JP4812342B2 - Optical connector - Google Patents
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Description
本発明は、光コネクタに関し、特に光ファイバ通信等で光ファイバ間に用いられる偏波無依存型光アイソレータを内蔵する光コネクタに関する。 The present invention relates to an optical connector, and more particularly to an optical connector incorporating a polarization-independent optical isolator used between optical fibers in optical fiber communication or the like.
半導体レーザを信号光源とする光通信の進歩に伴い、数ギガヘルツを越える高速、高密度な信号伝送が実用化されている。この高速、高密度の信号伝送に用いられる光部品の一つに、半導体レーザへの反射戻り光を防止する目的で使用される光アイソレータがある。光アイソレータには、特定の偏波方向の光以外は透過させない偏波依存型光アイソレータと、任意の偏波方向の光をすべて透過させる偏波無依存型の光アイソレータとがある。このうち、後者の偏波無依存型の光アイソレータは、信号伝送系の中継器や終端部や光増幅器等に用いられ、今後大きな需要が見込まれている。 With the advance of optical communication using a semiconductor laser as a signal light source, high-speed and high-density signal transmission exceeding several gigahertz has been put into practical use. One of optical components used for high-speed and high-density signal transmission is an optical isolator used for the purpose of preventing reflected return light to a semiconductor laser. There are two types of optical isolators: polarization-dependent optical isolators that transmit only light in a specific polarization direction, and polarization-independent optical isolators that transmit all light in any polarization direction. Of these, the latter polarization-independent optical isolator is used in signal transmission repeaters, terminations, optical amplifiers, and the like, and is expected to be in great demand in the future.
図5は従来の代表的な偏波無依存型光アイソレータ20の構成を示し、1個のファラデー回転子と3個の複屈折結晶板を用いた構造である。 FIG. 5 shows a configuration of a conventional typical polarization-independent optical isolator 20, which uses a single Faraday rotator and three birefringent crystal plates.
図5において、第一から第三の複屈折結晶板をそれぞれ11、12、13として、11と12の間に置かれたファラデー回転子を14とした。ファラデー回転子にはZ方向に平行な磁界が加えられている。11、12、13は、一軸結晶からそのC軸が表面と傾く様に切り出し平行平板に研磨したもので、この平行平板に垂直に入射した光線を互いに偏波方向が直交する2つの光に分離する。11、12、13それぞれの光透過方向の厚みは1:1/√2:1/√2の比率とされ、かつ13のC軸は12のC軸に対しZ軸まわりに90°回転した構成である。14はビスマス置換ガーネット等で形成されたファラデー回転子であり、光の偏波方向を45°回転させる。光ファイバ15から出射した光はレンズ16、複屈折結晶板11、ファラデー回転子14、複屈折結晶板12、13を透過し、レンズ17により、光ファイバ18に入射する。
In FIG. 5, the first to third birefringent crystal plates are 11, 12, and 13, respectively, and the Faraday rotator placed between 11 and 12 is 14. A magnetic field parallel to the Z direction is applied to the Faraday rotator. 11, 12, and 13 are cut from a uniaxial crystal so that the C-axis is inclined with respect to the surface and polished to a parallel plate, and splits the light incident perpendicularly to the parallel plate into two lights whose polarization directions are orthogonal to each other. To do. 11, 12, and 13 have thicknesses in the light transmission direction of 1: 1 / √2: 1 / √2, and the 13 C-axis is rotated 90 ° around the Z-axis with respect to 12 C-axis It is.
ここで、複屈折結晶板11より光を入射した場合を順方向、複屈折結晶板13より光が入射した場合を逆方向と定め、順方向入射光線を10f、逆方向入射光線を10bとし、2つに分離される光線をそれぞれ順方向はf1、f2、逆方向はb1、b2と表し、図中に矢印で示した。
Here, a case where light is incident from the
順方向入射光線10fは光線f1、f2に分離するが、複屈折結晶板12、13により合成され光ファイバ18に入射する。逆方向入射光線10bは光線b1,b2に分離したまま光ファイバ15とは異なる位置に出射するため、戻り光は光ファイバ15に結合せず光アイソレータとして機能する。
The forward incident light beam 10 f is separated into
また、図6は、図5に示した偏波無依存型光アイソレータの機能を光コネクタに組み込んだ従来の製品で、特許文献1にその内容が示されている。 FIG. 6 shows a conventional product in which the function of the polarization-independent optical isolator shown in FIG. 5 is incorporated in an optical connector.
