JPH10206608A - Refractive index distributed lens and optical fiber connector using this - Google Patents

Refractive index distributed lens and optical fiber connector using this

Info

Publication number
JPH10206608A
JPH10206608A JP1364997A JP1364997A JPH10206608A JP H10206608 A JPH10206608 A JP H10206608A JP 1364997 A JP1364997 A JP 1364997A JP 1364997 A JP1364997 A JP 1364997A JP H10206608 A JPH10206608 A JP H10206608A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical fiber
refractive index
cylindrical lens
light
optical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP1364997A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3916280B2 (en
Inventor
Kikue Irie
菊枝 入江
Noriji Ooishi
則司 大石
Yoshihiro Uozu
吉弘 魚津
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Rayon Co Ltd filed Critical Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority to JP01364997A priority Critical patent/JP3916280B2/en
Publication of JPH10206608A publication Critical patent/JPH10206608A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3916280B2 publication Critical patent/JP3916280B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide refractive index distributed cylindrical lenses which can improve a transmission band to transmit a light signal using multimode step index type (SI type) optical fibers and are used to increase a transmittable information quantity by providing the specific refractive index distribution. SOLUTION: An optical fiber connector 23 is arranged in a coaxial shape between SI type optical fibers 21 and 22. The connector 23 is composed of two refractive index distributed cylindrical lenses 3 and 4 and a single refractive index distributed cylindrical lens 5 arranged between these. In both the cylindrical lenses 3 to 5, a refractive index is a function of a distance (r) from the central axis. The refractive index distribution of the cylindrical lenses 3 and 4 takes a shape of a monotone reduction function by which the refractive index is highest in a position of the central axis and the refractive index gradually becomes small as a radius becomes large. The refractive index distribution of the cylindrical lens 5 becomes a convex curve besides taking a maximum value in a specific value (rm ).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical signal transmission technique using an optical fiber, and more particularly, to a multimode step index type optical fiber (hereinafter simply referred to as "SI type optical fiber"). The present invention relates to a mode switching optical fiber connector used to increase the amount of information that can be transmitted in the used optical signal transmission.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art SI type optical fibers are widely used as a medium for transmitting optical signals. There are many modes in light propagating through an SI type optical fiber. Therefore, in the optical signal transmission using the SI type optical fiber, the light of the higher order mode having a large incident angle and the output angle with respect to the end face of the optical fiber is more light than the light of the low order mode having the small incident angle and the output angle with the end face of the optical fiber. Since the propagation speed in the longitudinal direction of the fiber becomes slow, there is a mode dispersion phenomenon that the propagation speed in the longitudinal direction of the optical fiber differs depending on the mode. As a result, the pulse shape of the signal pulse incident from the incident end is deteriorated at the output end by combining the low-order mode light and the high-order mode light. For this reason, there is a problem that a signal of a particularly high frequency cannot be transmitted.

【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。
[0003] The frequency range of a signal that can be transmitted is called a transmission band, and is generally indicated by an upper limit frequency value at which transmission is possible. The fact that the transmission band is wide means that the amount of information that can be transmitted in a given time can be increased.

【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。
In the optical signal transmission using the SI type optical fiber, as described above, the transmission band is limited due to the signal degradation due to the mode dispersion. Low at 10 MHz.

【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のに使用される光学要素を提供する
ことを目的とするものである。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical element used to greatly improve the transmission band of optical signal transmission using an SI type optical fiber and increase the amount of information that can be transmitted. Things.

【0006】[0006]

【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、中心軸からの距離rの
関数で表される屈折率分布n(r)[0≦r≦r0 ]を
持ち、該屈折率分布n(r)は前記rが0を越え且つr
0 未満である特定値rmにおいて極大値を有する上に凸
の関数である、屈折率分布型円柱レンズ、が提供され
る。
According to the present invention, a refractive index distribution n (r) [0 ≦ r ≦ r expressed as a function of a distance r from a central axis is achieved to achieve the above object. 0 ], and the refractive index distribution n (r) is such that r exceeds 0 and r
Is a convex function above having maximum values at a particular value r m is less than 0, the refractive index distribution type cylindrical lens, is provided.

【0007】本発明の一態様においては、rm =r0
2である。
In one aspect of the invention, r m = r 0 /
2.

【0008】屈折率分布n(r)の好ましい態様は、例
えば、rm =r0 /2でn(rm −r)=n(rm
r)を満たす上に凸の関数であり、具体的にはrm にお
ける屈折率をnm とした場合に n(r)=rm −a(r−rm2 の如き式で近似できる関数である。
A preferred embodiment of the refractive index distribution n (r) is, for example, in r m = r 0/2 n (r m -r) = n (r m +
a convex function on satisfying r), in particular can be approximated by such n (r) = a r m -a (r-r m ) 2 wherein in the case where the refractive index at r m and n m Function.

【0009】また、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
しめられる光ファイバコネクタであって、この光ファイ
バコネクタは、前記第1の光ファイバの出射端及び前記
第2の光ファイバの入射端と共通の光軸を持つように配
置され、前記の屈折率分布型円柱レンズ5の第1の端面
及び第2の端面に、屈折率分布が中心軸からの距離Rの
関数であって上に凸の滑らかな単調減少関数N(R)で
表される第1の屈折率分布型円柱レンズ3及び第2の屈
折率分布型円柱レンズ4をそれぞれ備えており、前記第
1の屈折率分布型円柱レンズ3は前記第1の光ファイバ
の出射端から出射される光を前記屈折率分布型円柱レン
ズ5の第1の端面に導く機能を有し、前記第2の屈折率
分布型円柱レンズ4は前記屈折率分布型円柱レンズ5の
第2の端面から出射される光を前記第2の光ファイバの
入射端に収束させて導く機能を有し、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が前記第2の光ファイバへと前記
光軸に対して比較的小さな傾きをもって低次モード光と
して入射され、且つ前記第1の光ファイバから前記光軸
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
ド光が前記第2の光ファイバへと前記光軸に対して比較
的大きな傾きをもって高次モード光として入射されるよ
うに構成されている、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。
According to the present invention, a first optical fiber on the light incident side and a light emitting side on the light incident side when transmitting an optical signal using a step index type optical fiber are provided. An optical fiber connector interposed between the optical fiber connector and the second optical fiber, wherein the optical fiber connector has an optical axis common to the output end of the first optical fiber and the input end of the second optical fiber. The refractive index distribution is a function of the distance R from the center axis, and is a smooth monotonous convex on the first end face and the second end face of the refractive index distribution type cylindrical lens 5. A first gradient index cylindrical lens 3 and a second gradient index cylindrical lens 4 each represented by a decreasing function N (R) are provided, and the first gradient index cylindrical lens 3 is Output from the output end of the first optical fiber Having the function of guiding the incident light to the first end face of the refractive index distribution type cylindrical lens 5, and the second refractive index distribution type cylindrical lens 4 is emitted from the second end face of the refractive index distribution type cylindrical lens 5. Has a function of converging and guiding the light to be incident on the incident end of the second optical fiber, and the higher-order mode light emitted from the first optical fiber with a relatively large inclination with respect to the optical axis is the Low-order mode light is incident on the second optical fiber with a relatively small inclination with respect to the optical axis as low-order mode light, and is emitted from the first optical fiber with a relatively small inclination with respect to the optical axis. An optical fiber having a mode switching function, wherein the mode light is incident on the second optical fiber as higher-order mode light with a relatively large inclination with respect to the optical axis. Connector, but It is subjected.

【0010】また、本発明によれば、以上の如き目的を
達成するものとして、前記光ファイバコネクタにおい
て、前記第1の屈折率分布型円柱レンズ3の代わりに同
様の機能を有する少なくとも1つの凸レンズを配置し、
前記第2の屈折率分布型円柱レンズ4の代わりに同様の
機能を有する少なくとも1つの凸レンズを配置してな
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。
According to the present invention, in order to achieve the above object, at least one convex lens having a similar function in the optical fiber connector in place of the first gradient index cylindrical lens 3 is provided. And place
An optical fiber connector having a mode switching function, in which at least one convex lens having a similar function is arranged instead of the second gradient index cylindrical lens 4.

【0011】[0011]

【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。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0012】先ず、本発明のモード入替え機能を持つ光
ファイバコネクタの使用される光信号伝送方法について
説明する。図1はこ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。
First, an optical signal transmission method using an optical fiber connector having a mode switching function according to the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic sectional view showing one embodiment of this optical signal transmission method, and FIG. 2 is a schematic view showing the entire transmission line.

【0013】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。
In the following, for convenience of explanation, light near the optical axis is representatively illustrated and described as low-order mode light, and light near the outer peripheral portion (peripheral portion) farthest from the optical axis is described as high-order mode light. A representative illustration will be given. However, the low-order mode light and the high-order mode light referred to in the present invention are, of course, not limited to these illustrated ones.

【0014】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。
1 and 2, reference numeral 21 denotes a first SI.
Reference numeral 22 denotes a second SI type optical fiber, and reference numeral 23 denotes an optical fiber connector for connecting these two optical fibers 21 and 22. The optical fiber 21 includes a core 21a and a clad 21b, and the optical fiber 22 includes a core 22a and a clad 22b.

【0015】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)。
As shown in FIG. 2, an optical signal is input from one end of the optical fiber 21 (IN), is output from the other end of the optical fiber 21, and is output from one end of the optical fiber connector 23. Optical fiber connector 2
The light exits from the other end of the optical fiber 22, enters one end of the optical fiber 22, and exits from the other end of the optical fiber 22 (OUT).

【0016】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。
This will be described in more detail with reference to FIG. The low-order mode light (light having a small incident angle) A and the high-order mode light (light having a large incident angle) B simultaneously incident on one end face of the optical fiber 21 propagate through the optical fiber 21, respectively. The light exits from the other end face of the optical fiber 21 as A ′ and B ′. At the time of this emission, the higher-order mode light B ′ has a time delay Δt with respect to the lower-order mode light A ′. These lights A ′ and B ′ enter one end face of the optical fiber 22 via the optical fiber connector 23.

【0017】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。
In this embodiment, the optical fiber connector 23
At the time of incidence, the light A ', which was in the low-order mode at the time of incidence, is converted into high-order mode light and emitted, and the light B', which was at the high-order mode at the time of incidence, is converted into low-order mode light and emitted. Thus, the mode is switched in the optical fiber connector 23, and the light A ′ enters the one end face of the optical fiber 22 as the higher-order mode and the light B ′ enters the lower-order mode.

【0018】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。
Accordingly, the low-order mode light B ′ and the high-order mode light A ′ that have entered the one end face of the optical fiber 22 with a time shift Δt propagate through the optical fiber 22 and the other end of the optical fiber 22. When the light is emitted from the end face as B ″ and A ″, the time shift Δt at the time of incidence on the optical fiber 22 is eliminated, and the low-order mode light B ″ and the high-order mode light A ″ are emitted almost simultaneously. This eliminates mode dispersion,
The transmission bandwidth is improved.

【0019】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。
In principle, the length of the optical fiber 21 and the length of the optical fiber 22 should be equal. In this case, the effect of improving the transmission band is maximized. Even if the length is slightly different, a sufficient effect is recognized. For example, even if the length of the optical fiber 21 differs from the length of the optical fiber 22 by about 20%, the decrease in the transmission band is slight. Further, even if the difference between the length of the optical fiber 21 and the length of the optical fiber 22 is increased to about 50%, a transmission band about twice as large as when the transmission method of the present invention is not used can be obtained, and a clear effect is obtained. Is recognized.

【0020】図3は以上のような光伝送方法に用いられ
る本発明の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。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing a first embodiment of the optical fiber connector 23 of the present invention used in the above-described optical transmission method, and FIG. 4 is a schematic perspective view thereof.

