【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、光ファイバ増幅器等の光回路に用いられ、光ファイバ内を伝搬する光を低損失・高信頼性で分岐・合波でき、しかもその小型化が図れる光学部品に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来、光ファイバ通信システムにおいては、光ファイバの損失による光信号の減衰を補償するために、一定距離毎に中継器を設けて光信号を増幅している。そして光信号を増幅する方法として、光信号を直接増幅する光増幅器が開発されている。
【０００３】
この種の光信号増幅器の１つとして、希土類元素（Ｅｒ，Ｎｄ，Ｙｂ等）をドープした光ファイバと励起光を組み合わせたものがある。即ち、例えばＥｒドープ光ファイバに、波長１．５５μｍの信号光と、波長０．９８μｍ又は１．４８μｍの励起光を導入すると、光の誘導放出が生じ、信号光のパワーが光ファイバに沿って次第に大きくなり信号光の増幅が行われるのである。
【０００４】
なおＥｒドープ光ファイバの入力側から励起光を合波させることを前方励起といい、またＥｒドープ光ファイバの出力側から励起光を逆方向に合波させることを後方励起といい、いずれの方法によっても信号光の増幅ができる。
【０００５】
図９はＥｒドープ光ファイバに入力する信号光に励起光を合波させる従来の前方励起用の光回路の構造を示す図である。
【０００６】
同図に示す光回路構造において、光ファイバ８１内を伝搬してきた信号光λ１はモニター光分岐用の分岐器８３に入力される。そしてその光の多くは光ファイバ８５に出力されて接続補強部材９１，光ファイバ９２を通ってインライン型の光アイソレータ８７に入力されるが、その光の一部は光ファイバ８９に分岐されて接続補強部材９３を通って光ファイバ９５から図示しないモニター用の受光素子に導かれ、信号光λ１の強度が測定される。
【０００７】
光アイソレータ８７は、代表的には、２枚の複屈折素子，ファラデー回転子，半波長板，円筒磁石で構成され、入射部の複屈折素子で入射光を常光と異常光に分離して異なる光路を通過させ、出射部の複屈折素子で異なる光路の常光と異状光を合成して出射し、これとは反対側からの戻り光は前記入射部の複屈折素子で分離、放射するタイプのものである。
【０００８】
一方インライン型光アイソレータ８７を通過した信号光λ１は光ファイバ９７，接続補強部１０５，光ファイバ１０６を通って合波器９９に導入される。一方光ファイバ１０１からは励起光λ２が入力され、接続補強部材１０３と光ファイバ１０４を通って合波器９９に導入され、前記信号光λ１と合波されて光ファイバ１０７に出力される。光ファイバ１０７は図示しないＥｒドープ光ファイバに接続されており、前記信号光λ１は該Ｅｒドープ光ファイバ内において増幅される。
【０００９】
なお前記モニター用の受光素子によって測定された信号光λ１の強度に応じて、前記励起光λ２の強度が増減され、信号光λ１の増幅度が調整される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記構造の光回路においては、分岐器８３で分岐された光ファイバ８５，８９の他の光ファイバ９２，９５への接続には、融着スプライス接続が用いられるが、融着スプライス接続による接続部は強度が弱く、その信頼性確保のためには、該接続部は接続補強部材９１，９３によって補強しておかなければならない。
【００１１】
しかしながら接続補強部材９１，９３によって補強すると、その分製造工程が多くなってしまい製造コストの低減化が図れないばかりか、この接続補強部材９１，９３を設置するためのスペース（具体的には長さ３０〜４０mm程度）も必要となってしまいその小型化が図れない。
【００１２】
また該接続補強部材９１，９３に過重がかからないようにするために、光ファイバ８９，９２を曲げてループを形成しているが、ファイバ曲げ半径は３０mm以上としておく必要があり、その分のスペースが必要となり、この点からも小型化が図れない。
【００１３】
また接続補強部材９１，９３においては、光ファイバ間を接続することによって光の結合損失が生じてしまう。
【００１４】
これらの問題点は、合波器９９に接続した光ファイバ９７，１０４，１０６においても同様に生じる。
【００１５】
一方分岐器８３と光アイソレータ８７と合波器９９はそれぞれ独立しており、その接続は光ファイバ８５，９２，９７，１０６によって行われるので、各光学部品８３，８７，９９の長さ寸法の他に、光ファイバ８５，９２，９７，１０６の長さ寸法だけのスペースが必要となり、この点からも回路の小型化が図れなかった。なお具体的に言えば、分岐器８３と合波器９９の長さは４０〜６０mm程度である。
【００１６】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、光アイソレータ等の光機能部品に取り付けられ、光を分岐する機能や合波する機能を有する光学部品の構造の簡素化，小型化，低損失化を図ることにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため本発明は、光ファイバの一端がフェルールの細孔に挿入保持されるとともに、このフェルール保持部の近傍に他の光ファイバと融着延伸接続せしめて両光ファイバ間で光の合波または分岐をさせるファイバ融着部が形成され、これらフェルールとファイバ融着部とがケース内に収納固定され、該ケースを光アイソレータ機能を有する非相反光学素子に機械的に接続するとともに前記フェルールに保持する光ファイバと前記非相反光学素子とを光学的に接続せしめることとした。