図6に示す光コネクタは、円筒状の磁石24内にファラデー回転子14と複屈折結晶板と1/2波長板とを一体化した光アイソレータ素子23からなる偏波無依存型光アイソレータを有している。また、光ファイバ15、18は、それぞれの一端に、レンズ機能を有するコア拡大ファイバ21a、21bが接合されるとともに、保持部材25a、25bに保持されている。上記した光アイソレータ素子23を円筒状のスリーブの内孔の略中央部に配置し、光ファイバを保持する保持部材25a、25bをそれぞれスリーブ26の内孔に挿入して固定した。さらに、保持部材25aの外周に圧入して当接させたフランジ27で保持部材25aを保持することにより、図6に示す、偏波無依存型光アイソレータの機能を有する従来の光コネクタが構成されている。
The optical connector shown in FIG. 6 has a polarization-independent optical isolator composed of an
このような光コネクタを構成するプラグ形光アイソレータは、偏波無依存型光アイソレータ機能を有し、構造が簡単で、組立調整が容易で、小型で、各光学部品の光学調整が容易で、安定性に優れ、且つ測定器、通信装置への組み込み汎用性が高いという特長がある。 The plug-type optical isolator constituting such an optical connector has a polarization-independent optical isolator function, has a simple structure, is easy to assemble and adjust, is small, and is easy to optically adjust each optical component. It has excellent stability and high versatility for incorporation into measuring instruments and communication devices.
また、レーザダイオードの近傍に配置する場合は、光アイソレータに偏波依存型アイソレータを用いることがある。偏波依存型光アイソレータは、光透過軸を有する第1の偏光子と、ファラデー回転子と、光透過軸を有する第2の偏光子とからなり、ファラデー回転子にはZ方向に平行な磁界が加えられている。ファラデー回転子は光の偏波方向を45度回転させ、第1の偏光子と第2の偏光子の光透過軸の傾斜角度は略45度に調整されている。このような偏波依存型光アイソレータは、第1の偏光子において入射光の一部、その光透過軸に直交する偏波の光を遮断するため、あらかじめ、第1の偏光子の光透過軸の方向と入射光の偏波方向が一致するように配置する必要がある。
In addition, when it is arranged near the laser diode, a polarization-dependent isolator may be used as the optical isolator. Polarization independent optical isolator includes a first polarizer having optical transmission axis, and a Faraday rotator, a second polarizer Toka Rannahli having an optical transmission axis, the magnetic field parallel to the Z direction in the Faraday rotator Has been added. The Faraday rotator rotates the polarization direction of light by 45 degrees, and the tilt angle of the light transmission axis of the first polarizer and the second polarizer is adjusted to approximately 45 degrees. Such a polarization-dependent optical isolator cuts off a part of the incident light in the first polarizer and the polarized light orthogonal to the light transmission axis, so that the light transmission axis of the first polarizer in advance. And the direction of polarization of incident light must be aligned.
しかしながら、従来の偏波無依存型光アイソレータを内蔵した光コネクタにおいては、逆方向入射光線10bが光線b1、b2に分離されるが、これが光ファイバ15のクラッド部や被覆部に入射し、(これをクラッドモードとよぶ)光ファイバ15の反対端から漏れるという問題がある。このクラッドモードは通常、光ファイバ中で発散され消滅するが、光コネクタの場合、伝播する光ファイバ長が短くなるため、反射戻り光は消滅せずに漏れ光として出力されるため、接続された半導体レーザの不安定の原因となる。
However, in the optical connector incorporating the conventional polarization-independent optical isolator, the reverse
また、従来の偏波依存型光アイソレータは、第1の偏光子の光透過軸に対して直交する光が遮断されるため、上記第1の偏光子に入射される光の偏波方向が変動すると、該変動に伴い、出射される光のパワーが変動するという問題があった。また、第1の偏光子の表面における光の遮断を防止するために、第1の偏光子の光透過軸の方向と入射光の偏波方向を合わせるように第1の偏光子を位置決めすることが困難であった。
Further, in the conventional polarization-dependent optical isolator, since light orthogonal to the light transmission axis of the first polarizer is blocked, the polarization direction of the light incident on the first polarizer varies. As a result, there is a problem that the power of the emitted light varies with the variation. Further, in order to prevent the blocking of light at the surface of the first polarizer, positioning a first polarizer to align the polarization direction of the incident light and the direction of the light transmission axis of the first polarizer It was difficult.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、第1の光ファイバと、該第1の光ファイバから導出される光が導入され、光学的に結合される第2の光ファイバと、前記第1の光ファイバと前記第2の光ファイバとの間に設けられた光アイソレータと、を備える光コネクタであって、前記光アイソレータは、光透過軸を有し、入射する光の1方向の偏光成分を透過し、これに直交する成分の光を吸収する機能を有する第1の偏光子および第2の偏光子ならびに前記第1の偏光子と前記第2の偏光子との間に設けられるファラデー回転子を具備しており、前記第1の光ファイバと前記第1の偏光子との間に、入射される光が直線偏光であり、かつ前記第1の偏光子の光透過軸に対して45±5度傾斜しているC軸を有した1/4波長板を配置したことを特徴とする。
The present invention has been made in view of the above problems, a first optical fiber, the light derived from the first optical fiber is introduced, a second optical fiber optically coupled , An optical isolator provided between the first optical fiber and the second optical fiber, the optical isolator having a light transmission axis and 1 of incident light A first polarizer and a second polarizer having a function of transmitting a polarization component of a direction and absorbing light of a component orthogonal thereto, and between the first polarizer and the second polarizer A Faraday rotator is provided , and the incident light is linearly polarized between the first optical fiber and the first polarizer, and the light transmission axis of the first polarizer. distribution quarter wave plate 45 having a C-axis that are ± 5 degrees inclined with respect to Characterized in that it was.
さらに、前記第1の光ファイバを内孔で保持する第1の保持部材と、前記第2の光ファイバを内孔で保持する第2の保持部材とを備えることを特徴とする。 Furthermore, the first optical fiber includes a first holding member that holds the first optical fiber with an inner hole, and a second holding member that holds the second optical fiber with an inner hole.
本発明の構成によれば、第1の光ファイバと第1の偏光子との間に、入射される光が直線偏光であり、かつ第1の偏光子の光透過軸に対して45±5度傾斜しているC軸を有した1/4波長板を配置したことにより、入射光の偏波方向に依存することなく一定の出力値を維持することができる。
According to the configuration of the present invention, between the first optical fiber and the first polarizer, a linearly polarized light incident Isa is and 45 ± with respect to the optical transmission axis of the first polarizer by disposing the quarter-
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図1は、本発明の光コネクタの一実施形態を示す断面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the optical connector of the present invention.
図1に示すように、光コネクタ1は、保持部材2(第1の保持部材2a、第2の保持部材2b)、光ファイバ3(第1の光ファイバ3a、第2の光ファイバ3b)、スリーブ4、磁石5、レンズ機能部6(第1のレンズ機能部6a、第2のレンズ機能部6b)、複屈折部材7、および第1の光ファイバ側の第1の偏光子8a、ファラデー回転子8b、第2の光ファイバ側の第2の偏光子8cからなるアイソレータ部8を備えている。
As shown in FIG. 1, the
保持部材2は、貫通孔を有し、該貫通孔内で第1の光ファイバ3a、もしくは第2の光ファイバ3bを保持するものであり、アルミナ、ジルコニア等のセラミックや樹脂から構成され、その外形は角柱状や円柱状等、様々な形状とすることができる。なお、ここでは、第1の光ファイバ3aを保持するのは、第1の保持部材2aであり、第2の光ファイバ3bを保持するのは、第2の保持部材2bとする。
The
光ファイバ3は、光を伝送する作用を有し、第1の光ファイバ3aの一端から入射される光を第1の光ファイバ3aの他端から出射し、出射される光を第2の光ファイバの一端に入射することにより光の伝送をすることができる。また、光ファイバ3は、外径が100〜150μmの石英の筒状体であり、内部には光が伝搬する10μm前後のコア部が形成されている。
The optical fiber 3 has a function of transmitting light, emits light incident from one end of the first
スリーブ4は、長手方向にスリットを備えるとともに、貫通孔を有しており、該貫通孔で第1の保持部材2a、および第2の保持部材2bを保持するものである。また、スリーブ4は、ジルコニアなどのセラミックや、りん青銅などの金属が用いられている。
The
磁石5は、一定方向の磁場をファラデー回転子に印加するために配置され、その形状はファラデー回転子を囲む構成とするため、例えば、貫通孔を有する角柱形状や、円筒体形状等を使用することができる。また、材質はサマリウムコバルトなどが小型でかつ磁界強度が強いため好ましい。
The
レンズ機能部6は、光ファイバ3aから出射される光が、光ファイバ3bに効率よく集光されるようにその形状、あるいは内部の屈折率分布を形成されたもので、ガラスの非球面レンズや、円筒断面に向かって屈折率分布を有する屈折率分布型レンズ等、例えば、グレーデットインデックスファイバを好適に用いることが可能である。
The lens function unit 6 has a shape or an internal refractive index distribution so that light emitted from the
複屈折部材7は、一般に、波面の進む方向が与えられると振動方向が互いに垂直な二つの直線偏光に分かれて進むが、それらの位相速度すなわち屈折率は異なる部材である。ここで二つの直線偏光の進む位相速度が等しくなる波面の進む方向をC軸と言う。このような複屈折部材7は、たとえば、水晶や方解石等の複屈折結晶や、延伸樹脂からなり、特に透明性と光の波長分散性にすぐれるポリカーボネート系樹脂やポリサルホン系樹脂が好ましい。
In general, the
アイソレータ部8を構成する第1の偏光子8a、第2の偏光子8cは、入射する光の1方向の偏光成分を透過し、これに直交する成分の光を吸収する機能を有し、偏光子は楕円体形の金属粒子がガラス内に分散された構造の偏光ガラスからなる。この偏光ガラスは長く延伸された金属粒子をガラス自身の中に一方向に配列させることにより偏光特性を持たせたガラスであり、金属粒子の延伸方向に垂直な偏波面を持つ光が透過し、平行な偏波面を持つ光は吸収される。この偏光特性は誘電体に埋め込まれた金属微粒子が、光−プラズマ共鳴を示すためである。
The
アイソレータ部8を構成するファラデー回転子8bは、例えば、ビスマス置換ガーネット結晶等で、その厚みは所定の波長をもつ入射光線の偏光面が45度回転する様に設定する。偏波面を回転させるためには、入射光線の光軸Z方向に十分な磁界Hを印可することが必要であり、一般に、永久磁石(図示なし)を用いることが多い。またファラデー回転子8bに磁気ヒステリシスが非常に大きく、磁石がなくても自磁力を保持する磁力保持型の材料、例えば(TbBi)3(FeAlGa)5O12等を用いれば磁界を印加する磁石も不要となる。
The Faraday
以下に、本発明の光コネクタ1の作製方法について詳述する。
Below, the preparation methods of the
まず、第1の偏光子8a、ファラデー回転子8b、および第2の偏光子8cをこの順序で透光性樹脂を用いて接着一体化したアイソレータ部8を作製する。このとき、第1の偏光子8aと第2の偏光子8bは、第1の偏光子8aの光透過軸と第2の偏光子8cの光透過軸とが45度の角度を有するように位置決めして接着している。
First, the
次に、ファラデー回転子8bと接着していない第1の偏光子8aの側面に、透光性樹脂で複屈折部材7を接着して一体化させる。さらに、上記で作製した複屈折部材7とアイソレータ部8からなる接着部材を、円筒状の磁石5の内孔内に接着固定する。なお、上記透光性樹脂には、例えば、フッ素系樹脂、エポキシ系樹脂、およびアクリル系樹脂等を用いることができる。
Next, the
そして、上記で作製した複屈折部材7とアイソレータ部8からなる接着部材を、第1の光ファイバ3a、および第1のレンズ機能部6aを貫通孔内で保持する第1の保持部材2aの一端面と透光性樹脂で接着する。このとき、第1の保持部材2aと上記接着部材は、第1のレンズ機能部6a側の第1の保持部材2aの端部と複屈折部材7を接着させている。
Then, the adhesive member composed of the
次に、上記で作製した複屈折部材7とアイソレータ部8からなる接着部材を備える第1の保持部材2aを、貫通孔を有するスリーブ4の一端側の開孔から挿入し、一方、第2の光ファイバ3b、および第2のレンズ機能部6bを貫通孔内で保持する第2の保持部材2bを、スリーブ4の他端側の開孔から挿入し、スリーブ4で第1の保持部材2a、および第2の保持部材2bを挟持させることにより、光コネクタ1は構成されている。
Next, the first holding
次に、光コネクタ1の機能について説明する。入射側の光ファイバである第1の光ファイバ3aから入射した光は、第1のレンズ機能部6aにより集光ビーム、あるいは平行ビームとなりアイソレータ部8を透過する。その後、出射側の第2のレンズ機能部6bによりビームは出射側光ファイバ3bに集光され、出射側光ファイバ3b端に透過する。そして、以下に詳述するが、本発明の光コネクタでは、第1の偏光子8aに入射される偏波の方向によって損失が変化しない偏波無依存型の構成であるため、一定の強度の光が出射側光ファイバ3b端に到達する特性を有している。
Next, the function of the
ここで、本発明の光コネクタが備える複屈折部材7、およびアイソレータ部8の配置について、図2を用いて説明する。図2は、光コネクタが備える複屈折部材7、およびアイソレータ部8の配置が示される斜視図である。
Here, the arrangement of the
複屈折部材7は、複屈折部材7が有するC軸を図2に示すk方向になるように配置されている。この複屈折部材7は、該複屈折部材7に光(直線偏光)が入射されると、kと平行な偏波とkに垂直な偏波では位相遅延が発生するように厚みを調整してある。一方、偏光子8aは、j方向に光透過軸が位置するように偏光子8aが配置されている。
The
そして、本発明の構成によれば、複屈折部材7を第1の偏光子8aの光透過軸に対して複屈折部材7が有するC軸を傾斜させて配置することにより、複屈折部材7を透過した光は、偏光子8aの透過軸方向に対して一定の成分を有する光となるため、第2の光ファイバ3bで出力されるパワーのバラツキを抑制することが可能となる。ここで、第1の偏光子8aの光透過軸に対して複屈折部材7のC軸を傾斜させるとは、図2に示すように、C軸の向きを示すk方向と、光透過軸の向きを示すj方向に所定の傾斜角度θを設けて複屈折部材7と第1の偏光子8aを配置することである。また、このように配置した後に、複屈折部材7と偏光子8aを互いに接着固定してもよい。
According to the configuration of the present invention, the
また、本発明の光コネクタは、複屈折部材7に1/4波長板を用い、該1/4波長板のC軸に対する第1の偏光子8aの光透過軸の傾斜角度が、45±5度の範囲内となるようにすることが好ましい。なお、上記傾斜角度θとは、1/4波長板のC軸の方向を示すk方向と、第1の偏光子8aの光透過軸の方向を示すj方向との成す角度であり、該角度の小さい方(0°≦θ≦90°)の角度を指している。
In the optical connector of the present invention, a quarter wave plate is used for the
ここで、1/4波長板とは、複屈折部材において、k方向とこれに直交する成分では異なる屈折率を有するものであり、これに伴い、各方向の光波の伝搬速度が異なり、それによる光学距離のずれが、波長の4分の1の大きさになるような(位相がπ/2ずれるような)厚さに加工、研磨された部品である。 Here, the quarter wavelength plate is a birefringent member that has different refractive indexes in the k direction and the component orthogonal thereto, and accordingly, the propagation speed of the light wave in each direction is different. This is a part that has been processed and polished to such a thickness that the deviation of the optical distance is a quarter of the wavelength (the phase is shifted by π / 2).
