JP2006023399A - Optical transmission line - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、接続された複数の光ファイバを含む光伝送路に関するものである。 The present invention relates to an optical transmission line including a plurality of connected optical fibers.
軸方向に延びる空孔を有する光ファイバ(以下「ホーリーファイバ」という。)は、軸方向に垂直な断面における空孔の分布に基づいて径方向の実効的な屈折率プロファイルを有することができる。中実の通常の光ファイバと比較すると、ホーリーファイバは、クラッド領域に対するコア領域の比屈折率差を大きくすることができ、それ故、コア領域への光の閉じ込めが強く、コア領域における光パワー密度を高めることができる。すなわち、ホーリーファイバは、通常の光ファイバと比較すると高い非線形性を有しており、このことから、例えば非特許文献1に記載されているような様々な応用が期待されている。
ところで、ホーリーファイバのみから光伝送路が構成される場合は少なく、ホーリーファイバと通常の光ファイバとが接続されて光伝送路が構成される場合が多い。しかし、後者のように構成される光伝送路では接続部での光の損失が大きい。 By the way, there are few cases where the optical transmission path is configured only from the holey fiber, and the optical transmission path is often configured by connecting the holey fiber and the normal optical fiber. However, in the optical transmission path configured as the latter, the loss of light at the connection portion is large.
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、ホーリーファイバを含み損失を小さくすることができる光伝送路を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an optical transmission line that includes a holey fiber and can reduce loss.
本発明に係る光伝送路は、軸方向に延びる空孔を有する第1光ファイバと、第1光ファイバの一端に融着接続された第2光ファイバと、を備え、波長範囲450nm〜1550nm内の何れかの波長λにおいて、第1光ファイバのモードフィールド径MFD1(μm)と、第2光ファイバのモードフィールド径MFD2(μm)とが、下記(1)式を満たすことを特徴とする。 An optical transmission line according to the present invention includes a first optical fiber having a hole extending in the axial direction, and a second optical fiber fusion-connected to one end of the first optical fiber, and has a wavelength range of 450 nm to 1550 nm. The mode field diameter MFD1 (μm) of the first optical fiber and the mode field diameter MFD2 (μm) of the second optical fiber satisfy the following expression (1) at any one of the wavelengths λ.
また、本発明に係る光伝送路は、第1光ファイバの他端に融着接続された第3光ファイバを更に備え、波長λにおいて、第1光ファイバのモードフィールド径MFD1(μm)と、第3光ファイバのモードフィールド径MFD3(μm)とが、下記(2)式を満たすのが好適である。 The optical transmission line according to the present invention further includes a third optical fiber fusion-spliced to the other end of the first optical fiber, and at a wavelength λ, the mode field diameter MFD1 (μm) of the first optical fiber, It is preferable that the mode field diameter MFD3 (μm) of the third optical fiber satisfies the following expression (2).
また、本発明に係る光伝送路は、第2光ファイバに融着接続された第4光ファイバを更に備え、波長λにおいて、第2光ファイバのモードフィールド径MFD2(μm)と、第4光ファイバのモードフィールド径MFD4(μm)とが、下記(3)式を満たすのが好適である。さらに、第2光ファイバと第4光ファイバとの融着接続点を含む長手方向の一定範囲において、第2光ファイバの添加物が熱拡散されて第2光ファイバのモードフィールド径が拡大されているのが好適である。 In addition, the optical transmission line according to the present invention further includes a fourth optical fiber fusion-spliced to the second optical fiber, and at the wavelength λ, the mode field diameter MFD2 (μm) of the second optical fiber and the fourth light The mode field diameter MFD4 (μm) of the fiber preferably satisfies the following expression (3). Further, in a certain range in the longitudinal direction including the fusion splicing point between the second optical fiber and the fourth optical fiber, the additive of the second optical fiber is thermally diffused to expand the mode field diameter of the second optical fiber. It is preferable.
また、本発明に係る光伝送路は、第3光ファイバに融着接続された第5光ファイバを更に備え、波長λにおいて、第3光ファイバのモードフィールド径MFD3(μm)と、第5光ファイバのモードフィールド径MFD5(μm)とが、下記(4)式を満たすのが好適である。さらに、第3光ファイバと第5光ファイバとの融着接続点を含む長手方向の一定範囲において、第3光ファイバの添加物が熱拡散されて第3光ファイバのモードフィールド径が拡大されているのが好適である。 The optical transmission line according to the present invention further includes a fifth optical fiber fusion-spliced to the third optical fiber, and a mode field diameter MFD3 (μm) of the third optical fiber and a fifth light at the wavelength λ. The mode field diameter MFD5 (μm) of the fiber preferably satisfies the following expression (4). Further, in a certain range in the longitudinal direction including the fusion splicing point between the third optical fiber and the fifth optical fiber, the additive of the third optical fiber is thermally diffused, and the mode field diameter of the third optical fiber is expanded. It is preferable.
本発明に係る光伝送路は、ホーリーファイバを含み、損失を小さくすることができる。 The optical transmission line according to the present invention includes a holey fiber and can reduce loss.
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1は、第1実施形態に係る光伝送路1の構成図である。この図に示される光伝送路1は、第1光ファイバ11、第2光ファイバ12および第3光ファイバ13を備える。第1光ファイバ11は、軸方向に延びる空孔を有するホーリーファイバであり、一端に第2光ファイバ12が融着接続され、また、他端に第3光ファイバ13が融着接続されている。
FIG. 1 is a configuration diagram of an
図2は、第1光ファイバ11の断面図である。この図は、第1光ファイバ11の軸方向に垂直な断面における空孔の分布を示す。ホーリーファイバである第1光ファイバ11は、主媒質11aとして石英系ガラスからなる長尺の繊維状のものであり、断面の外形が円である。この図に示されるように、第1光ファイバ11は、その断面において主媒質11a中に複数の空孔11bが規則的に配置されていて、この空孔11bの分布に基づいて径方向の実効的な屈折率プロファイルを有する。第1光ファイバ11は、クラッド領域に対するコア領域の比屈折率差を大きくすることができ、それ故、コア領域への光の閉じ込めが強く、コア領域における光パワー密度を高めることができ、高い非線形性を有する。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the first
波長範囲450nm〜1550nm内の何れかの波長λにおいて、第1光ファイバ11のモードフィールド径をMFD1(μm)とし、第2光ファイバ12のモードフィールド径をMFD2(μm)とし、また、第3光ファイバ13のモードフィールド径をMFD3(μm)とする。
In any wavelength λ within the wavelength range of 450 nm to 1550 nm, the mode field diameter of the first
このとき、第1光ファイバ11のモードフィールド径MFD1と、第2光ファイバ12のモードフィールド径MFD2とは、下記(5)式を満たす。また、第1光ファイバ11のモードフィールド径MFD1と、第3光ファイバ13のモードフィールド径MFD3とは、下記(6)式を満たす。
At this time, the mode field diameter MFD1 of the first
上記(5a)式,(6a)式は、第2光ファイバ12および第3光ファイバ13それぞれのモードフィールド径より、第1光ファイバ11のモードフィールド径MFD1が小さいことを表している。上記(5b)式,(6b)式は、第2光ファイバ12および第3光ファイバ13それぞれの製造限界を表している。また、上記(5c)式,(6c)式は、接続部でのモードフィールド径の不整合に起因する損失の計算値が5dB以下である範囲を表している。
The above expressions (5a) and (6a) indicate that the mode field diameter MFD1 of the first
図3は、第1光ファイバ11のモードフィールド径MFD1と第2光ファイバ12のモードフィールド径MFD2とが張る2次元平面において(5)式が満たされる範囲を示す図である。図中において、上記(5)式が満たされる範囲がハッチングで示されている。ここでは、第2光ファイバ12と第3光ファイバ13とが同種のものであってモードフィールド径が等しく、第2光ファイバ12および第3光ファイバ13それぞれの長さが1mであるとしたときの、波長1550nmにおける過剰損失についても示されている。過剰損失は、第1光ファイバ11と第2光ファイバ12との融着接続点における接続損失、第1光ファイバ11と第3光ファイバ13との融着接続点における接続損失、第2光ファイバ12の伝送損失、および、第3光ファイバ13の伝送損失、の総和を意味する。
FIG. 3 is a diagram illustrating a range in which Expression (5) is satisfied in a two-dimensional plane in which the mode field diameter MFD1 of the first
第1光ファイバ11が第2光ファイバ12または第3光ファイバ13を介して他の通常の光ファイバ(例えば、国際規格ITU-TのG.652に規定されている光ファイバ)と接続される場合を考えると、接続損失を小さくするためには、上記(5a)式,(6a)式が満たされることが必要である。第2光ファイバ12または第3光ファイバ13として中実の通常の光ファイバが用いられる場合、実現できる物性値の制約から、上記(5b)式,(6b)式が満たされる。また、図3から判るように、上記(5c)式,(6c)式が満たされることにより過剰損失が5dB以下となる。なお、波長500nmおよび波長850nmそれぞれについて、上記と同様にして過剰損失を計算したところ、何れの波長の場合にも同様のモードフィールド径MFD1およびMFD2の範囲が好ましい。
The first
図4は、第2実施形態に係る光伝送路2の構成図である。この図に示される光伝送路2は、第1光ファイバ11、第2光ファイバ12、第3光ファイバ13、第4光ファイバ14および第5光ファイバ15を備える。これらのうち、第1光ファイバ11、第2光ファイバ12および第3光ファイバ13は、図1〜図3を用いて既に説明したものと同様のものである。第4光ファイバ14は第2光ファイバ12に融着接続されている。また、第5光ファイバ15は第3光ファイバ13に融着接続されている。
FIG. 4 is a configuration diagram of the
波長範囲450nm〜1550nm内の何れかの波長λにおいて、第1光ファイバ11のモードフィールド径をMFD1(μm)とし、第2光ファイバ12のモードフィールド径をMFD2(μm)とし、第3光ファイバ11のモードフィールド径をMFD3(μm)とし、第4光ファイバ12のモードフィールド径をMFD4(μm)とし、また、第5光ファイバ13のモードフィールド径をMFD5(μm)とする。
In any wavelength λ within the wavelength range of 450 nm to 1550 nm, the mode field diameter of the first
このとき、第1光ファイバ11のモードフィールド径MFD1と、第2光ファイバ12のモードフィールド径MFD2とは、上記(5)式を満たす。第1光ファイバ11のモードフィールド径MFD1と、第3光ファイバ13のモードフィールド径MFD3とは、上記(6)式を満たす。第2光ファイバ12のモードフィールド径MFD2と、第4光ファイバ14のモードフィールド径MFD4とは、下記(7)式を満たす。また、第3光ファイバ13のモードフィールド径MFD3と、第5光ファイバ15のモードフィールド径MFD5とは、下記(8)式を満たす。
At this time, the mode field diameter MFD1 of the first
第1光ファイバ11,第2光ファイバ12および第4光ファイバ14が順に接続される場合、ならびに、第1光ファイバ11,第3光ファイバ13および第5光ファイバ15が順に接続される場合を考えると、上記(5a)式,(6a)式が満たされることに加えて、上記(7a)式,(8a)式が満たされることが必要である。また、上記(7b)式,(8b)式が満たされる場合には、第4光ファイバ14および第5光ファイバ15として、通常の光ファイバ(例えば、国際規格ITU-TのG.652に規定されている光ファイバ)が用いられる。
When the first
第2光ファイバ12と第4光ファイバ14との融着接続点を含む長手方向の一定範囲において、第2光ファイバ12の添加物が熱拡散されて第2光ファイバ12のモードフィールド径が拡大されているのが好適である。また、第3光ファイバ13と第5光ファイバ15との融着接続点を含む長手方向の一定範囲において、第3光ファイバ13の添加物が熱拡散されて第3光ファイバ13のモードフィールド径が拡大されているのが好適である。
In a certain range in the longitudinal direction including the fusion splicing point between the second
図5は、第2光ファイバ12と第4光ファイバ14との融着接続点を含む長手方向の一定範囲におけるモードフィールド径の変化の様子を示す図である。この図は、光軸を含む断面を示し、長手方向のモードフィールド径の分布を示すものである。この図に示されるように、融着接続点Aを含む第2光ファイバ12の長手方向の一定範囲において、融着接続点Aに近いほど次第にモードフィールド径が大きくなっている。融着接続点A近傍において第2光ファイバ12および第4光ファイバ14それぞれのモードフィールド径は同程度であるのが好ましい。このようにすることにより、第2光ファイバ12と第4光ファイバ14との融着接続点における接続損失を小さくすることができ、また、第3光ファイバ13と第5光ファイバ15との融着接続点における接続損失を小さくすることができる。
FIG. 5 is a diagram showing a change in mode field diameter in a certain range in the longitudinal direction including the fusion splice point between the second
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、ホーリーファイバである第1光ファイバ11は、図2に断面が示された構成のようなコア領域およびクラッド領域が同一組成の主媒質からなり断面における中心位置に空孔を有しないものに限らず、図6(a),(b)に断面が示された構成のものであってもよい。図6(a)に断面が示されたホーリー光ファイバ11Aは、主媒質11aとして石英系ガラスからなる長尺の繊維状のものであり、その断面において、主媒質11a中に複数の空孔11bが規則的に配置されていて、また、中心位置に空孔11cが配置されている。図6(b)に断面が示されたホーリー光ファイバ11Bは、主媒質11aとして石英系ガラスからなる長尺の繊維状のものであり、その断面において、主媒質11a中に複数の空孔11bが規則的に配置されていて、また、中心位置に屈折率上昇剤(例えばGeO2)が添加された領域が配置されている。これらのホーリー光ファイバ11A,11Bも、光伝送路1,2に含まれる第1光ファイバ11として好適に用いられ得る。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible. For example, the first
1,2…光伝送路、11…第1光ファイバ(ホーリーファイバ)、12…第2光ファイバ、13…第3光ファイバ、14…第4光ファイバ、15…第5光ファイバ。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
波長範囲450nm〜1550nm内の何れかの波長λにおいて、前記第1光ファイバのモードフィールド径MFD1(μm)と、前記第2光ファイバのモードフィールド径MFD2(μm)とが、
ことを特徴とする光伝送路。 A first optical fiber having a hole extending in the axial direction, and a second optical fiber fused and connected to one end of the first optical fiber,
At any wavelength λ within the wavelength range of 450 nm to 1550 nm, the mode field diameter MFD1 (μm) of the first optical fiber and the mode field diameter MFD2 (μm) of the second optical fiber are:
An optical transmission line characterized by that.
前記波長λにおいて、前記第1光ファイバのモードフィールド径MFD1(μm)と、前記第3光ファイバのモードフィールド径MFD3(μm)とが、
ことを特徴とする請求項1記載の光伝送路。 A third optical fiber fused and connected to the other end of the first optical fiber;
At the wavelength λ, the mode field diameter MFD1 (μm) of the first optical fiber and the mode field diameter MFD3 (μm) of the third optical fiber are:
The optical transmission line according to claim 1.
前記波長λにおいて、前記第2光ファイバのモードフィールド径MFD2(μm)と、前記第4光ファイバのモードフィールド径MFD4(μm)とが、
ことを特徴とする請求項1記載の光伝送路。 A fourth optical fiber fused and connected to the second optical fiber;
At the wavelength λ, the mode field diameter MFD2 (μm) of the second optical fiber and the mode field diameter MFD4 (μm) of the fourth optical fiber are:
The optical transmission line according to claim 1.
前記波長λにおいて、前記第3光ファイバのモードフィールド径MFD3(μm)と、前記第5光ファイバのモードフィールド径MFD5(μm)とが、
ことを特徴とする請求項2記載の光伝送路。 A fifth optical fiber fused to the third optical fiber;
At the wavelength λ, the mode field diameter MFD3 (μm) of the third optical fiber and the mode field diameter MFD5 (μm) of the fifth optical fiber are:
The optical transmission line according to claim 2, wherein:
In a certain range in the longitudinal direction including the fusion splicing point between the third optical fiber and the fifth optical fiber, the additive of the third optical fiber is thermally diffused to increase the mode field diameter of the third optical fiber. 6. The optical transmission line according to claim 5, wherein:
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