【００１８】
【作用】
この光学部品を非相反光学素子等の光機能部品に取り付けて構成される光複合モジュールの小型化が図れる。
【００１９】
具体的に図９に示す従来例と比較すれば、従来例に示す３０〜４０mmの接続補強部材９１，１０５が不要となり、また直径６０mm以上のループを形成する光ファイバ８５，９２と光ファイバ９７，１０６（全光ファイバ長約５００mm）が不要となり、さらに４０〜６０mmの分岐器８３や合波器９９が光アイソレータ８７と一体化されてそれら自身が短くなる。
【００２０】
またファイバ融着部によって分岐器又は合波器が構成されるため、光回路内の接続部端面反射が少なく、減衰，損失を低減化できる。これによってこの光学部品を使用する光学機器の信号光の雑音特性の向上、利得特性の向上が図れる。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の１実施例にかかる光学部品を示す図であり、同図（ａ）は概略縦断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ横断面図、同図（ｃ）は外観図である。
【００２２】
同図に示すようにこの実施例にかかる光学部品は、光ファイバ増幅器の前方励起用の光学部品であり、光分岐器１０と、インライン型光アイソレータ機能を有する非相反光学素子４０と、光合波器５０とを一体に複合化することによって構成された光複合モジュールである。そして光分岐器１０には信号光λ１を入力する光ファイバ７１と、励起光λ２を入力する光ファイバ７３とが導入され、また光合波器５０からは信号光λ１と励起光λ２の合波光を出力する光ファイバ７５と、モニター光を出力する光ファイバ７７とが導出されている。以下各構成部品について説明する。
【００２３】
ここで図２は前記光分岐器１０の部分を拡大して詳細に示す図であり、同図（ａ）は縦断面図、同図（ｂ）は右側面図、同図（ｃ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ横断面図である。
【００２４】
同図に示す光分岐器１０において、入力信号用の光ファイバ７１の一端は円柱状のフェルール１１内に保持されている。このとき光ファイバ７１の端面はフェルール１１の右側端面と同一面となっている。またフェルール１１近傍の光ファイバ７１中には、モニター用の光ファイバ７７の端部近傍が融着延伸接続されたファイバ融着部７８が設けられている。このファイバ融着部７８は半円柱状の基板１３上に接着剤１５によって固定されており、また該基板１３上には半円筒状のカバー１７（同図（ｃ）参照）が取り付けられている。
【００２５】
そしてこれらフェルール１１と基板１３及びカバー１７は、円筒状のスリーブ１９内に収納されており、さらに該スリーブ１９は収納ケース２１内に収納固定されている。ここでフェルール１１と基板１３とスリーブ１９と収納ケース２１全体を補強部材と呼ぶ。
【００２６】
また収納ケース２１の非相反光学素子４０側端部近傍内には結合レンズ２７が取り付けられている。この結合レンズ２７の光軸と前記光ファイバ７１の光軸とは貫通孔２９を介して一致せしめられており、該結合レンズ２７によって光ファイバ７１と図１に示す非相反光学素子４０とは光学的に接続されている。なおこの結合レンズ２７としては、非球面レンズ、ロッドレンズ等が用いられる。
【００２７】
ところで収納ケース２１の下面側にはスリット３１が設けられ、また前記スリーブ１９の下面側には前記モニター用の光ファイバ７７を挿通するための長孔３３が設けられ、さらに前記フェルール１１の下側にも前記光ファイバ７７を挿通するための凹部３５が設けられている。
【００２８】
そしてモニター用の光ファイバ７７は、フェルール１１の凹部３５とスリーブ１９の長孔３３と収納ケース２１のスリット３１を通って非相反光学素子４０方向に導出されている。
【００２９】
また収納ケース２１の入力側端面からはそのスリット３１内に励起光λ２を入力する光ファイバ７３が導入され、光ファイバ７７と平行になってそのまま非相反光学素子４０方向に導出されている。なお２本の光ファイバ７３，７７の間には何ら光の干渉はなく、光ファイバ７３は単に収納ケース２１を通過するだけである。
【００３０】
次に図１に示す光合波器５０もこの光分岐器１０と全く同一（対称）の構造を有している。具体的には、図１に示すように、信号光λ１と励起光λ２の合波光を出力する光ファイバ７５の一端をフェルール５１内に保持し、またフェルール５１近傍の光ファイバ７５中には光ファイバ７３の端部近傍が融着延伸接続されてファイバ融着部７９が設けられている。このファイバ融着部７９は基板５３上に固定されている。
【００３１】
そしてフェルール５１と基板５３は、円筒状のスリーブ（図示せず）内に収納され、さらに該スリーブは収納ケース５５内に収納固定されている。また収納ケース５５の非相反光学素子４０側端部近傍には結合レンズ５７が取り付けられている。結合レンズ５７の光軸と前記フェルール５１に固定された光ファイバ７５の光軸とは一致せしめられており、該結合レンズ５７によって光ファイバ７５と非相反光学素子４０とは光学的に接続されている。
【００３２】
なお前記光ファイバ７３は、収納ケース５５の下側に設けたスリット５９を通して光ファイバ７５に接続されており、また光ファイバ７７も該スリット５９を通して外部に導出されている。
【００３３】
