JPH10197738A - 光ファイバを用いた光信号伝送方法及びこの方法に用いられるモード入替え機能を持つ光ファイバコネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ステップインデックス型光ファイバを用いる
光信号伝送の伝送帯域を大幅に改善し、伝達可能な情報
量を増大させる。 【解決手段】 光入射側の光ファイバ２１と光出射側の
光ファイバ２２との間に光ファイバコネクタ２３を介在
させ、光ファイバ２１から出射される高次モード光を低
次モード光として光ファイバ２２へと入射させ且つ光フ
ァイバ２１から出射される低次モード光を高次モード光
として光ファイバ２２へと入射させるモード入替えを行
う。光ファイバ２１から発散状態で出射される光を凸レ
ンズ３により光軸方向の平行光束となし、凹円錐面６に
より屈折させ径方向外方へと光軸に対し斜めに並進さ
せ、円筒形状反射面８により反射させ径方向内方へと光
軸に対し斜めに並進させ、凹円錐面７により屈折させ光
軸方向の平行光束となし、凸レンズ４により光軸上に収
束させ、光ファイバ２２へと入射させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバを用い
た光信号伝送技術に属するものであり、特に、マルチモ
ードステップインデックス型の光ファイバ（以下、単に
「ＳＩ型光ファイバ」と略す）を用いた光信号伝送にお
いて伝送可能な情報量を増大させるための方法及びこの
方法に用いられるモード入替え用光ファイバコネクタに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ＳＩ型
光ファイバは、光信号伝送の媒体として広く使用されて
いる。ＳＩ型光ファイバを伝搬する光には多数のモード
が存在する。従って、ＳＩ型光ファイバを用いた光信号
伝送では、光ファイバ端面に対する入射角・出射角が大
きい高次モードの光は光ファイバ端面への入射角・出射
角が小さい低次モードの光より光ファイバ長手方向の伝
搬速度が遅くなるので、モードによって光ファイバ長手
方向の伝搬速度が異なるというモード分散の現象があ
る。これにより、入射端から入射した信号パルスは、出
射端においては、低次モードの光と高次モードの光とが
合成されることによりパルス形状が劣化する。このた
め、特に高い周波数の信号を伝送することができないと
いう問題がある。

【０００３】伝送可能な信号の周波数範囲を伝送帯域と
いい、一般に伝送可能な上限周波数値で示す。伝送帯域
が広いということは、一定時間に伝達可能な情報量を多
くすることができるということである。

【０００４】ＳＩ型光ファイバを用いた光信号伝送で
は、既に述べた様に、モード分散による信号劣化が原因
で伝送帯域が制限され、例えば１００ｍ伝送における典
型的な値で数十ＭＨｚ〜百数十ＭＨｚと低い。

【０００５】そこで、本発明は、ＳＩ型光ファイバを用
いる光信号伝送の伝送帯域を大幅に改善し、伝達可能な
情報量を増大させることを目的とするものである。

【０００６】更に、本発明は、ＳＩ型光ファイバを用い
る光信号伝送の伝送帯域を大幅に改善し伝達可能な情報
量を増大させるのに使用される光学要素を提供すること
をも目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、以上の
如き目的を達成するものとして、ステップインデックス
型の光ファイバを用いて光信号を伝送する方法であっ
て、前記光ファイバを光入射側の第１の光ファイバと光
出射側の第２の光ファイバとから構成し、前記第１の光
ファイバから出射される高次モード光を低次モード光と
して前記第２の光ファイバへと入射させ且つ前記第１の
光ファイバから出射される低次モード光を高次モード光
として前記第２の光ファイバへと入射させるモード入替
えを行うことを特徴とする光信号伝送方法、が提供され
る。

