JP6306535B2 - 光ファイバ側方入出力装置及び光ファイバ側方入出力方法 - Google Patents
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Description
曲げ部3に断面を突き当てられ、当該断面を介して曲げ部3に入射光を入射可能なプローブファイバ5と、
曲げ部3と前記断面との間に設けられ、曲げ部3から漏洩する漏洩光の経路を前記断面とは異なる方向に変化させるビームスプリッタ6と、
前記経路を変更された漏洩光を捕捉するマルチモードファイバ9と、
を具備することを特徴とする。
前記曲げ部から漏洩する第1放射光束方向に光軸があるように、前記曲げ部に断面が近接され、該断面を介して前記曲げ部から漏洩光を補足する受光用光ファイバと、
前記曲げ部から漏洩する第2放射光束方向に光軸があるように、前記曲げ部に断面が近接され、該断面を介して前記曲げ部に入射光を入射する入射用光ファイバと、
を備えることを特徴とする。
前記曲げ部から漏洩する第1放射光束方向に光軸があるように、前記曲げ部に受光用光ファイバの断面を近接し、該断面を介して前記曲げ部から漏洩光を補足し、
前記曲げ部から漏洩する第2放射光束方向に光軸があるように、前記曲げ部に入射用光ファイバの断面を近接し、該断面を介して前記曲げ部に入射光を入射する
ことを特徴とする。
前記曲げ部から漏洩する第1放射光束方向に光軸があるように、それぞれの前記曲げ部にそれぞれの断面が近接され、該断面を介して前記曲げ部から漏洩光をそれぞれ補足する受光用光ファイバアレイと、
前記曲げ部から漏洩する第2放射光束方向に光軸があるように、それぞれの前記曲げ部にそれぞれの断面が近接され、該断面を介して前記曲げ部に入射光をそれぞれ入射する入射用光ファイバアレイと、
を備えることを特徴とする。
図9は、本実施形態の光ファイバ側方入出力装置301を説明する概念図である。図9は曲げ付与円筒部の中心軸方向から見た側面図である。
曲げ部3から漏洩する第1放射光束方向に光軸があるように、曲げ部3に断面が近接され、該断面を介して曲げ部3から漏洩光を補足する受光用光ファイバ12と、
曲げ部3から漏洩する第2放射光束方向に光軸があるように、曲げ部3に断面が近接され、該断面を介して曲げ部3に入射光を入射する入射用光ファイバ11と、
を備えることを特徴とする。
主光ファイバ1(単心ファイバ)を曲げ付与円筒部2によって曲げた曲げ部3から放射される波長λ1の漏洩光を、曲げ部3に近接させたマルチモードの大コアファイバ(受光用光ファイバ12)の端面で受光し、受光用光ファイバ12経由で光検出器7に伝送されるため、波長λ1の光は結合効率が高まる。一方、光源8からシングルモードファイバ(入射用光ファイバ11)経由で伝送されてきた波長λ2の入射光を、曲げ部3に近接させた入射用光ファイバ11の端面から曲げ部3へ入射する。
曲げファイバから放射される光を大口径の大コアマルチモードファイバ端面で受光することによって効率よく受光することができるようになる。そのため曲げファイバから放射される光が弱い場合や、軸ずれによって最適位置から外れた場合でも受光して増幅し伝送することができる。
図10は、本実施形態の光ファイバ側方入出力装置302を説明する概念図である。図10(A)は曲げ付与円筒部の中心軸方向から見た側面図、図10(B)は集光レンズ14のP1−P2における断面図である。
光ファイバ側方入出力装置302は、単心ファイバを曲げ付与円筒部2によって曲げた曲げ部3を有する主光ファイバ1と、入射用光ファイバ11(レンズ付シングルモードファイバ)と受光用光ファイバ12(レンズ付大コアマルチモードファイバ)で構成される。光ファイバ側方入出力装置302は、曲げ部3から放射される波長λ1の漏洩光を、集光レンズ14bが取り付けられた大コアのマルチモードファイバの端面のコアに集光されて受光し、その大コアマルチモードファイバ経由で光検出器7に伝送するため、波長λ1の光は結合効率が高まる。一方、光ファイバ側方入出力装置302は、光源8からシングルモードファイバ経由で伝送されてきた波長λ2の入射光を、シングルモードファイバ端面に取り付けられた集光レンズ14aによって曲げ部3へ入射する。上記レンズ付シングルモードファイバとレンズ付大コアマルチモードファイバは近接されている。
本実施形態は、実施形態1の構成に集光レンズ(14a、14b)をさらに備えることを特徴としている。受光用光ファイバ12の先端に設置された集光レンズ14bのレンズパラメータは曲げ部3からの漏洩光を受光用光ファイバ12のコア位置に最適に結合するように設定されている。ここで、集光レンズ14bの光軸は、曲げ部3の第1放射光束方向に一致させている。入射用光ファイバ11の先端に設置された集光レンズ14aのパラメータは、入射光を曲げ部3へ最適に集光するように設定されている。ここで、集光レンズ14aの光軸は、曲げ部3の第2放射光束方向に一致させている。
先端に個々のレンズが設置されたレンズドファイバの場合は、結合効率を向上させることができる。
図11は、本実施形態の光ファイバ側方入出力装置303を説明する概念図である。図11(A)は曲げ付与円筒部の中心軸方向から見た側面図、図11(B)は集光レンズ14のP1−P2における断面図である。
光ファイバ側方入出力装置303は、単心ファイバを曲げ付与円筒部2によって曲げた曲げ部3を有する主光ファイバ1と、入射用光ファイバ11(シングルモードファイバ)と受光用光ファイバ12(大コアマルチモードファイバ)と、入射用光ファイバ11と受光用光ファイバ12と共に接する一個の集光レンズ14で構成される。光ファイバ側方入出力装置303は、曲げ部3から放射される波長λ1の漏洩光を、集光レンズ14を介して受光用光ファイバ12の端面のコアに集光して受光し、その大コアマルチモードファイバ経由で光検出器7に伝送するため、波長λ1の漏洩光の結合効率が高まる。集光レンズ14には入射用光ファイバ11も取り付けられている。光ファイバ側方入出力装置303は、光源8から入射用光ファイバ11経由で伝送されてきた波長λ2の入射光を、集光レンズ14によって曲げ部3に入射する。上記シングルモードファイバと大コアマルチモードファイバは隣接されて共通の集光レンズ14に取り付けられて集光レンズ14を光学的に共有している。
集光レンズ14は、入射用光ファイバ11のシングルモードファイバ径と受光用光ファイバ12の大コアマルチモードファイバ径の和程度の直径であり、シングルモードファイバの入射光と大コアマルチモードファイバの漏洩光で光学的に共有されている。そして、集光レンズ14のレンズパラメータは、曲げ部3からの第1放射光束方向の漏洩光を受光用光ファイバ12のコア位置に最適に結合するように、且つ入射光を第2放射光束方向から曲げ部3へ最適に集光するように設定されている。
シングルモードファイバとマルチモードファイバを隣接させて、光学的に共有するレンズを先端に設置することもできる。これにより、曲げファイバの発光位置と入射する集光位置を近づけることができるため、入射光の結合効率を向上させることができる。
図12は、本実施形態の光ファイバ側方入出力装置304を説明する概念図である。図12(A)は曲げ付与円筒部の側面方向から見た下面図、図12(B)は曲げ付与円筒部の中心軸方向から見た側面図である。
光ファイバ側方入出力装置304は、単心ファイバを曲げ付与円筒部2によって曲げた曲げ部3を有する主光ファイバ1と、入射用光ファイバ11(シングルモードファイバ)と受光用光ファイバ12(大コアマルチモードファイバ)と、それぞれのファイバ径よりも大きな集光レンズ34から構成される。光ファイバ側方入出力装置304は、曲げ部3から放射される波長λ1の漏洩光を、集光レンズ34を介して受光用光ファイバ12の端面のコアに集光して受光し、その大コアマルチモードファイバ経由で光検出器に伝送するため、波長λ1の漏洩光の効率が高まる。一方、光ファイバ側方入出力装置304は、光源8から入射用光ファイバ11経由で伝送されてきた波長λ2の出射光を、集光レンズ34によって曲げ部3に入射する。上記シングルモードファイバとマルチモード大コアファイバは光学的に集光レンズ34を共有している。
シングルモードファイバとマルチモードファイバを隣接させて、光学的に共有する大レンズを設置することもできる。シングルモードファイバとマルチモードファイバは自由空間に配置され周囲に障害物がないため、最適位置探査を効率よく行うことができる。
図13は、本実施形態の光ファイバ側方入出力装置305を説明する概念図である。図13(A)は曲げ付与円筒部の側面方向から見た下面図、図13(B)は曲げ付与円筒部の中心軸方向から見た側面図、図13(C)は集光レンズ14のP1−P2における断面図である。
曲げ部3から漏洩する第1放射光束方向に光軸があるように、それぞれの曲げ部3にそれぞれの断面が近接され、該断面を介して曲げ部3から漏洩光をそれぞれ補足する受光用光ファイバアレイ22と、
曲げ部3から漏洩する第2放射光束方向に光軸があるように、それぞれの曲げ部3にそれぞれの断面が近接され、該断面を介して曲げ部3に入射光をそれぞれ入射する入射用光ファイバアレイ21と、
を備えることを特徴とする。
入射用光ファイバアレイ21は、前記入射光の波長においてシングルモード伝搬するシングルモードファイバアレイである。
光ファイバ側方入出力装置305は、シングルモードファイバが複数配列されたテープファイバを曲げ付与円筒部2によって曲げて曲げ部3を付与したテープファイバ17と、入射用光ファイバアレイ(レンズ付シングルモードファイバアレイ)21と受光用光ファイバアレイ(レンズ付大コアマルチモードファイバアレイ)22がともに複数配列された二段レンズドファイバアレイ35で構成される。光ファイバ側方入出力装置305は、曲げ部3から放射される波長λ1の漏洩光を、曲げ部3に近接させた集光レンズ14bを介し、マルチモードの大コアファイバの端面で受光し、受光用光ファイバアレイ22経由で光検出器に伝送に伝送するため、波長λ1の光は結合効率が高まる。一方、光ファイバ側方入出力装置305は、光源から入射用光ファイバアレイ21経由で伝送されてきた波長λ2の入射光を、曲げ部3に近接させた集光レンズ14aを介して曲げ部3へ入射して光結合させる。
光ファイバ側方入出力装置305は、図10の光ファイバ側方入出力装置302を複数個並列させたものに相当する。テープファイバ17はシングルモードファイバを複数(図では4本)並列させてまとめたものである。曲げ付与円筒部2はテープファイバ17に曲げを与えて曲げ部3から側方光入出力をさせることができる。二段レンズドファイバアレイ35は、光入出力を行うレンズ付シングルモードファイバとレンズ付大コアマルチモードファイバのペアを複数(図では4ペア)並べたものである。
テープファイバを曲げた場合においても、シングルモードファイバと大コアマルチモードファイバを並列してアレイ化することによって同様の効果を得ることができる。
図14は、本実施形態の光ファイバ側方入出力装置306を説明する概念図である。図14(A)は曲げ付与円筒部の側面方向から見た下面図、図14(B)は曲げ付与円筒部の中心軸方向から見た側面図、図14(C)は集光レンズ44のP1−P2における断面図である。
これは実施形態3の光ファイバ側方入出力装置303を複数個並列させたものに相当する。二段レンズドファイバアレイ35は、入射用光ファイバアレイ21のシングルモードファイバと受光用光ファイバアレイ22の大コアマルチモードファイバで形成されるペアを複数(図では4ペア)並べて、先端にそれぞれに共通の集光レンズ44を設置している。集光レンズ44のレンズパラメータは、曲げ部3からの第1放射光束方向の漏洩光を受光用光ファイバアレイ22のコア位置に最適に結合するように、且つ入射用光ファイバアレイからの入射光を第2放射光束方向から曲げ部3へ最適に集光するように設定されている。
図15は、本実施形態の光ファイバ側方入出力装置307を説明する概念図である。図15(A)は曲げ付与円筒部の側面方向から見た下面図、図15(B)は曲げ付与円筒部の中心軸方向から見た側面図、図15(C)は二段ファイバアレイ37のP1−P2における断面図である。
光ファイバ側方入出力装置307は、複数のシングルモードファイバを並列したテープファイバを曲げ付与円筒部2によって曲げた曲げ部3を有するテープファイバ17と、テープファイバ17幅よりも大きな集光レンズ34と、大コアマルチモードファイバを並列する受光用光ファイバアレイ22とシングルモードファイバを並列する入射用光ファイバアレイ21を隣接させた二段ファイバアレイ37とから構成されている。光ファイバ側方入出力装置307は、曲げ部3から放射される波長λ1の入射光を、集光レンズ34を介して大コアマルチモードファイバの端面のコアに集光して受光し、その大コアファイバ経由で光検出器に伝送するため、波長λ1の光は結合効率が高まる。一方、光ファイバ側方入出力装置307は、光源からシングルモードファイバ経由で伝送されてきた波長λ2の入射光を、集光レンズ34を介して曲げ部3に入射する。二段ファイバアレイ37のシングルモードファイバとマルチモード大コアファイバは光学的に集光レンズ34を共有している。
この発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、例えば屈折率分布型レンズ単体の代わりに、通常のレンズを使用することも可能である。また、屈折率整合剤は一般的にゲル状であるが、これは、アクリルやガラスなど固体透明部材で相当形状のものを使用しても同等の効果が得られる。その他、プローブファイバ及びファイバ保持具の材質や形状等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能である。
2:曲げ付与円筒部
3:曲げ部
4:屈折率整合剤
5、5a:プローブファイバ
6:ビームスプリッタ
7:光検出器
8:光源
9:マルチモードファイバ
11:入射用光ファイバ
12:受光用光ファイバ
13:光学系
14、14a、14b:集光レンズ
15:ペアプローブファイバ
17:テープファイバ
21:入射用光ファイバアレイ
22:受光用光ファイバアレイ
23:光学系
24:集光レンズアレイ
28:ペア
34:集光レンズ
35:二段レンズドファイバアレイ
37:二段ファイバアレイ
44:集光レンズ
51、52:側方光入出力機構
53、54:光通信線路切替装置
100:現用光線路光ファイバ
200:新規光線路光ファイバ
301〜307:光ファイバ側方入出力装置
Claims (8)
- 曲げ部が形成された主光ファイバに対して前記曲げ部を介して光を入出力する光ファイバ側方入出力装置であって、
前記曲げ部から漏洩する第1放射光束方向に光軸があるように、前記曲げ部に断面が近接され、該断面を介して前記曲げ部から漏洩光を補足する受光用光ファイバと、
前記曲げ部から漏洩する第2放射光束方向に光軸があるように、前記曲げ部に断面が近接され、該断面を介して前記曲げ部に入射光を入射する入射用光ファイバと、
を備えることを特徴とする光ファイバ側方光入出力装置。 - 前記曲げ部と前記受光用光ファイバの前記断面との間に設けられ、前記曲げ部から漏洩する漏洩光を集光する集光レンズをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ側方光入出力装置。
- 前記受光用光ファイバは、前記漏洩光の波長においてマルチモード伝搬するマルチモードファイバであり、
前記入射用光ファイバは、前記入射光の波長においてシングルモード伝搬するシングルモードファイバである
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の光ファイバ側方光入出力装置。 - 複数のファイバの並列方向に曲げ部がそれぞれ形成されたテープファイバの前記ファイバに対して、それぞれの前記曲げ部を介して光を入出力する光ファイバ側方入出力装置であって、
前記曲げ部から漏洩する第1放射光束方向に光軸があるように、それぞれの前記曲げ部にそれぞれの断面が近接され、該断面を介して前記曲げ部から漏洩光をそれぞれ補足する受光用光ファイバアレイと、
前記曲げ部から漏洩する第2放射光束方向に光軸があるように、それぞれの前記曲げ部にそれぞれの断面が近接され、該断面を介して前記曲げ部に入射光をそれぞれ入射する入射用光ファイバアレイと、
を備えることを特徴とする光ファイバ側方光入出力装置。 - 前記曲げ部と前記受光用光ファイバアレイのそれぞれの前記断面との間に設けられ、前記曲げ部から漏洩する漏洩光をそれぞれ集光する集光レンズアレイをさらに備えることを特徴とする請求項4に記載の光ファイバ側方光入出力装置。
- 前記曲げ部と前記受光用光ファイバアレイのそれぞれの前記断面との間に設けられ、前記曲げ部から漏洩する漏洩光をそれぞれ集光する共用の集光レンズをさらに備えることを特徴とする請求項4に記載の光ファイバ側方光入出力装置。
- 前記受光用光ファイバアレイは、前記漏洩光の波長においてマルチモード伝搬するマルチモードファイバアレイであり、
前記入射用光ファイバアレイは、前記入射光の波長においてシングルモード伝搬するシングルモードファイバアレイである
ことを特徴とする請求項4から6のいずれかに記載の光ファイバ側方光入出力装置。 - 曲げ部が形成された主光ファイバに対して前記曲げ部を介して光を入出力する光ファイバ側方入出力方法であって、
前記曲げ部から漏洩する第1放射光束方向に光軸があるように、前記曲げ部に受光用光ファイバの断面を近接し、該断面を介して前記曲げ部から漏洩光を補足し、
前記曲げ部から漏洩する第2放射光束方向に光軸があるように、前記曲げ部に入射用光ファイバの断面を近接し、該断面を介して前記曲げ部に入射光を入射する
ことを特徴とする光ファイバ側方光入出力方法。
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