【0021】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が同軸状に配置されている。光ファイバコネ
クタ23は2つの第1種の屈折率分布型円柱レンズ3,
4とこれらの間に配置された1つの第2種の屈折率分布
型円柱レンズ5とからなる。
In this embodiment, the exit end of the SI optical fiber 21 and the entrance end of the SI optical fiber 22 are coaxially opposed to each other. Between these, the optical fiber connector 23 is coaxially arranged. The optical fiber connector 23 includes two first type gradient index cylindrical lenses 3,
4 and a second type of graded index cylindrical lens 5 disposed between them.

【0022】図5及び図6は以上のような円柱レンズ
3,4,5の特性及び機能を説明するための概略図であ
る。図5に示されているように、円柱レンズ3,4,5
はいずれも、屈折率が中心軸Zからの距離r,Rの関数
である。円柱レンズ3,4の屈折率分布をN(R)と
し、円柱レンズ5の屈折率分布をn(r)とすると、こ
れらの屈折率分布は、図6の様になっている。即ち、円
柱レンズ3,4としては、たとえば、等倍結像素子とし
てのアレイに利用されているものが例示される。屈折率
分布N(R)は、中心軸Z(光ファイバ21,22の光
軸と合致する様にして配置される)の位置(即ちR=
0)が最も屈折率が高く、半径Rが大きくなるにつれて
次第に屈折率が小さくなる単調減少関数の形態をとる。
この曲線は例えば2次曲線あるいは4次曲線で近似され
る。これに対して、本発明による円柱レンズ5の屈折率
分布n(r)は、図6の実線に示すとおり、特定値rm
で極大値をとる上に凸の曲線となる。円柱レンズ5の断
面全体が有効に機能するためには、rm をr0 /2に等
しくすることが望ましい。rm がr0 /2より小さいと
半径が2rm を越える外周部が利用されなくなり、rm
がr0 /2より大きいと半径が(2rm −r0 )より小
さい内周部が利用されなくなり、無駄を生ずる。
FIGS. 5 and 6 are schematic diagrams for explaining the characteristics and functions of the cylindrical lenses 3, 4, and 5 described above. As shown in FIG. 5, cylindrical lenses 3, 4, 5
Are the functions of the refractive indices r and R from the central axis Z. Assuming that the refractive index distributions of the cylindrical lenses 3 and 4 are N (R) and the refractive index distribution of the cylindrical lens 5 is n (r), these refractive index distributions are as shown in FIG. That is, examples of the cylindrical lenses 3 and 4 include, for example, those used in an array as an equal-magnification imaging element. The refractive index distribution N (R) is determined by the position of the central axis Z (arranged so as to match the optical axes of the optical fibers 21 and 22) (that is, R =
0) has the highest refractive index, and takes the form of a monotonically decreasing function in which the refractive index gradually decreases as the radius R increases.
This curve is approximated by, for example, a quadratic curve or a quartic curve. In contrast, the refractive index of the cylindrical lens 5 according to the present invention the distribution n (r), as shown in solid line in FIG. 6, certain values r m
The curve becomes an upwardly convex curve having a maximum value at. For the whole cross section of the cylindrical lens 5 to function effectively, it is desirable to equalize the r m to r 0/2. r m is r 0/2 smaller than the radius no longer utilized outer circumference exceeding 2r m, r m
There r 0/2 greater than a radius (2r m -r 0) no longer less than the peripheral portion is utilized, resulting in waste.

