JP3963365B2

JP3963365B2 - Optical waveguide connecting portion and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP3963365B2
Application number: JP2002282776A
Authority: JP
Inventors: 次男田村; 和章森田; 史朗香月
Original assignee: SWCC Showa Device Technology Co Ltd
Current assignee: SWCC Showa Device Technology Co Ltd
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2022-09-27
Also published as: JP2004117965A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モードフィールド径が異なる光導波路同士を接続するための接続部に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年インターネットが急速に普及し、通信ネットワークをますます充実させる必要性が高まっている。通信ネットワークを構成するための重要な要素である光導波路には幹線系等に使用されている光ファイバや加入者系等に使用されている平面型光導波路がある。
【０００３】
現在、通信ネットワークに用いられる光ファイバはシングルモードファイバ（ＳＭＦ；Single Mode Fiber）がほとんどであるが、このＳＭＦのコアとクラッドの間の屈折率の差、即ち比屈折率差は約０．３％で、モードフィールド径（ＭＦＤ；Mode Field Diameter）は１．５５μｍの波長で７〜８μｍである。
【０００４】
ところで、通信ネットワークシステムには前記したように光ファイバの他に平面型光導波路（ＰＬＣ；Planar Lightwave Circuit）が用いられる。ＰＬＣは例えば図５に示すように基板上（図示せず）にコア及びクラッドを配設し、光信号を入力側のコア５１ａに入力し、出力側のコア５２a〜５２dに分岐するためなどに使用されている。そして出力側のコア部とＳＭＦ５４を接続して光信号を伝送する（この図では便宜的に１本のＳＭＦのみを示している）。なお、コアは共通のクラッド５３内に配設されている。
【０００５】
最近、実装効率を高めるためにこのようなＰＬＣを小型化するという要求が高まってきている。ＰＬＣを小型化すると必然的に図に示すようにコアの分岐部近傍の曲率半径Ｒを小さくせざるを得なくなる。そうすると光信号が漏れやすくなるので光信号をよりコア内に閉じこめるためには比屈折率差を大きくする必要性がでてくる。現在、小型化したＰＬＣの比屈折率差は０．５〜１％程度のものも適用されるようになってきている。上記のようにＰＬＣの比屈折率差を大きくするとモードフィールド径は小さくなることがわかっている。この場合のＭＦＤは例えば１．５５μｍで５〜６μｍ程度となる。
【０００６】
このようにＰＬＣの比屈折率差を大きくするとモードフィールド径は小さくなるのでＳＭＦと接続した場合にコア同士の屈折率の違いによるフレネル反射やモードフィールド径の違いからくる接続損失などが生じるため、最近モードフィールド径を変化させる技術としてコアを加熱してＭＦＤを拡大させるＴＥＣ（Thermally Expanded Core）という方法も提案されている。この技術は光導波路のコアの屈折率制御に用いられているドーパントを熱によって拡散させてＭＦＤを拡大させるものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−２５７０３２号公報
【０００８】
【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技術には、次のような解決すべき課題があった。
即ち、前記したようにＰＬＣの比屈折率差を大きくするとモードフィールド径は小さくなるのでＳＭＦと接続した場合にコア同士の屈折率の違いによるフレネル反射やモードフィールド径の違いからくる接続損失などが生じ、通信ネットワークを構成する上で種々の不都合が出ていた。
【０００９】
一方、最近モードフィールド径を変化させる技術としてコアを加熱してＭＦＤを拡大させるＴＥＣ（Thermally Expanded Core）という方法も提案されている。この技術は光導波路のコアの屈折率制御に用いられているドーパントを熱によって拡散させてＭＦＤを拡大させるものであるが、熱によるＭＦＤの拡大の制御が難しく、また拡散に時間がかかるために製造効率が悪いという問題があった。
【００１０】
本発明はＭＦＤの異なる光導波路同士を効率よく接続するための光導波路接続部及びその接続部の比較的簡便な製造方法を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は以上の点を解決するため次の構成を採用する。
〈構成１〉
異なるモードフィールド径を有する光導波路同士の接続部であって、上記接続すべき端面近傍においてそれぞれの光導波路の一方のモードフィールド径が他方のモードフィールド径に合うように調整されていることを特徴とする光導波路接続部。
【００１２】
〈構成２〉
上記それぞれの光導波路の一方は比屈折率差の大きい光導波路であり、他方は比屈折率差の小さい光導波路であることを特徴とする構成１記載の光導波路接続部。
【００１３】
〈構成３〉
上記モードフィールド径の調整は比屈折率差の小さい光導波路で行われていることを特徴とする構成１または構成２記載の光導波路接続部。
【００１４】
〈構成４〉
上記比屈折率差の大きい光導波路は平面型光導波路であり、上記比屈折率差の小さい光導波路は光ファイバであることを特徴とする構成１から構成３までのいずれかの構成に記載の光導波路接続部。
【００１５】
〈構成５〉
上記比屈折率差の大きい光導波路は多心コア平面型光導波路であり、上記比屈折率差の小さい光導波路は複数の光ファイバを並列に配置した多心光ファイバであることを特徴とする構成４記載の光導波路接続部。
【００１６】
〈構成６〉
異なるモードフィールド径を有する光導波路同士の接続部であって、上記接続部は上記それぞれの光導波路間に配置されて使用され、上記それぞれの光導波路のモードフィールド径と合うように一方の端部から他方の端部にかけて漸次モードフィールド径が変化している光導波路接続素子であることを特徴とする光導波路接続部。
【００１７】
〈構成７〉
上記光導波路接続素子のモードフィールド径の変化は一方の端部から他方の端部にかけて連続的に変化していることを特徴とする構成６記載の光導波路接続部。
【００１８】
〈構成８〉
上記光導波路接続素子のモードフィールド径の変化は一方の端部から最初は連続的に変化し、上記接続部の途中部分から他方の端部にかけては一様なモードフィールド径となっていることを特徴とする構成６記載の光導波路接続部。
【００１９】
〈構成９〉
上記光導波路接続素子は平面導波路型であることを特徴とする構成６から構成８までのいずれかの構成に記載の光導波路接続部。
【００２０】
〈構成１０〉
上記光導波路接続素子は多心コア平面導波路型であることを特徴とする構成９記載の光導波路接続部。
【００２１】
〈構成１１〉
上記光導波路接続素子は光ファイバ型であることを特徴とする構成６から構成８までのいずれかの構成に記載の光導波路接続部。記載の光導波路接続部。
【００２２】
〈構成１２〉
上記光導波路接続素子は複数の光ファイバを並列に配置した多心光ファイバ型であることを特徴とする構成１１記載の光導波路接続部。
【００２３】
〈構成１３〉
上記光導波路接続素子はコアとクラッドの間の比屈折率差が大きい光導波路と上記比屈折率差が小さい光導波路との間に配置されることを特徴とする構成６から構成１２までのいずれかの構成に記載の光導波路接続部。
【００２４】
〈構成１４〉
上記コアとクラッドの間の比屈折率差が大きい光導波路は平面型光導波路であり、上記比屈折率差が小さい光導波路は光ファイバであることを特徴とする構成６から構成１３までのいずれかの構成に記載の光導波路接続部。
【００２５】
〈構成１５〉
上記コアとクラッドの間の比屈折率差が大きい光導波路は分散シフトファイバであり、上記比屈折率差が小さい光導波路はシングルモードファイバであることを特徴とする構成６から構成１４までのいずれかの構成に記載の光導波路接続部。
【００２６】
〈構成１６〉
異なるモードフィールド径を有する光導波路同士を接続するための光導波路接続部の製造方法であって、一様なモードフィールド径を有する一方の光導波路の接続すべき端部近傍のコアに紫外線レーザ光を照射してコアの屈折率を上昇させてモードフィールド径を縮小させることを特徴とする光導波路接続部の製造方法。
【００２７】
〈構成１７〉
上記紫外線レーザ光の照射はモードフィールド径が上記一方の光導波路の接続すべき端部から他方の端部にかけて漸次変化するように照射強度を調整することを特徴とする構成１６記載の光導波路接続部の製造方法。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について具体例を用いて説明する。
【００２９】
図１は本発明の光導波路接続部の一実施の形態を表した図である。即ち、図１（ａ）は絶縁基板（図示せず）上に入力用の１本のコア３から分岐された複数本のコア４ａ〜４ｄがクラッド５内に配設された多心コア平面型光導波路（ＰＬＣ）１と光ファイバ２が接続されている状況を示している。ここで光ファイバ２はＳＭＦである。この図においては便宜的にＰＬＣ１の４本のコア４ａ〜４ｄのうち１本のコア４ａと１本のＳＭＦ２とが接続されているが、もちろんＰＬＣ１のすべてのコアがそれぞれＳＭＦと接続されていてもよい。また、ＳＭＦは複数のＳＭＦが並列に配置した多心型の光ファイバであっても良い。接続は例えばＳＭＦの接続すべき端部をＶ溝に設置してＰＬＣと光軸を合わせて接続すると良い。
【００３０】
この時ＰＬＣ１のコア４ａとクラッド５の比屈折率差は約１％でＭＦＤは５．５μｍとなっている。一方、ＳＭＦ２のコア６とクラッド７の比屈折率差は約０．３％でＭＦＤは７．５μｍである。
【００３１】
上記のような接続部を構成する場合、本発明では図１（ｂ）のようにＰＬＣ１とＳＭＦ２の接続端面におけるＭＦＤを実質的にフレネル反射や接続損失がないように調整してある。即ち、比屈折率差の大きいＰＬＣ１のＭＦＤ５．５μｍに合わせるように比屈折率差の小さいＳＭＦ２のＭＦＤ７．５μｍを縮小している。
【００３２】
ここで、ＭＦＤの調整を行うことにより接続損失をないようにするという意味は接続損失をできるだけ少なくするということであり、例えば接続損失が０．１ｄＢ以下ならば通信ネットワークを構成する上で特に不都合がなくなる。
なお、図１（ｂ）は説明のためにＰＬＣ１及びＳＭＦ２の一部を拡大して示している。
【００３３】
このような接続部を製造するには、まず一様なＭＦＤ（ここでは７．５μｍ）を有するＳＭＦにおいてＰＬＣ１と接続する端部８側のコア６に紫外線レーザ光を照射する。コア６に紫外線レーザ光を照射するとコア６中の屈折率制御ドーパントであるＧｅに起因してコア６の屈折率が上昇し、コア６とクラッド７の比屈折率差が大きくなりＭＦＤが縮小する。
【００３４】
紫外線レーザ光の照射は目的とする接続すべき光導波路のＭＦＤに合わせてその強度を調整しながら照射すると良い。即ち、ここでは接続部端面のＭＦＤを５．５μｍとなるように最初は端部８側の照射強度を強くし、端部８側から離れるに連れて徐々に弱めていき、途中で照射を終了する。このようにすると実質的にフレネル反射や接続損失がない光導波路接続部が得られる。
【００３５】
なお、照射する紫外線レーザ光はＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ、パルス光）、アルゴンＳＨＧレーザ（波長２４４ｎｍ、連続光）、ＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ、パルス光）、銅蒸気レーザ（波長２５５ｎｍ、パルス光）、ＬＤ励起ＹＡＧ４倍レーザ（波長２６６ｎｍ、パルス光、連続光）等が用いられるが、その他本発明の目的のために適したレーザ光ならば特に限定されるものではない。
【００３６】
次に本発明の光導波路接続部の他の実施の形態を説明する。なお、図１と同じ個所については同一番号を付し、以下の図面においても同様とする。
【００３７】
図２は本発明の光導波路接続部の他の実施の形態を表した例である。即ち、図２（ａ）においてＭＦＤの異なるＰＬＣ１とＳＭＦ２の接続の際に、ＰＬＣ１の入力用コア３から分岐された出力用コア４ａ〜４ｄにＳＭＦ２を接続する場合、ＰＬＣ１とＳＭＦ２の間に本発明の光導波路接続部として光導波路接続素子９を配置する。なお、本図においても説明のためＰＬＣとＳＭＦの接続は１本としているが、もちろんＰＬＣのすべてのコアをＳＭＦと接続することができることは前記したように何ら差し支えなく特に限定されるものではない。
【００３８】
このような光導波路接続素子９は比屈折率差の大きいＰＬＣ１と比屈折率差の小さいＳＭＦ２の間に配置して使用される。この時光導波路接続素子９は図２（ｂ）において拡大して示すように比屈折率差の大きいＰＬＣ１と接続する端部１０ａ側のコアに紫外線レーザ光を照射してＭＦＤを縮小する。一方、比屈折率差の小さい光導波路と接続する端部１０ｂ側のコアには紫外線レーザ光を照射しないのでＭＦＤは当初の大きさのままである。
【００３９】
前記したように紫外線レーザ光の照射は目的とする接続すべき光導波路のＭＦＤに合わせてその強度を調整しながら照射すると良い。即ち、最初は端部１０ａ側の照射強度を強くし、端部１０ｂ側に向かうに連れて徐々に弱めていけば良い。このようにすると図２（ｂ）に示すように端部１０ａ側ではＰＬＣ１と同等のＭＦＤを有し、端部１０ｂ側ではＳＭＦ２と同等のＭＦＤを有する連続的にＭＦＤが変化した光導波路接続素子が得られる。
【００４０】
一方、端部１０ａ側から紫外線レーザ光の強度を調整しながら照射し、光導波路接続部の途中で照射を終了する。このようにすると図２（ｃ）に示すように端部１０ａ側から１０ｂ側にかけて途中までは漸次ＭＦＤが変化するが、その後一様なＭＦＤを有する光導波路接続素子が得られる。
【００４１】
上記のような本実施の形態における光導波路接続部としては図２で示したような平面導波路型素子が用いられるが、光ファイバでも差し支えない。また、この光導波路接続部は平面導波路型素子の場合でも光ファイバの場合でも、単心のコアを有するものでも良く、複数のコアが配置された多心コア型のものでも良い。要するに本発明の目的に適するものであるならば特に限定されることはない。
【００４２】
一方、図３は本発明の光導波路接続部のさらに他の実施の形態を表した例である。即ち、図３は比屈折率差の大きいＰＬＣ１と同等の比屈折率差を有している光ファイバ１１とを接続してから光導波路接続素子９を介してＳＭＦ２と接続している。
【００４３】
なお、比屈折率差の大きい光導波路の実施例としてＰＬＣの他に分散シフトファイバ（ＤＳＦ；Dispersion Shifted Fiber）がある。このＤＳＦのような光導波路とＳＭＦとを接続する際にも本発明の光導波路接続部は有効である。図４はＤＳＦとＳＭＦとを接続する際に光導波路接続部を用いた実施の形態を表している。
【００４４】
図４（ａ）はＤＳＦ１２とＳＭＦ２を光導波路接続素子１３を介して接続した状況を示したものである。本実施の形態はフェルール１４の孔内に光導波路接続素子１３が内蔵された両端コネクタ型のものであり、平面導波路型ではなく光ファイバ型となっている。そしてフェルール１４はコネクタ筐体１５に収納されている。ここで、本実施の形態の光導波路接続素子１３のＡで囲んだ部分を図４（ｂ）で拡大して示すようにＤＳＦ１２と接続する側の端面１６ａのＭＦＤが小さくなっており、またＳＭＦと接続する側の端面１６ｂはＳＭＦと同じＭＦＤとなっている。このように本発明の光導波路型接続部は比屈折率差の大きい光導波路と比屈折率差の小さい光導波路とを接続損失などがないように効率よく接続するために配置することが目的であるので、その使用形態が特に限定されるものではない。
【００４５】
また、上記した光ファイバ型の光導波路接続素子は単心の光ファイバで構成しても良く、複数の光ファイバを並列に配置して構成しても良い。即ち、接続すべき比屈折率差の異なる光導波路に最も適した構成の光導波路接続素子を選択すれば良く、特に限定されるものではない。
【００４６】
【発明の効果】
上記したように本発明によれば、比屈折率差の大きい光導波路と比屈折率差の小さい光導波路とを接続する際に、比屈折率差の大きい光導波路のＭＦＤに合わせるように比屈折率差の小さい光導波路のコアに紫外線レーザ光を照射してＭＦＤを縮小するようにしたので、接続部においてフレネル反射や接続損失の極めて少ない光導波路接続部及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を表した図である。
【図２】本発明の他の実施例を表した図である。
【図３】本発明のさらに他の実施例を表した図である。
【図４】本発明のさらに他の実施例を表した図である。
【図５】従来例を表した図である。
【符号の説明】
１光導波路（ＰＬＣ）
２光ファイバ（ＳＭＦ）
３ＰＬＣの入力用コアコア
４ａ〜４ｄＰＬＣの出力用コア
５ＰＬＣのクラッド
６ＳＭＦのコア
７ＳＭＦのクラッド
８接続部端面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a connecting portion for connecting optical waveguides having different mode field diameters.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the Internet has spread rapidly, and there is an increasing need to enhance communication networks. Optical waveguides, which are important elements for configuring a communication network, include optical fibers used for trunk systems and planar optical waveguides used for subscriber systems.
[0003]
At present, most of optical fibers used in communication networks are single mode fibers (SMF), but the difference in refractive index between the core and cladding of the SMF, that is, the relative refractive index difference is about 0.3. %, The mode field diameter (MFD) is 7-8 μm at a wavelength of 1.55 μm.
[0004]
Incidentally, as described above, a planar optical waveguide (PLC) is used in the communication network system in addition to the optical fiber. For example, as shown in FIG. 5, the PLC is provided with a core and a clad on a substrate (not shown) to input an optical signal to the input-side core 51a and branch it to the output-side cores 52a to 52d. in use. Then, the output side core unit and the SMF 54 are connected to transmit an optical signal (in this figure, only one SMF is shown for convenience). The core is disposed in a common clad 53.
[0005]
Recently, there is an increasing demand for downsizing such PLCs in order to increase mounting efficiency. When the PLC is downsized, the curvature radius R in the vicinity of the branching portion of the core is inevitably reduced as shown in the figure. As a result, the optical signal is likely to leak, so that it is necessary to increase the relative refractive index difference in order to confine the optical signal in the core. At present, a smaller specific refractive index difference of a PLC is about 0.5 to 1%. As described above, it is known that when the relative refractive index difference of the PLC is increased, the mode field diameter is decreased. In this case, the MFD is 1.55 μm, for example, about 5 to 6 μm.
[0006]
When the relative refractive index difference of the PLC is increased in this way, the mode field diameter is reduced. Therefore, when connected to the SMF, Fresnel reflection due to the difference in refractive index between cores, connection loss resulting from the difference in mode field diameter, and the like occur. Recently, as a technique for changing the mode field diameter, a method called TEC (Thermally Expanded Core) in which the core is heated to expand the MFD has been proposed. This technique expands the MFD by diffusing a dopant used for controlling the refractive index of the core of the optical waveguide with heat (see, for example, Patent Document 1).
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-5-257032 [0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the conventional techniques as described above have the following problems to be solved.
That is, as described above, when the relative refractive index difference of the PLC is increased, the mode field diameter is reduced. Therefore, when connected to the SMF, Fresnel reflection due to the difference in refractive index between cores, connection loss resulting from the difference in mode field diameter, and the like. As a result, various inconveniences occurred in configuring the communication network.
[0009]
On the other hand, as a technique for changing the mode field diameter, a method called TEC (Thermally Expanded Core) in which the core is heated to expand the MFD has been proposed. Although this technique is to diffuse the dopant used for controlling the refractive index of the core of the optical waveguide by heat to expand the MFD, it is difficult to control the expansion of the MFD by heat, and it takes time to diffuse. There was a problem that production efficiency was bad.
[0010]
The present invention provides an optical waveguide connecting portion for efficiently connecting optical waveguides having different MFDs and a relatively simple manufacturing method of the connecting portion.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention adopts the following configuration in order to solve the above points.
<Configuration 1>
A connecting portion between optical waveguides having different mode field diameters, wherein one mode field diameter of each optical waveguide is adjusted to match the other mode field diameter in the vicinity of the end face to be connected. An optical waveguide connecting portion.
[0012]
<Configuration 2>
2. The optical waveguide connector according to Configuration 1, wherein one of the optical waveguides is an optical waveguide having a large relative refractive index difference, and the other is an optical waveguide having a small relative refractive index difference.
[0013]
<Configuration 3>
3. The optical waveguide connecting portion according to Configuration 1 or Configuration 2, wherein the mode field diameter is adjusted with an optical waveguide having a small relative refractive index difference.
[0014]
<Configuration 4>
The optical waveguide having a large relative refractive index difference is a planar optical waveguide, and the optical waveguide having a small relative refractive index difference is an optical fiber. Optical waveguide connection.
[0015]
<Configuration 5>
The optical waveguide having a large relative refractive index difference is a multi-core core type optical waveguide, and the optical waveguide having a small relative refractive index difference is a multi-core optical fiber in which a plurality of optical fibers are arranged in parallel. The optical waveguide connection part according to Configuration 4.
[0016]
<Configuration 6>
A connecting portion between optical waveguides having different mode field diameters, wherein the connecting portion is disposed between the respective optical waveguides and used at one end so as to match the mode field diameter of each of the optical waveguides. An optical waveguide connection element characterized by being an optical waveguide connection element whose mode field diameter gradually changes from one end to the other end.
[0017]
<Configuration 7>
7. The optical waveguide connection part according to Configuration 6, wherein the change in mode field diameter of the optical waveguide connection element continuously changes from one end part to the other end part.
[0018]
<Configuration 8>
The change of the mode field diameter of the optical waveguide connecting element is continuously changed from one end portion, and the mode field diameter is uniform from the middle portion of the connecting portion to the other end portion. The optical waveguide connection part according to Configuration 6, which is characterized.
[0019]
<Configuration 9>
9. The optical waveguide connection portion according to any one of configurations 6 to 8, wherein the optical waveguide connection element is a planar waveguide type.
[0020]
<Configuration 10>
10. The optical waveguide connection part according to Configuration 9, wherein the optical waveguide connection element is a multi-core core planar waveguide type.
[0021]
<Configuration 11>
9. The optical waveguide connection section according to any one of configurations 6 to 8, wherein the optical waveguide connection element is an optical fiber type. The optical waveguide connection part of description.
[0022]
<Configuration 12>
12. The optical waveguide connecting part according to Configuration 11, wherein the optical waveguide connecting element is a multi-core optical fiber type in which a plurality of optical fibers are arranged in parallel.
[0023]
<Configuration 13>
The optical waveguide connecting element is disposed between an optical waveguide having a large relative refractive index difference between a core and a clad and an optical waveguide having a small relative refractive index difference. An optical waveguide connection part according to any of the above configurations.
[0024]
<Configuration 14>
The optical waveguide having a large relative refractive index difference between the core and the cladding is a planar optical waveguide, and the optical waveguide having a small relative refractive index difference is an optical fiber. An optical waveguide connection part according to any of the above configurations.
[0025]
<Configuration 15>
The optical waveguide having a large relative refractive index difference between the core and the clad is a dispersion shifted fiber, and the optical waveguide having a small relative refractive index difference is a single mode fiber. An optical waveguide connection part according to any of the above configurations.
[0026]
<Configuration 16>
A method of manufacturing an optical waveguide connecting portion for connecting optical waveguides having different mode field diameters, wherein an ultraviolet laser beam is applied to a core near an end portion to be connected of one optical waveguide having a uniform mode field diameter Is applied to increase the refractive index of the core to reduce the mode field diameter.
[0027]
<Configuration 17>
17. The optical waveguide connection according to the structure 16, wherein the irradiation intensity of the ultraviolet laser light is adjusted so that a mode field diameter gradually changes from an end to which the one optical waveguide is connected to the other end. Part manufacturing method.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described using specific examples.
[0029]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an optical waveguide connecting portion of the present invention. That is, FIG. 1A shows a multi-core core plane type in which a plurality of cores 4a to 4d branched from one input core 3 are arranged in a clad 5 on an insulating substrate (not shown). The situation where the optical waveguide (PLC) 1 and the optical fiber 2 are connected is shown. Here, the optical fiber 2 is SMF. In this figure, for convenience, one of the four cores 4a to 4d of the PLC 1 is connected to one core 4a and one SMF 2. Of course, all the cores of the PLC 1 are connected to the SMF. Also good. The SMF may be a multi-core optical fiber in which a plurality of SMFs are arranged in parallel. For the connection, for example, the end of the SMF to be connected may be installed in the V-groove, and the PLC and the optical axis may be aligned and connected.
[0030]
At this time, the relative refractive index difference between the core 4a and the clad 5 of the PLC 1 is about 1%, and the MFD is 5.5 μm. On the other hand, the relative refractive index difference between the core 6 and the clad 7 of the SMF 2 is about 0.3%, and the MFD is 7.5 μm.
[0031]
In the case where the above-described connecting portion is configured, in the present invention, as shown in FIG. 1B, the MFD at the connecting end face of the PLC 1 and the SMF 2 is adjusted so that there is substantially no Fresnel reflection or connection loss. That is, the MFD 7.5 μm of the SMF 2 having a small relative refractive index difference is reduced so as to match the MFD 5.5 μm of the PLC 1 having a large relative refractive index difference.
[0032]
Here, the meaning of eliminating the connection loss by adjusting the MFD is to reduce the connection loss as much as possible. For example, if the connection loss is 0.1 dB or less, it is particularly inconvenient in configuring a communication network. Disappears.
Note that FIG. 1B is an enlarged view of a part of the PLC 1 and the SMF 2 for explanation.
[0033]
In order to manufacture such a connection portion, first, an ultraviolet laser beam is applied to the core 6 on the end portion 8 side connected to the PLC 1 in an SMF having a uniform MFD (here 7.5 μm). When the core 6 is irradiated with ultraviolet laser light, the refractive index of the core 6 increases due to the refractive index control dopant Ge in the core 6, the relative refractive index difference between the core 6 and the cladding 7 increases, and the MFD decreases. .
[0034]
Irradiation with ultraviolet laser light is preferably performed while adjusting the intensity according to the target MFD of the optical waveguide to be connected. That is, here, the irradiation intensity on the end 8 side is first increased so that the MFD of the connection end face becomes 5.5 μm, and gradually decreases as the distance from the end 8 side increases. To do. In this way, an optical waveguide connection portion substantially free from Fresnel reflection and connection loss can be obtained.
[0035]
The ultraviolet laser light to be irradiated is KrF excimer laser (wavelength 248 nm, pulsed light), argon SHG laser (wavelength 244 nm, continuous light), ArF excimer laser (wavelength 193 nm, pulsed light), copper vapor laser (wavelength 255 nm, pulsed light). ), An LD-pumped YAG quadruple laser (wavelength 266 nm, pulsed light, continuous light) or the like is used, but any other laser light suitable for the purpose of the present invention is not particularly limited.
[0036]
Next, another embodiment of the optical waveguide connecting portion of the present invention will be described. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the same applies to the following drawings.
[0037]
FIG. 2 is an example showing another embodiment of the optical waveguide connecting portion of the present invention. That is, when connecting SMF2 to the output cores 4a to 4d branched from the input core 3 of the PLC1 when connecting the PLC1 and SMF2 having different MFDs in FIG. An optical waveguide connection element 9 is disposed as the optical waveguide connection portion of the invention. In this figure, the connection between the PLC and the SMF is assumed to be one for the sake of explanation. Of course, however, the fact that all the cores of the PLC can be connected to the SMF is not particularly limited as described above. .
[0038]
Such an optical waveguide connecting element 9 is used by being arranged between the PLC 1 having a large relative refractive index difference and the SMF 2 having a small relative refractive index difference. At this time, as shown in an enlarged view in FIG. 2B, the optical waveguide connecting element 9 irradiates the core on the end 10a side connected to the PLC 1 having a large relative refractive index difference to reduce the MFD. On the other hand, the core on the side of the end portion 10b connected to the optical waveguide having a small relative refractive index difference is not irradiated with ultraviolet laser light, so that the MFD remains the original size.
[0039]
As described above, the irradiation with the ultraviolet laser light is preferably performed while adjusting the intensity according to the target MFD of the optical waveguide to be connected. That is, at first, the irradiation intensity on the end 10a side should be increased and gradually decreased toward the end 10b. In this way, as shown in FIG. 2 (b), an optical waveguide connection element having an MFD equivalent to PLC1 on the end portion 10a side and an MFD equivalent to SMF2 on the end portion 10b side is continuously changed. Is obtained.
[0040]
On the other hand, the irradiation is performed while adjusting the intensity of the ultraviolet laser light from the end 10a side, and the irradiation is terminated in the middle of the optical waveguide connecting portion. In this way, as shown in FIG. 2 (c), the MFD gradually changes from the end 10a side to the middle 10b, and thereafter, an optical waveguide connecting element having a uniform MFD is obtained.
[0041]
As the optical waveguide connection portion in the present embodiment as described above, a planar waveguide type element as shown in FIG. 2 is used, but an optical fiber may be used. The optical waveguide connecting portion may be a planar waveguide type element or an optical fiber, and may have a single core or a multi-core type in which a plurality of cores are arranged. In short, there is no particular limitation as long as it is suitable for the object of the present invention.
[0042]
On the other hand, FIG. 3 is an example showing still another embodiment of the optical waveguide connecting portion of the present invention. That is, in FIG. 3, the optical fiber 11 having a relative refractive index difference equivalent to that of the PLC 1 having a large relative refractive index difference is connected and then connected to the SMF 2 via the optical waveguide connecting element 9.
[0043]
An example of an optical waveguide having a large relative refractive index difference is a dispersion shifted fiber (DSF) in addition to the PLC. The optical waveguide connecting portion of the present invention is also effective when connecting the optical waveguide such as DSF and the SMF. FIG. 4 shows an embodiment in which an optical waveguide connecting portion is used when connecting the DSF and the SMF.
[0044]
FIG. 4A shows a situation where the DSF 12 and the SMF 2 are connected via the optical waveguide connecting element 13. This embodiment is of a double-ended connector type in which the optical waveguide connecting element 13 is built in the hole of the ferrule 14, and is not a planar waveguide type but an optical fiber type. The ferrule 14 is accommodated in the connector housing 15. Here, as shown in an enlarged view of the portion surrounded by A of the optical waveguide connecting element 13 of the present embodiment in FIG. 4B, the MFD of the end face 16a on the side connected to the DSF 12 is reduced, and the SMF is also reduced. The end face 16b on the side to be connected to is the same MFD as the SMF. As described above, the optical waveguide type connecting portion of the present invention is intended to be arranged to efficiently connect an optical waveguide having a large relative refractive index difference and an optical waveguide having a small relative refractive index difference so that there is no connection loss. Therefore, the usage form is not particularly limited.
[0045]
Further, the optical fiber type optical waveguide connecting element described above may be constituted by a single optical fiber, or may be constituted by arranging a plurality of optical fibers in parallel. That is, an optical waveguide connecting element having a configuration most suitable for optical waveguides having different relative refractive index differences to be connected may be selected, and is not particularly limited.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when connecting an optical waveguide having a large relative refractive index difference and an optical waveguide having a small relative refractive index difference, the relative refractive index is adjusted so as to match the MFD of the optical waveguide having a large relative refractive index difference. Since the MFD is reduced by irradiating the core of the optical waveguide with a small rate difference by irradiating the ultraviolet laser beam, it is possible to provide an optical waveguide connecting portion with very little Fresnel reflection and connection loss at the connecting portion and a manufacturing method thereof. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing still another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing still another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a conventional example.
[Explanation of symbols]
1 Optical waveguide (PLC)
2 Optical fiber (SMF)
3 PLC input core cores 4a to 4d PLC output core 5 PLC clad 6 SMF core 7 SMF clad 8 Connection end face

Claims

Produces an optical waveguide connection at the connection between optical waveguides having different mode field diameters so that one mode field diameter of each optical waveguide is adjusted to match the other mode field diameter in the vicinity of the end to be connected A way to
A core near the end of one optical waveguide having a uniform mode field diameter is irradiated with ultraviolet laser light to increase the refractive index of the core to reduce the mode field diameter, and the other optical waveguide Adjust to fit the mode field diameter,
First, increase the irradiation intensity of the ultraviolet laser light, gradually decrease the irradiation intensity as it moves away from the end side, terminate the irradiation in the middle, and the mode field diameter is the connection of the one optical waveguide. A method of manufacturing an optical waveguide connecting portion, characterized in that the irradiation intensity is adjusted so as to gradually change from one end to the other end.