、比較的簡単に製
造できると共に使い勝手が良く、多くの用途に使用可能
な、少なくとも途中のコア部分が１つ或は複数の矩形と
なった光ファイバ等を提供することにある。[0004] Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical fiber having at least one or more rectangular cores at least in the middle thereof, which is relatively easy to manufacture and easy to use and can be used for many purposes. To provide.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
する為の本発明の光ファイバでは、コアとクラッドから
成る光ファイバであって、少なくとも途中のコア部分が
ほぼ矩形断面を有することを特徴とする。ほぼ矩形の導
波路では、典型的には、伝送される光の偏光状態が保存
されるので、偏波保持ファイバとして用いることができ
る。すなわち、矩形形状のコアは、伝播する光に２つの
独立した軸を与える作用を及ぼし、光の偏光状態を保持
して伝送できる効果がある。According to the present invention, there is provided an optical fiber comprising a core and a clad, wherein at least a middle portion of the optical fiber has a substantially rectangular cross section. And A substantially rectangular waveguide can typically be used as a polarization maintaining fiber because the polarization state of transmitted light is preserved. That is, the rectangular core exerts an effect of giving the propagating light two independent axes, and has an effect of transmitting the light while maintaining the polarization state of the light.
【０００６】より具体的には以下の如き形態が可能であ
る。途中のコア部分のみがほぼ矩形断面を有する。この
構成は、後で述べる光結合器等を作るのに好都合な形態
である。また、勿論、全長に渡ってコアがほぼ矩形断面
を有する様にもできる。これは偏波保持ファイバとして
好適な形態である。More specifically, the following forms are possible. Only the middle core part has a substantially rectangular cross section. This configuration is a convenient form for producing an optical coupler and the like described later. Also, of course, the core can have a substantially rectangular cross section over the entire length. This is a preferred form as a polarization maintaining fiber.
【０００７】光ファイバを構成する部材を扱いやすいプ
ラスチック（本明細書において、プラスチック光ファイ
バという用語は、石英系光ファイバに対して、ポリマ
ー、合成樹脂などの様な塑性変形可能で光学的に透明な
光学材料で出来ている光ファイバの意味で用いている）
とすれば、プラスチックは変形が容易である性質を持
ち、簡単に矩形コアを得られる。[0007] A plastic which is easy to handle the members constituting the optical fiber (in the present specification, the term plastic optical fiber refers to a quartz optical fiber which is plastically deformable and optically transparent such as polymer or synthetic resin. Optical fiber made of various optical materials)
If so, plastic has the property of being easily deformed, and a rectangular core can be easily obtained.
【０００８】導波する光がマルチモードである様なコア
断面の寸法を有する様にもできる。複数の導波モードの
伝播が許容される光ファイバは、モードずれを主体とし
た結合ずれによる雑音の発生が小さいので、本発明の光
ファイバ同士、あるいは、光ファイバと光デバイスの光
学結合において、位置精度に対するトレランスが緩和さ
れる効果がある。[0008] It is also possible for the guided light to have a core cross-sectional dimension that is multimode. An optical fiber in which the propagation of a plurality of guided modes is allowed is less likely to generate noise due to a coupling shift mainly due to a mode shift, and therefore, in the optical fibers of the present invention, or in the optical coupling between an optical fiber and an optical device, There is an effect that the tolerance for the positional accuracy is reduced.
【０００９】コア断面は、扁平の矩形であり導波される
光の偏波が２つの直交するモードから構成される様にも
できる。The cross section of the core is a flat rectangle, and the polarization of the guided light can be made up of two orthogonal modes.
【００１０】また、１本のファイバ中で少なくとも一部
において（全長に渡って、或は端部のみにおいて）偏平
矩形のコアが分離して多重に形成されている様にもでき
る（分離した個々のコアに、例えば、夫々異なる光検出
器を形成する様にもできる）。[0010] It is also possible that at least a part (over the entire length or only at the end) of a single fiber is formed such that a flat rectangular core is separated and multiplexed (separated individual cores). For example, different photodetectors can be formed in the cores of the above).
