JP2016188930A - ファイバ側方光入出力装置及び光軸調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ファイバ曲げ部へ入射する結合効率の低下を引き起こさずにファイバ曲げ部から放射される光を受光する結合効率を高めるファイバ側方光入出力装置を提供する。【解決手段】ファイバ側方光入出力装置は、シングルモードコア及びマルチモードコアを有するデュアルモードファイバ２５と、光信号を集光し、又は、出射するレンズ部２２と、デュアルモードファイバ２５端面に配置されたレンズ部２２及びデュアルモードファイバ２５を光ファイバの曲げ部分と接着させる屈折率整合部と、を備え、デュアルモードファイバ２５は、光ファイバの曲げ部分から放射された光信号を集光する場合、マルチモードコアで受光し、光源から放射された光信号を伝送する場合、シングルモードコアで光信号を伝送し、レンズ部２２を介して光ファイバの曲げ部分に出射する。【選択図】図４

Description

本発明は、この発明は、光ファイバの側方から光信号を光ファイバ心線に入出射するファイバ側方光入出力装置及び光軸調整方法に関する。

光ファイバを切断することなく光信号を光ファイバに入出力する技術として、既設の光ファイバ（被入力側光ファイバ）に曲げを与え、この曲げ部位に側面から別の光ファイバ（プローブファイバ）を対向させ、当該プローブ光ファイバの先端部から光信号を入射すると共に、被入力側光ファイバから出射される光信号をプローブ光ファイバの先端部で受光する技術が検討されている。

例えば関連技術では、切替工事の際の迂回線路形成のための臨時カプラ形成を目的として、現用光ファイバを、凸曲面を有する円筒ブロックとこの円筒ブロックに対応する凹曲面を有する透明ブロックとの間に挟み込むことで現用光ファイバに曲げを与えると共に、上記透明ブロック内に形成した空隙部にプローブファイバを挿入してその先端を上記曲げ部に突き当てるように配置し、これにより上記現用光ファイバから透明ブロックの凹曲面に放射された光信号を、上記プローブファイバに受光させる技術が記載されている。（例えば、非特許文献１を参照。）

関連技術では、臨時カプラのための側方光入出力装置においては、曲げたファイバから漏れ出る光を、先端にレンズを設置したシングルモードファイバのプローブファイバで受光して増幅器へ伝送するとともに、レーザ光源からの光をプローブ先端のレンズによって曲げファイバへ結合させて線路へ伝送させている。この場合における結合効率の典型的な値は光入力、光出力ともに−２０ｄＢである。

光ファイバ側方入出力装置においては、漏洩光がプローブファイバに再結合する際の効率、すなわち光結合効率が重要である。光結合効率が小さいと光信号がロスしてＳ／Ｎ比の劣化などの多くの不具合がもたらされる。既存の技術では漏洩光を受光するプローブファイバの開口角が狭く、プローブファイバ側のコア（コア径：φ１０μｍ）に集光する損失が大きい。このため光信号（漏洩光）を確実に捕捉することが難しく、光結合効率の向上が頭打ちになる。特に短瞬断切替器などへの適用においては、既設ファイバとプローブファイバとの間で十分な光結合効率を得られないという問題があった。

廣田ほか、「側方入出力技術を用いた光線路切替装置の検討」、電子情報通信学会信学技報、ＩＥＩＣＥ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ ＯＦＴ ２０１３−５０ （２０１４−０１） 廣田ほか、「ローカル光入出力技術を用いた光線路切替の結合効率検討」電子情報通信学会ソサイエティ大会２０１３年９月

関連技術の側方光入出力装置においては結合効率が高いほうが望ましい。結合効率が変わらずとも光源強度を高めることによって、ファイバ曲げ部へ入射する光を数倍程度高めることは可能である。

一方の関連技術では、ファイバ曲げ部から放射される光を受光する場合においてはシングルモードファイバ同士の結合であり、結合効率を高めることは容易ではなく、わずか１０μｍ程度の位置ずれによっても劇的に減少してしまう（例えば、非特許文献３を参照。）。結合効率が低いと増幅中継器の最小受光感度に到達せず信号として受信して伝送することができなくなってしまうという課題があった。

もし、プローブファイバとして、ファイバコアが大きなマルチモードファイバ（例えばコア直径５０μｍ）を使用すれば、曲げファイバから放射される光を受光する際の結合効率は改善する。しかしプローブファイバから曲げファイバへ入射する場合においては、光源サイズが５０μｍとなり、曲げファイバ上へ投影される像の大きさがそれに伴って拡大される。

このため、入射する側の結合効率が数十分の１に低下してしまう。この低下は光源強度の増大でも補うことは難しい。このような光学系製造においては、光源から放射される光を最大に受光できる最適位置を探し出して固定化する。

関連技術に係るシングルモードファイバを利用したファイバプローブで最適位置を探索すると、わずかな位置ずれといえども急激に光強度が低下するため、受光できる領域が非常に狭く、受光できない領域を広く探索する必要があり、最適位置を探し当てるのに時間がかかり高コストとなっている。

また、図１に示すように、関連技術では、曲げファイバ１（シングルモードファイバ）コアとプローブファイバ５のシングルモードファイバコア同士の結合であり、曲げファイバ１からの漏れ光λ１をシングルモードファイバコアで取得する。もし曲げファイバ１からの漏れ光の受光量が低いと増幅中継器２３の最小受光感度に達せず伝送できない。また受光できる領域が狭く光軸調整に時間がかかる。

また、図２に示すように、関連技術では、曲げファイバ１（シングルモードファイバ）からマルチモードファイバ２４への結合効率は高い。しかし逆方向で光を入れてマルチモードファイバコア２４（例えばφ５０ｕｍ）から曲げファイバ１のシングルモードファイバコア（φ１０ｕｍ）への光は、ほとんど結合しない問題もある。

この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、ファイバ曲げ部へ入射する結合効率の低下を引き起こさずにファイバ曲げ部から放射される光を受光する結合効率を高めるファイバ側方光入出力装置を提供することにある。また、合わせて光学系製造時の光軸調整を短時間化して製造コストを下げることにある。

上記目的を達成するため、本発明では、ファイバ側方光入出力装置は、レンズ部で光信号を集光又は出射し、光ファイバの各コアの特性に応じて伝送経路として選択的に使用する。

具体的には、本発明に係るファイバ側方光入出力装置は、
シングルモードコア及びマルチモードコアを有するデュアルモードファイバと、
前記デュアルモードファイバの端面に配置され、光ファイバの曲げ部分から放射された光信号を集光し、又は、光源から放射された光信号を前記デュアルモードファイバを介して前記光ファイバに出射するレンズ部と、
前記デュアルモードファイバ端面に配置された前記レンズ部及び前記デュアルモードファイバを前記光ファイバの曲げ部分と接着させる屈折率整合部と、を備え、
前記デュアルモードファイバは、
前記光ファイバの曲げ部分から放射された光信号を集光する場合、前記マルチモードコアで受光し、前記光源から放射された光信号を伝送する場合、前記シングルモードコアで前記光信号を伝送し、前記レンズ部を介して前記光ファイバの曲げ部分に出射する。

本発明に係るファイバ側方光入出力装置では、
マルチモードコアから伝送された光信号をマルチモードファイバを介して結合するとともに受光する光受信器と、
伝送用シングルモードファイバコアを有するシングルモードファイバと接続され、光信号を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光源からの前記光信号を予め接続されたデュアルモードファイバの有するシングルモードコアに伝送し、前記デュアルモードファイバから伝送された光信号の波長に応じて合分波し前記光受信器に対し合分波した光信号を伝送する波長合分波部と、をさらに備えてもよい。

本発明に係るファイバ側方光入出力装置では、
前記レンズは、
デュアルモードファイバと間隔を設けて配置されてもよい。

本発明に係るファイバ側方光入出力装置では、
前記波長合分波器は、
使用する波長が３波長ある場合、波長フィルタを２個用いて前記波長ごとに分離してもよい。

本発明に係るファイバ側方光入出力装置では、
前記デュアルモードファイバは、
シングルモードコア及びクラッドを有するシングルモードファイバの被覆を、前記クラッドよりも屈折率が低い材料を被覆に用いて光ファイバを作製し、作製したクラッドをマルチモードコアとして用いてもよい。

本発明に係るファイバ側方光入出力装置では、
前記デュアルモードファイバを２以上並列してファイバアレイとして用いてもよい。

本発明に係るファイバ側方光入出力装置では、
前記ファイバアレイの先端は、光ファイバの曲げ部分との光接続が可能となる接続範囲に応じた斜め形状であってもよい。

本発明に係るファイバ側方光入出力装置では、
前記波長合分波部は、
前記デュアルモードファイバを２以上並列したデュアルモードファイバアレイと、前記シングルモードファイバを２以上並列したシングルモードファイバアレイと、前記マルチモードファイバを２以上並列したマルチモードファイバアレイと、の間で波長合分波し、複数本のファイバで波長フィルタを共用してもよい。

本発明に係るファイバ側方光入出力装置では、
前記波長合分波部は、
デュアルモードファイバ、シングルモードファイバ及びマルチモードファイバをそれぞれ複数本を円筒対称に束状にするとともにコリメータレンズの光軸に配置し、複数本デュアルモードファイバ、複数本シングルモードファイバと複数本マルチモードファイバアレイ間で波長合分波して、複数本のファイバで波長フィルタを共用してもよい。

具体的には、本発明に係る光軸調整方法は、
デュアルモードファイバを使用した光学系組立時においてデュアルモードファイバに対して、マルチモードファイバ経由でパワーメータを接続して最適位置近傍を探索する第１の探査ステップと、
シングルモードファイバ経由でパワーメータを接続して最適位置を探索する第２の探査ステップと、を順に行う。

上記目的を達成するためにこの発明は以下のような対策を講じたものである。
（１）関連技術に係る側方光入出力機構において、シングルモードファイバコアとマルチモードファイバコアを併せ持つデュアルモードファイバの先端に、レンズ部が設置されたファイバプローブによって曲げファイバへの光入出力を行う。

ここで、曲げファイバへの光入力はシングルモードファイバコア経由で行い（λ２）、曲げファイバへの光出力はマルチモードファイバコア経由で行う（λ１）。さらに、該デュアルモードファイバに接続された波長合分波器においてマルチモードファイバコア経由の光（λ１）を増幅中継器へ接続されたマルチモードファイバへと結合させる。

一方、光源からのシングルモードファイバ経由の光（λ１）は、該波長合分波器によってデュアルモードファイバ中のシングルモードファイバコアへ結合される。増幅中継器はマルチモードファイバからの光（λ１）をアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）で受光し、たとえばトランシーバ経由で伝送する。

また、図５に示すようにトランシーバ経由で入射された通信光（λ２）はレーザダイオード２７（ＬＤ）経由でシングルモードファイバ２１へ入射されて、該反射フィルタ２６を備える波長合分波器２９へ接続される。波長合分波器２９は、反射フィルタを有し波長λ１を透過させ波長λ２を反射させることができる。以上の構成により、曲げファイバ１へ入射する光の結合効率は維持したまま、かつ、曲げファイバから出射される光の結合効率を増大させることができる。

マルチモードファイバ２４における大直径のマルチモードファイバコアで取得したλ１の光は、損失がほとんどなくＡＰＤ２８により受光できる。シングルモードファイバ２１におけるλ２はシングルモードのまま小さなコア径でプローブファイバ５へ送ることができる。シングルモードファイバ２１およびマルチモードファイバ２４のかわりにデュアルモードファイバを使用してもよい。

（２）図６に示すファイバ側方光入出力装置では、レンズ部２２を備える光ファイバの代替として屈折率分布型円筒レンズ３０をさらに備える。屈折率分布型円筒レンズ３０を使用することで、その集光位置にデュアルモードファイバ２５の端面を設置して図５に示したファイバ側方光入出力装置と同様な機能を発揮することができる。

（３）図７に示すファイバ側方光入出力装置では、デュアルモードファイバ２５の代替として、通常のシングルモードファイバ２１を用いて、クラッドの屈折率より低い屈折率の被覆材料でクラッドを覆うことにより、クラッドの大口径（１２５μｍ）化を図ることでデュアルモードファイバ２５と同様な機能を有するファイバを製作することができ、マルチモードで伝搬させることが可能となる。

（４）デュアルモードファイバ２５を使用したファイバプローブの光軸調整時に、最初にマルチモードファイバ２４経由でパワーメータに接続して光軸の最適位置近傍を探索し、次にシングルモードファイバ２１経由でパワーメータに接続して光軸の最適位置を探索することによって、最初からシングルモードファイバ２１を使用しファイバプローブで光軸調整するよりも短い時間で最適位置を探し出して固定することができる。

（５）テープファイバとの光結合において、レンズ付デュアルモードファイバをアレイ化したファイバアレイを使用する。

（６）テープファイバとの光結合において、レンズと、デュアルモードファイバアレイを使用する。

（７）複数ファイバからの波長合分波器として、複数のファイバをアレイとして同一の波長ビームスプリッタで合波分波する波長合分波器２９を構成する。

（８）複数ファイバからの波長合分波器として、複数のファイバを円筒対称にまとめて波長合分波器光学系の光軸上に設置して同一の波長ビームスプリッタで合波分波する波長合分波器を構成する。

なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。

本発明によれば、ファイバ曲げ部へ入射する結合効率の低下を引き起こさずにファイバ曲げ部から放射される光を受光する結合効率を高めるファイバ側方光入出力装置を提供することができ、さらに光学系製造時の光軸調整を短時間化して製造コストを下げることができる。

この発明によれば以下のような作用効果が呈せられる。
（１）曲げファイバから放射される光をレンズ付ファイバによって効率よく受光して増幅及び伝送することができるようになる。そのため曲げファイバから放射される光が弱い場合や、軸ずれによって最適位置から外れた場合でも受光して増幅し伝送することができる。

（２）曲げファイバから放射される光を屈折率分布型レンズでデュアルモードファイバ端面へ集光することにより、効率よく受光して増幅及び伝送することができるようになる。そのため曲げファイバから放射される光が弱い場合や、軸ずれによって最適位置から外れた場合でも受光して増幅し伝送することができる。

（３）通常のシングルモードファイバのクラッドを、より屈折率が低い被覆材料で覆うことによりクラッド部分をマルチモードファイバコアとして用いる。これにより大口径のデュアルモードファイバを安価に製作することができる。

（４）製造時の光軸合わせの作業においてマルチモードコア経由の光を用いて粗調整によって最適位置近傍を探索し、その後シングルモードコア経由の光を用いて微調整によって最適位置を探索して設置することができる。シングルモードコア経由の光のみを用いて最適位置を探索するよりも短時間で最適位置を探索することが可能となり、作業時間短縮で低コスト化できる。

（５）レンズ付デュアルモードファイバをアレイ化したファイバアレイを使用することによって、テープファイバへの側方光入出力が可能となる

（６）レンズと、デュアルモードファイバアレイを使用することによって、テープファイバへの側方光入出力が可能となる

（７）複数ファイバからの波長合分波器として、複数のファイバをアレイとして同一の波長ビームスプリッタで合波分波する波長合分波器を構成することによって、波長ビームスプリッタを共用でき、部品点数を削減して低コスト化できる。

（８）複数ファイバからの波長合分波器として、複数のファイバを円筒対称にまとめて波長合分波器光学系の光軸上に設置して同一の波長ビームスプリッタで合波分波する波長合分波器を構成することによって、部品点数を削減して低コスト化できる。

図１は、関連技術を説明するための図。 図２は、関連技術を説明するための図。 図３は、実施形態に係る光ファイバの屈折率を説明するため一例を示す図。 図４は、第１の実施形態に係る光ファイバ側方入出力装置の原理の一例を示す図。 図５は、第１の実施形態に係る波長合分波器と増幅中継器の原理の一例を示す図。 図６は、第２の実施形態に係る光ファイバ側方入出力装置の原理の一例を示す図。 図７は、第３の実施形態に係る波長合分波器と増幅中継器の構成の一例を示す図。 図８は、第４の実施形態に係る波長合分波器と増幅中継器の構成の一例を示す図。 図９は、第５の実施形態に係る大口径のマルチモードコアをもつファイバの構成の一例を示す図。 図１０は、第６の実施形態に係る光学系の光軸調整の様子の一例を示す図。 図１１は、第６の実施形態に係る光学系の光軸調整の様子の一例を示す図。 図１２は、第７の実施形態に係るレンズ付ファイバアレイのための光学系構成の一例を示す図。 図１３は、第８の実施形態に係るレンズ及びファイバアレイのための光学系構成の一例を示す図。 図１４は、第９の実施形態に係る複数本数のファイバのための波長合分波器の構成の一例を示す図。 図１５は、第１０の実施形態に係る複数本数のファイバのための波長合分波器の構成の一例を示す図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

［第１の実施形態］
本実施形態に係るファイバ側方光入出力装置は、デュアルモードファイバと、レンズ部と、屈折率整合剤として機能する屈折率整合部と、を備える。以下、図面を参照してこの発明に係わる実施形態を説明する。図３、図４及び図５を用いて第１の実施形態について説明する。デュアルモードファイバにおける屈折率分布図を図３に示す。デュアルモードファイバは、それぞれ異なる屈折率を有するシングルモードファイバコア及びマルチモードファイバコアで構成されている。

図４はファイバ側方光入出力装置の概要図である。実線路上における曲げファイバ１であるシングルモードファイバ２１に対して、曲げ付与円筒部２で曲げを与える。この曲げから拡散されて放射される光に対して、先端にデュアルモードファイバ２５の直径と同程度の直径のレンズであり光成分を集光及び散光するレンズ部２２が接続されたプローブファイバ５を適切な位置に設置する。

デュアルモードファイバ２５とは図３に示すように、シングルモードコア（ＳＭｃｏｒｅ）と、マルチモードコア（ＭＭｃｏｒｅ）とクラッドで構成され、シングルモードファイバ２１とマルチモードファイバ２４の性質を併せ持つ光ファイバである。それぞれの材料は、シングルモードコアはＧｅドープの石英、マルチモードコアはドープ無しの石英、クラッドはＦドープの石英を用いてもよい。また、シングルモードコアは高濃度Ｇｅドープの石英、マルチモードコアは低濃度Ｇｅドープの石英、クラッドはドープ無しの石英を用いてもよい。

図４に示すファイバ側方光入出力装置において、曲げファイバ１（シングルモードファイバ）コアから出射する漏れ光λ１は、コア径の大きなマルチモードファイバ２４部分で取得できるため（図３を参照。）受光量を上げることができる。曲げファイバへ入射するλ２に対してはシングルモードファイバコア同士の結合であるため、結合効率は関連技術に比べ損失の無い値が得られる。

上述のように、曲げファイバ１（シングルモードファイバ）コアから出射する漏れ光λ１はデュアルモードファイバ２５のコア径の大きなマルチモードファイバ２４部分で取得できる。そのため受光側の結合効率を上げ、十分な受光強度を得ることができる。一方、曲げファイバ１へ入射するλ２に対してはプローブファイバ５のシングルモードファイバコアから曲げファイバ１のシングルモードファイバコアへの結合であり結合効率は従来と変わらず低下することはない。

図５は図４のファイバ側方光入出力装置と共に使用する波長合分波器２９の概要図である。大直径のマルチモードファイバコアで取得したλ１の光は波長合分波器２９と接続されたマルチモードファイバ２４を経由し、損失がほとんどなくアバランシェフォトダイオード２９（ＡＰＤ）により受光できる。なお、ファイバ側方光入出力装置が備える波長合分波器は、波長合分波部として機能する。

一方λ２は光源であるＬＤ２７からシングルモードファイバ２１に入り、小さなコア径のままプローブファイバ５へ送ることができる。本構成により本実施形態に係るファイバ側方光入出力装置は、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）２８後段で信号を増幅整形して他へ伝送することができ、他から伝送されてきた信号を増幅整形してＬＤ２７からプローブファイバ５へ伝送する中継器として使用することができる。

［第２の実施形態］
図６を用いて第２の実施形態について説明する。第１の実施形態ではデュアルモードファイバ２５の先端に同程度の直径のレンズ部２２が接続されていたが、実施形態２では、まずバルクの屈折率分布型円筒レンズ３０を設置し、その集光位置付近にデュアルモードファイバ２５の先端を置く構成をとる。第１の実施形態に比較して、集光位置付近の空間が広いため集光位置の探索が容易となる利点がある。

なお、本実施形態に係るファイバ側方光入出力装置において、曲げファイバ１（シングルモードファイバ）コアから出射する漏れ光λ１は、コア径の大きなマルチモードファイバ２４部分で取得できる。このため受光感度を上げることができる.曲げファイバ１へ入射するλ２に対しては、シングルモードファイバコア同士の結合であるため、関連技術と比べ同等の結合効率を有する。

［第３の実施形態］
図７を用いて第３の実施形態について説明する。これは実線路に曲げを与えることにより宅内側からの上り光を拡散放射させ、プローブファイバ５に結合させる系である。現在サービスされているＧＥ−ＰＯＮにおいてはテレビ放送（１５５０ｎｍ）が合波されており、それを分離して波長合分波する必要がある。この実施形態はそれを可能にする装置構成例である。

図７に示すようにファイバ側方光入出力装置は、波長合分波器３９を備える。波長合分波器３９には、局側から１５５０ｎｍと１４９０ｎｍの光が伝送されてくるため、まずＷＤＭカプラ３３で１５５０ｎｍと１４９０ｎｍのみを分離し、波長１５５０ｎｍの光は光ファイバアンプ等の増幅器３１で増幅し、波長１４９０ｎｍの光は増幅中継器２３に入射する。増幅された１５５０ｎｍの光とＬＤから発光された１４９０ｎｍの光は、それぞれ一本のシングルモードファイバ２１と接続されたＷＤＭカプラ３２で合波される。

さらに、波長合分波器３９が備える反射フィルタ３４によって、１４９０及び１５５０ｎｍの光を反射し、デュアルモードファイバ２５のシングルモードコアへ結合されたプローブファイバ５へ１４９０及び１５５０ｎｍの光が向かう。一方曲げファイバ１は宅内側から１３１０ｎｍの光を放射し、それをプローブファイバ５で受けてデュアルモードファイバ２５のマルチモードコアへ結合される。波長合分波器３９に接続されたデュアルモードファイバ２５はマルチモードファイバ２４へ結合されて増幅中継器２３のＡＰＤへ向かう。増幅中継器２３で増幅されて局側へ向かう。

［第４の実施形態］
図８を用いて第４の実施形態について説明する。これは実線路に曲げを与えることにより局側からの下り光を拡散放射させ、プローブファイバ５に結合させる系である。実施形態３と相似の系で、方向が逆である。局側からの下り光は１４９０ｎｍのＧＥＰＯＮ下り光と１５５０ｎｍのテレビ放送の二種類あるため、波長合分波器４４内部において、反射フィルタ３５及び３６を用いて１４９０ｎｍと１５５０ｎｍを分離している点が異なる。本実施形態に係るファイバ側方光入出力装置では、シングルモードファイバ２１及びマルチモードファイバ２４の代わりにデュアルモードファイバ２５を使用してもよい。

［第５の実施形態］
図９を用いて第５の実施形態について説明する。本実施形態に係るデュアルモードファイバ２５のマルチモードコアは５０μｍである。図９に示すように本実施形態に係るデュアルモードファイバ２５は、プライマリ層及びセカンダリ層の２層被覆で構成されているため、より広いマルチモードコアの光ファイバを形成でき、受光効率を高めることができる。

そこで、通常のシングルモードファイバ２１（コア１０μｍ、クラッド１２５μｍ）の周囲の被覆材料（ｐｒｉｍａｒｙ）について、クラッドよりも低屈折率の被覆材料を使用すれば、クラッドが直径１２５μｍ径のマルチモードコアとすることができる。例えば屈折率１．４程度の紫外線硬化樹脂を用いてドープ無しの石英のクラッドに被覆を形成すれば所望のファイバが得られる。

［第６の実施形態］
図１０及び１１を用いて第６の実施形態について説明する。これは光軸調整作業の方法についてである。曲げファイバ等の光源に対して、デュアルモードファイバの光軸調整を下記のようにおこなう。

（１）粗調整時：デュアルモードファイバ２５にマルチモードファイバ２４経由でパワーメータ（不図示）を接続する。

（２）デュアルモードファイバ２５のマルチモードコア（５０μｍ径）で受光する光は強く、かつ受光できる位置トレランスの領域が広いため、容易に最適位置近傍へ到達できる。

（３）微調整時：デュアルモードファイバ２５にシングルモードファイバ２１経由でパワーメータを接続する。

（４）デュアルモードファイバ２５のシングルモードコア（１０μｍ径）で受光する。既に最適位置近傍に到達しているので最適位置へ到達する時間が短くて済むため、容易に最適位置に到達できる。以上のように光軸調整を行った後、光学系を固定化する。この手順は、波長合分波器に光軸調整して光ファイバを接続する際にも使用する。

上述のように本実施形態では、光軸調整作業において、粗調整時はデュアルモードファイバ２５にマルチモードファイバ２４経由でパワーメータを接続して最適位置近傍を探索し、次に微調整時はデュアルモードファイバ２５にシングルモードファイバ２１経由でパワーメータを接続して最適位置を探索し固定化する。これによりシングルモードファイバ２１で光軸調整するよりも短時間で光軸調整できる。

［第７の実施形態］
図１２を用いて第７の実施形態について説明する。側面図と下面図を示す。実線路においてはシングルモードファイバ２１が４本束ねられたテープファイバ４７が使用されている。このようなファイバについて曲げを付与して曲げ部に対して側方光入出力を行う必要がある。

デュアルモードファイバ２５の先端部にレンズ部２２を接続したプローブファイバ５を４本ならべてファイバアレイとする。曲げ部に近接させるために、ファイバアレイの片面は所望の形状で斜めにカットされている。

このような構造により、曲げたテープファイバ４７（シングルモードファイバ×４）はレンズ部２２付のデュアルモードファイバアレイで光入出力を行うことができる。

［第８の実施形態］
図１３を用いて第８の実施形態について説明する。側面図と下面図を示す。側面図は図５を参照し、ファイバアレイのみの側面図を示す。この系では、デュアルモードファイバ２５を４本並べてファイバアレイとする。

このファイバアレイは曲げたファイバに近接させる必要はないので、斜めにカットする必要もない。曲げたテープファイバ４１（シングルモードファイバ×４）へはバルクの屈折率分布型円筒レンズ４２を経由してデュアルモードファイバアレイで側方光入出力を行うことができる。

［第９の実施形態］
図１４を用いて第９の実施形態について説明する。実施形態７や実施形態８は４本のデュアルモードファイバを使用するが、それぞれ波長合分波器が必要となる。複数のファイバについて一つの波長合分波器で波長ごとに分離可能である。波長合分波器においてはファイバアレイが接続され、それぞれコリメータレンズが必要であるが、共通の一つの波長フィルタで合分波することができる。なお本実施形態に係るファイバ側方光入出力装置では、シングルモードファイバ２１及びマルチモードファイバ２４の代わりにデュアルモードファイバ２５を使用してもよい。

［第１０の実施形態］
図１５を用いて第１０の実施形態について説明する。第７の実施形態や第８の実施形態は４本のデュアルモードファイバ２５を使用するが、それぞれ波長合分波器が必要となる。４本のファイバについてキャピラリ等を用いて円筒対称にまとめることができる。

これらの４本のファイバをコリメータレンズの光軸中心に設置することによって、ほぼ同一の光軸上において波長合分波が可能となり、一つの波長フィルタで共用することができる。本実施形態に係るファイバ側方光入出力装置では、シングルモードファイバ２１及びマルチモードファイバ２４の代わりにデュアルモードファイバ２５を使用してもよい。

以上本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、例えば屈折率分布型レンズ単体８の代わりに、通常のレンズを使用することも可能である。また、屈折率整合剤は一般的にゲル状であるが、これは、アクリルやガラスなど固体透明部材で相当形状のものを使用しても同等の効果が得られる。その他、プローブファイバ及びファイバ保持具の材質や形状等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能である。

また、各実施形態の波長合分波器への接続においてシングルモードファイバやマルチモードファイバ２４を例示したが、すべてデュアルモードファイバで代替してもよい。実施形態６の手順を用いて光学系製造時の光軸調整が容易になるという利点がある。

要するにこの発明は、上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、各実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

本発明は情報通信産業に適用することができる。

１：曲げファイバ
２：曲げ付与円筒部
４：屈折率整合剤
５：プローブファイバ
２１：シングルモードファイバ
２２：レンズ部
２３、３７：増幅中継器
２４：マルチモードファイバ
２５：デュアルモードファイバ
２６、３４、３５、３６、４４、４５：反射フィルタ
２７：ＬＤ
２８：ＡＰＤ
２９、３９、４４、４６：波長合分波器
３０、４２：屈折率分布型円筒レンズ
３１、３８：増幅器
３２、３３：ＷＤＭカプラ
４０：コネクタ
４１、４７：テープファイバ
４３：ファイバアレイ

Claims (10)

1. シングルモードコア及びマルチモードコアを有するデュアルモードファイバと、
   前記デュアルモードファイバの端面に配置され、光ファイバの曲げ部分から放射された光信号を集光し、又は、光源から放射された光信号を前記デュアルモードファイバを介して前記光ファイバに出射するレンズ部と、
   前記デュアルモードファイバ端面に配置された前記レンズ部及び前記デュアルモードファイバを前記光ファイバの曲げ部分と接着させる屈折率整合部と、を備え、
   前記デュアルモードファイバは、
   前記光ファイバの曲げ部分から放射された光信号を集光する場合、前記マルチモードコアで受光し、前記光源から放射された光信号を伝送する場合、前記シングルモードコアで前記光信号を伝送し、前記レンズ部を介して前記光ファイバの曲げ部分に出射する
   ことを特徴とするファイバ側方光入出力装置。
2. マルチモードコアから伝送された光信号をマルチモードファイバを介して結合するとともに受光する光受信器と、
   伝送用シングルモードファイバコアを有するシングルモードファイバと接続され、光信号を出射するレーザ光源と、
   前記レーザ光源からの前記光信号を予め接続されたデュアルモードファイバの有するシングルモードコアに伝送し、前記デュアルモードファイバから伝送された光信号の波長に応じて合分波し前記光受信器に対し合分波した光信号を伝送する波長合分波部と、をさらに備える
   ことを特徴とする請求項１に記載のファイバ側方光入出力装置。
3. 前記レンズは、
   デュアルモードファイバと間隔を設けて配置される
   ことを特徴とする請求項１記載のファイバ側方光入出力装置。
4. 前記波長合分波器は、
   使用する波長が３波長ある場合、波長フィルタを２個用いて前記波長ごとに分離する
   ことを特徴とする請求項２記載のファイバ側方光入出力装置。
5. 前記デュアルモードファイバは、
   シングルモードコア及びクラッドを有するシングルモードファイバの被覆を、前記クラッドよりも屈折率が低い材料を被覆に用いて光ファイバを作製し、作製したクラッドをマルチモードコアとして用いる
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のファイバ側方光入出力装置。
6. 前記デュアルモードファイバを２以上並列してファイバアレイとして用いる
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のファイバ側方光入出力装置。
7. 前記ファイバアレイの先端は、光ファイバの曲げ部分との光接続が可能となる接続範囲に応じた斜め形状である
   ことを特徴とする請求項６に記載のファイバ側方光入出力装置。
8. 前記波長合分波部は、
   前記デュアルモードファイバを２以上並列したデュアルモードファイバアレイと、前記シングルモードファイバを２以上並列したシングルモードファイバアレイと、前記マルチモードファイバを２以上並列したマルチモードファイバアレイと、の間で波長合分波し、複数本のファイバで波長フィルタを共用する
   ことを特徴とする請求項２に記載のファイバ側方光入出力装置。
9. 前記波長合分波部は、
   デュアルモードファイバ、シングルモードファイバ及びマルチモードファイバをそれぞれ複数本を円筒対称に束状にするとともにコリメータレンズの光軸に配置し、複数本デュアルモードファイバ、複数本シングルモードファイバと複数本マルチモードファイバアレイ間で波長合分波して、複数本のファイバで波長フィルタを共用する
   ことを特徴とする請求項２に記載のファイバ側方光入出力装置。
10. デュアルモードファイバを使用した光学系組立時においてデュアルモードファイバに対して、マルチモードファイバ経由でパワーメータを接続して最適位置近傍を探索する第１の探査ステップと、
    シングルモードファイバ経由でパワーメータを接続して最適位置を探索する第２の探査ステップと、を
    順に行うことを特徴とする光軸調整方法。

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