次に非相反光学素子４０は、図１に示すようにインライン型であり、一方の光は透過し、反対側からの光は分離，放射させるものである。そしてその両端には前記光分岐器１０の収納ケース２１と光合波器５０の収納ケース５５をそれぞれ挿入するための筒状部４１，４３が設けられている。また非相反光学素子４０のケース４４内には、図１（ｂ）に示すように、例えば複数の複屈折板，ファラデー回転子，１／２波長板からなる光学素子４５と該光学素子４５を励磁するための磁石４７が収納されており、またその下側には前記２本の光ファイバ７３，７７を通過させるためのスリット４９が設けられている。
【００３４】
以上のようにこの光学部品は、光分岐器１０と光合波器５０をプリズム類でなく、ファイバ融着延伸型によって構成し、しかもファイバ融着部７８，７９を取り付ける基板１３，５３の固定と、非相反光学素子４０の結合レンズ２７，５７の固定とを１つの収納ケース２１，５５で共用している。
【００３５】
つまり非相反光学素子４０両側の結合レンズ２７，５７の固定部に光分岐器１０と光合波器５０とを直接形成しているので、これら各光学部品を従来例のように個別に接続実装する必要がなく、その分小型化が可能になる。簡単に言うならば、ほぼ通常のインライン型光アイソレータの大きさで、光アイソレータ機能と、分岐，合波機能の複合機能を持った光複合モジュールが構成できるのである。
【００３６】
また上記実施例においては、非相反光学素子４０のケース４４の下側にスリット４９を設けるとともに、収納ケース２１，５５の下側にそれぞれスリット３１，５９を設けたので、４本の光ファイバ７１，７３，７５，７７はいずれもこの光学部品内に収納でき、その両端面から引き出すことができる。
【００３７】
ここで図３は図１に示す光学部品の光回路構成図である。同図に示すようにこの光学部品から導出された光ファイバ７５は、Ｅｒドープ光ファイバ１００に接続される。
【００３８】
以下図１〜図３を用いてこの光学部品の作用を説明する。
光ファイバ７１から入射された信号光λ１は、先ずファイバ融着部７８に入り、その一部の光がモニター用の光ファイバ７７に分岐される。モニター光と信号光の分岐比としては、通常、１：９９〜１０：９０の間とされる。本発明のようにファイバ融着型で光分岐器１０を構成した場合は、その分岐比の波長依存性は小さく、安定した特性が得られる。
【００３９】
モニター用の光ファイバ７７内に一部分岐された光（モニター光）は、該光ファイバ７７によって収納ケース５５のスリット５９から外部に導出されて図示しない信号光モニター用の受光素子に導かれる。
【００４０】
一方分岐されずに光ファイバ７１の一端に到った信号光λ１は、該一端面から出射され、結合レンズ２７に入射し、非相反光学素子４０内に導入される。
【００４１】
非相反光学素子４０内に導入された信号光λ１は、該非相反光学素子４０内で直交した偏光（常光，異状光）に分離され、出力側の複屈折板によって合成された後、出射され、出力側の結合レンズ５７に入射され、光ファイバ７５に結合される。
【００４２】
光ファイバ７５に入射した信号光λ１は、ファイバ融着部７９において、光ファイバ７３から入力された励起光λ２と合波され、その後この光学部品から外部に出力される。
【００４３】
本発明においては信号光λ１と励起光λ２の合波にファイバ融着部７９を用いたので、例えば信号光λ１の波長が１．５５μｍで、励起光λ２の波長が０．９８μｍで離れている場合、該ファイバ融着部７９の結合長を短くすることができ、また波長変動に対しても合波特性の変化しないものが構成できる。
【００４４】
そして信号光λ１と励起光λ２が合波された光は、図３に示すように、Ｅｒドープ光ファイバ１００内に入射される。そして前述のように光の誘導放出が生じて、信号光λ１のパワーがＥｒドープ光ファイバ１００に沿って次第に大きくなり増幅されるのである。
【００４５】
上記実施例は、本発明にかかる光学部品を光ファイバ増幅器の前方励起に応用した例として、入力側に光分岐器１０を、出力側に光合波器５０を実装して構成したものを示したが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば以下のように構成することもできる。
【００４６】
（１）前方励起方式
(a) 非相反光学素子４０＋光合波器５０
図４に示すように、信号光λ１を入力する光ファイバ７１と、励起光λ２を入力する光ファイバ７３と、非相反光学素子４０と、光合波器５０と、信号光λ１と励起光λ２の合波光を出力する光ファイバ７５とを具備する光学部品である。即ち上記図１〜図３に示す光学部品から光分岐器１０とモニター光を出力する光ファイバ７７を除いた構造である。
【００４７】
(b) 光分岐器１０＋非相反光学素子４０
図５に示すように、信号光λ１を入力する光ファイバ７１と、モニター光を出力する光ファイバ７７と、光分岐器１０と、非相反光学素子４０と、光ファイバ７５とを具備する光学部品である。即ち上記図１〜図３に示す光学部品から光合波器５０と、励起光λ２を入力する光ファイバ７３を除いた構造である。この場合、光ファイバ７５中に励起光λ２を合波する合波機構２００を設ける。
【００４８】
（２）後方励起方式
(a) 光合波器２０１＋非相反光学素子２０７＋双方向分岐器２１３
図６に示すように、Ｅｒドープ光ファイバ１００に接続された光ファイバ２０３内を伝搬されてきた信号光λ１（下記する励起光λ２によって増幅されている）と光ファイバ２０５内を伝搬する励起光λ２とをファイバ融着部によって合波せしめる光合波器２０１と、非相反光学素子２０７と、信号光λ１を出力する光ファイバ２０９に光ファイバ２１１をファイバ融着部によって接続して出力モニター光と反射モニター光を分岐する双方向分岐器２１３とを具備する光学部品である。
