JP5935465B2 - Optical device - Google Patents
Optical device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5935465B2 JP5935465B2 JP2012090292A JP2012090292A JP5935465B2 JP 5935465 B2 JP5935465 B2 JP 5935465B2 JP 2012090292 A JP2012090292 A JP 2012090292A JP 2012090292 A JP2012090292 A JP 2012090292A JP 5935465 B2 JP5935465 B2 JP 5935465B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- core fiber
- beams
- optical system
- lens
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 146
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 135
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 45
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 45
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 45
- 230000004075 alteration Effects 0.000 claims description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 11
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 5
- 238000003491 array Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
Images
Description
本発明は、マルチコアファイバなどの光素子に複数のシングルコアファイバなどの光学部品を結合する光学装置に関する。 The present invention relates to an optical device that couples an optical component such as a plurality of single core fibers to an optical element such as a multicore fiber.
従来より、マルチコアファイバに複数のシングルコアファイバを結合するマルチコアファイバ結合装置が知られている。例えば、下記特許文献1には、マルチコアファイバを分岐するために、2つのコア領域を有するマルチコアファイバと、2本のシングルコアファイバとの間にレンズを介在させた装置が開示されている。この装置におけるレンズは、マルチコアファイバから射出された複数のビームを、互いに離間するように、マルチコアファイバの光軸に対して傾斜する方向に偏向させる。
Conventionally, a multi-core fiber coupling device that couples a plurality of single-core fibers to a multi-core fiber is known. For example,
上述した従来技術においては、レンズによってマルチコアファイバのビームが傾斜されるため、その傾斜に合わせるように、シングルコアファイバを傾斜させて配置する必要があった。この場合、マルチコアファイバとシングルコアファイバとの角度調整及び位置合わせが非常に困難となり、実用性に欠ける。 In the prior art described above, since the beam of the multicore fiber is tilted by the lens, it is necessary to tilt the single core fiber so as to match the tilt. In this case, it is very difficult to adjust and align the angle between the multi-core fiber and the single-core fiber, which is not practical.
そこで、発明者らは、より実用的な装置として、図1に示すような装置について検討をおこなった。図1の装置は、マルチコアファイバ10の複数のビームを互いに離間させるレンズl1(焦点距離f1)と、レンズl1により互いに離間された複数のビームを、マルチコアファイバの光軸と平行な方向に偏向するレンズl2(焦点距離f2)とを備えている。そのため、シングルコアファイバ20をマルチコアファイバ10に対して傾斜させる必要がないため、角度調整が不要となり、高い実用性を実現することができる。
Therefore, the inventors have studied a device as shown in FIG. 1 as a more practical device. The apparatus shown in FIG. 1 deflects a lens 11 (focal length f1) that separates a plurality of beams of the
ここで、マルチコアファイバ10の複数のビームの間隔はレンズl1によって拡がり、その間隔拡大率mはf2/f1となる。一方、光学で用いられるラグランジュの法則によると、ビーム広がり角θは、上記間隔拡大率の逆数に比例することが知られている。すなわち、図1の装置においては、マルチコアファイバ端面におけるビームの広がり角θOUTとすると、シングルコアファイバ端面における広がり角(集光角)θINはθOUT/mとなる。
Here, the interval between the plurality of beams of the
マルチコアファイバより出射されるビームをガウシアンビームとすると、当該ビームは、マルチコアファイバ端面でのビーム半径をwOUT、波長をλとすると広がり角θOUTは以下の式に従う。 When the beam emitted from the multi-core fiber is a Gaussian beam, the beam has a beam radius w OUT at the end face of the multi-core fiber and a spread angle θ OUT according to the following equation when the wavelength is λ.
θ=λ/(π・w) θ = λ / (π · w)
なお、πは円周率である。上記式は、シングルコアファイバへの入射ビームにも適合される。シングルコアファイバへの入射ビームの広がり角θINは上記のラグランジュの法則によりθIN/mとなる。この場合、シングルコアファイバ端面でのビーム半径wINは、上記式に従ってm倍され、m・wOUTとなる。したがって、シングルコアファイバへの光の結合損失が大きくなるという問題があった。 Note that π is the circumference ratio. The above equation is also applied to the incident beam into a single core fiber. The divergence angle θ IN of the incident beam to the single core fiber is θ IN / m according to the Lagrangian law. In this case, the beam radius w IN at the end face of the single core fiber is multiplied by m in accordance with the above formula to m · w OUT . Therefore, there is a problem that the coupling loss of light to the single core fiber becomes large.