【０００８】更に、本発明によれば、以上の如き目的を
達成するものとして、ステップインデックス型の光ファ
イバを用いて光信号を伝送する際に光入射側の第１の光
ファイバと光出射側の第２の光ファイバとの間に介在せ
しめられ、前記第１の光ファイバの出射端部及び前記第
２の光ファイバの入射端部と光軸を共有する様に配置さ
れる光ファイバコネクタであって、前記第１の光ファイ
バから発散状態で出射される光を光軸を含む断面内にお
いて該光軸に対して斜めに並進させ、前記第１の光ファ
イバから前記光軸に対して比較的大きな傾きをもって出
射された高次モード光を前記光軸の比較的近くへと導
き、且つ前記第１の光ファイバから光軸に対して比較的
小さな傾きをもって出射された低次モード光を前記光軸
から比較的遠くへと導くことが可能で、光軸に関して回
転対称な第１手段と、該第１手段により導かれた光を前
記第２の光ファイバへと入射させるべく光軸上に収束さ
せることが可能で、光軸に関して回転対称な第２手段
と、を備えていることを特徴とする、モード入替え機能
を持つ光ファイバコネクタ、が提供される。

【０００９】本発明の一態様においては、前記第１手段
は、前記第１の光ファイバから発散状態で出射される光
を光軸方向に屈折させる第１凸レンズと、該第１凸レン
ズから出射される光を入射させて径方向外方へと屈折さ
せ光軸を含む断面内において該光軸に対し斜めに並進さ
せる第１凹円錐面と、該第１凹円錐面による屈折光を反
射させ径方向内方へと光軸を含む断面内において該光軸
に対し斜めに並進させる円筒形状反射面とを有してお
り、前記第２手段は、前記第１手段からの光を光軸方向
に屈折させて出射させる第２凹円錐面と、該第２凹円錐
面からの光を光軸上に収束させる第２凸レンズとを有し
ている。

【００１０】例えば、本発明の一態様においては、両端
に１対の凹円錐面を有する円柱形状の透明ロッドと、該
透明ロッドの両端の１対の凹円錐面に対向して配置され
た１対の凸レンズとからなる。

【００１１】本発明の一態様においては、前記第１手段
は、前記第１の光ファイバから発散状態で出射される光
を光軸方向に屈折させる第１凸レンズと、該第１凸レン
ズから出射される光を入射させて径方向内方へと屈折さ
せ光軸を含む断面内において該光軸に対し斜めに並進さ
せる第１凸円錐面とを有しており、前記第２手段は、前
記第１手段からの光を光軸方向に屈折させて出射させる
第２凸円錐面と、該第２凸円錐面からの光を光軸上に収
束させる第２凸レンズとを有している。

【００１２】例えば、本発明の一態様においては、両端
に１対の凸円錐面を有する透明部材と、該透明部材の両
端の１対の凸円錐面に対向して配置された１対の凸レン
ズとからなる。

【００１３】本発明の一態様においては、前記第１手段
は、前記第１の光ファイバから発散状態で出射される光
を入射させて径方向外方へと屈折させ光軸を含む断面内
において該光軸に対し斜めに並進させる第１凹準円錐面
と、該第１凹準円錐面による屈折光を反射させて径方向
内方へと光軸を含む断面内において該光軸に対し斜めに
並進させる円筒形状反射面とを有しており、前記第２手
段は、前記第１手段からの光を屈折・出射させて前記光
軸上に収束させる第２凹準円錐面を有している。

【００１４】例えば、本発明の一態様においては、両端
に１対の凹準円錐面を有する円柱形状の透明ロッドから
なり、前記凹準円錐面は凹円錐面を基本とし光軸を含む
断面形状において稜線が外方に凸の曲線からなる。

【００１５】本発明の一態様においては、前記第１手段
は、前記第１の光ファイバから発散状態で出射される光
を入射させ径方向内方へと屈折させ光軸を含む断面内に
おいて該光軸に対し斜めに並進させる第１凸準円錐面を
有しており、前記第２手段は、前記第１手段からの光を
屈折・出射させて前記光軸上に収束させる第２凸準円錐
面を有している。

【００１６】例えば、本発明の一態様においては、両端
に１対の凸準円錐面を有する透明部材からなり、前記凸
準円錐面は凸円錐面を基本とし光軸を含む断面形状にお
いて稜線が外方に凸の曲線からなる。

【００１７】本発明の一態様においては、前記第１手段
は、前記第１の光ファイバから発散状態で出射される光
を径方向外方へと屈折させ光軸を含む断面内において該
光軸に対し斜めに並進させる第１特殊レンズと、該第１
特殊レンズからの光を径方向内方へと反射させ光軸を含
む断面内において該光軸に対し斜めに並進させる円筒形
状反射部材とを有しており、前記第２手段は、前記第１
手段からの光を屈折・出射させて前記光軸上に収束させ
る第２特殊レンズを有している。

