JP2000314818A - モード変換器及び方法 - Google Patents
モード変換器及び方法Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/14—Mode converters
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/32—Optical coupling means having lens focusing means positioned between opposed fibre ends
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、モード変換器及び方法を提供す
る。 【解決手段】 光回路網中でモードを変換するシステム
及び方法が明らかにされている。システムはシングルモ
ード導波路の出力面からマルチモード導波路の入力面ま
で延びる光路を含む。第１の球レンズ及び第２の球レン
ズが光路中に配置され、第１及び第２の球レンズの間に
配置された光リンク間隙を有する。
る。 【解決手段】 光回路網中でモードを変換するシステム
及び方法が明らかにされている。システムはシングルモ
ード導波路の出力面からマルチモード導波路の入力面ま
で延びる光路を含む。第１の球レンズ及び第２の球レン
ズが光路中に配置され、第１及び第２の球レンズの間に
配置された光リンク間隙を有する。
Description
【０００１】技術分野 本発明は一般的には光回路網、より具体的には光回路網
中でモード変換するためのシステム及び方法に係る。
中でモード変換するためのシステム及び方法に係る。
【０００２】本発明の背景 データ通信及びその他の同様の用途に用いられる光回路
網は既存の電気的回路網技術に比べ顕著な利点をもたら
す。これらの利点の中で主なものは、電気的な同等の回
路網よりはるかに速い速度である。この利点と、帯域と
いった他の利点により、広域回路網用途とともに、光回
路網はオフィスビル、家庭及び他の部所中のローカルエ
リアネットワーク（ＬＡＮ）用に、ますます取りつけら
れている。
網は既存の電気的回路網技術に比べ顕著な利点をもたら
す。これらの利点の中で主なものは、電気的な同等の回
路網よりはるかに速い速度である。この利点と、帯域と
いった他の利点により、広域回路網用途とともに、光回
路網はオフィスビル、家庭及び他の部所中のローカルエ
リアネットワーク（ＬＡＮ）用に、ますます取りつけら
れている。
【０００３】ローカルエリアネットワークに関しては、
しばしばそのような環境で用いられる光ファイバは、マ
ルチモード光ファイバで、発光ダイオード（ＬＥＤ）が
生じるデータが伝送される。そのような回路網によって
同等の電気回路網よりはるかに速いデータ通信ができる
が、発光ダイオードのデータ速度制限特性により、それ
らは一般にデータ速度が限られている。
しばしばそのような環境で用いられる光ファイバは、マ
ルチモード光ファイバで、発光ダイオード（ＬＥＤ）が
生じるデータが伝送される。そのような回路網によって
同等の電気回路網よりはるかに速いデータ通信ができる
が、発光ダイオードのデータ速度制限特性により、それ
らは一般にデータ速度が限られている。
【０００４】それに対し、レーザは発光ダイオードより
はるかに速いデータ速度をもち、既存の光ローカルエリ
アネットワークで発光ダイオードと置きかえることが提
案されてきた。しかし、既存のマルチモード光ファイバ
回路網とともにレーザを用いることには問題がある。具
体的には、マルチモード光ファイバを通して伝送する
時、レーザはマルチモード光ファイバ中のすべてのモー
ドを励起する訳ではないことである。このことは、マル
チモード光回路網中で分枝又は分配するために受動スタ
ーカプラ又は同様のデバイスが用いられる時許容されな
い。スターカプラに出会った時、レーザ放射はしばしば
スターカプラの様々な分枝に均一に分配されず、それに
よってある分枝では信号が損なわれる可能性がある。具
体的には、シングルモード放射はマルチモードファイバ
内で同じ相対モードのままでいる傾向があるため、光フ
ァイバが傾斜屈折率マルチモードである時そのことがあ
てはまる。
はるかに速いデータ速度をもち、既存の光ローカルエリ
アネットワークで発光ダイオードと置きかえることが提
案されてきた。しかし、既存のマルチモード光ファイバ
回路網とともにレーザを用いることには問題がある。具
体的には、マルチモード光ファイバを通して伝送する
時、レーザはマルチモード光ファイバ中のすべてのモー
ドを励起する訳ではないことである。このことは、マル
チモード光回路網中で分枝又は分配するために受動スタ
ーカプラ又は同様のデバイスが用いられる時許容されな
い。スターカプラに出会った時、レーザ放射はしばしば
スターカプラの様々な分枝に均一に分配されず、それに
よってある分枝では信号が損なわれる可能性がある。具
体的には、シングルモード放射はマルチモードファイバ
内で同じ相対モードのままでいる傾向があるため、光フ
ァイバが傾斜屈折率マルチモードである時そのことがあ
てはまる。
【０００５】本発明の要約 本発明により、光回路網中でモード変換するためのシス
テム及び方法が実現する。簡単に言うと、アーキテクチ
ャ内で、システムはシングルモード導波路の出力面から
マルチモードの入力面まで延びる光伝搬路を含む。第１
の球レンズ及び第２の球レンズが光路中に配置され、第
１及び第２の球レンズ間に配置された光リンク間隙を有
する。
テム及び方法が実現する。簡単に言うと、アーキテクチ
ャ内で、システムはシングルモード導波路の出力面から
マルチモードの入力面まで延びる光伝搬路を含む。第１
の球レンズ及び第２の球レンズが光路中に配置され、第
１及び第２の球レンズ間に配置された光リンク間隙を有
する。
【０００６】本発明は光回路網中でモード変換するため
の方法を実現すると見ることができる。この点に関し
て、本方法は以下の工程によりおおよそ要約できる。シ
ングルモード導波路の出力面からマルチモード導波路の
入力面に延びる光路に沿ってレーザビームを伝送する工
程、マルチモード光導波路中にマルチモードを励起する
ため、間に光リンク間隙を有する光路中に配置された第
１の球レンズ及び第２の球レンズを用いて、レーザビー
ムを操作する工程である。
の方法を実現すると見ることができる。この点に関し
て、本方法は以下の工程によりおおよそ要約できる。シ
ングルモード導波路の出力面からマルチモード導波路の
入力面に延びる光路に沿ってレーザビームを伝送する工
程、マルチモード光導波路中にマルチモードを励起する
ため、間に光リンク間隙を有する光路中に配置された第
１の球レンズ及び第２の球レンズを用いて、レーザビー
ムを操作する工程である。
【０００７】本発明はそのようなシステム中の動作速度
を増すため、既存のマルチモード光回路網とともに、高
速レーザを用いてもよいという顕著な利点を含む。本発
明の更に別の利点は、モード変換器の実施例を、既存の
製作操作台を用いて操作してよいことである。本発明の
様々な実施例の他の利点は、それが設計が単純で、使用
しやすく、堅固で、信頼性があり、動作効率がよく、大
量生産が容易に行えることである。
を増すため、既存のマルチモード光回路網とともに、高
速レーザを用いてもよいという顕著な利点を含む。本発
明の更に別の利点は、モード変換器の実施例を、既存の
製作操作台を用いて操作してよいことである。本発明の
様々な実施例の他の利点は、それが設計が単純で、使用
しやすく、堅固で、信頼性があり、動作効率がよく、大
量生産が容易に行えることである。
【０００８】以下の図面及び詳細な記述を調べれば、当
業者には本発明の他の特徴及び利点が明らかになるであ
ろう。そのようなつけ加えるべき特徴及び利点は、本発
明の視野の中に含まれることが意図されている。
業者には本発明の他の特徴及び利点が明らかになるであ
ろう。そのようなつけ加えるべき特徴及び利点は、本発
明の視野の中に含まれることが意図されている。
【０００９】本発明の詳細な記述 図１を参照すると、本発明の実施例に従う光回路網（１
００）が示されている。光回路網（１００）はシングル
モード光ファイバ（１１３）を通してモード変換器（１
１０）に光学的に結合されたレーザ源（１０３）を含
む。レーザ源（１０３）は例えば１３００ナノメータあ
るいは同様のデバイスで実現される他の動作範囲の名目
上の動作波長をもってよい。シングルモード光ファイバ
（１１３）中にいくつかのループが形成され、それによ
ってマンドレル（１１６）が形成され、それはクラッド
中の好ましくない光伝搬を除去し、シングルモード光フ
ァイバ（１１３）のコア中の好ましくないモードを制限
する働きをする。
００）が示されている。光回路網（１００）はシングル
モード光ファイバ（１１３）を通してモード変換器（１
１０）に光学的に結合されたレーザ源（１０３）を含
む。レーザ源（１０３）は例えば１３００ナノメータあ
るいは同様のデバイスで実現される他の動作範囲の名目
上の動作波長をもってよい。シングルモード光ファイバ
（１１３）中にいくつかのループが形成され、それによ
ってマンドレル（１１６）が形成され、それはクラッド
中の好ましくない光伝搬を除去し、シングルモード光フ
ァイバ（１１３）のコア中の好ましくないモードを制限
する働きをする。
【００１０】モード変換器（１１０）はシングルモード
導波路（１２６）を通してシングルモードコネクタ（１
２３）に光学的に結合されたモード変換器基体（１１
９）を含む。モード変換器（１１０）はまた、マルチモ
ード導波路（１３３）を通してモード変換器基体（１１
９）に光学的に結合されたマルチモードコネクタ（１２
９）を含む。マルチモードコネクタ（１２９）はマルチ
モード光ファイバ（１３９）を通して、スターカプラ
（１３６）に光学的に結合されている。スターカプラ
（１３６）はマルチモード光ファイバ（１３９）を通し
て伝送された光信号を、２つの光ファイバだけが図示さ
れているが、２つ又はそれ以上のマルチモード光ファイ
バ（１４３）に分割する働きをする。
導波路（１２６）を通してシングルモードコネクタ（１
２３）に光学的に結合されたモード変換器基体（１１
９）を含む。モード変換器（１１０）はまた、マルチモ
ード導波路（１３３）を通してモード変換器基体（１１
９）に光学的に結合されたマルチモードコネクタ（１２
９）を含む。マルチモードコネクタ（１２９）はマルチ
モード光ファイバ（１３９）を通して、スターカプラ
（１３６）に光学的に結合されている。スターカプラ
（１３６）はマルチモード光ファイバ（１３９）を通し
て伝送された光信号を、２つの光ファイバだけが図示さ
れているが、２つ又はそれ以上のマルチモード光ファイ
バ（１４３）に分割する働きをする。
【００１１】マルチモード光ファイバ（１４３）の両方
が、光検出器（１４６）で終端する。第２のマンドレル
（１４９）を形成するマルチモード光ファイバ（１３
９）中に含まれたいくつかのループがあることに注意さ
れたい。
が、光検出器（１４６）で終端する。第２のマンドレル
（１４９）を形成するマルチモード光ファイバ（１３
９）中に含まれたいくつかのループがあることに注意さ
れたい。
【００１２】ここでの議論のため、スターカプラ（１３
６）、マルチモード光ファイバ（１４３）及び光検出器
（１４６）は、マルチモード光ファイバ回路網中で用い
てよい各種要素の例として示されている。他のマルチモ
ード光学要素も同様に用いて良いことが理解される。
６）、マルチモード光ファイバ（１４３）及び光検出器
（１４６）は、マルチモード光ファイバ回路網中で用い
てよい各種要素の例として示されている。他のマルチモ
ード光学要素も同様に用いて良いことが理解される。
【００１３】光回路網（１００）の動作は、以下のとお
りである。レーザービームはレーザ源（１０３）中で発
生し、シングルモード光ファイバを通して、モード変換
器まで伝送される。モード変換器（１１０）はシングル
モードファイバビームをマルチモードファイバビームに
変換し、それはマルチモード光ファイバ（１３９）を通
してスターカプラ（１３６）まで伝送される。スターカ
プラ（１３６）はレーザビームを分割し、レーザビーム
のパワーの約２分の１又は他の適当な割合が、マルチモ
ード光ファイバ（１４３）のそれぞれを通して、各光検
出器（１４６）に伝送される。モード変換器（１１０）
中でシングルモードファイバビームがマルチモードファ
イバビームに変換されるため、マルチモードレーザビー
ムのパワーの２つのマルチモード光ファイバ（１４３）
への分割は、ほぼ均一か他の適当な比率になる。このこ
とは、マルチモード光ファイバ（１３９）のモードの全
て又はほとんどが、本質的に満たされるという事実によ
る。
りである。レーザービームはレーザ源（１０３）中で発
生し、シングルモード光ファイバを通して、モード変換
器まで伝送される。モード変換器（１１０）はシングル
モードファイバビームをマルチモードファイバビームに
変換し、それはマルチモード光ファイバ（１３９）を通
してスターカプラ（１３６）まで伝送される。スターカ
プラ（１３６）はレーザビームを分割し、レーザビーム
のパワーの約２分の１又は他の適当な割合が、マルチモ
ード光ファイバ（１４３）のそれぞれを通して、各光検
出器（１４６）に伝送される。モード変換器（１１０）
中でシングルモードファイバビームがマルチモードファ
イバビームに変換されるため、マルチモードレーザビー
ムのパワーの２つのマルチモード光ファイバ（１４３）
への分割は、ほぼ均一か他の適当な比率になる。このこ
とは、マルチモード光ファイバ（１３９）のモードの全
て又はほとんどが、本質的に満たされるという事実によ
る。
【００１４】次に、図２を参照すると、モード変換器
（１１０）が示されている。図からわかるように、シン
グルモード導波路（１２６）はジャケット（１５３）に
より囲まれており、出力面（１５６）においてモード変
換器内で終端する。ジャケット（１５３）の一部は出力
面（１５６）で終端するシングルモード導波路（１２
６）の端部に配置された部分から除去されている。シン
グルモード導波路（１２６）はシングルモードコア（１
５９）及びクラッド（１６３）から成る。シングルモー
ド導波路（１２６）を伝搬するレーザビームは出力面
（１５６）を通って出る。
（１１０）が示されている。図からわかるように、シン
グルモード導波路（１２６）はジャケット（１５３）に
より囲まれており、出力面（１５６）においてモード変
換器内で終端する。ジャケット（１５３）の一部は出力
面（１５６）で終端するシングルモード導波路（１２
６）の端部に配置された部分から除去されている。シン
グルモード導波路（１２６）はシングルモードコア（１
５９）及びクラッド（１６３）から成る。シングルモー
ド導波路（１２６）を伝搬するレーザビームは出力面
（１５６）を通って出る。
【００１５】同様に、マルチモード導波路（１３３）は
ジャケット（１６６）によって囲まれ、入力面（１６
９）においてモード変換器（１１０）内で終端する。ジ
ャケット（１６６）の一部は、入力面（１６９）で終端
するマルチモード導波路（１３３）の端部に配置された
部分から除去されている。マルチモード導波路（１３
３）はマルチモードコア（１７３）及びクラッド（１７
６）から成る。以下で述べるように、入力面（１６９）
はレーザビームを受けるように置かれている。
ジャケット（１６６）によって囲まれ、入力面（１６
９）においてモード変換器（１１０）内で終端する。ジ
ャケット（１６６）の一部は、入力面（１６９）で終端
するマルチモード導波路（１３３）の端部に配置された
部分から除去されている。マルチモード導波路（１３
３）はマルチモードコア（１７３）及びクラッド（１７
６）から成る。以下で述べるように、入力面（１６９）
はレーザビームを受けるように置かれている。
【００１６】モード変換器（１１０）はまた、第１の球
又は丸型レンズ（１７９）と第２の球又は丸型レンズ
（１８３）を含む。シングルモード導波路（１２６）の
出力面は第１の球レンズ（１７９）からの距離ｆ1 であ
る第１の球レンズ（１７９）の焦点に位置する。同様
に、マルチモード導波路（１３３）の入力面（１６９）
は第２の球レンズ（１８３）からの距離ｆ2 である第２
の球レンズ（１８３）の焦点に位置する。第１及び第２
の球レンズ（１７９）及び（１８３）はそれらの間に、
長さＬの光リンク間隙を形成するよう配置される。長さ
Ｌは出力面（１５６）と入力面（１６９）の両方が本質
的に第１及び第２の球レンズ（１７９）及び（１８３）
の焦点に置かれるよう指定される。従って、モード変換
器（１１０）はシングルモード導波路（１２６）の出力
面（１５６）から第１及び第２の球レンズ（１７９）及
び（１８３）を通ってマルチモード導波路（１３３）の
入力面（１６９）まで延びる光路を形成する。レーザビ
ームはこの光路に沿って、シングルモード導波路（１２
６）の出力面（１５６）から、第１及び第２の球レンズ
（１７９）及び（１８３）を通って、マルチモード光導
波路端（１５６）の入力面（１６９）中に伝搬する。第
１及び第２の球レンズ（１７９）及び（１８３）が、レ
ーザ放射がモード変換器（１１０）を離れる時、マルチ
モードがマルチモード導波路（１３３）中で励起される
ような状態にすることが本発明の重要な利点である。
又は丸型レンズ（１７９）と第２の球又は丸型レンズ
（１８３）を含む。シングルモード導波路（１２６）の
出力面は第１の球レンズ（１７９）からの距離ｆ1 であ
る第１の球レンズ（１７９）の焦点に位置する。同様
に、マルチモード導波路（１３３）の入力面（１６９）
は第２の球レンズ（１８３）からの距離ｆ2 である第２
の球レンズ（１８３）の焦点に位置する。第１及び第２
の球レンズ（１７９）及び（１８３）はそれらの間に、
長さＬの光リンク間隙を形成するよう配置される。長さ
Ｌは出力面（１５６）と入力面（１６９）の両方が本質
的に第１及び第２の球レンズ（１７９）及び（１８３）
の焦点に置かれるよう指定される。従って、モード変換
器（１１０）はシングルモード導波路（１２６）の出力
面（１５６）から第１及び第２の球レンズ（１７９）及
び（１８３）を通ってマルチモード導波路（１３３）の
入力面（１６９）まで延びる光路を形成する。レーザビ
ームはこの光路に沿って、シングルモード導波路（１２
６）の出力面（１５６）から、第１及び第２の球レンズ
（１７９）及び（１８３）を通って、マルチモード光導
波路端（１５６）の入力面（１６９）中に伝搬する。第
１及び第２の球レンズ（１７９）及び（１８３）が、レ
ーザ放射がモード変換器（１１０）を離れる時、マルチ
モードがマルチモード導波路（１３３）中で励起される
ような状態にすることが本発明の重要な利点である。
【００１７】光リンク間隙（１８６）はマルチモード側
からモード変換器（１１０）のシングルモード側を物理
的に分離し、それによって外力によりモード変換器（１
１０）に導入される変化が、出力面（１５６）と入力面
（１６９）間の光結合に悪影響を与えないように働くと
いう利点が得られる。
からモード変換器（１１０）のシングルモード側を物理
的に分離し、それによって外力によりモード変換器（１
１０）に導入される変化が、出力面（１５６）と入力面
（１６９）間の光結合に悪影響を与えないように働くと
いう利点が得られる。
【００１８】図３Ａを参照すると、基板構成（２００）
が示されており、その上に本発明の実施例に従うモード
変換器（１１０）がマウントされている。基板構成（２
００）はシリカ、プラスチック又は同様の材料で作られ
てよい基板（２０１）を含む。基板（２０１）上にはシ
ングルモード導波路（１２６）がマウントされ、それは
端部が除去されたジャケット（１５３）の部分を有する
シングルモードファイバ（１２６）を含む。シングルモ
ード導波路（１２６）の露出された部分は、第１のシン
グルモード溝（２０３）中に固着され、ジャケット（１
５３）を有するシングルモード導波路（１２６）の部分
は、第２のシングルモード溝（２０６）中に固着されて
いる。第１及び第２のシングルモード溝（２０３）及び
（２０６）はくさび型で、第２のシングルモード溝（２
０６）はジャケット（１５３）のより大きな直径に適合
するよう、第１のシングルモード溝（２０３）よりはる
かに深い。同様に、マルチモード導波路（１３３）は第
１及び第２のマルチモード溝（２０９）及び（２１３）
中に固着される。
が示されており、その上に本発明の実施例に従うモード
変換器（１１０）がマウントされている。基板構成（２
００）はシリカ、プラスチック又は同様の材料で作られ
てよい基板（２０１）を含む。基板（２０１）上にはシ
ングルモード導波路（１２６）がマウントされ、それは
端部が除去されたジャケット（１５３）の部分を有する
シングルモードファイバ（１２６）を含む。シングルモ
ード導波路（１２６）の露出された部分は、第１のシン
グルモード溝（２０３）中に固着され、ジャケット（１
５３）を有するシングルモード導波路（１２６）の部分
は、第２のシングルモード溝（２０６）中に固着されて
いる。第１及び第２のシングルモード溝（２０３）及び
（２０６）はくさび型で、第２のシングルモード溝（２
０６）はジャケット（１５３）のより大きな直径に適合
するよう、第１のシングルモード溝（２０３）よりはる
かに深い。同様に、マルチモード導波路（１３３）は第
１及び第２のマルチモード溝（２０９）及び（２１３）
中に固着される。
【００１９】第１及び第２の球レンズ（１７９）及び
（１８３）は、たとえばサファイヤ球レンズであるが、
それらは他のレンズ材料で作ってもよい。第１及び第２
の球レンズ（１７９）及び（１８３）は第１及び第２の
支持空洞（２１６）及び（２１９）に固着され、四面体
の形をしているが、三角形のピラミッドといった他の形
も用いてよい。
（１８３）は、たとえばサファイヤ球レンズであるが、
それらは他のレンズ材料で作ってもよい。第１及び第２
の球レンズ（１７９）及び（１８３）は第１及び第２の
支持空洞（２１６）及び（２１９）に固着され、四面体
の形をしているが、三角形のピラミッドといった他の形
も用いてよい。
【００２０】図３Ｂを参照すると、基板構成（２００）
の側面図が示されている。側面図により、３つの横方向
溝（２２３，２２６）及び（２２９）が明らかに示され
ている。シングルモード導波路（１２６）の出力面及び
第１の球レンズ（１７９）の間に、屈折率整合媒体（２
３３）が配置されている。たとえば、ゲルの形の屈折率
整合媒体（２３３）も第２の球レンズ（１８３）と入力
面（１６９）の間に配置されている。屈折率整合媒体
（２３３）はレーザビームが出力面（１５６）から第１
の球レンズ（１７９）へ、また第２の球レンズ（１８
３）から入力面（１６９）に伝搬する間に、レーザビー
ム中に好ましくない屈折が起こるのを防止する。
の側面図が示されている。側面図により、３つの横方向
溝（２２３，２２６）及び（２２９）が明らかに示され
ている。シングルモード導波路（１２６）の出力面及び
第１の球レンズ（１７９）の間に、屈折率整合媒体（２
３３）が配置されている。たとえば、ゲルの形の屈折率
整合媒体（２３３）も第２の球レンズ（１８３）と入力
面（１６９）の間に配置されている。屈折率整合媒体
（２３３）はレーザビームが出力面（１５６）から第１
の球レンズ（１７９）へ、また第２の球レンズ（１８
３）から入力面（１６９）に伝搬する間に、レーザビー
ム中に好ましくない屈折が起こるのを防止する。
【００２１】図４Ａ及び４Ｂを参照すると、モード変換
器カバー（３００）の側面図及び上面図が示されてい
る。モード変換器カバー（３００）は基板構成（２０
０）（図３Ａ及び３Ｂ）に固着され、部品を保護し、そ
れにより形成された光路の完全性を確保するためマウン
トされた部品を保護する。モード変換器カバー（３０
０）は相対する第１及び第２のシングルモード溝（２０
３）及び（２０６）（図３Ａ及び３Ｂ）とかみあった第
１及び第２のカバー溝（３０３）及び（３０６）を含
む。同様に、モード変換器カバー（３００）も第１及び
第２のカバー溝（３０９）及び（３１３）を含む。カバ
ー溝（３０３，３０６，３０９）及び（３１３）はジャ
ケット（１５３）及び（１６６）（図３Ａ及び３Ｂ）と
ともに、シングルモード及びマルチモード導波路（１２
６）及び（１３３）をカバーするよう設計されるが、こ
れらの部品とは必ずしも接触しないことに注意する必要
がある。しかし、もし必要なら、そのような接触は作っ
てもよい。
器カバー（３００）の側面図及び上面図が示されてい
る。モード変換器カバー（３００）は基板構成（２０
０）（図３Ａ及び３Ｂ）に固着され、部品を保護し、そ
れにより形成された光路の完全性を確保するためマウン
トされた部品を保護する。モード変換器カバー（３０
０）は相対する第１及び第２のシングルモード溝（２０
３）及び（２０６）（図３Ａ及び３Ｂ）とかみあった第
１及び第２のカバー溝（３０３）及び（３０６）を含
む。同様に、モード変換器カバー（３００）も第１及び
第２のカバー溝（３０９）及び（３１３）を含む。カバ
ー溝（３０３，３０６，３０９）及び（３１３）はジャ
ケット（１５３）及び（１６６）（図３Ａ及び３Ｂ）と
ともに、シングルモード及びマルチモード導波路（１２
６）及び（１３３）をカバーするよう設計されるが、こ
れらの部品とは必ずしも接触しないことに注意する必要
がある。しかし、もし必要なら、そのような接触は作っ
てもよい。
【００２２】モード変換器カバー(３００)も相対する第
１及び第２の支持空洞（２１６）及び（２１９）（図３
Ａ及び３Ｂ）とかみあった第１及び第２のカバー支持空
洞（３１６）及び（３１９）を含む。モード変換器カバ
ー（３００）も６個のリブ（３２３）の形状をもち、横
方向溝（２２３，２２６）及び（２２９）（図３Ａ及び
３Ｂ）中にかみあわされるが、溝は光路のいずれかの側
に置かれる。従って、６個のリブ（３２３）は第１の空
洞（３２６）、第２の空洞（３２９）及び中央空洞（３
３３）を形成し、それらは横方向溝（２２３，２２６）
及び（２２９）中に対向する空間を有し、最終的に光路
が作られる空間ができる。次に，中央空洞（３３３）及
びその対向する横方向溝は、第１及び第２の球レンズ
（１７９）及び（１８３）（図３Ａ及び３Ｂ）間に光リ
ンク間隙を形成することに注意されたい。また、第１及
び第２の空洞（３２６）及び（３２９）は、それらの中
に配置された屈折率整合媒体（２３３）用の空間を作
る。
１及び第２の支持空洞（２１６）及び（２１９）（図３
Ａ及び３Ｂ）とかみあった第１及び第２のカバー支持空
洞（３１６）及び（３１９）を含む。モード変換器カバ
ー（３００）も６個のリブ（３２３）の形状をもち、横
方向溝（２２３，２２６）及び（２２９）（図３Ａ及び
３Ｂ）中にかみあわされるが、溝は光路のいずれかの側
に置かれる。従って、６個のリブ（３２３）は第１の空
洞（３２６）、第２の空洞（３２９）及び中央空洞（３
３３）を形成し、それらは横方向溝（２２３，２２６）
及び（２２９）中に対向する空間を有し、最終的に光路
が作られる空間ができる。次に，中央空洞（３３３）及
びその対向する横方向溝は、第１及び第２の球レンズ
（１７９）及び（１８３）（図３Ａ及び３Ｂ）間に光リ
ンク間隙を形成することに注意されたい。また、第１及
び第２の空洞（３２６）及び（３２９）は、それらの中
に配置された屈折率整合媒体（２３３）用の空間を作
る。
【００２３】図５を参照すると、共に組立てられた基板
構成（２００）とモード変換器カバー（３００）が示さ
れている。たとえばエポキシのような適当な固着剤が、
基板構成（３００）及びモード変換器カバー（３００）
の適当な平坦表面上に供給される。一緒に置かれた時、
対向する第１及び第２のカバー溝（２０３）及び（２０
６）（図３Ａ及び３Ｂ）とかみあい、それによってシン
グルモードポートが形成されることに注意されたい。同
様に、第１及び第２のカバー溝（３０９）及び（３１
３）は第１及び第２のマルチモード溝（２０９）及び
（２１３）とかみあいマルチモードポートを形成する。
構成（２００）とモード変換器カバー（３００）が示さ
れている。たとえばエポキシのような適当な固着剤が、
基板構成（３００）及びモード変換器カバー（３００）
の適当な平坦表面上に供給される。一緒に置かれた時、
対向する第１及び第２のカバー溝（２０３）及び（２０
６）（図３Ａ及び３Ｂ）とかみあい、それによってシン
グルモードポートが形成されることに注意されたい。同
様に、第１及び第２のカバー溝（３０９）及び（３１
３）は第１及び第２のマルチモード溝（２０９）及び
（２１３）とかみあいマルチモードポートを形成する。
【００２４】戻って図３Ａ及び３Ｂを参照すると、本発
明はまたモード変換器（１１０）の作製方法とみてもよ
い。第１の工程において、基板（２０１）はシリカ又は
同様の材料のような基板材料のシートを用いて生成され
る。シートはいくつかの基板（２０１）を生成させるた
めに用いられる。いくつかの横方向溝（２２３，２２
６）及び（２２９）が、適当な間隔でシート中に刻まれ
る。その後、第１及び第２のシングルモード溝（２０
３）及び（２０６）、第１及び第２のマルチモード溝
（２０９）及び（２１３）、第１及び第２の支持空洞
（１７９）及び（１８３）が、バルク機械加工法を用い
て導入される。別の場合、基板（２０１）は注入鋳造プ
ロセスを用いて、プラスチック又は同様の材料から作製
される。その場合、先に述べた溝及び支持空洞のすべて
を有する完成した部分が、使用される鋳型を用いて生成
される。
明はまたモード変換器（１１０）の作製方法とみてもよ
い。第１の工程において、基板（２０１）はシリカ又は
同様の材料のような基板材料のシートを用いて生成され
る。シートはいくつかの基板（２０１）を生成させるた
めに用いられる。いくつかの横方向溝（２２３，２２
６）及び（２２９）が、適当な間隔でシート中に刻まれ
る。その後、第１及び第２のシングルモード溝（２０
３）及び（２０６）、第１及び第２のマルチモード溝
（２０９）及び（２１３）、第１及び第２の支持空洞
（１７９）及び（１８３）が、バルク機械加工法を用い
て導入される。別の場合、基板（２０１）は注入鋳造プ
ロセスを用いて、プラスチック又は同様の材料から作製
される。その場合、先に述べた溝及び支持空洞のすべて
を有する完成した部分が、使用される鋳型を用いて生成
される。
【００２５】その後、シングルモード及びマルチモード
導波路（１２６）及び（１３３）が、それぞれ第１のシ
ングルモード溝（２０３）及び第１のマルチモード溝
（２０９）中に置かれる。これは加熱された基板表面と
で行われる。エポキシ又は同様の固着剤が、ジャケット
（１５３）及び（１６６）が切り取られた点に近いシン
グルモード及びマルチモード導波路（１２６）及び（１
３３）近くで、第１のシングルモード溝（２０３）及び
第１のマルチモード溝（２０９）中に注入される。エポ
キシはシングルモード及びマルチモード導波路（１２
６）及び（１３３）下で、第１のシングルモード溝（２
０３）及び第１のマルチモード溝（２０９）に沿って、
毛細管現象で流れ、最終的に横方向溝（２２３）及び
（２２９）中に流れ出る。横方向溝（２２３）及び（２
２９）は出力面（１５６）及び入力面（１６９）をさえ
ぎることなく、外部から固着剤が流れる場所を提供す
る。次に、エポキシ固着剤は焼きなまされ、シングルモ
ード及びマルチモード導波路（１２６）及び（１３３）
を、それぞれ第１のシングルモード溝（２０３）及び第
１のマルチモード溝（２０９）中にしっかり固定する。
導波路（１２６）及び（１３３）が、それぞれ第１のシ
ングルモード溝（２０３）及び第１のマルチモード溝
（２０９）中に置かれる。これは加熱された基板表面と
で行われる。エポキシ又は同様の固着剤が、ジャケット
（１５３）及び（１６６）が切り取られた点に近いシン
グルモード及びマルチモード導波路（１２６）及び（１
３３）近くで、第１のシングルモード溝（２０３）及び
第１のマルチモード溝（２０９）中に注入される。エポ
キシはシングルモード及びマルチモード導波路（１２
６）及び（１３３）下で、第１のシングルモード溝（２
０３）及び第１のマルチモード溝（２０９）に沿って、
毛細管現象で流れ、最終的に横方向溝（２２３）及び
（２２９）中に流れ出る。横方向溝（２２３）及び（２
２９）は出力面（１５６）及び入力面（１６９）をさえ
ぎることなく、外部から固着剤が流れる場所を提供す
る。次に、エポキシ固着剤は焼きなまされ、シングルモ
ード及びマルチモード導波路（１２６）及び（１３３）
を、それぞれ第１のシングルモード溝（２０３）及び第
１のマルチモード溝（２０９）中にしっかり固定する。
【００２６】次に、固着剤が基板（２０１）の端部にお
いて、ジャケット（１５３）及び（１６６）の基板に注
入される。この固着剤はジャケット（１５３）及び（１
６６）下で、第２のシングルモード溝（２０６）及び第
２のマルチモード溝（２１３）中に流れ、そこにジャケ
ット（１５３）及び（１６６）を固定する。
いて、ジャケット（１５３）及び（１６６）の基板に注
入される。この固着剤はジャケット（１５３）及び（１
６６）下で、第２のシングルモード溝（２０６）及び第
２のマルチモード溝（２１３）中に流れ、そこにジャケ
ット（１５３）及び（１６６）を固定する。
【００２７】その後、適当な固着剤が支持空洞（２１
６）及び（２１９）中に置かれ、第１及び第２の球レン
ズ（１７９）及び（１８３）がその中に置かれる。固着
剤は焼きなまされ、屈折率整合媒体（２３３）がシング
ルモード導波路（１２６）の出力面（１５６）と第１の
球レンズ（１７９）の間及びマルチモード導波路（１３
３）の入力面（１６９）と第２の球レンズ（１８３）の
間に供給される。
６）及び（２１９）中に置かれ、第１及び第２の球レン
ズ（１７９）及び（１８３）がその中に置かれる。固着
剤は焼きなまされ、屈折率整合媒体（２３３）がシング
ルモード導波路（１２６）の出力面（１５６）と第１の
球レンズ（１７９）の間及びマルチモード導波路（１３
３）の入力面（１６９）と第２の球レンズ（１８３）の
間に供給される。
【００２８】再び図４Ａ及び４Ｂを参照すると、モード
変換器カバー（３００）が適当なバルク機械加工工程又
は注入鋳造法を用いて作製される。最後に、図５を参照
すると、適当な固着剤が基板構成（２００）又はモード
変換器カバー（３００）の平坦な表面上に置かれ、それ
らは適切にかみあわされ、適当な温度で焼きなまされ
る。
変換器カバー（３００）が適当なバルク機械加工工程又
は注入鋳造法を用いて作製される。最後に、図５を参照
すると、適当な固着剤が基板構成（２００）又はモード
変換器カバー（３００）の平坦な表面上に置かれ、それ
らは適切にかみあわされ、適当な温度で焼きなまされ
る。
【００２９】本発明の精神及び原理から本質的に離れる
ことなく、本発明の上述の実施例の様々な変形及び修正
ができる可能性がある。そのような修正及び変形のすべ
てが、本発明の視野の中に含まれることが意図されてい
る。
ことなく、本発明の上述の実施例の様々な変形及び修正
ができる可能性がある。そのような修正及び変形のすべ
てが、本発明の視野の中に含まれることが意図されてい
る。
以下の図面を参照すると、本発明がより良く理解でき
る。図中の要素は比率が実際とは必ずしも一致しない。
本発明の原理を明瞭に示すため強調されている。更に、
図中で類似の数字はいくつかの図面を通して、対応する
部分を示す。
る。図中の要素は比率が実際とは必ずしも一致しない。
本発明の原理を明瞭に示すため強調されている。更に、
図中で類似の数字はいくつかの図面を通して、対応する
部分を示す。
【図１】本発明の実施例に従う光回路網の概略図であ
る。
る。
【図２】図１の光回路網中で用いられるモード変換器の
構成図である。
構成図である。
【図３】Ａは、図２のモード変換器の基板構成の上面図
である。Ｂは、図２のモード変換器の基板構成の側面図
である。
である。Ｂは、図２のモード変換器の基板構成の側面図
である。
【図４】Ａ、図２のモード変換器の基板構成にかみあっ
たカバーの側面図である。Ｂは、図２のモード変換器の
基板構成にかみあったカバーの底面図である。
たカバーの側面図である。Ｂは、図２のモード変換器の
基板構成にかみあったカバーの底面図である。
【図５】図４Ａ及び４Ｂのカバーと図３Ａ及び３Ｂの基
板構成との組合せを示す図である。
板構成との組合せを示す図である。
１００ 光回路網 １０３ レーザ源 １１０ モード変換器 １１３ シングルモード光ファイバ、光ファイバ １１６ マンドレル １１９ モード変換基体 １２３ シングルモードコネクタ １２６ シングルモード導波路 １２９ マルチモードコネクタ １３３ マルチモード導波路 １３６ スターカプラ １３９ マルチモード光ファイバ １４３ マルチモード光ファイバ １４６ 光検出器 １４９ 第２のマンドレル １５３ ジャケット １５６ 出力面 １５９ シングルモードコア １６３ クラッド １６６ ジャケット １６９ 入力面 １７３ マルチモードコア １７６ クラッド １７９ 第１の球レンズ、丸型レンズ １８３ 第２の球レンズ、丸型レンズ １８６ 光リンク間隙 ２００ 基板構成 ２０１ 基板 ２０３ 第１のシングルモード溝 ２０６ 第２のシングルモード溝 ２０９ 第１のマルチモード溝 ２１３ 第２のマルチモード溝 ２１６ 第１の支持空洞 ２１９ 第２の支持空洞 ２２３，２２６，２２９ 横方向溝 ２３３ 屈折率整合媒体 ３００ モード変換器カバー ３０３，３０６ カバー溝 ３０９ 第１のカバー溝 ３１３ 第２のカバー溝 ３１６ 第１のカバー支持空洞 ３１９ 第２のカバー支持空洞 ３２３ リブ ３２６ 第１の空洞 ３２９ 第２の空洞 ３３３ 中央空洞
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 10/12 (72)発明者 ウィラード チャンドラー ホワイト ザ サード アメリカ合衆国 30024 ジョージア，ス ワニー，チェリーストーン コート １
Claims (11)
- 【請求項１】 基板；基板に固着され、出力面を有する
シングルモード導波路；基板に固着され、入力面を有
し、出力面から入力面まで光路が延びるマルチモード導
波路；基板に固着され、光路中に配置され、光結合間隙
により分離され、レーザビームを光路に沿って伝搬さ
せ、マルチモード導波路中で多くのモードを励起させる
ような条件にするのに適した第１のレンズ及び第２のレ
ンズを含むシングルモードからマルチモードへの変換
器。 - 【請求項２】 シングルモード導波路の出力面を第１の
球レンズに、マルチモード導波路の入力面を光路に沿っ
た第２の球レンズに光学的に結合させる屈折率整合媒体
をさらに含む請求項１記載の変換器。 - 【請求項３】 中にシングルモード導波路が固定された
シングルモードポート；中にマルチモード導波路が固定
されたマルチモードポートを更に含む請求項１記載の変
換器。 - 【請求項４】 第１の球レンズは基板上に空洞を支持
し、第１の球レンズはその中に固定され；第２の球レン
ズは基板上に空洞を支持し、第２の球レンズはその中に
固定される請求項１記載の変換器。 - 【請求項５】 シングルモードポート中で基板に固着さ
れたシングルモード導波路；及びマルチモードポート中
で基板に固着されたマルチモード導波路を更に含む請求
項３記載の変換器。 - 【請求項６】 基板；基板に固着され、出力面をもつシ
ングルモード導波路；基板に固着され、入力面をもち、
光路が出力面から入力面に延びるマルチモード導波路；
基板に固着され、光路中に配置され、光リンク間隙によ
り分離され、レーザビームが光路に沿って伝搬し、マル
チモード導波路中で多数のモードを励起するような条件
にするのに適した第１のレンズ及び第２のレンズ；シン
グルモード導波路に光学的に結合されたレーザ源；及び
マルチモード導波路に光学的に結合されたマルチモード
受信点を含むモード変換器を含むハイブリッドマルチモ
ード／シングルモード光回路網。 - 【請求項７】 シングルモード導波路の出力面からマル
チモード導波路の入力面まで延びる光路に沿ってレーザ
ビームを伝送させること；及び間に光リンク間隙を有す
る光路中に配置された第１及び第２の球レンズを用い
て、レーザがマルチモード導波路内で多くのモードを励
起するような条件にすることを含む光回路網中のモード
変換方法。 - 【請求項８】 シングルモード導波路の出力面を屈折率
整合媒体で、第１の球レンズに光学的に結合させ；マル
チモード導波路の入力面を屈折率整合媒体で、第２の球
レンズに光学的に結合させることを更に含む請求項７記
載の方法。 - 【請求項９】 シングルモード導波路をシングルモード
ポート中に固定し；マルチモード導波路をマルチモード
ポート中に固定する工程を更に含む請求項７記載の方
法。 - 【請求項１０】 第１の球レンズ支持空洞中に第１の球
レンズを支持し；第２の球レンズ支持空洞中に第２の球
レンズを支持する工程を更に含む請求項７記載の方法。 - 【請求項１１】 レーザでレーザビームを発生させる工
程；シングルモード導波路の出力面からマルチモード導
波路の入力面まで延びる光路に沿って、レーザビームを
伝送する工程；間に光リンク間隙を有する光路中に置か
れた第１の球レンズ及び第２の球レンズを用いて、レー
ザがマルチモード導波路中で多くのモードを励起するよ
うな条件にする工程；マルチモード導波路に光学的に結
合された光受信デバイス中で、レーザビームを受ける工
程；を含むハイブリッドマルチモード／シングルモード
光回路網中でのモード変換法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/280,457 US6567583B2 (en) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | Mode converter and method |
| US09/280457 | 1999-03-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000314818A true JP2000314818A (ja) | 2000-11-14 |
| JP3875452B2 JP3875452B2 (ja) | 2007-01-31 |
Family
ID=23073180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000092578A Expired - Fee Related JP3875452B2 (ja) | 1999-03-30 | 2000-03-30 | モード変換器及び方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6567583B2 (ja) |
| EP (1) | EP1041409A3 (ja) |
| JP (1) | JP3875452B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2005078970A1 (ja) * | 2004-02-17 | 2008-01-10 | 日本電信電話株式会社 | 光伝送システム |
| US8542965B2 (en) | 2007-12-18 | 2013-09-24 | Analog Devices, Inc. | Bidirectional optical link over a single multimode fiber or waveguide |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6275512B1 (en) | 1998-11-25 | 2001-08-14 | Imra America, Inc. | Mode-locked multimode fiber laser pulse source |
| FR2836234B1 (fr) * | 2002-02-21 | 2004-06-25 | Framatome Connectors Int | Connecteur de ferules optiques |
| JP4472523B2 (ja) * | 2002-07-04 | 2010-06-02 | ヴェーテッヒ・ゲーエムベーハー | 光導波路内に特定の節の分布を生成するための装置及び方法 |
| US20040057253A1 (en) * | 2002-09-25 | 2004-03-25 | International Business Machines Corporation | Optical backplane connector with positive feedback and mode conversion |
| US6874950B2 (en) | 2002-12-17 | 2005-04-05 | International Business Machines Corporation | Devices and methods for side-coupling optical fibers to optoelectronic components |
| EP1663493A1 (en) * | 2003-09-17 | 2006-06-07 | Nanocomms Patents Limited | Microstructure devices and their production |
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