【0023】図3に示されている様に、光ファイバ21
の出射端から出射した光は、円柱レンズ3を通って、円
柱レンズ5の一端面に入射する。その際、光ファイバ2
1の出射端から出射した光はその出射角に対応した位置
に収束され、高次モード光は破線で示されている様に円
柱レンズ5の周辺部に入射し、一方、低次モード光は実
線で示されている様に円柱レンズ5の中心部に入射す
る。円柱レンズ5の長さ並びに屈折率及びその分布を適
正に設定することで、円柱レンズ5の一端面の周辺部に
入射した高次モード光を他端面の中心部から出射させる
ことができ、円柱レンズ5の一端面の中心部に入射した
低次モード光を他端面の周辺部から出射させることがで
きる。これらの出射光は、円柱レンズ4へと入射し、そ
の入射位置に対応した角度の光に変換された上で、光フ
ァイバ22の入射端へと入射する。即ち、円柱レンズ4
は、円柱レンズ5の出射端面の外周部からの光を第2の
光ファイバ22に高次モード光として入射させるととも
に、円柱レンズ5の出射端面の中心部からの光を第2の
光ファイバ22に低次モード光として入射させる。
As shown in FIG.
The light emitted from the emission end of the lens passes through the cylindrical lens 3 and enters one end surface of the cylindrical lens 5. At that time, the optical fiber 2
1 is converged to a position corresponding to the exit angle, the higher-order mode light enters the periphery of the cylindrical lens 5 as shown by the broken line, while the lower-order mode light As shown by the solid line, the light enters the center of the cylindrical lens 5. By appropriately setting the length, the refractive index, and the distribution of the cylindrical lens 5, the higher-order mode light that has entered the peripheral portion of the one end surface of the cylindrical lens 5 can be emitted from the central portion of the other end surface, The low-order mode light that has entered the center of one end of the lens 5 can be emitted from the periphery of the other end. These outgoing lights enter the cylindrical lens 4, are converted into light having an angle corresponding to the incident position, and then enter the incident end of the optical fiber 22. That is, the cylindrical lens 4
Is to make the light from the outer peripheral portion of the output end face of the cylindrical lens 5 incident on the second optical fiber 22 as higher-order mode light, and to transmit the light from the central portion of the output end face of the cylindrical lens 5 to the second optical fiber 22. At a low-order mode.

【0024】かくして、光ファイバ21から円柱レンズ
3を通って円柱レンズ5の周辺部に入射した高次モード
光は、円柱レンズ4を通って光ファイバ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から円柱レンズ3を通って円柱レンズ5
の中心部に入射した低次モード光は、円柱レンズ4を通
って光ファイバ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。
Thus, when the higher-order mode light that has entered the peripheral portion of the cylindrical lens 5 from the optical fiber 21 through the cylindrical lens 3 enters the optical fiber 22 through the cylindrical lens 4, Since the angle between them is small, the light is introduced into the optical fiber 22 as low-order mode light, while
From the optical fiber 21 through the cylindrical lens 3 to the cylindrical lens 5
When entering the optical fiber 22 through the cylindrical lens 4, the low-order mode light that has entered the center of the optical fiber has a large angle with the optical axis, so that it enters the optical fiber 22 as higher-order mode light. Is introduced. Thus, the low-order mode light and the high-order mode light are converted (replaced) by the optical fiber connector 23.

【0025】円柱レンズ3,4を製造する方法として
は、たとえば、有機重合体と単量体とからなる3種類以
上の未硬化状混合物を同心円状に多層紡糸して、中心部
から外周部に向かって屈折率が順次減少したファイバ状
の未硬化物積層体を形成し、この積層体の各層間の屈折
率分布が連続的に変化する様に隣接層間の成分の相互拡
散を行いながら或は相互拡散を行った後に、積層体を硬
化処理して屈折率分布型の光ファイバを得(前記特開平
3−174105号公報参照)、これを適宜の長さに切
断する方法が挙げられる。更に、ファイバを延伸して細
径化することで、屈折率分布を調整することもできる。
As a method for producing the cylindrical lenses 3 and 4, for example, three or more uncured mixtures composed of an organic polymer and a monomer are concentrically multilayered and spun from the center to the outer periphery. Forming a fiber-like uncured product laminate whose refractive index decreases gradually toward the other, while interdiffusing components between adjacent layers so that the refractive index distribution between each layer of the laminate changes continuously or After mutual diffusion, the laminate is cured to obtain a refractive index distribution type optical fiber (see JP-A-3-174105), and the optical fiber is cut into appropriate lengths. Further, the refractive index distribution can be adjusted by stretching the fiber to reduce the diameter.

