JP2006171508A - Optical module - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the following problem; it has been difficult to increase an optical coupling efficiency in an optical module which is constituted of 1st and 2nd optical fibers arranged with the end faces opposed to each other, an [MK2] optical device arranged obliquely to the axial center of the first optical fiber between these end faces, and a third optical fiber arranged so that at least a part of light-wave made to exit from the first optical fiber and reflected by the optical device is made to incident thereto, and in which a part of the light-wave passing through the first optical fiber passes through the optical device and is made to incident to the second optical fiber, and the other light-wave is reflected by the optical device and is made incident to the third optical fiber. <P>SOLUTION: Since the mode field diameters or the numerical apertures on the end faces of the first-third optical fibers 11, 12, 13 abutting on each other change compared with the other parts, optical coupling loss can be improved by suppressing the loss to the gap produced by positioning of the optical device 51 and presence of the shapes of the optical fibers. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光通信分野などで用いられる光モジュールに関するものである。   The present invention relates to an optical module used in the field of optical communication and the like.

近年、インターネットは一般家庭にも普及し、ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)やFTTH(Fiber To The Desk)による常時接続、メガクラスの高速かつ低価格なサービスが浸透し、ブロードバンドならではの大容量コンテンツ配信やビデオチャット等が普及しつつある。   In recent years, the Internet has spread to ordinary households, and ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) and FTTH (Fiber To The Desk) are always connected, and mega-class high-speed and low-cost services have penetrated. And video chat are becoming popular.

このようなブロードバンド化に向けて、ピーク時100Mbpsの高速データ通信と最大500chの多チャンネル映像配信を1心の光ファイバで同時に提供できるB-PON(Broadband Passive Optical Network)システムがITU-T(Telecommunication standardization sector of International Telecommunication Union)にて世界標準とされた。このシステムの構成例を図6に示す。   For such broadbandization, the B-PON (Broadband Passive Optical Network) system that can simultaneously provide high-speed data transmission of 100 Mbps peak time and multi-channel video distribution of up to 500 channels with a single optical fiber has been developed by ITU-T (Telecommunication Standardization sector of International Telecommunication Union). A configuration example of this system is shown in FIG.

図6において、通信局Aは、通信用の光ファイバCを介して複数の加入者局Bに接続されている。図中、B−ONUはデータ系宅内装置、WDMは光カプラ、V−ONUは映像系宅内装置、NE−OSSはデータ系監視制御装置、B−OLTはデータ系所内装置、EMDXはEther多重分離装置、V−OLTは映像系所内装置を示す。   In FIG. 6, a communication station A is connected to a plurality of subscriber stations B via a communication optical fiber C. In the figure, B-ONU is a data home device, WDM is an optical coupler, V-ONU is a video home device, NE-OSS is a data system monitoring and control device, B-OLT is a data home device, and EMDX is an Ether demultiplexer. A device, V-OLT, indicates a video system in-house device.

このシステムの大きな特徴は、新しい光波長配置により高速データ通信の送受信で使用している2つの波長に加え、さらにもう1つの光波長を重畳して、多チャンネルの映像配信を同時に視聴できる点である。通常は、送受信する高速データ通信波長は下りが1.49μm帯(1.48〜1.50μm)、上りが1.31μm帯(1.26〜1.36μm)であり、EDFA(Erbium Doped Fiber Amplifier)の増幅帯である1.55μm帯(1.55〜1.56μm)で映像の分配が行われる。   The major feature of this system is that it can simultaneously watch multi-channel video distribution by superimposing another optical wavelength in addition to the two wavelengths used for transmission and reception of high-speed data communication due to the new optical wavelength arrangement. is there. Usually, the high-speed data communication wavelength to be transmitted / received is 1.49 μm band (1.48 to 1.50 μm) for downlink and 1.31 μm band (1.26 to 1.36 μm) for uplink, and EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier) ) Is distributed in the 1.55 μm band (1.55 to 1.56 μm), which is an amplification band.

B-PONシステムでは1心の光ファイバCを用いて3種類の波長の光信号を伝送するため、各加入者局Bにおいては、図7に示すように、1.55μm帯の光波と1.49μm帯及び1.31μm帯との光波を分波・合成する光合分波モジュールDや、1.49μm帯と1.31μm帯とを分離・混合する光カプラE、及び光ファイバ中を伝搬する上記映像信号を等しい強度で分配する図示しない光合分配器などが必要となる。
なお、本発明ではこれらの光合分波モジュールD、光カプラE及び光合分配器などを総称して光モジュールと称する。
In the B-PON system, since optical signals of three types of wavelengths are transmitted using a single optical fiber C, each subscriber station B, as shown in FIG. Optical multiplexing / demultiplexing module D that demultiplexes and synthesizes light waves from 49μm band and 1.31μm band, optical coupler E that separates and mixes 1.49μm band and 1.31μm band, and the above that propagates in optical fiber An optical coupler / distributor (not shown) that distributes video signals with equal intensity is required.
In the present invention, the optical multiplexing / demultiplexing module D, the optical coupler E, the optical coupler / distributor and the like are collectively referred to as an optical module.

従来、これらに用いられる光モジュールは、種々のものが提案されており、その中でも、端面が互いに対向して配置された第1及び第2の光ファイバと、この端面間に前記第1の光ファイバの軸心に対して斜めに配置された光学的に透過反射特性を有する光学素子と、前記第1の光ファイバから出射される光波が前記光学素子で反射する延長線上の位置に配置された第3の光ファイバの端面とで構成され、前記第1の光ファイバを通過する光波の一部が前記光学素子を通過して他方の光ファイバに入射し、前記第1の光ファイバを通過する光波の残りの光波が前記光学素子で反射して前記第3の光ファイバに分岐し、又は前記光波の一部又は全部が逆向きに流れる光モジュールも種々のものが提案されている。(例えば特許文献1〜4参照)   Conventionally, various types of optical modules used for these have been proposed. Among them, the first and second optical fibers whose end faces are arranged to face each other and the first light between the end faces are proposed. An optical element having an optical transmission / reflection characteristic disposed obliquely with respect to the axis of the fiber and a position on an extension line where the light wave emitted from the first optical fiber is reflected by the optical element And a part of a light wave passing through the first optical fiber passes through the optical element and enters the other optical fiber, and passes through the first optical fiber. Various optical modules have been proposed in which the remaining light wave is reflected by the optical element and branched to the third optical fiber, or a part or all of the light wave flows in the opposite direction. (For example, see Patent Documents 1 to 4)

図8に示したものは特許文献1等に開示された光モジュールである。図8において、11、12、13はそれぞれ光ファイバ、21、22はそれぞれフェルール、31、32はそれぞれレンズ、35、36はそれぞれレンズ31及び32を保持するレンズホルダ、51は光学素子、55は光学素子51を保持する光学素子ホルダ、60は筐体である。光ファイバ11と光ファイバ12との端面はレンズ31、光学素子51、レンズ32を介して互いに対向するように筐体60に保持されている。   FIG. 8 shows an optical module disclosed in Patent Document 1 and the like. 8, 11, 12 and 13 are optical fibers, 21 and 22 are ferrules, 31 and 32 are lenses, 35 and 36 are lens holders for holding the lenses 31 and 32, 51 is an optical element, and 55 is an optical element. An optical element holder 60 for holding the optical element 51 is a housing. End faces of the optical fiber 11 and the optical fiber 12 are held by the housing 60 so as to face each other through the lens 31, the optical element 51, and the lens 32.

光学素子51は波長選択特性を有している。即ち、特定の波長λ1の光波は透過し、他の特定の波長λ2は反射する特性を有している。レンズ31・32は光ファイバ11と光ファイバ12との端面で出入射する光が光学的に一致するように設置され、両光ファイバを光学的に効率良く結合させるものであり、またレンズ31は光学素子51で反射される波長λ2の光を光ファイバ11と光ファイバ13との間で効率良く光結合させるものである。   The optical element 51 has wavelength selection characteristics. That is, the light wave having a specific wavelength λ1 is transmitted and the other specific wavelength λ2 is reflected. The lenses 31 and 32 are installed so that the light incident and incident on the end faces of the optical fiber 11 and the optical fiber 12 are optically matched, and optically and efficiently couple both optical fibers. The light of wavelength λ2 reflected by the optical element 51 is optically coupled between the optical fiber 11 and the optical fiber 13 efficiently.

このため、光ファイバ11に波長λ1帯及びλ2帯の光波を伝搬させ、その端部11'からこれらの光波を出射させると、波長λ1帯の光波は光学素子51を透過して光ファイバ12に効率良く結合され、また、波長λ2帯の光波は光学素子51で反射され、光ファイバ13に効率良く結合される。また、これら光波の全部又は一部の伝播方向が前記と逆向きであっても効率良く光結合させることができる。   Therefore, when light waves in the wavelength λ1 band and λ2 band are propagated through the optical fiber 11 and these light waves are emitted from the end portion 11 ′, the light wave in the wavelength λ1 band passes through the optical element 51 and enters the optical fiber 12. The light wave of the wavelength λ2 band is reflected by the optical element 51 and efficiently coupled to the optical fiber 13. Moreover, even if the propagation direction of all or part of these light waves is opposite to the above, it can be optically coupled efficiently.

図9は特許文献2等に記載された従来の他の例を示したものである。光ファイバ11〜13の端面は光ファイバの軸線に対して斜めに加工され、光ファイバ11と光ファイバ12との端面は互いに対向するようにフェルール23内で対向し、更に両端面間に波長選択特性を有する光学素子51が配置されている。更に、光ファイバ13の端面には第二光学素子51が配置され、フェルール23内で光ファイバ11・12と平行となるように配置されている。これによって、光ファイバ11に波長λ1帯及びλ2帯の光波を伝搬させ、その端部11'からこれらの光波を出射させると、波長λ1帯の光波は光学素子51を透過して光ファイバ12に結合され、また、波長λ2帯の光波は光学素子51で反射され、更に第二光学素子52で再度反射されて光ファイバ13に結合される。また、これら光波の全部又は一部の伝播方向が前記と逆向きであっても同様に光結合させることができる。   FIG. 9 shows another conventional example described in Patent Document 2 and the like. The end faces of the optical fibers 11 to 13 are processed obliquely with respect to the axis of the optical fiber, the end faces of the optical fiber 11 and the optical fiber 12 face each other in the ferrule 23 so as to face each other, and wavelength selection is performed between both end faces. An optical element 51 having characteristics is arranged. Further, the second optical element 51 is disposed on the end face of the optical fiber 13 and is disposed so as to be parallel to the optical fibers 11 and 12 in the ferrule 23. As a result, when light waves in the wavelength λ1 band and λ2 band are propagated through the optical fiber 11 and these light waves are emitted from the end 11 ′, the light wave in the wavelength λ1 band passes through the optical element 51 and enters the optical fiber 12. In addition, the light wave having the wavelength λ2 is reflected by the optical element 51, further reflected again by the second optical element 52, and coupled to the optical fiber 13. Further, even if the propagation directions of all or part of these light waves are opposite to the above, they can be optically coupled in the same manner.