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、実用性の向上を図りつつ、結合損失の低減が図られた光学装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an optical device in which coupling loss is reduced while improving practicality.
本発明に係る光学装置は、互いに平行な光軸を有する複数の光入出力部を有する光素子を他の光学部品に結合する光学装置であって、光素子の複数の光入出力部に対して入出射される複数のビームの光軸上に位置し、各ビームの光軸を、互いに平行と異ならせることにより、互いに離間した状態とする第1の光学系と、第1の光学系側において互いに平行と異なる状態である複数のビームの光軸を互いに略平行な状態とする第2の光学系と、を備えることを特徴とする光学装置。 An optical device according to the present invention is an optical device that couples an optical element having a plurality of light input / output units having optical axes parallel to each other to another optical component, and is provided for the plurality of light input / output units of the optical element. A first optical system that is positioned on the optical axes of a plurality of incoming and outgoing beams and that is separated from each other by making the optical axes of the beams different from each other, and the first optical system side And a second optical system that sets optical axes of a plurality of beams that are in a state different from being parallel to each other in a substantially parallel state to each other.
この光学装置では、第1の光学系によって互いに離間された複数のビームは、第2の光学系により、互いに略平行な状態とされる。そのため、他の光学部品は光素子に対して傾斜させる必要がなく、角度調整が不要であるため、高い実用性を実現することができる。また、結合損失の低減が図れる。 In this optical apparatus, the plurality of beams separated from each other by the first optical system are made substantially parallel to each other by the second optical system. For this reason, the other optical components do not need to be inclined with respect to the optical element, and angle adjustment is unnecessary, so that high practicality can be realized. Further, the coupling loss can be reduced.
第2の光学系は、他の光学部品に複数のビームを集光する態様であってもよい。 The second optical system may be configured to collect a plurality of beams on another optical component.
光素子は、マルチコアファイバであり、他の光学部品は、複数のシングルコアファイバであり、第1の光学系の焦点距離と第2の光学系の焦点距離とが等しい態様であってもよい。これにより、シングルコアファイバへの光の結合損失が低減される。 The optical element may be a multi-core fiber, and the other optical component may be a plurality of single-core fibers, and the focal length of the first optical system may be equal to the focal length of the second optical system. Thereby, the coupling loss of light to the single core fiber is reduced.
上記光学装置において、第2の光学系の収差が補正可能であってもよい。この場合、例えば第2の光学系の一部分は、他の光学部品との相対位置が他の部分と変えられており、第2の光学系の収差が補正されていてもよい。また、第1及び第2の光学系が一つの光学部品として一体的に構成されていてもよい。さらに、第1及び第2の光学系の少なくとも一方がGRINレンズであってもよい。 In the optical device, the aberration of the second optical system may be correctable. In this case, for example, a part of the second optical system may be changed in position relative to other optical components from the other part, and the aberration of the second optical system may be corrected. Further, the first and second optical systems may be integrally configured as one optical component. Further, at least one of the first and second optical systems may be a GRIN lens.
本発明によれば、実用性の向上を図りつつ、結合損失の低減が図れる。 According to the present invention, it is possible to reduce the coupling loss while improving the practicality.
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same or equivalent elements will be denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
[第1実施形態]
まず、第1実施形態に係る光学装置100について、図2を参照しつつ説明する。
[First Embodiment]
First, the
図2に示すように、光学装置100は、シングルモード光信号を伝搬するために、マルチコアファイバ10(光素子)とシングルコアファイバ20(他の光学部品)を結合する装置であり、第1の光学系S1と第2の光学系S2とを備えて構成されている。以下、光素子としてマルチコアファイバを用いた本発明に含まれる光学装置をマルチコアファイバ結合装置と称する。
As shown in FIG. 2, the
本実施形態において用いるマルチコアファイバ10は、互いに平行な光軸を有する複数の光入出力部を有する光素子であり、具体的には、7つのコア領域を有するものであり、その射出端面10aからは7本のビーム(側面から見た図2においては3本のビームのみ図示)が射出される。より具体的には、7つのコア領域は、端面10aにおける正六角形の各頂点と中心点の位置にあり、隣り合うコア領域の間隔(すなわち、射出端面10aにおけるビーム間隔)は同一で、たとえば0.045mm程度となっている。なお、マルチコアファイバ10のクラッド径は0.15mmφ程度である。
The
一方、シングルコアファイバ20は、マルチコアファイバ10のコア領域の数と同数本(すなわち、7本)が用意され、各受光端面20aは、マルチコアファイバ10の射出端面10aと平行に、同一平面上に配置されている。すなわち、7本のシングルコアファイバ20(側面から見た図2においては3本のシングルコアファイバ20A,20B,20Cのみ図示)は、少なくともその端部は、マルチコアファイバ10に対して傾斜しておらず、マルチコアファイバ10の延在方向に平行に配置され、マルチコアファイバ10の光軸と各シングルコアファイバ20の光軸とが平行になっている。このシングルコアファイバ20は、実装時のトレランス拡大等のために、端部のモードフィールド径(MFD)を局所的に拡大させたTECファイバ(Thermally−diffused Expanded Core Fiber)に適宜変更することができる。
On the other hand, as many
第1の光学系S1は、マルチコアファイバ10の複数の光入出力部に対して入出射される複数のビームの光軸上に位置し、各ビームの光軸を、互いに平行と異ならせることにより、互いに離間した状態とする。第1の光学系S1は、マルチコアファイバ10側に位置しており、1つの集光レンズL1で構成されている。集光レンズL1は、マルチコアファイバ10の射出端部の軸線上において、マルチコアファイバ10の端面10aと対面するように配置されている。図2に示すように、この集光レンズL1は、マルチコアファイバ10の端面10aから、集光レンズL1の焦点距離f1だけ離れた位置に配置されている。そして、この集光レンズL1を透過した複数のビームは、一旦ビーム間隔が縮められた後、互いに離間して、第1の光学系S1から離れるにつれてビーム間隔が拡大される。
The first optical system S1 is positioned on the optical axes of a plurality of beams entering and exiting the plurality of light input / output units of the
第2の光学系S2は、第1の光学系S1側において互いに平行と異なる状態である複数のビームの光軸を互いに略平行な状態とする。第2の光学系S2は、シングルコアファイバ20側に位置しており、1つの集光レンズL2と7つの集光レンズL3で構成されている。集光レンズL3は、図2では空間的に分離されているように示しているが、レンズアレイとして一体的に構成されていてもよい。
The second optical system S2 sets the optical axes of a plurality of beams that are different from being parallel to each other on the first optical system S1 side to be substantially parallel to each other. The second optical system S2 is located on the
集光レンズL2は、集光レンズL1同様、マルチコアファイバ10の射出端部の軸線上において、マルチコアファイバ10の端面10aと対面するように配置されている。図2に示すように、集光レンズL2は、集光レンズL1から、集光レンズL1の焦点距離f1と集光レンズL2の焦点距離f2の和(f1+f2)だけ離れた位置に配置されている。そして、この集光レンズL2を透過した複数のビームは、集光レンズL1により互いに離間された複数のビーム全てを、マルチコアファイバ10の光軸と平行な方向(すなわち、マルチコアファイバ10の端面10aと直交する軸の方向、マルチコアファイバ10の端面10aとシングルコアファイバ20の端面20aとの対面方向)に偏向させる。
Like the condensing lens L1, the condensing lens L2 is arrange | positioned so that the
7つの集光レンズL3は、偏向された複数のビームそれぞれを集光するように、各偏向ビームの光軸上において、集光レンズL2と対面するように配置されている。図2に示すように、集光レンズL3は、集光レンズL2から、所定距離dだけ離れた位置に配置されている。この距離dは、集光レンズL3の焦点距離f3によって決められる。すなわち、上述した集光レンズL1の焦点距離f1と、集光レンズL2と集光レンズL3との合成焦点距離fとが等しくなるように、距離d及び焦点距離f3が設定される。 The seven condenser lenses L3 are arranged so as to face the condenser lens L2 on the optical axis of each deflected beam so as to collect each of the deflected beams. As shown in FIG. 2, the condenser lens L3 is disposed at a position away from the condenser lens L2 by a predetermined distance d. This distance d is determined by the focal length f3 of the condenser lens L3. That is, the distance d and the focal length f3 are set so that the focal length f1 of the condenser lens L1 described above is equal to the combined focal length f of the condenser lens L2 and the condenser lens L3.
なお、集光レンズL2と集光レンズL3との合成焦点距離fは、下記式に従う。
1/f=1/f2+1/f3−d/(f2・f3)
The combined focal length f of the condenser lens L2 and the condenser lens L3 follows the following formula.