【００１１】更には、光デバイスと結合させる光ファイ
バであって、光デバイスの発光あるいは受光面の形状と
該光ファイバのコア断面形状がほぼ一致している様にも
できる（例えば、光デバイスが端面発光レーザである様
な場合に共に偏平矩形状にしたり、光デバイスが円形の
出力窓を持つ面発光レーザである様な場合に共に円形状
にしたりする）。これらの構成では、光ファイバの端面
フィールドと光デバイスの形状がほぼ一致している様に
容易にでき、それぞれの光フィールドがほぼ一致させら
れるので、高い光学結合効率を実現できる。Further, the optical fiber to be coupled to the optical device may be such that the shape of the light emitting or light receiving surface of the optical device substantially matches the cross-sectional shape of the core of the optical fiber. (In the case of an edge emitting laser, the shape may be a flat rectangular shape, or in the case where the optical device is a surface emitting laser having a circular output window, the shape may be a circular shape.) In these configurations, it is easy to make the shape of the end face field of the optical fiber and the shape of the optical device substantially coincide with each other, and the respective optical fields are made substantially coincident, so that high optical coupling efficiency can be realized.
【００１２】光ファイバの端面に光フィルタと光検出器
アレイが形成されている様にもできる。この光フィルタ
は、例えば、ミラー間隔が徐々に変化するファブリペロ
エタロンである。An optical filter and a photodetector array may be formed on an end face of an optical fiber. This optical filter is, for example, a Fabry-Perot etalon in which a mirror interval changes gradually.
【００１３】また、光ファイバのコアが端部において複
数化（矩形断面等の場合は多重化）され、複数化された
コア（これらの断面は矩形、円形等である）の個々のコ
アに夫々異なる光検出器（ｐｉｎフォトダイオード等）
あるいは発光デバイス（端面発光レーザ、面発光レー
ザ、ＬＥＤ等）が形成されている。Further, the core of the optical fiber is pluralized at the end portion (multiplexed in the case of a rectangular cross section or the like), and the individual cores of the plural cores (the cross sections are rectangular, circular, etc.) are respectively provided. Different photo detector (pin photodiode etc.)
Alternatively, a light emitting device (edge emitting laser, surface emitting laser, LED, or the like) is formed.
【００１４】光ファイバの端面にコア径が徐々に拡大さ
れたコア拡大部が形成されている様にもできる。端面の
寸法が大きくなって取り扱い易くなる。[0014] It is also possible that an enlarged core portion having a gradually enlarged core diameter is formed on the end face of the optical fiber. The dimensions of the end face become large and handling becomes easy.
【００１５】また、本発明の光ファイバ型方向性結合器
は、コア断面が矩形の光ファイバから成り、２本の光フ
ァイバのコアが所定の厚さのクラッドを挟んで所定の長
さの間だけ光結合されて形成されていることを特徴とす
る。光学結合領域に矩形コアを用いて方向性結合器を構
成する上記構成において、光学結合領域での矩形コアの
使用は、モード間の結合を強くできる、設計が容易にな
るという作用があり、コンパクトな方向性結合器を実現
できる効果がある。Further, the optical fiber type directional coupler of the present invention comprises an optical fiber having a rectangular core cross section, and the core of the two optical fibers has a predetermined length with a clad having a predetermined thickness interposed therebetween. Is formed by optical coupling only. In the above-described configuration in which the directional coupler is configured using the rectangular core in the optical coupling region, the use of the rectangular core in the optical coupling region has an effect that the coupling between modes can be strengthened, the design is facilitated, and the compactness is achieved. This has the effect of realizing a simple directional coupler.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。Embodiments of the present invention will be described below.
【００１７】（実施例１）図１、図２は実施例１の特徴
を最も良く表す図（光ファイバ１の光軸に沿った断面と
端面の図）である。同図において、１は矩形断面のコア
１ａとクラッド１ｂから成る光ファイバ（例えば、シン
グルモード或はマルチモードの石英系光ファイバのコア
径（１０μｍ程度から数十μｍ程度）と比べて桁違いに
大きいコア辺１ｍｍ程度のプラスチック光ファイバ）、
３ａは光ファイバ１の端面２上の反射膜、３は反射膜３
ａ、３ｂと対向する面が平行でない関係にある一様な屈
折率の楔型光学材料３ｃから成る楔型ファブリペロエタ
ロン、４は反射膜３ｂ上の複数の光検出器４ａ〜４ｎ
（ｐｉｎフォトダイオード、アバランシェフォトダイオ
ードなど）からなる光検出器アレイである。(Embodiment 1) FIGS. 1 and 2 are views (a cross-sectional view and an end face view along the optical axis of an optical fiber 1) that best illustrate the features of Embodiment 1. FIG. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an order of magnitude larger than the core diameter (for example, about 10 μm to several tens μm) of an optical fiber having a rectangular cross-section core 1 a and a cladding 1 b (for example, a single-mode or multi-mode silica-based optical fiber). Plastic optical fiber with a large core side of about 1 mm),
3a is a reflection film on the end face 2 of the optical fiber 1, 3 is a reflection film 3
a, a wedge-shaped Fabry-Perot etalon made of a wedge-shaped optical material 3c having a uniform refractive index whose surfaces opposed to 3b are not parallel, and a plurality of photodetectors 4a to 4n on the reflection film 3b.
