JP3214536B2 - 光減衰器とその製造方法 - Google Patents
光減衰器とその製造方法Info
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- JP3214536B2 JP3214536B2 JP30315794A JP30315794A JP3214536B2 JP 3214536 B2 JP3214536 B2 JP 3214536B2 JP 30315794 A JP30315794 A JP 30315794A JP 30315794 A JP30315794 A JP 30315794A JP 3214536 B2 JP3214536 B2 JP 3214536B2
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- Japan
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- optical
- wavelength
- optical fiber
- optical signal
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信、光計測、ＣＡ
ＴＶシステム等の分野において、光信号を一定量減衰さ
せるために使用される光減衰器とその製造方法に関す
る。
ＴＶシステム等の分野において、光信号を一定量減衰さ
せるために使用される光減衰器とその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】光通信、光計測等、光信号を利用してデ
ータ伝送や制御を行う分野では光信号の増幅や変換処理
とともに光信号を一定量減衰させる光減衰器が使用され
る。図２に、このような光減衰器の最も簡単な構成例を
示す。この図は、光減衰器の主要部縦断面図である。図
において、光減衰器１は金属筒等のフェルール２の中心
に光信号を減衰する機能を持つ光ファイバ３を挿入した
構成となっている。
ータ伝送や制御を行う分野では光信号の増幅や変換処理
とともに光信号を一定量減衰させる光減衰器が使用され
る。図２に、このような光減衰器の最も簡単な構成例を
示す。この図は、光減衰器の主要部縦断面図である。図
において、光減衰器１は金属筒等のフェルール２の中心
に光信号を減衰する機能を持つ光ファイバ３を挿入した
構成となっている。
【０００３】この例では、光ファイバ３に光信号を減衰
させるドーパントが含有されている。これによって、こ
の光減衰器に入力された光信号は一定量減衰されて出力
側に取り出される。このような技術は、例えば実開昭６
３−９６５０６号公報、実開昭６３−９６５０４号公報
等に紹介されている。なお、この他に、上記のような光
ファイバ３の中間部に光信号を反射させたり吸収させた
りする材料や構造物を設ける技術も紹介されている（実
開昭６３−１２２３０１号公報、実開昭６３−１３０７
０２号公報、実開平１−３８６１３号公報）。
させるドーパントが含有されている。これによって、こ
の光減衰器に入力された光信号は一定量減衰されて出力
側に取り出される。このような技術は、例えば実開昭６
３−９６５０６号公報、実開昭６３−９６５０４号公報
等に紹介されている。なお、この他に、上記のような光
ファイバ３の中間部に光信号を反射させたり吸収させた
りする材料や構造物を設ける技術も紹介されている（実
開昭６３−１２２３０１号公報、実開昭６３−１３０７
０２号公報、実開平１−３８６１３号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の光減衰器には次のような解決すべき課題があっ
た。光信号の処理回路では単一の波長の光のみならず、
波長の異なる多種類の光信号を光ファイバに送り込むこ
とが行われる。ここで、例えば図２に示す光ファイバ３
に一定の光減衰用ドーパントを含有させた光減衰器を使
用したとする。しかし、通常、この種のドーパントは透
過光減衰特性が光信号の波長に依存する。従って、全て
の波長について均一なレベルの信号を光減衰器に入力し
たとしても、出力側において各波長の光信号にレベル差
が生じてしまう。
な従来の光減衰器には次のような解決すべき課題があっ
た。光信号の処理回路では単一の波長の光のみならず、
波長の異なる多種類の光信号を光ファイバに送り込むこ
とが行われる。ここで、例えば図２に示す光ファイバ３
に一定の光減衰用ドーパントを含有させた光減衰器を使
用したとする。しかし、通常、この種のドーパントは透
過光減衰特性が光信号の波長に依存する。従って、全て
の波長について均一なレベルの信号を光減衰器に入力し
たとしても、出力側において各波長の光信号にレベル差
が生じてしまう。
【０００５】光反射膜等を用いた減衰器は入力光を波長
に依存せず均一に減衰できる利点を持つ。しかしなが
ら、反射膜部分において光信号の損失を生じさせること
から、高パワーの信号減衰器としては適さない。
に依存せず均一に減衰できる利点を持つ。しかしなが
ら、反射膜部分において光信号の損失を生じさせること
から、高パワーの信号減衰器としては適さない。
【０００６】本発明は以上の点に着目してなされたもの
で、ドーパントを含有させる方式のものにおいて、その
波長依存性をなくし、２種以上の波長の光信号に対して
一定の減衰量を得る光減衰器とその製造方法を提供する
ことを目的とするものである。
で、ドーパントを含有させる方式のものにおいて、その
波長依存性をなくし、２種以上の波長の光信号に対して
一定の減衰量を得る光減衰器とその製造方法を提供する
ことを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の光減衰器は、２
種以上の互いに異なる波長の光信号を伝送するためのシ
ングルモード光ファイバから成り、この光ファイバの光
信号伝送に実質的に寄与するモードフィールド径を、前
記光信号のうちの波長の長い方の光信号に適合するよう
に選定し、前記光ファイバ中に、光信号の波長が長いほ
ど透過光を大きく減衰させるドーパントを含有させたこ
とを特徴とするものである。
種以上の互いに異なる波長の光信号を伝送するためのシ
ングルモード光ファイバから成り、この光ファイバの光
信号伝送に実質的に寄与するモードフィールド径を、前
記光信号のうちの波長の長い方の光信号に適合するよう
に選定し、前記光ファイバ中に、光信号の波長が長いほ
ど透過光を大きく減衰させるドーパントを含有させたこ
とを特徴とするものである。
【０００８】また、あるいは本発明の別の光減衰器は、
２種以上の互いに異なる波長の光信号を伝送するための
シングルモード光ファイバから成り、この光ファイバの
光信号伝送に実質的に寄与するモードフィールド径を、
前記光信号のうちの波長の短い方の光信号に適合するよ
うに選定し、前記光ファイバ中に、光信号の波長が短い
ほど透過光を大きく減衰させるドーパントを含有させた
ことを特徴とするものである。
２種以上の互いに異なる波長の光信号を伝送するための
シングルモード光ファイバから成り、この光ファイバの
光信号伝送に実質的に寄与するモードフィールド径を、
前記光信号のうちの波長の短い方の光信号に適合するよ
うに選定し、前記光ファイバ中に、光信号の波長が短い
ほど透過光を大きく減衰させるドーパントを含有させた
ことを特徴とするものである。
【０００９】更に、本発明の光減衰器の製造方法は、シ
ングルモード光ファイバ中に、透過光減衰特性が光信号
の波長に依存するドーパントを含有させる一方、光ファ
イバの、光信号伝送に実質的に寄与するモードフィール
ド径を調整することにより、透過光減衰特性の波長依存
性を相殺して、前記光ファイバ中における、２種以上の
互いに異なる波長の光信号に対する光減衰特性をほぼ等
しくすることを特徴とするものである。
ングルモード光ファイバ中に、透過光減衰特性が光信号
の波長に依存するドーパントを含有させる一方、光ファ
イバの、光信号伝送に実質的に寄与するモードフィール
ド径を調整することにより、透過光減衰特性の波長依存
性を相殺して、前記光ファイバ中における、２種以上の
互いに異なる波長の光信号に対する光減衰特性をほぼ等
しくすることを特徴とするものである。
【００１０】
【作用】シングルモードファイバの屈折率分布やコア径
等を調整することにより、伝送される光信号の波長に最
も適合したモードフィールド径の光ファイバが得られ
る。光減衰器に入力する２種の波長の光信号のうち、波
長の長い方の光信号に適合するようにモードフィールド
径を選定すれば、波長の短い方の光信号は波長の長い方
の光信号よりも大きな減衰を受ける。一方、この光ファ
イバ中に光信号の波長が長いほど透過光を大きく減衰さ
せるドーパントを含有させると、モードフィールド径選
定に起因する光減衰特性の波長依存性を相殺できる。こ
れにより、２種以上の異なる波長の光信号に対する光減
衰特性をほぼ等しくすることができる。
等を調整することにより、伝送される光信号の波長に最
も適合したモードフィールド径の光ファイバが得られ
る。光減衰器に入力する２種の波長の光信号のうち、波
長の長い方の光信号に適合するようにモードフィールド
径を選定すれば、波長の短い方の光信号は波長の長い方
の光信号よりも大きな減衰を受ける。一方、この光ファ
イバ中に光信号の波長が長いほど透過光を大きく減衰さ
せるドーパントを含有させると、モードフィールド径選
定に起因する光減衰特性の波長依存性を相殺できる。こ
れにより、２種以上の異なる波長の光信号に対する光減
衰特性をほぼ等しくすることができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明を図の実施例を用いて詳細に説
明する。図１の中央には、本発明において光減衰器に使
用されるシングルモード光ファイバ５の斜視図を図示し
た。この光ファイバ５はコア６の上にクラッド７を被覆
したもので、これらは例えば合成石英等により構成され
る。コア６には、予め光信号を減衰させるためのドーパ
ントが含有されている。この実施例では、このドーパン
トをコバルトＣｏに選定している。
明する。図１の中央には、本発明において光減衰器に使
用されるシングルモード光ファイバ５の斜視図を図示し
た。この光ファイバ５はコア６の上にクラッド７を被覆
したもので、これらは例えば合成石英等により構成され
る。コア６には、予め光信号を減衰させるためのドーパ
ントが含有されている。この実施例では、このドーパン
トをコバルトＣｏに選定している。
【００１２】図３に、ドーパントとして使用される各種
の材料の波長と損失の関係を表すグラフを図示した。こ
の図に示すように、各種の遷移金属や希土類金属元素を
混入することによって、光ファイバに一定の減衰特性を
与えることができる。ここで、上記実施例に使用したド
ーパントのコバルトＣｏは、図のグラフの中の実線に示
すように、波長が８００ｎｍ以上の光信号について見る
と、波長が長いほど透過光を大きく減衰させる性質を持
つ。なお、図１に示す実施例の光減衰器は、例えば２種
類の波長λ１，λ２について一定の減衰量を得る目的で
製造されたものとする。なお、上記波長λ１は例えば
１．３ミクロンメーターとし、波長λ２は１．５５ミク
ロンメーターとする。
の材料の波長と損失の関係を表すグラフを図示した。こ
の図に示すように、各種の遷移金属や希土類金属元素を
混入することによって、光ファイバに一定の減衰特性を
与えることができる。ここで、上記実施例に使用したド
ーパントのコバルトＣｏは、図のグラフの中の実線に示
すように、波長が８００ｎｍ以上の光信号について見る
と、波長が長いほど透過光を大きく減衰させる性質を持
つ。なお、図１に示す実施例の光減衰器は、例えば２種
類の波長λ１，λ２について一定の減衰量を得る目的で
製造されたものとする。なお、上記波長λ１は例えば
１．３ミクロンメーターとし、波長λ２は１．５５ミク
ロンメーターとする。
【００１３】ここで、図１に示す実施例の光ファイバ５
は、そのモードフィールド径が８．０ミクロンメーター
になるように屈折率分布、その他が設定されている。な
お、本発明において、実施の対象となる光ファイバはシ
ングルモード光ファイバであって、ステップインデック
ス型でもグレーテッドインデックス型でもよい。いずれ
の場合においても、コア径が波長に対して十分に小さい
ため、光信号のエネルギーはコアの外側にはみ出すよう
に分布する。このエネルギーの大部分が含まれる実質的
に光信号伝送に寄与する部分をモードフィールドと呼
び、そのモードフィールド径は、後で図４を用いて説明
する式によって求められる。そして、１．５５ミクロン
メーターの波長の光信号を最も効率よく伝送するゼロ分
散ファイバは、そのモードフィールド径が８．０ミクロ
ンメーター程度となる。この実施例では、そのような光
ファイバ５を使用し、コアにコバルトＣｏのドーパント
を含有させている。
は、そのモードフィールド径が８．０ミクロンメーター
になるように屈折率分布、その他が設定されている。な
お、本発明において、実施の対象となる光ファイバはシ
ングルモード光ファイバであって、ステップインデック
ス型でもグレーテッドインデックス型でもよい。いずれ
の場合においても、コア径が波長に対して十分に小さい
ため、光信号のエネルギーはコアの外側にはみ出すよう
に分布する。このエネルギーの大部分が含まれる実質的
に光信号伝送に寄与する部分をモードフィールドと呼
び、そのモードフィールド径は、後で図４を用いて説明
する式によって求められる。そして、１．５５ミクロン
メーターの波長の光信号を最も効率よく伝送するゼロ分
散ファイバは、そのモードフィールド径が８．０ミクロ
ンメーター程度となる。この実施例では、そのような光
ファイバ５を使用し、コアにコバルトＣｏのドーパント
を含有させている。
【００１４】その結果、図１の右下部分に示したよう
に、ドーパントの減衰特性を無視した場合に、この光フ
ァイバ５は波長λ２の光信号に対し最も効率よく作用
し、波長λ１の光信号は波長λ２の光信号よりも大きい
減衰を受ける。ここで、図の右上部分に示したドーパン
トによる光信号の波長依存性と、右下に示したモードフ
ィールド径による波長依存性を見ると、丁度その特性が
反対になっている。従って、これらが組み合わされる
と、その総合的な特性が図の右側に示すように、波長λ
１，波長λ２についてもほぼ等しい減衰量となる。
に、ドーパントの減衰特性を無視した場合に、この光フ
ァイバ５は波長λ２の光信号に対し最も効率よく作用
し、波長λ１の光信号は波長λ２の光信号よりも大きい
減衰を受ける。ここで、図の右上部分に示したドーパン
トによる光信号の波長依存性と、右下に示したモードフ
ィールド径による波長依存性を見ると、丁度その特性が
反対になっている。従って、これらが組み合わされる
と、その総合的な特性が図の右側に示すように、波長λ
１，波長λ２についてもほぼ等しい減衰量となる。
【００１５】例えば、光ファイバ通信網等において、受
信部の光パワーレベル調整等に光減衰器を用いようとす
る場合に、１．３ミクロンメーター及び１．５５ミクロ
ンメーターの両波長において、ほぼ一定の減衰量を得る
ことが要求される。これは、減衰量の大きなものも小さ
なものについても、両者の差は減衰量±１．５ｄＢ以内
という特性が要求される。本発明のように構成すること
によって、このように波長依存性の少ない光減衰器を得
ることができる。
信部の光パワーレベル調整等に光減衰器を用いようとす
る場合に、１．３ミクロンメーター及び１．５５ミクロ
ンメーターの両波長において、ほぼ一定の減衰量を得る
ことが要求される。これは、減衰量の大きなものも小さ
なものについても、両者の差は減衰量±１．５ｄＢ以内
という特性が要求される。本発明のように構成すること
によって、このように波長依存性の少ない光減衰器を得
ることができる。
【００１６】次に、今度は波長依存性が逆の勾配を持
つ、例えば図３に示したバナジウムＶをドーパントとし
て使用した例を説明する。この場合には、モードフィー
ルド径を波長が１．３ミクロンメーターのゼロ分散ファ
イバに合わせる。即ち、そのモードフィールド径はほぼ
９．５ミクロンメーターに設定する。この場合に、ドー
パントは光信号の波長が短いほど透過光を大きく減衰さ
せる。一方、モードフィールド径の選定によって１．３
ミクロンメーターの短い波長の光信号よりも１．５５ミ
クロンメーターの長い波長の光信号がより大きな減衰を
受ける。ドーパントの量を調整してやれば、両者の特性
を合成して総合的に光減衰器の減衰特性を波長依存性の
ないものにすることができる。
つ、例えば図３に示したバナジウムＶをドーパントとし
て使用した例を説明する。この場合には、モードフィー
ルド径を波長が１．３ミクロンメーターのゼロ分散ファ
イバに合わせる。即ち、そのモードフィールド径はほぼ
９．５ミクロンメーターに設定する。この場合に、ドー
パントは光信号の波長が短いほど透過光を大きく減衰さ
せる。一方、モードフィールド径の選定によって１．３
ミクロンメーターの短い波長の光信号よりも１．５５ミ
クロンメーターの長い波長の光信号がより大きな減衰を
受ける。ドーパントの量を調整してやれば、両者の特性
を合成して総合的に光減衰器の減衰特性を波長依存性の
ないものにすることができる。
【００１７】図４には、上記のようなモードフィールド
径の算出方法説明図を示す。図の（１）式は、モードフ
ィールド径ωを求めるための式である。この図に示すよ
うに、モードフィールド径ωは、光ファイバのコアの半
径ａと、コアの屈折率ｎと、比屈折率差Δと、波長λに
依存する。コアの屈折率ｎはグレーテッドインデックス
ファイバの場合、最大値を使用する。また、比屈折率差
Δは光ファイバの屈折率が最大の部分と最小の部分との
差を百分率で表したものである。なお、このときの光フ
ァイバのコアの屈折率分布はガウス分布（２乗分布）と
した。
径の算出方法説明図を示す。図の（１）式は、モードフ
ィールド径ωを求めるための式である。この図に示すよ
うに、モードフィールド径ωは、光ファイバのコアの半
径ａと、コアの屈折率ｎと、比屈折率差Δと、波長λに
依存する。コアの屈折率ｎはグレーテッドインデックス
ファイバの場合、最大値を使用する。また、比屈折率差
Δは光ファイバの屈折率が最大の部分と最小の部分との
差を百分率で表したものである。なお、このときの光フ
ァイバのコアの屈折率分布はガウス分布（２乗分布）と
した。
【００１８】本発明は以上の実施例に限定されない。光
減衰用のシングルモード光ファイバに含有させるドーパ
ントは１種類でもまた２種以上を適当に配合したもので
もよい。また、モードフィールド径の設定は、この設定
によって光ファイバの光信号減衰量の波長依存性がドー
パントによる波長依存性を相殺するような値になればよ
く、必ずしも一方の光信号に正確に適合する必要はな
い。即ち、実用上問題のない程度に適合波長がシフトし
ていても差し支えない。また、ドーパントの波長依存性
とモードフィールド径による波長依存性とを相殺する場
合に、光減衰器とその入出力回路とのコネクタによる結
合損失からくる波長依存性を考慮に入れて相殺するよう
にして差し支えない。
減衰用のシングルモード光ファイバに含有させるドーパ
ントは１種類でもまた２種以上を適当に配合したもので
もよい。また、モードフィールド径の設定は、この設定
によって光ファイバの光信号減衰量の波長依存性がドー
パントによる波長依存性を相殺するような値になればよ
く、必ずしも一方の光信号に正確に適合する必要はな
い。即ち、実用上問題のない程度に適合波長がシフトし
ていても差し支えない。また、ドーパントの波長依存性
とモードフィールド径による波長依存性とを相殺する場
合に、光減衰器とその入出力回路とのコネクタによる結
合損失からくる波長依存性を考慮に入れて相殺するよう
にして差し支えない。
【００１９】
【発明の効果】以上説明した本発明の光減衰器とその製
造方法によれば、２種以上の互いに異なる波長の光信号
を伝送するためのシングルモード光ファイバについて、
透過光減衰特性が光信号の波長に依存するドーパントを
含有させ、光ファイバの光信号伝送に実質的に寄与する
モードフィールド径を調整して、透過光減衰特性の波長
依存性を相殺するようにしたので、光ファイバ中におけ
る２種以上の互いに異なる波長の光信号に対する光減衰
特性をほぼ等しくし、広帯域の光減衰器を提供できる。
造方法によれば、２種以上の互いに異なる波長の光信号
を伝送するためのシングルモード光ファイバについて、
透過光減衰特性が光信号の波長に依存するドーパントを
含有させ、光ファイバの光信号伝送に実質的に寄与する
モードフィールド径を調整して、透過光減衰特性の波長
依存性を相殺するようにしたので、光ファイバ中におけ
る２種以上の互いに異なる波長の光信号に対する光減衰
特性をほぼ等しくし、広帯域の光減衰器を提供できる。
【図１】本発明の光減衰器とその製造方法を示す説明図
である。
である。
【図２】一般の光減衰器の構成を示す縦断面図である。
【図３】各種のドーパントの波長と損失の関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図４】モードフィールド径の算出方法説明図である。
５ 光ファイバ ６ コア ７ クラッド
フロントページの続き (72)発明者 金山 和則 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 長瀬 亮 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 森下 裕一 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番 １号 昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者 熊谷 旭 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番 １号 昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者 有賀 由美 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番 １号 昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者 牟田 健一 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番 １号 昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者 杉 一成 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番 １号 昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者 田畑 光博 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番 １号 昭和電線電纜株式会社内 (56)参考文献 実開 昭63−122301（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−15002（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 6/00
Claims (3)
- 【請求項１】 ２種以上の互いに異なる波長の光信号を
伝送するためのシングルモード光ファイバから成り、 この光ファイバの光信号伝送に実質的に寄与するモード
フィールド径を、前記光信号のうちの波長の長い方の光
信号に適合するように選定し、 前記光ファイバ中に、光信号の波長が長いほど透過光を
大きく減衰させるドーパントを含有させたことを特徴と
する光減衰器。 - 【請求項２】 ２種以上の互いに異なる波長の光信号を
伝送するためのシングルモード光ファイバから成り、 この光ファイバの光信号伝送に実質的に寄与するモード
フィールド径を、前記光信号のうちの波長の短い方の光
信号に適合するように選定し、 前記光ファイバ中に、光信号の波長が短いほど透過光を
大きく減衰させるドーパントを含有させたことを特徴と
する光減衰器。 - 【請求項３】 シングルモード光ファイバ中に、透過光
減衰特性が光信号の波長に依存するドーパントを含有さ
せる一方、 光ファイバの、光信号伝送に実質的に寄与するモードフ
ィールド径を調整することにより、透過光減衰特性の波
長依存性を相殺して、 前記光ファイバ中における、２種以上の互いに異なる波
長の光信号に対する光減衰特性をほぼ等しくすることを
特徴とする光減衰器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30315794A JP3214536B2 (ja) | 1994-11-11 | 1994-11-11 | 光減衰器とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30315794A JP3214536B2 (ja) | 1994-11-11 | 1994-11-11 | 光減衰器とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08136737A JPH08136737A (ja) | 1996-05-31 |
| JP3214536B2 true JP3214536B2 (ja) | 2001-10-02 |
Family
ID=17917573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30315794A Expired - Lifetime JP3214536B2 (ja) | 1994-11-11 | 1994-11-11 | 光減衰器とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3214536B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003294953A (ja) * | 2002-01-29 | 2003-10-15 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 光デバイス及びその製造方法 |
| EP3770335A4 (en) | 2018-03-23 | 2021-05-05 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | SHOVEL |
-
1994
- 1994-11-11 JP JP30315794A patent/JP3214536B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08136737A (ja) | 1996-05-31 |
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