JP2005234191A

JP2005234191A - プラグ型波長フィルター

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Publication number: JP2005234191A
Application number: JP2004042781A
Authority: JP
Inventors: Koichi Watabe; 孝一渡部
Original assignee: Suncall Corp
Current assignee: Suncall Corp
Priority date: 2004-02-19
Filing date: 2004-02-19
Publication date: 2005-09-02

Abstract

【課題】光コネクタとアダプタの間に着脱可能に装着できるプラグ型波長フィルターは提案されておらず、従来の波長フィルターは、汎用性を高めることが難しく、光フィルターの特性を安定させにくく、簡単な構造で安価に製作可能にすることが難しい。
【解決手段】プラグ型波長フィルター１は、アダプタ３のフェルール挿入孔１９に挿入可能なファイバ心線付きの第１キャピラリ１１と、これと直列当接状に配設され光コネクタ２との結合状態では光コネクタ側フェルールのファイバー心線２２に光結合されるファイバ心線付きの第２キャピラリ１２と、両キャピラリの当接部においてそれらのファイバ心線１１ａ，１２ａに光結合するように少なくとも一方のキャピラリに固着された誘電体多層膜１３と、両キャピラリを軸心方向相対移動不能に保持する保持機構１４と、両キャピラリと保持機構を収容するハウジング１７とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラグ型波長フィルターに関し、特にコネクタとアダプタ間に着脱可能なプラグ型に構成された波長フィルターに関する。

最近の光通信では、波長分割多重伝送方式（ＷＤＭ）が広く普及しつつあり、ＮＴＴのＢフレッツなどのブロードバンド通信においては、映像を１帯域の波長、その他のデータを２帯域の波長で光通信する。この中の映像のみの光信号を選択的に取り出す為には、狭帯域波長フィルターが必要である。この他に、波長分割多重伝送方式の光信号の中の広い帯域の波長の光信号を取り出す為の広帯域波長フィルター、ローパスフィルター、ハイパスフィルター、エッジフィルター等の種々の波長フィルターが実用化されている。

光学フィルターは、通常、λ／４ｎ（λは波長、ｎは屈折率）の厚さの高屈折率誘電体膜と低屈折率誘電体膜とを交互に複数層積層したミラー層とλ／２ｎの厚さのキャビティ層とを積層した構造である。高屈折率誘電体としてはＴａ₂Ｏ₅やＮｂ₂Ｏ₅、低屈折率誘電体としてはＳｉＯ₂などが適用される。誘電体多層膜の形成は、イオンプレーティング法やイオンビームスパッタ法などが採用される。

特許文献１には、光コネクタのフェルールの先端面に、誘電体多層膜からなる光フィルターを接着剤により一体的に接着した光コネクタが開示されている。特許文献２には、光ファイバーコネクタのフェルールの先端に、イオンビームスパッタ法により、誘電体多層膜からなる光フィルターを形成してなる光ファイバーコネクタが開示されている。
特許文献３には、１対の光コネクタのフェルールの先端面に、ミラー層とキャビティ層とミラー層と１／２の厚さのキャビティ層を順に形成し、両光コネクタを精密スリーブを介して接続した状態において光フィルターを構成するようにした光コネクタ型波長フィルターが開示されている。
特開２０００−１８０６３０号公報特開２０００−２６６９３９号公報特開２００３−２８７６５５号公報

特許文献１，２の光フィルターは、光コネクタのフェルールの先端面に光フィルターを形成しているため、その光コネクタから取り出すことのできる光信号は、光フィルターの特性により決まってしまい、光ファイバーから別の波長の光信号を取り出すことができないから汎用性に欠ける。しかも、光コネクタをアダプタ等に接続する時にフェルールの先端面に作用する押圧力や、フェルール先端面を介して光結合する接合面間の微小隙間などの条件が一定しないため光フィルターの性能を安定させることが難しい。

しかも、フェルールの先端面に光フィルターを接着する場合には、接着剤の膜厚を一定化してフィルター性能を安定化させることが難しいし、光ファイバーが固定された状態のフェルールの先端面にイオンビームスパッタ法等で直接光フィルターを形成することは容易ではなく、大型の設備が必要で、光フィルターを形成するコストが高価になる。

特許文献３の光コネクタ型波長フィルターは、特許文献１，２の光コネクタのようにアダプタ等に接続して使用できる汎用性のある波長フィルターではなく、一種のインライン型フィルターユニットに過ぎない。そのため、その光コネクタ型波長フィルターから取り出すことのできる光信号は、光フィルターの特性により決まってしまうから、光ファイバーから別の波長の光信号を取り出すことができず汎用性に欠ける。しかも、部品数も多く構造も複雑であるから製作費も高価になる。
本発明の目的は、汎用性に優れるプラグ型波長フィルターを提供すること、光フィルターの特性を確保し易いプラグ型波長フィルターを提供すること、簡単な構造で安価に製作可能なプラグ型波長フィルターを提供すること、などである。

請求項１のプラグ型波長フィルターは、光コネクタとアダプタとの間に着脱可能に装着した状態で使用されるプラグ型波長フィルターであって、前記アダプタのフェルール挿入孔に挿入可能なファイバ心線付きの第１キャピラリと、前記第１キャピラリと直列当接状に配設され、光コネクタとの結合状態では光コネクタ側フェルールのファイバー心線に光結合されるファイバ心線付きの第２キャピラリと、前記第１，第２キャピラリの当接部において両キャピラリのファイバ心線に光結合するように少なくとも一方のキャピラリに固着された誘電体多層膜と、前記第１，第２キャピラリを軸心方向相対移動不能に保持する保持機構と、前記第１，第２キャピラリと保持機構を収容するハウジングとを備えたことを特徴とする。

このプラグ型波長フィルターを使用する場合、第１キャピラリをアダプタのフェルール挿入孔に挿入すると共に、このプラグ型波長フィルターに光コネクタを接続してその光コネクタのファイバー心線を第２キャピラリのファイバー心線に光結合する。その接続状態において光コネクタから入力される光信号のうち、誘電体多層膜のフィルター特性により選択される波長の光信号のみが、第１キャピラリのファイバー心線を通ってアダプタ側へ出力される。
ここで、このプラグ型波長フィルターに代えて、フィルター特性の異なる誘電体多層膜を備えたプラグ型波長フィルターを接続すれば、異なる中心波長又は波長の光信号をアダプタ側へ取り出すことができる。

請求項２のプラグ型波長フィルターは、請求項１の発明において、前記保持機構は、第１，第２キャピラリの少なくとも一部に外嵌されて両キャピラリを同心状に整列させると共に光コネクタ側フェルールが挿入される挿入孔を形成するガイドスリーブを有することを特徴とする。ガイドスリーブにより両キャピラリを同心状に整列させることができ、光コネクタ側フェルールが挿入される挿入孔を形成できる。

請求項３のプラグ型波長フィルターは、請求項１又は２の発明において、前記誘電体多層膜が固着されるキャピラリの端部が部分球面状に形成され、前記誘電体多層膜は部分球面状に形成されていることを特徴とする。誘電体多層膜に両キャピラリのファイバー心線を光結合する結合性能を高めることができる。

請求項４のプラグ型波長フィルターは、請求項１又は２の発明において、前記誘電体多層膜が固着されるキャピラリの端部が平面状に形成され、前記誘電体多層膜は平面状に形成されていることを特徴とする。前記誘電体多層膜の構造が簡単化しているため誘電体多層膜を製作しやすい。

請求項５のプラグ型波長フィルターは、前記誘電体多層膜のうちの両キャピラリのファイバー心線に光結合する部分は、ファイバー心線に直交する直交面から傾斜していることを特徴とする。光信号の反射光の逆流を防止しやすくなる。