【0026】同様にして、本発明の円柱レンズ5を製造
することができる。この場合には、多層紡糸の際に、中
心部から外周部に向かって一旦屈折率が順次増加し続い
て屈折率が順次減少する様にしたファイバ状の未硬化物
積層体を形成し、この積層体の各層間の屈折率分布が連
続的に変化する様に隣接層間の成分の相互拡散を行いな
がら或は相互拡散を行った後に、積層体を硬化処理すれ
ばよい。
Similarly, the cylindrical lens 5 of the present invention can be manufactured. In this case, at the time of multilayer spinning, a fiber-like uncured product laminate is formed in which the refractive index is sequentially increased from the central portion to the outer peripheral portion, and then the refractive index is sequentially decreased. The laminate may be cured while inter-diffusion of components between adjacent layers is performed or after inter-diffusion is performed so that the refractive index distribution between the layers of the laminate continuously changes.

【0027】図7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。
FIG. 7 shows a second embodiment of the optical fiber connector according to the present invention.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing the embodiment, and FIG. 8 is a schematic perspective view thereof. In these drawings, members having the same functions as those in FIGS. 1 to 6 are denoted by the same reference numerals.

【0028】本実施形態では、光ファイバコネクタ23
は円柱レンズ5と、該円柱レンズ5への光入射側に配置
された2つの凸レンズ9,10と円柱レンズ5の光出射
側に配置された2つの凸レンズ11,12とからなる。
凸レンズ9は光ファイバ21の出射端に取り付けられて
おり、凸レンズ11は光ファイバ22の入射端に取り付
けられており、これら凸レンズ9,11は同等のもので
ある。また、凸レンズ10は円柱レンズ5の入射端に取
り付けられており、凸レンズ12は円柱レンズ5の出射
端に取り付けられており、これら凸レンズ10,12は
同等のものである。
In this embodiment, the optical fiber connector 23
Is composed of a cylindrical lens 5, two convex lenses 9, 10 arranged on the light incident side to the cylindrical lens 5, and two convex lenses 11, 12 arranged on the light emitting side of the cylindrical lens 5.
The convex lens 9 is attached to the exit end of the optical fiber 21, and the convex lens 11 is attached to the entrance end of the optical fiber 22, and these convex lenses 9 and 11 are equivalent. The convex lens 10 is attached to the entrance end of the cylindrical lens 5, and the convex lens 12 is attached to the exit end of the cylindrical lens 5, and these convex lenses 10 and 12 are equivalent.

【0029】本実施形態では、図3及び図4の実施形態
の円柱レンズ3の機能を凸レンズ9,10に負担させて
おり、図3及び図4の実施形態の円柱レンズ4の機能を
凸レンズ11,12に負担させている。凸レンズ9,1
0を一体化し、凸レンズ11,12を一体化することも
できる。
In this embodiment, the function of the cylindrical lens 3 in the embodiment of FIGS. 3 and 4 is borne by the convex lenses 9 and 10, and the function of the cylindrical lens 4 in the embodiment of FIGS. , 12. Convex lens 9,1
0 may be integrated, and the convex lenses 11 and 12 may be integrated.

【0030】本実施形態は図3及び図4の実施形態と同
等の作用効果を奏する。
This embodiment has the same operation and effects as those of the embodiment shown in FIGS.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上述べたように、光ファイバ伝送路の
途中に本発明による特殊な屈折率分布型レンズを用いた
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。
As described above, the mode dispersion can be suppressed by interposing the optical fiber connector having the mode switching function using the special gradient index lens according to the present invention in the middle of the optical fiber transmission line. Thus, the transmission band can be improved, and the amount of information that can be transmitted can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】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。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an embodiment of an optical signal transmission method.

【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。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the entire transmission path of the optical signal transmission method of FIG.

【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。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing an embodiment of the optical fiber connector of the present invention.

【図4】図3の光ファイバコネクタの概略斜視図であ
る。
FIG. 4 is a schematic perspective view of the optical fiber connector of FIG.

