JP2009205151A

JP2009205151A - Optical device

Info

Publication number: JP2009205151A
Application number: JP2009018116A
Authority: JP
Inventors: Tomoyoshi Akashi; 朋義明石; Takashi Mori; 敬司森
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2008-01-30
Filing date: 2009-01-29
Publication date: 2009-09-10

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical device which is capable of securing a return loss by reducing light reflected from an optical isolator. SOLUTION: The optical device includes: an input optical fiber 5 which is configured to include a single mode fiber 7A to which light is input and a first graded refractive index fiber 8A configured to be joined to the single mode fiber 7A; an output optical fiber 6 which is arranged coaxially with the input optical fiber 5 and configured to include a second graded refractive index fiber 8B having the same refractive index distribution as that of the first graded refractive index fiber 8A; and the optical isolator 1 which has a planer first light incidence and emission surface 13A facing one end surface of the input optical fiber 5 and a planer second light incidence and emission surface 13B facing one end surface of the output optical fiber 6. The optical device is configured so that a distance A between the end surface 14A of the first graded refractive index fiber 8A on the side of the optical isolator 1 and the first light incidence and emission surface 13A may be different from a distance B between the end surface 14B of the second graded refractive index fiber 8B on the side of the optical isolator 1 and the second light incidence and emission surface 13B. COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、光通信機器等に使用される光アイソレータを内蔵した光デバイスに関する。 The present invention relates to an optical device including an optical isolator used in optical communication equipment and the like.

光通信等に利用される半導体レーザ（以下ＬＤと略す）は、外部から反射光が戻り、ＬＤの活性層に上記反射光が入射すると、内部の干渉状態が崩れ、波長のずれ、出力の変動等の不具合を起こす。光アイソレータは、ＬＤを安定して発振させるために使用される。光アイソレータは、順方向の光を透過し、逆方向の光を遮断する機能を有しているため、上記反射光がＬＤに入射するのを低減することができる。特に、光アイソレータは、高精度な計測、高速な変調による通信、高密度化のために波長の厳重な制御が必要な通信機器において広く使用されている。 Semiconductor lasers (hereinafter abbreviated as LDs) used for optical communications, etc., when reflected light returns from the outside and the reflected light enters the active layer of the LD, the internal interference state collapses, wavelength shifts, and output fluctuations. Cause malfunctions. The optical isolator is used to oscillate the LD stably. Since the optical isolator has a function of transmitting light in the forward direction and blocking light in the reverse direction, it is possible to reduce the incidence of the reflected light on the LD. In particular, optical isolators are widely used in communication devices that require strict wavelength control for high-precision measurement, high-speed modulation communication, and high density.

次に、光アイソレータを備えた従来の光デバイスについて説明する。光デバイス５０は、
筒状の基体５１と、複数種の光ファイバが連結されてなる一対の光ファイバ５２、５３と、基体５１の中央部に形成された凹部５１ａに配置された光アイソレータ５４と、を備えている。光アイソレータ５４は、第１偏光子５４ａ、ファラデー回転子５４ｂ、および第２偏光子５４ｃで構成されている。 Next, a conventional optical device including an optical isolator will be described. The optical device 50
A cylindrical base 51, a pair of optical fibers 52 and 53 formed by connecting a plurality of types of optical fibers, and an optical isolator 54 disposed in a recess 51 a formed in the center of the base 51 are provided. . The optical isolator 54 includes a first polarizer 54a, a Faraday rotator 54b, and a second polarizer 54c.

光ファイバ５２は、第１シングルモードファイバ５２Ａ、第１屈折率分布型ファイバ５２Ｂ、第１コアレスファイバ５２Ｃが接合されてなり、基体５１の貫通孔内に固定されている。また、光ファイバ５３は、第２シングルモードファイバ５３Ａ、第２屈折率分布型ファイバ５３Ｂ、第２コアレスファイバ５３Ｃが接合されてなり、基体５１の貫通孔内に固定されている。光デバイス５０では、レンズ機能を有する一対の屈折率分布型ファイバを用いて光学系を形成し、一対の光ファイバ５２、５３の間に光アイソレータ５４を配置することによって、製品の小型化を図っている（たとえば特許文献１を参照）。 The optical fiber 52 is formed by bonding a first single mode fiber 52A, a first gradient index fiber 52B, and a first coreless fiber 52C, and is fixed in the through hole of the base 51. The optical fiber 53 is formed by joining a second single mode fiber 53A, a second gradient index fiber 53B, and a second coreless fiber 53C, and is fixed in the through hole of the base 51. In the optical device 50, an optical system is formed using a pair of gradient index fibers having a lens function, and an optical isolator 54 is disposed between the pair of optical fibers 52 and 53, thereby reducing the size of the product. (For example, refer to Patent Document 1).

特開２００４−６１８７１号公報JP 2004-61871 A

しかしながら、光デバイス５０では、光の結合効率を向上させるべく、光アイソレータ５４が第１屈折率分布型ファイバ５２Ｂの端面５２Ｂ’と第２屈折率分布型ファイバ５３Ｂの端面５３Ｂ’とからの距離が等しい位置に設置されているため、光アイソレータ５４の第１偏光子５４ａとファラデー回転子５４ｂとの境界面５４’で生じる反射光がシングルモードファイバ５２Ａに光学的に強く結合され、反射戻り光が大きくなっていた。これは、第１偏光子５４ａとファラデー回転子５４ｂの屈折率差が大きいため、境界面５４’で主として光の反射が生じていた。図８は、光デバイス５０の光ファイバ内における透過光および反射光のモードフィールドの様子を示している。シングルモード光の場合はモードフィールドが一致した際に、最も光の結合が強くなるという性質がある。光デバイス５０において、反射光は、図８に示すように、第１シングルモードファイバ５２Ａのモードフィールドと反射光のモードフィールドが一致するように境界面５４’で反射するため、反射光が第１シングルモードファイバ５２Ａに光学的に結合し、反射戻り光が大きくなる。 However, in the optical device 50, in order to improve the light coupling efficiency, the optical isolator 54 has a distance from the end surface 52B ′ of the first gradient index fiber 52B and the end surface 53B ′ of the second gradient index fiber 53B. Since they are installed at the same position, the reflected light generated at the interface 54 ′ between the first polarizer 54a and the Faraday rotator 54b of the optical isolator 54 is optically strongly coupled to the single mode fiber 52A, and the reflected return light is It was getting bigger. This is because the difference in refractive index between the first polarizer 54a and the Faraday rotator 54b is large, so that light is mainly reflected at the boundary surface 54 '. FIG. 8 shows a mode field of transmitted light and reflected light in the optical fiber of the optical device 50. In the case of single mode light, the light coupling is strongest when the mode fields match. In the optical device 50, as shown in FIG. 8, the reflected light is reflected by the boundary surface 54 ′ so that the mode field of the first single mode fiber 52A matches the mode field of the reflected light. Optically coupled to the single mode fiber 52A, the reflected return light becomes large.

そこで、本発明では、光の損失を過度に低下させることなく、反射減衰量を確保する光デバイスを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical device that ensures a return loss without excessively reducing light loss.

本発明の光デバイスは、光が入力されるシングルモードファイバ、および該シングルモードファイバに接合されてなる第１屈折率分布型ファイバを含んでなる入力光ファイバと、該入力光ファイバと同軸上に配され、前記第１屈折率分布型ファイバと同じ屈折率分布を有する第２屈折率分布型ファイバを含んでなる出力光ファイバと、前記入力光ファイバの一端面に臨む平面状の第１光入出射面、および前記出力光ファイバの一端面に臨む平面状の第２光入出射面を有する光アイソレータと、を備え、前記光アイソレータ側における前記第１屈折率分布型ファイバの端面と前記第１光入出射面との間の距離Ａが、前記光アイソレータ側における前記第２屈折率分布型ファイバの端面と前記第２光入出射面との間の距離Ｂと異なっていることを特徴とする。 An optical device of the present invention includes a single mode fiber to which light is input, an input optical fiber including a first gradient index fiber bonded to the single mode fiber, and coaxially with the input optical fiber. An output optical fiber including a second gradient index fiber having the same refractive index profile as the first gradient index fiber, and a planar first optical input facing one end surface of the input optical fiber. And an optical isolator having a planar second light incident / exit surface facing one end surface of the output optical fiber, and an end surface of the first gradient index fiber on the optical isolator side and the first The distance A between the light entrance and exit surfaces is different from the distance B between the end face of the second gradient index fiber and the second light entrance and exit surfaces on the optical isolator side. And butterflies.

本発明の光デバイスでは、光アイソレータ側における第１屈折率分布型ファイバの端面と光アイソレータの第１光入出射面との間の距離Ａが、光アイソレータ側における第２屈折率分布型ファイバの端面と光アイソレータの第２光入出射面との間の距離Ｂとが異なっていることにより、光アイソレータで反射する光（反射光）のモードフィールドと入力光ファイバのシングルモードファイバのモードフィールドとをずらすことができる。その結果、本発明の光デバイスでは、上記反射光が上記シングルモードファイバに効率よく光学的に結合するのを低減できるため、反射減衰量を大きくすることができる。 In the optical device of the present invention, the distance A between the end surface of the first gradient index fiber on the optical isolator side and the first light incident / exit surface of the optical isolator is such that the second gradient index fiber on the optical isolator side is Since the distance B between the end face and the second light incident / exit surface of the optical isolator is different, the mode field of light (reflected light) reflected by the optical isolator and the mode field of the single mode fiber of the input optical fiber Can be shifted. As a result, in the optical device of the present invention, it is possible to reduce the optical coupling of the reflected light to the single mode fiber efficiently, so that the return loss can be increased.

本発明の第１の実施形態に係る光デバイスを示すものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ’における横断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The optical device which concerns on the 1st Embodiment of this invention is shown, (a) is sectional drawing, (b) is a cross-sectional view in X-X 'of (a). 本発明の光デバイスを透過する光の態様を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the aspect of the light which permeate | transmits the optical device of this invention. 本発明の第２の実施形態に係る光デバイスを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the optical device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態に係る光デバイスを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the optical device which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の光デバイスの製造工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the manufacturing process of the optical device of this invention. 本発明の実施例および比較例における光デバイスの反射減衰量の測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the return loss amount of the optical device in the Example and comparative example of this invention. 従来の光アイソレータを示す横断面図である。It is a cross-sectional view showing a conventional optical isolator. 従来の光デバイスを透過する光の態様を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the aspect of the light which permeate | transmits the conventional optical device.

以下に本発明に係る実施形態について図面に基づき詳細に説明する。なお、各図において同一部材については、同一符号を付し説明を省略するものとする。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, about the same member, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

図１は、本発明の第１の実施形態に係る光デバイスＸ１を示すものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光アイソレータと屈折率分布型ファイバとの間の距離を説明する模式図である。光デバイスＸ１は、光アイソレータ１と、入力光ファイバ５と、出力光ファイバ６と、フェルール１２と、を備えている。なお、光デバイスＸ１では、光アイソレータ１に磁界を印加する磁石が光アイソレータ１を覆うように配置されている（図示なし）。フェルール１２は、フェルール１２の表面に開口する凹部１０が形成されており、該凹部１０に光アイソレータ１が配置されている。また、凹部１０には、光アイソレータ１を除く部位に透光性充填材１１が充填されている。また、凹部１０で分断された貫通孔１７内には、それぞれ入力光ファイバ５、出力光ファイバ６が固定されている。 1A and 1B show an optical device X1 according to a first embodiment of the present invention, where FIG. 1A is a cross-sectional view, and FIG. 1B illustrates a distance between an optical isolator and a gradient index fiber. It is a schematic diagram. The optical device X1 includes an optical isolator 1, an input optical fiber 5, an output optical fiber 6, and a ferrule 12. In the optical device X1, a magnet that applies a magnetic field to the optical isolator 1 is disposed so as to cover the optical isolator 1 (not shown). The ferrule 12 has a recess 10 that is open on the surface of the ferrule 12, and the optical isolator 1 is disposed in the recess 10. Further, the concave portion 10 is filled with a translucent filler 11 in a portion excluding the optical isolator 1. In addition, the input optical fiber 5 and the output optical fiber 6 are fixed in the through holes 17 divided by the recesses 10, respectively.

光アイソレータ１は、第１偏光子２と第２偏光子４の間にファラデー回転子３を挟み込み、一体化した構造である。第１偏光子２、ファラデー回転子３、および第２偏光子４の形状は、たとえば厚みが０．２〜６ｍｍの平板であり、大きさは、０．２〜０．６ｍｍ角程度のものが使用される。第１偏光子２、第２偏光子４は、誘電体粒子を内包させたガラス基板や誘電体の積層体から構成される透過偏光方向と直行する偏光成分を吸収する偏光板、または複屈折結晶から構成され、回折格子等を利用した反射型や光路をシフトさせる偏光板等を用いることができる。ファラデー回転子３は、たとえばＴｂ、Ｇｄ、Ｈｏを添加したＢｉ置換ガーネットやＹＩＧガーネットで構成されるが、磁石が不要な自己バイアス型のものを用いることも可能である。また、ファラデー回転子３の表面には、たとえば、ＴｉＯ_２およびＳｉＯ_２からなる多層膜、またはＴａ_２Ｏ_５およびＳｉＯ_２からなる多層膜で構成された反射防止膜を形成してもよい。この反射防止膜は、ファラデー回転子３の表面からの光の反射を反射量０．２％以下程度防止することができる。 The optical isolator 1 has an integrated structure in which a Faraday rotator 3 is sandwiched between a first polarizer 2 and a second polarizer 4. The shape of the first polarizer 2, the Faraday rotator 3, and the second polarizer 4 is, for example, a flat plate having a thickness of 0.2 to 6 mm, and a size of about 0.2 to 0.6 mm square. used. The first polarizer 2 and the second polarizer 4 are a polarizing plate or a birefringent crystal that absorbs a polarization component orthogonal to the transmission polarization direction, which is composed of a glass substrate containing dielectric particles or a laminate of dielectrics. A reflection type using a diffraction grating or the like, a polarizing plate for shifting the optical path, or the like can be used. The Faraday rotator 3 is composed of, for example, a Bi-substituted garnet or YIG garnet to which Tb, Gd, or Ho is added, but a self-bias type that does not require a magnet can also be used. Further, on the surface of the Faraday rotator 3, for example, an antireflection film made of a multilayer film made of TiO ₂ and SiO ₂ or a multilayer film made of Ta ₂ O ₅ and SiO ₂ may be formed. This antireflection film can prevent reflection of light from the surface of the Faraday rotator 3 by about 0.2% or less.

また、光アイソレータ１は、第１偏光子２の入力光ファイバ５側に、入力光ファイバ５から出射される光が入射される、平面状の第１光入出射面１３Ａを有しており、一方で、第２偏光子４の出力光ファイバ６側に、第１偏光子２、ファラデー回転子３、および第２偏光子４を透過した光を出射する、平面状の第２光入出射面１３Ｂを有している。光デバイスＸ１では、光アイソレータ１の第１光入出射面１３Ａと第１入力光ファイバ５の端面１５Ａの間、および第２光入出射面１３Ｂと出力光ファイバ６の端面１５Ｂの間に、透光性充填材１１が充填されている。この透光性充填材１１は、光の反射を防止すべく、入力光ファイバ５および出力光ファイバ６と同等の屈折率を有するものを選択するのが好ましい。そのため、たとえば入力光ファイバ５および出力光ファイバ６が石英で構成されているならば、屈折率ｎ＝１．４６程度の屈折率を持ったエポキシ樹脂等が好適である。 The optical isolator 1 has a planar first light incident / exit surface 13A on which light emitted from the input optical fiber 5 is incident on the input optical fiber 5 side of the first polarizer 2. On the other hand, a planar second light incident / exit surface that emits light transmitted through the first polarizer 2, the Faraday rotator 3, and the second polarizer 4 to the output optical fiber 6 side of the second polarizer 4. 13B. In the optical device X1, there is a transmission between the first light incident / exit surface 13A of the optical isolator 1 and the end surface 15A of the first input optical fiber 5, and between the second light incident / exit surface 13B and the end surface 15B of the output optical fiber 6. The optical filler 11 is filled. It is preferable to select the translucent filler 11 having a refractive index equivalent to that of the input optical fiber 5 and the output optical fiber 6 in order to prevent reflection of light. Therefore, for example, if the input optical fiber 5 and the output optical fiber 6 are made of quartz, an epoxy resin having a refractive index of about n = 1.46 is preferable.

入力光ファイバ５は、第１シングルモードファイバ７Ａ、第１屈折率分布型ファイバ８Ａ、および第１コアレスファイバ９Ａの順で、融着等で接続されている。また、出力光ファイバ６は、第２シングルモードファイバ７Ｂ、第２屈折率分布型ファイバ８Ｂ、および第２コアレスファイバ９Ｂの順で、融着等で接続されている。 The input optical fiber 5 is connected by fusion or the like in the order of the first single mode fiber 7A, the first gradient index fiber 8A, and the first coreless fiber 9A. The output optical fiber 6 is connected by fusion or the like in the order of the second single mode fiber 7B, the second gradient index fiber 8B, and the second coreless fiber 9B.

第１シングルモードファイバ７Ａ、第２シングルモードファイバ７Ｂは、モードフィールド径が約１０μｍ、クラッド径が約１２５μｍの光ファイバであり、フェルール１２から突出した部分は、クラッド部が露出された状態もしくは、被覆材に覆われた状態となっている。被覆材は、クラッド部を保護する機能を有しており、通常φ０．２５もしくはφ０．９の紫外線硬化樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエステルエラストマー等の高分子樹脂で構成されている。 The first single mode fiber 7A and the second single mode fiber 7B are optical fibers having a mode field diameter of about 10 μm and a cladding diameter of about 125 μm, and the portion protruding from the ferrule 12 is in a state where the cladding is exposed, or It is in a state covered with a covering material. The covering material has a function of protecting the clad portion, and is usually made of a polymer resin such as an ultraviolet curable resin having a diameter of φ0.25 or φ0.9, a polyvinyl chloride resin, or a polyester elastomer.

第１屈折率分布型ファイバ８Ａ、第２屈折率分布型ファイバ８Ｂは、光ファイバの中心軸から外周に向かって徐々に屈折率が小さくなるような軸対称の屈折率分布を有する光ファイバであり、たとえばマルチモード伝送用に利用されているグレイテッドインデックスファイバを用いることもできる。この屈折率分布は、光ファイバの中心軸からの距離、すなわち、光ファイバ半径のほぼ２乗の値に依存して光ファイバの外周に向かって小さくなっている。また、この屈折率分布はＧＲＩＮレンズと同様にレンズ効果を持つため、適当な屈折率分布のグレイテッドインデックスファイバを所定の長さで用いれば結合光学系を構成することができる。また、屈折率分布型ファイバ８Ａ、８Ｂの直径は、約φ０．１２５ｍｍであり、長さは、シングルモードファイバ７Ａの出射光をモードフィールド径が約４０μｍに拡大するように調整されており、入力光ファイバ５および出力光ファイバ６の屈折率分布型ファイバ８Ａ、８Ｂを略同一の長さにすれば、入力光ファイバ５および出力光ファイバ間の光結合の結合効率を向上させる、すなわち、光の挿入損失を低減することができる。なお、屈折率分布型ファイバ８Ａの端面１４に点光源があったときのコリメート条件は、ＧＲＩＮレンズのピッチ長を示すＰが、Ｐ＝０．２５と規定されているが、実際に、結合効率が最も高いのは２つの屈折率分布型ファイバ８Ａ、８Ｂの中央でビームウエストが一致する（焦点を持つ）場合である。つまり、Ｐ＝０．２５の際、ビームウエストはほぼ屈折率分布型ファイバ８Ａ、８Ｂの端面１４Ａ、１４Ｂに位置することになり、屈折率分布型ファイバ８Ａ、８Ｂ間に光アイソレータを挟む場合は、ビームウエストが一致しにくくなる。したがって、屈折率分布型ファイバ８Ａ、８Ｂの端面１４Ａ、１４Ｂから離れた位置にビームウエストを形成するときには、Ｐ＞０．２５にするほうが好ましい。 The first gradient index fiber 8A and the second gradient index fiber 8B are optical fibers having an axisymmetric refractive index distribution in which the refractive index gradually decreases from the central axis toward the outer periphery of the optical fiber. For example, a graded index fiber used for multimode transmission can also be used. This refractive index distribution becomes smaller toward the outer periphery of the optical fiber depending on the distance from the center axis of the optical fiber, that is, the value of the square of the optical fiber radius. Further, since this refractive index distribution has a lens effect similar to that of the GRIN lens, a coupled optical system can be configured by using a graded index fiber having an appropriate refractive index distribution with a predetermined length. The diameters of the gradient index fibers 8A and 8B are about φ0.125 mm, and the length is adjusted so that the mode field diameter of the light emitted from the single mode fiber 7A is expanded to about 40 μm. If the gradient index fibers 8A and 8B of the optical fiber 5 and the output optical fiber 6 are made substantially the same length, the coupling efficiency of optical coupling between the input optical fiber 5 and the output optical fiber is improved, that is, Insertion loss can be reduced. The collimating condition when the point light source is located on the end face 14 of the gradient index fiber 8A is defined as P = 0.25 indicating P indicating the pitch length of the GRIN lens. Is the highest when the beam waists coincide (having a focal point) at the center of the two gradient index fibers 8A and 8B. In other words, when P = 0.25, the beam waist is located substantially at the end faces 14A and 14B of the gradient index fibers 8A and 8B, and when an optical isolator is sandwiched between the gradient index fibers 8A and 8B. , The beam waist becomes difficult to match. Therefore, when the beam waist is formed at a position away from the end faces 14A and 14B of the gradient index fibers 8A and 8B, it is preferable that P> 0.25.

第１コアレスファイバ９Ａ、第２コアレスファイバ９Ｂは、屈折率が一様のガラス体であり、たとえば、ｎ＝１．４６程度を有する石英系のガラス体を用いることができる。また、第１コアレスファイバ９Ａ、第２コアレスファイバ９Ｂの長さは、入力光ファイバ５、出力光ファイバ６において同一である必要はないが、入力光ファイバ５および出力光ファイバ６を構成するコアレスファイバの長さの合計と入力光ファイバ５の端面１５Ａと出力光ファイバ６の端面１５Ｂ間の距離の和が、２つの屈折率分布ファイバ８Ａ、８Ｂによるビームスポットが中央で一致する（焦点を持つ）ように調整されている。 The first coreless fiber 9 A and the second coreless fiber 9 B are glass bodies having a uniform refractive index, and for example, a silica-based glass body having about n = 1.46 can be used. The lengths of the first coreless fiber 9A and the second coreless fiber 9B need not be the same in the input optical fiber 5 and the output optical fiber 6, but the coreless fibers constituting the input optical fiber 5 and the output optical fiber 6 And the sum of the distance between the end face 15A of the input optical fiber 5 and the distance between the end face 15B of the output optical fiber 6 is such that the beam spots by the two refractive index distribution fibers 8A and 8B coincide at the center (has a focal point). Have been adjusted so that.

フェルール１２は、表面に開口し、底面が平面である凹部１０を具備するとともに、凹部１０に連通する一対の貫通孔１７が設けられている。そして、その一対の貫通孔１７に、それぞれ入力光ファイバ５および出力光ファイバ６を嵌挿させ、凹部１０の底面に配置された光アイソレータ１を介して入力光ファイバ５および出力光ファイバ６とを光結合させるようにしている。また、フェルール１２の形状は、長尺状の円筒体、貫通孔１７を有する角柱であればよいが、モジュールを構成する際にパッケージ等と組み合わせて使用するため、組み合わせやすい円筒状が望ましい。また、フェルール１２の材質はセラミックス、樹脂など特に限定されるものではないが、凹部１０の底面と貫通孔１７の位置関係を合わせる必要があるため、精度良く作製可能な光通信用のコネクタ等に使用されるジルコニアセラミックスが望ましい。フェルール１２が円筒状である場合、その直径は１．０〜３．０ｍｍであるが、光通信で高精度に使用するためには、直径が１．２４９ｍｍもしくは２．４９９ｍｍであることが望ましい。また、フェルール１２の長さは、入力光ファイバ５および出力光ファイバ６および凹部１０を構成するために、４ｍｍ以上あればよい。 The ferrule 12 is provided with a recess 10 having an opening on the surface and a flat bottom surface, and a pair of through holes 17 communicating with the recess 10. Then, the input optical fiber 5 and the output optical fiber 6 are respectively inserted into the pair of through holes 17, and the input optical fiber 5 and the output optical fiber 6 are connected via the optical isolator 1 disposed on the bottom surface of the recess 10. It is designed to be optically coupled. Further, the shape of the ferrule 12 may be a long cylindrical body and a prism having a through-hole 17. However, since it is used in combination with a package or the like when configuring a module, a cylindrical shape that is easy to combine is desirable. The material of the ferrule 12 is not particularly limited, such as ceramics or resin. However, since the positional relationship between the bottom surface of the recess 10 and the through hole 17 needs to be matched, it can be used as an optical communication connector that can be manufactured with high accuracy. The zirconia ceramic used is desirable. When the ferrule 12 is cylindrical, its diameter is 1.0 to 3.0 mm. However, in order to use it with high accuracy in optical communication, it is desirable that the diameter is 1.249 mm or 2.499 mm. The length of the ferrule 12 may be 4 mm or more in order to form the input optical fiber 5, the output optical fiber 6, and the recess 10.

次に、本発明の第１の実施形態に係る光デバイスＸ１の機能について説明する。光デバイスＸ１は、たとえばＬＤとフォトダイオード（以下、ＰＤする）とを有する光モジュール等に使用される。ＬＤ等から出射される光は、入力光ファイバ５のシングルモードファイバ７Ａに入力され、第１屈折率分布型ファイバ８Ａによってビーム径が拡大され、端面１４Ａと端面１４Ｂの真ん中にビームウエストをもつビームとなって第１コアレスファイバ９Ａより出射される。第１コアレスファイバ９Ａより出射した光は、光アイソレータ１を通過し、第２コアレスファイバ９Ｂに入射され、第２屈折率分布型ファイバ８Ｂによりビーム径が収束され、第２シングルモードファイバ７Ｂに伝搬された後、外部にあるＰＤ等に受光される。このとき、第２コアレスファイバ９Ｂの端面等で反射した光（反射光）は、光アイソレータ１によって遮断されるため、第１入力光ファイバに再入射されるのを抑制することができる。 Next, the function of the optical device X1 according to the first embodiment of the present invention will be described. The optical device X1 is used for an optical module having an LD and a photodiode (hereinafter referred to as PD), for example. The light emitted from the LD or the like is input to the single mode fiber 7A of the input optical fiber 5, the beam diameter is enlarged by the first gradient index fiber 8A, and the beam has a beam waist in the middle between the end face 14A and the end face 14B. And emitted from the first coreless fiber 9A. The light emitted from the first coreless fiber 9A passes through the optical isolator 1, enters the second coreless fiber 9B, is converged by the second gradient index fiber 8B, and propagates to the second single mode fiber 7B. Then, the light is received by an external PD or the like. At this time, since the light (reflected light) reflected by the end face or the like of the second coreless fiber 9B is blocked by the optical isolator 1, it can be prevented from entering again the first input optical fiber.

そして、光デバイスＸ１において、光アイソレータ１は、図１（ｂ）に示すように、光アイソレータ１の第１光入出射面１３Ａと第１屈折率分布型ファイバ８Ａの端面１４Ａの間の距離Ａと、第２光入出射面１３Ｂと第２屈折率分布型ファイバ８Ｂの端面１４Ｂの間の距離Ｂが異なる位置に設置されている。すなわち、光アイソレータ１は、第１屈折率分布型ファイバ８Ａと第２屈折率分布型ファイバ８Ｂの中間部ではなく、第１屈折率分布ファイバ８Ａ側に近い位置に配置されている。距離Ａは、入力光ファイバ５と出力光ファイバ６の光軸１６の方向において、第１光入出射面１３Ａと第１屈折率分布型ファイバ８Ａの端面１４Ａとの間の距離である。また、距離Ｂは、入力光ファイバ５と出力光ファイバ６の光軸１６の方向において、第２光入出射面１３Ｂと第２屈折率分布型ファイバ８Ｂの端面１４Ｂとの間の距離である。また、距離Ａおよび距離Ｂは、互いに同軸上で測定される、すなわち、光軸１６に沿って測られる。 In the optical device X1, as shown in FIG. 1B, the optical isolator 1 has a distance A between the first light incident / exit surface 13A of the optical isolator 1 and the end surface 14A of the first gradient index fiber 8A. The distance B between the second light incident / exit surface 13B and the end surface 14B of the second gradient index fiber 8B is set at a different position. That is, the optical isolator 1 is disposed not at the middle part of the first gradient index fiber 8A and the second gradient index fiber 8B but at a position close to the first gradient index fiber 8A side. The distance A is a distance between the first light incident / exit surface 13A and the end surface 14A of the first gradient index fiber 8A in the direction of the optical axis 16 of the input optical fiber 5 and the output optical fiber 6. The distance B is a distance between the second light incident / exit surface 13B and the end surface 14B of the second gradient index fiber 8B in the direction of the optical axis 16 of the input optical fiber 5 and the output optical fiber 6. The distance A and the distance B are measured coaxially with each other, that is, measured along the optical axis 16.

次に、光デバイスＸ１の作用について、図２を参照しつつ説明する。図２は、光デバイスＸ１の光ファイバ内における透過光および反射光のモードフィールドの様子を示す模式図である。なお、図２では、説明を容易にするため、透光性充填材１１を省略している。 Next, the operation of the optical device X1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic diagram showing a mode field of transmitted light and reflected light in the optical fiber of the optical device X1. In FIG. 2, the translucent filler 11 is omitted for ease of explanation.

第１シングルモードファイバ７Ａを通過する光のモードフィールド２４は、第１屈折率分布型ファイバ８Ａおよび第１コアレスファイバ９Ａを透過する過程で、光アイソレータ１への入射光のモードフィールド２１となり、第１偏光子２とファラデー回転子３との境界面１８を通過して透過光のモードフィールド２２となった後、第２シングルモードファイバ７Ｂに到達する。透過光のモードフィールド２２は、第２シングルモードファイバ７Ｂに到達した際に第１シングルモードファイバ７Ｂのモードフィールド２４と一致するので、透過光２２は、効率よく第２シングルモードファイバ７Ｂに伝搬される。 The mode field 24 of the light passing through the first single mode fiber 7A becomes the mode field 21 of the incident light to the optical isolator 1 in the process of passing through the first gradient index fiber 8A and the first coreless fiber 9A. After passing through the interface 18 between the one polarizer 2 and the Faraday rotator 3 and becoming a transmitted light mode field 22, the light reaches the second single mode fiber 7B. Since the transmitted light mode field 22 coincides with the mode field 24 of the first single mode fiber 7B when reaching the second single mode fiber 7B, the transmitted light 22 is efficiently propagated to the second single mode fiber 7B. The

一方で、境界面１８では、第１偏光子２とファラデー回転子３の屈折率差によって、透過光の一部が反射される。この反射光は、第１屈折率分布型ファイバ８Ａに再入射され、第１シングルモードファイバ７Ａに到達する方向に伝搬する。ここで、反射光は、第１屈折率分布型ファイバ８Ａを透過する際、図２に示すように（同図中、点線部参照）、第１屈折率分布型ファイバ８Ａのレンズ効果で反射光のモードフィールド２３に変化し、順方向とは異なったモードフィールドで第１シングルモードファイバ７Ａに到達する。そのため、反射光のモードフィールド２３は、第１シングルモードファイバ７Ａのモードフィールド２４と一致しなくなる。したがって、光デバイスＸ１では、反射光が第１シングルモードファイバ７Ａと効率よく光学的に結合できないため、反射戻り光を抑制することができる。 On the other hand, at the boundary surface 18, part of the transmitted light is reflected by the difference in refractive index between the first polarizer 2 and the Faraday rotator 3. This reflected light is incident again on the first gradient index fiber 8A and propagates in the direction reaching the first single mode fiber 7A. Here, when the reflected light passes through the first gradient index fiber 8A, as shown in FIG. 2 (see the dotted line in the figure), the reflected light is reflected by the lens effect of the first gradient index fiber 8A. To the first single mode fiber 7A in a mode field different from the forward direction. For this reason, the mode field 23 of the reflected light does not coincide with the mode field 24 of the first single mode fiber 7A. Accordingly, in the optical device X1, the reflected light cannot be efficiently optically coupled to the first single mode fiber 7A, and thus the reflected return light can be suppressed.

光デバイスＸ１のように、一対の屈折率分布型ファイバを用いて光学系では、屈折率分布型ファイバにレンズ効果があるため、屈折率分布型ファイバ間の距離が決まる。そのため、光デバイスＸ１では、距離Ａと距離Ｂとを調整することにより、反射戻り光を低減する構造となっている。 In an optical system using a pair of gradient index fibers as in the optical device X1, since the gradient index fibers have a lens effect, the distance between the gradient index fibers is determined. Therefore, the optical device X1 has a structure that reduces reflected return light by adjusting the distance A and the distance B.

上記では、光ファイバのモードフィールドでもって作用を説明したが、入力光ファイバ５および出力光ファイバで構成されるビームウエストにより説明する。光デバイスＸ１では、端面１４Ａと端面１４Ｂの中間位置が透過光のビームウエスト２６となるが、このビームウエスト２６から光アイソレータ１の位置が離れるほど、反射光２１のモードフィールドが第１シングルモードファイバのモードフィールド２４との一致を防ぐことができるため、反射戻り光が小さくなる。すなわち、光デバイスＸ１では、距離Ａと距離Ｂが異なっているほど、ビームウエストの位置に対して光アイソレータ１をずらして配置することとなり、反射戻り光を低減するという観点で優れている。 In the above description, the operation has been described with the mode field of the optical fiber. However, the operation will be described with reference to the beam waist formed by the input optical fiber 5 and the output optical fiber. In the optical device X1, the intermediate position between the end face 14A and the end face 14B is the beam waist 26 of the transmitted light. The farther the position of the optical isolator 1 is from the beam waist 26, the more the mode field of the reflected light 21 is the first single mode fiber. Therefore, the reflected return light becomes small. That is, in the optical device X1, as the distance A and the distance B are different, the optical isolator 1 is shifted with respect to the position of the beam waist, which is superior in terms of reducing reflected return light.

なお、本実施形態では、距離Ｂよりも距離Ａが短くなる場合の一例であるが、距離Ａによりも距離Ｂが短くなるような位置に光アイソレータ１を設置してもよいが、光デバイスＸ１のように、距離Ｂよりも距離Ａが短い形態、すなわち、光アイソレータ１を出力光ファイバ６よりも入力光ファイバ５側に配置する形態が好ましい。これは、光アイソレータ１の反射戻り光の発生源は主として境界面１８であるため、光アイソレータ１を出力光ファイバ６よりも入力光ファイバ５側に配置する方が、光の反射面となる境界面１８をファラデー回転子の厚みの距離分だけビームウエストから遠くに位置させることができるため、反射戻り光をより小さくすることができる。 In this embodiment, the distance A is shorter than the distance B. However, the optical isolator 1 may be installed at a position where the distance B is shorter than the distance A, but the optical device X1. As described above, a configuration in which the distance A is shorter than the distance B, that is, a configuration in which the optical isolator 1 is disposed closer to the input optical fiber 5 than the output optical fiber 6 is preferable. This is because the source of reflected return light of the optical isolator 1 is mainly the boundary surface 18, and therefore, the boundary where the optical isolator 1 is disposed on the input optical fiber 5 side than the output optical fiber 6 is a light reflection surface. Since the surface 18 can be positioned far from the beam waist by the distance of the thickness of the Faraday rotator, the reflected return light can be further reduced.

なお、上記した実施の形態では、入力光ファイバ５、出力光ファイバ６はコアレスファイバを備えているが、本発明ではコアレスファイバ９Ａ、９Ｂを備えない構成であってもよい。このような場合は、入力光ファイバ５の端面１５Ａと出力光ファイバ６の端面１５Ｂ間の距離が、２つの屈折率分布型ファイバ８Ａ、８Ｂによるビームスポットが中央で一致する（焦点を持つ）ように調整すればよい。このように、入力光ファイバ５、出力光ファイバ６がコアレスファイバ９を備えない場合には、製造工程において、第１シングルモードファイバ部と第１屈折率分布型ファイバ８Ａ、第２屈折率分布型ファイバ８Ｂと第２シングルモードファイバ７Ｂ、とをそれぞれ融着接続すればよい。 In the above-described embodiment, the input optical fiber 5 and the output optical fiber 6 are provided with coreless fibers. However, the present invention may be configured without the coreless fibers 9A and 9B. In such a case, the distance between the end face 15A of the input optical fiber 5 and the end face 15B of the output optical fiber 6 is such that the beam spots formed by the two gradient index fibers 8A and 8B coincide with each other (having a focal point). You may adjust to. Thus, when the input optical fiber 5 and the output optical fiber 6 do not include the coreless fiber 9, in the manufacturing process, the first single mode fiber portion, the first refractive index distribution fiber 8A, and the second refractive index distribution type are used. The fiber 8B and the second single mode fiber 7B may be fused and connected.

一方で、光デバイスＸ１のように、光アイソレータ１の第１光入出射面１３Ａ側の第１屈折率分布型ファイバ８Ａの端部に第１コアレスファイバ９Ａを接続し、光アイソレータ１の第２光入出射面１３Ｂ側の第１屈折率分布型ファイバ８Ｂの端部に第２コアレスファイバ９Ｂを接続すれば、屈折率分布型ファイバの長さを変えることなく、コアレスファイバの長さで光学調整することができるため、組み立てが簡易になるという観点から好適である。また、光デバイスＸ１において、第１コアレスファイバ９Ａ、第２コアレスフファイバ９Ｂの長さは入力光ファイバ５と出力光ファイバ６とを光学的に結合することができれば、どのような長さであってもよい。 On the other hand, like the optical device X1, the first coreless fiber 9A is connected to the end of the first gradient index fiber 8A on the first light incident / exit surface 13A side of the optical isolator 1, and the second optical isolator 1 If the second coreless fiber 9B is connected to the end of the first gradient index fiber 8B on the light incident / exit surface 13B side, the optical adjustment is made by the length of the coreless fiber without changing the length of the gradient index fiber. Therefore, it is preferable from the viewpoint of easy assembly. In the optical device X1, the lengths of the first coreless fiber 9A and the second coreless fiber 9B are any length as long as the input optical fiber 5 and the output optical fiber 6 can be optically coupled. May be.

次に、本発明の第２の実施形態に係る光デバイスＸ２について図３を参照しつつ説明する。図３は、本発明の第２の実施形態に係る光デバイスＸ２を示す断面図である。光デバイスＸ２は、第１コアレスファイバ９Ａと第２コアレスファイバ９Ｂの長さが異なっている点で光デバイスＸ１と相違する。具体的に、光デバイスＸ２では、第１コアレスファイバ９Ａの長さが、第２コアレスファイバ９Ｂより短く、かつ凹部１０の幅が光デバイスＸ１に比べて小さい。 Next, an optical device X2 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a sectional view showing an optical device X2 according to the second embodiment of the present invention. The optical device X2 is different from the optical device X1 in that the lengths of the first coreless fiber 9A and the second coreless fiber 9B are different. Specifically, in the optical device X2, the length of the first coreless fiber 9A is shorter than that of the second coreless fiber 9B, and the width of the recess 10 is smaller than that of the optical device X1.

光デバイスＸ２では、第２コアレスファイバ９Ｂを長くすることにより、光アイソレータ１が搭載可能な必要最低限の部分だけ凹部１０を形成すればよいため、凹部１０に充填する透光性充填材１１の量を少なくすることができる。したがって、光デバイスＸ２では、高温高湿環境下における透光性充填材１１の膨張や収縮による影響を小さくすることができるため、光アイソレータの位置ずれを小さくすることができる。このような観点から光アイソレータ１の第１入出射面１３Ａと端面１４Ｂ間の距離、光アイソレータ１の第２入出射面１３Ｂと端面１５Ｂ間の距離は、０．２ｍｍ以下になるように、コアレスファイバの長さを設計することが望ましい。 In the optical device X2, the second coreless fiber 9B is lengthened to form the concave portion 10 only in the minimum necessary portion on which the optical isolator 1 can be mounted. Therefore, the translucent filler 11 that fills the concave portion 10 is provided. The amount can be reduced. Therefore, in the optical device X2, the influence due to expansion and contraction of the translucent filler 11 in a high-temperature and high-humidity environment can be reduced, so that the positional shift of the optical isolator can be reduced. From this point of view, the distance between the first entrance / exit surface 13A and the end surface 14B of the optical isolator 1 and the distance between the second entrance / exit surface 13B and the end surface 15B of the optical isolator 1 are 0.2 mm or less. It is desirable to design the length of the fiber.

また、光デバイスＸ２のように、第１コアレスファイバ９Ａの長さを第２コアレスファイバ９Ｂよりも短くし、光アイソレータ１を入力光ファイバ５側に配置するようにすれば、
第１偏光子２とファラデー回転子との境界面１８を容易に屈折率分布型ファイバ間の中間位置からずらすことができる。これは、距離Ａを距離Ｂよりも短くした場合と同等の効果を得ることができる。 Further, like the optical device X2, if the length of the first coreless fiber 9A is shorter than the second coreless fiber 9B and the optical isolator 1 is arranged on the input optical fiber 5 side,
The interface 18 between the first polarizer 2 and the Faraday rotator can be easily shifted from the intermediate position between the gradient index fibers. This can achieve the same effect as when the distance A is shorter than the distance B.

次に、本発明の第３の実施形態に係る光デバイスＸ３について図４を参照しつつ説明する。図４は、光デバイスＸ３の横断面を示す。光デバイスＸ３において、凹部１０の底面１０Ａは、入力光ファイバ５および出力光ファイバ６の軸に対して傾斜する傾斜面１０Ａとされている。そして、傾斜面１０Ａに直方体形状の光アイソレータ１が配されている。光アイソレータ１が傾斜面１０Ａ上に配されるので、光アイソレータ１の第１光入出射面１３Ａおよび第２光入出射面１３Ｂは、光軸に直交する垂直面に対して傾斜する面となる。これによって、反射戻り光を低減させることができる。 Next, an optical device X3 according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows a cross section of the optical device X3. In the optical device X 3, the bottom surface 10 A of the recess 10 is an inclined surface 10 A that is inclined with respect to the axes of the input optical fiber 5 and the output optical fiber 6. A rectangular parallelepiped optical isolator 1 is disposed on the inclined surface 10A. Since the optical isolator 1 is disposed on the inclined surface 10A, the first light incident / exit surface 13A and the second light incident / exit surface 13B of the optical isolator 1 are inclined with respect to a vertical plane orthogonal to the optical axis. . Thereby, the reflected return light can be reduced.

さらに、光デバイスＸ１、光デバイスＸ２および光デバイスＸ３では、光アイソレータを光アイソレータ１の第１光入出射面１３Ａおよび第２光入出射面１３Ｂが、平面視において、入力光ファイバ５および出力光ファイバ６の軸方向と直交する方向に対して傾斜するように配置させるのが好ましく、反射戻り光をさらに低減させることができる。 Furthermore, in the optical device X1, the optical device X2, and the optical device X3, the optical isolator includes the first light incident / exit surface 13A and the second light incident / exit surface 13B of the optical isolator 1, and the input optical fiber 5 and the output light in plan view. It is preferable to arrange the optical fiber 6 so as to be inclined with respect to the direction orthogonal to the axial direction of the fiber 6, and the reflected return light can be further reduced.

また、図１（ｂ）に示すように、入力光ファイバ５および出力光ファイバ６の一端面を斜めに切断した傾斜面とすることによって、光アイソレータ１の第１光入出射面１３Ａおよび第２光入出射面１３Ｂと光ファイバ５，６の一端面とが平行にならないようにしてもよい。光ファイバ５，６の一端面を傾斜面とするのは、フェルール１２に光ファイバ５，６を挿通した後に、凹部１０を斜めにダイシングすればよい。これによって、光アイソレータ１の第１光入出射面１３Ａおよび第２光入出射面１３Ｂに対面する入力光ファイバ５の一端面と出力光ファイバ６の一端面と凹部１０の内壁とを、入力光ファイバ５および出力光ファイバ６の軸方向に直交する面に対して傾斜した面とすることができ、反射戻り光をさらに低減させることができる。 Further, as shown in FIG. 1B, the first light incident / exit surface 13A and the second light input / output surface 13 of the optical isolator 1 are formed by making the one end surfaces of the input optical fiber 5 and the output optical fiber 6 into inclined surfaces. The light incident / exit surface 13B and the one end surfaces of the optical fibers 5 and 6 may not be parallel to each other. The one end surface of the optical fibers 5 and 6 may be an inclined surface by inserting the optical fibers 5 and 6 through the ferrule 12 and then dicing the recess 10 diagonally. As a result, the one end surface of the input optical fiber 5, the one end surface of the output optical fiber 6, and the inner wall of the recess 10 that face the first light incident / exit surface 13A and the second light incident / exit surface 13B of the optical isolator 1 are connected to the input light. It can be set as the surface inclined with respect to the surface orthogonal to the axial direction of the fiber 5 and the output optical fiber 6, and reflected return light can further be reduced.

次に、本発明の光デバイスの製造方法の一例について、図面を参照しつつ説明する。 Next, an example of an optical device manufacturing method of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、図５に示すように、第１シングルモードファイバ７Ａ、第１屈折率分布型ファイバ８Ａ、コアレスファイバ部９、第２屈折率分布型ファイバ８Ｂ、第２シングルモードファイバ７Ｂの順で融着接続し、光ファイバ体１９を作製する。次に円筒状のジルコニア製のフェルール１２に予め貫通孔１７を形成しておき、その貫通孔１７に光ファイバ体１９をエポキシ系熱硬化型接着材にて固定する。 First, as shown in FIG. 5, the first single mode fiber 7A, the first gradient index fiber 8A, the coreless fiber portion 9, the second gradient index fiber 8B, and the second single mode fiber 7B are fused in this order. The optical fiber body 19 is manufactured by connecting. Next, a through-hole 17 is formed in advance in the cylindrical zirconia ferrule 12, and the optical fiber body 19 is fixed to the through-hole 17 with an epoxy thermosetting adhesive.

その後、フェルール１２の周面の一部から光ファイバ体１９のコアレスファイバ部９をダイシングにより分断し、凹部１０を形成する。なお傾斜面１０Ａは、ダイシングにより分断する際に傾斜した治具を用いて形成する方法と、凹部１０を形成した後に旋盤やＮＣ加工機等の機械加工によって形成する方法とがある。 Thereafter, the coreless fiber portion 9 of the optical fiber body 19 is divided by dicing from a part of the peripheral surface of the ferrule 12 to form the recess 10. There are a method of forming the inclined surface 10A using a jig that is inclined when dividing by dicing, and a method of forming the inclined surface 10 by machining such as a lathe or an NC processing machine after the recess 10 is formed.

次に、あらかじめ作製しておいた偏光子２、ファラデー回転子３、偏光子４からなる光アイソレータ１を凹部１０内に紫外線熱併用型のアクリル系接着剤にて接着し、凹部１０と光アイソレータ１の隙間に、ガラス転移温度ＴＧが、ＴＧ＜−４０度程度と低い、エポキシ系の紫外線硬化型接着剤からなる透光性充填材１１を充填し、硬化させることにより、光デバイスを作製することができる。 Next, the optical isolator 1 comprising the polarizer 2, the Faraday rotator 3, and the polarizer 4 prepared in advance is bonded to the recess 10 with an ultraviolet heat combined acrylic adhesive, and the recess 10 and the optical isolator are bonded. An optical device is manufactured by filling the gap 1 with a translucent filler 11 made of an epoxy-based ultraviolet curing adhesive having a glass transition temperature TG as low as TG <−40 degrees and curing. be able to.

また、入力光ファイバ５および出力光ファイバ６にコアレスファイバ９Ａ、９Ｂを設けない場合には、第１シングルモードファイバ７Ａ、屈折率分布型ファイバ８Ａ、８Ｂ、第２シングルモードファイバ７Ｂの順で融着接続し、光ファイバ体を作製し、ダイシングの際にグレイデッドインデックスファイバ部８Ａ、８Ｂが略同一の長さになるように凹部１０を形成すればよい。 When the coreless fibers 9A and 9B are not provided in the input optical fiber 5 and the output optical fiber 6, the first single mode fiber 7A, the gradient index fibers 8A and 8B, and the second single mode fiber 7B are melted in this order. The recessed portions 10 may be formed so that the graded index fiber portions 8A and 8B have substantially the same length at the time of dicing.

次に、本発明の実施例について説明する、以下では、本発明の実施例に係るサンプルを４４個作製した。 Next, examples of the present invention will be described. In the following, 44 samples according to the examples of the present invention were produced.

まず、モードフィールド径が１０μｍ、長さが１ｍの石英系の第１シングルモードファイバ部７Ａと、コア径１１０μｍ、長さが０．９５ｍｍ、コア中心とクラッド境界付近における屈折率差が０．８％の第１屈折率分布ファイバ８Ａと、長さが２．５ｍｍ、純石英でコアを持たないコアレスファイバ９と、長さが０．９５ｍｍであり、第１屈折率分布ファイバ８Ａと同様のパラメータを持つ第２屈折率分布ファイバ部８Ｂと、長さが１ｍ、モードフィールド径が１０μｍの石英系の第２シングルモードファイバ７Ｂとを、上記した順に融着接続して、光ファイバ体１９を作製した。 First, a silica-based first single mode fiber portion 7A having a mode field diameter of 10 μm and a length of 1 m, a core diameter of 110 μm, a length of 0.95 mm, and a refractive index difference between the core center and the vicinity of the cladding boundary of 0.8. % Of the first graded index fiber 8A, a coreless fiber 9 having a length of 2.5 mm, pure silica and no core, and a length of 0.95 mm, the same parameters as the first graded index fiber 8A An optical fiber body 19 is manufactured by fusing a second refractive index distribution fiber portion 8B having a length of 1 m and a silica-based second single mode fiber 7B having a length of 1 m and a mode field diameter of 10 μm in the order described above. did.

その後、外径１．２４９ｍｍ、内径０．１２６ｍｍ、長さ６．４ｍｍの円筒状のジルコニア製フェルール１２を用い、その貫通孔１７に光ファイバ体１９をエポキシ系熱硬化型接着材にて固定した。 Thereafter, a cylindrical zirconia ferrule 12 having an outer diameter of 1.249 mm, an inner diameter of 0.126 mm, and a length of 6.4 mm was used, and the optical fiber body 19 was fixed to the through-hole 17 with an epoxy thermosetting adhesive. .

次に、フェルール１２の周面の一部から光ファイバ体１９のコアレスファイバ部９の部分をダイシングにより、光ファイバ体１９を入力光ファイバ５、出力光ファイバ６のように分断するとともに、フェルール１２の表面に開口する凹部１０を形成した。なお、凹部１０は、第１コアレスファイバ９Ａが０．１ｍとなる位置で、かつ光軸方向の距離（凹部の幅）が、１．１ｍｍとなるように形成した。したがって、第２コアレスファイバの長さは１．３ｍである。 Next, the optical fiber body 19 is divided into the input optical fiber 5 and the output optical fiber 6 by dicing a part of the coreless fiber portion 9 of the optical fiber body 19 from a part of the peripheral surface of the ferrule 12. The concave part 10 opened on the surface of was formed. The recess 10 was formed at a position where the first coreless fiber 9A was 0.1 m and the distance in the optical axis direction (the width of the recess) was 1.1 mm. Therefore, the length of the second coreless fiber is 1.3 m.

次いで、第１の偏光子２、ファラデー回転子３、第２の偏光子４からなる光アイソレータ１を凹部１０内の中心の位置にＵＶ熱併用型のアクリル系接着剤にて接着し、隙間に透光性充填材１１としてエポキシ系の低ＴＧ（ＴＧ＜−４０度）の紫外線硬化型接着剤を充填した。その結果、距離Ａは０．２５ｍｍ、距離Ｂは１．４５ｍｍとなった。第１偏光子２、および第２の偏光子４は、大きさが０．３×０．４ｍｍ、厚みが０．２ｍｍの銀粒子等の誘電体粒子を内包させたガラス基板で構成され、ファラデー回転子３は、大きさが０．３×０．４ｍｍ、厚みが０．４ｍｍのガーネット製のものを使用した。なお、光アイソレータ１は、光軸１６に対して光アイソレータ１の第１光入出射面１３Ａの角度が９１．５°になるように形成した。 Next, the optical isolator 1 composed of the first polarizer 2, the Faraday rotator 3, and the second polarizer 4 is bonded to the central position in the recess 10 with a UV heat combined acrylic adhesive, and the gap is formed in the gap. As the translucent filler 11, an epoxy-based low TG (TG <−40 degrees) UV curable adhesive was filled. As a result, the distance A was 0.25 mm and the distance B was 1.45 mm. The first polarizer 2 and the second polarizer 4 are formed of a glass substrate in which dielectric particles such as silver particles having a size of 0.3 × 0.4 mm and a thickness of 0.2 mm are encapsulated. The rotor 3 was made of garnet having a size of 0.3 × 0.4 mm and a thickness of 0.4 mm. The optical isolator 1 was formed such that the angle of the first light incident / exit surface 13A of the optical isolator 1 with respect to the optical axis 16 was 91.5 °.

次に比較例として、以下の手順で従来の光デバイスを１００個作製した。モードフィールド径が１０μｍ、長さが１ｍの石英系の第１シングルモードファイバ部７Ａと、コア径１１０μｍ、長さが０．７５ｍｍ、コア中心とクラッド境界付近における屈折率差が０．８％の第１屈折率分布ファイバ８Ａと、長さが２．０ｍｍ、純石英でコアを持たないコアレスファイバ９と、長さが０．７５ｍｍであり、第１屈折率分布ファイバ８Ａと同様のパラメータを持つ第２屈折率分布ファイバ部８Ｂと、長さが１ｍ、モードフィールド径が１０μｍの石英系の第２シングルモードファイバ７Ｂとを、上記した順に融着接続し光ファイバ体１９を作製した。 Next, as a comparative example, 100 conventional optical devices were manufactured by the following procedure. A silica-based first single mode fiber portion 7A having a mode field diameter of 10 μm and a length of 1 m, a core diameter of 110 μm, a length of 0.75 mm, and a refractive index difference between the core center and the cladding boundary of 0.8% The first gradient index fiber 8A, the coreless fiber 9 having a length of 2.0 mm, pure silica and having no core, the length is 0.75 mm, and has the same parameters as the first gradient index fiber 8A. The optical fiber body 19 was fabricated by fusion-bonding the second graded-index fiber portion 8B and the silica-based second single mode fiber 7B having a length of 1 m and a mode field diameter of 10 μm in the order described above.

次に、外径１．２４９ｍｍ、内径０．１２６ｍｍ、長さ６．４ｍｍの円筒状のジルコニア製フェルール１２を用い、その貫通孔１７に光ファイバ体１９をエポキシ系熱硬化型接着材にて固定した。 Next, a cylindrical zirconia ferrule 12 having an outer diameter of 1.249 mm, an inner diameter of 0.126 mm, and a length of 6.4 mm is used, and the optical fiber body 19 is fixed to the through hole 17 with an epoxy thermosetting adhesive. did.

次いで、フェルール１２の外周面の一部から光ファイバ体１９のコアレスファイバ部９の部分をダイシングにより、光ファイバ体１９を入力光ファイバ５、出力光ファイバ６のように分断するとともに、フェルール１２の表面に凹部１０を形成した。なお、凹部１０は、入力光ファイバ５の端面Ａ１５と第１屈折率分布型ファイバの端面１４Ａの距離が０．４５ｍｍ、凹部１０の光軸方向の幅は１．１ｍｍとなるように形成した。したがって、第１コアレスファイバおよび第２コアレスファイバの長さは０．４５ｍとなった。 Next, the optical fiber body 19 is divided into the input optical fiber 5 and the output optical fiber 6 by dicing a part of the coreless fiber portion 9 of the optical fiber body 19 from a part of the outer peripheral surface of the ferrule 12. A recess 10 was formed on the surface. The recess 10 was formed such that the distance between the end surface A15 of the input optical fiber 5 and the end surface 14A of the first gradient index fiber was 0.45 mm, and the width of the recess 10 in the optical axis direction was 1.1 mm. Therefore, the length of the first coreless fiber and the second coreless fiber was 0.45 m.

次いで、第１の偏光子２、ファラデー回転子３、第２の偏光子４からなる光アイソレータ１を凹部１０内の中心にＵＶ熱併用型のアクリル系接着剤にて接着し、隙間に透光性充填材１１としてエポキシ系の低ＴＧ（ＴＧ＜−４０度）の紫外線硬化型接着剤を充填した。その結果距離Ａが０．５５ｍｍ、距離Ｂが０．５５ｍｍとなった。第１偏光子２、および第２の偏光子４は、大きさが０．３×０．４ｍｍ、厚みが０．２ｍｍの銀粒子等の誘電体粒子を内包させたガラス基板で構成され、ファラデー回転子３は、大きさが０．３×０．４ｍｍ、厚みが０．４ｍｍのガーネット製のものを使用した。なお、光アイソレータ１は、光軸１６に対して光アイソレータ１の光の第１光入出射面１３Ａの角度が９１．５°になるように形成した。 Next, the optical isolator 1 including the first polarizer 2, the Faraday rotator 3, and the second polarizer 4 is bonded to the center of the recess 10 with a UV heat combined acrylic adhesive, and light is transmitted through the gap. As the conductive filler 11, an epoxy-based low TG (TG <−40 degrees) UV curable adhesive was filled. As a result, the distance A was 0.55 mm and the distance B was 0.55 mm. The first polarizer 2 and the second polarizer 4 are formed of a glass substrate in which dielectric particles such as silver particles having a size of 0.3 × 0.4 mm and a thickness of 0.2 mm are encapsulated. The rotor 3 was made of garnet having a size of 0.3 × 0.4 mm and a thickness of 0.4 mm. The optical isolator 1 was formed so that the angle of the first light incident / exit surface 13A of the light of the optical isolator 1 with respect to the optical axis 16 was 91.5 °.

このようにして作製した本発明および従来のサンプルの反射減衰量を測定した。反射減衰量は、反射減衰量測定器を入力光ファイバの第１シングルモードファイバに接続し、波長１５５０ｎｍの光を入射させ反射戻り光が最大となる値を読みとった。反射減衰量の測定結果を図６に示す。 The return loss of the present invention and the conventional sample thus produced was measured. The return loss was measured by connecting a return loss measuring instrument to the first single mode fiber of the input optical fiber and entering light having a wavelength of 1550 nm to obtain the maximum reflected return light. The measurement result of the return loss is shown in FIG.

図６に示すように、比較例では、反射減衰量の平均値が４４．７ｄＢであった。これに対して本発明の実施例は、反射減衰量の平均値が５１．２ｄＢとなり、距離Ａを距離Ｂより短くすることにより、光アイソレータ１で生じる反射光が入力光ファイバに再入射されるのを抑制し、反射減衰量を向上させることができた。 As shown in FIG. 6, in the comparative example, the average value of the return loss was 44.7 dB. On the other hand, in the embodiment of the present invention, the average value of the return loss is 51.2 dB, and the reflected light generated by the optical isolator 1 is reincident on the input optical fiber by making the distance A shorter than the distance B. And the return loss can be improved.

Ｘ１、Ｘ２、５０・・・光デバイス
１・・・光アイソレータ
２・・・第１偏光子
３・・・ファラデー回転子
４・・・第２偏光子
５・・・入力光ファイバ
６・・・出力光ファイバ
７Ａ・・・第１シングルモードファイバ
７Ｂ・・・第２シングルモードファイバ
８Ａ・・・第１屈折率分布型ファイバ
８Ｂ・・・第２屈折率分布型ファイバ
９Ａ・・・第１コアレスファイバ
９Ｂ・・・第２コアレスファイバ
１０・・・凹部
１０Ａ・・傾斜面
１１・・・透過性充填材
１２・・・フェルール
１３Ａ・・・第１光入出射面
１３Ｂ・・・第２光入出射面
１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ・・・端面
１６・・・光軸
１７・・・貫通孔
１８・・・境界面
１９・・・光ファイバ体
２１・・・入射光のモードフィールド
２２・・・透過光のモードフィールド
２３・・・反射光のモードフィールド
２４・・・第１シングルモードファイバのモードフィールド
２６・・・ビームウエスト X1, X2, 50 ... Optical device 1 ... Optical isolator 2 ... First polarizer 3 ... Faraday rotator 4 ... Second polarizer 5 ... Input optical fiber 6 ... Output optical fiber 7A ... 1st single mode fiber 7B ... 2nd single mode fiber 8A ... 1st gradient index fiber 8B ... 2nd gradient index fiber 9A ... 1st coreless Fiber 9B ... Second coreless fiber 10 ... Recess 10A .... Inclined surface 11 ... Transparent filler 12 ... Ferrule 13A ... First light incident / exit surface 13B ... Second light incident Output surface 14A, 14B, 15A, 15B ... End face 16 ... Optical axis 17 ... Through hole 18 ... Boundary surface 19 ... Optical fiber body 21 ... Mode field of incident light 22 ...・ Mode of transmitted light Field 23 ... Mode field of reflected light 24 ... Mode field of first single mode fiber 26 ... Beam waist

Claims

An input optical fiber including a single-mode fiber to which light is input, and a first graded-index fiber bonded to the single-mode fiber;
An output optical fiber comprising a second graded index fiber disposed coaxially with the input optical fiber and having the same refractive index profile as the first graded index fiber;
An optical isolator having a planar first light incident / exit surface facing one end surface of the input optical fiber and a planar second light incident / exit surface facing one end surface of the output optical fiber;
The distance A between the end surface of the first gradient index fiber on the optical isolator side and the first light incident / exit surface is such that the end surface of the second gradient index fiber on the optical isolator side and the second An optical device characterized by being different from the distance B between the light incident and exit surfaces.

The optical device according to claim 1, wherein the distance A is shorter than the distance B.

The first gradient index fiber has a first coreless fiber connected to an end on the first light incident / exit surface side, and the second gradient index fiber has an end on the second light incident / exit surface side. The optical device according to claim 1, wherein a second coreless fiber is connected to the portion.

The optical device according to claim 3, wherein the first coreless fiber is shorter than the second coreless fiber.

The input optical fiber and the output optical fiber further include a ferrule fixed in a through hole, and the ferrule has a recess communicating with the through hole, and the optical isolator is disposed in the recess. The optical device according to claim 1, wherein the optical device is characterized in that:

One end surface of the input optical fiber, one end surface of the output optical fiber, and an inner wall of the recess facing the first light input / output surface and the second light input / output surface of the optical isolator are the input optical fiber and the output light. 6. The optical device according to claim 5, wherein the optical device is inclined with respect to a plane orthogonal to the axial direction of the fiber.

The bottom surface of the recess is an inclined surface inclined with respect to the axes of the input optical fiber and the output optical fiber, and the first light incident / exit surface and the second light of the optical isolator disposed on the inclined surface 7. The optical device according to claim 5, wherein the incident / exit surface is a surface inclined with respect to a surface orthogonal to the axis.