JPH06130244A - 多チャネル光デバイス及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は多チャネルの光ファイバ伝送路中に挿
入して使用するのに適した多チャネル光デバイス及びそ
の製造方法に関し、その小型化を目的とする。 【構成】共焦点系を構成するレンズ１０及び１２と、レ
ンズ１０及び１２間に配置された光機能部１４と、それ
ぞれの励振端がレンズ１０の焦点の近傍に配置された複
数の入力側光ファイバ２と、それぞれの励振端がレンズ
１２の焦点の近傍に配置された複数の出力側光ファイバ
とから構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光の強度、位相、偏光
又は色の制御を行う光デバイスに関し、さらに詳しく
は、多チャネルの光ファイバ伝送路中に挿入して使用す
るのに適した多チャネル光デバイス及びその製造方法に
関する。

【０００２】光通信の分野においては、光の強度、位
相、偏光又は色の制御を行う光機能部を有する光デバイ
スが使用される。ここで、「制御」という語は、光の強
度、位相、偏光又は色に外部信号に基づく変化を与える
能動制御を含み、さらに、光の強度、位相、偏光又は色
に外部信号に基づかずに一定の変化を与える受動制御を
含む。

【０００３】この種の光デバイスを光ファイバ伝送路中
に挿入して使用する場合には、光ファイバ伝搬モードの
光を平行光ビームに変換し、この平行光ビーム系の中に
光機能部を配置して構成される光デバイスが採用され
る。近年、多チャネルの光ファイバ伝送路を並設してな
る大容量光通信システムが提案されており、このような
システムに適用可能な多チャネル光デバイス及びその製
造方法が求められている。

【０００４】

【従来の技術】従来、１チャネルの光ファイバ伝送路中
に挿入して使用される光デバイスとしては、共焦点系を
構成する第１及び第２のレンズと、第１及び第２のレン
ズ間に配置された光機能部と、励振端が第１のレンズの
焦点に配置された１本の入力側光ファイバと、励振端が
第２のレンズの焦点に配置された１本の出力側光ファイ
バとを備えてなる光デバイスが知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の光デバイスを多
チャネルの光ファイバ伝送路に適用しようとすると、光
デバイスの構成部品数がチャネル数の増大に従って増大
し、光デバイスが大型化するという問題があった。

【０００６】よって、本発明の目的は、小型化に適した
多チャネル光デバイス及びその製造方法を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の側面によると、
共焦点系を構成する第１及び第２のレンズと、該第１及
び第２のレンズ間に配置され、透過する光の強度、位
相、偏光又は色の制御を行う光機能部と、それぞれの励
振端が上記第１のレンズの焦点の近傍に配置された複数
の入力側光ファイバと、それぞれの励振端が上記第２の
レンズの焦点の近傍に配置され、それぞれが対応する上
記入力側光ファイバに光結合される上記入力側光ファイ
バと同数の出力側光ファイバとを備えた多チャネル光デ
バイスが提供される。

【０００８】本発明の他の側面によると、互いに平行に
配置された複数の光ファイバをそれらの途中部分で一体
のファイバホルダにより支持する第１のステップと、上
記ファイバホルダの長手方向のほぼ中央で上記光ファイ
バ及び上記ファイバホルダを切断し切断面を研磨して入
力側及び出力側光ファイバアレイを作製する第２のステ
ップと、上記入力側光ファイバアレイの各光ファイバの
励振端と上記出力側光ファイバアレイの各光ファイバの
励振端とが互いに点対称の位置関係になるように上記入
力側及び出力側光ファイバアレイを配置し、該入力側及
び出力側光ファイバアレイの間に、共焦点系を構成する
第１及び第２のレンズと、該第１及び第２のレンズの間
に位置し透過する光の強度、位相、偏光又は色の制御を
行う光機能部を配置する第３のステップとを含む多チャ
ネル光デバイスの製造方法が提供される。

【０００９】

【作用】本発明の多チャネル光デバイスによると、複数
の入力側光ファイバとこれらと同数の出力側光ファイバ
とを共通の第１及び第２のレンズにより光結合し、第１
及び第２のレンズ間に共通の光機能部を設けているの
で、第１のレンズと第２のレンズと光機能部はそれぞれ
１つであり、チャネル数の増大に伴って光デバイスが大
型化することがない。

