JP2007310187A - Mode field conversion fiber - Google Patents

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隆 松井
Masaki Wake
正樹 和氣
Izumi Mikawa
泉 三川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mode field conversion fiber which can easily be manufactured and can highly efficiently and simly convert a mode field. <P>SOLUTION: The mode field conversion fiber 10 includes a core region 11 for propagating light, a clad region 12 provided in a manner surrounding the core region 11, a plurality of vacancies 13 formed in the clad region 12 in a manner surrounding the core region 11 with a prescribed interval, and a medium 14 that is filled only on one end of the vacancies 13 and that has an arbitrary refractive index n3, wherein the interior of the other end of the vacancies 13 is air. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、光伝送システム等において光接続を行う際に利用されるモードフィールド変換ファイバに関する。   The present invention relates to a mode field conversion fiber used for optical connection in an optical transmission system or the like.

近年、用途に応じた様々な光ファイバが提案されている。これらの光ファイバは、一般的に、異なるモードフィールドを有している。異なるモードフィールドの光ファイバを接続すると、モードフィールドの不整合により損失が発生してしまう。この損失は、接続する光ファイバのモードフィールドが大きく異なるほど大きくなってしまう。このため、異なるモードフィールドの光ファイバの接続に際して、レンズを利用する空間結合系や、テーパ構造を利用するTEC(Thermally Expanded Core)ファイバ等を適用することにより、モードフィールド不整合損失を軽減することが広く行われている(例えば、下記非特許文献1等参照)。   In recent years, various optical fibers according to applications have been proposed. These optical fibers generally have different mode fields. When optical fibers of different mode fields are connected, loss occurs due to mode field mismatch. This loss increases as the mode field of the optical fiber to be connected differs greatly. For this reason, when optical fibers of different mode fields are connected, mode field mismatch loss can be reduced by applying a spatial coupling system using a lens or a TEC (Thermally Expanded Core) fiber using a tapered structure. Is widely performed (see, for example, Non-Patent Document 1 below).

川上彰二郎、他2名,「アドバンスト エレクトロニクス シリーズ I−16 光ファイバとファイバ形デバイス」,第1版,株式会社培風館,1996年7月10日,p.217Shojiro Kawakami and two others, "Advanced Electronics Series I-16 Optical Fiber and Fiber-Type Device", 1st Edition, Baifukan Co., Ltd., July 10, 1996, p. 217

しかしながら、レンズを利用する空間結合系は、レンズの位置や大きさのわずかな違いによって結合効率が大きく変動してしまうため、モードフィールドの高効率な変換が難しいという問題があった。他方、テーパ構造を利用するTECファイバは、長手方向の屈折率分布を製造時の延伸処理によって制御する必要があるため、製造が非常に難しいという問題があった。   However, a spatial coupling system using a lens has a problem in that it is difficult to perform high-efficiency conversion of a mode field because coupling efficiency greatly varies depending on slight differences in the position and size of the lens. On the other hand, a TEC fiber using a taper structure has a problem that it is very difficult to manufacture because the refractive index distribution in the longitudinal direction needs to be controlled by a stretching process during manufacturing.

このようなことから、本発明は、製造が容易でモードフィールドを高効率で簡単に変換できるモードフィールド変換ファイバを提供することを目的とする。   In view of the above, an object of the present invention is to provide a mode field conversion fiber that is easy to manufacture and that can easily convert a mode field with high efficiency.

前述した課題を解決するための、第一番目の発明に係るモードフィールド変換ファイバは、光を伝搬させるコア領域と、前記コア領域を包囲するように設けられたクラッド領域と、前記コア領域を所定の間隔で包囲するように前記クラッド領域に複数形成された空孔と、少なくとも一部の前記空孔の一方端側のみに充填された任意の屈折率を有する媒質とを備えていることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, a mode field conversion fiber according to a first invention includes a core region for propagating light, a cladding region provided so as to surround the core region, and a predetermined core region. A plurality of holes formed in the cladding region so as to surround the gap, and a medium having an arbitrary refractive index filled only at one end side of the holes. And

また、第二番目の発明に係るモードフィールド変換ファイバは、光を伝搬させるコア領域と、前記コア領域を包囲するように設けられたクラッド領域と、前記コア領域と前記クラッド領域との境界に沿って所定の間隔で当該コア領域に複数形成された空孔と、少なくとも一部の前記空孔の一方端側のみに充填された任意の屈折率を有する媒質とを備えていることを特徴とする。   A mode field conversion fiber according to a second aspect of the present invention includes a core region for propagating light, a cladding region provided so as to surround the core region, and a boundary between the core region and the cladding region. And a plurality of holes formed in the core region at a predetermined interval, and a medium having an arbitrary refractive index filled only at one end side of the holes. .

第三番目の発明に係るモードフィールド変換ファイバは、第一番目又は第二番目の発明において、前記一方端側のモードフィールド径Df及び他方端側のモードフィールド径Daが、下記の式(1)の関係を満たしていることを特徴とする。
D1>Df>Da>D2 (1)
ただし、D1は、一方端側に接続される光ファイバ又は光デバイスのモードフィールド径、D2は、他方端側に接続される光ファイバ又は光デバイスのモードフィールド径である。
In the mode field conversion fiber according to the third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the mode field diameter Df on the one end side and the mode field diameter Da on the other end side are expressed by the following formula (1): It is characterized by satisfying the relationship.
D1>Df>Da> D2 (1)
However, D1 is the mode field diameter of the optical fiber or optical device connected to one end side, and D2 is the mode field diameter of the optical fiber or optical device connected to the other end side.

第四番目の発明に係るモードフィールド変換ファイバは、第一番目から第三番目の発明のいずれかにおいて、前記媒質が、前記コア領域の屈折率以下の屈折率であることを特徴とする。   A mode field conversion fiber according to a fourth invention is characterized in that, in any one of the first to third inventions, the medium has a refractive index equal to or lower than a refractive index of the core region.

第五番目の発明に係るモードフィールド変換ファイバは、第一番目から第四番目の発明のいずれかにおいて、前記媒質の屈折率が、前記一方端側よりも前記他方端側ほど小さくなっていることを特徴とする。   In the mode field conversion fiber according to the fifth invention, in any one of the first to fourth inventions, the refractive index of the medium is smaller on the other end side than on the one end side. It is characterized by.

第六番目の発明に係るモードフィールド変換ファイバは、第一番目から第五番目の発明のいずれかにおいて、前記媒質の屈折率の温度係数が、前記クラッド領域の材料の屈折率の温度係数よりも大きいことを特徴とする。   A mode field conversion fiber according to a sixth invention is the mode field conversion fiber according to any one of the first to fifth inventions, wherein the temperature coefficient of the refractive index of the medium is higher than the temperature coefficient of the refractive index of the material of the cladding region. It is large.

本発明に係るモードフィールド変換ファイバによれば、製造が容易でモードフィールドを高効率で簡単に変換することができる。   The mode field conversion fiber according to the present invention is easy to manufacture and can easily convert the mode field with high efficiency.

本発明に係るモードフィールド変換ファイバの実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。   Although an embodiment of a mode field conversion fiber according to the present invention will be described with reference to the drawings, the present invention is not limited to the following embodiment.

[第一番目の実施形態]
本発明に係るモードフィールド変換ファイバの第一番目の実施形態を図1,2に基づいて説明する。図1は、モードフィールド変換ファイバの概略構成図、図2は、図1のモードフィールド変換ファイバの作用説明図である。
[First embodiment]
A first embodiment of a mode field conversion fiber according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a mode field conversion fiber, and FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of the mode field conversion fiber of FIG.

本実施形態に係るモードフィールド変換ファイバは、図1に示すように、光を伝搬させるコア領域11と、コア領域11を包囲するように設けられたクラッド領域12と、コア領域11を所定の間隔で包囲するようにクラッド領域12に複数形成された空孔13と、空孔13の一方端側(図1Aにおいては、左側)のみに充填された任意の屈折率n3を有する媒質14とを備えており、前記空孔13の他方端側(図1Aにおいては、右側)の内部が空気となっている。   As shown in FIG. 1, the mode field conversion fiber according to the present embodiment includes a core region 11 for propagating light, a cladding region 12 provided so as to surround the core region 11, and a predetermined distance between the core regions 11. A plurality of holes 13 formed in the cladding region 12 so as to surround the medium, and a medium 14 having an arbitrary refractive index n3 filled only on one end side (left side in FIG. 1A) of the holes 13. The inside of the hole 13 on the other end side (the right side in FIG. 1A) is air.

このような本実施形態に係るモードフィールド変換ファイバ10においては、前記空孔13の一方端側のみに前記媒質14が充填されていることから、空孔13による光閉じ込め効果が一方端側で失われるようになるので、媒質14を充填されている一方端側のモードフィールド径Dfが、媒質14を充填されていない他方端側のモードフィールド径Daよりも大きくなる(図2A参照)。   In such a mode field conversion fiber 10 according to this embodiment, since the medium 14 is filled only on one end side of the hole 13, the optical confinement effect by the hole 13 is lost on one end side. As a result, the mode field diameter Df on one end side filled with the medium 14 becomes larger than the mode field diameter Da on the other end side not filled with the medium 14 (see FIG. 2A).

ところで、モードフィールド径D1の光ファイバ又は光デバイスとモードフィールド径D2の光ファイバ又は光デバイスとを直接接続したときに生じるモードフィールド不整合損失ηは、下記の式(11)で簡易的に表すことができる(例えば、前記非特許文献1(p.201)等参照)。   By the way, the mode field mismatch loss η generated when the optical fiber or optical device having the mode field diameter D1 and the optical fiber or optical device having the mode field diameter D2 are directly connected is simply expressed by the following formula (11). (See, for example, Non-Patent Document 1 (p. 201) and the like).

η=(2・D1・D2)/(D12+D22) (11) η = (2 · D1 · D2) / (D1 2 + D2 2 ) (11)

他方、前記モードフィールド変換ファイバ10の一方端側にモードフィールド径D1の光ファイバ又は光デバイスを接続すると共に、当該モードフィールド変換ファイバ10の他方端側にモードフィールド径D2の光ファイバ又は光デバイスを接続したときに生じるモードフィールド不整合損失ηfは、下記の式(12)で簡易的に表わすことができる。   On the other hand, an optical fiber or optical device having a mode field diameter D1 is connected to one end side of the mode field conversion fiber 10, and an optical fiber or optical device having a mode field diameter D2 is connected to the other end side of the mode field conversion fiber 10. The mode field mismatch loss ηf generated when connected can be simply expressed by the following equation (12).

ηf={(2・D1・Df)/(D12+Df2)}×
{(2・Da・D2)/(Da2+D22)} (12)
ηf = {(2 · D1 · Df) / (D1 2 + Df 2 )} ×
{(2 · Da · D2) / (Da 2 + D2 2 )} (12)

よって、下記の式(1)の関係を満たす条件であると、上記モードフィールド変換ファイバ10を介して、モードフィールド径D1の光ファイバ又は光デバイスとモードフィールド径D2の光ファイバ又は光デバイスとを接続したときのモードフィールド不整合損失ηfを、モードフィールド径D1の光ファイバ又は光デバイスとモードフィールド径D2の光ファイバ又は光デバイスとを直接接続したときのモードフィールド不整合損失ηよりも小さくすることができる(ηf<η)。   Therefore, when the condition satisfies the relationship of the following expression (1), the optical fiber or optical device having the mode field diameter D1 and the optical fiber or optical device having the mode field diameter D2 are passed through the mode field conversion fiber 10. The mode field mismatch loss ηf when connected is made smaller than the mode field mismatch loss η when the optical fiber or optical device having the mode field diameter D1 and the optical fiber or optical device having the mode field diameter D2 are directly connected. (Ηf <η).

D1>Df>Da>D2 (1) D1> Df> Da> D2 (1)

したがって、本実施形態に係るモードフィールド変換ファイバ10によれば、製造が容易でモードフィールドを高効率で簡単に変換することができる。   Therefore, the mode field conversion fiber 10 according to the present embodiment is easy to manufacture and can easily convert the mode field with high efficiency.

なお、前記モードフィールド変換ファイバ10において、前記媒質14の屈折率n3が前記コア領域11の屈折率n1よりも大き過ぎると、光が上記媒質14側に局在して、モードフィールド分布がガウス分布から大きく離れてしまうため、モードフィールド分布がガウス分布に近似する特性を一般的に有する光ファイバを接続したときに、モードフィールド不整合損失が大きくなってしまう。よって、前記モードフィールド変換ファイバ10は、光ファイバと接続する場合、前記媒質14の屈折率n3が前記コア領域11の屈折率n1以下であると(n3≦n1)、非常に好ましい。   In the mode field conversion fiber 10, if the refractive index n3 of the medium 14 is too larger than the refractive index n1 of the core region 11, the light is localized on the medium 14 side, and the mode field distribution is Gaussian. Therefore, when an optical fiber generally having a characteristic in which the mode field distribution approximates a Gaussian distribution is connected, the mode field mismatch loss becomes large. Therefore, when the mode field conversion fiber 10 is connected to an optical fiber, it is very preferable that the refractive index n3 of the medium 14 is equal to or lower than the refractive index n1 of the core region 11 (n3 ≦ n1).

また、例えば、図2Aに示すように、前記モードフィールド変換ファイバ10において、前記空孔13内に前記媒質14を充填された領域(図2Aにおいて、左側)と前記空孔13内に前記媒質14を充填されていない領域、すなわち、前記空孔13内が空気の領域(図2Aにおいて、右側)との境界を加熱手段100により加熱すると、図2Bに示すように、前記空孔13内は、当該加熱手段100に近い位置ほど温度が高くなるように加熱されるので、前記媒質14を充填された空孔13内は、屈折率n3が、上記加熱手段100に近い位置ほど小さくなり、モードフィールド径が、上記加熱手段100に近い位置ほど小さくなる。すなわち、前記媒質14は、屈折率n3が、前記一方端側よりも前記他方端側ほど小さくなっている。   Further, for example, as shown in FIG. 2A, in the mode field conversion fiber 10, a region (left side in FIG. 2A) filled with the medium 14 in the hole 13 and the medium 14 in the hole 13. When the boundary between the region not filled with air, that is, the inside of the hole 13 is the air region (the right side in FIG. 2A) is heated by the heating means 100, as shown in FIG. 2B, the inside of the hole 13 is Since the position closer to the heating means 100 is heated so that the temperature becomes higher, the refractive index n3 in the hole 13 filled with the medium 14 becomes smaller as the position is closer to the heating means 100, and the mode field The diameter becomes smaller as the position is closer to the heating means 100. That is, the medium 14 has a refractive index n3 that is smaller toward the other end side than from the one end side.

よって、上記モードフィールド変換ファイバ10においては、一方端側の前記領域と他方端側の前記領域との前記境界を加熱すると、当該境界におけるモードフィールド径の変化量を非常に小さくすることができるので、当該境界部分でのモードフィールド不整合損失を大幅に抑制することができ、非常に好ましい。   Therefore, in the mode field conversion fiber 10, when the boundary between the region on one end side and the region on the other end side is heated, the amount of change in the mode field diameter at the boundary can be extremely reduced. The mode field mismatch loss at the boundary portion can be greatly suppressed, which is very preferable.

また、前記加熱手段100による加熱により、前記モードフィールド変換ファイバ10は、前記媒質14だけでなく、コア領域11及びクラッド領域12も加熱されて屈折率n1,n2が変化することから、上記媒質14の屈折率n3の温度係数T3をクラッド領域12の材料の屈折率n2の温度係数T2よりも大きくすると(T3>T2)、クラッド領域12の材料の屈折率n2に対する前記媒質14の屈折率n3の相対的な差を上記加熱によって小さくすることができるので、非常に好ましい。   Further, since the mode field conversion fiber 10 is heated not only by the medium 14 but also by the core region 11 and the cladding region 12 due to heating by the heating unit 100, the refractive indexes n1 and n2 change. When the temperature coefficient T3 of the refractive index n3 of the medium 14 is larger than the temperature coefficient T2 of the refractive index n2 of the material of the cladding region 12 (T3> T2), the refractive index n3 of the medium 14 with respect to the refractive index n2 of the material of the cladding region 12 The relative difference can be reduced by the heating, which is very preferable.

具体的には、例えば、一般的な光ファイバに対して(温度係数:11×10-6/℃、(片桐敏昭、外1名,「融着接続補強部における光ファイバのひずみ測定」,電子情報通信学会論文誌,1988年12月,Vol.J71-B,No.12,p.1708-1711))、例えば、一般的な屈折率整合剤を媒質14に適用すると(温度係数:4×10-4/℃、(三川泉、外3名,「屈折率整合剤を適用した光コネクタのフレネル反射低減法」,電子通信学会論文誌,1984年12月,Vol.J67-B,No.12,p.1423-1430))、前記T3を前記T2よりも約30倍の大きさにすることができる。 Specifically, for example, for a general optical fiber (temperature coefficient: 11 × 10 −6 / ° C., (Toshiaki Katagiri, one other person, “Measurement of strain of optical fiber in fusion splicing reinforcement”, electronic IPSJ Journal, Vol.J71-B, No.12, p.1708-1711)), for example, when a general refractive index matching agent is applied to the medium 14 (temperature coefficient: 4 × 10 -4 / ° C, (Izumi Mikawa, 3 others, "Fresnel reflection reduction method of optical connector using refractive index matching agent", IEICE Transactions, December 1984, Vol. J67-B, No. 12, p. 1423-1430)), T3 can be about 30 times larger than T2.

一例として、本実施形態に係るモードフィールド変換ファイバ10を介して、コア領域拡大ファイバと分散補償ファイバとを接続したときの、前記媒質14の比屈折率差と接続損失及びモードフィールド径との関係を図3に示す。このとき、コア領域11の直径2a(半径a)を6.0μm、コア領域11とクラッド領域12との屈折率差Δを1.0%、コア領域11の中心と空孔13との間の距離をc/2としたときのc/aを1.2、空孔13の直径をdとしたときのd/2aを1.5、コア領域拡大ファイバのモードフィールド径D1を13μm、分散補償ファイバのモードフィールド径D2を5μm、光の波長を1550nmとした。なお、図3中、点線は、コア領域拡大ファイバと分散補償ファイバとを直接接続したときの接続損失を表している。   As an example, the relationship between the relative refractive index difference of the medium 14, the connection loss, and the mode field diameter when the core region expansion fiber and the dispersion compensating fiber are connected via the mode field conversion fiber 10 according to the present embodiment. Is shown in FIG. At this time, the diameter 2a (radius a) of the core region 11 is 6.0 μm, the refractive index difference Δ between the core region 11 and the cladding region 12 is 1.0%, and the distance between the center of the core region 11 and the hole 13 is When the distance is c / 2, c / a is 1.2, when the diameter of the hole 13 is d, d / 2a is 1.5, the mode field diameter D1 of the core region expansion fiber is 13 μm, dispersion compensation The mode field diameter D2 of the fiber was 5 μm, and the wavelength of light was 1550 nm. In FIG. 3, the dotted line represents the connection loss when the core region expanding fiber and the dispersion compensating fiber are directly connected.

図3からわかるように、本実施形態に係るモードフィールド変換ファイバ10を介して、モードフィールド径の異なるコア領域拡大ファイバと分散補償ファイバとを接続したときのモードフィールド不整合損失ηfは、モードフィールド径の異なるコア領域拡大ファイバと分散補償ファイバとを直接接続したときのモードフィールド不整合損失ηよりも小さくなる(ηf<η)ことが確認できる。   As can be seen from FIG. 3, the mode field mismatch loss ηf when the core region expansion fiber and the dispersion compensating fiber having different mode field diameters are connected via the mode field conversion fiber 10 according to the present embodiment is It can be confirmed that the mode field mismatch loss η is smaller (ηf <η) when the core region expanding fiber and the dispersion compensating fiber having different diameters are directly connected.

なお、前記空孔13内の前記一方端側に充填する前記媒質14の長さは、短過ぎると、モードフィールドの変化が導波路の変化に追いつけず、みかけギャップがあるのと等価になってしまうため、光の波長の1000倍程度以上(1mm以上)あることが好ましい。   If the length of the medium 14 filling the one end side in the air hole 13 is too short, the change of the mode field cannot catch up with the change of the waveguide, which is equivalent to an apparent gap. Therefore, it is preferably about 1000 times or more (1 mm or more) of the wavelength of light.

[第二番目の実施形態]
本発明に係るモードフィールド変換ファイバの第二番目の実施形態を図4,5に基づいて説明する。図4は、モードフィールド変換ファイバの概略構成図、図5は、図4のモードフィールド変換ファイバの作用説明図である。なお、前述した第一番目の実施形態の場合と同様な部分については、前述した第一番目の実施形態での説明で用いた符号と同様な符号を用いることより、前述した第一番目の実施形態での説明と重複する説明を省略する。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the mode field conversion fiber according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the mode field conversion fiber, and FIG. 5 is an operation explanatory diagram of the mode field conversion fiber of FIG. In addition, about the part similar to the case of 1st embodiment mentioned above, by using the code | symbol similar to the code | symbol used by description in 1st embodiment mentioned above, 1st implementation mentioned above is used. The description overlapping with the description in the form is omitted.

本実施形態に係るモードフィールド変換ファイバは、図4に示すように、光を伝搬させるコア領域11と、コア領域11を包囲するように設けられたクラッド領域12と、コア領域11を所定の間隔で包囲するようにクラッド領域12に複数形成された空孔13と、一部の空孔13(図4Aにおいては、最左側及び最右側のみ)の一方端側(図4Bにおいては、左側)のみに充填された任意の屈折率n3を有する媒質14とを備えており、一部の前記空孔13の他方端側(図4Bにおいては、右側)の内部及び残りの他の空孔13(図4Aにおいては、上側及び下側)の内部が空気となっている。   As shown in FIG. 4, the mode field conversion fiber according to this embodiment includes a core region 11 that propagates light, a cladding region 12 that is provided so as to surround the core region 11, and a predetermined distance between the core regions 11. A plurality of holes 13 formed in the cladding region 12 so as to be surrounded by only one end side (left side in FIG. 4B) of only a part of the holes 13 (only the leftmost side and the rightmost side in FIG. 4A) And a medium 14 having an arbitrary refractive index n3 filled in the inside of the other end side (right side in FIG. 4B) of some of the holes 13 and the remaining other holes 13 (FIG. In 4A, the inside of the upper side and the lower side is air.

つまり、前述した第一番目の実施形態に係るモードフィールド変換ファイバ10においては、すべての空孔13の一方端側に前記媒質14を充填するようにしたが、本実施形態に係るモードフィールド変換ファイバ20においては、一部の空孔13のみ一方端側に前記媒質14を充填するようにしたのである。   That is, in the mode field conversion fiber 10 according to the first embodiment described above, the medium 14 is filled on one end side of all the holes 13, but the mode field conversion fiber according to the present embodiment. In No. 20, the medium 14 is filled on one end side of only some of the holes 13.

このような本実施形態に係るモードフィールド変換ファイバ20においては、図5Aに示すように、所定の方向(x軸方向)に位置する前記空孔13の一方端側のみに前記媒質14が充填されていることから、コア領域11の直径2a(半径a)を9μm、コア領域11の中心と空孔13との間の距離をc/2としたときのcを13.5μm、空孔13の直径dを9μmとしたときの、所定の方向(x軸方向)及び当該方向と直交する方向(y軸方向)における比屈折率差とモードフィールド径との関係を表す図5Bからわかるように、空孔13による光閉じ込め効果が一方端側の所定の方向のみで失われるようになるので、媒質14を充填されている一方端側のモードフィールド分布を楕円形状にすることができると共に、媒質14をまったく充填されていない他方端側のモードフィールド分布を真円形状にすることができる。   In such a mode field conversion fiber 20 according to this embodiment, as shown in FIG. 5A, the medium 14 is filled only on one end side of the hole 13 located in a predetermined direction (x-axis direction). Therefore, when the diameter 2a (radius a) of the core region 11 is 9 μm, the distance between the center of the core region 11 and the hole 13 is c / 2, c is 13.5 μm, As can be seen from FIG. 5B showing the relationship between the relative refractive index difference and the mode field diameter in a predetermined direction (x-axis direction) and a direction orthogonal to the direction (y-axis direction) when the diameter d is 9 μm. Since the light confinement effect due to the holes 13 is lost only in a predetermined direction on one end side, the mode field distribution on the one end side filled with the medium 14 can be made elliptical, and the medium 14 Stuck It can be the mode field distribution of the other end side which is not filled into a perfect circular shape.

このため、モードフィールド分布が楕円形状又は略長方形状をなす特性を一般的に有する光源等の光デバイスを上記モードフィールド変換ファイバ20の一方端側に接続し、モードフィールド分布が真円形状となる(モードフィールド径が方向によらない)特性を一般的に有する光ファイバを上記モードフィールド変換ファイバ20の一方端側に接続すると、光源等の光デバイスから出力された楕円形状又は略長方形状をなすモードフィールド分布の光を真円形状のモードフィールド分布の光に変換することができるので、光源等の光デバイスから出力された光を光ファイバに非常に小さいモードフィールド不整合損失で伝搬させることができる。   For this reason, an optical device such as a light source generally having a characteristic that the mode field distribution is elliptical or substantially rectangular is connected to one end side of the mode field conversion fiber 20 so that the mode field distribution becomes a perfect circle. When an optical fiber generally having a characteristic (the mode field diameter does not depend on the direction) is connected to one end side of the mode field conversion fiber 20, an elliptical shape or a substantially rectangular shape output from an optical device such as a light source is formed. Light of mode field distribution can be converted into light of perfect circular mode field distribution, so that light output from optical devices such as light sources can be propagated to optical fibers with very small mode field mismatch loss. it can.

したがって、本実施形態に係るモードフィールド変換ファイバ20によれば、前述した第一番目の実施形態に係るモードフィールド変換ファイバ10の場合と同様に、製造が容易でモードフィールドを高効率で簡単に変換することができる。   Therefore, according to the mode field conversion fiber 20 according to the present embodiment, as in the case of the mode field conversion fiber 10 according to the first embodiment described above, it is easy to manufacture and the mode field can be easily converted with high efficiency. can do.

[他の実施形態]
なお、前述した第一,二番目の実施形態においては、コア領域11を所定の間隔で包囲するようにクラッド領域12に空孔13が複数形成されたモードフィールド変換ファイバ10,20の場合について説明したが、他の実施形態として、例えば、図6に示すように、コア領域31とクラッド領域32との境界に沿って所定の間隔で当該コア領域31に空孔33を複数形成したモードフィールド変換ファイバ30であっても、前述した第一,二番目の実施形態の場合と同様な作用効果を得ることができる。
[Other Embodiments]
In the first and second embodiments described above, the case of the mode field conversion fibers 10 and 20 in which a plurality of holes 13 are formed in the cladding region 12 so as to surround the core region 11 at a predetermined interval will be described. However, as another embodiment, for example, as shown in FIG. 6, mode field conversion in which a plurality of holes 33 are formed in the core region 31 at predetermined intervals along the boundary between the core region 31 and the cladding region 32. Even with the fiber 30, it is possible to obtain the same operational effects as those of the first and second embodiments described above.

また、前述した実施形態においては、屈折率分布を一様なものとしたが、本発明は、これに限らず、任意の屈折率分布とすることも可能である。   In the above-described embodiment, the refractive index distribution is uniform. However, the present invention is not limited to this, and an arbitrary refractive index distribution may be used.

また、前述した実施形態においては、図1,4,6等に示したように、正六角形の頂点位置に位置させるように周方向に沿って空孔13,33を形成した場合について説明したが、本発明は、これに限らず、他の実施形態として、例えば、他の正多角形の頂点位置に位置させるように周方向に沿って空孔を形成することや、周方向に沿って環状をなすように空孔を形成すること等のように、周方向に沿って周期的に空孔を形成することはもちろんのこと、周方向に沿って非周期的に空孔を形成することも可能である。   In the above-described embodiment, the case where the holes 13 and 33 are formed along the circumferential direction so as to be positioned at the apex position of the regular hexagon as shown in FIGS. The present invention is not limited to this, and as another embodiment, for example, a hole is formed along the circumferential direction so as to be positioned at the apex position of another regular polygon, or an annular shape is formed along the circumferential direction. In addition to forming holes periodically along the circumferential direction, such as forming holes so as to form a hole, it is also possible to form holes non-periodically along the circumferential direction. Is possible.

また、前述した実施形態においては、図1,4,6等に示したように、径方向に沿って一列となるように空孔13,33を形成した場合について説明したが、本発明は、これに限らず、径方向に沿って二列以上となるように空孔を形成することも可能である。   In the above-described embodiment, as shown in FIGS. 1, 4, 6 and the like, the case where the holes 13 and 33 are formed so as to be in a line along the radial direction has been described. However, the present invention is not limited to this, and it is also possible to form holes so that there are two or more rows along the radial direction.

また、前述した実施形態においては、空孔13の他方端側(図1Aにおいては、右側)の内部が空気となっているモードフィールド変換ファイバ10や、一部の空孔13の他方端側(図4Bにおいては、右側)の内部及び残りの他の空孔13(図4Aにおいては、上側及び下側)の内部が空気となっているモードフィールド変換ファイバ20の場合等について説明したが、本発明は、これに限らず、他の実施形態として、例えば、空孔の他方端側の内部や、一部の空孔の他方端側の内部及び残りの他の空孔の内部が、真空となっているモードフィールド変換ファイバの場合を始めとして、クラッド領域よりも屈折率の小さい気体や液体や固体等の物質を入れられているモードフィールド変換ファイバであっても、前述した実施形態の場合と同様な作用効果を得ることができる。   Further, in the above-described embodiment, the mode field conversion fiber 10 in which the inside of the other end side (the right side in FIG. 1A) of the holes 13 is air, or the other end side of some of the holes 13 ( In FIG. 4B, the case of the mode field conversion fiber 20 in which the inside of the right side) and the other remaining holes 13 (upper side and lower side in FIG. 4A) are air has been described. The invention is not limited to this, and as another embodiment, for example, the inside of the other end side of the holes, the inside of the other end side of some of the holes, and the inside of the remaining other holes are vacuumed. In the case of the mode-field conversion fiber, the mode-field conversion fiber in which a gas, liquid, solid, or the like having a refractive index smaller than that of the cladding region is put, same It can be obtained Do advantageous effects.

本発明に係るモードフィールド変換ファイバは、製造が容易でモードフィールドを高効率で簡単に変換することができるので、光伝送システム等において光接続を行う場合等のような光通信産業等において、極めて有益に利用することができる。   Since the mode field conversion fiber according to the present invention is easy to manufacture and can easily convert the mode field with high efficiency, it is extremely useful in the optical communication industry such as when optical connection is performed in an optical transmission system or the like. It can be used beneficially.

本発明に係るモードフィールド変換ファイバの第一番目の実施形態の概略構成図である。It is a schematic block diagram of 1st embodiment of the mode field conversion fiber which concerns on this invention. 図1のモードフィールド変換ファイバの作用説明図である。It is action | operation explanatory drawing of the mode field conversion fiber of FIG. 図1のモードフィールド変換ファイバを介して、コア領域拡大ファイバと分散補償ファイバとを接続したときの、媒質の比屈折率差と接続損失及びモードフィールド径との関係を表すグラフである。2 is a graph showing a relationship between a relative refractive index difference of a medium, a connection loss, and a mode field diameter when a core region expansion fiber and a dispersion compensation fiber are connected through the mode field conversion fiber of FIG. 1. 本発明に係るモードフィールド変換ファイバの第二番目の実施形態の概略構成図である。It is a schematic block diagram of 2nd embodiment of the mode field conversion fiber which concerns on this invention. 図4のモードフィールド変換ファイバの作用説明図である。FIG. 5 is an operation explanatory diagram of the mode field conversion fiber of FIG. 4. 本発明に係るモードフィールド変換ファイバの他の実施形態の概略構成図である。It is a schematic block diagram of other embodiment of the mode field conversion fiber which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 モードフィールド変換ファイバ
11 コア領域
12 クラッド領域
13 空孔
14 媒質
20 モードフィールド変換ファイバ
30 モードフィールド変換ファイバ
31 コア領域
32 クラッド領域
33 空孔
100 加熱手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Mode field conversion fiber 11 Core area | region 12 Cladding area | region 13 Hole 14 Medium 20 Mode field conversion fiber 30 Mode field conversion fiber 31 Core area | region 32 Cladding area | region 33 Hole 100 Heating means

Claims (6)

光を伝搬させるコア領域と、
前記コア領域を包囲するように設けられたクラッド領域と、
前記コア領域を所定の間隔で包囲するように前記クラッド領域に複数形成された空孔と、
少なくとも一部の前記空孔の一方端側のみに充填された任意の屈折率を有する媒質と
を備えていることを特徴とするモードフィールド変換ファイバ。
A core region that propagates light;
A cladding region provided to surround the core region;
A plurality of holes formed in the cladding region so as to surround the core region at a predetermined interval;
A mode field conversion fiber, comprising: a medium having an arbitrary refractive index filled only at one end side of at least a part of the holes.
光を伝搬させるコア領域と、
前記コア領域を包囲するように設けられたクラッド領域と、
前記コア領域と前記クラッド領域との境界に沿って所定の間隔で当該コア領域に複数形成された空孔と、
少なくとも一部の前記空孔の一方端側のみに充填された任意の屈折率を有する媒質と
を備えていることを特徴とするモードフィールド変換ファイバ。
A core region that propagates light;
A cladding region provided to surround the core region;
A plurality of holes formed in the core region at predetermined intervals along a boundary between the core region and the cladding region;
A mode field conversion fiber, comprising: a medium having an arbitrary refractive index filled only at one end side of at least a part of the holes.
請求項1又は請求項2において、
前記一方端側のモードフィールド径Df及び他方端側のモードフィールド径Daが、下記の式(1)の関係を満たしている
ことを特徴とするモードフィールド変換ファイバ。
D1>Df>Da>D2 (1)
ただし、
D1は、一方端側に接続される光ファイバ又は光デバイスのモードフィールド径、
D2は、他方端側に接続される光ファイバ又は光デバイスのモードフィールド径
である。
In claim 1 or claim 2,
The mode field conversion fiber characterized in that the mode field diameter Df on the one end side and the mode field diameter Da on the other end side satisfy the relationship of the following formula (1).
D1>Df>Da> D2 (1)
However,
D1 is the mode field diameter of the optical fiber or optical device connected to one end side,
D2 is the mode field diameter of the optical fiber or optical device connected to the other end side.
請求項1から請求項3のいずれかにおいて、
前記媒質が、前記コア領域の屈折率以下の屈折率である
ことを特徴とするモードフィールド変換ファイバ。
In any one of Claims 1-3,
The mode field conversion fiber, wherein the medium has a refractive index equal to or lower than a refractive index of the core region.
請求項1から請求項4のいずれかにおいて、
前記媒質の屈折率が、前記一方端側よりも前記他方端側ほど小さくなっている
ことを特徴とするモードフィールド変換ファイバ。
In any one of Claims 1-4,
The mode field conversion fiber, wherein the refractive index of the medium is smaller toward the other end side than from the one end side.
請求項1から請求項5のいずれかにおいて、
前記媒質の屈折率の温度係数が、前記クラッド領域の材料の屈折率の温度係数よりも大きい
ことを特徴とするモードフィールド変換ファイバ。
In any one of Claims 1-5,
The mode field conversion fiber, wherein the temperature coefficient of the refractive index of the medium is larger than the temperature coefficient of the refractive index of the material of the cladding region.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2019508892A (en) * 2016-02-05 2019-03-28 ニューファーンNufern Optical fiber mixed mode fiber and method and system using the same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009545012A (en) * 2006-07-25 2009-12-17 ザ ボード オブ トラスティーズ オブ レランド スタンフォード ジュニア ユニバーシティ Apparatus and method using hollow core fiber taper
JP2019508892A (en) * 2016-02-05 2019-03-28 ニューファーンNufern Optical fiber mixed mode fiber and method and system using the same
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