JP2005043786A - Optical coupling structure - Google Patents

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健一 岡田
Tatsumi Yamaguchi
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical coupling structure, wherein an optical axis is easily aligned, a deterioration in performance is hardly caused by a change in temperature, and coupling loss is reduced. <P>SOLUTION: The optical coupling structure includes a first and a second optical fiber 6, 7 whose end face is machined at a 45° angle relative to the optical axis of the optical fibers, and a first and a second optical film formation 12, 13 in which an optical reflection film or an optical filter is formed on the end face of the two optical fibers. The mutual positional relation between the first and the second optical fiber 6, 7 is adjusted in such a manner that at least a part of the light wave (light 16) propagated in the first optical fiber and reflected on the first optical film formation crosses the second optical film formation and that at least a part of the light wave (light 15) propagated in the second optical fiber and reflected on the second optical film formation crosses the first optical film formation. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光結合構造に関し、特に結合損失を低減させた光結合構造に関する。   The present invention relates to an optical coupling structure, and more particularly to an optical coupling structure with reduced coupling loss.

図7に従来例1の光モジュール(特許文献1 参照)の構成を示す。
光モジュールは、幅方向の断面形状が直角二等辺三角形であるプリズム41と、幅方向の断面形状が直角二等辺三角形である三角柱形状のプリズム42と、レンズ効果を有する分布屈折率型ガラスロッド49,50と同心的に接続された2本の光ファイバ47,48とを備え、プリズム41の直角をなす縁部に対向する側面(面A)と分布屈折率型ガラスロッド49,50の端面が屈折率整合剤を介して接し、プリズム41の端面の底辺(面B)の長さとプリズム42の端面の斜辺の長さ(面C)を一致させ、両端面は接するように配置されている。
また、プリズム41の面Bには、所定の波長に対し所定の反射率を与える反射膜(波長選択性フィルタ:短波長パスフィルタ51)が形成されている。
また、光ファイバ48の中心軸延長線上にプリズム41、42を介して球レンズ43と光源44が配置されている。
光源44、球レンズ43からの1.3μmの光は、面Eに入射され、波長選択性フィルタ51、面Aを透過して光ファイバ48に結合され、一方光ファイバ48からの1.55μmの受信光は、面Aに入射され、波長選択性フィルタ51、面Dで反射し、面Aを透過して光ファイバ47に結合される。
FIG. 7 shows the configuration of the optical module of Conventional Example 1 (see Patent Document 1).
The optical module includes a prism 41 whose cross-sectional shape in the width direction is a right-angled isosceles triangle, a triangular prism-shaped prism 42 whose cross-sectional shape in the width direction is a right-angled isosceles triangle, and a distributed refractive index type glass rod 49 having a lens effect. , 50 and two optical fibers 47, 48 concentrically connected to each other, the side surface (surface A) facing the edge forming the right angle of the prism 41 and the end faces of the gradient index glass rods 49, 50 are It is in contact with the refractive index matching agent, and the length of the bottom side (surface B) of the end surface of the prism 41 is matched with the length of the oblique side (surface C) of the end surface of the prism 42 so that both end surfaces are in contact.
Further, on the surface B of the prism 41, a reflection film (wavelength selective filter: short wavelength path filter 51) that provides a predetermined reflectance with respect to a predetermined wavelength is formed.
Further, a spherical lens 43 and a light source 44 are disposed on the extension line of the central axis of the optical fiber 48 via the prisms 41 and 42.
The 1.3 μm light from the light source 44 and the spherical lens 43 is incident on the surface E, passes through the wavelength selective filter 51 and the surface A, and is coupled to the optical fiber 48, while 1.55 μm from the optical fiber 48. The received light enters the surface A, is reflected by the wavelength selective filter 51 and the surface D, passes through the surface A, and is coupled to the optical fiber 47.