そのため、1/4波長板に入射される直線偏光が1/4波長板を透過して出射される光は、その偏波方向によって円偏光、またはC軸方向を長軸あるいは短軸とする楕円偏光、あるいはC軸方向の直線偏光となる。 Therefore, the linearly polarized light incident on the ¼ wavelength plate is transmitted through the ¼ wavelength plate and is emitted as circularly polarized light or an ellipse whose major axis or minor axis is the C-axis direction. It becomes polarized light or linearly polarized light in the C-axis direction.
そして、第1の偏光子8aを、この1/4波長板のC軸に対して、第1の偏光子8aの光透過軸を傾斜角度θ=45度となるように配置すると、入射光の偏波方向に依存して出射される光である円偏光、楕円偏光、もしくはC軸方向の直線偏光のいずれが第1の偏光子8aに入射されても、第1の偏光子8aを透過する光のパワーは、第1の偏光子8aに入射される光のパワーの略半分の光のパワーで出力されるため、入射光の偏波方向に依存することなく一定の出力値を維持することができる。
Then, when the
ここで、傾斜角度θが50度を超える、もしくは、40度未満になると、入射光の偏波方向における偏波依存性が、出力される光のパワーに影響を与え、出力される光のパワーにバラツキが生じやすくなる可能性がある。そのため、所望する一定の光の出力パワーを有するような光コネクタとして用いる際には、傾斜角度θを45±5度の範囲内に設定することが好ましく、これにより、光の出力パワーを安定化することができるので好適である。 Here, when the inclination angle θ exceeds 50 degrees or less than 40 degrees, the polarization dependence in the polarization direction of the incident light affects the output light power, and the output light power. There is a possibility that the variation is likely to occur. Therefore, when using as an optical connector having a desired constant light output power, it is preferable to set the inclination angle θ within a range of 45 ± 5 degrees, thereby stabilizing the light output power. This is preferable.
さらに、本発明では、図1、2に示すように、第1の偏光子8aと第2の光ファイバ3aとの間に、ファラデー回転子8bを備えるとともに、該ファラデー回転子8bと第2の光ファイバ3aとの間に、第2の偏光子8cを設けることが好ましい。ここで、第1の偏光子8a、ファラデー回転子8b、および第2の偏光子8cの位置関係は、図2に示すように、第1の偏光子31の光透過軸をj方向に配置する場合、第2の偏光子33の光透過軸は、第1の偏光子31の光透過軸と略45度の角度になる方向であるm方向に位置決めする。
Furthermore, in the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, a
そして、ファラデー回転子8bのファラデー回転角は略45度となるように予めその厚みを設定して配置させ、このアイソレータ部8に磁石5によりH方向の磁場を印加することにより、第2の光ファイバ3bからの戻り光をアイソレータ部8で遮断することが可能となるため、第1の光ファイバ3aのコアあるいはクラッドに戻る光を抑制し、光源の不安定化を防止することができる。
Then, the Faraday rotation angle of the
また、本発明の光コネクタでは、保持部材2の内孔で光ファイバ3を保持することが好ましい。保持部材2の内孔で光ファイバ3を保持することにより、光ファイバ3内を伝送する光の損失を低減させるとともに、一対の光ファイバ3、即ち、第1の光ファイバ3aと第2の光ファイバ3bを精度よく位置決めすることができるため、第1の光ファイバ3aと第2の光ファイバ3bとの光結合の際に生じる光の損失を抑制することができる。
In the optical connector of the present invention, it is preferable to hold the optical fiber 3 in the inner hole of the holding
次に、本発明の他の実施形態に関して図3を用いて説明する。図3に示すように、第1の光ファイバ3aと、その一端に接合される第1のレンズ機能部6aとを備える入射側の光ファイバと、第2の光ファイバ3bと、その一端に接合される第2のレンズ機能部6bとを備える出射側の光ファイバとを両方とも保持する1つの保持部材2の一部に溝を形成し、その溝に複屈折部材7、アイソレータ部8、および該アイソレータ部8にファラデー効果を与える磁石5を挿入固定するものである。また、スリーブ4の出射端側は他のプラグ保持部材が挿入できるような構成となっている。このように保持部材2が構成される光コネクタとすることで、より簡易に光コネクタを作製することができる。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, the optical fiber on the incident side including the first
また、これらの光コネクタをFC型やSC型、LC型のハウジング内に使用することも可能である。この場合、ファイバが両端に接続された従来の光アイソレータと比べ、光ファイバの引き回しの乱雑さがなくなり、非常に省スペース化が可能となる。また、挿入損失は入射偏波による出力変動がなく、アイソレーション特性は戻り光が偏光子8aで吸収されるため、漏れ光の心配もなく、良好なアイソレーション特性を持つ光コネクタが実現した。
Also, these optical connectors can be used in FC-type, SC-type, and LC-type housings. In this case, as compared with the conventional optical isolator in which the fiber is connected to both ends, the optical fiber routing is not complicated, and the space can be saved significantly. In addition, since the insertion loss has no output fluctuation due to incident polarization, and the isolation characteristic is that the return light is absorbed by the
以下に、本発明の実施例である光コネクタAと、その比較例である光コネクタBと比較し、様々な角度の入射光における光の規格化透過パワーに関して検証した。 In the following, compared with the optical connector A which is an example of the present invention and the optical connector B which is a comparative example, the normalized transmission power of light in incident light at various angles was verified.
本発明の実施例である光コネクタAの作製方法を以下に説明する。 A manufacturing method of the optical connector A which is an embodiment of the present invention will be described below.
アイソレータ部8を構成する第1の偏光子8a、第2の偏光子8cは、厚み0.2mmのコーニング社製のガラスからなる偏光子を使用した。また、ファラデー回転子8bは、厚み0.35mmのテルビウムビスマス置換ガーネット膜で作製されたものを用いた。そして、第1の偏光子8aの光透過軸と第2の偏光子8cの光透過軸の角度が45度となるように配置するとともに、第1の偏光子8aと第2の偏光子8cの間にファラデー回転子8bを挟み、これらを透光性を有するエポキシ系樹脂からなる接着剤で接着一体化した。
As the
次に、複屈折部材7として用いる厚み50μmの水晶板からなる1/4波長板を、該1/4波長板(複屈折部材7)のC軸と第1の偏光子8aの光透過軸の傾斜角度θが45度となるように調整して偏光子8aと透光性を有するエポキシ系樹脂で接着した。なお、接着後の傾斜角度θは45.7度であった。ここで、1/4波長板(複屈折部材7)とアイソレータ部8を接着一体化した素子サイズは11mm角であり、ダイシング装置にて0.5mm角にチップ加工した。
Next, a quarter-wave plate made of a quartz plate having a thickness of 50 μm used as the
このように作製した複屈折部材7とアイソレータ部8からなる接着部材を、円筒状の磁石5の内孔内に透光性を有するエポキシ系樹脂で接着固定した。円筒状の磁石はサマリウムコバルト製の磁石で、内径Φ0.8mm、外径Φ1.2mmでスリーブ内径より小さく、長さは0.6mmと接着部材より短く設計した。
The adhesive member composed of the
一方で、石英からなる第1の光ファイバ3aの一端に第1のレンズ機能部6aに相当するグレーデットインデックスファイバを接着させた光ファイバを、外径がΦ1.25mm、内径が126μmであるジルコニアからなる円筒状の第1の保持部材2aの貫通孔内に実装した。また、上述した材質、大きさで、貫通孔内に光ファイバが実装された第2の保持部材2bを作製した。
On the other hand, an optical fiber in which a graded index fiber corresponding to the first
次に、第1の保持部材2aが保持するグレーデットインデックスファイバ(第1のレンズ機能部6a)の端部のほぼ中央に、上記でチップ加工して作製された1/4波長板とアイソレータ部の接着部材を接合し、円筒状のジルコニア製スリーブ4の一端側の開孔部から内孔に挿入した。さらに、スリーブ4の他端側から第2の保持部材2bを挿入し、該第2の保持部材2bの端部とスリーブ4の長手方向の中央部に位置する上記接着部材とを接着固定するとともに、スリーブ4で第1の保持部材2a、第2の保持部材2bを挟持することにより、光コネクタAを作製した。
Next, a quarter-wave plate and an isolator portion produced by chip processing at the center of the end of the graded index fiber (first
また、本発明の比較例である光コネクタBは、本発明の実施例である光コネクタAから1/4波長板を除いたもので、その他の部材の材質やサイズは光コネクタAと同様のものを用いた。 Moreover, the optical connector B which is a comparative example of the present invention is obtained by removing the quarter wavelength plate from the optical connector A which is an embodiment of the present invention, and the material and size of other members are the same as those of the optical connector A. A thing was used.
