JPH09304649A

JPH09304649A - 光回路モジュール

Info

Publication number: JPH09304649A
Application number: JP8143438A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Masuda; 昭宏増田; Hideaki Yuri; 秀明油利; Takashi Kato; 隆司加藤
Original assignee: FDK Corp
Current assignee: FDK Corp
Priority date: 1996-05-15
Filing date: 1996-05-15
Publication date: 1997-11-28
Anticipated expiration: 2016-05-15
Also published as: JP2994261B2

Abstract

(57)【要約】【課題】より小型で実装スペースも小さくて済むよう
にした光回路モジュールを提供すること【解決手段】１本の光ファイバ芯線４ａを有する１芯
フェルール９と、平行な２本の光ファイバ芯線２ａと７
ａを有する２芯フェルール１６と、この２芯フェルール
１６における一方の芯線７ａの端面部分に接合された光
フィルタ１７と、前記１芯フェルール９の光軸上に配置
された第１のコリメートレンズ１２と、前記２芯フェル
ール１６の２つの光軸を含む位置に配置された第２のコ
リメートレンズ１８と、第２のコリメートレンズ１８の
焦点位置付近に配置された光合波分波フィルタ１９とを
備え、前記１芯フェルール９の芯線４ａと前記２芯フェ
ルール１６の一方の芯線２ａとが前記光合波分波フィル
タ１９の透過光路で光結合し、前記２芯フェルール１６
の２本の芯線２ａ，７ａが前記光合波分波フィルタ１９
の反射光路で光結合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ通信シ
ステムなどの構成要素となる光回路モジュールに関し、
特に、３本の光ファイバの間に介在して波長の異なる複
数系統の光を合波したり分波する光回路モジュールに関
する。

【０００２】

【従来の技術】

＊後方向励起式の光ファイバ増幅器よく知られているように、ある種の光ファイバ通信シス
テムでは、図１に示す構成の光ファイバ増幅器を用いて
いる。同図に示すように、入力ポートＰinに導入される
波長1.55μｍの信号光が、光アイソレータ１を経てエル
ビウム添加光ファイバ２に伝搬する。この信号光はエル
ビウム添加光ファイバ２から光合波分波回路３を透過し
て光ファイバ４に伝搬し、光アイソレータ５を通過して
出力ポートＰout に達するようになっている。

【０００３】一方、半導体レーザからなる励起光源６は
波長1.48μｍの励起光を発生する。その励起光は、光フ
ァイバ７を伝搬して光合波分波回路３に導入され、ここ
からエルビウム添加光ファイバ２を前記信号光と反対方
向に伝搬する。エルビウム添加光ファイバ２を伝搬する
信号光（波長1.55μｍ）が、反対方向に進行する励起光
（波長1.48μｍ）によって増幅されるようになってい
る。

【０００４】このように励起光の進行方向と信号光の進
行方向とが反対になっているので、このタイプを後方向
励起式の光ファイバ増幅器と呼んでいる。なお、励起光
と信号光の進行方向を同じにした前方向励起式の光ファ
イバ増幅器や、後方向励起式と前方向励起式を組み合わ
せた双方向励起式の光ファイバ増幅器も、従来からよく
知られている。

【０００５】＊従来の光合波分波回路３の構成図１に示した後方向励起式の光ファイバ増幅器におい
て、前記の光合波分波回路３は図２に示すように構成さ
れていた。この光合波分波回路モジュールは、前記光フ
ァイバ２の芯線２ａを内包したフェルール８と、前記光
ファイバ４の芯線４ａを内包したフェルール９と、前記
光ファイバ７の芯線７ａを内包したフェルール１０と、
各フェルール８、９、１０の光軸上にそれぞれ配置され
たコリメートレンズ１１、１２、１３と、これら３つの
レンズの光軸のあいだに介在する光合波分波フィルタ
（「ＷＤＭ」とも称されている）１４と、励起光路のコ
リメートレンズ１３の光軸上に配置された光フィルタ１
５とを備えている。

【０００６】ここで光合波分波フィルタ１４は、ガラス
板に誘電体多層膜を形成したものであり、これと３つの
フェルール８，９，１０およびコリメートレンズ１１，
１２，１３の光学的な位置関係により、つぎのような光
路が形成されている。増幅系の光ファイバ芯線２ａから
出射してレンズ１１を経た波長1.55μｍの信号光は、光
合波分波フィルタ１４を透過してレンズ１２により集光
され、出力系の光ファイバ芯線４ａに導入される。ま
た、光ファイバ芯線７ａから出射してレンズ１３および
光フィルタ１５を経た波長1.48μｍの励起光は、光合波
分波フィルタ１４で反射してレンズ１１により集光さ
れ、増幅系の光ファイバ芯線２ａに導入される。

【０００７】光フィルタ１５もガラス板に誘電体多層膜
を形成したものであり、波長1.48μｍの励起光を透過
し、波長1.55μｍの信号光は遮断する特性になってい
る。つまり、増幅系の光ファイバ芯線２ａから出射して
レンズ１１を経た波長1.55μｍの信号光の大部分は光合
波分波フィルタ１４を透過するが、入射光の数パーセン
トほどは光合波分波フィルタ１４の表面で反射して前記
励起光の進行と反対方向に伝搬し、励起系の光ファイバ
芯線７ａに向かってしまう。この信号光の漏れ成分が励
起光源６まで達すると、光源６の動作が不安定になるの
で好ましくない。そこで、この光路上に光フィルタ１５
を配置し、波長1.55μｍの漏れ光を遮断している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図２に示した構成の従
来の光合波分波回路モジュールは、小型化が難しいとい
う問題があった。このモジュールは、３つのフェルール
８，９，１０が図示していないケースを貫通する形で取
り付けられ、そのケースに３つのコリメートレンズ１
１，１２，１３が内蔵されるとともに、光合波分波フィ
ルタ１４および光フィルタ１５が内蔵される。そして、
各光ファイバ２と４と７が前記ケースから外部に引き出
されるという形態になる。

【０００９】ここで、光合波分波フィルタ１４の透過光
路で光結合するフェルール８（光ファイバ芯線２ａ）と
フェルール９（光ファイバ芯線４ａ）とは、図２のよう
に、ほぼ同一直線上に並んだ配置関係になる。これに対
して、光合波分波フィルタ１４の反射光路で光結合する
フェルール８（光ファイバ芯線２ａ）とフェルール１０
（光ファイバ芯線７ａ）とは、フェルール８とフェルー
ル９とがなす軸形態に対して５０°〜８０°ほどの角度
をなしてケースに取り付けられる。

【００１０】そのため、フェルール８とフェルール９と
の配列がなす主軸に対してフェルール１０が側方に大き
く出っ張った配置関係になってしまう。つまり、ほぼＴ
字型のケース形態になる。また、フェルール８用のコリ
メートレンズ１１とフェルール１０用のコリメートレン
ズ１３とがそれぞれ必要になるし、光フィルタ１５も個
別部品として必要になるので、ケースの内部寸法も大き
くなる。したがってケース全体が大型化するし、光ファ
イバ４と光ファイバ７とがハの字型をなして取り付けら
れることになり、実装スペースも大きくなる。

【００１１】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、上記した問題を解決
し、より小型で実装スペースも小さくて済むようにした
高精度の光回路モジュールを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明に係る光回路モジュールでは、１本の光フ
ァイバの芯線を有する１芯フェルールと、平行な２本の
光ファイバの芯線を有する２芯フェルールと、この２芯
フェルールにおける一方の芯線の端面部分に接合された
光フィルタと、前記１芯フェルールの光軸上に配置され
た第１のコリメートレンズと、前記２芯フェルールの２
つの光軸を含む位置に配置された第２のコリメートレン
ズと、第２のコリメートレンズの焦点位置付近に配置さ
れた光合波分波フィルタとを備え、前記１芯フェルール
の芯線と前記２芯フェルールの一方の芯線とが前記光合
波分波フィルタの透過光路で光結合し、前記２芯フェル
ールの２本の芯線が前記光合波分波フィルタの反射光路
で光結合するように構成した（請求項１）。

【００１３】この構成において、前記光フィルタはガラ
ス板に誘電体多層膜を形成したフィルタ板とし、このフ
ィルタ板を前記２芯フェルールの端面の所定部分に接着
してもよい（請求項２）。また、前記２芯フェルールの
端面の所定部分に誘電体多層膜を直接的に形成して前記
光フィルタとしてもよい（請求項３）。

