JP4855429B2 - Connection method of double clad fiber - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ダブルクラッドファイバに、光導波コアを備えた光導波素子を接続する方法に関する。 The present invention relates to a method for connecting an optical waveguide element having an optical waveguide core to a double clad fiber.
ファイバレーザーや光増幅器等の光学装置において、光増幅素子としてダブルクラッドファイバが広く利用されている。 In an optical apparatus such as a fiber laser or an optical amplifier, a double clad fiber is widely used as an optical amplification element.
ダブルクラッドファイバは、ファイバ中心に設けられた光増幅成分として希土類元素等がドープされたコアと、そのコアの周囲に設けられたより低屈折率の第1クラッドと、その第1クラッドの周囲に設けられたより低屈折率の第2クラッドと、で構成されている。そして、かかるダブルクラッドファイバでは、第1クラッドに入射された励起光が、第1クラッドと第2クラッドとの界面で反射を繰り返しながら、第2クラッドに囲まれた領域を伝搬し、その励起光がコアを通過する際にコアにドープされた希土類元素を最外殻電子が励起した反転分布状態にさせ、その誘導放出によってコアを伝搬する信号光を増幅する。 The double-clad fiber is provided in the center of the fiber doped with a rare earth element as an optical amplification component, a lower refractive index first clad provided around the core, and the first clad. And a second clad having a lower refractive index. In such a double-clad fiber, the excitation light incident on the first cladding propagates through a region surrounded by the second cladding while repeating reflection at the interface between the first cladding and the second cladding, and the excitation light. When passing through the core, the rare earth element doped in the core is turned into an inverted distribution state excited by the outermost electrons, and the signal light propagating through the core is amplified by the stimulated emission.
また、このようなダブルクラッドファイバにおいて、コアに信号光を、また、第1クラッドに励起光をそれぞれ入射させる方法として、光コンバイナを用いる方法が知られている。 Further, in such a double clad fiber, a method using an optical combiner is known as a method of making signal light enter the core and pump light enter the first clad.
光コンバイナは、例えば、中心の1本のシングルモード光ファイバとそれを囲む6本のマルチモード光ファイバとの最密構造を有し、先端部分においてそれらが溶融一体化した構造を有する(特許文献1参照)。そして、ダブルクラッドファイバに接続する際には、シングルモード光ファイバの信号光用コアに対応する部分をダブルクラッドファイバのコアに接続し、マルチモード光ファイバの励起光用コアに対応する部分をダブルクラッドファイバの第1クラッドに対応して接続する。 The optical combiner has, for example, a close-packed structure of a single single-mode optical fiber at the center and six multi-mode optical fibers surrounding the single-mode optical fiber, and has a structure in which they are fused and integrated at the tip portion (Patent Document) 1). When connecting to the double clad fiber, the portion corresponding to the signal light core of the single mode optical fiber is connected to the core of the double clad fiber, and the portion corresponding to the pump light core of the multimode optical fiber is doubled. Connection is made corresponding to the first clad of the clad fiber.
ところで、2本の光ファイバ等の光導波素子を接続する場合、各々の光導波コアの光軸が一致していないと、一方のコアを伝搬する光が接続部を通過するときに他方のコアに入射できずにクラッドに漏洩し、接続損失が生じる。この接続損失の発生を抑止するための調心の方法として、クラッド調心、コア調心、パワーモニタ法等の方法が挙げられる。 By the way, when connecting optical waveguide elements such as two optical fibers, if the optical axes of the respective optical waveguide cores do not coincide with each other, when the light propagating through one core passes through the connecting portion, the other core Without being incident on the clad, it leaks into the cladding, resulting in connection loss. Examples of alignment methods for suppressing the occurrence of this connection loss include methods such as cladding alignment, core alignment, and power monitoring.
クラッド調心は、図5に示すように、例えば高精度なV溝を用いて光ファイバ40,50を整列し、クラッド42,52を一致させることにより調心を行う方法である。しかしながら、光ファイバのコアが偏心していると、クラッド42,52を一致させてもコア41,51を一致させることができない。例えば、光コンバイナは接続部において複数のファイバを溶融一体化して接続端面が形成されているので、信号光コアが極めて偏心しやすくなっており、クラッド調心には適さない。
As shown in FIG. 5, the clad alignment is a method of aligning
コア調心は、図6に示すように、光ファイバ40,50の接続端の側面から光ファイバのコア41,51を直視し、画像処理によりコア41,51の中心軸が一致するように位置を調整する方法である。そのため、光コンバイナのように、接続端面において直視によりコアの位置を特定することが困難である場合、この方法を用いることができない。
As shown in FIG. 6, the core alignment is performed by directly looking at the
パワーモニタ法は、2本の光ファイバ40,50の端面を対峙乃至当接させて一方の光ファイバ40の一端から検査光を入射し、接続された他方の光ファイバ50から出射される検査光の光強度を検出器で測定してコア41,51の軸合わせを行う方法である(特許文献2参照)。図7(a)のように、各々のコア41,51が同軸上にない場合、他方の光ファイバ50のクラッド52に入った光は、クラッド52を覆う被覆部に吸収され、検出器で測定される検査光の光強度は弱くなる。一方、図7(b)のように、各々のコア軸が一致している場合は、コア51に入射された検査光がそのまま検出器に検出される。このため、検出した光強度が最大となるときに光ファイバ同士を接続すればよい。
In the power monitor method, the end faces of the two
このパワーモニタ法によると、ダブルクラッドファイバのようにクラッド52がそれよりも低屈折率の部材で覆われている場合、クラッド52に漏洩した検査光は、クラッドの外に漏れて光の強度が弱まることがない。そのため、この方法によっては調心することができない。
上述したように、ダブルクラッドファイバに光コンバイナ等の光導波コアを備えた光導波素子を接続する際、従来の方法によれば効率よくコア同士を調心することができず、接続損失が大きくなるという問題があった。 As described above, when connecting an optical waveguide element having an optical waveguide core such as an optical combiner to a double clad fiber, the conventional methods cannot efficiently align the cores, resulting in a large connection loss. There was a problem of becoming.
本発明は、ダブルクラッドファイバに光導波コアを備えた光導波素子を接続する場合の接続損失の低減を目的とする。 An object of the present invention is to reduce connection loss when an optical waveguide element having an optical waveguide core is connected to a double clad fiber.
上記の目的を達成する本発明は、希土類元素がドープされたコアと、該コアを被覆するように設けられた第1クラッドと、該第1クラッドを被覆するように設けられた第2クラッドとを備えたダブルクラッドファイバに、光導波コアを備えた光導波素子を接続する方法であって、
ダブルクラッドファイバの一端面と光導波素子の一端面とを対峙乃至当接させ、
上記光導波素子の他端面の光導波コアから上記ダブルクラッドファイバのコアにドープした希土類元素が吸収する波長の光を含む検査光を入射し、
上記ダブルクラッドファイバの一端面と上記光導波素子の一端面とを光軸方向に対して垂直な方向に相対移動させて、上記ダブルクラッドファイバの他端面のコアから出射される検査光の光強度が最小となる位置で位置決めして接続することを特徴とする。
The present invention that achieves the above object includes a core doped with a rare earth element, a first clad provided to cover the core, and a second clad provided to cover the first clad. A method of connecting an optical waveguide element having an optical waveguide core to a double clad fiber having
The one end surface of the double clad fiber and the one end surface of the optical waveguide element are opposed to or in contact with each other,
Inspection light including light of a wavelength that is absorbed by the rare earth element doped into the core of the double clad fiber is incident from the optical waveguide core on the other end surface of the optical waveguide element,
The light intensity of the inspection light emitted from the core on the other end face of the double clad fiber by relatively moving the one end face of the double clad fiber and the one end face of the optical waveguide element in a direction perpendicular to the optical axis direction. It is characterized in that it is positioned and connected at a position where the value is minimized.
本発明の接続方法は、上記検査光を、上記ダブルクラッドファイバのコアにドープした希土類元素が吸収する波長の光のみとすることが好ましい。 In the connection method of the present invention, the inspection light is preferably only light having a wavelength that is absorbed by the rare earth element doped in the core of the double clad fiber.
本発明の接続方法は、上記光導波素子は、信号光用コアと該信号光コアを囲うように配設された複数の励起光用コアとを備え、該信号光用コアが上記光導波コアに相当する光コンバイナであることが好ましい。 In the connection method of the present invention, the optical waveguide element includes a signal light core and a plurality of excitation light cores disposed so as to surround the signal light core, and the signal light core is the optical waveguide core. It is preferable that the optical combiner corresponds to
本発明によれば、ダブルクラッドファイバの一端面と光導波素子の一端面とを対峙乃至当接させ、光導波素子の他端面の光導波コアからダブルクラッドファイバのコアにドープした希土類元素が吸収する波長の光を含む検査光を入射し、ダブルクラッドファイバの一端面と光導波素子の一端面とを光軸方向に対して垂直な方向に相対移動させて、ダブルクラッドファイバの他端面のコアから出射される検査光の光強度が最小となる位置で位置決めしてダブルクラッドファイバを光コンバイナに接続するので、ダブルクラッドファイバのコアと光導波素子の光導波コアとを同軸上になるようにして接続することができ、接続損失を低減することができる。 According to the present invention, one end face of a double clad fiber and one end face of an optical waveguide element are opposed to or in contact with each other, and the rare earth element doped into the core of the double clad fiber is absorbed from the optical waveguide core on the other end face of the optical waveguide element. The inspection light containing the light of the wavelength to be incident is incident, and the one end surface of the double clad fiber and the one end surface of the optical waveguide element are moved relative to each other in the direction perpendicular to the optical axis direction, and the core on the other end surface of the double clad fiber Since the double-clad fiber is connected to the optical combiner by positioning at a position where the light intensity of the inspection light emitted from the optical fiber is minimized, the double-clad fiber core and the optical waveguide core of the optical waveguide element should be coaxial. And connection loss can be reduced.
以下、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
図1及び図2は、ダブルクラッドファイバ10及び光コンバイナ20を示す。このダブルクラッドファイバ10は、例えば、レーザーマーカーの光増幅器や溶接用ファイバレーザーにおける光増幅素子として用いられるものである。この光コンバイナ20は、例えば、それらのダブルクラッドファイバ10に接続されて用いられるものである。
1 and 2 show a double
ダブルクラッドファイバ10は、ファイバ中心のコア11と、コア11を覆うように設けられた第1クラッド12と、第1クラッド12を覆うように設けられた第2クラッド13と、第2クラッド13を被覆する保護層15と、で構成されている。第1クラッド12はコア11よりも低屈折率になるように設けられており、また、第2クラッド13は第1クラッド12よりも低屈折率になるように設けられている。ダブルクラッドファイバ10は、例えば、ファイバ長さが3〜40mである。
The double
コア11は、例えば、純粋石英に希土類元素がドープされたもので形成されている。希土類元素としては、例えば、イッテルビウム(Yb),エルビウム(Er)、ネオジム(Nd)等が挙げられる。希土類元素のドープ量は、例えば1000〜20000ppmである。希土類元素は、単一種がドープされていても、複数種がドープされていても、いずれでもよい。この希土類元素は、例えば、溶液浸漬法や気相堆積法等の方法によって石英にドープされる。コア11は、例えば、コア径が20〜60μmである。このコア11は、純粋石英に対する比屈折率が、例えば0.03〜0.3%である。
The
第1クラッド12は、例えば、純粋石英で形成されている。第1クラッド12は、例えば、第1クラッド径が125〜600μmである。
The
第2クラッド13は、例えば、石英ガラスにエアホール14を設けたエアクラッド構造のものであってもよく、低屈折樹脂等で形成されていてもよく、その他のもので形成されていてもよい。第2クラッド13は、例えば、第2クラッド径が150〜650μmである。この第2クラッド13は、純粋石英に対する比屈折率差が例えば3〜10%である。
The
保護層15は、例えば、低屈折シリコーン樹脂、フッ素樹脂等で形成されている。保護層15は、例えば厚さ60〜600μmである。保護層15は、単一層であっても、複数層を積層したものであっても、いずれでもよい。
The
このダブルクラッドファイバ10は、工具や薬品等を用いて端面の保護層15を所定長除去し、光カッター等を用いて軸と垂直かつ平滑に切断した接続端面が、光コンバイナ20と接続される。
In this double
なお、ダブルクラッドファイバ10がエアホール14を備えたエアクラッド構造のものである場合、ダブルクラッドファイバ10の接続端面から所定長(例えば、5〜20mm)の第2クラッド13は予め除去しておくことが好ましい。これにより、第1クラッド12が剥き出しになるので、加熱時に石英が溶融してエアホール14が封止されて第1クラッド12に入射された励起光が漏洩するという現象を防止することができる。
When the double
光コンバイナ20は、キャピラリ24と1本の信号光用光ファイバ心線及び複数本の励起光用光ファイバ心線とで構成されている。1本の信号光用光ファイバ心線及び複数本の励起光用光ファイバ心線のそれぞれは、心線先端から被覆層(図示せず)が所定長だけ剥がされて信号光用光ファイバ21又は励起光用光ファイバ23が露出しており、光コンバイナ20は、これらの信号光用光ファイバ21及びそれを囲うように配設された励起光用光ファイバ23がキャピラリ24に挿入され、その先端部分において、それらが溶融一体化して縮径した溶融部25に形成されている。
The
キャピラリ24は、例えば石英ガラス等で形成されている。キャピラリ24は、例えば、全長が3〜10mm(溶融部25を除く)、及び内径が380〜400μmにそれぞれ形成されている。
The capillary 24 is made of, for example, quartz glass. For example, the
信号光用光ファイバ21は、例えば石英ガラスで形成されており、ファイバ中心の高屈折率の信号光用コア22とその周りを被覆する低屈折率のクラッドとを有する。信号光用光ファイバ21は、一般的には、シングルモードファイバで構成される。信号光用光ファイバ21は、例えば、ファイバ径が123〜127μm、及びコア径が10〜60μmにそれぞれ形成されている。
The signal light
励起光用光ファイバ23は、例えば石英ガラスで形成されており、ファイバ中心の高屈折率の励起光用コアとその周りを被覆する低屈折率のクラッドとを有する。励起光用光ファイバ23は、一般的には、マルチモードファイバで構成される。励起光用光ファイバ23は、例えば、ファイバ径が123〜127μm、及びコア径が80〜115μmにそれぞれ形成されている。
The excitation light
溶融部25は、キャピラリ24、1本の信号光用光ファイバ21及び複数本の励起光用光ファイバ23が一体化しており、その中を信号光用光ファイバ21及び励起光用光ファイバ23のそれぞれのコア11が長さ方向に延びている。溶融部25の端面には、直視により観察するのは困難ではあるが、信号光用コア22とそれを囲うように配設された複数の励起光用コアが露出している。
In the
この光コンバイナ20は、信号光用光ファイバ21が信号光源に接続され、また、複数本の励起光用光ファイバ23のそれぞれが励起光源に接続されると共に、溶融部25の端面がダブルクラッドファイバ10に融着接続されて使用される。このとき、溶融部25の端面における信号光用コア22がダブルクラッドファイバ10のコア11に、また、励起光用コアがダブルクラッドファイバ10の第1クラッド12にそれぞれ接続される。
In this
そして、信号光源からの信号光が信号光用光ファイバ21を介してダブルクラッドファイバ10のコア11に入射され、励起光源からの励起光が励起光用光ファイバ23を介してダブルクラッドファイバ10の第1クラッド12に入射されると、第1クラッド12に入射された励起光は、第1クラッド12と第2クラッド13との界面で反射を繰り返しながら、第2クラッド13に囲まれた領域を伝搬し、コア11を通過する際にコア11にドープされた希土類元素を最外殻電子が励起した反転分布状態にさせ、その誘導放出によってコア11を伝搬する信号光を増幅する。
Then, the signal light from the signal light source is incident on the
次に、図3を用いて、ダブルクラッドファイバ10と光コンバイナ20との接続方法を説明する。この接続は、まずダブルクラッドファイバ10のコア11の中心軸と光コンバイナ20の信号光用コア22の中心軸とが一致するように位置あわせした後、それぞれの端面を融着等することによって行う。
Next, the connection method of the double
まず、融着接続器(図示せず)を用いて、ダブルクラッドファイバ10のコア11と光コンバイナ20の信号光用光コア11の軸合わせを行う。
First, the axial alignment of the
融着接続器は、2つのステージを備え、また、接続部31においてはアーク放電等の融着手段を備える。
The fusion splicer includes two stages, and the
2つのステージは、光ファイバが接続部31を隔てて光軸方向に対して直列に並ぶように設けられたものであり、この2つのステージは、光軸方向、水平方向且つ光軸方向に垂直な方向、及び鉛直方向対して垂直な方向に相対移動することができる。2つのステージは、一方を固定してもう一方を移動させることにより相対移動させるものであっても、2つのステージをそれぞれ移動させることにより相対移動させるものであってもよい。
The two stages are provided such that the optical fibers are arranged in series with respect to the optical axis direction with the
この融着接続器には、ダブルクラッドファイバ10を一方のステージに、光コンバイナ20を他方のステージに、それぞれの一端が接続部31に対面するように固定して配置する。このとき、接続部31において、ダブルクラッドファイバ10の端面と光コンバイナ20の端面とは、例えば5〜30μmの間隔をあけた対峙状態に配置しても、当接しても、いずれでもよいが、対峙状態に配置することが好ましい。
In this fusion splicer, the double
続いて、光コンバイナ20の他端側から、信号光用コア22に検査光を入射する。この検査光には、ダブルクラッドファイバ10のコア11にドープした希土類元素が吸収する波長の光が含まれる。この検査光は、コア11にドープした希土類元素が吸収する波長の光のみが含まれることが好ましく、また、この検査光はレーザー光であることが好ましい。具体的には、例えば、コアにドープした希土類元素がYbであるときには、この検査光の波長は870〜990nmであることが好ましい。希土類元素がErであるときには、この検査光の波長は950〜1000nm及び1430〜1580nmであることが好ましい。希土類元素がNdであるときには、この検査光の波長は720〜900nmであることが好ましい。例として、図4に、石英ガラスにドープする濃度が10000ppmのときのYbの吸収特性のグラフを示す。この場合、波長が977nmのときに吸収損失は最大であるが、光検出器の検出能の限界等を考慮して、例えば、960nmの波長の検査光を用いる。
Subsequently, the inspection light is incident on the
信号光用コア22に入射された検査光は、ダブルクラッドファイバ10の他端側に設けられた光検出器でその光強度が測定される。
The intensity of the inspection light incident on the
図3(a)に示すように、ダブルクラッドファイバ10のコア11と光コンバイナ20の信号光用光コア11が同軸上にないときには、検査光はダブルクラッドファイバ10の第1クラッド12に入ることになる。第2クラッド13の屈折率は第1クラッド12の屈折率よりも低いので、この検査光は、第1クラッド12と第2クラッド13との界面で反射され、第1クラッド12の内部を伝搬してダブルクラッドファイバ10の他端側に到達し、検出器で測定される。
As shown in FIG. 3A, when the
一方、図3(b)に示すように、ダブルクラッドファイバ10のコア11と光コンバイナ20の信号光用コア22が同軸上に存在するときは、検査光はダブルクラッドファイバ10のコア11に入ることになる。この検査光は、コア11と第1クラッド12との界面で反射されてコア11を伝搬するが、このとき、コア11にドープした希土類元素を励起する。すなわち、コア11に入った検査光は、希土類元素に吸収されて徐々に減衰していく。そのため、検出器で測定される検査光の光強度は、図3(a)において検査光が第1クラッド12内を伝搬したときよりも、弱くなる。
On the other hand, as shown in FIG. 3B, when the
従って、ダブルクラッドファイバ10のコア11と光コンバイナ20の信号光用コア22が同軸上に存在する場合、光検出器で測定される検査光の光強度は最小となる。
Therefore, when the
この融着接続機では、2つのステージにそれぞれ固定されたダブルクラッドファイバ10の一端面と光コンバイナ20の一端面とを光軸方向に対して垂直な方向に相対移動させながら、光コンバイナ20の他端側から信号光用コア22に検査光を入射してダブルクラッドファイバ10の他端側から出射される検査光の光強度を測定する。そして、検査光の光強度が最小となる位置で位置決めして、接続操作に移る。
In this fusion splicer, the one end surface of the double
ダブルクラッドファイバ10のコア11と光コンバイナ20の信号光用コア22が同軸上になるように位置決めした後、ステージを光軸方向に微動して両接続端面を当接させ、アーク放電を行うことにより両者の端面同士を融着接続する。アーク放電は、例えば、1500〜2200℃で3〜10秒間行う。アーク放電の他、火炎バーナー等により加熱する方法等によって融着してもよい。
After positioning the
最後に、必要に応じて熱収縮スリーブ等によって接続部31を補強する。こうして、ダブルクラッドファイバ10を光コンバイナ20に接続することができる。
Finally, the
以上の方法によれば、ダブルクラッドファイバ10の一端面と光コンバイナ20の一端面とを対峙させ、光コンバイナ20のの信号光コア11からダブルクラッドファイバ10のコア11にドープした希土類元素が吸収する波長の光を含む検査光を入射し、ダブルクラッドファイバ10の一端面と光コンバイナ20の一端面とを光軸方向に対して垂直な方向に相対移動させて、ダブルクラッドファイバ10の他端面のコア11から出射される検査光の光強度が最小となる位置で位置決めしてダブルクラッドファイバ10を光コンバイナ20に接続するので、ダブルクラッドファイバ10のコア11と光コンバイナ20の信号光用コア22とが同軸上になるようにして接続することができ、接続損失を低減することができる。
According to the above method, the one end face of the double
なお、本実施形態ではダブルクラッドファイバ10に光コンバイナ20を接続する方法について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、ダブルクラッドファイバ10とシングルモード光ファイバとを接続してもよく、ダブルクラッドファイバ10に、他の光導波コアを備えた光導波素子を接続してもよい。
In the present embodiment, the method of connecting the
また、本実施形態では融着接続によりダブルクラッドファイバ10を接続したが、これに限定されるものではなく、例えば、ダブルクラッドファイバ10と光導波素子とを突き合わせて接着剤等により接続してもよい。
In this embodiment, the double
−実施例−
以下のダブルクラッドファイバ10及び光コンバイナ20を用いて、それらのコアを調心して接続を行った。
-Example-
Using the following double clad
(ダブルクラッドファイバ)
ダブルクラッドファイバ10は、Ybをドープした石英ガラスで形成されたコア11と、純粋石英で形成された第1クラッド12と、石英ガラスにエアホール14を設けたエアホール層及びその周囲のオーバークラッド層からなる第2クラッド13と、低屈折率シリコーン樹脂の第1保護層及びその周囲のフッ素樹脂(ETFE)の第2保護層からなる保護層15と、で構成されたものを用いた。このダブルクラッドファイバ10は、コア径20μm、第1クラッド径400μm、第2クラッド径650μm、保護層15の厚さ525μm、及び、ファイバ長さ3mであった。また、コア11にドープされたYbのドープ量は5000ppmであり、コア11と第1クラッド12との比屈折率の差は0.070%であった。
(Double clad fiber)
The double
このダブルクラッドファイバ10は、予め、ダブルクラッドファイバ10の接続端面から20mmの部分の保護層15を除去し、さらに、その接続端面から5mmの部分の第2クラッド13を除去した。
In this double
(光コンバイナ)
光コンバイナ20は、純粋石英ガラスのキャピラリ24と1本の信号光用光ファイバ心線及び6本の励起光用光ファイバ心線とで構成されたものを用いた。
(Optical combiner)
The
キャピラリ24は、外径440μm、内径400μm及び長さ10mmであった。 The capillary 24 had an outer diameter of 440 μm, an inner diameter of 400 μm, and a length of 10 mm.
