JP3530951B2 - 光ファイバ、光増幅器および光伝送システム - Google Patents
光ファイバ、光増幅器および光伝送システムInfo
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- JP3530951B2 JP3530951B2 JP07644396A JP7644396A JP3530951B2 JP 3530951 B2 JP3530951 B2 JP 3530951B2 JP 07644396 A JP07644396 A JP 07644396A JP 7644396 A JP7644396 A JP 7644396A JP 3530951 B2 JP3530951 B2 JP 3530951B2
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/262—Optical details of coupling light into, or out of, or between fibre ends, e.g. special fibre end shapes or associated optical elements
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/36—Mechanical coupling means
- G02B6/38—Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
- G02B6/3807—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs
- G02B6/381—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs of the ferrule type, e.g. fibre ends embedded in ferrules, connecting a pair of fibres
- G02B6/3818—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs of the ferrule type, e.g. fibre ends embedded in ferrules, connecting a pair of fibres of a low-reflection-loss type
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- Optical Communication System (AREA)
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、物理的接触により
光結合を行なう端面を有する光ファイバに係り、特に高
出力光増幅器の出力側の光ファイバ、光伝送用光ファイ
バ結合体、このファイバを含む光増幅器、およびこのフ
ァイバを含む光伝送システムに関する。
光結合を行なう端面を有する光ファイバに係り、特に高
出力光増幅器の出力側の光ファイバ、光伝送用光ファイ
バ結合体、このファイバを含む光増幅器、およびこのフ
ァイバを含む光伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】図８は、光ファイバのコネクタ部概要図
である。光コネクタ８００は、２本の光ファイバ８１０
を物理的接触により光結合するもので、２本の光ファイ
バ８１０の結合する端面にプラグ８１を取り付け、アダ
プタ部８０の両側から締め付けねじ８０２に、ねじ締め
することにより高精度に位置決め結合される。このとき
アダプタ部８０には、嵌合溝８０１が刻んであるため、
プラグ８１の嵌合つめ８１２と嵌合し、回転しない構造
としている。
である。光コネクタ８００は、２本の光ファイバ８１０
を物理的接触により光結合するもので、２本の光ファイ
バ８１０の結合する端面にプラグ８１を取り付け、アダ
プタ部８０の両側から締め付けねじ８０２に、ねじ締め
することにより高精度に位置決め結合される。このとき
アダプタ部８０には、嵌合溝８０１が刻んであるため、
プラグ８１の嵌合つめ８１２と嵌合し、回転しない構造
としている。
【０００３】光ファイバ８１０は外皮を剥がしファイバ
心線（図示せず）を露出させ、プラグ８１をかぶせる。
このときファイバ心線は、フェルール４に挿入する。
心線（図示せず）を露出させ、プラグ８１をかぶせる。
このときファイバ心線は、フェルール４に挿入する。
【０００４】図９は、光ファイバの従来の光結合部の要
部断面図である。光ファイバの光結合部は、つぎのよう
な構造である。光ファイバの屈折率分布はドーパントの
分布により決まる。光ファイバの中心部には屈折率が高
いコア２があり、その周辺を屈折率が低いクラッド３、
さらにクラッド周囲を補強用のフェル−ル４（外径部を
略して図示）で補強する。この後、端面での光反射を防
止するため、端面５の高度研磨を実施し、−４０ｄＢ以
下の反射としている。従来使用されている石英系単一モ
−ド光ファイバの１.５５μｍの波長での光のモードフ
ィールド１０の径は約１０μｍであり、ファイバ内部で
も、端部でも同一の径である。
部断面図である。光ファイバの光結合部は、つぎのよう
な構造である。光ファイバの屈折率分布はドーパントの
分布により決まる。光ファイバの中心部には屈折率が高
いコア２があり、その周辺を屈折率が低いクラッド３、
さらにクラッド周囲を補強用のフェル−ル４（外径部を
略して図示）で補強する。この後、端面での光反射を防
止するため、端面５の高度研磨を実施し、−４０ｄＢ以
下の反射としている。従来使用されている石英系単一モ
−ド光ファイバの１.５５μｍの波長での光のモードフ
ィールド１０の径は約１０μｍであり、ファイバ内部で
も、端部でも同一の径である。
【０００５】特開平７−１２８５４４号公報には、光導
波路と光ファイバとの接続部で光ファイバ接続部のモ−
ドフィ−ルドを局部的に拡大した発明が記載されている
が、光導波路と光ファイバとの融着または接着による永
久固定に関するものであり、本願発明とは趣を異にして
いる。
波路と光ファイバとの接続部で光ファイバ接続部のモ−
ドフィ−ルドを局部的に拡大した発明が記載されている
が、光導波路と光ファイバとの融着または接着による永
久固定に関するものであり、本願発明とは趣を異にして
いる。
【０００６】光ファイバを用いた光伝送システムでは、
光増幅器の出現により２０ｄＢｍ以上の高レベルな光出
力が使われる見込みである。ところが２０ｄＢｍ以上の
光出力で、通常使用されている単一モード光ファイバの
出射端面に、空気中に浮遊している塵埃（以下単にごみ
と記載する）などが付着していると、そのごみに光パワ
ーが集中し、ごみの端面への焼き付きを生じ、端面溶融
を生じることが判ってきた。
光増幅器の出現により２０ｄＢｍ以上の高レベルな光出
力が使われる見込みである。ところが２０ｄＢｍ以上の
光出力で、通常使用されている単一モード光ファイバの
出射端面に、空気中に浮遊している塵埃（以下単にごみ
と記載する）などが付着していると、そのごみに光パワ
ーが集中し、ごみの端面への焼き付きを生じ、端面溶融
を生じることが判ってきた。
【０００７】この端面溶融に至るプロセスは、つぎの通
りである。光コネクタの結合時に、ごみを光ファイバの
端面間に挟み込む。光ファイバに光信号を送出すると、
光コネクタの結合部に挟み込んだごみに光が照射され
る。光パワーがごみに吸収されると熱に変わる。光ファ
イバの端面溶融は、その熱により光ファイバの端部の温
度が上昇して、ファイバの素材の融点以上に上がること
により生じる現象であると考えられる。
りである。光コネクタの結合時に、ごみを光ファイバの
端面間に挟み込む。光ファイバに光信号を送出すると、
光コネクタの結合部に挟み込んだごみに光が照射され
る。光パワーがごみに吸収されると熱に変わる。光ファ
イバの端面溶融は、その熱により光ファイバの端部の温
度が上昇して、ファイバの素材の融点以上に上がること
により生じる現象であると考えられる。
【０００８】図９に示した従来の単一モード光ファイバ
で、２０ｄＢｍ（１００ｍＷ）の光パワーとした場合の
パワー密度は１３００ＭＷ／ｍ2にもなる。仮に石英系
ファイバのガラスの端面にごみが付着してすべての光を
吸収して熱に変えたとすると、石英ガラスの熱伝導率
（１００℃）１９.０Ｗ／ｍ／Ｋ、比熱１.０４Ｊ／ｇ／
Ｋ、密度２.２２ｇ／ｃｍ3を用いて、石英ガラスの表面
が融点１６００℃に達する時間を求めると、その時間は
３０μｓであり、結合部のごみで一瞬にして端面溶融が
起こることが判るであろう。
で、２０ｄＢｍ（１００ｍＷ）の光パワーとした場合の
パワー密度は１３００ＭＷ／ｍ2にもなる。仮に石英系
ファイバのガラスの端面にごみが付着してすべての光を
吸収して熱に変えたとすると、石英ガラスの熱伝導率
（１００℃）１９.０Ｗ／ｍ／Ｋ、比熱１.０４Ｊ／ｇ／
Ｋ、密度２.２２ｇ／ｃｍ3を用いて、石英ガラスの表面
が融点１６００℃に達する時間を求めると、その時間は
３０μｓであり、結合部のごみで一瞬にして端面溶融が
起こることが判るであろう。
【０００９】特に光増幅器に、急激に高い光入力を入れ
ると異常に高い光サージを発生し、出射側の光ファイバ
端面の焼き付きおよび端面溶融をおこし易いという問題
も明らかになってきた。
ると異常に高い光サージを発生し、出射側の光ファイバ
端面の焼き付きおよび端面溶融をおこし易いという問題
も明らかになってきた。
【００１０】また、光ファイバおよび光増幅器を組み込
んだ光送信機では、光ファイバ端面の焼き付きおよび端
面溶融のため、光送信機の故障が発生するという問題が
明らかになってきた。そして、光送信機を組み込んだ光
伝送システムでは、光ファイバ端面の焼き付きおよび端
面溶融のため、光伝送システムとしての信頼性が低下す
るという問題が明らかになってきた。
んだ光送信機では、光ファイバ端面の焼き付きおよび端
面溶融のため、光送信機の故障が発生するという問題が
明らかになってきた。そして、光送信機を組み込んだ光
伝送システムでは、光ファイバ端面の焼き付きおよび端
面溶融のため、光伝送システムとしての信頼性が低下す
るという問題が明らかになってきた。
【００１１】これらの光ファイバ端面５の焼き付きおよ
び端面溶融を防止する方法としては、光ファイバ端面に
ごみを付着させないように、クリーンルーム内でアダプ
タ８０とプラグ８１を接続しておけばよい。しかし、光
増幅器等の個別機器と伝送路を事前に接続しておくこと
は不可能である。また、光ファイバ、光増幅器、および
光伝送システムが設置されている環境は一般環境の事務
室であることが多く、設置時およびメンテナンス時に光
コネクタを一旦外すことも伝送システム全体の信頼性を
劣化させることになるという極めて大きな問題が明らか
になってきた。
び端面溶融を防止する方法としては、光ファイバ端面に
ごみを付着させないように、クリーンルーム内でアダプ
タ８０とプラグ８１を接続しておけばよい。しかし、光
増幅器等の個別機器と伝送路を事前に接続しておくこと
は不可能である。また、光ファイバ、光増幅器、および
光伝送システムが設置されている環境は一般環境の事務
室であることが多く、設置時およびメンテナンス時に光
コネクタを一旦外すことも伝送システム全体の信頼性を
劣化させることになるという極めて大きな問題が明らか
になってきた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】以上、述べたように従
来の光ファイバ、光増幅器、および光伝送システムで
は、高出力の光を光ファイバに通すために、光ファイバ
の出射端および入射端を清浄に保たねばならず、アダプ
タとプラグの接続にクリーンルームが必要で、しかも、
その設置時およびメンテナンス時に一旦コネクタを外し
て再組込することによって、光ファイバの焼き付きおよ
び端面溶融が発生する恐れがある。特に、光増幅器の場
合には、出射側の光ファイバ端面の焼き付きおよび端面
溶融をおこしやすく、光伝送システムとしての信頼性が
低下するという問題がある。
来の光ファイバ、光増幅器、および光伝送システムで
は、高出力の光を光ファイバに通すために、光ファイバ
の出射端および入射端を清浄に保たねばならず、アダプ
タとプラグの接続にクリーンルームが必要で、しかも、
その設置時およびメンテナンス時に一旦コネクタを外し
て再組込することによって、光ファイバの焼き付きおよ
び端面溶融が発生する恐れがある。特に、光増幅器の場
合には、出射側の光ファイバ端面の焼き付きおよび端面
溶融をおこしやすく、光伝送システムとしての信頼性が
低下するという問題がある。
【００１３】本発明の第一の目的は、光伝送に用いる光
ファイバに高出力の光を通過させた時の光ファイバ端面
の端面溶融を防止し、かつ光結合損失の小さい光ファイ
バを提供することである。
ファイバに高出力の光を通過させた時の光ファイバ端面
の端面溶融を防止し、かつ光結合損失の小さい光ファイ
バを提供することである。
【００１４】本発明の第二の目的は、２本の光ファイバ
と高出力の光を結合するコネクタとからなる光ファイバ
結合体の前記光ファイバ端面の焼き付きおよび端面溶融
を防止し、かつ光結合損失の小さな光ファイバ結合体を
提供することである。
と高出力の光を結合するコネクタとからなる光ファイバ
結合体の前記光ファイバ端面の焼き付きおよび端面溶融
を防止し、かつ光結合損失の小さな光ファイバ結合体を
提供することである。
【００１５】本発明の第三の目的は、高出力の光を光フ
ァイバ端面の焼き付きおよび端面溶融を防止して出射可
能で、かつ光結合損失の小さい光増幅器を提供すること
である。
ァイバ端面の焼き付きおよび端面溶融を防止して出射可
能で、かつ光結合損失の小さい光増幅器を提供すること
である。
【００１６】また、本発明の第四の目的は、高出力の光
を情報信号として用いても光伝送システムとしての信頼
性が低下せず、かつ光結合損失の小さい光伝送システム
を提供することである。
を情報信号として用いても光伝送システムとしての信頼
性が低下せず、かつ光結合損失の小さい光伝送システム
を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明の第一の目的は、
（１）物理的接触により光結合を行なう端面を有する光
ファイバにおいて、前記端面に前記端面の焼き付き防止
機能および前記光結合の際の反射低減機能を設ける。 （２）物理的接触により光結合を行なう端面を有する光
ファイバにおいて、その光ファイバの前記端面のフィー
ルド径を伝送路のフィールド径に比べ大とする。 （３）物理的接触により光結合を行なう端面を有する光
ファイバにおいて、その光ファイバの前記端面に光ファ
イバの母体より熱伝導率の高い材料からなる透明膜を形
成する。 （４）物理的接触により光結合を行なう端面を有する光
ファイバにおいて、その光ファイバの前記端面に光ファ
イバの母体より融点が高い材料からなる透明膜を形成す
る。ことにより達成される。
ファイバにおいて、前記端面に前記端面の焼き付き防止
機能および前記光結合の際の反射低減機能を設ける。 （２）物理的接触により光結合を行なう端面を有する光
ファイバにおいて、その光ファイバの前記端面のフィー
ルド径を伝送路のフィールド径に比べ大とする。 （３）物理的接触により光結合を行なう端面を有する光
ファイバにおいて、その光ファイバの前記端面に光ファ
イバの母体より熱伝導率の高い材料からなる透明膜を形
成する。 （４）物理的接触により光結合を行なう端面を有する光
ファイバにおいて、その光ファイバの前記端面に光ファ
イバの母体より融点が高い材料からなる透明膜を形成す
る。ことにより達成される。
【００１８】本発明の第二の目的は、
（１）各々物理的接触により光結合を行なう端面を有す
る１対の光ファイバと前記１対の光ファイバを前記端面
が物理的接触をするように結合する光コネクタとからな
る光ファイバ結合体において、前記１対の光ファイバの
各々の前記端面のフィールド径を伝送路のフィールド径
に比べ大とする。 （２）各々物理的接触により光結合を行なう端面を有す
る１対の光ファイバと前記１対の光ファイバを前記端面
が物理的接触をするように結合する光コネクタとからな
る光ファイバ結合体において、前記１対の光ファイバの
少なくとも１本の光ファイバの前記端面に前記１対の光
ファイバの素材より熱伝導率の高い材料からなる透明膜
を形成し、該透明膜の膜厚の合計をＴとしたとき、 Ｔ＝λ（Ｎ＋１／２）／ｎ ここで、λは前記光の波長、Ｎは整数、ｎは前記透明膜
の屈折率、とする。 （３）各々物理的接触により光結合を行なう端面を有す
る１対の光ファイバと前記１対の光ファイバを前記端面
が物理的接触をするように結合する光コネクタとからな
る光ファイバ結合体において、前記１対の光ファイバの
少なくとも１本の光ファイバの前記端面に前記１対の光
ファイバの素材より融点が高い材料からなる透明膜を形
成し、該透明膜の膜厚の合計をＴとしたとき、 Ｔ＝λ（Ｎ＋１／２）／ｎ ここで、λは前記光の波長、Ｎは整数、ｎは前記透明膜
の屈折率、とする。ことにより達成される。
る１対の光ファイバと前記１対の光ファイバを前記端面
が物理的接触をするように結合する光コネクタとからな
る光ファイバ結合体において、前記１対の光ファイバの
各々の前記端面のフィールド径を伝送路のフィールド径
に比べ大とする。 （２）各々物理的接触により光結合を行なう端面を有す
る１対の光ファイバと前記１対の光ファイバを前記端面
が物理的接触をするように結合する光コネクタとからな
る光ファイバ結合体において、前記１対の光ファイバの
少なくとも１本の光ファイバの前記端面に前記１対の光
ファイバの素材より熱伝導率の高い材料からなる透明膜
を形成し、該透明膜の膜厚の合計をＴとしたとき、 Ｔ＝λ（Ｎ＋１／２）／ｎ ここで、λは前記光の波長、Ｎは整数、ｎは前記透明膜
の屈折率、とする。 （３）各々物理的接触により光結合を行なう端面を有す
る１対の光ファイバと前記１対の光ファイバを前記端面
が物理的接触をするように結合する光コネクタとからな
る光ファイバ結合体において、前記１対の光ファイバの
少なくとも１本の光ファイバの前記端面に前記１対の光
ファイバの素材より融点が高い材料からなる透明膜を形
成し、該透明膜の膜厚の合計をＴとしたとき、 Ｔ＝λ（Ｎ＋１／２）／ｎ ここで、λは前記光の波長、Ｎは整数、ｎは前記透明膜
の屈折率、とする。ことにより達成される。
【００１９】本発明の第三の目的は、
（１）光増幅部と物理的接触により光結合を行なう出力
端面を有する出力用光ファイバとからなる光増幅器にお
いて、前記出力用光ファイバの前記出力端面に端面の焼
き付き防止機能および光結合の際の反射低減機能を設け
る。 （２）光増幅部と物理的接触により光結合を行なう出力
端面を有する出力用光ファイバとからなる光増幅器にお
いて、前記出力用光ファイバの前記出力端面のフィール
ド径を伝送路のフィールド径に比べ大とする。 （３）光増幅部と物理的接触により光結合を行なう出力
端面を有する出力用光ファイバとからなる光増幅器にお
いて、前記出力用光ファイバの前記出力端面に前記光フ
ァイバの素材より熱伝導率の高い材料からなる透明膜を
形成する。 （４）光増幅部と物理的接触により光結合を行なう出力
端面を有する出力用光ファイバとからなる光増幅器にお
いて、前記出力用光ファイバの前記出力端面に前記光フ
ァイバの素材より融点が高い材料からなる透明膜を形成
する。ことにより達成される。
端面を有する出力用光ファイバとからなる光増幅器にお
いて、前記出力用光ファイバの前記出力端面に端面の焼
き付き防止機能および光結合の際の反射低減機能を設け
る。 （２）光増幅部と物理的接触により光結合を行なう出力
端面を有する出力用光ファイバとからなる光増幅器にお
いて、前記出力用光ファイバの前記出力端面のフィール
ド径を伝送路のフィールド径に比べ大とする。 （３）光増幅部と物理的接触により光結合を行なう出力
端面を有する出力用光ファイバとからなる光増幅器にお
いて、前記出力用光ファイバの前記出力端面に前記光フ
ァイバの素材より熱伝導率の高い材料からなる透明膜を
形成する。 （４）光増幅部と物理的接触により光結合を行なう出力
端面を有する出力用光ファイバとからなる光増幅器にお
いて、前記出力用光ファイバの前記出力端面に前記光フ
ァイバの素材より融点が高い材料からなる透明膜を形成
する。ことにより達成される。
【００２０】本発明の第四の目的は、
（１）光増幅器を含む送信側装置と、これに対向する受
信側装置と、両装置を光結合する光ファイバ伝送路から
なり、前記光ファイバ伝送路の送信装置側端面と前記光
増幅器の出力端面との物理的接触により光結合を行なう
光伝送システムにおいて、前記送信側端面および前記出
力端面に端面の焼き付き防止手段または光結合の際の反
射低減手段を設ける。 （２）光増幅器を含む送信側装置と、これに対向する受
信側装置と、両装置を光結合する光ファイバ伝送路から
なり、前記光ファイバ伝送路の送信装置側端面と前記光
増幅器の出力端面との物理的接触により光結合を行なう
光伝送システムにおいて、前記送信側端面および前記出
力端面のフィールド径を伝送路のフィールド径に比べ大
とする。 （３）光増幅器を含む送信側装置と、これに対向する受
信側装置と、両装置を光結合する光ファイバ伝送路から
なり、前記光ファイバ伝送路の送信装置側端面と前記光
増幅器の出力端面との物理的接触により光結合を行なう
光伝送システムにおいて、前記送信側端面および前記出
力端面の少なくとも一方に前記光ファイバの素材より熱
伝導率の高い材料からなる透明膜を形成する。 （４）光増幅器を含む送信側装置と、これに対向する受
信側装置と、両装置を光結合する光ファイバ伝送路から
なり、前記光ファイバ伝送路の送信装置側端面と前記光
増幅器の出力端面との物理的接触により光結合を行なう
光伝送システムにおいて、前記送信側端面および前記出
力端面の少なくとも一方に前記光ファイバの素材より融
点が高い材料からなる透明膜を形成することにより達成
される。
信側装置と、両装置を光結合する光ファイバ伝送路から
なり、前記光ファイバ伝送路の送信装置側端面と前記光
増幅器の出力端面との物理的接触により光結合を行なう
光伝送システムにおいて、前記送信側端面および前記出
力端面に端面の焼き付き防止手段または光結合の際の反
射低減手段を設ける。 （２）光増幅器を含む送信側装置と、これに対向する受
信側装置と、両装置を光結合する光ファイバ伝送路から
なり、前記光ファイバ伝送路の送信装置側端面と前記光
増幅器の出力端面との物理的接触により光結合を行なう
光伝送システムにおいて、前記送信側端面および前記出
力端面のフィールド径を伝送路のフィールド径に比べ大
とする。 （３）光増幅器を含む送信側装置と、これに対向する受
信側装置と、両装置を光結合する光ファイバ伝送路から
なり、前記光ファイバ伝送路の送信装置側端面と前記光
増幅器の出力端面との物理的接触により光結合を行なう
光伝送システムにおいて、前記送信側端面および前記出
力端面の少なくとも一方に前記光ファイバの素材より熱
伝導率の高い材料からなる透明膜を形成する。 （４）光増幅器を含む送信側装置と、これに対向する受
信側装置と、両装置を光結合する光ファイバ伝送路から
なり、前記光ファイバ伝送路の送信装置側端面と前記光
増幅器の出力端面との物理的接触により光結合を行なう
光伝送システムにおいて、前記送信側端面および前記出
力端面の少なくとも一方に前記光ファイバの素材より融
点が高い材料からなる透明膜を形成することにより達成
される。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、図１ないし図７を用いて実
施の形態を説明する。
施の形態を説明する。
【００２２】（実施例１）本発明の基本的な実施の形態
として、光ファイバについての実施例を図１を用いて説
明する。図１は物理的接触により他の光ファイバと光結
合される端面５を有する光ファイバにおいて、前記端面
５でのモードフィールド１１を大きくした光ファイバ端
部の断面構造と伝播光のモ−ドフィ−ルド分布を説明す
る図である。図９に示した従来例と同じように、端面５
以外の石英系単一モ−ド光ファイバの１.５５μｍの波
長での光のモードフィールド１０の径は約１０μｍであ
る。前述したように、光ファイバの屈折率分布はドーパ
ントの分布により決まる。光ファイバ端部は光ファイバ
の中心部には屈折率が高いコア２があり、その周辺を屈
折率が低いクラッド３、さらにクラッド周囲を補強用の
フェル−ル４（外径部を略して図示）が囲む構造を取
る。ただし、本実施例では、端部に近い領域のコア径を
細くしてコア２とクラッド３の屈折率差を小さくしてあ
る。
として、光ファイバについての実施例を図１を用いて説
明する。図１は物理的接触により他の光ファイバと光結
合される端面５を有する光ファイバにおいて、前記端面
５でのモードフィールド１１を大きくした光ファイバ端
部の断面構造と伝播光のモ−ドフィ−ルド分布を説明す
る図である。図９に示した従来例と同じように、端面５
以外の石英系単一モ−ド光ファイバの１.５５μｍの波
長での光のモードフィールド１０の径は約１０μｍであ
る。前述したように、光ファイバの屈折率分布はドーパ
ントの分布により決まる。光ファイバ端部は光ファイバ
の中心部には屈折率が高いコア２があり、その周辺を屈
折率が低いクラッド３、さらにクラッド周囲を補強用の
フェル−ル４（外径部を略して図示）が囲む構造を取
る。ただし、本実施例では、端部に近い領域のコア径を
細くしてコア２とクラッド３の屈折率差を小さくしてあ
る。
【００２３】図１の光ファイバの屈折率差を減らした領
域１の作成法はつぎの通りである。まず、均一なコア２
径の光ファイバを切断し、光ファイバの端部の近傍を加
熱する。これにより、加熱した領域の屈折率分布を決め
ているド−パントが拡散して屈折率分布の境界が変化
し、境界がぼける。ド−パントが拡散した領域１の屈折
率差が減少して、コア２への光の閉じ込めが弱くなり光
のモ−ドフィ−ルド径が大きくなる。このようにしてモ
−ドフィ−ルド径を広げた領域を含めてフェル−ル４
（外径部を略して図示）で補強した後に高度な研磨を実
施することにより鏡面の端面５が得られる。
域１の作成法はつぎの通りである。まず、均一なコア２
径の光ファイバを切断し、光ファイバの端部の近傍を加
熱する。これにより、加熱した領域の屈折率分布を決め
ているド−パントが拡散して屈折率分布の境界が変化
し、境界がぼける。ド−パントが拡散した領域１の屈折
率差が減少して、コア２への光の閉じ込めが弱くなり光
のモ−ドフィ−ルド径が大きくなる。このようにしてモ
−ドフィ−ルド径を広げた領域を含めてフェル−ル４
（外径部を略して図示）で補強した後に高度な研磨を実
施することにより鏡面の端面５が得られる。
【００２４】本実施例では、上記した方法により、１０
μｍの光のモードフィールド１０の径を端面５で２５μ
ｍに拡大できる。端面５のモ−ドフィ−ルド１１の径を
２５μｍに拡大できることにより、端面５でのパワ−密
度を１／６以下に下げ、８ｄＢ以上端面溶融の許容光パ
ワーを上げることができる。
μｍの光のモードフィールド１０の径を端面５で２５μ
ｍに拡大できる。端面５のモ−ドフィ−ルド１１の径を
２５μｍに拡大できることにより、端面５でのパワ−密
度を１／６以下に下げ、８ｄＢ以上端面溶融の許容光パ
ワーを上げることができる。
【００２５】（実施例２）本願発明の他の実施の形態と
して高出力光増幅器と光ファイバ伝送路からなる光ファ
イバ伝送システムの一部である光結合体に適用した実施
例２を図２（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図２
（ａ）に示すように光増幅器２２を用いると２４ｄＢｍ
の程度の高い光出力を出すことができる。高出力の光増
幅器２２の出力部の光ファイバ２０として前記実施例１
に一例を示した端部の光モードフィールドを拡大した光
ファイバを用いることにより、端面の焼き付き許容パワ
ーが８ｄＢ向上するので焼き付きが皆無となる。
して高出力光増幅器と光ファイバ伝送路からなる光ファ
イバ伝送システムの一部である光結合体に適用した実施
例２を図２（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図２
（ａ）に示すように光増幅器２２を用いると２４ｄＢｍ
の程度の高い光出力を出すことができる。高出力の光増
幅器２２の出力部の光ファイバ２０として前記実施例１
に一例を示した端部の光モードフィールドを拡大した光
ファイバを用いることにより、端面の焼き付き許容パワ
ーが８ｄＢ向上するので焼き付きが皆無となる。
【００２６】光ファイバ２０として、実施例１のモード
フィールドを拡張した光ファイバを用いると、端面溶融
までの許容出力値を高くできるが、光結合が問題にな
る。つまり、光ファイバの結合は損失が小さいことが望
ましいが、端面の溶融を避けるためにモ−ドフィ−ルド
を広げたファイバに通常の単一モードファイバを結合す
ると大きな結合損失を生じてしまう。この対策として、
図２（ｂ）に示したように、モードフィールドを広げた
ファイバにはモードフィールドを広げた光ァイバを使用
することにより、結合の整合をとることができる。入力
側の光ファイバのモードフィールド径をそれに結合する
ファイバのモードフィールド径に合わせることにより、
結合損失を低く抑えることができる。
フィールドを拡張した光ファイバを用いると、端面溶融
までの許容出力値を高くできるが、光結合が問題にな
る。つまり、光ファイバの結合は損失が小さいことが望
ましいが、端面の溶融を避けるためにモ−ドフィ−ルド
を広げたファイバに通常の単一モードファイバを結合す
ると大きな結合損失を生じてしまう。この対策として、
図２（ｂ）に示したように、モードフィールドを広げた
ファイバにはモードフィールドを広げた光ァイバを使用
することにより、結合の整合をとることができる。入力
側の光ファイバのモードフィールド径をそれに結合する
ファイバのモードフィールド径に合わせることにより、
結合損失を低く抑えることができる。
【００２７】図２（ａ）は、本発明の光ファイバを含む
高出力光増幅器と伝送路からなる光伝送システムの模式
図である。本実施例では、光増幅器２２の出力用の光モ
ードフィールドを拡大した光ファイバ２０と同じように
片側端面２１’のモードフィールドを拡大した整合用光
ファイバ２１を使用する。この整合用光ファイバ２１の
光増幅器２２側の端部２１’は加熱してドーパントを拡
散し、モードフィールド径を広げてある。このような光
ファイバを入力側のファイバに用いることにより、光の
結合損失を低くできる。
高出力光増幅器と伝送路からなる光伝送システムの模式
図である。本実施例では、光増幅器２２の出力用の光モ
ードフィールドを拡大した光ファイバ２０と同じように
片側端面２１’のモードフィールドを拡大した整合用光
ファイバ２１を使用する。この整合用光ファイバ２１の
光増幅器２２側の端部２１’は加熱してドーパントを拡
散し、モードフィールド径を広げてある。このような光
ファイバを入力側のファイバに用いることにより、光の
結合損失を低くできる。
【００２８】通常の伝送路に使用する単一モード光ファ
イバ伝送路２５の敷設後に、単一モード光ファイバ伝送
路２５の端部２５’のモードフィールド径を広げる処置
を行うことは困難である。このため、整合用光ファイバ
２１の片端２１’はモードフィールドを広げる処置を行
い、他方の端部２１”は１０μｍの通常のモードフィー
ルドのままとする。整合用光ファイバ２１の１０μｍモ
ードフィールド側端面２１”と伝送路２５の端面２５’
とを融着し、融着部２４を形成し結合する。以上により
高出力光増幅器２２の出力側光ファイバ２０と伝送路２
５を低損失に結合することができる。
イバ伝送路２５の敷設後に、単一モード光ファイバ伝送
路２５の端部２５’のモードフィールド径を広げる処置
を行うことは困難である。このため、整合用光ファイバ
２１の片端２１’はモードフィールドを広げる処置を行
い、他方の端部２１”は１０μｍの通常のモードフィー
ルドのままとする。整合用光ファイバ２１の１０μｍモ
ードフィールド側端面２１”と伝送路２５の端面２５’
とを融着し、融着部２４を形成し結合する。以上により
高出力光増幅器２２の出力側光ファイバ２０と伝送路２
５を低損失に結合することができる。
【００２９】この結果、２本の光ファイバと高出力の光
を結合するコネクタとからなる光ファイバ結合体の光フ
ァイバ端面の焼き付きおよび端面溶融を防止し、かつ光
結合損失の小さな光ファイバ結合体とすることができ
る。
を結合するコネクタとからなる光ファイバ結合体の光フ
ァイバ端面の焼き付きおよび端面溶融を防止し、かつ光
結合損失の小さな光ファイバ結合体とすることができ
る。
【００３０】（実施例３）光ファイバの端面の焼き付き
および端面溶融を防ぐための他の方法として、石英ガラ
スよりも熱伝導率の高い透明な膜をコーティングする方
法が考えられる。熱伝導率が高いと、かりにごみに光パ
ワーが集中して熱が発生しても、発生した熱が広く拡散
するため、局所的な温度上昇が防止できる。このため端
面溶融に至る許容光パワーを高くできる。
および端面溶融を防ぐための他の方法として、石英ガラ
スよりも熱伝導率の高い透明な膜をコーティングする方
法が考えられる。熱伝導率が高いと、かりにごみに光パ
ワーが集中して熱が発生しても、発生した熱が広く拡散
するため、局所的な温度上昇が防止できる。このため端
面溶融に至る許容光パワーを高くできる。
【００３１】以下、実施例３について図３を用いて説明
する。図３は、図１に示した実施例１と同様な他の実施
例３の光ファイバの光結合部の要部断面図である。
する。図３は、図１に示した実施例１と同様な他の実施
例３の光ファイバの光結合部の要部断面図である。
【００３２】１.５μｍ、１.３μｍの波長の光信号を伝
送するシステムでは、通常、光ファイバに石英系光ファ
イバを使用する。光ファイバを構成している石英ガラス
３０の熱伝導率は、室温で１５Ｗ／ｍ℃程度である。本
実施例では、光ファイバの端面に、熱伝導率の高いＡｌ
2Ｏ3コーティング膜６を形成している。Ａｌ2Ｏ3は上記
波長帯で透明であり、Ａｌ2Ｏ3の熱伝導率は室温で２１
０Ｗ／ｍ℃、高温でも石英ガラスよりも１桁程度高いこ
とが知られている。このＡｌ2Ｏ3のコーティング膜６に
よって、仮にファイバの端面にごみが付着してすべての
光を吸収して熱に変えたとしても、石英ガラスに比べて
熱拡散域が広がり、温度上昇を低減することができる。
送するシステムでは、通常、光ファイバに石英系光ファ
イバを使用する。光ファイバを構成している石英ガラス
３０の熱伝導率は、室温で１５Ｗ／ｍ℃程度である。本
実施例では、光ファイバの端面に、熱伝導率の高いＡｌ
2Ｏ3コーティング膜６を形成している。Ａｌ2Ｏ3は上記
波長帯で透明であり、Ａｌ2Ｏ3の熱伝導率は室温で２１
０Ｗ／ｍ℃、高温でも石英ガラスよりも１桁程度高いこ
とが知られている。このＡｌ2Ｏ3のコーティング膜６に
よって、仮にファイバの端面にごみが付着してすべての
光を吸収して熱に変えたとしても、石英ガラスに比べて
熱拡散域が広がり、温度上昇を低減することができる。
【００３３】さらに、Ａｌ2Ｏ3の融点は２０１５℃であ
り、石英ガラスよりも４１５℃高い。石英ガラスの許容
光パワーが１００ｍＷであったとするとＡｌ2Ｏ3を用い
ることにより、単純に融点の上昇だけで１２５ｍＷまで
許容光パワーを高くするることができる。
り、石英ガラスよりも４１５℃高い。石英ガラスの許容
光パワーが１００ｍＷであったとするとＡｌ2Ｏ3を用い
ることにより、単純に融点の上昇だけで１２５ｍＷまで
許容光パワーを高くするることができる。
【００３４】本実施例では、Ａｌ2Ｏ3のコーティング方
法として、スパッタリング法を用いたが、他のいかなる
方法によっても同一の効果を得ることができる。
法として、スパッタリング法を用いたが、他のいかなる
方法によっても同一の効果を得ることができる。
【００３５】（実施例４）本発明の他の実施の形態であ
る光結合体についての実施例４を、前述した実施例３で
用いた図３と図４とを用いて説明する。実施例３で述べ
た端面へのＡｌ2Ｏ3のコーティングは、仮にファイバの
端面にごみが付着してすべての光を吸収して熱に変えた
としても、石英ガラスに比べて熱拡散域が広がり、温度
上昇を低減することができる。しかし、端面コーティン
グをしたとき、例えばＡｌ2Ｏ3の屈折率は１.７６であ
るため、石英ガラスとコーティング膜との境界７で、
０.８７％（−２０.６ｄＢ）反射を生じる。さらに、接
続する相手方にも同じファイバ端面処理を施したファイ
バを接続すると最悪−１７.６ｄＢの反射を生じる。こ
れでは高度な研磨による−４０ｄＢ以下の低反射化の意
味がなくなる。
る光結合体についての実施例４を、前述した実施例３で
用いた図３と図４とを用いて説明する。実施例３で述べ
た端面へのＡｌ2Ｏ3のコーティングは、仮にファイバの
端面にごみが付着してすべての光を吸収して熱に変えた
としても、石英ガラスに比べて熱拡散域が広がり、温度
上昇を低減することができる。しかし、端面コーティン
グをしたとき、例えばＡｌ2Ｏ3の屈折率は１.７６であ
るため、石英ガラスとコーティング膜との境界７で、
０.８７％（−２０.６ｄＢ）反射を生じる。さらに、接
続する相手方にも同じファイバ端面処理を施したファイ
バを接続すると最悪−１７.６ｄＢの反射を生じる。こ
れでは高度な研磨による−４０ｄＢ以下の低反射化の意
味がなくなる。
【００３６】この対策として、光ファイバの接続時すな
わちコーティング処理をした端面どうしの接続時の反射
を防ぐために、コーティング処理膜の膜厚をλ（Ｎ／２
＋１／４）／ｎとする。ここでλは光の波長、Ｎは整
数、ｎはコーティング材料の屈折率である。伝送光の波
長が１.５５μｍのとき、Ａｌ2Ｏ3の膜厚は０.２２μ
ｍ、０.６６μｍ、１.１μｍ、１.５４μｍ等の値にな
る。熱の伝導による焼き付き防止の観点ではＡｌ2Ｏ3の
膜厚が厚い方が良いので、０.６６μｍあるいは１.１μ
ｍ以上を選択することが望ましい。
わちコーティング処理をした端面どうしの接続時の反射
を防ぐために、コーティング処理膜の膜厚をλ（Ｎ／２
＋１／４）／ｎとする。ここでλは光の波長、Ｎは整
数、ｎはコーティング材料の屈折率である。伝送光の波
長が１.５５μｍのとき、Ａｌ2Ｏ3の膜厚は０.２２μ
ｍ、０.６６μｍ、１.１μｍ、１.５４μｍ等の値にな
る。熱の伝導による焼き付き防止の観点ではＡｌ2Ｏ3の
膜厚が厚い方が良いので、０.６６μｍあるいは１.１μ
ｍ以上を選択することが望ましい。
【００３７】第４図は、第３図の光ファイバーの結合状
態を示す要部断面図である。第４図に示すように、接続
時には二つのコーティング６膜の膜厚の和がλ（Ｎ＋１
／２）／ｎとなる。これは反射波が互いに打ち消し合う
多重反射の無反射化条件であるのでファイバ接続端面で
は、反射が生じない。
態を示す要部断面図である。第４図に示すように、接続
時には二つのコーティング６膜の膜厚の和がλ（Ｎ＋１
／２）／ｎとなる。これは反射波が互いに打ち消し合う
多重反射の無反射化条件であるのでファイバ接続端面で
は、反射が生じない。
【００３８】（実施例５）図５に示す端部のモ−ドフィ
−ルドを拡大しさらに光ファイバ端部にＡｌ2Ｏ3をコー
ティングした光ファイバの結合部要部断面図を用いて実
施例５を説明する。実施例５は、図５に示すとおり実施
例１の光ファイバにさらに端面コーティング膜を設けた
例である。図９に示した従来例と同じように、端面５以
外の石英系単一モ−ド光ファイバの１.５５μｍの波長
での光のモードフィールド１０の径は約１０μｍであ
る。実施例１で詳述した方法により、１０μｍの光のモ
ードフィールド１０の径を端面５で２５μｍに拡大でき
る。端面５のモ−ドフィ−ルド１１の径を２５μｍに拡
大できることにより、端面５でのパワ−密度を１／６以
下に下げ、８ｄＢ以上端面溶融の許容光パワーを上げる
ことができる。しかも本実施例では、光ファイバの端面
に、熱伝導率の高いＡｌ2Ｏ3コーティング膜６を形成し
ている。Ａｌ2Ｏ3は上記波長帯で透明であり、Ａｌ2Ｏ3
の熱伝導率は室温で２１０Ｗ／ｍ℃、高温でも石英ガラ
スよりも１桁程度高いことが知られている。このＡｌ2
Ｏ3のコーティング膜６によって、仮にファイバの端面
にごみが付着してすべての光を吸収して熱に変えたとし
ても、石英ガラスに比べて熱拡散域が広がり、温度上昇
を低減することができる。
−ルドを拡大しさらに光ファイバ端部にＡｌ2Ｏ3をコー
ティングした光ファイバの結合部要部断面図を用いて実
施例５を説明する。実施例５は、図５に示すとおり実施
例１の光ファイバにさらに端面コーティング膜を設けた
例である。図９に示した従来例と同じように、端面５以
外の石英系単一モ−ド光ファイバの１.５５μｍの波長
での光のモードフィールド１０の径は約１０μｍであ
る。実施例１で詳述した方法により、１０μｍの光のモ
ードフィールド１０の径を端面５で２５μｍに拡大でき
る。端面５のモ−ドフィ−ルド１１の径を２５μｍに拡
大できることにより、端面５でのパワ−密度を１／６以
下に下げ、８ｄＢ以上端面溶融の許容光パワーを上げる
ことができる。しかも本実施例では、光ファイバの端面
に、熱伝導率の高いＡｌ2Ｏ3コーティング膜６を形成し
ている。Ａｌ2Ｏ3は上記波長帯で透明であり、Ａｌ2Ｏ3
の熱伝導率は室温で２１０Ｗ／ｍ℃、高温でも石英ガラ
スよりも１桁程度高いことが知られている。このＡｌ2
Ｏ3のコーティング膜６によって、仮にファイバの端面
にごみが付着してすべての光を吸収して熱に変えたとし
ても、石英ガラスに比べて熱拡散域が広がり、温度上昇
を低減することができる。
【００３９】実施例３ないし実施例５では、光ファイバ
の出射および入射光ファイバに同一膜厚の透明膜をコー
ティングした光ファイバを使用する例について述べた。
しかし、端面コーティングを行った場合の結合時の無反
射条件は膜厚の和が波長の光の１／２波長分あればよ
く、仮に入射側の光ファイバの端面が無コーティングの
場合には出射側の光ファイバの端面のコーティングの膜
厚を光の１／２波長分シフトするように設定すればよ
い。つまり、結合する２つの光ファイバの結合端面に形
成した前記透明膜の膜厚の合計をＴとして、 Ｔ＝λ（Ｎ＋１／２）／ｎ ここで、λは光の波長、Ｎは整数、ｎは透明膜の屈折
率、とすればよい。
の出射および入射光ファイバに同一膜厚の透明膜をコー
ティングした光ファイバを使用する例について述べた。
しかし、端面コーティングを行った場合の結合時の無反
射条件は膜厚の和が波長の光の１／２波長分あればよ
く、仮に入射側の光ファイバの端面が無コーティングの
場合には出射側の光ファイバの端面のコーティングの膜
厚を光の１／２波長分シフトするように設定すればよ
い。つまり、結合する２つの光ファイバの結合端面に形
成した前記透明膜の膜厚の合計をＴとして、 Ｔ＝λ（Ｎ＋１／２）／ｎ ここで、λは光の波長、Ｎは整数、ｎは透明膜の屈折
率、とすればよい。
【００４０】また、実施例３ないし実施例５で透明膜と
してスパッタリング法で形成したＡｌ2Ｏ3を採用した
が、製法をスパッタリング法に限定したわけではなく、
例えばＡｌ蒸着膜を陽極酸化しても同様の効果がある。
また透明膜としてＡｌ2Ｏ3に限定したわけではなく、他
の熱伝導率または融点の高い透明体でも同様の効果があ
る。
してスパッタリング法で形成したＡｌ2Ｏ3を採用した
が、製法をスパッタリング法に限定したわけではなく、
例えばＡｌ蒸着膜を陽極酸化しても同様の効果がある。
また透明膜としてＡｌ2Ｏ3に限定したわけではなく、他
の熱伝導率または融点の高い透明体でも同様の効果があ
る。
【００４１】（実施例６）本発明の他の実施の形態であ
る光増幅器についての実施例６について図６を用いて説
明する。図６は本発明の光増幅器の構成を示す図であ
る。光増幅器２２は、４つの励起レーザ６１１、６１
２、６１３、６１４を用いて増幅器用光ファイバ６２を
励起する。２つの励起レーザ用光ファイバの前部で偏波
が直行するように配置し、偏波合成器６３１を用いて１
本の光ファイバに結合する。さらに信号・励起光合波器
６４１を用いて信号光と同一の光ファイバに結合する。
また、増幅用光ファイバ６２の後部でも同様にして２つ
の励起レーザ６１３、６１４の光を偏波合波器６３２と
信号・励起光合波器６４２を用いて信号光の光ファイバ
に結合する。
る光増幅器についての実施例６について図６を用いて説
明する。図６は本発明の光増幅器の構成を示す図であ
る。光増幅器２２は、４つの励起レーザ６１１、６１
２、６１３、６１４を用いて増幅器用光ファイバ６２を
励起する。２つの励起レーザ用光ファイバの前部で偏波
が直行するように配置し、偏波合成器６３１を用いて１
本の光ファイバに結合する。さらに信号・励起光合波器
６４１を用いて信号光と同一の光ファイバに結合する。
また、増幅用光ファイバ６２の後部でも同様にして２つ
の励起レーザ６１３、６１４の光を偏波合波器６３２と
信号・励起光合波器６４２を用いて信号光の光ファイバ
に結合する。
【００４２】このような励起光学系を用いて１００ｍＷ
×４台の励起レーザ光を増幅用光ファイバ６２に入射し
て４００ｍＷの励起光を得ることができる。増幅用光フ
ァイバ６２の前後には光コネクタ６６１、６６２等から
の反射による増幅用光ファイバへ６２の帰還による共振
雑音を抑えるために光アイソレータ６５１、６５２を挿
入している。この光増幅器２２に０ｄＢｍの入力信号光
を入力端光コネクタ６６１から入射して増幅すると２４
ｄＢｍの出力信号光が出力端光コネクタ６６２から出射
する。
×４台の励起レーザ光を増幅用光ファイバ６２に入射し
て４００ｍＷの励起光を得ることができる。増幅用光フ
ァイバ６２の前後には光コネクタ６６１、６６２等から
の反射による増幅用光ファイバへ６２の帰還による共振
雑音を抑えるために光アイソレータ６５１、６５２を挿
入している。この光増幅器２２に０ｄＢｍの入力信号光
を入力端光コネクタ６６１から入射して増幅すると２４
ｄＢｍの出力信号光が出力端光コネクタ６６２から出射
する。
【００４３】このとき、本願発明の光ファイバ２００を
出力側に用いることにより、出力側の光ファイバ２００
の端面の焼き付きおよび端面溶融を防止することができ
る。
出力側に用いることにより、出力側の光ファイバ２００
の端面の焼き付きおよび端面溶融を防止することができ
る。
【００４４】そしてこれによって、高出力の光を光ファ
イバ端面の焼き付きおよび端面溶融を防止して出射可能
で、かつ光結合損失の小さい光増幅器を得ることができ
る。
イバ端面の焼き付きおよび端面溶融を防止して出射可能
で、かつ光結合損失の小さい光増幅器を得ることができ
る。
【００４５】（実施例７）本発明の光伝送システムにつ
いての実施の形態である実施例７について図７を用いて
説明する。実施例７は８波長多重光伝送システムの構成
図を示す図である。光伝送システム７００は光送信装置
７１、数十ｋｍにもおよぶ光ファイバ伝送路２５、光受
信装置７３からなる。光送信装置７１は、８つの異なる
１.５５μｍ前後の波長の光送信モジュール７１２から
なる光送信器７１１と、これらの波を合波する８つの波
長多重合波モジュール７１３１からなる波長多重合波器
７１３と、高出力光増幅器２２とからなる。送信光は波
長多重合波器７１３で合波されていて１本の光ファイバ
に入射された後、光増幅器２２で増幅されて出射する。
光受信装置７３は波長多重分波器７３１および各分波さ
れた光信号を受けて電気信号に変換する光受信モジュー
ル７３３（図の簡単のため１台のみ図示）からなる光受
信器７３２により構成される。光受信装置７３では波長
多重分波された異なる波長の信号光に一つ一つ分波して
各々の光受信器７３２で電気信号に変換する。
いての実施の形態である実施例７について図７を用いて
説明する。実施例７は８波長多重光伝送システムの構成
図を示す図である。光伝送システム７００は光送信装置
７１、数十ｋｍにもおよぶ光ファイバ伝送路２５、光受
信装置７３からなる。光送信装置７１は、８つの異なる
１.５５μｍ前後の波長の光送信モジュール７１２から
なる光送信器７１１と、これらの波を合波する８つの波
長多重合波モジュール７１３１からなる波長多重合波器
７１３と、高出力光増幅器２２とからなる。送信光は波
長多重合波器７１３で合波されていて１本の光ファイバ
に入射された後、光増幅器２２で増幅されて出射する。
光受信装置７３は波長多重分波器７３１および各分波さ
れた光信号を受けて電気信号に変換する光受信モジュー
ル７３３（図の簡単のため１台のみ図示）からなる光受
信器７３２により構成される。光受信装置７３では波長
多重分波された異なる波長の信号光に一つ一つ分波して
各々の光受信器７３２で電気信号に変換する。
【００４６】一波長あたりの光送信装置７１の出力を高
くすればそれだけ伝送距離を延ばすことができる。一波
長あたりの光送信装置出力を１８ｄＢｍとすれば８波長
で２４ｄＢｍとなる。この光出力は実施例６に一例を示
した高出力光増幅器２２を用いることにより得られる。
光送信装置の出力側光ファイバ２００と伝送路の入力側
光ファイバ２１０に本願発明の光ファイバを用いること
により、低損失で焼き付きによる端面溶融がなく、信頼
度の高い光伝送システムを得ることができる。
くすればそれだけ伝送距離を延ばすことができる。一波
長あたりの光送信装置出力を１８ｄＢｍとすれば８波長
で２４ｄＢｍとなる。この光出力は実施例６に一例を示
した高出力光増幅器２２を用いることにより得られる。
光送信装置の出力側光ファイバ２００と伝送路の入力側
光ファイバ２１０に本願発明の光ファイバを用いること
により、低損失で焼き付きによる端面溶融がなく、信頼
度の高い光伝送システムを得ることができる。
【００４７】
【発明の効果】本発明を使用することにより、高出力の
光を通す光ファイバの物理的接触端面の焼き付きおよび
端面溶融を防ぐことができるので、光ファイバの出射端
および入射端を清浄に保つ必要がなく、焼き付きおよび
端面溶融を起こした光ファイバの交換が不要となり、光
伝送システムの信頼性を高くし、システム全体のコスト
低減が可能になる効果がある。
光を通す光ファイバの物理的接触端面の焼き付きおよび
端面溶融を防ぐことができるので、光ファイバの出射端
および入射端を清浄に保つ必要がなく、焼き付きおよび
端面溶融を起こした光ファイバの交換が不要となり、光
伝送システムの信頼性を高くし、システム全体のコスト
低減が可能になる効果がある。
【図１】実施例１のファイバの光結合端部のモードフィ
ールドを広げたファイバの断面図である。
ールドを広げたファイバの断面図である。
【図２】実施例２の高出力光増幅器と伝送路からなる光
伝送システム概略図と光結合体の断面図である。
伝送システム概略図と光結合体の断面図である。
【図３】実施例３の光ファイバの要部断面図である。
【図４】実施例４の端面保護コーティングを行った光フ
ァイバの光結合体の断面図である。
ァイバの光結合体の断面図である。
【図５】実施例５の端部のモ−ドフィ−ルドを拡大しさ
らに光ファイバ端部にＡｌ2Ｏ3をコーティングした光フ
ァイバの要部断面図である。
らに光ファイバ端部にＡｌ2Ｏ3をコーティングした光フ
ァイバの要部断面図である。
【図６】実施例６の光増幅器の構成を示す図である。。
【図７】実施例７の光伝送システムの構成を示す図であ
る。
る。
【図８】光ファイバコネクタの概要図である。
【図９】従来の光ファイバの要部断面図である。
１…屈折率差を減らした領域、２…光ファイバのコア、
３…光ファイバのクラッド、４…補強用フェルール、５
…光ファイバの端面、６…コーティング膜、７…石英ガ
ラスとコーティング膜との境界、１０…通常の単一モ−
ド光ファイバの伝播光のモードフィールド、１１…モー
ドフィールドを拡大した端面の光のモードフィールド、
２０…高出力光増幅器の出力側光ファイバ、２１…整合
用光ファイバ、２２…高出力光増幅器、２４…伝送路フ
ァイバと整合用光ファイバの融着部、２５…光ファイバ
伝送路、３０…石英ガラス、６２…増幅用光ファイバ、
７１…光送信装置、７３…光受信装置、８０…アダプ
タ、８１…プラグ、２００…高出力光増幅器の出力側光
ファイバ、２１０…伝送路入力側光ファイバ、６１１、
６１２、６１３、６１４…励起レーザ、６３１、６３２
…偏波合波器、６４１、６４２…信号・励起光合波器、
６５１、６５２…光アイソレータ、６６１…入力側光コ
ネクタ、６６２…出力側光コネクタ、７００…光伝送シ
ステム、７１１…光送信機、７１２…光送信モジュー
ル、７１３…波長多重合波器、７３１…波長多重分波
器、７３２…光受信器、７３３…光受信モジュール、８
００…光コネクタ、８０１…嵌合溝、８０２…締め付け
ねじ、８１０…光ファイバ、８１２…嵌合つめ、７１３
１…波長多重合波モジュール。
３…光ファイバのクラッド、４…補強用フェルール、５
…光ファイバの端面、６…コーティング膜、７…石英ガ
ラスとコーティング膜との境界、１０…通常の単一モ−
ド光ファイバの伝播光のモードフィールド、１１…モー
ドフィールドを拡大した端面の光のモードフィールド、
２０…高出力光増幅器の出力側光ファイバ、２１…整合
用光ファイバ、２２…高出力光増幅器、２４…伝送路フ
ァイバと整合用光ファイバの融着部、２５…光ファイバ
伝送路、３０…石英ガラス、６２…増幅用光ファイバ、
７１…光送信装置、７３…光受信装置、８０…アダプ
タ、８１…プラグ、２００…高出力光増幅器の出力側光
ファイバ、２１０…伝送路入力側光ファイバ、６１１、
６１２、６１３、６１４…励起レーザ、６３１、６３２
…偏波合波器、６４１、６４２…信号・励起光合波器、
６５１、６５２…光アイソレータ、６６１…入力側光コ
ネクタ、６６２…出力側光コネクタ、７００…光伝送シ
ステム、７１１…光送信機、７１２…光送信モジュー
ル、７１３…波長多重合波器、７３１…波長多重分波
器、７３２…光受信器、７３３…光受信モジュール、８
００…光コネクタ、８０１…嵌合溝、８０２…締め付け
ねじ、８１０…光ファイバ、８１２…嵌合つめ、７１３
１…波長多重合波モジュール。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０４Ｂ 10/13
10/135
10/14
(56)参考文献 特開 平５−330853（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−52609（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−43642（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−210412（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−116905（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−118504（ＪＰ，Ａ)
特開 昭51−85729（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−34530（ＪＰ，Ａ)
実開 昭53−9845（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02B 6/00 - 6/02
G02B 6/10 - 6/26
G02B 6/30 - 6/44
Claims (13)
- 【請求項１】第１の光ファイバの端部と第２の光ファイ
バの端部とを接触させ、前記第１の光ファイバと前記第
２の光ファイバとを結合した光ファイバにおいて、 前記第１の光ファイバの端部におけるモードフィールド
の径は、前記第１のファイバの前記端部以外の部分のモ
ードフィールド径よりも大きく、 前記第１の光ファイバの端部における前記第２の光ファ
イバの端部との接触面において前記モードフィールド径
が大きな部分には、前記第１の光ファイバ中を送信され
る光を透過し、前記第１の光ファイバの素材より融点が
高い材料からなる膜を形成した ことを特徴とする光ファ
イバ。 - 【請求項２】第１の端部と該第１の端部と反対側に位置
する第２の端部とを有する第２の光ファイバを有し、第
１の光ファイバの端部と前記第１の端部とを接触させ、
第３の光ファイバの端部と前記第２の端部とを接触させ
ることで、前記第１の光ファイバと前記第３の光ファイ
バとを前記第２の光ファイバを介して結合する光ファイ
バにおいて、 前記第２の光ファイバにおいて前記第１の端部のモード
フィールド径は前記第２の端部のモードフィールド径よ
りも拡大されており、 前記第１の光ファイバの端部における前記第２の光ファ
イバの第１の端部との接触面において前記モードフィー
ルド径が拡大された部分には、前記第１の光ファイバ中
を送信される光を透過し、前記第１の光ファイバの素材
より融点が高い材料からなる膜を形成した ことを特徴と
する光ファイバ。 - 【請求項３】前記膜の材料の熱伝導率は、前記第１の光
ファイバの素材よりも高いことを特徴とする請求項 1 又
は２に記載の光ファイバ。 - 【請求項４】前記第 1 の光ファイバの素材には石英が含
まれ、前記膜の材料にはＡｌ ２Ｏ ３が含まれることを特
徴とする請求項 1 又は２又は３に記載の光ファイバ。 - 【請求項５】前記膜の厚さをＴとすると、 Ｔ＝λ（Ｎ／２＋１／４）／ｎ ここで、 λは前記光の波長、 Ｎは整数、 ｎは透明膜の屈折率、 であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファ
イバ 。 - 【請求項６】増幅した光信号を光伝送路に出力する光増
幅器において、 光信号を増幅して出力する光増幅部と、 該光増幅部から増幅して出力された光信号を光増幅部外
へ出力する出力用光ファイバと、 該出力用光ファイバの端部と前記光伝送路の光ファイバ
の端部とを接触させて結合する結合部とを有し、 前記出力用光ファイバの前記端部のモードフィールド径
は、前記出力用光ファイバの前記端部以外の部分のモー
ドフィールド径よりも大きく、 前記出力用光ファイバの端部における前記光伝送路の光
ファイバの端部との接触面において前記モードフィール
ド径の大きな部分には、前記光増幅部により増幅して出
力された光信号を透過し、前記出力用光ファイバの素材
より融点が高い材料からなる膜が形成されていることを
特徴とする光増幅器 。 - 【請求項７】前記膜の材料の熱伝導率は、前記出力用光
ファイバの素材の熱伝導率よりも高いことを 特徴とする
請求項６に記載の光増幅器。 - 【請求項８】前記出力用光ファイバの素材には石英が含
まれ、前記膜の材料にはＡｌ ２Ｏ ３が含まれることを特
徴とする請求項６又は７に記載の光増幅器。 - 【請求項９】前記膜の厚さをＴとすると、 Ｔ＝λ（Ｎ／２＋１／４）／ｎ ここで、 λは前記光の波長、 Ｎは整数、 ｎは透明膜の屈折率、 であることを特徴とする請求項６に記載の光増幅器 。
- 【請求項１０】光信号を増幅して出力する光送信装置
と、該光送信装置から出力された光信号を伝送する光フ
ァイバ伝送路からなる光伝送システムにおいて、 前記光送信装置は、前記増幅した光信号を出力するため
の出力用光ファイバを有し、 前記出力用光ファイバの端部と前記光ファイバ伝送路の
端部が接触することで、前記光伝送装置と前記光ファイ
バ伝送路は結合され、 前記出力用光ファイバと前記光ファイバ伝送路とのそれ
ぞれの端部は、それぞれの端部以外の部分よりもモード
フィールド径が大きく、 前記出力用光ファイバと前記光ファイバ伝送路とのそれ
ぞれの端部における接触面において前記モードフィール
ド径が大きな部分には、前記出力用ファイバ及び前記光
ファイバ伝送路を送信される光信号を透過し、前記出力
用光ファイバ及び前記光ファイバ伝送路の素材より融点
が高い材料からなる膜を形成したことを特徴とする光伝
送システム 。 - 【請求項１１】前記膜の材料の熱伝導率は、前記出力用
光ファイバの素材の熱伝導率よりも高いことを特徴とす
る請求項１０に記載の光伝送システム。 - 【請求項１２】前記出力用光ファイバの素材には石英が
含まれ、前記膜の材料にはＡｌ ２Ｏ ３が含まれることを
特徴とする請求項１０又は１１に記載の光伝送システ
ム。 - 【請求項１３】前記膜の厚さをＴとすると、 Ｔ＝λ（Ｎ／２＋１／４）／ｎ ここで、 λは前記光の波長、 Ｎは整数、 ｎは透明膜の屈折率、 であることを特徴とする請求項１０に記載の光伝送シス
テム 。
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|---|---|---|---|
| JP07644396A JP3530951B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 光ファイバ、光増幅器および光伝送システム |
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| US09/712,908 US6393182B1 (en) | 1996-03-29 | 2000-11-16 | Optical fiber and method for coupling optical fibers |
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