【００１４】ここで、本発明で言う光合波分波フィルタ
とは、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexer ／De
multiplexer ）とも称されているもので、異なった波長
の光を合成したり、分波したりする光学部品のことを意
味する。すなわち、いくつかの異なった波長を含んでい
る光から、波長を弁別してそれぞれ決められた端子に光
を出力する機能（分波機能）と、いくつかの波長の光を
それぞれ異なった端子から入射して、これらの波長を含
んだ光として１つの端子から出射する機能（合波機能）
のうち、少なくとも１方の機能をもつ光部品をいう。し
たがって、光合波分波フィルタとは言うが、合波機能と
分波機能を備えたものに限られず、合波機能のみ、或い
は分波機能のみを有するものも含む概念である。

【００１５】そして、本発明では、１芯フェルールと２
芯フェルールとはほぼ同一直線上に並ぶ配置関係にな
り、また第２の発明においても２つの２芯フェルールは
ほぼ同一直線上に並ぶ配置関係になる。また、２芯フェ
ルールに内包されている２本のファイバ芯線はごく接近
しているので、２本の芯線に対して共通のコリメートレ
ンズで対応できる。

【００１６】また、光合波並びに光分波を行うために
は、２つの光の光路に所定のひらき角を設けなければな
らないが、本発明では、２芯フェルールの各芯線の軸を
コリメートレンズの光軸からずらした位置に配置してい
るフェルール同士をたとえ直線上に配置しても、２芯か
ら入出射される２つの光路に角度があることにより、交
換的な光路が分離され、光の合光・分光処理が行われ
る。

【００１７】さらに、２芯フェルールの一方の芯線の端
面部分に光フィルタを接合しているので、たとえ２芯フ
ェルールの他方の芯線から入射され、光合波分波フィル
タで透過すべき光が反射して前記一方の芯線に入射しよ
うとしても、上記光フィルタで遮断される。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例による光回路モ
ジュールの概略構成を図３に示している。なお、この実
施例のモジュールは、図１に示した後方向励起式の光フ
ァイバ増幅器における光合波分波回路３に相当するもの
である。

【００１９】図３に示すように、この光合波分波回路モ
ジュールは、１本の光ファイバ芯線４ａを有する１芯フ
ェルール９と、平行な２本の光ファイバ芯線２ａと７ａ
を有する２芯フェルール１６と、この２芯フェルール１
６における一方の芯線７ａの端面部分に接合された光フ
ィルタ１７と、前記１芯フェルール９の光軸上に配置さ
れた第１のコリメートレンズ１２と、前記２芯フェルー
ル１６の２つの光軸を含む位置に配置された第２のコリ
メートレンズ１８と、第２のコリメートレンズ１８の焦
点位置付近に配置された光合波分波フィルタ１９とを備
えている。

【００２０】そしてさらに、前記１芯フェルール９の芯
線４ａと前記２芯フェルール１６の一方の芯線２ａとが
前記光合波分波フィルタ１９の透過光路で光結合し、前
記２芯フェルール１６の２本の芯線２ａと７ａが前記光
合波分波フィルタ１９の反射光路で光結合するように構
成したものである。

【００２１】つまり、２芯フェルール１６内の芯線２
ａ，７ａは、同図に示すように、コリメートレンズ１８
の光軸とずれ、かつその光軸と平行な光が入出射される
ように位置される。具体的には、両芯線２ａ，７ａは、
２芯フェルール１６の軸心に対して線対称に配置されて
いるので、フェルール１６の軸心をコリメートレンズ１
８の光軸に一致するように設置することにより上記条件
を満足する。これにより、図示するように、一方の芯線
２ａ（７ａ）からの光は、コリメートレンズ１８で曲げ
られて焦点位置に収束する。

【００２２】尚、図中の例では２本の芯線２ａ，７ａを
光軸とずらすとともに平行で線対称に配置したが、芯線
の端を光軸とずらしたり線対称にすることが必須条件で
はなく、コリメートレンズの光軸と平行になっていれば
焦点位置に収束する。

【００２３】なお図３において、２芯フェルール１６の
一方の芯線２ａは図１における増幅用のエルビウム添加
光ファイバ２につながり、２芯フェルール１６の他方の
芯線７ａは図１における励起系の光ファイバ７につなが
り、１芯フェルール９の芯線４ａは図１における出力系
の光ファイバ４につながる。

【００２４】光合波分波フィルタ１９はガラス板に誘電
体多層膜を形成したものであり、これと２芯フェルール
１６と１芯フェルール９およびコリメートレンズ１２と
１８の光学的な位置関係により、つぎのような光路が形
成されている。

【００２５】つまり、その焦点位置に光合波分波フィル
タ１９を配置すると、そこで反射された光は、他方の芯
線２ａ（７ａ）に到達する。この原理を利用して、両フ
ェルール９，１６をほぼ一直線上に配置しつつ、合波・
分波を行えるようになる。なお、１芯フェルール９側か
ら入出射される光の光路も、コリメートレンズ１２の光
軸に対して所定距離ずらせて配置している。これによ
り、図中に破線で示すような光路が得られる。

【００２６】具体的には、増幅系の光ファイバ芯線２ａ
から出射してコリメートレンズ１８を経た波長1.55μｍ
の信号光は、光合波分波フィルタ１９を透過してコリメ
ートレンズ１２により集光され、出力系の光ファイバ芯
線４ａに導入される。また、光ファイバ芯線７ａから出
射して光フィルタ１７およびコリメートレンズ１８を経
た波長1.48μｍの励起光は、光合波分波フィルタ１９で
反射して同じレンズ１８により集光され、増幅系の光フ
ァイバ芯線２ａに導入される。

【００２７】これは光合波器としての動作であり、光の
伝送方向を前記とは逆にすると光分波器としても動作す
る。つまり、光ファイバ２からの波長1.55μｍの光は光
合波分波フィルタ１９を透過して光ファイバ４に伝送す
る。また、光ファイバ２からの波長1.48μｍの光は光合
波分波フィルタ１９で反射して光ファイバ７に伝送す
る。

【００２８】この実施例の光フィルタ１７はガラス板に
誘電体多層膜を形成したものであり、波長1.48μｍの励
起光を透過し、波長1.55μｍの信号光は遮断する特性に
なっている。すなわち、光合波分波フィルタ１９のフィ
ルタ特性の一例を示すと図４（Ａ）のようになり、また
光フィルタ１７のフィルタ特性の一例を示すと図４
（Ｂ）のようになる。このように、両者は逆特性とな
る。

【００２９】そして図５に示すように、ごく小さな光フ
ィルタ１７をホルダー１７ａを介して２芯フェルール１
６の所定部分に位置決めして接合している。増幅系の光
ファイバ芯線２ａから出射してコリメートレンズ１８を
経た波長1.55μｍの信号光の大部分は光合波分波フィル
タ１９を透過するが、その数パーセントほどは光合波分
波フィルタ１９の表面で反射して前記励起光の進行と反
対方向に伝搬し、励起系の光ファイバ芯線７ａに向か
う。この信号光の漏れ成分が図１における励起光源６ま
で達すると、光源６の動作が不安定になるので好ましく
ない。そこで、この光路上に光フィルタ１７を配置し、
波長1.55μｍの漏れ光を遮断している。

【００３０】なお他の実施例としては、図６に示すよう
に、２芯フェルール１６の端面の所定部分に誘電体多層
膜を直接的に形成して前記光フィルタ１７としてもよ
い。具体的には、少なくとも他方の芯線２ａの部分をマ
スキングをした状態で誘電体多層膜を成膜する。この後
マスキング材を取り外すと、芯線２ａ側は光フィルタ１
７が形成されず、一方の芯線７ａ側にのみ光フィルタ１
７が成膜するようになる。

【００３１】また図３のように、２芯フェルール１６と
コリメートレンズ１８と光合波分波フィルタ１９とコリ
メートレンズ１２と１芯フェルール９とは、ほとんど同
一直線状に並べて配置されており、この配置関係で全体
が１本の筒型ケース（図示していない）に内蔵されてい
る。その筒型ケースの一端部から２本の光ファイバ２と
光ファイバ７とが平行に引き出されているとともに、筒
型ケースの他端部から１本の光ファイバ４が引き出され
ている。このようなモジュール形態となるので、図２に
示した従来の構成のモジュール形態に比べて、ケースの
外形形状が単純な筒型となり、外形寸法を従来より大幅
に小さくできる。

【００３２】また、２芯フェルール１６に内包されてい
る２本の光ファイバ芯線２ａと７ａはごく接近している
ので、２本の光ファイバ芯線２ａと７ａに対して共通の
コリメートレンズ１８で対応できる。したがって、図２
の従来の構成に比べてモジュールケースに内蔵する光学
部品が削減されるので、ケースの小型化に寄与する。さ
らに、ごく小さな光フィルタ１７を２芯フェルール１６
の端面の所定部分に接合したので、図２の従来の構成の
ようにモジュールケースに個別部品としての光フィルタ
１５を内蔵するのに比べ、この部分が占めるスペースは
きわめて小さくなる。このこともモジュールケースの小
型化に寄与する。

