JP5679198B2 - Fiber optic coupler - Google Patents

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  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Description

本発明は、光ファイバカップラに関するものである。 The present invention relates to an optical fiber cup la.

周知のように、光ファイバカップラは、２本の光ファイバを結合させることで、光の分配を可能とするものである（下記非特許文献１及び２参照）。ここで、２本の光ファイバの伝搬定数が相違すると、２本の光ファイバの結合効率が低くなり、光ファイバッカプラの特性を十分に生かすことができない。   As is well known, an optical fiber coupler enables light distribution by combining two optical fibers (see Non-Patent Documents 1 and 2 below). Here, if the propagation constants of the two optical fibers are different, the coupling efficiency of the two optical fibers is lowered, and the characteristics of the optical fiber coupler cannot be fully utilized.

一般に、単一モードの通常の光ファイバカップラにおいて、コア径の異なる光ファイバを結合する場合には、それぞれのコア部の屈折率分布を調整することで、それぞれの光ファイバの伝搬定数を同一とすることが可能となる。   In general, when combining optical fibers with different core diameters in a single-mode normal optical fiber coupler, the propagation constant of each optical fiber is made the same by adjusting the refractive index distribution of each core part. It becomes possible to do.

“ＴＡＴＳＵＴＡ”、［online］、［平成２３年５月１８日検索］、インターネット、<URL:http://www.tatsuta.co.jp/products/electronics/optical_coupler.html>“TATSUTA”, [online], [Search May 18, 2011], Internet, <URL: http: //www.tatsuta.co.jp/products/electronics/optical_coupler.html> “偏波保持カプラ（固定比）”、［online］、［平成２３年５月１８日検索］、インターネット、〈URL: http://www.hanamuraoptics.com/device/cir/cirfixedcoupler904p.htm〉“Polarization-maintaining coupler (fixed ratio)”, [online], [searched on May 18, 2011], Internet, <URL: http://www.hanamuraoptics.com/device/cir/cirfixedcoupler904p.htm>

ここで、フォトニックギャップファイバを２本結合する場合には、コア部の屈折率を変化させることはできない。よって、上記の方法によりそれぞれのフォトニックバンドギャップファイバの伝搬定数を同一とすることができない。   Here, when two photonic gap fibers are coupled, the refractive index of the core cannot be changed. Therefore, the propagation constant of each photonic band gap fiber cannot be made the same by the above method.

また、断面構造を比例拡大することにより、コア部及びクラッド部を拡大した場合、動作波長がずれる。クラッド部の格子間隔によりフォトニックバンドギャップファイバの波長が決まるので、使用可能な波長も長い波長側にずれてしまうので、結果として伝搬定数も変化してしまう。   Further, when the core part and the clad part are enlarged by proportionally expanding the cross-sectional structure, the operating wavelength is shifted. Since the wavelength of the photonic bandgap fiber is determined by the lattice spacing of the cladding, the usable wavelength is also shifted to the longer wavelength side, and as a result, the propagation constant is also changed.

よって、コア部の径を拡大するためには、コア部を構成する格子の数を増やす必要がある。しかし、この場合、格子数の増加に伴い、伝搬モードの伝搬定数が変化するために、単に格子の数を増やしただけでは、結合効率が低くなり、光ファイバッカプラの特性を生かすことができないという問題点があった。   Therefore, in order to enlarge the diameter of the core part, it is necessary to increase the number of lattices constituting the core part. However, in this case, since the propagation constant of the propagation mode changes as the number of gratings increases, simply increasing the number of gratings reduces the coupling efficiency, and the characteristics of the optical fiber coupler cannot be utilized. There was a problem.

本発明は、前述の従来技術における問題を解決し、２本の伝搬定数を同一とするとともに、結合効率の良い光ファイバカップラを提供することを課題とするものである。 The present invention solves the problems in the prior art described above, with the two propagation constants the same, and to provide a good optical fiber cup la of coupling efficiency.

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明の第一態様は光ファイバカップラであって、コア径が互いに異なる２本のフォトニックバンドギャップファイバを接合した光ファイバカップラであって、第一のフォトニックバンドギャップファイバと第二のフォトニックバンドギャップファイバにおいて、それぞれを構成するクラッドの格子間隔を、前記第一のフォトニックバンドギャップファイバと前記第二のフォトニックバンドギャップファイバで相違させることで、前記第一のフォトニックバンドギャップファイバと前記第二のフォトニックバンドギャップファイバのそれぞれの伝搬定数を同一とし、前記第一のフォトニックバンドギャップファイバ及び前記第二のフォトニックバンドギャップファイバのうち、少なくとも一方の前記フォトニックバンドギャップファイバをテーパー形状とする。
また、本発明の第二態様は光ファイバカップラであって、コア径が互いに異なる２本のフォトニックバンドギャップファイバを接合した光ファイバカップラであって、第一のフォトニックバンドギャップファイバと第二のフォトニックバンドギャップファイバにおいて、それぞれを構成するクラッドの格子間隔を、前記第一のフォトニックバンドギャップファイバと前記第二のフォトニックバンドギャップファイバで相違させることで、前記第一のフォトニックバンドギャップファイバと前記第二のフォトニックバンドギャップファイバのそれぞれの伝搬定数を同一とし、前記第一のフォトニックバンドギャップファイバ及び前記第二のフォトニックバンドギャップファイバを構成するそれぞれの前記クラッドの材質を互いに異なるものとする。 In order to achieve the above object, the present invention employs the following means.
That is, the first aspect of the present invention is an optical fiber coupler, which is an optical fiber coupler in which two photonic band gap fibers having different core diameters are joined to each other, and includes the first photonic band gap fiber and the second photonic band gap fiber. In the photonic band gap fiber of the first photonic band gap fiber, the lattice spacing of the clad constituting each of the photonic band gap fiber is made different between the first photonic band gap fiber and the second photonic band gap fiber. Propagation constants of the gap fiber and the second photonic band gap fiber are the same, and at least one of the photonic band gap fibers of the first photonic band gap fiber and the second photonic band gap fiber is used. Band gap The a tapered shape Iba.
A second aspect of the present invention is an optical fiber coupler, which is an optical fiber coupler in which two photonic band gap fibers having different core diameters are joined to each other, and includes a first photonic band gap fiber and a second photonic band gap fiber. In the photonic band gap fiber of the first photonic band gap fiber, the lattice spacing of the clad constituting each of the photonic band gap fiber is made different between the first photonic band gap fiber and the second photonic band gap fiber. The propagation constant of each of the gap fiber and the second photonic band gap fiber is made the same, and the material of each of the claddings constituting the first photonic band gap fiber and the second photonic band gap fiber is Different from each other .

このような光ファイバカップラでは、コア径が互いに異なる２本のフォトニックバンドギャップファイバを接合した光ファイバカップラにおいて、それぞれのフォトニックバンドギャップファイバを構成するクラッドの格子間隔を相違させることで、２本のフォトニックバンドギャップファイバの伝搬定数を同一とすることができる。よって、伝搬定数を同一とすることにより、結合効率の良い光ファイバカップラとすることができる。
また、このような光ファイバカップラは、２本のフォトニックバンドギャップファイバのうち少なくとも一方のフォトニックバンドギャップファイバをテーパー形状にすることにより、格子間隔を徐々に小さくすることができる。よって、テーパー形状に形成された方のフォトニックバンドギャップファイバでは格子間隔の変化に伴い伝搬定数が変化するので、もう一方のフォトニックバンドギャップファイバの伝搬定数と一致させることが可能となる。したがって、伝搬定数を同一とすることにより、結合効率の良い光ファイバカップラとすることができる。
また、このような光ファイバカップラは、２本のフォトニックバンドギャップファイバを構成するクラッドの材質が異なるので、それに伴いそれぞれの格子間隔も異なることとなり、結果として２本のフォトニックバンドギャップファイバの伝搬定数を同一とすることができる。よって、伝搬定数を同一とすることにより、結合効率の良い光ファイバカップラとすることができる。 In such an optical fiber coupler, in the optical fiber coupler in which two photonic bandgap fibers having different core diameters are joined, the lattice spacing of the clad constituting each photonic bandgap fiber is made different. The propagation constants of the two photonic bandgap fibers can be made the same. Therefore, by using the same propagation constant, an optical fiber coupler with good coupling efficiency can be obtained.
Further, in such an optical fiber coupler, the lattice spacing can be gradually reduced by making at least one photonic band gap fiber of two photonic band gap fibers into a tapered shape. Therefore, in the photonic bandgap fiber formed in the tapered shape, the propagation constant changes with the change in the lattice spacing, so that it can match the propagation constant of the other photonic bandgap fiber. Therefore, by making the propagation constants the same, an optical fiber coupler with good coupling efficiency can be obtained.
In addition, since such optical fiber couplers are made of different clad materials constituting the two photonic bandgap fibers, the lattice spacings are also different accordingly. As a result, the two photonic bandgap fibers The propagation constant can be the same. Therefore, by using the same propagation constant, an optical fiber coupler with good coupling efficiency can be obtained.

また、本発明の第三態様は上記の光ファイバカップラであって、前記第一のフォトニックバンドギャップファイバ及び前記第二のフォトニックバンドギャップファイバのうち、前記コア径の小さい方の前記フォトニックバンドギャップファイバの前記格子間隔を、前記コア径の大きい方の前記フォトニックバンドギャップファイバの前記格子間隔より大きくした。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the above-described optical fiber coupler, wherein the photonic one having the smaller core diameter of the first photonic bandgap fiber and the second photonic bandgap fiber is provided. The lattice spacing of the band gap fiber was made larger than the lattice spacing of the photonic band gap fiber having the larger core diameter.

このような光ファイバカップラでは、コア径の小さい方のフォトニックバンドギャップファイバの格子間隔を、コア径の大きい方のフォトニックバンドギャップファイバの格子間隔より大きくすることで、２本のフォトニックバンドギャップファイバの伝搬定数を同一とすることができる。よって、伝搬定数を同一とすることにより、結合効率の良い光ファイバカップラとすることができる。   In such an optical fiber coupler, the lattice spacing of the photonic bandgap fiber having the smaller core diameter is made larger than the lattice spacing of the photonic bandgap fiber having the larger core diameter. The propagation constant of the gap fiber can be made the same. Therefore, by using the same propagation constant, an optical fiber coupler with good coupling efficiency can be obtained.

また、本発明の第四態様は上記の光ファイバカップラであって、前記第一のフォトニックバンドギャップファイバ及び前記第二のフォトニックバンドギャップファイバのうち、少なくとも一方のコアを中空とする。 A fourth aspect of the present invention is the above-described optical fiber coupler, wherein at least one of the first photonic band gap fiber and the second photonic band gap fiber is hollow .

このような光ファイバカップラは、少なくとも一方のコアを中空として、２本のフォトニックバンドギャップファイバの伝搬定数を同一とすることができる。よって、伝搬定数を同一とすることにより、結合効率の良い光ファイバカップラとすることができる。   In such an optical fiber coupler, at least one of the cores is hollow, and the propagation constants of the two photonic band gap fibers can be made the same. Therefore, by using the same propagation constant, an optical fiber coupler with good coupling efficiency can be obtained.

本発明に係る光ファイバカップラは、２本の伝搬定数を同一とするとともに、結合効率の良くすることができる。 Optical fiber cup la according to the present invention, with the same two propagation constants, it is possible to improve the coupling efficiency.

本発明の第一実施形態の光ファイバカップラの模式断面図である。It is a schematic cross section of the optical fiber coupler of 1st embodiment of this invention. 本発明の第一実施形態を構成するフォトニックバンドギャップファイバを示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the photonic band gap fiber which comprises 1st embodiment of this invention. 本発明の第一実施形態を構成するフォトニックバンドギャップファイバの格子間隔と伝搬定数の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the grating | lattice space | interval of the photonic band gap fiber which comprises 1st embodiment of this invention, and a propagation constant. 本発明の第一実施形態の光ファイバカップラの形成方法の研磨工程の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the grinding | polishing process of the formation method of the optical fiber coupler of 1st embodiment of this invention. 本発明の第一実施形態の光ファイバカップラの形成方法の接合工程の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the joining process of the formation method of the optical fiber coupler of 1st embodiment of this invention. 本発明の第二実施形態の光ファイバカップラの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the optical fiber coupler of 2nd embodiment of this invention. 本発明の第二実施形態を構成するフォトニックバンドギャップファイバの格子間隔と伝搬定数の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the grating | lattice space | interval and propagation constant of the photonic band gap fiber which comprises 2nd embodiment of this invention. 本発明の第三実施形態を構成するフォトニックバンドギャップファイバの格子間隔と伝搬定数の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the grating | lattice space | interval and propagation constant of the photonic band gap fiber which comprises 3rd embodiment of this invention.

（第一実施形態）
以下、本発明の第一実施形態に係る光ファイバカップラ１について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る光ファイバカップラ１は、図１に示すように、第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１と、第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１とを備える。そして、第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１と、第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１とは接合されている。 (First embodiment)
Hereinafter, an optical fiber coupler 1 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the optical fiber coupler 1 according to the present embodiment includes a first photonic bandgap fiber 11 and a second photonic bandgap fiber 21. The first photonic band gap fiber 11 and the second photonic band gap fiber 21 are joined.

第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１は、図２（ａ）に示すように、断面視して、７個の空孔１４から構成される第一のコア１２と、第一のコア１２の周囲を包囲するとともに規則的に配列した複数の空孔１４から構成される第一のクラッド１３とを備えるとともに、図２の紙面に直交する向きである長手方向に延在している。
第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１は、図２（ｂ）に示すように、断面視して、３個の空孔２４から構成される第二のコア２２と、第二のコア２２の周囲を包囲するとともに規則的に配列した複数の空孔２４から構成される第二のクラッド２３とを備えるとともに、図２の紙面に直交する向きである長手方向に延在している。 As shown in FIG. 2A, the first photonic band gap fiber 11 includes a first core 12 composed of seven holes 14 and a periphery of the first core 12 in a cross-sectional view. 1 and a first clad 13 composed of a plurality of holes 14 regularly arranged, and extends in a longitudinal direction which is a direction perpendicular to the paper surface of FIG.
As shown in FIG. 2B, the second photonic band gap fiber 21 includes a second core 22 composed of three holes 24 and a periphery of the second core 22 in a cross-sectional view. 2 and a second clad 23 composed of a plurality of holes 24 regularly arranged, and extends in a longitudinal direction which is a direction perpendicular to the paper surface of FIG.

第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１と第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１を比較すると、図１に示すように、第一のコア１２の径Ｌ１と第二のコア２２の径Ｌ２は互いに相違し、第一のコア１２の径Ｌ１の方が、第二のコア２２の径Ｌ２より大きく設けられている。
また、第一のクラッド１３を構成する空孔１４の間隔である第一の格子間隔Ｍ１は、第二のクラッド２３を構成する空孔２４の間隔である第二の格子間隔Ｍ２より小さく設けられている。 When comparing the first photonic band gap fiber 11 and the second photonic band gap fiber 21, as shown in FIG. 1, the diameter L1 of the first core 12 and the diameter L2 of the second core 22 are different from each other. The diameter L 1 of the first core 12 is provided larger than the diameter L 2 of the second core 22.
In addition, the first lattice interval M1 which is the interval between the holes 14 constituting the first cladding 13 is set smaller than the second lattice interval M2 which is the interval between the holes 24 constituting the second cladding 23. ing.

ここで、図３は、１．５５μｍの波長における第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１、及び第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１のクラッドの格子間隔と伝搬モードの伝搬定数の関係を示すグラフである。横軸にクラッドの格子間隔、縦軸に伝搬定数を表し、伝搬定数は等価屈折率に換算しているため無名数で表している（以下同じ）。
本グラフより、第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１と第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１においては、同一の格子間隔では伝搬係数が異なることが分かる。例えば、格子間隔が３．４μｍの場合、第一フォトニックバンドギャップファイバの伝搬定数は０．９９２であり、第二フォトニックバンドギャップファイバの伝搬定数は０．９８５である。すなわち、コア径の大きい第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１の方が、コア径の小さい第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１より伝搬係数が大きい。
また、第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１及び第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１では、格子間隔が大きくなるにしたがって、伝搬定数も大きくなることが分かる。
そして、一致線が示す伝搬定数近傍にて、第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１と第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１の伝搬定数は同一となることが分かる。例えば、第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１の格子間隔（第一の格子間隔Ｍ１）が３．３μｍ、及び第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１の格子間隔（第二の格子間隔Ｍ２）が３．９μｍの場合に、伝搬定数はともに０．９９１である。
すなわち、コア径の大きいフォトニックバンドギャップファイバの格子間隔を、コア径の小さいフォトニックバンドギャップファイバの格子間隔より小さくすることにより、２本のフォトニックバンドギャップファイバの伝搬定数を一致させることができる。言い換えれば、コア径の小さいフォトニックバンドギャップファイバの格子間隔を、コア径の大きいフォトニックバンドギャップファイバの格子間隔より大きくすることにより、２本のフォトニックバンドギャップファイバの伝搬定数を一致させることができる。 Here, FIG. 3 is a graph showing the relationship between the lattice spacing of the cladding of the first photonic bandgap fiber 11 and the second photonic bandgap fiber 21 and the propagation constant of the propagation mode at a wavelength of 1.55 μm. is there. The horizontal axis represents the lattice spacing of the cladding, and the vertical axis represents the propagation constant. Since the propagation constant is converted to an equivalent refractive index, it is represented by an anonymous number (the same applies hereinafter).
From this graph, it can be seen that the first photonic band gap fiber 11 and the second photonic band gap fiber 21 have different propagation coefficients at the same lattice spacing. For example, when the lattice spacing is 3.4 μm, the propagation constant of the first photonic bandgap fiber is 0.992, and the propagation constant of the second photonic bandgap fiber is 0.985. That is, the first photonic band gap fiber 11 having a larger core diameter has a larger propagation coefficient than the second photonic band gap fiber 21 having a smaller core diameter.
Further, it can be seen that in the first photonic band gap fiber 11 and the second photonic band gap fiber 21, the propagation constant increases as the lattice spacing increases.
And it turns out that the propagation constant of the 1st photonic band gap fiber 11 and the 2nd photonic band gap fiber 21 becomes the same in the propagation constant vicinity which a coincidence line shows. For example, the grating interval (first grating interval M1) of the first photonic band gap fiber 11 is 3.3 μm, and the grating interval (second grating interval M2) of the second photonic band gap fiber 21 is 3. In the case of .9 μm, both propagation constants are 0.991.
That is, by making the lattice spacing of the photonic bandgap fiber with a large core diameter smaller than the lattice spacing of the photonic bandgap fiber with a small core diameter, the propagation constants of the two photonic bandgap fibers can be matched. it can. In other words, the propagation constants of the two photonic bandgap fibers are matched by making the lattice spacing of the photonic bandgap fiber with a small core diameter larger than the lattice spacing of the photonic bandgap fiber with a large core diameter. Can do.

このように構成された光ファイバカップラ１では、第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１と第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１で伝搬定数を同一とすることでできるので、結合効率の良い光ファイバカップラ１とすることができる。   In the optical fiber coupler 1 configured as described above, the first photonic band gap fiber 11 and the second photonic band gap fiber 21 can have the same propagation constant, so that the optical fiber coupler with good coupling efficiency. 1 can be used.

また、第一のコア１２及び第二のコア２２が中空であるので、ガラスを材料とする場合と比較して、光の吸収、散乱等の不都合を低減させることが可能となる。   In addition, since the first core 12 and the second core 22 are hollow, inconveniences such as light absorption and scattering can be reduced as compared with the case where glass is used as a material.

なお、本実施形態では、第一のコア１２は７個の空孔１４から構成され、第二のコア２２は３個と空孔２４から構成されるものとしているが、本個数に限定されるものではない。第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１の伝搬係数と、第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１の伝搬定数を同一とすることができれば、任意の数でよい。   In the present embodiment, the first core 12 is composed of seven holes 14, and the second core 22 is composed of three holes 24. However, the number is limited to the number. It is not a thing. Any number may be used as long as the propagation coefficient of the first photonic band gap fiber 11 and the propagation constant of the second photonic band gap fiber 21 can be made the same.

ここで、第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１と第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１が互いに接合されて構成される光ファイバカップラ１の形成方法について説明する。   Here, a method of forming the optical fiber coupler 1 configured by joining the first photonic band gap fiber 11 and the second photonic band gap fiber 21 to each other will be described.

まず、研磨工程を実施する。
すなわち、第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１、第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１のそれぞれについて研磨工程を実施する。ここでは、第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１を例に挙げて説明する。
図４に示すように、第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１の一方の端面に、光源１０１より発射された参照光を入力し、他方の端面より出力した光のパワーをパワーメータ１０２で測定する。 First, a polishing process is performed.
That is, the polishing process is performed for each of the first photonic band gap fiber 11 and the second photonic band gap fiber 21. Here, the first photonic band gap fiber 11 will be described as an example.
As shown in FIG. 4, the reference light emitted from the light source 101 is input to one end face of the first photonic band gap fiber 11, and the power of the light output from the other end face is measured by the power meter 102. .

この状態で、モールドした接着剤からなる固定部材１０６の一面を研磨板１０３で研磨し、固定部材１０６及び第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１の側面の一部を取り除いていく。このとき、研磨板１０３の上には、紙ヤスリのように研磨材１０４の研磨粉が塗布されていてよい。研磨が進んでいくと第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１の側面が削られて、第一のコア１２近くの第一のクラッド１３が研磨されるようになる。そうすると、第一のコア１２を伝搬する光の一部が漏れ出して、パワーメータ１０２の出力が低下する。この研磨の深さとパワーメータ１０２の出力低下の間には一定の関係があり、パワーメータ１０２の出力の低下をモニタすることにより、第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１の側面の研磨深さを正確に知ることができる。そして、パワーメータ１０２で測定される参照光に対応する出力光の光強度が、所定の値の強度まで低下したときに研磨を終了する。   In this state, one surface of the fixed member 106 made of the molded adhesive is polished by the polishing plate 103 and a part of the side surface of the fixed member 106 and the first photonic band gap fiber 11 is removed. At this time, the abrasive powder of the abrasive 104 may be applied on the polishing plate 103 like a paper file. As the polishing progresses, the side surface of the first photonic bandgap fiber 11 is scraped, and the first cladding 13 near the first core 12 is polished. As a result, part of the light propagating through the first core 12 leaks, and the output of the power meter 102 decreases. There is a certain relationship between the polishing depth and the output reduction of the power meter 102. By monitoring the reduction of the output of the power meter 102, the polishing depth of the side surface of the first photonic band gap fiber 11 can be determined. Know exactly. Then, the polishing is finished when the light intensity of the output light corresponding to the reference light measured by the power meter 102 is reduced to a predetermined intensity.

上記研磨工程を、第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１に対しても行うことにより、正確な研磨深さで側面が除去され、所定の光パワーを有する２本のフォトニックバンドギャップファイバを用意することができる。２本のフォトニックバンドギャップファイバが、所定の光パワーを有するので、これらから所定の結合比を有する光ファイバカップラ１を形成することが可能となる。   By performing the above polishing process on the second photonic band gap fiber 21 as well, two photonic band gap fibers having a predetermined optical power are prepared with the side surfaces removed at an accurate polishing depth. be able to. Since the two photonic band gap fibers have a predetermined optical power, it is possible to form the optical fiber coupler 1 having a predetermined coupling ratio therefrom.

また、上記の研磨工程により、第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１及び第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１には、それぞれ側面の一部が除去されて形成された図５に示す除去面１１１が形成される。   Further, the first photonic band gap fiber 11 and the second photonic band gap fiber 21 are each provided with a removal surface 111 shown in FIG. It is formed.

次に、接合工程を実施する。
すなわち、図５に示すように、第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１及び第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１を、それぞれの除去面１１１を対向させて結合させる。これにより、第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１及び第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１の結合した箇所では結合部１１２が形成される。
ここで、第一のクラッド１３、第二のクラッド２３における除去面１１１は、それぞれ第一のコア１２、第二のコア２２付近まで除去されている。よって、第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１及び第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１の除去面１１１同士を接合することにより第一のコア１２と第二のコア２２が接近する構造となるので、２本のフォトニックバンドギャップファイバが有効に結合された光ファイバカップラ１を形成することが可能となる。 Next, a joining process is performed.
That is, as shown in FIG. 5, the first photonic band gap fiber 11 and the second photonic band gap fiber 21 are coupled with their removal surfaces 111 facing each other. Thereby, the coupling | bond part 112 is formed in the location where the 1st photonic band gap fiber 11 and the 2nd photonic band gap fiber 21 couple | bonded.
Here, the removal surfaces 111 of the first clad 13 and the second clad 23 are removed to the vicinity of the first core 12 and the second core 22, respectively. Therefore, by joining the removal surfaces 111 of the first photonic bandgap fiber 11 and the second photonic bandgap fiber 21, the first core 12 and the second core 22 approach each other. It is possible to form the optical fiber coupler 1 in which two photonic band gap fibers are effectively coupled.

ここで、第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１と第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１の接合固定は、例えば、固定部材１０６同士を接合することにより行うようにしてもよい。第一のコア１２付近の第一のクラッド１３及び第二のコア２２付近の第二のクラッド２３は、必ずしも強い接合力を有する訳ではない。よって、このような場合には、第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１、第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１をそれぞれ固定している固定部材１０６同士を接合することにより、第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１と第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１を接合固定することができる。
なお、固定部材１０６同士は、接着剤を用いて接合するようにしてもよいし、その他の手法や手段によってもよい。例えば、固定部材１０６が、加熱することにより複数回接着力を発揮する性質を有する接着剤であれば、該性質を有する接着剤を用いて、第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１と第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１を接合固定するようにしてもよい。また、ガラス基板等の基板を固定部材１０６とし、基板で両側から対向する第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１と第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１を挟み、基板同士を固定又は接合する構成としてもよい。 Here, the first photonic band gap fiber 11 and the second photonic band gap fiber 21 may be bonded and fixed by, for example, bonding the fixing members 106 together. The first clad 13 near the first core 12 and the second clad 23 near the second core 22 do not necessarily have a strong bonding force. Therefore, in such a case, the first photonic band gap fiber 11 and the second photonic band gap fiber 21 are bonded to each other to join the first photonic band gap. The gap fiber 11 and the second photonic band gap fiber 21 can be bonded and fixed.
Note that the fixing members 106 may be bonded together using an adhesive, or other methods or means may be used. For example, if the fixing member 106 is an adhesive having a property of exhibiting an adhesive force multiple times by heating, the first photonic band gap fiber 11 and the second The photonic band gap fiber 21 may be bonded and fixed. Further, a substrate such as a glass substrate is used as the fixing member 106, and the first photonic bandgap fiber 11 and the second photonic bandgap fiber 21 facing each other on both sides of the substrate are sandwiched, and the substrates are fixed or bonded together. Also good.

上記の研磨工程及び接合工程を行うことにより、同一の伝搬定数からなる第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１と第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１を結合して、結合効率の良い光ファイバカップラ１を形成することが可能となる。   By performing the above polishing process and bonding process, the first photonic bandgap fiber 11 and the second photonic bandgap fiber 21 having the same propagation constant are coupled, and the optical fiber coupler 1 having a high coupling efficiency. Can be formed.

（第二実施形態）
以下、本発明の第二実施形態について説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
本実施形態に係る光ファイバカップラ１Ｘは、図６に示すように、第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１Ｘは、光の入射側５１から出射側５２に向かうに従って、先細りとなるテーパー形状を形成している。よって、出射側５２に向かうに従って、第二の格子間隔ＭＸ２は徐々に狭くなる構成となっている。 (Second embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described.
In this embodiment, members that are the same as those used in the above-described embodiment are assigned the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
In the optical fiber coupler 1X according to the present embodiment, as shown in FIG. 6, the second photonic band gap fiber 21X has a tapered shape that tapers from the light incident side 51 toward the light emission side 52. ing. Therefore, the second lattice interval MX2 is gradually narrowed toward the emission side 52.

ここで、第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１又は第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１Ｘをテーパー形状にするには、テーパー線引き方法により可能である。または、作成済みの第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１又は第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１Ｘを再度加熱延伸することでも可能である。   Here, in order to make the first photonic band gap fiber 11 or the second photonic band gap fiber 21X into a tapered shape, it is possible to use a taper drawing method. Alternatively, the first photonic bandgap fiber 11 or the second photonic bandgap fiber 21X that has been prepared can be heated and stretched again.

このように構成された光ファイバカップラ１Ｘでは、第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１Ｘを光の入射側５１から出射側５２に向けてテーパー形状とすることで、第二の格子間隔ＭＸ２が徐々に小さくなる。そして、図７から分かるように、第二の格子間隔ＭＸ２の減少にともない、第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１Ｘの伝搬定数も減少する。よって、第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１Ｘの伝搬定数が徐々に減少する間において、必ず第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１の伝搬定数と一致する位置が存在する。例えば、第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１Ｘの入射側５１の格子間隔が３．９５μｍ、出射側５２の格子間隔が３．７５μｍの場合に、格子間隔が変化するにしたがって、第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１Ｘの伝搬定数と第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１の伝搬定数が一致する位置が存在するのが分かる。
よって、第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１の伝搬定数と第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１Ｘの伝搬定数を、確実に一致させることが可能となるので、結合効率の良い光ファイバカップラ１Ｘとすることができる。 In the optical fiber coupler 1X configured in this way, the second photonic band gap fiber 21X is tapered from the light incident side 51 toward the light output side 52, so that the second grating interval MX2 is gradually increased. Get smaller. As can be seen from FIG. 7, the propagation constant of the second photonic bandgap fiber 21X also decreases as the second lattice spacing MX2 decreases. Therefore, there is always a position that matches the propagation constant of the first photonic bandgap fiber 11 while the propagation constant of the second photonic bandgap fiber 21X gradually decreases. For example, when the grating interval on the incident side 51 of the second photonic bandgap fiber 21X is 3.95 μm and the grating interval on the exit side 52 is 3.75 μm, the second photonic band changes as the grating interval changes. It can be seen that there is a position where the propagation constant of the band gap fiber 21X matches the propagation constant of the first photonic band gap fiber 11.
Therefore, the propagation constant of the first photonic bandgap fiber 11 and the propagation constant of the second photonic bandgap fiber 21X can be reliably matched, so that the optical fiber coupler 1X with good coupling efficiency is obtained. be able to.

なお、本実施形態では第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１Ｘをテーパー形状としたが、第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１をテーパー形状としてもよく、又第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１及び第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１Ｘの両方をテーパー形状としてもよい。
また、出射側５２、入射側５１の格子間隔を逆転させて、出射側５２から入射側５１に向けて先細りのテーパー形状であってもよい。 In the present embodiment, the second photonic bandgap fiber 21X is tapered, but the first photonic bandgap fiber 11 may be tapered, and the first photonic bandgap fiber 11 and the second photonic bandgap fiber 11 Both the two photonic bandgap fibers 21X may be tapered.
Moreover, the taper shape may be tapered from the exit side 52 toward the entrance side 51 by reversing the lattice spacing of the exit side 52 and the entrance side 51.

（第三実施形態）
以下、本発明の第三実施形態について説明する。
本実施形態は、第一実施形態と材質が異なるものであるので、図１を用いて説明する。
また、本実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
本実施形態に係る光ファイバカップラ１は、屈折率２．１の高屈折率ガラスからなる第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１と、屈折率１．４５の石英ガラスからなる第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１とを備える。 (Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described.
Since the material of the present embodiment is different from that of the first embodiment, it will be described with reference to FIG.
Moreover, in this embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to the member common to the member used in embodiment mentioned above, and the description is abbreviate | omitted.
An optical fiber coupler 1 according to this embodiment includes a first photonic bandgap fiber 11 made of high refractive index glass having a refractive index of 2.1 and a second photonic band made of quartz glass having a refractive index of 1.45. A gap fiber 21.

ここで、図８（ａ）は屈折率１．４５の石英ガラスからなるフォトニックバンドギャップファイバ、（ｂ）は屈折率２．１の高屈折率ガラスからなるフォトニックバンドギャップファイバにおいて、それぞれクラッドの格子間隔と伝搬定数の関係を示すグラフである。
本グラフより、高屈折率ガラスからなる第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１の伝搬定数と、石英ガラスからなる第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１の伝搬定数が一致線近傍において一致していることが分かる。 8A is a photonic band gap fiber made of quartz glass having a refractive index of 1.45, and FIG. 8B is a photonic band gap fiber made of high refractive index glass having a refractive index of 2.1. It is a graph which shows the relationship between the grating | lattice space | interval and propagation constant.
From this graph, the propagation constant of the first photonic bandgap fiber 11 made of high refractive index glass and the propagation constant of the second photonic bandgap fiber 21 made of quartz glass match in the vicinity of the coincidence line. I understand.

このように構成された光ファイバカップラ１では、第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１と第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１の材質又は屈折率を互いに異なるものとすることにより、第一の格子間隔Ｍ１と第二の格子間隔Ｍ２が異なることとなる。よって、結果として、第一のフォトニックバンドギャップファイバ１１と第二のフォトニックバンドギャップファイバ２１で伝搬定数を同一とすることでできるので、結合効率の良い光ファイバカップラ１とすることができる。   In the optical fiber coupler 1 configured as described above, the first lattice spacing is made different by using different materials or refractive indexes for the first photonic band gap fiber 11 and the second photonic band gap fiber 21. M1 and the second lattice spacing M2 are different. Therefore, as a result, the first photonic band gap fiber 11 and the second photonic band gap fiber 21 can have the same propagation constant, so that the optical fiber coupler 1 with high coupling efficiency can be obtained.

また、フォトニックバンドギャップファイバにおいては、バンドギャップの波長等は電磁界解析により求める。よって、電磁界解析により光ファイバカップラを形成するのに必要なクラッドの格子間隔を求めることができる。   In a photonic band gap fiber, the band gap wavelength and the like are obtained by electromagnetic field analysis. Therefore, the lattice spacing of the clad necessary for forming the optical fiber coupler can be obtained by electromagnetic field analysis.

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない限り、これらに限定されることはなく、多少の設計変更等も可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, unless it deviates from the technical idea of this invention, it is not limited to these, A some design change etc. are possible.

１…光ファイバカップラ
１１…第一のフォトニックバンドギャップファイバ
２１…第二のフォトニックバンドギャップファイバ
Ｌ１、Ｌ２…第一のコアの径、第二のコアの径
Ｍ１、Ｍ２…第一の格子間隔、第二の格子間隔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical fiber coupler 11 ... 1st photonic band gap fiber 21 ... 2nd photonic band gap fiber L1, L2 ... Diameter of 1st core, diameter M1, 2 of 2nd core ... 1st grating | lattice Spacing, second grid spacing

Claims (4)

コア径が互いに異なる２本のフォトニックバンドギャップファイバを接合した光ファイバカップラであって、
第一のフォトニックバンドギャップファイバと第二のフォトニックバンドギャップファイバにおいて、それぞれを構成するクラッドの格子間隔を、前記第一のフォトニックバンドギャップファイバと前記第二のフォトニックバンドギャップファイバで相違させることで、前記第一のフォトニックバンドギャップファイバと前記第二のフォトニックバンドギャップファイバのそれぞれの伝搬定数を同一とし、
前記第一のフォトニックバンドギャップファイバ及び前記第二のフォトニックバンドギャップファイバのうち、少なくとも一方の前記フォトニックバンドギャップファイバをテーパー形状とする光ファイバカップラ。 An optical fiber coupler in which two photonic band gap fibers having different core diameters are joined,
The first photonic band gap fiber and the second photonic band gap fiber differ in the lattice spacing of the clad constituting each of the first photonic band gap fiber and the second photonic band gap fiber. By making the propagation constants of the first photonic band gap fiber and the second photonic band gap fiber the same,
An optical fiber coupler in which at least one of the first photonic band gap fiber and the second photonic band gap fiber is tapered. コア径が互いに異なる２本のフォトニックバンドギャップファイバを接合した光ファイバカップラであって、
第一のフォトニックバンドギャップファイバと第二のフォトニックバンドギャップファイバにおいて、それぞれを構成するクラッドの格子間隔を、前記第一のフォトニックバンドギャップファイバと前記第二のフォトニックバンドギャップファイバで相違させることで、前記第一のフォトニックバンドギャップファイバと前記第二のフォトニックバンドギャップファイバのそれぞれの伝搬定数を同一とし、
前記第一のフォトニックバンドギャップファイバ及び前記第二のフォトニックバンドギャップファイバを構成するそれぞれの前記クラッドの材質を互いに異なるものとする光ファイバカップラ。 An optical fiber coupler in which two photonic band gap fibers having different core diameters are joined,
The first photonic band gap fiber and the second photonic band gap fiber differ in the lattice spacing of the clad constituting each of the first photonic band gap fiber and the second photonic band gap fiber. By making the propagation constants of the first photonic band gap fiber and the second photonic band gap fiber the same,
An optical fiber coupler in which materials of the clads constituting the first photonic band gap fiber and the second photonic band gap fiber are different from each other. 請求項１または請求項２に記載の光ファイバカップラにおいて、
前記第一のフォトニックバンドギャップファイバ及び前記第二のフォトニックバンドギャップファイバのうち、前記コア径の小さい方の前記フォトニックバンドギャップファイバの前記格子間隔を、前記コア径の大きい方の前記フォトニックバンドギャップファイバの前記格子間隔より大きくした光ファイバカップラ。 The optical fiber coupler according to claim 1 or 2,
Of the first photonic bandgap fiber and the second photonic bandgap fiber, the lattice spacing of the photonic bandgap fiber having the smaller core diameter is defined as the photon having the larger core diameter. An optical fiber coupler that is larger than the lattice spacing of the nick band gap fiber. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の光ファイバカップラにおいて、
前記第一のフォトニックバンドギャップファイバ及び前記第二のフォトニックバンドギャップファイバのうち、少なくとも一方のコアを中空とする光ファイバカップラ。 In the optical fiber coupler according to any one of claims 1 to 3,
An optical fiber coupler in which at least one of the first photonic band gap fiber and the second photonic band gap fiber is hollow.
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