【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の光ファイバで伝搬されてきた光パワーを光結合部で合流させる機能を有するファイバ型光コンバイナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ファイバ型光コンバイナとしては、従来、溶融延伸型の光カプラや、偏波保持光ファイバを用いた偏波ビームコンバイナ等が使用されている。
溶融延伸型の光カプラは、２本の光ファイバを被覆を除去して沿わせた状態で加熱溶融延伸したもので、これをコンバイナとして用いる場合には、使用波長域における結合度が５０％のものが使用される場合が多い。
偏波ビームコンバイナは、直交する偏波軸方向の光を合成するもので、バルク型のものと、溶融延伸技術を用いたファイバ型のものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
溶融延伸型の光カプラでは、２本の光ファイバを細径化し、互いに近接させることによりファイバ間の光結合を達成することができる。この光結合は、光ファイバをより細径化したり、２本のファイバのコア間隔を近づけたり、細径化部分の長さを長くすることにより進み、一般に図９のような波長特性を持つ。
しかしながら、溶融延伸型の光カプラは、通常図８に示すように２本の入射ポートと２本の出射ポートを持つが、原理的にポート対称性を持つことから、２本の入射ポートのいずれから光を入射した場合でも同じ結合度となる。よって、光源からの光の供給が途絶えた場合に対する冗長設計用途としては使用できるが、光を合流させてより大きな光パワーを得る目的では使用できない。
また、偏波ビームコンバイナでは、直交する偏波軸方向の光を合成することから、光を合流させてより大きな光パワーを得ることが可能である。しかし、２つの偏波軸を直交させるためには、偏波保持光ファイバの特定軸に整合された光を供給する光源が必要である。また、光源からの光を偏波ビームコンバイナに導く際には、接続部における偏波保持光ファイバの軸調整が必要である。
【０００４】
そこで、この発明は、偏波保持光ファイバを使用することなく、光を合流させてより大きな光パワーを得ることが可能なファイバ型光コンバイナを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、この発明は、３本以上６本以下の光ファイバのうち特定の１本と他の光ファイバとのコア中心間の距離すなわち第１の距離を等しく配置するとともに、他の光ファイバ同士のコア中心間の距離すなわち第２の距離を第１の距離よりも大きくなるように複数の光ファイバを配置し、長手方向の一部で被覆を除去した光ファイバを溶融延伸したものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の好適な実施例について、図面を参照にして説明する。
【０００７】
図１においては、３本の光ファイバ１，２，３の長手方向の一部で被覆を除去した光ファイバＦ１，Ｆ２，Ｆ３を互いに平行に接触して配置した状態を示している。溶融延伸法は、図中４の部分を加熱し、この加熱部分を溶融し、長さ方向に延伸・細径化して光結合部を形成する方法である。光結合部の形成方法としては、研磨法も知られているが、溶融延伸法が信頼性や作業性の面で優れている。
【０００８】
上述したように、溶融延伸法により形成される光結合部では、光ファイバＦ１〜Ｆ３が細径となり、互いのコアを近接させてあるので、光ファイバ１〜３間の光結合が達成される。
【０００９】
図２は、図１のＸ−Ｘ線断面を示し、特定の１本である光ファイバＦ１と他の光ファイバＦ２，Ｆ３とのコア中心間の距離を第１の距離Ｄ１，Ｄ２とすると、他の光ファイバＦ２，Ｆ３同士のコア中心間距離を第２の距離Ｄ３とすると、
Ｄ３ ＞Ｄ１ ＝Ｄ２
の関係になっている。このとき、光ファイバＦ１とＦ２間、及び光ファイバＦ１とＦ３間の光結合の度合いは等しくなる。そして、コア間距離（第２の距離Ｄ３）が離れている光ファイバＦ２とＦ３間の光結合は遅れて進行する。よって、溶融延伸のパラメータを延伸長とした場合のこれらの光結合の進行は図６のようになる。光結合がさらに進んだ場合には、一度他のファイバへ結合した光の再結合を考慮する必要があり、光結合の様子は複雑になるが、図６に示すような結合の初期段階では、これら再結合の効果は無視することができる。図６におけるＡ点の位置で溶融延伸を停止した場合、Ｆ１とＦ２、及びＦ１とＦ３間の光結合度は１００％であり、Ｆ２とＦ３間の光結合度は０％である。この状態では、Ｆ２及びＦ３から入射した光は全てＦ１へ結合することになり、ファイバ型光コンバイナとして作用する。なお、Ｆ１から入射した光は、Ｆ２及びＦ３へ等分岐される。
【００１０】
図３ないし図５に示す実施例は、光ファイバを４〜６本用いたものの実施例を夫々示すものである。図３は、光ファイバＦ１〜Ｆ４を用い、図４は光ファイバＦ１〜Ｆ５を用い、図５は光ファイバＦ１〜Ｆ６を用い、光ファイバＦ１を特定の１本とし、他の光ファイバＦ２〜Ｆ４（Ｆ２〜Ｆ５）（Ｆ２〜Ｆ６）とのコア中心間の距離の関係は上述した実施例と同様である。
【００１１】
光ファイバ数が３本を越える場合においても上述したように同様の構成が可能であるが、光ファイバの数が７本を越える場合には、光コンバイナの出力ポートとなる特定の光ファイバ（図におけるＦ１）から他の光ファイバを等距離に配置した場合の他の光ファイバ間距離が出力ポートとなる特定の光ファイバとの距離以下になってしまうので、この構成は不可能となる。
【００１２】
溶融延伸に際しては、図１のＦ２の片端から波長１．５５μｍの光を入射し、逆側の端からのＦ１，Ｆ２の出射パワーをモニタし、Ｆ２からの出射パワーが最小となり、Ｆ１からの出射パワーが最大となった時点で工程を停止した。このときの、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３入射時の各出力ポートの挿入損失の波長依存性を図７に示す。図７より、波長１．５５μｍ近傍において、Ｆ２，Ｆ３を入射ポート、Ｆ１を出射ポートとする光コンバイナ動作が達成されていることが判る。