【００４９】
(b) 光合波器２０１＋非相反光学素子２０７＋分岐器２１５
図７に示すように、Ｅｒドープ光ファイバ１００に接続された光ファイバ２０３内を伝搬されてきた信号光λ１（下記する励起光λ２によって増幅されている）と光ファイバ２０５内を伝搬する励起光λ２とをファイバ融着部によって合波せしめる光合波器２０１と、非相反光学素子２０７と、信号光λ１を出力する光ファイバ２０９に光ファイバ２１１をファイバ融着部によって接続して出力モニター光を分岐する分岐器２１５とを具備する光学部品である。
【００５０】
(c) 光合波器２０１＋非相反光学素子２０７
図８に示すように、Ｅｒドープ光ファイバ１００に接続された光ファイバ２０３内を伝搬されてきた信号光λ１（下記する励起光λ２によって増幅されている）と光ファイバ２０５内を伝搬する励起光λ２とをファイバ融着部によって合波せしめる光合波器２０１と、非相反光学素子２０７と、信号光λ１を出力する光ファイバ２０９とを具備する光学部品である。
【００５２】
また上記実施例においては、光ファイバの一端及びファイバ融着部を保持する補強部材として、フェルール，基板，スリーブ，収納ケースを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の構造のものであっても良い、即ち要は光ファイバの一端及びこれに形成したファイバ融着部を一体に固定できる構造の補強部材であれば、どのような構造の補強部材でも良い。
【００５３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明にかかる光学部品によれば、以下のような優れた効果を有する。
(1)この光学部品を非相反光学素子に取り付けて構成される光複合モジュールの小型化が図れる。
【００５４】
▲２▼分岐器又は合波器がファイバ融着型で構成されているため、光回路内の接続部端面反射が少なく、減衰，損失を低減化できる。これによってこの光学部品を使用する光学機器の信号光の雑音特性の向上、利得特性の向上が図れる。
【００５５】
▲３▼必要とする分岐や合波の機能は、光機能部品に取り付けるこの光学部品の機能の選択によって任意に設定可能であり、従って必要とされる複合機能の組合せが容易に行える。
【００５６】
▲４▼光学調整は、通常のインライン型光アイソレータと同様、一対の結合レンズ系のみで済み、その組立て，調整が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例にかかる光学部品を示す図であり、同図（ａ）は概略縦断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ横断面図、同図（ｃ）は外観図である。
【図２】光分岐器１０の部分を拡大して詳細に示す図であり、同図（ａ）は縦断面図、同図（ｂ）は右側面図、同図（ｃ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ横断面図である。
【図３】図１に示す光学部品の光回路構成図である。
【図４】本発明の他の実施例を用いた光回路構成図である。
【図５】本発明の他の実施例を用いた光回路構成図である。
【図６】本発明の他の実施例を用いた光回路構成図である。
【図７】本発明の他の実施例を用いた光回路構成図である。
【図８】本発明の他の実施例を用いた光回路構成図である。
【図９】従来の前方励起用の光回路の構造を示す図である。
【符号の説明】
１０ 光分岐器
１１，５１ フェルール（補強部材）
１３，５３ 基板（補強部材）
１９ スリーブ（補強部材）
２１，５５ 収納ケース２１（補強部材）
２７，５７ 結合レンズ
４０ 非相反光学素子（光機能部品）
５０ 光合波器
７１，７３，７５，７７ 光ファイバ
７８，７９ ファイバ融着部
１００ Ｅｒドープ光ファイバ[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an optical component which is used in an optical circuit such as an optical fiber amplifier and can split and multiplex light propagating in an optical fiber with low loss and high reliability and can be downsized.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an optical fiber communication system, in order to compensate for attenuation of an optical signal due to loss of an optical fiber, a repeater is provided at every predetermined distance to amplify the optical signal. As a method for amplifying an optical signal, an optical amplifier that directly amplifies the optical signal has been developed.
[0003]
One of these types of optical signal amplifiers is a combination of an optical fiber doped with rare earth elements (Er, Nd, Yb, etc.) and pumping light. That is, for example, when signal light having a wavelength of 1.55 μm and excitation light having a wavelength of 0.98 μm or 1.48 μm are introduced into an Er-doped optical fiber, stimulated emission of light occurs, and the power of the signal light is increased along the optical fiber. The signal light gradually increases and the signal light is amplified.
[0004]
Note that combining excitation light from the input side of the Er-doped optical fiber is referred to as forward excitation, and combining excitation light from the output side of the Er-doped optical fiber in the reverse direction is referred to as backward excitation. Can also amplify the signal light.
[0005]
FIG. 9 is a diagram showing the structure of a conventional forward pumping optical circuit that combines pumping light with signal light input to an Er-doped optical fiber.
[0006]
In the optical circuit structure shown in the figure, the signal light λ1 propagating through the optical fiber 81 is input to the branching device 83 for branching the monitor light. Most of the light is output to the optical fiber 85 and then input to the inline type optical isolator 87 through the connection reinforcing member 91 and the optical fiber 92, but a part of the light is branched to the optical fiber 89 and connected. Through the reinforcing member 93, the light is guided from the optical fiber 95 to a light receiving element for monitoring (not shown), and the intensity of the signal light λ1 is measured.
[0007]
The optical isolator 87 is typically composed of two birefringent elements, a Faraday rotator, a half-wave plate, and a cylindrical magnet, and the incident birefringent element separates incident light into ordinary light and extraordinary light. A type of light that passes through the optical path, synthesizes and emits ordinary light and abnormal light of different optical paths by the birefringent element of the emitting part, and the return light from the opposite side is separated and radiated by the birefringent element of the incident part. Is.
[0008]
On the other hand, the signal light λ 1 that has passed through the in-line type optical isolator 87 is introduced into the multiplexer 99 through the optical fiber 97, the connection reinforcing portion 105, and the optical fiber 106. On the other hand, the pumping light λ 2 is input from the optical fiber 101, introduced into the multiplexer 99 through the connection reinforcing member 103 and the optical fiber 104, multiplexed with the signal light λ 1, and output to the optical fiber 107. The optical fiber 107 is connected to an Er-doped optical fiber (not shown), and the signal light λ1 is amplified in the Er-doped optical fiber.
[0009]
Note that the intensity of the excitation light λ2 is increased or decreased according to the intensity of the signal light λ1 measured by the monitoring light receiving element, and the amplification degree of the signal light λ1 is adjusted.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the optical circuit having the above-described structure, the fusion splice connection is used for the connection of the optical fibers 85 and 89 branched by the branching unit 83 to the other optical fibers 92 and 95. The connection by the fusion splice connection is used. The portion is weak in strength, and the connecting portion must be reinforced by the connection reinforcing members 91 and 93 in order to ensure its reliability.
[0011]
However, if the connection reinforcing members 91 and 93 are reinforced, the number of manufacturing steps is increased and the manufacturing cost cannot be reduced, and a space (specifically, a long space for installing the connection reinforcing members 91 and 93). (About 30 to 40 mm) is also required, and its size cannot be reduced.
[0012]
Further, in order to prevent the connection reinforcing members 91 and 93 from being overloaded, the optical fibers 89 and 92 are bent to form a loop, but the fiber bending radius needs to be 30 mm or more, and the space for that is required. From this point, it is impossible to reduce the size.
[0013]
In the connection reinforcing members 91 and 93, coupling loss of light occurs when the optical fibers are connected.
[0014]
These problems also occur in the optical fibers 97, 104, and 106 connected to the multiplexer 99.
[0015]
On the other hand, the branching unit 83, the optical isolator 87, and the multiplexer 99 are independent of each other, and are connected by the optical fibers 85, 92, 97, 106. Therefore, the length dimensions of the optical components 83, 87, 99 are determined. In addition, a space corresponding to the length of the optical fibers 85, 92, 97, and 106 is required. From this point, the circuit cannot be reduced in size. More specifically, the length of the branching unit 83 and the multiplexer 99 is about 40 to 60 mm.
[0016]
The present invention has been made in view of the above-mentioned points, and an object thereof is to simplify the structure and size of an optical component that is attached to an optical functional component such as an optical isolator and has a function of branching light and a function of multiplexing light. The purpose is to reduce the loss.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is configured such that one end of an optical fiber is inserted and held in the ferrule pores, and the other optical fiber is fusion-stretched and connected in the vicinity of the ferrule holding portion. A fiber fusion part for combining or branching light is formed, the ferrule and the fiber fusion part are housed and fixed in a case, and the case is mechanically connected to a nonreciprocal optical element having an optical isolator function. At the same time, the optical fiber held by the ferrule is optically connected to the nonreciprocal optical element .
