JP7346457B2 - マルチチャネル光結合器 - Google Patents
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Description
本願は、2018年2月5日に出願された米国特許仮出願第62/626,462号の優先権の利益を主張し、その開示全体があらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。
本願は、一般には光通信の分野に関し、より具体的には複数の光チャネル(例えば波長)を2つ以上の光ファイバに結合する装置に関する。
波長分割多重光通信システムにおいては、多くの異なる光波長の搬送波が単一光ファイバ内で複数の独立した通信チャネルを提供する。将来の演算システムおよび通信システムは、通信リンク帯域幅に対する要求をますます強めている。光ファイバは、従来の同軸通信よりもはるかに高い帯域幅を提供することが一般に知られている。さらに、ファイバ導波体内の単一の光チャネルは、ファイバの利用可能帯域幅のうちのきわめてわずかな部分、典型的には利用可能な数十テラヘルツ(THz)のうちの数ギガヘルツ(GHz)を用いている。異なる光波長の幾つかのチャネルをファイバへ透過する(典型的には「波長分割多重」または「WDM」と称する)ことにより、こうした帯域幅をより効率的に利用することができる。
したがって、こうした課題および/または問題のうちの少なくとも幾つかに対処するために、本開示の特定の例示的な実施形態により、チャネル間のクロストーク量が例えば-10dB以下に低減される高度統合型マルチチャネル光結合器を提供する。したがって、本開示による方法、システム、装置およびコンピュータ可読媒体の例示的な実施形態は、本明細書で考察する例示的な用途を含む様々な公知の用途における従来の方法、技術およびシステムよりもはるかに優れたものとなりうる。
簡潔に上述したように、マルチファイバ光結合におけるファイバごとの分離の利点は、それぞれのファイバにおけるチャネル間のクロストークが効果的に低減可能となり、かつ/または最小化可能となることである。しかし、さらに上述したように、こうした配置には、ファイバ接続ごとに複製される結合部品のサイズおよびコストの増大を含めた、著しい欠点または問題がある。したがって、ファイバごとの光結合配置と比較して費用対効果がある一方、当該ファイバごとの光結合配置と同等のクロストーク性能を達成する、改善されたマルチファイバ光結合器が必要である。
Claims (17)
- 複数の光ファイバのための光結合器(10、100)であって、
第1の面(68、255)、前記第1の面(68、255)の反対側にある第2の面(62、265)、レンズアレイレセプタクル(66、275)、および複数の光ファイバを受容するように構成された1つ以上のファイバレセプタクル(80、250)を含む、成形結合モジュール(83、299)と、
反射コーティングを保持する特定の面(21、230)、および前記特定の面の反対側にあり、かつ複数の光学フィルタ(40、240)を保持するさらなる面(22、235)を有し、それぞれの光学フィルタが単一の光波長を通すように構成されており、前記特定の面と前記さらなる面との間の厚さTを有する、光学装置(20、200)と、
第1のレンズピッチで配置された複数の第1のレンズを有する第1のレンズアレイ(65、270)であって、それぞれの第1のレンズが特定の光ファイバに対応づけられ、かつ少なくとも前記反射コーティングを介して前記複数の光学フィルタ(40、240)に光学的に位置合わせされるように、前記レンズアレイレセプタクル(66、275)に対して配置されている、第1のレンズアレイ(65、270)と、
第2のレンズピッチで配置された複数の第2のレンズを有する第2のレンズアレイ(70、213)であって、そのそれぞれのレンズが前記複数の光学フィルタ(40、240)の対応する1つに光学的に位置合わせされるように、前記成形結合モジュールの前記第2の面(62、265)に対して配置されている、第2のレンズアレイ(70、213)と、
を有し、
前記光学装置(20、200)の厚さ、前記第1のレンズピッチ、および前記第2のレンズピッチは、前記光結合器が前記複数の光学フィルタを通った前記光波長のいずれかに対して-10dB以下のクロストークを生じるように構成され、
前記光学装置(20、200)の前記さらなる面(22、235)に保持された前記複数の光学フィルタ(40、240)は、前記成形結合モジュール(83、299)の前記第1の面(68、255)に対して平行に配置され、
前記第1の面(68、255)および前記第2の面(62、265)は非平行であり、前記光学フィルタ(40、240)は、前記光学フィルタ(40、240)の側面が前記第2の面(62、265)に対して垂直となるように構成されている、
光結合器(10、100)。 - 前記第1のレンズアレイ(65、270)が1つ以上の光ビーム反射器(66、260)および前記反射コーティングを介して前記複数の光学フィルタ(40、240)に光学的に位置合わせされるように、前記成形結合モジュール(83、299)の前記第2の面(62、265)に対して配置された、前記1つ以上の光ビーム反射器(66、260)をさらに有する、請求項1記載の光結合器。
- 前記第1のレンズアレイ(65、270)は、前記第1のレンズアレイのすべてのレンズが対応する光ファイバから受光される光をコリメートするように構成されている、請求項1または2記載の光結合器。
- 前記光学装置(20、200)は、前記さらなる面(22、230)が実質的に不透明なコーティング(130)を保持するように構成されており、前記実質的に不透明なコーティング(130)は、前記複数の光学フィルタ(40、240)の外周を実質的に囲み、かつ前記複数の光学フィルタを通る直接の光路に実質的に干渉することなく前記複数の光学フィルタの間に介在するいずれかの隙間を実質的に覆う、フットプリントを有する、請求項1から3までのいずれか1項記載の光結合器。
- 前記複数の光学フィルタ(40、240)は、
前記複数の光ファイバに対応する複数の行と、
前記複数の光ファイバのいずれかにより支援される光波長の最大数に対応する複数の列と
を含むアレイとして配置されている、請求項1から4までのいずれか1項記載の光結合器。 - 特定の列のすべての光学フィルタは、同じ光波長を通すように構成されている、請求項5記載の光結合器。
- 特定の列の前記光学フィルタのサブセットは、前記特定の列の前記光学フィルタの別のサブセットとは異なる光波長を通すように構成されている、請求項5記載の光結合器。
- 前記第2のレンズアレイ(70、213)のそれぞれのレンズは、前記対応する光学フィルタから受光された光を集束または拡大する、請求項1から7までのいずれか1項記載の光結合器。
- 前記第2のレンズアレイ(213)は、前記第2の面(62、265)に入射する光と光軸がそろった複数の非球面レンズを有する、請求項1から8までのいずれか1項記載の光結合器。
- 前記光学装置(20、200)は、前記特定の面(21、230)、および反対側の前記さらなる面(22、230)を有する光学ブロックを有し、
前記光学ブロックの前記さらなる面(22、230)は、前記成形結合モジュール(83、299)の前記第1の面(68、255)に取り付けられている、
請求項1から9までのいずれか1項記載の光結合器。 - 前記光学装置(20、200)は、キャビティ(1220)を有し、前記キャビティ(1220)の第1の面(1230~1237)と平行な面に前記複数の光学フィルタが保持され、前記反射コーティングが前記キャビティ(1220)の前記第1の面(1230~1237)に保持され、前記反射コーティングと前記複数の光学フィルタとの間の空間が前記キャビティ(1220)を形成する、請求項1から10までのいずれか1項記載の光結合器。
- 前記1つ以上のファイバレセプタクル(80、250)は、前記光ファイバのそれぞれの長手方向軸線に対して85°以下の角度に研磨されたそれぞれの端部を有する複数のマルチモードファイバと組み合わされるように構成されている、請求項1から11までのいずれか1項記載の光結合器。
- 前記1つ以上のファイバレセプタクル(80、250)は、複数のファイバスタブ(1020)を有し、前記複数のファイバスタブのそれぞれの特定のスタブは、前記複数のマルチモードファイバの特定の光ファイバに対応しており、
それぞれの特定のスタブは、前記対応する特定の光ファイバの研磨端部との組み合わせのために特定の角度に研磨された端部(1024)を有する、
請求項12記載の光結合器。 - 基板(1910)と、
前記基板に取り付けられた、請求項1から13までのいずれか1項記載の光結合器(10、100、1950)と、
前記基板に取り付けられた複数の光源(1940a)であって、それぞれの光源が前記第2のレンズアレイ(70、213)の対応するレンズに光学的に位置合わせされるように構成された光源(1940a)と
を有する、波長分割多重化装置。 - 基板(1910)と、
前記基板に取り付けられた、請求項1から13までのいずれか1項記載の光結合器(10、100、1950)と、
前記基板に取り付けられた複数のフォトダイオード(1940b)であって、それぞれのフォトダイオードが前記第2のレンズアレイ(70、213)の対応するレンズに光学的に位置合わせされるように構成されたフォトダイオード(1940b)と
を有する、波長分割逆多重化装置。 - 基板(1910)と、
前記基板に取り付けられた、請求項1から13までのいずれか1項記載の光結合器(10、100、1950)と、
前記基板に取り付けられた複数のフォトダイオード(1940b)であって、それぞれのフォトダイオードが前記第2のレンズアレイ(70、213)の第1の部分の対応するレンズに光学的に位置合わせされるように構成されたフォトダイオード(1940b)と、
前記基板に取り付けられた複数の光源(1940a)であって、それぞれの光源が前記第2のレンズアレイ(70、213)の第2の部分の対応するレンズに光学的に位置合わせされるように構成された光源(1940a)と
を有する、波長分割送信機/受信機。 - 基板(1910)と、
前記基板に取り付けられた、請求項1から13までのいずれか1項記載の光結合器(10、100、1950)と、
さらなる複数のファイバレセプタクルであって、前記さらなるファイバレセプタクルのそれぞれの内部において、光ファイバの端部に対応する位置が前記第2のレンズアレイ(70、213)の対応するレンズに光学的に位置合わせされるように、前記基板に取り付けられたファイバレセプタクルと
を有する、ファイバ間多重化装置/逆多重化装置。
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