【００３３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の光
回路モジュールでは、２芯フェルールと第１のコリメー
トレンズと光合波分波フィルタと第２のコリメートレン
ズと１芯フェルールとは、ほとんど同一直線状に並べて
配置されており、この配置関係で全体が１本の筒型ケー
スに内蔵されている。その筒型ケースの一端部から２本
の光ファイバが平行に引き出されているとともに、筒型
ケースの他端部から１本の光ファイバ４が引き出されて
いる。このようなモジュール形態となるので、従来の構
成のモジュール形態に比べて、ケースの外形形状が単純
な筒型となり、外形寸法を従来より大幅に小さくでき
る。また、実装の際の３本の光ファイバの取り回しが簡
単であり、実装スペースをきわめて小さくできる。

【００３４】また、２芯フェルールに内包されている２
本の光ファイバ芯線はごく接近しているので、その２本
の芯線に対して共通のコリメートレンズで対応できる。
したがって、従来の構成に比べてモジュールケースに内
蔵する光学部品が削減されることとなり、ケースの小型
化に寄与する。さらに、ごく小さな光フィルタを２芯フ
ェルール１６の端面の所定部分に局部的に接合したの
で、この部分が占めるスペースはきわめて小さくなる。
このこともモジュールケースの小型化に寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の応用対象の一例としての後方向励起式
の光ファイバ増幅器の概略構成図である。

【図２】同上光ファイバ増幅器における光合波分波回路
モジュールの従来の構成例を示す概略図である。

【図３】本発明の一実施例による光合波分波回路モジュ
ールの概略構成図である。

【図４】（Ａ）は光合波分波フィルタのフィルタ特性の
一例を示す図である。（Ｂ）は光フィルタのフィルタ特
性の一例を示す図である。

【図５】図３の実施例における２芯フェルールの端面図
である。

【図６】本発明の他の実施例による２芯フェルールの端
面図である。

【符号の説明】

１光アイソレータ２エルビウム添加光ファイバ２ａ光ファイバ芯線３光合波分波回路４光ファイバ４ａ光ファイバ芯線５光アイソレータ６励起光源７光ファイバ７ａ光ファイバ芯線８１芯フェルール（従来）９１芯フェルール１０１芯フェルール（従来）１１コリメートレンズ（従来）１２コリメートレンズ（従来）１３コリメートレンズ（従来）１４光合波分波フィルタ（従来）１５光フィルタ（従来）１６２芯フィルタ１７光フィルタ１８コリメートレンズ１９光合波分波フィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｂ 10/13 10/12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１本の光ファイバ（４）の芯線（４ａ）
を有する１芯フェルール（９）と、平行な２本の光ファイバ（２，７）の芯線（２ａ，７
ａ）を有する２芯フェルール（１６）と、この２芯フェルール（１６）における一方の芯線（７
ａ）の端面部分に接合された光フィルタ（１７）と、前記１芯フェルール（９）の光軸上に配置された第１の
コリメートレンズ（１２）と、前記２芯フェルール（１６）の２つの光軸を含む位置に
配置された第２のコリメートレンズ（１８）と、前記第２のコリメートレンズ（１８）の焦点位置付近に
配置された光合波分波フィルタ（１９）とを備え、前記１芯フェルール（９）の芯線（４ａ）と前記２芯フ
ェルール（１６）の一方の芯線（２ａ）とが前記光合波
分波フィルタ（１９）の透過光路で光結合し、前記２芯
フェルール（１６）の２本の芯線（２ａ，７ａ）が前記
光合波分波フィルタ（１９）の反射光路で光結合するこ
とを特徴とする光回路モジュール。
【請求項２】前記光フィルタ（１７）はガラス板に誘
電体多層膜を形成したフィルタ板であり、このフィルタ
板を前記２芯フェルール（１６）の端面の所定部分に装
着したことを特徴とする請求項１に記載の光回路モジュ
ール。
【請求項３】前記２芯フェルール（１６）の端面の所
定部分に誘電体多層膜を直接的に形成して前記光フィル
タ（１７）を形成したことを特徴とする請求項１に記載
の光回路モジュール。