図10は特許文献3等に記載された従来の他の例を示したものである。光ファイバ11〜14はその軸線が互いに一直線となるように配置され、一方の端面が45度斜めに切除され、その切除された面が図面の上側を向くように順次配置されている。光ファイバ15〜17はその端面が前記45度斜めに切除された箇所の下側に配置されて前記45度斜めに切除された箇所を向くように配置されている。更に、前記45度斜めに切除された箇所には互いに透過・反射境界が順次異なる光学素子531〜533がそれぞれ配置されている。即ち、それぞれの光学素子531〜533は透過・反射境界波長がλ1’<λ2’<λ3’となるように選択されて配置されている。このため、波長λ1〜λ4帯の光波を光ファイバ11に入射し、前記斜めに切除された側に伝搬させると、光ファイバ15〜17にはそれぞれ波長λ2から波長λ4の光波が分岐され、波長λ1の光波はそれぞれの光学素子531〜533を透過して光ファイバ14に導かれる。   FIG. 10 shows another conventional example described in Patent Document 3 and the like. The optical fibers 11 to 14 are arranged so that the axes thereof are aligned with each other, one end face is cut obliquely by 45 degrees, and the cut faces are sequentially arranged so as to face the upper side of the drawing. The optical fibers 15 to 17 are arranged so that their end faces are located below the portion cut obliquely by 45 degrees and face the portion cut obliquely by 45 degrees. Furthermore, optical elements 531 to 533 having different transmission / reflection boundaries are arranged at the positions cut obliquely by 45 degrees. That is, the optical elements 531 to 533 are selected and arranged so that the transmission / reflection boundary wavelength is λ1 ′ <λ2 ′ <λ3 ′. For this reason, when light waves in the wavelength λ1 to λ4 band are incident on the optical fiber 11 and propagated to the obliquely cut side, the light waves of the wavelengths λ2 to λ4 are branched into the optical fibers 15 to 17, respectively. The light wave of λ1 passes through the respective optical elements 531 to 533 and is guided to the optical fiber 14.

図11は特許文献3等に記載された従来の他の例を示したものである。光ファイバ11と光ファイバ12とはその軸線が互いに一直線となるように配置され、一方の端面が斜めに切除され、その切除された面が図面の上側を向くように配置されている。光ファイバ13と光ファイバ14、及び光ファイバ15と光ファイバ16も上記と同様な関係に切除されて配置されている。
また、光ファイバ11、13、15の切除された面にはそれそれ互いに透過・反射境界が順次異なる光学素子531〜533が配置されている。即ち、それぞれの光学素子531〜533は透過・反射境界波長がλ1’<λ2’<λ3’となるように選択されて配置されている。
FIG. 11 shows another conventional example described in Patent Document 3 and the like. The optical fiber 11 and the optical fiber 12 are arranged so that the axes thereof are aligned with each other, one end face is cut off obliquely, and the cut face is arranged so as to face the upper side of the drawing. The optical fiber 13 and the optical fiber 14, and the optical fiber 15 and the optical fiber 16 are also cut and arranged in the same relationship as described above.
In addition, optical elements 531 to 533 having different transmission / reflection boundaries are arranged on the cut surfaces of the optical fibers 11, 13, and 15. That is, the optical elements 531 to 533 are selected and arranged so that the transmission / reflection boundary wavelength is λ1 ′ <λ2 ′ <λ3 ′.

更に、光ファイバ13は前記切除された側と反対側の端部が前記切除された面と平行又はこれに近い角度となるように斜めに切除され、その切除された面に第二光学素子521が配置され、光ファイバ11を伝搬した光波がその光ファイバ11の端面に配置された光学素子531で反射し更に本第二光学素子521で反射して光ファイバ13に入射する関係の位置に光ファイバ13が配置されている。即ち光波の経路がZ字となるように配置されている。   Further, the optical fiber 13 is cut obliquely so that the end opposite to the cut side is at an angle parallel to or close to the cut surface, and the second optical element 521 is formed on the cut surface. The light wave propagated through the optical fiber 11 is reflected by the optical element 531 disposed on the end face of the optical fiber 11, further reflected by the second optical element 521 and incident on the optical fiber 13. A fiber 13 is arranged. That is, the light wave paths are arranged in a Z-shape.

更に、光ファイバ15は切除された側と反対側の端部が前記切除された面と平行又はこれに近い角度となるように斜めに切除され、その切除された面に第二光学素子522が配置され、光ファイバ13を伝搬した光波がその光ファイバ13の端面に配置された光学素子532で反射し更に本第二光学素子522で反射して光ファイバ15に入射する関係の位置に光ファイバ15が配置されている。即ち光波の経路がZ字となるように配置されている。   Further, the optical fiber 15 is cut obliquely so that the end opposite to the cut side has an angle parallel to or close to the cut surface, and the second optical element 522 is formed on the cut surface. The optical wave that is disposed and propagated through the optical fiber 13 is reflected by the optical element 532 disposed on the end face of the optical fiber 13, further reflected by the second optical element 522, and incident on the optical fiber 15. 15 is arranged. That is, the light wave paths are arranged in a Z-shape.

更に、光ファイバ17は光ファイバ15の前記切除された面と平行又はこれに近い角度となるように斜めに切除され、その切除された面に第二光学素子523が配置され、光ファイバ15を伝搬した光波がその光ファイバ15の端面に配置された光学素子533で反射し更に本第二光学素子523で反射して光ファイバ17に入射する関係の位置に光ファイバ17が配置されている。即ち光波の経路がZ字となるように配置されている。   Further, the optical fiber 17 is cut obliquely so as to be at an angle parallel to or close to the cut surface of the optical fiber 15, and the second optical element 523 is arranged on the cut surface, and the optical fiber 15 is The optical fiber 17 is arranged at a position where the propagated light wave is reflected by the optical element 533 arranged on the end face of the optical fiber 15 and then reflected by the second optical element 523 and enters the optical fiber 17. That is, the light wave paths are arranged in a Z-shape.

このため、光ファイバ11に波長λ1〜λ4帯の光波を入射し、前記斜めに切除された側に伝搬させると、λ1帯の光波は光学素子531を透過して光ファイバ12に伝搬し、残りの波長λ2〜λ4帯の光波は光学素子531で反射し更に第二光学素子521で反射して光ファイバ13に入射する。このようにして光ファイバ13に入射した光波の内、波長λ2の光波は光学素子532を透過して光ファイバ14に入射し、他の波長λ3・λ4帯の光波は光学素子532で反射し更に第二光学素子522で反射して光ファイバ15に入射する。このようにして光ファイバ15に入射した光波の内、波長λ3の光波は光学素子533を透過して光ファイバ16に入射し、他の波長λ4帯の光波は光学素子533で反射し更に第二光学素子523で反射して光ファイバ17に入射させることができる。   For this reason, when a light wave having a wavelength λ1 to λ4 is incident on the optical fiber 11 and propagated to the obliquely cut side, the light wave in the λ1 band is transmitted through the optical element 531 and propagates to the optical fiber 12, and the rest Are reflected by the optical element 531 and further reflected by the second optical element 521 and enter the optical fiber 13. Of the light waves incident on the optical fiber 13 in this way, the light wave having the wavelength λ 2 passes through the optical element 532 and enters the optical fiber 14, and the light waves in the other wavelengths λ 3 and λ 4 are reflected by the optical element 532 and further. The light is reflected by the second optical element 522 and enters the optical fiber 15. In this way, among the light waves incident on the optical fiber 15, the light wave having the wavelength λ 3 is transmitted through the optical element 533 and incident on the optical fiber 16, and the light wave in the other wavelength λ 4 band is reflected by the optical element 533 and further reflected by the second light wave. It can be reflected by the optical element 523 and incident on the optical fiber 17.

特開2002−267876号公報JP 2002-267876 A 特開平01−231008号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 01-231008 特開昭59−210412号公報JP 59-210412 A 特開2002−196192号公報JP 2002-196192 A

上記従来の光モジュールの内、図8に示す光モジュールは、光ファイバ11〜13の光学的な結合をレンズ31で行う方式のため、結合効率を高めることができるが、レンズ31を配置するためのスペースが必要となることから製品を小型にできない特性を有する。さらに、部品点数が多く、工程も複雑となるため、高価であるという問題がある。
また、図9〜11に示す光モジュールは、レンズを用いていないために小型に構成できる特徴を有するが結合効率を高めることが困難である特性を有する。光ファイバから出射した光は開口数に応じた発散角を持ち、例えば一般的なSMFを使用する場合、ファイバ端面間距離が50um離れると1dB, 100um離れると3dBの損失を生じてしまう。したがって、ファイバ間に配置される光学素子やクッラッド層によりビームを伝播する距離が数十umを超えると結合効率が悪くなる。
Among the above conventional optical modules, the optical module shown in FIG. 8 is a system in which the optical fibers 11 to 13 are optically coupled by the lens 31, so that the coupling efficiency can be increased, but the lens 31 is disposed. The product cannot be downsized because it requires a large space. In addition, the number of parts is large, and the process is complicated, so that there is a problem that it is expensive.
Further, the optical modules shown in FIGS. 9 to 11 have a characteristic that it can be made compact because no lens is used, but have a characteristic that it is difficult to increase the coupling efficiency. The light emitted from the optical fiber has a divergence angle corresponding to the numerical aperture. For example, when a general SMF is used, a loss of 1 dB occurs when the distance between the fiber end faces is 50 um, and 3 dB when the distance between the fibers is 100 um. Accordingly, when the distance of propagation of the beam by the optical element or the clad layer disposed between the fibers exceeds several tens of um, the coupling efficiency is deteriorated.