図8に従来例2の光結合構造(特許文献2 参照)の構成を示す。
光結合構造は、光ファイバ80と光導波路基板60、70から構成され、光ファイバ80は、光導波路基板70に接着剤91により固定される。光ファイバ80は、その中心部に配置されたコア81と、コア81を取り囲むクラッド層83とを有する。また、光導波路基板60(70)は、その上部に設けられた断面矩形状の光導波路61(71)と、光導波路を取り囲むクラッド層62(72)とバッファ層63(73)とを有する。光導波路基板60(70)は、その端部が斜めにカットされ、カット面65(75)が形成される。同様に、光ファイバ80も端面が斜めにカットされカット面85が形成される。
カット面65は、光導波路61の光軸方向を基準にして角度(180度−α)でカットされており、ここでは、α=45°に設定されている。またカット面65あるいはカット面75には、半透過型反射膜90がスパッタリング等で設けられている。この半透過型反射膜90は、金属や誘電体の多層膜であり、光波を部分透過/反射する特性を有している。そして、カット面65は、光導波路71と光導波路61とが直線的に配置されるように、半透過型反射膜90を介して、カット面75と接着剤により接合される。
FIG. 8 shows the configuration of the optical coupling structure of Conventional Example 2 (see Patent Document 2).
The optical coupling structure includes an optical fiber 80 and optical waveguide substrates 60 and 70, and the optical fiber 80 is fixed to the optical waveguide substrate 70 with an adhesive 91. The optical fiber 80 has a core 81 disposed at the center thereof and a clad layer 83 surrounding the core 81. The optical waveguide substrate 60 (70) includes an optical waveguide 61 (71) having a rectangular cross section provided on the upper portion thereof, a cladding layer 62 (72) surrounding the optical waveguide, and a buffer layer 63 (73). The end portion of the optical waveguide substrate 60 (70) is cut obliquely to form a cut surface 65 (75). Similarly, the end face of the optical fiber 80 is cut obliquely to form a cut surface 85.
The cut surface 65 is cut at an angle (180 degrees−α) with respect to the optical axis direction of the optical waveguide 61, and here, α = 45 ° is set. A semi-transmissive reflective film 90 is provided on the cut surface 65 or the cut surface 75 by sputtering or the like. The semi-transmissive reflective film 90 is a multilayer film of metal or dielectric, and has a characteristic of partially transmitting / reflecting light waves. The cut surface 65 is bonded to the cut surface 75 with an adhesive via the semi-transmissive reflective film 90 so that the optical waveguide 71 and the optical waveguide 61 are linearly arranged.

次に光波の伝搬について説明する。
光導波路71を伝搬してきた光波L1は、カット面75とカット面65との間に設けられた、半透過型反射膜90に入射する。次に光波L1は、半透過型反射膜90により分岐する。すなわち、光波L1は、半透過型反射膜90を透過し、光導波路61に伝搬する光波L2と、半透過型反射膜90で反射する光波L3に分岐する。反射した光波L3は、クラッド層72とクラッド層と同じ屈折率を有する接着剤91とクラッド層83とを通過し、カット面85に入射する、その後、光波L3は、コア81のカット面85で反射し、光ファイバ80を伝搬していく。従って、光波L1は、半透過型反射膜90によって、光導波路61に伝搬する光波L2と、光ファイバ80に伝搬する光波L3とに分岐することになる。
Next, propagation of light waves will be described.
The light wave L <b> 1 that has propagated through the optical waveguide 71 is incident on a semi-transmissive reflective film 90 provided between the cut surface 75 and the cut surface 65. Next, the light wave L1 is branched by the semi-transmissive reflective film 90. In other words, the light wave L1 is split into a light wave L2 that is transmitted through the semi-transmissive reflective film 90 and propagates to the optical waveguide 61, and a light wave L3 that is reflected by the semi-transmissive reflective film 90. The reflected light wave L3 passes through the clad layer 72 and the adhesive 91 having the same refractive index as the clad layer and the clad layer 83, and enters the cut surface 85. Thereafter, the light wave L3 is incident on the cut surface 85 of the core 81. The light is reflected and propagates through the optical fiber 80. Therefore, the light wave L1 is branched into the light wave L2 propagating to the optical waveguide 61 and the light wave L3 propagating to the optical fiber 80 by the transflective reflection film 90.

また、半透過型反射膜90の代わりに、波長分離フィルタを設置してもよい。この波長分離フィルタは、高/低屈折率誘電体膜を積層することにより設けられる。ここでは、波長λ1の光波のみ通過させる波長選択性透過膜を波長分離フィルタとして設置する。これによって、前述と同様に、光導波路71に光波L1を入射した場合、上記光波L2は波長λ1のみの光波となり、その他の波長の光波は、波長分離フィルタで全反射し光波L3に分波する。すなわち、光導波路61には、波長λ1のみ光波L2が伝搬され、光ファイバ80には、波長λ1以外の光波L3が伝搬されることになる。
また、光導波路基板60に代えて、光ファイバあるいは受光素子等も用いることができる。
特開平9−26525号公報(図1、特許請求の範囲) 特開2002−23004(図12、段落0091〜0098)
Further, a wavelength separation filter may be installed instead of the semi-transmissive reflective film 90. This wavelength separation filter is provided by laminating high / low refractive index dielectric films. Here, a wavelength-selective transmission film that allows only the light wave having the wavelength λ1 to pass is installed as a wavelength separation filter. Thus, as described above, when the light wave L1 is incident on the optical waveguide 71, the light wave L2 becomes a light wave of only the wavelength λ1, and the light waves of other wavelengths are totally reflected by the wavelength separation filter and split into the light wave L3. . That is, only the wavelength λ 1 is propagated through the optical waveguide 61, and the light wave L 3 other than the wavelength λ 1 is propagated through the optical fiber 80.
Further, instead of the optical waveguide substrate 60, an optical fiber or a light receiving element can be used.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-26525 (FIG. 1, claims) JP 2002-23004 (FIG. 12, paragraphs 0091-0098)

従来例1の光モジュールは、(1)プリズムの小型化は、波長選択性フィルタの成膜による応力のため小さくすることはできず、一般に小型のもので1mm□程度である。また、(2)光ファイバ2本、光源及びプリズムがそれぞれ分離しており、少なくとも3個所のアクティブ光軸調芯が必要であり、コスト高となる。先ず、光源と球レンズ、プリズムの光軸を定め、次に光源と光ファイバ48のXY方向及びあおり調芯が必要となる。次に光ファイバ48と光ファイバ47とのXY方向及びあおり調芯が必要となる。、
従来例2の光結合構造は、(1)一般に光ファイバと光導波路基板とは材料構成が異なり熱膨張の差が著しく光結合特性の劣化原因となる。また、(2)光波を、クラッド層と同じ屈折率を有する接着剤を介して伝搬させることにより、外部への出射による損失を減少させているが、光波の拡散による損失は考慮されていない。
In the optical module of Conventional Example 1, (1) The size reduction of the prism cannot be reduced due to the stress caused by the film formation of the wavelength selective filter, and is generally about 1 mm □ with a small size. Further, (2) the two optical fibers, the light source, and the prism are separated from each other, and at least three active optical axis alignments are necessary, resulting in high costs. First, the optical axes of the light source, the spherical lens, and the prism are determined, and then the XY direction and tilt alignment of the light source and the optical fiber 48 are required. Next, the XY direction and tilt alignment of the optical fiber 48 and the optical fiber 47 are required. ,
In the optical coupling structure of Conventional Example 2, (1) In general, the optical fiber and the optical waveguide substrate are different in material structure, and the difference in thermal expansion is a significant cause of deterioration in optical coupling characteristics. Further, (2) the loss due to the emission to the outside is reduced by propagating the light wave through the adhesive having the same refractive index as that of the cladding layer, but the loss due to the diffusion of the light wave is not considered.

本発明は、上記課題を解決するために、
2つの光ファイバ同士を光結合させるための構造であって、
端面が光ファイバの光軸に対して45度に加工された2つの光ファイバと、
前記2つの光ファイバの端面に光学反射膜または光学フィルタが形成された第1の反射面と第2の反射面を有し、
第1の光ファイバと第2の光ファイバとの相互の位置関係は、
前記第1の光ファイバを伝搬して前記第1の反射面で反射された光波の少なくとも一部が前記第2の反射面と交差し、
かつ、前記第2の光ファイバ内を伝搬して前記第2の反射面で反射された光波の少なくとも一部が前記第1の反射面と交差するような位置関係に調整されていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention
A structure for optically coupling two optical fibers,
Two optical fibers whose end faces are processed at 45 degrees with respect to the optical axis of the optical fiber;
A first reflecting surface and a second reflecting surface on which optical reflecting films or optical filters are formed on the end faces of the two optical fibers;
The mutual positional relationship between the first optical fiber and the second optical fiber is:
At least a portion of the light wave propagating through the first optical fiber and reflected by the first reflecting surface intersects the second reflecting surface;
And the positional relationship is adjusted such that at least a part of the light wave propagating through the second optical fiber and reflected by the second reflecting surface intersects the first reflecting surface. And

本発明は、光ファイバの被覆径を250μmとすると間隔は、250μmとなり、例えば32チャンネルであるとファイバの端から端までの幅は8mmとなる。一方従来例1ではプリズムの長さを1mmとすると総合の幅は32mmとなり4倍サイズが大きくなる。 また、本発明は、図1に示すように、光ファイバと波長選択性フィルタを成膜した45°斜面は、一体構造であり位置関係が精度良く固定されている。第1の斜め研磨光ファイバAssy9と第2の斜め研磨光ファイバAssy10の位置合わせは、精度の良いV溝(±1μm)を使用していることから僅かなストロークでのXY方向の光軸調芯ですむ。したがって、調芯時間を要するあおり方向はV溝の精度から不要となる。第2の斜め研磨光ファイバAssy10と第3の斜め研磨光ファイバAssy11との位置合わせは、精度の良いV溝を合わせるだけでよいので無調芯ですみ光軸の調芯費用を大幅に削減できる。   In the present invention, when the coating diameter of the optical fiber is 250 μm, the interval is 250 μm. For example, when there are 32 channels, the width from end to end of the fiber is 8 mm. On the other hand, in the conventional example 1, if the length of the prism is 1 mm, the total width is 32 mm, and the size becomes four times larger. Further, in the present invention, as shown in FIG. 1, the 45 ° inclined surface on which the optical fiber and the wavelength selective filter are formed has an integral structure and the positional relationship is fixed with high accuracy. The alignment of the first oblique polishing optical fiber Assy 9 and the second oblique polishing optical fiber Assy 10 uses an accurate V-groove (± 1 μm), so that the optical axes are aligned in the XY directions with a slight stroke. That's okay. Therefore, the tilting direction that requires alignment time is not necessary due to the accuracy of the V-groove. The second oblique polishing optical fiber Assy10 and the third oblique polishing optical fiber Assy11 need only be aligned with a precise V-groove, so no alignment is required and the optical axis alignment cost can be greatly reduced. .

また、本発明は端面を斜めに研磨した2本の光ファイバを背中合わせに組み合わせた構造によりレンズ効果を持たせることができ光の拡散を防止して低損失化を図ることができる。
すなわち、本発明は、一方の光ファイバのコアの光軸に対して45度に加工された反射面で反射した光波はクラッド層の円形外表面から一旦、空気中の出射され、その後、他方の光ファイバのクラッド層の円形外表面を透過してコアの光軸に対して45度に加工された反射面で反射した光波はコアを伝搬する。従って、クラッド層の円形外表面及びクラッド層と空気の屈折率の違いによるレンズ効果により、空気中に出射された光は内側に曲げられる(収束させる)ため拡散を防止することができこれにより結合効率を向上させることができ低損失化を図ることが可能となる。
従来例2の光ファイバと導波路は、一般に材料構成が異なることから温度変化による熱膨張の差が著しく性能劣化の原因となるが、本発明は光ファイバ同士の結合であり熱膨張の影響を受けることはなく性能の低下を防止することができる。さらに、アレー化が容易であり、かつ小型化が図れる構造を備えている。
In addition, the present invention can provide a lens effect with a structure in which two optical fibers whose end surfaces are obliquely polished are combined back to back, thereby preventing light diffusion and reducing loss.
That is, in the present invention, the light wave reflected by the reflecting surface processed at 45 degrees with respect to the optical axis of the core of one optical fiber is once emitted in the air from the circular outer surface of the cladding layer, and then the other The light wave that has passed through the outer circular surface of the cladding layer of the optical fiber and reflected by the reflecting surface processed at 45 degrees with respect to the optical axis of the core propagates through the core. Therefore, the light emitted into the air is bent (converged) by the lens effect due to the outer surface of the clad layer and the refractive index difference between the clad layer and air, so that it can be prevented from diffusing. The efficiency can be improved and the loss can be reduced.
Since the optical fiber and the waveguide of Conventional Example 2 are generally different in material configuration, the difference in thermal expansion due to temperature change is a significant cause of performance degradation. However, the present invention is a coupling between optical fibers and is affected by thermal expansion. Performance degradation can be prevented without being received. Furthermore, it has a structure that can be easily arrayed and can be reduced in size.