上記で作製した光コネクタA、Bに対して、光の入射偏波依存性を測定するために、半導体レーザから出射した光を、1/2波長板からなる偏波回転器により任意の直線偏光とし、その偏波角度を0〜360度の範囲で変化させて第1の光ファイバに導入し、第2の光ファイバ2bで出力される光を光パワーメータで測定し、入射光のパワーに対する出射光のパワーの割合(Pout/Pin)、即ち、規格化透過パワーPを測定し、結果を図4に示した。なお、図4において、横軸は入射光偏波角αで、縦軸は規格化透過パワーPを示す。
In order to measure the incident polarization dependency of light with respect to the optical connectors A and B produced above, the light emitted from the semiconductor laser is converted into an arbitrary linearly polarized light by a polarization rotator composed of a half-wave plate. The polarization angle is changed in the range of 0 to 360 degrees and introduced into the first optical fiber, the light output from the second
図4に示されるように、本発明の比較例である光コネクタBは、1/4波長板(複屈折部材7)を備えていないため、偏光子8aの光透過軸以外の部分に入射された直線偏光が偏光子8aの表面で遮断され、入射光の偏波角αによって規格化透過パワーPが0〜1まで変動するのに対し、本発明の光コネクタAは、入射光偏波角αに関係なく、規格化透過パワーをほぼ一定とすることができた。
As shown in FIG. 4, since the optical connector B which is a comparative example of the present invention does not include the quarter wavelength plate (birefringent member 7), it is incident on a portion other than the light transmission axis of the
さらに、図6に示す従来の無依存型光アイソレータを内蔵した光コネクタCを作製した。アイソレータ部に用いた複屈折結晶板は、1mm角のルチル結晶を用い、アイソレータ部以外の部品構成は、本発明の光コネクタAと同様の構成とした。そして、光コネクタをA、光コネクタCをそれぞれ10個ずつ作製し、そのアイソレーション特性を測定した。その結果、光コネクタAは全てのサンプルが40dB以上の高いアイソレーション特性を示したのに対し、従来の光コネクタCはクラッドモードの戻り光の影響で20dB〜30dBの範囲でばらついており、本発明の光コネクタAは、アイソレーション特性においても、従来の無依存型光アイソレータを内蔵した光コネクタより優れていた。 Furthermore, an optical connector C incorporating the conventional independent optical isolator shown in FIG. 6 was produced. The birefringent crystal plate used for the isolator part was a 1 mm square rutile crystal, and the components other than the isolator part were the same as those of the optical connector A of the present invention. Then, 10 optical connectors A and 10 optical connectors C were produced respectively, and the isolation characteristics were measured. As a result, all the samples of the optical connector A exhibited high isolation characteristics of 40 dB or more, whereas the conventional optical connector C varies in the range of 20 dB to 30 dB due to the influence of the return light in the cladding mode. The optical connector A of the invention was superior to the conventional optical connector incorporating the independent optical isolator in the isolation characteristics.
1:光コネクタ
2:保持部材
2a:第1の保持部材
2b:第2の保持部材
3:光ファイバ
3a:第1の光ファイバ
3b:第2の光ファイバ
4:スリーブ
5:磁石
6:レンズ機能部
6a:第1のレンズ機能部
6b:第2のレンズ機能部
7:複屈折部材
8:アイソレータ部
10:光線
11、12、13:複屈折結晶板
14:ファラデー回転子
15、18:光ファイバ
16、17:レンズ
21:コア拡大ファイバ
23:光アイソレータ素子
24:磁石
25:保持部材
26:スリーブ
27:フランジ
1: optical connector 2: holding
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