JP2021513689A - 光ファイバーアレイ - Google Patents

Abstract

本開示の実施例は光ファイバーアレイを提供し、当該光ファイバーアレイは、いずれもＶ字形溝が設置された基板（12）及び蓋板（11）により予定数の光ファイバー（13）が固定され、予定数の光ファイバー（13）のファイバーコアの、光ファイバーアレイのポートの断面での分布が予定の曲線を満たし、光ファイバーアレイを介して伝送して出力された光ビームが同じ平面で送信されず、予定の曲線での位置要求を満たし、更に、新型のWSSシステムの応用要件を満たし、新型のWSSシステム及び光ビーム位置に特別な要求がある他のシーンで広く応用することができる。【選択図】図1

Description

関連出願

本願は、2018年10月23に提出された、出願番号が2018112382749、発明名称が「光ファイバーアレイ」である中国特許出願の優先権を出張し、その全体が参照により本願に組み込まれる。

本開示の実施例は、光ファイバー伝送技術分野に関し、より具体的には、光ファイバーアレイに関する。

従来、通信技術の急速な発展と実用化の急速な進展と伴い、大容量光ファイバー通信システムの研究は大きな応用価値を持っている。長距離情報伝送の需要が高まるにつれ、光ファイバーの使用がますます普及しており、その中、光ファイバーアレイの使用の需要も高まっています。 光ファイバーアレイでは、V字状溝を用いて複数本の光ファイバーを基板に取り付けて、光ファイバーを蓋板で覆って固定する。

光ファイバーアレイは光デバイスで広く応用されており、異なるチャネルの光スプリッタチップ及び光ファイバーアレイを使用すれば、対応する1：4、1：8、1：16、1：32等の異なる分岐比の光スプリッタを製造することができる。光伝送ネットワーク装置の場合、動的再構成可能な光アド/ドロップマルチプレクサ（Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer、ROADM）技術を使用すると、ネットワークの容量を柔軟に拡張し、運営コストを削減できる。波長選択スイッチ（Wavelength Selective Switch、WSS）は、現在のRODAM技術を実現するための技術的な選択肢である。1×N WSSの場合、1は共通ポート（即ちCOMポート）を指し、Nは分岐ポートを指す。1組の波長分割多重（Wavelength Division Multiplexing、WDM）信号がCOMポートから入ると、当該組のWDM信号は、光波長に従って分離され、そして、システム要件に従って、各波長は、WSSを介してそれぞれN個の分岐ポートのうちの1つの分岐ポートにルーティングされる。逆に、WSSは、光ビーム結合を行うために、N個の分岐ポートを入力とし、共通ポートを出力としてもよい。

従来の光ファイバーアレイは、光ビームを伝送する際に、同じ平面で光ビームを伝送するが、新型のWSSシステムでは、特別な結晶を使用しているため、入力された光ビームの断面上での分布は特定の曲線形式を満たす必要があり、即ち、入力された光ビームは同じ平面上で送信されない必要があり。しかしながら、従来の光ファイバーアレイは、断面上での分布が特定の曲線形式を満たす光ビームを出力することができず、WSSシステムの入力とすることができない。

従って、分布が特定の曲線形式を満たす光ビームを出力することができる光ファイバーアレイを提供することが急務である。

本開示の実施例は、上記課題を克服し、又は部分的に解決するために、光ファイバーアレイを提供する。

本開示の実施例は光ファイバーアレイを提供し、当該光ファイバーアレイは、基板、蓋板、及び予定数の光ファイバーを備え、
前記基板には、前記予定数の第1類のＶ字形溝が設置され、前記蓋板には、それぞれの第1類のＶ字形溝とマッチングする第2類のＶ字形溝が設置され、各本の光ファイバーは、それぞれ、第1類のＶ字形溝及びマッチングする第2類のＶ字形溝によって固定され、
前記予定数の光ファイバーのファイバーコアの、前記光ファイバーアレイのポートの断面での分布は予定の曲線を満たす。

本開示の実施例は、光ファイバーアレイを提供し、当該光ファイバーアレイは、いずれもＶ字形溝が設置された基板及び蓋板により予定数の光ファイバーが固定され、予定数の光ファイバーのファイバーコアの、光ファイバーアレイのポートの断面での分布が予定の曲線を満たし、光ファイバーアレイを介して伝送して出力された光ビームが同じ平面で送信されず、予定の曲線での位置要求を満たし、更に、新型のWSSシステムの応用要件を満たし、新型のWSSシステム及び光ビーム位置に特別な要求がある他のシーンで広く応用することができる。

本開示の実施例又は従来技術における技術案をより明らかに説明するために、以下、実施例又は従来技術の説明に必要な図面を簡単に説明し、明らかなように、以下に説明された図面は、本開示の一部の実施例であり、当業者であれば、創造的な労働をしない前提で、これらの図面に基づいて他の図面を得ることができる。
図1は本開示の実施例に係る光ファイバーアレイの構造模式図である。 図2は本開示の実施例に係る光ファイバーアレイの完全な構造模式図である。

本開示の実施例の目的、技術案、及び利点をより明確にするために、本開示の実施例における図面を参照しながら、本開示の実施例における技術案を明確かつ完全に説明する。勿論、説明された実施例は、あくまでも本開示の実施例の一部に過ぎず、すべての実施例ではない。本開示における実施例に基づいて、当業者が創造的な労働をしない場合に得たすべての他の実施例は、いずれも本開示の保護範囲に含まれる。

本開示の実施例の説明において、「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「内」、「外」などの用語が示す方位又は位置関係は、図面に示す方位又は位置関係に基づくものであり、本開示の実施例を便利に又は簡単に説明するために使用されるものに過ぎず、示された装置又は素子が必ず特定の方位にあり、特定の方位において構成されて操作されると明示又は暗示するものではないので、本開示の実施例に対する限定であると理解されるべきではない。また、「第１」、「第２」、「第３」等の用語は説明するためのものに過ぎず、比較的な重要性を明示又は暗示すると理解されるべきではない。

本開示の実施例の説明において、説明する必要があるのは、明確な規定と限定がない限り、「取り付け」、「互いに接続」、「接続」などの用語の意味は広く理解されるべきである。例えば、固定接続や、着脱可能な接続や、あるいは一体的な接続でも可能であり、機械的な接続や、電気的な接続でも可能であり、互いに直接接続することや、中間媒体を介して互いに間接接続することや、2つの素子の内部の連通でも可能である。当業者にとって、具体的な状況に応じて上記用語の本開示の実施例での具体的な意味を理解することができる。

光ファイバーアレイは、通常、光デバイスに応用され、例えばWSSシステムに応用され、新型のWSSシステムでは、入力された光ビームを光学結晶により処理する必要があるため、入力された光ビームの入射位置に一定の要求がある。従来技術では、WSSシステムの入力端で採用されている光ファイバーアレイは、同じ平面上での光ビームを伝送することしかできず、新型のWSSシステムの要件を満たすことができない。従って、本開示の実施例では、伝送される光ビームに特定の位置分布を持たせて、さらにWSSシステム中における入射位置に対する要求を満たす新型の光ファイバーアレイが提供される。ただし、光路の可逆原理により、本開示の実施例に提供される光ファイバーアレイはWSSシステムの出力位置で使用されてもよい。また、本開示の実施例では、WSSシステムのみを例として、本開示の実施例で提供された光ファイバーアレイの適用シーンを説明し、入射又は出射の光ビーム位置に特別な要求がある他のシーンでは、いずれも本開示の実施例で提供された光ファイバーアレイを使用することができる。

図1に示すように、本開示の実施例は、基板12、蓋板11、及び予定数の光ファイバー13を備える光ファイバーアレイを提供する。

基板12には、予定数の第1類のＶ字形溝121が設置され、蓋板11には、それぞれの第1類のＶ字形溝121とマッチングする第2類のＶ字形溝111が設置され、各本の光ファイバー13は、それぞれ、第1類のＶ字形溝111及びマッチングする第2類のＶ字形溝121によって固定され、
前記予定数の光ファイバー13のファイバーコアの、光ファイバーアレイのポートの断面での分布は予定の曲線を満たす。

具体的には、図1では、光ファイバーアレイに9本の光ファイバーを含むことを例として説明し、即ち、予定数は9であるが、本開示の実施例はこれに限定されない。基板12には9つの第1類のＶ字形溝121が設置され、蓋板11には9つの第2類のＶ字形溝111が設置され、第1類のＶ字形溝121と第2類のＶ字形溝111は1対1対応してマッチングし、それぞれの第1類のＶ字形溝121及びそれとマッチングする第2類のＶ字形溝111はいずれも1本の光ファイバーを固定するためのものである。ただし、それぞれの第1類のＶ字形溝及びマッチングする第2類のＶ字形溝は、いずれも内部の光ファイバーと接触して設置され、且つ第1類のＶ字形溝、マッチングする第2類のＶ字形溝、及び内部の光ファイバーの間の隙間は、紫外線（UV）硬化型接着剤で充填される。第1類のＶ字形溝及び第2類のＶ字形溝は、いずれもエッチングの方式により基板12及び蓋板11に設置されることができる。

予定数の光ファイバー13のファイバーコアの、光ファイバーアレイのポートの断面での分布は予定の曲線を満たし、図1における点線に示すように、9本の光ファイバーのファイバーコアはいずれも予定の曲線上にある。ただし、予定の曲線の具体的な形式は、必要に応じて設定可能であり、具体的には、ガウス関数曲線や、他の関数形式を満たす曲線であってもよく、本開示の実施例において特に限定されない。

本開示の実施例中に係る光ファイバーアレイは、いずれもＶ字形溝が設置された基板及び蓋板により予定数の光ファイバーが固定され、予定数の光ファイバーのファイバーコアの、光ファイバーアレイのポートの断面での分布が予定の曲線を満たし、光ファイバーアレイを介して伝送して出力された光ビームが同じ平面で送信されず、予定の曲線での位置要求を満たし、更に、新型のWSSシステムの応用要件を満たし、新型のWSSシステム及び光ビーム位置に特別な要求がある他のシーンで広く応用することができる。

上記の実施例に基づいて、本開示の実施例では、前記予定の曲線は、具体的にガウス関数曲線である光ファイバーアレイを更に提供する。そのうち、ガウス関数の公式は下記の通りである。

そのうち、a、b及びcはいずれも定数であり、a>0且つc≠0である。

上記の実施例に基づいて、本開示の実施例では、それぞれの第1類のＶ字形溝及びマッチングする第2類のＶ字形溝の位置及び深さは、前記予定の曲線によって決定される光ファイバーアレイを更に提供する。

具体的には、予定数の光ファイバーのファイバーコアの、光ファイバーアレイのポートの断面での分布は予定の曲線を満たすために、予定の曲線の形式に従って、第1類のＶ字形溝及びマッチングする第2類のＶ字形溝の位置及び深さを決定する必要があり、この過程では、光ファイバーを第1類のＶ字形溝及びマッチングする第2類のＶ字形溝内にしっかりと固定するように、第1類のＶ字形溝及びマッチングする第2類のＶ字形溝の内部の光ファイバーが第1類のＶ字形溝の溝壁及びマッチングする第2類のＶ字形溝の溝壁と接触することを確保する必要がある。

上記の実施例に基づいて、本開示の実施例では、予定数の光ファイバーのうちの隣接する2本ごとの光ファイバーの間のピッチは、いずれも予定の距離である光ファイバーアレイを更に提供する。

具体的には、本開示の実施例では、光ファイバーアレイの標準化および伝送して出力された光光ビームの均一な分布を確実にするために、隣接する2本ごとの光ファイバーの間のピッチは同じであり、且ついずれも予定の距離である。そのうち、隣接する2本ごとの光ファイバーの間のピッチは2本の光ファイバーのファイバーコアの間の距離を意味する。予定の距離は必要に応じて設定することができ、例えば、具体的に予定の距離は125μm以上に設置してもよい。予定の距離が125μmに設定されると、隣接する2本ごとの光ファイバーの間のピッチは125μmである場合、隣接する2本ごとの光ファイバーはお互いに接触し、予定の距離が125μmより大きく設定されると、隣接する2本ごとの光ファイバーの表面の間に隙間が存在する。

ただし、本開示の実施例で提供された光ファイバーアレイが広い使用範囲を有することを確実にするために、予定数の光ファイバーにおける隣接する2本ごとの光ファイバーの間のピッチは、必要に応じて、部分的に同じ又は互いに異なるように設定されてもよく、本開示の実施例では特に限定されない。

上記の実施例に基づいて、本開示の実施例では、それぞれの第1類のＶ字形溝及びそれぞれの第2類のＶ字形溝の開口角度は、いずれも同じ角度である光ファイバーアレイを更に提供する。

具体的には、本開示の実施例では、光ファイバーアレイの基板における第1類のＶ字形溝及び蓋板における第2類のＶ字形溝の開口角度は、必要に応じて設定されてもよく、内部に固定された光ファイバーのファイバーコアの、光ファイバーアレイのポートの断面での分布は予定の曲線を満たすことができる限り、それぞれのＶ字形溝の開口角度は、同じでもよく異なってもよい。好ましい技術案として、エッチングが便利かつ迅速であり、且つ実施が容易であることを確実にするために、それぞれのＶ字形溝の開口角度を同じ角度に設定してもい。

上記の実施例に基づいて、本開示の実施例では、それぞれの第1類のＶ字形溝及びマッチングする第2類のＶ字形溝の内部の光ファイバーセクションは、コーティング層が除去された光ファイバーセクションである光ファイバーアレイを更に提供する。光ファイバーアレイが光ビームを伝送する際、光ファイバーの被覆層中には、残留光ビームに加えて、ファイバーコアから被覆層中に漏れた一部の光ビームが存在する。被覆層内の光ビームが取り除かれずに直接出力される場合、出力される光ビームの品質に影響する。従って、好ましい技術案として、上記の現象の発生を防止するために、それぞれの第1類のＶ字形溝及びマッチングする第2類のＶ字形溝の内部の光ファイバーセクションは、コーティング層及び光ファイバーの被覆層を取り除いた後の光ファイバーセクションであってもよい。

上記の実施例に基づいて、本開示の実施例では、前記光ファイバーアレイの結合端の光ファイバー端面と光ファイバー軸との間には、予定の傾斜角を有する光ファイバーアレイを更に提供する。

具体的には、図2に示すように、光ファイバーアレイをより適切に使用し、他の光デバイスと組み合わせて使用する時、より確実に結合して、リターンロスを防止するために、光ファイバーアレイの結合端の光ファイバー端面14と光ファイバー軸との間に予定の傾斜角を有し、即ち、光ファイバーアレイ結合端の各本の光ファイバーの端面と光ファイバー軸との間にはいずれも予定の傾斜角を有する。好ましい技術案として、予定の傾斜角の角度は具体的に81.5°-82.5°であってもよい。

上記の実施例に基づいて、本開示の実施例では、前記基板及び前記蓋板は、いずれも高ホウケイ酸ガラス材料で製造される光ファイバーアレイを更に提供する。

具体的には、本開示の実施例では、高ホウケイ酸ガラス材料を使用して基板及び蓋板を製造することにより、得られた光ファイバーアレイに低膨張率、高温耐性、高強度、高硬度、高光透過率および高化学的安定性を持たせることができる。

以上に説明した装置の実施例は、例示的なものに過ぎず、そのうち、上記の個別の部材として説明するユニットは、物理的に分離されているものであってもなくてもよく、ユニットとして示される部材は物理ユニットであってもなくてもよく、1つの場所に位置してもよく、複数のネットワークユニットに分布してもよい。本実施例の技術案の目的を実現するように、そのうちの一部又はすべてのモジュールを実際の必要に応じて選択してもよい。当業者は創造的な労働をしない前提で理解および実施することができる。

上記の実施形態の説明に従って、当業者は、各実施形態がソフトウェアおよび必要な共通のハードウェアプラットフォームによって実現できること、勿論、ハードウェアによっても実現できることを明確に理解することができる。この理解に基づいて、上記技術案が、本質上、又は従来技術に貢献する部分は、ソフトウェア製品の形で具体化することができ、当該コンピューターソフトウェア製品は、例えばROM/RAM、磁気ディスク、光ディスクなどのコンピューター読み取り可能な記憶媒体に保存されてもよく、コンピュータデバイス（パーソナルコンピュータ、サーバ、又はネットワークデバイスなどであり得る）に各実施例又は実施例のいくつかの部分で説明される方法を実行させるためのいくつかの命令が含まれる。

最後に、説明する必要があるのは、以上の実施例は本開示の技術案を説明するためのものに過ぎず、制限するものではない。前述した実施例を参照しながら本開示を詳細に説明したが、当業者であれば、前述した各実施例に記載された技術案を修正し、又はそのうちの一部の技術特徴に対して等価の置き換えを行うことができると理解される。これらの修正及び置き換えは、対応する技術案の本質を本開示の各実施例の技術案の趣旨及び範囲から逸脱させないものである。

Claims (10)

1. 基板、蓋板、及び予定数の光ファイバーを備え、
   前記基板には、前記予定数の第1類のＶ字形溝が設置され、前記蓋板には、それぞれの第1類のＶ字形溝とマッチングする第2類のＶ字形溝が設置され、各本の光ファイバーは、それぞれ、第1類のＶ字形溝及びマッチングする第2類のＶ字形溝によって固定され、
   前記予定数の光ファイバーのファイバーコアの、前記光ファイバーアレイのポートの断面での分布は予定の曲線を満たすことを特徴とする光ファイバーアレイ。
2. 前記予定の曲線は、具体的にガウス関数曲線であることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバーアレイ。
3. それぞれの第1類のＶ字形溝及びマッチングする第2類のＶ字形溝の位置及び深さは、前記予定の曲線によって決定されることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバーアレイ。
4. 前記予定数の光ファイバーのうちの隣接する2本ごとの光ファイバーの間のピッチは、いずれも予定の距離であることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバーアレイ。
5. 前記予定の距離は125μm以上であることを特徴とする請求項4に記載の光ファイバーアレイ。
6. それぞれの第1類のＶ字形溝及びそれぞれの第2類のＶ字形溝の開口角度は、いずれも同じ角度であることを特徴とする請求項1-5のいずれかに記載の光ファイバーアレイ。
7. それぞれの第1類のＶ字形溝及びマッチングする第2類のＶ字形溝の内部の光ファイバーセクションは、コーティング層が除去された光ファイバーセクションであることを特徴とする請求項1-5のいずれかに記載の光ファイバーアレイ。
8. 前記光ファイバーアレイの結合端の光ファイバー端面と光ファイバー軸との間には、予定の傾斜角を有することを特徴とする請求項1-5のいずれかに記載の光ファイバーアレイ。
9. 前記予定の傾斜角の角度は、具体的に81.5°-82.5°であることを特徴とする請求項8に記載の光ファイバーアレイ。
10. 前記基板及び前記蓋板は、いずれも高ホウケイ酸ガラス材料で製造されることを特徴とする請求項1-5のいずれかに記載の光ファイバーアレイ。
    

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