図1に本発明の光結合構造の構成例を示す。図2に図1の光結合構造の斜視図を示す。
図1(a)に示すように光ファイバ1はV溝基板4に固定され、光ファイバ1の端部とV溝基板4側面は45度(θ)に研磨される。このようにして作られた斜め研磨光ファイバAssyは、図1(b)、図2に示すように、第1の斜め研磨光ファイバAssy9と第2の斜め研磨光ファイバAssy10は、斜め研磨の斜面がそれぞれ直交方向を向くように取り付けられ第3の斜め研磨光ファイバAssy11の斜め研磨面は、第2の斜め研磨光ファイバAssy10の斜め研磨面と接するように取り付けられる。
なお、光ファイバとV溝基板は通常接着剤で固定される。
図1(b)において第2の光ファイバ7と第3の光ファイバ8のコアを一致させるよう図示してあるが、厳密には、図1(c)に示すように、斜め研磨面に形成してある第2の光学的成膜13によりそこを通過する光軸が屈折する。そこで屈折による位置ずれの分、第2の光ファイバ7と第3の光ファイバ8のコアの位置をずらして固定してやることにより低損失の光結合を可能にする。第2の光学的成膜13は、光ファイバの屈折率より一般に高いのでスネルの法則よりθ1(=θ3)>θ2となり光32は、光31よりhだけ下方向にシフトする。
FIG. 1 shows a configuration example of the optical coupling structure of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of the optical coupling structure of FIG.
As shown in FIG. 1A, the optical fiber 1 is fixed to the V-groove substrate 4, and the end of the optical fiber 1 and the side surface of the V-groove substrate 4 are polished to 45 degrees (θ). As shown in FIGS. 1B and 2, the obliquely polished optical fiber Assy produced in this way is composed of a first obliquely polished optical fiber Assy9 and a second obliquely polished optical fiber Assy10. Are attached so as to face each other in an orthogonal direction, and the oblique polishing surface of the third oblique polishing optical fiber Assy11 is attached so as to be in contact with the oblique polishing surface of the second oblique polishing optical fiber Assy10.
The optical fiber and the V-groove substrate are usually fixed with an adhesive.
In FIG. 1 (b), the cores of the second optical fiber 7 and the third optical fiber 8 are shown to coincide with each other, but strictly speaking, as shown in FIG. The optical axis passing through the second optical film 13 is refracted. Therefore, by shifting the positions of the cores of the second optical fiber 7 and the third optical fiber 8 by the amount of positional deviation due to refraction, low-loss optical coupling is made possible. Since the refractive index of the second optical film 13 is generally higher than the refractive index of the optical fiber, θ1 (= θ3)> θ2 is obtained from Snell's law, and the light 32 is shifted downward from the light 31 by h.

図3は、光通信システムにおいて今後の主流となるであろうB−PON(Broadband-Passive Optical Netwark)システムの波長多重合波器(WDM:Wavelength Division Multiplexer)の使用例を示す。
局側である通信センタは、波長1.55μmの光に載せられたVideo信号とメディアコンバータ(MC)から波長1.49μmに載せられた光が波長多重合波器(WDM)31により合波されて送信される。一方宅側から送信されてきた波長1.31μmの光は、WDM31により分離されてMC33に送られそこで電気信号に変換される。
局側から宅側に送られた光は、宅側のWDM26によって波長1.55μmの光と波長1.49μmの光に分離され、波長1.55μmの光はVideo装置27にまた波長1.49μmの光はMC28に送られそれぞれ処置される。一方、データを載せたMC28からの波長1.31μmの光は、WDM26で合波され局側に送信される。
FIG. 3 shows an example of the use of a wavelength division multiplexer (WDM) in a B-PON (Broadband-Passive Optical Network) system that will become the mainstream in the future in optical communication systems.
In the communication center on the station side, the video signal placed on the light having the wavelength of 1.55 μm and the light placed on the wavelength of 1.49 μm from the media converter (MC) are combined by the wavelength multi-wavelength multiplexer (WDM) 31. Sent. On the other hand, the light having a wavelength of 1.31 μm transmitted from the home side is separated by the WDM 31 and sent to the MC 33 where it is converted into an electric signal.
The light transmitted from the station side to the home side is separated by the home-side WDM 26 into light having a wavelength of 1.55 μm and light having a wavelength of 1.49 μm, and the light having a wavelength of 1.55 μm is transmitted to the video device 27 and also to a wavelength of 1.49 μm. Are sent to the MC 28 for treatment. On the other hand, light having a wavelength of 1.31 μm from the MC 28 on which data is loaded is multiplexed by the WDM 26 and transmitted to the station side.

ここで例えば図3に示したWDM26及びWDM31を達成するために図4に示すように光ファイバの45度の斜め研磨面に光学的成膜を施す。(a)に示すタイプ1は、宅側のWDMを想定したもので第1の光学的成膜12は反射膜が成膜され、第2の光学的成膜13は、波長選択フィルタ(WDMフィルタ)が成膜される。この波長選択フィルタは1.55μmを透過し、1.49μm以下の短波長帯は反射するように特性付けられている。光15は、局側から送られてきた受信光を示し、第2の光学的成膜13によって透過光18と反射光(光17)に分波される。反射光は、第1の光学的成膜12によって反射され第1の光ファイバ6を伝播する光17となる。一方、第1の光ファイバ6からの光16は、第1の光学的成膜12によって反射され第2の光学的成膜13によって反射され第2の光ファイバ7を伝播する送信光となる。ここで図3に示したWDM26の実施例では波長λ1は1.49μm、波長λ2は1.55μm、λ3は1.31μmに相当する。第1の光ファイバ6の端面は45度に斜め研磨されているので反射膜がなくても全反射する反射面が形成される。(b)に示すタイプ2は、局側のWDMを想定したもので第1の光学的成膜12は反射膜が成膜され、第2の光学的成膜13は、波長選択フィルタ(WDMフィルタ)が成膜される。この波長選択フィルタは、宅側のWDMと同じ特性を持つ。第2の光ファイバ7からの光20は、宅側から送られてきた受信光を示し、第2の光学的成膜13によって反射され、その後第1の光学的成膜12によって反射され第1の光ファイバ6を伝播する。   Here, for example, in order to achieve the WDM 26 and WDM 31 shown in FIG. 3, an optical film is formed on the 45 ° oblique polished surface of the optical fiber as shown in FIG. Type 1 shown in (a) assumes a WDM on the home side. The first optical film 12 is formed with a reflective film, and the second optical film 13 is formed with a wavelength selection filter (WDM filter). ) Is formed. This wavelength selective filter is characterized to transmit 1.55 μm and reflect short wavelength bands below 1.49 μm. Light 15 indicates received light transmitted from the station side, and is demultiplexed into transmitted light 18 and reflected light (light 17) by the second optical film formation 13. The reflected light becomes light 17 that is reflected by the first optical film 12 and propagates through the first optical fiber 6. On the other hand, the light 16 from the first optical fiber 6 is reflected by the first optical film 12, reflected by the second optical film 13, and transmitted light that propagates through the second optical fiber 7. In the embodiment of the WDM 26 shown in FIG. 3, the wavelength λ1 corresponds to 1.49 μm, the wavelength λ2 corresponds to 1.55 μm, and λ3 corresponds to 1.31 μm. Since the end face of the first optical fiber 6 is obliquely polished at 45 degrees, a reflection surface that totally reflects even without a reflection film is formed. Type 2 shown in (b) assumes a WDM on the local side. The first optical film 12 is formed with a reflective film, and the second optical film 13 is formed with a wavelength selection filter (WDM filter). ) Is formed. This wavelength selective filter has the same characteristics as the WDM on the home side. The light 20 from the second optical fiber 7 indicates the received light transmitted from the home side, is reflected by the second optical film 13, and then reflected by the first optical film 12. The optical fiber 6 is propagated.

