JP4187912B2

JP4187912B2 - Optical multiplexer / demultiplexer

Info

Publication number: JP4187912B2
Application number: JP2000243365A
Authority: JP
Inventors: 賢治西脇; 隆明松浦; 健一郎浅野; 英行細谷
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2000-08-10
Filing date: 2000-08-10
Publication date: 2008-11-26
Anticipated expiration: 2020-08-10
Also published as: JP2002055253A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報伝送の高速化・大容量化に向け、偏波多重伝送などの偏波保持を応用した伝送方式において、偏波保持型の光増幅器、合波器、分波器などに適用される光合分波器に関し、特に使用温度範囲内で十分な偏波クロストーク特性を得るものである。
【０００２】
【従来の技術】
波長の異なる複数系統の光を合成（合波）したり、分離（分波）する特性を備えた光合分波器としては、例えば図８に示すような構造のものが提案されている。
この光合分波器においては、円柱状の２つの０．２５ピッチグリンレンズ１、１の間に誘電体多層膜２が挟まれ、これらが接着剤などで固定されている。
グリンレンズとは、光ファイバなどと同様に中心の屈折率が高く、外周に向かって屈折率が低くなっているレンズのことである。
【０００３】
０．２５ピッチグリンレンズ１は円柱状で、レンズに入射した光線は、正弦波状の光路をとって進む。また、０．２５ピッチグリンレンズ１とは、円柱状のレンズの長さをｌとし、正弦波の１周期の長さをｐとしたときに、レンズの長さｌが０．２５ｐとなるレンズのことである。
【０００４】
一方、入射ポート６用と反射ポート７用の光ファイバ素線３、３は、その先端の被覆層３ｂ、３ｂが除去されることにより露出した光ファイバ裸線３ａ、３ａが、円柱状のキャピラリ４内に設けられた二つの細孔４ａ、４ａに、それぞれ挿入され、接着剤４ｂにて固定されている。
そして、このキャピラリ４が、０．２５ピッチグリンレンズ１に接着剤などで固定されている。
また、入射ポート８用の光ファイバ素線３は、同様にしてキャピラリ５の細孔５ａに挿入され、接着剤５ｂにて固定され、０．２５ピッチグリンレンズ１に、接着剤などで固定されている。
【０００５】
入射ポート６から波長１．４８μｍの光を、入射ポート８から波長１．５５μｍの光を入射すると、誘電体多層膜２を透過できない波長１．４８μｍの光が反射光として出射ポート７にて受光され、誘電体多層膜２を透過できる波長１．５５μｍの光が透過光として出射ポート７にて受光され、合波を行うことができる。
【０００６】
しかしながら、このような構造の光合分波器にあっては、光路として使用されている光ファイバ素線３がシングルモード光ファイバであるため、光合分波器内において偏波面を保持することが困難であった。
また、光ファイバ素線３に偏波保持光ファイバを使用して光合分波器を作製したとしても、キャピラリに偏波保持光ファイバを固定するために使用する接着剤が硬すぎたり、硬化収縮率・線膨張係数などが大き過ぎたりするために、偏波保持光ファイバに応力が加わり、十分な偏波クロストーク特性が得られ難いという問題がある。
【０００７】
これに対して、従来の提案（特開平８−２２７０２２号公報）から、光合分波器の使用温度範囲が、使用する接着剤のガラス転移温度以上であれば、接着剤の偏波保持光ファイバへの応力は小さく、偏波クロストーク特性の劣化が生じ難いことが分かっている。
偏波保持光ファイバを使用する部品において、重要な特性の一つに偏波クロストーク特性があるが、良好な特性を得るためには偏波保持光ファイバに加わる外部応力を小さくすることが必要とされる。つまり、偏波保持光ファイバの固定に用いる接着剤の物性（硬度、硬化収縮率、ガラス転移温度など）が、偏波クロストーク特性に大きく影響するため、使用する接着剤の選定が重要である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
よって、本発明における課題は、使用温度範囲において十分な偏波クロストーク特性を有する光合分波器を得ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、本発明の請求項１記載の光合分波器は、２つのコリメータレンズの間に、誘電体多層膜が挿入され、該２つのコリメータレンズの長手方向の誘電体多層膜と接合していない側のそれぞれにキャピラリを接合し、
前記キャピラリ内に形成された四角柱状細孔に、少なくとも１本が偏波保持光ファイバである光ファイバ素線を２本挿入し、該２本の光ファイバ素線を、その中心が前記四角柱状細孔の開口部の四角形の対角線上にあるように固定した光合分波器であって、
前記四角柱状細孔の開口部の四角形の対角線と、前記偏波保持光ファイバの２つの応力付与部材を結ぶ直線とがなす角度が４５°±１５°となっているものである。
【００１０】
また、本発明の請求項２記載の光合分波器は、前記光ファイバ素線は、硬化後のショアＤ硬度４５以下の接着剤によってキャピラリに固定されているものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
図１は、本発明の光合分波器の一例を側面からみた状態を示す図である。
本例の光合分波器においては、円柱状の２つの０．２５ピッチグリンレンズ１１、１１の間に誘電体多層膜１２が挟まれ、これらが接着剤などで固定されている。
キャピラリ１５、１５は、グリンレンズ１１、１１の誘電体多層膜１２が接合されていない側に接着剤などで固定されている。
入射ポートＡ１７用と出射ポートＡ２０用の光ファイバ素線１３、１３はシングルモード光ファイバであり、その先端の被覆層１３ｂ、１３ｂが除去されることにより露出した光ファイバ裸線１３ａ、１３ａが、円柱状のキャピラリ１５、１５内に設けられた四角柱状の細孔１５ａ、１５ａに挿入されている。
一方、出射ポート１８Ｂ用と入射ポートＢ１９用の光ファイバ素線１４、１４は偏波保持光ファイバであり、その先端の被覆層１４ｂ、１４ｂが除去されることにより露出した光ファイバ裸線１４ａ、１４ａが、四角柱状の細孔１５ａ、１５ａに挿入されている。
そして、シングルモード光ファイバ１３と偏波保持光ファイバ１４は、その中心が四角柱状細孔１５ａの開口部の四角形の対角線上にあるように配置され、接着剤１６、１６で固定されている。
【００１３】
図２（ａ）に示すように、本例の光合分波器では、キャピラリ１５内に設けた四角柱状の細孔１５ａに、シングルモード光ファイバ１３および偏波保持光ファイバ１４が挿入され、接着剤で固定されている。
また、図２（ｂ）に示すように、四角柱状細孔１５ａの開口部の四角形の対角線Ａと、偏波保持光ファイバ１４を構成する２本の応力付与部材１４ｃ、１４ｃの中心を通る直線Ｂがなす角度Ｃが４５°±１５°となるように、偏波保持光ファイバ１４は配置されている。
【００１４】
上記対角線Ａと直線Ｂが交わる角度を４５°±１５°とすることにより、偏波保持光ファイバ１４は、温度変化に伴う接着剤１６の応力変化の影響を受けにくくなり、結果として、本例の光合分波器は、使用温度範囲において良好な偏波クロストーク特性が得られる。
前記角度が４５°±１５°以外では、光合分波器の使用温度範囲において、温度の変化に伴って偏波クロストーク特性の変化が大きくなる。
【００１５】
本例で用いられる０．２５ピッチグリンレンズ１１は、アルカリガラスなどからなり、径方向、軸方向に屈折率分布を持つものである。
また、グリンレンズ１１は円柱状で、キャピラリ１５との接合面は、斜めに形成されており、寸法は外径１．８ｍｍ、長さ４．７ｍｍとなっている。
グリンレンズ１１の外径は、この他に１．０ｍｍ、２．０ｍｍから適宜選択可能である。また、グリンレンズ１１の長さは、この他に４．６ｍｍ、４．８ｍｍから適宜選択可能である。このように寸法が適宜選択可能であるのは、０．２５ピッチに対応する長さが、グリンレンズ１１の屈折率分布や材質などによって異なるためである。
【００１６】
誘電体多層膜１２は、例えば、石英ガラスなどの基板上に、シリカ（ＳｉＯ₂）やチタニア（ＴｉＯ₂）などの屈折率の異なる薄膜を積層してなるものであって、材質や厚さなどは光の波長などによって適宜選択する。この例においてはＳｉＯ₂とＴａ₂Ｏ₅からなる薄膜を交互に積層した厚さ約２０μｍ、１．３ｍｍ×１．３ｍｍのものを用いている。
【００１７】
偏波保持光ファイバ１４は、石英ガラスなどからなる光ファイバ裸線１４ａを挟むように、Ｂａ₂Ｏ₃をドープしたシリカガラスなどからなる応力付与部材１４ｃ、１４ｃを配置し、これらの上に紫外線硬化型樹脂などからなる被覆層１４ｂが設けられた構造となっている。
また、シングルモード光ファイバ１３は、石英ガラスなどからなる光ファイバ裸線１３ａの上に、紫外線硬化型樹脂などからなる被覆層１３ｂが設けられた構造となっている。
この例において、光ファイバ裸線１３ａ、１４ａの外径は１２５μｍ、偏波保持光ファイバ１４、シングルモード光ファイバ１３の外径は２５０μｍである。
【００１８】
キャピラリ１５は、Ｂ₂Ｏ₅を含有する石英、ホウケイ酸ガラスなどのガラスからなる円柱状で、グリンレンズ１１との接合面は斜めに形成されており、寸法は外径１．８ｍｍ、長さ１０ｍｍとなっている。
また、四角柱状の細孔１５ａは、キャピラリ１５の中心部に、キャピラリ１５を貫通するように形成されている。細孔１５ａの開口部の形状は、正方形、長方形、菱形などであり、寸法が０．１２６〜０．２１７ｍｍ×０．２１４〜０．２５２ｍｍ程度となっている。
【００１９】
本例で用いられる接着剤１６、１６としては、ガラス転移温度が低く、硬化後の硬度が低く、硬化収縮率が小さいものが好ましい。すなわち、光合分波器の使用温度範囲−４０〜＋８５℃において柔軟な材質のものが好ましい。例えば、エポキシ系接着剤、アクリレート系接着剤、シリコン系接着剤などである。
【００２０】
また、本例で用いた接着剤のガラス転移温度は−５℃で、特に好ましくは光合分波器の使用温度範囲以下の温度である。
硬度は、ショアＤ硬度４５以下が好ましく、特に好ましくは３０以下である。
硬化収縮率は、０〜２％が好ましく、特に好ましくは０〜１％である。
【００２１】
このように光合分波器の使用温度範囲において柔軟な接着剤１６を用いれば、偏波保持光ファイバ１４、シングルモード光ファイバ１３は、温度変化に伴う接着剤１６の応力変化の影響を受けにくくなり、結果として、光合分波器の偏波クロストーク特性が劣化することがなくなる。
【００２２】
なお、本例の光合分波器に用いられる偏波保持光ファイバ１４は、少なくとも１本が入射ポート用または出射ポート用であればよい。すなわち、１本が入射ポート用または出射ポート用で、これ以外の２本が出射ポート用または入射ポート用となる。また、２本が入射ポート用または出射ポート用で、これ以外の２本が出射ポート用または入射ポート用となる。
【００２３】
また、本例の光合分波器は、図３に示すように誘電体多層膜１２の代わりに、アイソレータ素子２１を用いてもよい。このアイソレータ素子２１をグリンレンズ１１、１１の間に組み込むことにより、光アイソレータおよび光サーキュレータを作製することができる。また、誘電体多層膜１２とアイソレータ素子２１の両方を組み込んだ複合素子の作製も可能である。
【００２４】
また、本例の光合分波器は、図４に示すように、ガラスキャピラリ１５、１５がともに、偏波保持光ファイバ１４とシングルモード光ファイバ１３を備えた構造となっている。したがって、光の入射端１７と点対称の位置に光の出射端２０がくるように、偏波保持光ファイバ１４とシングルモード光ファイバ１３を調芯することが容易となっている。
【００２５】
以下、図１を利用して、具体例を示す。
物性の異なる接着剤Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを用意し、図１に示したような光合分波器の接着剤１６として用いて、偏波保持光ファイバ１４とシングルモード光ファイバ１３を固定し、光合分波器を作製した。
接着剤Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの物性を表１に示す。
【００２６】
【表１】

【００２７】
また、ここで作製した４種類の光合分波器の偏波クロストーク特性を測定し、その平均値を算定した。結果を図５に示す。
図５の結果から、硬度およびガラス転移温度が低く、硬化収縮率の小さい接着剤Ａを用いた光合分波器では、良好な偏波クロストーク特性が得られることが分かった。
【００２８】
次に、この接着剤Ａを用いて光合分波器を作製した。
図６に示すように、キャピラリ１５に形成されている四角柱状の細孔１５ａに対する偏波保持光ファイバ１４の配置を変えて、３種類の光合分波器を作製した。
図６は、本例のキャピラリ１５の端面を示すものであり、偏波保持光ファイバ１４とシングルモード光ファイバ１３がそれぞれ１本ずつ細孔１５ａに挿入され、接着剤Ａで固定されていることを示している。
さらに、細孔１５ａの開口部の四角形の対角線Ａと、偏波保持ファイバ１４の２本の応力付与部材１４ｃ、１４ｃの中心を通る直線Ｂがなす角度が、図６（ａ）では０°、（ｂ）では４５°、（ｃ）では９０°となるように偏波保持ファイバ１４が配置されている。
【００２９】
このようにして作製した３種類の光合分波器の偏波クロストーク特性を、接着剤Ａのガラス転移温度以上の使用温度範囲において測定した。結果を図７に示す。
なお、図７の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図６の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に対応している。
【００３０】
図７の結果から、細孔１５ａの開口部の四角形の対角線Ａと、偏波保持ファイバ１４の２本の応力付与部材１４ｃ、１４ｃの中心を通る直線Ｂがなす角度が４５°となるように偏波保持光ファイバ１４を配置すると、使用温度範囲内で温度に対する偏波クロストーク特性の劣化が少ないことが分かった。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光合分波器にあっては、偏波保持光ファイバの偏波クロストーク特性が、温度変化に伴う接着剤の応力変化の影響を受けにくくなり、温度変化に対して安定する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光合分波器の一例を示す図である。
【図２】本発明の光合分波器のキャピラリに形成された細孔内に配置された偏波保持光ファイバとシングルモード光ファイバの関係を示す断面図である。
【図３】本発明の光合分波器の他の例を示す図である。
【図４】本発明の光合分波器の光の伝搬の様子を示す概略図である。
【図５】本発明の光合分波器のキャピラリに偏波保持光ファイバを固定した際の偏波クロストーク特性を示す図である。
【図６】キャピラリに形成された細孔の開口部の四角形の対角線と、偏波保持光ファイバの２つの応力付与部材の中心を通る直線とがなす角度を変えて、偏波保持光ファイバを配置した状態を示し、図６（ａ）では角度０°、図６（ｂ）では角度４５°、図６（ｃ）では角度９０°となっている図である。
【図７】図６に示す偏波保持光ファイバの配置角度の差異による、偏波クロストーク特性を示す図である。図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に対応しているものである。
【図８】従来の光合分波器のを示す図である。
【符号の説明】
１１…グリンレンズ、１２…誘電体多層膜、１３…シングルモード光ファイバ、１４…偏波保持光ファイバ、１３ａ，１４ａ…光ファイバ裸線、１３ｂ，１４ｂ…被覆層、１４ｃ…応力付与部材、１５…キャピラリ、１５ａ…細孔、１６…接着剤、１７，１９…入射ポート、１８，２０…出射ポート、２１…アイソレータ素子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is applied to polarization-maintaining optical amplifiers, multiplexers, demultiplexers, etc., in transmission systems that apply polarization maintenance such as polarization multiplexing transmission to increase the speed and capacity of information transmission. With respect to the optical multiplexer / demultiplexer, a sufficient polarization crosstalk characteristic is obtained particularly within the operating temperature range.
[0002]
[Prior art]
For example, an optical multiplexer / demultiplexer having a characteristic of combining (multiplexing) or separating (demultiplexing) light of a plurality of systems having different wavelengths has been proposed.
In this optical multiplexer / demultiplexer, a dielectric multilayer film 2 is sandwiched between two cylindrical 0.25 pitch

green lenses

1, 1 and these are fixed with an adhesive or the like.
The green lens is a lens having a high refractive index at the center and a lower refractive index toward the outer periphery, like an optical fiber.
[0003]
The 0.25 pitch green lens 1 has a cylindrical shape, and a light beam incident on the lens travels along a sinusoidal optical path. The 0.25 pitch green lens 1 is a lens in which the length of a cylindrical lens is l and the length of one cycle of a sine wave is p, and the lens length l is 0.25p. That is.
[0004]
On the other hand, the

optical fiber strands

3 and 3 for the incident port 6 and the reflection port 7 have the optical fiber

bare wires

3a and 3a exposed by removing the

coating layers

3b and 3b at the tips of the cylindrical fibers. 4 are inserted into two

pores

4a and 4a provided in the base plate 4 and fixed with an adhesive 4b.
The capillary 4 is fixed to the 0.25 pitch green lens 1 with an adhesive or the like.
Similarly, the optical fiber 3 for the incident port 8 is inserted into the pore 5a of the capillary 5 and fixed with an adhesive 5b, and fixed to the 0.25 pitch green lens 1 with an adhesive or the like. ing.
[0005]
When light having a wavelength of 1.48 μm is incident from the incident port 6 and light having a wavelength of 1.55 μm is incident from the incident port 8, light having a wavelength of 1.48 μm that cannot be transmitted through the dielectric multilayer film 2 is received by the output port 7 as reflected light. Then, light having a wavelength of 1.55 μm that can be transmitted through the dielectric multilayer film 2 is received as transmitted light at the emission port 7 and can be multiplexed.
[0006]
However, in the optical multiplexer / demultiplexer having such a structure, it is difficult to maintain the polarization plane in the optical multiplexer / demultiplexer because the optical fiber 3 used as the optical path is a single mode optical fiber. Met.
Even if an optical multiplexer / demultiplexer is manufactured using a polarization-maintaining optical fiber for the optical fiber 3, the adhesive used to fix the polarization-maintaining optical fiber to the capillary is too hard or hardened. Since the coefficient of linear expansion and the like are too large, there is a problem that stress is applied to the polarization-maintaining optical fiber and it is difficult to obtain sufficient polarization crosstalk characteristics.
[0007]
On the other hand, from the conventional proposal (Japanese Patent Laid-Open No. 8-22702), if the operating temperature range of the optical multiplexer / demultiplexer is equal to or higher than the glass transition temperature of the adhesive to be used, the polarization maintaining optical fiber of the adhesive It has been found that the polarization crosstalk characteristics are unlikely to deteriorate.
In parts that use polarization maintaining optical fibers, one of the important characteristics is polarization crosstalk. To obtain good characteristics, it is necessary to reduce the external stress applied to the polarization maintaining optical fiber. It is said. In other words, the physical properties (hardness, cure shrinkage, glass transition temperature, etc.) of the adhesive used to fix the polarization maintaining optical fiber greatly affect the polarization crosstalk characteristics, so the selection of the adhesive to be used is important. .
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, an object of the present invention is to obtain an optical multiplexer / demultiplexer having sufficient polarization crosstalk characteristics in the operating temperature range.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, in the optical multiplexer / demultiplexer according to claim 1 of the present invention, a dielectric multilayer film is inserted between two collimator lenses, and the dielectric multilayer film in the longitudinal direction of the two collimator lenses Join the capillaries to each of the non-joined side,
Two optical fiber strands, at least one of which is a polarization-maintaining optical fiber, are inserted into a square columnar pore formed in the capillary, and the center of the two optical fiber strands is the rectangular column shape. An optical multiplexer / demultiplexer fixed so as to be on the diagonal of the square of the opening of the pore,
The angle formed by the square diagonal line of the opening of the square columnar pore and the straight line connecting the two stress applying members of the polarization maintaining optical fiber is 45 ° ± 15 °.
[0010]
In the optical multiplexer / demultiplexer according to claim 2 of the present invention, the optical fiber is fixed to the capillary with an adhesive having a Shore D hardness of 45 or less after curing.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described in detail below.
FIG. 1 is a diagram showing a state of an example of an optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention as viewed from the side.
In the optical multiplexer / demultiplexer of this example, a dielectric multilayer film 12 is sandwiched between two cylindrical 0.25 pitch

green lenses

11, 11, and these are fixed with an adhesive or the like.
The

capillaries

15 and 15 are fixed to the side of the

green lenses

11 and 11 where the dielectric multilayer film 12 is not bonded with an adhesive or the like.
The

optical fiber strands

13 and 13 for the entrance port A17 and the exit port A20 are single-mode optical fibers, and the bare

optical fibers

13a and 13a exposed by removing the

coating layers

13b and 13b at the tips thereof are The

cylindrical capillaries

15 and 15 are inserted into quadrangular

columnar pores

15a and 15a.
On the other hand, the

optical fiber strands

14 and 14 for the exit port 18B and the entrance port B19 are polarization maintaining optical fibers, and the bare optical fibers 14a exposed by removing the

coating layers

14b and 14b at the distal ends thereof. 14a is inserted into the quadrangular

columnar pores

15a and 15a.
The single-mode optical fiber 13 and the polarization-maintaining optical fiber 14 are arranged so that their centers are on the diagonal of the quadrangle of the opening of the rectangular columnar pore 15a, and are fixed with

adhesives

16 and 16.
[0013]
As shown in FIG. 2A, in the optical multiplexer / demultiplexer of this example, the single mode optical fiber 13 and the polarization maintaining optical fiber 14 are inserted into the rectangular columnar pore 15a provided in the capillary 15, and bonded. It is fixed with an agent.
Further, as shown in FIG. 2B, a straight line passing through the rectangular diagonal A of the opening of the square columnar pore 15 a and the centers of the two

stress applying members

14 c and 14 c constituting the polarization maintaining optical fiber 14. The polarization maintaining optical fiber 14 is arranged so that an angle C formed by B is 45 ° ± 15 °.
[0014]
By setting the angle at which the diagonal line A and the straight line B intersect to be 45 ° ± 15 °, the polarization maintaining optical fiber 14 becomes less susceptible to the stress change of the adhesive 16 accompanying the temperature change. The optical multiplexer / demultiplexer can obtain a good polarization crosstalk characteristic in the operating temperature range.
When the angle is other than 45 ° ± 15 °, the change in the polarization crosstalk characteristic increases as the temperature changes in the operating temperature range of the optical multiplexer / demultiplexer.
[0015]
The 0.25 pitch green lens 11 used in this example is made of alkali glass or the like, and has a refractive index distribution in the radial direction and the axial direction.
Further, the grind lens 11 has a cylindrical shape, and a joint surface with the capillary 15 is formed obliquely, and has dimensions of an outer diameter of 1.8 mm and a length of 4.7 mm.
In addition, the outer diameter of the green lens 11 can be appropriately selected from 1.0 mm and 2.0 mm. In addition, the length of the green lens 11 can be appropriately selected from 4.6 mm and 4.8 mm. The reason why the dimensions can be appropriately selected is that the length corresponding to the 0.25 pitch varies depending on the refractive index distribution, the material, and the like of the green lens 11.
[0016]
The dielectric multilayer film 12 is formed, for example, by laminating thin films having different refractive indexes, such as silica (SiO ₂ ) and titania (TiO ₂ ), on a substrate such as quartz glass. Is appropriately selected depending on the wavelength of light. In this example, a thin film of about 20 μm and 1.3 mm × 1.3 mm in which thin films made of SiO ₂ and Ta ₂ O ₅ are alternately laminated is used.
[0017]
In the polarization maintaining optical fiber 14,

stress applying members

14 c and 14 c made of silica glass doped with Ba ₂ O _{3 or the} like are arranged so as to sandwich an optical fiber bare wire 14 a made of quartz glass or the like, and ultraviolet rays are placed thereon. A coating layer 14b made of a curable resin or the like is provided.
The single mode optical fiber 13 has a structure in which a coating layer 13b made of an ultraviolet curable resin or the like is provided on an optical fiber bare wire 13a made of quartz glass or the like.
In this example, the outer diameters of the bare

optical fibers

13a and 14a are 125 μm, and the outer diameters of the polarization maintaining optical fiber 14 and the single mode optical fiber 13 are 250 μm.
[0018]
The capillary 15 is a cylindrical shape made of glass such as quartz containing B ₂ O ₅ or borosilicate glass, and the bonding surface with the green lens 11 is formed obliquely, and the dimensions are an outer diameter of 1.8 mm and a length. It is 10 mm.
Further, the square columnar pore 15 a is formed in the center of the capillary 15 so as to penetrate the capillary 15. The shape of the opening of the pore 15a is a square, a rectangle, a rhombus, etc., and the dimensions are about 0.126 to 0.217 mm × 0.214 to 0.252 mm.
[0019]
As the

adhesives

16 and 16 used in this example, those having a low glass transition temperature, a low hardness after curing, and a small curing shrinkage rate are preferable. That is, a flexible material is preferable in the operating temperature range of -40 to + 85 ° C. of the optical multiplexer / demultiplexer. For example, an epoxy adhesive, an acrylate adhesive, a silicon adhesive, and the like.
[0020]
Further, the glass transition temperature of the adhesive used in this example is −5 ° C., and particularly preferably the temperature within the operating temperature range of the optical multiplexer / demultiplexer.
The hardness is preferably a Shore D hardness of 45 or less, particularly preferably 30 or less.
The curing shrinkage is preferably 0 to 2%, particularly preferably 0 to 1%.
[0021]
As described above, when the flexible adhesive 16 is used in the operating temperature range of the optical multiplexer / demultiplexer, the polarization maintaining optical fiber 14 and the single mode optical fiber 13 are not easily affected by the stress change of the adhesive 16 accompanying the temperature change. As a result, the polarization crosstalk characteristic of the optical multiplexer / demultiplexer does not deteriorate.
[0022]
The polarization maintaining optical fiber 14 used in the optical multiplexer / demultiplexer of this example may be at least one for the incident port or the outgoing port. That is, one is for the entrance port or the exit port, and the other two are for the exit port or the entrance port. Further, two are for the incident port or the outgoing port, and the other two are for the outgoing port or the incident port.
[0023]
Further, the optical multiplexer / demultiplexer of this example may use an isolator element 21 instead of the dielectric multilayer film 12 as shown in FIG. By incorporating this isolator element 21 between the

green lenses

11 and 11, an optical isolator and an optical circulator can be manufactured. In addition, it is possible to manufacture a composite element in which both the dielectric multilayer film 12 and the isolator element 21 are incorporated.
[0024]
The optical multiplexer / demultiplexer of this example has a structure in which the

glass capillaries

15 and 15 each include a polarization maintaining optical fiber 14 and a single mode optical fiber 13 as shown in FIG. Therefore, it is easy to align the polarization-maintaining optical fiber 14 and the single mode optical fiber 13 so that the light exit end 20 comes to a point-symmetrical position with respect to the light entrance end 17.
[0025]
Hereinafter, a specific example is shown using FIG.
Adhesives A, B, C, and D having different physical properties are prepared and used as the adhesive 16 of the optical multiplexer / demultiplexer as shown in FIG. 1 to fix the polarization maintaining optical fiber 14 and the single mode optical fiber 13. An optical multiplexer / demultiplexer was produced.
Table 1 shows the physical properties of the adhesives A, B, C, and D.
[0026]
[Table 1]

[0027]
In addition, the polarization crosstalk characteristics of the four types of optical multiplexers / demultiplexers produced here were measured, and the average value was calculated. The results are shown in FIG.
From the results shown in FIG. 5, it was found that the optical multiplexer / demultiplexer using the adhesive A having a low hardness and a low glass transition temperature and a small curing shrinkage rate can provide a good polarization crosstalk characteristic.
[0028]
Next, an optical multiplexer / demultiplexer was produced using this adhesive A.
As shown in FIG. 6, three types of optical multiplexers / demultiplexers were manufactured by changing the arrangement of the polarization maintaining optical fiber 14 with respect to the rectangular columnar pores 15a formed in the capillary 15.
FIG. 6 shows the end face of the capillary 15 of this example, in which one polarization maintaining optical fiber 14 and one single mode optical fiber 13 are inserted into the pores 15a, respectively, and fixed with the adhesive A. Is shown.
Furthermore, the angle formed by the rectangular diagonal A of the opening of the pore 15a and the straight line B passing through the centers of the two

stress applying members

14c and 14c of the polarization maintaining fiber 14 is 0 ° in FIG. The polarization maintaining fiber 14 is disposed so as to be 45 ° in (b) and 90 ° in (c).
[0029]
The polarization crosstalk characteristics of the three types of optical multiplexers / demultiplexers thus manufactured were measured in a use temperature range equal to or higher than the glass transition temperature of the adhesive A. The results are shown in FIG.
Note that (a), (b), and (c) in FIG. 7 correspond to (a), (b), and (c) in FIG. 6.
[0030]
From the result of FIG. 7, the angle formed by the diagonal line A of the opening of the pore 15a and the straight line B passing through the centers of the two

stress applying members

14c and 14c of the polarization maintaining fiber 14 is 45 °. It has been found that when the polarization maintaining optical fiber 14 is arranged, there is little deterioration in polarization crosstalk characteristics with respect to temperature within the operating temperature range.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, in the optical multiplexer / demultiplexer of the present invention, the polarization crosstalk characteristic of the polarization maintaining optical fiber is less affected by the adhesive stress change due to the temperature change, and the temperature change Stable against it.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the relationship between a polarization maintaining optical fiber and a single mode optical fiber arranged in a pore formed in the capillary of the optical multiplexer / demultiplexer of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating another example of the optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a state of light propagation in the optical multiplexer / demultiplexer of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing polarization crosstalk characteristics when a polarization maintaining optical fiber is fixed to the capillary of the optical multiplexer / demultiplexer of the present invention.
FIG. 6 shows the polarization maintaining optical fiber by changing the angle formed by the diagonal line of the opening of the pore formed in the capillary and the straight line passing through the centers of the two stress applying members of the polarization maintaining optical fiber. FIG. 6A shows an arrangement state, in which FIG. 6A shows an angle of 0 °, FIG. 6B shows an angle of 45 °, and FIG. 6C shows an angle of 90 °.
7 is a diagram illustrating polarization crosstalk characteristics depending on a difference in the arrangement angle of the polarization maintaining optical fiber illustrated in FIG. 6; FIGS. 7A, 7B, and 7C correspond to FIGS. 6A, 6B, and 6C.
FIG. 8 is a diagram showing a conventional optical multiplexer / demultiplexer.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Green lens, 12 ... Dielectric multilayer film, 13 ... Single mode optical fiber, 14 ... Polarization-maintaining optical fiber, 13a, 14a ... Bare optical fiber, 13b, 14b ... Covering layer, 14c ... Stress applying member, 15 ... capillary, 15a ... pore, 16 ... adhesive, 17, 19 ... incident port, 18,20 ... output port, 21 ... isolator element

Claims

A dielectric multilayer film is inserted between the two collimator lenses, and a capillary is bonded to each of the two collimator lenses on the side not bonded to the dielectric multilayer film in the longitudinal direction,
Two optical fiber strands, at least one of which is a polarization-maintaining optical fiber, are inserted into a square columnar pore formed in the capillary, and the center of the two optical fiber strands is the rectangular column shape. An optical multiplexer / demultiplexer fixed so as to be on the diagonal of the square of the opening of the pore,
The angle between the square diagonal line of the opening of the square columnar pore and the straight line connecting the two stress applying members of the polarization maintaining optical fiber is 45 ° ± 15 °. Waver.

2. The optical multiplexer / demultiplexer according to claim 1, wherein the optical fiber is fixed to the capillary with an adhesive having a Shore D hardness of 45 or less after curing.