(Pin photodiode, avalanche photodiode, etc.).
【００１８】エタロン３を構成する光学材料３ｃは、図
１に示す様に楔形状をしている（対向する面は殆ど平行
に近いが、図では誇張して示している）。楔形状を構成
する互いに平行でない面は、光検出器アレイ４の検出器
４ａ〜４ｎの間隔などによって決まる角度を持ってい
る。反射膜３ａ、３ｂの反射率は、本実施例を適用する
システムが要求する波長分解能などに依存して決まるも
のである。光検出器アレイ４の大きさは、光ファイバ１
端面側から見た図２に示す様に光ファイバ１のコア１ａ
の大きさとほぼ同等となっている。The optical material 3c constituting the etalon 3 has a wedge shape as shown in FIG. 1 (the opposing surfaces are almost parallel, but are exaggerated in the figure). The non-parallel surfaces forming the wedge shape have an angle determined by the interval between the detectors 4a to 4n of the photodetector array 4, and the like. The reflectance of the reflective films 3a and 3b is determined depending on the wavelength resolution required by the system to which the present embodiment is applied. The size of the photodetector array 4 is
The core 1a of the optical fiber 1 as shown in FIG.
The size is almost the same.
【００１９】ここで楔型エタロン３の２つの面がなす角
度（θ）及び光検出器アレイ４の光検出器４ａ〜４ｎの
間隔（ｄpd）について示す。光検出器４ａ〜４ｎの数を
Ｎpdとする。また、ここでは、光ファイバ１中を伝送さ
れて来る光は、波長多重された信号で複数の波長の光信
号が伝送されているものとし、その波長間隔を△λ、波
長数をＮとする。更に、光ファイバ１のコア１ａの辺の
長さをｄcoreとし、エタロン３内部（すなわち光学部材
３ｃ）の屈折率をｎとする。Here, the angle (θ) formed by the two surfaces of the wedge-shaped etalon 3 and the distance (d pd ) between the photodetectors 4 a to 4 n of the photodetector array 4 will be described. The number of the photodetectors 4a to 4n is defined as Npd . Here, it is assumed that the light transmitted through the optical fiber 1 is a wavelength-multiplexed signal in which optical signals of a plurality of wavelengths are transmitted, and the wavelength interval is Δλ and the number of wavelengths is N. . Furthermore, the length of the side of the core 1a of the optical fiber 1 is d core, and the refractive index inside the etalon 3 (that is, the optical member 3c) is n.
【００２０】 θ＝ｔａｎ-1｛［（Ｎ−１）Δλ／λ］・ｄe／
ｄcore｝ ｄpd＝［１／（Ｎpd−１）］×ｄcore／ｃｏｓθ また、ＦＳＲをエタロン３のフリースペクトラルレン
ジ、エタロン３の反射率の関数（反射率に反比例する）
であるフィネスをＦ、エタロン３の厚さ（楔形状なので
一定ではないが、最も薄い部分のものとする）をｄe、
λを波長多重された信号の複数の波長の中央値として、
ＦＳＲ＝λ2／２ｎｄeとなり、ＦＳＲ／（Ｎ−１）＞Ｆ
ＳＲ／Ｆを満たす必要もある。Θ = tan −1 ｛[(N−1) Δλ / λ] · d e /
d core ｄ d pd = [1 / (N pd -1)] × d core / cos θ Further, the FSR is a function of the free spectral range of the etalon 3 and the reflectance of the etalon 3 (inversely proportional to the reflectance).
In a finesse of F, thickness of the etalon 3 (not constant because the wedge shape, and that of the thinnest portion) to d e,
Let λ be the median of multiple wavelengths of the wavelength multiplexed signal,
FSR = λ 2 / 2nd e , and FSR / (N−1)> F
It is necessary to satisfy SR / F.
【００２１】この様な構成を持つ楔型エタロン３におい
ては、図１に示したｘ軸方向に依存して、透過する波長
が異なる。そこで異なる透過波長に応じて、光検出器ア
レイ４の個々の検出器４ａ〜４ｎが形成してある。ここ
では、ファイバ端面２が、通常の円形でなく、図２
（ａ）に示す様な矩形である特徴があり、光検出器アレ
イ４は、図２（ｂ）に示す様に、短冊状の光検出領域４
ａ〜４ｎが並んでいて、全体として矩形となっている。
ファイバ１のコア１ａ形状は、光検出器アレイ４の検出
領域４ａ〜４ｎの形状にほぼ合わせてある（図２
（ａ））ので、両者を効率良く光学的に結合することが
できる。In the wedge-shaped etalon 3 having such a configuration, the wavelength to be transmitted is different depending on the x-axis direction shown in FIG. Therefore, individual detectors 4a to 4n of the photodetector array 4 are formed according to different transmission wavelengths. Here, the fiber end face 2 is not a normal circle,
As shown in FIG. 2B, the photodetector array 4 has a rectangular shape as shown in FIG.
a to 4n are arranged side by side and have a rectangular shape as a whole.
The shape of the core 1a of the fiber 1 substantially matches the shape of the detection areas 4a to 4n of the photodetector array 4 (FIG. 2).
Since (a)), both can be optically coupled efficiently.
【００２２】プラスチックがファイバ１の部材の場合、
一旦円形断面で形成した後に、適当な熱を加えて、その
断面形状を変形することができる。変形の結果、矩形の
コア１ａにした。矩形コア１ａは、本実施例の場合、光
ファイバ１全体にわたっている。矩形断面のコア（導波
路）では、偏光状態が保存されるので、偏波保持ファイ
バとして用いるのに適している。When plastic is a member of the fiber 1,
Once formed in a circular cross section, the appropriate cross section can be deformed by applying appropriate heat. As a result of the deformation, a rectangular core 1a was obtained. In this embodiment, the rectangular core 1a extends over the entire optical fiber 1. Since the polarization state is preserved in a core (waveguide) having a rectangular cross section, it is suitable for use as a polarization maintaining fiber.
【００２３】光ファイバ１中を伝送される波長多重信号
が上記構成を有する受信部すなわち光ファイバ１の端面
２に到達すると、楔型エタロン３により波長多重信号の
各チャンネルの波長に応じて各信号はエタロン３の異な
る部位に出力される。異なる部位に応じて、光検出器ア
レイ４の個々の光検出器４ａ〜４ｎが、各チャンネルの
光信号を検出して、電気信号に変換する。When the wavelength-division multiplex signal transmitted through the optical fiber 1 reaches the receiving section having the above structure, that is, the end face 2 of the optical fiber 1, the wedge-shaped etalon 3 causes each signal to correspond to the wavelength of each channel of the wavelength-division multiplex signal. Are output to different parts of the etalon 3. Each of the photodetectors 4a to 4n of the photodetector array 4 detects an optical signal of each channel and converts the optical signal into an electric signal according to a different part.
【００２４】本実施例では、サイズ的に比較的大きくて
検出器と結合し易い、材料を加工し易いなどの点から短
距離伝送用のプラスチック光ファイバとして説明した
が、ファィバの部材は、石英系のものからプラスチック
系のものまで、特に限定されるものではない。In this embodiment, the plastic optical fiber for short-distance transmission has been described from the viewpoint that it is relatively large in size, easy to couple with the detector, and easy to process the material. There is no particular limitation from plastics to plastics.
【００２５】（実施例２）図３、図４には、実施例１の
変形例である実施例２を示した。図３では、光ファイバ
１にコア拡大部５が接続されている構成となっている。
コア拡大部５では、コア部が断面の矩形を維持しながら
徐々に広がっている。コア拡大部５は、光ファイバ１中
を伝送されてきた光ビームが所望の値に広がる部分であ
る。例えば、光ファイバ１のコア１ａの一辺が１ｍｍ
で、それを５ｍｍまで広げたい場合は、約２０ｃｍ程度
の長さの形状の構造のものである。(Embodiment 2) FIGS. 3 and 4 show a second embodiment which is a modification of the first embodiment. FIG. 3 shows a configuration in which the core expansion section 5 is connected to the optical fiber 1.
In the core enlargement portion 5, the core portion gradually spreads while maintaining a rectangular cross section. The core expanding portion 5 is a portion where the light beam transmitted through the optical fiber 1 spreads to a desired value. For example, one side of the core 1a of the optical fiber 1 is 1 mm
If it is desired to expand it to 5 mm, it has a structure with a length of about 20 cm.
【００２６】光ファイバ１中を伝送される光は、コア拡
大部５で、自然に広がり（この様に自然に広げる為に約
２０ｃｍ程度のコア拡大部５の長さが必要である）、コ
ア拡大部５の端では約５ｍｍφの光ビームになってい
る。この光ビームがファブリペロエタロン１３（反射膜
１３ａ、１３ｂと対向する面が平行でない関係にある楔
型光学材料１３ｃから成る）に入力され、分波され、分
波光が光検出器アレイ１４の各チャンネル（各光検出器
１４ａ〜１４ｎ）ヘ入力される。The light transmitted through the optical fiber 1 spreads naturally at the core enlargement section 5 (the core enlargement section 5 needs to have a length of about 20 cm in order to spread naturally). At the end of the enlarged portion 5, a light beam of about 5 mmφ is formed. This light beam is input to the Fabry-Perot etalon 13 (which is made of a wedge-shaped optical material 13c whose surfaces facing the reflection films 13a and 13b are not parallel), demultiplexed, and the demultiplexed light is output to each of the photodetector arrays 14. The signals are input to the channels (each of the photodetectors 14a to 14n).
【００２７】ここでは、図４（ａ）に示す様に、コア拡
大部５の出力端形状が縦長の長方形になった例を示し
た。コア拡大部５が無い場合より、長方形を偏平にする
ことがより容易となる。例えば、図４（ｂ）に示した様
な検出器アレイ１４では、アレイ数が増加すると一方向
（図４で上下方向）の長さが変化するものに有効な構成
である（もう一方の寸法（図４で左右方向）は変化しな
い）。このように、コア拡大部５を用いることでファイ
バ端面形状にさらに自由度が増える特徴がある。その他
の点は実施例１と同じである。Here, as shown in FIG. 4A, an example is shown in which the output end shape of the core enlarged portion 5 is a vertically long rectangle. It is easier to flatten the rectangle than when there is no core enlargement 5. For example, in the detector array 14 as shown in FIG. 4B, the configuration is effective for the case where the length in one direction (the vertical direction in FIG. 4) changes as the number of arrays increases (the other dimension). (The left-right direction in FIG. 4 does not change). As described above, the use of the core enlarged portion 5 has a feature that the degree of freedom in the shape of the fiber end face is further increased. Other points are the same as the first embodiment.
【００２８】尚、コア拡大部５のコアを次の実施例３で
述べる様に多重に分離した（この分離コアも徐々に拡大
させる）構成とすることもできる。It should be noted that the core of the core enlargement unit 5 may be configured to be multiplexed and separated (this separated core is also gradually enlarged) as described in the following third embodiment.
【００２９】（実施例３）図５は実施例３の特徴を最も
良く表す図である。図５（ａ）は、光ファイバ２１の端
面を示した図である。同図において、２１ａ、２２ａ、
２３ａで示した斜線部分が、それぞれ独立したコアであ
り、２１ｂがクラッドである。従って、図５（ａ）で
は、１つのファイバ端に３つのコア２１ａ、２２ａ、２
３ａがあることを示している。１つ１つのコアは、矩形
としてある（矩形にしたことの特徴は、上記実施例で述
べた通りである）。１つ１つのコア２１ａ、２２ａ、２
３ａが分離されているので、各コアに応じて、ファイバ
端面に光デバイスを形成することができる。(Embodiment 3) FIG. 5 is a diagram showing the features of Embodiment 3 best. FIG. 5A is a diagram illustrating an end face of the optical fiber 21. In the figure, 21a, 22a,
The shaded portions indicated by 23a are independent cores, and the cladding 21b. Therefore, in FIG. 5A, three cores 21a, 22a, 2
3a is present. Each one of the cores has a rectangular shape (the characteristics of the rectangular shape are as described in the above embodiment). Each one of the cores 21a, 22a, 2
Since 3a is separated, an optical device can be formed on the fiber end face according to each core.