一方、第1の光ファイバ1からの光21は、第1の光学的成膜12によって反射され第2の光学的成膜13によって反射され第3の光ファイバ8から挿入された透過光22と合波され第2の光ファイバ7を伝播する送信光19となる。ここでλ1〜λ3の波長は宅側と同じである。
ここでタイプ1の波長λ1とλ2とのアイソレーションを高めるため第1の光学的成膜12を単なる反射膜からλ2成分(実施例では、λ2=1.55μm)をより除去するため波長選択フィルタを使っても良い。また、タイプ1及びタイプ2のWDMにおいて、第2の光学的成膜13のアイソレーションを高めるため第3の光ファイバの斜め研磨面に波長選択フィルタを施しても良い。
なお、図4(c)は、第1(第2)の光ファイバ6(7)の斜め研磨面に形成された第1(第2)の光学的成膜12(13)で反射された光が第2(第1)の光ファイバ7(6)に入射する様子を示している。第1の光ファイバ6から出射した光は、広がりながら一旦、空気中に出て、その後第2の光ファイバ7に入射するため、光ファイバの断面円形の形状と光ファイバの屈折率ncと空気の屈折率naの差(nc>na)によるレンズ効果により光は内側に曲げられ(収束され)、これにより結合効率を高めることができ、低損失化を図ることができる。
図5は、光結合構造を並べて多チャンネル光結合構造としたもので局側に利用できる。
このように本発明の光結合構造を並べることによりアレー化及び小型化を図ることができる。
On the other hand, the light 21 from the first optical fiber 1 is reflected by the first optical film 12, reflected by the second optical film 13, and transmitted light 22 inserted from the third optical fiber 8. The combined light is transmitted light 19 that propagates through the second optical fiber 7. Here, the wavelengths λ1 to λ3 are the same as those on the home side.
Here, in order to increase the isolation between the wavelengths λ1 and λ2 of type 1, the first optical film 12 is a wavelength selective filter for further removing the λ2 component (in the embodiment, λ2 = 1.55 μm) from the simple reflection film. May be used. In type 1 and type 2 WDM, a wavelength selective filter may be applied to the oblique polished surface of the third optical fiber in order to increase the isolation of the second optical film 13.
FIG. 4C shows the light reflected by the first (second) optical film 12 (13) formed on the obliquely polished surface of the first (second) optical fiber 6 (7). Shows a state of entering the second (first) optical fiber 7 (6). Since the light emitted from the first optical fiber 6 once exits into the air while spreading, and then enters the second optical fiber 7, the circular shape of the cross section of the optical fiber, the refractive index nc of the optical fiber, and the air The light is bent inward (converged) by the lens effect due to the difference in refractive index na (nc> na), thereby increasing the coupling efficiency and reducing the loss.
FIG. 5 shows a multi-channel optical coupling structure in which optical coupling structures are arranged and can be used on the station side.
By arranging the optical coupling structures of the present invention in this way, it is possible to achieve an array and miniaturization.

図6は、第1の斜め研磨光ファイバAssy9または第2の斜め研磨光ファイバAssy10の斜め研磨面からの反射光を相手方の斜め研磨光ファイバAssyのコアに効率よく光を結合するために柱状レンズまたは屈折率分布型の光ファイバを挟みこんでいる。第1の斜め研磨光ファイバAssy9及び第2の斜め研磨光ファイバAssy10に切り込みを設けて屈折率分布型の光ファイバを挟み易くしているのと第1の斜め研磨光ファイバAssy9と第2の斜め研磨光ファイバAssy10間の光路をより短くし結合損失の低減を図っている。切り込みを入れる入れないの判断は、損失とコストとの関係である。   FIG. 6 shows a columnar lens for efficiently coupling the reflected light from the obliquely polished surface of the first obliquely polished optical fiber Assy9 or the second obliquely polished optical fiber Assy10 to the core of the opposite obliquely polished optical fiber Assy. Alternatively, a refractive index distribution type optical fiber is sandwiched. The first slant polishing optical fiber Assy9 and the second slant polishing optical fiber Assy10 are cut to make it easy to sandwich the gradient index optical fiber, and the first slant polishing optical fiber Assy9 and the second slant polishing optical fiber Assy9. The optical path between the polishing optical fibers Assy10 is made shorter to reduce the coupling loss. The decision to not cut is a relationship between loss and cost.