信号光用光ファイバ心線は、石英にアルミニウムをドープした信号光用コア22及び純粋石英からなるクラッドで構成され、クラッドの周囲にアクリルからなる被覆層が設けられたものであった。この信号光用光ファイバ心線は、コア径20μm、クラッド径125μm、被覆層の厚さ62μm、及び長さ5mである。信号光用コア22とクラッドとの比屈折率差は、0.075%であった。
The optical fiber for signal light is composed of a
励起光用光ファイバ心線は、純粋石英からなる励起光用コア及び石英にフッ素をドープしたクラッドで構成され、クラッドの周囲にアクリルからなる被覆層が設けられたものであった。この励起光用光ファイバ心線は、コア径114μm、クラッド径125μm、被覆層の厚さ62μm、及び長さ5mであった。 The optical fiber core wire for excitation light is composed of an excitation light core made of pure quartz and a clad in which quartz is doped with fluorine, and a coating layer made of acrylic is provided around the clad. The optical fiber core wire for excitation light had a core diameter of 114 μm, a cladding diameter of 125 μm, a coating layer thickness of 62 μm, and a length of 5 m.
(ダブルクラッドファイバと光コンバイナの接続)
まず、光コンバイナ20の信号光用コア22に、波長960nmの検査光を入射し、光コンバイナ20の接続端側から出射された光を検出器で測定した。このとき測定された光強度は、−30dBmであった。
(Connection between double clad fiber and optical combiner)
First, inspection light having a wavelength of 960 nm was incident on the
次に、ダブルクラッドファイバ10と光コンバイナ20とを、溶融接続機のステージ上のV溝にそれぞれ固定して配置した。なお、このステージは、ピエゾ素子によって、光軸方向、水平方向且つ光軸方向に垂直な方向、及び鉛直方向への微動が可能なものであった。また、ダブルクラッドファイバの出力端に、光強度を測定する検出器を接続した。
Next, the double
続いて、ダブルクラッドファイバ10と光コンバイナ20とを、接続端面同士の間隔が約10μm程度になるまで接近させた。
Subsequently, the double
続いて、光コンバイナ20の信号光用コア22に波長960nmの検査光(レーザー光)を入射した。そして、検出器を作動させながら、光軸方向に垂直な方向にステージを微動させ、検出される光強度が最小になるように調整した。光強度が最小になったときに検出された光強度は、−63dBmであった。
Subsequently, inspection light (laser light) having a wavelength of 960 nm was incident on the
さらに、光強度が最小になったときから、ダブルクラッドファイバ10と光コンバイナ20との相対位置を、水平方向且つ光軸方向に垂直な方向に30μmずらした。この状態で、光コンバイナ20の信号光用コア22に検査光を入射した。このとき、検出器で測定された光強度は、−33dBmであった。
Furthermore, the relative position between the double
再び、光強度が最小になるようにダブルクラッドファイバ10と光コンバイナ20との位置を調整し、ダブルクラッドファイバ10と光コンバイナ20との接続端面同士を当接させた。そして、アーク放電を行って、両者を加熱溶融することにより接続した。
Again, the positions of the double
この実施例によれば、測定された検査光の光強度が最小のときの吸収損失は33dBであった。これは、ダブルクラッドファイバ10のコア11と光コンバイナ20の信号光用コア22とが同軸上にあるので、光コンバイナの信号光用コアから伝送された検査光はダブルクラッドファイバ10のコア11に入射され、検査光がコア11にドープされたYbに吸収されたためであると考えられる。
According to this example, the absorption loss when the light intensity of the measured inspection light is minimum was 33 dB. This is because the
一方、各々のコアの位置を30μmずらすと、吸収損失は小さくなり、3dBであった。これは、ダブルクラッドファイバ10のコア11と光コンバイナ20の信号光用コア22との軸位置がずれているので、検査光はダブルクラッドファイバ10の第1クラッド12に入射され、検査光がダブルクラッドファイバ10のコア11を通過する際にコア11にドープされたYbを励起するために生じる吸収損失であると考えられる。実際、ダブルクラッドファイバの第1クラッドに波長915nmの励起光を入射した場合、励起光がコアを通過する際にコアにドープされたYbを励起することに起因する光の吸収係数は、0.34dB/mであることが知られている。
On the other hand, when the position of each core was shifted by 30 μm, the absorption loss was reduced to 3 dB. This is because the axial positions of the
以上説明したように、本発明は、ダブルクラッドファイバの接続方法について有用である。 As described above, the present invention is useful for a method of connecting double clad fibers.
10 ダブルクラッドファイバ
11 コア
12 第1クラッド
13 第2クラッド
20 コンバイナ(光導波素子)
22 信号光用コア
10 double
22 Signal light core
Claims (3)
ダブルクラッドファイバの一端面と光導波素子の一端面とを対峙乃至当接させ、
上記光導波素子の他端面の光導波コアから上記ダブルクラッドファイバのコアにドープした希土類元素が吸収する波長の光を含む検査光を入射し、
上記ダブルクラッドファイバの一端面と上記光導波素子の一端面とを光軸方向に対して垂直な方向に相対移動させて、上記ダブルクラッドファイバの他端面のコアから出射される検査光の光強度が最小となる位置で位置決めして接続する接続方法。 An optical waveguide is provided in a double-clad fiber including a core doped with a rare earth element, a first cladding provided to cover the core, and a second cladding provided to cover the first cladding. A method of connecting an optical waveguide element having a core,
The one end surface of the double clad fiber and the one end surface of the optical waveguide element are opposed to or in contact with each other,
Inspection light including light of a wavelength that is absorbed by the rare earth element doped into the core of the double clad fiber is incident from the optical waveguide core on the other end surface of the optical waveguide element,
The light intensity of the inspection light emitted from the core on the other end face of the double clad fiber by relatively moving the one end face of the double clad fiber and the one end face of the optical waveguide element in a direction perpendicular to the optical axis direction. A connection method in which positioning is performed at a position where the minimum is possible.
上記検査光を、上記ダブルクラッドファイバのコアにドープした希土類元素が吸収する波長の光のみとする接続方法。 The connection method according to claim 1,
A connection method in which the inspection light is only light having a wavelength that is absorbed by the rare earth element doped in the core of the double clad fiber.
上記光導波素子は、信号光用コアと該信号光コアを囲うように配設された複数の励起光用コアとを備え、該信号光用コアが上記光導波コアに相当する光コンバイナであることを特徴とする接続方法。 The connection method according to claim 1 or 2,
The optical waveguide element includes a signal light core and a plurality of excitation light cores disposed so as to surround the signal light core, and the signal light core is an optical combiner corresponding to the optical waveguide core. A connection method characterized by that.
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