1 / f = 1 / f2 + 1 / f3-d / (f2 / f3)
そして、集光レンズL1の焦点距離f1と、集光レンズL2と集光レンズL3との合成焦点距離fとを等しくすることで、集光レンズL3を透過したビームがシングルコアファイバ20に入射する際の広がり角(集光角)θINが、マルチコアファイバ10から射出される際のビームの広がり角θOUTと等しくなる。その結果、マルチコアファイバ10とシングルコアファイバ20との結合において、非常に低い結合損失(たとえば、0.5dB)を実現することができる。
Then, by making the focal length f1 of the condenser lens L1 equal to the combined focal length f of the condenser lens L2 and the condenser lens L3, the beam transmitted through the condenser lens L3 enters the
以上で説明したとおり、マルチコアファイバ結合装置100においては、第1の光学系S1の集光レンズL1によって互いに離間されたマルチコアファイバ10の複数のビームは、第2の光学系S2の集光レンズL2,L3により、マルチコアファイバ10の光軸と平行な方向(端面10aと直交する軸の方向)に偏向される。そのため、シングルコアファイバ20はマルチコアファイバ10に対して傾斜させる必要がなく、角度調整が不要であるため、高い実用性を実現されている。
As described above, in the multi-core
また、光素子をマルチコアファイバ10、他の光学部品を複数のシングルコアファイバ20とした本実施形態の構成において、第1の光学系S1の集光レンズL1によって互いに離間されたマルチコアファイバ10の複数のビームを各ビームが対応する各シングルコアファイバ20のコア領域に集光する第2の光学系S2の集光レンズL2,L3は、その合成焦点距離fが、第1の光学系S1のレンズL1の焦点距離f1と等しくなっている。そのため、シングルコアファイバ20への光の結合損失が低減されている。
In the configuration of the present embodiment in which the optical element is the
上述した実施形態においては、第1の光学系S1のレンズL1により、マルチコアファイバ10の複数のビームを互いに離間させているが、図3に示すような態様でも複数のビームを互いに離間させることが可能である。図3(a)では、端面10aに図示しない端面処理を施すことにより、ビームが互いに離間するビーム射出方向に調整されている。より具体的には、端面10aを曲面にしたり面取りしたりすることで、中心位置にあるコア領域の端面に対して、その周辺位置にあるコア領域の端面を傾斜させて、ビーム射出方向の調整がおこなわれる。その際、各コア領域の端面の傾き角が、ビームの広がり角の2倍以上の角度とすれば隣り合うビームは交わらない。
In the embodiment described above, the plurality of beams of the
または、図3(b)に示すように、周辺位置にあるコア領域に対応させて、6個のガラスブロック(側面から見た図3においては2個のガラスブロックG1,G2)を配置し、各ガラスブロックで周辺位置にあるコア領域からのビームを屈折させて、マルチコアファイバ10の複数のビームを互いに離間させることが可能である。ガラスブロックG1,G2は、たとえば、ビーム間隔0.045mm、開口数(NA)0.1のときに、傾斜角θが30度、ガラスブロック長さDが10μm程度とすることができる。
Or, as shown in FIG. 3 (b), six glass blocks (two glass blocks G1 and G2 in FIG. 3 as viewed from the side) are arranged corresponding to the core region in the peripheral position, It is possible to refract the beam from the core region at the peripheral position in each glass block and to separate the plurality of beams of the
[第2実施形態]
続いて、第2実施形態に係るマルチコアファイバ結合装置100Aについて、図4を参照しつつ説明する。
[Second Embodiment]
Next, a multi-core
図4に示すように、マルチコアファイバ結合装置100Aは、上述した第1実施形態に係るマルチコアファイバ結合装置100とは、第2の光学系S2の構成のみが異なっている。
As shown in FIG. 4, the multi-core
マルチコアファイバ結合装置100Aの第2の光学系S2は、レンズアレイL4〜L6で構成されている。レンズアレイは、7本のビームそれぞれに対応するように、7つのレンズ(側面から見た図4においては3つのレンズL4〜L6のみ図示)で構成されている。第2の光学系S2の7つのレンズL4〜L6はいずれもその焦点距離がf1であり、第1の光学系S1の集光レンズL1の焦点距離と等しくなっている。
The second optical system S2 of the multicore