【００３０】図５（ｂ）は、図５（ａ）に示した構成の
端面が形成された光ファイバ２１の光軸方向に沿った方
向の断面を示したものである。この様に全長に渡って分
離した矩形のコア２１ａ、２２ａ、２３ａの構成の場
合、複数チャンネルの並列伝送に用いることが簡単にで
きる。本実施例では、端面の大きさが約１ｍｍ角の中
に、約１ｍｍ×０．２５ｍｍの矩形コア２１ａ、２２
ａ、２３ａを３つ用い、入力側（光源側）では、各コア
２１ａ、２２ａ、２３ａに対応して、光源（ＬＥＤある
いはＬＤ）をバッドカップリングにより光学結合し、出
力側では、各コア２１ａ、２２ａ、２３ａに対応して光
検出器を形成することにより、各チャンネル（各コア２
１ａ、２２ａ、２３ａ）を伝送される光信号をクロスト
ーク無く安定的に検出することができる。FIG. 5B shows a cross section in the direction along the optical axis of the optical fiber 21 having the end face of the configuration shown in FIG. 5A. In the case of the configuration of the rectangular cores 21a, 22a, and 23a separated over the entire length in this manner, it can be easily used for parallel transmission of a plurality of channels. In this embodiment, the rectangular cores 21a and 22 of about 1 mm × 0.25 mm have a size of about 1 mm square in the end face.
a, 23a, and on the input side (light source side), a light source (LED or LD) is optically coupled by bad coupling corresponding to each core 21a, 22a, 23a, and on the output side, each core 21a , 22a, and 23a, a photodetector is formed corresponding to each channel (each core 2).
1a, 22a, and 23a) can be stably detected without crosstalk.
【００３１】尚、コアを全長に渡って複数に分離して並
行的に並べた構造は、矩形コアの光ファイバにのみ適用
されるものではなく、他のコア断面形状（例えば、円形
状）の光ファイバにも適用され得る。場合に応じて、決
めればよい。Incidentally, the structure in which the core is divided into a plurality of pieces over the entire length and arranged in parallel is not limited to the optical fiber having a rectangular core, but is applied to other core cross-sectional shapes (for example, circular shapes). It can also be applied to optical fibers. It may be decided according to the case.
【００３２】（実施例４）図６に示す実施例４は、１つ
の矩形コア３１ａを持つ光ファイバ３１の端部において
図６に示す様に３つの分岐矩形コア３２ａ、３３ａ、３
４ａが形成されている構成の光ファイバ３１に係る。１
つのファイバを多数（ここでは３つ）の出力口ヘ分岐す
る構成である。ここでは、元の光ファイバ３１として、
モード数が非常に多いコア辺の大きな（約１ｍｍ）もの
を用いたので、分岐によるＳ／Ｎ比の劣化は僅かで済
む。この構成の場合、１つの入力を複数の出力に分岐す
る、いわゆる、スターカプラとして機能できる。他の点
は実施例３と同じである。(Embodiment 4) In Embodiment 4 shown in FIG. 6, at the end of an optical fiber 31 having one rectangular core 31a, as shown in FIG.
The present invention relates to an optical fiber 31 having a configuration in which 4a is formed. 1
In this configuration, one fiber is branched to many (here, three) output ports. Here, as the original optical fiber 31,
Since a core with a very large number of modes and a large core side (about 1 mm) is used, the S / N ratio is slightly deteriorated due to branching. In the case of this configuration, it can function as a so-called star coupler that branches one input into a plurality of outputs. Other points are the same as the third embodiment.
【００３３】尚、コアを端部において複数に分離して並
行的に並べた本実施例の構造も、矩形コアの光ファイバ
にのみ適用されるものではない。The structure of this embodiment, in which the core is divided into a plurality at the end and arranged in parallel, is not applied only to the optical fiber having the rectangular core.
【００３４】（実施例５）図７は実施例５の特徴を最も
良く表す図である。同図は光軸に沿った方向の断面図で
あり、４１は第１光ファイバ、４２は第２光ファイバ、
４３は結合部、４４はクラッド、４５はコアである。第
１光ファイバ４１、第２光ファイバ４２は、例えば、コ
ア径が１ｍｍφのプラスチック光ファイバである。構成
は、２つの光ファイバ４１、４２のコア４５を薄いクラ
ッド４４を介して結合させている。ここで、コア４５
は、実施例１に示したように矩形とした。(Embodiment 5) FIG. 7 is a view showing the features of Embodiment 5 best. The figure is a cross-sectional view in the direction along the optical axis, where 41 is a first optical fiber, 42 is a second optical fiber,
43 is a coupling part, 44 is a clad, and 45 is a core. The first optical fiber 41 and the second optical fiber 42 are, for example, plastic optical fibers having a core diameter of 1 mmφ. In the configuration, the cores 45 of the two optical fibers 41 and 42 are coupled via a thin clad 44. Here, the core 45
Was rectangular as shown in Example 1.
