JP2007322582A - 光ファイバカプラ - Google Patents

Abstract

【課題】容易に作製できるとともに特性が十分であり、１つの光のパワーを分けたり、２つの光のパワーをまとめたりできる分岐・合流用の光ファイバカプラを提供する。
【解決手段】基板１と、保護材３、１０がそれぞれ被覆されたＥＤＦ２、９と、保護材５、１２がそれぞれ被覆された分散シフトファイバ４、１１と、シングルモードファイバ６と、ＥＤＦ２、９、分散シフトファイバ４、１１及びシングルモードファイバ６を基板１に固定する接着剤７、８とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、１つの光のパワーを分けたり、２つの光のパワーをまとめたりできる分岐・合流用の光ファイバカプラに関するものである。

従来から、光ファイバカプラは公知となっている。例えば、下記特許文献１、２に開示されるものがある。

特開２００５−３０９０８２号公報 特許第２５２４４００号公報

特許文献１のものは、単一モード光ファイバの両端にコアおよび偏波主軸が互いに合致するように一対の偏波保持光ファイバを融着接続して形成した光ファイバを、２本撚り合わせ、単一モード光ファイバ同士を加熱しながら融着、延伸して形成された光ファイバカプラであって、単一モード光ファイバ同士の融着部分における融着方向Ｚと偏波保持光ファイバの偏波主軸とを略平行または略直交して設けたものである。これにより、一方側の偏波保持光ファイバにおける入射光の偏光モードが、単一モード光ファイバを通過する際に変化することなく、他方側の偏波保持光ファイバに出射され、クロストークの発生を抑えて過剰損失を小さくすることができる。

特許文献２のものは、主軸が合致する前後の偏波保持光ファイバの間に短尺の単一モード光ファイバを融着接続した２本の偏波保持光ファイバからなり、前記２本の偏波保持光ファイバの主軸を平行とし、かつそれらの単一モード光ファイバの部分が融着・延伸により偏波が保持された光結合器となっていることを特徴とする偏波保持光ファイバカップラである。

最近では、光ファイバカプラに入射する側のファイバと、該光ファイバカプラから出射される側のファイバとが同種のものでない場合があり、異なる種類のファイバ間で、１つの光のパワーを分けたり、２つの光のパワーをまとめたりできる分岐・合流用の光ファイバカプラが望まれている。しかし、特許文献１、２のものは、同じ仕様の２本ずつの入射ファイバと出射ファイバとからなる偏波保持光ファイバが、シングルモード光ファイバの各端部に融着接続された後に延伸されているものであるので、偏光を伝送したり、種々の異なる波長の光同士を分波又は合波したりすることはできるが、１つの光のパワーを分けたり、２つの光のパワーをまとめたりできる分岐・合流用の光ファイバカプラとして使用することはできない。

そのため、本発明者らは、分岐・合流用の光ファイバカプラとして、片方向のみに光が結合する光ファイバカプラを作製したり、モードフィールド直径の違いを是正するために片側の光ファイバを延伸又はエッチングしたものを用いて光ファイバカプラを作製したりして、分岐・合流用の光ファイバカプラの試作を作製してみた。例えば、エルビウムドープトファイバＥＤＦ及び分散シフトファイバなどを用いて作製してみたが、これらのファイバそれぞれの成分やコア径の違いから、溶融延伸が容易でなく、分岐・合流用の光ファイバカプラの作製が困難であった。また、作製できても、分岐・合流用の光ファイバカプラの特性としては不十分なものしか作製できなかった。

そこで、本発明は、容易に作製できるとともに特性が十分であり、１つの光のパワーを分けたり、２つの光のパワーをまとめたりできる分岐・合流用の光ファイバカプラを提供することを目的とする。

本発明の光ファイバカプラは、１つの光のパワーを分けたり、２つの光のパワーをまとめたりできる分岐・合流用のものであり、種類の異なる入射ファイバと出射ファイバとを、シングルモードファイバの各端部にそれぞれ融着接続し、前記シングルモードファイバを溶融延伸して形成したものである。前記入射ファイバと前記出射ファイバとは、分散特性、モード数、偏波特性、添加元素について異なるものであることが好ましい。

本発明によれば、容易に作製できるとともに特性が十分であり、１つの光のパワーを分けたり、２つの光のパワーをまとめたりできる分岐・合流用の光ファイバカプラを提供できる。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施形態を説明する。図１は本発明の実施形態に係る光ファイバカプラを示す図である。図２（ａ）は、図１における光ファイバカプラに用いたエルビウムドープトファイバ（ＥＤＦ）２のコアとクラッドとを示す断面図、及び、屈折率とＥＤＦ２の径との関係を示すグラフ、図２（ｂ）は、図１における光ファイバカプラに用いた分散シフトファイバ４のコアとクラッドとを示す断面図、及び、屈折率と光ファイバ４の径との関係を示すグラフ、図２（ｃ）は、図１における光ファイバカプラのシングルモードファイバ６の溶融延伸する前における単一のシングルモードファイバの断面図、及び、屈折率と溶融延伸する前における単一のシングルモードファイバの径との関係を示すグラフ、である。図３は、図１における光ファイバカプラのシングルモードファイバの断面図である。

本実施形態に係る光ファイバカプラ１００は、図１に示すように、基板１と、保護材３、１０がそれぞれ被覆されたＥＤＦ２、９と、保護材５、１２がそれぞれ被覆された分散シフトファイバ４、１１と、シングルモードファイバ６と、ＥＤＦ２、９、分散シフトファイバ４、１１及びシングルモードファイバ６を基板１に固定する接着剤７、８とを備えている。

ＥＤＦ２は、図２（ａ）に示すように、コア２ａと、コア２ａの周囲に形成されているクラッド２ｂとからなり、コア２ａ及びクラッド２ｂにおけるコア２ａ周囲の一部分（図２（ａ）における斜線部分）においては、エルビウムが添加されている。ＥＤＦ９も同構成であるので、その説明を省略する。

分散シフトファイバ４は、図２（ｂ）に示すように、第１のコア４ａと、コア４ａ周囲に形成されている第２のコア４ｂと、コア４ｂの周囲に形成されているクラッド４ｃとからなるものである。分散シフトファイバ１１も同構成であるので、その説明を省略する。

シングルモードファイバ６は、図２（ｃ）に示すようなコア６ａとクラッド６ｄからなる光ファイバを２本用いて形成されたものである。具体的には、光結合部を有するものであり、コア６ａ、６ｂと、２つのクラッド同士が融着して形成されたクラッド６ｃとからなる（図３参照）。このシングルモードファイバ６は、２本の光ファイバが一般的な溶融・延伸方法を用いて融着されたものである。また、シングルモードファイバ６の各端部と、ＥＤＦ２、９や分散シフトファイバ４、１１の保護材３、５、１０、１２が剥ぎ取られた部分の端部とは、シングルモードファイバ６の各端部におけるコアと、ＥＤＦ２、９や分散シフトファイバ４、１１のコア２ａ、９ａ、４ａ、１１ａとが、合致するように放電などの方法を用いて融着されている。

保護材３、５、１０、１２は、例えば、ポリアミド、ポリエステルエラストマー、エチレン−テトラフルオロエチレン／４フッ化エチレン−エチレン供重合等からなる。

接着剤７、８には、例えば、透湿性の少ないエポキシ系接着剤やアクリレート系接着剤等が用いられる。

次に、光ファイバカプラ１００を合流器とした場合について説明する。例えば、ＥＤＦ２、９にそれぞれ入射された光のパワーをシングルモードファイバ６において指定比率で合流し、ＥＤＦ９に出射する。このように光ファイバカプラ１００を合流器とした場合、光のパワーを合流させることができる。

次に、光ファイバカプラ１００を分岐器とした場合について説明する。例えば、ＥＤＦ２に入射された光のパワーをシングルモードファイバ６において指定比率で分岐し、ＥＤＦ９及び分散シフトファイバ１１に出射する。このように光ファイバカプラ１００を分岐器とした場合、光のパワーを分岐することができる。

上述のように本実施形態によれば、１つの光のパワーを分けたり、２つの光のパワーをまとめたりできる分岐・合流用の光ファイバカプラ１００を提供できる。したがって、光ファイバカプラ１００を用いることによって、光伝送システムなどにおいて、ＥＤＦ及び分散シフトファイバを用途に応じた入出力ファイバに変換できる。

なお、本発明は、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で設計変更できるものであり、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態の他に、種類の異なる入射ファイバと出射ファイバとして、分散特性が異なるファイバ（零分散波長が９８０ｎｍ、１３００ｎｍ、１５５０ｎｍ近傍のファイバとノン零分散ファイバ）、モード数が異なるファイバ（シングルモードとマルチモード）、偏波特性が異なるファイバ（パンダ型偏波保持光ファイバ、棒帯ファイバ、楕円クラッドファイバ、楕円コアファイバ等）、添加元素の異なるファイバ（ＥＤＦ、プラセオジムドープトファイバ、コバルトドープトファイバ）などを適宜組み合わせることができる。

本発明は、光ファイバアンプとして適用可能である。

本発明の実施形態に係る光ファイバカプラを示す図である。 （ａ）が、図１における光ファイバカプラに用いたＥＤＦ２のコアとクラッドとを示す断面図、及び、屈折率とＥＤＦ２の径との関係を示すグラフ、（ｂ）が、図１における光ファイバカプラに用いた光ファイバのコアとクラッドとを示す断面図、及び、屈折率と分散シフトファイバ４の径との関係を示すグラフ、（ｃ）が、図１における光ファイバカプラのシングルモードファイバ６の溶融延伸する前における単一のシングルモードファイバの断面図、及び、屈折率と溶融延伸する前における単一のシングルモードファイバの径との関係を示すグラフ、である。 図１における光ファイバカプラのシングルモードファイバの断面図である。

符号の説明

１ 基板
２、９ ＥＤＦ
２ａ、４ａ、６ａ、６ｂ、９ａ、１１ａ コア
２ｂ、４ｃ、６ｃ、９ｂ、１１ｃ クラッド
３、５、１０、１２ 保護材
４、１１ 分散シフトファイバ
６ シングルモードファイバ
７、８ 接着剤
１００ 光ファイバカプラ

Claims (2)

1. 種類の異なる入射ファイバと出射ファイバとを、シングルモードファイバの各端部にそれぞれ融着接続し、前記シングルモードファイバを溶融延伸して形成したものであることを特徴とする分岐・合流用の光ファイバカプラ。
2. 前記入射ファイバと前記出射ファイバとが、分散特性、モード数、偏波特性、添加元素について異なるものであることを特徴とする請求項１記載の光ファイバカプラ。

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