JP2022039849A - Multi-core fiber coupling system - Google Patents
Multi-core fiber coupling system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022039849A JP2022039849A JP2020145106A JP2020145106A JP2022039849A JP 2022039849 A JP2022039849 A JP 2022039849A JP 2020145106 A JP2020145106 A JP 2020145106A JP 2020145106 A JP2020145106 A JP 2020145106A JP 2022039849 A JP2022039849 A JP 2022039849A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- core
- core fiber
- mcf
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 230000008878 coupling Effects 0.000 title claims abstract description 38
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 25
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 46
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 14
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
Description
本発明は、2つのマルチコアファイバが光学的に結合されたマルチコアファイバ結合系に関する。 The present invention relates to a multi-core fiber coupling system in which two multi-core fibers are optically coupled.
光ファイバネットワークにおけるトラヒック量の増大に対して、その要求に応えるべく空間分割多重伝送(SDM)が提唱され、その中の1つの方式として、マルチコアファイバ(MCF)が提案されている。MCFとしては、1本の光ファイバに複数の光伝搬コアを有するものが知られている。 Space division multiplexing transmission (SDM) has been proposed in order to meet the demand for an increase in the amount of traffic in an optical fiber network, and multi-core fiber (MCF) has been proposed as one of the methods. As an MCF, one having a plurality of optical propagation cores in one optical fiber is known.
MCFの光伝搬コア同士を結合するには、例えば図1に示すように、典型的には、結合対象となる2つのMCF10,20の間に光学的に等価の2つの単レンズ30,40を配置したマルチコアファイバ結合系100が採用される。出射側の第1のMCF10の各光伝搬コアから出射された光は、拡がりながら空間を進んでいくが、第1のレンズ30を通過することによって集光され理論的には平行光となり空間をさらに進む。また、この光は、さらに第2のレンズ40を通過することによって集光され、入射側の第2のMCF20の各光伝搬コアに結合される。このとき、例えば1本の光ファイバの中心に中心コアが設けられ、その周囲に複数の外周コアが設けられた断面構造を持つMCF同士を空間結合する際には、各中心コアについては、2つのレンズ30,40の主軸(光軸)上で光を入出射するように配置すればよい。また、外周コアにおいては、レンズ30,40の基本的な効果による4f系(レンズの後側焦点位置と前側焦点位置とを連ねて像転写する光学系)と呼ばれる物体の結像と同様に、高さhの物体高の光は高さ-hに反転されて結像される効果によってMCF同士の結像が可能となる。
In order to bond the optical propagation cores of MCF to each other, typically, as shown in FIG. 1, two optically equivalent
ここで、図2に示すように、MCFの空間結合においては、シングルモードファイバ(SMF)と同様に、石英ファイバと空気との屈折率差により、出射側のMCFの端面(出射端面)においてフレネル反射が発生することが知られている。反射光が光ファイバを通じて逆流した場合、光同士が相互に作用して発生する干渉や伝送信号のノイズが発生することによる信号の劣化や、信号源のレーザにダメージを与えることが懸念される。そこで、光ファイバの端面を斜めに研磨することで反射光を光伝搬コアよりも外側のクラッド層に放出し、反射光が光伝搬コア内に逆流するのを防止することが行われている(特許文献1等)。フレネル反射の反射量Tは、4n1n2/(n1+n2)2で求められる。なお、n1は物質1(例えば石英)の反射率であり、n2は物質2(例えば空気)の反射率である。フレネル反射の反射量は、光ファイバの端面角度が大きくなるほどリターンロスが低くなる。その角度は、光伝搬コアのNA(開口数)よりも反射角度が大きくなるようにし、リターンロスが十分に低い値となるように8度程度とすることが一般的である。
Here, as shown in FIG. 2, in the spatial coupling of the MCF, as in the case of the single mode fiber (SMF), due to the difference in the refractive index between the quartz fiber and the air, the Fresnel on the end face (emission end face) of the MCF on the exit side. It is known that reflection occurs. When the reflected light flows back through the optical fiber, there is a concern that the signal may be deteriorated due to interference generated by the interaction of the light and noise of the transmission signal, or the laser of the signal source may be damaged. Therefore, by polishing the end face of the optical fiber diagonally, the reflected light is emitted to the clad layer outside the light propagation core to prevent the reflected light from flowing back into the light propagation core ().
フレネル反射の反射光による影響は、MCFにおいてもSMFと同様に問題となるため、MCFの空間結合光学系においても、ファイバ端面を斜めにして反射光を経路外に逃がすことが必要となる。しかしながら、その場合、MCFの外周コアについては、図2に示すように、ファイバ端面の斜め研磨により、外周コアの出射端面(界面)とレンズの焦点位置とが理想状態よりずれてしまうという問題が発生する。すなわち、中心コアは、出射端面をレンズの焦点距離fに合わせるとともに、そこから出射された光がレンズの中心を通過するように配置されるため、中心コアからの出射光は、レンズによって集光されて平行ビームとなる。他方で、MCFの端面を斜めに研磨すると、外周コアについては、出射端面がレンズの焦点距離fに対してαだけ前後にずれることとなる。この場合、レンズの焦点距離に対してf-αの位置に配置された外周コアからの出射光は、レンズによって集光しきれずに発散ビームとなる。また、レンズの焦点距離に対してf+αの位置に配置された外周コアからの出射光は、レンズによって集光され過ぎてしまい集光ビームとなる。このように、MCFの外周コアに焦点位置ずれが発生した場合、空間伝搬光は完全な平行ビームではなく、発散ビームや集光光となるため結合効率を低下させる。それにより、中心コアでの結合と外周コアとの結合の損失のバラツキが発生しまうこととなる。また、結合効率が低い場合、光伝搬コアに結合出来なかった光はクラッド層を伝搬し、本来の光伝搬コアと異なる光伝搬コアに再結合することでコア間のクロストーク特性を劣化させ、信号品質を劣化させることとなる。 Since the influence of the reflected light of Fresnel reflection becomes a problem in MCF as well as SMF, it is necessary to slant the fiber end face to let the reflected light escape to the outside of the path also in the space-coupled optical system of MCF. However, in that case, as shown in FIG. 2, with respect to the outer peripheral core of the MCF, there is a problem that the emission end surface (interface) of the outer peripheral core and the focal position of the lens deviate from the ideal state due to the oblique polishing of the fiber end face. Occur. That is, since the central core is arranged so that the emission end surface is aligned with the focal length f of the lens and the light emitted from the central core passes through the center of the lens, the light emitted from the central core is collected by the lens. It becomes a parallel beam. On the other hand, if the end face of the MCF is polished diagonally, the emission end face of the outer peripheral core shifts back and forth by α with respect to the focal length f of the lens. In this case, the emitted light from the outer peripheral core arranged at the position of f−α with respect to the focal length of the lens cannot be completely focused by the lens and becomes a divergent beam. Further, the light emitted from the outer peripheral core arranged at the position of f + α with respect to the focal length of the lens is excessively focused by the lens and becomes a focused beam. As described above, when the focal position shift occurs in the outer peripheral core of the MCF, the spatially propagated light is not a completely parallel beam but a divergent beam or a focused light, which lowers the coupling efficiency. As a result, there will be variations in the loss of coupling between the central core and the outer peripheral core. In addition, when the coupling efficiency is low, the light that could not be coupled to the optical propagation core propagates through the clad layer and recombines to an optical propagation core different from the original optical propagation core, thereby deteriorating the crosstalk characteristics between the cores. It will deteriorate the signal quality.
そこで、本発明は、反射光逆流防止のために端面を斜めに研磨したMCFの空間結合系において、各光伝搬コアとレンズの焦点位置のずれによる結合効率の低下を抑制することを主な目的とする。 Therefore, the main object of the present invention is to suppress a decrease in coupling efficiency due to a shift in the focal position between each light propagation core and a lens in an MCF spatial coupling system in which the end face is diagonally polished to prevent backflow of reflected light. And.
本発明の発明者らは、上記従来技術の問題を解決する手段について鋭意検討した結果、MCFの空間結合系において、各MCFの入出射端面の研磨方位を2つのレンズの間の中点で線対称に配置することで、外周コアとレンズの焦点距離のずれを相殺して結合効率のバラツキを抑制することができるようになるという知見を得た。そして、本発明者らは、上記知見に基づけば従来技術の課題を解決できることに想到し、本発明を完成させた。具体的に説明すると、本発明は以下の構成を有する。 As a result of diligent studies on means for solving the above-mentioned problems of the prior art, the inventors of the present invention set the polishing direction of the input / output end faces of each MCF at the midpoint between the two lenses in the space coupling system of the MCF. It was found that by arranging them symmetrically, it is possible to cancel the deviation of the focal length between the outer peripheral core and the lens and suppress the variation in the coupling efficiency. Then, the present inventors have come up with the idea that the problems of the prior art can be solved based on the above findings, and have completed the present invention. Specifically, the present invention has the following configurations.
本発明は、2つのマルチコアファイバ(MCF)を2つの単レンズによって空間結合したMCF結合系に関する。本発明に係るMCF結合系は、光を出射する第1のMCF10と、光が入射する第2のMCF20と、これら第1及び第2のMCF10,20の間に介在した2つの単レンズ30,40を含む。2つの単レンズ30,40は、第1のMCF10側に位置する第1のレンズ30と、第2のMCF20側に位置する第2のレンズ40である。ここで、第1のMCF10の出射端面と第2のMCF20の入射端面は、単レンズの主軸(光軸)Lに直交する面Oに対して傾斜している。また、これらの出射端面と入射端面は、第1のレンズ30と第2のレンズ40の間の中点に対して線対称に配置されている。なお、MCFは、1本の光ファイバ中に複数の伝搬コアを有するものであってもよいし、1本のファイバに1つの伝搬コアを有する光ファイバを密に束ねたものであってもよい。また、各光伝搬コアはシングルモードを伝搬するコアであってもよいし、マルチモードを伝搬するコアであってもよい。
The present invention relates to an MCF coupling system in which two multi-core fibers (MCF) are spatially coupled by two single lenses. The MCF coupling system according to the present invention includes a
本発明において、第1のMCF10に含まれる複数の光伝搬コアは、それぞれ、当該光伝搬コアから出射された光が入射する第2のMCF20の光伝搬コアと対をなす対応関係にある。ここで、2つの単レンズ30,40の焦点距離をfとしたときに、対をなす光伝搬コアは、出射端面と第1のレンズ30との間隔がf+αとなり、入射端面と第2のレンズ40との間隔がf-αとなるように配置されており、f+αとf-αは相殺する関係にあることが好ましい。なお、ある光路においてαの値は同一となる。また、αの値は負の値であってもよい。このように、出射側において第1のレンズ30の焦点距離f+αの位置に配置された外周コアと、入射側において第2のレンズ40の焦点距離f-αの位置に配置された外周コアと対をなすことで、焦点距離のずれを補正し合うため、これらの2つの外周コアを通過する光について結合損失が劣化することを抑制することができる。この効果は、MCFのコアピッチが広いほど、コア数が多いほど、つまりレンズの主軸からより遠くに光伝搬コアが配置されているものほど効果が高くなる。
In the present invention, the plurality of light propagation cores included in the
本発明において、第1のMCF10に含まれる複数の光伝搬コアと第2のMCF20に含まれる複数の光伝搬コアの配列は、第1のレンズ30と第2のレンズ40の間の中点に対して点対称に配置されていることが好ましい。なお、この場合、MCFのコア数や配列、MCFの方位には依存せず、MCFの各光伝搬コアが点対称となる配置であることと、MCFの端面の研磨方位及び研磨角度が線対称となる関係を満足していればよい。
In the present invention, the arrangement of the plurality of light propagation cores contained in the
本発明において、第1のMCF10の出射端面と第2のMCF20の入射端面は、単レンズの主軸に直交する面に対する傾斜角度が1~10度であることが好ましい。
In the present invention, it is preferable that the exit end surface of the
本発明において、対となる光伝搬コアは、出射光が第1のレンズ30及び第2のレンズ40の中心を通過するもの(すなわち中心コア)を除き、出射光の第1のレンズ30の通過点から第1のレンズ30の中心までの距離と第2のレンズ40の通過点から第2のレンズ40の中心までの距離が等しくなるように配置されていることが好ましい。
In the present invention, the paired light propagation cores pass through the
本発明によれば、光ファイバ端面を斜めに研磨したMCFの空間結合系において、各光伝搬コアとレンズの焦点位置のずれによる結合効率の低下を抑制することができる。 According to the present invention, in the spatial coupling system of MCF in which the end face of the optical fiber is polished diagonally, it is possible to suppress a decrease in coupling efficiency due to a deviation between the focal positions of each optical propagation core and the lens.
以下、図面を用いて本発明を実施するための形態について説明する。本発明は、以下に説明する形態に限定されるものではなく、以下の形態から当業者が自明な範囲で適宜変更したものも含む。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the form described below, and includes those appropriately modified from the following forms to the extent apparent to those skilled in the art.
本発明に係るマルチコアファイバ(MCF)結合系100は、図1に示されるように、光を伝搬する2本のMCF10,20と、それらを空間結合するための少なくとも2つの単レンズ30,40を含んで構成されている。第1のMCF10の各コアから出射された光は、第1のレンズ30によってコリメートされて第2のレンズ40に到達し、この第2のレンズ40によって第2のMCF20の対となるコアへと集光される。図1に示した実施形態において、第1のMCF10と第2のMCF20は、それぞれ1つの中心コア(1)と6つの外周コア(2~6)を含む7コア型である。図1に示した第1のMCF10と第2のMCF20の断面図において、同じ番号が割り当てられたコアは互いに対となる対応関係にある。すなわち、第1のMCF10の各コアから出射された光は、それぞれ第2のMCF20の対となるコアへと入射するように2枚のレンズ30,40によって導かれる。図1に示されるように、第1及び第2のレンズ30,40によって空間結合される第1のMCF10のコアと第2のMCF20のコアは、主軸を基点として互いに点対称に配置されている。
As shown in FIG. 1, the multi-core fiber (MCF)
MCFは、石英ガラスや樹脂などで形成された繊維状の部材であり、クラッドの中に複数の光信号伝搬用のコアが形成されている。コアは、クラッドと比較して屈折率が高く設計されており、コアに導入された光は、クラッド層との屈折率差により全反射することによってコア内に閉じ込められた状態で伝搬する。MCFとしては、例えば、図5に示されるような結合型4コア、非結合型4コア、非結合型5コア、あるいは結合・非結合型7コア、非結合型12コア、非結合型19コアなどの様々な公知のものを用いることができるが、本発明は単レンズによる像転写の作用を利用しているためMCFのコア数やコアピッチなどに依存しない。つまり、本発明において使用するレンズ30,40は、それぞれ単レンズであるため、コアの数、コアの配列、コア間隔などに制限されない構成が可能である。
The MCF is a fibrous member made of quartz glass, resin, or the like, and a plurality of cores for propagating optical signals are formed in the cladding. The core is designed to have a higher refractive index than that of the clad, and the light introduced into the core propagates in a state of being confined in the core by being totally reflected by the difference in the refractive index from the clad layer. As the MCF, for example, 4 cores of the coupled type, 4 cores of the unbound type, 5 cores of the unbound type, or 7 cores of the bonded / unbound type, 12 cores of the unbound type, and 19 cores of the unbound type as shown in FIG. However, since the present invention utilizes the action of image transfer by a single lens, it does not depend on the number of cores of the MCF, the core pitch, or the like. That is, since the
図2は、本発明に係るMCF結合系100に含まれる第1のMCF10と第1のレンズ30の断面構造を拡大して示している。前述したとおり、出射端面においてフレネル反射した反射光がコア内に逆流することを防止するために、第1のMCF10の出射端面(界面)は、斜めに研磨されている。この場合に、第1のMCF10の中心コアは、出射端面を第1のレンズ30の焦点距離fに合わせるとともに、そこから出射された光は屈折により斜めに出射されるが第1のレンズ30の中心(主軸)と平行となるように配置される。このため、中心コアからの出射光は、第1のレンズ30によって集光されて平行ビームとなる。他方で、第1のMCF10の端面を斜めに研磨されていることに起因して、外周コアについては、その出射端面が第1のレンズ30の焦点距離fに対してαだけ前後にずれることとなる。この場合、レンズの焦点距離に対してf-αの位置に配置された外周コアからの出射光は、レンズによって集光しきれずに発散ビームとなる。また、レンズの焦点距離に対してf+αの位置に配置された外周コアからの出射光は、レンズによって集光され過ぎてしまい集光ビームとなる。なお、図2に示されるように第1のMCF10の端面を斜めに研磨した場合、光伝搬コアを構成するガラスと空気の屈折率差により、MCFからの出射光の光軸自体は斜めになる。同様に、第2のMCF20への入射光の光軸も多少斜めになる。ただし、本願の図面では、この入出射光の屈折は考慮せず、簡易的に、各MCFに入出射する光が直進するように表現している。
FIG. 2 shows an enlarged cross-sectional structure of the
ここで、図3は、斜めに研磨された端面を持つMCF結合系の従来の構造を示している。図3に示されるように、従来は、第1のMCF10の出射端面と第2のMCF20の入射端面は、第1のレンズ30と第2のレンズ40の間の中点に対して、点対称となるように研磨方位と研磨角度を設定していた。また、第1及び第2のMCF10,20の各コアの対応関係も、図3に示すように主軸を基点として点対称の配置となっている。そのため、第1及び第2のMCF10,20で共に同じコア配置と斜め研磨角度にする場合は、図3のようにMCF10,20同士の端面斜め研磨方位が平行に配置されることになる。
Here, FIG. 3 shows the conventional structure of an MCF coupling system with an obliquely polished end face. As shown in FIG. 3, conventionally, the exit end surface of the
ところで、このような平行配置に係る従来技術の場合、レンズの主軸から外れた位置に位置する外周コアは、出射側である第1のMCF10と入射側である第2のMCF20のどちらにおいても、各レンズ30,40の焦点距離に対してずれが発生することとなる。すなわち、第1のMCF10の外周コア(6)は第2のMCF20の外周コア(6)と対をなしているが、第1のMCF10の外周コア(6)の出射端面は、第1のレンズ30の焦点距離fに対してα分短い位置に配置されている(f-α)。このため、第1のMCF10の外周コア(6)からの出射光は、第1のレンズ30において集光しきれずに発散ビームとなる。また、第1のMCF10の外周コア(6)と対をなす第2のMCF20の外周コア(6)の出射端面も、第2のレンズ40の焦点距離fに対してα分短い位置に配置されている(f-α)。このため、第1のMCF10の外周コア(6)からの出射光(発散ビーム)は、第2のレンズ40においても集光しきれないまま第2のMCF20の外周コア(6)へと入射することとなる。他方で、対をなす第1のMCF10の外周コア(3)と第2のMCF20の外周コア(3)との関係性は、上記したものと逆になる。すなわち、第1のMCF10の外周コア(3)の出射端面は、第1のレンズ30の焦点距離fに対してα分長い位置に配置されている(f+α)。このため、第1のMCF10の外周コア(3)からの出射光は、第1のレンズ30において集光しすぎてしまい集光ビームとなる。また、第1のMCF10の外周コア(3)と対をなす第2のMCF20の外周コア(3)の出射端面も、第2のレンズ40の焦点距離fに対してα分長い位置に配置されている(f+α)。このため、第1のMCF10の外周コア(3)からの出射光(集光ビーム)は、第2のレンズ40においても集光しすぎた状態で第2のMCF20の外周コア(3)へと入射することとなる。このように、平行配置に係る従来技術の場合、出射端面側において発生した焦点距離とのずれが、入射端面側においても同様に発生して、このずれが更に増幅することとなる。従って、中心コアでの結合と外周コアとの結合の損失のバラツキが大きくなる。この傾向は、MCFのコアピッチが広いほど、あるいはコア数が多いほど顕著となる。
By the way, in the case of the prior art relating to such a parallel arrangement, the outer peripheral core located at a position deviated from the main axis of the lens is formed on either the first MCF10 on the exit side or the second MCF20 on the incident side. A deviation will occur with respect to the focal lengths of the
次に、図4に、本発明の一実施形態に係るMCF結合系100の構造を示す。第1のMCF10の出射端面より空間へ出射された各コアからの出射光は、拡がりながら空間を進んでいく。各コアからの出射光は、第1のレンズ30を通過することで集光される。このとき、第1のレンズ30の焦点位置に出射点が配置された中心コア(1)からの出射光は、第1のレンズ30によってコリメートされて平行光となって進む。また、第1のレンズ30の主軸Lから離れた位置に配置された外周コア(2~6)からの出射光は、第1のレンズ30の軸外を通過することで、第1のレンズ30の前側焦点距離と主軸Lを交差する点を通過するように斜めに進む。その後、第1のMCF10の各コアからの出射光は、第1のレンズ30の前側焦点位置を基点として線対称に配置された第2のレンズ40を通過することで再度集光され、この第2のレンズ40の後側焦点位置に配置された第2のMCF20のうちの対応するコアへ結合される。
Next, FIG. 4 shows the structure of the
このとき、図4の下段に示されるように、第1のMCF10のコアと第2のMCF20のコアは、主軸を基点とした点対称位置に配置されたコアと対応関係となる。ここで、前述したとおり、第1のMCF10の出射端面を斜めに研磨した場合、主軸上の中心コアに対して第1のレンズ30の焦点距離fを合わせると、外周コアには焦点距離fよりもα分短くなるコアと、焦点距離fよりもα分長くなるコアが発生する。そこで、本発明に係るMCF結合系100では、外周コアと第1のレンズ30の焦点距離とのずれを補正するために、図4に示すように、第2のMCF20の入射端面の斜め研磨角度と研磨方位を第1のMCF10の出射端面と線対称としている。具体的には、第1のMCF10の出射端面と第2のMCF20の入射端面は、第1のレンズ30と第2のレンズ40の間の中点に対して線対称となる。このように、出射端面と入射端面を線対称に配置することで、出射側でf-αであった光路は入射側でf+αとなる。同様に、出射側でf+αであった光路は入射側でf-αとなる。このように出射端面と入射端面とを線対称に配置することで、各レンズ30,40のフォーカスのずれを補正することが可能となる。
At this time, as shown in the lower part of FIG. 4, the core of the first MCF10 and the core of the second MCF20 have a correspondence relationship with the core arranged at the point-symmetrical position with respect to the main axis. Here, as described above, when the emission end surface of the
図4では、第1のMCF10の出射端面と第2のMCF20の入射端面の研磨角度をθで示している。この研磨角度θは、レンズの主軸Lに直交する面Oに対する出射端面及び入射端面の傾斜角度である。研磨角度θは、1~10度であることが好ましく、5~8度であることが特に好ましい。
In FIG. 4, the polishing angle between the exit end surface of the
また、図4に示されるように、第1のMCF10の各コアは、レンズの主軸Lに対して平行に配置されており、出射端面からはこの主軸Lに沿って光が出射される。同様に、第2のMCF20の各コアも、レンズの主軸Lに対して平行に配置されており、入射端面にはこの主軸Lに沿った光が入射する。ここで、レンズの主軸Lから離れた位置に配置された外周コアについては、第1のレンズ30の光の通過点から第1のレンズ30の中心までの距離と、第2のレンズ40の光の通過点から第2のレンズ40の中心までの距離が等しくなるように配置されている。具体的には、図4に示した第1のMCF10の外周コア(6)からの光は、第1のレンズ30の通過点(P1)と第2のレンズ40の通過点(P3)を経由して、第2のMCF20の外周コア(6)に入射する、このとき、第1のレンズ30の通過点(P1)から中心(C1)までの距離と第2のレンズ40の通過点(P2)から中心(C2)までの距離は、それぞれD1となり等しくなる。同様に、第1のMCF10の外周コア(3)からの光は、第1のレンズ30の通過点(P2)と第2のレンズ40の通過点(P4)を経由して、第2のMCF20の外周コア(3)に入射する、このとき、第1のレンズ30の通過点(P2)から中心(C1)までの距離と第2のレンズ40の通過点(P4)から中心(C2)までの距離は、それぞれD2となり等しくなる。このような条件を満たすことで、前述したレンズの焦点距離の補正効果がより正確に発揮される。なお、距離D1と距離D2は、等しい距離であってもよいが、異なる距離であってもよい。距離D1と距離D2が等しくなるか否かは、各MCF10,20のコア配置やピッチに依存する。
Further, as shown in FIG. 4, each core of the
ここで、図6及び図7は、出射端面と入射端面を従来技術のように平行に配置した場合(点対称に配置した場合)と、本発明のように線対称に配置にした場合の結合効率の違いを、レンズの焦点距離とコアピッチを変えて計算した結果を示す。この計算結果から、本発明に係る線対称配置の方が、焦点距離の補正効果により結合効率が優れていることがわかる。また、この効果はレンズの焦点距離に関わらず有効であり、しかもコアピッチが大きいほどより効果が高いことがわかる。 Here, FIGS. 6 and 7 show a combination when the exit end face and the incident end face are arranged in parallel as in the prior art (when arranged in point symmetry) and when they are arranged in line symmetry as in the present invention. The result of calculating the difference in efficiency by changing the focal length and core pitch of the lens is shown. From this calculation result, it can be seen that the line-symmetrical arrangement according to the present invention has better coupling efficiency due to the focal length correction effect. Further, it can be seen that this effect is effective regardless of the focal length of the lens, and that the larger the core pitch, the higher the effect.
以上、本願明細書では、本発明の内容を表現するために、図面を参照しながら本発明の実施形態の説明を行った。ただし、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本願明細書に記載された事項に基づいて当業者が自明な変更形態や改良形態を包含するものである。 As described above, in the present specification, in order to express the content of the present invention, the embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and includes modifications and improvements which are obvious to those skilled in the art based on the matters described in the present specification.
なお、本願明細書では、MCFの端面とレンズの焦点距離とのずれ量を端的に表すためにαを用いている。本発明において、ある光路におけるαの値は等しいものであることが必要であるが、ある光路におけるαと別の光路におけるαの値は必ずしも等しいものである必要はない(等しくてもよいし等しくなくてもよい)。つまり、図4に示した例では、第1のMCF10の外周コア(6)は焦点距離fに対してf-αの位置に配置され、第2のMCF20の外周コア(6)は焦点距離fに対してf+αの位置に配置されているが、これらのαの値は等しいものであることが必要である。他方で、第1のMCF10の外周コア(6)は焦点距離fに対してf-αの位置に配置され、第1のMCF10の外周コア(3)は焦点距離fに対してf+αの位置に配置されているが、これらのαの値は必ずしも等しいものである必要はない。
In the specification of the present application, α is used to simply express the amount of deviation between the end face of the MCF and the focal length of the lens. In the present invention, the value of α in one optical path needs to be equal, but the value of α in one optical path and α in another optical path do not necessarily have to be equal (may be equal or equal). It does not have to be). That is, in the example shown in FIG. 4, the outer peripheral core (6) of the
10…第1のマルチコアファイバ(MCF)
20…第2のマルチコアファイバ(MCF)
30…第1のレンズ
40…第2のレンズ
100…マルチコアファイバ(MCF)結合系
10 ... First multi-core fiber (MCF)
20 ... Second multi-core fiber (MCF)
30 ...
Claims (5)
前記光が入射する第2のマルチコアファイバと、
前記第1のマルチコアファイバと前記第2のマルチコアファイバの間に介在して前記光が通過する2つの単レンズであって、前記第1のマルチコアファイバ側に位置する第1のレンズと、前記第2のマルチコアファイバ側に位置する第2のレンズと、を含み、
前記第1のマルチコアファイバの出射端面と前記第2マルチコアファイバの入射端面は、前記単レンズの主軸に直交する面に対して傾斜しており、
前記出射端面と前記入射端面は、前記第1のレンズと前記第2のレンズの間の中点に対して線対称に配置されている
マルチコアファイバ結合系。 A first multi-core fiber that emits light from multiple optical propagation cores,
The second multi-core fiber to which the light is incident and
Two single lenses through which the light passes between the first multi-core fiber and the second multi-core fiber, the first lens located on the first multi-core fiber side, and the first lens. Includes a second lens located on the multi-core fiber side of 2
The exit end face of the first multi-core fiber and the incident end face of the second multi-core fiber are inclined with respect to a plane orthogonal to the main axis of the single lens.
The emitting end surface and the incident end surface are multi-core fiber coupling systems arranged line-symmetrically with respect to a midpoint between the first lens and the second lens.
前記2つの単レンズの焦点距離をfとしたときに、前記対をなすコアは、前記出射端面と前記第1のレンズとの間隔がf+αとなり、前記入射端面と前記第2のレンズとの間隔がf-αとなるように配置され、f+αとf-αは相殺する関係にある
請求項1に記載のマルチコアファイバ結合系。 The plurality of optical propagation cores included in the first multi-core fiber are each paired with the optical propagation core of the second multi-core fiber to which the light emitted from the optical propagation core is incident.
When the focal lengths of the two single lenses are f, in the paired core, the distance between the emission end surface and the first lens is f + α, and the distance between the incident end surface and the second lens. The multi-core fiber coupling system according to claim 1, wherein is arranged so as to be f−α, and f + α and f−α are in a canceling relationship.
請求項1又は請求項2に記載のマルチコアファイバ結合系。 The arrangement of the plurality of light propagation cores contained in the first multi-core fiber and the plurality of light propagation cores contained in the second multi-core fiber is located at a midpoint between the first lens and the second lens. The multi-core fiber coupling system according to claim 1 or 2, which is arranged point-symmetrically with respect to the other.
請求項1から請求項3のいずれかに記載のマルチコアファイバ結合系。 The multi-core fiber coupling system according to any one of claims 1 to 3, wherein the exit end surface and the incident end surface have an inclination angle of 1 to 10 degrees with respect to a surface orthogonal to the main axis.
請求項1から請求項4のいずれかに記載のマルチコアファイバ結合系。 The paired light propagation core is the center of the first lens from the passing point of the light of the first lens, except that the emitted light passes through the center of the first lens and the second lens. The multi-core fiber coupling according to any one of claims 1 to 4, wherein the distance to the second lens is equal to the distance from the light passing point of the second lens to the center of the second lens. system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020145106A JP2022039849A (en) | 2020-08-28 | 2020-08-28 | Multi-core fiber coupling system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020145106A JP2022039849A (en) | 2020-08-28 | 2020-08-28 | Multi-core fiber coupling system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022039849A true JP2022039849A (en) | 2022-03-10 |
Family
ID=80498761
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020145106A Pending JP2022039849A (en) | 2020-08-28 | 2020-08-28 | Multi-core fiber coupling system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022039849A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024034233A1 (en) * | 2022-08-08 | 2024-02-15 | 株式会社フジクラ | Multicore fiber, optical device, and method for manufacturing multicore fiber |
WO2024034234A1 (en) * | 2022-08-08 | 2024-02-15 | 株式会社フジクラ | Multicore fiber, optical device, and multicore fiber assembly |
-
2020
- 2020-08-28 JP JP2020145106A patent/JP2022039849A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024034233A1 (en) * | 2022-08-08 | 2024-02-15 | 株式会社フジクラ | Multicore fiber, optical device, and method for manufacturing multicore fiber |
WO2024034234A1 (en) * | 2022-08-08 | 2024-02-15 | 株式会社フジクラ | Multicore fiber, optical device, and multicore fiber assembly |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5748859B2 (en) | Optical merging / branching device, bidirectional optical propagation device, and optical transmission / reception system | |
US7764428B2 (en) | Optical element, optical system, and waveguide | |
JP5831403B2 (en) | Coupling optical system and coupling method | |
US20120328238A1 (en) | Optical device | |
JP2022039849A (en) | Multi-core fiber coupling system | |
JP4010012B2 (en) | Optical system including an optical waveguide | |
JP2010091863A (en) | Transmission and reception module | |
US7577328B2 (en) | Optical reflector, optical system and optical multiplexer/demultiplexer device | |
JP2020144186A (en) | Optical connection structure | |
JP5935465B2 (en) | Optical device | |
JP2000171661A (en) | Array waveguide diffraction grating type optical multiplexer/demultiplexer | |
JP5790428B2 (en) | Coupling optics, fiber optics | |
JP2005070189A (en) | Optical link for luminous flux multiplex communication, and optical link for two-way optical communication | |
JP2010008542A (en) | Optical transmission module | |
JP7187148B2 (en) | optical waveguide | |
US11262504B2 (en) | Optical connection apparatus | |
JP7314684B2 (en) | Optical connection structure of multi-core fiber | |
JP7371900B2 (en) | Bulk monitor and monitoring method for multi-core fiber | |
JP2019159127A (en) | Fiber module | |
JPH0749430A (en) | Optical circuit part | |
US20230236368A1 (en) | Optical module package using bi-angled silica waveguide | |
JPH11326686A (en) | Arrangement structure of multipath optical filter system and its optical filter with lens | |
JP4097545B2 (en) | Optical filter and optical filter module | |
KR100493098B1 (en) | Optical module with planar lightwave circuit structure | |
US6823099B2 (en) | Optical bench |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230727 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240327 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240416 |