本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、簡易な構成で結合効率を容易に高めることができる構造を提供するもので、その発明の特徴は、端面が互いに対向して配置された第1及び第2の光ファイバと、この端面間に前記第1の光ファイバの軸心に対して斜めに配置された透過および反射の両特性を持つ光学素子と、前記第1の光ファイバから出射され前記光学素子で反射する光波を入射するように配置された第3の光ファイバとで構成され、前記第1の光ファイバを通過する光波の一部が前記光学素子を通過して第2の光ファイバに入射し、前記第1の光ファイバを通過する他の光波が前記光学素子で反射して前記第3の光ファイバに分岐する、又は前記光波の一部又は全部が逆向きに伝播する光モジュールにおいて、前記第1〜3の光ファイバの端部はその他のファイバ部分に比較して、モードフィールド径又は開口数が変化していることを特徴とする。   The present invention has been made in view of the above points, and provides a structure that can easily increase the coupling efficiency with a simple configuration. The feature of the present invention is that the end faces are arranged to face each other. And the second optical fiber, an optical element having both transmission and reflection characteristics disposed obliquely with respect to the axis of the first optical fiber between the end faces, and emitted from the first optical fiber. And a third optical fiber disposed so as to receive a light wave reflected by the optical element, and a part of the light wave passing through the first optical fiber passes through the optical element and passes through the second light. Light that enters the fiber and passes through the first optical fiber is reflected by the optical element and branches to the third optical fiber, or a part or all of the light wave propagates in the opposite direction In the module, the first to third optical fibers The end of the bar is characterized in that the mode field diameter or the numerical aperture is changed as compared with other fiber portions.

また、本願の他の発明は、第1〜第3の光ファイバからなり、第1の光ファイバはその端面が斜めに形成され、第1の光ファイバの前記斜めに形成された端面と第2の光ファイバとは互いにその軸心を一致するように対向して配置され、前記第1の光ファイバから出射される光波の一部が前記斜めに形成された面で反射する光波を受光するように第3の光ファイバが配置され、前記第1の光ファイバを通過する光波の一部が前記斜めに形成された端面で反射して第3の光ファイバに入射し、前記第1の光ファイバを通過する他の光波が前記斜めに形成された端面を通過して第2の光ファイバに入射する、又は前記光波の一部又は全部が逆向きに伝播する光モジュールにおいて、前記第1〜3の光ファイバの端部はその他の部分に比較して、モードフィールド径又は開口数が変化していることを特徴とする。   Further, another invention of the present application includes first to third optical fibers, and the first optical fiber has an end face formed obliquely, and the first optical fiber is formed with the obliquely formed end face and the second optical fiber. The optical fibers are arranged so as to face each other so that their axial centers coincide with each other, so that a part of the light wave emitted from the first optical fiber receives a light wave reflected by the obliquely formed surface. A third optical fiber is disposed on the first optical fiber, and a part of the light wave passing through the first optical fiber is reflected by the obliquely formed end face and is incident on the third optical fiber. In the optical module in which another light wave passing through the light passes through the obliquely formed end face and enters the second optical fiber, or a part or all of the light wave propagates in the reverse direction, The end of the optical fiber is in the mode compared to the other parts. The Dofield diameter or the numerical aperture is changed.

なお、従来、図12に示すように、端面が互いに対向して配置された第1及び第2の光ファイバ11・12と、この端面間に前記第1の光ファイバの軸心に対して斜めに配置された光学素子51と、前記第1の光ファイバ11から出射される光波が前記光学素子51で反射する延長線上の位置に光受光素子19を配置し、更に第1及び第2の光ファイバ11・12の端部におけるモードフィールド径を拡大させて、これらの間の光結合を高める思想は特許文献4に開示されている。   Conventionally, as shown in FIG. 12, the first and second optical fibers 11 and 12 whose end faces are arranged to face each other, and the axis between the end faces is inclined with respect to the axis of the first optical fiber. And the light receiving element 19 at a position on the extension line where the light wave emitted from the first optical fiber 11 is reflected by the optical element 51, and further, the first and second light The idea of increasing the mode field diameter at the ends of the fibers 11 and 12 to increase the optical coupling between them is disclosed in Patent Document 4.

しかしながら、かかる製品は光ファイバ11中を伝播する光波を光受光素子19でモニタするためのもので、本発明のように第3の光ファイバが存在しない。PDと光ファイバでは光の受光特性が全く異なり、PDの場合はPDの受光径内に入射した光はビームの形状や大きさに関わらずほぼ受光される。それに対してシングルモード光ファイバの場合は、光ファイバに入射するビームのモードフィールド径が光ファイバのモードフィールド径と同等で、ビームウェスト位置も光ファイアバのビームウェスト位置に近い位置にないと損失を発生する。マルチファイバであっても、入射するビームは光ファイバの開口数以下でコア内に入射しなければならない。   However, such a product is for monitoring the light wave propagating through the optical fiber 11 with the light receiving element 19, and there is no third optical fiber as in the present invention. The light receiving characteristics of PD and optical fiber are completely different, and in the case of PD, light incident within the light receiving diameter of PD is almost received regardless of the shape and size of the beam. On the other hand, in the case of a single mode optical fiber, the mode field diameter of the beam incident on the optical fiber is equal to the mode field diameter of the optical fiber, and the loss is not required unless the beam waist position is close to the beam waist position of the optical fire bar. appear. Even in a multi-fiber, the incident beam must be incident on the core at a numerical aperture of the optical fiber or less.

したがって、光ファイバ間の距離だけではなく、コア・クラッド・ファイバ外の媒質界面のビーム形状に与える影響も関係してくる。本発明では以上の事も考慮し、先端部のモードフィールド径もしくは開口数を変化させた第3の光ファイバを配置した構成であるため、上記の発明は本発明とは製品が全く異なるものである。   Therefore, not only the distance between the optical fibers but also the influence on the beam shape of the medium interface outside the core / cladding / fiber is related. In consideration of the above, the present invention has a configuration in which the third optical fiber having a changed mode field diameter or numerical aperture at the tip portion is disposed. Therefore, the above invention is completely different from the present invention. is there.

本願の上記両発明は、互いに光結合される第1〜3の光ファイバの端部はその他の部分に比較してモードフィールド径又は開口数を変化させることにより、レンズを使用しない構成であっても効率良く光結合させることができる特徴を有する。   In the above inventions of the present application, the end portions of the first to third optical fibers that are optically coupled to each other have a configuration in which no lens is used by changing the mode field diameter or numerical aperture as compared to other portions. Also has a feature that enables efficient optical coupling.

本発明は以下のような各種の実施形態を採用することができる。
光学素子が波長選択性を持つことを特徴とする。
光学素子が偏波依存特性を持つことを特徴とする。
光学素子が誘電体多層膜で構成されていることを特徴とする。
光学素子がフォトニック結晶で構成されていることを特徴とする。
光学素子が斜めに形成された第1又は第2の光ファイバの端面に貼り付けられて配置されていることを特徴とする。
光学素子が斜めに形成された第1又は第2の光ファイバの端面に蒸着されて配置されていることを特徴とする。
The present invention can employ the following various embodiments.
The optical element is characterized by having wavelength selectivity.
The optical element has a polarization dependent characteristic.
The optical element is formed of a dielectric multilayer film.
The optical element is composed of a photonic crystal.
The optical element is disposed by being attached to an end face of the first or second optical fiber formed obliquely.
The optical element is deposited and disposed on the end face of the first or second optical fiber formed obliquely.

光学素子の種類を変えることにより、様々な機能を実現することができる。光学素子の機能としては、波長選択性、利得制御、ミラー、偏光子、位相子などがあり、これらの素子を利用することにより、波長合分波器、利得制御器、光合分岐器などのフィルターモジュール、偏波分離合成器、偏光制御器などの機能を有する光モジュールを作ることができる。偏波分離合成器や偏光制御器などの光モジュールの場合、その構成に応じて光ファイバを偏波保持ファイバとする。例えば、偏波分離合成器では、第1の光ファイバをシングルモードファイバ、第2、第3の光ファイバを偏波保持ファイバとすると偏波の合成や分離ができる。使用の目的によっては、第1の光ファイバも偏波保持ファイバとしてもよい。
上記機能を有する光学素子としては、誘電体多層膜、フォトニック結晶、金属膜、偏光子、ガラス、樹脂、光学結晶などがある。
Various functions can be realized by changing the type of the optical element. Optical element functions include wavelength selectivity, gain control, mirrors, polarizers, and phase shifters. By using these elements, filters such as wavelength multiplexer / demultiplexers, gain controllers, and optical multiplexer / demultiplexers are used. An optical module having functions such as a module, a polarization separation combiner, and a polarization controller can be produced. In the case of an optical module such as a polarization beam splitter / combiner or a polarization controller, the optical fiber is a polarization maintaining fiber according to the configuration. For example, in the polarization beam splitter / combiner, the first optical fiber is a single mode fiber, and the second and third optical fibers are polarization maintaining fibers, so that polarization can be combined or separated. Depending on the purpose of use, the first optical fiber may also be a polarization maintaining fiber.
Examples of the optical element having the above function include a dielectric multilayer film, a photonic crystal, a metal film, a polarizer, glass, a resin, and an optical crystal.

また、光学素子は斜めに形成された第1又は第2の光ファイバの端面に貼りつける、もしくは挿入して配置することで、構成を簡素化することができるとともに、ファイバの外を光が伝播する距離を短くすることができるため、光の結合にも有利である。
更に、斜めに形成された光ファイバの端面に直接蒸着や形成を行うことで、部品や配置の手間を減らすことができ、空間伝播距離を更に短くすることができるため、光の結合にも更に有利となる。
In addition, the optical element can be affixed to or inserted into the end face of the first or second optical fiber formed obliquely, thereby simplifying the configuration and allowing light to propagate outside the fiber. Therefore, it is advantageous for light coupling.
Furthermore, by directly depositing and forming on the end face of the optical fiber formed obliquely, it is possible to reduce the labor of parts and arrangement, and further reduce the space propagation distance, so that the optical coupling can be further reduced. It will be advantageous.

第3の光ファイバの端面がその光ファイバの軸心に対して斜めに形成され、この端面に第二光学素子が配置されていることを特徴とする。
第二光学素子が光ファイバ端面に張り付けられて配置されていることを特徴とする。
第二光学素子が光ファイバの端面に蒸着により配置されていることを特徴とする。
第二光学素子は光学素子と同じ又は近似した特性を持つことを特徴とする。
The end face of the third optical fiber is formed obliquely with respect to the axis of the optical fiber, and the second optical element is disposed on this end face.
The second optical element is disposed by being attached to the end face of the optical fiber.
The second optical element is disposed on the end face of the optical fiber by vapor deposition.
The second optical element has the same or similar characteristics as the optical element.

第2の光学素子も、第1の光学素子と同様に、斜めに形成された第3の光ファイバの端面に貼り付ける、もしくは挿入して配置することで、構成を簡素化することができる。更に、斜めに形成された光ファイバの端面に直接蒸着や形成を行うことで、部品や配置の手間を減らすことができる。直接光ファイバ端面に貼り付けや形成を行うと、光学素子と光ファイバを別々に配置する場合と比較して各部品の配置精度が向上し、配置の誤差による損失を抑えられる効果もある。第2の光学素子の特性は、第1の光学素子と異なるものでもよく、例えば図10の光ファイバ15、16,17の様に第1の光学素子で反射した光が2の光学素子を透過して第3の光ファイバに結合するような構成であれば、100%透過としても良いし、図11の様に、第2の光学素子で反射して第3の光ファイバに結合するような構成であれば、全反射ミラーでもよい。また、それぞれ別の特性を持つ光学素子でもよい。   Similarly to the first optical element, the configuration of the second optical element can be simplified by being attached to or inserted into the end face of the obliquely formed third optical fiber. Furthermore, by directly depositing or forming the end face of the optical fiber formed obliquely, it is possible to reduce the labor of parts and arrangement. If the optical fiber is directly attached to or formed on the end face of the optical fiber, the placement accuracy of each component is improved as compared with the case where the optical element and the optical fiber are separately placed, and the loss due to placement errors can be suppressed. The characteristics of the second optical element may be different from those of the first optical element. For example, the light reflected by the first optical element passes through the optical element 2 as in the optical fibers 15, 16, and 17 in FIG. If it is configured to be coupled to the third optical fiber, it may be 100% transmissive, or reflected by the second optical element and coupled to the third optical fiber as shown in FIG. If it is a structure, a total reflection mirror may be sufficient. Further, optical elements having different characteristics may be used.

しかし、光学素子の機能によっては、第2の光学素子の特性を第1の光学素子の特性と同じ、又は近似した特性とすることで、より特性の良い光モジュールを作ることができる。例えば、一般的な誘電体多層膜の波長選択フィルタの反射特性では、アイソレーションは設計上20dB程度までしかとることができない。しかし、本発明の第1の光学素子からの反射光を第2の光学素子で反射して第3の光ファイバに結合するような構成において、第1の光学素子と第2の光学素子を同じ透過特性をもつフィルタとすると、反射側の特性がフィルタを2回通った場合の特性となるため、フィルタ1枚では20dBだったアイソレーションを40dBまで高めることができる。また、光学素子が偏光子などの様に偏波依存性を持つ場合では、同様にして反射側での消光比を上げることができる。この様な構成の場合、第1と第2の光学素子を同じ工程で製造することが可能であるため、高機能でありながら、コストや時間がかからないというメリットがある。   However, depending on the function of the optical element, it is possible to make an optical module with better characteristics by setting the characteristics of the second optical element to be the same as or similar to the characteristics of the first optical element. For example, in the reflection characteristic of a wavelength selection filter of a general dielectric multilayer film, isolation can be achieved only up to about 20 dB by design. However, in the configuration in which the reflected light from the first optical element of the present invention is reflected by the second optical element and coupled to the third optical fiber, the first optical element and the second optical element are the same. If the filter has a transmission characteristic, the characteristic on the reflection side is the characteristic when it passes through the filter twice, so that isolation of 20 dB with one filter can be increased to 40 dB. In addition, when the optical element has polarization dependency like a polarizer, the extinction ratio on the reflection side can be increased in the same manner. In such a configuration, since the first and second optical elements can be manufactured in the same process, there is a merit that cost and time are not required while having high functionality.

光学素子を斜めに形成した光ファイバ端面に配置または直接形成する場合は、光学素子の特性にあった角度にファイバ端面の傾斜角度を選択することで、光モジュールの特性を良好なものとすることができる。例えば、誘電体多層膜で形成するフィルタは、一般的に入射角が浅い方が良い特性を示すので、ファイバ端面の研磨角は小さい方がよい。しかし、同じ誘電体多層膜で形成するフィルタであっても、例えば偏光ビームスプリッタ(PBS Polarization Beam Splitter)の場合は入射角45°近辺で高い偏光分離機能を有するため、ファイバ端面の削り角度は45°近辺がよい。但し、ファイバ端面の削り角が浅い場合は、削り角が浅ければ浅いほど第1の光学素子で反射した光が光ファイバの外周へ到達するまでの距離が長くなると共に、その入射角度が大きくなるため、損失を発生する要因となる。このため、光学素子の特性および光ファイバの外形も考慮してファイバ端面の角度を決めるべきである。   When the optical element is arranged or formed directly on the end face of the optical fiber formed obliquely, the optical module characteristics should be improved by selecting the inclination angle of the fiber end face to an angle that matches the characteristics of the optical element. Can do. For example, a filter formed of a dielectric multilayer film generally exhibits better characteristics when the incident angle is shallower. Therefore, it is better that the polishing angle of the fiber end face is smaller. However, even in the case of a filter formed of the same dielectric multilayer film, for example, in the case of a polarization beam splitter (PBS Polarization Beam Splitter), it has a high polarization separation function near an incident angle of 45 °. ° Near. However, when the cutting angle of the fiber end face is shallow, the shallower the cutting angle, the longer the distance until the light reflected by the first optical element reaches the outer periphery of the optical fiber and the larger the incident angle. Therefore, it becomes a factor that generates a loss. For this reason, the angle of the fiber end face should be determined in consideration of the characteristics of the optical element and the outer shape of the optical fiber.

第3の光ファイバの端面がブリュースタ角となるように斜めに形成されていることを特徴とする。
第1の光ファイバの斜めに形成された端面は、ブリュースタ角に設定されていることを特徴とする。
第1乃至第3の光ファイバの1つは偏波面保持特性を有することを特徴とする。
第1〜3の光ファイバの端面間に所定の屈折率を持つ屈折率調整材が介在していることを特徴とする。
The end face of the third optical fiber is formed obliquely so as to have a Brewster angle.
An end face formed obliquely of the first optical fiber is set to a Brewster angle.
One of the first to third optical fibers has a polarization plane holding characteristic.
A refractive index adjusting material having a predetermined refractive index is interposed between the end faces of the first to third optical fibers.

本発明においては、第1および第2の光学素子の何れか一方または両方がない場合でも、斜めに形成した光ファイバ端面を利用することにより、幾つかの機能をもつ光モジュールを作ることが出来る。 例えば、光ファイバ端面はその屈折率とその外側の媒質の屈折率および光の入射角に応じた反射率を持つ。これを利用すれば、分岐ミラーとすることができる。
ここで、ファイバ端面を全反射角とすれば全反射ミラーとして利用することもできる。
更に、光ファイバ端面角度をブリュースター角とすることで、光学素子として偏光子を配置しなくても偏波合成分離器を構成することができる。
In the present invention, even when one or both of the first and second optical elements are not provided, an optical module having several functions can be manufactured by using the optical fiber end face formed obliquely. . For example, the end face of the optical fiber has a reflectance corresponding to the refractive index, the refractive index of the outer medium, and the incident angle of light. If this is utilized, it can be set as a branch mirror.
Here, if the fiber end face has a total reflection angle, it can be used as a total reflection mirror.
Furthermore, by setting the end face angle of the optical fiber to the Brewster angle, a polarization beam combiner / separator can be configured without arranging a polarizer as an optical element.

以上の様に本発明においては、様々なファイバの形状や光学素子を選択することができるが、第1および第2の光学素子またはそれに相当するファイバ端面が同等の機能を有するものでよい場合は、第1〜第3の光ファイバ端面角度を同じにして、第3の光ファイバを第1および第2の光ファイバと平行に、第1の光学素子または光ファイバ端面からの反射光を第2の光学素子または第3の光ファイバ端面で反射して第3の光ファイバに結合する様に配置する構成が、部品点数も少なくファイバを把持する部材の形状も単純で高精度のものが出来るので適当である。   As described above, in the present invention, various fiber shapes and optical elements can be selected. However, when the first and second optical elements or the corresponding fiber end faces may have equivalent functions. The first to third optical fiber end face angles are the same, the third optical fiber is parallel to the first and second optical fibers, and the reflected light from the first optical element or the optical fiber end face is second. The arrangement of the optical element or the third optical fiber so that it is reflected by the end face of the third optical fiber and coupled to the third optical fiber has a small number of parts and the shape of the member that holds the fiber is simple and highly accurate. Is appropriate.

屈折率調整材は光ファイバのクラッドの屈折率と同等の屈折率を持つことを特徴とする。これにより、光学素子で反射する光が第3の光ファイバの端面に入出射する際、第1の光ファイバ、又は第3の光ファイバの外周で光が屈曲することなく直進して光結合を高めることができる。
本発明の光モジュールにおいて、光モジュールを構成する光ファイバ端面や光ファイバ間に、任意の屈折率をもつ屈折率調整材を配すると、光の透過・反射特性や屈折の制御が可能となり、結合効率や光学特性の向上に効果がある。
The refractive index adjusting material has a refractive index equivalent to that of the clad of the optical fiber. As a result, when the light reflected by the optical element enters and exits the end face of the third optical fiber, the light travels straight on the outer periphery of the first optical fiber or the third optical fiber without bending, and optical coupling is performed. Can be increased.
In the optical module of the present invention, when a refractive index adjusting material having an arbitrary refractive index is arranged between the optical fiber end face and the optical fiber constituting the optical module, it becomes possible to control light transmission / reflection characteristics and refraction. Effective for improving efficiency and optical characteristics.

例えば、第1の光ファイバ端面が斜めに形成されている場合、第1の光ファイバから出射した光は、第1の光ファイバとそこから出射した光が通過する媒質の屈折率に応じてSnellの法則により光ファイバの中心軸とある屈折角θをもつ。第1と第2の光ファイバの中心を同一線上に配置しておくと、第2の光ファイバへ入射する光の位置は、第1の光ファイバと第2の光ファイバとの間の距離dとx = d・tanθの関係を持つため、xだけ入射位置がずれてしまい損失を生じる。ここで、媒質の屈折率が光ファイバのコアの屈折率に近づくとθは0°に近づき、光が直進して入射位置のずれがなくなってくるため損失を生じなくなる。そして、ファイバとファイバの間の物理的距離が同じであっても、その屈折率が高いほど光路長は短くなるので、ファイバ間の距離による損失もその分抑えられるという効果もある。   For example, when the end face of the first optical fiber is formed obliquely, the light emitted from the first optical fiber is Snell according to the refractive index of the first optical fiber and the medium through which the light emitted from the first optical fiber passes. Has a certain refraction angle θ with the central axis of the optical fiber. If the centers of the first and second optical fibers are arranged on the same line, the position of light incident on the second optical fiber is determined by the distance d between the first optical fiber and the second optical fiber. And x = d · tan θ, the incident position is shifted by x, resulting in loss. Here, when the refractive index of the medium approaches the refractive index of the core of the optical fiber, θ approaches 0 °, and the light travels straight and the incident position is not displaced, so no loss occurs. Even if the physical distance between the fibers is the same, the higher the refractive index, the shorter the optical path length. Therefore, there is an effect that the loss due to the distance between the fibers can be suppressed accordingly.

また、第1と第3の光ファイバの間に例えばクラッドと同じ屈折率の屈折率調整材を配すると、第1の光ファイバおよび第3の光ファイバのクラッドを横切って通過する光の入射角が大きい場合でもそこでの反射率を小さくすることができると共に、ファイバ外周の界面の存在によるビーム形状変換の影響を抑えることもできる。   Further, when a refractive index adjusting material having the same refractive index as that of the cladding, for example, is disposed between the first and third optical fibers, the incident angle of light passing across the cladding of the first optical fiber and the third optical fiber. Even when is large, the reflectivity can be reduced, and the influence of beam shape conversion due to the presence of the interface on the outer periphery of the fiber can be suppressed.

ここで、前述したファイバ端での屈折率がコアの屈折率ではなくてクラッドの屈折率であってもほぼ同等の効果が得られる様に、ここに示した屈折率は光ファイバやクラッドの屈折率と全く同じでなくても、その効果を適当に得られる範囲で選択すればよい。   Here, the refractive index shown here is the refractive index of the optical fiber or cladding so that the same effect can be obtained even if the refractive index at the fiber end is not the refractive index of the core but the refractive index of the cladding. Even if it is not exactly the same as the rate, it may be selected within a range where the effect can be appropriately obtained.

また、例えば光学素子ではなく斜めに形成したファイバ端面の特性を利用する場合、配する屈折率整合材の屈折率によってファイバ端面の角度や透過特性を変えることができるので、その角度や特性が目的と合うように屈折率調整材を選択すればよい。
第3の光ファイバの端面や第2の光学素子に接する媒質についてもこれまで説明した内容と同様のことが言える。
ここで、屈折率調整材としては空気、ガラス、接着剤を含む樹脂、マッチングオイル、その他水や有機溶剤などの液体が考えられる。ガラスや接着剤を使用すると、屈折率の調整と同時にファイバの固定もできるので便利である。
For example, when using the characteristics of the fiber end face formed obliquely instead of the optical element, the angle and transmission characteristics of the fiber end face can be changed by the refractive index of the refractive index matching material to be arranged. A refractive index adjusting material may be selected so as to match.
The same can be said for the medium in contact with the end face of the third optical fiber and the second optical element.
Here, examples of the refractive index adjusting material include air, glass, resin containing adhesive, matching oil, and other liquids such as water and organic solvents. Use of glass or adhesive is convenient because the fiber can be fixed simultaneously with the adjustment of the refractive index.

第1〜3の光ファイバの端面が多心収納用のフェルールで保持されていることを特徴とする。
第1〜3の光ファイバの端面が多心収納用の溝体で保持されていることを特徴とする。
これにより、光ファイバをしっかりと保持固定することができる。
第1〜3の光ファイバは多芯フェルールや、V溝などの多芯の溝体で保持することで、光ファイバの配置を精度よく行うことができる。ここで、第3の光ファイバが第1および第2の光ファイバに平行な配置をとると、多芯フェルールの場合は同一または平行な穴を、多芯の溝体の場合は平行な溝を形成した部材を使用できるため、より高精度な光ファイバの配置を行うことができる。
The end faces of the first to third optical fibers are held by a ferrule for storing multiple fibers.
The end faces of the first to third optical fibers are held by a multi-core housing groove.
Thereby, the optical fiber can be firmly held and fixed.
By holding the first to third optical fibers with a multi-core ferrule or a multi-core groove body such as a V-groove, the optical fibers can be arranged with high accuracy. Here, when the third optical fiber is arranged parallel to the first and second optical fibers, the same or parallel hole is formed in the case of a multi-core ferrule, and the parallel groove is formed in the case of a multi-core groove. Since the formed member can be used, the optical fiber can be arranged with higher accuracy.

図1は本発明の実施例の合分波器として機能する光モジュールを図示したものである。図1において、11、12、13、23、51及び52は、それぞれ図9の場合と同様に、第1の光ファイバ、第2の光ファイバ、第3の光ファイバ、フェルール、光学素子、第二光学素子であり、各構成部品は図9に示す場合と同様に動作する。しかしながら、本実施例は、光ファイバ11〜13の各突き合わせ端部におけるモードフィールド径が他の部分よりも拡大されて、又は光ファイバの開口数(NA)が小さく形成されている点が図9の場合と全く異なっている。本実施例では、第1〜3の光ファイバを通信用光ファイバとして一般的に使用されるモードフィールド径10umφ、外形125umφのシングルモードファイバとし、各光ファイバの端部でモードフィールド径が30umφとなるようにモードフィールドを変換している。   FIG. 1 illustrates an optical module that functions as a multiplexer / demultiplexer according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 11, 12, 13, 23, 51 and 52 are respectively the same as in FIG. 9, the first optical fiber, the second optical fiber, the third optical fiber, the ferrule, the optical element, These are two optical elements, and each component operates in the same manner as shown in FIG. However, in the present embodiment, the mode field diameter at each butt end of the optical fibers 11 to 13 is enlarged as compared with the other parts, or the numerical aperture (NA) of the optical fiber is formed to be small. It is completely different from the case of. In this embodiment, the first to third optical fibers are single mode fibers having a mode field diameter of 10 umφ and an outer shape of 125 umφ which are generally used as communication optical fibers, and the mode field diameter is 30 umφ at the end of each optical fiber. The mode field is converted so that

光ファイバの端部におけるモードフィールド径を変化させる方法及び光ファイバの開口比(NA)を変化させる方法は、既に種々公知である。たとえば通信用に用いられる光ファイバは通常主成分が溶融石英で構成され、コア11aには屈折率を高めるためにゲルマニウムなどのドーパントが配合されている。このような光ファイバに対してその側面からヒータなどによって所定温度で所定時間加熱すると、その受けた熱エネルギーの大きさに応じて前記ドーパントはコア11aからクラッド11bの方向に拡散してモードフィールド径が拡張する。その後、拡大された部分を切断して斜めに加工することにより、図に示す光ファイバ11〜13を容易に製造することができる。
また、他の方法として光ファイバを加熱しながらその長さを縮めて径を肥大化させることよっても形成することができる。
Various methods of changing the mode field diameter at the end of the optical fiber and changing the aperture ratio (NA) of the optical fiber are already known. For example, an optical fiber used for communication is usually made of fused silica as a main component, and a dopant such as germanium is blended in the core 11a to increase the refractive index. When such an optical fiber is heated for a predetermined time at a predetermined temperature with a heater or the like from its side, the dopant diffuses in the direction from the core 11a to the cladding 11b according to the magnitude of the received thermal energy, and the mode field diameter Expands. Then, the optical fiber 11-13 shown to a figure can be manufactured easily by cut | disconnecting the expanded part and processing it diagonally.
Further, as another method, the optical fiber can be formed by shortening its length and enlarging the diameter while heating.

また更に他の方法として、多重クラッド構造の光ファイバに対してその側面から熱を加えながらテンションを加え、光ファイバ内に応力を残留させて屈折率を変化させるFrozen-strain法やファイバ先端にマルチモードファイバを融着する方法もある。
なお、図2は図1におけるP−P線及びQ−Q線における断面図を示すもので、P−P線における断面図において、光ファイバ11・13の端部におけるモードフィールド径が拡大されたものが示されている。
As yet another method, tension is applied to the optical fiber having a multi-clad structure while applying heat from its side, and stress is left in the optical fiber to change the refractive index. There is also a method of fusing mode fibers.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line PP and the line QQ in FIG. 1. In the cross-sectional view taken along the line PP, the mode field diameter at the ends of the optical fibers 11 and 13 is enlarged. Things are shown.

光学素子51は光ファイバ11と光ファイバ12との突き合わせ面間に配置されるが、この際、どちらか一方の光ファイバの端面に貼り付け又は形成して配置させることも可能である。   The optical element 51 is disposed between the abutting surfaces of the optical fiber 11 and the optical fiber 12. At this time, the optical element 51 may be attached to or formed on the end surface of one of the optical fibers.

本実施例において光学素子51は波長選択性を持つ光学フィルターであるが、誘電体多層膜、フォトニック結晶、エタロンなどで構成される。
光学素子51は、同じ構成のものであっても、光学素子への入射角度によってその特性が変化する。例えば光学素子51として誘電体多層膜で構成される波長選択フィルタを想定すると、入射角度が小さいほど、簡単な構成でPDLが小さく分離する波長間の切れが良い膜を設計することができる。しかし入射角度を小さくして行くと、第1の光ファイバと第3の光ファイバ間の距離は大きくなって行き、損失が増加して行く。入射角度0°では、光を第3の光ファイバに結合させることはできない。そこで、光ファイバの端面角度は光学素子の特性が良好な範囲で大きくした方が光の結合上有利であり、ここでは第1〜3の光ファイバの端面角度を6〜10°として各端面角度が同じになるようにしている。
In this embodiment, the optical element 51 is an optical filter having wavelength selectivity, but is composed of a dielectric multilayer film, a photonic crystal, an etalon, or the like.
Even if the optical element 51 has the same configuration, its characteristics vary depending on the incident angle to the optical element. For example, assuming a wavelength selection filter composed of a dielectric multilayer film as the optical element 51, a film having a simple structure and a small PDL separation can be designed as the incident angle is smaller. However, as the incident angle is decreased, the distance between the first optical fiber and the third optical fiber increases, and the loss increases. At an incident angle of 0 °, light cannot be coupled to the third optical fiber. Therefore, it is advantageous for light coupling that the end face angle of the optical fiber is increased in a range where the characteristics of the optical element are good. Here, the end face angles of the first to third optical fibers are set to 6 to 10 °, and the end face angles To be the same.

図3は各シングルモード光ファイバの端部のモードフィールド径を変化させた時のビームウエスト間距離に対する結合損失を示すものである。ここでビームウエスト間距離とは光ファイバ端面のコア間の距離に相当する。また、媒質の屈折率は1.5で計算してある。このグラフから、一般的に良く使用されるモードフィールド径10umφのシングルモードファイバでは、ファイバ端面間距離が0.1mmを超えるとLossが数dBにまで劣化するのに対し、モードフィールド径を大きくするに従ってビームウエスト間距離に対する損失が急激に小さくり、モードフィールド径30um以上では距離が0.5mmまで離れても損失を0.5dB程度以下に抑えることが出来ることが分る。   FIG. 3 shows the coupling loss with respect to the distance between the beam waists when the mode field diameter at the end of each single mode optical fiber is changed. Here, the distance between the beam waists corresponds to the distance between the cores of the end face of the optical fiber. The refractive index of the medium is calculated as 1.5. From this graph, in the case of a single mode fiber having a mode field diameter of 10 μm, which is commonly used, when the distance between the fiber end faces exceeds 0.1 mm, the loss deteriorates to several dB, whereas the mode field diameter is increased. As shown, the loss with respect to the distance between the beam waists rapidly decreases, and when the mode field diameter is 30 μm or more, the loss can be suppressed to about 0.5 dB or less even when the distance is 0.5 mm.

実際の結合損失は、ビームウエスト間距離のみでは決まらず、コアとクラッドとの界面の存在によるビーム変換、クラッドと光ファイバが置かれている媒質との界面によるビームの変換の影響も含まれて決まる。概ね、モードフィールド径が大きく開口数が小さい方が良いが、前記を考慮して決められる。更に実際の製造においては、光ファイバ端の角度精度や光ファイバの平行度などの誤差があるため、モードフィールド径を大きくし過ぎるとそれらの角度精度に対するトレランスが厳しくなってしまう。よって、理論上の結合損失と加工精度とを加味してモードフィールド径を決定する。   The actual coupling loss is not determined only by the distance between the beam waists, but also includes the effect of beam conversion due to the existence of the interface between the core and the cladding, and the beam conversion due to the interface between the cladding and the optical fiber medium. Determined. In general, it is better that the mode field diameter is large and the numerical aperture is small, but it is determined in consideration of the above. Further, in actual manufacturing, there are errors such as the angle accuracy of the optical fiber end and the parallelism of the optical fiber, so if the mode field diameter is made too large, the tolerance for the angle accuracy becomes severe. Therefore, the mode field diameter is determined in consideration of theoretical coupling loss and machining accuracy.

例えば、本実施例において、ファイバ周囲の媒質の屈折率をクラッドの屈折率と同じにし、光ファイバ端の角度を8度とすると第1の光ファイバと第3の光ファイバの物理的端面間距離は約0.45mmとなり、理論上の光ファイバの損失は、波長1.55μmにおいてモードフィルド径が20μmで2dB、30μmで0.3dB、40μmで0.1dBである。モードフィールド径が40μm以上になると結合損失が非常に小さくなるが、光ファイバの端面角度誤差を考慮するとモードフィールド径を30μm程度にするのが適当である。
また、同様の構成でもファイバ外形が小さい外形80umφなどの細径ファイバを使用すると、反射光の伝播距離を小さく出来るので損失をより小さくすることができる。
For example, in this embodiment, when the refractive index of the medium around the fiber is the same as the refractive index of the cladding and the angle of the optical fiber end is 8 degrees, the distance between the physical end faces of the first optical fiber and the third optical fiber is The theoretical optical fiber loss is 2 dB at a mode filled diameter of 20 μm, 0.3 dB at 30 μm, and 0.1 dB at 40 μm at a wavelength of 1.55 μm. When the mode field diameter is 40 μm or more, the coupling loss becomes very small. However, considering the end face angle error of the optical fiber, it is appropriate to set the mode field diameter to about 30 μm.
In addition, when a thin fiber having an outer shape of 80 umφ or the like having a small fiber outer shape is used even in the same configuration, the propagation distance of the reflected light can be reduced, so that the loss can be further reduced.

ここで、光学素子51への入射角を8度とすると、光学素子51で反射した光は、光ファイバの外周で全反射となり、光ファイバ外に効率良く透過しない。光ファイバ間に屈折率整合材を入れると光ファイバ外への透過率を上げることができる。また、第1及び第2の光ファイバ間に屈折率整合材を入れると、光ファイバ端面が斜めでも出射光が光ファイバ軸からそれる角度が小さく軸ずれを抑えることができるので軸ずれによる損失が抑えられる。   Here, when the incident angle to the optical element 51 is 8 degrees, the light reflected by the optical element 51 is totally reflected on the outer periphery of the optical fiber and does not efficiently pass outside the optical fiber. If a refractive index matching material is inserted between optical fibers, the transmittance to the outside of the optical fibers can be increased. If a refractive index matching material is inserted between the first and second optical fibers, even if the end face of the optical fiber is oblique, the angle at which the outgoing light deviates from the optical fiber axis is small, and the axial misalignment can be suppressed. Is suppressed.

上記実施例は光学素子51として波長選択特性を有するものの例を示したが、本発明はこれらに限定されずに、単に透過特性と反射特性とが所定割合の特性を持つものであってもよいし、透過特性および反射特性が波長依存性をもつものであっても良い。光学素子51の特性をこの様に変えることにより、光合分岐器や利得制御器として機能する光モジュールを作ることができる。
これらの光学素子の例として誘電体多層膜、フォトニック結晶、偏光子と光学結晶などによる位相差板の組み合わせ、などがある。
In the above embodiment, an example of the optical element 51 having wavelength selection characteristics is shown. However, the present invention is not limited to these, and the transmission characteristics and the reflection characteristics may simply have a predetermined ratio. In addition, the transmission characteristics and the reflection characteristics may be wavelength-dependent. By changing the characteristics of the optical element 51 in this way, an optical module that functions as an optical multiplexer / demultiplexer or a gain controller can be produced.
Examples of these optical elements include a dielectric multilayer film, a photonic crystal, a combination of a polarizer and a retardation plate using an optical crystal, and the like.

第二光学素子52は例えば波長選択を行う場合、第1の光学素子51と同様の特性を有するものにすることにより、その特性を二重に通過させることになるので、フィルタのアイソレーション特性を向上させるたり、切れをよくすることができるが、これに限定されるものではなく、反射特性が100%に近い全反射ミラーとして機能するものとしても良いし、目的の特性によっては別の光学特性をもつ素子でもよい。
また、光学素子の特性によっては、ファイバ端面角度やモードフィールド径も前記に限定されるものではない。光ファイバーも一般的なシングルモードファイバでなくてもよい。
For example, when performing wavelength selection, the second optical element 52 has characteristics similar to those of the first optical element 51, so that the characteristics can be passed twice. It can be improved or cut well, but it is not limited to this, and it may function as a total reflection mirror whose reflection characteristics are close to 100%, and other optical characteristics depending on the target characteristics An element having
Further, depending on the characteristics of the optical element, the fiber end face angle and the mode field diameter are not limited to the above. The optical fiber may not be a general single mode fiber.

図4は本発明の他の実施例を示すものである。図1に示す実施例に比較して、光学素子51が偏波依存特性を持っている点と、光ファイバの一部又は全部が偏波依存性をもつ偏波保持ファイバで構成される点が異なる。ここで、光ファイバ11は通常のシングルモードファイバであり、光ファイバ12、13は偏波保持ファイバである。光ファイバ11から出射した光は偏波分離機能をもつ光学素子51により偏波分離され、光ファイバ12、13に結合する。逆に光ファイバ12、13から光学素子51の偏波透過・反射特性に合う偏波を入射させることで、偏波合成を行うことができるので、偏波分離合成機能を持つ光モジュールを作ることができる。使用の目的によっては、光ファイバ11も偏波保持ファイバとしてもよい。   FIG. 4 shows another embodiment of the present invention. Compared to the embodiment shown in FIG. 1, the optical element 51 has a polarization-dependent characteristic, and a point that a part or all of the optical fiber is composed of a polarization-maintaining fiber having a polarization dependence. Different. Here, the optical fiber 11 is a normal single mode fiber, and the optical fibers 12 and 13 are polarization maintaining fibers. The light emitted from the optical fiber 11 is polarized and separated by the optical element 51 having a polarization separation function, and is coupled to the optical fibers 12 and 13. On the other hand, polarization combining can be performed by making the polarization suitable for the polarization transmission / reflection characteristics of the optical element 51 enter from the optical fibers 12 and 13, so that an optical module having a polarization separation / combination function can be made. Can do. Depending on the purpose of use, the optical fiber 11 may also be a polarization maintaining fiber.

光ファイバ12と光ファイバ13を光ファイバの中心軸に沿ってそれぞれ回転させ、偏光子として機能する光学素子51の偏波軸方向に、各偏波保持ファイバの主偏光の向きを合わせることにより消光比を容易に調整することができるが、本実施例では、斜めに形成されたファイバ端面の法線が偏波保持ファイバの主偏光の一方と同一平面内に存在するように研磨方向を設定することで、結合効率が最大の時に消光比も最大とすることができる。 The optical fiber 12 and the optical fiber 13 are respectively rotated along the central axis of the optical fiber, and the extinction is performed by aligning the direction of the main polarization of each polarization maintaining fiber with the polarization axis direction of the optical element 51 functioning as a polarizer. Although the ratio can be easily adjusted, in this embodiment, the polishing direction is set so that the normal line of the obliquely formed fiber end face exists in the same plane as one of the main polarizations of the polarization maintaining fiber. Thus, the extinction ratio can be maximized when the coupling efficiency is maximized.

図4に示す実施例において、偏波依存特性を持つ光学素子51は誘電体多層膜によって構成されている。一般的なPBSと同様の構成となるため図4に示すものとは異なり、入射角度は略45度が適当である。各光ファイバの端面傾斜角度を略45°とし、前述の様にファイバの端面法線が偏波保持ファイバの主偏光の一方と同一平面内に存在するように研磨方向を設定する。光ファイバ11または12の端面に光学素子51を直接形成または配置すると、光学素子51の偏波軸方向を考慮しなくても、各ファイバ同士の結合効率最大の配置とした時に、偏波保持ファイバと光学素子51の偏波方向も一致して消光比が高い状態とすることができる。 光学素子52は光学素子51と同様の光学素子とすれば、消光比を高めることが出来るうえに、同一工程で製造ができ工数および価格を削減できる。しかし、全反射ミラー等にしてもよい。   In the embodiment shown in FIG. 4, the optical element 51 having polarization dependent characteristics is formed of a dielectric multilayer film. Since the configuration is the same as that of a general PBS, unlike the case shown in FIG. 4, an incident angle of about 45 degrees is appropriate. The angle of inclination of the end face of each optical fiber is set to about 45 °, and the polishing direction is set so that the end face normal of the fiber exists in the same plane as one of the main polarizations of the polarization maintaining fiber as described above. When the optical element 51 is directly formed or arranged on the end face of the optical fiber 11 or 12, the polarization maintaining fiber can be obtained when the coupling efficiency between the fibers is maximized without considering the polarization axis direction of the optical element 51. And the polarization direction of the optical element 51 are also matched, and the extinction ratio can be made high. If the optical element 52 is an optical element similar to the optical element 51, the extinction ratio can be increased, and it can be manufactured in the same process, thereby reducing the number of man-hours and the price. However, a total reflection mirror or the like may be used.

本実施例においては、光学素子51は、入射角が略45°となるように配置されているため、光学素子51で反射される光は光ファイバの中心軸に対して略90°の方向に伝播する。このため、伝播距離は図1の実施例に比べると小さくほぼ光ファイバの外形と同等とすることができる。   In this embodiment, since the optical element 51 is arranged so that the incident angle is about 45 °, the light reflected by the optical element 51 is in a direction of about 90 ° with respect to the central axis of the optical fiber. Propagate. For this reason, the propagation distance is smaller than that of the embodiment of FIG. 1 and can be substantially equal to the outer shape of the optical fiber.

本実施例では、光学素子51が誘電体多層膜によって構成されている場合を例として説明をしたが、フォトニック結晶で構成しても良い。その場合、光学素子の傾き角度は略45°に限らない。また、シリコンなどのファイバとの屈折率差が大きく、透過率の良い材料の反射率の偏波依存特性を利用してもよい。この場合、光学素子の傾き角度はブリュースター角近辺がよい。光学素子52についても同様である。
また、光学素子の構成により、消光比が高い状態での偏光の取り出しや、部分的な偏光の取り出しが可能となる。
In this embodiment, the case where the optical element 51 is formed of a dielectric multilayer film has been described as an example, but it may be formed of a photonic crystal. In that case, the tilt angle of the optical element is not limited to approximately 45 °. Further, the polarization dependence characteristic of the reflectance of a material having a large refractive index difference with a fiber such as silicon and having a good transmittance may be used. In this case, the tilt angle of the optical element is preferably in the vicinity of the Brewster angle. The same applies to the optical element 52.
Further, the configuration of the optical element makes it possible to extract polarized light with a high extinction ratio and extract partially polarized light.

図5は本発明の更に他の実施例を示すものである。図1及び図4に示す実施例に比較して、光学素子51が配置されておらず、その代わりに第1の光ファイバ11の端面が光学的なブリュースター角になっている点が異なっている。光ファイバの種類は図4に示す実施例で説明した内容と同様となっている。   FIG. 5 shows still another embodiment of the present invention. Compared with the embodiment shown in FIGS. 1 and 4, the optical element 51 is not arranged, but instead the end face of the first optical fiber 11 has an optical Brewster angle. Yes. The types of optical fibers are the same as those described in the embodiment shown in FIG.

このブリュースター角は、光ファイバ11のコア屈折率と光ファイバ11の端面に接する媒体の屈折率とで決定され、光ファイバ11のコア屈折率をθf、光ファイバ11の端面に接する媒質の屈折率をθmとすると、ブリュースター角すなわち光ファイバ11の端面削り角はθb= atan(θm f)となる。 This Brewster angle is determined by the core refractive index of the optical fiber 11 and the refractive index of the medium in contact with the end face of the optical fiber 11. The core refractive index of the optical fiber 11 is θ f and the medium in contact with the end face of the optical fiber 11 is used. When the refractive index is θ m , the Brewster angle, that is, the end face cutting angle of the optical fiber 11 is θ b = atan (θ m / θ f ).

ブリュースター角ではp偏光成分の反射率が0となるという特徴をもつため、偏光の切り出しを行うことができる。ブリュースタ角は上式の通り光ファイバの屈折率とその端面に接する媒質の屈折率によって変化し、光ファイバの端面に接する媒質の屈折率を調整することによりs偏光成分の透過・反射特性を変えることも可能である。光ファイバのコアと媒質の屈折率差を大きくした方が、s偏光成分の反射率を上げることが出来、光ファイバ12に結合する光の消光比を高めることができる。 Since the Brewster angle has a feature that the reflectance of the p-polarized light component is 0, polarized light can be cut out. The Brewster angle varies according to the refractive index of the optical fiber and the refractive index of the medium in contact with the end face as shown in the above formula, and the transmission / reflection characteristics of the s-polarized component can be adjusted by adjusting the refractive index of the medium in contact with the end face of the optical fiber. It is also possible to change. Increasing the refractive index difference between the core and the medium of the optical fiber can increase the reflectivity of the s-polarized component and increase the extinction ratio of the light coupled to the optical fiber 12.

本実施例では各ファイバ端面角度を光ファイバ11の端面角度と同じにしている。光ファイバ11と12の端面を平行とすると干渉の効果を利用してs偏光成分の透過率を下げ反射率を上げることができる。また、光ファイバ13の端面角度を全反射角にするか、全反射ミラーを配置または形成すると、光ファイバ13の端面でのs偏光成分の損失を生じないのでより好ましい。   In this embodiment, the end face angle of each fiber is the same as the end face angle of the optical fiber 11. If the end faces of the optical fibers 11 and 12 are parallel, the transmittance of the s-polarized component can be lowered and the reflectance can be increased by utilizing the effect of interference. In addition, it is more preferable that the end face angle of the optical fiber 13 is set to the total reflection angle or the total reflection mirror is disposed or formed because loss of the s-polarized light component at the end face of the optical fiber 13 does not occur.

本実施例においては、ファイバ端面角度をブリュースター角とした場合を例に挙げて説明したが、ファイバ端面角はブリュースター角でなくても良く、例えば全反射角度を利用すれば、全反射ミラーとして使用することができる。またある角度での透過率や反射率を利用すれば、部分反射ミラーとして使用することができるし、透過率や反射率の偏波依存性を利用すれば偏波依存性をもつミラーとしても使用できる。
光ファイバーの種類も図4の実施例と同様でなくても良く、さらに本実施例の中でも例を挙げたように、各種の光学素子やファイバ端面の特性を組み合わせた構成としても良い。
In this embodiment, the case where the fiber end face angle is the Brewster angle has been described as an example. However, the fiber end face angle may not be the Brewster angle. For example, if the total reflection angle is used, the total reflection mirror is used. Can be used as If the transmittance and reflectance at a certain angle are used, it can be used as a partial reflection mirror, and if the polarization dependency of the transmittance and reflectance is used, it can also be used as a polarization-dependent mirror. it can.
The type of the optical fiber may not be the same as that of the embodiment of FIG. 4, and may be configured by combining various optical elements and characteristics of the fiber end face as exemplified in this embodiment.

また、上記各実施例は光ファイバの端面を斜めに研磨する例としてその軸線に対して特定の角度に加工する場合を説明しているが、本発明は前記軸線に平行でなければ如何なる角度に加工したものであっても良い。   In addition, each of the above embodiments describes a case where the end face of the optical fiber is polished at an angle with respect to its axis as an example of obliquely polishing the end face of the optical fiber. It may be processed.

また、本発明の実施例はいずれも第1乃至第3の光ファイバを用い、各光ファイバを平行に配置した場合のみを説明しているが、本発明は本発明の構成要素を満足する範囲において、その他の光ファイバの本数や配置を用いた、例えば図10、図11に示すような構成であっても同様に適用することができる。   In addition, although all of the embodiments of the present invention are described using only the first to third optical fibers and the optical fibers are arranged in parallel, the present invention is within a range that satisfies the constituent elements of the present invention. However, the present invention can be applied in the same manner to the configurations shown in FIGS. 10 and 11, for example, using other numbers and arrangements of optical fibers.

本発明の一実施例を示す要部縦断面図。The principal part longitudinal cross-sectional view which shows one Example of this invention. 図1に示す要部横断面図。The principal part cross-sectional view shown in FIG. 各種モードフィールド径におけるビームウエスト間距離に対する結合損失を示す特性図。The characteristic view which shows the coupling loss with respect to the distance between beam waists in various mode field diameters. 本発明の他の実施例を示す要部縦断面明図。The principal part longitudinal cross-section clear figure which shows the other Example of this invention. 本発明の更に他の実施例を示す要部縦断面図The principal part longitudinal cross-sectional view which shows further another Example of this invention 一般的な光通信システムの一例を示す模式図。The schematic diagram which shows an example of a general optical communication system. 図6に示す光通信システムの要部模式図。FIG. 7 is a main part schematic diagram of the optical communication system shown in FIG. 6. 従来の一例を示す要部縦断面図。The principal part longitudinal cross-sectional view which shows an example of the past. 従来の他の例を示す要部縦断面図。The principal part longitudinal cross-sectional view which shows the other example of the past. 従来の更に他の例を示す要部縦断面図。The principal part longitudinal cross-sectional view which shows other conventional examples. 従来の更に他の例を示す要部縦断面図。The principal part longitudinal cross-sectional view which shows other conventional examples. 従来の更に他の例を示す要部縦断面図。The principal part longitudinal cross-sectional view which shows other conventional examples.

符号の説明Explanation of symbols

11 光ファイバ
12 光ファイバ
13 光ファイバ
14 光ファイバ
15 光ファイバ
16 光ファイバ
17 光ファイバ
51 光学素子
521 第二光学素子
522 第二光学素子
523 第二光学素子
531 光学素子
532 光学素子
533 光学素子
60 筐体
11 optical fiber 12 optical fiber 13 optical fiber 14 optical fiber 15 optical fiber 16 optical fiber 17 optical fiber 51 optical element 521 second optical element 522 second optical element 523 second optical element 531 optical element 532 optical element 533 optical element 60 housing body

Claims (25)

端面が互いに対向して配置された第1及び第2の光ファイバと、この端面間に前記第1の光ファイバの軸心に対して斜めに配置された[MK1]光学素子と、前記第1の光ファイバから出射され前記光学素子で反射する光波の少なくとも一部が入射するように配置された第3の光ファイバとで構成され、前記第1の光ファイバを通過する光波の一部が前記光学素子を通過して第2の光ファイバに入射し、前記第1の光ファイバを通過する他の光波が前記光学素子で反射して前記第3の光ファイバに入射する、又は前記光波の一部又は全部の入出射方向が逆向きとなる光モジュールにおいて、前記第1〜3の光ファイバの端部はその他の光ファイバ部分に比較して、モードフィールド径又は開口数が変化していることを特徴とする光モジュール。   The first and second optical fibers whose end faces are arranged to face each other, the [MK1] optical element arranged obliquely with respect to the axis of the first optical fiber between the end faces, and the first And a third optical fiber disposed so that at least a part of the light wave emitted from the optical fiber and reflected by the optical element is incident thereon, and a part of the light wave passing through the first optical fiber is the Another optical wave that passes through the optical element and enters the second optical fiber and passes through the first optical fiber is reflected by the optical element and enters the third optical fiber, or one of the optical waves In the optical module in which the part or all of the incident / outgoing directions are reversed, the mode field diameter or numerical aperture of the end portions of the first to third optical fibers is changed as compared with the other optical fiber portions. An optical module characterized by 光学素子が波長選択性を持つことを特徴とする請求項1に記載の光モジュール。   2. The optical module according to claim 1, wherein the optical element has wavelength selectivity. 光学素子が偏波依存特性を持つことを特徴とする請求項1に記載の光モジュール   2. The optical module according to claim 1, wherein the optical element has polarization dependent characteristics. 光学素子が誘電体多層膜で構成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1に記載の光モジュール。   4. The optical module according to claim 1, wherein the optical element is composed of a dielectric multilayer film. 光学素子がフォトニック結晶で構成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1に記載の光モジュール。   5. The optical module according to claim 1, wherein the optical element is made of a photonic crystal. 光学素子が斜めに形成された第1又は第2の光ファイバの端面に貼り付けられて配置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1に記載の光モジュール。   The optical module according to any one of claims 1 to 5, wherein the optical element is disposed on an end face of the first or second optical fiber formed obliquely. 光学素子が斜めに形成された第1又は第2の光ファイバの端面に蒸着または直接形成されて配置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1に記載の光モジュール。   6. The optical module according to claim 1, wherein the optical element is disposed by being deposited or directly formed on an end face of the first or second optical fiber formed obliquely. . 第3の光ファイバの端面がその光ファイバの軸心に対して斜めに形成され、この端面に第二光学素子が配置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れか1に記載の光モジュール。   The end face of the third optical fiber is formed obliquely with respect to the axis of the optical fiber, and the second optical element is disposed on the end face. The optical module as described in. 第二光学素子が光ファイバ端面に貼り付けられて配置されていることを特徴とする請求項8に記載の光モジュール。   The optical module according to claim 8, wherein the second optical element is attached to the end face of the optical fiber. 第二光学素子が光ファイバの端面に蒸着または直接形成することにより配置されていることを特徴とする請求項8に記載の光モジュール。   9. The optical module according to claim 8, wherein the second optical element is disposed by vapor deposition or directly formed on an end face of the optical fiber. 第二光学素子は光学素子と同じ又は近似した特性を持つことを特徴とする請求項8から請求項10に記載の光モジュール。   The optical module according to claim 8, wherein the second optical element has the same or approximate characteristics as the optical element. 第二光学素子は全反射特性を持つことを特徴とする請求項8から10に記載の光モジュール   11. The optical module according to claim 8, wherein the second optical element has total reflection characteristics. 第3の光ファイバの端面が全反射角またはブリュースタ角となるように斜めに形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れか1に記載の光モジュール。   The optical module according to any one of claims 1 to 7, wherein an end face of the third optical fiber is formed obliquely so as to have a total reflection angle or a Brewster angle. 第1〜第3の光ファイバからなり、第1の光ファイバはその端面が斜めに形成され、第1の光ファイバの前記斜めに形成された端面と第2の光ファイバとは互いにその軸心を一致するように対向して配置され、前記第1の光ファイバから出射される他の光波が前記斜めに形成された面で反射する光波の少なくとも一部が入射するように第3の光ファイバが配置され、前記第1の光ファイバを通過する光波の一部が前記斜めに形成された端面で反射して第3の光ファイバに入射し、前記第1の光ファイバを通過する他の光波が前記斜めに形成された端面を通過して第2の光ファイバに入射し、又は前記光波の一部又は全部の入出射方向が逆向きとなる光モジュールにおいて、前記第1〜3の光ファイバの端部はその他の光ファイバ部分に比較して、モードフィールド径又は開口数が変化していることを特徴とする光モジュール。   The first optical fiber includes first to third optical fibers, and the end surfaces of the first optical fibers are formed obliquely, and the obliquely formed end surfaces of the first optical fibers and the second optical fibers are axially aligned with each other. And the third optical fiber so that at least a part of the light wave that is reflected by the obliquely formed surface is incident on the other optical wave. Is disposed, and a part of the light wave that passes through the first optical fiber is reflected by the obliquely formed end face, enters the third optical fiber, and another light wave that passes through the first optical fiber. In the optical module in which the light wave passes through the obliquely formed end face and enters the second optical fiber, or a part or all of the light wave enters and exits in opposite directions. Compared with other optical fiber parts An optical module characterized in that the mode field diameter or the numerical aperture is changed. 第1の光ファイバの斜めに形成された端面は、ブリュースタ角に設定されていることを特徴とする請求項14に記載の光モジュール。   The optical module according to claim 14, wherein the obliquely formed end face of the first optical fiber is set to a Brewster angle. 第3の光ファイバの端面がその光ファイバの軸心に対して斜めに形成され、この端面に第二光学素子が配置されていることを特徴とする請求項14又は請求項15に記載の光モジュール。   16. The light according to claim 14, wherein an end face of the third optical fiber is formed obliquely with respect to the axis of the optical fiber, and a second optical element is disposed on the end face. module. 第二光学素子が光ファイバ端面に貼り付けられて配置されていることを特徴とする請求項16に記載の光モジュール。   The optical module according to claim 16, wherein the second optical element is disposed on the end face of the optical fiber. 第二光学素子が光ファイバの端面に蒸着または直接形成することにより配置されていることを特徴とする請求項16に記載の光モジュール。   The optical module according to claim 16, wherein the second optical element is disposed by vapor deposition or directly formed on an end face of the optical fiber. 第二光学素子は全反射特性を持つことを特徴とする請求項16から18に記載の光モジュール   19. The optical module according to claim 16, wherein the second optical element has total reflection characteristics. 第1乃至第3の光ファイバの少なくとも1つは偏波面保持特性を有することを特徴とする請求項1乃至請求項19の何れか1に記載の光モジュール。   The optical module according to any one of claims 1 to 19, wherein at least one of the first to third optical fibers has a polarization plane maintaining characteristic. 第1のファイバと第3のファイバの間および第1〜3の光ファイバの端面のいずれかに所定の屈折率を持つ屈折率調整材が介在していることを特徴とする請求項1乃至請求項20の何れか1に記載の光モジュール。   A refractive index adjusting material having a predetermined refractive index is interposed between the first fiber and the third fiber and any one of the end faces of the first to third optical fibers. Item 21. The optical module according to any one of Items 20. 屈折率調整材は空気、ガラス、接着剤、マッチングオイル、液体樹脂、固体樹脂の何れか1つであることを特徴とする請求項21に記載の光モジュール。   The optical module according to claim 21, wherein the refractive index adjusting material is any one of air, glass, adhesive, matching oil, liquid resin, and solid resin. 屈折率調整材は光ファイバのクラッドの屈折率と同等であることを特徴とする請求項22に記載の光モジュール。   The optical module according to claim 22, wherein the refractive index adjusting material is equivalent to a refractive index of a clad of an optical fiber. 第1〜3の光ファイバの端面が多心収納用のフェルールで保持されていることを特徴とする請求項1乃至請求項23の何れか1に記載の光モジュール。   The optical module according to any one of claims 1 to 23, wherein end faces of the first to third optical fibers are held by a ferrule for storing multiple fibers. 第1〜3の光ファイバの端面が多心収納用の溝体で保持されていることを特徴とする請求項1乃至請求項24の何れか1に記載の光モジュール。   The optical module according to any one of claims 1 to 24, wherein end faces of the first to third optical fibers are held by a multi-core housing groove.
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