本発明の光結合構造の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the optical coupling structure of this invention. 図1の光結合構造の斜視図。The perspective view of the optical coupling structure of FIG. 本発明の光結合構造の使用例を説明する図。The figure explaining the usage example of the optical coupling structure of this invention. 本発明の光結合構造の光路を説明する図。The figure explaining the optical path of the optical coupling structure of this invention. 本発明の多チャンネル光結合構造の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the multichannel optical coupling structure of this invention. 本発明の他の光結合構造の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the other optical coupling structure of this invention. 従来例1の光モジュールの構成を示す図。The figure which shows the structure of the optical module of the prior art example 1. FIG. 従来例2の光結合構造の構成を示す図。The figure which shows the structure of the optical coupling structure of the prior art example 2. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

6・・・第1の光ファイバ、7・・・第2の光ファイバ、8・・・第3の光ファイバ、9・・・第1の斜め研磨光ファイバAssy、10・・・第2の斜め研磨光ファイバAssy、11・・・第3の斜め研磨光ファイバAssy、12・・・第1の光学的成膜、13・・・第2の光学的成膜 6 ... 1st optical fiber, 7 ... 2nd optical fiber, 8 ... 3rd optical fiber, 9 ... 1st slant polishing optical fiber Assy, 10 ... 2nd Diagonal polishing optical fiber Assy, 11... Third oblique polishing optical fiber Assy, 12... First optical film formation, 13.

Claims (3)

2つの光ファイバ同士を光結合させるための構造であって、
端面が光ファイバの光軸に対して45度に加工された2つの光ファイバと、
前記2つの光ファイバの端面に光学反射膜または光学フィルタが形成された第1の反射面と第2の反射面を有し、
第1の光ファイバと第2の光ファイバとの相互の位置関係は、
前記第1の光ファイバを伝搬して前記第1の反射面で反射された光波の少なくとも一部が前記第2の反射面と交差し、
かつ、前記第2の光ファイバ内を伝搬して前記第2の反射面で反射された光波の少なくとも一部が前記第1の反射面と交差するような位置関係に調整されていることを特徴とする、光結合構造。
A structure for optically coupling two optical fibers,
Two optical fibers whose end faces are processed at 45 degrees with respect to the optical axis of the optical fiber;
A first reflecting surface and a second reflecting surface on which optical reflecting films or optical filters are formed on the end faces of the two optical fibers;
The mutual positional relationship between the first optical fiber and the second optical fiber is:
At least a portion of the light wave propagating through the first optical fiber and reflected by the first reflecting surface intersects the second reflecting surface;
And the positional relationship is adjusted such that at least a part of the light wave propagating through the second optical fiber and reflected by the second reflecting surface intersects the first reflecting surface. And optical coupling structure.
請求項1に記載の光結合構造において、
前記第2の光ファイバは第3の光ファイバに接合されており、
前記第2の光ファイバと前記第3の光ファイバとの相互の位置関係は、
前記第2の反射面を透過した光が第3の光ファイバに光結合されていることを特徴とする、光結合構造。
The optical coupling structure according to claim 1,
The second optical fiber is bonded to a third optical fiber;
The mutual positional relationship between the second optical fiber and the third optical fiber is:
The light coupling structure, wherein light transmitted through the second reflecting surface is optically coupled to a third optical fiber.
請求項1または2に記載の光結合構造において、
前記第1の光ファイバの端面に形成された光学反射膜は、光学フィルタを形成せずに反射面としたことを特徴とする光結合構造。
The optical coupling structure according to claim 1 or 2,
An optical coupling structure, wherein the optical reflection film formed on the end face of the first optical fiber is a reflection surface without forming an optical filter.
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