そのため、マルチコアファイバ10の端面10aにおける広がり角θOUTと、シングルコアファイバ20の端面における広がり角θINが等しくなり、第1の実施形態同様、同一となり、マルチコアファイバ10とシングルコアファイバ20との結合において、非常に低い結合損失を実現することができる。
Therefore, the divergence angle θ OUT at the end face 10 a of the
なお、第2実施形態においても、第1の実施形態の集光レンズL2と同様のビームの偏向がおこなわれる。より具体的には、第2実施形態においては、図5に示すように、レンズLの位置をずらすことによってビームの偏向が実現されている。すなわち、図5(a)に示すようにビームの中心線(図5における真ん中の線)がレンズLの中心点Cを透過するような位置関係においてはビームは偏向されないが、図5(b)に示すようにビームの中心線がレンズLの中心点Cからずらすことで、集光レンズL2を透過したビーム同様、マルチコアファイバ10の光軸と平行な方向にビームが偏向される。レンズLをずらす方向は、中心点Cが、中央のビームの主光線に近づく方向(すなわち、中央のレンズL5に近づく方向)である。レンズ同士が接して、位置ずらしが困難な場合には、レンズの一部を切除したレンズ片を用いてもよい。
In the second embodiment, the same beam deflection as that of the condensing lens L2 of the first embodiment is performed. More specifically, in the second embodiment, the deflection of the beam is realized by shifting the position of the lens L as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 5A, the beam is not deflected in such a positional relationship that the center line of the beam (middle line in FIG. 5) passes through the center point C of the lens L, but FIG. As shown in FIG. 5, by shifting the center line of the beam from the center point C of the lens L, the beam is deflected in a direction parallel to the optical axis of the
したがって、第2実施形態に係るマルチコアファイバ結合装置100Aにおいては、上述した第1の実施形態に係るマルチコアファイバ結合装置100と同一または同等の効果を得ることができる。
Therefore, in the multi-core
[第3実施形態]
次に、第3実施形態に係るマルチコアファイバ結合装置100Bについて、図6〜図8を参照しつつ説明する。
[Third Embodiment]
Next, a multi-core
図6に示すように、マルチコアファイバ結合装置100Bは、上述した第2の実施形態に係るマルチコアファイバ結合装置100Aとは、第2の光学系S2の構成が異なっている。すなわち、マルチコアファイバ結合装置100Bの第2の光学系S2は、7つのレンズL4〜L6の代わりに、7つのレンズ片L7〜L9が組み合わされた1つのレンズアレイで構成されている。
As shown in FIG. 6, the multi-core
このようなマルチコアファイバ結合装置100Bにおいても、上述した第1の実施形態に係るマルチコアファイバ結合装置100と同一または同等の効果を得ることができる。
Also in such a multi-core
ここで、理想的なレンズではなく、より実際的なレンズで考える場合には、レンズの収差を考慮する必要がある。 Here, when considering a more practical lens instead of an ideal lens, it is necessary to consider the aberration of the lens.
図7に示すように、第2の光学系S2のレンズアレイL7〜L9を透過した複数のビームは、同一平面(すなわち、シングルコアファイバ20の端面20a)で焦点Fを結んでいない。具体的には、中央のレンズ片L8を透過したビームが、シングルコアファイバ20の端面20aで焦点Fを結ぶように、レンズアレイL7〜L9を配置した場合には、周辺のレンズ片L7,L9は、シングルコアファイバ20の端面20aよりも手前で焦点Fを結ぶ。
As shown in FIG. 7, the plurality of beams transmitted through the lens arrays L7 to L9 of the second optical system S2 do not form the focal point F on the same plane (that is, the
このような場合には、収差を補正するために、図8に示すレンズ構成にすることが好ましい。 In such a case, in order to correct the aberration, it is preferable to use the lens configuration shown in FIG.
すなわち、中央のレンズ片L8’と周辺のレンズ片L7,L9とを、マルチコアファイバ10の光軸の方向に相対的にずらす。それにより、第2の光学系S2のレンズアレイL7,L8’,L9を透過したビーム全てが、同一平面において焦点Fを結ぶようになる。なお、収差の補正は、第2の光学系S2において、上述のようにレンズL7〜L9からなるレンズアレイの一部分のシングルコアファイバ20との相対位置を、他の部分と変えてもよいし、一体のレンズの面形状を変えることにより収差を補正してもよい。また、一体のレンズにおける屈折率をその中心部分とその中心部分から側方に位置する側方部分とで異ならせることにより、収差を補正してもよい。
That is, the central lens piece L8 'and the peripheral lens pieces L7, L9 are relatively shifted in the direction of the optical axis of the
[第4実施形態]
次に、第4実施形態に係るマルチコアファイバ結合装置100Cについて、図9を参照しつつ説明する。
[Fourth Embodiment]
Next, a multi-core
図9に示すように、マルチコアファイバ結合装置100Cは、上述した第3の実施形態に係るマルチコアファイバ結合装置100Bとは、一体化部材30を備えている点で異なっている。この一体化部材30は、第1の光学系S1と第2の光学系S2とを一つの光学部品として一体的に構成し、第1の光学系S1と第2の光学系S2との相対位置を一定に保持するための部材である。一体化部材30は、第1の光学系S1と第2の光学系S2との間に空気が介在する中空のケースであってもよく、第1の光学系S1と第2の光学系S2との間に透光性材料が介在する中実部材であってもよい。中実部材とする場合、第1の光学系S1と一体化部材30と第2の光学系S2とを、一体成型することも可能となる。
As shown in FIG. 9, the multi-core
[第5実施形態]
以上で説明した第1〜第4実施形態における第1の光学系S1は、図10に示すように、GRINレンズ(屈折率分布型レンズ)L10に適宜交換することができる。
[Fifth Embodiment]
The first optical system S1 in the first to fourth embodiments described above can be appropriately replaced with a GRIN lens (refractive index distribution type lens) L10 as shown in FIG.
図10及び図11の光路図からわかるように、第1〜第4実施形態における第1の光学系S1と同様に、GRINレンズL10によって、マルチコアファイバ10の複数のビームは互いに離間される。
As can be seen from the optical path diagrams of FIGS. 10 and 11, the multiple beams of the
このように、第1の光学系S1としてGRINレンズL10を用いた場合、ビームが空気中を伝搬しないため、ガラスと空気との界面における反射ロスが有意に低減される。また、マルチコアファイバ10の端面10aと、GRINレンズL10の端面を、予め光軸に対して垂直に研磨しておくことで、マルチコアファイバ10とGRINレンズL10の角度調整が不要となり、光軸ずれのみ調整すればよいというメリットがある。
Thus, when the GRIN lens L10 is used as the first optical system S1, since the beam does not propagate in the air, the reflection loss at the interface between the glass and the air is significantly reduced. Further, by polishing the
なお、GRINレンズは、第1の光学系S1だけでなく、第2の光学系S2に利用することもできる。 The GRIN lens can be used not only for the first optical system S1 but also for the second optical system S2.
[第6実施形態]
図12に示す第6実施形態に係るマルチコアファイバ結合装置100Dのように、第1の光学系S1と第2の光学系S2との間に空気を介在させないようにガラスブロック40を配置してもよい。
[Sixth Embodiment]
Even if the
このように、第1の光学系S1と第2の光学系S2との間に介在するガラスブロック40を用いた場合、ビームが空気中を伝搬しないため、ガラスと空気との界面における反射ロスが有意に低減される。
As described above, when the
上述した実施形態に係るマルチコアファイバ結合装置のうち、第6実施形態に係るマルチコアファイバ結合装置100Dを例に、各要素の具体的な寸法を説明する。ここでは、マルチコアファイバ10の端面10aから0.045mmのビーム間隔で複数のビームが射出され、シングルコアファイバ20の端面20aに0.25mmのビーム間隔で入射される態様について説明する。
Of the multi-core fiber coupling device according to the above-described embodiment, specific dimensions of each element will be described using the multi-core
第1の光学系S1(GRINレンズ)、ガラスブロック40、第2の光学系S2の長さはそれぞれ1.5mm、3.9mm、1mmで、全体長さは6.4mm程度である。
The lengths of the first optical system S1 (GRIN lens), the
マルチコアファイバ10の端面10aからの射出ビーム(結合装置への入射ビーム)は、0.045mmのビーム間隔であり、NAは0.1相当である。
The exit beam from the
第1の光学系S1のGRINレンズは、n(r)が1.5−0.8×r2であり、Lが1.5mmであり、直径が0.66mmである。 The GRIN lens of the first optical system S1 has n (r) of 1.5-0.8 × r2, L of 1.5 mm, and a diameter of 0.66 mm.