【００１３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、３本以上６本以下の光ファイバのうち特定の１本と他の光ファイバとのコア中心間の距離すなわち第１の距離を等しく配置するとともに、他の光ファイバ同士のコア中心間の距離すなわち第２の距離を第１の距離よりも大きくなるように複数の光ファイバを配置し、長手方向の一部で被覆を除去した光ファイバを溶融延伸することにより、偏波保持光ファイバを使用することなく、光を合流させてより大きな光パワーを得ることが可能なファイバ型光コンバイナを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を示す正面図。
【図２】図１のＸ−Ｘ線断面図。
【図３】光ファイバ数が４本の場合の断面図。
【図４】光ファイバ数が５本の場合の断面図。
【図５】光ファイバ数が６本の場合の断面図。
【図６】光結合の進行を示す図。
【図７】各光ファイバの入射時の各出力ポートの挿入損失の波長依存性を示す図。
【図８】従来例を示す正面図。
【図９】従来の波長特性を示す図。
【符号の説明】
１〜３ 光ファイバ
Ｆ１〜Ｆ３ 光ファイバ（被覆除去部分）
４ 光結合部（細径化以前の状態）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fiber-type optical combiner having a function of joining optical powers transmitted through a plurality of optical fibers at an optical coupling unit.
[0002]
[Prior art]
As the fiber type optical combiner, conventionally, a melt drawing type optical coupler, a polarization beam combiner using a polarization maintaining optical fiber, and the like have been used.
The melt-stretched optical coupler is obtained by heating and melt-stretching two optical fibers in a state where the optical fiber is removed and covered, and when this is used as a combiner, the degree of coupling in the used wavelength region is 50%. Often used.
The polarization beam combiner combines light in the direction of the orthogonal polarization axis, and is classified into a bulk type and a fiber type using a melt drawing technique.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In a melt-stretched optical coupler, the optical coupling between the two optical fibers can be achieved by reducing the diameter of the two optical fibers and bringing them closer to each other. This optical coupling proceeds by reducing the diameter of the optical fiber, reducing the distance between the cores of the two fibers, or increasing the length of the reduced diameter portion, and generally has a wavelength characteristic as shown in FIG.
However, a melt-stretched optical coupler usually has two input ports and two output ports as shown in FIG. 8, but since it has a port symmetry in principle, either of the two input ports is required. The same degree of coupling is obtained even when light is incident from. Therefore, it can be used as a redundant design application when the supply of light from the light source is interrupted, but cannot be used for the purpose of obtaining larger optical power by merging light.
Further, in the polarization beam combiner, since the lights in the directions of the orthogonal polarization axes are combined, it is possible to obtain a larger optical power by combining the lights. However, in order to make the two polarization axes orthogonal, a light source that supplies light aligned with a specific axis of the polarization maintaining optical fiber is required. Further, when guiding the light from the light source to the polarization beam combiner, it is necessary to adjust the axis of the polarization maintaining optical fiber at the connection portion.
[0004]
Therefore, an object of the present invention is to provide a fiber-type optical combiner capable of obtaining a larger optical power by merging light without using a polarization maintaining optical fiber.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention arranges the distance between the core centers of a specific one of the three or more and six or less optical fibers and the other optical fiber, that is, the first distance equally, A plurality of optical fibers are arranged so that the distance between the core centers of other optical fibers, that is, the second distance is larger than the first distance, and the optical fiber whose coating is removed in a part of the longitudinal direction is melt-drawn. It was done.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0007]
FIG. 1 shows a state in which the optical fibers F 1 , F 2 , and F 3 whose coatings have been removed from portions of the three optical fibers 1, 2, and 3 in the longitudinal direction are arranged in parallel contact with each other. . The melt-stretching method is a method in which a portion 4 in the figure is heated, the heated portion is melted, and stretched and reduced in the length direction to form an optical coupling portion. As a method of forming the optical coupling portion, a polishing method is also known, but a melt drawing method is excellent in reliability and workability.
[0008]
As described above, in the optical coupling portion formed by the melt drawing method, the optical fibers F 1 to F 3 have a small diameter and the cores are close to each other, so that optical coupling between the optical fibers 1 to 3 is achieved. Is done.
[0009]
Figure 2 shows a sectional view taken along line X-X in FIG. 1, the optical fiber F 1 and the other optical fiber F 2, the distance D 1 distance first between the core centers of the F 3 is a specific one, When D 2, when the other optical fiber F 2, F 3 core distance between centers of the second distance D 3,
D 3 > D 1 = D 2
Is in a relationship. In this case, between the optical fibers F 1 and F 2, and the degree of optical coupling between the optical fibers F 1 and F 3 are equal. Then, the optical coupling between the optical fiber F 2 and F 3 of the inter-core distance (second distance D 3) are separated proceeds late. Therefore, when the parameters of the melt stretching are the stretching length, the progress of these optical couplings is as shown in FIG. When the optical coupling is further advanced, it is necessary to consider the re-coupling of the light once coupled to another fiber, and the state of the optical coupling becomes complicated, but in the initial stage of the coupling as shown in FIG. The effects of these recombination can be neglected. When the melt drawing is stopped at the position of point A in FIG. 6, the optical coupling between F 1 and F 2 and between F 1 and F 3 is 100%, and the optical coupling between F 2 and F 3 is 0%. %. In this state, light incident from the F 2 and F 3 will be bound to all F 1, acting as a fiber-type optical combiners. The light incident from F 1 is equal branch to F 2 and F 3.
[0010]
The embodiments shown in FIGS. 3 to 5 each show an embodiment using four to six optical fibers. 3 uses optical fibers F 1 to F 4 , FIG. 4 uses optical fibers F 1 to F 5 , FIG. 5 uses optical fibers F 1 to F 6, and uses one specific optical fiber F 1. , the relationship between the distance between the core centers of the other optical fiber F 2 ~F 4 (F 2 ~F 5) (F 2 ~F 6) is similar to the embodiment described above.
[0011]
When the number of optical fibers exceeds three, the same configuration is possible as described above. However, when the number of optical fibers exceeds seven, a specific optical fiber serving as an output port of the optical combiner (see FIG. Since the distance between the other optical fibers when the other optical fibers are arranged at the same distance from F 1 ) becomes smaller than the distance to the specific optical fiber serving as the output port, this configuration becomes impossible.
[0012]
At the time of melt-stretching, light with a wavelength of 1.55 μm is incident from one end of F 2 in FIG. 1, and the output power of F 1 and F 2 from the opposite end is monitored, and the output power from F 2 is minimized. , emission power from F 1 stops the process when it becomes the maximum. FIG. 7 shows the wavelength dependence of the insertion loss of each output port when F 1 , F 2 , and F 3 are incident. From FIG. 7, it can be seen that in the vicinity of the wavelength of 1.55 μm, the operation of the optical combiner using the input ports F 2 and F 3 and the output port F 1 is achieved.
[0013]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the distance between the core centers of the specific one of the three or more and six or less optical fibers and the other optical fiber, that is, the first distance, is arranged equally, A plurality of optical fibers are arranged so that the distance between the core centers of other optical fibers, that is, the second distance is larger than the first distance, and the optical fiber whose coating is removed in a part of the longitudinal direction is melt-drawn. By doing so, it is possible to obtain a fiber-type optical combiner capable of obtaining larger optical power by combining light without using a polarization maintaining optical fiber.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along line XX of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view when the number of optical fibers is four.
FIG. 4 is a cross-sectional view when the number of optical fibers is five.
FIG. 5 is a cross-sectional view when the number of optical fibers is six.
FIG. 6 is a diagram showing the progress of optical coupling.
FIG. 7 is a diagram showing the wavelength dependence of the insertion loss of each output port when each optical fiber enters.
FIG. 8 is a front view showing a conventional example.
FIG. 9 is a diagram showing a conventional wavelength characteristic.
[Explanation of symbols]
1-3 the optical fiber F 1 to F 3 optical fiber (cladding removed portion)
4 Optical coupling part (state before diameter reduction)