【図5】本発明の光ファイバコネクタに使用される屈折
率分布型円柱レンズの特性及び機能を説明するための概
略図。
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining characteristics and functions of a gradient index cylindrical lens used in the optical fiber connector of the present invention.

【図6】本発明の光ファイバコネクタに使用される屈折
率分布型円柱レンズの特性及び機能を説明するための概
略図。
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining characteristics and functions of a gradient index cylindrical lens used in the optical fiber connector of the present invention.

【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。
FIG. 7 is a schematic sectional view showing an embodiment of the optical fiber connector of the present invention.

【図8】図7の光ファイバコネクタの概略斜視図であ
る。
FIG. 8 is a schematic perspective view of the optical fiber connector of FIG. 7;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3,4,5 屈折率分布型円柱レンズ 9,10,11,12 凸レンズ 21,22 光ファイバ 23 光ファイバコネクタ 3, 4, 5 Refractive index distribution type cylindrical lens 9, 10, 11, 12 Convex lens 21, 22 Optical fiber 23 Optical fiber connector

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 中心軸からの距離rの関数で表される屈
折率分布n(r)[0≦r≦r0 ]を持ち、該屈折率分
布n(r)は前記rが0を越え且つr0 未満である特定
値rm において極大値を有する上に凸の関数である、屈
折率分布型円柱レンズ。
1. A refractive index distribution n (r) [0 ≦ r ≦ r 0 ] represented by a function of a distance r from a central axis, wherein the refractive index distribution n (r) is larger than 0 and a function of convex above having maximum values at a particular value r m is less than r 0, the refractive index distribution type cylindrical lens.
【請求項2】 rm =r0 /2である、請求項1に記載
の屈折率分布型円柱レンズ。
Wherein a r m = r 0/2, a refractive index distribution type cylindrical lens according to claim 1.
【請求項3】 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
れる光ファイバコネクタであって、 この光ファイバコネクタは、 前記第1の光ファイバの出射端及び前記第2の光ファイ
バの入射端と共通の光軸を持つように配置され、 請求項1または請求項2に記載の屈折率分布型円柱レン
ズ(5)の第1の端面及び第2の端面に、屈折率分布が
中心軸からの距離Rの関数であって上に凸の滑らかな単
調減少関数N(R)で表される第1の屈折率分布型円柱
レンズ(3)及び第2の屈折率分布型円柱レンズ(4)
をそれぞれ備えており、前記第1の屈折率分布型円柱レ
ンズ(3)は前記第1の光ファイバの出射端から出射さ
れる光を前記屈折率分布型円柱レンズ(5)の第1の端
面に導く機能を有し、前記第2の屈折率分布型円柱レン
ズ(4)は前記屈折率分布型円柱レンズ(5)の第2の
端面から出射される光を前記第2の光ファイバの入射端
に収束させて導く機能を有し、 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が前記第2の光
ファイバへと前記光軸に対して比較的小さな傾きをもっ
て低次モード光として入射され、且つ前記第1の光ファ
イバから前記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が前記第2の光ファイバへと前記
光軸に対して比較的大きな傾きをもって高次モード光と
して入射されるように構成されている、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. An optical fiber connector interposed between a first optical fiber on the light incident side and a second optical fiber on the light emitting side when transmitting an optical signal using a step index type optical fiber. 3. The optical fiber connector according to claim 1, wherein the optical fiber connector is disposed so as to have a common optical axis with an output end of the first optical fiber and an input end of the second optical fiber. 4. The refractive index distribution is a function of the distance R from the center axis, and is a smooth monotonically decreasing function N (R) convex upward on the first end face and the second end face of the refractive index distribution type cylindrical lens (5). A first gradient index cylindrical lens (3) and a second gradient index cylindrical lens (4)
And the first gradient index cylindrical lens (3) is configured to convert the light emitted from the emission end of the first optical fiber to the first end face of the gradient index cylindrical lens (5). And the second gradient index cylindrical lens (4) converts the light emitted from the second end face of the gradient index cylindrical lens (5) into the second optical fiber. A higher-order mode light emitted from the first optical fiber with a relatively large inclination with respect to the optical axis to the second optical fiber with respect to the optical axis. The low-order mode light which is incident as a low-order mode light with a relatively small inclination and is emitted from the first optical fiber with a relatively small inclination with respect to the optical axis is incident on the second optical fiber. High with relatively large inclination to the optical axis An optical fiber connector having a mode switching function, wherein the optical fiber connector is configured to be incident as next mode light.
【請求項4】 請求項3において、 前記第1の屈折率分布型円柱レンズ(3)の代わりに同
様の機能を有する少なくとも1つの凸レンズを配置し、 前記第2の屈折率分布型円柱レンズ(4)の代わりに同
様の機能を有する少なくとも1つの凸レンズを配置して
なる光ファイバコネクタ。
4. The method according to claim 3, wherein at least one convex lens having a similar function is disposed in place of the first gradient index cylindrical lens (3), and the second gradient index cylindrical lens ( An optical fiber connector in which at least one convex lens having a similar function is arranged instead of 4).
JP01364997A 1997-01-28 1997-01-28 Optical fiber connector using gradient index lens Expired - Fee Related JP3916280B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP01364997A JP3916280B2 (en) 1997-01-28 1997-01-28 Optical fiber connector using gradient index lens