ガラスブロック40は、SiO2で構成され、Lが3.9mm、直径が0.66mmである。
第2の光学系S2のレンズは、SiO2相当の材料で構成され、焦点距離が0.7mm、曲率半径が0.312mmであり、Lが1mmである。 The lens of the second optical system S2 is made of a material equivalent to SiO 2 , has a focal length of 0.7 mm, a radius of curvature of 0.312 mm, and L of 1 mm.
シングルコアファイバ20の端面20aへの入射ビーム(結合装置からの出射ビーム)は、0.25mmのビーム間隔であり、NAは0.1相当である。
The incident beam (outgoing beam from the coupling device) to the
なお、本発明は上述した実施形態に限らず、様々な変形が可能である。例えば、上述した実施形態においては、互いに平行な光軸を有する複数の光入出力部を有する光素子としては1つのファイバに複数のコアが含まれるマルチコアファイバを例示したが、単一のコアを有する複数のファイバを一次元的にアレイ状に配置したファイバアレイや、単一のコアを有する複数の光ファイバを束ねて、コアが二次元的に配置されるようにしたファイババンドルや、複数の発光部や受光部が二次元的に配置された光素子(例えばVCSELアレイ、PDアレイなど)を上述したマルチコアファイバ10と同様のものとして上述した実施形態に適用することも可能である。また、他の光学部品についても、複数の発光部や受光部が二次元的に配置された光素子を適用することも可能である。第2の光学系S2にGRINレンズを用いてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made. For example, in the above-described embodiment, the optical element having a plurality of light input / output units having optical axes parallel to each other is exemplified as a multi-core fiber in which a plurality of cores are included in one fiber. A fiber array in which a plurality of fibers are arranged in a one-dimensional array, a fiber bundle in which a plurality of optical fibers having a single core are bundled so that the core is arranged in a two-dimensional manner, It is also possible to apply the optical element (for example, VCSEL array, PD array, etc.) in which the light emitting part and the light receiving part are arranged two-dimensionally to the above-described embodiment as the same as the above-described
また、上述した実施形態においては、マルチコアファイバから射出された光をシングルコアファイバに入射する結合装置として説明しているが、それとは反対に、シングルコアファイバから射出された光をマルチコアファイバに入射する結合装置として利用することもできる。また、マルチコアファイバのコア領域の数及びシングルコアファイバの本数は、7つに限らず、必要に応じて増減することができる。さらに、上述した各要素の具体的な寸法や材料も、必要に応じて設計変更することができる。 In the above-described embodiments, the light emitted from the multicore fiber is described as a coupling device that enters the single core fiber. On the contrary, the light emitted from the single core fiber is incident on the multicore fiber. It can also be used as a coupling device. Further, the number of core regions of the multi-core fiber and the number of single-core fibers are not limited to seven, and can be increased or decreased as necessary. Furthermore, the specific dimensions and materials of the above-described elements can also be changed as necessary.
10…マルチコアファイバ、20,20A,20B,20C…シングルコアファイバ、100,100A,100B,100C,100D,200…マルチコアファイバ結合装置、S1…第1の光学系、S2…第2の光学系。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記光素子の複数の前記光入出力部に対して入出射される複数のビームの光軸上に位置し、前記各ビームの光軸を、互いに平行と異ならせることにより、互いに更に離間した状態とする第1の光学系と、
前記第1の光学系側において互いに平行と異なる状態である前記複数のビームの光軸を互いに略平行な状態とする第2の光学系と、を備え、
前記第2の光学系は、前記第1の光学系から出射されて互いに離間した状態の前記複数のビームが入射される位置に配置されると共に、前記複数のビームを個々に集光する複数のレンズを有し、前記複数のビームの全ての焦点を同一平面において結ぶことを特徴とする光学装置。 An optical device for coupling an optical element having a plurality of light input / output units having optical axes parallel to each other to another optical component,
Located on the optical axes of a plurality of beams entering and exiting the plurality of light input / output portions of the optical element, and further separated from each other by making the optical axes of the beams different from each other. A first optical system,
A second optical system that sets the optical axes of the plurality of beams that are different from being parallel to each other on the first optical system side to be substantially parallel to each other ;
The second optical system is disposed at a position where the plurality of beams emitted from the first optical system and separated from each other are incident, and a plurality of the plurality of beams for individually condensing the plurality of beams. An optical apparatus comprising a lens, wherein all the focal points of the plurality of beams are formed on the same plane .
