JP5688856B2

JP5688856B2 - 光ファイバフィルタデバイス

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Publication number: JP5688856B2
Application number: JP2012552499A
Authority: JP
Inventors: トン、ジャオヤン
Original assignee: タイコエレクトロニクス（シャンハイ）カンパニーリミテッド
Priority date: 2010-02-12
Filing date: 2011-02-04
Publication date: 2015-03-25
Anticipated expiration: 2031-02-04
Also published as: KR20120137479A; CN102156329B; WO2011098939A1; US20120308182A1; CN102156329A; MX2012009315A; BR112012020108A2; RU2012139060A; EP2534513A1; AU2011214000A1; JP2013519912A; RU2554890C2; AU2011214000B2; US9341784B2

Description

本発明は、光フィルタデバイスの技術分野に関し、特に光ファイバフィルタデバイスに関する。

ファイバ・トゥ・ザ・ホーム（ＦＴＴＨ）及びファイバ・トゥ・ザ・Ｘ（ＦＴＴｘ）の急速な発達及び商業化により、ローカルエンド及びユーザエンドでの光ファイバリンクのリアルタイム監視の要求が、近年大きく増大してきた。現在のＦＴＴｘ監視システムにおいて、リンクは光時間領域反射器（ＯＴＤＲ）により監視される。支配的な主要なＴＤＭ−ＰＯＮ構成において、光パワースプリッタが複数のユーザにより共有されるので、ＯＴＤＲは、単一のユーザのリンクではなく、複数のユーザのリンクから合成された結果を達成することができる。しかし、具体的な監視環境において、各ユーザエンド及びローカルエンド間のリンクを明確に検知する画像を得る必要がある。

今日提案されている一解決策は、ユーザエンドにファイバ・ブラッグ・グレーティング（ＦＢＧ）を挿入することである。ＦＢＧは、反射スペクトルにおける非常に狭い固有帯域（3dBで〜0.5nm）を有する。しかし、ＦＴＴｘシステムにおけるＯＴＤＲ監視システムは、反射スペクトルにおける広帯域がレーザの中心波長の偏差すなわちドリフト（20nm）に適することを要求する。チャープ技法はＦＢＧの帯域幅を強化できるが、極めて高価であり、監視システムの光性能全体はＦＢＧの広帯域のため著しく減少する。

従来、ＦＢＧは、２ビーム干渉計又は位相マスクを用いて製造される。２ビーム干渉を用いた解決策は、研究及び開発の分野で使用されるのが一般的であり、量産には適しない。対照的に、位相マスクは、その簡単で制御可能な工程のため、量産で使用することができる。単一位相マスクで形成されたＦＢＧの狭い固有帯域（3dBで0.5nm）を考慮して、複数の位相マスク及び非周期位相マスクは、反射スペクトルの帯域幅を強化するために、チャープＦＢＧを形成するのに必然的に用いられる。しかし、20nmの反射スペクトルを有する特注の位相マスクは極端に高価である。その一方で、チャープＦＢＧの解決策において、システム全体の光性能は、ＦＢＧの反射スペクトルの帯域幅が増大するにつれて、著しく低下する。

従って、ＯＴＤＲから必要な検知信号を得るために、広い反射スペクトル、大きな反射分離及び低コストの光フィルタデバイスを提供することが望ましい。

本発明は、上述した従来技術の問題を無くし又は少なくとも軽減することを目的とする。

従って、本発明の目的は、光ファイバフィルタデバイスを提供することである。ここで、光フィルタ部材及び光ピッグテール組立体は、スペクトルの際に基いて入射光を分離すると共に、ＯＴＤＲに必要とされる検知信号を提供するために、入力光ファイバに戻るよう、大きな帯域幅、高い反射率及び大きな反射分離を有する光を誘導する。

本発明の別の目的は、光ファイバフィルタデバイスを提供することである。ここで、構造及び光路は、デバイスのコストを低減しながら、従来の反射分離を有する光フィルタ部材により大きな反射分離を達成するために入力光の複数回の反射を実行するよう構成される。

本発明の一態様によれば、第１ファイバピッグテール組立体、第２ファイバピッグテール組立体、並びに第１光フィルタ部材及び第２光フィルタ部材を具備する光ファイバフィルタデバイスが提供される。第１ファイバピッグテール組立体は、第１光ファイバと、第１光ファイバを収容する第１ファイバ収容部材とを具備する。第２ファイバピッグテール組立体は、第２光ファイバと、第２光ファイバを収容する第２ファイバ収容部材とを具備する。第１光ファイバは第１ポートを有し、第２光ファイバは第２ポートを有する。第１光フィルタ部材及び第２光フィルタ部材はそれぞれ、第１波長帯内の光を伝送すると共に、第２波長帯内の光を反射する。

第１光フィルタ部材は、第１ポート及び第２ポート間に配置される。そして、第１光フィルタ部材は、第１ポートから放射された第１波長帯内の光成分が第１光フィルタ部材を通って伝送され第２ポートを介して第２光フィルタに入ると共に第１ポートから放射された第２波長帯内の光成分が第１光フィルタ部材により反射されて反射光を形成するように、第１光ファイバの光軸に対して所定角度で傾斜する。第２光フィルタ部材は、反射光が第１及び第２の光フィルタ部材により少なくとも２回反射された後に第１ポートを介して第１光ファイバに戻るように、反射光の光路に配置される。

一実施形態において、第１ポート及び第２ポート間の空間は、屈折率整合材で充填される。

一実施形態において、角度は0°より大きく、90°より小さい。

一実施形態において、角度は45°である。

一実施形態において、第２光フィルタ部材の反射面は、反射光が第２光フィルタ部材に入射する方向に対して直交する。

一実施形態において、第１ポートから放射された第１波長帯内の光成分は、第２光ファイバの光軸に沿って第２ポートを介して第２光ファイバに入る。

一実施形態において、第１光フィルタ部材は、第１ポートの一端面に配置される。

一実施形態において、第２光フィルタ部材は、第１ポートに隣接する第１光ファイバの側面に配置される。

一実施形態において、第２光フィルタ部材は、第１ポートに隣接する第１光ファイバに埋設される。

一実施形態において、第１ポートの端面は第１ファイバ収容部材の一端面から突出し、第２ポートの端面は第２ファイバ収容部材の一端面から突出する。

一実施形態において、第１ポートの端面は第１ファイバ収容部材の一端面と面一であり、第２ポートの端面は第２ファイバ収容部材の一端面と面一である。

一実施形態において、第１ファイバ収容部材は、第２光フィルタ部材を受容するスリットすなわち側開口を具備する。

一実施形態において、第１ファイバ収容部材の端面は第１光ファイバの光軸に直交し、第２ファイバ収容部材の端面は第２光ファイバの光軸に直交する。

一実施形態において、第１ファイバ収容部材の端面は第１光ファイバの光軸に対して傾斜し、第２ファイバ収容部材の端面は第２光ファイバの光軸に対して傾斜する。

一実施形態において、第１光フィルタ部材は、第２ポートの一端面に配置される。

一実施形態において、第２光フィルタ部材は、第１光ファイバの外側で第１ファイバ収容部材の一端面に配置される。

一実施形態において、第２光フィルタ部材は、第１ポートの一端面に配置される。

一実施形態において、第２ポートの端面は、第２ファイバ収容部材の一端面と面一である。

一実施形態において、第２ポートの端面は、第２ファイバ収容部材の一端面から突出する。

一実施形態において、第１及び第２の光フィルタ部材は膜フィルタである。

一実施形態において、光ファイバフィルタデバイスは、第１光フィルタ部材、第２光フィルタ部材、第１ファイバピッグテール組立体及び第２ファイバピッグテール組立体が別々に又は組み合わせて収容される管と、管が収容されるハウジングとをさらに具備する。

本発明の別の態様によれば、以下の工程を具備する光ファイバフィルタデバイスの製造方法が提供される。すなわち、光ファイバフィルタデバイスの製造方法は、
（ａ）第１ファイバピッグテール組立体、第２ファイバピッグテール組立体、第１光フィルタ部材及び第２光フィルタ部材を用意する工程であって、第１ファイバピッグテール組立体は、第１光ファイバと、第１光ファイバを収容する第１ファイバ収容部材とを具備し、第２ファイバピッグテール組立体は、第２光ファイバと、第２光ファイバを収容する第２ファイバ収容部材とを具備し、第１光ファイバは第１ポートを有し、第２光ファイバは第２ポートを有し、第１及び第２の光フィルタ部材はそれぞれ、第１波長帯内の光を伝送すると共に第２波長帯内の光を反射する工程と、
（ｂ）第１ポートから放射された光の光路に第１光フィルタ部材を配置し、第１ポートから放射された第１波長帯内の光成分が第１光フィルタ部材を通って伝送されると共に第１ポートから放射された第２波長帯内の光成分が第１光フィルタ部材により反射されて反射光を形成するように、第１光ファイバの光軸に対して所定角度で傾斜させると共に、第１及び第２の光フィルタ部材により少なくとも２回反射された後に、反射光が第１ポートを介して第１光ファイバに戻るように、反射光の光路に第２光フィルタ部材を配置する工程と、
（ｃ）第１及び第２のファイバピッグテール組立体を管に収容し、第１光フィルタ部材を通って伝送される光が第２ポートを介して第２光ファイバに入ることを可能にする工程と、
（ｄ）第１及び第２のファイバピッグテール組立体を管と組み合わせて固定する工程と
を具備する。

一実施形態において、工程（ｂ）は、第１ポート及び第２ポート間の空間を屈折率整合材で充填する工程をさらに具備する。

一実施形態において、工程（ｂ）は、反射光が第１及び第２の光フィルタ部材により反射されて最大パワーで第１光ファイバに入るように、光路を調整する工程をさらに具備し、工程（ｃ）は、第１光フィルタ部材を通って伝送される光が最大結合効率で第２ファイバに結合されるように、光路を調整する工程をさらに具備する。

一実施形態において、方法は、第１ポートの一端面に第１光フィルタ部材を直接接合又は付着させる工程をさらに具備する。

一実施形態において、方法は、第１ポートに隣接する第１光ファイバの一側面に第２光フィルタ部材を直接接合又は付着させる工程か、又は第１ポートに隣接する第１光ファイバに第２光フィルタ部材を埋設する工程をさらに具備する。

一実施形態において、方法は、第２ポートの一端面に第１光フィルタ部材を直接接合又は付着させる工程をさらに具備する。

一実施形態において、方法は、第１光ファイバの外側で第１ファイバ収容部材の一端面に第２光フィルタ部材を直接接合又は付着させる工程をさらに具備する。

一実施形態において、方法は、第１ポートの一端面に第２光フィルタ部材を直接接合又は付着させる工程をさらに具備する。

一実施形態において、方法は、端面又は側面を研磨する工程と、第１又は第２の光フィルタ部材を接合又は付着させる前に、反射防止膜で端面又は側面をコーティングする工程とをさらに具備する。

上述の構成では、ＯＴＤＲに必要な検知信号を得るために、光フィルタ部材を用いて高価なチャープＦＢＧが帰還光設計構造に置換される。この結果、反射光の帯域幅が改善され、光性能が改善される。本発明の上述の構成は、従来技術を凌駕するデバイスの簡単な製造方法、低コスト及び高信頼性という利点をさらに有する。

本発明は、低コストで低反射分離の膜フィルタを有する光ファイバフィルタデバイス内の光の複数回の反射により、高反射分離、高リターンロス及び良好な反射率を達成することができる。さらに、本発明に係る光ファイバフィルタデバイスは、コア部品が小型であるので、他の光デバイスと一体化が容易である。

