JP2010286697A - Optical array conversion device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical array conversion device, having a structure for converting the array of a plurality of cores each of which functions as an optically independent optical waveguide, as an optical coupling device applied to an optical fiber network. <P>SOLUTION: The optical array conversion device 300 includes a light-incident surface 301, having lens surfaces L which are arranged corresponding to a plurality of incident luminous fluxes; and a light-emitting surface 302, in which light emission regions R corresponding to respective lens surfaces L are arranged differently from the arrangement of the lens surfaces L. The lens surfaces L collimate the incident luminous fluxes. A plurality of optical path conversion units are arranged between the light-incident surface 301 and the light-emitting surface 302 for converting the optical paths of the collimated luminous fluxes, corresponding respectively to the sets of the mutually corresponding lens surfaces L and light emission regions R, and each optical path conversion unit includes mirror surfaces M1 to M4. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、それぞれが光学的に独立した光導波路として機能する複数のコアを有するマルチコアファイバと他のネットワーク資源間での良好な光結合を可能にするための光配列変換デバイスに関するものである。   The present invention relates to an optical array conversion device for enabling good optical coupling between a multi-core fiber having a plurality of cores each functioning as an optically independent optical waveguide and other network resources.

従来、1つの送信局と複数の加入者との間の光通信を可能にするFTTH(Fiber To The Home)サービスを提供するため、例えば図11に示されたように、多段の光スプリッタを介在させることで1本の光ファイバを各加入者が共有する、いわゆるPON(Passive Optical Network)システムが実現されている。   Conventionally, in order to provide an FTTH (Fiber To The Home) service that enables optical communication between one transmitting station and a plurality of subscribers, for example, as shown in FIG. Thus, a so-called PON (Passive Optical Network) system is realized in which each subscriber shares one optical fiber.

すなわち、図11に示されたPONシステムは、インターネットなどの既存の通信システムの最終中継局である端局1(送信局)と、端局1と加入者宅2(加入者)との間に敷設された光ファイバ網とを備える。この光ファイバ網は、分岐点として設けられたクロージャー(光スプリッタ30を含む)と、端局1からクロージャーまでの光通信回線12と、クロージャーから各加入者宅2までの光通信回線31から構成されている。   That is, the PON system shown in FIG. 11 is between the terminal station 1 (transmitting station), which is the final relay station of an existing communication system such as the Internet, and between the terminal station 1 and the subscriber home 2 (subscriber). And an installed optical fiber network. This optical fiber network includes a closure (including an optical splitter 30) provided as a branch point, an optical communication line 12 from the terminal station 1 to the closure, and an optical communication line 31 from the closure to each subscriber home 2. Has been.

上記端局1は、局側終端装置10(OLT:Optical Line Terminal)と、OLT10からの多重化信号を分岐する光スプリッタ11を備える。一方、上記加入者宅2には、加入者側終端装置20(ONU:Optical Network Unit)が設けられている。また、端局1と加入者宅2との間に敷設されている光ファイバ網の分岐点としてのクロージャーには、少なくとも、到達した多重化信号をさらに分岐するための光スプリッタ30や、サービス内容を制限するための波長選択フィルタなどが配置されている。   The terminal station 1 includes a station-side terminal device 10 (OLT: Optical Line Terminal) and an optical splitter 11 that branches a multiplexed signal from the OLT 10. On the other hand, the subscriber's home 2 is provided with a subscriber-side terminal device 20 (ONU: Optical Network Unit). In addition, the closure as a branching point of the optical fiber network laid between the terminal station 1 and the subscriber's home 2 includes at least an optical splitter 30 for further branching the multiplexed signal that has arrived, and service contents A wavelength selection filter or the like for limiting the frequency is arranged.

以上のように、図11に示されたPONシステムでは、端局1内に光スプリッタ11が設けられるとともに、光ファイバ網上に配置されたクロージャー内にも光スプリッタ30が設けられているので、1つの局側終端装置10からは複数の加入者に対してFTTHサービスの提供が可能になっている。   As described above, in the PON system shown in FIG. 11, the optical splitter 11 is provided in the terminal station 1, and the optical splitter 30 is also provided in the closure arranged on the optical fiber network. One station-side terminal device 10 can provide FTTH service to a plurality of subscribers.

しかしながら、上述のように多段の光スプリッタを介することで複数の加入者が一本の光ファイバを共有するPONシステムでは、輻輳制御(Congestion Control)や受信ダイナミックレンジの確保など、将来的な伝送容量の増加に対して技術的課題を抱えているのは事実である。本技術的課題(輻輳制御・ダイナミックレンジの確保など)を解決する手段の一つとして、SS(Single Star)システムへの移行が考えられる。SSシステムへ移行する場合は、局内側においてファイバ心数がPONシステムに対して増大するため、局内側光ケーブルにおいて極細径化・超高密度化が必須となる。極細径・超高密度化用の光ファイバとしては、マルチコアファイバが好適である。   However, in a PON system in which a plurality of subscribers share a single optical fiber through multistage optical splitters as described above, future transmission capacity such as congestion control (Congestion Control) and securing of a receiving dynamic range, etc. It is true that there is a technical challenge against this increase. As a means for solving this technical problem (congestion control, securing a dynamic range, etc.), a transition to an SS (Single Star) system can be considered. When migrating to the SS system, the number of fiber cores on the inner side of the station increases with respect to the PON system. Therefore, it is essential to make the diameter and the ultra-high density of the optical cable inside the station. A multi-core fiber is suitable as the optical fiber for ultra-fine diameter and ultra-high density.

例えば、マルチコアファイバとして、特許文献1に開示された光ファイバは、その断面において二次元に配置された7個以上のコアを有する。また、特許文献2には、複数のコアが一直線上に並列された光ファイバが開示されており、光導波路・半導体光集積素子との接続が容易になる旨、記載されている。   For example, as a multi-core fiber, the optical fiber disclosed in Patent Document 1 has seven or more cores arranged two-dimensionally in its cross section. Patent Document 2 discloses an optical fiber in which a plurality of cores are aligned in a straight line, and it is described that connection with an optical waveguide / semiconductor optical integrated device is facilitated.

特開平05−341147号公報JP 05-341147 A 特開平10−104443号公報JP-A-10-104443

発明者らは、上述の従来技術について検討した結果、以下のような課題を発見した。   The inventors have found the following problems as a result of examining the above-described conventional technology.

すなわち、特許文献1に記載されたマルチコアファイバは、送信端や受信端において、光デバイス等との接続が困難になる。これは、特許文献2にも記載されている通り、通常製造される光導波路、半導体光集積素子等の光学デバイスは、一次元に複数の光送受信要素(発光エリア又は受光エリア)が配列されているのが一般的であり、このような光デバイスを、その断面において複数のコアが二次元に配置されているマルチコアファイバ(以下、この配置状態を二次元コア配列という)に光学的に結合させることは困難であった。   That is, the multicore fiber described in Patent Document 1 is difficult to connect to an optical device or the like at the transmission end or the reception end. As described in Patent Document 2, an optical device such as an optical waveguide or a semiconductor optical integrated device that is normally manufactured has a plurality of optical transmission / reception elements (light emitting area or light receiving area) arranged in one dimension. In general, such an optical device is optically coupled to a multi-core fiber in which a plurality of cores are two-dimensionally arranged in the cross section (hereinafter, this arrangement state is referred to as a two-dimensional core array). It was difficult.

一方、FTTHにおいて加入者の増加に伴いファイバ芯数も増加するため局内のファイバ収納スペースを圧迫しているのも事実であり、二次元コア配列を有するマルチコアファイバの何れに関しても、その利用要求が高まってくることは容易に想像できる。また、特許文献2に記載されたマルチコアファイバは、一次元配列された光送受信要素との光学的な接続を目的としているため、コアは一次元に配列されている。この場合、当該マルチコアファイバ一本当りのコア数を大幅に増加させることが困難であるため、光伝送路としての利用はできない。   On the other hand, in FTTH, the number of fiber cores increases as the number of subscribers increases, so it is also true that the fiber storage space in the station is being pressed, and any multi-core fiber having a two-dimensional core arrangement is requested to be used. It can be easily imagined that it will increase. In addition, since the multi-core fiber described in Patent Document 2 is intended for optical connection with a one-dimensionally arranged optical transmission / reception element, the cores are arranged one-dimensionally. In this case, since it is difficult to significantly increase the number of cores per multi-core fiber, it cannot be used as an optical transmission line.

本発明は上述のような課題を解決するためになされたものであり、光ファイバ網へのマルチコアファイバの適用に伴い、当該マルチコアファイバと他のネットワーク資源間における信号チャネルごとの光学的結合を実現するため、コア配列を任意に変換するための構造を備えた光配列変換デバイスを提供することを目的としている。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and with the application of a multi-core fiber to an optical fiber network, realizes optical coupling for each signal channel between the multi-core fiber and other network resources. Therefore, an object of the present invention is to provide an optical array conversion device having a structure for arbitrarily converting a core array.

上述の課題を解決するため、この発明に係る光配列変換デバイスは、一次元コア配列、二次元コア配列を問わずそれぞれが信号チャネルとなる複数のコアを有するマルチコアファイバを含む光ファイバ網に適用される光結合デバイスとして、それぞれが光学的に独立した光導波路(信号チャネル)として機能する複数のコアの配列状態を、任意に変更する。なお、本発明に係る光配列変換デバイスにおける配列変換では、二次元コア配列から一次元コア配列あるいは一次元コア配列から二次元コア配列のいずれも可能である。また、本発明に係る光配列変換デバイスにおける配列変換には、二次元コア配列同士あるいは一次元コア配列同士の光学的結合であっても、コア間隔の変更する場合も含まれる。   In order to solve the above-described problems, the optical array conversion device according to the present invention is applied to an optical fiber network including a multi-core fiber having a plurality of cores each serving as a signal channel regardless of a one-dimensional core array or a two-dimensional core array. As an optical coupling device, the arrangement state of a plurality of cores each functioning as an optically independent optical waveguide (signal channel) is arbitrarily changed. In the array conversion in the optical array conversion device according to the present invention, either a two-dimensional core array to a one-dimensional core array or a one-dimensional core array to a two-dimensional core array is possible. In addition, the array conversion in the optical array conversion device according to the present invention includes a case where the core interval is changed even when the two-dimensional core arrays are optically coupled to each other or the one-dimensional core arrays are optically coupled.

本発明に係る光配列変換デバイスは、複数の光束(それぞれが信号チャネルに相当)がそれぞれ異なる位置に到達する光入射面と、光入射面にそれぞれ入射された光束を出力する光出射面を備える。また、当該光配列変換デバイスにおいて、光入射面上には、それぞれが複数の光束のいずれかに対応して配置された複数の第1レンズ面が設けられている。これら複数の第1レンズ面それぞれは、複数の光束のうち対応する一つをコリメートする。一方、光出射面上には、それぞれが複数の第1レンズ面のいずれかに対応している複数の光出射領域が配置されており、これら複数の光出射領域の、光出射面上における配置は、光入射面上における複数の第1レンズ面の配列とは異なっている。特に、本発明に係る光配列変換デバイスは、それぞれが複数の第1レンズ面と複数の光出射領域の対応する組のいずれかに対応している複数の光路変更ユニットを備える。これら複数の光路変更ユニットそれぞれは、複数の第1レンズ面のうち対応する一つから複数の光出射領域のうち対応する一つに向かうコリメート光の光路を変更するための1又はそれ以上の反射面を含む。   An optical arrangement conversion device according to the present invention includes a light incident surface on which a plurality of light beams (each corresponding to a signal channel) reach different positions, and a light output surface that outputs the light beams incident on the light incident surfaces, respectively. . In the optical arrangement conversion device, a plurality of first lens surfaces are provided on the light incident surface, each of which is arranged corresponding to one of the plurality of light beams. Each of the plurality of first lens surfaces collimates a corresponding one of the plurality of light beams. On the other hand, a plurality of light emitting areas each corresponding to one of the plurality of first lens surfaces are disposed on the light emitting surface, and the plurality of light emitting areas are arranged on the light emitting surface. Is different from the arrangement of the plurality of first lens surfaces on the light incident surface. In particular, the optical array conversion device according to the present invention includes a plurality of optical path changing units each corresponding to one of a corresponding set of a plurality of first lens surfaces and a plurality of light emission regions. Each of the plurality of optical path changing units includes one or more reflections for changing the optical path of the collimated light directed from the corresponding one of the plurality of first lens surfaces to the corresponding one of the plurality of light emitting areas. Including face.

本発明に係る光配列変換デバイスは、光出射面における複数の光出射領域にそれぞれ配置された複数の第2レンズ面を備えてもよい。この場合、これら複数の第2レンズ面それぞれは、複数の光出射領域のうち対応する一つに到達してきたコリメート光を集光するレンズ面として機能する。   The light arrangement conversion device according to the present invention may include a plurality of second lens surfaces respectively disposed in a plurality of light emission regions on the light emission surface. In this case, each of the plurality of second lens surfaces functions as a lens surface that collects collimated light that has reached a corresponding one of the plurality of light emission regions.

なお、本発明に係る光配列変換デバイスにおいて、複数の第1レンズ面それぞれの焦点距離と、複数のレンズ面それぞれの焦点距離は異なってもよい。   In the optical array conversion device according to the present invention, the focal lengths of the plurality of first lens surfaces and the focal lengths of the plurality of lens surfaces may be different.

本発明によれば、光ファイバ網の構成要素間、例えば二次元コア配列を有するマルチコアファイバと一次元コア配列を有するネットワーク資源(従来の多チャンネル型光部品)との光学的結合や、上記マルチコアファイバと複数の単一チャネル型光学デバイスの同時結合を容易に実現することができる。   According to the present invention, optical coupling between components of an optical fiber network, for example, a multi-core fiber having a two-dimensional core array and a network resource (a conventional multi-channel optical component) having a one-dimensional core array, Simultaneous coupling of a fiber and a plurality of single channel optical devices can be easily realized.

本発明に係る光配列変換デバイスが適用可能な光通信システムの概略構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an optical communication system to which an optical array conversion device according to the present invention is applicable. マルチコアファイバの概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of a multi-core fiber. 本発明に係る光配列変換デバイスの構成と、当該光配列変換デバイスとマルチコアファイバとの代表的な接続構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the optical sequence conversion device which concerns on this invention, and the typical connection configuration of the said optical sequence conversion device and a multi-core fiber. 図2に示されたマルチコアファイバの端面における二次元コア配列を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the two-dimensional core arrangement | sequence in the end surface of the multi-core fiber shown by FIG. 本発明に係る光配列変換デバイスの第1実施形態の構成を説明するための展開図である。It is an expanded view for demonstrating the structure of 1st Embodiment of the optical array conversion device which concerns on this invention. 図4に示されたコア配列を有するマルチコアファイバに対する第1実施形態に係る光配列変換デバイスの配列変換機能として、コアC2から到達する光束の光路変更動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the optical path change operation | movement of the light beam which arrives from the core C2 as an arrangement | sequence conversion function of the optical arrangement conversion device which concerns on 1st Embodiment with respect to the multi-core fiber which has the core arrangement | sequence shown by FIG. 図4に示されたコア配列を有するマルチコアファイバに対する第1実施形態に係る光配列変換デバイスの配列変換機能として、コアC6から到達する光束の光路変更動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the optical path change operation | movement of the light beam which arrives from the core C6 as an arrangement | sequence conversion function of the optical arrangement conversion device which concerns on 1st Embodiment with respect to the multi-core fiber which has a core arrangement | sequence shown by FIG. 図4に示されたコア配列を有するマルチコアファイバに対する第1実施形態に係る光配列変換デバイスの配列変換機能として、コアC1から到達する光束の光路変更動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the optical path change operation | movement of the light beam which arrives from the core C1 as an arrangement | sequence conversion function of the optical arrangement conversion device which concerns on 1st Embodiment with respect to the multi-core fiber which has the core arrangement | sequence shown by FIG. 第1実施形態に係る光配列変換デバイスの、光出射端面からみた構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure seen from the light-projection end surface of the optical arrangement conversion device concerning 1st Embodiment. 本発明に係る光配列変換デバイスの第2実施形態の構成を説明するための展開図である。It is an expanded view for demonstrating the structure of 2nd Embodiment of the optical arrangement conversion device which concerns on this invention. 従来の光通信システム(PONシステム)の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional optical communication system (PON system).

以下、この発明に係る光配列変換デバイスの各実施形態を、図1〜図10を用いて詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。   Hereinafter, each embodiment of the optical array conversion device according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

本発明に係る光配列変換デバイスにおける配列変換には、二次元コア配列と一次元コア配列間において各コアの配置を変更する場合の他、同一コア配列同士であってもコア間隔を変更する場合も含まれるが、以下の説明では、代表的な例として、二次元コア配列を有するマルチコアファイバと一次元コア配列を有する他のネットワーク資源との信号チャネルごとの光学的結合を可能にする構成を有する光配列変換デバイスについて言及することとする。また、本明細書では、各光学デバイスの光入出射端面における光導波路(コア)自体の配置の他、各信号チャネルの配置、すなわち、光束の入出射位置も含めて単に「コア配置」という。   In the array conversion in the optical array conversion device according to the present invention, in addition to changing the arrangement of each core between the two-dimensional core array and the one-dimensional core array, the core interval is changed even in the same core array In the following description, as a typical example, a configuration that enables optical coupling for each signal channel between a multi-core fiber having a two-dimensional core array and another network resource having a one-dimensional core array is provided. Reference will be made to an optical array conversion device. Further, in this specification, in addition to the arrangement of the optical waveguide (core) itself at the light incident / exit end face of each optical device, the arrangement of each signal channel, that is, the incident / exit position of the light beam is also simply referred to as “core arrangement”.

図1は、本発明に係る光配列変換デバイスが適用可能な光通信システムの構成を示す図である。この図1に示された光通信システムは、図11と同様に、1つの送信局と複数の加入者との間の光通信を可能にするFTTH(Fiber To The Home)サービスを提供する。ただし、図1に示された光通信システムは、送信局からマルチコアファイバを介して複数の信号チャネルを出力するSS(Single Star)システムである。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an optical communication system to which an optical array conversion device according to the present invention can be applied. The optical communication system shown in FIG. 1 provides an FTTH (Fiber To The Home) service that enables optical communication between one transmission station and a plurality of subscribers, as in FIG. However, the optical communication system shown in FIG. 1 is an SS (Single Star) system that outputs a plurality of signal channels from a transmitting station via a multi-core fiber.

すなわち、このSSシステムは、インターネットなどの既存の通信システムの最終中継局である端局100(送信局)と、加入者宅200(加入者)と、端局100と加入者宅200(加入者)との間に敷設された光ファイバ網の一部を構成するとともに、両端面において二次元に配列された複数のコア(光導波領域)を有するマルチコアファイバ400を備える。   That is, this SS system includes a terminal station 100 (transmitting station), a subscriber home 200 (subscriber), and a terminal station 100 and a subscriber home 200 (subscriber) which are final relay stations of an existing communication system such as the Internet. And a multi-core fiber 400 having a plurality of cores (optical waveguide regions) arranged two-dimensionally at both end faces.

端局100は、それぞれが独立に駆動制御されるとともに一次元に配列された複数の発光エリアを有し、これら複数の発光エリアから信号光を出力するワンチップマルチチャネルOLT110(局側終端装置)と、ワンチップマルチチャネルOLT110の光出射面(複数の発光エリアが配列されている面)とマルチコアファイバ400の光入射面とを光学的に結合する光配列変換デバイス120を備える。マルチコアファイバ400は、端局100側において採用される極細径・超高密度光ケーブルに収納される。一方、加入者宅200には、ONU210が設けられている。マルチコアファイバ400の光出射面と各加入者宅200のONU210とを光学的に結合させるため、マルチコアファイバ400の光出射面と加入者宅200との間にも配列変換デバイス300が設けられている。配列変換デバイス300と各加入者宅200とはテープファイバ500を構成する各光ファイバにより光学的に接続されている。   The terminal station 100 has a plurality of light-emitting areas that are independently driven and controlled one-dimensionally, and outputs a signal light from the plurality of light-emitting areas. One-chip multi-channel OLT 110 (station-side termination device) And an optical array conversion device 120 that optically couples the light exit surface of the one-chip multi-channel OLT 110 (the surface on which a plurality of light emitting areas are arrayed) and the light incident surface of the multi-core fiber 400. The multi-core fiber 400 is housed in an ultra-fine diameter / ultra-high density optical cable employed on the terminal station 100 side. On the other hand, the subscriber's home 200 is provided with an ONU 210. In order to optically couple the light emitting surface of the multi-core fiber 400 and the ONU 210 of each subscriber home 200, the array conversion device 300 is also provided between the light emitting surface of the multi-core fiber 400 and the subscriber home 200. . The array conversion device 300 and each subscriber home 200 are optically connected by optical fibers constituting the tape fiber 500.

端局100において、ワンチップマルチチャネルOLT110は、例えば、16個の発光エリアが一次元に配列された発光素子である。このワンチップマルチチャネルOLT110と16個のコアが二次元に配列されたマルチコアファイバ400との間には配列変換デバイス120が設けられている。配列変換デバイス120は、ワンチップマルチチャネルOLT110における各発光エリアとマルチコアファイバ400における各コアとを一対一で光学的に結合させる。すなわち、配列変換デバイス120は、複数の光路を有しており、光入射面上においてこれら光路の一方の端部が一次元に配列される一方、これら光路の他方の端部は光出射面上において二次元に配列されている。逆に、配列変換デバイス300も、複数の光路を有しているが、光入射面上においてこれら光路の一方の端部が二次元に配列される一方、これら光路の他方の端部は光出射面上において一次元に配列されている。   In the terminal station 100, the one-chip multi-channel OLT 110 is, for example, a light-emitting element in which 16 light-emitting areas are arranged one-dimensionally. An array conversion device 120 is provided between the one-chip multi-channel OLT 110 and the multi-core fiber 400 in which 16 cores are two-dimensionally arrayed. The array conversion device 120 optically couples each light emitting area in the one-chip multi-channel OLT 110 and each core in the multi-core fiber 400 in a one-to-one relationship. That is, the array conversion device 120 has a plurality of optical paths, and one end of these optical paths is arranged one-dimensionally on the light incident surface, while the other end of these optical paths is on the light exit surface. Are arranged in two dimensions. Conversely, the array conversion device 300 also has a plurality of optical paths, but one end of these optical paths is two-dimensionally arranged on the light incident surface, while the other end of these optical paths emits light. It is arranged in one dimension on the surface.

図2は、上記マルチコアファイバ400の構造を示す斜視図である。この図2に示されたように、マルチコアファイバ400は、複数のコア401と、二次元配列状態を保持した状態でこれら複数のコア401を一体的に被覆するクラッド402と、クラッド402の外周に設けられた樹脂被覆403を備える。複数のコア401それぞれは、当該マルチコアファイバ400の長手方向に一致する所定軸AXに沿ってそれぞれ伸び、かつ、光学的に互いに独立した光導波路(信号チャネル)として機能する。クラッド402は、複数のコア401を一体的に被覆するとともに、所定軸AXに直交する当該マルチコアファイバ400の光入出射断面410において、複数のコア401により構成される当該マルチコアファイバ400の二次元コア配列を保持する。なお、接続作業の際には、当該マルチコアファイバ400の光入出射端面410を含む先端部分の樹脂被覆403は除去される。   FIG. 2 is a perspective view showing the structure of the multi-core fiber 400. As shown in FIG. 2, the multi-core fiber 400 includes a plurality of cores 401, a cladding 402 that integrally covers the plurality of cores 401 in a two-dimensional array state, and an outer periphery of the cladding 402. A provided resin coating 403 is provided. Each of the plurality of cores 401 functions as an optical waveguide (signal channel) that extends along a predetermined axis AX that coincides with the longitudinal direction of the multi-core fiber 400 and that is optically independent from each other. The clad 402 integrally covers the plurality of cores 401, and the two-dimensional core of the multicore fiber 400 configured by the plurality of cores 401 in the light incident / exit section 410 of the multicore fiber 400 orthogonal to the predetermined axis AX. Holds an array. In the connection work, the resin coating 403 at the tip portion including the light incident / exit end face 410 of the multi-core fiber 400 is removed.

次に、上述のような構造を有するマルチコアファイバ400と光配列変換デバイス300との代表的な接続構成を、当該光配列変換デバイス300の構成とともに、図3を参照しながら詳細に説明する。   Next, a typical connection configuration between the multi-core fiber 400 having the above-described structure and the optical array conversion device 300 will be described in detail with reference to FIG.

すなわち、接続対象であるマルチコアファイバ400の光入出射端面410を含む先端部分にはフェルール450が接着固定されている。一方、当該光配列変換デバイス300は、スリーブ350内に収納されており、フェルール450がこのスリーブ350の貫通孔内に挿入されることにより、マルチコアファイバ400の長手方向の位置決めが行われる。一方、マルチコアファイバ400の光入出射端面410上におけるコア配列と光配列変換デバイス300の光入射端面におけるコア配列の位置合わせは、軸AXを中心にマルチコアファイバ400を回転させることにより行われる。   That is, the ferrule 450 is bonded and fixed to the tip portion including the light incident / exit end face 410 of the multicore fiber 400 to be connected. On the other hand, the optical array conversion device 300 is housed in a sleeve 350, and the multi-core fiber 400 is positioned in the longitudinal direction by inserting the ferrule 450 into the through hole of the sleeve 350. On the other hand, the alignment of the core array on the light incident / exit end face 410 of the multicore fiber 400 and the core array on the light incident end face of the optical array conversion device 300 is performed by rotating the multicore fiber 400 about the axis AX.

具体的に、光配列変換デバイス300は、複数の光束(それぞれが信号チャネルに相当)がそれぞれ異なる位置に到達する光入射面301と、光入射面301にそれぞれ入射された光束を出力する光出射面302を備える。また、当該光配列変換デバイス300において、光入射面301上には、それぞれが複数の光束のいずれかに対応して配置された複数の第1レンズ面Lが設けられている。各第1レンズ面Lは、複数の光束のうち対応する一つをコリメートする。一方、光出面302上には、それぞれが複数の第1レンズ面Lのいずれかに対応している複数の光出射領域Rが配置されており、これら複数の光出射領域Rの、光出射面302上における配置は、光入射面301上における複数の第1レンズ面Lの配列とは異なっている。特に、この光配列変換デバイス300は、それぞれが複数の第1レンズ面Lと複数の光出射領域Rの対応する組のいずれかに対応している複数の光路変更ユニットを備え、これら複数の光路変更ユニットは、光入射面301と光出射面302との間に配置された反射面M1〜M4により構成されている。反射面M1〜M4の配置をそれぞれ調整することで、複数の第1レンズ面Lのうち対応する一つから複数の光出射領域Rのうち対応する一つに向かうコリメート光の光路を変更できるため、当該光配列変換デバイス300による配列変換が可能になる。   Specifically, the optical arrangement conversion device 300 includes a light incident surface 301 where a plurality of light beams (each corresponding to a signal channel) reach different positions, and a light emission that outputs the light beams incident on the light incident surface 301, respectively. A surface 302 is provided. In the optical arrangement conversion device 300, a plurality of first lens surfaces L are provided on the light incident surface 301, each of which is arranged corresponding to one of the plurality of light beams. Each first lens surface L collimates a corresponding one of the plurality of light beams. On the other hand, a plurality of light emitting regions R each corresponding to one of the plurality of first lens surfaces L are disposed on the light emitting surface 302, and the light emitting surfaces of the plurality of light emitting regions R are arranged. The arrangement on 302 is different from the arrangement of the plurality of first lens surfaces L on the light incident surface 301. In particular, the optical array conversion device 300 includes a plurality of optical path changing units each corresponding to one of a corresponding set of a plurality of first lens surfaces L and a plurality of light emitting regions R, and the plurality of optical paths. The change unit is configured by reflecting surfaces M1 to M4 disposed between the light incident surface 301 and the light emitting surface 302. By adjusting the arrangement of the reflecting surfaces M1 to M4, the optical path of the collimated light traveling from the corresponding one of the plurality of first lens surfaces L to the corresponding one of the plurality of light emission regions R can be changed. The array conversion by the optical array conversion device 300 can be performed.

なお、図3ではマルチコアファイバ400と光配列変換デバイス300との代表的な接続構成が示されているが、マルチコアファイバ400と光配列変換デバイス120との接続構成も同様に実現可能である。この場合、図3において、光配列変換デバイス300の光入射端面301が光配列変換デバイス120の光出射端面に相当し、光配列変換デバイス300の光出射端面302が光配列変換デバイス120の光入射端面に相当する。また、この光配列変換デバイス120の光入射端面(光配列変換デバイス300の光出射端面301に相当)における各領域Rにはレンズ面が設けられる。   3 shows a typical connection configuration between the multi-core fiber 400 and the optical arrangement conversion device 300, the connection configuration between the multi-core fiber 400 and the optical arrangement conversion device 120 can be similarly realized. In this case, in FIG. 3, the light incident end face 301 of the light arrangement conversion device 300 corresponds to the light emission end face of the light arrangement conversion device 120, and the light emission end face 302 of the light arrangement conversion device 300 is light incident on the light arrangement conversion device 120. It corresponds to the end face. In addition, a lens surface is provided in each region R on the light incident end face of the light arrangement conversion device 120 (corresponding to the light emission end face 301 of the light arrangement conversion device 300).

(第1実施形態)
次に、図4〜図9を参照しながら、当該第1実施形態に係る光配列変換デバイス300の構成を説明する。なお、図4には、接続対象となるマルチコアファイバ400の光入出射端面410のコア配列が示されている。すなわち、このマルチコアファイバ400は7本のコア401を有し、その光入出射端面410上には、中央にコアC0、コアC0を取り囲むようにコアC1〜C6が配置されている。
(First embodiment)
Next, the configuration of the optical array conversion device 300 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 4 shows the core arrangement of the light incident / exit end face 410 of the multi-core fiber 400 to be connected. That is, the multi-core fiber 400 has seven cores 401, and the cores C0 to C6 are disposed on the light incident / exit end face 410 so as to surround the core C0 and the core C0.

この第1実施形態に係る光配列変換デバイス300は、図3に示されたように、上記マルチコアファイバ400との光学的接続のため、スリーブ350に収納されるが、具体的には図4にされた構造を備える。なお、図5は、本発明に係る光配列変換デバイスの第1実施形態の構成を説明するための展開図である。   The optical array conversion device 300 according to the first embodiment is housed in a sleeve 350 for optical connection with the multi-core fiber 400 as shown in FIG. The structure is provided. FIG. 5 is a developed view for explaining the configuration of the first embodiment of the optical array conversion device according to the present invention.

図5に示されたように、第1実施形態に係る光配列変換デバイス300は、マルチコアファイバ400の光入出射端面410と向かい合うよう配置された面A(図3の光入射面301に相当)上に、第1レンズ面Lとして、レンズ面L0〜L6が、マルチコアファイバ400の光入出射端面410におけるコア配列に一致するよう配置されている。   As shown in FIG. 5, the optical array conversion device 300 according to the first embodiment is a surface A (corresponding to the light incident surface 301 in FIG. 3) arranged to face the light incident / exit end surface 410 of the multicore fiber 400. On the top, as the first lens surface L, the lens surfaces L0 to L6 are arranged so as to coincide with the core arrangement on the light incident / exit end surface 410 of the multi-core fiber 400.

光配列変換デバイス300の本体の、xy平面に平行な断面形状は、z軸方向に沿って大きくなっている。また、z=z1で規定される平面1(面Dに一致)からz=z2で規定される平面2(面Eに一致)までの当該本体内部には、空洞が設けられている(なお、面D及び面Eは、面Aに対し平行)。この空洞の内面C上には、反射面として、ミラー面M1−1〜M1−6が形成されている。マルチコアファイバ400の光入出射端面410上に配置されたコアC0〜C6それぞれから出力された光束は、対応するレンズ面L0〜L6によってコリメートされ、例えば、コアC0から出力された光束は、面Aの中央に配置されたレンズ面L0によりコリメートされた後、該コリメート光が、面Dからz軸方向に平行に出力される。また、コアC1〜C6からそれぞれ出力された光束は、対応するレンズ面L1〜L6から面Cまでは、z軸方向に平行に進み(それぞれの光束は対応するレンズ面によりコリメートされる)、ミラー面M1−1〜M1−6のうち対応する一つで反射される。これにより、本体内部を伝搬する各コリメート光は、xy平面において、当該本体の中心から外側に向かって光路を変える。さらに、外周面B上には、ミラー面M2−1〜M2−6が、上記ミラー面M1−1〜M1−6と対面する位置に形成されており、各コリメート光は、ミラー面M2−1〜M2−6のうち対応する一つにより、再びz軸方向に平行に光路を変える。   The cross-sectional shape parallel to the xy plane of the main body of the optical array conversion device 300 is increased along the z-axis direction. In addition, a cavity is provided in the main body from the plane 1 defined by z = z1 (coincided with the plane D) to the plane 2 defined by z = z2 (coincided with the plane E) (note that Surface D and surface E are parallel to surface A). On the inner surface C of the cavity, mirror surfaces M1-1 to M1-6 are formed as reflecting surfaces. The light beams output from the cores C0 to C6 disposed on the light incident / exit end surface 410 of the multi-core fiber 400 are collimated by the corresponding lens surfaces L0 to L6. For example, the light beams output from the core C0 are the surface A Then, the collimated light is output from the surface D in parallel to the z-axis direction. The light beams output from the cores C1 to C6 respectively travel in parallel to the z-axis direction from the corresponding lens surfaces L1 to L6 to the surface C (each light beam is collimated by the corresponding lens surface), and mirrors Reflected by the corresponding one of the surfaces M1-1 to M1-6. Thereby, each collimated light propagating inside the main body changes its optical path from the center of the main body toward the outside in the xy plane. Further, on the outer peripheral surface B, mirror surfaces M2-1 to M2-6 are formed at positions facing the mirror surfaces M1-1 to M1-6, and each collimated light is reflected on the mirror surface M2-1. The optical path is changed again parallel to the z-axis direction by one of the corresponding ones of M2-6.

コアC1から出力された各光束は、レンズ面L1においてコリメートされた後、ミラー面M1−1、ミラー面M2−1の順で反射され、コリメート光として面Eからz軸方向に平行に出力される(コアC0に対応するコリメート光に対して同一平面上を平行に進む)。同様に、コアC4から出力された各光束は、レンズ面L4においてコリメートされた後、ミラー面M1−4、ミラー面M2−4の順で反射され、コリメート光として面Eからz軸方向い平行に出力される(この場合も、コアC0に対応するコリメート光に対して同一平面上を平行に進む)。   Each light beam output from the core C1 is collimated on the lens surface L1, then reflected in the order of the mirror surface M1-1 and the mirror surface M2-1, and output as collimated light from the surface E in parallel in the z-axis direction. (Proceeds parallel to the collimated light corresponding to the core C0 on the same plane). Similarly, each light beam output from the core C4 is collimated on the lens surface L4, then reflected in the order of the mirror surface M1-4 and the mirror surface M2-4, and collimated light from the surface E in parallel in the z-axis direction. (In this case also, the light advances in parallel on the same plane with respect to the collimated light corresponding to the core C0).

一方、面E上には、4個のプリズム体が配置されている。これらプリズム体はyz平面での断面形状が平行四辺形であり、反射面として、ミラー面M3−2、M3−3、M3−5、M3−6、及び、ミラー面M4−2、M4−3、M4−5、M4−6がそれぞれ形成されている。各ミラー面のyz平面での断面形状は、z軸方向に対して45°傾斜している。この構成により、コアC2、C3、C5、C6(図4参照)それぞれから出力された光束は、それぞれが対応するレンズ面L2、L3、L5、L6によりコリメートされる。そして、レンズ面L2、L3、L5、L6からのコリメート光それぞれは、ミラー面M3−2、M3−3、M3−5、M3−6のうち対応する一つ、ミラー面M4−2、M4−3、M4−5、M4−6のうち対応する一つの順に反射され、z軸方向にと平行になる。さらに、コリメート光それぞれは、ミラー面M3−2、M3−3、M3−5、M3−6のうち対応する一つで反射されることによりy軸方向に対して平行になるよう進行方向が変更される。その後、コリメート光それぞれは、ミラー面M4−2、M4−3、M4−5、M4−6のうち対応する一つで反射されることにより、z軸方向に平行になるよう進行方向を変えられる。上述のように光路が変更されたコリメート光それぞれは、プリズム体それぞれの面F−2、F−3、F−5、F−6(それぞれ光出射面302に一致)から出力される。なお、これらコリメート光それぞれは、上述のコアC0、C1、C4それぞれに対応したコリメート光に対して平行同一平面上を平行に進む。   On the other hand, four prism bodies are arranged on the surface E. These prism bodies have a parallelogram cross-sectional shape on the yz plane, and mirror surfaces M3-2, M3-3, M3-5, M3-6, and mirror surfaces M4-2, M4-3 are used as reflecting surfaces. , M4-5, and M4-6 are formed. The cross-sectional shape of each mirror surface on the yz plane is inclined 45 ° with respect to the z-axis direction. With this configuration, the light beams output from the cores C2, C3, C5, and C6 (see FIG. 4) are collimated by the corresponding lens surfaces L2, L3, L5, and L6. Each of the collimated lights from the lens surfaces L2, L3, L5, and L6 corresponds to one of the mirror surfaces M3-2, M3-3, M3-5, and M3-6, the mirror surfaces M4-2 and M4-. 3, M4-5, and M4-6 are reflected in the corresponding order, and are parallel to the z-axis direction. Further, each collimated light is reflected by one of the mirror surfaces M3-2, M3-3, M3-5, and M3-6, so that the traveling direction is changed to be parallel to the y-axis direction. Is done. Thereafter, each collimated light is reflected by one of the mirror surfaces M4-2, M4-3, M4-5, and M4-6, so that the traveling direction is changed to be parallel to the z-axis direction. . Each collimated light whose optical path has been changed as described above is output from the surfaces F-2, F-3, F-5, and F-6 (each corresponding to the light exit surface 302) of the prism body. Each of these collimated lights travels in parallel on the same plane parallel to the collimated lights corresponding to the above-described cores C0, C1, and C4.

上述のように、マルチコアファイバ400の光入出射端面410上に配置されたコアC0〜C6それぞれから出力された光束は、対応するレンズ面L0〜L6によってコリメートされ、当該光配列変換デバイス300の本体内を伝搬する。そして、図5に示されたように各ミラー面が配置されることにより、面A上において二次元に配列されたレンズ面L0〜L6それぞれに到達した光束は、図9に示されたように光出射面302上において一次元に配列された光出射領域R0〜R6から、それぞれ出力されることとなる(配列変換)。以下、一例として、マルチコアファイバ400の光入出射端面410上におけるコアC2、C6、C1からの出力された光束それぞれの、当該光配列変換デバイス300内における光路を説明する。   As described above, the light beams output from the cores C0 to C6 arranged on the light incident / exit end face 410 of the multicore fiber 400 are collimated by the corresponding lens surfaces L0 to L6, and the main body of the optical array conversion device 300 Propagate inside. Then, by arranging each mirror surface as shown in FIG. 5, the light fluxes reaching the lens surfaces L0 to L6 arranged two-dimensionally on the surface A are as shown in FIG. 9. The light is output from the light output regions R0 to R6 arranged one-dimensionally on the light output surface 302 (array conversion). Hereinafter, as an example, an optical path in the optical array conversion device 300 of each of the light beams output from the cores C2, C6, and C1 on the light incident / exit end face 410 of the multicore fiber 400 will be described.

図6は、上述のような構造を備えた光配列変換デバイス300(図5)の配列変換機能として、コアC2(図4参照)から到達する光束の光路変更動作を説明するための図である。すなわち、図6に示されたように、マルチコアファイバ400の光入出射端面410におけるコアC2から出力された光束は、対応するレンズ面L2によりコリメートされた後、このコリメート光がミラー面M1−2に到達する。ミラー面M1−2は、到達したコリメート光をy軸方向にほぼ沿って当該デバイス本体の外周方向に反射させる。ミラー面M1−2からのコリメート光は、ミラー面M2−2によりz軸方向に反射される。さらに、ミラー面M2−2からのコリメート光は、ミラー面M3−2によりy軸方向に沿った当該デバイス本体の中心方向に反射される。ミラー面3−2からのコリメート光は、最終的にミラー面M4−2によりz軸方向に平行に反射され、図9に示されたように、光出射面302上における光出射領域R2を通過することになる。なお、上記ミラー面M1−2、M2−2、M3−2、M4−2により、対応するレンズ面L2と光出射領域R2との組に対応した光路変更ユニットが構成されている。   FIG. 6 is a diagram for explaining an optical path changing operation of a light beam reaching from the core C2 (see FIG. 4) as an array conversion function of the optical array conversion device 300 (FIG. 5) having the above-described structure. . That is, as shown in FIG. 6, the light beam output from the core C2 on the light incident / exit end face 410 of the multi-core fiber 400 is collimated by the corresponding lens surface L2, and then the collimated light is reflected on the mirror surface M1-2. To reach. The mirror surface M1-2 reflects the reached collimated light in the outer peripheral direction of the device main body substantially along the y-axis direction. The collimated light from the mirror surface M1-2 is reflected in the z-axis direction by the mirror surface M2-2. Further, the collimated light from the mirror surface M2-2 is reflected by the mirror surface M3-2 in the center direction of the device body along the y-axis direction. The collimated light from the mirror surface 3-2 is finally reflected in parallel with the z-axis direction by the mirror surface M4-2, and passes through the light emitting region R2 on the light emitting surface 302 as shown in FIG. Will do. The mirror surfaces M1-2, M2-2, M3-2, and M4-2 constitute an optical path changing unit corresponding to a pair of the corresponding lens surface L2 and the light emission region R2.

また、図7は、上述のような構造を備えた光配列変換デバイス300(図5)の配列変換機能として、コアC6(図4参照)から到達する光束の光路変更動作を説明するための図である。すなわち、図7に示されたように、マルチコアファイバ400の光入出射端面410におけるコアC6から出力された光束は、対応するレンズ面L6によりコリメートされた後、このコリメート光がミラー面M1−6に到達する。ミラー面M1−6は、到達したコリメート光をy軸方向にほぼ沿って当該デバイス本体の外周方向に反射させる。ミラー面M1−6からのコリメート光は、ミラー面M2−6によりz軸方向に反射される。さらに、ミラー面M2−6からのコリメート光は、ミラー面M3−6によりy軸方向に沿った当該デバイス本体の中心方向に反射される。ミラー面3−6からのコリメート光は、最終的にミラー面M4−6によりz軸方向に平行に反射され、図9に示されたように、光出射面302上における光出射領域R6を通過することになる。なお、上記ミラー面M1−6、M2−6、M3−6、M4−6により、対応するレンズ面L6と光出射領域R6との組に対応した光路変更ユニットが構成されている。   FIG. 7 is a diagram for explaining an optical path changing operation of a light beam reaching from the core C6 (see FIG. 4) as an array conversion function of the optical array conversion device 300 (FIG. 5) having the above-described structure. It is. That is, as shown in FIG. 7, the light beam output from the core C6 on the light incident / exit end face 410 of the multi-core fiber 400 is collimated by the corresponding lens surface L6, and then the collimated light is reflected on the mirror surface M1-6. To reach. The mirror surface M1-6 reflects the collimated light that has reached the outer peripheral direction of the device body substantially along the y-axis direction. Collimated light from the mirror surface M1-6 is reflected in the z-axis direction by the mirror surface M2-6. Further, the collimated light from the mirror surface M2-6 is reflected by the mirror surface M3-6 in the central direction of the device body along the y-axis direction. The collimated light from the mirror surface 3-6 is finally reflected in parallel with the z-axis direction by the mirror surface M4-6 and passes through the light output region R6 on the light output surface 302 as shown in FIG. Will do. The mirror surfaces M1-6, M2-6, M3-6, and M4-6 constitute an optical path changing unit corresponding to a set of the corresponding lens surface L6 and the light emission region R6.

さらに、図8は、上述のような構造を備えた光配列変換デバイス300(図5)の配列変換機能として、コアC1(図4参照)から到達する光束の光路変更動作を説明するための図である。すなわち、図8に示されたように、マルチコアファイバ400の光入出射端面410におけるコアC1から出力された光束は、対応するレンズ面L1によりコリメートされた後、このコリメート光がミラー面M1−1に到達する。ミラー面M1−1は、到達したコリメート光をy軸方向に沿った当該デバイス本体の外周方向に反射させる。ミラー面M1−1からのコリメート光は、ミラー面M2−1によりz軸方向に反射される。そして、このミラー面2−1により反射されたコリメート光は、図9に示されたように、光出射面302上における光出射領域R1を通過することになる。なお、上記ミラー面M1−1、M2−1により、対応するレンズ面L1と光出射領域R1との組に対応した光路変更ユニットが構成されている。   Further, FIG. 8 is a diagram for explaining an optical path changing operation of a light beam reaching from the core C1 (see FIG. 4) as an array conversion function of the optical array conversion device 300 (FIG. 5) having the above-described structure. It is. That is, as shown in FIG. 8, the light beam output from the core C1 on the light incident / exit end face 410 of the multi-core fiber 400 is collimated by the corresponding lens surface L1, and then the collimated light is reflected on the mirror surface M1-1. To reach. The mirror surface M1-1 reflects the reached collimated light in the outer peripheral direction of the device body along the y-axis direction. The collimated light from the mirror surface M1-1 is reflected in the z-axis direction by the mirror surface M2-1. Then, the collimated light reflected by the mirror surface 2-1 passes through the light emitting region R1 on the light emitting surface 302 as shown in FIG. The mirror surfaces M1-1 and M2-1 constitute an optical path changing unit corresponding to the set of the corresponding lens surface L1 and the light emission region R1.

(第2実施形態)
次に、第2実施形態に係る光配列変換デバイスの構成について、図10を参照しながら説明する。なお、図10は、第2実施形態に係る光配列変換デバイスの構成を示す展開図であり、図1における光配列変換デバイス300のほか、光配列変換デバイス120にも適用可能な構成を備える。
(Second Embodiment)
Next, the configuration of the optical array conversion device according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a development view showing the configuration of the optical array conversion device according to the second embodiment. The optical array conversion device 300 in FIG.

なお、この第2実施形態に係る光配列変換デバイスにおいて、光出射面302上に一次元に配列された光出射領域R0〜R6には第2レンズ面として、レンズ面L2−0〜L2−6が配置されている。また、この第2実施形態に係る光配列変換デバイスにおいて、面A、B、Cの形状は上述の第1実施形態(図5)と同様である。第1実施形態におけるデバイス本体内部の空洞に接していた面DからZ=Z3で規定される平面(光出射面302に一致)までの空間には、z軸方向に沿って伸びた部材P0(中央突起)が設けられている。また、コアC0(図4参照)から出力され、対応するレンズ面L0によりコリメートされたコリメート光は、この中央突起P0内を伝搬し、対応するレンズ面L2−0により集光される。なお、この集光ビームは、z=z4で規定される平面(図示せず)上において結像される。面Eの両端にも、z=z3で規定される平面(光出射面302に一致)までの空間にも、z軸方向に沿って伸びた突起P1(左突起)及び突起P2(右突起)が設けられている。さらに、この第2実施形態に係る光配列変換デバイスにおいて、光出射面302上に一次元に配列された光出射領域R0〜R6には第2レンズ面として、レンズ面L2−0〜L2−6が配置されている。   In the light arrangement conversion device according to the second embodiment, the light emitting regions R0 to R6 arranged one-dimensionally on the light emitting surface 302 have lens surfaces L2-0 to L2-6 as second lens surfaces. Is arranged. Further, in the optical array conversion device according to the second embodiment, the shapes of the surfaces A, B, and C are the same as those in the first embodiment (FIG. 5). In the space from the surface D in contact with the cavity inside the device main body in the first embodiment to the plane defined by Z = Z3 (coincidence with the light emitting surface 302), the member P0 extending along the z-axis direction ( (Center protrusion) is provided. Further, collimated light output from the core C0 (see FIG. 4) and collimated by the corresponding lens surface L0 propagates in the central projection P0 and is collected by the corresponding lens surface L2-0. The focused beam is imaged on a plane (not shown) defined by z = z4. A protrusion P1 (left protrusion) and a protrusion P2 (right protrusion) extending along the z-axis direction both at both ends of the surface E and in a space up to a plane defined by z = z3 (coincident with the light emitting surface 302). Is provided. Furthermore, in the optical array conversion device according to the second embodiment, the lens surfaces L2-0 to L2-6 are used as the second lens surfaces in the light emitting regions R0 to R6 arranged one-dimensionally on the light emitting surface 302. Is arranged.

例えば、コアC1から出力された光束は、レンズ面L1によりコリメートされた後、ミラー面M1−1、M2−1の順で反射される。ミラー面M2−1からのコリメート光は、さらに左突起P1内を伝搬し、最終的にレンズ面L2−1により集光される。このレンズ面L2−1からの集光ビームは、z=z4で規定される平面(図示せず)に結像される。一方、コアC4から出力された光束は、レンズ面L4によりコリメートされた後、ミラー面M1−4、M2−4の順で反射される。ミラー面M2−4からのコリメート光は、さらに右突起P2内を伝搬し、最終的にレンズ面L2−4により集光される。このレンズ面L2−4からの集光ビームは、z=z4で規定される平面(図示せず)に結像される。   For example, the light beam output from the core C1 is collimated by the lens surface L1, and then reflected in the order of the mirror surfaces M1-1 and M2-1. The collimated light from the mirror surface M2-1 further propagates in the left projection P1, and is finally collected by the lens surface L2-1. The condensed beam from the lens surface L2-1 is imaged on a plane (not shown) defined by z = z4. On the other hand, the light beam output from the core C4 is collimated by the lens surface L4 and then reflected in the order of the mirror surfaces M1-4 and M2-4. The collimated light from the mirror surface M2-4 further propagates in the right protrusion P2, and is finally collected by the lens surface L2-4. The condensed beam from the lens surface L2-4 is imaged on a plane (not shown) defined by z = z4.

さらに、コアC2、C3、C5、C6から出力された光束それぞれは、第1実施形態と同様に、対応するレンズ面L2、L3、L5、L6によりコリメートされる。レンズ面L2、L3、L5、L6からのコリメート光それぞれは、上述の第1実施形態と同じ光路を伝搬した後、プリズム体上の面F−2、F−3、F−5、F−6に形成された対応するレンズ面L2−2、L2−3、L2−5、L2−6により集光される。まお、これらレンズ面L2−2、L2−3、L2−5、L2−6から出力される集光ビームそれぞれも、z=z4で規定される平面(図示せず)上において結像される。   Further, the light beams output from the cores C2, C3, C5, and C6 are collimated by the corresponding lens surfaces L2, L3, L5, and L6, as in the first embodiment. Each of the collimated lights from the lens surfaces L2, L3, L5, and L6 propagates through the same optical path as that in the first embodiment, and then the surfaces F-2, F-3, F-5, and F-6 on the prism body. Are condensed by the corresponding lens surfaces L2-2, L2-3, L2-5, and L2-6. The focused beams output from the lens surfaces L2-2, L2-3, L2-5, and L2-6 are also imaged on a plane (not shown) defined by z = z4.

なお、この第2実施形態において、レンズ面L1−1〜L1−6それぞれの焦点距離をf1、レンズ面L2−1〜L2−6それぞれの焦点距離をf2とし、マルチコアファイバ400の光入出射端面410における各コアのから出力される光束のスポット径をw1とすると、上記z=z4で規定される平面上の結像位置におけるスポット径w2はw2=w1×f2/f1で表現できる。したがって、第1レンズ面であるレンズ面L1−1〜L1−6それぞれの焦点距離f1と第2レンズ面であるレンズ面L2−1〜L2−6それぞれの焦点距離f2を変えることにより、結像位置でのスポット径を所望のサイズにすることができる。   In the second embodiment, the focal lengths of the lens surfaces L1-1 to L1-6 are f1, and the focal lengths of the lens surfaces L2-1 to L2-6 are f2. If the spot diameter of the light beam output from each core in 410 is w1, the spot diameter w2 at the imaging position on the plane defined by z = z4 can be expressed by w2 = w1 × f2 / f1. Accordingly, by changing the focal length f1 of each of the lens surfaces L1-1 to L1-6 that is the first lens surface and the focal length f2 of each of the lens surfaces L2-1 to L2-6 that are the second lens surfaces, imaging is performed. The spot diameter at the position can be set to a desired size.

また、上述の第1及び第2実施形態により、マルチコアファイバ400の二次元配列されたコアC0〜C6から出力された光束は、横一列の一次元配列に変更されるため、既存の多チャンネル入力の部品と容易に結合することができる。また、同一コア配列同士であっても、各コア間隔を任意に変更することも可能になる。   Further, according to the first and second embodiments described above, the light beams output from the two-dimensionally arranged cores C0 to C6 of the multicore fiber 400 are changed to a one-dimensional array in a horizontal row, so that an existing multichannel input Can be easily combined with other parts. Moreover, even if it is the same core arrangement | sequence, it also becomes possible to change each core space | interval arbitrarily.

上述の第1及び第2実施形態において、光配列変換デバイス300、120に適用されるデバイス本体は、樹脂成型やガラス成型により得られる。その後、ミラー面となるべき部分に金属や誘電体多層膜などをコーティングすることにより、ミラー面を形成することができる。また、z=z2で規定される平面を境として当該デバイスが分離されてもよく、その場合、当該デバイス本体はさらに成形しやすい形状となる。   In the first and second embodiments described above, the device main body applied to the optical array conversion devices 300 and 120 is obtained by resin molding or glass molding. Thereafter, the mirror surface can be formed by coating a metal or a dielectric multilayer film on the portion to be the mirror surface. In addition, the device may be separated with a plane defined by z = z2 as a boundary, and in this case, the device body has a shape that is easier to mold.

なお、図2に示されたようなマルチコアファイバ400は、コア401の配置密度を上げるため、各コア401の間隔が狭くなる(数10μm)。一方、従来の光部品は一般に、ファイバ径125μmあるいは250μmの単一コアファイバを並べたものと多チャンネル結合させることを前提としている。そのため、本発明に係る光配列変換デバイスにより二次元配列から一次元配列に変換された場合の各チャンネルの間隔は、125μmあるいは250μmとかなり広いものとなる。   In the multi-core fiber 400 as shown in FIG. 2, the interval between the cores 401 becomes narrow (several tens of μm) in order to increase the arrangement density of the cores 401. On the other hand, conventional optical components are generally premised on multi-channel coupling with a single core fiber having a fiber diameter of 125 μm or 250 μm. For this reason, the interval between the channels when converted from a two-dimensional array to a one-dimensional array by the optical array conversion device according to the present invention is as wide as 125 μm or 250 μm.

さらに、本発明に係る光配列変換デバイスによれば、レンズ面L0〜L6を通過したコリメート光それぞれの間隔を、ミラー面M1−1〜M1−6で一旦当該デバイス本体の外周方向に広げる構造を備えるため、当該光配列変換デバイスから最終的に出力される光束の間隔を、接続対象であるマルチコアファイバ400のコア間隔より広い間隔に変更することも可能である。   Furthermore, according to the optical arrangement conversion device according to the present invention, the structure in which the intervals between the collimated light beams that have passed through the lens surfaces L0 to L6 are once expanded in the outer peripheral direction of the device body by the mirror surfaces M1-1 to M1-6. Therefore, the interval between the light beams finally output from the optical array conversion device can be changed to be wider than the core interval of the multicore fiber 400 to be connected.

本発明に係る光配列変換デバイスは、種々のネットワーク資源間の接続要素として、光通信システムへの適用が可能である。   The optical array conversion device according to the present invention can be applied to an optical communication system as a connection element between various network resources.

300…光配列変換デバイス、301…光入射端面(A)、302…光出射端面、R…光出射領域、L0〜L7…レンズ面(第1レンズ面L)、L2―0〜L2−6…レンズ面(第2レンズ面)、M1〜M3、M2−1〜M2−6、M3−2、M3−5、M3−6、M4−2、M4−3、M4−5、M4−6…ミラー面(反射面)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 300 ... Optical arrangement conversion device, 301 ... Light incident end surface (A), 302 ... Light emitting end surface, R ... Light emitting area, L0-L7 ... Lens surface (first lens surface L), L2-0-0 L2-6 ... Lens surface (second lens surface), M1 to M3, M2-1 to M2-6, M3-2, M3-5, M3-6, M4-2, M4-3, M4-5, M4-6. Surface (reflective surface).

Claims (3)

複数の光束がそれぞれ異なる位置に到達する光入射面と、
それぞれが前記複数の光束のいずれかに対応して前記光入射面上に配置された複数の第1レンズ面であって、それぞれが前記複数の光束のうち対応する一つをコリメートする複数の第1レンズ面と、
前記光入射面に対向する光出射面であって、それぞれが前記複数の第1レンズ面のいずれかに対応している複数の光出射領域が、前記光入射面上における前記複数の第1レンズ面の配列とは異なるように配列された光出射面と、
それぞれが前記複数の第1レンズ面と前記複数の光出射領域の対応する組のいずれかに対応している複数の光路変更ユニットであって、それぞれが前記複数の第1レンズ面のうち対応する一つから前記複数の光出射領域のうち対応する一つに向かうコリメート光の光路を変更するための1又はそれ以上の反射面を含む複数の光路変更ユニットと、を備えた光配列変換デバイス。
A light incident surface where a plurality of light beams reach different positions;
A plurality of first lens surfaces each disposed on the light incident surface corresponding to any one of the plurality of light beams, each of which collimates a corresponding one of the plurality of light beams. 1 lens surface,
The plurality of first lens on the light incident surface, wherein the plurality of light emission regions, which are light emitting surfaces facing the light incident surface, each correspond to one of the plurality of first lens surfaces. A light exit surface arranged differently from the arrangement of the surfaces;
A plurality of optical path changing units each corresponding to one of the corresponding sets of the plurality of first lens surfaces and the plurality of light exit regions, each corresponding to one of the plurality of first lens surfaces. An optical array conversion device comprising: a plurality of optical path changing units including one or more reflecting surfaces for changing an optical path of collimated light directed from one to a corresponding one of the plurality of light emitting areas.
前記光出射面における前記複数の光出射領域にそれぞれ配置された複数の第2レンズ面であって、それぞれ、前記複数の光出射領域のうち対応する一つに到達してきたコリメート光を集光するための複数の第2レンズ面を備えたことを特徴とする請求項1記載の光配列変換デバイス。 A plurality of second lens surfaces respectively disposed in the plurality of light exit regions on the light exit surface, each of which collects collimated light that has reached a corresponding one of the plurality of light exit regions. The optical array conversion device according to claim 1, further comprising a plurality of second lens surfaces. 前記複数の第1レンズ面それぞれの焦点距離と、前記複数のレンズ面それぞれの焦点距離は異なることを特徴とする請求項2記載の光配列変換デバイス。 The optical array conversion device according to claim 2, wherein a focal length of each of the plurality of first lens surfaces is different from a focal length of each of the plurality of lens surfaces.
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