請求項１の発明によれば、光コネクタとアダプタとの間に着脱可能に装着した状態で使用されるプラグ型波長フィルターであるので汎用性に優れる。しかも、フィルター特性の異なる誘電体多層膜を組み込んだ複数種のプラグ型波長フィルターを適宜使い分けることも可能であるので汎用性に優れる。そして、誘電体多層膜を小さな第１キャピラリ又は第２キャピラリに形成すればよいので、誘電体多層膜の形成のために大型の設備が必要でなく誘電体多層膜を小型の設備で簡単に形成でき、このプラグ型波長フィルターを安価に製作することができる。

しかも、誘電体多層膜は、第１，第２キャピラリの当接部において両キャピラリのファイバ心線に光結合するように少なくとも一方のキャピラリに固着され、第１，第２キャピラリを軸心方向相対移動不能に保持する保持機構を設けたので、第１，第２キャピラリをのファイバー心線と誘電体多層膜との結合関係は固定され、位置変動することがないから誘電体多層膜のフィルター特性が安定する。

請求項２の発明よれば、前記保持機構が第１，第２キャピラリの少なくとも一部に外嵌されて両キャピラリを同心状に整列させると共に光コネクタ側フェルールが挿入される挿入孔を形成するガイドスリーブを有するため、ガイドスリーブにより両キャピラリを同心状に整列させることができ、光コネクタ側フェルールが挿入される挿入孔を形成できる。

請求項３の発明によれば、前記誘電体多層膜が固着されるキャピラリの端部が部分球面状に形成され、前記誘電体多層膜は部分球面状に形成されているため、誘電体多層膜に両キャピラリのファイバー心線を光結合する結合性能を高めることができる。

請求項４の発明によれば、前記誘電体多層膜が固着されるキャピラリの端部が平面状に形成され、前記誘電体多層膜は平面状に形成されているため、誘電体多層膜の構造が簡単化しているため、誘電体多層膜を製作上で有利である。

請求項５の発明によれば、前記誘電体多層膜のうちの両キャピラリのファイバー心線に光結合する部分は、ファイバー心線に直交する直交面から傾斜しているため、光信号の反射光の逆流を防止しやすくなる。

本発明のプラグ型波長フィルターは、光コネクタとアダプタとの間に着脱可能に装着した状態で使用されるものであり、第１，第２のフィルター心線付きキャピラリと、両キャピラリの当接部に設けた誘電体多層膜と、両キャピラリを軸心方向へ相対移動不能に保持する保持機構と、ハウジングとを備えている。誘電体多層膜は、両キャピラリの当接部において両方のフィルター心線に光結合するように少なくとも一方のキャピラリに固着されており、両キャピラリは保持機構により軸心方向へ相対移動不能に保持されているため、誘電体多層膜からなる光フィルターの特性を安定させることができる。

以下、プラグ型波長フィルターの実施例について図面に基づいて説明する。
図１〜図５に示すように、プラグ型波長フィルター１は、光コネクタ２が着脱可能なアダプタ３と、光コネクタ２との間に着脱可能に装着した状態で使用される。このプラグ型波長フィルター１は、基本的に、ファイバー心線１１ａ付きの第１キャピラリ１１と、ファイバー心線１２ａ付きの第２キャピラリ１２と、光フィルターを構成する誘電体多層膜１３と、ガイドスリーブ１５と割りスリーブ１６を含む保持機構１４と、第１，第２キャピラリ１１，１２と保持機構１４を収容するハウジング１７とを有する。

前記第１，第２キャピラリ１１，１２は、例えばジルコニア製の小径ロッドであり、その軸心部の孔にはファイバー心線１１ａ，１２ａが装着されて接着にて固着され、それぞれのファイバー心線１１ａ，１２ａは第１，第２キャピラリ１１，１２の両端部に露出状に臨んでいる。

第１，第２キャピラリ１１，１２は、同心・直列状に且つ当接状に配設され、両キャピラリ１１，１２の当接部には両キャピラリ１１，１２のファイバー心線１１ａ，１２ａに光結合させた誘電体多層膜１３が設けられ、誘電体多層膜１３が第１キャピラリ１１の端部に固着されている。図３に示すように、第１キャピラリ１１の端部は部分球面であって、第１キャピラリ１１の軸心の部位においては第１キャピラリ１１の軸心に直交する面に対して約６〜８度傾斜した部分球面に形成され、誘電体多層膜１３は第１キャピラリ１１の端部の前記の部分球面に密着する部分球面に形成され、誘電体多層膜１３のうちの両キャピラリ１１，１２のファイバー心線１１ａ，１２ａに光結合する部分は、ファイバー心線１１ａ，１２ａに直交する直交面から約６〜８度傾斜している。

前記の誘電体多層膜１３に光結合するファイバー心線１２ａを有する第２キャピラリ１２の左端部も部分球面状に形成され、その部分球面のうちファイバー心線１２ａに臨む部分は前記と同様に傾斜している。このように、第１，第２キャピラリ１１，１２の端部も誘電体多層膜１３も部分球面に形成してあるため、両キャピラリ１１，１２のファイバー心線１１ａ，１２ａと誘電体多層膜１３との光結合性能を高める上で有利である。しかも、第１，第２キャピラリ１１，１２と誘電体多層膜１３のうちのファイバー心線１１ａ，１２ａに臨む部分を前記のように傾斜させるので、誘電体多層膜１３で反射した反射光が逆流しにくくなる。

この誘電体多層膜１３は、波長フィルター１で選択する光信号の波長に応じた構造に構成される。狭帯域パンドパスフィルターである場合、誘電体多層膜１３は、例えば、λ／４ｎの厚さの高屈折率誘電体膜と低屈折率誘電体膜とを交互に多数層積層したミラー層と、λ／２ｎの厚さのキャビティ層とを交互に積層し、４層のミラー層と３層のキャビティ層を構成したものである。なお、λは選択対象の光の波長、ｎは誘電体の屈折率である。高屈折率誘電体としては例えばＴａ₂Ｏ₅又はＮｂ₂Ｏ₅が採用され、低屈折率誘電体としてはＳｉＯ₂などが採用され、誘電体多層膜は例えばイオンビームスパッタ法やイオンプレーティング法等により形成される。

誘電体多層膜１３からなる光フィルターは、狭帯域パンドパスフィルター以外に、広帯域バンドパスフィルター、ローパスフィルター、ハイパスフィルター、エッジフィルターなどに構成される場合もあり、その光フィルターに適した誘電体多層膜が形成される。

前記保持機構１４は、ガイドスリーブ１５と割りスリーブ１６とを有し、第１，第２キャピラリ１１，１２の軸心を同心状に整列し、キャピラリ１１，１２を軸心方向相対移動不能に保持すると共に割りスリーブ１６により光コネクタ２のフェルール２１と第２キャピラリ１２の軸心を同心状に整列させるものである。ガイドスリーブ１５は、例えばステンレス製で、大径部１５ａとこの大径部１５ａから右方へ延びる小径薄肉部１５ｂとを一体形成したものであり、大径部１５ａと小径薄肉部１５ｂには第１，第２キャピラリ１１，１２が密着状に挿入される挿入孔が形成されている。割りスリーブ１６は、例えばジルコニア又は燐青銅製のもので、この割りスリーブ１６のパイプ状部分にはその右端に開放状の軸心方向に延びる１対のスリットが形成され、この割りスリーブ１６は合成樹脂製のハウジング１７内に固定され、第２キャピラリ１２を保持しながらガイドスリーブ１５の小径薄肉部１５ｂに外嵌されている。

第１キャピラリ１１の右端部と第２キャピラリ１２の左端部が、ガイドスリーブ１５の大径部１５ａに内嵌され、第２キャピラリ１２の残りの部分がガイドスリーブ１５の小径薄肉部１５ｂに内嵌され、両キャピラリ１１，１２のファイバー心線１１ａ，１２ａが一直線状に同心状に配列され、第１キャピラリ１１のファイバー心線１１ａの右端と、第２キャピラリ１２のファイバー心線１２ａの左端を誘電体多層膜１３に夫々光結合させた状態に圧接して、両キャピラリ１１，１２がガイドスリーブ１５に接着にて固定され、ガイドスリーブ１５はハウジング１７の嵌合孔に嵌合固定されている。

このプラグ型波長フィルター１の左端部分の構造は、光コネクタ２の左端部分の構造と同構造であり、この波長フィルター１の内部構造の右端部分の構造は、アダプタ３の右半部分の内部構造と同構造である。この波長フィルター１の左端部分をアダプタ３の右半部分に着脱可能に接続可能であり、この波長フィルター１の内部構造の右端部分に光コネクタ２を着脱可能に接続可能である。

第１キャピラリ１１のうちのガイドスリーブ１５から左方へ突出する部分は、アダプタ３の接続スリーブ１８のフェルール挿入孔１９に挿入可能である。ガイドスリーブ１５の小径薄肉部１５ｂの右端部分には、光コネクタ２のフェルール２１の先端部分を挿入してそのファイバー心線２２を第２キャピラリ１２のファイバー心線１２ａに光結合可能なフェルール挿入孔２３が形成されている。

このプラグ型波長フィルター１の右端側に光コネクタ２を接続してそのファイバー心線２２を第２キャピラリ１２のファイバー心線１２ａに光結合した状態では、光コネクタ２の突起（図示略）が係止爪２４に係合して抜け止めされる。他方、波長フィルター１をアダプタ３の右半部分に接続した状態においては、ハウジング１７の表面の突起２５がアダプタ３内の係止爪２０に係合して抜け止めされる。そして、アダプタ３の左半部分に図示外の光コネクタを接続すれば、光コネクタ２のファイバー心線２２と図示外の光コネクタのファイバー心線とを誘電体多層膜１３からなる光フィルターを介在させた状態で簡単に光結合することができる。

以上説明したプラグ型波長フィルターの作用、効果について説明する。
このプラグ型波長フィルター１は、光コネクタ２とアダプタ３との間に着脱可能に装着した状態で使用されるプラグ型波長フィルターであり、光コネクタ２と一体化されていない波長ファイバーであるから汎用性に優れる。しかも、長い光ファイバーに連なっていない、プラグ型に構成されているため、汎用性に優れる。

このプラグ型波長フィルター１によって、光コネクタ２側のファイバー心線２２から供給される波長分割多重光信号のうちから、誘電体多層膜１３で選択された波長の光信号のみをアダプタ３側へ供給することができる。誘電体多層膜１３のフィルター特性の異なる複数種のプラグ型波長フィルター１を製作しておいて、それらを適宜使い分けることもできるから汎用性に優れる。

誘電体多層膜１３を小さな第１キャピラリ１１又は第２キャピラリ１２に形成すればよいので、誘電体多層膜１３の形成のために大型の設備が必要でなく誘電体多層膜１３を小型の設備で簡単に形成できるため、プラグ型波長フィルター１の製作費を低減できる。

しかも、誘電体多層膜１３は、第１，第２キャピラリ１１，１２の当接部において両キャピラリ１１，１２のファイバ心線１１ａ，１２ａに光結合するように一方のキャピラリ１１に固着され、第１，第２キャピラリ１１，１２を軸心方向相対移動不能に保持する保持機構１４を設けたので、第１，第２キャピラリ１１，１２のファイバー心線１１ａ，１２ａと誘電体多層膜１３との結合関係は固定されており、位置変動することがないから誘電体多層膜１３のフィルター特性が安定するうえ、耐久性に優れる。

ファイバー心線１１ａ，１２ａに光結合する誘電体多層膜１３の部分が部分球面状であるので、ファイバー心線１１ａ，１２ａと誘電体多層膜１３の光結合の性能を高めることができ、光結合の損失を少なくすることができる。ファイバー心線１１ａ，１２ａに光結合する誘電体多層膜１３の部分がファイバー心線１１ａ，１２ａと直交する直交面に対して傾斜しているため、誘電体多層膜１３における反射光の逆流を抑制することができる。

ガイドスリーブ１５の挿入孔に第１キャピラリ１１の右端部分と第２キャピラリ１２の全部を挿入するため、第１，第２キャピラリ１１，１２のファイバー心線１１ａ，１２ａを同心状に整列させる精度を高めることができる。

次に、前記実施例を部分的に変更する例について説明する。
１）前記誘電体多層膜は、第２キャピラリの左端部に形成してもよい。
２）図６に示すように、第１キャピラリ１１Ａの右端部を平面状に形成し、その平面をファイバー心線１１ａ，１２ａに直交する直交面に対して約６〜８度傾斜させ、その平面部分に平板状の誘電体多層膜１３Ａを形成してもよい。

３）ガイドスリーブ１５、割りスリーブ１６、ハウジング１７の形状や構造は、前記実施例のものに限定される訳ではなく、適宜変更してもよい。
４）本発明のプラグ型波長フィルターは、前記実施例で列挙した波長フィルター以外の種々の波長フィルターに適用可能である。その他、当業者ならば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記実施例のプラグ型波長フィルターに種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態をも包含するものである。

実施例のプラグ型波長フィルターとアダプタと光コネクタの横断面図である。プラグ型波長フィルターの縦断面図である。第１，第２キャピラリと誘電体多層膜の要部拡大断面図である。プラグ型波長フィルターの平面図である。プラグ型波長フィルターの側面図である。変更例のプラグ型波長フィルターの図３相当図である。

符号の説明

１プラグ型波長フィルター
２光コネクタ
３アダプタ
１１，１１Ａ第１キャピラリ
１１ａファイバー心線
１２，１２Ａ第２キャピラリ
１２ａファイバー心線
１３，１３Ａ誘電体多層膜
１４保持機構
１５ガイドスリーブ
１６割りスリーブ
１７ハウジング
１９フェルール挿入孔
２３挿入孔

Claims

光コネクタとアダプタとの間に着脱可能に装着した状態で使用されるプラグ型波長フィルターであって、
前記アダプタのフェルール挿入孔に挿入可能なファイバ心線付きの第１キャピラリと、前記第１キャピラリと直列当接状に配設され、光コネクタとの結合状態では光コネクタ側フェルールのファイバー心線に光結合されるファイバ心線付きの第２キャピラリと、
前記第１，第２キャピラリの当接部において両キャピラリのファイバ心線に光結合するように少なくとも一方のキャピラリに固着された誘電体多層膜と、
前記第１，第２キャピラリを軸心方向相対移動不能に保持する保持機構と、
前記第１，第２キャピラリと保持機構を収容するハウジングと、
を備えたことを特徴とするプラグ型波長フィルター。
前記保持機構は、第１，第２キャピラリの少なくとも一部に外嵌されて両キャピラリを同心状に整列させると共に光コネクタ側フェルールが挿入される挿入孔を形成するガイドスリーブを有することを特徴とする請求項１に記載のプラグ型波長フィルター。
前記誘電体多層膜が固着されるキャピラリの端部が部分球面状に形成され、前記誘電体多層膜は部分球面状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラグ型波長フィルター。
前記誘電体多層膜が固着されるキャピラリの端部が平面状に形成され、前記誘電体多層膜は平面状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラグ型波長フィルター。
前記誘電体多層膜のうちの両キャピラリのファイバー心線に光結合する部分は、ファイバー心線に直交する直交面から傾斜していることを特徴とする請求項３又は４に記載のプラグ型波長フィルター。