【００１８】例えば、本発明の一態様においては、光軸
上で対向配置された１対の特殊レンズと、該１対の特殊
レンズの間においてこれら特殊レンズと光軸を共有し該
特殊レンズの径方向外方に配置された円筒形状反射部材
とからなり、前記特殊レンズは光軸から遠ざかるにつれ
て屈折機能が小さくなるような形状とされている。

【００１９】本発明の一態様においては、前記第１手段
は、前記第１の光ファイバの出射光を光軸と一定の角度
をもつ軸対称な光線群に変換する機能を有し該光軸に対
して回転対称な第１光学素子、及び、前記光線群の光軸
から遠く離れた成分を光軸付近の位置へと変更し且つ前
記光線群の光軸付近の成分を光軸から遠く離れた位置へ
と変更する機能を有し該光軸に対して回転対称な光路変
更体、を有しており、前記第２手段は、前記光線群を前
記第２の光ファイバの入射端に収束可能な機能を有し前
記光軸に対して回転対称な第２光学素子を有している。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態を説明する。

【００２１】図１は本発明の光信号伝送方法の一実施形
態を示す模式的断面図であり、図２はその伝送路の全体
を示す模式図である。

【００２２】以下において、説明の便宜上、低次モード
光として光軸近傍の光を代表的に図示して説明し、高次
モード光として光軸から最も遠い外周部（周辺部）近傍
の光を代表的に図示して説明する。但し、本発明でいう
低次モード光及び高次モード光は、これら図示されたも
ののみに限定されるものではないことはもちろんであ
る。

【００２３】図１及び図２において、２１は第１のＳＩ
型光ファイバであり、２２は第２のＳＩ型光ファイバで
あり、２３はこれら２つの光ファイバ２１，２２を接続
する光ファイバコネクタである。光ファイバ２１はコア
２１ａとクラッド２１ｂとからなり、光ファイバ２２は
コア２２ａとクラッド２２ｂとからなる。

【００２４】図２に示されているように、光信号は、光
ファイバ２１の一方の端部から入射され（ＩＮ）、光フ
ァイバ２１の他方の端部から出射して光ファイバコネク
タ２３の一方の端部に入射され、光ファイバコネクタ２
３の他方の端部から出射して光ファイバ２２の一方の端
部へと入射され、光ファイバ２２の他方の端部から出射
する（ＯＵＴ）。

【００２５】図１を用いて更に詳細に説明する。光ファ
イバ２１の一方の端面に同時に入射した低次モードの光
（入射角が小さい光）Ａと高次モードの光（入射角が大
きい光）Ｂとは、光ファイバ２１中を伝搬し、それぞれ
光ファイバ２１の他方の端面からＡ’，Ｂ’として出射
する。この出射の際には、高次モード光Ｂ’は低次モー
ド光Ａ’に対して時間的遅れΔｔを持つ。これらの光
Ａ’，Ｂ’は、光ファイバコネクタ２３を経て光ファイ
バ２２の一方の端面に入射する。

【００２６】本実施形態では、光ファイバコネクタ２３
において、入射時には低次モードであった光Ａ’を高次
モード光に変換して出射させ、入射時には高次モードで
あった光Ｂ’を低次モード光に変換して出射させる。か
くして、光ファイバコネクタ２３においてモード入替え
がなされ、光ファイバ２２の一方の端面には、光Ａ’が
高次モードとして且つ光Ｂ’が低次モードとして入射す
る。

【００２７】従って、光ファイバ２２の一方の端面に時
間的ずれΔｔをもって入射した低次モード光Ｂ’と高次
モード光Ａ’とは、光ファイバ２２中を伝搬し、光ファ
イバ２２の他方の端面からＢ”，Ａ”として出射する時
には、光ファイバ２２への入射時の時間的ずれΔｔが解
消され、低次モード光Ｂ”と高次モード光Ａ”とはほぼ
同時に出射する。これにより、モード分散が解消され、
伝送帯域が改善される。