[0018]
[Action]
An optical composite module configured by attaching this optical component to an optical functional component such as a nonreciprocal optical element can be miniaturized.
[0019]
Specifically, when compared with the conventional example shown in FIG. 9, the connection reinforcing members 91 and 105 of 30 to 40 mm shown in the conventional example are not required, and the optical fibers 85 and 92 and the optical fiber 97 forming a loop having a diameter of 60 mm or more. , 106 (total optical fiber length of about 500 mm) becomes unnecessary, and a branching unit 83 and a multiplexer 99 of 40 to 60 mm are integrated with the optical isolator 87 to shorten themselves.
[0020]
Further, since the branching unit or the multiplexer is constituted by the fiber fusion part, there is little reflection at the end face of the connection part in the optical circuit, and attenuation and loss can be reduced. As a result, it is possible to improve the noise characteristics and the gain characteristics of the signal light of the optical apparatus using this optical component.
[0021]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1A and 1B are diagrams showing an optical component according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a schematic longitudinal sectional view, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 2C is an external view.
[0022]
As shown in the figure, the optical component according to this embodiment is an optical component for forward pumping of an optical fiber amplifier, and includes an optical splitter 10, a nonreciprocal optical element 40 having an inline optical isolator function, and optical multiplexing. This is an optical composite module configured by integrally combining the device 50. An optical fiber 71 for inputting the signal light λ1 and an optical fiber 73 for inputting the pumping light λ2 are introduced into the optical branching unit 10, and a combined light of the signal light λ1 and the pumping light λ2 is received from the optical multiplexer 50. An optical fiber 75 that outputs light and an optical fiber 77 that outputs monitor light are led out. Each component will be described below.
[0023]
Here, FIG. 2 is an enlarged view showing the optical branching unit 10 in detail. FIG. 2 (a) is a longitudinal sectional view, FIG. 2 (b) is a right side view, and FIG. 2 (c) is the same. It is a BB cross section figure of figure (a).
[0024]
In the optical branching device 10 shown in the figure, one end of an input signal optical fiber 71 is held in a cylindrical ferrule 11. At this time, the end face of the optical fiber 71 is flush with the right end face of the ferrule 11. Further, in the optical fiber 71 in the vicinity of the ferrule 11, there is provided a fiber fusion portion 78 in which the vicinity of the end portion of the monitoring optical fiber 77 is fusion-stretched and connected. The fiber fusion portion 78 is fixed on the semi-cylindrical substrate 13 with an adhesive 15, and a semi-cylindrical cover 17 (see FIG. 10C) is attached on the substrate 13. .
[0025]
The ferrule 11, the substrate 13, and the cover 17 are stored in a cylindrical sleeve 19, and the sleeve 19 is stored and fixed in a storage case 21. Here, the ferrule 11, the substrate 13, the sleeve 19, and the entire storage case 21 are called reinforcing members.
[0026]
A coupling lens 27 is attached in the vicinity of the end portion of the storage case 21 on the nonreciprocal optical element 40 side. The optical axis of the coupling lens 27 and the optical axis of the optical fiber 71 are made to coincide with each other through the through-hole 29, and the optical fiber 71 and the nonreciprocal optical element 40 shown in FIG. Connected. As the coupling lens 27, an aspherical lens, a rod lens or the like is used.
[0027]
By the way, a slit 31 is provided on the lower surface side of the storage case 21, and a long hole 33 for inserting the monitor optical fiber 77 is provided on the lower surface side of the sleeve 19. Also, a recess 35 for inserting the optical fiber 77 is provided.
[0028]
The monitoring optical fiber 77 is led out toward the nonreciprocal optical element 40 through the recess 35 of the ferrule 11, the long hole 33 of the sleeve 19, and the slit 31 of the storage case 21.
[0029]
Further, an optical fiber 73 for inputting the excitation light λ2 is introduced into the slit 31 from the input side end face of the storage case 21, and is led out in the direction of the nonreciprocal optical element 40 in parallel with the optical fiber 77. There is no light interference between the two optical fibers 73 and 77, and the optical fiber 73 simply passes through the storage case 21.
[0030]
Next, the optical multiplexer 50 shown in FIG. 1 has the same (symmetric) structure as the optical branching unit 10. Specifically, as shown in FIG. 1, one end of an optical fiber 75 that outputs the combined light of the signal light λ1 and the pumping light λ2 is held in the ferrule 51, and there is no light in the optical fiber 75 near the ferrule 51. Near the end of the fiber 73 is fusion-drawn and connected, and a fiber fusion portion 79 is provided. The fiber fusion part 79 is fixed on the substrate 53.
