JP2001066472A - レンズファイバとそれを用いた光モジュール及びａｓｅ光源 - Google Patents
レンズファイバとそれを用いた光モジュール及びａｓｅ光源Info
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- JP2001066472A JP2001066472A JP24419599A JP24419599A JP2001066472A JP 2001066472 A JP2001066472 A JP 2001066472A JP 24419599 A JP24419599 A JP 24419599A JP 24419599 A JP24419599 A JP 24419599A JP 2001066472 A JP2001066472 A JP 2001066472A
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- optical fiber
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Abstract
(57)【要約】
【課題】光通信用回路、ＥＤＦ、各種光モジュールの評
価用に使用するＡＳＥ光源に使われるファイバーレンズ
及びそれを用いた光モジュールにおいて、簡単な構造
で、接続損失を低くする。 【解決手段】光ファイバの端面を楔状として光素子との
結合部を形成するとともに、該結合部分近傍のコア内に
周期的に屈折率を変化させたグレーテイング部を形成し
てレンズファイバを構成し、さらに上記光ファイバの端
面近傍のコアを拡大したり、あるいは上記光ファイバと
して希土類添加ファイバを用いる。
価用に使用するＡＳＥ光源に使われるファイバーレンズ
及びそれを用いた光モジュールにおいて、簡単な構造
で、接続損失を低くする。 【解決手段】光ファイバの端面を楔状として光素子との
結合部を形成するとともに、該結合部分近傍のコア内に
周期的に屈折率を変化させたグレーテイング部を形成し
てレンズファイバを構成し、さらに上記光ファイバの端
面近傍のコアを拡大したり、あるいは上記光ファイバと
して希土類添加ファイバを用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信において、
そこに使用する光回路部評価用の光源、ＷＤＭ伝送用の
光源、ＥＤＦ評価用の光源として用いられるASE （Ampl
ified Spontaneous Emission）光源、及びこれに用いる
レンズファイバやこれを用いた光モジュールに関する。
そこに使用する光回路部評価用の光源、ＷＤＭ伝送用の
光源、ＥＤＦ評価用の光源として用いられるASE （Ampl
ified Spontaneous Emission）光源、及びこれに用いる
レンズファイバやこれを用いた光モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ASE （Amplified Spontaneous Em
ission：希土類添加ファイバに励起光を入れた際発生す
る低コヒーレンスな自然放出光）光源に使用する光部品
は、図４に示しているように励起光源を成す光モジュー
ル２、希土類添加ファイバ１２、フィルタモジュール１
４、それらを接続するスプライス部１３等で構成されて
いる。
ission：希土類添加ファイバに励起光を入れた際発生す
る低コヒーレンスな自然放出光）光源に使用する光部品
は、図４に示しているように励起光源を成す光モジュー
ル２、希土類添加ファイバ１２、フィルタモジュール１
４、それらを接続するスプライス部１３等で構成されて
いる。
【０００３】例えば、励起光源を成す光モジュール２に
用いる半導体レーザとしては、光ファイバ増幅に使用す
る希土類添加ファイバ１２としてＥｒ添加ファイバを用
いた場合、波長０．９８ミクロン又は１．４８ミクロン
の励起光源が使用される。その場合、光モジュール２内
の結合系に対しては、複数のレンズを用いたものと、先
球ファイバを使用したものがある。
用いる半導体レーザとしては、光ファイバ増幅に使用す
る希土類添加ファイバ１２としてＥｒ添加ファイバを用
いた場合、波長０．９８ミクロン又は１．４８ミクロン
の励起光源が使用される。その場合、光モジュール２内
の結合系に対しては、複数のレンズを用いたものと、先
球ファイバを使用したものがある。
【０００４】又、０．９８ミクロン帯のものは、波長安
定性の為、光モジュールの出力側ファイバ内にグレーテ
イング１１を取り付け、不要光をそこで除去する構成を
とっているものが多い。そうしたグレーテイング１１
は、ファイバコアに紫外線を照射する事により、ガラス
の非可逆的屈折率増加現象で、屈折率を周期的に変化さ
せたもので、それを製作するプロセスとして、位相マス
クを通して照射する方法と、２つのコヒーレントな光の
干渉による明暗を利用する方法がある。
定性の為、光モジュールの出力側ファイバ内にグレーテ
イング１１を取り付け、不要光をそこで除去する構成を
とっているものが多い。そうしたグレーテイング１１
は、ファイバコアに紫外線を照射する事により、ガラス
の非可逆的屈折率増加現象で、屈折率を周期的に変化さ
せたもので、それを製作するプロセスとして、位相マス
クを通して照射する方法と、２つのコヒーレントな光の
干渉による明暗を利用する方法がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図４に示すよ
うなグレーテイング１１、希土類添加ファイバ１２、励
起用の光モジュール２からなるASE 光源は、次のような
欠点を有している （１）半導体レーザと光ファイバとの結合の為、光モジ
ュール２内に複雑な結合系を有していた。
うなグレーテイング１１、希土類添加ファイバ１２、励
起用の光モジュール２からなるASE 光源は、次のような
欠点を有している （１）半導体レーザと光ファイバとの結合の為、光モジ
ュール２内に複雑な結合系を有していた。
【０００６】（２）励起用の光モジュール２と増幅用の
希土類添加ファイバ１２間で、スプライス部１３等によ
る接続が必要であり、接続部において損失が発生した。
希土類添加ファイバ１２間で、スプライス部１３等によ
る接続が必要であり、接続部において損失が発生した。
【０００７】（３）波長特性の平坦化補正の為、別途フ
ィルタモジュール１４を出力側に接続実装する必要性が
あった。
ィルタモジュール１４を出力側に接続実装する必要性が
あった。
【０００８】（４）複数のスプライス１３で接続する
為、工数を要し、複数の部品の為の実装スペースを必要
とした。
為、工数を要し、複数の部品の為の実装スペースを必要
とした。
【０００９】
【課題を解決する為の手段】本発明は上記課題を解決す
る為、半導体レーザ等の光素子と結合する光ファイバの
端面を楔状にレンズ加工処理するとともに、この光ファ
イバのコアにグレーティング部を作製したものである。
る為、半導体レーザ等の光素子と結合する光ファイバの
端面を楔状にレンズ加工処理するとともに、この光ファ
イバのコアにグレーティング部を作製したものである。
【００１０】即ち、本発明は光ファイバの端面を楔状と
して光素子との結合部を形成するとともに、上記光ファ
イバのコア内に周期的に屈折率を変化させたグレーテイ
ング部を形成してレンズファイバを構成したことを特徴
とする。
して光素子との結合部を形成するとともに、上記光ファ
イバのコア内に周期的に屈折率を変化させたグレーテイ
ング部を形成してレンズファイバを構成したことを特徴
とする。
【００１１】また本発明は、上記光ファイバの端面近傍
のコアを拡大したり、あるいは上記光ファイバとして希
土類添加ファイバを用いたことを特徴とする。
のコアを拡大したり、あるいは上記光ファイバとして希
土類添加ファイバを用いたことを特徴とする。
【００１２】さらに本発明は、上記レンズファイバを用
い、上記結合部に対向して光素子を配置して光モジュー
ルを構成し、またこの光モジュールを用いてＡＳＥ光源
を構成したことを特徴とする。
い、上記結合部に対向して光素子を配置して光モジュー
ルを構成し、またこの光モジュールを用いてＡＳＥ光源
を構成したことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
形態について説明をする。
形態について説明をする。
【００１４】図１は、本発明によるレンズファイバの結
合部を拡大したもので、希土類添加ファイバからなる光
ファイバ１の端面１ａを楔状に加工して結合部を形成
し、この結合部近傍はコア拡大部１ｂとするとともに、
同じコア内に周期的に屈折率を変化させたグレーティン
グ部１ｃを形成したものである。
合部を拡大したもので、希土類添加ファイバからなる光
ファイバ１の端面１ａを楔状に加工して結合部を形成
し、この結合部近傍はコア拡大部１ｂとするとともに、
同じコア内に周期的に屈折率を変化させたグレーティン
グ部１ｃを形成したものである。
【００１５】そして、この光ファイバ１の結合部を成す
端面１ａに対向するように半導体レーザ４を配置し、そ
の出射光が光ファイバ１に結合するようにして光モジュ
ール２を構成することができる。
端面１ａに対向するように半導体レーザ４を配置し、そ
の出射光が光ファイバ１に結合するようにして光モジュ
ール２を構成することができる。
【００１６】半導体レーザ４からの出射光は、図１に示
したように１点に収束せず、非点収差（１点に収束しな
い事）を有し、その出射光のスポットはアスペクト比ａ
／ｂの楕円形となるが、上記光ファイバ１の結合部を成
す端面２が楔状であるため、効率の高い結合が可能とな
る。このとき、上記アスペクト比で表わされる楕円形状
に応じて、端面１ａの楔角度αを変化させればよい。た
とえば、レーザ出射光の楕円形状のアスペクト比が大き
い程、楔角度αを小さくすれば良い。
したように１点に収束せず、非点収差（１点に収束しな
い事）を有し、その出射光のスポットはアスペクト比ａ
／ｂの楕円形となるが、上記光ファイバ１の結合部を成
す端面２が楔状であるため、効率の高い結合が可能とな
る。このとき、上記アスペクト比で表わされる楕円形状
に応じて、端面１ａの楔角度αを変化させればよい。た
とえば、レーザ出射光の楕円形状のアスペクト比が大き
い程、楔角度αを小さくすれば良い。
【００１７】また、光ファイバ１のコア内部にコヒーレ
ントな紫外光を照射する事により、長さ方向に周期的に
屈折率を変化させてグレーテイング部１ｃを形成するこ
とができ、それによりある決まった波長の光を反射する
ことができる。その反射光の波長をλとすると λ＝２ｎΛ ｎ：伝搬モードの実効屈折率 Λ：屈折率周期 の条件では、ブラッグ回折により反射が生じる。そし
て、光ファイバ１における半導体レーザ４との結合部直
後にグレーティング部１ｃを設置する事により、半導体
レーザ４からのある波長の不要光を反射し、安定した波
長の光を出力する事ができる。
ントな紫外光を照射する事により、長さ方向に周期的に
屈折率を変化させてグレーテイング部１ｃを形成するこ
とができ、それによりある決まった波長の光を反射する
ことができる。その反射光の波長をλとすると λ＝２ｎΛ ｎ：伝搬モードの実効屈折率 Λ：屈折率周期 の条件では、ブラッグ回折により反射が生じる。そし
て、光ファイバ１における半導体レーザ４との結合部直
後にグレーティング部１ｃを設置する事により、半導体
レーザ４からのある波長の不要光を反射し、安定した波
長の光を出力する事ができる。
【００１８】又、上記光ファイバ１の端面１ａ近傍をコ
ア拡大部１ｂとすることで、より有効に光を集光し、結
合効率を向上させることができる。それにより、半導体
レーザ４と楔状のレンズファイバとの位置合わせの精度
を緩和する事ができ、位置ずれに対する結合効率の低下
を防止できる。光ファイバ１内のコア拡大は、光ファイ
バを局部的に１５００℃程度に加熱し、コアに含まれる
屈折率を増大させるGe等の添加物を熱により拡散させる
事で得られる。通常、拡大率としては、１．５倍から３
倍程度が使用される。
ア拡大部１ｂとすることで、より有効に光を集光し、結
合効率を向上させることができる。それにより、半導体
レーザ４と楔状のレンズファイバとの位置合わせの精度
を緩和する事ができ、位置ずれに対する結合効率の低下
を防止できる。光ファイバ１内のコア拡大は、光ファイ
バを局部的に１５００℃程度に加熱し、コアに含まれる
屈折率を増大させるGe等の添加物を熱により拡散させる
事で得られる。通常、拡大率としては、１．５倍から３
倍程度が使用される。
【００１９】又、光ファイバ１の端面１ａに、端面反射
防止用のＡＲコートを誘電体多層膜により形成すること
もできる。
防止用のＡＲコートを誘電体多層膜により形成すること
もできる。
【００２０】なお、この実施形態では、光ファイバ１と
して希土類添加ファイバを用いることによって、希土類
添加ファイバを直接光モジュール２と結合することがで
き、スプライス部をなくすことができる。
して希土類添加ファイバを用いることによって、希土類
添加ファイバを直接光モジュール２と結合することがで
き、スプライス部をなくすことができる。
【００２１】この光モジュール２をＡＳＥ光源とする場
合は、図２に示すように、希土類添加ファイバからなる
光ファイバ１を直結した光モジュール２を構成し、この
出力側にフィルタ３を備えれば良い。この時、本発明に
よれば、光ファイバ１にグレーティング部１ｃを形成し
てあるため、別途グレーティング部を接合する必要がな
く、また光ファイバ１自体を希土類添加ファイバで形成
することによって、スプライス部もなくすことができ
る。その結果、非常に簡単な構造とできるとともに、接
続損失を減らすことができる。
合は、図２に示すように、希土類添加ファイバからなる
光ファイバ１を直結した光モジュール２を構成し、この
出力側にフィルタ３を備えれば良い。この時、本発明に
よれば、光ファイバ１にグレーティング部１ｃを形成し
てあるため、別途グレーティング部を接合する必要がな
く、また光ファイバ１自体を希土類添加ファイバで形成
することによって、スプライス部もなくすことができ
る。その結果、非常に簡単な構造とできるとともに、接
続損失を減らすことができる。
【００２２】次に上記光モジュール２を用いたＡＳＥ光
源の動作を説明する。半導体レーザ４から出た励起光は
一度収束しその後、楕円状の光が発散する。その光を希
土類添加ファイバからなる光ファイバ１の楔状の端面１
ａに入射させる。このようにして結合した励起光は、コ
ア拡大部１ｂを伝搬し、テーパ部分でモードフィールド
径が細径化されながら伝搬する。その後、グレーテイン
グ部１ｃにて不要波長成分が反射され、それ以外の成分
が通過する。その波長スペクトラムを図１内に示してい
る。グレーテイング部１ｃ通過前は波長スペクトラムの
幅があるが、通過後はスペクトラム幅が狭まる。
源の動作を説明する。半導体レーザ４から出た励起光は
一度収束しその後、楕円状の光が発散する。その光を希
土類添加ファイバからなる光ファイバ１の楔状の端面１
ａに入射させる。このようにして結合した励起光は、コ
ア拡大部１ｂを伝搬し、テーパ部分でモードフィールド
径が細径化されながら伝搬する。その後、グレーテイン
グ部１ｃにて不要波長成分が反射され、それ以外の成分
が通過する。その波長スペクトラムを図１内に示してい
る。グレーテイング部１ｃ通過前は波長スペクトラムの
幅があるが、通過後はスペクトラム幅が狭まる。
【００２３】次に希土類添加ファイバのコア内に入射し
た光により、内部の希土類元素の電子が励起される。そ
して安定したエネルギー状態に戻ろうとする動きからエ
ネルギー準位が下がり、Ｅｒ添加ファイバの場合１．５
５ミクロン帯の光として、自然放出光を発生する。それ
がASE （Amplified Spontaneous Emission）光と呼ばれ
る光で、広帯域な増幅光として、両方向に出力される。
た光により、内部の希土類元素の電子が励起される。そ
して安定したエネルギー状態に戻ろうとする動きからエ
ネルギー準位が下がり、Ｅｒ添加ファイバの場合１．５
５ミクロン帯の光として、自然放出光を発生する。それ
がASE （Amplified Spontaneous Emission）光と呼ばれ
る光で、広帯域な増幅光として、両方向に出力される。
【００２４】この時ASE 光は波長特性を有しており、通
常、波長に対する出力特性を平坦化する為に出力側に等
価フィルタを接続する。本発明の場合、この機能を成す
フィルタ３を希土類添加ファイバの出力側に配置してい
る。
常、波長に対する出力特性を平坦化する為に出力側に等
価フィルタを接続する。本発明の場合、この機能を成す
フィルタ３を希土類添加ファイバの出力側に配置してい
る。
【００２５】また本発明の他の実施形態を図３に示すよ
うに、光ファイバ１内にもう一つのグレーティング部１
ｄを形成し、このグレーティング部１ｄをＡＳＥ光の出
力特性を平坦化するために用いる等価フィルタとするこ
ともできる。そうした波長帯域の広いグレーテイング
は、長周期グレーテイングと言われ、希土類添加ファイ
バからの出力波長スペクトラムを平坦化する。複数のグ
レーテイングを内部に形成する事で、そうした特性が得
られる。
うに、光ファイバ１内にもう一つのグレーティング部１
ｄを形成し、このグレーティング部１ｄをＡＳＥ光の出
力特性を平坦化するために用いる等価フィルタとするこ
ともできる。そうした波長帯域の広いグレーテイング
は、長周期グレーテイングと言われ、希土類添加ファイ
バからの出力波長スペクトラムを平坦化する。複数のグ
レーテイングを内部に形成する事で、そうした特性が得
られる。
【００２６】また、この実施形態では、グレーテイング
部１ｃ，１ｄは、基板５を介してペルチエ素子６上に固
定する。理由は、グレーテイング部１ｃ，１ｄの間隔が
温度変化により変動すると、反射・透過光の波長特性が
変化するからである。
部１ｃ，１ｄは、基板５を介してペルチエ素子６上に固
定する。理由は、グレーテイング部１ｃ，１ｄの間隔が
温度変化により変動すると、反射・透過光の波長特性が
変化するからである。
【００２７】なお、図５に、出力側にフィルタ３又はグ
レーティング部１ｄを備えた場合と備えない場合の出力
特性のグラフを示すように、上記フィルタを備えること
で平坦な波長特性が得られることがわかる。
レーティング部１ｄを備えた場合と備えない場合の出力
特性のグラフを示すように、上記フィルタを備えること
で平坦な波長特性が得られることがわかる。
【００２８】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
光ファイバの端面を楔状として光素子との結合部を形成
するとともに、該結合部分近傍のコア内に周期的に屈折
率を変化させたグレーテイング部を形成してレンズファ
イバを構成し、さらに上記光ファイバの端面近傍のコア
を拡大したり、あるいは上記光ファイバとして希土類添
加ファイバを用いたことによって、以下の優れた効果が
ある。
光ファイバの端面を楔状として光素子との結合部を形成
するとともに、該結合部分近傍のコア内に周期的に屈折
率を変化させたグレーテイング部を形成してレンズファ
イバを構成し、さらに上記光ファイバの端面近傍のコア
を拡大したり、あるいは上記光ファイバとして希土類添
加ファイバを用いたことによって、以下の優れた効果が
ある。
【００２９】（１）簡素な光学系で光モジュールを構成
する事ができる。又、途中接続部分がなく、高効率な増
幅回路が構成でき、部品点数も減り、小型化ができる。
する事ができる。又、途中接続部分がなく、高効率な増
幅回路が構成でき、部品点数も減り、小型化ができる。
【００３０】（２）この光モジュールを使用する事で、
効率が良く、簡素な光回路で、小型実装可能なASE 光源
を実現する事が出来る。
効率が良く、簡素な光回路で、小型実装可能なASE 光源
を実現する事が出来る。
【図１】本発明によるレンズファイバを示す概略図であ
る。
る。
【図２】本発明のレンズファイバを用いたＡＳＥ光源を
示す図である。
示す図である。
【図３】本発明によるレンズファイバの他の実施形態を
示す該略図である。
示す該略図である。
【図４】従来のＡＳＥ光源を示す図である。
【図５】出力部に波長平坦化フィルターを付けた場合と
付けない場合の波長特性を比較したグラフである。
付けない場合の波長特性を比較したグラフである。
【符号の説明】 １：光ファイバ １ａ：端面 １ｂ：コア拡大部 １ｃ，１ｄ：グレーティング部 ２：光モジュール ３：フィルタ ４：半導体レーザ ５：基板 ６：ペルチエ素子
Claims (5)
- 【請求項１】光ファイバの端面を楔状として光素子との
結合部を形成するとともに、上記光ファイバのコア内に
周期的に屈折率を変化させたグレーテイング部を形成し
たことを特徴とするレンズファイバ。 - 【請求項２】上記光ファイバの端面近傍のコアを拡大し
たことを特徴とする請求項１記載のレンズファイバ。 - 【請求項３】上記光ファイバが希土類添加ファイバであ
ることを特徴とする請求項１又は２記載のレンズファイ
バ。 - 【請求項４】請求項１〜３記載のレンズファイバを用
い、上記結合部に対向して光素子を配置してなる光モジ
ュール。 - 【請求項５】請求項３記載のレンズファイバ用い、上記
結合部に対向して半導体レーザを配置してなるＡＳＥ光
源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24419599A JP2001066472A (ja) | 1999-08-31 | 1999-08-31 | レンズファイバとそれを用いた光モジュール及びａｓｅ光源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24419599A JP2001066472A (ja) | 1999-08-31 | 1999-08-31 | レンズファイバとそれを用いた光モジュール及びａｓｅ光源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001066472A true JP2001066472A (ja) | 2001-03-16 |
Family
ID=17115200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24419599A Pending JP2001066472A (ja) | 1999-08-31 | 1999-08-31 | レンズファイバとそれを用いた光モジュール及びａｓｅ光源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001066472A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004333851A (ja) * | 2003-05-07 | 2004-11-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光結合デバイス |
| JP2009128018A (ja) * | 2007-11-19 | 2009-06-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 浸水検知装置および浸水検知方法 |
| JP2012510176A (ja) * | 2008-11-28 | 2012-04-26 | エヌケイティー フォトニクス アクティーゼルスカブ | 改良されたクラッドポンプ光導波路 |
-
1999
- 1999-08-31 JP JP24419599A patent/JP2001066472A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004333851A (ja) * | 2003-05-07 | 2004-11-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光結合デバイス |
| JP2009128018A (ja) * | 2007-11-19 | 2009-06-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 浸水検知装置および浸水検知方法 |
| JP2012510176A (ja) * | 2008-11-28 | 2012-04-26 | エヌケイティー フォトニクス アクティーゼルスカブ | 改良されたクラッドポンプ光導波路 |
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