【００１０】また、入力側光ファイバが互いに平行に配
置され出力側光ファイバが互いに平行に配置されてなる
本発明の多チャネル光デバイスの製造に特に適した本発
明方法によると、特別の手順により入力側及び出力側光
ファイバアレイを作製するようにしているので、本発明
の多チャネル光デバイスを容易に製造することができ
る。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は、本発明の実施例における多チャネ
ル光デバイスの基本構成を示す図である。複数の入力側
光ファイバ２は、それらの端部を支持部４により支持さ
れる。同じように、入力側光ファイバ２と同数の出力側
光ファイバ６は、それらの端部を支持部８により支持さ
れる。

【００１２】入力側光ファイバ２及び出力側光ファイバ
６は、それらの励振端同士が向かい合うように配置さ
れ、入力側光ファイバ２及び出力側光ファイバ６の間に
は、入力側光ファイバ２の側からレンズ１０と光機能部
１４とレンズ１２とがこの順序で配置される。

【００１３】レンズ１０及び１２は共焦点系を構成す
る。即ち、レンズ１０の焦点を含むレンズ１０の光軸と
レンズ１２の焦点を含むレンズ１２の光軸は一致する。
光機能部１４はそれを透過する光の強度、位相、偏光又
は色の制御を行う。光機能部１４は例えばガラス基板上
に誘電体多層膜を形成してなる光学フィルタである。

【００１４】各入力側光ファイバ２の励振端はレンズ１
０の焦点或いは焦点の近傍に位置し、各出力側光ファイ
バ６の励振端はレンズ１２の焦点或いは焦点の近傍に位
置する。各入力側光ファイバ２及び各出力側光ファイバ
６の励振端が予め定められた位置にある場合、各入力側
光ファイバ２の励振端から放射された光は、レンズ１０
によりコリメートされさらに光機能部１４を透過した
後、レンズ１２により集束されて、それぞれ対応する出
力側光ファイバ６に結合する。

【００１５】例えば、励振端がレンズ１０の焦点に位置
する入力側光ファイバ２は、励振端がレンズ１２の焦点
に位置する出力側光ファイバ６に対応する。また、励振
端がレンズ１０の焦点から光軸と垂直な方向にΔｘ離れ
た位置にある入力側光ファイバ２は、励振端がレンズ１
２の焦点から同方向に−Δｘ離れた位置にある出力側光
ファイバ６に対応する。

【００１６】励振端がレンズの焦点の近傍に位置する光
ファイバの偏心はわずかであるので、各光ファイバにつ
いてほぼ同等に高い光結合効率を得ることができる。本
実施例によると、複数の入力側光ファイバ２と複数の出
力側光ファイバ６について、レンズ１０及び１２並びに
光機能部１４を共通化することができるので、小型な多
チャネル光デバイスの提供が可能になる。

【００１７】図２は入力側及び出力側光ファイバの配置
例を示す図である。この例では、各入力側光ファイバ２
の励振端がそれぞれ直線上に等間隔で配置されるように
支持部４を構成している。符号２Ａは入力側光ファイバ
２のコアを示している。図示はしないが、出力側光ファ
イバについても同じように配置される。

【００１８】入力側光ファイバ２の数が偶数である場合
には、中央の２本の入力側光ファイバ２の中点をレンズ
１０（図１参照）の光軸が貫通するように各入力側光フ
ァイバ２を配置し、出力側光ファイバについても同じよ
うに配置する。

【００１９】また、入力側光ファイバ２の数が奇数であ
る場合には、中央の入力側光ファイバ２のコアをレンズ
１０の光軸が貫通するように各入力側光ファイバ２を配
置し、出力側光ファイバについても同じように配置す
る。

【００２０】図２の配置例では、入力側及び出力側光フ
ァイバ２及び６の各励振端を１つの直線上に配置してい
るが、入力側光ファイバ２の励振端を正多角形の頂点上
に配置し、出力側光ファイバについても同じように配置
するようにしてもよい。これを図３により説明する。

【００２１】図３において、（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）
はそれぞれ入力側光ファイバ２の数が３，４及び６であ
る場合の入力側光ファイバ２の配置例を示す図であり、
各光ファイバ２は、それぞれ、正三角形、正方形及び正
六角形の頂点上に配置されている。

【００２２】このように入力側光ファイバ２の励振端を
配置した場合、出力側光ファイバ６の励振端についても
入力側と同じように配置するとともに、入力側及び出力
側光ファイバ２及び６の対応する励振端同士が互いに点
対称の位置関係になるようにすることによって、対応す
る入力側及び出力側光ファイバ２及び６間に独立した光
路を設定することができる。

【００２３】例えば、図３の（Ａ）に示されるように、
入力側光ファイバ２の励振端が正三角形の頂点上に配置
され、レンズ１０及び１２（図１参照）の焦点距離が等
しい場合には、図４に示されるように、出力側光ファイ
バ６の励振端を、入力側光ファイバ２の励振端によって
形成される正三角形と同じ大きさの正三角形の頂点上に
配置し、入力側光ファイバ２と光軸ＯＡの間の距離が、
対応する出力側光ファイバ６と光軸ＯＡの間の距離に等
しくなるようにし、且つ、対応する入力側及び出力側光
ファイバ２及び６の励振端の近傍の幾何学的中心線と光
軸ＯＡとが同一平面上に位置するようにする。

【００２４】入力側及び出力側光ファイバ２及び６の励
振端がそれぞれ正多角形の頂点上に配置される場合に
は、例えば入力側光ファイバ２については、図３の
（Ｄ）に示されるように、各入力側光ファイバ２によっ
て囲まれる入力側ダミーファイバ２′をさらに設けても
よい。

【００２５】入力側ダミーファイバ２′の端部は入力側
光ファイバ２の励振端によって形成される正多角形の各
頂点から等距離の位置にある。出力側光ファイバ６につ
いても同じように出力側ダミーファイバを設けておく。

【００２６】このようにダミーファイバを用いた場合、
入力側及び出力側光ファイバ２及び６の励振端を正多角
形の頂点上に位置させるのが容易である。尚、入力側ダ
ミーファイバ及び出力側ダミーファイバを光結合させる
ことによって、使用可能なチャネル数を１つ増やすこと
ができる。

【００２７】各光ファイバの励振端が正多角形の頂点上
に配置される場合、各励振端と光軸の間の距離を一定に
保つことができるので、挿入損失にばらつきのない多チ
ャネル光デバイスの提供が可能になる。

【００２８】各入力側光ファイバ２が互いに平行に配置
され、各出力側光ファイバ６が互いに平行に配置される
場合には、本発明の多チャネル光デバイスを容易に製造
することができる。これを図５及び図６により説明す
る。

【００２９】図５及び図６は、それぞれ、本発明の多チ
ャネル光デバイスの望ましい製造方法の例の前段部分及
び後段部分の説明図である。まず、図５の（Ａ）に示さ
れるように、互いに平行に配置された複数（図では２
本）の光ファイバ１６及び１８の途中部分をパイプ２０
で覆い、このパイプ２０内にエポキシ樹脂等の硬化性流
動体を充填する。

【００３０】パイプ２０内に充填された硬化性流動体を
硬化させた後、パイプ２０を除去すると、図５の（Ｂ）
に示されるように、光ファイバ１６及び１８はそれらの
途中部分で一体のファイバホルダ２２により支持された
状態になる。

【００３１】次いで、ファイバホルダ２２の長手方向の
ほぼ中央で光ファイバ１６及び１８並びにファイバホル
ダ２２を切断し、その切断面を研磨することによって、
図５の（Ｃ）に示されるように、入力側光ファイバアレ
イ２４及び出力側光ファイバアレイ２６が作製される。

【００３２】続いて、図６に示されるように、入力側光
ファイバアレイ２４及び球レンズ２８をパイプ３０に挿
入固定してなる入力側光ファイバアセンブリ３２と、光
学フィルタ等からなる光機能部３４をパイプ３６及び３
８の間に介在させてなる機能部アセンブリ４０と、出力
側光ファイバアレイ２６及び球レンズ４２をパイプ４４
に挿入固定してなる出力側光ファイバアセンブリ４６と
を予め定められた位置関係で一体にして多チャネル光デ
バイスを得る。

【００３３】各アセンブリ３２，４０及び４６を一体に
するのには、例えばレーザ溶接が適しており、この場
合、各アセンブリ３２，４０及び４６の相対的な位置関
係を調整する光軸調整等の調整ステップとレーザ溶接ス
テップとを連続に行うことによって、容易に多チャネル
光デバイスを製造することができる。

【００３４】本実施例による場合、入力側光ファイバア
レイ２４における支持部４の端面での入力側光ファイバ
２の励振端の位置関係は、出力側光ファイバアレイ２６
における支持部８の端面での出力側光ファイバ６の励振
端の位置関係に一致するので、入力側及び出力側光ファ
イバ２及び６の励振端をレンズ２８及び４２に対して予
め定められた位置に配置するのが容易である。尚、本実
施例における球レンズ２８及び４２はそれぞれ図１のレ
ンズ１０及び１２に対応する。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
小型化に適した多チャネル光デバイス及びその製造方法
の提供が可能になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す多チャネル光デバイスの
構成図である。

【図２】本発明の実施例における光ファイバの励振端の
配置例を示す図である。

【図３】本発明の実施例における光ファイバの励振端の
他の配置例を示す図である。

【図４】本発明の実施例における入力側及び出力側光フ
ァイバの位置関係の一例を説明するための図である。

【図５】本発明の多チャネル光デバイスの望ましい製造
方法の前段部分の説明図である。

【図６】本発明の多チャネル光デバイスの望ましい製造
方法の後段部分の説明図である。

【符号の説明】 ２ 入力側光ファイバ ６ 出力側光ファイバ １０，１２ レンズ １４，３４ 光機能部 ２８，４２ 球レンズ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 共焦点系を構成する第１及び第２のレン
   ズ(10,12) と、 該第１及び第２のレンズ(10,12) 間に配置され、透過す
   る光の強度、位相、偏光又は色の制御を行う光機能部(1
   4)と、 それぞれの励振端が上記第１のレンズ(10)の焦点の近傍
   に配置された複数の入力側光ファイバ(2) と、 それぞれの励振端が上記第２のレンズ(12)の焦点の近傍
   に配置され、それぞれが対応する上記入力側光ファイバ
   (2) に光結合される上記入力側光ファイバ(2)と同数の
   出力側光ファイバ(6) とを備えたことを特徴とする多チ
   ャネル光デバイス。
2. 【請求項２】 上記入力側光ファイバ(2) 及び上記出力
   側光ファイバ(6) の励振端はそれぞれ直線上に等間隔で
   配置されることを特徴とする請求項１に記載の多チャネ
   ル光デバイス。
3. 【請求項３】 上記入力側光ファイバ(2) 及び上記出力
   側光ファイバ(6) の励振端はそれぞれ正多角形の頂点上
   に配置されることを特徴とする請求項１に記載の多チャ
   ネル光デバイス。
4. 【請求項４】 上記入力側光ファイバ(2) に囲まれるよ
   うに配置され、その端部が上記正多角形の各頂点から等
   距離の位置にある入力側ダミーファイバ(2′) と、 上記出力側光ファイバ(6) に囲まれるように配置され、
   その端部が上記正多角形の各頂点から等距離の位置にあ
   る出力側ダミーファイバとをさらに備えたことを特徴と
   する請求項３に記載の多チャネル光デバイス。
5. 【請求項５】 上記入力側ダミーファイバ及び上記出力
   側ダミーファイバは光結合されることを特徴とする請求
   項４に記載の多チャネル光デバイス。
6. 【請求項６】 上記入力側光ファイバ(2) は互いに平行
   に配置され、上記出力側光ファイバ(6) は互いに平行に
   配置されることを特徴とする請求項１に記載の多チャネ
   ル光デバイス。
7. 【請求項７】 互いに平行に配置された複数の光ファイ
   バ(16,18) をそれらの途中部分で一体のファイバホルダ
   (22)により支持する第１のステップと、 上記ファイバホルダ(22)の長手方向のほぼ中央で上記光
   ファイバ(16,18) 及び上記ファイバホルダ(22)を切断し
   切断面を研磨して入力側及び出力側光ファイバアレイ(2
   4,26) を作製する第２のステップと、 上記入力側光ファイバアレイ(24)の各光ファイバの励振
   端と上記出力側光ファイバアレイ(26)の各光ファイバの
   励振端とが互いに点対称の位置関係になるように上記入
   力側及び出力側光ファイバアレイ(24,26) を配置し、該
   入力側及び出力側光ファイバアレイ(24,26) の間に、共
   焦点系を構成する第１及び第２のレンズ(28,42) と、該
   第１及び第２のレンズ(28,42) の間に位置し透過する光
   の強度、位相、偏光又は色の制御を行う光機能部(34)を
   配置する第３のステップとを含むことを特徴とする多チ
   ャネル光デバイスの製造方法。
8. 【請求項８】 上記第１のステップは、上記光ファイバ
   (16,18) の周囲に硬化性流動体を充填し該硬化性流動体
   を硬化させて上記ファイバホルダ(22)を得るステップを
   含むことを特徴とする請求項７に記載の多チャネル光デ
   バイスの製造方法。