JP2006039061A - Connecting device and connecting method of optical fiber, and optical fiber used in this connecting device - Google Patents
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Description
本発明は、光源から出力される信号光および励起光が、一方のバンドルファイバ等の光ファイバを介して、他方の光ファイバ側へ伝送されるようにした光ファイバの接合装置および接合方法並びにこの接合装置に用いられる光ファイバに関する。 The present invention relates to an optical fiber joining apparatus and method, and a method for joining the signal light and the pumping light output from the light source to the other optical fiber side through the optical fiber such as one bundle fiber. The present invention relates to an optical fiber used in a bonding apparatus.
従来、この種の光ファイバの接合装置は、信号光および励起光の両方を伝送させるために、光ファイバの断面中央部において、信号光を伝送するコアと、励起光を伝送するクラッド層とを設けた構成になっている。 Conventionally, in order to transmit both signal light and pumping light, this type of optical fiber bonding apparatus includes a core that transmits signal light and a cladding layer that transmits pumping light at the center of the cross section of the optical fiber. It has a configuration provided.
このような光ファイバの接合装置は、特開2001−68766号公報([特許文献1]参照)に開示されたものがある。 Such an optical fiber bonding apparatus is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-68766 (see [Patent Document 1]).
この光ファイバの接合装置は、図4に模式的に示すように、一方のバンドルファイバ1と、他方のダブルクラッドファイバ(想像線図示)2との端面同士を一体的に接合している。 As schematically shown in FIG. 4, this optical fiber joining apparatus integrally joins end surfaces of one bundle fiber 1 and the other double clad fiber (illustrated line) 2.
一方のバンドルファイバ1は、信号光を伝送するコア3と、このコア3の外周位置にあって、励起光を伝送する複数のファイバ部材4とから構成されている。コア3は、光ファイバ1の中心位置にあって、信号光が内表面に形成される反射層により光軸方向へ反復反射しながら伝送され、ダブルクラッドファイバ2の端面のコア(図示せず)側へ伝達される。
One bundle fiber 1 includes a core 3 that transmits signal light, and a plurality of fiber members 4 that are located at the outer periphery of the core 3 and transmit excitation light. The core 3 is located at the center of the optical fiber 1, and signal light is transmitted while being repeatedly reflected in the direction of the optical axis by a reflection layer formed on the inner surface, and a core (not shown) on the end face of the double
個々のファイバ部材4は、その内表面に反射層が形成されており、励起光が光軸方向へ反復反射しながら伝送され、ダブルクラッドファイバ2の端面のクラッド5側へ伝送される。また、他方のダブルクラッドファイバ2は、信号光を伝送するバンドルファイバ1のコア3と同一の光軸上に光学的に接合される図示しないコアと、このコアの周囲を囲うように設けられるクラッド5と、更にその外側を囲うように設けられる外側クラッド6とから構成されている。クラッド5は、図4に示すように、横断面が矩形状に形成され、その外側に位置する外側クラッド6との界面7を、励起光の反射面として作用させている。
このように構成されたバンドルファイバ1とダブルクラッドファイバ2とは、端面同士を突き合わせて接合した構成であるが、バンドルファイバ1側において、ファイバ部材4がコア3の周縁部に隣接して配置されている。
The bundle fiber 1 and the double
また、一方のバンドルファイバ1に対応したダブルクラッドファイバ2の接合端面において、例えばダブルクラッドファイバ2のコア(図示せず)の開口面が、バンドルファイバ1のコア3の開口面より大きい場合には、バンドルファイバ1側から他方のダブルクラッドファイバ2側へ励起光を伝送する際、この励起光がコア側へも分散して入力される場合がある。
In addition, when the opening surface of the core (not shown) of the double
この場合には、ダブルクラッドファイバ2の励起光入力側のコア端面部においては、励起光の吸収率が高く、例えば図5に示すように、励起光入力側のコア端面部s1における励起光吸収率が変化曲線aに示すように急激に上昇する傾向を示している。
In this case, the absorption rate of the pumping light is high at the core end surface portion on the pumping light input side of the double
そして、このコア端面部s1から光軸方向に入るに従い、励起光吸収率が変化曲線bに示すように急激に低減し、その後は、励起光出力側のコア端面部s2側に至るまで、変化曲線cに示すように低い吸収率のレベルで安定した傾向が示される。 Then, as it enters the optical axis direction from the core end surface portion s1, the pumping light absorptance rapidly decreases as shown by the change curve b, and thereafter changes until reaching the core end surface portion s2 side on the pumping light output side. As shown by curve c, a stable tendency is shown at a low absorption level.
このように、励起光入力側のコア端面部s1における励起光吸収率が急激に上昇することにより、このコア端面部s1において、急激に温度上昇し、例えば500℃程度まで温度上昇してコア端面部が燃焼したり、溶融するという虞があった。 As described above, the excitation light absorption rate at the core end surface portion s1 on the excitation light input side suddenly rises, so that the temperature rapidly rises at the core end surface portion s1, and the temperature rises to about 500 ° C., for example. There was a risk that the part would burn or melt.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、励起光を出力する側の光ファイバの複数のファイバ部材を、この光ファイバの少なくとも出力側端面部において、コア側から離間させて配置させることにより、ダブルクラッド側のコア端面部が燃焼したり、溶融することのない使用するに安全な光ファイバの接合装置および接合方法並びにこの接合装置に用いられる光ファイバを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a plurality of fiber members of an optical fiber that outputs excitation light are arranged at least on the output side end face of the optical fiber so as to be separated from the core side. It is an object of the present invention to provide an optical fiber bonding apparatus and bonding method that are safe to use without burning or melting the core end surface portion on the double clad side, and an optical fiber used in the bonding apparatus. .
また、本発明の他の目的は、励起光を出力する光ファイバと、励起光を入力する側の光ファイバ同士の各端面間を導光レンズを介して光学的に接合させることにより、励起光入力側の光ファイバのコア端面部が燃焼したり、溶融することのない使用するに安全な光ファイバの接合装置および接合方法並びにこの接合装置に用いられる光ファイバを提供することにある。 Another object of the present invention is to optically bond the end faces of an optical fiber that outputs excitation light and optical fibers on the side to which excitation light is input via a light guide lens. An object of the present invention is to provide an optical fiber bonding apparatus and bonding method that are safe to use without burning or melting the core end face portion of the optical fiber on the input side, and an optical fiber used in the bonding apparatus.
上記目的を達成するために、本発明によれば、光源側から出力される励起光を入出力する入力側端面および出力側端面を有する光ファイバと、この光ファイバの出力側端面に所要の空間を介して同一の光軸上に設置されるダブルクラッドファイバと、上記空間の光軸上に位置するように設けられる導光レンズとを具備し、上記光ファイバは、光軸上に配置されるコア複数のコアを覆うように設けられるクラッドを備え、上記複数のコアは、上記光ファイバの出力側において、光ファイバ中心位置から離間し、放射状に分布して配設されたことを特徴とする光ファイバの接合装置を提供する。 To achieve the above object, according to the present invention, an optical fiber having an input side end face and an output side end face for inputting / outputting pumping light output from the light source side, and a required space on the output side end face of the optical fiber are provided. A double-clad fiber installed on the same optical axis and a light guide lens provided so as to be positioned on the optical axis of the space, and the optical fiber is disposed on the optical axis A plurality of cores are provided so as to cover the plurality of cores, and the plurality of cores are spaced apart from the center position of the optical fiber on the output side of the optical fiber, and are distributed radially. An optical fiber bonding apparatus is provided.
上記目的を達成するために、本発明によれば、中心部に複数のコアが配置された光ファイバの入力側端面を励起光源側に接続すると共に、励起光を出力側端面から離間して配置された導光レンズを介して屈折させダブルクラッドファイバ側のクラッドの入力側端面へ入射するように光学的に接合することを特徴とする光ファイバの接合方法を提供する。 In order to achieve the above object, according to the present invention, the input side end face of an optical fiber having a plurality of cores arranged at the center is connected to the pumping light source side, and the pumping light is spaced from the output side end face. An optical fiber joining method is provided, wherein the optical fiber is refracted through a light guiding lens and optically joined so as to enter an input side end face of a clad on a double clad fiber side.
上記目的を達成するために、本発明によれば、中心部に複数のコアが束状に配置された光ファイバの入力側端面と、上記複数のコアが中心部から放射状に離間した位置にリング状に配設された出力側端面とを備えたことを特徴とする光ファイバを提供する。 In order to achieve the above object, according to the present invention, an input side end face of an optical fiber in which a plurality of cores are arranged in a bundle at the center, and a ring at a position where the plurality of cores are radially spaced from the center. And an output side end face arranged in a shape.
本発明によれば、ダブルクラッドファイバの励起光入力側の端面部が燃焼したり、溶融することのない使用するに安全な光ファイバの接合装置および接合方法並びに接合装置に用いられる光ファイバを得ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the optical fiber used for the optical fiber used for the joining apparatus and joining method of an optical fiber safe to use without the end surface part of the excitation light input side of a double clad fiber burning or melting is obtained. be able to.
本発明に係る光ファイバの接合装置の実施形態について添付図面を参照して説明する。 Embodiments of an optical fiber bonding apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の光ファイバの接合装置の実施形態を示す概要図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of an optical fiber bonding apparatus according to the present invention.
この光ファイバの接合装置10は、励起光yの光源である、例えば励起光出力光源11と、この励起光出力光源11の光出力部11aの光軸zと同一の光軸上に入力側端面が接続されるバンドルファイバ(光ファイバ)12と、このバンドルファイバ12の出力側端面部において、空間部を介してこのバンドルファイバ12と同一の光軸z上に配置される導光レンズ13と、この導光レンズ13と同一の光軸z上に配置されるダブルクラッドファイバ14と、図示しない信号光源側から信号光xを受け、この信号光xを励起光yの光軸上に反射し得るように配置される色分離ミラー23とから構成される。
The optical
励起光出力光源11は、バンドルファイバ12の光の入力側端面12aと光学的に接合して励起光yを出力する光源である。
The excitation light
バンドルファイバ12は、その入力側端面12aの形状が、図2(a)に示すように、中心部に束状に配置される複数のコア16と、この複数のコア16の全体を被覆するように設けられるクラッド17と、更にこのクラッド17の外側を被覆するように設けられる外側クラッド18とから構成される。
As shown in FIG. 2A, the
コア16は、その外側に、反射層16aが形成され、励起光出力光源11側から励起光yがコア16へ入力され、光軸zに沿って反復反射しながらダブルクラッドファイバ14側へ伝送されるように構成される。
A
また、バンドルファイバ12は、図2(b)に示すように、断面中央部のクラッド17内に複数のコア16が散らばって分布した状態になっている。更に、バンドルファイバ12は、出力側端面12bにおいて、このファイバ12の複数のコア16が、図2(c)に示すように、バンドルファイバ12中心部から放射状に離間した位置にクラッド17の界面19に沿ってリング状に設置される。
Further, as shown in FIG. 2B, the
このように、放射状に配設される複数のコア16は、バンドルファイバ12の製作段階で、例えばクラッド17と一体的にモールド成形させるか、クラッド17の出力側端面12b側にて、複数のコア16を光ファイバ中心から離間した位置、若しくはクラッド17の界面19に沿って放射状に整列させて、例えばクラッド17壁面に接着等の保持手段により保持させることができる。
As described above, the plurality of
導光レンズ13は、バンドルファイバ12の出力側端面12b側と所要の空間を介して光軸z上に設置されたものである。この導光レンズ13は、バンドルファイバ12の出力側端面12b側から出力される励起光yの入射角度および後段のダブルクラッドファイバ14側に対する放射角度を考慮して所要の屈折角度を有するものである。
The
一方、信号光源側から出力される信号光xは、色分離ミラー23により向軸z上に反射されるようになっている。
On the other hand, the signal light x output from the signal light source side is reflected on the direction axis z by the
この導光レンズ13の屈折角度について、更に詳細に説明する。
The refraction angle of the
導光レンズ13は、バンドルファイバ12とダブルクラッドファイバ14とは同一の光軸z上に設置される。また、バンドルファイバ12とダブルクラッドファイバ14とが空間を介して接合される場合、導光レンズ13は、その空間距離に応じた所要の屈折角度に設定される。
The
すなわち、導光レンズ13に求められる屈折角度は、バンドルファイバ12側から出力する励起光yが色分離ミラー23を介してダブルクラッドファイバ14のコア20に導光されると共に、信号光xが、ダブルクラッドファイバ14のコア20内に合わされるように導光される角度である。
That is, the refraction angle required for the
この導光レンズ13は、信号光xおよび励起光yを、所要の屈折角度で導光するにあたって、共通の導光レンズ13にてダブルクラッドファイバ14に導くことができる。この導光レンズ13は、例えば中心部は信号光xに対応させ、その周縁部は励起光yに対応させることができる2層の屈折率を備えた導光レンズである。
The
ダブルクラッドファイバ14は、信号光xおよび励起光yの入力側端面14aに面するコア20と、このコア20の外側を被覆するように設けられるクラッド21と、このクラッド21の外側を被覆するように設けられる外側クラッド22とから構成される。
The double
ダブルクラッドファイバ14は、クラッド21と外側クラッド22とによる界面19により、クラッド21内を伝送する励起光yを反復反射させながら光軸zに沿って伝送させるように作用するものである。
The double
また、ダブルクラッドファイバ14のコア20は、バンドルファイバ12のコア15の断面積に比して、相当大きい断面積を有し、所要のデータ量を含ませた信号光xの伝送を可能にするものである。
Further, the
次に、光ファイバの接合装置10の作用について図1〜図3を参照して説明する。
Next, the operation of the optical
励起光出力光源11側から出力される励起光yは、光出力部11a側からバンドルファイバ12の入力側端面12aへ伝送される。この伝送された励起光yは、図2(a)〜(c)に示すバンドルファイバ12のコア16側へ伝送され、コア16の反射層16aおよび界面19により反復反射しながら光軸方向に伝送される。
The excitation light y output from the excitation light
バンドルファイバ12内に伝送された励起光yは、バンドルファイバ12の出力側端面12bから出力し、導光レンズ13を介してダブルクラッドファイバ14側へ伝送される。また、色分離ミラー23により励起光yと同軸になった信号光xは、導光レンズ13を介してダブルクラッドファイバ14側へ伝送される。
The excitation light y transmitted into the
この伝送される信号光xは、図1に示すように、光軸zに近い軸上を伝送し、ダブルクラッドファイバ14のコア20側へ導光される。この信号光xがダブルクラッドファイバ14のコア20側へ効率的に導光されるように所要の屈折率を有する導光レンズ13を前以て選定し、実装させることができる。また、その際に、バンドルファイバ12の出力側端面12bと、ダブルクラッドファイバ14の入力側端面14aとの間隔を適当な屈折率の導光レンズ13を予め選定しておく。
The transmitted signal light x is transmitted on an axis close to the optical axis z and guided to the core 20 side of the double
また、伝送される励起光yは、図1に示すように、光軸zからやや離間するリング状あるいは放射状に伝送し、ダブルクラッドファイバ14のスリーブ状あるいは円筒状のクラッド21側へ導光される。このように、バンドルファイバ12側から出力された励起光yは、導光レンズ13により、適切に屈折され、それぞれコア20およびクラッド21側へ導光される。
Further, as shown in FIG. 1, the transmitted excitation light y is transmitted in a ring shape or a radial shape slightly separated from the optical axis z, and guided to the sleeve-like or cylindrical clad 21 side of the double-clad
特に、励起光yは、ダブルクラッドファイバ14のクラッド21側に導光されるので、コア20の入力側端面14aにおいて、この励起光yによる急激な励起光吸収作用が生じない。
In particular, since the excitation light y is guided to the clad 21 side of the double
光ファイバの接合装置10によれば、図3のグラフの変化曲線hにて示すように、ダブルクラッドファイバ14の入力側端面12a〜出力側端面12bの長手方向の何れの部位にても急激な励起光吸収率を示すことなく、低レベルで安定した励起光吸収率特性が得られる。
According to the optical
従って、ダブルクラッドファイバ14の入力側端面14aの部分が発熱して燃焼したり、溶解することがない。また、光ファイバの接合装置10のバンドルファイバ12によれば、クラッド17にコア16を配置したものを製作し、ダブルクラッドファイバ14側のコア20の大きさに応じて対応可能にしたので、バンドルファイバ12は標準品として予め製作されたものにて多用途に使用可能となるものである。
Therefore, the portion of the input side end face 14a of the double
更に、光ファイバ12として、バンドルファイバを例示したが、励起光yを伝送する複数のコア16を備えた光ファイバであればよい。
Furthermore, although the bundle fiber was illustrated as the
更にまた、光ファイバの接合装置10によれば、取り扱われる信号光xおよび励起光yの光源は、例えばファイバカップルLD(Laser Diode)から出力される励起光を用いる一方、光ファイバの接合装置10を採用した情報制御装置の制御信号光発生手段(図示せず)側から出力される信号光導光手段を有する構成とすることもできる。
Furthermore, according to the optical
10 光ファイバの接合装置
11 信号光・励起光出力光源
11a 光出力部
12 バンドルファイバ(光ファイバ)
12a,14a 入力側端面
12b 出力側端面
13 導光レンズ
14 ダブルクラッドファイバ
16,20 コア
16a 反射層
17,21 クラッド
18,22 外側クラッド
19 界面
23 色分離ミラー
x 信号光
y 励起光
z 光軸
DESCRIPTION OF
12a, 14a Input
Claims (5)
上記光ファイバは、光軸上に配置される複数のコアを覆うように設けられるクラッドを備え、
上記複数のコアは、上記光ファイバの出力側において、光ファイバ中心位置から離間し、放射状に分布して配設されたことを特徴とする光ファイバの接合装置。 An optical fiber having an input side end face and an output side end face for inputting / outputting pumping light output from the light source side, and a double clad installed on the same optical axis through a required space on the output side end face of the optical fiber Comprising a fiber and a light guide lens provided so as to be positioned on the optical axis of the space;
The optical fiber includes a clad provided to cover a plurality of cores disposed on the optical axis,
The optical fiber bonding apparatus according to claim 1, wherein the plurality of cores are radially distributed on the output side of the optical fiber and spaced from the center position of the optical fiber.
An input side end face of an optical fiber having a plurality of cores arranged in a bundle at the center, and an output end face arranged in a ring shape at a position radially spaced from the center. An optical fiber characterized by
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JP2004216411A JP2006039061A (en) | 2004-07-23 | 2004-07-23 | Connecting device and connecting method of optical fiber, and optical fiber used in this connecting device |
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Cited By (1)
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WO2010149163A1 (en) * | 2009-06-21 | 2010-12-29 | Nkt Photonics A/S | Optical coupler device |
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2004
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