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP01364997A JP3916280B2 (en) 1997-01-28 1997-01-28 Optical fiber connector using gradient index lens

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10206608A true JPH10206608A (en) 1998-08-07
JP3916280B2 JP3916280B2 (en) 2007-05-16

Family

ID=11839085

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP01364997A Expired - Fee Related JP3916280B2 (en) 1997-01-28 1997-01-28 Optical fiber connector using gradient index lens

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3916280B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008052284A (en) * 2007-09-10 2008-03-06 Teruki Nobuyoshi Optical lens system and method of manufacturing lens of optical lens system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008052284A (en) * 2007-09-10 2008-03-06 Teruki Nobuyoshi Optical lens system and method of manufacturing lens of optical lens system

Also Published As

Publication number Publication date
JP3916280B2 (en) 2007-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4750802A (en) Optical fiber dispersion compensator
CA2253579A1 (en) Single mode optical fiber having multi-step core structure and method of fabricating the same
US7221846B2 (en) Optical communication system
US4817205A (en) Bimodal optical fiber communication system using graded index fiber
JP3681938B2 (en) Polymer fiber optical transmission system
JP4612273B2 (en) Plastic optical fiber, optical fiber cable, and optical transmission device
JP3521326B2 (en) Optical fiber, optical receiving device and optical transmitting device
JPH10206608A (en) Refractive index distributed lens and optical fiber connector using this
US7734136B2 (en) Single mode optical fibre as well as optical communication system
US6621644B2 (en) Optical wavelength-demultiplexer with an improved optical lens
JP3620813B2 (en) Gradient index lens and optical fiber connector with mode switching function
TWI839976B (en) Optical lens assembly
CN213365087U (en) Optical filtering system for multiple filtering
JP3963389B2 (en) Optical fiber connector with lens and mode switching function
JP3562921B2 (en) Optical fiber connector with mode switching function
JPS6057048B2 (en) graded lens
JP3662668B2 (en) Optical fiber
JPH10197738A (en) Optical signal transmitting method using optical fiber, and optical fiber connector with mode switching function used for the same method
AU5655300A (en) Use of mode-coupled optical fiber in communications systems
JP7312900B1 (en) Optical branch module
CN110471143B (en) Optical fiber coupler based on multi-wavelength photon sieve array
JP3662669B2 (en) Optical fiber
US6501894B2 (en) Plastic optical fiber
WO2021177367A1 (en) Optical waveguide device and optical communication system including same
JP3745831B2 (en) Optical fiber

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061115

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070115

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070202

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070206

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100216

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110216

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110216

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120216

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120216

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120216

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130216

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130216

Year of fee payment: 6

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130216

Year of fee payment: 6

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130216

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140216

Year of fee payment: 7

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees