JP2002501214A - 偏波保存コネクタ - Google Patents

偏波保存コネクタ

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JP2002501214A
JP2002501214A JP2000527853A JP2000527853A JP2002501214A JP 2002501214 A JP2002501214 A JP 2002501214A JP 2000527853 A JP2000527853 A JP 2000527853A JP 2000527853 A JP2000527853 A JP 2000527853A JP 2002501214 A JP2002501214 A JP 2002501214A
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polarization
axis
polarizer
optical
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JP2000527853A
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ピアンチョーラ,アウレリオ
スコッティ,シモーナ
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オプティカル・テクノロジーズ・イタリア・ソチエタ・ペル・アツィオーニ
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Abstract

(57)【要約】 偏波保存コネクタは、内部に偏波面保存ファイバ(F)を固定するフェルール(2)と、前記フェルール上に嵌め込むロック・リング(3)と、前記ロック・リングを挿入する第1内側ケーシング(4)と、キー(51)を有し、前記内側ケーシング(4)を収容する外側収容体(5)とを備えている。前記ロック・リング(3)は、外部回転対称性を有し、前記内側ケーシング(4)内部においてその長手方向軸を中心として回転自在となっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、偏波面保存ファイバ(polarization−maintai
ning fiber)用コネクタの分野に関する。特に、本発明は、所定の方
向に偏光した光ビームが伝達し、前記コネクタによって光学素子に接続される光
ファイバに関するものである。
【0002】 偏波面保存ファイバ(PMF)は、入力信号の偏波がファイバの2偏波方向の
一方に配向されているのであれば、ファイバの長さ全体にわたって入力信号の偏
波を保存することに特徴がある。
【0003】 即ち、これらのファイバは、その内部に光信号の2本の主伝搬軸を有し、「遅
」軸(slow axis)および「速」軸(fast axis)と呼ばれて
いる。前記軸は、互いに実質的に垂直であり、異なる特性を有する。速軸は、遅
軸よりもかなり低い屈折率を有し、したがって、同じ方向に偏波された光ビーム
は、遅軸の方向に偏光した光ビームよりも高い位相速度で、ファイバに沿って伝
達することができる。しかしながら、両方向において、信号はほぼ不変に保たれ
て、ファイバの出力に達する。
【0004】 この種のファイバのためのコネクタは、通常異なる符号を有し、ファイバの偏
波軸を整合させなければならない軸を特定する。このため、コネクタおよびファ
イバの最終的な組み立ての後、ファイバの偏波軸は外側から認識することができ
る。その結果、ファイバに沿って送られる信号がファイバの前記軸と一貫して偏
波される場合、コネクタ本体上にあるこの別個の符号を識別することによって信
号の偏波を認識することができる。前記別個の符号のことを、コネクタ・キー(
connector key)とも呼ぶ。
【0005】 加えて、コネクタ・キーには通常、当該コネクタを光学装置またはブッシュに
結合する手段が関連付けられており、偏波面保存ファイバの別の区間への合体を
可能としている。コネクタ・キーと関連付けられたこれらの手段は、信号の偏波
がコネクタを超えて維持されるように、外部に結合する一意の軸位置を備えてい
る。
【0006】 偏波面保存ファイバの効率およびファイバとコネクタとの間の合体の効率を評
価するために使用可能なパラメータの1つに消光比(ER:extinctio
n ratio)がある。これは、保存ファイバの2本の主軸の一方に接続され
るパワーと、パワーを送らない他方の垂直な軸に接続されるパワーとの比の対数
として定義される(従来から用いられている別の定義は、非励起軸に接続される
パワーと全パワーとの間の比の対数である)。
【0007】 即ち、このパラメータは、これら偏波面保存ファイバをコネクタに結合する方
法の効率を評価する際に、基本的に重要なものである。接続とは、ファイバの2
本の軸の一方、即ち、遅軸または速軸と、キーの位置によって定義されるコネク
タの軸との間で整合を行なうことである。ファイバを別のファイバまたは光学装
置に接続し終えたときにこの整合が不完全であると、消光比は著しく低下し、そ
の結果この接続により伝送信号の劣化が生ずることになる。
【0008】 再現性に関して最高の消光比特性を得るためには、偏波面保存ファイバの場合
、FC型と呼ばれるコネクタの代わりに、SC型と呼ばれるコネクタを用いるこ
とが好ましいことが知られている。SC型コネクタは、例えば、ブッシュに挿入
することによって係合し、一方FC型コネクタはコネクタをブッシュにねじ込む
ことによって係合する。したがって、回転を伴うため残留歪みが発生し、接続動
作の再現性低下を招く可能性がある。
【0009】 米国特許第4,792,205号では、PMFの光軸を整合する際に、顕微鏡
および固定基準グリッドで観察することにより、ファイバを内部に有しながら回
転可能なフェルールの内側に配したファイバの幾何学的軸の視覚整合方法を用い
ている。一旦最適な視覚整合を判定したなら、最終的にフェルールをコネクタ内
部で固定する。
【0010】 整合の精密度を高めるために、能動的整合(active alignmen
t)が用いられている。これは、ファイバに沿って偏光ビームを送り、光パワー
・メータによって、出力において、ファイバに沿って送られコネクタから現出す
るパワーを測定することから成る。この方法は、幾何学的基準と整合したポララ
イザ(偏光子:polarizer)を備えたシステムを必要とし、この基準に
関してファイバの複屈折軸を位置付ける。
【0011】 米国特許第4,919,509号は、偏波面保存ファイバ間の接続について記
載している。これは、第1および第2フェルールを備え、その各々が当該フェル
ールの一端における垂直壁内で終端する長手方向貫通孔を有する。2本の偏波面
保存ファイバが、フェルール内に挿入されるが、これらには外部保護被覆がなく
、フェルール内の貫通孔と同じ断面を有し、前記垂直軸において終端する。各フ
ェルールには位置認識手段が関連付けられ、偏波保存接続のためにフェルールを
好ましい位置に配することを可能にする。前記第1および第2フェルールが前記
好ましい位置において長手方向に互いに接続可能とする手段を備え、第1ファイ
バの偏波軸を第2ファイバの偏波軸と整合させる。
【0012】 米国特許第5,216,733号は、2本の偏波面保存ファイバを接続するこ
と、またはこの種の1本のファイバを光学装置に接続することが可能な偏波保存
コネクタについて記載する。これは、ファイバを挿入可能な貫通孔を有するフェ
ルール、前記フェルールを嵌め込むキーを有するフランジ、および前記フランジ
をフェルールの外周と係合する手段を備えている。
【0013】 また、この特許は、コネクタを組み立てて、2本の偏波保存光ファイバ間、ま
たはこの種の1本のファイバと光学装置との間で接続を行なう方法についても記
載している。この方法は、 − 偏波保存光ファイバの端部をフェルールの本体端部に、接着剤によって固定
する段階と、 −前記フェルールの端部および同時にファイバの端部を研削する段階と、 −フランジ上にあるキーによって、当該フランジをファイバの偏波軸と視覚的に
整合させる段階と、 −前記フランジをフェルール本体上に嵌め込む段階と、 −フェルールの本体を回転させ、フランジのキーをフェルール内のファイバの偏
波軸と整合させつつ、前記ファイバの接地端子部分を観察する段階と、 −フランジをフェルールの本体内に固着する段階と、 から成る。
【0014】 本発明によれば、ファイバに沿って送られる偏光ビームによって、平坦な作業
面上に高い精密度の幾何学的基準を形成可能とする整合手順を見出した。この整
合プロセスは、能動的に決定されコネクタ・キーの軸と一致する前記幾何学的基
準を用いて、ファイバをそれと整合するという事実に基づいている。
【0015】 また、特に、コネクタとファイバの偏波軸との整合は、前記コネクタを組み立
てるプロセスの後に行われる場合、コネクタを構成する種々の部品の機械的許容
度に起因する誤差や欠陥が回避されることも発見した。その結果、本発明にした
がって作成したコネクタは、当該コネクタの組み立て段階の後、ファイバの偏波
軸をコネクタのキー、および基準面と整合することを可能にする特性を有する。
【0016】 第1の態様において、本発明は、偏波面保存ファイバを固定する支持エレメン
トと、前記支持エレメントを挿入する第1内側ケーシングと、キーを載置し前記
内側ケーシングを収容する外側収容体から成る偏波保存コネクタに関し、前記支
持エレメントが外部回転対称性を有し、前記内側ケーシング内部のその長手方向
軸を中心として回転自在であることを特徴とする。
【0017】 好ましくは、前記支持エレメントは、内側に前記偏波面保存ファイバを固定す
るフェルールと、前記フェルール上に嵌め込むロック・リングとを備える。
【0018】 特に、前記内側ケーシングは、ロック・リングを挿入し、肩部において終端す
る第1内径を有する前部と、前記第1よりも小さい第2内径を有し、2つの対向
する横停止肩部を配した後部とを備えている。
【0019】 特に、フェルールは、セラミック材料で製作され、対応する保護被覆を、少な
くとも前記本体に挿入する部分から除去した後に、ファイバを配する貫通孔を有
する円筒体を備え、前記円筒体の2端部の少なくとも一方が、円筒体との係合エ
リア内において、少なくとも1つのノッチを備えたフランジ内に係合する。
【0020】 特に、前記ロック・リングは、自由端縁上において、フランジの少なくとも1
つのノッチ内に挿入される少なくとも1つの突起を有する円筒状前部と、2つの
環状セクタを備える中央部と、側面上に2つの対向する空洞が形成された円筒状
後部とを備えている。
【0021】 特に、前記部分において、前記部分の長さの一部にわたる長手方向スロットが
、側面の少なくとも一方にあり、後に内側ケーシング内のロック・リングに固着
する。
【0022】 第2の態様では、本発明は、偏波保存光ファイバ間の機械的接続に関し、前述
の形式の2つのコネクタと、これらのコネクトの挿入のために対向する2つのソ
ケットを有し、コネクタの対応するキーと同一線上に対向する整合キーを有する
ブッシュを備えている。
【0023】 更に別の態様では、本発明は、有向コネクタに偏波面保存ファイバを接続する
方法に関し、 −外部回転対称性を有する支持エレメント内に偏波面保存ファイバを固定する段
階と、 −前記支持エレメントを、内部に回転対称性を有する内側ケーシングに挿入する
段階と、 −前記支持エレメントを前記内側ケーシング内部で回転させ、前記ファイバの2
本の偏波軸の一方を、前記内側ケーシング上にあり前記コネクタの収容体に直接
関係付けることが可能な基準と整合させる段階と、 −前述の段階において求めた位置に、前記内側ケーシング内で回転する前記支持
エレメントを固定する段階と、 −前記内側ケーシングを前記コネクタの収容体内に係合する段階と、 から成ることを特徴とする。
【0024】 好ましくは、支持エレメント内に偏波面保存ファイバを固定する前記段階は、
−偏波面保存ファイバをフェルール内に挿入する段階と、 −このファイバを前記フェルールの内側に固着する段階と、 −前記フェルールをロック・リング内に挿入する段階と、 から成る。
【0025】 別の態様では、本発明は、光ファイバの偏波軸を固定基準に対して決定する装
置に関し、基準面であって、当該面に平行な水平方向軸に沿って、前記ファイバ
を固定する支持部を備えた、基準面と、偏光ビームをコリメートするレンズと、
精密回転体上に取り付けられ、精密ガイドに沿って摺動するベースを有するポラ
ライザと、光パワー・メータに接続された光ヘッダと、ファイバに接続された光
源およびポラライザとを備える。
【0026】 更に別の態様では、本発明は、偏波面保存ファイバの偏波軸を決定する方法に
関し、 −a)偏波面保存ファイバに沿って偏光信号を送る段階と、 −b)前記ファイバの一端から、光軸に沿って導かれ前記ファイバの2本の偏波
軸の一方に沿って配向された光ビームの形態で前記偏光信号を放出する段階と、 −c)光パワー・メータによって、前記ファイバから出現するビームの光パワー
を測定し記録する段階と、 −d)前記ファイバと前記光パワー・メータとの間で最大または最小透過率の少
なくとも1本の軸を有するポラライザを挿入し、前記ビームの伝搬の前記光軸が
前記ポラライザを通過し、前記軸の一方を基準面に対して所定の位置に配向する
ように構成する段階と、 −e)前記メータが段階c)において記録した値よりも所定量少ない値を示すま
で、前記光ファイバを前記光軸を中心として回転させる段階と、 −f)前記ポラライザの配向軸との前記ファイバの偏波軸を特定する段階と、 から成る。
【0027】 好ましくは、ポラライザを配向し光ファイバを回転させる前記段階は、更に、
−a)前記ファイバの2本の返光軸の一方を、基準面に対して所定の角度に視覚
的に予備配向する段階と、 −b)最小出力パワーを測定するまで、前記ポラライザを前記光軸に平行な軸を
中心として回転させる段階と、 −c)直前の段階において前記ポラライザが到達したこの角度位置を記録する段
階と、 −d)前記ポラライザをその垂直軸を中心として回転させ、その背面を前記ファ
イバの前に持っていく段階と、 −e)前記最小出力パワーを測定するまで、前記光軸に平行な軸を中心として再
度前記ポラライザを回転させる段階と、 −f)直前の段階において前記ポラライザが到達したこの角度位置を記録する段
階と、 −g)前記2回の以前の回転において測定した2つの角度間の差の半分に対応す
る角度にわたって、前記光軸に平行な軸を中心として前記ポラライザを回転させ
る段階と、 −h)前記最小出力パワーが前記メータ上で実質的に測定されるまで、前記光軸
を中心として前記光ファイバを回転させ、その偏波軸の一方を配向する段階と、 −i)段階g)において得られた前記回転角度が実質的に一定となるまで、段階
b)ないしh)を繰り返す段階と、 を含む。
【0028】 あるいは、ポラライザを配向し、光ファイバを回転させる前記段階が、 −a)前記ファイバの2本の返光軸の一方を、基準面に対して所定の角度に視覚
的に予備配向する段階と、 −b)最大出力パワーを測定するまで、前記ポラライザを前記光軸に平行な軸を
中心として回転させる段階と、 −c)直前の段階において前記ポラライザが到達したこの角度位置を記録する段
階と、 −d)前記ポラライザをその垂直軸を中心として回転させ、その背面を前記ファ
イバの前に持っていく段階と、 −e)前記最大出力パワーを測定するまで、前記光軸に平行な軸を中心として再
度前記ポラライザを回転させる段階と、 −f)直前の段階において前記ポラライザが到達したこの角度位置を記録する段
階と、 −g)前記2回の以前の回転において測定した2つの角度間の差の半分に対応す
る角度にわたって、前記光軸に平行な軸を中心として前記ポラライザを回転させ
る段階と、 −h)前記最大出力パワーが前記メータ上で実質的に測定されるまで、前記光軸
を中心として前記光ファイバを回転させ、その偏波軸の一方を配向する段階と、 −i)段階g)において得られた前記回転角度が実質的に一定となるまで、段階
b)ないしh)を繰り返す段階と、 を含む。
【0029】 特に、ファイバの偏波軸を基準面に対して視覚的に予備配向する前記段階は、
−顕微鏡の下で前記偏波面保存ファイバの端部を観察する段階と、 −2本の偏波軸の一方を前記基準面に対して実質的に直交する位置に、ファイバ
を光軸を中心として回転させる段階と、 から成る。
【0030】 好ましくは、前記所定量は0.2dBよりも低い。
【0031】 好ましくは、前記偏光信号を、ファイバの遅偏波軸に沿って配向する。
【0032】 好ましくは、ファイバの偏波軸を基準面に対して直交に配向し、ポラライザの
最大透過率軸を前記基準面に平行に整合する。
【0033】 特に、偏光ビームを偏波面保存ファイバに沿って送る前記段階は、光源および
ポラライザの前記ファイバへの接続を含む。
【0034】 続いて、添付図面を参照しながら、一例として本発明について説明する。 添付図面は、本発明によるコネクタの一実施形態を示す。この実施形態は一例を
与えるが限定的ではない。何故なら、この方法は、他の形式および形状のコネク
タにも等しく適用可能であるからである。
【0035】 図1は、偏波保存コネクタ全体を示し、図2ないし図5は、対応する構成部品
を示す。即ち、コネクタは、内部に偏波面保存ファイバFを固定するフェルール
2、フェルール2用のロック即ち固着リング3、固着リング3およびフェルール
2によって形成されるアセンブリのための第1内側ケーシング4、および外側ケ
ーシングとも呼ぶ、外側収容体5から成る。これらの最後において、コネクタ・
キー51を強調する。これは、ファイバの偏波軸の方向を認識可能にするもので
ある。
【0036】 図2aおよび図2bは、セラミック材料で製作した円筒体状本体21を備えた
フェルール2を示す。円筒体状本体21には貫通孔があり、この中にファイバF
を配している。ファイバFからは対応する保護用被覆(「コーティング」と呼ぶ
)を、少なくとも本体21に挿入する部分にわたって除去してある。前記円筒体
21の2端部の一方を、フランジ22内に係合する。フランジ22は、好ましく
は金属で製作し、これをファイバが貫通する。フランジ22の円筒体21と係合
するエリアには、少なくとも1つのノッチ23、および好ましくは1対の対向す
るノッチが備えられている。
【0037】 図3a、図3bおよび図4は、ロック・リング3を示す。ロック・リング3は
、フェルール2のフランジ22のノッチ23に挿入される2つの対向する突起3
2を自由端に有する円筒状前部31、2つの環状セクタから成る中央部33、お
よび2つの対向する空洞36が側面に形成されている円筒状後部35から成る。
【0038】 図5aおよび図5bは、内側ケーシング4を示す。本実施形態では、プラスチ
ックで製作され、管状をなし、肩部42において終端する第1内径R1を有する
前部41、およびそれに続く、R1よりも小さい第2内径R2を有する後部44
から成る、ほぼプリズム状の外表面を有する。前記部分41の側面の少なくとも
一方の上には、前記部分の長さの一部にわたって延び、後にケーシング内のリン
グ3を固着するのに適した長手方向スロット43がある。2つの対向する横停止
肩部45が、ケーシング4の後部44上に配されている。
【0039】 ロック・リング3の構造全体は、回転対称であり、内側ケーシング4内部で回
転可能となっている。
【0040】 図6aに、完全に組み立てた形態のコネクタを詳細に示す。
【0041】 第1段階では、外側被覆が所定の部分にわたって除去したファイバをフェルー
ル2に挿入し、アセンブリ内におけるERの劣化を極力抑えると好都合である。
エレメント21内の穴は、少量の遊びでファイバを保持する。
【0042】 例えば、これは、ファイバをフェルールに挿入する際、それに生ずる摩擦量を
抑える直径を有するようにフェルールを選択することによって、行なうことがで
きる。これは、使用するフェルールが、使用するファイバの外径よりも多少大き
な穴径を有することを意味する。
【0043】 この遊びを選択する際、フェルール内部にファイバを固着するために用いる接
着剤が、ファイバ周囲にできるだけ均一な層を形成し、残留応力を極力抑えるよ
うにする。
【0044】 この選択により、ERに関する性能と挿入損失(IL:insertion
loss)との間に最良の折衷案が得られる。何故なら、同心性(concen
tricity)の誤差がなく、これらの損失が悪化しないからである。
【0045】 ファイバをフェルール内部に位置付けるシステムは、係合エリアにおけるファ
イバの屈曲、またはファイバに沿って伝搬する偏光ビームのER低下を招き得る
あらゆる応力を防止するようにしなければならない。この目的のために、ファイ
バの被覆とフェルールの内壁との間で接触が行われた後に、約1mmだけファイ
バを引っ込めると好都合である。
【0046】 組み立てる際、フェルール2をロック・リング3内に挿入し、リングの突起3
2によってこの位置に保持する。突起32は、フェルール2のフランジ22の対
応する空洞23に嵌入する。
【0047】 フェルール2およびロック・リング3から成るアセンブリを、突起を有する端
部を前側にして、プラスチック・ケーシング4に挿入する。空洞の深さは、ロッ
ク・リング3の後部から僅かに突出する、フェルール2のフランジ22が支持す
る肩部42によって規定される。この位置では、ロック・リングおよびフェルー
ルは、ロック・リング3の外部回転対称性、およびケーシングの内部回転対称性
のために、その長手方向軸を中心として回転自在となる。
【0048】 この状態において、ファイバFの2本の偏波軸の一方を、基準面例えば水平面
と整合する。この際に用いる方法については、以下で詳しく説明する。この面は
、コネクタのアセンブリが完成したときに、コネクタ1の背面上に配されるキー
51に直接関係付けることができる。
【0049】 次に、この偏波軸を識別したなら、例えば、エポキシ系の接着剤を長手方向ス
ロット43に挿入することによって、最終的にロック・リングをケーシング内に
固着し、2つの部品を一体固定する。最後に、内側ケーシング4を外側ケーシン
グ5に挿入することによって、コネクタを最終的に閉じる。内側ケーシング4が
ほぼプリズム形状であるので、外側ケーシング5の単一位置に挿入することがで
き、コネクタのキーとの整合を維持する。
【0050】 図8は、ファイバFとコネクタ1との間の偏光の整合を行なう際に用いる1組
の構成部品を示す。平坦な作業面6を備え、その上にコネクタ1を配置し、これ
に対してファイバの2本の偏波軸の一方を整合する。即ち、コネクタ1を前記面
上に固定する支持部61、偏光ビームをコリメートするレンズ62、光軸67と
図8において矢印γ1およびγ2で概略的に示すように、これに直交する軸双方
を中心とした回転を可能とする精密回転体上に取り付けられたポラライザ63が
、面に平行な水平軸に沿った面に配されている。水平軸は、図6では参照番号6
7で示され、光軸と呼ばれる。光学ヘッド65が光パワー・メータ66に接続さ
れている。前記ポラライザは、例えば、精密あり型(high−precisi
on dovetail type)のベースを有し、これはガイド64に沿っ
て摺動する。ここに示した構成部品は、公知の種類のものであり、これ以上説明
しない。
【0051】 このポラライザ63を図9に概略的に示す。これは、その直径の1本に沿って
配向された単一の軸を有し、これを通って光を伝搬させることができる。この軸
が偏光に対して直交する場合、光はポラライザを通過しない。この軸が偏光に対
して平行である場合、この光は、光パワーの損失なく、ポラライザを完全に通過
する。これらの軸は、最大および最小透過率軸と呼ばれている。また、ポラライ
ザは、その円周に沿って目盛尺63’を有し、加えて、回転体63”には少なく
とも1つの基準マークTが備えられている。
【0052】 ファイバの偏波をコネクタと整合する方法は、パワー・メータ66によって行
われる測定、および光源68およびポラライザ69によってファイバに沿って、
高い消光比(ER)を有し前記ファイバの2本の偏波軸の一方に沿って配向され
た偏光信号を送る可能性に基づく。
【0053】 前記信号の関数として、例えば、ファイバの遅偏波軸に沿って偏波される光ビ
ームが、ファイバの端部、したがって、コネクタの出力から放出され、光軸67
に沿って導かれ、パワー・メータ66によって受光される。本質的に、本方法は
、2つの別個の段階を備え、一方の段階で結果がそれ以上改善しないところに達
するまで繰り返し行われる。この手順は、回転ポラライザのような、測定機器の
感度、および光パワー・メータの感度によって設定される限度に基づく。例えば
、回転ポラライザは、1/50度までの感度を有する。つまり、この方法は、光
パワー測定機器がその入力においてそれまで以上のパワー変動を検出しなくなる
まで、繰り返し行われる。
【0054】 第1段階において、ポラライザ63の軸を、例えば、平坦作業面6に対して直
交する軸に対して整合し、第2段階において、ポラライザのこの軸とファイバ3
を整合する。前記2つの段階は、前回の段階において得られた位置よりも改善が
得られなくなるまで繰り返す。
【0055】 即ち、この方法は、以下のステップを順番に実行する。 a)光源68およびポラライザ69によって、高い消光比(ER)を有し、ファ
イバの2本の偏波軸の一方に沿って配向された、偏光信号を送る。 b)光ビームを放出し、コネクタに挿入された前記ファイバの端部から、光軸6
7に沿って導く。 c)顕微鏡下において、偏波面保存ファイバの終端を観察しながら、ファイバの
2本の偏波軸の一方、例えば、遅軸のコネクタのキーとの予備整合を視覚的に行
ない、平坦作業面6に対してほぼ垂直なこの軸Aの位置を発見する。図9aでは
、一例として、角度θに等しい視覚整合の誤差が生じたと仮定する。 d)メータ66によって、ファイバの出力において実際のパワーおよび消光比(
ER)を測定し記録する。 e)ファイバFと、ビーム伝搬の光軸67と整合したメータ66との間で、ポラ
ライザ63を前述のガイド64内に挿入する。 f)ポラライザ63をそのランダムな初期位置Pから光軸67を中心として、検
出器66によって最小パワーが測定されるまで回転させる。 g)図9bに示すように、前回の回転に続くこの角度位置をα1として記録する 。 h)ベースに取り付けたポラライザをその垂直軸γ1を中心として180°回転
させ、その裏面をコネクタの前に持ってくる。 i)新たな初期位置P’から、再度最小パワーに達するまで、光軸67を中心と
してポラライザを回転させる。 l)図9cに示すように、この角度位置をα2として記録する。 m)位置α2からα1に向かって、ポラライザの軸と垂直軸との間の角度量である
(α2−α1)/2=θだけ、軸67を中心としてポラライザを回転させる。 n)コネクタのフェルールを軸67を中心として、段階d)で記録したパワー値
からポラライザによって生じた損失による所定値だけ少ない値が実質的に得られ
るまで回転させることによって、決定したポラライザの軸とファイバFを整合す
る。この損失は、しかしながら、測定値に対して小さい(約0.1dB)。この
動作は、ロック・リング3とフェルール2のアセンブリ(組立て品)との回転を
ケーシング4内部で可能とするコネクタの構造によって可能となる。 o)値θ=(α2−α1)/2が実質的に一定かつ最小となるまで、または、一般
的に、所定の回数補正して、所望の要求精度が得られるまで、動作d)ないしn
)を繰り返す。前述の実験で得られた最小値θは、1/50度である。
【0056】 段階c)において実行する動作に関して、図7a、図7bおよび図7cは、偏
波保存光ファイバを示し、偏光の主軸の位置を視覚的に認識することができる。
図7aは、偏波保存光ファイバFを示し、実質的に円形をなす2つの引張エレメ
ント72をファイバの中心コア71に対して対称的に配置している。この種のフ
ァイバの主速偏波軸は、前記2つの応力帯の中心を通過する軸に対して直交であ
り、前記ファイバをPANDA型と呼ぶ。先に遅軸として定義した軸は、速軸に
対して直交であり、したがって、図7aでは垂直である。
【0057】 図7bは、ファイバF’を表わし、円形のコア71’が楕円形の応力エレメン
ト72’に包囲されている。ファイバの遅偏波軸は、前記楕円形状の長軸と一致
する。
【0058】 最後に、図7cに示す例では、ファイバF”は、円形の中心コア71”、およ
び中心コアに対して対称的に配した、実質的に台形状の2つの応力帯72”から
成る。この図では、遅偏波軸は、2つの台形を通過する中心軸を通過する。
【0059】 先に示した例の全てにおいて、顕微鏡を用いることにより、近似的な精度では
あるが、速偏波軸、そして結果的にファイバの遅軸を決定することが可能となる
【0060】 尚、前述の方法において、整合は遅軸として先に定義した、光ビームの偏波軸
に対して垂直な軸に対して行なうと有効であることを注記しておく。この方法は
、逆の場合、即ち、速軸に対して整合を行なう場合よりも遥かに高い角度感度を
得ることができる。即ち、偏光は、パワー・メータ入力において最小パワーを測
定することによって決定する。したがって、光パワーが最小の軸を発見したなら
、最大も決定され、これらのファイバは常に最小に対して直交となる。また、こ
の方法は、ファイバの速軸に対して整合を行なう場合でも、ファイバおよびコネ
クタ間の整合を効果的に行なう。
【0061】 この方法は、ファイバの回転によって光ビームの偏光方向を回転させることが
できればあらゆる場合に適用可能である。例えば、光ファイバは、必ずしも前述
の形式のコネクタに挿入されることはなく、光軸を中心とした回転を可能とする
機構に固定した場合でも、固定の基準に整合することができる。この場合、固定
の基準とは、平坦作業面であり、これによって、光変調器のような更に別の光学
素子または光電素子を整合し、ファイバから発する信号をこのユニットに接続し
つつ、偏光を保存することができる。
【0062】 本発明の更に別の特徴は、平坦作業面と整合したポラライザから成る、信頼性
の高い基準を別個に形成することにあり、続いて前記整合したポラライザを用い
ることによって、ファイバをコネクタに整合する際に使用することができる。
【0063】 最後に、図10は、前述の形式の2つのコネクタ1に挿入した2本のファイバ
Fの接続を示す。これは、コネクタ1上にあるキー51に対応する2つの同一キ
ー501を備えたブッシュ101によって行なう。
【0064】 この接続は、本発明によるコネクタの使用例である。同様に、ブッシュ101
と同様のキーを備えた挿入ブッシュを備えた光学装置にファイバを接続すること
も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態による、偏波保存コネクタを上から見た平面図である。
【図2】 図2aは、本発明にしたがって偏波面保存ファイバを挿入したフェルールを長
手方向断面図で示す。 図2bは、図2aに示すフェルールを前面図で示す。
【図3】 図3aは、本発明にしたがってフェルールを挿入するロック・リングを長手方
向断面図で示す。 図3bは、図3aに示すロック・リングを前面図で示す。
【図4】 図3aおよび図3bに示すロック・リングを側面図で示す。
【図5】 図5aは、本発明によるコネクタのプラスチック・ケーシングを側面図および
部分断面図で示す。 図5bは、図5aに示すケーシングを前面図で示す。
【図6】 図6aは、光ファイバを内部に有する、組み立て後のコネクタの長手方向断面
図を示す。 図6bは、光ファイバを内部に有する、組み立て後のコネクタの前面図を示す
【図7】 図7aは、偏波面保存ファイバの一例の正面断面図を、幾何学的偏波軸を強調
して示す。 図7bは、偏波面保存ファイバの更に別の例の正面断面図を示す。 図7cは、偏波面保存ファイバの更に別の例の正面断面図を示す。
【図8】 基準面上に配した偏波面保存ファイバのコネクタを整合する方法を実施するた
めに用いる1組の構成部品を示す。
【図9】 整合を遂行するために用いる形式のポラライザを具体的に示す。 図9aは、一例として先の図に示した形式の偏波面保存ファイバにおける偏光
整合方法の連続する段階を概略的に示す。 図9bは、一例として先の図に示した形式の偏波面保存ファイバにおける偏光
整合方法の連続する段階を概略的に示す。 図9cは、一例として先の図に示した形式の偏波面保存ファイバにおける偏光
整合方法の連続する段階を概略的に示す。
【図10】 本発明による偏波保存コネクタを用いることによって行われる、2本の偏波保
存光ファイバ間の接続を示す。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成12年2月22日(2000.2.22)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】 米国特許第5,216,733号は、2本の偏波面保存ファイバを接続するこ
と、またはこの種の1本のファイバを光学装置に接続可能な偏波保存接続につい
て記載する。これは、ファイバを挿入可能な貫通孔を有するフェルール、前記フ
ェルールを嵌め込むキーを有するフランジ、および前記フランジをフェルールの
外周と係合する手段を備えている。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】 また、この特許は、コネクタを組み立てて、2本の偏波保存光ファイバ間、ま
たはこの種の1本のファイバと光学装置との間で接続を行なう方法についても記
載している。この方法は、 − 偏波保存光ファイバの端部をフェルールの本体端部に、接着剤によって固定
する段階と、 −前記フェルールの端部および同時にファイバの端部を研削する段階と、 −フランジ上にあるキーによって、当該フランジをファイバの偏波軸と視覚的に
整合させる段階と、 −前記フランジをフェルール本体上に嵌め込む段階と、 −フェルールの本体を回転させ、フランジのキーをフェルール内のファイバの偏
波軸と整合させつつ、前記ファイバの接地端子部分を観察する段階と、 −フランジをフェルールの本体内に固着する段階と、 から成る。 特許出願WO9637792は、光エレメント用保持部材を備えた非円筒状対
称光エレメント用コネクタ・サブアセンブリについて記載し、前記保持部材は、
少なくとも1つの整合機構と、この整合機構を保持部材上に係合するように構成
した少なくとも1つの協働整合機構を備える内側スリーブ部材と、前記保持部材
および前記内側スリーブ部材を受容するように構成した内面を有する筐体と、回
転整合基準を備えた外面とを備えている。 前記保持部材は、前記筐体に対して回転自在であり、筐体上の前記基準に対し
て最適な角度に前記光エレメントを回転によって整合する。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】 本発明によれば、ファイバに沿って送られる偏光ビームによって、平坦な作業
面上に高い精密度の幾何学的基準を形成可能とする整合手順を見出した。この整
合プロセスは、能動的に決定されコネクタ・キーの軸と一致する前記幾何学的基
準を用いて、ファイバをそれと整合するという事実に基づいている。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0015
【補正方法】変更
【補正内容】
【0015】 また、特に、コネクタとファイバの偏波軸との整合は、前記コネクタを組み立
てるプロセスの後に行われる場合、コネクタを構成する種々の部品の機械的許容
度に起因する誤差や欠陥が回避されることも発見した。その結果、本発明にした
がって作成したコネクタは、当該コネクタの組み立て段階の後、ファイバの偏波
軸をコネクタのキー、および基準面と整合することを可能にする特性を有する。 本発明は、偏波面保存ファイバの偏波軸を決定する方法に関し、 −a)偏波面保存ファイバに沿って偏光信号を送る段階と、 −b)前記ファイバの一端から、光軸に沿って導かれ前記ファイバの2本の偏波
軸の一方に沿って配向された光ビームの形態で前記偏光信号を放出する段階と、 −c)前記ファイバと前記光パワー・メータとの間で最大または最小透過率の少
なくとも1本の軸を有するポラライザを挿入し、前記ビームの伝搬の前記光軸が
前記ポラライザを通過し、前記軸の一方を基準面に対して所定の位置に配向する
ように構成する段階と、 を含む。この方法は、更に、 −d)前記光パワー・メータによって最小出力パワーを測定するまで、前記ポラ
ライザを前記光軸に平行な軸を中心として回転させる段階と、 −e)直前の段階において前記ポラライザが到達したこの角度位置を記録する段
階と、 −f)前記ポラライザの背面を前記ファイバの放出端の前に持っていくように、
前記ポラライザをある軸を中心として回転させる段階と、 −g)前記最小出力パワーを測定するまで、前記光軸に平行な軸を中心として前
記ポラライザを再度回転させる段階と、 −h)直前の段階において前記ポラライザが到達したこの角度位置を記録する段
階と、 −i)前記2回の以前の回転において測定した2つの角度間の差の半分に対応す
る角度にわたって、前記光軸に平行な軸を中心として前記ポラライザを回転させ
る段階と、 −j)前記最小出力パワーが前記メータ上で実質的に測定されるまで、前記光軸
を中心として前記光ファイバを回転させ、その偏波軸の一方を配向する段階と、 −k)段階i)において得られた前記回転角度が要求精密度以内となるまで、段
階d)ないしj)を繰り返す段階と、 l)前記ポラライザの前記配向軸との前記ファイバの偏波軸を特定する段階と
、 を含む。 好ましくは、前述の方法は、更に、ステップb)およびc)の間に、 −顕微鏡の下で前記偏波面保存ファイバの端部を観察する段階と、 −前記2本の偏波軸の一方を前記基準面に対して実質的に直交する位置に、前記
ファイバを前記光軸を中心として回転させる段階と、 を含む。 好ましくは、前記偏光信号を、ファイバの遅偏波軸に沿って配向する。 好ましくは、ファイバの偏波軸を基準面に対して直交に配向し、ポラライザの
最大透過率軸を前記基準面に平行に整合する。 特に、偏光ビームを偏波面保存ファイバに沿って送る前記段階は、光源および
ポラライザの前記ファイバへの接続を含む。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】削除
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】削除
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0018
【補正方法】削除
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0019
【補正方法】削除
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0020
【補正方法】削除
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0021
【補正方法】削除
【手続補正12】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0022
【補正方法】削除
【手続補正13】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0023
【補正方法】削除
【手続補正14】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0024
【補正方法】削除
【手続補正15】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0025
【補正方法】削除
【手続補正16】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0026
【補正方法】削除
【手続補正17】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0027
【補正方法】削除
【手続補正18】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0028
【補正方法】削除
【手続補正19】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0029
【補正方法】削除
【手続補正20】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0030
【補正方法】削除
【手続補正21】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0031
【補正方法】削除
【手続補正22】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0032
【補正方法】削除
【手続補正23】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0033
【補正方法】削除
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),AU,BR,C A,JP,NZ,US (71)出願人 Viale Sarca,222,I− 20126,Milano,Italy Fターム(参考) 2H036 JA03 QA16 QA23 QA24 QA32 QA42 2H037 BA31 CA03 DA04 DA15 DA17 DA18

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 偏波面保存ファイバ(F)を固定する支持エレメントと、前
    記支持エレメントを挿入する第1内側ケーシング(4)と、キー(51)を載置
    し前記内側ケーシング(4)を収容する外側収容体(5)から成る偏波保存コネ
    クタにおいて、前記支持エレメントが外部回転対称性を有し、前記内側ケーシン
    グ(4)内部のその長手方向軸を中心として回転自在であることを特徴とする偏
    波保存コネクタ。
  2. 【請求項2】 前記支持エレメントは、内側に前記偏波面保存ファイバ(F
    )を固定するフェルール(2)と、前記フェルール上に嵌め込むロック・リング
    (3)とを備えることを特徴とする請求項1記載のコネクタ。
  3. 【請求項3】 前記内側ケーシング(4)は、前記ロック・リング(3)を
    挿入し、肩部(42)において終端する第1内径(R1)を有する前部(41)
    と、前記第1(R1)よりも小さい第2内径(R2)を有し、2つの対向する横
    停止肩部(45)を配した後部(44)とを有することを特徴とする前出の請求
    項記載のコネクタ。
  4. 【請求項4】 前記フェルール(2)は、セラミック材料で製作され、前記
    対応する保護被覆を少なくとも前記本体(21)に挿入する前記部分から除去し
    た後に、前記ファイバ(F)を配する貫通孔を有する円筒体(21)を備え、該
    円筒体(21)の2端部の少なくとも一方が、前記円筒体(21)との係合エリ
    ア内において、少なくとも1つのノッチ(23)を備えたフランジ(22)内に
    係合することを特徴とする前出の請求項記載のコネクタ。
  5. 【請求項5】 前記ロック・リング(3)は、自由端縁上において、前記フ
    ランジ(22)の前記少なくとも1つのノッチ(23)内に挿入される少なくと
    も1つの突起(32)を有する円筒状前部(31)と、2つの環状セクタ(34
    )を備える中央部(33)と、側面上に2つの対向する空洞(36)が形成され
    た円筒状後部(35)とを備えることを特徴とする前出の請求項記載のコネクタ
  6. 【請求項6】 前記部分(41)において、前記部分の長さの一部にわたる
    長手方向スロット(43)が、前記側面の少なくとも一方にあり、後に前記内側
    ケーシング(4)内の前記ロック・リング(3)に固着することを特徴とする前
    出の請求項記載のコネクタ。
  7. 【請求項7】 偏波保存光ファイバ間の機械的接続であって、請求項1記載
    の2つのコネクタ(1)と、これらのコネクトの挿入のために対向する2つのソ
    ケットを有し、前記コネクタ(1)の前記対応するキー(51)と同一線上に対
    向する整合キー(501)を有するブッシュ(101)を備えた、機械的接続。
  8. 【請求項8】 有向コネクタに偏波面保存ファイバを接続する方法であって
    、 −外部回転対称性を有する支持エレメント内に偏波面保存ファイバ(F)を固定
    する段階と、 −前記支持エレメントを、内部に回転対称性を有する内側ケーシングに挿入する
    段階と、 −前記支持エレメントを前記内側ケーシング内部で回転させ、前記ファイバ(F
    )の2本の偏波軸の一方を、前記内側ケーシング上にあり前記コネクタの収容体
    に直接関係付けることが可能な基準と整合させる段階と、 −前述の段階において求めた位置に、前記内側ケーシング内において回転する前
    記支持エレメントを固定する段階と、 −前記内側ケーシングを前記コネクタの収容体内に係合する段階と、 から成ることを特徴とする方法。
  9. 【請求項9】 支持エレメント内に偏波面保存ファイバ(F)を固定する前
    記段階は、 −偏波面保存ファイバ(F)をフェルール内に挿入する段階と、 −このファイバを前記フェルールの内側に固着する段階と、 −前記フェルールをロック・リング内に挿入する段階と、 から成ることを特徴とする請求項8記載の方法。
  10. 【請求項10】 光ファイバの偏波軸を固定基準に対して決定する装置にお
    いて、基準面(6)であって、該面(67)に平行な水平方向軸に沿って、前記
    ファイバ(F)を固定する支持部(61)を備えた、基準面(6)と、前記偏光
    ビームをコリメートするレンズ(62)と、精密回転体(63”)上に取り付け
    られ、精密ガイド(64)に沿って摺動するベースを有するポラライザ(63)
    と、光パワー・メータ(66)に接続された光ヘッダ(65)と、前記ファイバ
    (F)に接続された光源(68)およびポラライザ(69)とを備える装置。
  11. 【請求項11】 偏波面保存ファイバの偏波軸を決定する方法であって、 −a)偏波面保存ファイバ(F)に沿って偏光信号を送る段階と、 −b)前記ファイバの一端から、光軸(67)に沿って導かれ前記ファイバの2
    本の偏波軸の一方に沿って配向された光ビームの形態で前記偏光信号を放出する
    段階と、 −c)光パワー・メータ(66)によって、前記ファイバから出現するビームの
    光パワーを測定し記録する段階と、 −d)前記ファイバ(F)と前記光パワー・メータ(66)との間で最大または
    最小透過率の少なくとも1本の軸を有するポラライザ(63)を挿入し、前記ビ
    ーム伝搬の前記光軸(67)が前記ポラライザを通過し、前記軸の一方を基準面
    (6)に対して所定の位置に配向するように構成する段階と、 −e)前記メータ(66)が段階c)において記録した値よりも所定量だけ少な
    い値を示すまで、前記光ファイバを前記光軸(67)を中心として回転させる段
    階と、 −f)前記ポラライザ(63)の配向軸との前記ファイバ(F)の偏波軸を特定
    する段階と、 から成る方法。
  12. 【請求項12】 前記ポラライザを配向し前記光ファイバを回転させる前記
    段階が、更に、 −a)前記ファイバの2本の偏波軸の一方を、基準面(6)に対して所定の角度
    に視覚的に予備配向する段階と、 −b)最小出力パワーを測定するまで、前記ポラライザを前記光軸(67)に平
    行な軸を中心として回転させる段階と、 −c)直前の段階において前記ポラライザが到達したこの角度位置を記録する段
    階と、 −d)前記ポラライザをその垂直軸を中心として回転させ、その背面を前記ファ
    イバの前に持っていく段階と、 −e)前記最小出力パワーを測定するまで、前記光軸(67)に平行な軸を中心
    として再度前記ポラライザを回転させる段階と、 −f)直前の段階において前記ポラライザが到達したこの角度位置を記録する段
    階と、 −g)前記2回の以前の回転において測定した2つの角度間の差の半分に対応す
    る角度にわたって、前記光軸(67)に平行な軸を中心として前記ポラライザを
    回転させる段階と、 −h)前記最小出力パワーが前記メータ(66)上で実質的に測定されるまで、
    前記光軸(67)を中心として前記光ファイバを回転させ、その偏波軸の一方を
    配向する段階と、 −i)段階g)において得られた前記回転角度が実質的に一定となるまで、段階
    b)ないしh)を繰り返す段階と、 を含むことを特徴とする請求項11記載の方法。
  13. 【請求項13】 前記ポラライザを配向し、前記光ファイバを回転させる前
    記段階が、 −a)前記ファイバの2本の偏波軸の一方を、基準面(6)に対して所定の角度
    に視覚的に予備配向する段階と、 −b)最大出力パワーを測定するまで、前記ポラライザを前記光軸(67)に平
    行な軸を中心として回転させる段階と、 −c)直前の段階において前記ポラライザが到達したこの角度位置を記録する段
    階と、 −d)前記ポラライザをその垂直軸を中心として回転させ、その背面を前記ファ
    イバの前に持っていく段階と、 −e)前記最大出力パワーを測定するまで、前記光軸(67)に平行な軸を中心
    として再度前記ポラライザを回転させる段階と、 −f)直前の段階において前記ポラライザが到達したこの角度位置を記録する段
    階と、 −g)前記2回の以前の回転において測定した2つの角度間の差の半分に対応す
    る角度にわたって、前記光軸(67)に平行な軸を中心として前記ポラライザを
    回転させる段階と、 −h)前記最大出力パワーが前記メータ(66)上で実質的に測定されるまで、
    前記光軸(67)を中心として前記光ファイバを回転させその偏波軸の一方を配
    向する段階と、 −i)段階g)において得られた前記回転角度が実質的に一定となるまで、段階
    b)ないしh)を繰り返す段階と、 を含むことを特徴とする請求項11記載の方法。
  14. 【請求項14】 前記ファイバの偏波軸を前記基準面(6)に対して視覚的
    に予備配向する前記段階が、 −顕微鏡の下で前記偏波面保存ファイバの端部を観察する段階と、 −前記2本の偏波軸の一方を前記基準面(6)に対して実質的に直交する位置に
    、前記ファイバを前記光軸(67)を中心として回転させる段階と、 から成ることを特徴とする請求項12および13記載の方法。
  15. 【請求項15】 前記所定量が0.2dBよりも低いことを特徴とする請求
    項11記載の方法。
  16. 【請求項16】 前記偏光信号を、前記ファイバの遅偏波軸に沿って配向す
    ることを特徴とする請求項11記載の方法。
  17. 【請求項17】 前記ファイバの偏波軸を前記基準面(6)に対して直交に
    配向し、前記ポラライザの最大透過率軸を前記基準面(6)に平行に整合するこ
    とを特徴とする請求項11記載の方法。
  18. 【請求項18】 偏光ビームを偏波面保存ファイバ(F)に沿って送る前記
    段階が、光源(68)およびポラライザ(69)の前記ファイバ(F)への接続
    を含むことを特徴とする請求項11記載の方法。
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