JPH08122528A

JPH08122528A - 光パワー測定用光ファイバブロックアレイ

Info

Publication number: JPH08122528A
Application number: JP6255404A
Authority: JP
Inventors: Akira Morinaka; 彰森中; Hiroaki Hanabusa; 廣明花房; Kazunori Senda; 和範千田; Fumikazu Ohira; 文和大平; Kunio Koyabu; 国夫小薮; Kazuki Kudo; 一樹工藤; Koji Matsunaga; 光司松永; Naoyuki Atobe; 直之跡部; Naoki Nakao; 直樹中尾
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1994-10-20
Filing date: 1994-10-20
Publication date: 1996-05-17

Abstract

(57)【要約】【目的】入射光量の測定値のゆらぎを小さくし、かつ
光入射部の面積をシングルモードファイバに対して大き
くとることが可能な光パワー測定用光ファイバブロック
アレイを提供することを目的とする。【構成】光パワー測定用光ファイバブロックアレイ
は、所定のコア径を有する複数の光ファイバが２次元的
に配列された光ファイバ群からなり、かつ該光ファイバ
群を伝送する光のパワーを個別に測定するためのもの
で、さらに上記光ファイバは、所定のコア径からなる内
部領域と、上記所定のコア径よりも大きいコア径からな
る入射側端部領域とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、平面型光導波路や複数
本の光ファイバを２次元状に束ねた光ファイバブロック
アレイの光出力を複数本同時にモニタするための光パワ
ー測定用の光ファイバ群を１つのブロックにまとめた、
光パワー測定用光ファイバブロックアレイに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、高速でかつ波長多重等の多重化が
可能な光通信が実用化され、その際使用される接続方法
の重要性が高まっている。特に、通常困難なシングルモ
ード光ファイバを多数本一括して接続する方法が注目さ
れている。同時に、カプラー機能、スプリッタ機能を持
つ平面型光導波路回路の作製技術が完成し、商用化のき
ざしが目前に迫ってきた。その結果平面型光導波回路を
既存の光ファイバと接続するインタフェースも様々な研
究が行なわれて、発表される段階に達した。

【０００３】着脱可能な多芯型光コネクタをこのインタ
フェースに用いるアイディアも示されているが、現行の
方法の多くは融着或いは接着剤固定等の半永久固定接続
の為、接続工程に入る前に、被接続部品同士を通して通
過してくる光をモニタ測定し接続位置の良否を知ること
は非常に大切な基本作業となっている。

【０００４】従来は、この光パワーのモニタを以下のよ
うに行なっていた。

【０００５】図５は、従来の光パワーモニタの概略的構
成を説明するための斜視図である。図中、参照符号２１
は平面型光導波路、２２は入力側固定用光ファイバブロ
ックアレイ、２３はシングルモード（ＳＭ）光ファイバ
テープ、そして２４は固定用光ファイバブロックアレイ
を示す。この図では、光ファイバブロックアレイ２２の
配置を微調整することが可能である。すなわち、図に示
すように、互いに直交するｘ_i 、ｙ_i 、およびｚ_i 軸を
設定し、かつ光ファイバの中心軸に平行する方向をｚ_i
方向とする場合、光ファイバブロックアレイ２２は固定
微動台（不図示）によってｚ_i 軸を中心として自由度θ
_ziで回動することが可能（すなわち、微調することが可
能）である。この回動によって光ファイバブロックアレ
イ２２は、該アレイを構成する並列に配列した複数の光
ファイバの出力端面を入力端面光導波路コア群２５の配
列に対して最適化するように調整される。一方、平面型
光導波路２１の出力端側に配置されたシングルモードフ
ァイバ２６は出力側の光パワーをモニタするためのもの
である。図に示すように、互いに直交するｘ₀ およびｙ
₀ 軸を設定した場合、シングルモードファイバ２６は固
定微動台（不図示）によって、通常平面型光導波路２１
に対してｘ₀ 軸およびｙ₀ 軸に沿って微動することが可
能である。

【０００６】前記構成からなる装置を用いた光パワーの
モニタは以下のように行われる。

【０００７】まず、波長６３２．８ｎｍのＨｅ−Ｎｅレ
ーザ光等からなる可視レーザ光を入力し、光が平面型光
導波路２１を通過するように、光ファイバブロックアレ
イ２２を動かして位置決めする。つぎに平面型光導波路
２１から出射される可視光をシングルモードファイバ２
６で観測できるように、シングルモードファイバ２６の
微調移動を行なう。さらに、光ファイバブロックアレイ
２２への入力光をＨｅ−Ｎｅ光から近赤外レーザ光（波
長１．５１μｍ或いは１．３３μｍ）に切り替えてシン
グルモードファイバ２６の出射端側から出射される光パ
ワーが最大となるように、光ファイバブロックアレイ２
２およびシングルモードファイバ２６の位置を微調整す
る（このように、光導波路強度のモニタしながら微動系
を動かす一連の動作を以後ピークサーチ動作と呼ぶ）。
従来、この一連の作業で、最初の部品間の粗合わせに非
常に時間がかかっていた。

【０００８】そこで、図５のシングルモードファイバ２
６を２次元配列した部品或いはシングルモードファイバ
２６をコア部面積の大きなマルチモードで受ける方式も
提案されている。特にマルチモードファイバをアレイに
した部品は、受光面積が広いため粗合わせが容易で非常
に有効である。図中、参照符号２７は受光用マルチモー
ドファイバアレイブロックである。このアレイブロック
２７は、図６に示すように、並列に配置された複数のマ
ルチモードファイバ２９と入力側マルチモードファイバ
端面２８とを有する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、通過光を単に
パワーメータに入力するのには有用であっても、マルチ
モードファイバ出射端で０．１ｄＢオーダーの精度で光
パワーの値を測定するのは困難である。なぜならば、そ
のような測定を実施するためには、マルチモードファイ
バアレイブロック２７のテープファイバ部分２９の長さ
を１ｍ以上に設ける必要がある。また、テープファイバ
部分２９を屈曲させるような配置を取ると、マルチモー
ドファイバのコア内を通る光パワーはファイバ内のマイ
クロベンド、ファイバコア屈折率のゆらぎに敏感とな
る。その結果、光損失の値が変動してしまい、正しい光
パワーをモニターすることは不可能となる。

【００１０】したがって、本発明の目的は、上記従来の
問題点を解決し、入射光量の測定値のゆらぎを小さく
し、かつ光入射部の面積をシングルモードファイバに対
して大きくとることが可能な光パワー測定用光ファイバ
ブロックアレイを提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明にもとづく光パワー測定用光ファイバブロッ
クアレイは、所定のコア径を有する複数の光ファイバが
２次元的に配列された光ファイバ群からなり、かつ該光
ファイバ群を伝送する光のパワーを個別に測定するため
の光ファイバブロックアレイにおいて、上記光ファイバ
は、所定のコア径からなる内部領域と、上記所定のコア
径よりも大きいコア径からなる入射側端部領域とを有す
ることを特徴とする。

【００１２】好ましくは、上記光ファイバは、加熱ドー
パント拡散型光ファイバである。

【００１３】好ましくは、上記光ファイバの光入力側端
面のコア直径が１０μｍ以上２０μｍ以下であり、光出
力端面のコア径が接続するシングルモード光ファイバの
コア径と一致しているか、あるいは￥光出力端面のコア
直径が９．５μｍである。

【００１４】

【作用】入射側端部領域は、所定のコア径よりも大きい
コア径からなるので、受光が容易である。また、コア径
の拡大された部分は、入射側端部領域のみなので、なだ
らかなコア径の収束カーブに添ってコア径は通過する近
赤外光に対してシングルモードとなる。この結果、ファ
イバをファイバブロックアレイに組み立て固定する時の
側圧、応力に対して鈍感となり、入射光パワーの放出、
ロスを最小限にとどめることができる。また、ファイバ
テープ部では完全にシングルモードとなる結果、テープ
のねじれ、曲率が大きくなっても、マルチモードファイ
バに比べてかなり損失が少ない。したがって、入射した
光量を損失なくパワーメータに伝えることが可能であ
る。さらに、ファイバテープ以降はシングルモードとな
る為に、市販の光コネクタ（マルチモード型，シングル
モード型）への接続および着脱が容易となる。同様に、
市販のシングルモード用チャンネルセレクタへも接続が
可能となり、入力した光パワーの切替えも、通常のシン
グルモードファイバと同等に扱える。

【００１５】

【実施例】以下、本発明にもとづく光パワー測定用光フ
ァイバブロックアレイを図面を参照しながら詳細に説明
する。

【００１６】図１は、本発明による光パワー測定用光フ
ァイバブロックアレイの概略的構造を説明するための模
式的斜視図である。図中、参照符号１１はファイバブロ
ックアレイ、１２は光ファイバテープ部、１３はコア径
拡大光ファイバの端面部、１４はファイバブロックアレ
イのヘッド固定部、１５はコア部、１６はコア径を拡大
した光ファイバ部、および１７は通常のシングルモード
（ＳＭ）のコア径を有する光パワー測定用光ファイバ部
を示す。

【００１７】図に示すように、各光ファイバは、矢印Ａ
方向から送られてくる光の受光部（コア径拡大光ファイ
バの端面部１３）近傍のコア径が拡大されている。

【００１８】ファイバブロックアレイを構成する光ファ
イバをＴＥＣ（ＴｈｅｒｍａｌｙＥｎｈａｎｃｅｄＣ
ｏｒｅ）ファイバとした場合、このファイバの受光面す
なわちコア部の径は数十μｍまで拡大することが可能で
ある。しかし、コア径を大きくしすぎるとクラッド部と
の屈折率差が小さくなり、その結果光の閉じ込め効果が
弱くなり、また受光パワーのロス（損失）増加を招くこ
とになる。この損失はＴＥＣファイバ半径の２乗に比例
して増加する（図２参照）。図２に示すように、半径１
０μｍ以内であれば損失は２〜３ｄＢ以内となり、接続
部のパワー測定に対して損失が与える影響は小さい。ま
た、径が小さすぎると２次元ファイバ配列において、フ
ァイバ位置のずれに対する許容範囲が狭くなる。したが
って、実用的には、１０μｍ〜５μｍが妥当である。

【００１９】また、ＴＥＣファイバアレイは、複数のリ
ボンファイバを一括してＴＥＣファイバに変換させ、作
製時の温度分布が切一な条件下で、隣接したファイバを
ＴＥＣ（拡張コア）化されることによって製造される。
そのため、ファイバコア端面部の半径の加工精度を極め
て高くすることができるので、本発明の目的を達成する
上で好適である。

【００２０】＜実施例１＞８芯型ファイバテープの外被
覆を除去し、図３に示す形状のファイバテープを作製し
た。図中、参照符号３１は８芯ＳＭファイバテープ、３
２は被覆除去部を示す。ファイバテープ３１の両端を固
定した後、マイクロバーナーで各ファイバの被覆除去部
を加熱し、コアガラス部に含まれているＧｅＯ2 を熱拡
散させ、コア半径を４．７５μｍから８μｍに拡大した
熱拡散型コア径拡大ファイバ（ＴＥＣＴｈｅｍａｌｌ
ｙＥｘｐａｎｄｅｄＣｏｒｅ）ファイバを作製し
た。

【００２１】つぎに、このファイバをピッチ２５０μｍ
のＶ溝を加工した石英板にのせ、ファイバを上板の石英
板で押えた後、紫外線効果樹脂を用いて固定した（図４
参照）。

【００２２】図４中、参照符号４１はＶ溝加工した固定
台、４２は紫外線透過型押えブタ、４３はＴＥＣファイ
バのテール部（ＳＭ）、４４はＴＥＣ加工部、４５は切
断加工面を各々示す。

【００２３】次に、このブロックを４５で示す面でダイ
シングカットし端面を研磨してファイバブロックアレイ
とした。

【００２４】このパワー測定用ファイバブロックアレイ
を用いて、市販８芯ＭＴコネクタの損失を測定した。Ｍ
Ｔコネクタ端面とパワー測定用ファイバブロックアレイ
端面間はエアギャップとした。結果を表１に示す（表中
１．１ｄＢはファイバ間の固有モード不整合分とエアギ
ャップ損失を含んでいる）。

【００２５】

【表１】

【００２６】ＭＴコネクタ同志の結合損失は、規定値
１．０ｄＢでファイバコア位置間の誤差に換算すると各
コア中心に対して±２μｍの交差が許容されている。

【００２７】また、ファイバブロック外形とＭＴコネク
タ外形の位置合わせはステップモータ付微動台で芯（１
及び８）をＭＡＸにする様に平行移動ＰＳをかけた。

【００２８】本発明のファイバアレイブロックではその
誤差が拡張コア径に吸収されている。

【００２９】また、テープファイバ部４３を１０ｃｍR
の曲率で屈曲させても測定値に変化はなかった。

【００３０】＜実施例２＞図３に示す実施例１の場合と
同様にして作成した８芯ＴＥＣファイバを、被覆除去部
３２の中央で切断し、８芯ＭＴコネクタフェルールに挿
入し、さらに樹脂固定してＭＴ型のパワー測定用ファイ
バブロックアレイを作製した。市販ＭＴ（８芯）コネク
タの受光に際して接続損失は各芯とも（＋０．０５；−
０．００ｄＢ）であった。

【００３１】＜実施例３＞実施例１と同様に作製したフ
ァイバブロックアレイの端面を８度の角度を持たせ斜め
研磨した。これに対向する角度で端面を斜め研磨した平
面光導波路チップに接触させ８芯を同時にパワーモニタ
したが、図１に示した単芯ＳＭのファイバのピークサー
チ動作の最小値に対し変化量＋０．０２ｄＢが最大で、
通過した光の全てをパワー測定器へ導びいている事が確
認できた。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によるパワー
測定用ファイバブロックアレイはコア径拡大ファイバの
コア拡大部をパワー受光端面としたものであって、以下
の利点がある。（１）パワー受光面積が広いため、被測
定ファイバ、導波路端面に対して位置誤差の許容範囲が
広い。（２）ファイバアレイから出ているテープファイ
バ部或いは単芯ファイバ部は完全なＳＭファイバの為、
長さを数１０ｍオーダにしても損失変動は０．０１ｄＢ
以下で、安定したピークサーチ動作ができる。（３）上
記（２）のピークサーチ動作に対して、受光器の切替え
に（ＳＭ用）チャンネルセレクタを用いる事ができる利
点を持っている。

【００３３】具体的な使用方法としては、本発明による
ファイバブロックアレイを被接続ファイバブロックアレ
イをセットする微動系に固定し、本発明のファイバブロ
ックアレイで導波路端からのＳＭ光を捕えその位置情報
（ｘ，ｙ，ｚ）を被接続ファイバブロックアレイ
（ｘ′，ｙ′，ｚ′）から差し引いた差分を動かして、
導波路端で被接続ＳＭ用ファイバブロックに光を通じさ
せ、以後の調芯作業に容易に移ってゆくことが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にもとづくパワー受光用光ファイバブロ
ックアレイの概略的構成を説明するための斜視図であ
る。

【図２】結合損失とＴＥＣコア半径との関係を表す図で
ある。

【図３】本発明にもとづくパワー受光用光ファイバブロ
ックアレイに適用される光ファイバの構成を説明するた
めの斜視図である。

【図４】本発明にもとづくパワー受光用光ファイバブロ
ックアレイの一例を説明するための斜視図である。

【図５】従来の光パワーモニタの概略的構成を説明する
ための斜視図である。

【図６】従来のパワー受光用光ファイバブロックアレイ
の概略的構成を説明するための斜視図である。

【符号の説明】

１１光ファイバブロックアレイ１２光ファイバテープ部１３コア径拡大ファイバ端面部１４ファイバブロックアレイのヘッド固定部１５コア部１６コア拡大した光ファイバ部１７ＳＭ径のコア径の光ファイバ部２１平面型光導波路２２入力側固定用光ファイバブロックアレイ２３シングルモード（ＳＭ）光ファイバテープ２４固定用光ファイバブロックアレイ２５光ファイバコア部の配列２６出力側光パワーモニタ用ＳＭファイバ３１８芯ファイバテープ型ＴＥＣファイバ３２テープ被覆除去部４１精密Ｖ溝加工付固定台４２押えぶた４３ＴＥＣファイバテール部４４ＴＥＣ加工部４５切断加工面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大平文和東京都千代田区内幸町１丁目１番６号日本電信電話株式会社内 (72)発明者小薮国夫東京都千代田区内幸町１丁目１番６号日本電信電話株式会社内 (72)発明者工藤一樹東京都千代田区内幸町１丁目１番６号日本電信電話株式会社内 (72)発明者松永光司東京都千代田区内幸町１丁目１番６号日本電信電話株式会社内 (72)発明者跡部直之東京都千代田区内幸町１丁目１番６号日本電信電話株式会社内 (72)発明者中尾直樹東京都千代田区内幸町１丁目１番６号日本電信電話株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定のコア径を有する複数の光ファイバ
が２次元的に配列された光ファイバ群からなり、かつ該
光ファイバ群を伝送する光のパワーを個別に測定するた
めの光ファイバブロックアレイにおいて、前記光ファイバは、光入力側端面と、光出力側端面と、
所定のコア径からなり、かつ前記光出力側端面に隣接し
た内部領域と、前記所定のコア径よりも大きいコア径か
らなり、かつ前記光入力側端面に隣接した入射側端部領
域とを有することを特徴とする光パワー測定用光ファイ
バブロックアレイ。
【請求項２】前記光ファイバは、加熱ドーパント拡散
型光ファイバであることを特徴とする請求項１記載の光
パワー測定用光ファイバブロックアレイ。
【請求項３】前記光ファイバの光入力側端面のコアが
１０μｍ以上２０μｍ以下であり、光出力側端面のコア
径が接続するシングルモード光ファイバのコア径と一致
していることを特徴とする請求項１または２記載の光パ
ワー測定用光ファイバブロックアレイ。
【請求項４】前記光ファイバの光入力端面のコアが１
０μｍ以上２０μｍ以下であり、光出力端面のコアが
９．５μｍであることを特徴とする請求項１または２に
記載の光パワー測定用光ファイバブロックアレイ。