【００３５】図７では、結合している長さｌ（エル）、
間隔ｄの方向性結合器を構成している。結合長の長さ
は、ｌ＝π／（βe−βo）で決まる長さであればよい
が、光ファイバ４１、４２が多モードファイバの場合、
各々の波長に対して偶モードの伝播定数（βe）と奇モ
ードの伝播定数（βo）が存在するので、適切な結合長
さは各モードごとに異なる。従って、各モードの平均的
な値とすることにより、完全に光パワーが移行すること
はないが、光がもう一方の光ファイバヘ結合する構成が
とれる。マルチモードファイバ中の各モードごとに光強
度が異なるが、強度が強いモードが多いあたりの奇モー
ド、偶モードの伝播定数により結合長を決めれば、光パ
ワーの移行も多くなる。In FIG. 7, the connecting length l (el),
A directional coupler with an interval d is configured. The length of the coupling length may be a length determined by l = π / (β e −β o ). When the optical fibers 41 and 42 are multimode fibers,
Since there are an even mode propagation constant (β e ) and an odd mode propagation constant (β o ) for each wavelength, the appropriate coupling length differs for each mode. Therefore, by setting the average value of each mode, the optical power does not completely shift, but a configuration in which light is coupled to the other optical fiber can be adopted. Although the light intensity is different for each mode in the multimode fiber, if the coupling length is determined by the propagation constant of the odd mode and the even mode where there are many modes with high intensity, the transition of the optical power will increase.
【００３６】本実施例によれば、コアを矩形としたこと
により、２つのファイバ４１、４２を結合部４３で構成
することが、円形断面のファイバで構成するよりも容易
になる。この構成では、ファイバ全体に渡って矩形コア
である必要はなく、結合部４３近辺だけ矩形コアである
ことでも同様の効果がある。According to this embodiment, since the core is rectangular, it is easier to configure the two fibers 41 and 42 with the coupling portion 43 than with a fiber having a circular cross section. In this configuration, it is not necessary that the core is a rectangular core over the entire fiber, and the same effect can be obtained even if the rectangular core is provided only near the coupling portion 43.
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上説明したように、本発明により、比
較的簡単に製造できると共に使い勝手が良く、多くの用
途に使用可能な光ファイバやコンパクトな方向性結合器
を実現できる。As described above, according to the present invention, it is possible to realize an optical fiber and a compact directional coupler which are relatively easy to manufacture and easy to use, and can be used for many purposes.
【図１】本発明の光ファイバの実施例１の構成を示す光
軸方向に沿った断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view along the optical axis direction showing a configuration of an optical fiber according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施例１の光ファイバと光検出器アレ
イを端面方向から見た図である。FIG. 2 is a diagram of the optical fiber and the photodetector array according to the first embodiment of the present invention as viewed from an end face direction.
【図３】本発明の光ファイバの実施例２の構成を示す光
軸方向に沿った断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view along the optical axis direction showing a configuration of an optical fiber according to a second embodiment of the present invention.
【図４】本発明の実施例２の光ファイバと光検出器アレ
イを端面方向から見た図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an optical fiber and a photodetector array according to a second embodiment of the present invention when viewed from an end face direction.
【図５】本発明の光ファイバの実施例３の端面方向から
見た構成と光軸方向に沿った断面の構成を示す図であ
る。FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of an optical fiber according to a third embodiment of the present invention when viewed from an end face direction and a cross-sectional configuration along an optical axis direction.
【図６】本発明の光ファイバの実施例４の光軸方向に沿
った断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of an optical fiber according to a fourth embodiment of the present invention along the optical axis direction.
【図７】本発明の光ファイバを用いた結合器の実施例４
の光軸方向に沿った断面図である。FIG. 7 is a fourth embodiment of the coupler using the optical fiber of the present invention.
3 is a cross-sectional view along the optical axis direction of FIG.
１、２１、３１、４１、４２ 光ファイバ １ａ、２１ａ、２２ａ、２３ａ、３１ａ、３２ａ、３３
ａ、３４ａ、４５コア １ｂ、２１ｂ、３１ｂ、４４ クラッド ２ 光ファイバの端面 ３ａ、３ｂ、１３ａ、１３ｂ 反射膜 ３ｃ、１３ｃ 光学部材（光学材料） ３、１３ 楔型エタロン ４、１４ 光検出器アレイ ４ａ〜４ｎ、１４ａ〜１４ｎ 光検出器 ５ コア拡大部 ４３ 結合部1, 21, 31, 41, 42 Optical fiber 1a, 21a, 22a, 23a, 31a, 32a, 33
a, 34a, 45 cores 1b, 21b, 31b, 44 Cladding 2 End face of optical fiber 3a, 3b, 13a, 13b Reflective film 3c, 13c Optical member (optical material) 3, 13 Wedge-type etalon 4, 14 Photodetector array 4a to 4n, 14a to 14n Photodetector 5 Core expansion unit 43 Coupling unit
Claims (15)
て、少なくとも途中のコア部分がほぼ矩形断面を有する
ことを特徴とする光ファイバ。1. An optical fiber comprising a core and a clad, wherein at least an intermediate core portion has a substantially rectangular cross section.
ることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。2. The optical fiber according to claim 1, wherein only the intermediate core portion has a substantially rectangular cross section.
ことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。3. The optical fiber according to claim 1, wherein the core has a substantially rectangular cross section over the entire length.
る請求項１、２または３記載の光ファイバ。4. The optical fiber according to claim 1, wherein the material is plastic.
断面の寸法を有することを特徴とする請求項１乃至４の
何れかに記載の光ファイバ。5. The optical fiber according to claim 1, wherein the guided light has a core cross-sectional dimension such that it is multimode.
光の偏波が２つの直交するモードから構成されているこ
とを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の光ファ
イバ。6. The light according to claim 1, wherein the cross section of the core is a flat rectangular shape, and the polarization of the guided light is composed of two orthogonal modes. fiber.
て偏平矩形のコアが分離して多重に形成されていること
を特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の光ファイ
バ。7. The optical fiber according to claim 1, wherein a flat rectangular core is separated and multiplexed in at least a part of one fiber.
重に形成されていることを特徴とする請求項７記載の光
ファイバ。8. The optical fiber according to claim 7, wherein a flat rectangular core is formed so as to be separated and multiplexed over the entire length.
て多重に形成されていることを特徴とする請求項７記載
の光ファイバ。9. An optical fiber according to claim 7, wherein a flat rectangular core is separated and multiplexed only at an end portion.
って、光デバイスの発光あるいは受光面の形状と該光フ
ァイバのコア断面形状がほぼ一致していることを特徴と
する請求項１乃至９の何れかに記載の光ファイバ。10. An optical fiber to be coupled to an optical device, wherein the shape of the light emitting or light receiving surface of the optical device and the cross-sectional shape of the core of the optical fiber are substantially the same. The optical fiber according to any one of the above.
器アレイが形成されていることを特徴とする請求項１乃
至１０の何れかに記載の光ファイバ。11. The optical fiber according to claim 1, wherein an optical filter and a photodetector array are formed on an end face of the optical fiber.
化するファブリペロエタロンであることを特徴とする請
求項１１記載の光ファイバ。12. The optical fiber according to claim 11, wherein said optical filter is a Fabry-Perot etalon in which a mirror interval changes gradually.
され、複数化されたコアの個々のコアに夫々異なる光検
出器あるいは発光デバイスが形成されていることを特徴
とする請求項１乃至１２の何れかに記載の光ファイバ。13. The optical fiber according to claim 1, wherein a plurality of cores are provided at an end of the optical fiber, and a different photodetector or light emitting device is formed on each of the plurality of cores. The optical fiber according to any one of the above.
されたコア拡大部が形成されていることを特徴とする請
求項請求項１乃至１３の何れかに記載の光ファイバ。14. The optical fiber according to claim 1, wherein a core enlarged portion having a core diameter gradually increased is formed on an end face of the optical fiber.
２本の光ファイバのコアが所定の厚さのクラッドを挟ん
で所定の長さの間だけ光結合されて形成されていること
を特徴とする光ファイバ型方向性結合器。15. An optical fiber having a rectangular core cross section,
An optical fiber type directional coupler, wherein two optical fibers are formed by optically coupling cores for a predetermined length with a cladding having a predetermined thickness interposed therebetween.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10341123A JP2000147275A (en) | 1998-11-13 | 1998-11-13 | Optical fiber |
| US09/427,661 US6334014B1 (en) | 1998-11-02 | 1999-10-27 | Optical fiber apparatus provided with demultiplexing/multiplexing unit on fiber's end portion, optical detecting apparatus provided with demultiplexing/multiplexing unit on its light receiving surface, and optical transmission system using the same |
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