【００２８】光ファイバ２１の長さと光ファイバ２２の
長さとは原理的には等しくとるべきであり、この場合に
伝送帯域改善の効果は最大となるが、光ファイバ２１の
長さと光ファイバ２２の長さとが若干異なっても充分な
効果が認められる。例えば、光ファイバ２１の長さと光
ファイバ２２の長さとが２０％程度異なっていても、伝
送帯域の低下は僅かである。また、光ファイバ２１の長
さと光ファイバ２２の長さとの差が５０％程度に拡大し
たとしても、本発明の伝送方法を使用しない場合の２倍
程度の伝送帯域は得られ、明らかな効果が認められる。

【００２９】図３は以上のような光伝送方法に用いられ
る光ファイバコネクタ２３の第１の実施形態を示す模式
的断面図であり、図４はその概略斜視図である。

【００３０】本実施形態では、ＳＩ型光ファイバ２１の
出射端とＳＩ型光ファイバ２２の入射端とは同軸状（即
ち、光ファイバ２１の出射端部における光軸と光ファイ
バ２２の入射端部における光軸とが同軸上にある）に対
向配置されている。これらの間において、光ファイバコ
ネクタ２３が同軸状（即ち、光ファイバコネクタ２３の
光軸が光ファイバ２１の出射端部における光軸及び光フ
ァイバ２２の入射端部における光軸と同軸上にある）に
配置されている。光ファイバコネクタ２３は２枚の凸レ
ンズ３，４とこれらの間に配置された１つの光学部材５
とからなる。光学部材５は、透明円柱ロッドの両端面を
凹円錐面６，７とし且つ円筒形状外周面８を反射面とし
たものである。ここで、凹円錐面とは、凹部を形成する
様に円柱の端部から同軸状の円錐体を除去した後に、該
円錐体の円錐面に対応して形成される表面をいう。

【００３１】光ファイバ２１の出射端から出射した光
は、凸レンズ３により円形断面で光軸方向に進行する平
行光とされ、光学部材５の凹円錐面６に入射する。その
際、光ファイバ２１の出射端から出射した高次モード光
は凸レンズ３の周辺部を通って凹円錐面６の周辺部に入
射し、一方、光ファイバ２１の出射端から出射した低次
モード光は凸レンズ３の中心部を通って凹円錐面６の中
心部に入射する。これらの光は、凹円錐面６により径方
向外方へと屈折され、光軸と一定の角度をもつ光線群と
して、図３の断面内において並進し、光学部材５の円筒
形状外周面８により反射され、光軸と一定の角度をもつ
光線群として、凹円錐面７へと到達する。円筒形状外周
面８による反射は全反射でもよいし適宜の反射膜による
反射でもよい。光学部材５の軸方向長さ（凹円錐面６，
７間の距離）及び太さ及び凹円錐面６，７の形状を適宜
設定することにより、図３に示されているように、凹円
錐面６の周辺部に入射した高次モード光を凹円錐面７の
中心部へと導き且つ凹円錐面６の中心部に入射した低次
モード光を凹円錐面７の周辺部へと導き、更に、これら
の光を凹円錐面７により屈折させて光軸方向に進行する
平行光とすることができる。この平行光は、凸レンズ４
により収束され、光ファイバ２２の入射端に入射する。
光ファイバ２１から凹円錐面６の周辺部に入射した高次
モード光は、光ファイバ２２へと入射する際には、光軸
とのなす角度が小さくなっているので低次モード光とし
て光ファイバ２２へと導入され、一方、光ファイバ２１
から凹円錐面６の中心部に入射した低次モード光は、光
ファイバ２２へと入射する際には、光軸とのなす角度が
大きくなっているので高次モード光として光ファイバ２
２へと導入される。かくして、光ファイバコネクタ２３
により、低次モード光と高次モード光とが変換され（入
替えられ）たことなる。

【００３２】図５は本発明の光ファイバコネクタの第２
の実施形態を示す模式的断面図であり、図６はその概略
斜視図である。これらの図において、図１〜４における
と同様の機能を有する部材には同一の符号が付されてい
る。

【００３３】本実施形態では、光ファイバコネクタ２３
は２枚の凸レンズ３，４とこれらの間に配置された１つ
の光学部材９とからなる。光学部材９は、透明円柱ロッ
ドの両端面を凸円錐面１０，１１としたものである。

【００３４】光ファイバ２１の出射端から出射し凸レン
ズ３により平行光とされた光は、光ファイバコネクタ２
３の光学部材９の凸円錐面１０に入射する。その際、光
ファイバ２１の出射端から出射した高次モード光は凸円
錐面１０の周辺部に入射し、一方、光ファイバ２１の出
射端から出射した低次モード光は凸円錐面１０の中心部
に入射する。これらの光は、凸円錐面１０により径方向
内方へと屈折され、光軸と一定の角度をもつ光線群とし
て、図５の断面内において並進し、凸円錐面１１へと到
達する。光学部材９の軸方向長さ（凸円錐面１０，１１
間の距離）及び凸円錐面１０，１１の形状を適宜設定す
ることにより、図５に示されているように、凸円錐面１
０の周辺部に入射した高次モード光を凸円錐面１１の中
心部へと導き且つ凸円錐面１０の中心部に入射した低次
モード光を凸円錐面１１の周辺部へと導き、更に、これ
らの光を凸円錐面１１により屈折させて光軸方向に進行
する平行光とすることができる。この平行光は、凸レン
ズ４により収束され、光ファイバ２２の入射端に入射す
る。かくして、第１実施形態の場合と同様にして、光フ
ァイバコネクタ２３により、低次モード光と高次モード
光とが変換され（入替えられ）たことなる。

【００３５】尚、本実施形態では、光学部材９の外周面
を反射面として利用しないので、該外周面は必ずしも円
柱形状である必要はない。

【００３６】図７は本発明の光ファイバコネクタの第３
の実施形態を示す模式的断面図であり、図８はその概略
斜視図である。これらの図において、図１〜６における
と同様の機能を有する部材には同一の符号が付されてい
る。

【００３７】本実施形態では、光ファイバコネクタ２３
は１つの光学部材１２からなる。光学部材１２は、透明
円柱ロッドの両端面を凹準円錐面１３，１４としたもの
である。この凹準円錐面１３，１４は、図３及び図４の
実施形態の凹円錐面６，７と凸レンズ３，４との組合せ
と同等の機能を発揮すべく、凹円錐面を基本として光軸
を含む断面において稜線を外方に凸の曲線状となしたも
のである。凹準円錐面１３，１４の機能については、以
下に説明する通りである。

【００３８】光ファイバ２１の出射端から出射した高次
モード光は凹準円錐面１３の周辺部に入射し、一方、光
ファイバ２１の出射端から出射した低次モード光は凹準
円錐面１３の中心部に入射する。これらの光は、凹準円
錐面１３により屈折せしめられ、光軸と一定の角度をも
つ光線群として、図７の光軸を含む断面内において光軸
と一定の角度をもって外向き（即ち光軸から遠ざかる方
へ）に並進し、光学部材１２の円筒形状外周面８により
反射され、光軸と一定の角度をもつ光線群として、凹準
円錐面１４へと到達する。光学部材１２の軸方向長さ
（凹準円錐面１３，１４間の距離）及び太さ及び凹準円
錐面１３，１４の形状を適宜設定することにより、図７
に示されているように、凹準円錐面１３の周辺部に入射
した高次モード光を凹準円錐面１４の中心部へと導き且
つ凹準円錐面１３の中心部に入射した低次モード光を凹
準円錐面１４の周辺部へと導き、更に、これらの光を凹
準円錐面１４から光軸へと向かう収束光として出射させ
ることができる。この収束光は、光ファイバ２２の入射
端に入射する。かくして、第１実施形態の場合と同様に
して、光ファイバコネクタ２３により、低次モード光と
高次モード光とが変換され（入替えられ）たことなる。

【００３９】図９は本発明の光ファイバコネクタの第４
の実施形態を示す模式的断面図であり、図１０はその概
略斜視図である。これらの図において、図１〜８におけ
ると同様の機能を有する部材には同一の符号が付されて
いる。

【００４０】本実施形態では、光ファイバコネクタ２３
は１つの光学部材１５からなる。光学部材１５は、透明
円柱ロッドの両端面を凸準円錐面１６，１７としたもの
である。この凸準円錐面１６，１７は、図５及び図６の
実施形態の凸円錐面１０，１１と凸レンズ３，４との組
合せと同等の機能を発揮すべく、凸円錐面を基本として
光軸を含む断面において稜線を外方に凸の曲線状となし
たものである。凸準円錐面１６，１７の機能について
は、以下に説明する通りである。

【００４１】光ファイバ２１の出射端から出射した高次
モード光は凸準円錐面１６の周辺部に入射し、一方、光
ファイバ２１の出射端から出射した低次モード光は凸準
円錐面１６の中心部に入射する。これらの光は、凸準円
錐面１６により屈折せしめられ、光軸と一定の角度をも
つ光線群として、図９の光軸を含む断面内において光軸
と一定の角度をもって内向き（即ち光軸に近づく方へ）
に並進し、凸準円錐面１７へと到達する。光学部材１５
の軸方向長さ（凸準円錐面１６，１７間の距離）及び凸
準円錐面１６，１７の形状を適宜設定することにより、
図９に示されているように、凸準円錐面１６の周辺部に
入射した高次モード光を凸準円錐面１７の中心部へと導
き且つ凸準円錐面１６の中心部に入射した低次モード光
を凸準円錐面１７の周辺部へと導き、更に、これらの光
を凸準円錐面１７から光軸へと向かう収束光として出射
させることができる。この収束光は、光ファイバ２２の
入射端に入射する。かくして、第１実施形態の場合と同
様にして、光ファイバコネクタ２３により、低次モード
光と高次モード光とが変換され（入替えられ）たことな
る。

【００４２】尚、本実施形態では、光学部材１５の外周
面を反射面として利用しないので、該外周面は必ずしも
円柱形状である必要はない。

【００４３】図１１は本発明の光ファイバコネクタの第
５の実施形態を示す模式的断面図である。この図におい
て、図１〜１０におけると同様の機能を有する部材には
同一の符号が付されている。

【００４４】本実施形態では、光ファイバコネクタ２３
は２枚の特殊レンズ１８，１９とこれらの間に配置され
た１つの円筒形状内面反射部材２０とからなる。特殊レ
ンズ１８，１９は、光軸に関して回転対称の形状をなし
ており、光軸に近いほど屈折機能が大きく、上記図７及
び図８の実施例の凹準円錐面１３，１４と同様の機能を
発揮する。

【００４５】即ち、光ファイバ２１の出射端から出射し
た光は、特殊レンズ１８に入射する際に、高次モード光
が周辺部に入射し、低次モード光が中心部に入射する。
これらの光は、特殊レンズ１８により屈折せしめられ、
光軸と一定の角度をもつ光線群として、図１１の光軸を
含む断面内において光軸と一定の角度をもって外向きに
並進し、内面反射部材２０により反射され、光軸と一定
の角度をもつ光線群として、図１１の断面内において光
軸と一定の角度をもって内向きに並進し、特殊レンズ１
９へと到達する。図１１に示されているように、特殊レ
ンズ１８の周辺部に入射した高次モード光は、特殊レン
ズ１９の中心部へと導かれ、光軸と小さな角度をなして
低次モード光として光ファイバ２２へと導入される。一
方、特殊レンズ１８の中心部に入射した低次モード光
は、特殊レンズ１９の周辺部へと導かれ、光軸と大きな
角度をなして高次モード光として光ファイバ２２へと導
入される。かくして、光ファイバコネクタ２３により、
低次モード光と高次モード光とが変換され（入替えら
れ）たことなる。

【００４６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、光
ファイバ伝送路の途中にモード入替え機能を有する光フ
ァイバコネクタを介在させることによって、モード分散
を抑制して伝送帯域を向上させ、伝達可能な情報量を増
大させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光信号伝送方法の一実施形態を示す模
式的断面図である。

【図２】図１の光信号伝送方法の伝送路の全体を示す模
式図である。

【図３】本発明の光ファイバコネクタの実施形態を示す
模式的断面図である。

【図４】図３の光ファイバコネクタの概略斜視図であ
る。

【図５】本発明の光ファイバコネクタの実施形態を示す
模式的断面図である。

【図６】図５の光ファイバコネクタの概略斜視図であ
る。

【図７】本発明の光ファイバコネクタの実施形態を示す
模式的断面図である。

【図８】図７の光ファイバコネクタの概略斜視図であ
る。

【図９】本発明の光ファイバコネクタの実施形態を示す
模式的断面図である。

【図１０】図９の光ファイバコネクタの概略斜視図であ
る。

【図１１】本発明の光ファイバコネクタの実施形態を示
す模式的断面図である。

【符号の説明】

３，４ 凸レンズ ５ 光学部材 ６，７ 凹円錐面 ８ 円筒形状外周面 ９ 光学部材 １０，１１ 凸円錐面 １２ 光学部材 １３，１４ 凹準円錐面 １５ 光学部材 １６，１７ 凸準円錐面 １８，１９ 特殊レンズ ２０ 円筒形状内面反射部材 ２１，２２ 光ファイバ ２３ 光ファイバコネクタ

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステップインデックス型の光ファイバを
   用いて光信号を伝送する方法であって、前記光ファイバ
   を光入射側の第１の光ファイバと光出射側の第２の光フ
   ァイバとから構成し、前記第１の光ファイバから出射さ
   れる高次モード光を低次モード光として前記第２の光フ
   ァイバへと入射させ且つ前記第１の光ファイバから出射
   される低次モード光を高次モード光として前記第２の光
   ファイバへと入射させるモード入替えを行うことを特徴
   とする光信号伝送方法。
2. 【請求項２】 ステップインデックス型の光ファイバを
   用いて光信号を伝送する際に光入射側の第１の光ファイ
   バと光出射側の第２の光ファイバとの間に介在せしめら
   れ、前記第１の光ファイバの出射端部及び前記第２の光
   ファイバの入射端部と光軸を共有する様に配置される光
   ファイバコネクタであって、 前記第１の光ファイバから発散状態で出射される光を光
   軸を含む断面内において該光軸に対して斜めに並進さ
   せ、前記第１の光ファイバから前記光軸に対して比較的
   大きな傾きをもって出射された高次モード光を前記光軸
   の比較的近くへと導き、且つ前記第１の光ファイバから
   光軸に対して比較的小さな傾きをもって出射された低次
   モード光を前記光軸から比較的遠くへと導くことが可能
   で、光軸に関して回転対称な第１手段と、 該第１手段により導かれた光を前記第２の光ファイバへ
   と入射させるべく光軸上に収束させることが可能で、光
   軸に関して回転対称な第２手段と、を備えていることを
   特徴とする、モード入替え機能を持つ光ファイバコネク
   タ。
3. 【請求項３】 前記第１手段は、前記第１の光ファイバ
   から発散状態で出射される光を光軸方向に屈折させる第
   １凸レンズと、該第１凸レンズから出射される光を入射
   させて径方向外方へと屈折させ光軸を含む断面内におい
   て該光軸に対し斜めに並進させる第１凹円錐面と、該第
   １凹円錐面による屈折光を反射させ径方向内方へと光軸
   を含む断面内において該光軸に対し斜めに並進させる円
   筒形状反射面とを有しており、 前記第２手段は、前記第１手段からの光を光軸方向に屈
   折させて出射させる第２凹円錐面と、該第２凹円錐面か
   らの光を光軸上に収束させる第２凸レンズとを有してい
   る、ことを特徴とする、請求項２に記載のモード入替え
   機能を持つ光ファイバコネクタ。
4. 【請求項４】 両端に１対の凹円錐面を有する円柱形状
   の透明ロッドと、該透明ロッドの両端の１対の凹円錐面
   に対向して配置された１対の凸レンズとからなる、モー
   ド入替え機能を持つ光ファイバコネクタ。
5. 【請求項５】 前記第１手段は、前記第１の光ファイバ
   から発散状態で出射される光を光軸方向に屈折させる第
   １凸レンズと、該第１凸レンズから出射される光を入射
   させて径方向内方へと屈折させ光軸を含む断面内におい
   て該光軸に対し斜めに並進させる第１凸円錐面とを有し
   ており、 前記第２手段は、前記第１手段からの光を光軸方向に屈
   折させて出射させる第２凸円錐面と、該第２凸円錐面か
   らの光を光軸上に収束させる第２凸レンズとを有してい
   る、ことを特徴とする、請求項２に記載のモード入替え
   機能を持つ光ファイバコネクタ。
6. 【請求項６】 両端に１対の凸円錐面を有する透明部材
   と、該透明部材の両端の１対の凸円錐面に対向して配置
   された１対の凸レンズとからなる、モード入替え機能を
   持つ光ファイバコネクタ。
7. 【請求項７】 前記第１手段は、前記第１の光ファイバ
   から発散状態で出射される光を入射させて径方向外方へ
   と屈折させ光軸を含む断面内において該光軸に対し斜め
   に並進させる第１凹準円錐面と、該第１凹準円錐面によ
   る屈折光を反射させて径方向内方へと光軸を含む断面内
   において該光軸に対し斜めに並進させる円筒形状反射面
   とを有しており、 前記第２手段は、前記第１手段からの光を屈折・出射さ
   せて前記光軸上に収束させる第２凹準円錐面を有してい
   る、ことを特徴とする、請求項２に記載のモード入替え
   機能を持つ光ファイバコネクタ。
8. 【請求項８】 両端に１対の凹準円錐面を有する円柱形
   状の透明ロッドからなり、前記凹準円錐面は凹円錐面を
   基本とし光軸を含む断面形状において稜線が外方に凸の
   曲線からなる、モード入替え機能を持つ光ファイバコネ
   クタ。
9. 【請求項９】 前記第１手段は、前記第１の光ファイバ
   から発散状態で出射される光を入射させ径方向内方へと
   屈折させ光軸を含む断面内において該光軸に対し斜めに
   並進させる第１凸準円錐面を有しており、 前記第２手段は、前記第１手段からの光を屈折・出射さ
   せて前記光軸上に収束させる第２凸準円錐面を有してい
   る、ことを特徴とする、請求項２に記載のモード入替え
   機能を持つ光ファイバコネクタ。
10. 【請求項１０】 両端に１対の凸準円錐面を有する透明
    部材からなり、前記凸準円錐面は凸円錐面を基本とし光
    軸を含む断面形状において稜線が外方に凸の曲線からな
    る、モード入替え機能を持つ光ファイバコネクタ。
11. 【請求項１１】 前記第１手段は、前記第１の光ファイ
    バから発散状態で出射される光を径方向外方へと屈折さ
    せ光軸を含む断面内において該光軸に対し斜めに並進さ
    せる第１特殊レンズと、該第１特殊レンズからの光を径
    方向内方へと反射させ光軸を含む断面内において該光軸
    に対し斜めに並進させる円筒形状反射部材とを有してお
    り、 前記第２手段は、前記第１手段からの光を屈折・出射さ
    せて前記光軸上に収束させる第２特殊レンズを有してい
    る、ことを特徴とする、請求項２に記載のモード入替え
    機能を持つ光ファイバコネクタ。
12. 【請求項１２】 光軸上で対向配置された１対の特殊レ
    ンズと、該１対の特殊レンズの間においてこれら特殊レ
    ンズと光軸を共有し該特殊レンズの径方向外方に配置さ
    れた円筒形状反射部材とからなり、前記特殊レンズは光
    軸から遠ざかるにつれて屈折機能が小さくなるような形
    状とされている、モード入替え機能を持つ光ファイバコ
    ネクタ。
13. 【請求項１３】 前記第１手段は、前記第１の光ファイ
    バの出射光を光軸と一定の角度をもつ軸対称な光線群に
    変換する機能を有し該光軸に対して回転対称な第１光学
    素子、及び、前記光線群の光軸から遠く離れた成分を光
    軸付近の位置へと変更し且つ前記光線群の光軸付近の成
    分を光軸から遠く離れた位置へと変更する機能を有し該
    光軸に対して回転対称な光路変更体、を有しており、 前記第２手段は、前記光線群を前記第２の光ファイバの
    入射端に収束可能な機能を有し前記光軸に対して回転対
    称な第２光学素子を有している、ことを特徴とする、請
    求項２に記載のモード入替え機能を持つ光ファイバコネ
    クタ。