JP2882328B2 - 低偏光依存性光ファイバ接続構造 - Google Patents
低偏光依存性光ファイバ接続構造Info
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Description
された光ファイバどうしの接続構造に関する。
イバどうしの接続構造に関し、特に両光ファイバを低偏
光依存性で接続させる低偏光依存性光ファイバ接続構造
に関する。
は、端面(空気との境界面)においてフレネル反射によ
り約4%の反射率で反射戻り光が生じる。このため、端
面での反射戻り光が元の光路に戻らないように、光ファ
イバの端面を斜めに研磨して戻り光の光路が角度ずれを
起こすようにすることが一般に行われている。
半導体レーザ・光ファイバ結合回路の構成例を図6に示
す。この半導体レーザ・光ファイバ結合回路は、半導体
レーザ61、レンズ62、斜めに研磨された光ファイバ
63で構成されている。このような構成の半導体レーザ
・光ファイバ結合回路は、例えば特開平1−29287
7号公報に詳細に記載されている。
バと半導体レーザとの結合構造についてを開示してい
る。ここで、光ファイバ間に光アイソレータ、光フィル
タ等を挿入する場合、これらの光部品によって生じる反
射戻り光が半導体レーザへ結合するのを防止して安定な
発振動作が行えるようにすることが必要になる。一般
に、光ファイバどうしの接続部において発生する反射戻
り光を除去する構成として、斜めに研磨した光ファイバ
どうしの接続構造が用いられている。
どうしの接続構造の構成を図2に示す。この接続構造
は、第1の斜めに研磨した光ファイバ21、第1のレン
ズ22、第2のレンズ23、第2の斜めに研磨した光フ
ァイバ24で構成されている。
出射された信号光25は、第1のレンズ22、第2のレ
ンズ23を経て第2の斜めに研磨した光ファイバ24に
導かれる。第1の斜め研磨面26及び第2の斜め研磨面
27は、同じ角度に研磨されている。また、第1のレン
ズ22及び第2のレンズ23を透過する際の収差の影響
を抑制するため、第2の斜めに研磨面27は、第1の斜
めに研磨面26と平行になる位置を基準として光路を軸
にして180度回転させた位置に配置されていこのよう
な構成により、高い反射減衰量を得ることができ、十分
な戻り光の除去を行うことができる。
光ファイバ増幅器の研究の進展、実用化に伴い、反射戻
り光の抑制に加えて、損失偏光依存性の低減が強く要求
されるようになっている。例えば光ファイバ増幅器が用
いられる光伝送装置の中で、多段中継伝送の光インライ
ンアンプに使用される光受動部品では、高い反射減衰量
が要求されることに加え、損失偏光依存性を極めて低く
することが要求される。
μm帯シングルモードファイバに比べ、モードフィール
ド径の小さいエルビウムドープファイバ、0.98μm
用シングルモードファイバなどが用られることが多い。
これらの光ファイバは、モードフィールド径6μm程度
であり、これらのファイバと接続される光部品は接続損
失を小さくするために同一のモードフィールド径のファ
イバが用いられる。ところが、モードフィールド径の小
さい光ファイバどうしの接続ほど偏光依存性は顕著に大
きくなり、より損失偏光依存性の低減が求められる。
は、総偏光依存性は概ね0.1dB以下であることが要
求されている。従って、図2に示される従来の接続構造
を光ファイバ増幅器に適用した場合、レンズ間に挿入す
る光フィルタ、光アイソレータなどの光学素子において
生じる偏光依存性も併せると、損失偏光依存性を要求さ
れる値以下に抑制することは極めて困難になる。
イバどうしの接続であっても、反射戻り光を抑えるのみ
ならず、損失偏光依存性も抑えることができる低偏光依
存性光ファイバ接続構造を提供することを目的とする。
ファイバ接続構造は、上述の従来の接続構造の欠点を除
去するために、第1の光軸に垂直な面に対して斜めに研
磨された第1の端面を有する第1の光ファイバと、同様
に斜めに研磨された第2の端面を有する第2の光ファイ
バとを含む低偏光依存性光ファイバ接続構造において、
第1の光軸と第1の端面の法線を含む第1の面と、第2
の光軸と第2の端面の法線を含む第2の面が互いに90
度の角度をなすように配置されていることを特徴として
いる。そして、低偏光依存性光ファイバ接続構造は、さ
らに第1の光ファイバからの入出射光を集光する第1の
レンズと第2の光ファイバからの入出射光を集光する第
2のレンズをそれぞれ備えていることを特徴としてい
る。
の光ファイバの両端面を光が透過することになる。従来
は、接続損失を低減させることのみを目的として、斜め
に研磨された両光ファイバはその研磨面が互いに平行に
なるように配置されている。これに対して、本発明で
は、損失偏光依存性の発生原因が斜め研磨面を光が透過
する際にP偏光とS偏光で屈折率差があり、この屈折率
差が損失差につながること、従来の接続構造では斜め研
磨された端面が互いに平行に配置されるため、屈折率差
に起因する損失偏光依存性が倍加されることという2点
をまず抽出している。次に、一方の光ファイバ端面を透
過する際に生じた偏光による屈折率の差を、次に透過す
る他方の光ファイバ端面で相殺することにより、結果と
して接続部において損失差が生じないようにしている。
そして、具体的に相殺により損失差を除去する構成とし
て、光ファイバの研磨端面が互いに90度の角度をなす
ように配置することにより、一方端でP偏光となった偏
光を他方端でS偏光に、またその逆となるようにしてい
る。
接続構造の構成を具体的に説明する前に、従来の接続構
造において問題となる点について、その原因を検討す
る。
性の発生原因を考えると、斜め研磨面を透過する際の信
号光の透過率は、斜めに研磨した方向と平行方向の偏光
(P偏光)と垂直方向の偏光(S偏光)で異なっている
ことが挙げられる。すなわち、斜めに研磨された光ファ
イバ端面から光が出射される際に、両偏光において屈折
率に差があると、P偏光及びS偏光間で出射角度等に差
異を生じ、これが両偏光間の損失差となり、結果として
接続部を設けることにより偏光依存性が生じることにな
る。
たときの斜め研磨角度とP偏光、S偏光の透過率の関係
を調べた結果を示している。図3に示される通り、斜め
研磨角度が大きくなるに従い、損失偏光依存性は大きく
なることがわかる。
は、第1の斜め研磨面26でP偏光(S偏光)として透
過した信号光25は、第2の斜め研磨面27でもP偏光
(S偏光)として透過する。従って、図3に示される接
続構造の損失偏光依存性は、第1の斜め研磨面26の損
失偏光依存性と第2の斜め研磨面27の損失偏光依存性
を合計した値となる。
46、光ファイバモードフィールド径6μmとした時の
斜め研磨角度と反射減衰量の関係を調べた結果を示して
いる。反射減衰量は、ガウシアンビームの結合により求
めることができる。図5によれば、反射減衰量を70d
B以上確保するためには斜め研磨角度を12度以上とす
る必要があることがわかる。なお、この反射減衰量自体
の算出方法については、河野健治著『光結合系の基礎と
応用』(現代工学社;1991年1月出版)のP106
〜P112に詳細に述べられている。
研磨面の角度をともに12度とした場合、図4から損失
偏光依存性はそれぞれ0.043dBとなることがわか
る。従って、図2で示される従来の結合器の損失偏光依
存性は0.086dBとなり、この接続構造を光ファイ
バ増幅器等に適用すると光アイソレータ等他の箇所によ
り損失偏光依存性も加味して考えれば、反射減衰量を所
望の値以下に抑制することが極めて困難になることがわ
かる。
続構造の一実施例について図1を参照して詳細に説明す
る。
は、第1の斜めに研磨した光ファイバ11、第1のレン
ズ12、第2のレンズ13、第2の斜めに研磨した光フ
ァイバ14で構成されている。第1の斜めに研磨した光
ファイバ11から出射された信号光15は、第1のレン
ズ12、第2のレンズ13を経て第2の斜めに研磨した
光ファイバ14に導かれる。第1の斜め研磨面16及び
第2の斜め研磨面17は、同じ角度に研磨されている。
第2の斜めに研磨面17は、第1の斜め研磨面16と平
行になる位置を基準として光路を軸にして90度回転さ
せた位置に配置されている。なお、ここでは、レンズ自
体の端面で反射が生じないように、表面に無反射コート
が施された非球面レンズが用いられている。
考慮して、第1の斜めに研磨した光ファイバ11、第2
の斜めに研磨した光ファイバ14は、モードフィールド
径6μmのものの使用が想定されている。第1の斜め研
磨面16、第2の斜め研磨面17の角度はともに12度
に設定されている。
め研磨面17の損失偏光依存性は上述の従来の構成にお
いて説明したのと同様、それぞれ0.043dBとな
る。しかしながら、本実施例では、第1の斜め研磨面2
6でP偏光(S偏光)として透過した信号光25は、第
2の斜め研磨面27ではS偏光(P偏光)として透過す
る。これにより、図1で示される光学系の損失偏光依存
性は、第1の斜め研磨面の損失偏光依存性と第2の斜め
研磨面の損失偏光依存性が打ち消しあい、0.01dB
以下となる。従って、本実施例では、第1のレンズと第
2のレンズの相対的な位置関係を調整することにより、
過剰損失を0.05dB以内に抑制することができるよ
うになり、従来の接続構造よりも大幅に偏光依存性を改
善することができる。
度としているが、12度以外の角度においても同様の効
果が得られることは明白である。また、本実施例では、
コリメートビーム系で説明しているが、集束ビーム系な
どどのようなレンズ結合系であっても有効であることは
言うまでもない。
般には研磨が用いられるため、端面研磨された光ファイ
バを用いて説明を行ったが、ブレードソー等により斜め
端面を形成することも可能であり、本発明は研磨により
形成された斜め端面に限定するものでもない。また、本
実施例では、レンズを用いた構成を示したが、光ファイ
バは端面において集光作用を有していればよい。
存性光ファイバ接続構造は、斜めに研磨された光ファイ
バどうしを接続する構成において、光軸と端面法線を含
む面どうしが90度の角度をなすように配置することに
より、一方の端面で生じた屈折率差による損失偏光依存
性を他方の面で相殺するようにしている。これにより反
射戻り光の低減という機能を維持しつつ、損失偏光依存
性も低く抑えることができるようになる。この結果、低
偏光依存性光ファイバ接続構造を、光ファイバ増幅器な
どに適用することが可能になる。
実施例の構成を示す図である。
を示す図である。
研磨角度とP偏光、S偏光の透過率の関係を示すグラフ
である。
研磨角度と損失偏光依存性の関係を示すグラフである。
ードフィールド径6μmとした時の斜め研磨角度と反射
減衰量の関係を示すグラフである。
バの結合回路の構成を示す図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 光軸に垂直な面に対して斜めに形成され
た第1の端面を有する第1の光ファイバと、 光軸に垂直な面に対して斜めに形成された第2の端面を
有する第2の光ファイバとを互いに接続させる低偏光依
存性光ファイバ接続構造において、 前記第1の光ファイバの光軸と前記第1の端面の法線を
含む第1の面と、前記第2の光ファイバの光軸と前記第
2の端面の法線を含む第2の面が互いに90度の角度を
なすことを特徴とする低偏光依存性光ファイバ接続構
造。 - 【請求項2】 光軸に垂直な面に対して斜めに形成され
た第1の端面を有する第1の光ファイバと、 光軸に垂直な面に対して斜めに形成された第2の端面を
有する第2の光ファイバとを互いに接続させる低偏光依
存性光ファイバ接続構造において、 前記第1の光ファイバの光軸と前記第1の端面の法線を
含む第1の面と、前記第2の光ファイバの光軸と前記第
2の端面の法線を含む第2の面が互いにほぼ90度の角
度をなすことを特徴とする低偏光依存性光ファイバ接続
構造。 - 【請求項3】 前記第1の光ファイバの光軸と前記第1
の端面の法線のなす第1の角度と前記第2の光ファイバ
の光軸と前記第2の端面の法線のなす第2の角度がほぼ
等しいことを特徴とする請求項1または請求項2記載の
低偏光依存性光ファイバ接続構造。 - 【請求項4】 前記低偏光依存性光ファイバ接続構造
は、さらに前記第1の光ファイバからの入出射光を集光
する第1の集光手段と、 前記第2の光ファイバからの入出射光を集光する第2の
集光手段とを備えていることを特徴とする請求項3記載
の低偏光依存性光ファイバ接続構造。 - 【請求項5】 前記第1の集光手段および第2の集光手
段は、凸面を含むレンズであることを特徴とする請求項
4記載の低偏光依存性光ファイバ接続構造。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP7326643A JP2882328B2 (ja) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | 低偏光依存性光ファイバ接続構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7326643A JP2882328B2 (ja) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | 低偏光依存性光ファイバ接続構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09166725A JPH09166725A (ja) | 1997-06-24 |
JP2882328B2 true JP2882328B2 (ja) | 1999-04-12 |
Family
ID=18190084
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7326643A Expired - Fee Related JP2882328B2 (ja) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | 低偏光依存性光ファイバ接続構造 |
Country Status (1)
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US6487341B1 (en) * | 2000-10-13 | 2002-11-26 | Agere Systems Guardian Corp | Multi-material structure with reduced polarization dependent loss and method therefor |
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JP3208996B2 (ja) * | 1994-05-20 | 2001-09-17 | 安藤電気株式会社 | 偏光依存性の少ない受光方法および受光モジュール |
-
1995
- 1995-12-15 JP JP7326643A patent/JP2882328B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH09166725A (ja) | 1997-06-24 |
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