JP2007121420A - ファイバブラッググレーティングアダプタ - Google Patents

Abstract

【課題】従来のファイバブラッググレーティングアダプタよりも高次モードの影響を抑えることができ、遮断量の波長依存特性を向上することが可能なファイバブラッググレーティングアダプタを提供すること。
【解決手段】コア１ａおよびクラッド１ｂを有する光導波路と、少なくともコア１ａ内に設けられ、光導波路に入射した光信号を所定の波長帯域で遮断するフィルタリングを行うファイバブラッググレーティング１ｃと、光導波路を内部に保持するフェルール３と、クラッド１ｂの外側の少なくともファイバブラッググレーティング１ｃを取り囲む領域に設けられ、光導波路とフェルール３の間の領域を占める物質であって、クラッド１ｂの屈折率よりも高い屈折率を有し、光導波路内に高次モードが発生することを抑制する高次モード抑制物質２と、割りスリーブ４と、フェルール３を格納するハウジング５と、接続ナット６と、押しばね７とを備えた構成を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光通信に用いるファイバブラッググレーティングアダプタに関する。

従来、光通信装置では、所定の波長帯域（以下、遮断波長帯域という。）を遮断するためにファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ：Fiber Bragg Grating）を用いた光フィルタが広く使用されている。ＦＢＧの性能１つである遮断量は、照射する紫外線の光量を増やして紫外線誘起屈折率変化の変化量を大きくすること、および、ＦＢＧの長さを長くすることによって大きくすることができる。
特開２００３−２４９８９８号公報

しかしながら、紫外線誘起屈折率変化の照射光量依存特性は照射光量が増大するにつれて飽和し、変化量には上限がある。また、ＦＢＧの長さを長くする場合も、以下に説明するように遮断量のＦＢＧ長依存性が飽和してしまう。すなわち、図６および図７から、長さ７ｍｍのＦＢＧについて約４０ｄＢの遮断量が実現できているのに対して、１３ｍｍのＦＢＧでは約５０ｄＢと遮断量がわずか１０ｄＢ程度しか高くなっていないことが示される。ここで、図６および図７に遮断量の波長依存特性を示すＦＢＧは、遮断波長帯域が略同一で、長さ方向にグレーティングピッチが線形に変化するチャープトＦＢＧである。

また、ＦＢＧの遮断量の波長依存特性は、ファイバに加えられた引っ張りまたは圧縮の歪み、捻れ等に対して敏感に変化すること、および、強いサンプル依存性を有することが知られている。ＦＢＧの遮断量の波長依存特性が上述のように敏感に変化する理由として、上述の歪み、捻れ等に応じて導波モード以外の高次モードがファイバ内に発生することが一因と考えられている。

本発明の目的は、従来のファイバブラッググレーティングアダプタよりも高次モードの影響を抑えることができ、遮断量の波長依存特性を向上することが可能なファイバブラッググレーティングアダプタを提供することを目的とする。

本発明に係る第１の態様は、コアと、前記コアの外側に設けられ、前記コアと共に光導波路を形成するクラッドと、少なくとも前記コア内に設けられ、前記光導波路に入射した光信号を所定の波長帯域で遮断するフィルタリングを行うファイバブラッググレーティングと、前記光導波路を内部に保持するフェルールと、前記クラッドの外側の少なくとも前記ファイバブラッググレーティングを取り囲む領域に設けられ、前記光導波路と前記フェルールの間の領域を占める物質であって、前記クラッドよりも高い屈折率を有し、前記光導波路内に高次モードが発生することを抑制する高次モード抑制物質と、前記フェルールを格納するハウジングとを備えたことを特徴とするファイバブラッググレーティングアダプタである。

本発明に係る第２の態様は、第１の態様において、前記高次モード抑制物質が、前記光導波路を前記フェルールに固定する接着剤を含むことを特徴とする。

本発明に係る第３の態様は、第１の態様において、前記フェルールが、前記高次モード抑制物質よりも高い屈折率を有することを特徴とする。

本発明に係る第４の態様は、第３の態様において、前記高次モード抑制物質が、測定波長１５５０ｎｍで屈折率が１．４５５以上の物質からなることを特徴とする。

本発明によれば、ファイバブラッググレーティングを取り囲む領域にクラッドよりも高い屈折率を有する高次モード抑制物質を設けたため、従来のファイバブラッググレーティングアダプタよりも高次モードの影響を抑えることができ、遮断量の波長依存特性を向上することが可能なファイバブラッググレーティングアダプタを実現できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明のファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ：Fiber Bragg Grating）アダプタの構成を模式的に示す部分断面図である。図１において、ＦＢＧアダプタ１０は、ＦＢＧファイバ１と、高次モード抑制物質２と、フェルール３と、割りスリーブ４と、ハウジング５とを備える。

図２は、ＦＢＧファイバの構成を模式的に示す横断面図である。図２において、ＦＢＧファイバ１は、コア１ａおよびクラッド１ｂを有する光導波路と、コア１ａに設けられたチャープトＦＢＧ１ｃとを備えた構成を有する。コア１ａの長手方向に直交する方向に引かれた複数の線は、屈折率の高い部分を表す。グレーティングピッチは、隣り合う２つの屈折率の高い部分間の距離である。

チャープトＦＢＧ１ｃは、グレーティングピッチが徐々に線形に変化するため、グレーティングピッチが一定で異なるＦＢＧが連続的に配置されたものと同様に機能し、所定の波長帯域（以下、遮断波長帯域という。）の光を反射または遮断する。チャープトＦＢＧ１ｃは、例えば、グレーティング長１３ｍｍで、例えば１６５２ｎｍ程度のブラッグ中心波長λ_Ｂの前後８ｎｍにわたってブラッグ反射を生じさせるように構成されている。グレーティング長とグレーティングピッチの変化範囲とは、適用対象に応じて異なり、他の値および範囲をとるのでもよい。なお、チャープトＦＢＧ１ｃは、クラッド１ｂの一部に及ぶように形成されるのでもよい。

コア１ａは、ＳｉＯ_２を用いて形成されたクラッド１ｂに囲まれ、例えばＧｅドープのＳｉＯ_２を用いて形成される。このような構成の光導波路中のコア１ａに、例えば、二光束干渉法、フェーズマスク法等を用いてＵＶ光を照射し、グレーティングピッチに応じた屈折率の高低を形成する。なお、ＵＶ光の照射前に光ファイバを高圧の水素雰囲気下に所定時間保持する等の、光誘起屈折率変化を生じさせやすくするその他の処理を施すのでもよい。チャープトＦＢＧの形成方法は、周知であるため、更なる説明を省略する。

図３は、ＦＢＧファイバの作用を説明する図である。図３に示すように、ＦＢＧファイバ１に図面左側から入射した光信号は、チャープトＦＢＧ１ｃの遮断波長帯域の光成分が、波長λ_１〜λ_ｎに応じて反射条件が異なり、チャープトＦＢＧ１ｃ中の異なる位置で反射される。

図４は、ＦＢＧアダプタ内の屈折率分布を示す図である。高次モード抑制物質２は、図４に示すように、クラッド１ｂよりも屈折率の高い材料からなる。高次モード抑制物質２は、クラッド１ｂの外側の少なくともチャープトＦＢＧ１ｃを取り囲む領域に設けられる。高次モード抑制物質２は、例えば、チャープトＦＢＧ１ｃを中心にして、光導波路内に発生する高次モードを所定値以下に抑制することができる長さにわたって設けられる。上記の高次モード抑制物質２の長さは、具体的には、チャープトＦＢＧ１ｃの長さ等に応じて決定される。高次モード抑制物質２としては、エポキシ系の樹脂およびその接着剤等を用いることができる。

図５は、上記のＦＢＧファイバ１のチャープトＦＢＧ１ｃが配置された部分を屈折率整合材に浸したときの遮断量の波長依存特性を示す図である。図５から、ＦＢＧファイバ１のチャープトＦＢＧ１ｃが配置された部分を屈折率調合材に浸した構成、即ち、クラッド１ｂよりも高い媒体でチャープトＦＢＧ１ｃが配置された部分を囲んだ構成では、図７に示す従来の構成よりも、遮断量の波長依存特性が向上していることが分かる。

図５に一例を示すように、ＦＢＧファイバ１のチャープトＦＢＧ１ｃが配置された部分を取り囲むように上記の高次モード抑制物質２を設けることによって、クラッド１ｂ内の高次モードの発生を抑制することができ、ＦＢＧの遮断量の波長依存特性を向上することができる。したがって、ＦＢＧの遮断量の波長依存特性が、光導波路内に生ずる歪み等によって敏感に変化することを回避または緩和することができる。さらに、高次モード抑制物質２の屈折率を、図４に破線で示すフェルール３の屈折率以下とするによって、高次モード抑制物質２を伝播するモードの光をフェルール３側に逃がすことが可能となる。

フェルール３は、図１に示すように、フランジ部３ａと、フランジ部３ａの両側に圧入によって取り付けられた突合せ部３ｂ、３ｃと、半径方向中心に長手方向に設けられたファイバ孔３ｄと、フランジ部３ａの突合せ部３ｂ側に形成された鍔部３ｅと、鍔部３ｅに形成されハウジング５に対して位置決めするスリット３ｆとを有する。フェルール３は、フランジ部３ａがＳＵＳ等のステンレスやプラスチック等の材料を、突合せ部３ｂ、３ｃがジルコニア等の材料を用いてそれぞれ成形されている。フェルール３は、後述する突条５ｂと鍔部３ｅとの間に押しばね７を介装してハウジング５内に収容されている。フェルール３のファイバ孔３ｄには、ＦＢＧファイバ１が取り付けられている。

ＦＢＧファイバ１は、高次モード抑制物質２として接着剤を用いてファイバ孔３ｄに固定されている。ファイバ孔３ｄに固定されたＦＢＧファイバ１は、フェルール３の突合せ部３ｂ、３ｃの各端面に露出した部分がマイクロラッピング等の技術を用いて鏡面研磨されている。

割りスリーブ４は、スリット４ａを有するジルコニア等からなる円筒状の部材で、フェルール３の突合せ部３ｃに取り付けられ、ＦＢＧアダプタ１０の突合せ部３ｃ側に嵌合される光コネクタの不図示のフェルールをフェルール３に対して位置決めする。ハウジング５は、フェルール３を割りスリーブ４と共に収容するＳＵＳ等の金属からなる筒体で、突合せ部３ｂ側が雄型に、突合せ部３ｃ側が雌型に、それぞれ成形され、突合せ部３ｂ側の内部に周方向に突条５ａ、５ｂが形成されている。突条５ａは、ハウジング５内に収容したフェルール３の鍔部３ｅを係止する部分で、突条５ｂは鍔部３ｅとの間に介装する押しばね７を係止する部分である。

接続ナット６は、ＦＢＧアダプタ１０の突合せ部３ｂに嵌合される光コネクタの外周に着脱自在に螺着し、この光コネクタとの接続状態を保持するもので、ＳＵＳ等を用いて形成される。ＦＢＧアダプタ１０は、上記のように構成され、突合せ部３ｂ側に不図示の雌型の光コネクタを、突合せ部３ｃ側に不図示の雄型の光コネクタを、それぞれ嵌着して使用される。これにより、ＦＢＧアダプタ１０は、ＦＢＧファイバ１を介して両側に嵌着した光コネクタの光ファイバ相互が光接続される。

なお、上記では、ＦＢＧファイバを格納するＦＢＧアダプタについて説明したが、本発明は、ＦＢＧファイバを格納するファイバコネクタにも同様に適用される。

図１は、本発明のファイバブラッググレーティングアダプタの構成を模式的に示す部分断面図である。 図２は、ＦＢＧファイバの構成を模式的に示す横断面図である。 図３は、ＦＢＧファイバの作用を説明する図である。 図４は、本発明のＦＢＧアダプタ内の屈折率分布を示す図である。 図５は、ＦＢＧファイバのチャープトＦＢＧが配置された部分を屈折率整合材に浸したときの遮断量の波長依存特性を示す図である。 図６は、従来のクラッドが露出した長さ７ｍｍのＦＢＧに対して得られる遮断量の波長依存特性を示す図である。 図７は、従来のクラッドが露出した長さ１３ｍｍのＦＢＧに対して得られる遮断量の波長依存特性を示す図である。

符号の説明

１ ＦＢＧファイバ
１ａ コア
１ｂ クラッド
１ｃ チャープトＦＢＧ
２ 高次モード抑制物質
３ フェルール
３ａ フランジ部
３ｂ、３ｃ 突合せ部
３ｄ ファイバ孔
３ｅ 鍔部
３ｆ スリット
４ 割りスリーブ
４ａ スリット
５ ハウジング
５ａ、５ｂ 突条
６ 接続ナット
７ 押しばね
１０ ファイバブラッググレーティングアダプタ

Claims (4)

1. コアと、
   前記コアの外側に設けられ、前記コアと共に光導波路を形成するクラッドと、
   少なくとも前記コア内に設けられ、前記光導波路に入射した光信号を所定の波長帯域で遮断するフィルタリングを行うファイバブラッググレーティングと、
   前記光導波路を内部に保持するフェルールと、
   前記クラッドの外側の少なくとも前記ファイバブラッググレーティングを取り囲む領域に設けられ、前記光導波路と前記フェルールの間の領域を占める物質であって、前記クラッドよりも高い屈折率を有し、前記光導波路内に高次モードが発生することを抑制する高次モード抑制物質と、
   前記フェルールを格納するハウジングとを備えたことを特徴とするファイバブラッググレーティングアダプタ。
2. 前記高次モード抑制物質が、前記光導波路を前記フェルールに固定する接着剤を含むことを特徴とする請求項１に記載のファイバブラッググレーティングアダプタ。
3. 前記フェルールが、前記高次モード抑制物質よりも高い屈折率を有することを特徴とする請求項１に記載のファイバブラッググレーティングアダプタ。
4. 前記高次モード抑制物質が、測定波長１５５０ｎｍで屈折率が１．４５５以上の物質からなることを特徴とする請求項３に記載のファイバブラッググレーティングアダプタ。

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