[0031]
The ferrule 51 and the substrate 53 are housed in a cylindrical sleeve (not shown), and the sleeve is housed and fixed in a housing case 55. A coupling lens 57 is attached in the vicinity of the end portion of the storage case 55 on the nonreciprocal optical element 40 side. The optical axis of the coupling lens 57 and the optical axis of the optical fiber 75 fixed to the ferrule 51 are matched, and the optical fiber 75 and the nonreciprocal optical element 40 are optically connected by the coupling lens 57. Yes.
[0032]
The optical fiber 73 is connected to the optical fiber 75 through a slit 59 provided on the lower side of the storage case 55, and the optical fiber 77 is also led out through the slit 59.
[0033]
Next, the nonreciprocal optical element 40 is an in-line type as shown in FIG. 1, and transmits one light and separates and emits light from the opposite side. At both ends, cylindrical portions 41 and 43 for inserting the storage case 21 of the optical branching device 10 and the storage case 55 of the optical multiplexer 50 are provided. Further, in the case 44 of the nonreciprocal optical element 40, as shown in FIG. 1B, an optical element 45 composed of, for example, a plurality of birefringent plates, a Faraday rotator, a half-wave plate, and the optical element 45 are provided. A magnet 47 for exciting is housed, and a slit 49 for passing the two optical fibers 73 and 77 is provided below the magnet 47.
[0034]
As described above, in this optical component, the optical branching device 10 and the optical multiplexer 50 are configured not by prisms but by a fiber fusion drawing type, and the substrates 13 and 53 to which the fiber fusion portions 78 and 79 are attached are fixed. The storage lenses 21 and 55 share the fixing of the coupling lenses 27 and 57 of the nonreciprocal optical element 40.
[0035]
That is, since the optical branching device 10 and the optical multiplexer 50 are directly formed in the fixed portions of the coupling lenses 27 and 57 on both sides of the nonreciprocal optical element 40, these optical components are individually connected and mounted as in the conventional example. There is no need, and the size can be reduced accordingly. To put it simply, an optical composite module having an optical isolator function and a combined function of branching and multiplexing functions can be configured with almost the size of an ordinary inline optical isolator.
[0036]
In the above embodiment, the slit 49 is provided on the lower side of the case 44 of the nonreciprocal optical element 40 and the slits 31 and 59 are provided on the lower side of the storage cases 21 and 55, respectively. 73, 75, 77 can be accommodated in this optical component and can be pulled out from both end faces.
[0037]
3 is an optical circuit configuration diagram of the optical component shown in FIG. As shown in the figure, an optical fiber 75 led out from this optical component is connected to an Er-doped optical fiber 100.
[0038]
The operation of this optical component will be described below with reference to FIGS.
The signal light λ1 incident from the optical fiber 71 first enters the fiber fusion part 78, and a part of the light is branched to the optical fiber 77 for monitoring. The branching ratio between the monitor light and the signal light is usually between 1:99 and 10:90. When the optical branching device 10 is configured as a fiber fusion type as in the present invention, the wavelength dependence of the branching ratio is small, and stable characteristics can be obtained.
[0039]
The light partially branched into the monitoring optical fiber 77 (monitor light) is led out from the slit 59 of the housing case 55 by the optical fiber 77 and guided to a light receiving element for signal light monitoring (not shown).
[0040]
On the other hand, the signal light λ1 that reaches one end of the optical fiber 71 without being branched is emitted from the one end surface, enters the coupling lens 27, and is introduced into the nonreciprocal optical element 40.
[0041]
The signal light λ1 introduced into the non-reciprocal optical element 40 is separated into orthogonal polarized light (ordinary light, abnormal light) in the non-reciprocal optical element 40, synthesized by the birefringent plate on the output side, and then emitted. The light enters the coupling lens 57 on the output side and is coupled to the optical fiber 75.
[0042]
The signal light λ1 incident on the optical fiber 75 is combined with the excitation light λ2 input from the optical fiber 73 in the fiber fusion part 79, and then output to the outside from this optical component.
[0043]
In the present invention, since the fiber fusion part 79 is used to combine the signal light λ1 and the pumping light λ2, for example, the wavelength of the signal light λ1 is 1.55 μm and the wavelength of the pumping light λ2 is 0.98 μm apart. In this case, the coupling length of the fiber fusion part 79 can be shortened, and a structure in which the multiplexing characteristic does not change with respect to wavelength fluctuation can be configured.
[0044]
Then, the light obtained by combining the signal light λ1 and the pumping light λ2 enters the Er-doped optical fiber 100 as shown in FIG. As described above, stimulated emission of light occurs, and the power of the signal light λ1 gradually increases along the Er-doped optical fiber 100 and is amplified.
[0045]
In the above embodiment, as an example in which the optical component according to the present invention is applied to the forward pumping of an optical fiber amplifier, an optical splitter 10 is mounted on the input side and an optical multiplexer 50 is mounted on the output side. However, the present invention is not limited to this, and may be configured as follows, for example.
[0046]
(1) Forward excitation method
(a) Nonreciprocal optical element 40 + optical multiplexer 50
As shown in FIG. 4, the optical fiber 71 for inputting the signal light λ1, the optical fiber 73 for inputting the pumping light λ2, the nonreciprocal optical element 40, the optical multiplexer 50, the signal light λ1 and the pumping light λ2 An optical component including an optical fiber 75 that outputs combined light. That is, the optical branching device 10 and the optical fiber 77 for outputting monitor light are removed from the optical components shown in FIGS.
[0047]
(b) Optical splitter 10 + nonreciprocal optical element 40
As shown in FIG. 5, an optical component including an optical fiber 71 that receives signal light λ <b> 1, an optical fiber 77 that outputs monitor light, an optical splitter 10, a nonreciprocal optical element 40, and an optical fiber 75. It is. In other words, the optical multiplexer 50 and the optical fiber 73 for inputting the excitation light λ2 are removed from the optical components shown in FIGS. In this case, a multiplexing mechanism 200 that combines the excitation light λ <b> 2 is provided in the optical fiber 75.
[0048]
(2) Back excitation method
(a) Optical multiplexer 201 + nonreciprocal optical element 207 + bidirectional splitter 213
As shown in FIG. 6, the signal light λ <b> 1 (amplified by pump light λ <b> 2 described below) propagated through the optical fiber 203 connected to the Er-doped optical fiber 100 and the pump light propagated through the optical fiber 205. An optical multiplexer 201 that multiplexes λ2 with a fiber fusion part, a nonreciprocal optical element 207, and an optical fiber 211 connected to an optical fiber 209 that outputs signal light λ1 by a fiber fusion part, An optical component including a bi-directional branching device 213 for branching reflected monitor light.
[0049]
(b) Optical multiplexer 201 + nonreciprocal optical element 207 + branching device 215
As shown in FIG. 7, the signal light λ <b> 1 (amplified by pump light λ <b> 2 described below) propagated in the optical fiber 203 connected to the Er-doped optical fiber 100 and the pump light propagated in the optical fiber 205. An optical multiplexer 201 that multiplexes λ2 with a fiber fusion part, a nonreciprocal optical element 207, and an optical fiber 211 connected to an optical fiber 209 that outputs signal light λ1 by a fiber fusion part, and output monitor light An optical component including a branching device 215 that branches off.
[0050]
(c) Optical multiplexer 201 + nonreciprocal optical element 207
As shown in FIG. 8, the signal light λ <b> 1 (amplified by pump light λ <b> 2 described below) propagated in the optical fiber 203 connected to the Er-doped optical fiber 100 and the pump light propagated in the optical fiber 205. The optical component includes an optical multiplexer 201 that multiplexes λ2 with a fiber fusion portion, a nonreciprocal optical element 207, and an optical fiber 209 that outputs signal light λ1.
[0052]
In the above embodiment, the ferrule, the substrate, the sleeve, and the storage case are used as the reinforcing member that holds the one end of the optical fiber and the fiber fusion portion. However, the present invention is not limited to this, The reinforcing member may be of any structure as long as it is a reinforcing member having a structure capable of integrally fixing one end of the optical fiber and the fiber fusion part formed thereon.
[0053]
【The invention's effect】
As described above in detail, the optical component according to the present invention has the following excellent effects.
(1) The optical composite module constructed by attaching this optical component to a nonreciprocal optical element can be miniaturized.
[0054]
{Circle around (2)} Since the branching device or multiplexer is a fiber fusion type, there is little reflection at the end face of the connecting portion in the optical circuit, and attenuation and loss can be reduced. As a result, it is possible to improve the noise characteristics and the gain characteristics of the signal light of the optical apparatus using this optical component.
[0055]
{Circle around (3)} The necessary branching and multiplexing functions can be arbitrarily set by selecting the function of the optical component attached to the optical functional component, so that the required combination of complex functions can be easily performed.
[0056]
{Circle around (4)} Optical adjustment is performed only with a pair of coupled lens systems as in a normal inline type optical isolator, and its assembly and adjustment are easy.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are diagrams showing an optical component according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a schematic longitudinal sectional view, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 2C is an external view.
FIG. 2 is an enlarged view showing a part of the optical branching device 10 in detail. FIG. 2 (a) is a longitudinal sectional view, FIG. 2 (b) is a right side view, and FIG. It is a BB cross-sectional view of a).
FIG. 3 is an optical circuit configuration diagram of the optical component shown in FIG. 1;
FIG. 4 is an optical circuit configuration diagram using another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an optical circuit configuration diagram using another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an optical circuit configuration diagram using another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an optical circuit configuration diagram using another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an optical circuit configuration diagram using another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing the structure of a conventional optical circuit for forward pumping.
[Explanation of symbols]
10 Optical splitter 11, 51 Ferrule (reinforcing member)
13, 53 Substrate (reinforcing member)
19 Sleeve (Reinforcing member)
21, 55 Storage case 21 (reinforcing member)
27, 57 Coupled lens 40 Non-reciprocal optical element (optical functional component)
50 Optical multiplexer 71, 73, 75, 77 Optical fiber 78, 79 Fiber fusion part 100 Er doped optical fiber