前記他の光学部品は、複数のシングルコアファイバであることを特徴とする請求項1に記載の光学装置。 The optical element is a multi-core fiber;
The other optical components, the optical device according to claim 1, wherein the Ah Turkey a plurality of single-core fiber.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012090292A JP5935465B2 (en) | 2011-06-17 | 2012-04-11 | Optical device |
CN201280029842.9A CN103608708B (en) | 2011-06-17 | 2012-05-29 | Optical device |
PCT/JP2012/063774 WO2012172968A1 (en) | 2011-06-17 | 2012-05-29 | Optical device |
KR1020147000690A KR101858306B1 (en) | 2011-06-17 | 2012-05-29 | Optical device |
US13/523,472 US9182601B2 (en) | 2011-06-17 | 2012-06-14 | Optical device |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011135239 | 2011-06-17 | ||
JP2011135239 | 2011-06-17 | ||
JP2012090292A JP5935465B2 (en) | 2011-06-17 | 2012-04-11 | Optical device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013020227A JP2013020227A (en) | 2013-01-31 |
JP5935465B2 true JP5935465B2 (en) | 2016-06-15 |
Family
ID=47691676
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012090292A Active JP5935465B2 (en) | 2011-06-17 | 2012-04-11 | Optical device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5935465B2 (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014153459A (en) * | 2013-02-06 | 2014-08-25 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | Pd module and component therefor |
JP2016102810A (en) * | 2013-03-07 | 2016-06-02 | オリンパス株式会社 | Coupling optical system |
WO2016067455A1 (en) * | 2014-10-31 | 2016-05-06 | オリンパス株式会社 | Optical communication optical system |
JP7314684B2 (en) | 2019-07-23 | 2023-07-26 | 住友電気工業株式会社 | Optical connection structure of multi-core fiber |
JP7360694B2 (en) * | 2019-10-02 | 2023-10-13 | 株式会社中原光電子研究所 | Optical connection device |
JP7371900B2 (en) | 2019-11-01 | 2023-10-31 | 株式会社 オプトクエスト | Bulk monitor and monitoring method for multi-core fiber |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5421751A (en) * | 1977-07-19 | 1979-02-19 | Mitsubishi Electric Corp | Refractive index distribution type lens |
JPS57210313A (en) * | 1981-06-22 | 1982-12-23 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Branch circuit for multicore optical fiber |
US6438290B1 (en) * | 2000-06-22 | 2002-08-20 | Eastman Kodak Company | Micro-aspheric collimator lens |
JP4418345B2 (en) * | 2004-11-01 | 2010-02-17 | 富士通株式会社 | Optical fiber device, optical monitor device, and optical switch device |
JP4012537B2 (en) * | 2004-12-01 | 2007-11-21 | 日本航空電子工業株式会社 | Optical module and manufacturing method thereof |
-
2012
- 2012-04-11 JP JP2012090292A patent/JP5935465B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013020227A (en) | 2013-01-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9182601B2 (en) | Optical device | |
KR101858306B1 (en) | Optical device | |
JP5935465B2 (en) | Optical device | |
US8391654B2 (en) | Wavelength selection switch | |
US9326050B2 (en) | Wavelength selective switch and method of manufacturing same | |
US9746681B2 (en) | Laser beam combining device | |
US7162115B2 (en) | Multiport wavelength-selective optical switch | |
JP6191693B2 (en) | Wavelength selective switch | |
JP3973944B2 (en) | Optical connection module and infrared optical system | |
JP2015031787A (en) | Wavelength selection switch and method for manufacturing the same | |
KR20130093538A (en) | Optical free beam fibre-to-fibre coupling device | |
JP2013105152A (en) | Coupling optical system and fiber optical system | |
JP2011064721A (en) | Optical switch | |
US7076129B2 (en) | Apparatus and method for a filterless parallel WDM multiplexer | |
US20060165351A1 (en) | Optical device unit, optical device and microlens array | |
US20240061204A1 (en) | Fan-in/fan-out device | |
US6768838B2 (en) | Optical module | |
CN112673294B (en) | Multiplexing optical system | |
JP2008116743A (en) | Lens for multi-channel optical communication, and optical module using the same | |
JP2004271743A (en) | Optical device | |
JP5900043B2 (en) | Optical coupling structure and array optical amplification module | |
JP6554891B2 (en) | Optical connector | |
JP5521238B2 (en) | Optical path switching device and optical path switching method for a plurality of optical signals | |
JP2016218406A (en) | Optical Modulator Module | |
JP2012168290A (en) | Wavelength selector switch |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150319 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160119 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160322 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160412 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160425 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5935465 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |