JP2016133516A - Multi-core fiber connection device and system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マルチコアファイバ接続装置に係り、一本のマルチコアファイバと、前記マルチコアファイバとは異なるコア数を持つ、少なくとも二本以上のマルチコアファイバを含む、複数の光ファイバとを光接続させる装置の構成に関する。 The present invention relates to a multi-core fiber connection device, and relates to a device for optically connecting a single multi-core fiber and a plurality of optical fibers including at least two multi-core fibers having a different number of cores from the multi-core fiber. Concerning configuration.
光ファイバ通信によるアプリケーションサービスのブロードバンド化の結果、2年で約2倍の高いレートでインターネットのトラフィック量が成長しており、この傾向は今後も続くと予想されている。今後は、基幹、メトロ、アクセス系といった数キロメートル以上の比較的長い距離のネットワークに加えて、データセンタにおけるサーバなど情報通信(ICT)機器の装置間(数メートル〜数百メートル)あるいは装置内(数センチメートル〜数十センチメートル)といった極めて近距離についても、信号配線を電気配線から、高速化ならびに低消費電力化が実現可能な光配線に切替わると考えられる。 As a result of the broadbandization of application services using optical fiber communications, the amount of Internet traffic has grown at a rate approximately twice as high in two years, and this trend is expected to continue. In the future, in addition to relatively long networks of several kilometers or more such as backbone, metro, and access systems, information communication (ICT) equipment such as servers in data centers (a few meters to a few hundred meters) or within equipment ( Even for extremely short distances (several centimeters to several tens of centimeters), it is considered that the signal wiring is switched from electrical wiring to optical wiring that can realize high speed and low power consumption.
さらなる大容量化については、これまで適用してきた波長多重技術、多値変復調技術による通信容量増大に限界が見え始めてきている(非特許文献1)。その限界を打破する技術として、マルチコアファイバ(MCF)を伝送路として用いた光通信技術が期待されている。従来のファイバでは一本のファイバの中に一つのコアにしか持たない。一方、マルチコアファイバは、一本のファイバの中に複数のコアを有しており、大容量ならびに高密度伝送を可能とする伝送媒体として関心を集めている。マルチコアファイバを適用するネットワークとしては、基幹系から短距離系を想定した研究が、各機関で盛んに行われている(非特許文献1、2)。
With regard to further increase in capacity, the limit has begun to appear in the increase in communication capacity by wavelength multiplexing technology and multi-level modulation / demodulation technology that have been applied so far (Non-patent Document 1). As a technology to overcome this limitation, an optical communication technology using a multi-core fiber (MCF) as a transmission line is expected. A conventional fiber has only one core in one fiber. On the other hand, a multi-core fiber has a plurality of cores in one fiber, and is attracting attention as a transmission medium that enables high-capacity and high-density transmission. As a network to which a multi-core fiber is applied, researches assuming a short-haul system from a backbone system are actively performed in each organization (Non-patent
マルチコアファイバ内を伝送された各信号を装置の光入出力部に接続する場合には、接続部品が必要である。従来の方法によれば、一本のマルチコアファイバの各コアから出た光を、複数の単一コアファイバに光接続する方法が開示されている(特許文献1、2)。また、マルチコアファイバ同士を接続する方法として、一本のマルチコアファイバの各コアから出た光を、同じ配列を持つもう一本のマルチコアファイバの各コアに光接続する方法が開示されている(特許文献3)。
In order to connect each signal transmitted through the multi-core fiber to the optical input / output unit of the apparatus, a connection component is required. According to the conventional method, a method of optically connecting light emitted from each core of a single multicore fiber to a plurality of single core fibers is disclosed (
マルチコアファイバを利用する大容量・高密度配線網のうち、基幹系では、コア間クロストークを低減するため、コア数が少ない(たとえば、2、3、4、6、7、8、12など)マルチコアファイバを利用し、短距離系では、接続配線数低減を考慮してコア数のより多い(たとえば、7、8、12、19、37など)マルチコアファイバを利用することがありうる。ここで、基幹系の光信号を短距離系に接続する場合に、コア数および配列の異なるマルチコアファイバ同士を接続する必要が生じる。 Among high-capacity, high-density wiring networks that use multi-core fibers, the core system has a small number of cores (for example, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 12, etc.) in order to reduce crosstalk between cores. In a short distance system using a multi-core fiber, it is possible to use a multi-core fiber having a larger number of cores (for example, 7, 8, 12, 19, 37, etc.) in consideration of a reduction in the number of connection wires. Here, when connecting a backbone optical signal to a short-distance system, it is necessary to connect multi-core fibers having different numbers of cores and different arrangements.
図1を用いて、コア数および配列の異なるマルチコアファイバ同士を接続するために、従来の技術を用いる場合について説明する。まず、第一のマルチコアファイバ100の各コアを、複数の単一コアファイバ101に光接続するファンアウトデバイス102を用いて、各コアに伝送される信号を複数の単一コアファイバ101に分離する。複数のアダプタ103には、複数の単一コアファイバ101と複数の単一コアファイバ201、211、221、・・・が対向して接続される。第二のマルチコアファイバ200の入力数と同じ数の単一コアファイバ201を第二のマルチコアファイバ200に光接続するファンインデバイス202を用いて、各単一コアファイバ201からの光信号を第二のマルチコアファイバ200の各コアに伝送させる。第一のマルチコアファイバ100のコア数が第二のマルチコアファイバ200のコア数より多い場合は、第一のマルチコアファイバ100の光信号の余剰分は第三、第四、・・・のマルチコアファイバ210、220、・・・に、ファンインデバイス212、222、・・・を用いて光接続する。逆に、第一のマルチコアファイバ100のコア数が第二のマルチコアファイバ200のコア数より少ない場合は、第二のマルチコアファイバの余剰コアに、第五、第六、・・・のマルチコアファイバの光出力からの光信号を、ファンイン・ファンアウトデバイスを用いて光接続することができる。
A case where a conventional technique is used to connect multi-core fibers having different numbers of cores and different arrays will be described with reference to FIG. First, using a fan-out
伝送容量が増大した場合、ファンイン・ファンアウトデバイス、および単一コアファイバの数が膨大になる。このため、ファイバとファンイン・ファンアウトデバイスの装置内収容が困難になる課題が生じ、装置の高価格化、大型化に繋がる。また、その単一コアファイバが直線配列のリボンファイバとなっている場合でも、曲げられる方向が限られているため、ファイバの引きまわしには工夫が必要となり、装置内収容が困難になる課題が生じる。従って、伝送容量が増加した場合においても、安価で小型なマルチファイバネットワーク対応の光接続装置を提供することが望まれる。 When the transmission capacity increases, the number of fan-in / fan-out devices and single-core fibers becomes enormous. Therefore, there arises a problem that it becomes difficult to accommodate the fiber and the fan-in / fan-out device in the apparatus, leading to an increase in cost and size of the apparatus. Also, even when the single core fiber is a linearly arranged ribbon fiber, the bending direction is limited, so that it is necessary to devise the fiber drawing, which makes it difficult to accommodate in the apparatus. Arise. Accordingly, it is desirable to provide an inexpensive and small-sized optical connection device compatible with a multi-fiber network even when the transmission capacity increases.
本発明では、一本のマルチコアファイバを複数の従来の単一コアファイバに分岐することなく、レンズやプリズムを含んだ空間光学系を用いて、コア数および配列の異なるマルチコアファイバ同士を光接続する。 In the present invention, a multicore fiber having a different number of cores and different arrangements is optically connected using a spatial optical system including lenses and prisms without branching a single multicore fiber into a plurality of conventional single core fibers. .
本発明の一側面は、複数のコアを持つマルチコアファイバと、これと異なる数の複数のコアを持つマルチコアファイバを含む複数の光ファイバとを光学的に結合する接続装置である。複数のコアを持つマルチコアファイバから出射された光は少なくとも二枚のレンズを通り、出射された光のうち少なくとも一本を含む光線のグループは、進行方向が同じで光軸が異なる光路に変換される光学部品を経由し、少なくとも二枚のレンズを通って、グループに含まれる光線の数と同数以上のコアを持つマルチコアファイバに入射する。 One aspect of the present invention is a connection device that optically couples a multi-core fiber having a plurality of cores and a plurality of optical fibers including multi-core fibers having a different number of cores. Light emitted from a multi-core fiber having a plurality of cores passes through at least two lenses, and a group of light beams including at least one of the emitted light is converted into an optical path having the same traveling direction and different optical axes. The light passes through at least two lenses and enters a multi-core fiber having the same number of cores as the number of light beams included in the group.
ファイバから射出された光は、そのままでは拡散していくため、少なくとも二枚のレンズを通過させることにより、光路変換が容易となる。また、少なくとも二枚のレンズを通って、マルチコアファイバに入射することにより、ファイバの各コアへの入力を容易とする。 Since the light emitted from the fiber is diffused as it is, the optical path can be easily changed by passing the light through at least two lenses. In addition, by entering the multi-core fiber through at least two lenses, the input to each core of the fiber is facilitated.
本発明の他の側面は、第1の数のコアを持つ第1の光ファイバからの光を、第1の数と異なる第2の数のコアを持つ第2の光ファイバと、第1の数と異なる第3の数のコアを持つ第3の光ファイバと、に伝達する接続装置である。この装置では、第1の光ファイバの第1の数のコアから伝送される光を、第1の数の平行光線群に変換する第1の光学系と、第1の数の平行光線群の少なくとも一部を、光軸方向を変えずに平行移動させる変換光学系と、変換光学系を通過した第1の数の平行光線群のうちの一部である第2の平行光線あるいは第2の平行光線群を、第2の光ファイバのコアに結像させる第2の光学系と、変換光学系を通過した第1の数の平行光線群のうちの他の一部である第3の平行光線あるいは第3の平行光線群を、前記第3の光ファイバのコアに結像させる第3の光学系を有する。複数の光信号を平行光線とすることで、光学素子の配置を容易とする。 Another aspect of the present invention provides light from a first optical fiber having a first number of cores, a second optical fiber having a second number of cores different from the first number, And a third optical fiber having a third number of cores different from the number. In this apparatus, a first optical system that converts light transmitted from a first number of cores of a first optical fiber into a first number of parallel ray groups, and a first number of parallel ray groups. A conversion optical system that translates at least a part without changing the optical axis direction, and a second parallel light beam or a second light beam that is a part of the first number of parallel light beam groups that have passed through the conversion optical system. A second optical system that forms an image of the parallel light beam on the core of the second optical fiber, and a third parallel light that is the other part of the first number of parallel light beams that have passed through the conversion optical system. A third optical system that forms an image of the light beam or the third parallel light beam group on the core of the third optical fiber; By arranging a plurality of optical signals as parallel rays, the optical elements can be easily arranged.
また、好ましい例では、第1、第2、第3の光学系の少なくとも一つの倍率を変更する。この構成を追加することで、平行光線の間の間隔を変更して変換光学系の配置を容易にすることができる。あるいは、接続する第2、第3のファイバの径に光線を適合し、効率的にカップリングすることができる。 In a preferred example, at least one magnification of the first, second, and third optical systems is changed. By adding this configuration, it is possible to easily arrange the conversion optical system by changing the interval between the parallel rays. Alternatively, the light beam can be adapted to the diameters of the second and third fibers to be connected and can be coupled efficiently.
複数の光線のうちの一部のみの進路を変更するには、プリズムなどの反射面を利用し、その少なくとも一部に、平行光線群の少なくとも一部を平行移動させずに直進させるための、切欠き部を形成する例が考えられる。プリズムの反射面は三角形、四角形などの多角形に形成するのが容易である。 In order to change the path of only a part of the plurality of light rays, a reflecting surface such as a prism is used, and at least a part of the parallel light ray group is caused to go straight without being translated. An example of forming a notch can be considered. The reflecting surface of the prism can be easily formed into a polygon such as a triangle or a quadrangle.
また、別の好ましい例では、第2の平行光線群は、変換光学系により、光軸方向から見て各光線の光軸が円周上に配置するごとく形成され、第3の平行光線群は、変換光学系により、光軸方向から見て各光線が円周上に配置するごとく形成される、このように構成することで、第2、第3の光ファイバのコアに効率的に光信号を伝達することができる。 In another preferable example, the second parallel light group is formed by the conversion optical system so that the optical axes of the respective light beams are arranged on the circumference when viewed from the optical axis direction, and the third parallel light group is In this way, the conversion optical system forms each light beam as it is arranged on the circumference when viewed from the optical axis direction. With this configuration, the optical signal is efficiently transmitted to the cores of the second and third optical fibers. Can be transmitted.
また、本発明のさらに他の側面は、上記の装置を用いて光ファイバを接続したマルチコアファイバ接続システムである。 Yet another aspect of the present invention is a multi-core fiber connection system in which optical fibers are connected using the above-described apparatus.
本発明により、コア数および配列の異なるマルチコアファイバ同士を容易に光接続することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to easily optically connect multi-core fibers having different numbers of cores and different arrays.
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。本発明の思想ないし趣旨から逸脱しない範囲で、その具体的構成を変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。 Embodiments will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not construed as being limited to the description of the embodiments below. Those skilled in the art will readily understand that the specific configuration can be changed without departing from the spirit or the spirit of the present invention.
以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、重複する説明は省略することがある。 In the structures of the invention described below, the same portions or portions having similar functions are denoted by the same reference numerals in different drawings, and redundant description may be omitted.
本明細書等における「第1」、「第2」、「第3」などの表記は、構成要素を識別するために付するものであり、必ずしも、数または順序を限定するものではない。また、構成要素の識別のための番号は文脈毎に用いられ、一つの文脈で用いた番号が、他の文脈で必ずしも同一の構成を示すとは限らない。また、ある番号で識別された構成要素が、他の番号で識別された構成要素の機能を兼ねることを妨げるものではない。 In the present specification and the like, notations such as “first”, “second”, and “third” are attached to identify the components, and do not necessarily limit the number or order. In addition, a number for identifying a component is used for each context, and a number used in one context does not necessarily indicate the same configuration in another context. Further, it does not preclude that a component identified by a certain number also functions as a component identified by another number.
図面等において示す各構成の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。 本明細書において単数形で表される構成要素は、特段文脈で明らかに示されない限り、複数形を含むものとする。 The position, size, shape, range, and the like of each component illustrated in the drawings and the like may not represent the actual position, size, shape, range, or the like in order to facilitate understanding of the invention. For this reason, the present invention is not necessarily limited to the position, size, shape, range, and the like disclosed in the drawings and the like. Any component expressed in the singular herein shall include the plural unless the context clearly dictates otherwise.
コア数の異なるマルチコアファイバの間にレンズやプリズムを含んだ空間光学系を用いた接続装置を設ける。プリズムの形状ついては、一部のコアからの光が選択的に透過したり、反射したりするように決める。特にコアの選び方は、対称性を考慮して、光学素子を効率よく使って、部品点数を最小限にするよう工夫する。 A connection device using a spatial optical system including lenses and prisms is provided between multi-core fibers having different numbers of cores. The shape of the prism is determined so that light from some cores can be selectively transmitted or reflected. In particular, the method of selecting the core is devised so as to minimize the number of parts by efficiently using optical elements in consideration of symmetry.
従来の技術との相違を述べる。特許文献1、2には、レンズやプリズムを用いて、マルチコアファイバの光を単一コアファイバまたは直線状に配置された複数の単一コアファイバに結合させる技術が開示されている。しかし、接続先が、一つのクラッド層内に、近接した複数のコアが二次元配置となっているマルチコアファイバへの接続の具体的な実施例が記載されていない。また、特許文献3にはコア数の等しいマルチコアファイバ同士の光をレンズやプリズムを用いて結合させる技術が開示されている。光学素子を途中に挿入してもよいと記載されているが、コア数の異なるマルチコアファイバ同士への適用例は記載されていない。一方、本発明では、マルチコアファイバの光を、コア数の異なるマルチコアファイバへ効率よく接続するためのコアの選び方、プリズムの形状、配置等を実施例にて示す。本発明により接続装置の大きさは、特許文献1〜3のいずれともほぼ同じにすることができ、コア数の異なるマルチコアファイバへの接続という機能が追加されても小型化を維持できる。本発明による接続装置の入出力がマルチコアファイバになることにより、従来のマルチコアファイバ入力・単一コアファイバ出力の場合に比べて、使用する光ファイバの本数が減り、省スペースも実現できる。
Differences from the prior art will be described.
以下に、図面を用いて、本発明の実施形態を詳細に述べる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明であるマルチコアファイバ同士の光接続装置の実施例1について、図2〜図8を用いて説明する。以降、マルチコアファイバの光軸方向をz軸とし、図2の紙面に垂直な方向をx軸、鉛直方向をy軸とする。 Example 1 of an optical connecting device between multi-core fibers according to the present invention will be described with reference to FIGS. Hereinafter, the optical axis direction of the multi-core fiber is defined as the z axis, the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 2 is defined as the x axis, and the vertical direction is defined as the y axis.
図2は円周上に配置された12個の信号を通すコアを持つマルチコアファイバ100と、円周上に配置された各6個の信号を通すコアを持つマルチコアファイバ200、300とを光接続する光接続装置の構成図を示す。図2に示されるように、本発明のマルチコアファイバ光接続装置50は、マルチコアファイバ100、コリメートレンズ51、52、光路シフトプリズム群60、レンズ53、54、55、56、マルチコアファイバ200、300から構成される。一般には、コア数の多いファイバのほうがクロストークの影響を受けやすいので、短距離通信に向く。例えば、マルチコアファイバ100を装置内あるいは屋内配線に、マルチコアファイバ200、300を長距離通信に用いることができる。
FIG. 2 shows an optical connection between a
マルチコアファイバ100の各コア1〜12のうち奇数番号のコア(黒丸で示す)から出射された光は、2つのコリメートレンズ51、52を通って、各レンズの共通の焦点に対して点対称の位置に導かれ、径の広がりを抑制することで、隣どうしのコアからの光と重ならないようにして、平行に進み、光路シフトプリズム群60を透過する。レンズ55、56を通って、各レンズの共通の焦点に対して点対称の位置に導かれ、径の広がりを抑制し、平行光となって、マルチコアファイバ300の各コアに入射する。一般にマルチコアファイバ100から抽出された奇数コア間隔とマルチコアファイバ300のコア間隔とは異なると考えられるため、レンズ55と56の焦点距離を変えて倍率を調節する。たとえば、マルチコアファイバ100のコア1とコア7の中心間の距離が0.18mmで、マルチコアファイバ300の対向する2本のコアの中心間の間隔が0.09mmの場合は、倍率を0.5にする必要があるため、レンズ56の焦点距離はレンズ55の焦点距離の半分とする。
Light emitted from odd-numbered cores (indicated by black circles) among the
マルチコアファイバ100の各コア1〜12のうち偶数番号のコア(白丸で示す)から出射された光は、2つのコリメートレンズ51、52を通って、各レンズの共通の焦点に対して点対称の位置に導かれ、径の広がりを抑制することで、隣どうしのコアからの光と重ならないようにして、平行に進み、光路シフトプリズム群60の中で二回反射する。レンズ53、54を通って、各レンズの共通の焦点に対して点対称の位置に導かれ、径の広がりを抑制し、平行光となって、マルチコアファイバ200の各コアに入射する。一般にマルチコアファイバ100から抽出された偶数コア間隔とマルチコアファイバ200のコア間隔とは異なると考えられるため、レンズ53と54の焦点距離を変えて倍率を調節する。たとえば、マルチコアファイバ100のコア2とコア8の中心間の距離が0.18mmで、マルチコアファイバ200の対向する2本のコアの中心間の間隔が0.09mmの場合は、倍率を0.5にする必要があるため、レンズ54の焦点距離はレンズ53の焦点距離の半分とする。 ここで、光路シフトプリズム群60の内部のプリズム62について図3〜図5を用いて説明する。
Light emitted from even-numbered cores (indicated by white circles) among the
図3は光路シフトプリズム群60をマルチコアファイバ100側から見た図である。奇数番号のコアからの光軸(黒丸で示す)はz方向に直進し、偶数番号のコアからの光軸(白丸で示す)は、プリズムの斜面でy方向に偏向されるように構成されている。
FIG. 3 is a view of the optical path shift
図4は光路シフトプリズム62の光軸に平行な断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view parallel to the optical axis of the optical path shift
光路シフトプリズム群60の中央にあるプリズム62は、光軸に垂直な断面が長方形、光軸に平行な断面が図4に示す平行四辺形であり、マルチコアファイバ100のコア4とコア10からの光信号の光軸を面65、67での反射により平行移動させる役割を持つ。
The
図5に示すように、立体のイメージは、たとえば六面体である。プリズム62の材料は、たとえば、石英ガラスを用いる場合、波長1550nmの光に対する屈折率は1.444となり、空気(屈折率1)との界面において、光が全反射する条件は、入射臨界角43.83度(sin−1(1/1.444))以上となる。光の全反射の条件を満たし、かつ光軸を制御しやすいように、面64と面65の間の角θ1、および面66と面67の間の角θ2は、45±1度程度とすることが望ましい。また、石英ガラスと空気の界面で波長1550nmの光を垂直入射させた場合の反射率は3.3%となるので、マルチコアファイバ100の奇数コアからの光を透過させるために、面64と面66に反射防止コーティングを施し、入射光の光軸に垂直な面を持つように、プリズム62をマルチコアファイバ光接続装置50内に設置することが望ましい。面64と面66が入射光の光軸に垂直でない場合は、プリズム内での光の屈折により、光軸がずれてしまうが、面64と面66が互いに平行であるため、出射光は光軸の間隔を保ったまま平行移動する。また、光の散乱を防ぐために、面64、面65、面66、面67は表面粗さが波長と同程度に平坦である必要がある。なお、波長がより短い場合は、石英ガラスの屈折率が上記より大きいため、臨界角は上記より小さいので、問題はない。波長がより長い場合は、その波長において石英ガラスより屈折率nが大きく、入射臨界角sin−1(1/n)が45度未満となり、かつ透明な材料、たとえばプラスチックなどを使う必要がある。
As shown in FIG. 5, the three-dimensional image is, for example, a hexahedron. For example, when quartz glass is used as the material of the
光路シフトプリズム群60の両端にあるプリズム61とプリズム63は、基本構造はプリズム62と同じで、マルチコアファイバ100の偶数コアからの光信号の光軸を平行移動させる役割を持つ。しかし、図3より明らかなように、プリズム61とプリズム63はマルチコアファイバ100の奇数コア、特にコア1とコア7の光軸を遮らないようにしなければならない。そのためには、光透過用の穴を設け、プリズムの全反射面が奇数コアの光軸にかからないようにする。
The
図6に光軸を遮らない構成を設けた、光路シフトプリズムの一構成例の斜視図を示す。 FIG. 6 shows a perspective view of a configuration example of an optical path shift prism provided with a configuration that does not block the optical axis.
図7に光軸を遮らない構成を設けた、光路シフトプリズムの他の構成例の斜視図を示す。 FIG. 7 is a perspective view of another configuration example of the optical path shift prism provided with a configuration that does not block the optical axis.
穴を設けたプリズム形状の例としては、図6のような矩形穴68でも、図7のような円筒形穴69でもよく、穴の面の加工精度は問わない。
As an example of the prism shape provided with the hole, the
図8は、光軸を遮らない構成を設けた、光路シフトプリズムのさらに他の例の斜視図を示す。図8Aの斜視図に示すようにプリズムに穴を設けずに、矢印で示した奇数コアからの光軸70の位置にプリズムの2つの垂直面が来るように、面66を延長しておくのもよい。図8Bはプリズムの光軸70に平行な断面図であり、反射防止コーティングを施した面64と面66を奇数コアからの光が透過できる様子を示している。
FIG. 8 is a perspective view of still another example of the optical path shift prism provided with a configuration that does not block the optical axis. As shown in the perspective view of FIG. 8A, the
図2のマルチコアファイバ光接続装置50は、接続する光ファイバが収容できる大きさが必要である。図2の出射側にある2本のマルチコアファイバ200、300の外径は、いずれも最小で0.25mm、または0.9mmがよく用いられている。これらの光ファイバを使用すると、光軸をシフトさせるべき位置から考慮して、プリズム61〜63は全体で十から二十ミリメートル程度の大きさとなる。プリズム61〜63の厚さは、取り扱いを容易にするために、たとえば1〜数ミリメートルとする。レンズ51〜56の焦点距離は、取り扱い容易な範囲で小型化するとして、たとえば1〜数ミリメートルの範囲とすることができる。以上より、マルチコアファイバ光接続装置50は、直径十から二十ミリメートル程度の太さ、数十から百ミリメートル程度の長さで実現できる。
The multi-core fiber
なお、マルチコアファイバ100の12個のコアが図2のような円周ではなく、六方格子の外周に配置されている場合も同じ構成で接続可能である。また、マルチコアファイバ200や300が図2に示した6個のコアの中心にさらに1個のコアを持ち、全体で六方格子配列の7個のコアを持つ場合は、中心のコアを不使用とすることで適用可能となる。
In addition, when the 12 cores of the
本構成は、入出力の向きが逆の場合、すなわち、図2において、マルチコアファイバ200および300から光が出射され、マルチコアファイバ100に入射する場合にも適用できる。
This configuration can also be applied when the input / output directions are reversed, that is, when light is emitted from the
本発明であるマルチコアファイバ同士の光接続装置の実施例2について、図9〜図12を用いて説明する。 A second embodiment of the optical connecting device between multi-core fibers according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図9は六方格子上に配置された37個の信号を通すコアを持つマルチコアファイバ400と、六方格子上に配置された各7個の信号を通すコアを持つ6本のマルチコアファイバ500、600および単一コアファイバ700とを光接続する光接続装置の構成図を示す。図9に示されるように、本発明のマルチコアファイバ光接続装置50は、マルチコアファイバ400、コリメートレンズ51、52、光路シフトプリズム群60、レンズ53、54、55、56、マルチコアファイバ500、600および単一コアファイバ700から構成される。マルチコアファイバ500、600以外の4本のマルチコアファイバは、理解しやすくするために図9には示されていない。また、プリズム群60も、6個あるプリズムのうち、71と72のみ示している。この構成では、ファイバ700を中心に60度、120度回転した部分の断面図は、図9と同様の図となる。なお、マルチコアファイバ500、600のうち、薄い色で示されるコアXは未使用のコアである。
FIG. 9 shows a
図10にマルチコアファイバ400の断面を示す。以下、マルチコアファイバ400の各コアを図10に示す6つの領域401〜406と中心コア1に分けて光路を制御する。
FIG. 10 shows a cross section of the
マルチコアファイバ400のコア1から出射された光は2つのコリメートレンズ51、52を通って径の広がりを抑制することで、隣どうしのコアからの光と重ならないようにして、平行に進み、そのまま単一コアファイバ700のコアに入射される。マルチコアファイバ400の領域401に含まれるコア2〜7から出射された光は、2つのコリメートレンズ51、52を通って、各レンズの共通の焦点に対して点対称の位置に導かれ、隣どうしのコアからの光と重ならないようにして、平行に進み、光路シフトプリズム群60の中にあるプリズム72内で二回反射する。レンズ55、56を通って、各レンズの共通の焦点に対して点対称の位置に導かれ、径の広がりを抑制し、平行光となって、マルチコアファイバ600の各コアに入射する。マルチコアファイバ400のコア間隔とマルチコアファイバ600のコア間隔とが異なる場合は、レンズ55と56の焦点距離を変えて倍率を調節する。たとえば、マルチコアファイバ400の隣接するコア同士、たとえばコア1とコア3の中心間の距離が0.04mmで、マルチコアファイバ600の隣接する2本のコアの中心間の間隔が0.05mmの場合は、倍率を1.25にする必要があるため、レンズ54の焦点距離はレンズ53の焦点距離の1.25倍とする。
The light emitted from the
マルチコアファイバ400の領域402、403、404、405、406は、領域401と同じ形状であり、ファイバ中心に対し、領域401をそれぞれ60、120、180、240、300度時計回りに回転させた位置にある。したがって、上記領域401の光学系を各角度回転させることにより、同様の効果を実現できる。たとえば、領域404に含まれるコアから出射された光は、2つのコリメートレンズ51、52を通って、各レンズの共通の焦点に対して点対称の位置に導かれ、隣どうしのコアからの光と重ならないようにして、平行に進み、光路シフトプリズム群60の中の、(プリズム72をファイバ中心に対して180度回転させた位置にある)プリズム71内で二回反射する。(レンズ55、56をファイバ中心に対して180度回転させた位置にある)レンズ53、54を通って、各レンズの共通の焦点に対して点対称の位置に導かれ、径の広がりを抑制し、平行光となって、マルチコアファイバ500の各コアに入射する。マルチコアファイバ400のコア間隔とマルチコアファイバ500のコア間隔とが異なる場合は、レンズ53と54の焦点距離を変えて倍率を調節する。
ここで、光路シフトプリズム群60の内部の六個のプリズム71、72、・・・について図11、図12を用いて説明する。
Here, the six
図11は光路シフトプリズム群60をマルチコアファイバ400側から見た断面図である。光路シフトプリズム群60のプリズム72は、光軸に垂直な断面がマルチコアファイバ400の領域401に含まれるコアからの光がコリメートレンズ51、52を通過後に達する領域401´を含む多角形(図は五角形)、光軸に平行な断面が図9内に示す平行四辺形であり、マルチコアファイバ400のコア2〜7からの光信号の光軸を平行移動させる役割を持つ。図11に示した六個のプリズム71、72、・・・の角θ3とθ4は合計120度(誤差は+0/−1度)にしておくと、隣接のプリズムと貼り合わせて固定しやすい。
FIG. 11 is a cross-sectional view of the optical path shift
図12にプリズム71の斜視図を示す。立体のイメージは、たとえば図12に示す七面体である。マルチコアファイバ400のコアの一つから出射した光の光軸73はプリズム71の斜線を施した面での反射により平行移動される。プリズム71、72、・・・の材料として、たとえば、石英ガラスを用いる場合、図12の角θ1、θ2については、実施例1に記載したのと同様の理由で45度±1度程度とすることが望ましい。同様に、プリズムの入射面、出射面には反射防止コーティングを施したほうがよい。
FIG. 12 shows a perspective view of the
図9のマルチコアファイバ光接続装置50は、接続する光ファイバが収容できる大きさが必要である。図9の出射側にある6本のマルチコアファイバ500、600、・・・、単一コアファイバ700の被覆を含めた外径は、いずれも最小で0.25mm、または0.9mmがよく用いられている。これらの光ファイバを使用すると、光軸をシフトさせるべき位置から考慮して、図11のプリズム71〜76は全体で数十ミリメートル程度の大きさとなる。プリズム71〜76の厚さは最小でもマルチコアファイバのコア間隔の三倍程度であるが、取り扱いを容易にするために、たとえば1〜数ミリメートルとする。レンズ51〜56の焦点距離は、取り扱い容易な範囲で小型化するとして、たとえば1〜数ミリメートルの範囲とすることができる。以上より、マルチコアファイバ光接続装置50は、直径十から数十ミリメートル程度の太さ、数十から百ミリメートル程度の長さで実現できる。
The multi-core fiber
本構成は、入出力の向きが逆の場合、すなわち、図9において、マルチコアファイバ500、600、・・・および単一コアファイバ700から光が出射され、マルチコアファイバ400に入射する場合にも適用できる。
This configuration is also applied when the input / output directions are reversed, that is, when light is emitted from the
本発明であるマルチコアファイバ同士の光接続装置の実施例3について、図13〜図17を用いて説明する。 A third embodiment of the optical connecting device between multi-core fibers according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図13は六方格子上に配置された19個の信号を通すコアを持つマルチコアファイバ800と、六方格子上に配置された各7個の信号を通すコアを持つ3本のマルチコアファイバ500、600、610および単一コアファイバ700とを光接続する光接続装置の構成図を示す。図13に示されるように、本発明のマルチコアファイバ光接続装置50は、マルチコアファイバ800、コリメートレンズ51、52、6個のプリズムを含む光路シフトプリズム群60、3組のレンズ53、54、55、56(マルチコアファイバ610に対して、もう一組のレンズがあるが、図13では示していない)、マルチコアファイバ500、600、610、および単一コアファイバ700から構成される。光路シフトプリズム群60はz方向に3個ずつ2列に配置された合計6個のプリズムを有するが、図13ではそのうち4個(プリズム74〜77)のみを示している。
FIG. 13 shows a
図14にマルチコアファイバ800の断面を示す。以下、マルチコアファイバ400の各コアを図14に示す3つの領域801、802、803と中心コア1に分けて光路を制御する。
FIG. 14 shows a cross section of the
マルチコアファイバ800のコア1から出射された光は2つのコリメートレンズ51、52を通って径の広がりを抑制することで、隣どうしのコアからの光と重ならないようにして、平行に進み、そのまま単一コアファイバ700のコアに入射される。マルチコアファイバ800の領域801に含まれるコア2〜6から出射された光は、2つのコリメートレンズ51、52を通って、各レンズの共通の焦点に対して点対称の位置に導かれ、径の広がりを抑制することで、隣どうしのコアからの光と重ならないようにして、平行に進み、光路シフトプリズム群60の中にあるプリズム74内で二回反射する。レンズ53、54を通って、各レンズの共通の焦点に対して点対称の位置に導かれ、径の広がりを抑制し、平行光となって、マルチコアファイバ500の各コアに入射する。マルチコアファイバ800の領域801に含まれるコア7から出射された光は、2つのコリメートレンズ51、52を通って、各レンズの共通の焦点に対して点対称の位置に導かれ、径の広がりを抑制することで、隣どうしのコアからの光と重ならないようにして、平行に進み、光路シフトプリズム群60の中にあるプリズム75内で三回反射する。レンズ53、54を通って、各レンズの共通の焦点に対して点対称の位置に導かれ、径の広がりを抑制し、平行光となって、マルチコアファイバ500の該当コアに入射する。マルチコアファイバ800のコア間隔とマルチコアファイバ500のコア間隔とが異なる場合は、レンズ53と54の焦点距離を変えて倍率を調節する。たとえば、マルチコアファイバ800の隣接するコア同士、たとえばコア1とコア2の中心間の距離が0.04mmで、マルチコアファイバ500の隣接する2本のコアの中心間の間隔が0.05mmの場合は、倍率を1.25にする必要があるため、レンズ54の焦点距離はレンズ53の焦点距離の1.25倍とする。
The light emitted from the
マルチコアファイバ800の領域802、803は、領域801と同じ形状であり、ファイバ中心に対し、領域801をそれぞれ120、240度時計回りに回転させた位置にある。したがって、上記領域801の光学系を各角度回転させることにより、同様の効果を実現できる。たとえば、領域802に含まれるコアから出射された光は、2つのコリメートレンズ51、52を通って、各レンズの共通の焦点に対して点対称の位置に導かれ、径の広がりを抑制することで、隣どうしのコアからの光と重ならないようにして、平行に進み、光路シフトプリズム群60の中の、(プリズム74、75をファイバ中心に対して120度回転させた位置にある)プリズム76、77内で二回ないしは三回反射する。(レンズ53、54をファイバ中心に対して120度回転させた位置にある)レンズ55、56を通って、各レンズの共通の焦点に対して点対称の位置に導かれ、径の広がりを抑制し、平行光となって、マルチコアファイバ600の各コアに入射する。マルチコアファイバ800のコア間隔とマルチコアファイバ600のコア間隔とが異なる場合は、レンズ55と56の焦点距離を変えて倍率を調節する。
The
ここで、光路シフトプリズム群60の内部のプリズム74、75、・・・について図15〜図17を用いて説明する。
Here, the
図15は光路シフトプリズム群60をマルチコアファイバ800側から見た図である。マルチコアファイバ800の領域801、802、803は、2つのコリメートレンズ51、52を通った後に領域801´、802´、803´にそれぞれ移る。光路シフトプリズム群60のプリズム74は、光軸に垂直な断面がマルチコアファイバ800の領域801´のうち5個のコアからの光軸を含む多角形(図は五角形)、光軸に平行な断面が図13内に示す平行四辺形であり、マルチコアファイバ800のコア2〜6からの光信号の光軸を平行移動させる役割を持つ。
FIG. 15 is a view of the optical path shift
図16にプリズム74の斜視図を示す。立体のイメージは、たとえば図16に示す多面体(図は七面体)である。
FIG. 16 is a perspective view of the
図17は、プリズム75の斜視図の例であり、マルチコアファイバ800のコア7からの光信号の光軸78を平行移動させる役割を持つ。プリズム74、75のいずれも、斜線を施した面において、光を反射させて光軸を移動させる。なお、プリズム74、75、・・・の材料として、たとえば、石英ガラスを用いる場合、図16の角θ1、θ2については、実施例1に記載したのと同様の理由で45度±1度程度とすることが望ましい。図16の角θ5については、120度(誤差は+0/−1度)としておくと、隣接のプリズムとぶつからない。同様に、図17の角θ1、θ6、θ7については、45度±1度程度、θ8については、90度とするのがよい。また同様に、プリズムの入射面、出射面には反射防止コーティングを施したほうがよい。
FIG. 17 is an example of a perspective view of the
マルチコアファイバ光接続装置50の大きさは、実施例2と同様に数十ミリメートルの程度となる。
The size of the multi-core fiber
本構成は、入出力の向きが逆の場合、すなわち、図13において、マルチコアファイバ500、600、610および単一コアファイバ700から光が出射され、マルチコアファイバ800に入射する場合にも適用できる。
This configuration can also be applied when the input / output directions are reversed, that is, when light is emitted from the
本発明であるマルチコアファイバ同士の光接続装置の実施例4について、図9、図18〜図20を用いて説明する。 Example 4 of the optical connecting device between multi-core fibers according to the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 18 to 20.
構成は図9のうち、光路シフトプリズム群60の代わりに光路シフトミラー群80を用いる。
In FIG. 9, an optical path
図18に光軸に平行な断面図を示す。図では4つのミラー81,82,83,84を示すが、実際は光軸を中心に12個のミラーが配置されている。
FIG. 18 shows a cross-sectional view parallel to the optical axis. In the figure, four
図19に、図18で内側に位置するミラー81,82部分を、光軸に垂直方向から見た図を示す。このミラーは図18でz方向に進む光を、xy平面上で外側のミラー83,84方向に偏向する。
FIG. 19 shows a view of the
図20にミラー83,84部分を光軸に垂直な方向から見た図を示す。このミラーは図18でミラー81,82からきた光を、z方向に偏向する。
FIG. 20 shows a view of the
光路シフトミラー群80のミラー82、84は、光軸に垂直な断面がマルチコアファイバ400の領域401に含まれるコアからの光がコリメートレンズ51、52を通過後に達する領域401´を含む多角形(図19ではミラー82は六角形、図20ではミラー84は台形)である。また、光軸に平行な断面が図18内に示す直角二等辺三角形であり、マルチコアファイバ400のコア2〜7からの光信号の光軸を平行移動させる役割を持つ。実施例2のプリズムと同様に隣接のミラーと貼り合わせると固定しやすい。ミラー光が反射する表面は、金属や誘電体薄膜の多層膜を蒸着やスパッタリングなどによって形成して、使用する波長での反射率を99.5%以上に制御する。光軸の移動は、光路シフトミラー群80の外部においては実施例2と同じであり、同じ効果が得られる。
The
本発明であるマルチコアファイバ同士の光接続装置の図2に示した構成の製造工程について、図21〜24を用いて説明する。 The manufacturing process of the structure shown in FIG. 2 of the optical connection apparatus between multi-core fibers which is this invention is demonstrated using FIGS.
光学設計により、光学部品(光ファイバ100、200、300、レンズ51〜56、プリズム61〜63)の位置を決める。次に、マルチコアファイバ接続装置50の外形となる本体、および光路を遮らないよう穴をあけた部品ホルダを、たとえばステンレスで作る。
The positions of optical components (
図21はプリズムホルダの一例の斜視図である。プリズム61〜63のホルダは、たとえば図21に示した91〜93のように、光路を通す穴を持ち、各プリズムをy方向に可動となるよう挿入する場所に切り込みを設ける。本体はプリズム取り付け位置付近で少なくとも二分割しておく。
FIG. 21 is a perspective view of an example of the prism holder. The holders of the
光学部品(レンズ51〜56、プリズム61〜63)はたとえば石英(BK-7など)で作り、全反射に用いる面を除いた各面に反射防止コーティングを施す。各光学部品は調芯後に、対応するホルダに、たとえばYAG溶接、UV接着などで固定する。必要であれば、たとえばホルダとステンレス製の押さえ板とで光学部品をはさみ、ねじ止めする。
The optical components (
図22でファイバとレンズの組み立て工程を説明する。85〜87はレンズホルダ、88〜89はマルチコアファイバ光接続装置本体、90はカメラ、91〜93はプリズムホルダである。 The fiber and lens assembly process will be described with reference to FIG. 85 to 87 are lens holders, 88 to 89 are multi-core fiber optical connection device bodies, 90 is a camera, and 91 to 93 are prism holders.
まず、レンズ51、52とマルチコアファイバ100を調芯してホルダ85に固定する。レンズ51をホルダ85の所定の位置に固定し、マルチコアファイバ100の全コアに使用する波長の光を入れ、焦点距離の分だけ離してマルチコアファイバ100を固定し、レンズ52を通った後に平行光になるように遠方に置いたカメラ90で確認しながらレンズ52の位置を決め、ホルダ85に固定する。ホルダ85は本体89に固定する。各部品の位置関係は図22のようになっている。このとき、カメラ90で確認した発光点の配置を保存しておく。同様にレンズ53、54および55、56とマルチコアファイバ200および300をそれぞれ調芯して、発光点が上記と同じ所定の間隔となるような位置で、ホルダ86、87に固定する。
図23でプリズムの組み立て工程を説明する。 図21で示したようにプリズム63をホルダ93に挿入後、ホルダ93を図23に示す本体88の設計位置にYAG溶接で固定する。プリズム63は調芯後にUV接着でホルダ93に固定する。調芯の際は、レンズの付いたマルチコアファイバ200、300のホルダ86、87を回転の自由度を残して本体88に仮固定し、各コアに使用する波長の光を入れる。プリズム63通過後の遠方での光分布をカメラ90で記録し、保存したマルチコアファイバ100の所定の光位置と一致するよう、マルチコアファイバ200、300を固定したホルダ86、87の回転とプリズム63の平行移動で調芯して、プリズム63をホルダ93に固定する。続いてプリズム62、61も同様に調芯後ホルダ92、91に固定する。ファイバ200、300を固定したホルダ86、87をYAG溶接で本体88に固定する。
First, the
The prism assembly process will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 21, after the
図24は組み立て完了時のイメージを示す斜視図である。最後に、図24のようにファイバ200、300に光を入れて、ファイバ100の固定された本体89の位置を合わせ、 YAG溶接で本体88に固定する。
FIG. 24 is a perspective view showing an image when assembly is completed. Finally, as shown in FIG. 24, light is put into the
以上の実施例によれば、コア数および配列の異なるマルチコアファイバ同士を光接続することが可能となる。伝送容量が増加した場合においても、光ファイバを接続する光装置のポート数ならびにシングルコアファイバの配線数の増大を抑えることができる。加えて、複数のファンイン・ファンアウトデバイスは不要となり、部品点数が削減される。従って、安価で小型なマルチコアファイバから構成される光ネットワーク対応のマルチコアファイバ接続装置を提供することが可能となる。 According to the above embodiment, it becomes possible to optically connect multi-core fibers having different numbers of cores and different arrangements. Even when the transmission capacity is increased, it is possible to suppress an increase in the number of ports of the optical device to which the optical fiber is connected and the number of wires of the single core fiber. In addition, a plurality of fan-in / fan-out devices are unnecessary, and the number of parts is reduced. Therefore, it is possible to provide an optical network compatible multi-core fiber connection device composed of inexpensive and small multi-core fibers.
特に、マルチコアファイバを利用する大容量・高密度配線網のうち、基幹系では、コア間クロストークを低減するため、コア数が少ないマルチコアファイバを利用し、短距離系では、接続配線数低減を考慮してコア数のより多いマルチコアファイバを利用することがありうる。ここで、基幹系の光信号を短距離系に接続する場合に、コア数および配列の異なるマルチコアファイバ同士を接続する必要が生じる。上記説明した本実施例を適用することで、一本のマルチコアファイバを複数の従来の単一コアファイバに分岐することなく、レンズやプリズムを含んだ空間光学系を用いて、コア数および配列の異なるマルチコアファイバ同士を光接続することができる。 In particular, among large-capacity and high-density wiring networks that use multi-core fibers, the backbone system uses multi-core fibers with a small number of cores to reduce inter-core crosstalk, and the short-haul system reduces the number of connection wires. In consideration, it is possible to use a multi-core fiber having a larger number of cores. Here, when connecting a backbone optical signal to a short-distance system, it is necessary to connect multi-core fibers having different numbers of cores and different arrangements. By applying this embodiment described above, the number of cores and the arrangement of cores can be changed using a spatial optical system including lenses and prisms without branching a multicore fiber into a plurality of conventional single core fibers Different multi-core fibers can be optically connected to each other.
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることが可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の実施例の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and includes various modifications. For example, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace the configurations of other embodiments with respect to a part of the configurations of the embodiments.
1〜12マルチコアファイバのコア
50マルチコアファイバ光接続装置
51、52コリメートレンズ
53〜56レンズ
60光路シフトプリズム群
61〜63プリズム
64〜67プリズムの面
68矩形穴
69円筒形穴
70光軸
71、72プリズム
73光軸
74〜77プリズム
78光軸
80光路シフトミラー群
81〜84ミラー
85〜87レンズホルダ
88〜89マルチコアファイバ光接続装置本体
90カメラ
91〜93プリズムホルダ
100マルチコアファイバ
101単一コアファイバ
102ファンアウトデバイス
103アダプタ
200、210、220マルチコアファイバ
201、211、221単一コアファイバ
202、212、222ファンアウトデバイス
300、400マルチコアファイバ
401〜406マルチコアファイバ400断面内の領域
401´〜406´マルチコアファイバ400断面内の領域で、領域401〜406内の光がそれぞれコリメートレンズ51、52を通った後の位置を示す
500、600マルチコアファイバ
700単一コアファイバ
800マルチコアファイバ
801〜803マルチコアファイバ800断面内の領域
801´〜803´マルチコアファイバ800断面内の領域で、領域801〜803内の光がそれぞれコリメートレンズ51、52を通った後の位置を示す
1 to 12
Claims (15)
前記複数のコアを持つマルチコアファイバから出射された光は少なくとも二枚のレンズを通り、
前記出射された光のうち少なくとも一本を含む光線のグループは、進行方向が同じで光軸が異なる光路に変換される光学部品を経由し、少なくとも二枚のレンズを通って、グループに含まれる光線の数と同数以上のコアを持つマルチコアファイバに入射する、
ことを特徴とした、マルチコアファイバ接続装置。 A connection device for optically coupling a multi-core fiber having a plurality of cores and a plurality of optical fibers including a multi-core fiber having a plurality of cores different from the above,
The light emitted from the multi-core fiber having a plurality of cores passes through at least two lenses,
A group of light beams including at least one of the emitted lights is included in the group through an optical component that is converted into an optical path having the same traveling direction and a different optical axis, through at least two lenses. Incident on a multi-core fiber with as many cores as the number of rays,
A multi-core fiber connection device characterized by that.
前記複数のコアを持つ第一のマルチコアファイバから出射された光は少なくとも二枚のレンズを通り、
前記出射された光の一部となる第一の光線のグループは、進行方向が同じで光軸が異なる光路に変換される光学部品を経由し、少なくとも二枚のレンズを通って、グループに含まれる光線の数と同数以上のコアを持つ第二のマルチコアファイバに入射し、
前記出射された光の別の一部となる第二の光線のグループは、前記光学部品を経由しまたは経由せずに、光軸を変更されずに、0枚または少なくとも二枚のレンズを通って、グループに含まれる光線の数と同数以上のコアを持つ第三のマルチコアファイバに入射する、
ことを特徴とした、請求項1に記載のマルチコアファイバ接続装置。 A connection device for optically coupling a first multi-core fiber having a plurality of cores and a plurality of optical fibers including multi-core fibers having a plurality of cores different from the above,
The light emitted from the first multi-core fiber having the plurality of cores passes through at least two lenses,
The first light beam group that is a part of the emitted light is included in the group through an optical component that is converted into an optical path having the same traveling direction and a different optical axis, through at least two lenses. Incident on a second multi-core fiber having more cores than the number of rays
The second group of light rays that is another part of the emitted light passes through zero or at least two lenses without changing the optical axis, with or without the optical component. Incident on a third multi-core fiber having at least as many cores as the number of rays included in the group,
The multi-core fiber connection device according to claim 1, wherein:
前記複数のコアを持つ第一のマルチコアファイバから出射された光は少なくとも二枚のレンズを通り、
前記出射された光の一部となる第一の光線のグループは、進行方向が同じで光軸が異なる光路に変換される第一の光学部品を経由し、少なくとも二枚のレンズを通って、グループに含まれる光線の数と同数以上のコアを持つ第二のマルチコアファイバに入射し、
前記出射された光の別の一部となる第二の光線のグループは、進行方向が同じで光軸が異なる別の光路に変換される第二の光学部品を経由し、少なくとも二枚のレンズを通って、グループに含まれる光線の数と同数以上のコアを持つ第三のマルチコアファイバに入射する、
ことを特徴とした、請求項1に記載のマルチコアファイバ接続装置。 A connection device for optically coupling a first multi-core fiber having a plurality of cores and a plurality of optical fibers including multi-core fibers having a plurality of cores different from the above,
The light emitted from the first multi-core fiber having the plurality of cores passes through at least two lenses,
The first group of light rays that becomes a part of the emitted light passes through the first optical component that is converted into an optical path having the same traveling direction and different optical axis, through at least two lenses, Incident on a second multi-core fiber having at least as many cores as the number of rays in the group,
The second light beam group that is another part of the emitted light passes through a second optical component that is converted into another optical path having the same traveling direction and a different optical axis, and at least two lenses. Through a third multi-core fiber that has at least as many cores as the number of rays in the group,
The multi-core fiber connection device according to claim 1, wherein:
前記複数のコアを持つ第一のマルチコアファイバから出射された光は少なくとも二枚のレンズを通り、
前記出射された光の一部となる第一の光線のグループは、進行方向が同じで光軸が異なる光路に変換される第一の光学部品を経由し、少なくとも二枚のレンズを通って、グループに含まれる光線の数と同数以上のコアを持つ第二のマルチコアファイバに入射し、
前記出射された光のうち一本からなる第二の光線は、光軸を変更されずに、0枚または少なくとも二枚のレンズを通って、単一コアファイバに入射する、
ことを特徴とした、請求項1に記載のマルチコアファイバ接続装置。 A connection device for optically coupling a first multi-core fiber having a plurality of cores and a plurality of optical fibers including multi-core fibers having a plurality of cores different from the above,
The light emitted from the first multi-core fiber having the plurality of cores passes through at least two lenses,
The first group of light rays that becomes a part of the emitted light passes through the first optical component that is converted into an optical path having the same traveling direction and different optical axis, through at least two lenses, Incident on a second multi-core fiber having at least as many cores as the number of rays in the group,
The second light beam consisting of one of the emitted light is incident on a single core fiber through zero or at least two lenses without changing the optical axis.
The multi-core fiber connection device according to claim 1, wherein:
前記複数のコアを持つ第一のマルチコアファイバから出射された光は少なくとも二枚のレンズを通り、
前記出射された光の一部となる第一の光線のグループは、進行方向が同じで光軸が異なる光路に変換される第一の光学部品を経由し、少なくとも二枚のレンズを通って、グループに含まれる光線の数と同数以上のコアを持つ第二のマルチコアファイバに入射し、
前記出射された光の別の一部となる第二の光線のグループは、進行方向が同じで光軸が異なる別の光路に変換される第二の光学部品を経由し、少なくとも二枚のレンズを通って、グループに含まれる光線の数と同数以上のコアを持つ第三のマルチコアファイバに入射し、
前記出射された光のうち一本からなる第三の光線は、光軸を変更されずに、0枚または少なくとも二枚のレンズを通って、単一コアファイバに入射する、
ことを特徴とした、請求項1に記載のマルチコアファイバ接続装置。 A connection device for optically coupling a first multi-core fiber having a plurality of cores and a plurality of optical fibers including multi-core fibers having a plurality of cores different from the above,
The light emitted from the first multi-core fiber having the plurality of cores passes through at least two lenses,
The first group of light rays that becomes a part of the emitted light passes through the first optical component that is converted into an optical path having the same traveling direction and different optical axis, through at least two lenses, Incident on a second multi-core fiber having at least as many cores as the number of rays in the group,
The second light beam group that is another part of the emitted light passes through a second optical component that is converted into another optical path having the same traveling direction and a different optical axis, and at least two lenses. Through a third multi-core fiber with more cores than the number of rays in the group,
The third light beam consisting of one of the emitted light is incident on a single core fiber through zero or at least two lenses without changing the optical axis.
The multi-core fiber connection device according to claim 1, wherein:
前記第1の光ファイバの第1の数のコアから伝送される光を、第1の数の平行光線群に変換する第1の光学系と、
前記第1の数の平行光線群の少なくとも一部を、光軸方向を変えずに平行移動させる変換光学系と、
前記変換光学系を通過した第1の数の平行光線群のうちの一部である第2の平行光線あるいは第2の平行光線群を、前記第2の光ファイバのコアに結像させる第2の光学系と、
前記変換光学系を通過した第1の数の平行光線群のうちの他の一部である第3の平行光線あるいは第3の平行光線群を、前記第3の光ファイバのコアに結像させる第3の光学系と、
を有するマルチコアファイバ接続装置。 Light from a first optical fiber having a first number of cores, a second optical fiber having a second number of cores different from the first number, and a third different from the first number A third optical fiber having a number of cores and a connecting device for transmitting to the third optical fiber,
A first optical system that converts light transmitted from the first number of cores of the first optical fiber into a first number of parallel light beam groups;
A conversion optical system that translates at least a part of the first number of parallel light beam groups without changing the optical axis direction;
A second parallel light beam or a second parallel light beam group that is a part of the first number of parallel light beam beams that have passed through the conversion optical system is imaged on the core of the second optical fiber. With the optical system
The third parallel light beam or the third parallel light beam, which is another part of the first number of parallel light beams that have passed through the conversion optical system, is imaged on the core of the third optical fiber. A third optical system;
A multi-core fiber connecting device.
前記平行光線群の少なくとも一部を、光軸に対して垂直方向に偏向する、プリズムの面で構成された反射面を含む、
請求項7記載のマルチコアファイバ接続装置。 The conversion optical system is
A reflecting surface composed of a prism surface for deflecting at least a part of the parallel light beam group in a direction perpendicular to the optical axis;
The multi-core fiber connection device according to claim 7.
請求項8記載のマルチコアファイバ接続装置。 The reflection surface has a polygonal projection as viewed from the optical axis direction, and has a notch for at least a part thereof to move straight without translating at least a part of the parallel ray group,
The multi-core fiber connection device according to claim 8.
前記第3の平行光線群は、前記変換光学系により、光軸方向から見て各光線が円周上に配置するごとく形成される、
請求項7記載のマルチコアファイバ接続装置。 The second parallel light beam group is formed by the conversion optical system as each light beam is arranged on the circumference when viewed from the optical axis direction.
The third parallel light beam group is formed by the conversion optical system as each light beam is arranged on the circumference when viewed from the optical axis direction.
The multi-core fiber connection device according to claim 7.
請求項7記載のマルチコアファイバ接続装置。 The second optical system or the third optical system is an optical system that converts magnification at the time of image formation.
The multi-core fiber connection device according to claim 7.
請求項7記載のマルチコアファイバ接続装置。 The light from the center core of the first optical fiber is converted into the second parallel light beam or the third parallel light beam without being translated by the conversion optical system. Forming an image on an optical fiber or a third optical fiber;
The multi-core fiber connection device according to claim 7.
前記第1の数と異なる第2の数のコアを持つ第2の光ファイバと、
前記第1の数と異なる第3の数のコアを持つ第3の光ファイバと、
前記第1の光ファイバからの光を、前記第2の光ファイバおよび第3の光ファイバに伝達する接続装置を有し、
前記接続装置は、
前記第1の光ファイバの第1の数のコアから伝送される光を、第1の数の平行光線群に変換する第1の光学系と、
前記第1の数の平行光線群の少なくとも一部を、光軸方向を変えずに平行移動させる変換光学系と、
前記変換光学系を通過した第1の数の平行光線群のうちの一部である第2の平行光線あるいは平行光線群を、前記第2の光ファイバのコアに結像させる第2の光学系と、
前記変換光学系を通過した第1の数の平行光線群のうちの他の一部である第3の平行光線あるいは平行光線群を、前記第3の光ファイバのコアに結像させる第3の光学系と、
を有するマルチコアファイバ接続システム。 A first optical fiber having a first number of cores;
A second optical fiber having a second number of cores different from the first number;
A third optical fiber having a third number of cores different from the first number;
A connection device for transmitting light from the first optical fiber to the second optical fiber and the third optical fiber;
The connecting device is
A first optical system that converts light transmitted from the first number of cores of the first optical fiber into a first number of parallel light beam groups;
A conversion optical system that translates at least a part of the first number of parallel light beam groups without changing the optical axis direction;
A second optical system that forms an image on the core of the second optical fiber of the second parallel light beam or the parallel light beam group that is a part of the first number of parallel light beam groups that have passed through the conversion optical system. When,
A third parallel light beam or a parallel light beam group that is the other part of the first number of parallel light beam beams that have passed through the conversion optical system is imaged on the core of the third optical fiber. Optical system,
A multi-core fiber connection system.
前記平行光線群の少なくとも一部を、光軸に対して垂直方向に反射する反射面を含む、
請求項13記載のマルチコアファイバ接続システム。 The conversion optical system includes:
A reflection surface that reflects at least a part of the parallel light beam group in a direction perpendicular to the optical axis;
The multi-core fiber connection system according to claim 13.
請求項14記載のマルチコアファイバ接続システム。 At least a part of the reflecting surface has a notch for causing at least a part of the parallel rays to go straight.
The multi-core fiber connection system according to claim 14.
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