本発明の好適な一実施形態に係る光ファイバフィルタデバイスを示す断面図である。図１に示された光ファイバフィルタデバイスの中間部の拡大図である。本発明の別の実施形態に係る光ファイバフィルタデバイスを示す概略図である。本発明のさらに別の実施形態に係る光ファイバフィルタデバイスを示す概略図である。本発明の別の実施形態に係る光ファイバフィルタデバイスを示す断面図である。図５に示された光ファイバフィルタデバイスの中間部の拡大図である。本発明の別の実施形態に係る光ファイバフィルタデバイスを示す概略図である。図７に示された実施形態の変形例を示す図である。図７に示された実施形態の変形例を示す図である。本発明の別の実施形態に係る光ファイバフィルタデバイスを示す断面図である。図１０に示された光ファイバフィルタデバイスの中間部の拡大図である。本発明の別の実施形態に係る光ファイバフィルタデバイスを示す断面図である。図１２に示された光ファイバフィルタデバイスの中間部の拡大図である。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る光ファイバフィルタデバイスの具体的な実施形態及びその製造方法を詳細に説明する。

図面において、同様の参照符号は同様の部品を指す。本発明の範囲を限定することなく、本発明の一般的概念を説明するために、以下に実施形態を説明する。

図１及び図２は光ファイバフィルタデバイスを示す。図１には、本発明の一実施形態に係る光ファイバフィルタデバイス１００が示されている。この光ファイバフィルタデバイス１００は、第１ファイバピッグテール組立体１１０及び第２ファイバピッグテール組立体１２０を具備する。第１ファイバピッグテール組立体は、第１光ファイバ１１１と、第１光ファイバ１１１を収容する第１ファイバ収容部材１１２とを具備する。第２ファイバピッグテール組立体１２０は、第２光ファイバ１２１と、第２光ファイバ１２１を収容する第２ファイバ収容部材１２２とを具備する。第１光ファイバ１１１は第１ポート１１３を有し、第２光ファイバ１２１は第２ポート１２３を有する。第１ファイバ収容部材１１２及び第２ファイバ収容部材１２２は、例えば、光ファイバを収容し固定することができるキャピラリ管又は他の部材である。

光ファイバフィルタデバイス１００は、第１光フィルタ部材１１４及び第２光フィルタ部材１２４をさらに具備する。第１光フィルタ部材１１４及び第２光フィルタ部材１２４はそれぞれ、第１波長帯（λ_1a，λ_1b）内の光を伝送し、第２波長帯（λ_2a，λ_2b）内の光を反射する。図２に示されているように、第１光フィルタ部材１１４は、第１ポート１１３から放射された第１波長帯（λ_1a，λ_1b）内の光成分が第１光フィルタ部材１１４を通って伝送されて伝送光１３１を形成するように、第１ポート１１３の一端面１１５上に配置される。伝送光１３１は、第２ポート１２３を介して第２光ファイバ１２１に入る。第１光フィルタ部材１１４は、第１ポート１１３から放射された第２波長帯（λ_2a，λ_2b）内の光成分が第１光フィルタ部材１１４により反射され反射光１３２を形成するように、第１光ファイバ１１１の光軸に対して所定角度αで傾斜する。第２光フィルタ部材１２４は、反射光１３２が第２光フィルタ部材１２４により第１光フィルタ部材１１４まで反射され、第１光フィルタ部材１１４により再度反射した後、第１ポート１１３を介して第１光ファイバ１１１に戻るように、反射光１３２の光路内に配置される。すなわち、反射光１３２は、ＯＴＤＲに必要な検知信号を提供するために、第１及び第２の光フィルタ部材１１４，１２４により２回反射された後、第１光ファイバ１１１に戻る。

上述の構成において、第１ポート１１３から放射された第２波長帯（λ_2a，λ_2b）内の光成分は、第１光フィルタ部材１１４及び第２光フィルタ部材１２４により合計３回反射される。多数回の反射により、光フィルタリングの反射分離を著しく改善することができる。例えば、14dBの反射分離を有する従来の膜フィルタで光が反射する環境において、光フィルタリングの反射分離は40dB超までできる。さらに、反射分離が強化されると、リターンロスも増大する。その一方で、例えば膜フィルタ等の第１光フィルタ部材１１４及び第２フィルタ部材１２４の反射波長帯（λ_2a，λ_2b）の選択がチャープＦＢＧよりもずっと広い又はよりフレキシブルであるので、第１光ファイバ１１１に戻る光の帯域幅は、ＦＢＧの狭い帯域幅に限定されるのではなく、著しく強化できる。このため、ＯＴＤＲに戻る検知信号の反射率に対する環境の変動（例えば、温度変動）のため、ＯＴＤＲの波長ドリフトの悪影響が低減され、又は実質的に無くなる。

図１及び図２に示された上述の実施形態において、第１光フィルタ部材１１４は、第１ポート１１３の端面１１５に配置される。しかし、当業者に理解されるように、本発明はこの実施形態に限定されない。例えば、第１光フィルタ部材１１４はまた、第２光ファイバ１２４の第２ポート１２３の一端面１２５に、又は追加実装手段により第１ポート１１３及び第２ポート１２３間のどこかに配置される。これらの解決策の全ては、第１波長帯（λ_1a，λ_1b）内の光成分が第１光フィルタ部材１１４を通って伝送され、第２ポート１２３を介して第２光ファイバ１２１に入るように、第１ポート１１３から放射される光に対して第１光フィルタ部材１１４の光フィルタリングを達成することができる。上述した実施形態と同じ機能を達成できる他の実施形態も、本発明の範囲内にある。

図１及び図２に示された上述の実施形態において、第２光フィルタ部材１２４は、第１ポート１１３に隣接する第１光ファイバの一面に配置される。第２光フィルタ部材１２４が配置された側面を研磨するために、側面上の対応する位置に第２光フィルタ部材１２４を受容する溝が形成される。溝は平面又は曲面であってもよい。しかし、当業者に理解されるように、本発明はこの実施形態に限定されない。例えば、第２光フィルタ部材１２４は、反射光の光路のどこか、例えば第１光ファイバ１１１の内側又は外側の所定位置や、光ファイバの側面から突出する部品（例えば楔）上に配置されてもよい。例えば、図４において、第２光フィルタ部材１２４は第１光ファイバ１１１内に埋設される。これら解決策全てにおいて、反射光１３２は、第１光フィルタ部材１１４及び第２光フィルタ部材１２４により少なくとも２回反射された後、第１ポート１１３を介して第１光ファイバ１１１に戻ることができる。上述した実施形態と同じ機能を達成できる他の実施形態も、本発明の範囲内にある。

図１に示されるように、光ファイバフィルタデバイス１００は、第１ファイバピッグテール組立体１１０が収容される管１１９と、第２ファイバピッグテール組立体１２０が収容される管１２９と、接着剤１３及びハウジング１４をさらに具備する。第１及び第２の光フィルタ部材１１４，１２４もそれぞれ管に収容される。管１１９，１２９は、ハウジング１４に収容され固定される。例えばエポキシ接着剤又は紫外線硬化型接着剤等の接着剤１３は、第１光ファイバ１１１及び第２光ファイバ１２１を管１１９，１２９及びハウジング１４に付加的に接着し固定する。管及びハウジングのこのような配置により、光ファイバフィルタデバイスが衝撃、振動及び他の有害な環境ファクタによって劣化することを防止できる。図１は、第１ファイバピッグテール組立体１１０及び第１光フィルタ部材１１４、第２ファイバピッグテール組立体１２０及び第２光フィルタ部材１２４が２個の管１１９，１２９にそれぞれ収容された配置を示すが、本発明はこの実施形態に限定されない。例えば、１個以上の第１ファイバピッグテール組立体１１０、第１光フィルタ部材１１４、第２ファイバピッグテール組立体１２０及び第２光フィルタ部材１２４は、分離して、又は任意の組合せで１個以上の管に収容され固定されてもよい。

一実施形態において、第１ポート１１３及び第２ポート１２３間の空間は、フレネル反射及び光損失を低減するために、屈折率整合材料で充填されてもよい。屈折率整合材料は、第１光ファイバ又は第１光フィルタ部材の屈折率と等しいか実質的に等しい屈折率を有する。この結果、第１ポート１１３から放射され又は第１光フィルタ部材１１４を通って伝送される光成分は、ファイバ結合効率を改善するために、異なる媒体間のインタフェースでほぼ直線となるよう向けられ、光ファイバ１２１の光軸に沿って第２ポートに入る。

或いは、屈折率整合材料はまた第１光ファイバ又は第１光フィルタ部材とは異なる屈折率を有し、その結果、第１ポート１１３から放射され又は第１光フィルタ部材１１４を通って伝送される光成分は、異なる媒体間のインタフェースで逸れる。光の方向の逸れは、第１光ファイバに対する第２光ファイバの位置を調整する、例えば第１光ファイバ１１１の光軸１１６に対する第２光ファイバ１２１の光軸１２６をシフトさせ、又は第１光ファイバ１１１の光軸１１６に対して所定角度で光軸１２６を傾斜させることにより補償される。上述した調整をすれば、第１光フィルタ部材を通って伝送された光は、第２光ファイバ１２１の光軸１２６に沿って第２ポートに入り、高いファイバ結合効率を達成する。屈折率整合材料は、第１ファイバピッグテール組立体１１０及び第１ファイバピッグテール組立体１２０間の空間に充填される。

屈折率整合材料が無い状況では、例えば第１光ファイバ１１１の光軸１１６に対する第２光ファイバ１２１の光軸１２６をシフトさせ、又は第１光ファイバ１１１の光軸１１６に対して所定角度で光軸１２６を傾斜させることにより、第２光ファイバ１２１の光軸１２６の位置を第１光ファイバ１１１の光軸１１６に対して調整され、ファイバ結合効率を改善する。シフト量又は角度は、光ファイバ及び第１光フィルタ部材の屈折率、並びに第１端面１１３及び第２端面１２３間の距離に依存する。

本用途の実施形態において、第１光ファイバ１１１の光軸１１６に対する光フィルタ部材１１４の傾斜角度αは、第１光フィルタ部材１１４及び第１光ファイバ１１１の光軸１１６間の鋭角として定義される。

図１及び図２に示される実施形態において、第１光ファイバ１１１の光軸１１６に対する光フィルタ部材１１４の傾斜角度αは45°である。この場合、反射光１３２は光軸１１６に直交する。このため、第２光フィルタ部材１２４は、光軸１１６と平行に配置され、反射光１３２がその光路を引き返すことができる。従って、第２光フィルタ部材が配置される光ファイバの側面は、容易に処理でき、工程を簡略化しコストを下げる。しかし、傾斜角度αは、例えば０°を超え、90°未満の他の値であってもよい。第２光フィルタ部材１２４の方向は傾斜角度αに依存する。図３に示されるように、傾斜角度αは45°を超えるので、反射光１３２は、光軸１１６に直交するのではなく、第１光ファイバ１１１の第１ポート１１３の外側へ傾斜する。この状況では、第２光フィルタ部材１２４の反射面が光軸１１６に対して別の角度で傾斜するので、反射光１３２はその光路を引き返す。対照的に、図４は、傾斜角度αが45°未満である場合を示す。反射光１３２は、光軸１１６に直交するのではなく、第１光ファイバ１１１の内側へ傾斜する。この状況では、第２光フィルタ部材１２４の反射面の方向及び位置も調整されるので、反射光１３２はその光路を引き返す。例えば、図４において、第２光フィルタ部材は、第１ポート１１３に隣接して第１光ファイバ１１１に埋設され、光軸１１６に対して傾斜する。

一実施形態において、第２光フィルタ部材１２４の反射面は、第２光フィルタ部材１２４に入射する反射光１３２に直交する。このような状況では、反射光１３２は、第２光フィルタ部材１２４に反射され、第１光フィルタ部材１１４へ経路を引き返し、次に第１光ファイバ１１１の光軸１１６に沿って第１光フィルタ部材１１４に反射されて第１ポート１１５に戻る。第２光フィルタ部材１２４の方向及び位置は、図２ないし図４に示されるように、第２光フィルタ部材１２４の反射面が第２光フィルタ部材１２４に入射する反射光１３２に直交できるように、傾斜角度αに一致する。

上述の実施形態において、傾斜角度αは、媒体のインタフェースで全反射を回避し、第２波長帯内の光が第１光フィルタ部材を通って伝送することを確保するように選択される。

上述の実施形態において、光フィルタ部材は、例えば接合、付着又はコーティングにより、対応する端面又は側面に配置される。伝送効率又は他の光性能を改善するために、光ファイバの端面又は側面、或いはファイバ収容部材の対応する位置は、光フィルタ部材が実装される前に、例えば研磨で処理される。研磨された面は、反射防止膜でさらにコーティングされてもよい。

図１ないし図３に示される実施形態において、第１ファイバ収容部材１１２の端面１１７は第１光ファイバ１１１の光軸１１６に直交し、第２ファイバ収容部材１２２の端面１２７は第２光ファイバ１２１の光軸１２６に直交する。しかし、本発明はこの実施形態に限定されない。端面１１７及び端面１２７は、図５ないし図９に示されるように、それぞれ光軸１１６及び光軸１１７に対して傾斜する。

図１ないし図６に示される実施形態において、第１ポート１１３の端面１１５は第１ファイバ収容部材１１２の端面１１７から突出し、第２ポート１２３の端面１２５は第２ファイバ収容部材１２２の端面１２７から突出する。この場合、光ファイバ又はファイバ収容部材の端面又は側面の対応する位置が処理された後、第１ポート１１３の端面１１５及び第２ポート１２３の端面１２５は、光フィルタ部材が実装される前に、高伝送効率を確保するために必ず別々に処理される。このため、第１ポート１１３の端面１１５及び第２ポート１２３の端面１２５の処理は、端面１１５及び端面１２５の品質が端面１１７及び端面１２７の処理によって低下しないようにするために、第１ファイバ収容部材１１２の端面１１７及び第２ファイバ収容部材１２２の端面１２７の処理から分離される。

図７ないし図９に示される別の実施形態において、第１ポート１１３及び第２ポート１２３は第１ファイバ収容部材１１２及び第２ファイバ収容部材１２２に埋められ、第１ポート１１３の端面１１５は第１ファイバ収容部材１１２の端面１１７と面一であり、第２ポート１２３の端面１２７は第２ファイバ収容部材１２２の端面１１７と面一である。端面１１５及び端面１２５はそれぞれ端面１１７及び端面１２７と面一である。端面１１５及び端面１１７、又は端面１２５及び端面１２７は、処理を簡略化しコストを下げるように、個別に処理するのではなく、同時に例えば研磨で処理されてもよい。

端面１１５及び端面１２５が第１ファイバ収容部材１１２の端面１１７及び第２ファイバ収容部材１２２の端面１２７と面一である実施形態において、第２光フィルタ部材１２４が配置されたファイバ面は、第２光フィルタ部材１２４が容易に実装できるように露出してもよい。例えば、スリーブ１７は、ファイバ面が図７に示されるように露出するように第２光フィルタ部材が配置される位置に隣接する第１ファイバ収容部材１１２に形成されてもよい。或いは、第２光フィルタ部材１２４が配置される位置を露出するために、第１ファイバ収容部材１１２の一側面から横開口１８が形成されてもよい。横開口１８は、部分的な横開口であってもよい。すなわち、第１ファイバ収容部材１１２及び第２光フィルタ部材１２４に対応する側面の一部のみが、図８に示されるように除去されてもよい。或いは、横開口１８は、完全な横開口であってもよい。すなわち、第１ファイバ収容部材１１２及び第２光フィルタ部材１２４に対応する側面が、図９に示されるように完全に除去されてもよい。

図１０ないし図１３は、本発明に係る別の実施形態を示す。これらの実施形態において、第１光フィルタ部材１１４は、第１光ファイバ１１１の第１ポート１１３の端面に配置されるのではなく、第２光ファイバ１２１の第２ポート１２３の端面１２５に配置される。

図１０及び図１１に示される実施形態において、第２光フィルタ部材１２４は、第１光ファイバ１１１の外部で第１ファイバ収容部材１１２の端面１１７に配置される。第１光フィルタ部材１１４は、例えば０°を超え、90°未満である例えば18°又は45°の角度で第１光ファイバ１１１の光軸１１６に対して傾斜する。当業者に理解されるように、角度αは、媒体のインタフェースで全反射を回避し、第２波長帯内の光が第１光フィルタ部材を通って伝送することを確保するように選択されるべきである。第１光フィルタ部材１１４の反射面の法線が、角度γで第１光ファイバ１１１の光軸１１６に対して傾斜する、すなわち、γ＝90°−αを仮定する。反射法則によれば、反射光１３２が反射面の法線に対して傾斜する角度もγである。光路設計を簡単にするために、第２光フィルタ部材１２４の反射面は、第２フィルタ部材１２４に入射する反射光１３２に直交する。この状況では、第２光フィルタ部材１２４は、第１光ファイバ１１１の光軸１１６に対して「90°−２γ」の角度で傾斜する。反射光１３２は、第２光フィルタ部材１２４に反射され、その経路を第１光フィルタ部材１１４へ引き返し、次に第１光ファイバ１１１の光軸１１６に沿って第１光フィルタ部材１１４に直接反射されて第１ポート１１３に戻る。第２光フィルタ部材１２４が配置される前に、第２光フィルタ部材１２４に対応する（第１光ファイバ１１１の外側のいずれかの面に配置可能な）端面１１７の位置は、第２光フィルタ部材１２４が適当な傾斜角度を有することができるように方向付けられる。例えば、第２光フィルタ部材１２４の反射面が、第２光フィルタ部材１２４に入射する反射光１３２に直交する状況において、第２光フィルタ部材１２４が配置される端面１１７の位置は、第１光ファイバ１１１の光軸１１６に対して「90°−２γ」の角度で（例えば研磨により）傾斜する。

図１０及び図１１に示されるように、第２ポート１２３の端面１２５は第２ファイバ収容部材１２２の端面１２７と面一である。すなわち、第２光ファイバ１２１は第２ファイバ収容部材１２２に埋められる。この状況において、第２ポート１２３の端面１２５が第２ファイバ収容部材１２２の端面１２７と面一であるので、端面１２５及び端面１２７は一工程で例えば研磨で処理される。そして、第１光フィルタ部材１１４は、第２光ファイバ１２１の端面１２５及び第２ファイバ収容部材１２２の端面１２７からなる第２ファイバピッグテール組立体の全端面に配置され、端面１２５を覆う。このため、端面１２５を個別に処理する必要はないので、工程を簡略化しコストを下げる。

上述の実施形態において、光フィルタ部材は、例えば、接合、付着及びコーティングにより、対応する端面又は側面に配置される。光ファイバ又はファイバ収容部材の端面又は側面の対応する位置は、伝送効率又は他の光性能を改善するために、光フィルタ部材が実装される前に、例えば研磨で処理される。研磨された面は、反射防止膜でさらにコーティングされてもよい。

図１２及び図１３は、本発明に係る光ファイバフィルタデバイスの別の実施形態を示す。この実施形態は、第１光フィルタ部材１１４、第２光フィルタ部材１２４及び第２光ファイバ１２１の第２ポート１２３の配置を除き、図１０及び図１１に示される構造とほぼ同じ構造を有する。

図１２及び図１３に示された実施形態において、第２光フィルタ部材１２４は、前の実施形態のように第１ファイバ収容部材１１２の端面１１７に配置されるのではなく、第１光ファイバ１１１の第１ポート１１３の端面１１５に配置される。このような配置は、光路を短くし、第１ポート１１３の端面１１５及び第２ポート１２３の端面１２５間の間隙を小さくする。このため、光ファイバフィルタデバイスがより小型になる。この状況において、第２光フィルタ部材１２４に対応する（第１光ファイバ１１１の外側のいずれかの面に配置可能な）端面１１５の位置は、第２光フィルタ部材１２４が配置される前に、第２光フィルタ部材１２４が適当な傾斜角度を有することができるように方向付けられる。例えば、第２光フィルタ部材１２４の反射面が、第２光フィルタ部材１２４に入射する反射光１３２に直交する状況において、第２光フィルタ部材１２４が配置される端面１１５の位置は、第１光ファイバ１１１の光軸１１６に対して「90°−２γ」の角度で（例えば研磨により）傾斜する。

図１２及び図１３に示される実施形態において、第２ポート１２３の端面１２５は第２ファイバ収容部材１２２の端面１２７から突出し、第１光フィルタ部材１１４は突出した端面１２５に配置される。この場合、光ファイバ又はファイバ収容部材の端面の対応する位置が処理された後、第２ポート１２３の端面１２５は、第１光フィルタ部材１１４が実装される前に、高伝送効率を確保するために必ず別々に処理される。このため、第２ポート１２３の端面１２５の処理は、端面１２５の品質が端面１２７の処理によって低下しないようにするために、第２ファイバ収容部材１２２の端面１２７の処理から分離される。

一実施形態において、第１ファイバ収容部材１１２の端面１１７及び第２ファイバ収容部材１２２の端面１２７は、図１０及び図１１に示されるように第１光ファイバ１１１の光軸１１６及び第２光ファイバ１２１の光軸１２６に対して傾斜する。或いは、第１ファイバ収容部材１１２の端面１１７及び第２ファイバ収容部材１２２の端面１２７は、図１２及び図１３に示されるように光軸１１６及び光軸１２６に直交してもよい。

上述の実施形態において、第２光ファイバ１２１の第２ポート１２３の端面１２５が第２ファイバ収容部材１２２の端面１２７と面一である構造は、第２光フィルタ部材１２４が第１ファイバ収容部材１１２の端面１１７に配置される構造と組み合わせて使用されるのに対し、第２光ファイバ１２１の第２ポート１２３の端面１２５が第２ファイバ収容部材１２２の端面１２７から突出する構造は、第２光フィルタ部材１２４が第１光ファイバ１１１の第１ポート１１３の端面１１５に配置される構造と組み合わせて使用される。しかし、本発明はこれに限定されない。例えば、第２光ファイバ１２１の第２ポート１２３の端面１２５が第２ファイバ収容部材１２２の端面１２７と面一である構造は、第２光フィルタ部材１２４が第１光ファイバ１１１の第１ポート１１３の端面１１５に配置される構造と組み合わせて使用されてもよく、或いは、第２光ファイバ１２１の第２ポート１２３の端面１２５が第２ファイバ収容部材１２２の端面１２７から突出する構造は、第２光フィルタ部材１２４が第１ファイバ収容部材１１２の端面１１７に配置される構造と組み合わせて使用されてもよい。

図示された上述した実施形態において、第１光フィルタ部材１１４及び第２光フィルタ部材１２４は、反射光１３２が第１光フィルタ部材１１４及び第２光フィルタ部材１２４に２回反射されるように配置される。しかし、本発明はこれに限定されない。例えば、反射分離を改善するために、例えば、反射光１３２に再度向けるよう追加の反射部材を増加することにより光路を調整するため、又は反射光１３２が第１光ファイバ１１３に戻る前に３回以上反射できるようするために、反射光１３２が光フィルタ部材により反射できる他の光路を設計してもよい。

一実施形態において、第１光フィルタ部材１１４及び第２光フィルタ部材１２４は、同じ光フィルタ性能を有してもよいし、第１波長帯（λ_1a，λ_1b）内の光を伝送でき、第２波長帯（λ_2a，λ_2b）内の光を反射できる限り、中心波長又はフィルタ帯域が互いに所定のオフセット量を有してもよい。これらの解決策は全て、本発明の範囲内である。光フィルタ部材も膜フィルタに限定されない。

一実施形態において、第２光ファイバ１２１も、（図２、図３、図５ないし図７に示されるような）他の作動光１３５、例えば、伝送及び検知のための光信号を受容し、第２ポート１２３から出し、次に第１ポート１１１を介して第１光ファイバ１１１に入ってもよい。すなわち、光ファイバフィルタデバイスは、光フィルタの上述の動作を達成しつつ、他の機能を達成するための光信号を通過させてもよい。これは、光システムの集積密度をさらに改善する。

上述の実施形態において、２個の光フィルタ部材は、第１光ファイバ１１１から放射される光を合計で少なくとも３回反射するのに使用される。しかし、当業者に理解されるように、第１光ファイバ１１１に戻る光の反射分離を改善するために、第１光ファイバ１１１から放射される光を合計で少なくとも３回反射するようより多くの光フィルタ部材を組み合わせて使用してもよい。これらの解決策も本発明の範囲内である。

当業者であれば、上述の実施形態は例示に過ぎず、本発明は別の形態でさらに実施できることを理解されたい。例えば、上述の光フィルタ構造を有する第１及び第２の光ファイバ又は第１及び第２のファイバピッグテール組立体を、ロックピン又はＶ形状溝等の他のハウジング部品に設けてもよいし、相互接続又は集積レベルを改善するよう他の光電子デバイスと一体にしてもよい。

本発明はまた、光ファイバフィルタデバイスを製造する方法を提供する。一例として、図１に示される光ファイバフィルタデバイス１００については、最初に、第１ファイバピッグテール組立体１１０、第２ファイバピッグテール組立体１２０、第１光フィルタ部材１１４及び第２光フィルタ部材１２４が用意される。第１ファイバピッグテール組立体１１０は、第１光ファイバ１１１と、第１光ファイバ１１１を収容する第１ファイバ収容部材１１２とを具備する。第２ファイバピッグテール組立体１２０は、第２光ファイバ１２１と、第２光ファイバ１２１を収容する第２ファイバ収容部材１２２とを具備する。第１光ファイバ１１１は第１ポート１１３を有し、第２光ファイバ１２１は第２ポート１２３を有する。第１及び第２光フィルタ部材１１４，１２４は各々、第１波長帯内の光を伝送し、第２波長帯内の光を反射する。

続いて、第１光フィルタ部材１１４は、第１ポート１１３から放射される光の光路内に配置され、第１ポート１１３から放出される第１波長帯内の光成分が第１光フィルタ部材１１４を通って伝送され、第１ポート１１３から放出される第２波長帯内の光成分が第１光フィルタ部材１１４により反射され反射光１３２を形成するように、第１光ファイバ１１１の光軸１１６に対して所定角度で傾斜する。第２光フィルタ部材１２４は、反射光１３２が第１及び第２の光フィルタ部材１１４，１２４により少なくとも２回反射された後、反射光１３２が第１ポート１１３を介して第１光ファイバ１１１に戻るように、反射光の光路内に配置される。

次に、第１及び第２のファイバピッグテール組立体１１０，１２０は、第１光フィルタ部材１１４を通って伝送される光が第２ポート１２３を介して第２光ファイバ１２１に入ることができるように、管内に収容される。最後に、第１及び第２のファイバピッグテール組立体１１０，１２０は、管と一緒に固定され、光ファイバフィルタデバイス１００を形成する。

一実施形態において、第１光フィルタ部材１１４及び第２光フィルタ部材１２４が用意された後、光路は、反射光１３２が第１及び第２の光フィルタ部材１１４，１２４により反射されて最大パワーで第１光ファイバ１１１に入るように調整される。

一実施形態において、第１ファイバピッグテール組立体１１０及び第２ファイバピッグテール組立体１２０が管内にそれぞれ収容された後、光路は、第１光フィルタ部材を通って伝送された光が最大結合効率で第２ファイバに結合されるように調整される。特に、光路は、光ファイバの結合効率を改善するために、第１光ファイバの光軸１１６に対する第２光ファイバの光軸１２６の位置を調節することにより、例えば、第１光ファイバの光軸１１６に対する第２光ファイバの光軸１２６のずれ又は傾斜角度を調節することにより調整される。

一実施形態において、第１ファイバピッグテール組立体１１０及び第２ファイバピッグテール組立体１２０が管内に挿入されると、第１ポート１１３及び第２ポート１２３間の空間は、光損失を減少させ、フレネル反射を低減させ、光ファイバの結合効率を改善するために、屈折率整合材料で充填される。

一実施形態において、第１光フィルタ部材１１４は、第１ポート１１３の端面１１５上に例えば直接接合又は直接して配置される。

一実施形態において、第２光フィルタ部材１２４は、第１ポート１１３に隣接する第１光ファイバ１１１の側面上に例えば直接接合又は付着で配置されるか、又は、第１ポート１１３に隣接する第１光ファイバ１１１内に埋設される。

一実施形態において、伝送効率又は他の光性能を改善するために、端面又は側面は、第１又は第２の光フィルタ部材が接合又は付着される前に、研磨され反射防止膜でコーティングされる。

一実施形態において、第２光フィルタ部材１２４が収容された溝は、例えば第２光フィルタ部材１２４の側面を研磨する等の処理をより容易にするために、第２光フィルタ部材１２４に対応する側面の位置に形成される。

別の実施形態において、第１光フィルタ部材１１４は、第２ポート１２３の端面１２５上に例えば直接接合又は付着で配置されてもよい。第２ポート１２３の端面１２５の処理及び第２ファイバ収容部材１２２の端面１２７の処理を同時に行なうために、第２ポート１２３の端面１２５は、第２ファイバ収容部材１２２の端面１２７と面一であってもよい。

一実施形態において、第２光フィルタ部材１２４は、第１光ファイバ１１１の外部で第１ファイバ収容部材１１２の端面１１７上に例えば直接接合又は付着で配置されてもよい。さらに、光伝送効率又は他の光性能を改善するために、第２ポート１２３の端面１２５及び第１ファイバ収容部材１１２の端面１１７は、第１又は第２の光フィルタ部材が配置される前に、研磨され反射防止膜でコーティングされてもよい。

一実施形態において、第２光フィルタ部材１２４は、第１ポート１１３の端面１１５上に例えば直接接合又は付着で配置されてもよい。さらに、光伝送効率又は他の光性能を改善するために、第２ポート１２３の端面１２５及び第１ポート１１３の端面１１５は、第１又は第２の光フィルタ部材が配置される前に、研磨され反射防止膜でコーティングされてもよい。

本発明の実施形態を図面とともに説明したが、本発明の真髄から逸脱することなく、これらの実施形態に種々の変更を加えることができる。

上述の技術的特徴又は本発明の様々な構造は、新たな構造を形成するよう相互に結合することができる。当業者であれば、その結合も本発明の範囲内であることを理解できるであろう。

１００光ファイバフィルタデバイス
１１０第１ファイバピッグテール組立体
１１１第１光ファイバ
１１２第１ファイバ収容部材
１１３第１ポート
１１４第１光フィルタ部材
１１５第１ポートの端面
１１６第１光ファイバの光軸
１１７第１ファイバ収容部材の端面
１１９管
１２０第２ファイバピッグテール組立体
１２１第２光ファイバ
１２２第２ファイバ収容部材
１２３第２ポート
１２４第２光フィルタ部材
１２５第２ポートの端面
１２６第２光ファイバの光軸
１２７第２ファイバ収容部材の端面
１２９管
１４ハウジング

Claims

第１ファイバピッグテール組立体、第２ファイバピッグテール組立体、並びに第１光フィルタ部材及び第２光フィルタ部材を具備する光ファイバフィルタデバイスであって、
前記第１ファイバピッグテール組立体は、第１光ファイバと、該第１光ファイバを収容する第１ファイバ収容部材とを具備し、
前記第２ファイバピッグテール組立体は、第２光ファイバと、該第２光ファイバを収容する第２ファイバ収容部材とを具備し、
前記第１光ファイバは第１ポートを有し、
前記第２光ファイバは第２ポートを有し、
前記第１光フィルタ部材及び前記第２光フィルタ部材はそれぞれ、第１波長帯内の光を伝送すると共に、第２波長帯内の光を反射し、
前記第１光フィルタ部材は、前記第１ポート及び前記第２ポート間に配置されると共に、前記第１ポートから放射された前記第１波長帯内の光成分が前記第１光フィルタ部材を通って伝送され前記第２ポートを介して前記第２光ファイバに入ると共に前記第１ポートから放射された前記第２波長帯内の光成分が前記第１光フィルタ部材により反射されて反射光を形成するように、前記第１光ファイバの光軸に対して所定角度で傾斜し、
前記第２光フィルタ部材は、前記反射光が前記第１光フィルタ部材及び前記第２光フィルタ部材により少なくとも２回反射された後に前記第１ポートを介して前記第１光ファイバに戻るように、前記反射光の光路に配置され、
前記第１光フィルタ部材は、前記第１ポートの一端面に配置されることを特徴とする光ファイバフィルタデバイス。
前記第１ポート及び前記第２ポート間の空間は、屈折率整合材で充填されることを特徴とする請求項１記載の光ファイバフィルタデバイス。
前記角度は0°より大きく、90°より小さいことを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバフィルタデバイス。
前記角度は45°であることを特徴とする請求項３記載の光ファイバフィルタデバイス。
前記第２光フィルタ部材の反射面は、前記反射光が前記第２光フィルタ部材に入射する方向に対して直交することを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバフィルタデバイス。
前記第１ポートから放射された前記第１波長帯内の光成分は、前記第２光ファイバの光軸に沿って前記第２ポートを介して前記第２光ファイバに入ることを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバフィルタデバイス。
前記第２光フィルタ部材は、前記第１ポートに隣接する前記第１光ファイバの側面に配置されることを特徴とする請求項１記載の光ファイバフィルタデバイス。
前記第２光フィルタ部材は、前記第１ポートに隣接する前記第１光ファイバに埋設されることを特徴とする請求項１記載の光ファイバフィルタデバイス。
前記第１ポートの前記端面は前記第１ファイバ収容部材の一端面から突出し、
前記第２ポートの端面は前記第２ファイバ収容部材の一端面から突出することを特徴とする請求項７又は８記載の光ファイバフィルタデバイス。
前記第１ポートの前記端面は前記第１ファイバ収容部材の一端面と面一であり、
前記第２ポートの端面は前記第２ファイバ収容部材の一端面と面一であることを特徴とする請求項７又は８記載の光ファイバフィルタデバイス。
前記第１ファイバ収容部材は、前記第２光フィルタ部材を受容するスリットすなわち側開口を具備することを特徴とする請求項１０記載の光ファイバフィルタデバイス。
前記第１ファイバ収容部材の前記端面は前記第１光ファイバの前記光軸に直交し、
前記第２ファイバ収容部材の前記端面は前記第２光ファイバの前記光軸に直交することを特徴とする請求項１、７、８のうちいずれか１項記載の光ファイバフィルタデバイス。
前記第１ファイバ収容部材の前記端面は前記第１光ファイバの前記光軸に対して傾斜し、
前記第２ファイバ収容部材の前記端面は前記第２光ファイバの前記光軸に対して傾斜することを特徴とする請求項１、７、８のうちいずれか１項記載の光ファイバフィルタデバイス。
前記第１光フィルタ部材及び前記第２光フィルタ部材は膜フィルタであることを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバフィルタデバイス。
前記光ファイバフィルタデバイスは、前記第１光フィルタ部材、前記第２光フィルタ部材、前記第１ファイバピッグテール組立体及び前記第２ファイバピッグテール組立体が別々に又は組み合わせて収容される管と、該管が収容されるハウジングとをさらに具備することを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバフィルタデバイス。