JP6643151B2 - 光分岐結合器及び光送受信モジュール - Google Patents
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Description
この光モジュールの製造方法では、前記光ファイバから照射される光により筐体内の光硬化樹脂を硬化させて、前記光フィルタの両側に三つコアを形成する。このような製造技術は、自己形成導波路技術と呼称される。この後、前記三つのコアを被覆するように、これらコアよりも屈折率が小さい材料からなるクラッドが形成される。
また、他の従来技術としては、例えば特許文献2に記載されるもののように、自己形成導波路技術により、フィルターレスの分岐構造を形成したものもある。この従来技術では、分岐された二本の光導波路コアの角度が、10度以上の30度以下に限定されており、これによって、設計及び製造時の光軸合せの困難が解消され、光損失の増加を抑制できるとしている。
後者従来技術では、分岐された二本の光導波路コアを特定の角度としなければならないため、光軸交差方向に大型化してしまう可能性がある。
また、前記何れの従来技術においても、二本の光導波路コアの接合部付近で、一方の光導波路コアの光が、他方の光導波路コアに影響されること等に起因して、光伝送品質の低下をまねくおそれがある。
この光分岐結合器Aは、一端側(図1によれば右端側)から他端側(図1によれば左端側)へ延設された第1の光導波路1と、同じ一端側から別経路にて他端側へ延設されるとともに該他端側を第1の光導波路1の前記他端側に接合した第2の光導波路2と、これら第1の光導波路1及び第2の光導波路2をコアとして該コアの周囲を覆うクラッド層3とを具備している。
なお、図1中、二点鎖線は、光分岐結合器Aを製造する際に用いられた第1ポート10、第2ポート20及び第3ポート30である。
クラッド層3は、紫外線の照射により硬化する光硬化樹脂等、第2の光硬化性樹脂よりも屈折率の低い材質であればよい。
これら第1の光硬化樹脂、第2の光硬化樹脂及び第3の光硬化樹脂は、例えば、特許文献1及び2に記載された光硬化樹脂や、その他の周知の光硬化樹脂から適宜に選択することが可能である。
そして、前記光硬化樹脂に異なるものを用いることにより、第2の光導波路2の屈折率n2が、第1の光導波路1の屈折率n1よりも小さくなっており、さらに、クラッド層3の屈折率n3が、第1の光導波路1及び第2の光導波路2の屈折率n1,n2よりも小さくなっている。
n1:n2:n3=約1.54:約1.52: 約1.45
また、第1の光導波路1と第2の光導波路2間、第1の光導波路1とクラッド層3間、第2の光導波路2とクラッド層3間のNA(Numerical Aperture:開口数)を、NA12、NA13、NA23とし、以下の式により計算することができる。
NA12=(n1 2−n2 2)1/2
NA13=(n1 2−n3 2)1/2
NA23=(n2 2−n3 2)1/2
本実施の形態の好ましい一例では、以下の数式の関係が成り立つ。
NA13>NA23>NA12
このように、光導波路の外径を設定すると、例えば、第1ポート10側から第2ポート20側へ向かうように、太い方の第2の光導波路2によって光を伝送した場合に、その光が細い方の第1の光導波路1へ抜けること等による損失を低減することができる。
接合部分xでは、図2に示すように、第1の光導波路1が第2の光導波路2に内在される。換言すれば、接合部分xは、第1の光導波路1の全周を第2の光導波路2が覆ったダブルコア状に構成される。
このクラッド層3は、後述する容器40の内面形状に応じて、例えば、円柱状や、角柱状、その他の立体形状に形成することが可能である。
この製造方法では、第1ポート10と、第1ポート10に対し該第1ポート10の光軸方向(図示例によれば右方向)に離れた第2ポート20と、第2ポート20に対し光軸交差方向(図示例によれば下方向)へ間隔を置いて略平行に並ぶ第3ポート30と、第2ポート20及び第3ポート30と第1ポート10との間の空間を覆うとともに各ポートの前記空間側の先端部を覆う容器40とが用いられる。
第1ポート10のコア径をc1、第2ポート20のコア径をc2、第3ポート30のコア径をc3とすると、以下の関係式が成り立つ。
c1≧c2≧c3
c1=c2>c3
この容器40の一端側には、第2ポート20及び第3ポート30の端部を挿通する貫通状の孔(図示せず)が形成される。
また、容器40の他端側には、第1ポート10の端部を挿通する貫通状の孔(図示せず)が設けられる。
また、この容器40の壁部には、第1〜3の光硬化樹脂を充填したり、未硬化の光硬化樹脂を除去したりするための開口部(図示せず)が設けられている。
図示例の送受信モジュールBは、第1ポート10を接続した光分岐結合器Aと、第1の光導波路1の前記一端側(図示例によれば右端側)の端面に光を入光するように接続された光源部4と、第2の光導波路2の前記一端側の端面から光を受光するように接続された受光部5と、制御回路部6とを具備した光トランシーバである。
受光部5は、フォトダイオードやフォトトランジスタ等を備えた受光装置である。
制御基板6は、外部から入力される電気信号を光信号に変換して光源部4から第1の光導波路1へ発するための回路や、第2の光導波路2から受光した光信号を電気信号に変換して外部へ出力するための回路等を有する電子回路基板である。
この実験では、長さ15メートルのSI型200/230μmのマルチモードファイバの両端部の各々に、送受信モジュールBを接続し、これら対向する二つの送受信モジュールB,Bによって1Gbpsの1芯双方向通信を行い、ビットエラーレートテスタ(アジレントテクノロジー社製(現キーサイト・テクノロジー社)N4903A)を用いてアイパターン回析を行った。
この他例では、第1ポート10のコア径を第1の光導波路1の外径以上とし、第1の光導波路1を、第1ポート10のコアに接合する。
そして、第1ポート10の前記第1クラッドの外径を第2の光導波路2の外径以上とし、第2の光導波路2を、前記他端側にて第1の光導波路1を覆うようにして第1ポート10の前記第1クラッドの部分に接合する。
2:第2の光導波路
3:クラッド層
4:光源部
5:受光部
10:第1ポート
20:第2ポート
30:第3ポート
40:容器
A:光分岐結合器
B:送受信モジュール
x:接合部分
Claims (2)
- 一端側から他端側へ延設された第1の光導波路と、同じ一端側から他端側へ別経路にて延設されるとともに、該他端側を前記第1の光導波路の前記他端側に接合した第2の光導波路と、これら第1の光導波路及び第2の光導波路の周囲を覆うクラッド層とを備え、
前記第1の光導波路が第1の光硬化樹脂の硬化物であり、前記第2の光導波路が、前記第1の光硬化樹脂とは異なる第2の光硬化樹脂の硬化物であり、前記第2の光導波路の屈折率が、前記第1の光導波路の屈折率よりも小さく、前記クラッド層の屈折率が、前記第2の光導波路の屈折率よりも小さく、
前記第1の光導波路の径が、前記第2の光導波路の径よりも小さく形成され、
前記第1の光導波路と前記第2の光導波路とが、前記他端側において、前記第1の光導波路が前記第2の光導波路に内在された状態で接合していることを特徴とする光分岐結合器。 - 請求項1に記載の光分岐結合器と、該光分岐結合器の前記第1の光導波路の前記一端側の端面に光を入光するように接続された光源部と、前記第2の光導波路の前記一端側の端面から光を受光するように接続された受光部とを具備したことを特徴とする光送受信モジュール。
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